KR20230117593A - 다중 바늘 절제 프로브 - Google Patents

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KR20230117593A
KR20230117593A KR1020237022762A KR20237022762A KR20230117593A KR 20230117593 A KR20230117593 A KR 20230117593A KR 1020237022762 A KR1020237022762 A KR 1020237022762A KR 20237022762 A KR20237022762 A KR 20237022762A KR 20230117593 A KR20230117593 A KR 20230117593A
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electrodes
tissue
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야콥 벤 아리에
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원패스 메디컬 엘티디.
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Abstract

절제 디바이스는, 시스; 시스의 원위 단부로부터 각각 연장가능한 복수의 바늘 전극; 및 조직의 원하는 영역을 절제하기 위해, 복수의 바늘 전극이 상기 조직과 접촉할 때, 복수의 바늘 전극들 중 바늘 전극의 특정 쌍들 사이에 전력 신호를 선택적으로 인가하도록 구성되는 제어기를 포함한다.

Description

다중 바늘 절제 프로브
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 "MULTI-NEEDLE ABLATION PROBE"라는 발명의 명칭으로 2020년 12월 10일자로 출원된 미국 가특허 출원 제63/123,545호의 우선권의 이익을 주장하며, 그의 내용은 그 전체가 본 명세서에 참고로 포함된다.
본 발명의 일부 실시예는 일반적으로 조직 치료에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명의 일부 실시예는 바늘 전극을 통해 제공되는 전기 전력을 사용한 조직 절제(ablation)에 관한 것이다.
환자의 신체에 비정상적인 조직이 존재하는 상황에서, 비정상적인 조직을 파괴하기 위해, 예컨대 외과적 제거 대신에, 절제 요법이 사용될 수 있다. 예를 들어, 절제 시술은, 비정상적인 심장 박동을 야기하는 소량의 심장 조직을 파괴 또는 절제하거나 폐, 유방, 갑상선, 간 또는 다른 신체 부위의 종양을 치료하는 데 사용될 수 있다.
전형적으로, 그러한 절제 요법은 비정상적인 조직을 제거하기 위한 외과적 시술보다 덜 침습적이다. 예를 들어, 절제 요법의 경우, 프로브가 피부 내의 절개부를 통해, 카테터를 거쳐 동맥을 통해, 또는 예컨대 다양한 의료 이미징 디바이스에 의해 안내되는 에너지 빔의 지향에 의해 삽입될 수 있다. 비정상적인 조직을 절제하기 위해 인가되는 에너지는 열(예컨대, 무선주파수 또는 마이크로파 방사선으로서 전달됨), 극한 냉기, 초음파, 레이저, 또는 화학물질을 포함할 수 있다.
연관된 기술의 전술한 예들 및 이와 연관된 한계들은 배타적이 아니라 예시적인 것으로 의도된다. 연관된 기술의 다른 한계들이 명세서의 숙독 및 도면들의 연구 시에 당업자들에게 분명해질 것이다.
이하의 구현예 및 그 양태는 범위를 제한하지 않고, 대표적이고 예시적인 것을 의미하는 시스템, 도구 및 방법과 함께 설명되고 예시된다.
일 실시예에서, 절제 디바이스로서, 시스(sheath); 시스의 원위 단부로부터 각각 연장가능한 복수의 바늘 전극; 및 조직의 원하는 영역을 절제하기 위해, 복수의 바늘 전극이 상기 조직과 접촉할 때, 복수의 바늘 전극들 중 바늘 전극의 특정 쌍들 사이에 전력 신호를 선택적으로 인가하도록 구성되는 제어기를 포함하는, 디바이스가 제공된다.
또한, 일 실시예에서, 절제 방법으로서, 절제 디바이스를 제공하는 단계 - 절제 디바이스는, 시스; 시스의 원위 단부로부터 각각 연장가능한 복수의 바늘 전극; 및 복수의 바늘 전극들 중 임의의 쌍의 바늘 전극들 사이에 전력 신호를 선택적으로 인가하도록 구성되는 제어기를 포함함 -; 상기 시스의 적어도 원위 부분을 대상의 신체 내로 삽입하는 단계; 상기 복수의 바늘 전극을 상기 시스의 상기 원위 단부로부터 연장시켜서, 상기 복수의 바늘 전극이 상기 대상의 조직과 맞물리게 하는 단계; 및 상기 복수의 바늘 전극의 특정 쌍들 사이에 상기 전력 신호를 선택적으로 인가하도록 상기 제어기를 작동시켜, 상기 조직의 원하는 영역을 절제하는 단계를 포함하는, 방법이 제공된다.
일부 실시예에서, 맞물리게 하는 단계는 상기 조직과의 접촉, 및 상기 조직 내로의 삽입 중 하나를 포함한다.
일부 실시예에서, 전력 신호는 무선주파수(RF) 교류 전류이다.
일부 실시예에서, 인가하는 것은 상기 전력 신호를 상기 바늘 전극의 특정 쌍들 각각에 동시에 인가하는 것을 포함한다.
일부 실시예에서, 인가하는 것은, 상기 바늘 전극의 특정 쌍들 중 바늘 전극의 쌍의 미리결정된 시퀀스로, 순차적으로 상기 바늘 전극의 특정 쌍들 사이에 상기 전력 신호를 인가하는 것을 포함한다.
일부 실시예에서, 바늘 전극의 특정 쌍은 원하는 절제 패턴에 기초하여 선택된다.
일부 실시예에서, 원하는 패턴은 상기 조직의 상기 원하는 영역에 적어도 부분적으로 기초하여 결정된다.
일부 실시예에서, 복수의 바늘 전극은 중심 제1 바늘 전극, 및 상기 제1 바늘 전극에 대해 미리결정된 패턴으로 배열되는 적어도 2개의 제2 바늘 전극을 포함한다.
일부 실시예에서, 미리결정된 패턴은, 상기 적어도 2개의 제2 바늘 전극이 상기 제1 바늘 전극에 대해 둘러싸는 패턴으로 배열되는 것을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 바늘 전극의 특정 쌍들 중 적어도 하나는 상기 제1 바늘 전극, 및 상기 제2 바늘 전극들 중 하나의 제2 바늘 전극을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 바늘 전극의 특정 쌍들 중 적어도 하나는 한 쌍의 상기 제2 바늘 전극을 포함한다.
일부 실시예에서, 시스는 세장형 샤프트를 포함한다. 일부 실시예에서, 세장형 샤프트는 가요성이다.
일부 실시예에서, 복수의 바늘 전극들 중 하나의 바늘 전극은 그의 길이를 따라 전기 절연체를 포함하며, 여기에서 상기 바늘 전극은 전기적으로 절연되지 않은 원위 팁을 포함한다. 일부 실시예에서, 전기적으로 절연되지 않은 원위 팁은 뾰족하거나 경사진다.
일부 실시예에서, 복수의 바늘 전극들 중 하나의 바늘 전극은 센서를 포함한다. 일부 실시예에서, 센서는 온도 센서를 포함한다. 일부 실시예에서, 온도 센서는 열전대를 포함한다.
일부 실시예에서, 복수의 바늘 전극들 중 하나의 바늘 전극은 중공 코어를 포함하는 생검 바늘이다.
전술한 예시적인 양태들 및 실시형태들에 더하여, 추가의 양태들 및 실시형태들은 도면들을 참조하고 다음의 상세한 설명의 연구에 의해 명백해질 것이다.
예시적인 구현예가 참조되는 도면들에 예시된다. 도면에 도시된 구성요소 및 특징의 치수는 일반적으로 편의성과 표현의 명확성을 위해 선택되며 반드시 축척에 맞게 도시되지는 않는다. 도면은 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 바늘 전극 절제 디바이스를 개략적으로 예시한다.
도 2는 본 발명의 일부 실시예에 따른, 바늘 전극 절제 디바이스의 사용을 개략적으로 예시한다.
도 3은 본 발명의 일부 실시예에 따른, 바늘 전극 절제 디바이스의 시스 밖으로의 바늘 전극의 연장을 개략적으로 예시한다.
도 4a는 바늘 전극이 후퇴될 때, 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 1에 도시된 바늘 전극 절제 디바이스의 제어 하우징의 예를 개략적으로 예시한다.
도 4b는 어댑터가 안내 튜브 내로 삽입가능한 시스의 길이를 단축시키도록 위치된 상태의, 도 4a의 제어 하우징을 개략적으로 예시한다.
도 5a는 제1 그룹의 바늘 전극을 시스 밖으로 연장시키기 위한 원위 전극 연장기 슬라이더의 작동을 개략적으로 예시한다.
도 5b는 제2 그룹의 바늘 전극을 시스 밖으로 연장시키기 위한 근위 전극 연장기 슬라이더의 작동을 개략적으로 예시한다.
