CN105338917B - 生物体组织接合系统、处置器具控制装置 - Google Patents

Abstract

提供一种容易进行适当的处置的处置系统(1)。处置系统(1)具备：处置器具(2)，其具有对生物体组织施加热能的发热元件(13)；元件温度测定部(39)，其测定发热元件(13)的元件温度(T1)；产生电力的电源(30)；第一计算部(33A)，其使用为了基于电源(30)的输出值来估计元件温度(T1)与上述生物体组织的温度(T2)之间的温度差(ΔT)而预先存储的表或公式，来估计上述温度差(ΔT)；第二计算部(33B)，其基于由元件温度(T1)和第一计算部(33B)估计出的温度差(ΔT)来估计组织温度(T2)；以及控制部(34)，其根据由第二计算部(33B)估计出的组织温度(T2)来控制电源(30)。

Description

生物体组织接合系统、处置器具控制装置

技术领域

本发明的实施方式涉及一种具备对生物体组织施加处置能量的处置部的生物体组织接合系统、处置器具控制装置以及上述生物体组织接合系统的工作方法。

背景技术

在美国专利申请公开第2009/076506号说明书中公开了一种生物体组织接合系统，其具备：一对夹持部，对所夹持的被处置体施加高频电能和热能；高频电源，其输出用于施加高频电能的高频电力；发热用电源，其输出用于施加热能的发热用电力；以及控制部，其对高频电源和发热用电源进行控制以切换高频电能的施加和热能的施加。

另外，在美国专利申请公开第2009/0248002号说明书中公开了一种生物体组织接合系统，其对被处置体施加高频电能，并在高频电能的施加结束之后施加热能。高频电能具有以下作用：通过破坏被处置体的细胞膜来将包含以蛋白质为首的高分子化合物的细胞内成分释放出来，并使其与以胶原蛋白为首的细胞外成分均匀化。而且，通过施加热能来将被处置体接合。

在美国专利申请公开第2013/19060号说明书中公开了一种对被处置体施加超声波能量和高频电能的生物体组织接合系统。

在美国专利申请公开第2005/222556号说明书中公开了一种使用激光来对被处置体施加光能的生物体组织接合系统。

即，医疗用处置器具的处置部将热能、超声波能量、光能以及高频电能中的至少任一种能量作为处置能量施加于被处置体。

在此，为了得到良好的处置结果，优选的是，生物体组织接合系统根据正在处置的生物体组织的温度来控制能量的量。但是，对处置中的生物体组织温度进行检测并不容易。因此，在以往的生物体组织接合系统中，代替生物体组织温度而根据容易检测的能量输出部、例如发热元件的温度来进行控制。

在以往的生物体组织接合系统中，由于基于容易检测的能量输出部的温度来进行控制，因此有时不容易进行适当的处置。

发明内容

发明要解决的问题

本发明的实施方式的目的在于提供一种容易进行适当的处置的生物体组织接合系统、容易进行适当的处置的处置器具控制装置以及容易进行适当的处置的生物体组织接合系统的工作方法。

用于解决问题的方案

实施方式的生物体组织接合系统具备：用于夹持生物体组织的夹持部；电源，其用于产生处置能量，该处置能量用于将被上述夹持部夹持的上述生物体组织接合；输出部，其设置于上述夹持部，用于将上述处置能量输出到上述生物体组织；温度测定部，其用于测定上述输出部的温度；第一计算部，其根据上述处置能量的施加时间、基于从上述电源输出到上述夹持部的输出值并使用表示温度差与上述电源的上述输出值之间的相关关系的预先存储的表或公式，基于上述表或上述公式来估计上述温度差，该温度差是由上述温度测定部测定出的上述输出部的温度与由上述夹持部夹持的上述生物体组织的温度的温度差；第二计算部，其基于由上述温度测定部测定出的上述输出部的温度和由上述第一计算部估计出的上述温度差，来估计上述生物体组织的温度；以及控制部，其根据由上述第二计算部估计出的生物体组织的温度来控制上述电源。

其它实施方式的处置器具控制装置针对用于夹持生物体组织的夹持部控制向上述生物体组织施加的处置能量，该处置器具控制装置具备：电源，其用于产生用于将被上述夹持部夹持的上述生物体组织接合的上述处置能量；输出部，其设置于上述夹持部，将上述处置能量输出到上述生物体组织；温度测定部，其对上述输出部的温度进行测定；第一计算部，其根据上述处置能量的施加时间、基于从上述电源输出到上述夹持部的输出值并使用表示温度差与来自上述电源的上述输出值之间的相关关系的预先存储的表或公式，基于上述表或上述公式来估计上述温度差，该温度差是由上述温度测定部测定出的上述输出部的温度与由上述夹持部夹持的上述生物体组织的温度的温度差；第二计算部，其基于由上述温度测定部测定出的上述输出部的温度和由上述第一计算部估计出的上述温度差，来估计生物体组织的温度；以及控制部，其根据由上述第二计算部估计出的上述生物体组织的温度来控制产生用于上述处置能量的电力的电源。

其它实施方式的生物体组织接合系统的工作方法包括以下步骤：电源产生用于将被夹持部夹持的生物体组织接合的处置能量，由此设置于上述夹持部的输出部输出上述处置能量；温度测定部测定上述输出部的温度；第一计算部根据上述处置能量的施加时间、基于从上述电源输出到上述夹持部的输出值并使用表示温度差与来自上述电源的上述输出值之间的相关关系的预先存储的表或公式，来估计基于上述表或上述公式而得到的上述温度差，该温度差是由上述温度测定部测定出的上述输出部的温度与由上述夹持部夹持的上述生物体组织的温度的温度差；第二计算部基于由上述温度测定部测定出的上述输出部的温度和由上述第一计算部估计出的上述温度差，来估计上述生物体组织的温度；以及控制部根据由上述第二计算部估计出的生物体组织温度来控制上述电源。

