JP2004500207A - 流体配給システム及び電気外科用器具コントローラ - Google Patents

Abstract

本発明は組織を処置するためのシステムを提供するものであって、それに含まれるのは、出力測定装置、その出力測定装置と組み合わせた流量コントローラ、及び、その組織にラジオ周波数出力及び導電性流体を供給するために構成された電気外科用器具であり、ここでこの流量コントローラは、出力測定装置からの信号に基づいて、導電性流体の組織への流量を変更できるよう、構成される。本発明はまた、組織に加えられるラジオ周波数出力の測定に基づいて、導電性流体の組織への流量を変更させるための方法と器具を提供する。

Description

【０００１】
この出願は、米国籍の企業であるティシューリンク・メディカル社（ＴｉｓｓｕｅＬｉｎｋ　Ｍｅｄｉｃａｌ，Ｉｎｃ．）の名義で、２００１年３月１日に米国を除くすべての国を指定してされた国際出願である。
【０００２】
（技術分野）
本発明は生体組織に対する外科手術において使用する器具の分野に関する。さらに詳しくは、本発明は生体組織を処置するための電気外科方法及びシステムに関する。
【０００３】
（背景技術）
電気外科用器具では、電気エネルギー、最も一般的にはラジオ周波数（ｒａｄｉｏ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ，ＲＦ）エネルギーを使用して、組織の切開や血管の焼灼を行う。使用にあたっては、器具の先端に電位差勾配を発生させ、それにより電流を流して、組織中で熱を発生させる。充分に高い電気エネルギーを与えれば、発生する熱によって組織を切開し、さらに好都合なことには、切断された血管からの出血を止めることが可能となる。
【０００４】
現行の電気外科用器具では、処置すべき組織を１００℃よりもかなり高い温度に上げてしまい、その結果、組織の脱水、電極への組織の付着、組織の穿孔、炭化、発煙などを招く可能性がある。目標組織をＲＦ処置した結果として、組織の温度が最高で３２０℃にも達することもあるが、このような高温は、熱拡散によって近傍の組織に伝達される可能性がある。近傍の組織へそのような熱伝達があると、組織が予期せぬ熱損傷を受けることも含め、望ましくない結果がもたらされる。
【０００５】
ＲＦ電気エネルギーを組織に結合するため食塩水を用いると、付着、脱水、発煙、炭化などの望ましくない影響が抑えられる。キーとなる因子の一つは、組織の脱水を防ぐことで、この脱水は、組織の温度が１００℃を超え、細胞内の水がすべて気化することにより生じ、組織が完全に乾燥して導電性が大幅に減少する。しかしながら、食塩水の流量の調節をしないと、電極と組織の界面で冷却が大きすぎる現象が起きる。この冷却のために、処置する目標の組織の温度が低下するが、組織が熱的に凝固する速度は組織の温度によって決まってくる。その結果、組織を焼灼したり切開したりする目的で組織を所望の温度に上げるのに必要な処置時間が長くなる。処置時間が長いということは術者にとっては望ましくない。できるだけ短い時間で外科手術手順をとることが、患者にとっても、医師にとっても、また病院にとっても最も好ましいからである。
【０００６】
組織に加えられるＲＦエネルギーを前もって予測することはできず、汎用の発生器を使用する場合には最適な状態にならないことが多い。汎用のＲＦ発生器には通常、異なった波形（切開用、凝固用、あるいはそれらの混合）モード、器具のタイプ（モノポーラ、バイポーラ）、それに、ワットとして設定可能な出力（パワー）レベルを備えている。しかしながら、これらの設定をひとたび選択したとしても、ＲＦ処置の間に組織のインピーダンスが変化するために、組織に加えられる実際の出力は時間の経過にしたがって極端に変化する可能性がある。これは、通常の発生器により加えられる出力は、組織のインピーダンスの関数となり、インピーダンスが減少してゼロに近づいたり、極度に増加して数千オームになったりすると、いずれの場合にも、出力は減少していくからである。
【０００７】
単一外科手術の場合に、組織に比較して器具がサイズ的に制約されることから、現行の電気外科用器具にはさらに限界が存在する。たとえば、単一手術の間にも術者は、各種のサイズの組織を扱うことが多い。大きめの組織部分では物理的にそれ相応の大きめの挟持部（ｊａｗ）又はチップが必要であるために、外科用器具には各種のサイズを使用するのが普通であるが、小さめの組織部分には少し大きいＲＦ器具が用いられるために、適切に処置されていないことも多い。単一手術の際に数多くの外科用器具を備えておくのは望ましくない。そのために貴重な手術室での時間を浪費し、処置を施した部分を正確に再配置することが困難になることもあり、感染の危険が増大し、外科手術を完結させるために必要な外科用器具の数を多くすることで費用も高くなるからである。
【０００８】
たとえば、３０ｍｍの長さの組織を効果的にシールできるような長さの挟持部を有する、食塩水支援（ｓａｌｉｎｅ−ｅｎｈａｎｃｅｄ）のバイポーラの組織シール用鉗子は、長さが１０ｍｍの組織部分をシールするには適していないであろう。（バイポーラ器具の場合では）一方の電極の挟持部から出る過剰の食塩水が組織によって間をさえぎられないために、もう一方の電極に流れてしまうこともあり得る。この導電性の食塩水は、目標の組織を通過する電流の通路であると共に、電気的な抵抗としても作用することもできる。食塩水を流れる電流は、目標の組織の中へ流れ込むよりは、ＲＦエネルギーをそらせたり、短絡させたりしてしまい、目標の組織を加熱し、処置する速度を低下させかねない。
【０００９】
楔状切除術の過程として、術者がまず肺の組織をシールし切開しようとすると、長さ３０ｍｍの挟持部を２〜３回使用して、生検のために肺葉の一部を切除することになる。術中の組織病理学的観察から、問題の組織に悪性腫瘍が認められた場合には、ロベクトミー術に切り替えるかもしれない。するとロベクトミー術の過程として、肺につながる大血管のシール及び切開が必要となるであろう。あるいは、ＲＦを用いる大血管の強化又は凝固が必要となって、切開に先だって止血のための結索挟子を使用するかもしれない。扁平化したとしても、これらの血管は３０ｍｍの長さの電気挟持部のほんの一部を占めるに過ぎない。少なくとも上記のような理由から、これは現行の電気外科用器具における、望ましくない状況を示している。
【００１０】
（発明の開示）
本発明は組織を処置するためのシステムを提供するものであって、それに含まれるのは、出力測定装置、その出力測定装置と組み合わせた流量コントローラ、及び、その組織にラジオ周波数出力及び導電性流体を供給するために構成された電気外科用器具で、ここでこの流量コントローラは、出力測定装置からの信号に基づいて、導電性流体の組織への流量を変更できるよう、構成される。
【００１１】
この流量コントローラが、導電性流体を加温するのに用いられた熱量及び導電性流体を蒸発させるのに用いられた熱量に基づいて、導電性流体の組織への流量を変更することが好ましい。好ましい実施態様において、この流量コントローラは、次式の関係にしたがって、導電性流体の組織への流量を変更する。
【００１２】
【数７】

【００１３】
他の実施態様においては、本発明は、組織に加えられるラジオ周波数出力の測定に基づいて、導電性流体の組織への流量を変更させる器具を提供し、この器具には、導電性流体を加温するのに用いられた熱量及び導電性流体を蒸発させるのに用いられた熱量に基づいて、導電性流体の組織への流量を変更するよう、構成された流量コントローラが含まれる。この器具は、次式の関係にしたがって、導電性流体の組織への流量を変更するのが好ましい。
【００１４】
【数８】

【００１５】
また別の実施態様においては、本発明はラジオ周波数出力及び導電性流体を用いて組織を処置するための器具を提供し、この器具には、センサ装置及びそのセンサ装置と組み合わせたプロセッサが含まれ、ここでそのプロセッサは導電性流体の組織への流量を調節するよう構成されているが、それは、組織へ加えられるラジオ周波数出力をセンサ装置によって検知し、導電性流体の組織への流量を調節している。このプロセッサは、導電性流体を加温するのに用いられた熱量及び導電性流体を蒸発させるのに用いられた熱量に基づいて、導電性流体の組織への流量を調節するよう構成されているのが好ましい。この流量コントローラは、次式の関係にしたがって、導電性流体の組織への流量を変更するのが好ましい。
【００１６】
【数９】

