JP5379652B2 - 冷却機構を有するバイポーラー鑷子 - Google Patents
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Description
本発明は、脳神経外科を代表とする各種外科手術，及び治療の際に必須であるバイポーラー鑷子に関するものであり、さらに詳しく述べるならば冷却機構を有するバイポーラー鑷子に関するものである。
バイポーラー鑷子は、例えば特許文献１：特開２００６−２８８４２５号公報の従来技術の欄に説明されているように、先端チップの素材はステンレス鋼、銅合金、チタン合金であり、対向面に貴金属のめっきが施されているものがある。特許文献１は、めっき皮膜を、貴金属材料と非伝導性微粒子からなる下地めっきと、貴金属からなる上層めっきにより構成することにより、先端チップ部への蛋白質の付着量の低減及び固着量の低減を図ることを提案している。かかるバイポーラー鑷子は冷却機構をもっていないものである。
冷却機構をもたないバイポーラー鑷子先端部への凝固組織の付着は次のような多くの学会誌で取上げられている。
非特許文献１：Bergdahl B, et al. Studies on coagulation and the development of an automatic computerized bipolar coagulator. Technical note. J Neurosurg. 1991 Jul;75(1):148-51.
非特許文献２：Caffee HH, et al. Bipolar coagulation in microvascular surgery. PlastReconstr Surg. 1986 Sep;78(3):374-7.
非特許文献３：Casotto A, et al. A new device for electrocoagulation of small vessels. ActaNeurochir (Wien). 1984;71(1-2):151-60.
非特許文献４：Vallfors B, et al. Current leakage in bipolar electrocoagulation. Neurosurgery. 1983 Aug;13(2):111-8.
非特許文献５：Vellimana AK, et al. Current technological advances of bipolar coagulation. Neurosurgery. 2009 Mar;64(3 Suppl):11-8; discussion 19.
非特許文献６： DujovnyM, et al. Bipolar coagulation in neurosurgery. SurgNeurol. 1998 Mar;49(3):328-32. Review.
非特許文献１：Bergdahl B, et al. Studies on coagulation and the development of an automatic computerized bipolar coagulator. Technical note. J Neurosurg. 1991 Jul;75(1):148-51.
非特許文献２：Caffee HH, et al. Bipolar coagulation in microvascular surgery. PlastReconstr Surg. 1986 Sep;78(3):374-7.
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非特許文献４：Vallfors B, et al. Current leakage in bipolar electrocoagulation. Neurosurgery. 1983 Aug;13(2):111-8.
非特許文献５：Vellimana AK, et al. Current technological advances of bipolar coagulation. Neurosurgery. 2009 Mar;64(3 Suppl):11-8; discussion 19.
非特許文献６： DujovnyM, et al. Bipolar coagulation in neurosurgery. SurgNeurol. 1998 Mar;49(3):328-32. Review.
凝固組織付着の機序に関しては、非特許文献１、２及び次の学会誌において、組織が凝固する際の熱の上昇により，凝固組織が焦げ付き，鑷子先端部へ付着するというように考えられている。
非特許文献７：Casotto A, et al. An advanced system for electrocoagulation in neurosurgery. J Neurosurg Sci. 1988 Apr-Jun;32(2):61-3.
非特許文献７：Casotto A, et al. An advanced system for electrocoagulation in neurosurgery. J Neurosurg Sci. 1988 Apr-Jun;32(2):61-3.
