WO2014148199A1

WO2014148199A1 - 治療用処置装置

Info

Publication number: WO2014148199A1
Application number: PCT/JP2014/054159
Authority: WO
Inventors: 新二安永
Original assignee: オリンパス株式会社
Priority date: 2013-03-21
Filing date: 2014-02-21
Publication date: 2014-09-25

Abstract

　生体組織を加熱して治療するための治療用処置装置（１００）は、基板（１２２）と、コイル（１２６）とを含む。基板（１２２）は、感温磁性材を含み、表裏をなす第１の主面と第２の主面とのうち第１の主面において生体組織に接触して前記生体組織を加熱するように構成されている。コイル（１２６）は、基板の第２の主面側に設けられ、交流電流が流されることによって感温磁性材にヒステリシス損に起因した熱を生じさせる磁界を発生させるように構成されている。

Description

治療用処置装置

　本発明は、治療用処置装置に関する。

　一般に、熱エネルギを用いて生体組織を治療する治療用処置装置が知られている。例えば日本国特開２００１－１９０５６１号公報には、生体組織を把持する一対のジョーにセラミックヒータが配置されている処置具が開示されている。この処置具は、生体組織をジョーで把持しながら加熱して、この生体組織を凝固させる。日本国特開２００１－１９０５６１号公報には、ヒータに一定の電力が投入されて、凝固処置が行われることが開示されている。また、日本国特開２００１－１９０５６１号公報には、ヒータの電気抵抗値の変化に基づいて、ヒータに投入される電力が調整されて加熱温度が制御されることについて開示されている。

　上述のような処置具は、所定の設定温度で生体組織を加熱できることが求められる。処置具における生体組織と接する部分の温度を設定温度に制御するには、ヒータに一定電力を投入するのではなく、例えばフィードバック制御を行う必要がある。すなわち、温度計測用のセンサが設けられ、その温度センサの出力に基づいて供給電力をフィードバック制御する機構が必要となる。このような温度センサやフィードバック機構を備える処置具は、構造や制御が複雑になり、また高価になりやすい。

　本発明は、温度制御がなされる単純で安価な処置具を提供することを目的とする。

　前記目的を果たすため、本発明の一態様によれば、治療用処置装置は、生体組織を加熱して治療するための治療用処置装置であって、感温磁性材を含み、表裏をなす第１の主面と第２の主面とのうち前記第１の主面において前記生体組織に接触して前記生体組織を加熱するように構成された基板と、前記基板の第２の主面側に設けられ、交流電流が流されることによって前記感温磁性材にヒステリシス損に起因した熱を発生させるように構成されたコイルと、を具備する。

　本発明によれば、感温磁性材料とコイルとを含むことによって、温度制御がなされる単純で安価な処置具を提供できる。

図１は、各実施形態に係る治療用処置装置の構成例を示す概略図である。図２は、第１の実施形態に係る把持部の構成例の概略を示す斜視図である。図３は、第１の実施形態に係る把持部の構成例の概略を示す側面図である。図４は、第１の実施形態に係る第１の把持部材の構成例の概略を示す斜視図である。図５は、第１の実施形態に係る第１の基板及び第１のコイル等の構成例の概略を示す斜視図である。図６は、第１の実施形態に係る把持部による生体組織の処置について説明するための概略図である。図７は、第１の実施形態に係る把持部の別の構成例の概略を示す側面図である。図８は、第２の実施形態に係る把持部の構成例の概略を示す側面図である。図９は、第３の実施形態に係る把持部の構成例の概略を示す断面図である。図１０は、第３の実施形態に係る把持部の構成例の概略を示す断面図である。

　［第１の実施形態］
　本発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態に係る治療用処置装置は、生体組織の治療に用いるための装置である。この治療用処置装置は、生体組織に高周波エネルギと熱エネルギとを作用させる。治療用処置装置３００の外観の概略を図１に示す。この図に示されるように、治療用処置装置３００は、エネルギ処置具３１０と、制御装置３７０と、フットスイッチ３８０とを備えている。

