(57)【要約】  組織を溶接する小型医療装置が提供される。ハンドヘルドプラズマヘッドが、深い切開及び長い切開用に構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
組織溶接の医療方法であって、
プラズマの印加に応答して固化可能な生体適合性液体を、溶接すべき組織に塗布すること、及び
プラズマを前記生体適合性液体に印加することであって、前記プラズマの温度は７０℃未満である、印加すること
を含む、方法。
【請求項２】
前記生体適合性液体はアルブミン溶液である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記生体適合性液体中のアルブミン濃度は少なくとも４０％である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記プラズマはＨｅガスを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記プラズマは実質的にＨｅガスを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記プラズマは、アルゴン、ヘリウム、酸素、及びＳＦ６等のガスを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記プラズマは、電離ガスと、化学反応ガスとを含み、前記化学反応ガスは、前記生体適合性液体と化学反応を形成することが可能であり、前記反応は前記生体適合性液体の固化を支援する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記化学反応ガスは重合ガスである、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記化学反応ガスはＣＨＦ３又はＣＨ３Ｆ等の物質を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記プラズマの温度はフィードバックメカニズムを使用して維持される、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記フィードバックメカニズムは、ＲＦ電力を測定することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記フィードバックメカニズムは、ＲＦインピーダンスを測定することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記フィードバックメカニズムは、前記プラズマから発せられる光学スペクトルを測定することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記プラズマは双極電極構成により励起する、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記プラズマは単極電極構成により励起する、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記プラズマは、双極電極と単極電極とを組み合わせた電極構成により励起する、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記プラズマは誘導コイルにより励起する、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
組織溶接用のハンドヘルド医療装置であって、
人間の片手で保持し操作することが可能な本体であって、
電力を提供する電池、
ガス処理サブシステムであって、
高圧下でプラズマガスを貯蔵するガスタンク、及び
ガス圧低減・フロー制御機構
を備える、ガス処理サブシステム、
ＲＦ回路であって、
ＲＦ生成器、
ＲＦ増幅器、及び
ＲＦインピーダンス整合回路
を備える、ＲＦ回路
を備える、本体と、
先端であって、
近位開口部及び遠位開口部を有するプラズマ管であって、近位開口部を通して前記ガス処理サブシステムからガスを受け取り、遠位開口部を通してプラズマを提供する、プラズマ管、及び
前記ガスを前記プラズマ管内で励起させてプラズマにするプラズマ励起器
を備える、先端と、
を備える、装置。
【請求項１９】
生体適合液体噴射器をさらに備え、前記生体適合性液体噴射器は、
生体適合性液体槽と、
前記生体適合性液体を前記槽からノズルに輸送する液体輸送サブシステムと、
前記プラズマ管の前記遠位開口部の近傍に配置される液体ノズルと、
を備え、前記生体適合性液体は、プラズマの印加に応答して固化可能である、請求項１８に記載のハンドヘルド医療装置。
【請求項２０】
前記先端は、前記ハンドヘルド医療装置の前記本体から着脱可能である、請求項１８に記載のハンドヘルド医療装置。
【請求項２１】
前記着脱可能な先端は１回使い捨て先端である、請求項２０に記載のハンドヘルド医療装置。
【請求項２２】
前記着脱可能な先端は、細長い単極プラズマ電極を備える焼灼先端と交換可能である、請求項２０に記載のハンドヘルド医療装置。
【請求項２３】
プラズマ励起器は双極電極を備える、請求項１８に記載のハンドヘルド医療装置。
【請求項２４】