凝固組織が付着することにより，鑷子先端部の電流が流れにくくなることは非特許文献３，４で解明されている。
このため，凝固した付着組織を除去するために，手術中に何度も鑷子先端部をコットンやガーゼ等で拭くことが必要となる。また、凝固組織が強固に付着している場合は紙ヤスリ等を用いて鑷子先端部を研磨することにより、付着組織を削り取る必要がある。これらの作業により，手術時間が長くなり、患者への負担が増え，また手術室の使用時間等の医療費がかかることが問題視されている。
一方、特許文献２：特開２０００−２０１９４７号公報は、既存の双極電気ピンセットに冷却機能をもたせたものであって、次の要素からなる：（イ）開閉可能なピンセット本体、（ロ）その前端内側に設けられた電極部、（ハ）電極部に通電する高周波電源、（ニ）ピンセット本体とは別体で形成された胴体部、（ホ）胴体部（ニ）に設けられ、流体を通じることが可能な管、（へ）胴体部（ニ）に設けられ、胴体部に取付けるべくピンセット本体（イ）に係合する取付部。また、発明の作用の説明よると、患部の凝固又は切開時に管を介して潅流液などが患部に供給されることにより、高周波電流による患部周辺の温度上昇が少なくなり、さらに、既存のピンセットに冷却機能をもたせることができる利点も謳われている。
Bergdahl B, et al. Studies on coagulation and the development of an automatic computerized bipolar coagulator. Technical note. J Neurosurg. 1991 Jul;75(1):148-51.
Caffee HH, et al. Bipolar coagulation in microvascular surgery. PlastReconstr Surg. 1986 Sep;78(3):374-7.
Casotto A, et al. A new device for electrocoagulation of small vessels. ActaNeurochir (Wien). 1984;71(1-2):151-60.
Vallfors B, et al. Current leakage in bipolar electrocoagulation. Neurosurgery. 1983 Aug;13(2):111-8.
：Vellimana AK, et al. Current technological advances of bipolar coagulation. Neurosurgery. 2009 Mar;64(3 Suppl):11-8; discussion 19.
： Dujovny M, et al. Bipolar coagulation in neurosurgery. Surg Neurol. 1998 Mar;49(3):328-32. Review.
Casotto A, et al. An advanced system for electrocoagulation in neurosurgery. J Neurosurg Sci. 1988 Apr-Jun;32(2):61-3.
以上説明したように、従来行われてきたバイポーラー鑷子先端部への凝固組織の付着を低減するための試みは、冷却機構をもたない形式についてはその先端の材料を工夫するなどの方法であり、また冷却機構としては冷却液を流出させる潅流方式が採用されていた。しかしながら、前者にあっては凝固組織の付着が避けられない。また、後者の潅流型のバイポーラー鑷子では、冷却液が手術部位に流れることによる凝固能力の変化の問題があり、また術野の確保が困難になる。また、流出孔が詰まった場合には水蒸気爆発が起こる懸念もある。
したがって、本発明はバイポーラー鑷子の性能及び安全性を向上することを目的とする。
したがって、本発明はバイポーラー鑷子の性能及び安全性を向上することを目的とする。
本発明は、バイポーラー鑷子の内部に空洞部を形成し、空洞部内を流れる冷却液体による間接冷却方式により凝固組織の付着を防止することを骨子とするものであって、
