JPH05337125A - 液体ビーム式切断方法および装置 - Google Patents

液体ビーム式切断方法および装置

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JPH05337125A
JPH05337125A JP5003993A JP399393A JPH05337125A JP H05337125 A JPH05337125 A JP H05337125A JP 5003993 A JP5003993 A JP 5003993A JP 399393 A JP399393 A JP 399393A JP H05337125 A JPH05337125 A JP H05337125A
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pressure
cutting
liquid
nozzle
pump
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JP5003993A
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Horst-Guenter Rau
ホルスト‐ギュンター、ラウ
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Dornier Medizintechnik GmbH
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Dornier Medizintechnik GmbH
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 器官組織特に実質組織を高圧液体で切断する
方法とその装置において、高い切断速度並びに切断品質
の向上が達成されるように改良する。 【構成】 切断液体ビームに電気高周波が重畳され、こ
れにより選択的な切断作用において小さな脈管の補助的
な凝固を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、器官組織、特に実質組
織、を高圧液体で切断する方法とその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】今日の肝臓切除方法は肝臓を種々の葉お
よび分節に分割することに基づいている。この肝臓は門
脈域の範囲における導入脈管の分岐並びに排出肝臓静脈
の限局に支えられている。肝臓転移の切除の場合および
原発性の肝臓腫瘍の場合、健全な実質組織をできるだけ
節約して腫瘍を除去する必要がある。この場合次のよう
な問題を解決しなければならない。 １．切除はできるだけ少ない失血のもとで行う。 ２．切除時間はできるだけ短くする。 ３．導入血管（肝臓動脈および門脈）は、器官にとって
有害な温熱貧血時間をできるだけ短くするか避けるため
に、できるだけ短時間しか挟みつけないか全く挟みつけ
ない。 ４．中央分節を切除する際、後続するセグメントの供給
および排出脈管および胆管が傷ついてはならない。
【０００３】従来の熟練した指屈曲方式はこれらの厳し
い要求に十分に応えられない。この場合実質組織は大き
な脈管を隔離し結紮するために指の間で挟み潰される
（Pachter 1983) 。この理由から肝臓外科においては常
に多くの技術的補助手段が利用される。レーザーおよび
高周波電気焼灼子のような熱的方法（これらは実質組織
と脈管構造との区別ができず、従って今日では重要でな
い）の他に、超音波吸引器が有利に得られている（Hodg
son 1979, 1984、Scheele 1989) 。この場合吸引装置を
備えた金属管が超音波によって軸方向に振動させられ
る。この方式によれば種々の組織抵抗のために選択的な
切断即ち脈管と実質組織との分離ができる。抵抗性脈管
は良く見える場合に個々につかまれ結紮される。これに
よって明らかに失血を減少させられる。しかし切断速度
は小さいので、手術時間は指屈折方式に比べて長くな
る。
【０００４】ジェット・カッティング方式の場合、高圧
ポンプを介して液体にポテンシャル・エネルギーが与え
られる。液体は高圧配管を介してノズルに送られ、この
ノズルにおいてポテンシャル・エネルギーは運動エネル
ギーに変換される。液体圧力ｐと液体ビームの流出速度
ｖとの間に次式が成立する。 ｖ＝μ＊（２ｐ／ｑ）1/2 ここでｑは液体の粘性である。エネルギー変換の際に生
ずる損失は、主にノズルの幾何学的形状で決まる流出係
