(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトと、
前記シャフトの遠端から延在する第１及び第２の顎部であって、第１の顎部は第２の顎部に対して相対運動ができるように構成されている、２つの顎部と、
電気的に直列に接続された第１及び第２の電極と、
を備え、
前記第１の電極は、前記第１及び第２の顎部の一方と連動して組織を溶接するように構成され、
前記第２の電極は、前記第１及び第２の顎部の一方と連動して組織を切断するように構成されている、
手術用装置。
【請求項２】
第１の電極は、空間的に分離されかつ電気的に互いにつながった二つの部分で構成され、前記二つの部分は、電気的に並列に接続されている、請求項１に記載の手術用装置。
【請求項３】
前記二つの部分のそれぞれの表面積は、前記第２の電極の表面積よりも広い、請求項２に記載の手術用装置。
【請求項４】
前記第２の電極の電気抵抗は、前記第１の電極の電気抵抗よりも高い、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の手術用装置。
【請求項５】
前記第２の電極は、少なくともその一部が、ステンレス鋼の電気抵抗よりも高い電気抵抗を有する合金で構成される、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の手術用装置。
【請求項６】
前記第１の電極は第１の温度まで加熱するように構成され、前記第２の電極は前記第１の温度よりも高い第２の温度まで加熱するように構成される、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の手術用装置。
【請求項７】
前記第１及び第２の電極は、前記第１の顎部に細長い形状で配されている、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の手術用装置。
【請求項８】
前記第２の電極は、前記第１の電極の前記二つの部分の間に、前記二つの部分から空間的に分離して配されている、請求項２に記載の手術用装置。
【請求項９】
前記第２の電極は、前記第１の電極よりも高く盛り上がるように構成されている、請求項１ないし８のいずれか一項に記載の手術用装置。
【請求項１０】
前記手術用装置の近端に機能的に連結された制御ハンドルを更に備え、前記制御ハンドルは、前記第１の顎部と前記第２の顎部とを、前記第１及び第２の顎部が互いに分離する第１の位置と、前記第１及び第２の顎部が互いに接触する第２の位置との間で相対運動させるアクチュエータを備える、請求項１ないし９のいずれか一項に記載の手術用装置。
【請求項１１】
前記アクチュエータは、前記第１及び第２の電極に電力を同時に与えるように構成されている、請求項１０に記載の手術用装置。
【請求項１２】
前記アクチュエータは、前記制御ハンドルに設けられたスロットの中をスライドして、前記第１の位置と第２の位置との間での前記第１及び第２の顎部の相対運動を生じさせる、請求項１０又は１１に記載の手術用装置。
【請求項１３】
前記アクチュエータは、前記制御ハンドルの一部に沿ってスライドする、指により操作される操作部を備える、請求項１０ないし１２のいずれか一項に記載の手術用装置。
【請求項１４】
前記制御ハンドルに設けられたスイッチを更に備え、前記アクチュエータは、前記アクチュエータが前記スロットの中でスライドして移動したときに、前記スイッチをオンにして第１及び第２の電極に電力を供給する、請求項１０ないし１３のいずれか一項に記載の手術用装置。
【請求項１５】
前記アクチュエータは、横方向に飛び出た突出部を有し、
前記アクチュエータは、前記操作部が第１の方向へ動かされた時に、前記突出部が前記スイッチをオンにして電力を供給する位置まで回転する、請求項１０ないし１４のいずれか一項に記載の手術用装置。
【請求項１６】
シャフトと、
前記シャフトの遠端から延在する第１及び第２の顎部であって、第１の顎部は第２の顎部に対して相対運動ができるように構成されている、２つの顎部と、
前記第１及び第２の顎部の一方と連動して組織を溶接する第１の電極と、
前記第１及び第２の顎部の一方と連動して組織を切断する第２の電極と、
前記第１の顎部と前記第２の顎部との間の相対動作を生じさせると共に、前記第１及び第２の電極への電力供給をオンにするアクチュエータを備えた制御ハンドルと、
を有する、
手術用装置。
【請求項１７】
前記第１及び第２の電極は電気的に直列に接続されており、
前記第１の電極は、空間的に互いに分離された二つの部分で構成され、
前記二つの部分は電気的に並列に接続されている、
請求項１６に記載の手術用装置。
【請求項１８】
前記第１及び第２の電極は、当該第１及び第２の電極の間に直流電流が流れることにより組織を溶接及び切断するよう適合されている、請求項１ないし１６のいずれか一項に記載の手術用装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血管を切断(serving)および封止（sealing）するための外科用装置および方法に関し、より具体的には、内視鏡組織溶接器に関する。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡下血管採取は、外科分野において周知であり、最近の大幅な技術進歩の主題となっている。典型的には、採取された血管は、冠状動脈バイパス手術（ＣＡＢＧ；Cprpmaru Artery Bypass Grafting）のように、狭窄症(stenosis)または他の異常によって血流の減少した動脈をバイパスするためすなわち分路として使用される。しばしば、ＣＡＢＧにおいて、患者の足の伏在静脈(saphenous vein)が、手術における以降の使用のため採取される。撓骨動脈(radial artery)のような他の血管も、同じように採取されることができる。血管採取は、血管を体から取り除く前に、周囲の組織から血管を引き離し、より小さい側枝分岐部(side branches)を横に切開し(transect)、近位および遠位部で血管を焼灼、結合または結紮し、該近位および遠位部で該血管を横に切開する、ことを伴う。
【０００３】
血管を採取する既知の内視鏡の手法および装置が、Chin等に与えられた米国特許第6,176,895号、Knightonに与えられた米国特許第Re 36,043号、Chin等に与えられた米国特許第6,406,425号、およびChang等に与えられた米国特許第6,471,638号に記載されており、ここで参照により取り入れられる。さらに、Lunsford等に与えられた米国特許第5,895,353号、Chin等に与えられた米国特許第6,162,173号、および”Apparatus and Method for Integrated Vessel Ligator and Transector”というタイトルの米国特許出願第10/602,490号にも種々の装置および方法が記載されており、ここで参照により取り入れられる。また、VASOVIEW（商標） Uniport Plus およびVVASOVIE（商標） 5という商品名の商用血管採取システムが、米国カリフォルニア州サンタクララ所在のGuidant Corporation社から入手可能である。
【０００４】
組織を凝固(coagulate)、封止(seal)、接合(join)または切断(cut)する多数の器具、および、例えば、目標の血管を周囲の側枝分岐から切断し、切り離された端部を保全して出血を止めるのに適した多数の器具が知られている。このような装置は、典型的には、組織をつかみ、その間に該組織を保持する１対のピンセット、顎（あご）状部材（以下単に"顎"と呼ぶ）または鉗子を含む。該装置は、組織と接触する加熱素子、組織の摩擦熱を利用する超音波加熱器、または、組織がそれ自体の電気抵抗によって加熱されるように組織に電流を通す単極あるいは双極の電極加熱システム、と共に作動する。該装置は、組織が"切断"または"封止"されるような温度まで組織を加熱する。具体的には、組織は、１００℃を超えて加熱されると、ピンセット、顎あるいは鉗子の間に位置する組織が破壊され、よって"切断"される。しかしながら、組織が、５０℃と９０℃の間の温度に加熱される場合、組織は、隣接組織に単に"封止"すなわち"溶接(weld)"される。本明細書において、"組織溶接(tissue welding)"という用語は、さもなければ分離される組織を封止、凝固、融合(fuse)、溶接、あるいは結合(join)させることを意味する。熱と圧力の組み合わせの制御アプリケーションという同様の一般的原理を利用する数多くの装置も、隣接する組織を結合すなわち"溶接"し、組織の接合あるいは管状の組織の吻合(anastomosis)を生成するために使用することができる。
【０００５】
単極および双極のプローブ、鉗子あるいは鋏は、凝固されるべき組織を通る高周波電流を使用する。組織を通る電流が、組織を熱し、その結果、タンパク質の凝固をもたらす。単極タイプのこれら器具においては、電流は、電極を離れ、組織を通過した後、患者の身体の遠い部分に接続された"接地プレート(ground plate)"を介して発電機に戻る。双極型の電子手術器具においては、ファロピウス管(Fallopian tube)の閉塞に用いられる”Kleppinger二極鉗子(bipolar forceps)”"の場合のように、電流は２つの電極の間を通り、組織は２つの電極の間に位置づけられる。このような単極および双極の器具は、例えば、Valley Lab、Cabot、Meditron、WoIf、Storzなどの各社を含む世界中の会社から入手可能である。
【０００６】
この分野における新しい開発は、Cabot社およびCircon-ACMI社から販売されている"Tripolar"器具である。これは、単極凝固電極に加えて機械的切断素子を組み込んでいる。類似の組み合わされた封止および機械的切断装置が、組織"バイセクタ(bisector)"（これは、二極焼灼器(bipolar cautery)と解剖器具(dissector)を合併した用語）として知られている。組織"バイセクタ"の１つが、米国カリフォルニア州サンタクララ所在のGuidant Corporation社によってVASOVIEW（商標） Uniport Plus およびVVASOVIE（商標） 5という血管採取システムの構成要素として販売されている。
【０００７】
超音波の組織加熱器においては、高周波の（超音波の）振動素子またはロッドが組織と接触する。迅速な振動が、熱を発生し、これにより、組織のタンパク質を凝固させる。
【０００８】
導電性の組織溶接器具は、通常、その片方または両方が抵抗によって加熱され、その間に組織を固定する顎(jaws)を含む。このタイプの器具においては、単極または双極の焼灼器の場合のように、電流が組織を通過することはない。また、いくつかの組織溶接器具は、機械的ナイフなしに切断機能を実行する。たとえば、米国カリフォルニア州サラトガ所在のStarion Instruments社製のThermal Ligating Shears（熱による結紮鋏）は、腹腔鏡の一般的外科手術の間に、熱溶接を利用して、やわらかい組織の封止と切断を同時に行う手動器具である。この装置は、圧力と共に、対向した２つの顎のうちの１つの先端部にある加熱素子を使用して、組織内のたんぱく質分子を変性させる。変性したタンパク質は接着し、たんぱく質の無定形のかたまりを形成し、組織層を融合する。このような手順は、閉じた血管を融合するのに使用されることができる。一層焦点を合わせられた熱が、器具の顎間にある組織の中心に印加され、組織または血管が分割され、その結果、２つの封止された端部となる。Starion装置の記述はwww.starioninstruments.comにおいて提供されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
血管採取におけるような、血管の切断および保全（確保）のための一般に受け入れられた手段があるとはいえ、いくつかの血管端部の反復可能な確実な封止を同時に提供しながら、装置の動作効率を高め、周囲の組織への損傷を最小限にとどめるようにする改良された装置の必要性はなお存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、近位顎の間の組織に印加される圧力を制御して、組織の押し潰しを回避し、組織切断／溶接を向上させる、組織切断／封止装置の設計を提供するものである。
【００１１】
１つの実施形態において、本発明は、第１および第２の相対的に可動で、対向する表面を持つ細長い顎を備える、組織を溶接および切断する手術用装置を含む。第１および第２の相対的に可動な顎は、細長いシャフトの遠位端に取り付けられ、少なくとも１つの加熱素子が、第１および第２の顎のうちの１つの表面上に配置される。制御ハンドルが、細長いシャフトに接続され、制御アクチュエータが、細長い顎の対向する表面の分離および接合を交互に実行する。最後に、制御アクチュエータと顎の間に配置された力制限機構が、閉じた細長い顎の対向する表面内に保持される組織を加熱素子が効率的に溶接および切断するように、約１乃至３ポンド（すなわち０．４５乃至１．３６キログラム）の間で、顎を閉じる力の大きさを制御する。代替構成において、加熱素子が、閉じた細長い顎の対向する表面内に保持された組織を５秒またはそれ以下の時間枠内で効率的に溶接および切断するように、力制限構造が、顎を閉じる力の大きさを制御する。別の好ましい実施形態に従って、第２の加熱素子が、第１または第２の顎の対向する表面上に配置され、第１の加熱素子が組織を溶接するように構成され、第２の加熱素子が組織を切断するように構成される。
【００１２】
好ましくは、制御ロッドが、制御ハンドルから細長いシャフトの遠位端まで伸長し、制御アクチュエータの動きを顎の動きに変換するように接続される。一構成では、力制限機構は、制御ロッドに同軸に取り付けられたバネを備える。該バネは、細長いシャフト内に配置されることができ、管状の制御ロッド内の螺旋状のレーザカットのように、該制御ロッドの一部として形成されることもできる。更に、第２のバネが制御ロッドに同軸に取り付けられることができ、該第２のバネは、顎を閉じると、第１および第２のバネの変形が同時に生じないように構成されることができる。第２の構成に従って、力制限構造は、制御ハンドル内に配置されたバネを備える。例えば、制御アクチュエアータは、２つの方向に旋回し、それに応じて該旋回の方向とは反対の方向に制御ロッドを変位させるように軸受けされたトグルを備えることができ、該バネは、トグルの旋回の該２つの方向の一方において、トグルと制御ロッドとの相対的な運動に影響を与えるように構成される。代替的に、力制限機構は、閉じた顎から制御ロッドを通して伝達される所定の反力で、トグルの旋回の該２つの方向の一方において、トグルと制御ロッドとの相対的運動を切り離す（すなわちクラッチする）ように適応されたボールもどり止め(ball detent)構造を含む。
【００１３】
代替の構成では、力制限機構は、顎に組み込まれた弾性部材を含む。例えば、弾性部材は、高温において変形するように適応されたバイメタリック(bimetallic)のバネである。または、弾性部材は、少なくとも１つの顎上の順応性のある(compliant)層であってもよい。更なる代替構成において、弾性部材は、２つの顎の近位端の間に配置され、顎をさらに閉じる動作を妨げる所定の力で２つの近位端部を分離させることを可能にするバネを備える。
【００１４】
一実施形態では、２つの顎は、細長いシャフトの端部に平行に取り付けられ、該装置が、顎の開閉中に該顎の平行性を維持する構造を更に含む。
【００１５】
本発明の更なる別の側面によれば、目標となる組織を切断すると共に、切断された端部を溶接する手術方法が提供される。該方法は、該目標組織に対して開閉するように構成された対向する表面を持つ１対の顎を有する、組織溶接のための手術用装置を提供するステップを含む。顎の少なくとも１つは、その対向表面上に電気抵抗型の加熱素子を含む。顎は目標組織に対して閉じられ、該顎を閉じる力の大きさは、加熱素子が顎の対向表面内に保持される組織を約５秒以内の時間枠で効率的に切断および溶接するように制御された値に制限される。第１の加熱素子は、目標組織に溶接される領域を形成し、その領域内の目標組織を切断するように通電される。好ましくは、顎を閉じる力の大きさを制限するステップは、約１乃至３ポンド（すなわち０．４５乃至１．３６キログラム）の間に顎を閉じる力の大きさを制御するステップを含む。さらに、組織を切断するための第２の抵抗型加熱素子が、第１または第２の顎の対向表面に提供され、該方法は、溶接される領域内の目標組織を切断するように第２の加熱素子に電気エネルギーを与えるステップを含む。
【００１６】
該方法は、また、目標組織に対し顎を閉じるステップの間、２つの顎の間の平行性を維持するステップを含む。望ましくは、該手術用装置は、顎を開閉するための制御アクチュエータを有する制御ハンドルを更に含む。一実施形態において、制御アクチュエータと顎の間の構造が、顎を閉じる所定の力において制御アクチュエータと顎の相対的運動を完全に分離する（切り離す）。この場合、該方法は、顎の運動が制御アクチュエータの更なる運動から分離されるように、該所定の閉じる力に達するまで顎を閉じるステップを含む。代替的に、制御アクチュエータと顎の間の構造は、所定の閉じる力において制御アクチュエータと顎の相対的運動に影響を及ぼす。後者の場合、該方法は、顎によって印加される目標組織に対する閉じる力が、制御アクチュエータの更なる運動があっても一定のままにとどまるように、該所定の閉じる力に達するまで顎を閉じるステップを含む。
