JP2012239831A - 治療用処置装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】故障なく生体組織の加熱温度制御を高精度に行える治療用処置装置を提供する。
【解決手段】伝熱部に配置された発熱チップによって当該伝熱部を加熱する治療用処置装置において、発熱チップの発熱部材の温度T1と、熱電対で計測した伝熱部の温度をT2とを取得する。発熱チップへの投入電力Pが閾値Pthよりも大きいとき、ステップS102乃至ステップS107の処理を行う。すなわち、発熱部材の温度T1を用いてステップS104において算出した電力P1に基づいて、投入電力Pを設定する。その結果、発熱部材が異常に高温になることを防げる。一方、発熱チップへの投入電力Pが閾値Pth以下のとき、ステップS108乃至ステップS111の処理を行う。すなわち、熱電対の温度T2を用いてステップS109において算出した電力P2に基づいて、投入電力Pを設定する。その結果、高精度な熱電対を用いて伝熱部の温度を高精度に制御できる。
【選択図】図8
【解決手段】伝熱部に配置された発熱チップによって当該伝熱部を加熱する治療用処置装置において、発熱チップの発熱部材の温度T1と、熱電対で計測した伝熱部の温度をT2とを取得する。発熱チップへの投入電力Pが閾値Pthよりも大きいとき、ステップS102乃至ステップS107の処理を行う。すなわち、発熱部材の温度T1を用いてステップS104において算出した電力P1に基づいて、投入電力Pを設定する。その結果、発熱部材が異常に高温になることを防げる。一方、発熱チップへの投入電力Pが閾値Pth以下のとき、ステップS108乃至ステップS111の処理を行う。すなわち、熱電対の温度T2を用いてステップS109において算出した電力P2に基づいて、投入電力Pを設定する。その結果、高精度な熱電対を用いて伝熱部の温度を高精度に制御できる。
【選択図】図8
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発熱チップ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、安定した生体組織の吻合を行うためには、前記した保持部の電極のように生体組織と接する伝熱部の温度を高精度に制御する必要がある。また、伝熱部の温度を加熱開始から短時間で所望の温度にすることが求められる。小さな発熱チップを用いて短時間で伝熱部の温度を上昇させるためには、加熱初期において発熱チップに大電力を投入する必要がある。その結果、発熱チップから伝熱部への熱流束密度は非常に大きくなり、発熱チップと伝熱部との温度差は大きくなる。
例えば、伝熱部に温度センサを設置し、その温度センサで計測した伝熱部の温度に基づいて発熱チップに供給する電力の制御を行うと、前記した発熱チップと伝熱部との温度差のため、発熱チップやその周囲の部材が破損するほど高温になるおそれがある。伝熱部に設置した温度センサを用いずに、例えば発熱チップの発熱部材の電気抵抗値を計測し、その電気抵抗値の変化に基づいて発熱部材の温度を取得することもできる。このようにして取得した温度に基づいて伝熱部の温度を制御すれば、発熱チップ等の破損を防ぐことができる。しかしながらこのためには、発熱チップの温度を高精度に取得するため、発熱部材の抵抗値の個体差を小さくしたり、予め高精度に温度と抵抗値との関係を取得したりする必要がある。その結果、システム全体のコストが増加する。
そこで本発明は、安価で故障なく生体組織の加熱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、生体組織を目標温度で加熱して治療するための治療用処置装置であって、表裏をなす第1の主面と第2の主面とのうち該第1の主面において前記生体組織に接触して該生体組織に熱を伝える伝熱部と、表裏をなす第3の主面と第4の主面とのうち該第3の主面において前記第2の主面と接合し、該第4の主面側に形成された発熱部材に投入電力が供給されることで前記伝熱部を加熱する発熱チップと、前記発熱部材の温度を第1の温度として取得する第1の測温部と、前記伝熱部の前記発熱チップが接合していない領域に配された測温素子と、前記測温素子により測定した温度を第2の温度として取得する第2の測温部と、前記生体組織を前記目標温度で加熱する際に、加熱開始時以後であり遷移時点前である第1の時間領域では前記第1の測温部によって取得された前記第1の温度に基づいて前記投入電力を決定し、前記遷移時点以後である第2の時間領域では前記第2の測温部によって取得された前記第2の温度に基づいて該投入電力を決定する制御部と、を具備することを特徴とする。
本発明によれば、第1の測温部が取得する発熱部材の第1の温度と、第2の測温部が取得する伝熱部の第2の温度とに基づいて投入電力を決定するので、安価で故障なく生体組織の加熱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110又は第2の高周波電極115に接続される高周波電極用通電ライン268と、発熱部材である発熱チップ120に接続される発熱チップ用通電ライン161と、熱電対140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。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。カッタ254が先端側に移動するとき、カッタ254は、保持部226に形成された後述するカッタ案内溝264,274内に収まる。
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110が配設されている。第1の高周波電極110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110には、図2に示すように、高周波電極用通電ライン268が電気的に接続されている。第1の高周波電極110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110と対向する位置に、第2の高周波電極115が配設されている。第2の高周波電極115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110及び第2の高周波電極115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110及び第2の高周波電極115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110及び第2の高周波電極115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。