　エネルギ処置具３１０は、例えば腹壁を貫通させて処置を行うための、リニアタイプの外科治療用処置具である。エネルギ処置具３１０は、ハンドル３５０と、ハンドル３５０に取り付けられたシャフト３４０と、シャフト３４０の先端に設けられた把持部１００とを有する。把持部１００は、開閉可能であり、処置対象である生体組織を把持して、生体組織の凝固、切開等の処置を行う処置部である。以降説明のため、把持部１００側を先端側と称し、ハンドル３５０側を基端側と称する。ハンドル３５０は、把持部１００を操作するための複数の操作ノブ３５２を備えている。また、ハンドル３５０には、そのエネルギ処置具３１０に係る固有値等を記憶する図示しない不揮発性のメモリが備えられている。なお、ここで示したエネルギ処置具３１０の形状は、もちろん一例であり、同様の機能を有していれば、他の形状でもよい。例えば、鉗子のような形状をしていてもよいし、シャフトが湾曲していてもよい。

　ハンドル３５０は、ケーブル３６０を介して制御装置３７０に接続されている。ここで、ケーブル３６０と制御装置３７０とは、コネクタ３６５によって接続されており、この接続は着脱自在となっている。すなわち、治療用処置装置３００は、処置毎にエネルギ処置具３１０を交換することができるように構成されている。制御装置３７０には、フットスイッチ３８０が接続されている。足で操作するフットスイッチ３８０は、手で操作するスイッチやその他のスイッチに置き換えてもよい。フットスイッチ３８０のペダルを術者が操作することにより、制御装置３７０からエネルギ処置具３１０へのエネルギの供給のＯＮ／ＯＦＦが切り換えられる。

　把持部１００は、第１の把持部材１１０と、第２の把持部材１６０とを備えている。第１の把持部材１１０及び第２の把持部材１６０には、操作ノブ３５２に接続されたワイヤ又はロッド等が接続されている。この操作ノブ３５２が操作されることによって、第１の把持部材１１０と第２の把持部材１６０とは開いたり閉じたりするように構成されている。

　把持部１００は、第１の把持部材１１０と第２の把持部材１６０との間に、処置対象である生体組織を把持する。第１の把持部材１１０と第２の把持部材１６０とは、把持した生体組織に高周波電圧を印加する。このため、第１の把持部材１１０及び第２の把持部材１６０には、後述する通り、高周波用通電ラインが接続されている。この高周波用通電ラインは、ケーブル３６０を介して制御装置３７０と接続している。

　また、第１の把持部材１１０と第２の把持部材１６０とは、把持した生体組織に熱を印加する。このため、第１の把持部材１１０及び第２の把持部材１６０には、後述する通り、ヒータ用通電ラインが接続されている。このヒータ用通電ラインは、ケーブル３６０を介して制御装置３７０と接続している。制御装置３７０には、高周波用通電ラインやヒータ用通電ラインに電力を供給する電源回路が含まれている。

　把持部１００について、図面を参照して説明する。図２は、把持部１００の概略を示す斜視図である。図３は、把持部１００の概略を示す側面図である。これら図に示されるように、第１の把持部材１１０は、第１の基板１２２を有する。この第１の基板１２２は、感温磁性合金によって形成されている。感温磁性合金は、磁性材料が磁性を消失する温度（キュリー温度）が目的とする温度に設定されている合金である。感温磁性合金のキュリー温度は、合金材料の組成によってコントロールされている。本実施形態では、キュリー温度が生体組織を加熱する目標温度に設定されている。また、第１の基板１２２を構成する感温磁性合金は、導電性があり、処置対象である生体組織に高周波電圧を印加するための電極として機能する。

　第１の基板１２２の第２の把持部材１６０と対向する側の主面を第１の主面とし、第１の主面の裏面を第２の主面としたとき、第１の基板１２２の第２の主面上には、第１のコイル１２６が設けられている。第１の基板１２２の第２の主面側には、第１の基板１２２と第１のコイル１２６とを覆うように、モールド封止部材１３０が設けられている。

