KR101143852B1 - 고주파 열치료용 ｒｆ 제너레이터의 동상 모드 노이즈 필터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오실레이터로부터 공급되는 발진 주파수를 교류 출력으로 증폭시키는 증폭수단과 교류 출력이 가해지는 전극 사이에 동상 모드 노이즈 필터를 배치함으로써 전극 사용시 시술조건에 따라 전극으로부터 발생하는 고조파 성분을 제거할 수 있어, 고조파 성분으로 인한 자체 디스플레이부는 물론이고 고주파 열치료용 RF 제너레이터와 함께 사용되는 초음파 진단기와 같은 영상 진단기기의 영상이나 파형의 일그러짐 현상을 방지할 수 있다.

암, 갑상선, 고주파, RF 제너레이터, 동상모드, 노이즈 필터.

Description

고주파 열치료용 ＲＦ 제너레이터의 동상 모드 노이즈 필터{RF generator frequency common-mode noise filter treatment}

본 발명은 고주파 열치료용 RF 제너레이터의 동상 모드 노이즈 필터에 관한 것이다. 특히 본 발명은 전극 사용시 시술조건에 따라 증대되는 고조파 성분을 제거할 수 있도록 하는 고주파 열치료용 RF 제너레이터의 동상 모드 노이즈 필터에 관한 것이다.

일반적으로 사람의 신체기관, 예를 들면 간과 같은 기관에 생기는 암 조직 등은 치료하는 방법으로는 약물이나 방사선 등을 이용하여 비수술적으로 암 조직의 성장을 억제 제거하는 방법과 수술을 통해 해당 암 조직을 외과적으로 제거하는 방법이 있다.

상기한 바와 같은 치료방법 중 외과적으로 암 조직을 제거하는 방법은 암 조직 등이 위치한 병변부위의 신체를 절제하여야 하므로 그 부위가 매우 넓어 수술 자체의 어려움과 더불어 수술부위가 완치되기까지 많은 시간을 필요로 할 뿐더러 완치된 후에는 해당 부위에 큰 흉터가 남게 된다.

특히, 암 조직 등은 재발하는 경우가 많은데, 이 경우 기존에 절제했던 병변부위를 다시 절제해야 하므로 환자에게 위험성이 높은 수술을 해야 하는 고통과 함께 경제적인 부담까지도 준다.

이에 최근에는 외과적으로 수술을 하지 않고 암 조직 등을 제거하는 방법 즉, 경동맥화학색전술이나 경피적 에탄올주입법, 전신적 항암화학요법, 국소적열치료 등과 같은 방법이 널리 시술되고 있는데, 이 중 국소적열치료방법이 널리 시술되는 가장 효과적인 방법이다.

상기한 국소적열치료에는 고주파열치료, 마이크로웨이브 소작술, 레이져 소작술 등이 있으며, 이중 고주파에 의한 열치료가 가장 효과적이다. 상기 고주파열치료는 신체기관, 예를 들면 간에 암 조직이 발생하게 되면 이를 절제하지 않은 상태에서 고주파열에 의해 암 조직만을 소작하여 괴사시키는 방법이다.

상기한 바와 같이 암 조직(세포)을 고주파 열치료를 통해 제거하기 위한 장치는 일정 레벨의 고주파수를 발생시키는 고주파 열치료용 RF 제너레이터와, 상기 고주파 열치료용 RF 제너레이터에서 발생되는 고주파수가 가해지는 하나의 전극(electrode)을 가지는 것을 예로 들 수 있다.

이에 이미 출원되어 등록된 대한민국 등록특허 제10-739002호의 '고주파 열치료용 멀티 RF 제너레이터'는 하나의 고주파 열치료용 RF 제너레이터로부터 다수의 전극에 고주파를 공급하여 크기가 큰 암세포를 효율적으로 고사시킬 수 있도록 하는 한편 소작범위의 확대와 안전성을 증진시킬 수 있음은 물론이고 1개 이상의 채널을 제어할 수 있도록 하여 이원병변에 대하여 동시에 시술 가능하도록 하고 있 다.

그러나 고주파 열치료용 RF 제너레이터는 480 KHz의 고출력(30～200W)으로 간이나 갑상선 등의 암 조직 시술시에 전극을 통해 암 조직을 가열하여 괴사시킬 수 있는 기기로서 주변 의료기기에 전자파 간섭을 준다. 특히 고주파 열치료용 RF 제너레이터와 함께 의료진에 시술부위의 영상을 제공하는 초음파 진단기와 같은 영상 진단기기가 사용되는데, 이 영상 진단기기는 전자파에 예민한 기기로서 고주파 열치료용 RF 제너레이터로부터 발생하는 전자파로 인하여 의료진에게 선명한 영상을 제공하지 못하는 경우가 있다.

