JPS602244A - 組織導電率方式電気メス制御装置 - 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】 現在外科手術において、電気ナイフを使用する場合が非
常に多くなった。これら電気メス（ナイフ）をフルに使
いこなし精密な病的組織の切除などの手術を行う事がで
きるようになるまで、相当長い期間のち密な訓練を必要
とする。従ってこの電気メスを、扱う者の資格が、相当
制限される。この困難をとく為に、本コントロール・シ
ステムが開発された。

本発明の設計は、人体中の違った組織が電気メスに対し
違った抵抗を生じ、この抵抗差が生ずる特性を利用して
、電気メスの稼動或は非稼動を精確にコントロールする
システムである。本発明の装置の最も特徴とされる所は
、組織の柔軟かつ電解質が多く、抵抗が少い腺腫（ａｄ
ｅｎｏｎｌａ　）や、ち密かつ電解質が少く、抵抗力が
高い被膜（ｃａｐｓｕｌｅ　）等を明確に区分すること
ができることである。これによって電気メスの稼動、非
稼動を自動的に識別し、手術中被膜を傷つけることを防
止する。

この装置に依り、医者の学習過程が大きく短縮され、且
つ学習中に起りうる障害をずっと少くし、装置の操作も
簡易なので、手術中の安全が一層確実になる。

本発明の設計理念と原理は、下記の通りである。

電気メス（電子手術ユニット）のエネルギ出ツノは、抵
抗の負載量の多少によって、変（ｉづる。人体組織の抵
抗力は、手術を行っている所の組織の種類、その中に含
まれている電解質ｍの多少によって異り、組織がゆるく
電解質が多いものは抵抗が比較的低いが、組織が緻密で
、電解黄金Ｍが少いものは、抵抗が高い。例えば、尿道
切除術を行っている時の如く、メスにかかる抵抗差が電
気メスの電気負荷（ｌｏｊｄ）を変化させる。本発明は
、この電気負荷の変化に依る輸出功率の多少に基き、切
除するか、しないかの区別を行う。本発明の理論模型（
ｔｈｅｏｌ・ｅｔｉｃ　ｍａｔｔｅｌ）は第１図を参照
されたい。この例は腺腫（１）、被膜（３）、脂肪（４
）及び組織（Ｔｉｓｓｕｅ　）　（５）からなる前立腺
を示す。６は蒸溜水を示す。前項でのべた様に電気メス
の輸出功率は電気負荷の多少に基き同じ様な加減をする
。人体協護腺中の腺１！Ｔ！（１）は、電解質が多い為
、ＮｉＣｒ−ループ（２）の各点から被膜（３）との対
応点まで、無数の抵抗が存在する。抵抗値は、含まれる
電解質の多少に依って、差異がでる。Ｎ１ｃｒ−ループ
（２）から被膜（３）に至るまでの各点を見れば、無数
の抵抗が頭尾連接されている事が分かる。抵抗接続の法
則から考えて見れば分るように並列に接続された抵抗は
ｍ維質組織が有する抵抗より低い。つまり電気メスは、
低抵抗で導電度の大きい腺ｆｉｌ（１）中に於いて功率
が増大する電流プｏ−７（ｃｕｒｒｅｎｔ　ｐｒｏｂｅ
）テ探知してみても、感応電流が大きい事が分る。これ
に反して、電気メスで、繊維ｌｆＡ織を切断する場合、
組織中の電解質が少いため、抵抗も大きく、抵抗並列効
果は少い。従って以上の事実でも分る様に腺腫（１）と
被膜（３）は、メス抵抗値に於いて、大きな差異がある
。この差異も電気メスに伝われば、電気負荷上の差異と
なって現われるのである。電流プローブで探知された電
流信号からいっても、その違いがすぐ“分る。従ってこ
の二種の異った電流をただちに弁識できる装置を設け、
自動的に腺腫（１）と被膜（３）とを自動的に分ける様
にすれば、現れた信号に依り電気メスの電流負荷をコン
トロールし、電流の通断に依り電気メス操作の自動化を
計ることかで゛きる。腺腫（１）にある時には、電流負
荷が増加し、メスはフルに作動するが、一旦被膜（３）
にであった時には、メスに内蔵されているフナ−でもっ
て、手術者にこの情報を通知すると共に、メス電源を自
動的に切断するような仕かけになっている。この様な装
置を使用すれば、手術の安全性を、一段と高くするのみ
ならず、−膜外科医の手術訓練期間を短縮し、−１二回
の実地操作で熟練覆れば、この様な手術を完全に完成す
ることができる。この装置の案内の下で、すべての外科
医は腺腫切除（ａｄｅｎｏｍａ　５ｅＣｔｉＯｎ　）を
完全に行うことができる。

