JPH01502090A - 電磁波を利用した外科用具 - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 を磁波を利用した外科用具 生班■ｉ景 １、発明の利用分野 本発明はＮｍ磁場集中エレクトロマグネテインクフィールドフォーカシング（Ｅ ＦＦ）　）プローブ及びその外科用メスおよび／または細胞の蒸発及び焼灼具と しての使用に係り、特に電磁波を利用した外科用ナイフに関する。

２、従来技術 近年、外科技術及び外科用具について、極めて具体的に改良の要望が高まった結 果、種々の方法及び装置が提案された。これら方法及び装置はいずれも一定の利 点を有している０例えば、レーザ技術の進歩により、外科技術及び装置が改良さ れ、また新たな技術が提案されて、顕微鏡的な精度で切開手術を行なうことがで きるようになった。しかしながら、レーザを用いて外科手術を行なった場合、切 開部分は自動的に焼灼されないし、また血を流さずに組織を切除することができ なかった。これに対して、現在使用されている電気焼灼メスは血を流さずに組織 を切除することができるが、顕微鏡精度で使用することができない。

近年、核磁気共鳴像（ＭＨＩ）スキャナーを、アースされた先割れプローブと共 に使用し、影響を受ける組織及び組織の温度上昇を最小限に抑えて過度熱療法を 行なうことが知られている。

しかしながら、本発明以前においては、を磁場集中を用いて、顕微鏡精度で、か つ血を流さずに切開を行なうことができる外科用具はなかった。

１皿型塁Ｉ 上述した従来技術に鑑み、本発明は、極めて狭い切開箇所に沿って瞬間的に組織 を蒸発させることができる新規な外科用具及びその使用方法を提供する。またこ の方法及び用具はさらに切開箇所に沿って組織を焼灼することができ、これによ って血を流さずに外科手術を行なうことができる０本発明によれば、高い周波数 の電磁波によるエネルギーを、電気的に同調している外科用具のプローブの細密 な先端に集中させ、これによって極めて限られた範囲内を瞬間的に超高温にする 。この結果、微細なプローブに接触している組織が瞬間的に蒸発する０本発明に 係る新規な用具及び外科的方法を用いることにより、切除、焼灼及び極めて狭い 切開箇所に沿った蒸発、またこれのみならず液体の瞬間的な凝固等の外科的治療 を行なうことができる。

したがって、以下、本発明との関連で「外科的治療」なる用語が用いられた場合 には、上記全ての特色を包含していると解釈すべきである。

すなわち本発明に係る外科用具は、 （ａ）外科的治療を要する組織の近傍に電磁場を発生させる電磁波発生手段と、 （ｂ）その先端が接している組織領域に前記を磁波発生手段から出力されたｉｉ ｔ磁波エネルギーを集中させ、接触している前記組織を瞬間的に蒸発させ、切除 と同時に焼灼する電磁場集中プローブ手段と、を有することを特徴とする。

外科用具の第１の実施例においては、前記電磁波発生手段が、（ａ）予め定めら れた周波数で振動する電気信号を発生する信号手段と、 （ｂ）前記信号発生手段に接続され、前記電気信号を増幅する増幅手段と、 （ｃ）前記信号発生手段及び前記増幅手段から出力される増幅された振動電気信 号を監視する計測手段と、（ｄ）増幅手段を含めた前記信号発生手段と、誘導手 段との間のインピーダンスを調整するインピーダンス調整手段と、（ｅ）外科治 療を受ける組織の近傍に電磁場を励起する誘導手段と、 を有することを特徴とする。

外科用具の第２の実施例においては、前記電磁場集中プローブ手段が、 （ａ）絶縁被覆を有する一方、外科治療を受ける組織と接触できるように一端が 先端として露出し、かつ他端はアースされている導電金属製のプローブと、 （ｂ）外科用具使用している際に、前記導電金属製のプローブ内に誘導される電 流を計測する電流モニタ一手段と、（ｃ）前記導電金属製プローブを通して流れ る誘導電流を最適な値に調整する同調回路手段と を有することを特徴とする。

手で操作できるように、前記導電金属製プローブはハンドベルト形の外科用メス の形態をなし、その把手からはアースされ、かつ絶縁されたワイヤーが伸び、先 端部で金属が露出し、刃を形成している。内視鏡等としても同時に使用できる実 施例においては、前記導電製金属プローブとして、先端部が露出したワイヤ状の 絶縁カテーテルが用いられる。付属的に、刃部まで達する真空チューブを備える ことができ、これによって気化した組織及び液体を取り除くことができる。

本発明に係る外科治療の方法は、 （ａ）外科治療を受ける組織の近傍に電磁場を発生させる段階と、（ｂ）アース されると共に先端で金属が露出し、電磁場を集中させるプローブを、外科治療を 受ける組織に接触させ、前記金属先端部と先触している組織を瞬間的に蒸発させ 、切除と同時に焼灼を行なう段階と からなることを特徴とする。

本発明はＭｉ織を切除すると同時に焼灼することにより、極めて細く切開する外 科用具及び外科治療の双方を提供することを目的とする。また本発明は切除及び 焼灼が同時に出血を伴なわないようにすることを目的とする。また更に本発明は 、外科用具および方法が電磁場と、電磁場を集中させるプローブとを用い、瞬間 的に極めて狭い範囲を超高温にすることを目的とする。

また更に本発明は、体液を選択的に凝固させる外科用具及び方法を提供すること を目的とする。これら目的がいかにして達成されるかは、添付された図面、請求 の範囲及び明細書を読むことにより明らかになる。

