JP2001198138A - 電気外科手術装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 処置組織によらず適切且つ低侵襲な処置を行
うことが可能な電気外科手術装置を実現する。 【解決手段】 電気外科手術装置１０は、高周波電力を
発生する高周波焼灼電源装置１１と、この高周波焼灼電
源装置１１に接続され、患者の処置部位に処置を施す処
置用のモノポーラ電極１４ｂを有したモノポーラ処置具
１４と、患者の体表面上に接触させ、前記高周波焼灼電
源装置１１に接続される帰還電極１６とから主に構成さ
れる。前記高周波焼灼電源装置１１は、電圧センサ２
８、電流センサ２９で測定したデータをＡ／Ｄコンバー
タ３２からＣＰＵ２５に読み込み、ＣＰＵ２５で読み込
んだデータから生体組織（負荷）のインピーダンスを演
算し、演算したインピーダンス及び設定出力を基に、出
力開始直後の設定より大きな初期出力を供給するための
時間と出力を決定するように構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生体組織にエネル
ギを与えて処置する処置用電極を備えた電気外科手術装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気外科手術装置は、生体組織に高周波
電流を流して生体組織の切除、凝固等の処置を行う装置
であり、一般外科手術、経内視鏡的外科手術等に用いら
れている。前記電気外科手術装置は、電気外科手術装置
本体と、アクティブ電極を有した処置具と、患者の体表
面に接触させる帰還電極より構成されている。そして、
電気外科手術装置本体によって高周波電力を発生し、ア
クティブ電極を処置部位に接触させて生体組織に集中的
に高周波電流を流入し、帰還電極より高周波電流を分散
して回収することによって、生体組織の切除、凝固等の
処置を行えるようになっている。

【０００３】このような電気外科手術装置においては、
出力スイッチをオンしてから実際に切開、凝固作用が現
れるまでにはある所定の時間を必要とする。また、この
所定時間は、使用する処置具の電極の形状により各々異
なるという問題がある。

【０００４】これを改善するため、特開平０９−０６６
０５８号公報に記載されている電気外科手術装置は、処
置用電極が組織に接触するのを検知し、この接触後予め
設定された所定時間、設定出力よりも大きな初期出力を
行い、所定時間後設定出力に戻す制御を行うものが提案
されている。これにより、電気外科手術装置に用いられ
るフットスイッチをオンしてから、実際に切開、凝固が
始まるまでの立ち上がり時間が改善されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平０９−０６６０５８号公報に記載の電気外科手術装
置は、所定時間、設定以上の初期出力という固定の制御
情報を用いているため、各種組織（筋組織、脂肪組織）
等に対して、電気外科手術装置の電気メスの切れ味に差
がでる。また、設定出力以上の初期出力では、例えば、
設定出力が３００Ｗに設定されている際に、５００Ｗ等
の大きな初期出力が発生し、組織の侵襲度が増加して、
治療が遅れることがある。

【０００６】本発明は、これらの事情に鑑みてなされた
ものであり、処置組織によらず適切且つ低侵襲な処置を
行うことが可能な電気外科手術装置を提供することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め請求項１に記載の本発明の電気外科手術装置は、生体
組織にエネルギを与えて処置する処置用電極と、前記処
置用電極に出力するエネルギを可変可能な出力手段と、
前記処置用電極が前記生体組織に接触したとき供給する
エネルギの出力を測定する出力測定手段と、前記出力測
定手段で測定した結果に基づいて、前記生体組織のイン
ピーダンスを演算するインピーダンス演算手段と、前記
インピーダンス演算手段で演算した前記生体組織の初期
インピーダンスに応じて、予め設定されている設定値の
エネルギより大きな所定のエネルギを所定の時間出力す
るように前記出力手段を制御する制御手段と、を設けた
ことを特徴としている。また、請求項２に記載の本発明
は請求項１に記載の電気外科手術装置において、前記出
力手段を制御する制御手段は、前記所定のエネルギ又は
所定の時間の内、少なくともいずれか１つの上限を設定
する上限設定手段を設けていることを特徴としている。
この構成により、処置組織によらず適切且つ低侵襲な処
置を行うことが可能な電気外科手術装置を実現する。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の１
実施の形態を説明する。図１ないし図６は本発明の１実
施の形態に係り、図１は本発明の１実施の形態を備えた
電気外科手術装置の全体構成を説明する外観図、図２は
図１の高周波焼灼装置の内部構成を説明する説明図であ
り、図２（ａ）は高周波焼灼装置を説明する回路ブロッ
ク図、図２（ｂ）は同図（ａ）のモノポーラ電極の代わ
りに用いられるバイポーラ電極を説明する説明図、図３
は設定値通りの高周波を出力した際の負荷インピーダン
ス及び電圧の経時変化を示すグラフ、図４は組織インピ
ーダンスの異なる２つの組織を同一設定で出力した際の
電圧の経時変化を示すグラフ、図５は本実施の形態の電
気外科手術装置を使用した際の出力制御を説明するフロ
ーチャート、図６は図５のフローチャートに従った際の
初期出力変化及び電圧の経時変化を示すグラフである。

