(57)【要約】  電気式外科手術切開用メス（１）が、第一電極（２）及び第二電極（３）と、該電極を離間している電気絶縁体（４）とを具備している。該第一電極が該第二電極と異なる特性（断面積、熱伝導率等）を有しており、該第一電極が活性電極になり、そして該第二電極が帰路電極となっている。  該両電極間の離間距離（０．２５mmと１．０mmとの間）と、該両極間（２，３）に作用されるピーク電圧との両者は、アークは該両極間に直接的に発生しなくて、第一電極と対象部位における組織との間で発生するようになっている。装置は、使用時に、第一及び第二（２，３）電極間の温度差は少なくとも５０℃になるようになっていて、さらに第二電極７０℃より低い温度に保たれるようになっている。このことは、第二電極を第一電極から熱的に断熱することにより、及び／又は第二電極から熱を、例えば伝導、強制冷却あるいはヒートパイプ（２７）の手段により伝達除去することにより達成されている。
2005512726.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二極型切開用メスと、該二極型切開用メスが取りつけられているハンドピースと、該二極型切開用メスに無線周波数電圧を供給するための電気式外科手術用ジェネレータとを具備する電気式外科手術装置であって；
該二極型切開用メスが、第一電極及び第二電極と、該電極を離間している電気絶縁体とを備えている電気式外科手術装置において；
離間距離が０．２５mmと３．０mmとの間であって、該電気式外科手術用ジェネレータが、ほぼ一定のピーク電圧値を有する無線周波数電圧信号を該二極型切開用メスに供給するようになっていて、該ピーク電圧値と、該電極間の該離間距離との間の関係は、該電極間の電界強度が０．１Ｖ／μｍと２．０Ｖ／μｍとの間であるようになっており、該第一電極は該第二電極と異なる特性を有していて、該第一電極が活性電極になり、そして該第二電極が帰還電極となるようになっていることを特徴とする、電気式外科手術装置。
【請求項２】
該第二電極と異なる該第一電極の特性には電極の断面積が含まれていて、該第一電極の断面積は、該第二電極の断面積より相当小さなものであることを特徴とする、請求項１に記載の電気式外科手術装置。
【請求項３】
該第二電極と異なる該第一電極の特性には電極の熱伝導率が含まれていて、該第一電極の熱伝導率は、該第二電極の熱伝導率より相当小さなものであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の電気式外科手術装置。
【請求項４】
該第二電極と異なる該第一電極の特性には電極の熱容量が含まれていて、該第一電極の熱容量は、第二電極の熱容量より相当小さなものであることを特徴とする、請求項１−３のいずれか一項に記載の電気式外科手術装置。
【請求項５】
二極型切開用メスと、該二極型切開用メスが取りつけられているハンドピースと、該二極型切開用メスに、無線周波数電圧を供給するための電気式外科手術用ジェネレータとを具備する電気式外科手術装置であって；
該二極型切開用メスが、第一電極及び第二電極と、該電極を離間している電気絶縁体とを備えている電気式外科手術装置において；
離間距離が０．２５mmと１．０mmとの間であって、該電気式外科手術用ジェネレータが、ほぼ一定のピーク電圧値を有する無線周波数電圧信号を該二極型切開用メスに供給するようになっていて、該ピーク電圧値は２５０Ｖと６００Ｖとの間であり、該第一電極は該第二電極と異なる特性を有していて、該第一電極が活性電極になり、そして該第二電極が帰還電極となるようになっていることを特徴とする、電気式外科手術装置。
【請求項６】
第一電極及び第二電極と、該電極を離間している電気絶縁体とを具備する二極型切開用メスであって；
該第一電極が該第二電極と異なる特性を有しており、該第一電極が活性電極になり、そして該第二電極が帰還電極となっている二極型切開用メスにおいて；
該両電極間の離間距離は０．２５mmと１．０mmとの間であって、該両電極が組織と接触して、電気式外科手術用切開電圧が該両極間に作用される場合、アークは該両極間に直接的に発生しないことと；該第二電極の温度が７０℃を越えないことを保証するための手段も備えられていることとを特徴とする、二極型切開用メス。
【請求項７】
該第二電極の温度が７０℃を越えないことを保証するための該手段は、該第一電極から該第二電極への熱伝達を最小にするための手段を備えていることを特徴とする、請求項６に記載の二極型切開用メス。
【請求項８】
該電気絶縁体が、４０Ｗ／ｍ.ｋ未満の比較的小さな熱伝導率を有して材料で作られていることを特徴とする、請求項７に記載の二極型切開用メス。
【請求項９】
該第一電極が該電気絶縁体に不連続的に取りつけられていることを特徴とする、請求項７又は８に記載の二極型切開用メス。
【請求項１０】
該第一電極が該電気絶縁体に一ヶ所以上の接触位置で取りつけられていることを特徴とする、請求項９に記載の二極型切開用メス。
【請求項１１】
該第一電極は、該電気絶縁体と接触する割合を低減するように複数の穴があけられていることを特徴とする、請求項９又は１０に記載の二極型切開用メス。
【請求項１２】
該第二電極の温度が７０℃を越えないことを保証するための手段は、該第二電極からの熱伝達による熱除去を最大化する手段を備えていることを特徴とする、請求項６に記載の二極型切開用メス。
【請求項１３】
該第二電極が、１５０Ｗ／ｍ.ｋより大きな比較的高熱伝導率の材料で形成されていることを特徴とする、請求項１２に記載の二極型切開用メス。
【請求項１４】
該第二電極が、該第二電極から熱を除去するために補助的な冷却手段を備えていることを特徴とする、請求項１２又は１３に記載の二極型切開用メス。
【請求項１５】
組織を凝固するための第三電極をさらに備えていることを特徴とする、請求項６−１４のいずれか一項に記載の二極型切開用メス。
【請求項１６】
該第三電極が該第二電極に取りつけられて、両電極の間にさらなる電気絶縁体が備えられていることを特徴とする、請求項１５に記載の二極型切開用メス。
