JP5216994B2 - マイクロ波手術装置 - Google Patents

Description

本発明は、処置部位の組織をマイクロ波で加熱凝固するに際し、凝固（止血）の終了を検知し、マイクロ波（高周波）の発振出力を制御するマイクロ波手術装置の制御方法に関する。又、本発明は、凝固（止血）の終了を検知する機能及びマイクロ波の発振出力を制御する機能をもつ、手術電極のマイクロ波照射により電極近傍の生体組織を凝固してその止血，凝固，切開等を行うマイクロ波手術装置に関する。

従来、この種マイクロ波手術装置は、特公平１−２０６１９号公報（Ａ６１Ｂ １７／３９），特公平１−２０６１７号公報（Ａ６１Ｂ １７／３６）等に記載されているように、本体装置に同軸ケーブルを介してニードル状のモノポーラ型の手術電極を取換え自在に接続して形成されている。

そして、手術電極を生体組織に刺入し、本体装置のマイクロ波発生器を作動してこの発生器のマイクロ波（２４５０ＭＨｚ）を手術電極に供給し、この電極から生体組織内にマイクロ波を集束照射すると、生体内に発生した誘電熱エネルギを利用して電極近傍の組織が凝固される。

このくり返しにより生体の止血，凝固，切開，切離，切除等の手術が行え、とくに、止血効果が高く、脆くて含有血液の多い肝臓等の実質臓器の手術にはこの種マイクロ波手術装置が極めて有用である。

なお、各１回のマイクロ波照射による凝固が終了すると、通常、本体装置から手術電極にその中心導体を負極，外部導体を正極とする直流の組織解離電流が供給され、この電流に基づく生体の電気浸透作用により手術電極に付着した組織が軟化され、手術電極が容易に生体組織から離れる。

また、この種マイクロ波手術装置の処置具の表面には、テフロン（登録商標）、セラミック等をコーティングしたものがあるが切離等で、コーティング材が破断して脱落等の危険性がある。
特公平１−２０６１９号公報 特公平１−２０６１７号公報

双極式マイクロ波処置具において単一の処置具で、処置部の剥離、把持、凝固（止血）及び切離が可能な多機能処置具を使用して処置部を把持、凝固（止血）から切離に移行する場合にタイミングを誤ると止血未了で出血することがある。又、双極式処置具は切離の際、両極が接触する為電気的に短絡状態となる。
これらの問題を解決して双極式のマイクロ波（高周波）多機能処置具を、安全に使用することを可能にした装置を提供することが本発明の課題である。

従来のこの種マイクロ波手術装置の場合、マイクロ波照射による凝固層の成長を検知することができないため、医師等が経験や勘に基づいてマイクロ波の出力時間をタイマ設定し、設定した時間（数十秒程度）、生体組織にマイクロ波を照射して各１回の凝固を終了している。しかし、マイクロ波照射による凝固層の成長は、手術電極の形状や生体組織の条件等によって異なるので、従来装置においては、適正なタイミングで凝固を終了することが容易でなく、過凝固が原因で手術電極が微少な火花放電を起して、生体組織が炭化したり、電極に組織が付着したりすることがある等の問題点がある。