도 5c는 근위 포트 또는 인터페이스를 포함하는, 본 디바이스의 제어 하우징의 근위 단부를 개략적으로 예시한다.
도 6a는 중심 전극과 선택된 주변 전극 사이의 전력 신호의 인가를 개략적으로 예시한다.
도 6b는 인접 주변 전극의 선택된 쌍들 사이의 전력 신호의 인가를 개략적으로 예시한다.
도 6c는 중심 전극과 선택된 주변 전극 사이뿐만 아니라, 인접 주변 전극의 선택된 쌍들 사이의 전력 신호의 인가를 개략적으로 예시한다.
도 6d는 중심 전극과 선택된 주변 전극 사이의 전력 신호의 인가를 개략적으로 예시한다.
본 발명의 일부 실시예는, 절제될 조직과 맞물리고/맞물리거나 그 내로 삽입될 수 있는 복수의 바늘 전극을 포함하는 조직 절제 디바이스를 제공한다.
전형적으로, 바늘 전극은 시스의 원위 단부로부터 연장되도록 구성된다. 시스는, 예컨대 절개부를 통해, 또는 카테터, 내시경 튜브, 또는 다른 것 형태의 안내부를 통해, 환자의 신체 내로 삽입가능한 세장형 강성 또는 가요성 샤프트의 형태일 수 있다. 바늘 전극은 바늘 전극이 환자의 신체 내로 삽입됨에 따라 시스의 원위 단부 내로 후퇴될 수 있다. 예를 들어, 시스 내로의 후퇴는 바늘 전극의 오염뿐만 아니라, 시스가 환자의 신체 내로 삽입될 때 그와 만나는 임의의 해부학적 또는 다른 구조물에 대한 스내깅(snagging) 또는 접촉 및 잠재적인 부상을 회피할 수 있다. 시스는, 또한, 전극과 환자의 신체 또는 다른 구조물 사이에 전기적 절연을 제공할 수 있다.
일부 실시예에서, 바늘 전극 디바이스는 바늘 전극을 시스 밖으로 원격으로 연장시키기 위한 수동 또는 자동으로 작동되는 메커니즘을 포함한다. 일부 실시예에서, 각각의 바늘 전극은 개별적으로 연장될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 바늘 전극들 중 2개 이상이 그룹으로서 연장될 수 있다.
제어 하우징이 디바이스의 근위 단부에 위치될 수 있다. 예를 들어, 제어 하우징은, 전형적으로 환자의 신체 외측에 유지되도록 구성될 수 있다. 제어 하우징은 바늘 전극을 시스 밖으로 연장시키기 위한 메커니즘, 및 바늘 전극에 전력 신호를 선택적으로 인가하기 위한 제어기를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제어 하우징은 2개 이상의 별개의 하우징 또는 유닛을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제어 하우징의 적어도 일부는 디바이스의 조작자에 의해 유지 및 조작될 수 있는 손잡이로서 기능할 수 있다.
제어 하우징으로 적어도 부분적으로 둘러싸일 수 있는 제어기는 전력 신호, 예컨대 무선주파수(RF) 교류 전류를 바늘 전극에, 예컨대 바늘 전극의 임의의 하나 이상의 쌍들 사이에 선택적으로 인가하도록 작동될 수 있다. 전력 신호의 선택적인 인가는 바늘 전극의 쌍의 미리정의된 시퀀스에 따라 이루어질수 있다. 예를 들어, 미리정의된 시퀀스는 바늘 전극과 조직의 접촉점의 배열에 의해 한정되는 영역에 위치된 조직을 실질적으로 균일하게 절제하도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 조직의 영역은 측방향으로 최외부 바늘 전극의 쌍을 연결하는 라인 세그먼트에 의해 경계지어지는 조직의 영역을 포함하는 것으로 간주될 수 있다. 정사각형 패턴으로 배열된 4개의 외부 바늘 전극의 중심에 위치되는 중심 바늘 전극의 예에서, 절제될 영역은 외부 바늘 전극과 조직의 접촉에 의해 한정되는 정사각형 영역 내에 놓인 조직을 포함할 수 있다. 유사한 영역이 3개 이상의, 동일 선 상에 있지 않은 바늘 전극의 임의의 배열에 대해 한정될 수 있다.
일부 실시예에서, 바늘 전극은 근위 제어 하우징으로부터, 시스의 길이를 따라, 그리고 시스의 원위 단부를 통해 연장될 수 있다. 일부 실시예에서, 제어기는 바늘 전극의 근위 단부에 전력 신호, 예컨대 RF 교류 전류를 선택적으로 인가하도록 작동될 수 있으며, 여기에서 전력 신호는 각각의 바늘 전극에 의해 그의 길이를 따라 그의 원위 단부로 전달될 수 있다.
일부 실시예에서, 바늘 전극은 시스 내에 수용된 상이한 바늘 전극의 일부분들 사이의 전기적 접촉을 방지하기 위해 근위 단부로부터 그리고 그의 길이를 따라 절연체를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 전기 절연체는 바늘 전극의 원위 팁 부분까지 연장된다. 일부 예에서, 시스는 각각의 바늘 전극이 시스의 상이한 루멘(lumen)을 통해 연장되도록 다수의 루멘을 포함할 수 있다. 이러한 경우에, 루멘들 사이를 분리하는 벽은 시스의 원위 단부 밖으로 연장되지 않은 상이한 바늘 전극의 일부분들 사이의 전기적 접촉을 방지하는 전기적 절연을 제공할 수 있다.
시스의 삽입이 시스의 원위 단부를 절제될 조직의 위치에 이르게 할 때, 바늘 전극들 중 2개 이상이 시스 밖으로 연장될 수 있다. 바늘 전극은 그들의 원위 단부가 절제될 조직과 접촉하거나 그 내로 삽입될 때까지 연장될 수 있다.
바늘 전극의 수 및 기하학적 배열은 특정 응용 또는 특정 부류의 응용을 위해 설계될 수 있다. 예를 들어, 5개의 바늘 전극의 정사각형 배열은 정사각형의 코너에 배열된 4개의 코너 전극으로부터 대략 등거리로 위치된 중심 전극을 포함할 수 있다. 예컨대 5개의 바늘 전극 또는 5개보다 적거나 많은 바늘 전극의 다른 배열이 필요에 따라 사용을 위해 제공될 수 있다.
제어기는 바늘 전극과 조직 사이의 전기적 접촉을 확인하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어기는 전극의 쌍들 사이의 전기 임피던스의 측정을 가능하게 하기 위해 비교적 낮은 전력 신호(예컨대, 조직의 절제 동안 인가될 전력보다 낮음)를 인가할 수 있다. 임계 임피던스 미만인 측정된 임피던스는 절제를 가능하게 하기에 충분한 전기적 접촉을 나타낼 수 있다.
바늘 전극과 조직 사이에 전기적 접촉이 형성(및 확인)된 후에, 시스템의 제어기는 미리결정된 시퀀스에 따라 바늘 전극들 중 2개 이상의 바늘 전극들 사이에 전력 신호, 예컨대 RF 교류 전류 또는 임의의 다른 직류 전류 또는 교류 전류를 인가할 수 있다. 일부 실시예에서, 전력 신호는 (예컨대, 350 내지 500 ㎑의 범위 내의) RF 교류 전류를 나타낸다.
일부 실시예에 따르면, 임피던스 측정은 전극의 위치를 식별하기 위해, 예컨대 전극이 치료 대상의 혈관 내에 위치되는지 또는 조직 내에 위치되는지를 식별하기 위해 추가로 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 시스템의 제어기가 하나 이상의 전극이 잘못 배치되었음을 식별할 때, 잘못 배치된 전극은 비활성화될 수 있고, 절제는 적절하게 배치된 전극만을 사용하여 수행될 수 있다.
임피던스 측정의 다른 사용은, 일부 실시예에 따르면, 절제의 진행에 대한 피드백을 위한 것일 수 있다. 당업자에 의해 실현될 수 있을 바와 같이, 절제 프로세스가 진행됨에 따라, 절제된 조직의 임피던스가 변화하고, 그에 따라, 임피던스의 변화는 절제의 진행을 결정하는 데 그리고 조직에 대한 원치 않는 손상을 방지하기 위한 안전 조치로서 사용될 수 있다.
시퀀스는 절제의 원하는 정도 및/또는 절제의 원하는 영역 커버리지를 달성하기 위해 미리결정된 기준에 따라 선택될 수 있다. 예를 들어, 시퀀스는 위에서 설명된 바와 같은 임피던스 측정, 초음파 모니터링 또는 다른 이미징 결과, 또는 다른 기준에 기초하여 선택될 수 있다. 시퀀스는 실험실 실험으로부터 경험적으로 결정될 수 있거나, 시뮬레이션 또는 계산에 기초할 수 있거나, 경험적 결과와 계산의 조합에 기초할 수 있거나, 또는 달리 결정될 수 있다.