【請求項１７】
該さらなる電気絶縁体を通過する熱伝達が５mW／mm2.ｋより大きくなるようになっていることを特徴とする、請求項１６に記載の二極型切開用メス。
【請求項１８】
第一電極及び第二電極と、該電極を離間している電気絶縁体とを具備する二極型切開用メスであって；
該第一電極が該第二電極と異なる特性を有しており、該第一電極が活性電極になり、そして該第二電極が帰還電極となっている二極型切開用メスにおいて；
該両電極間の離間距離は０．２５mmと１．０mmとの間であって、該両電極が組織と接触して、電気式外科手術用切開電圧が該両極間に作用される場合、アークは該両極間に直接的に発生しないことと、組織を凝固するようになっている第三電極がさらに備えられていて、該第三電極はさらなる絶縁体により該第二電極から隔てられていることとを特徴とする、二極型切開用メス。
【請求項１９】
該第二及び第三電極が並行配列となっていて、両電極の間に該さらなる絶縁体を備えていることを特徴とする、請求項１８に記載の二極型切開用メス。
【請求項２０】
該第一、第二及び第三電極がサンドイッチ構造体の層となっていて、電極間に絶縁体層を備えていることを特徴とする、請求項１９に記載の二極型切開用メス。
【請求項２１】
該第二及び第三電極の一方が切欠き部分を備えていることを特徴とする、請求項１９又は２０に記載の二極型切開用メス。
【請求項２２】
該第二及び第三電極の他方が突起部分を備えていることを特徴とする、請求項２１に記載の二極型切開用メス。
【請求項２３】
該一方の電極の該切欠き部分が、該電極の他方の該突起を収容していることを特徴とする、請求項２２に記載の二極型切開用メス。
【請求項２４】
該突起部分が、該切欠き部分を囲んでいる該電極と同一高さになっていることを特徴とする、請求項２３に記載の二極型切開用メス。
【請求項２５】
該第一、第二及び第三電極がサンドイッチ構造体の層となっていて、該第一電極が中央にあって、該電極各々の間に絶縁体の層があることを特徴とする、請求項２０に記載の二極型切開用メス。
【請求項２６】
該第一電極が、該第二及び第三電極の外周縁から僅かに突出していることを特徴とする、請求項２５に記載の二極型切開用メス。
【請求項２７】
対象部位における組織の切開方法であって：
第一電極及び第二電極と、該電極を離間している電気絶縁体とを具備する二極型切開用メスを準備する段階であって、該第一電極が該第二電極と異なる特性を有しており、該第一電極が活性電極になり、そして該第二電極が帰還電極となっている二極型切開用メスを準備する段階と；該第二電極が該対象部位において組織と接触するように、かつ該第一電極はそこに隣接するように、該切開用メスを該対象部位に位置決めする段階と；該切開用メスに電気式外科手術切開用電圧を供給する段階とを含んでいる対象部位における組織の切開方法において、
該電気式手術切開用電圧と、該第一及び第二電極間の該離間距離とは、該第一及び第二電極間における空中においてアークが発生しないけれど、該第一電極と該対象部位における組織との間でアークが発生するようになっていて、電流が該組織を通過して該第二電極へ流れ、該第二電極における熱の蓄積を防止することで該第二電極の温度が７０℃を越えて上昇しないようになっていることを特徴とする、対象部位における組織の切開方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メスのような二極型電気式外科手術切開用器具、及び電気式外科手術用ジェネレータと二極型電気式外科手術切開用器具とを具備する電気式外科手術用装置に関するものである。そのような装置は、外科的治療、一般的に“キーホール”又は組織を損傷しない外科処置あるいは切開処置における組織の切開に通常使用されている。
【背景技術】
【０００２】
電気式外科手術切開用器具は、一般に二つのカテゴリーがあって、単極型と二極型とである。単極型器具において、無線周波数（ＲＦ）信号は、対象部位における組織を切開するために使用される活性電極に供給されていて、電気回路は、対象部位から離れている場所において患者に取りつけられた一般に広い面積のパッドであるアース用パッドにより完結している。一方、二極型器具において、活性電極と帰還電極とが切開用器具に提供されていて、電流が活性電極から帰還電極へ流れ、時に両電極間にアークが形成される。
【０００３】
初期における二極型ＲＦ切開用器具は、Roosに交付された特許文献１に開示されていて、帰還あるいは“無極（neutral）”電極は活性電極からセットバックされている。切開用電極及び無極電極の面積は所定のものであって、無極電極は活性電極から５mm−１５mmの間だけ直交的に離間している。一連の特許文献２〜５において、Morrisonは“三極性（sesquipolar）”電極構造体を有している切開用／凝固用器具を開示している。これらの器具が単極型器具と二極型器具との間の中間物と言われ、帰還電極を備えていて、その帰還電極は、切開用器具に担持されているが、切開用電極と比較して好ましくは３−５０培広い面積である。一例（特許文献２）において、活性電極が穴のあいた電気絶縁層でおおわれていて、その電気絶縁層は活性電極を処置すべき組織から隔てていて、かつ電極と組織との間でアークを発生するようになっている。その電気絶縁層は０．１２５−０．２５mm（０．００５−０．０１in）の間の厚さである。
【０００４】
別の一連の特許（特許文献５−８）において、Staszは、種々の切開用メスのデザインを提案している。これらは二つの電極間に比較的狭いギャップを備えたデザインとなっていて、ＲＦ信号がメスに作用された場合両電極間にアークが発生するようになっており、アークにより組織の切開がもたらされる。アークは電極間で発生するようになっているので、電極間を隔てる絶縁材料の一般的な厚さは０．０２５−０．０７５mm（０．００１−０．００３in）の間であった。
【０００５】
【特許文献１】米国特許第４７０６６６７号明細書
【特許文献２】米国特許第３９７００８８号明細書
【特許文献３】米国特許第３９８７７９５号明細書
【特許文献４】米国特許第４０４３３４２号明細書
