KR20190130555A - 전자외과 기구 - Google Patents

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KR20190130555A
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jaws
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pair
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distal end
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크리스토퍼 폴 핸콕
줄리안 마크 에버트
루이스 터너
사이먼 미도우크로프트
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크리오 메디컬 리미티드
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Abstract

낮은 열 마진으로 적절히 정해진 봉합 위치를 산출하는 제한된 마이크로파 필드를 사용하여 생물학적 혈관을 봉합할 수 있는 전기외과 혈관 봉합 장치가 제공된다. 장치는 생물학적 조직을 파지하기 위해 서로에 대해 이동가능한 한 쌍의 조우를 포함한다. 파지된 조직을 절개하기 위한 블레이드는 조우들 사이에서 미끄럼가능하다. 공면 마이크로스트립 안테나는 한 쌍의 조우들 중 하나 또는 둘 모두의 내부 표면 상에 장착되어 이들 사이의 간격 내로 마이크로파 에너지를 방출한다. 장치는 정밀한 조직 절개 및 해부를 수행할 수 있도록 별도의 해부기 요소를 포함할 수 있다.

Description

전자외과 기구
본 발명은 생물학적 조직을 파지하기 위한 그리고 마이크로파 에너지를 파지된 조직으로 전달하여 조직을 응고시키거나 소작(cauterise) 또는 봉합(seal)하기 위한 전기외과 베셀 실러(electrosurgical vessel sealer)에 관한 것이다. 특히, 베셀 실러는 혈관(들)을 봉합하기 위해 전자기 방사선(바람직하게는 마이크로파 에너지)을 가하기 전에 하나 이상의 혈관을 좁히기 위한 압력을 가하기 위해 사용될 수 있다. 또한 베셀 실러는 예를 들어, 무선주파수(RF) 에너지 또는 기계 절개 요소, 예컨대 블레이드를 사용하여, 응고 또는 봉합한 후 주변 조직의 혈관을 분할, 예를 들어, 분리 또는 절개하기 위해 배열될 수도 있다. 본 발명은 복강경 수술 또는 개복 수술에 사용하기 위한 베셀 실러에 적용될 수 있다.
열 에너지를 파지된 생물학적 조직에 전달할 수 있는 겸자들이 알려져 있다[1]. 예를 들어, 겸자들의 조우(조우)들에서의 양극 전극 배열로부터 무선주파수(RF) 에너지를 전달하는 것이 알려져 있다[2, 3]. RF 에너지는 혈관 벽 내 세포외 기질 단백질(예를 들어, 콜라겐)의 열변성에 의해 혈관을 봉합하기 위해 사용될 수 있다. 또한 열 에너지는 파지된 조직을 소작하고 응고를 용이하게 할 수 있다.
이러한 장치는 전형적으로 최소 침습 외과 복강경 도구의 단부에 적용되지만 부인과, 내분비학, 위장 수술, ENT 수술 등과 같은 다른 임상 수술 영역에서도 동일하게 사용될 수 있다. 사용 상황에 따라 이들 장치는 물리적 구성, 크기, 규모 및 복잡성이 상이할 수 있다.
예를 들어, 위장 기구는 매우 긴 가요성 샤프트의 단부에 공칭 3mm 직경으로 장착될 수 있다. 대조적으로, 복강경 기구는 산업 표준 공칭 5mm 또는 10mm 직경의 강성 또는 조종가능 스틸 샤프트의 단부에서 사용될 수 있다.
지혈을 달성하는 것과 동시에 신체 조직을 해부할 수 있는 최소 침습 장치의 현재 예에는 코비디엔(Covidien)이 제조한 리가슈어(LigaSure) 혈관 봉합 기술과 올림푸스(Olympus)로부터의 썬더비트 플랫폼(Thunderbeat platform)이 포함된다. 리가슈어 시스템은 압력이 가해지는 동안 조직을 봉합하기 위해 전류가 전달되는 양극 겸자 장치이다. 썬더비트 플랫폼은 초음파 소스를 사용하여 생성된 열 에너지와 양극 전기 에너지를 동시에 전달한다.
US 6,585,735는 겸자들의 조우들이 그것들 사이에 유지되는 조직을 통해 양극 에너지를 전도하도록 배열되는 내시경의 양극 겸자들을 설명한다.
EP 2 233 098은 조우들의 봉합 표면들이 마이크로파 에너지를 겸자들의 조우들 사이에 파지된 조직으로 방사하기 위한 하나 이상의 마이크로파 안테나를 포함하는 조직을 봉합하기 위한 마이크로파 겸자들을 설명한다.
WO 2015/097472는 비공진 불균형 손실 전송 라인 구조물의 하나 이상의 쌍이 한 쌍의 조우의 내부 표면 상에 배치되는 전기외과 겸자들을 설명한다.
가장 일반적으로, 본 발명은 낮은 열 마진으로 적절히 정해진 봉합 위치를 산출할 수 있는 제한된 마이크로파 필드를 사용하여 생물학적 혈관을 봉합할 수 있는 베셀 실러를 제공한다. 또한, 베셀 실러는 혈관 분할을 돕기 위한 블레이드 또는 미세 조직 절개 및 해부를 수행할 수 있는 개별 해부기 요소와 같은 보조 기능을 제공할 수 있다. 이들 보조 기능을 사용하면 수술 중에 필요한 장비 교체가 줄어들 수 있다.
본원에 개시된 베셀 실러는 임의의 유형의 외과 수술에 사용될 수 있지만, 비침습적 또는 최소 침습적 수술에 대한 특별한 유용성을 갖는 것으로 예상된다. 예를 들어, 장치는 복강경 또는 내시경과 같은 외과의 관찰용 장치의 기구 채널을 통해 치료 부위로 유입되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 제1 양태에 따라서, 전기외과 베셀 실러가 제공되며, 이는 마이크로파 전자기(EM) 에너지를 전달하기 위한 동축 전송 라인을 포함하는 기구 샤프트, 기구 샤프트로부터 마이크로파 EM 에너지를 수신하기 위해 기구 샤프트의 원위 단부에 배열된 원위 단부 조립체를 포함하고, 상기 원위 단부 조립체는 한 쌍의 조우의 대향하는 내부 표면 사이의 간격을 개방 및 밀폐하기 위해 서로에 대해 한 쌍의 가동 조우, 및 생물학적 조직을 통한 절개를 위한 블레이드를 포함하고, 한 쌍의 조우는 대향하는 내부 표면들 사이의 간격 내로 마이크로파 EM 에너지를 방출하도록 배열된 에너지 전달 구조물을 포함하고, 에너지 전달 구조물은 실질적으로 한 쌍의 조우들 사이의 영역 내에서 방출된 마이크로파 필드를 한정하도록 배열되고, 블레이드는 한 쌍의 조우들 사이의 영역을 통하여 이동할 수 있도록 원위 단부 조립체 내에 미끄럼가능하게 배열된다. 이 양태에서, 한 쌍의 조우 내에서 에너지 전달 구조물은 조우들 사이에 파지된 생물학적 혈관을 위한 국부화된 혈관 봉합부를 제공하고, 블레이드는 혈관을 분할하고 봉합부를 통해 절개하도록 작동가능하다.
사용 시에, 따라서 제1 양태의 베셀 실러는 혈관 봉합 및 혈관 분할을 수행할 수 있다. 혈관 봉합은 전형적으로 생물학적 혈관의 벽들을 서로 압착시키기 위해 압력을 가하고 일부 형태의 열 에너지의 적용이 이어진다. 본 발명에서, 열 에너지는 마이크로파 EM 에너지를 사용하여 파지된 조직을 유전 가열함으로써 적용된다. 적용된 전기 기계 에너지는 조직 세포를 교란/변성시키고 혈관 벽에 우세한 콜라겐 아말감을 형성하여 효과적으로 혈관 벽을 서로 접합시킨다. 수술 후 시간이 지남에 따라 세포 재생 및 재성장이 발생되어 봉합부는 추가로 강화된다. 혈관 분할은 연속적인 생물학적 혈관을 2개의 부분으로 분리하기 위한 이를 통한 절개 공정이다. 이는 통상적으로 혈관이 먼저 봉합된 후에 수행된다. 본 발명의 이 양태에서, 혈관 분할은 블레이드에 의해 수행되며, 이는 이하에서 더 상세히 설명된다.
본 명세서에서, 용어 "근위" 및 "원위"는 치료 부위에 더 근접한 및 각각 치료 부위로부터 더 멀리 떨어진 에너지 전달 구조물의 단부를 지칭한다. 따라서, 사용 시 근위 단부는 RF 및/또는 마이크로파 에너지를 제공하기 위한 발생기에 더 근접하고, 반면 원위 단부는 치료 부위, 즉 환자에 더 근접하다.
용어 "전도성"은 문맥상 달리 지시되지 않는 한 전기 전도성을 의미하는 것으로 사용된다.
아래에 사용된 용어"종방향"은 동축 전송 라인의 축에 평행한 기구 채널을 따른 방향을 지칭한다. 용어 "횡방향"은 종방향에 수직인 방향을 지칭한다. 용어 "내부"는 기구 채널의 중심(예를 들어, 축)에 반경방향으로 더 근접한 것을 의미한다. 용어 "외부"는 기구 채널의 중심(축)으로부터 반경 방향으로 더 떨어진 것을 의미한다.
용어 "전기외과"는 수술 중에 사용되고 무선주파수(RF) 전자기(EM) 에너지 및/또는 마이크로파 EM 에너지를 이용하는 기구, 장치 또는 도구와 관련하여 사용된다. 여기서, RF EM 에너지는 10kHz 내지 300MHz의 범위, 바람직하게는 100kHz 내지 5MHz의 범위 및 보다 바람직하게는 360kHz 내지 440kHz 범위의 적합한 고정 주파수를 의미할 수 있다. 마이크로파 EM 에너지는 300 MHz 내지 100 GHz 범위의 적합한 고정 주파수를 갖는 전자기 에너지를 의미할 수 있다. RF EM 에너지는 에너지가 신경 자극을 유발하는 것을 방지하기에 충분히 높은 주파수를 가져야 한다. 사용 시에, RF EM 에너지의 크기 및 이 에너지가 적용되는 기간은 에너지가 조직 블랜치 또는 조직 구조물에 불필요한 열 마진 또는 손상을 유발하지 않도록 선택될 수 있다. RF EM 에너지에 대한 선호되는 스폿 주파수는 100 kHz, 250 kHz, 400 kHz, 500 kHz, 1 MHz, 5 MHz 중 하나 이상을 포함한다. 마이크로파 EM 에너지에 대한 선호되는 스폿 주파수는 915 MHz, 2.45 GHz, 5.8 GHz, 14.5 GHz, 24 GHz를 포함한다. 5.8 GHz가 선호될 수 있다.
에너지 전달 구조물은 한 쌍의 조우 중 하나 또는 둘 모두의 내부 표면 상에 배치된 마이크로파 라디에이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 한 쌍의 조우는 내부에 장착된 에너지 전달 구조물을 갖는 활성 조우 및 마이크로파 EM 에너지 피드를 수용하지 않는 비활성 조우를 포함할 수 있다. 대안으로, 한 쌍의 조우 내의 각각의 조우는 그 내부에 장착된 각각의 에너지 전달 구조물을 가질 수 있다. 이 시나리오에서, 원위 단부 조립체는 각각의 에너지 전달 구조물들 사이에서 동축 전송 라인으로부터 수신된 마이크로파 EM 에너지를 분할하기 위한 전력 스플리터를 포함할 수 있다. 다른 예에서, 에너지 전달 구조물은 한 쌍의 조우 사이에서 분할된 구성요소를 가질 수 있으며, 이에 따라 한 쌍의 조우가 조합하여 마이크로파 라디에이터 요소를 제공한다.
마이크로파 라디에이터 요소는 한 쌍의 조우 중 하나 또는 둘 모두의 내부 표면 상에 장착된 공면 마이크로스트립 안테나를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 공면 마이크로스트립 안테나는 활성 조우 상에 장착될 수 있고 대향하는 조우는 비활성 조우일 수 있다. 간격에서 비활성 조우의 내부 표면은 전기 절연 재료, 예를 들어 실리콘 고무 또는 이와 유사한 것의 탄성 변형가능 층을 포함할 수 있다. 전기 절연 재료 층은 조우를 넘어 열의 전파를 방지하는 열 배리어를 제공할 수 있다. 일부 경우에, 변형가능 층은 한 쌍의 조우의 길이를 따라 실질적으로 일정한 클램핑 력을 제공하는 것을 도울 수 있다.
