KR20140133581A

KR20140133581A - 마이크로파 장치

Info

Publication number: KR20140133581A
Application number: KR20147025870A
Authority: KR
Inventors: 클라우디오 아마빌레; 시몬느 카사리노; 네비오 토소라티
Original assignee: 에이치.에스. – 호스피탈 서비스 에스.피.에이.
Priority date: 2012-02-17
Filing date: 2013-02-18
Publication date: 2014-11-19
Also published as: CN104185454A; HK1200072A1; JP2015509390A; JP6169621B2; US10098696B2; ITMO20120041A1; EP2819605B1; CN104185454B; EP2819605A1; US20150038956A1; ES2581536T3; WO2013121403A1

Abstract

생체 조직의 절제를 위한 마이크로파 장치(10; 100)는 유전 물질층에 의해 둘러싸인 내부 전도체(13)와, 상기 유전 물질층에 외측으로 동축인 외부 전도체(12)를 포함하는 동축 안테나(11), 상기 내부 전도체(13)에 전기적 연결된 금속 팁(14), 및 단락 회로(short circuit)에서 끝나는 1/4 파장 임피던스 변성기(16; 116)를 포함하며; 상기 임피던스 변성기(16; 116)는 상기 유전 물질의 표면 상에 금속 물질을 부착함으로써 얻어진 금속 물질층(16a; 116a)으로 덮인 근위 단부를 갖는 유전 물질로 이루어진 슬리브(15; 115)를 포함하고; 상기 금속 물질층(16a; 116a)은 상기 장치(10; 100)의 작동 주파수에서 상기 유전 물질 내의 전자기장의 파장의 1/4 근방의 길이, 또는 상기 파장의 1/4의 홀수배의 길이로 연장되고; 상기 금속 물질층은 상기 외부 전도체(12)에 전기적 연결되고, 상기 슬리브(15; 115) 위에 삽입된 금속 캐뉼라(19)를 더 포함하며, 상기 금속 캐뉼라는 접착, 납땜, 용적 또는 기계적 간섭에 의해 상기 금속 물질층(16a; 116a)에 연결된다.

Description

마이크로파 장치{MICROWAVE DEVICE FOR TISSUE ABLATION}

본 발명은 조직 절제를 위한 마이크로파 장치, 특히 생체 조직의 하이퍼서멀 처리(hyperthermal treatment), 특히 상기 조직의 열소작요법을 위한 인터스티셜 마이크로파 어플리케이터(interstitial microwave applicator)에 관한 것이다.

열소작요법(thermoablation)은 비가역적 손상 임계값 이상으로 세포 온도를 증가시킴으로써 목표 조직을 파괴하는 것으로 이루어진다. 이러한 임계값은 소정의 온도에서의 노출 시간에 관련되고; 50℃ 내지 60℃로 이루어진 온도의 경우에, 그 시간이 몇 분인 반면, 60℃ 이상에서는 세포가 거의 즉사한다. 사실상 침습성 어플리케이터(invasive applicators)에 의해 목표 조직 내에 에너지를 제공함으로써 온도 증가가 얻어진다. 열소작요법을 위해 통상적으로 이용되는 에너지 형태는 기계적 파동, 무선주파수 전류, 적외선 방사, 마이크로파를 포함한다.

열소작요법을 위한 에너지의 가장 유망한 형태 중 하나는 현재 마이크로파 에너지로서, 에너지 전달 효율과 생체 조직 내로의 침투 깊이 간에 우수한 절충을 제공한다. 열소작요법을 위해 의도된 조직 내에 마이크로파 에너지를 보내는 것은 내부 전도체를 포함하는 동축 안테나, 상기 내부 전도체의 전체 길이를 덮는 유전 물질층, 안테나의 방사 단부(radiant end)를 구성하는 상기 유전 물질층과 내부 전도체의 말단부를 제외하고 동축으로 덮는 외부 전도체로 이루어진 인터스티셜 어플리케이터의 경피적(percutaneous), 내시경적(endoscopic), 개복적(laparotomic) 또는 복강경적(laparoscopic)인 삽입에 의해 발생한다. 열소작요법을 위한 안테나의 설계는, 그 제조 용도에 관련된 소정의 구성요건, 특히 생체 적합성(biocompatibility), 큰 기계적 저항성(great mechanical resistance), 구형 응고 괴사(spherical coagulative necrosis), 가능한 한 작은 안테나의 직경을 고려해야 한다.

