WO2022265302A1 - 자궁경부용 플라즈마 발생모듈 - Google Patents

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권병수
김희경
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Definitions

  • Atmospheric pressure plasma is an ionized medium containing active components including electrons and ions, free radicals, reactive molecules and photons, and can be classified as thermal plasma or non-thermal plasma.
  • a gas supply nozzle that is coupled to pass through the module body and supplies atmospheric gas to be moved to the plasma generation space between the electrode and the module body.
  • FIG. 5A is a cross-sectional view along line I-I of FIG. 4 .
  • the plasma and gas generated in the space between the dielectric 320 and the cervix 10 can be sucked into the probe unit 200 and recovered. Therefore, the plasma generating space can be maintained at regular intervals without being expanded more than necessary by the gas, and heat generation by the object (cervix) due to plasma can be minimized by recovering the gas in real time and exchanging heat.
  • the sub-electrode part 353 protrudes from the center of the main electrode part 351 in a shape corresponding to the large-area discharge protruding part 325 .
  • the sub-electrode portion 353 is formed to protrude into the large-area discharge protrusion 325 and is coupled thereto, thereby effectively generating plasma by resonance in the space between the large-area discharge protrusion 325 and the cervical canal 12.
  • the electrode 350 having the above configuration is installed to be interposed between the module body 310 and the dielectric 320, and is maintained electrically insulated from the outside.

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Abstract

인체의 질 내부로 진입 가능한 프로브부의 선단부에 결합되는 모듈 본체와, 모듈 본체의 외측 전방에 결합되며 자궁경부와의 사이에 플라즈마 발생공간을 위한 간극을 유지하면서 마주하는 유전체 및 모듈 본체와 유전체 사이에 설치되며 유전체의 형상에 대응되는 형상을 가지는 전극을 포함하고, 유전체는 플라즈마 발생공간으로 분위기 가스를 토출시키는 가스 토출부를 가지는 것을 특징으로 하는 자궁경부용 플라즈마 발생모듈이 개시된다.

Description

자궁경부용 플라즈마 발생모듈
본 발명은 자궁경부용 플라즈마 발생모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자궁경부암 전암병변이 발생하는 자궁경부 변형대(Uterian cervix transformation zome)의 외경관과 내경관 모두에 플라즈마를 집중 발생시킬 수 있는 자궁경부용 플라즈마 발생모듈에 관한 것이다.
자궁경부암은 세계적으로 4번째로 흔한 여성 암이다. 2012년 전 세계적으로 50만 건 이상의 암이 진단되었고, 그중 대략 50%의 환자가 이 질병으로 사망한 것으로 나타났다.
미국에서는 매년 약 13,000건의 침윤성 자궁경부암과 약 4,100건의 암 관련 사망이 발생하고 있는 것으로 나타났다.
이러한 자궁경부암은 다른 암에 비하여 오랜 기간 전암병변의 단계를 거치기 때문에 조기발견만 하면 완치가 가능한 질환이고, 위, 폐, 대장, 갑상선암의 진단적 검사보다도 간단한 검사를 통해 이상 유무를 감별해낼 수 있다는 사실을 감안한다면, 자궁경부 전암병변을 조기발견하고 적극적인 치료가 중요하다.
국내는, 자궁경부암은 지속적으로 감소하는 반면, 자궁경부 전암병변 발명자는 전반적으로 증가하는 추세이며, 의료 이용 빈도가 급속하게 증가하고 있다.
현재 이러한 자궁경부 전암병변에 대한 치료약물은 없으며, 유일한 치료법으로는 수술적 절제술뿐이며, 수술 절제 방법으로는 루프 환상투열 절제술(Loop electrosurgical excision procedure; LEEP), 자궁경부 원추형 생검술(cervical coniztion), 레이저 생검술(laser excision) 및 자궁절제술(hysterectomy)이 있다.
그런데 이러한 수술요법은 조산, 유산, 불임 및 이로 인한 출산율 감소의 사회문제를 야기하고 있으며, 불완전 수술의 경우 재발 위험이 있는 문제점이 있다. 또한, 확률은 높지 않지만 조산에 의한 뇌성마비, 망막장애, 폐성숙저하 출산의 위험이 있다.
이와 같이, 자궁경부 전암병변이 젊은 연령에서 발생률 급증과 기존 원추절제술의 임신관련 심각한 합병을 야기할 수 있어 현재 저출산의 사회 상황을 고려했을 때 안전하고 효과적인 새로운 치료법의 개발이 시급하다.
한편, 최근에는 암세포의 치료를 위한 방법 중에, 시술적 치료 방법 이외에 다양한 치료방법이 활발하게 연구개발되고 있는데, 이 중에서 통증을 야기하지 않으면서도 암세포를 사멸할 수 있는 플라즈마 치료기기의 개발이 활발히 이루어지고 있다.
대기압 플라즈마는 전자 및 이온, 자유 라디칼, 반응성 분자 및 광자를 포함하는 활성성분을 함유하는 이온화된 배지이며, 열적 플라즈마(thermal plasma) 또는 저온 플라즈마(non-thermal plasma)로 분류할 수 있다.
특히, 저온 대기압 플라즈마(non-thermal atmospheric pressure plasma)는 주변 조직에 열 손상을 일으키지 않으면서 타깃이 된 생체 물질과 상호 작용할 수 있기 때문에 생체 의약 응용 분야에서 새로운 도구로 부상하고 있다. 그러나 한국 등록특허 제10-1592081호 및 제10-1248668호에 나타난 바와 같이, 저온 상압 플라즈마를 이용한 자궁경부 암세포의 사멸방법은 공개된 기술이 없으며, 이와 같은 저온 대기압 플라즈마를 이용한 자궁경부 암세포의 사멸방법은 공개된 기술이 없으며, 이와 관련된 기술개발이 시급한 실정이다.
