JP5820649B2 - 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、抵抗素子の抵抗―温度特性を個体毎に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。

そこで本発明は、予め抵抗素子の抵抗値と温度との関係を個別に取得しておく必要なく低コストに、その抵抗値から抵抗素子の温度を算出して正確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該生体組織に熱を伝える伝熱部と、電力が投入されることによって前記伝熱部を加熱する抵抗素子と、を有する処置具と、前記処置具と着脱可能であり、前記抵抗素子の抵抗値Ｒを計測でき、前記目標温度で前記生体組織を加熱するために前記抵抗素子に電力を供給して前記伝熱部の温度を制御する制御装置と、前記処置具又は前記制御装置に設けられた、係数Ｃ２を格納するための記憶部と、を具備し、前記制御装置は、前記治療の前に、前記処置具と前記制御装置とが接続された状態で、校正温度Ｔｃと、格納された前記係数Ｃ２と、計測された前記抵抗素子の抵抗値Ｒｃとに基づいて係数Ｃ１をＣ１＝（Ｔｃ−Ｃ２）／Ｒｃにより算出し、前記治療のときには、前記抵抗素子の温度Ｔを、前記抵抗値Ｒ、前記係数Ｃ１、及び前記係数Ｃ２を用いてＴ＝Ｃ１×Ｒ＋Ｃ２により算出し、前記温度Ｔを用いて前記伝熱部の温度を制御する、ことを特徴とする。

本発明によれば、予め格納された係数Ｃ２と、処置具と制御装置とが接続された状態で算出された係数Ｃ１とを用いるので、予め抵抗素子の抵抗値と温度との関係を個別に取得しておく必要なく低コストに、その抵抗値から抵抗素子の温度を算出して正確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係る治療用処置装置の制御部による初期設定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係る治療用処置装置の制御部による加熱処置実施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、不揮発性のメモリ１２３が備えられている。メモリ１２３には、後に詳述するように、そのエネルギ処置具１２０に固有の個体識別番号や、温度制御に用いる固有の係数Ｃ２等の固有情報が記憶されている。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と、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配設されている。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が配設されている。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。

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。

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。

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は更に、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、同様の形態を持つ。ここでは第１の保持部材１２７に形成された発熱機構を例に挙げて説明する。

まず、こ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及び第２の高周波電極１３４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又は第２の高周波電極１３４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の場合を例に挙げて、図３を参照して説明する。第１の高周波電極１３２には、６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１６３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。このようにして発熱チップ１４０は、ワイヤ１６３、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６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ができる。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。

制御装置１７０から出力された電流は、６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。

制御装置１７０の内部には、図５に示すように、制御部１８０と、高周波エネルギ出力回路１８１と、発熱チップ駆動回路１８２と、入力部１８５と、表示部１８６と、記憶部１８７と、スピーカ１８８と、温度センサ１８９とが配設されている。制御部１８０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。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１８０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。

発熱チップ駆動回路１８２は、エネルギ処置具１２０と接続しており、制御部１８０の制御の下、エネルギ処置具１２０の発熱チップ１４０を駆動する。すなわち、発熱チップ駆動回路１８２は、制御部１８０の制御の下、発熱チップ用通電ライン１６２を介して加熱のために発熱チップ１４０の抵抗パターン１４３に電力を供給する。ここで、発熱チップ駆動回路１８２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、発熱チップ駆動回路１８２は、発熱チップ１４０に電圧を印加した際に流れる電流を計測する機能を有する。発熱チップ駆動回路１８２は、計測した電流値を制御部１８０に出力する。

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を有していれば、制御部１８０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。制御部１８０は、抵抗パターン１４３に印加した電圧値と、発熱チップ駆動回路１８２から取得したそのとき流れる電流値とに基づいて、抵抗パターン１４３の抵抗値を算出する。さらに制御部１８０は、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の温度を算出する。

