JP2013034613A - 治療用処置装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置及び制御を単純化して低コスト化した治療用処置装置を提供する。
【解決手段】加熱処置開始時の発熱チップの抵抗パターンの抵抗値を取得し（ステップＳ２０２）、Ｒ０として記憶する（ステップＳ２０３）。時刻ｔｍまで電力Ｐ０を抵抗パターンに印加する（ステップＳ２０４乃至ステップＳ２０７）。時刻ｔｍにおける抵抗パターンの抵抗値をＲｍとし（ステップＳ２０８）、Ｒｍ／Ｒ０より変数βを取得してβに応じた時刻−電力関係を記憶部に記憶されたリストから抽出する（ステップＳ２０９）。処置時間ｔｏｐまで時刻−電力関係Ｐ＝ｆ（β，ｔ）に従った電力Ｐを抵抗パターンに投入する（ステップＳ２１０乃至ステップＳ２１４）。電力Ｐ０投入時の温度に依存する抵抗パターンの抵抗値に基づいて、その後に投入する電力Ｐ＝ｆ（β，ｔ）を決定するので、温度センサ等を設ける必要なく低コストに十分な温度制御を実現できる。
【選択図】図９

Description

本発明は、治療用処置装置に関する。

一般に、熱エネルギを用いて生体組織を処置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。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。この保持部には、それを加熱するためのヒータとして機能する抵抗素子が配置されている。このような治療用処置装置は、生体組織を保持部で把持し、把持した部分の生体組織を加熱することで生体組織を吻合することができる。抵抗素子への投入電力量の制御について特許文献１には、所定の一定の値の電力量を投入する制御方法と、抵抗素子の抵抗値変化に基づいて温度計測を行いながらフィードバック制御によって抵抗素子を所定温度に制御する方法とが開示されている。

特開２００１−１９０５６１号公報

上記のような治療用処置装置の使用において、吻合の際に保持部で把持する生体組織の面積は一定ではなく、処置毎に異なるのが一般的である。このため、ヒータとして機能する抵抗素子への投入電力量を所定の一定の値とする制御方法では、処置毎に吻合温度が異なることになる。その結果、接合強度が不安定となる可能性がある。一方、抵抗素子の抵抗値変化に基づいて温度計測を行いフィードバック制御によって抵抗素子を所定温度に制御する方法では、予め抵抗素子の抵抗値と温度との特性を正確に取得しておく必要がある。このためには、抵抗素子の均一性を製造時に高い精度で管理するか、抵抗素子の抵抗−温度特性を個体毎に正確に計測しておく必要がある。その結果、当該装置はコストアップしてしまう。また、フィードバック制御では、実施される温度制御が複雑となりがちである。

そこで本発明は、装置及び制御を単純化して低コスト化しながら十分な精度の温度制御を行う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。

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、前記生体組織に熱を伝える伝熱部、及び電力が投入されることによって前記伝熱部を加熱する抵抗素子を有する処置具と、経過時間と前記抵抗素子に投入する電力との関係である時刻−電力関係を複数含む時刻−電力リストを記憶する記憶部と、前記処置具の動作を制御する制御装置と、を具備し、前記制御装置は、前記抵抗素子の抵抗値を取得する抵抗値取得部と、前記抵抗素子に電力を投入する電力投入部と、所定の期間である状態検出期間において、前記電力投入部に所定の電力である状態検出電力を投入させ、前記抵抗値取得部が取得した前記抵抗値に基づいて、前記状態検出期間中の前記抵抗値の変化を算出し、前記時刻−電力リストから前記抵抗値の前記変化に応じた前記時刻−電力関係を取得し、前記状態検出期間の経過後、前記電力投入部に、取得した前記時刻−電力関係に基づく電力を投入させる制御部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、状態検出電力を投入した際の抵抗素子の抵抗値変化に基づいて取得した時刻−電力関係に応じた電力を抵抗素子に投入するので、低コスト化しながら十分な精度の温度制御を行うことができる治療用処置装置を提供できる。