　同様に、第２の把持部材１６０は、第２の基板１７２を有する。第２の基板１７２は、第１の基板１２２と同様に感温磁性合金によって形成されている。第２の基板１７２の第１の把持部材１１０と対向する側の主面を第３の主面とし、第３の主面の裏面を第４の主面としたとき、第２の基板１７２の第４の主面上には、第２のコイル１７６が設けられている。第２の基板１７２の第４の主面側には、第２の基板１７２と第２のコイル１７６とを覆うように、モールド封止部材１８０が設けられている。

　第１の基板１２２の基端側には第１のヒンジ部材１３４が設けられている。第２の基板１７２の基端側には第２のヒンジ部材１８４が設けられている。第１のヒンジ部材１３４と第２のヒンジ部材１８４とによって、リンク部１５０が形成されている。このリンク部１５０の軸を中心として、第１の把持部材１１０と第２の把持部材１６０とは回転する。このリンク部１５０の機構によって、第１の把持部材１１０と第２の把持部材１６０とは開閉動作する。なお、第１の把持部材１１０と第２の把持部材１６０とは、機械的には連結されているが、これらは電気的には絶縁されている。

　第１の基板１２２には、第１の基板１２２に高周波電圧を印加するための第１の高周波用通電ライン１４２が接続されている。また、第１のコイル１２６の両端には、一対の第１のヒータ用通電ライン１４４が接続されている。同様に、第２の基板１７２には、第２の基板１７２に高周波電圧を印加するための第２の高周波用通電ライン１９２が接続されている。また、第２のコイル１７６の両端には、一対の第２のヒータ用通電ライン１９４が接続されている。これらの第１の高周波用通電ライン１４２、第１のヒータ用通電ライン１４４、第２の高周波用通電ライン１９２及び第２のヒータ用通電ライン１９４は、把持部１００から基端側に延在している。

　図４は、把持部１００のうち第１の把持部材１１０のみを示す。図５は、第１の把持部材１１０のうち、モールド封止部材１３０が取り去られた状態を示す。図５に示されるように、第１のヒンジ部材１３４には、軸部材１３６が設けられている。

　図５に示されるように、第１の基板１２２は、平板形状をしている。このような第１の基板１２２の第２の主面上には、第１のコイル１２６が設けられている。第１のコイル１２６は、第２の主面上に渦巻型に設けられた被覆線であり、スパイラルコイルである。本実施形態に係る把持部１００による加熱には、誘導加熱が用いられている。すなわち、第１のヒータ用通電ライン１４４を介して第１のコイル１２６に交流電流が流れると、第１のコイル１２６に磁界が発生する。第１の基板１２２の温度がキュリー温度より低いとき、第１の基板１２２は高い透磁率を有する。したがって、第１のコイル１２６が発生する交流磁界によって、第１の基板１２２にはヒステリシス損に起因した熱が発生する。この熱によって第１の基板１２２は発熱する。一方、第１の基板１２２の温度がキュリー温度より高いとき、第１の基板１２２の透磁率は著しく低くなる。したがって、第１のコイル１２６で交流磁界が発生しても、第１の基板１２２にはヒステリシス損に起因した発熱はほとんど生じない。このとき、第１の基板１２２の発熱は、渦電流に起因したジュール熱のみとなり、基板１２２の温度がキュリー温度よりも低いときと比較して大幅に低下する。以上のことから、第１のコイル１２６に十分に大きな一定の交流電流が流されるとき、第１の基板１２２の温度は、第１の基板１２２のキュリー温度に維持される。ここで、温度がキュリー温度よりも低いときの基板１２２の発熱が、渦電流による発熱よりもヒステリシス損による発熱が支配的となるように、基板１２２の抵抗値や印加される交流電流の周波数を適切に設定することが重要である。