図4に発熱機構100の構成を表す斜視図を示す。発熱機構100は、第1の高周波電極110と、2つの発熱チップ120と、フレキシブル基板130と、熱電対140と、封止膜150とを有する。上記のとおり、U字型をした第1の高周波電極110は、生体組織に熱を伝える伝熱部としての機能も兼ねている。第1の高周波電極110上には、発熱チップ120と、フレキシブル基板130と、熱電対140とが配置されている。第1の高周波電極110上には、発熱チップ120、フレキシブル基板130、及び熱電対140等を覆うように、シリコーン等の封止剤が塗布されることによって封止膜150が形成されている。
発熱チップ120の構造を示す斜視図を図5に示す。発熱チップ120は、例えば細長形状をしたセラミックからなる基板121を有している。基板121上には、例えば高抵抗な金属薄膜である発熱部材122が形成されている。発熱部材は、基板121の基端側から先端側へ細長形状に形成され、先端側でU字型に折り返すようにしてさらに基端側まで形成されている。すなわち、発熱部材122は、両端が基端側に位置するU字形状をしている。
発熱チップ120の基端側に位置する発熱部材122の両端部には、それぞれ電極パッド123が、並んで形成されている。発熱チップ120において、2つの電極パッド123間に電圧を印加すると、発熱部材122に電流が流れ、この電流によって発熱部材122は発熱する。
フレキシブル基板130の構造を示す斜視図を図6に示す。フレキシブル基板130は、例えばポリイミドで形成されたベース部材131を有する。ベース部材131は、例えばU字型をしている。ベース部材131は、U字の底の部分を基端側に、U字の上部である両端部を先端側に向けて配置される。ベース部材131上には、銅箔配線である第1の配線132、第2の配線133及び第3の配線134が形成されている。ここで、第1の配線132は、ベース部材131の基端側に第1の接続パッド部1321を有する。また、第1の配線132は、ベース部材131の先端側においてベース部材131よりも外側まで形成された第1のフライングリード部1322を有する。
同様に、第2の配線133は、第1の配線132と対称な形状に形成されている。すなわち、第2の配線133は、ベース部材131の基端側に第2の接続パッド部1331を有する。また、第2の配線133は、ベース部材131の先端側の第1のフライングリード部1322が突出しているのとは異なる端において、ベース部材131よりも外側まで形成された第2のフライングリード部1332を有する。このように、第1のフライングリード部1322と第2のフライングリード部1332とはそれぞれ、ベース部材131のU字の両端において突出している。
第3の配線134は、ベース部材131の形状に従ってU字型に形成されている。第3の配線134は、第1のフライングリード部1322に隣接して配置された第3のフライングリード部1341と、第2のフライングリード部1332に隣接して配置された第4のフライングリード部1342とを有する。
図4に示すように、フレキシブル基板130は、第1の高周波電極110の基端側に配置されており、その両端はカッタ案内溝264を挟んでそれぞれ配置されている。フレキシブル基板130のU字形状の両端部は、第1の高周波電極110上に配置され、U字形状の底部は、第1の高周波電極110の基端側に突出している。ここでフレキシブル基板130は、そのベース部材131が第1の高周波電極110の第1の主面に接触するように配置されている。
第1の高周波電極110のカッタ案内溝264を挟んで対称な位置に、2つの発熱チップ120が、すなわち第1の発熱チップ120−1と第2の発熱チップ120−2とが、それぞれその長手方向を第1の高周波電極110の長手方向と一致させるように配置されている。ここで、発熱チップ120は、その基板121が第1の高周波電極110の第1の主面に接するように、例えばハンダ付けにより固定されている。
第1の発熱チップ120−1の2つの電極パッド123のうち一方にはフレキシブル基板130の第1のフライングリード部1322が接続され、他方には第3のフライングリード部1341が接続されている。また、第2の発熱チップ120−2の2つの電極パッド123のうち一方にはフレキシブル基板130の第2のフライングリード部1332が接続され、他方には第4のフライングリード部1342が接続されている。
フレキシブル基板130の第1の接続パッド部1321には一対の発熱チップ用通電ライン161のうち一方が接続され、第2の接続パッド部1331には一対の発熱チップ用通電ライン161のうち他方が接続されている。発熱チップ用通電ライン161は、ケーブル228を介してエネルギ源214に接続されている。
以上のようにして、一対の発熱チップ用通電ライン161の間に、第1の配線132と、第1の発熱チップ120−1の発熱部材122と、第3の配線134と、第2の発熱チップ120−2の発熱部材122と、第2の配線133とが、この順に直列に接続される。したがって、エネルギ源214から出力された電流は、2つの第1の発熱チップ120の各発熱部材122を流れる。その結果、各発熱部材122は発熱する。発熱部材122が発熱すると、第1の高周波電極110にその熱が伝達される。この熱により、第1の高周波電極110に接した生体組織が焼灼される。
また、第1の高周波電極110上には、熱電対140が配置されている。この熱電対140は、ケーブル228を介してエネルギ源214に接続されている。熱電対140は、第1の高周波電極110の温度を取得するために用いる。熱電対140は、図4では1つしか描かれていないが、1つに限らず必要に応じて複数配置されてもよい。また、熱電対140をPtの測温抵抗体やサーミスタに置き換えてもよい。ただし熱電対は小型で高精度のものが安価で提供されているので、低コスト化の観点で特に好ましい。
