CN102170834A - 电手术装置、电手术装置的控制方法、高频处置装置以及高频处置方法 - Google Patents

Abstract

提供一种电手术装置、电手术装置的控制方法、高频处置装置以及高频处置方法，本发明中的电手术装置具备：高频电力产生部，其产生用于施加到生物体组织的高频电力；电压检测部，其检测高频电力的电压；电流检测部，其检测高频电力的电流；阻抗算出部，其根据上述电压和上述电流来算出以夹着上述生物体组织的方式把持上述生物体组织的把持部件之间的阻抗；以及控制部，其在上述阻抗大于规定阈值的情况下，对上述高频电力产生部进行控制以使上述高频电力的频率阶梯式上升。

Description

电手术装置、电手术装置的控制方法、高频处置装置以及高频处置方法

技术领域

本发明涉及一种电手术装置、电手术装置的控制方法、高频处置装置以及高频处置方法，特别是涉及一种利用高频电力对生物体组织进行处置的电手术装置、电手术装置的控制方法、高频处置装置以及高频处置方法。

背景技术

以往，在外科手术等中进行生物体组织的切开、凝固或者止血等处置时使用电手术刀等电手术装置。这种电手术装置例如构成为具有输出高频电力的高频电源以及与该高频电源相连接的处置器具。

并且，在使用具有上述结构的电手术装置来例如进行生物体组织的凝固或者止血的情况下，已知对象部位的脱水状态与该对象部位的接合状态紧密相连。即，对象部位的生物体组织的脱水状态越接近完全脱水，该对象部位的接合状态的可靠性越提高。

并且，作为具有与上述电手术装置类似结构的装置例如公知一种在日本国特开2008-36439号公报中提出的装置。

另外，高频处置装置例如利用一对电极来把持生物体组织并对所把持的生物体组织施加高频信号，由此处置生物体组织。在这种高频处置装置中，测量所把持的生物体组织的阻抗，根据测量出的阻抗来控制施加到生物体组织的高频信号的电流值、电压值、电力值、频率等，由此进行适当的处置。例如在日本国特开2001-269353号公报、日本国特开2001-29355号公报、日本国特开2000-107197号公报、日本国特开2001-252284号公报中公开了一种用于进行适当的凝固切开处置的各种控制方法。

另外，在考虑随着脱水进行在生物体组织内部形成蒸汽层而该生物体组织的阻抗上升这一点的情况下，会发生如下状况：由于施加到生物体组织的电力随着时间经过而降低，因此不会进一步产生脱水。

另外，在考虑随着脱水进行会在生物体组织内部形成蒸汽层而该生物体组织的阻抗上升这一点的情况下，认为仅检测出该生物体组织中的阻抗的上升，无法正确地检测该生物体组织的脱水状态。

另一方面，根据日本国特开2008-36439号公报所公开的技术，仅根据最初始的组织阻抗反应来决定输出电力等，因此结果是产生以下问题：对象部位的生物体组织没有充分脱水，该对象部位的接合力变弱。

另外，在日本国特开2001-269353号公报、日本国特开2001-29355号公报、日本国特开2000-107197号公报以及日本国特开2001-252284号公报中公开的技术也产生以下问题：对象部位的生物体组织没有充分脱水，该对象部位的接合力变弱。

本发明是鉴于上述情形而完成的，目的在于提供一种能够可靠地使对象部位的生物体组织脱水的电手术装置、电手术装置的控制方法、高频处置装置以及高频处置方法。

发明内容

用于解决问题的方案

本发明中的电手术装置具备：高频电力产生部，其产生用于施加到生物体组织的高频电力；电压检测部，其检测上述高频电力的电压；电流检测部，其检测上述高频电力的电流；阻抗算出部，其根据上述电压和上述电流，算出以夹着上述生物体组织的方式把持上述生物体组织的把持部件之间的阻抗；以及控制部，其在上述阻抗大于规定阈值的情况下，对上述高频电力产生部进行控制以使上述高频电力的频率阶梯式上升。

本发明中的电手术装置的控制方法具有以下步骤：产生高频电力的步骤，产生用于施加到生物体组织的高频电力；检测电压的步骤，检测上述高频电力的电压；检测电流的步骤，检测上述高频电力的电流；算出阻抗的步骤，根据上述电压和上述电流，算出以夹着上述生物体组织的方式把持上述生物体组织的把持部件之间的阻抗；以及控制步骤，在上述阻抗大于规定阈值的情况下，进行控制以使上述高频电力的频率阶梯式上升。

本发明中的高频处置装置具备：处置用高频信号输出单元，其能够输出施加到作为处置对象的生物体组织的处置用高频信号；检测单元，其用于检测作为处置对象的生物体组织的阻抗；以及控制单元，其能够根据上述检测单元的检测结果来控制上述处置用高频信号输出单元，在作为处置对象的生物体组织的阻抗小于规定阈值的情况下，为了主要通过焦耳热处置生物体组织，上述控制单元将上述处置用高频信号的处置用频率设为第一处置用频率；在作为处置对象的生物体组织的阻抗大于上述规定阈值的情况下，为了主要通过高频感应加热处置生物体组织，上述控制单元将上述处置用高频信号的处置用频率设为大于上述第一处置用频率的第二处置用频率。

本发明中的高频处置方法具备以下过程：检测过程，检测作为处置对象的生物体组织的阻抗；第一处置过程，在作为处置对象的生物体组织的阻抗小于规定阈值的情况下，将具有第一处置用频率的处置用高频信号施加到生物体组织来主要通过焦耳热来处置生物体组织；以及第二处置过程，在作为处置对象的生物体组织的阻抗大于上述规定阈值的情况下，将具有大于上述第一处置用频率的第二处置用频率的处置用高频信号施加到生物体组织来主要通过高频感应加热来处置生物体组织。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的电手术装置的主要部分的结构的图。

