JP5425344B2 - 処置システム及び処置システムの作動方法 - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、把持した生体組織に高周波電力エネルギと熱エネルギとを切り替えて順に印加する一対の把持部材を具備する処置システム及び前記処置システムの作動方法に関する。
米国特許出願公開第２００９／０７６５０６号明細書には、把持した生体組織に高周波電力エネルギと熱エネルギとを印加する一対の把持部材と、高周波電力エネルギを印加するための高周波電力を出力する高周波電源と、熱エネルギを印加するための発熱用電力を出力する発熱用電源と、高周波電力エネルギ印加と熱エネルギの印加とを切り替えるために高周波電源及び発熱用電源を制御する制御部と、を具備する処置システムが開示されている。
また、米国特許出願公開第２００９／０２４８００２号明細書には、生体組織に対して、最初に高周波電力エネルギを印加し、その後、熱エネルギの印加を開始する処置システムが開示されている。高周波電力エネルギは、生体組織の細胞膜を破壊することによってタンパク質をはじめとする高分子化合物を含んだ細胞内成分を放出し、コラーゲンをはじめとする細胞外成分と均一化させる作用を有する。そして、生体組織の均一化により、その後に行われる熱エネルギの印加による生体組織の接合が促進されている。
ここで、熱エネルギの印加のときには、検知した温度に基づいて、発熱素子を所定温度まで上昇した後、所定温度に保持するように定温制御することが知られている。
そして、米国特許出願公開第２００５／０２２５６０号明細書には、熱エネルギの印加、すなわち、発熱用電力の出力を間欠的に行うことで、温度制御を行う処置具が開示されている。
ここで、熱エネルギは、適正時間以上、生体組織に印加しても、効果の向上は見られないだけでなく、処置面への生体組織の張り付き等の悪影響がでる。このため、熱エネルギ印加は、適正なタイミングで終了する必要がある。しかし、処置している生体組織の種類及び大きさ等により、適正な印加終了時間は異なる。このため、使用者は処置状態を監視し、経験等に基づいて熱エネルギ印加を終了する必要があった。このため、公知の処置システムは操作性がよいとはいえない場合があった。
本発明の実施形態は、熱エネルギ印加を適正な時間に停止できる、操作性の良い処置システム及び操作性の良い処置システムの作動方法を提供することを目的とする。
実施形態の処置システムは、高周波電力を出力する高周波電源と、発熱用電力を出力する発熱用電源と、生体組織に前記高周波電力を高周波電力エネルギとして印加する導電体と、前記生体組織に前記発熱用電力を熱エネルギとして印加する発熱素子と、を有する把持部材と、前記高周波電力エネルギ印加終了後に、前記熱エネルギの印加を開始するように前記高周波電源及び前記発熱用電源を制御するとともに、前記熱エネルギの印加開始後は、前記発熱素子が第１の温度となるように制御する第１制御モードと、前記発熱素子が第１の温度よりも低くなるように制御する第２制御モードと、を繰り返し、前記第１制御モードまたは前記第２制御モードにおける前記発熱素子の温度変化に基づいた温度変化パラメータに応じて、前記熱エネルギの印加を終了するように前記発熱用電源を制御する制御部と、を具備する。
別の実施形態の処置システムの作動方法は、高周波電力エネルギと熱エネルギとを印加する把持部材と、前記高周波電力エネルギを印加するための高周波電力を出力する高周波電源と、前記熱エネルギを印加するための発熱用電力を出力する発熱用電源と、を具備する処置システムの前記高周波電源が、前記高周波電力を、前記把持部材の電極に印加するように制御部が制御するステップと、前記制御部による前記高周波電力エネルギの印加終了制御後に、前記制御部が、前記熱エネルギを印加するための発熱素子が第１の温度となるように制御する第１制御モードと、前記発熱素子が第１の温度よりも低くなるように制御する第２制御モードと、を繰り返すことで、前記熱エネルギを印加しながら、前記第１制御モードまたは前記第２制御モードにおける前記発熱素子の温度変化に基づいて温度変化パラメータが前記制御部により取得されるステップと、前記制御部が、前記温度変化パラメータに応じて、前記熱エネルギの印加を終了するように前記発熱用電源を制御するステップと、を具備する。
＜第１実施形態＞
＜処置システムの構成＞
最初に第１実施形態の処置システム１０について説明する。
＜処置システムの構成＞
最初に第１実施形態の処置システム１０について説明する。
図１に示すように処置システム１０は、処置具１１と、電力供給部１２と、フットスイッチ１３と、を具備する。処置システム１０は、処置具１１の１対の把持部材であるジョー３６ａ、３６ｂで把持した生体組織に、電力供給部１２を用いて高周波電力エネルギと熱エネルギとを切り替えて印加する。なお、以下、高周波電力を「ＨＦ」と略記したり、発熱用電力を「ＴＨ」と略記したりする。例えば、高周波電力エネルギをＨＦエネルギという。
処置具１１は、ＨＦ線２２ａ、２２ｂとＴＨ線２３とにより電力供給部１２と接続されている。なお、ＨＦ線２２ａ、２２ｂ及びＴＨ線２３等は、それぞれ２本の配線を有するが１本で表現している。フットスイッチ１３は、スイッチ線２１により電力供給部１２と接続されている。
