KR20230158933A - 위/대장 종양 시술용 전기수술 장치 - Google Patents

위/대장 종양 시술용 전기수술 장치 Download PDF

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Abstract

위/대장 종양 시술용 전기수술 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 위/대장 종양 시술용 전기수술 장치는 핸드피스의 특성을 파악하기 위한 테스트 펄스 발생부와, 상기 테스트 펄스 발생부로 부터 출력된 테스트 펄스에 따른 상기 핸드피스를 통한 임피던스 특성을 파악하는 핸드피스 특성 체크부, 및 상기 핸드피스 특성 체크부에 의하여 파악된 특성에 따라 상기 핸드피스에 맞는 드라이브 펄스를 발생하는 드라이브 펄스발생부를 포함하여 이루어지는 매칭 회로부, 피드백 회로부로부터 감지되는 전압 및 전류 값에서 노이즈를 제거하는 노이즈 제거부를 구비하되, 상기 노이즈 제거부는, 전자계 감수 노이즈와 전도 감수 노이즈를 제거하는 EMS 노이즈 제거 회로부와, 복사 노이즈와 전도 노이즈를 제거하는 EMI 노이즈 제거 회로부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

위/대장 종양 시술용 전기수술 장치{Stomach and bowel cancer surgery electric operation device}
본 발명은 위대장 종양 시술용 전기수술 장치에 관한 것으로 더 상세하게는 위/대장 종양 시술용 770Vp, 220 와트(Watt)급 전기수술 장치에 관한 것이다.
고주파를 사용한 전기 수술 장치는 크게 고주파 에너지원인 제너레이터, 내시경수술기를 포함하여 이루어지며, 고주파 전류를 사용하여 수술기의 나이프(Knife)부에 일련의 고주파 형태의 에너지를 인가하여 모노폴라 (Monopolar) 방식의 기전을 활용함으로써 대상 환부에 열을 인가함으로써 피 환부에 대한 절개, 응고 시술이 가능한 의료기기이다.
조기위암의 치료에 있어 내시경점막절제술(EMR)은 수술과 비슷한 성적에 덜 침습적, 우수한 삶의 질, 비용효과를 가져 림프절 전이 위험이 낮은 조기위암에서 표준치료로 여겨지고 있다. 이러한 내시경점막절제술은 최근 내시경 치료의 발전으로 점막하박리술(ESD)이 도입되어 광범위하게 사용되며, 큰 병변이나 궤양 또는 점막하 섬유화가 동반된 병변에서도 일괄절제가 가능하여 내시경 치료 적응증의 확대논의가 이루어지고 있다.
국내의 경우 현재까지 제조기반이 취약하여 내시경점막절제술(EMR) 및 점막하박리술(ESD)용으로 사용되는 전기수술기는 대부분 Erbe™사와 같은 외산(Erbe)에 의존 하고 있는 실정이다.
하지만 종래의 이와 같은 내시경점막절제술(EMR) 및 점막하박리술(ESD)용으로 사용되는 전기수술기는 장기 치료 성적이 충분치 않아 확대 적응증의 일괄 적용은 어려운 상태로 기술적으로 완전 절제가 전제가 되어야 한다는 문제점이 있을 뿐만 아니라 림프절 전이를 예측할 수 있는 진단법의 발달, 위험요인에 대한 통일된 판정 기준이 치료 방법의 결정에 필요한 실정이다.
최근에는 점막하박리술(ESD)를 통하여 일괄절제 및 완전 절제율이 높아지고 있고, 조기위암에서 시술자 숙련도에 따라 성적의 차이가 있어 색소내시경, 컴퓨터 단층촬영, 내시경 초음파등이 사용되고 새로운 진단방법들이 개발되고 있지만 시술 후 내시경 절제술의 적응이 되지않는 병변이 10% 내외로 보고되고 있다.