　次に本実施形態に係る治療用処置装置３００の動作を説明する。エネルギ処置具３１０には、第１の基板１２２及び第２の基板１７２のキュリー温度が異なる複数種類が用意されている。術者は処置における目標加熱温度に応じて、適切なエネルギ処置具３１０を選択して、制御装置３７０に接続する。術者は、予め制御装置３７０の入力部を操作して、治療用処置装置３００の出力条件、例えば、高周波エネルギ出力の設定電力や加熱時間等を設定しておく。治療用処置装置３００は、それぞれの値が個別に設定されるようになっていてもよいし、術式に応じた設定値のセットが選択されるようになっていてもよい。

　エネルギ処置具３１０の把持部１００及びシャフト３４０は、例えば、腹壁を通して腹腔内に挿入される。術者は、操作ノブ３５２を操作して把持部１００を開閉させ、第１の把持部材１１０と第２の把持部材１６０との間に処置対象の生体組織を把持する。例えば図６に示されるように、処置対象である血管９００は、第１の把持部材１１０と第２の把持部材１６０とで把持される。このとき、第１の把持部材１１０に設けられた第１の基板１２２の第１の主面と、第２の把持部材１６０に設けられた第２の基板１７２の第３の主面とに、処置対象である生体組織が接触する。

　術者は、把持部１００によって処置対象の生体組織を把持したら、フットスイッチ３８０を操作する。フットスイッチ３８０がＯＮに切り換えられると、制御装置３７０から、ケーブル３６０及び第１の高周波用通電ライン１４２を介して第１の基板１２２に、また、ケーブル３６０及び第２の高周波用通電ライン１９２を介して第２の基板１７２に、予め設定した電力の高周波電力が供給される。供給される電力は、例えば、２０Ｗ～８０Ｗ程度である。生体組織に高周波電流が流れると、生体組織が電気的な抵抗となるため、生体組織で熱が発生し、生体組織の温度が上昇する。このときの生体組織の温度は、例えば１００℃乃至２００℃程度になる。その結果、タンパク質が変成し、生体組織が凝固し封止される。

　次に制御装置３７０は、高周波エネルギの出力を停止する。その後、制御装置３７０は、ケーブル３６０及び第１のヒータ用通電ライン１４４を介して第１のコイル１２６に予め設定した一定電流を供給する。同時に、制御装置３７０は、ケーブル３６０及び第２のヒータ用通電ライン１９４を介して第２のコイル１７６に予め設定した一定電流を供給する。その結果、誘導加熱によって第１の基板１２２及び第２の基板１７２は、発熱する。第１の基板１２２及び第２の基板１７２は感温磁性材料で形成されているため、第１の基板１２２及び第２の基板１７２の発熱は、キュリー温度よりも低いとき大きく、キュリー温度よりも高いとき小さい。その結果、第１の基板１２２及び第２の基板１７２は、キュリー温度近傍に維持される。このキュリー温度が設定される目標温度は、例えば１８０℃である。

　これらの熱によって第１の基板１２２又は第２の基板１７２と接触している生体組織は更に焼灼され、更に凝固する。加熱によって生体組織が凝固したら、制御装置３７０は、熱エネルギの出力を停止する。以上によって生体組織の処置が完了する。

　このように、例えば第１の基板１２２は、感温磁性材を含み、表裏をなす第１の主面と第２の主面とのうち前記第１の主面において前記生体組織に接触して前記生体組織を加熱するように構成された基板として機能する。例えば第１のコイル１２６は、前記基板の第２の主面側に設けられ、交流電流が流されることによって前記感温磁性材にヒステリシス損に起因した熱を生じさせる磁界を発生させるように構成されたコイルとして機能する。例えば第２の基板１７２は、前記基板に対して対向して、前記基板との間に前記生体組織を挟持するように構成され、感温磁性材を含み、前記生体組織を加熱するように構成された対向基板として機能する。

　本実施形態によれば、把持部１００は、単純な構造で高周波エネルギと熱エネルギとの２種類のエネルギを把持した生体組織に作用させることができる。なお、上述の説明では生体組織にまず高周波エネルギを作用させ、その後に熱エネルギを作用させている。しかしながらこれに限らず、高周波エネルギと熱エネルギとを同時に作用させてもよいし、高周波エネルギと熱エネルギとのうち一方のみを作用させ、他方を作用させなくてもよい。

