KR20210102227A - 모듈식 전기 수술 시스템 및 상기 시스템용 모듈 - Google Patents

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크리스토퍼 폴 핸콕
조지 호지킨
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Abstract

본 발명은 생체 조직을 치료하기 위해 무선 주파수(RF) 또는 마이크로파 전자기(EM) 방사선과 같은 EM 방사선을 사용하기 위한 모듈식 전기 수술 시스템(modular electrosurgical system)에 관한 것이다. 일 실시형태에서, 모듈의 제어는 시스템의 모듈과 무선으로 통신할 수 있는 원격 컴퓨팅 장치에 집중된다. 일 실시형태에서, 상이한 전기 수술 능력을 시스템에 제공하기 위해 상이한 선택적 모듈이 코어 모듈과 함께 조합될 수 있다.

Description

모듈식 전기 수술 시스템 및 상기 시스템용 모듈
본 발명은 생체 조직을 치료하기 위해 무선 주파수(RF) 또는 마이크로파 전자기(EM) 방사선과 같은 EM 방사선을 이용하는 모듈식 전기 수술 시스템(modular electrosurgical system)에 관한 것이다. 일 실시형태에서, 모듈의 제어는 시스템의 모듈과 무선으로 통신할 수 있는 원격 컴퓨팅 장치에 집중된다. 일 실시형태에서, 상이한 전기 수술 능력을 시스템에 제공하기 위해 상이한 선택적 모듈이 코어 모듈과 함께 조합될 수 있다.
외과적 절제술(surgical resection)은 인체 또는 동물의 신체 내부로부터 장기 부분을 제거하는 수단이다. 이러한 기관은 매우 혈관이 많을 수 있다. 조직이 절단(분할 또는 절개)될 때, 세동맥이라 불리는 작은 혈관이 손상되거나 파열된다. 초기 출혈 후에 출혈 지점을 막기 위해 혈액이 응혈로 바뀌는 응고 케스케이드(coagulation cascade)가 수반된다. 수술 중, 환자는 가능한 한 적은 혈액을 잃는 것이 바람직하므로, 무혈 절단을 제공하기 위해 다양한 장치가 개발되어 왔다. 내시경 시술의 경우에도, 출혈 발생 시 가능한 한 빨리 또는 적절한 방식으로 처리하지 않는 것은 바람직하지 않으며, 이는 혈류가 시술자의 시야를 흐리게 하여 중단될 필요가 있는 시술 및 그 대신에 사용되는 다른 방법, 예를 들어 개복 수술을 유발할 수 있기 때문이다.
전기 수술 발전기는 개복 및 복강경 시술에 사용하기 위해 병원 수술실(hospital operating theatre) 전체에 보급되어 있고, 내시경실에서도 점점 더 많이 보이고 있다. 내시경 시술에서, 전기 수술 액세서리는 통상적으로 내시경 내부의 루멘을 통해 삽입된다. 복강경 수술을 위한 동등한 액세스 채널과 비교하여, 이러한 루멘은 보어가 비교적 좁고 길이가 더 길다. 비만 환자의 경우, 수술용 액세서리는 핸들부터 RF 팁까지 300mm의 길이를 가질 수 있는 반면에, 복강경 케이스의 등가 거리는 2500mm를 초과할 수 있다.
예리한 블레이드 대신에, 무선 주파수(RF) 에너지를 사용하여 생체 조직을 절단하는 것으로 알려져 있다. RF 에너지를 이용하여 절단하는 방법은, 전류가 조직 매트릭스(세포 및 세포간 전해질의 이온 함량에 의해 지원받음)를 통과할 때, 조직 양단의 전자 흐름에 대한 임피던스가 열을 발생시킨다는 원리를 사용하여 수술한다. RF 전압이 조직 매트릭스에 인가될 때, 조직의 수분 함량을 증발시키기에 충분한 열이 세포 내에서 발생된다. 이러한 건조 증가의 결과로서, 특히 조직을 통한 전체 전류 경로의 가장 높은 전류 밀도를 갖는 기구(본 명세서에서는 RF 블레이드라고 지칭함)의 RF 방출 영역에 인접하여, RF 블레이드의 절단 극(cut pole)에 인접한 조직이 블레이드와 직접 접촉하여 소실된다. 그 후, 인가된 전압은, 결과적으로 이온화되어 조직에 비해 매우 높은 체적 저항률을 갖는 플라즈마를 형성하는 이 공극에 거의 전체적으로 나타난다. 이 차별화는 RF 블레이드의 절단 극과 조직 사이에 전기 회로를 완성한 플라즈마에 인가 에너지를 집중시키기 때문에 중요하다. 플라즈마에 충분히 천천히 들어가는 휘발성 물질은 기화되므로, 조직 절개 플라즈마에 대한 인식이 있다.
GB 2 486 343은 생체 조직을 치료하기 위해 RF 및 마이크로파 에너지 모두를 전달하는 전기 수술 장치용 제어 시스템을 개시하고 있다. 프로브로 전달된 RF 에너지 및 마이크로파 에너지 양쪽의 에너지 전달 프로파일은 프로브로 전달된 RF 에너지의 샘플링된 전압 및 전류 정보, 및 프로브로/로부터 전달된 마이크로파 에너지에 대한 샘플링된 순방향 및 반사 전력 정보에 기초하여 설정된다.
도 1은 GB 2 486 343에 제시되어 있는 전기 수술 장치(100)의 개략도를 나타낸다. 장치는 RF 채널 및 마이크로파 채널을 포함한다. RF 채널은 생체 조직을 치료(예를 들어, 절단 또는 건조)하기에 적합한 전력 수준에서 RF 주파수 전자기 신호를 생성하고 제어하기 위한 구성요소를 포함한다. 마이크로파 채널은 생체 조직을 치료(예를 들어, 응고 또는 절제)하기에 적합한 전력 수준에서 마이크로파 주파수 전자기 신호를 생성하고 제어하기 위한 구성요소를 포함한다.
마이크로파 채널은 마이크로파 주파수 소스(102)와, 그 다음에 전력 스플리터(124)(예를 들어, 3dB 전력 스플리터)를 가지며, 이는 소스(102)로부터의 신호를 2개의 분기로 분할한다. 전력 스플리터(124)로부터의 하나의 분기는, 제어 신호(V10)를 통해 컨트롤러(106)에 의해 제어되는 가변 감쇠기(104) 및 제어 신호(V11)를 통해 컨트롤러(106)에 의해 제어되는 신호 변조기(108)를 포함하는 전력 제어 모듈, 및 치료에 적합한 전력 수준에서 프로브(120)로부터 전달하기 위한 순방향 마이크로파 EM 방사선을 생성하기 위한 구동 증폭기(110) 및 전력 증폭기(112)를 포함하는 증폭기 모듈을 갖는 마이크로파 채널을 형성한다. 증폭기 모듈 뒤에, 마이크로파 채널은, 제1 포트와 제2 포트 사이의 경로를 따라 소스로부터 프로브로 마이크로파 EM 에너지를 전달하도록 연결된 서큘레이터(116), 서큘레이터(116)의 제1 포트에 있는 순방향 커플러(114), 및 서큘레이터(116)의 제3 포트에 있는 반사 커플러(118)를 포함하는 마이크로파 신호 결합 모듈(마이크로파 신호 검출기의 일부를 형성함)로 계속된다. 반사 커플러를 통과한 후, 제3 포트로부터의 마이크로파 EM 에너지는 전력 덤프 부하(power dump load)(122)에 흡수된다. 마이크로파 신호 결합 모듈은 또한 순방향 결합 신호 또는 반사 결합 신호를 검출용 헤테로다인 수신기에 연결하기 위해 제어 신호(V12)를 통해 컨트롤러(406)에 의해 동작되는 스위치(115)를 포함한다.
전력 스플리터(124)로부터의 다른 분기는 측정 채널을 형성한다. 측정 채널은 마이크로파 채널의 증폭 라인업을 우회하므로, 프로브로부터 저전력 신호를 전달하도록 배열된다. 본 실시형태에서, 제어 신호(V13)를 통해 컨트롤러(106)에 의해 제어되는 1차 채널 선택 스위치(126)는 프로브에 전달할 마이크로파 채널 또는 측정 채널로부터의 신호를 선택하도록 동작 가능하다. 고대역 통과 필터(127)가 저주파수 RF 신호로부터 마이크로파 신호 생성기를 보호하기 위해 1차 채널 선택 스위치(126)와 프로브(120) 사이에 연결된다.
측정 채널은 프로브로부터 반사된 전력의 위상 및 크기를 검출하도록 배열된 구성요소를 포함하며, 이는 프로브의 원위 단부에 존재하는 물질, 예를 들어 생체 조직에 대한 정보를 생성할 수 있다. 측정 채널은 제1 포트와 제2 포트 사이의 경로를 따라 소스(102)로부터 프로브로 마이크로파 EM 에너지를 전달하도록 연결된 서큘레이터(128)를 포함한다. 프로브로부터 반환된 반사 신호는 서큘레이터(128)의 제3 포트로 유도된다. 서큘레이터(128)는 정확한 측정을 용이하게 하기 위해 순방향 신호와 반사 신호 사이의 격리를 제공하는 데 사용된다. 그러나, 서큘레이터가 제1 포트와 제3 포트 사이에 완전한 격리를 제공하지 않기 때문에, 즉 순방향 신호의 일부가 제3 포트를 통과하여 반사 신호와 간섭할 수 있기 때문에, (순방향 커플러(130)로부터의) 순방향 신호의 일부를 (인젝션 커플러(132)를 통해) 제3 포트로부터 나오는 신호 내에 다시 주입하는 캐리어 제거 회로가 사용된다. 캐리어 제거 회로는 주입된 부분이 이를 제거하기 위해 제1 포트로부터 제3 포트로 통과하는 임의의 신호와 180° 위상이 어긋나는 것을 보장하기 위한 위상 조정기(134)를 포함한다. 캐리어 제거 회로는 또한 주입된 부분의 크기가 임의의 통과 신호와 동일한 것을 보장하기 위한 신호 감쇠기(136)를 포함한다.
순방향 신호의 임의의 드리프트를 보상하기 위해서, 순방향 커플러(138)가 측정 채널 상에 제공된다. 순방향 커플러(138)의 결합된 출력 및 서큘레이터(128)의 제3 포트로부터의 반사 신호는, 결합된 순방향 신호 또는 반사 신호를 검출용 헤테로다인 수신기에 연결하기 위해 제어 신호(V14)를 통해 컨트롤러(106)에 의해 동작되는 스위치(140)의 각각의 입력 단자에 연결된다.
스위치(140)의 출력(즉, 측정 채널로부터의 출력) 및 스위치(115)의 출력(즉, 마이크로파 채널로부터 출력)은, 측정 채널이 프로브에 에너지를 공급하고 있을 때 측정 채널의 출력이 헤테로다인 수신기에 연결되는 것과 마이크로파 채널이 프로브에 에너지를 공급하고 있을 때 마이크로파 채널의 출력이 헤테로다인 수신기에 연결되는 것을 보장하도록 1차 채널 선택 스위치와 함께 제어 신호(V15)를 통해 컨트롤러(106)에 의해 동작 가능한 2차 채널 선택 스위치(142)의 각각의 입력 단자에 연결된다.
헤테로다인 수신기는 2차 채널 선택 스위치(142)에 의해 출력된 신호로부터 위상 및 크기 정보를 추출하는 데 사용된다. 이 시스템에는 단일 헤테로다인 수신기가 도시되어 있지만, 필요한 경우 신호가 컨트롤러에 입력되기 전에 소스 주파수를 2회 믹스 다운하는 더블 헤테로다인 수신기(2개의 국부 발진기 및 믹서 포함)가 사용될 수 있다. 헤테로다인 수신기는 2차 채널 선택 스위치(142)에 의해 출력된 신호를 믹스 다운하기 위한 국부 발진기(144) 및 믹서(148)를 포함한다. 국부 발진기 신호의 주파수는 믹서(148)로부터의 출력이 컨트롤러(406)에서 수신되기에 적합한 중간 주파수에 있도록 선택된다. 대역 통과 필터(146, 150)는 고주파수 마이크로파 신호로부터 국부 발진기(144) 및 컨트롤러(106)를 보호하기 위해 제공된다.
컨트롤러(106)는 헤테로다인 수신기의 출력을 수신하고 그로부터 마이크로파 또는 측정 채널 상의 순방향 및/또는 반사 신호의 위상 및 크기를 나타내는 정보를 결정(예를 들어, 추출)한다. 이 정보는 마이크로파 채널 상의 고전력 마이크로파 EM 방사선 또는 RF 채널 상의 고전력 RF EM 방사선의 전달을 제어하는 데 사용될 수 있다. 사용자는 전술한 바와 같이 사용자 인터페이스(152)를 통해 컨트롤러(106)와 상호 작용할 수 있다.
도 1에 나타낸 RF 채널은 제어 신호(V16)를 통해 컨트롤러(106)에 의해 제어되는 게이트 드라이버(156)에 연결된 RF 주파수 소스(154)를 포함한다. 게이트 드라이버(156)는 하프 브리지(half-bridge) 배치 구성인 RF 증폭기(158)에 동작 신호를 공급한다. 하프 브리지 배치 구성의 드레인 전압은 가변 DC 전원(160)을 통해 제어 가능하다. 출력 트랜스포머(162)는 생성된 RF 신호를 프로브(120)로 전송하기 위한 라인 상으로 전송한다. 저대역 통과, 대역 통과, 대역 정지 또는 노치 필터(164)는 고주파수 마이크로파 신호로부터 RF 신호 생성기를 보호하기 위해 해당 라인에 연결된다.
전류 트랜스포머(166)는 조직 부하에 전달되는 전류를 측정하기 위해 RF 채널에 연결된다. 분압기(potential divider)(168)(출력 트랜스포머로부터 탭오프될 수 있음)가 전압을 측정하는 데 사용된다. 분압기(168) 및 전류 트랜스포머(166)로부터의 출력 신호(즉, 전압 및 전류를 나타내는 전압 출력)는 각각의 버퍼 증폭기(170, 172) 및 전압 클램핑 제너 다이오드(174, 176, 178, 180)에 의해 조절된 후 컨트롤러(106)에 직접 연결된다(도 1에 신호 B 및 C로 나타냄).
위상 정보를 유도하기 위해, 전압 및 전류 신호(B 및 C)는 또한, 출력 전압이 전압 파형과 전류 파형 간의 위상차에 비례하는 전압 출력(도 1에 A로 나타냄)을 생성하기 위해 RC 회로(184)에 의해 통합되는 위상 비교기(182)(예를 들어, EXOR 게이트)에 연결된다. 이 전압 출력(신호 A)은 컨트롤러(106)에 직접 연결된다.
마이크로파/측정 채널 및 RF 채널은 신호 결합기(184)에 연결되어, 케이블 어셈블리(186)를 따라 두 유형의 신호를 개별적으로 또는 동시에 프로브(120)로 전달하고, 이로부터 신호가 환자의 생체 조직 내로 전달(예를 들어, 방사)된다.
가장 일반적으로, 본 발명은 모듈로부터 구성된 전기 수술 시스템을 제공하며, 여기서 선택적 모듈은 시스템의 전기 수술 능력을 변경하기 위해 코어 모듈로부터 추가 및 제거될 수 있다. 모듈의 제어는 시스템의 모듈과 무선으로 통신할 수 있는 원격 컴퓨팅 장치에 집중된다. 각 모듈은 별도의 무선 통신 인터페이스를 포함할 수 있으므로, 원격 컴퓨팅 장치와 별도로 통신할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 복수의 모듈은 단일 무선 통신 인터페이스를 공유할 수 있다. 모듈식 전기 수술 시스템은, 예를 들어 전기 수술 기구의 원위 어셈블리 근처의 치료 부위에서, 생체 조직의 치료를 위해 전기 수술 기구에 제공하기 위한 EM 신호를 생성하도록 동작 가능하다. 원격 컴퓨팅 장치는 모듈로부터 수신된 피드백 데이터를 통해 모듈의 실시간 모니터링을 수행하도록 구성될 수 있다. 원격 컴퓨팅 장치는 사용자 인터페이스를 통해 모듈로부터 수신된 데이터를 저장하고 표시(예를 들어, 그래프 및 표)하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 제1 양태는, 모듈식 전기 수술 시스템으로서, 원격 컴퓨팅 장치와 무선으로 통신하여 그로부터 데이터를 수신하도록 동작 가능한 무선 통신 인터페이스를 가지며, 수신된 데이터에 기초하여 제어 커맨드를 제공하도록 동작 가능한 컨트롤러 모듈; 컨트롤러 모듈과 통신하여 제어 커맨드를 수신하고, 전자기(EM) 신호를 형성하기 위해 제어 커맨드에 기초하여 EM 신호를 생성하고 제어하도록 동작 가능한 신호 생성기 모듈; 및 EM 신호를 전달하기 위한 것이고, EM 신호를 전기 수술 기구로 출력하기 위한 출력 포트를 갖는 피드 구조체 모듈을 포함하고, 피드 구조체는 신호 생성기 모듈을 출력 포트에 연결하기 위한 신호 채널을 갖는, 모듈식 전기 수술 시스템을 제공한다.
무선 통신 인터페이스는 원격 컴퓨팅 장치와의 무선 통신을 가능하게 한다. 무선 통신 인터페이스는 3G, 4G, 5G, GSM, WiFi, BluetoothTM 및/또는 CDMA와 같은 하나 이상의 상이한 프로토콜을 통해 통신 가능할 수 있다. 무선 통신 인터페이스는 송신기 및 수신기(또는 송수신기)와 같은 데이터 신호의 송신 및 수신을 위한 통신 하드웨어를 포함할 수 있다. 또한, 통신 하드웨어는 안테나, 및 데이터 신호의 송신 및 수신을 위해 안테나에 RF 신호를 제공하는 RF 프로세서를 포함할 수 있다. 무선 통신 인터페이스는 또한 RF 프로세서에 데이터 신호를 제공하고 RF 프로세서로부터 데이터 신호를 수신하는 베이스밴드 프로세서를 포함할 수 있다. 무선 통신 인터페이스의 정확한 구성은 당업자에 의해 이해되는 바와 같이 실시형태들 간에 달라질 수 있다.
전자기 방사선(또는 에너지)은 무선 주파수(RF) 에너지 및/또는 마이크로파 주파수 에너지를 포함할 수 있다. 신호 생성기 모듈은 생체 조직의 치료를 위해 RF EM 에너지 또는 마이크로파 주파수 EM 에너지를 전달할 수 있는 임의의 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, WO 2012/076844(본 명세서에 참조로 포함됨)에 기재된 생성기가 사용될 수 있다.
피드 구조체는 내부 도체, 내부 도체와 동축인 외부 도체 및 내부 도체와 외부 도체를 분리하는 제2 유전체 재료를 포함하는 동축 피드 케이블일 수 있으며, 동축 피드 케이블은 RF 신호 및/또는 마이크로파 신호를 전달하기 위한 것이다. 일 실시형태에서, 피드 구조체 모듈은 WO 2012/076844에 기재된 피드 구조체를 포함할 수 있다.
일 실시형태에서, 컨트롤러 모듈은 수신된 데이터를 수신하기 위해 무선 통신 인터페이스와 통신하는 프로세서를 더 포함하고, 프로세서는 수신된 데이터에 기초하여 제어 커맨드를 생성하도록 동작 가능하다. 프로세서는 마이크로프로세서일 수 있다.
일 실시형태에서, 컨트롤러 모듈은 무선 통신 인터페이스를 통해 원격 컴퓨팅 장치로 제어 커맨드를 송신하도록 동작 가능하다.
일 실시형태에서, 컨트롤러 모듈은 무선 통신 인터페이스에서 수신된 데이터를 복호화하고 무선 통신 인터페이스로부터 송신된 데이터를 암호화하도록 동작 가능하다.
일 실시형태에서, 컨트롤러 모듈은 시스템의 잠재적 오류 상태를 모니터링하기 위한 워치독(watchdog)을 포함하고, 워치독은 오류 상태가 발생할 때 경보 신호를 생성하도록 동작 가능하다. 워치독은 컨트롤러 모듈의 프로세서와 독립적인 오류 검출 장치일 수 있다.