数μによって決定される。従ってこれは、実際のビーム
速度と理論的に達成できるビーム速度との比率に対する
大きさである。
【０００５】空気における拡散液体ビームの形状は YA
NAIDA 1980 に記載されている。核心領域に密の乱流液
体ビームが存在し、これは距離が増大するにつれて液体
ボールおよび水滴に分解する。連続的なビーム範囲にお
いて軸方向速度はほぼ一定しており、これは水滴状の範
囲において溶液範囲で突然低下するまで減少する。
【０００６】実質組織における水ビームによる切断（ジ
ェット・カッティング) に対して、直径が０．０５〜
０．２ｍｍのノズルにおいて１０〜５０バールの圧力値
が実証されている（Bengmark 1987 、Papachristou 198
2 、Une 1989 、Rau 1990) 。この場合柔らかい肝臓実
質組織は硬い脈管および胆管から洗い流される。これに
よってこの構造は明白に表れ、超音波吸引器の場合と同
様に絶縁してつかまれ結紮される（Bengmark 1987 、Pa
pachristou 1982 、Une 1989 )。この方式の利点は同じ
切断品質において切断速度が非常に高いことにある（Ra
u 1989、1990) 。更にこの方式は非接触式の作業を可能
にする。分けても重大なのはこの方式は簡単で超音波吸
引器よりも安価である。
【０００７】凝固の分野において FA.Erbeのアルゴンビ
ームが知られている。その場合アルゴンガスは高周波を
介してイオン化され、このエネルギーが凝固のために組
織に伝達される。この方式ではもっとも切断はできな
い。
【０００８】非接触式で凝固するために高周波を適用す
ることが記載されている(Reidenbach 1988) 。この場合
伝導伝達体としてＮａＣｌ溶液が利用されている。しか
しこの方法は、普通の金属電極の凝固すべき組織との接
着を避けるためにしか使用されない。この場合高圧ビー
ムの選択的な切断作用は全く考慮されていない。正にこ
の点において全く異なっている。
【０００９】ヨーロッパ特許第２８０９７２Ａ１公報に
おいて液体ビーム式切断装置が知られており、そのハン
ドピースは切断ビームが流出する切断ノズルの他に凝固
電極を有している。この装置は、手術中において切断／
凝固の交換の際の取扱いを単純にするためにしか使用さ
れない。切断および凝固は時間的にずらして互いに無関
係にその都度公知の方式で行われる。
【００１０】上述のジェット・カッティング（Bengmar
k、Une 、Papachristou、Beer) は、切断溶液のポンプ
系統からの完全な分離を許されないピストンポンプ系を
利用している。
【００１１】これまでにジェット・カッティングは臨床
的に採用され、実験的に得られた経験が実証できた
（（Bengmark 1987 、Papachristou 1982 、Une 1989
)。それにも拘わらずこの方式の実行性は認められてい
ない。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、公知
の装置および方法を、高い切断速度並びに切断品質の向
上が達成されるように改良することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明によればこの目的
は、特許請求の範囲請求項１の方法および請求項７の装
置によって達成される。本発明の有利な実施態様は他の
請求項に記載されている。
【００１４】
【作用】本発明に基づいて公知のジェット・カッティン
グは高周波凝固と組み合わされ、詳しくは液体切断ビー
ムに電気高周波が重畳されるように組み合わされる。こ
れによって選択的な切断作用において小さな脈管の補助
的な凝固ができ、これによってほぼ無血の切断が達成さ
れる。両方式の組合せの主な利点は、切断速度の上昇お
よび失血の明白な減少とこれに伴う患者の負担の最小化
にある。
【００１５】ジェット・カッティングと高周波凝固との
本発明に基づく組合せの実施に対する条件は、切断液体
と圧力発生装置との電気的および衛生的な完全な分離に
ある。従って特別な圧力発生装置の開発が必要である。
【００１６】切断ビームに電気高周波が印加されるよう
にするために、切断液体として導電性の液体が利用され
ねばならない。好適には生理的電解溶液あるいは高張溶
液が利用される。有利には切断液体は、流出速度を高め
るために表面張力を低下する添加物が混合されている。
【００１７】有利な実施態様において切断液体はノズル
出口の前で加熱される。これによって同様に表面張力が
高められる。更に液体ビームの形成に対するパラメータ