일부 실시예에서, 제어기는 바늘 전극의 하나 이상의 특정 쌍들 사이에 전력 신호, 예컨대 RF 교류 전류를 선택적으로 인가하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 제어기는, 바늘 전극의 쌍의 미리결정된 시퀀스로, 순차적으로 바늘 전극의 복수의 특정 쌍들 사이에 전력 신호를 선택적으로 인가하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 인가의 시퀀스는 원하는 패턴을 형성하도록 선택될 수 있으며, 여기에서 원하는 패턴은, 적어도 부분적으로, 조직의 원하는 영역에 기초하여 결정될 수 있다.
일부 실시예에서, 바늘 전극은 중심 제1 바늘 전극, 및 제1 바늘 전극에 대해 미리결정된 패턴으로 배열되는 적어도 2개의 제2 바늘 전극을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 미리결정된 패턴은, 적어도 2개의 제2 바늘 전극이 제1 바늘 전극에 대해 둘러싸는 패턴으로 배열되는 것을 포함한다.
일부 실시예에서, 제어기는 바늘 전극의 쌍의 미리결정된 시퀀스로 바늘 전극의 복수의 특정 쌍들 사이에 전력 신호, 예컨대 RF 교류 전류를 선택적으로 인가하도록 구성될 수 있으며, 여기에서 바늘 전극의 특정 쌍은 제1 바늘 전극, 및 제2 바늘 전극들 중 하나의 제2 바늘 전극을 포함한다. 일부 실시예에서, 바늘 전극의 특정 쌍들 중 적어도 하나는 한 쌍의 제2 바늘 전극을 포함한다. 따라서, 위에서 설명된 바늘 전극의 정사각형 배열의 예에서, 전력 신호는 코너 전극들 중 하나 이상과 중심 전극 사이에, 2개의 인접 코너 전극들 사이에, 또는 다른 한 쌍의 전극들 사이에 인가될 수 있다. 전력 신호는 바늘 전극의 상이한 쌍 또는 그룹에 순차적으로 인가될 수 있다.
예를 들어, 제어기는 바늘 전극에 전력 신호, 예컨대 RF 교류 전류를 선택적으로 그리고 제어가능하게 인가하도록 구성되는 회로부를 포함할 수 있다. 전력 신호를 인가하기 위한 전기 전력은 제어기 내에서 생성될 수 있거나, 또는 본선 전압 또는 외부 전원(예컨대, 발전기, 축전지, 또는 다른 전기 전원)으로부터 도출될 수 있다.
일부 실시예에서, 바늘 전극들 중 하나 이상은 만곡될 수 있다. 만곡된 바늘 전극이 시스로부터 연장됨에 따라, 바늘 전극의 곡률은 시스의 원위 단부로부터 연장되는 축과 바늘 전극의 원위 단부 사이의 측방향 거리가 변화하게 할 수 있다. 예를 들어, 바늘 전극이 축으로부터 외향으로 만곡되는 경우, 시스 밖으로의 그 바늘 전극의 연장은 전극의 원위 단부와 축 사이의 측방향 거리를 증가시킨다. 반면에, 바늘 전극이 축을 향해 내향으로 만곡되는 경우, 바늘 전극을 시스 밖으로 연장시키는 것은 전극의 원위 단부와 축 사이의 측방향 거리를 감소시킨다.
바늘 전극에 대한 전력 신호의 인가는, 일정 패턴의 외부 바늘 전극에 의해 둘러싸인 중심 바늘 전극의 예에서, 외부 바늘 전극들 중 하나 이상과 중심 바늘 전극의 각각의 쌍에 전력 신호를 순차적으로 인가하는 것을 포함할 수 있다. 다른 예는 인접 외부 바늘 전극의 각각의 쌍에 전력 신호를 순차적으로 인가하는 것을 포함할 수 있다. 예컨대 바늘 전극의 특정 배열을 위해 구성되는 인가된 전력 신호의 다른 패턴이 채용될 수 있다.
절제될 조직의 영역에 대한 전력 신호의 인가를 제한하기 위해, 각각의 바늘 전극은 노출된 비절연 원위 팁 영역을 제외하고는 그의 길이를 따라 전기적으로 절연될 수 있다. 다른 예에서, 전기적 절연은 시스 내의 분리 벽에 의해 제공될 수 있다. 팁은 절제될 조직 내로의 노출 팁의 삽입을 가능하게 하기 위해 경사지거나 뾰족할 수 있다.
바늘 전극들 중 하나 이상에는, 예컨대 조직이 절제됨에 따라, 조직의 하나 이상의 특성을 감지하도록 구성되는 하나 이상의 센서가 제공될 수 있다. 예를 들어, 바늘 전극의 노출된 팁은 조직의 온도를 감지하기 위해, 예컨대 열전대 또는 다른 유형의 온도계 형태의 온도 센서를 포함할 수 있다. 예컨대 조직의 하나 이상의 기계적, 열적, 화학적, 광학적, 또는 다른 특성을 감지하도록 구성되는 다른 유형의 센서가 바늘 전극 또는 바늘 전극 절제 디바이스의 다른 곳에 포함될 수 있다. 일부 경우에, 초음파 측정과 같은 다른 방법이 절제 전에, 그 동안에, 또는 그 후에 조직의 온도, 탄성 계수, 또는 다른 특성을 모니터링하기 위해 적용될 수 있다.
제어기는 조직의 감지된 온도 또는 다른 특성을 모니터링하도록 구성될 수 있다. 일부 경우에, 제어기는 감지된 특성에 응답하여 전력 신호의 인가를 제어하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 전력 신호의 인가는 감지된 온도가 미리정의된 온도 한계를 초과할 때 정지, 일시정지, 또는 감소될 수 있거나, 감지된 온도가 온도 한계 미만으로 떨어질 때 재개될 수 있다. 제어기는 조직 또는 주변 환경의 감지된 물리적 또는 화학적 특성에 응답하여 전력 신호의 인가를 달리 제어하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 바늘 전극은 조직 샘플을 절개하도록 구성된 생검 바늘의 형태일 수 있으며, 이는 이어서, 예컨대 진공 보조장치를 사용하여 흡인되며, 여기에서 바늘 전극의 근위 단부에 대한 흡입력의 인가는 절개된 조직(예컨대, 그 내에 바늘 전극의 뾰족한 원위 단부가 매립됨)을 바늘 전극의 중공 코어 내로 인출할 수 있다. 따라서, 일부 실시예에서, 본 디바이스는 조직 생검 디바이스로서 그리고 절제 디바이스로서 교대로 또는 동시에 사용될 수 있다.
일부 실시예에서, 바늘 전극은 제어 하우징의 근위 단부로부터 시스의 원위 단부까지 연장되는 세장형인 얇은 리드(lead) 또는 캐뉼러를 나타낸다. 일부 실시예에서, 바늘 전극의 근위 단부는, 예컨대 디바이스의 제어 하우징에서, 근위 포트 또는 단자 또는 인터페이스를 통해 접근가능할 수 있다. 일부 실시예에서, 본 디바이스가 조직 생검 디바이스로서 그리고 절제 디바이스로서 교대로 또는 동시에 사용될 수 있는 경우에, 근위 포트 또는 인터페이스는 또한 흡인 포트로서 사용될 수 있으며, 여기에서 진공 흡입력은 중공 코어 바늘 전극의 근위 단부에 인가될 수 있다.
일부 실시예에서, 위에서 언급된 바와 같이, 바늘 전극은, 시스의 루멘 내의 바늘 전극들 중 임의의 것들 사이의 접촉을 방지하기 위해, 노출된 원위 팁 영역을 제외하고는, 그들의 길이의 대부분을 따라 절연될 수 있다. 따라서, 일부 실시예에서, 전기 전력은, 예컨대 바늘 전극의 근위 단부로부터 전원까지 연장되는 전기 연결부를 사용하여, 근위 포트 또는 인터페이스에서 바늘 전극에 공급될 수 있다. 일부 실시예에서, 바늘 전극에 공급되는 전기 전력은, 본 명세서에서 충분히 상세히 설명된 바와 같이 절제 시술을 수행하기 위해, 바늘 전극의 길이를 따라 그리고 그의 팁으로 원위방향으로 전달될 수 있다. 일부 실시예에서, 전기 전원은 RF 신호를 생성 및 전달하도록 구성된 임의의 적합한 전원, 예컨대 절제 발전기일 수 있다.
