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KR20240089300A - 아크 완화 기능을 갖춘 전극 - Google Patents

아크 완화 기능을 갖춘 전극 Download PDF

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KR20240089300A
KR20240089300A KR1020247014818A KR20247014818A KR20240089300A KR 20240089300 A KR20240089300 A KR 20240089300A KR 1020247014818 A KR1020247014818 A KR 1020247014818A KR 20247014818 A KR20247014818 A KR 20247014818A KR 20240089300 A KR20240089300 A KR 20240089300A
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KR
South Korea
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electrode
arc
tissue
electrodes
target tissue
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Pending
Application number
KR1020247014818A
Other languages
English (en)
Inventor
카메론 디. 힌만
다비드 제이. 다니츠
케빈 엘. 모스
Original Assignee
펄스 바이오사이언스, 인크.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 펄스 바이오사이언스, 인크. filed Critical 펄스 바이오사이언스, 인크.
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Abstract

마이크로초 미만의 펄스 전기 에너지를 포함한 전기 에너지를 표적 조직에 적용하는 방법 및 장치가 설명된다. 이들 방법 및 장치는 아크 발생을 최소화하면서 치료 중에 아크 발생을 방지하거나 제한하고/하거나 적절한 접촉을 유지할 수 있다. 예를 들어, 아크 완화 층에 의해 덮이는 표면을 가지는 전극이 본 명세서에 설명된다. 아크 완화 층은 갭 영역(예를 들어, 에어 갭)에 의해서 전극 표면으로부터 분리될 수 있다.

Description

아크 완화 기능을 갖춘 전극
본 특허 출원은 2021년 11월 30일자로 출원된 발명의 명칭이 "아크 완화 기능을 갖춘 전극(ELECTRODES WITH ARC MITIGATION)"인 미국 가 특허 출원 번호 63/284,626 호에 대한 우선권을 주장하며, 이 출원은 그 전체가 원용에 의해서 본 명세서에 포함된다.
생물학적 조직 및 세포의 전기 조작을 위해서 매우 짧고 높은 전계 강도의 전기 펄스가 설명되어 있다. 예를 들어, 전기 펄스는 양성 및 악성 종양, 병변(lesions) 및 기타 질환을 포함한 조직 치료에 사용될 수 있다. 더 높은 전기장 강도와 더 짧은 전기 펄스를 포함한 전기 펄스를 이용한 치료는 핵과 미토콘드리아(mitochondria)와 같은 세포내 구조를 조작하는 데 유용할 수 있다. 예를 들어, 마이크로초 미만(예를 들어, 나노초) 고전압 펄스 발생기 및 치료 애플리케이터(treatment applicator)가 생물학, 의료 및 미용 용례에 제안되었다. 그러나 그러한 더 높은 피크 전기장은 전극 사이에서 아크가 발생할 가능성이 더 높다.
매우 높은 치료 전압과 매우 빠른 펄스 시간으로 인해서, 마이크로초 미만의 전기장을 전달하기 위한 어플리케이터는 에너지를 인가하는 전극 사이의 아크 발생을 방지하도록 이상적으로 구성되어야 한다. 전극이 표적 조직과 균일하게 접촉할 수 없는 표면 전극이거나, 전극 표면과 조직 사이에 간격이 존재하는 상황에서는 아크 발생을 방지하는 것이 극히 어려울 수 있으며, 이러한 문제는 더 큰 전극이 사용될 때 특히 명백하다. 이들 문제를 해결할 수 있고 일반적으로 마이크로초 미만의 펄스 에너지를 사용하여 조직의 향상된 치료를 제공할 수 있는 방법 및 장치가 본 명세서에서 설명된다.
본 명세서에는 표적 조직에 전기 에너지를 적용하기 위한 방법 및 장치(예를 들어, 전기 에너지를 적용하기 위한 어플리케이터를 포함한 장치, 시스템 등)가 설명된다. 특히, 아크 발생을 방지하거나 제한하고/하거나 아크 발생을 최소화하면서 치료 동안 적절한 접촉을 유지하는 마이크로초 미만의 펄스 전기 에너지를 표적 조직에 적용하기 위한 방법 및 장치가 본 명세서에서 설명된다. 예를 들어, 아크 완화 층, 예를 들어 전극 표면보다 낮은 전도성을 가지는 재료로 형성된 층에 의해서 덮인 전극 표면을 포함하는 전극(예를 들어, 표면 전극)이 본 명세서에서 설명된다. 아크 완화 층은 가요성일 수 있고/있거나 갭 영역에 의해서 전극 표면으로부터 분리될 수 있다. 갭 영역은 몇몇 예에서 에어 갭(air gap)일 수 있다. 이들 전극 중 임의의 것은 길이가 5 mm 이상, 7 mm 이상, 10 mm 이상, 12 mm 이상, 15 mm 이상 등을 포함한 긴 전기 전도성 표면을 가질 수 있다. 표적 조직과의 균일한 접촉을 유지하기 어려울 수 있는 매우 긴 전극의 경우에도, 본 명세서에서 설명되는 아크 완화 피복을 사용하면 높은 전기장 강도에서 마이크로초 미만의 펄스를 적용할 때 발생할 수 있는 아크 발생을 방지할 수 있다. 전극 표면은 편의상 본 명세서에서 전기 전도성 표면으로도 지칭될 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 방법 및 장치는 전극 사이에 조직을 고정하도록 구성된 2 개 이상의 전극을 가지는 어플리케이터를 포함할 수 있다. 또한, 표적 조직에 대해 구동되도록 쉽고 효과적으로 관절 연결될 수 있는 패들 영역 상에 있는 표적 조직에 대해 구동되도록 구성되는 2 개 이상의 전극 세트를 포함하는 어플리케이터가 본 명세서에서 설명된다. 본 명세서에서 설명되는 임의의 어플리케이터는 아크 완화 층에 의해 덮인 전기 전도성 표면을 포함할 수 있으며, 이는 갭 영역(예를 들어, 에어 갭)에 의해서 전기 전도성 표면으로부터 이격될 수 있거나 몇몇 구성에서는 전기 전도성 표면과 직접 접촉할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 본 명세서에서 설명되는 임의의 전기 전도성 표면은 전하 축적(charge accumulation)을 방지하는 둥근 에지(필렛(fillet)(들))를 포함할 수 있다.
예를 들어, 본 명세서에는 제 1 전기 절연 지지체; 제 1 전기 절연 지지체에 의해서 지지되고 제 1 전극 표면을 포함하는 제 1 전극; 제 1 전극 표면을 덮는 제 1 아크 완화 층; 제 1 전기 절연 지지체 또는 제 2 전기 절연 지지체에 의해 지지되고 제 2 전극 표면을 포함하는 제 2 전극; 및 제 2 전극을 덮는 제 2 아크 완화 층을 포함하며; 제 1 전극과 제 2 전극은 아크 발생 없이 적어도 0.1 kV의 진폭과 1000 나노초 미만의 지속시간을 가지는 전기 펄스를 전달하도록 구성되는 전극 장치가 또한 설명된다.
또한, 본 명세서에는 제 1 전기 절연 지지체; 제 1 전기 절연 지지체에 의해서 지지되고 제 1 전극 표면을 포함하는 제 1 전극; 및 제 1 전기 절연 지지체 또는 제 2 전기 절연 지지체에 의해 지지되고 제 2 전극 표면을 포함하는 제 2 전극을 포함하며; 제 1 전극과 제 2 전극은 그들 사이에 적어도 0.1 kV의 진폭을 가지는 전기 펄스를 전달하도록 구성되며, 제 1 전극은 제 1 전극 표면 위 또는 주위에 제 1 둥근 에지를 포함하고 제 2 전극은 전극 표면 위 또는 주위에 제 2 둥근 에지를 포함하며, 제 1 및 제 2 둥근 에지는 전기 펄스를 전달할 때 제 1 전극과 제 2 전극 사이의 아크 발생을 감소시키거나 제거하도록 구성되는(예를 들어, 아크 발생을 제한하도록 구성되는) 전극 장치가 설명된다. 제 1 전극 표면은 조직 대향 또는 조직 접촉 표면일 수 있고 제 2 전극 표면은 조직 대향 또는 조직 접촉 표면일 수 있다. 제 1 둥근 에지는 제 1 조직 접촉 표면 위 또는 주변에 있을 수 있을 뿐만 아니라 제 1 비-조직 접촉 표면 위 또는 주변에도 있을 수 있으며, 제 2 둥근 모서리는 제 2 조직 접촉 표면 위뿐만 아니라 제 2 비-조직 접촉 표면 위 또는 주변에도 있을 수 있다. 몇몇 예에서, 둥근 에지/필렛은 예를 들어, 최대 약 30%까지 피크 전기장을 감소시키도록 구성된다. 몇몇 예에서, 전극 장치는 긴 샤프트를 포함할 수 있고, 제 1 조오(jaw)와 제 2 조오는 샤프트에 대해 각도(예를 들어, 수직)로 위치될 수 있고 곡선 또는 구부러진 구성을 가질 수 있다. 제 1 조오와 제 2 조오는 서로에 대해 축 방향으로 이동할 수 있다. 몇몇 예에서, 선택적으로, 제 1 전극 표면은 제 1 아크 완화 층에 의해 덮일 수 있고, 제 2 전극 표면은 제 2 아크 완화 층에 의해 덮일 수 있다.
이들 전극 장치 중 임의의 것은 아크 발생을 제한하도록 구성될 수 있으며, 제 1 전기 절연 지지체; 제 1 전기 절연 지지체에 의해서 지지되고, 제 1 전극 표면을 포함하는 제 1 표면 전극; 및 제 1 전기 절연 지지체 또는 제 2 전기 절연 지지체에 의해서 지지되는 제 2 표면 전극을 포함할 수 있으며; 제 2 표면 전극은 제 2 전극 표면을 포함하며, 제 1 표면 전극과 제 2 표면 전극은 그 사이에 적어도 0.1 kV의 진폭을 가지는 전기 펄스를 전달하도록 구성되며, 제 1 전극 표면은 제 1 아크 완화 층에 의해 덮이고, 제 2 전극 표면은 전기 펄스를 통과시킬 때 제 1 표면 전극과 제 2 표면 전극 사이의 아크 발생을 감소시키거나 제거하도록 구성된 제 2 아크 완화 층에 의해 덮인다.
이들 전극 장치 중 임의의 것은 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 전기 에너지를 인가하기 위한 어플리케이터를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 전극 장치는 3 개 이상, 4 개 이상, 5 개 이상 등과 같은 2 개 이상의 전극(예를 들어, 표면 전극)을 포함할 수 있다. 전극 장치는 손에 쥐거나 로봇식으로 쥐거나 둘 모두일 수 있다. 전극 장치는 긴 몸체 및/또는 손잡이 영역을 포함할 수 있다. 전극 장치는 재사용 가능한 어플리케이터 핸들에 (기계적으로 및/또는 전기적으로)커플링되는 팁 또는 팁 영역으로 구성될 수 있다. 몇몇 예에서 전극 장치는 (예를 들어, 단일 치료 세션에서 또는 단일 환자에게 사용하기 위한)일회용이거나 제한된 용도일 수 있다. 몇몇 예에서 전극 장치는 재사용, 예를 들어 살균 가능할 수 있다.
이들 장치 중 임의의 것은 하나 이상의 전기 절연 지지체를 포함할 수 있다. 전기 절연 지지체는 전극이 유지되고/되거나 형성되는 전기 절연 재료로 형성될 수 있다. 중합체 재료를 포함한 임의의 적절한 전기 절연 지지 재료가 사용될 수 있다. 예를 들어, 전기 절연 지지체는 폴리에틸렌(PE), 폴리염화비닐(PVC), 폴리프로필렌(PP) 및 폴리아미드(PA)로 형성될 수 있다. 전기 절연 지지체는 치료할 조직과의 접촉을 돕기 위해서 평평한 표면이나 곡선 표면과 같은 어플리케이터 표면에 형성될 수 있다. 몇몇 경우에는 전기 절연 지지체가 패들, 조오 아암(jaw arm), 또는 전극을 고정하고 지지하는 기타 구조물로 형성될 수 있다. 몇몇 예에서 장치(예를 들어, 어플리케이터 장치)는 2 개 이상의 별도의 전기 절연 지지체를 포함할 수 있으며, 각각은 하나 이상의 전극(예를 들어, 어레이)을 지지한다.
본 명세서에서 설명되는 전극은 마이크로초 미만(예를 들어, 나노초) 에너지를 조직 표면에 적용하도록 구성될 수 있는 플레이트 또는 표면 전극을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 장치 중 임의의 것에서, 표면 전극은 치료될 조직에 대해(예를 들어, 조직의 표적 영역에 대해) 유지되도록 구성될 수 있다. 표면 전극은 실질적으로 평평할 수 있거나 평평한 조직 접촉 표면을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 표면 전극은 원형, 타원형, 육각형, 정사각형, 직사각형 등과 같은 임의의 적절한 형상을 가질 수 있다. 몇몇 예에서, 본 명세서에서 설명되는 표면 전극은 폭보다 긴 길이를 가지는 긴 형상이다. 몇몇 예에서, 본 명세서에서 설명되는 전극은 폭의 2배보다 큰(2.5배 이상, 3배 이상, 4배 이상, 5배 이상 등) 길이를 가진다. 예를 들어, 전극의 길이는 2 mm 이상, 3 mm 이상, 4 mm 이상, 5 mm 이상, 6 mm 이상, 7 mm 이상, 8 mm 이상, 9 mm 이상, 10 mm 이상, 11 mm 이상, 12 mm 이상, 13 mm 이상, 14 mm 이상, 15 mm 이상 등일 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 장치 중 임의의 것에서, 전극은 전극 표면을 포함할 수 있다. 전극 표면은 조직에 인접하도록 구성된 전극의 면일 수 있다. 전극 표면은 실질적으로 평평할 수 있거나, 구부러지거나 굽혀질 수 있거나(예를 들어, 약간), 그렇지 않으면 표적 조직 표면에 대해 고정되도록 구성될 수 있다. 몇몇 예에서 전극 표면은 전도성 금속(예를 들어, 은, 스테인리스 스틸 등)과 같은 전기 전도체로 형성된다. 몇몇 예에서 전극 표면은 전기 전도성 폴리머로 형성된다. 몇몇 예에서 전극 표면은 와이어로 형성된다.
본 명세서에서 설명되는 임의의 전극은 또한 전극 표면을 덮는 아크 완화 층을 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 아크 완화 층은 강성일 수 있고, 다른 예에서 아크 완화 층은 멤브레인(membrane), 코팅 등일 수 있는 유연한 재료로 형성될 수 있다. 아크 완화 층은 전극 표면의 전도성보다 약간 낮거나, 대략 동일하거나, 클 수 있는 전도성(예를 들어, 20 ℃에서 S/m)을 가지는 전도성을 가지는 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 아크 완화 층의 전도도는 약 0.001 S/m 내지 약 20 S/m(예를 들어, 약 0.01 S/m 내지 약 10 S/m, 약 0.1 S/m 내지 약 8 S/m, 약 0.1 S/m 내지 약 5 S/m, 약 0.1 S/m 내지 약 10 S/m, 약 0.1 S/m 내지 약 4 S/m, 약 0.1 S/m 내지 약 3 S/m, 약 0.1 S/m 내지 약 2 S/m 등, 약 0.1 S/m 내지 약 1 S/m, 약 0.01 S/m 내지 약 5 S/m, 약 0.01 S/m 내지 약 3 S/m 등)일 수 있다. 예를 들어, 아크 완화 층은 목표 범위(예를 들어, 약 0.001 S/m 내지 약 5 S/m) 내의 전도성을 갖도록 도핑되거나 달리 처리된 중합체 재료로 형성될 수 있다. 중합체 재료는 실리콘 등과 같은 유연한 중합체 재료일 수 있으나 이에 제한되지는 않는다. 도핑 재료(본 명세서에서는 충전 재료 또는 충전재로 지칭됨)는 예를 들어, 탄소(예를 들어, 탄소 나노튜브)와 같은 전도성 재료일 수 있다. 예를 들어, 아크 완화 층은 전도성 충전재(예를 들어, 탄소 나노튜브)를 포함하는 실리콘 중합체를 포함할 수 있다.