開閉可能な２本のアーム部の先端部内側に高周波電流を通電する電極を備えたバイポーラー鑷子において、前記２本アーム部のそれぞれに、液密構造の空洞部を前記電極近傍まで穿設し、該アーム部の後端側に冷却液供給孔及び冷却液排出孔を形成するとともに、該冷却液供給孔及び冷却液排出孔の一方に管体を接続し、該管体を前記空洞部内を前記電極近傍まで延在させたことを特徴とする。以下、本発明及びその実施態様を詳しく説明する。
開閉可能な２本のアーム部の先端部内側に高周波電流を通電する電極を備えたバイポーラー鑷子において、前記２本アーム部のそれぞれに、液密構造の空洞部を前記電極近傍まで穿設し、該アーム部の後端側に冷却液供給孔及び冷却液排出孔を形成するとともに、該冷却液供給孔及び冷却液排出孔の一方に管体を接続し、該管体を前記空洞部内を前記電極近傍まで延在させたことを特徴とする。以下、本発明及びその実施態様を詳しく説明する。
本発明のバイポーラー鑷子の全体外形形状は、鑷子の軸が直線状のストレート型であってもよく、あるいは術者がもつ把持部とブレード部の延長軸が別になっている形式の何れでもよい。バイポーラー鑷子本体の材料は、ステンレス鋼、銅合金、チタン合金など公知の材料を使用することができる。また、表面の貴金属めっきは、特に必要としない。
図１は、本発明に係るバイポーラー鑷子の一実施態様とその付属装置とを含む全体図である。
図中、１は冷却液源である冷却液体タンク、２は冷却液体、３はウォーターポンプ、４は排出流路と連通したタンク、１０は側面視で示されたバイポーラー鑷子であり，把持部１０ａとブレード１０ｂからアーム部が構成される。これらは軟性樹脂チューブ５ａ，５ｂにより接続されて液体回路を構成している。
図１に示す実施態様にあっては、冷却液タンク１は２本のアームに共通に設けられているために、全体の設備がコンパクトになっている（請求項６）。しかしながら、それぞれのアームに専用の冷却液タンク１を付設することができる（請求項５）。
なお軟性樹脂チューブ５ａはバイポーラー鑷子１０の冷却液供給孔（図１では図示せず）と接続され、２本のアームに冷却液を供給し、また軟性樹脂チューブ５ｂは冷却液排出孔（図１では図示せず）と接続され、２本のアームの排液チューブとして共用されている（請求項７）。
図中、１は冷却液源である冷却液体タンク、２は冷却液体、３はウォーターポンプ、４は排出流路と連通したタンク、１０は側面視で示されたバイポーラー鑷子であり，把持部１０ａとブレード１０ｂからアーム部が構成される。これらは軟性樹脂チューブ５ａ，５ｂにより接続されて液体回路を構成している。
図１に示す実施態様にあっては、冷却液タンク１は２本のアームに共通に設けられているために、全体の設備がコンパクトになっている（請求項６）。しかしながら、それぞれのアームに専用の冷却液タンク１を付設することができる（請求項５）。
なお軟性樹脂チューブ５ａはバイポーラー鑷子１０の冷却液供給孔（図１では図示せず）と接続され、２本のアームに冷却液を供給し、また軟性樹脂チューブ５ｂは冷却液排出孔（図１では図示せず）と接続され、２本のアームの排液チューブとして共用されている（請求項７）。
図２は本発明のバイポーラー鑷子の一実施形態であり、開閉可能なアーム部１１の先端断面図を示し、電極１５の近傍まで空洞部１４が延長され形成されている。この空洞部１４内には管体１２が貫通しており、内部を矢印方向に流れる冷却液体が、行き止まりの先端で方向転換して間隙１６からアーム部後端に流れる。なお、図示の方法とは逆に、間隙１６から冷却液を流し、管体１２から排出することも可能である。上記の管体１２は外径が好ましくは0.5〜1.5mm,内径が好ましくは 0.2〜1.3mm程度の細径管、好ましくはステンレス管であり、アーム部の空洞部に根元から装入することにより容易に冷却液体の流路を作ることができる。なお、図２では間隙１６は、一定の幅の環状間隙として示されているが、本発明においては、管体１２は冷却液供給孔だけであるいは冷却排出孔だけで固着され、その他の箇所では単に空洞部１４内に挿入されている構造とすることができる（請求項３）ので、管体１２がアーム部と局部的に接触しても差し支えはない。間隙１４の幅は0.1mmより大きいことが好ましい。外径、内径及び間隙の幅に関しては鑷子の寸法に応じて可変である。