공면 마이크로스트립 안테나는 대향하는 내부 표면들 사이의 간격에서 노출되는 상부 표면 및 상부 표면으로부터 평면형 유전체 기판의 대향하는 측면 상에 하부 표면을 갖는 평면형 유전체 기판을 포함할 수 있다. 유전체 기판은 적합한 세라믹으로 제조될 수 있다. 이는 활성 조우에 장착, 예를 들어 접합 또는 이와는 달리 부착될 수 있다. 접지 전도체 층은 하부 표면 상에 제공될 수 있다. 이는 예를 들어, 구리, 은, 금 또는 이와 유사한 것의 금속화 층일 수 있다. 유전체 기판의 상부 표면 상에는 접지 전도체 층에 전기적으로 연결되는 접지 전도성 스트립, 및 접지 전도성 스트립으로부터 이격된 활성 전도성 스트립이 제공될 수 있다. 접지 전도체는 동축 전송 라인의 외부 전도체에 전기적으로 연결될 수 있다. 활성 전도성 스트립은 동축 전송 라인의 내부 전도체에 연결될 수 있다. 활성 전도성 스트립 및 접지 전도성 스트립은 한 쌍의 조우 사이의 영역 내에 균일한 최근접 간격을 갖도록 배열될 수 있다. 접지 전도성 스트립과 활성 전도성 스트립 사이의 최근접 간격은 방출된 마이크로파 필드가 가장 강할 때의 영역이다. 따라서, 접지 전도성 스트립과 활성 전도성 스트립에 대한 기하학적 형상이 조우들 사이의 영역 내의 필드를 한정하도록 선택될 수 있다.
일 예에서, 활성 전도성 스트립은 연장되고 종방향으로 연장된 핑거 전극일 수 있다. 접지 전도성 스트립은 핑거 전극의 측면에 위치되는 하나 이상의 연장된 부분을 포함하고, 이에 따라 최근접 간격이 한 쌍의 조우의 내부 표면을 따라 연장되고 종방향으로 연장되는 부분을 포함한다. 접지 전도성 스트립은 핑거 전극의 양 측면의 측면에 위치될 수 있다. 일 예에서, 접지 전도성 스트립은 이의 원위 단부를 둘러싸고 핑거 전극의 양 측면의 측면에 위치되는 U-형 요소일 수 있다. 이 예에서, 필드는 U-형 요소의 내측을 향하여 배열된 영역 내에 주요하게 한정될 수 있다.
접지 전도성 스트립은 유전체 기판 내에 형성된 관통 홀을 통하여 접지 전도체 층에 전기적으로 연결될 수 있다.
마이크로파 라디에이터 요소는 공면 마이크로스트립 구성에 제한될 필요가 없다. 다른 예에서, 이는 진행파 안테나 또는 구불구불한 또는 깍지형 마이크로스트립 장치를 포함할 수 있다.
한 쌍의 조우의 마주보는 내부 표면은 간격 내에 생물학적 조직을 유지시키기 위한 텍스쳐화된 또는 리지형 부분을 포함할 수 있다. 이 특징은 또한 봉합 계면에서 변성 공정에 의해 생성된 가스 또는 증기가 배출될 수 있도록 허용한다.
한 쌍의 조우는 동축 전송 라인의 종방향 축을 가로지르도록 배열된 힌지 축 주위에서 서로에 대해 피벗회전할 수 있다. 일 예에서, 한 쌍의 조우는 기구 샤프트에 대해 고정되는 고정 조우와 및 대향하는 내부 표면 사이에서 간격을 개방 및 밀폐하도록 고정 조에 대해 피벗회전가능하게 장착되는 가동 조우를 포함한다. 에너지 전달 구조물은 고정 조의 내부 표면 상에 배열될 수 있다. 또 다른 예에서, 양 조우는 예를 들어 대칭 겸자-형 배열로 기구 샤프트에 대해 피벗회전하도록 배열된다. 한 쌍의 조우의 상대 이동은 기구 샤프트의 근위 단부에서 핸들로부터 제어될 수 있다. 제어 로드 또는 제어 와이어는 기구 샤프트를 통과할 수 있어서 핸들 상의 작동 메커니즘을 한 쌍의 조우에 작동가능하게 결합한다.
다른 예에서, 한 쌍의 조는 이의 내부 표면을 정렬된, 예를 들어, 평행한 배향으로 유지하는 방식으로 서로에 대해 이동하도록 배열될 수 있다. 이 구성은 조의 길이를 따라 파지된 조직에 균일한 압력을 유지하기 위해 바람직할 수 있다. 이러한 밀폐 메커니즘의 일 예가 WO 2015/097472에 개시된다.
일 예에서, 블레이드는 이 블레이드가 한 쌍의 조우에 근접하게 배열되는 후퇴된 위치와 이 블레이드가 한 쌍의 조우들 사이의 영역 내에 배열되는 연장된 위치 사이에서 종방향으로 미끄럼가능하다. 블레이드가 조직 파지 위치, 즉 적어도 부분적으로 밀폐된 위치에 있을 때 블레이드 사이의 영역 내로 블레이드가 미끄러지는 것이 선호될 수 있다. 블레이드는 한 쌍의 조우 내에, 즉 한 쌍의 조우의 각각의 조우 내에 형성된 종방향으로 연장된 오목한 요홈을 따라 미끄럼가능할 수 있어서 이는 한 쌍의 조우가 밀폐될 때 간격 내에 보유된 조직과 접촉할 수 있다. 요홈은 한 쌍의 조우가 이의 원위 단부를 향하여 만곡되는데 특히 유용할 수 있는 절개 블레이드에 대한 가이드 레일로서 기능을 하도록 배열될 수 있다.
또 다른 예에서, 블레이드는 한 쌍의 조우들 중 하나의 조우 내에 장착될 수 있고, 이 블레이드가 조우의 내부 표면 아래에 배열되는 후퇴된 위치와 이 블레이드가 한 쌍의 조우 사이의 영역 내에 배열되는 연장된 위치 사이에서 횡방향으로 미끄럼가능하거나 또는 이와는 달리 미끄럼가능하다.
블레이드는 생물학적 조직을 절개하도록 구성된 예리한 에지를 갖는 강성 요소, 예를 들어 메스-형 블레이드 또는 이와 유사한 것을 포함할 수 있다. 이 유형의 블레이드는 "콜드(cold)" 절개를 수행하도록 구성되며, 이는 다른 절개 기술과 관련된 부수적인 열 손상의 위험이 적기 때문에 선호될 수 있다. 그러나, 본 발명은 콜드 절개 블레이드에 한정될 필요는 없다. 다른 예에서, 블레이드는 양극 무선주파수 절개 요소, 초음파 소노트로드 및 가열가능 와이어 요소 중 임의의 하나를 포함할 수 있다.
전술된 바와 같이, 베셀 실러는 바람직하게는 이의 주요 마이크로파-계 혈관 봉합 기능에 추가로 보조 기능을 제공할 수 있다. 예를 들어 기구 샤프트는 무선주파수(RF) EM 에너지를 이송하도록 배열될 수 있고 원위 단부 조립체는 기구 샤프트로부터 RF EM 에너지를 수신하도록 배열될 수 있다. 이 예에서, 원위 단부 조립체는 생물학적 조직을 통해 절개를 위한 RF EM 에너지를 전달하도록 배열된 해부기 요소를 추가로 포함할 수 있고, 해부기 요소는 한 쌍의 조우들 사이의 영역 외부에 배열된다. 해부기 요소의 추가 세부 사항은 제2 양태를 참조하여 아래에 설명되어 있으며 여기에 동일하게 적용된다.
제2 양태에서, 본 발명은 블레이드가 없이 해부기 요소를 갖는 전술된 바와 같은 베셀 실러를 제공한다. 제2 양태에 따라서, 이에 따라 전기외과 베셀 실러가 제공될 수 있고, 상기 전기외과 베셀 실러는 무선주파수(RF) EM 에너지 및 마이크로파 전자기(EM) 에너지를 이송하도록 배열된 기구 샤프트, 기구 샤프트로부터 RF EM 에너지 및 마이크로파 EM 에너지를 수신하기 위해 기구 샤프트의 원위 단부에 배열된 원위 단부 조립체를 포함하고, 상기 원위 단부 조립체는 한 쌍의 조우의 대향하는 내부 표면 사이의 간격을 개방 및 밀폐하기 위해 서로에 대해 한 쌍의 가동 조우, 및 생물학적 조직을 통한 절개를 위해 RF EM 에너지를 전달하도록 배열된 해부기 요소를 포함하고, 한 쌍의 조우는 대향하는 내부 표면들 사이의 간격 내로 마이크로파 EM 에너지를 방출하도록 배열된 에너지 전달 구조물을 포함하고, 에너지 전달 구조물은 실질적으로 한 쌍의 조우들 사이의 영역 내에서 방출된 마이크로파 필드를 한정하도록 배열되고, 해부기 요소는 한 쌍의 조우들 사이의 영역 외부에 배열된다. 전술된 제1 양태의 임의의 특징은 제2 양태에 동일하게 적용될 수 있다.
해부기 요소는 활성 전극 및 리턴 전극을 갖는 양극 RF 구조물을 포함할 수 있다. 활성 전극(절개 요소)은 리턴 전극보다 더 작은 크기일 수 있다. 리턴 전극은 해부기 요소에 인접한 조우의 외부 표면 상에 형성될 수 있어서 이는 건조 필드에서 사용된 때에 조직과 직접 접촉한다. 따라서 해부기 요소는 예를 들어 치료 부위로의 접근 및 이의 개방을 향상시키기 위해 작은 스케일 또는 미세 절개를 위하여 사용될 수 있다.
절개 영역은 한 쌍의 조우로부터 멀리 떨어져(즉, 이격되어) 배열될 수 있다. 예를 들어, 해부기 요소는 조직과 접촉하기 위한 선단 에지가 제공되는 돌출된 몸체를 포함할 수 있다. 활성 전극은 예를 들어, RF 전류 밀도가 그 영역에서 집중되도록 보장하기 위하여 선단 에지에 제공될 수 있다.
해부기 요소는 한 쌍의 조우의 외부 표면 상에 장착될 수 있다. 예를 들어, 돌출된 몸체는 한 쌍의 조우의 원위 또는 측면 표면 상에 배열될 수 있다. 돌출된 몸체는 적합한 유전체로부터 형성될 수 있고 활성 전극은 이 상에 형성된 전도성 부분이다. 리턴 전극은 한 쌍의 조우의 외부 표면 상에 또는 돌출된 몸체 상에 형성될 수 있다.
또 다른 예에서, 해부기 요소는 종방향 연장기 상에 장착될 수 있고, 종방향 연장기는 한 쌍의 조우에 대해 종방향으로 이동가능하다. 이 장치에 따라 사용 시에 해부기 요소의 가시성을 도울 수 있고, 예를 들어 이는 한 쌍의 조우 이전에 치료 부위 내로 이동할 수 있다.
선호되는 예에서, 해부기 요소는 원위 단부 조립체의 원위 단부에 장착될 수 있다.
마이크로파 EM 에너지 및 RF EM 에너지는 기구 샤프트를 통한 공통 신호 경로를 따라 이송될 수 있다. 예를 들어, 동축 전송 라인은 마이크로파 EM 에너지 및 RF EM 에너지 둘 모두를 이송하기 위한 공통 신호 경로를 제공할 수 있다. 이 장치에서, 원위 단부 조립체는 해부기 요소로부터 마이크로파 EM 에너지를 차단하기 위한 유도 필터 및 한 쌍의 조우 상의 에너지 전달 구조물로부터 RF EM 에너지를 차단하기 위한 용량성 필터를 포함할 수 있다. 대안의 장치에서, RF EM 에너지 및 마이크로파 EM 에너지는 기구 샤프트 내의 개별 경로를 따라 이송되고, 유도 필터 및 용량성 필터는 기구 샤프트의 근위 단부, 예를 들어 핸들 내에 제공된다.
전술된 바와 같이, 원위 단부 조립체 및 기구 샤프트는 외과의 관찰용 장치의 기구 채널 내에 끼워맞춤되도록 치수가 정해질 수 있다. 외과의 관찰용 장치는 복강경 또는 내시경일 수 있다. 외과의 관찰용 장치는 전형적으로 침습적 수술 동안 환자의 신체 내로 유입되는 강성 또는 가요성(예를 들어, 조종가능) 도관인 삽입 튜브가 제공된다. 삽입 튜브는 기구 채널 및 광학 채널을 포함할 수 있다(예를 들어 삽입 튜브의 원위 단부에서 치료 부위의 이미지를 조명 및/또는 포착하기 위한 광을 전송하기 위해). 기구 채널은 침습 수술 도구를 수용하기에 적합한 직경을 가질 수 있다. 기구 채널의 직경은 13 mm 이하, 바람직하게는 10 mm 이하, 및 보다 바람직하게는 가요성 삽입 튜브의 경우 특히 5 mm 이하일 수 있다.