일반적으로 아크 완화 층은 전극 표면을 덮을 수 있다. 몇몇 예에서 아크 완화 층은 전극 표면 상에 직접 적층된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 아크 완화 층은 그 사이에 갭 또는 공간을 두고 전기 전도성 층 위에 부착될 수 있다. 갭 또는 공간은 에어 갭일 수도 있고, 비-전도성 유체(예를 들어, 공기, 순수(pure water), 오일 등)로 형성된 갭일 수도 있다. 비-전도성 유체는 압축될 수 있다. 비-전도성 유체는 아크 완화 층과 전극 표면 사이의 갭 영역과 유체 연통하는 전극의 다른 부분 내로 변위되도록 구성될 수 있다. 몇몇 예에서, 비-전도성 유체(예를 들어, 공기)는 아크 완화 층의 개구를 통해 밖으로 배출될 수 있다. 아크 완화 층은 아크 완화 층이 갭 영역에 의해 전기 전도성 전극 표면으로부터 분리되는 완화된 구성을 가지도록 구성될 수 있으며; 힘(예를 들어, 압력, 압축력, 진공 등)이 홀드에 적용되거나 전극에 대해 표적 조직을 구동할 때, 아크 완화 층은 전극 표면에 대해 구동되어 전기 에너지(예를 들어, 마이크로초 미만의 펄스 전기를 허용함) 에너지)를 적용한다.
예를 들어, 이들 장치 중 임의의 것은 작동되지 않은 상태(전기 전도성 표면에 대해 아크 완화 층을 구동하기 위해서 힘이 가해지지 않을 때)의 아크 완화 층과 전극 표면 사이의 갭 영역을 포함할 수 있다. 힘이 표면 전극에 대해(예를 들어, 아크 완화 층에 대해) 가해질 때, 아크 완화 층은 갭 영역을 붕괴시키는 전기 전도성 표면을 향해 구동될 수 있다. 언급한 바와 같이, 갭 영역은 예를 들어, 에어 갭일 수 있다. 따라서, 아크 완화 층은 힘이 아크 완화 층에 가해질 때 전기 전도성 표면에 대해 편향되도록 구성될 수 있다.
갭 영역은 임의의 적절한 간격일 수 있다. 예를 들어, 갭 영역은 아크 완화 층과 전극 표면을 분리하는 폭을 가질 수 있으며, 그 폭은 약 0.1 mm 이상, 약 0.2 mm 이상, 약 0.3 mm 이상, 약 0.4 mm 이상, 약 0.5 mm 이상, 약 0.1 mm 내지 5 mm, 약 0.2 mm 내지 5 mm, 약 0.3 mm 내지 5 mm, 약 0.4 mm 내지 5 mm, 약 0.5 mm 내지 5 mm 등이다.
본 명세서에서 설명되는 임의의 장치는 2 개 이상의 전극을 포함할 수 있으며, 각각은 그 자신의 전극(예를 들어, 표면 전극) 및 아크 완화 층을 포함한다. 실제로 동일한 아크 완화 층은 하나 이상의 전극을 형성하는 데 사용되지만 서로 전기적으로 절연될 수 있다(따라서 본 명세서에서는 제 1 아크 완화 층, 제 2 아크 완화 층, 등과 같은 상이한 아크 완화 층으로 지칭될 수 있다). 몇몇 예에서 아크 완화 층은 절연 지지체에 고정될 수 있다. 예를 들어, 아크 완화 층은 절연 지지체에 접착식으로 고정되거나, 절연 지지체 등에 고정되거나 용접될 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 아크 완화 층은 몇몇 예에서 아크 완화 멤브레인으로 지칭될 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 아크 완화 층은 밑에 있는 전극 표면을 완전히 덮을 수 있다.
일반적으로, 본 명세서에서 설명되는 전극은 아크 없이 적어도 0.1 kV의 진폭과 1000 나노초 미만의 지속시간을 가지는 전기 펄스를 전달하도록 구성된다. 예를 들어, 본 명세서에서 설명되는 장치는 약 1 kV 이상, 약 2 kV 이상, 약 3 kV 이상, 약 5 kV 이상, 약 6 kV 이상, 약 7 kV 이상, 약 8 kV 이상, 약 9 kV 이상, 약 10 KV 이상, 약 0.1 kV 내지 약 100 kV, 약 1 kV 내지 약 100 kV, 약 3 kV 내지 약 100 kV 사이, 약 5 kV 내지 약 100 kV 등의 진폭을 가지는 전기 펄스를 전달하도록 구성될 수 있다. 펄스는 마이크로초 미만의 펄스(예를 들어, 약 1000 ns 미만, 예를 들어 약 1 ns 내지 약 1000 ns, 약 1 ns 내지 약 950ns, 약 1 ns 내지 약 900 ns, 약 5 ns 내지 1000 ns, 약 5 ns 내지 약 950 ns, 약 5 ns 내지 약 900 ns 등)일 수 있다.
이들 장치 중 임의의 것은 클램핑(clamping) 또는 파지 어플리케이터(grasping applicator)로서 구성될 수 있다. 예를 들어, 이들 장치 중 임의의 것은 어플리케이터의 제 1 조오에 있는 제 1 전극을 포함할 수 있고, 제 2 전극은 어플리케이터의 제 2 조오에 있다. 제 1 조오와 제 2 조오는 치료할 조직을 그 사이에 고정하기 위해서 서로에 대해 개폐되도록 구성될 수 있다. 조오는 제 1 표면 전극과 제 2 표면 전극이 서로(예를 들어, 평행한 개방 조오) 평행을 유지하게 개폐되도록 구성될 수 있다. 조오는 가위(scissor)와 같은 방식으로 개방되도록 구성될 수 있다. 조오는 하나의 조오가 다른 조오에 대해 이동하도록 구성될 수 있으며; 예를 들어 제 1 조오는 제 2 조오에 대해 축 방향으로 이동하도록(또는 그 반대로) 구성될 수 있다.
전극은 서로 마주하는 표면과 같은 조오의 클램핑 표면 상에 있을 수 있다. 대안적으로, 전극은 조오의 측면에 있을 수 있으므로, 조오를 개방하거나 폐쇄하면 전극 사이의 간격이 증가하거나 감소하지만 전극 사이의 조직이 고정되지는 않는다.
몇몇 예에서, 전극은 반대편 조오 상에 있는 것이 아니라 동일한 지지 구조물 상에 있다. 지지 구조물은 사용자가 전극 사이의 간격을 조정할 수 있도록(또는 몇몇 예에서는 자동으로) 확장하거나 수축하도록 구성될 수 있다. 몇몇 예에서, 장치는 전극 및/또는 조오 사이의 간격을 검출하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 장치는 선형 전위차계(linear potentiometer)를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 제 1 전극과 제 2 전극은 고정된 거리만큼 분리될 수 있다. 몇몇 예에서 전극은 조직과의 더 나은 접촉을 허용하고/하거나 치료 영역을 조정하기 위해서 관절 연결될 수 있는 패들(paddle) 구조물에 배열된다.
언급된 바와 같이, 제 1 표면 전극 및 제 2 표면 전극은 각각, 예를 들어 폭보다 더 큰 길이를 가지는 긴 표면 전극을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전극 표면은 길쭉할 수 있고, 폭보다 긴 길이를 가질 수 있다. 일 예에서, 표면 전극(들), 예를 들어 제 1 전극 및/또는 제 2 표면 전극은 길이가 5 mm보다 길게 연장될 수 있다. 아크 완화 층을 포함하는 임의의 예에서, 아크 완화 층은 전극 표면 자체보다 전극 표면 위로 연장될 수 있거나, 전극 표면과 동일한 크기일 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 임의의 전극은 전극 표면에 둥근 에지/필렛(edge/fillet)을 포함할 수 있으며, 이는 아크 가능성을 또한 또는 추가로 감소시킬 수 있다.
전극(예를 들어, 제 1 표면 전극 및 제 2 표면 전극)은 임의의 적절한 전도성 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 표면 전극은 스테인리스 스틸로 형성될 수 있다.
임의의 이들 장치에서, 아크 완화 층(들), 예를 들어 제 1 및 제 2 아크 완화 층은 가요성 멤브레인을 포함할 수 있다.
이들 장치 중 임의의 것은 전극(들)에 대해 조직을 끌어당기기 위해서 흡입을 가하도록 구성된 절연 지지체(들)를 통한 하나 이상의 흡입 포트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 장치는 표면 전극 사이, 표면 전극 아래, 표면 전극 주변 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 표면 전극에 인접한 하나 이상의 흡입 포트를 포함할 수 있다. 따라서, 조직과 표면 전극 사이의 접촉을 보장하기 위해서 어플리케이터를 통과하거나 어플리케이터와 연통하는 흡입 채널을 통해 예를 들어, 원위 단부로부터 흡입이 적용될 수 있다. 몇몇 예에서 흡입은 전극 표면에 대해 아크 완화 층을 구동하는 데 사용될 수 있다.
예를 들어, 고전압, 마이크로초 미만 펄스에서 큰 표면 전극과 함께 사용될 때에도 아크 발생을 제한하거나 방지할 수 있는 전극 장치가 본 명세서에서 설명된다. 전극 장치는 제 1 전기 절연 지지체; 제 1 전기 절연 지지체에 의해 지지되고, 제 1 전극 표면을 포함하는 제 1 표면 전극; 제 1 전극 표면을 덮고, 제 1 갭 영역에 의해서 제 1 전극 표면으로부터 분리되는 제 1 가요성 아크 완화 층; 제 1 전기 절연 지지체 또는 제 2 전기 절연 지지체에 의해 지지되고, 제 2 전극 표면을 포함하는 제 2 표면 전극; 및 제 2 표면 전극을 덮는 제 2 가요성 아크 완화 층을 포함할 수 있으며; 제 2 가요성 아크 완화 층은 제 2 갭 영역에 의해서 제 2 전극 표면으로부터 분리되며, 제 1 전극과 제 2 전극은 아크 없이 적어도 0.1 kV의 진폭과 1000 나노초 미만의 지속시간을 가지는 전기 펄스를 전달하도록 구성된다.
또한, 조직을 치료하기 위해서 이들 장치 중 임의의 것을 사용하는 방법이 본 명세서에서 설명된다. 이들 방법은 이에 제한되지 않지만, 자궁내막증(endometriosis) 치료 방법, 성대 병변(vocal cord lesion)(예를 들어, 성대 폴립(vocal cord polyp), 결절(nodule) 및/또는 낭종(cyst)) 치료 방법, 심장 조직 치료(예를 들어, 심방세동(atrial fibrillation) 치료) 방법 등과 같이 특정 적응증을 치료하는 데 특정한 방법일 수 있다. 예를 들어, 펄스 전기장 에너지를 표적 조직에 인가하는 방법은 제 1 전극 표면의 적어도 일부분을 덮는 제 1 아크 완화 층이 제 1 전극 표면에 대해 구동되도록 표적 조직에 대해 제 1 표면 전극을 가압하는 단계; 제 2 전극 표면의 적어도 일부분을 덮는 제 2 아크 완화층이 제 2 전극 표면에 대해 구동되도록 표적 조직에 대해 제 2 표면 전극을 가압하는 단계; 및 제 1 전극 표면과 제 2 전극 표면 사이의 아크 발생을 완화 또는 방지하면서 표적 조직을 치료하기 위해서 제 1 표면 전극과 제 2 표면 전극 사이에 0.1 kV보다 큰 진폭과 1000 나노초 미만의 지속시간을 가지는 복수의 전기 펄스를 인가하는 단계를 포함할 수 있다.
방법의 몇몇 예에서, 제 1 아크 완화 층 및 제 2 아크 완화 층 대신에, 제 1 전극과 제 2 전극 사이의 아크 발생을 완화하거나 방지하면서 조직을 치료하기 위해서 둥근 에지가 제 1 및 제 2 전극에 사용된다. 이들 방법 중 임의의 방법은 표적 조직을 그 사이에서 압축함으로써 표적 조직에 대해 압력을 가하는 제 1 및 제 2 표면 전극을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 표면 전극을 표적 조직에 고정하기 위해서 제 1 및 제 2 표면 전극을 고정하는 어플리케이터로부터 흡입을 적용함으로써 제 1 및 제 2 표면 전극을 표적 조직에 대해 가압할 수 있다. 아크 완화 층을 가지는 예에서, 제 1 표면 전극은 제 1 아크 완화 층이 제 1 아크 완화 층과 제 1 전극 표면 사이의 제 1 에어 갭을 변위시키도록 표적 조직에 대해 가압될 수 있다. 제 2 표면 전극은 제 2 아크 완화 층이 제 2 아크 완화 층과 제 2 전극 표면 사이의 제 2 에어 갭을 변위하도록 표적 조직에 대해 가압될 수 있다.
표적 조직에 대해 제 1 표면 전극을 가압하는 것은 제 1 전극 표면의 둥근 에지가 표적 조직과 접촉하도록 제 1 전극 표면을 가압하는 것을 포함할 수 있다.
제 1 아크 완화 층은 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 제 1 전극 표면의 전기 전도도보다 작은 전기 전도도를 가질 수 있다.
아크 발생을 완화 또는 방지하면서 조직을 치료하는 것은 제 1 전극 표면과 제 2 전극 표면의 조직과 접촉하지 않는 부분 또는 영역 사이의 아크 발생을 완화하거나 방지하는 것을 포함할 수 있다.
방법은 언급된 바와 같이 자궁내막증을 치료하는 방법일 수 있다. 예를 들어, 몇몇 예에서 표적 조직에 대해 제 1 표면 전극을 가압하는 것은 자궁내막 조직에 대해 제 1 표면 전극을 가압하는 것을 포함한다.
방법은 언급된 바와 같이 성대/성대 주름(vocal fold)을 치료하는 방법일 수 있다. 예를 들어, 표적 조직에 대해 제 1 표면 전극을 가압하는 것은 성대 조직에 대해서 제 1 표면 전극을 가압하는 것을 포함할 수 있다.
방법은 언급된 바와 같이 심장 조직을 치료하는 방법일 수 있다. 예를 들어, 표적 조직에 대해서 제 1 표면 전극을 가압하는 것은 심장 조직에 대해서 제 1 표면 전극을 가압하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 구현예에서, 심장 조직에 펄스 전기장 에너지를 인가하는 방법이 제공되고, 이는 심장 조직의 제 1 위치에 대해서 제 1 전극의 제 1 전극 표면을 가압하는 단계로서, 제 1 전극은 제 1 전극 표면 위 또는 주위에 둥근 에지를 포함하는, 단계; 심장 조직의 제 2 위치에 대해서 제 2 전극의 제 2 전극 표면을 가압하는 단계로서, 제 2 전극은 제 2 전극 표면, 제 1 및 제 2 둥근 에지 위 또는 그 주위에 제 2 둥근 에지를 포함하는, 단계; 및 제 1 전극과 제 2 전극 사이의 아크 발생을 완화 또는 방지하면서 심장 조직을 치료하기 위해서 제 1 표면 전극과 제 2 표면 전극 사이에 0.1 kV보다 큰 진폭과 1000 나노초 미만의 지속시간을 가지는 복수의 전기 펄스를 인가하는 단계를 포함할 수 있다.
펄스 전기장 에너지를 표적 조직에 적용하는 방법은 표적 조직에 대해서 제 1 표면 전극을 가압하는 단계로서, 제 1 표면 전극은 제 1 가요성 아크 완화 층으로부터 제 1 에어 갭만큼 분리된 제 1 전기 전도성 표면을 포함하여, 제 1 아크 완화 층이 제 1 전기 전도성 표면의 적어도 하나의 영역에 걸쳐 제 1 전기 전도성 표면에 대해 구동하게 되는, 단계; 제 2 표면 전극을 표적 조직에 대해서 가압하는 단계로서, 제 2 표면 전극은 제 2 가요성 아크 완화 층으로부터 제 2 에어 갭만큼 분리된 제 2 전기 전도성 표면을 포함하여, 제 2 아크 완화 층이 제 2 전기 전도성 표면의 적어도 하나의 영역에 걸쳐 제 2 전기 전도성 표면에 대해 구동하게 되는, 단계; 및 제 1 전기 전도성 표면과 제 2 전기 전도성 표면 사이의 아크 없이 조직을 치료하기 위해서 제 1 표면 전극과 제 2 표면 전극 사이에 0.1 kV보다 큰 진폭과 1000 나노초 미만의 지속시간을 가지는 복수의 전기 펄스를 인가하는 단계를 포함할 수 있다.
펄스 전기장 에너지를 표적 조직에 인가하는 방법은 제 1 전극 표면의 적어도 일부분을 덮는 제 1 아크 완화 층이 제 1 전극 표면에 대해 구동되도록 표적 조직에 대해서 제 1 표면 전극을 가압하는 단계; 제 2 전극 표면의 적어도 일부분을 덮는 제 2 아크 완화 층이 제 2 전극 표면에 대해 구동되도록 표적 조직에 대해서 제 2 표면 전극을 가압하는 단계; 및 제 1 전극 표면과 제 2 전극 표면 사이의 아크을 완화 또는 방지하면서 표적 조직을 치료하기 위해서 제 1 표면 전극과 제 2 표면 전극 사이에 0.1 kV보다 큰 진폭을 가지는 복수의 전기 펄스를 인가하는 단계를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 장치는 복강경 적응증(laparoscopic indication)에 특히 적합할 수 있다. 이들 장치는 신체 내강(body lumen) 내의 조직 표면을 치료하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 이들 장치는 (여성 생식계 조직(female reproductive system tissue)의 표적 조직, 예를 들어 난소, 나팔관, 자궁을 지지하는 인대(자궁천골 인대(uterosacral ligament)), 후방 막다른 부위(posterior cul-de-sac), 즉 자궁과 직장(rectum) 사이의 공간, 전방 막다른 부위, 즉 자궁과 방광(bladder) 사이의 공간, 자궁의 외부 표면, 골반강(pelvic cavity)의 내막, 그리고 몇몇 경우에는 장, 직장, 방광, 질, 자궁 경부(cervix) 및/또는 외음부(vulva)와 같은) 자궁내막증을 복강경으로 치료하는 데 사용될 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 장치는 (예를 들어, 불규칙한 심장 박동(심방세동 또는 AF)을 치료하는 데 사용되는 Maze 절차를 수행하기 위해서)심장 치료 및/또는 구강, 식도 등의 내부를 치료하는 데 특히 매우 적합할 수 있다.
