JPH06511175A - トロカールのための電気外科的制御器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 トロカールのための・　夕Ｅ　・制 御、　九咀の分野 人間又は動物の組織を切断するために必要とされるエネルギー、更に明確には組 織に直接当てられた切断器具の遠位先端部を流れるエネルギーに応答する電気外 科的発生器制御器。

２、　開示の背景 トロカール挿入式カニユーレを通しての、且つ特に動物又は人間の腹壁の組織を 通る開口部を用いての手術は手術による侵害の程度を最小限にするための重要な 手段になっている。侵害の減少は美容的成果を改善し、回復を短縮し且つ費用を 低減する。内視鏡による内部外科的処置及び器具は胆嚢、腸及び婦人科的手術を 含む種々の手術に対して利用可能であり且つ利用されている。腹壁を通る通路を 開は且つトロカールによるカニユーレの配置中白部器官に対する損傷を回避する ための適当且つ簡単な器具が必要とされる。

米国特許第３５９５２３９号は同軸的に通過する電極の形式をした閉塞物を有す るカテーテル管を開示しているにの閉塞物電極は組織を分割又は切断してこれに よりカテーテルが通過することのできる通路を形成するために使用される高周波 エネルギーを供給するように電気外科的発生器に接続されている。閉塞物の先端 部はカテーテル先端部を越えて延びており、切断を行うことが可能である。

カテーテルは先端部の近くの閉塞物の周りに且つカテーテルの先端部の内側に配 置されたリングによって閉塞物電極と共に移動される。閉塞物売端部の挿入中切 断を行うために必要とされるエネルギーに関連したインピーダンス又は負荷を検 出するだめの手段の開示はない。

米国特許第４８５６５３０号はカテーテル遠位先端部の大きさをこのカテーテル の遠位端部において遠隔操作により決定するための自動システムを開示している 。遠位先端部におけるコンデンサが近位にあるマイクロプロセッサまで延びた一 対の線に接続されており、このマイクロプロセッサはコンデンサの減衰定数を決 定してこれによりカテーテルの大きさを確定する。インピーダンス負荷により又 はその他の方法により組織を切断するために必要とされるエネルギーの対話式測 定の開示はない。

米国特許第４６５１２８０号は尿道一部切除中の電気外科的装置のためのプリセ ット式制御器を有するマイクロプロセッサを開示している。電気外科的装置の出 力についての電流監視用プローブが負荷に応答して、組織における及びこれの含 有物における差異が一部切除中の負荷に直接関係づけられた導電率の変化として 測定されるようになっている。を気外科的装置の変動及び出力電力はどのような 組織が一部切除されているかの測度である。電流変化は移相器に接続されたピー ク検出器によって検出されて、電流レベルに関係している制御信号が標本化保持 （サンプル及びホールド）回路に供給され、マイクロプロセッサによる処理のた めにアナログ−デジタル変換器により変換され得るデータを累積することができ るようになっている。

米国特許第３６０１１２６号は能動電極が組織を係合しているとき及び全手術処 理の間中にこの電極に一定レベルで電力を供給することを教示している。切断電 流を一定に維持するために基準電流振幅が使用される。身体の内腔への挿入時に エネルギーを監視し又はエネルギーの増大を防止することの開示はない。

米国特許第４１２６１３７号は切断中に使用される電力を監視するために用いら れる電圧および電流センサを持っている。この回路は高及び低インピーダンスで の電力供給を線形にするために電力がそれぞれ増大され且つ減小されることを示 唆している。すなわち、インピーダンスの変化により電力は増大するインピーダ ンスと共に増大される。安全性を与えるためにインピーダンスの増大により電力 を遮断する必要性の認識はない。

米国特許第４２３１３７２号は接地と直列の電流センサを持っている。比較器が しきい値を設定し、電流がこのしきい値を越えたときにこのしきい値において警 報器又は不能化回路が機能する。動作のリセットが時間設定されており且つ自動 的であるので、身体の内腔に達したときのインピーダンス増大に応答する安全装 置はない。

米国特許第４２３２６７６号は切断を行ってその切り口を焼灼しそしてそうする ことでナイフにおける電流の流れを制限するナイフの刃を持っている。明確には 、この刃は導電路があるときに電流の流れる電極を持っており、切断後電流が切 り口を焼灼して傷を封じ、電流路を除去する。身体の内腔に起因するインピーダ ンス変化の認識は開示されていない。

米国特許第４２８１３７３号は必要とされる切断努力の要求に応答する回路を持 っている。電力が組織におけるカッターのくっつきを防止するために不十分であ るならば電力が増大される。カッターが体腔に達したときに必要とされる電力の 変化に応答する安全回路はない。

米国特許第４４１６２７７号は帰路電極の接触抵抗を監視してそのインピーダン スをある範囲内に維持し、焼損を防止する。上方限界の負荷の関数としての自動 設定が教示されており、従って電力は調整される。警報器はあるが、体腔に入っ て高インピーダンスが検出されたときの遮断はない。

米国特許第４４９４５４１号は身体と身体から分離しているが帰路ｔ８ｉの一部 分である導電層との間のキャパシタンスを検出する。このキャパシタンスがある 範囲内にないならば警報が発生される。能動電極への電流は警報状態が検出され たならば停止されることができるけれども、これは身体の内腔に達したことの関 数ではない。

