JP2012161565A - 治療用処置装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】治療用処置装置における保持部材の温度を取得できるようにする。
【解決手段】ヒータ部材用通電ライン181,182が接続された第1,第2の接続チップ151,152の電極172と、保持部材上の第1,第2,第3,第4のヒータ部材111,112,113,114の各抵抗パターン123とは、それぞれボンディングワイヤー190によって接続されている。ヒータ部材用通電ライン181,182を介して、電圧を印加すると各抵抗パターン123は発熱し、第1の高周波電極266は、加熱される。保持部材上の測温チップ116の抵抗パターン123と、測温用通電ライン186,187とは、第1のヒータ部材111に形成された電極131,133,134,136を介してボンディングワイヤー195によって接続されている。測温チップ116の抵抗パターン123の抵抗値が計測されることで、保持部材の温度が取得される。
【選択図】図6
【解決手段】ヒータ部材用通電ライン181,182が接続された第1,第2の接続チップ151,152の電極172と、保持部材上の第1,第2,第3,第4のヒータ部材111,112,113,114の各抵抗パターン123とは、それぞれボンディングワイヤー190によって接続されている。ヒータ部材用通電ライン181,182を介して、電圧を印加すると各抵抗パターン123は発熱し、第1の高周波電極266は、加熱される。保持部材上の測温チップ116の抵抗パターン123と、測温用通電ライン186,187とは、第1のヒータ部材111に形成された電極131,133,134,136を介してボンディングワイヤー195によって接続されている。測温チップ116の抵抗パターン123の抵抗値が計測されることで、保持部材の温度が取得される。
【選択図】図6
Description
本発明は、治療用処置装置に関する。
一般に、高周波エネルギや熱エネルギを用いて生体組織を治療する治療用処置装置が知られている。例えば特許文献1には、次のような治療用処置装置が開示されている。すなわち、この治療用処置装置は、処置対象である生体組織を把持する開閉可能な保持部を有している。この保持部の生体組織と接する部分には、高周波の電圧を印加するための高周波電極と、その高周波電極を加熱するためのヒータ部材とが配設されている。また、保持部には、カッタが備えられている。このような治療用処置装置の使用においては、まず、生体組織を保持部で把持し、高周波の電圧を印加する。更に、保持部材で生体組織を加熱することで、生体組織を吻合する。また、保持部に備えられたカッタにより、生体組織端部を接合した状態で切除することも可能である。
前記特許文献1に開示されているような治療用処置装置において、正確な処置を行うため、保持部材の温度を高精度に制御することが求められる。このような温度制御のため、保持部材の温度を取得する必要がある。
そこで本発明は、保持部材の温度を取得し、生体組織の加熱に係る温度制御を高精度に行える治療用処置装置を提供することを目的とする。
前記目的を果たすため、本発明の治療用処置装置の一態様は、生体組織を加熱して治療するための治療用処置装置であって、前記生体組織に接触し該生体組織に熱を伝える伝熱部を有し、該生体組織を把持する保持部材と、前記伝熱部に配置され、抵抗パターンを有し、少なくとも一つの独立したグループ毎に該伝熱部を加熱するための加熱用電力が該抵抗パターンに投入されるように配線された、該各グループに少なくとも一つの発熱チップと、前記伝熱部に配置され、抵抗パターンを有し、少なくとも一つの独立したグループ毎に前記加熱用電力よりも小さな電力が該抵抗パターンへ投入されるように配線され、該伝熱部の温度に応じて変化する該抵抗パターンの抵抗値が取得される、該各グループ少なくとも一つの測温チップと、を具備することを特徴とする。
本発明によれば、それぞれ独立して電力が投入される発熱チップと測温チップとを有しており、伝熱部の温度に応じて変化する測温チップの抵抗パターンの抵抗値が取得されるので、この抵抗値に基づいて保持部材の温度を取得可能となり、生体組織の加熱に係る温度制御を高精度に行える治療用処置装置を提供できる。
[第1の実施形態]
まず、本発明の第1の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態に係る治療用処置装置は、生体組織の治療に用いるための、生体組織に高周波エネルギと熱エネルギとを作用させる装置である。図1に示すように、治療用処置装置210は、エネルギ処置具212と、エネルギ源214と、フットスイッチ216とを備えている。
