JP5544046B2 - 処置システムおよび処置システムの作動方法 - Google Patents

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フィードバック制御することが知られている。

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、前記発熱用電源を前記発熱素子の温度に基づき定温制御すると共に、前記発熱用電力が前記生体組織の水分除去のために、前記生体組織の種類に依存しない５Ｗから３０Ｗの所定の閾値電力以下になった場合、又は、前記発熱用電力の減少速度が所定の閾値速度以下になった場合、前記熱エネルギの印加を終了し、処置を完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。
また、別の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、前記発熱用電源を前記発熱素子の温度に基づき定温制御すると共に、前記発熱用電力の減少速度が所定の閾値速度以下になった場合、前記熱エネルギの印加を終了し、処置を完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。

本発明の一態様の処置システムの作動方法は、処置システムの作動方法であって、高周波電力エネルギを生体組織に印加するための高周波電力を出力する高周波電源と、熱エネルギを生体組織に印加するための発熱用電力を出力する発熱用電源と、前記高周波電源から出力された前記高周波電力と前記発熱用電源から出力された前記発熱用電力とが供給される把持部材と、制御部と、を具備する処置システムの前記制御部が、前記高周波電源を制御して、前記把持部材に対して前記高周波電力を供給するステップと、前記制御部が、前記高周波電源を制御して、前記高周波電力の供給を終了した後に、前記発熱用電源を制御して、前記把持部材に対して前記熱エネルギの定温制御による前記発熱用電力の供給を開始するステップと、前記発熱用電力が前記生体組織の水分除去のために、前記生体組織の種類に依存しない５Ｗから３０Ｗの所定の閾値電力以下になった場合、又は、前記発熱用電力の減少速度が所定の閾値速度以下になった場合に、前記発熱用電力の供給を終了し、処置を完了するように、前記制御部が前記発熱用電源を制御するステップと、を有する。
また、本発明の他の態様の処置システムの作動方法は、処置システムの作動方法であって、高周波電力エネルギを生体組織に印加するための高周波電力を出力する高周波電源と、熱エネルギを生体組織に印加するための発熱用電力を出力する発熱用電源と、前記高周波電源から出力された前記高周波電力と前記発熱用電源から出力された前記発熱用電力とが供給される把持部材と、制御部と、を具備する処置システムの前記制御部が、前記高周波電源を制御して、前記把持部材に対して前記高周波電力を供給するステップと、前記制御部が、前記高周波電源を制御して、前記高周波電力の供給を終了した後に、前記発熱用電源を制御して、前記熱エネルギの定温制御による前記発熱用電力の供給を開始するステップと、前記発熱用電力の減少速度が所定の閾値速度以下になった場合に、前記発熱用電力の供給を終了し、処置を完了するように、前記制御部が前記発熱用電源を制御するステップと、を有する。

第１実施形態の処置システムの外観図である。 第１実施形態の処置システムのジョーの構造を説明するための立体断面図である。 第１実施形態の処置システムの構成図である。 第１実施形態の変形例の処置システムの外観図である。 第１実施形態の処置システムの処理の流れを説明するフローチャートである。 高周波電力印加モードにおけるインピーダンス変化を示すグラフである。 発熱用電力印加モードにおける温度変化及び発熱用電力変化を示すグラフである。 発熱用電力印加モードにおける発熱用電力変化を示すグラフである。 発熱用電力印加モードにおける発熱用電力変化を示すグラフである。 発熱用電力印加モードにおける発熱用電力変化を示すグラフである。 発熱用電力印加モードにおける温度変化及び発熱用電力変化を示すグラフである。 第２実施形態の処置システムの構成図である。

＜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。

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等の演算回路等からなる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等の演算回路等からなる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。

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、ＴＨの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）、設定電圧Ｖｓｅｔ（Ｖ）、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ＨＦ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ＨＦは、ステップＳ１０で設定された所定の設定電力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、定電力制御されたＨＦエネルギ印加により、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＞
すなわち、ＨＦエネルギが印加されると、生体組織の乾燥化が進むため、定電力制御された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（ｔ＝ｔｆ）。

