JP2005000224A

JP2005000224A - 電気手術装置

Info

Publication number: JP2005000224A
Application number: JP2003164066A
Authority: JP
Inventors: Masahide Oyama; 雅英大山; Shinji Hatta; 信二八田; Kenji Harano; 健二原野; Takashi Hayashida; 剛史林田; Kazuya Hijii; 一也肘井
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2003-06-09
Filing date: 2003-06-09
Publication date: 2005-01-06
Anticipated expiration: 2023-06-09
Also published as: JP3984193B2

Abstract

【課題】電極と生体組織の接触が一時的に不安定となり凝固状態を正確に検出しにくい場合でも短時間に凝固処置が可能な電気手術装置を提供する。
【解決手段】フットスイッチがＯＮされると、タイマにより時間Ｔの計測が開始し、断続出力制御の回数Ｎが１にされ、所定の出力に設定された状態で生体組織に高周波電力が供給され、その際に生体組織のインピーダンスＺを検出して、その値が所定のしきい値２００Ωより大きいか或いは所定の時間１秒経過したかの条件に該当した場合には、出力を一時停止し、その場合の検出結果に応じて、表に従って次に印加する高周波出力の値を制限された範囲内で変更設定して同様の処理を繰り返すことにより、電極と生体組織の接触が一時的に不安定となるような場合にも、短時間に凝固処置を行うことを可能にした。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気手術装置、更に詳しくは高周波電流の出力制御部分に特徴のある電気手術装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電気メスなどの電気手術装置は、外科手術あるいは内科手術で生体組織の切開や凝固、止血などの処置を行う際に設けられる。このように、電気手術装置には、高周波焼灼電源と、この高周波焼灼電源に接続される処置具が設けられており、処置具を患者に接触させて高周波焼灼電源から高周波電流を供給することで上記処置を行う。
【０００３】
生体組織に高周波電力を投与すると、加熱により組織はタンパク変性し、その後組織内の水分が蒸発することで乾燥して行く。この過程で組織は凝固される。組織が乾燥した後も高周波電流を投与しつづけると、組織の炭化が発生し、組織の電極への付着が生じる。組織の電力への付着を防止するには、乾燥が発生した時点で高周波電流の供給を停止するべきである。
【０００４】
図７に示したように、生体組織に高周波電力を連続して印加すると、組織温度は組織の変性、乾燥に伴い徐々に上昇してゆく。一方組織インピーダンスは、一旦減少した後に組織の乾燥に伴い急激に上昇する。従来は、組織インピーダンスまたは組織温度から乾燥が生じたことが分かった時点で、高周波出力を停止する等の制御を行っていた。
【０００５】
上述した電気手術装置は従来より種々提案されており、例えば特開平８−９８８４５号公報では、凝固する組織の炭化を防止し、組織の電極への付着を防止するため、凝固の終了を組織インピーダンスより判定し、高周波出力を停止する技術が示されている。
また、特開平１０−２２５４５２号公報の電気手術装置では、特開平８−９８８４５号公報と同様の目的を遠達成するための高周波出力の低下させる技術が示されている。
【０００６】
これらの技術を更に改良し、組織の炭化を防止し、組織の電磁への付着を防止しつつ、更に強い凝固力を得るために特開２００２−６５６９１号公報に示された電気手術装置では、高周波電流を断続的に供給し、組織を炭化が発生しない温度範囲に保ちつつ、大きい電力を組織に投与出来る電気手術装置が示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平８−９８８４５号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開平１０−２２５４５２号公報
【０００９】
【特許文献３】
特開２００２−６５６９１号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開２００２−６５６９１号公報に示された電気手術装置では、電極と組織の接触が安定しない場合には、組織の凝固状態を正確に検出しにくくなり、出力を大きく下げてしまうことがある。
この結果、再度出力を上げ、組織を凝固するのに長い時間がかかることがあった。
