JPH1147144A - 超音波開創縫合方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 強力集束超音波により切開創の組織の断端部同志を局部
的に融合し、接着する事で縫合する方法および装置が述
べられている。 【構成】被縫合組織断端部１Ａ，１Ｂを、間隙５を減圧
吸引する事でもって相互に高さを合せて当接せしめ、ま
た縫合面に焦域７を設定しておいてから、ここにアプリ
ケーター３の他端に配置された超音波振動子４を発信器
９により適宜付勢する事で強力集束超音波ビーム８を照
射し、焦域７とその近傍の組織を凝固的に接着せしめ
る。図示せぬ超音波映像装置でもって図示の断面を可視
化しつつこれを行う事で誤照射を防止する。事後処置が
不要で、高価な設備や技量の熟練を要さない開創の縫合
が実現せられ、有益である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】この発明は外科手術などに際して人為的に
切開した開創を縫合する方法および手段に関し、特に縫
合糸やホチキス、ステープラーの類いを用いない、かつ
当然それらを事後に撤去する必要もない該方法および手
段において新規な改良をもたらすものである。

【０００２】開創の縫合のためには生体吸収性のあるな
しに関わらず糸ないし類似の仮留め手段を用いる事は公
知汎用の事であり、今更に説明の必要はない程である。
またいわゆるホチキスないしステープラーの類いの自動
ないし半自動縫合器も用いられている。また人体に無害
な、出来れば生体吸収性のある接着剤、例えばシアノア
クリレート樹脂とか、フィブリン糊とかを用いる事もあ
る。さらに適切な強度のレーザー光により組織同志を熔
接ないし融着する事もある。

【０００３】しかるに事後に抜糸ないし撤去の必要のあ
る手段の場合は論外としても、その必要のない筈の手段
の場合でも、創の治癒よりも糸の吸収の方に時間が掛か
るとか、接着工程に熟練と手数と時間を要するとか、ま
た特殊な接着剤のため高価であるとかの問題を有する。
さらにレーザー光による凝固的な熔接ないし融着という
べき作業の場合には、装置が大掛りで高価で、またさら
なる熟練を要するとか、表面近傍のごく浅い所までしか
適用できないとか、本質的にやり直しがきかないとかの
問題を有する。

【０００４】そこで本発明においては、開創を縫合する
方法および手段に関し、特に縫合糸やホチキス、ステー
プラーの類いを用いない、かつ当然それらを事後に撤去
する必要もない該方法および手段において、集束強力超
音波により縫合されるべき組織の境界面を選択的に加熱
し、対峙する局所組織を融着せしめんとするものであ
る。即ち本発明は仮閉鎖された開創部の組織の接触的に
対峙する界面を縫合する方法および装置であって、該界
面の所望された部位を集束超音波により選択的に加熱し
て対峙する組織を融着せしめる事を特徴とする、超音波
開創縫合方法および装置である。これらは有識者、経験
者および同業者には以下の説明によりさらに明らかに理
解されるであろう。

【０００５】レーザー光線式の組織熔接および組織熔接
器は光が通る程度の浅さまでしか適用できないが、その
原理は目的部位の瞬時加熱ないし瞬時発熱によるもので
あり、特に光は伝達に何も介在しなくても良いので、何
にも接触しないまま目的部位だけにかかる効果を発生さ
せる事が出来るという点が特徴である。本発明において
は、しかしながら、このような瞬時加熱ないし瞬時発熱
のための手段手法として、集束強力超音波を用いるもの
である。

【０００６】この場合、超音波は適宜集束させる事がで
き、また光学的な透明度にやや欠ける生体組織にも十分
透過する事が出来るので、レーザー光線の場合の様に表
面のごく浅い所に作用効果が限定される事はない。強力
集束超音波照射による生体組織の“選択的な焼き殺し”
は非侵襲的な手術のための手段手法として公知汎用のも
のであるが、同じ原理および手段手法を開創の融合的ま
たは熔接的な縫合のために用いた例は知られていない。
本発明の新規性はこの点にある。以下図面を参照しなが
ら本発明の一つの好ましい実施例を述べる。

【０００７】唯一の図は本発明の実施例のシェーマをあ
らわすスケッチであるが、比例尺を用いて描かれてはい
ない事を含み置かれたい。これにおいて、１Ａおよび１
Ｂは縫合せられるべき切開創の各々の側の組織段端であ
り、図の中央の接触面（縫合面）６において縫合される
べき物である。ここにカップ状の物体（吸引リング）２
の中に更に円筒状の物体（アプリケーター）３が嵌合し
つつ一体化された構造の物がこの縫合面６の直上に当接
せられるが、これが本発明の超音波開創縫合装置であ
る。