まず、本発明の第1の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態に係る治療用処置装置は、生体組織の治療に用いるための、生体組織に高周波エネルギと熱エネルギとを作用させる装置である。図1に示すように、治療用処置装置210は、エネルギ処置具212と、エネルギ源214と、フットスイッチ216とを備えている。
エネルギ処置具212は、例えば腹壁を貫通させて処置を行うための、リニアタイプの外科治療用処置具である。エネルギ処置具212は、ハンドル222と、ハンドル222に取り付けられたシャフト224と、シャフト224の先端に設けられた保持部226とを有する。保持部226は、開閉可能であり、処置対象の生体組織を保持して、凝固、切開等の処置を行う処置部である。以降説明のため、保持部226側を先端側と称し、ハンドル222側を基端側と称する。ハンドル222は、保持部226を操作するための複数の操作ノブ232を備えている。なお、ここで示したエネルギ処置具212の形状は、もちろん一例であり、同様の機能を有していれば、他の形状でもよい。例えば、鉗子のような形状をしていてもよいし、シャフトが湾曲していてもよい。
ハンドル222は、ケーブル228を介してエネルギ源214に接続されている。エネルギ源214には、フットスイッチ216が接続されている。足で操作するフットスイッチ216は、手で操作するスイッチやその他のスイッチに置き換えてもよい。フットスイッチ216のペダルを術者が操作することにより、エネルギ源214からエネルギ処置具212へのエネルギの供給のON/OFFが切り換えられる。
保持部226及びシャフト224の構造の一例を図2に示す。図2(A)は保持部226が閉じた状態を示し、図2(B)は保持部226が開いた状態を示す。シャフト224は、筒体242とシース244とを備えている。筒体242は、その基端部でハンドル222に固定されている。シース244は、筒体242の外周に、筒体242の軸方向に沿って摺動可能に配設されている。
筒体242の先端部には、保持部226が配設されている。保持部226は、第1の保持部材260と、第2の保持部材270とを備えている。第1の保持部材260の基部は、シャフト224の筒体242の先端部に固定されている。一方、第2の保持部材270の基部は、シャフト224の筒体242の先端部に、支持ピン256によって、回動可能に支持されている。したがって、第2の保持部材270は、支持ピン256の軸回りに回動し、第1の保持部材260に対して開いたり閉じたりする。
保持部226が閉じた状態では、第1の保持部材260の基部と、第2の保持部材270の基部とを合わせた断面形状は、円形となる。第2の保持部材270は、第1の保持部材260に対して開くように、例えば板バネなどの弾性部材258により付勢されている。シース244を、筒体242に対して先端側にスライドさせ、シース244によって第1の保持部材260の基部及び第2の保持部材270の基部を覆うと、図2(A)に示すように、弾性部材258の付勢力に抗して、第1の保持部材260及び第2の保持部材270は閉じる。一方、シース244を、筒体242の基端側にスライドさせると、図2(B)に示すように、弾性部材258の付勢力によって第1の保持部材260に対して第2の保持部材270は開く。
筒体242には、後述する第1の高周波電極266又は第2の高周波電極276に接続される高周波電極用通電ライン268と、発熱部材である抵抗チップ110に接続されるヒータ部材用通電ライン181,182と、測温用部材である抵抗チップ110に接続される測温用通電ライン186,187とが挿通されている。
筒体242の内部には、その基端側で操作ノブ232の一つと接続した駆動ロッド252が、筒体242の軸方向に沿って移動可能に配設されている。駆動ロッド252の先端側には、先端側に刃が形成された薄板状のカッタ254が配設されている。この操作ノブ232を操作すると、駆動ロッド252を介してカッタ254は、筒体242の軸方向に沿って移動させられる。
第1の保持部材260は、第1の保持部材本体262を有し、第2の保持部材270は、第2の保持部材本体272を有する。図3に示すように、第1の保持部材本体262には、前記したカッタ254を案内するためのカッタ案内溝264が形成されている。第1の保持部材本体262には、凹部が設けられ、そこには例えば銅の薄板で形成された第1の高周波電極266が配設されている。第1の高周波電極266は、カッタ案内溝264を有するので、その平面形状は、図3(A)に示すように、略U字形状となっている。第1の高周波電極266には、図2に示すように、高周波電極用通電ライン268が電気的に接続している。第1の高周波電極266は、この高周波電極用通電ライン268を介して、ケーブル228に接続されている。
