KR20180030882A - 전기수술용 파 발생기 - Google Patents

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KR20180030882A
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electrode
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로저 밀리스
리안 디. 루이스
파울 알. 보그마이어
다르시 더블류. 그리프
챠드 에스. 프람프톤
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메가다인 메디컬 프로덕츠 인코포레이티드
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Abstract

휴대용, 배터리 전동식 전기수술용 파 발생기가 전기 구동식 의료 절차를 수행하는 데 사용가능하다. 파 발생기는 사용자가 파 발생기를 운반하고 비-수술실 유형 환경에서 사용할 수 있게 하도록 소형이고 경량일 수 있다. 파 발생기는 절개 모드, 응고 모드, 및 양극 모드 각각에서 출력 신호를 발생시키는 제어 유닛을 포함할 수 있다. 제어 유닛은 절개, 응고, 및 양극 모드에 대한 출력 신호를 발생시키기 위해 단일 회로 구조를 사용할 수 있다. 출력 신호는 오직 발생기 내의 통합형 배터리에 의해 생성되는 전압으로부터 발생될 수 있다.

Description

전기수술용 파 발생기
본 개시 내용은 일반적으로 전기수술 시스템(electrosurgical system)에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시 내용은, 비교적 소형이고 휴대용이고/이거나 고유 고주파(RF) 전기 에너지 출력(unique radio frequency (RF) electrical energy output)을 제공할 수 있는 전기수술용 파 발생기(electrosurgical wave generator)에 관한 것이다.
전기수술(electrosurgery)의 분야에서, 조직을 절개하고/하거나 누출 혈관을 소작하는 의료 절차는 RF 전기 에너지를 이용함으로써 수행된다. RF 에너지는 파 발생기에 의해 생성되고, 외과 의사에 의해 작동되는 핸드-헬드 전극(hand-held electrode)을 통해 환자의 조직에 전달된다. 핸드-헬드 전극은 전극에 인접한 환자의 신체의 세포 물질(cellular matter)에 전기 방전을 전달한다. 방전은 조직을 절개하고/하거나 혈관을 소작하기 위해 세포 물질이 가열되게 한다.
전기수술에 수반되는 높은 온도는 전극에 인접한 조직의 열 괴사(thermal necrosis)를 유발할 수 있다. 조직이 전기수술에 수반되는 높은 온도에 오래 노출될수록, 조직이 열 괴사를 겪을 가능성이 높아진다. 조직의 열 괴사는 조직을 절개하는 속도를 감소시키고 수술후 합병증, 가피(eschar) 생성 및 치유 시간을 증가시킬 뿐만 아니라 절개 부위로부터 떨어진 조직에 대한 열 손상의 발생 정도를 증가시킬 수 있다.
또한, 전형적인 전기수술용 파 발생기는 외과 의사 또는 다른 수술실 인원이 환자의 조직에 전달될 전기 방전의 전력 레벨(power level) 및/또는 주파수와 같은, 파 발생기의 다양한 출력 파라미터를 조절하도록 요구한다. 이들 다양한 설정을 적절히 조절하는 것은 외과 의사 또는 다른 인원으로부터 상당한 지식, 기술, 및 주의를 필요로 한다.
또한, 전형적인 전기수술용 파 발생기는 전통적인 수술실 또는 유사한 환경에서 사용하도록 설계된다. 예를 들어, 전형적인 전기수술용 파 발생기는 파 발생기에 전력을 공급하고 환자의 조직에 전달되는 전기 방전을 생성하기 위해 벽 소켓(wall socket)과 같은 외부 전원 장치에 대한 접속을 필요로 한다. 또한, 전형적인 전기수술용 파 발생기의 크기 및 중량이 그러한 발생기의 휴대성(portability)을 제한한다. 보다 구체적으로, 그러한 발생기는 어느 정도 휴대가능할 수 있지만, 그것들은 전형적으로 휴대성이 전형적으로 롤링 카트(rolling cart)에 의한 인접한 수술실들 등 사이에서의 이동으로 제한될 정도로 크고 무겁다.
그러나, 본 명세서에 기술되고 청구되는 발명 요지는 전술된 것과 같은 환경에서만 작동하거나 임의의 단점을 해결하는 실시예로 제한되지 않는다. 오히려, 이러한 배경은 단지 본 명세서에 기술된 일부 실시예가 실시될 수 있는 하나의 예시적인 기술 분야를 예시하기 위해 제공된다.
본 개시 내용은 일반적으로, 비교적 소형이고 휴대용이고/이거나 고유 고주파(RF) 전기 에너지 출력을 제공할 수 있는 전기수술용 파 발생기들에 관한 것이다. 일 구현예에서, 예를 들어, 전기 구동식 의료 절차들을 수행하기 위한 전기수술용 파 발생기가 제어 유닛(control unit) 및 펄스 폭 변조 컨트롤러(pulse-width-modulation controller)를 포함할 수 있다. 제어 유닛은 환자 조직을 통해 절개하도록 구성되는 작동 표면을 포함하는 적어도 하나의 수술용 전극(surgical electrode)에 출력 신호들을 발생시키고 제어하도록 구성된다. 펄스 폭 변조 컨트롤러는 전극이 절개하고 있는 환자 조직으로부터 검출되는 임피던스(impedance)에 기초하여 출력 신호의 듀티 사이클(duty cycle)들을 변화시키도록 구성된다.
다른 구현예에서, 전기수술용 파 발생기가 제1 수술용 전극 및 제2 수술용 전극에 출력 신호들을 발생시키고 제어하도록 구성되는 제어 유닛을 포함한다. 제1 수술용 전극 및 제2 수술용 전극은 양극 모드(bipolar mode)로 사용하도록 구성될 수 있다. 파 발생기는 또한 제1 수술용 전극 및 제2 수술용 전극에서의 임피던스의 특정 변경이 검출될 때까지 정전류(constant current)를 가진 출력 신호를 발생시키도록 구성되는 출력 제어 모듈(output control module)을 포함할 수 있다.
또 다른 구현예에서, 전기수술용 파 발생기가 수술 중에 응고(coagulation)를 수행하도록 구성되는 적어도 하나의 수술용 전극에 출력 신호들을 발생시키고 제어하도록 구성되는 제어 유닛을 포함한다. 파 발생기는 또한 플라이백 컨버터 회로(flyback converter circuit)를 포함한다. 플라이백 컨버터 회로는 출력 신호들을 직접 발생시키도록 구성될 수 있다.
다른 구현예는 수술 절차들을 수행하기 위한 적어도 하나의 수술용 전극에 출력 신호들을 발생시키고 제어하도록 구성되는 제어 유닛을 갖는 전기수술용 파 발생기를 포함한다. 파 발생기는 또한 절개 모드, 양극 모드, 및 응고 모드 각각 내에서 출력 신호들을 구동시키도록 구성되는 펄스 폭 변조 컨트롤러를 포함한다.
다른 예시적인 구현예에 따르면, 전기수술용 파 발생기가 제1, 제2, 및 제3 전기 접속부들을 포함한다. 제1 전기 접속부는 제1 전기수술용 기구의 커넥터에 접속하도록 구성될 수 있다. 유사하게, 제2 전기 접속부는 제2 전기수술용 기구의 커넥터에 접속하도록 구성될 수 있다. 제3 전기 접속부는 복귀 전극(return electrode)의 커넥터에 접속하도록 구성될 수 있다. 제1, 제2, 및 제3 전기 접속부들 중 적어도 2개는 각각의 제1, 제2, 및 제3 전기 접속부들에 대한 제1 전기수술용 기구, 제2 전기수술용 기구, 및 복귀 전극 3개 모두의 동시 접속을 방지하는 교차 접속 구성(cross connection configuration)을 생성할 수 있다.
또 다른 구현예에서, 전기수술용 파 발생기가 하우징, 제어 유닛, 및 복귀 전극을 포함할 수 있다. 제어 유닛은 하우징 내에 배치되고, 수술 절차들을 수행하기 위한 적어도 하나의 수술용 전극에 출력 신호들을 발생시키고 제어하도록 구성된다. 복귀 전극은 하우징 내에 통합될 수 있고, 이로써 파 발생기는 환자로부터 복귀 전극을 통한 파 발생기로의 전기 에너지의 안전한 흐름을 가능하게 하도록 수술 절차 중에 복귀 전극이 환자와 접촉하는 상태로 환자 상에 위치되거나 환자에게 스트랩으로 묶일(strapped) 수 있다.
추가의 구현예는 휴대용, 배터리 전동식(portable, battery powered) 전기수술용 파 발생기를 포함한다. 파 발생기는 파 발생기가 운반되고 비-수술실 유형 환경에서 사용될 수 있게 하도록 제한되는 길이, 폭, 및 높이 치수들과 총 체적을 갖는 하우징을 포함한다. 파 발생기는 또한 하우징 내에 배치되는 제어 유닛을 포함한다. 제어 유닛은 절개 모드, 응고 모드, 및 양극 모드 각각에서 수술 절차들을 수행하기 위한 적어도 하나의 수술용 전극에 출력 신호들을 발생시키고 제어하도록 구성된다. 또한, 제어 유닛은 절개, 응고, 및 양극 모드들에 대한 출력 신호들을 발생시키기 위해 단일 회로 구조를 사용한다. 파 발생기는 또한 하우징 내에 배치되는 배터리를 포함하고, 여기서 출력 신호들은 오직 배터리에 의해 생성되는 전압으로부터 발생된다.
본 개시 내용의 예시적인 방법에 따르면, 고유한 전기수술용 파 발생기가 제공되고 사용된다. 파 발생기는 하우징, 제어 유닛, 및 복귀 전극을 포함한다. 제어 유닛은 하우징 내에 배치되고, 수술용 전극에 출력 신호들을 발생시키고 제어한다. 복귀 전극은 하우징 내에 통합된다. 방법은 또한 전기수술용 파 발생기를 환자에 인접하게 위치시키는 단계를 포함하고, 이로써 복귀 전극은 환자로부터 복귀 전극을 통한 파 발생기로의 전기 에너지의 안전한 흐름을 가능하게 하도록 환자와 접촉한다.
이러한 요약은 상세한 설명에서 추가로 후술되는 개념의 선택을 간략화된 형태로 도입하기 위해 제공된다. 이러한 요약은 청구되는 발명 요지의 핵심적인 특징 또는 필수적인 특징을 식별하도록 의도되지도 않고, 청구되는 발명 요지의 범주를 결정하는 데 도움을 주는 것으로서 사용되도록 의도되지도 않는다.
본 개시 내용의 추가의 특징 및 이점이 하기 설명에 기재될 것이며, 부분적으로 설명으로부터 명백할 것이고, 또는 본 명세서에 기술된 구현예에 의해 알게 될 수 있다. 본 개시 내용의 특징 및 이점은 첨부된 청구범위에 특정하게 언급되는 기구 및 조합에 의해 실현되고 획득될 수 있다. 본 개시 내용의 이들 및 다른 특징은 하기 설명 및 첨부된 청구범위로부터 더욱 완전히 명백해질 것이고, 또는 이하에 기재된 바와 같은 구현예의 실시에 의해 알게 될 수 있다.