【特許文献５】米国特許第４６７４４９８号明細書
【特許文献６】米国特許第４８５０３５３号明細書
【特許文献７】米国特許第４８６２８９０号明細書
【特許文献８】米国特許第４９５８５３９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は従来技術よりすぐれた改善した二極型切開用メスを提供することである。従って、二極型切開用メスと、該二極型切開用メスが取りつけられているハンドピースと、該切開用メスに無線周波数電圧を供給するための電気式外科手術用ジェネレータとを具備する電気式外科手術装置が提供されていて；
該切開用メスが、第一電極及び第二電極と、該電極を離間している電気絶縁体とを備えている電気式外科手術装置において；
離間距離が０．２５mm−３．０mmの間であって、該電気式外科手術用ジェネレータが、ほぼ一定のピーク電圧値を有する無線周波数電圧信号を該切開用メスに供給するようになっていて、該ピーク電圧値と、該電極間の該離間距離との間の関係は、該電極間の電界強度が０．１Ｖ／μｍと２．０Ｖ／μｍとの間であるようになっており、該第一電極は該第二電極と異なる特性を有していて、該第一電極が活性電極になり、そして該第二電極が帰還電極となるようになっていることを特徴とする、電気式外科手術装置である。
【０００７】
用語“メス”は、活性な切開用電極と帰還電極との両電極が器具により作られた切り口に入るようになっているすべての装置を含んでいることを意味している。切開用器具が軸方向切り口を作ることが可能なだけである必要はなくて、本発明による実施形態は組織を横断方向に除去することが可能であって以下に説明する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明における最も重要な特徴は次のとうりである。電極間の間隔とその間の電界強度とは、組織のないところで電極間に直接的なアークがないように周到に制御されている。本明細書の目的のために、電極間の間隔は電極間における電気的最短通路で計測される。したがって、たとえ電極が他の物に隣接していて、電極間の直線距離が０．２５mm未満であるようになっていても、電極を離間している絶縁体がこの直線を伝導パスとして利用できないようにしているなら、電極間の“間隔”は電極間における利用可能な最短導電パスとされる。電極間の電界強度は、好ましくは０．１５Ｖ／μｍと１．５Ｖ／μｍとの間であって、通常０．２Ｖ／μｍと１．５Ｖ／μｍとの間である。好適な装置の一つにおいて、第一及び第二電極間の間隔は０．２５mmと１．０mmの間であって、電界強度は０．３３Ｖ／μｍと１．１Ｖ／μｍとの間である。好ましくは電界強度は、第一及び第二電極間のピーク電圧が７５０Ｖ未満であるようになっている。このことが以下のことを保証していて、電界強度は第一電極と組織との間でアークを発生するのに十分なものであるが、第一電極と第二電極との間で直接的なアークは生じないようになっている。
【０００９】
しかしながら、電極間の直接的なアークが防止されても、もし二つの電極が同一デザインであると問題の可能性は残している。二極型切開用メス器具において、一方の電極だけが組織に対して高電圧となっていて（“活性”電極（“active”electrode）となっている）、他方の電極は組織と同様の電圧となっている（“帰還”電極（“return”electrode）となっている）。第一及び第二電極が同一デザインの場合、どちらの電極が活性電極になるかは、環境の問題となってしまう。もし器具が組織に接触する前に作動されると、最初に組織に接触した電極が一般に帰還電極となり、他方が活性電極となる。このことはある環境において一方の電極が活性電極となり、他環境においては他方の電極が活性電極となることを意味している。このことは、外科手術医が器具を制御することを困難にする（どちらで切開処置が行なわれるのかが確かなものではない）だけでなく、いずれの電極もが時に活性電極となりうるようになっている。
【００１０】
電極が活性になる場合、電極の表面に凝縮生成物が蓄積される。このことは、電極が活性電極となっている限り問題はないが、この電極を帰還電極として使用するには不適切なものである。従って、二つの類似の電極を使用する場合、すなわち各々の一方が時に活性電極となり時に帰還電極となる場合、両電極における生成物の蓄積が器具の性能劣化をもたらす。従って、本発明において、提供される装置は、第一電極が第二電極と異なる特性を有していて、一方の電極が活性電極の役割を果すようになっている。
【００１１】
該第二電極と異なる該第一電極の特性には電極の断面積が含まれていて、該第一電極の断面積は、該第二電極の断面積より相当小さなものである。このことは、（断面積のより小さな）第一電極が組織に接触する際における相対的に大きな初期インピーダンスとなり、一方で相対的に大きな断面積の第二電極が組織に接触する際における相対的に小さな初期インピーダンスとなることを保証している。この構成が第一電極が活性電極となり、かつ第二電極が帰還電極となることを促がしている。
【００１２】
該第二電極と異なる該第一電極の特性には電極の熱伝導率が含まれていて、該第一電極の熱伝導率は、該第二電極の熱伝導率より相当小さなものである。初期インピーダンスに加えて、インピーダンスの上昇速度は、どちらの電極が活性電極になるかに影響する因子となっている。インピーダンスは組織の乾燥に伴なって上昇し、乾燥速度は電極の温度により影響を受ける。比較的小さな熱伝導率の電極材料を選択することにより、電極の温度は、エネルギが供給されている電極の部分からほとんど熱が伝導されなくても迅速に上昇する。このことは以下のことを保証していて、比較的迅速な乾燥速度が、対応する迅速なインピーダンスの上昇をもたらし、かつ第一電極が活性電極となることを確実なものにしている。
【００１３】
該第二電極と異なる該第一電極の特性には電極の熱容量が含まれていて、該第一電極の熱容量は、第二電極の熱容量より相当小さなものである。前述したように、小さな熱容量は、第一電極における温度を相対的に高いレベルに維持することに役立っていて、第一電極が活性電極にあることを保証している。