【００１７】
本発明の望ましい１つの側面は、遠位端に取り付けられた組織焼灼のための手段を持つ細長いシャフトを備える、組織溶接のための手術用装置である。該シャフトは、ガスの通路のため、その長さに沿った内部経路を有する。制御ハンドルが細長いシャフトに接続され、ガスが制御ハンドルの内部または環境に放出される前にガスをフィルタするため、細長いシャフトの経路を通って近位方向に通過するガスを捕捉するように、受動フィルタが制御ハンドル内に取り付けられる。組織を焼灼する上記手段は、組織に対して閉じる１対の顎を備えることができ、好ましくは、一対の顎のうちの１つは、その上に電気抵抗方の加熱素子を含む。好ましい形態では、細長いシャフトが、上記内部経路に対して開いた、制御ハンドル内に形成された少なくとも１つのポートを持ち、受動フィルタは、該ポートにおいて細長いシャフトの周囲に配置された中空の透過性部材を含む。受動フィルタは、細長いシャフトの周囲において両端を封止され、ポートが換気する部分に隣接する細長い中空キャビティを持つ管状部材を備えることができる。該装置はまた、体腔を吹送（insufflating a body cavity）する手段を更に含み、該体腔内の正圧(positive pressure)が、ガスを、細長いシャフトの内部経路を通って近位方向に移動させる。
【００１８】
本発明の更なる代替的な側面は、第１および第２の相対的に可動で、対向する表面を持つ細長い顎を備える、組織を溶接および切断する手術用装置である。相対的に可動な顎は、細長いシャフトの遠位端に取り付けられ、少なくとも１つの加熱素子が、２つの顎のうちの１つの表面上に配置される。制御ハンドルが細長いシャフトに接続され、制御アクチュエータが、細長い顎の対向する表面の分離および接合を交互に実行する。制御ロッドが、制御ハンドルから細長いシャフトの遠位端まで伸長し、制御アクチュエータの動きを顎の動きに変換するように接続される。最後に、制御アクチュエータと顎の間に配置された電動アクチュエータが、制御ロッドを変位させる。
【００１９】
更なる１つの側面において、本発明は、第１および第２の相対的に可動で、対向する表面を持つ細長い顎を備える、組織を溶接および切断する手術用装置を含む。相対的に可動な顎は細長いシャフトの遠位端に取り付けられ、少なくとも１つの加熱素子が該２つの顎のうちの１つの表面に設けられる。制御ハンドルが細長いシャフトに接続され、制御アクチュエータが、細長い顎の対向する表面の分離および接合を交互に実行するため、制御ハンドルに取り付けられる。更に、細長い２つの顎のうちの１つの上の順応性のある層が、顎を閉じる際に変形して、顎を閉じる力の大きさを制限する。１つの構成において、該順応性のある層は、組織に接触する顎の内部に対し、剛性の(rigid)組織接触プレートを備えた、２つの顎のうちの１つに存在する中央層として提供される。顎を閉じる際、剛性な組織接触プレートが、顎の上に浮き、組織にかかる締め付け圧力を均等にするのを助けるように、順応性のある該中央層は、その近位端において比較的大きく圧縮する。代替構成において、順応性層は、２つの顎のうちの１つの組織接触表面を有し、反対の顎が、顎から内側に突き出る加熱素子を含む。顎が閉じる時、該順応性層が、該反対側の顎上の加熱素子の形状に順応する（合致する）ようになる。
【００２０】
本発明の更なる側面に従って、組織を溶接する手術用装置は、対向する表面を持つ第１および第２の相対的に可動な、細長い顎を備える。相対的に可動な顎は、細長いシャフトの遠位端に取り付けられ、少なくとも１つの加熱素子が、２つの顎のうちの１つの対向する表面上に設けられる。制御ロッドが、制御ハンドルから細長いシャフトの遠位端まで伸長し、制御アクチュエータの運動を顎の運動に変換するように接続される。最後に、制御ハンドルが細長いシャフトに接続され、制御アクチュエータが、細長い顎の対向する表面の分離および接合を交互に実行するため、制御ハンドルに取り付けられる。制御アクチュエータは、制御ロッドに接続された部材を収容するカム・スロットを含み、該カム・スロットは、非線形レートで制御ロッドを変位させるような形状とされる。好ましくは、カム・スロットは、顎が互いに接合し始めるにつれてその閉じるレートが減少し、顎が開き始めるにつれて分離レートが増加するような形状とされる。
【００２１】
本発明の更なる側面に従って、組織を溶接する手術用装置は、第１および第２の相対的に可動で、対向する表面を持つ細長い顎を備える。相対的に可動な顎は、細長いシャフトの遠位端に取り付けられ、少なくとも１つの加熱素子が、２つの顎のうちの１つの対向する表面に設けられる。制御ハンドルが、細長いシャフトに接続され、制御ハンドルに取り付けられた制御アクチュエータが、細長い顎の対向する表面の分離および接合を交互に実行する。顎の各々は横幅を持ち、該２つの顎のうちの一方は、他方の顎より少なくとも２０％小さい横幅を持つ。
【００２２】
本発明の更なる１つの側面は、第１および第２の相対的に可動な、細長い顎を備えた組織溶接用の手術装置である。これらの顎は、組織に対する耐性(tissue-resistant)を持つブーツ(boot)によって囲まれた内部顎部材を含み、他方の顎に対向する一方の顎の表面上において、該２つのブーツのうちの少なくとも１つのブーツの形状が凸状である。相対的に可動な顎は、細長いシャフトの遠位端に取り付けられ、少なくとも１つの加熱素子が、該２つの顎のうちの１つの対向する表面に設けられる。制御ハンドルが細長いシャフトに接続される。制御アクチュエータが、細長い顎の対向する表面の分離および接合を交互に実行するため、制御ハンドルに取り付けられる。１つの構成において、他方の顎に対向する一方の顎の表面上において、各ブーツの形状は凸状である。好ましくは、両方のブーツが、互いに対向する丸い部分を含む実質的に半円形をした外部表面を持つ。
【００２３】
本発明の更なる１つの側面に従って、組織を溶接する手術用装置は、第１および第２の相対的に可動で、対向する表面を持つ細長い顎を含む。相対的に可動な顎は細長いシャフトの遠位端に取り付けられ、少なくとも１つの加熱素子が、該２つの顎のうちの１つの対向する表面に設けられる。制御ハンドルが細長いシャフトに接続され、制御アクチュエータが、細長い顎の対向する表面の分離および接合を交互に実行するため、制御ハンドルに取り付けられる。流体的−機械的(fluid-mechanical)駆動機構が、制御アクチュエータと顎の間に接続され、制御アクチュエータの運動を顎の運動に変換する。
【００２４】
本発明の更なる１つの側面は、組織に対する耐性を持つブーツによって囲まれた内部顎部材を含む第１および第２の相対的に可動な、細長い顎を備えた組織溶接用の手術装置である。相対的に可動な顎は、細長いシャフトの遠位端に取り付けられ、少なくとも１つの加熱素子が、第１および第２の顎のうちの１つのブーツに埋め込まれる。制御ハンドルが細長いシャフトに接続され、制御アクチュエータが、細長い顎の対向する表面の分離および接合を交互に実行するため、制御ハンドルに取り付けられる。
【００２５】
本発明の更なる１つの側面は、第１および第２の相対的に可動で、対向する表面を持つ細長い顎を備えた、組織切断用の手術装置である。相対的に可動な顎は、細長いシャフトの遠位端に取り付けられ、少なくとも１つの加熱素子が、該２つの顎のうちの１つの対向する表面に設けられる。制御ハンドルが、細長いシャフトに接続され、制御アクチュエータが、細長い顎の対向する表面の分離および接合を交互に実行するため、制御ハンドルに取り付けられる。少なく１つのフラップ(flap)が、該２つの顎のうちの１つから突き出て、顎が閉じる時に他方の顎の側面に重なって顎から組織を押すのを助ける。望ましくは、顎の各々は、組織に対する耐性を持つブーツによって囲まれた内部顎部材を備え、ブーツの各々が、反対側の顎の側面に重なり合うように突き出たフラップを含む。
【００２６】
本発明の更なる側面に従って、第１および第２の相対的に可動で、対向する表面を持つ細長い顎を備えた、組織溶接用の手術装置が提供される。相対的に可動な顎は、細長いシャフトの遠位端に取り付けられ、少なくとも１つの加熱素子が、該２つの顎のうちの１つの対向する表面上に設けられる。制御ハンドルが細長いシャフトに接続され、制御アクチュエータが、細長い顎の対向する表面の分離および接合を交互に実行するため、制御ハンドルに取り付けられる。制御ハンドルは、顎が閉じられる時に、制御アクチュエータの運動の範囲において、制御アクチュエータの運動を一時的にロックする構造を含む。好ましくは、制御アクチュエータは、制御ハンドル内の旋回運動に適応されたトグルを備える。トグルの運動を一時的にロックする構造は、制御ハンドル内に形成されたＬ字形経路にはまるトグル上のピン、および、角度を付けられた短い経路部分に向けてトグルをバイアスさせるバネを備える。代替的に、トグルの運動を一時的にロックする構造は、制御ハンドル内に固定されたピンに係合するトグル上の機能を含む。
【００２７】
本発明の更なる側面は、第１および第２の相対的に可動で、対向する表面を持つ細長い顎を備えた、組織切断用外科装置を提供する。相対的に可動な顎は、細長いシャフトの遠位端に取り付けられ、少なくとも１つの加熱素子が、顎の開いている時に組織を切開するため、該２つの顎のうちの１つの対向する表面上に設けられる。制御ハンドルが細長いシャフトに接続され、制御アクチュエータが、細長い顎の対向する表面の分離および接合を交互に実行するため、制御ハンドルに取り付けられる。制御ロッドが、制御ハンドルから細長いシャフトの遠位端まで伸長し、制御アクチュエータの運動を顎の運動に変換するように接続される。制御アクチュエータは、制御ロッドに作用するカム・ローブを含む。カム・ローブは、１つの方向に変位させられる時に、顎をその最大幅に開き、次いで、顎を若干閉じて、切断機能の向上のために一方の顎の角度を他方の顎に対して制御するような形状を持つ。
【００２８】
本発明の最後の側面は、第１および第２の相対的に可動で、対向する表面を持つ細長い顎を備えた、組織溶接用の手術装置を提供する。相対的に可動な顎は、細長いシャフトの遠位端に取り付けられ、少なくとも１つの加熱素子が、顎が開いた時に組織を切開するため、該２つの顎のうちの１つの対向する表面上に設けられる。制御ハンドルが細長いシャフトに接続され、制御アクチュエータが、細長い顎の対向する表面の分離および接合を交互に実行するため、制御ハンドルに取り付けられる。該装置は、更に、加熱素子を通電するための回路を含む。該回路は、顎を十分閉じるため、制御アクチュエータの運動に応じて作動される安全インターロック(interlock)スイッチを持つ。望ましくは、安全インターロックスイッチは、制御ハンドル内に取り付けられた導電性パッドと接触する制御アクチュエータに取り付けられた少なくとも１つの別の導電性パッドを備える。代替的に、安全インターロックスイッチは、制御アクチュエータの運動の経路において制御ハンドル内に取り付けられたスイッチ、たとえばマイクロ・スイッチである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１Ａ】多目的ハンドル基盤が本発明の組織切断／溶接装置を収容できるようにするそり部材／アダプタを含む血管採取システムのモジュラ・ハンドル・ユニットの透視図。
【図１Ｂ】多目的ハンドル基盤が本発明の組織切断／溶接装置を収容できるようにするそり部材／アダプタを含む血管採取システムのモジュラ・ハンドル・ユニットの透視図。
【図１Ｃ】多目的ハンドル基盤が本発明の組織切断／溶接装置を収容できるようにするそり部材／アダプタを含む血管採取システムのモジュラ・ハンドル・ユニットの透視図。
【図２Ａ】閉じた位置における１対の締め付け顎を示す、本発明の組織切断／溶接装置の遠位端の透視図。
【図２Ｂ】閉じた位置における１対の締め付け顎を示す、本発明の組織切断／溶接装置の遠位端の透視図。
【図３Ａ】閉じた位置における締め付け顎を示す、図２の組織切断／溶接装置の遠位端の透視図。
【図３Ｂ】閉じた位置における締め付け顎を示す、図２の組織切断／溶接装置の遠位端の透視図。
【図４】図２Ａ〜図２Ｂの組織切断／溶接装置の遠位端の分解透視図である。
【図５Ａ】本発明の組織切断／溶接装置の実施例に使用される”熱い”顎の透視図。
【図５Ｂ】本発明の組織切断／溶接装置の実施例に使用される”熱い”顎の透視図。
【図６Ａ】図５の”熱い”顎の近位側のサブアセンブリの拡大透視図。
【図６Ｂ】図５の”熱い”顎の近位側のサブアセンブリの拡大透視図。
【図７Ａ】図５の”熱い”顎の加熱素子サブアセンブリの透視図。
【図７Ｂ】図５の”熱い”顎の加熱素子サブアセンブリの透視図。
【図７Ｃ】図５の”熱い”顎の加熱素子サブアセンブリの透視図。
【図８Ａ】図５の”熱い”顎の一部を形成する内部顎の種々の方向から見た透視図。
【図８Ｂ】図５の”熱い”顎の一部を形成する内部顎の種々の方向から見た透視図。
【図８Ｃ】図５の”熱い”顎の一部を形成する内部顎の種々の方向から見た透視図。
【図８Ｄ】図５の”熱い”顎の一部を形成する内部顎の種々の方向から見た透視図。
【図８Ｅ】図５の”熱い”顎の一部を形成する内部顎の種々の方向から見た透視図。
【図８Ｆ】図５の”熱い”顎の一部を形成する内部顎の種々の方向から見た透視図。
【図８Ｇ】図５の”熱い”顎の一部を形成する内部顎の種々の方向から見た透視図。
【図８Ｈ】図５の”熱い”顎の一部を形成する内部顎の種々の方向から見た透視図。
【図９Ａ】図５の”熱い”顎に使用される組織溶接用の加熱素子の実施例の種々の方向から見た透視図。
【図９Ｂ】図５の”熱い”顎に使用される組織溶接用の加熱素子の実施例の種々の方向から見た透視図。
【図９Ｃ】図５の”熱い”顎に使用される組織溶接用の加熱素子の実施例の種々の方向から見た透視図。
【図９Ｄ】図５の”熱い”顎に使用される組織溶接用の加熱素子の実施例の種々の方向から見た透視図。
【図９Ｅ】図５の”熱い”顎に使用される組織溶接用の加熱素子の実施例の種々の方向から見た透視図。
【図１０Ａ】図８の内部顎を覆うブーツの種々の方向から見た透視図である。
【図１０Ｂ】図８の内部顎を覆うブーツの種々の方向から見た透視図である。
【図１０Ｃ】図８の内部顎を覆うブーツの種々の方向から見た透視図である。
【図１０Ｄ】図８の内部顎を覆うブーツの種々の方向から見た透視図である。
【図１０Ｅ】図８の内部顎を覆うブーツの種々の方向から見た透視図である。
【図１０Ｆ】図８の内部顎を覆うブーツの種々の方向から見た透視図である。
【図１０Ｇ】図８の内部顎を覆うブーツの種々の方向から見た透視図である。
【図１０Ｈ】図８の内部顎を覆うブーツの種々の方向から見た透視図である。
【図１１Ａ】本発明の組織切断／溶接装置の近位側の制御ハンドルの透視図。
【図１１Ｂ】スモーク用の受動フィルタを含む図１１Ａの制御ハンドルの長さ方向の断面図。
【図１１Ｃ】受動煙フィルタを含む図１１Ａの制御ハンドルの、図１１Ｂとは対向する側の長さ方向の断面図である。
【図１１Ｄ】代替のスモーク用フィルタ構成を持つ制御ハンドルを示す図。
【図１１Ｅ】代替のスモーク用フィルタ構成を持つ制御ハンドルを示す図。
【図１１Ｆ】代替のスモーク用フィルタ構成を持つ制御ハンドルを示す図。
【図１２】図１１の近位側の制御ハンドルの分解透視図。
【図１３Ａ】本発明の代替の制御ハンドルの透視図。
【図１３Ｂ】図１３Ａの制御ハンドルの長さ方向の断面図。
【図１３Ｃ】図１３Ａの制御ハンドルの、図１３Ｂとは対向する側の長さ方向の断面図。
【図１４Ａ】本発明の好ましい顎を開く機構を示す開閉位置にある１対の顎の正面図。
【図１４Ｂ】本発明の好ましい顎を開く機構を示す開閉位置にある１対の顎の正面図。
【図１４Ｃ】本発明の好ましい顎を開く機構を示す開閉位置にある１対の顎の正面図。
【図１５Ａ】制御ハンドルのアクチュエータと遠位組織溶接顎の開閉を制御する制御ロッドとの間の力制限インタフェースを示す図。
【図１５Ｂ】制御ハンドルのアクチュエータと遠位組織溶接顎の開閉を制御する制御ロッドとの間の力制限インタフェースを示す図。
【図１６Ａ】制御ハンドルのトグル状アクチュエータにおける力制限インタフェースの別の構成を示す図。
【図１６Ｂ】制御ハンドルのトグル状アクチュエータにおける力制限インタフェースの別の構成を示す図。
【図１７Ａ】制御ハンドルのトグル状アクチュエータにおける力制限インタフェースの別の構成を示す図。
【図１７Ｂ】制御ハンドルのトグル状アクチュエータにおける力制限インタフェースの別の構成を示す図。
【図１８】制御ハンドルのトグル状アクチュエータにおける力制限インタフェースの別の構成を示す図。
【図１９】制御ハンドルのアクチュエータとトグル状アクチュエータを形成する制御ロッドとの間に位置し、所定の反力を越えるトグルの更なる運動から制御ロッドの運動を完全に切り離す力制限インタフェースの別の構成を示す図。
【図２０】制御ハンドルのアクチュエータとトグル状アクチュエータを形成する制御ロッドとの間に位置し、所定の反力を越えるトグルの更なる運動から制御ロッドの運動を切り離す力制限インタフェースの更に別の構成を示す図。
【図２１】螺旋形の力制限バネが内部に切り込まれた管状制御ロッドを示す図。