処置具１１は、一対の鋏構成部材３２ａ、３２ｂと、一対のハンドル部３４ａ、３４ｂと、一対のジョー３６ａ、３６ｂと、を有する。ハンドル部３４ａ、３４ｂは鋏構成部材３２ａ、３２ｂの基端部に設けられ術者が手に持って操作する。ジョー３６ａ、３６ｂは鋏構成部材３２ａ、３２ｂの先端部に設けられ処置する生体組織を把持する。
鋏構成部材３２ａ、３２ｂはそれらの先端と基端との間で互いが略交差する状態に重ねられている。鋏構成部材３２ａ、３２ｂの交差部には、鋏構成部材３２ａ、３２ｂを回動自在に連結する支点ピン３５が設けられている。
ハンドル部３４ａ、３４ｂには、術者が指をかけるリング３３ａ、３３ｂが設けられている。術者がリング３３ａ、３３ｂに、それぞれ親指と中指を通して開閉させる動作を行うと、その動作に連動してジョー３６ａ、３６ｂが開閉する。
ジョー３６ａ、３６ｂには、把持した生体組織にエネルギを印加するエネルギ放出要素が配設されている。すなわち、ジョー３６ａには、エネルギ放出要素として、把持面を有する導電体からなる電極５２ａが配設されている。ジョー３６ｂには、エネルギ放出要素として、把持面を有する導電体からなる電極５２ｂと、発熱素子であるヒーター部材５３とが配設されている。ヒーター部材５３は高熱伝導体からなる電極５２ｂの裏面に配設された状態でジョー３６ｂに埋め込まれている。
すなわち、図２に示すように、処置具１１のジョー３６ｂは、銅からなる基材５４の把持面５２Ｐの裏面にヒーター部材５３が接合され、ヒーター部材５３は、封止部材５５とカバー部材５６とで覆われている。なお、図２はジョー３６ｂの一部を示しており、それぞれのジョー３６ｂに３個以上のヒーター部材５３が接合されていてもよい。
ヒーター部材５３は、アルミナまたは窒化アルミニウム等の基板５３ａの上に薄膜抵抗体または厚膜抵抗体が発熱パターン５３ｂとして配設されている。薄膜抵抗体は、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）またはＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）などの薄膜形成法により形成される導電性薄膜、または、ＳＵＳ等の導電性金属箔等からなる。厚膜抵抗は、スクリーン印刷などの厚膜形成法により形成される。発熱パターン５３ｂは温度に比例して電気抵抗が増加する正の抵抗温度係数を示すモリブデン等の高融点金属材料により形成されている。
なお、ヒーター部材５３は、処置具１１のジョー３６ａにも配設されていてもよい。すなわち、発熱素子は、少なくとも一方の把持部材に配設されていればよい。
鋏構成部材３２ａ、３２ｂの内部には、それぞれ電極５２ａ、５２ｂにＨＦを供給するためのＨＦ線２４ａ、２４ｂが配設されている。ＨＦ線２４ａ、２４ｂは、それぞれジョー３６ａ、３６ｂからハンドル部３４ａ、３４ｂまで延びている。リング３３ａ、３３ｂにはそれぞれＨＦ端子２５ａ、２５ｂが設けられている。ＨＦ端子２５ａ、２５ｂはそれぞれＨＦ線２４ａ、２４ｂと接続されている。このため、ジョー３６ａ、３６ｂに生体組織を把持した状態で、電極５２ａ、５２ｂにＨＦが供給されると、電極５２ａ、５２ｂ間の生体組織にＨＦが通電される。言い換えれば、生体組織にＨＦエネルギが印加される。
一方、鋏構成部材３２ｂには、ヒーター部材５３にＴＨを供給するためのＴＨ線２６が内部に配設されている。ＴＨ線２６は、ジョー３６ｂからハンドル部３４ｂまで延びている。リング３３ｂには、ＴＨ線２６と接続されたＴＨ端子２７が設けられている。このため、ＴＨ線２６を通してヒーター部材５３にＴＨが供給されると、ヒーター部材５３が発熱する。すなわち、ＴＨがヒーター部材５３により熱エネルギに変換され、その熱エネルギが電極５２ｂに伝熱され、電極５２ｂの把持面に接触した生体組織に熱エネルギが印加される。
以上の説明のように、処置具１１は、電極５２ａ、５２ｂ間にＨＦを通電すると、ジョー３６ａ、３６ｂ間に把持した生体組織にＨＦエネルギを印加する。また、処置具１１は、ヒーター部材５３にＴＨを通電するとＴＨが熱エネルギに変換され、生体組織に熱エネルギを印加する。
フットスイッチ１３は、ペダル１３ａを有する。ペダル１３ａが押圧されているときには、電力供給部１２は、ＨＦまたはＴＨを、設定状態（出力値及び出力タイミングなどを制御した状態）に基づいて出力する。ペダル１３ａの押圧が解除されると電力供給部１２は、電力出力を強制的に停止する。
図３に示すように、電力供給部１２は、ＨＦユニット７２とＴＨユニット８２とから構成されている。ＨＦユニット７２は、ＨＦを出力する高周波電源７３と、高周波電源７３を制御するＣＰＵ等の半導体回路等からなるＨＦ制御部７４と、高周波電源７３が出力するＨＦの電圧及び電流を測定する高周波電力測定部であるＨＦセンサ７５と、操作パネル７６と、を有する。
ＴＨユニット８２は、ＴＨを出力する発熱用電源８３と、発熱用電源８３を制御するＣＰＵ等の半導体回路からなるＴＨ制御部８４と、発熱用電源８３が出力するＴＨの電圧及び電流を測定する発熱電力測定部であるＴＨセンサ８５と、操作パネル８６と、を有する。