【００１４】
本発明におけるさらなる実施形態において、二極型切開用メスと、該切開用メスが取りつけられているハンドピースと、該切開用メスに無線周波数電圧を供給するための電気式外科手術用ジェネレータとを具備する電気式外科手術装置が提供されていて；
該切開用メスが、第一電極及び第二電極と、該電極を離間している電気絶縁体とを備えている電気式外科手術装置において；
離間距離が０．２５mm−１．０mmの間であって、該電気式外科手術用ジェネレータが、ほぼ一定のピーク電圧値を有する無線周波数電圧信号を該切開用メスに供給するようになっていて、該ピーク電圧値は２５０Ｖと６００Ｖとの間であり、該第一電極は該第二電極と異なる特性を有していて、該第一電極が活性電極になり、そして該第二電極が帰路電極となるようになっていることを特徴とする、電気式外科手術装置である。
【００１５】
電極を離間するなら、ジェネレータが負荷変動にもかかわらず同一のピーク電圧を供給することが所望される。そうでないと、メスの高負荷はメスを停止させ（負荷インピーダンスが発生源インピーダンスに近づくので電圧が半減する）、一方でメスの軽負荷は電圧のオーバシュートをもたらし電極間における直接的なアークをもたらす。
【００１６】
本発明は、第一電極及び第二電極と、該電極を離間している電気絶縁体とを具備する二極型切開用メスに関するものであって；
該第一電極が該第二電極と異なる特性を有しており、該第一電極が活性電極になり、そして該第二電極が帰路電極となっている二極型切開用メスにおいて；
該両電極間の離間距離は０．２５mmと１．０mmとの間であって、該両電極が組織と接触して、電気式外科手術用切開電圧が該両極間に作用される場合、アークは該両極間に直接的に発生しないことと、該第二電極の温度が７０℃を越えないことを保証するための手段も備えられていることとを特徴とする、二極型切開用メスである。
【００１７】
第二電極が活性電極にならないことを保証するのと同じく、第二電極の温度が７０°、すなわち組織が電極に固着し始める温度を上廻わらないことを保証することも重要である。第二電極の温度が７０℃を上廻らないことを保証するための装置は、第一電極から第二電極への熱の伝達を最小にする手段を便宜的に備えている。これを達成する一つの方法は、第一電極が、好ましくは２０Ｗ／ｍ.ｋ未満の比較的小さな熱伝導率の材料で形成されていることを保証することである。第一電極を小さな熱伝導率の材料で作ることにより、熱は電極の活性部分から第二電極へ効果的に伝達除去されずに、従って第二電極の温度上昇が回避されている。
【００１８】
電極を離間する電気絶縁体を、好ましくは４０Ｗ／ｍ.ｋ未満の比較的小さな熱伝導率の材料で作ることにより、熱が第一電極から第二電極へ伝達されることを防止してもよい。このことは、第一電極で発生した熱が第二電極へ伝達することを防止することに役立っている。
【００１９】
熱伝達を防止する他の方法は、該第一電極を該電気絶縁体に不連続的に取りつけることである。好ましくは、該第一電極が、該電気絶縁体に一ヶ所以上の接触位置で取りつけられていること、及び／又は該第一電極は、該電気絶縁体と接触する割合を低減するように複数の穴があけられていることである。
【００２０】
第一電極として好適な材料はタンタルである。タンタルを活性電極として使用する場合、タンタルはすぐに酸化材料層で被膜されてしまう。この酸化タンタルは小さな導電性であって、第一電極が組織に対して大きなインピーダンスを維持し、そして活性電極となっていることを保証するのに役立っている。
【００２１】
該第二電極の温度が７０℃を越えないことを保証するための他の方法は、該第二電極からの熱伝達による熱除去を最大化することである。従って、第一電極から第二電極に達するいずれの熱も、第二電極の温度が上昇する以前に迅速に伝達除去されている。これを達成する一つの方法は、該第二電極を１５０Ｗ／ｍ.ｋより大きな比較的高熱伝導率を備えた材料で形成することである。
【００２２】
第二電極が熱を除去するために、第二電極に取りつけられたヒートパイプか、又は第二電極に接触している通路に沿った強制流となっている冷却流体のような、冷却手段を便宜的に備えていてもよい。どの方法が使用されるにしても、使用時における第一電極と第二電極との間の温度差が少なくとも５０℃、好ましくは１００℃と２００℃との間であることが適切である。
【００２３】
好ましくは、組織を凝固するための第三電極をさらに備えられている。この凝固用電極が第二電極に取りつけられて、両電極の間にさらなる電気絶縁体が備えられている。凝固用電極の温度が著しく高温にならないことを保証することが必要であって、もし凝固用電極が（本発明の教示によれば熱伝導率の良い）第二電極に取りつけられるなら、熱がさらなる電気絶縁体を通過して容易に伝達されるような配列とすることが好ましい。このことは、さらなる絶縁体を比較的高熱伝導率の材料で作ることにより達成されてもよいし、あるいは、一般的なことであるが、もしさらなる絶縁体の熱伝導率が悪い場合、さらなる絶縁体の厚さが一般に約５０μｍを越えない比較的薄くすることを保証することにより達成されてもよい。この方法で、さらなる絶縁体を通過する熱は５mW／ｍ2.ｋより大きくなる。
【００２４】
一つの装置において、第二及び第三電極が絶縁基板における導電電極として形成されている。第一電極を用いてメスが組織を切開するために使用される場合、第二及び第三の両電極は帰還電極として作動する。メスが組織を凝固するために使用される場合、凝固用ＲＦ信号は第二及び第三電極の間に作用される。
【００２５】
本発明のさらなる実施形態において、第一電極及び第二電極と、該電極を離間している電気絶縁体とを具備する二極型切開用メスが提供されていて；
該第一電極が該第二電極と異なる特性を有しており、該第一電極が活性電極になり、そして該第二電極が帰路電極となっている二極型切開用メスにおいて；
