KR20200072469A - 전기 수술 절제기 도구 - Google Patents

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크리스토퍼 폴 핸콕
루이스 터너
패트릭 번
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Abstract

무선 주파수(RF) 전자기 에너지 및/또는 마이크로파 EM 에너지를 사용한 생물학적 조직 절단 및 밀봉을 용이하게 하는 복수의 작동 양식을 제공하는 에너지 전달 구조를 갖는 전기 수술 절제기 도구. 도구는 정적 제1 블레이드 요소, 및 제1 블레이드 요소와 대응하는 길이를 갖는 피봇 가능한 제2 블레이드 요소를 포함하고, 이에 의해 폐쇄 위치에서, 제2 블레이드 요소는 제1 블레이드 요소의 측방향 지향 표면에 인접하게 놓인다. 블레이드 요소는 내시경, 위내시경 또는 기관지경과 같은 외과 스코핑 디바이스의 기구 채널을 통해 도구를 삽입할 수 있게 하기에 충분히 소형인 에너지 전달 메커니즘을 구성한다.

Description

전기 수술 절제기 도구
본 발명은 생물학적 조직을 절단, 응고 및 적출하기 위한 전기 수술 절제기 도구에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 생물학적 조직 절단, 지혈(즉, 혈액의 응고를 촉진하여 파괴된 혈관을 밀봉) 및 조직 적출을 위해 무선 주파수(RF) 에너지 및/또는 마이크로파 주파수 에너지를 전달할 수 있는 전기 수술 절제기 도구에 관한 것이다.
외과적 절제는 인간 또는 동물 신체에서 기관의 부분을 제거하는 수단이다. 장기에는 혈관이 많을 수 있다. 조직이 절단되면(즉, 분할 또는 쪼개짐), 작은 혈관이 손상되거나 파열될 수 있다. 초기 출혈 다음에는 출혈을 막으려는 시도로 혈액이 혈액을 응고시키기 위해 혈액이 응고체로 변하는 응고 연쇄반응이 이어진다. 수술 동안 환자는 가능한 적은 혈액을 잃는 것이 바람직하므로 출혈이 없는 절단을 제공하려는 시도로 다양한 디바이스가 개발되었다. 내시경 시술의 경우, 혈액의 유동으로 인해 작업자의 시야가 흐려질 수 있으므로 출혈이 발생하고 적절하게 처리되지 못하는 것은 역시 바람직하지 않다. 날카로운 블레이드 대신에, 생물학적 조직을 절단하기 위해 RF 에너지를 사용하는 것이 알려져 있다. RF 에너지를 사용하여 절단하는 방법은 전류가 조직 매트릭스를 통과할 때(이온성 세포 내용물에 의해 보조됨) 조직을 가로지르는 전자 유동에 대한 임피던스가 열을 생성한다는 원리를 사용하여 작동한다. 순수한 사인파가 조직 매트릭스에 가해지면, 조직의 수분 함량을 기화시키기에 충분한 열이 세포 내에서 생성된다. 따라서, 세포막으로 제어할 수 없는 내부 세포 압력의 큰 상승이 발생하여 세포가 파열된다. 이것이 넓은 영역에 걸쳐 발생하면 조직이 쪼개어지는 것을 볼 수 있다.
상기 절차는 제지방 조직에서 명쾌하게 작동하지만, 전자의 통과를 돕는 이온 성분이 더 적기 때문에 지방 조직에서 덜 효율적이다. 이는 지방의 기화 잠열이 물 기화 잠열보다 훨씬 크기 때문에, 세포의 내용물을 기화하는 데 필요한 에너지가 훨씬 더 크다는 것을 의미한다. RF 응고는 조직에 덜 효율적인 파형을 적용하여 작동하며, 이에 따라 기화되는 대신 세포 내용물이 약 65°C로 가열되어 탈수에 의해 조직을 건조시키고 혈관벽의 단백질이 변성시킨다. 이 변성은 응고 연쇄반응에 자극으로 작용하여 응고가 개선된다. 동시에 벽의 콜라겐이 변성되어 로드형에서 코일형의 분자로 바뀌어 용기가 수축하고 크기가 줄어들어 응고체 기점을 제공하고 막힐 영역이 더 작아지게 한다.
그러나, 전기 효과가 감소되기 때문에 지방 조직이 존재할 때 RF 응고는 덜 효율적이다. 따라서, 지방 출혈체를 밀봉하기가 매우 어려울 수 있다. 깨끗한 백색 여백부를 갖는 대신, 조직은 검게 타버린 외관을 갖게 된다.
가장 일반적으로, 본 발명은 무선 주파수(RF) 전자기 에너지 및/또는 마이크로파 EM 에너지를 사용한 생물학적 조직 절단 및 밀봉을 용이하게 하는 복수의 작동 양식을 제공하는 에너지 전달 구조를 갖는 전기 수술 절제기 도구를 제공한다. 특히, 본 발명은 내시경, 위내시경 또는 기관지경과 같은 외과 스코핑 디바이스의 기구 채널을 통해 도구를 삽입할 수 있게 하기에 충분히 소형인, 조합된 작동 및 에너지 전달 메커니즘에 관한 것이다. 이 디바이스는 복강경 수술 또는 개복 수술, 즉, 복강을 개방한 상태에서의 간엽의 무혈 절제를 수행하는 데에도 사용될 수 있다.
일 예에서, 전기 수술 절제기 도구는 3개의 상보적인 양식을 제공할 수 있는 가위형 메커니즘을 제공하는 한 쌍의 블레이드 요소를 포함할 수 있다: (i) 블레이드 요소가 폐쇄될 때 미끄럼 RF-기반 절단, (ii) RF 에너지와 인가된 압력의 조합을 사용하여 블레이드 요소 사이에 파지된 조직에 대해 수행되는 가위형 절단, 및 (iii) 마이크로파 에너지와 인가된 압력의 조합을 사용하여 블레이드 요소 사이에 파지된 조직에서 수행되는 응고 또는 혈관 밀봉 동작. 또한, RF 및/또는 마이크로파 에너지는 이들 양식 중 임의의 방식으로 조직 적출을 야기하기에 충분한 전력 수준으로 공급될 수 있다. 블레이드 요소 상의 한 쌍의 전극의 적절한 구성에 의해, 이들 작동 양식 각각에서 공급된 RF 또는 마이크로파 에너지는 필요한 영역에 집중될 수 있다. 한 쌍의 전극은 둘 모두 동일한 블레이드 요소 상에 있을 수 있거나 각각의 블레이드 요소 상에 전극이 있을 수 있다.
본 발명에 따르면, 전기 수술 절제기 도구가 제공되며, 이는 루멘을 형성하는 샤프트; 상기 샤프트의 상기 루멘을 통해 무선 주파수(RF) 전자기(EM) 에너지 및 마이크로파 EM 에너지를 운반하기 위한 에너지 전달 구조로서, 상기 에너지 전달 구조는 상기 루멘을 통해 길이방향으로 연장되는 동축 전송 라인을 포함하고, 상기 동축 전송 라인은 유전체 재료에 의해 외부 전도체로부터 분리된 내부 전도체를 포함하는, 에너지 전달 구조; 상기 샤프트의 원위 단부에 장착된 기구 팁을 포함하고, 기구 팁은 제1 블레이드 요소를 포함하는 정적 부분, 제1 블레이드 요소; 제2 블레이드 요소를 포함하는 이동 부분으로서, 이동 부분은 제1 블레이드 요소와 제2 블레이드 요소가 서로 나란히 놓여진 폐쇄 위치와 제2 블레이드 요소가 생물학적 조직을 수용하기 위한 간극만큼 제1 블레이드 요소로부터 이격되어 있는 개방 위치 사이에서 정적 부분에 대해 이동 가능하고, 제1 블레이드 요소 또는 제2 블레이드 요소는 그 제1 측방향 지향 표면 상에 제1 전극을 갖는 길이방향으로 연장되는 평면 유전체를 포함하는, 이동 부분; 제1 전극으로부터 이격되고 적어도 평면 유전체에 의해 전기적으로 격리되는 제2 전극; 및 이동 부분과 정적 부분 사이의 상대 이동을 제어하기 위한 작동기를 포함하며, 제2 블레이드 요소는 제1 블레이드 요소와 대응하는 길이를 가지며, 이에 의해 폐쇄 위치에서, 그 제1 측방향 지향 표면에 대향하는 길이방향으로 연장되는 평면 유전체의 제2 측방향 지향 표면에 인접하게 놓여지고, 내부 전도체는 제1 전극 및 제2 전극 중 하나에 연결되고 외부 전도체는 제1 전극 및 제2 전극 중 다른 하나에 연결되며, 이에 의해 제1 전극 및 제2 전극은: 에너지 전달 구조로부터 전달된 RF 에너지를 전달하기 위한 활성 및 복귀 전극; 및 에너지 전달 구조로부터 전달된 마이크로파 에너지를 전달하기 위한 마이크로파 필드 방출 구조로서 동작할 수 있다.
이 구조에서, 제1 및 제2 블레이드 요소는 가위형 폐쇄 메커니즘과 유사할 수 있다. 따라서, 제2 블레이드 요소는 예를 들어 전단력의 인가를 통해 기계적 절단을 수행하기 위해 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 이동하는 동안 제1 블레이드 요소를 지나 활주하도록 배열될 수 있다. 이동 부분은 평면 유전체에 의해 정의된 평면에 평행한 평면에서 정적 부분에 대해 이동 가능할 수 있다. 여기서, "정적"이라는 용어는 사용 중일 때(즉, 제2 블레이드 요소가 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 이동될 때) 샤프트의 원위 단부와 관련하여 고정된 것을 의미할 수 있다.
샤프트는 가요성일 수 있고, 예를 들어 치료 부위에 도달하기 위한 굴곡 또는 다른 조향에 적합할 수 있다. 가요성 샤프트는 디바이스가 내시경과 같은 외과 스코핑 디바이스에서 사용될 수 있게 할 수 있다. 다른 예에서, 샤프트는 예를 들어 개복 수술 또는 복강경과 함께 사용하기 위해 강성일 수 있다.
제1 전극 및 제2 전극은 절단 인터페이스에 배치될 수 있다. 일 예에서, 두 전극은 동일한 블레이드 요소 상에 있으며, 이는 이동 부분 또는 정적 부분상에 있을 수 있다. 예를 들어, 제2 전극은 길이방향으로 연장되는 평면 유전체의 제2 측방향 지향 표면 상에 위치될 수 있다. 이는 절단 인터페이스에서 균일한 에너지 전달을 제공하는 것을 도울 수 있다. 두 전극이 하나의 블레이드 요소 상에 있는 경우, 다른 블레이드 요소는 예를 들어 플라스틱 또는 다른 절연체로 형성되어 전기적으로 불활성일 수 있다.
다른 예에서, 제1 전극은 블레이드 요소 중 하나 상에 있을 수 있고, 제2 전극은 다른 블레이드 요소 상에 있을 수 있다. 예를 들어, 길이방향으로 연장되는 평면 유전체는 제1 블레이드 요소 상에 있을 수 있고, 제2 전극은 제2 블레이드 요소의 측면을 따라 연장될 수 있다.
따라서, 제1 전극 및 제2 전극은 평면 유전체를 그 사이에 두고 절단 인터페이스의 각 측면을 따라 배치될 수 있다. 이 배열에서, 전극에 인가된 RF EM 에너지는 절단 인터페이스를 가로질러 제1 및 제2 블레이드 요소 사이에서 우선적으로 유동한다. 유사하게, 블레이드 요소가 개방된 상태에서 마이크로파 EM 에너지가 인가되면, 전극에 의해 방출된 마이크로파 필드는 블레이드 요소 사이의 간극 내에서 다른 곳보다 훨씬 높은 필드 강도를 갖는다.