일부 실시예에서, 본 디바이스의 제어기 모듈은, 근위 포트 또는 인터페이스에 부착가능하고 바늘 전극의 근위 단부들 각각과의 전기적 연결을 제공할 수 있는 추가 모듈로 구현될 수 있다. 추가 모듈은 조직을 절제하기 위해 바늘 전극에 전력 신호, 예컨대 RF 교류 전류를 인가하는 데 필요한 회로부를 포함할 수 있다.
바늘 전극과 조직 사이에 전기적 접촉이 형성(및 확인)된 후에, 시스템의 제어기는 미리결정된 시퀀스에 따라 바늘 전극들 중 2개 이상의 바늘 전극들 사이에 전력 신호, 예컨대 RF 교류 전류 또는 임의의 직류 전류 또는 교류 전류를 인가할 수 있다. 일부 실시예에서, 전력 신호는 (예컨대, 350 내지 500 ㎑의 범위 내의) 무선주파수 교류 전류를 나타낸다.
시퀀스는 절제의 원하는 정도 및/또는 절제의 원하는 영역 커버리지를 달성하기 위해 미리결정된 기준에 따라 선택될 수 있다. 예를 들어, 시퀀스는 위에서 설명된 바와 같은 임피던스 측정, 초음파 모니터링 또는 다른 이미징 결과, 또는 다른 기준에 기초하여 선택될 수 있다. 시퀀스는 실험실 실험으로부터 경험적으로 결정될 수 있거나, 시뮬레이션 또는 계산에 기초할 수 있거나, 경험적 결과와 계산의 조합에 기초할 수 있거나, 또는 달리 결정될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 바늘 전극 절제 디바이스를 개략적으로 예시한다. 도 2는 본 발명의 일부 실시예에 따른, 바늘 전극 절제 디바이스의 사용을 개략적으로 예시한다.
바늘 전극 절제 디바이스(10)는 복수의 바늘 전극(12)을 절제될 조직과 접촉하게 배치하도록 그리고 조직을 절제하기 위해 바늘 전극(12)에 전력 신호를 인가하도록 구성된다. 바늘 전극(12)은 전극 시스(16)로부터 연장가능하고 그 내로 후퇴가능하다. 바늘 전극 절제 디바이스(10)는, 예컨대 전극 시스(16)의 근위 단부에서 제어 하우징(19) 상에 위치된 하나 이상의 사용자 제어부(28)를 사용하여 작동될 수 있다. 일부 실시예에서, 적어도 일부 사용자 제어부(28)는 별개의 제어 유닛 내에 위치될 수 있다. 별개의 제어 유닛은 바늘 전극 절제 디바이스(10)와 관련된 프로그래밍된 명령어로 (예컨대, 프로그램 또는 애플리케이션의 설치에 의해) 프로그래밍된 컴퓨터, 스마트폰, 또는 다른 디바이스를 포함할 수 있다. 별개의 제어 유닛은 유선 또는 무선 통신 채널을 통해 바늘 전극 절제 디바이스(10)의 다른 구성요소와 통신할 수 있다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 바늘 전극(12)은 흡입 디바이스와 유체 연통하는 중공 코어를 둘러싸는 생검 바늘의 형태일 수 있다. 흡입 디바이스의 작동은 그 바늘 전극(12)의 원위 단부에서 조직 샘플을 코어 내로 인출할 수 있다. 그러한 실시예에서, 추가 모듈(21)이 다중 바늘 생검 시스템의 제어 하우징에 연결될 수 있다. 추가 모듈(21)은 제어된 전력 신호를 2개 이상의 바늘 전극(12)에 인가하도록 구성되는 전기 회로부를 포함할 수 있다.
제어기(18)의 적어도 일부 구성요소는 제어 하우징(19) 내에 위치될 수 있다. 일부 경우에, 제어기(18)의 하나 이상의 구성요소는 제어 하우징(19) 외측에, 예컨대 별개의 컴퓨터 또는 다른 하우징 내에 위치될 수 있다. 예를 들어, 제어 하우징(19) 외측에 위치된 제어기(18)의 구성요소는 유선 또는 무선 연결부 또는 통신 채널에 의해 상호연결될 수 있다. 일부 경우에, 제어기(18)의 하나 이상의 구성요소(예컨대, 전력 신호 제어부(22), 모니터링 모듈(24), 또는 둘 모두)는 추가 모듈(21) 내에 위치될 수 있다.
제어기(18)는 바늘 전극(12)을 전극 시스(16) 밖으로 원위방향으로 연장시키도록 그리고 바늘 전극(12)을 전극 시스(16) 내로 근위방향 후퇴시키도록 구성되는 연장기 제어부(20)를 포함한다. 일부 예에서, 연장기 제어부(20)는 모든 바늘 전극(12)을 전극 시스(16) 밖으로 탠덤식으로(in tandem) 연장시키도록 구성될 수 있다. 일부 경우에, 바늘 전극(12)의 탠덤식 연장은 동일한 길이의 바늘 전극(12)을 전극 시스(16) 밖으로 연장시킬 수 있다. 다른 경우에, 바늘 전극(12)의 탠덤식 연장은 상이한 바늘 전극(12)을 전극 시스(16) 밖으로 상이한 길이만큼 연장시킬 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 연장기 제어부(20)는 전극 시스(16) 밖으로의 바늘 전극(12)의 선택적 또는 순차적 연장을 제어하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 연장의 시퀀스 및 길이는, 예컨대 미리결정된 프로토콜에 따라 미리결정될 수 있거나, 또는 예컨대 하나 이상의 의료 이미징 디바이스에 의해 결정되는 조건에 응답하여, 바늘 전극 절제 디바이스(10)의 조작자에 의해 제어될 수 있다.
일부 실시예에서, 연장기 제어부(20)는 수동으로 작동되는 기계적 구성요소, 예컨대 레버, 슬라이더, 노브(knob), 또는 제어 하우징(19)을 유지하고 있는 조작자에 의해 작동될 수 있는 다른 기계적 제어부를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 연장기 제어부(20)는 전기적으로 제어가능한 구성요소를 포함할 수 있다. 전기적으로 제어가능한 구성요소는 전동식, 유압식, 공압식, 전자기식, 또는 다른 액추에이터 또는 메커니즘을 포함할 수 있다. 이러한 경우에, 연장기 제어부(20)의 적어도 일부 구성요소는 제어 하우징(19) 외측에 위치될 수 있으며, 예컨대 그와 유선 또는 무선 통신할 수 있다.
전력 신호 제어부(22)는 전력 신호를 바늘 전극(12)에 선택적으로 인가하도록 구성된다. 전형적으로, 전력 신호 제어부(22)는 전력 신호, 예컨대 무선주파수 교류 전류를 2개 이상의 바늘 전극(12)에 동시에 인가하도록 작동된다. 전력 신호 제어부(22)는, 바늘 전극(12)에 인가되는 전력 신호를 선택적으로 인가하고 조절하기 위한 회로부를 포함한다. 전력 신호 제어부(22)는 미리결정된 기준에 따라 결정되는 시퀀스로 전력 신호를 인가하도록 구성되는 프로세서를 포함할 수 있으며, 미리결정된 기준은, 예컨대 프로세서가 통신하는 데이터 저장 유닛 또는 메모리 디바이스에 프로그래밍된 명령어로서 저장된다.
바늘 전극(12)에 전력 신호를 인가하기 위한 전기 전력은 전기 본선으로부터, 발전기로부터, 제어 하우징(19) 내에 또는 제어 하우징(19) 외부에 위치된 축전지 또는 다른 배터리로부터, 또는 달리 전력 신호 제어부(22)에 제공될 수 있다. 전형적으로, 전력 신호 제어부(22)는 무선주파수 또는 다른 교류 전류 전력 신호를 바늘 전극(12)에 인가하도록 구성된다. 예를 들어, 전력 신호 제어부(22)의 회로부는 교류발전기, 전력 신호 또는 전류 조절기, 또는 다른 구성요소를 포함할 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 임피던스 측정은 전극의 위치를 식별하기 위해, 예컨대 전극이 치료 조직의 혈관 내에 위치되는지 또는 조직 내에 위치되는지를 식별하기 위해 추가로 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 디바이스(10)의 제어기(18)가 하나 이상의 전극이 잘못 배치되었음을 식별할 때, 잘못 배치된 전극(12)은 비활성화될 수 있고, 절제는 적절하게 배치된 전극(12)만을 사용하여 수행될 수 있다.
임피던스 측정의 다른 사용은, 일부 실시예에 따르면, 절제의 진행에 대한 피드백을 위한 것일 수 있다. 당업자에 의해 실현될 수 있을 바와 같이, 절제 프로세스가 진행됨에 따라, 절제된 조직의 임피던스가 변화하고, 그에 따라, 임피던스의 변화는 절제의 진행을 결정하는 데 그리고 조직에 대한 원치 않는 손상을 방지하기 위한 안전 조치로서 사용될 수 있다.