본 발명의 상기 및 다른 이점 및 특징을 추가로 명확하게 하기 위해, 본 발명의 보다 특정한 설명이 첨부 도면에 예시된 그의 특정 실시예를 참조하여 제공될 것이다. 이들 도면은 본 발명의 단지 전형적인 실시예를 도시하며, 따라서 그의 범주를 제한하는 것으로 고려되지 않아야 한다. 본 발명은 첨부 도면의 사용을 통해 추가로 구체적이고 상세하게 기술되고 설명될 것이다.
도 1은 본 개시 내용에 따른 예시적인 전기수술 시스템을 예시하는 도면.
도 2는 도 1의 전기수술 시스템과 함께 사용하기 위한 예시적인 전기수술용 파 발생기의 후방 사시도.
도 3은 도 1의 전기수술 시스템과 함께 사용하기 위한 예시적인 전기수술용 파 발생기의 저부 사시도.
도 4는 본 개시 내용의 예시적인 절개 모드에 따른 전기수술용 파 발생기에 의해 생성되는 PWM 출력의 예시적인 전압-대-시간(voltage-over-time) 그래프.
도 5는 본 개시 내용의 예시적인 양극 모드에 따른 전기수술용 파 발생기에 의해 생성되는 예시적인 양극 출력의 전류, 전력, 및 측정된 조직 임피던스 그래프의 시간 기반 관계를 예시하는 도면.
도 6은 도 1의 전기수술 시스템과 함께 사용가능한 파 발생기를 위한 회로의 일 구현예의 개략도.
도 7은 예시적인 혈관 봉합 기구(vessel sealing instrument)를 예시하는 도면.
본 개시 내용은 일반적으로 전기수술 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시 내용은, 비교적 소형이고 휴대용이고/이거나 고유 고주파 전기 에너지 출력을 제공할 수 있는 전기수술용 발생기에 관한 것이다.
하기의 개시 내용은 부제 하에서 다양한 세부 항목으로 그룹화된다. 세부 항목으로의 배열 및 부제의 이용은 단지 독자의 편의를 위한 것이며, 임의의 의미로 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 따라서, 예를 들어, 본 개시 내용의 일부 실시예가 단일 세부 항목으로부터의 개별 특징을 포함할 수 있는 한편, 다른 실시예가 하나 이상의 세부 항목으로부터의 특징의 다양한 조합을 포함한다.
예시적인 수술 시스템
도 1은 본 개시 내용의 특징의 일부 또는 전부를 포함할 수 있는 예시적인 시스템을 예시한다. 도 1에서, 파 발생기(102), 제1 또는 단극성(monopolar) 전기수술용 기구(104), 제2 또는 양극성(bipolar) 전기수술용 기구(106), 및 복귀 전극(108)을 포함하는 전기수술 시스템(100)이 예시된다. 파 발생기(102)는 일 실시예에서 RF파 발생기이다. 제1 전기수술용 기구(104)는 그와 연관된 전극 팁(tip)(110)을 갖는 핸드-헬드 전기수술용 펜슬(pencil)로서 예시된다. 제2 전기수술용 기구(106)는 팁(112, 114)을 가진 한 쌍의 양극성 겸자(forceps)로서 예시된다. 외과 의사는 수술 절차 중에 파 발생기(102)와 함께 기구들(104, 106) 중 어느 하나를 사용할 수 있다.
파 발생기(102)는 전기수술 중에 조직을 절개하고/하거나 혈관을 소작하기 위해 사용될 수 있는 RF 전기 에너지파를 발생시킬 수 있다. 수행되는 절차의 유형을 포함하는 다양한 요인에 따라, 외과 의사는 복귀 전극(108)과 같은 복귀 전극과 함께, 기구(104)와 같은 단극성 기구를 사용하도록 선택할 수 있거나, 기구(106)와 같은 양극성 기구를 사용하도록 선택할 수 있다. 어느 경우에서도, 파 발생기(102)에 의해 생성되는 전기 에너지파가 선택된 기구를 통해 환자 조직에 전달될 수 있고, 에너지가 선택된 기구 또는 별개의 복귀 전극을 통해 파 발생기로 복귀하는 회로가 완성된다.
예를 들어, 기구(104)가 파 발생기(102)에 전기적으로 결합될 때, 전기 에너지파가 기구(104)에 전력을 공급하고 파 발생기(102)로부터 코드(116)를 통해 기구(104)에 전달될 수 있다. 전극 팁(110)에 밀착 접촉하는 환자 조직의 세포 물질의 가열을 유발하기 위해, 전극 팁(110)으로부터 환자에게 전기 방전이 전달된다. 기구(104)로부터 조직으로의 고주파 에너지의 흐름은 외과 의사에 의해 요구되는 대로 절개 및/또는 응고를 달성하는 방식으로 조직의 가열을 유발한다. 복귀 전극(108)은, 회로를 완성하고 환자의 신체 내로 통과하는 에너지에 대한 파 발생기(102)로의 복귀 전기 경로를 제공하기 위해 파 발생기(102)에 전기적으로 결합될 수 있다.
유사하게, 기구(106)가 파 발생기(102)에 전기적으로 결합될 때, 전기 에너지파가 파 발생기(102)로부터 코드(118)를 통해 기구(106)에 전달될 수 있다. 전기 방전이 팁들(112, 114) 중 하나로부터 환자 조직에 전달되고 다른 하나의 팁(112, 114)을 통해 파 발생기(102)로 복귀된다. 전하가 팁들(112, 114) 중 하나를 통해 파 발생기(102)로 복귀되기 때문에, 기구(106)가 사용될 때, 복귀 전극(108)과 같은 별개의 복귀 전극이 필요하지 않을 수 있다.
교차 접속 구성
파 발생기(102)는 (i) 단극성 기구(예컨대, 기구(104))와 별개의 복귀 전극(예컨대, 복귀 전극(108)), 또는 (ii) 별개의 복귀 전극 없이 양극성 기구(예컨대, 기구(106))에 대한 접속(들)이 이루어지도록 허용하는 전기 접속부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 파 발생기(102)는 기구(104)와 연관된 커넥터(126)를 위한 전기 접속부(120), 기구(106)와 연관된 커넥터(128)를 위한 전기 접속부(122), 및 복귀 전극(108)과 연관된 커넥터(130)를 위한 전기 접속부(124)를 포함한다.
전기 접속부(120, 122, 124)의 상대 위치, 배향, 또는 다른 특징은 복귀 전극(예컨대, 복귀 전극(108))이 선택된 유형의 기구(예컨대, 기구(104, 106))와 함께 사용되어야 하는지 여부를 결정함에 있어서 사용자를 안내할 수 있다. 예를 들어, 전기 접속부(120, 122)는, 한 번에 커넥터들(126, 128) 중 하나만이 파 발생기(102)에 접속될 수 있도록 그리고/또는 전기 접속부들(120, 122, 124) 중 하나 이상에 대한 접근을 차폐/차단하거나 그러한 접속부들 중 하나 이상을 차폐되지 않은/접근가능한 상태로 놓아두도록, 서로에 대해 그리고/또는 전기 접속부(124)에 대해 위치될 수 있다.
예시된 실시예에서, 전기 접속부(120)는 기구(104)와 연관된 커넥터(126)의 3개의 프롱(prong)을 수용할 수 있는 3개의 소켓을 포함한다. 유사하게, 예시된 전기 접속부(122)는 기구(106)와 연관된 커넥터(128)의 2개의 프롱을 수용할 수 있는 2개의 소켓을 포함한다. 소켓 및 프롱의 수가 실시예마다 달라질 수 있는 것이 인식될 것이다. 예를 들어, 전기 커넥터(120) 및 커넥터(126)는 각각 3개보다 적거나 많은 소켓 및 프롱을 가질 수 있다. 마찬가지로, 전기 커넥터(122) 및 커넥터(128)는 각각 2개보다 적거나 많은 소켓 및 프롱을 가질 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 전기 접속부(120, 122)는 선택적으로 소켓을 공유할 수 있다. 전기 접속부(120, 122)가 소켓을 공유하는 것은 두 기구(104, 106)가 동시에 파 발생기(102)에 전기적으로 접속되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 예를 들어, 기구(104)가 전기 접속부(120)에 접속될 때, 기구(106)는 전기 접속부(122)에 접속되지 못할 수 있고, 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 보다 구체적으로, 커넥터(126)로부터의 프롱들 중 하나가 이미 공유된 소켓 내로 삽입되어 있기 때문에, 커넥터(128)로부터의 프롱들 중 하나가 공유된 소켓 내로 삽입되지 못할 수 있고, 그 반대의 경우도 마찬가지이다.
전기 접속부(120, 122)에 공유된 소켓을 사용하는 것에 더하여 또는 대안으로서, 전기 접속부(120, 122, 124)의 상대 위치설정이 또한 기구(104, 106) 및 복귀 전극(108)의 어떤 조합이 동시에 파 발생기(102)에 접속될 수 있는지를 결정할 수 있다. 예로서, 전기 접속부(120, 124)는 기구(104) 및 복귀 전극(108) 둘 모두가 동시에 파 발생기(102)에 접속될 수 있게 하면서, 또한 기구(106)에 대한 접근을 차단하거나 달리 그러한 기구가 전기 접속부(122)를 통해 파 발생기(102)에 접속되는 것을 방지하도록 위치되거나 배향될 수 있다.
도 1에서, 예를 들어, 전기 접속부(120, 124)는 기구(104)와 연관된 커넥터(126)가 전기 접속부(120)에 접속될 수 있고 복귀 전극(108)과 연관된 커넥터(130)가 동시에 전기 접속부(124)에 접속될 수 있도록 서로 이격된다. 위에서 논의된 바와 같이, 공유된 소켓 배열로 인해, 기구(104)가 전기 접속부(120)에 접속될 때 기구(106)는 전기 접속부(122)에 접속될 수 없다.
또한, 전기 접속부(122)의 소켓들 사이의 전기 접속부(124)의 배치는 또한 기구(106) 및 복귀 전극(108)이 동시에 파 발생기(102)에 접속되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 기구(106)와 연관된 커넥터(128)가 전기 접속부(122)(이는 전기 접속부(124)를 가로지름)에 접속될 때, 복귀 전극(108)과 연관된 커넥터(130)는 커넥터(126)가 전기 접속부(124)를 덮고 있거나 달리 그러한 전기 접속부에 대한 접근을 차단하고 있기 때문에 전기 접속부(124)에 접속될 수 없다. 유사하게, 복귀 전극(108)과 연관된 커넥터(130)가 전기 접속부(124)에 접속될 때, 기구(106)와 연관된 커넥터(128)는 커넥터(130)가 전기 접속부(122)에 대한 접근을 차단하고 있기 때문에 전기 접속부(122)에 접속될 수 없다.
따라서, 파 발생기(102)의 전기 접속부(120, 122, 124)는 기구(104)(또는 다른 단극성 기구) 및 복귀 전극(108)이 동시에 파 발생기(102)에 접속되도록 허용하면서, 또한 기구(106)(또는 다른 양극성 기구)가 파 발생기(102)에 접속되는 것을 방지하는 교차 접속 구성을 갖거나 생성할 수 있다. 교차 접속 구성은 또한 기구(106)(또는 다른 양극성 기구)가 파 발생기(102)에 접속되도록 허용하면서, 또한 기구(104)(또는 다른 단극성 기구) 및 복귀 전극(108) 중 하나 또는 둘 모두가 기구(106)와 동시에 파 발생기(102)에 접속되는 것을 방지할 수 있다.