【図２２Ａ】組織溶接装置の細長いシャフト内に配置され、遠位組織溶接顎の開閉を制御する力制限機構を示す図。
【図２２Ｂ】組織溶接装置の細長いシャフト内に配置され、遠位組織溶接顎の開閉を制御する力制限機構を示す図。
【図２３】制御ロッドを変位し、これにより印加される力を制御するソレノイドを示す図。
【図２４】組織に印加される力の量を制限するよう構成された遠位の組織溶接顎を示す図。
【図２５】組織に印加される力の量を制限するよう構成された遠位の組織溶接顎を示す図。
【図２６Ａ】組織に印加される力の量を制限するよう構成された遠位の組織溶接顎を示す図。
【図２６Ｂ】組織に印加される力の量を制限するよう構成された遠位の組織溶接顎を示す図。
【図２７】組織溶接顎の平行性を維持するための機構を示す図。
【図２８】印加される力を制限しつつ、顎の平行性を維持することを助けるため、それぞれの旋回点（ピボット）の間にばねを持つ組織溶接顎の近位端を示す図。
【図２９】制御ロッドを非線形に変位させるため制御ロッドに作用するカム・スロットを持つアクチュエータを示す図。
【図３０Ａ】対称性の組織溶接顎の断面図。
【図３０Ｂ】対称性の組織溶接顎の断面図。
【図３１Ａ】対称性の組織溶接顎の断面図。
【図３１Ｂ】対称性の組織溶接顎の断面図。
【図３２】そのうちの１つが加熱素子を備える対称性組織溶接顎の断面図。
【図３３】丸い組織接触表面を提示するように逆にされた絶縁ブーツを有する対称性組織溶接顎の断面図。
【図３４Ａ】１つの顎が順応性のある対向表面を持ち、他方の顎が輪郭線を示す加熱素子を持つ、１対の組織溶接顎を示す図。
【図３４Ｂ】１つの顎が順応性のある対向表面を持ち、他方の顎が輪郭線を示す加熱素子を持つ、１対の組織溶接顎を示す図。
【図３５】図３４の顎内に保持される組織の幅にわたる温度を示すグラフ。
【図３６】図３４の顎内に保持される組織の幅にわたる圧力を示すグラフ。
【図３７】一方が２つの加熱素子を持つ１対の組織溶接顎の断面図。
【図３８】両方が加熱素子を持つ１対の組織溶接顎の代替構成の断面図。
【図３９】円滑な転移を提供するように絶縁ブーツに埋め込まれた加熱素子を持つ組織溶接顎の断面図。
【図４０Ａ】組織切断のフラップを持つ１対の組織溶接顎の透視図。
【図４０Ｂ】組織切断のフラップを持つ１対の組織溶接顎の透視図。
【図４１Ａ】各々がその移動の終端においてトグルをロックする機構を有する代替アクチュエータ・トグルを示す図。
【図４１Ｂ】各々がその移動の終端においてトグルをロックする機構を有する代替アクチュエータ・トグルを示す図。
【図４２Ａ】各々がその移動の終端においてトグルをロックする機構を有する代替アクチュエータ・トグルを示す図。
【図４２Ｂ】各々がその移動の終端においてトグルをロックする機構を有する代替アクチュエータ・トグルを示す図。
【図４３Ａ】筋膜切開術のため遠位組織溶接顎に角度をつけるよう、アクチュエータ・トグルおよび制御ロッドに作用するカム表面を示す図。
【図４３Ｂ】筋膜切開術のため遠位組織溶接顎に角度をつけるよう、アクチュエータ・トグルおよび制御ロッドに作用するカム表面を示す図。
【図４４】安全インターロック機構を示す図。
【図４５】代替の安全インターロック機構を示す図。
【図４６】代替の安全インターロック機構を示す図。
【図４７Ａ】代替の安全インターロック機構を示す図。
【図４７Ｂ】代替の安全インターロック機構を示す図。
【図４８Ａ】代替の安全インターロック機構を示す図。
【図４８Ｂ】代替の安全インターロック機構を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の1つの側面に従って、手術中に組織を封止、凝固および切断するための装置および方法が提供される。該装置は、組織の加熱を制御しながら同時に、一定の制御可能な量の圧力を該加熱されている組織に印加する手段を含む。熱と圧力の組み合わせられた印加により、組織のタンパク質が凝固され、組織中の血管が閉じられ、その結果止血が達成される。組織の最適な封止または凝固は、組織の副次的な損傷を最小限にとどめながら強くて耐性のある封止、凝固または吻合を生成することを意味する。
【００３１】
本発明の１つの側面は、生物学的組織の外科治療のための方法およびシステムを含む。この方法およびシステムにおいて、出血を凝固し、組織を封止し、組織を結合し、組織を切断するという目的のため、タンパク質が変性して組織がそれ自体または他の組織に付着または結合するこのできるような時間にわたって、熱エネルギーと圧力とが同時にまたは実質的に同時にまたは交互に印加される。このような目的を達成するために必要とされる熱または熱エネルギーの最小量は、処置されている組織に隣接する組織に対する熱損傷を最小限にとどめるように定められる。
【００３２】
また、本発明の装置は、組織を切断する手段を含むこともできる。"切断(serving)"は、血管またはリンパ細胞のような他の組織構造の凝固、止血あるいは封止または組織結合との組み合わせにおいて、解剖すなわち組織分割、組織破壊すなわち分離、あるいは組織構造の面展開(plane development)、定義、流動化(mobilization)を含む。切断は、組織を凝固させるために必要な量より多い熱量の使用によって達成されることができるが、望ましくない組織死滅の量を最小にするように最小限のエネルギーが使用される。本発明の別の側面に従って、切断は、他の機械的、超音波的、あるいは電子的手段によって達成されることができる。この手段は、限定的ではないが、はさみ切り動作(shearing action)、レーザ・エネルギー、ＲＦ、またはそれらの２つ以上の組み合わせを含む。例えば、組織が装置の顎に保持されている間に、凝固された組織に刃が通される。
【００３３】
本発明は、好ましくは、統合された血管採取システム（たとえば、２００４年９月２８日付米国特許出願第10/951,426号に開示されており、ここで参照により取り入れられる）の一つのコンポーネントとして組み込まれることができる組織溶接器を提供する。血管採取システムは、最小限の侵襲的(invasive)な内視鏡血管採取において特に有用であり、このシステムは、冠状動脈バイパス移植(coronary artery bypass grafting)における使用のための内胸動脈または腕の撓骨動脈に沿った四肢(extremities)の血管の採取、および冠状動脈バイパス移植および末梢動脈バイパスの両方における使用のための足の伏在静脈の採取を含む。このような観点から、この組織溶接器は、採取されつつある目標血管から側枝分岐部分(side branches)を分離する際に切断および保全(securing)／溶接機能の両方を実施する。しかしながら、理解されるべき点であるが、本明細書に記述されている組織溶接器の種々の側面は、組織の凝固や切断を行う他の手術システムと連係して利用することもできる。
【００３４】
本発明の組織溶接器の典型的な実施例は、採取されつつある主要血管から側枝分岐部分を切り離し、場合によっては主要血管を切断するために使用されるいわゆる"溶接および切断装置"を含む。しかしながら、本明細書に記述される装置は、単に血管ではなく一般的に組織を溶接したり切断するのに適している。最も広い意味において、組織溶接および切断装置という用語は、目標組織を溶接、結紮(ligating)、焼灼(cauterizing)、凝固および／または封止、切断、または横に切開する(transect)という機能のうちの一つまたはいずれかの機能の組み合わせを実行する装置のいずれかまたはすべてを意味する。例えば、双極の鋏（あるいは他の複数電極型の装置）のような電気焼灼器ツール、単極装置、組織バイセクタ(bisector)、あるいは他のそのような装置が、単独であるいは組み込み刃またはカッターと連係してそのような機能を提供する。組織を封止するため種々の許容可能なエネルギー源（例えば、ＲＦ、マイクロ波、レーザ、超音波、直接の熱エネルギーなど）を使用する他の類似の装置もまた、本発明の範囲内にある。組織に作用して溶接または切断する装置の各々は、エネルギー印加器と呼ばれる。溶接および切断装置は、単一のツールでもうよいし、あるいは独立した複数のツールの組み合わせでもよい。各ツールは、組織切断において、特に血管採取において、有用な独自の機能を有する。
【００３５】
ただし、注意すべき点であるが、本発明の種々の側面の各々は、他の側面と連係して使用することができるが、各側面は、従来システムおよび従来技術に関連して単独で使用される場合でも、発明上の意義を有するものと信じられる。かくして、本明細書に記述される以外の加熱および制御構造を使用し、また、血管採取のため以外のシステムにおいて、本発明に従った組織溶接器および方法を実現することができる。更に、本明細書に記述の組織溶接器の種々の側面は、双極挟みまたは組織バイセクタのような他の溶接および切断装置と共に使用することができる。同様に、組織溶接器の凝固機能の側面は、切断機能を提供するため機械的カッターと組み合わせることもできる。
【００３６】
最後に、本明細書に記述される例示的および／あるいは代替的な組織溶接器は、血管採取の他に数多くの用途を備えている点は理解されるべきである。例えば、組織溶接器は、胃の一部を切除して閉じるため胃のバイパス手術で使用されることができる。同様に、気腫患者の肺の容量減少もまた、本明細書記述の装置を用いて達成することができる。腸切除術もまた、別の潜在的に利用可能な面である。その他の外科治療は、大腿膝窩部バイパス、胃食堂逆流症のための上腹部動脈の切断／結紮、ファロピウス管の結紮、精管切除、胆嚢切除術における動脈、静脈および胆管の切断／結紮、および、腎臓に繋がる尿管の切開および結紮における腎摘出、を含む。
【００３７】
図１のＡ乃至Ｃは、契合ハンドル台座(mating handle base)２２およびハンドルそり(handle sled)２４を有する例示的な血管採取システムのモジュール型ハンドル・ユニット２０を示す。ハンドル台座２２は、細長いカニューレ２８に固定された遠位フランジ２６を含む。カニューレ２８は、体腔(body cavity)に伸長できる大きさに定められ、種々の血管採取ツールのための経路を提供する。図１Ａに見られるように、ハンドルそり２４は、ハンドル台座２２に契合するための構造を含む。種々のモジュール型ハンドル・ユニットおよび血管採取システムが、前述の２００４年９月２８日付米国特許出願第10/951,426号に例示され記述されている。
【００３８】
図１のＡ乃至Ｃの特定の実施形態において、ハンドルそり２４が、いくつかの血管採取システムに共通の多目的ハンドル台座のためのアダプタの役割を提供するので、本発明の組織溶接および切断装置３０を、該システム内の血管採取のため使用することができる。具体的には、ハンドルそりすなわちアダプタ２４は、内部の角度のある経路３４に至るポート３２を備える。この経路３４を通して、溶接および切断装置３０の細長いシャフト３６が伸長できる。細長いシャフト３６が遠位フランジ２６および採取カニューレ２８を通って導かれるように、ハンドル台座２２とハンドルそり２４が契合する。図１Ｃに見られるような最終アセンブリは、採取ツールに関するいくつかの運動制御部品がハンドル・ユニット２０に配置され、一方、そり２４に対して手でハンドル３８全体を操作することによって溶接および切断装置３０の回転が達成されることを示している。
【００３９】
図１Ｃは、また、カニューレ２８の拡大された遠位端を示し、該遠位端から、組織溶接および切断装置３０が突き出ている。装置３０は、その遠位端上に、相対的に動くことができる１対の細長い顎(jaw)４０、４２（図では開いて示されている）を備える。好ましくは、ハンドル３８内部の機構は、顎４０、４２を開閉するアクチュエータ４４を含む。顎４０、４２は、直交軸または横断軸のいずれよりも近位−遠位方向が長くなるように、おおむね近位−遠位方向に細長くなっている。
【００４０】
理解されるべき点であるが、"顎"という用語は、他の同様の部材または他の構造と一緒になって用いられる部材であり、これにより、該両方の部材の対向する表面が接触または近接することができる。顎は、締金（クランプ）、ピンセット、鉗子あるいは類似の把持ツール上に提供されることができる。顎４０、４２は、それらの近位端が、共通の旋回軸または異なっていてもわずかな間隔で配置された旋回軸に軸受けされ、それらの遠位端が開閉するように、取り付けられる。当然のことながら、旋回動作ではなく平行運動するように顎を取り付けてもよい。本発明の実施例は、"熱い"顎と"冷たい"顎を含む。相違は、一方の顎だけが能動的に加熱されるという点である。しかしながら、両方の顎が熱いことも、また分離した熱源を備えて両方の顎が冷たいというような異なる顎構成にも、本発明の側面が適用可能である点は留意されるべきである。
【００４１】
好ましい実施形態において、第１の顎４０が"熱い"顎で、第２の顎４２が"冷たい"顎である。"熱い(hot)"という用語は、当該顎に少なくとも１つの能動的な加熱素子が備わっていることを意味し、一方、"冷たい(cold)"顎は、能動的な加熱手段を持たない（ただし他方の顎からの間接的加熱によって熱くなることはある）。本実施例において、図１Ｃに示されているように、第１の"熱い"顎４０は、組織を溶接するための第１の加熱素子４６および組織を切断するための第２の加熱素子４８を含む。第１の加熱素子４６は、電流の印加とともに第１の温度まで上昇するように構成され、一方、第２の加熱素子４８は、電流の印加とともに第１の温度より高い第２の温度まで上昇するように構成される。従来からの理解に従えば、血管組織が１００℃を超えて加熱されると、組織は破壊し、従って"切断(cut)"される。しかしながら、血管組織が５０℃から９０℃の間の温度に加熱される場合、組織は、単に隣接組織に"封止"され、すなわち"溶接"される。
【００４２】
第1の加熱素子４６が溶接温度領域内まで加熱するが、切断温度しきい値までは上昇せず、一方、第２の加熱素子４８が溶接温度領域を超えて切断温度領域まで上昇することを確実にする種々の手段が、本明細書において記述される。例えば、第１および第２の加熱素子４６、４８が異なる温度に上昇するように、それらの相対的な電気抵抗値を設定することができる。代替的に、使用される材料は同じとしても、異なる加熱温度となるように第１および第２の加熱素子４６、４８の形状を変えることもできる。更に、２つの加熱素子を通る電流を異なるものにしてもよい。
【００４３】
図１Ｃは、また、顎４０、４２、および細長いカニューレ２８の遠位端を通って伸長するシャフト３６の遠位端の構成を基本的に示している。特に、顎４０、４２は、旋回軸（ピボット）ピン５０として表されている共通軸の周りを旋回するように配置されている。顎４０、４２を開閉する機構の例の詳細は後述される。顎４０、４２の各々は、剛性の材料の内側顎部材と共に、該内部顎部材を取り囲み、該装置の操作中に組織の粘着性に抗するような材料からなるブーツ５２ａ、５２ｂ（図３Ａ参照）を含む。１つの実施形態において、内部顎部材は、ステンレス鋼から作られているが、放熱(heat sink)の少ない他の材料を使用することもできる。ブーツ５２a、５２ｂは耐熱のシリコーン・ゴムから作製される。ブーツ５２a、５２ｂは、また、熱損失を減らすため、内部顎部材の周囲に断熱機能を提供する。第１および第２の加熱素子４６、４８は、第１の顎４０上で、特に第２の顎に対向する第１の顎４０の表面上で、ブーツ５２ａに外付けされる。
【００４４】
図２乃至図７は、本発明の実施例である組織溶接および切断装置３０の遠位端の組み立て、分解およびその他部分に関する図面を示す。図２のＡおよびＢにおいて、顎４０、４２は、溶接および切断装置３０の遠位端において閉じられている。装置３０は、装置シャフト３６の端部に取り付けられるおおむね管状の形状をした遠位先端部５４を含み、顎４０、４２を開閉するための機構（後述）を収納している。両方の顎４０、４２は、双方の顎の対向するそれぞれの表面が曲線に沿って接触するように、それぞれの長さ方向に沿って浅い湾曲を示す。好ましい実施形態において、顎４０、４２を含む装置３０の遠位部全体のアセンブリは、組織の侵襲が最小限の手術となるように、直径５ｍｍのポートを通ることのできる寸法とされる。
【００４５】
顎４０、４２は、好ましくは、"熱い"顎４０上に複数の加熱溶接システムを組み入れる。最小限、少なくとも２つの加熱素子が設けられる。そのうちの１つは、組織を切断するように構成され、他の加熱素子は、組織を溶接または凝固させるように構成される。１つの実施例において、顎４０は"３つの加熱素子"の構成を持ち、この場合、１つの加熱素子が切断のためのもので、他の２つが、切断素子の両側に配置されて溶接機能を提供する。望ましくは、これらの加熱素子は、顎４０の遠位端に近い方から長軸方向に伸長し、切断加熱素子がおおむね中央に、２つの溶接加熱素子が、その両側に対称的に配置される。
【００４６】
