JP2009045456A - 電気処置システム及びその処置方法 - Google Patents

Abstract

【課題】処置対象となる血管は、例えば、その太さにより組成が異なり、水分含有量も異なっているため、予め設定した固定時間及びインピーダンスの検出結果のみで判断すると、脱水処置に過不足が発生して脱水プロセスが適正に実施されていない事態も想定される。
【解決手段】この電気処置システムは、生体組織に高周波電力を用いて癒合のための焼灼プロセスによる第１の処置と、その癒合箇所の脱水を行う乾燥プロセスによる第２の処置を行う処置具と、出力された高周波電力から位相差信号を検出する検出部２と、全体を制御する制御部を備え、制御部は、位相差信号が検出した時に第１の処置から第２の処置への換えを行い、さらに、第２の処置の処置中に検出された位相差信号が予め設定された判定基準の位相差信号を越えたときに、高周波電力の出力を停止し、第２の処置を終了する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、高周波電力を用いて生体組織の凝固又は止血ための血管の封止等の外科処置を行う電気処置システム及びその処置方法に関する。

一般に、電気メスを代表として、生体組織に対して切開、凝固又は止血等の外科的処置を行うための高周波電力を用いる電気手術装置が知られている。電気手術装置には、生体組織に対して処置を行う処置具の構成と高周波電力の印加方式の違いから、モノポーラタイプとバイポーラタイプがある。バイポーラタイプの処置具は、先端部分が互いには絶縁性を有する鉗子形状を成し、血管や維管束を密閉し溶着する。生体組織の体腔の一部部分や血管等を封止し溶着する処置を行う際に、生体組織のインピーダンスをモニタしてフィードバック制御により、生体組織の乾燥の加減即ち、脱水状態を制御している。特に、血管等の封止力を強化させるためには、中内膜の変性と外側の脱水が重要である。脱水処理時には、生体組織に加える熱に考慮しなくてはならないため、例えば、特許文献１には、印加する高周波電力に対して、検出されたインピーダンスに応じて、間欠的に高周波電力に切り換えて印加する技術が提案されている。
特開平１０−２２５４６２号公報

処置対象となる血管は、例えば、その太さにより組成が異なり、水分含有量も異なっている。このため、予め設定した固定時間及び、インピーダンスの検出結果のみで判断すると、対象血管によっては、過不足が発生して、必ずしも脱水プロセスが適正に実施されていない事態も想定され、補足的な処置も必要となっている。

そこで本発明は、印加する高周波電力に発生する位相差に基づき、高周波電力の印加形態や切り換え及び終了を判断し、処置対象の生体組織の組成及び水分含有量の違いに因らず、適正な生体組織の焼灼及び乾燥を実現する電気処置システム及びその処置方法を提供することを目的とする。

本発明に係る実施形態は、生体組織に、高周波電力を用いて癒合のための焼灼プロセスによる第１の処置と、その癒合箇所の脱水を行う乾燥プロセスによる第２の処置を行う処置具と、前記処置具に高周波電力を伝搬するケーブルと、前記高周波電力を連続出力して前記第１の処置を行う第１の出力制御モードと、予め定めた出力停止時間を空けて間欠的に前記高周波電力を供給する前記第２の処置を行う第２の出力制御モードとを備え、いずれかの前記第１の出力制御モード又は第２の出力制御モードによる前記高周波電力を選択的に出力する出力部と、前記処置具及び前記ケーブルの結合容量によって、前記出力部から出力された前記高周波電圧・電流間に発生する位相差を位相差信号として検出する位相差検出部と、装置全体の制御を行うと共に、前記位相差検出部から前記位相差信号が検出した時に、前記第１の処置から前記第２の処置の移行タイミングとして、前記第１の出力制御モードから前記第２の出力制御モードへの切り換えを行い、前記第２の出力制御モード時に検出された前記位相差信号が予め設定された判定基準の位相差信号を越えたときに、前記高周波電力の出力を停止する制御部とで構成される電気処置システムを提供する。

本発明に係る実施形態は、処置具により把持される生体の対象組織に連続出力される高周波電力を印加する癒合のための焼灼プロセスによる第１の処置と、前記把持される生体の対象組織に予め定めた出力停止時間を空けて間欠的に高周波電力を印加し、前記癒合の箇所の脱水を行う乾燥プロセスによる第２の処置と、前記対象組織に印加される前記高周波電力における電流成分と電圧成分からなる位相差量が検出された際に前記第１の処置から前記第２の処置に切り換える電気処置システムを用いた処置方法を提供する。前記処置方法において、前記対象組織に印加される前記高周波電力における電流成分と電圧成分からなる前記位相差量が予め定めた判断基準の位相差量を越えたときに、前記高周波電力の出力を停止する。

本発明によれば、印加する高周波電力に発生する位相差に基づき、高周波電力の印加形態や切り換え及び終了を判断し、処置対象の生体組織の組成及び水分含有量の違いに因らず、適正な生体組織の焼灼及び乾燥を実現する電気処置システム及びその処置方法を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
まず、本発明の電気処置システムの概念について説明する。
電気処置システムは、バイポーラタイプの処置具（鉗子等）に、高周波電流を通電することによって処置対象となる生体組織（以下、対象組織と称する）１０の切開、及び凝固（焼灼及び乾燥）を行うものである。その発明の要旨として、処置状態の切り換え及び処置終了の判断に位相制御を用いている。この位相制御は、出力された高周波電力における電流と電圧間の位相差（具体的には、純抵抗成分とリアクタンス成分の位相差）を判断基準に用いて、対象組織１０、例えば、血管の中内膜層を十分に変性させる焼灼プロセスから、乾燥（脱水）プロセスへの切り換えるタイミングを見極める。また脱水状態を検出して、好適な乾燥プロセスの終了タイミングを見極めて終了する。