휴대성
파 발생기(102)는 그것이 다양한 위치 및 환경에서 쉽게 이동되고 사용될 수 있도록 고도로 휴대가능하게 설계될 수 있다. 예를 들어, 전통적인 전기수술용 발생기와 같이 수술실 유형 환경으로 제한되기보다는, 파 발생기(102)는 비-전통적인 환경에서 사용하기 위해 고도로 휴대가능할 수 있다. 예로서, 파 발생기(102)는 수술실 유형 환경과 실질적으로 상이한 상황(예컨대, 교전 지역, 자연 재해 지역, 동물원, 실외 등)에서, 군 인력(military personnel), 응급 처치 요원(first responder), 수의사(veterinarian) 등에 의한 사용을 위해 설계될 수 있다. 파 발생기(102)가 고도로 휴대가능하고 비-전통적인 환경에서 사용될 수 있게 하기 위해, 파 발생기(102)는 그것을 전통적인 전기수술용 발생기와 구별하는 다양한 특성 및 특징을 포함할 수 있다.
예로서, 파 발생기(102)는 외부 전원(예컨대, A/C 벽 소켓)에 대한 연속적인 접속을 필요로 하기보다는 파 발생기의 작동을 위한 전력을 공급하는 배터리를 포함할 수 있다. 통합형 배터리로 파 발생기(102)에 전력을 공급하는 것은 파 발생기(102)가 연속적인 외부 전원이 이용가능하지 않을 수 있는 위치로 운반되고 그러한 상황에서 사용되도록 허용한다. 예를 들어, 배터리 전동식 파 발생기(102)는 연속적인 외부 전원이 이용가능하지 않은 실외로 운반될 수 있다(예컨대, 동물원에서, 자동차 사고에서, 산속에서, 목장에서, 교전 지역에서 등). 유사하게, 배터리 전동식 파 발생기(102)는 연속적인 외부 전원이 보통 때는 이용가능하지만 상황(예컨대, 정전(power outage) 등)으로 인해 그렇지 않은 위치 및 상황에서 사용될 수 있다.
일부 실시예에서, 파 발생기(102)에 전력을 공급하기 위해 사용되는 배터리는 재충전가능할 수 있다. 그러한 실시예에서, 파 발생기(102)는 그 내부에 통합되는 배터리 재충전 유닛을 가질 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 파 발생기(102)는 파 발생기(102), 특히 통합형 재충전 유닛이 전원(예컨대, A/C 벽 소켓)에 접속되도록 허용하여 재충전 유닛에 전력을 공급하여 통합형 배터리가 재충전될 수 있게 하는 커넥터(132)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 파 발생기(102)는 재충전 유닛을 포함하지 않을 수 있다. 오히려, 파 발생기(102)는 통합형 배터리를 재충전하기 위해 (커넥터(132) 또는 다른 커넥터를 통해) 외부 재충전 유닛에 접속될 수 있다.
본 명세서의 다른 곳에서 논의되는 바와 같이, 파 발생기(102)는 소정의 회로 효율(circuit efficiency)(예컨대, 다수의 작동 모드에 동일한 회로 구조를 사용함) 및 구성부품(componentry)(예컨대, 평면 변압기(planar transformer))을 이용할 수 있다. 그러한 회로 효율 및 구성요소는 파 발생기(102)의 크기 및 중량을 제한하여, 파 발생기(102)를 전통적인 전기수술용 발생기보다 더욱 쉽게 휴대가능하게 만들 수 있다. 예를 들어, 다수의 작동 모드에 단일 회로 구조를 사용하는 것은 전형적으로 다중-작동 모드 전기수술용 발생기 내에 포함되는 다수의 회로 구조에 대한 필요성을 없앨 수 있다. 회로 구조의 이러한 효율은 또한 비용 및 복잡성을 감소시키는 추가된 이득을 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 파 발생기(102)의 크기 및 중량은 파 발생기(102)가 사용자의 손, 의료용 백, 배낭(ruck sack) 등으로 쉽게 운반될 수 있도록 충분히 제한될 수 있다. 유사하게, 파 발생기(102)의 크기 및 중량은 파 발생기(102)가 (어깨 스트랩, 벨트 등을 통해) 사용자에 의해 착용되도록 허용하기에 충분히 제한될 수 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 파 발생기(102)는 어깨 스트랩이 부착될 수 있거나 사용자의 벨트가 통과할 수 있는 하나 이상의 부착 지점(134)을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 파 발생기(102)는 파 발생기(102)가 비교적 소형의 용기 또는 백으로 용이하게 운반되거나 착용되거나 그에 맞춰지도록 허용함으로써 즉각적인 운송(ready transport)을 용이하게 하는 길이, 폭, 및 높이, 또는 이들의 조합을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 예를 들어, 파 발생기(102)는 약 6 인치, 약 8 인치, 또는 약 10 인치, 또는 약 5 인치 내지 약 12 인치 범위 내의 길이를 갖는다. 유사하게, 파 발생기(102)는 약 5 인치, 약 6 인치, 약 8 인치, 또는 약 10 인치, 또는 약 4 인치 내지 약 12 인치 범위 내의 폭을 가질 수 있다. 마찬가지로, 파 발생기(102)는 약 2 인치, 약 2.5 인치, 약 3 인치, 약 5 인치, 약 7 인치, 또는 약 9 인치, 또는 약 2 인치 내지 약 12 인치 범위 내의 높이를 가질 수 있다.
파 발생기(102)에 이용가능한 특정 길이, 폭, 및 높이 조합에 상관없이, 파 발생기(102)는 그것의 즉각적인 운송을 용이하게 하기에 충분히 제한되는 체적을 가질 수 있다. 예를 들어, 파 발생기(102)는 약 60 세제곱 인치, 약 100 세제곱 인치, 약 120 세제곱 인치, 또는 약 150 세제곱 인치, 또는 약 50 세제곱 인치 내지 약 300 세제곱 인치 범위 내의, 또는 약 50 세제곱 인치 내지 약 750 세제곱 인치 범위 내의 체적을 가질 수 있다.
유사하게, 파 발생기(102)의 중량은 파 발생기(102)가 과도한 노력 없이 쉽게 운반 또는 운송될 수 있도록 충분히 제한될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 파 발생기(102)는 중량이 약 2 파운드, 약 3.5 파운드, 약 5 파운드, 약 7 파운드, 또는 약 10 파운드일 수 있다. 일부 실시예에서, 파 발생기(102)는 약 1 파운드 내지 약 3 파운드, 약 2 파운드 내지 약 5 파운드, 약 3 파운드 내지 약 7 파운드, 또는 약 1.5 파운드 내지 약 6 파운드 범위 내의 중량을 가질 수 있다.
위에 언급된 바와 같이, 파 발생기(102)의 휴대가능한 특성은 실외를 포함하여 외과 수술을 위한 비-전통적인 환경에서의 사용을 허용할 수 있다. 따라서, 파 발생기(102)는 파 발생기(102)가 다양한 조건에서 작동가능함을 보장하기 위해 내후화(weatherization) 및/또는 강건화(ruggedization)될 수 있다. 예를 들어, 파 발생기(102)의 쉘(shell) 또는 케이싱(casing)(136)이 플라스틱과 같은 강성 및/또는 내수성(water resistant) 재료로 형성될 수 있다. 또한, 쉘(136), 전기 접속부(120, 122, 124, 132) 등의 시임(seam)이 물, 유체, 오물, 먼지, 유기체 등의 유입을 방지하기 위해 시일(seal) 또는 다른 메커니즘을 포함할 수 있다.
파 발생기(102), 특히 쉘(136) 및 다른 외부 노출 표면 또는 구성요소는 은 이온, 산화알루미늄, 이산화티타늄, 또는 다른 촉매 입자, 화학적 항균성(antibacterial) 성분 등과 같은 항균성 또는 항미생물성(antimicrobial) 재료로 형성되거나 그것으로 코팅되거나 달리 그것을 포함할 수 있다. 멸균 수술실 유형 환경에서 사용되는 전통적인 전기수술용 발생기와 달리, 파 발생기(102)는 다양한 비-멸균 환경에서 사용될 수 있다. 따라서, 항균성 또는 항미생물성 재료가 세균 또는 미생물이 파 발생기(102)에 들어가거나 그것을 오염시키거나 그것 상에서 성장하는 것을 제한하거나 방지하기 위해 사용될 수 있다.
활성화/표시기
도 2에 도시된 바와 같이, 파 발생기(102)는 파 발생기(102)를 켜고 끄기 위해 사용될 수 있는 전원 스위치(138)를 포함할 수 있다. 파 발생기(102)의 전원이 꺼져 있을 때, 배터리 수명이 보존될 수 있고, 접속된 기구(예컨대, 기구(104, 106))의 우발적인 활성화가 부상을 초래하지 않을 수 있다.
파 발생기(102)를 전원 스위치(예컨대, 전원 스위치(138))를 통해 켜는 것에 더하여 또는 대안으로서, 파 발생기(102)는 기구(예컨대, 기구(104, 106)) 및/또는 복귀 전극(예컨대, 복귀 전극(108))을 전기 접속부들(120, 122, 124) 중 하나 이상에 전기적으로 접속시킴으로써 켜지고/지거나 활성화될 수 있다. 예를 들어, 기구(106)의 커넥터(128)를 전기 접속부(122)에 접속시키는 것이 파 발생기(102)를 켜거나 활성화시킬 수 있다. 유사하게, 기구(104)의 커넥터(126)를 전기 접속부(120)에 접속시키는 것이 파 발생기(102)를 켜거나 활성화시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 단극성 기구(예컨대, 기구(104))가 파 발생기(102)에 접속될 때, 파 발생기(102)는 또한 파 발생기(102)가 켜지거나 활성화되기 전에 복귀 전극(예컨대, 복귀 전극(108))이 파 발생기(102)에 접속되는 것을 필요로 할 수 있다. 파 발생기(102)가 켜지거나 활성화되기 전에 단극성 기구 및 복귀 전극이 접속되는 것을 필요로 하는 것은 사용자가 복귀 전극 없이 단극성 전기수술용 기구를 사용하려고 시도하지 않는 것을 보장하는 데 도움을 줄 수 있다.
배터리 수명을 보존하는 데 도움을 주기 위해, 파 발생기(102)는 또한 슬립 모드(sleep mode)를 갖출 수 있다. 슬립 모드는 파 발생기(102)가 (예컨대, 전원 스위치(138) 또는 기구(104, 106)의 접속을 통해) 켜져 있지만 사전결정된 시간량 동안 사용되지 않았을 때 사용/활성화될 수 있다. 예를 들어, 파 발생기(102)가 켜져 있었지만, 접속된 기구(예컨대, 기구(104, 106))가 지난(last) 주어진 기간(예컨대, 지난 약 2분, 약 5분, 약 10분)을 초과하여 활성화되지 않은 경우, 파 발생기(102)는 (자동으로) 슬립 모드에 진입할 수 있다. 슬립 모드에서는, 전기 구성요소의 일부 또는 전부가 비활성화될 수 있다.