또한, 점막하박리술(ESD)은 시술시간이 오래 걸린다는 문제가 있다. 점막하박리술(ESD)이 많이 시행되는 일본의 경우에도 절제를 완료하는데 1시간정도 소요되고 있고 합병증 발생률을 살펴보면 ESD 출혈 25%, 천공은 1 ~ 5% 내외로 발생되고 있다. 향후 ESD 시행 후 장기 생존률 및 재발률에 대한 대규모 연구를 통해 조기위암에서의 내시경 치료 타당성 검증 및 확대 적응증의 확립이 이루어질 전망이며, 이를 위해 위/대장 종양 시술용 전기수술기의 개발이 필요하다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 위대장 종양 시술 전용 내시경용 전기수술장치로서 내시경적 종양 절제술 시 다양한 종류의 개별 기능의 제품이 사용 목적에 맞게 사용될 수 있도록 하며, 사용 시 내시기구 채널(Working channel)을 통하여 내시경 기구(올가미, 니들, 나이프)를 사용하여 내시경 점막 절제술(EMR) 또는 내시경 점막하 절제(ESD) 시술에 대하여 내시경 전용 전기수술기와 기구로 종양을 절제하는 것이 가능한 위대장 종양 시술용 전기수술 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 Endo_Cut I 및 Endo_Cut Q의 미세전류 제어, 시술시 전류,전압, 스파크 강도등을 피드백하여 전압 균일제어로 EMR(내시경점막절제술) 및 ESD (점막하박리술) 시술시 안정적인 시술을 가능한 위대장 종양 시술용 전기수술 장치를 제공하는 것이다.
상기 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 /대장 종양 시술용 전기 수술 장치는 위/대장 종양 시술용 전기수술 장치로서,
핸드피스(100)의 특성을 파악하기 위한 테스트 펄스 발생부(102)와;
상기 테스트 펄스 발생부(102)로 부터 출력된 테스트 펄스에 따른 상기 핸드피스(100)를 통한 임피던스 특성을 파악하는 핸드피스 특성 체크부(104); 및
상기 핸드피스 특성 체크부(104)에 의하여 파악된 특성에 따라 상기 핸드피스(100)에 맞는 드라이브 펄스를 발생하는 드라이브 펄스발생부(106)를 포함하여 이루어지는 매칭 회로부(10);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 장치는
제1항에 있어서, 상기 매칭 회로부(10)는,
피드백 회로부; 및
상기 피드백 회로부로부터 감지되는 전압 및 전류 값에서 노이즈를 제거하는 노이즈 제거부를 더 포함하고,
상기 노이즈 제거부는,
전자계 감수 노이즈와 전도 감수 노이즈를 제거하는 EMS 노이즈 제거 회로부와, 복사 노이즈와 전도 노이즈를 제거하는 EMI 노이즈 제거 회로부를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 위/대장 종양 시술용 전기수술 장치는,
소정의 테스트 모드가 선택되면 파워 출력을 온하고, 전압과 전류 및 온도를 체크하여 과전압, 과전류, 또는 과잉온도가 검출되면 주의 신호를 출력하고,
소정의 보호 모드가 선택되면 전압, 전류, 및 온도가 기준 전압, 기준 전류, 및 기준 온도를 초과하는 경우에는 주의 신호를 출력하고 파워 출력을 오프로 절환하는 제어부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제어부는,
상기 EMS 노이즈 제거 회로부에 의하여 감지되는 전자계 감수 노이즈와 전도 감수 노이즈의 총합을 100 이라 할 때 상기 EMI 노이즈 제거 회로부에 의하여 감지되는 복사 노이즈 및 전도 노이즈 총합의 150 퍼센트를 초과하는 경우에는 핸드피스 교체가 필요함을 알리는 알람을 출력하는 것이 보다 바람직하다.
또한, 상기 제어부는,
소정의 음향모드가 선택되면 가변되는 파워레벨에 상응하는 가변 음향으로 설정하여 다양한 음향을 제공함으로써 핸드프로부의 이상 여부를 판별할 수 있도록 지원하는 음향 제공부를 더 포함하는 것도 가능하다.