폐쇄 위치에 있을 때, 제2 전극은 평면 유전체에 의해 그 길이의 대부분을 따라 제1 전극으로부터 분리된다. RF EM 에너지가 이 위치에 인가되면, RF EM 에너지는 폐쇄 블레이드 요소의 원위 팁 및 측면 에지 주위에 우선적으로 유동하고, 이는 기구 팁을 조직을 통해 활주시킴으로써 수행되는 RF 전용 미끄럼 절단을 용이하게 한다.
이동 부분 및 따라서 제2 블레이드 요소는 절연체-코팅된 전도성 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 이동 부분은 세라믹(예를 들어, 알루미나 스프레이), 합성 플라스틱(예로서, 베이클라이트) 또는 다이아몬드형 탄소(DLC) 코팅을 갖는 스테인리스 강의 주조편일 수 있다. 제2 전극은 절연체 코팅이 제거되는 제2 블레이드 요소의 측면 부분에 형성될 수 있다. 제2 전극은 이동 부분의 노출된 전도성 재료일 수 있거나, 노출된 전도성 재료에 퇴적되거나 달리 부착된 추가적인 전도성 층(예를 들어, 금 등)을 포함할 수 있다.
제2 블레이드 요소는 그 측면 부분을 따라 측방향 돌출 플랜지를 포함할 수 있다. 따라서, 폐쇄 위치에 있을 때 플랜지는 제1 블레이드 요소를 향해 돌출된다. 제2 전극은 측방향 돌출 플랜지의 측방향 지향 에지 상에 형성될 수 있다.
정적 부분은 이동 부분이 장착되는 지지 아암을 포함할 수 있다. 지지 아암은 에너지 전달 구조와 제2 전극 사이의 전기적 연결의 일부를 형성할 수 있다. 예를 들어, 지지 아암은 절연체-코팅된 전도성 재료로 형성될 수 있고, 절연체 코팅이 제거되고 동축 전송 라인의 내부 전도체 또는 외부 전도체에 전기적으로 연결된 근위 접촉 부분을 포함할 수 있다. 지지 아암은 동축 전송 라인의 원위 단부에 부착하기 위한 근위 리세스를 가질 수 있다. 다른 유형의 전기 연결이 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 가요성 전도체는 에너지 전달 구조(예를 들어, 동축 전송 라인의 내부 전도체 또는 외부 전도체)와 제1 전극 또는 제2 전극 사이에 연결될 수 있다. 바람직하게는 임의의 가요성 전도체의 길이는 방출된 필드에 영향을 미치는 것을 방지하기 위해 마이크로파 에너지의 파장의 8 분의 1 이하이다.
동축 전송 라인은 RF EM 에너지 및 마이크로파 EM 에너지 모두를 전달하기에 적합할 수 있다. 대안적으로, 에너지 전달 구조는 RF EM 에너지 및 마이크로파 EM 에너지에 대한 상이한 경로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 마이크로파 EM 에너지는 동축 전송 라인을 통해 전달될 수 있는 반면, RF EM 에너지는 트위스트 페어 와이어 등을 통해 전달될 수 있다. 별도의 에너지 전달 경로가 제공되는 경우, 제1 및 제2 전극은 RF 에너지 및 마이크로파 에너지가 기구 팁의 상이한 영역으로부터 전달될 수 있도록 별도의 RF 전극 부분 및 마이크로파 전극 부분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 마이크로파 에너지는 블레이드 요소 중 하나로부터 전달될 수 있는 반면, RF 에너지는 블레이드 요소 사이에서 전달될 수 있다.
이동 부분은 피봇 연결을 통해 지지 아암에 장착될 수 있다. 예를 들어, 지지 아암은 이동 부분이 장착되는 피봇 액슬을 지지하는 클레비스형 구조를 제공할 수 있다. 에너지 전달 구조와 제2 전극 사이의 전기적 연결은 피봇 연결을 통과할 수 있다. 예를 들어, 피봇 액슬은 전도성 재료로 형성될 수 있고, 이동 부분 및 지지 아암의 절연체 코팅은 이들이 피봇 액슬과 각각 접촉하는 곳에서 제거될 수 있다.
동축 전송 라인의 유전체 재료 및 내부 전도체는 외부 전도체의 원위 단부를 넘어 연장될 수 있다. 내부 전도체는, 예를 들어 제1 전극의 근위 부분과 직접 중첩하고 접촉함으로써 제1 전극에 전기적으로 연결된 노출된 원위 부분을 포함할 수 있다.
이동 부분과 정적 부분 사이의 이동은 회전 또는 병진 또는 이 둘의 조합일 수 있다. 일 예에서, 이동 부분은 정적 부분에 대해 피봇 가능할 수 있고, 이에 의해 제2 블레이드 요소는 개방 위치에서 제1 블레이드 요소에 대해 경사진다. 이 예는 종래의 가위형 폐쇄와 유사할 수 있다. 제2 블레이드 요소는 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 둔각을 통해 이동 가능할 수 있다. 이는 파지될 조직, 특히 표면 프로파일이 낮은 조직에서 취득을 달성하는 데 유용할 수 있다.
다른 예에서, 예를 들어 공급된 에너지가 블레이드 요소의 길이를 따라 균일한 것을 보장하기 위해, 조직이 그 사이에 파지되면 전극 사이의 간극이 균일 해지는 것이 바람직할 수 있다. 이 예에서, 이동 부분은 제2 블레이드 요소가 제1 블레이드 요소와 평행하지만 그 사이에 간극을 형성하기 위해 이격되어 있는 위치를 점유할 수 있다. 이동 부분은 예를 들어 작동기의 작동 하에서 이 위치로부터 폐쇄 위치로 활주할 수 있다. 제1 블레이드 요소와 제2 블레이드 요소는 이어서 서로를 지나 활주될 때 길이방향으로 평행하게 놓일 수 있다. 이격된 평행 위치는 예를 들어 이동 부분이 그로부터 정적 부분에 대해 경사지게 피봇 가능한 중간 위치일 수 있다.
작동기는 가요성 샤프트에 활주 가능하게 장착된 제어 로드를 포함할 수 있다. 제어 로드는 이동 부분과 맞물리는 부착 특징부를 가질 수 있으며, 이에 의해 샤프트 내에서의 제어 로드의 길이방향 이동은 정적 부분에 대한 이동 부분의 이동을 야기한다. 부착 특징부는 미는 힘 및 당기는 힘을 이동 부분에 전달하기 위한 후크 또는 임의의 적절한 맞물림부일 수 있다.
일 예에서, 이동 부분은 제어 로드가 제1 블레이드 요소를 지나는 제2 블레이드 요소의 이동을 구동하도록 작용하는 캠 표면을 포함한다. 캠 표면은 폐쇄 동작의 최종 단계 동안에만 맞물릴 수 있으며, 예를 들어 폐쇄를 완료하기 위한 추가적인 힘 상승을 제공한다. 일 예에서, 캠 표면은 이동 부분의 슬롯에 의해 제공될 수 있다. 부착 특징부는 슬롯 내에서의 위치설정을 위한 맞물림 부분을 포함한다. 슬롯을 따라 활주하는 맞물림 부분에 의해 캠 작용이 제공될 수 있다.
정적 부분은 이동 부분에 대한 장착 기반(예를 들어, 피봇 베이스)을 제공하는 지지 아암을 포함할 수 있다. 평면 유전체는 지지 아암에 장착된, 예를 들어 접착되거나 달리 부착된 별도의 단편일 수 있다. 평면 유전체는 세라믹(예를 들어, 알루미나)으로 형성될 수 있다. 본 명세서에서, "평면" 재료에 대한 언급은 그 폭 및 길이 보다 실질적으로 작은 두께를 갖는 평탄한 재료 단편을 의미할 수 있다. 평면 유전체는 길이방향으로 정렬된 길이 치수, 측방향으로 정렬된 두께 치수, 및 길이 및 두께 치수 모두에 직교하는 폭 치수를 가질 수 있다. 평면 유전체의 평면은 길이 및 폭 치수가 놓이는 평면, 즉, 폭 치수에 직교하는 평면이다.
제1 전극은 평면 유전체의 제1 측방향 지향 표면 상에 퇴적되거나 달리 장착된 전도성 재료(예를 들어, 금)일 수 있다. 제1 측방향 지향 표면과 반대 방향으로 대면하는 평면 유전체의 제2 측방향 지향 표면은 절단 인터페이스에서 노출될 수 있다.
기구 팁은 정적 부분 주위에 장착된 차폐부를 포함할 수 있다. 차폐부는 정적 부분 주위에 장착된 절연 커버링을 포함할 수 있다. 예를 들어, 절연 차폐부는 정적 부분의 지지 아암을 덮을 수 있다. 절연 차폐부는 또한, 예를 들어 제1 전극의 노출된 부분이 전달 또는 RF 또는 마이크로파 에너지를 제어하기 위해 원하는 형상을 갖는 것을 보증하기 위해 제1 전극을 부분적으로 덮는 데 사용될 수 있다. 절연 커버링은 하나 이상의 필드 차폐 전도성 영역, 예를 들어 그 외부 표면 상의 금속화 패치를 가질 수 있다. 이들 전도성 영역은 전기장에 대한 차폐를 제공하여, 예를 들어 원치 않는 위치에서 기기로부터의 에너지 누설을 방지할 수 있다. 차폐부는 조립 후 기구 팁 위에 성형될 수 있다. 대안적으로, 차폐부는 원하는 형상으로 절단(예를 들어, 레이저 절단)될 수 있고 블레이드 요소 위에 장착될 수 있는 절연재의 튜브로부터 형성될 수 있다. 차폐부는 적절한 절연 플라스틱, 예를 들어 PEEK 등으로 형성될 수 있다. 차폐부용 재료는 바람직하게는 고온에 견딜 수 있다.
제1 블레이드 요소는 최원위 단부에 직립 치형부를 갖는 길이방향으로 연장되는 핑거로서 성형될 수 있다. 제2 블레이드 요소는 대응하는 방식으로, 예를 들어 그 최원위 단부에서 하향 연장 치형부를 갖는 세장형 핑거로서 형성될 수 있다. 최원위 치형부는 턱이 닫힐 때 턱 사이의 간극에 조직을 유지하는 데 도움이 될 수 있다.
작동기 또는 동축 케이블의 샤프트와의 상대 이동이 기구 팁의 손실 또는 돌발 이동을 야기하는 것을 방지하기 위해 가요성 샤프트의 루멘에 길이방향으로 연장되는 인서트가 장착될 수 있다. 인서트는 내부에 복수의 길이방향 서브 루멘이 형성된 관형 본체를 포함할 수 있으며, 복수의 길이방향 서브 루멘 각각은 관형 본체의 외부 표면을 파괴한다. 관형 본체는 그 파괴된 원주방향 표면이 샤프트의 내부 표면에 맞닿아 그 사이의 상대 이동에 저항하는 복수의 피트를 형성하도록 루멘 내에 꼭 맞도록 크기가 조절된다.
동축 전송 라인은 관형 본체의 제1 서브 루멘에 장착된 동축 케이블을 포함할 수 있다. 작동기는 관형 본체의 제2 서브 루멘에 활주 가능하게 장착된 제어 로드를 포함할 수 있다. 제어 로드는 인서트에 대한 길이방향 활주를 용이하게 하기 위해 저마찰 코팅(예를 들어, PTFE 등)을 가질 수 있다. 대안적으로, 제2 서브 루멘은 저마찰 튜브가 내부에 장착될 수 있고, 제어 로드는 저마찰 튜브에 활주 가능하게 장착될 수 있다.
기구 팁은 외과 스코핑 디바이스의 기구 채널 내에 맞도록 치수 설정될 수 있다. 따라서, 다른 양태에서, 본 발명은 전기 수술 장치를 제공하며, 이는 무선 주파수(RF) 전자기(EM) 에너지 및 마이크로파 EM 에너지를 공급하기 위한 전기 수술 발생기; 환자의 신체 내로 삽입하기 위한 기구 코드를 가지는 외과 스코핑 디바이스로서, 상기 기구 코드는 이를 통해 연장되는 기구 채널을 갖는, 외과 스코핑 디바이스; 및 외과 스코핑 디바이스의 기구 채널을 통해 삽입된 앞서 설명된 바와 같은 전기 수술 절제기 도구를 포함한다.
