KR20210099609A - 종양처리장을 전달하는 향상된 유연성 트랜스듀서 어레이 - Google Patents

종양처리장을 전달하는 향상된 유연성 트랜스듀서 어레이 Download PDF

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Abstract

종양 치료장(TTFields) 요법에 사용하기 위한 트랜스듀서 어레이는 특히 복부 또는 흉부 암 치료에 사용하기에 적합하다. 트랜스듀서 어레이에는 가지 구성 및 이에 상응하는 가지 상단 커버 접착식 층을 포함하여 환자의 피부에 대한 유연성과 접착력을 높이는 기능이 있다. 또한, 전극 요소가 부착된 플렉스 회로 아래에 피부 레벨의 접착층이 제공되어 치료 과정에서 트랜스듀서 어레이가 환자의 피부에 완전하고 지속적으로 접착되도록 한다.

Description

종양처리장을 전달하는 향상된 유연성 트랜스듀서 어레이
본 출원은 2018년 11월 29일에 출원된 미국 가출원 62/772,867의 혜택을 주장하며, 이는 그 전체가 여기에 참조로 포함된다.
본 출원은 종양 치료 전기장( "종양치료장 요법")으로 암을 치료하는 데 사용되는 트랜스듀서 어레이 (즉, 전극 요소 어레이)에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 예를 들어 흉부 암 또는 복부 암 치료에 사용을 용이하게 하도록 유연성이 향상된 트랜스듀서 어레이에 관한 것이다.
일반적으로 종양치료장 요법은 특정 주파수로 조정된 전기장을 사용하여 세포 분열을 방해하고 종양 성장을 억제하며 영향을 받은 암 세포를 죽이는 암 요법이다. 종양치료장 요법에서, 트랜스듀서 어레이들은 전극과 환자의 피부 사이에 밀착하도록 신체의 서로 반대쪽에 배치되고, 필요한 전기장을 생성하기 위해 미리 정해진 주파수로 반대 어레이 사이에 AC 전압이 제공된다. 종양치료장 요법은 일반적으로 수개월 또는 수년 동안 계속되고, 이 기간 동안 트랜스듀서 어레이는 5-10 일마다 교체된다.
실제로, 트랜스듀서 어레이는 일체형 또는 독립형 유닛으로 제공되어 신체에 제공되며, 전극 요소는 독립형 유닛 전체에 배열된다. 전극 요소의 배열은 일반적으로 장치를 덮고 환자의 피부에 고정하기 위해 접착면이 있는 패치를 사용하여 신체에 부착된다.
이러한 트랜스듀서 어레이의 구성은 교모세포종(Glioblastoma) 치료와 관련하여 개발되었으며, 이 경우 트랜스듀서 어레이가 머리에 부착된다. 두개골이 실질적으로 단단하고 움직이지 않기 때문에, 트랜스듀서 어레이 교체가 필요할 때까지 트랜스듀서 어레이의 피부에 대한 양호한 접착 및 지속적인 부착력을 얻을 수 있다.
신체의 흉부 및 복부 부위는 신체의 일반적인 움직임과 호흡으로 인해 두개골보다 훨씬 더 많이 움직인다. 이러한 실질적으로 증가된 이동에 의하여 트랜스듀서 어레이가 목적하는 접착 정도 및/또는 접촉 지속 기간으로 흉부 및 복부 영역에 부착되지 않을 수 있다.
상술한 바와 같이 신체의 움직임, 호흡 등에 의하여 이동이 많은 영역과, 나아가, 해당 영역에서 땀을 흘리면 트랜스듀서 어레이를 피부에 장기적으로 밀착시키는 것이 더 어려워질 수 있다. 본 기술은 이러한 영역에서 부착력을 향상시키기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면은 환자의 피부에 고정되도록 구성된 제1 전극 장치와 관련된다. 제1 장치는 길이 방향으로 연장된 몸체 영역과 상기 몸체 영역에서 측면으로 연장된 복수의 가지들을 포함하고, 상기 가지들 각각은 상기 몸체 영역과 연결된 근단부와 자유로운 원단부를 가지고, 복수의 가지들이 상기 몸체 영역의 적어도 한 측면에서 연장되며, 피부를 향하는 내측면과 외측을 가지는 플렉스 회로를 포함한다. 제1 장치는 또한 상기 플렉스 회로의 상기 가지들을 따라 상기 플렉스 회로의 상기 내측면에 배치되고, 각각이 상기 플렉스 회로에 전기적 전도성 방식으로 연결된 전도성 플레이트 및 상기 환자의 상기 피부를 향하도록 배치된 유전체 층를 가지는 복수의 전극 요소를 포함한다. 제1 장치는 또한, 상기 플렉스 회로의 상기 외측에 배치되어 상기 플렉스 회로의 상기 가지들을 커버하고, 상기 가지들 사이 공간을 오버랩(overlap)하는 크기를 가지며, 피부를 향하는 면에 접착제를 가지고, 그에 따라 상기 가지들 사이의 상기 공간을 통해 상기 환자의 피부에 접착될 수 있는 상부 커버링층을 포함한다. 커버링 층은 상기 커버링 층의 핑거들이 서로에 유연하게 독립적으로 구부러져 커버링 층의 상기 핑거가 서로 독립적으로 움직일 수 있도록 상기 플렉스 회로의 상기 가지들 상에 있는 복수의 핑거들을 정의하는 슬롯이 형성된다.
제1 장치의 몇몇 실시예는 복수의 전도성 하이드로 젤 디스크들을 더 포함하며, 각각의 하이드로 젤 디스크는 각각의 전극 요소의 피부를 향하는 면에 부착된다. 제1 장치의 몇몇 실시예는 복수의 젤 장벽들을 더 포함하며, 상기 젤 장벽들 각각은 상기 하이드로젤 디스크의 각각을 둘러싼다.
