JP2013090737A - Microwave surgical instrument and apparatus including microwave surgical instrument - Google Patents
Microwave surgical instrument and apparatus including microwave surgical instrument Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013090737A JP2013090737A JP2011234100A JP2011234100A JP2013090737A JP 2013090737 A JP2013090737 A JP 2013090737A JP 2011234100 A JP2011234100 A JP 2011234100A JP 2011234100 A JP2011234100 A JP 2011234100A JP 2013090737 A JP2013090737 A JP 2013090737A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- microwave
- forceps
- electrode
- surgical instrument
- hemostasis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000023597 hemostasis Effects 0.000 claims abstract description 52
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 claims description 10
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 6
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 5
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 claims description 4
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 34
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 19
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 8
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 7
- 230000002439 hemostatic effect Effects 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 3
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 3
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 3
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 2
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 2
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 206010050979 Lymphorrhoea Diseases 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 210000001124 body fluid Anatomy 0.000 description 1
- 239000010839 body fluid Substances 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000001700 effect on tissue Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 230000009545 invasion Effects 0.000 description 1
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 238000002432 robotic surgery Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Surgical Instruments (AREA)
Abstract
Description
本発明はマイクロ波手術器に関し、より詳細には、マイクロ波手術器を組み込んだ手術用の装置に関する。 The present invention relates to a microwave surgical instrument, and more particularly to a surgical device incorporating a microwave surgical instrument.
マイクロ波を用いた手術支援用の種々のデバイスが開発されてきた。例えば特許文献１には、生体組織に対してマイクロ波を照射することで生体組織を凝固または止血するマイクロ波手術装置が開示されている。特許文献１に記載のマイクロ波手術装置は、マイクロ波発生ユニットと、マイクロ波発生ユニットからのマイクロ波を生体組織に対して照射する手術電極とを有している。同軸ケーブルによって、マイクロ波発生ユニットからのマイクロ波を手術電極へと伝送し、手術電極からマイクロ波を生体組織に対して照射することによって、生体組織内に発生した誘電熱を利用し、生体組織の凝固、止血、切開等を行うことができる。 Various devices for operation support using microwaves have been developed. For example, Patent Literature 1 discloses a microwave surgical apparatus that coagulates or stops hemostasis of a living tissue by irradiating the living tissue with microwaves. The microwave surgical apparatus described in Patent Literature 1 includes a microwave generation unit and a surgical electrode that irradiates a living tissue with the microwave from the microwave generation unit. A coaxial cable transmits microwaves from the microwave generation unit to the surgical electrode and irradiates the biological tissue with microwaves from the surgical electrode, thereby utilizing the dielectric heat generated in the biological tissue. Coagulation, hemostasis, incision, etc. can be performed.
また例えば下記特許文献２には、マイクロ波手術器が開示されている。特許文献２に記載のマイクロ波手術器は、組織や血管の極めて強力なシーリング効果を持ち、煙やミストが出ず、従来の類似デバイスと比較しても優れた手術支援用のデバイスである。 Further, for example, Patent Literature 2 below discloses a microwave surgical device. The microwave surgical device described in Patent Document 2 is a device for surgical support that has an extremely strong sealing effect on tissues and blood vessels, does not emit smoke or mist, and is superior to conventional similar devices.
一方で、近年ではロボットを用いた手術が導入されつつある。手術用のロボットには止血能力が不可欠であるが、現在は、止血手段として高周波を用いた電気メスしか供給されていない。高周波を用いた電気メスでは、組織や血管をシーリングする能力が不十分であり、リンパ漏れが生じる。さらに、多くの関節を有するロボットアームの先端にエネルギーデバイスを装着する技術は現時点では無く、自在に可動するロボットアームの先端にエネルギーデバイスを持たせることは、現時点では、内視鏡の鉗子を持たせること以外に成功した事例は無い。この場合、マイクロ波を伝送する同軸ケーブルにある程度の太さが必要となるので、同軸ケーブルがロボットアームの関節の可動を阻害し、ロボットアームが自在に可動することが困難となる。そこで、自在に可動するロボットアームの先端に、組織や血管の十分なシーリング能力を有する小型のエネルギーデバイスを装着することが期待されている。 On the other hand, in recent years, surgery using a robot is being introduced. Although hemostasis is indispensable for a surgical robot, at present, only an electric knife using a high frequency is supplied as a hemostasis means. An electrosurgical unit using high frequency has insufficient ability to seal tissues and blood vessels, and lymph leakage occurs. Furthermore, there is currently no technology for attaching an energy device to the tip of a robot arm having many joints, and it is currently possible to have an energy device at the tip of a robot arm that can move freely. There is no successful case other than making it happen. In this case, since the coaxial cable for transmitting the microwave needs to have a certain thickness, the coaxial cable hinders the movement of the joint of the robot arm, and it becomes difficult for the robot arm to move freely. Therefore, it is expected that a small energy device having sufficient sealing ability for tissues and blood vessels is attached to the tip of a freely movable robot arm.
以下では、説明の便宜上、本出願人による特許文献２に記載のマイクロ波手術器を、従来技術に係る発明として説明する。図５は、従来技術に係るマイクロ波手術器の側面図である。 Below, for convenience of explanation, the microwave surgical instrument described in Patent Document 2 by the present applicant will be described as an invention according to the prior art. FIG. 5 is a side view of a conventional microwave surgical instrument.
図５に示すように、マイクロ波手術器８１は、先端に電極部８２４を有する手術器本体８２を備えている。手術器本体８２は、本体グリップ部８２１と、本体グリップ部８２１に揺動可能に取り付けられたスライドグリップ部８２２と、本体グリップ部８２１の先端に取り外し可能に螺合された挿入部８２３とを備えている。電極部８２４は挿入部８２３の先端に設けられている。 As shown in FIG. 5, the microwave surgical instrument 81 includes a surgical instrument body 82 having an electrode portion 824 at the tip. The surgical instrument main body 82 includes a main body grip portion 821, a slide grip portion 822 that is swingably attached to the main body grip portion 821, and an insertion portion 823 that is removably screwed to the distal end of the main body grip portion 821. ing. The electrode portion 824 is provided at the distal end of the insertion portion 823.
電極部８２４は第１の電極８２４ａおよび第２の電極８２４ｂを備え、スライドグリップ部８２２を握って矢印Ａで示すように本体グリップ部８２１側に移動させることで、第１の電極８２４ａ及び第２の電極８２４ｂが互いに近づくように移動して、生体組織を挟むことができる。本体グリップ部８２１にはマイクロ波照射のオン／オフを制御するスイッチ８２５が設けられている。 The electrode portion 824 includes a first electrode 824a and a second electrode 824b, and by holding the slide grip portion 822 and moving it toward the main body grip portion 821 as indicated by an arrow A, the first electrode 824a and the second electrode 824 are provided. The electrodes 824b move so as to approach each other, and the living tissue can be sandwiched. The main body grip portion 821 is provided with a switch 825 for controlling on / off of microwave irradiation.
本体グリップ部８２１の後端側からは、後述する電子回路部８５へ電力を供給するための電源ケーブル８２６と、電子回路部８５からの熱を放出するための冷却水を供給する給水チューブ８４１とが延びており、これらは電源や冷却水源に接続可能となっている。 From the rear end side of the main body grip portion 821, a power cable 826 for supplying power to an electronic circuit portion 85 described later, and a water supply tube 841 for supplying cooling water for releasing heat from the electronic circuit portion 85, These can be connected to a power source or a cooling water source.
図６は、従来技術に係るマイクロ波手術器の筐体および冷却水袋が設置された部分の側面図である。 FIG. 6 is a side view of a portion where a casing and a cooling water bag of a microwave surgical instrument according to the prior art are installed.
図６に示すように、本体グリップ８２１内には直方体上の筐体８３が設置されており、この筐体８３内には、後述するマイクロ波発振器９１、増幅器９２、可変出力整合回路９３、検出回路９４、マイクロコントローラ９５等から構成される電子回路部８５が収容されている。筐体８３の先端部にはＳＭＡコネクタ等のコネクタ８３１が設置されており、挿入部８２３を本体グリップ部８２１に螺合させることで、このコネクタ８３１が、挿入部８２３内の給電ライン８２３ａの後端に設けられたコネクタ８２３ｂに接続可能となっている。 As shown in FIG. 6, a rectangular parallelepiped housing 83 is installed in the main body grip 821, and in this housing 83, a microwave oscillator 91, an amplifier 92, a variable output matching circuit 93, and a detection circuit, which will be described later, are detected. An electronic circuit unit 85 including a circuit 94, a microcontroller 95, and the like is accommodated. A connector 831 such as an SMA connector is installed at the distal end portion of the housing 83, and the connector 831 is screwed into the main body grip portion 821 so that the connector 831 is connected to the rear of the power supply line 823 a in the insertion portion 823. It can be connected to a connector 823b provided at the end.
マイクロ波電力の低下や動作不安定などの問題を防止するためには、筐体８３内の電子回路部８５から発生する熱を効果的に放出する必要がある。このため、筐体８３の上面をほぼ覆うように、冷却水袋８４が筐体８３上に設けられている。冷却水袋８４には給水チューブ８４１を介して外部の冷却水源（図示省略）が接続されている。冷却水袋８４内において筐体８３から吸熱した水は、排水チューブ８４２を介して外部へと排水される。 In order to prevent problems such as a decrease in microwave power and unstable operation, it is necessary to effectively release heat generated from the electronic circuit unit 85 in the housing 83. For this reason, the cooling water bag 84 is provided on the housing 83 so as to substantially cover the upper surface of the housing 83. An external cooling water source (not shown) is connected to the cooling water bag 84 via a water supply tube 841. The water absorbed from the housing 83 in the cooling water bag 84 is drained to the outside through the drain tube 842.