장치는 전기 수술 절제기 도구를 제어하기 위한 핸드 피스를 포함할 수 있다. 핸드 피스는 가요성 샤프트의 근위 단부, 예를 들어 외과 스코핑 디바이스 외부에 장착될 수 있다. 핸드 피스는 본체; 상기 본체에 활주 가능하게 장착된 작동 요소; 및 본체에 회전 가능하게 장착된 로테이터를 포함할 수 있다. 전기 수술 절제 도구의 동축 전송 라인 및 가요성 샤프트는 작동 요소에 의해 본체에 대해 활주되고 로테이터에 의해 본체에 대해 회전하도록 장착될 수 있다. 전기 수술 절제 도구의 작동기는 가요성 샤프트의 루멘을 통해 연장되는 제어 로드를 포함할 수 있고, 제어 로드는 본체에 대해 길이방향으로 고정된 위치에 장착되는 근위 부분을 갖는다. 이러한 구성으로, 작동 요소는 정적 부분에 대한 이동 부분의 이동을 제어하도록 작동 가능하고, 로테이터는 기구 채널에 대한 전기 수술 절제기 도구의 회전을 제어하도록 작동 가능하다.
사용시에, 핸드 피스는 길이방향(축방향) 힘(제어 로드를 통해) 및 회전력(가요성 샤프트를 통해) 모두와 조합하여 가요성 샤프트의 원위 단부에서 전기 수술 절제기 도구에 전력을 전달할 수 있다. 길이방향 힘은 기구상의 엔드 이펙터, 예를 들어 위에서 설명된 이동 부분 또는 활주 블레이드 또는 바늘을 제어하는 데 사용될 수 있다. 회전력은 기구의 배향을 제어하는 데 사용될 수 있다.
핸드 피스의 구성요소 사이의 연결은 가요성 샤프트 및 동축 케이블이 제어 로드에 대해 활주 가능하도록 이루어진다. 다시 말해서, 제어 로드의 위치는 가요성 샤프트에 대해 변할 수 있고, 따라서 이는 기구를 작동시키기 위해 그 원위 단부에서 물리적 운동을 제공할 수 있다.
본체는 본체로부터 멀어지게 연장함에 따라 가요성 샤프트와 정렬되는 축 상에 놓이는 배럴형 하우징일 수 있다. 로테이터의 회전축은 본체의 축과 정렬되거나 그와 동축일 수 있다. 로테이터는 본체의 외부 표면에 장착된 칼라 또는 링일 수 있다. 로테이터는 본체에서 길이방향(축방향)으로 유지될 수 있다. 예를 들어, 본체는 로테이터가 안착되는 원주방향 리세스를 가질 수 있다.
제어 로드는 본체에 대해 회전 가능할 수 있다. 이는 로테이터의 회전시 모든 가요성 샤프트, 제어 로드 및 동축 케이블이 본체에 대해 회전함을 의미한다. 이는 가요성 샤프트 내의 구성요소의 비틀림을 방지할 수 있다. 일 예에서, 제어 로드의 근위 부분은 로테이터 상에 장착될 수 있다. 로테이터가 본체에 대해 축방향으로 고정된 경우, 이 부착은 제어 로드가 로테이터와 함께 회전하지만 본체에 대해 활주되지 않음을 의미한다. 근위 부분은 로테이터와 연결하기 위해 가요성 샤프트를 통과하는 반경방향 연장부를 포함할 수 있다.
핸드 피스는 가요성 샤프트의 근위 부분을 수납하는 내부 샤프트를 포함할 수 있다. 내부 샤프트는 로테이터에 결합되어 그와 함께 회전할 수 있다. 내부 샤프트는 로테이터 내에 형성된 트랙을 따라 축방향으로 활주 가능할 수 있다.
작동 요소는 하우징 내에서 길이방향(즉, 위에서 언급된 축방향)으로 활주하도록 장착된 샤프트를 포함할 수 있다. 작동 요소 및 본체는 사용자가 디바이스를 작동하는 동안 보유하기 위한 그립 요소, 예를 들어 핑거 링 등을 가질 수 있다.
핸드 피스는 작동 요소 상의 전원 입력 포트를 포함할 수 있다. 전원 입력 포트는 QMA 커넥터 등일 수 있다. 전원 입력 포트는 내부에 수신된 전력을 동축 케이블로 전달하기 위해 연결될 수 있다. 따라서, 동축 케이블의 근위 단부는 전원 입력 포트로부터 전력을 수신하기 위해 작동 요소에 연결될 수 있다. 동축 케이블의 근위 단부는 그 사이의 상대 회전을 허용하기 위해 회전 가능한 커플링을 통해 작동 요소에 연결될 수 있다.
전원 입력 포트는 예를 들어 전기 수술 발생기로부터의 외부 동축 케이블에 연결될 수 있다. 전원 입력 포트로의 연결 방향은 작동 요소가 본체에 대해 활주 가능한 방향에 수직으로 연장될 수 있다. 예를 들어, 전원 입력 포트는 작동 요소의 하부측에 있을 수 있다.
용어 "외과 스코핑 디바이스"는 본 명세서에서 침습적 절차 동안 환자의 신체에 도입되는 강성 또는 가요성(예를 들어, 조종 가능한) 도관인 삽입 튜브가 제공된 임의의 외과 디바이스를 의미하는 것으로 사용될 수 있다. 삽입 튜브는 기구 채널 및 (예를 들어, 삽입 튜브의 원위 단부에서 치료 부위를 조명 및/또는 그 이미지를 캡처하기 위해 광을 전송하기 위한) 광학 채널을 포함할 수 있다. 기구 채널은 침습적 외과 도구를 수용하기에 적절한 직경을 가질 수 있다. 기구 채널의 직경은 5 mm 이하일 수 있다.
본 명세서에서, "내부"라는 용어는 기구 채널 및/또는 동축 케이블의 중심(예를 들어, 축)에 반경방향으로 더 가까운 것을 의미한다. "외부"라는 용어는 기구 채널 및/또는 동축 케이블의 중심(축)으로부터 반경방향으로 더 멀리 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 용어 "전도성"은 문맥 상 달리 지시되지 않는 한 전기 전도성을 의미하는 것으로 사용된다.
본 명세서에서, "근위" 및 "원위" 라는 용어는 세장형 프로브의 단부를 지칭한다. 사용시 근위 단부는 RF 및/또는 마이크로파 에너지를 제공하기 위해 발생기에 더 가까운 반면, 원위 단부는 발생기로부터 더 멀다.
본 명세서에서 "마이크로파"는 400 MHz 내지 100 GHz의 주파수 범위, 그러나 바람직하게는 1 GHz 내지 60 GHz의 범위를 나타내기 위해 광범위하게 사용될 수 있다. 고려된 특정 주파수는 915 MHz, 2.45 GHz, 3.3 GHz, 5.8 GHz, 10 GHz, 14.5 GHz 및 24 GHz이다. 대조적으로, 본 명세서는 예를 들어 최대 300 MHz, 바람직하게는 10 kHz 내지 1 MHz, 가장 바람직하게는 400 kHz의 적어도 1000배 낮은 주파수 범위를 나타내기 위해 "무선 주파수" 또는 "RF"를 사용한다.
본 발명의 실시예는 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예인 전기 수술 시스템의 개략도이다.
도 2a 및 도 2b는 각각 개방 구성 및 폐쇄 구성에서의 본 발명의 실시예인 전기 수술 절제기 기구의 기구 팁의 사시도이다.
도 3a, 도 3b, 도 3c 및 도 3d는 폐쇄 동작의 다양한 단계를 나타내는 전기 수술 절제기 기구의 기구 팁의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예인 전기 수술 절제기 기구의 개략적인 부분 절결 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예인 전기 수술 절제기 기구의 부분 절결 사시도이다.
도 6a는 본 발명의 실시예인 전기 수술 장치의 핸드 피스의 사시도이다.
도 6b는 핸드 피스의 내부 구조의 일부를 드러내는, 도 6a의 핸드 피스의 부분 절결도이다.
도 7a는 본 발명의 일 실시예인 전기 수술 절제기 기구와 함께 사용될 수 있는 기구 샤프트의 내용물의 사시도이다.
도 7b는 도 7a에 도시되어 있는 기구 샤프트의 단면이다.
도 8a, 도 8b 및 도 8c는 본 발명의 다른 실시예인 전기 수술 절제기 기구의 기구 팁의 사시도이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 또 다른 실시예인 전기 수술 절제기 기구의 기구 팁의 사시도이다.
도 1은 본 발명의 실시예인 완전한 전기 수술 시스템(100)의 개략도이다. 시스템은 기구 팁으로부터의 무선 주파수(RF) 또는 마이크로파 전자기(EM) 에너지를 사용하여 생물학적 조직을 처리(예를 들어, 절단 또는 밀봉)하도록 배열된다. 시스템(100)은 RF 및 마이크로파 EM 에너지를 제어 가능하게 공급하기 위한 발생기(102)를 포함한다. 이러한 목적에 적절한 발생기는 WO 2012/076844에 기재되어 있으며, 이 문헌은 본 명세서에 참조로서 통합된다. 발생기(102)는 인터페이스 케이블(104)에 의해 핸드 피스(106)에 연결된다. 핸드 피스(106)는 또한 필수적인 것은 아니지만 주사기와 같은 유체 전달 디바이스(108)로부터 유체 공급(107)을 수용하도록 연결될 수 있다. 필요한 경우, 핸드 피스(106)는 작동기(109), 예를 들어 엄지 조작식 슬라이더 또는 플런저에 의해 작동 가능한 기구 작동 메커니즘을 수납할 수 있다. 예를 들어, 기구 작동 메커니즘은 본 명세서에서 설명된 바와 같이 절제기 기구의 선회 가능한 블레이드 요소를 작동시키는 데 사용될 수 있다. 핸드 피스에는 다른 메커니즘도 포함될 수 있다. 예를 들어, 바늘을 기구에 배치하기 위해 바늘 이동 메커니즘이 제공될 수 있다(핸드 피스 상의 적절한 트리거에 의해 작동 가능함). 핸드 피스(106)의 기능은 발생기(102), 유체 전달 디바이스(108) 및 기구 작동 메커니즘으로부터의 입력을, 요구될 수 있는, 핸드 피스(106)의 원위 단부로부터 연장하는 단일의 가요성 샤프트(112)로의 임의의 다른 입력과 함께 조합하는 것이다.
가요성 샤프트(112)는 외과 스코핑 디바이스(114)의 기구(작업) 채널의 전체 길이를 통해 삽입 가능하다. 가요성 샤프트(112)는 외과 스코핑 디바이스(114)의 기구 채널을 통과하고 내시경 삽입 튜브의 원위 단부에서(예를 들어, 환자 내부에서) 돌출하도록 성형되는 기구 팁(118)을 갖는다. 기구 팁(118)은 생물학적 조직을 파지하기 위한 한 쌍의 블레이드 요소 및 발생기(102)로부터 전달된 RF 또는 마이크로파 EM 에너지를 전달하도록 배열된 에너지 전달 구조를 포함한다. 선택적으로 기구 팁(118)은 유체 전달 디바이스(108)로부터 전달되는 유체를 전달하기 위한 수축 가능한 피하 바늘을 또한 포함할 수 있다. 아래에서 보다 구체적으로 설명되는 바와 같이, 핸드 피스(106)는 기구 팁(118)의 블레이드 요소를 개폐하기 위한 작동 메커니즘을 포함한다. 핸드 피스(106)는 또한 외과 스코핑 디바이스(114)의 기구 채널에 대해 기구 팁(118)을 회전시키기 위한 회전 메커니즘을 포함한다.
