KR20190017425A - 조직 내압 감지 가능 고주파 소작 바늘 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조직 내압 감지 가능 고주파 소작 바늘에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 고주파 소작술을 시술하는 동안 생체조직에 발생하는 수증기의 압력으로 인하여 조직이 폭발하는 것을 방지할 수 있도록, 고주파 소작술 시 조직 내압을 감지할 수 있는 기능을 가지는 고주파 소작 바늘을 제공함에 있다. 본 발명의 다른 목적은, 조직 내압 감지가 가능한 장치를 상대적으로 저렴한 비용으로 구성할 수 있도록 하는, 조직 내압 감지 가능 고주파 소작 바늘을 제공함에 있다.

Description

조직 내압 감지 가능 고주파 소작 바늘 {RF ablation needle sensing tissue pressure}

본 발명은 조직 내압 감지 가능 고주파 소작 바늘에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 고주파 소작술을 시술하는 동안 생체조직에 발생하는 수증기의 압력으로 인하여 조직이 폭발하는 것을 방지할 수 있도록, 고주파 소작술 시 조직 내압을 감지할 수 있는 기능을 가지는 고주파 소작 바늘에 관한 것이다.

소작(燒灼)술이란 열을 이용하여 종양 등과 같은 대상 조직을 괴사시켜 제거하는 기술을 말하는 것으로, 중파 (中波, medium frequency)를 이용하여 열을 발생시켜 소작을 행하는 것을 고주파 소작이라고 한다. 1990년대 초반 당시 의학 기술 수준으로는 화학요법, 방사능요법 등으로는 간암에 대한 큰 효과를 보지 못하였으며, 이러한 배경에서 고주파 소작술이 사용되기 시작했다. 이후 장기간의 생존 데이터를 바탕으로 원발암이나 전이암 모두 환자의 생존율을 높일 수 있다는 점이 확인되었으며, 현재 고주파 소작술은 폐, 신장, 뼈, 부신 등의 여러 다른 암 치료에도 그 사용이 확대되고 있다.

간암의 경우 이미 간 기능이 심하게 손상된 경우가 많아 3/4 정도의 환자는 수술이 어렵다. 이러한 경우 종래에 일반적으로 에탄올 주입법(Ethanol Injection Therapy)이 널리 적용되었고 수술한 것과 같은 좋은 결과를 획득하였다. 그러나 에탄올 주입법의 경우 간암 조직의 완전한 괴사를 위하여 여러 차례 시술을 해야 하고, 따라서 환자는 장시간 입원해야 하는 문제가 있었다. 더욱이, 에탄올 치료의 경우 여러 연구 결과에 따르면 비교적 크기가 큰 간암의 경우 고주파 열치료와 비교시 국소 재발율이 높을 것으로 알려져 있다(Gastroenterology, 2004, 127: 1714~23). 이 때문에 10여년 전부터 에탄올 주입법 대신 고주파 소작법이 중요한 대안으로 자리 잡고 있는데, 그 이유는 1회의 소작으로도 암조직 전부를 괴사시킬 수 있는 유일한 방법이기 때문이다.