米国特許第４４９８４７５号は電力をオンオフするトランジスタを制御する抵抗 値を変えることによって制御される強度を持っている。内部体腔におけるインピ ーダンス変化の検出はない。

米国特許第４６０１７１０号及び第４６５４０３０号は管の外にシールド用スリ ーブを備えたトロカール管を教示している。このシールド用スリーブはトロカー ルの端部を越えて突出してもよく、これによって体腔にある間のトロカールの先 端部をシールドする。

米国特許第４５３５７７３号は、延長可能なシールド用スリーブを挿入するか又 はトロカールをその管へ引っ込めることによって、トロカールの鋭い先端部をシ ールドするための技法を開示している。後者に関しては、電磁操作式戻り止めが トロカールをその管に関して延長位置に保持し且つトロカールの先端部における 電子的検出が戻り止めを釈放可能に活動化するために使用される。この参照文献 には電気外科的切断用先端部に取り付けられた電気外科的発生器を調整するため に使用されるインピーダンス応答可能回路の開示は全くない、センサ及びスイッ チが、貫通中に引っ込むプローブに関連して使用される。詳細には、プローブは 腹壁が横断されるとすぐに切断面を越えて延長する。センサは穿刺の完了を表示 するために口頭又は視覚信号に接続されることができる。スイッチは機械的でも 又は磁気的でもよく、穿刺用器具におけるスリーブ、プローブ、又は鋭いとがっ たカッターの先端部若しくは刃から突出したばね線によって引き外されることが できるであろう。切断刃及びカニユーレにおける多数のセンサは貫通位置の信号 回路に対して使用されることができる。このかなり詳細にわたる開示にはインピ ーダンス感知性回路の開示はない。

米国特許第４９１９６５３号は硬膜外空間を捜し当てるための装置を開示してい る。針の先端部における力の釈放により、ソレノイドラッチを活動化する警報器 がトリガされて、活動化された電磁石に応答して針及びこれのスリーブがカニユ ーレにおいて移動することが可能となるので、遠位端部が２ｍｍ硬膜硬膜外へと 移動する。圧力センサは、針が硬膜外空間に入っていつ圧力の低下又は解放が生 じるかを検出する。圧力信号は変換されてセンナと電位差計との間の電位差を。

発生するにの差は計器に示される。圧力センサは無負荷位置においては閉じられ ており且つ又硬膜外空間に達したときには膜が移動して開く電気接点を備えた小 さい膜でよい。接点を通る電流の通過は回路を継電器によって開放状態に保つ。

トロカールによりカニユーレを安全に配置するためには、動物又は人間の腹壁の 組織を通してのカニユーレのための通路を開けるために使用された探り針の遠位 切断用先端部の位置を知ることが必要とされる。内部器官が傷つけられないよう に、切断用先端部が組織を通過して身体の内側に達した時を即時表示するための 装置が必要とされる。器官は内腔を満たしていて内壁に接近しているので、外科 医が遠位切断用先端部の前進を止めることができる前に損傷の可能性がある。

匣示内宣Ｑ！わ トロカールのための電気外科的制御器は探り針が同軸的にはめ込まれているカニ ユーレを有することが望ましく、この探り針は両方に共通の軸に沿ってカニユー レに関して移動可能である。トロカールはその探り針との組合せ穿刺手順におい て人間又は動物の体の組織を通る軸に概して沿った方向において挿入可能な形状 にされることが最も望ましい。

遠位端部及び近位端部は望ましくはカニユーレに設けられている。カニユーレは 細長いことが最も望ましく、従って遠位端部が組織に入っているのに対して近位 端部は組織の外側にとどまっている。探り針端部における先端部は、カニユーレ の遠位端部と関連していることが望ましく、平常これを越えて組織の穿刺のため に正しい位置に延びているので、最初に組織に入る、二とができる。探り針はこ れに沿ってその先端部から反対の端部に至るエネルギー供給部を含んでいる。探 り針はその先端部をその延長位置から先端部が完全にカニユーレ内にある位置ま で配置するためにカニユーレに関して相互に移動するように配列されている。

電気外科的発生器は探り針の反対端部にあるエネルギー供給部にエネルギーを供 給する。電気外科的能動装置は望ましくは先端部の一部分として含まれていて、 探り針のエネルギー供給部を電気外科的発生器に接続している。標本化回路は電 気外科的能動装置と関連していてもよく、電気外科的発生器によりエネルギー付 与されたようなときに電気外科的能動装置により及ぼされる組織の関数としての エネルギーの供給部を通過するエネルギーの変化に応答する６標本化回路は最も 望ましくは、電気外科的能動装置に供給されたエネルギーに関する信号を供給す るためのものである。

測定回路は標本化回路からの信号に応答してこれを解析し、この信号から、先端 部が組織内にないときに電気外科的能動装置を通るエネルギーにおける有意の変 化を示している特定の信号を即時に分離することができる。比較器は電気外科的 発生器がもはや電気外科的能動装置にエネルギーを供給しない、設定可能な所定 のエネルギーしきい値量を含んている。