제1 장치의 몇몇 실시예는 상기 플렉스 회로의 상기 내측면에 배치된 폼 층을 더 포함하고, 상기 폼 층은 상기 플렉스 회로의 상기 몸체 영역의 적어도 부분 및 상기 플렉스 회로의 가지들의 적어도 부분을 덮고, 전극 요소들이 덮이지 않도록 구성된다. 제1 장치의 몇몇 실시예는 상기 폼 층의 피부를 향하는 면에 배치된 피부 레벨 접착층을 더 포함한다. 이러한 몇몇 실시예에서, 상기 피부 레벨 접착층은 상기 플렉스 회로의 구성을 따라 구성되되, 상기 피부 레벨 접착층의 가지들과 몸체 영역은 상기 플렉스 회로의 상응하는 영역들보다 더 넓어 상기 플렉스 회로의 상기 가지들 사이의 공간들과 오버랩된다.
제1 장치의 몇몇 실시예는 상기 몸체의 상기 길이 방향 중심에 가까운 상기 플렉스 회로의 가지들에 연결된 전극 요소들이 상기 몸체의 상기 길이 방향 단부에서 더 먼 상기 플렉스 회로의 가지들에 연결된 전극 요소들 보다 더 많다. 제1 장치의 몇몇 실시예에서 상기 몸체는 상기 길이 방향으로 연장됨에 따라 상기 측면 방향에서 앞뒤로 이동한다. 제1 장치의 몇몇 실시예에서, 상기 몸체는 상기 몸체는 직선 방식으로 길이 방향으로 연장된다.
제1 장치의 몇몇 실시예에서 상기 전극 장치는 상기 플렉스 회로의 상기 내측에 배치된 피부 레벨 접착층을 더 포함한다. 제1 장치의 몇몇 실시예에서 상기 피부 레벨 접착층은 상기 피부 레벨 접착층의 가지들 및 몸체 부분들은 상기 플렉스 회로의 상응하는 부분보다 더 넓도록 상기 플렉스 회로의 구성을 따라 구성되어 상기 플렉스 회로의 상기 가지들 사이의 공간과 오버랩된다.
제1 장치의 몇몇 실시예에서 상기 피부 레벨 접착층은 상기 플렉스 회로의 상기 내측면에 직접 부착된다.
제1 장치의 몇몇 실시예에서, 상기 플렉스 회로는 상기 몸체 영역의 각 측면에서 연장된 복수의 가지들을 가진다. 제1 장치의 몇몇 실시예에서, 상기 플렉스 회로는 상기 플렉스 회로의 어떠한 교차점에서도 세 개 이상의 경로가 형성되지 않도록 구성된다. 제1 장치의 몇몇 실시예에서 상기 플렉스 회로는 상기 플렉스 회로의 모든 부분이 직선이다.
제1 장치의 몇몇 실시예는 상기 플렉스 회로에서 종단하는 전기 케이블을 더 포함하고, 각 가지의 원단에 가까운 상기 플렉스 회로의 부분은 적어도 상기 전기 케이블에 인접한 상기 플렉스 회로의 적어도 몇몇 부분 보다 얇다.
본 발명의 또다른 측면은 환자의 피부에 고정되도록 구성된 제2 전극 장치와 관련된다. 제2 전극 장치는 길이 방향으로 연장된 몸체 영역과 상기 몸체 영역에서 측면으로 연장된 복수의 가지들을 포함하고, 상기 가지들 각각은 상기 몸체 영역과 연결된 근단부와 자유로운 원단부를 가지고, 복수의 가지들이 상기 몸체 영역의 적어도 한 측면에서 연장되며, 피부를 향하는 내측면과 외측을 가지는 플렉스 회로를 포함한다. 제2 전극 장치는 또한 상기 플렉스 회로의 상기 가지들을 따라 상기 플렉스 회로의 상기 내측면에 배치되고, 각각이 상기 플렉스 회로에 전기적 전도성 방식으로 연결된 전도성 플레이트 및 상기 환자의 상기 피부를 향하도록 배치된 유전체 층를 가지는 복수의 전극 요소를 포함한다. 제2 전극 장치는 또한 상기 플렉스 회로의 내측에 배치되고, 상기 플렉스 회로의 상기 몸체 영역의 적어도 부분 및 상기 플렉스 회로의 상기 가지들의 적어도 몸체를 덮도록 구성되고, 상기 전극 요소들을 덮지 않는 폼 층을 포함한다. 제2 장치는 상기 폼 층의 피부를 향하는 면에 배치된 피부 레벨 접착층을 포함한다. 제2 장치는 또한, 상기 플렉스 회로의 상기 외측에 배치되어 상기 플렉스 회로의 상기 가지들을 커버하고, 상기 가지들 사이 공간을 오버랩(overlap)하는 크기를 가지며, 피부를 향하는 면에 접착제를 가지고, 그에 따라 상기 가지들 사이의 상기 공간을 통해 상기 환자의 피부에 접착될 수 있는 상부 커버링층을 포함한다.
제2 장치의 몇몇 실시예에서 복수의 전도성 하이드로 젤 디스크들을 더 포함하며, 각각의 하이드로 젤 디스크는 각각의 전극 요소의 피부를 향하는 면에 부착된다. 제2 장치의 몇몇 실시예는 복수의 젤 장벽들을 더 포함하며, 상기 젤 장벽들 각각은 상기 하이드로젤 디스크의 각각을 둘러싼다.
제2 장치의 몇몇 실시예에서 상기 몸체의 상기 길이 방향 중심에 가까운 상기 플렉스 회로의 가지들에 연결된 전극 요소들이 상기 몸체의 상기 길이 방향 단부에서 더 먼 상기 플렉스 회로의 가지들에 연결된 전극 요소들 보다 더 많다.
제2 장치의 몇몇 실시예에서 상기 몸체는 상기 길이 방향으로 연장됨에 따라 측방향에서 앞뒤로 움직인다.
제2 장치의 몇몇 실시예에서 상기 몸체는 상기 길이 방향을 따라 직선 형태로 연장된다.
