JP2014023757A - Medical treatment device and control method of 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する。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が設けられている。さらに、高周波電極には、この高周波電極を加熱するための電熱変換素子としての発熱チップが設けられている。また、保持部には、カッタが設けられている。このような治療用処置装置の使用においては、保持部は、まず生体組織を把持する。保持部は、この生体組織に高周波の電圧を印加し、更に発熱チップを用いて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,
特許文献1には、高周波電極に複数の小型の発熱チップが離散的に配置された構成が開示されている。発熱チップへの電力の供給のための配線は、FPC基板及びワイヤボンディング技術によるボンディングワイヤ(以下ワイヤと記す)によって構成されている。また、発熱チップで発生した熱を効率よく高周波電極に伝えるために、並びに、発熱チップ及びワイヤを電気的に絶縁するために、高周波電極の発熱チップやワイヤの上には熱伝導率が低く絶縁性を有する封止剤が設けられている。このような構成において、高周波電極を急速に高温にするため、発熱チップに大電力が投入される。封止剤とワイヤ等の配線との熱膨張率及び熱伝導率が異なるため、発熱チップに大電力を投入し急激に発熱させると、封止剤と配線との間の変形の差異により、配線が破断し、治療用処置装置が故障するおそれがある。
そこで本発明は、配線の破断による故障を防止する治療用処置装置及びその制御方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a therapeutic treatment apparatus and a control method thereof for preventing a failure due to a breakage of a wiring.
前記目的を果たすため、本発明の一態様によれば、治療用処置装置は、生体組織を加熱して治療するための治療用処置装置であって、前記生体組織に熱を伝える伝熱部と、前記伝熱部に配置され、電力が投入されることによって前記伝熱部を加熱する電熱変換素子と、前記電熱変換素子に電気的に接続する配線と、前記電熱変換素子と前記配線とを覆う絶縁材と、前記配線を介して前記電熱変換素子へ電力を供給する電力供給部と、少なくとも前記伝熱部を予熱するための第1の電力、及び前記治療のために前記伝熱部を加熱する前記第1の電力よりも大きな第2の電力を、前記電熱変換素子に供給させるように前記電力供給部を制御する制御部と、を具備する。 In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, a therapeutic treatment apparatus is a therapeutic treatment apparatus for heating and treating a living tissue, and a heat transfer unit that transfers heat to the living tissue. The electrothermal conversion element that is disposed in the heat transfer section and heats the heat transfer section when electric power is input, the wiring that is electrically connected to the electrothermal conversion element, the electrothermal conversion element, and the wiring An insulating material for covering, a power supply unit for supplying power to the electrothermal conversion element via the wiring, a first power for preheating at least the heat transfer unit, and the heat transfer unit for the treatment And a control unit that controls the power supply unit so as to supply the second heat larger than the first power to be heated to the electrothermal conversion element.
また、前記目的を果たすため、本発明の一態様によれば、治療用処置装置の制御方法は、配線が接続された電熱変換素子であって前記配線及び前記電熱変換素子が絶縁材で覆われている前記電熱変換素子に電力を投入することで伝熱部を加熱し、前記伝熱部によって生体組織を加熱して治療する治療用処置装置の制御方法であって、前記伝熱部の温度が所定の予熱温度に達するまで、前記伝熱部を予熱するための第1の電力を前記電熱交換素子に供給することと、前記伝熱部の温度が前記予熱温度に達したら、前記治療のために前記第1の電力よりも大きな第2の電力を前記電熱交換素子に供給することと、を具備する。 In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, there is provided a method for controlling a treatment apparatus for treatment comprising: an electrothermal conversion element to which a wiring is connected, wherein the wiring and the electrothermal conversion element are covered with an insulating material. A method of controlling a therapeutic treatment apparatus for heating a heat transfer unit by applying electric power to the electrothermal conversion element, and heating and treating a living tissue by the heat transfer unit, the temperature of the heat transfer unit Supplying a first electric power for preheating the heat transfer section to the electric heat exchange element until the temperature of the heat transfer section reaches the preheat temperature until the temperature reaches the preheat temperature. And supplying a second power larger than the first power to the electrothermal exchange element.
電熱変換素子へ、治療のための第2の電力を投入する前に予熱のための第1の電力を投入するので、配線の破断による故障を防止する治療用処置装置及びその制御方法を提供できる。 Since the first electric power for preheating is applied to the electrothermal conversion element before the second electric power for treatment is applied, a treatment apparatus for treatment and a control method therefor that prevent a failure due to wiring breakage can be provided. .