図７は、従来技術に係るマイクロ波手術器の電子回路部の回路図である。 FIG. 7 is a circuit diagram of an electronic circuit unit of a microwave surgical instrument according to the prior art.
図７に示すように、電子回路部８５は、マイクロ波発振器９１と、マイクロ波を増幅させるための増幅器９２とを有するマイクロ波発生ユニット９０を備えている。増幅器９２と電極部８２４とを直接接続すると、マイクロ波発生ユニット９０（特に増幅器９２）の出力インピーダンスと生体組織のインピーダンスとの整合が取れないので、マイクロ波発生ユニット９０（特に増幅器９２）と電極部８２４との間に可変出力整合回路９３を備えている。可変出力整合回路９３はコイル９３１と、第１および第２の可変コンデンサ９３２ａ、９３２ｂとを備えており、第１および第２の可変コンデンサ９３２ａ、９３２ｂの静電容量を調節することで、インピーダンス整合を行う。 As shown in FIG. 7, the electronic circuit unit 85 includes a microwave generation unit 90 having a microwave oscillator 91 and an amplifier 92 for amplifying the microwave. If the amplifier 92 and the electrode unit 824 are directly connected, the output impedance of the microwave generation unit 90 (particularly the amplifier 92) and the impedance of the living tissue cannot be matched. A variable output matching circuit 93 is provided between the unit 824 and the unit 824. The variable output matching circuit 93 includes a coil 931 and first and second variable capacitors 932a and 932b, and impedance matching is performed by adjusting the capacitance of the first and second variable capacitors 932a and 932b. I do.
各可変コンデンサ９３２ａ、９３２ｂの静電容量は、マイクロ波発生ユニット９０（特に増幅器９２）と電極部８２４との間における入射電力及び反射電力に基づいて決定される。このために、電子回路部８５は、検出回路９４とマイクロコントローラ９５とをさらに備えている。検出回路９４は、可変出力整合回路９３と電極部８２４との間に接続されており、双方向の検波器９４１及び方向性結合器９４２を備えている。マイクロコントローラ９５は、演算処理や制御処理をするためのマイクロプロセッサ９５１と、アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）９５２ａ〜９５２ｃと、デジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）９５３ａ〜９５３ｃと、メモリ（図示省略）とを備えている。 The electrostatic capacitances of the variable capacitors 932a and 932b are determined based on incident power and reflected power between the microwave generation unit 90 (particularly the amplifier 92) and the electrode unit 824. For this purpose, the electronic circuit unit 85 further includes a detection circuit 94 and a microcontroller 95. The detection circuit 94 is connected between the variable output matching circuit 93 and the electrode unit 824, and includes a bidirectional detector 941 and a directional coupler 942. The microcontroller 95 includes a microprocessor 951 for performing arithmetic processing and control processing, analog / digital converters (ADC) 952a to 952c, digital / analog converters (DAC) 953a to 953c, and a memory (not shown). And.
通常、マイクロ波の電送に用いる同軸ケーブルのインピーダンスは５０Ωであり、マイクロ波発振器の出力インピーダンスも、これに合わせて５０Ωとなっている。一方、マイクロ波を照射して止血が完了するまで、止血鉗子のマイクロ波に対する負荷インピーダンスは５Ω〜２０Ωの間で変化する。インピーダンス整合を行わない場合、電力の伝送効率は３３％〜８２％程度となり、止血が進むにつれて伝送効率が極端に悪化する。そのため、特許文献２に記載のマイクロ波手術器では、可変出力整合回路９３および検出回路９４を使用してインピーダンスを整合させて、効率よくマイクロ波を伝送している。 Normally, the impedance of the coaxial cable used for microwave transmission is 50Ω, and the output impedance of the microwave oscillator is 50Ω in accordance with this. On the other hand, until the hemostasis is completed by irradiating the microwave, the load impedance of the hemostatic forceps to the microwave varies between 5Ω and 20Ω. When impedance matching is not performed, the power transmission efficiency is approximately 33% to 82%, and the transmission efficiency is extremely deteriorated as hemostasis progresses. Therefore, in the microwave surgical instrument described in Patent Document 2, impedance is matched using the variable output matching circuit 93 and the detection circuit 94 to efficiently transmit the microwave.
特許文献２に記載のマイクロ波手術器は、手術器本体８２の全長（電極部８２４の先端から本体グリップ部８２１の後端までの長さ）Lpは２５０〜３００mm程度であり、大型のマイクロ波発生ユニットを有する従来のマイクロ波手術器と比較して、十分に小型化されている。しかしながら、自在に可動するロボットアームの先端に組み込むには、さらなる小型化が必要とされていた。 The microwave surgical instrument described in Patent Document 2 has a total length of the surgical instrument main body 82 (length from the tip of the electrode part 824 to the rear end of the main body grip part 821) Lp is about 250 to 300 mm, and a large microwave Compared to a conventional microwave surgical device having a generation unit, it is sufficiently miniaturized. However, further downsizing has been required to incorporate it into the tip of a freely movable robot arm.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、自在に可動するロボットアームの先端に装着できる程度に小型化されたマイクロ波手術器を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a microwave surgical instrument that is miniaturized to such an extent that it can be attached to the tip of a freely movable robot arm.
上記目的の達成のために、本発明に係るマイクロ波手術器（１）は、生体組織の止血を行うマイクロ波手術器であって、マイクロ波を発振および増幅するマイクロ波発生部と、前記生体組織に前記マイクロ波を照射するための電極対である第１の電極および第２の電極を有する鉗子部と、前記鉗子部および前記マイクロ波発生部の間に接続され、前記鉗子部を駆動する鉗子駆動部と、前記鉗子部を介して前記生体組織に所定の低周波交流電流を供給する低周波定電流源と、外部から入力される前記マイクロ波の照射制御信号と、前記低周波交流電流とに基づいて、前記マイクロ波発生部および前記鉗子駆動部を制御するマイクロコントローラとを備え、前記マイクロ波発生部の出力インピーダンスが、固定値であり、止血開始時の出力インピーダンスおよび止血終了時の出力インピーダンスの幾何平均であることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a microwave surgical instrument (1) according to the present invention is a microwave surgical instrument for hemostasis of a biological tissue, and a microwave generator for oscillating and amplifying a microwave, and the biological instrument A forceps part having a first electrode and a second electrode, which are electrode pairs for irradiating the tissue with the microwaves, is connected between the forceps part and the microwave generation part, and drives the forceps part A forceps driving unit, a low-frequency constant current source for supplying a predetermined low-frequency alternating current to the living tissue via the forceps unit, an irradiation control signal for the microwave input from the outside, and the low-frequency alternating current And a microcontroller for controlling the microwave generation unit and the forceps driving unit, the output impedance of the microwave generation unit is a fixed value, and the output impedance at the start of hemostasis is Characterized in that the geometric mean of the dance and the output impedance at the hemostatic ends.
また、本発明に係るマイクロ波手術器（２）は、マイクロ波手術器（１）において、前記マイクロ波発生部が、前記マイクロ波を発振するマイクロ波発振器と、前記マイクロ波を増幅し、増幅された前記マイクロ波を前記鉗子駆動部を介して前記鉗子部に送信する増幅器とを備え、前記マイクロ波発振器および前記増幅器が半導体素子を用いて構成されている。 In the microwave surgical instrument (2) according to the present invention, in the microwave surgical instrument (1), the microwave generation unit amplifies the microwave by amplifying the microwave and the microwave oscillator that oscillates the microwave. And an amplifier that transmits the microwave to the forceps part via the forceps driving part, and the microwave oscillator and the amplifier are configured using semiconductor elements.
また、本発明に係るマイクロ波手術器（３）は、マイクロ波手術器（１）において、前記鉗子駆動部が、前記電極対を開閉させて前記生体組織を挟持する鉗子開閉機構と、前記マイクロコントローラからの制御信号に基づいて駆動力を発生し、前記鉗子開閉機構に駆動力を伝達する鉗子駆動機構とを備え、前記第１の電極がリターン電極として機能し、前記第２の電極が、前記マイクロ波を供給するアクティブ電極として機能する。 In the microwave surgical instrument (3) according to the present invention, in the microwave surgical instrument (1), the forceps driving unit opens and closes the electrode pair to sandwich the living tissue, and the microscopic surgical instrument (3). A forceps driving mechanism that generates a driving force based on a control signal from the controller and transmits the driving force to the forceps opening / closing mechanism, wherein the first electrode functions as a return electrode, and the second electrode It functions as an active electrode for supplying the microwave.
また、本発明に係るマイクロ波手術器（４）は、マイクロ波手術器（１）において、前記第２の電極の先端から前記鉗子駆動機構の後端までの長さが、前記マイクロ波の波長の１／４倍である。 In the microwave surgical instrument (4) according to the present invention, in the microwave surgical instrument (1), the length from the tip of the second electrode to the rear end of the forceps driving mechanism is the wavelength of the microwave. It is 1/4 times.
また、本発明に係るマイクロ波手術器（５）は、マイクロ波手術器（１）において、前記マイクロ波発生部の出力インピーダンスと、前記鉗子部および前記鉗子駆動部を含む部分の出力インピーダンスとが、同じ大きさの値であり、前記マイクロ波発生部と前記鉗子駆動部とが一体化されている。 In the microwave surgical instrument (5) according to the present invention, in the microwave surgical instrument (1), an output impedance of the microwave generation unit and an output impedance of a part including the forceps unit and the forceps drive unit are provided. The microwave generation part and the forceps driving part are integrated with each other.
