(57)【要約】【課題】ガスのプラズマ化が可能な、改善された止血可能なエンドエフェクタを提供すること。【解決手段】本発明のエンドエフェクタは、ガスのプラズマ化が可能な、改善された止血用エンドエフェクタであり、エンドエフェクタは、内部空間を有する筐体構造を有し、エンドエフェクタは、エンドエフェクタの外部に存在するガスをエンドエフェクタの内部に通すための第１の孔であって、第１の孔は、エンドエフェクタの遠位端部に隣接する位置に設けられている、第１の孔と、ガスをプラズマ化するための手段とを備える。【選択図】図３Ｃ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスのプラズマ化が可能なエンドエフェクタであって、
前記エンドエフェクタは、内部空間を有する筐体構造を有し、
前記エンドエフェクタは、
前記エンドエフェクタの外部に存在するガスを前記エンドエフェクタの内部に通すための第１の孔であって、前記第１の孔は、前記エンドエフェクタの遠位端部に隣接する位置に設けられている、第１の孔と、
前記ガスをプラズマ化するための手段と
を備える、エンドエフェクタ。
【請求項２】
前記ガスをプラズマ化するための手段は、第１の電極と、前記第１の電極とは異なる第２の電極とを含み、
前記ガスは、前記第１の電極と前記第２の電極との間の放電によってプラズマ化される、請求項１に記載のエンドエフェクタ。
【請求項３】
前記第１の電極は、アースされた電極であり、前記第２の電極は、前記第１の電極より高い電圧を有する高電圧電極である、請求項２に記載のエンドエフェクタ。
【請求項４】
前記プラズマ化されたガスは、前記第１の孔から放出される、請求項１〜３のいずれか一項に記載のエンドエフェクタ。
【請求項５】
前記プラズマ化されたガスを放出するための第２の孔をさらに備え、前記第２の孔は、前記第１の孔とは異なる孔である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のエンドエフェクタ。
【請求項６】
前記第１の電極は、前記エンドエフェクタの前記筐体構造を形成し、前記第１の孔および前記第２の孔は、前記第１の電極上に存在する、請求項５に記載のエンドエフェクタ。
【請求項７】
前記第２の電極は、柱状形状であり、かつ、前記内部空間に配置される、請求項６に記載のエンドエフェクタ。
【請求項８】
プラズマ化可能な位置まで前記ガスを誘導するための手段をさらに備える、請求項１〜７のいずれか一項に記載のエンドエフェクタ。
【請求項９】
プラズマ化可能な位置まで前記ガスを誘導するための手段は、ポンプである、請求項８に記載のエンドエフェクタ。
【請求項１０】
前記ガスは、体内に存在するガスである、請求項１〜９のいずれか一項に記載のエンドエフェクタ。
【請求項１１】
前記体内に存在するガスは、腹腔内に存在するガスである、請求項１０に記載のエンドエフェクタ。
【請求項１２】
前記ガスは、二酸化炭素である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のエンドエフェクタ。
【請求項１３】
前記エンドエフェクタは、前記プラズマ化されるガスの供給源に直接的にも間接的にも接続されていない、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のエンドエフェクタ。
【請求項１４】
前記第１の孔は、前記エンドエフェクタの側面表面上に設けられており、
前記プラズマ化されたガスは、前記第１の孔を通して前記エンドエフェクタの長手方向に対して斜めに放出され、
前記エンドエフェクタは、前記プラズマ化されたガスの照射位置を指し示すためのレーザー照射器をさらに備える、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のエンドエフェクタ。
【請求項１５】
前記エンドエフェクタの遠位端部を覆うテーパー状のフードをさらに備え、前記フードは、前記プラズマ化されたガスを放出するための孔を前記フードの先端部分に備える、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のエンドエフェクタ。
【請求項１６】
挿入部と、前記挿入部の近位端部に接続された操作部とを備える内視鏡であって、
前記挿入部は、前記挿入部の遠位端部から突出可能なエンドエフェクタを備え、
前記挿入部は、前記先端部の向きを変えるように湾曲することが可能であり、
前記エンドエフェクタは、内部空間を有する筐体構造を有し、
前記エンドエフェクタは、
前記エンドエフェクタの外部に存在するガスを前記内部空間に通すための第１の孔であって、前記第１の孔は、前記エンドエフェクタの遠位端部に隣接する位置に設けられている、第１の孔と、
前記ガスをプラズマ化するための手段と
を備える、内視鏡。
【請求項１７】
請求項１〜１５のいずれか１項に記載のエンドエフェクタ、または請求項１６に記載の内視鏡を含む、対象の腹腔内止血用システム。
【請求項１８】
外部ガス供給源を含まない、請求項１７に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスのプラズマ化が可能なエンドエフェクタおよび当該エンドエフェクタを備えた内視鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、プラズマ化されるガスの供給源に接続された低温プラズマ発生装置が知られている（例えば、非特許文献１を参照）。低温プラズマは、表面処理のほか、医療分野では殺菌、血液凝固（止血）、創傷治癒などの効果を得ることができる。特に、低温プラズマは、組織に損傷を与えることなく短時間で血液を凝固できるため、止血への応用が期待される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】株式会社マイナビ、“東工大など、-90〜+150℃で温度を精密制御可能な大気圧プラズマ装置を開発”、［online］、［平成３０年１月３１日検索］、インターネット<URL:https://news.mynavi.jp/article/20111026-a080/>