図１には、第１の実施形態に係る電気処置システムとなる高周波焼灼電源装置及びバイポーラタイプの処置具（把持鉗子）の一構成例を示して、詳細に説明する。
この電気処置システムは、大別して、高周波電力を発生させる高周波電力発生部１と、出力された高周波電力から電流信号（電流成分）、電圧信号（電圧成分）及び位相差信号を検出する検出部２と、検出された電流、電圧及び位相差信号をデジタル化するＡ／Ｄ変換部３と、後述するパラメータ演算処理及び装置全体の制御を行う制御部５と、高周波電力を印加して対象組織１０に処置を行うための処置具６と、処置具６と高周波電力発生部１とを電気的に接続し高周波電力を伝搬するケーブル７と、入力された指示や装置状態及び処置（プロセス）状況を表示する表示部８又は、ブザー音（チャイム音含む）又は音声により操作者に告知する音源部９とで構成される。
高周波電力発生部１は、後述する設定値情報に基づいた直流電圧を供給する可変直流電源回路１１、駆動波形を生成する波形生成部１２と、直流電圧と駆動波形により高周波電力を生成して出力する出力回路１３と、で構成される。

検出部２は、高周波電力発生部１から出力される出力電圧を検出する電圧検出部１４と、高周波電力発生部１から出力される出力電流を検出する電流検出部１５と、高周波電力発生部１から出力される出力電圧と出力電流との間の時間差（位相差）を検出する位相差検出部４と、で構成される。

制御部５は、Ａ／Ｄ変換部３から出力された電圧信号、電流信号から高周波電力に関わるインピーダンス値及び出力電力値を出力パラメータとして算出する。さらに、制御部５は、電圧信号より出力電圧値、電流信号より出力電流値及び、位相差信号より位相差量の出力パラメータをそれぞれ算出する。制御部５は、これらの出力パラメータを予め設定された設定値を比較し、比較結果に基づき、高周波電力の出力を制御する。尚、本実施形態においては、電流値は、回路等のハードウエアにより制限される。電流値以外は制御部５により比較・制御が行われる。

高周波電力発生部１は、対象組織１０に対して、連続的に高周波出力を供給する焼灼プロセスに好適する第１の出力制御モード（定電力印加モード）と、予め定めた出力停止時間を空けて間欠的に高周波電力を供給する乾燥プロセスに好適する第２の出力制御モード（間欠電力印加モード）と、の少なくとも２つのモードを備えている。定電力印加モードは、通常一定の電圧値の高周波出力を印加するモードである。勿論、これらのモードは、制御部５に指示することで、高周波電力における電圧値や電流値を所望する値に適宜、設定することができる。同様に、間欠電力印加モードにおける出力停止時間も所望する時間に設定もできる。さらに、高周波電力が印加される合計時間においても、対象組織１０を保護するための印加限界時間（リミット時間）として、設定することができる。尚、印加限界時間を越えた場合には、処置状態に拘わらず、エラーと判断して高周波電力の供給が直ちに停止する。

図６には、本実施形態に用いられる処置具６の把持構造を示す。
この処置具６は、シース２１には、直線的に且つ一体的に延出するジョー２１ａが設けられる。ジョー２１ａ上には、対象組織１０を把持しやすい形状、この例では平板形状の第１の電極２２が設けられている。このジョー２１ａに一端（軸支端部）２３ａが回動可能に軸支されるようにジョー２３が取り付けられている。ジョー２３は直線的なバー形状を成し、閉じた際に、ジョー２１ａよりも先端部２３ｂがやや短くなっている。ジョー２３の先端側で第１の電極２２と対向する側には、スイング可能に軸２４ａで軸支される支持部２４が設けられる。この支持部２４は、第１の電極２２と対向するように、同じ形状（同じ対向面を持つ平板）の第２の電極２５を支持する。第１，２の電極２２，２５は、面積形状において、例えば、矩形であり、長方形又は正方形を成している。また第１，２の電極２２，２５は、使用箇所によっては、真円、楕円又はトラック形状であってもよい。また、本実施形態では、２つの平行平板の電極対により対象生体を把持する構成であるが、特異な形状の対象生体であれば、その対象生体の形状に合わせた又は、処置後の凝固形状（所望する乾燥後の形状）に合わせた対向面を有する電極対であってもよい。

この構造の処置具６は、例えば血管等の円形（断面）の対象組織１０を把持した場合には、平板の第２の電極２５が対向する第１の電極２２と平行となり、対象組織１０を平均的に押しつぶすことができる。従って、対象組織１０に対する焼灼処置や乾燥処置を均一に進行させることができる。