本発明の課題は、マイクロ波照射による生体組織の凝固を適正なタイミングで自動的に終了する手段を提供することにある。

本発明は、以下からなる；
１．処置部位の組織をマイクロ波で加熱凝固時に組織の温度上昇と共に水分が減少し、直流電気抵抗値が変化するのを利用して、組織の凝固終了を検知させ、マイクロ波の発振出力を制御するための凝固対象組織を把持可能な双極式手術電極を有するマイクロ波手術装置用の制御装置であって、
前記双極式手術電極の両極が接触することによる前記直流電気抵抗値が0になった場合にマイクロ波出力が停止することを特徴とする制御装置。
２．マイクロ波の出力時間を設定する出力時間設定部と、マイクロ波を出力するマイクロ波発振器と、前記マイクロ波発振器の出力を制御する出力制御部と、前記マイクロ波発振器のマイクロ波が供給される同軸ケーブルと、前記同軸ケーブルの先端に接続され、生体組織に導入され、凝固対象組織を把持可能な双極式手術電極と、電池又は定電圧電源と、直流電圧メーターリレーと組み合わせた可変抵抗器と、直流マイクロ波混合機と、直流電圧メーターリレーとマイクロ波発振器をつなぐ発振器制御用回路と、可変抵抗器と直流マイクロ波混合機をつなぐ回路を含み、直流電気抵抗値の変化により、前記凝固の終了タイミングを判別し、前記発振器制御用回路及び出力制御部を介して前記マイクロ波発振器にマイクロ波出力の停止を通知する判別処理部とを備えたマイクロ波手術装置であって、
該可変抵抗器の作動点の電圧に応じて直流電圧メーターリレーが作動して凝固終了タイミングを判別し、前記可変抵抗器の作動点は自由に設定可能であることを特徴とするマイクロ波手術装置。
３．前記双極式手術電極の両極が接触することによる前記直流電気抵抗値が0になった場合にマイクロ波出力の停止を通知する判別処理部である前項２に記載のマイクロ波手術装置。
４．前記直流電気抵抗値が0になった場合にマイクロ波出力の停止を通知することにより、前記組織の凝固終了を検知することができる前項３に記載のマイクロ波手術装置。

本発明は、マイクロ波の照射による生体組織の凝固の進行にしたがって、組織の水分が減少し、直流電気抵抗値が変化するのを利用して、組織の凝固（止血）終了を検知し、生体組織の条件等に応じた適正なタイミングで凝固の終了を判別することができる。

そして、この判別に基づきマイクロ波出力を停止するため、マイクロ波照射による生体組織の凝固を適正なタイミングで自動的に終了することができ、いわゆる過凝固の発生、凝固不完全を確実に防止することができ、操作性，機能性の著しい向上を図ることができる。

前記の目的を達成するために、本発明のマイクロ波手術装置においては、マイクロ波の出力時間を設定する出力時間設定部と、マイクロ波を出力するマイクロ波発振器と、前記マイクロ波発振器の出力を制御する出力制御部と、前記マイクロ波発振器のマイクロ波が供給される同軸ケーブルと、前記同軸ケーブルの先端に接続され、生体組織に導入され、凝固対象組織を把持可能な手術電極と、電池又は定電圧電源と、直流電圧メーターリレーと組み合わせた可変抵抗器と、直流マイクロ波混合機と、直流電圧メーターリレーとマイクロ波発振器をつなぐ発振器制御用回路と、可変抵抗器と直流マイクロ波混合機をつなぐ回路を含み、直流電気抵抗値の変化により、前記凝固の終了タイミングを判別し、前記発振器制御用回路及び出力制御部を介して前記マイクロ波発振器にマイクロ波出力の停止を通知する判別処理部とを備える。

そして、処置部位の組織をマイクロ波で加熱凝固時に組織の温度上昇と共に水分が減少し、直流電気抵抗値が変化するのを利用して、組織の凝固（止血）終了を検知させ、マイクロ波手術装置のマイクロ波の発振出力を制御する。

つまり、直流電気抵抗値の監視により判別処理部は生体組織の条件等に応じた適正なタイミングで凝固の終了を判別する。

そして、この判別に基づきマイクロ波出力を停止するため、マイクロ波照射による生体組織の凝固が適正なタイミングで自動的に終了する。

処置対象組織の切離タイミングの検知には図１の如くおこなわれる。マイクロ波出力回路に挿入した直流混合器を通じて、双極式処置具の先端で保持（把持）した処置部位の組織を流れる直流電流量が、重畳して出力されているマイクロ波の通電により処置部位の組織が加熱されて水分が蒸発減少して当該組織の電気抵抗値が変化し、減少するので、電池又は定電圧電源から直流電圧メーターリレーと組み合わせた可変抵抗器(VR)の※印点の電圧が変わる。この変化に応じて、直流電圧メーターリレーが作動して凝固終了の信号を発すると共に、マイクロ波発振器制御用回路を経てマイクロ波発振器の出力を制御する。尚、メーターリレー作動値は(VR)の※印調節で自由に設定が可能である。又、双極式処置具で処置部位の組織を切離時に両極が接触（短絡）すると図のR部の電気抵抗価値が0になる。その為（VR)※印の電圧が変わり、瞬時にマイクロ波の発振を停止することが可能であるので、処置対象組織の切離を続行することが可能である。この方式は、直視下、鏡視下、内視鏡下、カテーテル下、の何れの用途にも対応可能である。