本発明の一実施形態に係る治療用処置システムの構成例を示す概略図。 本発明の一実施形態に係るエネルギ処置具のシャフト及び保持部の構成例を示す断面の概略図であり、（Ａ）は保持部が閉じた状態を示す図、（Ｂ）は保持部が開いた状態を示す図。 本発明の一実施形態に係る保持部の第１の保持部材の構成例を示す概略図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）に示す３Ｂ−３Ｂ線に沿う縦断面図、（Ｃ）は（Ａ）に示す３Ｃ−３Ｃ線に沿う横断面図。 本発明の一実施形態に係る発熱チップの構成例の概略を示す上面図。 本発明の一実施形態に係る発熱チップの構成例の概略を示す図であって、図４Ａに示す４Ｂ−４Ｂ線に沿う断面図。 本発明の一実施形態に係る制御装置の構成例の概略を示す図。 本発明の一実施形態に係る治療用処置装置の加熱処置に関わる構成例の概略を示す図。 本発明の一実施形態に係る治療用処置装置の制御部による処理の一例を示すフローチャート。 本発明の一実施形態に係る治療用処置装置の記憶部が記憶する時刻−電力リストの一例の概略を示す図。 本発明の一実施形態に係る治療用処置装置の制御部による加熱処置実施処理の一例を示すフローチャート。 第１の高周波電極と生体組織との接触面積が小さい場合の、（ａ）経過時間と第１の高周波電極の温度との関係、及び（ｂ）経過時間と発熱チップへの投入電力との関係の概略を示す図。 第１の高周波電極と生体組織との接触面積が中程度の場合の、（ａ）経過時間と第１の高周波電極の温度との関係、及び（ｂ）経過時間と発熱チップへの投入電力との関係の概略を示す図。 第１の高周波電極と生体組織との接触面積が大きい場合の、（ａ）経過時間と第１の高周波電極の温度との関係、及び（ｂ）経過時間と発熱チップへの投入電力との関係の概略を示す図。 第１の変形例に係る治療用処置装置のメモリが記憶する時刻−電力リストの一例の概略を示す図。

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１００は、エネルギ処置具１２０と、制御装置１７０と、フットスイッチ２１６とを備えている。

エネルギ処置具１２０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１２０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１２５とを有する。保持部１２５は、開閉可能であり、処置対象の生体組織を保持して、生体組織の凝固、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１２５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１２５を操作するための複数の操作ノブ２３２を備えている。また、例えばハンドル２２２部分には、不揮発性のメモリ１２３が設けられている。メモリ１２３には、後述するように、そのエネルギ処置具１２０の形式や、固有の個体識別番号等の情報が記憶されている。なお、ここで示したエネルギ処置具１２０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１６０を介して制御装置１７０に接続されている。ここで、ケーブル１６０と制御装置１７０とは、コネクタ１６５によって接続されており、この接続は着脱自在となっている。すなわち、治療用処置装置１００は、処置毎にエネルギ処置具１２０を交換することができるように構成されている。また、実施する処置毎（例えば対象とする臓器毎）に、異なる形式のエネルギ処置具１２０を用いることができるように、複数の形式のエネルギ処置具１２０が用意されている。前述のメモリ１２３には、このようなエネルギ処置具１２０毎の形式に係る情報が記憶されている。

制御装置１７０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、制御装置１７０からエネルギ処置具１２０へのエネルギの供給のＯＮ／ＯＦＦが切り換えられる。

保持部１２５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１２５が閉じた状態を示し、図２（Ｂ）は保持部１２５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１２５が配設されている。保持部１２５は、第１の保持部材１２７と、第２の保持部材１２８とを備えている。第１の保持部材１２７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１２８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１２８は、支持ピン２５６の軸回りに回動し、第１の保持部材１２７に対して開いたり閉じたりする。

保持部１２５が閉じた状態では、第１の保持部材１２７の基部と、第２の保持部材１２８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１２８は、第１の保持部材１２７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１２７の基部及び第２の保持部材１２８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１２７及び第２の保持部材１２８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１２７に対して第２の保持部材１２８は開く。

筒体２４２には、後述する第１の高周波電極１３２又は第２の高周波電極１３４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１４０に接続される発熱チップ用通電ライン１６２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１２５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１２７は、第１の保持部材本体２６２を有し、第２の保持部材１２８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１３２が配設されている。第１の高周波電極１３２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。

また、後に詳述するように、第１の高周波電極１３２の第１の保持部材本体２６２側の面には、複数の発熱チップ１４０が接合されている。この発熱チップ１４０と、発熱チップ１４０への配線等と、第１の高周波電極１３２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２６５が形成されている。
第１の高周波電極１３２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１３２は、一部ケーブル１６０内を通る高周波電極用通電ライン２６８を介して、制御装置１７０に接続されている。

第２の保持部材１２８は、第１の保持部材１２７と対称をなす形状をしている。すなわち、第２の保持部材１２８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１３２と対向する位置に、第２の高周波電極１３４が配設されている。第２の高周波電極１３４は、一部ケーブル１６０内を通る高周波電極用通電ライン２６８を介して、制御装置１７０に接続されている。閉じた状態の保持部１２５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１３２及び第２の高周波電極１３４と接触する。

第１の保持部材１２７及び第２の保持部材１２８は更に、第１の高周波電極１３２及び第２の高周波電極１３４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１２７に設けられた発熱機構と、第２の保持部材１２８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１２７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発熱チップ１４０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１４０は、アルミナ製の基板１４１を用いて形成されている。基板１４１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１４３が形成されている。また、基板１４１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１４５が形成されている。ここで、電極１４５は、抵抗パターン１４３のそれぞれの端部に接続している。電極１４５が形成されている部分を除き、抵抗パターン１４３上を含む基板１４１の表面には、例えばポリイミドで形成された絶縁膜１４７が形成されている。

基板１４１の裏面全面には、接合用金属層１４９が形成されている。電極１４５と接合用金属層１４９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１４５と接合用金属層１４９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１４９は、例えば第１の高周波電極１３２に発熱チップ１４０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。