図３のＡおよびＢは、開いた時の顎４０、４２を示す。図３のＢに見られるように、好ましくは、第１の加熱素子４６は、横方向に分離された２つの溶接部材に分岐し、それら両方の部材の間に、単一の第２の加熱素子４８が配置される。第１の加熱素子４６の分岐した溶接部材の各々が、組織内に溶接領域を提供し、一方、第２の加熱素子が、その溶接領域内の組織を切断する。従って、技術的に見れば、熱い顎４０は、１つの中央切断素子とそれに隣接する２つの溶接素子という３つの加熱素子を含む。本実施例では、２つの隣接する溶接素子を一体的に結合しているが、それらを独立するように構成することも容易にできるであろう。上述のように、顎４０、４２の一方または両方は、ブーツ(boot)５２ａ、５２ｂによって囲まれた内部顎部材を含む。第２の顎４２の周りのブーツ５２ｂは、好ましくは、把持機能を提供すると共に、組織が２つの顎に挟まれた時に該組織が滑るのを防止するための、横方向の一連ののこぎり歯６０を備える。第１の顎４０のブーツ５２ａの外側には、第１および第２の加熱素子４６、４８が配置されているので、第１のブーツ５２ａにはそのような歯は不要である。
【００４７】
図４は、分解された装置３０の遠位端のコンポーネントを示し、図５乃至図７は、第１および第２の加熱素子４６、４８の具体的な形状と半組立部品、およびそれらの第１の顎４０への取り付け様態を示す。第１の"熱い"顎４０の内部顎部材６２（図８のＡおよびＢに別掲）は、細長く曲がった遠位部分６４および近位旋回軸格納体６６を備える。格納体６６には、他方の顎に対する旋回運動のための通し孔が備えられる。より具体的には、内部顎部材６２の近位旋回軸格納体６６は、大きい円状の通し孔６７および角度のついたスロット６８を含む。これらは共に、外壁部分６９に形成される。外壁部分６９から直立する一対の側壁７０が、以下に記述するように、その内部に電線および旋回軸機構が収容される旋回軸格納体６６の内側の空間を提供する。
【００４８】
第１の加熱素子４６は、近位クリンプ（crimp）７２およびフランジ７３を備える。２つの細長い溶接部材７４が、近位クリンプおよびフランジから遠位方向に伸長し、上に曲がって戻りながら共通鉤(barb)７５に至る（図７のＢ参照）。細長い溶接部材７４は、好ましくは、それぞれが横幅Ｗを持つ薄い長方形ストリップであって、互いに間隔Ｓを置いて平行に伸長する長方形ストリップから構成される。２つの溶接部材７４が、クリンプ７２およびフランジ７３によって近位端において、また、共通鉤７５によって遠位端において、接続されているので、それらが、第１の加熱素子４６の分岐部分を画定する。好ましい実施形態において、第１の加熱素子４６は、型打ち(stamping)、屈曲(bending)、機械加工等々によって図示の形状に形成される単一で同質の金属（例えば、ステンレス鋼）から構成される。
【００４９】
第２の加熱素子４８は、間隔を置いた２つの溶接部材７４の間をそれらに平行して伸長するが、該溶接部材とは空隙によって分離される。加熱素子４８もまた、溶接部材７４と同じ長さだけ遠位方向に伸長し、上に曲がって戻りながら共通鉤７５に隣接する接続端部７６に至る（図７のＢ参照）。接続端部７６と鉤７５とは、例えば抵抗溶接すなわちスポット溶接を使用して電気的に接続される。本明細書の記述において、２つの機械的部品の間の接続を記述するために使用される用語"抵抗溶接(resistance weld)"は、例えば、スポット(spot)溶接、レーザ溶接、はんだ付け接続、ろう付け結合(brazed joint)などを含むすべての適切な結合形態を包含する。
【００５０】
図４の分解組立図に見られるように、加熱素子４８は、細長いワイヤーすなわちロッドから構成されることができ、接続端部７６を、連続した伸長部を形成する別個のＵ字形結合部７７によって形成することができる。第２の加熱素子４８は、第１の加熱素子４６と比較して、第２の顎４２に向かう方向に隆起するような形状となっている。これにより、第１の加熱素子４６が溶接を行っている間に、第２の加熱素子４８が組織を切断する、という異なる機能を果たすことができる。更に、第１の加熱素子４６のストリップ状溶接部材７４の各々は、平坦な、顎に対向する表面を持ち、一方、第２の加熱素子は、溶接部材のいずれよりも小さい横方向の幅を持つ円筒状の、顎に対向する表面を画定する。
【００５１】
第１の加熱素子４６の１つの例が、図９のＡ乃至Ｅに別個に示されている。これの図は、上記引用の図に示されたものと若干異なる加熱素子４６を示しているが、いずれを使用しても望ましい結果を生む。相違は遠位端にあり、近位端方向に鉤７５に巻き戻る構成の代わりに、本実施例では、たとえば９０°に曲げられたフランジ７８が示されている。フランジ７８は、第２の加熱素子４８を収容するようにおおむね半円の開口部８０を規定するように、フォーク状に構成されている。図示されてはいないが、この場合、第２の加熱素子４８は、開口部８０に１８０°カールし、例えば抵抗溶接を使用して該開口部に電気的に接触するように固定される。
【００５２】
ここで図５乃至図７を特に参照すると、直列回路を形成するために取り付けられた複数の導線を有するように、加熱素子４６、４８が示されている。図６Ｂおよび図７Ａに示されているように、絶縁された一対の導線８２、８４は、加熱素子４６、４８を通る回路経路の一部を形成する。第１の導線８２は、近位クリンプ７２における抵抗溶接によって第１の加熱素子４６と電気的に接触し、第２の導線８４は、第２の加熱素子４８と電気的に接触する。第２の導線８４の周囲の絶縁されたスリーブが、第１の加熱素子４６のフランジ７３に形成された開口部を通って伸長する。第１および第２の加熱素子４６、４８が顎４０の長さ全体に沿って電流ループを画定するように、鉤７５と接続端部７６とは電気的に接触する。
【００５３】
こうして、導線８２、８４を通る電流が第１および第２の加熱素子４６、４８を直列に通る。第１および第２の加熱素子４６、４８を通る電流は、それらの共通遠位端までは、具体的には鉤７５と接続端部７６の間の抵抗溶接部までは、分離されたままである。第１の加熱素子４６が２つの分離した溶接部材７４に分岐するという構成により、溶接部材７４の各々は、第２の加熱素子４８に流れる電流のほぼ半分を並列に通す。従って、これらの加熱素子が形状および材料の点で同一であれば、溶接部材７４の各々は、電流が分岐されているので、第２の加熱素子７４が達する温度より低い温度までしか上昇しないことは理解されるであろう。この差により、第１の加熱素子４６が溶接領域の温度に到達し、一方、第２の加熱素子４８が切断領域の温度に到達することが保証される。本実施形態において、別個の溶接部材７４の各々は、顎４０の長さ方向を横切る平面において組織に対向する表面領域であって、第２の加熱素子４８より幅広い表面領域を有する。比較的低い電流、よって比較的低い温度とあいまって、このような第１の加熱素子の構造が、幅がより狭くより熱い（そして比較隆起されている）中央の加熱素子４８とは対照的に、切断動作とは反対の組織溶接動作の実行を容易にする。
【００５４】
しかしながら、第２の加熱素子４８は、溶接部材７４のいずれよりも高い電気的抵抗を持つように構成されているので、なお一層大きな電流でさえも更に多く熱として放散させるという利点を持つ。このような一層高い電流と一層高い抵抗との組み合わせによって、第１の加熱素子４６が組織溶接領域にとどまりつつ、第２の加熱素子４８が切断領域温度まで上昇することを可能にする。好ましい実施形態において、第１の加熱素子４６は、３０１ステンレス鋼のような適切な導電性金属で製作され、一方、第２の加熱素子４８は、ステンレス鋼より大きい電気抵抗を持つように、剛性の材料のチューブと該チューブより電気抵抗の大きい充填材という組み合わせで構成される。１つの具体的な実施形態において、該チューブは、INCONEL 625のようなニッケル−クロム合金から作られ、マグネシウム酸化（MgO）粉末のような電気的に絶縁されているが熱伝導性のあるセラミックが該チューブに充填される。従って、固体(solid)である場合より一層大きい電流密度が該中空チューブを通過し、その結果、該材料は、所与の電流において一層高い温度に達する。加えて、内部の熱伝導性セラミックは、素子４８を通る伝導性の熱流(conductive heat flow)を不当に制約しない。好ましくは、第２の加熱素子４８は約０.２オームという相対的に高い抵抗を持ち、第１および第２の加熱素子からなるシステム全体は約０.７２オーム、好ましくは０.８オーム未満の平均抵抗を持つ。
【００５５】
理解されるべき点であるが、本発明は、少なくとも１つの切断素子および少なくとも１つの溶接素子を意図しているが、それらは電気的に直列していてもいなくてもよい。例えば、例示されている実施形態は、１つが第１の（溶接）加熱素子４６における使用のため、別の１つが第２の（切断）加熱素子４８での使用のためという２つの電流経路を利用することによって変更されることもできる。代替的に、１つの切断素子および単一の（すなわち分岐されてない）溶接素子を熱い顎上に備え、両者が共通の電流経路の一部を形成するように構成することもできる。また、これと同じ構成において、別々の電流経路を持つようにしてもよい。更に、上述のように、切断素子を１つの顎上に配置し、溶接素子を反対の顎上に配置することもできる。このような代替構成の各々において、電流経路が共通であろうと別々であろうと、切断素子が溶接素子より高い温度に達するという点は共通した特徴である。
【００５６】
図１０のＡ乃至Ｆは、"熱い"顎４０に使用されるブーツ５２ａの１つの例をいくつかの方向から示している。上述のように、ブーツ５２ａは、組織の粘着（付着）に耐性のあるシリコーン・ゴムのような材料で作製されており、そのような組織付着のために顎の効率が低下するに先立ち、複数の組織切断／溶接手術を実施することを可能にする。ブーツ５２ａは、加熱素子４６、４８の間の電気的絶縁および断熱を提供するので、一般に金属でできている内部顎６２では熱が失われるのに対し、両方の顎の間の空間で熱を保持するのに役立つ。ブーツ５２ａは、一般に、開いた近位端８６および部分的に閉じた遠位端８８を持つ中空スリーブから構成される。ブーツ５２ａが熱い顎４０に取り付けられる場合、冷たい顎４２に対向する上部表面９０が、長さ方向の１対のレール９２を含む。図１０のＤおよびＧに見られるように、２つのレール９２は、おおむね等間隔に配置され、２つに分岐した第１の加熱素子４６および中央の第２の加熱素子４８に対する案内経路を提供する。ブーツ５２ａの遠位端８８は開口部を持ち、その中に、２つの加熱素子４６、４８の結合されカールされた（曲げられた）遠位端が伸長する。これによって、２つの電極の遠位端が熱い顎上に保持される。留意されるべき点であるが、内部顎部材６２の遠位端は、図７のＣにおいて符号９３で示されるように、フォーク状に分岐している。ブーツ５２ａは、このような形態に整合するような内部形状を持ち、結合された鉤７５および接続端部７６を収容するため外側に開いた窪み（キャビティ）を提供するように、成形される。鉤７５の矢じり形状が、好ましくはシリコーン・ゴムでできている柔らかい絶縁ブーツ５２ａに対して加熱素子が適切な位置に固定されることを保証するのに役立つ。
【００５７】
図５および図６は、組み合わされた加熱素子４６、４８および導線８２、８４の内部顎部材６２への組み入れを示す。図６のＢに見られるように、近位クリンプ７２が、第１の加熱素子４６およびシリコン・ブーツ５２ａの伸長部分を、旋回軸格納体６６の直立フランジ９４に確保している。導線８２、８４は、旋回軸格納体６６内に一対の側壁７０によって形成された空間を通るように配線される。第１の導線８２は、一方の側壁７０に沿ってまっすぐ伸長して、第１の加熱素子４６の近位クリンプ７２に抵抗溶接またはその他の方法で固定される。第２の導線８４は、他方の側壁７０に沿って曲がった経路を取り、図６のＡに見られるように、第１の加熱素子４６の近位フランジ７３に形成された前述の開口部を通過する。図５のＢは、旋回軸格納体６６上に組み立てられた直立シャフトスタブ(stub)９８を持つブッシング(bushing,軸受け)９６を示す。ブッシング９６は、顎４０、４２を開閉する機構の一部を形成する（詳細は後述）。
【００５８】
組み立てを容易にし、製造コストを下げる本発明の１つの側面は、加熱素子サブシステムの組み立て特性である。図６のＢおよび図７のＡに見られるように、該サブシステムは、第１の加熱素子４６、第２の加熱素子４８、（典型的には第１の内側顎６２と一体的に組み立てられる）旋回軸格納体６６、および直列の加熱素子を通る電流を提供する２つの導線８２、８４、という５つの部品から構成される。これら５つの部品は、いくつかのクリンプで、あるいは望ましくは溶接で、あるいは両方の方法で結合され、熱い顎の残り部分との統合に先立って容易に組み立てられる。
【００５９】
前述のように、顎４０、４２のいずれかあるいは両方は、ブーツで覆われた内部顎部材を含む。図４の分解組立図は、熱い顎４０の内部顎部材６２と第２の冷たい顎４２の内部顎部材１０２の両方を、関連するブーツ５２ａ、５２ｂと共に示している。両方のブーツ５２ａ、５２ｂは、内部顎部材６２、１０２の曲がった遠位端にはまって取り囲む。
【００６０】
従来の組織溶接器具においては、ステンレス鋼の内部顎部材は、１つまたは複数の電極を通過する電流のための戻り導電路として便宜的に使用されていた。これには、電流の一部が内部顎部材の内部に生成される抵抗熱として浪費されるという明白な欠点があった。また、加熱素子から顎への熱伝導が、組織への非効率なエネルギー供給を生み、潜在的に不慮の熱損傷をもたらすという欠点もあった。１つの側面において、本発明は、絶縁ブーツ５２ａが間に挟みこまれているという点において、加熱素子４６、４８を第１の内側顎部材から物理的に切り離すだけではなく、電流が内部顎部材を通過することはない。遠位鉤７５と接続端部７６との間の直列接続は、熱い顎に沿った導電経路全体が加熱素子４６、４８だけを通るということを意味する。このようにして、電気エネルギーの望ましい抵抗熱への変換効率が最大にされ、加熱素子と直接接触する以外の組織に対する該装置の実装面積(footprint)が最小にされる。
【００６１】
組織、より具体的には血管を溶接および切断することができる能力に加えて、顎４０、４２は、筋膜切開手術(fasciotomy)、すなわち筋膜（例えば、組織の異なった層を分離する線維組織(fibrous tissue)の帯(band)すなわちフィレ(fillet））を通る切開を実施する能力を有することができる。開いた顎４０、４２が示されている図３のＢに最もよく見られるように、"カッター・ワイヤ(cutter wire)"である第２の加熱素子４８が、顎の中央平面に沿って顎の長さいっぱいに伸長している。加えて、第２の加熱素子４８は、取り囲んでいる第１の加熱素子４６の溶接部材よりも隆起するように配置されている。これにより、熱い顎の第１の表面が、顎の内部に取り込まれた組織と接触することができる。筋膜切開手術は、切断温度まで上昇した熱によって組織を切断するように通電された第２の加熱素子４８を用いて、組織帯を通って開いた顎を単に押し込むことによって実行されることができる。当然のことであるが、本実施例において、第１の加熱素子４６も熱くなるが、筋膜切開手術への影響はほとんどない。
【００６２】
図４は、また、第２の"冷たい"顎４２の内部顎部材１０２の遠位端に配置された先細の先端部１０３を示している。この先端部１０３は、組織の非切開抜去(blunt dissection)を容易にするのに役立つ。取り囲むブーツ５２ｂも、同様の先細形状とすることができる。好ましい実施形態において、内部顎部材１０２は、おおむね長方形の断面を持ち、先端部１０３は、向かい合う両サイドに設けられた２つの先細部分を持つ。当然のことながら、一層丸い断面や円錐形に先細にされた先端部１０３も代替的に使用可能である。更に、組織の非切開抜去を一層容易にするため、冷たい顎４２の内部顎部材１０２は、第１の顎４０の内部顎部材６２に比べて若干長くされる。
【００６３】
組織溶接シャフト３６の遠位端への顎４０、４２の取り付けおよび顎を開閉する機構の例を以下に記述する。図４の分解組立図と共に図３および図５を参照すれば、第１の内側顎部材６２の旋回軸格納体６６は、間にブッシング９６を挟みながら、第２の内側顎部材１０２の近位旋回軸格納体１０４と組み合わされる。ブッシング９６は、図６のＢに見られる開口部６７のような、旋回軸格納体６６、１０４に形成され位置合わせされた開口部の内部に合致する反対側に向いたシャフトスタブ９８を有する。ブッシング９６は、片側に、旋回軸格納体６６およびその内部に配置された導線８２、８４と係合する機能を含む。すなわち、ブッシング９６は、第１の内部顎部材６２の旋回軸格納体６６に対して固定されている。一方、第２の内側顎部材１０２の旋回軸格納体１０４は、該格納体がシャフトスタブ９８を軸に回転する時、ブッシング９６の平坦な上部表面を滑る平坦な下部表面を含む。従って、第１内部顎部材６２および第２内部顎部材１０２は、ブッシング９６のシャフトスタブを軸に相対的に回転することが可能とされる。
【００６４】
図４の分解組立図はまた、細くなった部分１１０を含む可撓性のあるシャフト３６の遠位端を示す。可撓性シャフト３６は、中空で、その中を通る制御ロッド１１２を収容する。おおむねＹ字形のヨーク１１４が、抵抗溶接あるいは類似の手段（図示されてない）を介して制御ロッド１１２の遠位端に取り付けられる。従って、制御ロッド１１２の直線的な動きによって、ヨーク１１４も動く。おおむね管状のシャフト先端部５４が、該細くなった部分１１０にはまり、そこにリベット１１８を用いて固定される。
【００６５】