発熱チップ120で生じた熱を効率よく第1の高周波電極110へ伝えるために、発熱チップ120等を覆う封止膜150、及びその周囲の第1の保持部材本体262は、低い熱伝導率を有することが好ましい。すなわち、封止膜150の熱伝導率は、第1の高周波電極110や基板121の熱伝導率よりも低いことが好ましい。封止膜150及び第1の保持部材本体262の熱伝導率が低いことで、損失の少ない熱伝導が実現される。
本実施形態において、第1の高周波電極110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は、図7に示すように、制御部180と、高周波エネルギ出力回路181と、発熱チップ駆動回路182と、発熱チップ温度取得回路183と、熱電対温度取得回路184と、入力部185と、表示部186と、記憶部187と、スピーカ188とを有する。制御部180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181は、エネルギ処置具212と接続しており、制御部180の制御の下、エネルギ処置具212の第1の高周波電極110及び第2の高周波電極115を駆動する。すなわち、高周波エネルギ出力回路181は、高周波電極用通電ライン268を介して第1の高周波電極110及び第2の高周波電極115に高周波電圧を印加する。
発熱チップ駆動回路182は、エネルギ処置具212と接続しており、制御部180の制御の下、エネルギ処置具212の発熱チップ120を駆動する。すなわち、制御部180の制御の下、発熱チップ駆動回路182は、発熱チップ用通電ライン161を介して加熱のために発熱チップ120の各発熱部材122に電力を供給する。ここで、発熱チップ駆動回路182は、発熱チップ120に供給する電力量を変化させることができる。
発熱チップ温度取得回路183は、発熱チップ用通電ライン161を介して発熱チップ120に接続している。発熱チップ温度取得回路183は、発熱チップ120に印加する電圧と、そのとき流れる電流とに基づいて、発熱チップ120の発熱部材122の抵抗値を取得する機能を有する。発熱部材122の抵抗値は、発熱部材122の温度に応じて変化する。発熱部材122の温度と抵抗値との関係を予め取得しておき、その関係を予め記憶部187に記憶させておく。発熱チップ温度取得回路183は、制御部180を介して発熱部材122の温度と抵抗値との関係を取得して、発熱部材122の抵抗値に基づいて、発熱部材122の温度を取得する。その抵抗値に基づいて発熱部材122の温度を取得することで、発熱部材122の温度を測定するための測温素子を別途設ける必要がない。発熱チップ温度取得回路183は、取得した発熱部材122の温度を制御部180に出力する。もちろん、発熱チップ温度取得回路183がメモリを備え、記憶部187の代わりにそのメモリに発熱部材122の温度と抵抗値との関係を記憶しておいてもよい。このように構成すれば、発熱チップ温度取得回路183は、制御部180を介して記憶部187にアクセスしなくても、発熱部材122の温度を取得することができる。
熱電対温度取得回路184は、ケーブル228を介して熱電対140と接続しており、第1の高周波電極110及び第2の高周波電極115の温度を取得する。熱電対温度取得回路184は、取得した温度を制御部180に出力する。
制御部180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185は、制御部180の各種設定を入力する。表示部186は、制御部180の各種設定を表示する。記憶部187は、エネルギ源214の動作に必要な各種データが記憶されている。スピーカ188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110又は第2の高周波電極115は、生体組織に接触して該生体組織に熱を伝える伝熱部として機能し、例えば発熱チップ120は、伝熱部を加熱する発熱チップとして機能し、例えば発熱部材122は、前記発熱チップに形成された発熱部材として機能し、例えば発熱部材122及び発熱チップ温度取得回路183は、発熱部材の温度を第1の温度として取得する第1の測温部として機能し、例えば熱電対140は、伝熱部の発熱チップが接合していない領域に配された測温素子として機能し、例えば熱電対温度取得回路184は、測温素子により測定した温度を第2の温度として取得する第2の測温部として機能し、例えば制御部180は、投入電力を決定する制御部として機能する。
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185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]、熱エネルギ出力の目標温度Tset[℃]、処置時間top[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110と第2の保持部材270に設けられた第2の高周波電極115との両方に、処置対象の生体組織が接触する。
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の高周波エネルギ出力回路181から、ケーブル228及び高周波電極用通電ライン268を介して第1の高周波電極110及び第2の高周波電極115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。供給される電力は、例えば、20[W]〜80[W]程度である。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、高周波エネルギの出力を停止した後、第1の高周波電極110及び第2の高周波電極115の温度が目標温度Tset[℃]になるように、発熱チップ駆動回路182から発熱チップ120に電力を供給する。ここで、目標温度Tsetは、例えば100[℃]〜300[℃]である。このとき電流は、エネルギ源214の発熱チップ駆動回路182からケーブル228及び発熱チップ用通電ライン161を介して、各発熱チップ120を流れる。各発熱チップ120の発熱部材122は、電流によって発熱する。