胚１１１０１引ｌ肌 第１図は本発明に係る電磁波発生源の基本的構成を示すブロック図、 第２図は本発明に係る電磁波集中（ＥＦＦ）プローブの基本的構成を示すブロッ ク図、 第３図は本発明に係る電磁波発生源の誘導部分を示す回路図、第４図は、本発明 に係るアースされたＥＦＦプローブを示す回路図、 第５図は、本発明に係る誘導手段を示す斜視図、第６図は本発明に係るＥＦＦプ ローブに関連する同調器を示す斜視図、 第７図は、本発明に係る外科用プローブを示す図、第８図は、本発明に係る外科 用プローブの他の実施例を示す図、 第９図は本発明に係る電磁波を利用した外科用具の操作室を示す斜視図である。

１呈± 誘導手段及び電磁波集中（ＥＦＦ）プローブを備えた電磁波発生源を有する本発 明に係る電磁波外科用具システムがいかに用いられ、いかに機能するか、またこ れのみならず従来技術とどこが異なるかが図面を参照して説明され、理解される 。第１図は本発明に係る通常の電磁波発生源を構成する個々の要素を示すブロッ ク図である。この電磁波発生源は信号発生器１０を有しており、同信号発生器１ ０は予め定められた周波数で発振する。この周波数は手術室の状態と合致してい るのが望ましい。この様に発振周波数は本発明の目的に応じて幅広い帯域内で自 由に操作され、これを、同周波数に同調し、かつアースされたＥＦＦプローブに よって、電磁場として絶縁物、例えば生物組織に集中させることができる。信号 発生器１０は、１３．０から２８．０ＭＨｚの範囲の高い周波数で発振するのが 望ましい、従って、従来からあるＣＢラジオが信号発生器１０として使用される のが望ましい。しかしながら、本発明の目的を達成できるのであれば、他の周波 数、他の周波数帯域及びこれに関連する周波数発振器が、所望の周波数帯域と同 等のものとして使用できることは勿論である。

びインピーダンス調整器１８を介してソレノイドコイル１４へ供給される。ソレ ノイドコイル１４は誘導手段として機能し、生物組織内に渦電流を励起する電磁 場を誘導する。本発明の目的を達成できるものであれば、すなわち外科治療を受 ける組織内に電磁場を発生させることができるものであれば、この誘導手段はい かなる形態の出力アンテナであってもよい、この様に、種々の形態のものが誘導 手段として使用される。ワイヤが長いシリンダ状に巻回されたものがソレノイド コイルとしては望ましい。

しかしながら、本発明の目的を達成できるならば、従来から均等と考えられる他 の形態のものであってもよいことは勿論である。このソレノイドコイルと外科治 療を受ける組織との間の距離は４〜フインチが望ましい。この範囲は電磁場を最 適に誘導できること、及び手術に必要な十分な空間を勘案してめられたものであ る。しかしながら、本発明の目的を達成できるならば他の距離であっても良いこ とは勿論である。

第２図は、本発明に係る通常の電磁場集中プローブを構成する基本的要素を示す ブロック図である。図に示されているように、プローブ２２の金属が露出した先 端２０（後に詳述する）は動゛物の組織もしくは仮想上の絶縁物（図中破線で示 す）に接触するようになっている。接触の隙中、第１図に示す電磁波発生源によ って組織内に誘導された電磁場に関連するエネルギーが露出したプローブの先端 に集中し、これによって瞬間的に超高温となる。プローブ２２の他端は電流モニ ター２４及び同調器２６を介してアースされている。

第３図は、第１図に示す電磁波発生源の基本的操作を説明するための回路図であ り、ソレノイドコイルすなわち誘導手段１４に関連する基本回路の一部が示され ている。この図に示されているように、誘導手段は（ライン２８を介して）イン ピーダンス調整器１８と、周知の電磁波コネクタ３０において接続されている。

増幅された電磁波信号がコネクタ３０に達し、次いで可変コンデンサ３２を介し てｔ［波発信ソレノイドコイル３４を介して接地される。

第５図は、第３図の回路に対応する現実の誘導手段３６を示しており、この誘導 手段３６は、手術室内での使用に適した支持部材３８に調整可能に取り付けられ ている。第５図に示されているように、発信コイル４０及び可変コンデンサ４２ は、外科治療を受ける組織の近傍において患者の上に移動・位置決めすることが できる。この様に、コイル４０及びこれによって誘導される電磁場が外科治療を 要する領域に十分に向けられる。

第４図は本発明に係るプローブ、すなわち同調され、アースされたＥＦＦプロー ブを示す回路図である。この図に示されているように、この回路は−＃５４４に おいてアースされ、また他端においてライン４６を介して外科用プローブ（図示 せず）に接続されている、外科用プローブの同調は、プローブと接地点との間に 直列に介挿された可変インダクタ及び可能コンデンサを調整することにより行な われる。インダクタンスとキャパシタンスの調整の効果を確認するため、接地点 に向かって流れる電流が、ダイオードブリッジ５４、計測器５６及び５１［抵抗 ５８を用いたコイル５２にお＆１て誘導的に監視される。この方法によれば、電 磁波発生源をオンさせた状態で、プローブの先端を誘導手段に近ずけることによ り、プローブを特定の外科状況及びｔｍ波発生源に同調させることができる。素 子４８及び５０の各のインダクタンス及びキャパシタンスは人手によって、計測 器５６に流れる電流が最大になるように調整される。実際に手術を行なう前のこ の段階で絶縁性の試験物が使用され、外科プローブ内に流れる誘導電流が最大に なるように、すなわち電磁場の集中が最大となり、温度上昇が最適となるように 調整される。特定の備品及び使用されている電磁波信号について、一度この方法 によりプローブが調整されると、その後は、殆んど調整する必要がないことが判 っている。