ＨＦ制御部７４とＴＨ制御部８４とは、双方向に信号を伝達可能な通信線９１により接続され制御部９４を構成している。すなわち、制御部９４は高周波電源７３及び発熱用電源８３を制御する。操作パネル７６、８６は術者が処置条件を設定する設定機能部と処置の状態を表示する表示機能とを有している。
ＨＦセンサ７５は、ＨＦ線２２ａ、２２ｂを介して処置具１１に接続されている。ＨＦ制御部７４には、高周波電源７３とＨＦセンサ７５とが接続されている。更に、ＨＦ制御部７４は、操作パネル７６に接続されている。ＨＦ制御部７４は、ＨＦセンサ７５の情報をもとに、電力及びインピーダンス等のＨＦ情報を算出し、制御信号を高周波電源７３に送るとともに、表示する情報を操作パネル７６に送る。ＨＦ制御部７４により制御された高周波電源７３が出力するＨＦは処置具１１の電極５２ａ、５２ｂに伝達される。
一方、ＴＨ制御部８４では、ＴＨセンサ８５からの情報をもとに、ＴＨ情報として電力、抵抗値等に加えて、ヒーター部材５３の温度も算出する。すなわち、すでに説明したように、ヒーター部材５３の発熱パターンは正の抵抗温度係数の材料からなる。このため、ＴＨ制御部８４は、ＴＨの電圧及び電流から算出したＴＨ抵抗値からヒーター部材５３の温度を算出することができる。ＴＨ制御部８４は、ＴＨ情報を基づいて発熱用電源８３に制御信号を送る。ＴＨ制御部８４により制御された発熱用電源８３が出力するＴＨは処置具１１のヒーター部材５３に伝達される。
なお、ＨＦ制御部７４はＨＦ印加終了時には、ＴＨの出力を開始するようにＴＨ制御部８４にも制御信号を送る。
以上の説明のように、処置具１１は、バイポーラ型高周波処置具としての機能と、発熱用処置具としての機能と、を有する。
なお、実施形態の処置システムの処置具は、いわゆるリニアタイプの処置具であってもよい。例えば、図４に示す変形例の処置システム１０Ａは、リニアタイプの処置具１１Ａと、電力供給部１２Ａと、フットスイッチ１３と、を具備する。
処置具１１Ａは、ハンドル３６と、シャフト３７と、生体組織を把持する把持部材である一対のジョー３６ａＡ、３６ｂＡと、を有する。ジョー３６ａＡ、３６ｂＡの構造は、ジョー３６ａ、３６ｂと同じである。
ハンドル３６は、術者が握り易い形状、例えば略Ｌ字状である。ハンドル３６は、開閉ノブ３６Ａを有する。開閉ノブ３６Ａは、術者が押圧操作すると、ジョー３６ａ、３６ｂが生体組織を把持するように設計されている。ジョー３６ａＡ、３６ｂＡのＨＶ電極（不図示）及びヒーター部材（不図示）は、配線２８を介して電力供給部１２Ａに接続されている。すなわち、配線２８はＨＦ線２２ａ、２２ｂ及びＴＨ線２３からなる。電力供給部１２Ａの基本構成及び機能は電力供給部１２と同じである。
すなわち、処置具は、把持した生体組織に高周波電力エネルギと熱エネルギとを印加可能であれば、各種の構造の処置具が使用可能である。
＜処置システムの動作＞
次に、処置システム１０の作動方法について説明する。
次に、処置システム１０の作動方法について説明する。
処置システム１０は、把持した生体組織に、まずＨＦエネルギを印加し、ＨＦエネルギの印加終了後に、熱エネルギを印加する。言い換えれば、制御部９４は、高周波電力エネルギ印加終了後に、熱エネルギの印加を開始するように高周波電源７３及び発熱用電源８３を制御する。
すなわち、ＨＦエネルギの印加により生体組織の細胞膜の破壊処理が完了すると、ＨＦエネルギ印加モードから熱エネルギ印加モードに切り替わる。熱エネルギ印加モードでは、生体組織の温度を更に上昇させることで水分を除去し、水素結合により生体組織の接合処理が行われる。
そして、接合処理が適切に終了したときに熱エネルギの印加を停止することで処置が完了する。処置システム１０は、制御部９４（ＴＨ制御部８４）が、温度変化をもとに熱エネルギの印加を自動的に適正時間で終了するため、操作性が良い。
以下、図５に示すフローチャートに沿って、処置システム１０の動作を詳細に説明する。
＜ステップＳ１０＞
術者は、操作パネル７６、８６を用いて処置条件を制御部９４に入力し設定する。処置条件は、例えば、ＨＦエネルギ印加モードの設定電力Ｐｓｅｔ（Ｗ）、熱エネルギ印加モードの設定温度Ｔｓｅｔ（℃）、及びＨＦエネルギ印加モード終了を判断するためのＨＦインピーダンスＺの閾値Ｚ１（Ω）等である。なお、処置条件については後に詳述する。
術者は、操作パネル７６、８６を用いて処置条件を制御部９４に入力し設定する。処置条件は、例えば、ＨＦエネルギ印加モードの設定電力Ｐｓｅｔ（Ｗ）、熱エネルギ印加モードの設定温度Ｔｓｅｔ（℃）、及びＨＦエネルギ印加モード終了を判断するためのＨＦインピーダンスＺの閾値Ｚ１（Ω）等である。なお、処置条件については後に詳述する。
＜ステップＳ１１＞
術者は処置具１１のハンドル部３４ａ、３４ｂのリング３３ａ、３３ｂに指をかけて、処置具１１を操作して、ジョー３６ａ、３６ｂで処置する生体組織を把持する。
術者は処置具１１のハンドル部３４ａ、３４ｂのリング３３ａ、３３ｂに指をかけて、処置具１１を操作して、ジョー３６ａ、３６ｂで処置する生体組織を把持する。
術者が、フットスイッチ１３のペダル１３ａを足で押圧すると、処置具１１のジョー３６ａ、３６ｂの電極５２ａ、５２ｂ間の生体組織へのＨＶエネルギ印加を開始する。なお、処置中は、ペダル１３ａは押圧されたままである。術者が足をペダル１３ａから放した場合には、電力供給部１２は強制的にエネルギ出力を停止する。