コントロール・システムの詳細説明は下記の通りである
。第２図は全システムの図解で、電子手術ユニット（Ｅ
ＳＵ）（１０）の０１１或いはｏｆｆは継電器（１２）
によってコントロールされており、継電器（１２）中に
マイクロ・コンピューター弁識装置が内蔵されている。

回路はＥＳＵ（１０）に連結され、Ｎ；Ｃ！′−ループ
（２）により人体組織の負荷（ｌｏａｄ）を計ツタ後患
者のプレート（ｐａｔｉｅｎｔ　ｐｌａｔｅ　）（１４
）ｕ由ＬＴ、帰路（１Ｂ＞ヲ経由り、Ｔ、ＥＳＬＩ（１
０）にもどる。前にのべたように、組織は、抵抗があり
、電流プローブ（１８）により腺腫（１）の低抵抗値が
探知され、メス中に内蔵されているマイクロ・コンピュ
ーターに識別できるような電子信号にかえて、メスのｏ
ｎ或いは０［「を自動的にコントロールする。継電器（
１２）のｏｎｌｏｆｆもマイクロ・コンピューターによ
ってコントロールされるマイクロ・プロセッサー・コン
トロール・ユニット（２ｏ）中に必要な数字をｓｅｔ　
ｔＪる。そうすれば、電流で送られて来た信号を区別す
る。これによって継電器（１２）のｏｎ、又はｏＨを選
択し、その結果をブザーでもって手術者に通知する。そ
うすれば医者は、今直面している組織が、腺腫なのが、
或いは被膜なのが、すぐ分る。

第３図は全系統の概略図である。電流プローブはメスか
ら送られてきた信号を区別する。ピーク検出器（３０）
は電流プローブに送られた電流のレベルを探測する。ピ
ーク時に生れた信号は、移相器（３２）を利用して、信
号の位相を後方に移動する。移動した後の信号を元の信
号と比較後、制御信号を出づ。

比較器（３４）は元の信号と移相後の信号のレベルを比
較し新たな制御信号を出ノＪする。この信号でもってサ
ンプル／保持装置（ｓａｍｐｌｅ／ｌ＋ｏＪｄ）　＜３
６）を制御する。ピーク検出器（３０）で値が得られた
後、少したってからマイクロ・プロセッサー・ユニツ１
〜によって読み取られるので、サンプル／保持回路（３
６）は信号を保持したり安定させたりする為に設けられ
たものである。Ａ／Ｄ変換器（３８）はアナログ信号を
デジタル信号にかえ、マイクロ・プロセッシングを容易
にづる。並列人力／出力（Ｐｌｏｄ（４０）は中央処理
装置（ＣＰＵ）＜４２）をその周辺装置の回路と接続し
、継電器（４４）、ブザー回路（４６）　、マイクロ・
プロセッサー等の装置を動かすのに必要な電流を提供す
る。ＣＰＵは色々なソフトウェアデータを貯える為に設
けられている。ランダム・アク廿ス・メモリー（５０）
は数字とデータを必要な時に入力又は出力する事ができ
るハードウェアである。キーボード／ディスプレー・ス
キｌ？ニング・コントローラ８２７９（５２）はキーに
番号をふりつけｃｐｕで処理できる様にし、二進数を上
段のディスプレー数になおし、最終的に人間が読み取れ
る様なアラビア数字になおす。ディスプレーは二進数を
アラビア数字になおす。キーボード（５４）は必要なパ
ラメータを入力し信号制御の基準とする。