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る。この治療用処置装置は、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。図1に示すように、治療用処置装置300は、エネルギ処置具310と、制御装置370と、フットスイッチ380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 treatment of living tissue. This therapeutic treatment apparatus causes high-frequency energy and thermal energy to act on a living tissue. As shown in FIG. 1, the
エネルギ処置具310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310は、ハンドル350と、ハンドル350に取り付けられたシャフト340と、シャフト340の先端に設けられた保持部320とを有する。保持部320は、開閉可能であり、処置対象である生体組織を把持して、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320側を先端側と称し、ハンドル350側を基端側と称する。ハンドル350は、保持部320を操作するための複数の操作ノブ352を備えている。また、ハンドル350には、そのエネルギ処置具310に係る固有値等を記憶する図示しない不揮発性のメモリが備えられている。なお、ここで示したエネルギ処置具310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350は、ケーブル360を介して制御装置370に接続されている。ここで、ケーブル360と制御装置370とは、コネクタ365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300は、処置毎にエネルギ処置具310を交換することができるように構成されている。制御装置370には、フットスイッチ380が接続されている。足で操作するフットスイッチ380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380のペダルを術者が操作することにより、制御装置370からエネルギ処置具310へのエネルギの供給のON/OFFが切り換えられる。
The
保持部320及びシャフト340の構造の一例を図2に示す。図2(A)は保持部320が閉じた状態を示し、図2(B)は保持部320が開いた状態を示す。シャフト340は、筒体342とシース343とを備えている。筒体342は、その基端部でハンドル350に固定されている。シース343は、筒体342の外周に、筒体342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342の先端部には、保持部320が配設されている。保持部320は、第1の保持部材322と、第2の保持部材324とを備えている。第1の保持部材322の基部は、シャフト340の筒体342の先端部に固定されている。一方、第2の保持部材324の基部は、シャフト340の筒体342の先端部に、支持ピン346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324は、支持ピン346の軸回りに回動し、第1の保持部材322に対して開いたり閉じたりする。
A holding
保持部320が閉じた状態では、第1の保持部材322の基部と、第2の保持部材324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324は、第1の保持部材322に対して開くように、例えば板バネなどの弾性部材347により付勢されている。シース343を、筒体342に対して先端側にスライドさせ、シース343によって第1の保持部材322の基部及び第2の保持部材324の基部を覆うと、図2(A)に示すように、弾性部材347の付勢力に抗して、第1の保持部材322及び第2の保持部材324は閉じる。一方、シース343を筒体342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347の付勢力によって第1の保持部材322に対して第2の保持部材324は開く。
In a state in which the holding
筒体342には、後述する第1の高周波電極110に接続された第1の高周波電極用通電ライン162と、第2の高周波電極210に接続された第2の高周波電極用通電ライン262とが挿通されている。また、筒体342には、後述する発熱部材である発熱チップ140に接続される一対の第1の発熱チップ用通電ライン164と、発熱チップ240に接続される一対の第2の発熱チップ用通電ライン264とが挿通されている。
The
筒体342の内部には、その基端側で操作ノブ352の一つと接続した駆動ロッド344が、筒体342の軸方向に沿って移動可能に設置されている。駆動ロッド344の先端側には、先端側に刃が形成された薄板状のカッタ345が設置されている。操作ノブ352を操作すると、駆動ロッド344を介してカッタ345は、筒体342の軸方向に沿って移動させられる。カッタ345が先端側に移動するとき、カッタ345は、保持部320に形成された後述する第1のカッタ案内溝332及び第2のカッタ案内溝334内に収まる。
A
保持部320について図3を参照して説明する。第1の保持部材322には、図3に示すように、前記したカッタ345を案内するための第1のカッタ案内溝332が形成されている。第1の保持部材322には、例えば銅の薄板で形成された第1の高周波電極110が設けられている。この第1の高周波電極110は、その一方の主面(以降、第1の主面と称する)で生体組織と接触するように構成されている。第1の高周波電極110は、第1のカッタ案内溝332を有するので、その平面形状は、図3(A)に示すように、U字形状となっている。第1の高周波電極110の第1の主面と表裏をなす第2の主面には、図2に示すように、第1の高周波電極用通電ライン162が電気的に接続されている。第1の高周波電極110は、この第1の高周波電極用通電ライン162及びケーブル360を介して制御装置370に接続されている。
The holding