発熱チップ１４０は、第１の高周波電極１３２及び第２の高周波電極１３４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１４０は、それぞれ接合用金属層１４９の表面と第１の高周波電極１３２又は第２の高周波電極１３４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。

第１の高周波電極１３２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１３２には、６個の発熱チップ１４０が離散的に配置されている。すなわち、発熱チップ１４０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。

これら発熱チップ１４０の抵抗パターン１４３は、電極１４５を介して直列に接続されている。隣り合う電極１４５同士は、例えばワイヤボンディングによって形成されたワイヤ１６３で接続されている。直列に接続された発熱チップの両端には、一対の発熱チップ用通電ライン１６２が接続されている。一対の発熱チップ用通電ライン１６２は、一部ケーブル１６０内を通り、制御装置１７０に接続されている。このようにして発熱チップ１４０は、ワイヤ１６３及び発熱チップ用通電ライン１６２を介して、制御装置１７０に接続されている。制御装置１７０は、発熱チップ１４０に投入する電力を制御する。

以上のように本実施形態では、複数の発熱チップ１４０が第１の高周波電極１３２に配置されているが、これは第１の高周波電極１３２の温度均一性を高めるためであり、電気的には６個の発熱チップ１４０全体で単一の発熱チップとみなすことができる。制御装置１７０から出力された電流は、６個の発熱チップ１４０の各抵抗パターン１４３を流れる。その結果、各抵抗パターン１４３は発熱する。抵抗パターン１４３が発熱すると、第１の高周波電極１３２にその熱が伝達される。この熱により、第１の高周波電極１３２に接した生体組織が焼灼される。

発熱チップ１４０で生じた熱を効率よく第１の高周波電極１３２へ伝えるために、封止膜２６５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１３２や基板１４１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２６５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。

制御装置１７０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、制御装置１７０内の各部と接続しており、制御装置１７０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１２０と接続しており、制御部１８０の制御の下、エネルギ処置具１２０の第１の高周波電極１３２及び第２の高周波電極１３４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１３２及び第２の高周波電極１３４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１２０と接続しており、制御部１８０の制御の下、エネルギ処置具１２０の発熱チップ１４０を駆動する。発熱チップ駆動回路１８２は、電力投入部１８３と、抵抗値取得部１８４とを有する。電力投入部１８３は、制御部１８０の制御の下、発熱チップ用通電ライン１６２を介して加熱のために発熱チップ１４０の抵抗パターン１４３に電力を供給する。ここで、電力投入部１８３は、発熱チップ１４０に供給する電力量を変化させることができる。

電力投入部１８３から出力された電流は、発熱チップ用通電ライン１６２を介して、各発熱チップ１４０の抵抗パターン１４３を流れ、抵抗パターン１４３を発熱させる。抵抗パターン１４３で発生した熱により、第１の高周波電極１３２及び第２の高周波電極１３４の温度は上昇する。その結果、第１の高周波電極１３２又は第２の高周波電極１３４と接触している生体組織は焼灼され、凝固する。制御部１８０は、第１の高周波電極１３２及び第２の高周波電極１３４の温度が目標温度になるように電力投入部１８３を制御する。

発熱チップ駆動回路１８２の抵抗値取得部１８４は、発熱チップ１４０に電圧を印加した際に流れる電流を計測する機能を有する。抵抗値取得部１８４は、抵抗パターン１４３に印加した電圧値と、そのとき流れる電流値とに基づいて、抵抗パターン１４３の抵抗値を算出する。抵抗値取得部１８４は、算出した抵抗値を制御部１８０に出力する。

抵抗パターン１４３の抵抗値は、抵抗パターン１４３の温度に応じて変化する。制御部１８０は、抵抗パターン１４３の抵抗値変化に基づいて、抵抗パターン１４３の温度変化に係る値を算出する。この抵抗パターン１４３の温度変化は、当該発熱チップ１４０が配置されている第１の高周波電極１３２又は第２の高周波電極１３４と生体組織との接触状態に応じる。例えば、第１の高周波電極１３２又は第２の高周波電極１３４と生体組織との接触面積が大きいほど、同一の電力を供給したときの温度変化は小さくなる。

制御部１８０は、発熱チップ１４０を後に詳述するように制御する。簡単に説明すると、制御部１８０は、状態検出期間としての加熱開始から所定の時刻ｔｍまでの期間において、発熱チップ１４０に状態検出電力としての一定の電力Ｐ０を投入する。制御部１８０は、この一定の電力Ｐ０を投入している間の発熱チップの抵抗パターン１４３の抵抗値を抵抗値取得部１８４から取得し、その変化を算出する。制御部１８０は、算出した抵抗値の変化に応じて、その後、処置時間ｔｏｐが経過するまでの発熱チップ１４０への電力投入量を決定する。ここで、時刻ｔｍから処置時間ｔｏｐが経過するまでの電力投入量は、時刻−電力関係として予め用意されている。記憶部１８７は、この時刻−電力関係を複数含む時刻−電力リストを記憶している。制御部１８０は、一定の電力Ｐ０を投入している間の抵抗パターン１４３の抵抗値変化に基づいて、記憶部に記憶されている複数の時刻−電力関係から一つの時刻−電力関係を選択し、それに基づいて、電力投入部１８３を制御する。なお、処置時間ｔｏｐは、例えば３０秒程度である。