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、本発明は、ガスのプラズマ化が可能な、改善された止血用エンドエフェクタおよび当該エンドエフェクタを備えた内視鏡を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の１つの局面において、本発明のエンドエフェクタは、ガスのプラズマ化が可能なエンドエフェクタであり、前記エンドエフェクタは、内部空間を有する筐体構造を有し、前記エンドエフェクタは、前記エンドエフェクタの外部に存在するガスを前記エンドエフェクタの内部に通すための第１の孔であって、前記第１の孔は、前記エンドエフェクタの遠位端部に隣接する位置に設けられている、第１の孔と、前記ガスをプラズマ化するための手段とを備える。
【０００６】
本発明の１つの実施形態では、前記ガスをプラズマ化するための手段は、第１の電極と、前記第１の電極とは異なる第２の電極とを含み、前記ガスは、前記第１の電極と前記第２の電極との間の放電によってプラズマ化されてもよい。
【０００７】
本発明の１つの実施形態では、前記第１の電極は、アースされた電極であり、前記第２の電極は、前記第１の電極より高い電圧を有する高電圧電極であってもよい。
【０００８】
本発明の１つの実施形態では、前記プラズマ化されたガスは、前記第１の孔から放出されてもよい。
【０００９】
本発明の１つの実施形態では、前記プラズマ化されたガスを放出するための第２の孔をさらに備え、前記第２の孔は、前記第１の孔とは異なる孔であってもよい。
【００１０】
本発明の１つの実施形態では、前記第１の電極は、前記エンドエフェクタの前記筐体構造を形成し、前記第１の孔および前記第２の孔は、前記第１の電極上に存在してもよい。
【００１１】
本発明の１つの実施形態では、前記第２の電極は、柱状形状であり、かつ、前記内部空間に配置されてもよい。
【００１２】
本発明の１つの実施形態では、プラズマ化可能な位置まで前記ガスを誘導するための手段をさらに備えてもよい。
【００１３】
本発明の１つの実施形態では、プラズマ化可能な位置まで前記ガスを誘導するための手段は、ポンプであってもよい。
【００１４】
本発明の１つの実施形態では、前記ガスは、体内に存在するガスであってもよい。
【００１５】
本発明の１つの実施形態では、前記体内に存在するガスは、腹腔内に存在するガスであってもよい。
【００１６】
本発明の１つの実施形態では、前記ガスは、二酸化炭素であってもよい。
【００１７】
本発明の１つの実施形態では、前記エンドエフェクタは、前記プラズマ化されるガスの供給源に直接的にも間接的にも接続されていなくてもよい。
【００１８】
本発明の１つの実施形態では、前記第１の孔は、前記エンドエフェクタの側面表面上に設けられており、前記プラズマ化されたガスは、前記第１の孔を通して前記エンドエフェクタの長手方向に対して斜めに放出され、前記エンドエフェクタは、前記プラズマ化されたガスの照射位置を指し示すためのレーザー照射器をさらに備えてもよい。
【００１９】
本発明の１つの実施形態では、前記エンドエフェクタの遠位端部を覆うテーパー状のフードをさらに備え、前記フードは、前記プラズマ化されたガスを放出するための孔を前記フードの先端部分に備えてもよい。
【００２０】
本発明の１つの局面において、本発明の内視鏡は、挿入部と、前記挿入部の近位端部に接続された操作部とを備える内視鏡であり、前記挿入部は、前記挿入部の遠位端部から突出可能なエンドエフェクタを備え、前記挿入部は、前記先端部の向きを変えるように湾曲することが可能であり、前記エンドエフェクタは、内部空間を有する筐体構造を有し、前記エンドエフェクタは、前記エンドエフェクタの外部に存在するガスを前記内部空間に通すための第１の孔であって、前記第１の孔は、前記エンドエフェクタの遠位端部に隣接する位置に設けられている、第１の孔と、前記ガスをプラズマ化するための手段とを備える。
【００２１】
本発明の１つの局面において、本発明の対象の腹腔内止血用システムは、上記記載のエンドエフェクタまたは上記記載の内視鏡を含んでいてもよい。
【００２２】
本発明の１つの実施形態では、前記システムは、外部ガス供給源を含まない。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ガスのプラズマ化が可能な、改善された止血可能なエンドエフェクタおよび当該エンドエフェクタを備えた内視鏡を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明のエンドエフェクタを備える内視鏡１０の概略図を示す。
【図２】図２は、挿入部１１の遠位端部１１’の拡大斜視図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明のエンドエフェクタ１００の構成の一例を示す断面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明のポンプ１４０の構成の一例を示す断面図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、本発明のエンドエフェクタ１００の構成の他の一例を示す断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明のエンドエフェクタ２００の構成の一例を示す断面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明のエンドエフェクタ２００の構成の他の一例を示す断面図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、本発明のエンドエフェクタ２００の構成の他の一例を示す断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明のエンドエフェクタ３００の構成の一例を示す断面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、本発明のエンドエフェクタ３００の構成の他の一例を示す断面図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、本発明のエンドエフェクタ３００の構成の他の一例を示す断面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明のエンドエフェクタ４００の構成の一例を示す断面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、本発明のエンドエフェクタ４００の構成の他の一例を示す断面図である。