第1の高周波電極110に配置された発熱部材122で発生した熱は、第1の高周波電極110に伝わる。その結果、第1の高周波電極110の温度は上昇する。同様に、第2の高周波電極115の温度も、第2の高周波電極115に配置された各発熱チップ120を流れる電流による発熱で上昇する。ここで、制御部180は、後に詳述するように、発熱チップ温度取得回路183から取得した発熱部材122の温度、又は熱電対温度取得回路184から取得した熱電対140により取得した第1の高周波電極110及び第2の高周波電極115の温度に基づいて、発熱チップ120に投入する電力をフィードバック制御し、第1の高周波電極110及び第2の高周波電極115の温度を目標温度Tset[℃]に制御する。
第1の高周波電極110及び第2の高周波電極115の温度上昇の結果、第1の高周波電極110又は第2の高周波電極115と接触している生体組織は更に焼灼され、更に凝固する。加熱によって生体組織が凝固したら、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。
第1の高周波電極110と第2の高周波電極115とは対を成して同様に構成されている。以下、第1の高周波電極110を含む発熱機構100を例に挙げて説明する。
本実施形態の構成では、第1の高周波電極110の温度を目標温度Tsetにするために、熱電対140によって取得された温度に基づくフィードバック制御により、発熱チップ120へ供給する電力を調整することができる。しかしながら、熱電対140によって取得された温度に基づいて供給電力を調整すると、次のような問題が生じる可能性がある。
本実施形態の構成では、第1の高周波電極110の温度を目標温度Tsetにするために、熱電対140によって取得された温度に基づくフィードバック制御により、発熱チップ120へ供給する電力を調整することができる。しかしながら、熱電対140によって取得された温度に基づいて供給電力を調整すると、次のような問題が生じる可能性がある。
発熱チップ120のコストは、チップサイズに強く依存する。したがって、コストダウンのため、面積が小さな発熱チップ120を用いることが求められる。一方で治療用処置装置210の使用においては、第1の高周波電極110の温度を加熱開始から短時間で所望の温度にすることが求められる。面積が小さい発熱チップ120によって短時間で急激に第1の高周波電極110の温度を上昇させるためには、加熱初期において発熱チップ120に大電力を投入する必要がある。その結果、発熱チップ120から第1の高周波電極110への熱流束密度は非常に大きくなる。すなわち、発熱チップ120と第1の高周波電極110との温度差は大きくなる。
上記のことから、熱電対140で計測した第1の高周波電極110の温度に基づいて発熱チップ120に供給する電力の制御を行うと、発熱部材122部分の温度が非常に高温になる可能性がある。このように、発熱部材122が非常に高温になると、発熱部材122の周辺において封止膜150の耐熱温度を超えたり、発熱部材122が断線したりするおそれがある。すなわち、発熱機構100が故障する恐れがある。
一方で、熱電対140を用いずに、発熱部材122の温度を用いて第1の高周波電極110の温度を高精度に制御することも可能である。しかしながらこのためには、発熱部材122の温度を高精度に取得する必要がある。前記のように発熱チップ温度取得回路183が発熱部材122の抵抗値に基づいて抵抗値と温度との関係を用いて発熱部材122の温度を高精度に取得するためには、発熱チップ120の抵抗値のバラツキを極めて小さくするように製造したり、発熱チップ毎に予め高精度に温度と抵抗値との関係を取得しておいたりする必要がある。このため、発熱部材122の抵抗値に基づいて取得した発熱部材122の温度のみを用いて第1の高周波電極110の温度を高精度に制御するには困難が伴う。これに対して、熱電対140は、安価で高精度な温度測定を可能とする。
そこで本実施形態では、制御部180は、発熱チップ温度取得回路183によって取得される発熱部材122の温度と、熱電対温度取得回路184によって取得される熱電対140の温度とを利用して、次のように第1の高周波電極110の温度を制御する。制御部180による温度制御処理の動作例を示すフローチャートを図8に示す。
ステップS101において制御部180は、発熱チップ120への投入電力Pを予め設定した投入電力の上限値Pmaxに設定する。ここで、上限値Pmaxは、発熱機構100が破損しない程度の電力に設定される。
ステップS102において制御部180は、発熱部材122の温度T1を取得する。ここで、発熱部材122の温度T1は、上記したとおり発熱チップ温度取得回路183によって発熱部材122の抵抗値に基づいて算出される。
ステップS102において制御部180は、発熱部材122の温度T1を取得する。ここで、発熱部材122の温度T1は、上記したとおり発熱チップ温度取得回路183によって発熱部材122の抵抗値に基づいて算出される。
ステップS103において制御部180は、投入電力Pが所定の閾値Pthより大きいか否かを判定する。投入電力Pが閾値Pthより大きいとき、制御部180は、処理をステップS104に進める。
ステップS104において制御部180は、次式(1)によって投入する電力P1を算出する。
P1 = P + {C1(dT1/dt) + C2(Ttar1 - T1) + C3(Ttar1 - T1)3}/P (1)
ここでC1,C2,C3は制御ゲインであり、Ttar1は、発熱部材122の温度T1を用いてフィードバック制御を行う場合の目標温度である。式(1)に示した制御式は、一例でありその他の制御式を用いてもよい。例えばC3=0としてもよい。
ステップS104において制御部180は、次式(1)によって投入する電力P1を算出する。
P1 = P + {C1(dT1/dt) + C2(Ttar1 - T1) + C3(Ttar1 - T1)3}/P (1)
ここでC1,C2,C3は制御ゲインであり、Ttar1は、発熱部材122の温度T1を用いてフィードバック制御を行う場合の目標温度である。式(1)に示した制御式は、一例でありその他の制御式を用いてもよい。例えばC3=0としてもよい。