図３〜６は、冷却液体供給孔及び冷却液体排出孔を説明する図面であり、図１，２と同じ部材は同じ参照符号で示す。図中、２０は冷却液供給孔、２１は冷却液排出孔２２であり、それぞれアーム部１１の壁面に開口されている。図３及び４においては、管体１２が冷却液供給孔２０の位置でアーム部１１に液密に固定されており、一方冷却液排出孔２１は管体１２とアーム部内壁との間の間隙と連通している。管体１２は冷却液供給孔２０の領域でアーム部１１に液密に固定されており、その他の箇所では単に空洞部１４に挿入されるだけであり、固定はされていない（請求項４）。
図５及び６に示すように、管体１２のほかに別の管体２２を挿入して排液用管として使用していることができる（請求項２）。
このような管体１２に供給する液体は、通常常温の水であってよく、その流量は通常10〜100ml/min程度である。尚，冷却媒体，流量は鑷子の寸法に応じて適宜可変である。このような流量を確保するために、液体源とバイポーラー鑷子の間にポンプ３（図１）を配置し、水を吐出することにより、上記した管体のストレート流路内及び環状間隙内には液体の水が常に充満する。なお、吸引ポンプは特に必要ではない。
図５及び６に示すように、管体１２のほかに別の管体２２を挿入して排液用管として使用していることができる（請求項２）。
このような管体１２に供給する液体は、通常常温の水であってよく、その流量は通常10〜100ml/min程度である。尚，冷却媒体，流量は鑷子の寸法に応じて適宜可変である。このような流量を確保するために、液体源とバイポーラー鑷子の間にポンプ３（図１）を配置し、水を吐出することにより、上記した管体のストレート流路内及び環状間隙内には液体の水が常に充満する。なお、吸引ポンプは特に必要ではない。
本発明のバイポーラー鑷子は冷却効果が優れているために、手術の都度先端部を交換する必要がなく、アーム部分と先端部を一体構造とすることが可能になった（請求項４）。
図７は、請求項７の実施態様に相当し、また図１に示す軟性チューブ５a,５ｂを２本のアームに共用するための具体的流路構造を示している。図中、２３は冷却液給排出口であり、２４ａ,２４ｂはクーラントブリッジであり、２５は２本のアームを開閉可能に保持する基部である。冷却液給排出口２３には軟性樹脂チューブ５ａ，５ｂが装入されており、軟性樹脂チューブ５ａは一方のアーム１０の内の管体１２（図２）と接続され、間隙１４（図２）はクーラントブリッジ２４ａと接続されるので、間隙１４（図２）から排出された冷却液は，クーラントブリッジ２４ｂを経て他方のアームの管体１４に接続され、他方のアームの冷却液として使用される。次には、冷却液は冷却液給排出口２３から軟性チューブ５ｂ（図１）を経てタンク４に排出される。
（１）上述のように、管体、空洞部のみから鑷子の冷却流路が構成されるために、冷却液の流れが非常にスムースであり、優れた冷却効果が得られる。より詳しくは、
高周波によりバイポーラー鑷子の電極部近傍が加熱され温度上昇すると、その熱は環状流路を流れる冷却液体の顕熱より奪われ、冷却液体の温度は上昇する。かくして昇温した冷却液体は管で隔てられた冷却液体どうしで熱交換されながら、必要により別のアームに供給される。このような液体冷却による電極部の冷却効果は各種用途に耐えうる仕様となっている。即ち、冷却液を手術部組織と接する鑷子先端部に供給しなくとも、鑷子先端部への凝固組織の付着がほとんどなく，手術時間の短縮が可能である。
（２）鑷子全体が液密構造であり、液体流出孔を有しないため，孔の閉塞による水蒸気爆発のおそれがなく、安全性が優れている。
（２）先端部を含む全体の鑷子が単回使用ではなく，複数回使用が可能である。
（３）手術時間の短縮により患者への負担が軽減される。
（４）鑷子の複数回使用に伴い，医療費の削減も期待することができる。
（５）鑷子の0.5mm程度に細径化することによる術野の確保が可能である。
（６）潅流方式と異なり水滴を滴下しないため，術野をクリーンに保つことができる。
（７）冷却水の還流による冷却のため，永続的な冷却効果を得ることができる。
（８）冷却水の温度，種類を変化させることにより，冷却効率の変化が可能である。