第６図は第４図の回路に対応する、現実のＥＦＦプローブを示している。このプ ローブは手術室での使用に適するように構成されている０図に示されているよう に計測器６２を備えたダイオードブリッジ６０が抵抗と共にピックアップ６４に 接続されている。

ピックアップ６４は可変コンデンサ６８から接地点（図示せず）に向かうリード ワイヤ６６を包囲している。可変コンデンサ６８０入カリ−ドア０は可変インダ クタ７２の一端に接続され、更に可変インダクタの他端７４は外科用プローブ（ 図示せず）に接続されている。第５図及び第６図に示されているように、回路素 子と両立する操作室は、保護及び衛生上の観点から、例えば透明なプラスティッ ク（ポリメチルメタフライレイト等）によって包囲されるのが望ましい。また、 ある特定の状況下においては、外からのｔ磁波の影響を最少限に抑えるため装置 をファラデーケージの中に配置することも考えられる。しかしながら、この予防 策はあくまでも付加的なものにすぎない。

第７図は本発明に用いられる外科用プローブの幾つかを示している０図に示され ているように、各外科用プローブは本質的には同一の部品から構成されている。

図示された各外科用プローブにおいて対応する部分には同一の符号が付しである 。一般的には、プローブは把手部材７６もしくはこれと同一のものを有しており 、外科医はこれを把って操作することによって高温の先端部７８を患部に位置決 めし、外科的処置のために動かす０把手の一部の凹部にはコネクタ８０が設けら れており、このコネクタには、ＥＦＦプローブ回路の端子７４（第６図）と接続 されている単一の導電ケーブル（図示せず）が差し込まれるようになっている０ 把手の中央には金属ワイヤ８２が通されており、この金属ワイヤ８２は把手の他 端から絶縁されたワイヤ８４として突出している。絶縁されたワイヤ８４の先端 ７８ば露出（絶縁されていない）しており、この部分に誘導電場が集中し、これ によって外科的に切除され、気化され、あるいは焼灼される組織に触れている時 に高い温度が生じる。

第７図の一番上に示されたプローブは本発明の実施例による把手外科用メスであ る。この様なプローブは、本発明に従がって使用される場合に、極めて細く、か つ出血を伴なわずに切開でき、および／または腫瘍等の組織を極めて高温にして 蒸発させることができる。プローブの出力は電磁波発生源によって生成された電 磁場の強さ、及びプローブの先端の形状に従って変化させることができる０例え ば、先端の金属を約０．７ＣＩｌ＋露出させた時に約１００〜２００ワツトの出 力が容易に得られることが判っている。この様な出力レベルにおいては、この外 科用具は、神経系及び小さな血管についての血管系の手術に特にを用である。

同様に、先端の金属を２．０　ｃｍまで露出させた例えば２００〜６００ワツト の高い出力レベルにおいては、この外科用具は一般的な外科処置、例えば（これ に限定されるわけではないが）、開膓術、肝臓の葉切除術、胃腸、腹膜、肺臓及 び腎臓の摘出に用いられる。

第７図の中段に示された外科用プローブは上段に示されたプローブと類似してい るが、さらに真空チューブ８６を備えた点で相違している。真空チューブ８６は 真空源（図示せず）に取り付けられ、プローブの高温の先端近傍まで伸びている 。この外科用具は、使用陣中にプローブの先端から発生する気化した組織及び気 化した液体を取り除くことができる。

第７図の下段に示された実施例も上段に示された実施例と類似しているが、しか しながらの下段の実施例においては絶縁されたワイヤがかなり長くなっており、 また把手が設けられていない、このプローブはカテーテルとしても機能し、静脈 内等の狭い部分に使用されるようになっており、また内視鏡と共に使用される。

第８図は本発明に係るＥＦＦプローブのさらに他の実施例を示しており、ここで は露出した先端部７８を有する絶縁されたワイヤ７８と共に真空チューブ８６が 設けられている。この実施例においては、真空チューブ８６は絶縁ワイヤ８４の 下方に位置しており、各々は、例えば先端が把手７６から上側に変位するように 意図的に曲げられている。これによって外科医は患部をはっきり見ることができ 先＠７８の操作が容易になる。

上述した外科用プローブの実施例の中には、本発明に使用でき、また本発明の目 的からして同一と認められる大きさや、型式の異なるプローブを含むことは勿論 である。他の実施例として、例えば（これに限定されるわけではない）先端の露 出したワイヤ部の長さを調整できるようにしたり、また絶縁されたワイヤ部の長 さを調整できるようにしたりすることも可能である。

また更にプローブを他の医療用及び外科用の用具、例えば内視鏡等に取り付ける ことができる種々の型式の把手やアタッチメントを使用するも可能である。

第９図は、本発明の他の実施例に係る電磁波を利用した外科用具の全体を示す図 であり、この用具は手術室での使用に適し、かつ手術室に合致している。図に示 されているように、この外科用具はキャビネット８８を有し、このキャビネット ８８には、アーム９０を容易に移動させることができるようにキャスタが取り付 けられており、これによってアーム９０に設けられた誘導手段９２（可変コンデ ンサを備えたソレノイドコイル）を、手術中に患者の上に直接持って来ることが できる。誘導手段内のコイルを、外科的治療を要する組織の近傍に位置決めする ために把手９４が設けられており、これによってソレノイドコイルを回転させ、 同ソレノイドコイルをアームに沿って上昇させ、あるいは降下させ、および前進 させ、あるいは後進させる。キャビネット８８の上面はトレイ９６として使用で きるようになっており、またキャビネット８８の一方の側面には交換可能な複数 のＥＦＦプローブが設けられている。従来の１２０Ｖ（３０Ａ）のアースプラグ が電磁波発生源、真空源及びキャビネット８８内の他の付随的な装備の単一の電 源として使用される。