また、本発明に係る第１の装置は、生体組織の止血を行うマイクロ波手術器と、ロボットアームとを備える手術用の装置であって、前記マイクロ波手術器が、マイクロ波を発振および増幅するマイクロ波発生部と、前記生体組織に前記マイクロ波を照射するための電極対である第１の電極および第２の電極を有する鉗子部と、前記鉗子部および前記マイクロ波発生部の間に接続され、前記鉗子部を駆動する鉗子駆動部と、前記鉗子部を介して前記生体組織に所定の低周波交流電流を供給する低周波定電流源と、外部から入力される前記マイクロ波の照射制御信号と、前記低周波交流電流とに基づいて、前記マイクロ波発生部および前記鉗子駆動部を制御するマイクロコントローラとを備え、前記マイクロ波発生部の出力インピーダンスが、固定値であり、止血開始時の出力インピーダンスおよび止血終了時の出力インピーダンスの幾何平均であって、前記マイクロ波手術器が前記ロボットアーム内に配置され、前記マイクロ波発生部が前記ロボットアームと熱交換可能に接続されていることを特徴とする。 A first device according to the present invention is a surgical device including a microwave surgical device for hemostasis of a living tissue and a robot arm, and the microwave surgical device oscillates and amplifies a microwave. Between the forceps portion and the microwave generation portion, the forceps portion having the first electrode and the second electrode which are electrode pairs for irradiating the living tissue with the microwave, and the forceps portion and the microwave generation portion A forceps drive unit that is connected to drive the forceps unit, a low-frequency constant current source that supplies a predetermined low-frequency alternating current to the living tissue via the forceps unit, and irradiation of the microwave input from the outside And a microcontroller that controls the microwave generation unit and the forceps driving unit based on a control signal and the low-frequency alternating current, and an output impedance of the microwave generation unit is fixed. A geometric average of output impedance at the start of hemostasis and output impedance at the end of hemostasis, wherein the microwave surgical device is disposed in the robot arm, and the microwave generator exchanges heat with the robot arm. The connection is possible.
また、本発明に係る第２の装置は、生体組織の止血を行うマイクロ波手術器を備える、生体内手術用の装置であって、前記マイクロ波手術器が、マイクロ波を発振および増幅するマイクロ波発生部と、前記生体組織に前記マイクロ波を照射するための電極対である第１の電極および第２の電極を有する鉗子部と、前記鉗子部および前記マイクロ波発生部の間に接続され、前記鉗子部を駆動する鉗子駆動部と、前記鉗子部を介して前記生体組織に所定の低周波交流電流を供給する低周波定電流源と、外部から入力される前記マイクロ波の照射制御信号と、前記低周波交流電流とに基づいて、前記マイクロ波発生部および前記鉗子駆動部を制御するマイクロコントローラとを備え、前記マイクロ波発生部の出力インピーダンスが、固定値であり、止血開始時の出力インピーダンスおよび止血終了時の出力インピーダンスの幾何平均であって、前記マイクロ波手術器が前記装置内に配置され、前記マイクロ波発生部が前記装置と熱交換可能に接続されていることを特徴とする。 A second device according to the present invention is a device for in-vivo surgery provided with a microwave surgical device for hemostasis of living tissue, wherein the microwave surgical device oscillates and amplifies microwaves. A wave generation unit, a forceps unit having a first electrode and a second electrode, which are electrode pairs for irradiating the living tissue with the microwave, and the forceps unit and the microwave generation unit. A forceps driving unit for driving the forceps unit, a low-frequency constant current source for supplying a predetermined low-frequency alternating current to the living tissue via the forceps unit, and an irradiation control signal for the microwave input from the outside And a microcontroller that controls the microwave generation unit and the forceps drive unit based on the low-frequency alternating current, and the output impedance of the microwave generation unit is a fixed value, The geometrical average of the output impedance at the start of blood and the output impedance at the end of hemostasis, wherein the microwave surgical device is disposed in the device, and the microwave generator is connected to the device in a heat exchangeable manner It is characterized by that.
本発明によると、自在に可動するロボットアームの先端に装着できる程度に小型化されたマイクロ波手術器を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a microwave surgical instrument that is miniaturized to such an extent that it can be attached to the tip of a freely movable robot arm.
また、本発明によると、手術用のロボット自体に内蔵できる程度に小型化されたマイクロ波手術器を提供することができる。 Further, according to the present invention, it is possible to provide a microwave surgical instrument that is miniaturized to such an extent that it can be incorporated in a surgical robot itself.
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面を参照して詳細に説明する。尚、以下の説明及び図面において、同じ符号は同じ又は類似の構成要素を示すこととし、よって、同じ又は類似の構成要素に関する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description and drawings, the same reference numerals indicate the same or similar components, and thus the description of the same or similar components is omitted.
図１は、本発明の実施の形態に係るマイクロ波手術器の側面図である。図１に示すように、マイクロ波手術器１は、一体型マイクロ波発生機２と、鉗子部３と、鉗子開閉機構４とを備える。一体型マイクロ波発生機２は、後述するマイクロ波発生ユニット５、マイクロコントローラ６、高周波チョークコイル７、および低周波ブロックコンデンサ８を備える。これらマイクロ波発生ユニット５、マイクロコントローラ６、高周波チョークコイル７、および低周波ブロックコンデンサ８は、電子回路部を構成する。 FIG. 1 is a side view of a microwave surgical instrument according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the microwave surgical instrument 1 includes an integrated microwave generator 2, a forceps unit 3, and a forceps opening / closing mechanism 4. The integrated microwave generator 2 includes a microwave generation unit 5, a microcontroller 6, a high frequency choke coil 7, and a low frequency block capacitor 8 which will be described later. The microwave generating unit 5, the microcontroller 6, the high frequency choke coil 7, and the low frequency block capacitor 8 constitute an electronic circuit unit.
鉗子部３は第１の電極３１および第２の電極３２を備え、鉗子開閉機構４の先端に取り付けられる。第２の電極がマイクロ波を供給するための電極（アクティブ電極）であり、第１の電極がGND電極（リターン電極）である。本実施形態では、鉗子開閉機構４が第１の電極３１を矢印Ｂで示す方向に移動させることにより、第１の電極３１および第２の電極３２が互いに近づいて生体組織を挟むことができる。 The forceps unit 3 includes a first electrode 31 and a second electrode 32 and is attached to the distal end of the forceps opening / closing mechanism 4. The second electrode is an electrode (active electrode) for supplying microwaves, and the first electrode is a GND electrode (return electrode). In the present embodiment, the forceps opening / closing mechanism 4 moves the first electrode 31 in the direction indicated by the arrow B, so that the first electrode 31 and the second electrode 32 can approach each other and sandwich the living tissue.
鉗子開閉機構４の後端にはＳＭＡコネクタ等のコネクタプラグ４１が設けられており、一体型マイクロ波発生機２の先端に設けられたＳＭＡコネクタ等のコネクタソケット２１と接続可能になっている。また、鉗子開閉機構４の後端には、鉗子駆動ケーブル４２も接続されており、後述するマイクロコントローラ６からの制御信号に基づいて、鉗子駆動機構４３が駆動力を出力し、鉗子駆動ケーブル４２を介して鉗子開閉機構４に駆動力が伝達される。鉗子駆動機構４３は、モータ若しくはギヤ機構で回転力若しくは直線力（引張／開放）を発生する、例えば公知のアクチュエータ若しくは電磁プランジャである。鉗子駆動ケーブル４２は例えばワイヤであり、鉗子駆動ケーブル４２が前後に移動することで、鉗子開閉機構４は第１の電極３１を動作させる。 A connector plug 41 such as an SMA connector is provided at the rear end of the forceps opening / closing mechanism 4 and can be connected to a connector socket 21 such as an SMA connector provided at the tip of the integrated microwave generator 2. A forceps drive cable 42 is also connected to the rear end of the forceps opening / closing mechanism 4, and the forceps drive mechanism 43 outputs a drive force based on a control signal from the microcontroller 6 described later, and the forceps drive cable 42. The driving force is transmitted to the forceps opening / closing mechanism 4 via the. The forceps drive mechanism 43 is, for example, a known actuator or electromagnetic plunger that generates a rotational force or a linear force (tension / release) by a motor or a gear mechanism. The forceps drive cable 42 is, for example, a wire, and the forceps opening / closing mechanism 4 operates the first electrode 31 when the forceps drive cable 42 moves back and forth.
一体型マイクロ波発生機２の後端には、後述するマイクロ波発生ユニット５、マイクロコントローラ６、および鉗子駆動機構４３へ電力を供給し、マイクロコントローラ６へ制御信号を送信するための電源・制御線コネクタ２２が設けられている。電源・制御線コネクタ２２は、ロボットアーム側の電力供給手段および制御信号送信手段（図示省略）と接続される。 At the rear end of the integrated microwave generator 2, power is supplied to a microwave generation unit 5, a microcontroller 6, and a forceps drive mechanism 43, which will be described later, and a power source / control for transmitting a control signal to the microcontroller 6. A line connector 22 is provided. The power / control line connector 22 is connected to power supply means and control signal transmission means (not shown) on the robot arm side.
図１において、マイクロ波を供給する第２の電極３２からコネクタプラグ４１までの長さＬは、使用するマイクロ波の周波数（ＩＳＭ（Industry-Science-Medical）バンド：２．４〜２．５ＧＨｚ）の波長λｇによって決定される。本願発明では、マイクロ波発生ユニット５と止血対象の生体組織とのインピーダンス整合を程良く確保することによって、従来の可変出力整合回路９３および検出回路９４を不要としている。インピーダンス整合については後述する。 In FIG. 1, the length L from the second electrode 32 supplying the microwave to the connector plug 41 is the frequency of the microwave used (ISM (Industry-Science-Medical) band: 2.4 to 2.5 GHz). Is determined by the wavelength λg. In the present invention, the conventional variable output matching circuit 93 and the detection circuit 94 are made unnecessary by adequately ensuring impedance matching between the microwave generation unit 5 and the biological tissue to be hemostatic. The impedance matching will be described later.