기구 팁(118)의 구조는 작업 채널을 통과하기에 적절한 최대 외경을 갖도록 배열될 수 있다. 통상적으로, 내시경과 같은 외과 스코핑 디바이스에서의 작업 채널의 직경은 4.0 mm 미만, 예를 들어 2.8 mm, 3.2 mm, 3.7 mm, 3.8 mm 중 어느 하나이다. 가요성 샤프트(112)는 이보다 작은 최대 직경, 예를 들어 2.65 mm을 가질 수 있다. 가요성 샤프트(112)의 길이는 1.2 m 이상, 예를 들어 2 m 이상일 수 있다. 다른 예에서, 기구 팁(118)은 샤프트가 작업 채널을 통해 삽입된 후에(및 기구 코드가 환자에게 도입되기 전에) 가요성 샤프트(112)의 원위 단부에 장착될 수 있다. 대안적으로, 가요성 샤프트(112)는 그 근위 연결을 형성하기 전에 원위 단부로부터 작업 채널 내로 삽입될 수 있다. 이러한 배열에서, 원위 단부 조립체(118)는 외과 스코핑 디바이스(114)의 작업 채널보다 큰 치수를 갖도록 허용될 수 있다. 위에서 설명한 시스템은 기기를 환자에게 도입하는 한 가지 방법이다. 다른 기술도 가능하다. 예를 들어, 기구는 카테터를 사용하여 삽입될 수도 있다.
본 명세서의 예가 외과 스코핑 디바이스와 관련하여 제시되지만, 전기 수술 절제기 기구는 개복 수술에 적절한 디바이스에서 구현되거나, 복강경과 함께 사용할 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예인 전기 수술 절제기 기구의 기구 팁(200)의 사시도이다. 기구 팁(200)은 가요성 샤프트(204)의 원위 단부에 장착되며, 이 가요성 샤프트는 앞서 설명한 가요성 샤프트(112)에 대응할 수 있다. 이 실시예에서, 기구 팁(200)은 제1 전극(206)을 지지하는 정적 부분(202) 및 제2 전극(214)을 지지하는 이동 부분(212)을 포함한다. 그러나, 본 발명은 이 구성으로 제한될 필요는 없다. 다른 예에서, 두 전극 모두 정적 부분(202) 또는 이동 부분(212) 상에 제공될 수 있다.
정적 부분(202)은 가요성 샤프트(204)의 원위 단부에 고정되는 근위 영역을 갖는다. 정적 부분(202)은 가요성 샤프트(204)의 원위 단부로부터 멀어지게 길이방향으로 연장된다. 그 원위 단부에서, 정적 부분(202)은 제1 블레이드 요소(205)를 형성하며, 이는 그 최원위 단부에 직립 치형부(210)를 갖는 길이방향으로 연장되는 핑거이다. 제1 전극(206)은 제1 블레이드 요소(205)의 상부 표면을 따라 연장된다.
이동 부분(212)은 정적 부분(202)에 피봇 가능하게 장착된다. 이 실시예에서, 이동 부분(212)은 제2 블레이드 요소(207)를 포함하고, 이는 제1 블레이드 요소(205)에 대응하는 길이를 갖는 세장형 핑거이다. 제2 블레이드 요소(207)는 그 최원위 단부에서 하향 연장 치형부(216)를 갖는다.
이동 부분은 제1 블레이드 요소(205)의 근위 단부에 위치된 피봇 축을 중심으로 피봇 가능하며, 이에 의해 제2 블레이드 요소(207)는 제1 블레이드 요소(205)로부터 멀어지도록 경사진 개방 위치(도 2a에 도시됨)와 제1 블레이드 요소(205)와 나란히(즉, 측방향으로 인접하여) 놓여지는 폐쇄 위치(도 2b에 도시됨) 사이에서 스윙할 수 있다. 이동 부분의 이동 범위는 제2 블레이드 요소(207)가 제1 블레이드 요소(205)에 대해 둔각을 채택할 수 있도록 이루어질 수 있다. 이는 낮은 표면 프로파일을 나타내는 조직을 파지하는 데 특히 유용할 수 있다.
따라서, 제1 블레이드 요소(205) 및 제2 블레이드 요소(207)는 가위형 폐쇄 메커니즘을 형성할 수 있으며, 여기서, 개방 위치에 있을 때 블레이드 요소(205, 207) 사이의 간극에 위치된 조직에는 제2 블레이드 요소(207)가 폐쇄 위치로 이동함에 따라 압력이 인가되게 될 수 있다. 제1 블레이드 요소(205) 상의 직립 치형부(210) 및 제2 블레이드 요소(207) 상의 하향 연장 치형부(216)는 제2 블레이드 요소(207)가 폐쇄 위치로 이동할 때 간극 내에 조직을 유지하는 작용을 한다.
제1 블레이드 요소(205)는 예를 들어 세라믹 또는 다른 적절한 전기 절연재로 제조된 평면 유전체(208)를 포함한다. 평면 유전체(208)는 제2 블레이드 요소(207)가 그를 통해 피봇하는 평면에 평행한 평면을 정의한다. 평면 유전체(208)는 제1 전극(206)과 제2 블레이드 요소(207) 사이에 절연 장벽을 제공한다. 예를 들어, 제2 블레이드 요소(207)는 평면 유전체(208)의 제1 표면을 지나 활주되도록 배열되고, 제1 전극(206)은 평면 유전체(208)의 제2 표면에 형성되고, 제2 표면은 제1 표면으로부터 평면 유전체(208)의 반대측에 있다. 제1 전극(206)은 높은 전도성을 나타내는 전도체, 예를 들어 금 등으로 제조될 수 있다.
제2 전극(214)은 제2 블레이드 요소(207)가 폐쇄 위치로 이동될 때, 제1 블레이드 요소(205)의 인접한 측면 표면(즉, 앞서 설명한 평면 유전체(208)의 제1 표면)을 지나 활주되는 제2 블레이드 요소(207)의 측면 표면을 따라 연장된다. 이 예에서, 제2 블레이드 요소(207)는 그 하부 에지를 따른 측방향 돌출 플랜지를 포함한다. 제2 전극(214)은 플랜지의 측방향 지향 표면을 따라 연장된다. 제2 블레이드 요소는 절연재로 코팅된 전기 전도성 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 세라믹 또는 다이아몬드형 탄소(DLC) 코팅을 갖는 스테인리스 강으로 만들어질 수 있다. 절연 코팅은 필요하지 않은 영역으로부터 제거, 예를 들어 에칭 제거될 수 있다. 예를 들어, 제2 전극(214)은 측방향 플랜지의 측면 에지로부터 코팅을 에칭 제거함으로써 형성될 수 있다. 에칭된 표면 위에 금 층이 퇴적되어 전극을 형성할 수 있다. 아래에 설명된 바와 같이, 코팅의 다른 부분은 동축 케이블의 외부 전도체에 전기적으로 연결될 수 있게 하도록 제거될 수 있다.
가요성 샤프트(204)는 RF 및 마이크로파 EM 에너지를 전달하기 위한 동축 케이블(도시되지 않음) 및 이동 부분(212)의 이동을 제어하기 위한 길이방향으로 활주 가능한 제어 로드(도 3a 내지 도 3d에 도시됨)가 그를 통해 연장하는 루멘을 형성한다.
도 4를 참조하여 보다 구체적으로 설명된 바와 같이, 제1 전극(206)은 동축 케이블의 내부 전도체에 전기적으로 연결되고, 제2 전극(214)은 동축 케이블의 외부 전도체에 전기적으로 연결된다. 기구 팁은 따라서 제1 전극과 제2 전극 사이의 전류 경로를 따라(예를 들어, 조직을 통해) RF 에너지를 전달하거나, 제1 전극과 제2 전극에 의해 방출된 마이크로파 필드를 통해 마이크로파 에너지를 전달하도록 작동 가능한 에너지 전달 구조를 제공한다.
기구 팁(200)은 3 가지 작동 양식을 제공할 수 있다. 제1 양식에서, 기구는 폐쇄 위치에서 블레이드 요소(205, 207)와 함께 사용되어 생물학적 조직을 절단하기 위해 RF EM 에너지를 전달할 수 있다. 이 제1 양식에서, RF EM 에너지는 제1 블레이드 요소(205) 상의 직립 치형부(210) 및 제2 블레이드 요소(207) 상의 하향 연장 치형부(216)에 인접한 원위 절단 구역(230)에서 제1 전극(206)과 제2 전극(214) 사이를 주로 통과한다. 따라서, 기구는 절단을 실행하기 위해 조직을 가로질러 또는 조직을 통해 스위핑하거나 미끄러지도록 사용될 수 있다.
제2 양식에서, 블레이드 요소(205, 207)는 파지 절단, 즉, 블레이드 요소 사이에 포획된 조직을 통한 절단을 수행하는 데 사용될 수 있다. 이 양식에서, 절단은 블레이드 요소(205, 207)를 폐쇄함으로써 인가되는 물리적 압력과 폐쇄 프로세스 동안 인가된 RF EM 에너지의 조합에 의해 수행된다.
제3 양식에서, 블레이드 요소(205, 207)는 혈관 등과 같은 조직을 파지하고 밀봉하는 데 사용될 수 있다. 이러한 양식에서, 마이크로파 EM 에너지는 전극으로 전달되고, 이는 블레이드 요소 내에 보유된 조직을 응고시키는 작용을 하는 마이크로파 필드를 설정한다.
정적 부분(202)은 그 외부 표면 위에 장착된 유전체 차폐부를 가질 수 있다. 이 예에서, 유전체 차폐부는 열가소성 폴리머, 예를 들어 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK) 등이다. 유전체 차폐부는 디바이스 위에 성형될 수 있거나, 블레이드 요소가 폐쇄 위치에 있을 때 기구 팁 위로 활주될 수 있는 커버(예를 들어, 적당한 크기의 튜브를 레이저 절단함으로써 형성됨)일 수 있다. 유전체 차폐부는 제1 전극(206)의 형상을 제어하기 위해, 예를 들어 제1 전극(206)이 실질적으로 제1 블레이드 요소(205)의 상부 표면에서만 노출되는 것을 보증하기 위해 사용될 수 있다. 이는 전극으로부터 전달된 RF 및 마이크로파 에너지가 원하는 영역에 집중되도록 보장할 수 있다.
도 3a, 도 3b, 도 3c 및 도 3d는 폐쇄 동작을 도시하고 있는 기구 팁(200)의 사시도이다. 도 3a 내지 도 3d는 도 2a 및 도 2b로부터 기구 팁(200)의 반대쪽을 도시하고 있다. 유전체 차폐부는 명확성을 위해 도 3a 내지 도 3d에서 생략되어 있다.
도 3a는 제2 블레이드 요소(207)가 제1 블레이드 요소(205)에 대해 둔각으로 배치되도록 이동 부분(212)이 배치된 상태에서 개방 위치에서 기구 팁(200)을 도시하고 있다. 도 3a에 도시되어 있는 바와 같이, 정적 부분(202)은 이동 부분(212)이 부착되는 피봇 베이스를 제공하는 길이방향 연장 아암(218)을 포함한다. 아암(218)은 그 내부에 회전 가능하게 장착된 피봇 액슬(226)을 갖는다. 피봇 액슬(226)은 측방향으로 연장되는 피봇 축을 정의한다(즉, 피봇 축은 가요성 샤프트(204)에 의해 정의된 길이방향에 직교함).
가요성 샤프트(204)로부터 활주 가능한 제어 로드(220)가 돌출된다. 정적 부분(202)에는 그 안에 제어 로드(220)가 통과하는 가이드 채널(221)이 형성되어 있다. 제어 로드(220)는 이동 부분(212)과 맞물리는 원위 부착 특징부(223)를 갖는다. 이 예에서, 원위 부착 특징부(223)는 이동 부분(212)의 부착 판(222)에 형성된 슬롯(224)과 맞물리는 후크이다. 다른 유형의 맞물림이 사용될 수 있다. 제어 로드(220)의 길이방향 활주 운동은 부착 판(222)의 피봇 운동으로 변환된다. 부착 판(222)은 제2 블레이드 요소(207)와 일체로 형성되거나 다른 방식으로 그에 작동 가능하게 결합될 수 있다.