【００１７】
また別の実施態様では、本発明は組織を処置するための方法を提供し、その方法には、外科用器具を用いて組織にラジオ周波数出力と導電性流体をある流体流量で加えることと、組織に加えられるラジオ周波数出力を定量することとし、組織に加えられた出力に基づいて、流体の流量を変更することが含まれる。好ましくは、組織に加えられる出力に基づいて、流体の流量を変更するステップには、導電性流体を加温するのに用いられた熱量及び導電性流体を蒸発させるのに用いられた熱量に基づいて、導電性流体の組織への流量を調節することが含まれる。組織へ加えられる出力に基づいて、流体の流量を変更するこのステップでは、次式の関係にしたがって流体の流量を決めるのが好ましい。
【００１８】
【数１０】

【００１９】
また別の実施態様においては、本発明は、電極を含む外科用器具を提供することを含む、組織を処置するための方法を提供するもので、ここでこの外科用器具は、ラジオ周波数出力と導電性流体を受け取り、このラジオ周波数出力と導電性流体を組織に送り込むが、組織にかかるラジオ周波数出力を検知し、ある流体流量で組織に導電性流体を送るが、ここではその流体流量を変更して、組織においてその導電性流体の沸騰を調節する。ある流体流量で組織に導電性流体を送るステップには、導電性流体を加温するのに用いられた熱量及び導電性流体を蒸発させるのに用いられた熱量に基づいて、導電性流体を組織へ送ることが含まれている。好ましい実施態様においては、ある流体流量で組織に導電性流体を送るステップには、次式の関係にしたがって導電性流体を組織へ送ることが含まれる。
【００２０】
【数１１】

【００２１】
他の実施態様においては、本発明は組織を処置するためのシステムを提供するもので、このシステムに含まれるのは、出力測定装置、その出力測定装置と組み合わせた流量コントローラ、その流量コントローラと組み合わせた流れコントロール装置、及び、流れコントロール装置及び出力測定装置と組み合わせた電気外科用器具であり、ここでこの電気外科用器具は組織にラジオ周波数出力と導電性流体を送るよう構成されていて、またここで、流量コントローラは出力測定装置からの信号に基づいて、電気外科用器具への導電性流体の流量を変更するよう構成されている。この流れコントロール装置にはポンプが含まれているのが好ましい。ある実施態様ではこのポンプとしてペリスタポンプが含まれる。また別の実施態様では、このポンプとしてシリンジポンプが含まれる。この電気外科用器具としてはバイポーラな電気外科用器具が含まれているのが好ましい。
【００２２】
本実施態様によれば、この流量コントローラは、導電性流体を加温するのに用いられた熱量及び導電性流体を蒸発させるのに用いられた熱量に基づいて、流れコントロール装置への導電性流体の流量を変更するように構成されているのが好ましい。好ましい実施態様においては、次式の関係にしたがって、導電性流体の組織への流量を変更するよう流量コントローラが構成される。
【００２３】
【数１２】

【００２４】
本発明により、流体支援の電気外科術における組織凝固の速度が改良されるが、それは、電極と組織の界面で気化される導電性流体の割合をコントロールすることによって、電極と組織の界面を所望の温度範囲（たとえば、１００℃より大幅に高くならないように）の内に置くことができるからである。器具に供給される出力の測定と、器具への流体の流れを制御することによって、この改良が達成される。好ましいことには、本発明によれば、組織センサ（たとえば、組織の温度や組織のインピーダンスを測定する）は必要ない。
【００２５】
本発明の実施態様によっては、１種以上の利点がもたらされるが、その例をあげれば、迅速かつ効果的な方法で、組織に対して所望の効果（たとえば、凝固、切開など）を与えることができることである。本発明はまた、器具に組込んだ組織センサ（たとえば、温度センサ）や注文生産の特殊発生器などを使用しなくても、組織を迅速に処置することを可能としている。本発明により、術者は広範な汎用目的発生器と共に種々の電気外科用器具を用いることが可能になる。さらに、本発明では、各種の幅や厚みの組織を迅速かつ効果的にシールすることを可能とする電気外科用器具が使用できるようになる。
【００２６】
（発明を実施するための最良の形態）
本発明は、医療行為において処置部位での組織温度の調節を好適に改良する、システム、器具、及び方法を提供する。本発明は、組織の切開や凝固がよく行われる、生体の組織に対する外科的手術において特に有用である。本発明では、組織を処置するためにＲＦ出力及び導電性流体を使用する、電気外科的手術手順の使用が含まれる。組織と電極との界面で温度に影響を与える、たとえば導電性流体の流量のようなパラメータを調整することによって、所望の組織温度範囲を維持するのが好ましい。好ましくはこの器具は、組織と電極との界面で導電性流体の沸騰割合を所望のものとすることにより、組織を所望の温度とする。好ましい実施態様において、本発明はコントロール装置を提供し、この装置には、システムに加えられた出力を示す信号を受け、それによって、流体容器から電気外科用器具への導電性流体の流量を調節するような、流量コントローラが含まれる。本発明はまた、流量コントローラ、システムに加えられた出力を測定する測定装置、及び流体を所望の流量で供給するポンプ、を含むコントロールシステムも考慮に含めている。
【００２７】
図１を参照しながら、本発明について一般的に述べる。図１には本発明によるシステムの一つの実施態様のブロック図が示されている。図１に見られるように、導電性流体は流体容器１に入れておき、液配管２を経由して、ポンプ３に入り、その出口液配管４が電気外科用器具５に接続されている。好ましい実施態様においては、この導電性流体は食塩水、たとえば滅菌した通常の食塩水からなる。本明細書の記述においては、導電性流体として食塩水を記述しているが、本明細書の開示を読めば、本発明ではその他の導電性流体も使用しうることは当業熟練者のよく理解するところであろう。この導電性流体には、生理的食塩水（「通常の」食塩水、すなわち、０．９％塩化ナトリウム溶液）、乳酸リンゲル液（商標）などが含まれる。
【００２８】
発生器６で生成したＲＦエネルギーはケーブル７を経由して、出力測定装置８に入り、ＲＦ電気出力が測定される。この実施態様においては、この出力測定装置８では、出力のオン・オフを行ったり、出力を変化させたりは一切しない。発生器のメーカーが発生器６に接続させた出力スイッチ１５を用意しており、これを使用して発生器６のオン・オフを行う。この出力スイッチ１５は、出力をオン・オフできるものならどのようなものでもよく、一般にはフットスイッチやその他の操作が容易な形式のスイッチが用いられる。出力測定装置８から電気外科用器具５までは、ケーブル９によってＲＦエネルギーを搬送する。出力は、電気外科用器具に到達する前に測定しておくのが好ましい。
【００２９】
流量コントローラ１１には、切換スイッチ１２が備えられていて、このスイッチにより流体の沸騰割合（たとえば沸騰率、１００％、９８％、８０％など）を所望のレベルに設定することができる。この流量コントローラ１１が出力測定装置８からの信号１０を受け取って、切換スイッチ１２で指定された沸騰割合に基づいて、正しい流体流量を計算する。好ましい実施態様においては、流体用スイッチ１３を設けておいて、発生器６を動かす前に、流体システムを準備（脱気）しておくことができる。流量コントローラ１１の出力信号１６がポンプ３のモータに伝えられて、導電性流体の流量を制御し、それによって、加えられる出力の大きさに見合う流体の流量とする。
【００３０】
本明細書における記載を通して、いくつかの図の間では、対応する構造を類似の参照符号数字によって表しているので、そのような対応がある構造については、個別に論じる必要はない。
【００３１】
ある実施態様においては、本発明には、ＲＦ出力源に接続するべく設定・調節される流量コントローラと導電性流体源が含まれる。本発明の装置が、電気外科用器具に加えられるＲＦ出力のレベルに関する情報を受け取り、電気外科用器具への導電性流体の流量を調節し、それによって処置部位の組織の温度を調節する。
【００３２】
他の実施態様においては、システムの要素をまとめて、一つの電気的な格納箱の中に物理的に収納している。そのような実施態様の一つが、図１で輪郭１４で囲った格納箱である。図示した実施態様では、ポンプ３、流量コントローラ１１、及び出力測定装置８が一つの格納箱中に納められ、電気的な配線によって、信号１０が出力測定装置８から流量コントローラ１１に、信号１６が流量コントローラ１１からポンプ３に伝わるよう、接続されている。システムの他の要素も一つの格納箱の中に収納することも可能であるが、それは、システムの使用目的やユーザーの希望による。
【００３３】
ポンプ３は、食塩水又はその他の流体を所望の流量で送るために外科的手順に好適に使用されるものならばどのようなものでもよい。ポンプ３がペリスタポンプであれば好ましい。その代わりとして、ポンプ３は流体供給を組込んだ「シリンジポンプ」であってもよく、又は、容器から食塩水を吸入する２本のシリンジを持つダブル動作のシリンジポンプでもよい。導電性流体はまた、食塩水を充填した静脈点滴用（Ｉ．Ｖ．）バッグから重力を利用してポンプ３に送ってもよい。本発明に関連しては、類似のポンプも使用可能であり、説明に用いた実施態様は、例示だけを目的としているものである。本発明においては、ポンプ３の正確な形態は重要ではない。実施態様によっては、使用者が器具に加える導電性流体の量をコントロールできるならば、ポンプを他のタイプの流量コントローラに置き換えても構わない。別な方法として、ポンプ３に代えて弁を配してもよい。
【００３４】
システムの構成要素について、さらに詳しく述べる。
【００３５】
流量コントローラ
流量コントローラ１１は、発生器６から電気外科用器具５に送られるＲＦ出力の量に応じて、流体容器１からの流量をコントロールする。本明細書で記述するように、導電性流体、たとえば食塩水の流量は、ＲＦ出力や、目標の組織から除去する際の、伝熱モードの種類と相互に関係がある。
【００３６】
図２は、食塩水の流量、組織へのＲＦ出力、及び気化の型の間の関係を表す概略のグラフを示している。伝熱についての、単純な一次元の集中定数モデルを使用して、組織の最高温度を予測することができ、組織の温度の予測ができれば、食塩水を気化させるに充分かどうかも直ぐにわかる。
【００３７】
【数１３】