また、制御部１８０は、上記のように抵抗パターン１４３の温度を取得するために、抵抗パターン１４３の温度と抵抗値との関係を算出する。より具体的には、制御部１８０は、コネクタ１６５を介してエネルギ処置具１２０と制御装置１７０とが接続されたときに、メモリ１２３から当該エネルギ処置具１２０の固有情報を読み出す。さらに制御部１８０は、発熱チップ１４０の抵抗パターン１４３に微小電圧を印加させ、そのとき流れる電流値から抵抗パターン１４３の抵抗値を取得する。さらに制御部１８０は、温度センサ１８９から、校正温度としての環境温度を取得する。制御部１８０は、エネルギ処置具１２０の特性と、抵抗パターン１４３の抵抗値と、環境温度とから、抵抗パターン１４３の温度と抵抗値との関係を算出する。また、制御部１８０は、後に詳述するように、メモリ１２３から読み出した固有情報のうちエネルギ処置具１２０の個体識別番号と、算出した温度と抵抗値との関係に係る値、すなわち後に詳述する係数Ｃ１とを、記憶部１８７に格納する。

制御部１８０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１８０の各種設定等を入力する。表示部１８６は、制御部１８０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１８７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。温度センサ１８９は、環境温度を計測する。

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６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及び第２の高周波電極１３４並びに発熱チップ１４０を有する保持部１２５と、メモリ１２３と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、制御部１８０と発熱チップ駆動回路１８２と記憶部１８７と温度センサ１８９とを有する制御装置１７０によって行われる。エネルギ処置具１２０と制御装置１７０とは、制御装置１７０側に設けられたコネクタ１６５を用いて着脱自在なケーブル１６０によって接続されている。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又は第２の高周波電極１３４は、生体組織に接触して生体組織に熱を伝える伝熱部として機能し、例えば発熱チップ１４０は、電力が投入されることによって前記伝熱部を加熱する抵抗素子として機能し、例えばエネルギ処置具１２０は、伝熱部と抵抗素子とを有する処置具として機能し、例えば制御装置１７０は、抵抗素子の抵抗値Ｒを計測でき、目標温度で生体組織を加熱するために抵抗素子に電力を供給して伝熱部の温度を制御する制御装置として機能し、例えばメモリ１２３は、係数Ｃ２を格納するための記憶部として機能し、例えば温度センサ１８９は、環境温度を計測するための温度センサとして機能し、例えば記憶部１８７は、算出係数記憶部として機能する。

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。制御部１８０による処理を表すフローチャートを図７に示す。ステップＳ１０１において制御部１８０は、エネルギ処置具１２０が接続しているケーブル１６０が、コネクタを介して制御装置１７０に接続されたか否かを判定する。接続されていないとき、制御部１８０はステップＳ１０１を繰り返す。一方、制御部１８０がエネルギ処置具１２０が接続したケーブル１６０が制御装置１７０に接続されたと判定したら、処理はステップＳ１０２に移される。ステップＳ１０２において制御部１８０は、定義済み処理である初期設定処理を実行する。この初期設定処理については、後に詳述する。

ステップＳ１０３において制御部１８０は、定義済み処理である出力設定処理を実行する。出力設定処理では、制御部１８０は、入力部１８５を介して術者の指示を受け取り、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、熱エネルギ出力による目標温度Ｔｏｐ、加熱時間ｔｏｐ等を設定する。ここで、術者がそれぞれの値を個別に設定するようにしてもよいし、術者は術式に応じた設定値のセットを選択し、その選択に基づいて制御部１８０が出力条件を決定するようにしてもよい。

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。

ステップＳ１０４において制御部１８０は、術者による高周波処置開始の指示が入力されたか否かの判定を繰り返す。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。例えばフットスイッチ２１６がＯＮに切り換えられ、制御部１８０が高周波処置開始の指示が入力されたと判定する。このとき、ステップＳ１０５において制御部１８０は、高周波処置実施処理を実行する。高周波処置実施処理では、制御装置１７０の高周波エネルギ出力回路１８１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、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。所定時間の経過後、又は術者の指示に基づいて、制御部１８０は高周波エネルギの出力を停止し、高周波処置実施処理は終了する。