図２および図３と共に図４を参照すれば、管状シャフト先端部５４は、その間に側面開口部１２２を画定する１対のアーム１２０を持つ分岐された遠位端を含む。後述されるように、顎の旋回軸格納体６６、１０４はアーム１２０の間に伸長し、側面開口部１２２が、その運動を許容する。間にブッシング９６を持つ２つの旋回軸格納体６６、１０４のアセンブリは、平坦な内部表面および部分的に円筒状の外部表面を持つ１対の小さいスペーサー１２４の間にはさみ込まれる。スペーサー１２４は、旋回軸格納体の開口部６７および挿入されたシャフトスタブ９８と位置合わせされる通し孔を含む。このようにして、スペーサー１２４を含む顎アセンブリは、分岐したアーム１２０の間に収まり、該アームのフィンガー（指）部にある一対の開口部１２８を通るリベット１２６によって該アームの中に固定される。従って、顎４０、４２は、シャフトスタブ９８を軸として旋回する。
【００６６】
両方の旋回軸格納体６６、１０４は、シャフト先端部５４の両方のアーム１２０に形成される細長いスロット１３０におおむね位置合わせされる角度のついたスロット６８を含む。図４の分解組立図に見られるように、これら角度のついたスロット６８は、相互に反対を向いている。組み立てられた旋回軸格納体６６、１０４の組み合わさった厚みが、ヨーク１１４の分岐したフィンガー部の間に収まり、リベット１３２が、該ヨークのフィンガー部の遠位端の開口部および角度のついたスロット６８を通る。このようにして、ヨーク１１４の直線運動が、リベット１３２の直線運動に変換され、この結果、角度のついたスロット６８におけるカム動作を通して顎４０、４２が開閉される。細長いスロット１３０が、リベット頭部に対する隙間を与え、リベットの平面整合を保証し、その組み立てを可能にする。図示のような方向に向いた角度のあるスロット６８により、制御ロッド１１２が遠位側に置かれる時に顎が開き、一方、制御ロッドの近位端部への運動が顎を閉じさせる。
【００６７】
顎４０、４２への電力の供給は、図６のＢに最もよく示されているように導線８２および８４を介して実施することも、あるいは、上述の旋回機構を通して直接実施することもできる。例えば、制御ロッド１１２を電気的に導電性のあるものにして、ヨークとピンと角度のついたスロットとを連結することによって、電流を内部顎部材６２、１０２へ供給することができる。戻り電流経路は単一の導線によって提供することも可能である。可動部品を電気的な導電経路から取り除いているので、導線８２、８４を利用する図示の実施例が好ましい。
【００６８】
小さい直径（５ｍｍ未満）という設計制約の中で、顎運動機構は、約１乃至３ポンド、好ましくは１ポンドという閉じる力、および約１乃至３ポンドという開く力を印加することが可能なように比較的ロバストであるべきである。更に、遠位先端部分における顎の開いている距離は、望ましくは約８ｍｍである。組織の溶接および切断に加えて、顎の先細りで丸い外側形状によって、非切開抜去術(blunt dissection)にも顎を使用することができる。また、この非切開抜去は、顎によって提供される比較的ロバストな開く力によって強化されることができる。
【００６９】
明らかなように、顎の開閉機能は、多くの異なった形態で達成されることができる。本発明は、その広範囲な解釈において、いかなる１つのタイプの機構にも限定されることはない。例えば、共通軸の周囲を旋回する両方の顎の代わりに、間隔をあけて置かれる複数軸の周囲を旋回する複数顎を備える一連の結合部材を利用することもできる。好ましくは、顎を開く装置の形態は、コストを最小にし、直線（線形）の力を顎の旋回運動に伝達するのを最適化するように選択される。オプションとして、他方の顎に対向する顎表面が互いに平行となるように、旋回機構が構成される。
【００７０】
図１１のＡ〜Ｃおよび図１２に見られる制御ハンドル３８の例は、いくつかの望ましい他の機能に加えて、制御ロッド１１２を駆動し顎を開閉するための機構を含む。図１１のＡ乃至Ｃの正面図および２つの部分断面図に、制御ハンドル３８が示されている。制御ハンドル３８は、２つの成形された半格納体１４０ａ、１４０ｂの並置によって形成される外部格納体１４０を含む。外部格納体１４０は、それらの間に一連の内部格納キャビティを画定した複数の壁および／あるいは隔壁１４１を含む。外部格納体に形成された遠位通し孔が、遠位顎４０、４２に至る可撓性シャフト３６を収容する。上述の実施例のアクチュエータ４４が、該格納体に対して固定されたピン１４２に対して旋回するように軸受けされ、ピン１４２の反対側に親指パッド１４４を含む。親指パッド１４４がユーザにスライダーを提供するように、アクチュエータ４４の狭い部分が、格納体１４０における近位−遠位スロット１４６の内部で移動する。従って、アクチュエータ４４は、２つの半格納体１４０ａ、１４０ｂの間の中空空間において旋回するように制限され、親指パッド１４４が、スロット１４６の両端の間を移動する。スライダー１４４の遠位方向への移動（図１１Ａにおいて左方向への移動）によって顎が閉じ、スライダー１４４の近位方向への移動（図１１Ａにおいて右方向への移動）によって顎が開く。
【００７１】
例示された制御ハンドル３８は、顎を開閉させる機構に加えて、前述の加熱素子を通電するための回路を、該ツールの遠位端に含む。本発明が１つの特定のスイッチ構成に限定されることはないが、本実施例は、溶接加熱素子と切断加熱素子の両方を同時にかつ顎の閉じた位置で起動する溶接／切断スイッチを含む。更に、制御ハンドル３８は、その間に組織を保持した２つの顎によって印加されることができる力を制限するための調整器を含む。
【００７２】
図１１のＡ乃至Ｃと共に図１２の分解組み立て図を参照すれば、アクチュエータ４４は、垂直に細長い近位−遠位通し孔１５２をその内部に有する広がった中央区画１５０を持つ。通し孔１５２は近位ヘッド１５６および遠位ヘッド１５８を持つロッド１５４を収容する。ロッド１５４の近位端は、力伝達ブロック１６０を通ってアクチュエータ４４の近位側のキャビティに伸長する。力伝達ブロック１６０は、格納体に形成された１対の案内壁の間で近位−遠位方向に力を変換し、ロッド１５４上を滑ることのできる口径を持つ。力制限バネ１６４は、ロッドに巻き付けられると共に、近位ヘッド１５６と遠位ヘッド１５８との間に拘束される。ロッド１５４の遠位端は、遠位ヘッド１５８が力結合器１６６の中に取り込まれるように、アクチュエータ４４の遠位側に伸長する。図１２は、おおむね箱形をした力結合器１６６の内部構成を示す。力結合器１６６は、大きいキャビティ、遠位ヘッド１５８が収容される小さいキャビティ、および、その両端部に１対のスロットを含む（参照符号は簡略のため示されていない）。図１１のＣに見られるように、力結合器１６６の片方の側面が、連係部品のアセンブリを容易にするため取り除かれている。力伝達ブロック１６０と同様に、力結合器１６６は、格納体に形成された１対の案内壁１７４の間で、近位−遠位方向に力を変換する。
【００７３】
図１１のＢを特に参照すれば、小さい突起部１８０が、アクチュエータ４４の広くなっている中央区画１５０から横方向に突き出ている。突起部１８０は、格納体１４０内に取り付けられた溶接/切断スイッチ１８２に係合して作動させるように配置される。すなわち、スイッチ１８２は、格納体１４０に対して固定されているが、突起部１８０は、アクチュエータ４４と共に旋回する。親指パッド１４４がスロット１４６内で近位方向に動くと、アクチュエータ４４は、突起部１８０が溶接/切断スイッチ１８２のレバーを作動させるまで、時計回りの方向に旋回する。電線１８４が、ハンドル３８の近位端に向かって伸長してスイッチ１８２に電力を供給する。そこから、導線１８６が、遠位方向に向かって伸長し、可撓性シャフトを通って該ツールの遠位端における顎上の加熱素子まで伸びる。
【００７４】
図１１のＢおよびＣは、格納体１４０の遠位端の隔壁１４１の間に取り込まれた円筒状フィルタ１９０を示す。おおむね管状のフィルタ１９０は、図１２の分解図に示されているように、１対のＯ（オー）リング１９４をその両端に収容するように、段のついた通し孔１９２を含む。Ｏリング１９４の各々は、可撓性シャフト３６の周囲に密着して封止する内側直径を持つ。シャフト３６は、格納体１４０の遠位端に向かって伸長し、フィルタ１９０を通り、該格納体の隔壁１４１のうちの１つに隣接したシール(seal)部品１９６で終わる。図１１Ｃに見られるように、制御ロッド１１２は、シール部品１９６を通って続き、力結合器１６６の中へ進む。力結合器１６６の大きいキャビティに収容された環状部品（collar）２００が、止めねじ２０２によって制御ロッド１１２の近位端に締め付けられる。このようにして、制御ロッド１１２の近位端は、環状部品２００によって力結合器１６６内に拘束される。
【００７５】
使用の際には、操作者は、図１１Ｃの矢印２０４によって示されるようなスロット１４６に沿った遠位方向に親指パッド１４４を滑らせると、アクチュエータ４４が旋回して該ツールの顎が開く。アクチュエータ４４が旋回するにつれて、その角度運動が、ロッド１５４上の細長い通し孔１５２によって受け取られる。広くなっている中央区画１５０の曲がった遠位面が、力結合器１６６の近位端と最終的に接触して、遠位方向にそれを動かすカムとしての作用を果たす。環状部品２００が力結合器１６６の大きい方のキャビティ内に拘束されているので、環状部品２００もまた遠位方向へ力を変換し、その結果、制御ロッド１１２を遠位方向に押す。本実施形態において、顎を開くためのアクチュエータ４４と制御ロッド１１２の遠位方向運動との間に、クラッチあるいは力制限機構はない。従って、顎が開く範囲は、親指パッド１４４の移動の範囲あるいは顎自体のちょうつがい構造によって制限される。
【００７６】
一方、操作者が図１１Ｂの矢印２０６によって示されるようなスロット１４６に沿った近位方向に親指パッド１４４を滑らせると、アクチュエータ４４が旋回して該ツールの顎が閉じる。広くなっている中央区画１５０の曲がった近位面が、力伝達ブロック１６０の遠位端と最終的に接触して、それを近位方向に動かすカムとしての作用を果たす。力伝達ブロック１６０がロッド１５４上を自由に滑るので、それは近位方向へ移動してバネを圧縮する。力制限バネ１６４の圧縮が、ロッド１５４の近位ヘッド１５６に対し近位方向の力を印加する。遠位ヘッド１５８が力結合器１６６の段のついたキャビティ内に拘束され、それが制御ロッド１１２に連結しているので、ロッド１５４の近位の変位に対する抵抗が、顎の閉鎖に抵抗する力によって与えられる（最小限摩擦力が制御ロッド１１２に作用すると仮定する）。顎を組織に固定するに先立ち、ロッド１５４の近位の変位に対する抵抗が最小となり、力伝達ブロック１６０の近位変位が、ロッド１１２の同等の変位に変換される。しかしながら、顎が最終的に組織上で閉じるとき、最大の顎を閉じる力（閉鎖力）は、バネ１６４の剛性によって制限される。具体的には、顎が閉じた後、一定の力がバネ１６４によって顎の間の組織に印加される。
【００７７】
該ツール上の所定の顎と共に力制限バネ１６４を注意深く調整することによって、この閉鎖力は、顎内にある組織を不当に破壊あるいは傷つけるような力よりも小さくなるように制限されることができる。当業者に理解されることであろうが、組織へ印加される圧力は制限されなければならないし、該圧力は、バネ１６４の弾性定数と共に顎の形状および大きさに部分的に依存する。望ましくは、バネ１６４によって制御され顎によって組織へ与えられる力は、約１ポンドから３ポンド（０.４５キログラムから１.３６キログラム）の間、好ましくは約１ポンドである。この好ましい力の範囲により、加熱素子が２つの顎の対向する表面内に保持された組織を、適度に短い時間で、好ましくは５秒以内に、効果的に溶接および切断することが保証される。すなわち、１ポンド未満の力を組織に印加すれば切断機能は遅れがちとなり、一方、３ポンドを超える力を印加すれば、効果的な溶接が形成される前に組織が切断される傾向となる。前述のように、この好ましい力の範囲および動作時間は、顎の大きさと形状に依存する。しかしながら、内視鏡組織溶接の制約、とりわけ血管採取術中の制約を考えると、これらのパラメータは、広範囲の適切なタイプの顎に適用可能と考えられる。
【００７８】
組織溶接器の望ましいパラメータを更に説明するため、熱い顎の内部顎部材６２を示す図８のＡ乃至Ｈおよび内部顎部材６２を覆うブーツ５２ａを示す図１０のＡ乃至Ｈを再度参照する。内部顎部材６２は、近位の旋回軸格納体６６から伸長するカーブした遠位部分６４を持ち、丸い旋回軸孔６７からその遠位先端部までの長さは約０.７４０インチ（１８.８０ミリ）である。上述のように、冷たい顎４２の内部顎部材１０２は、組織の非切開抜去(blunt dissection)を容易にするため、第１の顎４０の顎部材６２より若干長く、約０.７６５インチ（１９.４３ミリ）という長さを持つ。顎部材６２は、熱伝導性などを持つ他の材料も利用可能であるが、望ましくは、ステンレス鋼から作られている。遠位部分６４の横断面の形状は、旋回軸格納体６６に隣接してほぼ正方形であり、各辺が約０.０６０インチ（１.５２ミリ）という寸法を持つ。遠位部分６４の組織に対面する側の寸法は、図８Ｅに見られるように、顎部材６２の長さに沿って一定のままであるが、垂直方向の寸法は、図８のＤおよびＦに見られるように、遠位先端部に向って徐々に細くなり、最終的に約０.０３１インチ（０.７９ミリ）となる。ブーツ５２ａは、図１０のＡ乃至Ｈに見られるように、カーブした遠位部分６４を覆うのに十分な全長を持ち、約０.０８２インチ（２.０８３ミリ）という組織に対面する横幅を持つ。冷たい顎のブーツ５２ｂの寸法パラメータは同等であるが、２つのブーツは異なる機能を実行するので異なるよう構成される。
【００７９】
１乃至３ポンドの間の望ましい顎を締め付ける力は、切断と溶接の間で最も効果的なバランスを生みだす組織に対する圧力という観点から特徴づけられることができる。上述のように与えられたおおよその寸法値を使用して、顎は、望ましくは、約２５-７５ｐｓｉという圧力を組織に及ぼす。この圧力値は、ブーツ５２ａ、５２ｂの組織に対面する表面にわたる平均値である。理解されるべき点であるが、この範囲は、ブーツ５２ａ、５２ｂの組織に対面する表面の不均一な輪郭に基づいて推定されている。また、当業者に理解されることであろうが、顎に対する構造的な変更が、好ましい力および／あるいは圧力の範囲に影響を与えることがある。更に、顎の加熱素子によって上昇する温度も、溶接の持続時間と共に、好ましい印加される力に影響する。繰り返すが、人体組織が溶接される温度として一般に許容可能な温度範囲は５０乃至９０℃であり、切断は１００℃で起きる。このようなガイドラインを使用することによって、本実施例の顎が組織に対して１乃至３ポンドの間の締め付け力を適用し、溶接および切断加熱素子が上記のような温度となるよう通電されるとすれば、好ましい溶接持続時間は１乃至５秒の間である。もし締め付け時間が短すぎると、溶接は効果を発揮せず、組織を完全に切断しないこともある。一方、５秒以上の過剰な時間は、組織を焦がすおそれがある。
【００８０】
図１１のＢをなおも参照すれば、矢印２０６の方向におけるアクチュエータ４４の動きが、突起部分１８０を変位させて、溶接／切断スイッチ１８２に係合させる。たとえ介入する力制限バネ１６４が顎の更なる閉鎖を制限するとしても、スイッチ１８２が作動するまでアクチュエータ４４は移動を続けることができる。本発明の制御ハンドル３８は、スイッチ１８２がオンおよびオフに作動された時を、聴覚的に、および親指パッド１４４を介した触感的にユーザに知らせるフィードバック機能を含む。具体的には、図１１のＣおよび図１２に示されているような、アクチュエータ４４から横方向に突き出た小さい突出部２０８が、アクチュエータと共に旋回し、旋回するもどり止め２１２（図１２参照）に設けられた小さい歯２１０に係合する。図１１のＣに図示されてないが、もどり止め２１２は、格納体１４０内に固定された或る点の周囲を旋回し、歯２１０は、戻りばね２１４によって上方に付勢されている。スイッチ１８２がオンとなった時点で、突出部２０８は、歯２１０に係合し(cam past)、音声および触覚のクリック（click,カチッという音）でユーザに知らせる。また、アクチュエータ４４の反対方向への動きによって、突出部２０８は、歯２１０に係合し、スイッチがオフに切り替わったことを示す。１つの実施例において、溶接時間は、典型的には５秒未満である。
【００８１】
図１１のＡ乃至Ｃおよび図１２に例示されている制御ハンドル３８は、組織の腔(cavity)内の手術位置に、遠位の顎によって生成されるスモーク(smoke)または微粒子(particulate matter)を捕捉するためのシステムを更に含む。上述のように、実施例として記述された抵抗加熱素子を含む種々の端部部品が本発明の所定の側面で利用されることができる。抵抗加熱素子を含むこれら端部部品の大部分は、加熱された組織から相当量のスモーク発生させる原因となることが多い。更に、手術は、典型的には、可撓性シャフト３６を通って近位方向において圧力勾配(pressure gradient)を起こすガスを生成するＣＯ２吹送(insufflation)を使用して実行される。
【００８２】