일 실시형태에서, 시스템은 시스템의 일부의 동작을 모니터링하고 대응하는 센서 데이터를 생성하도록 동작 가능한 센서를 더 포함하고, 워치독은 센서 데이터와 하나 이상의 센서 임계값 간의 비교에 기초하여 경보 신호를 생성하도록 동작 가능하다. 예를 들어, 센서는 시스템의 일부(예를 들어, 컨트롤러 모듈의 프로세서)에 결합되어 그 부분의 온도에 기초하여 온도 측정값을 생성하기 위한 온도 센서일 수 있다. 그 후, 워치독은 센서로부터 온도 측정값을 온도 한계와 비교하고 온도 측정값이 그 한계를 벗어나면 시스템을 정지할 수 있다. 대안적으로, 센서는 시스템의 일부(예를 들어, 프로세서에 능동 냉각을 제공하는 냉각 팬)에 걸친 전압에 기초하여 전압 측정값을 생성하는 전압 센서일 수 있다. 그 후, 워치독은 센서의 전압 측정값을 전압 한계와 비교하고 전압이 그 한계를 벗어나면 시스템을 셧다운할 수 있다.
일 실시형태에서, 컨트롤러 모듈은 무선 통신 인터페이스를 통해 원격 컴퓨팅 장치로 경보 신호를 송신하도록 동작 가능하다. 이와 같이, 원격 컴퓨팅 장치는 결함에 대한 시스템의 응답을 처리할 수 있다.
일 실시형태에서, 워치독은 무선 통신 인터페이스가 적어도 미리 설정된 시간 기간 동안 원격 컴퓨팅 장치와의 통신을 상실할 때 경보 신호를 생성하도록 동작 가능하다. 일 실시형태에서, 미리 설정된 한계는 적어도 10초일 수 있다.
일 실시형태에서, 컨트롤러 모듈은 경보 신호에 기초하여 제어 커맨드를 생성하도록 동작 가능하다. 이와 같이, 컨트롤러 모듈은 결함에 대한 시스템의 응답을 처리할 수 있다.
일 실시형태에서, 시스템은 신호 채널에 결합되어 신호 채널 상의 신호 특성을 샘플링하고 그로부터 신호 특성을 나타내는 검출 신호를 생성하기 위한 신호 검출기 모듈을 더 포함한다.
일 실시형태에서, 컨트롤러 모듈은 검출 신호에 기초하여 제어 커맨드를 생성하도록 동작 가능하다. 이와 같이, EM 신호는 조직 특성에 기초하여 적응되어 조직으로의 EM 방사선의 효율적인 전송을 촉진할 수 있다.
일 실시형태에서, 컨트롤러 모듈은 무선 통신 인터페이스를 통해 원격 컴퓨팅 장치로 검출 신호를 송신하도록 동작 가능하다. 이와 같이, 원격 컴퓨팅 장치는 조직 특성에 기초하여 EM 신호의 적응을 제어하여 조직으로의 EM 방사선의 효율적인 전송을 촉진할 수 있다. 또한, 조직 특성(예를 들어, 조직 유형)은 원격 컴퓨팅 장치의 사용자 인터페이스를 통해 사용자에게 제시될 수 있다.
일 실시형태에서, 피드 구조체 모듈은 EM 신호에 의해 전달되는 에너지를 제어하기 위해 신호 채널에 연결된 튜너를 더 포함하고, 튜너는 검출 신호에 기초하여 컨트롤러 모듈에 의해 제어 가능한 조정 가능한 임피던스 요소를 포함한다. 일 실시형태에서, 튜너는 WO 2012/076844에 기재된 RF 튜너를 포함할 수 있다. 일 실시형태에서, 튜너는 WO 2012/076844에 기재된 임피던스 조정기를 포함할 수 있다.
일 실시형태에서, 신호 생성기 모듈은 EM 방사선으로부터 펄스형 EM 방사선을 생성하기 위해 제어 커맨드에 기초하여 컨트롤러 모듈에 의해 제어 가능한 펄스 생성기를 더 포함하며, EM 신호는 펄스형 EM 방사선을 포함한다. 이와 같이, 신호 생성기 모듈은 전기 천공(electroporation)에 적합할 수 있다. 일 실시형태에서, 신호 생성기 모듈은 참조로 포함되는 GB 2 563 386에 기재된 신호 생성기를 포함한다.
일 실시형태에서, 시스템은 유체를 전기 수술 기구로 출력하기 위한 유체 포트와 유체 연통하는 유체 피드 구조체를 갖는 유체 피드 모듈을 더 포함하고, 유체 피드 모듈은 유체 피드 구조체를 통해 유체 포트로 유체 흐름을 공급하고 제어한다. 이와 같이, 시스템은 전기 수술 기구의 원위 단부(또는 원위 어셈블리) 근처의 치료 부위에 유체(예를 들어, 가스 또는 액체)를 제공하는 데 사용될 수 있다. 유체는 EM 신호와 함께 사용되어 플라즈마, 예를 들어 열 또는 비열 플라즈마를 생성할 수 있다. 일 실시형태에서, 유체 피드 모듈은 WO 2012/076844에 기재된 가스 피드 장치를 포함한다. 추가적으로, 유체 피드 모듈은 유체가 치료 부위로부터 추출될 수 있도록 펌프 또는 흡입 장치를 포함할 수 있다.
일 실시형태에서, 유체 피드 모듈은, 유체 피드 구조체에 결합되고 유체 피드 구조체 내의 유체 흐름의 온도를 조정하기 위해 제어 커맨드에 기초하여 컨트롤러 모듈에 의해 제어 가능한 온도 제어 요소를 더 포함한다. 이와 같이, 유체는 기구의 원위 단부(또는 원위 어셈블리)로 전달되기 전에 가열되거나 냉각될 수 있다. 이것은 플라즈마의 생성에 유용할 수 있다. 또한, 유체(예를 들어, 액체)는 냉동 절제 기능을 수행하기 위해 조직 동결 유체를 형성하도록 냉각될 수 있다.
일 실시형태에서, 시스템은 하나 이상의 추가 EM 신호를 형성하기 위해 제어 커맨드에 기초하여 추가 EM 방사선을 생성하고 제어하도록 동작 가능한 하나 이상의 추가 신호 생성기 모듈을 더 포함하고, 상기 또는 각각의 추가 신호 생성기 모듈은 상기 신호 생성기 모듈 및 각각의 다른 추가 신호 생성기 모듈에 상이한 주파수로 EM 방사선을 생성하며, 피드 구조체 모듈은 상기 또는 각각의 추가 신호 생성기 모듈을 출력 포트에 결합하기 위한 하나 이상의 추가 신호 채널을 갖는다. 이와 같이, RF 및 마이크로파 에너지는 기구의 원위 어셈블리 근처의 치료 부위에 동시에 또는 개별적으로 전달될 수 있다. 또한, 상이한 상태를 치료하기 위해 상이한 주파수의 마이크로파와 RF도 제공될 수 있다.
일 실시형태에서, 신호 채널 및 상기 또는 각각의 추가 신호 채널은 물리적으로 분리된 신호 경로를 포함하고, 피드 구조체 모듈은 하나 이상의 입력을 갖는 신호 결합 회로를 포함하며, 각각의 입력은 물리적으로 분리된 신호 경로 중 다른 하나에 연결되고, 신호 결합 회로는 단일 채널을 따라 출력 포트에 개별적으로 또는 동시에 EM 신호 및 상기 또는 각각의 추가 EM 신호를 전달하기 위한 공통 신호 경로에 연결된 출력을 갖는다.
일 실시형태에서, 신호 결합 회로는 신호 채널 및 상기 또는 각각의 추가 신호 채널 중 하나 이상을 공통 신호 경로에 연결하기 위한 스위칭 장치를 포함하고, 스위칭 장치는 제어 커맨드에 기초하여 컨트롤러 모듈에 의해 제어 가능하다.
일 실시형태에서, 시스템은 시스템의 다수의 모듈을 포함하기 위한 케이스를 더 포함하고, 케이스는 다수의 모듈을 수용하기 위한 다수의 소켓을 포함한다. 소켓은 소켓 내에 삽입된 모듈에 대한 다양한 연결을 제공할 수 있다. 예를 들어, 소켓은 모듈이 소켓 내에 삽입될 때 모듈 상의 협력 전력 커넥터와 맞물리도록 배치되는 전력 커넥터를 포함할 수 있다. 이와 같이, 전력은 동작을 위해 모듈에 공급될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, EM 신호, 유체 신호 및 검출 신호와 같은 다양한 신호를 모듈로/로부터 모듈로 공급/추출하기 위해 유사한 커넥터가 제공될 수 있다. 케이스는 또한 EM 신호를 기구에 연결하기 위한 커넥터, 및 유체 흐름을 기구에 연결하기 위한 커넥터를 포함할 수 있다. 케이스는 또한 전력을 (예를 들어, 주 전원으로부터) 케이스 및 케이스의 소켓 내에 수용된 모듈에 제공하기 위한 전력 커넥터를 포함할 수 있다.
일 실시형태에서, 시스템은 원위 단부(또는 원위 어셈블리)로부터 EM 방사선을 전달하도록 배열된 전기 수술 기구를 더 포함하고, 전기 수술 기구는 EM 신호를 원위 단부로 전달하기 위한 기구 피드 구조체를 갖고, 기구 피드 구조체는 원위 단부를 출력 포트에 연결하기 위한 기구 신호 채널을 갖는다. 일 실시형태에서, 기구 피드 구조체 모듈은 WO 2012/076844에 기재된 피드 구조체를 포함할 수 있다.
전기 수술 기구는 사용 시 생체 조직의 치료를 위해 RF EM 에너지 또는 마이크로파 주파수 EM 에너지를 사용하도록 배열되는 임의의 장치일 수 있다. 전기 수술 기구는 절제, 응고 및 절개 중 임의의 것 또는 전부를 위해 RF EM 에너지 및/또는 마이크로파 주파수 EM 에너지를 사용할 수 있다. 예를 들어, 기구는 절제 장치일 수 있지만, 대안적으로 한 쌍의 마이크로파 겸자, 마이크로파 에너지를 방사하고 및/또는 RF 에너지를 결합하는 스네어(snare) 및 아르곤 빔 응고기(argon beam coagulator) 중 임의의 것일 수 있다.
기구는 기구 팁에 유체(예를 들어, 식염수)를 전달하기 위한 기구 유체 피드 구조체 또는 도관을 포함할 수 있다. 기구 유체 피드 구조체는 치료 부위에 유체를 전달하기 위해 기구를 통과하는 통로를 포함할 수 있다.
기구 피드 구조체 및 기구 유체 피드 구조체는 RF 및/또는 마이크로파 주파수 에너지 및 유체(액체 또는 가스)를 기구에 전달하기 위한 멀티루멘(multi-lumen) 도관 어셈블리의 일부를 형성할 수 있다. 일 실시형태에서, 기구 유체 피드 구조체는 WO 2012/076844에 기재된 가스 공급 튜브를 포함할 수 있다.
일 실시형태에서, 시스템은, 적어도 하나의 프로세서; 및 컴퓨터 프로그램 코드를 포함하는 적어도 하나의 메모리를 포함하는 원격 컴퓨팅 장치를 더 포함하고; 적어도 하나의 메모리 및 컴퓨터 프로그램 코드는, 적어도 하나의 프로세서에 의해, 원격 컴퓨팅 장치가 적어도, 사용자 입력에 기초하여 입력 데이터를 생성하는 것 - 입력 데이터는 신호 생성기 모듈의 적어도 하나의 동작 파라미터를 지정함 -; 컨트롤러 모듈로의 무선 송신을 위해 데이터 패킷을 생성하는 것 - 데이터 패킷은 적어도 하나의 동작 파라미터를 포함함 -; 및 데이터 패킷을 무선 통신 채널을 통해 컨트롤러 모듈로 송신하는 것을 수행하게 하도록 구성된다. 원격 컴퓨팅 장치는 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터 또는 스마트폰일 수 있다.
본 발명의 제2 양태는, 모듈식 전기 수술 시스템을 위한 신호 생성기 모듈을 제공하며, 신호 생성기 모듈은, 원격 컴퓨팅 장치와 무선으로 통신하여 그로부터 데이터를 수신하도록 동작 가능한 무선 통신 인터페이스를 가지며, 수신된 데이터에 기초하여 제어 커맨드를 제공하도록 동작 가능한 컨트롤러; 컨트롤러와 통신하여 제어 커맨드를 수신하고, 전자기(EM) 신호를 형성하기 위해 제어 커맨드에 기초하여 EM 방사선을 생성하고 제어하도록 동작 가능한 신호 생성기; 및 EM 신호를 전달하기 위한 것이고, EM 신호를 전기 수술 기구로 출력하기 위한 출력 포트를 갖는 피드 구조체를 포함하고, 피드 구조체는 신호 생성기를 출력 포트에 연결하기 위한 신호 채널을 갖는다.
본 발명의 제3 양태는 모듈식 전기 수술 시스템을 위한 유체 피드 모듈을 제공하며, 상기 유체 피드 모듈은, 원격 컴퓨팅 장치와 무선으로 통신하여 그로부터 데이터를 수신하도록 동작 가능한 무선 통신 인터페이스를 가지며, 수신된 데이터에 기초하여 제어 커맨드를 제공하도록 동작 가능한 컨트롤러; 유체를 전기 수술 기구로 출력하기 위한 유체 포트와 유체 연통하며, 유체 포트로 유체 흐름을 공급하고 제어하기 위해 제어 커맨드에 기초하여 컨트롤러에 의해 제어 가능한 유체 피드 구조체를 포함한다.
본 발명의 제4 양태는 모듈식 전기 수술 시스템을 위한 신호 결합 모듈을 제공하며, 신호 결합 모듈은, 원격 컴퓨팅 장치와 무선으로 통신하여 그로부터 데이터를 수신하도록 동작 가능한 무선 통신 인터페이스를 가지며, 수신된 데이터에 기초하여 제어 커맨드를 제공하도록 동작 가능한 컨트롤러; 복수의 입력 전자기(EM) 신호를 수신하기 위한 복수의 입력 포트; 출력 EM 신호를 전기 수술 기구에 송신하기 위한 출력 포트; 및 복수의 입력 EM 신호를 스위칭 장치에 전달하기 위한 복수의 입력 포트에 결합된 복수의 개별 신호 경로를 포함하는 피드 구조체를 포함하고, 피드 구조체는 출력 포트에 연결된 공통 신호 경로를 가지며, 스위칭 장치는 제어 커맨드에 기초하여 복수의 개별 신호 경로 중 하나 이상을 공통 신호 경로에 선택적으로 연결하도록 구성된다.
본 발명의 제5 양태는, 모듈식 전기 수술 시스템으로서, 제2 양태에 따른 신호 생성기 모듈; 원위 단부(또는 원위 어셈블리)로부터 EM 방사선을 전달하도록 배열된 전기 수술 기구 - 전기 수술 기구는 EM 신호를 원위 단부에 전달하기 위한 기구 피드 구조체를 가지며, 기구 피드 구조체는 원위 단부를 신호 생성기 모듈의 출력 포트에 결합하기 위한 기구 신호 채널을 가짐 -; 및 원격 컴퓨팅 장치에 의해 수신된 사용자 입력 데이터에 기초하여 신호 생성기 모듈의 무선 통신 인터페이스에 데이터를 무선으로 전송하기 위한 원격 컴퓨팅 장치를 포함하는, 모듈식 전기 수술 시스템을 제공한다.
일 실시형태에서, 시스템은, 제2 양태에 따른 추가 신호 생성기 모듈; 및 제4 양태에 따른 신호 결합 모듈을 더 포함하고; 신호 생성기 모듈의 출력 포트는 신호 결합 모듈의 복수의 입력 포트 중 제1 포트에 연결되며, 추가 신호 생성기 모듈의 출력 포트는 신호 결합 모듈의 복수의 입력 포트 중 제2 포트에 연결되고, 신호 결합 모듈의 출력 포트는 기구 피드 구조체에 연결된다.
일 실시형태에서, 시스템은 제3 양태에 따른 유체 피드 모듈; 유체 피드 모듈의 유체 포트로부터 전기 수술 기구의 원위 단부로 유체 흐름을 공급하도록 연결된 유체 피드 구조체를 더 포함한다.
제1 양태와 관련하여 상술한 추가 특징 및 이점은 제2 내지 제5 양태에 대하여 동일하게 적용 가능하고 다시 언급된다는 점에 유의해야 한다.
여기서, RF(Radiofrequency)는 10kHz 내지 300MHz 범위의 안정적인 고정 주파수를 의미하고, 마이크로파 주파수는 300MHz 내지 100GHz 범위의 안정적인 고정 주파수를 의미할 수 있다. RF 에너지는 에너지가 신경 자극을 유발하는 것을 방지할 정도로 충분히 높고 에너지가 조직 블랜칭(blanching) 또는 불필요한 열 마진 또는 조직 구조에 대한 손상을 유발하는 것을 방지할 정도로 충분히 낮은 주파수를 가져야 한다. RF 에너지에 대한 선호하는 스팟 주파수는 100kHz, 250kHz, 400kHz, 500kHz, 1MHz, 5MHz 중 임의의 하나 이상을 포함한다. 마이크로파 에너지에 대한 선호하는 스팟 주파수는 915MHz, 2.45GHz, 5.8GHz, 14.5GHz, 24GHz를 포함한다.
여기서, 용어 "근위" 및 "원위"는 각각 치료 부위로부터 더 먼 에너지 전달 구조체의 단부 및 치료 부위에 더 가까운 에너지 전달 구조체의 단부를 지칭한다. 따라서, 사용 시 근위 단부는 EM 에너지를 제공하기 위한 발전기에 더 가깝고, 원위 단부는 치료 부위, 즉 환자에 더 가깝다.
이하에서 상세히 설명되는 본 발명을 구현하는 실시예는 첨부 도면을 참조한다.
도 1은 종래 기술의 전기 수술 장치의 개략도이다.
도 2는 일 실시형태에 따른 모듈식 전기 수술 시스템의 개략도이다.
도 3은 다른 실시형태에 따른 모듈식 전기 수술 시스템의 개략도이다.
도 4는 도 3의 모듈식 전기 수술 시스템의 신호 생성기 모듈의 개략도이다.
도 5는 도 3의 모듈식 전기 수술 시스템의 유체 피드 모듈의 개략도이다.
도 6은 도 3의 모듈식 전기 수술 시스템의 신호 결합 모듈의 개략도이다.
도 7은 일 실시형태에 따른 원격 컴퓨팅 장치의 개략도이다.
도 8은 다른 실시형태에 따른 원격 컴퓨팅 장치의 동작 방법의 흐름도이다.
도 9는 도 2의 모듈식 전기 수술 시스템의 모듈을 포함하는 케이스의 개략도이다.
다양한 실시형태는 생체 조직을 치료하기 위해 무선 주파수(RF) 또는 마이크로파 전자기(EM) 방사선과 같은 EM 방사선을 사용하기 위한 모듈식 전기 수술 시스템에 관한 것이다. 일 실시형태에서, 모듈의 제어는 시스템의 모듈과 무선으로 통신할 수 있는 원격 컴퓨팅 장치에 집중된다. 일 실시형태에서, 상이한 전기 수술 능력을 시스템에 제공하기 위해 상이한 선택적 모듈이 코어 모듈과 함께 조합될 수 있다.
본 발명의 다양한 양태는 EM 에너지, 예를 들어 RF 및 마이크로파 에너지의 제어된 전달을 포함하는 내시경 시술에서 사용하기 위한 모듈식 전기 수술 시스템을 제공하는 전기 수술 환경의 맥락에서 이하에 제시된다. 이러한 EM 에너지는 폴립 및 악성 증식의 제거에 유용할 수 있다. 그러나, 본 명세서에 제시된 본 발명의 양태는 이러한 특정 적용예에 한정될 필요가 없음을 이해해야 한다. 또한, 이들은 RF 에너지만이 필요하거나, 또는 RF 에너지와 유체 전달만이 필요한 실시형태에서도 동일하게 적용 가능할 수 있다.