전형적으로, 전극 시스(16)는 세장형 샤프트의 형태이다. 일부 경우에, 예컨대 전극 시스(16)가 안내 튜브(32), 예컨대 도 2에 도시된 예에서와 같은 내시경(30)의 가요성 안내 튜브를 통해 환자의 신체 내로 삽입될 경우, 전극 시스(16)는 세장형 가요성 샤프트의 형태일 수 있다. 도시된 예에서, 바늘 전극 절제 디바이스(10)의 조작자는 내시경(30)을 통해 관찰함으로써 바늘 전극(12)의 배치를 모니터링할 수 있다. 다른 예에서, 예컨대 전극 시스(16)의 원위 단부가 오리피스 또는 절개부를 통해 신체 내로 짧은 거리만큼 삽입될 경우, 전극 시스(16)는, 예컨대 조작자(예컨대, 의사 또는 다른 의학적으로 훈련된 사람, 또는 로봇 시스템)에 의한 원위 단부의 정밀한 수동 배치를 용이하게 하기 위해, 강성 또는 반강성 샤프트의 형태일 수 있다.
각각의 바늘 전극(12)의 근위 세그먼트는 절연 섹션(13)을 포함한다. 절연 섹션(13)의 전기적 절연은 절연 섹션(13)과 다른 바늘 전극(12), 또는 절연 섹션(13)이 접촉하는, 절제되지 않을 조직과 같은 다른 표면 또는 물체의 전기적 접촉을 방지하도록 구성된다.
각각의 바늘 전극(12)의 원위 단부는 절연체가 없는 노출된 팁 섹션(14)을 포함한다. 노출된 팁 섹션(14)은 절제될 조직과 접촉하여 배치되도록 구성된다. 일부 실시예에서, 노출된 팁 섹션(14)의 원위 단부는 경사진 표면(15)을 포함할 수 있거나, 또는 달리 뾰족할 수 있다. 노출된 팁 섹션(14)의 원위 단부에 있는 첨단부는 절제될 조직 내로의 노출된 팁 섹션(14)의 부분적인 삽입을 용이하게 하여, 그에 따라, 노출된 팁 섹션(14)과 조직 사이의 전기적 접촉을 개선할 수 있다.
바늘 전극(12)의 원위 단부, 예컨대 노출된 팁 섹션(14)은 하나 이상의 센서(26)를 포함할 수 있다. 센서(26)는 열전대 또는 다른 온도 센서, 또는 바늘 전극(12)에 대한 전력 신호의 인가로 인해 조직을 통과하는 전기 전류에 의해 수정될 수 있는 조직의 다른 화학적 또는 물리적 특성을 포함할 수 있다. 제어기(18)의 모니터링 모듈(24)은 하나 이상의 센서(26)에 의해 생성되는 전기 또는 다른 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 모니터링 모듈(24)은 센서(26)로부터 수신되는 신호를 분석하도록 그리고 그 신호를 특성, 예컨대 온도, pH, 전기 전도율, 또는 조직 또는 주변 환경의 다른 특성의 표시로 변환하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 전력 신호 제어부(22)는, 하나 이상의 센서(26)를 사용하여 측정되는 조직의 특성에 따라, 바늘 전극(12)에 인가되는 전력 신호를 조정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 전력 신호 제어부(22)는, 조직의 감지된 온도가 미리결정된 온도를 초과할 때, 바늘 전극(12)에 인가되는 전력 신호를 예컨대 0으로 감소시키도록 구성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일부 실시예에 따른, 바늘 전극 절제 디바이스의 시스 밖으로의 바늘 전극의 연장을 개략적으로 예시한다.
도시된 예에서, 중심 전극(12a)은 전극 시스(16)의 중심 루멘의 원위 단부에서 중심 개구(36a) 밖으로 연장가능하다. 중심 전극(12a)은 전극 시스(16)의 주변 루멘의 원위 단부에서 주변 개구(36b) 밖으로 각각 연장가능한 복수의 주변 전극(12b)에 의해 둘러싸인다. 이러한 맥락에서, 용어 "~에 의해 둘러싸인"은 중심 개구(36a)가 이웃하는 주변 개구(36b)의 쌍을 라인 세그먼트에 의해 연결함으로써 형성된 다각형 내에 놓임을 나타내는 것으로 이해되어야 한다.
전극 시스(16)의 루멘들 사이를 분리하는 재료는 전극 시스(16) 밖으로 연장되지 않은 바늘 전극(12)의 섹션들 사이의 접촉을 방지하는 전기적 절연을 제공할 수 있다. 일부 그러한 경우에, 전극 시스(16)는 요구되는 모든 전기적 절연을 제공할 수 있어서, 바늘 전극(12)이 (절연 섹션(13)과 같은) 별개의 절연체를 포함할 필요가 없게 한다.
도시된 예에서, 4개의 주변 전극이 중심 전극(12a)을 중심으로 동일하게 이격된 정사각형 배열로 배열된다. 다른 예에서, 전극 시스(16)의 바늘 전극(12) 및 개구는 그 수가 4개보다 많거나 적을 수 있고, 달리 배열될 수 있다.
바늘 전극들(12) 중 하나 이상, 예컨대 도시된 예의 주변 전극(12b), 또는 다른 바늘 전극(12)의 적어도 원위 단부는 구속되지 않은 이완 상태에 있을 때 호형(arced)일 수 있다. 전극 시스(16)의 개구, 예컨대 주변 개구(36b) 또는 전극 시스(16)의 다른 개구 밖으로의 연장 전에, 호형 바늘 전극(12)의 형상은 전극 시스(16)의 곡률로 제한될 수 있다. 일단 호형 바늘 전극(12)의 원위 단부가 전극 시스(16)의 원위 단부 밖으로 연장되면, 호형 바늘 전극(12)의 원위 단부는 더 이상 구속되지 않을 수 있고, 그의 이완 상태의 곡률로 복귀할 수 있다. 이러한 방식으로, 상이한 바늘 전극(12)의 노출된 팁 섹션들(14) 사이의 거리는 그들 노출된 팁 섹션(14)이 전극 시스(16) 밖으로 연장되는 거리에 의존할 수 있다.
도시된 예에서, 각각의 주변 전극(12b)은 그의 주변 개구(36b) 밖으로 연장될 때 중심 전극(12a)으로부터 측방향 외향으로 호형을 이룬다. 따라서, 주변 전극(12b)의 노출된 팁 섹션(14)과 중심 전극(12a) 또는 다른 주변 전극(12b)의 노출된 팁 섹션(14) 사이의 거리는 그들 노출된 팁 섹션(14)이 전극 시스(16) 밖으로 연장되는 거리에 따라 증가할 수 있다. 따라서, 연장기 제어부(20)의 인간 또는 자동화된 조작자는 노출된 팁 섹션(14)이 전극 시스(16) 밖으로 연장되는 거리를 증가시킴으로써 바늘 전극(12)의 노출된 팁 섹션(14)의 쌍들 사이의 거리를 증가시킬 수 있다.
다른 예에서, 하나 이상의 호형 바늘 전극(12)은 상이한 방향으로, 예컨대 중심 전극(12a)을 향해 내향으로, 방위각으로(예컨대, 중심 전극(12a)으로부터 그 호형 바늘 전극(12)으로의 반경 방향에 수직인 성분을 갖고서), 또는 달리 만곡될 수 있다. 다른 예에서, 바늘 전극들(12) 중 하나 이상은 이완 상태에서 직선형일 수 있지만, 전극 시스(16) 내의 개구, 예컨대 주변 개구(36b)는 경사질 수 있다. 따라서, 그 개구 밖으로 연장되는 바늘 전극(12)은 특정 방향으로 경사질 수 있다. 모든 그러한 예에서, 연장기 제어부(20)의 조작자는 상이한 바늘 전극(12)의 노출된 팁 섹션(14)과 절제될 조직의 상대적인 접촉 위치를 적어도 부분적으로 제어할 수 있다.
도 4a는 바늘 전극이 후퇴될 때, 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 1에 도시된 바늘 전극 절제 디바이스의 제어 하우징의 예를 개략적으로 예시한다.
