JPWO2013088890A1 - 処置システムおよび処置システムの作動方法 - Google Patents

Abstract

処置システム１０は、 高周波電源７３と、発熱用電源８３と、一対の導電体５２ａ、５２ｂとヒーター部材５３とを有する一対のジョー３６ａ、３６ｂと、発熱用電源８３をヒーター部材５３の温度に基づき定温制御することにより、前記熱エネルギの印加開始後に増加し最大値を示した後に減少する前記発熱用電力の初期の変化状態をもとにした発熱用電力パラメータを用いて、その後の前記発熱用電力の変化状態を予測した電力減少パターンを取得し、取得後は前記電力減少パターンに基づいて前記発熱用電源をパターン制御するように制御する制御部９４と、を具備する。

Description

本発明の実施形態は、把持した生体組織に高周波電力エネルギと熱エネルギとを切り替えて順に印加する一対の把持部材を具備する処置システムおよび前記処置システムの制御方法に関する。

米国特許出願公開第２００９／０７６５０６号明細書には、把持した生体組織に高周波電力エネルギと熱エネルギとを印加する一対の把持部材と、高周波電力エネルギを印加するための高周波電力を出力する高周波電源と、熱エネルギを印加するための発熱用電力を出力する発熱用電源と、高周波電力エネルギ印加と熱エネルギの印加とを切り替えるために高周波電源および発熱用電源を制御する制御部と、を具備する処置システムが開示されている。

また、米国特許出願公開第２００９／０２４８００２号明細書には、生体組織に対して、最初に高周波電力エネルギを印加し、その後、熱エネルギの印加を開始する処置システムが開示されている。高周波電力エネルギは、生体組織の細胞膜を破壊することによってタンパク質をはじめとする高分子化合物を含んだ細胞内成分を放出し、コラーゲンをはじめとする細胞外成分と均一化させる作用を有する。そして、生体組織の均一化により、その後に行われる熱エネルギの印加による生体組織の接合が促進されている。

ここで、熱エネルギの印加のときには、検知した温度に基づいて、発熱素子を所定温度まで上昇した後、所定温度に保持するようにフィードバック制御することが知られている。

しかし、検知温度に基づくフィードバック制御では、処置している生体組織以外の要因により、検知温度が変動すると、所望の制御が行えないおそれがあった。このため、使用者は正しい制御が行われているかを常に監視する必要があり、操作性がよいとはいえない場合があった。

本発明の実施形態は、操作性のよい処置システム及び操作性のよい処置システムの制御方法を提供することを目的とする。

実施形態の処置システムは、高周波電力を出力する高周波電源と、発熱用電力を出力する発熱用電源と、把持した生体組織に前記高周波電力を高周波電力エネルギとして印加する両方の把持面に配設された一対の導電体と、前記生体組織に前記発熱用電力を熱エネルギとして印加する、少なくとも一方に配設された、正の抵抗温度係数の材料からなる発熱素子と、を有する一対の把持部材と、前記高周波電力エネルギ印加終了後に、前記熱エネルギの印加を開始するように前記高周波電源及び前記発熱用電源を制御するとともに、前記熱エネルギの印加開始後は、前記発熱用電源を前記発熱素子の温度に基づき定温制御することにより、前記熱エネルギの印加開始後に増加し最大値を示した後に減少する前記発熱用電力の初期の変化状態をもとにした発熱用電力パラメータを用いて、その後の前記発熱用電力の変化状態を予測した電力減少パターンを取得し、取得後は前記電力減少パターンに基づいて前記発熱用電源をパターン制御するように制御する制御部と、を具備する。

別の実施形態の処置システムの制御方法は、把持した生体組織に高周波電力エネルギと熱エネルギとを印加する一対の把持部材と、前記高周波電力エネルギを印加するための高周波電力を出力する高周波電源と、前記熱エネルギを印加するための発熱用電力を出力する発熱用電源と、を具備する処置システムの処置条件を設定するステップと、前記高周波電源を前記処置条件に基づき制御して前記高周波電力エネルギを前記生体組織に印加するステップと、前記高周波電力エネルギ印加終了後に、前記処置条件に基づき定温制御による前記熱エネルギの印加を開始するステップと、前記定温制御により、前記熱エネルギの印加開始後に増加し最大値を示した後に減少する前記発熱用電力の初期の変化状態をもとに発熱用電力パラメータを取得するステップと、前記発熱用電力パラメータを用いて、その後の前記発熱用電力の変化状態を予測した電力減少パターンを取得するステップと、前記電力減少パターンに基づいて前記発熱用電源をパターン制御するステップと、を具備する。

第１実施形態の処置システムの外観図である。 第１実施形態の処置システムのジョーの構造を説明するための立体断面図である。 第１実施形態の処置システムの構成図である。 第１実施形態の変形例の処置システムの外観図である。 第１実施形態の処置システムの処理の流れを説明するフローチャートである。 高周波電力印加モードにおけるインピーダンス変化を示すグラフである。 発熱用電力印加モードにおける温度変化および発熱用電力変化を示すグラフである。 外乱がある場合の、発熱用電力印加モードにおける温度変化および発熱用電力変化を示すグラフである。 発熱用電力印加モードにおける発熱用電力変化を示すグラフである。 第２実施形態の処置システムの構成図である。