본 발명에 따른 위/대장 종양 시술용 전기수술 장치는 Endo_Cut I 및 Endo_Cut Q의 미세전류 제어, 시술시 전류,전압, 스파크 강도등을 피드백하여 전압 균일제어로 EMR(내시경점막절제술) 및 ESD (점막하박리술) 시술시 안정적인 시술을 가능하고, 내시경적 종양 절제술 시 다양한 종류의 개별 기능의 제품이 사용 목적에 맞게 사용될 수 있으며, 사용 시 내시기구 채널(Working channel)을 통하여 내시경 기구(올가미, 니들, 나이프)를 사용하여 내시경 점막 절제술(EMR) 또는 내시경 점막하 절제(ESD) 시술에 대하여 내시경 전용 전기수술기와 기구로 종양을 절제하는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 위/대장 종양 시술용 전기수술 장치에 구비되는 핵심 회로인 매칭 회로부(10)의 기본 구조를 도시한 블록도,
도 2는 도 1의 매칭 회로부(10)에 추가적으로 구비되는 피드백 회로부와 노이즈 제어부의 구조를 설명하기 위한 블록도,
도 3은 도 1의 위/대장 종양 시술용 전기수술 장치에 구비되는 고주파 제너레이터의 구조의 일예를 나타낸 블록도,
도 4는 도 1의 위/대장 종양 시술용 전기수술 장치의 전체적인 구조를 개략적으로 나타낸 블록도,
도 5는 도 1의 위/대장 종양 시술용 전기수술 장치에 구비되는 하드웨어의 동작을 지원하기 위한 소프트웨어의 구조를 나타낸 블록도.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1에는 본 발명의 실시예에 따른 위/대장 종양 시술용 전기수술 장치의 기본 구조를 블록도로써 나타내었다.
도 1을 참조하면 본 발명에 따른 위/대장 종양 시술용 전기수술 장치는에 구비되는 매칭 회로부(10)는 핸드피스(100)의 특성을 파악하기 위한 테스트 펄스 발생부(102)와, 테스트 펄스 발생부(102)로 부터 출력된 테스트 펄스에 따른 상기 핸드피스(100)를 통한 임피던스 특성을 파악하는 핸드피스 특성 체크부(104), 및 상기 핸드피스 특성 체크부에 의하여 파악된 특성에 따라 상기 핸드피스에 맞는 드라이브 펄스를 발생하는 드라이브 펄스발생부(106)를 포함하여 이루어진다.
테스트 펄스 발생부(102)에서는 가변 주파수 및 진폭을 사용하여 핸드피스(100)로 전송하기 위한 테스트 펄스를 발생하고, 핸드피스 특성 체크부(104)는 테스트 펄스 발생부(102)에 의하여 발생된 테스트 펄스를 핸드피스(100)로 출력한다.
또한, 핸드피스 특성 체크부(104)는 핸드피스(100)로 테스트펄스를 출력하는 상태에서 핸드피스(100)의 임피던스 특성과 핸드피스(100)에 인가되는 전압값과 전류값 및 온도를 측정하여 핸드피스(100)의 특성을 파악한다.
드라이브 펄스발생부(106)는 핸드피스 특성 체크부(100)에 의하여 파악된 임피던스 특성 및 전압/전류/온도 특성에 따라 핸드피스(100)에 맞는 드라이브 펄스를 발생하게 된다.
이와 같이 본 발명에 따른 위/대장 종양 시술용 전기수술 장치는 매칭회로를 이용하여 핸드프로브 특성에 따른 드라이브 펄스 발생 프로그램과 매칭 회로를 제공한다. 또한 커팅(Cutting : Endo cut_I, Endo cut_Q, Dry cut, Auto cut) 모드 및 Coag.(Swift, Soft, Forced, Biopolar Soft) 모드를 제공한다.
또한, 상기 장치는 도시하지는 않았으나 내시경용 기구특성 고려하여 모노폴라 및 바이폴라, Endo-cut 모드 에너지 활용 내시경용 기구에 돌출된 전극 일단에 Endo-cut/coag. 에너지 전달, 환부 절개를 제공한다.
또한, 도 2에는 도 1의 매칭 회로부(10)에 추가적으로 구비되는 피드백 회로부와 노이즈 제어부의 구조를 설명하기 위한 블록도를 나타내었다. 도 2를 참조하면 매칭 회로부(10)는 피드백 회로부(200), 피드백 회로부(200)로부터 감지되는 전압 및 전류 값에서 노이즈를 제거하는 노이즈 제거부(20)를 구비하며, 상기 노이즈 제거부(20)는 전자계 감수 노이즈와 전도 감수 노이즈를 제거하는 EMS 노이즈 제거 회로부(202)와, 복사 노이즈와 전도 노이즈를 제거하는 EMI 노이즈 제거 회로부(204)를 구비한다.