자궁경부암 전암병변이 발생하는 자궁경부 변형대(Uterian cervix transformation zome)의 외경관과 내경관 모두를 동시 치료하기 위해서는 일정한 전압과 소량의 분위기가스 만으로 대면적 플라즈마 처리가 가능한 DBD 플라즈마 방식의 적용이 필요하다. DBD 플라즈마 방전은 전극을 감싼 유전체와 처리 대상체 사이 공간에서 공진을 통해 플라즈마가 직접 발생하는 방식으로 유전체와 처리 대상체와 사이의 일정한 거리 유지가 중요하며, 인체 자궁경부는 노출된 원형의 자궁경부 외경관과 중앙의 안쪽으로 연결된 내경관의 고유 형상을 이루고 있기 때문에 플라즈마 에너지를 효과적으로 발생시키기 위해서는 자궁경부의 해부학적 구조가 반영되고 플라즈마 유전체와 처리 대상체 사이 일정 간격이 유지 될 수 있는 특수 구조의 플라즈마 발생모듈 개발이 필요하다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
한국특허등록 제10-1592081호(2016.01.29)
한국특허등록 제10-1248668호(2013.03.22)
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 자궁경부의 자궁외경관으로 플라즈마를 집중하여 발생시킬 수 있는 자궁경부용 플라즈마 발생모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자궁경부용 플라즈마 발생모듈은, 인체의 질 내부로 진입 가능한 프로브부의 선단부에 결합되는 모듈 본체; 상기 모듈 본체의 외측 전방에 결합되며, 자궁경부와의 사이에 플라즈마 발생공간을 위한 간극을 유지하면서 마주하는 유전체; 및 상기 모듈 본체와 상기 유전체 사이에 설치되며, 상기 유전체의 형상에 대응되는 형상을 가지는 전극;을 포함하고, 상기 유전체는 상기 플라즈마 발생공간으로 분위기 가스를 토출시키는 가스 토출부를 가지는 것을 특징으로 한다.
이로써, 자궁경부의 형상에 최적화된 구성을 가지는 플라즈마 발생모듈을 제공하여, 플라즈마 에너지의 효과를 높일 수 있는 최적의 위치와 간격을 유지시킬 수 있다.
여기서, 상기 모듈본체를 관통하도록 결합되어, 상기 플라즈마 발생공간으로 이동될 분위기 가스를 상기 전극과 상기 모듈 본체 사이로 공급하는 가스 공급노즐을 더 포함하는 것이 좋다.
이로써, 분위기 가스를 공급하기 위한 가스 공급노즐을 모듈 본체와 모듈화하여 조립 및 설치가 용이하다.
또한, 상기 유전체는, 상기 모듈 본체에 결합되는 원통형의 유전체 몸체; 상기 유전체 몸체의 전방으로 연장되어 자궁외경관과 내경관에 대응되는 형상을 가지는 대면적 방전커버부; 상기 대면적 방전커버부의 중앙에서 외측으로 돌출 형성되어 자궁경부의 자궁내경관 쪽으로 진입되어 플라즈마를 발생시키는 대면적 방전돌출부;를 포함하고, 상기 가스 토출부는 상기 대면적 방전커버부의 외측에서부터 상기 전극을 관통하여 상기 가스 공급노즐에 연통되도록 상기 대면적 방전커버부의 후방으로 돌출되게 형성되는 것이 좋다.
이로써, 유전체를 자궁외경관과 자궁내경관에 대응되는 형상으로 마련하여, 자궁경부 전체면적에 대하여 대면적으로 플라즈마 발전이 효과적으로 이루어지도록 할 수 있다.
또한, 상기 대면적 방전커버부는, 상기 유전체 몸체와의 연결부가 라운드지게 형성되고, 상기 연결부로부터 상기 대면적 방전돌출부까지 점진적으로 깊어지도록 함몰되게 형성되는 것이 좋다.
또한, 상기 대면적 방전커버부의 외측 표면에는 상기 자궁외경관과의 접촉시 간격을 유지시켜 상기 플라즈마 발생공간을 확보하기 위한 다수의 돌기가 돌출 형성되는 것이 좋다.
이로써, 자궁외경관과 유전체 사이의 간격을 안정적으로 유지시켜서 자궁외경관의 표면 전체적으로 직접 방식으로 플라즈마 에너지를 효과적으로 발생시킬 수 있다.
또한, 상기 플라즈마 발생모듈은, 상기 유전체와 자궁외경관 사이의 분위기가스와 플라즈마를 상기 프로브부로 회수하기 위한 플라즈마 회수부를 더 포함하고, 상기 플라즈마 회수부는, 상기 모듈 본체의 외측면에 인입 형성되어 상기 프로브부의 내부와 연통되도록 연결되는 제1플라즈마 회수라인; 및 상기 유전체의 외측 선단부에서 상기 모듈 본체에 접하는 부분까지 인입되게 연장되어, 상기 제1플라즈마 회수라인에 연결되는 제2플라즈마 회수라인;을 포함하는 것이 좋다.
이로써, 질 내부에 잔류하는 분위기 가스와 플라즈마를 효과적으로 회수하여 처리할 수 있고, 플라즈마에 의한 대상체의 발열을 최소화할 수 있고, 대상체 표면의 층류를 억제하여 플라즈마에 의한 효과를 높일 수 있다.
또한, 상기 모듈 본체는, 길이 방향을 기준으로 대략 중앙에 위치하며, 상기 가스 공급노즐이 관통하여 결합되는 노즐 결합홀과 상기 전극에 접하는 전극핀이 관통하여 결합되는 전극핀 결합홀을 가지는 중심 원통부; 상기 중심 원통부의 일단에서 원통 형상으로 연장되어 상기 프로브부의 단부에 결합되는 제1결합부; 상기 중심 원통부의 타단에서 돌출 연장되어 상기 유전체와 결합되는 제2결합부;를 포함하는 것이 좋다.