【図７】図７は、本発明のエンドエフェクタの遠位端部の表面の形状の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本明細書において、「遠位」という用語は、ユーザ（操作者）からより遠い部分を指し、「近位」という用語は、ユーザからより近い部分を指す。本明細書において、「約」とは、後に続く数字の±１０％の範囲内をいう。
【００２６】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。なお、本明細書全体を通して、同一の構成要素には同一の参照数字を使用している。
【００２７】
図１は、本発明のエンドエフェクタを備える内視鏡１０の一例の概略図を示す。
【００２８】
内視鏡１０は、挿入部１１と、挿入部１１の近位端部に接続された操作部１２と、操作部１２に接続された供給源１３とを備える。
【００２９】
供給源１３は、供給物を供給するためのものである。供給源１３は、図１に示されるように、操作部１２に相互に接続され、これにより、供給物を操作部１２にひいては挿入部１１に供給する。供給源は一つであっても複数であってもよい。供給源１３から供給される供給物は、プラズマ化されるガス以外であれば、任意であり得る。例えば、治療部位や検査部位周辺を照らす照明光であってもよいし、エンドエフェクタから照射されるプラズマの照射位置をガイドするためのレーザー光源であってもよいし、治療部位の洗浄または内視鏡などを冷却する冷却水であってもよい。
【００３０】
操作部１２は、挿入部１１と、挿入部１１に内蔵されるデバイスとを操作するためのものである。操作部１２は、図１に示されるように、供給源１３に相互に接続され、操作部１２から供給される供給物の供給量を制御することが可能なように構成されている。
【００３１】
挿入部１１は、体内に挿入される部分である。挿入部１１は、操作部１２によって制御され、操作部１２における入力に応じて挿入部１１の向きを変えるように湾曲することが可能なように構成されている。挿入部１１は、挿入部１１の遠位端部１１’から突出可能なエンドエフェクタ１００を備える。挿入部１１の直径の大きさは、任意の大きさであり得る。微小な空間内（例えば、腸内や消化器官内）でも動作可能なように可能な限り小さいのが好ましい。例えば内視鏡１０が大腸用の内視鏡である場合、約１３ｍｍであるが、本発明はこれに限定されない。また、エンドエフェクタの直径の大きさは、任意の大きさであり得る。微小な空間内（例えば、腸内や消化器官内）でも動作可能なように可能な限り小さいのが好ましい。例えばエンドエフェクタが大腸用の内視鏡の鉗子チャネル内に設けられる場合、約３ｍｍであるが、本発明はこれに限定されない。
【００３２】
図２は、挿入部１１の遠位端部１１’の拡大斜視図である。
【００３３】
挿入部１１は、鉗子用チャネルを備え、エンドエフェクタ１００は、状況に応じて鉗子用チャネルを通り、挿入部１１の遠位端部１１’上の鉗子用チャネルの開放端部から突出可能なように構成されている。例えば、エンドエフェクタにより治療部位に対する治療を行う際は突出し、内視鏡１０自体を移動させる場合などでは挿入部１１内に収納される。
【００３４】
エンドエフェクタ１００の外観形状は、任意の筒状体であり得る。図２に示される実施形態において、円柱状であるが、本発明はこれに限定されない。
【００３５】
挿入部１１に内蔵されるデバイスは、エンドエフェクタ１００に加えて、例えば、撮像ユニット（例えば、カメラレンズ）、照明用デバイス（例えば、ライト）を含み得る。挿入部１１に内蔵されるデバイスは、一つであってもよいし、複数であってもよい。さらに、供給源１３からの供給物を放出するためのノズルが、挿入部１１に設けられ得る。
【００３６】
（１）エンドエフェクタの第１の実施形態
図３Ａは、本発明のエンドエフェクタ１００の構成の一例を示す断面図である。
【００３７】
エンドエフェクタ１００は、内部空間を有する筐体構造を有する。図３Ａに示される例では、エンドエフェクタ１００は、エンドエフェクタ１００の外部に存在するガスを通すための流入孔１１０と、エンドエフェクタ１００の外部から流入孔１１０を通して内部空間に入り込んだガスをプラズマ化するための手段として第１の電極１２０ａおよび第２の電極１２０ｂと、プラズマ化されたガスを放出するための放出孔１３０とを備える。流入孔１１０は、エンドエフェクタの遠位端部に隣接する位置に設けられている。ここで隣接する位置とは、エンドエフェクタの遠位端部側の、当該エンドエフェクタの使用時に体内に挿入される任意の位置をいう。
【００３８】
第１の電極１２０ａは、エンドエフェクタ１００の筐体構造を形成しており、第２の電極１２０ｂは、エンドエフェクタ１００の遠位端部上に存在する放出孔１３０の付近まで延在する柱状形状の導電体の先端部に設けられている。例えば、第１の電極１２０ａは、アースされた電極であり、第２の電極１２０ｂは、第１の電極１２０ａより高い電圧を有する高電圧電極である。第１の電極１２０ａと第２の電極１２０ｂとの間に図示しない電源により電圧を印加すると、第１の電極１２０ａと第２の電極１２０ｂとの間で放電が発生する。従って、流入孔１１０を通して入り込んだガスは、エンドエフェクタ１００の内部空間を通ってエンドエフェクタ１００の遠位端部の周りまで移動し、第１の電極１２０ａと第２の電極１２０ｂとの間での放電によって放出孔１３０の周りでプラズマ化され、放出孔１３０から放出される。これにより、プラズマ化されたガスが放出孔１３０から噴射され、プラズマ化されたガスを照射対象（例えば、出血部位）に照射することによって、血液凝固および殺菌効果がもたらされる。放電部へ向かうエンドエフェクタ内のガスの流量は、０超〜約１５Ｌ／分、０．０１Ｌ／分、または約０．１〜約３Ｌ／分であり、好ましくは、約１〜約３Ｌ／分であり、最も好ましくは、約２〜約３Ｌ／分である。放電部へ向かうエンドエフェクタ内のガスの流量が多いほど、プラズマ化されるガスによる患部の表面処理効果がより向上する。なお、流入孔１１０および放出孔１３０は、プラズマ化されるガスが通過することが可能である限り、任意の形状を有する。例えば、流入孔１１０および放出孔１３０の形状は、円形であってもよいし、四角形であってもよいし、多角形であってもよい。流入孔１１０の開口面積は、約０．０３〜約４ｍｍ２であり、より好ましくは、約０．８ｍｍ２である。流入孔１１０の大きさは小さすぎるとガスをエンドエフェクタ内部に取り込むのに負荷がかかる恐れがあり、逆に大きすぎると異物などを取り込む恐れがある。なお、図３Ａに示される例では、流入孔１１０の数は１つであるが、本発明はこれに限定されない。流入孔１１０の数は、１以上の任意の数であり、流入孔が複数存在する場合、流入孔の開口面積は、複数の流入孔のそれぞれの面積の総和であってもよい。
