JPWO2020095389A1 - 制御装置、残熱判定方法、及び残熱判定プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1に記載の医療装置では、エンドエフェクタは、電力の供給に応じて発熱するヒータと、一対の高周波電極とを備える。そして、当該医療装置では、ヒータに電力を供給することによってエンドエフェクタから対象部位に対して処置エネルギである熱エネルギを付与する。また、当該医療装置では、一対の高周波電極間に電力を供給することによってエンドエフェクタから対象部位に対して処置エネルギである高周波エネルギを付与する。
そして、特許文献1に記載の医療装置を用いて、対象部位を切開した後、当該対象部位とは異なる他の対象部位を封止する場合には、以下の問題が生じる虞がある。
対象部位を第2の温度で加熱することによって当該対象部位を切開するための電力をエンドエフェクタに供給した場合には、当該切開が完了した後、当該エンドエフェクタは、残熱レベルが高い状態となっている。この状態において、当該対象部位とは異なる他の対象部位を第1の温度で加熱することによって当該他の対象部位を封止するための電力をエンドエフェクタに供給した場合には、当該エンドエフェクタの残熱レベルが高いため、当該他の対象部位は、第1の温度以上の温度で過加熱されてしまう、という問題がある。
図1は、本実施の形態に係る処置システム1を示す図である。
処置システム1は、本発明に係る医療装置に相当する。この処置システム1は、生体組織における処置の対象となる部位(以下、対象部位と記載)に対して処置エネルギを付与することによって、当該対象部位を処置する。ここで、本実施の形態では、当該処置エネルギとして、高周波エネルギ及び熱エネルギを採用している。また、処置システム1によって実行可能とする処置は、対象部位の切開を行う第1の処置、及び対象部位の封止を行う第2の処置の2つの処置である。
この処置システム1は、図1に示すように、処置具2と、制御装置3とを備える。
処置具2は、例えば、腹壁を通した状態で対象部位を処置するための外科医療用処置具である。この処置具2は、図1に示すように、ハンドル5と、シャフト6と、把持部7とを備える。
ハンドル5は、術者が手で持つ部分である。そして、このハンドル5には、図1に示すように、操作ノブ51と、インターフェース52とが設けられている。
インターフェース52は、ハンドル5から外部に露出した状態で設けられ、術者による切開制御モード及び封止制御モードの設定操作を受け付ける。このインターフェース52は、図1に示すように、第1,第2のスイッチ521,522を備える。
第1のスイッチ521は、術者による切開制御モードの設定操作を受け付ける。そして、第1のスイッチ521は、電気ケーブルC(図1)を経由することによって、制御装置3に対して当該設定操作に応じた操作信号を出力する。
第2のスイッチ522は、術者による封止制御モードの設定操作を受け付ける。そして、第2のスイッチ522は、電気ケーブルCを経由することによって、制御装置3に対して当該設定操作に応じた操作信号を出力する。
なお、以下で記載する「先端側」は、把持部7の先端側であって、図1中、左側を意味する。また、以下で記載する「基端側」は、把持部7のシャフト6側であって、図1中、右側を意味する。
図2は、把持部7を示す図である。
把持部7は、対象部位を把持した状態で当該対象部位を処置する部分であり、本発明に係るエンドエフェクタに相当する。この把持部7は、図1または図2に示すように、第1,第2の把持部材8,9を備える。
第1,第2の把持部材8,9は、術者による操作ノブ51の操作に応じて、矢印R1(図2)方向に開閉可能に構成されている。
第1の把持部材8は、第2の把持部材9に対向する位置に配設されている。この第1の把持部材8は、図2に示すように、第1のジョー10と、第1の支持部材11と、処置部12とを備える。
第1のジョー10は、シャフト6の一部を先端側に延在させた部分であり、把持部7の先端から基端に向かう長手方向に延在する長尺状に形成されている。この第1のジョー10は、例えば、ステンレスやチタン等の金属材料によって構成されている。そして、第1のジョー10は、第1の支持部材11及び処置部12を支持する。
第1の支持部材11は、把持部7の長手方向に延在する長尺状の平板であり、例えばPEEK(ポリエーテルエーテルケトン)等の低い熱伝導率を有する樹脂材料等によって構成されている。そして、第1の支持部材11は、第1のジョー10と処置部12との間に配設される。
伝熱板13は、把持部7の長手方向に延在する平板であり、例えば、銅等の導電性材料によって構成されている。
この伝熱板13において、第2の把持部材9側の面は、第1,第2の把持部材8,9によって対象部位を把持した状態で、当該対象部位に接触する。そして、当該面は、ヒータ14からの熱を対象部位に伝達する。すなわち、当該面は、対象部位に対して熱エネルギを付与する第1の把持面131(図2)として機能する。本実施の形態では、第1の把持面131は、第1,第2の把持部材8,9によって対象部位を把持した状態で当該第1,第2の把持部材8,9が互いに対向する方向A1(図2)に対して直交する平坦面によって構成されている。また、伝熱板13において、第1の把持面131と表裏をなす背面132も同様に、方向A1に対して直交する平坦面によって構成されている。
また、伝熱板13には、電気ケーブルCを構成する一対の高周波用リード線C1,C1´(図3参照)の一方の高周波用リード線C1が接続されている。
なお、第1の把持面131及び背面132は、平坦面によってそれぞれ構成されているが、これに限らず、凸形状や凹形状等のその他の形状によってそれぞれ構成しても構わない。後述する第2の把持面931も同様である。
当該電気抵抗パターンは、例えば、ヒータ14の外縁形状に倣うU字形状に沿って形成されている。また、当該電気抵抗パターンの両端には、電気ケーブルCを構成する一対の発熱用リード線C2,C2´(図3参照)が接続されている。また、当該電気抵抗パターンには、制御装置3による制御の下、一対の発熱用リード線C2,C2´を経由することによって電力が供給される。これによって、当該電気抵抗パターンは、発熱する。