本発明の実施の１形態につき、図１を参照して説明する。図１は全体構成を示し、マイクロ波発振器に、同軸ケーブルが接離自在にコネクタ接続され、同軸ケーブルの先端に双極型の手術電極が取換え自在にコネクタ接続される。そして、手術電極は、その先端において生体組織を把持することが可能である。同軸ケーブルには、マイクロ波・直流混合器を経て、電池又は定電圧電源から直流電流が接続されており、メータリレー作動調節用の可変抵抗器、直流電圧メータリレー、マイクロ波発振器制御用回路と接続されている。

図２は、本発明の装置による、マイクロ波のオン、オフを示したものである。実験は、食用ブタのモモ肉（厚さ６ｍｍ）を使い、２４５０ＭＨｚのマイクロ波（６０Ｗ）で室温でモモ肉を手術電極の先端で把持し行った。マイクロ波が負荷されない状態では、試料の抵抗値は、６〜８ＫΩである。直流電圧をオンし（当初０．１Ｖ）、約０．６Ｖで、マイクロ波をオンし、約２０秒間マイクロ波を試料に負荷し、そして表示電圧が約０．７Ｖになったところで、組織凝固の完了として、マイクロ波をオフにした。そして、電圧が約０．０８Ｖあたりで直流電圧もオフにした。
なお、本発明でマイクロ波は９００〜６０００ＭＨｚのものが同等に利用可能である。

本発明の処置具は、マイクロ波照射による凝固が適正な終了タイミングで終了し、過凝固、不完全凝固等の発生が確実に防止されて操作性，機能性が著しく向上するものであり、医療分野において大きな有用性が期待できる。

本発明の装置の全体図である。 動作説明用のフローチャートである。

Claims (4)

1. 処置部位の組織をマイクロ波で加熱凝固時に組織の温度上昇と共に水分が減少し、直流電気抵抗値が変化するのを利用して、組織の凝固終了を検知させ、マイクロ波の発振出力を制御するための凝固対象組織を把持可能な双極式手術電極を有するマイクロ波手術装置用の制御装置であって、
   前記双極式手術電極の両極が接触することによる前記直流電気抵抗値が0になった場合にマイクロ波出力が停止することを特徴とする制御装置。
   
2. マイクロ波の出力時間を設定する出力時間設定部と、マイクロ波を出力するマイクロ波発振器と、前記マイクロ波発振器の出力を制御する出力制御部と、前記マイクロ波発振器のマイクロ波が供給される同軸ケーブルと、前記同軸ケーブルの先端に接続され、生体組織に導入され、凝固対象組織を把持可能な双極式手術電極と、電池又は定電圧電源と、直流電圧メーターリレーと組み合わせた可変抵抗器と、直流マイクロ波混合機と、直流電圧メーターリレーとマイクロ波発振器をつなぐ発振器制御用回路と、可変抵抗器と直流マイクロ波混合機をつなぐ回路を含み、組織の温度上昇と共に水分が減少することによる直流電気抵抗値の変化により、前記凝固の終了タイミングを判別し、前記発振器制御用回路及び出力制御部を介して前記マイクロ波発振器にマイクロ波出力の停止を通知する判別処理部とを備えたマイクロ波手術装置であって、
   該可変抵抗器の作動点の電圧に応じて直流電圧メーターリレーが作動して凝固終了タイミングを判別し、前記可変抵抗器の作動点は自由に設定可能であることを特徴とするマイクロ波手術装置。
   
3. 前記双極式手術電極の両極が接触することによる前記直流電気抵抗値が0になった場合にマイクロ波出力の停止を通知する判別処理部である請求項２に記載のマイクロ波手術装置。
   
4. 前記直流電気抵抗値が0になった場合にマイクロ波出力の停止を通知することにより、前記組織の凝固終了を検知することができる請求項３に記載のマイクロ波手術装置。