【００３９】
さらに、エンドエフェクタ１００は、流入孔１１０から筐体内部に入り込むガスをプラズマ化可能な位置まで誘導するための手段を備え得る。この手段は、例えば、放電が発生する放出孔１３０周りまでの気流を生成することが可能なポンプ１４０である。ポンプ１４０は、図３Ａに示されるようにエンドエフェクタ１００の内部空間に設置された場合、流入孔１１０から入ったガスを放出孔１３０に向けて誘導可能なように構成されている。ポンプ１４０によってエンドエフェクタ１００の外部から流入孔１１０を通して内部への気流が発生し、ポンプ１４０は、流入孔１１０を通して入り込んだガスを放出孔１３０の周りまで誘導する。このように、エンドエフェクタ１００がポンプ１４０を備えることにより、プラズマ化されるガスをエンドエフェクタ１００の内部に効率的に継続して誘導することが可能になり、ひいては、プラズマ化されるガスのプラズマ化を効率的に行うことが可能になる。なお、ポンプ１４０は、エンドエフェクタが備えることが可能な任意のタイプのポンプであり得る。ポンプ１４０の一例としては、小型軽量化が図れる圧電ポンプ、ピストンポンプ、インペラポンプが挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。エンドエフェクタ１００に内蔵されるポンプ１４０の流量は、例えば、０超〜約１．０Ｌ／分である。ポンプ１４０を通るガスの流量が多いほど、プラズマ化されるガスによる患部の表面処理効果がより向上する。なお、求められる流量に応じてポンプ１４０を複数設けるようにしてもよい。
【００４０】
図３Ｂは、本発明のポンプ１４０の構成の一例を示す断面図である。図３Ｂに示される例では、ポンプ１４０は、ポンプ室１４１と、給気口１４２と、排気口１４３と、圧電素子（図示せず）により振動するダイヤフラム１４４と、給気弁１４５と、排気弁１４６とを有する。給気口１４２は、エンドエフェクタ内部に外部のガスを取り込むための流入孔１１０側に設けられている。排気口１４３は、ガスがプラズマ化される位置側に設けられている。ポンプ室１４１は、給気口１４２に接続されており、かつ、排気口１４３にも接続されている。ダイヤフラム１４４は、ポンプ室１４１に配置されている。給気弁１４５は、逆止弁であり、これにより、ポンプ１４０は、給気口１４２からのガスをポンプ室１４１に給気可能であるが、ポンプ室１４１から給気口１４２へはガスが排気できないように構成されている。また、排気弁１４６も逆止弁であり、これにより、ポンプ１４０は、ポンプ室１４２から排気口１４３へとガスを排気可能であるが、排気口１４３からのガスをポンプ室１４１へは給気できないように構成されている。圧電素子の駆動によりダイヤフラム１４４が振動し、それによりポンプ室１４１は負圧状態と正圧状態を繰り返すことになる。ポンプ室１４１が負圧状態のとき、給気弁１４５は開放され、給気口１４１からのガスをポンプ室１４１に吸入する。このとき、排気弁１４６は閉鎖しているため、ポンプ室にあるガスは排気口１４３に排気されない。ポンプ室１４１が正圧状態のとき、排気弁１４６は開放され、ポンプ室１４１に存在するガスは排気口１４３へ排気される。このとき、給気弁１４５は閉鎖しているため、ポンプ室１４１に存在するガスは給気口１４２に排気されない。
【００４１】
また、図３Ａ、図３Ｂに示される例では、ポンプ１４０は、エンドエフェクタ１００の内部空間に設置されているが、ポンプ１４０が設置される場所は、エンドエフェクタ１００の外部（例えば、エンドエフェクタ１００の外側表面上の流入孔１１０の周り）であってもよい。
【００４２】
さらに、エンドエフェクタ１００は、流入孔１１０、または、流入孔１１０から放電部（すなわち、第１の電極１２０ａと第２の電極１２０ｂとの間）までの経路のうちの一方または両方において、液体または異物が放電部に入り込むことを防止する異物遮蔽手段を備え得る。異物遮蔽手段の一例は、気体は通すが液体は通さないＰＴＦＥなどからなる止水フィルター、液体や気体に含まれる異物を取り除く多孔質あるいはメッシュを有する異物除去フィルターであるが、本発明はこれに限定されない。エンドエフェクタ１００がこのような異物遮蔽手段を備えることにより、異物が放電部に入り込むことによる不具合が発生する可能性を低減させることが可能である。なお、本発明では、異物遮蔽手段は、フィルター機構を備えるポンプに限定されない。異物遮蔽手段は、液体または異物が放電部に入り込むことを防止する限り、任意の手段であってよい。
【００４３】
図３Ｃは、本発明のエンドエフェクタ１００の構成の他の一例を示す断面図である。
【００４４】
図３Ｃに示されるエンドエフェクタ１００’は、流入孔１１０から筐体内部に入り込むガスをプラズマ化可能な位置まで誘導するための第２の手段と、ポンプ１４０に代えて仕切り板１５０とをさらに備え得る。仕切り板１５０は、ガスを通さないように構成されており、これにより、流入孔１１０から入り込んだガスをポンプ１４０’に効率的に供給することが可能である。
【００４５】
ポンプ１４０’は、任意のタイプのポンプであり得る。ポンプ１４０’の一例としては、ロータリーポンプ、ピストンポンプ、インペラポンプが挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。ポンプ１４０’の流量は、例えば、０超〜約１５Ｌ／分、０．０１Ｌ／分、または約０．１〜約３Ｌ／分であり、好ましくは、約１〜約３Ｌ／分であり、最も好ましくは、約２〜約３Ｌ／分である。ポンプ１４０’を通るガスの流量が多いほど、プラズマ化されるガスによる患部の表面処理効果がより向上する。なお、求められる流量に応じてポンプ１４０’を複数設けるようにしてもよい。