、第４図はピーク検出器＋加算回路を図解する。演算増
幅器ＩＣ１〜ＩＣ５の５個を使用する。ＩＣ１及びＩＣ
２はＳ／Ｎ比（信号、雑音比）を増大させるために高い
インピーダンスを有するバッファである。信号源以外の
雑音を完全に離隔し、ＩＣ１は正のサイクル（ｐｌｕｓ
　ｃｙｃｌｅ　）だけ送信し、ＩＣ２は負のサイクルを
送信し、この信号はＩＣ３、ＩＣ４を経由しあるレベル
まで増幅され、移相器に送られ、またサンプル／保持器
にも送られる。

第５図は移相器及び比較器を示し、主としてＩＣ６〜１
０８で組成されている。ＩＣ３は電圧フォロアであり、
あるレベルまでの信号をそのまま移相器に送る。移送器
はＩＣ１及びＲ１６〜Ｒ１９、Ｃ８〜Ｃ１０を有し、入
力信号の位相を元のものより数度遅らせ、比較器（ＩＣ
８）に送る。ＩＣ８は入力信号を移相信号と比較し、ピ
ークが出てくるごとにパルス゛を一つ発生し、サンプル
／保持回路を制御する。サンプル／保持電流中のアナロ
グスイッチは、信号が入力になるか、或いは出力になる
かを判断する。

第６図はサンプル／保持器及びＡ／Ｄ変換器を詳細に示
す。ＩＣ９はサンプル／保持回路であり、見本取りはビ
ン２にて制御し、「保持」の場合はコンデンサＣ１４で
行う。これらの信号が安定になってからＡ／Ｄ変換器は
この信号を二進数に変換する。Ｉｃ１ｏ、Ｒ２３〜Ｒ２
５及びＣ１５ににすＡ／Ｄ変換器は構成される。これは
アナログ信号をマイクロ・プロセッサで使用する８ビツ
トの二進数に変換づる。これをマイクロ・プロセッシン
グ・ユニツ１−に送り、そこで分析と比較と判断とを行
う。

第７図は並列人力／出力（ＰＩＯ）回路を示したもので
、ＰＩＯは２つの入ツノ／出ノｊボートＡ、Ｂを有する
。Ａ／Ｄ変換器から送られてきた８位の数字をポートに
て入力する。そしてデータ・バスを経由し、ＣＰＵに送
られ、ここで必要な数字処理を行う。

ボートＢはＩＣ１４から送られたデータを輸入し、そし
てＩＣ１４でデータをラッチする。これで電気メスのｏ
ｎ、’ｏｒｒをコントロールしたり警告信号を出したり
する。ＩＣ１４はデータの為に回路をラッチしたり、そ
（７）エネイブル・エツジ（ｅｎａｂｌｅ　ｅｄｇｅ）
はＩＣ１２によって制御される。ＩＣ１２はワンショッ
ト（ｏｎｅ−ｓ、ｈｏｔ）ＩＣでありＰｆＯから送られ
てきた準備信号波が短かすぎてＩＣ１４のエネイブル・
エツジを動かすことができないのでパルス幅拡大回路を
くわえ、継電器パルスを延長し、ＩＣ１４のエネイブル
・エツジを動かす。ＩＣｌ３はＰＩＯの準備信号△とＡ
／Ｄ変換器（ＩＣＩＯ）の信号を合成したものを変調し
、ポート△エネイブル・エツジのデータを稼動させる。

第８図は周辺装置回路（異面コントロール回路）の詳細
を示シタもノテ、主に−（’Ｃ１５、ＩＣ１６、ＩＣ１
７、ＩＣｌ３、ＩＣ１９、ＩＣ２０、ＩＣ２１等から構
成されており、ＩＣ１７〜ＩＣ１９は主に止血（ｃｏａ
ｇｕｌａｔｔ。