发明的效果

根据本发明的实施方式，能够提供一种容易进行适当的处置的生物体组织接合系统、容易进行适当的处置的处置器具控制装置以及容易进行适当的处置的生物体组织接合系统的工作方法。

附图说明

图1是第一实施方式的生物体组织接合系统的外观图。

图2A是第一实施方式的生物体组织接合系统的处置部的侧视图。

图2B是第一实施方式的生物体组织接合系统的处置部的侧视图。

图3A是第一实施方式的生物体组织接合系统的处置部的截面图。

图3B是第一实施方式的生物体组织接合系统的处置部的俯视图。

图3C是第一实施方式的生物体组织接合系统的处置部的沿图3A的 3C-3C线的截面图。

图4是第一实施方式的生物体组织接合系统的发热部的俯视图。

图5是第一实施方式的生物体组织接合系统的结构图。

图6是用于说明第一实施方式的生物体组织接合系统中的组织温度的变化以及元件温度的变化的图表。

图7是表示第一实施方式的生物体组织接合系统中的、组织温度与元件温度之间的温度差同电力的输出值之间的关系的图表。

图8是用于说明第一实施方式的生物体组织接合系统的工作方法的流程图。

图9是表示第二实施方式的生物体组织接合系统中的发热用电力的输出值和处置部温度的时间变化的图表。

图10是表示第二实施方式的生物体组织接合系统中的、生物体组织温度与处置部温度之间的温度差同发热用电力的输出值之间的关系的图表。

图11是用于说明第三实施方式的生物体组织接合系统中的加热量的图表。

图12是表示第三实施方式的生物体组织接合系统中的加热量与生物体组织接合强度之间的关系的图表。

图13是用于说明第三实施方式的生物体组织接合系统的工作方法的流程图。

图14是第四实施方式的生物体组织接合系统的结构图。

图15是用于说明第四实施方式的生物体组织接合系统中的生物体组织和处置部的温度变化以及加热量的图表。

图16是用于说明第四实施方式的生物体组织接合系统的工作方法的流程图。

具体实施方式

<第一实施方式>

<生物体组织接合系统的结构>

如图1所示，本实施方式的生物体组织接合系统1具备处置器具2、作为处置器具控制装置的主体部3以及脚踏开关4。处置器具2例如是穿过腹壁来进行腹腔内的生物体组织的接合处置等的外科手术用能量吻合装置。

处置器具2具有把手2A1、轴2A2以及处置部10，该处置部10包括把持作为被处置体的生物体组织LT来进行处置的能够开闭的一对夹持部11(第一夹持部11A、第二夹持部11B)。

此外，以下，在对在标记的末尾附加有A、B的功能相同的各个结构要素进行记述时，有时省略标记A、B。例如，将第一夹持部11A和第二夹持部 11B分别称为夹持部11。

把手2A1经由线缆2L而与主体部3连接。把手2A1呈手术操作者容易握住的形状、例如近似L字形状，具有供手术操作者对处置部10进行开闭操作的开闭手柄2A3。在把手2A1的一端配设有轴2A2，该轴2A2与处置部10成为一体并将开闭手柄2A3的动作传递到处置部10。另一方面，把手2A1的另一端侧是供手术操作者把持的把持部2A4。

主体部3在前面板处具有显示处置条件等的显示部36和供手术操作者设定处置条件等的设定操作部35，在主体部3上经由线缆4L连接有脚踏开关4。手术操作者用脚对脚踏开关4的踏板进行按压操作，由此对从主体部3向处置器具2的电力输出进行接通(ON)/断开(OFF)控制。脚踏开关4并非必须的结构要素，也可以是由手术操作者在手边进行操作的开关等。

如图2A和图2B所示，处置器具2经由与生物体组织LT的接触面即处置面 11S(11SA、11SB)对生物体组织LT施加热能(TH能量)。

处置部10例如通过使第二夹持部11B相对于第一夹持部11A相对地移动来自由开闭。如图2A所示，在手术操作者未对开闭手柄2A3进行按压操作时，第二夹持部11B由于未图示的弹性构件的作用力而处于与第一夹持部11A接近的状态或接触的状态。与此相对，如图2B所示，当手术操作者以比弹性构件的作用力强的力对开闭手柄2A3进行按压操作时，第二夹持部11B从第一夹持部11A离开，处置部10成为打开状态。当在处置部10为打开状态时手术操作者停止对开闭手柄2A3进行按压操作时，被插入到第一夹持部11A与第二夹持部11B之间的生物体组织LT被保持为通过弹性构件的作用力被夹持在第一夹持部11A的处置面11SA与第二夹持部11B的处置面11SB之间并被按压的状态。

如图3A～图4所示，夹持部11的处置面11S是由不锈钢或铜等金属构成的传热体12的表面(外面)。而且，在传热体12的背面(内面)接合有发热元件13。发热元件13的上表面被聚酰亚胺等绝缘体16覆盖而绝缘。

在发热元件13中，在氧化铝或氮化铝等的基板14的表面上形成有发热电阻体15。发热电阻体15由当温度上升时电阻R变高的正电阻温度系数的铂金构成。因此，如后述那样，元件温度测定部39能够基于发热电阻体15的电阻 R来计算发热元件13(发热电阻体15)的温度T1。也可以使用NiCr合金、Ta或W等各种正电阻温度系数的高熔点金属材料作为发热电阻体15的材料。