第2の保持部材270は、第1の保持部材260と対称をなす形状をしている。すなわち、第2の保持部材270には、カッタ案内溝264と対向する位置に、カッタ案内溝274が形成されている。また、第2の保持部材本体272には、第1の高周波電極266と対向する位置に、第2の高周波電極276が配設されている。第2の高周波電極276は、高周波電極用通電ライン268を介して、ケーブル228に接続されている。
閉じた状態の保持部226が生体組織を把持する際には、把持された生体組織は、第1の高周波電極266及び第2の高周波電極276と接触する。
第1の保持部材本体262及び第2の保持部材本体272は更に、第1の高周波電極266及び第2の高周波電極276に接した生体組織を焼灼するために、発熱のための機構を有する。第1の保持部材本体262に設けられた発熱機構と、第2の保持部材本体272に設けられた発熱機構とは、同様の形態を持つ。ここでは第1の保持部材本体262に形成された発熱機構を例に挙げて説明する。
第1の保持部材本体262及び第2の保持部材本体272は更に、第1の高周波電極266及び第2の高周波電極276に接した生体組織を焼灼するために、発熱のための機構を有する。第1の保持部材本体262に設けられた発熱機構と、第2の保持部材本体272に設けられた発熱機構とは、同様の形態を持つ。ここでは第1の保持部材本体262に形成された発熱機構を例に挙げて説明する。
まず、この発熱の機構を構成する、抵抗チップ110及び接続チップ150について説明する。抵抗チップ110は、図4A及び図4Bに示すように、アルミナ製の基板121を用いて形成されている。基板121の主面の一方である表面には、発熱用のPt薄膜である抵抗パターン123が形成されている。また、基板121の表面の、長方形の短辺のうち一方に沿って順に、矩形の電極131、電極132、電極133が形成されている。同様に、基板121の表面の、長方形の短辺のうち他方に沿って順に、矩形の電極134、電極135、電極136が、それぞれ電極131、電極132、電極133と対向するように、形成されている。ここで、電極132は、抵抗パターン123の一方の端部に、電極135は、抵抗パターン123の他方の端部に、それぞれ接続している。
電極131,132,133,134,135,136が形成されている部分を除き、抵抗パターン123上を含む基板121の表面には、絶縁用のポリイミド膜125が形成されている。基板121の裏面全面には、接合用金属層127が形成されている。電極131,132,133,134,135,136と接合用金属層127とは、例えばTiとCuとNiとAuとからなる多層の膜である。これら電極と接合用金属層127とは、ワイヤーボンディングやハンダ付けに対して安定した強度を有している。接合用金属層127は、例えば第1の高周波電極266に抵抗チップ110をハンダ付けする際に、接合が安定するように設けられている。
接続チップ150について、図5Aと図5Bとを参照して説明する。接続チップ150は、抵抗チップ110と同様に、アルミナ製の基板161を用いて形成されている。基板161の表面には、電極171、電極172、電極173が形成されている。また、基板161の裏面全面には、接合用金属層167が形成されている。抵抗チップ110の場合と同様に、電極171,172,173と接合用金属層167とは、例えばTiとCuとNiとAuとからなる多層の膜である。
抵抗チップ110と接続チップ150は、第1の高周波電極266及び第2の高周波電極276の、生体組織と接する面とは反対側の面(裏面)に配置されている。ここで、抵抗チップ110と接続チップ150とは、それぞれ、接合用金属層の表面と第1の高周波電極266又は第2の高周波電極276の裏面とをハンダ付けすることにより固定されている。
第1の高周波電極266の場合を例に挙げて、その構造を図6を参照して説明する。第1の高周波電極266の基端部には、カッタ案内溝264を挟んで対称な位置に接続チップ150が配置されている。ここで、接続チップ150は、電極171,172,173が第1の高周波電極266の基端側に並ぶように配置されている。説明のため、2つの接続チップ150のうち、一方を第1の接続チップ151と称し、他方を第2の接続チップ152と称する。
第1の高周波電極266には、5個の抵抗チップ110が、図6に示すように配置されている。すなわち、第1の高周波電極266上の第1の接続チップ151が配置されている位置のすぐ先端側の位置には、1つの抵抗チップ110が配置されている。説明のため、この抵抗チップ110を、第1のヒータ部材111と称する。第1のヒータ部材111は、第1のヒータ部材111の電極131,132,133と、第1の接続チップ151の電極171,172,173とがそれぞれ対向するように配置されている。
