JPWO2015016346A1 - 生体組織接合システム、および、生体組織接合システムの作動方法 - Google Patents

Abstract

操作性のよい処置システム１を提供する。処置システム１は、生体組織に処置エネルギを印加する処置具２と、電力を出力する電源３０と、前記生体組織の温度を測定するための温度測定部３９と、前記生体組織の温度と前記処置エネルギの印加時間とから、前記生体組織の温度の時間積分値である加熱量Ｑを算出する算出部３３と、前記加熱量Ｑと所定の加熱量設定値Ｑｓｅｔとを比較する比較部３４Ａと、前記比較部３４Ａが比較した結果に基づき指示を出す指示部３４Ｂと、を有する。

Description

本発明の実施形態は、被処置体に処置エネルギを印加する処置部を具備する処置システム、処置具制御装置、および、前記処置システムの作動方法に関する。

米国特許出願公開第２００９／０７６５０６号明細書には、挟持した被処置体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挟持部と、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、被処置体に対して高周波電力エネルギを印加して、高周波電力エネルギの印加終了後に、熱エネルギを印加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、被処置体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、熱エネルギの印加により被処置体が接合される。

米国特許出願公開第２０１３／１９０６０号明細書には、被処置体に対して超音波エネルギおよび、高周波電力エネルギを印加する処置システムが開示されている。

米国特許出願公開第２００５／２２２５５６号明細書には、レーザを用いて被処置体に対して光エネルギを印加する処置システムが開示されている。

すなわち、医療用処置具の処置部は、処置エネルギとして、熱エネルギ、超音波エネルギ、光エネルギ、および、高周波電力エネルギ、の少なくともいずれかを被処置体に印加する。

ここで、良い処置結果を得るためには、処置エネルギの印加時間を適切に行う必要がある。印加時間が短いと接合強度が不十分であり、印加時間が長いと周囲の組織に悪影響を及ぼしたり、接合強度が不十分になったりする。

処置エネルギの印加時間は、試行錯誤で最適時間を決定する必要があり、従来の処置システム等は操作性がよいとはいえない場合があった。

米国特許出願公開第２００９／０７６５０６号明細書 米国特許出願公開第２００９／０２４８００２号明細書 米国特許出願公開第２０１３／１９０６０号明細書 米国特許出願公開第２００５／２２２５５６号明細書

本発明の実施形態は、操作性のよい処置システム、操作性のよい処置具制御装置、および、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、生体組織に処置エネルギを印加する処置具と、前記処置エネルギに変換するための電力を出力する電源と、前記処置エネルギが印加された前記生体組織の温度を測定するための温度測定部と、前記温度測定部が測定する前記生体組織の温度と前記処置エネルギの印加時間とから、前記生体組織の温度の時間積分値を算出する算出部と、前記算出部が、前記算出部が算出する前記生体組織の温度の前記時間積分値と所定の設定値とを比較する比較部と、前記比較部が比較した結果に基づき指示を出す指示部と、を有する。

別の実施形態の処置具制御装置は、生体組織に処置エネルギを印加する処置具と、前記処置エネルギに変換するための電力を出力する電源と、前記処置エネルギが印加された前記生体組織の温度を測定するための温度測定部と、前記温度測定部が測定する前記生体組織の温度と前記処置エネルギの印加時間とから、前記生体組織の温度の時間積分値を算出する算出部と、前記算出部が算出する温度の時間積分値と所定の設定値とを比較する比較部と、前記比較部が比較した結果に基づき指示を出す指示部と、を有する。

別の実施形態の処置システムの作動方法は、電源が、電力を出力するステップと、処置具が、前記電力を処置エネルギに変換して生体組織に印加するステップと、温度測定部が、前記処置エネルギが印加された前記生体組織の温度を測定するステップと、算出部が、前記温度測定部により測定された前記生体組織の温度と前記処置エネルギの印加時間とから前記生体組織の温度の時間積分値を算出するステップと、比較部が、前記算出部により算出された前記時間積分値と所定の設定値とを比較するステップと、指示部が、前記比較部が比較した結果に基づき指示を出すステップと、を動作する。

本発明の実施形態によれば、操作性のよい処置システム、操作性のよい処置具の制御装置、および、操作性のよい処置システムの作動方法を提供できる。

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処置部の側面図である。 第１実施形態の処置システムの処置部の側面図である。 第１実施形態の処置システムの処置部の断面図である。 第１実施形態の処置システムの処置部の上面図である。 第１実施形態の処置システムの処置部の図３Ａの３Ｃ−３Ｃ線に沿った断面図である。 第１実施形態の処置システムの発熱部の上面図である。 第１実施形態の処置システムの構成図である。 第１実施形態の処置システムにおける生体組織および処置部の温度変化と、加熱量とを説明するためのグラフである。 第１実施形態の処置システムの作動方法を説明するためのフローチャートである。 第１実施形態の処置システムにおける加熱量と生体組織接合強度の関係を示すグラフである。 第１実施形態の変形例１の処置システムにおける、組織温度と処置部温度との温度差と、発熱用電力の出力値の関係を示すグラフである。 第１実施形態の変形例２の処置システムにおける告知部である表示部の表示形態を示す図である。 第２実施形態の処置システムの構成図である。 第２実施形態の処置システムの作動方法を説明するためのフローチャートである。 第２実施形態の処置システムにおける生体組織および、処置部の温度変化、および、加熱量を説明するためのグラフである。

＜第１実施形態＞
＜処置システムの構成＞
図１に示すように、本実施形態の処置システム１は、処置具２と、処置具制御装置である本体部３と、フットスイッチ４と、を具備する。処置具２は、例えば腹壁を通して腹腔内の生体組織の接合処置等を行う外科手術用エネルギ吻合装置である。

処置具２は、グリップ２Ａ１と、シャフト２Ａ２と、被処置体である生体組織ＬＴを把持して処置を行う開閉可能な一対の挟持部１１（第１挟持部１１Ａ、第２挟持部１１Ｂ）からなる処置部１０を有する。

なお、以下、符号の末尾にＡ、Ｂが付与された同じ機能の構成要素のそれぞれをいうときは符号Ａ、Ｂを省略することがある。例えば、第１挟持部１１Ａおよび第２挟持部１１Ｂのそれぞれを挟持部１１という。

グリップ２Ａ１は、ケーブル２Ｌを介して本体部３に接続されている。術者が処置部１０の開閉を操作する開閉ノブ２Ａ３のあるグリップ２Ａ１は、術者が握り易い形状、例えば略Ｌ字状である。グリップ２Ａ１の一端には、処置部１０と一体化し、開閉ノブ２Ａ３の動作を処置部１０に伝達するグリップ２Ａ３が配設されている。一方、グリップ２Ａ１の他端側は、術者に把持される把持部２Ａ４である。

本体部３は、処置条件等を表示する表示部３６と、術者が処置条件等を設定する設定操作部３５とを前面パネルに有し、ケーブル４Ｌを介してフットスイッチ４が接続されている。フットスイッチ４のペダルを術者が足で押圧操作することにより、本体部３から処置具２への電力出力がＯＮ／ＯＦＦ制御される。フットスイッチ４は必須の構成要素ではなく、術者が手元で操作するスイッチ等であってもよい。

図２Ａおよび、図２Ｂに示すように、処置具２は、生体組織ＬＴとの接触面である処置面１１ＳＡ、１１ＳＢを介して熱エネルギ（ＴＨエネルギ）を生体組織ＬＴに印加する。

処置部１０は、例えば、第２挟持部１１Ｂが第１挟持部１１Ａに対して相対的に移動することにより開閉自在である。図２Ａに示すように、開閉ノブ２Ａ３が術者により押圧操作されていないときには、図示しない弾性部材の付勢力により第２挟持部１１Ｂは第１挟持部１１Ａと近接状態または接触状態にある。これに対して、図２Ｂに示すように、弾性部材の付勢力よりも強い力で開閉ノブ２Ａ３が術者により押圧操作されると、第２挟持部１１Ｂは第１挟持部１１Ａから離れ、処置部１０は開状態となる。処置部１０が開状態のときに、第１挟持部１１Ａと第２挟持部１１Ｂとの間に挿入された生体組織ＬＴは、術者が開閉ノブ２Ａ３の押圧操作をやめると、弾性部材の付勢力により第１挟持部１１Ａの処置面１１ＳＡと第２挟持部１１Ｂの処置面１１ＳＢと間に挟まれ押圧された状態で保持される。

図３Ａ〜図４に示すように、挟持部１１の処置面１１Ｓはステンレスまたは銅等の金属からなる伝熱体１２のおもて面（外面）である。そして、伝熱体１２の裏面（内面）には発熱素子１３が接合されている。発熱素子１３の上面は、ポリイミド等の絶縁体１６により覆われ、絶縁されている。

発熱素子１３は、アルミナまたは窒化アルミニウム等の基板１４の表面に発熱抵抗体１５が形成されている。発熱抵抗体１５は温度が上がると電気抵抗Ｒが高くなる正の抵抗温度係数の白金からなる。このため、後述するように、発熱抵抗体１５の電気抵抗Ｒから発熱素子１３（発熱抵抗体１５）の温度Ｔ１を算出できる。発熱抵抗体１５の材料には、ＮｉＣｒ合金、Ｔａ、またはＷ等の各種の正の抵抗温度係数の高融点金属材料を用いてもよい。

発熱素子１３は、本体部３から出力される発熱用電力（ＴＨ）を、熱エネルギとして生体組織ＬＴに印加する出力部である。

また、図３Ａに示すように、処置具２は処置面１１Ｓから突出する温度センサ１９を有する。例えば、温度センサ１９は第１挟持部１１Ａと第２挟持部１１Ｂとの間が閉じている場合には内部に収容されており、間が開くとバネ等の弾性体による付勢力により突出する。そして、温度センサ１９は第１挟持部１１Ａと第２挟持部１１Ｂとの間に挟持された生体組織ＬＴの内部に挿入され生体組織ＬＴの温度（組織温度）Ｔ２を検出する。なお、発熱素子１３の温度（素子温度）Ｔ１に対して組織温度Ｔ２は伝熱のため、温度差ΔＴだけ低くなる。

Ｔ２＝Ｔ１―ΔＴ ・・・（式１）

処置面１１ＳＡと処置面１１ＳＢとの間に挟持された生体組織の場合には、組織温度Ｔ２は例えば最低温度、すなわち、処置面１１ＳＡと処置面１１ＳＢとの中間部の生体組織の温度である。組織温度Ｔ２は処置中の生体組織の温度であれば、組織の内部温度に替えて、処置面１１Ｓと接している部分の表面温度でもよい。

発熱素子１３はそれぞれの挟持部１１Ａ、１１Ｂに配設されているが、発熱素子１３は、少なくとも一方の挟持部１１に配設されていればよい。

次に、図５を用いて処置システム１の構成について説明する。すでに説明したように、処置システム１は、処置具２と本体部３とフットスイッチ４とを有する。

本体部３は、発熱用電力（ＴＨ）電源３０と、発熱用電力センサ（ＴＨセンサ）３１と、設定部３２と、算出部３３と、制御部３４と、温度測定部３９と、を具備する。

電源３０は、熱エネルギのための発熱用電力（ＴＨ）を出力する。検出部であるＴＨセンサ３１は、ＴＨの出力値（電圧および電流）を検出する。電圧と電流の積が電力Ｐである。

制御部３４は、比較部３４Ａ、指示部３４Ｂおよび電源制御部３４Ｃを含み、処置システム１の全体の制御を行う。

温度測定部３９は、温度センサ１９の出力から熱エネルギが印加された生体組織の温度（組織温度）Ｔ２を測定する。

算出部３３は、電力ＴＨの電圧および電流から発熱素子１３の電気抵抗Ｒを算出し、算出した電気抵抗Ｒから発熱素子の温度（素子温度）Ｔ１を算出する。すなわち、算出部３３は、発熱素子１３の抵抗温度係数にもとづく算出式、または、電気抵抗Ｒと素子温度Ｔ１との対応表等が記憶されている記憶部（不図示）を有する。なお、算出部３３が、ＴＨの電圧および電流から、電気抵抗Ｒを算出しないで、直接、素子温度Ｔ１を算出してもよい。