发热元件13是将从主体部3输出的发热用电力(TH)作为热能施加于生物体组织LT的输出部。

发热元件13配设于各个夹持部11A、11B，但是发热元件13只要配设于至少一方的夹持部11即可。

接着，使用图5来说明生物体组织接合系统1的结构。如已经说明的那样，生物体组织接合系统1具有处置器具2、主体部3以及脚踏开关4。

主体部3具备发热用电力(TH)电源30、发热用电力传感器(TH传感器)31、设定部32、计算部33、控制部34、存储部38以及元件温度测定部39。

电源30输出用于热能的发热用电力(TH)。作为检测部的TH传感器31检测TH的输出值(电压和电流)。电压与电流的积为电力P。

控制部34进行生物体组织接合系统1整体的控制。

作为对输出部的温度进行测定的温度测定部的元件温度测定部39基于 TH的电压和电流来计算发热元件13的电阻R，并基于计算出的电阻R来计算作为输出部的发热元件13的温度(元件温度)T1，由此间接地测定元件温度 T1。即，元件温度测定部39具有存储部(未图示)，该存储部存储有基于发热元件13的电阻温度系数的计算式或电阻R与元件温度T1的对应表等。此外，也可以是，元件温度测定部39不基于TH的电压和电流来计算电阻R，而直接计算元件温度T1。另外，也可以是，元件温度测定部39通过配设在发热元件 13附近的热电偶等温度传感器直接测定元件温度T1。

如图6所示，元件温度T1与生物体组织的温度(组织温度)T2之间存在温度差ΔT。而且，温度差ΔT随着处置时间的经过而变化。因此，在基于元件温度T1的控制下，有时不容易进行适当的处置。

发明人经过潜心研究发现，如图7所示，温度差ΔT与发热用电力(TH)的输出值P之间存在较强的相关性。这是因为，关于输出值P，由于进行恒温控制使得元件温度T1成为规定的元件温度设定值Tset，因此，当温度差ΔT大时，需要更大的输出值P的TH。

而且，在生物体组织接合系统1中，在存储部38中存储有用于基于电源 30的输出值来估计元件温度T1与生物体组织的温度T2之间的温度差ΔT的表 (表数据)或公式。

因此，能够基于以下的(式1)来计算T2。

T2＝T1-ΔT＝T1-f(P)…(式1)

此外，在图7中示出了通过最小二乘法对基于使用温度传感器对生物体组织的温度进行实际测量所得到的ΔT的多个实验数据(描绘点(日语：プロット))进行一次近似而得到的直线。

即，图6所示的直线的式f(P)是ΔT＝αP+β(α：斜率、β：Y截距)。式f(P) 也可以是二次式等，还可以是，将电力P划分为多个范围，式f(P)包括按每个分区不同的多个式。另外，在以表进行存储的情况下，在表中例如存储有与每5W电力P对应的ΔT。

也可以是，根据生物体组织的种类等而存储有不同的式f(P)。此外，组织温度T2并不限于生物体组织的内部温度，也可以是与处置面11S接触的表面的温度。

计算部33计算正在进行处置的生物体组织的温度T2。以下，为了便于说明，将计算部33按其功能分为第一计算部33A和第二计算部33进行说明。

第一计算部33A基于电源30的输出值P，使用预先存储的表或公式来估计温度差ΔT。

第二计算部33B基于由元件温度测定部39测定出的元件温度T1和由第一计算部33A估计出的温度差ΔT，使用(式1)来估计组织温度T2。

设定部32根据设定操作部35的操作等来设定处置条件。在生物体组织接合系统1中，设定部32具有存储部32M。包括半导体存储器等的存储部32M 例如也可以存储与生物体组织的种类相应的多个处置条件。此外，能够将设定操作部35视为广义上的设定部32S的一部分。

构成控制部34的CPU等也可以具有元件温度测定部39、计算部33以及设定部32的功能的至少一部分。另外，也可以是各自独立的CPU。另外，包括半导体存储器等的存储部38也可以具有设定部的存储部32M和计算部33的存储部的功能。相反地，计算部33也可以具备具有存储部38的功能的半导体存储器等。

显示部36是向手术操作者通知所设定的处置条件、处置中的电力的输出值以及组织温度T2等信息等的通知部。

在生物体组织接合系统1中，控制部34根据由第二计算部33B估计出的组织温度T2来控制电源30。

<生物体组织接合系统的工作方法>

接着，按照图8的流程图来说明生物体组织接合系统1的工作方法。

<步骤S11>

例如，经由包括设定操作部35的设定部32来设定如以下那样的处置条件。

组织温度设定值Tset：190℃

上限温度Tmax：200℃

处置时间t：10秒

在此，组织温度设定值Tset是控制部34进行恒温控制的目标温度。上限温度Tmax是有可能开始发生如下不良情况的温度：正在进行处置的生物体组织受到预测以外的损伤而不良影响波及到周边部位。

如已经说明的那样，在以往的生物体组织接合系统中，将元件温度T1 设定为进行恒温控制的目标温度，与此相对，在生物体组织接合系统1中，将组织温度T2设定为进行恒温控制的目标温度。

<步骤S12>

如图2A所示那样将关闭状态下的处置部10例如穿过腹壁而插入到腹腔内。当手术操作者进行握紧把手2A1的开闭手柄2A3的按压操作时，第二夹持部11B相对于第一夹持部11A打开。然后，将作为处置对象的生物体组织 LT配置于第一夹持部11A的处置面11SA与第二夹持部11B的处置面11SB之间。在该状态下，当开闭手柄2A3被释放时，第二夹持部11B由于弹性构件的作用力而相对于第一夹持部11A关闭，如图2B所示，作为处置对象的生物体组织LT在第一夹持部11A的处置面11SA与第二夹持部11B的处置面11SB 之间以按压状态被夹持。