前記ＲＦ回路に関して、溶接すべき組織を電気的に接地する接地電極をさらに備える、請求項１８に記載のハンドヘルド医療装置。
【請求項２５】
プラズマ励起器は導電コイルを備える、請求項１８に記載のハンドヘルド医療装置。
【請求項２６】
前記プラズマの温度は７０℃未満である、請求項１８に記載のハンドヘルド医療装置。
【請求項２７】
前記生体適合性液体はアルブミン溶液である、請求項１９に記載のハンドヘルド医療装置。
【請求項２８】
前記プラズマ管の前記遠位開口部は、前記プラズマ管の長軸とは実質的に異なる方向に向けられる、請求項１８に記載のハンドヘルド医療装置。
【請求項２９】
組織溶接用の小型医療装置であって、
供給・制御ユニットを備え、前記供給・制御ユニットは、
ガス処理サブシステムであって、
高圧下でプラズマガスを貯蔵するガスタンク、及び
ガス圧低減・フロー制御機構
を備える、ガス処理サブシステムと、
ＲＦ回路であって、
ＲＦ生成器、
ＲＦ増幅器、及び
ＲＦインピーダンス整合回路
を備える、ＲＦ回路と、
を備え、前記小型医療装置はさらに、
ガスを前記ガス処理サブシステムから輸送し、ＲＦ信号を前記ＲＦ回路からハンドヘルドプラズマヘッドに輸送するホースと、
人間の片手で保持し操作することが可能なプラズマヘッドと、
を備え、前記プラズマヘッドは、
手で保持されるように構成された本体を備えた本体と、
先端であって、
近位開口部及び遠位開口部を有し、近位開口部を通してガスを受け取り、遠位開口部を通してプラズマを提供する、プラズマ管、及び
前記プラズマ管内の前記ガスを励起させてプラズマにするプラズマ励起器
を備える、先端と、
を備える、小型医療装置。
【請求項３０】
生体適合液体噴射器をさらに備え、前記生体適合性液体噴射器は、
生体適合性液体槽と、
前記生体適合性液体を前記槽からノズルに輸送する液体輸送サブシステムと、
前記プラズマ管の前記遠位開口部の近傍に配置される液体ノズルと、
を備え、前記生体適合性液体は、プラズマの印加に応答して固化可能である、請求項２９に記載の小型医療装置。
【請求項３１】
前記先端は、前記ハンドヘルド医療装置の前記本体から着脱可能である、請求項２９に記載の小型医療装置。
【請求項３２】
前記着脱可能な先端は１回使い捨て先端である、請求項３１に記載の小型医療装置。
【請求項３３】
前記着脱可能な先端は、細長い単極プラズマ電極を備える焼灼先端と交換可能である、請求項３１に記載の小型医療装置。
【請求項３４】
プラズマ励起器は双極電極を備える、請求項２９に記載の小型医療装置。
【請求項３５】
前記ＲＦ回路に関して、溶接すべき組織を電気的に接地する接地電極をさらに備える、請求項２９に記載の小型医療装置。
【請求項３６】
プラズマ励起器は誘導コイルを備える、請求項２９に記載の小型医療装置。
【請求項３７】
前記プラズマの温度は７０℃未満である、請求項２９に記載の小型医療装置。
【請求項３８】
前記生体適合性液体はアルブミン溶液である、請求項３０に記載の小型医療装置。
【請求項３９】
前記管の前記遠位開口部は、前記プラズマ管の長軸とは実質的に異なる方向に向けられる、請求項２９に記載の小型医療装置。
【請求項４０】
前記プラズマヘッドは、前記供給・制御ユニットの動作を制御する少なくとも１つの制御入力をさらに備える、請求項２９に記載の小型医療装置。
【請求項４１】
供給・制御ユニットはコントローラをさらに備え、前記コントローラは、ユーザ入力及びプラズマフィードバック信号を受信することが可能であり、前記ユーザ入力及びプラズマフィードバック信号に応答して、ガス処理サブシステム及びＲＦ回路のうちの少なくとも一方の動作を調整する、請求項２９に記載の小型医療装置。
【請求項４２】
前記プラズマの温度は、前記フィードバックメカニズムを使用して７０℃未満に維持される、請求項４１に記載の小型医療装置。
【請求項４３】
前記フィードバック信号を生成することは、ＲＦ電力を測定することを含む、請求項４１に記載の小型医療装置。
【請求項４４】
前記フィードバック信号を生成することは、ＲＦインピーダンスを測定することを含む、請求項４１に記載の小型医療装置。
【請求項４５】
前記供給・制御ユニットは、プラズマ分光器をさらに備え、前記フィードバック信号を生成することは、前記プラズマの放射スペクトルを測定することを含む、請求項４１に記載の小型医療装置。
【請求項４６】
前記プラズマ管の近傍に配置された遠位端部でプラズマ放射を収集し、前記放射を前記分光器に移動させる光ファイバをさらに備える、請求項４５に記載の小型医療装置。
【請求項４７】
前記フィードバック信号を生成することは、ＩＲセンサを使用して前記組織の温度を測定することを含む、請求項４１に記載の小型医療装置。
【請求項４８】
溶接すべき切開中に挿入され、電流を前記溶接組織内の深くに向けることが可能な薄い電極をさらに備える、請求項２９に記載の小型医療装置。
【請求項４９】
プラズマを生成可能であり、前記第１のプラズマ先端と同時に作業することが可能な第２のプラズマヘッドをさらに備え、それにより、１つのプラズマ先端を使用する場合に可能な長さよりも長い組織の処置が可能である、請求項２９に記載の小型医療装置。
【請求項５０】
溶接すべき切開中に挿入され、電流を前記溶接組織内の深くに向けることが可能な薄い電極をさらに備える、請求項４９に記載の小型医療装置。
【請求項５１】