【０００９】図１に示すように電気外科手術装置１０
は、高周波電力を発生する高周波焼灼電源装置１１と、
この高周波焼灼電源装置１１にアクティブラインコード
１２を介して接続され、患者１３の処置部位に処置を施
す処置用のアクティブ電極であるモノポーラ電極１４ｂ
（図２参照）を有したモノポーラ処置具１４と、患者１
３の体表面上に接触させ、帰還用コード１５を介して前
記高周波焼灼電源装置１１に接続される帰還電極１６
と、前記高周波焼灼電源装置１１に着脱自在に接続され
るフットスイッチ１７とから構成される。

【００１０】前記フットスイッチ１７をオンすることに
よって高周波焼灼電源装置１１が起動し、この高周波焼
灼電源装置１１でエネルギ源である高周波電力が発生す
る。そして、モノポーラ処置具１４のアクティブ電極を
患者１３の処置部位に接触させることで、高周波焼灼電
源装置１１で発生した高周波電力はモノポーラ処置具１
４にアクティブラインコード１２を介して供給され、生
体組織に集中的に高周波電流が流入される。生体組織に
流入された高周波電流は、生体組織内で分散されて帰還
電極１６より回収され、帰還用コード１５を介して高周
波焼灼電源装置１１に帰還することによって、前記処置
部位の切除、凝固等の処置が行われるようになってい
る。尚、ここでは図示しないが、フットスイッチ１７の
代わりにモノポーラ処置具１４に同様のスイッチを設け
ても良い。

【００１１】図２（ａ）に示すように高周波焼灼電源装
置１１は、商用電源２１に電気的に接続され所望の供給
電圧を供給する電源回路２２と、設定部２３の操作によ
る操作内容によって出力モードに対応した波形を発生さ
せる波形発生回路２４と、装置全体を制御するＣＰＵ２
５と、このＣＰＵ２５からのデジタル信号をアナログ信
号に変換するためのＤ／Ａコンバータ２６と、このＤ／
Ａコンバータ２６からのアナログ信号によって、前記波
形発生回路２４により得られた微少な信号を増幅するア
ンプ２７と、１次側がコンデンサＣ１を介して前記アン
プ２７に接続され、２次側がコンデンサＣ２、Ｃ３及び
電圧センサ２８、電流センサ２９を介して端子１１ａ、
１１ｂに接続される出力トランス３１と、前記電圧セン
サ２８及び電流センサ２９に接続され、これら電圧セン
サ２８及び電流センサ２９で測定したアナログデータを
デジタルデータに変換して前記ＣＰＵ２５に出力するＡ
／Ｄコンバータ３２とから構成されている。

【００１２】高周波焼灼電源装置１１の端子１１ａに
は、前記アクティブラインコード１２を介してモノポー
ラ処置具本体１４ａ及びこのモノポーラ処置具本体１４
ａの先端側に設けられたモノポーラ電極１４ｂからなる
モノポーラ処置具１４に接続されると共に、端子１１ｂ
には帰還用コード１５を介して帰還電極１６に接続され
る。また、前記ＣＰＵ２５には、前記設定部２３が接続
され、この設定部２３の操作による操作内容より、装置
全体を制御するようになっている。尚、前記設定部２３
には、前記フットスイッチ１７が接続され、このフット
スイッチ１７の操作信号は前記設定部２３を介して前記
ＣＰＵ２５に出力されるようになっている。

【００１３】尚、図２（ａ）では、処置具としてモノポ
ーラ処置具１４を示しているが、図２（ｂ）に示される
ようなバイポーラ処置具本体３３ａ及びこのバイポーラ
処置具本体３３ａの先端側に設けられたバイポーラ電極
３３ｂからなるバイポーラ処置具３３を用いても良い。
この場合、帰還電極１６は不要となる。