一体型マイクロ波発生機２、鉗子部３、および鉗子開閉機構４は防水仕様であり、一体型マイクロ波発生機２と鉗子開閉機構４とを接続するコネクタプラグ４１、コネクタソケット２１、および電源・制御線コネクタ２２、並びに鉗子駆動ケーブル４２についても防水仕様である。すなわち、マイクロ波手術器１を構成する部材は全て防水仕様であり、手術中における血液や体液等の侵入による電気絶縁不良を避けることができる。また、手術後の消毒処理が可能である。 The integrated microwave generator 2, the forceps unit 3, and the forceps opening / closing mechanism 4 are waterproof, and a connector plug 41, a connector socket 21, and a power The control line connector 22 and the forceps drive cable 42 are also waterproof. That is, all the members constituting the microwave surgical instrument 1 are waterproof, and it is possible to avoid poor electrical insulation due to invasion of blood, body fluids, and the like during surgery. In addition, disinfection treatment after surgery is possible.
図２は、本発明の実施の形態に係るマイクロ波手術器の電子回路部の回路図である。電子回路部は面実装部品で構成され、全体として、マイクロストリップ等の形式で、誘電体基板上に一体的に形成されている。 FIG. 2 is a circuit diagram of an electronic circuit unit of the microwave surgical instrument according to the embodiment of the present invention. The electronic circuit portion is composed of surface mount components, and is formed integrally on the dielectric substrate in the form of a microstrip or the like as a whole.
図２に示すように、電子回路部は、マイクロ波発生ユニット５、マイクロコントローラ６、高周波チョークコイル７、および低周波ブロックコンデンサ８を備える。マイクロ波発生ユニット５、マイクロコントローラ６、および鉗子駆動機構４３へは電源（図示省略）が接続されている。 As shown in FIG. 2, the electronic circuit unit includes a microwave generation unit 5, a microcontroller 6, a high frequency choke coil 7, and a low frequency block capacitor 8. A power source (not shown) is connected to the microwave generation unit 5, the microcontroller 6, and the forceps drive mechanism 43.
マイクロ波発生ユニット５は、マイクロ波発振器５１と、マイクロ波を増幅させるための増幅器５２とを備える。マイクロ波発振器５１は、例えばGaAs MESFETなどの半導体素子を用いて構成された公知のマイクロ波発振器とすることができる。増幅器５２は、マイクロ波発振器５１から発振されるマイクロ波を増幅するためのものであって、例えば高効率のGaN（ガリウムナイトライド）FET（高電力に向いている）等を用いて構成することができる。 The microwave generation unit 5 includes a microwave oscillator 51 and an amplifier 52 for amplifying the microwave. The microwave oscillator 51 may be a known microwave oscillator configured using a semiconductor element such as a GaAs MESFET. The amplifier 52 is for amplifying the microwave oscillated from the microwave oscillator 51, and is configured using, for example, a high-efficiency GaN (gallium nitride) FET (suitable for high power). Can do.
マイクロコントローラ６は、演算処理および制御処理をするためのマイクロプロセッサ６１と、アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）６２と、デジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）６３と、メモリ（図示省略）とを備える。マイクロコントローラ６は、マイクロ波発生ユニット５および鉗子駆動機構４３に制御信号を送信して、これらの動作を制御する。具体的には、マイクロコントローラ６は、ロボットアーム側からの制御信号ｃｔｒｌに基づいてマイクロ波発生ユニット５（特に増幅器５２）を制御し、マイクロ波が鉗子部３の第１の電極３１および第２の電極３２間に照射される。 The microcontroller 6 includes a microprocessor 61 for performing arithmetic processing and control processing, an analog / digital converter (ADC) 62, a digital / analog converter (DAC) 63, and a memory (not shown). The microcontroller 6 transmits control signals to the microwave generation unit 5 and the forceps drive mechanism 43 to control these operations. Specifically, the microcontroller 6 controls the microwave generation unit 5 (especially the amplifier 52) based on the control signal ctrl from the robot arm side, and the microwave is applied to the first electrode 31 and the second electrode of the forceps unit 3. Irradiation is performed between the electrodes 32.
また、低周波定電流源６４が、高周波チョークコイル７を介して鉗子部３に接続されている。この低周波定電流源６４は、鉗子部３を介して、一定値の低周波交流電流を生体組織へと供給する。低周波ブロックコンデンサ８が低周波定電流源６４とマイクロ波発生ユニット５との間に設けられているので、低周波定電流はマイクロ波発生ユニット５側へは供給されず、鉗子部３側へのみ供給される。なお、低周波とは、生体組織におけるH2OやNaイオン等の電気分解の影響が出ない程度であれば問題はなく、例えば、５００Hz〜１０kHz程度のものをいい、矩形波様が好ましい。また、低周波交流定電流を用いる理由は、生体組織内の水分や電解質（主に食塩）の電気分解を防ぐためである。 A low frequency constant current source 64 is connected to the forceps unit 3 via the high frequency choke coil 7. The low frequency constant current source 64 supplies a constant value of low frequency alternating current to the living tissue via the forceps 3. Since the low-frequency block capacitor 8 is provided between the low-frequency constant current source 64 and the microwave generation unit 5, the low-frequency constant current is not supplied to the microwave generation unit 5 side but to the forceps unit 3 side. Only supplied. The low frequency is not a problem as long as it does not affect the electrolysis of H 2 O, Na ions, etc. in the living tissue. For example, a low frequency is about 500 Hz to 10 kHz, and a rectangular wave is preferable. The reason for using the low-frequency AC constant current is to prevent electrolysis of moisture and electrolyte (mainly salt) in the living tissue.
図３は、本発明の実施の形態に係るマイクロ波手術器を備えるロボットアームの側面図である。図３に示すように、一例として示す２軸多関節ロボットのロボットアームは、アームの先端部として機能する第１関節アーム１１と、第２関節アーム１２と、第１関節アーム１１および第２関節アーム１２を接続する２軸関節１３とを備える。本発明の実施の形態に係るマイクロ波手術器１は、第１関節アーム１１内に収容される。一例として、マイクロ波手術器１内の一体型マイクロ波発生機２の寸法は、図３中に示す高さＨ１＝１２ｍｍ、幅Ｄ１＝４０ｍｍ程度であり、図示しないが、一体型マイクロ波発生機２の奥行きＷ１は２０〜２５ｍｍ程度である。前述の通り、第２の電極３２からコネクタプラグ４１までの長さＬは、使用するマイクロ波の周波数の波長λｇによって決定される。本実施の形態ではＬ＝２０ｍｍ程度である。マイクロ波手術器１の寸法は、これらの寸法により決定され、例えば長手方向の長さとして３５ｍｍ程度、奥行き（後述する第１関節アーム１１部）として直径３０ｍｍ程度である。 FIG. 3 is a side view of a robot arm including the microwave surgical instrument according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the robot arm of the biaxial articulated robot shown as an example includes a first joint arm 11, a second joint arm 12, a first joint arm 11, and a second joint that function as the tip of the arm. And a biaxial joint 13 for connecting the arm 12. A microwave surgical instrument 1 according to an embodiment of the present invention is housed in a first joint arm 11. As an example, the dimensions of the integrated microwave generator 2 in the microwave surgical instrument 1 are about the height H1 = 12 mm and the width D1 = 40 mm shown in FIG. 3. Although not shown, the integrated microwave generator The depth W1 of 2 is about 20 to 25 mm. As described above, the length L from the second electrode 32 to the connector plug 41 is determined by the wavelength λg of the microwave frequency to be used. In this embodiment, L = about 20 mm. The dimensions of the microwave surgical instrument 1 are determined by these dimensions. For example, the length in the longitudinal direction is about 35 mm, and the depth (first joint arm 11 portion described later) is about 30 mm in diameter.
マイクロ波手術器１のマイクロ波発生ユニット５から発生する熱（約３０Ｗ）を効率良く発散させるために、第１関節アーム１１は熱伝導に優れた素材により構成される。さらに、第１関節アーム１１に平らな面を設け、熱接触面が可能な限り広く、かつ圧接力が可能な限り大きくなるように、第１関節アーム１１の平らな面に、マイクロ波発生ユニット５を、例えばねじ１４等で取り付ける。すなわち、第１関節アーム１１を放熱器として利用する。これによって、本願発明では、従来の冷却袋８４、給水チューブ８４１、および排水チューブ８４２を不要とし、小型化を阻害していた水冷式の冷却システムから開放される。 In order to efficiently dissipate heat (about 30 W) generated from the microwave generation unit 5 of the microwave surgical instrument 1, the first joint arm 11 is made of a material excellent in heat conduction. Further, a flat surface is provided on the first joint arm 11, and the microwave generating unit is provided on the flat surface of the first joint arm 11 so that the thermal contact surface is as wide as possible and the pressure contact force is as large as possible. 5 is attached with, for example, a screw 14 or the like. That is, the first joint arm 11 is used as a radiator. Thus, in the present invention, the conventional cooling bag 84, the water supply tube 841, and the drainage tube 842 are unnecessary, and the water cooling type cooling system that has hindered downsizing is released.
図１〜図３に示す本発明の実施の形態に係るマイクロ波手術器の動作を説明すると次の通りである。 The operation of the microwave surgical instrument according to the embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 to 3 will be described as follows.