이로써, 상기 플라즈마 발생모듈의 구조를 간단히 구성하고, 제조 및 조립이 용이하여 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 전극은, 상기 대면적 방전커버부에 대응되는 원반형상을 가지며, 상기 가스 토출부가 관통하는 관통홀을 가지는 메인 전극부; 및 상기 메인 전극부의 중심에서 돌출형성되어 상기 대면적 방전돌출부의 내부로 진입하는 서브 전극부;를 가지는 것이 좋다.
이로써, 자궁경부의 외형상에 대응하여 전극의 형상을 제공하여 자궁경부의 표면에서 대면적 직접방식으로 플라즈마 에너지를 효과적으로 발생시킬 수 있다.
본 발명의 자궁경부용 플라즈마 발생모듈에 따르면, 플라즈마 에너지를 자궁경부의 자궁외경관 표면에 직접 DBD 대면적 방식으로 발생시켜 제공할 수 있다.
특히, 플라즈마 에너지는 자궁경부의 암세포의 사멸을 위한 목적으로 자궁경부에와 최대한 인접한 거리엣허 발생하도록 할 수 있다.
또한, 자궁외경관에 근접하여 발생시킨 플라즈마와 분위기가스를 외부로 유출되지 않도록 안전하게 회수할 수 있다.
특히, 플라즈마 발생모듈이 질 내부에 밀착되더라도 플라즈마 회수부의 경로는 막히지 않도록 확보할 수 있으므로, 자궁외경관과 플라즈마 발생모듈 사이의 미세간격을 유지시켜주면서 층류를 억제하고. 가스와 플라즈마를 안정적으로 회수할 수 있다.
또한, 유전체와 전극의 형상을 자궁외경관 및 자궁내경관의 독특한 형상에 대응되게 구성하고, 위치를 잡아주기 위한 구성과, 간격을 유지시켜주기 위한 돌기를 구비함으로써, 플라즈마 에너지가 자궁외경관의 암세포를 사멸하도록 작용할 수 있는 최적의 상태를 유지시켜줄 수 있다.
도 1a 및 도 1b 각각은 본 발명의 실시예에 따른 자궁경부용 플라즈마 발생모듈이 적용된 플라즈마 발생장치를 나타내 보인 사시도이다.
도 2a 도 2b 각각은 도 1a에 도시된 자궁경부용 플라즈마 발생장치의 분리 사시도이다.
도 3은 도 1a에 도시된 자궁경부용 플라즈마 발생장치의 정면도이다.
도 4는 도 1a에 도시된 자궁경부용 플라즈마 발생장치의 평면도이다.
도 5a는 도 4의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도이다.
도 5b는 도 5a의 A 부분을 확대하여 보인 도면이다.
도 6은 도 4의 Ⅰ-Ⅰ선 분리 단면도이다.
도 7 및 도 8 각각은 도 1a에 도시된 플라즈마 발생모듈을 발췌하여 보인 분리 사시도이다.
도 9a 및 도 9b 각각은 도 2a에 도시된 가스 노즐을 나타내 보인 사시도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 자궁경부용 플라즈마 발생장치를 질 내부에 삽입하여 플라즈마를 발생시키는 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 도 10의 B 부분 확대도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 자궁경부용 플라즈마 발생모듈을 자세히 설명하기로 한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 자궁경부용 플라즈마 발생모듈(300)이 적용되는 플라즈마 발생장치를 나타내 보인 도면이다.
도 1a 내지 도 11을 참조하며, 자궁경부용 플라즈마 발생장치는, 장치 본체(100)와, 장치 본체(100)에서 연장되어 인체의 질 내부로 진입 가능한 프로브부(200)와, 상기 프로브부(200)의 선단부에 설치되어 인체의 자궁경부(10)의 표면에 플라즈마를 집중하여 발생시키는 플라즈마 발생모듈(3O0)을 구비한다.
상기 장치 본체(100)는 내부에 트랜스(500)가 설치되는 본체 하우징(110)과, 본체 하우징(110)의 일단부에 결합되는 하우징 커버(120)와, 본체 하우징(110)의 측면에 결합되어 케이블모듈(600)이 통과하여 지지되는 케이블 지지부재(130)를 구비한다. 본체 하우징(110)은 양단이 개방되고, 일단에는 상기 하우징 커버(120)가 결합되며, 타단에는 상기 프로브부(200)가 결합된다. 이를 위해 장치 하우징(110)의 타단부에는 프로브부(200)가 밀착되어 결합되는 프로브 결합부(111)가 형성된다.
그리고 본체 하우징(110)의 내부에는 트랜스(500)가 설치된다. 상기 케이블 지지부재(130)는 본체 하우징(110)의 측면에 결합되며 관 구조를 가진다. 따라서 케이블 지지부재(130)를 통해서 본체 하우징(110)의 외부에서 내부로 케이블모듈(600)이 통과하여 연결될 수 있다.
여기서, 상기 케이블모듈(600)은 트랜스(500)로 전원을 공급하는 메인 전원케이블(610)과, 프로브부(200)를 경유하여 플라즈마 발생모듈(300)로 분위기가스를 공급하기 위한 가스 공급호스(620)와, 플라즈마 발생모듈(300)에서 발생하여 사용되는 플라즈마 및 가스를 프로브부(200)를 통해 흡입하여 회수하기 위한 플라즈마 흡입관(630)을 구비할 수 있다. 상기 메인 전원케이블(610)과 가스 공급호스(620) 및 플라즈마 회수관(630)은 번들 형태로 제공될 수 있다.
