JPH0458980B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は発熱素子の劣化の検知手段を有する加
熱治療装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近年、細長の挿入部を挿入することによつて、
体壁側からの切開を必要としないで、体腔内の深
部の診断あるいは治療処置することのできる内視
鏡が広く用いられるようになつた。

上記、内視鏡は、一般に観察手段の他に、処置
具を挿通できるように中空のチヤンネルが設けら
れており、このチヤンネル内を挿通した治療操作
に適した処置具で種々の治療処置を行えるように
なつている。

ところで、体腔内の腫瘍を切除したりした場合
等の止血処理する手段として、レーザビームを照
射して凝固させるレーザ凝固装置があるが、現状
では軽費が高く、且つ熟錬を必要とし、危険性も
大きい。

このため、チヤンネル内を挿通できる加熱プロ
ーブを用い、該加熱プローブ先端側に設けた加熱
コイルに通電することによつて、押し当てられた
出血場所を凝固させるものが開発された。

しかしながら、凝固させる際の温度の立ち上が
り及び立ち下がりの応答性が低いため、凝固に達
するまでの時間あるいは凝固させた後の冷却する
までの時間までに、周辺組織へ熱伝導する熱量が
大きくなるため、対象部位以外の周辺組織を壊死
させてしまうという欠点があつた。

このため、特開昭58−69556号公報に開示され
ているように、チヤンネル内を通すことのできる
熱焼灼プローブ（ヒータプローブ）に、加熱及び
冷却の応答性の良好な発熱素子を用いた加熱治療
装置がある。

上記従来例は、発熱素子としてツエナーダイオ
ードあるいは電子なだれダイオードを用い、且つ
その熱容量が小さいもの（つまり質量が小さいも
の）を用いているので、発熱素子へ供給される電
力をオン，オフ制御した際の加熱及び冷却の熱応
答性が良好であり、周辺組織を壊死させる欠点が
殆んどなく、所望とする部位のみ止血を行うこと
ができ、都合の良い装置である。

しかしながら、上記発熱素子は、熱応答性を良
好にするためには、小さな熱容量の素子に対して
単位時間に消費する電気量が非常に大きく、且つ
その温度上昇分も非常に大きくなつてしまい、最
大定格を大きく越える厳しい条件のもとでの繰り
返しの使用に対しては特性の劣化が避けられない
という問題点があつた。

従つて、繰り返し使用すると、発熱素子の特性
の劣化によつて発熱量が変化し、対象部位に応じ
た発熱量で治療しようとする場合、実際の発熱量
が設定された値からずれしまうため、適切な治療
を行えなくなる欠点が生じる。又、劣化が進む
と、使用中に破壊する虞れがあり、治療処置を中
断しなければならない等信頼性に問題がでてく
る。

〔発明の目的〕

本発明は上述した点にかんがみてなされたもの
で、発熱素子が許容範囲内に収まらない程度に劣
化した場合、これを検出できるようにして、常に
適正な状態での治療処置を行えるようにするため
の加熱治療装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は発熱素子に定電流を供給し、その発熱
素子における電圧降下分が許容範囲内にあるか否
かを比較検出することによつて、発熱素子の特性
の劣化を検出できるようになつている。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照して本発明を具体的に説明す
る。

第１図ないし第３図は本発明の１実施例に係
り、第１図は１実施例における主要部の構成を示
し、第２図は第１図の具体的回路構成を示し、第
３図は１実施例の外観を示す。

第３図に示すように１実施例の加熱治療装置１
は、斜面状のパネル２を前面に設けた電源ボツク
ス３と、この電源ボツクス３の前面下部に着脱自
在に装着される細長のヒータプローブ４と、コネ
クタで着脱自在になるフツトスイツチ５と、側面
に取付けられる送水用タンク６とで構成されてい
る。

上記ヒータプローブ４は図示しない内視鏡の中
空チヤンネル内を挿通できる細径で可撓性のプロ
ーブ部８を経て先端部７内に収納した発熱素子に
通電するために、プローブ部８内には同軸ケーブ
ルが挿通されると共に、洗浄水を送水するための
送水路が設けてある。しかして、ヒータプローブ
４の手元側の電気コネクタ９と送水コネクタ１０
を電源ボツクス３に装着すると共に、フツトスイ
ツチ５のコネクタも電源ボツクス３に装着した状
態で、フツトスイツチ５の送水（洗浄）スイツチ
側を押圧することによつて、送水用タンク６洗浄
液を送水路を経て送水し、ヒータプローブ４の先
端部７のノズルから患部に向けて噴射して栓浄し
たり、フツトスイツチ５の加熱スイツチ側を押圧
することによつて、同軸ケーブルを経て発熱素子
を加熱できるようになつている。

