KR20220047301A - 조직 식별을 위한 장치 및 방법 - Google Patents

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KR20220047301A
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크리스티안 휴버
디터 바이스하웁트
크리스토프 로스와일러
데트레프 러스
홀리버 푸거
라이문트 힙스트
앨윈 키엔레
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아에스쿨랍 아게
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Abstract

다음의 단계들을 포함하는 온도 측정 방법:
적어도 하나의 조명에 의해 조명 스펙트럼을 갖는 광을 조직으로 방출하는 단계, 적어도 하나의 검출기에 의해 조직으로부터 리미션 스펙트럼을 갖는 광의 리미션을 수신하는 단계, 검출기에 의해 반사 스펙트럼을 검출기 신호로 변환하는 단계, 검출기 신호를 계산 유닛에 보내는 단계, 조직에 존재하는 개별 조직 구성요소의 추정된 부피 분율을 가정하여, 조직에서 광의 전파를 설명하기 위한 솔루션에 기초하여, 바람직하게는 복사 전달 이론 및 그 근사에 기초하여, 계산 유닛에 의해 제1 이론적인 리미션 스펙트럼을 계산하는 단계, 계산 유닛(1144)에 의해, 예를 들어, 비선형 회귀, 신경망 또는 룩업 테이블에 의해 이론적인 리미션 스펙트럼을 측정된 리미션 스펙트럼에 맞추는 단계, 계산 유닛(1144)에 의해 조직에 존재하는 개별 조직 성분의 부피 분율의 변화를 사용하여 이론적으로 계산된 리미션 스펙트럼을 측정된 리미션 스펙트럼에 맞추기 위해 사용되는 최소화 알고리즘에 의해 완화 스펙트럼으로부터 조직 성분의 적어도 하나의 부피 분율을 계산하는 단계.

Description

조직 식별을 위한 장치 및 방법
본 발명은 조직 식별, 특히 인간 조직의 조직 식별을 위한 의료용 고주파 수술 기구(HF, 초음파, 레이저 기구 등), 및 바람직하게 본 발명에 따른 의료용 고주파 수술 기구(HF, 초음파, 레이저 기구 등)에서 조직 식별을 위한 방법의 적용에 관한 것이다.
고주파 수술(이하 HF 수술이라 함)에서는 공정에서 발생하는 가열로 인해 조직을 선택적으로 제거하기 위해(응고) 및/또는 절단하기 위해(전기절개), 고주파 교류가 인체 또는 신체 부위에 흐른다. 이렇게 손상된 조직은 나중에 주변의 건강한 조직에 의해 재흡수된다. 메스를 이용한 기존의 절단 기술과 비교하여 중요한 장점은 절단과 동시에 해당 혈관을 닫음으로써 응고의 의미 내에서 지혈이 일어날 수 있다는 점이다. 혈관을 안전하게 닫으려면 소위 밀봉 및 절단(Seal&Cut) 도구를 사용해야 한다. 사용된 장치를 전기 메스라고도 한다.
HF 수술(고주파 수술)에 사용되는 주파수와 관련하여 신체 조직은 오믹 저항(임피던스)처럼 행동한다. 비저항은 조직의 유형에 크게 의존한다. 근육 조직과 관류가 높은 조직의 비저항은 상대적으로 낮다. 지방은 대략 뼈보다 15배, 뼈보다 1000배 높다. 따라서 전류의 주파수, 모양 및 수준은 수술이 수행되는 조직의 유형에 맞게 조정되어야 한다.
현재, 모노폴라(단극성) 고주파 기법은 HF 수술에서 가장 많이 사용된다. 이 경우 고주파 전압 소스의 극(pole)은 가능한 한 큰 상대 전극을 통해 환자와 연결되고, 예를 들어 환자가 누워 있는 수술대의 접촉부, 접촉식 팔찌 또는 접촉식 발목 스트랩 또는 접착 전극에 의해 환자와 연결된다. 이 상대 전극들을 종종 중성 전극들이라고 한다. 다른 극(pole)은 소위 활성 전극을 구성하는 수술 기구에 연결된다. 전류는 활성 전극에서 중성 전극으로 저항이 가장 작은 경로를 통해 흐른다. 활성 전극에 근접할 때 전류 밀도가 가장 크며 열 효과가 가장 강한 곳이다. 전류 밀도는 거리의 제곱에 따라 감소한다. 체내의 전류 밀도가 낮게 유지되고 화상이 발생하지 않도록 하기 위해 중성 전극은 가능한 한 크게 하고 몸에 잘 연결되어야 한다. 중성 전극 상의 피부는 넓은 표면으로 인해 눈에 띄게 가열되지 않는다. 중성 전극을 부착할 때 엄격한 안전 조치가 적용된다. 화상을 일으키지 않으려면 올바른 위치와 중성 전극의 양호한 접촉(수술 부위에 따라 다름)이 중요하다.
바이폴라(양극성) 고주파 기술의 경우 모노폴라 기술과 달리 수술 효과(절단 또는 응고)가 필요한 신체의 작은 부분에 전류가 흐른다. HF 전압이 인가되는 서로 절연된 2개의 전극들(예: 기구 브랜치들에 수용됨)은 수술 부위로 직접 안내된다. 전기 회로는 그 사이에 있는 조직을 통해 닫힌다. 전극들 사이의 조직 내에서 열 효과가 발생한다.
응고 클램프들이 알려져 있다. 고주파 연결은 일반적으로 핸들에 제공된다. 절연 코팅이 제공되는 나사는 종종 손잡이가 있는 2개의 클램핑 레그들이 서로 회전 가능하게 부착되는 조인트의 축으로서 역할을 한다.
바이폴라 HF 혈관 밀봉 및/또는 절단 시스템에 의해 혈관들 또는 조직 다발은 일반적으로 또는 절단 중에 효과적으로 그리고 영구적으로 밀봉될 수 있다. 따라서, 주변 조직의 측면 열 손상이 제한되고 조직 유착이 최소화된다.
의학에서 조직은 공통 기능이나 구조를 가진 유사하거나 다르게 분화된 세포 그룹으로 구성된 유기 물질로 정의된다. 세포 외에도 조직에는 세포외 기질(ECM)도 포함된다. 인간 조직의 예로는 혈관이 있다.
인체는 약 56%의 산소(O), 28%의 탄소(C), 9%의 수소(H), 2%의 질소(N), 1.5%의 칼슘, 1%의 염소(Cl), 1% 인(P), 0.25% 칼륨(K), 0.2% 황(S) 및 더 적은 비율의 기타 화학 물질들(모든 데이터는 중량 퍼센트)의 화학 조성으로 구성되어 있다.
인체의 물질 구성은 약 67% 물, 16% 단백질(예: 콜라겐), 10% 지질(예: 지방), 1% 탄수화물, 1% 핵산 및 5% 다양한 미네랄(모든 데이터는 중량 퍼센트)로 구성되어 있다.
콜라겐은 인간과 동물에서 발견되는, 주로 결합 조직(더 정확하게는 세포외 기질)의 구조 단백질(섬유 다발을 형성하는 "단백질") 그룹이다. 콜라겐은 무엇보다도 힘줄, 인대, 뼈 및 연골의 흰색 비탄성 섬유에서 발견된다. 피부의 층들(피하 조직)도 콜라겐으로 구성된다. 인체에서 콜라겐은 가장 풍부한 단백질이고 모든 단백질의 총 질량의 30% 이상을 차지한다.
살아있는 유기체에서 지질은 주로 세포막의 구조 구성요소, 에너지 저장 장치 또는 신호 분자로 사용된다. "지방"이라는 용어는 종종 지질의 동의어로 사용되지만 지방(트리글리세라이드)은 지질의 하위 그룹일 뿐이다.
NIR 범위에서 예를 들어 혈관과 같은 조직의 주요 광학 흡수체는 물과 콜라겐이다. 혈관은 대부분 지방으로 둘러싸여 있다.
전자기 복사선(radiation)이 고체, 액체 또는 기체와 상호 작용하면 흡수, 반사, 산란 또는 투과와 같은 다양한 효과가 발생한다. 즉, 전자기 복사선이 장애물을 만나면 그것은 흡수되거나(삼켜짐), 산란되거나(원래 방향에서 편향됨), 투과되거나(통과됨) 또는 반사된다(뒤로 던져짐). 이것을 반사에서 리미션(remission)라고도 한다.
물리학에서 리미션(remission)은 특히 표면을 통해 산란 매체에 들어가고, 그것과 상호 작용하고 그 표면을 통해 다시 나가는 광의 확산(무방향) 전자기 복사이다. 이것은 반사의 법칙을 만족하는 규칙적인 지향성 반사와 대조된다. 그러나, 두 경우 모두 반사를 말하는 것이 더 일반적이다. 그런 다음, 정반사 및 확산 반사를 구분한다. 리미션(확산 반사)의 경우 광의 일부가 흡수되고 투과된다. 리미션에 대한 표면 관련 측정은 반사율이다.
리미션 분광법은 샘플에서 방출되는(remitted) 복사선을 측정하는 분광학의 한 분야이다. 리미션 분광법은 주로 불투명하고 불용성 샘플의 스펙트럼 조사에 사용된다. 샘플의 측정된 리미션 스펙트럼은 두 부분으로 구성된다. 1) 일반 반사, 여기서 복사선은 표면에서 정반사된다. 프레넬(Fresnel)의 방정식으로 설명된다; 2) 확산 리미션, 여기서 복사선이 모든 방향으로 샘플을 등방성으로 빠져 나간다. 그것은 샘플을 투과하고 부분 흡수 및 다중 산란 후 표면으로 되돌아오는 복사선에 의해 발생한다.
물, 콜라겐 및 지방의 각각의 흡수 스펙트럼은 이미 수많은 그룹에서 측정되었다. 가시 스펙트럼 범위(VIS)와 근적외선 스펙트럼 범위(NIR) 모두에서 흡수 계수 값을 사용할 수 있다.
최신 기술에서 바이폴라 HF 기술의 제어 공정은 주로 수분 손실로 인해 에너지 공급 과정에서 변화하는 조직 임피던스에 의해 제어된다. 조직의 임피던스는 측정된 전압 및 전류 값을 사용하여 옴의 법칙에 의해 계산된다. 기구의 구성으로 인해 결정된 임피던스는 항상 전체 시스템(조직, 기구, 케이블, 제너레이터)의 평균값이다.
혈관 밀봉의 품질은 본질적으로 제어 공정과 조직에 대한 관련 에너지 입력에 따라 달라진다. 기구의 과열 외에도 주변 조직에 열 손상이 발생할 수 있다. 마찬가지로, 불충분한 에너지 입력은 융합 부위의 실패/파열로 이어질 수 있으며, 이는 차례로 출혈을 통해 눈에 띄게 된다. 종종 이 출혈은 실제 수술 후 몇 시간이 지나야 발생하므로 혈관 직경에 따라 출혈을 멈추고 혈관을 안전하게 닫기 위해 응급 수술이 필요할 수 있다.
따라서, 조직 온도를 측정하고 측정된 온도 값을 열적 공정의 조정/제어에 통합하는 것이 최신 기술에 알려져 있다. 온도 측정 결과가 전극 온도에 의해 왜곡되는 것을 방지하기 위해 조직 온도 센서와 전극(들) 사이에 충분히 먼 거리 및/또는 열적 분리/절연이 필요하다. 그러나, 이는 측정된 조직 온도가 전극(들)에서의 직접적인 조직 온도와 정확히 일치하지 않는다는 단점이 있다.
따라서, 본 발명의 과제는 임피던스 측정에 추가로 또는 대안으로서, 전극(들)에서 즉시 조직의 손상을 방지하고 해당하는 경우 기구들의 과열도 방지하기 위해, 가능한 한 정확한 조직/조직 조성 및/또는 융합될 조직의 온도를, 바람직하게는 온라인으로, 측정을 가능하게 하는 것이다. 다시 말해서, 좋은 응고를 가능하게 하는 것이 본 발명의 과제이다.
발명의 과제는 특허 청구항 1의 특징들과 청구항 13의 특징들에 의해 해결된다.