装置の使用の隙には、選択されたプローブ９８がアースされたケーブル（真空チ ューブを有している）１０２に取り付けられ、患者の上に位置決めされた誘導手 段９２と共に外科医によって保持される。外科医は次いでフットペダル１０４を 使用して必要に応じて電磁波発生源をオン／オフさせる。誘導手段の調整に用い られる可変コンデンサが手動で位置決めされたソレノイドコイルの近傍にノブ１ ０６として設けられている。残りの調整器や計測器は、キャビネットの操作パネ ル上に設けられており、これらには通常、電源オン／オフスイッチ１０８、プロ ーブ同調ノブ１１０、プローブ電流計１１２、アナログ負荷及びアナログ同調の 調整ノブ１１４．１１６、電磁波パワーメータ１１８、ＶＳＷＲハ”７　）　− タ１２０、異なる型式のプローブのためパワーレベルをブリセ・７トする複数の スイッチ１２２がある。

電磁波の存在を考慮に入れるとするならば、本発明に係る電磁波を利用した外科 用具は、医療及び外科技術において周知の、あるいは実際に使用されている従来 のいかなる材料によっても現実に構成することができる。例えば、全ての導電金 属製のワイヤ等はプローブの先端の金属が露出している部分を除いて絶縁される べきであり、この絶縁には種々のポリマー、例えば（しかしこれに限定されるべ きでない）ポリエチレン及びポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリスチレン 、ポリフルオロハイドロカーボン、ポリビニール及び塩化物等が用いられる。

例えば誘導手段を保持する調整可能な支持アーム及び誘導手段や、プローブ回路 を隔離する容器等は強化プラスチックか、もしくはこれに類似した材料であって 、使用されている周波数範囲で本質的に電磁波を通す（吸収してはいけない）も ので形成されるべきである。この様な強化プラスチックとしては例えば−ト及び 他のポリアクリルレートもしくはアクリルポリマー、ポリオレフィン及び熱可塑 性強化用ファイバがある。プローブケーブルすなわちワイヤ及びプローブ把手は 電磁波を感知しないように十分に絶縁されるべきである。これによって外科医の 手もしくは腕と連結するキャパシティが最小になる。これについては２ＯＡまで 耐えることができる能力が必要とされる。プローブとプローブケーブル及び誘導 同調器を加えた全体の長さは使用される波長を分数倍した値にすべきである。（ 例えば１７２．１八もしくは５八λ（波長）、この場合５八λが望ましい）。

本発明に係る電磁波を利用した外科用具及び方法の効果を示すために、第５図及 び第６図には示されているようなものと本質的に同一のプロトタイプ及び、種々 のＥＦＦプローブが組み立てられ、試験された。電磁波発生源は、第１図及び第 ３図に示されるものと本質的に同一のものが組み立てられた。但し増幅器として は直列に接続された一対の線形増幅器が使用された。

以下はプロトタイプの組み立てに用いられた備品のリストである。

信号発生器　）１ｅｗｌｅｔｔ−Ｐａｃｋａｒｄモデル３３１４ファンクション ジェネレータ（１３，５６ＭＨｚ及び０．４６１Ｖで操作された）増幅器　ＥＮ Ｉモデル３５０Ｌ、　ＲＦ増幅器　利得５０ｄＢ　（３５讐０．４６１Ｖ入力で 操作された） 増幅器　ＥＴＯモデルアルフｙ１６Ａ　ＳＲＦ増幅器、２ＫＷ　ｔａａｘ。

（１００〜６００Ｗ及び“負荷”と“同調”で調整された出力レベルで操作され た） パワーＶＳＷＩ’ｌメータ　Ｋｅｎｈｏｏｄモデル５Ｗ−２０００（２００ワッ トｆ、ｓ。

及び２ＫＷ　ｆ、ｓ、の双方で操作された）インピーダンス調整器　ＮＹＥバイ キングモチ６ル　Ｍ、Ｂ、＝■−＾、Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ　Ｍａｔｃｈｉｎｇ　 Ｎｅｔ　ｕｏｒｋ、　３００Ｗ　ｍａｘ、（Ａ、Ｂ。

及びり、チャンネルのためのブツシュボタンスイッチを設けて操作された） 誘導手段　Ｃｕｓｔｏｍ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ　５ｏｌｅｎｏｉｄａｌ　ａ ｉｒ　ｅｏｒｐ、直径８．３　ｃｔｓ、長さ１８．６ＣＩＤ、　６”へターン、 ０．６　ｃｍの銅製チューブ、可変コンデンサと直列に接続された、ＮＴＴ−Ｊ ｅｎｎｉｎｇｓ　５０〜５００ＰＦ　、　１５にシバキュームベロウ可変コンデ ンサ プローブ同調器　可変インダクトと共に自前＝Ｕ字状及びバキュームベロウコン デンサ、ＩＴＴ−Ｊｅｎｎｉｎｇｓ　５０００ＰＦ プローブ電流モニタ　２０ターンの絶縁されたフンクアソプワイヤでプローブ同 調器及びアースされたケーブルに巻き付けられている、整流器（全波）、電流制 限用抵抗、５０ｎＡ　ｆ、ｆ、ＤＣ電流計例　■ 本発明に係る外科用具及び外科方法の効果を示すため、前述したプロトタイプ装 置により、一連の実験動物を外科的に処置した。いずれの場合においても、生物 組織の切除及び気化の陣中、あるいは処置後に出血は確認されなかった。また、 いずれの場合においてもプローブの先端は瞬間的に高温になり、プローブの先端 部のワイヤが組織と接触すると同時に、瞬間的に細く切開することができた。実 験の陣中、マウスの尾（体から略の外科技術によって、ラットの脳に創られた病 巣はプローブの高温の先端が接触したとたんに瞬間的に焼灼された。また一方、 ラットの肝生検は出血を伴なわずに行なうことができた。同様に、実験マウスの 背に移植された哺乳類の腺がん（アデノカルチツマ）はＥＦＦプローブの先端を くり返し接触させることで見た目には全く出血を伴なわずに気化することができ た。