該両電極間の離間距離は０．２５mmと１．０mmとの間であって、該両電極が組織と接触して、電気式外科手術用切開電圧が該両極間に作用される場合、アークは該両極間に直接的に発生しないことと、組織を凝固するようになっている第三電極がさらに備えられていて、該第三電極はさらなる絶縁体により該第二電極から隔てられていることとを特徴とする、二極型切開用メスである。
【００２６】
該第二及び第三電極が並行配列となっていて、両電極の間に該さらなる絶縁体を備えている。代りに第二及び第三電極がサンドイッチ構造体の層となっていて、両電極の間にさらなる絶縁体を備えている。該第一、第二及び第三電極がサンドイッチ構造体の層となっていて、電極間に絶縁体層を備えている。
【００２７】
該第二及び第三電極の一方が切欠き部分を備えていて、該第二及び第三電極の他方が突起部分を備えている。好ましくは、該一方の電極の該切欠き部分が、該電極の他方の該突起を収容していて、該突起部分が、該切欠き部分を囲んでいる該電極と同一高さになるようになっている。
【００２８】
代りに、該第一、第二及び第三電極がサンドイッチ構造体の層となっていて、該第一電極が中段になっていて、該電極各々の間に絶縁体の層がある。一つの構成において、第二及び第三電極がほぼ半円形の断面であって、該第一電極が、該第二及び第三電極の外周縁から僅かに突出している。
【００２９】
本発明のさらなる実施の形態において、対象部位における組織の切開方法が提供されていて：
第一電極及び第二電極と、該電極を離間している電気絶縁体とを具備する二極型切開用メスを準備する段階であって、該第一電極が該第二電極と異なる特性を有しており、該第一電極が活性電極になり、そして該第二電極が帰路電極となっている二極型切開用メスを準備する段階と；該第二電極が該対象部位において組織と接触するように、かつ該第一電極はそこに隣接するように、該切開用メスを該対象部位に位置決めする段階と；該切開用メスに電気式外科手術切開用電圧を供給する段階とを含んでいる対象部位における組織の切開方法において、
該電気式手術切開用電圧と、該第一及び第二電極間の該離間距離とは、該第一及び第二電極間における空中においてアークが発生しないけれど、該第一電極と該対象部位における組織との間でアークが発生するようになっていて、電流が該組織を通過して該第二電極へ流れ、該第二電極における熱の蓄積を防止することで該第二電極の温度が７０℃を越えて上昇しないようになっていることを特徴とする、対象部位における組織の切開方法である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
添付図面を参照して、例を用いて本発明を説明する。
【００３１】
図１において、ジェネレータ１０は、無線周波数（ＲＦ）出力を接続コード１４を介して器具１２に提供する出力ソケット１０Ｓを有している。ジェネレータ１０の作動は、コード１４における結線を介して、器具１２から、又は足踏スィッチ接続コード１８を介してジェネレータの背面と接続された足踏スィッチ１６により実行される。例示の実施態様において、足踏スィッチユニット１６は、ジェネレータ１０の凝固モードと切開モードとをそれぞれ選択する二つの足踏スィッチ１６Ａと１６Ｂとを有している。ジェネレータの前面パネルは、それぞれ凝固出力レベルと切開出力レベルとを設定するプッシュボタン２０と２２とを有していて、それらの出力レベルはディスプレ２４に表示される。プッシュボタン２６は、凝固モードと切開モードとの間を選択する切替手段として備えられている。
【００３２】
図２において、器具１２が全体として符号１で示めすメスを備えていて、そのメス１は、ほぼフラットな第一電極２と、より大きな第二電極３と、第一電極と第二電極とを隔てる電気絶縁体４を含んでいる。第一電極２は１８Ｗ／ｍ.ｋの熱伝導率を有するステンレス鋼で形成されている（ニクロム合金のような別の材料が使用されてもよい）。第二電極３は、４００Ｗ／ｍ.ｋの熱伝導率を有する銅のような高熱伝導性材料から形成されている（銀あるいはアルミニウムを含む別の材料でもよい）。第二電極３の表面は、クロム合金のような生物学的適合性材料か、又はニッケル、金、白金、パラジウム、ステンレス鋼、窒化チタン又は二硫化タングステンのような別の非酸化性材料によりメッキされている。電気絶縁体４は、一般に３０Ｗ／ｍ.ｋの熱伝導率を有するＡｌ2Ｏ3のようなセラミック材料で形成されている。電気絶縁体４として熱伝導率の小さな適切な他の適切な材料が利用可能である。これらには、窒化ホウ素、磁器、ステアタイト、酸化ジルコニウム、ポリ四フッ化エチレン、強化雲母、シリコンラバー、又は発泡セラミックあるいは商標ＭＡＣＯＲとして販売されている成形可能なガラスセラミックのような他のセラミック材料が含まれる。
【００３３】
リード線５が第一電極２と接続されていて、リード線６が第二電極３と接続されている。ジェネレータ１０からのＲＦ出力はリード線５及び６を介してメス１と接続されていて、従ってほぼ一定のピーク電圧（一般に約４００Ｖ）を有する無線周波数が第一電極２と第二電極３との間に出現するようになっている。図３において、メス１が組織７の対象部位に接触されると、ＲＦ電圧は一方の電極と組織表面との間でアークを発生する。第一電極２は、第二電極３と比較して断面積が小さく、かつ熱容量及び熱伝導率が小さいので、第一電極が活性電極の役割を果し、アークはこの第一電極から組織７へ発生する。電流は、組織７から第二電極３へ流れ、この第二電極が帰還電極の役割を果している。組織の切開が活性電極において生じる場合、メスが組織を通って移動する。メス１は組織７における切開に使用されてもよいし、あるいは組織層を除去するために、図３において矢印８の方向に横断的に移動されてもよい。
【００３４】
切開中に、活性電極２において多量の熱が発生され、電極の温度は１００−２５０℃に上昇するかも知れない。しかしながら、絶縁体４の熱伝導率が小さいので、多量の熱が第二電極３へ伝達されることはない。熱が第二電極３に達した場合でも、銅材料の熱伝導率が大きいので、熱は電極表面から電極のボデー９の中へ伝導で除去される。このことは、第一電極２と第二電極３との間に温度差が保たれることを保証し、かつ第二電極３の温度を可能な限り長時間７０°以下に維持することを保証するのに役立っている。このことは、器具１２が作動されている場合はいつでも、第二電極３が帰還電極となっていることを保証し、かつ組織は第二電極３と固着しないことを保証している。