본 발명은 다음을 포함하는 의료용 고주파 수술 기구에 관한 것이다:
- 최소한 하나의 기구 브랜치,
- 조직을 향해 (직접적으로 또는 간접적으로) 방출될 수 있는 특정 조명 광 스펙트럼을 갖는 제1 광을 생성하는 적어도 하나의 광원(예: LED) 또는 광원 어셈블리(예: LED 및 필터), 및
- 광원에 의한 광 충돌(light impingement)의 결과로 조직에 의해 반사된 리미션(remission) 스펙트럼(해당되는 경우 상기 조명 광 스펙트럼과 다름)을 갖는 제2 광을 검출하고, 상기 제2 광을 리미션 스펙트럼에 따라 검출기 신호로 변환하도록 제공되고 구성된 적어도 하나의 센서, 및
여기서, 계산 유닛(1144)이
- 적어도 하나의 센서로부터 검출기 신호를 수신하고,
- 조직에 존재하는 개별 조직 구성요소의 추정된 부피 분율을 가정하여 계산 유닛(1144)에 의해, 조직의 광 방출을 설명하기 위한 솔루션에 기초하여, 바람직하게는 복사 전달 이론 및 그 근사에 기초하여 이론적인 리미션 스펙트럼을 계산하고,
- 계산 유닛(1144)을 사용하여 예를 들어 비선형 회귀, 신경망 또는 룩업 테이블에 의해 측정된 리미션 스펙트럼에 이론적인 리미션 스펙트럼을 맞추고,
- 조직에 존재하는 개별 조직 구성요소의 부피 분율을 변화시켜 계산 유닛(1144)에 의해 이론적으로 계산된 리미션 스펙트럼이 측정된 리미션 스펙트럼에 맞춰지는 최소화 알고리즘을 통해 리미션 스펙트럼으로부터 조직 구성요소의 적어도 하나의 부피 분율을 계산하도록 제공되고 구성된다.
본 발명은 또한 적어도 하나의 기구 브랜치, 특히 밀봉 및 절단 기구를 갖는 의료용 고주파 수술 기구를 제어하기 위한 조직 식별 방법의 사용에 관한 것으로,
보다 바람직하게는 열 절차/공정 동안 하기 단계들(바람직하게는 이 순서로)를 포함한다:
- 적어도 하나의 광원/조명에 의해 조직을 향한 방향으로 방출될 수 있는, 바람직하게는 VIS/NIR 범위의 조명 스펙트럼/여기 스펙트럼을 갖는 제1 광을 생성하는 단계,
- 적어도 하나의 검출기, 바람직하게는 센서에 의해 조직으로부터의 리미션 스펙트럼을 갖는 조사된 광의 리미션을 수신하는 단계, 및/또는 다시 말해, 적어도 하나의 센서/검출기에 의해 조직으로부터의 리미션 스펙트럼을 갖는, 조사된 제1 광의 리미션에 의해 획득/수신되는 제2 광을 측정하는 단계,
- 적어도 하나의 센서/검출기에 의해 측정된 리미션 스펙트럼을 검출기 신호, 바람직하게는 전기 신호/데이터 신호로 변환하는 단계,
- 검출기 신호를 계산 유닛, 바람직하게는 CPU로 보내는 단계,
- 조직에 존재하는 개별 조직 구성요소의 추정된 부피 분율을 가정하여, 계산 유닛에 의해, 조직에서 광 전파를 설명하기 위한 솔루션/알고리즘에 기초하여, 바람직하게는 복사 전달 이론 및 그 근사에 기초하여 이론적인 리미션 스펙트럼을 계산하는 단계,
- 계산 유닛에 의해, 바람직하게는 회귀, 신경망 또는 룩업 테이블에 의해 측정된 리미션 스펙트럼에 이론적인 리미션 스펙트럼을 맞추는 단계, 및/또는 다시 말해서 조직에 존재하는 개별 조직 구성요소의 부피 분율을 변화시켜 계산 유닛(1144)에 의해 이론적으로 계산된 리미션 스펙트럼이 측정된 리미션 스펙트럼에 맞춰지는 최소화 알고리즘을 통해 리미션 스펙트럼으로부터 조직 구성요소의 적어도 하나의 부피 분율을 계산하도록 최소화 알고리즘을 통해 조직에 존재하는 개별 조직 성분의 부피 분율을 변화시켜 조직 성분의 적어도 하나의 부피 분율을 계산하는 단계,
- 조직에 존재하는 개별 조직 구성요소의 부피 분율을 변화시켜 계산 유닛에 의해 이론적으로 계산된 리미션 스펙트럼이 측정된 리미션 스펙트럼에 맞춰지는 최소화 알고리즘을 통해 리미션 스펙트럼으로부터 조직 구성요소의 적어도 하나의 부피 분율을 계산하도록 최소화 알고리즘을 통해 조직에 존재하는 개별 조직 성분의 부피 분율을 변화시켜 조직 성분의 적어도 하나의 부피 분율을 계산하는 단계.
열 공정은 바람직하게는 에너지를 방출하여 조직에서 열 효과를 생성하는 모든 과정이다. 여기에는 고주파, 초음파, 레이저 및/또는 온도를 사용하여 수행되는 공정들도 포함된다. 여기에는 고주파, 초음파, 레이저 및/또는 온도 기구(예: 열소작기 사용) 및/또는 에너지를 방출하여 조직에 열 효과를 생성하는 모든 의료 기구들에 의해 수행되는 공정들도 포함된다. 조명 스펙트럼 또는 여기 스펙트럼은 바람직하게 광원의 스펙트럼(및/또는 파장 범위)을 의미한다.
따라서, 본 발명의 본질은 조직의 산란 스펙트럼이 알려져 있다고 가정되는 경우 적어도 하나의 매개변수를 변경하는 것에 의해, 또는 2개 이상의 매개변수들(이들 중 적어도 하나가 직접 또는 간접 조직의 산란에 대한 직접적 또는 간접적 결론을 허용하고 다른 매개변수는 조직의 구성요소들, 바람직하게는 이들의 부피 분율에 대한 직접적 또는 간접적 결론(조직 구성요소와 매개변수 사이의 인과 관계)을 허용함)을 변경하는 것에 의해 계산된 리미션 스펙트럼을 계산된 리미션 스펙트럼에 맞춤(피팅함)으로써 조직 구성요소들을 식별하는 것이다. 바람직한 조직 구성요소들은 물, 지방 및/또는 콜라겐이다. 피팅에 대해 계산된 조직의 흡수 스펙트럼이 조직에 알려진 특성 구성요소를 통해 결합되기 때문에, 피팅에서 얻은 매개변수들로부터 어떤 조직 구성요소가 조직에 어떤 부피 분율로 존재하는지 결정할 수 있다. 즉, 물, 콜라겐 및 지방이 조직에 존재하는 이들의 특성 흡수 스펙트럼을 사용하여 측정된 흡수 스펙트럼을 개별 조직 구성요소의 개별 특성 흡수 스펙트럼의 중첩으로 결합할 수 있다는 것이 알려져 있다. 따라서, 피팅 알고리즘을 통해 개별 조직 구성요소가 존재하는 부피 분율을 계산할 수 있다.
다시 말해서, 계산 유닛은 개별 조직 구성요소들이 조직에 존재하는 부피 분율을 결정하는 데 사용될 수 있다. 이것은 이론적으로 계산된 리미션 스펙트럼과 측정된 리미션 스펙트럼(검출기의 신호로부터 계산 유닛에 의해 계산됨)의 피팅에서 조직의 흡수 스펙트럼이 조직의 산란 특성과 독립적으로 결정됨을 의미한다. 개별 조직 구성요소, 바람직하게는 물, 지방 및 콜라겐의 흡수 스펙트럼은 계산 유닛의 저장 매체에 저장된다. 따라서, 검출기에 의해 측정된 리미션 스펙트럼, 개별 조직 구성요소의 흡수 스펙트럼과 전인자(prefactor)로서 부피 분율의 선형 조합을 통해 계산 유닛에 의해 계산된 흡수 스펙트럼으로부터 조직 구성요소들의 부피 분율이 계산될 수 있고, 그 결과 CPU가 조직 조성을 결정할 수 있고, 따라서 개별 구성요소들의 백분율 부피 분율을 결정할 수 있다.
바람직하게는, 계산 유닛에 의해, 계산된 조직 구성요소들 및/또는 계산된 온도 및/또는 계산된 조직 임피던스에 기초하여, 전극들의 전류, 전압 및/또는 주파수는 결정된 조직 조성 및/또는 계산된 온도(검출기 신호에 기초하여) 및/또는 계산된 조직 임피던스에 응답하여 계산 유닛에 의해 제어 및/또는 조정될 수 있다.
바람직하게는, 조직 식별 방법은 계산 유닛에 의해 흡수 스펙트럼으로부터 적어도 하나의 흡수 최대치를 계산하는 단계, 계산 유닛에 의해 흡수 최대치를 적어도 하나의 기준과 비교함으로써 조직의 온도를 계산하는 단계, 계산 유닛에, 바람직하게는 계산 유닛의 저장 매체에, 바람직하게는 물 및/또는 지방 및/또는 콜라겐에 대한, 특정 온도에서 흡수 최대치의 형태로 적어도 하나의 기준을 저장하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게는, 조직 조성/조직 구성요소들은 의료 기구의 품질 및/또는 응고 절차 및/또는 HF 밀봉에 대한 중요한 예측 가능한 변수이다. 특히 콜라겐 성분은 중요한 매개변수이다. 바람직하게는 조직 구성요소들에 따라 공정 제어를 조정하는 것이 특히 중요하다. 조직 구성요소들을 결정하기 위해, 리미션의 스펙트럼들/스펙트럼은 바람직하게는 온도 측정의 경우와 같이 기록된다. 즉, 가시광선 및 적외선 스펙트럼 범위의 광대역 방사선은 조명을 통해 조직으로 조사되고, 조직에서 다시 산란/방출되는(remitted) 방사선은 스펙트럼적으로, 바람직하게는 조사 위치에서 떨어진 거리에서 검출된다. 이러한 방식으로 측정된 반사 스펙트럼은 다양한 조직 구성요소들의 산란 및 흡수 특성에 따라 달라진다. 산란 특성 및 흡수 특성을 고려하는 알고리즘/계산 방법을 통해 흡수 조직 구성요소들의 부피 분율이 조정될 수 있다. 순수한 조직 구성요소들의 개별 흡수 스펙트럼을 중첩함으로써, 흡수 스펙트럼이 생성되고, 적절한 산란 특성과 함께 측정된 리미션 스펙트럼과 일치하는 리미션 스펙트럼을 이론적으로 계산될 수 있다. 이러한 방식으로, 천연 조직/측정된 조직의 수분, 지방 및 콜라겐 함량은 공정/밀봉 공정 전 및/또는 도중에 결정될 수 있다. 온도 의존적 스펙트럼이 사용되는 경우, 예를 들어 물의 증발로 인한 조직 조성의 변화도 공정 동안에 모니터링될 수 있다. 이러한 방식으로, 밀봉 동안 조직의 수분 함량의 감소가 검출되고 제어/조정 및/또는 정지 매개변수로 적용될 수 있다. 이러한 방식으로 다양한 유형의 조직을 구별하는 것도 가능하다.
조직의 조직 부분들은 전형적인 흡수 특성을 가지고 있다. 예를 들어, 물은 실온에서 약 1470 nm에서 흡수 최대치를 갖는다. 반면에 콜라겐은 실온에서 약 1500 nm에서 흡수 최대치를 갖는다. 지방은 실온에서 각각 1210 nm 및 약 1400 nm에서 흡수 최대치를 갖는다. 바람직하게는, 물의 흡수 최대치는 1470 nm +/- 20 nm, 보다 바람직하게는 1470 nm +/- 10 nm, 가장 바람직하게는 1470 nm +/- 5 nm에 있다. 바람직하게는, 콜라겐의 흡수 최대치는 1500 nm +/- 20 nm, 보다 바람직하게는 1500 nm +/- 10 nm, 더욱 바람직하게는 1500 nm +/- 5 nm에 있다. 바람직하게는, 지방의 흡수 최대치는 1210 nm 및 1400 nm +/- 20 nm, 보다 바람직하게는 1210 nm 및 1400 nm +/- 10 nm, 더 바람직하게는 1210 nm 및 1400 nm +/- 5 nm에 있다.
바람직하게는, 상기 조직 식별 방법은 하기 단계를 더 포함한다:
- 계산 유닛, 바람직하게는 계산 유닛의 저장 매체에, 바람직하게는 물 및/또는 지방 및/또는 콜라겐에 대한 특정 온도에서 흡수 최대치의 형태로 적어도 하나의 기준을 저장하는 단계.
바람직하게는, 계산 유닛은 기준으로서 물의 특성 흡수 스펙트럼을 사용함으로써 조직에서 우세한 온도를 결정하는데 사용될 수 있다. 물이 특정 온도에서 특정 흡수 최대치(예: 실온에서 1470 nm)을 갖는다는 것은 계산 유닛 및/또는 저장 매체에 저장된다. 미리 저장된 값으로부터 흡수 최대치의 이동을 비교하고 및/또는 저장된 표에 있는 미리 결정된 복수의 대응하는 값들과 비교함으로써, 조직의 물에서 우세한 온도 및 흡수 최대치의 파장이 결정될 수 있다. 신체의 조직 구성요소가 알려져 있고 물이 조직에 약 67%로 가장 많이 존재하기 때문에 물의 특성 흡수 스펙트럼은 가장 쉽게 결정될 수 있다. 측정된 흡수 스펙트럼을 기반으로 물의 스펙트럼 흡수 최대치의 이동을 계산/결정할 수 있다. 약 0.5 nm/K인 흡수 최대치의 이동을 기반으로 온도가 결정될 수 있다. 위의 내용은 지방 및/또는 콜라겐 및/또는 조직의 다른 구성요소에 유사하게 적용할 수 있다.