高周波電源７３が出力するＨＶは、所定の設定電力Ｐｓｅｔ、例えば２０Ｗ〜１５０Ｗ程度に定電力制御されている。
ＨＦエネルギ印加モードでは、ジュール熱が発生し生体組織自体が加熱される。更に、ＨＦ作用による絶縁破壊及び放電等により、生体組織の細胞膜が破壊される。細胞膜の破壊により、放出された細胞膜内物質は、コラーゲンをはじめとする細胞外成分と均一化する。
そして、ＨＦエネルギ印加モードでは、ＨＦのインピーダンスＺ、すなわち、把持した生体組織のインピーダンスＺが、ＨＦセンサ７５からのＨＦ情報をもとに算出される。図６に示すように、インピーダンスＺは、ＨＦエネルギ印加開始時には例えば６０Ω程度であり、その後、減少し最小値Ｚｍｉｎを示した後に増加する。
＜ステップＳ１２＞
ＨＦエネルギ印加が印加されると、生体組織の乾燥化が進むため、ＨＦのインピーダンスＺは上昇する。そして、インピーダンスＺをもとに、把持した生体組織の細胞膜の破壊処理の完了が検知される。すなわち、破壊処理が完了すると、細胞膜内物質が放出されなくなるため、インピーダンスＺの上昇が加速する。更にＨＦエネルギ印加はインピーダンスＺが大きいと適切なエネルギ印加が困難となる。
ＨＦエネルギ印加が印加されると、生体組織の乾燥化が進むため、ＨＦのインピーダンスＺは上昇する。そして、インピーダンスＺをもとに、把持した生体組織の細胞膜の破壊処理の完了が検知される。すなわち、破壊処理が完了すると、細胞膜内物質が放出されなくなるため、インピーダンスＺの上昇が加速する。更にＨＦエネルギ印加はインピーダンスＺが大きいと適切なエネルギ印加が困難となる。
このため、制御部９４（ＨＦ制御部７４）は、所定の閾値Ｚ１を基準にＨＦエネルギ印加モードの終了を判断する。
閾値Ｚ１は、例えば１０Ω〜１５００Ω程度である。なお、閾値Ｚ１は、予め制御部９４（ＨＦ制御部７４）のプログラムに組み込まれている場合には術者が設定する必要はない。またＨＦエネルギ印加モードの終了判断を別の方法で行ってもよい。
ＨＦ制御部７４は、インピーダンスＺが閾値Ｚ１、例えば１０００Ωを超えたか否か判断する。ＨＦ制御部７４は、インピーダンスＺの値が閾値Ｚ１よりも小さいと判断した場合（Ｓ１２：Ｎｏ）、ＨＦエネルギ印加を続ける。
＜ステップＳ１３＞
一方、ＨＦ制御部７４がインピーダンスＺが閾値Ｚ１を超えたと、判断した場合（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、ＨＦ制御部７４は、ＨＦ出力を停止するように高周波電源７３を制御する。
一方、ＨＦ制御部７４がインピーダンスＺが閾値Ｚ１を超えたと、判断した場合（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、ＨＦ制御部７４は、ＨＦ出力を停止するように高周波電源７３を制御する。
＜ステップＳ１４＞
ＨＦ制御部７４が、インピーダンスＺが閾値Ｚ１以上となったと判断した場合、ＨＦユニット７２のＨＦ制御部７４から通信線９１を介してＴＨユニット８２のＴＨ制御部８４に信号が伝達される。そして、ＨＦエネルギ印加モードからＴＨエネルギ印加モードへの切り替えが行われる。
ＨＦ制御部７４が、インピーダンスＺが閾値Ｚ１以上となったと判断した場合、ＨＦユニット７２のＨＦ制御部７４から通信線９１を介してＴＨユニット８２のＴＨ制御部８４に信号が伝達される。そして、ＨＦエネルギ印加モードからＴＨエネルギ印加モードへの切り替えが行われる。
ＴＨエネルギ印加モードでは、ヒーター部材５３の温度Ｔを更に上昇することで、生体組織のタンパク質を一体的に変性させるともに、タンパク質同士の水素結合の阻害要因である水分の除去が行われる。
処置システム１０では、ＴＨエネルギ印加モードにおいてはＴＨ制御部８４が、ヒーター部材５３の温度が第１の温度ＴＡとなるように定温制御（フィードバック制御）する第１制御モードと、ヒーター部材５３が第１の温度ＴＡよりも低い第２の温度ＴＢとなるように定温制御（フィードバック制御）する第２制御モードと、を繰り返す。
＜ステップＳ１５＞
図７に、ＴＨエネルギ印加モードにおける、第１の温度ＴＡが１８０℃、第２の温度ＴＢが１５０℃の場合のヒーター部材５３の温度変化を示す。
図７に、ＴＨエネルギ印加モードにおける、第１の温度ＴＡが１８０℃、第２の温度ＴＢが１５０℃の場合のヒーター部材５３の温度変化を示す。
ＴＨエネルギ印加モード開始時、言い換えればＨＦエネルギ印加モード終了時（ｔｆ）のヒーター部材５３の温度ＴＨＦは、例えば１００℃である。
第１制御モードの間（ｔＡ１〜ｔＡ６）、ＴＨ制御部８４は、ヒーター部材５３の温度が第１の温度ＴＡとなるように発熱用電源８３を制御する。
＜ステップＳ１６＞
ＴＨ制御部８４は、ヒーター部材５３の温度が第１の温度ＴＡとなるまでの時間ΔｔＡが、所定の閾値時間（ΔｔＡＦ）以下かどうかを判断する。
ＴＨ制御部８４は、ヒーター部材５３の温度が第１の温度ＴＡとなるまでの時間ΔｔＡが、所定の閾値時間（ΔｔＡＦ）以下かどうかを判断する。
＜ステップＳ１７＞
時間ΔｔＡが、所定の閾値時間（ΔｔＡＦ）以下の場合（Ｓ１６：Ｙｅｓ）、すなわち、時間ｔＴＨにおいて、制御部９４は熱エネルギの印加を終了するように発熱用電源８３を制御する。