일부 실시예에서, 파 발생기(102)는 단순히 접속된 기구(예컨대, 기구(104, 106))의 활성화 시에 슬립 모드로부터 해제(wake)될 수 있다. 예를 들어, 파 발생기(102)가 주어진 기간 동안의 비-사용으로 인해 슬립 모드에 진입한 경우, 사용자는 파 발생기(102)를 슬립 모드로부터 해제시키기 위해 단순히 접속된 기구(예컨대, 기구(104, 106))를 활성화시킬 수 있다. 그 결과, 사용자가 파 발생기(102)를 켜기/활성화시키기 위해 전원 스위치(138)를 사용하거나 기구를 분리시키고 재접속시킬 필요가 없다. 따라서, 사용자는 심지어 파 발생기(102)가 슬립 모드에 있었음을 알지 못할 수 있다.
파 발생기(102)는 그것의 사용에 관한 소정의 정보를 추적할 수 있다. 예로서, 파 발생기(102)는 마지막 완전 또는 부분 배터리 충전 이후 파 발생기(102)가 사용/활성화되었던 시간의 총량을 추적할 수 있다. 유사하게, 파 발생기(102)는 특정 절차를 위해 파 발생기(102)가 사용/활성화되었던 시간의 총량을 추적할 수 있다. 파 발생기(102)는 또한 주어진 기간 또는 절차 동안 출력 파라미터(예컨대, 전압, 전류, 전력 등)를 추적할 수 있다.
파 발생기(102)는 그것의 사용 및/또는 상태에 관한 표시기를 사용자에게 제공할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 파 발생기(102)는 내부 배터리의 상태(예컨대, 사용된/남아 있는 충전 레벨 등)를 전달하는 배터리 표시기(battery indicator)(140)를 포함할 수 있다. 배터리 표시기(140)는 그림으로 표시하는 또는 디지털 방식의 가시 표시기일 수 있거나, 가청 표시기일 수 있다. 일부 실시예에서, 배터리 표시기(140)는 배터리가 떨어져 갈 때 사용자에게 경고를 제공할 수 있다. 예를 들어, 배터리 표시기(140)는 배터리가 재충전될 필요가 있거나 파 발생기(102)가 전원에 접속될 필요가 있음을 표시하기 위해 점멸(flash)하거나 가청음(audible sound)을 발생시킬 수 있다.
파 발생기(102)는 또한 어떤 모드(예컨대, 절개, 응고, 양극)에서 파 발생기(102)가 작동하고 있는지를 식별하는 다양한 모드 표시기(142)를 가질 수 있다. 어떤 모드에서 파 발생기(102)가 작동하고 있는지를 식별하는 것에 더하여, 모드 표시기(142)는 또한 작동 모드 내에서의 출력 레벨을 표시할 수 있다. 예를 들어, 모드 표시기(142)는 파 발생기(102)가 절개 모드에서 작동하고 있다는 것 및 파 발생기(102)가 "저(low)", "중간(medium)", 또는 "고(high)" 절개 모드 중 어떤 절개 모드에서 작동하고 있는지를 표시할 수 있다.
일부 실시예에서, 파 발생기(102)는 그것의 사용에 관한 시각 또는 가청 표시기를 제공할 수 있다. 예를 들어, 소정의 유형의 절차를 수행할 때, 파 발생기(102)는 절차가 시작되었고 그리고/또는 완료되었다는 시각 또는 가청 표시를 제공할 수 있다. 예로서, 자동 시작(auto start) 및/또는 자동 정지(auto stop) 특징(본 명세서의 다른 곳에서 논의됨)과 함께, 파 발생기(102)는 절차(또는 발생기 출력)가 시작 및/또는 정지되었다는 시각 또는 가청 표시를 제공할 수 있다. 그러한 시각 또는 가청 표시는 특히 기구(예컨대, 기구(104, 106))가 전기 에너지를 조직에 능동적으로 인가하고 있다는 것, 기구가 비활성되었거나 비활성화될 수 있다는 것, 또는 절차가 다른 단계로 진행될 수 있다는 것을 사용자에게 표시할 수 있다.
통합형 복귀 전극
복귀 전극(108)을 사용하는 것에 더하여 또는 대안으로서, 파 발생기(102)는 통합형 복귀 전극을 포함할 수 있다. 도 3에서, 예를 들어, 파 발생기(102)의 저부 표면의 일부분이 복귀 전극(144)을 형성하거나 그 내부에 통합되는 그러한 복귀 전극을 갖는다. 일부 실시예에서, 복귀 전극(144)은 전도성 요소(conductive element)를 환자의 조직과 용량 결합시키는 용량성(capacitive) 복귀 전극일 수 있다. 다른 실시예에서, 복귀 전극(144)은 저항성(resistive) 또는 전도성 복귀 전극일 수 있다. 복귀 전극(144)은 단극성 기구(예컨대, 기구(104))로 환자의 조직에 인가되는 전기 에너지가 복귀 전극(144)을 통해 파 발생기(102)로 복귀될 수 있도록 파 발생기(102)의 내부 회로에 전기적으로 접속될 수 있다. 사용시, 파 발생기(102)는 통합형 복귀 전극(144)이 전기수술이 안전하게 수행될 수 있게 하기에 충분히 환자와 접촉할 수 있도록 전기수술 절차 중에 환자 상에 설치되거나 환자에게 스트랩으로 묶일 수 있다.
일부 실시예에서, 통합형 복귀 전극(144)은 복귀 전극(144)이 재사용될 수 있도록 세척가능(washable), 위생처리가능(sanitizable) 및/또는 멸균가능(sterilizable)할 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 파 발생기(102)는 복귀 전극(144)이 세척가능, 위생처리가능 및/또는 멸균가능할 필요가 없도록 일회용 유닛일 수 있다. 본 명세서에 기술된 다른 구조적 특징들 중 일부는 또한 파 발생기(102)가 일회용 또는 1회 사용(one-time use) 유닛일 수 있게 할 수 있다. 예를 들어, 크기, 회로 효율 등 및 이와 연관된 비교적 최소한의 비용이 파 발생기(102)가 일회용이도록 허용할 수 있다.
통신 능력
파 발생기(102)는 또한 파 발생기(102)와 별개의 컴퓨팅 장치 사이의 데이터 통신을 허용하는 하드웨어 및/또는 소프트웨어 구성요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 파 발생기(102)는 파 발생기(102)와 별개의 컴퓨팅 장치 사이의 하드와이어 접속(hardwire connection)을 가능하게 하는 통신 포트를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 파 발생기(102)는 파 발생기(102)와 별개의 컴퓨팅 장치 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 무선 송수신기(wireless transceiver)(블루투스(Bluetooth), 셀룰러(cellular) 등)를 포함할 수 있다.
사용되는 통신 구성요소의 특정 유형에 상관없이, 데이터가 파 발생기(102)와 별개의 컴퓨팅 장치 사이에서 통신될 수 있다. 그러한 데이터 통신은 파 발생기(102)의 유지관리(maintenance) 또는 그러한 파 발생기에 대한 소프트웨어 업데이트를 포함할 수 있다. 데이터 통신은 또한 파 발생기(102)로부터 별개의 컴퓨팅 장치로의 데이터의 업로딩(uploading)을 포함할 수 있다. 업로딩된 데이터는 파 발생기(102)의 사용 이력 등에 관한 정보를 포함할 수 있다.
또한, 데이터 통신은 별개의 컴퓨팅 장치가 설정을 제어하도록 또는 파 발생기(102)의 모드, 설정, 및/또는 프로그램을 맞춤화하도록 허용할 수 있다. 파 발생기(102)의 원격 제어를 허용하는 것이 다양한 이유로 그리고 다양한 상황에서 유용할 수 있다. 예로서, 어느 정도의 의료 훈련을 받은, 그러나 광범위한 의료 훈련은 받지 않은 야전 의무병(field medic)이 있는 군 환경에서, 원격 위치된 의사가 수술 절차를 수행하는 방법에 대한 안내를 무선 또는 전화 통신을 통해 의무병에게 제공하면서 별개의 컴퓨팅 장치를 통해 파 발생기(102)의 설정을 제어할 수 있다.
절개 모드
파 발생기(102)의 일부 실시예는 출력부에서 펄스 폭 변조(pulse width modulation, PWM)를 이용하도록 구성되는 전기수술 절개 모드를 포함할 수 있다. 특히, 파 발생기(102)는 PWM을 이용하여 연관된 전극 팁의 작동 표면(working surface)(예컨대, 전극 팁(110)의 절개 또는 나이프 에지(knife edge))에서 일정한 전압 피크 레벨(voltage peak level)을 발생시키면서, 펄스 폭을 변화시켜 원하는 절개 특성을 달성할 수 있다. 대안적인 실시예에서, 절개 모드는 연관된 전극 팁의 작동 표면에서의 전력 및 전압을 제어하기 위해 PWM 없는 진폭 제어를 포함할 수 있다.
예를 들어, 조직을 통해 절개할 때, 파 발생기(102)는 절개되고 있는 조직의 임피던스를 결정할 수 있다. 고 임피던스 조직(예컨대, 섬유 조직)에 도달하였다는 결정 시에, 파 발생기(102)는 PWM 신호의 듀티 사이클을 증가시킬 수 있다. 듀티 사이클을 증가시키는 것은 전력이 보다 긴 기간 동안 전극 팁의 작동 표면에 인가되게 할 수 있다. 전극 팁의 작동 표면에 대한 인가되는 전압 또는 전력의 증가된 지속기간은 전극 팁의 절개 능력을 증대시킬 수 있다. 반면에, 저 임피던스 조직을 통해 절개할 때, 파 발생기(102)는, 보다 적은 전력을 사용하고 조직에 보다 적은 열을 인가하는 보다 낮은 듀티 사이클을 이용할 수 있다.
도 4는 본 개시 내용의 일 실시예에서 파 발생기(102)에 의해 생성되는 바와 같은 전극 팁의 작동 표면에서의 예시적인 PWM 출력의 전압-대-시간 그래프를 도시한다. 예를 들어, 기간(150) 동안, 작동 표면은 저 임피던스 조직을 통해 절개하고 있을 수 있다. 도시된 바와 같이, 저 임피던스 조직에 응답하여, 파 발생기(102)는 저 듀티 사이클을 이용할 수 있다. 반면에, 기간(152) 동안, 파 발생기(102)는 고 임피던스 조직을 검출할 수 있다. 고 임피던스 조직의 검출에 응답하여, 파 발생기(102)는 듀티 사이클을 증가시킬 수 있다. 기간(152) 동안의 전압은 기간(150) 동안의 펄스와 실질적으로 동일한 전압 레벨을 포함할 수 있다. 또한, 기간(154) 동안, 파 발생기(102)는 저 임피던스 조직을 검출하고 기간(150)의 듀티 사이클과 유사한 듀티 사이클로 복귀할 수 있다.
이와 같이, 본 개시 내용의 실시예는 전압이 조직에 인가되는 상대 시간량을 증가시킴으로써 고 임피던스 조직을 통한 절개 능력을 증대시킬 수 있다. 또한, 본 개시 내용의 적어도 하나의 실시예는 펄스의 전압을 실질적으로 변경함이 없이, 작동 표면에서의 전압 펄스의 듀티 사이클을 변경시킨다. 따라서, 본 개시 내용의 실시예는 전압을 증가시킴이 없이 상이한 절개 요구에 자동으로 맞출 수 있다.
도 4에 도시된 그래프가 단지 예시적이며, 전압, 펄스 형상, 및 주파수가 명확성 및 논의의 목적을 위해 도시되고 반드시 실제 출력을 반영하지는 않는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 다양한 실시예에서, 파 발생기(102)는 530 ㎑의 주파수로 작동할 수 있다. 유사하게, 다양한 실시예에서, 대체로 사각 펄스(square pulse)는 둥근 에지를 포함할 수 있다. 또한, 적어도 하나의 실시예에서, 대체로 사각 펄스와 다른 펄스 형상이 사용될 수 있다.