이처럼 고주파 열치료는 에탄올 치료와 비교시 높은 국소 치료 효과가 입증되었으나, 치료를 위한 에너지원으로 열을 사용하는 근원적인 제한점 때문에 종양의 가열시 발생되는 압력의 급격한 증가를 현재까지 억제할 수 있는 방법이 없었다. 특히 혈관 주변의 위치한 종양에서 주변 정상 간조직으로 치료 후 급격히 재발하는 현상이 발견되었다(Radiology, 2015, 276: 274-285). 특히, 고주파 치료 도중 종양내부에서 파열음과 유사한 소리가 관찰되었는데, 이는 일반적인 고주파 열치료에서 60%까지 관찰됨이 보고되어 왔다(World J Gastroenterol, 2012, 18(41): 5870-5878). 또한 이러한 현상은 종양의 가열시에 수반되는 내부의 압력증가와 관련이 있음을 알게 되었다. 이전에도 하버드와 이탈리아의 의사들로 구성된 연구팀은 1999년에 간암 치료에 에탄올 주입법을 대체하기 위하여 고주파 소작을 적용하다가 소작부위 내부에서 Popping 소리가 들리는 것을 관찰하고, 최초로 그 원인을 조직내부의 압력 증가에서 찾은 바 있다(Radiology, 1999, 210: 655-661). 또한 돼지의 간에 고주파 소작 실험을 행한 일본의 규슈 대학 의학대학원의 고토(Kotoh) 교수팀의 보고에 따르면 소작시에 고주파 전극 주위의 조직에서 발생하는 내압이 무려 400 kPa 까지 상승할 수도 있음을 보고하고 있다(Comparative Hepatology, 2006, 5: 10). 삼성서울병원의 임효근 교수팀은 연구에 적용된 AIR(Aggressive Intrasegmental Recurrence)이 고주파 소작이 된 영역의 주변에서 발견되었다고 보고하면서 이런 종류의 종양의 재발은 기존의 미확인 병소의 암세포의 증식보다는, 고주파 가열로 인한 종양 내부의 압력의 증가가 종양과 인접한 혈관을 통하여 소작 영역 주변에 있는 정상 간실질에 고주파 열치료술 도중 암세포를 전파시킬 가능성을 제시하였다. 또한 이러한 AIR이 발생한 환자에서 그렇지 않은 환자와 비교시 생존율이 의미 있는 차이로 감소하여, 이러한 현상의 발생의 실제 임상적인 중요성을 확인하였다(Radiology, 2015, 276: 274-285).

이처럼 고주파 소작 과정에서 조직 내압 증가로 인한 문제를 해소하기 위한 연구가 다각도로 이루어져 왔다. 그 중 하나로서, "Fiber-Optic Temperature and Pressure Sensors Applied to Radiogrequency Thermal Ablation in Liver Phantom: Methodology and Experimental Measurements"(D. Tosi et al., Journal of Sensors, 2015, 909012, 이하 '선행문헌')에서는 FBG(Fiber Bragg Gratings) 구조의 광학식 압력 센서를 소작 바늘(ablation needle)에 부착하고, 패브리-페로 간섭(Fabry Perot interferometry) 원리를 이용하는 분광계(Spectrometer)를 사용하여 고주파 소작 시 증가하는 온도 및 압력을 측정하는 기술을 제시하고 있다. 그런데 상기 선행문헌의 경우, 온도 및 압력을 측정하는데 사용되는 센서 부품 자체가 상대적으로 고가라서, 대부분 일회용으로 사용되는 시술기구의 특성상 시술 비용이 지나치게 증가하게 되는 문제가 있다. 뿐만 아니라 신호의 분석에 사용되는 분광계 또한 고가의 장비이기 때문에 실제 현장에의 활용이 더욱 어려워지는 문제가 있다.

1. "Fiber-Optic Temperature and Pressure Sensors Applied to Radiogrequency Thermal Ablation in Liver Phantom: Methodology and Experimental Measurements"(D. Tosi et al., Journal of Sensors, 2015, 909012)

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 고주파 소작술을 시술하는 동안 생체조직에 발생하는 수증기의 압력으로 인하여 조직이 폭발하는 것을 방지할 수 있도록, 고주파 소작술 시 조직 내압을 감지할 수 있는 기능을 가지는 고주파 소작 바늘을 제공함에 있다. 본 발명의 다른 목적은, 조직 내압 감지가 가능한 장치를 상대적으로 저렴한 비용으로 구성할 수 있도록 하는, 조직 내압 감지 가능 고주파 소작 바늘을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 조직 내압 감지 가능 고주파 소작 바늘(100)은, 일측 끝단이 생체조직에 침투되어 열에너지를 인가하는 소작부(110); 상기 소작부(110)의 타측 끝단에서 일체로 연장 형성되되 외면에 절연막이 둘러 구비되며, 상기 소작부(110)에서 열에너지가 발생되도록 고주파를 전달받아 상기 소작부(110)로 인가하는 전극부(120); 사용자 파지 가능하게 형성되며, 외부로부터 고주파를 전달받아 상기 전극부(120)로 전달하는 핸들부(130); 상기 소작부(110) 상 또는 상기 소작부(110) 및 상기 전극부(120)의 연결부위에 둘러 구비되며, 박막 상의 집적회로 형태로 형성되는 압력 센서(140); 를 포함하여 이루어질 수 있다.