【００４６】
また、この第２の手段は、例えば、プラズマ化されるガスをエンドエフェクタ１００の外部環境下（例えば、ヒトの体内）から内視鏡１０外の別の環境下（例えば、ヒトの体外）を通ってエンドエフェクタ１００の放出孔１３０周りまでの気流を発生させることが可能なポンプ１４０’である。図３Ｃに示される例では、エンドエフェクタ１００は、エンドエフェクタ１００と挿入部１１の遠位端部１１’との間の隙間またはエンドエフェクタ１００の内部空間からポンプ１４０’にプラズマ化されるガスを供給することを可能にする第１のパス１４１と、ポンプ１４０’から放出孔１３０周りにプラズマ化されるガスを供給することを可能にする第２のパス１４２とを有する。図３Ｃに示される例では、エンドエフェクタ１００と挿入部１１の遠位端部１１’との間の隙間から入り込んだガスをポンプ１４０’に供給するためのパス１４１’と、エンドエフェクタ１００の内部空間からポンプ１４０’にガスを供給するためのパス１４１’’とが合流して第１のパス１４１を形成するように構成されている。また、図３Ｃに示される例では、第２のパス１４２は、第２の電極１２０ｂの中を通り、放電部まで貫通するように延在するが、本発明はこれに限定されない。第２のパス１４２は、ポンプ１４０’から放出孔１３０周りにプラズマ化されるガスを供給することを可能である限り、任意の場所に延在することができる。例えば、第２のパス１４２は、第２の電極１２０ｂの遠位端部表面以外の表面のうち仕切り板１５０よりも遠位端部側の表面上まで貫通しているように構成されていてもよい。
【００４７】
ポンプ１４０’は、図３Ｃに示されるようにエンドエフェクタ１００の外部に配置され、流入孔１１０周りのガスを放出孔１３０に向けて誘導可能なように構成されている。ポンプ１４０’によって流入孔１１０周りから第１のパス１４１および第２のパス１４２を通して放出孔１３０周りまでの気流が発生し、ポンプ１４０’は、流入孔１１０周りのガスを放出孔１３０の周りまで誘導する。なお、第１のパス１４１とポンプ１４０’と第２のパス１４２とから形成される経路には、補助的な手段（例えば、ガスの成分を分析可能な装置、プラズマ生成を助長するサポートガスの供給源、特定の治療に特化したガスの供給源）を設けてもよいし、そのような補助的な手段との接続部が設けられてもよいし、内視鏡１０外の別の環境下（例えば、ヒトの体外）にあるガスが入り込む開口部や外部ガス供給源との接続部を設けず、外部のガスが、第１のパス１４１および第２のパス１４２に介在しないようにしてもよい。
【００４８】
ガスの成分を分析可能な装置は、例えば、ガスクロマトグラフィー、質量分析装置、電気化学測定装置、臭気分析装置などであるが、本発明はこれらに限定されない。サポートガスの一例は、プラズマの温度を高くする効果があるアルゴンガスであるが、本発明はこれに限定されない。また、特定の治療に特化したガスとしては、例えば、可視光線の発光の増加による光治療が可能となるキセノンガス、高エネルギーのイオンや副次的に発生する紫外線による治療が可能となるヘリウムガスであるが、本発明はこれらに限定されない。
【００４９】
ガスの成分を分析することにより、例えば、体内のガスを、プラズマを生成するためのガスとして再利用する上で所望の濃度や純度を検知したり、副次的なガスを使用している場合にはその副次的なガスの混合比を検知したり、プラズマ状態、病気の有無、プラズマの照射状態を確認することが可能になる。その結果に基づいて、プラズマ生成を助長するサポートガスの供給源や特定の治療に特化したガスの供給源からのガスの供給量を調節することが可能になる。
【００５０】
エンドエフェクタ１００が、体内のガスを循環させることができるポンプ１４０’を備えることにより、腹部の膨らみを抑制でき、ガスの流量を自由に調節することが可能である。従来は、体外のガスを体内に導入して使用していたため、臨床医は腹部（腹腔内）の膨張の程度を常に意識して組織の処置を行わなければならなかったのに対して、本発明では、体内のガスを循環させて使用するため、そのような腹部（腹腔内）の膨張を意識する必要が軽減される。このようなガスの流量調節の自由度は、プラズマガスを用いた患部などの組織の処置の効果に大きく影響し、ガスの流量が多めになるように調節することが可能であることは、組織の処置の効果（例えば、止血効果）を高めることにつながるため、有利である。
【００５１】
また、ポンプ１４０と同様に、ポンプ１４０’、第１のパス１４１、第２のパス１４２のうちの少なくとも１つに異物遮蔽手段（例えば、フィルター機構）を備えることにより、例えば、流入孔１１０からガスと一緒に入り込んだ液体や異物を放電部に到達する前に除去することが可能である。さらに、ポンプ１４０’を断続的に作動可能なように構成することにより、第２のパス１４２を通るガスをパルス状にし、定常的な流量のガスとパルス状の流量のガスとを放電部に提供することが可能である。さらに、パルス状ガスのピーク時と印加電圧のピーク時とを合わせることにより、高密度のプラズマを生成するようにしてもよい。これにより、止血効果を高めることができ、消費電力量を低減することもでき、無用な電極の消耗や高温化を避けることもできる。パルス状ガスのピークのタイミングに合わせて放電電力のピークとするように電力を供給可能な任意の電源であり得る。例えば、独立して制御可能な二つの電力発生部を備えた電源を用いてもよい。二つの電力発生部の一方の電力発生部で常時低電圧大電流を生成し、他方の電力発生部でパルス状ガスのピークに合わせて高電圧を生成することによってパルス状ガスのピークのタイミングに合わせて放電電力のピークとすることが達成される。しかし、本発明はこれに限定されない。
【００５２】
なお、図３Ｃに示される実施形態においては、エンドエフェクタ１００’がポンプ１４０’のみを備える例が説明されたが、本発明はこれに限定されない。エンドエフェクタ１００’は、ポンプ１４０’と、仕切り板１５０に代えてポンプ１４０との両方を備えていてもよい。また、図３Ｃに示される実施形態では、パス１４１’とパス１４１’’とが合流して第１のパス１４１を形成している例が説明されたが、本発明はこれに限定されない。第１のパス１４１は、パス１４１’のみを有するパスであってもよいし、パス１４１’’のみを有するパスであってもよい。また、エンドエフェクタ１００と挿入部１１の遠位端部１１’との間の隙間は、自然に開いている空間であってもよいし、図７を参照して後述される形状をエンドエフェクタ１００が有することによりこの隙間を作り出すようにしてもよい。