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１２０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の各種設定等を入力する。表示部１８６は、制御部１８０の制御下で治療用処置装置１００の各種情報を表示する。記憶部１８７は、上述の時刻−電力リストの他、制御装置１７０の動作に必要な各種データを記憶している。スピーカ１８８は、アラーム音などを出力する。

上記説明した治療用処置装置１００のうち、特に加熱処置に係る部分を抜き出した模式図を図６に示す。この図に示すように、加熱処置は、第１の高周波電極１３２及び第２の高周波電極１３４並びに発熱チップ１４０を有する保持部１２５と、メモリ１２３とを備えるエネルギ処置具１２０によって行われる。エネルギ処置具１２０の制御は、制御部１８０と、電力投入部１８３及び抵抗値取得部１８４を含む発熱チップ駆動回路１８２と、記憶部１８７とを有する制御装置１７０によって行われる。エネルギ処置具１２０と制御装置１７０とは、制御装置１７０側に設けられたコネクタ１６５を用いて着脱自在なケーブル１６０によって接続されている。なお、前記した高周波処置やカッタに係る構成は、本発明に係る治療用処置装置１００においては必ずしも必要ではない。

このように、例えば第１の高周波電極１３２又は第２の高周波電極１３４は、生体組織に熱を伝える伝熱部として機能する。例えば発熱チップ１４０は、電力が投入されることによって前記伝熱部を加熱する抵抗素子として機能する。例えばエネルギ処置具１２０は、伝熱部及び抵抗素子を有する処置具として機能する。例えば記憶部１８７は、経過時間と前記抵抗素子に投入する電力との関係である時刻−電力関係を複数含む時刻−電力リストを記憶する記憶部として機能する。例えば制御装置１７０は、処置具の動作を制御する制御装置として機能する。例えば電力投入部１８３は、抵抗素子に電力を投入する電力投入部として機能する。例えば抵抗値取得部１８４は、抵抗素子の抵抗値を取得する抵抗値取得部として機能する。例えば制御部１８０は、状態検出期間において電力投入部に状態検出電力を投入させ、状態検出期間中の抵抗値の変化を算出し、抵抗値の変化に応じた時刻−電力関係を取得し、状態検出期間の経過後、電力投入部に時刻−電力関係に基づく電力を投入させ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１００の動作を説明する。制御部１８０による処理を表すフローチャートを図７に示す。ステップＳ１０１において制御部１８０は、エネルギ処置具１２０が接続しているケーブル１６０が、コネクタ１６５を介して制御装置１７０に接続されたか否かを判定する。接続されていないとき、制御部１８０はステップＳ１０１を繰り返す。一方、制御部１８０がエネルギ処置具１２０に接続するケーブル１６０が制御装置１７０に接続されたと判定したら、処理はステップＳ１０２に移される。

ステップＳ１０２において制御部１８０は、接続されたエネルギ処置具１２０の形式に応じて、記憶部１８７に保存された時刻−電力リストを読み出す。時刻−電力リストは、例えば図８に示すような表である。時刻−電力リストには、例えば複数の時刻ｔｍ乃至ｔｏｐに対する電力Ｐの値、すなわち複数の時刻−電力関係が、変数β毎に記録されている。このような時刻−電力リストは、エネルギ処置具１２０の形式毎に用意されている。時刻−電力リストは、例えば記憶部１８７に保存されている。例えば、制御装置１７０に接続されたエネルギ処置具１２０が形式Ａのものであった場合、制御部１８０は記憶部１８７から形式Ａに対応する時刻−電力リストを読み出し、エネルギ処置具１２０が形式Ｂのものであった場合、制御部１８０は記憶部１８７から形式Ｂに対する時刻−電力リストを読み出す。エネルギ処置具１２０の形式は、例えばエネルギ処置具１２０のメモリ１２３に記憶されている。制御部１８０は、エネルギ処置具１２０が制御装置１７０に接続されたとき、メモリ１２３に記憶された情報を読み出すことでエネルギ処置具１２０の形式を判別する。なお、時刻−電力リストは、図８に示すような表に限らない。例えば時刻と電力との関係を表す多項式で与えられてもよい。

ステップＳ１０３において制御部１８０は、定義済み処理である出力設定処理を実行する。出力設定処理では、制御部１８０は、入力部１８５を介して術者の指示を受け取り、治療用処置装置１００の出力条件、例えば、高周波エネルギ出力の設定電力等を設定する。ここで、術者がそれぞれの値を個別に設定するようにしてもよいし、術者は術式に応じた設定値のセットを選択し、その選択に基づいて制御部１８０が出力条件を決定するようにしてもよい。