第2の把持部材9は、図2に示すように、第2のジョー91と、第2の支持部材92と、対向板93とを備える。
第2のジョー91は、把持部7の長手方向に延在する長尺形状を有する。そして、第2のジョー91は、基端側が支点P0(図2)を中心としてシャフト6に対して回動可能に軸支され、回動することによって第1の把持部材8に対して開閉する。
なお、本実施の形態では、第1の把持部材8(第1のジョー10)がシャフト6に固定され、第2の把持部材9(第2のジョー91)がシャフト6に軸支された構成としているが、これに限らない。例えば、第1,第2の把持部材8,9の双方がシャフト6に軸支され、それぞれ回動することによって第1,第2の把持部材8,9が開閉する構成を採用しても構わない。また、例えば、第1の把持部材8がシャフト6に軸支され、第2の把持部材9がシャフト6に固定され、第1の把持部材8が回動することによって第2の把持部材9に対して開閉する構成を採用しても構わない。
対向板93は、銅等の導電性材料によって構成され、第2の支持部材92における第1の把持部材8に対向する面上に固定されている。
この対向板93において、第1の把持部材8側の面は、第1の把持面131との間で対象部位を把持する第2の把持面931として機能する。また、対向板93には、他方の高周波用リード線C1´が接続されている。
図3は、制御装置3の構成を示すブロック図である。
制御装置3は、電気ケーブルCを経由することによって、処置具2の動作を統括的に制御する。この制御装置3は、図3に示すように、高周波エネルギ出力部31と、第1のセンサ32と、熱エネルギ出力部33と、第2のセンサ34と、報知部35と、プロセッサ36と、メモリ37とを備える。
高周波エネルギ出力部(ジェネレータ)31は、プロセッサ36による制御の下、一対の高周波用リード線C1,C1´を経由することによって、伝熱板13及び対向板93に高周波電力を供給する。これによって、伝熱板13と対向板93との間に把持された対象部位には、高周波電流が流れる。言い換えれば、伝熱板13と対向板93との間に把持された対象部位には、高周波エネルギが付与される。すなわち、伝熱板13及び対向板93は、本発明に係る高周波電極としてそれぞれ機能する。
第1のセンサ32は、高周波エネルギ出力部31から伝熱板13及び対向板93に供給されている電圧値及び電流値を検出する。そして、第1のセンサ32は、当該検出した電圧値及び電流値に応じた信号をプロセッサ36に出力する。
第2のセンサ34は、熱エネルギ出力部33からヒータ14に供給されている電圧値及び電流値を検出する。そして、第2のセンサ34は、当該検出した電圧値及び電流値に応じた信号をプロセッサ36に出力する。
メモリ37は、プロセッサ36が実行するプログラム(本発明に係る残熱判定プログラムを含む)や、当該プロセッサ36の処理に必要な情報等を記憶する。
次に、プロセッサ36が実行する制御方法について説明する。
以下では、プロセッサ36が実行する制御方法として、残熱判定方法、高周波制御、及び熱制御を順に説明する。
先ず、プロセッサ36が実行する残熱判定方法について説明する。
図4及び図5は、残熱判定方法を示すフローチャートである。図6は、残熱判定方法の実行時における対象部位のインピーダンスの挙動を示す図である。図7及び図8は、対象部位LTの種類の判定方法を説明する図である。具体的に、図7は、伝熱板13及び対向板93によって対象部位LTを把持した状態を模式的に示した図である。図8は、サイズの小さいSサイズ血管、サイズの大きいLサイズ血管、及び脂肪組織における初期インピーダンスZ0の分布をそれぞれ示した図である。
ここで、当該微小な高周波電力とは、伝熱板13と対向板93とに把持された対象部位LTが熱変性しない程度の電力を意味する。
なお、以下では、説明の便宜上、最初に算出された対象部位LTのインピーダンス、すなわち、最初にメモリ37に記憶した対象部位LTのインピーダンスを初期インピーダンスZ0(図6)とする。また、当該対象部位LTのインピーダンスの算出及びメモリ37への記憶は、後述する第1,第2のフェーズにおいても継続する。
ステップS1Bの後、プロセッサ36は、術者によって第2のスイッチ522への封止制御モードの設定操作がなされたか否かを常時、監視する(ステップS1C)。
プロセッサ36は、対象部位LTを切開するために、高周波エネルギ出力部31及び熱エネルギ出力部33の双方を動作させる。そして、高周波エネルギ出力部31は、一対の高周波用リード線C1,C1´を経由することによって、伝熱板13及び対向板93に比較的に高い高周波電力を供給する。また、熱エネルギ出力部33は、一対の発熱用リード線C2,C2´を経由することによって、ヒータ14を構成する電気抵抗パターンに比較的に高い電力を供給する。これによって、伝熱板13及び対向板93の温度は、対象部位LTを切開可能とする例えば300℃程度の第2の温度まで上昇する。また、切開制御モードの実行を終了した時点から時間が経過するにしたがって、伝熱板13及び対向板93の温度は低減していく。
一方、伝熱板13及び対向板93の残熱がある場合には、対象部位LTは、当該残熱によって変性する。すなわち、対象部位LTのインピーダンスは、図6に示すように、当該残熱によって、次第に減少する。また、当該残熱が比較的に大きい場合には、対象部位LTのインピーダンスは、極小値Zminとなった後、増加に転じる。
すなわち、初期インピーダンスZ0からの変化量Zch(図6)によって、残熱レベルを判定することが可能となる。
先ず、プロセッサ36は、メモリ37に記憶した対象部位LTの複数のインピーダンスのうち、最新のインピーダンスと初期インピーダンスZ0とを読み出す。そして、プロセッサ36は、当該初期インピーダンスZ0から当該最新のインピーダンスへの変化量Zchが残熱判定閾値Zj1よりも小さいか否かを判断する(ステップS1D)。