時間ΔｔＡが、所定の閾値時間（ΔｔＡＦ）以下の場合（Ｓ１６：Ｙｅｓ）、すなわち、時間ｔＴＨにおいて、制御部９４は熱エネルギの印加を終了するように発熱用電源８３を制御する。
＜ステップＳ１８＞
時間ΔｔＡが、所定の閾値時間（ΔｔＡＦ）を超える場合（Ｓ１６：Ｎｏ）、制御部９４は、第１制御モード設定時間（ｔＡｓｅｔ）になるまでは（Ｓ１８：Ｎｏ）、第１制御モードによる熱エネルギの印加を継続する。すなわち、ステップＳ１６からの処理が繰り返される。
時間ΔｔＡが、所定の閾値時間（ΔｔＡＦ）を超える場合（Ｓ１６：Ｎｏ）、制御部９４は、第１制御モード設定時間（ｔＡｓｅｔ）になるまでは（Ｓ１８：Ｎｏ）、第１制御モードによる熱エネルギの印加を継続する。すなわち、ステップＳ１６からの処理が繰り返される。
＜ステップＳ１９＞
第１制御モード設定時間（ｔＡｓｅｔ）が経過すると（Ｓ１８：Ｙｅｓ）、ＴＨ制御部８４は、ヒーター部材５３の温度が第２の温度ＴＢとなるように発熱用電源８３を制御する第２制御モード（ｔＢ１〜ｔＡ５）に制御モードを変更する。
第１制御モード設定時間（ｔＡｓｅｔ）が経過すると（Ｓ１８：Ｙｅｓ）、ＴＨ制御部８４は、ヒーター部材５３の温度が第２の温度ＴＢとなるように発熱用電源８３を制御する第２制御モード（ｔＢ１〜ｔＡ５）に制御モードを変更する。
＜ステップＳ２０＞
制御部９４は、第２制御モード設定時間（ｔＢｓｅｔ）になるまでは（Ｓ２０：Ｎｏ）、第２制御モードによる熱エネルギの印加を継続する。すなわち、ステップＳ１９からの処理が繰り返される。
制御部９４は、第２制御モード設定時間（ｔＢｓｅｔ）になるまでは（Ｓ２０：Ｎｏ）、第２制御モードによる熱エネルギの印加を継続する。すなわち、ステップＳ１９からの処理が繰り返される。
一方、第２制御モード設定時間（ｔＢｓｅｔ）が経過すると（Ｓ２０：Ｙｅｓ）、ステップＳ１５からの処理、すなわち、第１制御モードの処理が再び行われる。
以上の説明のように、処置システム１０では、ステップＳ１６において、ヒーター部材５３の温度Ｔが第１の温度ＴＡとなるまでの時間ΔｔＡが、所定の閾値時間（ΔｔＡＦ）以下かどうかを判断することにより、制御部９４が熱エネルギの印加を終了するように発熱用電源８３を制御する。
図７において、最初の第１制御モード（ｔＡ１）においては、ヒーター部材５３の温度Ｔは、ＨＦエネルギ印加モード終了時（ｔ＝０（ｔｆ））の温度ＴＨＦ（１００℃）から上昇するが、第１の温度ＴＡには到達していない。続く、最初の第２制御モード（ｔＡ２）においては、温度Ｔは、更に上昇し、第２の温度ＴＢに到達している。
そして、第１制御モード（ｔＡ２）においては、温度Ｔは第２の温度ＴＢから上昇するが、第１の温度ＴＡには未だ到達していない。第２制御モード（ｔＢ２）においては、初期の温度Ｔが第２の温度ＴＢよりも高いため、温度Ｔは減少している。第１制御モード（ｔＡ３）においては、温度Ｔは上昇し第１の温度ＴＡに到達する。その後、第２制御モード（ｔＢ３、ｔＢ４、ｔＢ５）においては温度Ｔは減少し、第１制御モード（ｔＡ３、ｔＡ５、ｔＡ６）においては温度Ｔは上昇する。
図７に示すように、第１制御モードにおいて、温度Ｔが上昇し、第１の温度ＴＡに到達するまでの時間（ΔＴＡ）は、ΔｔＡ４、ΔｔＡ５、ΔｔＡ６と短くなっている。これは、熱エネルギの印加により把持した生体組織の水分が減少し熱容量が小さくなったためである。すなわち、処置の進行による生体組織の状態変化は、第１の温度ＴＡに到達するまでの時間（ΔＴＡ）により判断可能である。
制御部９４は、第１制御モードにおけるヒーター部材５３の温度変化に基づいた温度変化パラメータとして、第１の温度ＴＡに到達するまでの時間（ΔＴＡ）を用いることで、熱エネルギの印加を終了するように発熱用電源８３を制御する。
すなわち、処置システム１０は、制御部９４が、ヒーター部材５３が第１の温度ＴＡとなるように制御する第１制御モードと、ヒーター部材５３が第１の温度ＴＡよりも低くなるように制御する第２制御モードと、を繰り返し、第１制御モードにおけるヒーター部材５３の温度変化に基づいた温度変化パラメータに基づき、熱エネルギの印加を終了する。
処置システム１０は、処理している生体組織の種類、大きさ、及び初期水分量等が異なっていても、第１の温度ＴＡに到達するまでの時間（ΔＴＡ）が所定の閾値時間（ΔｔＡＦ）以下になったときに熱エネルギの印加を終了することで、適正な処置が可能である。
すなわち、処置システム１０及び処置システム１０の作動方法は、把持している生体組織の種類等が異なっていても、生体組織の水分を除去し水素結合により生体組織を接合した後、生体組織に過剰に熱を印加することなく、適切に処置を自動的に完了することができる。このため、処置システム１０及び処置システム１０の作動方法は、操作性がよい。
なお、第１の温度ＴＡは処置温度、例えば、１２０℃〜３００℃に設定され、第２の温度ＴＢは、例えば、第１の温度ＴＡよりも１０℃〜１００℃低い、１２０℃〜３００℃に設定される。第２の温度ＴＢが前記範囲内であれば、第１の温度ＴＡに到達するまでの時間（ΔＴＡ）の検出精度が高いため、適切に処置を完了することができる。また、第２制御モード設定時間（ｔＢｓｅｔ）は、短時間で処理を完了するためには、第１制御モード設定時間（ｔＡｓｅｔ）よりも短いことが好ましい。