＜第１実施形態＞
＜処置システムの構成＞
最初に第１実施形態の処置システム１０について説明する。

図１に示すように処置システム１０は、処置具１１と、電力供給部１２と、フットスイッチ１３と、を具備する。処置システム１０は、処置具１１の１対の把持部材であるジョー３６ａ、３６ｂで把持した生体組織に、電力供給部１２を用いて高周波電力エネルギと熱エネルギとを切り替えて印加する。なお、以下、高周波電力を「ＨＦ」と略記したり、発熱用電力を「ＴＨ」と略記したりする。例えば、高周波電力エネルギをＨＦエネルギという。

処置具１１は、ＨＦ線２２ａ、２２ｂとＴＨ線２３とにより電力供給部１２と接続されている。なお、ＨＦ線２２ａ、２２ｂおよびＴＨ線２３等は、それぞれ２本の配線を有するが１本で表現している。フットスイッチ１３は、スイッチ線２１により電力供給部１２と接続されている。

処置具１１は、一対の鋏構成部材３２ａ、３２ｂと、一対のハンドル部３４ａ、３４ｂと、一対のジョー３６ａ、３６ｂと、を有する。ハンドル部３４ａ、３４ｂは鋏構成部材３２ａ、３２ｂの基端部に設けられ術者が手に持って操作する。ジョー３６ａ、３６ｂは鋏構成部材３２ａ、３２ｂの先端部に設けられ処置する生体組織を把持する。

鋏構成部材３２ａ、３２ｂはそれらの先端と基端との間で互いが略交差する状態に重ねられている。鋏構成部材３２ａ、３２ｂの交差部には、鋏構成部材３２ａ、３２ｂを回動自在に連結する支点ピン３５が設けられている。

ハンドル部３４ａ、３４ｂには、術者が指をかけるリング３３ａ、３３ｂが設けられている。術者がリング３３ａ、３３ｂに、それぞれ親指と中指を通して開閉させる動作を行うと、その動作に連動してジョー３６ａ、３６ｂが開閉する。

ジョー３６ａ、３６ｂには、把持した生体組織にエネルギを印加するエネルギ放出要素が配設されている。すなわち、ジョー３６ａには、エネルギ放出要素として、把持面を有する導電体からなる電極５２ａが配設されている。ジョー３６ｂには、エネルギ放出要素として、把持面を有する導電体からなる電極５２ｂと、発熱素子であるヒーター部材５３とが配設されている。ヒーター部材５３は高熱伝導体からなる電極５２ｂの裏面に配設された状態でジョー３６ｂに埋め込まれている。

すなわち、図２に示すように、処置具１１のジョー３６ｂは、銅からなる基材５４の把持面５２Ｐの裏面にヒーター部材５３が接合され、ヒーター部材５３は、封止部材５５とカバー部材５６とで覆われている。なお、図２はジョー３６ｂの一部を示しており、それぞれのジョー３６ｂに３個以上のヒーター部材５３が接合されていてもよい。

ヒーター部材５３は、アルミナまたは窒化アルミニウム等の基板５３ａの上に薄膜抵抗体または厚膜抵抗体が発熱パターン５３ｂとして配設されている。薄膜抵抗体は、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）またはＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）などの薄膜形成法により形成される導電性薄膜、または、ＳＵＳ等の導電性金属箔等からなる。厚膜抵抗は、スクリーン印刷などの厚膜形成法により形成される。発熱パターン５３ｂは温度に比例して電気抵抗が増加する正の抵抗温度係数を示すモリブデン等の高融点金属材料により形成されている。

なお、ヒーター部材５３は、処置具１１のジョー３６ａにも配設されていてもよい。すなわち、発熱素子は、少なくとも一方の把持部材に配設されていればよい。

鋏構成部材３２ａ、３２ｂの内部には、それぞれ電極５２ａ、５２ｂにＨＦを供給するためのＨＦ線２４ａ、２４ｂが配設されている。ＨＦ線２４ａ、２４ｂは、それぞれジョー３６ａ、３６ｂからハンドル部３４ａ、３４ｂまで延びている。リング３３ａ、３３ｂにはそれぞれＨＦ端子２５ａ、２５ｂが設けられている。ＨＦ端子２５ａ、２５ｂはそれぞれＨＦ線２４ａ、２４ｂと接続されている。このため、ジョー３６ａ、３６ｂに生体組織を把持した状態で、電極５２ａ、５２ｂにＨＦが供給されると、電極５２ａ、５２ｂ間の生体組織にＨＦが通電される。言い換えれば、生体組織にＨＦエネルギが印加される。

一方、鋏構成部材３２ｂには、ヒーター部材５３にＴＨを供給するためのＴＨ線２６が内部に配設されている。ＴＨ線２６は、ジョー３６ｂからハンドル部３４ｂまで延びている。リング３３ｂには、ＴＨ線２６と接続されたＴＨ端子２７が設けられている。このため、ＴＨ線２６を通してヒーター部材５３にＴＨが供給されると、ヒーター部材５３が発熱する。すなわち、ＴＨがヒーター部材５３により熱エネルギに変換され、その熱エネルギが電極５２ｂに伝熱され、電極５２ｂの把持面に接触した生体組織に熱エネルギが印加される。