例　■ 電磁場集中プローブ、すなわち極めて細く切開するエネルギー源として電磁波を 集中させ、生物組織内に渦電流を誘導するという全体的な概念をいま一度検証す るため、実験動物に動脈庸を作り、次いでこれを外科的に治療した。動脈庸の治 療に用いられた装置は本質的に前述したプロトタイプと同一であり、例■で用い たものである。ただし、３−３０３−３Ｏの帯域で発振する発振器の信号を増幅 するために単一の線形増幅器が使用された点が異なる。誘導手段はパワー／ＳＷ Ｒメータ及びインピーダンス調整器を介して増幅された信号を受ける。外科的治 療を受ける生物組織内に渦電流を発生させる電磁場を誘導するためにソレノイド コイルが用いられた。ＥＦＦプローブ（インダクタンス及びキャパシタンス同Ｕ ｉｉ器を介してアースされている）は、プローブの先端の露出した金属部分に電 磁場を集中されるため、波長のＳ／、の長さにした。プローブには２３ゲージス テンレスステイールで形成された直径が０．２ｍｍのを柱穿孔用の針が用いられ た。先端部を除いてはプローブはポリエチレンチューブで被覆されており、被覆 部分の長さは、先端の金属が露出した部分の長さを調整できるように変更可能に なっている。

合計で９６匹のスプラング・ドーレイラットが２つのタイプの動脈層に使用され 、さらに１５匹のブラング・ドーレイラットが第３のタイプの動脈層のために使 用された。第１のタイプでは、動脈層は腹部大動脈と大静脈とを隣り合わせに融 着させることで発生させた。第２のタイプでは、動脈層は一匹のラットの腹部大 動脈と、他の一匹のドナーラットの腹部大動脈を融着させることにより発生させ た。第３のタイプでは、腎臓の静脈を大静脈に近接して結紮することにより静脈 瘤を発生させた。各場合において、ラットは、体重１００ｇ当り、１０■のケタ ミンハイドロクロライドを筋肉内に投与することにより麻酔された。また、メト キシフルオライド麻酔を吸入させることにより、麻酔状態を維持した。

長期及び短期の効果が治療後観察された。全ての動脈瘤は、特に指定がない限り 、動脈瘤を発生させた直後に治療された。

動脈層は急性的及び慢性的に縮少及び／または消滅するが視覚により確認できた 。象、性の効果が観察された動脈瘤は治療後直ちに消滅した。この動脈層は組織 学に提出された。慢性の効果が観察された動脈層は３週間と３日後に消滅が確認 された。この動脈層を組織学に提出された。組織学的な検査をしたときには、全 ての動脈瘤について動脈習嚢は完全に消滅し、動脈は完全に元に戻っているのが 確認された。第２のタイプの動脈瘤については、１２匹のラットが実験の照査規 準として用いられた。

動脈瘤は、平均して４ｍｍＸ２ｍｍの大きさであった。動脈層を生じさせてから ３週間後、腹部に孔をあけそこからマイクロスコープによって動脈瘤の大きさが 測られた。第１のタイプの動脈瘤については、４８匹のラットについて治療後直 ちに急性の効果が観察された。動脈層の平均的な大きさは７　ｗ　Ｘ　３　ｍｍ であった。

第２のタイプの動脈瘤については、８匹のラットについて治療は８匹のラットに ついて治療後３日経過後に観察された。動脈層の平均的な大きさは５．０ｍｍＸ ２．７ｍｍであった。第２のタイプの動脈瘤については、１７匹のラットについ て治療後３日経過後に慢性の効果が観察された。動脈瘤の平均的な大きさは４． ９　Ｘ　２．５肛であった。第２のタイプの動脈瘤については、６匹のラットに ついて治療後３週間経過後に慢性の効果が観察された。動脈瘤の平均的な大きさ は４．７ｍｍＸ１．５ｍｍであった。第３のタイプの静脈瘤については、３匹の 照査ラット静脈瘤の発生後３週間径゛　過した後に治療され、そして治療後３週 間経過した後に慢性の効果が観察された。これら静脈瘤の平均的な大きさは５． ６ｍｍＸ２．０鵬であった。

外泊的な治療を施している間、ソレノイドコイルは動脈瘤から平均３ＣＩ１１の 距離に位置決めされた。この距離は動脈瘤を血栓化するのに最適であることがわ かった。次いでプローブが動脈瘤内部に挿入され、平均出力は９８ワツトで、動 脈瘤が完全に血栓化するまで、１秒間隔で非常に短い時間連続的に加えられた。

全てを血栓化するためには、プローブを動脈層に、完全に刺し通す必要があるこ とがわかった。したがってプローブ先端の金属が露出した部分の長さは動脈瘤の 長さによって決定される。