图2是表示生物体组织的阻抗值的时间性变化的图。

图3是表示施加到生物体组织的电力值的时间性变化的图。

图4是表示施加到生物体组织的高频电力的频率发生阶梯式变化的样子的图。

图5是表示在图1的电手术装置中进行的处理的一例的图。

图6是表示频率与生物体组织的导电率的关系的图。

图7是表示本发明的第二实施方式中高频处置装置的框图。

图8是表示本发明的第二实施方式中线缆以及生物体组织的电路模型的示意图。

图9是表示本发明的第二实施方式的高频控制方法的流程图。

图10是表示本发明的第二实施方式的高频控制方法中输出电力相对于阻抗的变化的图表。

图11是表示本发明的第二实施方式的高频控制方法中阻抗相对于时间的变化的图表。

图12是表示本发明的第二实施方式的高频控制方法中输出电力相对于时间的变化的图表。

图13是表示本发明的第二实施方式的高频控制方法中输出电压相对于时间的变化的图表。

图14是表示本发明的第二实施方式的高频控制方法中频率相对于时间的变化的图表。

图15是表示本发明的第二实施方式的高频控制方法中通过焦耳热和高频感应加热产生的发热量相对于时间的变化的图表。

图16是表示本发明的第三实施方式的高频处置装置的框图。

图17是表示本发明的第三实施方式的高频控制方法的流程图。

图18是表示本发明的第三实施方式的高频控制方法中处置用高频信号和检测用高频信号的时序图。

图19是表示本发明的第四实施方式的高频控制方法中的处置用高频信号和检测用高频信号的时序图。

图20是表示本发明的第五实施方式的高频控制方法中的处置用高频信号和检测用高频信号的时序图。

图21A是表示本发明的第一参考方式的电极的主视图。

图21B是表示本发明的第一参考方式的电极的横截面图。

图22是表示本发明的第二参考方式的电极的主视图。

图23是表示本发明的第三参考方式的电极的主视图。

具体实施方式

下面，参照附图来说明本发明的实施方式。

(第一实施方式)

图1至图6是与本发明的第一实施方式有关的图。图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的电手术装置的主要部分的结构的图。图2是表示生物体组织的阻抗值的时间性变化的图。图3是表示施加到生物体组织的电力值的时间性变化的图。图4是表示施加到生物体组织的高频电力的频率发生阶梯式变化的样子的图。图5是表示在图1的电手术装置中进行的处理的一例的图。图6是表示频率与生物体组织的导电率的关系的图。

如图1所示，电手术装置1构成为具有高频电源装置2和处置器具3，该高频电源装置2输出高频电力，该处置器具3经由线缆31能够连接于高频电源装置2，并且将从高频电源装置2输出的高频电力提供给生物体组织101，由此对生物体组织101进行处置。另外，在高频电源装置2上连接有脚踏开关4，该脚踏开关4作为以对高频电源装置2进行指示的操作指示部。

在处置器具3上设置有手动开关32，该手动开关32例如仅在通过手术师等的手部的动作按压期间输出用于指示从高频电源装置2输出高频电力的指示信号。

另外，脚踏开关4具有以下结构：例如仅在通过手术师等的脚部的动作按压期间输出用于指示从高频电源装置2输出高频电力的指示信号。

高频电源装置2构成为具有直流电源电路21、波形生成电路22、谐振电路23、输出变压器24、电流传感器25、电压传感器26、A/D变换器27以及控制部28。

直流电源电路21将从未图示的商用电源等提供的电力变换为具备基于控制部28的控制的信号电平的直流电力，并且输出到谐振电路23。

波形生成电路22检测由控制部28设定的开关频率，并且将基于该开关频率的时序信号输出到谐振电路23。

具体地说，波形生成电路22构成为具有振荡源22a、振荡器22b。

在振荡源22a中保存有包括频率f0、f1、f2、…、fn的(n+1)种频率。

振荡器22b从保存在振荡源22a中的(n+1)种频率中选择与由控制部28设定的开关频率一致的一种频率。并且，振荡器22b生成基于上述一种频率的时序信号来输出到谐振电路23。

谐振电路23具有以下结构：根据控制部28的控制能够自由地改变自身的电感值和电容值。另外，谐振电路23根据控制部28的控制来改变自身的电感值和电容值之后，根据从直流电源电路21输出的直流电力以及从波形生成电路22输出的时序信号来生成高频电力并输出。即，由谐振电路23生成的高频电力具备基于从直流电源电路21输出的直流电力而得到的信号电平并且具备基于从波形生成电路22输出的时序信号而得到的频率。

变压器24在具有规定的频率和峰值V1的高频电压被施加到一次侧电路的情况下，通过电磁感应，使二次侧电路产生具有该规定的频率和峰值V2的高频电压。并且，在变压器24的二次侧电路中，在产生具有规定的频率和峰值V2的高频电压的情况下，基于该高频电压并具有该规定的频率和峰值I2的高频电流经由电流传感器25和线缆31被输出到与高频电源装置2相连接的处置器具3。另外，在变压器24的二次侧电路中，在产生具有规定的频率和峰值I2的高频电压的情况下，基于该高频电流并具有该规定的频率和峰值V2的高频电压经由电压传感器26和线缆31被输出到与高频电源装置2相连接的处置器具3。

电压传感器26对基于在变压器24的二次侧电路中产生的高频电压的峰值V2而得到的值进行检测，将基于检测出的该峰值V2而得到的值作为输出电压值信息输出到A/D变换器27。

电流传感器25对根据在变压器24的二次侧电路中产生的高频电压产生的基于高频电流的峰值I2而得到的值进行检测，将基于检测出的该峰值I2而得到的值作为输出电流值信息输出到A/D变换器27。