エネルギ処置具１２０の保持部１２５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１２５を開閉させ、第１の保持部材１２７と第２の保持部材１２８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１２７に設けられた第１の高周波電極１３２と第２の保持部材１２８に設けられた第２の高周波電極１３４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。

ステップＳ１０４において制御部１８０は、術者による高周波処置開始の指示が入力されたか否かの判定を繰り返す。術者は、保持部１２５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。例えばフットスイッチ２１６がＯＮに切り換えられ、制御部１８０が高周波処置開始の指示が入力されたと判定する。このとき、ステップＳ１０５において制御部１８０は、高周波処置実施処理を実行する。高周波処置実施処理では、制御装置１７０の高周波エネルギ出力回路１８１から、ケーブル１６０を介して第１の高周波電極１３２及び第２の高周波電極１３４に、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。所定時間の経過後、又は術者の指示に基づいて、制御部１８０は高周波エネルギの出力を停止し、高周波処置実施処理は終了する。

ステップＳ１０６において制御部１８０は、術者による加熱処置開始の指示が入力されたか否かの判定を繰り返す。例えばフットスイッチ２１６がＯＮに切り換えられ、制御部１８０が加熱処置開始の指示が入力されたと判定したら、ステップＳ１０７において制御部１８０は、加熱処置実施処理を実行する。加熱処置実施処理では、後に詳述するようにして、制御装置１７０は第１の高周波電極１３２及び第２の高周波電極１３４の温度が目標温度になるように発熱チップ１４０に電力を供給する。ここで、目標温度は、例えば２００℃程度である。このとき電流は、制御装置１７０の発熱チップ駆動回路１８２の電力投入部１８３から、発熱チップ用通電ライン１６２を介して、各発熱チップ１４０の抵抗パターン１４３を流れる。各発熱チップ１４０の抵抗パターン１４３は、電流によって発熱する。

抵抗パターン１４３で発生した熱は、基板１４１及び接合用金属層１４９を介して、第１の高周波電極１３２及び第２の高周波電極１３４に伝わる。その結果、第１の高周波電極１３２及び第２の高周波電極１３４の温度は上昇する。これらの熱によって第１の高周波電極１３２又は第２の高周波電極１３４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、熱エネルギの出力は停止され、加熱処置実施処置は終了する。以上のようにして、制御部１８０による一連の処理は終了する。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。

次に、加熱処置実施処理について説明する。加熱処置実施処理の概要は、以下の通りである。制御部１８０は、発熱チップ駆動回路１８２の電力投入部１８３に、発熱チップ１４０に状態検出電力としての所定の電力Ｐ０を時刻ｔｍまでの間供給するよう指令する。ここで、時刻ｔｍは、例えば０．５秒又は１秒程度である。

電力Ｐ０の投入開始時の抵抗パターン１４３の抵抗値を抵抗値Ｒ０とし、時刻ｔｍにおける抵抗パターン１４３の抵抗値を抵抗値Ｒｍとする。このとき、第１の高周波電極１３２又は第２の高周波電極１３４の時刻ｔｍまでの間における温度上昇ΔＴは、次式（１）で表すことができる。
ΔＴ＝（Ｒｍ／Ｒ０−１）／α （１）
ここで、αは、抵抗パターン１４３の抵抗温度係数（Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ；ＴＣＲ）である。ＴＣＲは、抵抗パターン１４３を形成する材料によって決まる定数である。すなわち、製造工程で不均一さが生じる抵抗パターン１４３の線幅や厚さには依存しない。したがって、同一材料を用いた同一構造の発熱チップ１４０ではαの差異はごく小さく、同一の形式であればエネルギ処置具１２０毎のαの差異はごく小さい。以上のことから、制御部１８０は、一定の電力Ｐ０を時刻ｔｍまで供給して抵抗値Ｒ０及び抵抗値Ｒｍを取得することにより、温度上昇ΔＴを算出することができる。

本実施形態では、制御部１８０は、このように算出される温度上昇ΔＴに係る値、すなわち変数β＝Ｒｍ／Ｒ０に基づいて、以降の発熱チップ１４０への投入電力を決定する。例えば温度上昇ΔＴ（変数β）が比較的大きいとき、第１の高周波電極１３２又は第２の高周波電極１３４において、生体組織と接触している面積は比較的小さい。この場合、制御部１８０は、その後に投入する電力を比較的小さくする。一方、温度上昇ΔＴ（変数β）が比較的小さいときとき、第１の高周波電極１３２又は第２の高周波電極１３４において、生体組織と接触している面積は比較的大きい。この場合、制御部１８０は、その後に投入する電力を比較的大きくする。

加熱処置実施処理について図９に示すフローチャートを参照して説明する。ステップＳ２０１において制御部は、各種パラメータを初期値に設定する。例えば、制御部１８０は、時刻ｔを０にリセットして時刻の計測を開始する。また、制御部１８０は、発熱チップ１４０への投入電力を所定の電力Ｐ０に設定する。また、制御部１８０は、発熱チップ１４０の抵抗パターン１４３に印加する電圧Ｖを初期値Ｖ０に設定し、電力投入部１８３にその電圧を抵抗パターンに印加させる。