【００１４】次に本実施の形態の説明に必要な切開のメ
カニズムを説明する。通常、設定値通りの高周波出力し
た場合には、図３に示すようなインピーダンスＺ、電圧
Ｖの経時変化となる。図３の時間ｔ１に達したときに、
モノポーラ電極１４ｂがアーク放電を開始し、電極から
組織に密度の高いエネルギが投与され、組織は水蒸気爆
発を起こし、切開が開始される。切開が開始するまでの
時間を決める要因は、アーク放電が開始するまでの時間
に大きく依存するため、組織インピーダンス、モノポー
ラ電極１４ｂと処置組織との接触インピーダンス等に左
右される。

【００１５】次に、組織インピーダンスが異なる２つの
組織を、同一設定で出力した場合、出力電圧Ｖの経時変
化の違いを基に、切開開始までの時間の違いについて図
４を参照して説明する。例えば、脂肪組織が多い（イン
ピーダンスが高い）組織Ａ、筋組織が多い（インピーダ
ンスが低い）組織Ｂに同一出力（例、５０Ｗ）を投与し
たとする。

【００１６】組織Ａはもともとインピーダンスが高い、
すなわち印可電圧が高いことから、時間ｔ１でアーク放
電が発生し、切開が開始される。一方、組織Ｂでは、時
間ｔ２にアーク放電が発生し、切開が開始される。即
ち、組織Ａと組織Ｂとでは、時間ｔ２−ｔ１だけ切開開
始までの時間が異なることになる。このことは、組織の
インピーダンスだけでなく、電極の熱容量（材質、体
積）、接触抵抗の大きく依存して、そのとき処置する環
境下により、切開開始までの時間が異なることを意味す
る。

【００１７】上記問題を解決するため本実施の形態で
は、電圧センサ２８、電流センサ２９で測定したデータ
をＡ／Ｄコンバータ３２からＣＰＵ２５に読み込み、Ｃ
ＰＵ２５で読み込んだデータから負荷のインピーダンス
を演算し、演算した結果インピーダンス及び設定出力を
基に、出力開始直後の設定より大きな初期出力を供給す
るための時間と出力を決定するように構成している。

【００１８】前記負荷インピーダンスが小さければ、初
期出力としてその制御量（時間、出力）が大きくなり、
負荷インピーダンスが大きければ、その制御量（時間、
出力）が小さくなる。例えば、設定出力５０Ｗで、初期
インピーダンスが５０Ωのときには、初期出力として
０．２ｍｓｅｃ間、１００Ｗの出力を行う。又、初期イ
ンピーダンスが１００Ωのときには、初期出力として
０．２ｍｓｅｃ間、８０Ｗの出力を行う。尚、ここで
は、説明を簡単にするために、時間は固定し、出力のみ
変更した。

【００１９】このように、初期インピーダンスと設定出
力とを基に、出力開始直後に設定値よりも大きな初期出
力を所定時間、出力することで、組織等の処置環境によ
らず、つねに安定した切開が可能となる。

【００２０】上記構成した電気外科手術装置を用いて、
処置部位の生体組織に処置を行う。先ず、患者１３の体
表面上に帰還電極１６を接触させると共に、モノポーラ
処置具１４のモノポーラ電極１４ｂを患者１３の処置部
位の生体組織に接触させて、フットスイッチ１７をオン
する。そして、図５のフローチャートに従う出力制御を
行う。

【００２１】フットスイッチ１７の出力スイッチをオン
すると、高周波焼灼電源装置１１が起動して、高周波電
力が発生することで、出力ＯＮ（ステップＳ１）とな
る。ここで、端子１１ａ及び端子１１ｂに接続された電
圧センサ２８及び電流センサ２９の検知により、出力ス
イッチがＯＮ状態であるかどうかの判断をＣＰＵ２５が
行い（ステップＳ２）、出力スイッチがＯＮしていない
ならば再度出力スイッチをＯＮする。