算出部３３は生体組織温度Ｔ２の時間積分値である加熱量（heating amount）Ｑも算出する。加熱量Ｑは、温度と印加時間の積であり、例えば、「℃秒」の単位で示される。例えば、以下の（式２）により、処置開始（時間０）から時間ｔまでの加熱量Ｑが算出される。

（式２）

加熱量Ｑは、所定時間毎、例えば、１秒毎の生体組織温度Ｔ２を加算した、単位が「℃」の積算温度として表現することもできる。すなわち、時間積分値と積算温度とは単位は異なるが同じ状態を示す物理量である。なお、加熱量Ｑは、ジュールを単位とする熱量（calorie）とは全く異なる物理量である。

設定部３２は設定操作部３５の操作等にもとづき、処置条件を設定する。処置システム１では設定部３２は記憶部３２Ｍを有する。半導体メモリ等からなる記憶部３２Ｍは、後述する加熱量設定値Ｑｓｅｔ等の異なる複数の処置条件を記憶してもよい。なお、設定操作部３５は広義の設定部３２Ｓの一部とみなすことができる。

制御部３４を構成するＣＰＵ等が、温度測定部３９、算出部３３および設定部３２の機能の少なくとも一部を有していてもよい。また、それぞれが独立したＣＰＵであってもよい。また、設定部の記憶部３２Ｍが算出部３３の記憶部の機能を有していてもよい。

表示部３６は、設定された処置条件、処置中の電力の出力値、および、組織温度Ｔ２等の情報等を術者に告知する告知部である。

比較部３４Ａは算出部３３が算出する生体組織の温度の時間積分値（加熱量Ｑ）と所定の設定値（加熱量設定値Ｑｓｅｔ）とを比較する。指示部３４Ｂは比較部３４Ａが比較した結果に基づき指示を出す。電源制御部３４Ｃは、指示部３４Ｂからの指示に基づき、処置エネルギの印加が減少または終了するように電源３０を制御する。また、電源制御部３４Ｃによる制御に替えて、指示部３４Ｂからの指示に基づき、表示部３６に処理を終了するように表示を行ったり、告知部としてのスピーカーから音を発生したりしてもよい。もちろん、電源制御部３４Ｃが電源３０を制御し、さらに告知部が告知を行ってもよい。

すなわち、処置システム１では、比較部３４Ａが、算出部３３が算出した加熱量Ｑと、設定部３２で設定された所定の設定値である加熱量設定値Ｑｓｅｔとを比較する。加熱量Ｑが加熱量設定値Ｑｓｅｔ以上になったら、指示部３４Ｂが電源制御部３４Ｃに指示を出す。その指示に基づき電源制御部３４Ｃが、生体組織ＬＴへの処置エネルギの印加が減少または終了するようにＴＨ電源３０を制御する。

＜処置システムの作動方法＞
次に、図７のフローチャートに沿って、処置システム１の作動方法について説明する。

＜ステップＳ１１＞
例えば、以下のような加熱量設定値Ｑｓｅｔを含む処置条件が、設定操作部３５を含む設定部３２を介して設定される。

素子温度設定値Ｔｓｅｔ：２２０℃
加熱量設定値Ｑｓｅｔ：８００℃秒
下限温度Ｔｍｉｎ：５０℃
上限温度Ｔｍａｘ：２３０℃

ここで、素子温度設定値Ｔｓｅｔは、定温制御する発熱素子１３の目標温度である。なお、素子温度設定値Ｔｓｅｔは、組織温度の目標温度であってもよい。下限温度Ｔｍｉｎは、生体組織に変化が生じはじめる温度である。言い替えれば下限温度Ｔｍｉｎになるまでは、生体組織は実質的には処置されない。上限温度Ｔｍａｘは、処置している生体組織が想定外の損傷を受け周辺部位にまで悪影響を及ぼすおそれが生じはじめる温度である。

すでに説明したように、従来の処置システムでは、処理条件として、処置時間（処置エネルギの印加時間）が設定されていたのに対して、処置システム１では、組織温度Ｔ２の熱エネルギの印加終了までの時間積分値である加熱量設定値Ｑｓｅｔが設定される。

なお、処置条件は、例えば、記憶部３２Ｍに記憶されている複数の処置条件の中から処置に応じて術者が設定できるが、後述するように、生体組織ＬＴの種類に応じて設定部３２が自動的に設定してもよい。

すなわち、それぞれの条件は個別に設定されてもよいし、複数の条件が予め設定されている処置条件セットとして選択されてもよい。例えば、以下のように、処置する生体組織ＬＴの種類に応じて予め複数の処置条件セットＬＶ１〜ＬＶ３が記憶部３２Ｍに記憶されていてもよい。

（ＬＶ１）
素子温度設定値Ｔｓｅｔ：１８０℃
加熱量設定値Ｑｓｅｔ：１０００℃秒
下限温度Ｔｍｉｎ：５０℃
上限温度Ｔｍａｘ：１９０℃

（ＬＶ２）
素子温度設定値Ｔｓｅｔ：１９０℃
加熱量設定値Ｑｓｅｔ：２５００℃秒
下限温度Ｔｍｉｎ：５０℃
上限温度Ｔｍａｘ：２００℃

（ＬＶ３）
素子温度設定値Ｔｓｅｔ：２００℃
加熱量設定値Ｑｓｅｔ：３５００℃秒
下限温度Ｔｍｉｎ：５０℃
上限温度Ｔｍａｘ：２１０℃

＜ステップＳ１２＞
図２Ａに示したように、閉状態の処置部１０が、例えば、腹壁を通して腹腔内に挿入される。術者がグリップ２Ａ１の開閉ノブ２Ａ３を握りしめる押圧操作をすると、第１挟持部１１Ａに対して第２挟持部１１Ｂが開く。そして、処置対象の生体組織ＬＴが、第１挟持部１１Ａの処置面１１ＳＡと第２挟持部１１Ｂの処置面１１ＳＢとの間に配置される。この状態で、開閉ノブ２Ａ３が開放されると、弾性部材の付勢力により、第１挟持部１１Ａに対して第２挟持部１１Ｂが閉じ、図２Ｂに示すように、処置対象の生体組織ＬＴは、第１挟持部１１Ａの処置面１１ＳＡと第２挟持部１１Ｂの処置面１１ＳＢとの間に押圧状態で挟持される。

＜ステップＳ１３＞
術者がフットスイッチ４を足で押圧操作する。すると、制御部３４は、電源３０が発熱用電力（ＴＨ）を出力するように制御する。制御部３４は、素子温度Ｔ１が素子温度設定値Ｔｓｅｔになるように、電源３０の出力値Ｐの定温制御を開始する。

処置システム１では、発熱素子１３Ａ、１３Ｂの平均温度、または、発熱素子１３Ａ、１３Ｂの一方の温度を素子温度Ｔ１とみなして、１つの電源３０を制御しているが、発熱素子１３Ａ、１３Ｂのそれぞれの温度を算出し、それぞれの電源で制御してもよい。

＜ステップＳ１４＞
温度測定部３９が、組織温度Ｔ２を測定する。

＜ステップＳ１５＞
制御部３４は、組織温度Ｔ２が下限温度Ｔｍｉｎ以上まで上昇したか判断する。下限温度Ｔｍｉｎ以上になったら（ＹＥＳ）、ステップＳ１６に移行する。
このため、下限温度Ｔｍｉｎ未満の間（時間０からｔ０までの間）は、加熱量Ｑは算出されない。

＜ステップＳ１６＞
制御部３４は、組織温度Ｔ２が上限温度Ｔｍａｘ以上まで上昇したか判断する。上限温度Ｔｍａｘ以上になったら（ＹＥＳ）、ステップＳ１９に移行し処置を中止する。このとき、制御部３４が、表示部３６に警告を表示することが好ましい。

なお、下限温度Ｔｍｉｎおよび上限温度Ｔｍａｘに基づく制御は実施形態の処置ステム１の必須の制御ではない。

＜ステップＳ１７＞
算出部３３は、組織温度Ｔ２の時間積分値である加熱量Ｑを算出する。
（式２）で示される加熱量Ｑは、例えば１秒毎に、ΔＱ（組織温度Ｔ２×１秒）が、それまでの加熱量Ｑに加算される。

＜ステップＳ１８、Ｓ１９＞
制御部３４の比較部３４Ａは、加熱量Ｑと加熱量設定値Ｑｓｅｔとを比較し、加熱量Ｑが過熱量設定値Ｑｓｅｔ以上になる（ＹＥＳ）と、指示部３４Ｂから指示信号が電源３０に対して出力され、電源制御部３４Ｃが電源３０を制御し、ＴＨの出力を終了する。すなわち、加熱量設定値Ｑｓｅｔと加熱量Ｑとにもとづき、ＴＨの出力が終了する。

すなわち、ステップＳ１８は、比較部３４Ａが算出部３３により算出された時間積分値（加熱量Ｑ）と所定の設定値（加熱量設定値Ｑｓｅｔ）とを比較するステップＳ１８Ａと、指示部３４Ｂが、比較部３４Ａが比較した結果に基づき指示を出すステップＳ１８Ｂと、電源制御部３４Ｃが、指示部３４Ｂからの指示に基づき電源３０を制御するステップＳ１８Ｃと、からなる。

なお、電源制御部３４Ｃは、電源３０を制御しＴＨの出力が生体組織に実質的に影響の無いレベルまでＴＨの出力を減少してもよい。

図８は、加熱量Ｑと処置された生体組織ＬＴの接合強度との関係を示している。図８から、加熱量Ｑを基準とすることにより、良い処置結果が得られることは明らかである。すなわち、加熱量Ｑが、所定の加熱量ＱＡ以上であれば、実用上、十分な接合強度ＳＡを得ることができる。記憶部３２Ｍには、加熱量ＱＡの実験値にもとづき決定された加熱量設定値Ｑｓｅｔが記憶されている。

なお、素子温度Ｔ１の時間積分値から算出した加熱量にもとづいて同様の制御を行っても、時間にもとづく従来の制御と比べると、良い処置結果を得られる。しかし、より的確な処置を行うためには、組織温度Ｔ２の時間積分値から算出した加熱量にもとづいて制御することが好ましい。

また、定温制御の目標温度として素子温度設定値Ｔｓｅｔに替えて組織温度設定値が設定され、制御部３４が、組織温度Ｔ２が組織温度設定値になるように、ＴＨ電力の出力値Ｐを定温制御してもよい。

以上の説明のように、処置具制御装置である本体部３は、生体組織に処置エネルギを印加する処置具と、前記処置エネルギに変換するための電力を出力する電源と、前記生体組織の温度を測定するための温度測定部と、前記温度測定部が測定する温度と前記処置エネルギの印加時間とから、温度の時間積分値を算出する算出部と、前記算出部が算出する温度の時間積分値と所定の設定値とを比較する比較部と、前記比較部が比較した結果に基づき指示を出す指示部と、を有する。

また、処置システムの作動方法は、電源が、電力を出力するステップと、処置具が、前記電力を処置エネルギに変換して生体組織を処置するステップと、温度測定部が、前記処置エネルギが印加された前記生体組織の温度を測定するステップと、算出部が、測定された生体組織の温度と前記処置エネルギを印加した時間とから前記生体組織の温度の時間積分値を算出するステップと、比較部が、前記算出部により算出された時間積分値と所定の設定値とを比較するステップと、指示部が、前記比較部が比較した結果に基づき指示を出すステップと、を動作する。

