JP6250246B1 - 高周波処置具 - Google Patents

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Abstract

高周波処置具は、外表面を有する電極を備え、前記電極に高周波電気エネルギーが供給されることにより、処置対象に前記電極の前記外表面を通して高周波電流が付与される。前記電極の前記外表面にはコーティングが被覆され、前記コーティングは、非導電材料及び導電材料を混合させた混合物から通電性を有する状態に形成される。前記コーティングを形成する前記混合物に含まれる前記導電材料は、第１の要素と、前記第１の要素とは形状が異なる前記第２の要素と、を備える。

Description

本発明は、処置対象に高周波電流を付与する電極を備える高周波処置具に関する。
特許文献１には、高周波電気エネルギーが供給されることにより、処置対象に外表面を通して高周波電流を付与する高周波処置具が開示されている。この高周波処置具では、電極の外表面に、コーティングが被覆されている。コーティングは、フッ素系の樹脂等の生体組織が粘着し難い低粘着材料（非導電材料）及びアルミニウム等の導電材料を混合させた混合物から形成されている。低粘着材料がコーティングに用いられることにより、電極への処置対象の貼付きが防止される。
特開２０１０−２２７４６２号公報
前記特許文献１のように電極の外表面にコーティングが被覆される構成では、コーティングに含まれる低粘着材料として非導電材料が用いられると、コーティングを高周波電流が通過し難くなり、処置対象に適切に高周波電流が付与されない可能性がある。コーティングにおいて導電材料の割合を大きくすることにより、コーティングを高周波電流が通過し易くなる。ただし、導電材料の割合が大きくなると、コーティングの強度が低下し、コーティングが電極から剥離し易くなる。
本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、電極に被覆されるコーティングが導電材料及び非導電材料の混合物から形成される場合でも、コーティングの通電性及び強度が確保される高周波処置具を提供することにある。
前記目的を達成するために、本発明のある態様の高周波処置具は、外表面を有するとともに、高周波電気エネルギーが供給されることにより、処置対象に前記外表面を通して高周波電流を付与する電極と、前記電極の前記外表面上の少なくとも一部に被覆され、非導電材料及び導電材料が混合される混合物によって形成され、前記混合物において前記導電材料の割合が前記非導電材料の割合に比べて小さく、前記混合物に含まれる前記導電材料は、第１の要素と、第２の要素と、を備え、前記第１の要素が前記第２の要素に比べて扁平率が高い形状を有するコーティングであって、前記混合物において前記第１の要素の割合が前記第２の要素の割合より小さいことにより、前記導電材料が架橋する構造が形成され、前記導電材料の架橋する前記構造に起因して静電容量が大きく確保されることにより、通過する前記高周波電流の回路におけるインピーダンスを低減させ、前記高周波電流に対して通電性を有するコーティングと、を備える。
本発明によれば、電極に被覆されるコーティングが導電材料及び非導電材料の混合物から形成される場合でも、コーティングの通電性及び強度が確保される高周波処置具を提供することができる。
図１は、第１の実施形態に係る処置システムを示す概略図である。 図２は、第１の実施形態に係るエネルギー制御装置から高周波処置具へ電気エネルギーを供給する構成を概略的に示すブロック図である。 図３は、第１の実施形態に係るエンドエフェクタの構成を示す概略図である。 図４は、第１の実施形態に係るコーティングの構成を概略的に示す断面図である。 図５は、第１の実施形態に係るコーティングに含まれる導電材料の第１の要素の一例を概略的に示す斜視図である。 図６は、第１の実施形態に係るコーティングに含まれる導電材料の第２の要素の一例を概略的に示す斜視図である。 図７は、第１の実施形態に係るコーティングに含まれる導電材料の第２の要素の別の一例を概略的に示す斜視図である。 図８は、第１の実施形態に係るコーティングに含まれる導電材料の第２の要素のさらに別の一例を概略的に示す斜視図である。 図９は、ある変形例に係るエンドエフェクタの構成を示す概略図である。