以上の説明のように、処置具１１は、電極５２ａ、５２ｂ間にＨＦを通電すると、ジョー３６ａ、３６ｂ間に把持した生体組織にＨＦエネルギを印加する。また、処置具１１は、ヒーター部材５３にＴＨを通電するとＴＨが熱エネルギに変換され、生体組織に熱エネルギを印加する。

フットスイッチ１３は、ペダル１３ａを有する。ペダル１３ａが押圧されているときには、電力供給部１２は、ＨＦまたはＴＨを、設定状態（出力値および出力タイミングなどを制御した状態）に基づいて出力する。ペダル１３ａの押圧が解除されると電力供給部１２は、電力出力を強制的に停止する。

図３に示すように、電力供給部１２は、ＨＦユニット７２とＴＨユニット８２とから構成されている。ＨＦユニット７２は、ＨＦを出力する高周波電源７３と、高周波電源７３を制御するＨＦ制御部７４と、高周波電源７３が出力するＨＦの電圧および電流を測定する高周波電力測定部であるＨＦセンサ７５と、操作パネル７６と、を有する。

ＴＨユニット８２は、ＴＨを出力する発熱用電源８３と、発熱用電源８３を制御するＴＨ制御部８４と、発熱用電源８３が出力するＴＨの電圧および電流を測定する発熱電力測定部であるＴＨセンサ８５と、操作パネル８６と、半導体メモリ等からなる記憶部であるメモリ９２と、を有する。

ＨＦ制御部７４とＴＨ制御部８４とは、双方向に信号を伝達可能な通信線９１により接続され制御部９４を構成している。すなわち、ＣＰＵ等の演算回路等からなる制御部９４は高周波電源７３および発熱用電源８３を制御する。操作パネル７６、８６は術者が処置条件を設定する設定機能部と処置の状態を表示する表示機能とを有している。

ＨＦセンサ７５は、ＨＦ線２２ａ、２２ｂを介して処置具１１に接続されている。ＨＦ制御部７４には、高周波電源７３とＨＦセンサ７５とが接続されている。更に、ＨＦ制御部７４は、操作パネル７６に接続されている。ＨＦ制御部７４は、ＨＦセンサ７５の情報をもとに、電力およびインピーダンス等のＨＦ情報を算出し、制御信号を高周波電源７３に送るとともに、表示する情報を操作パネル７６に送る。ＨＦ制御部７４により制御された高周波電源７３が出力するＨＦは処置具１１の電極５２ａ、５２ｂに伝達される。

一方、ＴＨ制御部８４では、ＴＨセンサ８５からの情報をもとに、ＴＨ情報として電力、抵抗値等に加えて、ヒーター部材５３の温度も算出する。すなわち、すでに説明したように、ヒーター部材５３の発熱パターンは正の抵抗温度係数の材料からなる。このため、ＴＨ制御部８４は、ＴＨの電圧および電流から算出したＴＨ抵抗値からヒーター部材５３の温度を算出することができる。ＴＨ制御部８４は、ＴＨ情報を基づいて発熱用電源８３に制御信号を送る。ＴＨ制御部８４により制御された発熱用電源８３が出力するＴＨは処置具１１のヒーター部材５３に伝達される。

なお、ＨＦ制御部７４はＨＦ印加終了時には、ＴＨの出力を開始するようにＴＨ制御部８４にも制御信号を送る。

以上の説明のように、処置具１１は、バイポーラ型高周波処置具としての機能と、発熱用処置具としての機能と、を有する。

なお、実施形態の処置システムの処置具は、いわゆるリニアタイプの処置具であってもよい。例えば、図４に示す変形例の処置システム１０Ａは、リニアタイプの処置具１１Ａと、電力供給部１２Ａと、フットスイッチ１３と、を具備する。

処置具１１Ａは、ハンドル３６と、シャフト３７と、生体組織を把持する把持部材である一対のジョー３６ａＡ、３６ｂＡと、を有する。ジョー３６ａＡ、３６ｂＡの構造は、ジョー３６ａ、３６ｂと同じである。

ハンドル３６は、術者が握り易い形状、例えば略Ｌ字状である。ハンドル３６は、開閉ノブ３６Ａを有する。開閉ノブ３６Ａは、術者が押圧操作すると、ジョー３６ａ、３６ｂが生体組織を把持するように設計されている。ジョー３６ａＡ、３６ｂＡのＨＶ電極（不図示）およびヒーター部材（不図示）は、配線２８を介して電力供給部１２Ａに接続されている。すなわち、配線２８はＨＦ線２２ａ、２２ｂおよびＴＨ線２３からなる。電力供給部１２Ａの基本構成および機能は電力供給部１２と同じである。

すなわち、処置具は、把持した生体組織に高周波電力エネルギと熱エネルギとを印加可能であれば、各種の構造の処置具が使用可能である。

＜処置システムの動作＞
次に処置システム１０の制御方法について説明する。

処置システム１０は、把持した生体組織に、まずＨＦエネルギを印加し、ＨＦエネルギの印加終了後に、熱エネルギを印加する。言い換えれば、制御部９４は、高周波電力エネルギ印加終了後に、熱エネルギの印加を開始するように高周波電源７３および発熱用電源８３を制御する。