【００３８】
ここでＰは、熱量に変換されるＲＦ電気出力の合計である。
【００３９】
導電性
式（１）の第１項［ΔＴ／Ｒ］は、近傍の組織に伝わる熱量であって、図２では７０で表されているが、ここで、ΔＴ＝（Ｔ−Ｔ_∽）であって、組織の最高温度（Ｔ）と生体組織の正常な温度（Ｔ_∽）との温度差（℃）である。生体組織の正常な温度は一般に３７℃であり；そして、Ｒは周辺の組織の熱抵抗であって、温度差の熱流量に対する比（℃／ワット）である。
【００４０】
この熱抵抗は、ヒトの組織についての実験値を集成した公表データから推測することが可能である（フィップス（Ｐｈｉｐｐｓ）Ｊ．Ｈ．，「子宮摘出術におけるバイポーラジアテルミーについての温度測定の研究（Ｔｈｅｒｍｏｍｅｔｒｙ　ｓｔｕｄｉｅｓ　ｗｉｔｈ　ｂｉｐｏｌａｒ　ｄｉａｔｈｅｒｍｙ　ｄｕｒｉｎｇ　ｈｙｓｔｅｒｅｃｔｏｍｙ）」、Ｇｙｎａｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｅｎｄｏｓｃｏｐｙ、３：５〜７（１９９４））。フィップスの述べるところでは、クレピンジャー（Ｋｌｅｐｐｉｎｇｅｒ）バイポーラ鉗子を使用して、ＲＦ出力を５０ワットとすると、組織の最高温度は３２０℃に達した。たとえば、式（１）のエネルギーバランスを用い、組織に加えられたＲＦ熱量がすべて伝熱で取られると仮定すると、Ｒは次のように推測される；
【００４１】
【数１４】

【００４２】
しかしながら、組織の温度を３２０℃まで上がるにまかせるのは、組織が脱水されてしまうので、望ましいことではない。温度が３２０℃になると、組織の中の流体は通常気化してなくなり、その結果本明細書で記載しているような望ましくない影響が組織に現れる。むしろ、組織の最高温度を１００℃以下に維持して、組織の脱水を防ぐのが好ましい。食塩水が１００℃で沸騰すると仮定すると、式（１）の第１項（ΔＴ／Ｒ）は、（１００−３７）／６＝１０．５ワットに等しい。したがって、この例の場合には、組織で顕著に脱水がおきる危険性のない程度で、近傍の組織へ伝えられる熱量の最大量が１０．５ワットであるということである。
【００４３】
図２では、組織へのＲＦ出力をＸ軸にとってＰ（ワット）で表し、食塩水の流量（ｃｃ／分）をＹ軸にとってＱで表している。食塩水の流量がゼロ（Ｑ＝０）の場合には、「オフセット」ＲＦ出力が存在して、直線７６、７８及び８０の立ち上り点が右にシフトしている。このオフセットが近傍の組織への伝熱である。たとえば、先にバイポーラ鉗子についての計算では、このオフセットＲＦ出力は約１０．５ワットである。食塩水を流さずに、出力をこのレベルよりも高くすると、組織の最高温度は簡単に１００℃を超えることが可能となり、その結果、組織の細胞中から水分が気化されて組織の脱水が起きる。
【００４４】
対流
式（１）の第２項の［ρｃ_ｐＱ_ｌΔＴ］は食塩水を沸騰させることなく食塩水の流れを加温するのに用いられる熱量であって、図２では７２として表されているが、ここで、
ρは、加温はされるが沸騰しない食塩水流体の密度（約１．０ｇ／ｃｍ^３）であり；
ｃ_ｐは、食塩水の比熱（約４．１ワット・秒／ｇ・℃）であり；
Ｑ_ｌは、加熱される食塩水の流量（ｃｍ^３／秒）であり；そして、
ΔＴは、食塩水の温度増分である。電極に達するまでに食塩水を体温にまで加温しておき、食塩水の最高温度を組織の最高温度と同じと仮定すると、これは上記の導電性の計算で用いたΔＴと同じになる。
【００４５】
式（１）で右辺の最後の項をゼロ（沸騰なし）（ρＱ_ｂｈ_ｖ＝０）とすれば、沸騰の開始点が予測することができ、式（１）をＱ_ｌについて解いて次式が得られる；
【００４６】
【数１５】

この式は、沸騰開始線７６として図２で示される直線を定義している。実施態様によっては、導電性流体の流れを不均等に加熱することもでき、それによって式（２）の分母である項、ρｃ_ｐΔＴを小さくすることも可能である。伝熱量が加熱の不均等さのために小さくなれば、導電性流体の沸騰は早く起きることになる。言い換えれば、ある出力値のところでは、曲線の勾配が大きくなり、導電性流体はより低い流量のところで沸騰するであろう。このタイプの不均等性は装置の形態の影響を受け、それを利用して伝熱のコントロールのレベルを変えることも可能である。たとえば、導電性溶液の不均等な加熱ができることが判っている特定なタイプの装置に対しては、本発明ではこのことを考慮に入れて、電極と組織との界面での沸騰を所望のレベルとすることができる。
【００４７】
沸騰
式（１）の第３項［ρＱ_ｂｈ_ｖ］は、液状の食塩水を蒸気に転換させるための熱量に関するもので、図２では７４で表されるが、ここで；
Ｑ_ｂは、沸騰する食塩水の流量（ｃｍ^３／秒）であり；そして、
ｈ_ｖは、食塩水の蒸発熱（約２，０００ワット・秒／ｇ）である。
【００４８】
たった１ｃｃ／分の流量であってもそれが完全に沸騰するのなら、かなりの熱量を吸収する、すなわち、ρＱ_ｂｈ_ｖがおよそ（１）（１／６０）（２，０００）＝３３．３ワットとなる。この流量を体温から１００℃まで上げるのに必要な熱量はこれよりはかなり少なく、ρｃ_ｐＱ_ｌΔＴは（１）（４．１）（１／６０）（１００−３７）＝４．３ワットである。言い換えれば、湿潤状態の電極器具からの伝熱に最も大きく寄与する因子は、おそらく部分沸騰（ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ　ｂｏｉｌｉｎｇ）である。本発明はこの事実を認識したうえで、発展させたものである。部分沸騰は以下の式（３）で表すことができる；
【００４９】
【数１６】

