JPH01500402A - 生物学的組織のプラズマアーク切断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 生物学的組織のプラズマアーク切断装置技術分野 本発明は医療器械に関し、更に詳しくは生物学的組織のプラズマアーク切断装置 に関する。

従来技術 生物学的組織を切断するために、間接アークまたはマイクロプラズマアークが形 成される種々の装置を使用することが可能である。

カソード組立体及びアノード組立体を収容するハウジングを有するプラズマアー ク切断装置が公知である。アノード組立体は複雑な形状のノズルを有し、このノ ズルは先端部が電気アークを形成する方向に面している電極を受容する。カソー ド組立体はプラズマ形成ガスを供給するためのチャンネルを有する。（広告小冊 子”Ｅｌｅｋｔｒｏｄｕｇｏｖｙｉｅ　ｐｌａｚｍｏｔｒｏｎｙ”。

ノボシビルスク、１９８０年、３４〜３５ページ）。

この種の装置は、これらのマイクロプラズマジェットが生物学的組織を切断する のに必要な速度を維持するために十分な力を有さず、そして更にそれらはプラズ マ形成ガスの比較的高い作動圧力の下での作業を強いられその結果として生物学 的組織にガスが過剰に浸透するため、生物学的組織を切断するのに適さない。こ の公知装置により発生されたプラズマジェットの温度は５０００℃以内であり、 生物学的組織を切断するのに不十分であり、且つ切断の側部においてかなりの深 さまで生物学的組織の熱障害を引起こす。

カソード組立体及びアノード組立体を同様に有する生物学的組織の切断装置が別 に知られている。カソード組立体の電極はその先端部が電気アークの発生領域に 面している先細の部分を有する。カソード組立体はプラズマ形成ガスを供給する ために形成された通路を有する。アノード組立体は電極の先細部分を受容するノ ズルを有し、ノズルは円筒状チャンバ、先細のチャンバ、アーク・チャンバそし てプラズマアーク形成チャンバを連続的に所定のオーダで形成する（Ｓｌｌ、Ａ 　２７５２６１、ベレスネブ（Ｂｅｒｅｓｎｅｖ）　Ａ、　Ｓ、他、１９７０． 公報Ｎ（１２２）。

しかし、この装置においてアーク・チャンバにおけるアーク発生プロセスはプラ ズマ形成ガスの低い流量及び圧力の下で不適切に安定しており、不十分な点は医 薬の付加に適したように装置を形成するために除去されるべきである。さらに、 これらの条件の下でアノードのスポットはアーク・チャンバからノズルの先細チ ャンバに結局移動し、アークの電圧下降とパワーの減少、プラズマジェットの特 性の凝結と切断の損傷に帰着する。アノード・スポットをアーク・チャンバに戻 すためには、プラズマ形成ガスの作動圧力を例えば２Ｘ１０’Ｐ、まで増加し、 次いで１ｘｉｏ’ｒ’、の作動供給圧力まで再度減少させることが必要である。

しかし、ガスの作動圧力のこの周期的な増加はプラズマジェットを噴射する速度 を増加させること、外科医の仕事を複雑にさせること、及び手術されていない臓 器への損傷の恐れがあることに帰着する。

発明の開示 本発明はその目的のために生物学的組織のプラズマ・アーク切断装置の創作を有 し、ここにおいてアノード組立体の改善された構造はプラズマ形成ガスの比較的 小さい送り量及び圧力の下で安定したアークを提供する。

この目的は、カッ・−ド組立体はプラズマ形成ガスを供給するための通路を具え たハウジングとこのハウジングに収容された電極とを有し且つ先細な部分を有し 、アノード組立体はプラズマジェットの発生領域に面して電極の先細部分を受容 するハウジング及びノズルを有し、ノズルは円筒状チャンバ、先細なチャンバ、 アーク・チャンバ及びプラズマジェット形成チャンバを連続的に形成する生物学 的組織のプラズマアーク切断装置において、本発明に従い、電極の先細な部分は 切頭円錐形状を有し、電極の端面であるより小さい端部はプラズマジェットの発 生領域に面し、電極は円筒状及び先細チャンバに受容され、これによりアーク・ チャンバから電極の端面までの距離は先細チャンバの長さの０．１から０．５に 等しく、そして電極の先細部分の長さは電極の直径の３．５から４．５倍である 生物学的組織のプラズマアーク切断装置により達成される。