可撓性シャフト３６を通るこのようなガスの放出を制御するため、制御ハンドル３８は、前述の受動(passive)フィルタ１９０を提供する。可撓性シャフト３６は、その近位端に少なくとも１つのガス流出ポート２２０を含む。このポート２２０は、１対のＯリング１９４の間でフィルタ１９０の中空内部に配置される。フィルタ１９０の該中空キャビティは、ポート２２０からガスを受け取る排気チャンバすなわち空間を提供する。加えて、可撓性シャフト３６の近位端は、制御ロッド１１２および導線１８６の周りに沿った封止部品１９６によって蓋をされる。このような封止部品によって、可撓性シャフト３６を近位方向に通るいかなるガス（スモークまたは微粒子）も、ガス流出ポート２２０から出るように強制される。従って、ガスは、いかなるスモークや微粒子をも格納体１４０の内部に達する前に捕捉するフィルタ１９０のガス透過材料を通るように強制される。こうしてフィルタリングされたガス（主としてＣＯ２）は、格納体１４０内の種々のキャビティを通過して、それらのランダムな割れ目および開口部から外へ出る。
【００８３】
組織溶接術によって生成されるスモークをフィルタリングするためのいくつかの代替構成が、図１１のＤ乃至Ｆに示されている。先ず、図１１のＤは、近位端に取り付けられた煙排出ファン２２２を有する制御ハンドル３８の例を示す。排出ファン２２２は、前述の受動フィルタ１９０を介して細長いシャフト３６を通るガスを引き出す助けをする。多くの場合、ガス吹送(gas insufflation)の手段が、組織溶接器が使用されるシステム全体に対して提供されるものであり、これは、体腔内に正圧を与えると共に、ガスを、細長いシャフト３６を介して近位方向に行かせる。しかしながら、場合によっては、吹送は使用されないし、十分な圧力も生成されない。そのような場合、補助ファン２２２が、ガスをフィルタに通すのを助ける。
【００８４】
図１１のＥは代替制御ハンドルを示す。該ハンドルには、ペルチェ(Peltier)冷却器のような冷却装置２２４が、細長いシャフト３６のガス流出ポート２２０に隣接して取り付けられている。ポート２２０から排出されたスモークは、冷却装置２２４で効果的かつ受動的にフィルタリングされ、フィルタリングされたスモークが、ハンドル内の種々の開口部から外へ出る。
【００８５】
更なる代替制御ハンドルが図１１のＦに示されている。このハンドルには、複数のルーバー(louver)すなわちフィン２２６が、ガス流出ポート２２０に隣接して配置されている。フィン２２６は、細長いシャフト３６を近位方向に進むスモークを拡散および凝縮(condense)することによって受動フィルタの機能を果たす。ガスは、ハンドル内の種々の開口部から外へ出る。スモークが通って排出する表面領域が広げられるので、スモークの濃度が低減して、ハンドルを出る際に煙が目立たなくなる。本実施例において、フィン２２６は、一連の同心の環状構成要素として配置されているが、他の構成も可能である。
【００８６】
図１３Ａ乃至Ｃには、上記と同様の代替制御ハンドル３８'が示されているが、このハンドルは、遠位ツール上に設けられる筋膜切開カッターのための別個の電気回路を含む。上述のように、筋膜切開術は、筋膜（例えば、組織の異なった層を切り離す線維組織の帯すなわちフィレ）の切開を含む。組織溶接／切断顎は、顎を開閉することなく組織を切断するように、該ツールが直線的に移動することを可能にするような筋膜切開用カッターを含むように構成されることもできる。筋膜切開用カッターは、顎のうちの１つの前方端部上にあるいは顎の内部に設けられる別個の加熱素子であってもよい。代替制御ハンドル３８'に関して図示される構成要素のいくつかは、図１１および図１２を参照して上述された制御ハンドル３０と共通であり、同じ参照番号が与えられている。
【００８７】
図１３のＢおよびＣを参照すれば、遠位ツールからの可撓性シャフト３６'は、成形された格納体１４０'に入り、制御ロッド１１２'が、そこから、該格納体内に形成されたキャビティに突き出て、広くなっている環状部品２３０に固定されている。図示されていないが、環状部品２３０に締め付けられたシャフト部材２３２が、筋膜切開バネ２３４を通って近位方向に伸長し、アクチュエータ４４'を通って近位ヘッド２３６まで伸びている。アクチュエータ４４'は、上述のアクチュエータ４４とほとんど同じであるが、ピン２３８の周りを旋回するボディーを含み、シャフト２３２を通すための細長い通し孔を有する。環状部品２３０をその上に持つシャフト２３２の遠位端が、近位−遠位キャビティ２４０内を移動するが、一方、近位ヘッド２３６を持つシャフトの近位端は、近位−遠位キャビティ２４２内を移動する。制御ロッド１１２'が、環状部品２３０に固く締め付けられ、該環状部品２３０がシャフト２３２に締め付けられているので、シャフトの運動は、制御ロッドと同じ運動を生む。
【００８８】
図１３のＣを特に参照すれば、環状カムフォロア２４４が、アクチュエータ４４'と筋膜切開用バネ２３４との間でシャフト２３２を取り囲んでいる。カムフォロア２４４は、短いスロット（参照番号は付けられてない）を含み、このスロットの内部には、シャフト２３２から横方向に突き出た小さいピン２４６が伸長している。図示される位置において、アクチュエータ４４'は、カムフォロア２４４に接触していない中立位置にあり、従って、カムフォロア２４４は、ピン２４６およびスロットが許容する限り、筋膜切開バネ２３４によって近位方向に付勢されている。第２のカムフォロア２５０が、アクチュエータ４４'と筋膜切開用バネ２３４との間でシャフト２３２を取り囲む。力制限バネ２５２が、近位ヘッド２３６と第２のカムフォロア２５０との間でシャフト２３２の周りで同軸に拘束されている。前述のように、アクチュエータ４４'は、第２のカムフォロア２５０に接触していない中立位置にあり、従って、力制限バネ２５２は圧縮されていないままである。
【００８９】
ユーザが、図１３Ｂの矢印２６０によって示されるように、遠位方向にアクチュエータ４４'の親指パッドの位置を変えると、アクチュエータ４４'が旋回し、カムフォロア２４４が近位方向に動く。筋膜切開バネ２３４の圧縮によって、環状部品２３０および制御ロッド１１２'が比例して変位し、これにより、該ツールの顎が開く。所定の移動距離で、環状部品２３０がキャビティ２４０の端部に到達し、顎の最大開口距離に対応して、制御ロッド１１２'の更なる動きが妨げられる。しかしながら、カムフォロア２４４が、その中でピン２４６が移動する線形スロットを含むので、アクチュエータ４４'は、バネの圧縮力に抗してカムフォロア２４４を近位方向に移動させる動きを継続することができる。ユーザはこの段階で、アクチュエータ４４'の運動に対する抵抗を感じる。これは、筋膜切開用加熱素子が作動したことの標示である。特に、アクチュエータ４４'の突起部２６２（図１３Ｃ）が、筋膜切開バネ２３４が圧縮されている時点で筋膜切開スイッチ２６４に最終的に係合する。回路は図示されていないが、スイッチ２６４に電流が供給され、該スイッチがオンとなると、可撓性シャフト３６'を通って該ツールの遠位端および筋膜切開加熱素子に伸びる導線に電流が供給される。
【００９０】
一方、ユーザが図１３Ｃの矢印２７０によって示されるように、近位方向にアクチュエータ４４'の位置を変えると、顎が閉じる。アクチュエータ４４'の近位表面がフォロア２５０に係合して力制限バネ２５２に対抗するようにはたらく。前述の実施形態の場合と同様に、顎が閉じるに先立ち最小限の反力が存在するので、アクチュエータ４４'の動きが制御ロッド１１２'の比例的動きをもたらすことになる。顎が組織上で閉じる時点で、アクチュエータの４４'の更なる運動が制御ロッド１１２'を動かさず単にバネを圧縮することとなる前に、力制限バネ２５２が、組織へ印加される圧力量を決定する。矢印２７０の方向におけるアクチュエータ４４'の動きの限界の近くで、突起部２６２が、格納体１４０'内に取り付けられた溶接／切断スイッチ２７２に係合し、これにより、該ツールの遠位端にある溶接および切断加熱素子が作動される。代替の制御ハンドル３８'は、更に、前述の戻り止め２１２と同じはたらきをし、溶接／切断機能のオンおよびオフをユーザに示す戻り止め２７４を含む。
【００９１】
図１４のＡ乃至Ｃには、顎の開閉を行うための、制御ロッドと顎の間の好ましい連結部３００が示されている。従来の顎開き機構においては、例えば、顎アセンブリのサイズ全体の増加、製作コストの増加、露出した電気接続部の摩耗、過剰な摩擦源を含むことによる機械的、電気的整合性の犠牲、または、電気的の連続性のための機械的接続部の移動に依存することによる電気的整合性の犠牲などの欠点が認識された。例示される連結部３００および関連する"ハードワイヤード(hard-wired)"な電気接続が、顎アセンブリのサイズ全体を減少し、コンポーネントの数、関連するコスト、および複雑度を減少し、機械のロバスト性を向上させ、装置の機械的および電気的な信頼性（すなわち整合性）を向上させる。
【００９２】
１対の顎３０２、３０４が、図１４のＡおよびＢに示されている。顎の各々は、図５のＢに見られるシャフトスタブ９８のような、シャフト３０６に軸受けされる通し孔を含む。このようにして、それぞれの顎の近位格納体３０８、３１０が、互いに旋回する。角度のついたスロット３１２、３１４が、それぞれの旋回軸格納体３０８、３１０に設けられる。作動ピン３１６が、角度のついたスロット３１２、３１４の両方に伸長し、近位制御ロッド（図示されてない）に接続されている。図１４のＢは、旋回軸格納体３０８、３１０を囲むツール・シャフト３２０の遠位端を示す。ツール・シャフト３２０は、作動ピン３１６がその中を移動する線形スロット３２２を含む。図示されているツール・シャフト３２０の遠位端は、図２および図４に見られるシャフト先端部５４に類似している。
【００９３】
図１４のＣは、顎の３０２、３０４を閉じさせる作動ピン３１６の左方向への動きを示す。すなわち、それぞれのスロットの近位端が図のように一緒になるように、ピン３１６が角度のついたスロット３１２、３１４に係合する。当然のことながら、作動ピン３１６の反対方向への動きによって、顎は再び開く。単純な機構のため、顎アセンブリのサイズ全体は、内径５ｍｍの管に収まるように減少させることができる。更に、部品の数の減少が、対応する製造時間および複雑度の減少、一層低い製造コストとなる。可動部品は、３つのスロット内を移動する作動ピン３１６および相互に旋回する２つの顎から成る。これによって、摩擦の源（ソース）が減少し、その結果、機械的信頼性が向上する。最後に、スロット３１２、３１４の角度は、顎の開閉に必要とされる作動力を変えるように調整することができる。すなわち、比較的浅い角度にすれば、顎を作動させるための制御ロッドからの力が比較的小さくて済むことになる。当然のことながら、トレードオフとして、２つの顎の開き距離を同時に減少する。
【００９４】
明らかに、２重あるいは３重の加熱素子機能は、多くの異なった形態で達成することができる。本発明は、組織を切断するための加熱素子および組織を溶接するための加熱素子を幅広く含み、いずれかの装置の特定のタイプに限定されない。いくつかの例には、２つ、３つあるいはそれ以上の加熱素子、切断および溶接加熱素子が含まれるが、それらに限定されることはない。そのような加熱素子は、１つまたは両方の顎上で別々に作動されることも、並列または直列に接続することもできる。複数の加熱素子の形態は、好ましくは、それらが相互に比較的接近し、一方が種々の組織を高い信頼度で切断し、他方が高い信頼度で組織を溶接するように、選択される。オプションとして、複数の加熱素子が、実質的に同時に作動し、溶接される組織の良好な止血作用を保証するように、構成される。不意に組織を焦がしたりあるいは他のそのような損傷が装置の正規な操作中に意図せずに生じないことを保証するように、印加される電力および加熱素子の形状が選択される。本発明の加熱素子の治療についての主要な利点には、首尾一貫した強い溶接のため切断器および溶接器からの均衡した力の出力および一層速い溶接時間のための熱効率が含まれるが、それらに限定されることはない。
【００９５】
理解されるべき点であるが、制御ハンドル内のバネの力制限機能は、多くの形態で達成することができる。本発明は、その広範囲の解釈において、いかなる１つのタイプの顎閉鎖機構にも特に限定されることはないが、顎の閉鎖力の大きさを制限するための、制御アクチュエータと細長い顎との間の力制限インタフェースによって特徴づけられる。いくつかの例には、制御ハンドル内に設けられた前述のバネ、制御ハンドルに対して遠位に設けられる同様のバネ、顎によって印加される力を制限するためユーザまたは他の装置にフィードバックを提供するように顎上に設けられる圧力変換器、および、順応型の(compliant)顎等々が含まれるが、それらに限定されることはない。力制限装置の形態は、好ましくは、所定の顎によって組織に印加される圧力を制限するように選択される。オプションとして、力制限装置は、単にコスト対費用効果の観点から構成される。力制限装置は、装置全体の正常な操作中に組織が押しつぶされるということが意図せずに生ずることのないよう、選択される。
【００９６】
更にまた、顎によって印加される力の大きさを制限することに加えて、本発明の実施形態は、顎内の組織にかかる力について、該力が、最小量より大きいが組織を不当に損傷するような力より小さくなるよう、意図されている。力の最小量は、組織を締めつけて加熱することによって効きめのある溶接が生じるように決定される。従って、必要とされる力の最小量は、印加される熱の量および持続時間、顎の大きさと形状、顎およびブーツの材料、顎内の組織あるいは血管の大きさおよび特徴などを含むいくつかの要因に依存する。１つの好ましい実施形態において、制御アクチュエータと顎の間に挿入される力制限機構は、２つの細長い顎の対向する表面内に保持される組織を加熱素子が効果的に溶接することを保証するよう調整された値に顎を閉じる力の大きさを制御するように構成される。
【００９７】
上述の組織溶接システムが特に効果的であると信じられるが、本発明は、また、各々がそれ自体の発明上の権利を持つと信じられるいくつかの代替的な顎および締め付け機構を提供する。図１５乃至図４８を参照して、それらいくつかの代替実施例を以下に簡単に記述する。例えば、本実施形態は、顎内の組織に印加される局所的な力を調整するいくつかの実施例を提供する。いくつかの実施例は、顎の平行性を維持するようにはたらき、これは、印加される力、従って印加される熱を、顎の近位端から遠位端まで均一にさせるのに役立つ。別の構成では、顎がハンドル・アクチュエータの運動に対して非線形に動くように、互いの顎の総体的な運動を制御する。つまり、本実施形態は、印加される力および遠位の組織溶接顎の変位を制御するための数々の構成を提供する。理解されるべき点であるが、相互に排他的でない限り、これらの顎および締め付け構成のいずれも前述の制御ハンドル／シャフトの実施例のいずれとでも結合させることができる。例えば、所定の顎が可鍛性のある組織接触表面を含む場合、そのような顎もまた、圧力制限バネを含む図１１および図１２の制御ハンドル３８と共に使用することができる。
【００９８】
ここで図１５のＡおよびＢを参照すれば、制御ハンドル３５０の内部の力制限構造の第１の実施形態が示されている。ここには制御ハンドル３５０の一部だけが図示されており、制御ハンドルの残部は図１１乃至図１３を参照して記述されたものと同じである。制御ハンドル３５０は、ピン３５４の周りを旋回する１つのアクチュエータ３５２を含む。アクチュエータ３５２からハンドル３５０に突き出たレバー・アーム３５６が、制御ロッド３５８に係合する。制御ロッド３５８が、可撓性シャフト３６０を通って遠位方向に延伸して、上述のように、遠位の組織溶接顎（図示されていない）を開閉する。レバー・アーム３５６は、例えば、その端部が近位ボール３６２ａと遠位ボール３６２ｂとの間で制御ロッド３５８にまたがるように、分岐される。バネ３６４が、制御ロッド３５８を同心状に取り囲み、レバー・アーム３５６と近位ボール３６２ａとの間に挿入される。
【００９９】
アクチュエータ３５２が、図１５Ａに見られるように、時計回りの方向に回転させられると、レバー・アーム３５６が、バネ３６４に対して左方向に動き、その結果、近位ボール３６２ａに抗する動きとなる。顎の反力(reaction force)がバネ定数より小さい限り、バネ３６４は、圧縮されない状態を保ち、剛体(rigid body)として動く。制御ロッド３５８のこの方向の動きは、遠位にある顎の閉鎖に対応する。顎が組織上で閉じるかあるいは更なる閉鎖を妨げられると、制御ロッド３５８を通る反力が最終的にバネ定数より大きくなり、レバー・アーム３５６が近位ボール３６２ａに対してバネ３６４を圧縮する。レバー・アーム３５６は移動を続けるが、制御ロッド３５８の運動を変換することはなく、組織を締め付ける顎の力は一定のままである。反対に、アクチュエータ３５２の逆時計回り回転は、図１５Ｂに見られるように、レバー・アーム３５６を右方向へ移動させて、遠位ボール３６２ｂに直接作用することになる。遠位ボール３６２ｂが制御ロッド３５８に固く取り付けられているので、アクチュエータ３５２の旋回運動は、制御ロッドの線形変位に直接変換され、そのために顎が開く。この配置は図１１乃至図１３を参照して上述した力制限構成に類似している。
【０１００】
図１５のＡおよびＢの実施形態に対する若干のバリエーションとして、レバー・アーム３５６を、コイル・バネ３６４の代わりにバネとして形成することもできる。そのような代替構成においては、レバー・アーム３５６は、制御ロッド３５８の周りに分岐される金属または成形されたプラスチックの板ばねである。閉鎖力の印加により、レバー・アーム３５６が曲がり、それによって、顎において印加される締め付け力が制限される。レバー・アーム３５６が所定の力で確実に曲がることを保証するために、控え目な負荷に達するまで一層長く締め付けに抵抗することを可能にする付加的な構造的剛性のための凹部（管楽器のためのリード(reed)に類似している）を用いてレバー・アーム３５６を形成することもできる。
