JP5814685B2 - 治療用処置装置 - Google Patents

Description

本発明は、治療用処置装置に関する。

一般に、熱エネルギを用いて生体組織を処置する治療用処置装置が知られている。例えば特許文献１には、次のような治療用処置装置が開示されている。この治療用処置装置は、処置対象である生体組織を把持する開閉可能な保持部を有している。この保持部には、それを加熱するためのヒータとして機能する抵抗素子が配置されている。このような治療用処置装置は、生体組織を保持部で把持し、把持した部分の生体組織を加熱することで生体組織を吻合することができる。抵抗素子への投入電力量の制御について特許文献１には、所定の一定の値の電力量を投入する制御方法と、抵抗素子の抵抗値変化に基づいて温度計測を行いながらフィードバック制御によって抵抗素子を所定温度に制御する方法とが開示されている。

特開２００１−１９０５６１号公報

上記のような治療用処置装置の使用において、吻合の際に保持部で把持する生体組織の面積は一定ではなく、処置毎に異なるのが一般的である。このため、ヒータとして機能する抵抗素子への投入電力量を所定の一定の値とする制御方法では、処置毎に吻合温度が異なることになる。その結果、接合強度が不安定となる可能性がある。一方、抵抗素子の抵抗値変化に基づいて温度計測を行いフィードバック制御によって抵抗素子を所定温度に制御する方法では、予め抵抗素子の抵抗値と温度との特性を正確に取得しておく必要がある。このためには、抵抗素子の均一性を製造時に高い精度で管理するか、各抵抗素子の抵抗―温度特性を正確に計測しておく必要がある。その結果、当該装置はコストアップしてしまう。また、フィードバック制御では、実施される温度制御が複雑となりがちである。

そこで本発明は、装置及び制御を単純化して低コスト化しながら十分な温度制御を行うことができる治療用処置装置を提供することを目的とする。

前記目的を果たすため、本発明の治療用処置装置の一態様は、生体組織を目標温度で加熱して治療するための治療用処置装置であって、前記生体組織に接触して前記生体組織に熱を伝える第１の伝熱部と、前記第１の伝熱部に対して相対的に移動して、前記第１の伝熱部とともに前記生体組織を把持して前記生体組織に熱を伝える第２の伝熱部と、第１の電力値を有する電力が投入されることによって前記第１の伝熱部を加熱する第１の抵抗素子と、第２の電力値を有する電力が投入されることによって前記第２の伝熱部を加熱する第２の抵抗素子と、前記第１の伝熱部の温度である第１の温度を取得する温度取得部と、前記第１の温度を前記目標温度にするための前記第１の電力値を前記第１の温度に基づいて算出し、前記第１の電力値に応じた前記第２の電力値を決定する制御部と、前記第１の電力値を有する電力を前記第１の抵抗素子に投入する第１の電力投入部と、前記第２の電力値を有する電力を前記第２の抵抗素子に投入する第２の電力投入部と、を具備し、前記第１の抵抗素子の発熱部と前記第２の抵抗素子の発熱部とは異なる素材で構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、第１の伝熱部の温度をフィードバックして決定した第１の電力値に基づいて、第１の抵抗素子に投入する電力と第２の抵抗素子に投入する電力とを決定するので、装置及び制御を単純化して低コスト化しながら十分な温度制御を行うことができる治療用処置装置を提供できる。

本発明の一実施形態に係る治療用処置システムの構成例を示す概略図。 本発明の一実施形態に係るエネルギ処置具のシャフト及び保持部の構成例を示す断面の概略図であり、（Ａ）は保持部が閉じた状態を示す図、（Ｂ）は保持部が開いた状態を示す図。 本発明の一実施形態に係る保持部の第１の保持部材の構成例を示す概略図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）に示す３Ｂ−３Ｂ線に沿う縦断面図、（Ｃ）は（Ａ）に示す３Ｃ−３Ｃ線に沿う横断面図。 本発明の一実施形態に係る発熱チップの構成例の概略を示す上面図。 本発明の一実施形態に係る発熱チップの構成例の概略を示す図であって、図４Ａに示す４Ｂ−４Ｂ線に沿う断面図。 本発明の一実施形態に係る保持部の第１の高周波電極上の構成例を示す概略図。 本発明の一実施形態に係る保持部の第２の高周波電極上の構成例を示す概略図。 本発明の一実施形態に係る制御装置の構成例を示す図。 本発明の一実施形態に係る治療用処置装置の加熱処置に関わる構成の概略を示す図。 本発明の一実施形態に係る治療用処置装置の制御部による処理の一例を示すフローチャート。

本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態に係る治療用処置装置は、生体組織の治療に用いるための装置であり、生体組織に高周波エネルギと熱エネルギとを作用させる装置である。図１に示すように、治療用処置装置１００は、エネルギ処置具１２０と、制御装置１７０と、フットスイッチ２１６とを備えている。