예를 들어, 긴 몸체; 긴 몸체로부터 원위 방향으로 연장되고, 측면 및 측면을 따라 평행하게 연장되는 2 개 이상의 표면 전극을 포함하는 패들 영역; 긴 몸체를 패들 영역에 커플링하고, 긴 몸체를 통해 연장되는 평면에서 패들 영역을 관절 연결하도록 구성되는 관절 연결 영역; 및 원위 패들을 180도 초과(예를 들어, 190도, 200도 등)로 관절 연결하도록 구성된 제어 장치를 포함하는 근위 단부에 있는 핸들을 포함하는 장치가 본 명세서에서 또한 설명된다.
이들 장치 중 임의의 것은 긴 몸체를 포함할 수 있다. 긴 몸체는 단단할 수 있으며 직선형이거나 곡선형일 수 있다. 몇몇 예에서 긴 몸체는 신체 부위에 삽입할 수 있는 크기(예를 들어, 약 6 인치 내지 24 인치 등의 길이)이다. 긴 몸체는 손에 쥐고/쥐거나 삽입기 또는 마운트를 통해 삽입되도록 구성될 수 있다.
원위 패들 영역은 2 개 이상의 표면 전극을 지지할 수 있고 전기 절연 지지체를 포함하거나 그 일부에 형성될 수 있다. 패들 영역은 타원형일 수 있고/있거나 외상이 없는 형상의 원위 단부 영역을 가질 수 있다. 패들 영역은 측면에서 치료될 조직(표적 조직)의 표면을 접촉되도록 구성될 수 있다. 측면은 장치의 원위 단부에 수직인 측면일 수 있다. 몇몇 예에서, 이완된(관절이 없는 구성) 패들 영역은 긴 부재의 장축과 일직선이 되도록 구성된다.
관절 연결 영역은 단일 평면에서 패들 영역, 즉 표면 전극을 이동시키도록 구동되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 관절 연결 영역은 힌지 영역 또는 영역을 형성하는 일련의 힌지를 포함할 수 있다. 힌지는 하나 이상의 핀 조인트를 포함할 수 있거나 라이밍 힌지 구성(liming hinge configuration)으로 형성될 수 있다. 관절 연결 영역은 관절 연결 영역(예를 들어, 긴 하우징에 대한 패들 영역)의 근위 단부에 대해 관절 연결 영역의 원위 단부를 당기고/당기거나 밀어내는 데 사용될 수 있는 하나 이상의 힘줄(tendon)(예를 들어, 와이어, 스트링, 코드 등)에 의해 관절화될 수 있다. 관절 연결 영역은 예를 들어, 일 방향("위" 또는 "아래")으로 우선적으로 구부러지거나 구부러지지 않은 구성으로 복귀하기 위해서 일 방향으로 편향될 수 있다. 관절 연결 영역은 패들 영역이 예를 들어 ± 45도, 50도, 60도, 65도, 70도, 75도, 80도, 85도, 90도, 95도, 100도, 105도, 120도 등의 사이에서 이동하도록 단일 평면에서 구부러지도록 구성될 수 있다. 따라서, 장치는 90도, 100도, 110도, 120도, 130도, 140도, 150도, 160도, 170도, 180도, 190도, 200도, 210도 등의 이상으로 원위 패들을 관절 운동하도록 구성될 수 있다. 관절 연결 영역은 관절 조인트로 구성될 수 있다.
이들 장치 중 임의의 것은 관절 연결 영역의 관절화를 포함한, 장치의 관절화를 제어하는 제어 장치를 포함할 수 있다. 제어 장치는 핸들에 있을 수 있다. 제어 장치("관절 제어 장치")은 슬라이더, 손잡이, 풀러(puller), 다이얼 등일 수 있다. 제어 장치는 기계적이거나 전기적일 수 있다. 이들 장치 중 임의의 것은 선택된 관절 각도를 잠그고 유지하기 위한 잠금 및 잠금 제어 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 장치는 선택된 각도를 유지(잠금)하기 위한 잠금 버튼, 손잡이 등을 갖춘 관절 제어 장치를 포함할 수 있다. 로크는 기계적일 수 있으며 관절 연결 영역의 관절을 구동하도록 구성된 힘줄 또는 기어 장치의 추가 이동을 방지할 수 있다. 몇몇 예에서 로크는 기어와 폴(pawl)을 포함할 수 있다. 로크는 관절 연결 영역을 관절화하는 힘줄의 움직임을 방지하거나 제한하기 위한 마찰 로크를 포함할 수 있다.
이들 장치 중 임의의 것은 측면에 하나 이상의 흡입 포트를 포함할 수 있고 흡입을 적용하여 2 개 이상의 표면 전극을 조직 표면에 고정하도록 구성될 수 있다.
몇몇 예에서, 패들 영역은 상대적으로 평평할 수 있으며, 한쪽에는 평평하거나 곡선형 측면 표면이 있고 반대쪽 측면도 역시 평평하거나 곡선이며 폭만큼 분리된다. 폭은 비교적 얇을(예를 들어, 1 mm 내지 10 mm, 1 mm 내지 7 mm, 1 mm 내지 6 mm 등) 수 있다. 측면의 반대쪽(뒷면)은 패들 영역의 뒷면을 지칭할 수 있다. 몇몇 예에서, 패들 영역의 후면은 전기 절연체를 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 후면은 표면 전극의 제 2 세트를 포함할 수 있다. 장치는 사용자(또는 로봇 제어기와 같은 제어기)가 패들 영역의 측면에 있는 표면 전극 세트 또는 뒷면에 있는 전극 세트로부터 에너지를 인가하는 것 중에서 선택할 수 있도록 구성될 수 있다. 따라서, 장치는 측면 상의 표면 전극들의 제 1 세트와 뒷면 상의 표면 전극들의 제 2 세트 사이를 다중화하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 핸들 영역은 전극 세트 사이를 전환하기 위한 제어 장치(예를 들어, 스위치)를 포함할 수 있다. 따라서, 이들 장치 중 임의의 것은 측면의 반대편인 패들 영역의 뒷면에 있는 2 개 이상의 표면 전극의 제 2 세트 및 측면 상의 2개 이상의 표면 전극 또는 패들 영역 뒷면에 있는 2 개 이상의 표면 전극의 2 세트를 작동시키도록 구성된 제어 장치를 포함할 수 있다.
몇몇 예에서, 측면은 평평한 측면이다. 대안적으로, 측면은 (예를 들어, 10 mm보다 큰 곡률 반경을 가지는)곡선형, 예를 들어 약간 곡선형일 수 있으며; 측면은 장축(근위 축에서 원위 축까지)에 수직인 축에서 곡선형일 수 있다. 대안적으로, 몇몇 예에서 패들 영역, 특히 패들 영역은 장축에서 곡선일 수 있다.
이들 장치 중 임의의 장치(도 3 내지 도 9에 도시된 장치 포함)는 서로에 대한 표면 전극의 간격이 조정될 수 있도록 구성될 수 있다. 몇몇 예에서 패들 영역은 패들 영역(및 몇몇 예에서는 패들 영역의 측면)이 측면으로 확장되어 2 개 이상의 표면 전극 사이의 간격을 증가시키도록 폭이 (예를 들어, 장축에 수직인 방향으로)확장되도록 구성될 수 있다. 장치는 제어 장치, 예를 들어 2 개 이상의 표면 전극 사이의 간격을 증가 및 감소시키도록 구성된 핸들 상의 확장 제어 장치를 포함할 수 있다. 확장은 힘줄(와이어, 코드 등)에 의해서 구동될 수 있으며 확장되거나 확장되지 않은 구성에서 편향될 수 있다. 장치는 선택된 팽창 상태에서 패들 영역을 고정하도록 구성된 팽창 로크를 또한 포함할 수 있다.
일반적으로, 2 개 이상의 표면 전극은 3 개 이상의 표면 전극을 포함할 수 있다. 표면 전극은 위에서 설명한 것과 유사할 수 있으며, 예를 들어 표면 전극은 각각 전극 표면과 전극 표면을 덮는 아크 완화 층(예를 들어, 유연한 아크 완화 층)을 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 유연한 아크 완화 층은 갭 영역(예를 들어, 에어 갭)에 의해서 전극 표면으로부터 분리될 수 있다. 2 개 이상의 표면 전극은 둥근 에지를 가질 수 있다.
표면 전극은 5 mm 이상(예를 들어, 6 mm 이상, 7 mm 이상, 8 mm 이상, 9 mm 이상, 10 mm 이상 등)에 대해 측면의 원위에서 근위까지의 길이를 따라 평행하게 연장할 수 있다.
몇몇 예에서, 장치는 긴 몸체; 긴 몸체로부터 원위 방향으로 연장되고, 측면 및 측면을 따라 평행하게 연장되는 2 개 이상의 긴 표면 전극을 포함하는 패들 영역; 긴 몸체를 패들 영역에 커플링하고, 긴 몸체를 통해 연장되는 평면에서 패들 영역을 연결하도록 구성되는 관절 연결 영역; 및 원위 패들을 200도 이상 관절 연결하도록 구성된 제어 장치를 포함하는 근위 단부에 있는 핸들을 포함할 수 있다.
또한, 복강경 수술을 위해서 이들 장치를 사용하는 방법을 포함한(그러나 이에 제한되지는 않는) 이들 장치를 사용하는 방법이 본 명세서에서 설명된다. 예를 들어, 위에서 언급한 바와 같이, 이들 방법은 자궁내막증, 호흡기(예를 들어, 기관지) 증상, 심장 조직 및/또는 구강/비강 증상(예를 들어, 성대/성대 주름) 등을 치료하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 조직을 치료하는 방법은 긴 몸체를 포함하는 장치를 대상체의 신체에 삽입하는 단계; 관절 연결 영역의 원위 단부에 있는 패들 영역이 긴 몸체를 통해 연장되는 평면에서 이동하도록 긴 몸체의 원위 단부에서 관절 연결 영역을 구부리는 단계; 측면을 따라 평행하게 연장되는 2 개 이상의 표면 전극이 표적 조직과 접촉되도록 패들 영역의 측면을 표적 조직 영역에 대해 배치하는 단계; 및 표적 조직을 치료하기 위해서 2 개 이상의 표면 전극 사이에 0.1 kV보다 큰 진폭과 1000 나노초 미만의 지속시간을 가지는 복수의 전기 펄스를 인가하는 단계를 포함할 수 있다. 패들 영역은 긴 몸체를 통해 연장되는 평면 내에서 180도 이상 이동할 수 있다.
이들 방법 중 임의의 방법은 표적 조직의 다른 영역에 대해서 장치를 재배치하고 복수의 제 2 전기 펄스를 인가하는 것을 포함할 수 있다. 패들 영역의 측면을 표적 조직에 대해 위치시키는 것은 표면 전극을 가압하는 것을 포함할 수 있으며, 각각의 표면 전극은 타겟 조직에 대해 아크 완화 층에 의해 덮인 전기 전도성 표면을 포함하여, 각각의 표면 전극의 아크 완화 층은 각각의 표면 전극의 전기 전도성 표면에 대해 구동된다.
각각의 표면 전극의 전기 전도성 표면에 대해서 각각의 표면 전극의 아크 완화 층(가요성 층일 수 있음)을 구동하는 것은 각각의 표면 전극의 가요성 아크 완화 층과 전기 전도성 표면 사이의 갭 영역을 변위시키는 것을 포함할 수 있다. 각각의 표면 전극의 갭 영역은 에어 갭을 포함할 수 있다.
패들 영역의 측면을 표적 조직에 위치시키는 것은 패들 영역의 측면을 자궁내막 조직(endometrial tissue)에 대해 가압하는 것을 포함할 수 있다. 패들 영역의 측면을 표적 조직에 위치시키는 것은 패들 영역의 측면을 성대 조직에 대해 가압하는 것을 포함할 수 있다. 패들 영역의 측면을 표적 조직에 위치시키는 것은 패들 영역의 측면을 심장 조직에 대해 가압하는 것을 포함할 수 있다.
일반적으로, 본 명세서에서 설명되는 기술 및 특징(예를 들어, 전극 및 장치 포함)은 2021년 6월 1일자로 출원된 발명의 명칭이 "HIGH-VOLTAGE MINIMALLY INVASIVE APPLICATOR DEVICES FOR SUB-MICROSECOND PULSING"인 PCT 출원 PCT/US2021/035146호에 설명된 장치 및 방법 중 임의의 것에 사용하기 위해 적용되거나 적응될 수 있으며, 이 PCT 출원은 그 전체가 원용에 의해서 본 명세서에 포함된다.
본 명세서에 설명된 장치는 마이크로초 미만(예를 들어, 나노초) 고전압 펄스 생성을 위해서 구성된 펄스 생성기를 포함하는 임의의 펄스 생성기와 함께 사용될 수 있다. 생물학적 및 의학적 용례에 적합한 마이크로초 미만(예를 들어, 나노초), 고전압 펄스 발생기는 미국 특허 출원 번호 2008/0231337호, 미국 특허 출원 번호 2010/0038971호 및 US2021/0187292호를 포함할 수 있다. 이들 공보의 전체 내용은 원용에 의해서 본 명세서에 포함된다.
본 명세서에서 설명되는 모든 방법 및 장치는 개시된 다양한 특징의 임의의 조합으로 고려되며 본 명세서에서 설명되는 바와 같은 이점을 달성하기 위해서 사용될 수 있다.
특허 또는 출원 파일은 컬러로 실행된 적어도 하나의 도면을 포함한다. 컬러 도면이 포함된 이러한 특허 또는 특허 출원 공보의 사본은 요청 및 필요한 수수료의 지불 시 관청에서 제공될 것이다.
본 명세서에서 설명되는 방법 및 장치의 특징 및 장점에 대한 더 나은 이해는 예시적인 실시예를 제시하는 다음의 상세한 설명을 참조하여 얻어질 것이다.
도 1은 펄스 발생기를 포함한, 본 명세서에서 설명되는 시스템의 일 예를 예시한다.
도 2a 및 도 2b는 각각 본 명세서에서 설명되는 바와 같은 접촉 전극의 예의 평면도 및 사시도(단면)를 도시한다.
도 2c 및 도 2d는 본 명세서에서 설명되는 바와 같은 아크 완화 층을 포함한 접촉 전극의 예의 평면도 및 사시도(단면)를 각각 도시한다.
도 2e 및 도 2f는 본 명세서에서 설명되는 바와 같은 아크 완화 층을 포함한 접촉 전극의 다른 예의 평면도 및 사시도(단면)를 각각 도시한다.
도 2g 및 도 2h는 조직과 접촉하기 전(도 2g)과 후(도 2h)에 전극 표면과 아크 완화 층 사이에 에어 갭을 포함하는 접촉 전극의 사용을 예시한다.
도 3a 내지 도 3e는 본 명세서에서 설명되는 바와 같은 패들 영역을 포함한 어플리케이터 장치의 일 예를 도시한다.
도 4a 내지 도 4f는 본 명세서에서 설명되는 바와 같은 확장 가능한 패들 영역을 포함한 어플리케이터 장치의 예를 예시한다.
도 5a 내지 도 5c는 도 4a 내지 도 4f에 도시된 것과 유사한 장치의 다른 예의 측면도(도 5a 및 도 5b) 및 사시도(도 5c)를 예시한다.
도 6은 측면을 향하는 전극을 가지는 확장 가능한 조오를 가지는 장치의 예이다.
도 7a 및 도 7b는 확장 가능한 조오를 가지는 장치에 대한 대안적인 조오 형상의 예를 도시한다.
도 8a 내지 도 8d는 한 쌍의 클램핑 조오를 가지는 어플리케이터 장치의 다른 예를 도시한다.
도 9a 및 도 9b는 확장 가능한 조오를 가지는 장치의 추가 예를 도시한다.
도 10a는 예를 들어, 도 9a에 도시된 것과 유사한 클램핑 어플리케이터와 함께 사용될 수 있는 접촉 전극을 통한 단면의 예를 도시한다.