도 3b는 제어 로드(220)가 가요성 슬리브(204) 내로 부분적으로 수축되고 제1 및 제2 블레이드 요소 사이에 예각이 있는 부분 폐쇄 구성의 기구 팁(200)을 도시하고 있다.
도 3c는 제어 로드(220)가 가요성 슬리브 내로 추가로 수축되고, 제2 블레이드 요소(207) 상의 하향 연장 치형부(216)가 제1 블레이드 요소(205) 상의 직립 치형부(210)를 지나서 활주되려 하는 다른 부분 폐쇄 구성의 기구 팁(200)을 도시하고 있다. 이 위치에 도달할 때, 제어 로드(220)의 원위 부착 특징부(223)가 슬롯(224)의 제1 단부에 남아 있음을 알 수 있다. 슬롯(224)은 제어 로드가, 제1 및 제2 블레이드 요소는 서로 지나쳐가는 폐쇄 동작의 최종 부분을 위해 그를 따라 활주되는 캠 표면을 제공한다. 도 3d는 제어 로드(220)의 원위 부착 특징부(223)가 슬롯(224)의 제2 단부로 이동된 최종 폐쇄 위치를 도시하고 있다. 슬롯은 유리하게는, 원위 부착 특징부(223)가 이동 작업의 이 최종 부분에서 맞닿아 작용하여, 예를 들어 절단의 최종 단계에서 발생할 수 있는 저항을 극복하기 위해 폐쇄력을 상승시키는 캠 표면을 제공한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예인 전기 수술 절제기 기구를 위한 기구 팁(300)의 개략적인 부분 절결 측면도이다. 기구 팁(300)은 동축 케이블(304) 및 제어 로드(312)를 운반하는 가요성 슬리브(302)의 원위 단부에 위치된다. 제어 로드(312)는 위에서 설명된 것과 동일한 방식으로 정적 부분(318)에 대한 이동 부분(322)의 피봇 운동을 제어하기 위한 것이다. 정적 부분(318)은, 예를 들어 적절한 접착제에 의해 그에 고정된 평면 유전체(314)를 가지며, 평면 유전체(314)는 제1 블레이드 요소를 형성하기 위해 정적 부분(318)으로부터 멀어지게 길이방향으로 연장된다. 평면 유전체(314)의 일 측면에는 제1 전극(316)이 형성되어 있다.
이동 부분(322)은 제1 전극(316)에 대한 평면 유전체(314)의 반대측에서 피봇 액슬(도 4에는 보이지 않음)을 통해 정적 부분(318) 상에 피봇 가능하게 장착된다. 이동 부분(322)은 위에서 설명된 제1 및 제2 블레이드 요소(205, 207)와 유사한 방식으로 제1 블레이드 요소를 지나 활주되도록 배열된 제2 블레이드 요소를 포함한다. 이동 부분(322)은 블레이드 요소가 폐쇄 위치에 있을 때 평면 유전체(314)의 반대쪽에 인접하여 놓인 제2 전극(324)을 포함한다.
동축 케이블(304)은 유전체 재료(308)에 의해 외부 전도체(310)로부터 분리된 내부 전도체(306)를 포함한다. 유전체 재료(308) 및 내부 전도체(306)는 외부 전도체(310)의 원위 단부를 넘어 연장된다. 유전체 재료(308)의 원위 단부는 평면 유전체(314)의 근위 단부에 맞닿는다. 내부 전도체(306)는 이 접합부로부터 원위로 연장되어 제1 전극(316)의 근위 부분과 중첩하고 그와 전기적으로 접촉한다. 본 발명은 이러한 배열로 제한될 필요는 없다. 다른 예에서, 내부 전도체는 예를 들어 이동 부분 상의 전극에 전기적으로 연결될 수 있다.
정적 본체(318)는 이동 부분이 장착되는 지지 아암을 포함한다. 평면 유전체(314)는 또한 예컨대 유사한 접착제를 사용하여 지지 아암 상에 장착될 수 있다. 지지 아암은 전기 절연 코팅을 갖는 전기 전도성 재료(예를 들어, 스테인리스 강)로 형성된다. 코팅은 동축 케이블(304)의 외부 전도체(310)에 전기적으로 연결된 근위 접촉 부분(320)에서 제거된다. 이동 부분(322)은 또한 전기 절연 코팅을 갖는 전기 전도성 재료(예를 들어, 스테인리스 강)로 형성된다. 이동 부분(322)은 피봇 연결부에서 정적 부분(318)과 물리적으로 맞물린다. 제2 전극(324)과 동축 케이블(304)의 외부 전도체(310) 사이의 전기적 연결은 피봇 연결부를 통과한다. 예를 들어, 피봇 액슬 자체는 전기 전도성 재료(예를 들어, 스테인리스 강)로 형성될 수 있다. 정적 부분(318)의 절연 코팅은 정적 부분(318)과 이동 부분(322) 사이의 활주 맞물림 영역(예를 들어, 피봇 액슬을 수용하기 위한 구멍 또는 리세스)에서 제거될 수 있다. 유사하게, 이동 부분(322)의 절연 코팅은 이 영역에서 제거될 수 있다. 제2 전극(324)이 이동 부분(322)의 전기 전도성 재료일 수 있거나 그에 전기적으로 연결될 수 있으므로, 외부 전도체에 대한 완전한 전기적 연결이 형성될 수 있다.
도 5는 도 4의 개략적 특징이 도 2a 및 도 2b에 도시되어 있는 것과 유사한 디바이스에 어떻게 맵핑될 수 있는지를 나타내는 전기 수술 절제기 기구의 부분 절결 사시도이다. 도 4와 공통적인 특징은 동일한 참조 번호를 부여하고 다시 설명하지 않는다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예인 전기 수술 장치의 일부로서 사용될 수 있는 핸드 피스(600)의 예시이다. 핸드 피스(600)는 본체(602) 및 작동 부분(604)을 포함한다. 본체(602)는 작동 부분(604)의 샤프트(608)가 활주 가능하게 결합되는 중공 배럴(606)을 포함한다. 본체(602)는 또한 배럴(606)에 회전 가능하게 연결된 로테이터(610)를 포함한다. 작동 부분(604)은 배럴(606) 및 로테이터(610)를 통해 연장되고 로테이터(610)의 원위 단부로부터 돌출되는 내부 샤프트(628)에 연결된다. 내부 샤프트(628)는 샤프트(608)와 함께 길이방향으로 이동하지만 이에 대해 회전 가능하다. 기구 샤프트(612)는 내부 샤프트(628)의 원위 단부로부터 핸드 피스(600)를 빠져나간다. 예를 들어, 기구 샤프트(612)는 그 원위 단부에서 기구 팁(200)에 연결된 앞서 설명한 가요성 샤프트(204)일 수 있다. 기구 샤프트(612)는 내부 샤프트(628)와 회전하도록 연결된다.
작동 부분(604)은 2개의 위치 사이에서 그 샤프트(608)를 따라 본체(602)에 대해 길이방향으로 활주 가능하다: 샤프트(608)의 길이가 배럴(606) 내에 포함되는 폐쇄 위치 및 샤프트(608)의 길이가 배럴(606) 외부에 있는 개방 위치. 도 6a는 작동 부분(604)이 개방 위치에 있는 핸드 피스(600)를 도시하고 있다. 본체(602)에 대한 작동 부분(604)의 전체 운동 범위는 약 35 mm일 수 있다. 본체(602)에 대한 작동 부분(604)의 운동의 길이방향은 내부 샤프트(628)를 빠져나갈 때 기구 샤프트(612)의 길이방향 축과 정렬된다. 샤프트(608)는 작동 부분(604)이 본체(602)에 대해 회전하는 것을 방지하기 위해 배럴(606) 내부의 돌출부(도시되지 않음)와 맞물리는 하나 이상의 홈(614)을 포함할 수 있다. 본체(602)는 한 쌍의 핑거 링(614, 616)을 포함하고, 작동 부분(604)은 작동 부분(604)에 대해 배럴(606)을 밀고 당길 때 사용자의 그립을 용이하게 하는 데 사용될 수 있는 엄지 링(618)을 포함한다. 작동 부분(604)은 핸드 피스(600)를 발생기(예를 들어, 발생기(102))에 연결하는 인터페이스 케이블(예를 들어, 인터페이스 케이블(104))을 연결하기 위한 입력 커넥터(620)를 더 포함한다. 입력 커넥터(620)는 예를 들어 QMA 커넥터 또는 발생기와 인터페이스하기 위한 임의의 다른 적절한 커넥터일 수 있다.
도 6b는 핸드 피스의 내부 구조를 드러내기 위해 특정 부품이 도시되지 않은 핸드 피스(600)의 절결도이다. 특징이 도 6a를 참조하여 이미 앞서 설명된 경우, 동일한 참조 번호가 사용되었다.
입력 커넥터(620)는 작동 부분(604)의 샤프트(608) 내에 수용된 회로 보드(622)에 전기적으로 연결된다. 입력 커넥터(620)는 회로 보드(622)와 실질적으로 직각을 형성하여, 작동 부분과 본체(602) 사이의 상대 운동 방향에 실질적으로 수직인 방향을 따라 배향된다. 이러한 방식으로, 입력 커넥터(620)에 연결된 케이블은 사용자의 경로에 들어가지 않을 수 있다. 출력 커넥터(624)는 회로 보드(622)의 에지에 부착된다. 출력 커넥터(624)는 동축 전송 라인(626) 상의 정합 커넥터(627)를 통해 동축 전송 라인(626)에 전기적으로 연결된다. 동축 전송(626) 라인은 핸드 피스(600)를 통과하여 핸드 피스(600)의 원위 단부에서 기구 샤프트(612)로 들어간다. 동축 전송 라인(626)은 예를 들어 RF 및 마이크로파 EM 에너지를 기구 팁으로 전달하는 역할을 하는 앞서 설명한 동축 라인(226)에 대응할 수 있다.
출력 커넥터(624)와 동축 전송 라인(626) 사이의 전기적 연결은 회전 가능하고, 즉, 이는 동축 전송 라인이 출력 커넥터(624)에 대해 그 축을 중심으로 회전할 수 있게 한다. 회전 가능한 전기 연결을 가능하게 하는 적절한 커넥터에는 QMA 커넥터, 마이크로 동축(MCX) 커넥터 및 마이크로 미니어처 동축(MMCX) 커넥터가 있다.
다른 실시예에서, 회로 보드(622)는 생략될 수 있고, 단일 QMA 대 MCX 직각 커넥터로 대체될 수 있다.
도 6b에 도시되어 있는 바와 같이, 내부 샤프트(628)는 본체(602)의 배럴(606) 및 로테이터(610) 둘 모두를 통해 연장되고 그에 대해 길이방향으로 활주 가능하다. 내부 샤프트(628)의 원위 단부는 로테이터(610)로부터 돌출된다. 돌출 부분의 길이는 작동 부분(604)의 샤프트(608)의 위치에 의존한다. 내부 샤프트(628)는 샤프트(608)의 내부 표면 상의 반경방향 돌출부(632)가 맞물리는 내부 샤프트(628)의 외부 표면 주위의 원주방향 리세스(630)에 의해 작동 부분(604)의 샤프트(608)에 근위 단부에서 연결된다. 샤프트(608)와 내부 샤프트(628) 사이의 연결은 내부 샤프트(628)가 샤프트(608)에 대해 길이방향으로 이동하는 것을 방지하지만, 내부 샤프트(628)가 샤프트(608)에 대해 그 축을 중심으로 회전하는 것을 허용한다. 따라서, 내부 샤프트(628)는 본체(602)에 대해 작동 부분(604)을 이동시킴으로써 본체(602)에 대해 길이방향 후방 및 전방으로 이동할 수 있다.