【００３５】
比較的低熱伝導率の絶縁体４を備えることに加えて、第一電極２を可能な限り絶縁体４に接触させないことを確実にすることが利点のあることである。図２において、第一電極２は絶縁体４と第二電極３とに連続的に取りつけられていなくて、一つ以上の点接触ピン１１により取りつけられている。図４ａは別の構造のメスを示めしていて、第一電極２は、その全長にわたって絶縁体４と断続的に接触するように形状化されていて、電極が絶縁体４から外向きに弓なりに曲がっている領域１３を備えている。このことが、第一電極２から絶縁体４を通って第二電極３への熱の伝達を最小化するのに役立っている。図４ｂはさらに別の構造を示めしていて、第一電極２は、メッシュ形状となっている多数の穴１５を備えている。このことが第一電極２から絶縁体４への熱の伝達を最小化している。図４ｃはもう一つの構造を示めしていて、第一電極２と絶縁体４との間に設置された波形電極層７を有している。このことは、第一電極２を発生された熱が第二電極３へ達することを防止していて、両者の間に温度差が維持されるようになっている。
【００３６】
図４ｄは図２におけるメスの変形であって、メスがフック形状１９となっている。第一電極２、第二電極３及び絶縁体４すべてがフック形状であって、装置の操作は図２を参照して説明したものとほぼ同様である。フック状電極は、特に組織を分離することに適切なものであって、ＲＦなしの常温での切除器具として使用されるか、又はＲＦ切開器具として使用される。処置あるいは切開にあたって、組織はフック１９の角度２０で保持することができる。
【００３７】
いずれの電極の構造が採用されても、第一電極２から第二電極３へ通過してゆく熱が第二電極３の表面に接触している組織から伝達除去されることは利点のあることである。図２のメスにおいて、第二電極３は、電極の先端から熱を伝導で除去する比較的大質量の銅により構成されている。第二電極３の機能は、図５ａ及び５ｂに示めす冷却手段を採用することによりさらに強化されている。図５ａにおいて、第二電極３はヒートパイプ２７に取りつけられている。ヒートパイプ２７は、閉じた中空パイプ２８を備えていて、その中空チューブ２８は、第二電極と隣接している末端部２９と、器具１２のハンドピース内部の基端部３０とを有している。中空チューブ２８は、アセトンあるいはアルコールのような沸騰温度の低い液体３２の入っているキャビティ３１を有している。使用時において、第二電極３からの熱は、チューブの末端部２９において液体３２を蒸発させ、この蒸気はチューブの基端部において凝縮する。というのは、基端部は末端部２９に対して相対的に低温であるからである。このようにして、熱は第二電極３の末端部から基端部へ伝達され、そこから器具１２のハンドピースを介して放散される。
【００３８】
図５ｂは別の装置であって、図５ａにおけるヒートパイプが強制冷却装置３３に置き換えられている。冷却装置３３は、チューブ３４、末端部２９及び基端部３０を備えている。チューブ３４が、内部ルーメン３６と外部ルーメン３７とを形成している同軸の内管３５を含んでいる。内管３５はチューブの末端部へ向けて穴があけられていて、従って内部ルーメン３６と外部ルーメン３７とはお互いに連通している。使用時において、自給式ポンプ（self-contained pump）３８により、冷却流体３９が内部ルーメン３６から末端部２９へ流れ、外部ルーメン３７を介してもどり連続的に循環するようになっている。循環流体は第二電極３により加熱され、熱は流体によりチューブ３４の基端部３０へ送られる。このようにして、第一電極２における高温にもかかわらず、第二電極３は低温に維持される。
【００３９】
残りの図は、組織７の凝固あるいは乾燥を行なうための、第三電極４０を備えた装置を示めしている。図６ａにおいて、メス１は図４ｂの構造にもとずいて示めされていて、類似の部品は同一符号が付番されている。第三電極４０は、第一電極２と対向して第二電極３に取りつけられていて、さらに電気絶縁体４１に取りつけられている。ＲＦ信号はジェネレータ１０からリード線４２を介して第三電極４０へ供給することができる。絶縁体４１は、シリコンラバーの薄い層か、又はポリマイド、ＰＥＥＫ若しくはＰＶＣ材料を含む別の材料の薄い層で作られている。薄い層により、熱がシリコンラバー層を通過することを保証され、かつ凝固用電極４０が第二電極３の熱伝導の恩恵を受けることができることを保証されている。このようにして、第一電極２により発生された熱にもかかわらず、凝固用電極４０は比較的低温に維持されている。使用にあたって、組織は前述したように切開される。切開の代りに凝固が所望される場合、第三電極４０は組織７と接触して置かれ、凝固用ＲＦ信号が第二電極３と第三電極４０との間に作用される。
【００４０】
図６ｂは別の実施形態を示めしていて、第二電極３及び第三電極４０が窒化アルミニウム材料の基板４３の上に金属化されたトラックとなっている。前述したように、この材料は電気的に絶縁されているけれど、良伝導体であって、熱が第二電極から第三電極へ熱を伝導することを可能にしている。
【００４１】
図７は、第一電極２が第二電極３と第三電極との間に設置されている装置を示めしている。第二及び第三電極３及び４０の両者は、ほぼ半円形断面であって、ほぼ円柱体を形成していて、第一電極２が両者の中央領域から僅かに突出している。絶縁層４は第一電極２と第二電極３とを隔てていて、絶縁層４１が第一電極２と第三電極４０とを隔てている。使用者が器具で組織を切開する場合、ジェネレータ１０は切開用ＲＦ信号を第一電極２と、第二及び第三電極３，４０の一方又は両方との間に作用する。一方、使用者が組織を凝固する場合、ジェネレータ１０は凝固用ＲＦ信号を第二電極３と第三電極４０との間に作用する。第二及び第三電極３０及び４０の比較的広い表面積は、前述したように切開時において熱が伝導で逃げてゆくのと同じく、組織の効果的な凝固を可能にしている。