이 때 상기 고주파 소작 바늘(100)은, 상기 소작부(110) 및 상기 전극부(120)의 연결부위에 둘러 구비되며, 박막 상의 집적회로 형태로 형성되는 온도 센서(150); 를 더 포함하여 이루어질 수 있다.

또한 상기 고주파 소작 바늘(100)은, 상기 압력 센서(140) 및 상기 온도 센서(150)가 일체로 이루어질 수 있다.

또한 상기 고주파 소작 바늘(100)은, 고주파 간섭을 저감하는 고주파 필터부(160); 를 더 포함하여 이루어질 수 있다. 이 때 상기 고주파 필터부(160)는, 상기 핸들부(130)에 내장되는 것이 바람직하다.

또한 상기 압력 센서(140)는, 인쇄전자 공정 또는 반도체 공정을 포함하는 미세 패터닝 공정을 통해 형성될 수 있다. 또한 상기 압력 센서(140)는, 압력이 증가함에 따라 접촉 저항이 감소하는 원리에 의해 동작하도록 이루어질 수 있다.

또한 상기 온도 센서(150)는, 인쇄전자 공정 또는 반도체 공정을 포함하는 미세 패터닝 공정을 통해 형성될 수 있다.

본 발명에 의하면, 고주파 소작 바늘에 압력을 감지할 수 있는 센서가 부착되게 함으로써, 고주파 소작술을 시술하는 동안 생체조직에 발생하는 수증기의 압력을 실시간으로 감지하면서 시술을 수행함으로써, 지나친 내압 상승으로 인해 조직이 폭발하는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 큰 효과가 있다. 이에 따라, 종래에 고주파 소작술 중 조직 폭발로 인하여 암세포가 전파되는 문제를 원천적으로 해소할 수 있다는 효과 또한 있다.

뿐만 아니라 본 발명에 의하면, 이러한 조직 내압 감지가 가능한 센싱 수단을 소형 MEMS 압력 센서 또는 박막형 유연 압력 센서 형태로 구현함으로써, FBG와 같은 광학식 압력 센서 및 분광계를 사용하여 압력을 측정하는 방법에 비해 훨씬 저렴하게 장치를 구성할 수 있다는 경제적 효과가 있다. 특히 고주파 소작술에 사용되는 소작 바늘은 대개 일회용으로 사용된다는 특성상, 상대적으로 저가로 장치가 구성된다는 점, 신호 분석에 고가의 장비가 사용되지 않는다는 점 등으로 인하여 궁극적으로 시술 비용을 훨씬 줄일 수 있는 큰 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 고주파 소작 바늘의 구성도.
도 2는 본 발명의 고주파 소작 바늘의 한 실시예 사진.
도 3은 본 발명의 고주파 소작 바늘의 다른 실시예 사진.
도 4는 본 발명의 고주파 소작 바늘에 대한 고주파 필터부 영향 실험 결과.
도 5는 본 발명의 고주파 소작 바늘에 대한 화학적 환경 영향 실험 결과.
도 6은 본 발명의 고주파 소작 바늘을 사용한 한 실험 사진.
도 7은 도 6의 실험 결과.
도 8은 본 발명의 고주파 소작 바늘을 사용한 다른 실험 사진.
도 9는 도 8의 실험 결과.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 조직 내압 감지 가능 고주파 소작 바늘을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 고주파 소작 바늘의 구성도를 간략히 도시한 것이며, 도 2는 본 발명의 고주파 소작 바늘의 한 실시예 사진을 도시한 것이다. 도시된 바와 같이 본 발명의 고주파 소작 바늘(100)은, 소작부(110), 전극부(120), 핸들부(130), 압력 센서(140)를 포함하여 이루어진다. 여기에, 온도 센서(150), 고주파 필터부(160)를 더 포함하여 이루어질 수도 있다. 각부에 대하여 간략히 설명하면 다음과 같다.

상기 소작부(110)는, 일측 끝단이 생체조직에 침투되어 열에너지를 인가하는 역할을 한다. 즉 상기 소작부(110)가, 실제로 생체조직에 접촉하여 열에너지를 인가함으로써 직접적으로 소작(ablation)을 수행하는 부품이다.