なお、温度変化パラメータとして、第１制御モードにおける第１の温度ＴＡに到達するまでの時間（ΔＴＡ）に替えて、第１制御モードにおける温度変化速度（ΔＴ／Δｔ）を用いてもよい。
また、温度変化パラメータとして、第２制御モードにおける第２の温度ＴＢに到達するまでの時間、または、第２制御モードにおける温度変化速度（ΔＴ／Δｔ）を用いてもよい。
また温度変化パラメータとして、説明した複数のパラメータを組み合わせて用いてもよい。すなわち、温度変化パラメータには、所定温度に到達するまでの時間、または、温度変化速度の少なくともいずれかを用いることができる。
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態の処置システム１０Ａについて説明する。処置システム１０Ａは、処置システム１０と類似しているので、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し、説明は省略する。
次に、第２実施形態の処置システム１０Ａについて説明する。処置システム１０Ａは、処置システム１０と類似しているので、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し、説明は省略する。
図８に示すように、処置システム１０Ａでは、ＴＨエネルギ印加モードにおいてはＴＨ制御部８４が、ヒーター部材５３の温度が第１の温度ＴＡとなるように第１制御モード設定時間（ｔＡｓｅｔ）の間、制御する第１制御モードと、ヒーター部材５３が第１の温度ＴＡよりも低くなるように、発熱用電力（ＴＨ）の出力を第２制御モード設定時間（ｔＣｓｅｔ）の間、休止するように発熱用電源８３を制御する第２制御モードと、を繰り返す。
ヒーター部材５３の温度Ｔは温度Ｔは、第１制御モード（ｔＡ１〜ｔＡ６）において上昇し、第２制御モード（ｔＣ１〜ｔＣ５）において減少する。
処置システム１０Ａは、処置システム１０と同じように、ヒーター部材５３の温度変化に基づいた温度変化パラメータとして、第１制御モードにおいて第１の温度ＴＡに到達するまでの時間（ΔＴＡ）もしくは温度上昇速度（ΔＴ／Δｔ）、または、第２制御モードにおいて所定温度ＴＸに到達するまでの時間（ΔＴＸ）もしくは温度減少速度（ΔＴ／Δｔ）、を用いることで、熱エネルギの印加を終了するように発熱用電源８３を制御する。
処置システム１０Ａ及び処置システム１０Ａの作動方法は、処置システム１０等と同じ効果を有し、更に、発熱用電源８３の制御が簡単である。
＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態の処置システム１０Ｂについて説明する。処置システム１０Ｂは、処置システム１０等と類似しているので、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し、説明は省略する。
次に、第３実施形態の処置システム１０Ｂについて説明する。処置システム１０Ｂは、処置システム１０等と類似しているので、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し、説明は省略する。
図９に示すように、処置システム１０Ｂは、処置システム１０、１０Ａと同様に、ＴＨエネルギ印加モードにおいてはＴＨ制御部８４が、ヒーター部材５３の温度が第１の温度ＴＡとなるように制御する第１制御モードと、ヒーター部材５３が第１の温度ＴＡよりも低い温度となるように制御する第２制御モードと、を繰り返す。
そして、処置システム１０Ｂは、第２制御モードにおいてヒーター部材５３の温度が所定の第２の温度ＴＤになると、第１制御モードに切り替わる。このため、第２制御モードの時間（ｔＤ）が処置の進行につれて、短くなる。すなわち、図９において、ｔＤ５＜ｔＤ４＜ｔＤ３、ｔＤ２である。なお、第２の温度ＴＤは、処置システム１０Ａの第２の温度ＴＢと同様の条件で決定される。
処置システム１０Ｂは、処置システム１０と同じように、ヒーター部材５３の温度変化に基づいた温度変化パラメータとして、第１制御モードにおいて第１の温度ＴＡに到達するまでの時間（ΔＴＡ）もしくは温度上昇速度（ΔＴ／Δｔ）、または、第２制御モードにおいて所定温度ＴＸに到達するまでの時間（ΔＴＸ）もしくは温度減少速度（ΔＴ／Δｔ）、を用いることで、熱エネルギの印加を終了するように発熱用電源８３を制御する。また、処置システム１０Ｂでは、温度変化パラメータとして、第２制御モードの時間（ｔＤ）を用いてもよい。
処置システム１０Ｂ及び処置システム１０Ｂの作動方法は、処置システム１０Ａ等と同じ効果を有し、更に、熱エネルギ印加量が小さい第２制御モードの時間（ｔＤ）が短いので、処置完了までの時間を短縮することができる
なお、処置システム１０Ａにおいても、処置システム１０Ｂと同様に、第２制御モードにおいて、発熱用電力（ＴＨ）の出力を休止するようにしてもよい。
＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態の処置システム１０Ｃについて説明する。処置システム１０Ｃは、処置システム１０〜１０Ｂと類似しているので、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し、説明は省略する。