【０００８】この吸引リング２とアプリケーター３との
間には隙間５があり、これは図示せぬ吸引ポンプないし
減圧手段に結合されていて、その吸引作用により被縫合
組織断端１Ａ，１Ｂを吸い寄せて略同一平面上に、即ち
高さを略一致するように予め整合させる。アプリケータ
ー３の上部には超音波振動子４が配置せられており、こ
れはさらに電気的駆動減となる発振器９に接続されてい
る。

【０００９】アプリケーター３は目的上当然超音波的に
は透明な物質で、また出来れば光学的にも透明なプラス
チック物質、例えばポリメチルメタクリレート、ポリメ
チルペンテン、ポリスチレンなどで出来ていて、吸引リ
ング２と略同一の高さで、略同心的に配置されている。
このアプリケーター３の素材の超音波減衰が問題になる
場合には、これをプラスチックの塊としないで、中空の
容器に水などの超音波減衰の少ない液体を満した、いわ
ゆる閉鎖液室構造を採用する事もできる。

【００１０】また吸引リング２も同様に光学的に透明な
プラスチックである事が好ましい。またともにプラスチ
ックの代りにガラスなどを用いる事も出来る。この様に
光学的に透明であれば使用者はこの装置を正しく縫合面
６の上に当接しているか否かを肉眼で直接、またはＴＶ
カメラなどを介して間接的に確認する事ができる。

【００１１】振動子４は、自らが集束波面を放射する凹
面球殻状の形状をしており、これに合せて物体３の上面
も球殻の一部を成す様に凸面球殻状に形成されている。
この振動子４の成す超音波ビーム８は、図示の如き状態
で接触面の少し奥の方で焦点を結ぶ様になっていて、発
振器９を適宜付勢した場合、その前後の“焦域”７にお
いて組織を発熱的に加熱し、断端同志を融着せしめる。

【００１２】振動子４の素性、寸法、形状、またその自
己共振周波数、また発振器９の駆動周波数、波形、電圧
などは設計上の自由度であるが、一例として、口径３〜
４ｃｍ、厚さ１〜４ｍｍ、曲率半径ないし焦点距離が３
〜５ｃｍの、ＰＺＴなどの圧電セラミック振動子をその
厚み共振周波数で、即ち５００ＫＨｚないし２ＭＨｚの
間の該当する周波数にて使用する事が好ましい一例を成
す。

【００１３】ここで、この超音波集束照射系の、口径に
対する焦点距離の比、すなわちいわゆるＦナンバーは、
２以下の、好ましくは１．４以下の、強烈な集束性を持
たせる事が、縫合面より深部を不用意な発熱や障害から
守るために好ましい。また超音波周波数は焦点ないし焦
域の横幅が余りに太いと作業は楽だが患者の肉体的負担
は大きく、逆に細すぎると位置合わせなどが極端に大変
になるので、一例として上記程度の緒元で自ずと実現さ
れる、直径２〜５ｍｍ、深さ５〜１５ｍｍ程度の範囲が
適切である。

【００１４】また発振器９の与える電気エネルギーの諸
元は、一例として、上記の周波数に於いて数百ボルトｐ
ｐの正弦波を数ｍＳｅｃないし数百ｍＳｅｃの間の適当
な時間幅にて駆動する事が好ましい一例を成す。しかし
これらの諸条件は結果を最適化する様に大幅な自由度が
あると考えるべきである。ここで最適な結果とは、発熱
して融着する部分７がその中心部において高々部分的に
のみ壊死し、その周辺部の殆どは壊死しないでいて、こ
の壊死する部分が周囲との結合を保ったままで両側の組
織断端にまたがって発生し、同時に一体化して凝固、融
着する結果、両組織の健全部が接触したままに保たれ
る、すなわち“縫合”せられる事を言う。即ち本発明の
言う超音波縫合とはこの様な事を言う。

【００１５】このようにして、凝固、壊死しつつ一体化
して“たが”ないし“かすがい”の役をする部分は、い
づれは隣接する生体組織に吸収されて消滅するが、それ
に先立ちかくして接触保持された健全な組織がそれら同
志で癒着し、この開創は全体として治癒するに至る。し
かし、糸やホチキス、ステープラーによる縫合の場合と
同様に、この“たが”ないし“かすがい”の役をする部
分は縫合面に沿って必要な複数箇所に設ける必要があ
る。しかし具体的に何処と何処にこれを実施するかは医
師の施術上の裁量ないし自由度の範囲内である。