すなわち、ＨＦエネルギの印加により生体組織の細胞膜の破壊処理が完了すると、ＨＦエネルギ印加モードから熱エネルギ印加モードに切り替わる。熱エネルギ印加モードでは、生体組織の温度を更に上昇させることで水分を除去し、水素結合により生体組織の接合処理が行われる。

以下、図５に示すフローチャートに沿って、処置システム１０の動作を説明する。

＜ステップＳ１０＞
術者は、操作パネル７６、８６を用いて処置条件を制御部９４に入力し設定する。処置条件は、例えば、ＨＦエネルギ印加モードの設定電力Ｐｓｅｔ（Ｗ）、熱エネルギ印加モードの設定温度Ｔｓｅｔ（℃）、およびＨＦエネルギ印加モード終了を判断するためのＨＦインピーダンスＺの閾値Ｚ１（Ω）等である。なお、処置条件については後に詳述する。

＜ステップＳ１１＞
術者は処置具１１のハンドル部３４ａ、３４ｂのリング３３ａ、３３ｂに指をかけて、処置具１１を操作して、ジョー３６ａ、３６ｂで処置する生体組織を把持する。

術者が、フットスイッチ１３のペダル１３ａを足で押圧すると、処置具１１のジョー３６ａ、３６ｂの電極５２ａ、５２ｂ間の生体組織へのＨＶエネルギ印加を開始する。なお、処置中は、ペダル１３ａは押圧されたままである。術者が足をペダル１３ａから放した場合には、電力供給部１２は強制的にエネルギ出力を停止する。

高周波電源７３が出力するＨＶは、ステップＳ１０で設定された所定の設定電力Ｐｓｅｔ、例えば２０Ｗ〜１５０Ｗ程度に定電力制御される。

ＨＦエネルギ印加モードでは、ジュール熱が発生し生体組織自体が加熱される。更に、ＨＦ作用による絶縁破壊および放電等により、生体組織の細胞膜が破壊される。細胞膜の破壊により、放出された細胞膜内物質は、コラーゲンをはじめとする細胞外成分と均一化する。

そして、ＨＦエネルギ印加モードでは、ＨＦのインピーダンスＺ、すなわち、把持した生体組織のインピーダンスＺが、ＨＦセンサ７５からのＨＦ情報をもとに算出される。図６に示すように、定電力制御されたＨＦエネルギ印加により、インピーダンスＺは、ＨＦエネルギ印加開始時には例えば６０Ω程度であり、その後、減少し最小値Ｚｍｉｎを示した後に増加する。

＜ステップＳ１２＞
すなわち、ＨＦエネルギが印加されると、生体組織の乾燥化が進むため、定電力制御されたＨＦのインピーダンスＺは上昇する。そして、インピーダンスＺをもとに、把持した生体組織の細胞膜の破壊処理の完了が検知される。すなわち、破壊処理が完了すると、細胞膜内物質が放出されなくなるため、インピーダンスＺの上昇が加速する。更にＨＦエネルギ印加はインピーダンスＺが大きいと適切なエネルギ印加が困難となる。

このため、制御部９４（ＨＦ制御部７４）は、所定の閾値Ｚ１を基準にＨＦエネルギ印加モードの終了を判断する。

閾値Ｚ１は、例えば１０Ω〜１５００Ω程度である。なお、閾値Ｚ１は、予め制御部９４（ＨＦ制御部７４）のプログラムに組み込まれている場合には術者が設定する必要はない。またＨＦエネルギ印加モードの終了判断を別の方法で行ってもよい。

ＨＦ制御部７４は、インピーダンスＺが閾値Ｚ１、例えば１０００Ωを超えたか否か判断する。ＨＦ制御部７４は、インピーダンスＺの値が閾値Ｚ１よりも小さいと判断した場合（Ｓ１２：Ｎｏ）、ＨＦエネルギ印加を続ける。

＜ステップＳ１３＞
一方、インピーダンスＺが閾値Ｚ１を超えたと、ＨＦ制御部７４が判断した場合（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、ＨＦ制御部７４は、ＨＦ出力を停止するように高周波電源７３を制御する（図６：ｔ＝ｔｆ）。

＜ステップＳ１４＞
更に、ＨＦ制御部７４が、インピーダンスＺが閾値Ｚ１以上となったと判断した場合、ＨＦユニット７２のＨＦ制御部７４から通信線９１を介してＴＨユニット８２のＴＨ制御部８４に信号が伝達される。そして、ＨＦエネルギ印加モードからＴＨエネルギ印加モードへの切り替えが行われる。

＜ステップＳ１５＞
ＴＨエネルギ印加モードの初期段階では、ＴＨ制御部８４では、ヒーター部材５３の温度が所定の設定温度Ｔｓｅｔ、例えば１２０℃〜３００℃になるようにヒーター部材５３にＴＨを供給する。すなわち、ＴＨ制御部８４は、ヒーター部材５３の温度Ｔが、ステップＳ１０において処置条件として設定された温度Ｔｓｅｔになるように、ＴＨ出力を増減する定温フィードバック制御を行う。

