JP2005185657A - 外科用処置具 - Google Patents

Abstract

【課題】応答性・精度がすぐれた凝固状態を判別する手段を有し、処置効率の高い外科用処置具を提供することにある。
【解決手段】開閉する一対のジョー１０，１１と、前記ジョー１０，１１の少なくとも一方に設けられた発熱手段としての発熱ブレード１８と、前記発熱ブレード１８を制御する電源３とからなる外科用処置具において、前記ジョー１０，１１の少なくとも一方に組織の圧力を検知する圧力検知手段としての受光感知部２７を設けたことを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

この発明は、開閉可能な一対のジョーの間で生体組織を把持して生体組織を加熱し、生体組織の凝固などの加熱処置を行う外科用処置具に関する。

生体の体腔内の生体組織を把持して加熱し、生体組織を凝固処置する凝固切開システムが知られている（例えば、特許文献１参照。）。これは、挿入部の先端部に開閉自在な一対のジョーを有する外科用処置具である。このジョーの一方に発熱板が設けられ、他方のジョーに発熱板を受ける受け部材が設けられている。そして、発熱板の発熱温度を生体組織を凝固可能な温度に設定して凝固できるようになっている。

また、前述した外科用処置具に電力を供給する処置具用電源が知られている（特許文献２参照。）。これは、凝固対象組織の大きさ、厚さなどによって凝固結果に差が生じるという問題を解消するために、温度検出手段を設け、温度検出手段によって検出された温度が予め設定された値に達するまでの供給電力量または出力時間を電力制御するようにしたものである。
特許第３３４９１３９号公報 特開２００１−２６９３５２号公報

しかしながら、特許文献１では、組織の凝固状態を判別する手段は考慮されておらず、凝固状態に応じた最適な制御ができない点から、処置効率に改善に余地があった。

特許文献２では、凝固結果を一定にするため、発熱手段の温度に基づいて制御を実施しているが、組織と発熱手段の間に温度差が発生するため、制御の精度に改善の余地があった。

ここで、直接的に組織の温度を測定するには熱電対やサーミスタを用いるのが一般的であるが、組織は水分を含むため、熱電対などを耐久性を高めるために水密構造にする必要があり、その結果として測温の応答性、精度が低下するという問題があった。

また、組織の電気抵抗の変化により組織の水分含有量を把握して、凝固状態を判別する方法もあるが、組織の電気抵抗の測定には高周波電源が必要となる。

この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、応答性・精度がすぐれた凝固状態を判別する手段を有し、処置効率の高い外科用処置具を提供することにある。

この発明は、前記目的を達成するために、一対の開閉するジョーと、前記ジョーの少なくとも一方に設けられた発熱手段と、前記発熱手段を制御する電源とからなる外科用処置具において、前記ジョーの少なくとも一方に組織の圧力を検知する圧力検知手段を設けたことを特徴とする。

請求項２は、請求項1の前記圧力検知手段は、歪ゲージであることを特徴とする。

請求項３は、請求項１の前記圧力検知手段は、組織圧力情報を出力し、この出力信号に基づいて前記電源を制御することを特徴とする。

この発明によれば、凝固状態判別の応答性・精度が優れ、高い処置効率を得ることができるという効果がある。

以下、この発明の各実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図３は第１の実施形態を示し、図１は外科用処置具システムの全体の斜視図、図２（ａ）は外科用処置具の先端処置部の上面図、（ｂ）は先端処置部の側面図、（ｃ）は（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う断面図、（ｄ）は（ａ）のＹ−Ｙ線に沿う断面図、（ｅ）は（ｄ）のＺ−Ｚ線に沿う断面図である。図３（ａ）は電源の回路図、（ｂ）は制御の流れを示したフローチャート図である。