도시된 예에서, 제어 하우징(19)은 전극 시스(16)의 근위 부분에 결합된다. 제어 하우징(19)은 주 샤프트(40), 근위 전극 연장기 슬라이더(46), 및 하우징 손잡이(47)에 대해, 주 샤프트(40)에 의해 한정된 축(X)을 따라 대체적으로 축방향으로 활주하도록 구성되는 원위 전극 연장기 슬라이더(44)를 포함한다. 도시된 예에서, 제어 하우징(19)의 구성요소의 수동 작동은 선택적으로 바늘 전극(12)의 상이한 그룹을 전극 시스(16) 밖으로 연장시키거나 바늘 전극(12)의 그룹을 전극 시스(16) 내로 후퇴시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 제어 하우징(19)은 주 샤프트(40)의 원위 단부에 위치되는 어댑터(42)를 포함한다. 어댑터(42)는 시스(16)의 유효 길이를 조정함으로써 다양한 길이의, 예컨대 내시경(30)의 안내 튜브(32) 내로의 전극 시스(16)의 삽입을 위해 바늘 전극 절제 디바이스(10)를 적응시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 어댑터(42)는 안내 튜브(32) 내로의 전극 시스(16)의 삽입을 제한하는 정지부로서 기능할 수 있다.
도시된 예에서, 어댑터(42)는 (예컨대, 전극 시스(16)가 제자리에 실질적으로 고정된 상태로 유지되는 동안) 전극 시스(16) 위에서 원위 또는 근위 방향으로 주 샤프트(40)에 대해 축방향으로 활주하도록 그리고 그에 의해, 안내 튜브(32) 내로 삽입가능한 전극 시스(16)의 길이를 각각 단축 또는 연장시키도록 구성된다.
도시된 예에서, 어댑터(42)가 주 샤프트(40)의 원위 단부에 인접하게 위치되는 경우, 어댑터(42)에 대해 원위에 있는 전극 시스(16)의 전체 길이가 안내 튜브(32) 내로 삽입될 수 있다. 어댑터(42)를 전극 시스(16) 위에서 주 샤프트(40)로부터 멀리 원위방향으로 활주시키는 것은 안내 튜브(32) 내로 삽입가능한 전극 시스(16)의 길이를 단축시킬 수 있다.
도 4b는 어댑터가 안내 튜브 내로 삽입가능한 시스의 길이를 단축시키도록 위치된 상태의, 도 4b의 제어 하우징을 개략적으로 예시한다.
도시된 예에서, 어댑터(42)는 주 샤프트(40)로부터 멀리 원위방향으로 활주되어, 그에 따라, 어댑터(42)를 넘어 원위방향으로 연장되는 전극 시스(16)의 길이를 단축시켰다. 어댑터(42)를 주 샤프트(40)를 향해 후방으로 근위방향으로 활주시키는 것은 안내 튜브(32) 내로 삽입가능한 전극 시스(16)의 길이를 연장시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 제어 하우징(19)은, 예컨대 안내 튜브(32) 상의 상대 피팅과 정합하는 루어형(Luer-type) 로크 피팅을 통해, 안내 튜브(32)에 로킹가능하다. 전형적으로, 피팅은 어댑터(42)에 결합되거나 그에 의해 한정된다. 전형적으로, 어댑터(42)(대체적으로 원추형인 것으로 예로1서 도시됨)의 원위 단부는 전극 시스(16)가 환자의 신체 내의 절제될 조직을 향해 연장되는 내시경(30)의 루멘 형태의 안내 튜브(32)를 통해 연장되는 동안 내시경(30)의 루어 로크에 끼워맞춤되도록 배열될 수 있다.
도시된 예에서, 어댑터(42)는, 어댑터(42)를 주 샤프트(40)로부터 멀리 원위방향으로 또는 그를 향해 근위방향으로 활주시키기 위해 주 샤프트(40) 밖으로 연장가능하거나 그 내로 삽입가능한 스템(stem)(50)의 원위 단부에 장착된다. 도시된 예에서, 스템(50)에는 안내 튜브(32) 내로 삽입가능한 전극 시스(16)의 길이를 조정하는 것을 돕기 위한 복수의 마킹이 표시된다. 일부 실시예에서, 일단 어댑터(42)가 주 샤프트(40)에 대해 원하는 위치로 활주되었으면 주 샤프트(40) 내로의 또는 그 밖으로의 스템(50)의 활주를 방지하기 위해 로킹 구조물이 제공될 수 있다.
예를 들어, 로킹 구조물은 스크류, 스프링 로딩된 핀(예컨대, 포고 핀(pogo pin)), 클립, 또는 다른 로킹 구조물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 로킹 구조물, 예컨대 스프링 로딩된 핀(49)(도 5b에서 볼 수 있음)은 하나 이상의 정지부(48)와 맞물리도록 구성될 수 있다. 도시된 예에서와 같은, 스템(50) 주위의 정지부(48) 주변 슬릿, 피트(pit), 만입부, 리지(ridge), 또는 로킹 구조물에 의해 맞물릴 수 있는 다른 구조물. 정지부(48)는, 또한, 어댑터(42)가, 예컨대 특정 유형의 안내 튜브(32)에 적응하기 위해 설정될 수 있는 미리설정된 거리의 표시로서 이용될 수 있다.
일부 실시예에서, 바늘 전극(12)의 상이한 그룹은 원위 전극 연장기 슬라이더(44) 및 근위 전극 연장기 슬라이더(46)의 순차적인 작동에 의해 전극 시스(16) 밖으로 순차적으로 연장될 수 있다.
도 5a는 제1 그룹의 바늘 전극을 시스 밖으로 연장시키기 위한 원위 전극 연장기 슬라이더의 작동을 개략적으로 예시한다.
원위 전극 연장기 슬라이더(44)는 전극 시스(16)를 통해 바늘 전극들(12) 중 하나 이상에 부착된다. 따라서, 원위 방향으로의 원위 전극 연장기 슬라이더(44)의 활주는 원위 전극 연장기 슬라이더(44)에 부착된 바늘 전극(12)의 노출된 팁 섹션(14)을 전극 시스(16)의 원위 단부 밖으로 연장시킬 수 있다. 일례에서, 중심 전극(12a)만이 원위 전극 연장기 슬라이더(44)에 부착된다. 이러한 방식으로, 중심 전극(12a)은 조직 내로의 주변 전극(12b)의 삽입 전에 조직 내로 삽입될 수 있다. 하나 이상의 바늘 전극(12)의 다른 그룹이 원위 전극 연장기 슬라이더(44)에 부착될 수 있고, 그에 따라, 그의 작동에 의해 연장가능할 수 있다.
제한 링(50)이 주 샤프트(40)를 따라 원하는 위치로 활주될 수 있고, 그 위치에서 제 위치에 로킹될 수 있다. 따라서, 제한 링(50)은, 예컨대 원위 전극 연장기 슬라이더(44)에 부착된 그들 바늘 전극(12)의 연장을 제한하기 위해, 원위 전극 연장기 슬라이더(44)의 원위방향 운동을 제한할 수 있다. 예를 들어, 이러한 제한은 제어 하우징(19)의 노출된 팁 섹션(14)이 (예컨대, 의학적 고려사항에 기초한) 미리결정된 거리를 초과하여 조직 표면을 관통하지 않는 것을 보장할 수 있다.
도시된 예에서, 원위 전극 연장기 슬라이더(44)는 그가 제한 링(50)과 접촉할 때까지 원위방향으로 활주되어, 그에 따라, 부착된 바늘 전극(12)을 미리결정된 한계까지 최대로 연장시켰다.
유사하게, 근위 방향으로의 원위 전극 연장기 슬라이더(44)의 활주는 원위 전극 연장기 슬라이더(44)에 부착된 바늘 전극(12)의 노출된 팁 섹션(14)을 전극 시스(16)의 원위 단부 내로 후퇴시킬 수 있다.
도 5b는 제2 그룹의 바늘 전극을 시스 밖으로 연장시키기 위한 근위 전극 연장기 슬라이더의 작동을 개략적으로 예시한다.
도시된 예에서, 근위 전극 연장기 슬라이더(46)는 원위 전극 연장기 슬라이더(44)에 부착되지 않은 하나 이상의 바늘 전극(12)에 부착된다. 따라서, 하우징 손잡이(47)에 대한 근위 전극 연장기 슬라이더(46)의 원위방향 활주는 근위 전극 연장기 슬라이더(46)에 부착된 바늘 전극(12)의 노출된 팁 섹션(14)을 전극 시스(16)의 원위 단부 밖으로 연장시킬 수 있다. 근위 전극 연장기 슬라이더(46)의 원위방향 활주는 근위 전극 연장기 슬라이더(46)의 원위 면(54)과 원위 전극 연장기 슬라이더(44)의 근위 면(52)의 접촉에 의해 제한될 수 있다. 유사하게, 근위 방향으로의 근위 전극 연장기 슬라이더(46)의 활주는 근위 전극 연장기 슬라이더(46)에 부착된 바늘 전극(12)의 노출된 팁 섹션(14)을 전극 시스(16)의 원위 단부 내로 후퇴시킬 수 있다.