エネルギ処置具１２０は、例えば腹壁を貫通させて処置を行うための、リニアタイプの外科治療用処置具である。エネルギ処置具１２０は、ハンドル２２２と、ハンドル２２２に取り付けられたシャフト２２４と、シャフト２２４の先端に設けられた保持部１２５とを有する。保持部１２５は、開閉可能であり、処置対象の生体組織を保持して、生体組織の凝固、切開等の処置を行う処置部である。以降説明のため、保持部１２５側を先端側と称し、ハンドル２２２側を基端側と称する。ハンドル２２２は、保持部１２５を操作するための複数の操作ノブ２３２を備えている。また、ハンドル２２２部分には、後述する発熱チップの特性を含む、そのエネルギ処置具１２０に係る固有値等を記憶する不揮発性のメモリ１２３が備えられている。なお、ここで示したエネルギ処置具１２０の形状は、もちろん一例であり、同様の機能を有していれば、他の形状でもよい。例えば、鉗子のような形状をしていてもよいし、シャフトが湾曲していてもよい。

ハンドル２２２は、ケーブル１６０を介して制御装置１７０に接続されている。ここで、ケーブル１６０と制御装置１７０とは、コネクタ１６５によって接続されており、この接続は着脱自在となっている。すなわち、治療用処置装置１００は、処置毎にエネルギ処置具１２０を交換することができるように構成されている。制御装置１７０には、フットスイッチ２１６が接続されている。足で操作するフットスイッチ２１６は、手で操作するスイッチやその他のスイッチに置き換えてもよい。フットスイッチ２１６のペダルを術者が操作することにより、制御装置１７０からエネルギ処置具１２０へのエネルギの供給のＯＮ／ＯＦＦが切り換えられる。

保持部１２５及びシャフト２２４の構造の一例を図２に示す。図２（Ａ）は保持部１２５が閉じた状態を示し、図２（Ｂ）は保持部１２５が開いた状態を示す。シャフト２２４は、筒体２４２とシース２４４とを備えている。筒体２４２は、その基端部でハンドル２２２に固定されている。シース２４４は、筒体２４２の外周に、筒体２４２の軸方向に沿って摺動可能に配設されている。

筒体２４２の先端部には、保持部１２５が配設されている。保持部１２５は、第１の保持部材１２７と、第２の保持部材１２８とを備えている。第１の保持部材１２７の基部は、シャフト２２４の筒体２４２の先端部に固定されている。一方、第２の保持部材１２８の基部は、シャフト２２４の筒体２４２の先端部に、支持ピン２５６によって、回動可能に支持されている。したがって、第２の保持部材１２８は、支持ピン２５６の軸回りに回動し、第１の保持部材１２７に対して開いたり閉じたりする。

保持部１２５が閉じた状態では、第１の保持部材１２７の基部と、第２の保持部材１２８の基部とを合わせた断面形状は、円形となる。第２の保持部材１２８は、第１の保持部材１２７に対して開くように、例えば板バネなどの弾性部材２５８により付勢されている。シース２４４を、筒体２４２に対して先端側にスライドさせ、シース２４４によって第１の保持部材１２７の基部及び第２の保持部材１２８の基部を覆うと、図２（Ａ）に示すように、弾性部材２５８の付勢力に抗して、第１の保持部材１２７及び第２の保持部材１２８は閉じる。一方、シース２４４を、筒体２４２の基端側にスライドさせると、図２（Ｂ）に示すように、弾性部材２５８の付勢力によって第１の保持部材１２７に対して第２の保持部材１２８は開く。

筒体２４２には、後述する第１の高周波電極１３２又は第２の高周波電極１３４に接続される高周波電極用通電ライン２６８が挿通されている。また、筒体２４２には、後述する発熱部材である発熱チップ１４０に接続される発熱チップ用通電ライン１６２と、発熱部材であるシートヒータ１５０に接続されるシートヒータ用通電ライン１６３とが挿通されている。

筒体２４２の内部には、その基端側で操作ノブ２３２の一つと接続した駆動ロッド２５２が、筒体２４２の軸方向に沿って移動可能に設置されている。駆動ロッド２５２の先端側には、先端側に刃が形成された薄板状のカッタ２５４が設置されている。操作ノブ２３２を操作すると、駆動ロッド２５２を介してカッタ２５４は、筒体２４２の軸方向に沿って移動させられる。カッタ２５４が先端側に移動するとき、カッタ２５４は、保持部１２５に形成された後述するカッタ案内溝２６４，２７４内に収まる。

第１の保持部材１２７は、第１の保持部材本体２６２を有し、第２の保持部材１２８は、第２の保持部材本体２７２を有する。図３に示すように、第１の保持部材本体２６２には、前記したカッタ２５４を案内するためのカッタ案内溝２６４が形成されている。第１の保持部材本体２６２には、凹部が設けられ、そこには例えば銅の薄板で形成された第１の高周波電極１３２が配設されている。第１の高周波電極１３２は、カッタ案内溝２６４を有するので、その平面形状は、図３（Ａ）に示すように、略Ｕ字形状となっている。第１の高周波電極１３２には、図２に示すように、高周波電極用通電ライン２６８が電気的に接続している。第１の高周波電極１３２は、この高周波電極用通電ライン２６８を介して、ケーブル１６０に接続されている。

