JP2012249807A - Treatment apparatus for therapy, and control method for the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、治療用処置装置及びその制御方法に関する。 The present invention relates to a therapeutic treatment apparatus and a control method thereof.
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。
In general, therapeutic treatment apparatuses that treat living tissue using high-frequency energy or thermal energy are known. For example,
上記のような治療用処置装置において、高周波電極等の生体組織と接する伝熱部に、それを加熱する複数の発熱チップが離散的に配置されている構成を考える。伝熱部の温度を急速に上昇させるため、発熱チップには大電力が投入される。このとき、生体組織と伝熱部との接触状態が場所によって不均一であると、生体組織と接触している部分としていない部分とで温度差が生じ、生体組織と接触していない部分において伝熱部が過加熱されるおそれがある。このような過加熱は、発熱チップの故障等の治療用処置装置の不具合につながる可能性がある。 In the therapeutic treatment apparatus as described above, a configuration is considered in which a plurality of heat generating chips for heating the heat transfer portion that are in contact with a living tissue such as a high-frequency electrode are discretely arranged. In order to rapidly increase the temperature of the heat transfer section, a large amount of power is input to the heat generating chip. At this time, if the contact state between the living tissue and the heat transfer portion is uneven depending on the location, a temperature difference occurs between the portions that are not in contact with the living tissue and the portions that are not in contact with the living tissue. There is a risk of overheating the hot section. Such overheating may lead to a failure of the treatment apparatus such as a failure of the heat generating chip.
そこで本発明は、生体組織とそれに接する伝熱部との接触状態が不均一であっても、発熱チップによる過加熱を防止することができる治療用処置装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a therapeutic treatment apparatus that can prevent overheating by a heat generating chip even if the contact state between a living tissue and a heat transfer portion in contact with the living tissue is not uniform.
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の主面のうち該第3の主面において前記伝熱部の前記第2の主面と接合するように前記伝熱部に離散的に配置され、該第4の主面の各々に形成された発熱部材に電力を投入することで該伝熱部を加熱する複数の発熱チップと、前記発熱部材の各々の温度を取得する温度取得部と、前記温度を記憶する記憶部と、前記発熱部材に投入する前記電力を制御する制御部と、を具備し、前記制御部は、前記発熱部材に所定の電力を投入したときの前記温度を前記記憶部に格納し、前記記憶部に格納された前記温度に基づいて、所定の期間における前記発熱部材の各々の温度上昇を算出し、前記複数の発熱チップの各々の間の前記温度上昇の差に基づいて、該発熱チップの温度制御に用いる各々の制御パラメータを決定し、それぞれの前記制御パラメータに基づいて、前記複数の発熱チップのそれぞれに投入する前記電力をフィードバック制御する、ことを特徴とする。 In order to achieve the above object, one embodiment of the therapeutic treatment apparatus of the present invention is a therapeutic treatment apparatus for heating and treating a living tissue at a target temperature, and includes a first main surface and a second main surface that are front and back. Among the principal surfaces of the first and second surfaces, a heat transfer portion that contacts the living tissue and transfers heat to the living tissue, and the third and fourth main surfaces that constitute the front and back surfaces of the third principal surface. In the main surface of the heat transfer portion, the heat transfer portion is discretely arranged so as to be joined to the second main surface of the heat transfer portion, and electric power is supplied to the heat generating member formed on each of the fourth main surfaces. A plurality of heat generating chips that heat the heat transfer unit, a temperature acquisition unit that acquires the temperature of each of the heat generating members, a storage unit that stores the temperature, and the power that is input to the heat generating member. A control unit, wherein the control unit sets the temperature when the predetermined power is supplied to the heat generating member. The temperature rise of each of the heat generating members in a predetermined period is calculated based on the temperature stored in the storage unit and the temperature stored in the storage unit, and the temperature rise difference between each of the plurality of heat generating chips And determining each control parameter used for temperature control of the heat generating chip, and feedback controlling the power to be input to each of the plurality of heat generating chips based on the control parameter. To do.