【００４２】
図８は別の構造を示めしていて、第二及び第三電極３及び４０が並行して備えられている。第一電極２はほぼ平面であって、絶縁層４が、第一電極を器具の反対側における第二及び第三電極３及び４０から隔てている。電極３及び４０は、並行配列で配置されていて、間に絶縁層４１がある。前述したように、器具は、第一電極２と、第二又は第三電極３又は４０との間におけるＲＦ信号を用いて組織を切開することができ、あるいは第二電極と第三電極との間におけるＲＦ信号を用いて組織を凝固することができる。
【００４３】
図９は別の実施形態を示めしていて、第一、第二及び第三電極が“サンドイッチ”配列に直列層として備えられている。第一電極２が図９における最上段層として、第三電極４０が最下段層としてかつ第二電極３がそれらの間にはさまれて図示されている。絶縁層４及び４１は、それぞれ第一、第二及び第三電極を隔てるようになっている。この配列がブレード１に対して比較的厚いエッジを提供していて、組織の凝固を容易なものとしている。
【００４４】
図１０は、サンドイッチ配列構造体と並行配列構造体との両者の特徴を利用している装置である。電極はサンドイッチ配列であって、図１０において第一電極２は、図９に図示されているような最上段というよりはむしろ最下段に図示されている。第二電極３はサンドイッチの中段にあって、絶縁層４により第一電極から隔てられている。図１０において、第三電極４０は、最上段電極として図示されているけれど、中央凹部を有しており、その凹部を介して第二電極３の隆起部分５０が突出している。第二及び第三電極は絶縁体４１により隔てられていて、突起５０の最上面は第三電極４の頂部と同一高さとなっている。図１０に示めすようにこの配列は、メス１あるいは最上面のどちらかを組織の凝固に使用することができるようになっている。
【００４５】
図１１は、メス１の端部が、両側面に絶縁層４及び４１を備えた中央第一電極２を有している。絶縁層４及び４１各々が、図５１及び５２それぞれに図示する傾斜したベベル末端部を有している。第二電極３は絶縁層４に取りつけられ、第二電極におけるベベル端部５１は、メスの軸において第一電極２から軸方向にセットバックしている。同様に第三電極４０が絶縁層４１に取りつけられていて、第三電極におけるベベル端部５２も第一電極２から軸方向にセットバックしている。ベベル端部５１及び５２は、第一電極と第二電極との間、及び第一電極と第三電極との間において０．２５mmの最小間かく（図１１において“Ｘ”で図示）を可能にしていて、メス１を全体としてスリムなプロフィールとしている。第一電極２は、第一及び第二絶縁層４及び４１の端部と同一高さであってもよいし、又は、図１１に図示するように僅かに突出していてもよい。前述したように、第一電極による熱伝達は、不連続的に絶縁層に取りつける、あるいは熱伝達を低減するために複数の穴をあける等の、種々の方法で低減されている。
【００４６】
本発明は、第一電極と第二電極との間の間隔、そこに作用される電圧、電極及び電気絶縁体として選択されたサイズと材料を含んでいる、多くのデザインパラメータの周到な選択によるものである。この周到な選択により、電極間における直接的なアークが発生しないこと、一つの電極だけが活性電極となること、そして帰還電極は低温維持されることとが保証されている。なおその低温維持は、帰還電極に到達する熱を防止することにより及び／又は熱をそこから除去し熱を第二電極へ伝達することにより行なわれている。
【００４７】
相対的に低温の帰還電極は、器具の帰還電極に隣接している組織において熱損傷が比較的小さいかあるいはなくて、一方組織が帰還電極から熱を伝導で除去することに役立っている。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】図１は、本発明における電気式外科手術装置の概略ダイアグラムである。
【図２】図２は、本発明における電気式外科手術用メスの概略断面図である。
【図３】図３は、図２における電気式外科手術用メスを用いての横断切除操作を示めす概略図である。
【図４ａ】図４ａは、本発明による別の実施態様における電気式外科手術用メス（その−１）の概略断面図である。
【図４ｂ】図４ｂは、本発明による別の実施態様における電気式外科手術用メス（その−２）の概略断面図である。
【図４ｃ】図４ｃは、本発明による別の実施態様における電気式外科手術用メス（その−３）の概略断面図である。
【図４ｄ】図４ｄは、本発明による別の実施態様における電気式外科手術用メス（その−４）の概略断面図である。
【図５ａ】図５ａは、本発明における冷却手段を組込んだ電気式外科手術用メス（その−１）の概略図である。
【図５ｂ】図５ｂは、本発明における冷却手段を組込んだ電気式外科手術用メス（その−２）の概略図である。
【図６ａ】図６ａは、本発明における補助的な凝固用電極を組込んだ別の電気式外科手術用メス（その−１）である。
【図６ｂ】図６ｂは、本発明における補助的な凝固用電極を組込んだ別の電気式外科手術用メス（その−２）である。
【図７】図７は、本発明における補助的な凝固用電極を組込んだ別の電気式外科手術用メス（その−３）である。
【図８】図８は、本発明における補助的な凝固用電極を組込んだ別の電気式外科手術用メス（その−４）である。
【図９】図９は、本発明における補助的な凝固用電極を組込んだ別の電気式外科手術用メス（その−５）である。
【図１０】図１０は、本発明における補助的な凝固用電極を組込んだ別の電気式外科手術用メス（その−６）である。
【図１１】図１１は、本発明における補助的な凝固用電極を組込んだ別の電気式外科手術用メス（その−７）である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図４ｄ】