ステップＳ２０２において制御部１８０は、発熱チップ駆動回路１８２の抵抗値取得部１８４が電圧Ｖ０を印加したときに流れる電流Ｉ０に基づいて算出した抵抗パターン１４３の抵抗値Ｒを取得する。ステップＳ２０３において制御部１８０は、ステップＳ２０２において取得した抵抗値Ｒを、電力投入開始時の抵抗値Ｒ０として記憶する。

ステップＳ２０４において制御部１８０は、ステップＳ２０１で設定した投入電力Ｐ＝Ｐ０と抵抗値Ｒとに基づいて、抵抗パターン１４３に印加する電圧Ｖを、Ｖ＝（Ｐ×Ｒ）^０．５に基づいて算出する。ステップＳ２０５において制御部１８０は、発熱チップ駆動回路１８２の電力投入部１８３を制御して、ステップＳ２０４で算出した電圧Ｖを抵抗パターン１４３に印加させる。ステップＳ２０６において制御部１８０は、ステップＳ２０２と同様に、抵抗パターン１４３の抵抗値Ｒを取得する。ステップＳ２０７において制御部１８０は、時刻ｔが所定の時刻ｔｍより大きいか否かを判定する。時刻ｔが時刻ｔｍ以下のとき、処理は、ステップＳ２０４に戻される。すなわち、所定の時刻ｔｍまで、発熱チップ１４０には、所定の電力Ｐ０が投入される。

ステップＳ２０７の判定で、時刻ｔが時刻ｔｍより大きいとき、処理は、ステップＳ２０８に移される。ステップＳ２０８において制御部１８０は、時刻ｔｍにおける抵抗パターン１４３の抵抗値Ｒｍを記憶する。ステップＳ２０９において制御部１８０は、変数βをβ＝Ｒｍ／Ｒ０に基づいて算出する。この変数βは、温度上昇ΔＴに係る値である。さらに制御部１８０は、ステップＳ１０２で読み出した時刻−電力リストから、算出した変数βに対応する時刻−電力関係Ｐ＝ｆ（β，ｔ）を抽出する。

ステップＳ２１０において制御部１８０は、時刻ｔに応じた発熱チップ１４０への投入電力Ｐを、時刻−電力関係Ｐ＝ｆ（β，ｔ）に基づいて決定する。ステップＳ２１１において制御部１８０は、電力Ｐを投入するために必要な発熱チップ１４０の抵抗パターン１４３に印加する電圧Ｖを、Ｖ＝（Ｐ×Ｒ）^０．５に基づいて算出する。ステップＳ２１２において制御部１８０は、電力投入部１８３を制御して、ステップＳ２１１で算出した電圧Ｖを抵抗パターン１４３に印加させる。ステップＳ２１３において制御部１８０は、ステップＳ２０２と同様に、抵抗パターン１４３の抵抗値Ｒを取得する。ステップＳ２１４において制御部１８０は、時刻ｔが処置時間ｔｏｐより大きいか否かを判定する。時刻ｔが処置時間ｔｏｐ以下のとき、処理はステップＳ２１０に戻される。すなわち、処置時間ｔｏｐが経過するまで、発熱チップ１４０には、時刻−電力関係に応じた電力Ｐが投入される。ここで、処置時間ｔｏｐは、例えば３０秒程度である。ステップＳ２１４の判定で、時刻ｔが処置時間ｔｏｐより大きいとき、処理はステップＳ１０７に戻される。このように、例えば時刻０乃至ｔｍは、状態検出期間に相当する。

時間経過に対する第１の高周波電極１３２の温度と投入電力との関係について、第１の高周波電極１３２と生体組織との接触状態が異なる３つの例を図１０乃至１２に示す。図１０（ａ）に示すように、温度上昇ΔＴ＝（Ｒｍ／Ｒ０−１）／αが比較的大きい場合、すなわち、変数βが比較的大きい場合、第１の高周波電極１３２と生体組織との接触面積は、比較的小さいと考えられる。このような場合に用いられる時刻−電力関係Ｐ＝ｆ（β，ｔ）は、例えば図１０（ｂ）に示すようになっている。すなわち、時刻ｔｍ以降、投入電力Ｐは、徐々に減少する関係にあり、所定の時間が経過した後は、一定の電力が供給される。このような電力を投入することで、第１の高周波電極１３２の温度は、図１０（ａ）に示すように目標温度Ｔｏｐに維持される。

図１１（ａ）に示すように、温度上昇ΔＴが中程度である場合、すなわち、変数βが中程度である場合、第１の高周波電極１３２と生体組織との接触面積は、中程度であると考えられる。このような場合に用いられる時刻−電力関係Ｐ＝ｆ（β，ｔ）は、例えば図１１（ｂ）に示すようになっている。すなわち、時刻ｔｍ以降、投入電力Ｐは、最大投入電力Ｐｍａｘまで上昇し、短時間この電力を維持し、その後電力は徐々に減少し、一定の電力となる。このような電力を投入することで、第１の高周波電極１３２の温度は、図１１（ａ）に示すように、目標温度Ｔｏｐに維持される。