그리고 상기 트랜스(500)에서 변환된 전원은 서브 전원케이블(640)에 의해 후술할 전극핀(340)을 통해 플라즈마 발생모듈(300)로 제공된다. 상기 트랜스(500)는 외부로부터 전원을 공급받아, 전원을 증폭(변환)하고, 증폭시킨 전원을 프로브부(200)를 통해 후술할 전극(350)으로 바로 제공할 수 있다. 이처럼, 트랜스(500)를 플라즈마 발생모듈(300)에 설치된 장치 본체(100) 내에 설치하게 되면, 트랜스를 외부에 설치하여 전압을 증폭시킨 후에 공급하는 종래기술에 비하여 다음과 같은 이점을 얻을 수 있다. 즉, 플라즈마 발생장치의 장치 본체(100)의 외부에 트랜스를 설치하여 전압을 증폭하여 공급할 경우, 고전압에 의한 방사 노이즈가 발생하여 주변기기에 영향을 주게 되고, 외부의 상황에 따라서 불규칙한 전력손실을 가져올 수 있다. 예를 들어, 전원케이블이 특정한 모양으로 꼬일 경우, 안테나 구조가 되어 방사노이즈가 발생하게 된다. 또한, 전원케이블이 접지선과 가까울 경우 강한 자기장을 형성하는 문제점이 있다. 또한, 플라즈마 발생장치를 사용할 때, 사용자의 움직임 등의 사용환경에 따라서 출력값이 불안정해지는 문제점이 있다. 이를 해결하기 위해 출력값을 높일 경우 전자기파의 방사문제가 심해지는 단점이 있었다.
반면에, 본원발명의 경우와 같이 트랜스(500)를 장치 본체(100) 내부에 설치할 경우, 장치 본체(100) 내부에서 전압을 증폭하여 최단거리에서 전극(350)으로 제공함으로써, 전선의 전압을 획기적으로 낮추어 방사되는 전력을 최소화하고, 전압의 손실 없이 소스 즉, 전극(350)으로 온전하게 전원이 전달되도록 할 수 있다. 특히, 프로브부(200) 내부에서 트랜스(500)와 전극핀(340)은 연결하는 서브 전원케이블(640)의 길이를 최단거리로 할 수 있고, 외부환경에 영향을 받지 않고, 움직임이거나 변형이 발생되지 않으므로 전자파발생, 에너지 방사 등의 문제를 해결할 수 있게 된다.
상기 프로브부(200)는 일단에서 타단까지 관통형성된 관 구조를 가진다. 이 러한 프로브부(200)는 일정한 외경을 가지는 관형의 프로브 몸체(210)와, 프로브 몸체(210)의 일단에 확장 형성되어 본체 하우징(110)의 프로브 결합부(111)에 밀착되어 기밀을 유지하도록 결합되는 결합플랜지(220)를 구비한다. 프로브 몸체(210)는 양단으로 개방된 구조를 가지며, 인체의 질 내로 인입 가능하도록 적절한 외경과 길이를 가지도록 형성된다. 프로브 몸체(210)의 일단에 결합플랜지(220)가 일체로 확장 형성되어, 나사 등의 체결수단에 의해 본체 하우징(110)의 프로브 결합부(111)에 밀착되어 결합된다. 프로브 몸체(210)의 타단에는 상기 플라즈마 발생모듈(300)이 결합된다. 이를 위해 프로브 몸체(210)의 타단의 내주에는 플라즈마 발생모듈(300)의 결합을 위한 내측 결합부(230)가 형성되며, 내측 결합부(230)는 나사선을 포함할 수 있다.
상기 플라즈마 발생모듈(300)은 프로브 몸체(210)의 내측 결합부(230)에 결합되는 모듈 본체(310)와, 상기 모듈 본체(230)의 외측 전방에 결합되는 유전체(320)와, 상기 모듈 본체(310)에 설치되는 가스 공급노즐(330) 및 전극핀(340)과, 모듈본체(310)와 유전체(320) 사이에 설치되는 전극(350) 및 유전체(320)와 자궁경부(10) 표면 사이로 공급된 분위기가스와 발생한 플라즈마를 상기 프로브부(200) 내부로 회수하는 플라즈마 회수부를 구비한다.
상기 모듈 본체(310)는 길이 방향을 기준으로 대략 중앙에 위치한 중심 원통부(311)와, 중심 원통부(311)의 일단에서 원통 형상으로 연장되어 프로브 몸체(210)의 내측 결합부(230)에 결합되는 제1결합부(313)와, 중심 원통부(311)의 타단에서 돌출 연장되어 유전체(320)와 결합되는 제2결합부(315)를 가진다. 중심 원통부(311)는 프로브 몸체(210)의 외경에 대응되는 외경을 가지며, 내부에 격벽(311a)이 형성된다. 이 격벽(311a)은 모듈 몸체(310)의 내부를 제1 및 2결합부(313,315) 사이에서 차단하도록 형성된다. 그리고 격벽(311a)의 중심에는 상기 가스 공급노즐(330)이 통과하여 결합되는 노즐 결합홀(h1)이 관통 형성된다. 또한, 격벽(311a)에는 상기 전극핀(340)이 끼워져 결합되는 전극핀 결합홀(h2)이 제2결합부(314)의 단부로 연통되도록 관통 형성된다. 제1 및 제2결합부(313,315)는 중심 원통부(311)보다 작은 외경을 가진다. 따라서, 제1결합부(313)는 프로브 몸체(210)의 내측 결합부(230)에 삽입되어 나사 결합되고, 제2결합부(315)에는 유전체(320)가 결합된다. 제1결합부(313)의 외주에는 실링링이 결합되는 실링홈이 환형으로 인입 형성될 수 있다.