まず、マイクロプロセッサ６１がロボットアーム側からマイクロ波照射開始指令を受けると、マイクロプロセッサ６１は鉗子器開閉制御信号を鉗子駆動機構４３に送信する。鉗子駆動機構４３は、鉗子器開閉制御信号に基づいて駆動力を出力し、鉗子開閉機構４を介して鉗子部３の第１の電極３１を閉じる。 First, when the microprocessor 61 receives a microwave irradiation start command from the robot arm side, the microprocessor 61 transmits a forceps opening / closing control signal to the forceps drive mechanism 43. The forceps driving mechanism 43 outputs a driving force based on the forceps opening / closing control signal, and closes the first electrode 31 of the forceps portion 3 via the forceps opening / closing mechanism 4.
次に、マイクロプロセッサ６１が、マイクロ波発生ユニット５に制御信号を送信する。制御信号を受診したマイクロ波発生ユニット５は、増幅器５２を介してマイクロ波発振器５１から高電力（２０〜３０Ｗ程度）のマイクロ波を出力する。出力されたマイクロ波は、鉗子部３を通じて止血のために生体組織に印加される。 Next, the microprocessor 61 transmits a control signal to the microwave generation unit 5. The microwave generation unit 5 that has received the control signal outputs a high-power (about 20 to 30 W) microwave from the microwave oscillator 51 via the amplifier 52. The output microwave is applied to the living tissue for hemostasis through the forceps 3.
止血処理の終了検出は、マイクロコントローラ６が生体組織の抵抗値の変化をモニターすることにより行われる。本願発明では、低周波定電流源６４が生体組織へ低周波交流電流を供給することを用いて、生体組織の止血の完了を判断する。すなわち、生体組織の止血が完了すると、その抵抗値が変化する（具体的には、抵抗値が約３０〜５０％減少する）ので、抵抗値の変化によって、生体組織の止血が完了したと判断することができる。この判断はマイクロプロセッサ６１が行う。マイクロプロセッサ６１は、ＡＤＣ６２を介して低周波交流電圧の振幅値Ｖｓと低周波定電流の振幅値Ｉｃとを取り込み、数式 Ｒｓ＝Ｖｓ／Ｉｃ によって抵抗値Ｒｓを算出する。マイクロプロセッサ６１はこの抵抗値Ｒｓをモニターし、前回の測定値と比較してこの抵抗値Ｒｓが３０〜５０％程度下降したとマイクロプロセッサ６１が判断した場合、マイクロプロセッサ６１はマイクロ波の発振を停止するよう、ＤＡＣ６３を介してマイクロ波発生ユニット５（特に増幅器５２）を制御する。 The end of the hemostasis process is detected by the microcontroller 6 monitoring changes in the resistance value of the living tissue. In the present invention, the low frequency constant current source 64 supplies the low frequency alternating current to the living tissue to determine the completion of hemostasis of the living tissue. That is, when the hemostasis of the living tissue is completed, the resistance value changes (specifically, the resistance value is reduced by about 30 to 50%). Therefore, it is determined that the hemostasis of the living tissue is completed by the change in the resistance value. can do. This determination is made by the microprocessor 61. The microprocessor 61 takes in the amplitude value Vs of the low-frequency AC voltage and the amplitude value Ic of the low-frequency constant current via the ADC 62, and calculates the resistance value Rs by the equation Rs = Vs / Ic. The microprocessor 61 monitors the resistance value Rs. If the microprocessor 61 determines that the resistance value Rs has decreased by about 30 to 50% compared to the previous measurement value, the microprocessor 61 causes the microwave to oscillate. The microwave generation unit 5 (particularly the amplifier 52) is controlled through the DAC 63 so as to stop.
マイクロ波の発振が停止した後、マイクロプロセッサ６１は鉗子器開閉制御信号を鉗子駆動機構４３に送信し、鉗子駆動機構４３が鉗子開閉機構４を介して鉗子部３の第１の電極３１を開き、一連の動作を終了する。マイクロプロセッサ６１は、ロボットアーム側から次のマイクロ波照射開始指令を受けるまで待機する。 After the microwave oscillation stops, the microprocessor 61 transmits a forceps opening / closing control signal to the forceps driving mechanism 43, and the forceps driving mechanism 43 opens the first electrode 31 of the forceps portion 3 via the forceps opening / closing mechanism 4. The series of operations is finished. The microprocessor 61 stands by until receiving the next microwave irradiation start command from the robot arm side.
次に、マイクロ波発生ユニット５と止血対象の生体組織とのインピーダンス整合について説明する。図１において、マイクロ波を供給する第２の電極３２からコネクタプラグ４１までの長さＬは、使用するマイクロ波の周波数の波長λｇによって決定されている。本発明の実施の形態では、 Ｌ≒λｇ／４ 程度であり、約２０ｍｍ程度である。この設定によって、マイクロ波発生ユニット５と止血対象の生体組織とのインピーダンス整合が程良く確保される。この際のマイクロ波の伝送効率は、止血開始時から止血終了時に至るまで、概ね９０％〜１００％に確保される。 Next, impedance matching between the microwave generation unit 5 and the biological tissue to be hemostatic is described. In FIG. 1, the length L from the second electrode 32 supplying the microwave to the connector plug 41 is determined by the wavelength λg of the frequency of the microwave used. In the embodiment of the present invention, L≈λg / 4, which is about 20 mm. By this setting, impedance matching between the microwave generation unit 5 and the biological tissue to be hemostatic is appropriately ensured. In this case, the transmission efficiency of the microwave is ensured to approximately 90% to 100% from the start of hemostasis to the end of hemostasis.
通常、マイクロ波の電送に用いる同軸ケーブルのインピーダンスは５０Ωであり、マイクロ波発振器の出力インピーダンスも、これに合わせて通常５０Ωとなっている。一方、マイクロ波を照射して止血が完了するまで、止血鉗子のマイクロ波に対する負荷インピーダンスは概ね５Ω〜２０Ωの間で変化する。止血開始時は約２０Ωであり、止血終了時は約５Ωである。インピーダンス整合を行わない場合、電力の伝送効率は３３％〜８２％程度となり、止血が進むにつれて伝送効率が極端に悪化する。 Usually, the impedance of the coaxial cable used for microwave transmission is 50Ω, and the output impedance of the microwave oscillator is usually 50Ω in accordance with this. On the other hand, until the hemostasis is completed by irradiating the microwave, the load impedance of the hemostatic forceps with respect to the microwave varies between approximately 5Ω and 20Ω. It is about 20Ω at the start of hemostasis and about 5Ω at the end of hemostasis. When impedance matching is not performed, the power transmission efficiency is approximately 33% to 82%, and the transmission efficiency is extremely deteriorated as hemostasis progresses.
本願発明では、止血開始時から止血終了時に至るまでマイクロ波の良好な伝送効率を確保するために、マイクロ波発生ユニット５の出力インピーダンスＺｏを、負荷インピーダンスの幾何平均に変換している。止血開始時の出力インピーダンスＺｓが２０Ω、止血終了時の出力インピーダンスＺｅが５Ωであるので、マイクロ波発生ユニット５の出力インピーダンスＺｏを５Ω〜２０Ωの幾何平均値に変換する。 In the present invention, the output impedance Zo of the microwave generation unit 5 is converted into the geometrical average of the load impedance in order to ensure good microwave transmission efficiency from the start of hemostasis to the end of hemostasis. Since the output impedance Zs at the start of hemostasis is 20Ω and the output impedance Ze at the end of hemostasis is 5Ω, the output impedance Zo of the microwave generation unit 5 is converted to a geometric mean value of 5Ω to 20Ω.
さらに、本願発明では、異なる特性インピーダンスの伝送経路を反射なく接続するために、伝送経路のインピーダンスを入出力インピーダンスの積の平方根に設定し、マイクロ波を供給する第２の電極３２からコネクタプラグ４１までの長さＬをλｇ／４に設定している。鉗子部３側のインピーダンスは通常の５０Ωであるので、マイクロ波発生ユニット５の出力インピーダンスＺｏを１０Ωとするためには、鉗子部３の第２の電極３２からコネクタプラグ４１までの特性インピーダンスを（１０Ω×５０Ω）１／２ ＝２２．４Ωとし、マイクロ波を供給する第２の電極３２からコネクタプラグ４１までの長さＬをλｇ／４とする必要がある。 Furthermore, in the present invention, in order to connect transmission paths having different characteristic impedances without reflection, the impedance of the transmission path is set to the square root of the product of the input and output impedances, and the connector plug 41 is connected from the second electrode 32 that supplies microwaves. Is set to λg / 4. Since the impedance on the forceps unit 3 side is usually 50Ω, in order to set the output impedance Zo of the microwave generation unit 5 to 10Ω, the characteristic impedance from the second electrode 32 of the forceps unit 3 to the connector plug 41 is ( 10Ω × 50Ω) 1/2 = 22.4Ω, and the length L from the second electrode 32 supplying the microwave to the connector plug 41 needs to be λg / 4.
これにより、止血開始時から止血終了時に至るまでのマイクロ波の伝送効率は次のように求められる。
止血開始時（〜２０Ω）の伝送効率：
１−｛（２０Ω−１０Ω）／（２０Ω＋１０Ω）｝２≒０．８８９ （８８．９％）
止血最良時点（〜１０Ω）の伝送効率：
１−｛（１０Ω−１０Ω）／（１０Ω＋１０Ω）｝２＝１．００ （１００％）
止血終了時（〜５Ω）の伝送効率：
１−｛（１０Ω−５Ω）／（１０Ω＋５Ω）｝２≒０．８８９ （８８．９％）
このように、本願発明では、マイクロ波発生ユニット５の出力インピーダンスを負荷インピーダンスの幾何平均に設定することで、マイクロ波の伝送効率を、止血開始時から止血終了時に至るまで概ね９０％〜１００％に確保している。これにより、本願発明では、従来の可変出力整合回路９３および検出回路９４を不要としている。また、マイクロ波発生ユニット５から鉗子部３の第２の電極３２までの長さも短くできるので、止血時間の短縮が図られる。さらに、マイクロ波発振器の出力を増大させる必要がなく、使用するマイクロ波発振器９１の出力は、比較的低い出力でも良い。
Thereby, the transmission efficiency of the microwave from the start of hemostasis to the end of hemostasis is obtained as follows.