図１に示すように、外科用処置具システム１は、外科用処置具２と電源３、両者を接続するケーブル４及び電源３の制御を行うフットスイッチ５とから構成されている。外科用処置具２は、金属材料からなる第１の柄本体６と第２の柄本体７とを枢支軸８によって回動自在に軸支することにより構成されている。そして、第１の柄本体６と第２の柄本体７の先端部に設けられた第１と第２のジョー１０、１１が互いに開閉するようになっている。

第１の柄本体６の先端部に設けられた第１のジョー１０は、図２（ａ）に示すように、先端部が細く、かつ湾曲しており、その下部には処置部１２が設けられている。図１に示すように、第１の柄本体６の他端部には使用者が指で操作する指掛け部１３及び第２の柄本体７との互いの位置を固定するラチェット手段１４が設けられている。さらに、指掛け部１３の一部にはケーブル４が接続されるコネクタ１５が設けられている。

また、第２の柄本体７の基端部には指掛け部１６及びラチェット手段１７が設けられている。ラチェット手段１４，１７は一般的な手術用鉗子にあるものと同様に互いに係合するようになっている。

さらに、図２（ｂ），（ｃ）に示すように、第１のジョー１０には処置部１２として発熱する発熱手段としての発熱ブレード１８が断熱枠１９によって設けられている。発熱ブレード１８は薄膜抵抗あるいは厚膜抵抗からなる発熱パターン２０を側面または上面にもつ発熱素子からなり、その素材は銅、モリブデン、タングステン、銅モリブデンなどの熱伝導性が良好な金属である。発熱パターン２０には給電のための導線２１が接続されている。なお、本実施形態では発熱パターン２０は略Ｕ字型の１系統であるが、温度分布を良好にするため、電気的に独立した２系統としてもよい。

また、図２（ｅ）に示すように、発熱ブレード１８の断面形状は下端１８ａ’が処置に適した鋭角の略三角形状をしている。また、断熱枠１９の断面形状は略逆Ｕ字型をなし、発熱ブレード１８の上部を覆っている。この断熱枠１９は発熱ブレード１８と第１のジョー１０との断熱の役目を果たしている。この断熱枠１９の材質は熱伝導率の低いテフロン（登録商標）（テトラフルオロエチレン）などのフッ素樹脂や、ポリイミドなどの耐熱樹脂がよい。

また、図２（ｄ），（ｅ）に示すように、第１のジョー１０に設けられた断熱枠１９の長手方向には発熱ブレード１８に隣接して白色ＬＥＤからなる光源２２および集光部２３が複数設けられている。光源２２の各々には給電のための導線２４及び図示しないフレキシブル基板が接続されている。なお、光源２２及び集光部２３は透明なガラスや樹脂材料の内部に水密を保持した状態で一体成型されている。

また、処置部１２と対向する第２のジョー１１の内側面２５には柔軟部材２６が設けられている。この柔軟部材２６は第１のジョー１０と第２のジョー１１とが閉じたときに、発熱ブレード１８と柔軟部材２６が隙間無く密着することで処置効率を高めるものである。柔軟部材２６の材質としては、柔軟性を有するとともに熱伝導率の低いゴム（シリコンゴム、フッ素ゴムなど）やテトラフルオロエチレンなどの樹脂がよい。

また、柔軟部材２６に隣接して光源２２と対向する位置に組織量判別手段としての受光感知部２７が複数設けられている。受光感知部２７にはフォトダイオード（光起電力素子）、光導電素子など、受光量に応じて電気的な変化を生じる素子が透明なガラスや樹脂の中に、水密を保持した状態で一体成型されている。各々の受光感知部２７には電源３と導線２８、図示しないフレキシブル基板及びケーブル４によって電気的に接続されている。

図３（ａ）に示す電源３について説明すると、商用電源と接続される電源部２９は出力部３０を介してケーブル４に接続されている。出力部３０はフットスイッチ５、ケーブル４の一部と接続される制御部３１に接続されている。また、制御部３１は外科用処置具２への出力を設定可能な設定手段３２に接続されている。