を適当に選択した際に加熱によって既に熱的凝固が達成
されるか、あるいは切断ビームに重畳された高周波の凝
固作用が更に強められる。
【００１８】５〜２０％ＮａＣｌ溶液、１０〜１００バ
ールの運転圧力および直径０．０５〜０．２ｍｍのノズ
ル横断面積を利用し、１００〜１０００ｋＨｚの周波数
範囲の高周波および１２００Ｖ以上、好適には１２００
〜３０００Ｖの電圧Ｕeff を投入した状態で次のような
特性の切断ビームが発生される。即ちノズル出口の後ろ
約５ｍｍのジェット・ビームの溶液範囲において、切断
すべき組織に対して帯黄色アークが点火する。鋭い切り
口、凝固した小さな毛管および保たれた大きな脈管を持
った切断が生ずる。切断面は血液が乾いている。この方
法は実質組織外科の改善を意味し、肝臓、膵臓、脾臓、
腎臓などにおける拡大した外科治療の可能性を開示す
る。
【００１９】
【実施例】以下図に示した実施例を参照して本発明を詳
細に説明する。
【００２０】以下に述べるすべての圧力発生系統は切断
溶液から電気的および衛生的に完全に分離されている。
そのようにしてしか高周波凝固剤の投入はできない。そ
のエネルギーは細い液体ビーム（好適なパラメータ：ビ
ーム太さは０．０５〜０．２ｍｍ、圧力は１０〜１００
バール）を介して切断すべき組織に伝達される。このた
めに導電性の液体（例えばＮａＣｌ５〜２０％）が利用
される。３００ｋＨｚの高周波、２０００Ｖの電圧にお
いて１２０Ｗまでの出力の伝達が実験的に実証できた。
【００２１】圧力の発生は圧縮空気駆動式の高圧ポンプ
３を介して行われる。ポンプ３は空気圧接続口１を介し
て７〜１０バールの空気圧で駆動され、未殺菌液体、例
えばＨ2 Ｏに５００バールまでの圧力を発生する。この
圧力は圧力平衡容器４を介して圧力室５に導かれる。圧
力室５は隔膜６を有している。この隔膜６は、ハンドピ
ースに設けられているノズル８を介して高圧液体ビーム
として切断するために利用される液体に圧力を伝達す
る。切断溶液は圧力室５の中に電気絶縁して入れられて
いる市販の注入袋７の中にある。これによって２つの別
個の作業回路が存在しており、その加圧切断液体に対す
る回路は閉じられ、無菌状態にされている。このように
して、手術中および噴射ビームを介しての電気高周波の
補助的な供給中において無菌の作業ができる。電流制限
装置を有する高周波発生器１１によって、電気高周波信
号が発生され、ノズル８付きのハンドピースに導かれ
る。高周波信号はフットスイッチ１０によって投入され
る。しかしフットスイッチをハンドピースに直接設けら
れるオン・オフスイッチに換えることもできる。上述の
装置によって５００バールまでの圧力が発生できる。
【００２２】図２から図４に示されている本発明の他の
有利な実施形態は、切断液体の内部に圧力を発生するた
めに蠕動ポンプを利用することによって生じている。蠕
動ポンプは一般に、供給すべき媒体が内部に存在する可
撓性の圧力ホースおよび圧力を発生するためにこの圧力
ホースに押しつけられる手段（例えばポンプフィンガ）
を有している。切断液体は図２から図４における装置に
おいてそれぞれ貯蔵容器から蠕動ポンプの圧力ホースを
介してノズルに導かれる。
【００２３】最大１００バールまでの低い圧力に対して
は、図２に示すように、ローラポンプ２３として形成さ
れている蠕動ポンプによる単純な圧力発生方式で十分で
ある。貯蔵容器２１から噴射溶液が高圧ホース２４を介
してローラポンプ２３およびハンドピース２９における
ノズルに導かれる。噴射溶液内の運転圧力は圧力検出器
２５、例えばストレーンゲージあるいはマノメータによ
ってコンピュータ２６に与えられ、そこで所定の目標値
に調整される。ここでは高周波発生器２８の高周波電流
はハンドピース２９に直接配置されているスイッチ２７
において投入される。ここでも高圧力系統は無菌の噴射
溶液から完全に分離されている。この方法の場合、使用
済みの噴射溶液の交換は、ここでは圧力室を開く必要が
なく従って切断作業を中断する必要がないので簡単であ
る。
【００２４】図３に示すように、無菌の噴射溶液を圧力
発生系から分離する原理に従うためおよび同時に圧力ホ
ース３８内に生ずる空気溜め効果を制御するために、線
形蠕動ポンプ３２が採用される。この場合、ステップモ
ータ３９で駆動される個々に制御できるポンプフィンガ
４０は圧力を発生するために高圧ホース３８に押しつけ
られる。ステップモータ３９はモニタ３６を有するコン
ピュータ３５で作動される。そのように制御される圧力
発生方式によって脈動運転もできる。
【００２５】空気溜め効果は、ポンプ３２の遮断後に水