第1の高周波電極110の生体組織と接触しない第2の主面には、後に詳述するように、複数の発熱チップ140が配置されている。さらに第2の主面には、この発熱チップ140への配線のため、配線部材150が配置されている。発熱チップ140と、配線部材150を含む配線等と、第1の高周波電極110とを覆うように、第1のカバー部材120が配置されている。第1のカバー部材120は、例えば樹脂で形成されている。基端部の第1の高周波電極110と第1のカバー部材120との間は、端部封止剤180で埋められている。第1の高周波電極110と第1のカバー部材120と端部封止剤180とで囲まれた空間には、絶縁性の封止剤190が封入されている。なお、図2では、図面の簡略化のために、第1のカバー部材120と、端部封止剤180と、封止剤190とは、図示を省略している。このようにして、第1の高周波電極110と第1のカバー部材120とに囲まれた第1の電極部100が形成されている。第1の電極部100は、電気絶縁性と断熱性とを有する第1の保持部材本体326に埋め込まれて固定されている。
As will be described in detail later, a plurality of
図2に示すように、第2の保持部材324は、第1の保持部材322と対称をなす形状をしており、第1の保持部材322と同様の構造を有する。すなわち、第2の保持部材324には、第1のカッタ案内溝332と対向する位置に、第2のカッタ案内溝334が形成されている。また、第2の保持部材324には、第1の高周波電極110と対向する位置に、第2の高周波電極210が設けられている。この第2の高周波電極210は、その一方の主面で生体組織と接触するように構成されている。第2の高周波電極210は、第2の高周波電極用通電ライン262及びケーブル360を介して制御装置370に接続されている。
As shown in FIG. 2, the second holding
また、第2の高周波電極210の生体組織と接触しない面には、発熱チップ140と同様の発熱チップ240が接合されている。この発熱チップ240と、発熱チップ240への接続のための配線部材を含む配線等と、第2の高周波電極210とを覆うように、第1のカバー部材120と同様の第2のカバー部材が配置されている。第2の高周波電極210と第2のカバー部材との基端部は、端部封止剤で埋められている。第2の高周波電極210と第2のカバー部材と端部封止剤とで囲まれた空間には、絶縁性の封止剤が封入されている。このようにして、第2の高周波電極210と第2のカバー部材220とに囲まれた第2の電極部200が形成されている。この第2の電極部200は、第2の保持部材本体328に埋め込まれて固定されている。
Further, a
第1の電極部100について詳述する。なお、第2の電極部200は、第1の電極部100と同様の構造を有するので、第2の電極部200についての説明は省略する。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、窒化アルミナやアルミナ等の高熱伝導性の材料で形成された基板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、発熱用の例えば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。
The
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110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。
A
発熱チップ140は、第1の高周波電極110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)に配置されている。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110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。この固定には、導電性ペーストが用いられてもよい。なお、第2の高周波電極210に固定された発熱チップ240も、上述の発熱チップ140と同じ構造を有している。
The
配線部材150は、例えばフレキシブルプリント基板である。配線部材150の概略を示す断面図を図5に示す。この図に示すように、例えばポリイミドで形成された基板151には、例えば銅による配線パターン152が形成されている。配線パターン152は絶縁膜153で覆われている。ただし、配線パターン152の一部が絶縁膜153で覆われず、露出した配線パターン152が電極154として機能する。配線部材150は、必要に応じて大きさや形状が異なるが、基本的な構造は上述のとおりである。なお、配線部材150には、フレキシブル基板の代わりにガラスエポキシ基板等の箔状又は板状の配線部材が用いられてもよい。
The
第1の高周波電極110と、第1の高周波電極110上の発熱チップ140と、それらに関する電気的接続とについて図6を参照して説明する。第1の高周波電極110は、図6に示すように、第1のカッタ案内溝332を形成するように、その平面形状はU字型をしている。
The first high-
第1の高周波電極110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第1のカッタ案内溝332を挟んで対称に2列に3個ずつ並べて配置されている。一方の列に配置された発熱チップ140を基端側から順に第1の発熱チップ1401、第2の発熱チップ1402、及び第3の発熱チップ1403と称することにする。同様に他方の列に配置された発熱チップを基端側から順に第4の発熱チップ1404、第5の発熱チップ1405、及び第6の発熱チップ1406と称することにする。
Six
第1の高周波電極110上には、各発熱チップ140を接続するために、配線部材150が配置されている。配線部材150は、例えば接着性を有する樹脂を用いて固定されている。まず、第1の発熱チップ1401が配置されている側の基端には、配線部材150が配置されている。この配線部材150を第1の配線部材1501と称する。同様に、第1の高周波電極110の第4の発熱チップ1404が配置されている側の基端には、第2の配線部材1502が配置されている。
A
第1の配線部材1501の基端側の電極154には、一対の第1の発熱チップ用通電ライン164の一方が電気的に接続されている。同様に、第2の配線部材1502の基端側の電極154には、一対の第1の発熱チップ用通電ライン164の他方が電気的に接続されている。また、第1の高周波電極110の基端部には、第1の高周波電極用通電ライン162が電気的に接続されている。
One of the pair of first heating
第1の配線部材1501の先端側の電極154と、第1の発熱チップ1401の基端側の電極145とは、ワイヤボンディングによるワイヤ156によって電気的に接続されている。このように、第1の発熱チップ用通電ライン164は、第1の配線部材1501を介して第1の発熱チップ1401と電気的に接続している。同様に、第1の発熱チップ用通電ライン164は、第2の配線部材1502を介して、第4の発熱チップ1404と電気的に接続している。