この設定可能な所定のしきい値は電気外科的制御器操作員により調整されたノブ により設定されたようなピークエネルギーレベルであることが望ましく、このピ ークエネルギーレベルは標本化回路からの変化する信号と比較される。比較器に 応答し且つ電気外科的発生器に接続されたスイッチはしきい値が超えられたとき にそれからエネルギー供給部を切り離すことができる。比較器は最大値又は最小 値が超えられたときにスイッチを動作させることができる。電気外科的発生器と の回路にある電気外科的能動装置はモノポーラ系又はバイポーラ系を形成するこ とができる。バイポーラ系は電気外科的能動装置へのエネルギー供給部に接続さ れた一対の電極を含むことができ、この場合この電極は電気エネルギーのアーク が電気外科的発生器との回路において維持され得る場所を限定し且つこれを提供 している。

標本化回路はエネルギー供給部を通るエネルギー流の測度としての電圧の変化に 応答することが望ましく、電気外科的発生器によりエネルギー付与されたときに 探り針の先端部において電気外科的能動装置により及ぼされる組織の関数である 。標本化回路は電気外科的発生器に供給されるエネルギーに関する電圧を与える 。標本化回路は最も望ましくは、電気外科的発生器により、エネルギー付与され たときにエネルギー供給部から探り針の先端部へ必要とされるエネルギーの測度 としての組織のインピーダンスにおける変化に応答する。

探り針の先端部における電気外科的能動装置はカニユーレの軸にほぼ垂直に通過 する針金であることが最も望ましい。カニユーレは円筒形であることが望ましく 、それを横断する直径を有することができ且つ探り針がそれにはまっており、従 って針金はこの直径を実質上横切って延長していて、はぼカニユーレの幅の組織 を通る開口部を切断することができる。

図面の簡単な説明 図１は採択実施例の回路構成部分の関係を示すためのブロックを伴ったトロカー ルのための電気外科的制御器の概略的図解図である。

図２は人間の腹壁における組織、明確には皮膚と内腔との間にある組織の種類の 関数として切断に必要とされるエネルギーの変化を図式で示したプロットである 。

図３は皮膚の表面に当てられて示された、カニユーレ及びその内部の探り針を含 むトロカールの遠位端部の断面における拡大図解図である。

図４は探り針及びこれの先端部を横切る針金が電気外科的能動装置としての使用 のために適当な位置にカニユーレの遠位端部を越えて露出させられ又は延長され ている、カニユーレ及び探り針の拡大図解図である。

図５ａないし図５ｄは電気外科的能動装置としての使用のための平面図で示され た電極設計の図解図を含んでおり、詳細には、図５ａは図１及び図２に示された ような単一の切断用針金であり、図５ｂは二つの交差した針金を持っており、図 ５０は一対の隔置された能動性及び検出用リードがあってこれらの間に切断中電 流が流れるようになっている電極であり、又図５ｄは各対が互いに隔置され且つ 互いに垂直に配置された二つの検出用リード及び二つの能動性リードを有する配 列である。

火釘町ホ朋 図１は電気外科的処置中に人間に適用されたものとしての採択実施例を示した電 気外科的制御器の概略的図解である。図１における概略的プロ・ンクは採択実施 例の回路構成部分の関係を図解している。明確には、トロカールのための電気外 科的制御器は内部に同軸的に探り針がはまっているカニユーレを持っていること が望ましく、探り針は両方に共通の軸に沿ってカニユーレに関して移動可能であ る。

トロカールは人間又は動物の体の組織を通して軸に概して沿った方向に挿入可能 な形状にされており、図１では人体が概略的に表現されている。採択された処置 は組合せ穿刺処置であって、これにおいてはカニユーレがその探り針による切断 切り口を通して通されてこれにより腹壁を通る開口部は拡大されて約１０ｍｍの 直径になり、従って内視鏡、ＩＩ！腔鏡又はその他の診察用又は手術用器具が内 臓に接近することができる。

多くの医療処置は、膣壁を形成する身体の組織、筋肉及び膜を突き通す又は穿刺 するための鋭い先端を有するトロカール、カニユーレ又は電気針のような器具を 用いることによって解剖学的腔の内部に接近する。例えば、カテーテルに接続さ れた手術用電気針が腔（血管、蜘蛛膜下空間、心室）に穴をあけるために典型的 に使用される。腔に穴をあけた後、電気針は元の位置に残されて、腔から気相又 は液相流体を抜き取る又は注入するために使用される。同様に、幾つかの内視鏡 による処置においては、小さい切り口が例えば腹部に沿って患者の皮膚に作られ ることがあり、適当な長さ及び直径のトロカールのような、より大きい貫通用器 具の鋭い先端は切り口へ挿入されて先端が膣壁を穿刺するまで押される。次に、 スリーブが器具の外面上で穿刺器へと滑らされて、器具により作られた通路の形 状を保存するための内層（ライニング）として役立つ。スリーブが正しい場所に あって器具が取り出された後、内視鏡及び／又は手術用器具が、腔内の器官を観 察し及び／又はこれに手術を施すためにスリーブを通して挿入されることができ る。