また、後に詳述するように、第１の高周波電極１３２の第１の保持部材本体２６２側の面には、複数の発熱チップ１４０が接合されている。この発熱チップ１４０と、発熱チップ１４０への配線等と、第１の高周波電極１３２とを覆うように、例えばシリコーンからなる封止剤が塗布されて封止膜２６５が形成されている。

第２の保持部材１２８は、第１の保持部材１２７と対称をなす形状をしている。すなわち、第２の保持部材１２８には、カッタ案内溝２６４と対向する位置に、カッタ案内溝２７４が形成されている。また、第２の保持部材本体２７２には、第１の高周波電極１３２と対向する位置に、第２の高周波電極１３４が配設されている。第２の高周波電極１３４は、高周波電極用通電ライン２６８を介して、ケーブル１６０に接続されている。また、後に詳述するように、第２の高周波電極１３４の第２の保持部材本体２７２側の面には、シートヒータ１５０が接合されている。

閉じた状態の保持部１２５が生体組織を把持する際には、把持された生体組織は、第１の高周波電極１３２及び第２の高周波電極１３４と接触する。第１の保持部材１２７及び第２の保持部材１２８は、第１の高周波電極１３２及び第２の高周波電極１３４に接した生体組織を焼灼するために、発熱のための機構を有する。第１の保持部材１２７に設けられた発熱機構と、第２の保持部材１２８に設けられた発熱機構とは異なる。まず、第１の保持部材１２７に設けられた発熱機構について説明する。

第１の保持部材１２７の発熱の機構を構成する発熱チップ１４０について図４Ａ及び図４Ｂを参照して説明する。ここで、図４Ａは上面図であり、図４Ｂは図４Ａに示した４Ｂ−４Ｂ線に沿う断面図である。発熱チップ１４０は、アルミナ製の基板１４１を用いて形成されている。基板１４１の主面の一方である表面には、発熱用のＰｔ薄膜である抵抗パターン１４３が形成されている。また、基板１４１の表面の、長方形の２つの短辺近傍には、それぞれ矩形の電極１４５が形成されている。ここで、電極１４５は、抵抗パターン１４３のそれぞれの端部に接続している。電極１４５が形成されている部分を除き、抵抗パターン１４３上を含む基板１４１の表面には、例えばポリイミドで形成された絶縁膜１４７が形成されている。

基板１４１の裏面全面には、接合用金属層１４９が形成されている。電極１４５と接合用金属層１４９とは、例えばＴｉとＣｕとＮｉとＡｕとからなる多層の膜である。これら電極１４５と接合用金属層１４９とは、ハンダ付け等に対して安定した強度を有している。接合用金属層１４９は、例えば第１の高周波電極１３２に発熱チップ１４０をハンダ付けする際に、接合が安定するように設けられている。

発熱チップ１４０は、第１の高周波電極１３２の生体組織と接する面（第１の主面）とは反対側の面（第２の主面）に配設されている。ここで発熱チップ１４０は、それぞれ接合用金属層１４９の表面と第１の高周波電極１３２の第２の主面とをハンダ付けすることにより固定されている。

第１の高周波電極１３２上における発熱チップ１４０とその接続に係る構成を、図５を参照して説明する。第１の高周波電極１３２には、７個の発熱チップ１４０が離散的に配置されている。すなわち、発熱チップ１４０は、基端側から先端側に向けてカッタ案内溝２６４を挟んで対称に２列に３個ずつ並べて配置されており、さらに第１の高周波電極１３２の先端部分に１個の発熱チップ１４０が配置されている。

これら発熱チップ１４０の抵抗パターン１４３は、電極１４５を介して直列に接続されている。隣り合う電極１４５同士は、例えばワイヤボンディングによって形成されたワイヤ１６４で接続されている。直列に接続された発熱チップの両端には、一対の発熱チップ用通電ライン１６２が接続されている。一対の発熱チップ用通電ライン１６２は、ケーブル１６０に接続されている。第１の高周波電極１３２上には、発熱チップ１４０や発熱チップ用通電ライン１６２を覆うように、例えばシリコーンからなる封止剤が塗布されて、封止膜２６５が図３に示すように形成されている。

このようにして発熱チップ１４０は、発熱チップ用通電ライン１６２及びケーブル１６０を介して、制御装置１７０に接続されている。制御装置１７０は、発熱チップ１４０に投入する電力を制御する。以上のように本実施形態では、複数の発熱チップ１４０が第１の高周波電極１３２に配置されているが、これは第１の高周波電極１３２の温度均一性を高めるためであり、電気的には７個の発熱チップ１４０全体で単一の発熱チップとみなすこともできる。