また、前記目的を果たすため本発明の治療用処置装置の制御方法の一態様は、複数の発熱チップの各発熱部材に電力を投入することで該発熱チップが配置されている伝熱部を加熱し、該伝熱部によって生体組織を目標温度で加熱して治療する治療用処置装置の制御方法であって、前記発熱部材に前記電力を投入して前記加熱を開始し、前記加熱を開始した後の前記発熱チップの各々の温度上昇を取得し、前記温度上昇に基づいて前記複数の発熱チップのうちから基準チップを選出し、前記基準チップと他の前記発熱チップの各々との温度の比較に基づいて該発熱チップの各々の制御パラメータを設定し、前記制御パラメータに基づいて前記発熱チップの各々の温度を制御する、ことを特徴とする。 In addition, in order to achieve the above object, one aspect of the method for controlling the therapeutic treatment apparatus of the present invention is to heat the heat transfer portion where the heat generating chip is disposed by applying power to each heat generating member of the plurality of heat generating chips. A method for controlling a therapeutic treatment apparatus for treating a living tissue by heating the living tissue at a target temperature by the heat transfer unit, starting the heating by applying the electric power to the heating member, and starting the heating A temperature rise of each of the subsequent heat generating chips is acquired, a reference chip is selected from the plurality of heat generating chips based on the temperature increase, and a temperature comparison between the reference chip and each of the other heat generating chips is performed. The control parameters of each of the heat generating chips are set based on the control parameters, and the temperature of each of the heat generating chips is controlled based on the control parameters.
本発明によれば、各発熱チップの温度上昇を比較し、その温度上昇に応じて各発熱チップの制御パラメータを設定するので、生体組織とそれに接する伝熱部との接触状態が不均一であっても、発熱チップによる過加熱を防止することができる治療用処置装置を提供できる。 According to the present invention, the temperature rise of each heat generating chip is compared, and the control parameter of each heat generating chip is set according to the temperature increase, so that the contact state between the living tissue and the heat transfer section in contact therewith is not uniform. However, it is possible to provide a therapeutic treatment apparatus that can prevent overheating by the heat generating chip.
本発明の一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装置であり、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。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The therapeutic treatment apparatus according to the present embodiment is an apparatus for use in the treatment of living tissue, and is an apparatus that causes high-frequency energy and thermal energy to act on the living tissue. As shown in FIG. 1, the
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。
The
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。
The
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。
An example of the structure of the
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。
A
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。
In a state where the holding
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、発熱部材である発熱チップ100に接続される発熱チップ用通電ライン281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。
The
A
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。
The
また、後に詳述するように、第1の高周波電極266の第1の保持部材本体262側の面には、複数の発熱チップ100が接合されている。この発熱チップ100と、発熱チップ100への配線等と、第1の高周波電極266とを覆うように、例えばシリコーンからなる封止剤が塗布されて封止膜360が形成されている。