第1の高周波電極266上の第1のヒータ部材111の先端側には、別の抵抗チップ110が配置されている。この抵抗チップ110を、説明のため、第2のヒータ部材112と称する。第2のヒータ部材112は、第1のヒータ部材111と平行な向きに配置されている。第2のヒータ部材112と、カッタ案内溝264を挟んで対称な位置には、更に別の抵抗チップ110が配置されている。この抵抗チップ110を、説明のため、第3のヒータ部材113と称する。第3のヒータ部材113は、第2のヒータ部材112と平行な向きに配置されている。第1のヒータ部材111とカッタ案内溝264を挟んで対称な位置には、更に別の抵抗チップ110が配置されている。この抵抗チップ110を、説明のため、第4のヒータ部材114と称する。第4のヒータ部材114は、第1のヒータ部材111と平行な向きに配置されている。
第1のヒータ部材111と第2のヒータ部材112との間には、更に別の抵抗チップ110が配置されている。この抵抗チップ110を、説明のため、測温チップ116と称する。測温チップ116の向きは、第1のヒータ部材111の向きと90°異なっている。ここで、測温チップ116は、測温チップ116の電極132側が第1のヒータ部材111の電極134側となり、測温チップ116の電極135側が第1のヒータ部材111の電極136側となるように配置されている。
第1の接続チップ151の電極172の基端側には、ヒータ部材用通電ライン181がハンダ付けされており、第2の接続チップ152の電極172の基端側には、ヒータ部材用通電ライン182がハンダ付けされている。ヒータ部材用通電ライン181とヒータ部材用通電ライン182とは、対をなしており、ケーブル228を介してエネルギ源214に接続されている。また、第1の接続チップ151の電極171の基端側には、測温用通電ライン186がハンダ付けされており、第1の接続チップ151の電極173の基端側には、測温用通電ライン187がハンダ付けされている。測温用通電ライン186と測温用通電ライン187とは、対をなしており、ケーブル228を介してエネルギ源214に接続されている。
第1の接続チップ151の電極172の先端側と、第1のヒータ部材111の電極132とは、ワイヤーボンディングによって形成されたワイヤー190により接続されている。同様に、第1のヒータ部材111の電極135及び第2のヒータ部材112の電極132、第2のヒータ部材112の電極135及び第3のヒータ部材113の電極135、第3のヒータ部材113の電極132及び第4のヒータ部材114の電極135、第4のヒータ部材114の電極132及び第2の接続チップ152の電極172の先端側は、それぞれワイヤーボンディングによって形成されたワイヤー190により接続されている。したがって、ヒータ部材用通電ライン181、第1のヒータ部材111の抵抗パターン123、第2のヒータ部材112の抵抗パターン123、第3のヒータ部材113の抵抗パターン123、第4のヒータ部材114の抵抗パターン123、及びヒータ部材用通電ライン182は、この順に直列に接続される。
エネルギ源214から出力された電流は、第1のヒータ部材111、第2のヒータ部材112、第3のヒータ部材113、及び第4のヒータ部材114のそれぞれの抵抗パターン123を流れる。その結果、各抵抗パターン123は発熱する。抵抗パターン123が発熱すると、第1の高周波電極266にその熱が伝達される。この熱により、第1の高周波電極266に接した生体組織が焼灼される。なお、第1の保持部材本体262は、抵抗チップ110の外周を覆い、断熱性を有することが好ましい。このような構造により、損失の少ない熱伝導が実現される。
第1の接続チップ151の電極171の先端側と、第1のヒータ部材111の電極131とは、ワイヤーボンディングによって形成されたワイヤー195により接続されている。同様に、第1の接続チップ151の電極173の先端側と、第1のヒータ部材111の電極133とは、ワイヤーボンディングによって形成されたワイヤー195により接続されている。また、第1のヒータ部材111の電極131及び第1のヒータ部材111の電極134、第1のヒータ部材111の電極133及び第1のヒータ部材111の電極136、第1のヒータ部材111の電極134及び測温チップ116の電極132、第1のヒータ部材111の電極136及び測温チップ116の電極135は、それぞれワイヤーボンディングによって形成されたワイヤー195により接続されている。したがって、測温用通電ライン186と、測温チップ116の抵抗パターン123と、測温用通電ライン187とは、この順に直列に接続される。