一方、変化量Zchが残熱判定閾値Zj1以上であると判断した場合(ステップS1D:No)には、プロセッサ36は、メモリ37に記憶した対象部位LTの複数のインピーダンスを参照し、対象部位LTのインピーダンスが極小値Zminに達したか否かを判断する(ステップS1F)。
一方、対象部位LTのインピーダンスが極小値Zminに達していないと判断した場合(ステップS1F:No)には、プロセッサ36は、変化量Zchが残熱判定閾値Zj2よりも小さいか否かを判断する(ステップS1H)。なお、残熱判定閾値Zj2は、残熱判定閾値Zj1よりも大きい値である。
一方、変化量Zchが残熱判定閾値Zj2以上であると判断した場合(ステップS1H:No)には、プロセッサ36は、伝熱板13及び対向板93の残熱レベルを「中」と判定する(ステップS1J)。そして、プロセッサ36は、当該判定結果をメモリ37に記憶する。この後、プロセッサ36は、ステップS1Kに移行する。
すなわち、初期インピーダンスZ0が判別閾値R0f(図8)よりも大きければ、対象部位LTが脂肪組織であるか血管組織であるかを判別することができる。但し、図8に示すように、血管組織のサイズが大きいほど、初期インピーダンスZ0が小さくなる傾向はあるものの、Sサイズ血管とLサイズ血管との初期インピーダンスZ0の分布に重なりがあるため、初期インピーダンスZ0を用いても、血管組織のサイズを判別することはできない。なお、Lサイズ血管の初期インピーダンスZ0の分布よりも大きい判別閾値R01(図8)を用いれば、当該判別閾値R01よりも大きく、判別閾値R0fよりも小さい初期インピーダンスZ0を有する対象部位LTは、明らかにSサイズ血管であると判別することができる。
プロセッサ36は、メモリ37に記憶した初期インピーダンスZ0を読み出す。そして、プロセッサ36は、当該読み出した初期インピーダンスZ0が判別閾値R01よりも大きく、判別閾値R0fよりも小さいか否か、すなわち、対象部位LTがSサイズ血管であるか否かを判別する。
一方、対象部位LTがSサイズ血管であると判別した場合(ステップS1K:Yes)には、プロセッサ36は、メモリ37に記憶した残熱レベルの判定結果を参照し、当該判定結果に基づいて、伝熱板13及び対向板93の残熱レベルが「大」であるか否かを判断する(ステップS1L)。
一方、残熱レベルが「大」であると判断した場合(ステップS1L:Yes)には、プロセッサ36は、警告を示す情報を報知部35に報知させる(ステップS1M)。すなわち、プロセッサ36は、残熱レベルが特定のレベルを超えた場合に、警告を示す情報を報知部35に報知させる。そして、プロセッサ36は、本制御フローを終了する。すなわち、プロセッサ36は、残熱レベルが特定のレベルを超えた場合に、把持部7への電力の供給を禁止することによって、高周波制御及び熱制御(ステップS2,S3)を実行しない。これによって、特に温度に敏感なSサイズ血管について、過加熱されてしまうことを適切に回避することができる。
次に、プロセッサ36が実行する高周波制御(ステップS2)について説明する。当該高周波制御(ステップS2)は、第1,第2のフェーズの2つに分かれている。以下では、高周波制御(ステップS2)として、第1,第2のフェーズを順に説明する。
図9は、高周波制御の第1のフェーズを示すフローチャートである。図10は、第1のフェーズの実行時における出力電力、出力電圧、及び対象部位LTのインピーダンスの挙動を示す図である。なお、図10では、説明の便宜上、伝熱板13及び対向板93の残熱レベルが「残熱なし」の場合での出力電力、出力電圧、及び対象部位LTのインピーダンスの挙動を示している。
第1のフェーズは、高周波エネルギ出力部31から伝熱板13及び対向板93への出力電圧の供給を開始するとともに、当該出力電圧を上昇させていくことによって、対象部位LTを均一に加熱するフェーズである。
一方、対象部位LTが脂肪組織であると判別した場合(ステップS2A:Yes)には、プロセッサ36は、第1のフェーズにおいて、対象部位LTに対して高周波エネルギを付与する最小出力時間を1000[msec]に設定する(ステップS2C)。この後、プロセッサ36は、ステップS2Dに移行する。
なお、ステップS2B,S2Cにおいて、最小出力時間は、ステップS2Cによって設定される最小出力時間の方がステップS2Bによって設定される最小出力時間よりも大きければ、上述した時間に限らない。
プロセッサ36は、第1のフェーズにおいて、高周波エネルギ出力部31から伝熱板13及び対向板93に供給する出力電圧の上昇の傾きを設定する。
ところで、第1のフェーズにおいて、高周波エネルギ出力部31から伝熱板13及び対向板93に供給する出力電圧を急激に上昇させると、対象部位LTの温度が急激に上昇してしまう。すなわち、対象部位LTを均一に加熱することができない。そして、対象部位LTに温度ムラが生じることによって、対象部位LTの封止性能が悪化してしまう。
ステップS2Fの後、プロセッサ36は、ステップS2Dにおいて設定した出力電圧の上昇の傾きを参照し、図10に示すように、高周波エネルギ出力部31から伝熱板13及び対向板93に供給する出力電圧を上昇させる(ステップS2G)。
すなわち、対象部位LTのインピーダンスは、当該対象部位LTを加熱すると減少していき、当該対象部位LTの水分が沸騰状態に達したときに極小値Zminをとる。また、対象部位LTのインピーダンスは、当該対象部位LTの加熱をさらに続けると、当該対象部位LTの水分が蒸発するため、増加に転じる。
すなわち、極小値Zminからの対象部位LTのインピーダンスの上昇値VI(図10)が所定の閾値を超えた場合に、加熱状態から乾燥状態に移行したことを判断することができる。
上昇値VIが所定の閾値を超えていないと判断した場合(ステップS2H:No)には、プロセッサ36は、ステップS2Gに戻る。
一方、上昇値VIが所定の閾値を超えたと判断した場合(ステップS2H:Yes)には、プロセッサ36は、高周波エネルギの付与を開始(ステップS2E)してからの経過時間がステップS2B,S2Cによって設定した最小出力時間を超えたか否かを判断する(ステップS2I)。