구형 응고 괴사를 보장하기 위한 안테나는, 안테나의 공급 라인에 발생된 열을 분산시키기 위한 냉각 시스템과 교대로 구형인 방사선 수치 양자를 필요로 한다. 마이크로파 열소작요법 시스템의 작동 주파수에서, 동축 케이블을 통한 수송력은 동축 케이블의 가열에 상응하는 큰 감쇠를 특징으로 한다. 발생된 열은 안테나의 전체 길이에 걸쳐 안테나의 외측 스템과 접촉하는 조직의 괴사를 야기할 수 있다. 공급 라인의 냉각 회로가 존재하면, 열을 제거가능하고, 이에 따라 괴사의 특이성이 감소된다.

마이크로파 열소작요법 안테나를 위한 다수의 설계에서의 통상적인 문제점은 결과적으로 일어나는 낮은 구형성으로 인해, 안테나 공급 라인을 따라 방사선 수치가 늘어난다는 것이다. 이는 안테나 설계에 대한 상이한 개선에 의해 회피될 수 있다. 방사선 수치의 양호한 제한을 유지하는 가장 통상적인 방법 중 하나는, 단락 회로에서 끝나는 1/4 파장 임피던스 변성기를 형성하는 전자기식 쵸크, 또는 단순히 쵸크로 불리는 장치를 이용하는 것이다. 물리적으로, 쵸크는 안테나의 외부 전도체를 동축으로 둘러싸는 원통형 전도체로 이루어진 동축 라인이며, 그 근위 단부에서 단락 회로 내에 폐쇄되는 반면, 그 말단부에서 개방된다. 용어 "원위(distal)" 및 "근위(proximal)"는 장치의 단부, 또는 안테나의 팁에 각각 면하거나 또는 반대방향으로의 부분 또는 구성요소의 단부를 지칭한다.

안테나의 원통형 전도체와 외부 전도체 사이에, 유전 물질로 이루어진 하나 이상의 슬리브가 개재되어 쵸크의 전체 길이를 충전한다. 쵸크의 길이는 안테나에 의해 방출되는 마이크로파의 상기 유전체 내에 1/4 파장의 홀수(보통 하나)와 동일하다. 1/4 파장과는 매우 상이한 길이는 쵸크의 서브-최적의 특성을 제공하고, 그럼에도 안테나의 방사선 수치의 근위적 제한 및 그에 따른 알려진 구형성을 얻기 위해 유용하다. 보통, 쵸크는 안테나의 외부 전도체를 둘러싸는 유전체 주위에서 유전체의 외경과 동일하고 기존에 개시된 것과 동등한 전기적 길이를 제조하는 등의 길이를 갖는 내경을 구비한 금속 실린더를 삽입함으로써 얻어진다. 안테나의 방사 단부로부터 더욱 먼 금속 실린더의 단부는 안테나의 외부 전도체 상에 단락되어, 쵸크의 구조를 완성한다.

상술한 타입의 조직 절제를 위한 마이크로파 장치는 본 출원인에 의한 이탈리아 특허 0001361771호에 개시되어 있다.

유전체는 마이크로파에 손실이 적은 물질을 가져야 한다. 이러한 특성을 갖는 가장 통상적인 물질은 폴리머와 세라믹이다. 폴리머는 열소작요법을 위한 안테나에 드물게 이용되는데, 그 이유는 안테나가 현재 알려진 모든 폴리머가 녹거나 또는 기계적 특성을 손실하는 수백 섭씨 온도에 도달할 수 있기 때문이다. 이에 따라, 열소작요법을 위한 안테나는 유전체로서 세라믹을 이용하여 일반적으로 제조된다.