本実施形態において、抵抗チップ110のサイズは、例えば、長さが3mm程度であり、幅が1.2mm程度である。また、第1の高周波電極266のサイズは、例えば、長手方向の長さが35mm程度であり、幅が7mm程度でその中心軸に沿って幅1mm程度のカッタ案内溝264が刻んである等である。
エネルギ源214の内部には、図7に示すように、制御部290と、高周波(HF)エネルギ出力回路292と、抵抗チップ駆動回路294と、入力部295と、表示部296と、スピーカ298とが配設されている。制御部290は、エネルギ源214内の各部と接続しており、エネルギ源214の各部を制御する。高周波エネルギ出力回路292は、エネルギ処置具212と接続しており、制御部290の制御の下、エネルギ処置具212の第1の高周波電極266及び第2の高周波電極276を駆動する。抵抗チップ駆動回路294は、エネルギ処置具212と接続しており、制御部290の制御の下、エネルギ処置具212の抵抗チップ110を駆動する。
すなわち、制御部290の制御の下、抵抗チップ駆動回路294は、ヒータ部材用通電ライン181及びヒータ部材用通電ライン182を介して、加熱のため、第1のヒータ部材111、第2のヒータ部材112、第3のヒータ部材113、及び第4のヒータ部材114のそれぞれの抵抗パターン123に電力を供給する。ここで、抵抗チップ駆動回路294は、抵抗チップ110に供給する電力量を変化させることができる。
更に、抵抗チップ駆動回路294は、測温用通電ライン186及び測温用通電ライン187を介して測温チップ116と接続している。制御部290の制御の下、抵抗チップ駆動回路294は、測温チップ116の抵抗パターン123に一定電流を印加する。この際、抵抗チップ駆動回路294は、測温チップ116に係る電圧値を取得する。抵抗チップ駆動回路294は、取得した電圧値を、制御部290に出力する。制御部290は、抵抗チップ駆動回路294から入力した電圧値と、測温チップ116の抵抗パターン123に印加する前記一定電流の設定値とに基づいて、測温チップ116の抵抗パターン123の抵抗値を算出する。抵抗パターン123の抵抗値は、その温度によって変化するので、制御部290は、抵抗パターン123の抵抗値を取得することで、抵抗パターン123の温度を算出できる。測温チップ116の抵抗パターン123の抵抗値と温度との関係は、予め取得しておく。なお、測温チップ116に供給される電力は、例えば0.1W程度と、比較的小さい。
制御部290には、フットスイッチ(SW)216が接続されており、フットスイッチ216からエネルギ処置具212による処置が行われるONと、処置が停止されるOFFとが、入力される。入力部295は、制御部290の各種設定を入力する。表示部296は、制御部290の各種設定を表示する。スピーカ298は、アラーム音などを出力する。
このように、例えば第1の高周波電極266又は第2の高周波電極276は、生体組織に熱を伝える伝熱部として機能し、例えば第1の保持部材260又は第2の保持部材270は、生体組織を把持する保持部材として機能し、例えば第1のヒータ部材111、第2のヒータ部材112、第3のヒータ部材113、又は第4のヒータ部材114は、発熱チップとして機能し、例えば測温チップ116は、測温チップとして機能する。また、例えば電極131,133,134,136は、抵抗パターンと絶縁されている中継端子として機能する。
また、発熱チップとして機能する第1のヒータ部材111、第2のヒータ部材112、第3のヒータ部材113、第4のヒータ部材114への配線の一部は、ボンディングワイヤーであるワイヤー190により成されており、測温チップとして機能する測温チップ116への配線の少なくとも一部は、ボンディングワイヤーであるワイヤー195により成されている。測温チップ116に係る配線の一部は、第1のヒータ部材111が有する電極131,133,134,136を介して接続されている。
また、前記測温チップ116の配線の一部を成すワイヤー195は、第1のヒータ部材111をまたぐように形成されており、第2のヒータ部材112への配線の一部を成すワイヤー190は、測温チップ116をまたぐように形成されている。
また、前記測温チップ116の配線の一部を成すワイヤー195は、第1のヒータ部材111をまたぐように形成されており、第2のヒータ部材112への配線の一部を成すワイヤー190は、測温チップ116をまたぐように形成されている。
次に本実施形態に係る治療用処置装置210の動作を説明する。術者は、予めエネルギ源214の入力部295を操作して、治療用処置装置210の出力条件、例えば、高周波エネルギ出力の設定電力Pset[W]、熱エネルギ出力の設定温度Tset[℃]、加熱時間t[sec]等を設定しておく。それぞれの値を個別に設定するように構成してもよいし、術式に応じた設定値のセットを選択するように構成してもよい。