【００５０】
Ｑ_ｂ／Ｑ_ｌの比が０．５０ならば、これは図２で示される５０％沸騰線７８である。この比が１．０ならば、これは図２で示される１００％沸騰線８０である。
【００５１】
コントロール方法
近傍の組織へ持ち去られる熱量を正確に予測するのは困難であるので、コントロールという観点からは、熱伝達がゼロという最悪の状況を予想して充分な食塩水を流し、必要あればすべてのＲＦ出力が食塩水の加温と沸騰に使用されるようにしておいて、組織の最高温度が１００℃を大幅に上回ることがないようにするのが好ましい。この状況が図３の概略グラフに示されている。
【００５２】
組織に一定の効果を与えるためには、食塩水の流量をコントロールして、「一定の沸騰割合となる線」の上にあるようにするのが望ましい。器具がモノポーラであって食塩水を通しての短絡が問題とならない場合には、図３の７６ａの沸騰開始ラインの近くであってしかも超えないところで操作するのが好ましい。これによって、組織は脱水を起こしながら可能なかぎり高温に保たれることになるであろう。これとは別で、器具がバイポーラであって、過剰な食塩水を通して電気エネルギーが短絡されることが問題となる場合には、図３の線７８ａの５０％ラインのような定沸騰線に沿って操作するのが好ましいことになる。この単純な比例制御には式（４）で定まる流量を用いるが、ここでＫは比例定数である。
【００５３】
【数１７】

【００５４】
要約すれば、出力Ｐが増大すると、流量Ｑもまたそれに比例して増大していくのである。逆に出力Ｐが減少すると、流量Ｑもそれに比例して減少する。
【００５５】
式（５）に示されるように、Ｋは沸騰する食塩水の割合に主として影響されるが、これは式（３）で、式（４）を用いてＰを除去し、伝熱項（ΔＴ／Ｒ）を無視してから、Ｋについて解いたものである。
【００５６】
【数１８】

【００５７】
以上のようにして、本発明は、組織と電極との界面で導電性流体の沸騰をコントロールする方法を提供する。好ましい実施態様では、本発明は、たとえば温度センサやインピーダンスセンサのような組織センサを使用することなく、組織を処置する方法を提供する。好ましいことに、本発明では、組織と電極との界面での導電性流体の沸騰をコントロールし、それによってフィードバックループを使用することなく組織の温度をコントロールすることが可能なのである。
【００５８】
図４では、たとえばＲＦ出力が７５ワットの場合の、流量と沸騰％の関係のグラフが例示されている。沸騰パーセントをＸ軸にとり、食塩水の流量（ｃｃ／分）をＹ軸にとっている。この例では、沸騰１００％では、食塩水の流量が２ｃｃ／分であるのが最も望ましい。
【００５９】
これまで述べてきたように、発生器をある固定したワット値に「設定」しておいたとしても、組織に加えられるＲＦエネルギーを予測することは不可能で、それは時間の経過と共に変化していく。
【００６０】
図５の概略グラフは、典型的な汎用発生器を用いた場合の出力カーブの一般的な傾向を示したもので、負荷（組織及びケーブル）のインピーダンスの変化にしたがって、出力が変化する。負荷インピーダンス（単位：オーム）をＸ軸にとり、発生器の出力（単位：ワット）をＹ軸にとっている。ここに図示した態様においては、電気外科用出力（ＲＦ）はバイポーラモードで７５ワットに設定されている。図から判るように、インピーダンスが２つのカットオフ・インピーダンス（図示した例では５０オーム及び３００オーム）の間にあれば、出力は設定値どおりに維持される。負荷インピーダンスが５０オーム以下になると、図の低インピーダンスランプ４８に沿って出力は低下する。また、負荷インピーダンスが３００オームを超えた場合も、図の高インピーダンスランプ４６に沿って出力は低下する。食塩水支援の電気外科術で特に興味深いのは、低インピーダンスカットオフ（低インピーダンスランプ４８）で、インピーダンスが低下するにつれて出力も低下していくことである。
【００６１】
図６には、食塩水支援の電気外科術において一般的に、組織のインピーダンスが時間と共にどのように変化していくかが示されている。組織の温度が上がるにつれて、組織及び細胞中の食塩水の温度係数は、組織のインピーダンスが低下する方向をとる。したがって、組織の温度が上がると、負荷インピーダンスが低下して、５０オームのインピーダンスカットオフに近づく。組織の温度が充分に上がってしまうと、インピーダンスカットオフの点を通過して、出力は図５の低インピーダンスランプ４８に沿って低下する。
【００６２】
図５及び図６に示された効果を考え合わせると、「固定」出力に設定されている汎用発生器を使用した場合には、実際の出力は、組織が加温されるとインピーダンスが低下するために、時間の経過と共に劇的に変化する可能性がある。図５から、時間の経過でインピーダンスが１００オームから７５オームに低下したとしても、このインピーダンス領域では曲線が「平坦」であるために、出力には変化はない。しかしながら、インピーダンスが７５オームから３０オームに低下すると、「角を曲がって」曲線の低インピーダンスランプ４８に入るために、出力が劇的に低下する。
【００６３】
本発明によれば、コントロール装置は、組織に加えられる実際の出力の低下を示す信号を受け取って、食塩水の流量を調節し、組織と電極との界面を所望の温度に維持する。好ましい実施態様において、加えられる実際の出力の低下は、出力測定装置８（図１に図示）によって検知され、食塩水の流量は流量コントローラ１１（これも図１に図示）によって低下させられる。この食塩水の流量を低下させることによって、組織の温度を脱水はしないができるだけ高温に維持することが可能となる。このコントロール装置が働かずに、流量が高いままで維持されると、入力の低下のために組織が冷却されすぎることになる。こうなると、処置部位にある組織の温度が低下してしまう。
【００６４】
図１の流量コントローラ１１は、使用者又は生産者によるプログラミングが必要ない、単純な「固定結線（ｈａｒｄ−ｗｉｒｅｄ）」のアナログ装置でもデジタル装置でよい。あるいは、流量コントローラ１１にプロセッサが組込まれていてもよく、その場合記憶媒体はあってもなくてもよく、そこでは決定の手順はソフトウェア的、ハードウェア的あるいはそれらの組み合わせで実施される。別の実施態様では、この流量コントローラ１１に、たとえばハードウェア記述言語（たとえばベリログ（Ｖｅｒｉｌｏｇ））を使用して構成されたセミプログラマブル・ハードウェアが含まれていてもよい。別の実施態様では、図１の流量コントローラ１１は、ソフトウェアを搭載したコンピュータ、マイクロプロセッサ駆動のコントローラである。また別の実施態様では、この流量コントローラ１１に付属の機能を持たせることも可能であって、たとえば、ＲＦがオフになっても数秒間は自動的に食塩水を流し続けると、それによって、組織の凝固後の冷却すなわち「クエンチ」が行われ、組織のシール強度を上げることが可能となるのである。