この電気処置システムにおける位相制御について説明する。
生体に処置を行うバイポーラタイプの処置具６は、装置本体（高周波焼灼電源装置）とは、ケーブル７により接続されている。このケーブル７は、実際の使用状況を加味すると、例えば３ｍ程度の長さを有している。バイポーラ方式の場合、少なくとも２芯のケーブル線が用いられ、高周波電流の往路と復路のリードが結合されている構成が多い。この様に、高周波電流の経路が長く、且つ往復路が近接している構成においては、それぞれが絶縁被覆されているケーブル線間に結合容量が存在する。特に、高周波電力を印加する場合、対象組織１０のインピーダンスが上昇すると、ケーブル間の結合容量を経由して、高周波電流の一部が処置具に印加されずに、電源側に戻り、漏れ電流として損失する。本実施形態では、処置具と装置本体（高周波出力回路）までのケーブルの結合容量成分の影響を低減する。

図２は、ケーブル間のキャパシタンス成分も加味して、電源側から見た出カインピーダンスベクトルを示している。処置具から見ると、対象組織１０の抵抗と、ケーブル間の結合容量は、並列に接続されているため、図２では、横軸は純抵抗の逆数、縦軸はリアクタンスの逆数で示している。

対象組織１０の焼灼が進行する前は、組織中に十分な水分が存在するため、抵抗値は非常に低い状態にある。従って、図２中の横軸（抵抗値の逆数）成分は大きな値を示している。この時、結合容量によるリアクタンスの逆数値（固有値）は、相対的に純抵抗成分に比べて十分に高い値を示し、その逆数の値は小さい。つまり、純抵抗の逆数とリアクタンスの逆数の合成ベクトルと横軸とで形成される角度、即ち位相差は非常に小さくなっている。

その後、対象組織１０の焼灼が進み、組織脱水が促されて抵抗が上昇すると、純抵抗の逆数は徐々に小さくなる。結合容量によるリアクタンスの逆数値は、前述した通り、固有値である。従って、焼灼プロセスが進み、組織の脱水が進んで行くと、純抵抗の逆数とリアクタンスの逆数との合成インピーダンスベクトルは、図２に示す様に徐々に縦軸に近づくように移動する。換言すれば、合成インピーダンスと横軸とで形成される角度、位相差は、徐々に９０度に移る。組織と電極が完全に非接触となった場合、上記位相差は理論上完全に９０度となり、この時点ではもはや対象組織１０に高周波エネルギーは供給されない。尚、実際には、この位相差まで、高周波電力を印加することはない。

このように、リアクタンス成分は元々焼灼前のインピーダンスに比べて十分に高い状態を示しており、組織の焼灼状態が進んだことを示す１つの指標となり得る。
対象組織１０の焼灼及び脱水を過度に行わないこと及び、印加する高周波電力におけるエネルギー損失を軽減させるという観点から見て、本実施形態では、脱水プロセスを完了させるタイミングのひとつの目安として、位相差量が略４５度の時点で出力を停止させることを提案する。図２において、位相差量が４５度とは、純抵抗成分とリアクタンス成分が同一の値を示した状態である。即ち、位相差量が４５度となった時点において、実際に組織に供給されるエネルギーは、理論上半分（電源から出力される総エネルギーの半分は組織に伝達されて、残りの半分はケーブル間の結合容量を介して高周波電源に帰還される）となり、経験的に、対象組織１０に対する高周波電力の印加の影響は減少する。本来であれば、処置した対象組織１０の焼灼状態や脱水状態を実測すればよいが、処置対象が人体における血管の中内膜層であれば、それらの確認を行うことはできない。また血管の中内膜層により個体差があるため、定量的な基準を定めることは困難である。従って、本実施形態では、シミュレーション又は経験的に得た位相差の判断基準として、位相差を４５°と設定している。

この設定により高周波電力は、対象生体の乾燥プロセス（脱水処置）時に、位相差検出部により検出された後述する位相差信号が予め定めた値（設定した例えば、４５°の位相差に基づく信号値）を超えた時に、乾燥処置が完了したものと判断し、間欠電力印加モードで印加される高周波電力の供給を終了する。

次に、図３に示すフローチャート及び図４，図５に示す高周波電力の波形図を参照して、本実施形態の電気処置システムにおける処置プロセスについて説明する。図４は、焼灼プロセスから乾燥プロセスに移行する判断について説明するための図であり、図５は、乾燥プロセスを終了させるための判断について説明するための図である。ここでは、対象組織である血管の中内膜層に対する封止処置を例とし、位相差４５°を乾燥プロセスの終了基準として設定している。

まず、図６に示した処置具６で対象組織１０を把持する（ステップＳ１）。処置具６に定電力印加モードにより連続的に高周波出力を印加して、把持する対象組織１０に対して焼灼プロセスを実施する（ステップＳ２）。この時、図４に示す焼灼プロセスの区間においては、当所、対象組織１０に水分が残っているため、前述した様に抵抗値は非常に低い状態にある。従って、位相差は非常に小さい状態を維持する。その後、対象組織１０の焼灼が進み、組織脱水が促されて抵抗値が上昇すると、純抵抗の逆数とリアクタンスの逆数との合成インピーダンスベクトルが、図２に示す様に縦軸に近づく。即ち、図４の矢印で示す位相差信号Ａが発生する。この位相差信号Ａが発生したか否かを判断する（ステップＳ３）。この判断においては、例えば、高周波出力の電圧値の１０％以上の変化をプロセス切り換え時の判断基準として予め設定してもよい。位相差信号Ａが発生した場合（ＹＥＳ）、そのタイミングで焼灼プロセスから乾燥プロセスに移行する（ステップＳ４）。尚、プロセス切り換え時の判断基準である、定電力印加モードの高周波出力の電圧値の１０％は、絶対的な数値ではなく、一つの指標とするものである。通常、処置者（医師）は、表示部に表示されている数値情報や対象生体の画像を視認して、経験的に判断を行っているため、対象生体の違いや処置具固有の特性を考慮して、適宜設定してもよい。