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について、図１乃至図８を参照して説明する。図１は、本実施形態の処置システム１を示す図である。図１に示すように、処置システム１は、高周波処置具２と、高周波処置具２へのエネルギーの供給を制御するエネルギー制御装置３と、を備える。ここで、図１において、矢印Ｃ１側を先端側とし、矢印Ｃ２側（先端側とは反対側）を基端側とする。
高周波処置具２は、保持可能なハウジング５と、ハウジング５の先端側に連結されるシャフト６と、シャフト６の先端部に設けられるエンドエフェクタ７と、を備える。ハウジング５には、グリップ１１が設けられるとともに、ハンドル１２が回動可能に取付けられている。ハンドル１２がハウジング５に対して回動することにより、ハンドル１２がグリップ１１に対して開く又は閉じる。
高周波処置具２において先端側の部位には、生体組織等の処置対象を処置するエンドエフェクタ（処置部）７が設けられている。本実施形態では、エンドエフェクタ７は、第１の把持片１５及び第２の把持片１６を備える。ハンドル１２をグリップ１１に対して開く又は閉じることにより、一対の把持片１５，１６の間が開く又は閉じる。一対の把持片１５，１６の間が閉じることにより、把持片１５，１６の間で処置対象を把持可能となる。なお、把持片１５，１６の一方がシャフト６の先端部に回動可能に取付けられてもよく、把持片１５，１６の両方がシャフト６の先端部に回動可能に取付けられてもよい。また、シャフト６に挿通されるロッド部材（例えば符号１０で示す）が設けられ、把持片１５，１６の一方（例えば第１の把持片１５）が、ロッド部材（１０）のシャフト６からの先端側への突出部分によって形成されてもよい。また、本実施形態では、ハウジング５に回転ノブ１７が回転可能に取付けられている。回転ノブ１７がハウジング５に対して回転することにより、シャフト６及びエンドエフェクタ７がハウジング５に対してシャフト６の中心軸回りに回転ノブ１７と一緒に回転する。
ハウジング５には、ケーブル１３の一端が接続されている。ケーブル１３の他端は、エネルギー制御装置３に分離可能に接続される。また、ハウジング５には、エネルギー操作入力部として操作ボタン１８が取付けられている。操作ボタン１８を押圧することにより、エネルギー制御装置３に対し、エネルギー制御装置３から高周波処置具２へ電気エネルギーを出力させる操作が入力される。なお、操作ボタン１８の代わりに又は加えて、高周波処置具２とは別体のフットスイッチ等が、エネルギー操作入力部として設けられてもよい。
図２は、エネルギー制御装置３から高周波処置具２へ電気エネルギーを供給する構成を示す図である。図２に示すように、エンドエフェクタ７では、第１の把持片１５に第１の電極２１が設けられ、第２の把持片１６に第２の電極２２が設けられる。また、エネルギー制御装置３は、バッテリー又はコンセント等の電源、電源からの電力を高周波処置具に供給される電気エネルギーに変換する変換回路、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等を備えるプロセッサ又は集積回路等の制御部、及び、記憶媒体を備える。エネルギー制御装置３は、操作ボタン（エネルギー操作入力部）１８での操作入力に基づいて、電気エネルギーとして高周波電気エネルギーを出力する。エネルギー制御装置３から出力された高周波電気エネルギーは、エンドエフェクタ７の第１の電極２１及び第２の電極２２に供給される。高周波電気エネルギーが供給されることにより、一対の電極２１，２２は、互いに対して電位差を有する。このため、把持される処置対象を通して電極２１，２２の間で高周波電流が流れ、把持片１５，１６の間で把持される処置対象に処置エネルギーとして高周波電流が付与される。