<步骤S13>

手术操作者用脚来对脚踏开关4进行按压操作。于是，控制部34进行控制使得TH电源30输出发热用电力(TH)。

<步骤S14>

元件温度测定部39基于发热用电力的输出值P(电压和电流)来计算发热元件13的电阻R，并基于所计算出的电阻R来计算发热元件的温度(元件温度)T1。

在生物体组织接合系统1中，将发热元件13A、13B的平均温度或发热元件13A、13中的一方的温度视为元件温度T1，来计算元件温度T1。

<步骤S15>

第一计算部33A根据输出值P，使用预先存储的表或公式来估计温度差ΔT。

<步骤S16>

第二计算部33B基于由元件温度测定部39测定出的元件温度T1和由第一计算部33A估计出的温度差ΔT，使用(式1)来估计组织温度T2。

<步骤S17>

在组织温度T2超过上限温度Tmax的情况下，控制部34使处置中止。此时，优选的是，控制部34在显示部36中显示警告。

<步骤S18>

当脚踏开关4的按压消失(开关断开：是)时，控制部34使处置中止。在此之前重复进行从步骤S13起的处置。

在生物体组织接合系统1、主体部3(处置器具控制装置)以及生物体组织接合系统1的工作方法中，根据实际正在进行处置的生物体组织的温度T2来进行控制。因此，组织温度T2不会超过上限温度Tmax。另外，与根据元件温度等来进行控制的以往的生物体组织接合系统等相比，能够进行更适当的处置。

<第一实施方式的变形例>

接着，对第一实施方式的变形例1～3的生物体组织接合系统1A～1C、处置器具控制装置以及生物体组织接合系统的工作方法进行说明。此外，以下将(生物体组织接合系统、处置器具控制装置以及生物体组织接合系统1的工作方法)称为生物体组织接合系统等。生物体组织接合系统1A～1C等与生物体组织接合系统1等类似，因此对功能相同的结构要素附加相同的附图标记并省略说明。

在生物体组织接合系统1中，所施加的处置能量是热能。但是，处置能量只要是热能、超声波能量、光能以及高频电能中的任一种能量即可，能够获得同样的效果。

<变形例1>

在变形例1的生物体组织接合系统1A等中，将作为光能的激光作为处置能量施加于生物体组织。即，电源向产生激光的光源输出电力。

被施加了激光的生物体组织发热。通过选择激光的波长，也能够选择性地对特定的处置部位进行加热。

<变形例2>

在变形例2的生物体组织接合系统1B等中，将超声波能量作为处置能量施加于生物体组织。即，电源向超声波振动器输出电力。

生物体组织接合系统1B的处置器具在把手2A1的内部具有超声波振动器，使夹持部11A进行超声波振动。被夹持在夹持部11A与被固定的夹持部 11B之间的生物体组织通过摩擦热来发热。

<变形例3>

在变形例3的生物体组织接合系统1C等中，将高频电能作为处置能量施加于生物体组织。即，电源输出高频电力。

生物体组织接合系统1C的处置器具的由金属构成的传热体具有作为向生物体组织施加高频电力(HF)的电极的功能。当向被电极12A、12B夹持的生物体组织LT施加高频电力时，生物体组织LT通过焦耳热而被加热。

第一实施方式的变形例的生物体组织接合系统1A～1C、处置器具控制装置以及生物体组织接合系统的工作方法均与生物体组织接合系统1等同样地测定输出部的温度T1和电源的输出值P，基于温度T1和输出值P来估计温度差ΔT，并基于温度差ΔT来估计组织温度T2。

而且，在组织温度T2超过上限温度Tmax的情况下，处置被中止。

即，控制部34对电源30进行控制，使得由第二计算部33B估计出的组织温度T2不超过上限温度Tmax。因此，变形例的生物体组织接合系统1A～1C 等均能够容易地进行适当的处置。

<第二实施方式>

接着，对第二实施方式的生物体组织接合系统1D等进行说明。生物体组织接合系统1D等与生物体组织接合系统1等类似，因此对功能相同的结构要素附加相同的附图标记并省略说明。

在生物体组织接合系统1D中，例如，处置器具控制装置3D的存储部38 存储有用于不仅基于电源30的输出值P而是基于输出值P和输出部(发热元件 13)的温度T1来估计温度差ΔT的表或公式，第一计算部33A根据电力的输出值P和输出部的温度T1来估计温度差ΔT。

即，在生物体组织接合系统1D中，在图8所示的步骤S15中，第一计算部33A基于发热元件13的元件温度T1和发热用电力(TH)的输出值P来计算温度差ΔT。

如已经说明的那样，组织温度T2与元件温度T1之间的温度差ΔT同发热用电力(TH)的输出值P之间存在较强的相关性。而且，不仅考虑输出值P，还考虑元件温度T1，由此能够更准确地估计温度差ΔT。

ΔT＝f(P、T1)…(式2)

如图9所示，紧接着加热处理开始之后(初始期间L1)，由于发热元件13 自身的热容量等，元件温度T1以能够视为大致固定的程度非常缓慢地上升。与此相对，在发热元件13升温的过程中(升温期间L2)，元件温度T1处于大幅度地低于温度设定值Tset的状态。因此，输出值P急剧地增加。而且，当元件温度T1接近温度设定值Tset时(升温完成期间L3)，为了防止超过规定值而输出值P转变为减小。而且，在成为稳定状态之后，输出值P进一步减小并成为大致固定的值(稳定期间L4)。

图10将输出值P与温度差ΔT之间的关系划分为上述四个期间来进行描绘。即，使用黑色三角标记来描绘期间L1的数据，使用黑色圆形标记来描绘期间L2的数据，使用白色圆形标记来描绘期间L3的数据，使用白色三角标记来描绘期间L4的数据。

根据图10可知，在基于输出值P来计算温度差ΔT的情况下，通过根据四个期间来改变计算式，能够以更高的精度进行计算。在此，第一计算部33A 基于元件温度T1或输出值P来判断四个期间L1～L4。

即，紧接着元件温度T1的开始上升之后是期间L1，上升中是期间L2，元件温度T1接近元件温度设定值Tset而输出值P减小、直到减小速度成为规定值以下为止是期间L3，该期间以后是期间L4。