A/D变换器27分别将从电压传感器26输出的输出电压值信息以及从电流传感器25输出的输出电流值信息数字化而输出到控制部28。

由CPU等构成的控制部28在从手动开关32和脚踏开关4中的至少一个输出指示信号期间持续进行控制以将高频电力提供给处置器具3。

另外，控制部28根据从A/D变换器27输出的输出电压值信息以及输出电流值信息的数字数据来算出对象部位的生物体组织的阻抗值Z。并且，当检测出阻抗值Z大于规定阈值Zth时，控制部28对波形生成电路22和谐振电路23进行控制以输出具备更高频率的高频电力。另外，在检测出阻抗值Z大于规定阈值Zth并且从谐振电路23输出的高频电力的频率为最大值时，控制部28对直流电源电路21、波形生成电路22以及谐振电路23进行控制以使高频电力的输出实质性地停止。此外，为了将高频电力的输出实质性地(或者完全)停止的情况通知给手术师等，本实施方式的控制部28也可以进行控制以使未图示的蜂鸣器等鸣叫。另外，使高频电力的输出实质性地停止的状态是指持续输出不会使生物体组织烧灼程度的低电平的高频电力这种状态。

另一方面，从高频电源装置2输出的高频电力(高频电流和高频电压)经由线缆31被提供给处置器具3。

如图1所示，处置器具3形成为以纵长的两个柄部进行交叉的方式连结的钳子，构成为具有：线缆31，其从该两个柄部的基端部延伸出；手动开关32，其经由信号线与高频电源装置2进行电连接；手柄33a和33b，其分别设置于该两个柄部的基端部；以及钳口34a和34b，其分别设置于该两个柄部的前端部。并且，根据具有这种结构的处置器具3，通过使手柄33a和33b相互接近，能够在钳口34a与34b之间夹持并把持对象部位的生物体组织。

经由线缆31提供给处置器具3的高频电力经过分别设置于处置器具3中的纵长的两个柄部内部的未图示的引线之后，被输出到钳口34a和34b。并且，当在钳口34a与34b之间夹持并把持对象部位的生物体组织的状态下对钳口34a和34b输出高频电力时，对该对象部位的生物体组织施加该高频电力。

在此，说明电手术装置1的作用。

手术师使处置器具3的前端部接近对象部位的生物体组织之后，通过操作手柄33a和33b，在钳口34a与34b之间夹持并把持对象部位的生物体组织的状态下，按压手动开关32或者脚踏开关4，由此进行指示从高频电源装置2输出高频电力。由此，对夹持在钳口34a与34b之间的对象部位的生物体组织施加高频电力。

当对对象部位的生物体组织继续施加高频电力时，例如图2以及图3所示，产生以下现象：在该生物体组织内部形成蒸汽层的时序附近，阻抗值Z随着时间t经过而上升，并且施加到生物体组织的电力值W随着时间t经过而降低。

另一方面，控制部28通过随时监视从A/D变换器27输出的输出电压值信息和输出电流值信息的数字数据，来判断阻抗值Z是否大于规定阈值Zth(图5的步骤S1)。然后，只要阻抗值Z不大于规定阈值Zth，控制部28就继续维持对对象部位的生物体组织施加高频电力的施加状态。另外，当检测出阻抗值Z大于规定阈值Zth时，控制部28判断当前输出的高频电力的频率f是否为上限值fmax(图5的步骤S2)。此外，在本实施方式中，将规定阈值Zth设为预先设定为400Ω～1000Ω之间的值。另外，将规定阈值Zth设为大于从恒定电力控制切换为恒定电压控制的阻抗的值。

当检测出高频电力的频率f并非上限值fmax时(图5的步骤S2)，控制部28对波形生成电路22和谐振电路23进行控制以使该频率f上升一级(图5的步骤S3)。例如图4所示，通过这样的控制，在阻抗值Z大于规定阈值Zth的时序(时刻t1、t2以及t3)中，高频电力的频率f以f0→f1、f1→f2以及f2→f3这样阶梯式上升。

在此，当考虑生物体组织的导电率随着频率上升这一点时，例如图2以及图3所示，在高频电力的频率f上升的时序(时刻t1、t2以及t3)中，对象部位的生物体组织的阻抗值Z降低，并且施加到生物体组织的电力值W再次上升到与初始(紧接着对对象部位的生物体组织开始施加高频电力之后)电力值大致相同程度。此外，频率与生物体组织的导电率的关系例如成为图6的表示出的情况。

并且，控制部28反复进行控制以如上说明那样在每次阻抗值Z大于规定阈值Zth时高频电力的频率f阶梯式上升。然后，在检测出阻抗值Z大于规定阈值Zth(图5的步骤S1)并且高频电力的频率f为上限值fmax(例如图4示出的f3)(图5的步骤S2)的时序(时刻t4)，控制部28最终对直流电源电路21、波形生成电路22以及谐振电路23进行控制以使高频电力的输出实质性地停止。此外，为了将高频电力的输出实质性地停止的情况通知给手术师等，本实施方式的控制部28在时刻t4的时序，也可以一起进行使未图示的蜂鸣器等鸣叫的控制。另外，本实施方式的控制部28并不限于在时刻t4的时序使高频电力的输出实质性地停止，例如也可以使高频电力的输出完全停止。