尚、上記洗浄水の噴出量及び発熱素子の加熱量
は、パネル２に設けた設定ボタン２ａ，２ｂで患
部に応じて選択設定できるようになつている。

又、電源ボツクス３は、電気系と、送垂系とを
扱うため、第３図における電源ボツクス３の例え
ば破線Ａで示す位置に中間シヤーシを設けて、上
部側の電気系と下部側の送水系とを分離して安全
性を確保すると共に、各系についてそれぞれ分離
して作業した後に組立てることによつて完成品に
することができるという製造工程も容易にできる
ようにしてある。

ところで１実施例におけるプローブ劣化検出機
能を含む電気系（プローブ駆動回路という）の主
要部の構成は第１図に示すようになつている。

プローブ駆動回路１１は、定電流回路１２と、
この定電流回路１２によつて定電流が供給される
発熱素子としてのツエナーダイオード１３と、該
ツエナーダイオード１３の例えばカソード側の電
圧を取り込み、所定の比較電圧と比較する比較回
路１４と、この比較回路１４の判別出力を取り込
み、その判別結果に応じてそのままの作動状態を
保つたり、劣化を警告するアラーム回路１５等を
作動させたりするコントロール回路１６と、
LEDパネル１７に表示された発熱量を検出する
発熱量検出回路１８とからなる。

尚、上記コントロール回路１６は、比較回路１
４の出力をツエナーダイオード１３への通電と同
時には取り込まないで、電流を流し始めてから例
えば50〔msec〕の後にその判別出力を取り込むよ
うになつている。これは、電圧の安定化を持つた
めのことと、さらには使用時の度ないしはこれに
近い温度までツエナーダイオード１３を加熱し
て、この加熱使用状態において判別を行うためで
ある。

ところで、上記コントロール回路１６は、上記
ツエナーダイオード１３の劣化の判別に係る制御
機能の他に、上述したパネル２の設定ボタン２
ａ，２ｂの操作内容に応じて、対応するLEDパ
ネル１７を点灯あるいは消灯の制御と共に、前記
操作内容に応じて発熱量検出回路１８の時定数パ
ラメータの設定制御等を行うようになつている。

上記ツエナーダイオード１３は、例えばツエナ
ー電圧Vzが略20〔Ｖ〕で、最大定格が５〔Ｗ〕タ
イプのものが用いられている。しかして、このツ
エナーダイオード１３のアノードは定電流回路１
２の負の給電端−Vcc（Vcc＝15V）に接続されて
おり、そのカソードは定電流回路１２の制御用ト
ランジスタ１２ａのエミツタに抵抗R₁を介して
接続されている。尚、ツエナーダイオード１３の
ツエナー電圧のばらつき等がある場合にも、それ
ぞれ所定の発熱量に相当する電流値及び制限電流
値に設定できるようにププローブ４内には固定抵
抗とか可変抵抗が設けてあり、可変抵抗で容易に
調整できるようになつている。

上記定電流回路１２は、例えば第２図に示すよ
うに定電圧用IC（μA723）１２ｂが用いられ、こ
のIC１２ｂによつて、制御用トランジスタ１２
ａのコレクタ・エミツタ電流を所定の電流値、例
えば530〔mA）に制御するようになつている。従
つて、ツエナーダイオード１３での電力消費は20
〔Ｖ〕×0.53〔Ａ〕＝10.6〔Ｗ〕となり、最大定格を
大きく超える状態で使用されるようになつてい
る。又、このツエナーダイオード１３の収納され
た先端部８の熱容量はツエナーダイオード１３の
熱容量を含めても十分小さく、ツエナーダイオー
ド１３への通電と共に速やかに高熱になるように
してある。従つて、ツエナーダイオード１３の周
囲温度に対しても最大定格を越える状態で通常使
用されるようになつている。