상기 전극부(120)는, 상기 소작부(110)의 타측 끝단에서 일체로 연장 형성되되 외면에 절연막이 둘러 구비되며, 상기 소작부(110)에서 열에너지가 발생되도록 고주파를 전달받아 상기 소작부(110)로 인가하는 역할을 한다. 즉 상기 소작부(110) 및 상기 전극부(120)는 실질적으로 일체로 된 하나의 전극이되, 상기 소작부(110)는 외부로 노출되어 있음으로써 실제 소작이 일어나는 부분이고, 상기 전극부(120)는 외부와 절연되어 있음으로써 고주파를 상기 소작부(110)까지 전달만 할 수 있도록 이루어진 부분이라고 보면 된다.

상기 핸들부(130)는 명칭 그대로 사용자 파지 가능하게 형성되며, 외부로부터 고주파를 전달받아 상기 전극부(120)로 전달하는 역할을 한다. 상기 핸들부(130)는, 사용자 파지가 용이하도록 굴곡진 형상으로 이루어진다거나, 고주파 신호의 ON/OFF 또는 크기를 사용자가 용이하게 조절할 수 있도록 스위치 등이 구비된다거나 등과 같이, 사용자 편의성 향상을 위한 여러 변경 실시가 가능하다.

상술한 바와 같은 부품들, 즉 상기 소작부(110), 상기 전극부(120), 상기 핸들부(130)만으로 이루어지는 구성은 기존의 고주파 소작에 사용되는 바늘의 구성이다. 이러한 구성으로는 물론 고주파 소작술 자체를 수행하는 데에는 문제가 없지만, 앞서 설명한 바와 같이 고주파 소작술 시 발생하는 조직의 폭발(popping) 현상이 일어나는 것을 방지하거나 예지할 수단이 없다. 본 발명에서는, 이러한 문제를 해소하고자, 고주파 소작 바늘 상에 소형 MEMS 압력 센서 또는 박막형 유연 압력 센서 형태로 된 상기 압력 센서(140)를 부착하여, 고주파 소작술이 수행되는 동안 주변의 압력 변화를 감지한다.

상기 압력 센서(140)는 상기 소작부(110) 상 또는 상기 소작부(110) 및 상기 전극부(120)의 연결부위에 둘러 구비되며, 박막 상의 집적회로 형태로 형성된다. 고주파 소작술에서 사용하는 상기 전극부(120)의 두께는 불과 1.2 ~ 2.0 mm에 지나지 않기 때문에, 상기 압력 센서(140)는 그 두께가 충분히 얇거나 그 크기가 매우 작아야 한다. 따라서 상기 압력 센서(140)는 상술한 바와 같이 소형 MEMS 압력 센서 또는 박막형 유연 압력 센서 형태로 이루어지도록 한다. 이 경우 상기 압력 센서(140)는 인쇄전자 공정 또는 반도체 공정을 포함하는 미세 패터닝 공정을 통해 형성될 수 있다. 보다 구체적으로는, 상기 압력 센서(140)는 압력이 증가함에 따라 접촉 저항이 감소하는 원리에 의해 동작하는 형태로 이루어질 수 있다.

이처럼 본 발명의 고주파 소작 바늘(100)에는 상기 압력 센서(140)가 부착 구비되어 있음으로써, 고주파 소작술을 수행하는 동안 주변 환경에서의 압력 증가를 감지할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 고주파 소작술 시 조직 폭발 현상은 열에너지 공급에 따른 수증기 발생으로 인한 조직 내압 증가가 원인이다. 본 발명의 고주파 소작 바늘(100)을 이용하면, 고주파 소작술을 수행하는 중 실시간으로 압력을 측정할 수 있으므로, 조직의 내압이 급격히 올라가거나 일정 기준 이상으로 증가하였을 때, 소작 전력, 소작 시간 등을 조절하는 예방 조치를 할 수 있어, 고주파 소작술 시 조직 폭발을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

이와 같이 상기 고주파 소작 바늘(100)에 상기 압력 센서(140)를 부착 구비하여 동작시킴에 있어, 환경적으로 고려하여야 할 사항이 몇 가지 있다. 고주파 소작 환경은, 첫째로 섭씨 100도 이상까지 상승할 수 있는 고온의 환경이며, 둘째로 수 백 킬로헤르츠(kHz)의 주파수를 갖는 수 볼트의 전기로 인한 고주파 간섭이 발생할 수 있으며, 셋째로 이온성 환경으로 인한 화학적인 영향이 발생할 수 있다. 따라서 고주파 소작 환경 내에서 압력 센서가 정상적으로 작동이 가능하기 위해서는, 첫째로 센서 온도 측정 기능 및 온도에 따른 센서 신호 보상 기능, 둘째로 고주파 간섭 현상을 저감하기 위한 고주파 필터링 회로, 셋째로 조직의 화학적 환경(이온성 환경)에 영향을 받지 않는 재료의 선정 및 센서 패키징 등을 함께 고려하여야 한다.