一方、経過時間が最小出力時間を超えたと判断した場合(ステップS2I:Yes)には、プロセッサ36は、第1のフェーズを終了し、第2のフェーズに移行する。
図11は、高周波制御の第2のフェーズを示すフローチャートである。図12及び図13は、対象部位LTの大きさの判定方法を説明する図である。具体的に、図12は、Sサイズ血管及びLサイズ血管における極小値Zminの分布をそれぞれ示した図である。図13は、Sサイズ血管及びLサイズ血管における出力電力のピーク値Ppの分布をそれぞれ示した図である。
第2のフェーズは、高周波エネルギ出力部31から伝熱板13及び対向板93に供給する出力電圧を一定にすることによって、対象部位LTを深部まで乾燥させるフェーズである。
初期インピーダンスZ0が判別閾値R0fよりも大きいと判断した場合(ステップS2J:Yes)には、プロセッサ36は、対象部位LTが脂肪組織であると判定する(ステップS2K)。そして、プロセッサ36は、当該判定結果(以下、組織の判別結果と記載)をメモリ37に記憶する。この後、プロセッサ36は、ステップS2Rに移行する。
一方、初期インピーダンスZ0が判別閾値R0f以下であると判断した場合(ステップS2J:No)には、プロセッサ36は、メモリ37に記憶した残熱レベルの判定結果を参照し、当該判定結果に基づいて、伝熱板13及び対向板93の残熱レベルが「大」であるか否かを判断する(ステップS2L)。
ここで、第1のフェーズにおける出力電力のピーク値Pp(図10)を用いると、血管組織のサイズを判別可能であることが実験的に分かっている。すなわち、図13に示すように、ピーク値Ppが判別閾値Pjよりも小さければ、対象部位LTがSサイズ血管であると判別することができる。一方、ピーク値Ppが判別閾値Pj以上であれば、対象部位LTがLサイズ血管であると判別することができる。ピーク値Ppには、極小値Zminと、当該極小値Zminに到達するまでの時間(出力電圧の大きさ)との双方の情報が含まれている。単に沸騰状態のインピーダンス(極小値Zmin)だけでなく、当該沸騰状態に至るまでの時間等の情報も包含したパラメータであったことが、ピーク値Ppによって血管組織のサイズを判別可能とする理由と推測する。
一方、ピーク値Ppが判別閾値Pj以上であると判断した場合(ステップS2M:No)には、プロセッサ36は、対象部位LTがLサイズ血管であると判定する(ステップS2O)。そして、プロセッサ36は、当該判定結果(以下、組織の判別結果と記載)をメモリ37に記憶する。この後、プロセッサ36は、ステップS2Rに移行する。
一方、初期インピーダンスZ0が判別閾値R01以下であると判断した場合(ステップS2P:No)には、プロセッサ36は、ステップS2Oに移行し、対象部位LTがLサイズ血管であると判定する。
すなわち、プロセッサ36は、伝熱板13及び対向板93の残熱レベルが「大」である場合には、ピーク値Ppではなく、初期インピーダンスZ0を用いて、血管組織のサイズを判別する。
なお、ステップS2Pでは、初期インピーダンスZ0と判別閾値R01とを比較することによって血管組織のサイズを判別していたが、これに限らない。例えば、初期インピーダンスZ0が判別閾値R01よりも大きいという第1の条件と、極小値Zminが所定の閾値よりも大きいという第2の条件の双方を満足した場合に対象部位LTがSサイズ血管であると判定し、当該第1,第2の条件の双方を満足しない場合に対象部位LTがLサイズ血管であると判定しても構わない。
プロセッサ36は、メモリ37に記憶した残熱レベルの判定結果、及び組織の判別結果と、メモリ37に予め記憶された第1の参照情報とを参照し、第2のフェーズにおける高周波制御パラメータを設定する。当該第1の参照情報としては、例えば、以下の表1に示す情報を例示することができる。
ここで、第2のフェーズにおける高周波制御パラメータは、表1に示すように、閾値Radd[Ω]と、後述する定電圧制御(ステップS2S)を実行する出力時間[msec]及び出力電圧[V]との3つのパラメータである。当該閾値Raddは、後述する定電圧制御(ステップS2S)を開始してからの対象部位LTのインピーダンスの上昇値と比較される閾値である。当該出力電圧[V]は、表1に示すように、残熱レベルの判定結果が「残熱なし」、「小」、「中」、「大」になるにしたがって、すなわち、残熱レベルが高くなるにしたがって、小さい値が設定されている。すなわち、プロセッサ36は、残熱レベルが高いほど、伝熱板13及び対向板93に供給する電力を抑制する。また、プロセッサ36は、封止制御モードにおいて、残熱レベルの判定結果に基づいて、伝熱板13及び対向板93に供給する電力を調整する。そして、高周波制御パラメータは、本発明に係る制御目標値に相当する。すなわち、プロセッサ36は、残熱レベルの判定結果に基づいて、本発明に係る制御目標値を変更する。また、残熱レベルの判定結果が「大」であり、組織の判別結果が「Sサイズ血管」である場合には、ステップS1Mにおいて警告を示す情報が報知され、対象部位LTに対して高周波エネルギが付与されないため、3つの高周波制御パラメータの値が設定されていない。
そして、プロセッサ36は、ステップS2Rにおいて、例えば、残熱レベルの判定結果が「大」であり、組織の判別結果が「Lサイズ血管」である場合には、閾値Raddを290[Ω]に設定し、出力時間を2600[msec]に設定し、出力電圧を40[V]に設定する。
ステップS2Sの後、プロセッサ36は、メモリ37に記憶した対象部位LTの複数のインピーダンスのうち、定電圧制御(ステップS2S)の開始時点のインピーダンスと最新のインピーダンスを読み出す。そして、プロセッサ36は、当該開始時点のインピーダンスから当該最新のインピーダンスへの上昇値がステップS2Rにおいて設定した閾値Raddを超えたか否かを判断する(ステップS2T)。
上昇値が閾値Raddを超えていないと判断した場合(ステップS2T:No)には、プロセッサ36は、ステップS2Sに戻り、定電圧制御を継続する。