【０１０１】
図１６のＡおよびＢは、力制限構成の１つの代替バリエーションを示す。アクチュエータ３７０は、親指レバー３７２およびレバー・アーム３７４によって画定される剛性部分を含み、この部分がピン３７６を旋回する。第２の親指レバー３７８が、同じくピン３７６の周りを旋回し、コイル・バネ３８０を介してレバー・アーム３７４に接続される。図示されていないが、遠位の組織溶接顎を開閉するために接続される制御ロッドは、レバー・アーム３７４の遠位端と共に動くように結合されている。図１６のＡに示されているように、親指レバー３７２を逆時計回り方向に押すことによって、レバー・アーム３７４が右へ移動し、遠位顎を開く制御ロッドの線形運動に対応する。一方、図１６Ｂに示されているように、第２の親指レバー３７８を時計回り方向に押すことによって、レバー・アーム３７４および制御ロッドが左へ移動し、遠位顎が閉じる。最終的に、制御ロッドからレバー・アームに伝達される顎からの反力が、コイル・バネ３８０を圧縮させるのに十分なものとなり、それによって、第２の親指レバー３７８の運動が遠位顎の運動から効果的に切り離される。この場合もまた、バネ３８０が圧縮し始めた後、組織に対する締め付け力は一定のままとなる。
【０１０２】
図１７のＡおよびＢは、拡張部３９２およびレバー・アーム３９４によって画定される剛性部分を持つ代替的な力制限アクチュエータ３９０を示す。剛性部分は、ピン３９６の周囲を旋回するが、相反する側に伸長する２つの翼部を持つ親指レバー３９８も、ピン３９６の周りを旋回する。図１７Ａに示されるように親指レバー３９８の翼部のうちの１つを逆時計回り方向に押すことによって、拡張部３９２が動き、その結果、レバー・アーム３９４が右へ移動して制御ロッド（図示されてない）を線形に動かし、次に、制御ロッドが遠位の組織溶接顎を開ける。図１７Ｂに示されているように、反対の翼部を時計回り方向に押すと、板ばね４００がレバー・アーム３９４の片側に接触する。レバー・アーム３９４が左に移動するにつれて、制御ロッドを引っ張り、その結果、顎が閉じる。最終的には、組織に対する顎の閉鎖によって、反力が制御ロッドを通して伝達され、レバー・アーム３９４の更なる運動が制約される。ユーザが親指レバー３９８の翼を更に押したとしても、板ばね４００が単に曲がるに過ぎない。
【０１０３】
特に例示されてない制御ハンドル内に提供される代替的な力制限構造は、互いに反発する１対の磁石を含む。例えば、図１７のＡおよびＢにおいて、レバー・アーム３９４および親指レバー３９８が、相互に対向する同様の磁極を持つ磁石を備え、親指レバー３９８が時計回り方向に軸旋回する時、該対向する磁石が更なる閉鎖運動に対する抵抗を生成するようにする。
【０１０４】
図１８には、制御ハンドルに取り付けられた力制限構造のもう１つのバリエーションが示されている。アクチュエータが、レバー・アーム４１０および垂直の拡張部４１２を持つ剛性部分を含む。該剛性部分は、シャフト４１４の周囲を旋回し、該シャフト４１４を軸として、対向する２つの翼を持つ親指レバー４１６が旋回する。ピンあるいは他のそのような突出部材４１８が、拡張部４１２に係合するように、親指レバー４１６の右側の翼から垂直に伸びる。右側の翼の遠位端および拡張部４１２が、コイル・バネ４２０によって接続される。親指レバー４１６の右側の翼を押すと、ピン４１８が、拡張部４１２に接触し、拡張部４１２をシャフト４１４の周囲に対して旋回させる。これによって、レバー・アーム４１０に接続した制御ロッド４２２が動く。親指レバー４１６の左側の翼を押すと、制御ロッド４２２およびレバー・アーム４１０を通る反力によってコイル・バネ４２０が伸びる時間まで、拡張部４１２がシャフト４１４の周囲を時計回りの方向に回転する。
【０１０５】
親指レバーと制御ロッドとの間にバネを配置する代わりに、両者の間の相対的運動を完全に切り離すクラッチを設けることもできる。例えば、図１９は、図１８と同様な構成を示しているが、コイル・バネ４２０の代わりに、アクチュエータの剛性部分上にボールもどり止め４３０が設けられている。親指レバー４１６が逆時計回り方向に旋回すると、もどり止め４３０は、左側翼部に係合する。反力が或るしきい値に達すると、親指レバー４１６がそれ以上制御ハンドルに作用しないように、ボールもどり止め４３０がスリップ（空回り）する。
【０１０６】
クラッチ構成の別のバリエーションが図２０に示されている。この構成においては、（フレーム４４３によって表されている）制御ハンドル内にある制御ロッド４４２の近位端上に歯形ラック４４０が取り付けられる。アクチュエータ４４４は、歯形ラック４４０に係合するバネ装填(spring loaded)ピン４４６を含む。アクチュエータ４４４が左または右に動くと、歯形ラック４４０および制御ロッド４４２が同様に動く。遠位顎内の組織が制御ロッドの動きを停止させる場合、最終的に、ピン４４６は、そのバネに抗して上方に移動して、ラック４４０の歯から外れる。１方向に戻り力を与えるため、フレーム４４３とアクチュエータ４４４との間に第２のバネ４４８を取り付けてもよい。
【０１０７】
図２１は、力制限部材として使用するためのバネの代替構成を示す。この実施形態において、管状制御ロッド４５０が、バネそれ自体を備える。すなわち、制御ロッド４５０におけるレーザ・カットの螺旋４５２が、制御ロッドに印加されている所定の力に対して圧縮または伸長するように設計された螺旋形部分(helical section)を形成する。従って、この構成は、制御ロッドの周囲に設ける別個のコイル・バネが不要となる。制御ロッド４５０内のバネを形成する更なる代替構成において、制御ロッドの一部あるいは全体が、しきい値の張力の印加の後に相転移が起こって伸長するニチノール（Nitinol）のような超弾性材料から作製されることができる。望ましくは、後者の構成において、顎を閉じる時に印加されることができる力を制限する超弾性の引っ張りロッド(pull rod)と共に、別個の剛性の押しロッド(push rod)が顎を開けるため設けられることができる。１つの特定の実施形態において、３０ｃｍ長の超弾性引っ張りロッドが、その弾性限界（Nitinolの場合通常６％）を超えることなしに約５％の伸長（１.５センチ）を耐えるので、閉じた顎に更なる力を印加することなくアクチュエータの更なる移動を可能にする。この場合においても、弾性のある力制限部材によって、顎が閉じた後は２つの顎の間の組織に一定の力が印加される。
【０１０８】
図２２のＡは、本発明の組織溶接器のための代替的な力制限構成を示す。この力制御構成は、ハンドル４６０内に配置されていない。アクチュエータ４６２は、アアクチュエータ・ロッド４６６に固定された２つのボールに対して相反する方向で作用するレバー・アーム４６４を含む。アクチュエータ・ロッドは、可撓性シャフト４６８内へ伸長し、その遠位ブロック４７０に固定して取り付けられている。小さいフランジ４７２も、アクチュエータ・ロッド４６６に設けられている。近位ブロック４７４が、アクチュエータ・ロッド４６６を収容する通し孔を含む。制御ロッド４７６が、近位ブロック４７４に固定して取り付けられていて、遠位方向に遠位ブロック４７０の通し孔に伸びている。コイル・バネ４７８が、遠位および近位ブロック４７０、４７４の間の領域においてアクチュエータ・ロッド４６６と制御ロッド４７６の両方を囲む。
【０１０９】
図示されているようなアクチュエータ４６２の時計回り方向の回転によって、レバー・アーム４６４が近位ボールに作用して、アクチュエータ・ロッド４６６を左へ動かす。この動きが、図示されているように、遠位ブロック４７０を左へ引き、また、バネ４７８によって近位ブロック４７４および制御ロッド４７６が左方向へ動く。典型的には、このような動きは、遠位の組織溶接顎の閉鎖に対応する。ある時点で、顎が閉じ、すなわち顎が組織に対して閉じ、制御ロッド４７６の更なる左方向への運動を制約する。アクチュエータ・ロッド４６６の更なる運動は、バネ４７８を単に圧縮するに過ぎない。これは、図２２Ａに示されている状態であり、フランジ４７２と近位ブロック４７４の間に空間Ｓが存在する。反対方向へのアクチュエータ４６２の回転が、アクチュエータ・ロッド４６６の遠位ボールに作用して、その結果、遠位ボールが右の遠位方向へ動く。この場合、フランジ４７２が、近位ブロック４７４に直接作用し、制御ロッド４７６を右へ同等の距離押す（これは図２２のＢの代替構成に関して示されている）。
【０１１０】
図２２のＢは、図２２のＡの力制限構成を若干変更した実施形態であり、第１のコイル・バネ４７８のみならず第２のコイル・バネ４８０も組み込まれている。２つのバネ４７８、４８０は、遠位顎の閉鎖に対する制御が２段階で起きるように、２つの異なったバネレート（spring rate, バネ定数）を提供する。すなわち、遠位顎が第１の反力を与える時、第１のバネ４７８が圧縮する。ユーザは、この抵抗を感じて、組織が顎の間に挟まれたことを知る。バネ４７８の更なる圧縮によって、究極的には、より高いバネ定数を持つ第２のバネ４８０が圧縮する。第２のバネ４８０は、スイッチの作動を区別するために使われることができる。例えば、溶接あるいは筋膜切開の区別のため、または、把持と溶接とを区別するもどり止めとして使用することができる。
【０１１１】
ここで、図２３を参照すると、１対の組織溶接顎５００が、制御ロッド５０２の端部に取り付けられている。制御ロッドの一部分が、磁石５０６によって囲まれたボイス・コイル(voice coil)５０４を持つ。このアセンブリは、ボイス・コイル５０４への通電に応じて制御ロッド５０２を近位および遠位方向に移動させるための電動アクチュエータ５０８を提供する。この実施例において、戻りバネ５１０が、固定点５１７によって表される制御ハンドルに制御ロッド５０２を接続する。電動アクチュエータ５０８の強度は、望ましくは、顎５００内の組織を溶接すために必要とされる最小限よりも強くかつ組織を不当に損傷するような力よりも弱くなるように調整される。電動アクチュエータ５０８の強度は、コイル５０４あるいは磁石５０６の選択によって、または、コイルに供給される電流を制御することによって、制御することができる。ソレノイドあるいはボイス・コイルいずれでも望ましい応答を提供するので、電動アクチュエータ５０８はどちらで構成してもよい。
【０１１２】
図２４は、組織溶接顎５２４のうちの一方の顎の柔らかい(soft)材料５２２内に提供される力制限板バネ５２０を示す。加熱素子５２６は、反対側の顎上に示されている。２つの顎の間の組織に対して顎が閉じると、板バネ５２０が最終的に曲がり、それにより、組織に印加される力の量が制限される。
【０１１３】
図２５に示される構成は、図２４と同様であるが、加熱素子５３２を含む顎のうちの１つ内に、一連のバイメタリック(bimetallic)挿入部品５３０が配置されている。バイメタリック挿入部品５３０は、Ｕ字形をしていて、その２つの材料は、加熱とともにその異なる膨張率によって挿入部品がまっすぐに伸びるよう選択される。顎は、最大限に閉じても間隙５３４が存在するように、構成される。加熱素子５３２が作動すると、バイメタリック挿入部品５３０はそのＵ字形構成からまっすぐ延び、そのため、加熱素子５３２が間隙５３４内の組織に押しつけられる。バイメタリック挿入部品５３０の二重の材料および／あるいは加熱素子５３２によって供給される熱量の注意深い制御が、組織の損傷を伴うことなく適切な溶接が起こることを保証する。一般的には、顎の両方または１つに提供される弾性部材は、上昇した温度において形状を変更するように構成される。例えば、バイメタリック挿入部品５３０の代わりに、最大加熱素子温度に調整された相転移温度を持つ形状記憶合金から形成されるＵ字形部材を利用することもできる。
【０１１４】
図２６のＡおよびＢは、組織に印加される力の量を制限する構成の更に別のバージョンを示す。この実施例の力制限構成は、１対の組織溶接顎内に組み込まれている。剛性の組織接触プレート５４２が、エラストマー層５４４を介して顎のうちの１つに取り付けられる（反対側の顎が加熱素子を持つ）。図２６のＢは、顎内の血管５４６の圧縮(compression)を示す。顎が閉じるある時点で、エラストマー層５４４は、血管５４６に印加される力の量を制限するように変形する。加えて、エラストマー層５４４は、顎５４０の近位端の方向に一層圧縮し、組織接触プレート５４２と反対側顎との間の平行性を維持するのに役立つような順応(compliant)特性を持つ。換言すれば、剛性の組織接触プレート５４２が、その顎５４０の上に浮き、血管５４６にかかる締め付け圧力を均等にさせるのを助けるように、順応性のある(compliant)中央層５４４が不均一に縮まる。この構成は、力を制限するだけではなく、近位−遠位方向における血管５４６の均一な加熱を保証するのに役立つ。
【０１１５】
図２７は、一対の顎５５２の平行性を維持するための機構５５０を概略的に示す。角度のついた案内ブラケット５５６内の１対のピン５５４の移動が、加熱素子５６０をその上に持つ第１の顎５５８が反対の顎５６２に対して平行を維持することを保証する。この結果、少なくとも近位−遠位方向において顎５５２の間の血管５６４がさらに均一に加熱される。理解されるべき点であるが、顎５５２の平行性を維持するための機構５５０は、本明細書に記述されている力制限構成のいずれとでも組み合わせることができる。
【０１１６】
図２８は、一対の顎５７０ａ、５７０ｂの間の組織に印加される力を制限し、かつ顎の間の平行性を維持する構成を示す。顎５７０ａ、５７０ｂの近位端が、制御ロッド５７４を格納する可撓性シャフト５７２の遠位端に示されている。図１４のＡ乃至Ｃに示されている運動構成とほぼ同様に、制御ロッド５７４は、近位−遠位線において移動するピン５７６に接続され、顎５７０ａ、５７０ｂに形成される１対の角度のついたスロットに作用する。図示されている顎５７０ａ、５７０ｂは、ピン５７６がスロット５７８の右端部に寄っているため開いている。近位方向へのピンの動きによって顎が閉じる。第１の顎５７０ａに形成された横断スロット５８２内に顎旋回シャフト５８０が収容され、一方、第２の顎５７０ｂは、固定ポイントしてのシャフト５８０を軸として回転する。すなわち、シャフト５８０の位置は、第２の顎５７０ｂに対して固定されているが、第１の顎５７０ａに対してスロット５８２に沿って移動する。通常は、バネ５８４が、スロット５８２の底にシャフト５８０を維持し、両方の顎の近位端を共にバイアスする。
【０１１７】
顎５７０ａ、５７０ｂが組織に対して閉じると、第２の顎５７０ｂの近位端およびシャフト５８０が、バネ５８４の力に抗して上方に押され、そのため、両方の顎の近位端が離される。理解されることであろうが、バネ５８４の強度は、特定範囲の閉鎖力内となるよう調整される。例えば、顎５７０ａ、５７０ｂが比較的小さい血管あるいは繊細な組織を溶接するために使用される場合、バネ５８４はわずかな剛性を持つが、より大きい血管または一層線維組織への印加は、一層大きいバネ力を必要とするだろう。同時に、顎５７０ａ、５７０ｂの形状または印加される熱の大きさのような他の要因も、バネ５８４の選択に影響を与えることができる。
【０１１８】
ここで図２９を参照すれば、前述されたように、アクチュエータ５９０は、非線形レートで制御ロッド５９２を変位させるよう構成される。アクチュエータ５９０は、制御ハンドル内のシャフト５９４の周囲を回転するように取り付けられる。制御ロッド５９２の近位端が、アクチュエータ５９０の拡張部に形成されたアーチ形カム・スロット５９８内を移動するように配置されたピン５９６を備える。シャフト５９４を軸とするアクチュエータ５９０の回転を通して、ピン５９６がカム・スロット５９８を追随するにつれて制御ロッド５９２も移動し、これによって、遠位組織溶接顎が開閉する。理解されることであろうが、カム・スロット５９８の形状およびシャフト５９４に対するその空間的関係によって、アクチュエータ５９０が（矢印５９９によって示される）時計回り方向へ動くにつれて、制御ロッド５９２がその軸に沿って移動する距離が減少する。反対に、アクチュエータ５９０が逆時計回り方向に回転すると、制御ロッド５９２がその軸に沿って動く距離は増加する。制御ロッド５９２のこのような可変的または非線形の移動のレートは、両方の顎が接近するにつれて、閉鎖のレートが低下する、すなわち閉鎖が遅くなるように、顎の運動とうまく調整される。逆に、顎が開き始めると、顎が離れるレートが増加する、すなわち速度が上がる。この構成は、例えば力制限ばねと組み合わせられ、顎の閉鎖位相(フェーズ)を自動的に遅くさせて、一層注意深く組織を圧縮する。
【０１１９】
顎の運動およびその閉じる力の制御に加えて、顎の各々の構成は、熱を集中させるように、すなわち、溶接および切断効率を向上させるように設計される。この観点からいくつかの異なる構成を理解するため、図３０のＡおよびＢは、各々が組織接触ブーツ６０４によって囲まれた内部顎６０２を有する対称性の１対の顎６００を示す。図３０のＢにおいて、対称性の顎６００は血管６０６に対して閉じている。加熱素子はここに図示されていないが、本明細書に記述される種々の構成のいずれでも対称性の顎６００と組み合わせて、血管６０６を溶接および／または切断することができる。
【０１２０】