図１２（ａ）に示すように、温度上昇ΔＴが比較的小さい場合、すなわち、変数βが比較的小さい場合、第１の高周波電極１３２と生体組織との接触面積は、大きいと考えられる。このような場合に用いられる時刻−電力関係Ｐ＝ｆ（β，ｔ）は、例えば図１２（ｂ）に示すようになっている。すなわち、時刻ｔｍ以降、投入電力Ｐは、最大投入電力Ｐｍａｘまで上昇し、その後しばらくこの電力を維持する。最大投入電力Ｐｍａｘで維持される時間は、図１１（ｂ）に示した接触面積が中程度の場合よりも長く、例えば７〜８秒程度である。その後電力は徐々に減少する。このような電力を投入することで、第１の高周波電極１３２の温度は、図１２（ａ）に示すように、目標温度Ｔｏｐに維持される。

なお、図１０、図１１、図１２に示したような時刻−電力関係及び温度変化は、一例であってこれに限らない。時刻−電力関係は、予め精密な計測を行うことによって設定してもよいし、伝熱解析の結果に基づいて設定してもよい。また、ここでは３種類の時刻−電力関係について言及したが、より多くの時刻−電力関係を設定しておいて、より多くの時刻−電力関係を時刻−電力リストが有していてもよいことはもちろんである。

このように本実施形態によれば、抵抗パターン１４３の抵抗値と温度との関係が未知であっても、また、第１の高周波電極１３２又は第２の高周波電極１３４の温度が未知であっても、第１の高周波電極１３２又は第２の高周波電極１３４を適切な温度に制御することができる。すなわち、抵抗パターンの温度が不明であっても、第１の高周波電極１３２又は第２の高周波電極１３４と生体組織との接触面積によらず、第１の高周波電極１３２又は第２の高周波電極１３４を適切な温度に制御し、目標温度Ｔｏｐにおいて処置を行うことができる。

本実施形態によれば、抵抗パターン１４３の抵抗値と温度との関係を予め取得しておく必要はないので、抵抗パターン１４３の抵抗値と温度との関係を取得する工程を削減することができる。また、この抵抗パターン１４３に関する工程削減によって、エネルギ処置具１２０のコストを低減させることができる。
また、本実施形態によれば、発熱チップ１４０の温度を取得して、その温度に基づいたフィードバック制御をする場合と比較して、装置の構造及び装置の制御を単純化することができる。

なお、投入電力Ｐ０は、接触面積が０又は想定し得る最小の場合に投入したとしても、時刻ｔｍの時点で第１の高周波電極１３２又は第２の高周波電極１３４の温度が目標温度Ｔｏｐよりも若干低くなる程度とすることが好ましい。電力Ｐ０をこのような電力よりも大きくすると、第１の高周波電極１３２又は第２の高周波電極１３４と生体組織との接触面積が小さい場合に、時刻ｔｍの時点で第１の高周波電極１３２又は第２の高周波電極１３４の温度が目標温度Ｔｏｐを超えてしまうおそれがある。一方、電力Ｐ０をこのような電力よりも小さくすると、第１の高周波電極１３２又は第２の高周波電極１３４と生体組織との接触面積が大きい場合に、時刻ｔｍにおける温度上昇ΔＴが小さく、変数βの取得精度が低下すおそれがある。

［第１の変形例］
上述の実施形態において、エネルギ処置具１２０のメモリ１２３には、当該エネルギ処置具１２０の形式が記憶されており、制御装置１７０の記憶部１８７には、エネルギ処置具１２０の形式に対応した複数の時刻−電力リストが記憶されている。これに対して本変形例では、当該エネルギ処置具１２０に対応する時刻−電力リストが、エネルギ処置具１２０のメモリ１２３に記憶されている。この時刻−電力リストには、例えば図１３に示すように、時刻に対する投入電力の関係が変数β毎に記録されている。各エネルギ処置具１２０のメモリ１２３は、このような時刻−電力リストを例えば１つ記憶している。このように本変形例では、例えばメモリ１２３は、時刻−電力リストを記憶する記憶部として機能する。

本変形例では、ステップＳ１０２において制御部１８０は、メモリ１２３から時刻−電力リストを読み出す。ステップＳ２０９では、読み出した時刻−電力リストから算出したβに対応する時刻−電力関係を抽出する。本変形例によっても、上述の実施形態と同様に動作し、同様の効果が得られる。