処置システム１は、熱エネルギの印加時間が、加熱量Ｑを基準に制御されるため、良い処置結果を容易に得られる。すなわち、処置システム１、処置具制御装置である本体部３、および、処置システム１の作動方法は操作性がよい。

なお、温度測定部３９が、組織温度Ｔ２を素子温度Ｔ１と電力（ＴＨ）の出力値Ｐとから推定してもよい。すなわち、温度測定部３９は組織温度Ｔ２を温度センサ等により直接、測定するのではなく、出力値Ｐ等を介して間接的に測定してもよい。

出力値Ｐは素子温度Ｔ１が所定の素子温度設定値Ｔｓｅｔになるように定温制御されている。このため、温度差ΔＴが大きいと、より大きな出力値ＰのＴＨが必要となる。すなわち、図９に示すように、温度差ΔＴは、発熱用電力（ＴＨ）の出力値Ｐと強い相関がある。なお、図９における、温度差ΔＴは、温度センサ１９と同様の温度センサで組織温度Ｔ２を実測した実験値に基づいている。

このため、Ｔ２は以下の（式３）から算出できる。

Ｔ２＝Ｔ１−ΔＴ＝Ｔ１−ｆ（Ｐ） ・・・（式３）

温度測定部３９が、発熱素子１３の電気抵抗から発熱素子１３の温度Ｔ１を算出し、さらに、発熱素子１３の温度Ｔ１と電力の出力値Ｐとから生体組織の温度Ｔ２を推定する処置システムでは、温度センサは不要であり、算出部３３が温度測定部３９の機能を有していてもよい。なお、ｆ（Ｐ）は予め実験により取得し、式または表（テーブルデータ）として記憶部（不図示）に記憶される。図９に示した直線は、複数の実験データ（プロット）を最小二乗法により１次式近似した例を示している。

すなわち、図９に示した直線の式ｆ（Ｐ）は、ΔＴ＝αＰ＋β （α：傾き、β：Ｙ切片）である。式ｆ（Ｐ）は２次式等でもよいし、電力Ｐを複数の範囲に区分し、区分毎に異なる複数の式から構成されていてもよい。また、表で記憶する場合には、表には例えば電力Ｐの５Ｗ毎に対応したΔＴが記憶されている。

また、算出部３３が算出する加熱量Ｑの加熱量設定値Ｑｓｅｔに対する比率Ｑ／Ｑｓｅｔが表示部３６の告知部３６Ｂに表示されることが好ましい。例えば、図１０に示すように、比較部３４Ａが比較した結果に基づき指示部３４Ｂが告知部３６Ｂに指示を出す。すると、告知部３６Ｂにバーグラフのように処置進行の状態が表示される。術者は、告知部３６Ｂの表示により処置進行の様子を確認できる。

なお、告知部による術者への告知は、術者が認識可能であれば、表示部３６の告知部３６Ｂに限られるものではなく、音（音声情報、メロディの種類、周波数の変化）、または、振動強度等により告知する告知部であってもよい。

＜第１実施形態の変形例＞
次に、第１実施形態の変形例１〜３の処置システム１Ａ〜１Ｃ、処置具制御装置、および、処置システムの作動方法について説明する。なお、以下、（処置システム、処置具制御装置、および、処置システム１の作動方法）を、処置システム等という。処置システム１Ａ〜１Ｃ等は、処置システム１等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。

処置システム１では、印加される処置エネルギが熱エネルギであった。しかし、処置エネルギは、熱エネルギ、超音波エネルギ、光エネルギ、および、高周波電力エネルギのいずれかのエネルギであれば、同様の効果を得られる。

＜変形例１＞
変形例１の処置システム１Ａ等では、生体組織に処置エネルギとして光エネルギであるレーザ光が印加される。すなわち、電源はレーザ光を発生する光源に電力を出力する。

レーザ光が印加された生体組織は発熱する。レーザ光の波長を選択することで、特定の処置部位を選択的に加熱することもできる。温度測定部３９は、例えば、赤外線温度計の検出結果をもとに組織温度Ｔ２を測定する。

＜変形例２＞
変形例２の処置システム１Ｂ等では、生体組織に処置エネルギとして超音波エネルギが印加される。すなわち、電源は超音波振動子に電力を出力する。

処置システム１Ｃの処置具は、グリップ２Ａ１の内部に超音波振動子を有し、挟持部１１Ａが前後に超音波振動する。振動する、挟持部１１Ａと振動しない挟持部１１Ｂとの間に挟持された生体組織は、摩擦熱により発熱する。処置システム１Ｃでは、組織温度Ｔ２は、例えば、挟持部１１Ｂの処置面１１ＳＢの温度を検出する温度センサにより検出される。

＜変形例３＞
変形例３の処置システム１Ｃ等では、生体組織に処置エネルギとして高周波電力エネルギが印加される。すなわち、電源は高周波電力を出力する。

処置システム１Ｃの処置具の金属からなる伝熱体は高周波電力（ＨＦ）を生体組織に印加する電極としての機能を有する。電極１２Ａ、１２Ｂに挟持されている生体組織ＬＴに高周波電力が印加されると、生体組織ＬＴはジュール熱により加熱される。

第１実施形態の変形例の処置システム１Ａ〜１Ｃ等は、いずれも処置システム１等と同じようにエネルギの印加時間が、生体組織の温度にもとづく加熱量Ｑを基準に制御されるため、操作性がよい。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態の処置システム１Ｄ等について説明する。処置システム１Ｄ等は、処置システム１等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。

処置システム１Ｄの処置具２Ｄは、処置面１１ＳＡ、１１ＳＢを介して高周波電力エネルギ（ＨＦエネルギ）と熱エネルギ（ＴＨエネルギ）とを順に生体組織ＬＴに印加する。

ＨＦ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。また、ＨＦエネルギは、生体組織の温度を上昇させる作用も有する。そして、生体組織の均一化および温度上昇により、その後に行われる熱エネルギの印加による、脱水処置および生体組織の接合が促進されている。

図１１に示すように、処置システム１Ｄの処置具２Ｄの金属からなる伝熱体は電極１２としての機能も有する。そして、本体部３Ｄは、第１電源である高周波電力（ＨＦ）電源３０Ａと、第２電源である発熱用電力（ＴＨ）電源３０Ｂと、ＨＦセンサ３１Ａと、ＴＨセンサ３１Ｂと、設定部３２と、算出部３３と、制御部３４と、を具備する。なお、処置システム１Ｄでは、組織温度Ｔ２は発熱素子１３の温度Ｔ１と電力の出力値Ｐとから生体組織の温度Ｔ２を推定され、算出部３３が温度測定部３９の機能を有している。

なお、図１１では図示を省略しているが、制御部３４は図５と同様に比較部３４Ａ、指示部３４Ｂおよび電源制御部３４Ｃを含んでいる。

ＨＦ電源３０Ａは、第１電力である高周波電力（ＨＦ）を出力する。ＴＨ電源３０Ｂは、第２電力である発熱用電力（ＴＨ）を出力する。なお、ＨＦ電源３０ＡとＴＨ電源３０Ｂとは同時に電力を出力することはないため、一つの共用電源であってもよい。この場合には、ＨＦセンサ３１ＡとＴＨセンサ３１Ｂも共用でよい。

第１検出部であるＨＦセンサ３１Ａは、ＨＦの出力値（電圧および電流）を検出する。第２検出部であるＴＨセンサ３１Ｂは、ＴＨの出力値（電圧および電流）を検出する。

＜処置システムの作動方法＞
図１２に示すように、処置システム１Ｄでは、ＨＦエネルギの印加終了後に、ＴＨエネルギの印加が開始される（時間ｔ＝ｔ１）。そして、制御部３４は、加熱量Ｑで定義される組織温度Ｔ２の時間積分値にもとづき、処置終了（時間ｔ＝ｔ２）を制御する。

すなわち、ＨＦエネルギ印加による高周波電力エネルギ加熱量（第１加熱量）Ｑ１と、ＴＨエネルギ印加による熱エネルギ加熱量（第２加熱量）Ｑ２との加算値である合計加熱量ＱＴが、予め設定された加熱量設定値Ｑｓｅｔ以上になる（時間ｔ＝ｔ２）と、制御部３４はＴＨ電源３０ＢがＴＨエネルギ印加を終了するように制御する。すなわち、

Ｑｓｅｔ≦Ｑ１＋Ｑ２ ・・・（式４）

次に図１３のフローチャートに沿って、処置システム１Ｄの作動方法について詳細に説明する。

＜ステップＳ２１＞
例えば、以下のような処置条件が、設定操作部３５を含む設定部３２により設定される。

ＨＦ出力設定値Ｐｓｅｔ：６０Ｗ
ＨＦ終了インピーダンスＺｓｅｔ：１２０Ω
素子温度設定値Ｔｓｅｔ：１８０℃
加熱量設定値Ｑｓｅｔ：１０００℃秒

なお、素子温度設定値Ｔｓｅｔは、ＨＦ印加終了時の組織温度（１００℃±３０℃）よりも高い７０℃超、例えば１００℃超に設定される。

また、処置システム１と同じように、下限温度Ｔｍｉｎおよび上限温度Ｔｍａｘも設定され、制御部３４は、下限温度Ｔｍｉｎおよび上限温度Ｔｍａｘに基づいた制御を行う。しかし、その制御は処置システム１と同じであるので、説明は省略する。

なお、設定部３２が一対の挟持部１１に挟持された生体組織ＬＴの特性に応じて加熱量設定値Ｑｓｅｔを自動的に設定してもよい。

例えば、生体組織ＬＴが挟持された一対の挟持部１１Ａ、１１Ｂの間隔Ｇ、および、ＨＦの初期インピーダンスの少なくともいずれかにもとづき加熱量設定値Ｑｓｅｔが自動的に設定される。

間隔Ｇは被処置体である生体組織ＬＴの大きさの情報である。ＨＦの初期インピーダンスは、生体組織ＬＴの水分量を含む組織情報である。また、ＨＦの初期インピーダンスとして、インピーダンス最小値、または、インピーダンスが所定値以下の時間、等を用いることができる。

さらに、術者が設定操作部３５により術式を選択すると、一連の処置の処置条件が設定部３２により設定され、例えば処置Ａが終わると設定部３２は、自動的に処置Ｂの処置条件を設定してもよい。例えば、術式が、「肺葉切除術」の場合には、（処置Ａ）肺葉動脈封止と、（処置Ｂ）肺葉静脈封止と、（処置Ｃ）肺葉気管支封止と、（処置Ｄ）肺葉間の実質臓器封止とが連続的に順に行われる場合に、術者が術式を選択するだけで一連の（処置Ａ）〜（処置Ｄ）の処置条件が設定されるため、操作性がよい。

＜ステップＳ２２＞
処置対象の生体組織ＬＴは、第１挟持部１１Ａの処置面１１ＳＡと第２挟持部１１Ｂの処置面１１ＳＢとの間に押圧状態で挟持される。

＜ステップＳ２３＞
処置部１０に生体組織ＬＴを挟持した状態で、術者がフットスイッチ４を足で押圧操作する。すると、制御部３４は処置を開始する。すなわち、制御部３４は、まず、ＨＦ電源３０Ａが高周波電力（ＨＦ）を出力するように制御する。ＨＦは、ケーブル２Ｌを介して処置具２の電極１２Ａ、１２Ｂに伝達される。すると、電極１２Ａ、１２Ｂに挟持されている生体組織ＬＴに高周波電力が印加され、生体組織ＬＴはジュール熱により加熱される。

すなわち、ＨＦエネルギは、電極１２Ａと電極１２Ｂと間のＨＦの通電経路にある生体組織自体を発熱させる。このため、ＨＦエネルギ印加工程では、厚さの厚い生体組織ＬＴであっても中心部まで温度ムラを生じることなく、組織温度Ｔ２が上昇する。なお、処置部１０は発熱しないが、発熱した生体組織ＬＴからの伝熱により素子温度Ｔ１も上昇する。