＜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（ｔ＝０（ｔｆ））。

なお、ＨＦ制御部７４が、定電力制御（設定電力Ｐｓｅｔ）のＨＦエネルギ印加モードからＨＦエネルギ印加モードへの切り替え前に、ＨＦエネルギ印加モードを、定電圧制御（設定電圧Ｖｓｅｔ）に変更することで、より確実に生体組織の細胞膜の破壊処理を完了してから、高周波電力エネルギの印加を終了することが好ましい。すなわち、気管支または肺胞が混在する肺実組織等の複雑な構造を有する組織では、定電力制御では電流が流れにくい部位が存在することがある。定電圧制御されたＨＦは、かかる部位に対しても電流を効果的に供給することができる。このため、把持している組織に均一に焼灼を行うことができる。

なお、定電圧制御の時間は、定電力制御の時間に応じて自動的に決定することが好ましい。ここで定電力制御の時間とは、インピーダンスＺに基づき判断された定電力制御のＨＦ出力を停止するまでの時間である。例えば、定電圧制御時間は、定電力制御時間が４秒未満の場合には３秒とし、定電力制御時間が４秒以上１５秒未満の場合には４秒とし、定電力制御時間が１５秒以上の場合には、５秒とする。

＜ステップＳ１５＞
ＴＨエネルギ印加モードの初期段階では、ＴＨ制御部８４では、ヒーター部材５３の温度が所定の設定温度Ｔｓｅｔ、例えば１２０℃〜３００℃になるようにヒーター部材５３にＴＨを供給する。すなわち、ＴＨ制御部８４は、ヒーター部材５３の温度Ｔが、ステップＳ１０において処置条件として設定された温度Ｔｓｅｔになるように、ＴＨ出力を増減するフィードバック制御を行う。

ＨＦエネルギ印加モードでの処置により、生体組織は均一化され熱伝導率が上昇している。このため、ＴＨエネルギ印加モードでは、ヒーター部材５３からの熱が効率的に生体組織に伝えられる。そしてＴＨエネルギ印加モードでは、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。

図７に示すように、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のヒーター部材５３の温度Ｔは、例えば１００℃である。設定温度Ｔｓｅｔになるように定温制御された発熱用電力の印加により、ヒーター部材５３の温度Ｔは、設定温度Ｔｓｅｔ、例えば１８０℃まで上昇した後、設定温度Ｔｓｅｔに保持される。

一方、発熱用電力ＴＨは、温度が設定温度Ｔｓｅｔに上昇するまでは大きい。言い換えれば、ヒーター部材５３の温度Ｔを上昇させるためには、把持している熱容量の大きな生体組織の温度を上昇させる必要があるため、大きなＴＨを必要とする。

なお、図７において、時間ｔ１〜ｔ２において、ＴＨが一定値（ＴＨｍａｘ）を示しているのは、発熱用電源８３の最大定格電力がＴＨｍａｘ、例えば１００Ｗのためである。これは、最大定格電力が大きな電源は高価で大型となるためである。なお、処置システム１０は、最大定格電力の小さな安価な電源を用いても大きな問題は生じない。

そして、ヒーター部材５３の温度Ｔが設定温度Ｔｓｅｔに到達した後は、その温度Ｔｓｅｔを維持するために必要なＴＨは小さくなり、更に処置が進み把持した生体組織の収縮等が進むことにより、ＴＨは更に小さくなる。すなわち、ＴＨは熱エネルギの印加開始後に増加し最大値を示した後に減少する。

＜ステップＳ１６、ステップＳ１７＞
すでに説明したように、熱エネルギの印加は、適正なタイミングで終了する必要がある。しかし、処置システム１０では、ＴＨエネルギ印加モードでは、ヒーター部材５３の温度Ｔを基準にフィードバック制御しているため、把持している生体組織の状態変化を、温度変化から直接的にモニタすることができない。

ここで、制御部９４は、フィードバック制御のため、ＴＨセンサ８５が検出するＴＨ（出力値）をモニタしている。そして、処置システム１０では、モニタしているＴＨ（出力値）をもとに、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。

すなわち、発明者は、処理している生体組織の種類、大きさ、及び水分量等が異なっていても、ＴＨが所定の閾値電力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ことを見いだした。

