JP3636511B2

JP3636511B2 - 電気手術装置

Info

Publication number: JP3636511B2
Application number: JP23310995A
Authority: JP
Inventors: 利雄山口
Original assignee: 株式会社セムコ
Priority date: 1995-09-11
Filing date: 1995-09-11
Publication date: 2005-04-06
Anticipated expiration: 2015-09-11
Also published as: JPH0975365A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、主として高周波電流を利用して生体組織の外科的手術を行う電気手術装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高周波電流を患者の生体組織へ流入させ、発生するジュール熱により細胞内の水分を突沸させて生体組織の切開を行い、または、発生するジュール熱により細胞蛋白質を凝固及び脱水させて止血し、一人の患者の複数部位を同時に手術する電気手術装置が考案されている。図３は従来の電気手術装置を用いて、一人の患者Ｍの２個所の部位に対して、同時に手術を行う場合の状態を説明するための図である。図３において、１ａ，１ｂは電気手術装置本体である。電気手術装置本体１ａ，１ｂには、ケーブル２ａ，２ｂを介してメス先電極ホルダ３ａ，３ｂが接続されており、このメス先電極ホルダ３ａ，３ｂの先端には、それぞれメス先電極４ａ，４ｂが取り付けられている。また、電気手術装置本体１ａ，１ｂには、ケーブル５ａ，５ｂを介して対極板６ａ，６ｂが接続されている。なお、上記メス先電極４ａ，４ｂおよび対極板６ａ，６ｂは、それぞれ対をなしている。
【０００３】
手術を行うときは、まず最初に患者Ｍの患部付近に対極板６ａ，６ｂを装着する。そして、電気手術装置本体１ａ，１ｂから、ケーブル２ａ，２ｂを介してメス先電極ホルダ３ａ，３ｂの先端に取り付けられたメス先電極４ａ，４ｂへ高周波電流が供給され、これらのメス先電極４ａ，４ｂから患者Ｍの２個所の部位へ高周波電流が流入される。流入される高周波電流には複数のモードがあり、これらのモードを切り換えて手術が行われる。上記モードには、例えば、生体組織の切開を行う切開モード、生体組織の凝固または止血を行う凝固モード、または切開および凝固が組み合わさり、止血しながら切開を行う混合モードがある。患者Ｍへ流入された高周波電流は、それぞれ、対極板６ａ，６ｂからケーブル５ａ，５ｂを介して電気手術装置本体１ａ，１ｂへ還流される。
【０００４】
上述した電気手術装置の電気的構成を図４を用いて説明する。図４において、７ａおよび７ｂは高周波を発生し、この高周波の波形を複数のモードに合わせて変調する高周波発生器であり、これらの高周波発生器７ａ，７ｂはそれぞれ、変圧器８ａ，８ｂの一次側コイルに接続されている。これらの変圧器８ａ，８ｂは高周波の電圧および電流を変換して二次側から出力する。また、変圧器８ａ，８ｂの二次側コイルの一端は、メス先電極４ａ，４ｂ（図３中のものと同一）へそれぞれ接続され、二次側コイルの他端は対極板６’へ接続されている。そして、メス先電極４ａ，４ｂおよび対極板６’は患者Ｍの表面に接触している。なお、図３中では対極板６ａ，６ｂが設けられているが、これらは電気的には同一であるので図４中においては対極板６’として代表されている。
【０００５】
操作者が患部を手術するときは、まず、患者Ｍの患部近傍に対極板６’を装着する。次に、高周波発生器７ａ，７ｂから発生する高周波の電圧および電流を調節すると共に複数のモードの何れか１つを選択し、変圧器８ａ，８ｂの二次側コイルから出力される高周波電圧および高周波電流が、手術に適した値および波形となるようにする。そして、メス先電極４ａ，４ｂから患者Ｍへ高周波電流を流入させて手術を行う。