図３１のＡおよびＢは、対称性の顎６００の代替構成を示す。この実施例においては、基準顎６１０が、それより比較的狭い顎６１２に対向する。すなわち、基準顎６１０が、狭い顎６１２より実質的に大きい横幅を持っている。このような点から、狭い顎６１２は、組織と接触するブーツ６１６によって囲まれた内側顎部材６１４を持ち、ブーツ６１６および内部顎部材６１４の両方ともに、そのサイズが基準顎６１０より比例的に、好ましくは、少なくとも２０％減少している。顎６１０、６１２が図３１のＢに見られる血管６１８のような組織に対して閉じる時、狭い顎６１２の減少した幅が、組織に接触する表面を減少させ、血管が両側に離れて落ちるような剪断(shearing)動作となる。従って、この構成は、血管６１８が溶接された後に該血管６１８を切断するのに役立ち、組織の顎への付着を低減するのに役立つ。
【０１２１】
図３２および図３３は、一対の基準顎６２０ａ、６２０ｂと代替顎６２２ａ、６２２ｂの間の対照を示す。基準顎６２０ａ、６２０ｂは、図３０Ａに示されたものと同様であるが、上方顎６２０ａの対向表面上に配置された加熱素子６２４を含む。基準顎６２０ａ、６２０ｂは、互いに対向する平坦側部を含むおおむね半円の断面を有する。対照的に、代替顎６２２ａ、６２２ｂは、互いに対向する平坦側部を含む同じような内側顎６２６を有するが、湾曲した側面が互いに対向するように、取り囲む組織接触ブーツ６２８が１８０度回転している。ブーツ６２０の丸い表面が、組織と接触する表面を形成しているので、顎の間に締め付けられる組織の横幅は減少する。このような構成は、組織の熱溶接の間に、組織に印加される圧力を加熱素子６２４の中心の線に沿って一層集中させる。加熱素子における一層高い圧力が、組織への熱転移および機械的分離の両方の増加となり、これにより、組織の切断を容易にする。一層小さい組織接触領域が、組織の顎への付着を減らすのに役立つ。
【０１２２】
図３４のＡおよびＢは、上述の概念のいくつかを組み入れた、それぞれ開いた位置および閉じた位置の顎６４０ａ、６４０ｂを示す。第１の顎６４０ａは、その顎対向表面上に剛性部分６４２および、順応性(compliant)すなわち、可鍛性(malleable)のあるパッド６４４を含む。第２の顎６４０ｂは、その顎対向表面上に起伏のついた加熱素子６４８を支持する剛性部分６４６を含む。複数の力矢印６５０は、流体力学（例えば、空気力学あるいは水力学）の使用によるような、第１の顎６４０ａの上方側への均一圧力の印加を表わす。具体的には、流体−機械駆動機構が、ハンドルの制御アクチュエータと顎６４０ａ、６４０ｂとの間に接続され、制御アクチュエータの運動を顎の運動に変換するように構成される。図３４Ｂに見られるように、顎６４０ａ、６４０ｂが閉じる時、可鍛性あるパッド６４４が、加熱素子６４８の輪郭に順応する。加熱素子は、横幅６５２および平坦な１対の表面６５６によって挟まれた中央突出部６５４を持つ。平坦表面６５６は、溶接素子として機能し、一方、突出部６５４は、その高くなった形状のため切断素子としての役割を果たす。
【０１２３】
図３５は、顎６４０ａ、６４０ｂの間にその横幅にわたって保持された組織内の温度分布の概略を示すグラフである。グラフは、加熱素子６４８全体にわたる組織の温度の上昇を示すが、突出部６５４に対応する中央にスパイク部分が見られる。加熱素子６４８の材料が均一であると仮定すれば、加熱素子の温度も均一であろうが、一層高い圧力および組織における熱勾配のため、組織の温度は中央で一層高くなる。当然のことながら、突出部６４８が一層高い温度に達するように、加熱素子６４８の残り部分と異なる材料として突出部６５４を形成する代替構成も可能である。図３６は、顎６４０ａ、６４０ｂの間にその横幅にわたって保持された組織内の圧力分布の概略を示すグラフである。この場合も、圧力は、加熱素子６４８の範囲において上昇するが、突出部６５４のため中央にスパイク部分が見られる。
【０１２４】
図３４のＡおよびＢの顎構成によるものと同様の温度および圧力分布が、図３７および図３８に示されるような別個の加熱素子を使用して得られる。例えば、図３７に示される顎のうちの１つに、両側を挟む一対の加熱素子６６２の間に狭い加熱素子６６０が配置される。得られる温度および圧力のプロファイルは、両側を挟む加熱要素６６２に比較して狭い加熱素子６６０がどれ程大きいかに依存し、また、電気抵抗のような材料特性に依存する。理解されるべき点であるが、両側を挟む加熱素子６６２は、上述のように、能動的に加熱されるか、あるいはまた、狭い加熱素子６６０によって生成される熱から間接的に受動的に加熱されるか、いずれでも可能である。図３８に見られる顎は、一方の顎に狭い加熱素子６７０を、反対側の顎に比較的広い加熱素子６７２を含む。狭い加熱素子６７０は、広い加熱素子６７２の横方向のほぼ中央に配置される。両方の顎が接近する時、２つの加熱素子６７０、６７２の間の圧力および温度は最大となり、従って、組織切断が行われる。繰り返すが、広い加熱素子６７２は、能動的または受動的に加熱されることができ、組織溶接素子としての役割を果たす。留意されるべき点であるが、広い加熱素子が能動的に加熱される場合には、使用中に２つの加熱素子を電気的に絶縁する構造を備えることもできる。
【０１２５】
図３９は、加熱素子６８２が外側ブーツ６８４内に部分的に埋め込まれた代替の顎６８０を示す。この比較的滑らかな輪郭が、加熱素子６８２とブーツ６８４の間の遷移角(transition angle)を増加し、そのため、組織の開放が強化される。より具体的には、加熱素子６８２から断熱ブーツ６８４へのこのようないっそう滑らかな遷移が、加熱素子の縁に集まる炭(char)の量を減らし、これによって、組織の顎への粘着（付着）が減少する。付着は溶接時間を増加させ、顎が血管から除去される時の顎における溶接バンド(band)の損傷につながる。
【０１２６】
切断された組織を解放する組織溶接顎の別の構成が図４０のＡおよびＢに示されている。例示さている顎の各々が、他方の顎に向かって突き出た小さいフラップ６９０を含む。フラップ６９０は、絶縁ブーツの一部として形成されることも、あるいは、一層剛性な内部顎から伸長することもできる。更に、顎の一方または両方にフラップ６９０を備えることができる。図４０のＢに見られるように、顎が閉じる時、フラップ６９０が反対の顎の側面に重なり、溶接の完了と共に血管または組織を顎から押し放す。これは溶接時間および付着を減少させる。
【０１２７】
本発明は、前述の装置の人間工学すなわち取り扱い易さを強化するいくつかの代替制御メカニズムを意図している。例えば、図４１のＡおよびＢに示されているように、溶接／切断処置の間、ユーザが顎に対する圧力を維持しなくて済むように、トグル・スイッチにおけるロック機構が設けられる。トグルすなわちアクチュエータ７００が、制御ハンドル（図示されてない）に固定されたシャフト７０４に対して旋回および移動する小さいスロット７０２を含む。アクチュエータ７００の低い方の端部が、ポイント７０６において可撓性の（例えば、Nitinol材の）制御ワイヤー７０８に確保される。制御ワイヤー７０８の運動は、アクチュエータ７００の運動に対して２つの形態を持つ。アクチュエータは、制御ハンドルの一部として形成されたＬ字形スロット７１２内で移動する小さいピン７１０を含む。図４１Ａは、ピン７１０が、スロット７１２の長い部分の端部に位置する場合のアクチュエータ７００を示す。これは、装置の顎開口状態に対応する。加えて、シャフト７０４が、通常スロット７０２の上部に位置するようにアクチュエータ７００はバイアスされている。
【０１２８】
反時計回り方向にアクチュエータ７００が回転すると、アクチュエータ７００上のバネのバイアスによって、ピン７１０は、経路７１２を通って図４１Ｂに示される位置に移動する。ピン７１０は、経路７１２の短い曲がった部分にとどまり、一方、顎が閉じて組織が溶接される。ユーザは、アクチュエータ７００を解放し顎を開くため、アクチュエータを先ず押し下げなくてはならない。
【０１２９】
溶接／切断段階の間にアクチュエータ７２０をロックするための別の構成が図４２のＡおよびＢに示されている。アクチュエータは、制御ハンドル（図示されてない）内のシャフト７２２の周囲を旋回して制御ロッド７２４を移動させる。アクチュエータ７２０の拡張部に設けられたロック機構が、制御ハンドルに固定されたピン７２８に係合する。図４２Ｂに見られるように、アクチュエータ７２０は、閉じられつつある顎に対応する時計回りの位置にロックされる。
【０１３０】
図４３Ａと図４３Ｂを比較することによって、特に筋膜切開術を容易にするように設計されたアクチュエータを理解することができる。図４３Ａのアクチュエータ７３０は、図１１乃至図１３を参照して記述されたものに類似していて、制御ハンドル（図示されてない）に対して固定されたシャフト７３２の周囲を旋回する。アクチュエータ７３０は、遠位の組織溶接顎に達する制御ロッド７３４を収容する通し孔を含む。アクチュエータ７３０が図示されているような時計回り方向に回転すると、カム・ローブ７３６が、制御ロッド７３４に取り付けられたカムフォロア７３８に作用する。カム・ローブ７３６の丸い外形がカムフォロア７３８および制御ロッド７３４を遠位方向である右方向へ押し、顎をいっぱいに開ける。
【０１３１】
図４３Ｂは、カム・ローブ７３６の上方部分に窪んだ区域７４０を含む修正されたアクチュエータ７３０'を示す。アクチュエータ７３０'が時計回り方向の回転を継続して顎を開くが、カムフォロア７３８が最終的に窪んだ区域７４０に到達し、わずかな距離反対方向に移動して顎を若干閉じる。アクチュエータ７３０'がいっぱいに回転した後、ユーザは筋膜切開術のためスイッチを作動させることができる。カムフォロア７３８がわずかに近位方向に後退するので、顎がいっぱいに開くことはなく、取り囲む組織の腔(cavity)との干渉がより少なく、顎の操縦性が高まる。筋膜切開術の間に開いているままの顎の角度は、窪み７４０の形状に基づいて最適化することができる。
【０１３２】
本発明の組織溶接顎を使用する筋膜切開術は、一方の顎に対する他方の顎の不均一な制御によって強化することもできる。すなわち、図４３のＡおよびＢに見られる設計と全く同じように、一層効果的に切断すべき膜に面するように、切断素子を持つ顎の角度を制御するためのいくつかの他の機構が存在する。例えば、図４を参照して上述された運動機構の実施例は、熱い顎４０が筋膜切開術を容易にする角度を持つ機能を引き受けるように修正することができる。すなわち、角度のあるスロット６８は、ヨーク１１４の線形移動が不均一な顎開き運動に変換するように、異なった角度を持つように構成することができる。熱い顎は冷たい顎より急な角度で開かれることができる。もう１つ別の意図される機構は、顎が不均等に開くようにする非対称の、２本のバーを持つ結合機構である。
【０１３３】
本発明は、また、顎を完全に閉じるため制御アクチュエータの運動に応じて加熱素子を作動させることができるように、溶接、切断あるいは筋膜切開術のための加熱素子に関する電気回路の安全インターロック機構を起動させるための種々の手段を意図している。例えば、図４４は、制御ハンドル（図示されてない）内に取り付けられた２つのパッド７５４に接触および接続するように下側に配置された導電性ストリップ７５２を持つトグルすなわちアクチュエータ７５０を開示している。別の１つのスイッチが溶接／切断加熱素子に通電するため起動されるように、２つのパッド７５４の接続が安全インターロック回路を閉じる。このようにして、ユーザは、顎の閉鎖に対応して、アクチュエータを押し下げなければ加熱素子を通電させることができない。安全インターロック機構の代替構成が図４５に示されている。この構成では、アクチュエータ７６０が、マイクロ・スイッチ７６６の可動部７６４と接触するように配置された突出部７６２を持つ。マイクロ・スイッチ７６６の作動が、加熱素子の独立した作動を可能にする。最後に、図４６は第３の代替構成を示す。この構成では、アクチュエータ７７０が、安全インターロック回路を閉じるため、板バネ７７４に作用する突出部７７２を含む。板バネ７７４は、シリコーン・メンブレンのような流体シール部材７７６によって包含または埋め込まれる。
【０１３４】
他の２つの安全インターロック構成が図４７および図４８に示されている。これら両方共に、前述のように、アクチュエータ７８０が旋回して制御ロッドを移動させる。図４７のＡおよびＢにおいて、制御ロッド７８２が、最終的に最も近位に移動した位置でマイクロ・スイッチ７８４を作動させる。マイクロ・スイッチ７８４は、安全インターロック回路の一部であっても、あるいは、加熱素子起動スイッチであってもよい。図４８のＡおよびＢにおいて、制御ロッド７８２は、近位端部に移動した位置で導電性パッド７８８に接触する導電性ストリップ７８６を有する。この実施形態において、制御ロッド７８２は導電性であり、それ自体が安全インターロック回路の一部を形成する。
【０１３５】
当業者に認められることであろうが、本発明の意図された範囲を逸脱することなく、上述の実施例および実施形態に対して種々の修正または変更を実施することは可能である。このような観点から、本明細書に記述された発明の特定の実施形態は、開示された一層幅広い発明の概念の例として理解されるべきものである。
【符号の説明】
【０１３６】
３０    組織溶接／切断装置
３６    シャフト
３８    制御ハンドル
４０    第１の顎
４２    第２の顎
４６    第１の加熱素子
４８    第２の加熱素子
１６４  力制限機構
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図８Ｆ】
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【図８Ｇ】
0005593358.tif 000023
【図８Ｈ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１０Ｅ】
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【図１０Ｆ】
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【図１０Ｇ】
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【図１０Ｈ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１１Ｅ】
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【図１１Ｆ】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６Ａ】
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【図２６Ｂ】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０Ａ】
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【図３０Ｂ】
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【図３１Ａ】
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【図３１Ｂ】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４Ａ】
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【図３４Ｂ】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０Ａ】
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【図４０Ｂ】
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【図４１Ａ】
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【図４１Ｂ】
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【図４２Ａ】
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【図４２Ｂ】
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【図４３Ａ】
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【図４３Ｂ】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７Ａ】
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【図４７Ｂ】
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【図４８Ａ】
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【図４８Ｂ】
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