プラズマ形成ガスを供給するための通路はノズルのプラズマジェット形成チャン バの長さに略等しい長さを有するべきであり、且つ電極の端面から先細部分の長 さだけ概略離間されるべきであることが好都合である。

図面の要約 本発明は添付図面になされた参照符号と共に実施例に関連してさらに記載されよ う。

第１図は本発明を具現化する、生物学的組織のプラズマアーク切断装置の縦断面 図である。

第２図は第１図の■−■線に沿う、同一装置の断面図である。

本発明の最良の態様 生物学的組織のプラズマアーク切断装置はカソード組立体１　（第１図）及びア ノード組立体２を有する。カソード組立体１はガス供給通路として働くスリット ５を有しコレット４がプレス嵌めされるハウジング３を有する。コレット４は非 分割ブツシュ８によりアーク・チャンバ７の上部限界に関して要求された位置に 固着された電極６を内部に保持する。

同様にブツシュ８はプラズマ形成ガスをノズル１２の円筒状チャンバ１１に供給 するために形成されたガス供給通路９及び１０を有する。

カソード組立体１はコレット４の中のプラズマ形成ガスを供給するための通路１ ５にチューブ１４を介して連通ずるガス連結部１３を備えている。

さらにカソード組立体１は連結部１７及びチューブ１８を介して現れる冷却液を 供給するための通路１６を有する。電極６は切頭円錐形状の先細な部分１９を有 し、この切頭円錐部分のより小さい端部は電極６の端面である。

アノード組立体はアーク・チャンバ７及びプラズマジェット形成チャンバ２３に より形成されたプラズマ形成チャンネル２２、先細チャンバ２１、及び円筒状ガ スチャンバ１１を内部に形成する上述のノズル１２とハウジングを有する。

アノード組立体は通路２４及び２５を通り、そしてノズル１２を取り囲む通路２ ６を通って供給される冷却液により冷却される。冷却液は連結部２７（第２図） を介して供給され、連結部２９及びチューブ２８（第１図）を介して戻される。

カソード及びアノード組立体１及び２は絶縁部材３０．３１゜３２．３３及び３ ４により互いに電気的に絶縁されている。

ノズル１２はアノード、組立体２と連結するためのねじ部分を有する。アノード 組立体の端部部分及びその内部部分はシール・ガスケット３５及び３６のための 切除された溝を有し、これらのガスケットの部分は、ノズル１２を要求された位 置まで容易にねじ込み、同時に（漏れテストで）冷却液供給圧力が２．５　ａｔ ｍ又はそれ以上において作動空間への冷却液の侵入から装置をシールするように 選択される。

ブツシュ８の底端部部分は、ブツシュ８をカソード組立体１のハウジング３にね じ込むことによりアーク・チャンバ７の上端に関して電極６をノズル１２の先細 チャンバ２１に保持するように形成される。この要求された位置において、電極 ６はチャンバ１１及び１２に受容された先細部分１９を有し、その端面はプラズ マジェット形成領域に面している。ア−り・チャンバ７から電極６の端面までの 距離“１１″は先細チャンバ２１の長さ“ｌ”の０，１から０．５に等しいよう に選択される。この距離は電極の熱安定性を損い安定したアーク発生に影響する ので０，１１より短くするべきでなく、またアークがプラズマ形成ガスの非常に 高い供給率において点火されるので０．５β（ｈ＞０．５４’）を越えるべきで ない。

電極６の先細部分１９の長さ“ｂ”は直径“ｄ”の３．５から４．５倍になるよ うに選択され、且つ安定したアーク発生に影響するので３．５ｄより小さくなる べきでなく、一方、長さが４．５ｄを越える（ｂ＞４．５ｄ）場合には安定した アーク発生のためにプラズマ形成ガスの非常に高い供給率が要求される。

記載された実施例において、冷却液はＱ、　６ａｔｍより低くなく１゜５　ａｔ ｍより高くない圧力により供給された給水（ｔａｐｗａｔｅｒ　）である。圧力 が０．６　ａｔｍより低い場合にはノズル１２の冷却の度合いが不充分でありア ークは不安定となり、また圧力が１．５　ａｔｍより高い場合にはシー・ル・ガ スケット３５゜３６の負荷が増大し結局のところ破損に至るので、記載した範囲 を越える冷却液供給圧力の使用は無分別である。ガスケット３６のシール特性が 損われると水はガス・チャンバ１１に入りアノード組立体２に関する電極６の電 気的絶縁を破壊する。電気アークが電極６の側面とアノード組立体２のハウジン グ２０との間で点火されるにつれて電気的故障となる。