도 2는 일 실시형태에 따른 모듈식 전기 수술 시스템(200)의 개략도이다. 모듈식 시스템(200)은 복수의 모듈(202), 전기 수술 기구(204) 및 원격 컴퓨팅 장치(206)를 포함한다.
일 실시형태에서, 복수의 모듈(202)은 단일의 물리적 구조체, 하우징 또는 케이스 내에 수용된다. 실시예에서, 케이스는 도 9를 참조하여 후술된다. 그러나, 적어도 일부의 다른 실시형태에서, 복수의 모듈(202)은 복수의 케이스 내에 포함될 수 있거나 케이스(들)없이 포함될 수 있음을 이해해야 한다.
전기 수술 기구(204)는 복수의 모듈(202)에 연결된다. 전기 수술 기구(204)는 원위 단부(또는 원위 어셈블리)(205)에 또는 그 근처에 있는 치료 부위에 위치한 생체 조직을 치료하기 위해 원위 단부(205)로부터 EM 방사선을 전달하도록 배열되거나 구성된다. 전기 수술 기구(204)는 사용 시 생체 조직의 치료를 위해 EM 에너지(예를 들어, RF 에너지, 마이크로파 에너지)를 사용하도록 배열되는 임의의 장치일 수 있다. 전기 수술 기구(204)는 절제, 응고 및 절개 중 임의의 것 또는 전부를 위해 EM 에너지를 사용할 수 있다. 예를 들어, 기구(204)는 절제 장치, 한 쌍의 마이크로파 겸자, 또는 마이크로파 에너지를 방사하고 및/또는 RF 에너지를 결합하는 스네어, 및 아르곤 빔 응고기일 수 있다.
전기 수술 기구(204)는 EM 방사선(예를 들어, EM 신호)을 원위 단부(205)로 전달하기 위한 기구 피드 구조체(208)를 포함한다. 기구 피드 구조체(208)는 이하에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 복수의 모듈(202) 내의 하나 이상의 모듈에 원위 단부(205)를 연결하기 위한 기구 신호 채널을 갖는다. 기구 피드 구조체(208)는 내시경의 기구 채널을 통한 삽입을 위해 케이블 어셈블리 내에 제공될 수 있다. 이를 달성하기 위해, 케이블 어셈블리는 9mm 이하, 예를 들어 가요성 비디오 결장경(flexible video colonoscope)의 경우 2.8mm 이하의 직경을 가질 수 있다. 케이블 어셈블리는, 기기 피드 구조체 주위에 보호 구조체를 제공하고 케이블 어셈블리의 근위 단부로부터 케이블 어셈블리의 원위 단부로 토크가 전달될 수 있는 수단을 제공하는 외부 가요성 슬리브를 포함할 수 있다.
원격 컴퓨팅 장치(206)는 랩톱, 스마트폰, 태블릿 컴퓨터 등과 같은 무선 컴퓨팅 장치다. 원격 컴퓨팅 장치(206)는 복수의 모듈(202)의 동작을 제어하기 위해 무선 통신 채널(210)을 통해 복수의 모듈(202)과 무선으로 통신 가능하다. 이와 같이, 시스템(200)의 제어는 원격 컴퓨팅 장치(206)에 집중될 수 있다. 이를 위해, 원격 컴퓨팅 장치(206)는 커맨드를 전송하기 위해 복수의 모듈(202)의 모듈과 무선으로 통신하도록 동작 가능한 무선 통신 인터페이스를 포함한다. 원격 컴퓨팅 장치(206)의 특정 실시형태가 도 7을 참조하여 후술된다. 또한, 원격 컴퓨팅 장치(206)의 예시적인 동작 방법이 도 8을 참조하여 이하에서 더욱 상세히 설명된다.
이제 복수의 모듈(202)의 모듈이 상세히 설명될 것이다.
복수의 모듈(202)은 컨트롤러 모듈(212), 신호 생성기 모듈(214) 및 피드 구조체 모듈(216)을 포함한다. 이들은 시스템(200)의 코어 모듈일 수 있다. 추가적으로, 복수의 모듈(202)은 추가 선택적 모듈, 즉 신호 검출기 모듈(218), 유체 피드 모듈(220) 및 하나 이상의 추가 신호 생성기 모듈(222a-222n)을 포함할 수 있다. 이들 모듈의 선택적 속성은 도 2에 파선으로 표시되어 있다. 또한, 서로 다른 모듈 간의 다양한 연결이 도 2에 도시되어 있다.
이제 복수의 모듈(202)의 코어 모듈이 상세히 설명될 것이다.
컨트롤러 모듈(212)은 원격 컴퓨팅 장치(206)와 무선으로 통신하여 그로부터 커맨드 또는 데이터를 수신하도록 동작 가능한 무선 통신 인터페이스(224)를 갖는다. 컨트롤러 모듈(212)은 수신된 데이터에 기초하여 제어 커맨드를 제공하도록 동작 가능하다. 예를 들어, 일 실시형태에서, 제어 커맨드는 수신된 데이터의 전부 또는 일부일 수 있고, 이에 따라 컨트롤러 모듈(212)은 수신된 데이터를 제어 커맨드로서 포워딩(forwarding)할 수 있다. 또한, 포워딩은 포워딩 전에 수신된 데이터의 일부를 제거하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 수신된 데이터는 제어 커맨드 및 통신 정보 모두를 포함하는 데이터 패킷을 포함할 수 있으며, 여기서 통신 정보는 데이터 패킷을 그의 소스(예를 들어, 원격 컴퓨팅 장치(206))로부터 목적지(예를 들어, 컨트롤러 모듈(212))로 유도하는 데 사용된다. 무선 통신 채널(210)은 원격 컴퓨팅 장치(206)와 컨트롤러 모듈(212) 사이의 직접 채널일 수 있지만, 예를 들어 인터넷, 근거리 통신망 및/또는 광역 통신망과 같은 하나 이상의 유선 또는 무선 네트워크를 포함하는 간접 채널일 수도 있다. 임의의 경우에, 컨트롤러 모듈(212)은 제어 커맨드만이 남도록 이 통신 정보(및 예를 들어, 임의의 다른 정보)를 제거하거나 없앨 수 있다. 그러나, 추가적으로 또는 대안적으로, 컨트롤러 모듈(212)은 수신된 데이터를 수신하기 위해 무선 통신 인터페이스(224)에 결합되는 프로세서(226)(예를 들어, 마이크로프로세서)를 포함할 수 있다. 사용 시, 프로세서(226)는 수신된 데이터에 기초하여 제어 커맨드를 생성할 수 있다. 즉, 수신된 데이터는 프로세서(226)가 제어 커맨드를 전혀 포함하지 않거나, 제어 커맨드의 일부만을 포함할 수 있어, 프로세서(226)는 제어 커맨드 자체의 적어도 일부를 생성한다. 제어 커맨드는 모듈이 하나 이상의 모듈 기능을 수행하기 위해 이해하고 실행할 수 있는 형식이라는 것을 이해해야 한다.
컨트롤러 모듈(212) 및 원격 컴퓨팅 장치(206)의 무선 통신 인터페이스는 컨트롤러 모듈(212)이 원격 컴퓨팅 장치(206)와 무선으로 통신하는 것을 가능하게 한다. 각각의 무선 통신 인터페이스는 3G, 4G, 5G, GSM, WiFi, BluetoothTM 및/또는 CDMA와 같은 하나 이상의 상이한 프로토콜을 통해 통신 가능할 수 있다. 임의의 경우에, 컨트롤러 모듈(212) 및 원격 컴퓨팅 장치(206)는 WiFi와 같은 동일한 프로토콜을 통해 서로 통신할 수 있다. 각각의 무선 통신 인터페이스는 송신기 및 수신기(또는 송수신기)와 같은 데이터 신호의 송신 및 수신을 위한 통신 하드웨어를 포함할 수 있다. 또한, 통신 하드웨어는 안테나, 및 데이터 신호의 송신 및 수신을 위해 안테나에 RF 신호를 제공하는 RF 프로세서를 포함할 수 있다. 각각의 무선 통신 인터페이스는 또한 RF 프로세서에 데이터 신호를 제공하고 RF 프로세서로부터 데이터 신호를 수신하는 베이스밴드 프로세서를 포함할 수 있다. 무선 통신 인터페이스의 정확한 구성은 당업자에 의해 이해되는 바와 같이 실시형태들 간에 달라질 수 있다.
일 실시형태에서, 컨트롤러 모듈(212)은, 예를 들어 원격 컴퓨팅 장치(206)로부터 무선 통신 인터페이스(224)에서 수신되는 데이터를 복호화하도록 동작 가능하다. 또한, 컨트롤러 모듈(212)은, 예를 들어 원격 컴퓨팅 장치(206)에 무선 통신 인터페이스(224)에 의해 송신되는 데이터를 부호화하도록 동작 가능하다. 예를 들어, 컨트롤러 모듈(212)이 제어 커맨드를 생성하는 경우, 컨트롤러 모듈(212)은 이후에 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 생성된 제어 커맨드를 무선 통신 인터페이스(224)를 통해 원격 컴퓨팅 장치(206)로 송신할 수 있다. 컨트롤러 모듈(212)이 프로세서(226)를 포함하는 경우, 암호화 및 복호화 프로세스는 프로세서(226)에 의해 수행될 수 있다. 대안적으로, 컨트롤러 모듈(212)은 암호화 및 복호화를 수행하기 위한 별도의 암호화 장치를 포함할 수 있다. 당업자에게 알려진 바와 같이, 임의의 암호화 프로토콜이 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 그러나, 본 발명의 전기 수술 속성을 고려하면, 의료 암호화 프로토콜이 바람직할 수 있다. 데이터가 암호화된 형태로 컨트롤러 모듈(212)로/로부터 송신되는 것을 필요로 하는 이점은 악의적인 당사자가 전기 수술 기구(204)를 제어하기 위해 전기 수술 시스템(200)을 해킹하는 것이 더욱 어렵거나 불가능하다는 것을 알게 될 것이라는 점이다. 이와 같이, 시스템 보안 및 환자 안전이 개선된다.
일 실시형태에서, 컨트롤러 모듈(212)은 시스템(200)이 그의 의도된 사양을 수행하지 못하게 할 수 있는 잠재적인 오류 상태의 범위를 모니터링하기 위한 워치독(또는 결함 검출 유닛)(228)을 포함한다. 워치독(228)은 잠재적인 오류 상태 중 하나가 발생할 때 경보 신호를 생성하도록 동작 가능하다. 예를 들어, 워치독(228)은 무선 통신 모듈(224)과 원격 컴퓨팅 장치(206) 사이의 통신 상태를 모니터링할 수 있으며, 잠재적 오류 상태는 미리 설정된 임계값 또는 시간 기간을 상회하는 기간 동안 컨트롤러 모듈(212)과 원격 컴퓨팅 장치(206) 사이의 통신 중단일 수 있다. 예를 들어, 워치독(228)은 무선 통신 모듈(224)이 10초 넘게 원격 컴퓨팅 장치(206)와 통신 불가능할 때 경보 신호를 생성할 수 있다. 다른 실시형태에서는 다른 시간 기간이 사용될 수 있음을 이해해야 한다.
일 실시형태에서, 컨트롤러 모듈(212)은 시스템(200)의 다양한 부분의 동작을 모니터링하는 하나 이상의 센서를 포함하고, 워치독(228)은 이들 센서의 출력이 미리 설정된 한계를 벗어날 때 경보 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러 모듈(212)은 컨트롤러 모듈(212)의 프로세서(226) 또는 메모리와 같은 컨트롤러 모듈(212)의 일부의 온도에 기초하여 온도 측정값을 생성하도록 동작 가능한 하나 이상의 온도 센서를 포함할 수 있다. 그 후, 워치독(228)은 그 부분이 과열되고 있음을 표시하기 위해, 온도 측정값과 하나 이상의 미리 설정된 온도 한계 간의 비교에 기초하여 경보 신호를 생성하도록 동작 가능할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 프로세서 또는 메모리에 능동 냉각을 제공하는 팬의 동작을 모니터링하기 위해 상이한 유형의 센서(예를 들어, 전압 또는 전류 센서)가 제공될 수 있어, 센서가 팬이 오작동되었음(예를 들어, 전압 또는 전류를 사용하지 않음)을 표시하는 경우에 워치독(228)이 경보 신호를 생성하도록 한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 센서는 컨트롤러 모듈(212)의 DC 전원의 전압 레벨을 모니터링할 수 있고, 워치독(228)은 전압 레벨이 미리 결정된 허용된 동작 범위 밖으로 드리프트하는 경우에 경보 신호를 생성할 수 있다. 컨트롤러 모듈(212)은 컨트롤러 모듈의 다른 요소들의 동작을 모니터링하는 다양한 유형의 센서를 포함할 수 있으며, 워치독은 이들 센서의 출력을 모니터링하고 이들 출력 중 어느 하나가 미리 설정된 한계를 벗어난 경우에 경보 신호를 생성할 수 있음을 이해해야 한다. 추가적으로, 컨트롤러 모듈(212)은 다른 모듈의 동작을 모니터링하는 센서를 포함할 수 있으며, 워치독은 이들 센서의 출력을 모니터링하고 이들 출력 중 어느 하나가 미리 설정된 한계를 벗어난 경우에 경보 신호를 생성할 수 있다.
컨트롤러 모듈(212)은 다수의 다른 방식으로 경보 신호를 처리할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러 모듈(212)은 워치독(228)이 무선 통신 인터페이스(224)를 통해 원격 컴퓨팅 장치(206)로 경보 신호를 송신하게 할 수 있다. 이와 같이, 원격 컴퓨팅 장치(206)는 결함이 발생할 때의 기록 또는 로그를 유지할 수 있다. 또한, 워치독(228)은 원격 컴퓨팅 장치(206)가 이 정보를 로그에 포함할 수 있도록 경보 신호가 관련된 결함의 유형에 대한 참조를 경보 신호에 포함할 수 있다. 또한, 원격 컴퓨팅 장치(206)는 경보 신호에 기초하여 시스템(200)의 응답을 외부적으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 원격 컴퓨팅 장치(206)는, 예를 들어 안전한 방식으로 전기 수술 시스템(200)을 셧다운하기 위해, 경보 신호에 기초하여 컨트롤러 모듈(212)에 특정 제어 커맨드를 전송할 수 있다. 이와 같이, 원격 컴퓨팅 장치(206)는 경보 신호에 기초하여 시스템(200)의 응답을 외부적으로 제어할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 컨트롤러 모듈(212)(예를 들어, 프로세서(226))은 경보 신호에 기초하여 제어 커맨드를 자체적으로 생성할 수 있다. 이와 같이, 컨트롤러 모듈(212)은 경보 신호에 기초하여 시스템(200)의 응답을 내부적으로 제어할 수 있다. 이 내부 제어 메커니즘은 전술한 통신 결함의 손실에 특히 적합할 수 있다. 한편, 외부 제어 메커니즘은 전술한 과열 결함에 특히 적합할 수 있다. 따라서, 일부 결함이 내부적으로 처리되는 반면 일부 다른 결함이 외부적으로 처리되는 하이브리드 모델이 채택할 수 있다.
일 실시형태에서, 컨트롤러 모듈(212)이 프로세서(226)를 포함하는 경우, 워치독(228)은 독립적인 프로세서(예를 들어, 마이크로프로세서)를 포함하여, 워치독(228)이 프로세서(226)가 정확하게 기능하고 있음을 확인할 수 있고, 즉 프로세서(226)가 오작동하는(예를 들어, 전압 또는 전류를 사용하지 않는) 경우에 알람 신호를 발생시킬 수 있다. 대안적으로, 워치독(228)은 컨트롤러 모듈(212)의 프로세서(226)에 의해 실행되는 소프트웨어로 구현될 수 있으며, 즉 별도의 하드웨어 프로세서가 포함되지 않을 수 있다.
따라서, 요약하면, 컨트롤러 모듈(212)은 원격 컴퓨팅 장치(206)로부터 데이터를 수신하고, 이 수신된 데이터에 기초하여, 신호 생성기 모듈(214)에 제어 커맨드를 제공한다.
신호 생성기 모듈(214)은 제어 커맨드를 수신하기 위해 컨트롤러 모듈(212)과 통신한다. 예를 들어, 신호 생성기 모듈(214)은 유선 연결 또는 케이블을 통해 컨트롤러 모듈(212)에 결합될 수 있다. 사용 시, 신호 생성기 모듈(214)은 EM 신호를 형성하기 위해 제어 커맨드에 기초하여 EM 방사선을 생성하고 제어하도록 동작 가능하다. 신호 생성기 모듈은 생체 조직의 치료를 위해 EM 에너지를 전달할 수 있는 임의의 장치일 수 있다. 예를 들어, 신호 생성기 모듈(214)은, 예를 들어 100-500KHz 또는 300-400MHz의 주파수를 갖는 RF EM 방사선을 생성 및 제어할 수 있는 RF 신호 생성기 모듈일 수 있다. 추가적으로, RF 신호 생성기 모듈은 바이폴라 또는 모노폴라 RF 신호 생성기를 포함할 수 있다. 일 실시형태에서, 신호 생성기 모듈은 도 1의 RF EM 신호 생성기 부분(예를 들어, 154, 156, 158, 160 및 162)을 포함할 수 있다. 대안적으로, 신호 생성기 모듈(214)은, 예를 들어 433MHz, 915MHz, 2.45GHz, 5.8GHz, 14.5GHz, 24GHz 또는 30 내지 31GHz의 주파수를 갖는 마이크로파 EM 방사선을 생성 및 제어할 수 있는 마이크로파 신호 생성기 모듈일 수 있다. 일 실시형태에서, 신호 생성기 모듈은 도 1의 마이크로파 신호 생성기 부분(예를 들어, 102, 104, 108, 110 및 112)을 포함할 수 있다. 대안적으로, 신호 생성기 모듈(214)은, 예를 들어 30 내지 300kHz의 저주파수를 갖는 EM 방사선을 생성 및 제어할 수 있는 전기 천공 신호 생성기 모듈일 수 있다.
신호 생성기 모듈(214)은 제어 커맨드에 기초하여 EM 방사선을 생성한다. 이와 같이, 예시적인 제어 커맨드는, 신호 생성기 모듈(214)이 그의 동작 주파수, 즉 433MHz 마이크로파 신호 생성기 모듈의 경우에 433MHz에서 EM 방사선을 생성하기 위해 턴온하도록 하는 명령어를 포함할 수 있다. 또한, 제어 커맨드는 신호 생성기 모듈(214)이 EM 방사선의 생성을 정지하기 위해 턴오프하도록 하는 명령어를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 제어 커맨드는 EM 방사선의 다른 파라미터, 예를 들어 신호 생성기 모듈이 EM 에너지를 생성해야 하는 기간, 또는 생성된 EM 에너지의 전력(또는 진폭)을 지정하는 다른 커맨드를 포함할 수 있다.
일 실시형태에서, 신호 생성기 모듈(214)은 EM 방사선으로부터 펄스형 EM 방사선을 생성하기 위해 제어 커맨드에 기초하여 컨트롤러 모듈(212)에 의해 제어 가능한 펄스 생성기(229)를 포함한다. 따라서, 신호 생성기 모듈(214)은 전기 천공 신호 생성기 모듈일 수 있다. 예를 들어, 신호 생성기 모듈(214)에 의해 생성되고 제어되는 EM 방사선은 피드 구조체 모듈(216)에 의해 수신되는 EM 신호를 형성하는 펄스형 EM 방사선을 생성하기 위해 펄스 생성기(229)에 의해 작동된다. 이와 같이, 신호 생성기 모듈(214)은 펄스형 EM 신호를 제공하도록 수정된다. 컨트롤러 모듈(212)은, 신호 생성기 모듈(214)이 펄스형 또는 연속적인 EM 신호를 각각 생성하도록 제어 커맨드를 통해 펄스 생성기(229)를 단순히 턴 "온" 또는 "오프" 제어할 수 있다. 대안적으로, 제어 커맨드는 듀티 사이클, 펄스 폭(예를 들어, 0.5ns 내지 300ns), 상승 시간(예를 들어, 피코초 또는 나노초) 또는 진폭(예를 들어, 최대 10kV)과 같은 하나 이상의 펄스 파라미터를 지정할 수 있다. 추가적으로, 제어 커맨드는 펄스 생성기가 단일 펄스, 펄스 트레인(예를 들어, 펄스 수 또는 기간) 또는 펄스의 버스트(예를 들어, 버스트 기간, 버스트의 펄스 수, 버스트들 간의 기간)를 전달하도록 지시할 수 있다.