ステップS105において制御部180は、算出した電力P1が上限値Pmaxよりも大きいか否かを判定する。電力P1が上限値Pmaxよりも大きくないとき、すなわち、電力P1が上限値Pmax以下のとき、制御部180は、処理をステップS106に進める。ステップS106において制御部180は、投入電力PをステップS104で算出した電力P1に設定し、処理をステップS102に戻す。
一方、ステップS105における判定で電力P1が上限値Pmaxよりも大きいとき、制御部180は、処理をステップS107に進める。ステップS107において制御部180は、発熱チップ120への投入電力Pを、上限値Pmaxに設定し、処理をステップS102に戻す。
ステップS103の判定において、投入電力Pが閾値Pthより大きくないとき、すなわち、投入電力Pが閾値Pth以下のとき、制御部180は、処理をステップS108に進める。ステップS108において制御部180は、熱電対温度取得回路184から、熱電対140を用いて計測された温度T2を取得する。
ステップS109において制御部180は、次式(2)によって投入する電力P2を算出する。
P2 = P + {C1(dT2/dt) + C2(Ttar2 - T2) + C3(Ttar2 - T2)3}/P (2)
ここでTtar2は、熱電対140の温度T2を用いてフィードバック制御を行う場合の目標温度である。例えば目標温度Ttar2は、前記した目標温度Tsetとなる。
P2 = P + {C1(dT2/dt) + C2(Ttar2 - T2) + C3(Ttar2 - T2)3}/P (2)
ここでTtar2は、熱電対140の温度T2を用いてフィードバック制御を行う場合の目標温度である。例えば目標温度Ttar2は、前記した目標温度Tsetとなる。
ステップS110において制御部180は、投入電力PをステップS109で算出した電力P2に設定し、処理をステップS111に進める。
ステップS111において制御部180は、加熱開始からの経過時間tが前記した処置時間topより大きいか否かを判定する。経過時間tが処置時間topより大きいとき、制御部180は処理を終了する。一方、経過時間tが処置時間topより大きくないとき、すなわち、経過時間tが処置時間top以下のとき、制御部180は処理をステップS108に戻す。
ステップS111において制御部180は、加熱開始からの経過時間tが前記した処置時間topより大きいか否かを判定する。経過時間tが処置時間topより大きいとき、制御部180は処理を終了する。一方、経過時間tが処置時間topより大きくないとき、すなわち、経過時間tが処置時間top以下のとき、制御部180は処理をステップS108に戻す。
上記の制御下における、経過時間tに対する投入電力Pの関係の模式図を図9Aに、経過時間tに対する発熱部材122の温度T1の関係の模式図を図9Bに、経過時間tに対する熱電対140の温度T2の関係の模式図を図9Cに示す。
加熱開始直後において、投入電力Pは、図9Aに示すように上限値であるPmaxに設定される。発熱部材122に電力が投入されると、発熱部材122の温度T1は、図9Bに示すように徐々に上昇する。このとき、ステップS104において上記式(1)に従って、電力P1は算出される。算出された電力P1が上限値Pmaxよりも大きいときは、ステップS107において、投入電力Pが上限値Pmaxに設定される。したがって、加熱を初めてしばらくの間は、投入電力Pは上限値Pmaxに設定される。ステップS104において上記式(1)に従って算出される電力P1が上限値Pmax以下になったら、ステップS106において、投入電力Pは電力P1に設定される。この間、熱電対140で計測される温度T2も、図9Cに示すように徐々に上昇する。
やがて、発熱部材122の温度T1は、目標温度Ttar1に到達する。このときの経過時間tを図9A,9B,9Cにおいて、t1として示している。発熱部材122の温度T1が目標温度Ttar1に到達後において、制御部180は、発熱部材122の温度T1が目標温度Ttar1に維持されるように上記式(1)に従って算出された電力P1が、ステップS106において投入電力Pとして設定される。上記式(1)に従うので、投入電力Pは、図9Aに示すように徐々に減少する。このとき、発熱部材122の温度T1は、目標温度Ttar1に維持される。熱電対140の温度T2は、図9Cに示すように、徐々に上昇する。このとき、制御部180は、ステップS102乃至ステップS107の処理を繰り返す。
やがて、投入電力Pが所定の閾値Pth以下になると、制御部180は、処理をステップS108に移す。このときの経過時間tを図9A、9B、9Cにおいて、t2として示している。このようにして、加熱開始から時間t2までの間、発熱部材122の温度T1が目標温度Ttar1になるように、ステップS102乃至ステップS107の処理が行われる。
ここで、ステップS102乃至ステップS107の処理が行われる加熱開始から時間t2までの間においては、発熱チップ温度取得回路183が発熱部材122の抵抗値と発熱部材122の抵抗値に対する温度の関係とを利用して発熱部材122の温度T1を取得している。このような方法で発熱部材122の温度T1を高い精度で取得するには、前記したとおり困難が伴う。そのため、本実施形態では、発熱部材122の温度T1の取得に高い精度を要求しない。したがって、発熱部材122の温度T1には誤差が含まれることを考慮して、目標温度Ttar1は設定されている。
時間t2以後においては、制御部180は、熱電対140の温度T2が目標温度Ttar2になるように、上記式(2)に従って算出される電力P2によるフィードバック制御を行う。熱電対140によって計測される温度T2は精度が高いので、治療処置に最適な目標温度Tsetを目標温度Ttar2に設定することで、第1の高周波電極110の温度を高精度に目標温度Tsetに制御することができる。経過時間tが処置時間topに至るまで、制御部180は、ステップS108乃至ステップS111の処理を繰り返す。このようにして、その後処置時間がtopに達するまで第1の高周波電極110の温度が目標温度Tsetに維持される。