먼저 첫째 조건을 만족시키기 위하여, 본 발명의 고주파 소작 바늘(100)은 상기 온도 센서(150)를 더 구비할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 상기 압력 센서(140)는 소형 MEMS 압력 센서 또는 박막형 유연 압력 센서 형태로 이루어지며, 바람직하게는 압력이 증가함에 따라 접촉 저항이 감소하는 원리에 의해 동작하는 형태로 이루어질 수 있다. 이 때, 물질의 저항값은 온도에 따라 달라질 수 있다는 점은 잘 알려진 상식이다. 상술한 바와 같이 고주파 소작술 시에는 섭씨 100도 이상의 고온이 발생하는 바, 상기 압력 센서(140)의 온도 환경은 최소 실온 내지 체온 수준에서부터 섭씨 100도 이상의 고온까지 그 변화폭이 매우 크므로, 온도에 따른 저항값 변화가 발생하기 쉬우며, 이는 측정된 압력 신호 분석 시 오차의 원인이 된다. 그러나 이처럼 상기 온도 센서(150)를 상기 압력 센서(140) 주변에 배치하고, 상기 압력 센서(140)의 온도 환경을 감지하여 온도에 따른 신호를 보상하여 줌으로써, 온도 변화에 따른 오차 원인을 제거할 수 있으며, 정확한 압력 측정이 가능하게 된다.

상기 온도 센서(150)는 상기 압력 센서(140)와 마찬가지로, 상기 소작부(110) 및 상기 전극부(120)의 연결부위에 둘러 구비되며, 박막 상의 집적회로 형태로 형성될 수 있다. 따라서 상기 온도 센서(150)는 역시 상기 압력 센서(140)와 마찬가지로, 인쇄전자 공정 또는 반도체 공정을 포함하는 미세 패터닝 공정을 통해 형성될 수 있다. 이처럼 상기 온도 센서(150)의 형태가 상기 압력 센서(140)와 유사하게 이루어질 수 있는 바, 센서들의 부착 및 배치를 용이하게 할 수 있도록, 상기 압력 센서(140) 및 상시 온도 센서(150)가 일체로 이루어지는 것이 바람직하다.

다음으로 둘째 조건을 만족시키기 위하여, 본 발명의 고주파 소작 바늘(100)은 상기 고주파 필터부(160)를 더 구비할 수 있다. 상기 고주파 필터부(160)는 고주파 간섭을 저감하는 역할을 하는 회로 형태로 이루어지는 것으로서, 도 3은 이처럼 상기 고주파 필터부(160)가 구비된 본 발명의 고주파 소작 바늘의 다른 실시예 사진을 도시하고 있다. 도 3의 사진과 같이 상기 고주파 필터부(160)는 기판 상 회로 형태로 이루어질 수 있으며, 이것이 더욱 소형화되어 집적 회로 형태로 이루어질 수도 있다. 상기 고주파 필터부(160)가 더 소형화되게 할 경우, 상기 고주파 필터부(160)는 상기 핸들부(130)에 내장되도록 할 수도 있다.

이처럼 상기 고주파 필터부(160)가 구비된 상기 고주파 소작 바늘(100)의 동작 시, 상기 압력 센서(140)에 대한 고주파 간섭 영향을 확인하기 위하여, 이온성 용액(소금물) 내에서 실제 소작 시에 인가되는 고주파 전류를 흘려주면서 센서 신호의 변화를 확인하는 실험을 수행하였다. 인가된 고주파 전류는 400kHz 순수 사인파 (pure sine wave)이며 파워는 처음부터 80W, 110W, 140W, 170W 그리고 200W까지 점차 증가시켰다. 상기 압력 센서(140) 신호는 센서의 저항을 측정하여 분석하였으며, 센서 저항 측정 시 센서에 인가된 전압은 0.1V였다. 도 4는 이와 같이 설계된 본 발명의 고주파 소작 바늘에 대한 고주파 필터부 영향 실험 결과로서, 컷오프(Cut-off) 주파수가 995Hz인 상기 고주파 필터부(160)의 유무에 따른 고주파 환경에서의 센서 신호 변화를 나타낸 그래프이다.

