JP2005000224A - 電気手術装置 - Google Patents

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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 (3)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
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