열소작요법을 위한 모든 안테나는 마이크로파를 제공하도록 설계된 부품의 복합제 구조를 가지며, 상이한 물질의 상이한 특정의 부품이 있다. 매우 감소된 전체의 횡방향 치수(일반적으로 3 mm 미만)에 대한 필요성을 고려해 볼 때, 안테나를 구성하는 특정 부품은 매우 얇은 두께 및 극도로 감소된 이음면을 갖는다. 이는 일반적으로 임상적 용도 동안에 구성요소의 후속적인 분리에 의한 기계적 파손을 마이크로파 안테나가 받게 한다. 특히, 이러한 현상은 안테나에 대한 조직의 강한 접착이 발생된다면 환자로부터 안테나를 추출하는 순간에 발생할 수 있다. 이 경우, 안테나는 그 제거를 위해 외과의사에 의한 수 kg의 트랙션(traction)을 받을 수 있다.

각종 금속 부품들 사이의 이음매는 그 유연성으로 인해 금속 물질들 사이에서 제조하기 특히 용이한 납땜 또는 기계적 간섭에 의해 얻어질 수 있다. 열소작요법을 위한 안테나에서 보통 발견되는 것들 사이의 가장 어려운 이음매는 통상적으로 유전체와 금속 부품 사이의 것들이다. 이음매가 부분적으로는 비금속 부품으로 제조되기 때문에, 연결되는 물질의 것과 비교할 만한 트랙션에 대한 저항성을 갖는 접합점이 얻어지게 하는 납땜이 불가능하다. 세라믹과 금속 간의 이음매는 접착 또는 기계적 간섭에 의해 열소작요법을 위한 안테나에서 보통 얻어진다. 전자의 경우, 이음매는 그 구조체 연약점인데, 그 이유는 접착제는 일반적으로 온도가 상승함에 따라 접착성을 손실하는 경향이 있기 때문이다. 추정되는 작업 온도는 실제로 수백 섭씨 온도가 된다. 또한, 유전 물질 및 외측의 동축 전도체 또는 금속 캐뉼라와 같은 상이한 물질의 접착은 동질의 부품(예컨대, 금속)과의 접착보다는 대체로 덜 강하다. 한편, 이음매가 기계적 간섭에 의해 얻어지면, 안테나의 전체의 횡방향 치수가 통상적으로 증가하는데, 그 이유는 세라믹이 비유연성 물질이고, 그에 따라 제한된 접촉면과의 만족스런 기계적 간섭을 얻는데 필요한 파쇄에 대해 부적합하기 때문이다. 이를 개선하기 위해, 세라믹과 금속 간의 기계적 간섭에 의한 로킹은, 어플리케이터의 횡방향 전체 치수에서의 결과적인 증가와 함께, 예컨대 볼팅 또는 펀칭에 의해 육안으로 보이는 치수의 장치로 얻어져야 한다.

방사선 수치의 구형성과 더불어, 상이한 타입의 마이크로파 안테나는 가능한 한 큰 기계적 응력에 대한 저항성에 도달하도록 채택된 공학적 해결책을 특징으로 한다.

본 발명은 마이크로파의 방사선 수치에 대한 최적의 구형성, 큰 기계적 저항성 및 가능한 한 감소된 횡방향 치수를 갖는 유기 조직 절제를 위한 마이크로파 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적은 청구항 1에 따른 조직 절제를 위한 마이크로파 장치에 의해 성취된다.

본 발명에 의하면, 쵸크의 횡방향 치수가 최소화되고 안테나의 금속부와 유전체 사이의 이음매가 큰 기계적 저항성을 갖는 조직 절제를 위한 마이크로파 장치를 얻는 것이 가능하다.