エネルギ処置具212の保持部226及びシャフト224は、例えば、腹壁を通して腹腔内に挿入される。術者は、操作ノブ232を操作して、保持部226を開閉させ、第1の保持部材260と第2の保持部材270とによって、処置対象の生体組織を把持する。このとき、第1の保持部材260に設けられた第1の高周波電極266と第2の保持部材270に設けられた第2の高周波電極276との両方に、処置対象の生体組織が接触している。
術者は、保持部226によって処置対象の生体組織を把持したら、フットスイッチ216を操作する。フットスイッチ216がONに切り換えられると、エネルギ源214から、ケーブル228を介して第1の高周波電極266及び第2の高周波電極276に、予め設定した設定電力Pset[W]の高周波電力が供給される。その結果、生体組織は発熱し、組織が焼灼される。この焼灼により、当該組織は変性し、凝固する。
次にエネルギ源214は、第1の高周波電極266の温度が設定温度Tset[℃]になるように抵抗チップ110に電力を供給する。このとき電流は、エネルギ源214から、ケーブル228、ヒータ部材用通電ライン181,182、接続チップ150、及びワイヤー190を介して、各抵抗チップ110を流れる。第1のヒータ部材111、第2のヒータ部材112、第3のヒータ部材113、及び第4のヒータ部材114の各抵抗パターン123は、電流によって発熱する。抵抗パターン123で発生した熱は、第1の高周波電極266に伝わる。その結果、第1の高周波電極266の温度は上昇する。同様に、第2の高周波電極276の温度も、第2の高周波電極276に配置された各抵抗チップ110を流れる電流による発熱で上昇する。その結果、第1の高周波電極266又は第2の高周波電極276と接触している生体組織は更に焼灼され、更に凝固する。
この際、抵抗チップ駆動回路294は、上述の通り、測温チップ116の抵抗パターン123に定電流を印加し、その際の電圧値を取得する。制御部290は、抵抗チップ駆動回路294が取得した電圧値と、前記定電流の設定値とに基づいて、測温チップ116の抵抗パターン123の抵抗値を取得する。このようにして求められた測温チップ116の温度が治療処置に必要な所望の温度となるように、制御部290は、フィードバック制御により、第1のヒータ部材111、第2のヒータ部材112、第3のヒータ部材113、及び第4のヒータ部材114に印加する電圧値を制御する。なお、測温チップ116の抵抗パターン123には、定電圧を印加し、その際の電流値の変化に基づいて、抵抗パターン123の抵抗値を取得してもよいことはもちろんである。
なお、短時間で所望の温度となるように、加熱初期においては、第1のヒータ部材111、第2のヒータ部材112、第3のヒータ部材113、及び第4のヒータ部材114に供給される電力の総和は、数十W以上となる。一方で所望の温度に到達した後、治療処置のためにその温度を維持するのに必要な電力は数W程度である。
加熱によって生体組織が凝固したら、高周波エネルギ及び熱エネルギの出力を停止する。最後に術者は、操作ノブ232を操作してカッタ254を移動させ、生体組織を切断する。以上によって生体組織の処置が完了する。
本実施形態では、第1のヒータ部材111、第2のヒータ部材112、第3のヒータ部材113、及び第4のヒータ部材114の各抵抗パターン123は、抵抗チップ110の第1の高周波電極266との接合面(接合用金属層127が形成されている面)とは異なる主面に形成されている。配線の取り回しを考慮すると、抵抗チップ110において、第1の高周波電極266との接合面と異なる面に抵抗パターン123を形成することは一般的であると考えられる。しかしながら、加熱対象である生体組織と接するため温度を正確に制御したい第1の高周波電極266と、抵抗パターン123との間に基板121が存在するため、第1の高周波電極266と抵抗パターン123とには、温度差が生じる。この温度差は、第1の高周波電極266、抵抗パターン123、及び生体組織の状態に応じて変化する。特に、本実施形態のように、大きな第1の高周波電極266を、小さな抵抗チップ110で加熱するため、抵抗パターン123から第1の高周波電極266への熱流束密度が大きくなっている場合、この温度差は大きくなる。