此外，本实施方式的控制部28进行控制以使高频电力的频率f例如在350kHz～5MHz之间阶梯式上升。

另外，本实施方式的控制部28进行控制以使高频电力的频率f分为多级上升即可，并不限于进行控制以使高频电力的频率f分为f0、f1、f2以及f3这四级上升。

并且，本实施方式的控制部28并不限于在检测出阻抗值Z大于规定阈值Zth时进行控制以使高频电力的频率f上升一级，例如也可以在检测出施加到生物体组织的电力值W变得小于初始电力值的一半时进行控制以使高频电力的频率f上升一级。另外，本实施方式的控制部28例如也可以根据输出电压值信息或者输出电流值信息中的任一个来进行控制以使高频电力的频率f上升一级。另外，本实施方式的控制部28也可以在检测出阻抗值Z相对于经过时间的倾斜大于规定阈值时进行控制以使频率f上升一级。

另一方面，为进一步实现脱水效果，本实施方式的控制部28也可以进行与高频感应加热相关的控制。

具体地说，本实施方式的控制部28还可以进行控制，以使得在图5示出的一系列处理中在检测出阻抗值Z大于规定阈值Zth并且高频电力的频率f为上限值fmax之后，在规定期间内输出具备频率fmax的高频电力。

另外，在考虑随着脱水的进行在生物体组织内部形成蒸汽层而该生物体组织的阻抗上升这一点的情况下，会产生如下状况：由于施加到生物体组织的电力随着时间经过而降低，因此不会进一步产生脱水。

另外，在考虑随着脱水的进行在生物体组织内部形成蒸汽层而该生物体组织的阻抗上升这一点的情况下，认为仅检测出该生物体组织中的阻抗的上升是无法正确地检测该生物体组织的脱水状态的。

另一方面，根据以往的技术，仅根据最初始的组织阻抗反应来决定输出电力等，因此结果是产生以下问题：对象部位的生物体组织没有充分脱水，该对象部位的接合力变弱。

并且，如上所述，根据本实施方式的电手术装置1，进行控制以使高频电力的频率随着生物体组织的阻抗值上升而阶梯式上升，由此能够持续施加与紧接着向该生物体组织开始施加高频电力之后的值大致相同程度的值的电力。其结果，根据本实施方式的电手术装置1，能够可靠地使对象部位的生物体组织进行脱水。

(第二实施方式)

下面，以用于消化管等生物体组织的接合处置的高频处置装置以及高频控制方法为例进行说明。

参照图7至图15说明本发明的第二实施方式。

参照图7说明高频处置装置。

在高频处置装置中使用用于处置生物体组织的处置用高频信号。即，在电源装置130中，从直流电源电路131向处置用高频信号产生电路132提供电力。处置用高频信号产生电路132在波形生成电路133的控制下来产生处置用高频信号，输出到输出变压器134。输出变压器134与一对输出端子相连接。电源装置130的一对输出端子分别与线缆136的一对信号线137相连接，线缆136的一对信号线137分别与高频处置器具138的一对电极142相连接。在本实施方式中，高频处置器具138具有钳子的形态。即，在高频处置器具138中，通过对基端侧的一对手柄139进行打开和关闭操作，能够使前端侧的一对钳口141进行打开和关闭动作，在一对钳口141各自的关闭方向侧配置有电极142，利用一对电极142能够把持生物体组织。利用一对电极142能够把持生物体组织，从电源装置130的输出变压器134经由线缆136的一对信号线137对高频处置器具138的一对电极142提供处置用高频信号，对利用一对电极142把持的生物体组织施加处置用高频信号，由此能够处置生物体组织。这样，由直流电源电路131、处置用高频信号产生电路132以及输出变压器134形成处置用高频信号输出单元。另外，在输出变压器134与输出端子之间配置有电流传感器143、电压传感器144，该电流传感器143检测从输出变压器134输出的高频信号的电流值，该电压传感器144检测从输出变压器134输出的高频信号的电压值。由电流传感器143、电压传感器144检测出的电流值、电压值通过A/D变换器146进行A/D变换，被输出到主控制部147。主控制部147根据所输入的电流值和电压值算出生物体组织的阻抗，根据所算出的阻抗来控制直流电源电路131、波形生成电路133。这样，由电流传感器143、电压传感器144、A/D变换器146以及主控制部147形成检测单元，由主控制部147以及波形生成电路133形成控制单元。

参照图8至图14说明高频处置方法。

说明生物体组织的接合处置的化学特性。

关于生物体组织的接合，认为通过所接合的重组的极性基之间的氢键而实现，在原理上与粘接剂相同。即，生物体组织的蛋白质由多种氨基酸的肽键链而形成，各肽键链包含NH、OH等极性基，各极性基有规则地形成氢键，由此形成蛋白质特有的立体结构。对蛋白质施加热量等能量，由此发生蛋白质变性，极性基之间的氢键离解。并且，在欲接合的生物体组织之间，使所离解的极性基再次结合，由此接合生物体组织。在此，水分子容易与蛋白质的极性基进行结合，在生物体组织中残留有水分的情况下，水分子与所离解的极性基进行结合，导致欲接合的生物体组织之间的极性基的氢键形成受阻。即，为了可靠地接合生物体组织，需要使生物体组织充分脱水，从生物体组织排除水分子。

参照图8，说明生物体组织148和线缆136的电特性。

生物体组织148能够以电阻与电容器的并联电路来表现。关于生物体组织148的细胞，细胞外液和细胞内液具有较高导电率而形成生物体组织148的电阻成分。另一方面，细胞膜具有绝缘性而形成生物体组织148的电容成分。基于电容成分而得到的阻抗大致与高频信号的频率成反比。通过对生物体组织148施加能量，生物体组织148的阻抗发生变化。即，首先细胞膜受损而阻抗减少。并且，细胞外液和细胞内液的温度升高，细胞外液和细胞内液内的离子的动作变得活跃，由此阻抗缓慢地减少，接着细胞外液和细胞内液的温度进一步升高，细胞外液和细胞内液开始蒸发，由此阻抗缓慢地增加。之后，细胞外液和细胞内液沸腾、蒸发，从而在生物体组织中生成蒸汽层。蒸汽层因绝缘性而形成电容成分，具有较高阻抗，因此生物体组织的阻抗急剧增加。预先决定能够判断为在生物体组织中开始生成蒸汽层的阻抗的值，将该值设为切换阈值Zc。并且，通过对生物体组织148施加能量，残留的水分依次沸腾、蒸发，从而阻抗缓慢地上升，进而接近固定值。预先决定能够判断为生物体组织完全脱水的阻抗的值，将该值设为结束阈值Ze。