制御部３４は、ＨＦセンサ３１Ａが検出したＨＦの電流および電圧にもとづいて、ＨＦの出力値Ｐ１を、ＨＦ出力設定値Ｐｓｅｔ、例えば６０Ｗで、定電力制御する。

＜ステップＳ２４＞
算出部３３は、組織温度Ｔ２の時間積分値である高周波電力加熱量（第１加熱量）Ｑ１を算出する。

組織温度Ｔ２は、生体組織ＬＴに挿入された温度センサ１９、または赤外線センサ等によって測定してもよい。

しかし、図１０２に示したように、ＨＦエネルギ印加時の組織温度Ｔ２は、初期に急激に増加した後は、生体組織ＬＴが水を含むため一定とみなすことができる。すなわち、エネルギが印加されても水を含む生体組織ＬＴの温度は、例えば大気圧では一定温度である沸点（１００℃）近傍の温度、例えば１００℃±３０℃に保持される。

このため、処置開始後、時間ｔまでの第１加熱量Ｑ１は、センサ等を用いることなく、以下の（式５）により算出してもよい。

Ｑ１≒Ｔ２×ｔ≒１００℃×ｔ ・・・（式５）

さらに、算出部３３による第１加熱量Ｑ１の算出（ステップＳ２４）は、後述するステップＳ２６の後に、以下の（式６）を用いて行われてもよい。

Ｑ１＝１００℃×ｔ１・・・（式６）
ただし、ｔ１；ＨＦエネルギ印加時間

＜ステップＳ２５＞
処置システム１Ｄでは、ＨＦエネルギ印加を開始すると、ＨＦセンサ３１Ａが検出するＨＦの電圧および電流からインピーダンスＺが算出部３３により算出される。

処置の進行にともなう生体組織ＬＴの変性にともなう脱水等により、インピーダンスＺは上昇する。制御部３４は、インピーダンスＺが設定された、ＨＦ終了インピーダンスＺｓｅｔ以上になるまで（Ｎｏ）、Ｓ２３からの処置を行う。

＜ステップＳ２６＞
制御部３４は、インピーダンスＺが設定された、ＨＦ終了インピーダンスＺｓｅｔ以上になったら、（ＹＥＳ）、Ｓ２６において、ＨＦ電源３０Ａを制御しＨＦの出力を終了する（ｔ＝ｔ１）。

すなわち、ＨＦのインピーダンスＺにもとづいて、ＨＦの出力が終了する。

＜ステップＳ２７＞
制御部３４は、ＨＦエネルギにかえてＴＨエネルギを生体組織ＬＴに印加する制御を開始する。

ＴＨエネルギ印加では、制御部３４は、処置部１０の素子温度Ｔ１にもとづき、ＴＨ電源３０Ｂの出力値Ｐ２を定温制御する。言い換えれば、発熱素子１３は、Ｓ２１で設定された素子温度設定値Ｔｓｅｔとなるように制御される。ＴＨは直流でも高周波でもよく、高周波の場合の周波数はＨＦと同じでもよい。

電極１２から生体組織ＬＴに印加される高周波電力（ＨＦ）は、ジュール熱として生体組織ＬＴを加熱するのに対して、発熱用電力（ＴＨ）は、直接、熱エネルギを生体組織ＬＴに伝熱する。処置面１１Ｓを介して生体組織ＬＴに伝熱される熱（ＴＨ）エネルギは、素子温度設定値Ｔｓｅｔに応じて、生体組織ＬＴの変性状態、例えば水分量等によらず、組織温度Ｔ２を１００℃超の温度まで加熱できる。

＜ステップＳ２８＞
算出部３３は、組織温度Ｔ２の時間積分値である第２加熱量（熱エネルギ加熱量）Ｑ２を算出する。すなわち、Ｓ２８では、ＴＨを電気抵抗Ｒから算出した素子温度Ｔ１にもとづき定温制御し生体組織ＬＴに熱エネルギを印加しながら、組織温度Ｔ２の時間積分値である第２加熱量Ｑ２が算出される。さらに、算出部３３は、第１加熱量Ｑ１と第２加熱量Ｑ２とを加算した合計加熱量ＱＴを算出する。

＜ステップＳ２９、Ｓ３０＞
制御部３４は、合計加熱量ＱＴが、加熱量設定値Ｑｓｅｔ以上になる（ＹＥＳ）と、ＴＨ電源３０Ｂを制御し、ＴＨの出力を終了する（ｔ＝ｔ２）。すなわち、加熱量設定値Ｑｓｅｔと合計加熱量ＱＴとにもとづき、ＴＨの出力が終了する。

なお、ステップＳ２９は、図７に示したステップＳ１８と同じように、比較部３４Ａが算出部３３により算出された時間積分値（合計加熱量ＱＴ）と所定の設定値（加熱量設定値Ｑｓｅｔ）とを比較するステップＳ２９Ａと、指示部３４Ｂが、比較部３４Ａが比較した結果に基づき指示を出すステップＳ２９Ｂと、電源制御部３４Ｃが、指示部３４Ｂからの指示に基づき電源３０を制御するステップＳ２９Ｃと、からなる。

ここで、第１加熱量Ｑ１は、Ｓ２６以降の工程では、すでに算出されており増減しないため、制御部３４は、以下の（式７）で示される加熱残量ΔＱがゼロになったらＴＨの出力を終了してもよい。

加熱残量ΔＱ＝加熱量設定値Ｑｓｅｔ−第１加熱量Ｑ１−第２加熱量Ｑ２・・・（式７）

なお、合計加熱量ＱＴまたは加熱残量ΔＱは、制御部３４が算出してもよい。さらに、第１加熱量Ｑ１は算出されず、第２加熱量Ｑ２による制御のみ行われてもよい。すなわち、熱エネルギの減少または終了だけが加熱量Ｑに基づいて行われてもよい。

処置システム１Ｄは、エネルギの印加時間、すなわちエネルギ印加終了が、生体組織温度Ｔ２の加熱量Ｑを用いて制御されるため、良い処置結果を容易に得られる。このため、処置システム１Ｄ、処置具制御装置である本体部３Ｄ、および処置システム１Ｄの作動方法は操作性がよい。

なお、上記説明では、最初に印加される第１エネルギが高周波電力エネルギで、次に印加される第２エネルギが熱エネルギの場合について説明した。しかし、第１エネルギが、高周波電力エネルギ、熱エネルギ、光エネルギ、および、超音波エネルギのいずれかのエネルギで、第２エネルギが、第１エネルギと異なるいずれかのエネルギであれば、同様の効果を得られる。

すなわち、処置具が生体組織に、熱エネルギ、超音波エネルギ、光エネルギ、および、高周波電力エネルギから選択される２以上の前記処置エネルギを順に印加し、制御部が、少なくともいずれかの処置エネルギの出力の減少または終了を加熱量に基づいて行う処置システムは、処置システム１Ｄと同様の効果を有する。

例えば、ＨＦエネルギの印加により血管を止血した後に超音波エネルギの印加により血管を切離する処置システムでも、処置システム１Ｄと同様の制御を行うことで同様の効果を有する。

また、一対の挟持部１１に生体組織ＬＴが把持されるバイポーラ処置具について説明したが、モノポーラ処置具であっても、同様に合計加熱量ＱＴを基準に制御される処置システムであれば良い処置結果を容易に得られる。

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。

本出願は、２０１３年８月２日に米国に出願された出願番号６１／８６１、６５４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。

１、１Ａ〜１Ｄ・・・処置システム
２・・・処置具
３・・・本体部
１０・・・処置部
１２・・・伝熱体（電極）
１３・・・発熱素子
１９・・・温度センサ
３０・・・電源
３２・・・設定部
３３・・・算出部
３４・・・制御部
３４Ａ・・・比較部
３４Ｂ・・・指示部
３４Ｃ・・・電源制御部
３５・・・設定操作部
３６・・・表示部
３９・・・温度測定部

本発明の実施形態は、被処置体に処置エネルギを印加する生体組織接合システム、および、前記生体組織接合システムの作動方法に関する。

米国特許出願公開第２００９／０７６５０６号明細書には、挟持した被処置体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挟持部と、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、を具備する生体組織接合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、被処置体に対して高周波電力エネルギを印加して、高周波電力エネルギの印加終了後に、熱エネルギを印加する生体組織接合システムが開示されている。高周波電力エネルギは、被処置体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、熱エネルギの印加により被処置体が接合される。

米国特許出願公開第２０１３／１９０６０号明細書には、被処置体に対して超音波エネルギおよび、高周波電力エネルギを印加する生体組織接合システムが開示されている。

米国特許出願公開第２００５／２２２５５６号明細書には、レーザを用いて被処置体に対して光エネルギを印加する生体組織接合システムが開示されている。

すなわち、医療用処置具の処置部は、処置エネルギとして、熱エネルギ、超音波エネルギ、光エネルギ、および、高周波電力エネルギ、の少なくともいずれかを被処置体に印加する。

ここで、良い処置結果を得るためには、処置エネルギの印加時間を適切に行う必要がある。印加時間が短いと接合強度が不十分であり、印加時間が長いと周囲の組織に悪影響を及ぼしたり、接合強度が不十分になったりする。

処置エネルギの印加時間は、試行錯誤で最適時間を決定する必要があり、従来の生体組織接合システム等は操作性がよいとはいえない場合があった。

米国特許出願公開第２００９／０７６５０６号明細書 米国特許出願公開第２００９／０２４８００２号明細書 米国特許出願公開第２０１３／１９０６０号明細書 米国特許出願公開第２００５／２２２５５６号明細書

本発明の実施形態は、操作性のよい生体組織接合システム、および、操作性のよい生体組織接合システムの作動方法を提供することを目的とする。

実施形態の生体組織接合システムは、生体組織を挟持するための挟持部と、前記挟持部に挟持された前記生体組織を接合するための処置エネルギを前記生体組織に対して供給するための電源と、前記挟持部に挟持された前記生体組織の温度を測定するための温度測定部と、前記温度測定部が測定する前記生体組織の温度と前記処置エネルギの印加時間とから、前記生体組織の温度の時間積分値を算出する算出部と、前記算出部が算出する前記生体組織の温度の前記時間積分値と所定の設定値とを比較する比較部と、前記比較部が比較した結果に基づき指示を出す指示部と、を有する。

別の実施形態の生体組織接合システムの作動方法は、電源が、挟持部に挟持された生体組織を接合するための処置エネルギを前記生体組織に対して供給するステップと、温度測定部が、前記挟持部に挟持された前記生体組織の温度を測定するステップと、算出部が、前記温度測定部により測定された前記生体組織の温度と前記処置エネルギの印加時間とから前記生体組織の温度の時間積分値を算出するステップと、比較部が、前記算出部により算出された前記時間積分値と所定の設定値とを比較するステップと、指示部が、前記比較部が比較した結果に基づき指示を出すステップと、を動作する。

本発明の実施形態によれば、操作性のよい生体組織接合システム、および、操作性のよい生体組織接合システムの作動方法を提供できる。

第１実施形態の生体組織接合システムの外観図である。 第１実施形態の生体組織接合システムの処置部の側面図である。 第１実施形態の生体組織接合システムの処置部の側面図である。 第１実施形態の生体組織接合システムの処置部の断面図である。 第１実施形態の生体組織接合システムの処置部の上面図である。 第１実施形態の生体組織接合システムの処置部の図３Ａの３Ｃ−３Ｃ線に沿った断面図である。 第１実施形態の生体組織接合システムの発熱部の上面図である。 第１実施形態の生体組織接合システムの構成図である。 第１実施形態の生体組織接合システムにおける生体組織および処置部の温度変化と、加熱量とを説明するためのグラフである。 第１実施形態の生体組織接合システムの作動方法を説明するためのフローチャートである。 第１実施形態の生体組織接合システムにおける加熱量と生体組織接合強度の関係を示すグラフである。 第１実施形態の変形例１の生体組織接合システムにおける、組織温度と処置部温度との温度差と、発熱用電力の出力値の関係を示すグラフである。 第１実施形態の変形例２の生体組織接合システムにおける告知部である表示部の表示形態を示す図である。 第２実施形態の生体組織接合システムの構成図である。 第２実施形態の生体組織接合システムの作動方法を説明するためのフローチャートである。 第２実施形態の生体組織接合システムにおける生体組織および、処置部の温度変化、および、加熱量を説明するためのグラフである。