또한, 상기 제2결합부(315)의 단부로부터 소정 깊이로 제1인입홈(g1)이 상기 노즐 결합홀(h1)과 동심적으로 형성되고, 제1인입홈(g1)의 바닥에서 노즐 결합홀(h1)과 동심적으로 제2인입홈(g2)이 인입 형성된다. 제2인입홈(g2)은 노즐 결합홀(h1)과 연통된다. 상기 전극핀 결합홀(h2)은 격벽(311a)을 통과하여 제1인입홈(g1)의 외측으로 노출되어 연장되도록 형성된다. 따라서, 전극핀 결합홀(h2)에 결합되는 전극핀(340)은 제1인입홈(g1)으로 돌출되게 장착된다.
또한, 상기 중심 원통부(311)의 외주에는 상기 플라즈마 회수부의 제1플라즈마 회수경로(316)가 복수 형성된다. 제1플라즈마 회수경로(316)는 중심 원통부(311)의 외주에 원주 방향으로 일정 간격으로 형성된다. 이러한 제1플라즈마 회수경로(316)는 중심 원통부(311)의 외주에 소정 길이로 인입 형성되는 플라즈마 회수홈(316a)과, 플라즈마 회수홈(311a)의 일단에서 연결되어 제1결합부(313)의 내부 공간으로 연통되는 플라즈마 회수홀(316b)을 가진다. 플라즈마 회수홈(316a)은 중심 원통부(311)의 제2결합부(315)와의 경계부분에서부터 시작되어 상기 중심 원통부(311)의 격벽(311)을 지난 위치까지 연장된다. 플라즈마 회수홀(316b)은 플라즈마 회수홈(316a)과 제1결합부(313)의 내부공간 즉, 프로브 몸체(210)의 내부 공간을 연결하도록 형성된다.
상기 유전체(320)는 모듈본체(310)의 제2결합부(315)에 결합되어, 자궁경부(10)의 표면 즉, 자궁외경관(11)과 자궁내경관(12)에 걸쳐서 플라즈마가 대면적으로 집중되어 발생하도록 한다.
이러한 유전체(320)는 제2결합부(315)에 결합되는 원통형의 유전체 몸체(321)와, 유전체 몸체(321)의 전방으로 연장되어 자궁외경관(11)에 대응되는 형상을 가지는 대면적 방전커버부(323)와, 대면적 방전커버부(323)의 중앙에서 외측으로 돌출 형성되어 자궁경부(10)의 자궁내경관(12) 쪽으로 위치되어 플라즈마를 발생시키는 대면적 방전돌출부(325) 및 모듈본체(310)와 전극(350) 사이로 가스 공급노즐(330)에 의해 공급된 분위기 가스를 대면적 방전커버부(323)와 자궁경부(10) 사이의 플라즈마 발생공간으로 이동시키는 가스 토출부(327)를 구비한다.
상기 유전체 몸체(321)는 제2결합부(315)의 외측에 소위 원터치 형식으로 결합될 수 있도록, 단부에는 내측으로 돌출된 결합후크(321a)가 형성될 수 있다. 이를 위해, 제2결합부(315)의 외측면에는 결합후크(321a)가 결합되는 결합홈이 환형으로 형성되는 것이 좋다.
상기 유전체 몸체(321)와 대면적 방전커버부(323)의 연결부(324)는 라운드지게 형성된다. 대면적 방전커버부(323)는 상기 연결부(324)에서부터 중심으로 갈수록 점진적으로 깊어지도록 함몰되게 형성된다. 따라서, 대면적 방전커버부(323)는 도 11에 도시된 바와 같이, 자궁외경관(11)과 일정간격을 유지하면서 감싸도록 배치될 수 있다. 바람직하게는 대면적 방전커버부(323)의 외측면에는 다수의 간극유지용 돌기(323a)가 돌출 형성된다. 이러한 간극유지용 돌기(323a)에 의해서 대면적 방전커버부(323)와 자궁외경관(11) 사이에 플라즈마 에너지가 효과적으로 발생하도록 하는 플라즈마 발생공간 즉, 최적의 간격이 유지될 수 있고, 그 미세한 간격에서 플라즈마가 발생될 수 있다.
또한, 상기 대면적 방전커버부(323)의 중심에는 대면적 방전돌출부(325)가 돌출 형성된다. 대면적 방전돌출부(325)는 끝단으로 갈수록 외경이 감소하는 원뿔 형상을 가진다. 그리고 바람직하게는 대면적 방전돌출부(325)의 외면에 간격유지용 리브(325a)가 대면적 방전돌출부(325)의 길이 방향으로 형성된다. 간격유지용 리브(325a)는 대면적 방전돌출부(325)의 외면에 원주 방향으로 일정 간격으로 형성되어 대면적 방전돌출부(325)와 자궁내경관(12) 사이에 플라즈마가 공진에 의해 효과적으로 발생될 수 있도록 최적의 간격을 유지시킬 수 있게 된다.
이러한 구성의 대면적 방전돌출부(325)는 자궁 내경관(12)의 입구에 위치하도록 형성됨으로써, 유전체(320)가 자궁경부의 중심에 정확하게 위치하여 자세를 안정적으로 유지하도록 가이드 하는 역할을 한다. 또한, 간격유지용 리브(325a)에 의해서 대면적 방전돌출부(325)와 자궁내경관(12) 사이에 공진에 의한 플라즈마 발생이 효과적으로 이루어질 수 있는 간격을 유지시킬 수 있다. 따라서, 자궁 내경관(12)에서도 대상체인 자궁 내경관의 표면과 대면적 방전돌출부(325) 사이에서 DBD 방식으로 플라즈마를 발생시킬 수 있다.