Transmission efficiency at the start of hemostasis (~ 20Ω):
1-{(20Ω-10Ω) / (20Ω + 10Ω)} 2 ≈0.889 (88.9%)
Transmission efficiency at the best point of hemostasis (-10Ω):
1-{(10Ω-10Ω) / (10Ω + 10Ω)} 2 = 1.00 (100%)
Transmission efficiency at the end of hemostasis (~ 5Ω):
1-{(10Ω-5Ω) / (10Ω + 5Ω)} 2 ≈0.889 (88.9%)
Thus, in the present invention, by setting the output impedance of the microwave generation unit 5 to the geometric mean of the load impedance, the microwave transmission efficiency is approximately 90% to 100% from the start of hemostasis to the end of hemostasis. To ensure. Accordingly, the conventional variable output matching circuit 93 and the detection circuit 94 are unnecessary in the present invention. Further, since the length from the microwave generation unit 5 to the second electrode 32 of the forceps portion 3 can be shortened, the hemostasis time can be shortened. Furthermore, it is not necessary to increase the output of the microwave oscillator, and the output of the microwave oscillator 91 to be used may be a relatively low output.
図４は、マイクロ波発振器のインピーダンス特性を示すスミスチャートである。負荷インピーダンスが１０Ωの場合を（Ａ）に示し、負荷インピーダンスが５Ω（止血終了時）の場合を（Ｂ）に示し、負荷インピーダンスが２０Ω（止血開始時）の場合を（Ｃ）に示す。図中には反射係数Γおよび定在波比ＶＳＷＲもあわせて示す。 FIG. 4 is a Smith chart showing the impedance characteristics of the microwave oscillator. The case where the load impedance is 10Ω is shown in (A), the case where the load impedance is 5Ω (at the end of hemostasis) is shown in (B), and the case where the load impedance is 20Ω (at the start of hemostasis) is shown in (C). In the figure, the reflection coefficient Γ and the standing wave ratio VSWR are also shown.
図４（Ａ）を参照すると、負荷インピーダンスが１０Ωの場合、中心周波数２．４５ＧＨｚにて定在波比ＶＳＷＲ＝１．００が得られる。また、ＩＳＭ周波数バンドの上限および下限である、中心周波数２．４５ＧＨｚ±１００ＭＨｚの周波数では、定在波比ＶＳＷＲ＝１．０６が得られる。これは伝送効率９９．９２％に相当する。 Referring to FIG. 4A, when the load impedance is 10Ω, the standing wave ratio VSWR = 1.00 is obtained at the center frequency of 2.45 GHz. In addition, the standing wave ratio VSWR = 1.06 is obtained at the center frequency of 2.45 GHz ± 100 MHz which is the upper limit and the lower limit of the ISM frequency band. This corresponds to a transmission efficiency of 99.92%.
図４（Ｂ）を参照すると、負荷インピーダンスが５Ωの場合、中心周波数２．４５ＧＨｚにて定在波比ＶＳＷＲ＝２．００が得られる。これは伝送効率８８．８９％に相当する。また、中心周波数２．４５ＧＨｚ±１００ＭＨｚの周波数では、定在波比ＶＳＷＲ＝２．０１が得られる。これは伝送効率８８．７４％に相当する。 Referring to FIG. 4B, when the load impedance is 5Ω, the standing wave ratio VSWR = 2.00 is obtained at the center frequency of 2.45 GHz. This corresponds to a transmission efficiency of 88.89%. Further, the standing wave ratio VSWR = 2.01 is obtained at the center frequency of 2.45 GHz ± 100 MHz. This corresponds to a transmission efficiency of 88.74%.
図４（Ｃ）を参照すると、負荷インピーダンスが２０Ωの場合、中心周波数２．４５ＧＨｚにて定在波比ＶＳＷＲ＝２．００が得られる。また、中心周波数２．４５ＧＨｚ±１００ＭＨｚの周波数においても、定在波比ＶＳＷＲ＝２．００が得られる。これらは伝送効率８８．８９％に相当する。 Referring to FIG. 4C, when the load impedance is 20Ω, the standing wave ratio VSWR = 2.00 is obtained at the center frequency of 2.45 GHz. Further, the standing wave ratio VSWR = 2.00 is obtained even at the center frequency of 2.45 GHz ± 100 MHz. These correspond to a transmission efficiency of 88.89%.
本発明のマイクロ波手術器１は、マイクロ波発振器５１および増幅器５２を有するマイクロ波発生ユニット５がマイクロ波手術器１本体に内蔵されているので、可撓性のある長い同軸ケーブルによって、電極部（鉗子部３）と増幅器５２とを接続する必要が無い。このため、可撓性を有さない同軸管によるケーブルでこれらを接続することができ、電力損失を低減することが可能となる。その結果、マイクロ波発生ユニット５に大出力を要求しないので、これを小型化することが可能となり、マイクロ波手術器１全体を小型化することができる。 In the microwave surgical instrument 1 according to the present invention, the microwave generation unit 5 having the microwave oscillator 51 and the amplifier 52 is built in the main body of the microwave surgical instrument 1, so that the electrode section is formed by a long flexible coaxial cable. There is no need to connect the (forceps portion 3) and the amplifier 52. For this reason, these can be connected with the cable by the coaxial pipe | tube which does not have flexibility, and it becomes possible to reduce electric power loss. As a result, since a high output is not required for the microwave generation unit 5, it can be reduced in size, and the entire microwave surgical instrument 1 can be reduced in size.
また、本発明のマイクロ波手術器１は、従来の可変出力整合回路９３および検出回路９４が不要であるので、マイクロ波手術器１全体を小型化することができる。さらに、本発明のマイクロ波手術器１は、従来の冷却袋８４、給水チューブ８４１、および排水チューブ８４２が不要であるので、マイクロ波手術器１全体をさらに小型化することができる。 Further, the microwave surgical instrument 1 of the present invention does not require the conventional variable output matching circuit 93 and the detection circuit 94, so that the entire microwave surgical instrument 1 can be reduced in size. Furthermore, the microwave surgical instrument 1 of the present invention does not require the conventional cooling bag 84, the water supply tube 841, and the drainage tube 842, so that the entire microwave surgical instrument 1 can be further downsized.
また、マイクロ波発振器５１および増幅器５２を有するマイクロ波発生ユニット５は、マイクロ波を発生させ且つ増幅する手段として半導体素子を用いる。従来は、同軸ケーブルによる電力損失を補うためにマイクロ波発生ユニットとしてマグネトロンを使用していた。しかし本発明に係るマイクロ波手術器１では、同軸ケーブルを使用しないので電力損失を考慮する必要がなく、半導体素子を用いたマイクロ波発生ユニットを使用することができる。半導体素子を用いたマイクロ波発生ユニットはマグネトロンのように強磁性体を使用していないので、本発明のマイクロ波手術器１はMRI装置と併用することが可能となる。 The microwave generation unit 5 having the microwave oscillator 51 and the amplifier 52 uses a semiconductor element as means for generating and amplifying microwaves. Conventionally, a magnetron has been used as a microwave generation unit in order to compensate for power loss caused by a coaxial cable. However, in the microwave surgical instrument 1 according to the present invention, since a coaxial cable is not used, there is no need to consider power loss, and a microwave generation unit using a semiconductor element can be used. Since the microwave generation unit using a semiconductor element does not use a ferromagnetic material like a magnetron, the microwave surgical instrument 1 of the present invention can be used in combination with an MRI apparatus.
また、従来は、反射電力と入射電力との合成によるマイクロ波発生ユニットの損傷を防止するために、強磁性体を有するアイソレータなどの保護装置を設置していたが、上述したように構成することで、アイソレータなどの保護装置を省略することもできる。この結果、本発明のマイクロ波手術器１は、MRI装置との併用が可能となる。 Conventionally, in order to prevent the microwave generation unit from being damaged by the combination of the reflected power and the incident power, a protective device such as an isolator having a ferromagnetic material has been installed. Thus, a protective device such as an isolator can be omitted. As a result, the microwave surgical instrument 1 of the present invention can be used in combination with an MRI apparatus.
上記説明したように、本発明のマイクロ波手術器１は、従来のマイクロ波手術器と比較しても特に小型化されているので、自在に可動するロボットアームの先端に装着することが可能である。ロボットアームの先端に本発明のマイクロ波手術器１が備わることで、生体外でのロボット手術に限られず、生体（患者）内でのロボット手術が可能となる。生体内でのロボット手術には、ロボットに強い止血能力と生体組織のシーリング能力とが必要になる。さらに、例えばMRI画像等で、生体内でのロボットの位置を随時モニターする必要がある。本発明のマイクロ波手術器１は、強い止血能力および生体組織のシーリング能力を有し、さらにMRI装置と併用することが可能であるので、生体内でのロボット手術の用途に適している。 As described above, the microwave surgical instrument 1 of the present invention is particularly small compared to the conventional microwave surgical instrument, so that it can be attached to the tip of a freely movable robot arm. is there. By providing the microwave surgical device 1 of the present invention at the tip of the robot arm, the robot operation is not limited to the robot operation outside the living body but can be performed inside the living body (patient). Robot surgery in vivo requires strong hemostasis and robotic tissue sealing capabilities. Furthermore, it is necessary to monitor the position of the robot in the living body with an MRI image, for example. The microwave surgical instrument 1 of the present invention has a strong hemostasis ability and a living tissue sealing ability, and can be used in combination with an MRI apparatus, and thus is suitable for use in robotic surgery in vivo.