手術用穿刺器具による解剖学的腔の壁部の貫通は迅速に行われて小さいきれいな 通路を作り腔の内部への連絡を与えることができるけれども、膣壁を通過する貫 通用器具の鋭い先端は膣壁を形成する組織、筋肉及び膜からの大きい抵抗に遭遇 することがある。器具の鋭い先端及び刃が膣壁を通過して腔へ入ったときに、こ の抵抗は有意に低下する。しかしながら、器具の鋭い先端は最も軽微な接触で容 易に器官構造を傷つけることができる。正に貫通が完了するや否や外科医が器具 を押すのを止めなければ、器具が腔中へ深く貫通し続けて近隣の器官構造を傷つ けるという重大な危険性がある。意図されたものでない身体部分が器具の先端に よって傷つけられたならば、即時の且つ大量の出血が生じないかぎり、損傷は手 術の完了後長い開明らかにならないのであろう。最低限、そのような損傷は患者 の回復を遅らせることになり、患者の健康をひどく危険にさらすことがあり、矯 正手術が必要とされることがある。

自動的に制御されているならば壁部を切断するために電気外科法を使用すると、 切断がエネルギー供給部の源の所て又は源の近くで外部的に監視され且つ制御さ れることがてきるので、意図されたものでない損傷を防止することができる。更 に、電気外科的カッターへのエネルギーはそれが組織内にないときには終らせる ことができる。採択された制御器及び種々の電気外科用カッターは例のつもりで 記述されており、諸請求項における保護範囲を限定するために開示されたもので なはい。

トロカールはカニユーレ及び探り針を持っている。遠位端部及び近位端部は図１ に従ってカニユーレに準備されることが望ましい。カニユーレは細長いので、遠 位端部が組織に入っているときに近位端部は組織の外側にとどまっている。探り 針の先端部は、カニユーレの遠位端部と関連していることが望ましく、平常時こ れを越えて図４に示されたように組織を通して電気外科的に切断を行うために適 当な位置に延びているので、最初に組織に入る。探り針はこれに沿って先端部か ら反対の端部に至るエネルギー供給部を含んでいる。探り針は、先端部をその延 長位置から、先端部が完全にカニユーレ内にある位置まで配置するためにカニユ ーレに関して相互に移動するように構成されており、軸方向の探り針の移動は図 ３及びＩ２Ｉ４の矢印によって示されている。

図１においてブロック形式で概略的に示されているような電気外科的発生器は米 国コロラド州ボウルダーのバレー・ラボ社（Ｖａｌ　ｌｅｙ　Ｌａｂ　Ｉｎｃ。

ｏｆ　Ｂｏｕｌｄｅｒ、Ｃｏ１ｏｒａｄｏ）によって製造され且つ販売されてい るようなモデｌし・フォース２＜Ｍｏｄｅｌ　Ｆｏｒｃｅ２）　でよいであろう 。電気外科的発生器は探り針の反対端部においてエネルギー供給部にエネルギー を供給する。電気外科的能動装置はここで説明されるように多くの形態をとるこ とができるが、先端部の一部分として含まれていることが望ましく、単極（モノ ポーラ）又は二極（バイポーラ）形態により探り針のエネルギー供給部と電気外 科的発生器との間の回路を接続し又は完成させる。

トロカールと関連して使用された電気外科的能動装置はある種の安全性について の関心事を生じることになる。電気外科的能動装置は、患者の組織を貫通するた めに必要とされる力を除去し又は少なくとも減小するが、内臓が接触する及び／ ′又は電気外科的火傷を生じさせる危険性を除去しない。患者の池の部分へのエ ネルギー飛移りにより引き起こされるアーク発生又はスパーク発生は、これが生 じるためには電気外科的能動装置との接触を必要としないので、重要である。

電気外科的制御器は、電気外科的発生器によりエネルギー付与されたようなとき に電気外ｆ４的能動装置によって影響を及ぼされる組織の関数としてエネルギー 供給部を通過するエネルギーにおける変化に応答する電気外科的能動装置と関連 した標本化回路を含んでいる。電気外科的探り針は、肉／脂肪／筋内層が貫通さ れなことを外事４医が知らないうちに、医者が装置を患者へ進め又は押し続ける ならば内部損傷を生じさせることがある。内臓に物理的に接触すると電気外科的 電流はこの内臓を切断又は焼損することになる。電気外科的能動装置に供給され る電圧が十分に高ければ、肉／脂肪／筋内層が貫通後装置の切断用ループから放 出　′されたスパーク（火花）が凝固形損傷を患者の内臓に与えることがあるで あろう。

この損傷は意図されないで与えられることになるであろう。。

それゆえに、電気外科的能動装置と関連した安全回路は意図的でない接触及び非 接触による内臓への損傷を補償しなければならない。安全回路はトロカールの患 者への挿入を内臓損傷の最小限の確率で可能にするべきである。標本化回路は、 切り口を通しての挿入中に電気外科的能動装置に供給されるエネルギーに関する 信号を与えることが望ましい。測定回路は標本化回路からの信号を解析して、電 気外ｆ４的能動装置を通過するエネルギーにおける有意の変化を示す特定の信号 をそれから即時に分離する。比較器は電気外科的発生器がもはや電気外ｆ４的能 動装置にエネルギーを供給しない、設定可能な所定のしきい値エネルギー量を古 んでいる。