プローブ先端の金属が露出した部分の長さは、針に沿ってポリエチレンの絶縁被 覆を動かすことにより変化させることができる。プローブを引き抜く時、絶縁被 覆が、プローブを引き抜いた後３〜４分間、治療部に残される。これによって治 療によって穴を明けた部分に圧力が加えられ、その部分からの出血が防止される 。

治療の間に、象、速に、かつ完全に、動脈層が血栓化するのが観察された。完全 に血栓化するまでの平均的治療時間の合計は約６秒であった。針を正しい位置に 位置決めすることにより、パレーン血管の戻れや、狭窄を防止することができた 。初期の実験において熱を連続的に加えた場合、動脈層が血液によって拡張し、 破裂する傾向があることも観察された。この結果動脈瘤の破裂を防止するため１ 秒間隔で非常に短かい時間熱を加えたことにした。動脈層の全長に亘ってプロー ブを刺し通すことが血栓化に最も重要である。

合計５６の動脈層が消滅し、これが組織学的に確認された。このうち２３の動脈 瘤について慢性的効果が組織学的に確認され、３３の動脈瘤について象、性的効 果が確認された。さらに組織学的な検査を行なった結果、治療後５日経過した後 、治療後３日経過した後に慢性的効果が確認された第２のモデルのラットのうち の９匹について、及び動脈層を生じさせてから３日後治療していないラットのう ちの１匹について脈管撮影を行なった。

例　■ 前述した例と類似の方法により、皮下的に哺乳類の癌が移植された、平均体重３ ５０ｇのスプラーグドーレイラット及び平均体重２８ｇのＣ３Ｈネズミを用いて 実験が行なわれた。皮下に移植された腫瘍の平均的な大きさは１．７　Ｃ１ｍで あった。実験動物は体重Ｉｋｇ当り７．２■のケタミンハイドロクロライドが腹 腔内に投与されることにより麻酔され、さらにメトキシガスを吸入させることに よって麻酔状態が維持された。実験の最後に、動物はケタミンハイドロクロライ トの過投与の犠牲になった。上述した実験動物を４つのグループに分け、各グル ープについて異なる実験が行なわれた。

ルー　１−〜　にお番る°　、び′　の　７上述したラットのうちの３３匹につ いて、両側に広い頭蓋局部切除を行なった。硬膜が開かれ、実験動物は電磁場内 に置かれた。脳の表面に沿って慎重にＥＦＦプローブを走らせることによリ、大 脳皮質が切開された。各側を１回ないし２回切開した。

大脳皮質を切開した領域内で表面の血管が凝固するのが観察された。幾つかの大 脳皮質血管は、プローブを血管に接触させることで凝固した。これらの動物のう ち６匹についてプローブにより脳を気化することによって全頭葉が切除された。

上述の実験は１００及び１３０ワツトの出力で行なわれた。切除効果及び気化効 果が、生理的食塩水の下で試された。３匹のラットについては、腹部に穴があけ られ、大静脈を含む大きな腹部血管及び腹部大動脈が凝固された。２５匹のラッ トが実験後直ちに死亡し、５匹が実験の２日後、１匹が実験の３日後、２匹が実 験の４日後に死亡した。これら実験動物の脳は、１０％のホルマリンの中に５日 間固定され、次いでＨ＆Ｅ染料を用いて組織学的に研究された。

グに：≦頁詣二脳力　”ｉ’（７）　ｌ！ｉ≧刀、ＮＴ（７）玉突エバンスの青 色染料を用いて、グループ（］）に属するラットのうちの１１匹に対して脳内血 管壁の破損について実験が行なわれた。病巣を作る前に、中央を切開することに より腹部に穴をあけ、２％０．９　ｃｃのエバンスの青色染料を含む生理的食塩 水を大静脈から注入した。病巣を作る前に、さらにタンパク質を結合させるため １０分間待った。病巣を作った後、３０分待ち、次いで脳表面及び大脳皮質の切 開部分に垂直な脳断面の写真を撮り、カラースライドにした。周辺組織内に浸透 した染料の広がりが確認され、組織学的なスライドとされた。また広がった染料 の厚さも計測された。

グループ３−軌　９旦究 特表平１−５０２０９０　（７） ５匹のラットがこの実験に用いられた０両側について”ＩｔＭ局部切除が行なわ れた後、温度センサ（ラフストンマウンテンビューカリフォルニア製造）が脳の 中深さ３ｍｍまで挿入された。

次いでＥＦＦプローブが、上記温度センサから２胴、５回ｍ及び７コの距離を置 いて温度センサの回りの脳の異なる箇所に、３１１Ｈの深さまで刺し込まれ、次 いで各箇所について１０秒間、１３０ワツトの出力が供給された。各ＥＦＦプロ ーブぞの位置において、２秒から１０秒の間隔を置いて温度が記録された。加熱 時間は最少１０秒にした。何故なら、この深さに刺し込んだＥＦＦプローブにつ いては１０秒後に最大の温度上昇が記録されたからである。

温度センサの計測温度が通常の脳温度に戻ったなら、ＥＦＦプローブを新しい箇 所に移してさらに実験を行なった。

グループ４−　′″′　Ω旦突 皮下腫瘍を有する４匹のネズミがこの実験に用いられた。腫瘍の上の皮膚を切開 して腫瘍を露出させた後、腫瘍の上を慎重に、かつ素早くプローブを走らせるこ とにより、腫瘍を気化させた。また、この気化実験は、プローブの機能に対する 水の影響を調べるため、生理的食塩水の中で行なわれた。