制御装置１７０から出力された電流は、７個の発熱チップ１４０の各抵抗パターン１４３を流れる。その結果、各抵抗パターン１４３は発熱する。抵抗パターン１４３が発熱すると、第１の高周波電極１３２にその熱が伝達される。この熱により、第１の高周波電極１３２に接した生体組織が焼灼される。

発熱チップ１４０で生じた熱を効率よく第１の高周波電極１３２へ伝えるために、封止膜２６５、及びその周囲の第１の保持部材本体２６２は、第１の高周波電極１３２や基板１４１の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有することが好ましい。封止膜２６５及び第１の保持部材本体２６２の熱伝導率が低いことで、損失の少ない熱伝導が実現される。

次に、第２の保持部材１２８に設けられた発熱機構について図６を参照して説明する。第２の保持部材１２８の第２の高周波電極１３４には、シートヒータ１５０が配置されている。シートヒータ１５０は、薄く伝熱性がよい基板１５１上に、フィルム状の薄膜抵抗１５３が形成されているものである。

基板１５１は、第２の高周波電極１３４とほぼ同一のＵ字形状をしており、第２の高周波電極１３４の表面の大部分を覆う。薄膜抵抗１５３は、基板１５１の大部分を覆うように形成されている。薄膜抵抗１５３は、図６に示すようにパターン状に形成されてもよいし、一面に隙間なく形成されていてもよい。薄膜抵抗１５３は、例えばカーボン薄膜である。シートヒータ１５０の薄膜抵抗１５３は、発熱チップ１４０の抵抗パターン１４３と比較して低抵抗であり、シートヒータ１５０は発熱チップ１４０と比較して安価である。

薄膜抵抗１５３の両端には、一対のシートヒータ用通電ライン１６３が接続されている。一対のシートヒータ用通電ライン１６３は、ケーブル１６０に接続されている。このようにしてシートヒータ１５０は、シートヒータ用通電ライン１６３及びケーブル１６０を介して、制御装置１７０に接続されている。

第２の高周波電極１３４上には、シートヒータ１５０やシートヒータ用通電ライン１６３を覆うように、例えばシリコーンからなる封止剤が塗布されて、封止膜が形成されている。このような第２の高周波電極１３４は、第２の保持部材本体２７２に配置される。ここで、第１の保持部材本体２６２の材質及び形状と、第２の保持部材本体２７２の材質及び形状とは同等であり、それらの熱負荷はほぼ等しくなっている。したがって、第１の保持部材１２７の熱特性と第２の保持部材１２８の熱特性とは全体としてほぼ等しくなっている。

制御装置１７０の内部には、図７に示すように、制御部１７２と、発熱チップ駆動回路１７４と、記憶部１７８と、高周波エネルギ出力回路１８１と、入力部１８５と、表示部１８６と、スピーカ１８８とが配設されている。制御部１７２は、制御装置１７０内の各部と接続しており、制御装置１７０の各部を制御する。

発熱チップ駆動回路１７４は、第１の電源１７５と、第２の電源１７６とを有する。第１の電源１７５は、エネルギ処置具１２０の第１の高周波電極１３２に配置された発熱チップ１４０に接続している。第１の電源１７５は、加熱のために制御部１７２の制御の下、発熱チップ１４０を駆動する。すなわち、第１の電源１７５は、発熱チップ用通電ライン１６２を介して発熱チップ１４０の抵抗パターン１４３に第１の電圧Ｖ１を印加することによって電力を供給する。ここで、第１の電源１７５は、発熱チップ１４０に供給する電力量を変化させることができる。

また、第２の電源１７６は、エネルギ処置具１２０の第２の高周波電極１３４に配置されたシートヒータ１５０に接続している。第２の電源１７６は、加熱のために制御部１７２の制御の下、シートヒータ１５０を駆動する。すなわち、第２の電源１７６は、シートヒータ用通電ライン１６３を介してシートヒータ１５０の薄膜抵抗１５３に第２の電圧Ｖ２を印加することによって電力を供給する。ここで、第２の電源１７６は、シートヒータ１５０に供給する電力量を変化させることができる。

また、発熱チップ駆動回路１７４は、発熱チップ１４０に電圧を印加した際に流れる電流を第１の電流Ｉ１として計測する機能を有する。同様に、発熱チップ駆動回路１７４は、シートヒータ１５０に電圧を印加した際に流れる電流を第２の電流Ｉ２として計測する機能を有する。発熱チップ駆動回路１７４は、計測した電流値を制御部１７２に出力する。

制御部１７２は、温度算出部１７３を有している。温度算出部１７３は、第１の電圧Ｖ１と第１の電流Ｉ１とに基づいて、発熱チップ１４０の抵抗パターン１４３の抵抗値を、第１の抵抗値Ｒ１として算出する。同様に、温度算出部１７３は、第２の電圧Ｖ２と第２の電流Ｉ２とに基づいて、シートヒータ１５０の薄膜抵抗１５３の抵抗値を、第２の抵抗値Ｒ２として算出する。