도 4(A)는 상기 고주파 필터부(160)의 유무에 따른 고주파 인가 시 상기 압력 센서(140) 신호 변화를 나타낸 것이며, 도 4(B)는 상기 고주파 필터부(160)가 존재할 때 상기 압력 센서(140)에서의 초기 센서 신호 대비 센서 변화율 측정을 나타낸 것이다. 도 4(A)에 도시된 바와 같이, 상기 고주파 필터부(160)가 없을 시에는 상기 압력 센서(140)에 압력이 인가되지 않더라도, 센서 신호(센서 저항)가 초기 센서 신호 대비 50% 이상 증가하는 것을 확인하였다. 즉 따라서 고주파 소작에 의한 영향이 뚜렷하게 나타남을 알 수 있다. 하지만 도 4(B)에 도시된 바와 같이 상기 고주파 필터부(160)가 존재할 경우, 고주파 환경에서도 센서 신호가 0.6% 이내로 변화하는 것을 확인할 수 있다. 따라서 상기 고주파 필터부(160)를 구비함으로써 고주파 환경 내에서도 간섭 없이 상기 압력 센서(140)가 원활하게 작동할 수 있음을 확인할 수 있다.

마지막으로 셋째 조건에 대한 확인으로서, 상기 압력 센서(140)를 구비하고 있는 본 발명의 고주파 소작 바늘(100)이 신체 내 조직 환경(이온성 용액)에서 조직의 화학적 성분으로 인한 센서 신호의 변화가 있는지를 확인하였다. 통상 고주파 소작술이 1시간 이내로 소작술이 완료된다는 점을 바탕으로, 공기 중, 초순수(de-ionized water), 인산완충용액 (phosphate buffer saline), pH 4인 용액에 각각 1시간씩 담가 센서 신호의 변화를 관찰하였다.

도 5는 이러한 본 발명의 고주파 소작 바늘에 대한 화학적 환경 영향 실험 결과로서, 4% 이내의 크기로 센서 신호가 미세하게 변화하는 것을 확인할 수 있다. 따라서 생체 내의 이온성 용액 환경에서도 센서가 작동할 수 있음을 확인하였다.

도 6은 본 발명의 고주파 소작 바늘을 사용한 한 실험 사진을 도시하고 있다. 도 6의 실험은, 고주파 전류를 인가하는 환경에서 본 발명의 고주파 소작 바늘(100)에 압력이 전달되었을 때 상기 압력 센서(140) 신호가 원활하게 발생하는지를 보다 명확히 확인하고자 하는 것으로, 이온성 용액(소금물) 내에 본 발명의 고주파 소작 바늘(100)을 위치시킨 후 상기 압력 센서(140)에 압력을 반복적으로 인가하였다(감전 등의 실험 위험성으로 인해 처리가 되어있는 가위를 이용하여 압력을 인가하였다).

도 7은 도 6의 실험 결과를 도시한 것으로서, 고주파 전류가 인가된 환경(도 7(A)) 및 인가되지 않은 환경(도 7(B))에서, 원활하게 압력 센서 신호가 발생함을 확인할 수 있었다. 즉 도 7에서와 같이 압력을 반복적으로 인가하고 제거하였을 때 고주파 환경과 관계없이 상기 압력 센서(140) 신호(압력 저항)이 발생하는 것을 확인할 수 있었다.

도 8은 본 발명의 고주파 소작 바늘을 사용한 다른 실험 사진을 도시하고 있다. 도 8의 실험은, 실제 생체조직에 고주파 소작술을 수행하는 과정에서 조직 폭발이 발생할 때, 본 발명의 고주파 소작 바늘(100)의 상기 압력 센서(140) 신호가 원활하게 발생하는지를 보다 명확히 확인하고자 하는 것으로, 도 8에서와 같이 수분 함량이 사람과 비슷한 실제 소의 간을 이용하여 생체 외(in vitro) 방식으로 실험을 수행하였다.