线缆136能够以与生物体组织148串联的线圈和并联的电容器来表现。线缆136的各信号线137具有规定的感应系数，形成线缆136的阻抗的电感成分。基于电感成分而得到的阻抗大致与频率成比例。在此，线缆136较长、例如全长3m左右，特别是在频率较高的情况下，电感成分的影响变大。另外，由两个信号线137形成电容器，成为电容成分。基于电容成分而得到的阻抗大致与频率成反比。

参照图9至图15说明高频控制方法。

开始处置(S100)

开始处置用高频信号的输出。

在开始处置时，在生物体组织中电阻成分是可控制的，生物体组织处于能够视作导电体的状态，生物体组织的阻抗Z变得较小。

恒定电力控制步骤(S101)

利用电流传感器143和电压传感器144对从输出变压器134输出的处置用高频信号的电流值和电压值进行检测，根据检测出的电流值和电压值，控制处置用高频信号，以使从输出变压器134输出的处置用高频信号的电力W变为固定。将处置用高频信号的频率ft设定为通常用于高频处置装置的较低的频率fl，例如几百kHz。高频电流流过生物体组织，在生物体组织中产生焦耳热。在此，生物体组织的阻抗Z较小，因此高频电流变得比较大，另外，由焦耳热产生的发热量Q1与电流的二次方成比例，因此对生物体组织施加较大的能量。通过对生物体组织施加能量，经过细胞膜受损、细胞外液和细胞内液的温度升高，细胞外液和细胞内液沸腾、蒸发，从而在生物体组织中产生蒸汽层，生物体组织的阻抗Z急剧上升。

此外，不将处置用高频信号的频率ft设定为较高的频率fh，例如几MHz的理由为以下理由。基于线缆136的电感成分而得到的阻抗大致与频率成比例，因此当将处置用高频信号的频率ft设定为较高的频率fh时，基于线缆136的电感成分而得到的阻抗变得较大。与此相对，基于生物体组织的电阻成分而得到的阻抗较小。这种线缆136的电感成分与生物体组织的电阻成分被串联地进行配置，因此从电源装置130输出的固定电力W中的由线缆136消耗的电力增加，由生物体组织消耗的电力减少而由生物体组织产生的焦耳热减少，从而脱水效果减小。另一方面，生物体组织处于能够视作导电体的状态，几乎不会由高频感应加热而产生发热，即使将频率设定为较高也几乎无法得到由高频感应加热产生的脱水效果。

阻抗测量步骤(S102)

在处置用高频信号的恒定电力控制中根据处置用高频信号的电流值和电压值算出处置对象的生物体组织的阻抗Z。

切换判断步骤(S103)

在根据处置用高频信号算出的阻抗Z达到切换阈值Zc的情况下，将处置用高频信号的控制从恒定电力控制切换为恒定电压控制。

恒定电压控制步骤(S104)

在生成了蒸汽层的生物体组织中电容成分是可控制的，生物体组织处于能够视作电介质的状态，生物体组织的阻抗Z变得较大。在生物体组织中产生蒸汽层，在生物体组织的阻抗Z急剧上升的时刻，在生物体组织中仍然残留细胞外液和细胞内液，生物体组织的脱水不完全。然而，生物体组织的阻抗Z变得较大，因此流过生物体组织的高频电流变小，由焦耳热产生的发热量Q1变小。特别是，基于线缆136的电容成分而得到的阻抗大致与高频信号的频率成反比，因此基于线缆136的电容成分而得到的阻抗变得较小。这种线缆136的电容成分与生物体组织的电容成分被并联地进行配置，因此流过生物体组织的高频电流变得更小，由焦耳热产生的发热量Q1变得更小。此外，为了防止在电极142中产生放电，需要将处置用高频信号的电压V设定为某定值以下，通过增加电压V来增加流过生物体组织的电流受到限制。如上所述，难以通过焦耳热使生物体组织完全脱水。

在恒定电压步骤中，控制处置用高频信号以使从输出变压器134输出的处置用高频信号的电压V变得固定。将处置用高频信号的频率ft设定为与通常用于高频处置装置的频率相比更高的较高频率fh，例如几MHz。生物体组织处于能够视作电介质的状态，通过高频感应加热对生物体组织加热。由高频感应加热产生的发热量Q2与电场强度的二次方及频率成比例，不受流过生物体组织的电流减少的影响，因频率上升而增加。另外，生物体组织的阻抗Z变大，因此线缆136的电感成分的影响相对较小，充分确保施加到生物体组织的电压V，还充分确保电场强度。因此，能够对生物体组织施加比较大的能量，使残留于生物体组织的细胞外液和细胞内液沸腾、蒸发。

阻抗测量步骤(S105)

在处置用高频信号的恒定电压控制中根据处置用高频信号的电流值和电压值算出处置对象的生物体组织的阻抗Z。

结束判断步骤(S106)

判断根据处置用高频信号算出的阻抗Z是否达到结束阈值Ze。

结束处置(S107)