ＨＦエネルギ印加モードでの処置により、生体組織は均一化され熱伝導率が上昇している。このため、ＴＨエネルギ印加モードでは、ヒーター部材５３からの熱が効率的に生体組織に伝えられる。そしてＴＨエネルギ印加モードでは、生体組織のタンパク質を一体的に変性させるともに、タンパク質同士の水素結合の阻害要因である水分の除去が行われる。

図７に示すように、ＴＨエネルギ印加モード開始時の温度Ｔは、例えば１００℃である。なお、図７に示すＴＨエネルギ印加モード開始時（ｔ＝０）は、ＴＦエネルギ印加モード終了時（ｔ＝ｔｆ）である。設定温度Ｔｓｅｔになるように定温制御された発熱用電力の印加により、ヒーター部材５３の温度Ｔは、設定温度Ｔｓｅｔ、例えば１８０℃まで上昇した後、設定温度Ｔｓｅｔに保持される。

一方、発熱用電力ＴＨは、温度が設定温度Ｔｓｅｔに上昇するまでは大きい。言い換えれば、ヒーター部材５３の温度Ｔを上昇させるためには、把持している熱容量の大きな生体組織の温度を上昇させる必要があるため、大きなＴＨを必要とする。

なお、図７において、時間ｔ１〜ｔ２において、ＴＨが一定値（ＴＨｍａｘ）を示しているのは、発熱用電源８３の最大定格電力がＴＨｍａｘ、例えば１００Ｗのためである。これは、最大定格電力が大きな電源は高価で大型となるためである。なお、処置システム１０は、最大定格電力の小さな安価な電源を用いても大きな問題は生じない。

そして、ヒーター部材５３の温度Ｔが設定温度Ｔｓｅｔに到達した後は、その温度を維持するために必要なＴＨは小さくなり、更に処置が進み把持した生体組織の収縮等が進むことにより、ＴＨは更に小さくなる。

すなわち、ヒーター部材５３を所定温度まで上昇した後、所定温度に保持するように定温制御された発熱用電力（ＴＨ）は、熱エネルギの印加開始後に増加し最大値を示した後に減少する。ヒーター部材５３の温度は、ヒーター部材５３の抵抗値、すなわち発熱用電力（ＴＨ）の電流および電圧から算出される。

＜ステップＳ１６＞
ここで、図７に示したＴＨエネルギ印加モードにおける温度および電力の変化パターンは、いわゆる理想パターンである。実際の処置においては、図８に示すように、外乱によりヒーター部材５３の温度Ｔが変化することがある。ここで、外乱とは処置している生体組織以外の要因である。すなわち外乱とは、把持していない周囲の生体組織との接触、外部からの水分の供給、または把持力の変化等である。そして、ヒーター部材５３の温度Ｔは、外乱により生体組織の処置の進行状態とは関係なく、変化してしまうことがある。

外乱により温度Ｔが増減すると、フィードバック制御では、それに対応してＴＨも増減する。すると、把持している生体組織に想定外の熱エネルギが印加されてしまう。このため、微妙なエネルギ印加制御が必要な、水素結合による生体組織の接合処理が困難となるおそれがある。

ここで、水素結合は、電気陰性度が大きな原子（陰性原子）に共有結合で結びついた水素原子が、近傍に位置した窒素、酸素、硫黄、フッ素、またはπ電子系などの孤立電子対とつくる非共有結合性の引力的相互作用である。生体組織のタンパク質では、主鎖の酸素原子とアミド結合の水素原子との間で水素結合が形成される。タンパク質の変性による単純な接合と異なり、水素結合による接合のためには、接合時の水分量管理および温度管理が重要であり、このためには印加する熱エネルギの精密な制御が重要である。

処置システム１０では、水素結合による生体組織の接合処理を確実に行うため、制御部９４（ＴＨ制御部８４）が、ＴＨが減少を開始すると、外乱が全くない場合、言い換えれば、理想状態の電力減少パターンに基づいて発熱用電源８３をパターン制御する。すなわち、制御部９４（ＴＨ制御部８４）は、発熱用電源８３の制御方法を、フィードバック制御からパターン制御に変更する。

ここで、パターン制御するためには、理想状態の電力減少パターンを取得する必要がある。

図９に示すように、理想の電力減少パターン（時間に対するＴＨの減少曲線）は、把持している生体組織の種類等により大きく異なる。例えば、（Ａ）は、小腸、大腸等の管状臓器であり、（Ｂ）は血管であり、（Ｃ）は、肺、肝臓、すい臓等の実質臓器（parenchyma organ）の場合である。

すなわち、熱容量の小さな組織は、短時間の熱エネルギ印加で設定温度Ｔｓｅｔに上昇する。そして設定温度Ｔｓｅｔに保持するために必要なＨＷも急激に減少する。これに対して熱容量の大きな組織は、設定温度Ｔｓｅｔに上昇するのに時間を要し、設定温度Ｔｓｅｔに保持するために必要なＨＷも急激には減少しない。

そして、様々な組織を処理したときの実験データから、ＴＨが減少する前の変化状態、すなわち初期のＴＨ変化パターンと、その後のＴＨが減少するときの電力減少パターンとの間には相関があることが判明した。

このため、制御部９４は、発熱用電力ＴＨの初期の変化状態をもとにした発熱用電力パラメータｐｔｈを用いて、その後の発熱用電力の変化状態（減少パターン）を示す電力減少パターンを予測することが可能となった。