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。
As will be described in detail later, a plurality of
As shown in FIG. 2, a high-frequency
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。
The
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。
When the holding
The first holding member
まず、この発熱の機構を構成する発熱チップ100について図4A及び図4Bを参照して説明する。ここで、図4Aは上面図であり、図4Bは図4Aに示した4B−4B線に沿う断面図である。発熱チップ100は、図4A及び図4Bに示すように、アルミナ製の基板111を用いて形成されている。基板111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113が形成されている。また、基板111の表面の、長方形の2つの短辺近傍には、それぞれ矩形の電極115が形成されている。ここで、電極115は、抵抗パターン113のそれぞれの端部に接続している。電極115が形成されている部分を除き、抵抗パターン113上を含む基板111の表面には、例えばポリイミドで形成された絶縁膜117が形成されている。
First, the
基板111の裏面全面には、接合用金属層119が形成されている。電極115と接合用金属層119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115と接合用金属層119とは、ハンダ付け等に対して安定した強度を有している。接合用金属層119は、例えば第1の高周波電極266に発熱チップ100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。
A
発熱チップ100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(第1の主面)とは反対側の面(第2の主面)に配設されている。ここで発熱チップ100は、それぞれ接合用金属層119の表面と第1の高周波電極266又は第2の高周波電極276の第2の主面とをハンダ付けすることにより固定されている。
The
第1の高周波電極266の場合を例に挙げて、図3を参照して説明する。第1の高周波電極266には、6個の発熱チップ100が離散的に配置されている。すなわち、発熱チップ100は、基端側から先端側に向けてカッタ案内溝264を挟んで対称に2列に3個ずつ並べて配置されている。
The case of the first high-
これら発熱チップ100の一対の電極115には、それぞれ一対の発熱チップ用通電ライン281が接続されている。このようにして各発熱チップ100は、発熱チップ用通電ライン281及びケーブル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は、各発熱チップ100に投入する電力を個別に制御する。
第1の高周波電極266上には、発熱チップ100や発熱チップ用通電ライン281を覆うように、例えばシリコーンからなる封止剤が塗布されて、封止膜360が図3に示すように形成されている。
A pair of heat generating
On the first high-
エネルギ源214から出力された電流は、6つの発熱チップ100のそれぞれの抵抗パターン113を流れる。その結果、各抵抗パターン113は発熱する。抵抗パターン113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。
The current output from the
発熱チップ100で生じた熱を効率よく第1の高周波電極266へ伝えるために、封止膜360、及びその周囲の第1の保持部材本体262は、第1の高周波電極266や基板111の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有することが好ましい。封止膜360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。
In order to efficiently transmit the heat generated in the
エネルギ源214の内部には、図5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、入力部185と、表示部186と、記憶部187と、スピーカ188とが配設されている。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266及び第2の高周波電極276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266及び第2の高周波電極276に高周波電圧を印加する。
As shown in FIG. 5, the
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の各発熱チップ100を駆動する。すなわち、発熱チップ駆動回路182は、制御部180の制御の下、発熱チップ用通電ライン281を介して加熱のために発熱チップ100の各抵抗パターン113に電力を供給する。ここで、発熱チップ駆動回路182は、各発熱チップ100に供給する電力量を個別に変化させることができる。
The heat generating
また、発熱チップ駆動回路182は、発熱チップ100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100の各抵抗パターン113の抵抗値を取得する機能を有する。抵抗パターン113の抵抗値は、抵抗パターン113の温度に応じて変化する。そこで、抵抗パターン113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。発熱チップ駆動回路182は、抵抗パターン113の抵抗値に基づいて、抵抗パターン113の温度と抵抗値との関係を利用して抵抗パターン113の温度を取得する。発熱チップ駆動回路182は、取得した抵抗パターン113の温度を制御部180に出力する。制御部180は、発熱チップ駆動回路182から取得した抵抗パターン113の温度を、記憶部187に格納し、必要に応じて適宜読み出す。
The heat generating
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。
A foot switch (SW) 216 is connected to the