　本実施形態では、誘電加熱を利用し、かつ、第１の基板１２２及び第２の基板１７２に感温磁性合金を用いているため、熱エネルギを作用させる際の温度制御において、第１の基板１２２等に温度センサなどが設けられる必要はなく、また、複雑なフィードバック制御等が行われる必要はない。第１のコイル１２６及び第２のコイル１７６に一定の電流が流されることで、第１の基板１２２及び第２の基板１７２は、それらのキュリー温度に維持される。その結果、本実施形態に係る把持部１００の構成は単純化し、また、制御装置１７０の処理は単純化し、かつ熱エネルギを作用させる際に、生体組織が適切な処置温度で処置され得る。装置が単純化されることで、コストが抑えられる効果もある。

　本実施形態に係る把持部１００の構成では、例えば第１のコイル１２６を形成するコイル素線と第１の基板１２２との間の絶縁体の厚さや熱伝導率や、第１のコイル１２６を形成するコイル素線の被膜の厚さや熱伝導率は、第１の把持部材１１０の発熱性能に大きな影響を与えない。したがって、絶縁体等の材質や厚さなどの設計の自由度が大きい。このため、例えば第１のコイル１２６と第１の基板１２２との絶縁耐性を容易に高めることができる。その結果、治療用処置装置３００の信頼性は向上する。

　なお、比較例として第１の基板１２２を例えば第１の基板１２２の第２の主面に配置された電熱ヒータで加熱することも考えられる。この場合、第１の基板１２２とその電熱ヒータとの絶縁性を確保する必要がある。このため、第１の基板１２２と電熱ヒータとの間に、適切な材料の十分な厚さを有する絶縁体が配置される必要がある。その結果、電熱ヒータから第１の基板１２２への熱伝導特性が悪化し、第１の把持部材１１０の発熱特性が低下する。これに対して本実施形態によれば、上述のとおり、誘電加熱が用いられているので、エネルギ効率がよい。このように、本実施形態は、絶縁性を確保する必要がある高周波電圧の印加と熱の印加とを併用する処置具において特に効果を奏する。

　なお、本実施形態では、第１の基板１２２及び第２の基板１７２が処置対象である生体組織と接する例を示した。しかしながらこれに限らない。例えば図７に示されるように、第１の基板１２２の第１の主面には、撥水性のメッキ等の第１の表面層１２３が設けられ、第２の基板１７２の第３の主面には、撥水性のメッキ層等の第２の表面層１７３が設けられていてもよい。このとき、第１の表面層１２３と第１の基板１２２とは熱的に結合しており、第２の表面層１７３と第２の基板１７２とは、熱的に結合している。処置対象である生体組織は、第１の表面層１２３及び第２の表面層１７３と接することになる。

　このとき、第１の基板１２２と第１の表面層１２３とは、全体として表裏をなす第１の主面と第２の主面とのうち前記第１の主面において前記生体組織に接触し、感温磁性材料を含む基板として機能する。

　また、本実施形態では、把持部１００は、把持された生体組織に高周波電圧の印加と熱エネルギの印加とを行う。しかしながら、これに限らず、把持部１００は、例えば高周波電圧を印加する機構を有さずに、熱エネルギの印加のみを行えるようにしてもよい。この場合、第１の高周波用通電ライン１４２及び第２の高周波用通電ライン１９２は、不要になる。

　また、本実施形態では、一対の第１の把持部材１１０と第２の把持部材１６０とで処置対象の生体組織を把持するタイプの処置具について説明した。しかしながらこれに限らず本実施形態は、生体組織に押し付けられることで処置を行う処置具にも適用され得る。このように、処置具の構成は、処置方法等の用途に応じて適宜選択され得る。

　［第２の実施形態］
　第２の実施形態について説明する。ここでは、第１の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。第１の実施形態に係る把持部１００では、第１の把持部材１１０に第１のコイル１２６が設けられ、第２の把持部材１６０に第２のコイル１７６が設けられている。これに対して本実施形態に係る把持部１００では、図８に示されるように、第１の把持部材１１０には第１のコイル１２６が設けられているが、第２の把持部材１６０には、コイルが設けられていない。その他の構成は第１の実施形態の場合と同様である。