患者Ｍの手術部位が１つである場合は、何れか一方のメス先電極４ａまたは４ｂを用いて手術を行い、患者Ｍに対して、異なる２つの部位を同時に手術する場合は、メス先電極４ａおよび４ｂを用いて手術を行う。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、一人の患者Ｍの２つの部位に対して同時に手術を施すとき、メス先電極４ａ，４ｂ間に、変圧器８ａ，８ｂの２次側コイルに生ずる高周波電圧ｖ₁，ｖ₂の差に相当する電位差ｖが発生する。この電位差ｖは、メス先電極４ａ，４ｂへ供給される高周波電圧が互いに逆位相である場合、変圧器８ａ，８ｂの二次側の電圧ｖ₁，ｖ₂の絶対値の和となり、極めて大きな値となる。このため、一方のメス先電極４ａ（４ｂ）から他方のメス先電極４ｂ（４ａ）へ高周波電流が分流してしまうという問題があった。
また、メス先電極４ａ，４ｂ相互間に高周波電流の干渉が生じて装置の出力が変動し、生体組織の切開、または細胞蛋白質の凝固が正常に行われず、手術がはかどらないという問題があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、一人の患者に対して２個所の部位を同時に、高周波電流を流入させて手術する際に、生体組織の切開または細胞蛋白質の凝固が正常に行われるような電気手術装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明は、少なくとも一つのモードを有し、予め設定されたモードの高周波信号を複数のメス先電極とただ１つの対極板とに挟まれた被手術部に印加する電気手術装置であって、所定の周波数の高周波信号を発生するただ１つの基本波発生手段を備え、予め設定された電圧値を表す制御信号を出力する制御手段と、前記基本波発生手段で発生される高周波信号を予め設定されたモードに変調して出力する変調手段と、前記変調手段から出力される高周波信号を前記制御信号に対応する増幅度で増幅して出力する増幅手段と、１次側巻線および２次側巻線から構成され、前記増幅手段から出力される高周波信号を昇圧して出力する昇圧用変圧器と、前記２次側巻線の一端に前記複数のメス先電極の何れか１つを接続するとともに前記２次側巻線の他端に前記ただ１つの対極板を接続する接続手段とで操作系を構成し、前記操作系は並列に複数系統設けられ、これら複数の操作系における各１次側巻線および各２次側巻線は巻回方向が一致するよう構成されることを特徴とする電気手術装置である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。図１は本発明の一実施形態による電気手術装置の電気回路の構成を示すブロック図である。図１において、９は高周波を発生する基本波発生器であり、発生する高周波の電流および電圧の周波数および振幅は一定である。この基本波発振器９は分周変調器１０ａ，１０ｂへ接続されている。この分周変調器１０ａ，１０ｂは入力された高周波の電流および電圧に対して、その周波数および振幅において、出力モード選別スイッチで指定されたモード、例えば、切開モード、凝固モード、または混合モードに応じた変調を施し、分周高周波として出力するものである。また、この分周変調器１０ａ，１０ｂは、それぞれ増幅器１１ａ，１１ｂに接続されている。
【０００９】
また、増幅器１１ａ，１１ｂにはそれぞれ出力制御器１２ａ，１２ｂが接続されており、増幅器１１ａ，１１ｂは、この出力制御器１２ａ，１２ｂから出力される制御信号に基づいて、入力される分周高周波を増幅して高周波電圧および高周波電流を出力する。上記出力制御器１２ａ，１２ｂは、外部から入力される設定値に基づいて、増幅器１１ａ，１１ｂにおける分周高周波の増幅率を制御し、患者へ流入される高周波電流を調整するためのものである。
【００１０】
増幅器１１ａ、１１ｂにはそれぞれ昇圧用変圧器１３ａ，１３ｂの１次側が接続されている。この昇圧用変圧器１３ａ，１３ｂの１次側および２次側の巻線は、共にその巻き方向が同一であり、２次側に生ずる高周波電圧および高周波電流の位相は同一なものとなる。昇圧用変圧器１３ａの二次側の巻き線の一方は、低周波刺激電流防止用コンデンサＣ₁の一方の極に、昇圧用変圧器１３ｂの二次側の巻き線の一方は、低周波刺激電流防止用コンデンサＣ₂の一方の極に、昇圧用変圧器１３ａ，１３ｂの二次側巻線の他方は共に対極板端子１７が接続されている。この低周波刺激電流防止用コンデンサＣ₁，Ｃ₂は、人体に有害な低周波を遮断するためのものである。また、低周波刺激電流防止用コンデンサＣ₁，Ｃ₂にはそれぞれ、メス先電極接続端子１４ａ、メス先電極接続端子１４ｂが接続されている。