【００１１】
（発明の目的）
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、電極と組織の接触が安定せず、組織の凝固状態を正確に検出しにくい場合でも短時間で組織の凝固が可能な電気手術装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の電気手術装置では、生体組織を処置するための高周波電力を発生可能な高周波電力発生手段と、
前記高周波電力発生手段で発生される前記高周波電力を前記生体組織に付与可能に把持する一対の電極と、
前記高周波電力を所定出力で前記高周波電力発生手段の動作を開始するための開始制御手段と、
前記高周波電力を断続的に出力可能に前記高周波エネルギー発生手段を制御するための断続出力制御部と、
前記断続出力制御部で、少なくとも高周波電流の大きさ、または断続出力のそれぞれの出力時間の一方を変更する出力変更手段と、
前記出力変更手段が変更する値を、一定範囲に制限する制限手段を備える。
そして、生体組織と電極の接触が安定しない場合でも急激な出力の低下を防止する等して、短時間での生体組織の凝固処置等を可能にしている。
【００１３】
【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５は本発明の１実施の形態に係り、図１は本発明の電気手術装置の１実施の形態の高周波焼灼装置の全体構成を示し、図２は高周波焼灼電源装置の内部構成を示し、図３は制御回路による制御手順を示し、図４は図３のステップＳ１０の処理内容の詳細を示し、図５は制御回路による処置する際の出力ステップと高周波出力値（電力値）との関係を示し、図６は代表的な処置を行った場合の高周波出力及び生体組織インピーダンスを示す。
【００１４】
図１に示すように、本発明の電気手術装置としての第１の実施の形態の高周波焼灼装置１は、高周波焼灼電力を供給する高周波焼灼電源装置２を備え、この高周波焼灼電源装置２は先端に一対の電極３を設けた接続ケーブル４とコネクタ部５で接続され、電極３を介してベッド６に載置される患者７に治療のための高周波焼灼電力を供給して治療処置（手術処置）を行えるようにしている。
また、高周波焼灼電源装置２には、高周波焼灼電力のＯＮ／ＯＦＦの制御操作を行う例えばフットスイッチ８が接続されている。なお、電極３としては、単極、多極、いずれの電極を用いても良い。
【００１５】
図２に示すように、高周波焼灼電源装置２は、図示しない商用電源と接続され、直流電源に変換してこの直流電源を供給する直流電源回路１１と、直流電源回路１１からの直流電源により駆動し、高周波で発振して処置用の高周波電力（高周波電流）を発生する高周波発生回路１２と、高周波発生回路１２に対して出力される高周波電流の波形生成を指示する波形回路１３と、高周波発生回路１２からの高周波電流を電極３に出力する出力トランス１４と、出力トランス１４より出力される出力電流を検出する電流センサ１５ａと、出力トランス１４より出力される出力電圧を検出する電圧センサ１５ｂと、電流センサ１５ａ及び電圧センサ１５ｂにより検出された電流値及び電圧値をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路１６と、Ａ／Ｄ変換機１６からのデジタル化された電流データに基づいて直流電源回路１１への電源のＯＮ／ＯＦＦ及び波形回路１３の波形生成の指示を制御する制御回路１７とを備えて構成される。
【００１６】
そして、接続ケーブル４をコネクタ部５に接続し、一対の電極３を介して患者７の生体組織１８等に対して高周波電流を印加（付与）して高周波焼灼処置を行えるようにしている。
上記制御回路１７は、生体組織１８に供給される高周波電流の出力開始からの時間を計測するタイマ１７ａと、前記高周波電流の出力回数を計測するカウンタ１７ｂとを内蔵している。
【００１７】
そして、この制御回路１７は、得られた電流及び電圧データ、インピーダンス、生体組織の温度等の生体情報や後述する高周波電流の繰り返し回数等により、生体組織１８の凝固状態を判断し、図５に示すように電力を決定する表に従って、処置する高周波電力を切換えて適切な処置を行えるようにしている。
【００１８】
このため、制御回路１７は、例えば図５に示す表の内容の情報が書き込まれたＲＯＭ１７ｃを例えば内蔵している。そして、このＲＯＭ１７ｃの内容を参照して処置する高周波電力を設定する。
【００１９】
また、この制御回路１７で判断された生体組織１８の凝固状態の情報は、表示手段としての図示しないモニタや高周波焼灼電源装置２の筐体に設けられた液晶パネル１９に表示可能である。
【００２０】