次に、立ち下がった時の位相差信号Ａを出力遮断時の位相差量Ｐｅｎｄとして取得して、制御部５内に設けられたメモリに記憶する（ステップＳ５）。このメモリには、予め出力遮断時の位相差量Ｐｅｎｄを記憶するためのテーブルを設けておき、新しい信号を取得する毎に、更新するように設定してもよい。

次に、位相差信号Ａが立ち下がると共に、対象組織１０への高周波電力の出力（印加）を停止する。印加停止と共に、制御部５内に設けられた出力停止タイマのカウントを開始する（ステップＳ６）。この出力停止タイマは、予め設定された設定時間Ｔｓｅｔに達するまでカウントを行う。この設定時間Ｔｓｅｔ即ち、出力停止を継続する時間Ｔｏｆｆは、加熱している対象組織１０の温度が下がらない範囲内で適宜、設定することができる。この出力停止中に対象組織１０の温度が下がることは、乾燥（脱水）が非効率となり、時間が余分に掛かることとなるため、設定する時間には留意する。
次に、出力停止タイマは、カウントアップを行い（ステップＳ７）、停止時間Ｔｏｆｆが設定時間Ｔｓｅｔに達したか否かを判断する（ステップＳ８）。この判断で、停止時間Ｔｏｆｆが設定時間Ｔｓｅｔに達するまでは（ＮＯ）、カウントアップを継続する。一方、停止時間Ｔｏｆｆが設定時間Ｔｓｅｔに達した場合には（ＹＥＳ）、制御部５に指示し、再度、対象組織１０への高周波電力の出力を開始する（ステップＳ９）。

次に、図４に示す様に、高周波電力の出力中に、現在の位相差量Ｐｒ（例えば、Ｐ３）が直前の位相差量Ｐｅｎｄ（例えば、Ｐ２）に対して、大きくなったか否か（Ｐｒ＞Ｐｅｎｄ＋α）判断する（ステップＳ１０）。ここで、αは、係数であり、鉗子の形状や把持面積、対象組織１０の違い（例えば、対象組織１０によって異なる処理前の水分量の違い等）により予め設定される。この判断で、位相差量ＰｒがＰｅｎｄ＋αよりも大きくなったならば（ＹＥＳ）、その位相差量Ｐｒを最新の位相差量Ｐｅｎｄとする。そのＰｅｎｄを予め設定した位相差４５°と比較して、大小を判断する（ステップＳ１１）。この判断において、最新の位相差量Ｐｅｎｄが位相差４５°を越えていないならば（ＮＯ）、再度、ステップＳ５に戻り、次の出力停止時間を経た後、高周波電力を印加する。一方、最新の位相差量Ｐｅｎｄが位相差４５°による値に達したならば（ＹＥＳ）、図５に示すように高周波電力の印加を停止して、乾燥プロセスを終了させて、処置者（医師）にその処置完了を聴覚又は視覚により知らせる（ステップＳ１２）。
以上説明したように、本実施形態によれば、位相検出部により位相差量（位相差（°））が検出された時に、焼灼プロセスが完了したものと判断し、高周波電力の印加形態を定電力印加モードの焼灼プロセスから間欠電力印加モードの乾燥プロセスに切り換えることができる。また、対象組織１０に対する乾燥プロセスの完了は、位相差検出部により検出された位相差量（又は、位相差量の単位時間当たりの変化率）が予め定めた値（設定した例えば、４５°の位相差に基づく値）を超えた時に、完了と判断することができる。
さらに、本実施形態では、位相差量を処置プロセスの切り換えと処置プロセスの完了を判断しているため、インピーダンス制御よりも処置具に接続されるケーブルに発生する寄生容量による切り換えタイミングへの影響を排除でき、且つ高周波電力の損失を考慮した供給を行うことができる。

図７には、本実施形態に用いるバイポーラタイプの処置具の第１の例を示し、図８には、第１の例の処置具により発生する位相差の特性を示す。

この処置具３１は、それぞれに電極となる２つのジョー３２ａ，３２ｂの一端がシース３３に開閉可能に連結された構成である。この構成においては、シース３３とジョー３２ｂとが直線的に一体となり、ジョー３２ａの一端が開閉可能に取り付けられている。

これらのジョー３２ａ，３２ｂの内側には、それぞれに電極３４，３５が設けられている。これらの電極３４，３５間で対象組織１０例えば、血管を挟んだ場合には、図６に示すように、ジョーの根本側（連結側）の方が大きくつぶれ、扇形形状で把持されている。このような把持状態で、高周波電力をそれぞれの電極３４，３５に印加すると、対象組織１０におけるジョーの根本側に高周波電流が集中して流れる。このため、この根本部分から焼灼による癒合が進み、根本と反対側の先端側に向かって電流が徐々に増加していく。従って、先に根本側から焼灼処置が完了し始める。その時点で位相差Ｐ１が発生し、本実施形態では、焼灼プロセスの定電力印加モードから、乾燥プロセスの間欠電力印加モードに切り換えられる。