이러한 결과는 세라믹으로 이루어진 유전체의 표면을 금속화함으로써 쵸크를 제조하여 얻어지며, 이러한 금속화는 세라믹 물질의 표면 상에 금속의 물리적 또는 화학적 증착법에 의해 얻어진다. 모든 금속화에서의 공통 인자는 수 ㎛의 금속층의 두께와, 세라믹 기재에 대한 강한 접착이다. 이는 2가지의 중요한 이점, 즉 금속화 층의 최소 두께로 인한 최소의 횡방향 치수의 쵸크를 제조할 가능성, 및 현재 시장에서 유용한 해결책보다 큰 기계적 강도를 갖는 안테나의 금속 부품과 세라믹 유전체 사이의 이음매를 제조할 가능성을 갖는다. 이는 전술한 이음매를 제조하는 금속화 층을 이용함으로써 가능해진다.

본 발명의 일부 실시예는 첨부한 도면을 참조하여 비제한적인 예로서만 기술된다.

도 1a 및 1b는 종래 기술에 따른 조직 절제를 위한 마이크로파 장치를 도시한 도면,
도 2a는 본 발명에 따른 조직 절제를 위한 마이크로파 장치의 제1 실시예를 도시한 종단면도,
도 2b는 도 2a의 특정 부분에 대한 종단면도,
도 2c 내지 2f는 본 발명에 따른 조직 절제를 위한 마이크로파 장치의 제1 실시예를 도시한 사시도,
도 3a는 본 발명에 따른 조직 절제를 위한 마이크로파 장치의 제2 실시예를 도시한 종단면도,
도 3b는 도 3a의 특정 부분에 대한 종단면도,
도 3c 내지 3e는 본 발명에 따른 조직 절제를 위한 마이크로파 장치의 제2 실시예를 도시한 사시도.

도 1a 및 1b에는, 종래 기술에 따른 조직 절제를 위한 마이크로파 장치(1)가 도시되며, 이는

- 중공형 실린더 형상인 외부 전도체(2)와, 외부 전도체(2) 내에 동축으로 배치된, 와이어 형상인 내부 전도체(3)와, 외부 전도체(2)와 내부 전도체(3) 사이에 개재된 유전 절연 물질(미도시)로 이루어진 동축 안테나;

- 조직을 관통하는 능력을 장치(1)에 제공하도록, 예컨대 원추 형상의 금속 팁(4)을 고정하는 내부 전도체(3)의 연장부로 이루어진 방사부(radiant part);

- 외부 전도체(2)의 말단부 상에 삽입되며, 그 말단부에서 팁(4)에 고정되는, 유진 물질(바람직하게, 세라믹 물질)로 제조되는 제1 슬리브(5)로서, 상기 제1 슬리브(5)는 보다 큰 직경의 원위부(5a)와, 보다 작은 직경의 근위부(5b)를 갖는, 상기 제1 슬리브(5);

- 전기 전도성 물질로 이루어진 제2 슬리브(6)를 구성하며, 유전 물질로 이루어진 제1 슬리브(5)의 근위부(5b) 상에 동축으로 삽입되는 1/4 파장 임피던스 변성기(소위 "쵸크")로서, 상기 쵸크의 근위 단부(7)는 동축 안테나의 외부 전도체(2) 상의 단락 회로 내에서 폐쇄되는, 상기 1/4 파장 임피던스 변성기; 및

- 장치(1)에 기계적 강도를 제공하도록 동축 안테나와 쵸크 양자를 권취하는 보호 캐뉼라(8)

를 포함한다.

도 1a 및 1b에 도시한 바와 같은 조직 절제를 위한 마이크로파 장치(1)는 2가지의 단점을 갖는다. 첫째의 단점은, 장치의 구성요소들 사이에 큰 기계적 저항성을 갖는 이음매를 제조하는 것이 매우 어렵다는 점이다. 특히, 세라믹 물질로 이루어진 제1 슬리브(5)와 금속 팁(4) 사이, 쵸크를 구성하는 전기 전도성 물질로 이루어진 제2 슬리브(6)와 제1 슬리브(5)의 원위부(5a) 사이, 및 캐뉼라와 제1 슬리브(5)의 제1 원위부(5a) 사이의 이음매들이 중요하다. 사실, 세라믹 물질로 제조된 제1 슬리브(5)의 존재로 인해, 용접에 의해 상기 이음매들을 제조하는 것이 불가능하므로, 용접에 의해 이루어진 이음매보다 훨씬 낮은 기계적 저항성을 갖는 접착에 의해 이음매에 의지하는 것이 필요하다.