例えば、図９の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）のように、フィードバック制御の間に、ＴＨが発熱用電源８３の最大定格電力がＴＨｍａｘに到達する場合には、最大値ＴＨｍａｘになるまでの時間ｔ１、または最大値ＴＨｍａｘでの持続時間（Δｔ＝ｔ２−ｔ１）と、電力減少パターンとは良く対応している。ここで、最大値ＴＨｍａｘは最大定格電力がＴＨｍａｘである。このため、発熱用電力パラメータｐｔｈとして、最大値ＴＨｍａｘになるまでの時間ｔ１、または最大値ＴＨｍａｘでの持続時間Δｔを用いることにより、その後の電力減少パターンが予測可能である。

また、図９の（Ｄ）のように、フィードバック制御の間にＴＨがピーク値ＴＨｐを示す場合には、最大値ＴＨｍａｘであるピーク値ＴＨｐになるまでの時間を発熱用電力パラメータｐｔｈとして、その後の電力減少パターンが予測可能であった。

更に、フィードバック制御の初期段階で、ＴＨが増加している間の、ＴＨの増加速度（ΔＴＨ／ΔＴ）、特に最大増加速度を発熱用電力パラメータｐｔｈとしても、その後の電力減少パターンが予測可能である。

もちろん、ＴＨの増加速度（ΔＴＨ／ΔＴ）、最大値ＴＨｍａｘ（ピーク値ＴＨｐ）、最大値ＴＨｍａｘになるまでの時間ｔ１、または最大値ＴＨｍａｘでの持続時間（ｔ２−ｔ１）から選ばれた２個以上の値を発熱用電力パラメータｐｔｈとして用いても、より精度の高い電力減少パターンが予測可能である。

すなわち、ＴＨの増加速度（ΔＴＨ／ΔＴ）、最大値ＴＨｐ、最大値ＴＨｍａｘになるまでの時間ｔ１、または最大値ＴＨｍａｘでの持続時間Δｔからなる発熱用電力パラメータｐｔｈを用いることで、ＴＨが減少するときの電力減少パターンが予測可能である。

なお、電力減少パターンは、時間（ｔ）とＴＨとの対応関係を示す表（テーブル）または、ＴＨ＝ｆ（ｔ）の形式の算出式として表現可能である。算出式：ＴＨ＝ｆ（ｔ）には、時間（ｔ）を代入することにより、ＴＨが算出される。

テーブル表現の電力減少パターンの場合には、複数の電力減少パターンのテーブルが準備され、発熱用電力パラメータｐｔｈに基づいて１つのテーブルが選択される。

一方、算出式で表現される電力減少パターンでは、発熱用電力パラメータｐｔｈの値を導出式：ＴＨ＝ｆ（ｐｔｈ、ｔ）に代入することで、ＨＴの経時変化曲線：ＴＨ＝ｆ（ｔ）が導出される。

そして、処置システム１０では、メモリ９２に、予め実験データに基づき算出された各種の電力減少パターンが、テーブルまたは算出式として記憶されている。

このため、制御部９４は、フィードバック制御の間の、ＴＨの変化状態に基づく発熱用電力パラメータｐｔｈから、制御に使用する電力減少パターンをメモリ９２に記憶されているテーブルまたは算出式から取得することができる。

なお、複数の異なる処置具が接続可能な電力供給部１２の場合には、メモリ９２には、それぞれの処置具に対応した複数の電力減少パターンの組を記憶しておき、処置具に応じて選択可能としておくこともできる。

＜ステップＳ１７＞
電力減少パターンを決定（取得）した制御部９４（ＴＨ制御部８４）は、ヒーター部材５３の温度Ｔを基準にした定温制御から、電力減少パターンに沿った電力値となるように制御するパターン制御に、発熱用電源８３の制御方法を変更する
＜ステップＳ１８＞
電力減少パターンに従って、ＴＨ印加終了まで熱エネルギが生体組織に印加される。

処置システム１０では、外乱等により意図しない熱エネルギが生体組織に印加されるおそれがないため、操作性がよい。

そして、処置システム１０では、熱エネルギの印加により生体組織の水分を除去し水素結合により生体組織を接合することが容易に実現できる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態の処置システム１０Ｂについて説明する。処置システム１０Ｂは、処置システム１０と類似しているので、同じ機能の構成要素には同じ符号を付し、説明は省略する。

図１０に示すように、処置システム１０Ｂの電力供給部１２Ｂは、高周波電源機能と発熱用電源機能とを有する共通電源９３と、出力を切り替える切替スイッチ９７と、を有する。更に、ＨＦセンサ７５の機能とＴＨセンサ８５の機能を有する共通センサ９５を有する。

すでに説明したように、実施形態の処置システム１０でも、高周波電源７３と発熱用電源８３とが同時に電力を出力することはない。このため、処置システム１０Ｂでは、１台の共通電源９３が、制御部９４の制御により、高周波電源または発熱用電源として機能する。

すなわち、ＨＦ印加モードでは、共通電源９３が出力したＨＦは、切替スイッチ９７を介してＨＦ線２２ａ、２２ｂに送られる。一方、ＴＨ印加モードでは共通電源９３が出力したＴＨは、切替スイッチ９７を介してＴＨ線２３に送られる。