ｎ）及びカッティングに使われる合成信号波長を拡展す
る役割をはたす。モしてＣＰＵのデータ・バス９のビッ
ト２及びビット３を合せて一つの信号にし、これに依っ
て■継電器、■ブザー回路等を稼動させる。ＩＣ１８ａ
及びＩＣ１８１）はアナログスイッチであり、ＩＣ１８
ａはＣＰＵ　１．２．３の止血・カッティング信号によ
り制御され、２つの音を発生ずる。そしてブザー音が高
くなったり低（なうたりして、違った手術の状況を区分
づ゛る。Ｉ　Ｃ１９ｂ　、Ｉ　Ｃ１７ａから送られてき
た信号の幅を拡大し、継電器の正常操作を維持°ツる。

ＩＣ２０は警告信号器であり、ここから出力された信号
はＩＣ２＋に送られ、充分な信号電流を起しラッパＳＰ
をならづ。そして手術者が感知できる様な音を出す。継
電器はＩＣ１９ｂによって制御され、もってＥＳＵの出
力を制衝１する。

第９図は中央処理装置（ＣＰＵ）　、ＲＯＭ、　Ｒ△Ｍ
１クロック発生器等の説明を行うものである。ＣＰＵは
論理処理、データ移送等の能力を有する。クロックが有
り、ソフトウェア制御信号が完備している場合、ＣＰＵ
としてはソフトウェア信号の指令に依ってデータ処理を
行い、処理後のものを信号に変換して送り出す。制御信
号を継電器及びブザー回路に送、す、これらの信号を自
動的に分片、区別、分析してから、継電器を制御し、電
気メスのｏｎｌｏＮを行う。ＩＣ２７には信号を制御す
るソフトウェアが焼結され、固定化されている。電源が
消失しても変化を起さない。ＣＰＵはＪ−べてこのソフ
トウェアの指令に依って作動される。ＩＣ２４は随意出
入できる記ｗ１装置で、キーボードから送られてきたデ
ータを一時記憶したり、ＣＰＵデータ処理に於ける一時
記憶も行う。Ｉ　Ｃ２５ａ　、　Ｉ　Ｃ２１３ｂ　、抵
抗Ｒ１コンデンサ、及びクォーツ・トランジスタからな
るパルス発生器が形成される。このクロック出力はＩＣ
２６を経由して、分割される。周波数を低くしてからリ
セットＣＰＵに送られ、ＩＣ２１に使われる。ＩＣ２７
はＤ型フリップ・フロップであり、スイッチが閉鎖して
る時、Ｃは放電し、クロックのトリガーにより短いリセ
ット・パルスを発生しＣＰＵを再度作動させ、予定され
た信号に依って進行する。ＩＣ２８ａは２−４デ一タ選
択器でＣＰＵのＡ１１、Ａｌ１の制御を受ける。この信
号に依ってＰＯＭ、ＲＡＭの晶中で信号を選択する。ｒ
ｃ２８ｂはＣＰＵの１０ＲＱとＣＰ（Ｊのソフトウェア
に依って制御され、ＣＰＵの記憶要求と一緒になってＰ
ＩＯの晶中選択のための信号を出す。

そしてＰＩＯを制御する。

第１０図はキーボード／ディスプレー回路を示す。

ＩＣ２９はキーボード／ディスプレーでＩＣを制御し、
キーボード信号を四次元のデータに°してＣＰＵにより
処理する。そしてこの四次元のデータを解読することが
でき、７セグメントデイスプレ一信号になり、アラビア
数字を示すことができる。１０３０、ＩＣ３１によって
充分な電流でもって７ヒグメント／デイスプレー発生ダ
イオード（ＬＥＤ）を作動させるために加入した回路で
あるＬＥＤディジット　１〜ＬＥＤデイジツト４はキー
ボードからパノＪされたデータを示したり、或いはソフ
トウェア信号を示したりする。