상기 가스 토출부(327)는 대면적 방전돌출부(325)를 중심으로 주변에 복수 배치된다. 이러한 가스 토출부(326)는 대면적 방전커버부(323)의 내측으로 돌출되어 형성되며, 바람직하게는 후술할 전극(350)의 관통홀(351b)을 통과하여 상기 제2결합부(315)의 제2인입홈(g2)의 내부로 진입할 수 있는 길이로 돌출 형성된다. 가스 토출부(327)는 대면적 방전커버부(323)와 대면적 방전돌출부(325)의 경계부분으로 관통 형성되어 자궁경부(10)와 유전체(320) 사이의 플라즈마 발생공간으로 가스를 공급한다. 가스 토출부(327)의 끝단은 가스 공급노즐(330)의 안착홈(331b)에 결합된다.
또한, 유전체(320)의 외측면에는 상기 플라즈마 회수부의 제2플라즈마 회수경로(328)가 형성된다. 상기 제2플라즈마 회수경로(328)는 대면적 방전커버부(323)의 외측면에서부터 유전체 몸체(321)의 끝단까지 연장되게 형성되는 슬릿을 포함하는 것이 좋다, 상기 제2플라즈마 회수경로(328)는 복수 형성되며, 상기 제1플라즈마 회수경로(316)에 연결되는 위치에 형성된다.
상기 구성을 가지는 유전체(320)에 의해서 자궁외경관(11)의 사이에 미세한 간격을 유지하여 공간을 확보할 수 있고, 확보된 공간으로 가스가 공급된다. 따라서 유전체(320)의 내측에 위치한 전극(350)에 전력을 공급하면, 유전체(320)와 대상체인 자궁경부(10) 사이의 플라즈마 발생공간에서 플라즈마가 최상의 상태로 발생될 수 있다.
또한, 상기와 같이 유전체(320)와 자궁경부(10) 사이의 공간에서 발생한 플라즈마와 가스를 프로브부(200)의 내부로 흡입하여 회수할 수 있게 된다. 따라서, 플라즈마 발생공간이 가스에 의해서 필요 이상으로 확장되지 않고 일정한 간격을 유지하도록 할 수 있고, 가스를 실시간으로 회수하여 열교환되도록 하여 플라즈마에 의한 대상체(자궁경부)의 발열을 최소화할 수 있다.
상기 가스 공급노즐(330)은 모듈 본체(310)와 전극(350) 사이의 공간으로 분위기 가스를 공급하기 위한 것이다. 이러한 가스 공급노즐(330)은 모듈 본체(310)의 제2인입홈(g2)에 장착되는 가스노즐 몸체(331)와, 가스노즐 몸체(331)의 일면에서 돌출되는 호스 결합부(333)와, 가스노즐 몸체(331)의 타단에서 돌출되는 가스 배출부(335)를 가진다. 가스노즐 몸체(331)는 원판형상을 가지며, 상기 제2인입홈(g2)의 내부에 삽입되어 장착된다. 가스노즐 몸체(331)의 일면의 중앙에 호스 결합부(333)가 돌출되어 형성된다. 호스 결합부(333)는 가스노즐 몸체(331)의 타단의 중앙으로 돌출되는 가스 배출부(335)와 동축적으로 형성되며 노즐공(332)을 공유한다.
또한, 가스노즐 몸체(331)의 외측면에는 다수의 가스 유입홀(331a)이 형성된다. 가스 유입홀(331a)은 가스노즐 몸체(331)의 외주면에 원주 방향으로 일정 간격으로 복수 형성되는 것이 좋다. 그리고 가스노즐 몸체(331)의 타면에는 가스 토출부(327)가 결합되는 안착홈(331b)이 인입되게 형성된다. 상기 안착홈(331b)은 가스 유입홀(331a)과 연통되도록 복수 형성된다. 이로써, 가스 공급노즐(330)을 통해 공급되는 가스는 가스 토출부(327)로 유입되어 대상체와 유전체(320) 사이로 공급될 수 있다.
상기 호스 결합부(333)는 가스노즐 몸체(331)의 일면의 중심에서 소정 길이로 돌출 형성되어 프로브부(200)의 내부에 위치한다. 이 호스 결합부(333)에는 가스 공급호스(620)가 결합된다. 상기 가스 공급호스(620)는 케이블모듈(600)에 포함되어 프로브부(200) 내부로 진입되어, 호스 결합부(333)에 결합됨으로써 분위기 가스를 가스 공급노즐(330)을 통해 공급할 수 있게 된다.
상기 가스 배출부(335)는 가스노즐 몸체(331)의 타단으로 돌출 형성되어 호스 결합부(333)에 결합된 가스 공급호스(620)를 통해 공급되는 분위기 가스를 토출한다.
상기 구성을 가지는 가스 공급노즐(330)은 호스 결합부(333)가 노즐 결합홀(h1)을 통과하여 제1결합부(313)의 내부로 돌출되도록 모듈 본체(310)에 결합된다.
상기 전극핀(340)은 모듈 본체(310)의 전극 결합홀(h2)에 결합된다. 이러한 전극핀(340)은 전극 결합홀(h2)을 관통하여 고정결합되는 핀 몸체(341)와, 핀 몸체(341)의 선단으로 출몰되도록 설치되어 전극(350)에 접촉되는 접촉핀(343)과, 접촉핀(343)이 핀 몸체(341)의 선단으로 돌출되도록 탄성 가압하는 탄성부재(345)를 구비한다. 탄성부재(345)는 핀 몸체(341)의 내부에 설치되어 접촉핀(343)이 전극(350)에 접촉된 상태를 안정적으로 유지하도록 탄성 가압한다. 이러한 전극핀(340)은 서브 전원케이블(640)에 의해서 트랜스(500)와 연결되어 증폭된 전력을 직접 공급받는다.