このように、例えば時間t2は遷移時点に相当し、例えば加熱開始から時間t2までは第1の時間領域に相当し、例えば時間t2以降は第2の時間領域に相当し、例えば発熱部材122の温度T1は第1の温度に相当し、例えば熱電対140の温度T2は第2の温度に相当する。
本実施形態では、発熱部材122の温度T1を用いたフィードバック制御と、熱電対140の温度T2を用いたフィードバック制御とを切り替えて利用している。ここで、発熱部材122の温度は第1の高周波電極110の温度よりも常に高く、発熱部材122と第1の高周波電極110との温度差は投入電力が大きいほど大きくなる。これらの点に鑑み、目標温度Ttar1と閾値Pthとは適切な値に設定されている。このことにより次のような効果が得られる。
すなわち、発熱部材122の周辺において封止膜150の耐熱限界を超えたり、発熱部材122が断線したりすることを防止するために、目標温度Ttar1は、封止膜150の耐熱限界や発熱部材122が断線する温度よりも低く設定されている。このようにすることで、封止膜150の耐熱限界を超えたり、発熱部材122が断線したりすることを防止できる。一方で、目標温度Ttar1を、上記条件を満たす範囲でできるだけ高い値に設定することで、発熱チップ120に安全に大電力を投入することができる。その結果、第1の高周波電極110の温度を短時間で上昇させることができる。
また、閾値Pthは、発熱部材122の温度T1と熱電対140の温度T2との差が、目標温度Ttar1と目標温度Ttar2との差に等しくなるような電力量に設定されている。このようにすると、発熱部材122の温度T1をより長時間目標温度Ttar1に維持でき、さらに第1の高周波電極110の温度を目標温度Ttar2よりも大幅に高くならないようにすることができる。
以上のように本実施形態によれば、加熱初期において、装置の故障を招かないように安全に大電力を投入することで短時間に第1の高周波電極110の温度を上昇させることができる。さらに、必要な治療処置時間の大半において、熱電対140を用いた精度が高い温度計測の結果に基づいて第1の高周波電極110の温度を制御できる。
ここで、発熱チップ温度取得回路183による発熱部材122の温度T1の取得には、コストアップにつながる高い精度を要求しない。一方で、熱電対温度取得回路184及び熱電対140による温度T2の取得には、低コストで実現できる高い精度を要求する。その結果、本実施形態によれば、システム全体として故障せずに高い精度で温度制御を行える治療用処置装置を低コストで実現することができる。
なお、本実施形態では、発熱部材122の温度T1を用いたフィードバック制御と、熱電対140の温度T2を用いたフィードバック制御とを切り替える指標として、投入電力Pを用いているが、これに限らない。例えば、発熱チップ120に印加する電圧又は電流を指標として用いてもよい。ただし、前述の通り発熱部材122と第1の高周波電極110との温度差は主として投入電力Pに依存するので、投入電力Pを用いることが好ましい。また、上記式(1)と上記式(2)とで、用いる制御ゲインC1,C2及びC3を等しくしているが、互いに異なる値の制御ゲインを用いてもよい。
また、発熱部材122の温度T1を用いたフィードバック制御を行っている期間(第1の時間領域)は、投入電力Pの変動が大きい。これに対して、熱電対140の温度T2を用いたフィードバック制御を行っている期間(第2の時間領域)は、投入電力Pの変動は比較的小さい。そこで第2の時間領域では、第1の時間領域と比較してフィードバック制御のサンプリングレートを低くしてもよい。熱電対を用いる本実施形態において、第2の時間領域でサンプリングレートを低くすることは、温度計測の積分時間を長く取れるので、高精度の温度計測を行うという観点で好ましい。一方、第1の時間領域では、投入電力Pの変動が大きいので、サンプリングレートは高い方が好ましい。
[第2の実施形態]
第2の実施形態について説明する。ここでは、第1の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。本実施形態に係る治療用処置装置210の構造は、第1の実施形態の場合と同様である。
第2の実施形態について説明する。ここでは、第1の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。本実施形態に係る治療用処置装置210の構造は、第1の実施形態の場合と同様である。
本実施形態が第1の実施形態と異なるのは、制御部180による温度制御において、発熱部材122の温度T1を用いたフィードバック制御から熱電対140の温度T2を用いたフィードバック制御に切り替わる条件である。この切り替わる条件は、第1の実施形態では、投入電力Pが閾値Pth以下となったときであるのに対して、本実施形態では、発熱部材122と熱電対140との温度差T1−T2が閾値Tth1以下となったときとする。
本実施形態に係る制御部180による温度制御のフローチャートを図10に示す。
ステップS201において制御部180は、発熱チップ120への投入電力Pを、予め設定した投入電力の上限値Pmaxに設定する。
ステップS202において制御部180は、発熱部材122の温度T1と熱電対140の温度T2とを取得する。
ステップS201において制御部180は、発熱チップ120への投入電力Pを、予め設定した投入電力の上限値Pmaxに設定する。
ステップS202において制御部180は、発熱部材122の温度T1と熱電対140の温度T2とを取得する。
ステップS203において制御部180は、発熱部材122の温度T1と熱電対140の温度T2との温度差T1−T2が所定の閾値Tth1より大きいか否かを判定する。温度差T1−T2が閾値Tth1より大きいとき、制御部180は、処理をステップS204に進める。
制御部180は、第1の実施形態の場合と同様に、ステップS204において式(1)によって投入する電力P1を算出する。ステップS205において算出された電力P1が上限値Pmax以下と判定されたとき、ステップS206において投入電力Pを電力P1に設定し、投入電力Pが上限値Pmaxより大きいと判定されたとき、ステップS207において投入電力Pを上限値Pmaxに設定する。何れの場合も処理をステップS202に戻す。