本実施の形態ではフットスイッチ８が踏まれて高周波電力を付与して凝固の処置等が開始すると、以下に説明するように制御回路１７は生体組織１８に付与される高周波電力を一定範囲内に制限して、断続的に付与するように断続出力制御を行うことにより生体組織１８を炭化が発生しない温度範囲に保ちつつ適正な処置を行えるようにしている。
【００２１】
つまり生体組織１８に高周波電力を印加中における生体組織１８のインピーダンスの検出により、組織の変性や凝固状態等を検出し、設定されたインピーダンスや出力時間等の条件に該当したら、一時的に停止期間を設定する。
【００２２】
その際の検出条件に応じて次に断続的に付与する高周波電力の値を制御する等して、凝固等の処置を行うようにして、短時間に凝固等の処置を完了できるようにしている。
【００２３】
例えば特開２００２−６５６９１号公報の方法では、断続的に高周波電力を印加する印加時間（出力時間）をその出力期間中でのインピーダンス変化量等で設定しているので、電極３と生体組織１８との接触が一時的に不安定となり、局所的な接触となったような場合には、（局所的な処置により）インピーダンス変化が速くなり、出力期間を短く設定しがちとなる。
そして、安定した接触状態に戻った場合においては、出力期間が長くなる等っするが凝固までに時間がかかることになる。
【００２４】
本実施の形態では、断続的に出力する出力期間におけるインピーダンス検出結果や、出力結果に応じて、次に断続的に出力する高周波電力を可変設定する範囲を制限することにより、局所的な不安定な接触状態の場合が発生しても急激な出力の低下を防止し、また安定した接触状態に復帰した場合には、断続的に出力する高周波電力の値自体を大きくできるようにして、短時間に凝固処置等を行えるようにしている。
つまり、本実施の形態では、制御回路１７は断続的に出力制御を行うと共に、断続的に出力する出力値を、一定範囲に制限する制限手段を形成している。
【００２５】
このように構成された高周波焼灼電源装置２により処置する動作を図３のフローチャートを参照しながら説明する。
フットスイッチ８が踏まれると、制御回路１７はその操作の信号を受けて、最初のステップＳ１で高周波電流の出力回数Ｎを０に設定する。また、タイマ１７ａを起動して時間Ｔの計測を０から開始する。
【００２６】
この場合、制御回路１７は、初期状態の高周波電力の出力値を設定する。具体的にはＲＯＭ１７ｃに格納されている図５の出力ステップ５，つまり１６０Ｗに設定する。
次に、ステップＳ２で出力回数Ｎを１カウントアップし（この場合Ｎ＝１にし）、次のステップＳ３で高周波出力を開始する。
【００２７】
ステップＳ４において、制御回路１７は電流センサ１５ａ、電圧センサ１５ｂの信号をＡ／Ｄコンバータ１６を介して取り込み、生体組織１８のインピーダンスＺを計算する。
【００２８】
そして、次のステップＳ５でステップＳ４で計算した生体組織１８のインピーダンスＺが所定の値（第１のしきい値）２００Ωより大きいか否かの判断を行い、この第１のしきい値２００Ωより大きいければステップＳ７に移り、出力を一旦停止する。
【００２９】
一方、生体組織１８のインピーダンスＺが第１のしきい値２００Ωより小さければ、ステップＳ６で所定の第１の時間（例えば１秒）経過したか判断する。この第１の時間、経過していればステップＳ７に進み、出力を一旦停止する。
【００３０】
ここで、第１の時間、経過していなければステップＳ４に戻り、同じ動作を繰り返す。ステップＳ７で出力を停止した後、ステップ８で所定の第２の時間（０．３秒）経過しているかの判断を行い、この第２の時間経過するまで待ち、次のステップＳ９で出力回数Ｎが所定値に達しているか判断する。
そして、出力回数Ｎが所定値に達している場合には、ステップＳ１１に進みこの処置が完了したとしてこの処置動作を終了する。
【００３１】
一方、ステップＳ９の判断において、出力回数Ｎが所定値に達していなければ、ステップＳ１０の判断処理に進み、この出力ステップの大きさをＲＯＭ１７ｃに格納された内容、つまり図５の表に従い決定して、ステップＳ２に戻り、同様の動作を繰り返す。
【００３２】
図４に示すようにステップＳ１０の判断処理では、ステップＳ２１おいて、ステップＳ５の判断結果、つまり生体組織インピーダンスＺが第１のしきい値２００Ωよりも大きいかったか否かの判断を行い、第１のしきい値２００Ωよりも大きかった場合には、ステップＳ２２に示すように図５の表に示された値に従い２ステップ分だけ下げた出力ステップにする。
【００３３】
このステップＳ２１の判断において、生体組織インピーダンスＺが第１のしきい値２００Ωよりも小さかった場合にはステップＳ２３に進み、このステップＳ２３において、ステップＳ６の判断結果において、第１の時間、経過した時の生体組織インピーダンスＺが第２のしきい値１５０Ωより大きく、且つ２００Ωより小さければ、ステップＳ２４に進み図５の表に示された値に従い、１ステップ分だけ下げた出力ステップにする。