전술된 베셀 실러는 다른 조직 접합 기술에 적용가능성을 찾을 수 있다. 예를 들어, 에너지 전달 구조물은 스테이플에 대한 대안으로 사용될 수 있다. 일부 복부 수술에서, 스테이플 건이 길이가 70mm 이상인 조우 사이에서 또는 지름이 20mm 내지 50mm의 환형 조우 장치로부터 동시에 발사되는 50 내지 100개의 작은 스테이플을 전달하는 데 사용된다. 이 유형의 응용에서, 본원에 언급된 바와 같이 다중 안테나 구조물이 요구되는 길이를 포함하도록 사용될 수 있다. 안테나 구조물은 임의의 개수의 어레이 형태로 배열되어 동시, 순차 또는 점진적으로 적절한 방식으로 활성화될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 첨부한 도면들을 참조하여 아래에서 보다 상세하게 설명되며, 여기서:
도 1은 본 발명이 사용될 수 있는 전자외과 장치의 도식적인 도면을 도시한다;
도 2는 본 발명의 실시예인 전자외과 기구의 원위 팁 조립체의 도식적인 사시도를 도시한다;
도 3은 도 2에 도시된 원위 팁 조립체의 하측의 도식적인 사시도를 도시한다;
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예인 전자외과 기구의 원위 팁 조립체의 하측의 도식적인 사시도를 도시한다;
도 5는 밀폐된 구성의 도 2에 도시된 원위 팁 조립체의 하측의 사시도를 도시한다;
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예인 전자외과 기구에서 사용될 수 있는 제1 예시 공면 마이크로스트립 안테나의 대향하는 표면을 도시한다;
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시예인 전자외과 기구에서 사용될 수 있는 제2 예시 공면 마이크로스트립 안테나의 대향하는 표면을 도시한다;
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시예인 전자외과 기구에서 사용될 수 있는 제3 예시 공면 마이크로스트립 안테나의 대향하는 표면을 도시한다;
도 9는 동축 피드에 연결하기에 적합한 안테나 블랭크의 제1 예시를 도시한다;
도 10은 동축 피드에 결합되기에 적합한 제2 예시 안테나 블랭크를 도시한다;
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예인 전자외과 기구에서 사용될 수 있는 원통형 진행파 에너지 전달 구조물의 도식적인 사시도를 도시한다;
도 12a 및 도 12b는 마이크로파 에너지가 공면 마이크로스트립 안테나의 제1 예시에 의해 생물학적 조직 내로 전달되는 방식을 도시하는 시뮬레이팅된 전력 손실 밀도 플롯이다;
도 13a 및 도 13b는 마이크로파 에너지가 공면 마이크로스트립 안테나의 제2 예시에 의해 생물학적 조직 내로 전달되는 방식을 도시하는 시뮬레이팅된 전력 손실 밀도 플롯이다;
도 14a 및 도 14b는 각각 도 12a 및 도 12b에 도시된 장치에 대한 시뮬레이팅된 반사 손실 플롯이다;
도 15a 및 도 15b는 각각 도 13a 및 도 13b에 도시된 장치에 대한 시뮬레이팅된 반사 손실 플롯이다;
도 16a는 본 발명의 또 다른 실시예인 전자외과 기구의 원위 팁 조립체의 분해도이다;
도 16b는 조립된 때에 도 16a의 원위 팁 조립체의 사시도이다;
도 17a, 도 17b 및 도 17c는 본 발명의 실시예인 전자외과 기구에서 사용될 수 있는 3개의 예시 공면 마이크로스트립 안테나를 도시한다; 및
도 18은 본 발명의 실시예인 전자외과 기구를 작동시키기 위해 사용될 수 있는 핸들의 사시도이다.
본 발명은 혈관들을 봉합하기 위한 마이크로파 에너지를 전달할 수 있는 전기 전자외과 베셀 실러 장치에 관한 것이다. 장치는 개복 수술에 사용될 수 있으나, 치료 부위에 대한 접근이 제한되는 수술들에서 특별한 용도를 찾을 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 전기외과 베셀 실러는 외과의 관찰용 장치, 즉 복강경, 내시경, 또는 그 밖에 유사한 것의 기구 채널 내에 맞게 조정될 수 있다. 도 1은 본 발명의 전기외과 베셀 실러가 사용될 수 있는 전기외과 장치(100)의 개략도이다.
전기 수술 장치(100)는 외과의 관찰용 장치(102), 예컨대 복강경을 포함한다. 외과의 관찰용 장치(102)는 환자의 신체로 삽입하기에 적합한 강성 또는 조종가능한 기구 샤프트(104)을 갖는다. 기구 샤프트는 통상적으로 적어도 2개의 기능 채널을 이송한다. 기능 채널들 중 하나는 광학 채널이고 이 광학 채널은 원위 치료 구역이 조명 및 이미징되도록 허용한다. 또 다른 기능 채널은 원위 치료 구역에 대한 외과 기구용 접근을 제공하는 기구 채널이다. 이러한 예에서, 베셀 실러 기구(106)의 원위 팁 조립체는 기구 채널에서 원위 팁으로부터 돌출된 것으로 보일 수 있다.
전기외과 장치는 예를 들어, 전기외과 발생기(108)로부터 외과의 관찰용 장치(102) 및 기구 채널을 통해 원위 팁으로 연장되는 전력 케이블(110)을 통해, 베셀 실러 기구(106)에 전달될 전력을 발생시키고 제어할 수 있는 전기외과 발생기(108)를 포함할 수 있다. 이러한 전기외과 발생기들은 예를 들어, WO 2012/076844에 개시된 바와 같이 알려져 있다. 전기외과 발생기(108)는 기구(106)에 전달되는 전력을 선택 및/또는 제어하기 위한 사용자 인터페이스를 가질 수 있다. 발생기(108)는 선택된 에너지 전달 모드를 보여주기 위한 디스플레이(112)를 가질 수 있다. 일부 예에서, 발생기에 따라 에너지 전달 모드가 봉합될 혈관의 크기를 기초로 선택될 수 있다.
외과의 관찰용 장치(102)는 종래의 것일 수 있다. 예를 들어, 이는 접안경(114) 또는 원위 팁의 이미지를 제공하기 위한, 예를 들어 적용 지점에서 원위 팁을 보기 위한 디지털 비디오 이미징을 위한 다른 광학 시스템을 포함할 수 있다. 기구(106)의 동작은 작동 메커니즘(116)(가위형 핸들, 슬라이더, 회전 다이얼, 레벨, 트리거 등)에 의해 제어될 수 있다. 작동 메커니즘(116)은 예를 들어, 기구 채널 내에서 샤프트(104)를 따라 연장되는 하나 이상의 제어 와이어를 통하여 기구(106)에 작동가능하게 결합될 수 있다.
일 예에서, 작동 메커니즘은 기구에 공급될 수 있는 최대 작동력을 제한하도록 배열된 힘 제한기(force limiter)를 포함할 수 있다. 최대 작동력을 제한하는 것은 기구(106)의 정교한 구성요소에 대한 손상을 방지하는 것을 도울 수 있고, 조직에 가해지는 힘이 원하는 파라미터 내에 유지되도록 보장할 수 있다. 제한된 힘은 작동 메커니즘의 일부로서 압축 스프링 또는 래칫 메커니즘을 포함할 수 있다. 일부 예에서, 예를 들어 작동 메커니즘(116)과 연계된 최대 작동력을 조절하는 장치(102)에 다이얼 또는 스위치를 제공함으로써 최대 작동력을 변화시키는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 WO2015/097472에 개시된 전기외과 겸자들의 발달을 나타내고, 특히 겸자들의 원위 팁 조립체의 구조 및 기능에 관한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예인 전기외과 기구의 원위 단부 조립체(200)의 도식적인 사시도를 도시한다. 원위 단부 조립체(200)는 복강경 도는 다른 외과의 관찰용 장치의 기구 채널 내에 끼워맞춤되도록 치수가 형성된 기구 샤프트(202)에 연결된다. 기구 샤프트(202)는 후술하는 바와 같이 원위 단부 조립체의 물리적 조작을 제어하도록 배열 된 다양한 제어 와이어 또는 로드와 함께 원위 단부 조립체에 마이크로파 전력을 전달하기 위한 동축 케이블을 이송하는 관형 시스를 포함한다.
이 예에서, 원위 단부 조립체(200)는 한 쌍의 조우(208, 210)를 포함한다. 조우(208, 210)는 기구 샤프트(202)의 원위 단부에 장착된 칼라(204)에 작동가능하게 결합된다. 이 예에서, 한 쌍의 조우(208, 210)는 조우(208, 210)의 대향 내부 표면들 사이의 간격이 개방 및 밀폐될 수 있도록 칼라(204)의 횡방향 연장 핀(206) 주위에서 피벗회전하는 가동 조우(208)를 포함한다. 이 예에서는 단지 하나의 가동 조우가 있지만, 다른 실시예에서는 양쪽 조우가 칼라(204)에 대해 피벗회전하도록 배열될 수 있다. 칼라(204)는 함께 이동될 때 조우가 횡방향으로 정렬된 상태로 있도록 보장하도록 배열될 수 있다.
도 2에 도시된 예에서, 한 쌍의 조우(208, 210)는 이의 상부 표면, 즉 가동 조우(208) 상의 대응 표면에 대향하는 표면상에 에너지 전달 구조물(212)을 갖는 고정 조우(210)를 포함한다. 사용 시, 원위 단부 조립체(208)는 한 쌍의 조우(208, 210)들 사이에서 생물학적 조직(특히 혈관)을 파지하기 위한 것이다. 한 쌍의 조우(208, 210)는 대향 표면들 사이의 생물학적 조직에 압력을 가하고 에너지 전달 구조물(212)로부터 조직 내로 에너지(바람직하게는 마이크로파 전자기 에너지)를 전달하도록 배열된다.
이 실시예에서, 에너지 전달 구조물은 고정 조우(210) 상에만 존재한다. 그러나 다른 장치에서는 양 조우 상에 또는 단지 하나의 가동 조우 상에 에너지 전달 구조물이 있을 수 있다.
이 예에서, 에너지 전달 구조물(212)은 고정 조우(210)의 상부 면에 제조된 공면 마이크로스트립 안테나를 포함한다. 공면 마이크로스트립 안테나는 비전도성 유전체 재료, 예를 들어 세라믹 등으로 제조된 기판(220)을 포함한다. 유전체 기판(220)은 이의 하측(도 2에는 보이지 않음) 상에 제조된 전도성 층을 갖는다. 유전체 기판의 상부 표면(즉, 하측에 대향하는 표면) 상에서 유전체 기판(220)은 상부에서 중심에 배열된 종방향으로 연장되는 핑거 전극(214)의 형태의 제1 전도성 영역을 갖는다. U-형 제2 전도성 영역(216)은 핑거 전극(214) 주위의 유전체 기판(220)의 상부 표면 상에 배열되고, U-형 영역(216)으로부터 핑거 전극(214)을 분리시키는 노출된 유전체(215)의 간격을 갖는다. 복수의 관통 홀이(218)이 형성되고, 예를 들어 U-형 영역(216) 및 유전체 기판(215)을 통해 기계가공된다. 관통 홀(218)은 유전체 기판(220)의 하측의 전도성 층을 U-형 전도성 영역(216)과 전기적으로 연결하기 위해 전도성 재료로 충전된다. 핑거 전극(214)은 이의 근위 단부에 접촉 패드(217)를 갖는다. 기구 샤프트(202)에 의해 전달된 동축 케이블의 내부 전도체는 예를 들어 접촉 패드(217)에 물리적으로 접촉하도록 기구 샤프트(202)로부터 연장됨으로써 접촉 패드(217)에 전기적으로 결합된다. 핑거 전극(214)은 공면 마이크로스트립 안테나용 활성 영역을 제공한다. 유전체 기판(220)의 하측의 전도성 층은 기구 샤프트(202)에 의해 전달되는 동축 케이블의 외부 전도체에 전기적으로 연결된다. 관통 홀(218)을 통한 전도성 통신과 관련하여, U-형 전도성 영역(210)은 공면 마이크로스트립 안테나용 접지 전극을 형성한다.
도 2에 도시된 공면 마이크로스트립 안테나의 구성은 방출된 필드를 한 쌍의 조우(208, 210)에 의해 구획된 영역 내에 한정하기 때문에 특히 유리하다. 아래에 설명된 바와 같이, 한 쌍의 대향하는 표면 외부의 영역으로 매우 적은 에너지가 전달된다. 또한, U-형 전도성 영역(216)을 핑거 전극(214)의 원위 단부 주위에서 연장되도록 배열함으로써, 공면 마이크로스트립 안테나 구조물은 에너지가 조립체(200)의 원위의 종방향으로 방출되는 것을 방지할 수 있다.