この設定可能な所定のしきい値は電気外科的制御器の操作員により調整されるノ ブにより設定されたようなピークエネルギーレベルであることが望ましく、この ピークエネルギーレベルは標本化回路からの変化する信号と比較される。比較器 に応答する、電気外科的発生器に接続されたスイッチはしきい値が越えられたと きにはそれからエネルギー供給部を切り離すことができる。比較器は最大又は最 小の信号が超えられたときにスイ・・Ｉチを動作させる。

電気外科的発生器との回路にある電気外科的能動装置はモノポーラ系又はバイポ ーラ系を形成することができる。バイポーラ系は電気外科的能動装置へのエネル ギー供給部に接続された一対の電極を含むことができ、この場合電極は電気エネ ルギーのアークが電気外科的発生器との回路において維持され得る場所を限定し 且つこれを与えている。

標本（ヒ回路はエネルギー供給部を通るエネルギー流の測度としての電圧の変化 に応答することができ、電気外科的発生器によりエネルギー付与されたときに探 り針の先端部において電気外ｆ４的能動装置によって影響を及ぼされる組織の関 数である。標本化回路は電気外科的能動装置に供給されたエネルギーに関する電 圧を９−える。標本化回路は、電気外科的発生器によりエネルギー付与されたと きに、エネルギー供給部から探り針の先端部へ必要とされるエネルギーの測度と しての組織のインビータンスにおける変化に応答することが望ましい。

図１のブロック図は発生器の外部の回路設計のためのものであるが、発生器の内 部の回路も又可能である。電圧が監視信号であるならば、皮膚の外側層への接触 時の初期電圧レベルは相対的に高くなり、−たん皮膚筋肉層に入ると電圧は低下 し、そして脂肪層を通過したが器官に接触する前には電圧は再び上昇する。この 電圧レベルは発生器電力レベルに対して最大ピーク値になる。ピーク検出器は電 圧波形を監視し、そして標本１ヒ１々持及びブリーダ抵抗の使用により、発生器 が供給したピーク電属に比例し、た値を維持する。

この信号はしきい値比較器に供給されるが、この比較器はその引外しくトリップ ）レベルがフロントパネル電力設定値の関数としての発生器のピーク出力電圧に 設定されている。しきい値に到達すると比較器の出力は高くなる。比較器出力の 低から高への遷移はフリップフロップをセットして最大電圧が得られたことを示 す。このフリップフロ・ノブの出力は継電器にエネルギーを供給し、継電器は患 者・帰路の連続性を開いて（回路が発生器の外部にあるならば）警報を生じさせ る。

手動のリセ・ノ１−により５外ｆ４医はより多くの深さくトロカール侵入度）が 必要とされると考えたならば組織侵入を続行することができるようになる。

回路か制御のＦて発生器の内部にある場合には、より精巧な方法を使用すること ができ、これにおいては発生器の特別のモードがトロカール挿入のなめに設計さ れており且つ信号か発生器の内部で監視される。そして電力の遮断は患者連続性 モニタの外部手段による代わりに発生器の一次制御回路部によって行われること ができる。

電流がフィー１−ハｌり信号であるならば、ピーク検出器はプローブ先端部が組 織と接触していないことを示すために実際には最小の電流レベルを捜している。

電流信号の大きさは電圧信号のそれの反対になる。回路の残りの部分は、発生器 における高インピーダンス（すなわち空気）負荷を示すためにピーク検出器が最 小電流レベルに設定されて、類似の方法で動作する。

ピーク検出器は実際には最１１ルベル検出器であって、比較器の極性は図示され たものとは逆である。電力がフィードバック信号であるならば、発生器の出力電 力が監視されて、そしてこれが零に近いレベル（例えば、電極先端部における無 負荷）に達しなときに比較器が始動させられる。これのそれぞれの出力レベルは 、内部フィードバックループが出力電力を発生器負荷の関数として調整していな いと仮定すれば、電流に類似している。

探り針の先端部における電気外科的能動装置は図３９図４１図５ａ及びことによ ると図５ｂに示されたようにカニユーレの軸にほぼ垂直に通過した電線であるこ とが望ましい。カニユーレは探り針が中にはまり込むような直径を持った円筒形 であることか望ましい。電線はほぼカニユーレの幅の組織を通る開口部を切断す るために実質上直径を横切って延びている。

貫通されなけれはならない肉／′脂肪／筋肉層の物理的配置は患者ごとの厚さ及 びインピーダンス範囲における変数である。図２は腹壁の組成物に対する種々の エネルギーバメラータの図式表示であり、組織切断に関する電気外科的エネルギ ーの関係の表示を含んでいる。筋肉層と内蔵との間には小さいが有限の腔がある と仮定すれば、自動エネルギー制御が可能である。トロカールの使用前に、吹込 みにより腹腔をふくらませることによって空間を確保することができるであろう 。