ステップＳ１０６において制御部１８０は、術者による加熱処置開始の指示が入力されたか否かの判定を繰り返す。例えばフットスイッチ２１６がＯＮに切り換えられ、制御部１８０が加熱処置開始の指示が入力されたと判定したら、ステップＳ１０７において制御部１８０は、加熱処置実施処理を実行する。加熱処置実施処理では、後に詳述するようにして、制御装置１７０は第１の高周波電極１３２の温度が目標温度になるように発熱チップ１４０に電力を供給する。ここで、目標温度は、例えば２００℃程度である。このとき電流は、制御装置１７０の発熱チップ駆動回路１８２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、各発熱チップ１４０の抵抗パターン１４３を流れる。各発熱チップ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、第２の高周波電極１３４の温度も、第２の高周波電極１３４に配置された各発熱チップ１４０を流れる電流による発熱で上昇する。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、熱エネルギの出力は停止され、加熱処置実施処置は終了する。以上のようにして、制御部１８０による一連の処理は終了する。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。

上記のような加熱処置において、発熱チップ１４０による加熱における温度制御には、高い精度が求められる。本実施形態では、制御部１８０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する。すなわち、制御部１８０の制御下で発熱チップ駆動回路１８２は、抵抗パターン１４３に電圧を印加し、そのとき流れる電流値を計測する。発熱チップ駆動回路１８２は、計測した電流値を制御部１８０に出力する。制御部１８０は、抵抗パターン１４３に印加した電圧値と、発熱チップ駆動回路１８２から取得した電流値とに基づいて、抵抗パターン１４３の抵抗値を算出する。制御部１８０は、算出した抵抗値と抵抗パターン１４３の抵抗値と温度との関係に基づいて、抵抗パターン１４３の温度を算出する。

抵抗パターン１４３の抵抗値Ｒと温度Ｔとの関係について説明する。抵抗パターン１４３の温度は、下記式（１）で与えられる。
Ｔ＝Ｃ１×Ｒ＋Ｃ２ （１）
ここで、係数Ｃ１及び係数Ｃ２は所定の定数である。したがって、係数Ｃ１及び係数Ｃ２が既知であれば、式（１）に基づいて抵抗パターン１４３の抵抗値Ｒから温度Ｔを求めることができる。以下、係数Ｃ１及び係数Ｃ２について説明する。

温度Ｔ１のときの抵抗値Ｒ１とし、温度Ｔ２のときの抵抗値Ｒ２とすると、式（１）より、次式（２）及び（３）が成り立つ。
Ｔ１＝Ｃ１×Ｒ１＋Ｃ２ （２）
Ｔ２＝Ｃ１×Ｒ２＋Ｃ２ （３）

ここで、抵抗値Ｒ１及びＲ２の比をαとする。すなわち、次式（４）とする。
α＝Ｒ２／Ｒ１ （４）
すると、式（２）（３）（４）より、次式（５）が得られる。
Ｃ２＝（Ｔ１×α―Ｔ２）／（α−１） （５）
ここで、αは抵抗パターン１４３の材料によって決まる値である。すなわち、製造工程で不均一さが生じる抵抗パターン１４３の線幅や厚さには依存しない。したがって、同一材料を用いた同一構造の発熱チップ１４０では、個体間の係数Ｃ２の差異はごく小さい。係数Ｃ２の導出には２つの異なる温度で抵抗値を計測する必要がある。しかしながら、個体間の差異が小さいことから、全ての発熱チップ１４０について計測する必要はなく、例えは発熱チップ１４０の製造ロット毎に抜き取り検査を行って平均値を算出することで十分な精度でそのロットの発熱チップ１４０の係数Ｃ２を得ることができる。

係数Ｃ２が既知である場合、ある温度Ｔにおける抵抗パターン１４３の抵抗値Ｒは、下記式（６）で表される。
Ｃ１＝（Ｔ−Ｃ２）／Ｒ （６）
この式から明らかなとおり、係数Ｃ２が既知であれば、ある一つの温度における抵抗値を計測することで係数Ｃ１を取得することができる。

ここで、係数Ｃ１は、抵抗パターン１４３の線幅や厚さには依存し、製造工程において比較的大きな不均一さが生じ易い。したがって、処置具の個体毎に係数Ｃ１を計測することが望まれる。

以上のことから、本実施形態では、係数Ｃ２は、例えば製造ロット毎の抜き取り検査の平均値等によって予め求めておく。そして、この係数Ｃ２の値は、上述のとおりエネルギ処置具１２０に備えられたメモリ１２３に記憶しておく。一方、係数Ｃ１は、使用時の初期設定処理において計測する。

本実施形態における初期設定処理の例を図８に示すフローチャートを参照して説明する。ステップＳ２０１において制御部１８０は、エネルギ処置具１２０のメモリ１２３から、そのエネルギ処置具１２０の個体識別番号と係数Ｃ２の値とを読み出す。ステップＳ２０２において制御部１８０は、記憶部１８７に個体識別番号に対応する係数Ｃ１が格納されているか否かを判定する。

ステップＳ２０２の判定において、記憶部１８７に個体識別番号に対応する係数Ｃ１が格納されていないと判定されたら、処理はステップＳ２０３に進められる。ステップＳ２０３において制御部１８０は、制御装置１７０に備えられた温度センサ１８９から計測した環境温度Ｔｍを取得する。本実施形態では、この環境温度Ｔｍを、係数Ｃ１の算出に用いる温度である校正温度とする。ステップＳ２０４において制御部１８０は、発熱チップ駆動回路１８２に指令して発熱チップ１４０の抵抗パターン１４３に微小電圧Ｖｍを印加させる。ステップＳ２０５において制御部１８０は、発熱チップ駆動回路１８２に指令して抵抗パターン１４３を流れる電流Ｉｍを計測させ、計測した電流Ｉｍを取得する。

ステップＳ２０６において制御部１８０は、次式（７）に基づいて抵抗パターン１４３の抵抗値Ｒｍを算出する。
Ｒｍ＝Ｖｍ／Ｉｍ （７）
さらに、得られたＲｍと、ステップＳ２０１で取得した係数Ｃ２と、ステップＳ２０３で計測した環境温度Ｔｍと、式（６）とに基づいて、次式（８）により、係数Ｃ１を算出する。
Ｃ１＝（Ｔｍ−Ｃ２）／Ｒｍ （８）
なお、ケーブル１６０のコネクタ１６５への接続直後にこの計測が行われることから、発熱チップの温度は環境温度と等しいとみなすことができる。

ステップＳ２０７において制御部１８０は、ステップＳ２０１で読み出した個体識別番号と、ステップＳ２０６で算出した係数Ｃ１とを関連付けて、記憶部１８７に格納する。ステップＳ２０８において制御部１８０は、発熱チップ駆動回路１８２に指令して、抵抗パターン１４３への微小電圧Ｖｍの印加を停止させる。その後処理は、係数Ｃ１及びＣ２を戻り値として、図７に示した処理のステップＳ１０２に戻される。

一方、ステップＳ２０２の判定において、記憶部１８７に個体識別番号に対応する係数Ｃ１が格納されていると判定されたら、ステップＳ２０９において制御部１８０は、係数Ｃ１の算出を行わずに、記憶部１８７から記憶されている個体識別番号に対応する係数Ｃ１を読み出す。その後処理は、係数Ｃ１及びＣ２を戻り値として、ステップＳ１０２に戻される。

なお、ここに示した処理手順は一例であり、処理順序は適宜変更することができる。例えば、ステップＳ２０３は、ステップＳ２０５の後に行うことができるし、ステップＳ２０８は、ステップＳ２０５の後に行うことができる。

本実施形態では、ステップＳ１０７における加熱処置実施処理において、上記のようにして得られた係数Ｃ１及びＣ２を用いて発熱チップ１４０に投入する電力のフィードバック制御を行う。加熱処置実施処理を図９に示したフローチャートを参照して説明する。

ステップＳ３０１において制御部１８０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１８２に抵抗パターン１４３への電力の投入を開始させる。例えば、経過時間ｔを０とし、投入電力Ｐを初期投入電力Ｐ０とし、抵抗パターン１４３に印加する電圧Ｖｄを初期印加電圧Ｖｄ＿０に設定する。

ステップＳ３０２において制御部１８０は、抵抗パターン１４３への印加電圧Ｖｄと、発熱チップ駆動回路１８２から取得したこのとき流れる電流Ｉとに基づいて、抵抗パターン１４３の抵抗値Ｒを算出する。ステップＳ３０３において制御部１８０は、式（１）に基づいて抵抗パターン１４３の温度Ｔを算出する。ステップＳ３０４において制御部１８０は、次式（９）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 （９）
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。

ステップＳ３０５において制御部１８０は、次式（１０）に基づいて印加電圧Ｖを算出する。
Ｖ＝（Ｐ×Ｒ）^０．５ （１０）
ステップＳ３０６において制御部１８０は、発熱チップ駆動回路１８２に指令して、算出した印加電圧Ｖを抵抗パターン１４３に印加させる。

ステップＳ３０７において制御部１８０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Ｓ３０２に戻される。一方、経過時間ｔが処置時間ｔｏｐ以上であれば、加熱処置実施処理は終了され、図７に示す処理のステップＳ１０７に戻される。以上のようにして、ステップＳ３０２乃至ステップＳ３０７の処理が繰り返される間、抵抗パターン１４３に投入される電力Ｐはフィードバック制御される。

本実施形態によれば、係数Ｃ１及び係数Ｃ２を得るために、全てのエネルギ処置具１２０を対象として複数の温度における各抵抗値を計測する必要がない。係数Ｃ２を予めエネルギ処置具１２０に格納しておき、単一の温度における抵抗値を計測することで、高い精度で係数Ｃ１を得ることができる。このため、各エネルギ処置具１２０の使用前に、環境温度において抵抗値を計測するだけで係数Ｃ１及び係数Ｃ２を得ることができる。その結果、製造時の検査工程において全てのエネルギ処置具１２０を対象とした計測を行う必要がないので、検査工程のコストを低減させることができる。

また、本実施形態においては、係数Ｃ１を算出する際の抵抗値Ｒｍの計測では、微小電圧Ｖｍの印加によって行うので、発熱チップ１４０が高温になることがない。また、ケーブル１６０のコネクタ１６５への接続直後にこの計測が行われることから、発熱チップの温度は環境温度と等しいとみなすことができる。発熱チップの温度を上下させた場合と比較して、温度Ｔを安定して取得することができるので、係数Ｃ１の算出は高精度となる。

また、係数Ｃ１の算出では、校正温度として環境温度を用いているので、制御装置１７０に温度センサ１８９を設けておけば、抵抗パターン１４３の温度を取得するための温度センサをエネルギ処置具１２０毎に設ける必要がない。また、精度を多少犠牲にする場合、又は環境温度が安定している場所で用いる場合、温度センサ１８９を設けずに、例えば環境温度が２５℃等一定であると仮定して、その温度を校正温度として用いて同様の処理を行うこともできる。

また本実施形態によれば、係数Ｃ１の計測を、当該エネルギ処置具１２０を実際に駆動する制御装置１７０を用いて行うので、内部配線の寄生抵抗やアンプのオフセット等、制御装置１７０の個体差が補正される。したがって、より高精度に発熱チップ１４０の温度制御を行うことができる。

また、一度計測された係数Ｃ１の値は、同一の制御装置１７０に対しては再利用される。したがって、例えば加熱治療処置を行った後に何等かの理由で一時的にエネルギ処置具１２０を制御装置１７０から取り外し、時間を経ずに再接続した場合等、発熱チップ１４０の残熱で発熱チップ１４０と制御装置１７０の温度センサ１８９との間に大きな温度差がある場合でも、係数Ｃ１が誤った値に更新されることがない。なお、本実施形態では、算出された係数Ｃ１の値を記憶部１８７に格納しているが、メモリ１２３に格納しても同様の効果が得られることは言うまでもない。

また、本実施形態では、係数Ｃ２をエネルギ処置具１２０のメモリ１２３に格納しているので、抵抗パターン１４３の素材が異なるエネルギ処置具１２０を、同一の制御装置１７０で駆動することができる。なお、抵抗パターン１４３の素材が単一で、かつ製造ロット間の不均一さが非常に小さい場合には、エネルギ処置具１２０の例えば記憶部１８７に係数Ｃ２を格納するようにしてもよい。またエネルギ処置具１２０の個体識別番号とそれに対する係数Ｃ２との関係を、制御装置１７０が例えばオンラインで取得したり、その情報をメディアを介して取得したりしてもよい。