도 10b 내지 도 10e는 본 명세서에서 설명되는 같은 대안적인 접촉 전극 구성을 도시한다.
도 11은 아크 완화 커버 층을 가지는 접촉 전극을 포함한 클램핑 장치의 모델의 일 예를 도시한다.
도 12a 및 도 12b는 도 11에 도시된 모델을 사용하여 전기장 강도를 시뮬레이션한 결과를 도시한다.
도 13a 및 도 13b는 도 11에 도시된 모델을 사용하여 전기장 강도의 다른 시뮬레이션 결과를 도시한다.
도 14a 및 도 14b는 도 11에 도시된 모델을 사용하여 전기장 강도를 추가 시뮬레이션 결과를 도시한다.
도 15는 아크 완화 커버 층을 가지는 접촉 전극을 포함한 클램핑 장치의 모델의 다른 예를 예시한다.
도 16a 및 도 16b는 도 15에 도시된 모델을 사용하여 전기장 강도를 시뮬레이션한 결과를 도시한다.
도 17a 및 도 17b는 도 15에 도시된 모델을 사용하여 전기장 강도의 다른 시뮬레이션 결과를 도시한다.
도 18a 및 도 18b는 도 15에 도시된 모델을 사용하여 전기장 강도의 추가 시뮬레이션 결과를 도시한다.
조직에 전기 에너지를 적용하기 위한 방법 및 장치(예를 들어, 장치, 시스템 등)가 본 명세서에서 설명된다. 특히, 이들 방법 및 장치는 마이크로초 미만 펄스(예를 들어, 나노초 펄스)와 같은 높은 전기장을 적용하는 데 특히 매우 적합할 수 있다. 높은 전기장 펄스를 적용하면 특히 표적 조직과 균일하게 접촉하지 않는 전극 사이에 에너지를 적용할 때 바람직하지 않은 아크가 발생할 수 있다. 이는 전극의 크기가 제한되어 더 짧고 작은 전극이 선호되지만 더 큰 조직 영역을 치료하려면 추가 치료 단계가 필요할 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 방법 및 장치는 더 큰 표면 전극(예를 들어, 길이가 4 mm 이상, 5 mm 이상, 6 mm 이상, 7 mm 이상, 8 mm 이상, 9 mm 이상 10 mm 이상 등)과 함께 사용될 때 및/또는 균일하지 않은 조직 부위에 사용될 때에도 아크 발생을 방지하거나 최소화/제한하도록 구성된다. 더욱이, 본 명세서에서 설명되는 방법 및 장치는 치료된 조직의 전체 원하는 길이를 따라 경벽 병변(transmural lesion)을 달성할 수 있게 한다.
또한, 마이크로초 미만 펄스와 같은 높은 전기장을 사용하여 치료를 제공하기 위해서 조직에 고정할 수 있는 표면 전극을 포함하는 어플리케이터가 본 명세서에서 설명된다. 본 명세서에서 설명되는 어플리케이터의 몇몇 예는 표면 전극을 포함하는 패들 영역을 사용하여 조직 표면에 에너지를 적용하도록 구성된다. 이들 장치 중 임의의 것은 복강경으로 또는 기타 최소 침습 용례 및 절차에 사용되도록 구성될 수 있다. 이들 장치는 또한, 표면 전극(들)의 일부분이 혈액 또는 공기에 노출될 수 있는 경우(예를 들어, 조직에 고정되지 않거나 조직에 대해 압착되지 않는 경우)에도 상이한 조오의 표면 전극을 포함한 표면 전극 사이의 아크 발생을 방지하도록 구성될 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 많은 예가 높은 전계 강도, 마이크로초 미만 펄스의 사용에 대해 설명되지만, 이들 장치 및 방법 중 임의의 것은 다른 형태의 전기 에너지와 함께 사용하도록 적응될 수 있다.
복강경 장치, 카테터 등으로 구성되거나 복강경 장치의 루멘, 내시경 또는 카테터를 통해 도입되거나 사용되도록 구성될 수 있는 기구 및 장치, 어플리케이터, 어플리케이터 도구, 어플리케이터용 팁 등을 포함하는 장치가 본 명세서에서 설명된다. 또한, 아크 발생의 위험 아니면 조직 손상을 최소화하거나 피하면서, 높은 전기장 강도의 전기 펄스를 포함하지만 이에 국한되지 않는 치료 에너지를 보다 효과적으로 적용하기 위해서 이들 장치 중 임의의 것을 사용할 수 있는 환자의 치료 방법이 본 명세서에서 설명된다. 이들 어플리케이터는 최소 침습적 시술에 사용될 수 있으며, 예를 들어 아래에서 더 자세히 설명되는 바와 같은 다양한 병변, 상태, 장애 및 질병의 치료에 특히 적합할 수 있다. 이들 용례는 로봇 시스템과 같은 다양한 완전 자동화 시스템 및 부분 자동화 시스템과 함께 사용하는 데 특히 적합할 수 있다. 특히, 본 명세서에서 설명되는 장치는 본 명세서에 더 자세히 설명되는 바와 같이 다양한 상이한 발생기 시스템과 함께 사용될 수 있는 장치(예를 들어, 복강경 장치)로 구성될 수 있다.
따라서, 본 명세서에서 설명되는 장치는 수동 또는 자동화된(예를 들어, 로봇 보조) 제어를 위해서 구성될 수 있다. 몇몇 예에서 이들 장치는 로봇 의료 치료 시스템 또는 로봇 수술 시스템과 같은 로봇 시스템의 이동 가능한(예를 들어, 로봇) 아암에 장착되거나 커플링되도록 구성되는 시스템에 통합될 수 있다. 그러한 수술 시스템은 임의의 로봇식 의료 치료 시스템(미용 적용 포함)을 포괄하도록 의도되었으며 안내 기능이 있는 로봇 시스템을 포함할 수 있다는 점을 이해해야 한다. 몇몇 예에서 기구는 수술 과정 동안 로봇 시스템에 의해 안내되고 제어될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에서 설명되는 장치는 로봇 시스템의 하나 이상의 작동 채널을 통해 사용될 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 장치는 조오를 포함하는 실시예에서 조오의 개폐를 조정하고, 원위 단부 영역(예를 들어, 패들 영역)의 각도 및/또는 원위 단부 영역에서 2 개 이상의 표면 전극의 간격을 조정 및/또는 제어하는 것을 포함한, 원위 단부 영역(팁으로도 지칭됨)을 관절 연결하기 위해서 근위 방향으로 (자동 또는 수동으로)조작될 수 있는 긴 어플리케이터 도구를 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 본 명세서에서 설명되는 어플리케이터는 근위 핸들 부분, 긴 몸체 및 2 개 이상의 전극을 포함한 원위 단부 영역을 포함할 수 있다. 근위 핸들은 긴 몸체에 대한 원위 팁 영역의 각도, 긴 몸체 등에 대한 원위 단부 영역의 회전 위치를 변경하기 위해서 원위 단부 영역을 관절 연결하는 것을 포함한, 어플리케이터 도구의 원위 단부 영역을 조작하기 위한 하나 이상의 제어 장치를 포함할 수 있다. 하나 이상의 제어 장치(자동 제어 장치 포함)은 전극 쌍이나 세트(예를 들어, 음극과 양극) 또는 표면 전극 세트(음극과 양극) 사이의 거리를 조정할 수도 있다.
어플리케이터는 긴 어플리케이터 도구로 지칭될 수 있다. 긴 몸체 부분은 단단하거나, 구부릴 수 있거나, 유연할 수 있다. 몇몇 예에서 긴 몸체 부분은 카테터 또는 카테터 몸체일 수 있다.
일 양태에 따르면, 본 명세서에서 설명되는 장치는 자연 오리피스(natural orifice)(예를 들어, 입, 항문 등)을 통해 또는 작은 절개를 통해 도입되고 폐쇄 장치, 카메라, 집게, 파지기 등과 같은 추가 도구로 작동될 수 있는 최소 침습 절차에 사용하기 위한 의료 장치 및 기구를 포함한다. 몇몇 예에서, 본 명세서에서 설명되는 장치는 내시경의 작업 채널을 통해 사용될 수 있다. 몇몇 예에서, 이들 장치는 카테터로서 구성되거나 긴 카테터 몸체를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 임의의 장치 또는 시스템에서, 긴 어플리케이터는 복강경(그리고 본 명세서에서는 복강경, 복강경 장치, 또는 복강경 기구로 지칭될 수 있음)으로 구성될 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이 복강경은 하나 이상의 시각화 구성요소(예를 들어, 광섬유, 카메라, 렌즈, 필터 등)를 포함할 수 있지만 반드시 그럴 필요는 없다. 따라서, 본 명세서에서 설명되는 장치 중 임의의 것이 범주로서 구성될 수 있다. 이들 장치는 마이크로초, 나노초, 피코초 등의 펄스를 전달하도록 안전하고 안정적으로 구성될 수 있고 0.1 나노초(ns) 내지 1000 나노초 미만, 또는 1 피코초와 같이 더 짧은 펄스 폭을 가지는 전기장을 포함할 수 있으며, 이는 마이크로초 미만의 펄스 전기장으로 지칭될 수 있다. 이러한 펄스 에너지는 0.5 내지 5 kV/cm, 10 kV/cm, 20 kV/cm, 100 kV/cm 이상과 같은 높은 피크 전압을 가질 수 있다. 생물학적 세포의 치료는 0.1 Hz 내지 10,000 Hz 범위의 주파수에서 다수의 주기적 펄스를 사용할 수 있으며, 예를 들어 질병이 있는 조직이나 암성, 전암성 또는 양성 종양과 같은 비정상적인 성장에서 조절된 세포 사멸을 유발할 수 있다. 이러한 종양, 병변 또는 기타 원치 않는 성장을 고전압, 마이크로초 미만의 펄스 에너지로 선택적으로 치료하면 비-열적 특성으로 인해서 주변 조직의 정상 세포에 실질적으로 영향을 주지 않고 치료된 세포 내에서 조절된 세포 사멸을 유도할 수 있다. 대상체는 환자(인간 또는 동물을 포함한 비-인간)일 수 있다. 사용자는 대상체에 대해서 본 명세서에서 설명된 장치를 작동할 수 있다. 사용자는 의사(닥터, 외과 의사 등), 의료 기술자, 간호사 또는 기타 의료 서비스 제공자일 수 있다.
따라서, 고전압, 빠른 전기 펄스의 인가는 예를 들어, 0.1 나노초(ns) 내지 1000 나노초의 펄스 폭을 가지는 전기 펄스열(train of electrical pulse)을 인가하는 것을 포함할 수 있다. 고전압, 빠른 전기 펄스를 적용하는 것은 예를 들어, 1 kV/cm(센티미터당 킬로볼트) 내지 500 kV/cm의 피크 전압을 가지는 마이크로초 미만의 전기 펄스열을 적용하는 것을 포함할 수 있다. 고전압, 빠른 전기 펄스를 인가하는 것은 예를 들어, 0.1 Hz 내지 10,000 Hz의 주파수에서 마이크로초 미만의 전기 펄스열을 인가하는 것을 포함할 수 있다.
예를 들어, 조직을 치료하기 위한 장치가 본 명세서에서 설명된다. 예를 들어, 치료 어플리케이터의 조오 사이에 끼워질 수 있는 조직을 포함한 임의의 적절한 조직이 치료될 수 있다. 본 개시의 장치 및 방법으로 치료될 수 있는 조직의 몇몇 예는 하나 이상의 기관(예를 들어, 인두(pharynx), 식도, 위, 소장, 대장, 간, 담낭, 장간막(mesentery), 췌장, 후두, 기관, 기관지, 폐, 횡격막, 신장, 방광, 요도, 난소, 나팔관, 자궁, 질, 고환, 부고환, 정관, 전립선, 구요도선, 뇌하수체, 송과선(pineal gland), 갑상선, 부신, 심장, 동맥, 정맥 (예를 들어, 폐정맥), 림프절, 림프관, 비장(spleen), 흉선(thymus), 피부, 눈꺼풀, 입술, 혀, 귀, 코, 성대 등)을 포함한다. 몇몇 예에서, 본 명세서에서 설명되는 장치 및 방법은 최소 침습 요법의 일부로서 이들 조직 중 하나 이상을 치료하는 데 사용될 수 있다. 몇몇 예에서 치료법은 암, 심장 질환, 자궁내막증 등을 치료하기 위한 것일 수 있다. 몇몇 예에서, 본 명세서에서 설명되는 방법 및 장치는 암성, 전암성, 양성 또는 비-악성 종양(non-malignant tumor), 병변 또는 성장을 포함한 종양 또는 종양들을 치료하는데 사용될 수 있다.
이들 장치 중 임의의 것은 펄스 발생기와 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에서 설명되는 바와 같은 긴 어플리케이터 도구(예를 들어, 관절 연결되는 원위 단부 영역을 가지는 몇몇 예에서 그의 원위 단부 영역에 전극 세트를 포함하는 긴 몸체); 및 적어도 0.1 kV의 진폭 및 1000 나노초 미만의 지속시간을 가지는 것과 같은 복수의 전기 펄스를 생성하도록 구성된 펄스 생성기를 포함할 수 있는 조직을 치료하기 위한 시스템이 본 명세서에서 설명된다. 시스템은 커넥터, 예를 들어 긴 어플리케이터 도구를 펄스 발생기에 커플링하도록 구성된 고전압 커넥터를 포함할 수 있으며, 펄스 발생기는 고전압 커넥터에 연결되도록 구성된 포트를 포함한다.
도 1은 긴 어플리케이터(102)(개략적으로 도시됨), 펄스 발생기(107), 풋스위치(footswitch)(103) 및 사용자 인터페이스(104)를 포함할 수 있는 고전압, 전기 에너지의 빠른 펄스를 전달하기 위한 시스템(100)(본 명세서에서는 고전압 시스템 또는 서브-마이크로초 생성 시스템으로도 지칭됨)의 일 예를 예시한다. 시스템(100)은 하나 이상의 기관(예를 들어, 인두, 식도, 위, 소장, 대장, 간, 담낭, 장간막, 췌장, 후두, 기관, 기관지, 폐, 횡격막, 신장, 방광, 요도, 난소, 나팔관, 자궁, 질, 고환, 부고환, 정관, 전립선, 구요도선, 뇌하수체, 송과선, 갑상선, 부신, 심장, 동맥, 정맥, 림프절, 림프관, 비장, 흉선, 피부, 눈꺼풀, 입술, 혀, 귀, 코, 성대 등)의 조직을 포함한 조직을 치료하기 위해서 고전압 전기 에너지 펄스를 제공할 수 있다. 몇몇 예에서, 본 명세서에서 설명되는 장치 및 방법은 최소 침습 요법의 일부로서 이들 조직 중 하나 이상을 치료하는 데 사용될 수 있다. 위에서 언급한 바와 같이, 몇몇 예에서 본 명세서에서 설명되는 방법 및 장치는 암성, 전암성, 양성 또는 비-악성 종양, 병변 또는 성장을 포함하는 종양 또는 종양을 치료하는 데 사용될 수 있다. 일부 다른 예에서, 본 명세서에서 설명되는 방법 및 장치는 임의의 가능한 조직 또는 세포를 치료하는 데 사용될 수 있다.
풋스위치(103)는 케이블 및 커넥터(106)를 통해 하우징(105)(전자 구성요소를 둘러쌀 수 있음)에 연결된다. 긴 어플리케이터 도구(102)는 전극을 포함할 수 있으며 케이블(137)을 통해 하우징(105)과 그 내부의 전자 구성요소 및 높은 전압 커넥터(112)에 연결된다. 고전압 시스템(100)은 또한 핸들(110) 및 보관 서랍(storage drawer)(108)을 포함할 수 있다. 시스템(100)은 또한 긴 어플리케이터 도구(102)를 유지하도록 구성될 수 있는 홀더(예를 들어, 홀스터(holster), 캐리어 등)(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 시스템(100)은 시스템(100) 내의 펄스 제어 요소에 신호를 보내거나 펄스 발생기의 작동을 제어할 수 있는 제어기(144)(도 1에 개략적으로 도시됨)를 포함할 수 있다. 제어기(144)는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있고 펄스 발생기에 직접적으로 또는 간접적으로 커플링될 수 있다. 제어기는 하나 이상의 입력으로부터 입력을 수신할 수 있고 하나 이상의 출력(예를 들어, 모니터/터치스크린/인터페이스 등)에 출력을 제공할 수 있다. 제어기(144)는 미세 제어기일 수 있다. 제어기는 제어 회로를 포함할 수 있고 메모리, 통신(예를 들어, 무선 및/또는 유선) 회로 등을 포함하거나 이와 커플링될 수 있다.