なお、ある実施例では、エネルギー制御装置３から高周波電気エネルギーに加えて振動発生電気エネルギー（所定の周波数の交流電力）が出力されてもよい。この場合、高周波処置具２において例えばハウジング５の内部に、超音波トランスデューサ２３が設けられ、エネルギー制御装置３から出力された振動発生電気エネルギーは、超音波トランスデューサ２３に供給される。これにより、超音波トランスデューサ２３で超音波振動が発生する。また、本実施例では、シャフト６に振動伝達部材としてロッド部材（例えば符号１０で示す）が挿通され、ロッド部材（１０）のシャフト６からの先端側への突出部分によって、第１の把持片１５が形成される。したがって、ロッド部材（振動伝達部材）の先端部に、第１の把持片１５（第１の電極２１）が設けられる。ロッド部材（１０）は、超音波トランスデューサ２３で発生した超音波振動を基端側から先端側に伝達することにより、共振する。超音波振動によってエンドエフェクタ７の第１の把持片１５（第１の電極２１）が共振することにより、把持される処置対象に処置エネルギーとして超音波振動が付与される。
また、別のある実施例では、エネルギー制御装置３から高周波電気エネルギーに加えて熱発生電気エネルギー（直流電力又は交流電力）が出力されてもよい。この場合、高周波処置具２において例えばエンドエフェクタ７（把持片１５，１６の少なくとも一方）に、発熱体２５が設けられ、エネルギー制御装置３から出力された熱発生電気エネルギーは、発熱体２５に供給される。これにより、発熱体２５で熱が発生する。例えば、発熱体２５が第１の把持片１５に設けられる構成では、発生した熱は、第１の電極２１を通して処置対象に伝達される。すなわち、発熱体２５で発生した熱が、処置エネルギーとして把持される処置対象に付与される。
図３は、エンドエフェクタ７の構成を示す図である。図３に示すように、第１の電極２１は、外部に対して露出する第１の外表面２６を有し、第２の電極２２は、外部に対して露出する第２の外表面２７を有する。電極２１，２２のそれぞれは、チタン合金又はアルミニウム合金等の金属から形成され、導電性を有する。第１の外表面２６は、第２の把持片１６（第２の電極２２）に対向する第１の対向面３１を備える。また、第２の外表面２７は、第１の把持片１５（第１の電極２１）に対向する第２の対向面３２を備える。把持片１５，１６の間で処置対象が把持される状態では、対向面３１，３２の間で処置対象が挟まれる。そして、電極２１，２２の間では、対向面３１，３２を通して処置対象に高周波電流が付与される。すなわち、電極２１，２２間では、対向面３１，３２及び処置対象に高周波電流が流れる。
本実施形態では、第１の電極２１の第１の外表面２６において、第１の対向面３１にコーティング（被膜）３５が被覆されるとともに、第２の電極２２の第２の外表面２７において、第２の対向面３２にコーティング３５が被覆される。すなわち、コーティング３５は、外表面２６，２７上のそれぞれにおいて、少なくとも一部に被覆される。図３のドット状のハッチングが、コーティング３５となる。電極２１，２２のそれぞれは、コーティング３５の母材となる。
図４は、コーティング３５の構成を示す図である。図４に示すように、コーティング３５は、非導電材料３６及び導電材料３７を混合させた混合物から形成されている。ここで、非導電材料３６とは、電気的絶縁材料及び半導体材料の両方を含む。ある実施例では、非導電材料３６は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）又はＰＦＡ（ペルフルオロアルコキシアルカン）等のフッ素系の樹脂及びＰＡＩ（ポリアミドイミド）を含む。この場合、生体組織が粘着し難い低粘着材料であるフッ素系の樹脂が、非導電材料３６に含まれる。このため、コーティング３５が被覆される対向面３１，３２において、処置対象（生体組織）が粘着し難くなり、非粘着性（離型性）が向上する。また、別のある実施例では、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）及びシリカ（二酸化ケイ素）が非導電材料３６に含まれるか、又は、ＰＥＥＫ及びエアロゾルが非導電材料３６に含まれる。この場合、コーティング３５が被覆される対向面３１，３２において、断熱性が向上する。さらに、別のある実施例では、非導電材料３６は、ＰＥＥＫを含み、コーティング３５が被覆される対向面３１，３２において、耐摩耗性が向上する。すなわち、非導電材料３６によって、非粘着性、断熱性又は耐摩耗性等の付加機能が、外表面２６，２７のそれぞれにおいてコーティング３５が被覆される部位に、追加される。なお、非導電材料３６は、付加機能として、生体組織の粘着防止、撥水、撥油、耐摩耗、断熱、加色及びハレーション防止等の少なくとも１つを有する。