위에서 언급한 흡수 스펙트럼을 측정하는 단계는 물뿐만 아니라 지방, 콜라겐 또는 기타 조직 구성요소에도 유사하게 적용될 수 있다. 따라서, 조직의 물, 지방 및 콜라겐의 개별 흡수 스펙트럼은 검출기에 의해 검출되고 계산 유닛에 의해 결정되는 흡수 스펙트럼으로부터 결정될 수 있다.
바람직하게는, 상기 조직 식별 방법은 하기 단계를 더 포함한다:
- 조직에 조명과 검출기를 적용하는 단계. 유리하게는, 검출기 및 조명은 조직과 직접 접촉한다.
바람직하게는, 상기 조직 식별 방법은 하기 단계를 더 포함한다:
- 계산된 온도 및/또는 조직 임피던스를 기반으로 계산 유닛에 의해 장치, 바람직하게는 의료 기구를 제어 및/또는 조정 및/또는 스위치-오프하는 단계.
바람직하게는, 제어 및/또는 조정 및/또는 스위치-오프(정지)는 미리 결정된 온도에 도달할 때, 바람직하게는 85℃ 초과이고 110℃ 미만인, 더 바람직하게는 95℃ 초과이고 100℃ 미만인 온도에서 일어난다. 조직의 응고는 85℃ 초과이고 110℃ 미만인 온도, 보다 바람직하게는 95℃ 초과이고 100℃ 미만인 온도, 바람직하게는 일정한 온도에서 최상의 결과를 달성한다.
바람직하게는 모든 단계들은 온라인/실시간으로 일어난다. 이는 의료 기구의 제어 및/또는 조정 및/또는 스위치 끄기가 온라인으로, 바람직하게는 실시간으로 일어남을 의미한다. 다시 말해서, 조직의 흡수 스펙트럼은 온라인으로, 바람직하게는 실시간으로 측정되어 조직의 온도가 온라인으로, 바람직하게는 실시간으로 계산될 수 있게 한다. 그런 다음, 그 온도가 의료 기구, 바람직하게는 절단 및 밀봉(Cut&Seal) 장치의 적어도 하나의 전극/소노트로드(sonotrode)/레이저 소스의 제어/조정에 바람직하게는 온라인, 바람직하게는 실시간으로 통합될 것이다.
바람직하게는, 온도 측정을 위한 조직 식별 방법은 밀봉 공정 동안, 보다 바람직하게는 의료 기구 내의 조직에서 수행된다.
바람직하게는, 검출기는 리미션, 바람직하게는 1000 nm 내지 1700 nm, 보다 바람직하게는 1400 nm 내지 1600 nm 범위의 NIR 범위의 리미션 스펙트럼을 검출하도록 제공되고 구성된다.
바람직하게는, 적어도 하나의 조명 및 적어도 하나의 검출기는 바람직하게는 의료 기구에서 이격되어 있다.
바람직하게는, 조직 온도를 측정하는 방법은 의료 기구에 적용된다.
바람직하게는, 온도 측정 장치는 다음 단계들 중 적어도 하나(바람직하게는 복수의 단계에 대해 이 순서로)가 저장되는 저장 매체를 포함한다:
- 바람직하게는 물 및/또는 지방 및/또는 콜라겐에 대한, 계산 유닛에, 바람직하게는 계산 유닛의 저장 매체에 특정 온도에서 흡수 최대치의 형태로 적어도 하나의 기준을 저장하는 단계,
- 조직에 조명과 검출기를 적용하는 단계, 유리하게는, 검출기 및 조명은 조직과 직접 접촉함,
- 적어도 하나의 조명에 의해 조명 스펙트럼, 바람직하게는 VIS-/NIR- 범위의 광을 조직으로 방출하는 단계,
- 적어도 하나의 검출기, 바람직하게는 센서에 의해 조직으로부터 리미션 스펙트럼을 갖는 광의 리미션을 수신하는 단계,
- 검출기에 의해 반사 스펙트럼을 검출기 신호, 바람직하게는 전기 신호/데이터 신호로 변환하는 단계,
- 검출기 신호를 계산 유닛, 바람직하게는 CPU로 전송하는 단계,
- 계산 유닛을 사용하여 검출기 신호로부터 리미션 스펙트럼을 계산하는 단계,
- 계산 유닛을 사용하여 조명 스펙트럼과 리미션 스펙트럼을 비교하여 조직의 흡수 스펙트럼을 계산하는 단계,
- 계산 유닛에 의해 흡수 스펙트럼으로부터 적어도 하나의 흡수 최대치를 계산하는 단계,
- 바람직하게는 계산 유닛에 저장된 적어도 하나의 기준과 흡수 최대치를 비교함으로써 계산 유닛에 의해 조직의 온도를 계산하는 단계,
- 계산된 온도 및/또는 조직 임피던스를 기반으로 계산 유닛에 의해 장치, 바람직하게는 의료 기구를 제어 및/또는 조정 및/또는 스위치-오프하는(끄는) 단계.
즉, 밀봉 공정 중 온도 측정에서 1000 nm에서 1700 nm까지의 NIR 범위의 리미션 스펙트럼이 검출기에 의해 온라인으로 검출된다. 기록된 스펙트럼에서 도출될 수 있는 흡수 최대치 위치의 이동은 적용에 충분한 정확도로 기구에 캡처된 조직의 온도를 추론하는 데 사용될 수 있다. 온도가 증가함에 따라 흡수 피크의 위치는 더 짧은 파장으로 이동한다. 이동은 여기에서 약 0.5 nm/K이다. 조직이 더 냉각되면 흡수 피크가 다시 더 긴 파장으로 이동한다. 밀봉될 조직의 주요 흡수체는 약 1470nm 파장 범위의 물이기 때문에 이러한 방식으로 결정된 온도는 조직의 물 부분의 온도를 반영한다. 이 온도 측정 방법의 특별한 장점은 NIR 복사선은 산란으로 인해 조직 층의 전체 두께를 통과할 수 있기 때문에 조직의 실제 온도를 측정하는 데 사용할 수 있다는 것이다. 이에 반해, 열전대로 밀봉 시 온도를 측정할 때는 접촉면의 온도만 측정한다. 전극의 온도와 열용량은 이 방법으로 조직 온도를 결정하기 위한 교란 변수를 나타낸다. 이는 실제 조직 온도의 지연 시간과 왜곡으로 이어진다. 따라서, 이 방법은 조직 온도를 반영하지 않고 열전대가 접촉하는 환경의 온도를 나타낸다. 광학 온도 측정을 통해 밀봉 공정 제어를 위한 중요한 매개변수를 얻을 수 있다. 또한, 결정된 온도는 스위치-오프/제어/조정 기준/공정 매개변수 및/또는 공정 제어/공정 조정을 위해 사용될 수 있다.
바람직하게는 특정 파장의 광(예: VIS - NIR 범위의 백색광)이 신체 조직에서 방출되는(remitted) 것으로 나타났으며, 여기서 신체 조직에서 방출된(remitted) 광의 스펙트럼은 온도의 함수로 변한다. 따라서, 신체 조직의 조사를 위한 조명/조명 출력과 신체 조직에서 방출된(remitted) 광의 검출을 위한 검출기/검출기 입력을 전극(들)에 직접 가져오는 것이 가능하며 따라서 검출된 방출 광의 우회 및 스펙트럼 분포를 통한 전극(들)의 바로 근처에서(사이에서) 조직 온도를 결정할 수 있다.
따라서, 바람직한 실시예에서, (HF 유형의) 의료 기구는 다음을 포함한다:
- 조직을 밀봉 및/또는 절단하기 위한 하나 이상의 활성화 가능한 전극을 형성하거나 조직을 밀봉 및/또는 절단하기 위한 하나 이상의 활성화 가능한 전극 에 또는 그 안에 배치되는, 하나 이상의 기구 브랜치(branch), 여기서 전극의 활성화는 계산 유닛에 의해 제어 및/또는 조정 가능함,
- 적어도 하나의 조명 및 적어도 하나의 광 검출기를 포함하는 적어도 하나의 온도 측정 장치, 이들 각각은 (교대로) 적어도 하나의 기구 브랜치에 또는 그 안에 형성되거나 배치되고, 또는 2개의 기구 브랜치들에/ 내에 반대 위치에 형성되거나 배치되고, 계산 유닛과 전기적으로 연결되어 있음. 다시 말해서, 하나의 기구 브랜치에 조명과 검출기가 각각 교대로 배치되고, 반대쪽 기구 브랜치에서 조명이 상기 조명과 반대쪽에 있고 검출기가 상기 검출기와 반대쪽에 있음.
일 측면에 따르면, 복수의 검출기들이 2개의 대향하는 기구 브랜치들 상에 교대로 형성되거나 배치되고, 계산 유닛과 전기적으로 통신한다. 이는 다시 말해서, 각각의 조명과 검출기가 하나의 기기 브랜치에 교대로 배치되며, 반대쪽으로 들어오는 광에 의한 각 검출기의 측정 왜곡을 줄이거나 피하기 위해서 반대쪽 기구 브랜치에서 조명은 상기 조명과 반대쪽에 있고 검출기는 상기 검출기와 반대쪽에 있다는 것을 의미한다.
의료 기구는 수술 기구, 모노폴라 기구, 바이폴라 기구, 전기수술 기구, 수술 클립, 수술 클램프, 수술 겸자, 수술 가위, 메스 등이다. 보다 바람직하게는, 의료 기구는 HF 기술에 의해 조직을 절단하고 동시에 밀봉하도록 제공되고 구성된 밀봉 및 절단(Seal&Cut) 기구이다. 모노폴라 기구는 단일 쉘(단 하나의 기구 브랜치)로 형성되어 컴팩트한 설계가 가능하고 제조 비용이 절감된다는 장점이 있다. 바이폴라 기구(2개의 대향하는 기구 브랜치들)는 신중한(resolved) 분석이 더 실현 가능하고 복제 구현(implementation of duplication)에서 더 가변적이라는 장점이 있다.
바람직하게는, 적어도 하나의 기구 브랜치는 의료 기구의 부분/단부로서 이해되어야 하며, 그 말단부는 조직과 접촉할 수 있는 기구 브랜치 본체 및/또는 조직 결합 부분(브랜치 본체)이고, 그 근위부는 작동 부분 또는 그립 부분으로 형성된다. 보다 바람직하게는, 적어도 하나의 기구 브랜치는 턱(jaw) 브랜치이다. 적어도 하나의 기구 브랜치의 기구 브랜치 본체는 조직을 밀봉하기 위한 전극으로서 형성될 수 있으며, 바람직하게는 기구 브랜치 본체는 이 경우에 전도성 금속 또는 흑연으로 단일 부품으로 일체로 형성/제조된다. 대안적으로, 전극이 기구 브랜치에 및/또는 그 안에 및/또는 그 위에 형성/배치/매립될 수 있으며, 바람직하게는 이 경우 기구 브랜치 본체가 절연체 및/또는 전기 절연 재료로 만들어진다.
바람직하게는, 의료 기구는 바람직하게는 서로를 향해 이동/선회 가능한 2개의 대향하는 기구 브랜치들을 가지며, 그 끝에서 마주보는 측면/턱/영역/기구 브랜치 말단들/기구 브랜치 본체들이 배치/형성되며, 조직과 접촉할 수 있다. 기구 브랜치 말단들/기구 브랜치 본체들 자체가 조직을 밀봉하기 위한 전극으로 형성될 수 있다. 바람직하게는 기구 브랜치 말단들/기구 브랜치 본체들이 전도성 금속 또는 흑연의 경우에 만들어지고 서로 절연된다. 그러나, 전극들은 또한 기구 브랜치 말단들/기구 브랜치 본체들에 및/또는 그 안에서 및/또는 그 위에 형성/배치/매립될 수 있다. 바람직하게는, 기구 브랜치 말단들/기구 브랜체 본체들이 절연체 및/또는 전기 절연 재료로 만들어지거나, 그들이 금속으로 만들어지고 전극들에 대해 절연된다.
바람직하게는, 적어도 하나의 전극은 계산 유닛에 의해 제어 가능 및/또는 조정 가능하다. 보다 정확하게는, 전극에 인가되는 전류의 전류 강도, 전압, 위상 및/또는 주파수는 제어 가능하거나 조정 가능하다.
바람직하게는, 온도 측정 장치는 조명 형태의 광 송신기 및 광 검출기 형태의 광 수신기를 갖는 광학 온도 측정 장치/온도계이다.