도 1a 및 1b의 모델에 따라 설계된 열소작요법을 위한 어플리케이터의 두 번째 단점은, 쵸크를 제조하는 것이 비교적 넓은 단면을 수반한다는 점이다.

양자의 전술한 단점은 본 발명에 따른 조직 절제를 위한 마이크로파 장치에서 극복된다.

조직 절제를 위한 마이크로파 장치(10)의 제1 실시예를 도 2a 내지 2f에 도시한다.

본 발명에 따른 장치(10)는 외부 전도체(12)와, 외부 전도체(12)에 동축인 내부 전도체(13)를 구성하는 동축 안테나(11)를 포함하며, 도면에 도시하지 않은 유전 물질은 내부 전도체(13)와 외부 전도체(12) 사이에 개재된다.

내부 전도체(13)는, 그 말단부에서, 환자의 신체 조직 내에 장치(10)를 관통하기 용이하게 하는, 예컨대 원추 형상의 팁(14)에 연결된다.

동축 안테나(11)의 외부 전도체(12) 상에는, 유전 물질, 바람직하게 고온에 저항성이 있는 세라믹 물질로 이루어진 슬리브(15)가 삽입된다.

슬리브(15)의 근위 단부에는, 1/4 파장 임피던스 변성기(16)(소위, 쵸크)가 제조되며, 금속 물질, 즉 전기 전도성 물질의 얇은 층(16a)을 부착함으로써 상기 근위 단부의 외부면을 금속화한다.

금속 물질은, 상기 금속 물질의 물리적 또는 화학적 증착에 의해 부착된다.

상기 근위 단부의 외부면의 금속화는 장치(10)의 작동 주파수에서 전자기장의 1/4 파장, 또는 상기 1/4 파장의 홀수배와 동일한 길이를 지나 연장됨으로써, 역행성 표면 전류(retrograde surface currents)의 적절한 제한 및 그에 따른 방사선 수치(radiation figure)의 보다 양호한 구형성(sphericity)을 보장한다. 상술한 쵸크와 거의 동일한 길이이지만 정확하게 동일하지 않은 쵸크가 거의 구형 방사선 수치를 얻게 하기 때문에, 제안된 발명에서는, 상기 슬리브(15)의 금속화에 의해, 장치(10)의 작동 주파수에서 전자기장의 1/4 파장, 또는 상기 1/4 파장의 홀수배와 거의 동일한 길이이지만 정확하게 동일하지 않은 임피던스 변성기 또는 쵸크의 형성을 구비하는 것으로 의도된다. 쵸크의 단락 회로는 슬리브(15)의 상기 근위 단부와 접촉하는, 동축 안테나의 외부 전도체(12) 내로 삽입되며, 동축 안테나(11)의 외부 전도체(12) 및 상기 금속 물질층(16a)과 전기적으로 연결되는 금속 실린더(17)에 의해 제조될 수 있다.

쵸크(16)의 전체 횡방향 치수를 최소화하기 위해, 마이크로파의 거의 이상적인 반사를 보장하도록 요구된 최소값과 동일한 두께를 갖는 금속화 층(16a)을 제조하는 것이 가능하다. 유전체와 금속과의 계면에서, 마이크로파는 수 ㎛를 위해 금속 내에 관통하여, 기하급수적 감쇠를 받는 것으로 알려져 있다. 이러한 패턴은 상기 계면에서 전기장의 강도에 대해 수 e (Nepero 수)와 동일한 인자에 의해 전기장의 강도가 감소되는 금속 내의 지점과 유전체/금속 계면 사이의 거리로서 정의되는 길이("관통 길이(penetration length)"로 알려짐)를 특징으로 한다. 쵸크 효과를 얻기 위해, 금속층(16a)의 두께는 몇 개의 관통 길이, 예컨대 3개와 동일한 것이 충분하다. 이에 따라, 쵸크의 두께는 종래 기술에서 공지된 장치의 쵸크의 10분의 수 mm의 두께에 대해 수 ㎛일 것이다.