상기 전극(350)은 대면적 방전커버부(323)에 대응되는 원반형상을 가지는 메인 전극부(351)와, 메인 전극부(351)의 중심에서 돌출형성되어 대면적 방전돌출부(325)의 내부에 위치하는 서브 전극부(353)를 구비한다. 메인 전극부(351)의 유전체(320)와 접하는 전면에는 테두리보다 함몰된 함몰부(351a)가 형성되어 대면적 방전커버부(323)에 접하게 된다. 또한, 메인 전극부(351)에는 관통홀(351b)이 형성되어 상기 가스 토출부(327)가 관통하여 결합된다. 상기 서브 전극부(353)는 메인 전극부(351)의 중심에서 대면적 방전돌출부(325)에 대응되는 형상으로 돌출형성된다. 이처럼 서브 전극부(353)가 대면적 방전돌출부(325)의 내부로 돌출되게 형성되어 결합됨으로써, 대면적 방전돌출부(325)와 자궁내경관(12) 사이의 공간에서 공진에 의해 플라즈마를 효과적으로 발생될 수 있게 된다.
상기 구성을 가지는 전극(350)은 모듈 본체(310)와 유전체(320) 사이에 개재되도록 설치되어, 외부와 전기적으로 절연된 상태로 유지된다.
이하 상기 구성을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 자궁경부용 플라즈마 발생모듈의 작용효과에 대해 자세히 설명하기로 한다.
먼저, 도 5a 및 도 5b와 같이 조립된 구성의 자궁경부용 플라즈마 발생장치를 이용하여 자궁경부에 플라즈마 에너지를 발생시켜서 자궁경부의 전암병변 발병자에게 치료적인 도움을 줄 수 있다. 이를 위해, 프로브부(220)를 자궁의 질 내부로 진입시킨다. 이때, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 프로브부(220)를 질 내부로 충분히 진입시키면, 플라즈마 발생모듈(300)의 유전체(320)는 자궁외경관(11)에 밀착하여 위치된다. 특히 대면적 방전돌출부(325)가 자궁내경관(12)의 입구로 진입하여 위치됨으로써, 자궁외경관(11)에 대해서 유전체(320)의 위치를 정확하게 위치시킬 수 있다. 그리고 유전체(320)의 외측의 형상과, 외측에 돌출 형성된 돌기(323a)에 의해서 유전체(320)가 자궁외경관(11)에 밀착되는 것을 방지하고, 플라즈마 에너지가 효과적으로 발생되어 작용할 수 있는 최적의 공간을 확보할 수 있게 된다. 즉, 본 발명의 플라즈마 발생모듈(320)은 직접 DBD 대면적 방전방식으로서, 대상체와의 거리가 가까울수록 플라즈마 발생이 용이하나, 대상체와 유전체(320)가 완전 접촉하게 되면 공진 영역이 사라지게 되어 플라즈마 발생이 억제되는데, 돌기(323a)를 대면적 방전커버부(323)의 표면에 형성하게 되면, 대상체(자궁경부)와의 거리를 일정하게 유지시켜줄 수 있게 되어 대상체와 유전체(320)의 접촉을 방지하여 플라즈마 발생이 효과적으로 이루어지도록 할 수 있다.
또한, 유전체(320)에 구비된 돌기(323a)는 유전체(320)와 대상체 간의 사이에 간격을 유지시켜 줌으로써, 가스를 공급하여 플라즈마 방전 안정성(Discharge Stability)을 확보하고, 작은 돌기(323a) 사이에서 유체를 빠르게 이동하도록 하여 대상체 표면에 있는 층류를 억제하고, 빠르게 열교환을 하여 플라즈마에 의한 대상체 발열을 최소화할 수 있다.
한편, 프로브부(200)를 질 내에 진입시키고, 플라즈마 발생장치를 작동시키면, 트랜스(500)에서 증폭 변환된 전원이 전극핀(340)을 통해 전극(350)으로 공급된다. 그리고 분위기 가스는 가스 공급호스(620)를 통해서 가스 공급노즐(330) 및 가스 토출부(327)로 공급되어 플라즈마 발생공간 즉, 유전체(320)와 대상체(자궁경부)의 사이의 미세 공간으로 공급된다. 그러면, 플라즈마 발생공간에서 공진이 발생하여 플라즈마 에너지가 방전되어 발생하게 되고, 생성된 플라즈마 에너지는 자궁 외경관(11)과 자궁 내경관(120)의 표면에 작용한다. 이로써, 플라즈마 에너지는 자궁외경관(11)과 자궁내경관(120)의 암세포의 사멸에 효과적으로 작용할 수 있다. 즉, 유전체(320)가 자궁경부(10)의 표면과 일정한 간격을 유지하면서 감싸고 있고, 그 사이의 플라즈마 발생공간에서 공진을 통해 플라즈마를 직접 발생시킴으로써, 전기적 에너지와 이온에너지 광학적(물리적) 효과 ROS와 RNS를 효율적으로 전달할 수 있게 된다. 이처럼 유전체(320)와 자궁경부(10) 사이의 거리를 일정하게 유지하게 되면, 처리면적에 관계없이 동일한 전압으로 적은 유량으로도 자궁경부의 대면적을 효과적으로 처리할 수 있게 되어, 전력소비량을 줄이면서도 플라즈마 처리효과를 높일 수 있다. 또한, 이로써 트랜스(500)의 용량을 높이지 않고도 플라즈마 발생효율과 처리효율을 높일 수 있어, 제조 비용을 낮출 수 있다.
또한, 자궁경부(10)와 유전체(320)의 플라즈마 발생공간에 머무는 분위기 가스와 플라즈마는 상기 제2플라즈마 회수경로(328)와 제1플라즈마 회수경로(316)를 경유하여 프로브부(200) 내부로 흡입되어 회수된다. 따라서, 상기 플라즈마 발생공간의 간격을 일정하게 유지할 수 있고, 빠르게 열교환이 이루어지도록 하여 플라즈마에 의한 자궁경부(10)의 발열을 최소화할 수 있다.