제2 장치의 몇몇 실시예는 상기 커버링 층은 상기 커버링 층의 핑거들이 서로에 유연하게 독립적으로 구부러져 커버링 층의 상기 핑거가 서로 독립적으로 움직일 수 있도록 상기 플렉스 회로의 상기 가지들 상에 있는 복수의 핑거들을 정의하는 슬롯이 형성된다. 제2 장치의 몇몇 실시예에서 상기 플렉스 회로는 상기 몸체 영역의 각 측면에서 연장된 복수의 가지들을 포함한다. 제2 장치의 몇몇 실시예에서 상기 폼 층은 상기 전극 요소들이 위치하는 영역을 제외하고, 상기 플렉스 회로의 모든 면을 덮도록 구성된다.
본 기술에 의하면 이동, 발한 등의 경우가 발생하여도 전극의 부착력을 유지할 수 있다는 장점이 제공된다.
도 1은 전극 요소의 제1 레이아웃을 가지는 트랜스듀서 어레이의 일 실시예의 분해도이다.
도 2는 도 1에 예시된 트랜스듀서 어레이에 사용된 플렉스 회로의 평면도이다.
도 3은 도 1에 예시된 트랜스듀서 어레이에 사용되는 전극 요소의 평면도이다.
도 4는 도 1에 예시된 트랜스듀서 어레이에 사용되는 보강재의 평면도이다.
도 5는 도 1에 예시된 트랜스듀서 어레이에 사용되는 전도성 하이드로 젤 디스크의 평면도이다.
도 6(a)는 도 1에 예시된 트랜스듀서 어레이에 사용된 하이드로 젤 장벽의 평면도이다.
도 6(b)는 환자의 피부에서 "보여지는" 하이드로 젤 디스크 및 하이드로 젤 장벽의 도면이다.
도 7(a)는 도 1에 예시된 트랜스듀서 어레이에 사용된 피부 레벨 접착층의 평면도이다.
도 7(b)는 환자의 피부에서 "보여지는" 하이드로 젤 디스크, 하이드로 젤 장벽 및 피부 레벨 접착층의 도면이다.
도 8(a)는 도 1에 예시된 트랜스듀서 어레이에 사용된 폼 층(foam layer)의 평면도이다.
도 8(b)는 환자의 피부에서 "보여지는" 전극 요소 및 폼 층의 도면이다.
도 9는 도 1로 예시된 트랜스듀서 어레이에 사용되는 접착 지지층을 덮고 있는 상부의 평면도이다.
도 10은 도 1에 예시된 트랜스듀서 어레이에 사용되는 슬롯 커버의 평면도이다.
도 11은 환자에게 적용된 도 1에 도시된 트랜스듀서 어레이의 외관을 예시하는 평면도이다.
도 12는 도 1에 예시된 트랜스듀서 어레이에 사용되는 릴리스 라이너의 평면도이다.
도 13은 전극 요소의 상이한 레이아웃을 갖는 트랜스듀서 어레이의 다른 실시예의 분해도이다.
도 14는 가지가 몸체 영역의 단일 측면에만 존재하는 다른 실시예의 유연 회로의 평면도이다.
다양한 실시예가 첨부 된 도면을 참조하여 아래에서 상세하게 설명되며, 동일한 참조 번호는 동일한 요소를 나타낸다.
도 1 내지 도 12는 전극 요소의 제1 레이아웃을 갖는 트랜스듀서 어레이 (100, 이하 "전극 장치"로도 지칭됨)의 제1 실시예를 도시하며, 도 1은 다양한 구성 요소 및 이들의 모든 구성 요소 서로에 대한 배치를 보여주는 분해 또는 조립도이다. 도 2 내지 도 12는 개별 구성 요소를 보다 자세히 도시한다.
트랜스듀서 어레이(100)의 구성을 정의하는 구성 요소 중 하나는 유연 회로(102, 도 1 및 2)이며, 이는 당 업계에 잘 알려진 바와 같이 플렉스 회로의 가지를 따라 연장되는 전기 트레이스로 만들어질 수 있다. 플렉스 회로는 분기(branching) 또는 망상(ramified) 구성을 갖는다. 길이 방향으로 연장되는 중앙 몸체(central trunk, 108a-108g)을 가진다. 또한 플렉스 회로(102)의 몸체의 양측으로부터 측 방향으로 연장되는 복수의 가지가 있다. (도 1, 도 2 및 도 8에 도시된 실시예를 포함하는) 일부 실시예에서, 이들 가지는 길이 방향에 수직이고 플렉스 회로의 행(106a-106e)으로서 배열된다. 예시된 실시예에서, 플렉스 회로의 각각의 행은 몸체 세그먼트(108a-108g)의 양쪽에 하나씩 2 개의 가지를 포함한다. 각 가지의 근단부(proximal end)는 플렉스 회로(102)의 몸체에 연결되고 그로부터 연장되는 반면, 각 가지의 원단부(distal end)는 자유롭게 유지된다. 이러한 구성은 플렉스 회로(102)의 유연성을 개선하고, 피부 움직임(굽힘, 스트레칭, 비틀기, 호흡 등)에 의해 트랜스듀서 어레이(100)에 가해지는 인장 응력을 감소시켜 어레이(100)의 피부 접착력을 향상시키고 접착 시간을 연장시킨다. 또한 사용자의 편안함을 향상시키고 피부 손상을 줄인다. 도 1 및 도 2로 예시된 실시예에서, 몸체(108a-108g)는 플렉스 회로의 연속적인 행 사이의 세그먼트에서 앞뒤로 이동한다는 점에 유의한다. 이들 실시예에서, 세그먼트 중 일부(108a, 108c, 108e, 108g)만 길이 방향으로 연장되고, 이러한 길이 방향 세그먼트는 측 방향으로 연장되는 추가 세그먼트 (108b, 108d, 108f)에 의해 상호 연결된다. 이들 실시예에서, 결과적으로 몸체가 길이 방향으로 연장됨에 따라 횡 방향으로 앞뒤로 이동한다. 대안적인 실시예에서 몸체는 직선이다 (일 예로, 도 13 및 도 14로 예시된 실시예의 몸체(108) 참조).
플렉스 회로(102)는 행(106a-106e)을 따라 배열된 다수의 장착 패드(104)를 포함한다.