一方、上昇値が閾値Raddを超えたと判断した場合(ステップS2T:Yes)には、プロセッサ36は、定電圧制御(ステップS2S)を開始してからの経過時間がステップS2Rにおいて設定した出力時間を超えたか否かを判断する(ステップS2U)。
一方、経過時間が出力時間を超えたと判断した場合(ステップS2U:Yes)には、プロセッサ36は、高周波エネルギ出力部31から伝熱板13及び対向板93への出力電圧の供給を停止する(ステップS2V)。そして、プロセッサ36は、本制御フローを終了する。
次に、プロセッサ36が実行する熱制御(ステップS3)について説明する。なお、熱制御(ステップS3)は、上述した高周波制御(ステップS2)と同時に実行される。
図14は、熱制御を示すフローチャートである。
先ず、プロセッサ36は、メモリ37に記憶した残熱レベルの判定結果と、メモリ37に予め記憶された第2の参照情報とを参照し、熱制御パラメータを設定する(ステップS3A)。当該第2の参照情報としては、例えば、以下の表2に示す情報を例示することができる。
ここで、熱制御パラメータは、表2に示すように、後述する熱エネルギの付与(ステップS3B)の開始時点を遅らせる遅延時間[s]である。そして、熱制御パラメータは、本発明に係る制御目標値に相当する。すなわち、プロセッサ36は、残熱レベルの判定結果に基づいて、本発明に係る制御目標値を変更する。残熱レベルの判定結果が「大」である場合には、後述する熱エネルギの付与(ステップS3B)を実行しないため、「出力しない」旨の情報が設定されている。
なお、遅延時間の値は、表2に示した値に限らず、残熱レベルの判定結果が「大」、「中」、「小」、「残熱なし」になるにしたがって、すなわち、残熱レベルが低くなるにしたがって、大きくなっていなければ、その他の値を採用しても構わない。
そして、プロセッサ36は、ステップS3Aにおいて、例えば、残熱レベルの判定結果が「中」である場合には、遅延時間を1[s]に設定する。
プロセッサ36は、第2のセンサ34によって検出された電圧値及び電流値に基づいて、ヒータ14を構成する電気抵抗パターンの抵抗値を算出する。また、プロセッサ36は、予め実験により算出された当該電気抵抗パターンの抵抗値と温度との関係を用いて、当該電気抵抗パターンの抵抗値を温度(以下、ヒータ温度と記載)に換算する。そして、プロセッサ36は、当該ヒータ温度を把握しながら、当該ヒータ温度を目標温度とするために必要な出力電圧を熱エネルギ出力部33から当該電気抵抗パターンに供給する。すなわち、プロセッサ36はフィードバック制御を実行する。
ここで、プロセッサ36は、残熱レベルの判定結果が「残熱なし」または「小」であり、ステップS3Aにおいて設定した熱制御パラメータ(遅延時間)が0[s]であった場合には、当初の開始時点で対象部位LTに対して熱エネルギの付与を開始する。また、プロセッサ36は、残熱レベルの判定結果が「中」であり、ステップS3Aにおいて設定した熱制御パラメータ(遅延時間)が1[s]であった場合には、当初の開始時点から1[s]だけ遅れた時点から対象部位LTに対して熱エネルギの付与を開始する。さらに、プロセッサ36は、残熱レベルの判定結果が「大」であり、ステップS3Aにおいて設定した熱制御パラメータ(遅延時間)が「出力しない」旨の情報であった場合には、対象部位LTに対して熱エネルギを付与しない。すなわち、プロセッサ36はステップS3Bを実行しない。
そして、プロセッサ36は、高周波制御(ステップS2)の終了条件を満足したと判断(ステップS3C:Yes)するまで、対象部位LTに対する熱エネルギの付与を継続する。また、高周波制御(ステップS2)の終了条件を満足したと判断した場合(ステップS3C:Yes)には、プロセッサ36は、熱エネルギ出力部33からヒータ14を構成する電気抵抗パターンへの出力電圧の供給を停止する(ステップS3D)。そして、プロセッサ36は、本制御フローを終了する。
以上の高周波制御(ステップS2)及び熱制御(ステップS3)によって、対象部位LTは、封止するために必要な例えば100℃〜200℃程度の第1の温度で加熱される。これによって、対象部位LTは、封止される。
本実施の形態に係る処置システム1では、プロセッサ36は、対象部位LTへの高周波エネルギ及び熱エネルギの付与(ステップS2E,S3B)の前に、伝熱板13及び対向板93の温度の指標となる対象部位LTのインピーダンスを算出する(ステップS1B)。また、プロセッサ36は、当該対象部位LTのインピーダンスに基づいて、伝熱板13及び対向板93の残熱レベルを判定する(ステップS1E,S1G,S1I,S1J)。そして、プロセッサ36は、当該残熱レベルの判定結果に基づいて、報知部35からの警告を示す情報の報知(ステップS1M)、及び把持部7に対して供給する電力の調整(ステップS2D,S2R,S3A)を実行する。
したがって、伝熱板13及び対向板93の残熱レベルが高い状態において、対象部位LTを封止する際に、当該対象部位LTが過加熱されてしまうことを回避することができる。すなわち、生体組織への熱侵襲、対象部位LTの誤切開、及び対象部位LTの封止性能への悪影響等が生じることを回避することができる。
このため、例えばヒータ温度によって残熱レベルを判定する構成と比較して、実際に伝熱板13及び対向板93の残熱による対象部位LTの影響の度合い(熱変性レベル)を当該対象部位LTのインピーダンスによって確認することができる。すなわち、対象部位LTが過加熱されてしまうか否かを適切に判断することができる。
このため、伝熱板13及び対向板93の残熱によって影響を受け易い封止制御モードにおいて、上述した処理(ステップS1M,S2D,S2R,S3A)を実行することによって、対象部位LTが過加熱されてしまうことを適切に回避することができる。
このため、対象部位LTが過加熱されてしまうことを適切に回避することができる。
このため、対象部位LTが過加熱されてしまうことを理由として当該対象部位LTに対して高周波エネルギ及び熱エネルギを付与することができないことを術者に認識させながら、当該対象部位LTが過加熱されてしまうことを確実に回避することができる。