일 실시형태에서, 신호 생성기 모듈(214)은 신호 생성기 모듈(214)의 다른 요소들의 동작을 모니터링하고 측정값을 컨트롤러 모듈(212)로 전송하는 하나 이상의 센서를 포함한다. 상기한 바와 같이, 그 후에 (워치독(228)을 통해) 컨트롤러 모듈(212)은 이들 측정값을 허용 가능한 한계와 비교할 수 있고 이러한 다른 요소 중 어느 하나가 결함을 발생시키는 경우에 경보 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 신호 생성기 모듈(214)은 신호 생성기 모듈(예를 들어, 발진기 또는 증폭기)의 일부의 온도에 기초하여 온도 측정값을 생성하도록 동작 가능한 온도 센서를 포함할 수 있다. 그 후, 워치독(228)은 온도 측정값과 하나 이상의 미리 설정된 온도 한계 간의 비교에 기초하여 경보 신호를 생성한다.
요약하면, 신호 생성기 모듈(214)은 EM 신호를 형성하기 위해 제어 커맨드에 기초하여 EM 방사선을 생성하고 제어한다. EM 방사선의 주파수는 신호 생성기의 유형에 의존한다. 피드 구조체 모듈(216)은 신호 생성기 모듈(214)로부터 EM 신호를 수신한다.
피드 구조체 모듈(216)은 EM 신호를 수신하기 위해 신호 생성기 모듈(214)과 통신한다. 피드 구조체 모듈(216)은 신호 생성기 모듈(214)로부터 피드 구조체 모듈(216)의 출력 포트로 EM 신호를 전달하는 신호 채널을 포함한다. 출력 포트는 EM 신호를 전기 수술 기구(204)로 출력하기 위한 것이며, 이와 같이, 출력 포트는 기구 피드 구조체(208)의 근위 단부 및 출력 포트 상의 협력 커넥터를 통해 기구 피드 구조체(208)에 연결될 수 있다. 피드 구조체 모듈(216)은 신호 채널을 포함하는 케이블 어셈블리를 통해 신호 생성기 모듈(214)에 결합될 수 있다. 또한, 케이블 어셈블리는 출력 포트에서 종단될 수 있다. 이와 같이, 일 실시형태에서, 피드 구조체 모듈(216)은 신호 생성기 모듈(214)을 기구 피드 구조체(208)에 연결하고 EM 신호를 전달하기 위한 신호 채널을 포함하는 케이블 어셈블리일 수 있다.
상기의 관점에서, 원격 컴퓨팅 장치(206), 컨트롤러 모듈(212), 신호 생성기 모듈(214), 피드 구조체 모듈(216) 및 전기 수술 기구(204)는 협력하여 생체 조직을 치료하기 위한 EM 신호를 생성하는 모듈식 전기 수술 시스템을 제공한다. 일 실시형태에서, 컨트롤러 모듈(212), 신호 생성기 모듈(214) 및 피드 구조체 모듈(216)은 복수의 모듈(202)의 코어 모듈이라고 지칭될 수 있다.
이제 복수의 모듈(202)의 선택적 모듈(218, 220 및 222)이 상세히 설명될 것이다.
신호 검출기 모듈(218)은 피드 구조체 모듈(216)의 신호 채널 상의 신호 특성을 샘플링하고 신호 특성을 나타내는 검출 신호를 생성하도록 구성된다. 예를 들어, 신호 생성기 모듈(214)은 RF 신호 생성기 모듈일 수 있고, 신호 특성은 신호 채널 상에 존재하는 전압 또는 전류일 수 있다. 대안적으로, 신호 생성기(214)는 마이크로파 신호 생성기 모듈일 수 있고, 신호 특성은 신호 채널 상에 존재하는 순방향 전력 또는 반사 전력일 수 있다. 일 실시형태에서, 신호 생성기 모듈(214)은 신호 검출을 위해 저전력 EM 신호를 전달하도록 구성될 수 있고, 이 저전력 신호는 전기 수술 기구(204)의 원위 단부(205)에서 생체 조직을 측정하기 위해 생성되기 때문에 측정 신호라고 지칭될 수 있다. 대안적으로, 후술할 추가 신호 생성기 모듈(222)이 측정 신호를 제공하도록 구성될 수 있다. 신호 검출기 모듈(218)은 신호 채널을 측정하고, 이와 같이, 신호 생성기 모듈(214)에 의해 방출된 신호와, 예를 들어 원위 단부(205) 근처의 치료 부위에 있는 생체 조직에 의해 피드 구조체 모듈(216)로 다시 반사되는 신호를 모두 측정한다는 것을 이해해야 한다. 따라서, 측정된 신호 특성은 생체 조직을 나타내고, 이와 같이, 검출 신호는 조직 특성에 따라 달라진다. 이와 같이, 검출 신호는 조직 특성(예를 들어, 조직 유형)을 결정하는 데 사용될 수 있다.
일 실시형태에서, 컨트롤러 모듈(212)은 검출 신호를 수신하기 위해 신호 검출기 모듈(218)과 통신한다. 예를 들어, 컨트롤러 모듈(218)은 유선 연결 또는 케이블을 통해 신호 검출 모듈(218)에 연결될 수 있다. 또한, 컨트롤러 모듈(212)은 검출 신호에 기초하여 신호 생성기 모듈(212)에 대한 제어 커맨드를 생성하도록 동작 가능하다. 검출 신호는 치료 부위에 있는 조직의 특성을 결정하기 위해 (예를 들어, 컨트롤러 모듈(212) 또는 원격 컴퓨팅 장치(206)에 의해) 사용될 수 있고, 예를 들어 조직이 건강하거나 암임을 나타낼 수 있음을 이해해야 한다.
사용 시, 신호 검출기 모듈(218)은 전기 수술 기구(204)에 의해 치료되는 생체 조직에 동적으로 반응하도록 전기 수술 시스템(200)에 대한 메커니즘을 제공할 수 있다. 예를 들어, 신호 생성기 모듈(214)은 마이크로파 신호 생성기 모듈일 수 있고, 측정된 신호 특성은 피드 구조체 모듈(216)의 마이크로파 신호 채널 상에서 샘플링된 순방향 및 반사 전력을 포함할 수 있다. 순방향 및 반사 전력에 기초하여, 신호 채널 상에서 측정된 반사 손실은 -6dB와 -10dB 사이일 수 있다. 이 반사 손실은 출혈을 나타낼 수 있다. 컨트롤러 모듈(212)(또는 원격 컴퓨팅 장치(206))은 이 반사 손실을 결정하고, 또한 이것이 출혈을 나타냄을 결정하며, 그 후 마이크로파 신호 생성기 모듈에 대한 제어 커맨드를 생성하여 출혈이 멈출 때까지 적절한(예를 들어, 증가된) 전력 레벨 및/또는 듀티 사이클을 갖는 마이크로파 EM 신호를 전달할 수 있다. 출혈의 멈춤(stemming)은 반사 전력으로부터 측정된 반사 손실의 변화로 표시될 수 있다. 대안적인 실시형태에서, 신호 생성기 모듈(214)은 RF 신호 생성기 모듈일 수 있고, 측정된 신호 특성은 피드 구조체 모듈(216)의 RF 신호 채널 상에서 샘플링된 전압(또는 전류)을 포함할 수 있다. 출혈의 시작 표시는 측정된 전압/전류의 변화에 의해 제공될 수도 있다. 이와 같이, 예를 들어 마이크로파 신호 생성기 모듈에 의해 출혈이 해결될 수 있도록 RF 신호 생성기 모듈의 임의의 절단 동작이 정지될 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 컨트롤러 모듈(212)은 무선 통신 인터페이스로부터, 예를 들어 원격 컴퓨팅 장치(206)로 검출 신호를 송신하도록 동작 가능하다. 따라서, 원격 컴퓨팅 장치(206)는, 검출 신호에 기초하여 제어 커맨드를 생성하고 그 후에 실행을 위해 해당 제어 커맨드를 컨트롤러 모듈(212)로 전송하도록 동작 가능하다. 원격 컴퓨팅 장치(206)가 컨트롤러 모듈(212)보다 더 많은 처리 능력을 가질 수 있기 때문에 원격 컴퓨팅 장치(206)가 제어 커맨드를 생성하도록 하는 것이 유리할 수 있다. 대안적으로, 원격 컴퓨팅 장치(206)를 통하지 않고 컨트롤러 모듈(212)로부터 신호 생성기 모듈(214)로 직접 데이터를 전송하는 것이 훨씬 더 빠를 수 있기 때문에 컨트롤러 모듈(212)이 제어 커맨드를 생성하도록 하는 것이 유리할 수 있다. 일 실시형태에서, 양쪽의 옵션이 이용 가능할 수 있으며, 신호 생성기 모듈(214)에서 또는 컨트롤러 모듈(212)에서 제어 커맨드를 생성할 것인지 여부의 선택은 상황에 따라 달라진다. 임의의 경우에, 검출 신호는 치료되는 생체 조직에 기초하여 시스템 성능을 동적으로 조정하기 위해 원격 컴퓨팅 장치(206) 및/또는 컨트롤러 모듈(212)에 의해 사용될 수 있다. 이러한 조정은 치료 및 환자 안전을 개선할 수 있다.
일 실시형태에서, 피드 구조체 모듈(216)은 EM 신호에 의해 전달되는 에너지를 제어하기 위해 신호 채널에 연결된 튜너(230)를 더 포함한다. 튜너(230)는 검출 신호에 기초하여 컨트롤러 모듈(212)에 의해 제어 가능한 조정 가능한 임피던스 요소를 포함한다. 일 실시형태에서, 컨트롤러 모듈(212)은 유선 연결 또는 케이블을 통해 피드 구조체 모듈(216)(및 튜너(230))에 연결된다.
튜너(230)는 조직으로의 EM 방사선의 효율적인 전달을 촉진하도록 기능할 수 있다. 예를 들어, 신호 채널로부터의 정보는 전기 수술 기구(204)와 조직 사이에 동적 전력 매칭을 제공하기 위해 신호 채널 상의 조정 가능한 임피던스의 조정을 결정하는 데 사용될 수 있다. 이것은 전기 수술 시스템(200)과 생체 조직 사이의 효율적이고 제어 가능한 에너지 전달을 보장한다.
일 실시형태에서, 조정 가능한 임피던스 요소는 조정 가능한 리액턴스(예를 들어, 커패시턴스 또는 인덕턴스)일 수 있다. 예를 들어, 조정 가능한 리액턴스는 복수의 리액티브 요소(reactive element)를 포함할 수 있고, 각각의 리액티브 요소는 고정 리액턴스를 가지며 컨트롤러 모듈(212)로부터의 각각의 제어 커맨드에 따라 신호 채널과의 연결 또는 분리로 독립적으로 스위칭 가능하다. 대안적으로, 각각의 리액티브 요소는 컨트롤러 모듈(212)로부터의 각각의 제어 커맨드에 따라 독립적으로 제어 가능한 가변 리액턴스를 가질 수 있다. 대안적으로, 조정 가능한 리액턴스는 가변 커패시터 및/또는 가변 인덕터에 의해 제공될 수 있고, 컨트롤러 모듈(212)은 가변 커패시터 또는 가변 인덕터의 리액턴스를 설정하기 위한 제어 커맨드를 생성하도록 배열된 자체 조정 피드백 루프(self-adjusting feedback loop)를 포함한다. 이러한 실시형태는 신호 생성기 모듈(214)이 RF 신호 생성기 모듈이고 신호 채널이 RF 신호 채널인 경우에 특히 적합할 수 있다.
다른 실시형태에서, 조정 가능한 임피던스 요소는 컨트롤러 모듈(212)에 의해 제어 가능한 조정 가능한 복소 임피던스를 갖는 임피던스 조정기일 수 있다. 이러한 실시형태는 신호 생성기 모듈(214)이 마이크로파 신호 생성기 모듈이고 신호 채널이 마이크로파 신호 채널인 경우에 특히 적합할 수 있다.
일 실시형태에서, 신호 검출기 모듈(218) 또는 피드 구조체 모듈(216)은 각각의 모듈의 다른 요소들의 동작을 모니터링하고 측정값을 컨트롤러 모듈(212)로 전송하는 하나 이상의 센서를 포함한다. 상기한 바와 같이, 그 후에 (워치독(228)을 통해) 컨트롤러 모듈(212)은 이들 측정값을 허용 가능한 미리 설정된 한계와 비교하고 이러한 다른 요소 중 어느 하나가 결함을 발생시키는 경우에 경보 신호를 생성할 수 있다.
각각의 추가 신호 생성기 모듈(222)은, 각각의 추가 신호 생성기 모듈(222)이 EM 신호를 형성하기 위해 컨트롤러 모듈(212)로부터의 제어 커맨드에 기초하여 EM 방사선을 생성하고 제어하도록 동작 가능하다는 점에서 신호 생성기 모듈(214)과 유사하다. 또한, 추가 신호 생성기 모듈(222)과 함께 기능하기 위해, 피드 구조체 모듈(216)은 각각의 추가 신호 생성기 모듈(222)을 피드 구조체 모듈(216)의 출력 포트에 결합하기 위한 하나 이상의 추가 신호 채널을 갖는다. 이러한 추가 신호 채널은 전술한 신호 채널과 동일한 물리적 구조체(예를 들어, 케이블)에 포함될 수 있다. 일 실시형태에서, 피드 구조체(216)는 신호 생성기 모듈(214)로부터의 EM 신호를 각각의 추가 신호 생성기 모듈(222)로부터의 EM 신호와 함께 결합하도록 기능하여, 이들이 모두 기기 피드 구조체(208)를 통해 출력 포트로부터 전기 수술 기구(204)의 원위 단부(205)로 출력된다.
신호 검출기(218)는 전술한 바와 같이 피드 구조체 모듈(216)의 각각의 추가 신호 채널 상의 신호 특성을 측정하도록 구성될 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 피드 구조체 모듈(216)은 전술한 바와 같이 EM 신호에 의해 전달되는 에너지를 제어하기 위해 각각의 추가 신호 채널에 연결된 튜너를 포함할 수 있다.
임의의 수의 추가 신호 생성기 모듈(222)이 제공될 수 있다. 또한, 각각의 추가 신호 생성기 모듈(222)은 신호 생성기 모듈(212) 및 각각의 다른 추가 신호 생성기 모듈(222)에 상이한 주파수로 EM 방사선을 생성할 수 있다. 예를 들어, 신호 생성기 모듈(212)은 100 내지 500KHz의 주파수를 갖는 RF EM 방사선을 생성할 수 있는 RF 신호 생성기 모듈일 수 있다. 추가적으로, 2.45GHz의 주파수를 갖는 마이크로파 EM 방사선을 생성할 수 있는 마이크로파 신호 생성기 모듈일 수 있는 단일의 추가 신호 생성기 모듈(222a)이 제공될 수 있다. 그러나, 추가 신호 생성기 모듈(222)은 다른 추가 신호 생성기 모듈(222) 또는 신호 생성기 모듈(214)과 동일한 주파수로 EM 방사선을 생성할 수 있음을 이해해야 한다.
일 실시형태에서, 신호 생성기 모듈(214)에 대한 신호 채널 및 각각의 추가 신호 생성기 모듈(222)에 대한 신호 채널은 피드 구조체 모듈(216) 내에 물리적으로 분리된 신호 경로를 포함할 수 있다. 또한, 피드 구조체 모듈(216)은 하나 이상의 입력을 갖는 신호 결합 회로를 포함할 수 있고, 여기서 각각의 입력은 물리적으로 분리된 신호 경로 중 다른 하나에 연결된다. 또한, 신호 결합 회로는 모든 EM 신호를 단일 채널을 따라 출력 포트로 개별적으로 또는 동시에 전달하기 위한 공통 신호 경로에 연결된 출력을 갖는다. 다르게 말하면, 신호 결합 회로는, 다수의 EM 신호가 다수의 다른 신호 생성기 모듈로부터 별도의 신호 경로를 통해 도달하고 모든 EM 신호가 전기 수술 기구(204)로 전달하기 위해 동일한 신호 경로를 통해 나가는 합류부(junction)를 제공할 수 있다.
일 실시형태에서, 신호 결합 회로는 공통 신호 경로에 연결될 EM 신호 중 하나 이상을 선택하기 위한 스위칭 장치(232)를 포함한다. 스위칭 장치(232)는, 예를 들어 컨트롤러 모듈(212)과 피드 구조체 모듈(216) 사이의 유선 링크를 통해 컨트롤러 모듈(212)로부터 수신된 제어 커맨드에 기초하여 제어 가능할 수 있다. 일 실시형태에서, 신호 생성기 모듈(214)에 추가하여, 5개의 추가 신호 생성기 모듈(222a, 222b, 222c, 222d 및 222e)이 제공되며, 이와 같이, 총 6개의 EM 신호가 피드 구조체 모듈(216)에 의해 수신될 수 있으므로, 신호 결합 회로는 상이한 EM 신호를 스위칭 장치(232)에 각각 전달하는 6개의 입력을 가질 수 있다. 제어 커맨드에 기초하여, 스위칭 장치(232)는 6개의 입력 중 하나를 선택하여 스위칭 장치(232)의 출력에 연결한다. 예를 들어, 제어 커맨드는 추가 신호 생성기 모듈(222b)로부터의 EM 신호가 전기 수술 기구(204)로 전송되도록 스위칭 장치(232)가 추가 신호 생성기 모듈(222b)로부터의 입력을 출력에 연결해야 한다고 지정할 수 있다. 후속적으로, 컨트롤러 모듈(212)은 추가 신호 생성기(222a)로부터의 EM 신호가 전기 수술 기구(204)에 전송되도록 스위칭 장치(232)가 추가 신호 생성기 모듈(222a)의 입력을 출력에 연결하게 하는 다른 제어 커맨드를 피드 구조체 모듈(216)에 발행할 수 있다. 출력에 연결하기 위해 입력 중 하나를 선택하는 것은 다른 입력이 그 출력에 연결되지 않음을 의미한다는 것을 이해해야 한다. 그러나, 대안적인 실시형태에서, 둘 이상의 EM 신호가 전기 수술 기구(204)로 동시에 전송되도록 둘 이상의 입력이 출력에 연결되도록 선택될 수 있다.
요약하면, 피드 구조체 모듈(216)에 대한 전술한 변형과 조합된 추가 신호 생성기 모듈(222a-n)의 제공은, 전기 수술 시스템(200)이 생체 조직을 치료하기 위해 다른 유형의 EM 방사선을 제공하도록 적응될 수 있음을 의미한다. 이러한 모듈 속성의 이점은, 시스템이 다른 상태를 치료하기 위해 다른 방식으로 조직을 치료할 수 있도록 전기 수술 시스템(200)의 기능이 증가할 수 있다는 것이다. 또한, 전기 수술 시스템(200)의 기능은 시스템이 더 저렴하거나 더 작아지도록(예를 들어, 더 휴대 가능하도록) 감소될 수 있다.
일 실시형태에서, 각각의 추가 신호 생성기 모듈(222)은 추가 신호 생성기 모듈(222)의 다른 요소들의 동작을 모니터링하고 측정값을 컨트롤러 모듈(212)로 전송하는 하나 이상의 센서를 포함한다. 상기한 바와 같이, 그 후에 (워치독(228)을 통해) 컨트롤러 모듈(212)은 이들 측정값을 허용 가능한 미리 설정된 한계와 비교하고 이러한 다른 요소 중 어느 하나가 결함을 발생시키는 경우에 경보 신호를 생성할 수 있다.