図７に示すように、処置システム１０の制御部９４（ＴＨ制御部８４）は、ＴＨが所定の閾値電力ＴＨ９以下になったら（Ｓ１６：Ｙｅｓ）、ステップＳ１７（時間ｔ＝ｔ９）において、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。これに対して、ＴＨが所定の閾値電力ＴＨ９未満の場合（Ｓ１６：Ｎｏ）には、ステップＳ１５からのフィードバック制御を継続する。

閾値電力ＴＨ９は、５Ｗ〜３０Ｗが好ましく、１５Ｗ〜２５Ｗが特に好ましい。前記範囲内であれば、熱エネルギの印加を適正なタイミングで自動的に終了することができる。

閾値電力ＴＨ９は、閾値Ｚ１と同様に、術者が操作パネル７６、８６を用いて制御部９４に入力し設定される。なお、予め制御部９４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。

ここで、図８に示すように、熱エネルギの印加終了の適正なタイミングは、把持している生体組織の種類等により大きく異なる。例えば、（Ａ）は、小腸、大腸等の管状臓器であり、（Ｂ）は、血管であり、（Ｃ）は、肺、肝臓、すい臓等の実質臓器（parenchyma organ）の場合である。すなわち、熱容量の小さな組織は、短時間の熱エネルギ印加で終了する必要がある。これに対して熱容量の大きな組織は、より長時間の熱エネルギ印加が必要である。

処置システム１０は、モニタしたＴＨの値をもとに、（Ａ）の場合は時間ｔＡで熱エネルギ印加を終了し、（Ｂ）の場合は時間ｔＢで熱エネルギ印加を終了し、（Ｃ）の場合は時間ｔＣで熱エネルギ印加を終了する。

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、図９に示すように、制御部９４（ＴＨ制御部８４）は、発熱用電力（ＴＨ）の減少速度（ΔＴＨ／Δｔ）、すなわちＴＨ減少曲線の傾きが所定の閾値速度（所定の傾き）以下になったら、熱エネルギの印加を終了するように発熱用電源８３を制御してもよい。ＴＨの減少速度をパラメータとする制御は、ＴＨの値をパラメータとする制御に比べて、ノイズ等による誤動作が発生しにくい。

＜第１実施形態の変形例１＞
図１０に示すように、把持している生体組織の種類、把持状態または周囲の組織との接触等の影響により、ＴＨが単調減少しないで、増減を繰り返しながら減少することがある。すると、制御部９４（ＴＨ制御部８４）は、ＴＨが所定の閾値電力ＴＨ９以下に最初になった時（ｔ＝ｔ７）に熱エネルギ印加を誤って終了してしまうおそれがある。

かかる誤動作を防止するために、制御部９４は、第１の所定時間ΔｔＦ以上継続してＴＨが閾値電力ＴＨ９以下になった時（ｔ９）に、熱エネルギの印加を終了するように発熱用電源８３を制御することが好ましい。すなわち、ＴＨが閾値電力ＴＨ９以下になった時（ｔ＝ｔ８）から、第１の所定時間ΔｔＦが経過した後（ｔ＝ｔ９）に、熱エネルギの印加が終了する。

例えば、ＴＨが時間（ｔ＝ｔ７）で閾値電力ＴＨ９以下になっても、第１の所定時間ΔｔＦ未満で閾値電力ＴＨ９を超えた場合には、制御部９４は熱エネルギの印加を継続するように発熱用電源８３を制御する。

第１の所定時間ΔｔＦは、例えば、０．２秒のように、０．０５秒〜２秒の範囲であることが好ましい。前記範囲内であれば、外乱等により誤って熱エネルギ印加を終了してしまうことが防止でき、かつ、適切に処置を完了することができる。

なお、ＴＨの増減変化による誤動作を防止するためには、制御部９４は、ＴＨセンサ８５が検出したＴＨ出力値の移動平均をもとに制御してもよいし、ＴＨセンサ８５の検出の時定数を適宜、調整してもよい。

また、ＴＨの減少速度をパラメータとする制御であっても、同様に、制御部９４は、第２の所定時間ｔＭ２以上継続して所定の閾値速度以下になった場合等に熱エネルギの印加を終了するように発熱用電源８３を制御することが好ましい。

＜第１実施形態の変形例２＞
上記説明のように、処理システム１０は自動的に熱エネルギの印加を終了する。しかし、何らかの理由により自動制御により熱エネルギ印加を終了できない場合もありうる。