전형적인 파 발생기는 출력 신호를 조절하기 위해 진폭 변조될 수 있는 사인파(sinusoidal wave)를 사용한다. 본 명세서에 언급된 바와 같이, 파 발생기(102)는 출력 신호를 조절하기 위해 펄스 폭 변조될 수 있는 대체로 사각파(square wave)를 채용할 수 있다. 파 발생기(102)는 또한 전형적인 발생기와 유사하게, 진폭 조절될 수 있는 사인파를 사용할 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 파 발생기(102)에 의해 사용되는 대체로 사각파는 또한 출력 신호를 조절하기 위해 진폭 변조될 수 있다. 따라서, 파 발생기(102)의 회로는, 진폭 변조되거나 펄스 폭 변조될 수 있는 사인파 또는 대체로 사각파를 사용하는 융통성을 가질 수 있다.
적어도 하나의 실시예에서, 파 발생기(102)는 주어진 수술의 특정 요구를 충족시키기 위해 다양한 사전한정된 전력 레벨을 포함할 수 있다. 다양한 전력 레벨(예컨대, 저, 중간, 고)은 각각 특정 전력 레벨 및/또는 전압과 연관될 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 실시예에서, 저 설정이 약 10 와트 출력과 연관될 수 있고, 중간 설정이 약 30 와트 출력과 연관될 수 있으며, 고 설정이 약 40 와트 출력과 연관될 수 있다. 또한, 적어도 하나의 실시예에서, 각각의 보다 높은 설정이 각각 PWM 펄스의 전압을 증가시킬 수 있다. 이와 같이, 고 설정이 저 설정보다 높은 전압을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 와트수 출력(wattage output)을 소정의 원하는 임계치 미만으로 제한하는 것이 바람직할 수 있다. 출력 와트수를 소정의 원하는 임계치 미만으로 제한하는 것은 다양한 이득을 제공할 수 있다. 예를 들어, 출력 와트수가 소정의 임계치 미만으로(예컨대, 약 49 또는 50 와트 미만으로) 유지되는 경우, 접촉 품질 모니터링 시스템(contact quality monitoring system)이 필요하지 않을 수 있다. 접촉 품질 모니터링 시스템은 전형적으로 환자와 복귀 전극 사이에 충분한 접촉이 있음을 보장하기 위해 사용된다. 불충분한 접촉은 전형적인 보다 높은 출력 와트수의 전기수술용 발생기를 사용할 때 환자 화상을 초래할 수 있다. 반면에, 출력 와트수가 제한될 때, 환자 화상에 대한 위험이 감소되거나 없어져, 접촉 품질 모니터링 시스템에 대한 필요성을 감소시키거나 없앤다.
적어도 하나의 실시예에서, 전력 레벨은 또한 PWM 펄스의 기준 듀티 사이클(baseline duty cycle)과 연관될 수 있다. 예를 들어, 저 설정은 15 퍼센트 듀티 사이클과 연관될 수 있고, 중간 설정은 30 퍼센트 듀티 사이클과 연관될 수 있으며, 고 설정은 50 퍼센트 듀티 사이클과 연관될 수 있다. 임의의 전력 레벨에서의 듀티 사이클이 특정 조직 상태를 충족시키도록 조절될 수 있지만, 기준 듀티 사이클은 저 레벨 설정이 그것의 듀티 사이클을 고 레벨 설정보다 느리게 증가시키도록 PWM을 바이어스(bias)시킬 수 있다. 또한, 적어도 하나의 실시예에서, 저 레벨 듀티 사이클은 고 듀티 사이클을, 중간 설정 또는 고 설정이 동일한 듀티 사이클을 유지시킬 시간보다 짧은 시간 동안 유지시키도록 바이어스될 수 있다.
양극 모드
파 발생기(102)의 일부 실시예는 또한 또는 대안적으로 정전류를 출력부에 인가하도록 구성되는 양극 모드를 포함할 수 있다. 특히, 양극 모드는 특정 전류를 출력하고 출력부에서 검출된 임피던스를 모니터링하여 절차가 완료되었는지 여부를 결정함으로써 작동할 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 일단 특정 임피턴스 임계치가 검출되면, 양극 모드가 비활성화되거나 달리 절차가 완료되었음을 표시할 수 있다.
따라서, 일부 실시예에서, 파 발생기(102)는 자동 시작 및/또는 자동 정지 특징을 제공할 수 있다. 자동 시작 특징에서, 파 발생기(102)는 일단 기구(예컨대, 기구(106))가 활성화되었고 환자 조직에 접촉되었으면 원하는 출력(예컨대, 정전류)을 인가할 수 있다. 자동 정지 특징에서, 파 발생기(102)는 특정 기간 후에 또는 상태의 변경 시에 출력을 변경하거나 중단시킬 수 있다. 예를 들어, 파 발생기(102)는 조직 임피던스, 전압, 전력 등의 사전결정된 변경 시에 출력을 변경하거나 중단시킬 수 있다.
다양한 실시예에서, 양극 모드는 출력부에서의 원하는 전력 레벨(예컨대, 25 와트 또는 50 와트)을 표시하는 다양한 설정 레벨을 포함할 수 있다. 이와 같이, 적어도 하나의 실시예에서, 양극 모드의 출력은 파 발생기(102)가 일정한 전류 출력 또는 일정한 전력 출력을 유지시키려고 시도하도록 제어된다. 적어도 하나의 실시예에서, 파 발생기(102)는 전압의 진폭 변조를 통해 원하는 출력 전류 또는 전력을 유지시킬 수 있다. 적어도 일부 실시예에서, 파 발생기(102)는 출력 신호 또는 대체로 사각 파형(square waveform)의 펄스 폭 변조를 통해 원하는 출력 전류 또는 전력을 유지시킬 수 있다.
예를 들어, 도 5는 예시적인 양극 절차의 전류, 전력, 및 측정된 조직 임피던스의 시간 기반 관계를 도시한다. 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 실시예에서, 양극 모드는 초기에 초기 기간 및 임피던스 범위(160)에 걸쳐 대체로 일정한 전류를 출력한다. 시간 경과에 따라 조직이 수축할 때, 조직의 임피던스가 증가하여, 전류가 일정하게 유지됨에 따라 전력의 증가를 가져온다. 기간(162)에 의해 도시된 제2 단계 중에, 출력이 대체로 일정한 전력 출력으로 변경되며, 이는 조직 임피던스가 증가함에 따라 전력 레벨을 유지시키기 위해 궁극적으로 (164와 166 사이에 예시된 바와 같은) 전류의 급감으로 이어질 수 있다. 적어도 하나의 구현예에서, 영역(162) 내에서의 전류의 급감은 절차의 완료를 표시할 수 있는 임계 임피던스(167)의 검출로 이어진다.
일부 실시예에서, 임계 임피던스는 약 100 옴(ohm)일 수 있다. 다른 실시예에서, 임계 임피던스는 약 50 옴 내지 약 300 옴 범위 내에, 또는 약 50 옴 내지 약 1000 옴 범위 내에 있을 수 있다. 임계 임피던스는 소정의 요인에 기초하여 달라질 수 있다. 예를 들어, 전류가 인가되는 (예컨대, 양극성 겸자 사이에 파지되는) 조직의 유형 또는 조직의 양이 임계 임피던스 값 및 에너지가 조직에 인가되는 시간량에 영향을 미칠 수 있다.
예를 들어, (양극성 겸자 사이에 파지되는) 소량의 조직이 보다 대량의 조직에 비해 상대적으로 높은 임피던스로 시작될 수 있고, 소량의 조직의 임피던스가 비교적 높은 또는 임계 임피던스 레벨로 (대량의 조직에 비해) 더욱 빠르게 증가할 수 있다. 반면에, (양극성 겸자 사이에 파지되는) 대량의 조직이 (소량의 조직에 비해) 상대적으로 낮은 임피던스로 시작될 수 있고, 대량의 조직의 임피던스 레벨이 비교적 높은 또는 임계 임피던스 레벨로 (소량의 조직에 비해) 더욱 느리게 증가할 수 있다. 예컨대 상대적으로 높은 임피던스 레벨로 시작되는 조직의 유형 또는 조직의 양을 가진 일부 경우에, 임계 임피던스 레벨은 상이한 유형의 조직 또는 보다 소량의 조직의 임계 임피던스 레벨보다 낮을 수 있다.
적어도 하나의 실시예에서, 일정 기간에 걸쳐 정전류를 인가하는 것은 조직을 천천히 가온(warm)하여 조직이 수축하게 하는 기능을 할 수 있다. 반면에, 종래의 양극 모드는 급격히 떨어지는 고 레벨의 초기 전류를 포함할 수 있다. 이러한 고 레벨의 전류는 본 개시 내용의 실시예에 의해 완화될 수 있는 탄화(charring) 및 다른 문제를 야기할 수 있다.
또한, 적어도 하나의 구현예에서, 양극 모드는 절개 모드를 구현하기 위해 사용되는 동일한 회로에 의해 파 발생기(102) 내에서 구현될 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 실시예에서, 양극 모드는 일정한 50% PWM 듀티 사이클로 작동한다. 따라서, 일정한 듀티 사이클을 유지하면서 전압의 진폭이 변화될 수 있다. 적어도 이들 2가지 모드들 사이에서 회로를 공유하는 것은 파 발생기(102)의 비용을 현저히 감소시킬 수 있고, 본 명세서의 다른 곳에서 논의되는 바와 같이, 파 발생기(102)의 크기/중량을 현저히 감소시킬 수 있다.
응고 모드
일부 실시예에서, 파 발생기(102)는 출력부에 인가되는 전력의 양을 제어하기 위해 플라이백 회로를 이용하는 응고 모드를 포함할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 구현예에서, 플라이백 회로는 출력 부하에 인가되는 전압 또는 출력 부하의 임피던스에 상관없이 일정한 전력 출력을 제공하기 위해 사용될 수 있다.
전형적으로, 응고 모드는 명칭이 나타내는 바와 같이 수술 절차 중에 혈액을 응고시키기 위해 사용된다. 종래의 응고 시스템은 원하는 응고 효과를 달성하기 위해 범위 4,000 볼트 피크-투-피크(peak-to-peak) 내의 극히 높은 전압에 의존한다. 적절한 전압 및 전력 레벨을 유지시키고 출력의 변경되는 임피던스를 처리하는 것은 상당한 모니터링 간접비(overhead)를 필요로 할 수 있다.
적어도 하나의 실시예에서, 파 발생기(102)는 변경되는 전압 또는 임피던스를 모니터링할 필요 없이 일정한 전력 출력이 달성될 수 있는 방식으로 플라이백 회로를 이용한다. 예를 들어, 파 발생기(102)는 플라이백 회로 내의 변압기의 1차측(primary side)에 인가되는 전력의 양을 제어할 수 있다. 이러한 제어는 진폭 변조, 전류 변조, 또는 임의의 다른 형태를 포함할 수 있다.