また、導電材料３７は、銅、銀又は金等であり、銀であることが好ましい。コーティング３５を形成する混合物では、導電材料３７の体積割合は、非導電材料３６の体積割合に比べて小さい。このため、コーティング３５では、非導電材料３８と電極２１，２２との接触面積が、導電材料３７と電極２１，２２との接触面積よりも、大きい。ある実施例では、混合物において、導電材料３７の体積割合は、２０％以下であり、１５％以下であることが好ましい（非導電材料３６の体積割合が８５％以上であることが好ましい）。
混合物に含まれる導電材料３７は、（複数（無数）の）第１の要素４１と、第１の要素４１とは形状が異なる（複数（無数）の）第２の要素４２と、を備える。本実施形態では、第１の要素４１及び第２の要素４２は、導電材料３７の粉末（粉体）である。また、第１の要素４１及び第２の要素４２は、互いに同種の導電材料（例えば前述の銀）であることが好ましいが、互いに対して異種の導電材料であってもよい。例えば、ある実施例では、第１の要素４１が銀で、第２の要素４２が金である。また、全ての（無数の）第１の要素４１が同種の導電材料のみから形成されてもよく、無数の第１の要素４１の粉体が互いに対して異種の導電材料の混合物（例えば銀と金との混合物）であってもよい。同様に、全ての（無数の）第２の要素４２が同種の導電材料のみから形成されてもよく、無数の第２の要素４２の粉体が互いに対して異種の導電材料の混合物（例えば銀と金との混合物）であってもよい。
図５は、第１の要素４１の一例を示す図であり、図６乃至図８のそれぞれは、第２の要素４２の一例を示す図である。図５に示すように、第１の要素４１のそれぞれは、扁平形状（flat form又はoblate form）になる。このため、第１の要素４１のそれぞれでは、互いに対して略垂直な３軸（Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸）を規定した場合に、ある１つの軸（例えばＺ軸）に沿う寸法は、他の２軸（例えばＸ軸及びＹ軸）のそれぞれに沿う寸法に比べて、極度に小さくなる。
ある実施例では（図６参照）、第２の要素４２のそれぞれは、球形状（sphere form）になり、別のある実施例では（図７参照）、第２の要素４２のそれぞれは、多面体形状（polyhedron form）になる。これらの実施例のそれぞれでは、第２の要素４２のそれぞれにおいて、互いに対して略垂直な３軸（Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸）を規定した場合に、３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）に沿う寸法は、互いに対して同程度の大きさとなる。また、ある実施例では（図８参照）、第２の要素４２のそれぞれは、線形状（line form）又はファイバー形状（fiber form）となる。この実施例では、第２の要素４２のそれぞれにおいて、互いに対して略垂直な３軸（Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸）を規定した場合に、ある１つの軸（例えばＸ軸）に沿う寸法は、他の２軸（例えばＹ軸及びＺ軸）のそれぞれに沿う寸法に比べて、極度に大きくなる。
第１の要素４１及び第２の要素４２のそれぞれが前述の形状になるため、第１の要素４１のそれぞれは、第２の要素４２のそれぞれに比べて、扁平率（flattening又はoblateness）が高い形状になる。また、本実施形態では、コーティング３５を形成する混合物において、第１の要素４１の体積割合が、第２の要素４２の体積割合に比べて、小さい。ある実施例では、混合物において、第２の要素４２の体積割合が、第１の要素４１の体積割合の２倍程度になる。
次に、本実施形態の高周波処置具２の作用及び効果について説明する。処置システム１（高周波処置具２）を用いて生体組織等の処置対象の処置を行う際には、腹腔等の体腔にエンドエフェクタ７を挿入する。そして、把持片１５，１６の間に処置対象を配置する。この状態で、ハンドル１２での操作によって把持片１５，１６の間を閉じ、把持片１５，１６の間で処置対象を把持する。処置対象が把持される状態で、操作ボタン１８で操作入力を行うことにより、エネルギー制御装置３から電極２１，２２に高周波電気エネルギーが供給される。これにより、把持される処置対象に対向面３１，３２を通して高周波電流が付与され、処置対象が処置される（凝固される）。なお、この際、前述のように、超音波振動又は熱等の高周波電流以外の処置エネルギーが、処置対象に付与されてもよい。