このため、処理システム１０は、すでに説明した通常の自動終了機能に加えて、強制終了機能を有することが好ましい。

図１１を用いて、熱エネルギ印加を強制終了するための、各種の制御方法について説明する。図１１は、時間ｔ９において、ＴＨが閾値電力ＴＨ９以下になっているが、熱エネルギ印加が継続されている場合を示している。

第１の強制終了制御では、ＴＨの積算値ＷＴＨが所定の閾値積算値以上になった時（ｔ１０）に、制御部９４は、発熱用電源８３を熱エネルギの印加を終了するように制御する。図１１の斜線領域で示される積算値ＷＴＨは、熱エネルギの印加開始後に出力したＴＨの総量である。積算値ＷＴＨは、例えば制御部９４の半導体メモリ等からなる内部メモリ（不図示）により積算される。

また、第２の強制終了制御では、発熱素子であるヒーター部材５３の温度が設定温度Ｔｓｅｔ（℃）以上になった時（ｔ６）からの経過時間が、所定の閾値時間ｔＦ以上になった時（ｔ１０）に、制御部９４は、発熱用電源８３を熱エネルギの印加を終了するように制御する。

エネルギ印加強制終了機能を有する処置システム１０及び処置システム１０の作動方法は、より操作性がよい。

なお、第２の強制終了制御では、閾値時間ｔＦは、ＨＦ印加モードでの定電力制御の時間に応じて自動的に決定することが好ましい。例えば、閾値時間ｔＦは、定電力制御時間が４秒未満の場合には３秒とし、定電力制御時間が４秒以上１５秒未満の場合には５秒とし、定電力制御時間が１５秒以上の場合には、１０秒とする。

ここで、定電力制御の時間に応じての第２の強制終了制御は、通常制御が正常に機能しない場合の強制制御手段としてだけでなく、通常制御と同じように、熱エネルギ印加を適正なタイミングで終了するための制御手段としても用いることができる。すなわち、閾値時間ｔＦを適切に選択することにより、通常制御と同様に熱エネルギ印加を適正なタイミングで終了することができる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態の処置システム１０Ｂについて説明する。処置システム１０Ｂ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１２に示すように、処置システム１０Ｂ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１０Ｂ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１０Ｂ及び処置システム１０Ｂの作動方法は、処置システム１０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。
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、把持した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両方の把持面に配設された一対の導電体と、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、少なくとも一方に配設された、正の抵抗温度係数の材料からなる発熱素子と、を有する一対の把持部材と、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、前記発熱用電源を前記発熱素子の温度に基づき定温制御するとともに、前記熱エネルギの印加開始後に増加し最大値を示した後に減少する前記発熱用電力が閾値電力以下になった場合、または前記発熱用電力の減少速度が閾値速度以下になった場合、前記熱エネルギの印加を終了するように制御する制御部と、を具備する。
別の実施形態の処置システムの制御方法は、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、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処置条件を設定するステップと、前記高周波電源を前記処置条件に基づき制御して、前記高周波電力エネルギを前記生体組織に印加するステップと、前記高周波電力エネルギの印加を前記処置条件に基づき終了した後に、前記熱エネルギの前記処置条件に基づいた定温制御による印加を開始するステップと、前記定温制御により、前記熱エネルギの印加開始後に増加し最大値を示した後に減少する前記発熱用電力が閾値電力以下になった場合、または前記発熱用電力の減少速度が閾値速度以下になった場合、前記熱エネルギの印加を終了するステップと、を具備する。

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、３３３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 (14)