このように処置具の把持構造によらず、位相制御により確実な対象組織１０の焼灼（癒合）、乾燥（脱水）を実施することができる。

図９には、本実施形態に用いるバイポーラタイプの処置具の第２の例を示し、図１０には、第２の例の処置具により発生する位相差の特性を示す。
この処置具４１は、前述した図６に示した処置具６の構造で第１の電極４２及び第２の電極４３を大きくして、対向する面積を広くした構成である。尚、電極の対向面積を大きくした構造であるため、ジョー４４を途中で曲げた形状に構成している。その他の構成部位で、同じ構成部位には同じ参照符号を付して、その説明は省略する。

処置具４１は、例えば血管等の円形（断面）の対象組織１０を把持した場合には、第２の電極４３が対向する第１の電極４２と平行で平均的に押しつぶすことができる。従って、対象組織１０に対して、焼灼処置や乾燥処置を均一に進行させることができる。

この処置具４１は、図６に示した処置具６に比べて、２つの電極が大型化しているため、大きい対象生体でも把持しやすくなるが、図１０に示すように焼灼プロセスに要する時間Ｔａは長くなる。しかし、乾燥プロセスの際の間欠電力印加モードにおいて、得られる位相差Ｐの変化が上がり勾配を有しているため、変化率を確認しやすい。そのため、乾燥プロセスが完了する位相差を例えば、４５°に設定していた場合には、位相差の上がり勾配と設定した値がクロスするため、プロセス完了の判断が容易になる。このように処置具の把持構造によらず、位相制御により確実な対象組織１０の焼灼（癒合）、乾燥（脱水）を実施することができる。

次に第２の実施形態の電気処置システムについて説明する。
図１１には、第２の実施形態に係る電気処置システムの一構成例を示して、詳細に説明する。本実施形態は、焼灼プロラスから乾燥プロセスへの切り換わりに対して、位相差が発生する直前に発生する位相方向の変化をプロセス切り換えの判断に用いるシステムである。

本実施形態は、装置全体の制御を行うＣＰＵ５１と、ＣＰＵ５１からの指示に従い、設定されたモードの波形を生成する波形生成部５２と、波形生成部５２からの波形を増幅するための増幅回路（ＡＭＰ）５３と、増幅回路５３からの出力電圧が供給され、波形生成回路５２にて生成された波形信号によりドライブされる出力回路５４と、出力回路５４から人体に供給される電圧を検出する電圧検出部５５と、出力回路５４から人体に供給される電流を検出する電流検出部５６と、電圧検出部５５及び電流検出部５６からの検出信号を各々位相信号に変換するゼロクロス部５７と、ゼロクロス部５７からの電圧位相信号及び電流位相信号の差分を検出する位相差検出部５８と、位相差の方向を検出する位相差方向検出部５９と、位相検出部５９からの出力信号（アナログ信号）をデジタル化し、ＣＰＵ５１へ伝達するＡ／Ｄ変換部６０と、インピーダンス算出部３と、出力回路５４にケーブル７で電気的に接続された処置具６とで構成される。位相差検出部５８は、電流Ｉを基準とする電圧Ｖの位相差を検出する位相差検出部５８ａと、電圧Ｖを基準とする電流Ｉの位相差を検出する位相差検出部５８ｂとで構成される。また、ケーブル７による処置具６への接続系は、コネクタを用いた接続構成でもよい。

本実施形態では、判断基準に前述した位相差量の変化率に加えて、位相差の方向を検出して用いる。ここで、位相差の方向について説明する。
位相差の方向は、出力回路５４の総インピーダンスにおいて、何が支配因子になるかで決定される。つまり、位相差の方向を検出するためには、この総インピーダンスを決定する支配因子が何であるかを検出することが重要である。具体的には、以下の検出が可能となる。
位相方向（１）バイポーラケーブルの結合容量に因る因子→電流が電圧に対して進む。
位相方向（２）バイポーラケーブルの誘導性による因子→電圧が電流に対して進む。
位相方向（１）は、前述した通り、主に焼灼状態が進む過程において無視できなくなる因子である。つまり、位相方向（１）は、組織の焼灼プロセスを見る上で重要なファクタとなる。また、同様に、組織と処置具６が完全に接触していない（オープン状態）では、電圧に対して電流の位相が進む（９０°）ことから、組織と電極の接触状態を判別することができる。

また位相方向（２）は、主にケーブルの誘導成分が支配的な因子となる状況である。これは、電極と組織の接触状態による抵抗が極めて低い状態で起こり得る。そのため、例えば、電極のサイズが極めて大きなものである場合等の状態判別ができる。併せて、電極の短絡状態も識別することができる。

即ち、（１）結合容量状態から（２）誘導性に位相の方向が変化した際、即ち、図５に示す位相信号Ｂ部分のように、一旦、位相差が０から負側（誘導性状態）に振れた後、０を越えて正側（結合容量状態）に変化する。この変化が発生したタイミングで、焼灼プロセスから乾燥プロセスに切り換えると判断して、定電力印加モードから間欠電力印加モードに移行する。

以上説明したように、本実施形態によれば、位相差の方向が誘導性状態から結合容量状態に変化することを判断基準として、高周波電力の印加形態を定電力印加モードの焼灼プロセスから間欠電力印加モードの乾燥プロセスに切り換えることができる。また、位相差の最小値を検出し、そこから規定分の位相差が上昇したところで乾燥プロセスに切り換えると判断してもよい。