次に、第４実施形態の処置システム１０Ｃについて説明する。処置システム１０Ｃは、処置システム１０〜１０Ｂと類似しているので、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し、説明は省略する。
図１０に示すように、処置システム１０Ｃの電力供給部１２Ｂは、高周波電源機能と発熱用電源機能とを有する共通電源９３と、出力を切り替える切替スイッチ９７と、を有する。更に、ＨＦセンサ７５の機能とＴＨセンサ８５の機能を有する共通センサ９５を有する。
すでに説明したように、実施形態の処置システム１０〜１０Ｂでも、高周波電源７３と発熱用電源８３とが同時に電力を出力することはない。このため、処置システム１０Ｃでは、１台の共通電源９３が、制御部９４の制御により、高周波電源または発熱用電源として機能する。
すなわち、ＨＦ印加モードでは、共通電源９３が出力したＨＦは、切替スイッチ９７を介してＨＦ線２２ａ、２２ｂに送られる。一方、ＴＨ印加モードでは共通電源９３が出力したＴＨは、切替スイッチ９７を介してＴＨ線２３に送られる。
なお、共通センサ９５も、ＨＦセンサまたはＴＨセンサとして機能し、共通パネル９６は、ＨＦパネルまたはＴＨパネルとして機能する。
処置システム１０Ｃ及び処置システム１０Ｃの作動方法は、処置システム１０〜１０Ｂ等と同様の機能を有し、更に構成が簡単である。
なお、処置具１１のジョー３６ａ及びジョー３６ｂに、それぞれヒーター部材が配設されている処置システムでは、それぞれのヒーター部材の温度に基づき、それぞれの発熱用電源を制御してもよい。また、２つのヒーター部材の平均温度に基づき、１つの発熱用電源で制御してもよい。
＜第５実施形態＞
次に、第５実施形態の処置システム１０Ｄについて説明する。処置システム１０Ｄは、処置システム１０等と類似しているので、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し、説明は省略する。
次に、第５実施形態の処置システム１０Ｄについて説明する。処置システム１０Ｄは、処置システム１０等と類似しているので、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し、説明は省略する。
図１１に示すように、処置システム１０Ｄでは、処置具１１Ｄの一対の把持部材が、第１発熱素子（ヒーター部材５３Ａ）を有する第１把持部材（ジョー３６ａ）と、第２発熱素子（ヒーター部材５３Ｂ）を有する第２把持部材（ジョー３６ｂ）と、からなる。そして、処置システム１０Ｄは、第１制御モードではヒーター部材５３Ａに、前記第２制御モードではヒーター部材５３Ｂに、発熱用電極（ＴＨ）を供給するための切替スイッチ８７を具備する。
図１２に示すように、ＴＨエネルギ印加モードが進行すると、第１制御モード（ｔ１ｓｅｔ）ではヒーター部材５３Ａの温度が上昇し、ヒーター部材５３Ｂの温度が下降する。一方、第２制御モード（ｔ２ｓｅｔ）ではヒーター部材５３Ｂの温度が上昇し、ヒーター部材５３Ａの温度が下降する。
制御部９４は、第１制御モードにおけるヒーター部材５３Ａまたは５３ｂの温度変化パラメータに加えて、第２制御モードにおけるヒーター部材５３Ａまたは５３ｂの温度変化パラメータに基づき、熱エネルギの印加を終了する。
すでに説明したように、温度変化パラメータとしては、ヒーター部材５３Ａ、５３ｂの温度Ｔが第１の温度ＴＡに上昇するまでの時間ΔｔＡまたは温度上昇速度（ΔＴ／Δｔ）等を用いることができる。更に、温度変化パラメータとしては、ヒーター部材５３Ａ、５３ｂの温度Ｔが所定の温度にまで減少するまでの時間または減少速度等を用いることもできる。
処置システム１０Ｄ及び処置システム１０Ｄの作動方法は、処置システム１０等と同じ効果を有し、更に発熱用電源からＴＨが連続して処置具に出力されるため、処置時間が短い。また、生体組織を両側から加熱するため、加熱むらが発生しにくい。
なお、処置システム１０Ｄにおいても、処置システム１０Ｃのように、高周波電源機能と発熱用電源機能とを有する共通電源９３を用いることもできる。
すなわち、本発明は上述した実施形態等に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等ができる。
本出願は、２０１１年１２月１２日に米国に出願された出願番号６１／５６９、３３６を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。
本出願は、２０１１年１２月１２日に米国に出願された出願番号６１／５６９、３３６を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。
Claims (18)
- 高周波電力を出力する高周波電源と、
発熱用電力を出力する発熱用電源と、
生体組織に前記高周波電力を高周波電力エネルギとして印加する導電体と、前記生体組織に前記発熱用電力を熱エネルギとして印加する発熱素子と、を有する把持部材と、