내부 샤프트(628)는 동축 전송 라인(626)의 커넥터(627)를 회로 보드(622) 상의 출력 커넥터(624)에 견고히 연결되어 유지되는 것을 보증하도록 하는 위치에 보유하기 위한 공동을 갖는 근위 부분(631)을 포함할 수 있다. 또한, 동축 전송 라인(626) 상의 커넥터(627)는 커넥터(627)가 내부 샤프트(628)에 대해 이동하는 것을 방지하기 위해 내부 샤프트(628)의 근위 부분(630)의 슬롯과 맞물리도록 구성된 돌출부(633)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 돌출부(633)는 커넥터(627)의 일부이거나 (예를 들어, 납땜에 의해) 부착되는 너트일 수 있다. 돌출부(627)는 또한 내부 샤프트(628)의 회전이 커넥터(627)를 회전시키도록 커넥터(627)를 내부 샤프트(628)에 회전식으로 로킹하도록 구성될 수 있다.
동축 전송 라인(626)은 내부 샤프트(628)를 통과하고, 그 원위 단부에서 기구 샤프트(612)로 들어간다. 기구 샤프트(612)의 길이는 내부 샤프트(628)의 원위 부분(634) 내에 수용되며, 여기서, 이는 내부 샤프트(628)에 고정된다. 이러한 방식으로, 내부 샤프트(628)의 길이방향 및 회전 운동 모두가 기구 샤프트(612)로 전달될 수 있다. 예를 들어, 기구 샤프트(612)는 에폭시를 사용하여 내부 샤프트(628)의 원위 부분(634)에 접착될 수 있다. 기구 샤프트(612)와 내부 샤프트(628) 사이의 접착은 에폭시를 도포하기 전에 기구 샤프트(612)의 표면을 거칠게함으로써 개선될 수 있다. 일부 경우에, 원위 부분(634)에 수용된 기구 샤프트(612)의 길이는 양호한 접착을 보장하기 위해 약 22 mm일 수 있다.
로테이터(610)는 핸드 피스(600)의 길이방향 축을 중심으로 배럴에 대해 회전 가능하도록 배럴(606)에 연결된다. 도시되어 있는 예에서, 로테이터(610)는 배럴(606) 상에 반경방향 내향 연장되는 돌출부(646)를 수용하는 원주방향 오목 채널(644)을 갖는 근위 부분(642)을 갖는다.
내부 샤프트(628)는 로테이터(610)를 통과하고, 그 길이를 따라 로테이터(610)에 대해 활주 가능하도록, 그러나, 로테이터(610)에 대해 회전 가능하지는 않도록(즉, 로테이터(610) 및 내부 샤프트(628)는 서로에 대해 회전 불가하게 로킹됨) 로테이터(610)와 맞물린다. 이는 회전 이동을 전달하는 임의의 종류의 상호 맞물림에 의해 달성될 수 있다. 예를 들어, 내부 샤프트(628)의 외부 표면 및 로테이터(610)의 내부 표면 상에 형성된 하나 이상의 길이방향으로 배향된 협력 맞물림 요소(예를 들어, 홈 및 치형부)가 있을 수 있다. 맞물림 요소는 로테이터(610)가 배럴(606) 상에서 턴온될 때 내부 샤프트(628)가 회전하게 하도록 서로 각각 맞물릴 수 있다. 이는 차례로 내부 샤프트(628)에 고정된 기구 샤프트(612)가 회전하게 하여 기구 샤프트(612)의 원위 단부에 연결된 기구 팁이 또한 회전하게 된다. 그러나, 내부 샤프트(628)가 작동 부분(604)에 회전적으로 결합되지 않기 때문에, 작동 부분(604)은 로테이터(610)의 회전에 의해 회전되지는 않는다. 배럴(606)에 대한 로테이터(610)의 회전축은 내부 샤프트(628)의 길이방향 축과 정렬될 수 있어서, 로테이터(610)의 회전은 그 길이방향 축을 중심으로 하는 내부 샤프트(628)의 회전을 유발한다.
메인 제어 로드(636)의 소정 길이는 내부 샤프트(628) 내에 포함되며, 기구 샤프트(612)를 통해 핸드 피스를 빠져나간다. 메인 제어 로드(636)는 기구 샤프트(612)의 원위 단부에 연결된 기구 팁 상에서 이동 부분(예를 들어, 피봇 가능 블레이드 요소)을 작동시키는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 메인 제어 로드(636)는 앞서 설명한 메인 제어 로드(242)에 대응할 수 있다. 메인 제어 로드(636)의 근위 단부는 핸드 피스(600)의 본체(602)에 대해 고정되어 유지된다. 따라서, 작동 부분(604)에 대한 본체(602)의 운동은 메인 제어 로드(636)가 기구 샤프트(612)를 따라 길이방향으로 이동하게 할 수 있다. 이는 기구 샤프트(612)의 길이방향 위치가 작동 부분(604)에 대해 고정되어 유지되고(일 단부는 작동 부분(604)에 그리고 다른 단부는 기구 샤프트(612)에 연결되는 내부 샤프트(628)에 의해), 메인 제어 로드(636)는 작동 부분(604)에 대해, 그리고, 따라서, 기구 샤프트(612)에 대해 본체(602)와 함께 이동 가능하기 때문이다.
따라서, 사용자는 메인 제어 로드(636)를 기구 샤프트(612)에 대해 후방 및 전방으로 이동시키기 위해 작동 부분(604)을 본체(602)에 대해 이동시킬 수 있고, 기구 샤프트(612)의 원위 단부에 연결된 기구 팁 상의 이동 부분(예를 들어, 피봇식 블레이드 요소)의 개폐를 제어할 수 있다.
핸드 피스(600)의 본체(602)에 대해 메인 제어 로드(636)의 근위 단부를 고정시키는 몇 가지 가능한 방법이 있다. 도시되어 있는 예에서, 블록(638)은 메인 제어 로드(636)의 근위 단부에 부착된다. 블록(638)은 예를 들어 메인 제어 로드(638)의 근위 단부에 납땜 또는 용접되는 금속 단편일 수 있다. 블록(638)은 로테이터(610)에 견고하게 연결된 홀더(도시되지 않음)에 끼워지도록 구성될 수 있어서, 작동 부분(604)에 대한 본체(602)의 길이방향 운동이 홀더를 통해 블록(638)에 (그리고, 따라서, 메인 제어 로드(636)에) 전달된다. 홀더는 내부 샤프트(628)의 측벽에 있는 개구를 통해 로테이터(610)에 연결될 수 있다.
내부 샤프트(628)에서 메인 제어 로드(636)의 일부는 보호 튜브(640)에 수용될 수 있다. 보호 튜브는 임의의 적절한 재료(예를 들어, PTFE)로 만들어질 수 있고, 핸드 피스(600)가 개방될 때 메인 제어 로드(636)가 굴곡되는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다. 대안적으로, 동일한 효과를 달성하기 위해 금속 튜브가 메인 제어 로드(636)에 납땜 또는 용접될 수 있다.
작동 부분(604)과 본체(602) 사이의 상대 선형 운동은 기구 샤프트(612)에 대한 메인 제어 로드(636)의 선형 운동을 직접 제어한다. 이는 사용자가 기구 샤프트(612)의 원위 단부에서 기구 팁 상의 피봇 가능한 블레이드 요소의 개방 및 폐쇄를 정확하게 제어할 수 있게 한다. 또한, 핸드 피스(600)의 구성은 사용자가 핸드 피스(600)를 한 손으로 편안하게 잡고, (한 손의 손가락을 핑거 링(614, 616, 618)에 배치함으로써) 한 손으로 블레이드 요소의 개폐를 제어할 수 있게 한다. 사용자는 또한 기구 팁을 회전시키기 위해 다른 손으로 로테이터(610)를 동시에 회전시킬 수 있다. 입력 커넥터(620)의 배향은 입력 커넥터(620)에 연결된 임의의 케이블이 핸드 피스(600)의 사용자의 조작을 방해하지 않도록 보장할 수 있다. 이러한 방식으로, 사용자는 케이블을 수용하기 위해 핸드 피스(600)를, 사용자의 손목에 스트레스를 유발할 수 있는 어색한 위치로 잡는 것이 강요되지 않는다.
일 예에서, 열 수축 또는 다른 보강재가 기구 샤프트(612)의 근위 부분 주위에 적용될 수 있다. 이 보강 부분의 길이는 샤프트가 완전히 삽입된 경우에도 항상 내시경의 삽입 튜브 외부에 있는 샤프트의 일부를 점유하도록 선택된다. 보강 부분은 샤프트의 이 부분으로부터 스코핑 디바이스의 삽입 튜브 내에 있는 부분으로 토크를 전달하는 것을 도울 수 있다. 또한, 작동 및 회전 상태에서 기구 샤프트가 주름지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 임상의(즉, 스코핑 디바이스 조작자)에게 보조자와 통신할 필요 없이 회전 및 밈/당김 둘 모두에 대해 다소 더 큰 파지 직경을 제공할 수 있다.
핸드 피스(600)가 자유 이동 회전 조인트를 가지고 있다는 사실은 임상의가 핸드 피스를 잡아주는 보조자 없이 회전시킬 수 있게 할 뿐만 아니라 필요한 경우 보조자가 핸드 피스를 통해 회전을 적용할 수도 있게 한다.
도 7a는 기구 팁을 향해 이동할 때의 기구 샤프트(612)의 절결 사시도이다. 기구 샤프트(612)는 동축 케이블(626) 및 제어 로드(636)를 전달하기 위한 루멘을 형성하는 외부 슬리브(648)를 포함한다. 이 예에서, 동축 케이블(626) 및 제어 로드(636)는 길이방향 연장 인서트(650)에 유지된다. 인서트(650)는 압출체이며, 예를 들어 PEEK와 같은 변형 가능한 폴리머 또는 유사한 기계적 특성을 갖는 다른 플라스틱으로 형성된다. 도 7b에 보다 명확하게 도시되어 있는 바와 같이, 인서트(650)는 그 외부 표면 주위에서 절결되어 있는 일련의 서브 루멘(664)을 갖는 원통형 요소이다. 서브 루멘(664)은 인서트(650)의 외부 표면을 파과하여 그 원주 둘레에 복수의 개별 피트(662)를 형성한다. 서브 루멘(664)은 동축 케이블(626) 또는 제어 로드(636)와 같은 구성요소를 운반하도록 크기가 정해질 수 있거나, 슬리브(648)의 루멘을 따라 유체 유동을 허용하기 위한 것일 수 있다.
인서트는 어떠한 밀폐된 서브 루멘도 포함하지 않는 것이 바람직할 수 있다. 완전히 밀폐된 서브 루멘은 굴곡된 상태로 보관하면 변형이 유지되기 쉬울 수 있다. 이러한 변형은 사용 동안 돌발 운동을 유발할 수 있다.
인서트(650)는 동축 케이블(626)을 수용하기 위한 서브 루멘을 포함할 수 있다. 이 예에서, 동축 케이블(626)은 유전체 재료(656)에 의해 외부 전도체(654)로부터 분리된 내부 전도체(658)를 포함한다. 외부 전도체(654)는 차례로 보호 커버 또는 외피(652)를 가질 수 있으며, 이는 예를 들어 샤프트의 굴곡을 갖는 샤프트로서 인서트와 동축 케이블 사이의 상대적인 길이방향 이동을 허용하기 위해 PTFE 또는 다른 적절한 저마찰 재료로 형성될 수 있다.
다른 서브 루멘은 제어 로드(636)가 그를 통해 연장되는 표준 PFTE 튜브(660)를 수용하도록 배열될 수 있다. 대안 실시예에서, 제어 로드(636)는 별도의 PFTE 튜브가 필요하지 않도록 사용 전에 저마찰(예를 들어, PFTE) 코팅이 제공될 수 있다.