本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、位相差を用いて処置プロセスの切り換えを判断しているため、インピーダンス制御よりも処置具に接続されるケーブルに発生する誘導性状態による切り換えタイミングへの影響を排除でき、且つ高周波電力の損失を考慮した供給を行うことができる。

次に、第３の実施形態の電気処置システムについて説明する。
図１２には、第３の実施形態に係る電気処置システムの一構成例を示して、詳細に説明する。尚、本実施形態の構成部位で前述した図１に示した第１の実施形態の構成部位と同等にものには、同じ参照符号を付して、その説明を省略する。
本実施形態は、処置具６を出力回路に接続するケーブル７に着脱自在なコネクタ部６１を設け、そのコネクタ部のケース内に、処置具に関する情報が記録された半導体メモリ装置を内蔵する構成である。

本実施形態は、前述した第１の実施形態のシステム構成に加えて、複数の接続端子を有し、ケーブル７の接続用に設けられたコネクタ部６１と、処置具６に関する情報等が記録された半導体メモリ装置（以下、メモリと称する）６２と、メモリ６２に記憶されている情報を読み出し、ＩＤ照合を行う情報読み取り部６３と、コネクタ部６１と着脱可能に嵌合するコネクタ受け部（接続端子）６４とを備えている。メモリ６２には、例えば、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリ又は、記憶保持動作が不要で書き換え可能なメモリを用いる。

処置具に関する情報等は、前述した乾燥プロセスを完了したことを示唆する値の位相差信号Ｐｅｎｄ、対象組織や鉗子毎に固有な係数（α）又は駆動条件、及び処置具を特定するためのＩＤ情報である。

係数（α）は、処置を行う対象組織（血管、小腸等）による違い、例えば、対象組織の部位の大きさ、組成、水分含有量等、又は鉗子の形状や電極の把持面積や加熱特性などの固有の特徴を数値で表し、予め定めた標準的な操作（例えば、処置時間）となるように補正するための係数である。尚、ＩＤ情報は、識別のために管理下にある処置具が接続されているか否かを判別するものであり、必ずしも必要ではない。

本実施形態においては、コネクタ部６１が装置本体側のコネクタ受け部６４に嵌合され、電気的に接続した際に、メモリ６２からＩＤ情報を読み出して照合し、処置具６を判別する。この判別の際に、処置具６に関する情報が利用できるか否かも判断する。情報読み取り部６３は、照合による許可により、メモリ６２から処置具に関する情報を読み出して、制御部５に送出する。制御部５は、その情報を予め設けたテーブル（記憶領域）に設定する。ＩＤ情報の照合処理がない場合には、接続されると共に処置具６に関する情報が読み出される。よって、処置者（医師等）が何も入力操作を行わなくても、処置具を取り付けるだけで、その処置具に最適な駆動条件や判断基準が設定される。

この電気処理システムを駆動させて処置具６による処置を実施する場合には、処置具に関する情報により設定された係数等が加味されて判断が行われ、前述した第１、第２の実施形態で説明したように、焼灼プロセス及び乾燥プロセスにおける高周波電力の出力形態の切り換えや印加停止を実行する。本実施形態による情報設定は、勿論、前述した第１，２の実施形態にも容易に適用することができ、本実施形態と同等の効果を得ることができる。

次に、第３の実施形態の変形例について説明する。
図１３には、この変形例の概念的な構成を示す。前述した第３の実施形態では、コネクタ部内に半導体メモリを設けて、コネクタ部（処置具）側に処置具に関する情報を持たせたが、本変形例では、コネクタ部６１内にインデックスとなる部材を持たせて、処置具に関する情報（係数αを含む）は、制御部５内のメモリ装置側に持たせた構成例である。尚、本変形例の構成部位において、前述した第３の実施形態（図１２）の構成部材と同等のものには同じ参照符号を付して、その説明を省略する。

本変形例では、インデックスとなる部材として、抵抗器を利用する。コネクタ部６１内には、処置具を識別するための識別用抵抗７１が設けられ、装置本体側には、識別用抵抗器７１の抵抗値を読み取るための抵抗読み取り部７２が設けられている。抵抗読み取り部７２により、読み取られた抵抗値は、Ａ／Ｄ変換部７３を設けてデジタル信号化した後、制御部５に入力する。

制御部５は、識別用抵抗器７１の抵抗値の違いによって予め登録されているテーブルからそれぞれの設定値を読み出して用いる。例えば、図１４は、制御部５のメモリ装置に設けた識別テーブルの一例である。

この識別テーブルには、識別用抵抗器Ｒの抵抗値がｋΩのオーダーで振り分けられている。さらにその抵抗値毎の各テーブルにおいて、その処置具（例えば、鉗子）におけるＨＰ種類、位相差信号Ｐｅｎｄ［°］及び係数α［°］の各項目を有している。図１４に示す例では、例えば、識別抵抗１ｋΩのテーブルには、ＨＰ（ハンドピース）種類として［血管用（ラパ）］、位相差Ｐｅｎｄ［１０°］、係数α［５°］がそれぞれ制御部５の判断処理のための演算式の各項に設定される。尚、抵抗器は、金属被膜抵抗器やセラミックス抵抗器等が適用できる。