전술된 전도성 층은 임의의 적합한 전도성 재료로 제조될 수 있다. 은과 금은 높은 전도성과 생체적합성 때문에 선호된다. 또한 생물학적 조직과 접촉할 가능성이 있는 영역에서 은 또는 금으로 도금되는 것이 바람직하지만, 구리도 사용될 수 있다.
공면 마이크로스트립 안테나 구조물은 예를 들어, 박막 증착 기술을 사용하여 고정 조우(210)와 독립적으로 제조될 수 있다. 공면 마이크로스트립 안테나의 이 구성은 2가지의 중요한 성능 특징을 보장한다. 첫째로, 이는 파지된 혈관의 생물학적 조직에 가해진 투사된 에너지가 기구 조우의 파지 내에서 내측으로 포커싱되는 것을 보장한다. 이는 가해진 에너지가 조직의 원하는 영역에 효율적으로 전달되는 국부화된 에너지 전달 효과를 제공한다.
게다가, 박막 전도성 층의 사용은 전도성 라인의 열 질량이 최소인 것을 의미한다. 유전체 기판(220)에 의해 제공된 효과적인 열 배리어와 조합하여, 이는 전도성 라인 내의 임의의 잔류 열이 신속하게 소산됨을 의미한다. 이 효과는 또한 열 배리어로서 기능을 하는 공면 마이크로스트립 안테나에 대향하는 표면 상에 층을 제공함으로써 더욱 향상될 수 있다. 도 2에 도시된 실시예에서, 가동 조우(208)는 이의 내부 표면 상에 형성된 탄성 변형가능 재료 층(222)을 갖는다. 층(222)은 생체적합성이며 치료 동안 발생하는 온도를 견딜 수 있는 실리콘 고무 또는 다른 순응성 중합체 재료로 형성될 수 있다. 이들은 예를 들어 엘라스토머 열가소성 중합체로 제조될 수 있다. 이 층 둘 모두는 파지된 생물학적 조직에 에너지의 효율적인 전달을 돕지만 또한 조우 내에 생물학적 조직이 유지되는 것을 돕는다.
대안으로 또는 추가로, 코팅은 공면 마이크로스트립 안테나 자체의 표면에 도포될 수 있다. 이는 예를 들어 조직 고착을 최소화하기 위하여 전도성 영역에만 도포되는 코팅일 수 있다. 마이크로파 에너지를 전달하기 위해 배열되는 실시예에서, 조우의 내부 표면이 조직과의 전기 전도성 접촉을 지시할 필요는 없다. 따라서, 코팅은 예를 들어, 안테나의 전체 면을 가로질러 도포된 얇고 고온의 중합체 재료일 수 있다. 특정 재료는 높은 손실을 나타내도록 선택될 수 있고 마이크로파 에너지에 대해 투명한 것처럼 보일 수 있다.
코팅은 조우의 형상에 일치할 수 있다. 이는 인쇄 회로 기판 상의 보호 코팅으로서 사용되는 것과 유사한 실리콘계 패시베이션 재료를 포함할 수 있다. 다른 예는 폴리이미드, PTFE 또는 FEP 유형 재료를 포함한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 층(222)은 그 내부에 성형된 복수의 리지를 갖는다. 따라서 이는 생물학적 조직과 접촉하는 텍스쳐화된 또는 톱니형 표면을 나타낸다. 유사한 리지형 또는 텍스쳐화된 그립이 공면 마이크로스트립 안테나의 주연부 주위에 제공될 수 있다. 전술한 바와 같이, 이들 텍스쳐화된 표면은 혈관 봉합 작업 중에 가스 방출을 보조할 수 있다.
공면 마이크로스트립 안테나는 생물학적 혈관을 수용하고 봉합하는 데 적합한 크기를 갖는다. 예를 들어, 공전 마이크로스트립 안테나는 2 mm 내지 5 mm의 폭(즉, 동축 케이블의 축에 대하여 횡방향으로 연장되는 치수) 및 15 mm 내지 26 mm의 길이(장치의 축을 따라)를 갖는 유효 처리 영역을 제공하도록 배열될 수 있다.
한 쌍의 조우는 작동 메커니즘(116)에 의해 가해지는 밀폐력에 관계없이 조우가 최소 거리만큼 분리된 상태로 유지되는 것을 보장하는 스탠드 오프(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 스탠드 오프는 대향하는 조우의 내부 표면과 결합하는 하나 또는 양 조우 상의 물리적인 돌출부일 수 있다.
조직에 조에 의해 가해지는 압력은 조우의 내부 표면을 따라 종방향으로 균일하게 이들 사이에서 유지되는 것이 바람직하다. 도 2에 도시된 구조의 전개에서, 가동 조우(208)는 조우(208)의 원위 단부에 위치한 피벗 지점 주위에서 조우(208) 내로 재차 관절연결될 수 있는 그 내부 표면에서의 결합 플레이트를 포함할 수 있다. 탄성 변형가능한 지지 요소는 결합 플레이트 뒤의 조우(208)에 장착되어 외측으로 가압될 수 있다. 이 배열로, 조우 사이의 영역에서의 조직은 고정 조우의 내부 표면과 가동 조우의 결합 플레이트 사이에 파지된다. 조우가 밀폐됨에 따라, 조우를 따라 가해지는 압력은 조우의 피벗 작용과 결합 플레이트의 관절연결의 조합에 의해 발생된다. 피벗 지점의 위치 및 탄성 변형가능 지지 요소의 특성은 피벗으로부터 벗어난 조우를 따라 변화하는 기계적 이점을 야기하는 가해진 힘의 불균일성이 결합 플레이트의 피벗회전가능 관절연결로부터 발생하는 협력적인 불균일성에 의해 균형을 이루도록 선택될 수 있다.
도 2와 관련하여 기술된 에너지 전달 구조물(212)은 공면 마이크로스트립 안테나이다. 그 안테나의 구성은 도 2에 도시된 바일 수 있거나 또는 하기 도 6a, 도 6b, 도 7a, 도 7b, 도 8a 및 도 8b 중 어느 하나를 참조하여 기술된 바와 같을 수 있다. 그러나, 대안의 마이크로파 라디에이터 구조물이 사용될 수 있다. 예를 들어, 고정 조우(210)의 상부 표면은 다른 마이크로스트립 기반 에너지 전달 구성, 예를 들어 구불구불한 또는 깍지형 마이크로스트립 라인이 제공될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 에너지 전달 구조물은 하기의 도 11을 참조하여 기술된 것과 같은 진행파 안테나일 수 있다.
혈관 봉합 기능에 추가로, 본 발명의 전기외과 기구는 혈관 분할기로서 기능을 할 수 있고 예를 들어, 혈관의 봉합된 부분을 절개 및 분리할 수 있다. 따라서 베셀 실러는 조우들 사이에 보유된 생물학적 조직을 통해 절개를 하기 위하여 한 쌍의 조우(208, 210)에 대해 미끄럼가능하게 장착된 블레이드(226)가 제공될 수 있다.
도 2에서, 블레이드(226)는 스틸 또는 다른 경질 재료로 제조된 예리한 메스형 구조물이다. 명료성을 위해, 블레이드는 도 2의 개방 조우 사이의 영역 내로 돌출되는 것으로 도시된다. 그러나, 실제로 기구는 조우가 밀폐되고 마이크로파 에너지가 가해질 때까지 블레이드의 전방 이동을 방지하는 것이 바람직하다.
도 2에 도시된 실시예에서, 블레이드(226)는 종방향, 예를 들어, 장치의 축을 따라 작동될 수 있다. 조우(208, 210)의 대향 표면은 블레이드가 이동함에 따라 블레이드를 수용하기 위한 각각의 리세스 또는 가이드 요홈(228, 224)을 포함한다. 고정 조우(210)의 가이드 요홈(224)은 핑거 전극(214) 내에 형성되어 가해진 필드의 중심을 통과한다.
다른 실시예에서, 블레이드는 조우들 중 하나 내에 장착될 수 있고 종방향에 대해 횡방향으로 이동하도록, 즉 대향 표면 중 하나에서 파지된 조직으로 연장되도록 배열될 수 있다. 블레이드의 예리한 에지는 혈관 파지 및 봉합 작업 중에 대향 표면 아래에 배열될 수 있다.
블레이드는 이 기능이 더 나은 환자 결과와 관련됨에 따라 "콜드" 절개를 제공하는 것이 선호된다. 이는 주로 콜드 절개가 사용될 때 주변 조직에 대한 부수적인 손상, 즉 열 손상의 위험 또는 발생이 상당히 적기 때문이다. 그러나, 절개 기능은 다른 수단, 예를 들어 무선주파수(RF) 단극 또는 양극 에너지 전달 구조물, 또는 초음파 절개 메커니즘에 의해 제공될 수 있다. 예를 들어 RF 절개 블레이드 또는 초음파 시스템에 대한 기구 샤프트 아래로 보조 동력을 전달하는 장치가 후술된다.
원위 단부 조립체는 혈관 봉합에 추가의 기능을 수행하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 원위 단부 조립체는 그 위의 원위 팁 상에 장착된 보조 무선주파수(RF) 절개 블레이드를 가질 수 있다. 도 2에 도시된 예에서, RF 해부기 요소(230)는 고정 조우(210)의 원위 단부 상에 장착된다. RF 해부기 요소(230)는 돌출된 몸체 상에 장착된 활성 전극 및 돌출된 몸체의 근방에서 고정 조우(210) 상에 제조되거나 또는 일체화될 수 있는 리턴 전극을 포함하는 양극 구조물이다.
도 3은 원위 단부 조립체(200)의 하부를 도시하며, 여기서 RF 해부기 요소(230)가 보다 상세히 도시된다. RF 해부기 요소(230)는 미세 무혈 조직 절개 및 조직 해부에 사용될 수 있다. 도 2 및 도 3에 도시된 배열에서, RF 해부기 요소(230)는 고정 조우(210)의 원위 단부에 배열된 선단 에지(leading edge)가 제공된다. 이 위치는 측면 및 단부 상의 해부 모두를 수행할 수 있다. 건조 필드 치료 시나리오(즉, 식염수 또는 다른 전기적 전도성 유체가 없는)에서, 리턴 전극은 RF 해부기 요소(230) 상의 활성 전극에 근접하게 배열되는 것이 바람직하다. 노출된 조직 접촉 전극 영역의 비율은 또한 전류가 RF 해부기 요소(230)의 선단 에지에서 최대 전류 밀도를 발생시키는 원하는 방식으로 발생하도록 하는 데 중요하다.
RF 해부기 요소(230)는 도 2 및 도 3의 고정 조우의 원위 단부에 도시되어 있지만, 이는 원위 단부 조립체 상의 다양한 배향 또는 위치, 예를 들어, 일 측면 상에서 수직, 수평, 소정의 각도로 및 조우 상에 장착될 수 있다.
원위 팁 조립체는 장치의 원위 단부에서 정밀한 치료 작업을 수행할 수 있도록 조우 중 하나에 장착된 다른 에너지 전달 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 조우는 미세한 마이크로파 응고를 가능하게 하는 소형 마이크로파 안테나 또는 절개를 수행하기 위해 초음파 에너지를 전달하는 소형 초음파 소노트로드를 포함할 수 있다. 이들 보조 요소는 기구 샤프트(202)에 대해 종방향으로 연장되고 후퇴될 수 있는 독립적으로 미끄럼가능 부재 상에 장착될 수 있다. 이는 원위 단부 조립체(200)의 나머지 부분과는 독립적으로 외과의 관찰용 장치의 시야로 확장될 수 있음에 따라 보조 장치를 사용하여 미세 치료의 가시성을 향상시키는 데 도움이 될 수 있다. 일 실시예에서, 독립적으로 미끄럼가능한 부재는 칼라(204)로부터 탈착되어 종방향으로 미끄러질 수 있는 고정 조우(210)일 수 있다. 고정 조우는 통상적인 힌지 위치로부터 근위방향으로 후퇴될 수 있거나 또는 통상적인 힌지 위치로부터 원위방향으로 연장될 수 있다. 후자의 시나리오에서, RF 미세 해부 팁 또는 다른 보조 기능은 고정 조우 상에 위치될 수 있고, 이에 따라 최원위 위치로 이동할 수 있다. 전자의 시나리오에서, RF 미세 해부 팁 또는 다른 보조 기능은 대향 조우에 위치될 수 있고 이에 따라 고정 조우가 후퇴될 때 시야가 우수한 최원위 위치를 점유한다.
한 쌍의 조우는 임의의 적합한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 조우는 원위 팁을 향하여 그 길이를 따라 테이퍼질 수 있거나 또는 임의의 특정 치료 시나리오에 대해 요구되는 경우 만곡되거나 또는 후크연결될 수 있다(hook).
