적외선 투과 광섬유를 이용한 고주파 열치료 과정에서의 온도분포 측정
유욱재·서정기·조동현·장경원·신상훈·이봉수·탁계래·박병기*
†
·문주현**Measurements of temperature distribution using an infrared optical fiber during radiofrequency ablation
Wook Jae Yoo, Jeong Ki Seo, Dong Hyun Cho, Kyoung Won Jang, Sang Hun Shin, Bongsoo Lee, Gye-Rae Tack, Byung Gi Park*
†
, and Joo Hyun Moon**Abstract
In this study, we have measured temperature distribution using infrared optical fibers during radiofrequency ablation (RFA). Infrared radiations generated from the water around inserted electrode are transferred by silver halide optical fibers and are measured by a thermopile sensor. Also, the output voltages of a thermopile sensor are compared with those of the thermocouple recorder. It is expected that a noncontact temperature sensor using an infrared optical fiber can be developed for the temperature monitoring during RFA treatments based on the results of this study.
Key Words : fiber-optic sensor, infrared radiation, noncontact temperature sensor, radiofrequency ablation, silver halide optical fiber
1. 서 론
고주파 열치료 (radiofrequency ablation, RFA) 는 고주
파 전류를 환자의 수술부위에 통하게 한 뒤 , 생체조직 내부 이온들의 진동을 유발하고 열을 발생시켜 , 치료부 위의 괴사를 일으키는 치료방법이다 . 고주파 전류는 넓
은 표면의 접지판 (ground plate) 으로부터 환자의 몸을
통하여 좁은 표면의 전극 (electrode) 으로 전도되며 이
때 , 전극의 좁은 면적을 따라 고밀도의 전류가 형성되
고 열이 발생하여 , 응고나 변성 등에 따른 기화 (vapori-
zation) 와 탄화 (carbonization) 를 통해 암 치료를 할 수
있게 된다 [1] . 고주파 열치료는 골종양 (bone tumor) 과 간암 (liver cancer) 의 치료 등 다양한 의료 분야에서 활
용되고 있으며 , 실시간 온도 감시 하에서 시술을 하므 로 합병증이 적고 , 안전한 반복 시술이 가능하다는 장 점을 가진다 [2] .
고주파 열치료를 포함한 일반적인 온열치료 (hyper-
thermia) 시 , 42~45 o C 의 온도로 생체조직을 20~60 분 동안 가열하면 암세포가 손상되는 효과를 보게 되고 ,
50~55 o C 의 온도로 가열할 경우 , 암세포가 괴사되는
시간이 4~6 분으로 줄어들게 된다 [3,4] . 고주파 열치료는
괴사조직인 병변 (lesion) 을 만들고 , 병변의 크기는 시술 시간과 조직의 종류에 의해서 달라질 수 있으며 단극 성 전극 (mono-electrode) 의 경우 , 대개 직경 3 cm 의 열
성 병변 (thermal lesion) 을 유도할 수 있다 [5] . 하지만 고 주파 열치료에 의해 암세포 주변의 정상세포 역시 영 향을 받아 괴사할 수 있으므로 , 적절한 병변의 생성을
위해서는 전극의 정확한 온도제어와 가열부위의 온도 분포를 정확하게 측정하는 것이 중요하다 .
일반적으로 고주파 열치료 시 , 온도분포를 측정하기
위해 열전대 (thermocouple) 를 사용하지만 이는 침습적
인 방법으로 암세포와 피부조직에서의 출혈이 불가피 하고 , 고주파 전류의 영향으로 정확한 온도의 측정이
불가능하게 된다 . 또한 피부암 (skin cancer) 과 같이 외
건국대학교의료생명대학의학공학부
,
의공학실용기술연구소(School of Biomedical Engineering, College of Biomedical & Health Science, Research Institute of Biomedical Engineering, Konkuk University, Chungju 380-701, Korea)
*
순천향대학교공과대학에너지환경공학과(Department of Energy &
Environment Engineering, Soonchunhyang University, Asan 336-745, Korea)
**
동국대학교에너지환경대학에너지환경시스템공학과(Department of Energy & Environment System Engineering, Dongguk University, Gyeongju 780-714, Korea)
†