이러한 결과는 상술한 세라믹의 표면 상에 금속을 부착하는 기술을 통해서만 얻어질 수 있고, 가능한 전체의 횡방향 치수로 쵸크를 구성할 수 있으며, 마이크로 쵸크로서 알려진 쵸크의 특정한 실시가 하기에 정의된다.

또한, 슬리브(15)의 말단부는 금속층(18)으로 덮이며, 이러한 금속층은 마이크로 쵸크(16)를 제조하는 동일한 기술로 부착된다. 금속층(18)은 용접에 의해 팁(14)에 슬리브(15)를 연결하는데 이용됨으로써, 큰 기계적 저항성으로 연결한다.

장치(10)는 상기 슬리브(15) 위에 삽입되는 금속 캐뉼라(19)에 의해, 그리고 장치(10)의 팁(14)과 캐뉼라(19) 사이에 개재된 논스틱 플라스틱(non-stick plastics)으로 제조된 제2 캐뉼라(20)에 의해 완성된다.

쵸크의 단락 회로가 금속 실린더(17)에 의해 제조되면, 금속 실린더(17)와 캐뉼라(19) 사이의 하이드로릭 시일 시스템을 금속 실린더(17)가 구비하는 것이 유리하다. 사실, 장치(10) 내에서의 냉매 순환은 동축 안테나(11)를 따른 파워의 분산 및 마이크로파의 유기 조직과의 상호작용 양자에 의해 발생된 열을 제거하기 위해 요구된다. 금속 실린더(17)와 캐뉼라(19) 사이의 하이드로릭 시일은 냉매가 장치(10)로부터 배출되어 둘러싸는 조직 내로 유출될 수 있는 것을 방지하는데 이용된다.

유리하게, 금속 캐뉼라(19)는 접착, 납땜 또는 기계적 간섭, 예컨대 크림핑(crimping)에 의해 금속 물질층(16a)에 고정될 수 있으며, 상기 금속 물질층(16a)은 캐뉼라(19)와 하이드로릭 시일을 이룬다.

도 3a 내지 3e에서, 본 발명에 따른 마이크로파 장치(100)의 제2 실시예를 도시한다. 제2 실시예의 세부사항은 도 2a 내지 2f에 개시된 것과 동일하며, 본 발명에 따른 마이크로파 장치의 제1 실시예(10)를 참조하여 동일한 참조부호로 나타낸다.

상술한 장치(10)와 마찬가지로, 장치(100)는 외부 컨덕터(12)와, 상기 외부 컨덕터(12)에 동축인 내부 컨덕터(13)를 포함하며, 내부 컨덕터(13)와 외부 컨덕터(12) 사이에는 유전 물질이 개재된다.

내부 컨덕터(13)는, 그 말단부에서, 환자의 신체 조직 내에 장치(100)를 관통시키기 용이한, 예컨대 원추 형상을 갖는 팁(14)에 연결된다.

동축 안테나(11)의 외부 컨덕터(12) 상에는, 유전 물질, 바람직하게 고온에 저항성이 있는 세라믹 물질로 이루어진 슬리브(115)가 삽입된다.

슬리브(115)는 상이한 직경을 갖는 제1 원위부(115a)와 제2 근위부(115b)로 이루어지며, 제1 원위부(115a)는 제2 근위부(115b)보다 큰 직경을 갖는다.