尖駅且来 グループＩＡ　ｆ　徂 凝固特性は、使用されるワット数によって変化する。例えば１００ワツトの出力 では、直径２ｍｍまでの血管を凝固させることができた。また１３０ワツトの出 力では、０．５閣までの血管を凝固させることができた。大脳皮質の切開の陣中 、その表面に存在する血管の大部分は直径が０．５胴かもしくはそれ以下であっ 　。

たので、これらの血管は凝固された。この凝固特性は生理的食塩水中でも観察さ れた。

旦−切用 脳表面は、極めて満足できるように切除された。大脳皮質の切開部分に垂直な組 織断面は、病巣の幅がプローブの直径よりも僅かに大きいことを示していた。１ ００ワツトの出力の場合、周辺組織には掻く僅かしか、または全く浮腫が観察さ れなかった。しかしながら、１３０ワツトの出力の場合、病巣のいずれか一方の 側に幅が０．１９ｍｍ程度の浮腫が存在する領域が確認された。

旦−五化誌来 大脳の気化についてもこのシステムを使用することにより満足する結果が得られ た。生理的食塩水中でも同じ効果が得られた。プローブの表面が焦げ付かないよ うにプローブを素早く移動させることにより、気化効率は良くなった。血液や組 織の破片により焦げ付きが増大する。出力ワット数を高めると焦げ付きが減少す る。

ｌ酉二１皿 大脳皮質の切開の最中、脳内血管壁の破損は殆んど見られなかった。暗く染まっ た部分は病巣内に完全に限られ、その厚さは病巣の各端部上で０．１５ｍｍであ った。また明るく染まった部分も非常に僅かでその厚さは病巣の一方の皮で０． １９ｍｍであった。

グ及二１皿 熱伝導の実験結果がグラフに示された。２秒の間には加熱プローブから僅か２０ 離れた場所でも熱の伝導はなかった。熱の中心から５Ｅ１１離れた場所では、１ ０秒経過した後でも熱の伝導は全くないように見えた。

久火二１（９） 腫瘍の気化についてもプローブを素早く動がすことにより、満足できる結果が得 られた。高いワット数で使用することにより、プローブ先端の焦げ付きが減少し た。一般に、組織の破片や、滞留した血液がプローブ先端の焦げ付きを促す。腫 瘍を気化させている陸生においては、極めて少量しか、あるいは全く出血が認め られなかった。極めて瞬間的に気化させることができたし、また１２０ワツトの 出力で使用した場合、直径１ｃＩＩ＋の塊を気化させるには平均１０分を要した 。腫瘍の気化は生理的食塩水中でも行なうことができた。生理的食塩水の中で作 業する場合には、プローブ先端の金属の露出部分はできる限り少な（する。大き く露出させると、その部分から生理的食塩水に熱が散失してしまうからである。

例　■ 前述したように、１０匹のニュージランドウサギがＥＦＦプローブによるＶｘ− ２脳腫瘍の気化実験に用いられた。ウサギは１００■／ｋｇのケタミンハイドロ クロライドの皮下投与によって麻酔された。

頭部右側の皮膚が８鵬に亘って切開された。ドリル（０，３ｍｎ＋）を用いて小 さな孔が穿設され、これを通して長さ８ｍｍのカテーテルが挿入された。２３ゲ ージスタイレツトにより、Ｖｘ−２腫瘍の小断片（１ｍｏ＋Ｘ１ｍｍ）がカテー テルを通された。カテーテルはその場に残され、プラスチックのボタンによって 頭骨に固定された０次で皮膚が閉じられた。

３週間後、再び切開された。プラスチックボタンが取り除かれ、頭蓋局部切除（ １ｃｍＸ１ｃｍ）がカテーテルの領域に亘って行なわれた。カテーテルの領域の 回りで大脳皮質が切開された。

次でカテーテルが取り除かれた。吸入管及びＥＦＦプローブを用いて、脳組織を 通し、カテーテルの通った跡に沿って腫瘍まで解剖した。　ＥＦＦプローブは大 脳皮質の切開及び解剖の陣中における小さな血管の凝固に用いられた。

Ｖｘ−２腫蕩の小片が切除され、腫瘍の確認のため、組織学会に提出された。次 いでＥＦＦプローブが腫瘍の気化に用いられた。

ゲル状物の一片が施された脳の上に置がれ、次いで皮膚が重ねられて縫合された 。ウサギはその後３日間生がされた後、ネブタル■を過投与して死亡させた。脳 が直ちに切除され、周辺脳組織の熱による影響及び浮腫の有無を組織学的に確が めるため組織学会に提出された。

プローブでは、大脳皮質の切開、血管の凝固及び腫瘍の気化について優れた器具 として機能した。また、プローブをそっと接触させることにより血管からの出血 を止めることができた。

組織学的な研究の結果、周辺の脳組織に内出血及び浮腫は全く確認されなかった 。

実験の結果、アースされ同調されたプローブにより、生物組織に電磁波を集中さ せることは、熱を集中させる方法として極めて効果的であり、また局部的に温度 を上げることにも極めて効果的であることが判かった。また実験の結果がら、こ の様な技術及び装置は、外科用メス、組織気化用具またこれのみならず血栓や動 脈瘤を縮少させる装置としても十分に効果的であることが判かった。また本発明 に係る発明によれば健全な周辺組織に全く影響を与えることなく、また出血させ ることなく、素早く外科治療を行なうことができる。これは、従来の器具や外科 技術に比べて予測し得なかった結果を導びき出すと感じられる本発明の特徴の結 合に帰因する。

本出願に係る装置及び方法の他の特殊な通用例は極めて数が多く、またどれも有 効である。例えば、本発明は例えば以下の場合（これに限定されるわけではない ）有効であると思われる。