【００６５】
本明細書で論じてきたように、食塩水は短絡として働き、目標の組織からエネルギーを逃がすことができる。これはバイポーラ器具の場合にだけ起きる現象である。モノポーラ器具では、食塩水は処置領域に「水たまりを作り」、場合によってはその水たまりでエネルギーをそらすことができる。ここでは、バイポーラ器具に関連する短絡について論ずることとする。
【００６６】
食塩水の短絡の根底にある問題を論ずるために、内視鏡バイポーラ電気外科用器具を例にあげて、幾らか詳細に記述することとする。このバイポーラ電気外科用器具は本発明を説明する目的のためだけに記載するのであって、本発明に関連しては幅広く各種の電気外科用器具が使用可能であることは理解しておかれたい。
【００６７】
本発明のコントロール装置は、食塩水の流れをコントロールすることが可能な電気外科用器具と組み合わせて使用するのが好ましい（たとえば、食塩水が電気外科用器具から組織へと送られる位置でコントロールする）。食塩水の流れをコントロール可能な電気外科用器具ならばどのようなものであっても、本明細書に記載する発明と組み合わせて好適に使用される。
【００６８】
図７に、電気外科用器具５ａの一つの実施態様について、全体についての簡単で概略的な側面図を示したが、このものは、組織を挟んで凝固させ次いで切開する目的で設計されている。この電気外科用器具５ａを構成しているのは、シャフト１７、シャフト１７の先端に位置する二つの対向する挟持部１８、シャフト全体を回転させるためのカラー１９、近位端にあるハンドル２０、引金を絞った時に対向している挟持部１８が締まる作動レバー２１、組込んである切開機構（図示せず）を働かせるための１対のパドル２２、２本の電線と１本の流体チューブ（図中では個々には示していない）が入っているハンドルに取りつけられたケーブル２３である。使用にあたっては、処置すべき組織を器具５ａの挟持部１８の間に入れる。次いで作動レバー２１を矢印２６の方向に引くと、それによって対向している挟持部１８が締まり、挟持部１８が組織に密着する。ＲＦエネルギー及び導電性流体（たとえば食塩水）が器具を通って、処置部位に伝えられ、それによって組織を加熱して、凝固させたり、あるいは組織に所望の処置を施すことができる。必要があれば、挟持部の間で組織を凝固させてから、挟持部でクランプしたままで切開機構を作動させて組織を切開することも可能である。
【００６９】
図８に、シャフト１７の遠位端にある二つの挟持部１８の拡大断面概略図を示す。好ましい実施態様においては、挟持部１８のそれぞれに、電極２５、マニホールド２４、電極中の複数の穴（２６）がある。さらに挟持部１８のそれぞれは挟持部表面２９を有していて、これが処置すべき組織と接触する。図８に示した実施態様では、挟持部表面２９に凹凸がつけられていて、処置すべき組織を挟むことができるようになっている。しかしながら、挟持部表面２９は必ずしも凹凸がなくてもよく、所望のどのような表面形状であってもよく、たとえば、ギザギザであっても、あるいは滑らかな表面であってもよい。使用にあたっては、食塩水がマニホールド２４中を矢印３０の方向に流れ、ここでマニホールド２４によって食塩水の流れを、挟持部１８に作られた複数の穴２６に均等に分散させる。挟持部１８のそれぞれの構造材料のほとんどが、電気的に絶縁性の材料でできているのが好ましく、それらの材料の例をあげれば、ナイロンや液晶ポリマーのようなその他のポリマーがある。それらの絶縁性材料は参照番号２７として図中に示されている。さらに実施態様によっては、挟持部表面２９を絶縁性材料で加工しておくこともできる。好ましい実施態様においては、挟持部１８のそれぞれにさらに、挟持部表面２９から窪んだところに溝部２８を設ける。この実施態様では、食塩水が穴２６を通過してから溝部２８に流れ込む。挟持部で組織を挟むと、食塩水は電極と組織との間の溝部２８中を流れることができ、挟持部１８の遠位端に開口を持つ出口溝部６２を通って排出される。
【００７０】
図９は、図７及び図８に示した電気外科用器具の全体の概略上面図である。図９から判るように、挟持部１８はループ状に構成することもできる。図１０はこのループ状挟持部１８の拡大断面図である。この実施態様においては、挟持部１８がループ状になって空間部３０を形成し、それによって切開機構３１がこの空間部３０の中で前後に移動できるようになっている。当業熟練者ならば、図９に示された電極配置は単に説明のためのものであり、電極が必ずしも二つのループを形成する必要がないことは理解するところであろう。たとえば、電気外科用器具には切開機構が備えられていなければならないというわけではなく、またこれらの実施態様における電極に切開機構が動くための空間部や収納部が備わっていなければならないわけでもない。本発明では、ＲＦエネルギー及び導電性流体を用いて組織を処置するために使用されるすべての好適な電極構造を考慮に含めている。
【００７１】
一つの電極から他の電極へ流れる食塩水が沸騰することがあまりないとすると、ＲＦエネルギーのかなりの部分が目標の組織からは外れてしまう。このようなＲＦエネルギーの「持ち逃げ（ｓｔｅａｌｉｎｇ）」があると、組織を凝固させて組織に所望の止血やエアロスタシス（ａｅｒｏｓｔａｓｉｓ）をさせる速度が劇的に低下する傾向がある。この状況を図１１で説明する。この実施態様では、挟持部１８に挟まれている組織３２は挟持部全体に及んでいるわけではない。３４及び３５の領域は挟持部１８の間で空気の存在する領域である。食塩水は各所で上側の電極挟持部から下側の電極挟持部に向かって流れることになるが、その場所は、挟持部１８の最先端に位置する領域３３、組織３２と領域３４の間、及び領域３４と３５の間である。領域３４と３５の間での食塩水の流れる位置は、挟持部の間隙（領域３５）と組織境界３２に沿う食塩水の流れの間で一番狭い場所であり、これは挟持部１８の間で食塩水が最も流れやすい場所である。食塩水のほとんどが沸騰しないのだから、過剰の食塩水３６は下側の挟持部から流れ落ちる。
【００７２】
食塩水の短絡が起きる筋書きは、図１１ａに示される電気回路からも説明することができる。電気的には、組織と食塩水流体による短絡は、並列の抵抗としてモデル化することができる。オームの法則を使用すれば、食塩水の短絡で逃げるＲＦ出力の割合を計算することが可能である。
【００７３】
【数１９】