유체 피드 모듈(220)은 유체를 전기 수술 기구(204)로 출력하기 위한 유체 포트와 유체 연통하는 유체 피드 구조체를 포함한다. 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 유체 피드 모듈(220)은 기구 유체 피드 구조체(234)를 통해 전기 수술 기구(204)의 원위 단부(205)에 연결될 수 있다. 유체 피드 모듈(220)은 유체 피드 구조체를 통해 유체(예를 들어, 가스 또는 액체)의 흐름을 유체 포트로 공급하고 제어하기 위해 제어 커맨드에 기초하여 컨트롤러 모듈(212)에 의해 제어 가능하다. 예를 들어, 유체 피드 모듈(220)은 유선 연결 또는 케이블에 의해 컨트롤러 모듈(212)에 연결될 수 있다. 유체 피드 모듈(220)의 목적은 전기 수술 기구(204)의 원위 단부(205)에 유체를 제공하는 것일 수 있다. 예를 들어, 유체는 생체 조직의 치료를 위한 플라즈마를 생성하기 위해 전기 수술 기구(204)에 제공되는 가스일 수 있다. 예를 들어, 비열 플라즈마는 조직을 살균하는 데, 예를 들어 자연 개구(natural orifice) 내부에 존재하거나 신체 내부에 도입된 이물질, 즉 금속 삽입물로 인해 야기된 박테리아를 사멸하는 데 사용될 수 있다. 또한, 열 플라즈마는, 예를 들어 조직 표면의 궤양 치료를 위해 조직을 절단하거나 표면 응고를 수행하는 데 사용될 수 있다. 전기 수술 기구(204)는 (신호 생성기 모듈(212) 및 하나 이상의 추가 신호 생성기 모듈(222)로부터의) RF 에너지 또는 마이크로파 에너지 중 하나 또는 둘 모두를 사용하여 (유체 피드 모듈(220)로부터의) 가스를 수용하고 이들 구성요소를 사용하여 열 플라즈마 또는 비열 플라즈마를 방출할 수 있다. 예를 들어, 비열 플라즈마의 경우, 신호 생성기 모듈(212)(RF 신호 생성기 모듈로서 작동함)은 가스를 사용하여 플라즈마를 개시하기 위해 고전압 상태 RF 펄스(예를 들어, 1ms 동안 400V 피크)를 생성할 수 있고, 그 후에, 추가 신호 생성기 모듈(222a)(마이크로파 신호 생성기 모듈로서 작동함)은 10%의 듀티 사이클과 30W의 진폭으로 10ms의 기간 동안 마이크로파 펄스를 생성할 수 있다. 한편, 열 플라즈마의 경우, 듀티 사이클은 60%로 증가되고 진폭은 60W로 증가될 수 있다. 일반적으로, 가스 흐름이 존재할 때, RF EM 방사선은 전도성 가스 플라즈마에 충돌하도록 제어 가능하고 마이크로파 EM 방사선은 가스 플라즈마를 지속하도록 배열된다. 일 실시형태에서, 기구(204)는 2개의 도체 사이의 전도성 가스에 충돌하는 바이폴라 프로브를 포함한다. 마이크로파와 RF 에너지의 조합을 공급할 수 있는 것은, 예를 들어 본 명세서에 참조로 포함되는 WO 2012/076844의 관점에서, 당업자에게 알려진 바와 같이, 기구(204)의 원위 단부(205)에서 생성된 열 또는 비열 플라즈마에 대한 높은 레벨의 제어를 가능하게 한다.
일 실시형태에서, 유체 피드 구조체는 컨트롤러 모듈(212)로부터 수신된 명령어에 따라 동작하는 유체 컨트롤러(예를 들어, 하나 이상의 흐름 스위치 및/또는 밸브)에 유체를 공급하는 유체 공급부(예를 들어, 압축 공기 또는 아르곤과 같은 불활성 가스의 캐니스터)를 포함한다. 유체 컨트롤러는 유체 포트로의 유체의 선택적 전달을 가능하게 하도록 연결될 수 있으며, 여기서는 플라즈마 형성에 사용될 수 있다. 본 발명에서 사용되는 유체 공급 시스템은 본 명세서에 참조로 포함되는 WO 2009/060213에 개시된 가스 제어 시스템을 포함할 수 있다.
일 실시형태에서, 유체 피드 모듈(220)은 전기 수술 기구(204)의 원위 단부(205)에 액체(예를 들어, 식염수)를 제공할 수 있다. 일 실시형태에서, 유체(식염수 등)의 주입은 치료 부위에서의 생체 조직을 부풀리는(pump up) 데 사용된다. 이것은, 이들 구조체를 보호하고 유체의 쿠션을 생성하기 위해, 종양 또는 다른 이상(abnormality)이 근접하여 위치하고 있을 때에 장 벽 또는 식도 벽을 치료하기 위해 또는 문맥 또는 췌관을 보호하기 위해 기구가 사용되는 경우에 특히 유용할 수 있다. 이러한 방식으로 조직을 부풀리는 것은 장 천공, 식도 벽의 손상 또는 췌관으로부터의 누출 또는 문맥의 손상 등의 위험을 감소시키는 데 도움을 줄 수 있다. 이 양태는 이상(종양, 증식, 혹 등)이 민감한 생물학적 구조체에 가까운 다른 상태를 치료할 수 있게 한다.
또한, 유체 피드 모듈(220)은 전기 수술 기구(204)로부터 유체를 수용하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 기구(204)의 원위 단부(205)에 있는 치료 부위에 존재하는 유체는, 예를 들어 유체 피드 구조체와 유체 연통하는 펌프 또는 다른 흡입 장치에 의해, 기구 피드 구조체(234)를 통해 유체 피드 모듈(220)로 흡입될 수 있다.
일 실시형태에서, 유체 피드 모듈(220)은 유체 피드 구조체 내의 유체 흐름의 온도를 변화시키기 위해 제어 커맨드에 기초하여 컨트롤러 모듈(212)에 의해 제어 가능한 온도 제어 요소(236)를 포함한다. 이와 같이, 유체는 전기 수술 기구(204)로 전달되기 전에 가열 또는 냉각될 수 있다. 온도 제어 요소는 가열만 또는 냉각만 제공할 수 있다. 온도 제어 요소는 유체를 가열하기 위한 히터를 포함할 수 있다. 또한, 온도 제어 요소는 유체를 냉각하기 위한 냉장고를 포함할 수 있다.
일 실시형태에서, 신호 생성기 모듈(212)(또는 추가 신호 생성기 모듈(222)) 및 유체 피드 모듈(220)은 냉동 절제 기능을 제공하기 위해 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 신호 생성기 모듈(212)은 마이크로파 신호 생성기 모듈일 수 있고, 유체 피드 모듈(220)은 기구(204)에 조직 동결 유체를 공급하도록 구성될 수 있다. 이와 같이, 시스템(200)은 기구(204)의 원위 단부(205)(예를 들어, 방사 팁) 주위의 영역에서 생체 조직을 동결시키고 동결된 조직에 마이크로파 에너지를 인가할 수 있다. 동결된 조직의 물 분자가 동결되지 않은 조직에 비해 감소된 진동 및 회전 자유도를 가지므로, 마이크로파 에너지가 동결된 조직을 통해 전달될 때 유전체 가열로 손실되는 에너지는 적다. 따라서, 원위 단부 주위의 영역을 동결시킴으로써, 원위 단부로부터 방사된 마이크로파 에너지는 낮은 손실로 동결 영역을 통해 동결 영역을 둘러싼 조직으로 전달될 수 있다. 이것은 원위 단부에 전달되는 마이크로파 에너지의 양을 증가시킬 필요없이 종래의 마이크로파 절제 기구(예를 들어, 프로브)에 비해 치료 영역의 크기를 증가시킬 수 있게 한다. 동결 영역을 둘러싼 조직이 마이크로파 에너지로 절제되면, 마이크로파 에너지를 분산시켜 절제되도록 동결 영역이 점진적으로 해동되게 할 수 있다. 본 발명의 장치는 또한 생체 조직을 효과적으로 절제하기 위해 사용되는 마이크로파 에너지와 조직 동결의 다양한 조합을 가능하게 한다.
조직 동결 유체는 극저온 액체 또는 가스일 수 있고, 본 명세서에서는 크라이오젠(cryogen)이라고 지칭될 수 있다. 용어 "크라이오젠"은 0°C 미만의 온도를 생성하는 데 사용되는 물질을 지칭할 수 있다. 적합한 크라이오젠은 액체 질소, 액체 이산화탄소 및 액체 아산화 질소를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 유체 피드 구조체 및 기구 유체 피드 구조체는 장치의 다른 부분이 크라이오젠에 의해 냉각되는 것을 방지하기 위해 단열 재료 및/또는 진공 재킷으로 이루어진 단열층을 구비할 수 있다. 이것은 또한 치료 구역 내의 조직만이 동결되는 것, 및 크라이오젠 전달 도관에 매우 근접할 수 있는 환자의 다른 부분이 크라이오젠에 의해 영향을 받지 않는 것을 보장할 수 있다.
일 실시형태에서, 유체 피드 모듈(220)은 유체 피드 모듈(220)의 다른 요소들의 동작을 모니터링하고 측정값을 컨트롤러 모듈(212)로 전송하는 하나 이상의 센서를 포함한다. 상기한 바와 같이, 그 후에 (워치독(228)을 통해) 컨트롤러 모듈(212)은 이들 측정값을 허용 가능한 미리 설정된 한계와 비교하고 이러한 다른 요소 중 어느 하나가 결함을 발생시키는 경우에 경보 신호를 생성할 수 있다.
유체 피드 구조체(234)는 기구 피드 구조체(208)와 분리되어 있는 것으로 도 2에 도시되어 있고; 그러나, 적어도 일부 실시형태에서는 234 및 208 모두가 동일한 물리적 구조체, 예를 들어 케이블 어셈블리 내에 포함될 수 있음을 이해해야 한다. 별도의 기구가 해당 영역 내로 도입되는 경우 또는 치료 중에 (예를 들어, 유체 누출(fluid seepage) 또는 흡입 공기(insufflation air)의 손실로 인해) 수축이 발생할 수 있기 때문에, RF 및/또는 마이크로파 에너지를 전달할 때에 유체를 전달하는 것과 동일한 기구를 사용할 수 있는 것이 유리할 수 있다. 동일한 치료 구조체를 사용하여 유체를 도입하는 능력은 수축이 발생하는 즉시 레벨을 보충할 수 있다. 또한, 건조 또는 절개를 수행할 뿐만 아니라 유체를 도입하기 위한 단일 기기의 사용은 전체 절차를 수행하는 데 걸리는 시간을 또한 단축시키고, 환자에게 해를 입힐 위험을 감소시키며, 감염 위험도 감소시킨다. 보다 일반적으로, 유체의 주입은 치료 영역을 세척하기 위해, 예를 들어 폐기물 또는 제거된 조직을 제거하여 치료 시 더 나은 가시성을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 이것은 내시경 시술에 특히 유용할 수 있다. 일 실시형태에서, 본 발명의 피드 구조체는 본 명세서에 참조로 포함되는 WO 2012/095653에 개시된 것들을 포함한다.
요약하면, 도 2의 실시형태는 모듈식 시스템(200)의 하나의 특정 실시형태를 도시하지만, 시스템(200)의 기능이 특정의 선택적 모듈을 코어 모듈에 추가 또는 제거함으로써 어떻게 변경될 수 있는지 알 수 있다. 상기한 바와 같이, 코어 모듈은 컨트롤러 모듈(212), 신호 생성기 모듈(214) 및 피드 구조체 모듈(214)이다. 이들 코어 모듈은, 생체 조직을 치료하기 위한 EM 신호를 제어 가능하게 생성하고 해당 EM 신호를 전기 수술 기구에 전달하기 위한 메커니즘을 제공한다. EM 신호는 RF 또는 마이크로파와 같은 임의의 유형의 전자기 신호일 수 있다. 또한, 이 핵심 기능은 추가 기능을 제공하기 위해 다른 방식으로 보완될 수 있다. 예를 들어, 신호 검출기 모듈(218)은 조직의 상태를 모니터링하여 조직 특성을 결정하도록 또는 치료(예를 들어, EM 신호)가 조직에 적응될 수 있도록 제공될 수 있다. 신호 검출기 모듈(218)은 측정 신호(예를 들어, 저전력 마이크로파 신호)를 제공하기 위해 신호 생성기 모듈(212)을 사용할 수 있고; 그러나, 측정 신호를 생성하기 위해 별도의 추가 신호 생성기 모듈(222)이 사용될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 시스템(200)이 다수의 상이한 주파수를 갖는 EM 신호를 전달할 수 있도록 하나 이상의 추가 신호 생성기 모듈(222)이 제공될 수 있다. 일 실시예에서, RF 및 마이크로파 EM 신호는 모두 시스템(200)에 의해 제공될 수 있다. 다른 실시예에서는, 마이크로파 EM 신호의 다수의 상이한 주파수가 제공될 수 있다. 또한, 피드 구조체 모듈(216)은 다수의 상이한 EM 신호 중 하나 이상을 개별적으로 또는 동시에 기구(204)에 전달하도록 구성될 수 있다. 마지막으로, 유체 피드 모듈(220)이 치료 부위로/로부터 유체를 전달/수신하기 위해 제공될 수 있다. 예를 들어, 가스는 플라즈마를 생성하기 위해 RF 또는 마이크로파 에너지와 조합하여 제공될 수 있다. 대안적으로, 냉동 절제(cryoablation)를 수행하기 위해 조직 동결 유체가 EM 에너지와 함께 전달될 수 있다. 또한, 액체가 (예를 들어, 흡입 또는 펌핑에 의해) 치료 부위로부터 추출될 수 있다.
도 2의 시스템(200)은 컨트롤러 모듈(212)과 무선으로 통신하는 원격 컴퓨팅 장치(206)를 포함한다. 컨트롤러 모듈(212)은 시스템(200)의 각각의 다른 모듈과 통신하고, 제어 커맨드를 통해 시스템의 각각의 다른 모듈을 제어할 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러 모듈(212)은 EM 신호를 생성하기 위해 신호 생성기 모듈(214)에 제어 커맨드를 발행할 수 있다. 컨트롤러 모듈(212)은 조절 가능한 임피던스 요소를 가변시킴으로써 신호 채널을 튜닝하기 위해 피드 구조 모듈(216)에 제어 커맨드를 발행할 수 있다. 임의의 경우에, 전술한 바와 같이, 컨트롤러 모듈(212)은 제어 커맨드를 자체 생성할 수 있지만, 원격 컴퓨팅 장치(206)로부터 수신하는 제어 커맨드를 단순히 포워딩할 수도 있다. 따라서, 일 실시형태에서, 시스템(200)의 제어는 원격 컴퓨팅 장치(206)에 집중되고, 컨트롤러 모듈(212)은 제어 커맨드를 모듈에 포워딩할 수만 있고 원격 컴퓨팅 장치(206)로부터 수신된 데이터를 생성하거나 처리하지 않을 수 있다. 그러나, 다른 실시형태에서, 컨트롤러 모듈(212)은 시스템(200)의 제어의 적어도 일부를 수행할 수 있고, 이와 같이, 시스템(200)의 제어는 원격 컴퓨팅 장치(206)와 컨트롤러 모듈(212) 사이에서 공유될 수 있다. 이 하이브리드 배치 구성에서, 시스템(200)의 제어는 여전히 원격 컴퓨팅 장치(206)에 집중될 수 있고, 컨트롤러 모듈(212)은 특정의 상황에서만, 예를 들어 원격 컴퓨팅 장치(206)와 컨트롤러 모듈(212) 사이의 통신이 실패할 때에 이 제어를 보완할 수 있음을 이해해야 한다. 대안적으로, 시스템(200)의 제어는 컨트롤러 모듈(212)에 집중될 수 있고, 원격 컴퓨팅 장치(206)는, 예를 들어 사용자 입력이 필요한 특정 상황에서만 이 제어를 보완할 수 있다. 따라서, 요약하면, 시스템(200)의 전체적인 제어는 원격 컴퓨팅 장치(206) 및 컨트롤러 모듈(212) 중 하나 또는 둘 모두에 의해 제어될 수 있다.
상기한 바와 같이, 시스템(200)의 복수의 모듈(202)은 단일 케이스 또는 하우징에 수용될 수 있다. 도 9는 일 실시형태에 따른 케이스(250)를 도시한다. 케이스(250)는 복수의 소켓(예를 들어, 슬롯, 구멍, 오리피스)(252a-j)을 포함할 수 있고, 각 소켓(252a-j)은 상이한 모듈을 수용하기 위한 크기 및 형상으로 된다. 예를 들어, 신호 생성 모듈(214)은 소켓(252a) 내에 하우징되고 피드 구조체 모듈(216)은 소켓(252b) 내에 하우징된다. 또한, 소켓(252h-j)은 비어 있으며, 예를 들어 또 다른 추가 신호 생성기 모듈(222d, 222e 및 222f)로 채워질 수 있다. 일 실시형태에서, 각 모듈은 각 소켓(252a-j)이 실질적으로 동일한 크기가 되도록 실질적으로 동일한 크기의 구조체(예를 들어, 케이스) 내에 포함된다. 일 실시형태에서, 각 모듈은 10cm x 2cm x 2cm 치수를 갖는 케이스 내에 포함될 수 있다. 각 소켓은 도 2에 나타낸 바와 같이 제공된 모듈을 시스템(200)에 연결하기 위한 다양한 커넥터를 포함할 수 있다. 이들 커넥터 중 일부는 전원 커넥터 및 컨트롤러 모듈(212)에 대한 커넥터와 같은 모든 모듈 및 소켓에 공통일 수 있다. 그러나, 이들 커넥터 중 일부는 신호 생성기 모듈(214)(및 각각의 추가 신호 생성기 모듈(222))과 피드 구조체 모듈(216) 사이의 EM 신호 커넥터와 같은 제공된 모듈에 특정될 수 있다. 임의의 경우에, 적어도 일부 커넥터의 위치는 소켓과 모듈에서 표준화될 수 있다. 예를 들어, 전원 커넥터는 각 소켓과 모듈에 대해 동일한 장소에 배치될 수 있다.
일 실시형태에서, 하나 이상의 코어 모듈은 고정된 방식으로, 즉 소켓 내에 착탈 가능하게 포함되지 않는 방식으로 케이싱 내에 하우징될 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러 모듈(212)은 (도 9에 파선으로 나타낸 바와 같이) 케이스의 내부 캐비티 내에 포함될 수 있다. 내부 캐비티는 해치 또는 개구(미도시)를 통해 접근 가능할 수 있다.
일 실시형태에서, 케이스(250)는 2개의 커넥터(254 및 256)를 포함한다. 커넥터(254)는 기구 피드 구조체(208)가 피드 구조체 모듈(216)과 연결되는 메커니즘을 제공할 수 있다. 커넥터(256)는 기구 유체 피드 구조체(234)가 유체 피드 모듈(220)과 연결되는 메커니즘을 제공할 수 있다. 일 실시형태에서, 2개의 커넥터(254 및 256)는 동일한 물리적 커넥터 내에 포함된다.
일 실시형태에서, 케이스(250)는 케이스(250)를 주 전원과 같은 전원에 연결하기 위한 커넥터(258)를 포함한다. 예를 들어, 커넥터(258)는 각 모듈이 주 전원으로부터 전력을 공급받는 메커니즘을 제공할 수 있다.
도 9는 케이스(250)가 10개의 소켓을 갖는 것을 도시하지만, 일부 다른 실시형태에서는 10개 초과 또는 미만의 소켓이 제공될 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 컨트롤러 모듈(212)이 케이스(250)의 내부 캐비티 내에 있는 것으로 도시되어 있지만, 일부 다른 실시형태에서는 컨트롤러 모듈(212)이 소켓에 포함될 수 있다. 또한, 소켓이 직사각형인 것으로 도시되어 있지만, 소켓은 모듈을 수용할 수 있는 임의의 형상일 수 있다. 추가적으로, 케이스는 일반적으로 직사각형으로 도시되어 있지만 임의의 형상일 수 있다.
도 2의 실시형태는 복수의 모듈(202)이 상이한 전기 수술 능력을 제공하기 위해 상이한 방식으로 상호 연결될 수 있는 시스템(200)을 도시한다. 많은 다른 구성이 가능하지만, 각 모듈은 컨트롤러 모듈(212)을 통해 원격 컴퓨팅 장치(206)와 통신해야 한다. 다르게 말하면, 컨트롤러 모듈(212)만이 무선 통신 인터페이스를 포함하고 원격 컴퓨팅 장치(206)와 무선으로 통신할 수 있다.