인간 조작자는 예를 들어, 그러한 매개변수를 숫자 키패드 또는 인터페이스(104)의 터치 스크린에 입력함으로써 펄스 수, 진폭, 펄스 지속시간 및 주파수 정보를 선택할 수 있다. 몇몇 예에서 펄스 폭은 다양할 수 있다. 제어기(144)는 시스템(100) 내의 펄스 제어 요소에 신호를 보낼 수 있다. 몇몇 예에서, 제어 신호를 허용하는 동시에 서브-마이크로초 펄스 생성 시스템(100)을 가지는 금속 캐비닛의 내용물, 예를 들어 고전압 회로를 외부로부터 전기적으로 격리시키는 광섬유 케이블이 사용된다. 시스템을 더욱 전기적으로 격리하기 위해서, 시스템(100)은 벽면 콘센트로부터 전원을 공급받는 대신에 배터리로 전원을 공급받을 수 있다.
긴 어플리케이터 도구(102)는 손으로 잡을 수 있거나(예를 들어, 사용자에 의해서) 로봇 시스템의 이동 가능한 아암에 부착될 수 있으며, 그 작동은 컴퓨터-제어를 포함한, 적어도 부분적으로 자동화되거나 완전히 자동화될 수 있다.
도 2a 내지 도 2h는 본 명세서에서 설명되는 임의의 장치와 함께 사용될 수 있는 표면 또는 평판 전극과 같은 비-침투형 전극의 예를 예시한다. 예를 들어, 도 2a 및 도 2b는 전기 절연 지지체(207)를 포함하는 표면 전극 조립체(200)의 예를 도시한다. 전기 절연 지지체는 임의의 절연 재료(예를 들어, PE, PVC, PP 및/또는 PA와 같은 중합체 재료)로 형성될 수 있다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 전극(205)은 임의의 날카롭거나 갑작스러운 에지를 나타내지 않도록 구부러지는 노출(예를 들어, 상부) 전극 표면(208)을 포함한다. 이러한 예에서, 전극 표면의 모든 에지는 예를 들어 약 1 mm 이상의 곡률 반경을 가지는 (예를 들어, 필렛 포함하는)도 2a에 도시된 바와 같이 둥글게 처리된다(206). 도 2a는 평면도를 도시하는 반면에, 도 2b는 단면(B-B')을 통한 사시도를 도시한다. 전극(205)은 임의의 적절한 전기 전도성 재료로 형성될 수 있고 펄스 발생기에 커플링하기 위해 전기 커넥터(도 2a 및 도 2b에서는 볼 수 없음)에(예를 들어, 지지체(207) 내에) 커플링될 수 있다.
도 2c 및 도 2d는 도 2a 및 도 2b에 도시된 것과 유사한 표면 전극 조립체(200')의 다른 예를 예시하고 전극(205)을 지지하는 전기 절연 지지체(207)를 포함하며, 또한 전극(205)의 노출된(예를 들어, 상부) 전기 전도성 표면을 덮는 아크 완화 층(215)을 포함한다. 아크 완화 층(215)은 전극 표면의 전기 전도도보다 작은, 바람직하게는 치료되는 조직의 대략(0.1배 내지 10배 이내)의 전기 전도도를 가지는 재료로 형성될 수 있다. 아크 완화 층은 전극(205) 및 절연성 지지체(207)의 전기 전도성의 중간인 전기 전도성을 가질 수 있으므로, 중간 전도성 층 또는 중간 전도성 커버로도 지칭될 수 있다. 몇몇 예에서 아크 완화 층은 사용 시 접촉하게 될 표적 조직의 전기 전도도보다 작거나 그보다 큰 한자릿수 또는 두자릿수 크기의 전기 전도도를 가질 수 있다. 예를 들어, 아크 완화 층의 전기 전도도는 그에 적용될 예정인 조직(예를 들어, 피부, 심장 조직, 여성 생식 기관 조직 등)의 전기 전도도의 약 0.01배 내지 20배(예를 들어, 0.1배 내지 10배, 0.1배 내지 5배 등)일 수 있다. 몇몇 예에서 아크 완화 층은 약 0.01 S/m(미터당 지멘스(siemens)) 내지 약 20 S/m(예를 들어, 약 0.01 S/m 내지 10 S/m, 약 0.01 S/m 내지 5 S/m, 약 0.1 S/m 내지 20 S/m, 약 0.1 S/m 내지 10 S/m, 약 0.1 S/m 내지 5 S/m, 약 0.1 S/m 내지 1 S/m 등)인 전기 전도성(σ)을 가질 수 있다.
아크 완화 층은 임의의 적절한 두께, 예컨대 0.01 mm 내지 10 mm 두께, 0.01 mm 내지 5 mm 두께, 약 0.01 mm 내지 3 mm 두께, 약 0.1 mm 내지 10 mm 두께, 약 0.1 mm 내지 5 mm 두께, 약 0.1 mm 내지 3 mm 등일 수 있다. 아크 완화 층은 생체적합성인 중합체 재료로 형성될 수 있다. 몇몇 예에서, 특히(그러나 배타적이지 않음) 전극 조립체가 아크 완화 층과 전극 표면 사이에 갭 영역(예를 들어, 에어 갭)을 포함할 때, 아크 완화 층은 유연한 재료로 형성될 수 있다. 아크 완화 층은 탄소 나노튜브와 같이 표시된 범위 내의 전도도를 제공하는 재료를 포함하도록 도핑되거나 달리 처리된 실리콘과 같은 중합체 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 변형에서 아크 완화 층은 위에 표시된 범위 내에 있는 전기 전도성을 갖도록 카본 블랙 또는 다른 전도성 재료를 포함하는 실리콘으로 형성된다. 몇몇 예에서 아크 완화 층은 강성일 수 있으며, 특히 전극 표면에 직접 커버로서 적용될 때 유연성이 없는 중합체 재료로 형성될 수 있다.
도 2c 및 도 2d에 도시된 표면 전극 조립체(200')에 있어서, 아크 완화 층(215)은 전극(205)의 노출된 전극 표면(208)에 대해 도포된다. 몇몇 예에서, 아크 완화 층은 도 2e 내지 도 2h에 도시된 바와 같이 갭 영역에 의해 노출된 전극 표면으로부터 분리될 수 있다. 도 2e 내지 도 2h에서, 아크 완화 층(215)은 갭 영역(217)에 의해 이격된 전극(205)의 개방되거나 노출된 전극 표면(208) 위에 도포된다. 갭 영역은 임의의 적절한 거리일 수 있고 일반적으로 절연되는 유체(예를 들어, 공기)를 포함할 수 있다.
사용 시, 도 2e 및 도 2f에 도시된 플레이트 또는 표면 전극(205) 및 전기 절연성(예를 들어, 전기적으로 절연되는) 지지체(207)를 가지는 조립체(200'')가 조직에 적용될 수 있으며 애플리케이션의 힘(225)은 도 2h에 도시된 바와 같이 노출된 전극 표면과 접촉하도록 갭 영역(217)을 가로질러 아크 완화 층(215)을 구동할 수 있으며, 여기서는 힘(225)은 아크 완화 층(215)에 대해 가해진다. 힘을 제거하면 도 2g에 도시된 바와 같이 아크 완화 층(215)이 갭 영역(217)을 복원할 수 있다.
도 2a 및 도 2b, 도 2c 및 도 2d 그리고 도 2e 내지 도 2h에 도시된 각각의 예는 표면 전극이 본 명세서에서 설명된 장치의 일부로서 사용될 때 아크 발생을 감소시키거나 방지할 수 있다. 예를 들어, 둥근 에지(예를 들어, 206)를 사용하면 아크 현상을 방지하거나 적어도 최소화할 수 있다. 아크 완화 층(215)의 적용은 조직이 표면 전극과 균일하게 접촉하지 않는 영역에서도 아크 발생을 최소화하거나 방지할 수도 있다. 유사하게, 도 2e 내지 도 2f에 도시된 표면 전극은 아래에서 더 자세히 설명되는 바와 같이, 표면 전극이 장치의 일부로서 사용될 때 아크 발생을 추가로 제한하거나 방지할 수 있다.
도 2a 내지 도 2h에 도시된 전극 표면(208) 아래에 있는 전극(205)의 직사각형 몸체는 전극 표면(208)과 동일한 전기 전도성 재료(예를 들어, 스테인리스 스틸과 같은 전도성 금속)로 형성될 수 있거나, 별도의 도체로 형성될 수 있다. 본 명세서에서 설명된 장치 중 임의의 것은 도 2a 내지 도 2h에서 설명되고 예시된 바와 같은 표면 전극을 포함하도록 구성될 수 있다.
본 개시의 다른 양태에 따르면, 도 3a 내지 도 3e는 2 개의 표면 전극이 포함되는 원위 패들 영역을 포함하는 복강경 사용을 위해서 구성된 장치의 일 예를 예시한다. 이러한 장치(300)는 근위 방향으로, 예를 들어 핸들 또는 이동 가능한 아암(도시되지 않음)에 대한 연결부로 연장될 수 있는 긴 몸체(304)를 포함한다. 패들 영역(311)은 긴 몸체로부터 원위 방향으로 연장된다. 패들 영역은 측면과 측면을 따라서 평행하게 연장되는 두 개의 표면 전극(313, 313')을 포함한다. 도시된 장치는 또한, 긴 몸체를 패들 영역에 연결하는 관절 연결 영역(309)을 포함한다. 이러한 예의 관절 연결 영역은 긴 몸체를 통해(예를 들어, 도 3a의 "위" 및 "아래로") 연장되는 평면에서 패들 영역을 관절 연결하도록 구성된다. 도 3a에서는 패들 영역이 위로 관절 연결된 것으로 도시된다. 언급한 바와 같이, 장치는 평면에서 원위 패들을 관절 연결하도록 구성된 제어 장치(예를 들어, 관절 제어 장치)를 포함하는 근위 단부에 핸들(도시되지 않음)을 포함할 수 있다.
도 3b는 제 1 표면 전극(313) 및 제 2 표면 전극(313')을 포함한 패들 영역(311)의 측면(314)의 예를 도시한다. 위에서 언급한 바와 같이, 이들 표면 전극은 도 2a 내지 도 2h에 도시된 바와 같이 구성될 수 있으며, 예를 들어 각각은 반도체 층, 둥근 에지 및 몇몇 예에서 아크 완화 층과 전극 표면 사이의 에어 갭을 포함할 수 있다.
도 3c, 도 3d 및 도 3e는 평면(이러한 경우에 평면은 시트의 평면임)에서 약 200도 각도로 관절 연결되는 도 3a 및 도 3b의 장치의 예를 측면도로 도시한다. 도 3c에서, 장치(300)는 대략 100도 위로 관절 연결되며; 이러한 구성은 장치 앞에 있는 조직에 대해 패들 영역의 측면을 구동하는 데 사용될 수 있다. 도 3d에서 장치는 (예를 들어, 해부학적 구조 또는 조직에 삽입하기 위해서)직선으로 도시된다. 직선 구성에서 장치(300)는 표준 포트를 통해 복강경으로 삽입될 수 있다. 일단 신체 내부에 장치가 관절 연결 및/또는 회전되어 표면 전극을 표적 조직에 위치시킬 수 있다. 전극은 장치 측면에 위치한 조직에 대해 구동될 수 있다. 도 3e에는 장치(300)가 대략 100도 아래로 관절 연결된 것으로 도시된다. 이러한 구성은 장치의 원위 단부에 가까운, 예를 들어 측면을 향하는 조직을 치료하는 데 사용될 수 있다.
긴 몸체는 일반적으로 작업 채널, 스코프 채널(scope channel) 등을 포함한 하나 이상의 채널이 포함될 수 있는 캐뉼라(cannula)일 수 있다. 긴 몸체는 또한, 힌지형 조인트를 관절 연결하기 위한 관절 힘줄(도시되지 않음)뿐만 아니라 전극에 커플링하기 위한 전선(들)을 고정하고 안내할 수 있다. 도 3a 내지 도 3e에 도시된 예에서는 (예를 들어, 표면 전극을 근위 단부의 커넥터에 전기적으로 커플링하는)배선이 보이지 않으며 관절 케이블 및/또는 진공 라인이나 튜브도 보이지 않는다.
도시된 장치는 약 2 mm 내지 약 15 mm의 (예를 들어, 장축을 가로지르는)직경을 가질 수 있으며; 도 3a 내지 도 3e에 도시된 예에서 직경은 약 4 mm이다. 도시된 장치는 예를 들어, 표면 전극에 인접한 장치의 측면에 하나 이상의 진공 포트를 포함할 수 있으며, 이를 통해 흡입이 가해져 전극 표면을 조직에 고정하고/하거나 전극 주위의 공기를 제거할 수 있다. 대안적으로, 장치는 진공을 가하지 않고 간단히 장치를 조직에 가압함으로써 사용될 수 있다.
도 4a 내지 도 4c는 관절 연결 영역(409)을 통해 긴 몸체(예를 들어, 캐뉼러(404))에 커플링되는 패들 영역(411)을 포함하는 장치(400)의 다른 예를 예시한다. 관절 연결 영역(예를 들어, 관절 연결 조인트 섹션)은 하나 이상의 내부 케이블(도시되지 않음) 및 튜브(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 도 4a 내지 도 4c에 도시된 예에서 장치는 패들 영역(411)에 3 개의 표면 전극(413, 413', 413'')을 포함한다. 이러한 구성에서 패들 영역은 표면 전극 사이의 분리를 증가시키기 위해서 장치의 장축에서 멀어지는 측면 바깥쪽으로 확장되도록 구성된다. 도 4a에서는 10 mm 포트와 같은 포트를 통해 신체 내로 전달(예를 들어, 삽입)을 허용할 수 있는 확장되지 않은(예를 들어, 접힌) 구성의 패들이 있는 장치가 도시된다. 표면 전극(433) 사이의 간격은 최소이며, 예를 들어 약 2.5 mm일 수 있다. 도 4b에서 장치는 예를 들어, 표면 전극이 있는 측면이 표적 조직에 인접하게 위치될 수 있도록 관절 연결 영역(409)을 관절 연결함으로써 표적 조직 근처에 배치될 수 있다. 일단 배치되면, 패들 영역은 표면 전극이 원하는 거리(433')만큼 분리되도록 확장될 수 있다(예를 들어, 도 4b에서 외부 두 전극은 대략 11 mm만큼 분리된다). 도 4c는 표면 전극 사이에 최대 간격(433'')을 가지는 완전히 확장된 구성의 도 4a 및 도 4b의 3-전극 설계를 도시한다. 예를 들어, 도 4c에서 최대 간격은 각각의 전극 사이에서 약 10 mm일 수 있으며, 외부 전극 사이의 총 간격은 20 mm이다. 본 명세서에 설명된 장치 중 임의의 것은 전극의 실제 간격을 결정하기 위해서 장치에 통합된 센서 또는 게이지를 포함할 수 있으며, 이는 정확한 전압 또는 전력의 인가 및 설정을 허용할 수 있다. 몇몇 예에서, 장치는 선형 전위차계(linear potentiometer)를 포함할 수 있다. 또한, 몇몇 구현에서, 전극은 예를 들어, 전극 주위에 진공을 가하기 위한 흡입 포트를 포함할 수 있다.
도 4d 내지 도 4f는 패들 영역을 확장 및 수축시키는 하나의 메커니즘을 예시하는 도 4a 내지 도 4c의 장치의 후면(도 4d 및 도 4f) 및 측면(도 4e)의 예를 예시한다. 예를 들어, 도 4d는 패들 영역(411)을 포함한 장치의 원위 단부 영역의 배면도를 도시하며; 도 4d에는 패들 영역이 접힌(확장되지 않은) 구성으로 도시된다. 이러한 구성은 포트를 통해 몸체에 쉽게 삽입될 수 있다. 패들 영역은 외부 표면 전극을 분리하는, 도 4f에 도시된 바와 같이 중앙 부재(436)가 원위 방향으로 전진할 때 바깥쪽으로 확장될 수 있는 힌지식 프레임을 포함한다. 중앙 부재는 전극 간격을 조정하기 위해서 핸들에 커플링될 수 있는 케이블 또는 로드에 의해서 원위 방향으로 또는 근위 방향으로 구동될 수 있다. 도 4e는 도 4a 내지 도 4d의 장치의 측면도를 도시한다. 도 4f는 (도 4b에 도시된 전면도와 유사한)부분적으로 확장된 패들 영역의 후면도를 도시한다.
도 5a 내지 도 5c는 간격이 조정될 수 있는 3 개의 비-침투(예를 들어, 표면) 전극(413, 413', 413'')을 포함하는 패들 영역(411)을 가지는 도 4a 내지 도 4f의 장치(400)의 상이한 도면을 도시한다. 도 5a에서 패들 영역(411)은 90도 "아래"로 관절 연결된 것으로 도시되며, 도 5a에서 패들 영역(411)은 90도 "위로" 관절 연결된 것으로 도시된다.