生物学的組織のプラズマアーク切断装置は次のように作動する。

先ず第１に装置は、ノズル１２の作動状態を検査し、且つ入口からアーク−チャ ンバ７までを約０．４〜０．５　＠ＩＩの所定の距離でチャンバ２１のブツシュ ８に電極６をセットすることにより調整される。

プラズマ形成ガスの必要な供給量がセットされ、冷却液の送りが作動され、そし てアーク電圧はスイッチを入れられる。

連結部２９及びチューブ２８を介する冷却液の流れは、電極６及びカソード組立 体１を冷却し且つ連結部１７を介して装置から離れるために、アノード組立体２ 及びノズル１２を冷却し、そしてチャンネル２４から連結部２７を介してチャン ネル９に流れながら通路２４．２５及び２６に入る。しかしながら、冷却水の循 環は添付された図面、第１図に示され且つ上述された如く逆転され得る。

プラズマ形成ガスは、スリット５及び通路９を介してノズル１２の円筒状ガスチ ャンバ１１に流れるためチューブ１４の連結部１３に供給される。ガスの低い供 給圧力（０，１ｓｔｓ以下）と低い供給率でチャンバ７の全面における安定した アークは、電極６の先細部分１９の長さのその直径に対する最適な比、及びアー ク・チャンバ７に関するノズル１２の先細チャンバ２１における電極６の最適な 位置決めに基づき、並びに先細チャンバ２１の先細りにより、維持される。アー ク・チャンバ７からの通路１０の遠隔さ及びこれらの通路１０の長さはプラズマ ジェット形成チャンバ２３の長さに整合される。

冷却液及びプラズマ形成ガスが装置に供給されると、電極６の端面とノズル１２ のアーク・チャンバ７の円筒状表面との間のギャップは破壊され且つイオン化さ れ、電圧は圧縮アーク電力供給源からノズル１２及び電極６を横切って供給され る。アーク点火の瞬間における閃光を避は且つアノード組立体２を暖めるための 時間をもつために、アークは低い供給電流と低いガス供給率で初期的にイオン化 される。このことが成し遂げられ、アーク電流が作動値まで上昇され、そしてプ ラズマ形成ガスの供給量が必要なパラメータのプラズマジェットを得るために調 節される。

トーチすなわち生物学的組織のプラズマ切断装置の開示したデザインは、幅広い 範囲内での可変自在のプラズマジェットを発する低い速度を考慮して、プラズマ 形成ガスの非常に低い供給率及び圧力に対して信頼でき且つ能率的な生物学的組 織の切断を提供する。

産業上の利用可能性 本発明は手術、例えば腫瘍を切り裂き切開した血管を凝結させる作業において使 用され得る。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．カソード組立体（１）はプラズマ形成ガスを供給するための通路（１５）を 具えたハウジング（３）とハウジング（３）に収容された電極（６）とを有し且 つ先細な部分（１９）を有し、アノード組立体（２）はプラズマジェットの発生 領域に面して電極（６）の先細部分（１９）を受容するハウジング（２０）及び ノズル（１２）を有し、ノズル（１２）は円筒状チャンバ（１１）、先細なチャ ンバ（２１）、アーク・チャンバ（７）及びプラズマジェット形成チャンバ（２ ３）を連続的に形成する生物学的組織のプラズマアーク切断装置において、電極 （６）の先細部分（１９）は切頭円錐形状を有し、電極（６）の端面であるより 小さい端部はプラズマ・ジェットの発生領域に面し、電極（６）は円筒状及び先 細チャンバ（１１及び２１）に受容され、これによりアーク・チャンバ（７）か ら電極（６）の端面までの距離は先細チャンバ（２１）の長さの０．１から０． ５に等しく、そして電極（６）の先細部分（１９）の長さは電極の直径の３．５ から４．５倍であることを特徴とする生物学的組織のプラズマアーク切断装置。 ２．上記カソード組立体（１）のプラズマ形成ガスを供給するための通路（１０ ）はノズル（１２）のプラズマジェット形成チャンバ（２３）の長さに略等しい 長さを有し、電極（６）の端面から先細部分（１９）の長さだけ概略離間されて いることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。