The
第1の高周波電極110上の、第1の発熱チップ1401と第2の発熱チップ1402との間には、第3の配線部材1503が配置されている。第3の配線部材1503の基端側の電極154と、第1の発熱チップ1401の先端側の電極145とは、ワイヤボンディングによるワイヤ156によって電気的に接続されている。同様に、第3の配線部材1503の先端側の電極154と、第2の発熱チップ1402の基端側の電極145とは、ワイヤボンディングによるワイヤ156によって電気的に接続されている。このように、第1の発熱チップ1401と第2の発熱チップ1402とは、電気的に直列に接続されている。
A
同様に、第2の発熱チップ1402と第3の発熱チップ1403との間には、第4の配線部材1504が配置されている。第2の発熱チップ1402と第3の発熱チップ1403とは、第4の配線部材1504を介して電気的に直列に接続されている。第3の発熱チップ1403と第6の発熱チップ1406との間には、第5の配線部材1505が配置されている。第3の発熱チップ1403と第6の発熱チップ1406とは、第5の配線部材1505を介して電気的に直列に接続されている。同様に、第6の発熱チップ1406と第5の発熱チップ1405とは、第6の配線部材1506を介して電気的に直列に接続されている。第5の発熱チップ1405と第4の発熱チップ1404とは、第7の配線部材1507を介して、電気的に直列に接続されている。以上のように、一対の第1の発熱チップ用通電ライン164の間には、6つの発熱チップ140が直列に接続されている。
Similarly, a
各発熱チップ140は、第1の発熱チップ用通電ライン164及びケーブル360を介して制御装置370に接続されている。制御装置370は、発熱チップ140に投入する電力を制御する。制御装置370から出力された電流は、各発熱チップ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110にその熱が伝達される。この熱により、第1の高周波電極110に接した生体組織が焼灼される。
Each
制御装置370について説明する。制御装置370は、図7に示すように、制御部371と、発熱チップ駆動回路372と、温度取得部373と、高周波エネルギ出力回路374と、記憶部375と、入力部376と、表示部377と、スピーカ378とを備える。制御部371は、制御装置370内の各部と接続しており、制御装置370の各部を制御する。高周波エネルギ出力回路374は、エネルギ処置具310と接続しており、制御部371の制御の下、エネルギ処置具310の第1の高周波電極110及び第2の高周波電極210を駆動する。すなわち、高周波エネルギ出力回路374は、第1の高周波電極用通電ライン162及び第2の高周波電極用通電ライン262を介して、第1の高周波電極110及び第2の高周波電極210に高周波電圧を印加する。
The
発熱チップ駆動回路372は、エネルギ処置具310と接続しており、制御部371の制御の下、エネルギ処置具310の各発熱チップ140及び発熱チップ240を駆動する。すなわち、発熱チップ駆動回路372は、制御部371の制御の下、第1の発熱チップ用通電ライン164及び第2の発熱チップ用通電ライン264を介して加熱のために発熱チップ140及び発熱チップ240の各抵抗パターン143に電力を供給する。
The heat generating
温度取得部373は、発熱チップ140及び発熱チップ240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140及び発熱チップ240の各抵抗パターン143の抵抗値を取得する機能を有する。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。そこで、抵抗パターン143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375に記憶させておく。温度取得部373は、抵抗パターン143の抵抗値に基づいて、抵抗パターン143の温度と抵抗値との関係を利用して抵抗パターン143の温度を取得する。ここで、第1の高周波電極110及び第2の高周波電極210の温度は、抵抗パターン143の温度とみなしたり、抵抗パターン143の温度から求めたりされ得る。温度取得部373は、取得した第1の高周波電極110及び第2の高周波電極210の温度を制御部371に出力する。抵抗パターン143の抵抗値に基づいて温度を取得するので、第1の高周波電極110上に別途温度センサを設ける必要がなく、第1の電極部100の小型化に有利である。
The
なお、上記の温度取得の方法は一例であり、これに限らない。温度取得部373は、例えば第1の高周波電極110及び第2の高周波電極210に設けられた温度センサの出力に基づいて、第1の高周波電極110及び第2の高周波電極210の温度を取得してもよい。温度センサとして、例えば熱電対が使われ得る。抵抗パターン143の抵抗値に基づかないので、抵抗パターン143の温度と抵抗値との関係を有する必要がない点で、温度センサを用いることは有利である。
Note that the above temperature acquisition method is an example, and the present invention is not limited to this. For example, the
制御部371は、温度取得部373から取得した第1の高周波電極110及び第2の高周波電極210の温度を、記憶部375に格納し、必要に応じて適宜読み出す。制御部371は、第1の高周波電極110及び第2の高周波電極210の温度を用いて、発熱チップ140及び発熱チップ240に投入すべき電力を算出する。制御部371は、発熱チップ駆動回路372を制御して、算出した電力を発熱チップ140及び発熱チップ240に投入させる。
The
制御部371には、フットスイッチ(SW)380が接続されており、フットスイッチ380からエネルギ処置具310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376は、制御部371の各種設定を入力する。表示部377は、制御部371の各種設定を表示する。記憶部375は、制御装置370の動作に必要な各種データが記憶されている。スピーカ378は、アラーム音などを出力する。
A foot switch (SW) 380 is connected to the
次に本実施形態に係る治療用処置装置300の動作を説明する。術者は、予め制御装置370の入力部を操作して、治療用処置装置300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や加熱時間等を設定しておく。治療用処置装置300は、それぞれの値が個別に設定されるようになっていてもよいし、術式に応じた設定値のセットが選択されるようになっていてもよい。本実施形態では、目標温度をT_targetとする。