　本実施形態では、第１のコイル１２６によって生じた交流磁界によって、第１の基板１２２と第２の基板１７２とにヒステリシス損に起因した熱が発生し、第１の基板１２２と第２の基板１７２との温度が上昇する。その他の動作は、第１の実施形態の場合と同様である。

　本実施形態によれば、第１の実施形態の場合よりもさらに、把持部１００の構成が単純化され得る。その他、本実施形態によっても第１の実施形態の場合と同様の効果が得られる。

　［第３の実施形態］
　第３の実施形態について説明する。ここでは、第１の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。本実施形態に係る把持部１００は、処置対象の生体組織を切断するためのカッタを有する。本実施形態に係る把持部１００の断面図を図９及び図１０に示す。

　図９に示されるように、シャフト３４０には、その先端側に刃を有するカッタ２１０が設けられている。このカッタ２１０の基端側には、ロッド２１４が接続されている。このロッド２１４の他端は、操作ノブ３５２の一つに接続されている。操作ノブ３５２の操作に連動して、ロッド２１４は、その長手方向に変位する。ロッド２１４の変位に伴って、カッタ２１０も変位する。

　図９及び図１０に示されるように、本実施形態では、第１の基板１２２は、その中心軸に沿って、長手方向にカッタ案内溝１２４を有する。同様に、第２の基板１７２は、その中心軸に沿って、長手方向にカッタ案内溝１７４を有する。カッタ２１０は、このカッタ案内溝１２４及びカッタ案内溝１７４によって形成された溝の中を移動する。なお、第１のコイル１２６に交流電流が流れたときに第１の基板１２２にヒステリシス損に起因した熱が発生するように、第１の基板１２２にはカッタ案内溝１２４が設けられているものの全体としては平板形状をしている。また、本実施形態では、カッタ２１０が移動できるように、リンク部１５０は、カッタが通る溝の両側に設けられている。その他の構成は、第１の実施形態の場合と同様である。

　本実施形態に係る治療用処置装置３００では、術者は、処置対象である生体組織を把持部１００で把持して、生体組織に高周波エネルギを作用させ、続いて熱エネルギを作用させる。その結果、把持部１００に把持された生体組織は凝固する。その後、術者は、操作ノブ３５２を操作する。その結果、カッタ２１０は、カッタ案内溝１２４，１７４に沿って移動して、把持部１００で把持された生体組織を切断する。以上によって、処置が終了する。

　本実施形態によれば、例えば血管を凝固させ、切断する処置が、一連の動作として行われ得る。その結果、処置の短時間化が実現される。その他、第１の実施形態と同様の効果が得られる。

Claims

　生体組織を加熱して治療するための治療用処置装置であって、
　感温磁性材を含み、表裏をなす第１の主面と第２の主面とのうち前記第１の主面において前記生体組織に接触して前記生体組織を加熱するように構成された基板と、
　前記基板の第２の主面側に設けられ、交流電流が流されることによって前記感温磁性材にヒステリシス損に起因した熱を生じさせる磁界を発生させるように構成されたコイルと、
　を具備する治療用処置装置。
　前記感温磁性材のキュリー温度は、前記生体組織を加熱する温度に応じて決定されている、請求項１に記載の治療用処置装置。
　前記基板は、前記生体組織に高周波電圧を印加して処置を行うように構成されており、
　前記基板に高周波電圧を印加するための高周波用通電ラインをさらに具備する、
　請求項１又は２に記載の治療用処置装置。
　前記基板に対して対向して、前記基板との間に前記生体組織を挟持するように構成され、感温磁性材を含み、前記生体組織を加熱するように構成された対向基板をさらに具備する請求項１又は２に記載の治療用処置装置。
　前記対向基板は、前記第２の主面側に設けられた前記コイルによって発生した交流磁界によってヒステリシス損に起因した熱が生じるように構成されている、請求項４に記載の治療用処置装置。