一方、ステップS203の判定において、温度差T1−T2が閾値Tth1以下のとき、制御部180は、処理をステップS208に進める。
制御部180は、第1の実施形態の場合と同様に、ステップS208において熱電対140の温度T2を取得し、ステップS209において式(2)によって投入する電力P2を算出し、ステップS210において投入電力Pを電力P2に設定する。これら動作を経過時間tが処置時間topまで繰り返す。
制御部180は、第1の実施形態の場合と同様に、ステップS208において熱電対140の温度T2を取得し、ステップS209において式(2)によって投入する電力P2を算出し、ステップS210において投入電力Pを電力P2に設定する。これら動作を経過時間tが処置時間topまで繰り返す。
第1の実施形態の説明で述べたとおり、温度差T1−T2は投入電力Pに依存するので、閾値Tthを適正な値とすることで、第1実施形態と同様の効果が得られる。
[第3の実施形態]
第3の実施形態について説明する。ここでは、第1の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。本実施形態に係る治療用処置装置210の構造は、第1の実施形態の場合と同様である。
第3の実施形態について説明する。ここでは、第1の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。本実施形態に係る治療用処置装置210の構造は、第1の実施形態の場合と同様である。
本実施形態が第1の実施形態と異なるのは、制御部180による温度制御において、発熱部材122の温度T1を用いたフィードバック制御から熱電対140の温度T2を用いたフィードバック制御に切り替わる条件である。この切り替わる条件は、第1の実施形態では、投入電力Pが閾値Pth以下となったときであるのに対して、本実施形態では、熱電対140の温度T2が閾値Tth2以上となったときとする。
本実施形態に係る制御部180による温度制御のフローチャートを図11に示す。
ステップS301において制御部180は、発熱チップ120への投入電力Pを、予め設定した投入電力の上限値Pmaxに設定する。
ステップS302において制御部180は、発熱部材122の温度T1と熱電対140の温度T2とを取得する。
ステップS301において制御部180は、発熱チップ120への投入電力Pを、予め設定した投入電力の上限値Pmaxに設定する。
ステップS302において制御部180は、発熱部材122の温度T1と熱電対140の温度T2とを取得する。
ステップS303において制御部180は、熱電対140の温度T2が所定の閾値Tth2より低いか否かを判定する。熱電対140の温度T2が閾値Tth2より低いとき、制御部180は、処理をステップS304に進める。
制御部180は、第1の実施形態の場合と同様に、ステップS304において式(1)によって投入する電力P1を算出する。ステップS305において算出された電力P1が上限値Pmax以下と判定されたとき、ステップS306において投入電力Pを電力P1に設定し、投入電力Pが上限値Pmaxより大きいと判定されたとき、ステップS307において投入電力Pを上限値Pmaxに設定する。何れの場合も処理をステップS302に戻す。
一方、ステップS303の判定において、熱電対140の温度T2が閾値Tth2以上のとき、制御部180は、処理をステップS308に進める。
制御部180は、第1の実施形態の場合と同様に、ステップS308において熱電対140の温度T2を取得し、ステップS309において式(2)によって投入する電力P2を算出し、ステップS310において投入電力Pを電力P2に設定する。これら動作を経過時間tが処置時間topまで繰り返す。
制御部180は、第1の実施形態の場合と同様に、ステップS308において熱電対140の温度T2を取得し、ステップS309において式(2)によって投入する電力P2を算出し、ステップS310において投入電力Pを電力P2に設定する。これら動作を経過時間tが処置時間topまで繰り返す。
熱電対140の温度T2が閾値Tth2以上となるときの発熱部材122の温度T1は、加熱対象の熱負荷によって異なるが、加熱対象による熱負荷の差が小さいような治療処置においては、閾値Tth2を適正な値に設定することで第1実施形態と同様の効果が得られる。
[第4の実施形態]
第4の実施形態について説明する。ここでは、第1の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。本実施形態に係る治療用処置装置210の構造は、第1の実施形態の場合と同様である。
第4の実施形態について説明する。ここでは、第1の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。本実施形態に係る治療用処置装置210の構造は、第1の実施形態の場合と同様である。
本実施形態が第1の実施形態と異なるのは、制御部180による温度制御において、発熱部材122の温度T1を用いたフィードバック制御から熱電対140の温度T2を用いたフィードバック制御に切り替わる条件である。この切り替わる条件は、第1の実施形態では、投入電力Pが閾値Pth以下となったときであるのに対して、本実施形態では、経過時間tが所定の閾値tth以上となったときとする。
本実施形態に係る制御部180による温度制御のフローチャートを図12に示す。
ステップS401において制御部180は、発熱チップ120への投入電力Pを、予め設定した投入電力の上限値Pmaxに設定する。
ステップS402において制御部180は、発熱部材122の温度T1を取得する。
ステップS401において制御部180は、発熱チップ120への投入電力Pを、予め設定した投入電力の上限値Pmaxに設定する。
ステップS402において制御部180は、発熱部材122の温度T1を取得する。
ステップS403において制御部180は、経過時間tが所定の閾値tthより小さいか否かを判定する。経過時間tが閾値tthより小さいとき、制御部180は、処理をステップS404に進める。