尚、上記定電圧IC１２ｂは、電流制限端子C_LTM
を備え、この端子C_LTMで出力電流の最大値を制限
できるようになつており、フオトカプラを形成す
るフオトトランジスタPa₁が導通されると、出力
電流の制限が解除されるようになつている。しか
して、このフオトカプラを形成する発光ダイオー
ドPa₂は、コントロール回路１６を形成するワン
チツプマイクロコンピユータ（以下マイコンと略
記）１６ａの端子C₁から出力される信号で点灯
又は消灯の制御がなされるようになつている。

上記ツエナーダイオード１３の劣化判別を行う
比較回路１４は、第２図に示すように比較器１４
ａの一方の非反転入力端がツエナーダイオード１
３のカソードに接続され、他方の反転入力端には
基準電圧Vsが印加されるようになつており、こ
の基準電圧Vsとしては例えば（−15＋20）〔Ｖ〕
に設定されている。従つて、ツエナーダイオード
１３が劣化していない正規の状態においては、比
較器１４ａの出力は非反転出力であり、出力端の
フオトカプラを形成する発光ダイオードPb₁は点
灯せず、従つて、この発光ダイオードPb₁と対に
なるフオトトランジスタPb₂は導通せず、マイコ
ン１６ａの端子C₂はローレベルに保持される。
しかして、ツエナーダイオード１３が繰り返し使
用されて、特性が劣化し、そのツエナー電圧Vz
が20〔Ｖ〕以下になると、比較器１４ａの判別出
力は反転出力の劣化信号が出力され、フオトダイ
オードPb₁は点灯（発光）し、これと対になるフ
オトダイオードPb₂は導通し、端子C₂はハイレベ
ルになり、この劣化信号によつてマイコン１６ａ
はアラーム回路１５に警告作動用信号を出力し、
アラーム回路１５を作動させ、使用者に劣化の警
告等を与えるようになつている。（これと共に、
端子C₄からハイレベルの信号を出力させること
によつて、フオトダイオードPd₁を発光させ、定
電流回路１２のフオトトランジスタPd₂を導通さ
せ、ツエナーダイオード１３側に電流を出力しな
いようにできる。勿論、これを行わないで警告の
みでも良い。） ところで、パネル２の設定ボタン２ｂで発熱量
（より正確には通電量）が設定された場合、その
設定値に達したことを検出するために、定電流回
路１２の制御用トランジスタ１２ａコレクタ側の
抵抗R₂両端の電圧がバツフア１８ａを介し、さ
らにマルチプレクサ１８ｂを経て抵抗r₁，…，r₆
における選択設定された抵抗と、コンデンサC₁
の容量との時定数で設定された積分回路１８ｃを
介して所定の通電量（値）に達すると、比較器１
８ｄの出力を反転させて発光ダイオードPc₁を消
灯させ、この発光ダイオードPc₁と対になるフオ
トトランジスタPc₂を遮断させ、このハイレベル
の信号がインバータを経てマイコン１６ａの端子
C₃に入力されると、マイコ１６ａは端子C₄から
光ダイオードPd₁を発光させて定電流回路１２の
フオトトランジスタPd₂を導通させて、ツエナー
ダイオード１３側に供給されていた電流を遮断す
るようになつている。

尚、上記マルチプレクサ１８ｂは、マイコン１
６ｂからの出力信号で制御されると共に、このの
力信号は、パネル２の設定ボタン２ｂの操作内容
に対応して形成されるようになつている。第２図
では制御ラインが１本であるが、マイコン１６ａ
からの３ビツトの信号出力で比較器１８ａの出力
を（図示の如くの並列接続でなく）直列接続の抵
抗の直列抵抗数を選択させて時定数を可変設定さ
せるようにしても良い。尚、発光ダイオードPd₁
が発光すると、フオトトランジスタPd₂が導通し
て電流が遮断されると共に、図示しないフオトカ
プラによつて、積分器１８ｃのコンデンサC₁が
導通し、リセツトされるようになつている。