【００１１】
このメス先電極接続端子１４ａ，１４ｂには、操作者が手に把持するメス先電極ホルダ１５ａ、１５ｂがそれぞれ接続されており、このメス先電極ホルダ１５ａ，１５ｂの先端には、メス先電極１６ａ，１６ｂが取り付けられている。
上記メス先電極ホルダ１５ａ，１５ｂには、例えば、図示は省略しているが、メス先電極１４ａ，１４ｂに高周波電圧を供給するか否かを切り替えるスイッチ、または、上述した出力モード選択スイッチに連動しているモード切り替えスイッチ等が取り付けられている。
【００１２】
また、対極板接続端子１７には対極板１８が接続されている。対極板１８は、面状の金属板であり、患者に流入される高周波電流を面で受け電流密度を低くして回収するものである。この１つの対極板１８およびメス先電極１６ａ，１６ｂは対を成してモノポーラ電気メスを構成している。対極板１８はメス先電極１６ａ，１６ｂから流入される高周波電流が、分流障害を起こさないように、メス先電極１６ａ，１６ｂに共通して１つのみが設けられている。また、対極板１８は電気的に接地されておらず、上記モノポーラ電気メスは接地電位から電気的に絶縁されたフローティング型である。上記モノポーラ電気メスをフローティング型とした理由は、患者へ流入された高周波漏れ電流により生ずる分流傷害を、対極板１８を接地した接地型電気メスよりも少なくするためである。
【００１３】
メス先電極１６ａ，１６ｂへ供給される高周波電圧は、例えば、周波数が４００ｋＨｚ〜７００ＫＨｚであり、切開モードの場合、その電圧値は１．５ｋＶ〜２ｋＶ、その波形は連続した正弦波となる。また、凝固モードの場合、上記電圧値は３ｋＶ〜５ｋＶ、上記波形は２０ｋ〜５０ｋＨｚの繰り返しの断続した高周波波形となる。また、混合モードの場合、上記電圧値は２ｋ〜３ｋＶ、上記波形は凝固モードのものより低い周波数で繰り返される断続した高周波波形となる。
【００１４】
上記構成において、手術を行うときは、電気手術装置の操作者は、まず、患者を手術する際に用いる手術台および他の医療機器等（図示省略）を配置する。また、患者を手術台上に配し、対極板１８を患者の手術部近傍に装着する。そして、対極板１８を対極板接続端子１７へ、メス先電極ホルダ１５ａ，１５ｂをそれぞれ電気メス接続端子１４ａ、１４ｂへ接続する。
【００１５】
次に、基本波発振器９を作動させて高周波を発生させ、メス先電極ホルダ１５ａ，１５ｂに取り付けられているモード選択スイッチによりモードを選別し、分周変調器１０ａ，１０ｂにおいて各モードに適合した変調を高周波に施す。そして、選択したモードに応じて高周波電圧の設定値を出力制御器１２ａ，１２ｂへ入力し、メス先電極４ａ，４ｂに高周波電圧を供給して、患者に対して手術を行う。
【００１６】
また、図２（ａ），（ｂ）を参照して手術中における分流傷害に関する説明を行う。図２（ａ）は本発明の一実施形態による電気手術装置の電気的構成を示したブロック図の一部であり、図１および図４と同一の構成要素に対しては同一の符号を付しその説明を省略する。図２（ａ）において、２０は図１中の昇圧用変圧器１３ａの２次側巻線であり、２１は昇圧用変圧器１３ｂの二次側巻線である。この二次側巻線２０，２１にはそれぞれ電圧ｖ₁₀，ｖ₁₁の電圧が生ずる。この結果として、メス先電極１６ａ，１６ｂの間には電位差ｖ₁₂が生ずる。また、ｉ₁は上記二次側巻線２０から患者Ｍに流入する高周波電流である。ｉ₂はメス先電極１６ａから患者Ｍに流入された高周波電流ｉ₁のうち、対極板６’に回収される電流であり、ｉ₃はメス先電極１６ａから患者Ｍに流入された高周波電流ｉ₁のうち分流してメス先電極１６ｂに流入する高周波分流である。
【００１７】