このため、特に温度に敏感なSサイズ血管について、過加熱されてしまうことを適切に回避することができる。
ここまで、本発明を実施するための形態を説明してきたが、本発明は上述した実施の形態によってのみ限定されるべきものではない。
図15及び図16は、本実施の形態の変形例1を示す図である。具体的に、図15は、切開制御モードの実行中及び実行後におけるヒータ温度の挙動を示す図である。図16は、残熱レベルの判定に用いる閾値を示す図である。
上述した実施の形態において、伝熱板13及び対向板93の残熱レベルを判定する残熱判定方法は、図4及び図5に示した制御フローに限らない。
ヒータ温度は、図15に示すように、切開制御モードの実行を開始すると、次第に上昇する。そして、ヒータ温度は、対象部位LTを切開するために必要な300℃程度の第2の温度に制御される。また、ヒータ温度は、切開制御モードの実行を終了すると、当該終了した時点T1(図15)から時間が経過するにしたがって、低減していく。
そこで、プロセッサ36は、当該時点T1からの経過時間を計測する。そして、プロセッサ36は、当該測定した経過時間が閾値Th1(図15)を超えた場合には、伝熱板13及び対向板93の残熱レベルを「残熱なし」と判定する。一方、プロセッサ36は、当該測定した経過時間が閾値Th1以下である場合には、当該残熱レベルを「残熱あり」と判定する。すなわち、プロセッサ36は、切開制御モードを実行した後に、残熱レベルを判定する。
また、上述した実施の形態において説明した変化量Zchと残熱判定閾値Zj1,Zj2との比較結果と、本変形例1における経過時間と閾値Th1との比較結果とに基づいて、残熱レベルを判定しても構わない。すなわち、残熱判定閾値Zj1,Zj2は、本発明に係る第2の閾値に相当する。また、閾値Th1は、本発明に係る第1の閾値に相当する。
さらに、本変形例1では、当該残熱レベルを「残熱なし」及び「残熱あり」の2つのレベルとしているが、これに限らず、閾値Th1を複数、設けることにより、当該残熱レベルを3つ以上のレベルとしても構わない。また、上述した実施の形態においても同様に、当該残熱レベルは、「残熱なし」、「小」、「中」、及び「大」の4つのレベルとしているが、これに限らず、2つ、3つ、あるいは、5つ以上のレベルとしても構わない。
そこで、図16に示すように、閾値Th1として、切開制御モードを実行している継続時間や、切開制御モードを連続して実行した回数が多いほど、大きい閾値Th1を用いても構わない。
上述した実施の形態において、伝熱板13及び対向板93の残熱レベルを判定する残熱判定方法は、図4及び図5に示した制御フローに限らず、ヒータ温度に基づいて、当該残熱レベルを判定しても構わない。すなわち、当該ヒータ温度は、本発明に係る指標値に相当する。
例えば、図17に示すように、切開制御モードを実行した後、封止制御モードの実行を開始する時点T2におけるヒータ温度が対象部位LTを封止するために必要な100〜200℃程度の第1の温度を超えている場合を想定する。この場合には、プロセッサ36は、伝熱板13及び対向板93の残熱レベルを「残熱あり」と判定する。一方、プロセッサ36は、時点T2におけるヒータ温度が第1の温度以下である場合には、当該残熱レベルを「残熱なし」と判定する。
なお、本変形例2では、当該残熱レベルを「残熱なし」及び「残熱あり」の2つのレベルとしているが、ヒータ温度と比較する基準温度を複数、設けることにより、当該残熱レベルを3つ以上のレベルとしても構わない。
上述した実施の形態において、図18に示すように、切開制御モードの実行を開始してからの経過時間が閾値Th2を超えた場合に、当該切開制御モードにおけるヒータ温度の目標温度を300℃程度の第2の温度から当該第2の温度よりも低い250℃程度の第3の温度に変更しても構わない。
これによって、切開制御モードの実行を終了した後の伝熱板13及び対向板93の残熱そのものを低減することができる。
ここで、熱制御パラメータは、表3に示すように、ステップS3Bにおいて、熱エネルギ出力部33からヒータ14を構成する電気抵抗パターンに出力電圧を供給する際のデューティ比[%]である。そして、熱制御パラメータは、本発明に係る制御目標値に相当する。すなわち、プロセッサ36は、残熱レベルの判定結果に基づいて、本発明に係る制御目標値を変更する。残熱レベルの判定結果が「大」である場合には、熱エネルギの付与(ステップS3B)を実行しないため、「出力しない」旨の情報が設定されている。
なお、デューティ比の値は、表3に示した値に限らず、残熱レベルの判定結果が「大」、「中」、「小」、「残熱なし」になるにしたがって、すなわち、残熱レベルが低くなるにしたがって、小さくなっていなければ、その他の値を採用しても構わない。
プロセッサ36は、残熱レベルの判定結果が「残熱なし」または「小」であり、ステップS3Aにおいて設定した熱制御パラメータ(デューティ比)が100[%]であった場合には、ヒータ温度を目標温度とするために必要な出力電圧を熱エネルギ出力部33からヒータ14を構成する電気抵抗パターンに継続して供給する。また、プロセッサ36は、残熱レベルの判定結果が「中」であり、ステップS3Aにおいて設定した熱制御パラメータ(デューティ比)が50[%]であった場合には、ヒータ温度を目標温度とするために必要な出力電圧を熱エネルギ出力部33から当該電気抵抗パターンに当該デューティ比にしたがって間欠的に供給する。さらに、プロセッサ36は、残熱レベルの判定結果が「大」であり、ステップS3Aにおいて設定した熱制御パラメータ(デューティ比)が「出力しない」旨の情報であった場合には、対象部位LTに対して熱エネルギを出力しない。すなわち、プロセッサ36はステップS3Bを実行しない。
ここで、熱制御パラメータは、表4に示すように、ステップS3Bにおいて用いるヒータ温度の目標温度[℃]である。そして、熱制御パラメータは、本発明に係る制御目標値に相当する。すなわち、プロセッサ36は、残熱レベルの判定結果に基づいて、本発明に係る制御目標値を変更する。残熱レベルの判定結果が「大」である場合には、熱エネルギの付与(ステップS3B)を実行しないため、「出力しない」旨の情報が設定されている。