상기한 초음파 진단기의 초음파 프로브는 그 용도에 따라 4MHz에서 13MHz의 주파수 대역을 사용하므로 고주파 열치료용 RF 제너레이터로부터 발생되는 480KHz의 고조파(2nd, 3rd,????,Nth)들이 초음파 진단기의 사용 주파수 대역에 분포하면서 진단 영상에 간섭을 일으키는 문제점이 있다.

물론, 고주파 열치료용 RF 제너레이터 자체의 디스플레이부에 표시되는 파형에도 영향을 미침으로써 의료진은 디스플레이부를 통해 파형이나 영상을 정확하게 확인할 수 없는 문제점이 있다.

상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 전극 사용시 시술조건에 따라 발생하는 고조파 성분을 제거하여, 고주파 열치료용 RF 제너레이터 자체는 물론이고 초음파 진단기와 같은 영상 진단기기에서 간섭현상으로 인한 영상이나 파형의 일그러짐을 방지할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 고주파 열치료용 RF 제너레이터의 동상 모드 노이즈 필터는, 오실레이터에 공급되는 발진 주파수를 증폭수단에 의해 교류 출력으로 증폭시켜 전극에 공급하는 고주파 열치료용 RF 제너레이터의 동상 모드 노이즈 필터에 있어서, 상기 증폭수단과 전극 사이에 동상 모드 노이즈 필터를 배치함으로서, 상기 증폭수단에서 증폭된 교류 출력과 더불어 발생하는 고조파 성분을 전극에 공급하여 시술할 때, 상기 전극에 증폭된 교류 출력만 공급되도록 상기 동상 모드 노이즈 필터가 고조파 성분을 제거하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 상기 동상 모드 노이즈 필터는 각 권선의 일단이 상기 증폭수단의 출력단에 각각 접속되고 상기 각 권선의 타단이 전극에 각각 접속된 트랜스와, 상기 트랜스와 병렬 접속된 커패시터로 구성되는 것을 특징으로 한다.

따라서 본 발명에 의하면, 본 발명은 전극 사용시 시술조건에 따라 발생하는 고조파 성분을 동상 모드 노이즈 필터를 이용하여 제거함으로써 고주파 열치료용 RF 제너레이터 자체는 물론이고 초음파 진단기와 같은 영상 진단기기에서 간섭현상으로 인한 영상이나 파형의 일그러짐을 방지할 수 있다.

도1은 본 발명에 의한 고주파 열치료용 RF 제너레이터의 동상 모드 노이즈 필터를 보인 것으로서 도시되지 않은 오실레이터 등으로부터 출력되는 발진주파수를 공급받은 MCU(13)의 제어로 증폭수단(12)에서 증폭된 교류 출력과 더불어 발생하는 고조파 성분을 전극(10)에 공급할 때, 동상 모드 노이즈 필터(11)를 이용하여 고조파 성분을 제거함으로서 자체의 디스플레이부(14)나 초음파 진단기와 같은 다른 영상 진단기기에서 전자파로 인한 간섭현상이 일어나지 않도록 하는 것이다.

상기한 고주파 열치료용 RF 제너레이터의 전반적인 동작을 제어하는 MCU(13)에는 동작모드 등을 설정하기 위한 키들로 이루어진 키 입력부(15)와, 동작상태의 파형이나 영상을 디스플레이하는 디스플레이부(14) 및 고압(HV)을 공급받아 MCU(13)의 제어로 발진 주파수를 교류출력으로 증폭시키는 증폭수단(12) 등이 접속되어 있다. 상기한 증폭수단(12)은 위상 제어부나 증폭기, 매칭 네트워크, 스위칭 소자, 기타 각종 센서 등으로 구성된다.

상기 증폭수단(12)과 전극(10) 사이에는 증폭수단(12)에서 증폭된 교류 출력과 더불어 발생하는 고조파 성분을 제거하기 위한 동상 모드 노이즈 필터(11)가 배치되어 있는데, 이 동상 모드 노이즈 필터(11)는 각 권선(L1)(L2)의 일단이 증폭수단(12)의 출력단에 접속되고, 각 권선(L1)(L2)의 타단이 전극(10)에 접속된 트랜스(T)와, 이 트랜스(T)와 부하측으로 병렬 접속된 커패시터(C)로 구성된다.

본 발명의 동작 설명에 앞서 동상 모드(Common Mode)에 살펴본다.

태양의 빛이란 특정 위치 즉, 지구라는 위치에서 본 상대적인 밝기로 태양에 별도의 외부 에너지를 공급하고 있지 않으므로 동상 모드의 에너지만 존재한다. 다시 말해 같은 시간에 같은 위상으로 같은 양의 에너지를 외부로 방출시킴으로 동상 모드라 한다.