装置が性質上モノポーラである、すなわち、図１によって示されるように、電気 外科的能動装置だけが切り口位置にあり且つ色者婦路電極が電気外ｆ４的能動装 置の切断用エネルギーのための帰路として使用されている、と仮定する。安全回 路は、電気外ｆ４的能動装置と帰路との間の潜在的火花発生を減少させながら十 分に効力のある切断動作を達成するために有効電圧を最小値に保持することがで きなければならない。火花発生のための電位を減小するための電極の機械的設計 と組み合わされたときに、約３００ボルトの電圧が適当であろう。すなわち、電 極は高誘電材料で作られたカニユーレのような非導電性媒体中へわずかに引っ込 められることができるであろう。くぼみ形探り針先端部の場合にはカニユーレの 遠位端部は電気外科的能動装置が切断するべき組織へ静かに押し込まれなければ ならない。

電気外科的能動装置の物理的形状は火花発生のための電位を低減するのに有効で あるように選択されればよく、図５ａないし図５ｂは種々のモノポーラ（単極式 ）及びバイポーラ（二極式）配列を開示している。電気外科的能動装置は針頭で よいであろうが、火花発生のための電位は電極面積が減小されるので非接触の確 率が増大するにつれて増大される、反対に、先端部の形状は非接触の確率を減小 する大きい断面積を持つことができるであろう。しかしながら、切断を行うため に必要とされるエネルギーの量は電極の大きさが増大するにつれて増大する。

起こり得る組織損傷の量は又発生器の電力設定値に正比例している。それゆえに 、先端部の大きさの増大は負の影響を有する。

電極は費用を最少限にするために使い捨てであることが望ましく、最適の設計は 組織のインピーダンス、供給されている電圧及び２／又は電流レベルのための検 出用電極として二極式切断用電極を使用するべきであろう。

モノポーラ針電極は細長い貫通穴をトロカールが挿入されるにつれて機械的に広 げられるようにすることを達成することになるであろう。より大きい針は明らか により大きい直径の穴を作るであろうから、トロカール挿入中に必要とされる全 拡大を低減する。電圧制御、機械的運動の減小、及び侵入監視がこの形態に対し ては望ましいであろう。

モノポーラループは除去されなければならない組織の心を備えたはるかに大きい 穴を作ることを達成することになるであろう。制御パラメータは上と同じである 。針金形電極はモノポーラ電極に類似した、組織における溝穴を作ることができ るてあろう。制御パラメータは上と同じである。十字毛状針金形モノポーラ電極 はｌ・四カール挿入をより容易にするような画部分「弁」を理想的に作り出すこ とになるであろう。制御パラメータは上と同じである。

バイポーラ電極は二つの電極からなるであろう。この二つの電極は大きさが類似 しているか又は大きさが異なっていて一つを能動電極（小さい方）として且つ一 つを帰路電極として物理的に定義することができるであろう。電極上の被覆も又 同じ効果を達成することができるであろう、二つの電極は肉／脂肪／筋肉層を心 抜き方式で又は非常に近接して貫通して針電極のように類似した効果を達成する ような形状にされることができるであろう。

バイポーラ電極の大きさが異なっているならばその電極が組織を通して挿入され るときにそれを物理的に回転させることによって切断または心抜き作用までも達 成されることができる。電極と接触している組織のインピーダンスは監視される べきものである。これを行うには二つの方法がある。すなわち、ａ、補助的測定 回路を「−次」能動電極又は別個の専用の対に加えて、それの交流周波数を使用 中の発生器の基本動作周波数の倍数でないようにして補助的測定回路と発生器の 主動作周波数との間に最小限の「クロストーク」が生じるようにすること。

ｂ　発生器の出力電圧及び電流を監視し且つこの情報を用いて組織のインビータ ンスを計算し、これが事前設定の最大値と比較され得るようにすること。

電気外科的能動装置の遭遇する組織のインピーダンスはそれが患者の身体へ挿入 されるにつれて変化すると仮定して、このインピーダンス又はこれの−次導関数 を監視すれば、探り針の先端部が肉／脂肪／筋肉層を貫通したことを、すなわち 内腔に入ったことを検出することができる。この概念は図２のデータと一致して いる。外側層及び内臓内に小さい空所又は腔があるならば、電気外科的制御回路 はインピーダンスの急な変化（増大）を検出して電気外科的発生器を遮断するこ とができる。

装置が形態上バイポーラ式であるならば、それはモノポーラ式電気外科的能動装 置よりも本質的に安全であり得よう。内臓に対する火花発生のための電位は、電 気外科的発生器出力が互いに近接している二つの電極間で制限されるので低減さ れる。例えは図５０及び図５ｄを参照せよ。装置の過剰挿入及び内臓の損傷の可 能性はなお存在する。この誤用を調べるためにはインピーダンス監視が必要であ ろう。

ＭＷの設計はバイポーラ式である制御器を有することになるかもしれない。装置 は真のバイポーラ式切断がなお達成されるべきであるので電気外科的発生器のバ イポーラ出力から駆動される必要はなく、それどころか装置はバイポーラ式形態 て電気外ｆ４的発生器のモノポーラ段の接続されることができる。これは−たん 貫通が行われたときに内臓に対する火花発生のための電位を低減することになる 。