次に、第１の実施形態の作用を図３（ｂ）に基づいて説明する。第１の柄本体６と第２の柄本体７を開閉操作して処置するための組織を発熱ブレード１８と柔軟部材２６の間で把持する。フットスイッチ５を操作する（ステップＳ１）と、まず光源２２が点灯する（ステップＳ２）。その光を受光感知部２７で感知して把持した組織の量を測定する（ステップＳ３）。すなわち、組織があると光源２２の光を遮り、受光感知部２７で光を感知できないため、電源３は組織の有無を判別でき、また複数の受光感知部２７の感知状態を把握することにより、組織の量を情報として認知できる。この情報に基づき、制御部３１は組織の量に応じた最適な制御や設定条件（素子への印加電圧や設定温度など）に設定を行う（ステップＳ４）。

続けて、発熱パターン２０に通電して発熱ブレード１８を発熱させる。使用者が発熱開始の遅延を感じないように、以上の一連の動作は、なるべく早く実施されることが望ましい。

次に発熱処置によって、組織が凝固・加熱変性されると、組織の厚みは薄くなる。これにより、組織の光透過量が上がり（組織に加えられる圧力によっては半透明になる）、受光感知部２７で凝固状態を受光量の変化として認知できる（ステップＳ５）。受光量の変化（すなわち組織の凝固状態）に応じて、電源３の制御や設定を変更可能である（ステップＳ６）。例えば、凝固状態の変化が遅い場合（発熱時間との比較が必要）は設定温度を上げたり、逆に速い場合は途中で設定温度を下げるなどである。また、所定の受光量を超えたときに、制御部３１および出力部３０が凝固が完了（ステップＳ７）したと判断して、通電・発熱を止めてもよい（ステップＳ８）。

前記実施形態によれば、組織の凝固状態を直接的に判別するため、凝固状態判別の応答性・精度が優れ、判別の応答性・高精度と水密構造の両立が容易である。これにより、高い処置効率を得ることができる。

なお、外科用処置具２としては、図４の変形例に示すように、内視鏡下手術に適した細長い挿入部３３を有する外科用処置具３４を構成してもよい。なお、処置部１２の構成は第１の実施形態と同様であり、説明を省略する。

図５及び図６は第２の実施形態を示す。図５（ａ）は組織凝固前の状態を示し、図２（ａ）のＸ−Ｘ線に対応する断面図、図５（ｂ）は組織凝固後の状態を示し、図２（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う断面図、図６は制御の流れを示したフローチャート図である。

なお、本実施形態において、第１の実施形態と共通する構成部分については、以下、同一符号を付して、その説明を省略する。

図５（ａ）に示すように、第１のジョー１０に設けられた処置部１２と対向する第２のジョー１１の内側面２５には柔軟部材３５が設けられている。この柔軟部材３５によって第１のジョー１０と第２のジョー１１とが閉じたとき、発熱ブレード１８と柔軟部材３５が隙間無く密着することで処置効率を高めることができる。柔軟部材３５の材質としては、柔軟性を有するとともに、熱伝導率の低いゴム（シリコンゴム、フッ素ゴム）やテトラフルオロエチレンなどの樹脂がよい。

さらに、柔軟部材３５の組織３６と接触する上端部には、組織の圧力を検知する圧力検知手段としての圧力センサ３７が設けられている。この圧力センサ３７によって一定力量で組織３６を把持したときに、その把持組織３６の体積変化による圧力変動を検知することができる。圧力センサ３７としては小型化できる点から歪ゲーシが適当である。圧力センサ３７には図示しない導線、ケーブル４によって電源３に電気的に接続されている。

次に、第２の実施形態の作用を図５（ａ），（ｂ）及び図６に基づいて説明する。図５（ａ）に示すように、第１の柄本体６と第２の柄本体７を操作して処置するための組織３６を発熱ブレード１８と圧力センサ３７の間で把持する。このとき、ラチェット手段１４，１７を係合させて把持力を一定に保つことが望ましい。フットスイッチ５を操作すると（ステップＳ１）、まず圧力センサ３７が起動し（ステップＳ２）、組織３６を把持した部分の圧力値が検出される。この圧力値の情報に基づき、制御部３１は、組織３６の量を判別し（ステップＳ３）、組織３６の量に応じた最適な制御や設定条件（素子への印加電圧や設定温度など）に設定を行う（ステップＳ４）。