예를 들어, 60Hz 상용전원을 공급하여 백열전구의 불을 켰을 때 60Hz 상용전원은 전기를 공급하는 선(hot)을 통해 에너지를 공급하고, 궤환선(neu)을 통해 폐회로를 만들어 준다. 백열전구의 경우 60Hz 상용전원을 공급받아 빛이라는 전혀 새로운 주파수 대역의 에너지를 만들어 같은 시간에 같은 양의 에너지를 동상으로 외부에 나가는 방향으로 방사시키게 된다.

이 경우 차동 모드(Normal Mode)와 동상 모드가 함께 존재하는데, 차동 모드 성분의 경우 60Hz 상용전원과 같이 선간에 나타나는 신호/잡음의 전압을 말하며, 동상 모드의 경우 비록 입력 측에서는 60Hz 상용전원만 공급받았으나, 부하가 일을 하여 만들어낸 새로운 주파수 대역을 신호 에너지는 부하 측이 비교대상인 접지면보다 에너지 준위가 높다.

따라서 부하에서 만들어진 새로운 에너지는 밖으로 나가려는 전류성분을 가 지는데, 이때 전류량은 크기, 위상, 시간, 방향이 모두 같은 동상이 된다. 물론, 동상신호/잡음은 비교대상인 접지면에 대한 상대 에너지 준위를 말한다.

동상 모드 신호/잡음은 아주 멀리까지 전파된다는 특징을 가지는 것으로서 어떤 무선송신기로부터 공간적으로 방사되는 전자파는 동상모드 성분이고, 반대로 공간적인 전파가 케이블, 안테나, 특정기기로 유도되는 에너지 역시 동상 모드에 해당한다. 즉, 접지면에 대한 상대적인 에너지 크기를 말한다.

이에 대별되는 차동 모드는 왕복 도선을 사용하여 에너지를 전달하는 형태가 여기에 해당된다. 즉, 60Hz 상용전원의 에너지 전달형태가 여기에 해당한다.

도1 및 도2에서 상기 증폭수단(12)은 키 입력부(15)에 의해 설정된 동작환경에 따라 MCU(13)의 제어로 480 KHz의 발진 주파수를 고압(HV)으로 증폭시켜 전극(10)에 공급하게 된다.

이때, 상기 증폭수단(12)에서 증폭된 교류 출력과 더불어 발생하는 동상 모드 노이즈 즉, 고조파 성분이 발생하게 되는데, 이 고조파 성분은 트랜스(T)와 증폭수단(12)의 출력단자측 커패시터(C1,C2)로 이루어진 동상 모드 노이즈 필터(11)에 의해 차단되어 자체의 디스플레이부(14)나 가까운 위치에 있는 초음파 진단기와 같은 영상 진단기기에 영향을 주지 못하게 된다.

도 1은 본 발명에 의한 고주파 열치료용 RF 제너레이터의 동상 모드 노이즈 필터를 보인 도면.

도 2는 본 발명에 의한 고주파 열치료용 RF 제너레이터의 동상 모드 노이즈 필터를 이용하여 노이즈를 필터링 하여 정현파를 발생시키는 그래프.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 전극 11 : 동상 모드 노이즈 필터

12 : 증폭수단 13 : MCU

14 : 디스플레이부 15 : 키 입력부

T : 트랜스 L1, L2 : 권선

C : 커패시터 C1,C2 : 커패시터

Claims (2)

1. 오실레이터에서 공급된 발진 주파수를 증폭수단(12)에 의해 교류 출력으로 증폭시켜 전극(10)에 공급하는 고주파 열치료용 RF 제너레이터의 동상 모드 노이즈 필터에 있어서,

   상기 증폭수단(12)과 전극(10) 사이에 동상 모드 노이즈 필터(11)를 배치함으로서, 상기 증폭수단(12)에서 증폭된 교류 출력과 더불어 발생하는 고조파 성분을 전극(10)에 공급하여 시술할 때, 상기 전극(10)에 증폭된 교류 출력만 공급되도록 상기 동상 모드 노이즈 필터(11)가 고조파 성분을 제거하는 것을 특징으로 하는 고주파 열치료용 RF 제너레이터의 동상 모드 노이즈 필터.
2. 제1항에 있어서,

   상기 동상 모드 노이즈 필터(11)는, 각 권선(L1)(L2)의 일단이 상기 증폭수단(12)의 출력단에 각각 접속되고 상기 각 권선(L1)(L2)의 타단이 전극(10)에 각각 접속된 트랜스(T)와, 상기 트랜스(T)와 병렬 접속된 커패시터(C)로 구성되는 것을 특징으로 하는 고주파 열치료용 RF 제너레이터의 동상 모드 노이즈 필터.

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