도 6은 각각 하나 이상의 접촉 전극이 배치될 수 있는 한 쌍의 관절 연결 조오를 포함한, 본 명세서에 설명된 장치(600)의 다른 예를 도시한다. 도 6에서 장치는 도시된 바와 같이, 평행하게 개방되고 폐쇄되게 작동되도록 구성되는 제 1(예를 들어, 상부) 아암(625) 및 제 2(하부) 아암(625')을 포함한다. 아암은 "조오(jaw)"로도 지칭될 수 있다. 도 6에 도시된 예는 각각의 아암의 측면(615, 615')에 표면 전극을 포함하여 전극이 측면을 향하는 전극이 되게 할 수 있고/있거나, 전극은 조직이 클램프 유형 구성의 표면 전극에 대해서 아암 사이에 고정될 수 있도록 내부 표면(617, 617')에 위치할 수 있다.
표면(617 및 617')에 전극이 있는 도 6에 도시된 예에서, 장치는 조직이 아암이나 조오 사이에 고정되도록 조직에 클램프 고정되도록 구성된다. 조오에 유지되는 조직의 힘은 조직을 제 위치에 고정할 수 있으며 몇몇 예에서는 도 2h를 참조하여 설명된 바와 같이 접촉 전극의 아크 완화 층을 전극 표면에 대해서 편향시킬 수 있다. 몇몇 구현에서 전극은 내부 표면(617, 617') 모두와 측면(615, 615')에 또한 위치할 수 있으며, 사용 시 사용자 선호도 및/또는 표적 조직의 구성 및 위치에 따라서 측면 지향 전극 사이 또는 "클램핑" 전극 사이에 전기 치료를 적용하기 위해서 적절한 전극 세트만이 필요에 따라 선택적으로 활성화될 수 있다. 따라서 이들 어플리케이터 중 임의의 것은 어플리케이터 상의 하나 이상의 전극 세트 사이를 다중화하기 위한 스위치를 포함할 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 본 개시의 장치와 함께 사용될 수 있는 아암 또는 조오의 대안적인 예를 예시한다. 도 7a에서 장치는 구부러지거나 굽혀진 조오(725)를 포함한다. 도 7b는 전극(705)이 조직 접촉 표면(745) 상의 둥근 코너/에지(706)(예를 들어, 필렛) 및 비-조직 접촉 에지/표면 상의 둥근 에지(706')를 포함하는 조직 접촉 표면(745)을 포함할 수 있는, 도 7a의 곡선 조오를 통한 단면의 예를 도시한다. 조직과 접촉하지 않거나 대향하는 에지의 둥근 에지(706')는 또한, 피크 전기장을 감소시키고 이러한(예를 들어, 하부) 에지로부터의 아크 발생을 방지할 수 있다. 둥근 에지/코너를 추가하면 조직 유형에 따라서 최고 전기장을 예를 들어, 15% 내지 30%, 20% 내지 25%까지 감소시킬 수 있다. 둥근 에지(필렛)에 대한 임의의 적절한 곡률 반경이 사용될 수 있으며, 예를 들어 전극의 두께가 t인 경우에 곡률 반경은 약 t/8 초과(예를 들어, 약 t/7 초과, 약 t/6 초과, 약 t/5 초과, 약 t/4 초과, 약 t/3 초과, 약 t/8 내지 약 4t, 약 t/8 내지 2t 등)일 수 있다. 예를 들어, 몇몇 장치에서 곡선 에지(필렛)의 곡률 반경은 전극의 특정 치수에 대해 예를 들어, 약 0.1 mm 내지 0.5 mm일 수 있다. 이러한 예의 전극은 베이스를 형성하는 전기 절연 재료(707) 내에 고정된다.
도 8a 내지 도 8d는 클램핑 어플리케이터 장치(800)의 다른 예를 도시한다. 이러한 예에서 클램핑 장치는 예를 들어, 성대/성대주름과 같은 조직을 치료하도록 구성될 수 있다. 장치는 상부(원위) 클램핑 조오(825) 및 하부(근위) 조오(825')를 포함한다. 이러한 예에서, 상부 조오(825)는 장치의 종축(장축)에서 화살표(840)(도 8b)로 도시된 바와 같이 원위에서 근위로 이동하여 조직이 유지될 수 있는 조오 입구 개구를 조정한다. 다른 구현에서, 원위 조오 대신에 근위 조오가 원위 조오에 대해 이동할 수 있거나, 각각의 조오가 서로에 대해 이동 가능할 수 있다. 접촉 전극(813)은 치료될 표적 조직과 접촉하도록 조오(825, 825')의 내부 면에 위치되는 것으로 도시된다. 상부/원위 클램핑 조오의 접촉 전극(813)이 도 8d에 도시된다. 도 8b 및 도 8c는 개방(도 8b) 및 폐쇄(도 8c) 구성의 장치 조오를 도시한다. 실제로, 조오는 조직에 고정되어 그 사이에서 치료를 적용할 수 있다. 몇몇 예에서 장치는 전술한 바와 같이 관절 연결 영역(관절 조인트)을 포함할 수 있다. 긴 몸체는 도 3a 내지 도 3e 및 도 4a 내지 도 4f를 참조하여 설명된 바와 같이 캐뉼라로서 구성될 수 있다. 몇몇 추가적인 예에서, 도 6 및/또는 도 7a와 도 7b의 장치의 다양한 특징은 도 8a 내지 도 8d의 예와 조합되거나 통합될 수 있다.
이들 장치 중 임의의 것은 핸들(850)을 회전시키지 않고(예를 들어, 단지 긴 몸체 및/또는 원위 단부 클램프 또는 패들 영역을 회전시키는 것만으로도) 클램프가 회전되도록 구성될 수 있는 회전 제어 장치(예를 들어, 회전 손잡이)(860)를 또한 포함할 수 있다. 핸들(850)은 또한, 클램핑 조오를 작동시키고/시키거나 장치의 클램핑을 제어하기 위한 제어 장치(853)를 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, 핸들은 클램핑을 작동/제어하기 위한 플런저 및/또는 래치를 포함할 수 있다. 도 8a의 제어 장치(853)는 전극 사이의 간격을 결정하기 위해서 센서 또는 게이지를 통합하는 데 사용될 수 있는 클램핑 슬라이드로서 도시된다. 일반적으로, 본 명세서에서 설명된 장치 중 임의의 것은 전극 사이의 간격을 결정하도록 구성된 센서 또는 게이지를 포함할 수 있다. 이러한 센서 또는 게이지의 출력은 펄스 발생기 위 또는 내부의 제어기(예를 들어, 제어 장치(144))(예를 들어, 도 1 참조)로 전달될 수 있으며, 몇몇 구현에서 센서의 출력은 시스템이 조오 및/또는 전극 사이의 간격을 기반으로 치료 매개변수를 자동으로 설정하게 할 수 있다. 몇몇 예에서, 장치는 선형 전위차계를 포함할 수 있다. 장치가 관절 조인트를 포함하는 변형에서, 장치는 관절 제어 장치(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다.
도 8b는 장치(800)의 조오 조립체의 측면도를 도시한다. 이러한 예에서 조오는 개방(예를 들어, 필요에 따라 최대 25 mm 이상)될 수 있다. 언급된 바와 같이, 장치는 도 3a 내지 도 3e에 도시된 것과 유사한 관절 조인트를 포함할 수 있다. 본 명세서에 설명된 예는 접촉 또는 표면 전극을 포함할 수 있지만, 몇몇 구현에서 이들 장치는 바늘 전극, 와이어 전극 등과 함께 사용하도록 구성될 수 있다.
도 9a는 한 쌍의 조오(상부 또는 원위 조오(925) 및 하부 또는 근위 조오(925'))를 포함한 클램핑 장치(900)의 다른 예를 도시한다. 이러한 예의 장치는 원위 조오의 내부 측면에 있는 제 1 접촉 전극(905)과 근위 조오의 반대 측면에 있는 제 2 전극(도 9에는 보이지 않음)을 포함한다. 조오의 개구 직경은 예를 들어, 핸들 상의 제어 장치에 의해서 근위 조오를 근위 또는 원위 방향으로 이동시키거나, 대안적으로 원위 조오를 근위 조오에 대해 축 방향으로 이동시키도록 조정될 수 있다.
도 9b는 장치의 샤프트에 대해서 각도(예를 들어, 90도/수직)로 위치된 실질적으로 평행한 조오를 가지지만, 도 7a의 굽혀지거나 구부러진 조오(725)와 유사한 형상의 클램핑 장치의 원위 및 근위 조오(925, 925')를 가지는 클램핑 장치(900)의 다른 예를 도시한다. 또한, 도 9b의 전극(905)은 도 7b를 참조하여 설명한 바와 같이 아크 발생을 감소시키거나 방지하기 위해서 둥근 에지/코너(906)(도 7의 둥근 에지(706, 706')와 유사)를 가진다. 이러한 예에서는 모든 전극 에지에 둥근 코너가 있지만, 몇몇 구현에서는 둥근 코너/에지가 전극의 조직 접촉 표면 바로 위나 그 주위에 있을 수 있다. 이러한 예에서 전극(905)은 그 사이에 조직을 클램핑하기 위해서 배치되므로, 전극은 각각의 조오의 내부 측면에 위치하며 도 9b에서 볼 수 있는 바와 같이 각각의 조오(925, 925')로부터 안쪽으로(예를 들어 1 mm, 2 mm, 3 mm만큼) 돌출한다. 도 7b와 유사하게, 전극(905)은 각각의 조오의 베이스를 형성하는 전기 절연 재료 내에 고정될 수 있다. 조오 사이, 따라서 전극 사이의 간격은 예를 들어, 근위 조오를 근위 방향으로 또는 원위 방향으로 이동시키기 위해서 핸들의 제어 장치에 의해 조정될 수 있다. 예를 들어, 근위 조오에는 스프링이 장착될 수 있다. 다른 예와 마찬가지로, 조오(925, 925')는 각각의 조오(도시되지 않음)의 측면에 표면 전극을 포함하여 측면의 이러한 전극이 측면을 향하는 전극(도 6에 도시된 것과 유사)이 되도록 할 수 있다. 그러한 측면을 향하는 전극은 예를 들어, 내부 조직 클램핑 전극(905)에 추가될 수 있고, 장치(900)는 클램핑 전극 사이의 간격의 제어에 더하여 측면을 향하는 전극 사이의 간격의 제어를 포함할 수 있다. 또한, 다른 예와 마찬가지로, 장치는 전극 사이의 간격을 검출하고 이러한 간격 정보를 펄스 발생기 시스템의 제어 장치에 보내 펄스의 하나 이상의 매개변수를 조정하도록 구성될 수 있다. 도 9a 및 도 9b의 예는 심장 부정맥(cardiac arrhythmia), 예를 들어 심방세동(atrial fibrillation)의 치료에 특히 유용할 수 있다. 예를 들어, 약간 구부러지거나 굽혀진 조오 구성은 우측 및 좌측 폐정맥을 분리하고 심방세동을 방지하기 위한 다른 심방 병변을 생성하는 데 도움이 될 수 있다. 본 개시의 장치는 심방세동을 치료하기 위한 더 빠르고, 더 효과적이고 견고한 절차를 제공할 수 있으며, 그러한 절차는 단일 장치로 수행될 수 있다.
위에서 언급한 바와 같이, 본 발명의 접촉 전극을 가지는 어플리케이터는 아크 발생을 감소시키거나 방지하도록 구성될 수 있다. 도 10a는 추가적인 아크 완화 특징을 가지는 접촉 전극의 일 예를 도시한다. 도 10a에서, 접촉 전극(1005)은 전극 표면(1008)(전극의 노출되거나 개방된 표면)을 포함한다. 전극(1005)은 예를 들어, 전기 절연 재료(1007)에 의해서 전극 표면(1008) 이외의 모든 면에서 지지된다. 가요성 아크 완화 층(1015)은 아크 완화 층과 전극 표면 사이에 갭 영역(1017)이 있는 전극 표면(1008) 위에 위치된다. 도 10b 내지 도 10e는 접촉 전극의 대안적인 구성을 도시한다. 도 10b에서, 접촉 전극(예를 들어, 스테인리스 스틸 전극)(1005)은 절연 지지체(1007)에 의해 지지된다(부분적으로 둘러싸여 있다). 전극(1005)의 외부 표면(1008)은 아크 완화 층(1015)에 의해서 덮여 있다. 도 10c는 아크 발생을 방지하기 위해서 외부 또는 노출된 전극 표면(1008)에 둥근 에지(1006)(예를 들어, 필렛)를 포함하는 접촉 전극(1005)의 예를 도시한다. 도 10d는 에어 갭(1017)에 의해서 아크 완화 층(1015)으로부터 분리된 전극(1005) 상의 전극 표면(1008)을 포함한, 도 10a에 도시된 것과 유사한 접촉 전극을 통한 단면의 예를 도시한다. 도 10e는 도 10d의 전극을 통한 대안적인 단면, 예를 들어 종 단면을 도시하고, 펄스 발생기에 전기적으로 커플링하기 위해서 와이어 또는 전도성 재료에 커플링될 수 있는 전기 연결부(1033)를 도시한다.
도 11은 표적 조직(1144)(예를 들어, 이러한 모델의 심장 조직)에 클램핑할 때 조오를 통한 예시적인 단면을 도시하는, 도 9 및 도 10에 도시된 것과 유사한 2 개의 접촉 전극을 가지는 평행 조오의 모델의 일 예를 예시한다. 도 11에 도시된 기하학적 구조는 아래에 설명된 대로 전기장을 모델링하는 데 사용되었으며 결과적인 전기장의 분포를 기반으로 아크 발생 가능성이 크게 감소한 것으로 나타났다. 도 11에서, 모델은 제 1 전극(1105) 및 제 2 전극(1105')을 포함한다. 제 1 전극(1105) 및 제 2 전극(1105') 각각은 일반적으로 각각의 에어 갭(1117, 1117')에 의해서 전극 표면으로부터 이격되어 있는 아크 완화 층(1115, 1115')에 의해서 각각 덮여 있다. 도 11에서, 조직이 고정되는 반면에, 에어 갭(1117, 1117')이 클램프 고정 해제된 영역 위에 유지되는 전극 표면에 대해서 아크 완화 층(1115, 1115')이 구동되도록 조오는 샘플 조직(1144) 상에 클램프 고정된다. 도 11에 도시된 예에서는 반대 측 반도체 층(1115, 1115')(표적 조직과 접촉하지 않는 영역을 포함)이 서로 접촉하지 않고 혈액 또는 공기(1146)에 의해 분리되도록 조오가 조직 위에서 폐쇄된다.
도 8a, 도 9b 및 및 도 11에 도시된 것과 같은 클램핑 어플리케이터를 포함하는 본 명세서에 설명된 장치는 폐정맥과 같은 심장 조직을 치료하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 이들 장치는 최소 침습 대동맥 판막 교체 동안 또는 심방세동을 치료하기 위한 Maze 시술 동안 양측 폐정맥 분리(심방 절개 없이)를 위한 시술의 일부로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 9b 또는 도 11에 도시된 장치와 같은 클램프로부터 본 명세서에서 설명된 바와 같이 마이크로초 미만의 펄스를 적용함으로써 우측 폐정맥이 제거될 수 있다. 장치는 대동맥 아래 심막사동(oblique sinus)에 도입되어 좌측 폐정맥을 절제할 수 있다. 이들 장치는 위에서 언급한 바와 같이 심장 용례에서 많은 이점을 제공한다. 더욱이, 본 개시의 장치 구성과 조합된 마이크로초 미만의 펄스 전기장을 사용하면 혈관 및 판막에 가까운 곳을 안전하게 치료(예를 들어 절제)할 수 있다.
도 12a 및 도 12b, 도 13a 및 도 13b 그리고 도 14a 내지 도 14c는 본 발명의 어플리케이터 도구의 조오 사이에 마이크로초 미만 펄스와 같은 고전압 에너지를 인가할 때 시뮬레이션된 전기장의 예를 도시한다. 도 12a 및 도 12b에서 전기장은 조오 사이에 공기(도 12a) 또는 조오 사이에 혈액(도 12b)이 인가될 때 표적 조직(예를 들어, 심장 조직) 전도도의 약 0.1배인 전도성을 가지는 아크 완화 층으로 시뮬레이션된다. 도시된 바와 같이, 결과적인 자기장은 아크 완화 층과 조직(아크 완화 층이 공기 갭을 변위시키는 곳) 사이의 가장 높은 접촉 영역(1208)에 걸쳐서 가장 높고, 공기 갭이 남아 있는 곳(1212)에서 빠르게 떨어진다. 도 13a 및 도 13b에서, 전기장은 조오 사이의 공기(도 13a) 또는 턱 사이의 혈액(도 13b)을 사용하여 표적 조직(예를 들어, 심장 조직)의 전도성과 거의 동일한 전도성을 가지는 아크 완화 층으로 시뮬레이션된다. 시뮬레이션은 두 경우 모두에서 전극과 조직의 아크 완화 층 내부 사이의 공간(1316)에서 높은 전기장의 영역을 보여 주지만, 이러한 영역은 아크 완화 층과 전극 표면 사이의 에어 갭 내부에 있으므로, 아크 발생 위험이 없다. 도 13a에서, 아크 완화 층과 조직 사이의 작은 간격(1314)은 또한, 공기 중에서 더 큰 전기장을 나타내지만, 혈액에서는 그렇지 않다(도 13b).