［第２の変形例］
上述の実施形態では、状態検出期間としての時刻０乃至ｔｍにおいて、投入する電力Ｐ＝Ｐ０としたが、この電力は一定値に限らない。時刻と共に変化する電力であってもよい。この場合、その電力を投与した際の抵抗値変化に係る値に基づいて、第１の高周波電極１３２及び第２の高周波電極１３４の温度を目標温度Ｔｏｐとするための時刻−電力関係を特定することができればよい。例えば所定の電力投入パターンを予め定めておき、その電力投入パターンで電力を投入したときに、上述の実施形態と同様に求まる変数βに応じた時刻−電力関係を時刻−電力リストとして記憶部１８７に記憶しておけばよい。また、状態検出期間に、電力が供給されない期間が含まれていてもよい。

また、上述の実施形態では、制御部１８０は、時刻０と時刻ｔｍとにおける抵抗パターン１４３の抵抗値を取得しているが、その他の時刻０乃至ｔｍの間の２つの時刻に取得した抵抗パターン１４３の抵抗値を用いて変数βを算出してもよい。また、上述の実施形態では、電力投入開始時の抵抗パターン１４３の抵抗値Ｒ０と時刻ｔｍにおける抵抗値Ｒｍとの比を変数βとしているが、変数βに相当するものは、これに限らない。例えば、抵抗値の増加量でもよいし、抵抗値の増加速度でもよい。時刻−電力リストが、上記何れかの方法で算出される抵抗値変化に係る値と、それに対応する第１の高周波電極１３２及び第２の高周波電極１３４の温度を目標温度Ｔｏｐとする時刻−電力関係とを有していれば、上述の実施形態と同様に動作し、同様の効果が得られる。

また、抵抗値に基づかなくとも、例えば保持部１２５に、生体組織との接触面積を検出する接触センサを備え、この接触センサの出力を変数βと同様に機能させてもよい。また、例えば第１の高周波電極１３２に温度センサを備え、この温度センサの出力を変数βと同様に機能させてもよい。

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。

１００…治療用処置装置、１２０…エネルギ処置具、１２３…メモリ、１２５…保持部、１２７…第１の保持部材、１２８…第２の保持部材、１３２…第１の高周波電極、１３４…第２の高周波電極、１４０…発熱チップ、１４１…基板、１４３…抵抗パターン、１４５…電極、１４７…絶縁膜、１４９…接合用金属層、１６０…ケーブル、１６２…発熱チップ用通電ライン、１６３…ワイヤ、１６５…コネクタ、１７０…制御装置、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…電力投入部、１８４…抵抗値取得部、１８５…入力部、１８６…表示部、１８７…記憶部、１８８…スピーカ、２１６…フットスイッチ、２２２…ハンドル、２２４…シャフト、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、２６２…第１の保持部材本体、２６４，２７４…カッタ案内溝、２６５…封止膜、２６８…高周波電極用通電ライン、２７２…第２の保持部材本体。

Claims (6)

1. 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、
   前記生体組織に熱を伝える伝熱部、及び電力が投入されることによって前記伝熱部を加熱する抵抗素子を有する処置具と、
   経過時間と前記抵抗素子に投入する電力との関係である時刻−電力関係を複数含む時刻−電力リストを記憶する記憶部と、
   前記処置具の動作を制御する制御装置と、
   を具備し、
   前記制御装置は、
   前記抵抗素子の抵抗値を取得する抵抗値取得部と、
   前記抵抗素子に電力を投入する電力投入部と、
   所定の期間である状態検出期間において、前記電力投入部に所定の電力である状態検出電力を投入させ、
   前記抵抗値取得部が取得した前記抵抗値に基づいて、前記状態検出期間中の前記抵抗値の変化を算出し、
   前記時刻−電力リストから前記抵抗値の前記変化に応じた前記時刻−電力関係を取得し、
   前記状態検出期間の経過後、前記電力投入部に、取得した前記時刻−電力関係に基づく電力を投入させる
   制御部と、
   を有する
   ことを特徴とする治療用処置装置。
2. 前記状態検出電力の最大値は、前記時刻−電力関係に基づく電力の最大値よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の治療用処置装置。
3. 前記制御部は、前記状態検出期間の開始時の前記抵抗値と前記状態検出期間の終了時の前記抵抗値との比を前記抵抗値の前記変化として算出し、この比に応じた前記時刻−電力関係を前記記憶部から取得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。
4. 前記状態検出電力は、一定の電力値を有す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。
5. 前記処置具と前記制御装置とは着脱可能であり、
   前記処置具には、複数の種類があり、
   前記処置具は、各々その処置具の前記種類を特定する種類識別情報を有しており、
   前記記憶部は、前記制御装置に備えられており、
   前記記憶部は、前記種類に対応した複数の前記時刻−電力リストを記憶しており、
   前記制御部は、前記種類識別情報に基づいて、前記記憶部から前記制御装置に接続された前記処置具に対応した前記時刻−電力関係を取得する、
   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。
6. 前記処置具と前記制御装置とは着脱可能であり、
   前記処置具には、複数の種類があり、
   前記記憶部は、前記処置具に備えられており、
   前記記憶部は、その記憶部が備えられた前記処置具の前記種類に対応した前記時刻−電力リストを記憶しており、
   前記制御部は、前記記憶部から前記処置具に対応した前記時刻−電力関係を取得する、
   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。

Images