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、例えば抵抗パターン113は、発熱部材として機能し、例えば発熱チップ100は、前記伝熱部に離散的に配置され、それに形成され前記発熱部材に電力を投入することで伝熱部を加熱する複数の発熱チップとして機能し、例えば抵抗パターン113及び発熱チップ駆動回路182は、発熱部材の温度を取得する温度取得部として機能し、例えば記憶部187は、温度を記憶する記憶部として機能し、例えば制御部180は、前記発熱部材に投入する電力を制御する制御部として機能する。
Thus, for example, the first high-
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、熱エネルギ出力の目標温度、加熱時間等を設定しておく。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。
Next, the operation of the
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との両方の第1の主面に、処置対象の生体組織が接触している。
The holding
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の高周波電力が供給される。供給される電力は、例えば、20W〜80W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。
When the operator grasps the biological tissue to be treated by the holding
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、後に詳述するようにして第1の高周波電極266の温度が目標温度になるように発熱チップ100に電力を供給する。ここで、目標温度は、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281を介して、各発熱チップ100の抵抗パターン113を流れる。各発熱チップ100の抵抗パターン113は、電流によって発熱する。
Next, after stopping the output of the high frequency energy, the
抵抗パターン113で発生した熱は、基板111及び接合用金属層119を介して、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に配置された各発熱チップ100を流れる電流による発熱で上昇する。これらの熱によって第1の高周波電極266又は第2の高周波電極276の第1の主面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。
The heat generated in the
When the living tissue is solidified by heating, the output of thermal energy is stopped. Finally, the operator operates the
本実施形態に係るエネルギ源214の発熱チップ駆動回路182による温度制御について詳述する。ここでは、第1の高周波電極266の温度制御を例に挙げて説明するが、第2の高周波電極276の温度制御も同様である。本実施形態では、発熱チップ100による第1の高周波電極266の加熱が、過加熱となることを防止するように制御を行う。
The temperature control by the heat generating
第1の高周波電極266の全面が生体組織に接触した状態では、第1の高周波電極266の熱伝導状態は均一である。しかしながら、例えば図6に示すように、生体組織900が第1の高周波電極266に不均一に接している場合、熱伝導状態が不均一となる。ここで、図6は、生体組織900と第1の高周波電極266との位置関係を示しており、図6(A)は、生体組織900側から見た斜視図で表し、図6(B)は、生体組織900側から見た平面図で表している。図6において、6個の発熱チップ100に関し、それぞれ第1の発熱チップ100−1、第2の発熱チップ100−2、第3の発熱チップ100−3、第4の発熱チップ100−4、第5の発熱チップ100−5、及び第6の発熱チップ100−6と称することにする。
In a state where the entire surface of the first high-
図6に示す場合において、第1の発熱チップ100−1、第2の発熱チップ100−2、第3の発熱チップ100−3、第5の発熱チップ100−5、及び第6の発熱チップ100−6に対応する位置では、第1の高周波電極266に生体組織900が接しているが、第4の発熱チップ100−4に対応する位置では、第1の高周波電極266に生体組織900が接していない。
In the case shown in FIG. 6, the first heat generating chip 100-1, the second heat generating chip 100-2, the third heat generating chip 100-3, the fifth heat generating chip 100-5, and the sixth
通常、生体組織900を短時間で高温にする必要性があるため、発熱チップ100には瞬間的に大電力を投入する。このとき、図6に示すように、第1の高周波電極266の一部に生体組織900と接していない部分がある場合、この接していない部分で他の部分と熱伝導条件が異なる。このため、第1の高周波電極266の生体組織900と接していない部分において、急激に温度が上昇し、過加熱する恐れがある。その結果、生体組織900と接していない部分に配置された発熱チップ100(図6に示す例では第4の発熱チップ100−4)が故障するおそれがある。また、第1の高周波電極266が全く生体組織900と接していない場合も、全ての発熱チップ100について同様のことが起こり得る。
Usually, since it is necessary to heat the
本実施形態では、上記のような過加熱を防止するために、加熱を始めるにあたって過加熱防止処理を行う。本実施形態に係る処理の一例を図7及び図8に示すフローチャートを参照して説明する。 In this embodiment, in order to prevent the overheating as described above, an overheating preventing process is performed when starting the heating. An example of processing according to the present embodiment will be described with reference to flowcharts shown in FIGS.
ステップS1においてエネルギ源214の制御部180は、過加熱防止処理を実施する。この過加熱防止処理の一例を図8に示すフローチャートを参照して説明する。