바람직하게는, 조명은 적어도 하나의 광원/여기 광원 및 대안적으로, 예를 들어 광 도파관/거울/렌즈/반사 내벽/산란 매체 등을 포함하는 광 터널과 같은 추가의 광학 부품들을 의미한다. 보다 바람직하게는, 광원은 백색 광원/LED(VIS 및/또는 IR 및/또는 UV 범위), 중수소 램프(UV 범위) 및/또는 할로겐 램프(VIS 범위)를 의미한다. 다시 말해서, 조사 위치에 있는 기구 브랜치에/내에/상에 있는 / 적어도 하나의 입구 개구에서 광이 광원에 의해 직접 생성될 수 있거나, 광 도파관/거울/렌즈/광 터널/산란 매체 등을 통해 광원으로부터 조직과 접촉하도록 제공되고 구성된 기구 브랜치의 접촉 표면의 조사 위치/광 유입구/광 입구 개구로 광이 인도될 수 있다. 보다 바람직하게는, 조명의 광 조사는 대응하는 기구 브랜치 및/또는 전극의 조직 접촉 표면에 대해 특정 각도로 일어나며, 이는 조명이 기구 브랜치에/내에/상에서 각진/비스듬한 출구 개구 및/또는 각진/비스듬한 광 복사를 갖는다는 것을 의미한다. 다시 말해서, 광원 자체는 기구 브랜치에 비스듬히/각을 이루며 배치되거나 조직 접촉 표면 및/또는 발광 표면에 대해 비스듬한/각진 표면을 갖는다. 대안적으로, 예를 들어 거울 및/또는 광 도파관과 같은 광학 요소들은 기구 브랜치의 접촉 표면(조직과 접촉하도록 제공되고 구성된 표면)에/상에/내에 비스듬하게 배치되고, 광원에서 나오는 광을 조사 부위 및/또는 접촉면으로 안내한다.
따라서, 전체 VIS 범위에 걸쳐 전자기 복사선을 방출하는 백색 광원은 조명할 조직에서 더 많은 정보들을 얻을 수 있다는 장점이 있으며, 그 결과 조직 식별 및/또는 다변수 데이터 분석이 가능하다. 또한 다양한 측정을 수행할 수 있다. 예를 들어, 기구 브랜치에 백색 광원을 갖는 적어도 하나의 조명 및 적어도 하나의 검출기가 배치될 수 있으며, 이는 스펙트럼 범위를 바람직하게는 상이한 센서들(Si, InGaAs 센서 등)로 측정하도록 제공되고 구성된다.
낮은 스펙트럼 대역폭을 갖는 광원은 구현이 간단하고, 그러한 광원이 저렴하며 그러한 광원으로 높은 시간적 스캐닝이 달성될 수 있고, 특정 스펙트럼 범위에 대해 더 높은 강도가 가능하기 때문에 서로로부터 및/또는 검출기로부터 2mm 이상의 거리가 가능하다는 이점이 있다.
바람직하게는, 검출기 및/또는 광 검출기는 적어도 하나의 센서/광다이오드 및/또는 광전자 증배기(PMT) 및 적용 가능한 경우 다른 광학 부품들, 예를 들어 광 도파관/거울/렌즈/반사 내벽/산란 매체 등을 포함할 수 있는 광 터널을 의미한다. 즉, 리미션 위치에서 기구 브랜치에/내에/상에 설치된 검출기/검출기 부분에서 광이 기구 브랜치에/내에/상에 위치하는 검출기의 센서 등을 통해 직접 측정될 수 있으며, 광 도파관/거울/렌즈/반사 내벽/산란 매체 등을 포함할 수 있는 광 터널을 통해 검출기의 센서 등을 통해 측정될 수 있다. 광은 기구 브랜치의 접촉 표면/광 입구 개구로부터 기구 브랜치의 접촉 표면에서 멀리 떨어져 배치되거나 심지어 기구 브랜치에서 멀리 떨어진 센서 등으로 안내될 수 있다. 보다 바람직하게는, 조명으로부터 시작하는 광의 조사는 대응하는 기구 브랜치 및/또는 전극의 조직 접촉 표면에 대해 특정 각도(0°< 각도 ≤ 90°)에서 일어난다. 더 바람직하게는, 기구 브랜치의/내의/상의 검출기는 또한 접촉 표면에 대해 각진/비스듬한 입구 개구를 갖는다. 다시 말해서, 검출기 자체는 기구 브랜치에 비스듬히/각을 이루며 배치되거나 조직 접촉 표면에 대해 비스듬한/각진 표면을 갖는다. 대안적으로, 예를 들어 거울 및/또는 광 도파관과 같은 광학 요소는 기구 브랜치의 접촉 표면(조직과 접촉하도록 제공되고 구성된 표면)에/상에서/내에서 비스듬하게 배치되고, 리미션 광을 원격 센서 등에 안내한다. 조사 후 신체 조직에서 방출된(remitted) 광은 바람직하게는 (분광계, 프리즘 또는 다른 필터를 사용하여) 적어도 2개의 채널들로 분해되고, 그 다음, 적어도 2개의 센서들 또는 그 유사한 것들에 의해 검출된다. 센서들은 적어도 2개의 신호들을 온도 값으로 변환하는 계산 유닛/CPU에 적어도 2개의 신호들을 보낸다.
조직 밀봉용 전극은 바람직하게는 금속, 전도성 세라믹, 금속화된 세라믹, 흑연 또는 금속화된 흑연으로 제조된다. 전극은 전자기 복사선을 반사하도록 제공되고 구성된 표면으로 더 바람직하게 형성된다.
계산 유닛은 바람직하게는 프로세서 및 저장 매체를 포함한다. 저장 매체는 온도 측정 및/또는 전극 전류의 제어 및/또는 조정을 수행하기 위한 단계를 저장하도록 제공되고 구성된다.
계산 유닛은 제1 전기 신호를 이용하여 조명/조명의 광원(지속시간, 강도, 파장 등)을 제어하고, 검출기는 신체 조직에 의해 산란/반사(배타적으로) 및/또는 (기구 브랜치들 사이의) 측정될/치료될 조직에서 직접 리미션을 검출하고 획득한 데이터를 제2 전기 신호로 계산 유닛으로 전송한다. 계산 유닛은 이제 저장 매체에 대한 알고리즘을 통해 각각의 제2 전기 신호로부터 유도될 수 있는 조직의 온도를 계산한다. 이러한 방식으로 계산된 조직의 온도에 기초하여, 적어도 하나의 전극에 인가되는 전류 강도, 전압 및/또는 주파수가 어느 정도의 값을 가져야 하는지가 온라인/실시간으로 계산된다.
또한, 일 실시예에서, 조직의 저항(조직 임피던스)도 계산 유닛에 의해 결정될 수 있고, 계산에 포함될 수 있다. 즉, 전극들/소노트로드들에/사이에 있는 조직의 조직 임피던스가 결정될 수 있고, 전극(들) 또는 US 변환기에 인가된 전류의 전류 강도, 전압 및/또는 주파수가 결정된 조직 임피던스 및(와 함께) (광학) 온도 측정 장치의 제2 신호에 응답하여 계산 유닛에 의해 제어 또는 조정될 수 있다.
바람직하게는, 계산 유닛은 적어도 하나의 전극에 인가되는 전류의 전류 강도, 전압 및/또는 주파수는 계산 유닛/CPU에 의해 계산된 온도에 응답하여, 바람직하게는 자동으로 및/또는 미리 결정된 알고리즘에 의해 변경될 수 있는 방식으로 본 발명에 따른 (광학) 온도 측정 장치에 연결된다.
바람직하게는, 검출기로부터의 제2 전기 신호는 검출기에서 검출된 광의 파장 및 강도를 나타내는 광 스펙트럼에 대응한다. 이 스펙트럼을 기반으로 물의 스펙트럼 흡수 최대치의 이동이 계산/결정된다. 약 0.5 nm/K인 흡수 최대치의 이동을 통해 온도가 결정될 수 있다. 물의 흡수 스펙트럼은 특징적이므로 기준 측정 없이 및/또는 기준 측정을 사용하여 그 이동이 결정될 수도 있다.
바람직하게는, 계산 유닛은 다음 단계들 중 적어도 하나를 포함하거나 다음 단계들 중 적어도 하나가 계산 유닛의 저장 매체에 저장되는 방식으로(바람직하게는 다음 순서로) 구성된다:
- 제1 전기 신호로, 바람직하게는 특정 전류 강도 및/또는 특정 전압 및/또는 특정 주파수를 갖는 전류로 계산 유닛에 의해 조명을 제어하는 단계,
- 전극의 바로 근처 또는 서로 마주하는 두 전극들 사이의 특정 영역의 조직으로 조명(바람직하게는 백색광)의 전자기 복사선을 방출하는 단계,
- 신체 조직에서 시작하는 전자기 복사선의 리미션/확산 반사를 (검출기에 의해) 측정하는 단계,
- 제2 전기 신호를 사용하여 검출기로부터 계산 유닛으로 측정 결과를 전송하는 단계,
- 제2 전기 신호를 조직 온도 값으로 변환하는 단계,
- 바람직하게는 2개의 전극들 사이에서 조직 임피던스를 결정하는 단계,
- 95℃ 초과이고 바람직하게는 100℃ 미만의 조직 온도에 도달하거나 접근하기 위한 전극(들)에 적용될 전류에 대한 새로운 전류 강도, 전압 및/또는 주파수를 결정하기 위해 조직 온도 값, 바람직하게는 결정된 조직 임피던스를 계산 유닛에 의해, 바람직하게는 저장 매체에 미리 프로그래밍된 알고리즘에 의해 처리하는 단계.
일 실시예에서, 광원과 소통하는 광 터널은 적어도 하나의 광원에 의해 적어도 하나의 단부에 공급될 수 있고, 적어도 하나의 다른 단부는 기구 브랜치에서 종단될 수 있다. 다시 말해서, 적어도 하나의 광원으로부터의 광은 광 도파관 등을 통해 기구 브랜치에/상에/내에 위치한 적어도 하나의 출력으로 지향될 수 있다. 대안적으로, 적어도 하나의 광원, 예를 들어, LED는 기구 브랜치에 직접 위치/배치될 수 있다.
일 실시예에서, 검출기와 통신하는 광 터널은 적어도 하나의 단부에 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있고 적어도 하나의 다른 단부에 기구 브랜치에서 종단될 수 있다. 다시 말해서, 기구 브랜치에/상에 있는 적어도 하나의 입력으로부터의 광/리미션은 반사 광 채널/광 도파관 등을 통해 적어도 하나의 센서/광 다이오드/광전자 증배기 등으로 지향될 수 있다. 대안으로, 최소한 하나의 센서/광다이오드/광전자 증배기는 기구 브랜치에/상에/내에 위치할 수 있다.
바람직하게는, 조명과 검출기는 광 터널의 한쪽 단부를 공유할 수 있다. 즉, 광원의 빔 경로와 센서/광 다이오드/광전자 증배기의 빔 경로가 광 터널을 공유할 수 있으므로 기구 브랜치에서/상에서/내에서 광의 입구와 출구를 동시에 형성하는 단일 광학 조리개를 통해 둘 다 신체 조직과 광학적으로 접촉한다.
바람직하게는, 복수의 검출기들 및 복수의 조명들이 적어도 하나의 기구 브랜치에 배치된다. 이와 관련하여, 검출기들 및/또는 조명들은 각각 미리 결정된 패턴으로 기구 브랜치에 배치될 수 있다. 바람직하게는, 그 패턴은 선형이다. 대안적으로, 적어도 하나의 검출기 및/또는 하나의 조명이 제1 기구 브랜치에 배치될 수 있고, 적어도 하나의 검출기 및/또는 하나의 조명이 제2 기구 브랜치에 배치될 수 있고, 바람직하게는 대향하는 기구 브랜치들의 대향하는 측면들에 배치될 수 있다. 다시 말해서, 바이폴라 기구들을 위한 이 실시예에서, 광은 조명 장치로부터 조직으로 도입될 수 있고 반대쪽에서 검출기는 조직으로부터 방출된(remitted) 광을 측정할 수 있다.
바람직하게는, 적어도 하나의 조명과 적어도 하나의 검출기 사이의 거리는 이 위치에서 리미션의 강도가 매우 높기 때문에 0 내지 5mm, 보다 바람직하게는 0 내지 1mm이다.
바람직하게는, 적어도 하나의 기구 브랜치는 조명당 다수의 검출기들을 갖고, 더욱 바람직하게는 검출기들은 조명으로부터 동일 및/또는 상이한 거리에 배치된다. 다시 말해서, 조명으로부터 제2 검출기까지의 거리는 제1 검출기까지의 거리보다 클 수 있다.
바람직하게는, 조명은 바람직하게는 정의된 대역폭, 더 바람직하게는 100nm보다 작은 대역폭을 갖는 별개의 광원을 갖는다.
바람직하게는, (광학) 온도 측정 장치는 전극의 접촉 표면보다 낮게 위치된 기구 브랜치의 평면에 배치된다. 즉, 조직과 접촉하는 전극 및/또는 기구 브랜치의 접촉 표면이 평면을 형성한다. 이 평면은 적어도 하나의 조명 및/또는 적어도 하나의 검출기가 배치되는 평면보다 접촉 방향에서 더 높게(조직에 더 가깝게) 위치된다.
바람직하게는, (광학) 온도 측정 장치는 밀봉 공정/밀봉 동안 온도의 실시간/온라인 결정을 허용한다. 온라인 결정은 밀봉 품질에 특히 중요하다. 측정은 이 경우 조직의 온도/조직 온도를 나타내며 측정 장치의 열용량, 예를 들어 금속으로 만들어진 전극의 열용량에 의해 측정된 온도의 지연 시간이나 왜곡이 없다. 쥐어진/접촉한 조직의 수분에 민감한 광학적 온도 측정의 장점은 이 온도 측정 장치가 열용량이 크지 않다는 점이다.
바람직하게는, 밀봉 및 절단 기구의 기구 브랜치 및/또는 턱(jaw)에서의 리미션 측정은 조직이 기구 브랜치와 접촉하게 되는 위치와 독립적으로 수행될 수 있다. 다시 말해서, 온도 측정 장치는 조직과 접촉하도록 제공되고 구성된 영역에서 기구 브랜치의 표면에 분포된 방식으로, 바람직하게는 균일하게 분포되어 배치된다. 전술한 바와 같이, 적어도 하나의 기구 브랜치는 바람직하게는 전극을 따라 및/또는 전극 내에 복수의 여기 및 검출 경로들/조명 또는 검출 경로들을 가질 수 있다.
위에서 설명한 것처럼 임피던스 측정에 추가적으로 또는 대안적으로 온도 측정이 수행되어야 한다. 온도는 융합될 조직에서 직접 측정되며, 바람직하게는 2개의 대향하는 기구 브랜치들 사이에서, 바람직하게는 조직의 에너지 공급/가열의 (시간적) 과정에서 측정된다. 이로써 조직 상태의 변화를 직접/온라인으로 검출할 수 있어 이에 대응할 수도 있다. 추가의 제어/조정 매개변수에 의해 알고리즘을 확장함으로써 조직으로의 에너지 입력을 더 잘 평가할 수 있고, 따라서 조직의 융합을 더 잘 제어/조정할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 온도 측정 장치는 조직의 다른 특성들, 예를 들어 조직의 수분 부분/수분 함량을 측정하는 데에도 사용될 수 있다.
바람직하게는, 전극은 표면 상에 적어도 제1 전극 표면을 가지며, 이는 조직과 접촉하도록 제공되고 구성된다. 바람직하게는, 전극은 기구 브랜치의 기구 브랜치 본체(턱 내의)에 위치하거나 기구 브랜치에 의해 형성된다. 바람직하게는, 적어도 하나의 센서를 갖는 적어도 하나의 광원/적어도 하나의 광 가이드/적어도 하나의 광학 부품(이색 거울/빔 스플리터/거울) 및/또는 적어도 하나의 광 검출기(또는 그 일부), 그리고, 적용 가능한 경우, 광 가이드는 전극 및/또는 기구 브랜치에 통합된다. 광 다이오드 또는 광전자 증배기도 센서로 이해될 수 있다. 바람직하게는, 전극은 광원의 광이 전극 표면 외부로 및/또는 조직 내로 방사되는 적어도 하나의 광 출구 개구를 갖는다. 바람직하게는, 전극은 광이 조직으로부터 전극 표면을 통해 센서로 (배타적으로) 방사/방출(remitted)/반사되는 적어도 하나의 광 입구 개구를 갖는다. 바람직하게는, 전극은 적어도 하나의 채널을 포함하고, 이는 바람직하게는 적어도 하나의 케이블/전기 라인을 통해 데이터를 적어도 하나의 계산 유닛으로 전송하거나 적어도 하나의 산란 매체/적어도 하나의 광 도파관/적어도 하나의 반사 표면을 통해 광을 원격 센서에 전송하고, 이는 차례로 적어도 하나의 케이블/전기 라인을 통해 데이터를 적어도 하나의 계산 유닛으로 전송하도록 제공되고 구성된다. 본 발명이 하나 이상의 전극 표면 및/또는 하나 이상의 기구 브랜치를 갖는다면, 전극 표면들/기구 브랜치들은 서로 이격되며, 바람직하게는 평행하게 이격된다. 전극 표면들/기구 브랜치들 사이의 공간은 바람직하게는 조직을 분리/절단하기 위해 제공 및 적용되는 칼, 메스, HF 메스 등과 같은 절단 장치를 삽입 가능한 방식으로 수용하도록 제공되고 구성된다. 따라서, 조직 절단의 적어도 두 면에 전극/브랜치 표면들이 형성되어 HF 기술을 통해 조직을 응고시킨다.
협대역 필터가 센서 앞에 배치하는 것이 바람직하다. 전극 및/또는 기구 브랜치에 광 터널이 형성될 수 있다. 다시 말해서, 광 터널은 기구 브랜치 및/또는 적어도 하나의 전극을 통해 광을 안내할 수 있다. 모든 실시예들은 서로 결합될 수 있다.
본 발명의 과제는 의료 기구가 본 발명에 따른 방법을 수행하도록 제공되고 구성된다는 사실에 의해 본 발명에 따른 의료 기구와 관련하여 해결된다. 특히, 의료 기구는 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위해 제공되고 구성된 스위치-오프 장치/스위치-오프 시간을 결정하기 위한 장치를 포함할 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면들을 참조하여 바람직한 실시예들에 의해 이하에서 더 상세하게 설명된다.
도 1은 제1 실시예에 따른 기구 브랜치의 영역을 도시하고,
도 2는 기구 브랜치의 제1 조명 및 검출 배열을 도시하고,
도 3은 기구 브랜치의 제2 조명 및 검출 배열을 도시하고,
도 4는 기구 브랜치의 제3 조명 및 검출 배열을 도시하고,
도 5는 제2 실시예에 따른 기구 브랜치의 영역을 도시하고,
도 6은 제2 실시예에 따른 기구 브랜치의 영역에서의 광 안내를 도시하고,
도 7은 제3 실시예에 따른 기구 브랜치의 영역을 도시하고,
도 8은 제3 실시예에 따른 기구 브랜치의 영역에서의 광 안내를 도시하고,
도 9는 제4 실시예에 따른 기구 브랜치의 영역을 도시하고,
도 10은 제4 실시예에 따른 기구 브랜치의 영역에서의 광 안내를 도시하고,
도 11은 제5 실시예에 따른 기구 브랜치의 영역을 도시하고,
도 12는 제5 실시예에 따른 기구 브랜치의 영역에서의 광 안내를 도시하고,
도 13은 제6 실시예에 따른 기구 브랜치의 영역을 도시하고,
도 14는 제6 실시예에 따른 기구 브랜치의 영역에서의 광 안내를 도시하고,
도 15는 제7 실시예에 따른 기구 브랜치의 영역을 도시하고,
도 16은 제6 실시예에 따른 기구 브랜치의 영역에서의 광 안내를 도시하고,
도 17은 제8 실시예에 따른 기구 브랜치의 영역을 도시하고,
도 18은 제8 실시예에 따른 기구 브랜치의 영역에서의 광 안내를 도시하고,
도 19는 제9 실시예에 따른 기구 브랜치의 영역을 도시하고,
도 20은 제9 실시예에 따른 기구 브랜치의 영역에서의 광 안내를 도시하고,
도 21은 제10 실시예에 따른 기구 브랜치의 영역을 도시하고,
도 22는 제10 실시예에 따른 기구 브랜치의 영역에서의 광 안내를 도시하고,
도 23은 상기 실시예들에 따른 바이폴라 기구 브랜치를 도시하고,
도 24는 바이폴라 HF 기기의 대향하는 검출기들 및 조명들을 도시하고,
도 25는 본 발명에 따른 의료 장치의 개략도를 도시하고,
도 26은 본 발명에 따른 의료용 고주파 수술 기구의 예를 도시한다.
도면들은 개략도이며 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐이다. 동일한 요소들은 동일한 참조 번호로 지정된다. 다양한 실시예들의 특징들은 서로 교환될 수 있다.
도 1은 제1 실시예에 따른 기구 브랜치(1)의 영역을 도시한다. 기구 브랜치(1)는 절연 방식으로 기구 브랜치(1)에 내장된 적어도 하나의 전극(2)을 갖는다. 전극(2)은 신체 조직과 접촉하도록 제공되고 구성되는 브랜치 측에 제1 전극 표면(4) 및 제2 전극 표면(6)을 갖는다. 전극(들)(2)은 특히 작동 가능한 기구 턱의 절반을 구성하는 기구 브랜치(1)의 기구 브랜치 본체(8)에 위치한다. 교호의(alternating) 광원들(LED)(10) 및 광 검출기들 및/또는 센서들(12)은 전극(2) 및/또는 기구 브랜치(1)/기구 브랜치 본체(8)에 통합된다. 전극(2) 및/또는 기구 브랜치(1)/기구 브랜치 본체(8)는 광원(10)으로부터의 광이 전극 표면(4 및/또는 6) 및/또는 브랜치 접촉 표면으로부터 조직으로 방사되는 광 출구 개구(14)를 갖는다. 전극(2) 및/또는 기구 브랜치(1)/기구 브랜치 본체(8)는 또한 광이 조직으로부터/전극 표면(4 및/또는 6)으로/통해 및/또는 브랜치 접촉 표면을 통해 센서(12)로 방출되는(remitted) 광 입구 개구(16)를 갖는다. 전극(2) 및/또는 기구 브랜치(1)/기구 브랜치 본체(8)는 적어도 하나의 (종방향의) 채널(18)을 가지고, 이는 케이블(도시되지 않음)을 통해 센서들(12)로부터 데이터/신호를 계산 유닛(도시되지 않음)로 전송하도록 제공되고 구성된다.
도 2는 기구 브랜치(1)의 조명 및 검출 배열의 제1 변형을 도시한다. 본 출원의 실시예들 각각은 제1 조명 및 검출 배열을 포함할 수 있다. 도 2의 조명 및 검출 장치의 상부 행(upper row)은 도 1의 제2 전극/브랜치 표면(6)에 배치/매립된다. 도 2의 조명 및 검출 장치의 하부 행(lower row)은 도 1의 제1 전극/브랜치 영역(4)에 배치/매립된다. 검출기/센서(12) 및 조명/광원(10)은 각각의 열에 교대로 배치된다. 여기서, 어두운 점은 검출기/센서(12)를 나타내고 밝은 점은 조명/광원(10)을 나타낸다. 바람직하게는, 협대역 (광) 필터(미도시)가 검출기/센서(12) 앞에 배치된다. 더 바람직하게는, 광전자 부품(센서(12) 및 조명(10))은 전극 아래/브랜치의 조직 접촉 표면 아래의 회로 기판에 장착된다.
도 3은 기구 브랜치의 조명 및 검출 배열의 제2 변형을 도시한다. 본 출원의 실시예 각각은 조명 및 검출 배열의 제2 변형을 포함할 수 있다. 이 경우, 어두운 점은 센서(12)를 나타내고 밝은 점은 광원(10)을 나타낸다. 조명 및 검출 배열의 제2 변형은 4개의 센서들(12)이 각각 광원(10)으로부터 동일한 거리에 광원(10) 주위에 배치되는 방식으로 구성되며, 여기서 하나의 광원(10)은 2개의 센서들(12)을 바로 인접한 광원과 서로 공유한다. 즉, 각 광원(10)은 센서들(12)이 위치하는 모서리들에서 가상의 직사각형의 중앙에 위치한다.
도 4는 기구 브랜치의 조명 및 검출 배열의 제3 변형을 보여준다. 본 출원의 실시예들 각각은 조명 및 검출 배열의 제3 변형을 포함할 수 있다. 이 경우, 어두운 점은 센서(12)를 나타내고 밝은 점은 광원(10)을 나타낸다. 조명 및 검출 배열의 제3 변형은 제2 전극/브랜치 표면의 조명 및 검출 배열의 행이 제1 전극/브랜치 표면의 조명 및 검출 배열의 행이 끝나는 곳에서 시작된다는 점을 제외하고는 조명 및 검출 배열의 제1 변형과 동일하다.
도 5는 제2 실시예에 따른 기구 브랜치(101)의 영역을 도시한다. 기구 브랜치(101)는 전극(102)을 포함한다. 전극(102)은 조직과 접촉하도록 제공되고 구성된 (브랜치) 표면 상에 제1 전극 표면(104) 및 제2 전극 표면(106)을 갖는다. 이와 관련하여, 제2 실시예의 브랜치는 제1 실시예의 브랜치에 대응한다. 전극(102)은 특히 기구 턱의 일부인 기구 브랜치(101)의 말단의 기구 브랜치 본체(108)에 위치된다. 광원들(110) 및 센서들(112)(상세하게 도시되지 않음)은 기구 브랜치 본체(108)의 조직 접촉 표면으로부터 멀리 떨어져 기구 브랜치(101)에, 예를 들어, 기구 브랜치(101)의 작동 부분 또는 그립 부분에 통합된다. 전극(102)/기구 브랜치 본체(108)는 광 출구 개구(114)를 포함하고, 이를 통해 광원으로부터의 광이 지향되고 이로부터 광이 전극 표면(104 및/또는 106) 및/또는 기구 브랜치 본체(108)의 조직 접촉 표면으로부터 조직 내로 방사되거나 조직으로 들어간다. 전극(102)/기구 브랜치 본체(108)는 광 입구 개구(116)를 포함하고, 이를 통해 광이 조직으로부터 전극 표면(104 및/또는 106) 및/또는 기구 브랜치 본체(108)의 조직 접촉 표면을 통해 센서에서 종료되는 광 터널(120)로 방사되거나 들어간다. 광원으로부터 광 출구 개구(114)로의 광은 또한 광 터널(120), 바람직하게는 상이한 광 터널(120)을 통해 지향된다. 광 터널(120)은 공기 또는 다른 가스로 채워지거나 진공 상태를 갖는다. 광 터널(120)은 기구 브랜치 본체(108) 및/또는 전극(102)을 통과한다. 바람직하게는 원통형인 광 터널(120)은 전자기파(광파)에 대한 반사 특성을 갖는 (중공 원통형 형상의) 내부 터널 표면을 갖는다. 따라서 터널 내부 측의 터널 표면은 전반사를 허용하도록 제공되고 구성된다.
도 6은 광 터널(120)에서 제2 실시예에 따른 기구 브랜치/기구 브랜치 본체 영역의 광 안내를 도시한다. 광원에서 들어오는 입사 광은 광 터널(120)의 내면에서 전반사되어 광 터널(120)을 통과할 수 있다. 광 터널(120)의 내부 측에서의 전반사 때문에, 광은 또한 구부러진 영역들/적어도 하나의 굴곡부 등을 통해 안내될 수 있다. 이 경우에, 광 터널(120)은 실질적으로 90° 굽힘(또는 조직 접촉 표면에 대한 다른 각도)으로 브랜치 본체(108)의 조직 접촉 표면에 도달하기 위해 브랜치 본체(108)를 따라 안내되며, 여기서 광 터널(120)이 열린다.
도 7은 제3 실시예에 따른 기구 브랜치(201)의 영역을 도시한다. 기구 브랜치(201)는 도 7에 도시된 바와 같이 전극이거나 전극(202)이 절연 방식으로 내장된 기구 턱(jaw)의 일부를 형성하는 기구 브랜치 본체(208)를 포함한다. 전극(202)은 조직과 접촉하도록 제공되고 구성되는 브랜치 표면 상의 제1 전극 표면(204) 및 제2 전극 표면(206)을 갖는다. 따라서, 전극(202)은 기구 브랜치(201)의 기구 브랜치 본체(208) 상에/내에 위치된다. 광원들(210) 및 센서들(212)은 조직 접촉 표면(미도시)에서 멀리 떨어져 기구 브랜치(201)에, 예를 들어, 기구 브랜치(201)의 작동 부분 또는 그립 부분에 통합된다. 전극(202) 및/또는 기구 브랜치 본체(208)는 광 출구 개구(214)를 가지고, 이를 통해 광원으로부터의 광(미도시)이 지향되고 이로부터 광이 전극 표면(204 및/또는 206) 및/또는 조직 접촉 표면으로부터 조직 내로 방사되거나 조직으로 들어간다. 전극(202) 및/또는 기구 브랜치 본체(208)는 광 입구 개구(216)를 가지고, 이를 통해 광이 조직으로부터 전극 표면(204 및/또는 206) 및/또는 기구 브랜치 본체(208)의 조직 접촉 표면을 통해 센서에서 종료되는 광 터널(220)로 방사되거나 들어간다. 광원으로부터 광 출구 개구(214)로의 광은 또한 광 터널(220), 바람직하게는 상이한 광 터널(220)을 통해 지향된다. 광 터널(220)은 공기 또는 다른 가스로 채워지거나 진공 상태를 갖는다. 광 터널(220)은 기구 브랜치 본체(208) 및/또는 전극(202)을 통과한다. 광원으로부터의 광은 바람직하게는 원통형인 광 터널(220)의 개구에 수직으로/원통형 광 터널(220)의 종방향으로 도입되거나 조사된다. 따라서 광은 광 터널(220)에서 곧게/직선으로 안내된다. 광을 지향시키기 위해, 원하는 각도로 광을 편향/안내하기 위해 적어도 하나의 거울 및/또는 프리즘이 광 터널(220)에 사용된다. 터널(220)은 임의의 기하학적 형상, 예를 들어 원통형, 직육면체 형상 등을 취할 수 있다.
도 8은 광 터널(220)에서 제3 실시예에 따른 기구 브랜치의 영역에서의 광 안내를 도시한다. 광원으로부터 들어오는 입사 광은 직선으로/방향성 방식으로/평행하게 향하는 방식으로 광 터널(220)로 공급된다. 광 터널(220) 내의 적어도 하나의 거울에 의한 안내로 인해, 광은 또한 각진 영역들/구석들 등으로 안내될 수 있다.
도 9는 제4 실시예에 따른 기구 브랜치(301)의 영역을 도시한다. 기구 브랜치(301)는 조직 접촉 표면을 형성하는 기구 브랜치 본체(308)에 수용되는 전극(302)을 갖는다. 전극(302)은 조직과 접촉하도록 제공되고 구성되는 표면 상의 제1 전극 표면(304) 및 제2 전극 표면(306)을 갖는다. 따라서, 전극(302)은 기구 브랜치(301)의 기구 브랜치 본체(308) 내에/ 상에 위치한다. 기구 브랜치(301)에서, 예를 들어, 기구 브랜치(301)의 작동 부분 또는 그립 부분에서, 광원들(310) 및 센서들(312)은 기구 브랜치 본체(308)의 조직 접촉 표면으로부터 원격으로 제공된다(상세히 도시되지 않음). 전극(302) 및/또는 기구 브랜치 본체(308)는 광 출구 개구(314)를 가지고, 이를 통해 도시되지 않은 광원으로부터의 광이 지향되고 이로부터 광이 전극 표면(304 및/또는 306) 및/또는 기구 브랜치 본체(308)로부터 조직으로 방사되거나 조직으로 들어간다. 전극(302) 및/또는 기구 브랜치 본체(308)는 광 입구 개구(미도시)를 가지고, 이를 통해 광이 조직으로부터 전극 표면(304 및/또는 306)을 통해 및/또는 기구 브랜치 본체(308)의 접촉 표면을 통해 조직으로부터 센서에서 종료하는 광 터널(320)로 방사되거나 광 터널(320)로 들어간다. 광원으로부터 광 출구 개구(314)로의 광은 또한 바람직하게는 상이한 광 터널(미도시)을 통해 지향된다. 광 터널(320)은 확산 벌크 재료(322)로 채워진다. 광 터널(320)은 기구 브랜치 본체(308) 및/또는 전극(302)을 통과한다. 이 실시예에서, 적어도 2개의 광 터널들(320)은 전극(302) 및/또는 기구 브랜치 본체(308)에 행/라인으로 평행하게 배치되어 광 출구 개구(314) 및 광 입구 개구(미도시)의 열이 각각의 전극 표면(304, 306)에 각각 제공된다. 도시되지 않은 실시예에서, 제4 실시예의 벌크 재료는 그 자체가 광원일 수 있으며, 이는 벌크 재료가 빛날 수 있음을 의미한다.
도 10은 광 터널(320)에서 제4 실시예에 따른 기구 브랜치 영역의 광 안내를 도시한다. 광원으로부터 들어오는 입사 광은 광 터널(320)로, 보다 구체적으로 광 터널(320)의 확산 및/또는 발광 벌크 재료(322)로 공급된다. 벌크 물질(322)에서의 광의 산란으로 인해 조직으로 광이 조사되고, 방출된(remitted) 광은 동일한 구조의 다른 광 터널(미도시)에 의해 센서로 유도/산란된다.
도 11은 제5 실시예에 따른 기구 브랜치(401)의 일부를 도시한다. 기구 브랜치(401)는 이 경우에 절연 방식으로 기구 브랜치 본체(408)에 내장된 전극(402)을 갖는다. 전극(402)은 조직과 접촉하도록 제공되고 구성된 기구 브랜치 본체(408)의 표면 상에 제1 전극 표면(404) 및 제2 전극 표면(406)을 갖는다. 따라서, 전극(402)은 기구 브랜치(401)의 기구 브랜치 본체(408) 내에/상에 위치한다. 기구 브랜치(401)에서, 예를 들어, 기구 브랜치(401)의 작동 부분 또는 그립 부분에서, 광원들(410) 및 센서들(412)은 기구 브랜치 본체(408)의 조직 접촉 표면(미도시)으로부터 원격으로 제공된다. 전극(402) 및/또는 기구 브랜치 본체(408)는 광 출구 개구(414)를 포함하고, 이를 통해 광원으로부터의 광이 지향되고 이로부터 광이 전극 표면(404 및/또는406) 및/또는 조직 접촉 표면으로부터 조직으로 방사되거나 조직으로 들어간다. 전극(402) 및/또는 기구 브랜치 본체(408)는 광 입구 개구(도시되지 않음)를 가지고, 이를 통해 조직으로부터의 광이 전극 표면(404 및/또는 406)을 통해 및/또는 조직 접촉 표면을 통해 센서에서 끝나는 광 터널(420) 내로 방사되거나 출사한다. 광원으로부터 광 출구 개구(414)로의 광은 또한 바람직하게는 상이한 광 터널(미도시)을 통해 지향된다. 광 터널(420)은 질감이 있는(textured) 벌크 재료(422)로 채워진다. 광 터널(420)은 기구 브랜치 본체(408) 및/또는 전극(402)을 통과한다. 이 실시예에서, 적어도 2개의 광 터널들(420)이 전극(402) 및/또는 기구 브랜치 본체(408)에 행/라인으로 평행하게 배열되어, 광 출구 개구(414) 및 광 입구 개구(미도시)의 행이 각각의 전극 표면들(404, 406)에 각각 제공된다. 도시되지 않은 실시예에서, 제5 실시예의 벌크 재료는 그 자체가 광원을 구성할 수 있으며, 즉, 벌크 재료가 빛날 수 있음을 의미한다.
도 12는 광 터널(420)에서 제5 실시예에 따른 기구 브랜치 영역의 광 안내를 도시한다. 광원으로부터 들어오는 입사 광은 광 터널(420), 보다 구체적으로 광 터널(420)의 구조화된 벌크 재료(422)로 공급된다. 벌크 재료(422)에 삽입된 구조로 인해 조직으로 광이 조사되고, 방출된(remitted) 광은 동일한 구조의 다른 광 터널(미도시)에 의해 센서로 유도/산란된다.
도 13은 제6 실시예에 따른 기구 브랜치(501)의 영역을 도시한다. 기구 브랜치(501)는 전극(502)을 갖고, 이 실시예에서 기구 브랜치 본체(501) 및 전극(502)은 구조 및 배치의 측면에서 이전의 실시예들에 대응한다. 광원들(510)과 센서들(512)은 기구 브랜치 본체(508)에 통합되어 있다(상세히 도시되지 않음). 전극(502)/기구 브랜치 본체는 광 출구 개구(514)를 가지고, 이를 통해 도시되지 않은 광원으로부터의 광이 지향되고 광이 조직 내로 방사되거나 들어간다. 전극(502)/기구 브랜치 본체는 광 입구 개구를 포함하고, 이를 통해 조직으로부터의 광이 센서에서 종료되는 광 터널(520) 내로 방사되거나/들어간다. 광원으로부터 광 출구 개구(514)로의 광은 적어도 하나의 광 터널(520)을 통해 지향된다. 이 실시예에서, 단일의 광 터널(520)은 전극(502)에 그리고 따라서 기구 브랜치 본체(501)에 형성된다. 광 출구 개구(514) 및 광 입구 개구(도시되지 않음)의 각각의 열은 전극(502) 및/또는 기구 브랜치 본체에 제공된다. 적어도 하나의 거울같은(mirrored)/반사 경사/각진 평면(524)이 광 터널(520)에 형성된다. 평면(524)은 전극 및/또는 기구 브랜치 본체를 연마함으로써 형성될 수 있거나, 광 터널(520)에 거울을 도입함으로써 형성될 수 있다. 광 터널(520)은 기구 브랜치 본체를 통과한다. 전극(502)/기구 브랜치 본체의 표면에 광 출구 개구(514) 및 광 입구 개구(미도시)의 적어도 하나의 열이 제공된다. 대안적으로 또는 추가로, 이러한 유형의 단일의 광 터널(520)은 적절한 필터와 함께 반사된 광의 여기 및 수신 모두를 위해 작용할 수 있다. 이것은 리미션 파장 범위에 해당하는 필터는 광원 뒤에 배치되지만, 나머지 광은 조직으로 향하고 동일한 및/또는 인접한 개구부에 의해 수신되고 동일한 반사 평면(524)을 통해 센서로 되돌아간다는 것을 의미한다.
도 14는 광 터널(520)에서 제6 실시예에 따른 기구 브랜치(501) 영역에서의 광 안내를 도시한다. 광원으로부터 들어오는 입사 광은 광 터널(520)로 공급되고 각진 거울 평면(524)에서 미리 결정된 각도(바람직하게는 0°와 90° 사이의 각도)로 편향된다. 광은 거울(들)/거울 표면(들)/거울 평면(들)(524)을 통해 조직으로 방사되고, 방출된(remitted) 광은 동일한 구조를 갖는 다른 광 터널(미도시)에 의해 센서로 지향되거나 유도된다.
도 15는 제7 실시예에 따른 기구 브랜치(601)의 영역을 도시한다. 기구 브랜치(601)는 기구 브랜치 본체(608)에 의해 수용되는 전극(602)을 갖는다. 전극(602)은 조직과 접촉하도록 제공되고 구성되는 기구 브랜치 본체(608)의 표면 상의 제1 전극 표면(604) 및 제2 전극 표면(606)을 갖는다. 광원들(610) 및 센서들(612)(상세히 도시되지 않음)은 기구 브랜치 본체(608)에 통합된다. 기구 브랜치 본체(608)는 광 출구 개구(614)를 포함하고, 이를 통해 도시되지 않은 광원(610)으로부터의 광이 지향되고 조직 접촉 표면으로부터 조직으로 방사되거나 들어간다. 더욱이, 기구 브랜치 본체(608)는 광 입구 개구(616)(상세히 도시되지 않음)를 포함하고, 이를 통해 광이 조직으로부터 기구 브랜치 본체(608)의 조직 접촉 표면을 통해 센서에서 종결되는 광 터널(620) 내로 방사되거나 들어간다. 광원으로부터 광 출구 개구(614)로의 광은 또한 제2 광 터널(미도시)을 통해 지향된다. 적어도 하나의 부분적으로 투명한 평면(626)이 광 터널(620) 내로 도입되고, 이는 전자기 복사선의 일부를 투과시키고, 따라서 광의 일부에 대해 투명하고 광의 일부를 반사한다. 바람직하게는, 부분적으로 투명한 평면은 부분적으로 투명한 거울이고, 보다 바람직하게는 복수의 부분적으로 투명한 평면들(626)이 광 터널에 직렬로 배치된다.
도 16은 광 터널(620)에서 제7 실시예에 따른 기구 브랜치(601) 영역의 광 안내를 도시한다. 광원에서 들어오는 입사 광은 광 터널(620)로 공급된다. 광원에서 들어오는 입사 광은 직선으로/방향성 방식으로/평행하게 향하는 방식으로 광 터널(620)로 공급된다. 광 터널(620)에서 적어도 하나의 부분적으로 투명한 미러(626)에 의해 안내됨으로써, 광은 각진 영역들/굴곡들 등에 걸쳐 안내/반사된다. 부분적으로 투명한 거울(626)을 통과한 광은 이전 거울과 동일한 각도로 배치된 다른 부분적으로 투명한 거울(626)에 입사한다. 부분적으로 투명한 거울/거울 표면/거울 평면(626)을 통해, 광은 조직으로 방사되고 방출된(remitted) 광은 동일한 구조를 갖는 다른 광 터널(미도시)에 의해 센서로 지향되거나 안내된다.
도 17은 제8 실시예에 따른 기구 브랜치(701)의 영역을 도시한다. 기구 브랜치(701)는 전극(702)을 포함한다. 전극(702)은 기구 브랜치(701)의 기구 브랜치 본체(708)에 위치한다. 기구 브랜치(701)에서, 예를 들어, 기구 브랜치(701)의 작동 부분 또는 그립 부분에서, 광원들(710) 및 센서들(712)은 기구 브랜치 본체(708)로부터 원격으로, 바람직하게는 외부(미도시)에 제공된다. 기구 브랜치 본체(708)는 적어도 하나의 광 터널(720)을 포함하고, 이를 통해 광원의 과이 지향되고 그로부터 광이 조직 내로 방사되거나 조직으로 들어간다. 기구 브랜치 본체(708)는 적어도 하나의 다른 광 터널(720)을 포함하고, 이를 통해 조직으로부터의 광이 센서로 지향된다. 이 실시예에서, 광 터널들(720)은 예를 들어 광섬유들과 같은 광 도파관들에 의해 형성된다.
도 18은 광 터널(720)에서 제8 실시예에 따른 기구 브랜치 영역의 광 안내를 도시한다. 광원에서 들어오는 입사 광은 광 터널(720)의 내면에서 전반사되어 광 터널(720)을 통과할 수 있다. 광 터널(720)의 내부 측에서의 전반사 때문에, 광은 또한 구부러진 영역/적어도 굴곡부 등을 통해 안내될 수 있다.
도 19는 제9 실시예에 따른 기구 브랜치(801)의 영역을 도시한다. 기구 브랜치(801)는 전극(802)을 포함한다. 전극(802)은 조직과 접촉하도록 제공되고 구성되는 기구 브랜치 본체의 조직 접촉 표면 상의 제1 전극 표면(804) 및 제2 전극 표면(806)을 가진다. 광원들(810) 및 센서들(812)은 기기 브랜치 본체에 통합된다(상세히 도시되지 않음). 기구 브랜치 본체는 또한 광 출구 개구(814)를 포함하고, 이를 통해 광원으로부터의 광이 안내되고 조직 내로 방사되거나 들어간다. 기구 브랜치 본체는 또한 광 입구 개구(816)를 포함하고, 이를 통해 조직으로부터의 광이 기구 브랜치 본체를 통해 센서에서 종료되는 광 터널(820)로 방사되거나 들어간다. 광원으로부터 광 출구 개구(814)로의 광은 동일한 광 터널을 통해 지향된다. 다시 말해서, 광 출구 개구(814)는 광 입구 개구(816)로서 작용할 수 있고 그 반대도 마찬가지이다. 적어도 2개의 부분적으로 투명한 평면들(826)이 광 터널(820)에 도입되고, 이는 전자기 복사선의 일부를 투과시키고, 따라서 광의 일부에 대해 투명하고 광의 일부를 반사한다. 바람직하게는, 부분적으로 투명한 평면은 부분적으로 투명한 거울이고, 보다 바람직하게는 복수의 부분적으로 투명한 평면들(626)이 광 터널에 직렬로 배치된다. 이 실시예의 이러한 배치로 인해, 부분적으로 투명한 거울 각각이 광 출구 개구(814) 또는 광 입구 개구(816) 각각에 할당된다.
도 20은 광 터널(820)에서 제9 실시예에 따른 기구 브랜치(801) 영역에서의 광 안내를 도시한다. 광원으로부터 들어오는 입사 광은 광 터널(820)로 공급된다. 광원으로부터 들어오는 입사 광은 직선으로/방향성 방식으로/평행하게 향하는 방식으로 광 터널(820)로 공급된다. 광 터널(820)에서 적어도 2개의 부분적으로 투명한 거울들(826)에 의해 안내됨으로써, 광은 각진 영역들/굴곡들 등에 걸쳐 안내/반사된다. 부분적으로 투명한 거울(826)을 통과한 광은 이전 거울과 동일한 각도로 배치된 적어도 하나의 다른 부분적으로 투명한 거울(826)에 입사한다. 부분적으로 투명한 거울/거울 표면/거울 평면(826)을 통해, 광은 조직으로 조사되고, 리미션된 광은 동일한 광 터널(820)로부터 인접한 개구를 통해 센서로 지향/안내된다. 다시 말해, 개구는 인접한 개구에 대한 광 출구 개구 및 광 입구 개구 모두이다.
도 21은 제10 실시예에 따른 기구 브랜치(901)의 영역을 도시한다. 기구 브랜치(901)는 전극(902)을 포함하고, 이 실시예에서 기구 브랜치 본체와 전극은 그 구조 및 배치 측면에서 이전의 실시예들에 대응한다. 따라서, 기구 브랜치(901)에서, 예를 들어, 기구 브랜치(901)의 작동 부분 또는 그립 부분에서, 광원들(910) 및 센서들(912)은 기구 브랜치 본체의 조직 접촉 표면으로부터 원격으로 제공된다(상세히 도시되지 않음). 기구 브랜치 본체는 광 출구 개구(914)를 포함하고, 이를 통해 광원으로부터의 광이 지향되고 광이 조직 내로 방사되거나 조직으로 들어간다. 기구 브랜치 본체는 광 입구 개구(916)를 더 포함하고, 이를 통해 조직으로부터의 광이 센서에서 종료되는 광 터널(920)로 방사되거나 출사한다. 광원으로부터 광 출구 개구(914)로의 광은 적어도 하나의 광 터널(920)을 통해 지향된다. 광 입구 개구(916)로부터 센서로의 광은 (동일한 디자인의) 적어도 하나의 다른 광 터널(920)을 통해 지향된다. 따라서, 이 실시예에서, 적어도 2개의 광 터널들(920)이 기구 브랜치 본체(908)에 형성된다. 광 출구 개구(들)(914) 및 광 입구 개구(들)(916)는 기구 브랜치 본체에 교대로 제공된다. 적어도 하나의 거울같은/반사 경사/각진 평면(924)이 광 터널(920)에 형성된다.
도 22는 광 터널(920)에서 제10 실시예에 따른 기구 브랜치(901) 영역에서의 광 안내를 도시한다. 광원으로부터 들어오는 입사 광은 광 터널(920)로 공급되고, 미리 결정된 각도(바람직하게는 0 내지 90°의 각도로)로 각진 거울 평면(924)에서 편향된다. 거울/거울 표면/거울 평면(924)을 통해 광은 조직으로 조사되고, 리미션된 광은 동일한 구조를 갖는 다른 광 터널(920)에 의해 센서로 지향/유도된다.
도 23은 상기 실시예들에 따른 바이폴라 기구 브랜치를 도시한다. 실시예 1 내지 10은 바이폴라 의료용 HF 기구에 사용되도록 제공되고 구성되며, 여기서 2개의 기구 브랜치 본체들은 바람직하게는 서로에 대해 피봇식으로 장착되고 서로 사이에 조직 수용 갭을 정의한다.
도24는 바이폴라 HF 기구의 대향하는 검출기들 및 조명들을 도시한다. 이 경우, 조명들의 광 출구 개구(1014) 및 검출기들의 광 입구 개구(1016)는 각각 대향하는 기구 브랜치들/기구 브랜치 본체들에 위치된다.
도 25는 본 발명에 따른 의료 장치(1100)의 개략도를 도시한다. 광원(1110)이 제공되고 광을 방출하도록 구성된다. 센서(1112)가 제공되고 광을 검출하도록 구성된다. 광원은 광 출구 개구(1114)를 통해 광을 방출한다. 센서(1112)는 광 입구 개구(1116)를 통해 광을 수신한다. 광원들(1110) 및 센서들(1112)은 채널(1118)에 위치한 데이터 라인들(1130 및 1132)과 통신한다. 채널(1118)은 절연 방식으로 전극을 수용하는 기구 브랜치 본체(1128)에 형성된다. 전극(1134)이 수용되는 하나의 기구 브랜치 본체는 반대쪽 전극(1136)이 수용되는 기구 브랜치 본체로 조직(1138)을 클램핑한다. 전극(1134) 및 전극(1136)은 라인들(1140, 1142)과 통신한다. 데이터 라인들(1130, 1132)과 라인들(1140, 1142)은 저장 매체(1146)를 포함하는 계산 유닛(1144)과 통신한다.
도 26은 제1 기구 브랜치(1001) 및 제2 기구 브랜치(1002)를 포함하는 본 발명에 따른 의료용 고주파 수술 기구(1000)의 예를 도시한다. 기구 브랜치 몸체(1008)는 제1 기구 브랜치(1001)의 말단부에 형성되고, 작동 부분 또는 그립 부분(1009)은 제1 기구 브랜치(1001)의 근위 단부에 형성된다.
1, 101, 201, 301, 401, 501, 601, 701, 801, 901, 1001, 1002 기구 브랜치
2, 102, 202, 302, 402, 502, 602, 702, 802, 902 전극
4, 104, 204, 304, 404, 604, 804, 904 제1 전극 표면
6, 106, 206, 306, 406, 606, 806, 906 제2 전극 표면
8, 108, 208, 308, 408, 708, 808, 908, 1008, 1128 기구 브랜치 본체
10, 110, 210, 310, 410, 510, 610, 710, 810, 910, 1110 광원
12, 112, 212, 312, 412, 512, 612, 712, 812, 912, 1112 센서
14, 114, 214, 314, 414, 514, 614, 714, 814, 914, 1014, 1114 광 입구 개구
16, 116, 216, 616, 716, 816, 916, 1016, 1116 광 출구 개구
18, 1118 채널
120, 220, 320, 420, 520, 620, 720, 820, 920 광 터널
322, 422 벌크 재료
524, 924 미러 경사면
626, 826 부분적으로 투명한 평면
1028 바이폴라 기구 브랜치
1100 의료 장치
1130, 1132, 1140, 1142 라인
1134 제1 전극
1136 제2 전극
1138 조직
1144 계산 유닛
1146 저장 매체
1000 의료용 고주파 수술 기구
1009 작동 부분 또는 그립 부분

Claims (15)

  1. - 최소한 하나의 기구 브랜치(1, 101, 201, 301, 401, 501, 601, 701, 801, 901, 1001, 1002),
    - 조직을 향한 방향으로 방출될 수 있는 특정 조명 광 스펙트럼을 갖는 제1 광을 생성하는 적어도 하나의 광원(10, 110, 210, 310, 410, 510, 610, 710, 810, 910, 1110), 특히 LED 또는 광원 어셈블리, 특히 LED 및 필터, 및
    - 광원(10, 110, 210, 310, 410, 510, 610, 710, 810, 910, 1110)에 의한 광 충돌의 결과로 조직에 의해 반사된, 조명 광 스펙트럼과는 다른, 리미션 스펙트럼을 갖는 제2 광을 검출하고, 상기 제2 광을 리미션 스펙트럼에 따라 검출기 신호로 변환하도록 제공되고 구성된 적어도 하나의 센서 적어도 하나의 센서(12, 112, 212, 312, 412, 512, 612, 712, 812, 912, 1112)을 포함하고,
    여기서, 계산 유닛(1144)이
    - 적어도 하나의 센서(12, 112, 212, 312, 412, 512, 612, 712, 812, 912, 1112)로부터 검출기 신호를 수신하고,
    - 조직에 존재하는 개별 조직 구성요소의 추정된 부피 분율을 가정하여, 계산 유닛(1144)에 의해, 조직의 광 방출을 설명하기 위한 솔루션에 기초하여, 바람직하게는 복사 전달 이론 및 그 근사에 기초하여 이론적인 리미션 스펙트럼을 계산하고,
    - 계산 유닛(1144)을 사용하여 예를 들어, 비선형 회귀, 신경망 또는 룩업 테이블에 의해 측정된 리미션 스펙트럼에 이론적인 리미션 스펙트럼을 맞추고,
    - 조직에 존재하는 개별 조직 구성요소의 부피 분율을 변화시켜 계산 유닛(1144)에 의해 이론적으로 계산된 리미션 스펙트럼이 측정된 리미션 스펙트럼에 맞춰지는 최소화 알고리즘을 통해 리미션 스펙트럼으로부터 조직 구성요소의 적어도 하나의 부피 분율을 계산하도록 제공되고 구성되는, 의료용 고주파 수술 기구(1000, 1100).
  2. 제1항에 있어서,
    - 상기 계산 유닛(1144)에 의해 흡수 스펙트럼으로부터 적어도 흡수 최대치를 계산하고,
    - 상기 계산 유닛(1144)에 의해 흡수 최대치를 적어도 하나의 기준과 비교함으로써 조직의 온도를 계산하도록 더 제공되고 구성된, 의료용 고주파 수술 기구(1000, 1100).
  3. 제2항에 있어서,
    - 상기 계산 유닛(1144), 바람직하게는 상기 계산 유닛(1144)의 저장 매체에, 바람직하게는 물 및/또는 지방 및/또는 콜라겐에 대한, 특정 온도에서 흡수 최대치의 형태로 적어도 하나의 기준을 저장하도록 더 제공되고 구성된, 의료용 고주파 수술 기구(1000, 1100).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 적어도 하나의 광원(10, 110, 210, 310, 410, 510, 610, 710, 810, 910, 1110) 및 상기 적어도 하나의 센서(12, 112, 212, 312, 412, 512, 612, 712, 812, 912, 1112)를 조직에 적용하도록 더 제공되고 구성된, 의료용 고주파 수술 기구(1000, 1100).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 계산된 온도 및/또는 계산된 조직 구성요소의 조직 임피던스에 기초하여 상기 계산 유닛(1144)에 의해 의료용 고주파 수술 기구를 제어 및/또는 조정 및/또는 스위치-오프하도록 더 제공되고 구성된, 의료용 고주파 수술 기구(1000, 1100).
  6. 제5항에 있어서,
    미리 결정된 온도에, 바람직하게는 95℃ 초과 및 100℃ 미만의 온도에 도달할 때 의료용 고주파 수술 기구를 제어 및/또는 조정 및/또는 스위치-오프하도록 더 제공되고 구성된, 의료용 고주파 수술 기구(1000, 1100).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    온라인으로, 바람직하게는 실시간으로 제어 및/또는 조정 및/또는 스위치-오프하도록 제공되고 구성된, 의료용 고주파 수술 기구(1000, 1100).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    밀봉 공정 동안 조직 식별을 수행하기 위해 제공되고 구성된, 의료용 고주파 수술 기구(1000, 1100).
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 센서(12, 112, 212, 312, 412, 512, 612, 712, 812, 912, 1120)는 1000 nm 내지 1700 nm, 보다 바람직하게는 1400 nm 내지 1600 nm 범위에서 상기 리미션, 바람직하게는 리미션 스펙트럼을 측정하도록 제공되고 구성된, 의료용 고주파 수술 기구(1000, 1100).
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 광원(10, 110, 210, 310, 410, 510, 610, 710, 810, 910, 1100) 및 상기 적어도 하나의 센서(12, 112, 212, 312, 412, 512, 712, 812, 912, 1120)은 서로 이격되어 있는, 의료용 고주파 수술 기구(1000, 1100).
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기구 브랜치(1, 101, 201, 301, 401, 501, 601, 701, 801, 901)는 의료용 고주파 수술 기구(1000, 1100)의 작동 가능한 기구 턱의 절반을 형성하는 기구 브랜치 본체(8, 108, 208, 308, 408, 508, 608, 708, 808, 908, 1128)를 형성하고, 상기 조직과 접촉하도록 제공되고 구성되며 상기 기구 브랜치 본체(8, 108, 208, 308, 408, 508, 608, 708, 808, 908, 1128) 내에 또는 상에 배치되는 적어도 하나의 전극(2, 102, 202, 302, 402, 502, 602, 702, 802, 902)을 포함하며,
    여기서 상기 적어도 하나의 광원(10, 510, 810, 1100) 및 상기 적어도 하나의 센서(12, 512, 812, 1120)는 상기 기구 브랜치 본체(8, 508, 808, 1128) 내에 또는 상에 배치되는, 의료용 고주파 수술 기구(1000, 1100).
  12. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기구 브랜치(1, 101, 201, 301, 401, 501, 601, 701, 801, 901, 1001, 1002)는 의료용 고주파 수술 기구(1100)의 작동 가능한 기구 턱의 절반을 형성하는 기구 브랜치 본체(8, 108, 208, 308, 408, 508, 608, 708, 808, 908, 1128)를 형성하고, 상기 조직과 접촉하도록 제공되고 구성되며 상기 기구 브랜치 본체(8, 108, 208, 308, 408, 508, 608, 708, 808, 908, 1128) 내에 또는 상에 배치되는 적어도 하나의 전극(2, 102, 202, 302, 402, 502, 602, 702, 802, 902)을 포함하며,
    여기서 적어도 하나의 광 터널(120, 220, 320, 420, 620, 720, 820, 920)은 상기 기구 브랜치(101, 201, 301, 401, 501, 601, 701, 801, 901, 1001, 1002) 내에 또는 상에 배치되고, 이를 통해 상기 적어도 하나의 광원(110, 210, 310, 410, 510, 610, 710, 810, 910)으로부터의 제1 광 및/또는 제2 광이 조직으로부터 지향되는, 의료용 고주파 수술 기구(1000, 1100).
  13. 적어도 하나의 기구 브랜치(1, 101, 201, 301, 401, 501, 601, 701, 801, 901, 1001, 1002)가 있는 의료용 고주파 수술 기구(1000, 1100), 특히 밀봉 및 절단(Seal&Cut) 기구의 제어를 위한 조직 식별 방법의 사용으로서,
    - 적어도 하나의 광원(10, 110, 210, 310, 410, 510, 610, 710, 810, 910, 1110)에 의해 조직을 향한 방향으로 방출될 수 있는 조명 스펙트럼을 갖는 제1 광을 생성하는 단계,
    - 적어도 하나의 센서(12, 112, 212, 312, 412, 512, 612, 712, 812, 912, 1112)에 의해 조사된 제1 광의 리미션에 의해 획득된, 조직으로부터의 리미션 스펙트럼을 갖는 제2 광을 측정하는 단계,
    - 상기 적어도 하나의 센서(12, 112, 212, 312, 412, 512, 612, 712, 812, 912, 1112)에 의해 측정된 리미션 스펙트럼을 검출기 신호로 변환하는 단계,
    - 상기 검출기 신호를 상기 계산 유닛(1144)에 보내는 단계,
    - 조직에 존재하는 개별 조직 구성요소의 추정된 부피 분율을 가정하여, 상기 계산 유닛(1144)에 의해, 조직에서의 광 전파를 설명하기 위한 솔루션에 기초하여, 바람직하게는 복사 전달 이론 및 그 근사에 기초하여 이론적인 리미션 스펙트럼을 계산하는 단계,
    - 계산 유닛(1144)에 의해, 바람직하게는 회귀, 신경망 또는 룩업 테이블에 의해 계산된 이론적인 완화 스펙트럼이 측정된 리미션 스펙트럼에 피팅되거나 맞춰지는 최소화 알고리즘을 통해 조직에 존재하는 개별 조직 구성요소들의 부피 분율들을 변화시켜 조직 성분의 적어도 하나의 부피 분율을 계산하는 단계,
    - 조직 구성요소의 계산된 부피 분율에 기초하여 계산 유닛(1144)에 의해 의료용 고주파 수술 기구(1100)를 제어 및/또는 조정 및/또는 스위치-오프하는 단계를 가지는, 조직 식별 방법의 사용.
  14. 제13항에 있어서,
    의료용 고주파 수술 기구를 위한 조직 온도를 측정하기 위해
    - 상기 계산 유닛(1144)에 의해 측정된 리미션 스펙트럼의 흡수 스펙트럼으로부터 적어도 하나의 흡수 최대치를 계산하는 단계, 및
    - 상기 계산 유닛(1144)에 의해 흡수 최대치를 적어도 하나의 기준과 비교함으로써 조직의 온도를 계산하는 단계를 더 포함하는, 조직 식별 방법의 사용.
  15. 제13항에 따른 제어 단계들을 특징으로 하는 기계 판독 가능 저장 매체.

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Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994010922A1 (en) * 1992-11-13 1994-05-26 Ep Technologies, Inc. Cardial ablation systems using temperature monitoring
US5540684A (en) * 1994-07-28 1996-07-30 Hassler, Jr.; William L. Method and apparatus for electrosurgically treating tissue
US6666862B2 (en) * 2001-03-01 2003-12-23 Cardiac Pacemakers, Inc. Radio frequency ablation system and method linking energy delivery with fluid flow
US20060111622A1 (en) * 2004-10-07 2006-05-25 Sean Merritt Apparatus and method for monitoring deep tissue temperature using broadband diffuse optical spectroscopy
BR112013008821A2 (pt) * 2010-10-14 2016-06-28 Koninkl Philips Electronics Nv aparelho de determinação de propriedades para determinar propriedades de objetos, método de determinação de propriedades para determinar propriedades de objetos e programa de computador de determinação de propriedades para determinar propriedade de objeto
WO2013111053A1 (en) * 2012-01-27 2013-08-01 Koninklijke Philips N.V. An apparatus for optical analysis of an associated tissue
CN106572878B (zh) * 2014-07-22 2020-04-10 皇家飞利浦有限公司 具有光学反馈的组织封闭设备
US10722293B2 (en) * 2015-05-29 2020-07-28 Covidien Lp Surgical device with an end effector assembly and system for monitoring of tissue before and after a surgical procedure
US20190231193A1 (en) * 2015-09-11 2019-08-01 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York System, method and computer-accessible medium for catheter-based optical determination of met-myoglobin content for estimating radiofrequency ablated, chronic lesion formation in tissue
KR102631318B1 (ko) * 2018-09-14 2024-01-30 항저우 브론쿠스 메디컬 컴퍼니 리미티드 고주파 어블레이션 카테터, 폐부 고주파 어블레이션 시스템, 이에 대응하는 제어방법, 제어 장치 및 컴퓨터 판독이 가능한 기억매체

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