도 3에는 도 1의 위/대장 종양 시술용 전기수술 장치에 구비되는 고주파 제너레이터의 구조의 일예를 나타낸 블록도로써 나타내었다. 도 3를 참조하면, 고주파 제너레이터에는 고주파에서의 임피던스 매칭을 처리하는 임피던스 매칭회로, 전압/전류 센서, 아이솔레이션 회로부를 구비한다.
또한 상기 장치는 고주파를 수신하여 기계적 진동을 발생하는 트랜스듀서와 핸드피스를 구비하고, 아이솔레이션 회로부는 구동회로부와 파워컨버터에 의하여 발생된 구동 신호에 의하여 핸드피스측에서 오작동이 발생되지 않도록 이격작용을 담당한다. 디지털 신호 처리부는 사용자 그래픽 인터페이스를 제공한다.
도 4에는 도 1의 위/대장 종양 시술용 전기수술 장치의 전체적인 구조를 개략적으로 나타내었다. 도 4를 참조하면 메인콘트롤 보드는 파워 SMPS로부터 동작 전력을 공급받아 LCD/터치패널, 핸드피스, 스피커를 제어하고, 풋 스위치와 핸드프로브의 스위치가 동시 동작할 경우 오동작이 발생하지 않도록 제어한다.
도 5에는 도 1의 위/대장 종양 시술용 전기수술 장치에 구비되는 하드웨어의 동작을 지원하기 위한 소프트웨어의 구조를 블록도로써 나타내었다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 위/대장 종양 시술용 전기수술 장치에 구비되는 소프트웨어는 기본적으로 설정 및 조작 메뉴를 지원한다.
조작 메뉴를 제공하기 위해서는 표시부와 스피커와 연동되고 보호부가 추가적으로 구비된다. 보호부는 모드 설정에서 테스트 모드를 선택하여 소정의 보호 모드가 선택되면 전압, 전류, 및 온도가 기준 전압, 기준 전류, 및 기준 온도를 초과하는 경우에는 주의 신호를 출력하고 파워 출력을 오프로 절환하며 이러한 소프트웨어는 도시하지 않은 제어부에 의하여 수행된다.
또한, 소정의 음향모드가 선택되면 가변되는 파워레벨에 상응하는 가변 음향으로 설정하여 다양한 음향을 제공함으로써 핸드프로부의 이상 여부를 판별할 수 있도록 지원하는 음향 제공부를 더 포함하는 것도 가능하다.
상기와 같은 본 발명에 따른 위/대장 종양 시술용 전기수술 장치는 EMR 또는 ESD 종양 절제 모드를 최적화한 제너레이터로 기능할 수 있다. 또한, 상기와 같은 본 발명에 따른 위/대장 종양 시술용 전기수술 장치는 위내시경 전용 전기수술기의 피드백 전류, 전압량의 안정적 제어 및 노이즈 저감, GUI코딩 및 동작 프로그램 구현 기술을 활용, 고주파 제너레이터의 EMI 및 EMS 노이즈를 효율적으로 제거함과 동시에 안정적, 미세전류제어함으로써 선진 제품들과 동등 수준의 품질을 구현하였다.
상기 장치에는 적절한 사용자 그래픽 인터페이스(GUI)가 구비되고 고주파 Endo-cut 출력 220Watt의 커팅 구조물과, 전압 770Vp급의 전압공급 회로, 및 주파수 360 kHz 준수하는 전기 회로가 구비된다. 또한, 상기 장치에는 고주파 출력 세기, 음량 선택, 고주파 프로브 입출력 선택을 지원하는 구동 프로그램이 구비된다.
또한, 상기 장치에는 Cutting(Endo cut_I, Endo cut_Q, Dry cut, Auto cut) 및 Coag.(Swift, Soft, Forced, Biopolar Soft) 모드를 지원하기 위한 구동 프로그램이 구비된다.