도 14a 및 도 14b에서 전기장은 조오 사이에 공기(도 14a) 또는 조오 사이에 혈액(도 14b)가 있는 경우에 인가된 전기장이 5 kV일 때 표적 조직(예를 들어 심장 조직)의 전도성의 대략 10 배인 전도도를 가지는 아크 완화 층으로 시뮬레이션된다. 시뮬레이션은 조오 사이에 공기(혈액은 아님)가 있을 때 조직을 포함하지 않는 조오 사이의 영역(1416)에서 상당한 전기장을 보여준다. 본 명세서에서 설명된 장치 중 임의의 것은 이러한 갭 영역, 특히 조직과 아크 완화 층 사이의 임의의 갭을 최소화하거나 방지하도록 구성될 수 있다.
도 15는 도 11에 도시된 것과 유사한 2 개의 접촉 전극을 가지는 평행 조오의 모델을 도시하지만, 도 15에서는 조오가 폐쇄될 때 조직과 접촉하지 않는 아크 완화 층은 (작은 전이 영역(1546)을 제외하면)서로 접촉한다. 장치는 조직이 아크 완화 층에 의해서 완전히 또는 거의 완전히 접촉되도록 전이 영역(1546)을 최소화하거나 제거하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 아크 완화 층은 순응성 재료(예를 들어, 매우 유연한 재료)로 형성될 수 있고/있거나 더 높은 순응성을 허용하는 두께를 가질 수 있다. 간격 영역(1517)은 더 넓은 두께의 조직이 그 사이에 클램프 고정되도록 더 클 수(예를 들어, 조직의 비-압축 두께 크기의 절반 초과, 55% 초과, 60% 초과, 70% 초과, 80% 초과 등) 있다.
도 15에서, 모델은 제 1 전극(1505) 및 제 2 전극(1505')을 포함한다. 제 1 전극(1505) 및 제 2 전극(1505')은 각각, 일반적으로 각각의 에어 갭(1517, 1517')에 의해서 전극 표면으로부터 이격되어 있는 아크 완화 층(1515, 1515')에 의해 각각 덮여 있다. 도 15에서, 조직이 클램프 고정되는 전극 표면에 대해서 각각의 아크 완화 층(1505, 1505')이 구동되지만, 에어 갭(1517, 1517')이 클램프 고정되지 않은 영역 위에서만 유지되도록 조오는 샘플 조직(1544)에 클램프 고정된다. 도 15에 도시된 예에서 조오는 매우 작은 전이 갭(1546)을 제외하면 표적 조직과 접촉하지 않는 영역의 반대편 반도체 층(1515, 1515')이 서로 접촉하도록 조직 위에서 폐쇄된다. 언급된 바와 같이, 장치는 이러한 전이 갭(1546)을 최소화하거나 제거하도록 구성될 수 있다.
도 16a 및 도 16b, 도 17a 및 도 17b 그리고 도 18a 및 도 18b는 도 15의 어플리케이터 구성에 기반한 전기장의 결과적인 시뮬레이션을 도시한다. 도 16a 및 도 16b에서 전기장은 조오 사이의 공기(도 16a) 또는 조오 사이의 혈액(도 16b)을 사용하여 표적 조직(예를 들어, 심장 조직)의 전도성의 대략 0.1배인 전도성을 가지는 아크 완화 층으로 시뮬레이션된다. 도시된 바와 같이, 결과적인 전기장은 가장 높은 접촉 영역(1608)에 걸쳐서 가장 높고 에어 갭이 남아 있는 곳(1612)에서 빠르게 떨어진다. 도 17a 및 도 17b에서 전기장은 조오 사이의 공기(도 17a) 또는 조오 사이의 혈액(도 17b)과 함께 표적 조직(예를 들어, 심장 조직)의 전도성과 거의 동일한 전도성을 가지는 아크 완화 층을 사용하여 시뮬레이션된다. (도 11의 모델과 관련하여)도 13a 및 도 13b에서와 같이, 시뮬레이션은 두 경우 모두 전극 조립체의 에어 갭 내에 높은 전기장의 영역(1714)을 보여 주지만, 이러한 내부 영역은 아크 발생을 초래할 수 없다.
도 18a 및 도 18b에서 전기장은 조오 사이의 공기(도 18a) 또는 조 사이의 혈액(도 18b)을 사용하여 표적 조직(예를 들어, 심장 조직)의 전도성의 대략 10배인 전도성을 가지는 아크 완화 층으로 시뮬레이션된다. 시뮬레이션은 조오 사이에 공기(혈액은 아님)가 있을 때 아크 완화 층 사이의 작은 비접촉 영역 사이에 상당한 전기장(1816)을 보여준다.
도 11 내지 도 18b에 도시된 시뮬레이션 데이터는 아크 완화 층(예를 들어, 중간 전도성 층)의 전도도가 치료될 조직의 예상 전도도의 전도도 크기의 한자릿수 내에 있도록 선택하는 것이 유리할 수 있음을 시사한다. 예를 들어, 이들 장치 중 임의의 것에서 아크 완화 층은 예상 조직 전도도의 0.1배 내지 예상 조직 전도도의 10배(예를 들어, 예상 조직 전도도의 10배 미만, 예상 조직 전도도의 5배 미만, 예상 조직 전도도의 3배 미만, 예상 조직 전도도의 2배 미만, 예상 조직 전도도와 거의 동일, 예상 조직 전도도의 미만, 예상 조직 전도도의 0.9배 미만, 예상 조직 전도도의 0.8배 미만, 예상 조직 전도도의 0.7배 미만, 예상 조직 전도도의 0.6배 미만, 예상 조직 전도도의 0.5배 미만, 예상 조직 전도도의 0.4배 미만, 예상 조직 전도도의 0.3배 미만, 예상 조직 전도도의 0.2배 미만, 예상 조직 전도도의 0.1배 미만, 예상 조직 전도도의 0.09배 미만 등)의 전도도를 가질 수 있다.
본 명세서에서 설명된 어플리케이터 장치를 사용한 실험은 이러한 구성 모두가 샘플 조직의 강력한 처리를 가져왔다는 것을 보여준다. 유사한 실험에서는 아크 완화 전극과 전극 표면 사이에 간격이 있든 없든 아크 완화 전극을 사용하면 아크 완화 층을 포함하지 않은 노출된 전극의 간헐적인 아크 발생이 완전히 제거되는 것으로 나타났다.
치료 방법
위에서 언급한 바와 같이, 이들 장치 중 임의의 장치는 조직을 치료하는 데 사용될 수 있으며, 치료 중에 전극의 적어도 일부분이 공기 또는 혈액에 노출될 수 있는 경우에 특히 유용하다. 특히, 이들 방법은 조직을 치료하기 위한 복강경 절차의 일부로서 사용될 수 있다.
예를 들어, 비-관통(예를 들어, 표면) 전극을 가지는 본 명세서에서 설명된 장치는 여성 비뇨생식기 또는 생식계의 조직(예를 들어, 난소, 나팔관 및 골반 내막 조직)과 접촉하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 장치는 본 명세서에서 설명된 전극을 포함하는 패들 영역을 포함할 수 있고 자궁내막증(endometriosis)을 치료하는 데 사용될 수 있다. 장치는 신체 내로 삽입(및 몇몇 예에서는 확장)될 수 있으며 자궁내막증에 의해서 영향을 받은 조직에 대해 밀릴 수 있다. 몇몇 예에서 표면 전극을 표적 조직에 고정하는 데 도움을 주기 위해서 흡입이 사용될 수 있다.
몇몇 예에서, 본 명세서에서 설명된 표면 전극은 다양한 상태, 예를 들어 성대 주름(예를 들어, 성대)의 하나 이상의 병변(예를 들어, 결절, 폴립(polyp) 및/또는 낭종(cyst)과 같은 성장)을 접촉하고 치료하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에서 설명된 표면 전극을 포함하는 패들 영역으로 구성된 장치는 (예를 들어, 입을 통해 또는 절개를 통해)환자에게 삽입되어 성대/성대 주름에 접근할 수 있다. 몇몇 예에서 패들 영역은 확장될 수 있으며 성대 병변을 치료하기 위해서 성대 조직에 대해 밀릴 수 있다. 몇몇 예에서, 표적 조직(성대/성대주름)은 설명된 바와 같이 2 개 이상의 표면 전극 사이에 클램프 고정될 수 있다. 하나 이상의 치료법이 적용될 수 있다. 이들 방법은 다른 피부 병변(dermatological lesion) 및 질환 중에서 후두 유두종(laryngeal papilloma)을 치료하는 데에도 사용될 수 있다.
본 명세서에서 설명된 장치는 또한, 심장 조직을 치료하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에서 설명된 어플리케이터는 혈관계를 통해 삽입될 수 있고, 예를 들어 다른 심장 질환 중에서 심방세동을 치료하기 위해서 심장 조직을 클립 고정하거나 달리 고정하는 데 사용될 수 있다.
다른 적응증에는 피부병변, 기관 내 종양 치료, 혈관, 관, 내장을 포함한 혈관 치료, 눈꺼풀, 입술, 혀, 요관, 요도, 담낭, 관, 담관(bile duct), 림프절, 직장, 식도, 심장, 간, 장, 위, 췌장, 폐, 자궁, 나팔관, 손가락, 귀, 코, 모든 혈관, 비장, 신장 치료 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에서 설명된 클램핑 장치는 예를 들어, 조오 사이에 끼워질 수 있는 임의의 조직을 치료하는 데 사용될 수 있다.
특히, 이들 장치는 본 명세서에서 설명된 바와 같이, 특히 전극이 둥근 에지(예를 들어, 필렛) 및/또는 아크 완화 층을 포함하도록 구성될 때, 아크 발생에 관한 걱정 없이 표면 전극이 상대적으로 길게 만들어질 수 있도록, 더 큰 치료 영역이 요구되는 적응증을 치료하는 데 매우 적합할 수 있다.
본 명세서에서 설명된 방법(사용자 인터페이스 포함) 중 임의의 방법은 소프트웨어, 하드웨어 또는 펌웨어로 구현될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행될 때 프로세서가 표시, 사용자와의 통신, 분석, (타이밍, 빈도, 강도 등을 포함한)매개변수의 수정, 결정, 경고 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 단계의 수행을 제어하게 하는, 프로세서(예를 들어, 컴퓨터, 태블릿, 스마트폰 등)에 의해 실행될 수 있는 명령어 세트를 저장하는 비-일시적 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체로서 설명될 수 있다.
전술한 개념과 이하에서 더 자세히 논의되는 추가 개념(그러한 개념이 상호 모순되지 않는 한)의 모든 조합은 본 명세서에서 개시된 발명의 요지의 일부인 것으로 간주되고 본 명세서에서 설명된 이점을 달성하기 위해서 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
특징 또는 요소가 본 명세서에서 다른 특징 또는 요소 "상에" 있다고 언급되는 경우에, 이는 다른 특징 또는 요소 바로 위에 있을 수 있거나 특징 및/또는 요소가 중간에 존재할 수도 있다. 대조적으로, 특징 또는 요소가 다른 특징 또는 요소 "직접"에 있다고 언급되는 경우에, 중간에 존재하는 특징 또는 요소가 없는 것이다. 특징이나 요소가 다른 특징이나 요소에 "연결된", "부착된" 또는 "커플링된" 것으로 언급되는 경우에, 이는 다른 특징이나 요소에 직접 연결되거나, 부착되거나, 커플링될 수 있거나 중간에 특징이나 요소가 있을 수 있다는 것도 이해될 것이다. 대조적으로, 특징이나 요소가 다른 특징이나 요소에 "직접 연결되거나", "직접 부착되거나" "직접 커플링되는" 것으로 언급되는 경우에, 중간에 특징이나 요소가 존재하지 않는 것이다. 일 실시예에 대해 설명되거나 도시되었지만, 그렇게 설명되거나 도시된 특징 및 요소는 다른 실시예에 적용될 수 있다. 또한, 다른 특징부에 "인접" 배치되는 구조 또는 특징을 언급하는 것은 인접한 특징과 겹치거나 아래에 놓이는 부분을 가질 수 있다는 것이 당업자에 의해 인식될 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해서 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 예를 들어, 본 명세서에 사용된 단수형("a", "an" 및 "the")은 문맥상 명백하게 달리 나타내지 않는 한 복수형도 포함하도록 의도된다. 용어 "포함하다" 및/또는 "포함하는"은 본 명세서에서 사용될 때, 언급된 특징, 단계, 작동, 요소 및/또는 구성요소의 존재를 지정하지만 하나 이상의 다른 특징, 단계, 작동, 요소, 구성요소 및/또는 이들 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다는 것이 추가로 이해될 것이다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 관련하여 나열된 항목 중 하나 이상의 항목의 임의의 그리고 모든 조합을 포함하며, "/"로 약칭될 수 있다.
"아래", "밑에", "하부", "위", "상부" 등과 같은 공간적으로 상대적인 용어는 하나의 요소 또는 다른 요소(들)에 대한 특징의 관계 또는 도면에 예시된 바와 같은 특징을 설명하기 위한 설명의 용이함을 위해서 본 명세서에서 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시된 방위에 더하여 사용 또는 작동 중인 장치의 상이한 방향을 포괄하도록 의도된다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 도면의 장치가 반전된 경우에, 다른 요소 또는 특징의 "아래" 또는 "밑에"로서 설명된 요소는 다른 요소 또는 특징 "위"로 지향될 수 있을 것이다. 따라서, 예시적인 용어 "아래"는 위 및 아래의 방위 모두를 포함할 수 있다. 장치는 달리 지향(90도 또는 다른 방위로 회전)될 수 있으며, 본 명세서에서 사용된 공간 관련 설명은 이에 따라 해석된다. 유사하게, "상향으로", "하향으로", "수직", "수평" 등의 용어는 달리 구체적으로 명시하지 않는 한 설명의 목적으로만 사용된다.
"제 1" 및 "제 2"라는 용어는 다양한 특징/요소(단계 포함)를 설명하기 위해서 본 명세서에서 사용될 수 있지만, 이들 특징/요소는 문맥상 달리 나타내지 않는 한 이들 용어에 의해서 제한되어서는 안 된다. 이들 용어는 하나의 특징/요소를 다른 특징/요소와 구별하는 데 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 교시를 벗어나지 않으면서, 이하에서 논의되는 제 1 특징/요소는 제 2 특징/요소로서 명명될 수 있으며, 유사하게, 이하에서 논의되는 제 2 특징/요소는 제 1 특징/요소로서 명명될 수 있다.
본 명세서 및 뒤따르는 청구범위 전반에 걸쳐서, 문맥상 달리 요구되지 않는 한, "포함하다(comprise)"라는 단어 그리고 "포함하다(comprises)" 및 "포함하는"과 같은 파생어는 다양한 구성요소가 방법 및 물품(예를 들어, 장치 및 방법을 포함한 구성 및 장치)에서 공동으로 사용될 수 있음을 의미한다. 예를 들어, "포함하는"이라는 용어는 임의의 언급된 요소 또는 단계의 포함을 의미하지만 임의의 다른 요소 또는 단계의 배제를 의미하지 않는 것으로 이해될 것이다.
일반적으로, 본 명세서에 설명된 장치 및 방법 중 임의의 것은 포괄적인 것으로 이해되어야 하지만, 구성 요소 및/또는 단계의 전부 또는 하위 집합은 대안적으로 배타적일 수 있고, 다양한 구성요소, 단계, 하위 구성요소 또는 하위 단계"로 이루진" 또는 대안적으로 "이들로 필수적으로 이루어진" 것으로 표현될 수 있다.