Next, the operation of the
エネルギ処置具310の保持部320及びシャフト340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352を操作して保持部320を開閉させ、第1の保持部材322と第2の保持部材324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322に設けられた第1の高周波電極110の第1の主面と、第2の保持部材324に設けられた第2の高周波電極210の第1の主面とに、処置対象の生体組織が接触する。
The holding
術者は、保持部320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380を操作する。フットスイッチ380がONに切り換えられると、制御装置370から、ケーブル360内を通る第1の高周波電極用通電ライン162を介して第1の高周波電極110及び第2の高周波電極210に、予め設定した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
次に制御装置370は、高周波エネルギの出力を停止した後、第1の高周波電極110及び第2の高周波電極210の温度が目標温度になるように、各発熱チップ140及び発熱チップ240に電力を供給する。ここで、目標温度は、例えば200℃である。このとき電流は、制御装置370から、ケーブル360及び第1の発熱チップ用通電ライン164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110に伝わる。その結果、第1の高周波電極110の温度は上昇する。同様に、制御装置370から、ケーブル360及び第2の発熱チップ用通電ライン264を介して、発熱チップ240に電力が供給され、発熱チップ240が発熱する。発熱チップ240で発生した熱により、第2の高周波電極210の温度は上昇する。
Next, after stopping the output of the high frequency energy, the
これらの熱によって第1の高周波電極110又は第2の高周波電極210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352を操作してカッタ345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 biological tissue in contact with the first high-
発熱チップ140及び第1の高周波電極110と発熱チップ240及び第2の高周波電極210とを用いた加熱処置についてさらに詳細に説明する。制御部371における第1の電極部100及び第2の電極部200の温度制御について図8に示されるフローチャートを参照して説明する。第1の電極部100と第2の電極部200とは、同一の構成を有しているので、第1の電極部100について例に挙げて説明する。第2の電極部200については、第1の電極部100と同様に別個に制御されてもよい。また、第1の電極部の発熱チップ140に投入する電力を基準として、第1の電極部の発熱チップ140に投入される電力と同様の電力が第2の電極部200の発熱チップ240にも投入されるように制御され得る。
The heating treatment using the
ステップS101において、制御部371は、発熱チップ駆動回路を制御して所定の制限電力Psaveを、第1の高周波電極110に設けられた発熱チップ140に投入させる。ここで、制限電力Psaveは、発熱チップ140に投入する最大電力Pmaxよりも小さいものとする。なお、制限電力Psaveが発熱チップ140に投入されているとき、温度取得部373は、発熱チップ140の抵抗パターン143の抵抗値に基づいて、第1の高周波電極110の温度を取得する。
In step S <b> 101, the
ステップS102において、制御部371は、経過時間Tが所定の抑制制御時間Tsetより大きいか否かを判定する。経過時間Tが抑制制御時間Tsetより大きくないと判定されたとき、処理はステップS101に戻る。一方、経過時間Tが抑制制御時間Tsetより大きいと判定されたとき、処理はステップS103に進む。すなわち、抑制制御時間Tsetだけ制限電力Psaveが発熱チップ140に投入される。ここで、抑制制御時間Tsetは、例えば0.5秒といったように、生体組織に対する処置に係る第1の高周波電極110の温度上昇に大きな影響を与えない程度の短い時間とである。
In step S102, the
ステップS103において、制御部371は、フィードバック制御を行う。例えば以下のような一般的なフィードバック制御が行われる。フィードバック制御において、制御部371は、温度取得部373から取得された第1の高周波電極110の温度Tempに基づいて、第1の高周波電極110に設けられた発熱チップ140に投入する電力Pを決定する。ここで電力Pは、例えば下記式(1)で求められる。
P=C1×dTemp/dt+C2×(T_target-Temp)+Pnow (1)
ここで、C1及びC2は所定の制御ゲインであり、T_targetは、第1の高周波電極110の目標温度である。現在の第1の高周波電極110の温度Tempは、例えば発熱チップ140の抵抗パターンの抵抗値に基づいて算出される。Pnowは現在の投入電力である。制御部371は、発熱チップ駆動回路372に、電力Pを発熱チップ140に投入させる。その後、処理はステップS104に進む。なお、電力Pの決定方法は、上記式(1)に限らず、フィードバック制御に用いられる種々の式が用いられ得る。
In step S103, the
P = C1 × dTemp / dt + C2 × (T_target-Temp) + Pnow (1)
Here, C1 and C2 are predetermined control gains, and T_target is the target temperature of the first high-
ステップS104において、制御部371は、処置終了時間であるが否かを判定する。終了時間でないと判定されたとき、処理はステップS103に戻る。すなわち、処置終了時間まで、ステップS103のフィードバック制御が繰り返される。一方、ステップS104において終了時間であると判定されたとき、処理は終了する。ここで、処置の終了時間は、例えば処置毎に予め決められている。
In step S104, the