なお、共通センサ９５も、ＨＦセンサまたはＴＨセンサとして機能し、共通パネル９６は、ＨＦパネルまたはＴＨパネルとして機能する。

処置システム１０Ｂは、処置システム１０と同様の機能を有し、更に構成が簡単である。

なお、処置具１１のジョー３６ａおよびジョー３６ｂに、それぞれヒーター部材が配設されている処置システムでは、それぞれのヒーター部材の温度に基づき、それぞれの発熱用電源を制御してもよい。また、２つのヒーター部材の平均温度に基づき、１つの発熱用電源で制御してもよい。

すなわち、本発明は上述した実施形態等に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等ができる。

本出願は、２０１１年１２月１２日に米国に出願された出願番号６１／５６９、３３２を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。

本発明の実施形態は、把持した生体組織に高周波電力エネルギと熱エネルギとを切り替えて順に印加する一対の把持部材を具備する処置システムおよび前記処置システムの作動方法に関する。

本発明の実施形態は、操作性のよい処置システム及び操作性のよい処置システムの作動方法を提供することを目的とする。

実施形態の処置システムは、高周波電力を出力する高周波電源と、発熱用電力を出力する発熱用電源と、生体組織に前記高周波電力を高周波電力エネルギとして印加する電極と、前記高周波電力エネルギ印加終了後に、前記生体組織に前記発熱用電力を熱エネルギとして印加する発熱素子と、を有する把持部材と、前記発熱用電力の変化状態を予測した電力減少パターンを記憶する記憶部と、前記記憶部から取得する前記電力減少パターンに基づき、前記発熱用電源をパターン制御する制御部と、を具備する。

別の実施形態の処置システムの作動方法は、制御部により制御された高周波電源が出力する高周波電力が、把持部材の電極により高周波電力エネルギとして放出されるステップと、前記制御部により定温制御された発熱用電源が出力する発熱用電力が、前記把持部材の発熱素子により、熱エネルギとして放出されるステップと、前記制御部が、前記発熱用電力の変化状態をもとに、発熱用電力パラメータを取得するステップと、前記制御部が、前記発熱用電力パラメータを用いて、その後の前記発熱用電力の変化状態を予測した電力減少パターンを記憶部から取得するステップと、前記制御部が、前記発熱用電源の制御方法を、前記定温制御から前記電力減少パターンに基づくパターン制御に変更するステップと、を具備する。

実施形態の処置システムは、高周波電力を出力する高周波電源と、発熱用電力を出力する発熱用電源と、把持した生体組織に前記高周波電力を高周波電力エネルギとして印加する両方の把持面に配設された一対の導電体と、前記生体組織に前記発熱用電力を熱エネルギとして印加する、少なくとも一方に配設された、正の抵抗温度係数の材料からなる発熱素子と、を有する一対の把持部材と、前記高周波電力エネルギ印加終了後に、前記熱エネルギの印加を開始するように前記高周波電源及び前記発熱用電源を制御するとともに、前記熱エネルギの印加開始後は、前記発熱用電源を前記発熱素子の温度に基づき定温制御することにより、前記熱エネルギの印加開始後に増加し最大値を示した後に減少する前記発熱用電力の初期の変化状態をもとにした発熱用電力パラメータを用いて、その後の前記発熱用電力の変化状態を予測した電力減少パターンを取得し、取得後は前記電力減少パターンに基づいて前記発熱用電源をパターン制御するように制御する制御部と、を具備する。
また、実施形態の処置システムの制御方法は、把持した生体組織に高周波電力エネルギと熱エネルギとを印加する一対の把持部材と、前記高周波電力エネルギを印加するための高周波電力を出力する高周波電源と、前記熱エネルギを印加するための発熱用電力を出力する発熱用電源と、を具備する処置システムの処置条件を設定するステップと、前記高周波電源を前記処置条件に基づき制御して、前記高周波電力エネルギを前記生体組織に印加するステップと、前記高周波電力エネルギ印加終了後に、前記処置条件に基づき定温制御による前記熱エネルギの印加を開始するステップと、前記定温制御により、前記熱エネルギの印加開始後に増加し最大値を示した後に減少する前記発熱用電力の初期の変化状態をもとに発熱用電力パラメータを取得するステップと、前記発熱用電力パラメータを用いて、その後の前記発熱用電力の変化状態を予測した電力減少パターンを取得するステップと、前記電力減少パターンに基づいて前記発熱用電源をパターン制御するステップと、を具備する。
本発明は上述した実施形態等に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等ができる。

実施形態の処置システムは、高周波電力を出力する高周波電源と、発熱用電力を出力する発熱用電源と、生体組織に前記高周波電力を高周波電力エネルギとして印加する電極と、前記高周波電力エネルギ印加終了後に、前記生体組織に前記発熱用電力を熱エネルギとして印加する発熱素子と、を有する把持部材と、前記発熱用電力の変化状態を予測した複数の電力減少パターンを記憶する記憶部と、定温制御した前記発熱用電源が出力する前記発熱用電力の変化状態をもとにした発熱用電力パラメータに基づき、前記記憶部から一の電力減少パターンを取得し、前記一の電力減少パターンを取得後は、前記発熱用電源の制御方法を、定温制御から、前記電力減少パターンに基づくパターン制御に変更する制御部と、を具備する。