조우(208, 210)의 개방 및 밀폐는 외과의 관찰용 장치의 외부 핸들, 즉, 기구 샤프트(202)의 근위 단부에서 사용자가 작동할 수 있는 작동 메커니즘에 의해 제어될 수 있다. 작동 메커니즘은 사용자가 조우 사이에 포획된 생물학적 조직에 가해지는 압력의 크기에 기초하여 한 쌍의 조우의 밀폐를 제어할 수 있도록 배열된 압력 제어 장치를 포함할 수 있다. 일 예시에서, 사용자는 조우에 대해 원하는(예를 들어 최대) 밀폐 압력을 선택할 수 있고, 원하는 압력에 도달하면 서로를 향한 조우의 추가 움직임을 방지하도록 배열될 수 있다.
전술된 바와 같이, 일부 실시예에서, 조우 둘 모두는 기구 샤프트 내의 동축 케이블에 전기적으로 연결된다는 의미에서 활성일 수 있다. 일 예에서 한 쌍의 조우는 단일 단일 마이크로파 에너지 전달 장치의 상이한 요소를 포함한다. 예를 들어, 조우 중 하나는 접지 전극을 포함할 수 있고 다른 하나는 안테나 구조물용 활성 전극을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 각각의 조우는 예를 들어, 전술된 공면 마이크로스트립 안테나에 대응하는 이의 자체 독립적인 마이크로파 에너지 전달 구조물을 포함할 수 있다.
양 조우가 활성화된 경우, 이는 예를 들어, 칼라(204) 내에서 또는 기구 샤프트의 원위 단부와 같이 동축 전송 라인의 원위 단부에서 마이크로파 전력 분배기 또는 스플리터를 제공함으로써 기구 샤프트 내의 공통 동축 전송 라인으로부터 공급될 수 있다. 마이크로파 전력 스플리터는 임의의 공지 된 방식으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 전력 스플리터는 윌킨슨(Wilkinson) 전력 스플리터, 2/4 파장(또는 이의 홀수 배) 임피던스 트랜스포머 또는 1/2 파장 발룬(balun) 장치로서 구현될 수 있으며, 여기서 동축 라인의 원위 단부는 제1 조우에 대한 입력인 불균형 피드를 형성하고, 제2 조우는 피드로부터 이격된 전기 파장의 절반인 지점으로부터 공급된다. 대안적으로, 전력 스플리터는 가요성 기판 재료를 사용하여 제조되는 1/2 전기 파장 임피던스 트랜스포머로서 구현될 수 있고, 이는 하나 또는 양 조우의 이동을 허용하도록 만곡될 수 있다.
원위 단부 조립체가 또한 RF 에너지를 전달하기 위한 보조 장치를 포함하는 장치에서, 기구는 기구 샤프트 내의 동축 전송 라인일 수 있는 공통 에너지 전달 경로에 대한 RF 에너지를 수용하도록 배열될 수 있다. 일 예에서, RF 에너지는 400 kHz로 전달될 수 있고, 반면 마이크로파 에너지는 5.8 GHz로 전달될 수 있다. 마이크로파 에너지가 보조 장치에 유입되는 것을 방지하기 위해 유도 차단 또는 필터링 구성요소가 원위 단부 조립체 내에 장착될 수 있다. 유도 블록은 RF 에너지가 기생 효과의 사용을 통해 통과할 수 있지만 마이크로파 에너지를 차단하는 권선형 인덕터일 수 있다. 대안으로, 유도 블록은 동축 케이블과 보조 RF 장치 사이의 전송 라인을 따라 1/2 파장 간격으로 배치된 하나 이상의 1/4 파장 개방 스터브에 의해 제공될 수 있다. RF 에너지가 조우의 마이크로파 에너지 전달 구조물에 유입되는 것을 방지하기 위해, 용량성 블록 또는 필터 요소가 동축 케이블과 마이크로파 에너지 전달 구조물 사이에 장착될 수 있다. 용량성 필터 소자는 마이크로파 주파수에서 작동하는 평행 플레이트 커패시터, 또는 절연 유전체가 RF 에너지의 흐름을 차단하는 방식으로 전도성 경로를 파괴하는 도파관 캐비티 또는 결합된 마이크로스트립 라인일 수 있다.
유사한 블록들 또는 필터들이 RF 에너지가 마이크로파 소스에 유입되고 마이크로파 에너지가 RF 소스에 유입되는 것을 방지하기 위해 발생기에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 마이크로파 에너지가 RF 소스로 방사되는 것을 방지하기 위해 하나 이상의 초크가 제공될 수 있다.
상기 예에서, RF 및 마이크로파 에너지는 공통 동축 전송 라인에 의해 기구 샤프트를 따라 전달된다. 다른 예에서, RF 및 마이크로파 에너지의 분리는 이들이 기구 샤프트로 전달되기 전에 발생할 수 있다. 이 배열에서, RF 에너지 및 마이크로파 에너지 각각에 대해 별도의 에너지 전달 구조가 제공된다. 예를 들어, RF 에너지는 트위스트된 와이어 쌍 또는 병렬로 장착된 2개의 절연 와이어 조립체에 의해 전달될 수 있고, 마이크로파 에너지는 적절한 동축 전송 라인에 의해 전달된다. 전력, 예를 들어 다른 유형의 보조 장치, 예를 들어 초음파 블레이드 등에 대한 DC 전력이 유사한 방식으로 전달될 수 있다.
전술된 베셀 실러를 사용하여 치료된 샘플의 초기 조직학적 분석은 특히 전기 외과 또는 초음파 베셀 실러의 다른 형태의 조직학적 결과와 비교할 때 매우 유망한 결과를 보여준다. 특히, 전술된 마이크로파 에너지 전달 구성은 샘플 내에서의 세포 붕괴로도 자체적으로 자명한 국부화된 및 제어가능 에너지 전달을 제공하여 잘 정의된 봉합 위치 및 중요하게는 봉합부를 너머의 열의 매우 제한된 전파를 야기한다. 즉, 장치의 열적 여유, 즉 파지된 영역 외부에서 발생하는 조직 블랜칭의 크기가 작다. 공면 마이크로스트립 안테나와 관련된 필드 형상 및 전력 손실 밀도는 아래에서 더 자세히 언급된다.
도 5는 조우(208, 210)가 밀폐될 때의 원위 단부 조립체의 하측의 도면을 도시한다. 이는 기구가 복강경의 기구 채널에 유입될 수 있는 구성이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에서 에너지 전달 구조물(212)로서 사용될 수 있는 공면 마이크로스트립 안테나의 제1 예를 보다 상세히 도시한다. 공면 마이크로스트립 안테나는 그 하부 표면 상에 전도성 접지 층(236)(도 6b 참조) 및 그 상부 표면 상에 한 쌍의 전도체 라인(214, 216)을 갖는 유전체 기판(220)을 포함한다. 접지 층(236) 및 전도체 라인(214, 216)은 임의의 적절한 기술, 예를 들어 금속화, 박막 증착 및 패터닝(에칭) 등을 사용하여 기판 상에 형성될 수 있다.
전술된 바와 같이, 이 예에서 한 쌍의 전도성 라인(214, 216)은 U-형 전도성 영역(216)에 의해 이의 원위 단부 주위에서 및 이의 길이를 따라 둘러싸인 핑거 전극(214)을 포함한다. U-형 전도성 영역(216)은 전기 연결을 제공하기 위하여 전도성 재료로 충전되는 관통 홀(218, 238)을 통해 접지 층(236)에 전기적으로 연결된다. 핑거 전극(214) 및 U-형 전도성 영역(216)은 사용 시에 마이크로파 필드가 집중되는 간격(215)에 의해 분리된다. 접지 전도체(236)는 동축 피드라인의 외부 전도체와 전기적으로 통신하는 반면, 핑거 전극(214)은 동축 피드라인의 내부 전도체에 전기적으로 연결된다.
도 7a 및 도 7b는 본 예에서 사용될 수 있는 공면 마이크로스트립 안테나(240)의 제2 예를 도시한다. 도 6a 및 도 6b에 도시된 예와 유사하게, 안테나(240)는 예를 들어 금속화되거나 또는 이와는 달리 적용된 그 상부에 전도성 층(250)을 갖는 하측을 갖는 유전체 기판(242)을 포함한다. 유전체 기판(242)(도 7a에 도시됨)의 상부 표면은 안테나가 장착될 조우의 종방향으로 서로 평행하게 연장되는 한 쌍의 연장된 전도성 요소를 포함한다. 전도성 요소는 간격(245)에 의해 분리된 접지 전도체 핑거(244) 및 활성 전도체(246)를 포함한다. 접지 전도체 핑거(244)는 유전체 기판(242)을 통해 기계가공되고 필요한 연결을 제공하기 위해 전도성 재료로 충전되는 관통 홀(248, 252)을 통해 접지 전도체 층(250)과 전기 통신한다. 도 6a 및 도 6b에 도시된 장치와 유사하게, 접지 전도체 층(250)은 외부 전도체에 전기적으로 연결되고 동축 피드라인을 공급하는 반면 활성 전도체 핑거(246)는 동축 피드라인의 내부 전도체에 전기적으로 연결된다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명에서 사용될 수 있는 공면 마이크로스트립 안테나(260)의 제3 예를 도시한다. 공면 마이크로스트립 안테나는 이의 하측 상에 접지 전도체 층(270)을 갖는 유전체 기판(262)을 포함한다. 유전체 기판(262)의 상부 표면 상에는 3개의 전도성 요소가 제공된다. 이 실시예에서, 전도성 요소는 접지 전도체 스트립(264)에 의해 각각의 측면 상에서 중심 활성 핑거 전극(266)를 포함한다. 접지 전도체 스트립(264)와 핑거 전극(266)은 장치의 종방향으로 연장되는 연장된 요소이다. 활성 핑거 전극(266)은 마이크로파 필드가 사용 중에 연장되는 간격(265)에 의해 접지 전도체 스트립(264) 각각으로부터 분리된다. 접지 전도체 스트립(264)은 필요한 연결을 제공하기 위하여 전도체 재료로 충전되는 복수의 관통 홀(268, 272)을 통하여 접지 전도체 층(270)에 전기적으로 연결된다.
상기 주어진 예에서, 유전체 기판의 상부 표면 상의 전극은 사용 시에 조직과 접촉할 것이며, 이에 따라 은 또는 금과 같은 생체적합성 전도성 재료로 제조된다. 대조적으로, 유전체 기판의 하측 상의 접지 전도체 층은 조직과 접촉하지 않고, 이에 따라서 구리와 같은 상이한 재료로 제조될 수 있다.
도 9는 본 발명에 사용될 수 있는 공전 마이크로스트립 안테나의 또 다른 예를 도시한다. 이 경우, 안테나 구조물은 유전체 재료의 하나 이상의 블록을 기계가공함으로써 제조될 수 있다. 도 9에 도시된 구조물은 동축 케이블에 직접 장착되도록 배열된 안테나 블랭크이다. 안테나 블랭크(280)는 그 하측 상에 제조된 접지 전도체 층(284) 및 그의 상부 표면 상에 제조된 U-형 전도성 영역(286)을 갖는 중심 유전체 블록(282)을 포함한다. 접지 전도성 층(284)은 U-형 전도성 영역(286)에 전기적으로 연결된다. 유전체 블록(282)은 조우 구조물 내에 블랭크를 장착하는 것을 돕고 접지 전도체 층(284)에 대한 절연을 제공하는 2개의 측면 유전체 블록(290)에 의해 측면에 위치된다. 요홈(288)은 동축 피드라인(도시되지 않음)의 내부 전도체의 노출된 부분을 수용하기 위해 유전체 블록(282)의 상부 표면에 제조된다. 요홈은 간격(287)에 의해 U-형 전도성 영역(286)으로부터 분리된다. 안테나는 안테나 블랭크(280)의 근위 단부 면 상에 내부 전도체의 노출된 섹션을 갖는 동축 피드라인을 장착함으로써 형성된다. 임의의 전도체의 노출된 길이는 요홈(288)에 배열되고, 접지 전도성 층(284)은 동축 피드라인의 외부 전도체에 전기적으로 연결된다.
도 10은 본 발명에서 사용될 수 있는 공면 마이크로스트립 안테나를 형성하기 위해 동축 피드라인과 관련하여 사용될 수 있는 안테나 블랭크(300)의 또 다른 예를 도시한다. 안테나 블랭크(300)는 이의 하부 표면 상에 접지 전도체 층(304)을 갖는 유전체 기판(302)을 포함한다. 유전체 기판(302)의 상부 표면 상에는 예를 들어 유전체 기판(302)의 몸체를 통하여 접지 전도체 층(304)에 전기적으로 연결되는 연장된 접지 전도체 스트립(306)이 제공된다. 동축 피드의 노출된 내부 전도체를 수용하기 위한 요홈(308)이 접지 전도체 스트립(306)에 나란히 그리고 평행하게 배열된다. 접지 전도체 스트립(306) 및 요홈(308)은 마이크로파 EM 필드가 사용 시에 전파되는 간격(307)에 의해 분리된다. 도 9와 유사하게, 안테나 블랭크(300)는 노출된 내부 전도체의 길이를 갖는 동축 피드에 이를 연결함으로써 공전 마이크로스트립 안테나를 형성하는데 사용될 수 있다. 노출된 내부 전도체는 요홈(308) 내에 수용되는 한편, 동축 피드의 외부 전도체는 접지 전도체 층(304)에 전기적으로 연결된다.