도 3 내지 도 6은 각 모듈이 원격 컴퓨팅 장치와 독립적으로 무선으로 통신할 수 있는 컨트롤러를 포함하는 대안적인 모듈식 전기 수술 시스템(300)을 도시한다. 이와 같이, 복수의 모듈의 제어는 원격 컴퓨팅 장치에 집중되어야 한다. 그러나, 이러한 구별 이외에는, 시스템(300)은 시스템(200)과 유사하다. 이제 시스템(200)과는 다른 시스템(300)의 양태에 초점을 맞춘 시스템(300)의 설명이 이어진다. 달리 언급되지 않는 한, 시스템(300)의 기능 및 동작은 전술한 시스템(200)의 기능 및 동작과 유사하다.
도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 모듈식 전기 수술 시스템(300)은 원격 컴퓨팅 장치(302), 신호 생성기 모듈(304) 및 전기 수술 기구(306)를 포함한다. 신호 생성기 모듈(304)은 코어 모듈로 간주될 수 있지만, 시스템(300)은 다른 선택적 모듈을 포함할 수 있다. 선택적 모듈은, 하나 이상의 추가 신호 생성기 모듈(308a-n), 신호 결합 모듈(310) 및 유체 피드 모듈(312)을 포함한다. 도 3 내지 도 6의 선택적 특징은 파선으로 표시되어 있다. 시스템(300)의 상이한 요소들 사이의 다양한 연결이 도 3에 도시되어 있다. 예를 들어, 각각의 모듈은, 예를 들어 독립적인 무선 통신 채널(311a-n)을 통해 원격 컴퓨팅 장치(302)와 개별적으로 통신한다. 신호 생성기 모듈(304)은 또한 전기 수술 기구(306)에 결합되어 이에 EM 신호를 제공한다. 추가 신호 생성기 모듈(308a-n)이 존재하지 않는 경우, 신호 결합기 모듈(310)이 존재하지 않을 수 있으므로, 신호 생성기 모듈(304)은 전기 수술 기구(306)의 기구 피드 구조체(314)에 의해 전기 수술 기구(306)의 원위 단부(또는 원위 어셈블리)(313)에 직접 연결될 수 있다. 대안적으로, 적어도 하나의 추가 신호 생성기 모듈(308a-n)이 존재하는 경우, 신호 결합기 모듈(310)이 필요할 수 있고, 신호 생성기 모듈(304) 및 적어도 하나의 추가 신호 생성기 모듈(308)은 신호 결합기 모듈(310)을 통해 전기 수술 기구(306)에 결합된다. 신호 생성기 모듈(304) 및 각각의 추가 신호 생성기 모듈(308)은 케이블과 같은 EM 방사선을 전달하기 위한 결합기 피드 구조체(316)에 의해 신호 결합기 모듈(310)에 연결될 수 있는 반면, 신호 결합기 모듈(310)은 기구 피드 구조체(314)에 연결될 수 있다. 또한, 존재할 때, 유체 피드 모듈(312)은 기구 유체 피드 구조체(318)를 통해 전기 수술 기구에 연결된다. 도 3은 유체 피드 구조체(318)가 기구 피드 구조체(314)와 분리되어 있는 것으로 도시하고 있고; 그러나, 적어도 일부 실시형태에서는 318 및 314 모두가 동일한 물리적 구조체, 예를 들어 케이블 어셈블리 내에 포함될 수 있음을 이해해야 한다.
이제 각각의 모듈(304, 308, 310 및 312)이 도 4 내지 도 6을 참조하여 차례로 설명될 것이다.
도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 신호 생성기 모듈(304)은 컨트롤러(400), 신호 생성기(402) 및 피드 구조체(404)를 포함한다. 이들은 신호 생성기 모듈(304)의 코어 요소로 간주된다. 그러나, 추가적으로, 신호 생성기 모듈(304)은 다음의 선택적 요소, 즉 펄스 생성기(406) 및 신호 검출기(408)를 포함할 수 있다. 이들 요소 사이의 다양한 연결이 도 4에 도시되어 있다. 펄스 생성기(406)가 없을 때, 신호 생성기(402)는 피드 구조체(404)에 직접 결합되지만, 펄스 생성기(406)가 존재할 때, 신호 생성기(402)는 펄스 생성기(406)를 통해 피드 구조체(404)에 결합된다는 점에 유의해야 한다.
컨트롤러 모듈(400)은 원격 컴퓨팅 장치(302)와 무선으로 통신하여 그로부터 명령어를 수신하도록 동작 가능한 무선 통신 인터페이스(410)를 포함한다. 또한, 컨트롤러(400)는 수신된 명령어에 기초하여 제어 커맨드를 제공하도록 동작 가능하다. 이와 같이, 컨트롤러(400)는 도 2의 컨트롤러 모듈(212)과 유사하다. 예를 들어, 컨트롤러(400)는 원격 컴퓨팅 장치(302)로부터 신호 생성기(402)로 제어 커맨드를 포워딩할 수 있거나, 컨트롤러(400)는 원격 컴퓨팅 장치(302)로부터 수신된 데이터에 기초하여 신호 생성기(402)에 대한 제어 커맨드를 생성할 수 있다. 또한, 신호 생성기 모듈(304)과 원격 컴퓨팅 장치(302) 사이의 통신은 양방향일 수 있어서, 컨트롤러(400)에 의해 생성된 제어 커맨드가 컨트롤러(400)로부터 원격 컴퓨팅 장치(302)로 전송될 수 있다. 컨트롤러 모듈(212)과 마찬가지로, 컨트롤러(400)는 도 2의 프로세서(226) 및 워치독(228)과 유사한 방식으로 동작하는 프로세서(412) 및 워치독(414)을 포함할 수 있다.
신호 생성기 모듈(402)은 제어 커맨드를 수신하기 위해 컨트롤러 모듈(400)과 통신한다. 그 후, 신호 생성기 모듈(402)은 EM 신호를 형성하기 위해 제어 커맨드에 기초하여 EM 방사선을 생성하고 제어하도록 동작 가능하다. 신호 생성기(402)의 동작은 도 2의 신호 생성기 모듈(214)의 동작과 유사하다. 예를 들어, 제어 커맨드는 신호 생성기(402)가 턴온, 또는 턴오프, 또는 특정 기간 동안 턴온, 또는 특정 전력(또는 진폭)에서 EM 방사선을 제공하도록 지시할 수 있다.
피드 구조체(404)는 신호 생성기(402)에 의해 생성되는 EM 신호를 전달하기 위한 것이다. 특히, 피드 구조체(404)는 EM 신호를 전기 수술 기구(306)로 출력하기 위한 출력 포트를 포함하고, 피드 구조체(404)는 신호 생성기(402)를 출력 포트에 연결하기 위한 신호 채널을 포함한다. 피드 구조체(404)는 도 2의 피드 구조체 모듈(216)과 유사하다.
존재할 때, 선택적 펄스 생성기(406)는 신호 생성기(402)와 피드 구조체(404) 사이에 위치한다. 펄스 생성기(406)는 도 2의 펄스 생성기(229)와 유사하고, 이와 같이, 펄스 생성기(406)는 신호 생성기(402)로부터 출력되는 EM 방사선으로부터 펄스형 EM 방사선을 생성하기 위해 제어 커맨드에 기초하여 컨트롤러(400)에 의해 제어 가능하다. 예를 들어, 신호 생성기 모듈(402)에 의해 생성되고 제어되는 EM 방사선은 피드 구조체 모듈(404)에 의해 수신되는 EM 신호를 형성하는 펄스형 EM 방사선을 생성하기 위해 펄스 생성기(406)에 의해 작동된다. 이와 같이, 신호 생성기 모듈(304)은, 예를 들어 전기 천공을 위해 펄스형 EM 신호를 제공하도록 수정된다.
존재할 때, 선택적 신호 검출기(408)는, 피드 구조체(404)의 신호 채널 상의 신호 특성을 샘플링하고 신호 특성을 나타내는 검출 신호를 생성하기 위해 피드 구조체(404)에 결합된다. 이와 같이, 신호 검출기(408)는 도 2의 신호 검출기 모듈(218)과 유사하다. 즉, 예시적인 신호 특성은 전압, 전류, 순방향 전력 또는 반사 전력을 포함할 수 있다. 일 실시형태에서, 신호 생성기(402)는 신호 검출을 위해 저전력 EM 신호를 전달하도록 구성될 수 있고, 이 저전력 신호는 전기 수술 기구(306)의 원위 단부(313)에서 생체 조직을 측정하기 위해 생성되기 때문에 측정 신호라고 지칭될 수 있다. 대안적으로, 추가 신호 생성기 모듈(308a-n)이 측정 신호를 제공하는 데 사용될 수 있다.
일 실시형태에서, 컨트롤러(400)는 검출 신호를 수신하기 위해 신호 검출기(408)와 통신한다. 또한, 컨트롤러(400)는 검출 신호에 기초하여 제어 커맨드를 생성하도록 동작 가능하다. 추가적으로 또는 대안적으로, 컨트롤러(400)는 무선 통신 인터페이스(410)로부터 원격 컴퓨팅 장치(302)로 검출 신호를 송신하도록 동작 가능하다. 이와 같이, 원격 컴퓨팅 장치(302)는 검출 신호에 기초하여 제어 커맨드를 생성한 다음, 신호 생성기(402)로 포워딩하기 위해 해당 제어 커맨드를 컨트롤러(400)로 전송하는 역할을 담당할 수 있다.
일 실시형태에서, 피드 구조체(404)는 EM 신호에 의해 전달되는 에너지를 제어하기 위해 신호 채널에 연결된 튜너(416)를 더 포함한다. 튜너(416)는 검출 신호에 기초하여 컨트롤러 모듈(400)에 의해 제어 가능한 조정 가능한 임피던스 요소를 포함한다. 튜너(416)는 도 2의 튜너(230)와 유사하고, 이와 같이, 조직으로의 EM 방사선의 효율적인 전달을 촉진하도록 기능할 수 있다. 예를 들어, 신호 채널로부터 검출된 정보는, 전기 수술 시스템(300)과 생체 조직 사이의 효율적이고 제어 가능한 에너지 전달을 보장하는 전기 수술 기구(306)와 조직 사이에 동적 전력 매칭을 제공하기 위해 신호 채널 상의 조정 가능한 임피던스 요소의 조정을 결정하는 데 사용될 수 있다.
일 실시형태에서, 컨트롤러(400)는 케이블과 같은 별도의 유선 연결을 통해 신호 생성기 모듈(304)의 각각의 다른 요소에 연결된다.
시스템(300)이 하나 이상의 추가 신호 생성기 모듈(308a-n)을 포함할 때, 각각의 추가 신호 생성기 모듈(308a-n)은 도 4를 참조하여 전술한 신호 생성기 모듈(304)과 유사하다. 추가 신호 생성기 모듈(308a-n) 각각은 또한 도 2의 추가 신호 생성기 모듈(222a-n) 중 하나와 유사하다. 임의의 수의 추가 신호 생성기 모듈(308a-n)이 제공될 수 있다. 또한, 추가 신호 생성기 모듈(308a-n) 각각은 신호 생성기 모듈(304) 및 각각의 다른 추가 신호 생성기 모듈에 상이한 주파수로 EM 방사선을 생성할 수 있다. 그러나, 추가 신호 생성기 모듈(308a-n) 중 하나는 다른 추가 신호 생성기 모듈 또는 신호 생성기 모듈(304)과 동일한 주파수로 EM 방사선을 생성할 수 있음을 이해해야 한다. 임의의 경우에, 원격 컴퓨팅 장치(302)는 상이한 신호 생성기 모듈 각각의 동작을 제어하도록 기능한다. 이와 같이, 원격 컴퓨팅 장치(302)는 각각의 신호 생성기 모듈을 선택적으로 제어할 수 있다.
신호 생성기 모듈(304)의 피드 구조체(404)의 신호 채널은 각각의 추가 신호 생성기 모듈(308a-n)의 피드 구조체의 대응하는 신호 채널에 대해 물리적으로 분리된 신호 경로인 것을 이해해야 한다. 이와 같이, 신호 결합 모듈(310)은 전기 수술 기구(306)로의 전달을 위해 신호 생성기 모듈(304)로부터의 EM 신호와 각각의 추가 신호 생성기 모듈(308a-n)로부터의 EM 신호를 함께 결합하기 위한 메커니즘을 제공한다.
도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 신호 결합기 모듈(310)은 컨트롤러(500) 및 피드 구조체(502)를 포함한다. 컨트롤러(500)는 제어 커맨드를 통해 피드 구조체(502)의 동작을 제어하기 위해 (예를 들어, 유선 연결 또는 케이블을 통해) 피드 구조체(502)와 통신한다. 구체적으로, 컨트롤러(500)는 원격 컴퓨팅 장치(302)와 무선으로 통신하여 그로부터 명령어를 수신하도록 동작 가능한 무선 통신 인터페이스(502)를 갖는다. 컨트롤러(500)는 수신된 명령어에 기초하여 제어 커맨드를 제공하도록 동작 가능하다. 예를 들어, 컨트롤러(500)는 원격 컴퓨팅 장치(302)로부터 피드 구조체(502)로 제어 커맨드를 포워딩할 수 있거나, 컨트롤러(500)는 원격 컴퓨팅 장치(302)로부터 수신된 데이터에 기초하여 피드 구조체(502)에 대한 제어 커맨드를 생성할 수 있다. 컨트롤러 모듈(212)과 마찬가지로, 컨트롤러(500)는 도 2의 프로세서(226) 및 워치독(228)과 유사한 방식으로 동작하는 프로세서(506) 및 워치독(508)을 포함할 수 있다.
추가적으로, 신호 결합기 모듈(310)은 복수의 입력 EM 신호를 수신하기 위한 복수의 입력 포트를 포함한다. 각 입력 포트는 신호 생성기 모듈(304) 또는 추가 신호 생성기 모듈(308a-n) 중 다른 하나로부터 별도의 EM 신호를 수신하기 위한 것이다. 또한, 신호 결합 모듈(310)은 출력 EM 신호를 전기 수술 기구(306)로 송신하기 위한 출력 포트를 포함한다. 이와 같이, 신호 결합 모듈(310)은 단일 전기 수술 기구(306)로의 전달을 위해 다수의 EM 신호를 함께 결합하기 위한 메커니즘을 제공한다. 또한, 피드 구조체(502)는 스위칭 장치(510)를 포함할 수 있고, 피드 구조체(502)는 복수의 입력 EM 신호를 스위칭 장치(510)로 전달하기 위해 복수의 입력 포트에 결합된 복수의 개별 신호 경로를 포함한다. 또한, 피드 구조체(502)는 출력 포트에 연결된 공통 신호 경로를 가지며, 스위칭 장치(510)는 피드 구조체(502)가 컨트롤러(500)로부터 수신하는 제어 커맨드에 기초하여 복수의 개별 신호 경로 중 하나 이상을 공통 신호 경로에 선택적으로 연결하도록 구성된다. 이와 같이, 신호 결합기 모듈(310)은 도 2의 피드 구조체 모듈(216)과 유사하다.
시스템(300)이 유체 피드 모듈(312)을 포함할 때, 유체 피드 모듈(312)은 유체 피드 구조체(602)와 통신하는 컨트롤러(600)를 포함한다. 추가적으로, 컨트롤러(600) 및 유체 피드 구조체(602) 모두와 통신하는 선택적인 온도 제어 요소(604)가 제공될 수 있다. 컨트롤러(600)는 별도의 유선 연결 또는 케이블을 통해 유체 피드 구조체(602) 및 온도 제어 요소(604)에 연결될 수 있다. 컨트롤러(600)는 원격 컴퓨팅 장치(302)와 무선으로 통신하여 그로부터 명령어를 수신하도록 동작 가능한 무선 통신 인터페이스(602)를 갖는다. 컨트롤러(600)는 수신된 명령어에 기초하여 제어 커맨드를 제공하도록 동작 가능하다. 예를 들어, 컨트롤러(600)는 원격 컴퓨팅 장치(302)로부터 유체 피드 구조체(602) 및 온도 제어 요소(604)로 제어 커맨드를 포워딩할 수 있거나, 컨트롤러(600)는 원격 컴퓨팅 장치(302)로부터 수신된 데이터에 기초하여 유체 피드 구조체(602) 및 온도 제어 요소(604)에 대한 제어 커맨드를 생성할 수 있다. 컨트롤러 모듈(212)과 마찬가지로, 컨트롤러(600)는 도 2의 프로세서(226) 및 워치독(228)과 유사한 방식으로 동작하는 프로세서(608) 및 워치독(610)을 포함할 수 있다.
유체 피드 구조체(602)는 유체를 전기 수술 기구(306)로 출력하기 위한 유체 포트를 갖는다. 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 유체 피드 모듈(312)은 기구 유체 피드 구조체(318)를 통해 전기 수술 기구(306)의 원위 단부(313)에 연결될 수 있다. 유체 피드 구조체(602)는 유체 피드 구조체(602)를 통해 유체(예를 들어, 가스 또는 액체)의 흐름을 유체 포트로 공급하고 제어하기 위해 제어 커맨드에 기초하여 컨트롤러(600)에 의해 제어 가능하다. 유체 피드 모듈(312)의 목적은 전기 수술 기구(306)의 원위 단부(313)에 유체(예를 들어, 가스 또는 액체)를 제공하는 것일 수 있다. 예를 들어, 유체는 생체 조직의 치료를 위한 플라즈마를 생성하기 위해 전기 수술 기구(306)에 제공되는 가스일 수 있다. 또한, 유체 피드 구조체(602)는 치료 부위로부터 유체(예를 들어, 액체)를 추출하기 위한 펌프 또는 다른 흡입 장치를 포함할 수 있다. 이와 같이, 유체 피드 모듈(312)은 도 2를 참조하여 전술한 유체 피드 모듈(220)과 유사하다.
존재할 때, 온도 제어 요소(604)는 유체 피드 구조체(602) 내의 유체 흐름의 온도를 변화시키기 위해 제어 커맨드에 기초하여 컨트롤러(600)에 의해 제어 가능하다. 이와 같이, 유체는 전기 수술 기구(306)로 전달되기 전에 가열 또는 냉각될 수 있다. 온도 제어 요소(604)는 유체의 가열만 또는 냉각만 제공할 수 있다. 이와 같이, 온도 제어 요소(604)는 도 2을 참조하여 전술한 온도 제어 요소(236)와 유사하다.
일 실시형태에서, 신호 생성기(304) 및 유체 피드 모듈(312)은 도 2의 신호 생성기 모듈(214) 및 유체 피드 모듈(220)을 참조하여 전술한 것과 유사한 방식으로 냉동 절제 기능을 제공하기 위해 함께 사용될 수 있다.
시스템(300)의 모듈은 모듈의 상이한 요소들의 동작을 모니터링하고 측정값을 모듈의 컨트롤러로 전송하는 하나 이상의 센서를 포함할 수 있음을 이해해야 한다. 상기한 바와 같이, 그 후에 (워치독을 통해) 컨트롤러는 이들 측정값을 허용 가능한 한계와 비교할 수 있고 이러한 다른 요소 중 어느 하나가 결함을 발생시키는 경우에 경보 신호를 생성할 수 있다. 경보 신호는 컨트롤러의 무선 통신 인터페이스를 통해 원격 컴퓨팅 장치(302)로 송신될 수 있다. 컨트롤러 및/또는 원격 컴퓨팅 장치(302)는, 예를 들어 셧다운에 의해 결함을 처리하도록 시스템을 제어하기 위한 제어 커맨드를 생성할 수 있다. 일 실시형태에서, 각 모듈은 결함 검출 및 처리를 용이하게 하도록 하는 이러한 방식으로 동작하는 하나 이상의 센서를 포함한다. 이와 같이, 시스템(300)은 도 2의 시스템(200)과 유사하다.