能够适当地设定各个期间内的计算式。例如，也可以是，在期间L1内将ΔT视为固定，在期间L2～L4中进行一次近似。另外，也可以划分为五个以上的期间，还可以划分为三个以下的期间。

生物体组织接合系统1D等相比于生物体组织接合系统1等而言，能够估计出更高精度的温度差ΔT，因此能够进行更适当的处置。

此外，温度差ΔT有时会受到第一夹持部11A的处置面11SA与第二夹持部 11B的处置面11SB之间的按压力PP的影响。因此，在处置面11S处配设压力传感器，在估计温度差ΔT时也使用按压力PP，由此能够估计出更高精度的温度差ΔT。此外，如果使用规定压力以上的按压力PP，则温度差ΔT变为固定。因此，也可以使控制部34对电源30进行控制使得在按压力PP小于规定压力的情况下不开始处置。

<第三实施方式>

接着，对第三实施方式的生物体组织接合系统1E等进行说明。生物体组织接合系统1E等与生物体组织接合系统1等类似，因此对功能相同的结构要素附加相同的附图标记并省略说明。

在生物体组织接合系统1E中，处置器具控制装置3E的计算部33计算组织温度T2的时间积分值即加热量(heating amount)Q，当加热量Q成为规定的加热量设定值Qset以上时，控制部34对电源30进行控制使得电力的输出减少或结束。即，在生物体组织接合系统1等中，例如根据预先设定的处置时间来控制处置的完成，但是在生物体组织接合系统1E中，根据加热量Q来控制处置的完成。

为了获得良好的处置结果，需要使处置能量的施加时间适当。当施加时间短时，接合强度不足，当施加时间长时，对周围的组织产生不良影响、或接合强度不足。

加热量Q是温度的时间积分值、即温度与施加时间的积，例如以单位“℃秒”表示。例如，根据以下的(式3)来计算从处置开始(时间0)起到时间t1为止的加热量Q(参照图11)。此外，在后文中记述图11中的下限温度Tmin。

(式3)

加热量Q也能够表现为将每隔规定时间、例如每隔1秒的生物体组织温度 T2相加得到的单位为“℃”的累加值(累加温度)。即，温度的时间积分值与累加温度是单位不同但表示的状态相同的物理量。此外，加热量Q是与以焦耳为单位的热量(calorie)完全不同的物理量。

图12表示加热量Q与被处置的生物体组织LT的接合强度之间的关系。根据图12可知，通过将加热量Q作为基准，能够获得良好的处置结果。即，如果加热量Q为规定的加热量QA以上，则在实际使用上能够获得足够的接合强度SA。关于加热量QA，预先进行实验并将获得的实验值存储于存储部32M。

<生物体组织接合系统的工作方法>

接着，按照图13的流程图来说明生物体组织接合系统1E的工作方法。

<步骤S21>

例如，经由包括设定操作部35的设定部32设定如以下那样的处置条件。

组织温度设定值Tset：220℃

加热量设定值Qset：800℃秒

下限温度Tmin：50℃

上限温度Tmax：230℃

在此，下限温度Tmin是使生物体组织开始发生变化的温度。换句话说，在成为下限温度Tmin之前不对生物体组织进行实质性的处置。

如已经说明的那样，在以往的生物体组织接合系统中，将处置时间(施加处置能量的施加时间)设定为处置条件，与此相对，在生物体组织接合系统1中，将加热量设定值Qset设定为处置条件，该加热量设定值Qset是组织温度T2的直到热能施加结束为止的时间积分值。

此外，例如能够由手术操作者根据处置来从存储部32M中存储的多个处置条件中设定处置条件，但是也可以如后述那样，由设定部32根据生物体组织LT的种类自动地设定处置条件。

即，既可以单独地设定各个条件，也可以选择多个条件作为预先设定的处置条件集。例如，也可以如以下那样根据所处置的生物体组织LT的种类，预先将多个处置条件集LV1～LV3存储于存储部32M。

(LV1)

组织温度设定值Tset：180℃

加热量设定值Qset：1000℃秒

下限温度Tmin：50℃

上限温度Tmax：190℃

(LV2)

组织温度设定值Tset：190℃

加热量设定值Qset：2500℃秒

下限温度Tmin：50℃

上限温度Tmax：200℃

(LV3)

组织温度设定值Tset：200℃

加热量设定值Qset：3500℃秒

下限温度Tmin：50℃

上限温度Tmax：210℃

<步骤S22～步骤S27>

与图8所示的步骤S12～步骤S17大致相同，因此省略说明。

<步骤S28>

控制部34判断组织温度T2是否已上升到下限温度Tmin以上。当成为下限温度Tmin以上时(“是”)，转移到步骤S16。即，在小于下限温度Tmin的期间(时间0至t0的期间)不计算加热量Q。

<步骤S29>

计算部33计算组织温度T2的时间积分值即加热量Q。

关于由(式3)表示的加热量Q，每隔规定时间、例如每隔1秒将ΔQ(组织温度T2×1秒)与目前为止的加热量Q相加。

此外，即使根据发热元件13的元件温度T1的时间积分值即加热量进行同样的控制，相比于以往的基于时间的控制而言也能够获得更好的处置结果。但是，为了进行更精确的处置，优选使用组织温度T2进行控制。

<步骤S30>

当加热量Q成为加热量设定值Qset以上时(“是”)，控制部34控制TH电源 30来结束TH的输出。即，根据加热量设定值Qset和加热量Q来结束TH的输出。此外，控制部34也可以控制TH电源30来将TH的输出减少到实质上不会对生物体组织产生影响的水平。