抵抗パターン１４３の抵抗値は、抵抗パターン１４３の温度に応じて変化する。したがって、抵抗パターン１４３の温度と抵抗値との関係が既知であれば、制御部１７２は、抵抗パターン１４３の抵抗値に基づいて、抵抗パターン１４３の温度を取得することができる。温度算出部１７３は、発熱チップ１４０の抵抗パターン１４３の温度と抵抗値との関係に基づいて、抵抗パターン１４３の抵抗値から抵抗パターン１４３の温度を算出する。発熱チップ１４０の抵抗パターン１４３の温度と抵抗値との関係に基づいて、抵抗パターン１４３の温度を取得することで、温度センサを別途設ける必要がなく、省スペースな設計や低コスト化が可能となる。

高周波エネルギ出力回路１８１は、エネルギ処置具１２０と接続しており、制御部１７２の制御の下、エネルギ処置具１２０の第１の高周波電極１３２及び第２の高周波電極１３４を駆動する。すなわち、高周波エネルギ出力回路１８１は、高周波電極用通電ライン２６８を介して、第１の高周波電極１３２及び第２の高周波電極１３４に高周波電圧を印加する。

制御部１７２には、フットスイッチ（ＳＷ）２１６が接続されており、フットスイッチ２１６からエネルギ処置具１２０による処置が行われるＯＮと、処置が停止されるＯＦＦとが入力される。入力部１８５は、制御部１７２の各種設定等を入力する。表示部１８６は、制御部１７２の制御下で治療用処置装置１００の各種情報を表示する。記憶部１７８は、制御装置１７０の動作に必要な各種データが記憶されている。スピーカ１８８は、アラーム音などを出力する。

上記説明した治療用処置装置１００のうち、特に加熱処置に係る部分を抜き出した模式図を図８に示す。この図に示すように、加熱処置は、第１の高周波電極１３２と第２の高周波電極１３４と発熱チップ１４０とシートヒータ１５０とを有する保持部１２５を備えるエネルギ処置具１２０によって行われる。エネルギ処置具１２０の制御は、制御装置１７０によって行われる。制御装置１７０は、温度算出部１７３を有する制御部１７２と、第１の電源１７５及び第２の電源１７６を有する発熱チップ駆動回路１７４と、記憶部１７８とを備える。第１の電源１７５と発熱チップ１４０とは、発熱チップ用通電ライン１６２とケーブル１６０を介して接続されており、第２の電源１７６とシートヒータ１５０とは、シートヒータ用通電ライン１６３とケーブル１６０を介して接続されている。なお、前記した高周波処置やカッタに係る構成は、本発明に係る治療用処置装置１００においては必ずしも必要ではない。

このように、例えば第１の高周波電極１３２は、生体組織に接触して生体組織に熱を伝える第１の伝熱部として機能する。例えば第２の高周波電極１３４は、第１の伝熱部に対して相対的に移動して、第１の伝熱部とともに生体組織を把持して生体組織に熱を伝える第２の伝熱部として機能する。例えば発熱チップ１４０は、第１の電力値を有する電力が投入されることによって第１の伝熱部を加熱する第１の抵抗素子として機能する。例えばシートヒータ１５０は、第２の電力値を有する電力が投入されることによって第２の伝熱部を加熱する第２の抵抗素子として機能する。例えば発熱チップ１４０、発熱チップ駆動回路１７４及び温度算出部１７３は全体で、第１の伝熱部の温度である第１の温度を取得する温度取得部として機能する。例えば制御部１７２は、第１の温度を目標温度にするための第１の電力値を第１の温度に基づいて算出し、第１の電力値に応じた第２の電力値を決定する制御部として機能する。例えば第１の電源１７５は、第１の電力値を有する電力を第１の抵抗素子に投入する第１の電力投入部として機能する。例えば第２の電源１７６は、第２の電力値を有する電力を第２の抵抗素子に投入する第２の電力投入部として機能する。

次に本実施形態に係る治療用処置装置１００の動作を説明する。術者は、予め制御装置１７０の入力部を操作して、治療用処置装置１００の出力条件、例えば、高周波エネルギ出力の設定電力、熱エネルギ出力の目標温度、加熱時間等を設定しておく。それぞれの値を個別に設定するように構成してもよいし、術式に応じた設定値のセットを選択するように構成してもよい。

エネルギ処置具１２０の保持部１２５及びシャフト２２４は、例えば、腹壁を通して腹腔内に挿入される。術者は、操作ノブ２３２を操作して保持部１２５を開閉させ、第１の保持部材１２７と第２の保持部材１２８とによって処置対象の生体組織を把持する。このとき、第１の保持部材１２７に設けられた第１の高周波電極１３２と第２の保持部材１２８に設けられた第２の高周波電極１３４との両方の第１の主面に、処置対象の生体組織が接触している。