【００２２】一方、出力スイッチがＯＮ状態であるなら
ば、前記電圧センサ２８及び電流センサ２９の検知した
結果に基づき、モノポーラ処置具１４のモノポーラ電極
１４ｂが処置部位の生体組織に接触したかどうかの判断
をＣＰＵ２５が行う（ステップＳ３）。ここで、モノポ
ーラ処置具１４のモノポーラ電極１４ｂが処置部位の生
体組織に接触していない場合には、再度、モノポーラ処
置具１４のモノポーラ電極１４ｂを処置部位の生体組織
に接触させて、出力スイッチをＯＮする。

【００２３】そして、ＣＰＵ２５の演算結果に基づき、
出力開始直後の設定より大きな初期出力が所定時間行わ
れる（ステップＳ４）。初期出力後、出力スイッチがＯ
Ｎ状態のままであれば（ステップＳ５）、続いて予め設
定された設定出力が行われる（ステップＳ６）。ここ
で、出力スイッチがＯＦＦ状態であれば、再度ステップ
Ｓ１に戻る。

【００２４】設定時間、設定出力が行われた後、出力ス
イッチがＯＮ状態のままであれば（ステップＳ７）、も
う一度設定出力（ステップＳ６）が行われ、ステップＳ
６〜Ｓ７を繰り返す。一方、出力スイッチがＯＦＦ状態
であれば、出力ＯＦＦ（ステップＳ８）となり、終了す
る（ステップＳ９）。

【００２５】上述した出力制御による初期出力の出力変
化及び電圧変化の経時変化は、例えば図６に示すように
なる。尚、出力電圧は、必要最小限のアーク放電が発生
すればよいため、アーク放電発生後は定電圧制御を行っ
ている。この定電圧制御は、電圧センサ２８の測定値を
Ａ／Ｄ３０を介してＣＰＵ２５で読み込み、出力電圧が
一定となるように、ＣＰＵ２５からＤ／Ａ２５を介し
て、アンプ２７に出力電圧制御信号を出力して制御する
ようになっている。

【００２６】これにより、モノポーラ処置具１４のモノ
ポーラ電極１４ｂが組織と接触したときのインピーダン
スに基づき、所定時間、設定出力よりも大きな出力の制
御量を変化させることで、組織によらず、切開までの立
ち上がり時間が良好な初期出力を得る。また、初期イン
ピーダンスが低いときには、長い時間又は大きな初期出
力を得る。この結果、過度の放電を防ぎ、低侵襲な治療
が可能となる。

【００２７】次に、上述した設定値よりも大きな出力、
又は時間の上限を設定して、必要最小限の出力と低侵襲
な治療を目的とした際の制限について説明する。切開
は、出力設定を上げれば、当然、切開能力も増加し、よ
く切れる。しかしながら、その出力に比例して、放電近
辺の組織損傷も増加することになる。このため、切開開
始までの時間を短くし、切開能力を上げることが目的で
あるが、当然、大きな出力設定のときは、制御量（出
力、時間）が小さくなる。つまり、良く切れる設定で
は、本来、出力開始直後の大きな出力は不必要である。

【００２８】そのため、上述した出力制御を行うと同時
に、上記制御量に制限を設け、必要最小限のエネルギで
適切な切開、凝固が可能となるようにする。具体的に
は、出力開始直後の瞬間出力、及び時間、平均出力（＝
瞬間出力×時間）を制限する。

【００２９】また、電気外科手術装置の国際安全規格Ｉ
ＥＣ６０１−２−２には、電気外科手術装置の出力は４
００Ｗを超過してはならないため、４００Ｗを制限量と
しても良い。尚、使用者により、その制限量を設定でき
るものであっても良い。

【００３０】このときの電気外科手術装置を用いる制御
方法は、例えば電圧センサ２８、電流センサ２９の測定
値をＡ／Ｄコンバータ３２を介してＣＰＵ２５に入力
し、ＣＰＵ２５内部にある図示しないタイマによって前
記電圧センサ２８、電流センサ２９からの瞬間の電圧、
電流値から出力電力を算出し、もし出力電力が予め設定
した所定値に達した場合には、Ｄ／Ａコンバータ２６を
介してアンプ２７に入力する出力制御信号を減少させ、
出力を制限するようになっている。これにより、必要最
小限のエネルギで適切な切開、凝固が可能となる。

【００３１】尚、本発明は、以上述べた実施形態のみに
限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲
で種々変形実施可能である。