요약하면, 도 3 내지 도 6의 실시형태는 모듈식 시스템(300)의 하나의 특정 실시형태를 도시하지만, 시스템(300)의 기능이 특정의 선택적 모듈을 추가 또는 제거함으로써 어떻게 변경될 수 있는지 알 수 있다. 상기한 바와 같이, 시스템(300)의 코어 모듈은 신호 생성기 모듈(304)이다. 이 코어 모듈은, 생체 조직을 치료하기 위한 EM 신호를 제어 가능하게 생성하고 해당 EM 신호를 전기 수술 기구에 전달하기 위한 메커니즘을 제공한다. EM 신호는 RF 또는 마이크로파와 같은 임의의 유형의 전자기 신호일 수 있다. 또한, 이 핵심 기능은 새로운 기능을 제공하기 위해 다른 방식으로 보완될 수 있다. 예를 들어, 신호 검출기(408)는 치료가 조직에 적응될 수 있도록 조직의 상태를 모니터링하기 위해 신호 생성기 모듈(304)에 추가될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 시스템(300)이 다수의 상이한 주파수를 갖는 EM 신호를 전달할 수 있도록 하나 이상의 추가 신호 생성기 모듈(308)이 제공될 수 있다. 일 실시예에서, RF 및 마이크로파 EM 신호는 모두 시스템(300)에 의해 제공될 수 있다. 다른 실시예에서는, 마이크로파 EM 신호의 다수의 상이한 주파수가 제공될 수 있다. 또한, 신호 결합 모듈(310)이 다수의 상이한 EM 신호 중 하나 이상을 개별적으로 또는 동시에 기기(306)에 전달하는 것을 제어하도록 추가될 수 있다. 마지막으로, 유체 피드 모듈(312)이 치료 부위로/로부터 유체를 전달/추출하기 위해 제공될 수 있다. 예를 들어, 가스는 플라즈마를 생성하기 위해 RF 또는 마이크로파 에너지와 조합하여 제공될 수 있다. 대안적으로, 냉동 절제를 수행하기 위해 조직 동결 유체가 마이크로파 에너지와 함께 전달될 수 있다. 또한, 액체가 (예를 들어, 흡입 또는 펌핑에 의해) 치료 부위로부터 추출될 수 있다.
도 3 내지 도 6의 시스템(300)은 각 모듈(304, 308a-n, 310 및 312)과 무선으로 통신하는 원격 컴퓨팅 장치(302)를 포함한다. 원격 컴퓨팅 장치(302)는 제어 커맨드를 통해 시스템(300)의 각 모듈(304, 308a-n, 310 및 312)을 제어할 수 있다. 예를 들어, 원격 컴퓨팅 장치(302)는 EM 신호를 생성하기 위해 신호 생성기 모듈(304)에 제어 커맨드를 발행할 수 있다. 또한, 원격 컴퓨팅 장치(302)는 유체 흐름을 생성하기 위해 유체 피드 모듈(312)에 제어 커맨드를 발행할 수 있다. 대안적으로, 전술한 바와 같이, 각 모듈(304, 308a-n, 310 및 312)은 원격 컴퓨팅 장치(302)로부터 수신된 데이터에 기초하여 제어 커맨드를 자체 생성할 수 있는 컨트롤러를 포함한다. 따라서, 일 실시형태에서, 시스템(300)의 제어는 원격 컴퓨팅 장치(302)에 집중될 수 있고, 다양한 모듈의 컨트롤러는 원격 컴퓨팅 장치(302)로부터 수신된 제어 커맨드에 대해서만 작용할 수 있다. 그러나, 다른 실시형태에서, 각 모듈의 컨트롤러는 그의 각각의 모듈의 제어 중 적어도 일부를 수행할 수 있고, 이와 같이, 시스템(300)의 제어는 원격 컴퓨팅 장치(206)와 각 모듈(304, 308a-n, 310 및 312) 사이에서 공유될 수 있다. 이 하이브리드 배치 구성에서, 시스템(300)의 제어는 여전히 원격 컴퓨팅 장치(206)에 집중될 수 있고, 다양한 모듈의 컨트롤러는 특정의 상황에서만, 예를 들어 원격 컴퓨팅 장치(206)와 하나 이상의 모듈 사이의 통신이 실패할 때에 이 제어를 보완할 수 있음을 이해해야 한다. 따라서, 요약하면, 시스템(300)의 전체 제어는 원격 컴퓨팅 장치(206)에 집중될 수 있지만, 다양한 모듈의 개별 컨트롤러에 의해 보완될 수 있다.
전술한 모듈식 시스템(200)은 원격 컴퓨팅 장치(206)를 포함하고, 전술한 모듈식 시스템(300)은 원격 컴퓨팅 장치(302)를 포함한다. 양쪽의 원격 컴퓨팅 장치(206 및 302)는 일반적으로 적어도 하나의 프로세서, 및 컴퓨터 프로그램 코드를 포함하는 적어도 하나의 메모리를 갖는 컴퓨팅 장치로서 설명될 수 있다. 사용 시, 적어도 하나의 메모리 및 컴퓨터 프로그램 코드는, 적어도 하나의 프로세서에 의해, 원격 컴퓨팅 장치가 도 2 내지 도 6을 참조하여 전술한 시스템 기능의 적어도 일부를 가능하게 하는 다양한 동작을 수행하게 하도록 구성된다.
상세한 예시적인 원격 컴퓨팅 장치가 도 7을 참조하여 후술된다. 일 실시형태에서, 원격 컴퓨팅 장치(206 및 302)는 도 7의 원격 컴퓨팅 장치다.
도 7은 무선 컴퓨팅 장치(1100)의 개략도이다. 무선 컴퓨팅 장치(1100)에 대한 이하의 설명은 단지 예시로서 제공되며 한정하려는 의도가 없다.
무선 장치(1100)는 키패드(1102), 터치스크린(1104), 마이크로폰(1106), 스피커(1108) 및 안테나(1110)를 포함한다. 무선 장치(1100)는, 예를 들어 전화 호출의 호스팅, SMS 메시지의 전송, 인터넷의 브라우징, 이메일의 전송 및 위성 내비게이션의 제공과 같은 다양한 다른 기능을 수행하도록 사용자에 의해 동작될 수 있다.
무선 장치(1100)는, 무선 장치(1100)가 메시징, 인터넷 브라우징, 이메일 기능과 같은 다른 기능을 가질 수 있도록 애플리케이션 프로세서 및 대응하는 지원 하드웨어와 함께 통신 기능(예를 들어, 전화 통화, 데이터 통신)을 수행하기 위한 하드웨어를 포함한다. 통신 하드웨어는 데이터 신호의 송신 및 수신을 위해 안테나(1110)에 RF 신호를 제공하는 RF 프로세서(1112)로 표현된다. RF 프로세서(1112)에 신호를 제공하고 그로부터 신호를 수신하는 베이스밴드 프로세서(1114)가 추가로 제공된다. 베이스밴드 프로세서(1114)는 또한 당업계에 잘 알려진 바와 같이 가입자 식별 모듈(1116)과 상호 작용한다. 통신 서브시스템은 무선 장치(1100)가 3G, 4G, 5G, GSM, WiFi, BluetoothTM 및/또는 CDMA를 포함하는 다수의 상이한 통신 프로토콜을 통해 통신할 수 있게 한다. 무선 장치(1100)의 통신 서브시스템은 본 발명의 범위를 넘는 것이다.
키패드(1102) 및 터치스크린(1104)은 애플리케이션 프로세서(1118)에 의해 제어된다. 전력 및 오디오 컨트롤러(1120)는 배터리(1122)로부터 통신 서브시스템, 애플리케이션 프로세서(1118) 및 다른 하드웨어로 전력을 공급하기 위해 제공된다. 전력 및 오디오 컨트롤러(1120)는 또한 마이크로폰(1106)으로부터의 입력 및 스피커(1108)를 통한 오디오 출력을 제어한다. 또한, 애플리케이션 프로세서(1118)에 의해 제어되고 무선 장치(1100)의 위성 내비게이션 기능과 함께 사용하기 위해 GPS(Global Positioning System) 신호를 수신할 수 있는 GPS 안테나 및 관련 수신기 요소(1124)가 제공된다.
애플리케이션 프로세서(1118)가 동작하기 위해, 다양한 유형의 메모리가 제공된다. 첫째로, 무선 장치(1100)는 데이터 및 프로그램 코드가 마음대로 기록되고 판독될 수 있는 애플리케이션 프로세서(1118)에 연결된 랜덤 액세스 메모리(RAM)(1126)를 포함한다. RAM(1126) 내에 어디에나 배치되는 코드는 RAM(1126)으로부터 애플리케이션 프로세서(1118)에 의해 실행될 수 있다. RAM(1126)은 무선 장치(1100)의 휘발성 메모리를 나타낸다.
둘째로, 무선 장치(1100)는 애플리케이션 프로세서(1118)에 연결된 장기 저장 장치(1128)를 구비한다. 장기 저장 장치(1128)는 3개의 파티션, 즉 운영 체제(OS) 파티션(930), 시스템 파티션(1132) 및 사용자 파티션(1134)을 포함한다. 장기 저장 장치(1128)는 무선 장치(1100)의 비휘발성 메모리를 나타낸다.
본 실시예에서, OS 파티션(1130)은 운영 체제를 포함하는 무선 장치(1100)의 펌웨어를 포함한다. 애플리케이션 프로그램 등과 같은 다른 컴퓨터 프로그램도 장기 저장 장치(1128)에 저장될 수 있다. 특히, 무선 장치(1100)에 필수적인 애플리케이션 프로그램, 예를 들어 스마트폰의 경우에, 통신 애플리케이션 등은 통상적으로 시스템 파티션(1132)에 저장된다. 시스템 파티션(1132)에 저장된 애플리케이션 프로그램은 통상적으로 무선 장치(1100)가 처음 판매될 때 장치 제조업체에 의해 무선 장치(1100)와 함께 번들로 제공되는 것일 것이다.
사용자에 의해 무선 장치(1100)에 추가되는 애플리케이션 프로그램은 일반적으로 사용자 파티션(1134)에 저장될 것이다.
언급된 바와 같이, 도 7의 표현은 개략적이다. 실제로, 도시된 다양한 기능적 구성요소는 하나의 동일한 구성요소로 대체될 수 있다. 예를 들어, 장기 저장 장치(1128)는 NAND 플래시, NOR 플래시, 하드 디스크 드라이브 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 추가적으로, 하나 이상의 구성 요소가 생략될 수 있다.
일반적으로, 원격 컴퓨팅 장치(206 및 302)의 하드웨어 구성에 관계없이, 양쪽의 원격 컴퓨팅 장치는 사용자(예를 들어, 인간 운영자)가 모듈식 시스템(200 및 300)과 인터페이스할 수 있는 메커니즘을 제공한다. 예를 들어, 사용자는 EM 신호 또는 유체를 생체 조직에 전달하는 것과 같은 시스템(200 또는 300)의 기능을 구성하거나 가능하게 하기 위해 원격 컴퓨팅 장치(206 및 302)를 통해 명령어를 발행할 수 있다. 추가적으로, 사용자는 원격 컴퓨팅 장치(206 및 302)를 통해 시스템(200 또는 300)으로부터의 피드백, 예를 들어 오류 통지 또는 특정 수술 절차에 대한 데이터(예를 들어, 제어 커맨드 또는 검출 신호)를 수신할 수 있다. 추가적으로, 원격 컴퓨팅 장치(206 및 302)는 피드백 데이터가 추가 전기 수술 절차를 제어하기 위해 저장, 표시, 조작 또는 사용될 수 있는 메커니즘을 제공한다. 일 실시형태에서, 원격 컴퓨팅 장치는 사용자로부터의 입력 수신 및 사용자로의 컨텐츠(예를 들어, 그래프, 테이블, 경고, 업데이트 등)의 전달 모두를 위해 그의 터치스크린 상에 사용자 인터페이스를 표시한다. 사용자 인터페이스는 모든 모듈이 제어되고 모니터링될 수 있는 메커니즘일 수 있다.
이제 시스템(200)의 원격 컴퓨팅 장치(206)의 동작의 상세한 실시형태가 시스템(200)의 전술한 기능 중 일부를 예시하기 위해 도 8의 흐름도(1200)를 참조하여 설명될 것이다.
처리는 블록 1202에서 시작하며, 여기서 원격 컴퓨팅 장치(206)는 사용자 입력에 기초하여 입력 데이터를 생성한다. 예를 들어, 시스템(200)의 경우, 원격 컴퓨팅 장치(206)는 사용자가 사용자 입력을 제공하기 위해 제어하는 터치스크린 디스플레이를 포함할 수 있다. 입력 데이터는 신호 생성기 모듈(212)과 같은 시스템(200)의 하나 이상의 모듈의 하나 이상의 동작 파라미터를 지정할 수 있다. 예를 들어, 사용자 입력은 원격 컴퓨팅 장치(206)가 신호 생성기 모듈(214)을 활성화하여 기구(204) 로의 전달을 위한 EM 신호를 생성하게 하도록 제공될 수 있다. 이와 같이, 동작 파라미터는 신호 생성기 모듈(214)을 "턴온"하기 위한 컨트롤러 모듈(212)에 대한 명령어를 포함할 수 있다.
블록 1204에서, 원격 컴퓨팅 장치(206)는 컨트롤러 모듈(212) 로의 무선 송신을 위한 데이터 패킷을 생성한다. 데이터 패킷은 사용자에 의해 입력된 동작 파라미터를 포함한다. 데이터 패킷은 동작 파라미터가 컨트롤러 모듈(212)에 무선으로 송신될 수 있도록 생성된다. 예를 들어, 동작 파라미터는, 컨트롤러 모듈(212) 로의 동작 파라미터의 무선 통신을 가능하게 하는 소스 어드레스 및 목적지 어드레스와 같은 통신 파라미터와 조합될 수 있다. 추가적으로, 원격 컴퓨팅 장치(206)는 데이터 패킷이 추가 보안 및 안전을 위해 암호화된 동작 파라미터를 포함하도록 동작 파라미터를 암호화할 수 있다.
블록 1206에서, 데이터 패킷은 무선 통신 채널(210)을 통해 원격 컴퓨팅 장치(206)로부터 컨트롤러 모듈(212)로 무선으로 송신된다. 무선 통신 채널(210)은 원격 컴퓨팅 장치(206)와 컨트롤러 모듈(212) 사이의 직접(예를 들어, 전용) 경로일 수 있거나, 무선 통신 채널(210)은 하나 이상의 다른 컴퓨팅 장치 또는 네트워크, 예를 들어 인터넷, 하나 이상의 무선 근거리 통신망 및/또는 하나 이상의 근거리 통신망을 포함할 수 있다.
데이터 패킷의 수신 시, 컨트롤러 모듈(212)은 전술한 바와 같이 동작 파라미터를 추출하고 대응하는 제어 커맨드를 생성한다. 예를 들어, 제어 커맨드는 신호 생성기 모듈(214)이 EM 신호를 생성하도록 지시한다.
동작 파라미터는 신호 성생기 모듈(214)을 턴온하는 것에 한정되지 않음을 이해해야 한다. 예를 들어, 동작 파라미터는 EM 신호를 턴오프하는 것, 특정 기간 동안 EM 신호를 턴온하는 것, 특정 전력(또는 진폭)을 갖는 EM 신호를 생성하는 것, 특정 펄스 특성(예를 들어, 펄스 폭, 듀티 사이클, 진폭 등)을 갖는 펄스형 EM 신호를 생성하는 것과 같은, 신호 생성기 모듈(214)에 대한 다른 명령어를 포함할 수 있다. 추가적으로, 동작 파라미터는 신호 생성기 모듈(214) 이외의 모듈에 대한 명령어를 포함할 수 있다. 예를 들어, 동작 파라미터가 추가 신호 생성기 모듈(222)에 대한 것인 경우, 이들은 신호 생성기 모듈(214)을 참조하여 설명된 것과 유사할 수 있다. 동작 파라미터가 유체 피드 모듈(220)에 대한 것인 경우, 이들은 가스 공급이 턴온되는 것, 또는 온도 제어 요소가 가스를 특정 온도로 설정하는 것을 지정할 수 있다. 동작 파라미터가 피드 구조체(216)에 대한 것인 경우, 이들은 하나 이상의 특정 신호 생성기 모듈로부터의 EM 신호가 기구(204)로 전달되는 것을 지정할 수 있다. 어떤 경우에도, 동작 파라미터를 포함하는 제어 커맨드(또는 동작 파라미터에 기초하여 생성된 제어 커맨드)는 컨트롤러 모듈(212)에 의해 관련 모듈로 전달된다.
블록 1208에서, 원격 컴퓨팅 장치(206)는 무선 통신 채널(210)을 통해 컨트롤러 모듈(212)로부터 데이터 패킷을 수신한다.
블록 1210에서, 원격 컴퓨팅 장치(206)는 수신된 데이터 패킷으로부터 데이터를 추출한다. 컨트롤러 모듈(212)이 데이터를 암호화한 경우, 원격 컴퓨팅 장치는 데이터를 추출하기 위해 대응하는 복호화 프로토콜을 사용하여 데이터를 복호화해야 한다. 대안적으로, 데이터가 암호화되지 않는 경우, 데이터는 더 이상 필요하지 않은 데이터 패킷의 일부, 예를 들어 통신 파라미터(예를 들어, 헤더 또는 어드레스)를 제거함으로써 추출될 수 있다.
블록 1212에서, 원격 컴퓨팅 장치(206)는 추출된 데이터를 처리한다. 처리의 속성은 추출된 데이터에 의존할 것이지만, 일반적으로 시스템(200)의 동작에 대한 실시간 피드백 및 모니터링을 사용자에게 제공하기 위한 메커니즘을 제공한다. 예를 들어, 가능한 처리 동작은, 데이터를 저장하는 것, 및 원격 컴퓨팅 장치(206)의 디스플레이 스크린 상에 (예를 들어, 그래프, 차트 또는 테이블로) 데이터를 표시하는 것을 포함한다. 또한, 원격 컴퓨팅 장치(206)는 데이터를 조작할 수 있고, 가능하면 데이터를 사용하여 또 다른 데이터를 합성할 수 있다. 일 실시예에서, 추출된 데이터는 신호 생성기 모듈(214)의 요소가 미리 설정된 한계를 벗어난 온도를 기록하고 있음을 통지하는 컨트롤러 모듈(212)로부터의 경보 신호를 포함할 수 있다. 이 경우, 원격 컴퓨팅 장치(206)는, 신호 생성기 모듈(214)을 셧다운하기 위해 컨트롤러 모듈(212)이 신호 생성기 모듈(214)에 제어 커맨드를 발행하게 하는 컨트롤러 모듈(212)로의 송신을 위한 데이터(예를 들어, 동작 파라미터)를 생성할 수 있다. 대안적으로, 추출된 데이터는 신호 검출기 모듈(218)로부터의 검출 신호를 포함할 수 있고, 원격 컴퓨팅 장치(206)는, 전기 수술 기구(204)의 원위 단부(205)에서 치료 부위에서의 조직 내로의 EM 방사선의 전달 효율을 개선하기 위해 신호 생성기 모듈(214)이 튜너(230)를 조정하게 하도록 컨트롤러 모듈(212)이 신호 생성기 모듈(214)에 제어 커맨드를 발행하게 하는 컨트롤러 모듈(212) 로의 송신을 위한 데이터(예를 들어, 동작 파라미터)를 생성할 수 있다. 또한, 블록(1212)은 다수의 상이한 처리 동작을 포함할 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 과열에 관한 상기 실시예를 고려하면, 원격 컴퓨팅 장치(206)는, (i) 현재 동작 세션을 식별하는 다른 데이터와 함께 문제가 되는 온도를 포함하는 저장을 위한 데이터 엔트리를 생성하고; (ii) 원격 컴퓨팅 장치(206)의 메모리에 데이터 엔트리를 저장하고; (iii) 사용자에게 결함을 경고하기 위해 원격 컴퓨팅 장치(206)의 디스플레이 스크린 상에 경고를 표시하고; (iv) 컨트롤러 모듈(212)이 신호 생성기 모듈(214)을 셧다운시키도록 컨트롤러 모듈(212)이 신호 생성기 모듈(214)에 제어 커맨드를 발행하게 하는 데이터를 포함하는 컨트롤러 모듈(212) 로의 송신을 위한 데이터 패킷을 생성하고; (v) 데이터 패킷을 컨트롤러 모듈(212)로 송신할 수 있다.