この変形例によれば、処置具のコネクタ部を接続するだけで、予め選択して取り付けられた識別用抵抗器の抵抗値を読み出し、この抵抗値により指定された判断に用いられる項目（例えば、位相差Ｐｅｎｄ等）が制御部５の演算処理部に設定される。よって、使用者（術者等）が何ら入力操作を行わなくても、処置具を取り付けるだけで、その処置具に最適な駆動条件や判断基準が設定できる。また、第３の実施形態におけるメモリに比べて安価に実施することができる。

またインデックスは、抵抗器に限定されるものではなく、コネクタに多ピンコネクタを使用した場合には、それらのうちの数ピンを用いて、ピン番の組み合わせにより、識別抵抗値と同様に、識別テーブルを設定することができる。ピン番の組み合わせは、例えば、短絡された２つのピンとして、１番ピン−２番ピン、１番ピン−３番ピン…等である。勿論、ピンの有無とその位置により識別することも可能である。

以上説明したように、本発明による電気処置システムの各実施形態によれば、対象組織の状態、例えば、組織の組成、大きさ、形状及び水分含有量が異なっている組織に対して、確実に且つ十分な焼灼及び乾燥を実施できる。また、本実施形態における位相差制御を用いることで、固定時間による制御又はインピーダンス制御に比べて、ケーブルにおける容量結合による影響を排除して、適正に対象組織の状態を把握でき、正確なプロセスの切り換え及び処置の終了を判断することができる。

図１は、第１の実施形態に係る電気処置システムの構成例を示す図である。 図２は、高周波電源側から見た出カインピーダンスベクトルを示す図である。 図３は、第１の実施形態の電気処置システムにおける処置プロセスについて説明するためのフローチャートである。 図４は、焼灼プロセスから乾燥プロセスに移行する判断について説明するための高周波電力の波形図である。 図５は、乾燥プロセスを終了させるための判断について説明するための高周波電力の波形図である。 図６は、第１の実施形態に用いられる処置具の把持構造例を示す図である。 図７は、第１の実施形態に用いるバイポーラタイプの処置具の第１の例の把持構造例を示す図である。 図８は、第１の例の処置具により発生する位相差の特性を示す図である。 図９は、第１の実施形態に用いるバイポーラタイプの処置具の第２の例の把持構造例を示す図である。 図１０は、第２の例の処置具により発生する位相差の特性を示す図である。 図１１は、第２の実施形態に係る電気処置システムの構成例を示す図である。 図１２は、第３の実施形態に係る電気処置システムの構成例を示す図である。 図１３は、第３の実施形態の変形例の概念的な構成を示す図である。 図１４は、第３の実施形態の変形例に用いられる識別テーブルの一例である。

符号の説明

１…高周波電力発生部、２…検出部、３…Ａ／Ｄ変換部、４…位相差検出部、５…制御部、６…処置具、７…ケーブル、８…表示部、９…音源部、１０…対象組織、１１…可変直流電源回路、１２…波形生成部、１３…出力回路、１４…電圧検出部、１５…電流検出部、１６…、１７…、１８…、１９…、２０…、２１…シース、２１ａ，２３…ジョー、２２…第１の電極、２３ａ…、一端（軸支端部）２４…支持部、２５…第２の電極。

Claims (15)