ビームがまず遅れて途切れるようにする。この線形蠕動
ポンプによって複数のポンプフィンガ４０が同時に戻さ
れ、これによって水ビームの即座の中断が達成できる。
制御は図２に記載されていると同様に行われる。高周波
発生器３７の高周波電流はハンドピース３４におけるス
イッチにおいて投入される。その代わりにフットスイッ
チも利用できる。加熱装置４２によって切断液体の温度
は上昇される。そのために加熱装置４２は、ポンプ３２
とノズル３４との間の範囲で高圧ホース３８に設けられ
ている加熱コイルおよびその熱交換器に結合されてい
る。
【００２６】図４の装置においては、圧力発生装置は線
形ポンプ６３から成っており、その噴射溶液は高圧ホー
ス５９を介してノズル６２に導かれる。この場合ウォー
ム軸５５はモータ５４で駆動され、ウォーム軸５５はポ
ンプフィンガ５６を圧力ホース５９に押しつける。この
ポンプは電子式に予め選択できる運転圧力に応じてコン
ピュータ５３によって制御される。ポンプ還流は、遮断
後にホース系統において空気溜め原理に基づいてなお存
在する残留圧力が排出される働きをする。高周波発生器
６１の高周波信号の投入および噴射溶液の運転圧力はフ
ットスイッチ６０によって制御される。その代わりにハ
ンドピースにおける手動スイッチも利用できる。
【００２７】上述のすべてのポンプ系統において、圧力
発生媒体からの噴射溶液の電気的切離しが実現される。
この条件のもとでしか高周波凝固剤の高周波エネルギー
の投入はできない。更に圧力ホースを通しての圧力発生
装置への高周波漏洩電流をできるだけ小さくするため
に、圧力ホースが巻きつけられている絞りを利用するか
又は高周波フィルタを利用するのがよい。圧力ホースの
内径をできるだけ小さくする方式もある。
【００２８】図５ａは、ノズルと補助的な吸出し装置お
よび洗浄装置を持ったハンドピースの有利な実施例を示
している。切断ビーム７７が流出するノズル７１は、断
面円形の吸出し通路７３の中心に配置されている。ノズ
ルの流出方向は吸出し通路の主軸に対して平行に延びて
いる。吸出し通路７３における渦流は外部ポンプ（図示
せず）による負圧によって生ずる。ノズル７１は吸出し
装置から電気的に絶縁されている。噴射ビームによって
旋回される細かい水滴は吸出し通路７３における渦流に
よって吸い出される。
【００２９】吸出し通路７３の囲いは二重に行われてい
るので、洗浄液は囲いの内部室を通して導かれる。以下
において洗浄液通路と呼ぶ内部室７２は断面リング状を
している。洗浄液通路７２から流出する洗浄液７８は水
カーテンのように作用するので、切断ビーム７７で旋回
される細かい水滴は抑えられる。洗浄液は更に噴射溶液
を希薄にすることができる。吸出し通路７３を介して洗
浄液および噴射液が吸い出される。
【００３０】ここに図示したハンドピースの他に、吸出
し通路の横断面およびこの吸出し通路内におけるノズル
の配置に対して別の目的に適った形態も考えられる。こ
のための一例が図５ｂに示されている。ここでは吸出し
通路７３は断面ほぼ腎臓形をしており、そのノズル７１
は吸出し通路７３の壁に接している。図５ａと同様に吸
出し通路７３の囲いは二重に形成されているので、内部
室７２は洗浄液通路を形成している。
【００３１】他の有利な実施態様（図示せず）において
ハンドピースはレーザーおよび送風機あるいは温風送風
機を有している。
【００３２】最低侵入外科療法に採用するためにハンド
ピースは小型に作られ、これは内視鏡的作業通路を介し
て人体の中に挿入することもできる。
【００３３】
【発明の効果】本発明によれば、切断液体ビームに電気
高周波が重畳され、これにより選択的な切断作用におい
て小さな脈管の補助的な凝固が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく装置の概略構成図。
【図２】本発明に基づく装置の異なった実施例の概略構
成図。
【図３】本発明に基づく装置の更に異なった実施例の概
略構成図。
【図４】本発明に基づく装置の異なった実施例の概略構
成図。
【図５】補助的な吸出し装置および洗浄装置を持った切
断ノズルの実施例の概略構成図。
【符号の説明】
２，２１，３１，５１ 切断溶液の貯蔵容器 ３，２３，３２，６３ 高圧ポンプ ５ 圧力室 ６ 隔膜 ８，２９，３４，６２ ノズル付きハンドピース １０，２７，４１，６０ スイッチ １１，２８，３７，６１ 高周波発生器

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】切断液体が圧力発生装置によって所定の運