第１１図は全コン］〜ロール・システムのプロセスを図
解したもので工にＪ５いてＣＩ）　Ｕをリセットづれば
、全回路が作動する。■に８３いてキーボードでデータ
を入力し、データがきてない場合、これが来るまで待機
する。■においてすでに入ノコした場合、信号サンプル
を取る。夏においてもし検出された信号が設定されたデ
ータであった場合、危険であることを意味するのでブザ
ーがなる。そして電気メスに信号が行きすぐｏｆｆにな
る。さもなければ、電気メスは続けてＯｎで作動を続け
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は前立腺の断面概略図であり、 第２図は全システムの組立概略図であり、第３図はコン
トロール・システムのブロック図であり、 第４図はピーク検出器及び加算回路の概略図であり、 第５図は移相器及び比較器の回路概略図であり、第６図
はサンプル／保持回路及びＡ／Ｄ変換器の回路概略図で
あり、 第７図は並列人力／出力回路を、示し、第８図は周辺装
置及びアラーム゛回路の概略図であり、 第９図はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びクロック発生器の
回路概略図であり、 第１０図はキーボード／ディスプレー制御装置、駆動装
置及びディスプレーの回路概略図であり、第１１図は制
御プログラムのフローチャートであり、 第１２図及び第１３図は本発明の実施例の全回路の概略
図である。 １０・・・電子手術ユニット １２．４４・・・継電器 １８・・・電流プローブ ２０・・・マイクロフロレッサー・コン１−ロール・ユ
ニット 特許出願代理人 弁理士　山　崎　行　造 第２図 ４ 中華民国タイペイ・カントリー ・ルエイ・ファン・タウン・ミ ン・デン・アール・ディー・セ クルレーン４５ナンバー４６サード ・エフ・エル（番地なし） 手続補正書 １　事件の表示 昭和５８年特許願第８７７８７号 ２　発明の名称 ３　補正をする者 事件との関係　出願人 氏　名　ジエン−シー・シャン 氏　名　シュエンーツォン・ヤン ４代理人 ６　補正の対象 １、　明細書第８頁第１８行［ハードウェアである。 キ」゛を「ハードウェアである。リードオンリーメモリ
ー（４８）は読み出し専用のメモリである。キＪと訂正
する。 ２、　同第１３頁第１７行ｒＰＯＭＪをｒＲＯＭＪと訂
正する。 ３、　同第１４頁第１０行「回路であるＬＥＤＪを１回
路である。ＬＥＤＪと訂正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （，１）　違った人体組織の抵抗差を利用して、電気メ
   スを制御するシステムであって、電流検知器、ピーク検
   出器、サンプル／保持回路、移相器、比較器、マイクロ
   プロセッシング・ユニット、ブザー及びアラーム電気メ
   スｏｎ／　ｏｆｆコントロールを具備し、やわらかい腺
   腫は電解質が多く、電気抵抗が小さいが、緻密な被膜は
   電解質が少く、抵抗が高く、従って電気メスが腺腫に出
   会った場合高い電流が検測され、従ってメスはフルに作
   動するが、被膜に直面した場合、感知電流は弱いので、
   すぐ認識でき、上記二種類の組織を識別するのに必要な
   臨界電位は、事前にあらかじめ設定することができ、マ
   イクロプロセッシング・ユニットは、これに基づいて比
   較判断を行い、もし被膜を判断した場合、自動的にブザ
   ーを鳴らして電気メスとＯｆｆにして停止させ、さもな
   ければ、電気メスを続けて作動さゼるようになっている
   システム。 （２、特許請求の範囲第（１）項に記載のコントロール
   ・システムにおいて、信号検測は、電流プローブ、抵抗
   探測器、電圧検測器等に依って得られることを特徴とす
   るシステム。 （３）　特許請求の範囲第（１）項に記載のコントロー
   ル・システムにおいて、ピーク検出器、移相器、レベル
   比較器等から出される信号を総合的に集め、コントロー
   ル信号として７ｓ）さねしい信号を構成させ、この信号
   でサンプル／保持回路を制御することを特徴とするシス
   テム。 （４）　特許請求の範囲第（１）、（２）または（３）
   項に記載のコントロール・システムにおいて、そのマイ
   クロプロセッシング・ユニットはデジタル化された信号
   の処理に当り、そして被膜に直面した場合、ブザーを自
   動的に鳴らせ、電気メスの電源を切断し、ｏｆｆにする
   ことを特徴とする特許