1. 生体の対象組織を把持部で把持し処置を行う処置具と、
   前記処置具の前記把持部に高周波電力を伝搬するケーブルと、
   前記高周波電力を連続出力して前記処置を行う第１の出力制御モードと、予め定めた出力停止時間を空けて間欠的に前記高周波電力を供給して前記処置を行う第２の出力制御モードとを備え、いずれかの前記第１の出力制御モード又は第２の出力制御モードによる前記高周波電力を選択的に出力する出力部と、
   前記処置具及び前記ケーブルの結合容量によって、前記出力部から出力された高周波電圧と高周波電流の間に発生する位相差を位相差信号として検出する位相差検出部と、
   装置全体の制御を行うと共に、前記出力部に対して、前記処置具による処置中に前記位相差検出部から前記位相差信号が検出された時には、前記第１の出力制御モードから前記第２の出力制御モードへの切り換えを行う制御部と、
   を具備することを特徴とする電気処置システム。
2. 前記電気処置システムにおいて、
   前記制御部は、前記処置具により、前記生体組織に対して、前記第１の出力制御モードの高周波電力を用いて癒合のための焼灼プロセスによる第１の処置と、前記第２の出力制御モードにより前記癒合された箇所の脱水を行う乾燥プロセスによる第２の処置と、を行い、
   前記位相差検出部から前記位相差量が検出された時に、前記第１の処置から前記第２の処置の移行タイミングとして、前記第１の出力制御モードから前記第２の出力制御モードへの切り換えを行うことを特徴とする請求項１に記載の電気処置システム。
3. 前記電気処置システムにおいて、
   前記制御部は、前記処置具により、前記生体組織に対して、前記第１の出力制御モードの高周波電力を用いて癒合のための焼灼プロセスによる第１の処置と、前記第２の出力制御モードにより前記癒合された箇所の脱水を行う乾燥プロセスによる第２の処置とを行い、 前記第２の出力制御モード時に検出された前記位相差量が予め設定された判定基準の位相差量を越えたときに、前記高周波電力の出力を停止することを特徴とする請求項１に記載の電気処置システム。
4. 前記電気処置システムにおいて、
   前記制御部は、最新の位相差量が予め設定した４５度を示唆する値を越えていたならば、前記第２の処置を終了することと判断して前記告知部による告知と同時に、高周波出力を遮断させることを特徴とする請求項３に記載の電気処置システム。
5. 前記電気処置システムにおいて、
   前記制御部の前記判定基準には、前記位相差量に、さらに前記対象組織の部位の大きさ、組成、水分含有量及び処置具の把持部形状や電極の把持面積や加熱特性の固有の特徴を数値で表した係数を加えることを特徴とする請求項３に記載の電気処置システム。
6. 前記電気処置システムにおいて、
   前記ケーブルと前記出力部とを着脱自在で電気的に接続するコネクタ部と、
   前記コネクタ部内に設けられ、前記係数が予め記憶されるメモリ装置と、
   前記メモリ装置から前記係数を読出し、前記Ａ／Ｄ部変換部を介して前記制御部に送出する情報読み取り部と、
   を備えることを特徴とする請求項３に記載の電気処置システム。
7. 前記電気処置システムにおいて、
   前記係数を前記処置具毎に識別テーブルに分けて格納する前記制御部と、
   前記ケーブルと前記出力部とを着脱自在で電気的に接続するコネクタ部と、
   前記コネクタ部内に設けられ、前記識別テーブルに関連づけられた値を有するインデックス部材と、
   前記インデックス部材の値を読み出す情報読み取り部と、を備え、
   前記制御部は、読み出された前記インデックス部材の値に基づき、前記識別テーブルから該当する前記係数を読み出し、前記判定基準に設定することを特徴とする請求項３に記載の電気処置システム。
8. 前記電気処置システムにおいて、
   前記インデックス部材が抵抗器により構成されることを特徴とする請求項３に記載の電気処置システム。
9. 前記電気処置システムにおいて、
   外部に音及び／又は表示により告知する告知部を有し、
   少なくとも前記第１の出力制御モードから前記第２の出力制御モードへの切り換え時又は、前記第２の出力制御モードの終了時に告知動作を行うことを特徴とする請求項１に記載の電気処置システム。
10. 前記電気処置システムにおいて、
    前記処置具は、互いの一端が回動可能に軸支される第１のジョー及び第２のジョーと、
    前記ジョーのそれぞれの対向面に設けられた平板形状の第１の電極及び第２の電極と、
    を有し、これらの前記第１の電極及び第２の電極間に高周波電流を通電することによって、前記電極間で把持する前記生体組織の切開及び凝固（焼灼及び乾燥を含む）を行うバイポーラタイプであることを特徴とする請求項１に記載の電気処置システム。
11. 前記電気処置システムにおいて、
    前記処置具の前記第２のジョーの先端側には、回動可能に軸支される支持部材を備え、
    前記支持部材に前記第２の電極が設けられ、第１の電極に対して、前記２の電極がスイング可能に形成されることを特徴とする請求項５に記載の電気処置システム。
12. 装置全体の制御を行う制御部と、
    前記制御部からの指示に従い、設定された複数の処置モードの高周波波形を生成する波形生成部と、
    前記波形生成部からの波形を増幅するための増幅部と、
    前記増幅部からの出力電圧が供給され、波形生成部にて生成された波形信号により、ドライブされる出力部と、
    前記出力部から供給される処置用の高周波電力の電圧を検出する電圧検出部と、
    前記出力部から供給される前記処置用の高周波電力の電流を検出する電流検出部と、
    前記電圧検出部及び前記電流検出部からの検出信号をゼロクロス回路により、各々位相信号に変換するゼロクロス部と、
    前記ゼロクロス部からの電圧位相信号及び電流位相信号の差分による位相差信号を検出する位相差検出部と、
    前記位相差検出部により得られた前記位相差信号における位相差の方向を検出する位相差方向検出部と、
    前記位相検出部からの出力信号をデジタル化し、制御部へ伝達するＡ／Ｄ変換部と、
    で構成され、
    前記被検体に対して処置中に得られる前記位相差の方向に基づき、処置前の位相差の方向から変更が発生した時に、前記処置モードの切り換えを行うことを特徴とする請求項５に記載の電気処置システム。
13. 処置具により把持される生体の対象組織に連続出力される高周波電力を印加する癒合のための焼灼プロセスによる第１の処置と、
    前記把持される生体の対象組織に予め定めた出力停止時間を空けて間欠的に高周波電力を印加し、前記癒合の箇所の脱水を行う乾燥プロセスによる第２の処置と、
    前記対象組織に印加される前記高周波電力における電流成分と電圧成分からなる位相差量が検出された際に前記第１の処置から前記第２の処置に切り換えることを特徴とする電気処置システムを用いた処置方法。
14. 前記処置方法において、
    前記対象組織に印加される前記高周波電力における電流成分と電圧成分からなる前記位相差量が予め定めた判断基準の位相差量を越えたときに、前記高周波電力の出力を停止することを特徴とすることを特徴とする請求項１３に記載の電気処置システムを用いた処置方法。
15. 前記処置方法において、
    前記対象組織に印加される前記高周波電力における電流成分と電圧成分からなる前記位相差量の方向が処置前の位相差方向から変化した際に、前記第１の処置から前記第２の処置への換えを行うことを特徴とする請求項１３に記載の電気処置システムを用いた処置方法。

Images