【００１６】一方、以下に述べる諸般の付加的工夫は本
発明の効果的な実施の上で大変好ましいものである事が
できる。即ちまず目的部位を超音波的に可視化する事が
あげられる。これは改めては図示せぬ物の、最も簡素に
は超音波振動子４を１次元あるいは２次元的なアレイと
成し、これを公知の診断用超音波映像装置に接続する事
で実現できる。強力超音波による前記“縫合”の作業
も、同じアレイを使用しても行う事が出来る。何となら
ば最も簡単には図の構造のまま振動子４をアレイ化した
のなら、全エレメントを電気的に並列接続しさえすれば
元と同じ状態が得られるからである。

【００１７】この様な構成によると、診断用超音波映像
装置においては図と同様な界面の断層像がリアルタイム
で得られるから、これにより目的部位に正しく照準を定
めてこの作業を行うことが出来る。この場合特に、表面
づらは平滑に見えてもも中の方で縫合面６が曲っていた
りする場合において誤照準による誤照射を未然に有効に
防止できるので大変好ましい。

【００１８】適切な設計によれば、診断用超音波映像装
置の送信系をパワーアップした物でも本件作業を行う事
が出来る事は経験者、有識者または同業者には自明の事
である。即ち本発明を診断用超音波映像装置の内部にお
いてこれに便乗共存する形で実施する事は大変好ましい
実施例の一つとなる。勿論該映像装置と本発明の実施の
ための強力集束超音波照射系とは同じアレイを用いても
電気的には別々に設け、適宜連動スイッチなどで切り替
えて用いる事を妨げない。また同一のアプリケーター３
の頂部に目的領域を共有する形で併設する事も妨げな
い。また映像装置自体も前記の如き電子走査式の物に限
らずとも、さらに簡素なメカニカルセクタスキャン装置
などであっても良い事は自明な事である。

【００１９】さらに、図の構成では暗黙の内に該強力集
束超音波は縫合面の真上からこれにに略平行に入射する
ように示されているが、これはこれに限らず斜め入射に
より縫合面の開口部を避ける形で入射し、これを中間部
の選択された局部においてのみ超音波縫合する様に構成
する事もできる。正面上方からの照射では縫合面が皮膚
表面に至るまで容易に凝固されるので、その癒着後の縫
合“線”に点々と超音波縫合の痕跡が出来るかもしれな
いが、斜め入射とする事によれば、この様な点々とした
超音波縫合の痕跡が皮膚表面に表れない様に、皮膚表面
を確実に融着のための組織凝固の対象から外して超音波
融着する事が出来る点にある。この様な配慮が美容上必
要とされる場合のある事は容易に理解できるであろう。

【００２０】もちろん皮膚表面に至る凝固の痕跡は、直
上入射の場合であっても、焦域を十分狭くした、大口径
で小さなＦナンバーの照射系を用いるとか、照準を正確
に行い縫合面の中間部と深部のみを凝固融着の対象にす
る、という類の工夫でもっても回避する事が出来る。

【００２１】所で、組織界面の縫合は温度上昇による凝
固、融着の他に、さらに生体適合性を持った補助接着剤
を併用する事でもより有効に行う事が出来る。即ち超音
波照射により賦活化される様な補助接着剤を縫合面に予
め配置しておく。この様にする利点は、単純な熱的な凝
固融着のために必要な照射の強度よりは、場合によって
は遥かに低レベルの照射でもって目的を達する事が出来
る事にある。

【００２２】かかる超音波照射により賦活される様な生
体適合性接着剤としては、例えばマイクロカプセルに封
入された、もしくはされていない、フィブリン糊もしく
はシアノアクリレート樹脂などである事が出来る。一例
として、生体適合性接着剤であるシアノアクリレート樹
脂の原液を加圧ガス雰囲気中でのスプレードライ法など
でマイクロカプセル化しつつ自己封入せしめた、即ち表
面の薄層のみが硬化し、中身は原液のままの物が挙げら
れる。かかるマイクロカプセルは大振幅超音波の瞬時音
圧により機械的に破壊され、その中にある硬化していな
い原液が滲出し、周囲の組織から微量の水を得て瞬時に
硬化、接着する。