停止处置用高频信号的输出。

本实施方式的高频处置装置和高频处置方法实现以下效果。

在生物体组织的阻抗小于切换阈值Zc的情况下，生物体组织处于能够视作导电体的状态，电流容易流过生物体组织，因此由与电流的二次方成比例的焦耳热产生的发热量Q1变得较大。另外，对于生物体组织的电阻成分，线缆136的电感成分的影响变大，由线缆136消耗的电力比例增加而由生物体组织消耗的电力比例减小。在这种情况下，将处置用高频信号的频率ft设定为较低的几kHz频率fl，缓和线缆136的电感成分的影响，增加由生物体组织消耗的电力比例，增加由焦耳热产生的发热量Q1，之后主要通过焦耳热处置生物体组织。因此，能够充分得到高脱水效果。另一方面，在生物体组织的阻抗大于切换阈值Zc的情况下，生物体组织处于能够视作电介质的状态，另外，线缆136的电容成分的影响变得比较大，电流变得非常难以流过生物体组织。因此由与电流的二次方成比例的焦耳热产生的发热量Q1变得非常小，与此相对，通过高频感应加热产生的发热量Q2变得充分大。在这种情况下，将处置用高频信号的频率ft设定为较高的几MHz频率fh，来增加由与频率成比例的高频感应加热产生的发热量Q2，之后主要通过高频感应加热处置生物体组织。因此，能够充分得到高脱水效果。因而，在利用线缆136传输处置用高频信号的情况下，也能够可靠地使生物体组织脱水。

(第三实施方式)

参照图16至图19说明本发明的第三实施方式。

在本实施方式中，为了测量进行处置的生物体组织的阻抗，使用较高频率的检测用频率。

参照图16，在电源装置130中，从直流电源电路131向检测用高频信号产生电路151提供电力。检测用高频信号产生电路151产生检测用高频信号，输出到输出变压器134。与处置用高频信号同样地，将检测用高频信号从输出变压器134经由线缆136的一对信号线137提供给一对电极142，施加到由一对电极142把持的生物体组织。这样，由直流电源电路131、检测用高频信号产生电路151以及输出变压器134形成检测用高频信号输出单元。从输出变压器134输出的高频信号的电流值、电压值由电流传感器143、电压传感器144进行检测，通过分离器150分离为处置用高频信号成分、检测用高频信号成分，由A/D变换器146进行A/D变换，输出到主控制部147。主控制部147根据检测用高频信号的电流值和电压值算出生物体组织的阻抗。这样，本实施方式的检测单元包括分离器150。主控制部147根据所算出的阻抗来控制直流电源电路131、波形生成电路133。

参照图17以及图18说明高频控制方法。

开始处置(S200)

开始处置用高频信号和检测用高频信号的输出。

恒定电力控制步骤(S201)

与第二实施方式同样地，对处置用高频信号进行恒定电力控制。

阻抗测量步骤(S202)

在处置用高频信号的恒定电力控制中根据检测用高频信号的电流值和电压值算出处置对象的生物体组织的阻抗Z。使用比处置用高频信号的电压充分小的微弱电压作为检测用高频信号的电压。另外，将检测用高频信号的频率fd维持为固定，与处置用高频信号的较高的几MHz频率fh相比等同或者更高，设定为较高的几MHz频率fhh。此外，作为检测用高频信号使用较高的几MHz频率fhh，因此基于线缆136的电感成分而得到的阻抗变大，在算出生物体组织的阻抗Z时，需要从根据检测用高频信号的电流值和电压值直接算出的阻抗中减去基于线缆136的电感成分而得到的阻抗。此外，将检测用高频信号的频率fd维持为固定，因此基于线缆136的电感成分而得到的阻抗也变得固定。

切换判断步骤(S203)

在根据检测用高频信号算出的阻抗Z达到切换阈值Zc的情况下，将处置用高频信号的控制从恒定电力控制切换为恒定电压控制。

恒定电压控制步骤(S204)

与第二实施方式同样地，对处置用高频信号进行恒定电压控制。

阻抗测量步骤(S205)

在处置用高频信号的恒定电压控制中根据检测用高频信号的电流值和电压值算出处置对象的生物体组织的阻抗Z。将检测用高频信号的频率fd维持在处置用高频信号的恒定电力控制中的较高的几MHz频率fhh的状态。

结束判断步骤(S206)

判断根据处置用高频信号算出的阻抗Z是否达到结束阈值Ze。

结束处置(S207)

停止处置用高频信号和检测用高频信号的输出。

本实施方式的高频处置装置和高频处置方法实现以下效果。

生物体组织的阻抗具有频率特性，根据检测阻抗的高频信号的频率变化而阻抗的测量值发生变化。在本实施方式中，在生物体组织的处置整个过程中，使用固定频率fhh的检测用高频信号来测量阻抗，因此排除因用于测量阻抗的高频信号的频率变化引起的阻抗的测量值变化的影响，从而能够进行阻抗的测量。

另外，使用较高的几MHz频率fhh作为检测用高频信号的频率fd。在检测用高频信号的频率fd较高的情况下，基于从细胞膜、蒸汽层形成的电容成分而得到的阻抗被测量为较小，测量出的阻抗主要由基于从细胞外液和细胞内液形成的电阻成分而得到的阻抗导致。因此，即使在生物体组织中开始产生蒸汽层之后，也能够排除蒸汽层的影响，从而测量生物体组织本身的阻抗。

(第四实施方式)

参照图19说明本发明的第四实施方式。

在本实施方式中，使用与第三实施方式不同的、与处置用高频信号的较低的几kHz频率fl相比等同或者更低的较低的几kHz频率fll来作为检测用高频信号的频率fd。在检测用高频信号的频率fd较低的情况下，基于从细胞膜、蒸汽层形成的电容成分而得到的阻抗被测量为较大，测量出的阻抗主要由基于电容成分而得到的阻抗导致。因此，能够对在紧接着向生物体组织开始施加处置用高频信号之后的细胞膜受损进行检测。

(第五实施方式)