제2 근위부(115b)와, 상기 제2 근위부(115b)에 인접한 제1 원위부(115a)의 일부는 상기 금속 물질의 물리적 또는 화학적 증착으로부터 얻어진 금속 물질층(116a)에 의해 덮인다. 금속 물질층(116)은 전술한 동일한 기준으로 제조된 전술된 1/4 파장 임피던스 변성기, 또는 쵸크를 구성한다.

또한, 금속 물질층(116a)은 슬리브(115)의 제1 원위부(115a)와 제2 근위부(115b) 사이의 연결면(117) 상으로 연장된다.

또한, 금속 물질층(116a)은 동축 안테나(11)의 외부 컨덕터(12)와 접촉할 때까지 슬리브(115)의 근위 단부의 전방면(118) 위로 연장됨으로써, 쵸크의 단락 회로를 제조한다. 단락 회로는 용접에 의해 금속 물질층(116a)을 외부 컨덕터(12)에 전기적으로 연결함으로써 제조될 수 있다.

팁에 연결되는 슬리브(115)의 말단부에는, 금속 물질층(116a)과 유사한 방식으로 제조된 제1 금속 물질층(119)이 제조된다. 제2 금속 물질층(119)은 금속 팁(14)과 슬리브(115) 사이에 용접 연결을 허용하도록 이용됨으로써, 큰 기계적 저항성으로 연결된다.

장치(100)는 금속화된 연결면(117) 상에 접하여 용접, 접착 또는 기계적 간섭, 예컨대 크림핑에 의해 금속 물질층(116a)에 고정될 때까지 슬리브(115)의 제2 근위부(115b) 위로 삽입되는 금속 물질 내의 캐뉼라(19)에 의해 완성됨으로써, 캐뉼라(20)와 슬리브(115) 사이에서 냉각 액체가 침투할 수 있는 것을 방지하도록 캐뉼라(20)와 슬리브(115) 사이에 하이드로릭 시일을 보장하는 연결을 얻는다.

실질적인 실시예에서, 물질, 치수 및 구성적 세부사항은 나타낸 것과는 상이할 수 있지만, 본 발명의 범위 내에서 벗어나지 않고서 기술적으로 동등할 수 있다.