【００７４】
図１１ａに示した実施態様では、電源５４からの全電流（Ｉ）５０は二つの抵抗、すなわち組織の電気抵抗（Ｒ_ｔ）及び食塩水短絡の電気抵抗（Ｒ_ｓ）に分かれて流れる。この関係は模式的に図１１ｂに表されていて、ここでは、食塩水と組織の抵抗の比（Ｒ_ｓ／Ｒ_ｔ）と食塩水で短絡する出力のパーセントの関係で示されている。図から判る用に、食塩水の抵抗と組織の抵抗が等しい（Ｒ_ｓ／Ｒ_ｔ＝１）場合には、出力の内の半分が食塩水へ短絡されている。たとえば、食塩水の抵抗が組織のそれの４倍になると、出力の２０％しか食塩水に短絡されない。
【００７５】
本明細書に記載してきた流量コントロール方法のメリットの一つは、高い割合の沸騰％を維持する場合には、すべての流れが電極と組織の界面で気化してしまうか、あるいは、他の電極へ流れていく間に流れのほとんどの部分が沸騰してしまうかのいずれかの理由で、一つの電極から他の電極への食塩水の流れがまったく無くなってしまうことにある。この後者のケースを図１２に示すが、ここでは食塩水が他の電極に向かって流れている間にそのほとんどが沸騰している。注目してほしいのは、図１１に比較すると、上側の挟持部から下側の挟持部に向かう食塩水の流れが少なく、また、３７及び３８のいくつかの位置で気泡で示されているように流れがある場合でも、活発に沸騰していることである。本発明によれば、食塩水の大部分が気化すると、ＲＦ出力のほとんどが組織に集中され、最短の時間で凝固が達成されるようになる。
【００７６】
本発明によるコントロール方法の一つの特徴は、食塩水の流れが空間的に主として、ＲＦ出力を受け取るべき目標の組織に向かうかあるいはすぐ近傍に向けられるのが好ましいことである。流れが離れた所にあって、そこでＲＦ出力が熱に変化するようなことがあれば、食塩水が過剰の熱を沸騰過程で消費することによって組織の脱水を防ぐということができなくなる。したがって、好ましい実施態様では導電性の流体の流れが主として、組織の処置部位に向けられる。
【００７７】
使用法
典型的には図１３に示したように、術者は器具の一番先端を使用して小さな組織を挟む。挟むべき組織の部分の長さに比較して電極の挟持部が長いような場合には、挟持部の近位の穴２６から出る食塩水は先端に流れることができず、上側の挟持部から洩れだしてしまう。表面張力によって食塩水の流れを溝部２８の中に留めようとする力が働くであろうが、重力は食塩水を集めて直接反対側の挟持部に流す方向に働く。これでは、先に述べたような望ましくない結果を招く。２本のスライド可能な樋部（ｇｕｔｔｅｒ）３９を設けることで、食塩水の流れを集めて組織のある先端部に向けることが可能となる。この実施態様では、挟みこんでいる組織の両側である領域４０のところで、食塩水は一方の挟持部から他方へと流れることができるが、その大部分は他方の挟持部に到着するまでに沸騰する。この実施態様では、樋部３９は、絶縁性の材料ならどのようなものからでも作ることができるが、その例をあげればプラスチックである。この樋部は、図７でのレバー２１の機能の一部として、器具の先端までスライドさせることができるが、組織のある所で自動的に止めることができる。これとは別に、この樋部３９を独立した機構を使って前方へスライドさせることも可能である。この樋部３９は、絶縁性の材料なら好適などのようなものからでも作ることができるが、その例をあげればプラスチックである。
【００７８】
図１４に示しているのは、図１３で説明した樋部の概略断面図である。図１４の断面図に描かれているのは、挟持部１８の絶縁性部分２７、食塩水のマニホールド２４、電極２５、穴２６，溝部２８、切開機構のための空間３０、それに樋部３９である。樋部の遠位端近くには樋部の中の出口溝６２があって、これにより、（図８に見られるように）樋部が組織にぴったりと押しつけられていたとしても、食塩水が組織の中と縁の部分に流れるようになっている。
【００７９】
図１５及び図１６には、本発明によるまた別の電気外科用器具の実施態様を示している。この実施態様では、ＲＦエネルギーにより加熱を受けている組織に、食塩水の流れを向ける機構が採用されている。この食塩水の流れを規定する機構では、好ましくは、組織により作動する１又は複数の弁が用いられている。図１５では、器具の挟持部１８にはピン４０があり、プランジャーピン４０の中程に膨らみ部分５２が設けられていて、ピン４０が電極２５の座ぐり穴２６ａにぴったりはまるようになっている。ピン４０にはさらに組織と接触するピン先端部４１を有しているのが好ましい。このピン先端部４１は組織を傷つけないように、丸くするか非外傷性の形状にしておくのが好ましい。図から判るように、座ぐり穴２６ａにはくぼみ部分５６があって、膨らみ部分５２を受けるようになっていて、ピンがこのくぼみ部分５６の中に収まっている場合には、マニホールド２４から処置すべき組織への導電性流体の流れが、ピン４０によって妨げられる。ガイドチューブ４２がピン４０を適正な位置に保持し、スプリング４３によってピン４０の膨らみ部分５２をくぼみ部分５６の中へ押しつけ、マニホールド領域２４から食塩水が流れ出ないようにするのが好ましい。使用時には、挟持部１８が組織を押さえると、ピン先端部４１が組織に接触する。組織が押さえつけられると、組織が先端部４１に接触してピン４０を押し上げ、ピン４０の膨らみ部分５２がくぼみ部分５６から離れるので、ピン４０と座ぐり穴２６ａの間の環状の隙間を通って食塩水が矢印４４の方向に流れるようになる。
【００８０】
図１６に示したのは、組織により作動する一連の弁を用いることで、組織を押さえつけると、把持部のうちでＲＦ加熱を受けるべき挟持部の領域だけに食塩水が流れるようにした、一つの実施態様の概略図である。図１５及び１６から、組織は６０で表示された領域で圧迫されていて、穴２６ａが開いて食塩水が組織の処置部位に流れるようになっている。上で述べたように、組織が接触している先端４１によってピン４０が持ち上げられ、ピンの膨らみ部分５２がくぼみ部分５６から離れる（図１５参照）。この相互作用によって、食塩水が器具５ａから処置すべき組織に向かって流れることができるようになる。図中６２で表示された領域では、組織は器具５ａの挟持部１８の間に押さえつけられていないので、穴２６ａは閉じていて、器具５ａから食塩水が流れない。ピン４０の先端部４１が組織と接触していないので、穴２６ａのくぼみ部分５６の位置からピン４０が押し出されることはない（図１５参照）。
【００８１】
一般的に言って、電極２５の穴２６又は２６ａから処置部位に導電性流体が供給される。別の実施態様では、これらの穴を金属などの多孔性材料で作る。この実施態様では、電極に個別の穴があるわけではなく、電極表面そのものが多孔質で、処置すべき部位に導電性溶液がしみ出すようになっている。多孔質な燒結金属は、たとえばポルベア社（Ｐｏｒｖａｉｒ、ノースカロライナ州ヘンダーソン（Ｈｅｎｄｅｒｓｏｎ））から、各種の材料（たとえば、ステンレススチール３１６Ｌ、チタン、ニッケル−クロムなど）を用い、各種の形状（たとえば、円筒状、円盤状、プラグ状など）として入手することができる。
【００８２】
多孔質金属成分は、焼結金属粉体製造法又は、金属と、焼失することによって（連続気泡で）互いに連結しているような孔を形成することが可能な材料との、２成分を組み合わせて射出成形する方法によって作ることができる。このような方法は当業者には公知である。この実施態様では、電極で穴が開いている部分全体から導電性流体が流れ出す。そのような多孔質金属電極成分の外側（すなわち、器具で、組織を処置する部分には含まれない電極成分の部分）は、穴を塞ぎ、食塩水を流さず、電気エネルギーも通過させないような材料で覆うのが好ましい。それに代わる方法として、装置に樋部をとりつけて、食塩水を流したくない領域での食塩水の流れを妨げるようにしてもよい。
【００８３】
また別の実施態様では、多孔質金属の代わりに多孔質ポリマーを使用する。ポリマーには導電性はないが、用いている導電性溶液がＲＦエネルギーを、多孔質ポリマー壁を通過させて処置すべき組織に送るであろう。とりわけ好適な材料としては、耐熱性連続気泡シリコーンフォーム及び多孔質ポリカーボネートがある。多孔質セラミックスもまたこの範疇に入るが、それは、多孔質セラミックスが導電性流体の流れを分散させ、高温に耐え、機械加工あるいは注型で製造することが可能だからである。使用する材料が流体の流れと電気エネルギーの両方を通すことが望ましく、したがって、導電性の高い金属と導電性の低いポリマーの中間の性質を有する材料もまた考慮の対象となり、そのようなものとしては、多孔質な炭素充填ポリマーがある。これらの実施態様においては、多孔質材料で電極を構成すれば、導電性流体は電極の長さ方向全体に分散される。本発明では、多孔質にするのは、電極の全体であっても一部であってもよい。
【００８４】
本発明をバイポーラな電気外科用器具に関連させて述べてきたが、本発明に関しては、その他の電気外科用器具も容易に適合させて使用できることは言うまでもない。たとえば、図１における電気外科用器具５は、他の実施態様においては、モノポーラな器具で使用することも可能である。この実施態様においては、バイポーラ器具で用いられていた電線の片方を、患者の背中又はその他の適当な解剖学的位置に設けた接地パッド分散電極につけ替える。最小限、電気外科用器具は組織に対してＲＦ出力と導電性流体とを送りだすことができればよい。たとえばこの器具は、組織に導電性溶液を送り込む内腔を有する直線状の針であってもよい。あるいは、電気外科用器具がループ状、鉗子状、刃状などの形態をとっていてもよい。
【００８５】