生物体组织接合系统1E由于以加热量Q为基准来控制热能的施加时间，因此能够容易地获得良好的处置结果。即，生物体组织接合系统1E等的工作方法的操作性良好。

另外，优选的是，将由计算部33计算出的加热量Q相对于加热量设定值 Qset的比率Q/Qset显示于显示部36的通知部36B。例如，在通知部36B中通过条形图来显示处置进行的状态。手术操作者能够通过通知部36B的显示来确认处置进行的状况。

此外，关于用于向手术操作者通知上述比率Q/Qset的通知，只要能够使手术操作者识别即可，并不限于由显示部36的通知部36B发出该通知，也可以是通过声音(声音信息、旋律的种类、频率的变化)或振动强度等进行通知的通知部发出该通知。

<第四实施方式>

接着，对第四实施方式的生物体组织接合系统1F等进行说明。生物体组织接合系统1F等与生物体组织接合系统1、1D等类似，因此对功能相同的结构要素附加相同的附图标记并省略说明。

生物体组织接合系统1F的处置器具2F经由处置面11SA、11SB对生物体组织LT依次施加高频电能(HF能量)和热能(TH能量)。

HF能量具有以下作用：通过破坏生物体组织的细胞膜来释放包含以蛋白质为首的高分子化合物的细胞内成分，并使其与以胶原蛋白为首的细胞外成分均匀化。另外，HF能量还具有使生物体组织的温度上升的作用。而且，通过生物体组织的均匀化和温度上升，能够促进通过之后施加热能而进行的脱水处置和生物体组织的接合。

如图14所示，生物体组织接合系统1F的处置器具2F的由金属构成的传热体还具有作为电极12的功能。而且，作为处置器具控制装置的主体部3F具备作为第一电源的高频电力(HF)电源30A、作为第二电源的发热用电力(TH)电源30B、HF传感器31A、TH传感器31B、设定部32、计算部33以及控制部34。

HF电源30A输出作为第一电力的高频电力(HF)。TH电源30B输出作为第二电力的发热用电力(TH)。此外，HF电源30A和TH电源30B不会同时输出电力，因此也可以是一个公用电源。在该情况下，HF传感器31A和TH传感器 31B也可以是公用的。

作为第一检测部的HF传感器31A检测HF的输出值(电压和电流)。作为第二检测部的TH传感器31B检测TH的输出值(电压和电流)。

<生物体组织接合系统的工作方法>

如图15所示，在生物体组织接合系统1F中，在HF能量的施加结束之后，开始TH能量的施加(时间t＝t1)。而且，控制部34根据由加热量Q定义的组织温度T2的时间积分值来控制处置的结束(时间t＝t2)。

即，当通过施加HF能量而产生的高频电能加热量(第一加热量)Q1与通过施加TH能量而产生的热能加热量(第二加热量)Q2的相加值即合计加热量QT 成为预先设定的加热量设定值Qset以上时(时间t＝t2)，控制部34进行控制使得 TH电源30B结束TH能量的施加。即，

Qset≤Q1+Q2…(式4)

接着，按照图16的流程图来详细说明生物体组织接合系统1F的工作方法。

<步骤S31>

例如，通过包括设定操作部35的设定部32来设定如以下那样的处置条件。

HF输出设定值Pset：60W

HF结束阻抗Zset：120Ω

元件温度设定值Tset：180℃

加热量设定值Qset：1000℃秒

此外，将元件温度设定值Tset设定为比HF的施加结束时的组织温度 (100℃±30℃)高的超过70℃、例如超过100℃的温度。

另外，与生物体组织接合系统1D等同样地，也设定下限温度Tmin和上限温度Tmax，控制部34基于下限温度Tmin和上限温度Tmax进行控制。但是，该控制与生物体组织接合系统1D等的控制相同，因此省略说明。

此外，设定部32也可以根据被一对夹持部11夹持的生物体组织LT的特性来自动设定加热量设定值Qset。

例如，根据夹持有生物体组织LT的一对夹持部11A、11B的间隔G和HF 的初始阻抗中的至少任一个，来自动设定加热量设定值Qset。

间隔G是作为被处置体的生物体组织LT的大小的信息。HF的初始阻抗是包含生物体组织LT的水分量在内的组织信息。另外，能够将阻抗最小值或阻抗为规定值以下的时间等用作HF的初始阻抗。

并且，也可以是，当手术操作者通过设定操作部35来选择手术方式时，由设定部32设定一系列的处置的处置条件，例如，当处置A结束时，设定部 32自动设定处置B的处置条件。例如，在手术方式是“肺叶切除手术”的情况下，在连续地依次进行(处置A)肺叶动脉封闭、(处置B)肺叶静脉封闭、(处置 C)肺叶支气管封闭以及(处置D)肺叶间的实质器官封闭时，手术操作者仅通过选择手术方式就能够设定一系列的(处置A)～(处置D)的处置条件，因此操作性良好。

<步骤S32>

作为处置对象的生物体组织LT在第一夹持部11A的处置面11SA与第二夹持部11B的处置面11SB之间以按压状态被夹持。

<步骤S33>

在生物体组织LT被处置部10夹持着的状态下，手术操作者用脚对脚踏开关4进行按压操作。于是，控制部34开始进行处置。即，首先，控制部34进行控制使得HF电源30A输出高频电力(HF)。HF经由线缆2L被传递至处置器具2的电极12A、12B。于是，高频电力被施加于电极12A、12B所夹持的生物体组织LT，生物体组织LT通过焦耳热而被加热。

即，HF能量使处于电极12A与电极12B之间的HF的通电路径的生物体组织自身发热。因此，在HF能量施加工序中，即使是厚度厚的生物体组织LT，组织温度T2也会以包括中心部在内都不会产生温度不均的方式上升。此外，虽然处置部10不发热，但是元件温度T1也会由于来自发热的生物体组织LT 的传热而上升。