Claims

생체 조직의 절제를 위한 마이크로파 장치(10; 100)에 있어서,
유전 물질층에 의해 둘러싸인 내부 전도체(13)와, 상기 유전 물질층에 외측으로 동축인 외부 전도체(12)를 포함하는 동축 안테나(11), 상기 내부 전도체(13)에 전기적 연결된 금속 팁(14), 및 단락 회로(short circuit)에서 끝나는 1/4 파장 임피던스 변성기(16; 116)를 포함하며; 상기 임피던스 변성기(16; 116)는 상기 유전 물질의 표면 상에 금속 물질을 부착함으로써 얻어진 금속 물질층(16a; 116a)으로 덮인 근위 단부를 갖는 유전 물질로 이루어진 슬리브(15; 115)를 포함하고; 상기 금속 물질층(16a; 116a)은 상기 장치(10; 100)의 작동 주파수에서 상기 유전 물질 내의 전자기장의 파장의 1/4 근방의 길이, 또는 상기 파장의 1/4의 홀수배의 길이로 연장되고; 상기 금속 물질층은 상기 외부 전도체(12)에 전기적 연결되고,
상기 슬리브(15; 115) 위에 삽입된 금속 캐뉼라(19)를 더 포함하며,
상기 금속 캐뉼라는 접착, 납땜, 용적 또는 기계적 간섭에 의해 상기 금속 물질층(16a; 116a)에 연결되는
것을 특징으로 하는,
마이크로파 장치.
제1항에 있어서,
상기 유전 물질은 세라믹 물질인,
마이크로파 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 금속 물질층(16a; 116a)은 상기 슬리브(15; 115)의 표면 상에 상기 금속 물질의 물리적 또는 화학적 증착법에 의해 이루어지는,
마이크로파 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속 물질층(16a; 116a)은 상기 장치(10; 100)의 작동 주파수에서 상기 유전 물질 내의 전자기장의 파장의 1/4 근방의 값과 동일한 길이, 또는 상기 파장의 1/4의 홀수배와 동일한 길이 이상으로 연장됨으로써, 역행성 표면 전류(retrograde surface currents)의 적절한 제한 및 그에 따른 방사선 수치(radiation figure)의 보다 양호한 구형성(sphericity)을 보장하는,
마이크로파 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속 물질층(16a; 116a)은 상기 금속 물질과 상기 유전 물질 사이의 계면에서, 상기 금속 물질 내의 상기 마이크로파의 침투 길이의 적어도 3배인 두께를 갖는,
마이크로파 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 동축 안테나(11)의 외부 전도체(12) 상에 삽입되어 유전 물질로 이루어진 상기 슬리브(15)의 상기 근위 단부과 접촉하는 금속 실린더(17)를 더 포함하며,
상기 금속 실린더(17)는 상기 외부 전도체(12) 및 상기 금속 물질층(16a)에 전기적으로 연결되는,
마이크로파 장치.
제6항에 있어서,
상기 장치는 하이드로릭 시일 수단(hydraulic seal means)을 구비하는,
마이크로파 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속 물질층(16a)은 상기 슬리브(15)의 근위 단부의 전방면(15a) 상으로 연장되며, 상기 외부 전도체(12)에 전기적으로 연결되는,
마이크로파 장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유전 물질의 표면 상의 상기 금속 물질층(16a)은 용접, 납땜, 기계적 간섭 또는 접착에 의해 상기 금속 캐뉼라(19)와의 하이드로릭 시일을 보장하는데 이용되는,
마이크로파 장치.
제9항에 있어서,
논스틱 플라스틱(non-stick plastics)으로 이루어진 제2 캐뉼라(20)를 더 포함하며,
상기 제2 캐뉼라(20)는 상기 금속 캐뉼라(19)와 상기 팁(14) 사이에 개재될 수 있는,
마이크로파 장치.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 슬리브(15)의 말단부는 상기 유전 물질의 표면 상에 상기 금속 물질을 부착함으로써 얻어진 또 다른 금속 물질층(18)으로 덮이는,
마이크로파 장치.
제11항에 있어서,
상기 또 다른 금속 물질층(18)은 납땜, 용접, 기계적 간섭 또는 접착에 의해 상기 팁(14)에 연결되는,
마이크로파 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
유전 물질로 이루어진 상기 슬리브(115)는 상이한 직경을 갖는 제1 원위부(115a)와 제2 근위부(115b)를 포함하며, 상기 제1 원위부(115a)는 상기 제2 근위부(115b)보다 큰 직경을 갖고, 상기 금속 물질층(116a)은 상기 제2 근위부(115b)를 지나 그리고 상기 제2 근위부(115b)에 인접한 상기 제1 원위부(115a)의 일부를 지나 연장되는,
마이크로파 장치.
제13항에 있어서,
상기 금속 물질층(116a)은 상기 슬리브(115)의 상기 제1 원위부(115a)와 상기 근위부(115b) 사이의 연결면(117)을 지나 연장되는,
마이크로파 장치.
제13항 또는 제14항에 있어서,
상기 금속 물질층(116a)은 상기 슬리브(115)의 근위 단부의 전방면(118)을 지나 연장되며, 상기 외부 전도체(12)에 전기적으로 연결되는,
마이크로파 장치.
제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 팁(14)에 연결되도록 의도된 상기 슬리브(115)의 말단부에서, 금속 물질을 부착함으로써 제2 얇은 층(119)이 이루어지는,
마이크로파 장치.
제16항에 있어서,
납땜, 용접, 기계적 간섭 또는 접착에 의해 상기 팁(14)에 제2 금속 물질층(119)이 연결되는,
마이크로파 장치.
제14항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
금속 물질로 이루어진 상기 캐뉼라(19)는 상기 연결면(117) 상에 접할 때까지 상기 슬리브(115)의 제2 근위부(115b) 위로 삽입되는,
마이크로파 장치.