인서트는 동축 케이블(626) 및 제어 로드(636)와 함께 장착될 때 슬리브(648)의 루멘 내에 채워지도록, 즉, 꼭 맞도록 배열된다. 이는 인서트가 샤프트(612)의 굴곡 및 회전 동안 동축 케이블, 제어 로드 및 슬리브 사이의 상대 이동을 제한하는 기능을 한다는 것을 의미한다. 더욱이, 슬리브(648)를 채움으로써, 인서트는 과도하게 회전될 때 슬리브가 접혀지고 회전이 손실되는 것을 방지하는 것을 돕는다. 인서트는 바람직하게는 이러한 이동에 저항하기 위해 강성을 나타내는 재료로 제조된다.
인서트의 존재는 또한 기구 샤프트(612)의 변형에 의해 야기되는 제어 로드의 "손실" 이동량을 방지할 수 있다. 인서트가 없는 경우 2개의 이유로 인해 손실 이동량이 발생할 수 있다.
먼저, 제어 로드(636)는 슬리브(648)에서 측면으로부터 측면으로 이동할 수 있어 슬리브가 곡선 경로를 따라갈 때, 이는 굴곡부 외측으로 둘러갈 수 있으며, 이는 역시 직선일 때의 슬리브의 길이인 중심선의 길이보다 긴 경로이다. 예를 들어, 슬리브의 내경이 2.15 mm이고 제어 로드의 직경이 0.4 mm인 경우, 제어 로드의 중심선은 슬리브의 중심선으로부터 0.875 mm만큼 멀어질 수 있다. 각각의 180도 굴곡부에서, 제어 로드가 슬리브 내에서 그 가능한 이동량의 외부 한계로 진행하는 경우, 제어 로드의 경로는 슬리브의 중심선을 따른 길이 보다 2.75 mm 길어진다. 따라서, 5개의 180도 굴곡부는 13.75 mm '손실' 이동량을 초래할 수 있다.
둘째로, 제어 로드(636)는 슬리브가 직선인 경우에도 슬리브(648) 내부에서 구불구불한 경로를 따를 수 있고, 이는 슬리브의 길이보다 길다. 따라서, 제어 로드가 지지되지 않은 임의의 위치에서, 이는 옆으로 휘어질 수 있다. 휘어진 형상은 사인파와 유사할 것이다. 옆으로 매우 멀리가는 것이 저지되는 경우, 이 때, 그 길이에 여러 개의 휘어짐이 존재할 수 있다. 슬리브 내에서 제어 로드는 옆으로 휘어질 수 없지만, 그 중심이 슬리브 중심으로부터 0.875 mm 반경에 있는 상태로, 슬리브 내부에서 감겨져야 한다. 각각의 튜브 감김은 5.5 mm의 휘어짐과 등가이다. 직접 경로에 걸친 사인곡선형 경로의 길이 증가는 타원 적분으로 계산된다. 2개의 휘어짐의 직선 길이(
Figure pct00001
)에 대한 휘어짐(
Figure pct00002
)의 비율이 작은 경우, 길이의 변화는 원의 원호에 대한 것에 근접하고, 이에 대해, 길이의 비율은
Figure pct00003
이고, 차이(손실 이동량)은 대략
Figure pct00004
이다. 예를 들어, 작동기 로드가 길이가 2.3 m인 6개의 루프(각 방향으로 3개)를 갖고, 각각의 것이 중심선 둘레로 2회 지나가는 경우, 이 때,
Figure pct00005
= 2300/3 = 766.666 mm 및
Figure pct00006
= 11 mm이고, 손실 이동량은 0.22 % 또는 5 mm이다.
위에서 설명한 압출 인서트는 슬리브 내부에 걸리는 캠형 피트를 제공하며 슬리브 축 주위로의 제어 로드의 감김을 방해한다. 이는 위에서 설명된 손실 이동량을 감소시킬 것이다.
도 8a, 도 8b 및 도 8c는 본 발명의 다른 실시예인 전기 수술 절제기 기구의 기구 팁(700)의 사시도이다. 이 배열에서, 기구 팁은 위에서 설명된 피봇식 가위형 작용과 반대로 블레이드 요소 사이에 평행한 폐쇄 작용을 제공하도록 변형된다.
위에서 설명된 기구 팁(200)과 유사하게, 기구 팁(700)은 제1 전극(708)을 지지하는 정적 부분(706) 및 제2 전극(712)을 지지하는 이동 부분(710)을 포함한다. 기구 팁(700)은 가요성 샤프트(702)의 원위 단부에 장착된다. 샤프트(702)에 의해 전달되는 동축 케이블과 제1 전극(706)의 근위 단부 사이의 접합부 위에 차폐 요소(704)가 장착된다.
정적 부분(706)은 가요성 샤프트(702)의 원위 단부에 고정되는 근위 영역을 갖는다. 정적 부분(706)은 가요성 샤프트(702)의 원위 단부로부터 멀어지게 길이방향으로 연장되고 원위 영역에서 제1 블레이드 요소를 형성한다. 제1 블레이드 요소는 최원위 단부에 직립 치형부를 갖는 길이방향으로 연장되는 핑거이다. 제1 전극(708)은 제1 블레이드 요소의 상부 및 측면 표면을 따라 연장된다.
이동 부분(710)은 정적 부분(706)에 피봇 가능하게 장착된다. 이 실시예에서, 이동 부분(710)은 제2 블레이드 요소를 포함하며, 이는 제1 블레이드 요소와 대응하는 길이를 갖는 세장형 핑거이다. 제2 블레이드 요소는 그 최원위 단부에서 하향 연장 치형부를 갖는다.
이 예에서, 이동 부분(710)은 그 자체가 정적 부분(706)에 대해 이동 가능한 피봇 축(711)을 중심으로 피봇 가능하다. 위에서 설명된 구조와 유사하게, 기구 팁(700)은 샤프트(702)에 활주 가능하게 장착되고 이동 부분(710)의 근위 부분 상의 슬롯(716)과 맞물리는 제어 로드(714)를 포함한다. 이동 부분(710)은 커넥터 로드(718)에 의해 정적 부분(706)에 연결된다. 커넥터 로드(718)의 제1 단부는 피봇 축(711)에서 이동 부분(710)에 피봇 가능하게 연결되고, 커넥터 로드(718)의 제2 단부는 그 내부에 형성된 채널(도시되지 않음)에서 정적 부분(706)에 활주 가능하게 장착된다.
도 8a는 개방 구성의 기구 팁(700)을 도시하며, 여기서, 제어 로드(714)는 샤프트(702) 밖으로 연장되어 커넥터 로드(718)를 전개 위치로 밀며, 전개 위치에서, 피봇 축(711)은 정적 부분으로부터 멀리 이동되고 및 이동 부분은 피봇 축(711) 주위로 피봇되어 제2 블레이드 요소가 제1 블레이드 요소에 대해 경사지게 된다.
도 8b는 중간 구성의 기구 팁(700)을 도시하며, 제어 로드(714)는 커넥터 로드(718)가 전개 위치로 유지되도록 부분적으로 수축되며, 여기서, 피봇 축(711)은 정적 부분(706)으로부터 이격되지만, 이동 부분은 피봇 축 주위로 피봇되어 제2 블레이드 요소가 제1 블레이드 요소와 평행해진다.
도 8c는 폐쇄 구성의 기구 팁(700)을 도시하며, 제어 로드(714)는 커넥터 로드(718)가 인출 위치로 이동하게 하도록 완전히 수축되고, 인출 위치에서, 피봇 축(711)은 정적 부분(706) 내로 당겨져 제2 블레이드 요소가 제1 블레이드 요소와 평행 상태를 유지하면서 제1 블레이드 요소에 나란히 지나가게 된다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 다른 실시예인 전기 수술 절제기 기구의 기구 팁(800)의 사시도이다. 이러한 배열에서, 기구 팁은 전극 사이에 설정된 마이크로파 필드를 구속하거나 집중시킴으로써 더 나은 조직 밀봉 능력을 생성하기 위해 더 넓은 베이스를 제공하도록 변형된다.
위에서 설명된 기구 팁(200)과 유사하게, 기구 팁(800)은 그 위에 제1 전극(810)을 갖는 평면 유전체(806)를 포함하는 정적 부분(804) 및 제2 전극(812)을 지지하는 이동 부분(808)을 포함한다. 기구 팁(800)은 가요성 샤프트(802)의 원위 단부에 장착된다. 샤프트(802)에 의해 전달되는 동축 케이블과 제1 전극(810)의 근위 단부 사이의 접합부 위에 차폐 요소(803)가 장착된다.
정적 부분(804)은 가요성 샤프트(802)의 원위 단부에 고정되는 근위 영역을 갖는다. 평면 유전체(806)는 가요성 샤프트(802)의 원위 단부로부터 멀어지게 길이방향으로 연장되고 원위 영역에서 제1 블레이드 요소를 형성한다. 제1 블레이드 요소는 최원위 단부에 직립 치형부를 갖는 길이방향으로 연장되는 핑거이다. 제1 전극(810)은 제1 블레이드 요소의 상부 및 측면 표면을 따라 연장된다.
이동 부분(808)은 정적 부분(804)에 피봇 가능하게 장착된다. 이 실시예에서, 이동 부분(808)은 제2 블레이드 요소를 포함하며, 이는 제1 블레이드 요소와 대응하는 길이를 갖는 세장형 핑거이다. 제2 블레이드 요소는 그 최원위 단부에서 하향 연장 치형부를 갖는다. 제2 전극(812)은 제2 블레이드 요소의 측면 에지를 따라 연장된다.
이 예에서, 정적 부분(804)은 제3 전극(814)을 포함한다. 제3 전극(814)은 전도성 재료로 형성되고, 제1 블레이드 요소와 동일한 형상을 갖지만, 제1 전극(810)에 대한 평면 유전체(806)의 반대측에서 이로부터 측방향으로 이격된 제3 블레이드 요소의 형태를 취한다. 제3 전극(814)은 도 2a 및 도 2b를 참조하여 앞서 설명한 바와 동일한 방식으로 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 피봇될 때 제2 블레이드 요소를 수용하도록 크기 설정된 간극만큼 제1 블레이드 요소로부터 이격된다.
도 9b는 기구 팁(800)의 반대쪽을 도시하고 있다. 정적 부분(804)은 이동 부분(808)이 장착되는 피봇 액슬(818)을 지지하는 길이방향 아암(816)을 포함한다. 정적 부분(804)에 채널(822)이 절단되거나 다른 방식으로 형성되어 폐쇄 위치로 이동할 때 이동 부분(808)을 수용한다.
이동 부분의 피봇팅은 도 3a 내지 도 3d를 참조로 앞서 설명된 것과 유사한 방식으로, 이동 부분(808)에 형성된 슬롯(820)과 맞물리도록 가이드 채널(824)을 통해 샤프트(802)로부터 연장되는 길이방향으로 수축 가능한 제어 로드(도 9b에 도시되지 않음)에 의해 제어된다.
제3 전극(814)은 제2 블레이드 요소 아래의 제1 블레이드 요소와 제3 전극(814) 사이의 간극을 가로질러 지나가는 측방향 연장 전도성 부분, 예를 들어 핀 또는 로드(도시되지 않음)에 의해 제1 전극(810)에 전기적으로 연결될 수 있다.
도 9a 및 도 9b에 도시된 구조에서, 기구 팁은 블레이드 요소 사이에 파지될 더 넓은 범위의 조직을 지지할 수 있다. 더욱이, 제2 전극(812)과 제1 및 제3 전극(810, 814) 사이에서 생성된 마이크로파 필드는 제2 블레이드 요소의 양 측면에서 파지된 조직에 보다 일관된 효과를 나타낼 수 있다. 이 예에서, 동축 전송 라인의 내부 전도체는 제2 전극에 연결되고 외부 전도체는 제1 및 제3 전극에 연결되는 것이 바람직할 수 있으며, 이에 의해 제1 및 제3 전극은 제2 블레이드 요소가 폐쇄 위치로 이동될 때 필드 차폐 기능을 수행한다.