상기 논의는 공전 마이크로스트립 안테나가 본 발명에 대한 마이크로파 에너지 전달 메커니즘으로서 사용될 수 있는 방법의 다수의 예를 제공한다. 그러나, 다른 마이크로파 에너지 전달 구조물이 사용될 수 있다. 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 베셀 실러의 조우 내에 장착될 수 있는 진행파 안테나 구조물(310)의 예를 도시한다. 진행파 구조물(310)은 동축 케이블의 원위 길이를 유지하기 위한 하우징을 포함한다. 하우징은 동축 케이블이 삽입될 수 있는 근위 칼라(312), 연장된 지지 기저(314), 및 동축 케이블의 원위 단부에 대한 엔드 스톱으로서 기능을 하는 원위 캡(316)을 포함한다. 안테나 구조물 자체는 유전체 재료(318) 및 외부 전도체(322)에 의해 둘러싸인 내부 전도체(320)를 포함한다. 외부 전도체(322) 내에서, 유전체 재료를 노출하도록 복수의 윈도우(324)가 형성된다. 윈도우는 동축 케이블 자체의 외부 전도체 내에 형성될 수 있거나 또는 개별 전도성 접지 튜브가 하우징 내에 제공될 수 있고 외부 전도체가 제거된 원위 단부 부분을 갖는 동축 케이블이 그 내부에 삽입될 수 있다. 도 11에서, 외부 전도체(322)는 밀폐된 원위 단부를 갖는 딥 드로잉된 튜브(deep drawn tube)를 포함한다. 윈도우는 유전체 재료(318) 상에 장착되기 전에 튜브 내로 절개된 슬롯이다. 하우징(312) 및 캡(316)은 하나의 부분으로 제조될 수 있고 안테나를 직선 및 강성으로 유지함으로써 안테나를 지지하는 보강 부재를 형성할 수 있다.
외부 전도체(322) 상의 윈도우(324)의 형상 및 위치는 방출될 에너지를 촉진 시키도록 위치된다. 윈도우의 크기는 장치의 길이를 따라 변화하여 에너지가 안테나의 길이를 따라 균일하고 종방향 축에 대해 수직인 방향으로 전달된다.
도 12a 및 도 12b는 마이크로파 에너지가 공전 마이크로스트립 안테나의 제1 예에 의해 생물학적 조직에 전달되는 방법을 나타내는 시뮬레이팅된 전력 손실 밀도 플롯을 각각 도시한다. 도 13a 및 도 13b는 공전 마이크로스트립 안테나의 제2 예에 대한 동일한 정보를 나타낸다. 각각의 플롯은 안테나가 제조되는 조우 표면에 클램프고정된 혈관을 시뮬레이팅하며 혈관은 명목상 안테나 방향에 대해 수직이다. 각각의 구성에 대해 가열력은 혈관의 2가지의 폭에 대해 계산되었다: 8mm(도 12a 및 도 13a) 및 16mm(도 12b 및 도 13b). 평평화될 때 약 5 mm 및 10 mm 직경의 혈관에 대응하는 폭이 제공된다. 각각의 경우 혈관의 중심은 안테나를 따라 동일한 거리에 있다.
도 12a 및 도 12b에서, 공면 마이크로스트립 안테나는 도 6a 및 도 6b를 참조하여 전술된 구성과 유사한 구성을 가지며, 여기서 접지 전극은 연장된 활성 전극의 원위 단부 주위에 U-형상을 형성한다.
도 13a 및 도 13b에서, 공면 마이크로스트립 안테나는 도 7a 및 도 7b를 참조하여 전술된 구성과 유사한 구성을 가지며, 여기서 접지 전극 및 활성 전극은 조우 표면의 길이를 따라 종방향으로 평행하게 배열된다.
각각의 플롯은 5.8 GHz의 주파수 및 0.5 W의 입력 전력을 갖는 마이크로파 에너지가 동축 안테나 피드로부터 가해질 때 조직 내로 흡수된 전력을 시뮬레이팅한다. 로가리듬 쉐이딩 스케일(logarithmic shading scale)이 높은 전력 밀도 및 낮은 전력 밀도 영역의 형상을 나타내는데 사용된다.
도 12a, 도 12b, 도 13a 및 도 13b 모두에서, 전달된 전력은 안테나의 폭에 대응하는 영역(402) 내에서 적절히 한정되는 것을 알 수 있다. 이 영역의 외부에는 거의 전력이 공급되지 않는다. 영역(402) 내에는 약 95 dB(mW/m3)의 전력 밀도를 갖는 한 쌍의 측면 스트립에 의해 둘러싸이고, 약 105 dB(mW/m3)의 전력 밀도를 갖는 중심 스트립이 제공된다. 중심 스트립에는 높은 전력 밀도, 즉 약 115 dB(mW/m3)의 작은 구역(404, 406)이 제공된다. 단위 dB(mW/m3)는 로가리듬 스케일에 해당하며 1 mW/m3 초과의 전력 밀도(데시벨)를 나타낸다. 이들 전력 밀도와 그 등가물은 표 1의 대체 단위로 표현된다.
0.5 에서 WdB(mW/m3) 1 W에서 dB(mW/mm3) 1 W에서 W/mm3 1 W에서 cal/cm3
115 28 0.65 151
105 18 0.065 15.1
95 8 0.0065 1.51
표 1: 전력 밀도 등가물
마지막 열은 칼로리/cm3로 흡수된 전력을 나타낸다. 칼로리는 1그램의 물을 1도의 켈빈 온도만큼 상승시키는데 필요한 열로 정의된다. 이 치료에 유용한 정확도로 조직의 1 입방 cm의 열 용량은 1 그램의 물의 열 용량에 근접하여 열 흡수(칼로리/cm3)는 초당 도 단위의 즉각적인 온도 상승률에 근접한다.
가열 밀도의 최고 값은 1W 입력 전력에 대한 151 K/s의 온도 상승률과 동일하다. 그러나 이는 입방 mm 내에서 포커싱되는 총 가용 전력의 65%를 필요로 할 수 있는 0.65 W/mm3의 열 전력 밀도를 필요로 하기 때문에 매우 작은 부피에 대해서만 가능할 수 있다.
열 용량, 열 전도 및 관류의 조합된 효과는 전력이 켜지는 순간을 제외하고 실제로 이 온도 상승률이 발생하지 않는다는 것을 의미한다. 실제로, 약 1 입방 밀리미터의 조직 부피에 대해, 가열(즉, 온도 상승률)은 1 초 후의 초기 비율의 1/2이고 2 초 후의 1/3이다. 반경이 약 0.25 mm인 부피의 경우, 가열은 1 초 후의 초기 비율의 1/6.5이고 2 초 후의 1/12이다.
도 12a, 도 12b, 도 13a 및 도 13b에 도시된 플롯에서, 최대 전력 밀도의 영역은 매우 작다. 이들 영역에서 초기 온도 상승률은 시간에 따라 급격히 감소한다. 임의의 상당한 시간 동안에 온도 상승은 수 밀리미터에 걸쳐 영역에 대해 평균 전력 밀도를 사용하여 추정되어야 한다. 이 평균 전력 밀도는 '고온' 말단에서 15.1 cal/cm3/W와 '저온' 말단에서 1.51 cal/cm3/W 사이에 있는 것으로 추정될 수 있다. 이는 1W 입력 전력에 대해서는 15 K/s와 1.5 K/s 사이의 가열 속도에 해당하고 25W 입력 전력에 대해서는 375 K/s와 37.5K/s 사이에 해당한다.
온도는 이 비율로 지속적으로 상승하지 않을 것이다. 시작 온도는 약 35 ° C이다. 상승률을 다소 감소시키도록 조직을 변성시키는데 45 °C 내지 60 °C의 추가 전력이 필요하며, 이에 따라 65°C가 될 것으로 예상될 때 60°C에 도달할 것이며, 조직이 100°C에 도달할 때 수증기의 생성은 일정 기간 동안에 온도가 상승하는 것을 중단시키며 이에 따라 600°C를 초과한 것으로 예상되는 시간에 100°C를 초과할 것이다.
이는 하기 표에 요약된다:
칼로리/cm3 K/s 변성 시간(s) 증기화 시간(s)
151 151 0.033 3.3
15.1 15.1 0.33 33
1.51 1.51 3.3 330
표 2: 1 W 입력 전력에 대한 거동
칼로리/cm3 K/s 변성 시간(s) 증기화 시간(s)
3800 3800 0.0013 0.13
380 380 0.013 1.3
38 38 0.13 13
표 3: 25 W 입력 전력에 대한 거동
최고온의 위치로부터 고온 수증기의 발생 및 분산은 장치에 걸쳐 일부 전력 입력 및 온도 차이를 균일하게 하는데 도움이 될 것이다.
장치에 걸쳐 전력 밀도의 변화는 다수의 요인에 기인한다. 횡방향 변화는 마이크로파 전력이 전극 사이의 슬롯의 측면, 특히 슬롯의 에지에 근접하여 가장 크고 전극의 표면에 걸쳐 상당히 낮기 때문에 발생한다. 도 12a 및 도 12b에 도시된 구성에서, 가열은 중심 전극의 양 측면에서 슬롯 옆에서 동일하지만, 도 13a 및 도 13b에 도시된 구성에서, 가열은 2개의 전극 사이의 간격에서 더 강할 것으로 예상되고, 활성 전극(즉, 내부에 관통 홀이 없는 전도성 층)의 다른 측면에서 더 작을 것으로 예상된다.
종방향의 변화는 조직 스트립의 길이와 결합된 가열의 효율 및 조직의 원위 단부에서의 전력 반사의 두 가지 요인에 기인한다. 전송 라인이 균일하기 때문에 임의의 길이에 걸쳐 조직에 결합된 라인 내에 있는 전력의 비율은 일정하다. 전력이 조직으로 유입되었기 때문에 에너지가 피드로부터 떨어져 이동함에 따라 라인 내에 남아있는 전력은 떨어진다. 결합된 전력은 남아 있는 떨어지는 전력의 고정된 비율이기 때문에 가열은 피드로부터 도구로 감소한다.
이에 추가로 조직의 단부에는 항시 일부 전력이 잔존한다. 조직의 단부로부터 반사가 있으며, 이 반사는 단부로부터 짧은 거리에 대한 가열을 증가시킨다. 그 결과 떨어진 단부로부터 떨어진 가열이 약간 감소한다. 단부에서의 가열에 대한 비례 변화는 샘플의 길이에 의존하지 않고 이에 따라 로가리듬 디스플레이에서 윤곽의 형상은 다른 안테나 구성 및 다른 조직 길이에 대해 유사하다.
도 14a, 도 14b, 도 15a 및 도 15b는 각각 DC로부터 10 GHz까지의 도 12a, 도 12b, 도 13a 및 도 13b로 도시된 안테나 구성의 반사 손실을 나타내는 챠트이다. 반사 손실은 dB로 도시되며, 여기서 0 dB는 모든 신호가 반사되는 것을 의미하고(0% 효율), -20 dB는 1 %가 반사됨을 의미한다(99% 효율).
하기 표는 다수의 반사 손실 값에 대한 가열의 dB 손실 및 효율을 나타낸다:
반사 손실
(dB)		 -3 -4 -6 -7 -10 -20
효율(%) 50% 60% 75% 80% 90% 99%
효율(dB) -3.0 -2.2 -1.3 -0.97 -0.46 -0.04
표 4: 효율에 따른 반사 손실 비교
표에 도시된 바와 같이 -6dB의 반사 손실로도 안테나는 여전히 가용 전력의 75%를 사용하며 가열 전력 감소는 단지 -1.3dB이다. 그러나, -10dB 이상의 반사 손실이 선호되며, 90% 초과의 효율 및 -0.5 dB보다 가열 손실 전력 손실이 더 나쁘지 않다.
도 14a, 도 14b, 도 15a 및 도 15b는 8mm 폭의 혈관에 따른 반사 손실을 도시한다. 16mm 폭의 혈관에 따른 반사 손실을 계산하기 위한 시뮬레이션이 또한 수행된다. 각각의 경우에 5.8 GHz에서의 반사 손실은 8 mm 폭의 혈관에 비해 16 mm 폭의 혈관의 경우에 더 컸다. 따라서 안테나는 더 넓은 혈관에 대해 보다 효율적으로 설계되었다. 좁은 혈관에 대한 효율은 결코 -3 dB 미만이지 않고, 시험된 예에서 전력 손실은 가열될 조직의 부피 감소에 의해 항시 적어도 일치되어 좁은 혈관에 대한 봉합 시간은 더 넓은 혈관의 봉합 시간과 동일하거나 또는 더 빨라야 한다.