術者は、保持部１２５によって処置対象の生体組織を把持したら、フットスイッチ２１６を操作する。フットスイッチ２１６がＯＮに切り換えられると、制御装置１７０から、ケーブル１６０を介して第１の高周波電極１３２及び第２の高周波電極１３４に、予め設定した設定電力の高周波電力が供給される。供給される電力は、例えば、２０Ｗ〜８０Ｗ程度である。その結果、生体組織は発熱し、組織が焼灼される。この焼灼により、当該組織は変性し、凝固する。

次に制御装置１７０は、高周波エネルギの出力を停止した後、後に詳述するようにして第１の高周波電極１３２及び第２の高周波電極１３４の温度が目標温度になるように発熱チップ１４０及びシートヒータ１５０にそれぞれ電力を供給する。ここで、目標温度は、例えば２００℃である。このとき電流は、発熱チップ駆動回路１７４内の第１の電源１７５から、ケーブル１６０及び発熱チップ用通電ライン１６２を介して、発熱チップ１４０の抵抗パターン１４３を流れる。各々の発熱チップ１４０の抵抗パターン１４３は、電流によって発熱する。抵抗パターン１４３で発生した熱は、基板１４１及び接合用金属層１４９を介して、第１の高周波電極１３２に伝わる。その結果、第１の高周波電極１３２の温度は上昇する。

同様に、電流は、発熱チップ駆動回路１７４内の第２の電源１７６から、ケーブル１６０及びシートヒータ用通電ライン１６３を介して、シートヒータ１５０の薄膜抵抗１５３を流れる。シートヒータ１５０の薄膜抵抗１５３は、電流によって発熱する。薄膜抵抗１５３で発生した熱は、基板１５１を介して、第２の高周波電極１３４に伝わる。その結果、第２の高周波電極１３４の温度は上昇する。

これらの熱によって第１の高周波電極１３２又は第２の高周波電極１３４の第１の主面と接触している生体組織は更に焼灼され、更に凝固する。加熱によって生体組織が凝固したら、熱エネルギの出力を停止する。最後に術者は、操作ノブ２３２を操作してカッタ２５４を移動させ、生体組織を切断する。以上によって生体組織の処置が完了する。

本実施形態において第１の保持部材１２７及び第２の保持部材１２８に把持された生体組織は、押しつぶされた状態となる。したがって、第１の保持部材１２７に対する生体組織の接触状態と、第２の保持部材１２８に対する生体組織の接触状態とはほぼ等しい。このため、第１の保持部材本体２６２の材質及び形状と、第２の保持部材本体２７２の材質及び形状とが同じであり、それらの熱負荷が等しければ、第１の保持部材１２７に投入する電力と第２の保持部材１２８に投入する電力とは等しくてよい。そこで本実施形態では、フィードバック制御において、発熱チップ１４０の温度に基づいて投入する電力Ｐを決定し、同じ電力Ｐをシートヒータ１５０にも投入する。

本実施形態における制御部１７２による第１の高周波電極１３２及び第２の高周波電極１３４のフィードバック温度制御について、図９に示すフローチャートを参照して説明する。

ステップＳ１０１において制御部１７２は、各種パラメータを初期値に設定し、発熱チップ駆動回路１７４に発熱チップ１４０及びシートヒータ１５０への電力の投入を開始させる。例えば、経過時間ｔを０に、投入電力Ｐを初期投入電力Ｐ０に、発熱チップ１４０の抵抗パターン１４３に印加する電圧Ｖ１を初期印加電圧Ｖ１＿０に、シートヒータ１５０の薄膜抵抗１５３に印加する電圧Ｖ２を初期印加電圧Ｖ２＿０に、それぞれ設定する。

ステップＳ１０２において制御部１７２は、発熱チップ１４０の抵抗パターン１４３を流れる第１の電流Ｉ１と、シートヒータ１５０の薄膜抵抗１５３を流れる第２の電流Ｉ２とを、発熱チップ駆動回路１７４に計測させる。制御部１７２内の温度算出部１７３は、第１の電圧Ｖ１と、発熱チップ駆動回路１７４から取得した第１の電流Ｉ１とに基づいて、抵抗パターン１４３の抵抗値Ｒ１を下記式（１）により算出する。
Ｒ１＝Ｖ１／Ｉ１ （１）
同様に制御部１７２内の温度算出部１７３は、第２の電圧Ｖ２と、発熱チップ駆動回路１７４から取得したこのとき流れる第２の電流Ｉ２とに基づいて、薄膜抵抗１５３の抵抗値Ｒ２を下記式（２）により算出する。
Ｒ２＝Ｖ２／Ｉ２ （２）