Claims (30)

  1. 전기 수술 절제기 도구로서,
    루멘을 형성하는 샤프트;
    상기 샤프트의 상기 루멘을 통해 무선 주파수(RF) 전자기(EM) 에너지 및 마이크로파 EM 에너지를 운반하기 위한 에너지 전달 구조로서, 상기 에너지 전달 구조는 상기 루멘을 통해 길이방향으로 연장되는 동축 전송 라인을 포함하고, 상기 동축 전송 라인은 유전체 재료에 의해 외부 전도체로부터 분리된 내부 전도체를 포함하는, 상기 에너지 전달 구조; 및
    상기 샤프트의 원위 단부에 장착된 기구 팁을 포함하고,
    상기 기구 팁은:
    제1 블레이드 요소를 포함하는 정적 부분, 상기 제1 블레이드 요소;
    제2 블레이드 요소를 포함하는 이동 부분으로서, 상기 이동 부분은 상기 제1 블레이드 요소와 상기 제2 블레이드 요소가 서로 나란히 놓여진 폐쇄 위치와 상기 제2 블레이드 요소가 생물학적 조직을 수용하기 위한 간극만큼 상기 제1 블레이드 요소로부터 이격되어 있는 개방 위치 사이에서 상기 정적 부분에 대해 이동 가능하고, 상기 제1 블레이드 요소 또는 상기 제2 블레이드 요소는 그 제1 측방향 지향 표면 상에 제1 전극을 갖는 길이방향으로 연장되는 평면 유전체를 포함하는, 이동 부분;
    상기 제1 전극으로부터 이격되고 적어도 상기 평면 유전체에 의해 전기적으로 격리되는 제2 전극; 및
    상기 이동 부분과 상기 정적 부분 사이의 상대 이동을 제어하기 위한 작동기를 포함하며,
    상기 제2 블레이드 요소는 상기 제1 블레이드 요소와 대응하는 길이를 가지며, 이에 의해 상기 폐쇄 위치에서, 그의 상기 제1 측방향 지향 표면에 대향하는 상기 길이방향으로 연장되는 평면 유전체의 제2 측방향 지향 표면에 인접하게 놓여지고,
    상기 내부 전도체는 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 하나에 연결되고, 상기 외부 전도체는 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 다른 하나에 연결되며, 이에 의해 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은:
    상기 에너지 전달 구조로부터 전달된 RF 에너지를 전달하기 위한 활성 및 복귀 전극; 및
    상기 에너지 전달 구조로부터 전달된 마이크로파 에너지를 전달하기 위한 마이크로파 필드 방출 구조로서 동작하는, 전기 수술 절제기 도구.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 전극은 상기 길이방향으로 연장되는 평면 유전체의 제2 측방향 지향 표면 상에 위치되는, 전기 수술 절제기 도구.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 길이방향으로 연장되는 평면 유전체는 상기 제1 블레이드 요소 상에 있고, 상기 제2 전극은 상기 제2 블레이드 요소의 측면을 따라 연장되는, 전기 수술 절제기 도구.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 제2 블레이드 요소는 절연체-코팅된 전도성 재료로 형성되고, 상기 제2 전극은 상기 절연체 코팅이 제거되는 상기 제2 블레이드 요소의 측면 부분에 형성되는, 전기 수술 절제기 도구.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 제2 블레이드 요소는 상기 측면 부분을 따라 측방향 돌출 플랜지를 포함하고, 상기 제2 전극은 상기 측방향 돌출 플랜지의 측방향 지향 에지 상에 형성되는, 전기 수술 절제기 도구.
  6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 정적 부분은 상기 이동 부분이 장착되는 지지 아암을 포함하고, 상기 지지 아암은 상기 에너지 전달 구조와 상기 제2 전극 사이의 전기적 연결의 일부를 형성하는, 전기 수술 절제기 도구.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 지지 아암은 절연체-코팅된 전도성 재료로 형성되고, 상기 지지 아암은 상기 에너지 전달 구조와 상기 제2 전극 사이의 상기 전기적 연결의 일부를 형성하기 위해 상기 절연체 코팅이 제거되는 근위 접촉 부분을 포함하는, 전기 수술 절제기 도구.
  8. 청구항 6 또는 7에 있어서, 상기 이동 부분은 피봇 연결을 통해 상기 지지 아암에 장착되고, 상기 에너지 전달 구조와 상기 제2 전극 사이의 상기 전기적 연결은 상기 피봇 연결을 통과하는, 전기 수술 절제기 도구.
  9. 청구항 6 내지 8 중 어느 한 항에 있어서, 상기 에너지 전달 구조와 상기 제2 전극 사이의 상기 전기적 연결은 상기 동축 케이블의 상기 외부 전도체를 상기 제2 전극에 연결하는, 전기 수술 절제기 도구.
  10. 청구항 6 내지 9 중 어느 한 항에 있어서, 상기 동축 전송 라인의 상기 유전체 재료 및 상기 내부 전도체는 상기 외부 전도체의 원위 단부를 넘어 연장되고, 상기 내부 전도체는 상기 제1 전극에 전기적으로 연결된 노출된 원위 부분을 포함하는, 전기 수술 절제기 도구.
  11. 청구항 1 내지 10 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이동 부분은 상기 평면 유전체에 의해 정의된 평면에 평행한 평면에서 상기 정적 부분에 대해 이동 가능한, 전기 수술 절제기 도구.
  12. 청구항 1 내지 11 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 블레이드 요소는 상기 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 이동하는 동안 상기 제1 블레이드 요소를 지나 활주되도록 배열되는, 전기 수술 절제기 도구.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 제1 블레이드 요소와 상기 제2 블레이드 요소는 서로를 지나 활주될 때 길이방향으로 평행하게 놓여지는, 전기 수술 절제기 도구.
  14. 청구항 1 내지 13 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이동 부분은 상기 정적 부분에 대해 피봇 가능하고, 이에 의해 상기 제2 블레이드 요소는 상기 개방 위치에서 상기 제1 블레이드 요소에 대해 경사지는, 전기 수술 절제기 도구.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 제2 블레이드 요소는 상기 개방 위치와 상기 폐쇄 위치 사이에서 둔각을 통해 이동 가능한, 전기 수술 절제기 도구.
  16. 청구항 1 내지 15 중 어느 한 항에 있어서, 상기 작동기는 상기 샤프트에 활주 가능하게 장착된 제어 로드를 포함하고, 상기 제어 로드는 상기 이동 부분과 맞물리는 부착 특징부를 가지며, 이에 의해 상기 샤프트에서 상기 제어 로드의 길이방향 이동은 상기 정적 부분에 대한 상기 이동 부분의 이동을 야기하는, 전기 수술 절제기 도구.
  17. 청구항 16에 있어서, 상기 이동 부분은 상기 제어 로드가 상기 제1 블레이드 요소를 지나친 상기 제2 블레이드 요소의 이동을 구동하도록 작용하는 캠 표면을 포함하는, 전기 수술 절제기 도구.
  18. 청구항 17에 있어서, 상기 캠 표면은 상기 이동 부분의 슬롯에 의해 제공되며, 상기 부착 특징부는 상기 슬롯 내에서의 위치설정을 위한 맞물림 부분을 포함하는, 전기 수술 절제기 도구.
  19. 청구항 1 내지 18 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기구 팁은 상기 정적 부분 주위에 장착된 차폐부를 포함하는, 전기 수술 절제기 도구.
  20. 청구항 1 내지 19 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차폐부는 상기 정적 부분 주위에 장착된 절연 커버링을 포함하고, 상기 절연 커버링은 외부 표면에 하나 이상의 필드 차폐 전도성 영역을 갖는, 전기 수술 절제기 도구.
  21. 청구항 1 내지 20 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 블레이드 요소는 그 최원위 단부에 직립 치형부를 갖는 길이방향으로 연장되는 핑거로 성형되고, 상기 제2 블레이드 요소는 그 최원위 단부에서 하향 연장 치형부를 갖는 세장형 핑거로 성형되는, 전기 수술 절제기 도구.
  22. 청구항 1 내지 21 중 어느 한 항에 있어서, 상기 샤프트의 상기 루멘에 장착된 길이방향 연장 인서트를 포함하고, 상기 인서트는 내부에 복수의 길이방향 서브 루멘이 형성된 관형 본체를 포함하며, 상기 복수의 길이방향 서브 루멘 각각은 상기 관형 본체의 상기 외부 표면을 파괴하는, 전기 수술 절제기 도구.
  23. 청구항 22에 있어서, 상기 동축 전송 라인은 상기 관형 본체의 제1 서브 루멘에 장착된 동축 케이블을 포함하는, 전기 수술 절제기 도구.
  24. 청구항 22 또는 23에 있어서, 상기 작동기는 상기 관형 본체의 제2 서브 루멘에 활주 가능하게 장착된 제어 로드를 포함하는, 전기 수술 절제기 도구.
  25. 청구항 24에 있어서, 상기 제2 서브 루멘은 저마찰 튜브가 내부에 장착되고, 상기 제어 로드는 상기 저마찰 튜브에 활주 가능하게 장착되는, 전기 수술 절제기 도구.
  26. 청구항 1 내지 25 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기구 팁은 외과 스코핑 디바이스의 기구 채널 내에 맞도록 치수가 정해지는, 전기 수술 절제기 도구.
  27. 전기 수술 장치로서,
    무선 주파수(RF) 전자기(EM) 에너지 및 마이크로파 EM 에너지를 공급하기 위한 전기 수술 발생기;
    환자의 신체 내로 삽입하기 위한 기구 코드를 가지는 외과 스코핑 디바이스로서, 상기 기구 코드는 이를 통해 연장되는 기구 채널을 갖는, 상기 외과 스코핑 디바이스; 및
    상기 외과 스코핑 디바이스의 상기 기구 채널을 통해 삽입된 청구항 1 내지 26 중 어느 한 항에 따른 전기 수술 절제기 도구를 포함하는, 전기 수술 장치.
  28. 청구항 27에 있어서, 상기 샤프트의 근위 단부에 장착된 상기 전기 수술 절제기 도구를 제어하기 위한 핸드 피스를 갖고, 상기 핸드 피스는:
    본체;
    상기 본체에 활주 가능하게 장착된 작동 요소; 및
    상기 본체에 회전 가능하게 장착된 로테이터를 포함하고,
    상기 전기 수술 절제 도구의 상기 동축 전송 라인 및 상기 샤프트는 상기 작동 요소에 의해 상기 본체에 대해 활주되고 상기 로테이터에 의해 상기 본체에 대해 회전하도록 장착되고,
    상기 전기 수술 절제 도구의 상기 작동기는 상기 샤프트의 루멘을 통해 연장되는 제어 로드를 포함하고, 상기 제어 로드는 상기 본체에 대해 길이방향으로 고정된 위치에 장착되는 근위 부분을 가지며,
    상기 작동 요소는 상기 정적 부분에 대한 상기 이동 부분의 이동을 제어하도록 작동 가능하고,
    상기 로테이터는 상기 기구 채널에 대한 상기 전기 수술 절제기 도구의 회전을 제어하도록 작동 가능한, 전기 수술 장치.
  29. 청구항 27에 있어서, 상기 핸드 피스는 상기 작동 요소 상에 전원 입력 포트를 포함하고, 상기 전원 입력 포트는 그 안에 수용된 전력을 상기 동축 케이블로 전달하도록 연결되는, 전기 수술 장치.
  30. 청구항 29에 있어서, 상기 전원 입력 포트로의 연결 방향은 상기 작동 요소가 상기 본체에 대해 활주 가능한 상기 방향에 수직으로 연장되는, 전기 수술 장치.
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