ここで、本実施形態では、対向面３１，３２に被覆されるコーティング３５は、非導電材料３６及び導電材料３７の混合物から形成され、導電材料３７は互いに対して形状が異なる第１の要素４１及び第２の要素４２を備える。互いに対して形状が異なる２種類の要素４１，４２が導電材料３７としてコーティング３５に含まれるため、コーティング３５において導電材料３７が架橋する構造が形成される（図４参照）。導電材料３７が架橋する構造によって、コーティング３５を形成する混合物における導電材料３７の体積割合が小さくても、コーティング３５での静電容量が大きく確保される。これにより、コーティング３５における導電材料３７の体積割合が小さくても、コーティング３５を通過する高周波電流の回路におけるインピーダンスが、低減される。したがって、コーティング３５における導電材料３７の体積割合が小さくても、コーティング３５の通電性が確保される。すなわち、コーティング３５は、通電性を有する状態に形成される。
また、本実施形態では、第１の要素４１のそれぞれが、扁平形状に形成され、第２の要素４２に比べて扁平率が高い形状となる。第１の要素４１が扁平率の高い形状であることにより、コーティング３５において導電材料３７の架橋構造が形成され易くなる。また、扁平率の高い形状の第１の要素４１では、静電容量が高くなる。したがって、第１の要素が扁平率の高い形状であることにより、コーティング３５での静電容量がさらに大きくなり、コーティング３５を通過する高周波電流の回路におけるインピーダンスが、さらに低減される。また、扁平率の高い形状である第１の要素４１の体積割合を扁平率の低い形状である第２の要素４２の体積割合より小さくすることにより、コーティング３５において架橋構造がさらに形成され易くなり、コーティング３５での静電容量がさらに大きくなる。
また、本実施形態では、前述のようにコーティング３５における導電材料３７の体積割合が小さくても、コーティング３５の通電性が確保されるため、コーティング３５を形成する混合物において、導電材料３７の体積割合が、非導電材料３８の体積割合に比べて小さい。コーティング３５における導電材料３７の体積割合が小さくなることにより、コーティング３５自体の強度（すなわち膜強度）が確保される。また、コーティング３５では、非導電材料３８と電極２１，２２との接触面積が、導電材料３７と電極２１，２２との接触面積よりも、大きい。これにより、コーティング３５の対向面３１，３２（電極２１，２２）からの剥離が有効に防止される。
また、コーティング３５において非導電材料３６の体積割合が大きくなるため、非粘着性、断熱性又は耐摩耗性等の非導電材料３６による付加機能が適切に確保される。例えば、生体組織が粘着し難い低粘着材料が非導電材料３６に含まれる場合は、対向面３１，３２（外表面２６，２７のそれぞれにおいてコーティング３５が被覆される部位）で、生体組織の電極２１，２２への粘着が、有効に防止される。
（変形例）
なお、第１の実施形態では、エンドエフェクタ７は、一対の把持片１５，１６を備えるが、これに限るものではない。例えば、図９に示すある変形例では、エンドエフェクタ８は、ブレード状の電極４０から形成されている。本変形例では、電極４０は、外表面４３を有する。電極４０の外表面４３には、幅方向（矢印Ｗの方向）について一方側の縁に第１の側方ブレード４５が形成され、幅方向について他方側の縁に第２の側方ブレード４６が形成され、先端側（矢印Ｃ１側）の縁に先端ブレードが形成されている。また、電極４０の外表面４３には、厚さ方向（図９において紙面に対して垂直な方向）の一方側を向く第１の面４８と、第１の面４８とは反対側を向く第２の面（図示しない）と、が形成されている。本変形例では、少なくとも第１の面４８にコーティング３５が被覆されている。図９では、コーティング３５は、ドット状のハッチングで示されている。
本変形例では、シャフト６に挿通される振動伝達部材（１０）に電極４０が設けられ、電極４０に超音波振動が伝達されることにより、電極４０が共振する。ブレード４５，４６，４７のいずれかを処置対象に接触させた状態で電極４０を共振させることにより、超音波振動を用いて処置対象が処置される。