ステップS11において制御部180は、発熱チップ駆動回路182に指令して、各発熱チップ100の抵抗パターン113に所定の定電力を所定時間ΔTの間印加させる。ここで、所定の定電力は例えば10Wであり、所定時間ΔTは例えば0.5秒から1秒程度である。
In step S1, the
In step S11, the
ステップS12において制御部180は、前記所定時間後の各発熱チップ100の温度を、発熱チップ駆動回路182から取得する。ここで、発熱チップ駆動回路182は、各抵抗パターン113の抵抗値を計測し、それに基づいて各発熱チップ100の温度を算出する。制御部180は、取得した各発熱チップ100の温度を記憶部187に格納する。
In step S <b> 12, the
ステップS13において制御部180は、記憶部187に格納した各発熱チップ100の温度を読み出して、各発熱チップ100の温度を比較し、それら発熱チップ100のうち最も温度が低い、すなわち温度上昇が最も遅い発熱チップ100を基準チップとして選出する。ここで基準チップは、生体組織900と第1の高周波電極266とが接触している部分に対応する位置に配置された発熱チップ100が選択される。生体組織900と第1の高周波電極266とが接触する位置では、熱負荷が大きく温度が上昇しづらいからである。例えば図6に示す例では第2の発熱チップ100−2が選択される。一方、生体組織900と第1の高周波電極266とが接触していない部分に対応する位置に配置された発熱チップ100は、熱負荷が小さいため温度上昇速度が速くなる。例えば図6に示す例では、第4の発熱チップ100がこれに該当する。
In step S <b> 13, the
図9に、図6に示す例における基準チップに設定される第2の発熱チップ100−2の温度152と、第4の発熱チップ100−4の温度154との時間経過に対する温度上昇の様子を模式的に示す。この図に示すように、加熱開始から所定時間ΔT経過後において、第2の発熱チップ100の温度152と第4の発熱チップ100の温度154とは温度差Thだけ異なる。
FIG. 9 shows how the temperature rises over time between the
ステップS14において制御部180は、基準チップの温度と、他の発熱チップ100の温度とに基づいて、発熱チップ100の各々について制御パラメータを設定する。より具体的には、基準チップ以外の発熱チップ100の温度上昇速度が基準チップの温度上昇速度に近づくように、制御パラメータを設定する。例えば後述する発熱チップ100に投入する最大電力Pmaxを低減させる。例えば次式(1)に従って、最大電力の基準値Pmax0よりも所定時間ΔT経過後の基準チップと注目する発熱チップ100との温度差Thに比例した量だけ低くする。
Pmax=Pmax0−a・Th (1)
ここで、aは比例定数である。
In step S <b> 14, the
Pmax = Pmax0−a · Th (1)
Here, a is a proportionality constant.
また、後述する比例ゲインGを、次式(2)に従って、基準ゲインG0よりも温度差Thに応じた量だけ減少させる。
G=G0−b・Th (2)
ここで、bは比例定数である。比例定数a及びbは、適当な値を予め設定しておき、記憶部187に記憶させておく。
Further, a proportional gain G, which will be described later, is reduced by an amount corresponding to the temperature difference Th from the reference gain G0 according to the following equation (2).
G = G0−b · Th (2)
Here, b is a proportionality constant. Proportional constants a and b are set in advance as appropriate values and stored in the storage unit 187.
上記のようにして、過加熱防止処理では、各発熱チップ100について、それぞれ制御パラメータである最大電力Pmax及び比例ゲインGを算出する。各発熱チップ100のそれぞれの最大電力Pmax及び比例ゲインGを、過加熱防止処理の戻り値とする。
As described above, in the overheating prevention process, the maximum power Pmax and the proportional gain G, which are control parameters, are calculated for each
図7に示すフローチャートに戻って制御部180による温度制御処理の説明を続ける。
ステップS2において制御部180は、発熱チップ駆動回路182から、各抵抗パターン113の抵抗値を計測しそれに基づいて算出した各発熱チップ100の温度Tを取得する。
Returning to the flowchart shown in FIG. 7, the description of the temperature control processing by the
In step S <b> 2, the
ステップS3において制御部180は、次式(3)に従って、フィードバック制御に用いる各抵抗パターンに投入する電力P1を算出する。
P1=P+G×(Tset−T)/P (3)
ここで、Gは過加熱防止処理で算出された比例ゲインであり、Tsetは第1の高周波電極266の目標温度である。
In step S3,
P1 = P + G × (Tset−T) / P (3)
Here, G is a proportional gain calculated in the overheating prevention process, and Tset is a target temperature of the first high-
ステップS4において制御部180は、算出された各電力P1が過加熱防止処理で算出された該当する最大電力Pmaxより大きいか否かを判定する。電力P1が最大電力Pmaxよりも大きい発熱チップ100については、制御部180は処理をステップS5に移す。ステップS5において制御部180は、該当する発熱チップ100への投入電力Pをそれぞれの最大電力Pmaxに設定し、処理をステップS7に移す。
In step S4, the
一方ステップS4の判定で電力P1が最大電力Pmax以下のとき、制御部180は、処理をステップS6に移す。ステップS6において制御部180は、該当する発熱チップ100への投入電力PをそれぞれステップS3で算出した電力P1に設定し、処理をステップS7に移す。
On the other hand, when the power P1 is equal to or less than the maximum power Pmax in the determination in step S4, the