상기한 것 이외에, 원격 컴퓨팅 장치(206)는, 시스템(200)의 세션 데이터(즉, 특정 수술 절차에 관한 데이터)가 저장, 리콜, 표시, 내보내기, 인쇄 및 다른 컴퓨팅 장치 또는 시스템(예를 들어, 병원 환자 데이터베이스)와 링크될 수 있는 메커니즘을 제공한다. 예를 들어, 환자의 수술 중에 시스템(200)으로부터 수집된 데이터는 병원의 환자 데이터베이스 내의 해당 환자의 엔트리와 연관하여 저장될 수 있다. 추가적으로, 원격 컴퓨팅 장치(206)는 전기 수술 절차에 관한 데이터 분석을 가능하게 하기 위해 시스템(200)으로부터 데이터를 수집할 수 있다. 예를 들어, 세션 데이터는 절차 결과와 함께 저장될 수 있고, 새로운 세션 데이터에 기초하여 장래 절차의 결과를 예측하기 위해 기계 학습, 인공 지능 또는 패턴 매칭이 원격 컴퓨팅 장치(206)에 의해 수행될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 원격 컴퓨팅 장치(206)는 세션 데이터 및 결과 데이터를 클라우드 저장 데이터베이스와 같은 글로벌 저장소(global repository)로 송신할 수 있다. 이와 같이, 원격 컴퓨팅 장치(206)는 그 결과 예측이 더욱 정확하도록 다른 원격 컴퓨팅 장치(206)로부터 세션 데이터 및 결과 데이터에 액세스 가능할 수 있다.
원격 컴퓨팅 장치의 동작에 대한 상기 설명이 모듈식 시스템(200)과 관련하여 제시되었지만, 설명은 모듈식 시스템(300)에 동일하게 적용됨을 이해해야 한다. 그러나, 원격 컴퓨팅 장치(302)는, 신호 생성기 모듈(304), 각각의 추가 신호 생성기 모듈(308), 신호 결합 모듈(310), 및 유체 피드 모듈(312) 각각과 개별적으로 통신(예를 들어, 데이터 패킷을 송수신)할 수 있음을 이해해야 한다. 따라서, 각 모듈로 전송되는 데이터는 해당 모듈의 기능과 관련되어야 한다. 예를 들어, 원격 컴퓨팅 장치(302)는 EM 신호를 생성하는 것과 관련된 신호 생성기 모듈(304)로 데이터 패킷을 전송할 수 있다. 그러나, 원격 컴퓨팅 장치(302)는 가스 흐름을 생성하는 것과 관련된 신호 생성기 모듈(304)로 데이터 패킷을 전송하지 않을 수 있고, 이는 이 데이터 패킷이 대신에 유체 피드 모듈(312)로 직접 전송되어야 하기 때문이다.
시스템(300)으로부터의 모듈은 원격 컴퓨팅 장치에 의해 중앙에서 제어되는 조합된 실시형태를 형성하기 위해 시스템(200)에 포함될 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 조합된 시스템은 원격 컴퓨팅 장치(206), 전기 수술 기구(204) 및 시스템(200)의 코어 모듈, 즉 컨트롤러 모듈(212), 신호 생성기 모듈(214) 및 피드 구조체 모듈(216)을 포함할 수 있다. 추가적으로, 시스템(200)은 기구 유체 피드 구조체(318)를 통해 전기 수술 기구(204)와 인터페이스하는 유체 피드 모듈(312)을 포함할 수 있다. 원격 컴퓨팅 장치(206)는 신호 생성기 모듈(214) 및 피드 구조체 모듈(216)에 대한 제어 커맨드를 컨트롤러 모듈(212)에 발행함으로써 조합된 시스템을 제어할 수 있고; 그러나, 원격 컴퓨팅 장치(206)는 유체 피드 구조체(318)에 직접(즉, 컨트롤러 모듈(212)을 통하지 않고) 제어 커맨드를 발행할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시형태는 하부 및 상부 위장(GI)관과 관련된 GI 시술, 예를 들어 장에서 폴립을 제거하기 위해, 즉 내시경 점막 절제술 또는 내시경 점막하 박리술에 특히 적합할 수 있음을 이해해야 한다. 본 발명은 또한 다른 시술, 예를 들어 일반 수술 또는 복강경 수술에 적합할 수 있다. 본 발명은 귀, 코 및 인후 시술 및 간 절제술에서의 사용을 찾을 수 있다. 본 발명은 또한 췌장과 관련된 시술을 다루기 위해, 예를 들어 문맥 또는 췌관에 근접한 종양 또는 이상을 절제하거나 제거하기 위해 사용될 수 있다.
특정 형태로 또는 개시된 기능을 수행하기 위한 수단, 또는 개시된 결과를 얻기 위한 방법 또는 프로세스의 관점에서 적절하게 표현된, 전술한 설명, 이하의 청구범위 또는 첨부 도면에 개시된 특징은, 개별적으로 또는 이러한 특징들의 임의의 조합으로 다양한 형태로 본 발명을 실현하기 위해 이용될 수 있다.
본 발명이 전술한 예시적인 실시형태와 관련하여 설명되었지만, 본 개시가 제공될 때 많은 균등한 수정 및 변형이 당업자에게는 명백할 것이다. 따라서, 전술한 본 발명의 예시적인 실시형태는 한정하는 것이 아니라 예시적인 것으로 간주된다. 설명된 실시형태에 대한 다양한 변경이 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다.
의심의 여지를 없애기 위해, 본 명세서에 제공된 임의의 이론적 설명은 독자의 이해를 향상시키기 위해 제공된다. 본 발명자들은 임의의 이러한 이론적 설명에 구속되는 것을 원하지 않는다.
본 명세서에 사용된 임의의 섹션 제목은 구성의 목적으로만 사용되며 설명된 주제를 한정하는 것으로 해석되지 않아야 한다.
이하의 청구범위를 포함한 본 명세서 전반에 걸쳐서, 문맥이 달리 요구하지 않는 한, 단어 "갖다(have)", "포함하다(comprise)" 및 "포함하다(include)"와, "갖는", "포함한다", "포함하는" 및 "포함하는"과 같은 변형은 제시된 정수 또는 단계 또는 정수들 또는 단계들의 그룹의 포함을 의미하지만 임의의 다른 정수 또는 단계 또는 정수들 또는 단계들의 그룹의 제외를 의미하지 않는 것으로 이해될 것이다.
명세서 및 첨부된 청구범위에서 사용된 바와 같이, 단수 형태("a", "an"및 "the")는 문맥상 명백하게 달리 지시하지 않는 한 복수의 지시 대상을 포함한다는 점에 유의해야 한다. 범위는 본 명세서에서 "약" 하나의 특정 값부터, 및/또는 "약" 다른 특정 값까지라고 표현될 수 있다. 이러한 범위가 표현될 때, 다른 실시형태는 하나의 특정 값부터 및/또는 다른 특정 값까지 포함한다. 마찬가지로, 값이 선행하는 "약"의 사용에 의해 근사값으로 표현될 때, 특정 값은 다른 실시형태를 형성함을 이해할 것이다. 수치와 관련된 용어 "약"은 선택적이며, 예를 들어 +/- 10%를 의미한다.
본 명세서에서 사용된 단어 "바람직한" 및 "바람직하게"는 일부 상황에서 특정 이점을 제공할 수 있는 본 발명의 실시형태를 지칭한다. 그러나, 동일한 또는 상이한 환경에서 다른 실시형태가 또한 바람직할 수 있음을 이해해야 한다. 따라서, 하나 이상의 바람직한 실시형태의 언급은 다른 실시형태가 유용하지 않음을 의미하거나 암시하지 않으며, 본 개시의 범위로부터 또는 청구범위의 범위로부터 다른 실시형태를 배제하려는 의도는 없다.

Claims (28)

  1. 모듈식 전기 수술 시스템으로서,
    원격 컴퓨팅 장치와 무선으로 통신하여 그로부터 데이터를 수신하도록 동작 가능한 무선 통신 인터페이스를 가지며, 상기 수신된 데이터에 기초하여 제어 커맨드를 제공하도록 동작 가능한 컨트롤러 모듈;
    상기 컨트롤러 모듈과 통신하여 상기 제어 커맨드를 수신하고, 전자기(EM) 신호를 형성하기 위해 상기 제어 커맨드에 기초하여 EM 방사선을 생성하고 제어하도록 동작 가능한 신호 생성기 모듈; 및
    상기 EM 신호를 전달하기 위한 것이고, 상기 EM 신호를 전기 수술 기구로 출력하기 위한 출력 포트를 갖는 피드 구조체 모듈을 포함하고, 상기 피드 구조체는 상기 신호 생성기 모듈을 상기 출력 포트에 연결하기 위한 신호 채널을 갖는, 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 컨트롤러 모듈은 상기 수신된 데이터를 수신하기 위해 상기 무선 통신 인터페이스와 통신하는 프로세서를 더 포함하고, 상기 프로세서는 상기 수신된 데이터에 기초하여 상기 제어 커맨드를 생성하도록 동작 가능한, 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 컨트롤러 모듈은 상기 무선 통신 인터페이스를 통해 상기 원격 컴퓨팅 장치로 상기 제어 커맨드를 송신하도록 동작 가능한, 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컨트롤러 모듈은 상기 무선 통신 인터페이스에서 수신된 데이터를 복호화하고 상기 무선 통신 인터페이스로부터 송신된 데이터를 암호화하도록 동작 가능한, 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컨트롤러 모듈은 상기 시스템의 잠재적 오류 상태를 모니터링하기 위한 워치독(watchdog)을 포함하고, 상기 워치독은 상기 오류 상태가 발생할 때 경보 신호를 생성하도록 동작 가능한, 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 시스템의 일부의 동작을 모니터링하고 대응하는 센서 데이터를 생성하도록 동작 가능한 센서를 더 포함하고, 상기 워치독은 상기 센서 데이터와 하나 이상의 센서 임계값 간의 비교에 기초하여 상기 경보 신호를 생성하도록 동작 가능한, 시스템.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 컨트롤러 모듈은 상기 무선 통신 인터페이스를 통해 상기 원격 컴퓨팅 장치로 상기 경보 신호를 송신하도록 동작 가능한, 시스템.
  8. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 워치독은 상기 무선 통신 인터페이스가 적어도 미리 설정된 시간 기간 동안 상기 원격 컴퓨팅 장치와의 통신을 상실할 때 상기 경보 신호를 생성하도록 동작 가능한, 시스템.
  9. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컨트롤러 모듈은 상기 경보 신호에 기초하여 상기 제어 커맨드를 생성하도록 동작 가능한, 시스템.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 신호 채널에 결합되어 신호 채널 상의 신호 특성을 샘플링하고 그로부터 상기 신호 특성을 나타내는 검출 신호를 생성하는 신호 검출기 모듈을 더 포함하는, 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 컨트롤러 모듈은 상기 검출 신호에 기초하여 상기 제어 커맨드를 생성하도록 동작 가능한, 시스템.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 컨트롤러 모듈은 상기 무선 통신 인터페이스를 통해 상기 원격 컴퓨팅 장치로 상기 검출 신호를 송신하도록 동작 가능한, 시스템.
  13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피드 구조체 모듈은 상기 EM 신호에 의해 전달되는 에너지를 제어하기 위해 상기 신호 채널에 연결된 튜너를 더 포함하고, 상기 튜너는 상기 검출 신호에 기초하여 상기 컨트롤러 모듈에 의해 제어 가능한 조정 가능한 임피던스 요소를 포함하는, 시스템.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 신호 생성기 모듈은 상기 EM 방사선으로부터 펄스형 EM 방사선을 생성하기 위해 상기 제어 커맨드에 기초하여 상기 컨트롤러 모듈에 의해 제어 가능한 펄스 생성기를 더 포함하며, 상기 EM 신호는 상기 펄스형 EM 방사선을 포함하는, 시스템.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 유체를 상기 전기 수술 기구로 출력하기 위한 유체 포트와 유체 연통하는 유체 피드 구조체를 갖는 유체 피드 모듈을 더 포함하고, 상기 유체 피드 모듈은 상기 유체 피드 구조체를 통해 상기 유체 포트로 유체 흐름을 공급하고 제어하는, 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 상기 유체 피드 모듈은, 상기 유체 피드 구조체에 결합되고 상기 유체 피드 구조체 내의 상기 유체 흐름의 온도를 조정하기 위해 상기 제어 커맨드에 기초하여 상기 컨트롤러 모듈에 의해 제어 가능한 온도 제어 요소를 더 포함하는, 시스템.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 추가 EM 신호를 형성하기 위해 상기 제어 커맨드에 기초하여 추가 EM 방사선을 생성하고 제어하도록 동작 가능한 하나 이상의 추가 신호 생성기 모듈을 더 포함하고, 상기 또는 각각의 추가 신호 생성기 모듈은 상기 신호 생성기 모듈 및 각각의 다른 추가 신호 생성기 모듈에 상이한 주파수로 상기 EM 방사선을 생성하며, 상기 피드 구조체 모듈은 상기 또는 각각의 추가 신호 생성기 모듈을 상기 출력 포트에 결합하기 위한 하나 이상의 추가 신호 채널을 갖는, 시스템.
  18. 제17항에 있어서, 상기 신호 채널 및 상기 또는 각각의 추가 신호 채널은 물리적으로 분리된 신호 경로를 포함하고, 상기 피드 구조체 모듈은 하나 이상의 입력을 갖는 신호 결합 회로를 포함하며, 각각의 입력은 상기 물리적으로 분리된 신호 경로 중 다른 하나에 연결되고, 상기 신호 결합 회로는 단일 채널을 따라 상기 출력 포트에 개별적으로 또는 동시에 상기 EM 신호 및 상기 또는 각각의 추가 EM 신호를 전달하기 위한 공통 신호 경로에 연결된 출력을 갖는, 시스템.
  19. 제18항에 있어서, 상기 신호 결합 회로는 상기 신호 채널 및 상기 또는 각각의 추가 신호 채널 중 하나를 상기 공통 신호 경로에 연결하기 위한 스위칭 장치를 포함하고, 상기 스위칭 장치는 상기 제어 커맨드에 기초하여 상기 컨트롤러 모듈에 의해 제어 가능한, 시스템.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시스템의 다수의 모듈을 포함하기 위한 케이스를 더 포함하고, 상기 케이스는 상기 다수의 모듈을 수용하기 위한 다수의 소켓을 포함하는, 시스템.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 원위 단부로부터 EM 방사선을 전달하도록 배열된 전기 수술 기구를 더 포함하고, 상기 전기 수술 기구는 상기 EM 신호를 상기 원위 단부로 전달하기 위한 기구 피드 구조체를 갖고, 상기 기구 피드 구조체는 상기 원위 단부를 상기 출력 포트에 연결하기 위한 기구 신호 채널을 갖는, 시스템.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 원격 컴퓨팅 장치를 더 포함하고, 상기 원격 컴퓨팅 장치는,
    적어도 하나의 프로세서; 및
    컴퓨터 프로그램 코드를 포함하는 적어도 하나의 메모리를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 메모리 및 상기 컴퓨터 프로그램 코드는, 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해, 상기 원격 컴퓨팅 장치가 적어도,
    사용자 입력에 기초하여 입력 데이터를 생성하는 것 - 상기 입력 데이터는 상기 신호 생성기 모듈의 적어도 하나의 동작 파라미터를 지정함 -;
    상기 컨트롤러 모듈로의 무선 송신을 위한 데이터 패킷을 생성하는 것 - 상기 데이터 패킷은 적어도 하나의 동작 파라미터를 포함함 -; 및
    상기 데이터 패킷을 무선 통신 채널을 통해 상기 컨트롤러 모듈로 송신하는 것을 행하게 하도록 구성되는, 시스템.
  23. 모듈식 전기 수술 시스템용 신호 생성기 모듈로서,
    원격 컴퓨팅 장치와 무선으로 통신하여 그로부터 데이터를 수신하도록 동작 가능한 무선 통신 인터페이스를 가지며, 상기 수신된 데이터에 기초하여 제어 커맨드를 제공하도록 동작 가능한 컨트롤러;
    상기 컨트롤러와 통신하여 상기 제어 커맨드를 수신하고, 전자기(EM) 신호를 형성하기 위해 상기 제어 커맨드에 기초하여 EM 방사선을 생성하고 제어하도록 동작 가능한 신호 생성기; 및
    상기 EM 신호를 전달하기 위한 것이고, 상기 EM 신호를 전기 수술 기구로 출력하기 위한 출력 포트를 갖는 피드 구조체를 포함하고, 상기 피드 구조체는 상기 신호 생성기를 상기 출력 포트에 연결하기 위한 신호 채널을 갖는, 신호 생성기 모듈.
  24. 모듈식 전기 수술 시스템용 유체 피드 모듈로서,
    원격 컴퓨팅 장치와 무선으로 통신하여 그로부터 데이터를 수신하도록 동작 가능한 무선 통신 인터페이스를 가지며, 상기 수신된 데이터에 기초하여 제어 커맨드를 제공하도록 동작 가능한 컨트롤러;
    유체를 전기 수술 기구로 출력하기 위한 유체 포트와 유체 연통하는 유체 피드 구조체를 포함하고, 상기 유체 피드 구조체는 상기 유체 포트로 유체 흐름을 공급하고 제어하기 위해 상기 제어 커맨드에 기초하여 상기 컨트롤러에 의해 제어 가능한, 유체 피드 모듈.
  25. 모듈식 전기 수술 시스템용 신호 결합 모듈로서,
    원격 컴퓨팅 장치와 무선으로 통신하여 그로부터 데이터를 수신하도록 동작 가능한 무선 통신 인터페이스를 가지며, 상기 수신된 데이터에 기초하여 제어 커맨드를 제공하도록 동작 가능한 컨트롤러;
    복수의 입력 전자기(EM) 신호를 수신하기 위한 복수의 입력 포트;
    출력 EM 신호를 전기 수술 기구로 송신하기 위한 출력 포트; 및
    상기 복수의 입력 EM 신호를 스위칭 장치로 전달하기 위해 상기 복수의 입력 포트에 결합된 복수의 개별 신호 경로를 포함하는 피드 구조체를 포함하고, 상기 피드 구조체는 상기 출력 포트에 연결된 공통 신호 경로를 가지며, 상기 스위칭 장치는 상기 제어 커맨드에 기초하여 상기 복수의 개별 신호 경로 중 하나 이상을 상기 공통 신호 경로에 선택적으로 연결하는, 신호 결합 모듈.
  26. 모듈식 전기 수술 시스템으로서,
    제23항에 따른 신호 생성기 모듈;
    원위 단부로부터 EM 방사선을 전달하도록 배열되고, 상기 EM 신호를 상기 원위 단부로 전달하기 위한 기구 피드 구조체를 갖는 전기 수술 기구 - 상기 기구 피드 구조체는 상기 원위 단부를 상기 출력 포트에 연결하기 위한 기구 신호 채널을 가짐 -; 및
    원격 컴퓨팅 장치에 의해 수신된 사용자 입력 데이터에 기초하여 상기 신호 생성기 모듈의 상기 무선 통신 인터페이스로 데이터를 무선으로 전송하기 위한 상기 원격 컴퓨팅 장치를 포함하는, 모듈식 전기 수술 시스템.
  27. 제26항에 있어서,
    제23항에 따른 추가 신호 생성기 모듈;
    제25항에 따른 신호 결합 모듈을 더 포함하고;
    상기 신호 생성기 모듈의 상기 출력 포트는 상기 신호 결합 모듈의 상기 복수의 입력 포트 중 제1 포트에 연결되고, 상기 추가 신호 생성기 모듈의 상기 출력 포트는 상기 신호 결합 모듈의 상기 복수의 입력 포트 중 제2 포트에 연결되며, 상기 신호 결합 모듈의 상기 출력 포트는 상기 기구 피드 구조체에 연결되는, 모듈식 전기 수술 시스템.
  28. 제26항 또는 제27항에 있어서,
    제24항에 따른 유체 피드 모듈;
    상기 유체 피드 모듈의 상기 유체 포트로부터 상기 전기 수술 기구의 상기 원위 단부로 상기 유체 흐름을 공급하도록 연결된 유체 피드 구조체를 더 포함하는, 모듈식 전기 수술 시스템.
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