【００２３】即ちこの場合特定的に、照射する超音波は
加熱のためではなく、かかるマイクロカプセル封入接着
剤をその殻を破壊して接着剤を吐き出させ賦活するため
に利用される。そのためパルスの全エネルギーや局所平
均パワーよりも、その瞬時音圧の方が重要な管理項目で
ある。即ち直径数十μｍないし数百μｍの、殻の薄い、
即ち中味の液体の占積率が９０％程度以上のマイクロカ
プセルは、数百ＫＰａないし数ＭＰａの瞬時圧力を経験
する事で容易に破壊する事が知られている。この場合の
照射超音波の瞬時音圧は、この様にして決る要求値に十
分見合うレベルでなければならない。

【００２４】マイクロカプセルに封入されていない補助
接着剤の場合でも、例えばフィブリン糊などは、局所的
な温度上昇により選択的に賦活され凝固せしめられる事
が出来るので、この目的に採用する事ができる。この場
合は局所発熱量を規定するパラメーターは最も単純な理
解では全投入エネルギーであるから、補助接着剤を用い
ない場合と同様にこれが管理項目となる。

【００２５】しかし本発明はこの様な補助接着剤を用い
るか否かによって規定されるものではなく、またかかる
具体的な補助接着剤の種類によって規定される物でもな
く、あくまで手段手法としての方式がその趣旨であり、
前述の各請求項に規定の通りのものである。

【００２６】以上に述べた様に本発明の実施によれば事
後に抜糸ないし縫合具の撤去を必要としない、かつ糸の
吸収に手間取る様な事もない、また大袈裟な装置と熟練
を必要としたりする事のない、安全確実な開創の縫合が
出来るので有益である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図は本発明の実施例のシェーマをあらわすスケ
ッチである。これにおいて、 （１Ａ，１Ｂ） 組織断端 （２）吸引リング （３）アプリケーター （４）超音波振動子 （５）隙間 （６）縫合面 （７）焦域 （８）超音波ビーム （９）発振器

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】仮閉鎖された開創部の組織の接触的に対峙
   する界面を縫合する方法であって、該方法は該界面の所
   望された部位を集束超音波により選択的に加熱して該対
   峙する組織を融着せしめる事を特徴とする、超音波開創
   縫合方法。
2. 【請求項２】仮閉鎖された開創部の組織の接触的に対峙
   する界面を縫合する装置であって、該装置は該界面の所
   望された部位を集束超音波により選択的に加熱して該対
   峙する組織を融着せしめる如く構成された事を特徴とす
   る、超音波開創縫合装置。
3. 【請求項３】請求項２に記載の装置において、該界面の
   所望された部位を該界面を横断する断面を超音波的に可
   視化する手段を併設し、該手段により得られる画像に基
   づいて照準を定めて該集束超音波を照射する如く構成さ
   れた事を特徴とする、該超音波開創縫合装置。
4. 【請求項４】請求項２または３に記載の装置において、
   該界面の所望された部位を含む被縫合組織の辺縁部を皮
   膚側から吸引して仮閉鎖せしめ、またそれらの表面の高
   さを略一致せしめた状態で超音波融着せしめる如く、吸
   引手段と、超音波照射手段とが組み合わされて構成され
   た事を特徴とする、該超音波開創縫合装置。
5. 【請求項５】請求項４に記載の装置において、該吸引手
   段の開口部の内側に該超音波照射手段が、略同一の高さ
   で、略同心的に配置された事を特徴とする、該超音波開
   創縫合装置。
6. 【請求項６】請求項５に記載の装置において、該吸引手
   段と超音波照射手段の組み合わせ構造物が、少なくとも
   その一部または全部が光学的にも透明な部材より構成さ
   れ、作業中に被閉鎖開創面を直視的にまたは間接的に観
   察出来る様に構成された事を特徴とする、該超音波開創
   縫合装置。
7. 【請求項７】超音波の瞬時音圧により、もしくは超音波
   的に発生された局所発熱により活性化される所の生体適
   合性接着剤を補助的に併用し、これを予め前記被接着界
   面に導入しておいてから超音波照射する事を特徴とす
   る、超音波開創縫合方法。
8. 【請求項８】前記補助的な生体適合性接着剤がマイクロ
   カプセルに封入された、もしくはされていない、シアノ
   アクリレート樹脂ないしフィブリン糊などである事を特
   徴とする、請求項７に記載の超音波開創縫合方法。