    転圧力にされ、圧力を与えられた切断液体が切断ビーム
    としてノズルから流出して器官組織を切断する液体ビー
    ム式切断方法において、 切断液体が圧力発生装置から電気的および衛生的に分離
    して導かれ、切断液体が導電性を有し、切断ビームに電
    気高周波が印加されることを特徴とする液体ビーム式切
    断方法。
  2. 【請求項２】切断ビームに１２００Ｖ以上の電圧におい
    て１００〜１０００ｋＨｚの電気周波数が印加されるこ
    とを特徴とする請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】ノズル開口が０．０５〜０．２ｍｍの直径
    を有していることを特徴とする請求項１又は２記載の方
    法。
  4. 【請求項４】制御回路によって切断液体の圧力が所定の
    運転圧力に調整されることを特徴とする請求項１ないし
    ３のいずれか１つに記載の方法。
  5. 【請求項５】流量測定および圧力測定に関連して、ノズ
    ル閉塞および漏洩を報知し場合によっては圧力発生を零
    にする安全装置が制御されることを特徴とする請求項１
    ないし４のいずれか１つに記載の方法。
  6. 【請求項６】切断液体が加熱されることを特徴とする請
    求項１ないし５のいずれか１つに記載の方法。
  7. 【請求項７】切断液体に圧力を供給するための圧力発生
    装置、圧力を供給された切断液体が流出するノズルを持
    ったハンドピース、および凝固するための電気高周波発
    生器を有している器官組織を切断するための液体ビーム
    式切断装置において、 圧力発生装置が電気的および衛生的に切断液体から分離
    され、切断液体が導電性を有しており、切断ビームに高
    周波発生器の信号が印加されることを特徴とする器官組
    織を切断するための液体ビーム式切断装置。
  8. 【請求項８】圧力発生装置が圧力媒体に必要な運転圧力
    を発生する空気圧で付勢される高圧ポンプ（３）を有
    し、圧力媒体における圧力が圧力室（５）内に存在する
    隔膜（６）を介して切断液体に伝達されることを特徴と
    する請求項７記載の装置。
  9. 【請求項９】圧力発生装置が、可撓性の圧力ホースと圧
    力を発生するためにこの圧力ホースに押しつけられる手
    段とを有する蠕動ポンプであり、切断液体が貯蔵容器か
    ら蠕動ポンプの可撓性圧力ホースを介してノズルに導か
    れることを特徴とする請求項７又は８記載の装置。
  10. 【請求項１０】蠕動ポンプがローラポンプ（２３）であ
    ることを特徴とする請求項９記載の装置。
  11. 【請求項１１】圧力発生装置が、ステップモータ（３
    ９）で個々に制御できる複数のポンプフィンガ（４０）
    が圧力ホース（３８）に押圧されるような線形蠕動ポン
    プ（３２）であることを特徴とする請求項９記載の装
    置。
  12. 【請求項１２】圧力発生装置がモータで駆動されるウォ
    ーム軸（５５）を有する線形蠕動ポンプ（３２）であ
    り、そのウォーム軸（５５）がポンプフィンガ（５６）
    を圧力ホース（５９）に押しつけることを特徴とする請
    求項９記載の装置。
  13. 【請求項１３】圧力発生装置がハンドピースにおいて又
    はフットスイッチによって投入されることを特徴とする
    請求項７ないし１２のいずれか１つに記載の装置。
  14. 【請求項１４】高周波発生器がハンドピースにおいて又
    はフットスイッチによって投入されることを特徴とする
    請求項７ないし１３のいずれか１つに記載の装置。
  15. 【請求項１５】ハンドピースが吸出し装置を有している
    ことを特徴とする請求項７ないし１４のいずれか１つに
    記載の装置。
  16. 【請求項１６】ハンドピースが洗浄装置を有しているこ
    とを特徴とする請求項７ないし１５のいずれか１つに記
    載の装置。
  17. 【請求項１７】ノズル（７１）が吸出し通路（７３）の
    内部に配置されていることを特徴とする請求項１５又は
    １６記載の装置。
  18. 【請求項１８】吸出し通路（７３）の囲いが二重に形成
    され、その囲いの内部（７２）が洗浄液通路として利用
    されることを特徴とする請求項１５ないし１７のいずれ
    か１つに記載の装置。
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