ステップS7において制御部180は、設定された各投入電力Pを発熱チップ100の各々に投入するように発熱チップ駆動回路182に指令を出力する。この投入電力Pは、過加熱防止処理で発熱チップ100に印加される電力よりも大きな電力でもよい。
ステップS8において制御部180は、経過時間が処置時間topに達し、処置終了時間になったか否かを判定する。終了時間になっていなければ、制御部180は、処理をステップS2に戻し、各発熱チップ100への電力投入を継続する。一方、終了時間になっていれば処理を終了する。
In step S <b> 7, the
In step S8, the
上記のように各発熱チップ100に投入する電力を、発熱チップ100の温度上昇に応じて、すなわち、生体組織900と第1の高周波電極266との接触状態に由来する熱負荷に応じて制御する。その結果、生体組織を短時間で目標温度にするために第1の高周波電極266の温度を短時間で上昇させることを実現しつつ、生体組織に接触していない部分の急激な温度上昇による過加熱を防止することができる。
As described above, the electric power supplied to each
過加熱防止制御により制御パラメータを調整せずに、最大電力の基準値Pmax0を最大電力Pmaxとして用い、基準ゲインG0を比例ゲインGとして用いた場合に、例えば図9に破線で示す温度159のように、発熱チップ100の限界温度Tbを超えて上昇する状況において、本実施形態によれば、例えば温度154のように、限界温度Tbを超えないように制御することができる。
When the reference value Pmax0 of the maximum power is used as the maximum power Pmax and the reference gain G0 is used as the proportional gain G without adjusting the control parameter by the overheat prevention control, for example, the
本実施形態の説明では、過加熱防止処理において1つの基準チップを選出している。しかしながらこれに限らない。複数の基準を用いて制御パラメータを設定するように構成してもよい。また、基準チップを選出せずに、発熱チップの温度上昇と制御パラメータとの関係を予めテーブルとして記憶部187に用意しておき、このテーブルと計測された温度上昇とに基づいて、制御パラメータを設定するようにしてもよい。同様に、発熱チップの温度上昇と制御パラメータとの関係を関数として保持しておき、計測された温度上昇に基づいて、制御パラメータを算出してもよい。 In the description of the present embodiment, one reference chip is selected in the overheating prevention process. However, it is not limited to this. You may comprise so that a control parameter may be set using a some reference | standard. Also, without selecting a reference chip, the relationship between the temperature rise of the heat generating chip and the control parameter is prepared in advance in the storage unit 187 as a table, and the control parameter is determined based on this table and the measured temperature rise. You may make it set. Similarly, the relationship between the temperature rise of the heat generating chip and the control parameter may be held as a function, and the control parameter may be calculated based on the measured temperature rise.
また、本実施形態の説明では、制御パラメータである最大電力Pmaxと比例ゲインGとをともに温度差Thに応じて変更する例を示したが、最大電力Pmaxと比例ゲインGとのうちどちらか一方を変更してもよい。上記式(1)、(2)及び(3)はもちろん一例であり、例えば高次の式を導入する等、他の関係式を用いてもよい。 In the description of the present embodiment, an example is shown in which both the maximum power Pmax and the proportional gain G, which are control parameters, are changed according to the temperature difference Th, but either the maximum power Pmax or the proportional gain G is shown. May be changed. Of course, the above formulas (1), (2), and (3) are merely examples, and other relational formulas may be used, such as introducing higher-order formulas.
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。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, even if some constituent elements are deleted from all the constituent elements shown in the embodiment, the problem described in the column of problems to be solved by the invention can be solved and the effect of the invention can be obtained. The configuration in which this component is deleted can also be extracted as an invention.