【００５３】
また、図示されていないが、挿入部１１の近位端部において、エンドエフェクタ１００またはエンドエフェクタ１００’を通すための孔に、流入孔１１０から入り込んだガスおよび／または液体を外部に漏出するのを防止するためのシール機構が備え付けられてもよい。これにより、流入孔１１０から入り込んだガスおよび／または液体が操作部１２に流れ込むことを防ぐことができる。シール機構は任意の機構であり得る。例えば、ゴムパッキン、Оリング、メカニカルシールなどが挙げられるが、本発明はこれに限定されない。
【００５４】
本発明において、プラズマガスの発生は、常時放電を行う連続放電であってもよいし、断続的に放電を行うパルス放電であってもよい。パルス放電の場合には、放電ＯＮのときにプラズマガスが発生し患部の止血などの治療が行われ、放電ＯＦＦのときにプラズマは発生していないが放出されているガスによって邪魔な血液などの除去が行える。このようにすることで、内視鏡のカメラの視認性を高めつつ、より効率的に止血などの治療を行うことが可能となる。
【００５５】
エンドエフェクタ１００の外部環境およびエンドエフェクタ１００’の外部環境の一例は、ヒトの体内であり、より具体的には、ヒトの腹腔内（例えば、胃内、腸内）であるが、これらに限定されない。エンドエフェクタ１００の外部環境は、例えば、任意の動物（例えば、豚、マウス）の体内であり得る。すなわち、プラズマ化されるガスは、体内に存在するガスであり、より具体的には、腹腔内に存在するガスであるが、これらに限定されない。プラズマ化されるガスは、例えば、任意の動物（例えば、豚、マウス）の体内に存在するガスであり得る。本発明のエンドエフェクタ１００は、プラズマ化されるガスを体内に存在するガスを利用するため、改めてガス供給源が必要なく、装置の簡素化およびコストの低減を図ることが可能となる。
【００５６】
エンドエフェクタ１００およびエンドエフェクタ１００’を腹腔内で使用する実施形態においては、プラズマ化されるガスは好ましくは二酸化炭素であり得る。なぜなら、二酸化炭素は、生体吸収性が高く、酸素などとは異なり血液に吸収されやすいため、血栓などが形成されるリスクを低減することが可能であるからである。また、出願人は、二酸化炭素が不燃性である点に着目し、二酸化炭素をプラズマ発生に使用した場合には術中にガスの引火事故が発生することが無いことから、二酸化炭素が内視鏡下の止血に適していることを発見した。また、プラズマ化されるガスの温度は、低温（すなわち、約５０〜約１５０℃）であるのが好ましい。なぜなら、低温のプラズマは、処置される組織への熱損傷が無く、それ故、術後の患者の負担を軽減することが可能であるからである。なお、ガスの温度は高いほど止血効果が得られる反面、逆に回復期間は長くなる。従って、ガスの温度は、止血の程度や回復期間を考慮して設定されるのが好ましい。
【００５７】
なお、本実施形態のエンドエフェクタ１００およびエンドエフェクタ１００’は、体外に存在するプラズマ化されるガスの供給源に直接的にも間接的にも接続されていない。本明細書において、止血を行う対象の体外に存在するガス供給源を「外部ガス供給源」という。好ましい実施形態においては、本発明のエンドエフェクタは、外部ガス供給源を備えず、外部ガス供給源に接続もされていない。
【００５８】
従来は一般的に、加圧ガスがエンドエフェクタに送られ、そのガスがプラズマ化されていた。しかしながら、本発明はこのような従来技術とは明確に異なり、本実施形態のエンドエフェクタ１００において、プラズマ化されるガスは、流入孔１１０を通してのみ、エンドエフェクタ１００の内部空間に提供され得る。このように、本実施形態のエンドエフェクタ１００は、プラズマ化されるガスの供給源を用いることなく、体内に存在するガス（例えば腸内の二酸化炭素）をプラズマ化することによって、腹腔内の止血を達成するものであり得る。このような構成にすることによって、ガス供給源を別個に設ける必要がなく、内視鏡全体の構成の簡素化、コストの低減を達成することが可能である。また、体内に存在するガスを用いるので、体外のガスを用いた場合による体内への異物の混入を防止できるとともに、体内のガスや治療部位などとの化学反応により体に悪影響を及ぼす副生成物が生成される危険性を抑制することも可能となる。
【００５９】
本発明のエンドエフェクタは、外部ガス供給源から供給されたガスの使用量を低減し、ヒトの体内に存在するガスを循環させて使用することにより、腹部の膨らみを抑制しつつ、ガスの流量を稼ぐことができ、体内の気腹圧の変動を抑制し、それ故、患者の負担軽減につながる。加えて、体外のガスを導入するためのチューブを不要とすることができるため、内視鏡の直径をさらに小さくすることができ、これは患者の負担や苦痛を和らげる。さらに、体外のガスの使用量を低減できるため、処置後に体内から出さなければならないガスの量を低減させるかまたはゼロにすることができ、これにより、排気するガスの処理を簡単または不要にすることが可能である。さらに、体外のガスに含まれるミスト類による二次感染などのリスクを低減することも可能である。
【００６０】
（２）エンドエフェクタの第２の実施形態
図４Ａは、本発明のエンドエフェクタ２００の構成の一例を示す断面図である。
【００６１】