このように構成された１実施例の動作は次のよ
うになる。治療した際等に患部が出血した場合、
送水量設定ボタン２ａを適宜値に設定し、フツト
スイツチ５の送水スイツチ部を押圧することによ
り、患部周辺を洗浄できる。尚、送水量の設定制
御もマイコン１６ａで行われる。しかして発熱量
設定ボタン２ｂで患部に応じた通電量に選択設定
し、ヒータプローブ４の先端部７を患部に押し当
てた状態で、通電スイツチ部を押圧すると、ヒー
タプローブ４の先端部７に収納されたツエナーダ
イオード１３に所定の電流が供給され、この通電
によつて非常に速い立ち上がりでツエナーダイオ
ード１３は発熱する。この先端部７の熱容量は非
常に小さいので、通電と共に高速度で高い温度に
まで達し、先端部７が押し当てられている出血部
分の血が熱で凝固される。ところで設定ボタン２
ｂの選択操作によつて、マイコン１６ａを介して
マルチプレクサ１８ｂが対応する抵抗r₁〜r₆のい
ずれかと導通して、積分回路１８ｃは所定の時定
数に設定されているため、上記ツエナーダイオー
ド１３への通電が開始されると、積分回路１８ｃ
は積分を開始し、所定の通電量になると、比較器
１８ｄの出力が反転し、発光ダイオードPc₁が消
灯し、フオトトランジスタPc₂は遮断する。しか
してこの信号はマイコン１６ａに入力され、例え
ば端子C₄から発光ダイオードPd₁を発光させ、定
電流回路１２のフオトトランジスタPd₂を導通さ
せ、ツエナーダイオード１３側への電流を遮断す
る。尚、通電時にはブザーを作動させて、通電を
行つていることを使用者に知らせ、通電を確認で
きるようになつている。

上記通電が停止されると、ツエナーダイオード
１３を収納している先端部７の熱容量は非常に小
さいため、熱伝導でわずかな熱量の損失に対して
もその温度低下量が大きく、従つて、先端部７の
温度は押し当てられている患部周辺側の温度に速
やかに近づいていくことになる。つまり、先端部
７は通電停止になると、患部と共に速やかに冷却
されることになる。従つて、血を凝固させて、止
血処理した際、冷却速度が早いため、先端部７が
押し当てられた患部以外が高い温度まで加熱され
るまでは至らず、患部周辺の組織が壊死されるこ
とを防止できる。

上記ツエナーダイオード１３は、できるだけ小
さい熱容量のもの、つまり小さい質量のもので、
定格をはかるに越える電気出力で使用されるの
で、繰り返し使用すると、次第にツエナー電圧
Vzが低下する。しかして、そツエナー電圧Vzが
所定の値、例えば20〔Ｖ〕以下になると、比較回
路１４で検出され、劣化と判別した反転出力によ
つて発光ダイオードPb₁が発光し、これと対にな
るフオトトランジスタPb₂が導通し、この判別出
力が例えば50〔msec〕遅れてマイコン１６ａに取
込まれる。しかして、マイコン１６ａはこの判別
信号が入力されることよつて、アラーム回路１５
を作動させて、ツエナーダイオード１３が劣化状
態にあることを警告することになる。この劣化状
態で使用しない様に、マイコン１６ａは端子C₄
からハイレベルの制御信号を出力して、インバー
タを介して発光ダイオードPd₂を発光させ、定電
流回路１２のフオトトランジスタPb₂を導通し
て、ツエナーダイオード１３に通電されるのを阻
止する状態に保持される。

尚、劣化判別をツエナーダイオード１３の劣化
の初期の状態で検知するように設定した場合に
は、その検知出力でアラーム回路１５のみを作動
させ、早い機会に取り換えるように告知させるよ
うに機能させることもできる。この場合、例えば
通常の使用状態で第１回ないし数回分の治療処理
が行えるような劣化の程度を検知できるような基
準電圧値にし、使用前に作動させることによつ
て、ヒータプローブ４又はツエナーダイオード１
３等を取り換える必要があるかを調べれば、処置
中に取り換えなければならない程の劣化状態であ
るとの判別がなされることがなくなり治療処置を
中断しなければならないことを防止できる。

又、比較回路１４として、異る基準電圧Vz₁，
Vz₂に設定した２つの比較器を設け、その一方は
劣化の初期の段階を検知し、（この場合の基準電
圧をVz₁とするとVz₁＞Vz₂）、他方は劣化のさら
にすすんだ状態を検知し、前者の劣化検知信号で
アラーム回路１５を作動させ、後者の劣化検知信
号が出力された場合には、ツエナーダイオード１
３への給電を防止するような構成にすることもで
きる。尚、さらに比較回路として３個設け、劣化
の初期，中期，後期を検出して対応する処置をさ
せることもできる。