1. 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、前記発熱用電源を前記発熱素子の温度に基づき定温制御すると共に、前記発熱用電力が前記生体組織の水分除去のために、前記生体組織の種類に依存しない５Ｗから３０Ｗの所定の閾値電力以下になった場合、又は、前記発熱用電力の減少速度が所定の閾値速度以下になった場合、前記熱エネルギの印加を終了し、処置を完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。
2. 前記発熱用電力が第１の所定時間以上継続して前記閾値電力以下になった場合、または前記発熱用電力の減少速度が第２の所定時間以上継続して前記閾値速度以下になった場合、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１に記載の処置システム。
3. 前記制御部が、前記生体組織の細胞膜の破壊処理の完了を前記高周波電力のインピーダンスに基づき検知すると前記高周波電力エネルギの印加を終了するように前記高周波電源を制御し、その後の前記熱エネルギの印加により前記生体組織の水分が除去され水素結合により前記生体組織が接合されることを特徴とする請求項１に記載の処置システム。
4. 前記制御部が、前記熱エネルギの印加開始後に出力した前記発熱用電力の積算値が、所定の閾値積算値以上になった場合に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ことを特徴とする請求項１に記載の処置システム。
5. 前記制御部が、前記発熱素子の温度が所定温度以上になってからの時間が所定の閾値時間以上になった場合に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ことを特徴とする請求項１に記載の処置システム。
6. 前記制御部が、前記高周波エネルギ印加のときに、定電力制御の後に定電圧制御を行い、前記生体組織の細胞膜の破壊処理を完了してから、前記高周波電力エネルギの印加を終了するように前記高周波電源を制御することを特徴とする請求項１に記載の処置システム。
7. 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１に記載の処置システム。
8. 処置システムの作動方法であって、
   高周波電力エネルギを生体組織に印加するための高周波電力を出力する高周波電源と、熱エネルギを生体組織に印加するための発熱用電力を出力する発熱用電源と、前記高周波電源から出力された前記高周波電力と前記発熱用電源から出力された前記発熱用電力とが供給される把持部材と、制御部と、を具備する処置システムの前記制御部が、前記高周波電源を制御して、前記把持部材に対して前記高周波電力を供給するステップと、
   前記制御部が、前記高周波電源を制御して、前記高周波電力の供給を終了した後に、前記発熱用電源を制御して、前記把持部材に対して前記熱エネルギの定温制御による前記発熱用電力の供給を開始するステップと、
   前記発熱用電力が前記生体組織の水分除去のために、前記生体組織の種類に依存しない５Ｗから３０Ｗの所定の閾値電力以下になった場合、又は、前記発熱用電力の減少速度が所定の閾値速度以下になった場合に、前記発熱用電力の供給を終了し、処置を完了するように、前記制御部が前記発熱用電源を制御するステップと、を有することを特徴とする処置システムの作動方法。
9. 前記発熱用電力が第１の所定時間以上継続して前記閾値電力以下になった場合、または前記発熱用電力の減少速度が第２の所定時間以上継続して前記閾値速度以下になった場合に、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８に記載の処置システムの作動方法。
10. 前記発熱用電力の供給を開始するステップの後に、前記発熱用電力の積算値が、所定の閾値積算値以上になった場合、前記発熱用電力の供給を終了するように前記制御部が前記発熱用電源を制御するステップを具備することを特徴とする請求項９に記載の処置システムの作動方法。
11. 前記発熱用電力の供給を開始するステップの後に、前記発熱素子の温度が所定温度以上になってからの時間が所定の閾値時間以上になった場合、前記発熱用電力の供給を終了するように前記制御部が前記発熱用電源を制御するステップを具備することを特徴とする請求項９に記載の処置システムの作動方法。
12. 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９に記載の処置システムの作動方法。
13. 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、前記発熱用電源を前記発熱素子の温度に基づき定温制御すると共に、前記発熱用電力の減少速度が所定の閾値速度以下になった場合、前記熱エネルギの印加を終了し、処置を完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。
14. 処置システムの作動方法であって、
    高周波電力エネルギを生体組織に印加するための高周波電力を出力する高周波電源と、熱エネルギを生体組織に印加するための発熱用電力を出力する発熱用電源と、前記高周波電源から出力された前記高周波電力と前記発熱用電源から出力された前記発熱用電力とが供給される把持部材と、制御部と、を具備する処置システムの前記制御部が、前記高周波電源を制御して、前記把持部材に対して前記高周波電力を供給するステップと、
    前記制御部が、前記高周波電源を制御して、前記高周波電力の供給を終了した後に、前記発熱用電源を制御して、前記熱エネルギの定温制御による前記発熱用電力の供給を開始するステップと、
    前記発熱用電力の減少速度が所定の閾値速度以下になった場合に、前記発熱用電力の供給を終了し、処置を完了するように、前記制御部が前記発熱用電源を制御するステップと、
    を有することを特徴とする処置システムの作動方法。

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