なお、目標温度の値は、表4に示した値に限らず、残熱レベルの判定結果が「大」、「中」、「小」、「残熱なし」になるにしたがって、すなわち、残熱レベルが低くなるにしたがって、小さくなっていなければ、その他の値を採用しても構わない。
プロセッサ36は、残熱レベルの判定結果が「残熱なし」または「小」であり、ステップS3Aにおいて設定した熱制御パラメータ(目標温度)が120[℃]であった場合には、ヒータ温度を120[℃]とするために必要な出力電圧を熱エネルギ出力部33からヒータ14を構成する電気抵抗パターンに供給する。また、プロセッサ36は、残熱レベルの判定結果が「中」であり、ステップS3Aにおいて設定した熱制御パラメータ(目標温度)が80[℃]であった場合には、ヒータ温度を80[℃]とするために必要な出力電圧を熱エネルギ出力部33から当該電気抵抗パターンに供給する。さらに、プロセッサ36は、残熱レベルの判定結果が「大」であり、ステップS3Aにおいて設定した熱制御パラメータ(目標温度)が「出力しない」旨の情報であった場合には、対象部位LTに対して熱エネルギを出力しない。すなわち、プロセッサ36はステップS3Bを実行しない。
以上のように、プロセッサ36は、残熱レベルが高いほど、ヒータ14を構成する電気抵抗パターンに供給する電力を抑制する。また、プロセッサ36は、封止制御モードにおいて、残熱レベルの判定結果に基づいて、当該電気抵抗パターンに供給する電力を調整する。
上述した実施の形態において、残熱レベルを判定(ステップS1E,S1G,S1I,S1J)した後、報知部35に当該残熱レベルを示す情報を報知させても構わない。
上述した実施の形態において、残熱レベルの判定結果に基づいて、対象部位LTに対して付与する処置エネルギとして熱エネルギ及び高周波エネルギの少なくとも一方を選択する構成を採用しても構わない。例えば、プロセッサ36は、残熱レベルが第1のレベルの場合には、対象部位LTに対して付与する処置エネルギとして熱エネルギ及び高周波エネルギの双方を選択する。一方、プロセッサ36は、残熱レベルが第1のレベルよりも高い第2のレベルの場合には、対象部位LTに対して付与する処置エネルギとして熱エネルギ及び高周波エネルギの一方を選択する。
例えば、制御目標値としては、上述した実施の形態で説明した熱制御(ステップS3)で用いた熱制御パラメータと同様に、超音波エネルギの付与の開始時点を遅らせる遅延時間を例示することができる。また、例えば、制御目標値としては、超音波振動による振幅を例示することができる。
2 処置具
3 制御装置
5 ハンドル
6 シャフト
7 把持部
8 第1の把持部材
9 第2の把持部材
10 第1のジョー
11 第1の支持部材
12 処置部
13 伝熱板
14 ヒータ
31 高周波エネルギ出力部
32 第1のセンサ
33 熱エネルギ出力部
34 第2のセンサ
35 報知部
36 プロセッサ
37 メモリ
51 操作ノブ
52 インターフェース
91 第2のジョー
92 第2の支持部材
93 対向板
131 第1の把持面
132 背面
521 第1のスイッチ
522 第2のスイッチ
931 第2の把持面
A1 方向
C 電気ケーブル
C1,C1´ 高周波用リード線
C2,C2´ 発熱用リード線
LT 対象部位
P0 支点
Pj 判別閾値
Pp ピーク値
R01,R0f 判別閾値
R1 矢印
Radd 閾値
T1 切開制御モードの実行を終了した時点
T2 封止制御モードの実行を開始する時点
Th1,Th2 閾値
V0 初期電圧
VI 上昇値
Z0 初期インピーダンス
Zch 変化量
Zj1,Zj2 残熱判定閾値
Zmin 極小値
Claims (26)
- 供給された電力に応じて、生体組織を処置するための処置エネルギを当該生体組織に対して付与するエンドエフェクタと、
前記エンドエフェクタの温度の指標となる指標値を算出し、
前記指標値と閾値とを比較し、
前記指標値と前記閾値との比較結果に基づいて、前記エンドエフェクタの残熱レベルを判定する少なくとも1つのプロセッサと、を備える医療装置。 - 前記処置エネルギの付与の開始操作を受け付けるインターフェースをさらに備え、
前記プロセッサは、
前記インターフェースへの開始操作の後に、前記残熱レベルを判定する、請求項1に記載の医療装置。 - 前記プロセッサは、
前記生体組織を第1の温度で加熱することによって当該生体組織を封止するための前記電力を前記エンドエフェクタに対して供給する封止制御モードと、
前記生体組織を前記第1の温度よりも高い第2の温度で加熱することによって当該生体組織を切開するための前記電力を前記エンドエフェクタに対して供給する切開制御モードと、をそれぞれ実行可能とする、請求項1に記載の医療装置。 - 前記プロセッサは、
前記切開制御モードを実行した後に、前記残熱レベルを判定する、請求項3に記載の医療装置。 - 前記プロセッサは、
前記封止制御モードにおいて、前記残熱レベルを判定する、請求項3に記載の医療装置。 - 前記プロセッサは、
前記エンドエフェクタに接触することによって前記生体組織が熱変性した熱変性レベルを前記指標値として算出する、請求項1に記載の医療装置。 - 前記熱変性レベルは、
前記生体組織のインピーダンスである、請求項6に記載の医療装置。 - 前記プロセッサは、
前記切開制御モードを実行することによって、前記エンドエフェクタが前記生体組織を封止するために必要な第1の温度よりも高い第2の温度になった後の経過時間を前記指標値として算出する、請求項3に記載の医療装置。 - 前記経過時間は、
前記切開制御モードを完了してからの経過時間である、請求項8に記載の医療装置。 - 前記閾値は、
前記経過時間と比較される第1の閾値と、
前記エンドエフェクタに接触することによって前記生体組織が熱変性した熱変性レベルと比較される第2の閾値と、を備え、
前記プロセッサは、
前記熱変性レベルを前記指標値として算出し、