100…発熱チップ、111…基板、113…抵抗パターン、115…電極、117…絶縁膜、119…接合用金属層、152…第2の発熱チップの温度、154…第4の発熱チップの温度、161…発熱チップ用通電ライン、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、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、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、281…発熱チップ用通電ライン、360…封止膜、900…生体組織。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
表裏をなす第1の主面と第2の主面のうち該第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の主面のうち該第3の主面において前記伝熱部の前記第2の主面と接合するように前記伝熱部に離散的に配置され、該第4の主面の各々に形成された発熱部材に電力を投入することで該伝熱部を加熱する複数の発熱チップと、
前記発熱部材の各々の温度を取得する温度取得部と、
前記温度を記憶する記憶部と、
前記発熱部材に投入する前記電力を制御する制御部と、
を具備し、
前記制御部は、
前記発熱部材に所定の電力を投入したときの前記温度を前記記憶部に格納し、
前記記憶部に格納された前記温度に基づいて、所定の期間における前記発熱部材の各々の温度上昇を算出し、
前記複数の発熱チップの各々の間の前記温度上昇の差に基づいて、該発熱チップの温度制御に用いる各々の制御パラメータを決定し、
それぞれの前記制御パラメータに基づいて、前記複数の発熱チップのそれぞれに投入する前記電力をフィードバック制御する、
ことを特徴とする治療用処置装置。 A therapeutic treatment device for heating and treating a living tissue at a target temperature,
Of the first main surface and the second main surface forming the front and back, a heat transfer section that contacts the living tissue on the first main surface and transfers heat to the living tissue;
Out of the third main surface and the fourth main surface forming the front and back, the third main surface is discretely arranged in the heat transfer section so as to be joined to the second main surface of the heat transfer section, A plurality of heat generating chips for heating the heat transfer section by applying power to the heat generating member formed on each of the fourth main surfaces;
A temperature acquisition unit for acquiring the temperature of each of the heating members;
A storage unit for storing the temperature;
A control unit for controlling the electric power to be input to the heat generating member;
Comprising
The controller is
Storing the temperature when the predetermined power is supplied to the heat generating member in the storage unit;
Based on the temperature stored in the storage unit, the temperature rise of each of the heat generating members in a predetermined period is calculated,
Based on the difference in temperature rise between each of the plurality of heating chips, determine each control parameter used for temperature control of the heating chip,
Based on each of the control parameters, feedback control of the power to be input to each of the plurality of heat generating chips,
A therapeutic treatment device.
前記温度上昇に基づいて、前記複数の発熱チップのうちから基準チップを選出し、
前記基準チップの前記温度上昇と前記複数の発熱チップのうち他の発熱チップの各々の前記温度上昇とを比較することで、該他の発熱チップの各々の温度制御に用いる制御パラメータを決定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の治療用処置装置。 In determining the control parameter, the control unit,
Based on the temperature rise, a reference chip is selected from the plurality of heat generating chips,
By comparing the temperature increase of the reference chip and the temperature increase of each of the other heat generating chips among the plurality of heat generating chips, a control parameter used for temperature control of each of the other heat generating chips is determined.
The therapeutic treatment device according to claim 1.
前記発熱部材に前記電力を投入して前記加熱を開始し、
前記加熱を開始した後の前記発熱チップの各々の温度上昇を取得し、
前記温度上昇に基づいて前記複数の発熱チップのうちから基準チップを選出し、
前記基準チップと他の前記発熱チップの各々との温度の比較に基づいて該発熱チップの各々の制御パラメータを設定し、
前記制御パラメータに基づいて前記発熱チップの各々の温度を制御する、
ことを特徴とする治療用処置装置の制御方法。 A therapeutic treatment apparatus that heats a heat transfer portion in which the heat generating chip is arranged by applying electric power to each heat generating member of the plurality of heat generating chips, and heats and treats a living tissue at a target temperature by the heat transfer portion. Control method,
Applying the electric power to the heating member to start the heating,
Obtaining the temperature rise of each of the heating tips after starting the heating;
A reference chip is selected from the plurality of heating chips based on the temperature rise,
Based on a comparison of the temperature between the reference chip and each of the other heat generating chips, the control parameters of each of the heat generating chips are set,
Controlling the temperature of each of the heat generating chips based on the control parameter;
A method for controlling a therapeutic treatment apparatus.
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---|---|---|---|---|
WO2014102849A1 (en) * | 2012-12-25 | 2014-07-03 | テルモ株式会社 | Bipolar electrosurgical device |
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- 2011-06-02 JP JP2011124489A patent/JP2012249807A/en not_active Withdrawn
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