尚、上記１実施例においては、コントロール回
路１６にマイコン１６ａを使用しているが、これ
を使うことなく、例えば比較回路１４の出力で直
接アラーム回路１５を作動させたり、フオトカプ
ラを介して定電流回路１２の電流を遮断させるこ
ともできる。同様に、所定の通電量に達した場
合、例えば発光ダイオードPc₁を発光させ、これ
と対となるフオトトランジスタPc₂をマイコン１
６ａ側に設けないで、定電流回路１２のフオトト
ランジスタPd₂にして、電流を遮断させることも
できる。

又、設定ボタン２ｂによつて、対応するLED
を直接点灯させたり、マルチプレクサ１８ｂの導
通端子の選択を直接制御させるようにしても良
い。

尚、定電流回路１２としては公知となつている
さまざまの回路構成のものを用いることができ
る。

尚、本発明の発熱素子としてはツエナーダイオ
ード１３に限らず、アバランシエダイオード等電
子なだれ現象を利用したダイオードを用いること
ができる。

さらに、これらダイオードに限らず、一般のダ
イオードあるいはトランジスタ等の半導体あるい
はサーミスタ等を含む半導性素子を用いた場合で
も、同様に近い機能をさせることができる場合も
ある。

尚、劣化判別をする際、通電した状態から遅延
させて動作させる場合で、マイコン１６ａを用い
ない場合には、例えば第２図における比較器１４
ａの出力側に積分器出力で作動するアナログスイ
ツチを設けて、前記積分器を通電と共に作動さ
せ、この積分出力があるレベル以上に達すること
によつてアナログスイツチが導通するように遅延
させることによつて実現できる。（前記あるレベ
ルをより正確に設定するには比較器でコンパレー
トさせれば良い。この他、アラーム回路１５側で
通電時から遅延させて作動させることによつて、
遅延作動させても良い。

尚、判別出力が正常である場合にも正常である
ことを使用者側に告知するように例えばLED等
を発光させることもできる。

劣化しているとの判別出力で作動するアラーム
回路１５としては、ブザー等の聴覚的告知手段と
かあるいは発光色の顕著なLED等視覚的告知手
段、又はこれらを両方作動させる等しても良い。

尚、上記半導体素子としては、熱応答性を良好
にするため、熱容量ができるだけ小さくできるも
のが望ましいため、一般に定格を越える電気出力
あるいは定格を越える周囲温度等の使用条件で使
用されるが、患部あるいは発熱素子によつては定
格以内で使用させても良い場合がありうる。

又、劣化の判別が、発熱素子への通電時から遅
延作動させるものに限定されるものでない。

尚、本発明は、内視鏡のチヤンネル内を挿通し
て使用する場合に限定されるものでない。

又、本発明は、止血用の装置のみならず、患部
を加熱殺菌等して治療する場合にも用いることが
できる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、発熱素子の
劣化の検出手段を設けてあるので、特性が劣化す
ると、アラーム回路が作動して、使用者はヒータ
プローブ又は発熱素子を取り換える等適当な処置
をすることができる。従つて、特性が劣化した状
態での発熱量が設定値からずれてしまつたり、信
頼性が低下した不適当な状態での使用を防止でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の１実施例に係
り、第１図は１実施例の電気系の概略の構成を示
すブロツク図、第２図は第１図の具体的回路構成
を示す回路図、第３図は１実施例の装置全体を示
す斜視図である。 １…加熱治療装置、２…パネル、３…電源ボツ
クス、４…ヒータプローブ、１１…プローブ駆動
回路、１２…定電流回路、１３…ツエナーダイオ
ード、１４…比較回路、１５…アラーム回路、１
６…コントロール回路、１７…LEDパネル、１
８…発熱量検出回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内視鏡の処置具用チヤンネル等に挿通できる
   細長のプローブの先端に熱容量が小さく、最大定
   格を越える条件ないしはこれに近い条件で使用さ
   れ、電子なだれ現象を利用した半導体発熱素子を
   収納して、該発熱素子への通電により、プローブ
   の先端を加熱して止血等の治療処置を行うための
   加熱治療装置において、前記発熱素子へ電力を供
   給する定電流源と、発熱素子における電圧降下分
   を所定の値と比較して、該発熱素子の劣化を判別
   する比較回路と、劣化と判別した場合の判別出力
   で作動するアラーム回路とを有することを特徴と
   する加熱治療装置。 ２ 前記劣化と判別する場合の判別出力は、前記
   発熱素子に通電された時から遅延して作動する遅
   延手段を有することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の加熱治療装置。 ３ 前記発熱素子はツエナーダイオードとしたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の加熱
   装置。