일단 전력이 변압기의 1차측에 인가되면, 플라이백 회로의 2차측(secondary side)이 에너지를 인덕터(inductor) 내에 저장하고 에너지를 펄스로서 부하(즉, 조직)에 방출할 수 있다. 플라이백 회로의 1차측에 인가되는 전력이 플라이백 회로의 2차측에 의해 저장되고 출력되는 전력과 실질적으로 동일할 것이기 때문에, 실질적으로 일정한 전력이 플라이백 회로의 1차측에 인가되는 전압보다 상당히 더 높은 전압으로 파 발생기(102)에 의해 인가된다.
따라서, 적어도 하나의 실시예에서, 플라이백 회로는 응고 모드가 출력부에서의 임피턴스 또는 조직에 인가되는 전압의 임의의 모니터링을 필요로 함이 없이 사용되도록 허용한다. 플라이백 회로는 부하에서의 임피던스 또는 전압에 상관없이 적절한, 일정한 전력 레벨이 조직에 인가되는 것을 보장한다.
또한, 적어도 하나의 실시예에서, 파 발생기(102)는 출력부에서의 파고율(crest factor) 및 펄스 타이밍(pulse timing)을 제어하는 기능을 하는 게이트(gate)를 포함할 수 있다. 특히, 적어도 하나의 구현예에서, 게이트는 전술된 PWM 컨트롤러에 접속될 수 있다. 응고 모드에서, PWM 컨트롤러는 일정한 듀티 사이클로 작동할 수 있다. 게이트는 또한 어떤 펄스가 출력부로 통과되는지를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 게이트는 펄스의 파고율을 제어하기 위해 사용될 수 있다.
또한, 적어도 하나의 실시예에서, 응고 모드에서의 파고율 조절이 맞춤화된 전극 기하학적 구조에 대한 활성화의 효과 및 효율을 개선하기 위해 사용될 수 있다. 대체로 약 0.0254 mm 내지 약 0.1270 mm 또는 약 0.076 mm 내지 약 0.1270 mm의 작동 표면을 갖도록 형상화되는 에지 기하학적 구조를 가진 전극을 사용할 때 파고율의 증가가 응고 효과를 개선할 수 있다. 이는 보다 낮은 파고율로 응고 모드에서 최상으로 작동하는 (약 0.33 mm의 두께를 가진) 종래의 예리해지지 않은 전극 팁의 작동 표면과 비교된다. 일부 실시예에서, 파고율은 약 5의 저 파고율 값 내지 약 12의 고 파고율 값의 범위일 수 있다. 다른 전극 기하학적 구조가 효과적인 응고 활성화를 위해 이루어질 수 있는 연관된 파고율 조절을 가질 수 있다.
회로 효율
적어도 하나의 실시예에서, 파 발생기(102)는 절개 모드, 양극 모드, 및 응고 모드를 모두 동일한 회로 구조 내에서 구현할 수 있다. 예를 들어, 회로는 절개 모드에 대해 전술된 바와 같이 사용될 수 있는 PWM 컨트롤러를 포함할 수 있다. 파 발생기(102)가 양극 모드 또는 응고 모드로 이용될 때, PWM 컨트롤러는 출력이 더 이상 PWM 제어되지 않도록 일정한 듀티 사이클로 설정될 수 있다.
도 6은 배터리 전동식, 휴대용 전기수술용 파 발생기(예컨대, 파 발생기(102))를 위한 회로의 일 구현예의 개략도를 도시한다. 특히, 이러한 개략도는 파 발생기 내의 다양한 구성요소 및 모듈과 통신하는 마이크로컨트롤러(170)를 도시한다. 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 구현예에서, 다양한 입력/출력 포트(172a 내지 172f)는 모두 동일한 마이크로컨트롤러(170) 및 동일한 전원(174a, 174b)과 통신한다.
유사하게, 적어도 하나의 구현예에서, 평면 변압기(176)가 출력부들(172c 내지 172f) 중 적어도 일부분에 급전(feeding)하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 평면 변압기(176)는 각각 특정 출력부에 급전하는 다수의 탭(tap)(172c 내지 172f)을 포함할 수 있다. 또한, 적어도 하나의 구현예에서, 평면 변압기(176)에 대한 입력부가 응고 모드에 관하여 전술된 플라이백 회로(178)와 통신할 수 있다.
본 개시 내용의 다양한 실시예에서, 본 명세서에 기술된 구성요소 및 방법은 아날로그 또는 디지털 모듈의 임의의 조합을 사용하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 구현예에서, 파 발생기(102)는 디지털 처리(digital processing)를 사용하여 제어될 수 있다. 반면에, 적어도 하나의 실시예에서, 파 발생기(102)는 완전히 아날로그(analog)일 수 있다.
파 발생기 및 기구 조합
파 발생기(102)의 수행 능력(performance capability)(예컨대, 절개, 응고, 및 양극 모드)은 특정 유형의 전기수술용 기구에 적합하거나 그것과 함께 유용할 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 기술된 절개 모드는 형상화된, 테이퍼 형성된(tapered), 또는 예리해진 작동 표면(이하 "형상화된 작동 표면"으로 지칭됨)을 갖는 전극 팁과 함께 사용하기에 특히 적합하거나 그것과 함께 사용될 때 향상된 절개 성능을 제공할 수 있다. 형상화된 작동 표면은 전극 팁으로부터 전달되는 전기 에너지를 환자의 조직에 집중시킨다. 집중된 전기 에너지는 주위 조직 내로의 외부 전하 손실의 양을 감소시켜, 절개 부위를 둘러싸는 조직 내의 괴사성 손상의 양을 감소시킨다.
다시 도 1을 참조하면, 전극 팁(110)은 환자 조직으로의 전기 에너지의 효율적이고 집중된 전달을 용이하게 할 수 있는 형상화된 작동 표면(168)을 포함할 수 있다. 불규칙하게 형상화된 전도체 상에서, 전하는 표면의 곡률이 최대인 위치에; 즉, 예리하거나 테이퍼 형성된 지점 또는 에지에 축적되는 경향이 있다. 전극 팁(110)의 작동 표면(168)을 형상화하거나 예리하게 함으로써, 전하가 훨씬 더 작은 표면적 또는 표면 영역을 따라 집중된다. 그 결과, 전기 에너지가 보다 조밀한 배열로 집속되며, 이는 형상화된 작동 표면(168)에 아주 근접하지 않은 조직 내에서의 외부 전하 손실을 감소시킨다.
전극 팁(110)의 형상화된 작동 표면(168)은 끝이 예리할 필요는 없으며; 그것은 단지 최적 절개에 요구되는 정도로 에너지 전달을 집중시키도록 형상화되면(예리해지면) 된다. 예를 들어, 형상화된 작동 표면(168)의 치수(즉, 폭)가 대체로 약 0.0254 mm 내지 약 0.1270 mm 또는 약 0.076 mm 내지 약 0.1270 mm일 때 효과적인 특성이 현저하게 관찰되기 시작할 수 있다. 일부 실시예에서, 형상화된 작동 표면(168)은 약 0.0254 mm, 약 0.076 mm, 약.01016 mm, 또는 약 0.1270 mm의 치수를 가질 수 있다.
종래의 예리해지지 않은 전극 팁은 약 0.33 mm의 작동 표면 두께를 갖고, 전형적인 절개 모드에서 50 와트 부근의 전력 설정을 이용할 수 있다. 반면에, 형상화된 작동 표면(168)을 가진 전극 팁은 전형적인 예리해지지 않은 전극 팁에 필요한 전력 설정보다 50% 더 작은 전력 설정인 20 와트 미만에서 조직을 통해 신속히 절개할 수 있다. 형상화된 작동 표면(168)은 또한 본 명세서에 기술된 PWM 절개 모드가 전형적인 예리해지지 않은 전극 팁보다 짧은 듀티 사이클을 사용하여 유사한 조직을 통해 절개하도록 허용할 수 있다. 또한, 형상화된 작동 표면(168)을 가진 전극 팁은 또한 보다 작은 저항, 보다 적은 가피 생성, 보다 적은 열 괴사, 및 개선된 수술자 제어와 함께 더욱 빠르게 절개할 수 있다.
종래의 전극과 비교할 때 형상화된 전극에 대한 전력 요건은 PWM이 채용될 때 상당히 상이할 수 있다. 조직 절개의 깊이, 조직의 유형, 전극의 길이, 전극 형상, 및 다른 요인이 전력 요건에 영향을 미칠 수 있다. 형상화된 전극 대 종래의 전극에 대한 전형적인 전력 감소는 약 40% 내지 60% 범위 내에 있을 수 있다. 절개의 깊이, 조직 유형, 절개 위치, 전극 길이 및 형상 등에 따라, 전력 감소 범위가 약 10% 내지 90%일 수 있다.
일부 실시예에서, 본 명세서에 기술된 PWM 절개 모드와 조합되는 전극 팁(110)의 크기 및/또는 다른 구성이 높은 수준의 정밀성이 요구되는 절차의 수행을 용이하게 할 수 있다. 예를 들어, 적어도 일부 실시예에서, 전극 팁(110)은 (i) 하나 이상의 주 표면(예컨대, 제1 주 표면 및 제1 주 표면 반대편의 제2주 표면); (ii) 하나 이상의 길이 방향 측면 에지(예컨대, 적어도 부분적으로 제1 주 표면과 제2 주 표면 사이에 배치됨); 및/또는 (iii) 단면적(예컨대, 적어도 부분적으로 제1 주 표면 및/또는 제2 주 표면 및/또는 하나 이상의 길이 방향 측면 에지 사이에 배치됨)을 포함한다.
적어도 하나의 실시예에서, 길이 방향 측면 에지(들)의 두께는 약 0.01 인치(0.254 mm)를 초과할 수 있다. 길이 방향 측면 에지가 약 0.01 인치 초과의 두께를 가질 때, 길이 방향 측면 에지는 2개 이상의 길이 방향 절개 에지를 형성하거나 포함할 수 있고/있거나, 본체는 길이 방향 절개 에지당 약 0.0004 제곱 인치(in2/E) 이하인, 단면적-대-길이 방향 절개 에지 수의 비(cross-sectional area-to-number of longitudinal cutting edges ratio)를 포함할 수 있다.
하나 이상의 다른 실시예에서, 길이 방향 측면 에지(들)는 약 0.01 인치 이하인 두께를 가질 수 있다. 길이 방향 측면 에지가 약 0.01 인치 이하의 두께를 가질 때, 길이 방향 측면 에지는 하나의 길이 방향 절개 에지를 형성하거나 포함할 수 있고/있거나, 본체는 길이 방향 절개 에지당 약 0.000150 제곱 인치(in2/E) 이하인, 단면적-대-길이 방향 절개 에지 수의 비를 포함할 수 있다.
하나 이상의 다른 실시예에서, 전극 팁(110)은 약 0.01 인치 이하인 두께를 갖는 하나 이상의 길이 방향 측면 에지(각각 하나의 길이 방향 절개 에지를 포함함), 및 약 0.01 인치 초과인 두께를 갖는 하나 이상의 길이 방향 측면 에지(각각 2개 이상의 길이 방향 절개 에지를 포함함)를 포함할 수 있다. 일 실시예가 약 0.01 인치 이하의 두께(들)를 갖는 길이 방향 측면 에지(들) 및 약 0.01 인치 초과의 두께(들)를 갖는 길이 방향 측면 에지(들)의 혼성체를 포함할 때, 전극의 본체는 길이 방향 절개 에지당 약 0.001 제곱 인치(in2/E) 이하인, 단면적-대-길이 방향 절개 에지 수의 비를 포함할 수 있다.