【００３２】［付記］ （付記項１） 生体組織にエネルギを与えて処置する処
置用電極と、前記処置用電極に出力するエネルギを可変
可能な出力手段と、前記処置用電極が前記生体組織に接
触したとき供給するエネルギの出力を測定する出力測定
手段と、前記出力測定手段で測定した結果に基づいて、
前記生体組織のインピーダンスを演算するインピーダン
ス演算手段と、前記インピーダンス演算手段で演算した
前記生体組織の初期インピーダンスに応じて、予め設定
されている設定値のエネルギより大きな所定のエネルギ
を所定の時間出力するように前記出力手段を制御する制
御手段と、を設けたことを特徴とする電気外科手術装
置。

【００３３】（付記項２） 前記出力手段を制御する制
御手段は、前記所定のエネルギ又は所定の時間の内、少
なくともいずれか１つの上限を設定する上限設定手段を
設けていることを特徴とする付記項１に記載の電気外科
手術装置。

【００３４】（付記項３） 生体組織にエネルギを与え
て処置する処置用電極と、この処置用電極が前記生体組
織に接触したことを検知する検知手段と、この検知手段
の検知した検知結果により、予め設定した設定値よりも
大きな出力を所定時間及び所定量出力する出力手段と、
前記処置用電極に供給する電圧値又は電流値を測定する
測定手段と、この測定手段で測定した電圧値又は電流値
に基づき、負荷インピーダンスを演算する演算手段と、
この演算手段で演算した負荷インピーダンスに基づき、
前記出力手段を制御する制御手段と、を具備したことを
特徴とする電気外科手術装置。

【００３５】（付記項４） 前記出力手段で出力される
エネルギの所定時間及び所定量の少なくとも１つを制限
する制限手段を設けたことを特徴とする付記項３に記載
の電気外科手術装置。

【００３６】（付記項５） 前記所定時間及び所定量を
入力する入力手段を設けたことを特徴とする付記項４に
記載の電気外科手術装置。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、処
置組織や処置電極及び処置電極と処置組織との接触具合
によらずに、つねに出力直後の切開能力が安定する効果
を得る。また、出力開始直後の設定よりも大きな出力を
制限することで、過度の組織損傷を防ぐ、必要最小限の
エネルギで適切な切開、凝固が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施の形態を備えた電気外科手術装
置の全体構成を説明する外観図

【図２】図１の高周波焼灼装置の内部構成を説明する説
明図であり、図２（ａ）は高周波焼灼装置を説明する回
路ブロック図、図２（ｂ）は同図（ａ）のモノポーラ電
極の代わりに用いられるバイポーラ電極を説明する説明
図

【図３】設定値通りの高周波を出力した際の負荷インピ
ーダンス及び電圧の経時変化を示すグラフ

【図４】組織インピーダンスの異なる２つの組織を同一
設定で出力した際の電圧の経時変化を示すグラフ

【図５】本実施の形態の電気外科手術装置を使用した際
の出力制御を説明するフローチャート

【図６】図５のフローチャートに従った際の初期出力変
化及び電圧の経時変化を示すグラフ

【符号の説明】

１０ …電気外科手術装置 １１ …高周波焼灼電源装置 １４ …モノポーラ処置具 １６ …帰還電極 １７ …フットスイッチ ２２ …電源回路 ２３ …設定部 ２４ …波形発生回路 ２５ …ＣＰＵ ２６ …Ｄ／Ａコンバータ ２７ …アンプ ２８ …電圧センサ ２９ …電流センサ ３１ …出力トランス ３２ …Ａ／Ｄコンバータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 生体組織にエネルギを与えて処置する処
   置用電極と、 前記処置用電極に出力するエネルギを可変可能な出力手
   段と、 前記処置用電極が前記生体組織に接触したとき供給する
   エネルギの出力を測定する出力測定手段と、 前記出力測定手段で測定した結果に基づいて、前記生体
   組織のインピーダンスを演算するインピーダンス演算手
   段と、 前記インピーダンス演算手段で演算した前記生体組織の
   初期インピーダンスに応じて、予め設定されている設定
   値のエネルギより大きな所定のエネルギを所定の時間出
   力するように前記出力手段を制御する制御手段と、を設
   けたことを特徴とする電気外科手術装置。
2. 【請求項２】 前記出力手段を制御する制御手段は、前
   記所定のエネルギ又は所定の時間の内、少なくともいず
   れか１つの上限を設定する上限設定手段を設けているこ
   とを特徴とする請求項１に記載の電気外科手術装置。