【００３４】
さらに、ステップＳ２３に条件にも該当しないと、ステップＳ２５に進み、このステップＳ２５においては生体組織インピーダンスＺが第３のしきい値１００Ωより大きく、且つ第２のしきい値１５０Ωより小さかったか否かの判断を行い、この条件に該当する場合は、ステップＳ２６に示すように出力を変更しない。さらにステップＳ２５の条件にも該当しない場合、つまり生体組織インピーダンスＺが第３のしきい値１００Ω以下の場合は、ステップＳ２７に示すように１ステップ上げた出力ステップにする。
【００３５】
このようにして、以前の検出状態に応じて、制限された範囲内で、以後の出力変更の処置を行うようにしている。
図６は本実施の形態による代表的な処置例における電力（出力）及び生体組織インピーダンスＺの変化の様子を示す。
図６に示す例では、最初は図３のステップＳ１に示したように図５の表の出力ステップ５の出力、つまり１６０Ｗで処置を行る。
【００３６】
そして、この場合における出力期間の終了条件は、ステップＳ５でインピーダンスＺが２００Ω以上か、ステップＳ６の出力時間が１秒の時間リミット以上かの２つになる。図６の場合には時間（時刻）Ｔ１で出力時間が１秒の時間リミットを越えて出力を一時停止している。
【００３７】
そして、例えば０．３秒後の時間Ｔ２にはステップＳ１０の判断処理において、時刻Ｔ１でのインピーダンスＺが例えば１００Ω以下と小さくなっているため、１ステッップ分大きな出力、つまり２００Ｗで処置を行う。
【００３８】
この場合には、図６に示すように出力時間リミットを設けないで行い、出力期間の終了条件はステップＳ５のインピーダンスＺが２００Ω以上かの条件となる。
【００３９】
そして、図６の場合には、２００Ｗでの出力により、時間Ｔ３でインピーダンスＺが２００Ωに達する状態となり、出力が一時停止となる。
このようにすることにより、太い血管等を凝固するような場合、通常の条件により断続的に処置した場合、凝固が不足して検出されるインピーダンスが小さいと、これを補うように次の断続的に高周波電力を出力する場合には、１ステップ大きな出力で、かつ出力時間のリミットを設けないで検出されるインピーダンスが設定される条件に達するまで行うようにしている。
【００４０】
このようにすることで、太い血管等を凝固する場合においても、短時間で凝固処置ができるようにしている。
なお、この場合にもステップＳ６のように時間リミットを設けるようにしても良い。
そして、例えば０．３秒後の時間Ｔ４にはステップＳ１０の判断処理において、時刻Ｔ３でのインピーダンスＺが例えば２００Ωとなっているため、１ステッップ分小さな出力、つまり１６０Ｗで処置を行う。
【００４１】
その後は、最初の出力期間の場合と同様に２つの条件判断により例えば図６の場合には時間Ｔ４から１秒経過する前の時間Ｔ５に、インピーダンスＺが２００Ωに達して、その出力が一時停止となる。
このように断続的な出力制御を行うことにより、一時的に生体組織１８と電極３との接触が例えば局所的になって、その場合には印加する高周波出力の値を下げるがその値を下げすぎないように制限し、また、安定した接触状態になった場合には、一定範囲内に制限しているがその出力を大きくすることによって、より適切な処置を行えるようになる。
【００４２】
このようにして、断続的な出力制御を繰り返し、その繰り返しの回数が所定値に達した場合には凝固完了としてこの処置を終了する。
なお、上述の説明においては、制御回路１７により形成される制限手段により制限される値が主として高周波電力の場合で説明したが、出力時間の値にしても良いし、両方にしても良い。
【００４３】
本実施の形態によれば、断続的に高周波電力を印加して処置を行う高周波電力の大きさ及び出力時間を、一定範囲に制限しているため、生体組織１８と電極３の接触が一時的に不安定になり、その際に正確に検出できない場合でも、急激な出力の低下を防止でき、また安定した接触状態に復帰した場合には出力を大きくし、短時間で生体組織１８の凝固処置が可能となる。
【００４４】
なお、この他に生体組織１８と電極３との接触が局所的な接触により不安定な状態から安定した状態に復帰した場合には、出力をアップするが、より迅速な対応ができるように出力アップする出力ステップ数を１ステップでなく２ステップ分上げるような変更設定を行うようにしても良い。
また、上記変更が行われる際に、一旦電力の減少設定が行われた時以降に制限するようにしても良い。また、電力の減少設定は１ステップ以下に制限するようにしても良い。
【００４５】