参照图20说明本发明的第五实施方式。

在本实施方式中，主控制部147与第二实施方式同样地根据处置用高频信号的电流值和电压值算出生物体组织的阻抗并且根据检测用高频信号的电流值和电压值算出生物体组织的阻抗。使用与处置用高频信号的频率ft不同的频率作为检测用高频信号的频率fd。在本实施方式中，在处置用频率为较低的几kHz频率fl的情况下，将检测用高频信号的频率fd设定为与处置用高频信号的较高的几MHz频率fh相同的频率，在处置用频率为较高的几MHz频率fh的情况下，将检测用高频信号的频率fd设定为与处置用高频信号的较低的几kHz频率fl相同的频率。主控制部147根据所算出的两个阻抗来判断生物体组织的阻抗是否达到切换阈值Zc。

这样，始终使用具有彼此不同频率的两个高频，测量具有频率特性的生物体组织的阻抗，因此能够正确地掌握生物体组织的状态。特别是，在本实施方式中，使用较低的几kHz频率的高频fl以及较高的几MHz频率的高频fh，能够对在第三和第四实施方式中说明的生物体组织本身的阻抗进行测量以及对细胞膜受损进行检测。

下面，说明本发明的参考方式。

参照图21A以及图21B说明本发明的第一参考方式。

在本参考方式中，作为配置于高频处置器具138的钳口141的电极142使用边缘电极152和中央电极153。在向生物体组织的接触方向上观察时，边缘电极152呈具有长方形的四边的细框状，中央电极153呈具有长方形的平板状并被配置在边缘电极152内侧。边缘电极152与中央电极153通过钳口主体的绝缘部件而相互绝缘。在对生物体组织进行接合处置的情况下，在一对边缘电极152之间的比较窄的区域内施加电压，在该区域内电场密度变大，集中地施加能量，从而提高脱水效果。因此，与生物体组织的厚度、蒸汽层的存在无关，而使生物体组织均匀地且充分地脱水，得到均匀且充分的接合强度。其结果，在接合部的边缘部分得到充分的接合强度，因此接合部整体不容易剥离。

参照图22说明本发明的第二参考方式。

在本参考方式中，在向生物体组织的接触方向上观察时，细棒状的多个棒状电极154等间隔地进行并列排列。在对生物体组织进行接合处置的情况下，对彼此相向的各一对棒状电极154之间的较窄各区域内集中地施加能量，在该各区域内得到均匀且充分的接合强度，在接合部的边缘部分得到充分的接合强度。另外，假设在一侧端的棒状接合部分中生物体组织剥离的情况下，其内侧的棒状接合部分也具有均匀且充分的接合强度，因此在新接合部的边缘部分中得到充分的接合强度，接合部不容易整体完全地剥离。

参照图23说明本发明的第三参考方式。

在本参考方式中，在向生物体组织的接触方向上观察时，细短的短棒状的多个短棒状电极156在这些短棒状电极156的长度方向上等间隔地进行排列，多个短棒状电极156彼此等间隔地进行并排排列。在相邻的两个短棒状电极156列间，在这些短棒状电极156的长度方向上错开来交错配置短棒状电极156。在对生物体组织进行接合处置的情况下，对彼此相向的各一对短棒状电极156之间的十分窄的各区域内集中地施加能量，在该各区域内得到均匀且充分的接合强度，在接合部的边缘部分得到充分的接合强度。另外，在接合部中，较大范围地残留有未进行脱水的未脱水区域，因此生物体组织的再生能力提高，延迟接合部的脱落的同时加快开始生物体组织的再生。

下面，说明本发明的第四参考方式。

在本参考方式中，在第一参考方式的高频处置器具138中，能够分别独立地对各个边缘电极152、中央电极153提供处置用高频信号。与第二实施方式的处置用高频信号同样地对提供给边缘电极152的处置用高频信号进行控制。即，在生物体组织的阻抗达到切换阈值Zc之前，将处置用高频信号设定为较低的几百kHz频率，在生物体组织的阻抗达到切换阈值Zc之后，将处置用高频信号设定为较高的几MHz频率。另一方面，在生物体组织的接合处置整个过程中，将提供给中央电极153的处置用高频信号设定为较低的几百kHz频率。在本参考方式中，通过焦耳热和高频感应加热使一对边缘电极152之间的生物体组织脱水，因此能够使该生物体组织完全地脱水，能够使接合强度进一步增加。

此外，本发明并不限于上述各实施方式以及各参考方式，当然在不脱离发明的宗旨的范围内能够进行各种变更、应用。

本发明主张以2008年10月15日在美国申请的U.S.PatentApplication No.12/252,054以及2008年10月3日在美国申请的U.S.Patent Application No.12/244,920作为优先基础提出申请，将上述公开内容引入到本申请的说明书、权利要求、附图。

Claims (22)