一般的な外科治療（腫瘍及び嚢腫の切除、内臓器管、例えば葉切除、盲腸の切除 、ポリープの切除）、神経外科（病巣及び血管の焼灼及び腫瘍の気化等）、動脈 瘤の縮少及び塞栓、腫瘍芽の気化（脳及びを髄）、大きな腫瘍の縮少化、動脈内 のアテローム性動脈硬化及び頭蓋内の腫瘍の除去、食道変種の治療、角膜の切開 、白内障の治療のみならず他の外科治療にも使用することができる。

電磁波集中外科用具、詳細には本発明に係る電磁波集中（ＥＦＦ）プローブの使 用により得られる利点及び１果は数多く、また重要である。従来の外科用メスと 異なり、ＥＦＦプローブを用いて切開すると同時に焼灼か行なわれ、これによっ て出血処置を行なう必要がな（なる。同様に、従来のＣＯ２レーザーを使用して も生物組織を切開する場合、同時に凝固させることができない。

しかしながら、ＥＦＦプローブでは切開と同時に凝固を行なうことができる。ま たＥＦＦプローブは従来のＹＡＧ　レーザーよりも有効であり、ＹＡＧ　レーザ ーは凝固作用に優れているが切開することができない。またＣＯ□及びＹＡＧレ ーザーの双方には、周辺の健康な組織を誤まって傷付け、あるいは凝固させてし まうという問題があった。　ＥＦＦプローブを用いて極めて精確に電磁波を・　 集中させることができるので、本発明は従来の電気凝固装置よりも優れており、 この結果、例えば、脳内の病巣を治療している場合、ＥＦＦプローブによって脳 内の血管壁を傷付けることが極めて少なくなる。また、プローブ直径に対して切 開した傷の大きさ、及びＥＦＦプローブの使用により得られた熱凝固部の大きさ は、ＣＯ２レーザーの使用した場合と同等かもしくはこれにより優れている。

上述した本発明を使用する場合、この開示範囲を逸脱することなく詳細において 大くの変更を加えることができるのは明らかである。本発明は前述した実施例に 限定されるものではなく、本発明はあくまでも列挙された各要素の同等物を含め て、請求の範囲に記載された技術的範囲によってのみ限定される。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．（ａ）外科治療を受ける組織の近傍に電磁場を発生させる電磁波発生手段と 、 （ｂ）その先端が接している組織領域に前記電磁波発生手段から出力された電磁 波エネルギーを集中させ、接触している前記組織を瞬間的に蒸発させ、切開と同 時に焼灼する電磁場集中プローブ手段と、 を有する外科用具。
2. ２．前記電磁波発生手段がさらに （ａ）予め定められた周波数で振動する電気信号を発生する信号発生手段と、 （ｂ）前記信号発生手段に接続され、前記電気信号を増幅する増幅手段と、 （ｃ）前記信号発生手段及び前記増幅手段から出力される増幅された振動電気信 号を監視する計測手段と、（ｄ）増幅手段を含めた前記信号発生手段と、誘導手 段との間のインピーダンスを調整するインピーダンス調整手段と、（ｅ）外科治 療を受ける組織の近傍に電磁場を励起する誘導手段と を有することを特徴とする請求の範囲第１項記載の外科用具。
3. ３．前記電磁場集中プローブが、 （ａ）絶縁被覆を有する一方、外科治療を受ける組織と接触できるように一端が 先端として露出し、かつ他端はアースされている導電金属製のプローブと、 （ｂ）外科用具を使用している際に、前記導電金属製のプローブ内に誘導される 電流を計測する電流モニター手段と、（ｃ）前記導電金属製プローブを通して流 れる誘導電流を最適な値に調整する同調回路と を有することを特徴とする請求の範囲第１項記載の外科用具。
4. ４．前記電磁場集中プローブが、 （ａ）絶縁被覆を有する一方、外科治療を受ける組織と接触できるように一端が 先端として露出し、かつ他端はアースされている導電金属製のプルーブと、 （ｂ）外科用具を使用している際に、前記導電金属製のプローブ内に誘導される 電流を計測する電流モニター手段と、（ｃ）前記導電金属製プローブを通して流 れる誘導電流を最適な値に調整する同調回路と を有することを特徴とする請求の範囲第２項記載の外科用具。
5. ５．前記導電金属製プローブの近傍に設けられ、かつ前記導電金属製プローブの 先端近くまで伸びる真空チューブ手段を有し、これによって使用最中に発生する 組織の上記を取り除くことを特徴とする請求の範囲第３項記載の外科用具。
6. ６．前記導電金属製プローブの近傍に設けられ、かつ前記導電金属製プローブの 先端近くまで伸びる真空チューブ手段を有し、これによって使用最中に発生する 組織の上記を取り除くことを特徴とする請求の範囲第４項記載の外科用具。
7. ７．前記導線金属製プローブがカテーテルであることを特徴とする請求の範囲第 ３項記載の外科用具。
8. ８．前記導線金属製プローブがカテーテルであることを特徴とする請求の範囲第 ４項記載の外科用具。
9. ９． （ａ）外科治療をうける組織の近傍に電磁場を発生させ、（ｂ）アースされると 共に先端で金属が露出し、電磁場を集中させるプローブを、外科治療を受ける組 識に接触させ、前記金属先端部を接触している組織を瞬間的に蒸発させ、切除と 同時に焼灼を行う ことを特徴とする外科治療方法。
10. １０．前記アースされた電磁場集中プローブんお勤続先端近傍に真空吸引部を設 けることにより、外科治療を行っている領域から発生する組織の蒸気を取り除く ことを特徴とする請求の範囲第９項記載の外科治療方法。