以上の制御により、経過時間に対する投入電力及び高周波電極温度の関係は、図9に示される模式図のようになる。ここで、図9(a)は、経過時間に対する投入電力の関係を表し、図9(b)は、経過時間に対する第1の高周波電極110の温度の関係を表す。本実施形態に係る関係は、図9(a)及び(b)において実線で表されている。
With the above control, the relationship between the input power and the high-frequency electrode temperature with respect to the elapsed time is as shown in a schematic diagram shown in FIG. Here, FIG. 9A shows the relationship of the input power with respect to the elapsed time, and FIG. 9B shows the relationship of the temperature of the first high-
図9(a)及び(b)に示されるように、投入電力は、まず、制限電力Psaveまで上昇させられる。電力が制限電力Psaveまで上昇する時間T0は、極めて短いが、図9においては分かり易さのため拡大して示されている。その後、抑制制御時間Tsetの間だけ投入電力は制限電力Psaveに維持される。続いて、フィードバック制御が行われる。すなわち、例えば投入電力は、フィードバック制御の初めにおいて最大電力Pmaxまで上昇し、その後第1の高周波電極110の温度上昇に応じて減少する。
As shown in FIGS. 9A and 9B, the input power is first increased to the limit power Psave. The time T0 during which the power rises to the limit power Psave is extremely short, but is shown in an enlarged manner in FIG. 9 for easy understanding. Thereafter, the input power is maintained at the limit power Psave only during the suppression control time Tset. Subsequently, feedback control is performed. That is, for example, the input power rises to the maximum power Pmax at the beginning of the feedback control, and then decreases according to the temperature rise of the first high-
制限電力Psaveやその印加時間である抑制制御時間Tsetは、任意に変更され得る。ただし、制限電力Psaveや抑制制御時間Tsetは、生体組織に対する処置に係る第1の高周波電極110の温度上昇に大きな影響を与えない程度とする。
The limit power Psave and the suppression control time Tset that is the application time thereof can be arbitrarily changed. However, the limit power Psave and the suppression control time Tset are set to such a degree that the temperature increase of the first high-
比較のため、電力が制限電力に維持されず、初めからフィードバック制御が行われる場合の経過時間に対する投入電力及び電極温度の関係を、図9(a)及び(b)に一点鎖線で示す。これら図の一点鎖線に示される比較例と比較して、実線で示される本実施形態によれば、電力投入の初期段階における第1の高周波電極110の温度上昇が抑制されている。
For comparison, the relationship between the input power and the electrode temperature with respect to the elapsed time when the power is not maintained at the limit power and the feedback control is performed from the beginning is shown by one-dot chain lines in FIGS. Compared with the comparative example shown by the alternate long and short dash line in these drawings, according to the present embodiment shown by the solid line, the temperature increase of the first high-
本実施形態によれば、制限電力Psaveの印加により、封止剤190やワイヤ156等がフィードバック制御前に予熱される。この予熱により、予熱がない場合に比較して封止剤190とワイヤ156との温度差が小さくなり、封止剤190とワイヤ156との熱膨張率の違いによって発生するワイヤ156の破断が防止され、エネルギ処置具310の故障が防止される。なお、ワイヤ156に限らず、配線部材150の配線パターン152等、他の配線に対しても同様に、本実施形態は破断防止の効果を奏する。
According to the present embodiment, the
なお、上記の例では、制御開始直後の第1の高周波電極110の温度を取得するために制限電力Psaveが用いられている。しかしながら、これに限らず第1の高周波電極110の温度を取得するために、初めに所定の期間T1だけ所定の電力値P0を印加して発熱チップ140の抵抗パターン143の抵抗値を取得してもよい。すなわち、経過時間に対する投入電力及び電極温度の関係は、例えば図10又は図11に示されるようであってもよい。制御の初めにおいて所定期間T1だけ所定電力P0が印加されて抵抗パターン143の抵抗値が取得され、この抵抗値に基づいて第1の高周波電極110の温度が取得される。その直後に、抑制制御時間Tsetの間だけ制限電力Psaveが印加される。その後、フィードバック制御が行われる。ここで、電極の温度を取得するために印加される所定の電力P0は、図10に示されるように制限電力Psaveよりも大きくてもよいし、図11に示されるように制限電力Psaveよりも小さくてもよい。