ステップＳ１０３において制御部１７２内の温度算出部１７３は、次式（３）に基づいて抵抗パターン１４３の温度Ｔを算出する。
Ｔ＝Ｃ１×Ｒ＋Ｃ２ （３）
ここで、Ｃ１及びＣ２は、エネルギ処置具１２０毎に求められた第１の発熱チップの特性に応じた定数である。定数Ｃ１及びＣ２は、例えばメモリ１２３に記憶されており、エネルギ処置具１２０が制御装置１７０に接続されたときに読み出され、例えば記憶部１７８に記憶される。温度算出部１７３は、記憶部１７８に記憶された定数Ｃ１及びＣ２を読み出して、これを用いて演算を行う。

ステップＳ１０４において制御部１７２は、次式（４）により、抵抗パターン１４３に投入する電力Ｐを算出する。
Ｐ＝Ｃ３×（Ｔｏｐ−Ｔ）＋Ｐｎｏｗ （４）
ここで、Ｃ３は制御ゲインであり、所定の値が与えられている。Ｔｏｐは目標温度であり、Ｐｎｏｗは現在投入されている電力である。ここでは制御ゲインをＣ３とする単純な比例制御としているが、より安定した制御を行うために、ＰＩＤ制御を用いてもよい。ここで得られた電力Ｐを、発熱チップ１４０とシートヒータ１５０とに投入する。

ステップＳ１０５において制御部１７２は、次式（５）及び（６）に基づいて発熱チップ１４０に印加する第１の電圧Ｖ１と、シートヒータ１５０に印加する第２の電圧Ｖ２とを算出する。
Ｖ１＝（Ｐ×Ｒ１）^０．５ （５）
Ｖ２＝（Ｐ×Ｒ２）^０．５ （６）
ここで、第１の抵抗値Ｒ１と第２の抵抗値Ｒ２とは異なる可能性があるので、同じ電力Ｐを投入するとしても、第１の電圧Ｖ１と第２の電圧Ｖ２とは異なる可能性がある。

ステップＳ１０６において制御部１７２は、発熱チップ駆動回路１７４の第１の電源１７５に、発熱チップ１４０の抵抗パターン１４３に第１の電圧Ｖ１を印加させる。同様に、制御部１７２は、発熱チップ駆動回路１７４の第２の電源１７６に、シートヒータ１５０の薄膜抵抗１５３に第２の電圧Ｖ２を印加させる。

ステップＳ１０７において制御部１７２は、経過時間ｔが処置時間ｔｏｐよりも小さいか否かを判定する。経過時間ｔが処置時間ｔｏｐよりも小さければ、処理はステップＳ１０２に戻される。一方、経過時間ｔが処置時間ｔｏｐ以上であれば、制御部１７２は処理を終了する。このようにして、処置時間ｔｏｐまで、ステップＳ１０２乃至ステップＳ１０７の処理が繰り返し行われ、エネルギ処置具１２０に電力が投入される。

本実施形態において第１の保持部材１２７及び第２の保持部材１２８に把持された生体組織は、例えば１ｍｍ程度に押しつぶされる。したがって、第１の保持部材１２７に対する生体組織の接触状態と、第２の保持部材１２８に対する生体組織の接触状態とは等しいとみなすことができる。また、第１の保持部材１２７及び第２の保持部材１２８で挟まれた部分の生体組織に関して、温度上昇に関連する諸特性、例えば熱伝導率、比熱、含水率は、ほぼ均一である。また、第１の保持部材本体２６２の材質及び形状と、第２の保持部材本体２７２の材質及び形状とがほぼ同じであり、それらの熱負荷はほぼ等しい。その結果、第１の保持部材１２７に投入する電力と第２の保持部材１２８に投入する電力とを等しくしても、第１の保持部材１２７及び第２の保持部材１２８に把持された生体組織を目標温度で加熱することについて、適切な温度制御を行うことができる。

本実施形態によれば、発熱チップ１４０の抵抗値と温度との関係、すなわち上記した定数Ｃ１及びＣ２を予め取得しておけば、シートヒータ１５０の抵抗値と温度との関係を予め取得しておく必要はない。このため、シートヒータ１５０の抵抗値と温度との関係を取得する工程を削減することができる。また、このシートヒータ１５０に関する工程削減によって、エネルギ処置具１２０のコストを低減させることができる。

なお、高精度の温度制御を行うために発熱チップ１４０の抵抗パターン１４３には、安定で比較的高抵抗とすることが容易な薄膜金属抵抗を用いることが望ましい。なぜなら、抵抗値が低いとリード線などの寄生抵抗の影響が顕著に表れて、温度算出精度が低下するからである。これに対して、シートヒータ１５０の薄膜抵抗１５３には、比較的安価な例えばカーボン薄膜のヒータ素子を利用することができる。このことから、発熱チップ１４０と同等のものを第１の保持部材１２７にも第２の保持部材１２８にも用いる場合と比較して、シートヒータ１５０を利用することでも、エネルギ処置具１２０の低コスト化を図ることができる。また、本実施形態によれば、第１の保持部材１２７と第２の保持部材１２８とに、ともに例えば発熱チップ１４０を搭載し、ともに第１の保持部材１２７に対するようなフィードバック制御を行う場合と比較して、装置の構造及び装置の制御を単純化することができる。