本明細書に記載した、本発明に関わって使用することが可能なその他の電気外科用器具としては、米国特許出願第０９／６６８，４０３号（２００年９月２２日出願）、米国特許第５，８９７，５５３号（１９９９年４月２７日発行）、米国特許第６，０６３，０８１号（２０００年５月１６日発行）及び米国特許第６，０９６，０３７号（２０００年８月１日発行）などに記載の器具があるが、これらに限定されるわけではない。
【００８６】
さらに、本明細書に記載したラジオ周波数出力に加えて、その他の手段で組織に熱を与えることも可能であることは言うまでもない。
【００８７】
ここまでに述べてきたシステムの特徴のいずれか又は複数のものを、特別製のＲＦ発生器に組込むことも可能である。こうした態様によって１又は複数のメリットがもたらされる。たとえば、このタイプのシステムは場所をとらず、使用者に与える煩雑さを全体に抑えることができる。またこのシステムならば、低インピーダンス負荷に送り込む出力を上げた機器を製造することが可能となるので、組織において所望の効果を得るための時間をさらに削減することができる。このことによって、図５の曲線を変化させて、出力対インピーダンスにおける低インピーダンス側のランプの勾配を無くしたり抑えたりする。
【００８８】
厚みのある組織を効果的に処置するには、ＲＦ出力をオン・オフさせてパルスを与えることができれば好適である。場合によっては、電極と組織の界面が１００℃で沸騰している状態なのに、組織の内部の温度が脱水点である１００℃を速やかに超えてしまうことがあり得る。組織の奥の方であまりにも早く沸騰が起きて蒸気が発生し、それが表面に噴出する「ポッピング」が起きることから、この現象が顕在化する。本発明のある実施態様では、コントロール装置又は特別製の発生器に切換スイッチを備えておき、使用者がＲＦ出力の「パルス」モードを選択できるようにしておく。この実施態様におけるＲＦ出力システムがさらに、ソフトウェアで調節されるようにしておくのが好ましい。
【００８９】
実施態様によっては、導電性流体の温度を調節した後に電気外科用器具から放出するようにしておくことが望ましい場合がある。ある実施態様では、出ていく食塩水の流れに対して熱交換装置を備えておいて、食塩水を加熱又は冷却する。食塩水を沸騰レベルよりは低いあらかじめ決めておいた温度にまで予熱しておけば、ＲＦの電源を入れた際の器具の過渡的なウォームアップ時間を減らすことができ、その結果組織を凝固させる時間を削減することが可能となる。それとは逆に、電極と組織の界面に存在するある種の組織を保護し、深部の組織のみを処置したい場合には、あらかじめ冷却した食塩水を使用すればよい。そのような実施態様を応用する例をあげれば、怒張した静脈の処置の場合で、その時は皮膚の表面の熱損傷を抑制するのが好ましい。同時に、熱凝固をさせることで、下層の血管を収縮させる処置を実施する。手術用器具から放出させる前に導電性流体の温度をこのように調節することで、所望の処置効果を達成することができる。
【００９０】
別の実施態様では、組織の処置部を１００％沸騰させる食塩水流量を提供するように流量コントローラを変更する。たとえば、流量コントローラ１１の選択スイッチ１２（図１参照）に、１１０％、１２０％及びそれより高いパーセントの沸騰に相当する設定を含めることができる。このような高い設定が手術者にとって有益となるのは、厚い組織に遭遇したときである。組織の厚みが電極挟持部から離れたところの導電性を高めるからである。基本制御では、熱伝導が無視されるので、１００％沸騰に設定しても、導電率に応じて９０％或いは８０％程度の沸騰となってしまう。以上説明したように、流量コントローラのスイッチはどのような流量設定でも受容し、組織の処置部位に所望の食塩水沸騰を達成することができる。
【００９１】
本発明のいくつかの実施態様は、現行の電気外科技術及び器具に優る、１つ又は複数の効果を提供する。たとえば、本発明により、組織への所望の効果（たとえば、凝固、切開など）を素早く得ることができる。好ましい実施態様においては、量（Ｑ対Ｐ）及び位置（たとえば、樋部を用いて組織の遠位に流体を向けたり、穴を用いて流体の流れを調整したり、その他類似の方法で）の両方で、食塩水の流量を積極的に調節することによって、その電気外科用器具で熱がかかりながら脱水のないような電極と組織との界面を形成し、その結果迅速に加熱誘導による組織凝固効果を得ることが可能となる。
【００９２】
本発明では、実施態様によっては、器具に組込んだ温度センサや注文生産の特殊発生器などを使用しなくても、組織を迅速に処置することを可能としている。好ましい実施態様では、組込みの温度センサや他のタイプの組織センサも、注文生産の発生器も使用していない。好ましいことに、本発明は器具への流量を調節するための手段を提供しているので、この器具と流量コントローラは各種の汎用の発生器と組み合わせて使用することができる。どのタイプの汎用発生器でも、この流体配給システム及び流量コントローラを併用することで、所望の出力を発揮することが可能となる。そこでは、流量コントローラが出力を検出して、調節方針にしたがって食塩水の流量を常時調整している。好ましいことに本発明では、発生器に対して直接調節をすることは無いので、本発明においては標準的な発生器が使用できる。好適なことに、器具からの積極的なフィードバックが存在しないので、食塩水の流量調節は「開ループ」制御となっている。そのため、この実施態様では、食塩水の流量は、フィードバックに依存することなく、ＲＦ出力の測定値が器具に伝えられる。
【００９３】
別な態様としては、本発明は、広範な組織部分のサイズにわたって、迅速かつ効果的にシールすることができるような、電気外科用器具の設計を好適に供している。この電気外科用器具は多くの特徴を有していて、組織サイズ及び厚みの広い範囲にわたって処置できるよう改良されている。たとえば、好ましい実施態様では、食塩水の流れを、高い割合の沸騰割合、たとえば８０〜１００％になるよう調節できるようにしてある。これによって、食塩水がもう一方の電極に流れるまでに気化してしまったり、もう一方の電極に流れていく途中で食塩水が沸騰したりすることによるＲＦの短絡を防ぐのである。また他の態様としては、ある好ましい実施態様では、電極に樋部が設けられる。その実施態様では食塩水は組織の処置すべき部位に向かってながれ、そのために導電性流体の全部、又は実質的に全部が処置部位に供される。そこで、本明細書で述べたように導電性流体の沸騰をコントロールすることによって、処置される組織が脱水から充分に「保護」されることになる。このように組織により作動する挟持具が、ＲＦ出力が熱に変換される場所の近傍に導電性流体を送る、また別の方法を提供している。
【００９４】
本発明の好ましい実施態様について記載してきたが、本発明の精神と添付した特許請求項の範囲から逸脱することなく、各種の変更、改作、修正が可能であることは理解されるべきである。したがって、本発明の範囲は、上記の記載によって定まるものではなく、添付した特許請求項及びそれと同等の範囲のすべてによって定められるべきである。
【００９５】
本出願において引用されたすべての公刊物及び特許書類は、本明細書における教示と矛盾しない範囲ですべての目的において、そのすべてが本明細書に組入れられたものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の総体的なコントロールシステム及び電気外科用器具の一つの実施態様を示すブロック図である。
【図２】
組織へのＲＦ出力（Ｐ）、食塩水の流量（Ｑ）及び組織の温度（Ｔ）の間の関係を示す概略グラフである。
【図３】
近傍の組織への熱伝達が無視できる場合の、組織へのＲＦ出力（Ｐ）、食塩水の流量（Ｑ）及び組織の温度（Ｔ）の間の関係を示す概略グラフである。
【図４】
ＲＦ発生器の出力を７５ワットと仮定した場合の、食塩水の沸騰率と食塩水の流量（ｃｃ／分）の関係を示すグラフである。
【図５】
バイポーラモードにおいて発生器の出力を７５ワットと仮定した場合の、負荷インピーダンス（Ｚ、単位：オーム）と発生器出力（Ｐ、単位：ワット）の関係を示す概略グラフである。
【図６】
ＲＦ発生後の、時間（ｔ、単位：秒）と組織のインピーダンス（Ｚ、単位：オーム）との関係を示す概略グラフである。
【図７】
バイポーラな電気外科用器具の、ある実施態様の概略側面図である。
【図８】
図７に示した器具の先端の概略拡大断面側面図である。
【図９】
図７に示したバイポーラな電気外科用器具の概略上面図である。
【図１０】
図９に示した器具の先端の概略拡大断面上面図である。
【図１１】
図９に示した器具の電極の概略拡大断面側面図であって、食塩水が沸騰せずに食塩水の短絡があることを示す。
【図１１ａ】
単極の食塩水短絡に相当する組織での等価回路図である。
【図１１ｂ】
食塩水の組織に対する抵抗比（Ｒ_ｓ／Ｒ_ｔ）と食塩水で短絡される出力パーセントの関係を示すグラフである。
【図１２】
図９に示した器具の電極の概略拡大断面側面図であって、組織の処置部位でかなりの割合の食塩水が沸騰していることを示す。
【図１３】
図９に示した器具の電極の概略拡大断面側面図であって、２本の樋状物（ｇｕｔｔｅｒ）が滑り出て、食塩水の流れを先端の組織に向かわせていることを示す。
【図１４】
図１３のＡ−Ａ線における概略拡大断面図であって、２本の樋状物を配して食塩水の流れを集め、先へ送っていることを示す。
【図１５】
図９に示した器具の挟持部の一つの実施態様における概略拡大断面図であり、この挟持部には組織によって作動する弁が取りつけられていることを示す。
【図１６】
図９に示した器具の挟持部の一つの実施態様における概略拡大断面図であり、この挟持部には組織によって作動する弁が取りつけられていて、流れを先に送っていることを示す。