トロカールはバイポーラ式モードで形成されたモノポーラ式電気外科的発生器に より給電されることができるであろう。トロカール挿入を行うために必要とされ る電力レベルはノ（イボ−ラミ棒形ｇ（大きさ、間隔など）の関数であろうが、 外のｔ％合に説明されたように、能動電極を持っており且つ患者帰路は装置の他 方の電極に接続されている。電極はできるだけ互いに接近しているべきであり、 従って心抜き作用かそれの使用により生じるであろう。小直径の穴が達成された ならは電極本体は組織の柔軟性によりこの穴を拡大するために使用されることが できる。トロカールはこれの先端での組織損傷を回避するために鈍くてゆっくり 挿入されることができる。

装置が電極の患者へのゆっくりした挿入を可能にする機械的手段を持っていたな らば、内臓損傷の確率はさらに低減されたであろう。これは外科医がノブ又はダ イヤルを回転させたときに電極が組織層をゆっくりと通過するような簡単な低ｆ ｉ機構を使用したならば容易に達成されることができるてあろう。医者が肉／脂 肪、／′筋肉層の深さを近似する能力を持っているならば、簡単なマイクロメー タ測定装置（例えは、ホイール上の標識）を使用して貫通が完了した時を決定す ることができるであろう。回転−線形運動は例えば関連の運動の減小を伴って使 用されることができるてあろう。これは線形運動が回転運動から得られる（例え ば電極を患者へゆっくりと通すこと）場合に理想的であろう。肉／脂肪／筋肉層 の深さは一対のマイクロメータで測定可能であろう。これらの装置概念はインピ ーダンス、電流及び／又は電圧監視用制御器と関連して使用され得るであろう。

インビータンスの監視は切断を行う電気外科的能動装置によって又は探り針の先 端部に取り付けられた電極の一対又はその他の組合せによって行われることがで きる。監視回路は交流電流によってインピーダンスに質問信号を送り、電圧若し くは電流の絶対値を尋ねるか、又はインピーダンスを計算し且つ絶対インピーダ ンスレベル若しくはインピーダンスの変化を監視するであろう。絶対的限界は発 生器の動作を止めるために脂肪組織よりもわずかに大きいインピーダンスに設定 されるであろうし、又インピーダンストリップの変化は皮膚／脂肪／筋肉層が貫 通された後のインピータンス遷移に対して設定されるであろう。

制御器が帰路電極に安全回路を伴って電気外科的発生器に接続されていたならば 、電気外ｆ」的発生器は帰路を開くことによってそれの帰路電極において動作停 止されることができるであろう。−たんこの回路が遮断されると、発生器を再び 動作させるためには従業者の側における物理的作用（例えば、リセットボタンを 押すこと）が必要とされるであろう。内腔が検出されたこと又は貫通が生じたこ とを報知するために患者警報信号を使用することができるてあろう。

外部制御器がトロカール挿入装置のための測定・制御回路として使用されるなら は、それはトロカールが挿入されているときには発生器に取り付けられ且つ又挿 入が行われた後には取り外されるであろう。

事前規定のパラメータは貫通が行われたこと、すなわち内腔への挿入、を検出す るために電気的に監視されそして発生器を遮断するであろう。装置の使用を継続 するためには従業者の側の機械的リセット動作が必要とされるであろう。

超音波先端部（チップ）も又組織貫通を達成するために使用されることができる 。これはキャビパルス（ｃａｖｉ−ｐｕｌｓｅ＞又はインピーダンスの電子的制 御を用いてｒｐｕａ的深さ、組織選択性によって示され得るであろう。インピー ダンスのための測定電極は超音波先端部の一部分であっても又は別個の付加装置 であってもよいであろう。超音波装置はこの形式の装置に電気外科の能力を付加 する。超音波及び／又は電気外科的発生器の自動遮断は監視用電子ボックスの使 用によって達成されることができるであろう。電気外科的発生器は患者帰路電極 路を不活動（ヒすることができるであろうし、又超音波発生器は「オン」信号を 不活動化するために電子式モニタを介して接続されているハンドスイッチによっ て手動で遮断されることができるであろう。

注意されるべきことであるが、電極先端部は、純粋に超音波式若しくは電気外１ ４式であれ又はこれら＝、つの技法の組合せであれ、組織のどのような機械的穿 刺を最小化するために且つ最大量の貫通がモダリティ−のそれぞれの切断手順に よ−）て達成されることを可能にするために、できるだけ鈍くされるべきであろ う。