일부 예에서, 주변 바늘(12b)은 근위 전극 연장기 슬라이더(46)에 부착될 수 있다. 다른 예에서, 바늘 전극(12)의 다른 서브세트가 근위 전극 연장기 슬라이더(46)에 부착될 수 있다. 일부 예에서, 모든 바늘 전극(12)이 단일 전극 연장기 슬라이더에 부착되거나, 또는 각각의 개별 바늘 전극(12), 또는 2개 이상의 바늘 전극(12)의 다른 그룹을 연장시키기 위해 별개의 제어부가 제공될 수 있다.
바늘 전극(12)을 연장시키기 위한 기계적 메커니즘에 대해 대안적으로 또는 추가적으로, 바늘 전극 절제 디바이스(10)에는 바늘 전극들(12) 중 전부 또는 일부를 전극 시스(16) 밖으로 연장시키기 위한, 또는 바늘 전극(12)을 전극 시스(16) 내로 후퇴시키기 위한 전동식, 유압식, 공압식, 전자기식, 또는 달리 제어되는 액추에이터 또는 메커니즘이 제공될 수 있다.
일부 실시예에서, 제어 하우징(19)은 바늘 전극 절제 디바이스(10)의 조작자가 한 손을 사용하여 제어 하우징(19) 및 바늘 전극(12)을 조작할 수 있게 하도록 구성될 수 있다.
일부 경우에, 제어 하우징(19)은, 임의의 기계적 제어부(예컨대, 원위 전극 연장기 슬라이더(44) 및 근위 전극 연장기 슬라이더(46))와 함께, 어댑터(42) 및 안내 튜브(32)에 대해 회전가능할 수 있다.
일부 경우에, 바늘 전극(12)에 전력 신호를 선택적으로 인가하기 위한 전기 전력이 전기 연결부(56)를 통해 제공될 수 있다. 일부 경우에, 전기 전력 공급부, 제어 회로부, 사용자 작동가능 제어부, 또는 다른 구성요소 중 하나 이상이 제어 하우징(19) 또는 추가 모듈(21) 내에 통합될 수 있다. 바늘 전극(12)이 생검 바늘로서도 기능하도록 구성될 때, 흡입원이 제어 하우징(19) 또는 추가 모듈(21) 상의 포트를 통해 바늘 전극(12)에 적용될 수 있다.
바늘 전극(12)이 연장될 때, 2개 이상의 바늘 전극(12)의 노출된 팁 섹션(14)이 조직과 접촉할 수 있다. 일부 경우에, 바늘 전극(12)의 연장은 바늘 전극들(12) 중 하나 이상의 바늘 전극의 노출된 팁 섹션(14)이, 예컨대 연장 거리에 따라, 조직 표면 내로 삽입 또는 매립되게 할 수 있다. 일부 경우에, 노출된 팁 섹션(14)이 조직 내로 매립되는 깊이는 어댑터(42)가 주 샤프트(40) 밖으로 원위방향으로 연장되는 거리에 의해 결정될 수 있다.
2개 이상의 노출된 팁 섹션(14)이 절제될 조직의 표면과 접촉할 때, 전력 신호 제어부(22)는 2개 이상의 바늘 전극(12)에 전력 신호를 선택적으로 인가하도록 작동될 수 있다. 바늘 전극(12)에 대한 전력 신호의 인가는 그들 바늘 전극(12)에 대한 노출된 팁 섹션들(14) 사이의 조직 내에 전기 전류를 생성할 수 있다. 바늘 전극(12)의 상이한 서브세트에 선택적으로 전력 신호를 인가하는 시퀀스는 그 서브세트의 바늘 전극(12)의 노출된 팁 섹션들(14) 사이의 조직의 영역을 효과적으로 절제하도록 설계될 수 있다.
도 5c는 근위 포트 또는 인터페이스(51)를 포함하는 하우징(47)의 근위 단부를 개략적으로 예시한다. 바늘 전극(12a, 12b)의 근위 단부는 포트(51) 내에 제공된다. 일부 실시예에서, 추가 모듈(21)은 하우징(47)의 근위 단부에 결합될 수 있으며, 여기에서 추가 모듈(21)은 전기 연결부 또는 리드(58)를 통해 바늘 전극(12a, 12b)에 전력 신호를 제공하도록 구성될 수 있다. 위에서 언급된 바와 같이, 근위방향으로 바늘 전극(12a, 12b)에 공급되는 전력 신호는, 본 명세서에서 충분히 상세히 설명된 바와 같이 절제 시술을 수행하기 위해, 바늘 전극의 길이를 따라 그리고 그의 팁으로 원위방향으로 전달될 수 있다.
도 6a는 중심 전극과 선택된 주변 전극 사이의 전력 신호의 인가를 개략적으로 예시한다.
도시된 예에서, 예컨대 도 3에 도시된 바와 같은 중심 전극(12a)에 대응하는 하나의 전극의 노출된 팁 섹션(14)은 중심 접촉점(60)에서 조직 표면과 접촉한다. 유사하게, 예컨대 주변 전극(12b)에 대응하는 4개의 다른 바늘 전극(12)의 노출된 팁 섹션(14)은, 중심 접촉점(60)을 중심으로 정사각형 패턴으로, 4개의 주변 접촉점(62)에서 조직 표면과 접촉하는 것으로 도시되어 있다. 다른 예에서, 조직 표면과 복수의 노출된 팁 섹션(14) 사이의 접촉점은 달리 배열될 수 있다.
인접한 또는 가장 가까운 이웃하는 주변 접촉점(62)의 쌍을 라인 세그먼트에 의해 연결함으로써 형성되는 형상은 절제될 조직의 영역의 측방향 경계를 실질적으로 한정할 수 있다. 전극의 노출된 팁 섹션(14)이 조직 내로 삽입되는 깊이는 절제될 조직의 부피의 두께를 한정할 수 있다.
각각의 화살표는 대응하는 바늘 전극(12)에 대한 전력 신호의 인가에 의해 중심 접촉점(60)과 선택된 주변 접촉점(62) 사이에서 생성될 수 있는 전기 전류(64)를 나타낸다. 전형적으로, 각각의 전기 전류(64)는 무선주파수 교류 전류의 형태이다. 다른 예에서, 다른 주파수 범위 내의 주파수를 갖는 직류 전류, 펄스 전류, 또는 교류 전류가 생성될 수 있다.
일부 경우에, 전력 신호 제어부(22)는 각각의 전기 전류(64)를 개별적으로, 예컨대 일정 시퀀스로 생성하도록 구성될 수 있다. 일부 경우에, 전력 신호 제어부(22)는 전기 전류들(64) 중 2개 이상을 동시에 생성하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 전력 신호 제어부(22)는 전기 전류가 중심 접촉점(60)과 모든 주변 접촉점(62) 사이에서 동시에 흐르게 하기 위해 전력 신호를 모든 주변 접촉점(62)에 탠덤식으로 그리고 중심 접촉점(60)에 인가하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 직류 전류가 중심 접촉점(60)과 모든 주변 접촉점(62) 사이에 동시에 인가될 수 있다. 예를 들어, 중심 접촉점(60)이 애노드로서 기능할 수 있고, 주변 접촉점(62)이 캐소드로서 기능할 수 있거나, 또는 그 반대의 경우도 가능하다. 다른 예에서, 직류 전류는 중심 접촉점(60)과 각각의 주변 접촉점(62) 사이에, 또는 중심 접촉점(60)과 2개 이상의 주변 접촉점(62) 사이에 순차적으로 인가될 수 있다.
도 6b는 인접 주변 전극의 선택된 쌍들 사이의 전력 신호의 인가를 개략적으로 예시한다.
도시된 예에서, 중심 접촉점(60) 및 주변 접촉점(62)의 배열은 도 6a에서와 동일하다. 각각의 화살표는 전력 신호 제어부(22)에 의해 대응하는 바늘 전극(12)에 대한 전력 신호의 인가에 의해 한 쌍의 인접한 주변 접촉점들(62) 사이에서 흐르게 될 수 있는 전기 전류(66)를 나타낸다.
일부 경우에, 각각의 전기 전류(66)는, 예컨대 바늘 전극(12)의 대응하는 쌍에 대한 전력 신호의 순차적인 인가에 의해, 순차적으로 생성될 수 있다. 일부 경우에, 전기 전류들(66) 중 2개 이상은 동시에 생성될 수 있다. 다른 예에서, 전력 신호가 2개 이상의 바늘 전극(12)의 다른 조합에 인가되어, 인접하지 않은 주변 접촉점들(62) 사이에서 전류를 생성할 수 있다.
일부 경우에, 인접한 주변 접촉점들(62) 사이에서 전기 전류(66)를 생성하기 위한, 선택된 바늘 전극(12)에 대한 전력 신호의 인가는 하나 이상의 선택된 주변 접촉점(62)과 중심 접촉점(60) 사이에서의 전기 전류(64)의 생성과 교번될 수 있다.