また、抵抗パターン123には、加熱開始初期には、第1の高周波電極266の温度を設定温度にするために、大きな電力を投入する必要がある。一方で、第1の高周波電極266の温度が設定温度になった後は、温度を保持するために抵抗パターン123に投入する電力は、それ程大きくない。このように、抵抗パターン123に投入する電力は、非常に広範囲にわたる。ヒータ部材の抵抗パターン123の抵抗値に基づいて、第1の高周波電極266等の温度を取得することも原理的には可能であるが、上述ような状況では、ヒータ部材の抵抗パターン123の抵抗値に基づいて正確な温度を求めることは、困難である。
そこで本実施形態では、第1のヒータ部材111、第2のヒータ部材112、第3のヒータ部材113、及び第4のヒータ部材114とは別に、発熱量が小さくしかも変動が少ない測温チップ116を用いて、温度計測を行っている。第1のヒータ部材111、第2のヒータ部材112、第3のヒータ部材113、及び第4のヒータ部材114の電力消費及び温度の変動が大きく、また、それらの抵抗パターン123と第1の高周波電極266との温度差が大きいのに対して、測温チップ116の温度変動は緩やかであり、その抵抗パターン123と第1の高周波電極266との温度差は小さい。このため、測温チップ116を用いると、正確に第1の高周波電極266の温度を計測することができる。
本実施形態によれば、測温チップ116の抵抗パターン123への投入電力に基づいて、第1の高周波電極266の温度を推定するので、第1の高周波電極266の温度を計測するための温度センサを別途配置する必要がない。このため、低コストで小型な治療用処置装置を得ることができる。
本実施形態の治療用処置装置の製造において、抵抗チップ110及び接続チップ150等のセラミックチップを、第1の高周波電極266に固定するハンダ付けには、一般的な半導体装置製造に用いるダイボンダーを用いることができる。また、本実施形態では、配線の一部に、ワイヤーボンディングによって形成したワイヤー190及びワイヤー195を用いている。これら、ダイボンダーやワイヤーボンダーを用いた製造は、非常に生産性が高く、低コストで行うことができる。このことは、生産性とコストの点でメリットが大きい。
一方で、ワイヤーボンディングのワイヤーの1本あたりの長さを数cmに及ぶ程に長くすることは技術的に難しい。これに対して本実施形態では、測温チップ116に接続する配線を、第1のヒータ部材111上の電極131,133,134,136を介してワイヤーボンディングによって形成している。このように、電極131,133,134,136を中継端子として用いることで、複数のワイヤー195の一本あたりの長さを例えば5mm程度といったように短くすることができる。このようにワイヤー195の一本当りの長さを短くすることは、一般的にループ高(ボンディングワイヤーの接合面からの最大高さ)を小さくすることにつながり、素子の薄型化に貢献する。
一般的に発熱用の抵抗チップ110は、例えば第1の高周波電極266の温度均一性を高めるため、所定間隔で配置される。したがって、発熱用の抵抗チップ110に形成された電極を、測温チップ116の配線のための中継端子として活用することは、治療処置の実態に合わせて最適な部位に測温用抵抗チップを配置する上で有効である。
例えば、本実施形態では、第1の高周波電極266上には、複数のヒータ部材としての抵抗チップが離散的に配置されており、測温チップ116は、より正確に第1の高周波電極266の温度を取得するため、第1の高周波電極266の中央付近に配置されている。そこで、測温チップ116への配線は、第1のヒータ部材111上に形成された電極131等を介して形成されている。
上記のような構成のため、ワイヤー195の一部は、第1のヒータ部材111をまたぐように形成されている。また、第1のヒータ部材111と第2のヒータ部材112とを接続するワイヤー190は、その間に配置された測温チップ116をまたぐように形成されている。
更に、第1のヒータ部材111等と測温チップ116とは、同一の素子である抵抗チップ110である。したがって、治療処置の対象となる患部に応じて、保持部226の形状、並びにヒータ部材及び測温チップの配置及び数が異なるものが求められた場合においても、同一の生産方法により柔軟な設計で対応できる。すなわち、保持部226上への抵抗チップ110の配置と接続に、一般的に半導体装置製造に用いられるダイボンダーやワイヤーボンダーを活用することで、多様な形状の治療用処置システムに対する高効率かつ低コストの製造ラインを構築することができる。
もちろん、本実施形態の抵抗チップ110の配置は、一例であって、これらの配置や個数はどのようなものでもよい。例えば、本実施形態において、第1のヒータ部材111と第2のヒータ部材112との接続は、例えば測温チップ116の電極131等を介して複数のワイヤーを用いてなされてもよい。抵抗チップ110の数は、本実施形態の例よりも多くてもよい。また、本実施形態では、ヒータ部材として機能する抵抗チップ110の全ては、直列に接続されているが、複数の抵抗チップ110が複数のグループを形成し、グループ毎に電圧を印加できるように構成してもよい。また、ヒータ部材としての抵抗チップ110と、測温チップとしての抵抗チップ110とが、周期的に交互に並んで配置されてもよい。