別の実施形態の処置システムの作動方法は、制御部により制御された高周波電源が出力する高周波電力が、把持部材の電極により高周波電力エネルギとして放出されるステップと、前記高周波電力が前記高周波電力エネルギとして放出されるステップの後に、前記制御部により定温制御された発熱用電源が出力する発熱用電力が、前記把持部材の発熱素子により、熱エネルギとして放出されるステップと、前記制御部が、前記発熱用電力の変化状態をもとに、発熱用電力パラメータを取得するステップと、前記制御部が、前記発熱用電力パラメータを用いて、その後の前記発熱用電力の変化状態を予測した電力減少パターンを記憶部から取得するステップと、前記制御部が、前記発熱用電源の制御方法を、前記定温制御から前記電力減少パターンに基づくパターン制御に変更するステップと、を具備する。

Claims (12)

1. 高周波電力を出力する高周波電源と、
   発熱用電力を出力する発熱用電源と、
   把持した生体組織に前記高周波電力を高周波電力エネルギとして印加する両方の把持面に配設された一対の導電体と、前記生体組織に前記発熱用電力を熱エネルギとして印加する、少なくとも一方に配設された、正の抵抗温度係数の材料からなる発熱素子と、を有する一対の把持部材と、
   前記高周波電力エネルギ印加終了後に、前記熱エネルギの印加を開始するように前記高周波電源及び前記発熱用電源を制御するとともに、前記熱エネルギの印加開始後は、前記発熱用電源を前記発熱素子の温度に基づき定温制御することにより、前記熱エネルギの印加開始後に増加し最大値を示した後に減少する前記発熱用電力の初期の変化状態をもとにした発熱用電力パラメータを用いて、その後の前記発熱用電力の変化状態を予測した電力減少パターンを取得し、取得後は前記電力減少パターンに基づいて前記発熱用電源をパターン制御するように制御する制御部と、を具備する処置システム。
2. 前記発熱用電力パラメータは、前記発熱用電力の増加速度、前記最大値、前記最大値になるまでの時間、または前記最大値での持続時間の少なくともいずれかからなることを特徴とする請求項１に記載の処置システム。
3. 前記電力減少パターンを取得するための、実験データに基づくテーブルまたは算出式を記憶する記憶部を具備することを特徴とする請求項２に記載の処置システム。
4. 前記発熱用電力の前記最大値が前記発熱用電源の定格最大電力であり、前記発熱用電力パラメータが前記最大値での前記持続時間であることを特徴とする請求項３に記載の処置システム。
5. 前記高周波電源と前記発熱用電源とは共通の電源からなることを特徴とする請求項４に記載の処置システム。
6. 前記高周波電力のインピーダンス変化に基づき、前記把持した生体組織の細胞膜の破壊処理の完了を検知すると、高周波電力エネルギの印加を終了し、前記熱エネルギの印加により前記生体組織の水分を除去し水素結合により前記生体組織を接合することを特徴とする請求項５に記載の処置システム。
7. 処置システムの制御方法は、
   把持した生体組織に高周波電力エネルギと熱エネルギとを印加する一対の把持部材と、前記高周波電力エネルギを印加するための高周波電力を出力する高周波電源と、前記熱エネルギを印加するための発熱用電力を出力する発熱用電源と、を具備する処置システムの処置条件を設定するステップと、
   前記高周波電源を前記処置条件に基づき制御して、前記高周波電力エネルギを前記生体組織に印加するステップと、
   前記高周波電力エネルギ印加終了後に、前記処置条件に基づき定温制御による前記熱エネルギの印加を開始するステップと、
   前記定温制御により、前記熱エネルギの印加開始後に増加し最大値を示した後に減少する前記発熱用電力の初期の変化状態をもとに発熱用電力パラメータを取得するステップと、
   前記発熱用電力パラメータを用いて、その後の前記発熱用電力の変化状態を予測した電力減少パターンを取得するステップと、
   前記電力減少パターンに基づいて前記発熱用電源をパターン制御するステップと、を具備することを特徴とする。
8. 前記発熱用電力パラメータは、前記発熱用電力の増加速度、前記最大値、前記最大値になるまでの時間、または前記最大値での持続時間の少なくともいずれかからなることを特徴とする請求項７に記載の処置システムの制御方法。
9. 前記電力減少パターンを取得するための、実験データに基づくテーブルまたは算出式を予め記憶するステップを、具備することを特徴とする請求項８に記載の処置システムの制御方法。
10. 前記発熱用電力の前記最大値が前記発熱用電源の定格最大電力であり、前記発熱用電力パラメータが前記最大値での前記持続時間であることを特徴とする請求項９に記載の処置システムの制御方法。
11. 前記高周波電源と前記発熱用電源とは共通の電源からなることを特徴とする請求項１０に記載の処置システムの制御方法。
12. 前記高周波電力のインピーダンス変化に基づき、前記把持した生体組織の細胞膜の破壊処理の完了を検知すると、高周波電力エネルギの印加を終了し、前記熱エネルギの印加により前記生体組織の水分を除去し水素結合により前記生体組織を接合することを特徴とする請求項１１に記載の処置システムの制御方法。

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