예에 사용된 것을 포함한 본 명세서 및 청구범위에 사용된 바와 같이 그리고 달리 명시적으로 특정되지 않는 한, 모든 숫자는 용어가 명시적으로 나타나지 않더라도 "약" 또는 "대략"이라는 단어가 앞에 오는 것처럼 읽혀질 수 있다. 설명된 값 및/또는 위치가 값 및/또는 위치의 합리적인 예상 범위 내에 있음을 나타내기 위해서 크기 및/또는 위치를 설명할 때 문구 "약" 또는 "대략"이 사용될 수 있다. 예를 들어, 숫자 값은 명시된 값(또는 값 범위)의 ± 0.1%, 명시된 값(또는 값 범위)의 ± 1%, 명시된 값(또는 값 범위)의 ± 2%의 값, 명시된 값(또는 값 범위)의 ± 5%, 명시된 값(또는 값 범위)의 ± 10% 등인 값을 을 가질 수 있다. 본 명세서에 제공된 임의의 수치 값은 문맥상 달리 나타내지 않는 한 약 또는 대략적인 해당 값을 포함하는 것으로 또한 이해되어야 한다. 예를 들어, 값 "10"이 개시되면, "약 10"도 개시된다. 본 명세서에 언급된 임의의 수치 범위는 그 안에 포함된 모든 하위 범위를 포함하도록 의도된다. 값이 개시될 때, 당업자가 적절하게 이해하는 바와 같이, 해당 값 "이하", 해당 값 "이상" 및 해당 값들 사이의 가능한 범위도 개시되는 것으로 이해된다. 예를 들어, 값 "X"가 개시되면, "X 이하"뿐만 아니라 "X 이상"(예를 들어, X는 숫자 값)도 개시된다. 또한, 용례 전반에 걸쳐 데이터는 다양한 형식으로 제공되며, 이러한 데이터는 데이터 포인트의 모든 조합에 대한 끝점, 시작점 및 범위를 나타낸다. 예를 들어, 특정 데이터 포인트 "10"과 특정 데이터 포인트 "15"가 개시되면, 10 내지 15뿐만 아니라 10과 15보다 크거나, 그보다 크거나 같거나, 그보다 작거나, 그보다 같거나 작은 것이 개시된 것으로 간주되는 것으로 이해된다. 2 개의 특정 구성단위 사이의 각각의 구성단위도 개시되는 것으로 이해된다. 예를 들어 10과 15가 개시되면 11, 12, 13, 14도 개시된다.
다양한 예시적인 실시예가 위에서 설명되었지만, 청구범위에 의해서 설명된 바와 같은 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다양한 실시예에 대한 임의의 수의 변경이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 다양하게 설명된 방법 단계가 수행되는 순서는 대안적인 실시예에서 종종 변경될 수 있고, 다른 대안적인 실시예에서는 하나 이상의 방법 단계를 완전히 건너뛸 수 있다. 다양한 장치 및 시스템 실시예의 선택적인 특징은 몇몇 실시예에는 포함될 수 있지만 다른 실시예에는 포함될 수 없다. 그러므로, 전술한 설명은 주로 예시적인 목적으로 제공되었으며 청구범위에 기재된 바와 같이 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
본 명세서에 포함된 예와 설명은 요지가 실행될 수 있는 특정 실시예를 제한이 아닌 예시를 통해 보여준다. 언급한 바와 같이, 다른 실시예가 활용되고 파생될 수 있으므로, 본 개시의 범주를 벗어남이 없이 구조적, 논리적 대체 및 변경이 이루어질 수 있다. 본 발명의 요지에 대한 그러한 실시예는 단지 편의를 위해서 "발명"이라는 용어로 개별적으로 또는 집합적으로 본 명세서에서 언급될 수 있으며, 실제로 하나 초과가 개시되더라도 본 출원의 범주를 임의의 단일 발명 또는 발명의 개념으로 자발적으로 제한하려는 의도는 아니다. 따라서, 특정 실시예가 본 명세서에서 도시되고 설명되었지만, 동일한 목적을 달성하도록 계산된 임의의 배열이 도시된 특정 실시예를 대체할 수 있다. 본 개시는 다양한 실시예의 임의의 그리고 모든 적응 또는 변형을 포괄하도록 의도된다. 위의 실시예와 본 명세서에서 구체적으로 설명되지 않은 다른 실시예의 조합은 위의 설명을 검토할 때 당업자에게 자명할 것이다.
본 명세서에 언급된 모든 공보 및 특허 출원은 각각의 개별 공보 또는 특허 출원이 원용에 의해서 포함되도록 구체적이고 개별적으로 표시된 것과 동일한 정도로 그 전체가 원용에 의해서 포함된다.

Claims (40)

  1. 아크 발생을 제한하도록 구성되는 전극 장치로서,
    제 1 전기 절연 지지체;
    제 1 전기 절연 지지체에 의해 지지되고, 제 1 전극 표면을 포함하는 제 1 전극; 및
    제 1 전기 절연 지지체 또는 제 2 전기 절연 지지체에 의해서 지지되고, 제 2 전극 표면을 포함하는 제 2 전극을 포함하며,
    제 1 전극과 제 2 전극은 그 사이에 적어도 0.1 kV의 진폭을 가지는 전기 펄스를 통과시키도록 구성되며,
    제 1 전극 표면은 제 1 아크 완화 층에 의해 덮이고 제 2 전극 표면은 전기 펄스를 통과시킬 때 제 1 전극과 제 2 전극 사이의 아크 발생을 감소시키거나 제거하도록 구성된 제 2 아크 완화 층에 의해 덮이는,
    아크 발생을 제한하도록 구성되는 전극 장치.
  2. 아크 발생을 제한하도록 구성되는 전극 장치로서,
    제 1 전기 절연 지지체;
    제 1 전기 절연 지지체에 의해 지지되고, 제 1 전극 표면을 포함하는 제 1 전극; 및
    제 1 전기 절연 지지체 또는 제 2 전기 절연 지지체에 의해서 지지되고, 제 2 전극 표면을 포함하는 제 2 전극을 포함하며,
    제 1 전극과 제 2 전극은 그 사이에 적어도 0.1 kV의 진폭을 가지는 전기 펄스를 통과시키도록 구성되며,
    제 1 전극은 제 1 전극 표면 상에 또는 그 주위에 제 1 둥근 에지를 포함하고 제 2 전극은 제 2 전극 표면 상에 또는 그 주위에 제 2 둥근 에지를 포함하며, 제 1 및 제 2 둥근 에지는 전기 펄스를 통과시킬 때 제 1 전극과 제 2 전극 사이의 아크 발생을 감소시키거나 제거하도록 구성되는,
    아크 발생을 제한하도록 구성되는 전극 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    제 1 전극은 어플리케이터의 제 1 조오 상에 있고 제 2 전극은 어플리케이터의 제 2 조오 상에 있으며, 추가로 제 1 및 제 2 조오는 서로에 대해 개방되거나 폐쇄되도록 구성되는,
    아크 발생을 제한하도록 구성되는 전극 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 전극 및 제 2 전극은 표면 또는 평판 전극인,
    아크 발생을 제한하도록 구성되는 전극 장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    제 1 전극은 제 1 조오의 측면에 있고 제 2 전극은 제 2 조오의 측면에 있으며, 제 1 조오의 측면은 제 2 조오의 측면과 동일한 평면에 있는,
    아크 발생을 제한하도록 구성되는 전극 장치.
  6. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    제 1 전극은 제 1 조오의 제 1 측면에 있고 제 2 전극은 제 2 조오의 제 2 측에 있으며, 제 1 조오의 제 1 측면과 제 2 조오의 제 2 측면은 그 사이에 치료할 조직을 고정하도록 구성되는,
    아크 발생을 제한하도록 구성되는 전극 장치.
  7. 제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    긴 샤프트를 더 포함하며, 제 1 조오와 제 2 조오는 샤프트에 대해 경사지게 위치되고 구부러지거나 굽혀진 구성을 가지는,
    아크 발생을 제한하도록 구성되는 전극 장치.
  8. 제 3 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 전극은 제 1 조오의 측면에 있으며, 제 3 전극은 제 1 조오의 제 2 측면에 있으며, 제 2 전극은 제 2 조오의 측면에 있으며, 제 4 전극은 제 2 조오의 제 2 측면에 있으며, 추가로 제 1 조오의 측면은 제 2 조오의 측면과 동일한 평면에 있으며, 제 1 조오의 제 1 측면 및 제 2 조오의 제 2 측면은 그 사이에 치료할 조직을 고정하도록 구성되며, 상기 장치는 제 1 전극과 제 3 전극, 그리고 제 2 전극과 제 4 전극 사이에서 선택하도록 구성되는,
    아크 발생을 제한하도록 구성되는 전극 장치.
  9. 제 3 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 조오와 제 2 조오는 제 1 전극과 제 2 전극이 서로 평행을 유지하도록 개폐되도록 구성되는,
    아크 발생을 제한하도록 구성되는 전극 장치.
  10. 제 3 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 조오와 제 2 조오는 서로에 대해 축 방향으로 이동하도록 구성되는,
    아크 발생을 제한하도록 구성되는 전극 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 전극과 제 2 전극은 고정된 거리만큼 분리되는,
    아크 발생을 제한하도록 구성되는 전극 장치.
  12. 제 2 항에 있어서,
    제 1 전극 표면은 제 1 아크 완화 층에 의해 덮이고 제 2 전극 표면은 전기 펄스를 통과시킬 때 제 1 전극과 제 2 전극 사이의 아크 발생을 감소시키거나 제거하도록 구성된 제 2 아크 완화 층에 의해서 덮이는,
    아크 발생을 제한하도록 구성되는 전극 장치.
  13. 제 1 항 또는 제 12 항에 있어서,
    비-작동 상태에서 제 1 아크 완화 층과 제 1 전극 표면 사이에 있는 제 1 갭 영역 및 비-작동 상태에서 제 2 아크 완화 층과 제 2 전극 표면 사이에 있는 제 2 갭 영역을 더 포함하는,
    아크 발생을 제한하도록 구성되는 전극 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    제 1 갭 영역 및 제 2 갭 영역은 에어 갭을 포함하는,
    아크 발생을 제한하도록 구성되는 전극 장치.
  15. 제 1 항 및 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 아크 완화 층은 힘이 제 1 아크 완화 층에 대해 인가될 때 제 1 전극 표면에 대해 편향되도록 구성되는,
    아크 발생을 제한하도록 구성되는 전극 장치.
  16. 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 갭 영역 및 제 2 갭 영역은 각각 0.5 mm 이상인,
    아크 발생을 제한하도록 구성되는 전극 장치.
  17. 제 1 항에 있어서,
    제 1 전극 및 제 2 전극은 각각 둥근 에지를 포함하는,
    아크 발생을 제한하도록 구성되는 전극 장치.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 전극 및 제 2 전극은 각각 길이가 5 mm 보다 크게 연장하는,
    아크 발생을 제한하도록 구성되는 전극 장치.
  19. 제 1 항 및 제 12 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 아크 완화 층과 제 2 아크 완화 층은 각각 가요성 멤브레인을 포함하는,
    아크 발생을 제한하도록 구성되는 전극 장치.
  20. 제 1 항 및 제 12 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 아크 완화 층과 제 2 아크 완화 층은 각각 0.01 S/m 내지 10 S/m의 전도성을 가지는,
    아크 발생을 제한하도록 구성되는 전극 장치.
  21. 제 1 항 및 제 12 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 아크 완화 층 및 제 2 아크 완화 층은 전도성 필러를 포함하는 실리콘 중합체를 포함하는,
    아크 발생을 제한하도록 구성되는 전극 장치.
  22. 제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 전극과 제 2 전극 중 적어도 하나 또는 둘 모두에 대해 조직을 끌어당기기 위해서 흡입을 가하도록 구성된 하나 이상의 흡입 포트를 더 포함하는,
    아크 발생을 제한하도록 구성되는 전극 장치.
  23. 펄스 전기장 에너지를 표적 조직에 인가하는 방법으로서,
    제 1 전극 표면의 적어도 일부분을 덮는 제 1 아크 완화 층이 제 1 전극 표면에 대해 구동되도록 표적 조직에 대해 제 1 표면 전극을 가압하는 단계;
    제 2 전극 표면의 적어도 일부분을 덮는 제 2 아크 완화 층이 제 2 전극 표면에 대해 구동되도록 표적 조직에 대해 제 2 표면 전극을 가압하는 단계; 및
    제 1 전극 표면과 제 2 전극 표면 사이의 아크 발생을 완화 또는 방지하면서 표적 조직을 치료하기 위해서 제 1 표면 전극과 제 2 표면 전극 사이에 0.1 kV보다 큰 진폭을 가지는 복수의 전기 펄스를 인가하는 단계를 포함하는,
    펄스 전기장 에너지를 표적 조직에 인가하는 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    복수의 전기 펄스는 1000 나노초 미만의 지속시간을 가지는 펄스인,
    펄스 전기장 에너지를 표적 조직에 인가하는 방법.
  25. 제 23 항 또는 제 24 항에 있어서,
    제 1 및 제 2 표면 전극은 그 사이에서 표적 조직을 압축함으로써 표적 조직에 대해 가압되는,
    펄스 전기장 에너지를 표적 조직에 인가하는 방법.
  26. 제 23 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 및 제 2 표면 전극은 표적 조직에 대해 제 1 및 제 2 표면 전극을 고정하기 위해서 제 1 및 제 2 표면 전극을 고정하는 어플리케이터로부터 흡입을 적용함으로써 표적 조직에 대해 가압되는,
    펄스 전기장 에너지를 표적 조직에 인가하는 방법.
  27. 제 23 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 표면 전극은 제 1 아크 완화 층이 제 1 아크 완화 층과 제 1 전극 표면 사이의 제 1 에어 갭을 변위시키도록 표적 조직에 대해 가압되는,
    펄스 전기장 에너지를 표적 조직에 인가하는 방법.
  28. 제 23 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 아크 완화 층은 제 1 전극 표면의 전기 전도도보다 작은 전기 전도도를 가지는,
    펄스 전기장 에너지를 표적 조직에 인가하는 방법.
  29. 제 23 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서,
    아크 발생을 완화 또는 방지하면서 표적 조직을 치료하는 단계는 제 1 전극 표면의 비-조직 접촉 부분과 제 2 전극 표면 사이의 아크 발생을 완화하거나 방지하는 단계를 포함하는,
    펄스 전기장 에너지를 표적 조직에 인가하는 방법.
  30. 제 23 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,
    표적 조직에 대해 제 1 표면 전극을 가압하는 단계는 자궁내막증(endometriosis)에 의해서 영향을 받은 조직에 대해 제 1 표면 전극을 가압하는 단계를 포함하는,
    펄스 전기장 에너지를 표적 조직에 인가하는 방법.
  31. 제 23 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,
    표적 조직에 대해 제 1 표면 전극을 가압하는 단계는 성대 조직에 대해 제 1 표면 전극을 가압하는 단계를 포함하는,
    펄스 전기장 에너지를 표적 조직에 인가하는 방법.
  32. 제 23 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,
    표적 조직에 대해 제 1 표면 전극을 가압하는 단계는 심장 조직 또는 폐정맥의 심방에 대해 제 1 표면 전극을 가압하는 단계를 포함하는,
    펄스 전기장 에너지를 표적 조직에 인가하는 방법.
  33. 장치로서,
    긴 몸체;
    긴 몸체로부터 원위 방향으로 연장되고, 측면 및 측면을 따라서 평행하게 연장되는 2 개 이상의 표면 전극을 포함하는 패들 영역;
    긴 몸체를 패들 영역에 커플링하고, 긴 몸체를 통해 연장되는 평면에서 패들 영역을 관절 연결하도록 구성되는 관절 연결 영역; 및
    원위 패들을 180도 이상에 걸쳐서 관절 연결하도록 구성된 제어 장치를 포함하는 근위 단부의 핸들을 포함하는;
    장치.
  34. 제 33 항에 있어서,
    측면에 하나 이상의 흡입 포트를 더 포함하고 2 개 이상의 표면 전극을 조직 표면에 고정하기 위해서 흡입을 적용하도록 구성되는,
    장치.
  35. 제 33 항 또는 제 34 항에 있어서,
    측면으로부터 반대편인 패들 영역의 후면에 전기 절연체를 더 포함하는,
    장치.
  36. 제 33 항 내지 제 35 항 중 어느 한 항에 있어서,
    측면과 반대쪽인 패들 영역의 후면에 추가의 2 개 이상의 표면 전극 및 측면의 2 개 이상의 표면 전극 또는 패들 영역의 후면의 추가의 2 개 이상의 표면 전극을 작동하도록 구성된 제어 장치를 더 포함하는,
    장치.
  37. 제 33 항 내지 제 36 항 중 어느 한 항에 있어서,
    패들 영역은 2 개 이상의 표면 전극 사이의 간격을 증가시키기 위해서 측면이 측면 방향으로 확장되도록 폭이 확장되도록 구성되는,
    장치.
  38. 제 37 항에 있어서,
    2 개 이상의 표면 전극 사이의 간격을 증가 및 감소시키도록 구성된 핸들 상의 확장 제어 장치를 더 포함하는,
    장치.
  39. 제 33 항 내지 제 38 항 중 어느 한 항에 있어서,
    2 개 이상의 표면 전극 각각은 전극 표면을 포함하는 표면 전극 및 각각의 전극 표면을 덮는 아크 완화 층을 포함하는,
    장치.
  40. 제 33 항 내지 제 38 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 2 개 이상의 표면 전극은 둥근 에지를 가지는,
    장치.
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