혈관 봉합 기구가 파 발생기(102)와 조합하여 사용하기에 특히 적합할 수 있는 다른 유형의 전기수술용 기구이다. 도 7은 파 발생기(102)와 함께 사용될 수 있는 예시적인 혈관 봉합 기구(180)를 예시한다. 혈관 봉합 기구(180)는 손잡이(182), 손잡이(182)로부터 연장되는 긴 샤프트(elongated shaft)(184), 및 긴 샤프트(184)의 반대편 단부에 있는 한 쌍의 조오(jaw)(186, 188)를 포함한다. 혈관 봉합 기구(180)는 또한 전기수술용 파 발생기(예컨대, 파 발생기(102))로부터 와이어 또는 다른 전기 전도체를 통해 전기 에너지를 수용/복귀시키기 위한 입력부(190)를 포함한다. 전기 에너지는 특히 조오들(186, 188) 사이에 있는 조직을 절개하거나 혈관을 봉합하기 위해 사용될 수 있다.
손잡이(182)는 손잡이(182)의 레버 부분을 손잡이(182)의 다른 부분을 향해 압착하는 것이 조오들(186, 188) 중 하나 또는 둘 모두를 활성화시키도록 설계될 수 있다. 이러한 활성화는 조오(186)를 조오(188) 상으로 또는 그것을 향해, 또는 그 반대의 경우로 하강시킬 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 손잡이(182)의 레버를 압착하는 것이 조오들(186, 188) 중 하나 또는 둘 모두로의 전기 에너지의 흐름을 개시시킬 수 있다. 다른 경우에, 손잡이(182)(또는 기구(180)의 다른 부분)는 조오들(186, 188) 중 하나 또는 둘 모두로의 전기 에너지의 흐름을 개시시키는 별개의 스위치 또는 버튼을 포함할 수 있다. 또 다른 경우에, 풋 스위치(foot switch)와 같은 스위치 메커니즘이 조오들(186, 188) 중 하나 또는 둘 모두로의 전기 에너지의 흐름을 개시시키기 위해 사용될 수 있다.
혈관 봉합 기구(예컨대, 기구(180))는 본 명세서에 기술된 응고 또는 양극 모드와 함께 사용될 때 특히 유용할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 혈관 봉합 기구(180)를 사용하여 조오들(186, 188) 사이에서 혈관을 파지할 수 있다. 응고 또는 양극 모드가 이어서 혈관을 가열하기 위해 파지된 혈관에 전기 에너지를 전달하도록 사용될 수 있다. 혈관의 가열은 혈관 벽에서 발견되는 콜라겐(collagen) 및 엘라스틴(elastin)의 변성을 가져온다. 충분한 변성 후에, 조오(186, 188)로의(그리고 그에 따라 혈관으로의) 전기 에너지의 흐름이 차단되어, 혈관이 냉각되기 시작하도록 허용한다. 혈관이 냉각됨에 따라, 혈관 벽 내의 엘라스틴 및 콜라겐 ― 이는 이제 압축 접촉 상태에 있음 ― 이 결합되어, 그것들을 함께 봉합하고 혈관을 폐쇄시킨다.
혈관 봉합 절차 중에, 조오(186, 188)는 혈관 벽의 서로 반대편에 있는 측면들을 함께 유지시키는 클램프(clamp)로서 역할할 수 있다. 클램핑력은 손잡이(182)의 레버 부분을 이동 및/또는 유지시킴으로써 수동으로 인가되고/되거나 유지될 수 있다. 대안적으로, 혈관 봉합 기구(180)는 혈관 봉합 절차가 완료될 때까지 클램핑력을 유지시키는 기계 또는 전기-기계 메커니즘을 포함할 수 있다. 기계 또는 전기-기계 메커니즘은 사전결정된 기간(예컨대, 5초, 10초, 15초, 30초) 후에, (손잡이(182)의 레버 부분을 이동시키는) 사용자 입력 시에, 또는 (예컨대, 파 발생기(102)로부터의) 전기 신호에 응답하여 클램핑력을 해제시키도록 구성될 수 있다.
본 발명은 그의 사상 또는 본질적인 특성으로부터 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구현될 수 있다. 기술된 실시예는 모든 점에서 단지 예시적이고 제한적이지 않은 것으로 고려되어야 한다. 따라서, 본 발명의 범주는 전술한 설명에 의해서보다는 첨부된 청구범위에 의해 지시된다. 청구범위의 의미 및 균등물의 범위 내에서 이루어지는 모든 변경은 그의 범주 내에 포함되도록 의도된다.

Claims (57)

  1. 전기 구동식 의료 절차들을 수행하기 위한 전기수술용 파 발생기(electrosurgical wave generator)로서,
    환자 조직을 통해 절개하도록 구성되는 작동 표면을 포함하는 적어도 하나의 수술용 전극(surgical electrode)에 출력 신호들을 발생시키고 제어하도록 구성되는 제어 유닛(control unit); 및
    상기 전극이 절개하고 있는 상기 환자 조직으로부터 검출되는 임피던스(impedance)에 기초하여 상기 출력 신호의 듀티 사이클(duty cycle)들을 변화시키도록 구성되는 펄스 폭 변조 컨트롤러(pulse-width-modulation controller)
    를 포함하는, 전기수술용 파 발생기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 펄스 폭 변조 컨트롤러는 일정한 피크 전압 레벨(peak voltage level)을 출력하도록 추가로 구성되는, 전기수술용 파 발생기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 펄스 폭 변조 컨트롤러는 상대적으로 더 높은 임피던스 조직의 검출 시에 상기 출력 신호들과 연관된 듀티 사이클을 증가시키도록 구성되는, 전기수술용 파 발생기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 펄스 폭 변조 컨트롤러는 상대적으로 더 낮은 임피던스 조직의 검출 시에 상기 출력 신호들과 연관된 듀티 사이클을 감소시키도록 구성되는, 전기수술용 파 발생기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 전기수술용 파 발생기는 내부에 통합되는 배터리를 추가로 포함하고, 상기 출력 신호들은 오직 상기 배터리에 의해 생성되는 전압으로부터 발생되는, 전기수술용 파 발생기.
  6. 제1항에 있어서, 상기 출력 신호들은 약 0.0254 mm 내지 약 0.127 mm의 두께를 가진 작동 표면을 갖는 수술용 전극과 함께 사용하도록 맞춰지는, 전기수술용 파 발생기.
  7. 제1항에 있어서, 데이터를 송신 또는 수신하도록 구성되는 무선 송수신기(wireless transceiver)를 추가로 포함하는, 전기수술용 파 발생기.
  8. 제7항에 있어서, 상기 데이터는 상기 파 발생기에 대한 소프트웨어 업데이트들, 파 발생기 설정들 또는 모드들에 대한 변경들, 및 상기 파 발생기의 사용에 관한 데이터 중 하나 이상을 포함하는, 전기수술용 파 발생기.
  9. 제1항에 있어서, 상기 파 발생기의 외측 쉘(shell) 또는 케이스(case)가 통합형 복귀 전극(integrated return electrode)을 포함하는, 전기수술용 파 발생기.
  10. 제1항에 있어서, 상기 출력 신호들은 길이 방향 절개 에지당 0.000150 제곱 인치 이하인, 단면적-대-길이 방향 절개 에지 수의 비(cross-sectional area-to-number of longitudinal cutting edges ratio)를 갖는 수술용 전극과 함께 사용하도록 맞춰지는, 전기수술용 파 발생기.
  11. 제1항에 있어서, 상기 출력 신호들은 길이 방향 절개 에지당 0.001 제곱 인치 이하인, 단면적-대-길이 방향 절개 에지 수의 비를 갖는 수술용 전극과 함께 사용하도록 맞춰지는, 전기수술용 파 발생기.
  12. 제1항에 있어서, 상기 출력 신호들은 길이 방향 절개 에지당 0.0004 제곱 인치 이하인, 단면적-대-길이 방향 절개 에지 수의 비를 갖는 수술용 전극과 함께 사용하도록 맞춰지는, 전기수술용 파 발생기.
  13. 전기 구동식 의료 절차들을 수행하기 위한 전기수술용 파 발생기로서,
    양극 모드(bipolar mode)로 사용하도록 구성되는 제1 수술용 전극 및 제2 수술용 전극에 출력 신호들을 발생시키고 제어하도록 구성되는 제어 유닛; 및
    상기 제1 수술용 전극과 상기 제2 수술용 전극 사이에서 임피던스의 특정 변경이 검출될 때까지 정전류(constant current)를 가진 출력 신호를 발생시키도록 구성되는 출력 제어 모듈(output control module)
    을 포함하는, 전기수술용 파 발생기.
  14. 제13항에 있어서, 상기 임피던스의 특정 변경은 특정 임피던스를 검출하는 것을 포함하는, 전기수술용 파 발생기.
  15. 제14항에 있어서, 상기 특정 임피던스는 100 옴(ohm)을 포함하는, 전기수술용 파 발생기.
  16. 제14항에 있어서, 상기 특정 임피던스는 약 50 옴 내지 약 300 옴 범위 내에 있는, 전기수술용 파 발생기.
  17. 제14항에 있어서, 상기 특정 임피던스는 약 50 옴 내지 약 1000 옴 범위 내에 있는, 전기수술용 파 발생기.
  18. 제14항에 있어서, 상기 특정 임피던스는 임피던스의 상당한 증가를 포함하는, 전기수술용 파 발생기.
  19. 제13항에 있어서, 상기 출력 신호는 혈관 봉합 기구(vessel sealing instrument)와 함께 사용하도록 구성되는, 전기수술용 파 발생기.
  20. 제13항에 있어서, 상기 전기수술용 파 발생기는 내부에 통합되는 배터리를 추가로 포함하고, 상기 출력 신호들은 오직 상기 배터리에 의해 생성되는 전압으로부터 발생되는, 전기수술용 파 발생기.
  21. 제13항에 있어서, 상기 양극 모드는 자동 시작 특징(auto start feature) 및 자동 정지 특징(auto stop feature) 중 적어도 하나를 포함하는, 전기수술용 파 발생기.
  22. 전기 구동식 의료 절차들을 수행하기 위한 전기수술용 파 발생기로서,
    수술 중에 응고(coagulation)를 수행하도록 구성되는 적어도 하나의 수술용 전극에 출력 신호들을 발생시키고 제어하도록 구성되는 제어 유닛; 및
    상기 출력 신호들을 직접 발생시키도록 구성되는 플라이백 컨버터 회로(flyback converter circuit)
    를 포함하는, 전기수술용 파 발생기.
  23. 제22항에 있어서, 상기 플라이백 컨버터 회로는 상기 출력 신호들로부터의 전압 레벨 피드백(voltage level feedback)을 이용하지 않는, 전기수술용 파 발생기.
  24. 제22항에 있어서, 상기 플라이백 컨버터 회로는 상기 출력 신호들 내에서 일정한 전력 레벨을 유지하는, 전기수술용 파 발생기.
  25. 제22항에 있어서, 상기 출력 신호들로 펄스들을 선택적으로 통과시키도록 구성되는 게이트(gate)를 추가로 포함하는, 전기수술용 파 발생기.
  26. 제25항에 있어서, 상기 게이트는 상기 출력 신호들의 파고율(wave crest-factor)을 유지하도록 추가로 구성되는, 전기수술용 파 발생기.