도 16a는 본 발명의 또 다른 실시예인 전기외과 발명용 원위 팁 조립체(500)의 분해도이다. 원위 단부 조립체(500)는 복강경 또는 다른 외과의 관찰용 장치의 기구 채널 내에 끼워맞춤되도록 치수가 정해진 기구 샤프트(502)에 연결된다.
이 예에서, 원위 단부 조립체(500)는 한 쌍의 조우(508, 510)를 포함한다. 조우(508, 510)는 기구 샤프트(502)의 원위 단부에 장착된 칼라(504)에 작동가능하게 결합된다. 이 예에서, 한 쌍의 조우(508, 510)는 조우(508, 510)의 대향 내부 표면 사이의 간격이 개방 및 밀폐될 수 있도록 칼라(504) 내에서 횡방향으로 연장된 핀(도시되지 않음) 주위에서 피벗회전하는 가동 조우(508)를 포함한다. 다른 조우는 이의 상부 표면, 즉 가동 조우(508) 상의 대응 표면에 대향하는 표면상에 에너지 전달 구조물(512)을 갖는 고정 조우(510)이다. 칼라(504)는 조우가 함께 이동함에 따라 횡방향으로 정렬될 수 있도록 배열될 수 있다.
사용 시에, 원위 단부 조립체(500)는 한 쌍의 조우(508, 510) 사이의 생물학적 조직(및 특히 혈관)을 파지하도록 구성된다. 한 쌍의 조우(508, 510)는 대향 표면들 사이에서 생물학적 조직에 압력을 가하고 에너지 전달 구조물(512)로부터 조직 내로 에너지(바람직하게는 마이크로 전자기 에너지)를 전달하도록 배열된다.
이 예에서, 에너지 전달 구조물(512)은 상태 조우(510)의 상부 표면 상에 장착된 공면 마이크로스트립 안테나를 포함한다. 공면 마이크로스트립 안테나는 비 도성 유전체 재료, 예를 들어 세라믹 또는 이와 유사한 것으로 제조된 기판(520)을 포함한다. 유전체 기판(520)은 그 하측에 제조된 전도성 층을 갖는다. 유전체 기판의 상부 표면(즉, 하측과 대향하는 표면) 상에 유전체 기판(520)은 중심에 배치된 종방향으로 연장된 핑거 전극(514) 형태의 제1 전도성 영역을 갖는다. U-형 제2 전도성 영역(516)은 U-형 영역(516)으로부터 핑거 전극(514)을 분리하는 노출된 유전체(515)의 간격으로 핑거 전극(514) 주위의 유전체 기판(520)의 상부 표면 상에 배치된다. 복수의 관통 홀(518)은 U-형 영역(516) 및 유전체 기판(520)을 통하여 형성되고 예를 들어 기계가공된다. 관통 홀(518)은 유전체 기판(520)의 하측 상의 전도성 층을 U-형 전도성 영역(516)과 전기적으로 연결하기 위하여 전도성 재료로 충전된다. 핑거 전극(514)은 이의 근위 단부에 접촉 패드(517)를 갖는다. 기구 샤프트(502)에 의해 전달된 동축 케이블의 내부 전도체는 예를 들어 접촉 패드(517)에 전기적으로 접촉하도록 기구 샤프트(502)로부터 연장됨으로써 접촉 패드(517)에 전기적으로 결합될 수 있다. 따라서, 핑거 전극(514)은 공면 마이크로스트립 안테나를 위한 활성 영역을 제공한다. 유전체 기판(520)의 하측 상의 전도성 층은 기구 샤프트(502)에 의해 전달된 동축 케이블의 외부 전도체에 전기적으로 연결된다. 관통 홀(518)을 통한 전도성 연통과 관련하여 U-형 전도성 영역(516)은 공면 마이크로스트립 안테나에 대한 접지 전극을 형성한다.
고정 조우(510)는 원위 팁 조립체에 대한 구조적 지지부를 제공하기 위하여 강성 재료로 형성된 몸체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이는 스테인리스 스틸과 같은 금속으로 형성될 수 있다. 배리어 층(522)은 기판(520)과 고정 조우(510) 사이에 장착된다. 배리어 층(522)은 열 및 전기적 절연 재료, PEEK 또는 이와 유사한 것으로 제조된다. 배리어는 두 가지 기능을 제공한다. 첫째로, 이는 고정 조우(510)의 몸체로부터 안테나를 격리시키고, 예를 들어 고정 조우 내로의 마이크로파 에너지의 누출을 저지 또는 방지한다. 둘째로, 이는 안테나로부터 고정 조우의 몸체 내로 열 전도를 저지 또는 방지하는 열 배리어를 제공한다. 조합하여, 이들 특징에 따라 안테나로부터 전송된 가용 마이크로파 에너지가 필요한 곳에서 포커싱된다. 이는 개선된 제어, 감소된 열 마진, 향상된 장치 효율 및 열 에너지의 누출로 인해 부수적인 조직 손상의 위험 감소와 관련하여 이점을 제공한다.
이 예에서, 가동 조우(508)는 강성 재료, 예를 들어 스테인리스 스틸과 같은 금속으로 제조된 몸체를 포함한다. 몸체 내에는 후방 힌지 플레이트(524)가 장착된다. 후방 힌지 플레이트(524)는 예를 들어, 가동 조우(508) 내에 장착되는 핀(526) 상에 가동 조우의 원위 단부에 피벗회전가능하게 연결된다. 후방 힌지 플레이트(524)는 가동 조우(508)의 몸체에 의해 형성된 리세스 내로 피벗회전하도록 배열된다.
탄성 변형가능 쿠션 요소(528)는 후방 힌지 플레이트(524)가 리세스 내로 피벗회전할 때 가동 조우(508)의 내측 표면과 결합하도록 후방 힌지 플레이트(524)의 후방 표면 상에 장착된다. 탄성 변형가능 쿠션 요소(528)는 실리콘 고무 또는 이와 유사한 것으로 형성될 수 있다. 쿠션 요소(528)는 한 쌍의 조우가 혈관 또는 조직 번들 주위에서 밀폐됨에 따라 하중 하에서 압축 가능한 스프링으로서 기능을 한다. 이 방식으로 로딩 시에, 조우가 밀폐됨에 따라 조우 사이의 경사 각이 감소됨으로써, 조우가 함께 클램핑됨에 따라 조우 정렬 및 평행도가 조기에 개선될 수 있다. 이는 클램핑됨에 따라 혈관을 가로지르는 압력 분포의 균일성을 향상시키고 안정성을 향상시키며, 예를 들어, 조우가 밀폐되는 동안 미끄러운 혈관 또는 조직 번들이 원위로 이동하는 것을 방지한다.
가동 조우(508)는 또한 후방 힌지 플레이트(524)의 하측, 즉 한 쌍의 조우가 밀폐됨에 따라 안테나와 접촉하는 표면 상에 형성된 탄성 변형가능 재료(530)의 층을 갖는다. 층(530)은 치료 동안 발생하는 온도를 견딜 수 있고 생체 적합성인 실리콘 고무 또는 다른 순응성 중합체 재료로 형성될 수 있다. 이들은 예를 들어 엘라스토머 열가소성 중합체로 제조될 수 있다. 이 층은 파지된 생물학적 조직에 에너지의 효율적인 전달을 돕고 조우 내에 생물학적 조직을 유지시키는 것을 돕는다.
원위 팁 조립체(500)는 조우 사이에 유지되는 생물학적 조직을 절개하기 위하여 한 쌍의 조우(508, 510)에 대해 미끄럼가능하게 장착된 블레이드(532)를 추가로 포함한다. 블레이드(532)는 예를 들어 장치의 축을 따라 종방향으로 이동할 수 있다. 조우(508, 510)의 대향 표면은 블레이드가 이동함에 따라 블레이드를 수용하기 위한 각각의 리세스 또는 가이드 요홈(534)을 포함한다. 고정 조우(510)의 가이드 요홈(534)은 핑거 전극(514) 내에 형성되어 적용된 필드의 중심을 통하여 이동한다.
도 16a에 도시되지는 않았지만, 원위 팁 조립체(500)는 또한 전술된 것과 유사한 방식으로 이의 원위 팁 상에 장착된 보조 무선주파수(RF) 절개 블레이드를 또한 포함할 수 있다.
도 16b는 조립될 때 도 16a의 원위 팁 조립체(500)의 사시도이다.
도 17a, 도 17b 및 도 17c는 전술한 실시예에서 고정 조우의 상부 표면 상에 제공될 수 있는 공면 마이크로스트립 안테나 구성의 3가지의 추가 예를 도시한다. 각각의 예에서, 공면 마이크로스트립 안테나는 그 위에 형성되는 접지 전극을 갖는 하측(도시되지 않음) 및 에너지가 전달될 수 있는 상부 측면을 갖는 기판(600)을 포함한다. 연장된 활성 전극(602)은 상부 측면을 따라 스트립으로서 형성된다. 활성 전극(602)의 근위 단부에서, 접촉 패드(603)는 전술한 바와 같이 동축 피드의 내부 전도체를 연결하도록 형성된다. 연장된 리턴 전극(604)은 활성 전극(602)에 인접하게 형성된다. 리턴 전극(604)은 기판(600)을 통해 형성된 비아(606)를 통해 기판(600)의 하측에서 접지 전극에 전기적으로 연결된다. 연장된 슬롯(608)은 전술한 바와 같이 슬라이딩 블레이드의 통과를 용이하게 하기 위해 기판에 제공된다. 전극(602, 604)은 임의의 적합한 기술, 예를 들어, 금속화, 박막 증착 및 패터닝(에칭) 등을 이용하여 기판 상에 형성될 수 있다.
도 17a에 도시된 제1 예에서, 슬롯(608)은 활성 전극(602)의 중심 아래에 형성된다. 리턴 전극(604)은 활성 전극의 일 측면에 형성된 한 쌍의 분리 스트립을 포함한다. 활성 전극(604)은 기판의 원위 단부까지 연장된다.
도 17b에 도시된 제2 예는 활성 전극(602)이 기판의 원위 단부로부터 뒤집어지고, 리턴 전극을 형성하는 한 쌍의 스트립이 기판의 만곡된 원위 에지 주위를 통과하는 만곡된 섹션에 의해 결합되는 것을 제외하고 제1 예와 유사하다. 따라서 리턴 전극은 하나의 U-형 요소를 제공한다.
도 17c에 도시된 제3 예에서, 활성 전극(602) 및 리턴 전극은 슬롯의 대향 측면에 위치되며, 각각은 단일의 연장된 단일의 핑거 전극을 포함한다.
도 18은 본 발명의 실시예인 전기외과 기구를 조작하는데 사용될 수 있는 핸들(700)의 단면도이다. 핸들(700)은 핸드그립(704)을 갖는 몸체(702) 및 한 쌍의 트리거-형 액추에이터(706, 708)를 포함한다. 마이크로파 에너지 공급을 수용하기 위한 입력 포트(710)가 핸드그립(704)의 기저에 제공된다. 몸체(702)는 기구 샤프트(712)가 장착되는 출력 포트(714)를 포함한다.
원위 팁 조립체에서 한 쌍의 조우의 밀폐는 그립 액추에이터(706)에 의해 수행된다. 그립 액추에이터(706)를 핸드그립(704)을 향하여 당기면 기구 샤프트(712)를 따라 전방으로 밀폐 슬리브가 축방향으로 이동하여 조우가 밀폐된다. 후퇴에 비해 작동 모드가 선호된다. 후퇴는 전형적으로 장치가 기구 샤프트의 원위 단부에서 목표 조직으로부터 이격되게 이동하도록 허용하며, 이는 조직이 조우 면들 사이에서 빠져나올 위험이 있음을 의미한다. 그립 액추에이터(706)는 그립 액추에이터(706)로부터 후방으로 돌출되는 결합 요소(718)를 수용하는 몸체(702) 내에 형성된 래치 레이스트랙에 의해 제 위치에 래칭될 수 있다.
원위 팁 조립체 내의 블레이드의 이동은 복합 힌지 장치에서 그립 액추에이터(706) 상에 장착된 블레이드 액추에이터(708)에 의해 수행된다. 조우가 요구되는 정도로 밀폐될 때까지 블레이드 트리거가 몸체(702) 내에 은폐된 상태로 유지되도록 이 장치가 구성될 수 있다.