エンドエフェクタ２００は、小さい内部空間を有する筐体構造を有する。図４Ａに示される例では、エンドエフェクタ２００は、エンドエフェクタ２００の外部に存在するガスを通すための流入孔１１０’と、エンドエフェクタ２００の外部から流入孔１１０’を通して内部空間に入り込んだガスをプラズマ化するための手段として第１の電極１２０ａおよび第２の電極１２０ｂとを備える。図４Ａに示される例では、第１の電極１２０ａは、エンドエフェクタ１００の筐体構造を形成しており、第２の電極１２０ｂは、エンドエフェクタ２００の小さい内部空間を作り出すように環状形状を有する。例えば、第１の電極１２０ａは、アースされた電極であり、第２の電極１２０ｂは、第１の電極１２０ａより高い電圧を有する高電圧電極である。本実施形態では、第１の電極１２０ａと第２の電極１２０ｂとの間でパルス放電を発生させるように、第１の電極１２０ａと第２の電極１２０ｂとの間に図示しない電源により電圧を印加する。放電のＯＮ／ＯＦＦを繰り返すパルス放電のため、放電ＯＦＦのときに体内のガスを流入孔１１０’の内部に取り込み、放電ＯＮのときに、流入孔１１０’の内部に存在するガスが高温になり、プラズマ化されて流入孔１１０’から噴出する。これは、一度放電すると流入孔１１０’周りの気体が膨張し、温度が下がるとその流入孔１１０’周りの気体が流入孔１１０’に入り込み、ここでもう一度放電すると、流入孔１１０’の入り込んだ気体がプラズマ化されて流入孔１１０’から噴出するというような気体の性質を利用したものであるため、本実施形態では、気流も、その気流を生成するためのポンプも不要であり、むしろプラズマガスをより勢いよく噴出させることが可能である。なお、本実施形態において、第１の電極１２０ａと第２の電極１２０ｂとの間での放電によってプラズマ化されるガスの流量は、０超〜約０．５Ｌ／分である。しかし、本発明はこれに限定されない。
【００６２】
なお、本実施形態のエンドエフェクタ２００もまた、第１の実施形態のエンドエフェクタ１００と同様に、外部ガス供給源に直接的におよび間接的に接続されていない。すなわち、本実施形態のエンドエフェクタ２００において、プラズマ化されるガスは、体内のガスを流入孔１１０’を通してのみ、エンドエフェクタ２００の小さい内部空間に提供される。このように、本実施形態のエンドエフェクタ２００では、プラズマ化されるガスを体外に存在する供給源を用いることなく、例えば腸内の二酸化炭素を用いることによって、安全に止血などの治療行為が行えるとともに、内視鏡全体の構成の簡素化を達成することが可能である。
【００６３】
図４Ｂは、本発明のエンドエフェクタ２００の構成の他の一例を示す断面図である。
【００６４】
図４Ｂに示されるエンドエフェクタ２００’は、プラズマ化されるガスを滞留させるための空間をさらに備えており、プラズマ化されるガスを滞留させるための空間は、エンドエフェクタ２００’の外部と流入孔１１０’を介して連通している。エンドエフェクタ２００’にこのような空間が設けられることにより、この空間内でプラズマガスを生成するためのガスを貯蔵できるため、プラズマ化されたガスを継続して発生することが可能である。
【００６５】
図４Ｃは、本発明のエンドエフェクタ２００の構成の他の一例を示す断面図である。
【００６６】
図４Ｃに示されるエンドエフェクタ２００’’は、流入孔１１０’周りにおいて第１の電極１２０ａと第２の電極１２０ｂとが層を成す構成を有する。このような構成により、プラズマ化されるガスの気流が無い場合であっても、プラズマ化されたガスの生成および噴出を実現することが可能である。また、プラズマ化されるガスのごく少量の気流によって、プラズマ化されたガスのより強烈な噴出を実現することも可能である。
【００６７】
（３）エンドエフェクタの他の構成１
図５Ａは、本発明のエンドエフェクタ３００の構成の一例を示す断面図である。
【００６８】
低温プラズマを発生させた場合、放出孔１３０の周りが高温となることがあるため、エンドエフェクタは、その高温部分によって患部が火傷を負わない構成にする必要があった。
【００６９】
図５Ａに示されるエンドエフェクタ３００は、第１の実施形態のエンドエフェクタ１００の表面を覆うように被覆部材１５０を設けたものである。被覆部材１５０は、放出孔近辺の高温が、患部が火傷を負わない程度の温度に下げることが可能な程度に熱伝導性の低い（断熱性を有する）物質であれば、任意の素材であり得る。一つの実施形態において、被覆部材１５０の素材は、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素樹脂であるが、本発明はこれに限定されない。例えば、エンドエフェクタ３００がテフロン（登録商標）加工されるように被覆部材１５０がフッ素樹脂である場合、および、エンドエフェクタ３００の表面形状が凹凸（例えば、ダイス状の凹凸）を有する場合には、患部などの組織がエンドエフェクタ３００に焼き付いてしまうことを防止することができるため、このような被覆部材１５０を設けたりその被覆部材１５０の凹凸の表面形状にしたりすることは有意である。被覆部材１５０の表面を凹凸形状にすることでさらに、上記効果を得ることが可能となる。また、被覆部材１５０は成形された固形部材であってもよいし、コーティングされた薄膜であってもよい。被覆部材１５０を設けることにより、放出孔１３０の周りの高温部分が患部に接触したとしても、高温部分の熱は患部に伝わらず、それ故、その患部が火傷を負うことはない。
【００７０】
図５Ｂは、本発明のエンドエフェクタ３００の構成の他の一例を示す断面図である。
【００７１】
図５Ｂに示されるエンドエフェクタ３００’は、第１の実施形態のエンドエフェクタ１００の遠位端部周りの側面表面を完全に覆うようにフード１６０を設けたものである。フード１６０の遠位端部および近位端部は、両方とも開放端部であり、フード１６０の近位端部をエンドエフェクタ３００’の遠位端部に取り付け可能なように構成されている。フードをエンドエフェクタに取り付ける手段は任意の手段であり得る。一つの実施形態において、フード１６０の内表面上には、取り付け時のスライド移動を停止させるための突起部が、内表面に沿って環状に設けられるが、本発明はこれに限定されない。このようなフード１６０を設けることにより、放出孔１３０の周りの高温部分が患部に接触することはなく、それ故、その患部が火傷を負うことはない。また、フード１６０を設けることにより、プラズマガスが照射される領域をガイドすることが可能となる。さらに、フード１６０を、透光性を有する材質とすることにより、プラズマガスの照射方向の視認が可能となる。
【００７２】
図５Ｃは、本発明のエンドエフェクタ３００の構成の他の一例を示す断面図である。
【００７３】