以上、本発明を特定の実施の形態によって説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではない。 As mentioned above, although this invention was demonstrated by specific embodiment, this invention is not limited to above-described embodiment.
上記実施の形態では、マイクロコントローラ６は、抵抗値Ｒｓをモニターし、前回の測定値と比較して抵抗値Ｒｓが３０〜５０％程度下降したとマイクロプロセッサ６１が判断した場合に、生体組織の止血が完了したと判断して、マイクロ波発生ユニット５を制御していたが、これに限らず、マイクロコントローラ６は、予めメモリ（図示省略）に格納している抵抗値変化のデータや、時間経過に対する最適な印加電力のデータに基づいて、マイクロ波電力を印加させるようにマイクロ波発生ユニット５を制御してもよい。 In the above embodiment, the microcontroller 6 monitors the resistance value Rs, and when the microprocessor 61 determines that the resistance value Rs has decreased by about 30 to 50% compared to the previous measurement value, Although the microwave generation unit 5 was controlled by determining that the hemostasis was completed, the present invention is not limited to this, and the microcontroller 6 is not limited to this, the resistance value change data stored in the memory (not shown) and the time The microwave generation unit 5 may be controlled to apply the microwave power based on the data of the optimum applied power with respect to the progress.
また、上記実施の形態では、マイクロコントローラ６は一体型マイクロ波発生機２内に組み込まれているが、これに限らず、マイクロコントローラ６を別体型としてもよい。 Moreover, in the said embodiment, although the microcontroller 6 was integrated in the integrated microwave generator 2, it is not restricted to this, The microcontroller 6 is good also as a separate type.
また、上記実施の形態では、マイクロ波発生ユニット５の出力インピーダンスＺｏを１０Ωに変換し、マイクロ波を供給する第２の電極３２からコネクタプラグ４１までの長さＬをλｇ／４に設定しているが、マイクロ波発生ユニット５の出力インピーダンスＺｏを最初から１０Ωに設計すれば、長さＬ＝λｇ／４の制限から開放され、長さＬを０〜数λｇ程度の変化させても、上記実施の形態と同様の効果が得られる。長さＬ＝λｇ／４の制限から開放されることは、すなわちより一層の小型化が可能であることを意味する。 In the above embodiment, the output impedance Zo of the microwave generation unit 5 is converted to 10Ω, and the length L from the second electrode 32 supplying the microwave to the connector plug 41 is set to λg / 4. However, if the output impedance Zo of the microwave generation unit 5 is designed to be 10Ω from the beginning, it is released from the limitation of the length L = λg / 4, and even if the length L is changed from 0 to several λg, The same effect as the embodiment can be obtained. The release from the restriction of the length L = λg / 4 means that further miniaturization is possible.
具体的には、マイクロ波発生ユニット５の出力インピーダンスＺｏを最初から１０Ωに設計し、さらに、コネクタソケット２１およびコネクタプラグ４１を排除することで、鉗子開閉機構４と一体型マイクロ波発生機２とを直接的に接続し、鉗子開閉機構４と一体型マイクロ波発生機２とを一体化すれば、マイクロ波手術器１をより一層小型化することが可能である。この場合、マイクロ波発生ユニット５と業界標準の測定器（インピーダンスが業界標準の５０Ωに設定されている）との間に、高精度のインピーダンス変換器を挿入すれば、マイクロ波手術器１の設計および製造時の性能確認および品質管理も容易となる。 Specifically, the output impedance Zo of the microwave generation unit 5 is designed to be 10Ω from the beginning, and by removing the connector socket 21 and the connector plug 41, the forceps opening / closing mechanism 4 and the integrated microwave generator 2 Are directly connected and the forceps opening / closing mechanism 4 and the integrated microwave generator 2 are integrated, the microwave surgical instrument 1 can be further reduced in size. In this case, if a high-precision impedance converter is inserted between the microwave generation unit 5 and the industry standard measuring instrument (impedance is set to the industry standard 50Ω), the design of the microwave surgical instrument 1 In addition, performance confirmation and quality control at the time of manufacture become easy.
また、上記実施の形態では、マイクロ波手術器１は２軸多関節ロボットのロボットアームに組み込まれているが、これに限らず、手術用のロボットであれば良い。マイクロ波手術器１は、例えば生体（患者）内に取り込み可能な寸法を有する体内作業ロボットに組み込まれてもよい。より小型化されたマイクロ波手術器１は、鉗子部３がマイクロ波発生ユニット５とほぼ直結しているので、マイクロ波の出力の減衰は極めて少なく、発熱も無い状況で手術操作にマイクロ波を使用することができる。 Moreover, in the said embodiment, although the microwave surgical device 1 is integrated in the robot arm of a biaxial articulated robot, it is not restricted to this, What is necessary is just a robot for a surgery. For example, the microwave surgical instrument 1 may be incorporated into an internal work robot having a size that can be taken into a living body (patient). Since the forceps unit 3 is almost directly connected to the microwave generation unit 5 in the more miniaturized microwave surgical instrument 1, the microwave output is very little attenuated, and the microwave is used for the operation in a situation where there is no heat generation. Can be used.
また、上記実施の形態では、マイクロ波発生ユニット５は第１関節アーム１１を放熱器として利用しているが、これに限らず、熱交換可能なボディーと接続されていればよい。より小型化されたマイクロ波手術器１が、例えば体内作業ロボットに組み込まれている場合には、マイクロ波発生ユニット５は、体内作業ロボットを構成するボディの表面と熱交換可能に接続されていればよい。 Moreover, in the said embodiment, although the microwave generation unit 5 utilizes the 1st joint arm 11 as a heat radiator, it should just be connected with the body which can be heat-exchanged not only in this. In the case where the microwave operating device 1 having a smaller size is incorporated in, for example, an internal work robot, the microwave generation unit 5 is connected to the surface of the body constituting the internal work robot so as to allow heat exchange. That's fine.
１ マイクロ波手術器
２ 一体型マイクロ波発生機
３ 鉗子部
４ 鉗子開閉機構
５ マイクロ波発生ユニット
６ マイクロコントローラ
７ 高周波チョークコイル
８ 低周波ブロックコンデンサ
１１ 第１関節アーム
１２ 第２関節アーム
１３ ２軸関節
３１ 第１の電極
３２ 第２の電極
４２ 鉗子駆動ケーブル
４３ 鉗子駆動機構
５１ マイクロ波発振器
５２ 増幅器
６１ マイクロプロセッサ
６２ アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）
６３ デジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）
６４ 低周波定電流源６４
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Microwave surgical device 2 Integrated microwave generator 3 Forceps part 4 Forceps opening / closing mechanism 5 Microwave generation unit 6 Microcontroller 7 High frequency choke coil 8 Low frequency block capacitor 11 First joint arm 12 Second joint arm 13 Two-axis joint 31 1st electrode 32 2nd electrode 42 Forceps drive cable 43 Forceps drive mechanism 51 Microwave oscillator 52 Amplifier 61 Microprocessor 62 Analog / digital converter (ADC)
63 Digital / analog converter (DAC)
64 Low frequency constant current source 64
Claims (7)
マイクロ波を発振および増幅するマイクロ波発生部と、
前記生体組織に前記マイクロ波を照射するための電極対である第１の電極および第２の電極を有する鉗子部と、
前記鉗子部および前記マイクロ波発生部の間に接続され、前記鉗子部を駆動する鉗子駆動部と、
前記鉗子部を介して前記生体組織に所定の低周波交流電流を供給する低周波定電流源と、
外部から入力される前記マイクロ波の照射制御信号と、前記低周波交流電流とに基づいて、前記マイクロ波発生部および前記鉗子駆動部を制御するマイクロコントローラとを備え、
前記マイクロ波発生部の出力インピーダンスが、固定値であり、止血開始時の出力インピーダンスおよび止血終了時の出力インピーダンスの幾何平均であるマイクロ波手術器。 A microwave surgical device for hemostasis of living tissue,
A microwave generator for oscillating and amplifying microwaves;
A forceps portion having a first electrode and a second electrode which are electrode pairs for irradiating the living tissue with the microwave;
A forceps drive unit that is connected between the forceps unit and the microwave generation unit and drives the forceps unit;
A low frequency constant current source for supplying a predetermined low frequency alternating current to the living tissue via the forceps portion;
Based on the microwave irradiation control signal input from the outside and the low-frequency alternating current, a microcontroller that controls the microwave generation unit and the forceps drive unit,
The microwave surgical instrument in which the output impedance of the microwave generation unit is a fixed value and is a geometric average of the output impedance at the start of hemostasis and the output impedance at the end of hemostasis.
前記マイクロ波を発振するマイクロ波発振器と、
前記マイクロ波を増幅し、増幅された前記マイクロ波を前記鉗子駆動部を介して前記鉗子部に送信する増幅器とを備え、
前記マイクロ波発振器および前記増幅器が半導体素子を用いて構成されている、請求項１に記載のマイクロ波手術器。 The microwave generator is
A microwave oscillator for oscillating the microwave;
An amplifier that amplifies the microwave and transmits the amplified microwave to the forceps part via the forceps drive part,
The microwave surgical instrument according to claim 1, wherein the microwave oscillator and the amplifier are configured using semiconductor elements.