예를 들어, (일반적인 크기의 성인 남성에 대해 도 1 내지 도 12로 예시된 실시예에 표시된 대로 20 개의) 다수의 전극 요소(110, 도 1 및 도 3)가 각각의 전극 요소(110)와 플렉스 회로(102) 사이에 전기 전도성 연결되어 플렉스 회로(102, 도 1 및 도 2)의 장착 패드(104)의 내측(즉, 피부를 향하는)면에 배치된다. 전극 요소(110)는 두께 1mm 및 직경 2cm 정도일 수 있고, 선택적으로 장착 패드(104)보다 직경이 약간 작을 수 있다. 전극 요소(110) 각각은 당 업계에 공지된 바와 같이 세라믹 유전체 재료로 코팅된 원형 전도성 플레이트로 형성될 수 있고, 원형 전도체는 플렉스 회로(102)의 전기 접점에 전기적으로 연결된다. 세라믹 유전체 재료는 환자의 신체를 향하여 환자의 피부와 접촉할 수 있다(바람직하게는 아래에 설명된 바와 같이 하이드로 젤의 중간층을 통해).
상응하는 수의 보강재(112, 도 1 및 도 4)가 선택적으로 플렉스 회로(102)의 장착 패드(104)의 외측에 부착될 수 있다. 보강재(112)는 대략 1mm 두께일 수 있고 장착 패드(104)보다 직경이 약간 더 작을 수 있다. 보강재(112)는 임의의 적절한 재료(예를 들어 굳고, 비전도성인 플라스틱)로 만들어질 수 있다. 일반적으로, 보강재(112)는 플렉스 회로(102)의 유연한 성질 및 전극 요소(110)에 사용되는 세라믹 유전체의 얇고 깨지기 쉬운 특성을 고려할 때 전극 요소(110)가 파손되는 것을 방지하는 데 도움이 된다.
몇몇 실시예에서, 각각의 전극 요소(110)는 환자의 피부와의 우수한 전기 전도도를 얻을 수 있도록 전극 요소의 내측에 배치된 전도성 하이드로 젤(114)의 디스크를 갖는다. 몇몇 실시예에서, 하이드로 젤(114) 디스크는 전극보다 직경이 약간 더 크다. 재료는 바람직하게는 감마 살균과 호환되는 재질일 수 있다. 예를 들어, 하이드로 젤 디스크(114)는 Axelgaard로부터 입수 가능한 AG625로 제조될 수 있으며, 두께는 635 마이크로 미터 정도이고 체적 저항은 최대 1000ohm-cm이다.
추가로, 링형 하이드로 젤 장벽(116, 도 1, 도 6(a) 및 도 6(b)가 선택적으로 제공되며, 각각의 하이드로 젤 디스크(114)를 둘러싸고 있다. 일반적으로, 하이드로 젤 장벽(116)은 마모 기간 동안 하이드로 젤(114)의 완전성을 유지하는 것을 돕고 전극 요소 (110) 아래의 정확한 위치에서 하이드로 젤이 이동하는 것을 방지한다. 하이드로 젤 장벽(116)은 예를 들어 폴리에틸렌 폼인 Vancive Medical Technologies로부터 입수 가능한 MED 5695R로부터 제조될 수 있고, Vancive Medical Technologies로부터 입수 가능한 WetStickTM 합성 고무 접착제로 단일 코팅될 수 있다. 하이드로 젤 장벽(116)은 500 마이크로미터 두께일 수 있으며, 바람직하게는 감마 살균될 수 있다.
환자의 편안함을 향상시키기 위해, 트랜스듀서 어레이(100)는 선택적으로 플렉스 회로(102) 아래에 위치하고 플렉스 회로(102)의 분기 구성을 밀접하게 따르도록 형성되는 순응성 폼(conformal foam) 층(122, 도 1, 도 8(a) 및 도 8(b))을 포함할 수 있다. (전극 요소(110)를 위한 단단한 원형 장착 패드(104)를 가지는) 플렉스 회로(102)와 달리 폼 층(122)은 전극 요소(110)와 환자의 피부 사이에 개입하지 않도록 전극 요소를 둘러싸는 링형 영역(124)을 갖는다는 점에 유의한다. 순응성 폼 층(122)의 적절한 두께는 대략 1mm이고, 폼 층(122)은 바람직하게는 전극 요소(110)와 동일한 두께이다. 폼 층(122)은 바람직하게는 트랜스듀서 어레이(100)의 전체적인 유연성 및 순응성을 유지하면서 유연성 플렉스 회로(102)의 전체 표면(전극 요소(110)가 위치하는 영역 제외)을 덮는다. 그러나 대안적인 실시예에서, 폼 층(122)은 유연성 플렉스 회로(102)의 표면의 일부만을 덮는다. 몇몇 실시예에서, 폼 층(122)의 크기는 트랜스듀서 어레이(100)의 전체 통기성 및 유체 증발 특성을 감소시키지 않도록 가능한 범위까지 최소화 될 수 있다.
순응성 폼 층(122)은 예를 들어 Vancive Medical Technologies로부터 입수 가능한 MED 5696R과 같은 폴리에틸렌 폼으로 만들어질 수 있다. 순응성 폼 층(122)은 적절한 접착제(예를 들어, Vancive Medical Technologies로부터도 입수 가능한 WetStickTM 합성 고무 접착제)를 사용하여 플렉스 회로(102)에 부착될 수 있다. 폼 층(122)은 유리하게는 플렉스 회로(102) 상의 전도성 트레이스의 잠재적으로 날카로운 모서리로부터 환자를 보호한다. 이것은 유연한 트랜스듀서 배열의 맥락에서 중요하다. 트랜스듀서 배열을 구부리면 평평한 전도성 트레이스가 비틀릴(twist) 수 있고, 이로 인해 전도성 트레이스의 잠재적으로 날카로운 모서리가 환자의 피부쪽으로 형성될 수 있기 때문이다. 특히, 플렉스 회로(102)의 전도성 트레이스와 환자의 피부 사이에 폼 층(122)을 개재하는 것은 잠재적으로 날카로운 모서리에 의해 야기될 수 있는 절단 및/또는 통증으로부터 환자를 보호한다.
도 1, 도 7(a) 및 도 7(b)에 도시된 바와 같이 트랜스듀서 어레이(100)는 또한 폼 층(122) 아래에 배치된 피부 레벨 접착제(118)층을 포함한다. (도 6(b)에 피부 레벨 접착제(118)도 도시됨) 일반적으로, 피부 레벨 접착제(118)층은 플렉스 회로(102) 및 폼 층(122)의 분기 구성을 따른다. 그러나, 폼 층(122)과 플렉스 회로(102)의 가지와 사이의 공간과 적어도 부분적으로 겹치도록 피부 레벨 접착제(118)의 다양한 가지 및 몸체 부분은 플렉스 회로(103) 및 폼 층(122)의 상응하는 부분보다 약간 더 넓다. 특히, 피부 레벨 접착제(118)는 접착제의 가지를 따른 절개부(120a)와 접착제의 가지의 자유 단부에 절개부(120b)를 포함한다. 이들 절개부(120a, 120b)는 전극 요소(110)와 환자의 피부 사이에 개입하지 않도록 형성된다. 피부 레벨의 접착제 층은 전극 요소 주변의 중앙 영역을 안정화하는 구성 요소 역할도 한다.
피부 레벨의 접착제 층(118)은 30 마이크로미터 두께의 3M® 9917과 같은 폴리에스테르/레이온 혼합, 스펀레이스 부직포 테이프 재료로 제조될 수 있다. 테이프는 아크릴레이트 접착제로 양면 코팅되어 피부를 향하는 면에 박리 강도(예: 23 lbf/inch)를 제공하고 반대쪽 외부면에 더 높은 박리 강도(예: 27 lbf/inch)를 제공할 수 있다. 바람직하게는 재질은 저자극성, 높은 순응성 및 통기성이며; 높은 수증기 투과율을 가지고, 바람직하게는 감마 멸균에 적합하다. 과도한 발한 및 습기가 트랜스듀서 어레이(100) 아래에 갇히는 것을 방지하기 위해, 피부 레벨의 접착제 층(118)의 전체 표면적을 최소화 할 수 있으며, 예를 들어, 플렉스 회로(102)의 대응하는 부분보다 약간 더 넓게 만들어 접착제(118)의 피부 레벨 층의 전체 표면적을 최소화 할 수 있다(예를 들어 예를 들어, 플렉스 회로(102) 및 폼 층(122)의 대응하는 부분보다 약간 더 넓게 만든다).
순응성 폼 층(122)이 생략된 실시예에서, 접착제 층(118)은 그 사이에 배치 된 개재 구성 요소 없이 플렉스 회로(102)에 직접 연결될 수 있음을 주목한다. 대안적으로, 순응성 폼 층(122)이 제공되는 실시예들에서, 접착제 층(118)은 그 사이에 배치된 폼 층(122)과 함께 플렉스 회로(102)에 간접적으로 연결될 수 있다.
접착식 지지층(126, 도 1, 도 9 및 도 11)은 플렉스 회로(102)의 외측 위에 위치한다. 커버링 접착식 지지층(126)은 다수의 슬롯(128)을 가지며, 이는 커버링 접착식 지지층(126)을 다수의 개별 핑거(130)로 분할하고, 각각은 플렉스 회로(102)의 각각의 분기 위에 놓인다. 바람직하게 슬롯들(128)은 핑거(130)보다 상당히 좁고 바람직하게 핑거들(130)은 전극 요소의 직경보다 더 넓다. 이러한 구성은 플렉스 회로(102)의 가지가 서로 독립적으로 이동함에 따라 커버링 접착제 층의 핑거 (130)가 서로 독립적으로 이동하는 것을 여전히 가능하게 하며, 커버링 접착식 지지층(126)의 핑거(130)가 플렉스 회로(102)의 가지 사이의 공간과 겹치게 하여 커버링 접착제 지지층(126)을 전극 요소 주위의 환자 피부에 최대한 접착하도록 한다. 이것은 결과적으로 환자가 움직일 때에도 트랜스듀서 어레이(100)의 순응성 및 환자의 피부에 대한 접착성을 유지하는 데 유용하다. 나아가, 커버링 접착식 지지층(126)은 바람직하게는 트랜스듀서 어레이(100)의 외부 경계에서 피부에 추가 접착을 제공하도록 플렉스 회로(102)의 둘레를 넘어 연장된다.
커버링 접착식 지지층(126)은 100 % 폴리에스터, 스펀레이스 부직포 테이프 인 3M® 9916으로 제조될 수 있다. 이 재질은 커버링 접착식 지지층(126)에 접착하는 피부측 면에 아크릴레이트 접착제로 단일 코팅되어 커버링 접착식 지지층(126)을 플렉스 회로(102)의 외부 표면에 접착시키고, 두께는 40 마이크로미터이다. 커버링 접착식 지지층(126)은 바람직하게는 저자극성이고, 고도로 순응성이며, 통기성이며, 감마 살균 가능하다.
두 개의 개별 요소가 전체 트랜스듀서 어레이(100)가 환자의 피부에 부착되는 데 기여한다. 첫 번째 요소는 플렉스 회로(102)의 가지 사이의 공간을 통해 그리고 플렉스 회로(102)의 둘레를 넘어 피부와 접촉하는 상부 접착층(126)의 하부 표면의 부분이다. 두 번째 요소는 폼 층(122)과 사람의 피부 사이(또는, 폼 층 (122)을 포함하지 않는 실시예는 플렉스 회로(102)와 사람의 피부 사이)에 배치된 접착제 층(118)이다. 이들 서로 다른 두 개의 접착 향상 요인에 의하여 환자의 피부에 대한 트랜스듀서 어레이(100)의 접착력이 큰 폭으로 개선된다. 트랜스듀서 어레이(100)의 이러한 특징은 전극 요소 주변의 환자 피부에 대한 트랜스듀서 어레이(100)의 접착 정도를 향상시킨다. 그 결과로, 전체 트랜스듀서 어레이를 덮는 접착식 패치에 의해 유일한 접착이 제공되는 구성에 비해 피부와 전극 사이 접촉을 유지하는 시간이 향상되고, 개선된다.
몇몇 실시예에서, 커버링 접착식 지지층(126)은 중앙 개구(135) 및 슬롯 (128) 중 하나의 가장 안쪽 단부(129)로부터 연장되는 슬릿(132), 구체적으로 중앙 개구(135)에 가장 가까운 가장 안쪽의 슬릿 단부를 포함한다. 중앙 개구(135)는 플렉스 회로의 후면으로부터 돌출된 전기 케이블(134, 도 11에 도시)이 커버링 접착식 지지층(126)을 통해 연장되도록 한다. 이 전기 케이블(134)은 커넥터를 통해 플렉스 회로(102)를 종양처리장 요법 제어기(미도시)에 연결하는 데 사용된다. 슬릿(132)은 케이블(134)이 조립 공정 동안 플렉스 회로(102)에 연결된 후 플렉스 회로 (102)위에 접착식 지지층(126)을 위치시키는 데 유용하다. 특히, 커버링 접착식 지지층(126)의 일부는 슬릿(132)을 개방하기 위해 서로로부터 멀어질 수 있다. 이로부터 커버링 접착 지지층(126)은 양측의 전기 케이블(134) 주위를 통과할 수 있고 그 다음 전체 접착 지지층이 적절한 위치로 가압될 수 있다.
트랜스듀서 어레이(100)가 이를 제자리에 고정시키는 커버링 접착식 지지층(126)을 사용하여 환자의 피부에 적절하게 부착되면, 중앙 개구(135)는 보호를 위해 상부 접착식 슬롯 커버(136)로 덮일 수 있다(도 1, 도 10 및 도 11). 슬롯커버(136)는 커버링 접착식 지지층(126)과 동일한 방식으로 동일한 재료로 형성되는 디스크형일 수 있다. 일부 바람직한 실시예에서, 슬롯 커버(136)는 전기 케이블(134)이 통과하기 위한 슬롯(138)을 포함한다.
몇몇 바람직한 실시예에서, 위에서 설명된 구성 요소의 전체 어셈블리는 환자에게 사용하기 전에 두 부분으로 된 릴리즈 라이너(release liner, 140, 도 1 및 도 12)로 보호된다. 릴리즈 라이너는 일반적으로 커버링 접착식 지지층(126)의 전체 형상과 유사하고, 그 외주보다 약간 더 클 수 있다. 이는 예를 들어, AR W4000(Adhesive Research에서 입수할 수 있는 흰색이고, 두께가 50 마이크로미터인 실리콘 코팅된 PET((polyethylene terephthalate, 폴리에틸렌 테레프탈레이트) 소재로 만들어질 수 있다.
도 1 내지 도 12로 상술한 트랜스듀서 어레이(100)의 실시예에서, 5 개의 행으로 배열된 20 개의 전극 요소가 있으며, 연속적인 행 각각에 2 개, 5 개, 6 개, 5 개 및 2 개의 전극 요소가 있다. (행은 플렉스 회로의 가지에 해당하며 몸체가 확장되는 길이 방향에 수직이다. 따라서, 트랜스듀서 어레이(100)가 도 1에서 배향되고 플렉스 회로(102)가 도 2에서 배향됨에 따라 행은 수평으로 배향되고 몸체는 수직으로 배향된다.) 그러나 여기에 개시된 발명의 개념을 여전히 유지하면서 환자의 크기, 성별, 나이 등과 같은 요인에 따라 더 많거나 적은 수의 전극 요소가 상이한 구성으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 도 13에 도시된 바와 같이, 5 개의 행(도 13에서 행은 수직으로 배열됨)으로 배열된 13 개의 전극 요소가 있을 수 있으며, 2 개, 3 개, 3 개, 3 개, 2 개의 전극 요소가 연속적인 행에 위치하고, 행은 장치를 가로 질러 직선으로 연장되는 트랜스듀서 어레이의 몸체(108)에 의해 상호 연결된다.(도 13에서 몸체는 수평으로 배열된다.) 나아가, 예시된 두 실시예에서, 몸체의 길이 방향 단부에 더 가까운 열에있는 것보다 몸체의 길이 방향 중심에 더 가까운 열에 더 많은 전극 요소가 있다. 다른 실시예(도시되지 않음)에서, 모든 행에 즉 플렉스 회로의 모든 분기를 따라 동일한 수의 전극 요소가 있을 수 있다.
도 1 내지 도 12 실시예 및 도 13 실시예 모두에서, 플렉스 회로 (102)는 몸체 영역의 각각의 측면에서 연장되는 복수의 가지를 갖는다. 그러나 대안적인 실시예들에서, 가지들은 몸체 영역의 단일 측면에만 존재할 수 있다(이 경우, 몸체 영역은 장치의 한쪽 가장자리 근처에 위치할 것이다.)
도 14는 가지가 몸체 영역의 한 쪽 측면에만 존재하는 구성의 예를 도시한다. 이러한 실시예에서, 플렉스 회로(102)는 선형 몸체(108), 복수의 가지(106a-106d) 및 이들 가지 상에 위치하는 복수의 장착 패드 (104a-104c)를 포함한다. 보강재, 전극 요소, 폼 층, 하이드로 젤, 하이드로 젤 장벽, 스킨 층 접착제, 상부 커버링 접착식 지지층, 전기 케이블 및 슬롯 커버 등과 같은 본 실시예의 나머지 요소들은 이러한 요소들의 배치는 도 2 레이아웃의 구조와 반대되는 도 14의 레이아웃을 따르는 점을 제외하고, 도 1 내지 도 12 실시예의 대응 요소와 유사하다. 도 2 실시예와 관련하여 위에서 설명된 바와 같이, 플렉스 회로(102)의 외 측면 위에 위치하는 것은 다수의 슬롯을 갖는 접착식 지지층이다. 이들 슬롯은 커버링 접착식 지지층을 다수의 개별 핑거로 분할하고, 각각은 플렉스 회로(102)의 각각의 가지 위에 놓인다. 이러한 구성은 플렉스 회로(102)의 가지가 서로 독립적으로 이동함에 따라 커버링 접착제 층의 핑거가 서로 독립적으로 이동 가능하게 한다. 이는 환자가 움직일 때에도 트랜스듀서 어레이의 유연성과 순응성을 유지하고 환자의 피부에 접착하는 데 도움이 된다.
몇몇 실시예(도 1 내지 도 12 실시예를 포함하지만 이에 제한되지 않음)에서, 플렉스 회로는 플렉스 회로상의 임의의 주어진 교차점으로부터 세 개 이하의 경로가 발산하도록 구성된다. 이것은 도 2와 관련하여 가장 잘 설명되며, 플렉스 회로의 하나의 경로는 마운팅 패드 (104a)의 교차점에서 나오고, 플렉스 회로의 두 경로는 마운팅 패드 (104b)의 교차점에서 나오고, 플렉스 회로의 경로는 장착 패드 (104c)의 교차점에서 나온다. 특히, 3 개 이상의 경로가 나오는 플렉스 회로 (102)에는 교차점이 없다. 이것은 마운팅 패드 (104)에 위치 된 교차점 및 마운팅 패드 (104) 중 하나에 위치되지 않은 교차점 모두에 대해 적용된다 (예 : T 자형 교차점 105). 도 14의 실시예는 유사하게 3 개 이상의 경로가 발산하는 플렉스 회로(102)상의 교차점을 갖지 않는다. 3 개 이상의 경로가 나오는 교차점이 없도록(예를 들어, 도 2 및 도 14에 도시된 바와 같이) 플렉스 회로 (102)를 구성하면 플렉스 회로의 유연성이 향상되고, 이는 유리하게 전체 장치의 유연성을 향상시킨다. (도 13으로 예시된 실시예의) 대안적인 실시예에서, 4 개의 경로가 나오는 (예를 들어, 장치의 중앙에 있는 3 개의 장착 패드 참조) 교차점이 존재한다. 다른 대안적인 실시예(미도시)에서, 4 개의 경로가 나오는 단일 교차점만이 존재한다.
도 1 내지 도 12 및 도 13의 실시예를 포함하는 일부 바람직한 실시예에서, 플렉스 회로의 모든 세그먼트는 직선이다.
도 1 내지 도 12 및 도 13 실시예를 포함하는 일부 바람직한 실시예에서, (그림 11에서 가장 잘 도시된 바와 같이)전기 케이블은 플렉스 회로에서 종단된다. 선택적으로, 이들 실시예에서, (도 2에서 가장 잘 도시된 바와 같이)각 가지의 원단부 근처의 플렉스 회로(102)의 세그먼트는 전기 케이블이 종단되는 위치(예: 세그먼트 108d)에 인접한 플렉스 회로(102)의 세그먼트의 적어도 일부보다 더 얇다. 이 구성은 플렉스 회로의 유연성을 증가시켜 전체 장치의 유연성을 향상시키는 데에도 기여한다.
본 발명이 특정 실시예를 참조하여 개시되었지만, 첨부된 청구 범위에 정의 된 바와 같이 본 발명의 범위 및 범위를 벗어나지 않고 설명된 실시예에 대한 다양한 수정, 변경 및 변경이 가능하다. 따라서, 본 발명은 설명된 실시예에 제한되지 않고, 다음의 청구 범위의 언어 및 그 균등물에 의해 정의된 전체 범위를 갖는 것으로 의도된다.
100: 트랜스듀서 어레이 110: 전극 요소
102: 플렉스 회로 112: 보강재
140: 릴리즈 라이너 122: 순응성 폼 층
126: 접착식 지지층 136: 슬롯 커버
114: 하이드로 젤 디스크 116: 하이드로 젤 장벽
118: 피부 레벨 접착제 134: 전기 케이브
104: 장착 패드 105: 교차점
106: 행 108: 몸체 세그먼트
120: 절개부 130: 핑거
128: 슬롯 132: 슬릿
138: 슬롯 140: 릴리즈 라이너

Claims (25)

  1. 환자의 피부에 고정되도록 구성된 전극 장치로, 전극 장치는:
    길이 방향으로 연장된 몸체 영역과 상기 몸체 영역에서 측면으로 연장된 복수의 가지들을 포함하고, 상기 가지들 각각은 상기 몸체 영역과 연결된 근단부와 자유로운 원단부를 가지고, 복수의 가지들이 상기 몸체 영역의 적어도 한 측면에서 연장되며, 피부를 향하는 내측면과 외측을 가지는 플렉스 회로;
    상기 플렉스 회로의 상기 가지들을 따라 상기 플렉스 회로의 상기 내측면에 배치되고, 각각이 상기 플렉스 회로에 전기적 전도성 방식으로 연결된 전도성 플레이트 및 상기 환자의 상기 피부를 향하도록 배치된 유전체 층를 가지는 복수의 전극 요소; 및
    상기 플렉스 회로의 상기 외측에 배치되어 상기 플렉스 회로의 상기 가지들을 커버하고, 상기 가지들 사이 공간을 오버랩(overlap)하는 크기를 가지며, 피부를 향하는 면에 접착제를 가지고, 그에 따라 상기 가지들 사이의 상기 공간을 통해 상기 환자의 피부에 접착될 수 있는 상부 커버링층을 포함하며,
    상기 커버링 층은 상기 커버링 층의 핑거들이 서로에 유연하게 독립적으로 구부러져 커버링 층의 상기 핑거가 서로 독립적으로 움직일 수 있도록 상기 플렉스 회로의 상기 가지들 상에 있는 복수의 핑거들을 정의하는 슬롯이 형성되는 전극 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전극 장치는,
    복수의 전도성 하이드로 젤 디스크들을 더 포함하며,
    각각의 하이드로 젤 디스크는 각각의 전극 요소의 피부를 향하는 면에 부착된 전극 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전극 장치는,
    복수의 젤 장벽들을 더 포함하며,
    상기 젤 장벽들 각각은 상기 하이드로젤 디스크의 각각을 둘러싸는 전극 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전극 장치는,
    상기 플렉스 회로의 상기 내측면에 배치된 폼 층을 더 포함하고,
    상기 폼 층은 상기 플렉스 회로의 상기 몸체 영역의 적어도 부분 및 상기 플렉스 회로의 가지들의 적어도 부분을 덮고, 전극 요소들이 덮이지 않도록 구성된 전극 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 전극 장치는
    상기 폼 층의 피부를 향하는 면에 배치된 피부 레벨 접착층을 더 포함하는 전극 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 피부 레벨 접착층은
    상기 플렉스 회로의 구성을 따라 구성되되,
    상기 피부 레벨 접착층의 가지들과 몸체 영역은 상기 플렉스 회로의 상응하는 영역들보다 더 넓어 상기 플렉스 회로의 상기 가지들 사이의 공간들과 오버랩되는 전극 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 몸체의 상기 길이 방향 중심에 가까운 상기 플렉스 회로의 가지들에 연결된 전극 요소들이 상기 몸체의 상기 길이 방향 단부에서 더 먼 상기 플렉스 회로의 가지들에 연결된 전극 요소들 보다 더 많은 전극 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 몸체는
    상기 길이 방향으로 연장됨에 따라 상기 측면 방향에서 앞뒤로 이동하는 전극 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 몸체는
    상기 몸체는 직선 방식으로 길이 방향으로 연장된 전극 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 전극 장치는
    상기 플렉스 회로의 상기 내측에 배치된 피부 레벨 접착층을 더 포함하는 전극 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 피부 레벨 접착층은
    상기 피부 레벨 접착층의 가지들 및 몸체 부분들은 상기 플렉스 회로의 상응하는 부분보다 더 넓도록 상기 플렉스 회로의 구성을 따라 구성되어 상기 플렉스 회로의 상기 가지들 사이의 공간과 오버랩되는 전극 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 피부 레벨 접착층은
    상기 플렉스 회로의 상기 내측면에 직접 부착된 전극 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 플렉스 회로는
    상기 몸체 영역의 각 측면에서 연장된 복수의 가지들을 가지는 전극 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 플렉스 회로는
    상기 플렉스 회로의 어떠한 교차점에서도 세 개 이상의 경로가 형성되지 않도록 구성된 전극 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 플렉스 회로는
    상기 플렉스 회로의 모든 부분이 직선인 전극 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 전극 장치는
    상기 플렉스 회로에서 종단하는 전기 케이블을 더 포함하고,
    각 가지의 원단에 가까운 상기 플렉스 회로의 부분은 적어도 상기 전기 케이블에 인접한 상기 플렉스 회로의 적어도 몇몇 부분 보다 얇은 전극 장치.
  17. 환자의 피부에 고정되도록 구성된 전극 장치로, 전극 장치는:
    길이 방향으로 연장된 몸체 영역과 상기 몸체 영역에서 측면으로 연장된 복수의 가지들을 포함하고, 상기 가지들 각각은 상기 몸체 영역과 연결된 근단부와 자유로운 원단부를 가지고, 복수의 가지들이 상기 몸체 영역의 적어도 한 측면에서 연장되며, 피부를 향하는 내측면과 외측을 가지는 플렉스 회로;
    상기 플렉스 회로의 상기 가지들을 따라 상기 플렉스 회로의 상기 내측면에 배치되고, 각각이 상기 플렉스 회로에 전기적 전도성 방식으로 연결된 전도성 플레이트 및 상기 환자의 상기 피부를 향하도록 배치된 유전체 층를 가지는 복수의 전극 요소; 및
    상기 플렉스 회로의 내측에 배치되고, 상기 플렉스 회로의 상기 몸체 영역의 적어도 부분 및 상기 플렉스 회로의 상기 가지들의 적어도 몸체를 덮도록 구성되고, 상기 전극 요소들을 덮지 않는 폼 층;
    상기 폼 층의 피부를 향하는 면에 배치된 피부 레벨 접착층; 및
    상기 플렉스 회로의 상기 외측에 배치되어 상기 플렉스 회로의 상기 가지들을 커버하고, 상기 가지들 사이 공간을 오버랩(overlap)하는 크기를 가지며, 피부를 향하는 면에 접착제를 가지고, 그에 따라 상기 가지들 사이의 상기 공간을 통해 상기 환자의 피부에 접착될 수 있는 상부 커버링층을 포함하는 전극 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 전극 장치는,
    복수의 전도성 하이드로 젤 디스크들을 더 포함하며,
    각각의 하이드로 젤 디스크는 각각의 전극 요소의 피부를 향하는 면에 부착된 전극 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 전극 장치는,
    복수의 젤 장벽들을 더 포함하며,
    상기 젤 장벽들 각각은 상기 하이드로젤 디스크의 각각을 둘러싸는 전극 장치.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 몸체의 상기 길이 방향 중심에 가까운 상기 플렉스 회로의 가지들에 연결된 전극 요소들이 상기 몸체의 상기 길이 방향 단부에서 더 먼 상기 플렉스 회로의 가지들에 연결된 전극 요소들 보다 더 많은 전극 장치.
  21. 제17항에 있어서,
    상기 몸체는
    상기 길이 방향으로 연장됨에 따라 측방향에서 앞뒤로 움직이는 전극 장치.
  22. 제17항에 있어서,
    상기 몸체는 상기 길이 방향을 따라 직선 형태로 연장된 전극 장치.
  23. 제17항에 있어서,
    상기 커버링 층은 상기 커버링 층의 핑거들이 서로에 유연하게 독립적으로 구부러져 커버링 층의 상기 핑거가 서로 독립적으로 움직일 수 있도록 상기 플렉스 회로의 상기 가지들 상에 있는 복수의 핑거들을 정의하는 슬롯이 형성되는 전극 장치.
  24. 제17항에 있어서,
    상기 플렉스 회로는
    상기 몸체 영역의 각 측면에서 연장된 복수의 가지들을 포함하는 전극 장치.
  25. 제17항에 있어서,
    상기 폼 층은
    상기 전극 요소들이 위치하는 영역을 제외하고, 상기 플렉스 회로의 모든 면을 덮도록 구성된 전극 장치.
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