前記高周波電力エネルギ印加終了後に、前記熱エネルギの印加を開始するように前記高周波電源及び前記発熱用電源を制御するとともに、前記熱エネルギの印加開始後は、前記発熱素子が第１の温度となるように制御する第１制御モードと、前記発熱素子が第１の温度よりも低くなるように制御する第２制御モードと、を繰り返し、前記第１制御モードまたは前記第２制御モードにおける前記発熱素子の温度変化に基づいた温度変化パラメータに応じて、前記熱エネルギの印加を終了するように前記発熱用電源を制御する制御部と、を具備することを特徴とする処置システム。 - 前記温度変化パラメータが、前記発熱素子が所定温度に到達するまでの時間、または、前記発熱素子の温度変化速度の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の処置システム。
- 前記高周波電力のインピーダンス変化に基づき、前記生体組織の細胞膜の破壊処理の完了を検知すると高周波電力エネルギの印加を終了し、前記熱エネルギの印加により前記生体組織の水分を除去し水素結合により前記生体組織を接合することを特徴とする請求項２に記載の処置システム。
- 前記第２制御モードにおいて、前記発熱素子が第２の温度となるように制御することを特徴とする請求項２に記載の処置システム。
- 前記第２制御モードにおいて前記発熱素子が所定温度になると、前記第１制御モードに切り替わることを特徴とする請求項２に記載の処置システム。
- 前記温度変化パラメータが、前記第２制御モードの時間であることを特徴とする請求項５に記載の処置システム。
- 前記高周波電源と前記発熱用電源とが共通の電源からなることを特徴とする請求項２に記載の処置システム。
- 前記把持部材が、第１発熱素子を有する第１把持部材と、第２発熱素子を有する第２把持部材と、からなり、
前記第１制御モードでは前記第１発熱素子に、前記第２制御モードでは前記第２発熱素子に、前記発熱用電力を供給するための切替スイッチを具備し、
前記第１制御モードにおける前記第１発熱素子または前記第２発熱素子の前記温度変化パラメータに応じて、前記熱エネルギの印加を終了することを特徴とする請求項２に記載の処置システム。 - 前記高周波電力のインピーダンス変化に基づき、前記生体組織の細胞膜の破壊処理の完了を検知すると高周波電力エネルギの印加を終了し、前記熱エネルギの印加により前記生体組織の水分を除去し水素結合により前記生体組織を接合することを特徴とする請求項２に記載の処置システム。
- 前記高周波電源と前記発熱用電源とが共通の電源からなることを特徴とする請求項２に記載の処置システム。
- 高周波電力エネルギと熱エネルギとを印加する把持部材と、前記高周波電力エネルギを印加するための高周波電力を出力する高周波電源と、前記熱エネルギを印加するための発熱用電力を出力する発熱用電源と、を具備する処置システムの前記高周波電源が、前記高周波電力を、前記把持部材の電極に印加するように制御部が制御するステップと、
前記制御部による前記高周波電力エネルギの印加終了制御後に、前記制御部が、前記熱エネルギを印加するための発熱素子が第１の温度となるように制御する第１制御モードと、前記発熱素子が第１の温度よりも低くなるように制御する第２制御モードと、を繰り返すことで、前記熱エネルギを印加しながら、前記第１制御モードまたは前記第２制御モードにおける前記発熱素子の温度変化に基づいて温度変化パラメータが前記制御部により取得されるステップと、
前記制御部が、前記温度変化パラメータに応じて、前記熱エネルギの印加を終了するように前記発熱用電源を制御するステップと、を具備することを特徴とする処置システムの作動方法。 - 前記温度変化パラメータが、前記発熱素子が所定温度に到達するまでの時間、または、前記発熱素子の温度変化速度の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項１１に記載の処置システムの作動方法
- 前記第２制御モードにおいて、前記発熱素子が第２の温度となるように制御されることを特徴とする請求項１１に記載の処置システムの作動方法。
- 前記第２制御モードにおいて前記発熱素子が所定温度になると、前記第１制御モードに切り替わることを特徴とする請求項１１に記載の処置システムの作動方法。
- 前記温度変化パラメータが、前記第２制御モードの時間であることを特徴とする請求項１４に記載の処置システムの作動方法。
- 前記高周波電源と前記発熱用電源とが共通の電源からなることを特徴とする請求項１１に記載の処置システムの作動方法。
- 前記把持部材が、第１発熱素子を有する第１把持部材と、第２発熱素子を有する第２把持部材と、からなり、
前記第１制御モードでは前記第１発熱素子に、前記第２制御モードでは前記第２発熱素子に、前記発熱用電力を供給するための切替スイッチを具備し、
前記第１制御モードにおける前記第１発熱素子または前記第２発熱素子の前記温度変化パラメータに応じて、前記熱エネルギの印加が終了することを特徴とする請求項１１に記載の処置システムの作動方法。 - 前記高周波電源と前記発熱用電源とが共通の電源からなることを特徴とする請求項１１に記載の処置システムの作動方法。
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