마이크로파 에너지는 기구 샤프트(712)를 통하여 입구 포트(710)로부터 연장되는 동축 케이블에 의해 원위 팁 조립체로 전달된다. 몸체는 동축 케이블이 입력 포트(710)로부터 기구 샤프트(712) 로의 라우팅의 일부 이전에 여러 횟수(예를 들어, 2회 또는 3회) 그 주위에 권취되는 회전가능 스풀(720)을 포함한다. 이들 케이블 회전은 몸체(702)에 회전가능하게 장착된 썸 휠(thumb wheel, 722)을 통해 360 °(± 180°)로 샤프트 및 원위 팁 조립체의 자유 회전을 허용한다. 이 장치는 샤프트를 회전시킬 때의 저항 부하를 감소시키고, 동축 케이블 내에서 예리한 만곡부 또는 응력 지점을 방지할 수 있다.
몸체(702)는 장치가 사용 중일 때 마이크로파 에너지의 전달에 대한 제어를 가능하게 하는 에너지 활성 푸시 버튼(724)을 추가로 포함한다.
사용 시에, 장치는 필요한 양의 에너지의 전달을 수행하도록 선택된 특정 기간 동안 소정의 전력을 갖는 연속적인 마이크로파 에너지를 전달하도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 100 J의 에너지를 전달하는 것이 선호되는 경우, 장치는 25 W에서 4초 동안 전력을 공급하도록 배열될 수 있다.
그러나 일정한 전력에서 연속 에너지를 전달하는 대신에, 개별 펄스로 에너지를 전달하는 것이 특히 큰 혈관 크기에서 더욱 효과적이라는 것이 밝혀졌다. 예를 들어, 100 J는 2초의 오프 타임으로 분리된 50 W에서 한 쌍의 1초 펄스로서 전달될 수 있다. 펄스의 전력 레벨은 50W 내지 60W의 범위일 수 있다. 펄스 지속 시간은 0.5 초 내지 1 초 범위일 수 있다. 휴지 기간은 0.5초 내지 2초 범위일 수 있다. 펄스는 동일할 수 있거나 또는 제1 펄스는 더 높은 전력 레벨을 가질 수 있다. 지속 시간 및 전체 에너지 전달은 봉합되는 혈관 크기 또는 조직 번들(다수의 혈관을 포함)에 따라 선택될 수 있다. 에너지는 2개 초과의 펄스를 포함하는 펄스 트레인에서 전달될 수 있고, 예를 들어 각각의 펄스의 파워 레벨은 치료 기간 동안 감소된다. 예를 들어, 5초의 치료 기간에 6개의 에너지 펄스가 전달될 수 있다. 제1 에너지 펄스는 1초 동안 60W 일 수 있고, 순차적으로 감소하는 전력의 5개의 더 짧은 펄스가 뒤이은다.
전술된 베셀 실러 장치 및 장치는 매우 다양한 수술을 응용할 수 있다. 위장관 개방 및 복강경 수술에서 특히 유용할 것으로 보이며 결장직장 수술에도 유용할 수 있다.
보다 일반적으로, 장치 및 장치는 부인과 수술, 비뇨기 수술, 간담도 수술, 내분비선 수술, 플라스틱 성형 및 재건 수술, 정형외과 수술, 흉부 수술 및 심장 수술과 관련된 개방, 복강경 및 최소 침습 수술에서 유용할 수 있다. 장치는 성인용, 소아용 및 수의학 수술에 사용하기에 적합하다.
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Claims (27)

  1. 전기외과 베셀 실러로서,
    마이크로파 전자기(EM) 에너지를 전달하기 위한 동축 전송 라인을 포함하는 기구 샤프트,
    기구 샤프트로부터 마이크로파 EM 에너지를 수신하기 위해 기구 샤프트의 원위 단부에 배열된 원위 단부 조립체를 포함하고, 상기 원위 단부 조립체는
    한 쌍의 조우의 대향하는 내부 표면 사이의 간격을 개방 및 밀폐하기 위해 서로에 대해 이동가능한 한 쌍의 조우, 및
    생물학적 조직을 통한 절개를 위한 블레이드를 포함하고,
    한 쌍의 조우는 대향하는 내부 표면들 사이의 간격 내로 마이크로파 EM 에너지를 방출하도록 배열된 에너지 전달 구조물을 포함하고,
    에너지 전달 구조물은 한 쌍의 조우들 중 하나 또는 둘 모두의 내부 표면 상에 장착된 공면 마이크로스트립 안테나를 포함하고, 공면 마이크로스트립 안테나는 실질적으로 한 쌍의 조우들 사이의 영역 내에 방출된 마이크로파 필드를 한정하도록 배열되고,
    블레이드는 한 쌍의 조우들 사이의 영역을 통하여 이동할 수 있도록 원위 단부 조립체 내에 미끄럼가능하게 배열되는 전기외과 베셀 실러.
  2. 제1항에 있어서, 공면 마이크로스트립 안테나는
    대향하는 내부 표면들 사이의 간격에서 노출되는 상부 표면 및 상부 표면으로부터 평면형 유전체 기판의 대향하는 측면 상에 하부 표면을 갖는 평면형 유전체 기판,
    하부 표면 상의 접지 전도체 층,
    접지 전도체 층에 전기적으로 연결되고 상부 표면 상의 접지 전도성 스트립 및
    상부 표면 상의 활성 전도성 스트립을 포함하고, 활성 전도성 스트립은 접지 전도성 스트립으로부터 이격되고,
    활성 전도성 스트립 및 접지 전도성 스트립은 한 쌍의 조우 사이의 영역 내의 균일한 최근접 간격을 갖도록 배열되는 전기외과 베셀 실러.
  3. 제2항에 있어서, 활성 전도성 스트립은 연장되고 종방향으로 연장된 핑거 전극이고, 접지 전도성 스트립은 핑거 전극의 측면에 위치되고 이의 원위 단부를 둘러싸는 U-형 요소인 전기외과 베셀 실러.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 접지 전도성 스트립은 유전체 기판 내에 형성된 관통 홀을 통하여 접지 전도체 층에 전기적으로 연결되는 전기외과 베셀 실러.
  5. 전항 중 어느 한 항에 있어서, 한 쌍의 조우는 마이크로파 EM 에너지 피드를 수용하지 않는 비활성 조우 및 내부에 장착된 에너지 전달 구조물을 갖는 활성 조우를 포함하는 전기외과 베셀 실러.
  6. 제5항에 있어서, 간격에서 비활성 조우의 내부 표면은 전기 절연 재료의 탄성 변형가능 층을 포함하는 전기외과 베셀 실러.
  7. 전항 중 어느 한 항에 있어서, 한 쌍의 조우 내의 각각의 조우는 이의 내부에 장착된 각각의 에너지 전달 구조물을 가지며, 원위 단부 조립체는 각각의 에너지 전달 구조물들 사이의 동축 전송 라인으로부터 수신된 마이크로파 EM 에너지를 분할하기 위한 전력 스플리터를 포함하는 전기외과 베셀 실러.
  8. 전항 중 어느 한 항에 있어서, 대향하는 내부 표면은 간격 내에 생물학적 조직을 유지시키기 위한 텍스쳐화된 또는 리지형 부분을 포함하는 전기외과 베셀 실러.
  9. 전항 중 어느 한 항에 있어서, 한 쌍의 조우는 동축 전송 라인의 종방향 축에 대해 가로방향으로 배열된 힌지 축 주위에서 서로에 대해 피벗회전가능한 전기외과 베셀 실러.
  10. 전항 중 어느 한 항에 있어서, 한 쌍의 조우는
    기구 샤프트에 대해 고정된 고정 조우, 및
    대향하는 내부 표면들 사이의 간격을 개방 및 밀폐하기 위하여 정지 조우에 대해 피벗회전가능하게 장착된 가동 조우를 포함하는 전기외과 베셀 실러.
  11. 제10항에 있어서, 에너지 전달 구조물은 정지 조우의 내부 표면 상에 배열되는 전기외과 베셀 실러.
  12. 전항 중 어느 한 항에 있어서, 블레이드는 이 블레이드가 한 쌍의 조우에 근접하게 배열되는 후퇴된 위치와 이 블레이드가 한 쌍의 조우들 사이의 영역 내에 배열되는 연장된 위치 사이에서 종방향으로 미끄럼가능한 전기외과 베셀 실러.
  13. 전항 중 어느 한 항에 있어서, 블레이드는 한 쌍의 조우 내에 형성된 종방향으로 연장된 오목한 요홈을 따라 미끄럼가능한 전기외과 베셀 실러.
  14. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 블레이드는 한 쌍의 조우들 중 하나의 조우 내에 장착되고, 이 블레이드가 조우의 내부 표면 아래에 배열되는 후퇴된 위치와 이 블레이드가 한 쌍의 조우 사이의 영역 내에 배열되는 연장된 위치 사이에서 횡방향으로 미끄럼가능한 전기외과 베셀 실러.
  15. 전항 중 어느 한 항에 있어서, 블레이드는 생물학적 조직을 절개하도록 구성된 예리한 에지를 갖는 강성 요소를 포함하는 전기외과 베셀 실러.
  16. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 블레이드는 양극 무선주파수 절개 요소, 초음파 소노트로드 및 가열가능 와이어 요소 중 임의의 하나를 포함하는 전기외과 베셀 실러.
  17. 전항 중 어느 한 항에 있어서, 기구 샤프트는 무선주파수(RF) EM 에너지를 이송하도록 배열되고 원위 단부 조립체는 기구 샤프트로부터 RF EM 에너지를 수신하도록 배열되며, 원위 단부 조립체는 생물학적 조직을 통해 절개를 위한 RF EM 에너지를 전달하도록 배열된 해부기 요소를 추가로 포함하고, 해부기 요소는 한 쌍의 조우들 사이의 영역 외부에 배열되는 전기외과 베셀 실러.
  18. 전기외과 베셀 실러로서,
    무선주파수(RF) EM 에너지 및 마이크로파 전자기(EM) 에너지를 이송하도록 배열된 기구 샤프트,
    기구 샤프트로부터 RF EM 에너지 및 마이크로파 EM 에너지를 수신하기 위해 기구 샤프트의 원위 단부에 배열된 원위 단부 조립체를 포함하고, 상기 원위 단부 조립체는
    한 쌍의 조우의 대향하는 내부 표면 사이의 간격을 개방 및 밀폐하기 위해 서로에 대해 이동가능한 한 쌍의 조우, 및
    생물학적 조직을 통한 절개를 위해 RF EM 에너지를 전달하도록 배열된 해부기 요소를 포함하고,
    한 쌍의 조우는 대향하는 내부 표면들 사이의 간격 내로 마이크로파 EM 에너지를 방출하도록 배열된 에너지 전달 구조물을 포함하고,
    에너지 전달 구조물은 실질적으로 한 쌍의 조우들 사이의 영역 내에서 방출된 마이크로파 필드를 한정하도록 배열되고,
    해부기 요소는 한 쌍의 조우들 사이의 영역 외부에 배열되는 전기외과 베셀 실러.
  19. 제18항에 있어서, 해부기 요소는 활성 전극 및 리턴 전극을 갖는 양극 RF 구조물을 포함하는 전기외과 베셀 실러.
  20. 제19항에 있어서, 해부기 요소는 조직과 접촉하는 선단 에지가 제공된 돌출된 몸체를 포함하고, 활성 전극은 선단 에지에 제공되는 전기외과 베셀 실러.
  21. 제19항 또는 제20항에 있어서, 리턴 전극은 한 쌍의 조우의 외부 표면 상에 제공되는 전기외과 베셀 실러.
  22. 제17항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 해부기 요소는 한 쌍의 조우의 외부 표면 상에 장착되는 전기외과 베셀 실러.
  23. 제17항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 해부기 요소는 종방향 연장기 상에 장착되고, 종방향 연장기는 한 쌍의 조우에 대해 종방향으로 이동가능한 전기외과 베셀 실러.
  24. 제17항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 해부기 요소는 원위 단부 조립체의 원위 단부에 장착되는 전기외과 베셀 실러.
  25. 제18항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 기구 샤프트는 마이크로파 EM 에너지 및 RF EM 에너지 둘 모두를 이송하기 위한 공통 신호 경로를 제공하는 동축 전송 라인을 포함하고, 원위 단부 조립체는 해부기 요소로부터 마이크로파 EM 에너지를 차단하기 위한 유도 필터 및 한 쌍의 조우 상의 에너지 전달 구조물로부터 RF EM 에너지를 차단하기 위한 용량성 필터를 포함하는 전기외과 베셀 실러.
  26. 전항 중 어느 한 항에 있어서, 원위 단부 조립체 및 기구 샤프트는 외과의 관찰용 장치의 기구 채널 내에 끼워맞춤되도록 치수가 정해지는 전기외과 베셀 실러.
  27. 전항 중 어느 한 항에 있어서, 외과의 관찰용 장치는 복강경인 전기외과 베셀 실러.
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