図５Ｃに示されるエンドエフェクタ３００’’は、図５Ｂに示されるフード１６０’を、フード１６０’の近位端部から遠位端部に向かって先細りとなるようにテーパー状にしたものである。このようなフード１６０’のおかげで、放出孔１３０の周りの高温部分が患部に接触することはなく、それ故、その患部が火傷を負うことはない。また、フード１６０’の遠位端部が先細りとなるテーパー状であるため、放出されるプラズマガスの照射範囲が絞られ、ガスの照射位置をより正確にガイドする機能を発揮する。さらにフード１６０’の遠位端部を物理的に患部に押し付けることにより、プラズマガスを照射が必要な患部にのみ当てることが可能となる。図５Ｂおよび図５Ｃには示されていないが、フード１６０、１６０’の遠位端部を患部に押し付ける際に、フード１６０、１６０’内部に充満するガスを外部に放出するための孔をフード１６０、１６０’に設けてもよい。
【００７４】
（４）エンドエフェクタの他の構成２
図６Ａは、本発明のエンドエフェクタ４００の構成の一例を示す断面図である。
【００７５】
従来から、エンドエフェクタ１００およびエンドエフェクタ２００のようにエンドエフェクタの遠位端部の表面上に放出孔１３０を設けると、内視鏡に設けられたカメラの画像を見たときに、プラズマ化されたガスの照射位置が、エンドエフェクタの遠位端部に隠れてしまい、視認しづらかったという問題があった。
【００７６】
本発明のエンドエフェクタ４００は、ガスをプラズマ化するための手段として第１の電極１２０ａおよび第２の電極１２０ｂと、プラズマ化されたガスを放出するための放出孔１３０と、絶縁体１７０とを備える。図６Ａに示されるように、放出孔１３０は、エンドエフェクタ４００の長手方向に対して側方にプラズマ化されたガスを放出することが可能なように位置付けられている。プラズマ化されたガスをエンドエフェクタの側方に噴出させることにより、プラズマ化されたガスの照射位置が、エンドエフェクタ４００の陰に隠れることなく視認可能となる。
【００７７】
図６Ｂは、本発明のエンドエフェクタ４００の構成の他の一例を示す断面図である。
【００７８】
図６Ｂに示されるエンドエフェクタ４００’は、レーザー照射器を備えるエンドエフェクタ４００である。レーザー照射器から照射されるレーザーを用いて、プラズマ化されたガスの照射位置を指し示すことにより、プラズマ化されたガスの照射位置をより容易に認識することが可能となる。
【００７９】
なお、レーザー照射器から照射されるレーザーは、図６Ｂ（ａ）に示されるように、エンドエフェクタ４００’の遠位端部の内表面上に備え付けられたレーザー照射器から照射されることによりエンドエフェクタ４００’から射出されてもよいし、図６Ｂ（ｂ）に示されるように、エンドエフェクタの近位端部に備え付けられたレーザー照射器から照射されてミラーで反射されることによりエンドエフェクタ４００’から射出されてもよい。
【００８０】
なお、図６Ａおよび図６Ｂを参照して、プラズマガスの照射位置を指し示すための部材としてレーザー照射器が説明されたが、プラズマガスの照射位置を指し示すための部材は、近位端部が挿入部１１の遠位端部１１’に接続されており遠位端部がプラズマガスの照射位置に配置する棒状部材であってもよいし、その棒状部材の遠位端部に設けられたリングの中心がプラズマガスの照射位置を示すリング付き棒状部材であってもよい。このような棒状部材やリング付き棒状部材の遠位端部を患部に当てながらプラズマガスの照射を行うことにより、棒状部材の遠位端部およびリング付き棒状部材のリングの中心がプラズマガスの照射位置のガイドの役割を果たす。これにより、プラズマ化されたガスの照射位置が視認可能となる。また、棒状部材の遠位端部およびリング付き棒状部材のリングを出血部に物理的に接触させることにより、出血部を押さえた状態で止血処置を行うことが可能である。
【００８１】
図７は、本発明のエンドエフェクタの遠位端部の断面形状の一例を示す。本発明のエンドエフェクタの遠位端部の断面形状は、体外のガスや異物などの混入をふせぐために、円形の鉗子チャネルの形状に合わせた円形であることが好ましいが、本発明はこれに限定されない。本発明のエンドエフェクタの断面形状は、図７に示されるような非円形（例えば、四角形、六角形、１本の弦より外側の部分を削り取った部分円形、２本の平行な弦より外側の部分をそれぞれ削り取った部分円形、小円形をくり抜いた部分円形）であってもよい。エンドエフェクタがこのような非円形の形状をとることにより、円形の鉗子チャネルとエンドエフェクタとの間に隙間が生じるため、体内に滞留してしまったガスをその隙間を通して抜き出すことが可能である。
【００８２】
なお、図３Ａ〜図６Ｂを参照して説明された本発明のエンドエフェクタには、放電部（すなわち、第１の電極１２０ａと第２の電極１２０ｂとの間）に溜まった汚れを取り除くためのクリーニングモードが実装されていてもよい。クリーニングモードは、エンドエフェクタが、例えば、高圧ガスを放電部に流すことが可能な機構、または、放電部付近のガスを汚れと共に吸引することが可能な機構、または、ノズルから出る洗浄水を汚れと共に吸引することが可能な機構を備えることによって、エンドエフェクタに実装され得る。これにより、放電部に溜まった汚れを取り除くことが可能になり、従って、安定したプラズマを継続的に生成することが可能である。
【００８３】
以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明は、ガスのプラズマ化が可能な、改善された止血用エンドエフェクタおよび当該エンドエフェクタを備えた内視鏡等を提供するものとして有用である。
【符号の説明】
【００８５】
１０  内視鏡
１００  エンドエフェクタ
１１０  流入孔
１２０ａ  第１の電極
１２０ｂ  第２の電極
１３０  放出孔
１４０  ポンプ
【図１】
2020025607.tif 000003
【図２】
2020025607.tif 000004
【図３Ａ】
2020025607.tif 000005
【図３Ｂ】
2020025607.tif 000006
【図３Ｃ】
2020025607.tif 000007
【図４Ａ】
2020025607.tif 000008
【図４Ｂ】
2020025607.tif 000009
【図４Ｃ】
2020025607.tif 000010
【図５Ａ】
2020025607.tif 000011
【図５Ｂ】
2020025607.tif 000012
【図５Ｃ】
2020025607.tif 000013
【図６Ａ】
2020025607.tif 000014
【図６Ｂ】
2020025607.tif 000015
【図７】
2020025607.tif 000016