控制部34根据由HF传感器31A检测出的HF的电流和电压来对HF的输出值P1进行恒定电力控制，使之固定为HF输出设定值Pset例如60W。

<步骤S34>

计算部33利用被插入到生物体组织LT中的温度传感器19或红外线传感器等来测定组织温度T2，并计算组织温度T2的时间积分值(累加值)即高频电力加热量(第一加热量)Q1。

在此，如图15所示，HF能量的施加时的组织温度T2在初期急剧增加，之后由于生物体组织LT内含有水分而能够视为固定。即，即使被施加能量，含有水分的生物体组织LT的温度例如在大气压下也被保持为作为固定温度的沸点(100℃)附近的温度、例如100℃±30℃。

因此，在处置开始之后，也可以不使用传感器等而根据以下的(式5)来计算直到时间t为止的第一加热量Q1。

Q1≈T2×t≈100℃×t…(式5)

并且，也可以是，在后述的步骤S36之后，由计算部33使用以下的(式6) 进行第一加热量Q1的计算(步骤S34)。

Q1＝100℃×t1…(式6)

其中，t1：HF能量的施加时间

如以上说明的那样，在S34中，也可以对HF进行恒定电力控制并施加HF 能量，并且将组织温度T2视为规定的恒温(100℃)来计算时间积分值即第一加热量Q1。

<步骤S35>

在生物体组织接合系统1F中，当开始HF能量的施加时，由计算部33基于HF传感器31A所检测出的HF的电压和电流来计算阻抗Z。

由于随着处置的进行而生物体组织LT发生变性、随之发生脱水等，阻抗 Z上升。在阻抗Z成为所设定的HF结束阻抗Zset以上之前(“否”)，控制部34进行从S3起的处置。

<步骤S36>

当阻抗Z成为所设定的HF结束阻抗Zset以上时(“是”)，在S36中，控制部 34对HF电源30A进行控制来结束HF的输出(t＝t1)。

即，根据HF的阻抗Z来结束HF的输出。

<步骤S37>

控制部34开始进行代替HF能量而将TH能量施加于生物体组织LT的控制。

在TH能量的施加过程中，控制部34根据处置部10的元件温度T1来对TH 电源30B的输出值P2进行恒温控制。换句话说，对发热元件13进行控制使之成为在S31中设定的元件温度设定值Tset。TH既可以是直流也可以是高频，高频的情况下的频率也可以与HF相同。

此外，控制部34也可以与生物体组织接合系统1等同样地根据组织温度 T2来对TH电源30B的输出值P2进行恒温控制。

从电极12施加于生物体组织LT的高频电力(HF)作为焦耳热对生物体组织LT进行加热，与此相对，发热用电力(TH)直接将热能传递到生物体组织LT。经由处置面11S传递到生物体组织LT的热(TH)能能够根据元件温度设定值 Tset，与生物体组织LT的变性状态、例如水分量等无关地将组织温度T2加热到超过100℃的温度。

<步骤S38>

计算部33计算组织温度T2的时间积分值即第二加热量(热能加热量)Q2。即，在S38中，元件温度测定部39(未图示)基于电阻R来计算元件温度T1，根据元件温度T1来对TH进行恒温控制，并对生物体组织LT施加热能。而且，第一计算部33A根据电源30B的输出值，使用存储部38(未图示)中存储的第二表或第二公式来估计温度差ΔT。第二表和第二公式是用于基于TH电源的输出值P2来估计被施加了TH电力的发热元件的温度T1B与被施加了TH能量的生物体组织的温度(组织温度)T2之间的温度差ΔT2的、基于实验预先获取到的表或公式。

<步骤S39>

在组织温度T2超过上限温度Tmax的情况下，控制部34使处置中止。

<步骤S40>

计算部33计算组织温度T2的时间积分值即第二加热量Q2。并且，计算部33计算将第一加热量Q1与第二加热量Q2相加得到的合计加热量QT。

<步骤S41>

当合计加热量QT成为加热量设定值Qset以上时(“是”)，控制部34对TH电源30B进行控制来结束TH的输出(t＝t2)。即，根据加热量设定值Qset和合计加热量QT来结束TH的输出。

在此，在S36以后的工序中，由于已经计算出第一加热量Q1，所以该第一加热量Q1不会增大或减小，因此控制部34也可以在由以下的(式7)表示的加热余量ΔQ成为零时结束TH的输出。

加热余量ΔQ＝加热量设定值Qset-第一加热量Q1-第二加热量Q2…(式7)

此外，也可以由控制部34计算合计加热量QT或加热余量ΔQ。另外，也可以不在HF施加工序中计算加热量Q，而仅在TH施加工序中计算加热量Q。

生物体组织接合系统1F等使用生物体组织温度T2的加热量Q来控制能量的施加时间、即能量施加的结束，因此能够容易地获得良好的处置结果。因此，生物体组织接合系统1F等的操作性良好。

此外，在上述说明中，对最初施加的第一能量为高频电能、接下来施加的第二能量为热能的情况进行了说明。但是，只要第一能量为高频电能、热能、光能以及超声波能量中的任一种能量、第二能量为与第一能量不同的任一种能量，就能够获得同样的效果。

即，处置器具对生物体组织依次施加从热能、超声波能量、光能以及高频电能中选择出的两种以上的上述处置能量，控制部根据所述加热量来控制至少一种处置能量的输出的减少或结束，这样的生物体组织接合系统具有与生物体组织接合系统1E同样的效果。

例如，在通过施加HF能量对血管进行止血之后通过施加超声波能量来切断血管的生物体组织接合系统中，通过进行与生物体组织接合系统1D的控制同样的控制，也具有同样的效果。

另外，对由一对夹持部11把持生物体组织LT的双极处置器具进行了说明，但是也可以是单极处置器具，只要是同样地以合计加热量QT为基准进行控制的生物体组织接合系统，就能够容易地获得良好的处置结果。