도 9는 도 8의 실험 결과를 도시한 것으로서, 조직 폭발의 발생 유무는 소작 시 발생한 폭발 혹은 파열음을 기준으로 산정하였다. 조직 폭발 시 상기 압력 센서(140)의 압력 변화는 증가 혹은 감소하는 방향 모두 나타났으며, 조직 폭발이 일어난 뒤에 소작부위 내부의 압력은 일시적으로 감소한 뒤, 다시 회복되는 추세를 보이고 있다. 이는 상기 압력 센서(140)의 부착 위치에 따른 결과로 설명될 수 있다. 조직 폭발은 소작부위 내부의 압력이 증가하며 주변의 경계를 찢고 소작 부위가 확대되는 현상인데, 조직 폭발의 영향을 상기 압력 센서(140)가 직접적으로 받지 않는다면, 오히려 압력 신호는 감소하게 된다. 즉, 조직 폭발이 상기 압력 센서(140)의 주변에서 이루어진다면 순간적으로 압력이 올라갔다가 감소하는 모습을 볼 수 있고, 센서와 멀리 떨어진 위치에서 조직 폭발이 일어난다면 압력이 감소했다가 다시 증가하는 모습을 볼 수 있는 것이다.

상기 표는 실제 소작 환경에서 측정된 압력 센싱 결과로서, 표에 나타난 바와 같이 소리로 감지된 팝핑 횟수 대비 센서로 감지된 팝핑 횟수를 센서 감지 능력이라고 정의할 때, 본 발명의 고주파 소작 바늘(100)은 평균 83.81%의 센서 감지 능력을 갖는다는 것을 확인하였다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

100: 고주파 소작 바늘
110: 소작부 120: 전극부
130: 핸들부 140: 압력 센서
150: 온도 센서 160: 고주파 필터부

Claims (8)

1. 일측 끝단이 생체조직에 침투되어 열에너지를 인가하는 소작부;
   상기 소작부의 타측 끝단에서 일체로 연장 형성되되 외면에 절연막이 둘러 구비되며, 상기 소작부에서 열에너지가 발생되도록 고주파를 전달받아 상기 소작부로 인가하는 전극부;
   사용자 파지 가능하게 형성되며, 외부로부터 고주파를 전달받아 상기 전극부로 전달하는 핸들부;
   상기 소작부 상 또는 상기 소작부 및 상기 전극부의 연결부위에 둘러 구비되며, 박막 상의 집적회로 형태로 형성되는 압력 센서;
   를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 조직 내압 감지 가능 고주파 소작 바늘.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 고주파 소작 바늘은,
   상기 소작부 및 상기 전극부의 연결부위에 둘러 구비되며, 박막 상의 집적회로 형태로 형성되는 온도 센서;
   를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 조직 내압 감지 가능 고주파 소작 바늘.
   
3. 제 2항에 있어서, 상기 고주파 소작 바늘은,
   상기 압력 센서 및 상기 온도 센서가 일체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 조직 내압 감지 가능 고주파 소작 바늘.
   
4. 제 1항에 있어서, 상기 고주파 소작 바늘은,
   고주파 간섭을 저감하는 고주파 필터부;
   를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 조직 내압 감지 가능 고주파 소작 바늘.
   
5. 제 4항에 있어서, 상기 고주파 필터부는,
   상기 핸들부에 내장되는 것을 특징으로 하는 조직 내압 감지 가능 고주파 소작 바늘.
   
6. 제 1항에 있어서, 상기 압력 센서는,
   인쇄전자 공정 또는 반도체 공정을 포함하는 미세 패터닝 공정을 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 조직 내압 감지 가능 고주파 소작 바늘.
   
7. 제 1항에 있어서, 상기 압력 센서는,
   압력이 증가함에 따라 접촉 저항이 감소하는 원리에 의해 동작하는 것을 특징으로 하는 조직 내압 감지 가능 고주파 소작 바늘.
   
8. 제 2항에 있어서, 상기 온도 센서는,
   인쇄전자 공정 또는 반도체 공정을 포함하는 미세 패터닝 공정을 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 조직 내압 감지 가능 고주파 소작 바늘.

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