＜第１実施形態＞
＜生体組織接合システムの構成＞
図１に示すように、本実施形態の生体組織接合システム１は、処置具２と、処置具制御装置である本体部３と、フットスイッチ４と、を具備する。処置具２は、例えば腹壁を通して腹腔内の生体組織の接合処置等を行う外科手術用エネルギ吻合装置である。

処置具２は、グリップ２Ａ１と、シャフト２Ａ２と、被処置体である生体組織ＬＴを把持して処置を行う開閉可能な一対の挟持部１１（第１挟持部１１Ａ、第２挟持部１１Ｂ）からなる処置部１０を有する。

なお、以下、符号の末尾にＡ、Ｂが付与された同じ機能の構成要素のそれぞれをいうときは符号Ａ、Ｂを省略することがある。例えば、第１挟持部１１Ａおよび第２挟持部１１Ｂのそれぞれを挟持部１１という。

グリップ２Ａ１は、ケーブル２Ｌを介して本体部３に接続されている。術者が処置部１０の開閉を操作する開閉ノブ２Ａ３のあるグリップ２Ａ１は、術者が握り易い形状、例えば略Ｌ字状である。グリップ２Ａ１の一端には、処置部１０と一体化し、開閉ノブ２Ａ３の動作を処置部１０に伝達するグリップ２Ａ３が配設されている。一方、グリップ２Ａ１の他端側は、術者に把持される把持部２Ａ４である。

本体部３は、処置条件等を表示する表示部３６と、術者が処置条件等を設定する設定操作部３５とを前面パネルに有し、ケーブル４Ｌを介してフットスイッチ４が接続されている。フットスイッチ４のペダルを術者が足で押圧操作することにより、本体部３から処置具２への電力出力がＯＮ／ＯＦＦ制御される。フットスイッチ４は必須の構成要素ではなく、術者が手元で操作するスイッチ等であってもよい。

図２Ａおよび、図２Ｂに示すように、処置具２は、生体組織ＬＴとの接触面である処置面１１ＳＡ、１１ＳＢを介して熱エネルギ（ＴＨエネルギ）を生体組織ＬＴに印加する。

処置部１０は、例えば、第２挟持部１１Ｂが第１挟持部１１Ａに対して相対的に移動することにより開閉自在である。図２Ａに示すように、開閉ノブ２Ａ３が術者により押圧操作されていないときには、図示しない弾性部材の付勢力により第２挟持部１１Ｂは第１挟持部１１Ａと近接状態または接触状態にある。これに対して、図２Ｂに示すように、弾性部材の付勢力よりも強い力で開閉ノブ２Ａ３が術者により押圧操作されると、第２挟持部１１Ｂは第１挟持部１１Ａから離れ、処置部１０は開状態となる。処置部１０が開状態のときに、第１挟持部１１Ａと第２挟持部１１Ｂとの間に挿入された生体組織ＬＴは、術者が開閉ノブ２Ａ３の押圧操作をやめると、弾性部材の付勢力により第１挟持部１１Ａの処置面１１ＳＡと第２挟持部１１Ｂの処置面１１ＳＢと間に挟まれ押圧された状態で保持される。

図３Ａ〜図４に示すように、挟持部１１の処置面１１Ｓはステンレスまたは銅等の金属からなる伝熱体１２のおもて面（外面）である。そして、伝熱体１２の裏面（内面）には発熱素子１３が接合されている。発熱素子１３の上面は、ポリイミド等の絶縁体１６により覆われ、絶縁されている。

発熱素子１３は、アルミナまたは窒化アルミニウム等の基板１４の表面に発熱抵抗体１５が形成されている。発熱抵抗体１５は温度が上がると電気抵抗Ｒが高くなる正の抵抗温度係数の白金からなる。このため、後述するように、発熱抵抗体１５の電気抵抗Ｒから発熱素子１３（発熱抵抗体１５）の温度Ｔ１を算出できる。発熱抵抗体１５の材料には、ＮｉＣｒ合金、Ｔａ、またはＷ等の各種の正の抵抗温度係数の高融点金属材料を用いてもよい。

発熱素子１３は、本体部３から出力される発熱用電力（ＴＨ）を、熱エネルギとして生体組織ＬＴに印加する出力部である。

また、図３Ａに示すように、処置具２は処置面１１Ｓから突出する温度センサ１９を有する。例えば、温度センサ１９は第１挟持部１１Ａと第２挟持部１１Ｂとの間が閉じている場合には内部に収容されており、間が開くとバネ等の弾性体による付勢力により突出する。そして、温度センサ１９は第１挟持部１１Ａと第２挟持部１１Ｂとの間に挟持された生体組織ＬＴの内部に挿入され生体組織ＬＴの温度（組織温度）Ｔ２を検出する。なお、発熱素子１３の温度（素子温度）Ｔ１に対して組織温度Ｔ２は伝熱のため、温度差ΔＴだけ低くなる。

Ｔ２＝Ｔ１―ΔＴ ・・・（式１）

処置面１１ＳＡと処置面１１ＳＢとの間に挟持された生体組織の場合には、組織温度Ｔ２は例えば最低温度、すなわち、処置面１１ＳＡと処置面１１ＳＢとの中間部の生体組織の温度である。組織温度Ｔ２は処置中の生体組織の温度であれば、組織の内部温度に替えて、処置面１１Ｓと接している部分の表面温度でもよい。

発熱素子１３はそれぞれの挟持部１１Ａ、１１Ｂに配設されているが、発熱素子１３は、少なくとも一方の挟持部１１に配設されていればよい。

次に、図５を用いて生体組織接合システム１の構成について説明する。すでに説明したように、生体組織接合システム１は、処置具２と本体部３とフットスイッチ４とを有する。

本体部３は、発熱用電力（ＴＨ）電源３０と、発熱用電力センサ（ＴＨセンサ）３１と、設定部３２と、算出部３３と、制御部３４と、温度測定部３９と、を具備する。

電源３０は、熱エネルギのための発熱用電力（ＴＨ）を出力する。検出部であるＴＨセンサ３１は、ＴＨの出力値（電圧および電流）を検出する。電圧と電流の積が電力Ｐである。

制御部３４は、比較部３４Ａ、指示部３４Ｂおよび電源制御部３４Ｃを含み、生体組織接合システム１の全体の制御を行う。

温度測定部３９は、温度センサ１９の出力から熱エネルギが印加された生体組織の温度（組織温度）Ｔ２を測定する。

算出部３３は、電力ＴＨの電圧および電流から発熱素子１３の電気抵抗Ｒを算出し、算出した電気抵抗Ｒから発熱素子の温度（素子温度）Ｔ１を算出する。すなわち、算出部３３は、発熱素子１３の抵抗温度係数にもとづく算出式、または、電気抵抗Ｒと素子温度Ｔ１との対応表等が記憶されている記憶部（不図示）を有する。なお、算出部３３が、ＴＨの電圧および電流から、電気抵抗Ｒを算出しないで、直接、素子温度Ｔ１を算出してもよい。

算出部３３は生体組織温度Ｔ２の時間積分値である加熱量（heating amount）Ｑも算出する。加熱量Ｑは、温度と印加時間の積であり、例えば、「℃秒」の単位で示される。例えば、以下の（式２）により、処置開始（時間０）から時間ｔまでの加熱量Ｑが算出される。

（式２）

加熱量Ｑは、所定時間毎、例えば、１秒毎の生体組織温度Ｔ２を加算した、単位が「℃」の積算温度として表現することもできる。すなわち、時間積分値と積算温度とは単位は異なるが同じ状態を示す物理量である。なお、加熱量Ｑは、ジュールを単位とする熱量（calorie）とは全く異なる物理量である。

設定部３２は設定操作部３５の操作等にもとづき、処置条件を設定する。生体組織接合システム１では設定部３２は記憶部３２Ｍを有する。半導体メモリ等からなる記憶部３２Ｍは、後述する加熱量設定値Ｑｓｅｔ等の異なる複数の処置条件を記憶してもよい。なお、設定操作部３５は広義の設定部３２Ｓの一部とみなすことができる。

制御部３４を構成するＣＰＵ等が、温度測定部３９、算出部３３および設定部３２の機能の少なくとも一部を有していてもよい。また、それぞれが独立したＣＰＵであってもよい。また、設定部の記憶部３２Ｍが算出部３３の記憶部の機能を有していてもよい。

表示部３６は、設定された処置条件、処置中の電力の出力値、および、組織温度Ｔ２等の情報等を術者に告知する告知部である。

比較部３４Ａは算出部３３が算出する生体組織の温度の時間積分値（加熱量Ｑ）と所定の設定値（加熱量設定値Ｑｓｅｔ）とを比較する。指示部３４Ｂは比較部３４Ａが比較した結果に基づき指示を出す。電源制御部３４Ｃは、指示部３４Ｂからの指示に基づき、処置エネルギの印加が減少または終了するように電源３０を制御する。また、電源制御部３４Ｃによる制御に替えて、指示部３４Ｂからの指示に基づき、表示部３６に処置を終了するように表示を行ったり、告知部としてのスピーカーから音を発生したりしてもよい。もちろん、電源制御部３４Ｃが電源３０を制御し、さらに告知部が告知を行ってもよい。

すなわち、生体組織接合システム１では、比較部３４Ａが、算出部３３が算出した加熱量Ｑと、設定部３２で設定された所定の設定値である加熱量設定値Ｑｓｅｔとを比較する。加熱量Ｑが加熱量設定値Ｑｓｅｔ以上になったら、指示部３４Ｂが電源制御部３４Ｃに指示を出す。その指示に基づき電源制御部３４Ｃが、生体組織ＬＴへの処置エネルギの印加が減少または終了するようにＴＨ電源３０を制御する。

＜生体組織接合システムの作動方法＞
次に、図７のフローチャートに沿って、生体組織接合システム１の作動方法について説明する。

＜ステップＳ１１＞
例えば、以下のような加熱量設定値Ｑｓｅｔを含む処置条件が、設定操作部３５を含む設定部３２を介して設定される。

素子温度設定値Ｔｓｅｔ：２２０℃
加熱量設定値Ｑｓｅｔ：８００℃秒
下限温度Ｔｍｉｎ：５０℃
上限温度Ｔｍａｘ：２３０℃

ここで、素子温度設定値Ｔｓｅｔは、定温制御する発熱素子１３の目標温度である。なお、素子温度設定値Ｔｓｅｔは、組織温度の目標温度であってもよい。下限温度Ｔｍｉｎは、生体組織に変化が生じはじめる温度である。言い替えれば下限温度Ｔｍｉｎになるまでは、生体組織は実質的には処置されない。上限温度Ｔｍａｘは、処置している生体組織が想定外の損傷を受け周辺部位にまで悪影響を及ぼすおそれが生じはじめる温度である。

すでに説明したように、従来の生体組織接合システムでは、処置条件として、処置時間（処置エネルギの印加時間）が設定されていたのに対して、生体組織接合システム１では、組織温度Ｔ２の熱エネルギの印加終了までの時間積分値である加熱量設定値Ｑｓｅｔが設定される。