In the above example, the limit power Psave is used to acquire the temperature of the first high-
また、本実施形態では、制限電力Psaveを印加するのは、所定の時間Tsetとしている。しかしこれに限らず、例えば第1の高周波電極110の温度を取得して、第1の高周波電極110の温度が所定の予熱温度に達したときにフィードバック制御に進むようにしてもよい。すなわち、図12に示されるように、ステップS151において、制御部371は、制限電力を印加させる。ステップS152において、制御部371は、第1の高周波電極110の温度が所定の予熱温度以上であるか否かを判定する。予熱温度以上でないとき、処理はステップS151に戻り、予熱温度以上であるとき、処理はステップS153に進む。ステップS153において、制御部371は、フィードバック制御を行う。ステップS154において、制御部371は、処置終了時間であるが否かを判定する。終了時間でないと判定されたとき、処理はステップS153に戻り、終了時間であると判定されたとき、処理は終了する。このようにすると、予熱温度をワイヤ156等の破断が防止される温度に設定することで、エネルギ処置具310の故障が防止される。すなわち、制限電力を印加する期間は時間で規定されても温度で規定されてもよい。
In the present embodiment, the limited power Psave is applied for a predetermined time Tset. However, the present invention is not limited to this. For example, the temperature of the first high-
また、同一のエネルギ処置具310を用いて複数回の加熱処置を行う場合には、フィードバック制御前の制限電力Psaveが印加される電力抑制制御は、加熱処置の度に行われてもよいし、2回目以降の加熱処置においては行われなくてもよい。例えば、2回目以降の加熱処置においては電力抑制制御が行われない場合の処理を図13に示されるフローチャートを参照して説明する。
Moreover, when performing the heating treatment a plurality of times using the same
ステップS201において、制御部371は、制限電力を印加させる。ステップS202において、制御部371は、経過時間Tが所定の抑制制御時間Tsetより大きいか否かを判定する。経過時間Tが抑制制御時間Tsetより大きくないと判定されたとき、処理はステップS201に戻る。一方、経過時間Tが抑制制御時間Tsetより大きいと判定されたとき、処理はステップS203に進む。
In step S201, the
ステップS203において、制御部371は、フィードバック制御を行う。ステップS204において、制御部371は、処置終了時間であるが否かを判定する。終了時間でないと判定されたとき、処理はステップS203に戻る。一方、終了時間であると判定されたとき、処理はステップS205に進む。
In step S203, the
ステップS205において、制御部371は、処置が再び開始されたか否かを判定する。開始されていないと判定されたとき、処理はステップS205を繰り返す。処置が再び開始されたと判定されたとき、処理はステップS206に進む。ステップS206において、制御部371は、前回の処置が終了してから所定時間が経過したか否かを判定する。所定時間が経過したと判定されたとき、処理はステップS201に戻る。すなわち、制限電力の印加が行われ、続いてフィードバック制御が行われる。一方、ステップS206において、所定時間が経過していないと判定されたとき、処理はステップS203に戻る。すなわち、制限電力の印加が行われずにフィードバック制御が行われる。
In step S205, the
この例では、前回の処置が終了してから所定時間以内に次の処置が開始されるときは、余熱があるので、制限電力の印加が不要となるため、フィードバック制御から開始される。前回の処置終了後所定時間以内に次の処置が開始されないときは、第1の電極部100及び第2の電極部200が冷めていると考えられるので、制限電力の印加から開始される。このようにすれば、不要な制限電力の印加を省くことで、処置時間を短縮することができる。
In this example, when the next treatment is started within a predetermined time after the end of the previous treatment, since there is residual heat, it is not necessary to apply the limit power, and thus the feedback control is started. When the next treatment is not started within a predetermined time after the end of the previous treatment, it is considered that the
このように、例えば第1の高周波電極110及び第2の高周波電極210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及び発熱チップ240は、前記伝熱部に配置され、電力が投入されることによって前記伝熱部を加熱する電熱変換素子として機能する。例えばワイヤ156及び配線パターン152は、前記電熱変換素子に電気的に接続する配線として機能する。例えば封止剤190は、前記電熱変換素子と前記配線とを覆う絶縁材として機能する。例えば発熱チップ駆動回路372は、前記配線を介して前記電熱変換素子へ電力を供給する電力供給部として機能する。例えば制御部371は、少なくとも前記伝熱部を予熱するための第1の電力、及び前記治療のために前記伝熱部を加熱する前記第1の電力よりも大きな第2の電力を、前記電熱変換素子に供給させるように前記電力供給部を制御する制御部として機能する。例えば温度取得部373は、前記第1の電力を供給した際の電気抵抗パターンの抵抗値に基づいて前記伝熱部の温度を取得する温度取得部として機能する。
Thus, for example, the first high-