制御部180は、第1の実施形態の場合と同様に、ステップS404において式(1)によって投入する電力P1を算出する。ステップS405において算出された電力P1が上限値Pmax以下と判定されたとき、ステップS406において投入電力Pを電力P1に設定し、投入電力Pが上限値Pmaxより大きいと判定されたとき、ステップS407において投入電力Pを上限値Pmaxに設定する。何れの場合も処理をステップS402に戻す。
一方、ステップS403の判定において、経過時間tが閾値tth以上のとき、制御部180は、処理をステップS408に進める。
制御部180は、第1の実施形態の場合と同様に、ステップS408において熱電対140の温度T2を取得し、ステップS409において式(2)によって投入する電力P2を算出し、ステップS410において投入電力Pを電力P2に設定する。これら動作を経過時間tが処置時間topまで繰り返す。
制御部180は、第1の実施形態の場合と同様に、ステップS408において熱電対140の温度T2を取得し、ステップS409において式(2)によって投入する電力P2を算出し、ステップS410において投入電力Pを電力P2に設定する。これら動作を経過時間tが処置時間topまで繰り返す。
第3の実施形態の場合と同様に、加熱対象による熱負荷の差が小さいような治療処置においては、閾値tthを適正な値に設定することで第1実施形態と同様の効果が得られる。
なお、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。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
100…発熱機構、110…第1の高周波電極、115…第2の高周波電極、120…発熱チップ、121…基板、122…発熱部材、123…電極パッド、130…フレキシブル基板、131…ベース部材、132…第1の配線、1321…第1の接続パッド部、1322…第1のフライングリード部、133…第2の配線、1331…第2の接続パッド部、1332…第2のフライングリード部、134…第3の配線、1341…第3のフライングリード部、1342…第4のフライングリード部、140…熱電対、150…封止膜、161…ヒータ部材用通電ライン、180…制御部、181…高周波エネルギ出力回路、182…発熱チップ駆動回路、183…発熱チップ温度取得回路、184…熱電対温度取得回路、185…入力部、186…表示部、187…記憶部、188…スピーカ、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、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。
Claims (8)
- 生体組織を目標温度で加熱して治療するための治療用処置装置であって、
表裏をなす第1の主面と第2の主面とのうち該第1の主面において前記生体組織に接触して該生体組織に熱を伝える伝熱部と、
表裏をなす第3の主面と第4の主面とのうち該第3の主面において前記第2の主面と接合し、該第4の主面側に形成された発熱部材に投入電力が供給されることで前記伝熱部を加熱する発熱チップと、
前記発熱部材の温度を第1の温度として取得する第1の測温部と、
前記伝熱部の前記発熱チップが接合していない領域に配された測温素子と、
前記測温素子により測定した温度を第2の温度として取得する第2の測温部と、
前記生体組織を前記目標温度で加熱する際に、加熱開始時以後であり遷移時点前である第1の時間領域では前記第1の測温部によって取得された前記第1の温度に基づいて前記投入電力を決定し、前記遷移時点以後である第2の時間領域では前記第2の測温部によって取得された前記第2の温度に基づいて該投入電力を決定する制御部と、
を具備することを特徴とする治療用処置装置。 - 前記第1の測温部は、前記発熱部材の電気抵抗値を測定し該電気抵抗値に基づいて前記第1の温度を取得することを特徴とする請求項1に記載の治療用処置装置。
- 前記制御部は、
前記第1の時間領域では、前記第1の温度が第1の目標温度となるように前記投入電力を決定し、
前記第2の時間領域では、前記第2の温度が前記第1の目標温度よりも低く前記生体組織を加熱する前記目標温度である第2の目標温度となるように前記投入電力を決定する、
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。 - 前記遷移時点は、前記投入電力が所定値以下となった時であ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。
- 前記遷移時点は、前記第1の温度と前記第2の温度との差が所定値以下となった時であ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。
- 前記遷移時点は、前記第2の温度が所定値以上となった時であ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。
- 前記遷移時点は、前記加熱開始時から所定時間以上が経過した時であるであ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。
- 前記第1の測温部が前記第1の温度を取得するサンプリングレートは、前記第2の測温部が前記第2の温度を取得するサンプリングレートよりも高いことを特徴とする請求項1乃至7のうち何れか1項に記載の治療用処置装置。
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EP2043542B1 (en) * | 2006-07-06 | 2014-09-03 | Leroy L. Yates | Resecting device |
US8641704B2 (en) * | 2007-05-11 | 2014-02-04 | Medtronic Ablation Frontiers Llc | Ablation therapy system and method for treating continuous atrial fibrillation |
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Cited By (4)
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