前記電極対を開閉させて前記生体組織を挟持する鉗子開閉機構と、
前記マイクロコントローラからの制御信号に基づいて駆動力を発生し、前記鉗子開閉機構に駆動力を伝達する鉗子駆動機構とを備え、
前記第１の電極がリターン電極として機能し、前記第２の電極が、前記マイクロ波を供給するアクティブ電極として機能する、請求項１に記載のマイクロ波手術器。 The forceps drive unit is
A forceps opening and closing mechanism for opening and closing the electrode pair to sandwich the living tissue;
A forceps driving mechanism for generating a driving force based on a control signal from the microcontroller and transmitting the driving force to the forceps opening and closing mechanism;
The microwave surgical instrument according to claim 1, wherein the first electrode functions as a return electrode, and the second electrode functions as an active electrode that supplies the microwave.
前記マイクロ波手術器が、
マイクロ波を発振および増幅するマイクロ波発生部と、
前記生体組織に前記マイクロ波を照射するための電極対である第１の電極および第２の電極を有する鉗子部と、
前記鉗子部および前記マイクロ波発生部の間に接続され、前記鉗子部を駆動する鉗子駆動部と、
前記鉗子部を介して前記生体組織に所定の低周波交流電流を供給する低周波定電流源と、
外部から入力される前記マイクロ波の照射制御信号と、前記低周波交流電流とに基づいて、前記マイクロ波発生部および前記鉗子駆動部を制御するマイクロコントローラとを備え、
前記マイクロ波発生部の出力インピーダンスが、固定値であり、止血開始時の出力インピーダンスおよび止血終了時の出力インピーダンスの幾何平均であって、
前記マイクロ波手術器が前記ロボットアーム内に配置され、前記マイクロ波発生部が前記ロボットアームと熱交換可能に接続されている装置。 A surgical device comprising a microwave surgical device for hemostasis of a living tissue and a robot arm,
The microwave surgical instrument is
A microwave generator for oscillating and amplifying microwaves;
A forceps portion having a first electrode and a second electrode which are electrode pairs for irradiating the living tissue with the microwave;
A forceps drive unit that is connected between the forceps unit and the microwave generation unit and drives the forceps unit;
A low frequency constant current source for supplying a predetermined low frequency alternating current to the living tissue via the forceps portion;
Based on the microwave irradiation control signal input from the outside and the low-frequency alternating current, a microcontroller that controls the microwave generation unit and the forceps drive unit,
The output impedance of the microwave generator is a fixed value, and is the geometric mean of the output impedance at the start of hemostasis and the output impedance at the end of hemostasis,
An apparatus in which the microwave surgical device is disposed in the robot arm, and the microwave generator is connected to the robot arm so as to be able to exchange heat.
前記マイクロ波手術器が、
マイクロ波を発振および増幅するマイクロ波発生部と、
前記生体組織に前記マイクロ波を照射するための電極対である第１の電極および第２の電極を有する鉗子部と、
前記鉗子部および前記マイクロ波発生部の間に接続され、前記鉗子部を駆動する鉗子駆動部と、
前記鉗子部を介して前記生体組織に所定の低周波交流電流を供給する低周波定電流源と、
外部から入力される前記マイクロ波の照射制御信号と、前記低周波交流電流とに基づいて、前記マイクロ波発生部および前記鉗子駆動部を制御するマイクロコントローラとを備え、
前記マイクロ波発生部の出力インピーダンスが、固定値であり、止血開始時の出力インピーダンスおよび止血終了時の出力インピーダンスの幾何平均であって、
前記マイクロ波手術器が前記装置内に配置され、前記マイクロ波発生部が前記装置と熱交換可能に接続されている装置。 A device for in-vivo surgery comprising a microwave surgical device for hemostasis of living tissue,
The microwave surgical instrument is
A microwave generator for oscillating and amplifying microwaves;
A forceps portion having a first electrode and a second electrode which are electrode pairs for irradiating the living tissue with the microwave;
A forceps drive unit that is connected between the forceps unit and the microwave generation unit and drives the forceps unit;
A low frequency constant current source for supplying a predetermined low frequency alternating current to the living tissue via the forceps portion;
A microwave controller for controlling the microwave generation unit and the forceps drive unit based on the microwave irradiation control signal input from the outside and the low-frequency alternating current;
The output impedance of the microwave generator is a fixed value, and is the geometric mean of the output impedance at the start of hemostasis and the output impedance at the end of hemostasis,
An apparatus in which the microwave surgical device is disposed in the apparatus, and the microwave generator is connected to the apparatus so as to be capable of heat exchange.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011234100A JP5979845B2 (en) | 2011-10-25 | 2011-10-25 | Microwave surgical device and device including microwave surgical device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011234100A JP5979845B2 (en) | 2011-10-25 | 2011-10-25 | Microwave surgical device and device including microwave surgical device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2013090737A true JP2013090737A (en) | 2013-05-16 |
| JP5979845B2 JP5979845B2 (en) | 2016-08-31 |
Family
ID=48614385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2011234100A Active JP5979845B2 (en) | 2011-10-25 | 2011-10-25 | Microwave surgical device and device including microwave surgical device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5979845B2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015139556A (en) * | 2014-01-29 | 2015-08-03 | 国立大学法人東京工業大学 | hemostasis device |
| KR101605080B1 (en) | 2013-12-27 | 2016-03-21 | 아이메디컴(주) | High frequency electrical treatment equipment manufacturing method |
| JP2018061747A (en) * | 2016-10-14 | 2018-04-19 | ミナト医科学株式会社 | Microwave therapeutic device |
| CN108992167A (en) * | 2018-09-03 | 2018-12-14 | 安徽赢创医疗科技有限公司 | A kind of microwave bleeding forceps system |
| JP2019519281A (en) * | 2016-06-13 | 2019-07-11 | クレオ・メディカル・リミテッドＣｒｅｏ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｌｉｍｉｔｅｄ | Electrosurgical device incorporating a microwave source |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009066415A (en) * | 2007-09-13 | 2009-04-02 | Vivant Medical Inc | Frequency tuning in microwave electrosurgical system |
| JP2010099498A (en) * | 2002-11-27 | 2010-05-06 | Medical Device Innovations Ltd | Tissue ablation apparatus and method of ablating tissue |
| JP2011062520A (en) * | 2009-09-18 | 2011-03-31 | Vivant Medical Inc | Tissue ablation system with energy distribution |
-
2011
- 2011-10-25 JP JP2011234100A patent/JP5979845B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010099498A (en) * | 2002-11-27 | 2010-05-06 | Medical Device Innovations Ltd | Tissue ablation apparatus and method of ablating tissue |
| JP2009066415A (en) * | 2007-09-13 | 2009-04-02 | Vivant Medical Inc | Frequency tuning in microwave electrosurgical system |
| JP2011062520A (en) * | 2009-09-18 | 2011-03-31 | Vivant Medical Inc | Tissue ablation system with energy distribution |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101605080B1 (en) | 2013-12-27 | 2016-03-21 | 아이메디컴(주) | High frequency electrical treatment equipment manufacturing method |
| JP2015139556A (en) * | 2014-01-29 | 2015-08-03 | 国立大学法人東京工業大学 | hemostasis device |
| JP2019519281A (en) * | 2016-06-13 | 2019-07-11 | クレオ・メディカル・リミテッドＣｒｅｏ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｌｉｍｉｔｅｄ | Electrosurgical device incorporating a microwave source |
| JP7050305B2 (en) | 2016-06-13 | 2022-04-08 | クレオ・メディカル・リミテッド | Electrosurgical device with built-in microwave source |
| JP2018061747A (en) * | 2016-10-14 | 2018-04-19 | ミナト医科学株式会社 | Microwave therapeutic device |
| CN108992167A (en) * | 2018-09-03 | 2018-12-14 | 安徽赢创医疗科技有限公司 | A kind of microwave bleeding forceps system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP5979845B2 (en) | 2016-08-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6605673B2 (en) | Dual-function plasma and non-ionizing microwave coagulation electrosurgical instrument and electrosurgical device incorporating the same | |
| JP5979845B2 (en) | Microwave surgical device and device including microwave surgical device | |
| US9375244B2 (en) | Electrosurgical radio frequency energy transmission medium | |
| US9039692B2 (en) | Handheld medical devices including microwave amplifier unit at device handle | |
| CN105848605B (en) | Electrosurgery tweezers for being delivered to RF and/or microwave energy in biological tissue | |
| US8745846B2 (en) | Method of manufacturing handheld medical devices including microwave amplifier unit | |
| US9039693B2 (en) | Handheld medical devices including microwave amplifier unit at device handle | |
| US9636167B2 (en) | Surgical device with DC power connection | |
| US9023025B2 (en) | Handheld medical devices including microwave amplifier unit at device handle | |
| US9033970B2 (en) | Handheld medical devices including microwave amplifier unit at device handle | |
| US10278762B2 (en) | Inductive powered surgical device with wireless control | |
| US10016235B2 (en) | Endoscope system having first transmission and reception electrodes, second transmission and reception electrodes and electrically powered treatment device powered to perform treatment | |
| WO2006138382A3 (en) | Microwave tissue resection tool | |
| US9826888B2 (en) | Endoscope having power transmission electrode and treatment tool having power reception electrode, and endoscope system | |
| JP2022068241A (en) | Electrosurgical forceps instrument | |
| US20130282002A1 (en) | Microwave surgical tool | |
| JP2023540442A (en) | Modular device for robot-assisted electrosurgery | |
| CN112006719A (en) | High-frequency electrotome |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20141002 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150629 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150707 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150904 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20160209 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160425 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20160513 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160705 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160726 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5979845 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |