JP6095878B1 - 高周波処置具のための電源装置、高周波処置システム、及び高周波処置システムの作動方法 - Google Patents

Abstract

電極を用いて生体組織に高周波電力を供給することによって前記生体組織を処置する高周波処置具のための電源装置（１００）は、出力部（１４０）と、距離情報取得部（１１２）と、判定部（１１６）と、出力制御部（１１８）とを備える。出力部（１４０）は、電極に高周波電力を供給する。距離情報取得部（１１２）は、生体組織と電極との間の距離に係る距離情報を取得する。判定部（１１６）は、距離情報が第１の条件を満たすか否かを判定する。出力制御部（１１８）は、距離情報が第１の条件を満たすとき、出力部（１４０）による出力を抑制状態とし、出力を抑制状態とした後に第２の条件を満たしたときに出力を抑制状態における出力レベルよりも高い第１の出力レベルとするように出力部（１４０）を制御する。

Description

本発明は、高周波処置具のための電源装置、高周波処置システム、及び高周波処置システムの作動方法に関する。

一般に、外科的手術において、生体組織の切開や止血を行う際に高周波電流を利用する高周波処置具が用いられている。例えば、日本国特開平１１−２９０３３４号公報には、電極を有するハンドピースと対極板とを備え、ハンドピースの電極と対極板との間に高周波電流を流すことで生体組織を処置するモノポーラ型の電気外科装置が開示されている。このような高周波処置具では、ハンドピースの把持部の一部に設けられた押しボタン式スイッチを術者が押圧することによって、電源装置からハンドピースに予め設定された電力が出力される。

このような高周波処置具の使用時において、ユーザは、ハンドピースの電極と処置対象である生体組織とが接触している状態でのみ出力スイッチをオンにするとは限らない。例えば、ユーザが出力スイッチをオンにしたままハンドピースの電極を生体組織から離す場合がある。このとき、電極と生体組織との距離が特定の距離になると、意図しない大きな放電が生じることが知られている。

精度が高い高周波処置具の制御を行うためには、電極が生体組織から離される状況にあることが検出され得ることは有効である。

本発明は、電極が生体組織から離れる状況にあることを自動的に検出しながら出力制御を行う高周波処置具のための電源装置、高周波処置システム、及び高周波処置システムの作動方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、電源装置は、電極を用いて生体組織に高周波電力を供給することによって前記生体組織を処置する高周波処置具のための電源装置であって、前記電極に前記高周波電力を供給する出力部と、前記生体組織と前記電極との間の距離に係る距離情報を取得する距離情報取得部と、前記生体組織と前記電極との距離が増加していく場合において前記距離情報が第１の条件を満たすか否かを判定する判定部と、前記距離情報が前記第１の条件を満たすとき、前記出力部による出力を抑制状態とし、前記出力を前記抑制状態とした後に第２の条件を満たしたときに前記出力を前記抑制状態における出力レベルよりも高い第１の出力レベルとするように前記出力部を制御する出力制御部と、を備え、前記距離情報取得部は、前記出力部による出力に基づいて計測されるインピーダンスの値を前記距離情報として取得し、前記判定部は、前記インピーダンスの値を取得し、前記インピーダンスの値の最小値を記憶して、前記インピーダンスの値の現在の値と前記インピーダンスの値の最小値との差が、第１の閾値よりも大きくなったとき、又は前記第１の閾値よりも大きくなることが所定回数繰り返されたときに前記第１の条件を満たすと判定する。

本発明の一態様によれば、高周波処置システムは、前記電源装置と、前記高周波処置具とを備える。

本発明の一態様によれば、高周波処置システムの作動方法は、電極を用いて生体組織に高周波電力を供給することによって前記生体組織を処置する高周波処置システムの作動方法であって、出力部が、前記電極に前記高周波電力を供給することと、距離情報取得部が、前記生体組織と前記電極との間の距離に係る距離情報を取得することと、判定部が、前記生体組織と前記電極との距離が増加していく場合において前記距離情報が第１の条件を満たすか否かを判定することと、出力制御部が、前記距離情報が前記第１の条件を満たすとき、前記高周波電力の出力を抑制状態とし、前記出力を前記抑制状態とした後に第２の条件を満たしたときに前記出力を前記抑制状態における出力レベルよりも高い第１の出力レベルとするように前記出力を制御することと、を含み、前記距離情報取得部が、前記出力部による出力に基づいて計測されるインピーダンスの値を前記距離情報として取得し、前記判定部が、前記インピーダンスの値を取得し、前記インピーダンスの値の最小値を記憶して、前記インピーダンスの値の現在の値と前記インピーダンスの値の最小値との差が、第１の閾値よりも大きくなったとき、又は前記第１の閾値よりも大きくなることが所定回数繰り返されたときに前記第１の条件を満たすと判定する。

本発明によれば、電極が生体組織から離れる状況にあることを検出しながら制御を行うことができる高周波処置具のための電源装置、高周波処置システム、及び高周波処置システムの作動方法を提供できる。

図１は、一実施形態に係る高周波処置システムの構成例の概略を示すブロック図である。 図２は、高周波処置システムの一例の外観図である。 図３は、電極を生体組織から遠ざけたときの時間に対するインピーダンス値の変化の一例の概略を説明するための図である。 図４Ａは、電極を生体組織から遠ざける様子を説明するための図であって、電極と生体組織とが接触している様子を表す図である。 図４Ｂは、電極を生体組織から遠ざける様子を説明するための図であって、電極と生体組織とが近接して放電が生じている様子を表す図である。 図４Ｃは、電極を生体組織から遠ざける様子を説明するための図であって、電極と生体組織とが十分離れている様子を表す図である。 図５Ａは、一実施形態に係る電源装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図５Ｂは、一実施形態に係る電源装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図６は、インピーダンスの最小値の更新について説明するための図である。 図７は、インピーダンスの最小値の更新について説明するための表を示す。 図８は、時間に対する計測インピーダンスの変化と、その際の出力レベルの変化との一例について説明するための図である。 図９は、時間に対する出力レベルの変化の別の一例について説明するための図である。 図１０は、時間に対する出力レベルの変化の別の一例について説明するための図である。 図１１は、時間に対する出力レベルの変化の別の一例について説明するための図である。 図１２は、時間に対する出力レベルの変化の別の一例について説明するための図である。 図１３Ａは、一実施形態に係る電源装置の動作の別の一例を示すフローチャートである。 図１３Ｂは、一実施形態に係る電源装置の動作の別の一例を示すフローチャートである。 図１４は、変形例に係る高周波処置システムの一例の外観図である。 図１５は、変形例に係る高周波処置システムの構成例の概略を示すブロック図である。

本発明の一の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態に係る高周波処置システム１の構成例の概略を図１に示す。図１に示すように、高周波処置システム１は、高周波電力によって、処置対象である生体組織の処置を行うためのシステムである。高周波処置システム１は、第１の電極２１２と第２の電極２１４とを備える。高周波処置システム１では、第１の電極２１２と第２の電極２１４との間に処置対象である生体組織が位置することになる。第１の電極２１２と第２の電極２１４との間に高周波電圧が印加されることで、高周波電流が生体組織を流れ、この電流によって処置対象である生体組織は発熱し、生体組織の切開・止血等の処置が行われる。

高周波処置システム１は、第１の電極２１２と第２の電極２１４との間に電力を供給する電源装置１００を備える。電源装置１００は、制御部１１０と、出力部１４０と、電圧センサ１５２と、電流センサ１５４と、表示部１７０と、入力部１８０とを備える。

制御部１１０は、電源装置１００の各部の動作を制御する。制御部１１０は、例えばＣｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ（ＣＰＵ）、又はＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ（ＡＳＩＣ）等のマイクロプロセッサ１１１を含む。制御部１１０は、１つのＣＰＵ等で構成されてもよいし、複数のＣＰＵ又はＡＳＩＣ等が組み合わされて構成されてもよい。制御部１１０の動作は、例えば後述する記憶部１２２に記憶されたプログラムに従って行われる。

出力部１４０は、制御部１１０の制御下で、第１の電極２１２及び第２の電極２１４に対して供給する電力を出力する。出力部１４０から出力される電力は、第１の電極２１２及び第２の電極２１４へと供給される。

電圧センサ１５２は、電源装置１００の例えば出力端における電圧値を取得する。電圧センサ１５２は、取得した電圧値を制御部１１０へと伝達する。電流センサ１５４は、例えば電源装置１００から出力される電流の電流値を取得する。電流センサ１５４は、取得した電流値を制御部１１０へと伝達する。

表示部１７０は、表示素子を含む。表示部１７０は、電源装置１００に係る各種情報を表示する。

入力部１８０は、スイッチや、キーボードや、タッチパネル等を含む。ユーザは、入力部１８０を用いて、電源装置１００に対して各種入力を行う。

高周波処置システム１は、さらに出力スイッチ２５０を備える。出力スイッチ２５０は、電源装置１００の出力のオン又はオフを切り替えるためのスイッチである。出力スイッチ２５０は、第１の電極２１２等が備えられた処置具に設けられていてもよいし、例えばフットスイッチのように処置具とは別体として設けられていてもよい。

制御部１１０のマイクロプロセッサ１１１は、距離情報取得部１１２と、判定部１１６と、出力制御部１１８との機能を発揮する。距離情報取得部１１２は、処置対象である生体組織と例えば第１の電極２１２等の電極との距離に係る距離情報を取得する。本実施形態では、距離情報取得部１１２は、インピーダンス取得部１１３を含む。インピーダンス取得部１１３は、電圧センサ１５２が取得した電圧値及び電流センサ１５４が取得した電流値に基づいて、例えば第１の電極２１２と第２の電極２１４とを含む回路のインピーダンスの値を算出する。このインピーダンスの値は、生体組織と例えば第１の電極２１２等の電極との距離を示す指標として用いられ得る。

判定部１１６は、距離情報取得部１１２が取得した、生体組織と例えば第１の電極２１２といった処置具の電極との距離に基づいて、後述するように、出力を一時的に低減させるか否かの判定を行う。

出力制御部１１８は、出力部１４０から出力する電力を制御する。出力制御部１１８は、期間調整部１１９を含む。期間調整部１１９は、上述のように出力を一時的に低減させる期間を調整する。

また、制御部１１０は、記憶部１２２を備える。記憶部１２２は、例えばマイクロプロセッサ１１１の動作に係るプログラムや各種パラメータを記憶している。また、記憶部１２２は、マイクロプロセッサ１１１の演算において必要な情報を一時記憶する。

高周波処置システム１の一例として、モノポーラ型の高周波処置具を含む高周波処置システムの構成例の外観を図２に示す。図２に示すように、高周波処置システム１は、電源装置１００と、高周波処置具２２０と、対極板ユニット２４０と、フットスイッチ２６０とを備える。

高周波処置具２２０は、操作部２２２と、電極２２４と、第１のスイッチ２２７と、第２のスイッチ２２８と、第１のケーブル２２９とを備える。操作部２２２は、ユーザが把持し、高周波処置具２２０の操作を行うための部分である。操作部２２２と接続する第１のケーブル２２９は、高周波処置具２２０と電源装置１００とを接続するケーブルである。第１のスイッチ２２７と第２のスイッチ２２８とは、出力スイッチ２５０として機能する。第１のスイッチ２２７と第２のスイッチ２２８とは、操作部２２２に設けられている。電極２２４は、操作部２２２の先端に設けられている。この電極２２４は、上述の第１の電極２１２として機能する。電極２２４は、処置時において、処置対象である生体組織にあてられる。

対極板ユニット２４０は、対極板２４２と第２のケーブル２４４とを備える。対極板２４２は、上述の第２の電極２１４として機能する。第２のケーブル２４４は、対極板２４２と電源装置１００とを接続するためのケーブルである。対極板２４２は、処置対象者の体表面に貼付される。

高周波処置具２２０の第１のスイッチ２２７は、電源装置１００に切開モードでの出力を行わせるための入力に係るスイッチである。切開モードは、比較的大きな電力が供給されることで、電極２２４と接触する部分において、処置対象である生体組織を焼切るモードである。第２のスイッチ２２８は、電源装置１００に止血モードでの出力を行わせるための入力に係るスイッチである。止血モードは、切開モードに比べて小さい電力が供給されることで、電極２２４と接触する部分において、処置対象である生体組織を焼切りつつ、その端面を生体的に変性させて止血処置を行うモードである。

また、フットスイッチ２６０は、第１のスイッチ２６２と第２のスイッチ２６４とを備える。フットスイッチ２６０の第１のスイッチ２６２は、高周波処置具２２０に設けられた第１のスイッチ２２７と同様の機能を有する。また、フットスイッチ２６０の第２のスイッチ２６４は、高周波処置具２２０に設けられた第２のスイッチ２２８と同様の機能を有する。すなわち、ユーザは、高周波処置具２２０の出力のオン／オフを、高周波処置具に設けられた第１のスイッチ２２７及び第２のスイッチ２２８を用いて切り替えることができるし、フットスイッチ２６０の第１のスイッチ２６２及び第２のスイッチ２６４を用いて切り替えることもできる。

電源装置１００には、表示パネル１７２と、スイッチ１８４とが設けられている。表示パネル１７２は、上述の表示部１７０として機能する。すなわち、電源装置１００の状態に係る各種情報を表示する。スイッチ１８４は、上述の入力部１８０として機能する。すなわち、ユーザは、スイッチ１８４を用いて、例えば出力電力といった出力の設定値や、エフェクトと呼ばれる切れ味を決める設定値等を電源装置１００に入力する。

高周波処置システム１の使用時には、術者であるユーザは、例えば高周波処置具２２０の第１のスイッチ２２７又は第２のスイッチ２２８を押し込みながら電極２２４を処置対象部位に接触させる。このとき、電源装置１００から出力された電流は、電極２２４と対極板２４２との間を流れる。その結果、電極２２４に接触した部分において、生体組織が切開、又は止血される。

本実施形態に係る電源装置１００の動作の概略について、図３、図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃを参照して説明する。図３は、横軸に時間を示し、縦軸にインピーダンス取得部１１３が算出した第１の電極２１２及び第２の電極２１４に係る回路のインピーダンスを示す。図３は、電極間に高周波電圧を印加した状態で、例えばモノポーラ型の高周波処置具の電極である第１の電極２１２が、処置対象である生体組織に接触している状態から、徐々に生体組織から遠ざけられる場合の時間とインピーダンスとの関係を示している。図３において（Ａ）で示した期間では、図４Ａに示すように、第１の電極２１２は生体組織９００と接触している。このとき、インピーダンスの値は比較的低くなる。図３において（Ｂ）で示した期間では、第１の電極２１２が生体組織９００から遠ざけられ、第１の電極２１２と生体組織９００との間で放電が生じる。この放電に伴って、取得されるインピーダンスは、図３の（Ａ）に示す期間に計測されるインピーダンスよりも上昇する。図４Ｂは、図３の（Ｂ）に示す期間に含まれるある時点の様子を模式的に表す。第１の電極２１２と生体組織９００との間の例えば図中の網掛けで示した領域では放電が認められる。図３において（Ｃ）で示した期間では、図４Ｃに示すように、生体組織９００と第１の電極２１２との間には、十分な距離がある。このとき、インピーダンスは開放時の値となる。

ここで、図３の（Ｂ）で示した期間の一部において、すなわち、第１の電極２１２と生体組織９００との間で放電が生じている状態の一部の期間（第１の電極２１２と生体組織９００との距離が特定の範囲内となっており大きな放電が生じる期間）において、意図しない過度の出力電流が流れるなど制御が不安定になる場合があることが知られている。そこで本実施形態では、図３の（Ｂ）で示した期間の一部において、出力を停止する。

本実施形態に係る電源装置１００の動作について図５Ａ及び図５Ｂに示すフローチャートを参照して説明する。本処理は、例えば電源装置１００の主電源がオンになったときに実行される。

ステップＳ１０１において、制御部１１０は、出力のオン又はオフを指令するための出力スイッチ２５０がオンであるか否かを判定する。オンでないとき、処理はステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２において、例えば主電源が切られる等、本処理を終了させるか否かを判定する。終了させるとき、本処理は終了する。一方、終了されないとき、処理はステップＳ１０１に戻る。すなわち、出力スイッチ２５０がオフである間、処理は、ステップＳ１０１及びステップＳ１０２を繰り返して、待機する。一方、ステップＳ１０１の判定において出力スイッチがオンであると判定されたとき、処理はステップＳ１０３に進む。

ステップＳ１０３乃至ステップＳ１１３の処理は、繰り返し処理である。繰り返し条件は、出力スイッチ２５０がオンであることである。出力スイッチ２５０がオフになったとき、処理は、本繰り返し処理を抜けてステップＳ１１４に進む。

ステップＳ１０４において、制御部１１０は、記憶部１２２に記憶された変数の初期化を行う。すなわち、後述するブランキング期間を取得するための第１のカウンタｉをゼロに設定する。また、後述するインピーダンスの最小値Ｚｍｉｎを仮値に設定する。ここで仮値は、最小値Ｚｍｉｎとして見込まれる値よりも十分に高い値であることが望ましい。

ステップＳ１０５において、制御部１１０は、出力部１４０から出力される出力レベルを第１の出力レベルに設定する。ここで、第１の出力レベルは、例えばユーザが設定した、処置に必要な出力レベルである。出力の制御は、電圧制御によって行われても、電流制御によって行われても、その他の方法によって行われてもよい。出力レベルが第１の出力レベルに設定されているので、ユーザは、第１の電極２１２を生体組織９００に接触させることで生体組織の処置を行うことができる。

ステップＳ１０６において、制御部１１０は、電圧センサ１５２が取得した電圧値及び電流センサ１５４が取得した電流値等に基づいて、第１の電極２１２及び第２の電極２１４に係る回路のインピーダンスを計測インピーダンスＺｍｅａｓとして取得する。

ステップＳ１０７において、制御部１１０は、計測インピーダンスＺｍｅａｓが現在記憶部１２２に記憶されているインピーダンスの最小値Ｚｍｉｎ以上であるか否かを判定する。計測インピーダンスＺｍｅａｓが最小値Ｚｍｉｎ以上でないとき、処理はステップＳ１０８に進む。

ステップＳ１０８において、制御部１１０は、最小値Ｚｍｉｎの値を計測インピーダンスＺｍｅａｓの値に置換する。すなわち、最小値Ｚｍｉｎの値が更新される。計測インピーダンスＺｍｅａｓは単調に増加するに限らず増減し得る。そのため、ステップＳ１０８の処理のように、ここではインピーダンスの最小値Ｚｍｉｎが更新されるように構成されている。例えば、図６に示すように、時刻ｔがｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５と経過するにしたがって、計測インピーダンスＺｍｅａｓがＺ１，Ｚ２，Ｚ３，Ｚ４，Ｚ５と徐々に減少するものとする。このとき、図７に示すように、インピーダンスの最小値Ｚｍｉｎは、Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３，Ｚ４，Ｚ５と徐々に減少する。ステップＳ１０８の処理の後、処理はステップＳ１０６に戻る。

ステップＳ１０７において、計測インピーダンスＺｍｅａｓが最小値Ｚｍｉｎ以上であると判定されたとき、処理はステップＳ１０９に進む。例えば図６に示すように、時刻ｔがｔ５，ｔ６，ｔ７，ｔ８と経過するにしたがって、計測インピーダンスＺｍｅａｓがＺ５，Ｚ６，Ｚ７，Ｚ８と徐々に増加するものとする。このとき、インピーダンスの最小値Ｚｍｉｎは、Ｚ５のまま更新されない。

ステップＳ１０９において、制御部１１０は、計測インピーダンスＺｍｅａｓからインピーダンスの最小値Ｚｍｉｎを引いた差Ｚｍｅａｓ−Ｚｍｉｎが所定の第１の閾値よりも大きいか否かを判定する。差Ｚｍｉｎ−Ｚｍｅａｓが第１の閾値よりも大きくないとき、処理はステップＳ１０６に戻る。

例えばユーザが第１の電極２１２を徐々に生体組織９００から遠ざけているとき、最小値Ｚｍｉｎは変更されずに差Ｚｍｅａｓ−Ｚｍｉｎが徐々に大きくなる。

ステップＳ１０９において、差Ｚｍｅａｓ−Ｚｍｉｎが第１の閾値よりも大きいと判定されたとき、処理はステップＳ１１０に進む。このように、差Ｚｍｅａｓ−Ｚｍｉｎが第１の閾値よりも大きいという条件は、第１の条件に対応する。ステップＳ１１０において、制御部１１０は、出力部１４０から出力される出力レベルを第２の出力レベルに設定する。ここでは、第２の出力レベルをゼロとして説明するが、もちろんゼロでなくともよい。出力をゼロとした場合には、制御部１１０が出力を停止させる。

ステップＳ１１１において、制御部１１０は、記憶部１２２に記憶された第１のカウンタｉを増加させる。

ステップＳ１１２において、制御部１１０は、第１のカウンタｉが所定の第２の閾値よりも大きいか否かを判定する。第１のカウンタｉが第２の閾値よりも大きくないとき、処理はステップＳ１１１に戻る。すなわち、第１のカウンタｉが第２の閾値を超えるまで、ステップＳ１１１及びステップＳ１１２の処理が繰り返される。言い換えると、処理は、所定の期間だけ待機することになる。この第１のカウンタｉによって計測される期間、すなわち、出力が停止している期間をブランキング期間と称することにする。ブランキング期間は、例えば１０ミリ秒である。このように、ブランキング期間において出力レベルが第２の出力レベルとなっている状態は、距離情報が第１の条件を満たすときの出力の状態である抑制状態に対応する。

ステップＳ１１２において第１のカウンタｉが第２の閾値よりも大きいと判定されたとき、処理はステップＳ１１３に進む。このように、第１のカウンタｉが第２の閾値よりも大きいという条件は、第２の条件に対応する。ここで、スイッチがオンであるとき、ステップＳ１０３からの処理を繰り返す。

図３に示す（Ｂ）の期間内において第１の条件を満足し第２の出力レベルとなった後、ステップＳ１０３から始まる処理が再び行われるので、ステップＳ１０５において、出力部１４０の出力は、再び第１の出力レベルに設定される。インピーダンスの最小値Ｚｍｉｎは再びステップＳ１０４で仮値に設定され、計測インピーダンスＺｍｅａｓと最小値Ｚｍｉｎとの差が第１の閾値よりも大きくならない。したがって、処理はステップＳ１０６乃至ステップＳ１０９の処理を繰り返す。すなわち、スイッチがオンである間、第１の出力レベルの出力が継続することになる。第１の出力レベルの出力が継続するので、ユーザは、再び第１の電極２１２を生体組織９００に接触させることで生体組織９００の処置を行うことができる。生体組織９００の処置は、第１の電極２１２を生体組織に接触させたり離したりを繰り返しながら行われることがある。

出力スイッチ２５０がオフになったとき、処理はステップＳ１１４に進む。ステップＳ１１４において、制御部１１０は、出力部１４０の出力を停止させる。その後、処理はステップＳ１０１に戻る。

図８を参照して、計測されるインピーダンス及び出力の時間変化について説明する。図８の上図（ａ）は、時間経過に対する計測されるインピーダンスの値を模式的に示し、図８の下図（ｂ）は、時間経過に対する出力部１４０の出力の値を模式的に示す。

時刻ｔ０において、出力スイッチはオンになっているものとする。このとき、図８の下図（ｂ）に示すように、上述したステップＳ１０５の処理によって、出力レベルは、第１の出力レベルに設定される。このとき、第１の電極２１２と生体組織９００とは、接触しているものとする。したがって、上述のステップＳ１０６の処理で取得される計測インピーダンスＺｍｅａｓは、低い値となっている。この値はインピーダンスの最小値Ｚｍｉｎとして記憶される。

時刻ｔ１より後において、第１の電極２１２と生体組織９００とが徐々に離れる。このとき、第１の電極２１２と生体組織９００との間に放電が発生する。計測インピーダンスＺｍｅａｓは、徐々に増加していく。例えば時刻ｔ２における計測インピーダンスＺｍｅａｓは、インピーダンスの最小値Ｚｍｉｎよりも高い。

時刻ｔ３において、計測インピーダンスＺｍｅａｓと最小値Ｚｍｉｎとの差が第１の閾値となったとする。この時刻ｔ３よりも後の時刻ｔ４において、上述したステップＳ１１０の処理により、図８の下図（ｂ）に示すように、出力は第２の出力レベルへと変更される。ここでは、第２の出力レベルがゼロの場合が表されている。なお、時刻ｔ３の時点で第２の出力レベルへと変更されてもよい。

ここで、第１の閾値の設定によって、ブランキング期間へと移行する感度が調整され得る。すなわち、第１の閾値を小さくすると感度が上昇し、第１の閾値を大きくすると感度が低下する。この第１の閾値は、適宜に設定され得る。

時刻ｔ４の後、第１の電極２１２と生体組織９００とはさらに遠ざかるので、計測インピーダンスＺｍｅａｓは、さらに増加していく。出力が第２の出力レベルとされているブランキング期間は、上述のステップＳ１１１及びステップＳ１１２の処理により決定される。ブランキング期間が経過した時刻を時刻ｔ５とする。時刻ｔ５において、上述のステップＳ１０５の処理により、出力は第１の出力レベルに変更される。さらに時間が経過して、時刻ｔ６以降においては、第１の電極２１２と生体組織９００とが十分離れており、計測インピーダンスＺｍｅａｓは、十分大きな値となる。

このように、時刻ｔ０から時刻ｔ１までは切開や止血などの処置を行っている期間であり、時刻ｔ６以降は処置を行っていない期間であり、時刻ｔ１から時刻ｔ６までの期間は第１の電極２１２が生体組織９００から遠ざかる移行期間となっている。この移行期間の途中において、第１の電極２１２と生体組織９００との間に意図しない大きな放電が生じる等して、出力値が目標値から瞬間的に大きく外れる場合があることが知られている。本実施形態では、上述のとおり、インピーダンスの計測に基づいて、第１の電極２１２が生体組織９００から離れることを検出して、移行期間の所定の時期において、出力を一時的に抑制する。この出力の一時的抑制により、出力値が目標値から瞬間的に大きく外れることが抑止される。

以下、本実施形態のいくつかの変形例を列挙する。
［出力レベルについて］
上述の時刻ｔ４から時刻ｔ５までのブランキング期間の出力に係る変形例を示す。上述の実施形態は、ブランキング期間において、第２の出力レベルは出力値がゼロ、すなわち、出力が停止する場合である。しかしながらこれに限らず、ブランキング期間における第２の出力レベルは、ブランキング期間前後の第１の出力レベルよりも低い値であり、出力が目標値から大きく逸脱しないような値であればよい。例えば、図９に示すように、第２の出力レベルは、第１の出力レベルよりも低く、ゼロよりも高い値でもよい。このように、ブランキング期間では、ゼロを含めて、第１の出力レベルよりも低い第２の出力レベルの出力がなされていればよい。

また、上述の実施形態のようにブランキング期間において、電源装置１００は、出力を、第１の出力レベルから第２の出力レベルへと急激に変化させるのではなく、図１０に示すように第１の出力レベルから第２の出力レベルへと漸次変化させてもよい。また、電源装置１００は、出力を第２の出力レベルから第１の出力レベルへと漸次変化させてもよい。一般的に、このような装置においては出力レベルが大きくなるため、出力レベルを急激に変化させると電気的なノイズが発生することがある。そのため、出力レベルを徐々に変化させることで、ノイズを低減する効果を期待できる。

また、上述の実施形態ではブランキング期間において、第１の出力レベルと第２の出力レベルとで出力レベルを変化させる場合を例に挙げているが、これに限らない。例えば図１１に示すように、ブランキング期間は複数に分割され得る。すなわち、電源装置１００は、所定の条件を満たしたときに、第１の出力レベルから第２の出力レベルへと出力レベルを変化させる。さらに、電源装置１００は、別の所定の条件を満たしたときに、第２の出力レベルから第３の出力レベルへと出力レベルを変化させる。さらに、電源装置１００は、別の所定の条件を満たしたときに、第３の出力レベルから第１の出力レベルへと出力レベルを変化させる。また、電源装置１００は、出力レベルを３段階以上の数段階に変化させてもよい。電源装置１００は、出力レベルを徐々に減少させてもよいし、その他のパターンで変化させてもよい。

また、図１２に示すように、電源装置１００は、ブランキング期間において、出力レベルを、第１の出力レベルと、第１の出力レベルよりも低い第２の出力レベルとに何度も交互に変化させてもよい。この場合には、前述のノイズ発生低減を目的に、第２の出力レベルと第１の出力レベルとを繰り返すのではなく、第２の出力レベルと第１の出力レベル以下の第３の出力レベルとを繰り返してもよい。このように、出力レベルが小刻みに変化すると、出力値が目標値から瞬間的に大きく外れることが抑止される。

また、図９乃至図１２を参照して説明した出力レベルの変化のパターンを互いに組み合わせたような種々のパターンであってもよい。

［ブランキング期間の設定について］
ブランキング期間は、上述の実施形態のように予め設定された時間に決定されるものに限らない。例えば、計測インピーダンスが所定の値よりも高くなったときに、出力レベルが第１の出力レベルへと変更されるように構成されていてもよい。

このように構成されることによって、ユーザが第１の電極２１２をどのような速さで移動させたとしても、生体組織９００と第１の電極２１２とが所定の間隔の範囲にあるときに出力レベルが第２の出力レベルへと下げられることになる。

［距離取得方法について］
上述の実施形態では、生体組織９００と第１の電極２１２との間の距離が回路のインピーダンスに基づいて推定される例を示した。生体組織９００と第１の電極２１２との間の距離は、回路のインピーダンス以外の情報に基づいて導出されてもよい。例えば、出力に係る電流値や電圧値に基づいて、生体組織９００と第１の電極２１２との間の距離が取得されてもよい。また、例えば、処置対象部位を観察するために設けられた撮像装置により得られた画像に基づいて、生体組織９００と第１の電極２１２との間の距離が取得されてもよい。この場合、距離情報取得部１１２は、画像解析の機能を有することになる。また、例えば光や音波を利用した距離測定方法が用いられてもよい。この場合、距離情報取得部１１２は、光や音波を利用して、生体組織９００と第１の電極２１２との間の距離を取得する。

［ブランキング期間の開始の判定について］
上述の実施形態では、計測インピーダンスＺｍｅａｓからインピーダンスの最小値Ｚｍｉｎを引いた差Ｚｍｅａｓ−Ｚｍｉｎが所定の第１の閾値よりも大きいとき、ブランキング期間に入る。しかしながら、条件はこれに限らない。第１の電極２１２が生体組織９００と接触しているときに計測されるインピーダンスの最大値をＺｍａｘとしたときに、計測インピーダンスＺｍｅａｓからインピーダンスの最大値Ｚｍａｘを引いた差Ｚｍｅａｓ−Ｚｍａｘの絶対値が所定の第１の閾値よりも大きいとき、ブランキング期間に入るように構成されてもよい。また、第１の電極２１２が生体組織９００と接触しているときに計測されるインピーダンスの平均値をＺａｖｅｒａｇｅとしたときに、計測インピーダンスＺｍｅａｓからインピーダンスの平均値Ｚａｖｅｒａｇｅを引いた差Ｚｍｅａｓ−Ｚａｖｅｒａｇｅが所定の第１の閾値よりも大きいとき、ブランキング期間に入るように構成されてもよい。このように、第１の電極２１２が生体組織９００と接触しているときに計測されるインピーダンスよりも大きな値が計測されたときにブランキング期間に入るように構成されていれば、条件は適宜に変更され得る。

また、上述の例では、差Ｚｍｅａｓ−Ｚｍｉｎの絶対値が所定の第１の閾値よりも大きいとき、ブランキング期間に入る。しかしながら、１回でも条件を満たすときにブランキング期間に入るとすると、ノイズなどの影響を受けて誤動作するおそれがある。そこで、一定回数条件を満たすときにブランキング期間に入るように、電源装置１００が構成されてもよい。この場合の処理を、図１３Ａ及び図１３Ｂに示すフローチャートを参照して説明する。

ステップＳ２０１乃至ステップＳ２０３の動作は、上述の実施形態のステップＳ１０１乃至ステップＳ１０３の処理と同様である。すなわち、簡単に説明すると、ステップＳ２０１において、制御部１１０は、出力スイッチ２５０がオンであるか否かを判定する。オンでないとき、処理はステップＳ２０２に進む。ステップＳ２０２において、本処理を終了させるか否かを判定する。終了させるとき、本処理は終了する。一方、終了されないとき、処理はステップＳ２０１に戻る。一方、ステップＳ２０１の判定において出力スイッチ２５０がオンであると判定されたとき、処理はステップＳ２０３に進む。

ステップＳ２０３乃至ステップＳ２１６の処理は、繰り返し処理である。繰り返し条件は、出力スイッチ２５０がオンであることである。出力スイッチがオフになったとき、処理は、本繰り返し処理を抜けてステップＳ２１７に進む。

ステップＳ２０４において、制御部１１０は、記憶部１２２に記憶されている変数の初期化を行う。ここでは、ブランキング期間を取得するための第１のカウンタｉに加えて、誤検出を回避するための第２のカウンタｊの値をゼロに設定する。また、インピーダンスの最小値Ｚｍｉｎに仮値を設定する。

ステップＳ２０５乃至ステップＳ２０７の動作は、上述の実施形態のステップＳ１０５乃至ステップＳ１０７の処理と同様である。すなわち、簡単に説明すると、ステップＳ２０５において、制御部１１０は、出力部１４０から出力される出力レベルを第１の出力レベルに設定する。ステップＳ２０６において、制御部１１０は、計測インピーダンスＺｍｅａｓを取得する。

ステップＳ２０７において、制御部１１０は、計測インピーダンスＺｍｅａｓは、現在の最小値Ｚｍｉｎ以上であるか否かを判定する。計測インピーダンスＺｍｅａｓが最小値Ｚｍｉｎ以上でないとき、処理はステップＳ２０８に進む。

ステップＳ２０８において、制御部１１０は、第２のカウンタｊの値をゼロにリセットする。続いて、ステップＳ２０９において、制御部１１０は、最小値Ｚｍｉｎを計測インピーダンスＺｍｅａｓに設定する。その後、処理はステップＳ２０６に戻る。

ステップＳ２０７において、計測インピーダンスＺｍｅａｓが最小値Ｚｍｉｎ以上であると判定されたとき、処理はステップＳ２１０に進む。ステップＳ２１０において、制御部１１０は、計測インピーダンスＺｍｅａｓからインピーダンスの最小値Ｚｍｉｎを引いた差Ｚｍｅａｓ−Ｚｍｉｎが所定の第１の閾値よりも大きいか否かを判定する。差Ｚｍｅａｓ−Ｚｍｉｎが第１の閾値よりも大きくないとき、処理はステップＳ２０６に戻る。一方、差Ｚｍｅａｓ−Ｚｍｉｎが第１の閾値よりも大きいとき、処理はステップＳ２１１に進む。

ステップＳ２１１において、制御部１１０は、記憶部１２２に記憶された第２のカウンタｊの値を増加させる。

ステップＳ２１２において、制御部１１０は、第２のカウンタｊが所定の第３の閾値よりも大きいか否かを判定する。第２のカウンタｊが第３の閾値よりも大きくないとき、処理はステップＳ２０６に戻る。一方、第２のカウンタｊが第３の閾値よりも大きいとき、処理はステップＳ２１３に進む。

このように、本変形例では、ステップＳ２１０において、計測インピーダンスＺｍｅａｓからインピーダンスの最小値Ｚｍｉｎを引いた差Ｚｍｅａｓ−Ｚｍｉｎが第１の閾値よりも大きいと判定された回数が第３の閾値よりも多くなったとき、初めて処理はステップＳ２１３に進む。このように、差Ｚｍｅａｓ−Ｚｍｉｎが第１の閾値よりも大きいと繰り返し判定されたときに処理がステップＳ２１３に進むことで、ノイズなどに起因して起こる意図しない出力レベルを変化させる処理を防止することができる。

ステップＳ２１３乃至ステップＳ２１７の処理は、上述の実施形態のステップＳ１１０乃至ステップＳ１１４と同様である。すなわち、簡単に説明すると、ステップＳ２１３において、制御部１１０は、出力部１４０から出力される出力レベルを第２の出力レベルに設定する。ステップＳ２１４において、制御部１１０は、第１のカウンタｉを増加させる。ステップＳ２１５において、制御部１１０は、第１のカウンタｉが所定の第２の閾値よりも大きいか否かを判定する。第１のカウンタｉが第２の閾値よりも大きくないとき、処理はステップＳ２１４に戻る。すなわち、第１のカウンタｉが第２の閾値を超えるまで、ステップＳ２１４及びステップＳ２１５の処理が繰り返される。ステップＳ２１５において第１のカウンタｉが第２の閾値よりも大きいと判定されたとき、処理はステップＳ２１６に進む。すなわち、スイッチがオンであるとき、ステップＳ２０３からの処理を繰り返す。

本変形例によれば、図１３Ｂに示す第３の閾値を設けることにより感度の調整が可能となる。なお、ここでは、計測インピーダンスＺｍｅａｓからインピーダンスの最小値Ｚｍｉｎを引いた差Ｚｍｅａｓ−Ｚｍｉｎが所定の第１の閾値よりも大きいか否かが判定基準として用いられているがこれに限らない。例えば、計測インピーダンスＺｍｅａｓの絶対値が所定の条件を満たすか否かが判定基準として用いられてもよい。

［高周波処置具について］
上述の実施形態では、高周波処置具２２０がモノポーラ型の高周波処置具である場合を例に挙げたが、高周波処置具２２０は、バイポーラ型の処置具であってもよい。このとき、処置具に設けられた２つの電極は、第１の電極２１２及び第２の電極２１４に相当する。

また、上述の実施形態では、高周波処置具２２０は、高周波電力による処置のみを行う器具として説明したがこれに限らない。処置具は、超音波振動するプローブを備え、高周波エネルギーと超音波エネルギーとの両方を利用して処置対象を処置する処置具であってもよい。このような高周波エネルギーと超音波エネルギーとの両方を利用する高周波−超音波処置システム１０に係る変形例を図１４及び図１５を参照して説明する。ここでは、上述の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。

本変形例に係る高周波−超音波処置システム１０の外観の概略を図１４に示す。また、本変形例に係る高周波−超音波処置システム１０の構成例の概略を図１５に示す。本変形例に係る高周波−超音波処置システム１０は、上述の実施形態の高周波処置具２２０に代えて、高周波−超音波処置具２３０を備える。高周波−超音波処置具２３０は、上述の実施形態に係る第１の電極２１２に相当する第１の電極２３２を備える。さらに、高周波−超音波処置具２３０は、超音波振動子２３１を備える。超音波振動子２３１は、振動源であり、第１の電極２３２を超音波振動させる。すなわち、第１の電極２３２は、高周波処置具の電極として機能するとともに、超音波処置具のプローブとしても機能する。

本変形例に係る電源装置１００、対極板２４２として機能する第２の電極２１４、及び出力スイッチ２５０の構成は、それぞれ上述の実施形態の電源装置１００、第２の電極２１４及び出力スイッチ２５０と同様である。本変形例では、高周波−超音波処置システム１０は、電源装置１００に加えて、超音波振動子２３１の動作を制御するための超音波処置制御装置３００を備える。なお、超音波処置制御装置３００は、電源装置１００内に設けられてもよい。

超音波処置制御装置３００は、ケーブル３３０で電源装置１００に接続されている。また、超音波処置制御装置３００は、ケーブル２３９で高周波−超音波処置具２３０に接続されている。超音波処置制御装置３００は、超音波制御部３１０と、超音波信号生成部３２０とを備える。超音波制御部３１０は、超音波信号生成部３２０を含む超音波処置制御装置３００の各部の動作を制御する。また、超音波制御部３１０は、電源装置１００の制御部１１０と接続しており、制御部１１０と必要な情報を交換する。超音波信号生成部３２０は、超音波制御部３１０の制御下で、超音波振動子２３１を駆動するための信号を生成する。

高周波−超音波処置具２３０を用いた処置において、ユーザが第１の電極２３２を処置対象である生体組織９００に接触させて、出力スイッチ２５０をオンにする。このとき、高周波−超音波処置具２３０は、エネルギーの出力を行う。例えば、出力スイッチ２５０の第１のスイッチ２２７がオンにされたとき、制御部１１０を介して第１のスイッチ２２７がオンになった旨の情報を取得した超音波制御部３１０は、超音波信号生成部３２０に超音波を発生させるための信号を出力させる。この出力信号によって、超音波振動子２３１は、超音波振動し、この振動が伝達されて、第１の電極２３２は超音波振動する。同時に、制御部１１０は、出力部１４０に高周波電力の出力を行わせる。その結果、第１の電極２３２と第２の電極２１４との間にある生体組織９００に高周波電流が流れる。生体組織９００と超音波振動する第１の電極２３２との間の摩擦によって、熱が発生する。また、生体組織９００を流れる高周波電流によって、生体組織９００で熱が発生する。これらの熱によって、当該生体組織９００は切開又は止血される。

一方、例えば、出力スイッチ２５０の第２のスイッチ２２８がオンにされたとき、出力部１４０による高周波電力の出力のみが行われ、超音波信号生成部３２０は、超音波を発生させるための信号の出力を行わない。その結果、第１の電極２３２と第２の電極２１４との間にある生体組織９００に高周波電流が流れ、熱が発生する。この熱によって、生体組織９００では例えば止血処置が行われる。

超音波振動エネルギーと高周波電気エネルギーとが同時に第１の電極２３２を介して処置対象の生体組織９００に与えられることにより、生体組織の第１の電極２３２への張り付きが低減される。その結果、生体組織９００は、円滑に切開又は止血され得る。

一般に、超音波振動を生体組織９００へ与えると、生体組織９００のごく一部がミスト状に飛散することが知られている。特に、処置対象の生体組織９００が脂肪を多く含む場合には、処置を行っている最中に脂肪がミスト状に飛散する。この飛散したミスト状の脂肪が処置領域周辺に漂っている状態で、第１の電極２３２と生体組織９００とが所定の間隔となり、かつ高周波電力の出力レベルが高い状態となると、意図しない大きな放電が発生しやすくなる。本変形例に係る高周波−超音波処置システム１０でも、上述の実施形態の場合と同様に、第１の電極２３２が生体組織９００から離れることが検出されて、移行期間の所定の時期において、高周波電力の出力が一時的に抑制される。この出力の一時的抑制により、ミスト状の脂肪が浮遊していても、意図しない大きな放電が生じて出力値が目標値から瞬間的に大きく外れることが抑止される。このように、高周波電力の出力が一時的に抑制される機能は、高周波電力による処置とともに超音波振動による処置が行われる場合に、特に効を奏する。

Claims (10)

1. 電極を用いて生体組織に高周波電力を供給することによって前記生体組織を処置する高周波処置具のための電源装置であって、
   前記電極に前記高周波電力を供給する出力部と、
   前記生体組織と前記電極との間の距離に係る距離情報を取得する距離情報取得部と、
   前記生体組織と前記電極との距離が増加していく場合において前記距離情報が第１の条件を満たすか否かを判定する判定部と、
   前記距離情報が前記第１の条件を満たすとき、前記出力部による出力を抑制状態とし、前記出力を前記抑制状態とした後に第２の条件を満たしたときに前記出力を前記抑制状態における出力レベルよりも高い第１の出力レベルとするように前記出力部を制御する出力制御部と、を備え、
   前記距離情報取得部は、前記出力部による出力に基づいて計測されるインピーダンスの値を前記距離情報として取得し、
   前記判定部は、前記インピーダンスの値を取得し、前記インピーダンスの値の最小値を記憶して、前記インピーダンスの値の現在の値と前記インピーダンスの値の最小値との差が、第１の閾値よりも大きくなったとき、又は前記第１の閾値よりも大きくなることが所定回数繰り返されたときに前記第１の条件を満たすと判定する、電源装置。
2. 前記出力制御部は、前記出力を前記抑制状態とした後に所定の期間が経過したときに前記第２の条件を満たすと判定する、請求項１に記載の電源装置。
3. 前記抑制状態は、出力を前記第１の出力レベルよりも低い第２の出力レベルとする状態である、請求項１に記載の電源装置。
4. 前記出力制御部は、前記出力を変化させる際に、前記出力を漸次変化させる、請求項３に記載の電源装置。
5. 前記抑制状態は、出力を前記第１の出力レベルよりも低い第２の出力レベルとする状態と、出力を前記第１の出力レベル以下の第３の出力レベルとする状態とを繰り返す状態である、請求項１に記載の電源装置。
6. 前記出力制御部は、前記出力を電力値、電圧値又は電流値によって制御する請求項１に記載の電源装置。
7. 前記電源装置は、さらに前記高周波処置具を超音波振動させるための超音波処置制御装置を有する、請求項１に記載の電源装置。
8. 請求項１に記載の電源装置と、
   前記高周波処置具と
   を備える高周波処置システム。
9. 前記高周波処置具は、さらに超音波振動によって前記生体組織を処置するように構成されている高周波−超音波処置具である、請求項８に記載の高周波処置システム。
10. 電極を用いて生体組織に高周波電力を供給することによって前記生体組織を処置する高周波処置システムの作動方法であって、
    出力部が、前記電極に前記高周波電力を供給することと、
    距離情報取得部が、前記生体組織と前記電極との間の距離に係る距離情報を取得することと、
    判定部が、前記生体組織と前記電極との距離が増加していく場合において前記距離情報が第１の条件を満たすか否かを判定することと、
    出力制御部が、前記距離情報が前記第１の条件を満たすとき、前記高周波電力の出力を抑制状態とし、前記出力を前記抑制状態とした後に第２の条件を満たしたときに前記出力を前記抑制状態における出力レベルよりも高い第１の出力レベルとするように前記出力を制御することと、を含み、
    前記距離情報取得部が、前記出力部による出力に基づいて計測されるインピーダンスの値を前記距離情報として取得し、
    前記判定部が、前記インピーダンスの値を取得し、前記インピーダンスの値の最小値を記憶して、前記インピーダンスの値の現在の値と前記インピーダンスの値の最小値との差が、第１の閾値よりも大きくなったとき、又は前記第１の閾値よりも大きくなることが所定回数繰り返されたときに前記第１の条件を満たすと判定する、高周波処置システムの作動方法。

Images