本发明并不限定于上述的实施方式等，在不改变本发明的要旨的范围内能够进行各种变更、改变等。

本申请主张2013年8月2日向美国申请的申请号为61/861、683的优先权，上述的公开内容被引用到本申请说明书、权利要求书、附图中。

附图标记说明

1、1A～1F：生物体组织接合系统；2：处置器具；3：主体部(处置器具控制装置)；13：发热元件；19：温度传感器；30：电源；33：计算部；33A：第一计算部；33B：第二计算部；34：控制部；39：元件温度测定部。

Claims (11)

1.一种生物体组织接合系统，具备：

用于夹持生物体组织的夹持部；

电源，其用于产生处置能量，该处置能量用于将被所述夹持部夹持的所述生物体组织接合；

输出部，其设置于所述夹持部，用于将所述处置能量输出到所述生物体组织；

温度测定部，其用于测定所述输出部的温度；

第一计算部，其根据所述处置能量的施加时间、基于从所述电源输出到所述夹持部的输出值并使用表示温度差与所述电源的所述输出值之间的相关关系的预先存储的表或公式，基于所述表或所述公式来估计所述温度差，该温度差是由所述温度测定部测定出的所述输出部的温度与由所述夹持部夹持的所述生物体组织的温度的温度差；

第二计算部，其基于由所述温度测定部测定出的所述输出部的温度和由所述第一计算部估计出的所述温度差，来估计所述生物体组织的温度；以及

控制部，其根据由所述第二计算部估计出的生物体组织的温度来控制所述电源。

2.根据权利要求1所述的生物体组织接合系统，

所述处置能量是热能、超声波能量、光能以及高频电能中的至少任一个。

3.根据权利要求2所述的生物体组织接合系统，

所述控制部对所述电源进行控制，使得由所述第二计算部估计出的所述生物体组织的温度不超过规定的上限温度。

4.根据权利要求3所述的生物体组织接合系统，

所述处置能量是热能，

所述输出部是将电力转换为所述热能的发热元件。

5.根据权利要求4所述的生物体组织接合系统，

如果所述生物体组织的温度的时间积分值即加热量为规定的加热量设定值以上，则所述控制部对所述电源进行控制使得减少或结束所述电力的输出。

6.根据权利要求2所述的生物体组织接合系统，

所述输出部对所述生物体组织依次施加从热能、超声波能量、光能以及高频电能中选择出的两种以上的处置能量。

7.根据权利要求1所述的生物体组织接合系统，

所述控制部与存储有根据所述处置能量获得的所述温度差的数据的存储部电连接。

8.根据权利要求1所述的生物体组织接合系统，

在将紧接开始输出所述处置能量后的所述输出部的温度上升的期间即第一期间的来自所述电源的输出值设为第一输出值、将所述输出部相对于所述第一期间进一步升温的期间即第二期间的来自所述电源的输出值设为第二输出值、将接近所述输出部的所设定的温度而完成升温的期间即第三期间的来自所述电源的输出值设为第三输出值、将稳定在所述所设定的温度的状态的期间即第四期间的来自所述电源的输出值设为第四输出值时，所述控制部使用所述温度差相对于所述第一期间、所述第二期间、所述第三期间以及所述第四期间中的至少两个期间的各自的所述输出值的相关关系的表或公式，基于由所述第二计算部估计出的生物体组织温度来控制所述电源。

9.根据权利要求1所述的生物体组织接合系统，

在将紧接开始输出所述处置能量后的所述输出部的温度上升的期间即第一期间的来自所述电源的输出值设为第一输出值、将所述输出部相对于所述第一期间进一步升温的期间即第二期间的来自所述电源的输出值设为第二输出值、将接近所述输出部的所设定的温度而完成升温的期间即第三期间的来自所述电源的输出值设为第三输出值、将稳定在所述所设定的温度的状态的期间即第四期间的来自所述电源的输出值设为第四输出值时，所述控制部使用所述温度差相对于各个所述期间的各自的所述输出值的相关关系的表或公式，基于由所述第二计算部估计出的生物体组织温度来控制所述电源。

10.一种处置器具控制装置，针对用于夹持生物体组织的夹持部控制向所述生物体组织施加的处置能量，该处置器具控制装置具备：

电源，其用于产生用于将被所述夹持部夹持的所述生物体组织接合的所述处置能量；

输出部，其设置于所述夹持部，将所述处置能量输出到所述生物体组织；

温度测定部，其对所述输出部的温度进行测定；

第一计算部，其根据所述处置能量的施加时间、基于从所述电源输出到所述夹持部的输出值并使用表示温度差与来自所述电源的所述输出值之间的相关关系的预先存储的表或公式，基于所述表或所述公式来估计所述温度差，该温度差是由所述温度测定部测定出的所述输出部的温度与由所述夹持部夹持的所述生物体组织的温度的温度差；

第二计算部，其基于由所述温度测定部测定出的所述输出部的温度和由所述第一计算部估计出的所述温度差，来估计生物体组织的温度；以及

控制部，其根据由所述第二计算部估计出的所述生物体组织的温度来控制产生用于所述处置能量的电力的电源。

11.根据权利要求10所述的处置器具控制装置，

在将紧接开始输出所述处置能量后的所述输出部的温度上升的期间即第一期间的来自所述电源的输出值设为第一输出值、将所述输出部相对于所述第一期间进一步升温的期间即第二期间的来自所述电源的输出值设为第二输出值、将接近所述输出部的所设定的温度而完成升温的期间即第三期间的来自所述电源的输出值设为第三输出值、将稳定在所述所设定的温度的状态的期间即第四期间的来自所述电源的输出值设为第四输出值时，所述控制部使用所述温度差相对于各个所述期间的各自的所述输出值的相关关系的表或公式，基于由所述第二计算部估计出的生物体组织温度来控制所述电源。