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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７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年8月20日(2003.8.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一電極及び第二電極と、該電極を離間している電気絶縁体とを具備する二極型切開用メスであって；
該第一電極が該第二電極と異なる特性を有しており、該第一電極が活性電極になり、そして該第二電極が帰還電極となっている二極型切開用メスにおいて；
該第一及び第二電極間の離間距離は０．２５mmと３．０mmとの間であって、該両電極が組織と接触して、電気式外科手術用切開電圧が該両極間に作用される場合、アークは該両電極間に直接的に発生しないことと；組織を凝固するようになっている第三電極がさらに備えられていて、該第三電極はさらなる絶縁体により該第二電極から隔てられていることとを特徴とする、二極型切開用メス。
【請求項２】
該第一及び第二電極間の該離間距離が、０．２５mmと１．０mmとの間であることを特徴とする、請求項１に記載の二極型切開用メス。
【請求項３】
該第二及び第三電極が並行配列となっていて、両電極の間に該さらなる絶縁体を備えていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の二極型切開用メス。
【請求項４】
該第一、第二及び第三電極がサンドイッチ構造体の層となっていて、電極間に絶縁体層を備えていることを特徴とする、請求項３に記載の二極型切開用メス。
【請求項５】
該第二及び第三電極の一方が切欠き部分を備えていることを特徴とする、請求項３又は４に記載の二極型切開用メス。
【請求項６】
該第二及び第三電極の他方が突起部分を備えていることを特徴とする、請求項５に記載の二極型切開用メス。
【請求項７】
該一方の電極の該切欠き部分が、該電極の他方の該突起を収容していることを特徴とする、請求項６に記載の二極型切開用メス。
【請求項８】
該突起部分が、該切欠き部分を囲んでいる該電極と同一高さになっていることを特徴とする、請求項７に記載の二極型切開用メス。
【請求項９】
該第一、第二及び第三電極がサンドイッチ構造体の層となっていて、該第一電極が中央にあって、該電極各々の間に絶縁体の層があることを特徴とする、請求項４に記載の二極型切開用メス。
【請求項１０】
該第一電極が、該第二及び第三電極の外周縁から僅かに突出していることを特徴とする、請求項９に記載の二極型切開用メス。
【請求項１１】
該第二電極の温度が７０℃を越えないことを保証するための手段をさらに具備している、請求項１−１０のいずれか一項に記載の二極型切開用メス。
【請求項１２】
該第二電極の温度が７０℃を越えないことを保証するための該手段は、該第一電極から該第二電極への熱伝達を最小にするための手段を備えていることを特徴とする、請求項１１に記載の二極型切開用メス。
【請求項１３】
該電気絶縁体が、４０Ｗ／ｍ.ｋ未満の比較的小さな熱伝導率を有して材料で作られていることを特徴とする、請求項１２に記載の二極型切開用メス。
【請求項１４】
該第一電極が該電気絶縁体に不連続的に取りつけられていることを特徴とする、請求項１１又は１２に記載の二極型切開用メス。
【請求項１５】
該第一電極が該電気絶縁体に一ヶ所以上の接触位置で取りつけられていることを特徴とする、請求項１４に記載の二極型切開用メス。
【請求項１６】
該第一電極は、該電気絶縁体と接触する割合を低減するように複数の穴があけられていることを特徴とする、請求項１４又は１５に記載の二極型切開用メス。
【請求項１７】
該第二電極の温度が７０℃を越えないことを保証するための手段は、該第二電極からの熱伝達による熱除去を最大化する手段を備えていることを特徴とする、請求項１１に記載の二極型切開用メス。
【請求項１８】
該第二電極が、１５０Ｗ／ｍ.ｋより大きな比較的高熱伝導率の材料で形成されていることを特徴とする、請求項１７に記載の二極型切開用メス。
【請求項１９】
該第二電極が、該第二電極から熱を除去するために補助的な冷却手段を備えていることを特徴とする、請求項１７又は１８に記載の二極型切開用メス。
【請求項２０】
該さらなる電気絶縁体を通過する熱伝達が５mW／mm2.ｋより大きくなるようになっていることを特徴とする、請求項１−１９のいずれか一項に記載の二極型切開用メス。
【請求項２１】
該第二電極と異なる該第一電極の特性には電極の断面積が含まれていて該第一電極の断面積は、該第二電極の断面積より相当小さなものであることを特徴とする、請求項１−２０のいずれか一項に記載の二極型切開用メス。
【請求項２２】
該第二電極と異なる該第一電極の特性には電極の熱伝導率が含まれていて、該第一電極の熱伝導率は、該第二電極の熱伝導率より相当小さなものであることを特徴とする、請求項１−２１のいずれか一項に記載の二極型切開用メス。
【請求項２３】
該第二電極と異なる該第一電極の特性には電極の熱容量が含まれていて、該第一電極の熱容量は、第二電極の熱容量より相当小さなものであることを特徴とする、請求項１−２２のいずれか一項に記載の二極型切開用メス。
【請求項２４】
二極型切開用メスと、該二極型切開用メスが取りつけられているハンドピースと、該二極型切開用メスに無線周波数電圧を供給するための電気式外科手術用ジェネレータとを具備する電気式外科手術装置において；
該二極型切開用メスが、請求項１−２３のいずれか一項に記載の二極型切開用メスであり；
該電気式外科手術用ジェネレータが、ほぼ一定のピーク電圧値を有する無線周波数電圧信号を該二極型切開用メスに供給するようになっている；電気式外科手術装置。
【請求項２５】
該ピーク電圧が２５０Ｖと６００Ｖとの間である、請求項２４に記載の電気式外科手術装置。
【国際調査報告】
2005512726.tif 000019
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2005512726.tif 000021
2005512726.tif 000022
2005512726.tif 000023