프로브부(200) 내부로 흡입된 분위기가스와 플라즈마는 흡입관(630)을 통해서 외부로 회수되어 처리될 수 있다. 이때, 유전체(320)의 외측면은 질 내부벽과 밀착되더라도 제2플라즈마 회수경로(328)와 제1플라즈마 회수경로(316)가 슬릿 구조로 형성됨으로써, 플라즈마 회수경로의 막힘을 방지하면서 분위기 가스와 플라즈마를 효과적으로 회수할 수 있게 된다.
상기 구성을 가지는 자궁경부용 플라즈마 발생모듈는 질 내의 구조와, 자궁경부의 고유의 형상에 최적화된 구성을 가진다. 즉, 자궁경부(10)의 자궁외경관(11)과 자궁내경관(12)에 플라즈마 발생모듈(300)의 유전체(320)가 플라즈마 에너지의 발생과 작용을 위한 최적의 간격을 유지할 수 있는 구성을 가짐으로써, 자궁경부의 자궁외경관(11)과 자궁내경관(12)의 암세포의 사멸을 위한 플라즈마 에너지 발생을 효과적으로 할 수 있게 된다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
자궁경부암 전암병변이 발생하는 자궁경부 변형대(Uterian cervix transformation zome)의 외경관과 내경관 모두에 플라즈마를 집중 발생시킬 수 있는 자궁경부용 플라즈마 발생모듈을 제공 할 수 있다.

Claims (9)

  1. 인체의 질 내부로 진입 가능한 프로브부의 선단부에 결합되는 모듈 본체;
    상기 모듈 본체의 외측 전방에 결합되며, 자궁경부와의 사이에 플라즈마 발생공간을 위한 간극을 유지하면서 마주하는 유전체; 및
    상기 모듈 본체와 상기 유전체 사이에 설치되며, 상기 유전체의 형상에 대응되는 형상을 가지는 전극;을 포함하고,
    상기 유전체는 상기 플라즈마 발생공간으로 분위기 가스를 토출시키는 가스 토출부를 가지는 것을 특징으로 하는 자궁경부용 플라즈마 발생모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 모듈본체를 관통하도록 결합되어, 상기 플라즈마 발생공간으로 이동될 분위기 가스를 상기 전극과 상기 모듈 본체 사이로 공급하는 가스 공급노즐을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자궁경부용 플라즈마 발생모듈.
  3. 제2항에 있어서, 상기 유전체는,
    상기 모듈 본체에 결합되는 원통형의 유전체 몸체;
    상기 유전체 몸체의 전방으로 연장되어 자궁외경관에 대응되는 형상을 가지는 대면적 방전커버부;
    상기 대면적 방전커버부의 중앙에서 외측으로 돌출 형성되어 자궁경부의 자궁내경관 쪽으로 진입되어 플라즈마를 발생시키는 대면적 방전돌출부;를 포함하고,
    상기 가스 토출부는 상기 대면적 방전커버부의 외측에서부터 상기 전극을 관통하여 상기 가스 공급노즐에 연통되도록 상기 대면적 방전커버부의 후방으로 돌출되게 형성되는 것을 특징으로 하는 자궁경부용 플라즈마 발생모듈.
  4. 제3항에 있어서, 상기 대면적 방전커버부는,
    상기 유전체 몸체와의 연결부가 라운드지게 형성되고, 상기 연결부로부터 상기 대면적 방전돌출부까지 점진적으로 깊어지도록 함몰되게 형성되는 것을 특징으로 하는 자궁경부용 플라즈마 발생모듈.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 대면적 방전커버부의 외측 표면에는 상기 자궁외경관과의 접촉시 간격을 유지시켜 상기 플라즈마 발생공간을 확보하기 위한 다수의 돌기가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 자궁경부용 플라즈마 발생모듈.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플라즈마 발생모듈은,
    상기 유전체와 자궁외경관 사이의 분위기가스와 플라즈마를 상기 프로브부로 회수하기 위한 플라즈마 회수부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자궁경부용 플라즈마 발생모듈.
  7. 제6항에 있어서, 상기 플라즈마 회수부는,
    상기 모듈 본체의 외측면에 인입 형성되어 상기 프로브부의 내부와 연통되도록 연결되는 제1플라즈마 회수라인; 및
    상기 유전체의 외측 선단부에서 상기 모듈 본체에 접하는 부분까지 인입되게 연장되어, 상기 제1플라즈마 회수라인에 연결되는 제2플라즈마 회수라인;을 포함하는 것을 특징으로 하는 자궁경부용 플라즈마 발생모듈.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모듈 본체는,
    길이 방향을 기준으로 대략 중앙에 위치하며, 상기 가스 공급노즐이 관통하여 결합되는 노즐 결합홀과 상기 전극에 접하는 전극핀이 관통하여 결합되는 전극핀 결합홀을 가지는 중심 원통부;
    상기 중심 원통부의 일단에서 원통 형상으로 연장되어 상기 프로브부의 단부에 결합되는 제1결합부;
    상기 중심 원통부의 타단에서 돌출 연장되어 상기 유전체와 결합되는 제2결합부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자궁경부용 플라즈마 발생모듈.
  9. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전극은,
    상기 대면적 방전커버부에 대응되는 원반형상을 가지며, 상기 가스 토출부가 관통하는 관통홀을 가지는 메인 전극부; 및
    상기 메인 전극부의 중심에서 돌출형성되어 상기 대면적 방전돌출부의 내부로 진입하는 서브 전극부;를 가지는 것을 특징으로 하는 자궁경부용 플라즈마 발생장치.
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