ここでは、第１の保持部材１２７に配置する発熱部材と第２の保持部材１２８に配置する発熱部材とを異なるものとしたが、同一の例えば発熱チップ１４０を用いることもできる。この場合も、第１の保持部材１２７に配置された発熱チップ１４０の温度に基づいて算出した投入電力を、第２の保持部材１２８に配置された発熱チップに投入することで、制御を単純化することができる。

なお、一般的にはシートヒータ１５０には発熱チップ１４０と等しい電力を投入する。しかしながら、第１の保持部材１２７と第２の保持部材１２８とで熱容量が異なったり、発熱チップ１４０と第１の高周波電極１３２との間の接合状態とシートヒータ１５０と第２の高周波電極１３４との間の接合状態とが異なったりする場合には、シートヒータ１５０に投入する電力を、発熱チップ１４０に投入する電力に所定の補正を施して算出された電力とすることができる。例えば、シートヒータ１５０に投入する電力を、発熱チップ１４０に投入する電力に比例する値とすることができる。

本実施形態では、発熱チップ１４０の温度を、抵抗パターン１４３の抵抗値に基づいて取得している。しかしながら、これに限らず、温度算出部１７３に接続された温度センサを第１の高周波電極１３２に別途設ける構成としてもよい。この場合、温度センサと温度算出部１７３とが温度取得部として機能する。この場合も温度センサは第１の高周波電極１３２のみに配置すればよく、第２の高周波電極１３４には配置不要である。したがって、第２の高周波電極１３４に配置しなくてもよい温度センサの分だけ、エネルギ処置具１２０の構成を単純化し、コストを削減することができる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても、発明が解決しようとする課題の欄で述べられた課題が解決でき、かつ、発明の効果が得られる場合には、この構成要素が削除された構成も発明として抽出され得る。

１００…治療用処置装置、１２０…エネルギ処置具、１２３…メモリ、１２５…保持部、１２７…第１の保持部材、１２８…第２の保持部材、１３２…第１の高周波電極、１３４…第２の高周波電極、１４０…発熱チップ、１４１…基板、１４３…抵抗パターン、１４５…電極、１４７…絶縁膜、１４９…接合用金属層、１５０…シートヒータ、１５１…基板、１５３…薄膜抵抗、１６０…ケーブル、１６２…発熱チップ用通電ライン、１６３…シートヒータ用通電ライン、１６４…ワイヤ、１６５…コネクタ、１７０…制御装置、１７２…制御部、１７３…温度算出部、１７４…発熱チップ駆動回路、１７５…第１の電源、１７６…第２の電源、１７８…記憶部、１８１…高周波エネルギ出力回路、１８５…入力部、１８６…表示部、１８８…スピーカ、１８９…温度センサ、２１６…フットスイッチ、２２２…ハンドル、２２４…シャフト、２３２…操作ノブ、２４２…筒体、２４４…シース、２５２…駆動ロッド、２５４…カッタ、２５６…支持ピン、２５８…弾性部材、２６２…第１の保持部材本体、２６４，２７４…カッタ案内溝、２６５…封止膜、２６８…高周波電極用通電ライン、２７２…第２の保持部材本体。

Claims (5)

1. 生体組織を目標温度で加熱して治療するための治療用処置装置であって、
   前記生体組織に接触して前記生体組織に熱を伝える第１の伝熱部と、
   前記第１の伝熱部に対して相対的に移動して、前記第１の伝熱部とともに前記生体組織を把持して前記生体組織に熱を伝える第２の伝熱部と、
   第１の電力値を有する電力が投入されることによって前記第１の伝熱部を加熱する第１の抵抗素子と、
   第２の電力値を有する電力が投入されることによって前記第２の伝熱部を加熱する第２の抵抗素子と、
   前記第１の伝熱部の温度である第１の温度を取得する温度取得部と、
   前記第１の温度を前記目標温度にするための前記第１の電力値を前記第１の温度に基づいて算出し、前記第１の電力値に応じた前記第２の電力値を決定する制御部と、
   前記第１の電力値を有する電力を前記第１の抵抗素子に投入する第１の電力投入部と、
   前記第２の電力値を有する電力を前記第２の抵抗素子に投入する第２の電力投入部と、
   を具備し、
   前記第１の抵抗素子の発熱部と前記第２の抵抗素子の発熱部とは異なる素材で構成されている
   ことを特徴とする治療用処置装置。
2. 前記温度取得部は、前記第１の抵抗素子の抵抗値に基づいて、前記第１の温度を取得することを特徴とする請求項１に記載の治療用処置装置。
3. 前記第２の電力値は、前記第１の電力値に比例することを特徴とする請求項１又は２に記載の治療用処置装置。
4. 前記第１の抵抗素子の発熱部は金属薄膜で構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の治療用処置装置。
5. 前記第１の抵抗素子の抵抗値は、前記第２の抵抗素子の抵抗値よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の治療用処置装置。

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