Claims (35)

1. 組織を処置するためのシステムであって、
   ａ）出力測定装置と、
   ｂ）前記出力測定装置に接続された流量コントローラと、
   ｃ）該組織にラジオ周波数出力及び導電性流体を供給するよう構成された電気外科用器具と、を含み、
   前記流量コントローラは、前記出力測定装置からの信号に基づいて該組織に対する導電性流体の流量を変更できるよう構成されている、システム。
2. 前記流量コントローラは、前記導電性流体を加温するのに用いられる熱及び導電性流体を蒸発させるのに用いられる熱に基づき、前記導電性流体の該組織への流量を変更する、請求項１に記載のシステム。
3. 前記流量コントローラは、次式の関係にしたがって、前記導電性流体の該組織への流量を変更する請求項２に記載のシステム：
   

   

   ここで、ρは加熱される導電性流体の密度、Ｃ_ｐは導電性流体の比熱、Ｑ_ｌは加熱される導電性流体の流量、ΔＴは導電性流体の温度上昇、ｈ_ｖは導電性流体の蒸発熱、そしてＱ_ｂは沸騰する導電性流体の流量である。
4. 前記流量コントローラは、食塩水の流量を変更するよう構成されている、請求項３に記載のシステム。
5. 前記流量コントローラは、処置される該組織からのフィードバックに依存することなく、前記導電性流体の該組織への流量を変更するよう構成されている、請求項１に記載のシステム。
6. 前記電気外科用器具は、バイポーラの電気外科用器具から成る、請求項１に記載のシステム。
7. 前記出力測定装置を介して前記電気外科用器具にラジオ周波数出力を生成る発生器をさらに含む、請求項１に記載のシステム。
8. 組織に加えられるラジオ周波数出力の測定値に基づいて導電性流体の該組織への流量を変更させる器具であって、
   導電性流体を加温するのに用いられる熱及び導電性流体を蒸発させるのに用いられる熱に基づき、前記導電性流体の該組織への流量を変更する流量コントローラから成る、器具。
9. 前記器具は、次式の関係にしたがって、前記導電性流体の該組織への流量を変更する、請求項８に記載の器具：
   

   

   ここで、ρは加熱される導電性流体の密度、Ｃ_ｐは導電性流体の比熱、Ｑ_ｌは加熱される導電性流体の流量、ΔＴは導電性流体の温度上昇、ｈ_ｖは導電性流体の蒸発熱、そしてＱ_ｂは沸騰する導電性流体の流量である。
10. 前記流量コントローラは、組織への食塩水の流量を変更するよう構成されている、請求項９に記載の器具。
11. ラジオ周波数出力及び導電性流体を用いて組織を処置するための器具であって、
    ａ）センサ装置と、
    ｂ）前記センサ装置に接続されたプロセッサと、から成り、前記プロセッサは、前記センサ装置を用いて該組織へ加えられるラジオ周波数出力のレベルを検知し、前記導電性流体の組織への流量を調節することによって、前記導電性流体の該組織への流量を調節するよう構成されている、器具。
12. 前記プロセッサは、導電性流体を加温するのに用いられる熱及び導電性流体を蒸発させるのに用いられる熱に基づいて、導電性流体の組織への流量を変更するよう構成されている、請求項１１に記載の装置。
13. 前記器具は、次式の関係にしたがって、導電性流体の組織への流量を調節するよう構成されている、請求項１２に記載の器具：
    

    

    ここで、ρは加熱される導電性流体の密度、Ｃ_ｐは導電性流体の比熱、Ｑ_ｌは加熱される導電性流体の流量、ΔＴは導電性流体の温度上昇、ｈ_ｖは導電性流体の蒸発熱、そしてＱ_ｂは沸騰する導電性流体の流量である。
14. 前記センサ装置は、処置される組織からのフィードバックに依存することがない、請求項１１に記載の器具。
15. 前記器具は、組織を処置するためにラジオ周波数出力及び食塩水を利用している、請求項１３に記載の器具。
16. 組織を処置するための方法であって、
    ａ）外科用器具を用いて該組織にラジオ周波数出力及び導電性流体を加え、前記導電性流体は所定の流量で該組織に加えられるものであり、
    ｂ）前記外科用器具に加えられたラジオ周波数出力の量を測定し、
    ｃ）前記外科用器具に加えられた出力の量に基づいて、流体の流量を変更する、ことから成る方法。
17. 前記流体の流量を変更するステップは、導電性流体を加温するのに用いられた熱量及び導電性流体を蒸発させるのに用いられた熱量に基づいて、流量コントローラが導電性流体の組織への流量を変更することから成る、請求項１６に記載の方法。
18. 前記流体の流量を変更するステップは、次式の関係にしたがって流体の流量を測定することから成る請求項１６に記載の方法：
    

    

    ここで、ρは加熱される導電性流体の密度、Ｃ_ｐは導電性流体の比熱、Ｑ_ｌは加熱される導電性流体の流量、ΔＴは導電性流体の温度上昇、ｈ_ｖは導電性流体の蒸発熱、そしてＱ_ｂは沸騰する導電性流体の流量である。
19. 該組織にラジオ周波数出力及び導電性流体を加えるステップは、組織にラジオ周波数出力及び食塩水を加えることから成る、請求項１８に記載の方法。
20. 組織を処置するための方法であって、
    ａ）電極を含むとともに、ラジオ周波数出力と導電性流体を受け取って該組織に送り込むよう構成された外科用器具を用意し、
    ｂ）該組織にかかる前記ラジオ周波数出力を検知し、
    ｃ）所定の流量で前記導電性流体を組織に供給する、ことから成り、前記流体流量は、組織における導電性流体の沸騰を制御すべく変更される組織処置方法。
21. 所定の流量で該組織に前記導電性流体を送るステップは、導電性流体を加温するのに用いられる熱及び導電性流体を蒸発させるのに用いられる熱量に基づき、該組織へ前記導電性流体を送ることから成る、請求項２０に記載の方法。
22. 所定の流量で該組織に前記導電性流体を送るステップは、次式の関係にしたがって該組織に前記導電性流体を送ることから成る、請求項２１に記載の方法：
    

    

    ここで、ρは加熱される導電性流体の密度、Ｃ_ｐは導電性流体の比熱、Ｑ_ｌは加熱される導電性流体の流量、ΔＴは導電性流体の温度上昇、ｈ_ｖは導電性流体の蒸発熱、そしてＱ_ｂは沸騰する導電性流体の流量である。
23. 前記外科用器具を備えるステップは、ラジオ周波数出力と食塩水を受け取って該組織に送り込むよう構成された外科用器具を備えることから成る、請求項２２に記載の方法。
24. 組織を処置するためのシステムであって、
    ａ）出力測定装置と、
    ｂ）前記出力測定装置に接続された流量コントローラと、
    ｃ）前記流量コントローラに接続された流れコントロール装置と、
    ｄ）前記流れコントロール装置及び前記出力測定装置に接続された電気外科用器具と、から成り、
    前記電気外科用器具は、ラジオ周波数出力及び導電性流体を組織に送り込むよう構成されており、
    前記流量コントローラは、出力測定装置からの信号に基づいて、前記電気外科用器具への前記導電性流体の流量を変更するよう構成されている、システム。
25. 前記流れコントロール装置はポンプから成る、請求項２４に記載のシステム。
26. 前記ポンプはペリスタポンプから成る、請求項２５に記載のシステム。
27. 前記ポンプはシリンジポンプから成る、請求項２５に記載のシステム。
28. 前記流量コントローラは、導電性流体を加温するのに用いられる熱及び導電性流体を蒸発させるのに用いられる熱量に基づき、前記流れコントロール装置への導電性流体の流量を変更するよう構成されている、請求項２４に記載のシステム。
29. 前記流量コントローラは、次式の関係にしたがって、導電性流体の組織への流量を変更するよう構成されている、請求項２８に記載のシステム：
    

    

    ここで、ρは加熱される導電性流体の密度、Ｃ_ｐは導電性流体の比熱、Ｑ_ｌは加熱される導電性流体の流量、ΔＴは導電性流体の温度上昇、ｈ_ｖは導電性流体の蒸発熱、そしてＱ_ｂは沸騰する導電性流体の流量である。
30. 前記流量コントローラは、組織からのフィードバックに依存することなく、電気外科用器具への導電性流体の流量を変更するよう構成されている、請求項２４に記載のシステム。
31. 前記電気外科用器具は、ラジオ周波数出力及び食塩水を組織へ送り出すよう構成されている、請求項２４に記載のシステム。
32. 前記電気外科用器具は、バイポーラな電気外科用器具から成る、請求項２４に記載のシステム。
33. 前記バイポーラな電気外科用器具は、対向する挟持部及び、その対向する挟持部に設けたスライド可能な樋部から成る、請求項３２に記載のシステム。
34. 前記バイポーラ電気外科用器具は、切開機構から成る、請求項３２に記載のシステム。
35. 前記バイポーラ電気外科用器具は、組織によって作動する弁を含む、請求項３２に記載のシステム。

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