手続補正書 平成６年７月２０日　“

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．探り針１３及びカニューレ１２を有し、それらが互いに同軸的にはめ込まれ ていて探り針１３が両方に共通の軸に沿ってカニューレ１２に関して相互に移動 可能であるトロカール１１であって、これの探り針１３との組合せ穿刺手順にお いて人間又は動物の体１４の組織を通して前記の軸に概して沿った方向に挿入可 能な形状にされた前記のトロカール１１、カニューレ１２における遠位端部１５ 及び近位端部１６であって、カニューレ１２がその両端部間で細長くなっており 、遠位端部１５が組織に入るためのものであり且つ近位端部１６が組織の外側に とどまるためのものである前記の遠位端部１５及び近位端部１６、 組織に入る探り針１３端部の先端部１７であって、先端部１７がカニューレ１２ の遠位端部１５と関連していて平常時にはこれを越えて人間又は動物の組織を通 しての穿刺のために適当な位置に延長しており、探り針１３の反対端部１９が、 先端部１７を延長位置において、先端部１７が完全にカニューレ１２内にある位 置に配置するためにカニューレ１２に対して移動可能に配置されている、前記の 先端部１７、 先端部１７と反対端部１９との間のエネルギーの通過を可能にするための、探り 針１３と関連したエネルギー供給部１８、探り針１３の反対端部１９にエネルギ ーを供給するための電気外科的発生器２０、 探り針１３に沿ってエネルギー供給部１８を電気外科的発生器２０に接続可能な 、先端部１７の一部分としての電気外科的能動装置、電気外科的能動装置と関連 していて、電気外科的発生器２０によりエネルギー付与されたときに探り針１３ の先端部１７において電気外科的能動装置により影響を及ぼされる組織の関数と して、エネルギー供給部１８を通るエネルギーの変化に応答する標本化回路２１ であって、電気外科的能動装置に供給されたエネルギーに関する信号を供給する ための前記の標本化回路２１、標本化回路２１からの信号に応答してこれを解析 し、先端部１７が体１４の腔内にあってもはや組織中にないときに電気外科的能 動装置を通過するエネルギーの有意の変化を示している特定の信号をそれから即 時に分離することのできる測定回路２２、並びに 電気外科的発生器２０がもはやエネルギーを電気外科的能動装置に供給しない、 設定可能な所定のエネルギーしきい値量を含んでいる比較器２３、を含んでいる トロカール１１のための電気外科的制御器１０。
2. ２．設定可能な所定のしきい値が電気外科的制御器１０の操作員により調整され たノブ２４によって設定されたようなピークエネルギーレベルであり、且つこの ピークエネルギーレベルが標本化回路２１からの変化する信号と比較される、請 求項１のトロカール１１のための電気外科的制御器１０。
3. ３．比較器２３に応答し且つ電気外科的発生器２０に接続されているスイッチ２ ５が前記しきい値の超えられたときにそれからエネルギー供給部１８を切り離し 、且つ比較器２３が最大値又は最小値の超えられたときにスイッチ２５を動作さ せる、請求項１のトロカール１１のための電気外科的制御器１０。
4. ４．電気外科的発生器２０を有する回路における電気外科的能動装置がモノポー ラ系２６若しくは２７又はバイポーラ系２８若しくは２９を形成している、請求 項１のトロカール１１のための電気外科的制御器１０。
5. ５．バイポーラ系２８又は２９が電気外科的能動装置へのエネルギー供給部１８ に接続された一対の電極３０を含んでいて、電気エネルギーのアークが電気外科 的発生器２０を有する回路において維持され得る場所を電極３０が限定し且つ提 供している、請求項４のトロカール１１のための電気外科的制御器１０。
6. ６．標本化回路２１が、電気外科的発生器２０によりエネルギー付与されたとき に探り針１３の先端部１７において電気外科的能動装置によって影響を及ぼされ た組織の関数として、エネルギー供給部１８を通るエネルギー流の測度である電 圧の変化に応答し、標本化回路２１が電気外科的能動装置に供給されたエネルギ ーに関する電圧を与えるためのものである、請求項１のトロカール１１のための 電気外科的制御器１０。
7. ７．標本化回路２１が、電気外科的発生器２０によりエネルギー付与されたとき にエネルギー供給部１８から探り針１３の先端部１７への必要とされるエネルギ ーの測度としての組織のインピーダンスの変化に応答する、請求項１のトロカー ル１１のための電気外科的制御器１０。
8. ８．探り針１３の先端部１７における電気外科的能動装置がカニューレ１２の軸 がほぼ垂直に通過した針金３４であり、且つカニューレ１２か円筒形であってこ れを横断する直径を有していて探り針１３がそれにはまっており且つ針金３４が ほぼカニューレ１２の幅の粗織を通る開口部を切るためにこの直径を横切って延 びている、請求項１のトロカール１１のための電気外科的制御器１０。
9. ９．動物又は人間の組織を切断するための電気外科的処理のための能動装置であ ってそれらの間に高周波エネルギーが通過するようになっている前記の能動装置 、 能動装置に高周波エネルギーを供給するための電気外科的発生器２０、電気外科 的能動装置と関連していて、電気外科的発生器２０によりエネルギー付与された ときに電気外科的能動装置によって影響を及ぼされる組織の関数として、それを 通して供給されたエネルギーの変化に応答する標本化回路２１であって、電気外 科的能動装置に供給されたエネルギーに関する信号を供給するためのものである 前記の標本化回路２１、 標本化回路２１からの信号に応答してこれを解析し、先端部１７がもはや組織中 にないことのゆえに電気外科的能動装置を通過するエネルギーの有意の変化を示 している特定の信号をそれから即時に分離することのできる測定回路２２、並び に 電気外科的発生器２０がもはや電気外科的能動装置にエネルギーを供給しない、 設定可能な所定のエネルギーしきい値量を含んでいる比較器２３、を含んでいる 電気外科的制御器１０。
10. １０．標本化回路２１からの信号が、先端部１７が腹壁のような組織を越えてい ることのゆえに電気外科的能動装置を通過するエネルギーの増大又は減小を示し ている、請求項９の電気外科的制御器１０。