高周波によりバイポーラー鑷子の電極部近傍が加熱され温度上昇すると、その熱は環状流路を流れる冷却液体の顕熱より奪われ、冷却液体の温度は上昇する。かくして昇温した冷却液体は管で隔てられた冷却液体どうしで熱交換されながら、必要により別のアームに供給される。このような液体冷却による電極部の冷却効果は各種用途に耐えうる仕様となっている。即ち、冷却液を手術部組織と接する鑷子先端部に供給しなくとも、鑷子先端部への凝固組織の付着がほとんどなく，手術時間の短縮が可能である。
（２）鑷子全体が液密構造であり、液体流出孔を有しないため，孔の閉塞による水蒸気爆発のおそれがなく、安全性が優れている。
（２）先端部を含む全体の鑷子が単回使用ではなく，複数回使用が可能である。
（３）手術時間の短縮により患者への負担が軽減される。
（４）鑷子の複数回使用に伴い，医療費の削減も期待することができる。
（５）鑷子の0.5mm程度に細径化することによる術野の確保が可能である。
（６）潅流方式と異なり水滴を滴下しないため，術野をクリーンに保つことができる。
（７）冷却水の還流による冷却のため，永続的な冷却効果を得ることができる。
（８）冷却水の温度，種類を変化させることにより，冷却効率の変化が可能である。
図１，２，７に示すバイポーラー鑷子を使用し、冷却液として水を流して鑷子の性能評価実験を行い、また意図的に冷却液を流さずに比較実験を行った。実験条件及び結果を表１に示す。
備考：試験結果（＃）−冷却あり、試験結果（＊）−冷却なし
「−」は凝固されていなかった、もしくは付着していなかったことを示し、「＋」は凝固されていた、もしくは付着していたことを示す。
「−」は凝固されていなかった、もしくは付着していなかったことを示し、「＋」は凝固されていた、もしくは付着していたことを示す。
以上の実験結果から水冷により組織の付着は抑制されていることが明らかである。
本発明に係るバイポーラー鑷子は上述のとおり、安全性の面では従来の非冷却型バイポーラー鑷子の利点をもち、さらに凝固組織の付着防止の面では従来の潅流型鑷子の利点をもっている。さらに、工作が容易であり、コスト低減及び医療費低減を図ることができる。よって、脳外科手術などの分野に寄与するところが非常に大きいといえる。
１―冷却液体タンク
２−冷却液体
３−ウォーターポンプ
４−タンク
１０−アーム部
５−軟性チューブ
１２，２２−管体
１４−空洞部
２−冷却液体
３−ウォーターポンプ
４−タンク
１０−アーム部
５−軟性チューブ
１２，２２−管体
１４−空洞部
Claims (7)
- 開閉可能な2本のアーム部の先端部内側に高周波電流を通電する電極を備えたバイポーラー鑷子において、行き止まり先端を有する管体からなる前記2本のアーム部のそれぞれに、液密構造の空洞部を前記電極近傍まで穿設し、該アーム部の後端側に冷却液供給孔及び冷却液排出孔を形成するとともに、該冷却液供給孔及び冷却液排出孔の一方に管体を接続し、該管体を前記空洞部内を前記電極近傍まで延在させたことを特徴とするバイポーラー鑷子。
- 前記冷却液供給孔及び冷却液排出孔の他方にも管体と接続させ前記空洞部内を前記電極近傍まで延在させたことを特徴とする請求項１記載のバイポーラー鑷子。
- 前記管体が、前記冷却液供給孔及び冷却液排出孔の位置で前記アーム部に固着され、その他の部分ではアーム部との間にて間隙を形成していることを特徴とする請求項１又は２記載のバイポーラー鑷子。
- 前記先端部がアーム部と一体構造を形成していることを特徴とする請求項１から３までの何れか1項記載のバイポーラー鑷子。
- 前記２本のアーム部のそれぞれにつき独立の冷却液源から冷却液が供給されることを特徴とする請求項１から４までの何れか１項記載のバイポーラー鑷子。
- 前記２本のアーム部につき共通の冷却液源から冷却液が供給されることを特徴とする請求項１から５までの何れか１項記載のバイポーラー鑷子。
- 前記２本のアーム部のうち何れか一方のアーム部の冷却液排出孔を他方のアームの冷却液供給孔と連通させたことを特徴とする請求項６記載のバイポーラー鑷子。
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