ＭＲ₁はメス先電極１６ａと対極板６’との間における患者の体内の電気抵抗を表す患者インピーダンスである。また同様に、ＭＲ₂はメス先電極１６ｂと対極板６’との間の患者インピーダンスであり、ＭＲ₃はメス先電極１６ａとメス先電極１６ｂとの間の患者インピーダンスである。またＲ₁、Ｒ₂はそれぞれ、メス先電極１６ａ，１６ｂと患者Ｍとが接触することにより生ずる接触インピーダンスである。また、図２（ａ）との電気的な等価回路を図２（ｂ）に示す。
【００１８】
上記構成において、操作者が手術を行っている際に、患者Ｍに流入された高周波電流ｉ₁がメス先電流１６ｂに高周波分流ｉ₃として分流した場合、この高周波分流ｉ₃の値が最大となるのは、電位差ｖ₁₂が最大になる場合である。この電位差ｖ₁₂の値が最大となる条件は、電圧ｖ₁₀（ｖ₁₁）の値が最大のとき電圧ｖ₁₁（ｖ₁₀）の値が０となることである。本発明による電気手術装置においては、図１中の昇圧用変圧器１３ａ，１３ｂは巻線の方向が同一であり、なおかつメス先電極１６ａ，１６ｂを同時に用いる場合、図２（ａ）中の二次側巻線２０，２１には共に電圧が発生しているので上記のような条件が満たされることはない。
【００１９】
上述したように、電気手術装置による切開および凝固はジュール熱に基づくものであり、単位時間に発生するジュール熱Ｗは次の式に従う。
Ｗ＝Ｉ²Ｒ
図２（ａ）中の高周波分流ｉ₃の実測値は、メス先電極１６ａ，１６ｂ間の距離Ｌが５〜１０［ｃｍ］である場合、高周波電流ｉ₁の値に対して１／８〜１／１０以下である。従って上記式から、高周波分流ｉ₃が高周波電流ｉ₁の１／１０であるときに単位時間に生ずるジュール熱は、ｉ₁が同一箇所に流れた場合の１／１００であるので高周波分流により生ずる影響は極めて小さい。
【００２０】
なお、図１中の分周変調器１１ａ，１１ｂのモード、および出力制御器１２ａ，１２ｂの設定値は個々に操作可能であり、メス先電極１６ａから出力される高周波電流および、メス先電極１６ｂに供給される高周波電圧は、そのモード及びその高周波電圧の値が個別に設定可能である。また、本発明による電気手術装置は、人体の手術のみ限るものではなく、他の生体、例えば、犬または猫等の手術にも用いることができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明による電気手術装置においては、メス先電極から出力される高周波出力の波形が同位相であり、２つのメス先電極の電位差を減少させることができるので、正常に手術が行えるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による電気手術装置の電気回路の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態による電気手術装置の電気的構成を示したブロック図の一部である。
【図３】従来の電気手術装置を用いて、一人の患者の２個所の部位に対して、同時に手術を行う場合の状態を説明するための図である。
【図４】従来の電気手術装置の電気的構成を示したブロック図である。
【符号の説明】
９基本波発振器
１０ａ，１０ｂ分周変調器
１１ａ，１１ｂ増幅器
１２ａ，１２ｂ出力制御器
１３ａ，１３ｂ昇圧用変圧器
１４ａ，１４ｂメス先電極接続端子
１６ａ，１６ｂメス先電極
１７対電極接続端子
１８対電極

Claims

少なくとも一つのモードを有し、予め設定されたモードの高周波信号を複数のメス先電極とただ１つの対極板とに挟まれた被手術部に印加する電気手術装置であって、
所定の周波数の高周波信号を発生するただ１つの基本波発生手段を備え、
予め設定された電圧値を表す制御信号を出力する制御手段と、前記基本波発生手段で発生される高周波信号を予め設定されたモードに変調して出力する変調手段と、前記変調手段から出力される高周波信号を前記制御信号に対応する増幅度で増幅して出力する増幅手段と、１次側巻線および２次側巻線から構成され、前記増幅手段から出力される高周波信号を昇圧して出力する昇圧用変圧器と、前記２次側巻線の一端に前記複数のメス先電極の何れか１つを接続するとともに前記２次側巻線の他端に前記ただ１つの対極板を接続する接続手段とで操作系を構成し、
前記操作系は並列に複数系統設けられ、これら複数の操作系における各１次側巻線および各２次側巻線は巻回方向が一致するよう構成される
ことを特徴とする電気手術装置。