また、電力或いは出力時間の値の制限を特に減少設定する場合に制限し、増加する場合の制限を緩和する選択設定ができるようにする等して（例えばユーザによる選択により、ＲＯＭ１７ｃ或いは表の出力変更内容を複数のものから選択できるようにする）、一時的に不安的な接触状態が発生したり、凝固処置する部分が太い血管のように大きな処置電力を必要とするような場合に対して、より適切に短時間に凝固処置等が行えるようにしても良い。
【００４６】
さらに断続的に出力制御を行う場合、断続的に一時停止し、以後の出力等を変更設定する場合、その一時停止以前に検出されたインピーダンスや生体組織１８に印加された出力値の履歴の情報により決定するようにしても良い。
【００４７】
この場合、その一時停止の直前の情報のみならず、それより以前の情報も参照して、以後の出力の変更設定や出力時間の変更設定等を行うようにしても良い。このようにすると、より適切な処置を行うことが可能となる。
【００４８】
［付記］
１．請求項２において、前記制限手段が動作するのは２回目以降の出力であることを特徴とする電気手術装置。
２．生体組織を処置するための高周波電力を発生可能な高周波電力発生手段と、前記高周波電力発生手段で発生される前記高周波電力を前記生体組織に付与可能とする一対の電極と、
前記高周波電力を所定出力で前記高周波電力発生手段の動作を開始するための開始制御手段と、
前記高周波電力を断続的に出力可能に前記高周波電力発生手段を制御するための断続出力制御部と、
前記断続出力制御部により、一時停止後におけるその一時停止までの生体組織に対する情報（インピーダンス情報や出力情報）に基づいて、以後に生体組織に断続的に出力する高周波電流の大きさ及び断続的出力時間の少なくとも一方を変更する出力変更手段と、
前記出力変更手段が変更する値を、一定範囲に制限する制限手段と、
を備えることを特徴とする電気手術装置。
【００４９】
３．付記２において、前記出力変更手段が変更する値を複数の値から選択できるようにした。
４．付記２において、前記出力変更手段が変更する値を減少する場合の値を、増加する場合の値よりも制限（抑制）した。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、生体組織を処置するための高周波電力を発生可能な高周波電力発生手段と、
前記高周波電力発生手段で発生される前記高周波電力を前記生体組織に付与可能に把持する一対の電極と、
前記高周波電力を所定出力で前記高周波電力発生手段の動作を開始するための開始制御手段と、
前記高周波電力を断続的に出力可能に前記高周波エネルギー発生手段を制御するための断続出力制御部と、
前記断続出力制御部で、少なくとも高周波電流の大きさ、または断続出力のそれぞれの出力時間の一方を変更する出力変更手段と、
前記出力変更手段が変更する値を、一定範囲に制限する制限手段と、
を具備しているので、生体組織と電極の接触が安定しない場合でも急激な出力の低下を防止する等して、短時間での生体組織の凝固処置等ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施の形態の高周波焼灼装置の全体構成図。
【図２】高周波焼灼電源装置の構成を示すブロック図。
【図３】制御回路による制御の流れを示すフローチャート図。
【図４】図３のステップＳ１０の処理内容の詳細を示すフローチャート図。
【図５】図４の処理内容を表で示す図。
【図６】図３の制御による代表的な動作例における電力及びインピーダンス変化の様子を示す説明図。
【図７】従来例の高周波焼灼装置による処置する場合の電力、組織温度、組織インピーダンスの変化の様子を示す説明図。
【符号の説明】
１…高周波焼灼装置
２…高周波焼灼電源装置
３…電極
７…患者
８…フットスイッチ
１１…直流電源回路
１２…高周波発生回路
１３…波形回路
１４…出力トランス
１５ａ…電流センサ
１５ｂ…電圧センサ
１６…Ａ／Ｄコンバータ
１７…制御回路
１７ａ…タイマ
１７ｂ…カウンタ
１７ｃ…ＲＯＭ
１８…生体組織
１９…液晶パネル

Claims

生体組織を処置するための高周波電力を発生可能な高周波電力発生手段と、
前記高周波電力発生手段で発生される前記高周波電力を前記生体組織に付与可能とする一対の電極と、
前記高周波電力を所定出力で前記高周波電力発生手段の動作を開始するための開始制御手段と、
前記高周波電力を断続的に出力可能に前記高周波電力発生手段を制御するための断続出力制御部と、
前記断続出力制御部で、高周波電流の大きさ及び断続出力のそれぞれの出力時間の少なくとも一方を変更する出力変更手段と、
前記出力変更手段が変更する値を、一定範囲に制限する制限手段と、
を備えることを特徴とする電気手術装置。
前記制限手段により制限される値が出力時間であることを特徴とする請求項１に記載の電気手術装置。
前記制限手段で制限される値が高周波電力であることを特徴とする請求項１に記載の電気手術装置。