なお、処置条件は、例えば、記憶部３２Ｍに記憶されている複数の処置条件の中から処置に応じて術者が設定できるが、後述するように、生体組織ＬＴの種類に応じて設定部３２が自動的に設定してもよい。

すなわち、それぞれの条件は個別に設定されてもよいし、複数の条件が予め設定されている処置条件セットとして選択されてもよい。例えば、以下のように、処置する生体組織ＬＴの種類に応じて予め複数の処置条件セットＬＶ１〜ＬＶ３が記憶部３２Ｍに記憶されていてもよい。

（ＬＶ１）
素子温度設定値Ｔｓｅｔ：１８０℃
加熱量設定値Ｑｓｅｔ：１０００℃秒
下限温度Ｔｍｉｎ：５０℃
上限温度Ｔｍａｘ：１９０℃

（ＬＶ２）
素子温度設定値Ｔｓｅｔ：１９０℃
加熱量設定値Ｑｓｅｔ：２５００℃秒
下限温度Ｔｍｉｎ：５０℃
上限温度Ｔｍａｘ：２００℃

（ＬＶ３）
素子温度設定値Ｔｓｅｔ：２００℃
加熱量設定値Ｑｓｅｔ：３５００℃秒
下限温度Ｔｍｉｎ：５０℃
上限温度Ｔｍａｘ：２１０℃

＜ステップＳ１２＞
図２Ａに示したように、閉状態の処置部１０が、例えば、腹壁を通して腹腔内に挿入される。術者がグリップ２Ａ１の開閉ノブ２Ａ３を握りしめる押圧操作をすると、第１挟持部１１Ａに対して第２挟持部１１Ｂが開く。そして、処置対象の生体組織ＬＴが、第１挟持部１１Ａの処置面１１ＳＡと第２挟持部１１Ｂの処置面１１ＳＢとの間に配置される。この状態で、開閉ノブ２Ａ３が開放されると、弾性部材の付勢力により、第１挟持部１１Ａに対して第２挟持部１１Ｂが閉じ、図２Ｂに示すように、処置対象の生体組織ＬＴは、第１挟持部１１Ａの処置面１１ＳＡと第２挟持部１１Ｂの処置面１１ＳＢとの間に押圧状態で挟持される。

＜ステップＳ１３＞
術者がフットスイッチ４を足で押圧操作する。すると、制御部３４は、電源３０が発熱用電力（ＴＨ）を出力するように制御する。制御部３４は、素子温度Ｔ１が素子温度設定値Ｔｓｅｔになるように、電源３０の出力値Ｐの定温制御を開始する。

生体組織接合システム１では、発熱素子１３Ａ、１３Ｂの平均温度、または、発熱素子１３Ａ、１３Ｂの一方の温度を素子温度Ｔ１とみなして、１つの電源３０を制御しているが、発熱素子１３Ａ、１３Ｂのそれぞれの温度を算出し、それぞれの電源で制御してもよい。

＜ステップＳ１４＞
温度測定部３９が、組織温度Ｔ２を測定する。

＜ステップＳ１５＞
制御部３４は、組織温度Ｔ２が下限温度Ｔｍｉｎ以上まで上昇したか判断する。下限温度Ｔｍｉｎ以上になったら（ＹＥＳ）、ステップＳ１６に移行する。
このため、下限温度Ｔｍｉｎ未満の間（時間０からｔ０までの間）は、加熱量Ｑは算出されない。

＜ステップＳ１６＞
制御部３４は、組織温度Ｔ２が上限温度Ｔｍａｘ以上まで上昇したか判断する。上限温度Ｔｍａｘ以上になったら（ＹＥＳ）、ステップＳ１９に移行し処置を中止する。このとき、制御部３４が、表示部３６に警告を表示することが好ましい。

なお、下限温度Ｔｍｉｎおよび上限温度Ｔｍａｘに基づく制御は実施形態の処置ステム１の必須の制御ではない。

＜ステップＳ１７＞
算出部３３は、組織温度Ｔ２の時間積分値である加熱量Ｑを算出する。
（式２）で示される加熱量Ｑは、例えば１秒毎に、ΔＱ（組織温度Ｔ２×１秒）が、それまでの加熱量Ｑに加算される。

＜ステップＳ１８、Ｓ１９＞
制御部３４の比較部３４Ａは、加熱量Ｑと加熱量設定値Ｑｓｅｔとを比較し、加熱量Ｑが過熱量設定値Ｑｓｅｔ以上になる（ＹＥＳ）と、指示部３４Ｂから指示信号が電源３０に対して出力され、電源制御部３４Ｃが電源３０を制御し、ＴＨの出力を終了する。すなわち、加熱量設定値Ｑｓｅｔと加熱量Ｑとにもとづき、ＴＨの出力が終了する。

すなわち、ステップＳ１８は、比較部３４Ａが算出部３３により算出された時間積分値（加熱量Ｑ）と所定の設定値（加熱量設定値Ｑｓｅｔ）とを比較するステップＳ１８Ａと、指示部３４Ｂが、比較部３４Ａが比較した結果に基づき指示を出すステップＳ１８Ｂと、電源制御部３４Ｃが、指示部３４Ｂからの指示に基づき電源３０を制御するステップＳ１８Ｃと、からなる。

なお、電源制御部３４Ｃは、電源３０を制御しＴＨの出力が生体組織に実質的に影響の無いレベルまでＴＨの出力を減少してもよい。

図８は、加熱量Ｑと処置された生体組織ＬＴの接合強度との関係を示している。図８から、加熱量Ｑを基準とすることにより、良い処置結果が得られることは明らかである。すなわち、加熱量Ｑが、所定の加熱量ＱＡ以上であれば、実用上、十分な接合強度ＳＡを得ることができる。記憶部３２Ｍには、加熱量ＱＡの実験値にもとづき決定された加熱量設定値Ｑｓｅｔが記憶されている。

なお、素子温度Ｔ１の時間積分値から算出した加熱量にもとづいて同様の制御を行っても、時間にもとづく従来の制御と比べると、良い処置結果を得られる。しかし、より的確な処置を行うためには、組織温度Ｔ２の時間積分値から算出した加熱量にもとづいて制御することが好ましい。

また、定温制御の目標温度として素子温度設定値Ｔｓｅｔに替えて組織温度設定値が設定され、制御部３４が、組織温度Ｔ２が組織温度設定値になるように、ＴＨ電力の出力値Ｐを定温制御してもよい。

以上の説明のように、処置具制御装置である本体部３は、生体組織に処置エネルギを印加する処置具と、前記処置エネルギに変換するための電力を出力する電源と、前記生体組織の温度を測定するための温度測定部と、前記温度測定部が測定する温度と前記処置エネルギの印加時間とから、温度の時間積分値を算出する算出部と、前記算出部が算出する温度の時間積分値と所定の設定値とを比較する比較部と、前記比較部が比較した結果に基づき指示を出す指示部と、を有する。

また、生体組織接合システムの作動方法は、電源が、電力を出力するステップと、処置具が、前記電力を処置エネルギに変換して生体組織を処置するステップと、温度測定部が、前記処置エネルギが印加された前記生体組織の温度を測定するステップと、算出部が、測定された生体組織の温度と前記処置エネルギを印加した時間とから前記生体組織の温度の時間積分値を算出するステップと、比較部が、前記算出部により算出された時間積分値と所定の設定値とを比較するステップと、指示部が、前記比較部が比較した結果に基づき指示を出すステップと、を動作する。

生体組織接合システム１は、熱エネルギの印加時間が、加熱量Ｑを基準に制御されるため、良い処置結果を容易に得られる。すなわち、生体組織接合システム１、および、生体組織接合システム１の作動方法は操作性がよい。

なお、温度測定部３９が、組織温度Ｔ２を素子温度Ｔ１と電力（ＴＨ）の出力値Ｐとから推定してもよい。すなわち、温度測定部３９は組織温度Ｔ２を温度センサ等により直接、測定するのではなく、出力値Ｐ等を介して間接的に測定してもよい。

出力値Ｐは素子温度Ｔ１が所定の素子温度設定値Ｔｓｅｔになるように定温制御されている。このため、温度差ΔＴが大きいと、より大きな出力値ＰのＴＨが必要となる。すなわち、図９に示すように、温度差ΔＴは、発熱用電力（ＴＨ）の出力値Ｐと強い相関がある。なお、図９における、温度差ΔＴは、温度センサ１９と同様の温度センサで組織温度Ｔ２を実測した実験値に基づいている。

このため、Ｔ２は以下の（式３）から算出できる。

Ｔ２＝Ｔ１−ΔＴ＝Ｔ１−ｆ（Ｐ） ・・・（式３）

温度測定部３９が、発熱素子１３の電気抵抗から発熱素子１３の温度Ｔ１を算出し、さらに、発熱素子１３の温度Ｔ１と電力の出力値Ｐとから生体組織の温度Ｔ２を推定する生体組織接合システムでは、温度センサは不要であり、算出部３３が温度測定部３９の機能を有していてもよい。なお、ｆ（Ｐ）は予め実験により取得し、式または表（テーブルデータ）として記憶部（不図示）に記憶される。図９に示した直線は、複数の実験データ（プロット）を最小二乗法により１次式近似した例を示している。

すなわち、図９に示した直線の式ｆ（Ｐ）は、ΔＴ＝αＰ＋β （α：傾き、β：Ｙ切片）である。式ｆ（Ｐ）は２次式等でもよいし、電力Ｐを複数の範囲に区分し、区分毎に異なる複数の式から構成されていてもよい。また、表で記憶する場合には、表には例えば電力Ｐの５Ｗ毎に対応したΔＴが記憶されている。

また、算出部３３が算出する加熱量Ｑの加熱量設定値Ｑｓｅｔに対する比率Ｑ／Ｑｓｅｔが表示部３６の告知部３６Ｂに表示されることが好ましい。例えば、図１０に示すように、比較部３４Ａが比較した結果に基づき指示部３４Ｂが告知部３６Ｂに指示を出す。すると、告知部３６Ｂにバーグラフのように処置進行の状態が表示される。術者は、告知部３６Ｂの表示により処置進行の様子を確認できる。

なお、告知部による術者への告知は、術者が認識可能であれば、表示部３６の告知部３６Ｂに限られるものではなく、音（音声情報、メロディの種類、周波数の変化）、または、振動強度等により告知する告知部であってもよい。

＜第１実施形態の変形例＞
次に、第１実施形態の変形例１〜３の生体組織接合システム１Ａ〜１Ｃ、および、生体組織接合システムの作動方法について説明する。なお、以下、（生体組織接合システム、および、生体組織接合システム１の作動方法）を、生体組織接合システム等という。生体組織接合システム１Ａ〜１Ｃ等は、生体組織接合システム１等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。

生体組織接合システム１では、印加される処置エネルギが熱エネルギであった。しかし、処置エネルギは、熱エネルギ、超音波エネルギ、光エネルギ、および、高周波電力エネルギのいずれかのエネルギであれば、同様の効果を得られる。

＜変形例１＞
変形例１の生体組織接合システム１Ａ等では、生体組織に処置エネルギとして光エネルギであるレーザ光が印加される。すなわち、電源はレーザ光を発生する光源に電力を出力する。

レーザ光が印加された生体組織は発熱する。レーザ光の波長を選択することで、特定の処置部位を選択的に加熱することもできる。温度測定部３９は、例えば、赤外線温度計の検出結果をもとに組織温度Ｔ２を測定する。

＜変形例２＞
変形例２の生体組織接合システム１Ｂ等では、生体組織に処置エネルギとして超音波エネルギが印加される。すなわち、電源は超音波振動子に電力を出力する。

生体組織接合システム１Ｃの処置具は、グリップ２Ａ１の内部に超音波振動子を有し、挟持部１１Ａが前後に超音波振動する。振動する、挟持部１１Ａと振動しない挟持部１１Ｂとの間に挟持された生体組織は、摩擦熱により発熱する。生体組織接合システム１Ｃでは、組織温度Ｔ２は、例えば、挟持部１１Ｂの処置面１１ＳＢの温度を検出する温度センサにより検出される。