  27. 전기 구동식 의료 절차들을 수행하기 위한 전기수술용 파 발생기로서,
    수술 절차들을 수행하기 위한 적어도 하나의 수술용 전극에 출력 신호들을 발생시키고 제어하도록 구성되는 제어 유닛; 및
    절개 모드, 양극 모드, 및 응고 모드 각각 내에서 상기 출력 신호들을 구동시키도록 구성되는 펄스 폭 변조 컨트롤러
    를 포함하는, 전기수술용 파 발생기.
  28. 제27항에 있어서, 상기 펄스 폭 변조 컨트롤러는 상기 양극 모드 내에서 기능하는 동안에 상기 출력 신호들을 일정한 듀티 사이클로 구동시키는, 전기수술용 파 발생기.
  29. 제27항에 있어서, 상기 펄스 폭 변조 컨트롤러는 상기 응고 모드 내에서 기능하는 동안에 상기 출력 신호들을 일정한 듀티 사이클로 구동시키는, 전기수술용 파 발생기.
  30. 제27항에 있어서, 평면 변압기(planar transformer)를 추가로 포함하는, 전기수술용 파 발생기.
  31. 제30항에 있어서, 상기 평면 변압기는 상이한 각각의 모드들을 위한 다수의 탭(tap)들을 포함하는, 전기수술용 파 발생기.
  32. 제27항에 있어서, 상기 제어 유닛은 상기 파 발생기의 설정들에 대한 사용자 입력 또는 수동 조절을 필요로 함이 없이 상기 절개 모드, 상기 양극 모드, 및 상기 응고 모드 중 하나 이상에서 상기 출력 신호들을 자동으로 발생시키고 제어하도록 구성되는, 전기수술용 파 발생기.
  33. 제32항에 있어서, 상기 제어 유닛은 상기 출력 신호들을 조절하기 위해 상기 파 발생기의 하나 이상의 설정들의 선택적 조절을 허용하는, 전기수술용 파 발생기.
  34. 전기 구동식 의료 절차들을 수행하기 위한 전기수술용 파 발생기로서,
    제1 전기수술용 기구의 커넥터에 접속하도록 구성되는 제1 전기 접속부;
    제2 전기수술용 기구의 커넥터에 접속하도록 구성되는 제2 전기 접속부;
    복귀 전극의 커넥터에 접속하도록 구성되는 제3 전기 접속부
    를 포함하고,
    상기 제1, 제2, 및 제3 전기 접속부들 중 적어도 2개는 상기 각각의 제1, 제2, 및 제3 전기 접속부들에 대한 상기 제1 전기수술용 기구, 상기 제2 전기수술용 기구, 및 상기 복귀 전극 3개 모두의 동시 접속을 방지하는 교차 접속 구성(cross connection configuration)을 포함하는, 전기수술용 파 발생기.
  35. 제34항에 있어서, 상기 교차 접속 구성은 상기 제1 전기수술용 기구 및 상기 복귀 전극의 상기 커넥터들이 상기 각각의 제1 및 제3 전기 접속부들에 동시에 접속되도록 허용하면서, 상기 제2 전기수술용 기구의 상기 커넥터가 상기 제2 전기 접속부에 접속되는 것을 방지하는, 전기수술용 파 발생기.
  36. 제34항에 있어서, 상기 교차 접속 구성은 상기 제2 전기수술용 기구가 상기 제2 전기 접속부에 접속되도록 허용하면서, 상기 복귀 전극의 상기 커넥터가 상기 제3 전기 접속부에 접속되는 것을 방지하는, 전기수술용 파 발생기.
  37. 제36항에 있어서, 상기 제2 전기 접속부는 복수의 소켓(socket)들을 포함하고, 상기 제3 전기 접속부는 상기 복수의 소켓들 중 적어도 2개의 소켓들 사이에 배치되는, 전기수술용 파 발생기.
  38. 제34항에 있어서, 상기 교차 접속 구성은 상기 제1 전기수술용 기구 및 상기 제2 전기수술용 기구의 상기 커넥터들 중 단지 하나만이 주어진 시간에 상기 각각의 제1 및 제2 전기 접속부들에 접속되도록 허용하는, 전기수술용 파 발생기.
  39. 제38항에 있어서, 상기 제1 전기 접속부는 제1 복수의 소켓들을 포함하고, 상기 제2 전기 접속부는 제2 복수의 소켓들을 포함하고, 상기 제1 복수의 소켓들과 상기 제2 복수의 소켓들은 적어도 하나의 소켓을 공유하는, 전기수술용 파 발생기.
  40. 전기 구동식 의료 절차들을 수행하기 위한 전기수술용 파 발생기로서,
    하우징;
    상기 하우징 내에 배치되고, 수술 절차들을 수행하기 위한 적어도 하나의 수술용 전극에 출력 신호들을 발생시키고 제어하도록 구성되는, 제어 유닛; 및
    상기 하우징 내에 통합되는 복귀 전극으로서, 이로써 상기 파 발생기는 환자로부터 상기 복귀 전극을 통한 상기 파 발생기로의 전기 에너지의 안전한 흐름을 가능하게 하도록 수술 절차 중에 상기 복귀 전극이 상기 환자와 접촉하는 상태로 상기 환자 상에 위치되거나 상기 환자에게 스트랩으로 묶일(strapped) 수 있는, 상기 복귀 전극
    을 포함하는, 전기수술용 파 발생기.
  41. 제40항에 있어서, 상기 복귀 전극은 용량성(capacitive) 복귀 전극을 포함하는, 전기수술용 파 발생기.
  42. 제40항에 있어서, 상기 복귀 전극은 저항성(resistive) 복귀 전극을 포함하는, 전기수술용 파 발생기.
  43. 제40항에 있어서, 상기 복귀 전극은 상기 제어 유닛에 전기적으로 접속되는, 전기수술용 파 발생기.
  44. 제40항에 있어서, 상기 복귀 전극은 세척가능(washable), 위생처리가능(sanitizable), 및 멸균가능한(sterilizable), 전기수술용 파 발생기.
  45. 전기 구동식 의료 절차들을 수행하기 위한 휴대용, 배터리 전동식(portable, battery powered) 전기수술용 파 발생기로서,
    상기 파 발생기가 운반되고 비-수술실 유형 환경에서 사용될 수 있게 하도록 제한되는 길이, 폭, 및 높이 치수들과 총 체적을 갖는 하우징;
    상기 하우징 내에 배치되고, 절개 모드, 응고 모드, 및 양극 모드 각각에서 수술 절차들을 수행하기 위한 적어도 하나의 수술용 전극에 출력 신호들을 발생시키고 제어하도록 구성되는, 제어 유닛으로서, 상기 제어 유닛은 상기 절개, 응고, 및 양극 모드들에 대한 상기 출력 신호들을 발생시키기 위해 단일 회로 구조를 사용하는, 상기 제어 유닛; 및
    상기 하우징 내에 배치되는 배터리로서, 상기 출력 신호들은 오직 상기 배터리에 의해 생성되는 전압으로부터 발생되는, 상기 배터리
    를 포함하는, 휴대용, 배터리 전동식 전기수술용 파 발생기.
  46. 제45항에 있어서, 상기 하우징은 약 50 세제곱 인치 내지 약 750 세제곱 인치의 총 체적을 갖는, 휴대용, 배터리 전동식 전기수술용 파 발생기.
  47. 제45항에 있어서, 상기 하우징은 약 60 세제곱 인치, 약 100 세제곱 인치, 약 120 세제곱 인치, 또는 약 150 세제곱 인치의 총 체적을 갖는, 휴대용, 배터리 전동식 전기수술용 파 발생기.
  48. 제45항에 있어서, 상기 파 발생기는 약 1 파운드 내지 약 6 파운드의 총 중량을 갖는, 휴대용, 배터리 전동식 전기수술용 파 발생기.
  49. 제45항에 있어서, 상기 파 발생기는 약 2 파운드, 약 3.5 파운드, 약 5 파운드, 약 7 파운드, 또는 약 10 파운드의 총 중량을 갖는, 휴대용, 배터리 전동식 전기수술용 파 발생기.
  50. 제45항에 있어서, 상기 휴대용, 배터리 전동식 전기수술용 파 발생기는 상기 하우징 내에 통합되는 복귀 전극을 추가로 포함하고, 이로써 상기 파 발생기는 환자로부터 상기 복귀 전극을 통한 상기 파 발생기로의 전기 에너지의 안전한 흐름을 가능하게 하도록 수술 절차 중에 상기 복귀 전극이 상기 환자와 접촉하는 상태로 상기 환자 상에 위치되거나 상기 환자에게 스트랩으로 묶일 수 있는, 휴대용, 배터리 전동식 전기수술용 파 발생기.
  51. 제45항에 있어서, 상기 파 발생기의 출력 와트수(output wattage)가 약 49 와트 이하로 제한되는, 휴대용, 배터리 전동식 전기수술용 파 발생기.
  52. 제45항에 있어서, 상기 하우징은 상기 파 발생기가 사용자에 의해 운반되거나 착용될 수 있게 하기 위해 스트랩 또는 벨트를 수용하도록 구성되는 하나 이상의 부착 지점들을 포함하는, 휴대용, 배터리 전동식 전기수술용 파 발생기.
  53. 제45항에 있어서, 상기 하우징은 내후성(weather resistant) 재료들을 포함하거나 내후성 재료들로 형성되는, 휴대용, 배터리 전동식 전기수술용 파 발생기.
  54. 제45항에 있어서, 상기 하우징은 항균성(antibacterial) 또는 항미생물성(antimicrobial) 재료들을 포함하거나 항균성 또는 항미생물성 재료들로 형성되거나 항균성 또는 항미생물성 재료들로 코팅되는, 휴대용, 배터리 전동식 전기수술용 파 발생기.
  55. 전기수술 절차를 수행하는 방법으로서,
    전기수술용 파 발생기를 제공하는 단계로서, 상기 전기수술용 파 발생기는,
    하우징;
    상기 하우징 내에 배치되고, 수술 절차들을 수행하기 위한 적어도 하나의 수술용 전극에 출력 신호들을 발생시키고 제어하도록 구성되는, 제어 유닛; 및
    상기 하우징 내에 통합되는 복귀 전극
    을 갖는, 상기 전기수술용 파 발생기를 제공하는 단계;
    상기 전기수술용 파 발생기를 수술 절차가 수행될 환자에 인접하게 위치시키는 단계로서, 이로써 상기 복귀 전극은 상기 환자로부터 상기 복귀 전극을 통한 상기 파 발생기로의 전기 에너지의 안전한 흐름을 가능하게 하도록 상기 환자와 접촉하는, 상기 전기수술용 파 발생기를 수술 절차가 수행될 환자에 인접하게 위치시키는 단계
    를 포함하는, 방법.
  56. 제55항에 있어서, 상기 전기수술용 파 발생기를 환자에 인접하게 위치시키는 단계는 상기 파 발생기를 상기 환자 위에 위치시키는 단계 또는 상기 환자를 상기 파 발생기 위에 위치시키는 단계 중 적어도 하나를 포함하는, 방법.
  57. 제55항에 있어서, 상기 전기수술용 파 발생기를 환자에 인접하게 위치시키는 단계는 상기 파 발생기를 상기 환자에게 스트랩으로 묶는 단계를 포함하는, 방법.
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