100…第1の電極部、110…第1の高周波電極、120…第1のカバー部材、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、150…配線部材、151…基板、152…配線パターン、153…絶縁膜、154…電極、156…ワイヤ、162…第1の高周波電極用通電ライン、164…第1の発熱チップ用通電ライン、180…端部封止剤、190…封止剤、200…第2の電極部、210…第2の高周波電極、220…第2のカバー部材、240…発熱チップ、262…第2の高周波電極用通電ライン、264…第2の発熱チップ用通電ライン、300…治療用処置装置、310…エネルギ処置具、320…保持部、322…第1の保持部材、324…第2の保持部材、326…第1の保持部材本体、328…第2の保持部材本体、332…第1のカッタ案内溝、334…第2のカッタ案内溝、340…シャフト、342…筒体、343…シース、344…駆動ロッド、345…カッタ、346…支持ピン、347…弾性部材、350…ハンドル、352…操作ノブ、360…ケーブル、365…コネクタ、370…制御装置、371…制御部、372…発熱チップ駆動回路、373…温度取得部、374…高周波エネルギ出力回路、375…記憶部、376…入力部、377…表示部、378…スピーカ、380…フットスイッチ。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記生体組織に熱を伝える伝熱部と、
前記伝熱部に配置され、電力が投入されることによって前記伝熱部を加熱する電熱変換素子と、
前記電熱変換素子に電気的に接続する配線と、
前記電熱変換素子と前記配線とを覆う絶縁材と、
前記配線を介して前記電熱変換素子へ電力を供給する電力供給部と、
少なくとも前記伝熱部を予熱するための第1の電力、及び前記治療のために前記伝熱部を加熱する前記第1の電力よりも大きな第2の電力を、前記電熱変換素子に供給させるように前記電力供給部を制御する制御部と、
を具備する治療用処置装置。 A therapeutic treatment apparatus for heating and treating living tissue,
A heat transfer section for transferring heat to the living tissue;
An electrothermal conversion element that is disposed in the heat transfer unit and heats the heat transfer unit by applying electric power;
A wiring electrically connected to the electrothermal conversion element;
An insulating material covering the electrothermal conversion element and the wiring;
A power supply unit for supplying power to the electrothermal transducer through the wiring;
At least a first power for preheating the heat transfer unit and a second power larger than the first power for heating the heat transfer unit for the treatment are supplied to the electrothermal conversion element. A control unit for controlling the power supply unit;
A therapeutic treatment apparatus comprising:
前記第1の電力を供給した際の前記電気抵抗パターンの抵抗値に基づいて前記伝熱部の温度を取得する温度取得部をさらに具備する、
請求項1に記載の治療用処置装置。 The electrothermal conversion element includes an electric resistance pattern,
A temperature acquisition unit that acquires a temperature of the heat transfer unit based on a resistance value of the electrical resistance pattern when the first power is supplied;
The therapeutic treatment device according to claim 1.
前記伝熱部の温度が所定の予熱温度に達するまで、前記伝熱部を予熱するための第1の電力を前記電熱交換素子に供給することと、
前記伝熱部の温度が前記予熱温度に達したら、前記治療のために前記第1の電力よりも大きな第2の電力を前記電熱交換素子に供給することと、
を具備する治療用処置装置の制御方法。 A heat transfer part is heated by applying electric power to the electrothermal conversion element to which the wiring is connected and the wiring and the electrothermal conversion element are covered with an insulating material. A method of controlling a therapeutic treatment apparatus for heating and treating tissue,
Supplying first electric power for preheating the heat transfer section to the electrothermal exchange element until the temperature of the heat transfer section reaches a predetermined preheating temperature;
When the temperature of the heat transfer unit reaches the preheating temperature, supplying second electric power larger than the first electric power to the electric heat exchange element for the treatment;
A control method for a therapeutic treatment apparatus comprising:
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