다른 예에서, 바늘 전극(12)과 조직 표면 사이의 접촉점은 5개보다 적거나 많은 바늘 전극(12)에 의해 형성될 수 있다. 접촉점은 주변 접촉점들이 단일 중심 접촉점을 둘러싸는 패턴 이외의 패턴으로 배열될 수 있다.
도 6c는 중심 전극과 선택된 주변 전극 사이뿐만 아니라, 인접 주변 전극의 선택된 쌍들 사이의 전력 신호의 인가를 개략적으로 예시한다.
도시된 예에서, 중심 접촉점(60) 및 주변 접촉점(62)의 배열은 도 6a 및 도 6b에서와 동일하다. 각각의 화살표는 전력 신호 제어부(22)에 의해, 대응하는 바늘 전극(12)에 대한 전력 신호의 인가에 의해, 중심 접촉점(60)과 주변 접촉점(62) 및/또는 한 쌍의 주변 접촉점들(62) 사이에서 흐르게 될 수 있는 전기 전류(64, 66)를 나타낸다.
본 발명의 다양한 실시예의 설명은 예시의 목적으로 제시되었지 그 개시되는 실시예에 완전히 특정되도록 또는 한정되도록 의도된 것이 아니다. 설명된 실시예의 범위 및 사상을 벗어나지 않고 많은 수정 및 변경이 당업자에게 명백할 것이다. 본 출원에서 사용된 용어는 실시예의 원리, 실제 응용예 또는 시장에서 발견되는 기술에 대한 기술적 개선을 가장 잘 설명하거나, 당업자가 본 명세서에 개시된 실시예를 이해할 수 있도록 선택되었다.

Claims (37)

  1. 절제(ablation) 디바이스로서,
    시스(sheath);
    상기 시스의 원위 단부로부터 각각 연장가능한 복수의 바늘 전극; 및
    조직의 원하는 영역을 절제하기 위해, 상기 복수의 바늘 전극이 상기 조직과 접촉할 때, 상기 복수의 바늘 전극들 중 바늘 전극의 특정 쌍들 사이에 전력 신호를 선택적으로 인가하도록 구성되는 제어기를 포함하는, 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전력 신호는 무선주파수(RF) 교류 전류인, 디바이스.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 인가하는 것은 상기 전력 신호를 상기 바늘 전극의 특정 쌍들 각각에 동시에 인가하는 것을 포함하는, 디바이스.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인가하는 것은, 상기 바늘 전극의 특정 쌍들 중 바늘 전극의 쌍의 미리결정된 시퀀스로, 순차적으로 상기 바늘 전극의 특정 쌍들 사이에 상기 전력 신호를 인가하는 것을 포함하는, 디바이스.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바늘 전극의 특정 쌍은 원하는 절제 패턴에 기초하여 선택되는, 디바이스.
  6. 제5항에 있어서, 상기 원하는 패턴은 상기 조직의 상기 원하는 영역에 적어도 부분적으로 기초하여 결정되는, 디바이스.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 바늘 전극은 중심 제1 바늘 전극, 및 상기 제1 바늘 전극에 대해 미리결정된 패턴으로 배열되는 적어도 2개의 제2 바늘 전극을 포함하는, 디바이스.
  8. 제7항에 있어서, 상기 미리결정된 패턴은, 상기 적어도 2개의 제2 바늘 전극이 상기 제1 바늘 전극에 대해 둘러싸는 패턴으로 배열되는 것을 포함하는, 디바이스.
  9. 제7항에 있어서, 상기 바늘 전극의 특정 쌍들 중 적어도 하나는 상기 제1 바늘 전극, 및 상기 제2 바늘 전극들 중 하나의 제2 바늘 전극을 포함하는, 디바이스.
  10. 제7항에 있어서, 상기 바늘 전극의 특정 쌍들 중 적어도 하나는 한 쌍의 상기 제2 바늘 전극을 포함하는, 디바이스.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시스는 세장형 샤프트를 포함하는, 디바이스.
  12. 제11항에 있어서, 상기 세장형 샤프트는 가요성인, 디바이스.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 바늘 전극들 중 하나의 바늘 전극은 그의 길이를 따라 전기 절연체를 포함하고, 상기 바늘 전극은 전기적으로 절연되지 않은 원위 팁을 포함하는, 디바이스.
  14. 제13항에 있어서, 상기 전기적으로 절연되지 않은 원위 팁은 뾰족하거나 경사지는, 디바이스.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 바늘 전극들 중 하나의 바늘 전극은 센서를 포함하는, 디바이스.
  16. 제15항에 있어서, 상기 센서는 온도 센서를 포함하는, 디바이스.
  17. 제16항에 있어서, 상기 온도 센서는 열전대를 포함하는, 디바이스.
  18. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 바늘 전극들 중 하나의 바늘 전극은 중공 코어를 포함하는 생검 바늘인, 디바이스.
  19. 절제 방법으로서,
    절제 디바이스를 제공하는 단계 - 상기 절제 디바이스는,
    시스;
    상기 시스의 원위 단부로부터 각각 연장가능한 복수의 바늘 전극; 및
    상기 복수의 바늘 전극들 중 임의의 쌍의 바늘 전극들 사이에 전력 신호를 선택적으로 인가하도록 구성되는 제어기를 포함함 -;
    상기 시스의 적어도 원위 부분을 대상의 신체 내로 삽입하는 단계;
    상기 복수의 바늘 전극을 상기 시스의 상기 원위 단부로부터 연장시켜서, 상기 복수의 바늘 전극이 상기 대상의 조직과 맞물리게 하는 단계; 및
    상기 복수의 바늘 전극의 특정 쌍들 사이에 상기 전력 신호를 선택적으로 인가하도록 상기 제어기를 작동시켜, 상기 조직의 원하는 영역을 절제하는 단계를 포함하는, 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 전력 신호는 무선주파수(RF) 교류 전류인, 방법.
  21. 제19항 또는 제20항에 있어서, 상기 인가하는 것은 상기 전력 신호를 상기 바늘 전극의 특정 쌍들 각각에 동시에 인가하는 것을 포함하는, 방법.
  22. 제19항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인가하는 것은, 상기 바늘 전극의 특정 쌍들 중 바늘 전극의 쌍의 미리결정된 시퀀스로, 순차적으로 상기 바늘 전극의 특정 쌍들 사이에 상기 전력 신호를 인가하는 것을 포함하는, 방법.
  23. 제19항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바늘 전극의 특정 쌍은 원하는 절제 패턴에 기초하여 선택되는, 방법.
  24. 제23항에 있어서, 상기 원하는 패턴은 상기 조직의 상기 원하는 영역에 적어도 부분적으로 기초하여 결정되는, 방법.
  25. 제19항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 바늘 전극은 중심 제1 바늘 전극, 및 상기 제1 바늘 전극에 대해 미리결정된 패턴으로 배열되는 적어도 2개의 제2 바늘 전극을 포함하는, 방법.
  26. 제25항에 있어서, 상기 미리결정된 패턴은, 상기 적어도 2개의 제2 바늘 전극이 상기 제1 바늘 전극에 대해 둘러싸는 패턴으로 배열되는 것을 포함하는, 방법.
  27. 제25항에 있어서, 상기 바늘 전극의 특정 쌍들 중 적어도 하나는 상기 제1 바늘 전극, 및 상기 제2 바늘 전극들 중 하나의 제2 바늘 전극을 포함하는, 방법.
  28. 제25항에 있어서, 상기 바늘 전극의 특정 쌍들 중 적어도 하나는 한 쌍의 상기 제2 바늘 전극을 포함하는, 방법.
  29. 제19항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시스는 세장형 샤프트를 포함하는, 방법.
  30. 제29항에 있어서, 상기 세장형 샤프트는 가요성인, 방법.
  31. 제19항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 바늘 전극들 중 하나의 바늘 전극은 그의 길이를 따라 전기 절연체를 포함하고, 상기 바늘 전극은 전기적으로 절연되지 않은 원위 팁을 포함하는, 방법.
  32. 제31항에 있어서, 상기 전기적으로 절연되지 않은 원위 팁은 뾰족하거나 경사지는, 방법.
  33. 제19항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 바늘 전극들 중 하나의 바늘 전극은 센서를 포함하는, 방법.
  34. 제33항에 있어서, 상기 센서는 온도 센서를 포함하는, 방법.
  35. 제34항에 있어서, 상기 온도 센서는 열전대를 포함하는, 방법.
  36. 제19항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 바늘 전극들 중 하나의 바늘 전극은 중공 코어를 포함하는 생검 바늘인, 방법.
  37. 제19항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 맞물리게 하는 단계는 상기 조직과의 접촉, 및 상기 조직 내로의 삽입 중 하나를 포함하는, 방법.
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