続けて、発熱パターン２０に通電して発熱ブレード１８を発熱させる。使用者が発熱開始の遅延を感じないように、以上の一連の動作はなるべく速く実施されることが望ましい。

次に発熱処置によって、組織３６が凝固・加熱変性されると（ステップＳ５）、図５（ｂ）に示すように組織３６の厚みは薄くなる。これにより圧力センサ３７が検知する圧力値は、組織凝固前より低くなる。圧力値の変化（すなわち組織３６の凝固状態）に応じて電源３の制御や設定を変更可能である（ステップＳ６）。

例えば、凝固状態の変化が遅い場合（発熱時間との比較が必要）は設定温度を上げたり、逆に速い場合は途中で設定温度を下げるなどである。また、圧力値の低下が所定量を超えたときに、制御部３１および出力部３０の連携により凝固が完了したと判断して、通電・発熱を止めてもよい（ステップＳ７）。

本実施形態によれば、組織の凝固状態を直接的に判別するため、凝固状態判別の応答性・精度が優れている。これにより、高い処置効率を得ることができる。

図７及び図８は第３の実施形態を示す。図７は組織凝固後の状態を示し、図２（ａ）のＸ−Ｘ線に対応する断面図、図８は制御の流れを示したフローチャート図である。

なお、本実施形態において、第１の実施形態と共通する構成部分については、以下、同一符号を付して、その説明を省略する。

図７に示すように、処置部１２としての発熱する発熱ブレード１８が断熱枠１９によって第１のジョー１０と接続されている。発熱ブレード１８は薄膜抵抗あるいは厚膜抵抗からなる第１発熱パターン１８ａと第２発熱パターン１８ｂの２系統を側面または上面にもつ発熱素子からなり、その素材は、銅、モリブデン、タングステン、銅モリブデンなどの熱伝導性が良好な金属である。第１発熱パターン１８ａ、第２発熱パターン１８ｂには、給電のための導線２１ａ，２１ｂがそれぞれ接続されている。

また、処置部１２と対向する第２のジョー１１の内側面２５には柔軟部材３５が設けられている。この柔軟部材３５は第１のジョー１０と第２のジョー１１とが閉じたとき、発熱ブレード１８と柔軟部材３５が隙間無く密着することで処置効率を高めることができる。柔軟部材３５の材質としては、柔軟性を有するとともに、熱伝導率の低いゴム（シリコンゴム、フッ素ゴム）やテトラフルオロエチレンなどの樹脂がよい。

さらに、柔軟部材３５の組織３６と接触する上端部には、圧力センサ３７が設けられている。この圧力センサ３７によって組織３６の把持位置を検出することができる。圧力センサ３７としては、小型化できる点から歪ゲージが適当である。圧力センサ３７には図示しない導線、ケーブル４によって電源３に電気的に接続されている。

次に、第３の実施形態の作用を図７及び図８に基づいて説明する。図７に示すように、第１の柄本体６と第２の柄本体７を操作して処置するための組織３６を発熱ブレード１８と圧力センサ３７の間で把持する。フットスイッチ５を操作すると（ステップＳ1）、まず圧力センサ３７が起動（ステップＳ２）して組織３６を把持した位置が検出される（ステップＳ３）。この組織３６の把持位置情報に基づき、第２発熱パターン１８ｂに電力を供給し、第１発熱パターン１８ａの電力供給を遮断する（ステップＳ４）。そして、第２発熱パターン１８ｂによって組織３６を加熱凝固が完了する（ステップＳ５）。このとき、制御部３１および出力部３０の連携により、組織３６の把持位置によって例えば把持位置が第２発熱パターン１８ｂの位置であるとしても第１発熱パターン１８ａに近い場合などには、第１発熱パターン１８ａにもある程度の電力供給を行う、などの制御をしてもよい。