前記経過時間と前記第1の閾値とを比較し、
前記熱変性レベルと前記第2の閾値とを比較し、
前記経過時間と前記第1の閾値との比較結果、及び前記熱変性レベルと前記第2の閾値との比較結果に基づいて、前記残熱レベルを判定する、請求項8に記載の医療装置。 - 前記閾値は、
前記切開制御モードを実行している継続時間、及び前記切開制御モードを連続して実行した回数の少なくともいずれかに応じて複数設けられ、
前記プロセッサは、
複数の前記閾値のうち前記継続時間及び前記回数の少なくともいずれかに応じた閾値と前記経過時間とを比較する、請求項8に記載の医療装置。 - 前記エンドエフェクタは、
前記電力の供給に応じて発熱するヒータを備え、
当該医療装置は、
前記ヒータに対して前記電力を供給することによって前記エンドエフェクタから前記生体組織に対して前記処置エネルギである熱エネルギを付与する熱エネルギ出力部をさらに備え、
前記プロセッサは、
前記ヒータの抵抗値を計測し、当該抵抗値に基づく当該ヒータの温度を前記指標値として算出する、請求項1に記載の医療装置。 - 前記エンドエフェクタは、
前記電力の供給に応じて発熱するヒータと、
一対の高周波電極と、を備え、
当該医療装置は、
前記ヒータに対して前記電力を供給することによって前記エンドエフェクタから前記生体組織に対して前記処置エネルギである熱エネルギを付与する熱エネルギ出力部と、
前記一対の高周波電極間に前記電力を供給することによって前記エンドエフェクタから前記生体組織に対して前記処置エネルギである高周波エネルギを付与する高周波エネルギ出力部と、をさらに備える、請求項1に記載の医療装置。 - 前記プロセッサは、
前記残熱レベルを示す情報を報知部に報知させる、請求項1に記載の医療装置。 - 前記プロセッサは、
前記残熱レベルの判定結果に基づいて、報知部からの警告を示す情報の報知、及び当該エンドエフェクタに対して供給する前記電力の調整の少なくとも一方を実行する、請求項1に記載の医療装置。 - 前記プロセッサは、
前記残熱レベルが高いほど、前記エンドエフェクタに供給する前記電力を抑制する、請求項15に記載の医療装置。 - 前記プロセッサは、
前記残熱レベルが特定のレベルを超えた場合に、前記エンドエフェクタへの前記電力の供給を禁止する、請求項15に記載の医療装置。 - 前記プロセッサは、
前記残熱レベルが特定のレベルを超えた場合に、前記警告を示す情報を前記報知部に報知させる、請求項15に記載の医療装置。 - 前記プロセッサは、
前記生体組織を第1の温度で加熱することによって当該生体組織を封止するための前記電力を前記エンドエフェクタに対して供給する封止制御モードと、
前記生体組織を前記第1の温度よりも高い第2の温度で加熱することによって当該生体組織を切開するための前記電力を前記エンドエフェクタに対して供給する切開制御モードと、をそれぞれ実行可能とし、
前記封止制御モードにおいて、前記残熱レベルの判定結果に基づいて、前記エンドエフェクタに対して供給する前記電力を調整する、請求項15に記載の医療装置。 - 前記プロセッサは、
前記残熱レベルの判定結果に基づいて、前記封止制御モードにおける制御目標値を変更する、請求項19に記載の医療装置。 - 前記プロセッサは、
前記生体組織の種類及び大きさの少なくとも一方を判定し、
前記封止制御モードを実行する際に、前記残熱レベルの判定結果と前記生体組織の種類及び大きさの少なくとも一方の判定結果とに基づいて、前記エンドエフェクタに対して供給する前記電力を調整する、請求項19に記載の医療装置。 - 前記エンドエフェクタは、
一対の高周波電極を備え、
当該医療装置は、
前記一対の高周波電極間に前記電力を供給することによって前記エンドエフェクタから前記生体組織に対して前記処置エネルギである高周波エネルギを付与する高周波エネルギ出力部をさらに備え、
前記プロセッサは、
前記高周波エネルギ出力部の動作を制御し、前記エンドエフェクタから前記生体組織に対して検知電流を流すことによって当該生体組織の種類及び大きさの少なくとも一方を判定する、請求項21に記載の医療装置。 - 前記エンドエフェクタは、
前記電力の供給に応じて発熱するヒータと、
一対の高周波電極と、を備え、
当該医療装置は、
前記ヒータに対して前記電力を供給することによって前記エンドエフェクタから前記生体組織に対して前記処置エネルギである熱エネルギを付与する熱エネルギ出力部と、
前記一対の高周波電極間に前記電力を供給することによって前記エンドエフェクタから前記生体組織に対して前記処置エネルギである高周波エネルギを付与する高周波エネルギ出力部と、をさらに備え、
前記プロセッサは、
前記封止制御モードにおいて、前記残熱レベルの判定結果に基づいて、前記生体組織に対して付与する前記処置エネルギとして前記熱エネルギ及び前記高周波エネルギの少なくとも一方を選択する、請求項19に記載の医療装置。 - 前記プロセッサは、
前記残熱レベルが第1のレベルである場合には、前記生体組織に対して付与する前記処置エネルギとして前記熱エネルギ及び前記高周波エネルギの双方を選択し、
前記残熱レベルが前記第1のレベルよりも高い第2のレベルである場合には、前記生体組織に対して付与する前記処置エネルギとして前記熱エネルギ及び前記高周波エネルギの一方を選択する、請求項23に記載の医療装置。 - 医療装置のプロセッサが実行する残熱判定方法であって、
エンドエフェクタの温度の指標となる指標値を算出し、
前記指標値と閾値とを比較し、
前記指標値と前記閾値との比較結果に基づいて、前記エンドエフェクタの残熱レベルを判定する残熱判定方法。 - 医療装置のプロセッサに実行させる残熱判定プログラムであって、
当該残熱判定プログラムは、前記プロセッサに以下の実行を指示する:
エンドエフェクタの温度の指標となる指標値を算出し、
前記指標値と閾値とを比較し、
前記指標値と前記閾値との比較結果に基づいて、前記エンドエフェクタの残熱レベルを判定する残熱判定プログラム。
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