本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても、発明が解決しようとする課題の欄で述べられた課題が解決でき、かつ、発明の効果が得られる場合には、この構成要素が削除された構成も発明として抽出され得る。
110…抵抗チップ、111…第1のヒータ部材、112…第2のヒータ部材、113…第3のヒータ部材、114…第4のヒータ部材、116…測温チップ、121…基板、123…抵抗パターン、125…ポリイミド膜、127…接合用金属層、131,132,133,134,135,136…電極、150…接続チップ、151…第1の接続チップ、152…第2の接続チップ、161…基板、167…接合用金属層、171,172,173…電極、181,182…ヒータ部材用通電ライン、186,187…測温用通電ライン、190,195…ワイヤー、210…治療用処置装置、212…エネルギ処置具、214…エネルギ源、216…フットスイッチ、222…ハンドル、224…シャフト、226…保持部、228…ケーブル、232…操作ノブ、242…筒体、244…シース、252…駆動ロッド、254…カッタ、256…支持ピン、258…弾性部材、260…第1の保持部材、262…第1の保持部材本体、264,274…カッタ案内溝、266…第1の高周波電極、268…高周波電極用通電ライン、270…第2の保持部材、272…第2の保持部材本体、276…第2の高周波電極、290…制御部、292…高周波エネルギ出力回路、294…抵抗チップ駆動回路、295…入力部、296…表示部、298…スピーカ。
Claims (6)
- 生体組織を加熱して治療するための治療用処置装置であって、
前記生体組織に接触し該生体組織に熱を伝える伝熱部を有し、該生体組織を把持する保持部材と、
前記伝熱部に配置され、抵抗パターンを有し、少なくとも一つの独立したグループ毎に該伝熱部を加熱するための加熱用電力が該抵抗パターンに投入されるように配線された、該各グループに少なくとも一つの発熱チップと、
前記伝熱部に配置され、抵抗パターンを有し、少なくとも一つの独立したグループ毎に前記加熱用電力よりも小さな電力が該抵抗パターンへ投入されるように配線され、該伝熱部の温度に応じて変化する該抵抗パターンの抵抗値が取得される、該各グループに少なくとも一つの測温チップと、
を具備することを特徴とする治療用処置装置。 - 前記発熱チップと前記測温チップとのうち少なくとも一つは、前記抵抗パターンと絶縁されている中継端子を有しており、
前記発熱チップ又は前記測温チップへの配線の少なくとも一部は、ボンディングワイヤーにより形成されており、
前記発熱チップに係る配線の少なくとも一部は前記測温チップが有する前記中継端子を介して接続されている、又は、前記測温チップに係る配線の少なくとも一部は前記発熱チップが有する前記中継端子を介して接続されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の治療用処置装置。 - 前記発熱チップと前記測温チップとは、同一の素子であることを特徴とする請求項1又は2に記載の治療用処置装置。
- 前記測温チップへの配線の少なくとも一部は、ボンディングワイヤーにより形成されており、
前記測温チップへの配線の一部を成す前記ボンディングワイヤーは、少なくとも一つの前記発熱チップをまたぐように形成されている、
ことを特徴とする請求項1乃至3のうち何れか1項に記載の治療用処置装置。 - 前記発熱チップへの配線の少なくとも一部は、ボンディングワイヤーにより形成されており、
前記発熱チップへの配線の一部を成す前記ボンディングワイヤーは、少なくとも一つの前記測温チップをまたぐように形成されている、
ことを特徴とする請求項1乃至4のうち何れか1項に記載の治療用処置装置。 - 前記発熱チップに前記加熱用電力を投入し、前記測温チップの前記抵抗パターンに前記電力を投入し、該測温チップの該抵抗パターンの前記抵抗値に係る情報を取得する抵抗チップ駆動回路と、
前記抵抗値に係る情報に基づいて前記抵抗値を算出し、該抵抗値に基づいて前記伝熱部の温度を算出し、該温度に基づいて前記加熱用電力を決定し、前記抵抗チップ駆動回路を制御する制御部と、
を更に具備することを特徴とする請求項1乃至5のうち何れか1項に記載の治療用処置装置。
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