以上の制御によって、組織３６を把持した位置に対して発熱ブレード１８の適正な部分を発熱させる。使用者が発熱開始の遅延を感じないように、以上の一連の動作はなるべく速く実施されることが望ましい。

本実施形態によれば、組織の把持位置を特定し発熱ブレードを適正に発熱させるので、高い処置効率を得ることができる。

前述した各実施形態によれば、次の構成が得られる。

（付記１）開閉する一対のジョーと、前記ジョーの少なくとも一方に設けられた発熱手段と、前記発熱手段を制御する電源とからなる外科用処置具において、前記ジョーの少なくとも一方に組織の圧力を検知する圧力検知手段を設け、前記電源は、前記圧力検知手段からの組織圧力情報から組織の凝固状態を検知したとき、前記発熱手段の発熱を終了させることを特徴とする外科用処置具。

（付記２）付記１において、前記圧力検知手段は、組織把持位置を検知し、電源が組織把持部分の発熱手段へ電力供給を行うことを特徴とする外科用処置具。

（付記３）付記１において、前記圧力検知手段は、組織把持位置を検知し、電源が、組織を把持していない部分への電力供給を抑えることを特徴とする外科用処置具。

（付記４）開閉する一対のジョーと、前記ジョーの少なくとも一方に設けられた発熱手段と、前記発熱手段の発熱を制御する電源とからなる外科用処置具において、前記ジョーの少なくとも一方に光源手段を有し、前記ジョーの少なくとも他方に組織の大きさと凝固状態を知るために、組織の光透過率を測定可能な光感知手段を設けたことを特徴とする外科用処置具。

（付記５）付記４において、前記光感知手段は光感知素子であることを特徴とする外科用処置具。

（付記６）付記４において、組織の光透過率の変化に応じて前記電源が発熱の制御を行うことを特徴とする外科用処置具。

（付記７）付記４において、組織の光透過率の変化に応じて前記電源が発熱を終了させることを特徴とする外科用処置具。

この発明の第1の実施形態を示し、外科用処置具システムの全体の斜視図。 同実施形態を示し、（ａ）は外科用処置具の先端処置部の上面図、（ｂ）は先端処置部の側面図、（ｃ）は（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う断面図、（ｄ）は（ａ）のＹ−Ｙ線に沿う断面図、（ｅ）は（ｄ）のＺ−Ｚ線に沿う断面図。 同実施形態を示し、（ａ）は電源の回路図、（ｂ）は制御の流れを示したフローチャート図。 同実施形態の変形例を示し、外科用処置具の側面図。 この発明の第２の実施形態を示し、（ａ）は組織凝固前の状態を示し、図２（ａ）のＸ−Ｘ線に対応する断面図、（ｂ）は組織凝固後の状態を示し、図２（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う断面図。 同実施形態の制御の流れを示したフローチャート図。 この発明の第３の実施形態の組織凝固後の状態を示し、図２（ａ）のＸ−Ｘ線に対応する断面図。 同実施形態の制御の流れを示したフローチャート図。

符号の説明

２…外科用処置具、３…電源、１０，１１…ジョー、１２…処置部、１８…発熱ブレード（発熱手段）、２７…受光感知部（圧力検知手段）

Claims (3)

1. 開閉する一対のジョーと、前記ジョーの少なくとも一方に設けられた発熱手段と、前記発熱手段を制御する電源とからなる外科用処置具において、
   前記ジョーの少なくとも一方に組織の圧力を検知する圧力検知手段を設けたことを特徴とする外科用処置具。
2. 前記圧力検知手段は、歪ゲージであることを特徴とする請求項1記載の外科用処置具。
3. 前記圧力検知手段は、組織圧力情報を出力し、この出力信号に基づいて前記電源を制御することを特徴とする請求項1記載の外科用処置具。

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