また、本変形例では、電極４０の第１の面４８を処置対象に接触させた状態で、エネルギー制御装置３から電極４０及び体外に配置される対極板（図示しない）に高周波電気エネルギーが供給される。これにより、電極４０と対極板との間で電極４０の第１の面４８（外表面４３）、通電性を有するコーティング３５及び処置対象を通して高周波電流が流れ、処置対象に高周波電流が付与される。
本変形例でも第１の実施形態と同様に、コーティング３５は、非導電材料３６及び導電材料３７の混合物から形成され、導電材料３７は、第１の要素４１及び第２の要素４２を含む。このため、第１の実施形態と同様に、コーティング３５において、通電性が確保され、強度（膜強度）が確保される。また、第１の実施形態と同様に、電極４０の外表面４３においてコーティング３５が被覆される部位では、非粘着性、断熱性又は耐摩耗性等の非導電材料３６による付加機能が、適切に確保される。
また、ある変形例では、エンドエフェクタ７がフック状（レーキ状）の電極から形成されてもよく、別のある変形例では、エンドエフェクタ７がヘラ状の電極から形成されてもよい。これらの場合のそれぞれにおいても、エンドエフェクタ７の電極及び体外の対極板との間で処置対象を通して高周波電流を流し、処置対象に高周波電流が付与される。そして、電極の外表面に、前述のコーティング３５が被覆される。
前述の実施形態等では、高周波処置具（２）は、外表面（２６，２７；４３）を有する電極（２１，２２；４０）を備え、電極（２１，２２；４０）に高周波電気エネルギーが供給されることにより、処置対象に電極（２１，２２；４０）の外表面（２６，２７；４３）を通して高周波電流が付与される。電極（２１，２２；４０）の外表面（２６，２７；４３）上の少なくとも一部には、コーティング（３５）が被覆され、コーティング（３５）は、非導電材料（３６）及び導電材料（３７）を混合させた混合物から通電性を有する状態に形成される。コーティング（３５）を形成する混合物に含まれる導電材料（３７）は、第１の要素（４１）と、第１の要素（４１）とは形状が異なる第２の要素（４２）と、を備える。
以上、本発明の実施形態等について説明したが、本発明は前述の実施形態等に限るものではなく、発明の趣旨を逸脱することなく種々の変形ができることは、もちろんである。

Claims (7)

  1. 外表面を有するとともに、高周波電気エネルギーが供給されることにより、処置対象に前記外表面を通して高周波電流を付与する電極と、
    前記電極の前記外表面上の少なくとも一部に被覆され、非導電材料及び導電材料が混合される混合物によって形成され、前記混合物において前記導電材料の割合が前記非導電材料の割合に比べて小さく、前記混合物に含まれる前記導電材料は、第１の要素と、第２の要素と、を備え、前記第１の要素が前記第２の要素に比べて扁平率が高い形状を有するコーティングであって、前記混合物において前記第１の要素の割合が前記第２の要素の割合より小さいことにより、前記導電材料が架橋する構造が形成され、前記導電材料の架橋する前記構造に起因して静電容量が大きく確保されることにより、通過する前記高周波電流の回路におけるインピーダンスを低減させ、前記高周波電流に対して通電性を有するコーティングと、
    を具備する高周波処置具。
  2. 前記第２の要素は、球形状、多面体形状、又は、線形状になる、請求項１の高周波処置具。
  3. 前記第１の要素及び前記第２の要素のそれぞれは、前記導電材料の粉末である、請求項１の高周波処置具。
  4. 熱を発生するとともに、前記電極を通して発生した熱を前記処置対象に伝達する発熱体をさらに具備する、請求項１の高周波処置具。
  5. 前記電極が設けられるとともに、超音波振動を伝達することにより共振する振動伝達部材をさらに具備する、請求項１の高周波処置具。
  6. 前記非導電材料は、生体組織の粘着防止、撥水、撥油、耐摩耗、断熱、加色及びハレーション防止の少なくとも１つの機能を有する、請求項１の高周波処置具。
  7. 前記第２の要素の体積割合は、前記第１の要素の体積割合の２倍である、請求項１の高周波処置具。
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