또한, 상기 장치에는 니들 전극(Needle electrodes) 및 스피테로토머스(sphincterotomes : Endo cut_I), 스네어 와이어(Snare wire) 또는 루프 전극(Loop electrodes : Endo cut_Q)이 구비된다.
상기와 같은 본 발명에 따른 위대장 종양 시술용 전기수술 장치에 대하여 의료용 전기기기에서 요구되는 기본 안전 및 성능과 전자파 시험등의 평가를 수행한 결과, 의료용 전기기기의 기본 안전 및 필수 성능을 위한 일반 요구사항을 포함한 공통 규격인 IEC 60601-1과, 의료용 전기기기 파트1-2; 기본 안전 및 필수 성능을 위한 일반 요구사항을 포함한 전자파 시험의 보조 규격인 IEC 60601-1-2와, 기본 안전 및 필수 성능을 위한 일반 요구사항을 포함한 의료용 전기기기 파트 1-6의 사용 적합성의 보조규격인 IEC 60601-1-6, 및 의료용 전기기기 파트2-2; 고주파 수술 장비 및 고주파 외과용 액세서리의 기본 안전 및 필수 성능을 위한 일반 요구사항을 포함한 개별 규격인 IEC 60601-2-2의 규격을 모두 만족한 것으로 나타났다. 하지만 본 발명의 핵심을 흐뜨리지 않도록 본 명세서에서 더 이상 기술하지 않는다.

Claims (5)

  1. 위/대장 종양 시술용 전기수술 장치에 있어서,
    핸드피스(100)의 특성을 파악하기 위한 테스트 펄스 발생부(102);
    상기 테스트 펄스 발생부(102)로 부터 출력된 테스트 펄스에 따른 상기 핸드피스(100)를 통한 임피던스 특성을 파악하는 핸드피스 특성 체크부(104); 및
    상기 핸드피스 특성 체크부(104)에 의하여 파악된 특성에 따라 상기 핸드피스(100)에 맞는 드라이브 펄스를 발생하는 드라이브 펄스발생부(106)를 포함하여 이루어지는 매칭 회로부(10);를 포함하는 것을 특징으로 하는 위/대장 종양 시술용 전기수술 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 매칭 회로부(10)는,
    피드백 회로부; 및
    상기 피드백 회로부로부터 감지되는 전압 및 전류 값에서 노이즈를 제거하는 노이즈 제거부를 더 포함하고,
    상기 노이즈 제거부는,
    전자계 감수 노이즈와 전도 감수 노이즈를 제거하는 EMS 노이즈 제거 회로부와, 복사 노이즈와 전도 노이즈를 제거하는 EMI 노이즈 제거 회로부를 포함하는 것을 특징으로 하는 위/대장 종양 시술용 전기수술 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 위/대장 종양 시술용 전기수술 장치는,
    소정의 테스트 모드가 선택되면 파워 출력을 온하고, 전압과 전류 및 온도를 체크하여 과전압, 과전류, 또는 과잉온도가 검출되면 주의 신호를 출력하고,
    소정의 보호 모드가 선택되면 전압, 전류, 및 온도가 기준 전압, 기준 전류, 및 기준 온도를 초과하는 경우에는 주의 신호를 출력하고 파워 출력을 오프로 절환하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위/대장 종양 시술용 전기수술 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 EMS 노이즈 제거 회로부에 의하여 감지되는 전자계 감수 노이즈와 전도 감수 노이즈의 총합을 100 이라 할 때 상기 EMI 노이즈 제거 회로부에 의하여 감지되는 복사 노이즈 및 전도 노이즈 총합의 150 퍼센트를 초과하는 경우에는 핸드피스 교체가 필요함을 알리는 알람을 출력하는 것을 특징으로 하는 위/대장 종양 시술용 전기수술 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 제어부는,
    소정의 음향모드가 선택되면 가변되는 파워레벨에 상응하는 가변 음향으로 설정하여 다양한 음향을 제공함으로써 핸드프로부의 이상 여부를 판별할 수 있도록 지원하는 음향 제공부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위/대장 종양 시술용 전기수술 장치.
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