＜変形例３＞
変形例３の生体組織接合システム１Ｃ等では、生体組織に処置エネルギとして高周波電力エネルギが印加される。すなわち、電源は高周波電力を出力する。

生体組織接合システム１Ｃの処置具の金属からなる伝熱体は高周波電力（ＨＦ）を生体組織に印加する電極としての機能を有する。電極１２Ａ、１２Ｂに挟持されている生体組織ＬＴに高周波電力が印加されると、生体組織ＬＴはジュール熱により加熱される。

第１実施形態の変形例の生体組織接合システム１Ａ〜１Ｃ等は、いずれも生体組織接合システム１等と同じようにエネルギの印加時間が、生体組織の温度にもとづく加熱量Ｑを基準に制御されるため、操作性がよい。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態の生体組織接合システム１Ｄ等について説明する。生体組織接合システム１Ｄ等は、生体組織接合システム１等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。

生体組織接合システム１Ｄの処置具２Ｄは、処置面１１ＳＡ、１１ＳＢを介して高周波電力エネルギ（ＨＦエネルギ）と熱エネルギ（ＴＨエネルギ）とを順に生体組織ＬＴに印加する。

ＨＦ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。また、ＨＦエネルギは、生体組織の温度を上昇させる作用も有する。そして、生体組織の均一化および温度上昇により、その後に行われる熱エネルギの印加による、脱水処置および生体組織の接合が促進されている。

図１１に示すように、生体組織接合システム１Ｄの処置具２Ｄの金属からなる伝熱体は電極１２としての機能も有する。そして、本体部３Ｄは、第１電源である高周波電力（ＨＦ）電源３０Ａと、第２電源である発熱用電力（ＴＨ）電源３０Ｂと、ＨＦセンサ３１Ａと、ＴＨセンサ３１Ｂと、設定部３２と、算出部３３と、制御部３４と、を具備する。なお、生体組織接合システム１Ｄでは、組織温度Ｔ２は発熱素子１３の温度Ｔ１と電力の出力値Ｐとから生体組織の温度Ｔ２を推定され、算出部３３が温度測定部３９の機能を有している。

なお、図１１では図示を省略しているが、制御部３４は図５と同様に比較部３４Ａ、指示部３４Ｂおよび電源制御部３４Ｃを含んでいる。

ＨＦ電源３０Ａは、第１電力である高周波電力（ＨＦ）を出力する。ＴＨ電源３０Ｂは、第２電力である発熱用電力（ＴＨ）を出力する。なお、ＨＦ電源３０ＡとＴＨ電源３０Ｂとは同時に電力を出力することはないため、一つの共用電源であってもよい。この場合には、ＨＦセンサ３１ＡとＴＨセンサ３１Ｂも共用でよい。

第１検出部であるＨＦセンサ３１Ａは、ＨＦの出力値（電圧および電流）を検出する。第２検出部であるＴＨセンサ３１Ｂは、ＴＨの出力値（電圧および電流）を検出する。

＜生体組織接合システムの作動方法＞
図１２に示すように、生体組織接合システム１Ｄでは、ＨＦエネルギの印加終了後に、ＴＨエネルギの印加が開始される（時間ｔ＝ｔ１）。そして、制御部３４は、加熱量Ｑで定義される組織温度Ｔ２の時間積分値にもとづき、処置終了（時間ｔ＝ｔ２）を制御する。

すなわち、ＨＦエネルギ印加による高周波電力エネルギ加熱量（第１加熱量）Ｑ１と、ＴＨエネルギ印加による熱エネルギ加熱量（第２加熱量）Ｑ２との加算値である合計加熱量ＱＴが、予め設定された加熱量設定値Ｑｓｅｔ以上になる（時間ｔ＝ｔ２）と、制御部３４はＴＨ電源３０ＢがＴＨエネルギ印加を終了するように制御する。すなわち、

Ｑｓｅｔ≦Ｑ１＋Ｑ２ ・・・（式４）

次に図１３のフローチャートに沿って、生体組織接合システム１Ｄの作動方法について詳細に説明する。

＜ステップＳ２１＞
例えば、以下のような処置条件が、設定操作部３５を含む設定部３２により設定される。

ＨＦ出力設定値Ｐｓｅｔ：６０Ｗ
ＨＦ終了インピーダンスＺｓｅｔ：１２０Ω
素子温度設定値Ｔｓｅｔ：１８０℃
加熱量設定値Ｑｓｅｔ：１０００℃秒

なお、素子温度設定値Ｔｓｅｔは、ＨＦ印加終了時の組織温度（１００℃±３０℃）よりも高い７０℃超、例えば１００℃超に設定される。

また、生体組織接合システム１と同じように、下限温度Ｔｍｉｎおよび上限温度Ｔｍａｘも設定され、制御部３４は、下限温度Ｔｍｉｎおよび上限温度Ｔｍａｘに基づいた制御を行う。しかし、その制御は生体組織接合システム１と同じであるので、説明は省略する。

なお、設定部３２が一対の挟持部１１に挟持された生体組織ＬＴの特性に応じて加熱量設定値Ｑｓｅｔを自動的に設定してもよい。

例えば、生体組織ＬＴが挟持された一対の挟持部１１Ａ、１１Ｂの間隔Ｇ、および、ＨＦの初期インピーダンスの少なくともいずれかにもとづき加熱量設定値Ｑｓｅｔが自動的に設定される。

間隔Ｇは被処置体である生体組織ＬＴの大きさの情報である。ＨＦの初期インピーダンスは、生体組織ＬＴの水分量を含む組織情報である。また、ＨＦの初期インピーダンスとして、インピーダンス最小値、または、インピーダンスが所定値以下の時間、等を用いることができる。

さらに、術者が設定操作部３５により術式を選択すると、一連の処置の処置条件が設定部３２により設定され、例えば処置Ａが終わると設定部３２は、自動的に処置Ｂの処置条件を設定してもよい。例えば、術式が、「肺葉切除術」の場合には、（処置Ａ）肺葉動脈封止と、（処置Ｂ）肺葉静脈封止と、（処置Ｃ）肺葉気管支封止と、（処置Ｄ）肺葉間の実質臓器封止とが連続的に順に行われる場合に、術者が術式を選択するだけで一連の（処置Ａ）〜（処置Ｄ）の処置条件が設定されるため、操作性がよい。

＜ステップＳ２２＞
処置対象の生体組織ＬＴは、第１挟持部１１Ａの処置面１１ＳＡと第２挟持部１１Ｂの処置面１１ＳＢとの間に押圧状態で挟持される。

＜ステップＳ２３＞
処置部１０に生体組織ＬＴを挟持した状態で、術者がフットスイッチ４を足で押圧操作する。すると、制御部３４は処置を開始する。すなわち、制御部３４は、まず、ＨＦ電源３０Ａが高周波電力（ＨＦ）を出力するように制御する。ＨＦは、ケーブル２Ｌを介して処置具２の電極１２Ａ、１２Ｂに伝達される。すると、電極１２Ａ、１２Ｂに挟持されている生体組織ＬＴに高周波電力が印加され、生体組織ＬＴはジュール熱により加熱される。

すなわち、ＨＦエネルギは、電極１２Ａと電極１２Ｂと間のＨＦの通電経路にある生体組織自体を発熱させる。このため、ＨＦエネルギ印加工程では、厚さの厚い生体組織ＬＴであっても中心部まで温度ムラを生じることなく、組織温度Ｔ２が上昇する。なお、処置部１０は発熱しないが、発熱した生体組織ＬＴからの伝熱により素子温度Ｔ１も上昇する。

制御部３４は、ＨＦセンサ３１Ａが検出したＨＦの電流および電圧にもとづいて、ＨＦの出力値Ｐ１を、ＨＦ出力設定値Ｐｓｅｔ、例えば６０Ｗで、定電力制御する。

＜ステップＳ２４＞
算出部３３は、組織温度Ｔ２の時間積分値である高周波電力加熱量（第１加熱量）Ｑ１を算出する。

組織温度Ｔ２は、生体組織ＬＴに挿入された温度センサ１９、または赤外線センサ等によって測定してもよい。

しかし、図１０２に示したように、ＨＦエネルギ印加時の組織温度Ｔ２は、初期に急激に増加した後は、生体組織ＬＴが水を含むため一定とみなすことができる。すなわち、エネルギが印加されても水を含む生体組織ＬＴの温度は、例えば大気圧では一定温度である沸点（１００℃）近傍の温度、例えば１００℃±３０℃に保持される。

このため、処置開始後、時間ｔまでの第１加熱量Ｑ１は、センサ等を用いることなく、以下の（式５）により算出してもよい。

Ｑ１≒Ｔ２×ｔ≒１００℃×ｔ ・・・（式５）

さらに、算出部３３による第１加熱量Ｑ１の算出（ステップＳ２４）は、後述するステップＳ２６の後に、以下の（式６）を用いて行われてもよい。

Ｑ１＝１００℃×ｔ１・・・（式６）
ただし、ｔ１；ＨＦエネルギ印加時間

＜ステップＳ２５＞
生体組織接合システム１Ｄでは、ＨＦエネルギ印加を開始すると、ＨＦセンサ３１Ａが検出するＨＦの電圧および電流からインピーダンスＺが算出部３３により算出される。

処置の進行にともなう生体組織ＬＴの変性にともなう脱水等により、インピーダンスＺは上昇する。制御部３４は、インピーダンスＺが設定された、ＨＦ終了インピーダンスＺｓｅｔ以上になるまで（Ｎｏ）、Ｓ２３からの処置を行う。

＜ステップＳ２６＞
制御部３４は、インピーダンスＺが設定された、ＨＦ終了インピーダンスＺｓｅｔ以上になったら、（ＹＥＳ）、Ｓ２６において、ＨＦ電源３０Ａを制御しＨＦの出力を終了する（ｔ＝ｔ１）。

すなわち、ＨＦのインピーダンスＺにもとづいて、ＨＦの出力が終了する。

＜ステップＳ２７＞
制御部３４は、ＨＦエネルギにかえてＴＨエネルギを生体組織ＬＴに印加する制御を開始する。

ＴＨエネルギ印加では、制御部３４は、処置部１０の素子温度Ｔ１にもとづき、ＴＨ電源３０Ｂの出力値Ｐ２を定温制御する。言い換えれば、発熱素子１３は、Ｓ２１で設定された素子温度設定値Ｔｓｅｔとなるように制御される。ＴＨは直流でも高周波でもよく、高周波の場合の周波数はＨＦと同じでもよい。

電極１２から生体組織ＬＴに印加される高周波電力（ＨＦ）は、ジュール熱として生体組織ＬＴを加熱するのに対して、発熱用電力（ＴＨ）は、直接、熱エネルギを生体組織ＬＴに伝熱する。処置面１１Ｓを介して生体組織ＬＴに伝熱される熱（ＴＨ）エネルギは、素子温度設定値Ｔｓｅｔに応じて、生体組織ＬＴの変性状態、例えば水分量等によらず、組織温度Ｔ２を１００℃超の温度まで加熱できる。

＜ステップＳ２８＞
算出部３３は、組織温度Ｔ２の時間積分値である第２加熱量（熱エネルギ加熱量）Ｑ２を算出する。すなわち、Ｓ２８では、ＴＨを電気抵抗Ｒから算出した素子温度Ｔ１にもとづき定温制御し生体組織ＬＴに熱エネルギを印加しながら、組織温度Ｔ２の時間積分値である第２加熱量Ｑ２が算出される。さらに、算出部３３は、第１加熱量Ｑ１と第２加熱量Ｑ２とを加算した合計加熱量ＱＴを算出する。