1.一种电手术装置，其特征在于，具备：

高频电力产生部，其产生用于施加到生物体组织的高频电力；

电压检测部，其检测上述高频电力的电压；

电流检测部，其检测上述高频电力的电流；

阻抗算出部，其根据上述电压和上述电流，算出以夹着上述生物体组织的方式把持上述生物体组织的把持部件之间的阻抗；以及

控制部，其在上述阻抗大于规定阈值的情况下，对上述高频电力产生部进行控制以使上述高频电力的频率阶梯式上升。

2.根据权利要求1所述的电手术装置，其特征在于，

在检测出上述阻抗大于上述规定阈值并且上述频率为最大值时，上述控制部对上述高频电力产生部进行控制以使上述高频电力的输出停止或者实质性地停止。

3.根据权利要求1所述的电手术装置，其特征在于，

在检测出上述阻抗大于上述规定阈值并且上述频率为最大值时，上述控制部对上述高频电力产生部进行控制以使具备该最大值的频率的高频电力输出规定期间。

4.根据权利要求1所述的电手术装置，其特征在于，

在上述阻抗大于上述规定阈值的情况下，上述控制部对上述高频电力产生部进行控制以使上述频率在350kHz～5MHz之间阶梯式上升。

5.一种电手术装置的控制方法，其特征在于，具有以下步骤：

产生高频电力的步骤，产生用于施加到生物体组织的高频电力；

检测电压的步骤，检测上述高频电力的电压；

检测电流的步骤，检测上述高频电力的电流；

算出阻抗的步骤，根据上述电压和上述电流，算出以夹着上述生物体组织的方式把持上述生物体组织的把持部件之间的阻抗；以及

控制步骤，在上述阻抗大于规定阈值的情况下，进行控制以使上述高频电力的频率阶梯式上升。

6.根据权利要求5所述的电手术装置的控制方法，其特征在于，

还具有以下步骤：

在检测出上述阻抗大于上述规定阈值并且上述频率为最大值时，使上述高频电力的输出停止或者实质性地停止。

7.根据权利要求5所述的电手术装置的控制方法，其特征在于，

还具有以下步骤：

在检测出上述阻抗大于上述规定阈值并且上述频率为最大值时，使具备该最大值的频率的高频电力输出规定期间。

8.根据权利要求5所述的电手术装置的控制方法，其特征在于，

在上述阻抗大于上述规定阈值的情况下，使上述频率在350kHz～5MHz之间阶梯式上升。

9.一种高频处置装置，其特征在于，具备：

处置用高频信号输出单元，其能够输出施加到作为处置对象的生物体组织的处置用高频信号；

检测单元，其用于检测作为处置对象的生物体组织的阻抗；以及

控制单元，其能够根据上述检测单元的检测结果来控制上述处置用高频信号输出单元，在作为处置对象的生物体组织的阻抗小于规定阈值的情况下，为了主要通过焦耳热处置生物体组织，上述控制单元将上述处置用高频信号的处置用频率设为第一处置用频率；在作为处置对象的生物体组织的阻抗大于上述规定阈值的情况下，为了主要通过高频感应加热处置生物体组织，上述控制单元将上述处置用高频信号的处置用频率设为大于上述第一处置用频率的第二处置用频率。

10.根据权利要求9所述的高频处置装置，其特征在于，

还具备：

第一电极和第二电极，其对作为处置对象的生物体组织施加处置用高频信号；以及

线缆，其能够将从上述处置用高频信号输出单元输出的处置用高频信号传输到上述第一电极和上述第二电极，该线缆具有规定的感应系数以及电容。

11.根据权利要求9所述的高频处置装置，其特征在于，

还具备检测用高频信号输出单元，该检测用高频信号输出单元由上述控制单元进行控制，该检测用高频信号输出单元能够输出施加到作为处置对象的生物体组织的检测用高频信号，

上述检测单元能够根据从上述检测用高频信号输出单元输出的检测用高频信号来算出作为处置对象的生物体组织的阻抗。

12.根据权利要求11所述的高频处置装置，其特征在于，

上述控制单元将上述检测用高频信号的检测用频率设为固定频率。

13.根据权利要求11所述的高频处置装置，其特征在于，

上述控制单元将上述检测用高频信号的检测用频率设为主要适合于检测基于生物体组织的电阻成分而得到的阻抗的检测用频率。

14.根据权利要求11所述的高频处置装置，其特征在于，

上述控制单元将上述检测用高频信号的检测用频率设为主要适合于检测基于生物体组织的电容成分而得到的阻抗的检测用频率。

15.根据权利要求11所述的高频处置装置，其特征在于，

上述控制单元将上述检测用高频信号的检测用频率设为与上述处置用高频信号的处置用频率不同的检测用频率，

上述检测单元能够根据上述处置用高频信号来算出作为处置对象的生物体组织的阻抗。

16.一种高频处置方法，其特征在于，具备以下过程：

检测过程，检测作为处置对象的生物体组织的阻抗；

第一处置过程，在作为处置对象的生物体组织的阻抗小于规定阈值的情况下，将具有第一处置用频率的处置用高频信号施加到生物体组织来主要通过焦耳热来处置生物体组织；以及

第二处置过程，在作为处置对象的生物体组织的阻抗大于上述规定阈值的情况下，将具有大于上述第一处置用频率的第二处置用频率的处置用高频信号施加到生物体组织来主要通过高频感应加热来处置生物体组织。

17.根据权利要求16所述的高频处置方法，其特征在于，

上述第一处置过程和上述第二处置过程还包括经由具有规定的感应系数和电容的线缆将处置用高频信号施加到生物体组织的过程。

18.根据权利要求16所述的高频处置方法，其特征在于，

上述检测过程还包括：对作为处置对象的生物体组织施加检测用高频信号的过程；以及根据对作为处置对象的生物体组织施加的检测用高频信号来算出作为处置对象的生物体组织的阻抗的过程。

19.根据权利要求18所述的高频处置方法，其特征在于，

上述检测用高频信号的检测用频率是固定的。

20.根据权利要求18所述的高频处置方法，其特征在于，

上述检测用高频信号的检测用频率是主要适合于检测基于生物体组织的电阻成分而得到的阻抗的检测用频率。

21.根据权利要求18所述的高频处置方法，其特征在于，

上述检测用高频信号的检测用频率是主要适合于检测基于生物体组织的电容成分而得到的阻抗的检测用频率。

22.根据权利要求18所述的高频处置方法，其特征在于，

上述检测用高频信号的检测用频率与上述处置用高频信号的处置用频率不同，

上述检测过程还包括根据上述处置用高频信号来算出作为处置对象的生物体组织的阻抗的过程。

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