また、本実施形態では、個体識別番号とそれに対する算出した係数Ｃ１との関係を、制御装置１７０の記憶部１８７に格納しているが、エネルギ処置具１２０に設けられたメモリ１２３やその他のメモリに格納するようにしてもよい。

また、本実施形態では、環境温度を計測するための温度センサ１８９を制御装置１７０内に配置しているが、温度センサをエネルギ処置具１２０に配置して、その温度センサの計測値を制御装置１７０が読み出す構成としてもよい。この場合、温度センサは発熱チップ１４０の近傍に配置されることが特に好適である。この場合は、係数Ｃ１を算出するにあたって用いる校正温度は環境温度に限らない。

また、本実施形態では、抵抗パターン１４３の抵抗値からその温度を算出するにあたって、式（１）を用いたが、より高精度の温度計測を行うために、抵抗温度係数の温度依存性を考慮するには、次式（１１）を用いることもできる。
Ｔ＝Ｃ１´×Ｒ^２＋Ｃ１×Ｒ＋Ｃ２ （１１）
この場合は抵抗温度係数の温度依存性は、係数Ｃ１´と関係する。ここでＣ１´もＣ１と同様に抵抗パターン１４３の材質に依存する。このため、係数Ｃ１´を用いる場合は、これをＣ１と同様にメモリ１２３に記憶させておくことができる。

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、１６０…ケーブル、１６２…発熱チップ用通電ライン、１６３…ワイヤ、１６５…コネクタ、１７０…制御装置、１８０…制御部、１８１…高周波エネルギ出力回路、１８２…発熱チップ駆動回路、１８５…入力部、１８６…表示部、１８７…記憶部、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 (6)

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該生体組織に熱を伝える伝熱部と、
   電力が投入されることによって前記伝熱部を加熱する抵抗素子と、
   を有する処置具と、
   前記処置具と着脱可能であり、前記抵抗素子の抵抗値Ｒを計測でき、前記目標温度で前記生体組織を加熱するために前記抵抗素子に電力を供給して前記伝熱部の温度を制御する制御装置と、
   前記処置具又は前記制御装置に設けられた、係数Ｃ２を格納するための記憶部と、
   を具備し、
   前記制御装置は、
   前記治療の前に、前記処置具と前記制御装置とが接続された状態で、校正温度Ｔｃと、格納された前記係数Ｃ２と、計測された前記抵抗素子の抵抗値Ｒｃとに基づいて係数Ｃ１を
   Ｃ１＝（Ｔｃ−Ｃ２）／Ｒｃ
   により算出し、
   前記治療のときには、前記抵抗素子の温度Ｔを、前記抵抗値Ｒ、前記係数Ｃ１、及び前記係数Ｃ２を用いて
   Ｔ＝Ｃ１×Ｒ＋Ｃ２
   により算出し、
   前記温度Ｔを用いて前記伝熱部の温度を制御する、
   ことを特徴とする治療用処置装置。
2. 前記係数Ｃ１の算出は、前記処置具と前記制御装置とが接続された後、前記加熱の開始前に行われ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. 前記校正温度は、環境温度であり、
   前記係数Ｃ１は、前記環境温度と、計測した前記抵抗値Ｒと、読み出した前記係数Ｃ２とに基づいて算出される、
   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. 前記処置具又は前記制御装置に設けられた、前記環境温度を計測するための温度センサをさらに具備することを特徴とする請求項３に記載の治療用処置装置。
5. 前記処置具又は前記制御装置に設けられた算出係数記憶部をさらに具備し、
   前記制御装置は、算出した前記係数Ｃ１を前記算出係数記憶部に格納する、
   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。
6. 前記制御装置は、前記処置具と前記制御装置とが初めて接続された際には前記係数Ｃ１を算出し、２回目以降に接続された際には前記算出係数記憶部に格納された前記係数Ｃ１を読み出し、前記伝熱部の温度を制御することを特徴とする請求項５に記載の治療用処置装置。

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