＜ステップＳ２９、Ｓ３０＞
制御部３４は、合計加熱量ＱＴが、加熱量設定値Ｑｓｅｔ以上になる（ＹＥＳ）と、ＴＨ電源３０Ｂを制御し、ＴＨの出力を終了する（ｔ＝ｔ２）。すなわち、加熱量設定値Ｑｓｅｔと合計加熱量ＱＴとにもとづき、ＴＨの出力が終了する。

なお、ステップＳ２９は、図７に示したステップＳ１８と同じように、比較部３４Ａが算出部３３により算出された時間積分値（合計加熱量ＱＴ）と所定の設定値（加熱量設定値Ｑｓｅｔ）とを比較するステップＳ２９Ａと、指示部３４Ｂが、比較部３４Ａが比較した結果に基づき指示を出すステップＳ２９Ｂと、電源制御部３４Ｃが、指示部３４Ｂからの指示に基づき電源３０を制御するステップＳ２９Ｃと、からなる。

ここで、第１加熱量Ｑ１は、Ｓ２６以降の工程では、すでに算出されており増減しないため、制御部３４は、以下の（式７）で示される加熱残量ΔＱがゼロになったらＴＨの出力を終了してもよい。

加熱残量ΔＱ＝加熱量設定値Ｑｓｅｔ−第１加熱量Ｑ１−第２加熱量Ｑ２・・・（式７）

なお、合計加熱量ＱＴまたは加熱残量ΔＱは、制御部３４が算出してもよい。さらに、第１加熱量Ｑ１は算出されず、第２加熱量Ｑ２による制御のみ行われてもよい。すなわち、熱エネルギの減少または終了だけが加熱量Ｑに基づいて行われてもよい。

生体組織接合システム１Ｄは、エネルギの印加時間、すなわちエネルギ印加終了が、生体組織温度Ｔ２の加熱量Ｑを用いて制御されるため、良い処置結果を容易に得られる。このため、生体組織接合システム１Ｄ、および生体組織接合システム１Ｄの作動方法は操作性がよい。

なお、上記説明では、最初に印加される第１エネルギが高周波電力エネルギで、次に印加される第２エネルギが熱エネルギの場合について説明した。しかし、第１エネルギが、高周波電力エネルギ、熱エネルギ、光エネルギ、および、超音波エネルギのいずれかのエネルギで、第２エネルギが、第１エネルギと異なるいずれかのエネルギであれば、同様の効果を得られる。

すなわち、処置具が生体組織に、熱エネルギ、超音波エネルギ、光エネルギ、および、高周波電力エネルギから選択される２以上の前記処置エネルギを順に印加し、制御部が、少なくともいずれかの処置エネルギの出力の減少または終了を加熱量に基づいて行う生体組織接合システムは、生体組織接合システム１Ｄと同様の効果を有する。

例えば、ＨＦエネルギの印加により血管を止血した後に超音波エネルギの印加により血管を切離する生体組織接合システムでも、生体組織接合システム１Ｄと同様の制御を行うことで同様の効果を有する。

また、一対の挟持部１１に生体組織ＬＴが把持されるバイポーラ処置具について説明したが、モノポーラ処置具であっても、同様に合計加熱量ＱＴを基準に制御される生体組織接合システムであれば良い処置結果を容易に得られる。

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。

本出願は、２０１３年８月２日に米国に出願された出願番号６１／８６１、６５４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。

１、１Ａ〜１Ｄ・・・生体組織接合システム
２・・・処置具
３・・・本体部
１０・・・処置部
１２・・・伝熱体（電極）
１３・・・発熱素子
１９・・・温度センサ
３０・・・電源
３２・・・設定部
３３・・・算出部
３４・・・制御部
３４Ａ・・・比較部
３４Ｂ・・・指示部
３４Ｃ・・・電源制御部
３５・・・設定操作部
３６・・・表示部
３９・・・温度測定部

実施形態の生体組織接合システムは、生体組織を挟持するための挟持部と、前記挟持部に挟持された前記生体組織を接合するための処置エネルギを前記生体組織に対して供給するための電源と、前記挟持部に挟持された前記生体組織の温度を測定するための温度測定部と、前記温度測定部が測定する前記生体組織の温度と前記処置エネルギの印加時間とから、前記生体組織の温度の時間積分値を算出する算出部と、前記算出部が算出する前記生体組織の温度の前記時間積分値と所定の接合強度を得るための設定値とを比較する比較部と、前記比較部が比較した結果に基づき指示を出す指示部と、を有する。

別の実施形態の生体組織接合システムの作動方法は、電源が、挟持部に電力を供給するステップと、前記挟持部が前記電源から供給された前記電力から処置エネルギを出力するステップと、前記挟持部が挟持する生体組織の温度を測定するための温度測定部が温度を測定するステップと、算出部が、前記温度測定部により測定された温度から前記生体組織の温度を推定して、前記生体組織の温度と前記処置エネルギの印加時間とから前記生体組織の温度の時間積分値を算出するステップと、比較部が、前記算出部により算出された前記時間積分値と所定の接合強度を得るための設定値とを比較するステップと、指示部が、前記比較部が比較した結果に基づき指示を出すステップと、を動作する。

Claims (27)

1. 生体組織に処置エネルギを印加する処置具と、
   前記処置エネルギに変換するための電力を出力する電源と、
   前記処置エネルギが印加された前記生体組織の温度を測定するための温度測定部と、
   前記温度測定部が測定する前記生体組織の温度と前記処置エネルギの印加時間とから、前記生体組織の温度の時間積分値を算出する算出部と、
   前記算出部が、前記算出部が算出する前記生体組織の温度の前記時間積分値と所定の設定値とを比較する比較部と、
   前記比較部が比較した結果に基づき指示を出す指示部と、
   を有することを特徴とする処置システム。
2. さらに、前記指示部からの指示に基づき、前記処置エネルギの印加が減少または終了するように前記電源を制御する電源制御部を有することを特徴とする請求項１に記載の処置システム。
3. さらに、前記指示部からの指示に基づき、告知を行う告知部を有することを特徴とする請求項１に記載の処置システム。
4. さらに、前記生体組織の温度の前記時間積分値の目標となる前記所定の設定値を設定する設定部を有することを特徴とする請求項１に記載の処置システム。
5. 前記設定部は複数の異なる所定の設定値を記憶する記憶部を有することを特徴とする請求項４に記載の処置システム。
6. さらに、前記設定部は複数の異なる所定の設定値に対応した処置条件を記憶し、
   前記指示部からの指示に基づき、選択された前記処置条件に基づき前記処置エネルギの印加が減少または終了するように前記電源を制御する電源制御部を有することを特徴とする請求項４に記載の処置システム。
7. 前記処置エネルギが、熱エネルギ、超音波エネルギ、光エネルギ、および、高周波電力エネルギの少なくともいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の処置システム。
8. 前記処置具は前記電力を熱エネルギに変換する発熱素子を有することを特徴とする請求項１に記載の処置システム。
9. 前記温度測定部は前記発熱素子の出力から前記生体組織の温度を算出することを特徴とする請求項８に記載の処置
10. 前記温度測定部が温度センサの出力から前記生体組織の温度を測定することを特徴とする請求項１に記載の処置システム。
11. 前記生体組織の温度が所定の下限温度以上になってから、前記算出部が前記生体組織の温度の前記時間積分値の算出を開始することを特徴とする請求項１に記載の処置システム。
12. 前記比較部は前記所定の設定値と前記生体組織の温度の前記時間積分値との比率を算出し、
    前記告知部は前記比率を告知することを特徴とする請求項３に記載の処置システム。
13. 前記処置具が前記生体組織に、熱エネルギ、超音波エネルギ、光エネルギ、および、高周波電力エネルギから選択される２以上の前記処置エネルギを順に印加し、
    前記電源制御部が、少なくともいずれかの前記処置エネルギの出力の減少または終了を前記指示部の指示に基づいて行うことを特徴とする請求項２に記載の処置システム。
14. 生体組織に処置エネルギを印加する処置具と、
    前記処置エネルギに変換するための電力を出力する電源と、
    前記処置エネルギが印加された前記生体組織の温度を測定するための温度測定部と、
    前記温度測定部が測定する前記生体組織の温度と前記処置エネルギの印加時間とから、前記生体組織の温度の時間積分値を算出する算出部と、
    前記算出部が算出する温度の時間積分値と所定の設定値とを比較する比較部と、
    前記比較部が比較した結果に基づき指示を出す指示部と、
    を有することを特徴とする処置具制御装置。
15. 電源が、電力を出力するステップと、
    処置具が、前記電力を処置エネルギに変換して生体組織に印加するステップと、
    温度測定部が、前記処置エネルギが印加された前記生体組織の温度を測定するステップと、
    算出部が、前記温度測定部により測定された前記生体組織の温度と前記処置エネルギの印加時間とから前記生体組織の温度の時間積分値を算出するステップと、
    比較部が、前記算出部により算出された前記時間積分値と所定の設定値とを比較するステップと、
    指示部が、前記比較部が比較した結果に基づき指示を出すステップと、
    を動作することを特徴とする処置システムの作動方法。
16. さらに、電源制御部が、前記指示に基づき、前記処置エネルギの印加が減少または終了するように前記電源を制御するステップと、
    を動作することを特徴とする請求項１５に記載の処置システムの作動方法。
17. さらに、告知部が、前記指示に基づき、告知を行うステップを動作することを特徴とする請求項１５に記載の処置システムの作動方法。
18. さらに、設定部が、前記生体組織の温度の前記時間積分値の目標となる所定の設定値を設定するステップを動作することを特徴とする請求項１５に記載の処置システムの作動方法。
19. さらに、記憶部が、複数の異なる所定の設定値を記憶するステップを動作することを特徴とする請求項１８に記載の処置システムの作動方法。
20. さらに、前記設定部が、複数の異なる所定の設定値に対応した処置条件を記憶するステップと、
    電源制御部が、前記指示部からの指示に基づき選択された前記処置条件に基づき前記処置エネルギの印加が減少または終了するように前記電源を制御するステップと、
    を動作することを特徴とする請求項１８に記載の処置システムの作動方法。
21. 前記処置具が前記電力を前記処置エネルギに変換して生体組織を処置するステップでは、前記電力が熱エネルギ、超音波エネルギ、光エネルギ、および高周波電力エネルギの少なくともいずれかに変換されて処置が行われることを特徴とする請求項１５に記載の処置システムの作動方法。
22. 前記処置具が前記電力を処置エネルギに変換して前記生体組織を処置するステップでは、発熱素子が電力を熱エネルギに変換することを特徴とする請求項１５に記載の処置システムの作動方法。
23. 前記温度測定部が温度を測定するステップでは、前記発熱素子の出力から前記生体組織の温度を算出することを特徴とする請求項２２に記載の処置システムの作動方法。
24. 前記温度測定部が温度を測定するステップでは、温度センサの出力から前記生体組織の温度を測定することを特徴とする請求項１５に記載の処置システムの作動方法。
25. 前記算出部が前記時間積分値を算出するステップでは、前記生体組織の温度が所定の下限以下になってから、前記生体組織の温度の前記時間積分値の算出を開始することを特徴とする請求項１５に記載の処置システムの作動方法。
26. 前記比較部が比較するステップでは、前記所定の設定値と前記生体組織の温度の前記時間積分値との比率を算出し、前記告知部が告知を行うステップでは算出された比率を告知することを特徴とする請求項１７に記載の処置システムの作動方法。
27. 前記処置具が処置するステップでは、前記生体組織に対して熱エネルギ、超音波エネルギ、光エネルギおよび高周波電力エネルギから選択される２つ以上の処置エネルギを順に印加し、
    前記電源制御部が前記電源を制御するステップでは、少なくともいずれかの前記処置エネルギの出力の減少または終了が前記指示部の指示に基づいて行われることを特徴とする請求項１６に記載の処置システムの作動方法。

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