前記遠位プラズマ開口部は、組織の細長い切開を処置するために細長い形状を有する、
請求項２９に記載の小型医療装置。
【請求項５２】
前記細長いプラズマ開口部は、約６〜７ｍｍ×２０〜４０ｍｍの矩形を有する、請求項５１に記載の小型医療装置。
【請求項５３】
前記プラズマの流れを実質的に均一に拡散させることが可能な穿孔板を前記ガス流内にさらに備える、請求項５２に記載の小型医療装置。
【請求項５４】
プラズマは、前記遠位プラズマ開口部周囲に巻かれたコイルによって励起する、請求項５２に記載の小型医療装置。
【請求項５５】
前記プラズマ励起器は、前記プラズマ管外部にリング電極を備える、請求項２９に記載の小型医療装置。
【請求項５６】
前記プラズマ励起器は、前記プラズマ管外部にリング電極を備えると共に、前記プラズマ管内部に電極を備える、請求項５５に記載の小型医療装置。
【請求項５７】
前記プラズマ管内部の前記電極は、絶縁層で覆われる、請求項５６に記載の小型医療装置。
【請求項５８】
前記プラズマ管内部の前記電極は、螺旋形を有する、請求項５６に記載の小型医療装置。
【請求項５９】
前記手で保持するように構成された本体は、人間工学的な形状であり、前記プラズマ先端に対して傾斜する、請求項２９に記載の小型医療装置。
【請求項６０】
前記プラズマ先端は、プラズマと処置される組織との間隔を決める少なくとも１つのスタンドオフをさらに備える、請求項２９に記載の小型医療装置。
【請求項６１】
前記組織から前記生体適合液体の余剰分をワイパーを用いて拭き取ることをさらに含み、前記ワイパーは、
ハンドルと、
可撓性ワイパーブレードと、
を備える、請求項１に記載の組織溶接方法。
【請求項６２】
前記ワイパーブレードは窪みをさらに備える、請求項６１に記載の組織溶接方法。
【請求項６３】
前記生体適合性液体はアルブミン溶液である、請求項６２に記載の医療方法。
【請求項６４】
前記アルブミン溶液を前記切開に塗布する前に、プラズマを印加することにより溶接ベッドを殺菌することをさらに含む、請求項１に記載の組織溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマヘッドを使用して組織を溶接する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
組織の傷又は切開を閉じる従来の方法は、接着剤、縫合、クリップ、又はステープルの使用を含む。そのような技法は一般に、組織の傷又は切開を塞ぐことにおいて適切であるが、使用を制限する、例えば、多くの場合、傷跡の形成、感染、及び多くの免疫反応に繋がる、関連の問題を有する。縫合、クリップ、又はステープルとの組織の不適合は、痛みがあり、治療が困難であり得る瘻孔、肉芽腫、及び神経腫の原因となり得る。縫合、クリップ、又はステープルは、弱い柔組織又は血管新生が不良な組織を切断する傾向も有し得る。さらに、縫合は後に道を残し、この道は流体を漏出させ得ると共に、様々な微生物の都合のよい進入点を提供し得る。
【０００３】
組織の傷又は組織を塞ぐことにおける従来の方法の成功は、特に顕微外科手術が実行中の場合、そのような方法を実行する施術者の技能に大きく依存する。
【０００４】
組織の傷又は切開を塞ぐ従来の方法に対する代替は、組織溶接に適した組成物の使用である。「組織溶接」とは、エネルギー源を使用して組成物を励起させることを意味し、その結果、組織の傷又は切開が塞がれ、又は閉じる。通常、組織溶接組成物は、塞ぐ必要がある組織の領域に塗布される。エネルギー源により励起すると、組成物が組織に融合し、組成物と組織との接合により、縫合、ステープル、又はクリップが使用される場合と略同じように、組織の切断部分を互いに近づける。そのような組織溶接組成物は、２〜３週間以内で吸収可能であるため、組織の傷形成を生じさせない。
【０００５】
組織を凝固させ、塞ぎ、接合し、又は切断する多くの機器が既知である。これらの装置のうちのいくつかは、組織に接触する加熱要素、組織の摩擦加熱を利用する超音波ヒータ、又は組織が各自の電気抵抗により加熱されるように、電流を組織に通す単極若しくは双極電極加熱システムと協働し得る。
【０００６】
いくつかの装置は、組織が追随して「切断」されるか、又は「塞がれる」かのいずれかであるような温度まで組織を加熱する。組織は、１００℃を超えて加熱されると、破壊され、したがって、「切断」される。しかし、組織は、５０℃〜９０℃の温度に加熱される場合、切断の代わりに単純に隣接する組織に「封止」され、又は「溶接」される。熱と圧力との組み合わせの制御した適用と同じ一般原理を利用する多くの装置を使用して、隣接組織を接合又は「溶接」して、組織の接合又は管組織の吻合を生成することができる。
【０００７】
単極又は双極プローブ、鉗子、又は鋏は、凝固させる組織を通る高周波電流を使用する。組織を通る電流は、組織を加熱させ、組織タンパク質を凝固させる。これらの機器の単極変形では、電流は電極から出て、組織を通った後、「接地板」により発生器に戻り、接地板は患者の体の離れた部分に取り付け又は接続される。そのような電子外科機器の双極版では、電流は、組織が間に配置又は保持された２つの電極間を通る。
【０００８】
今日、Ｖａｌｌｅｙ  Ｌａｂ、Ｃａｂｏｔ、Ｍｅｄｉｔｒｏｎ、Ｗｏｌｆ、Ｓｔｏｒｚ、及び世界中の他の企業を含む企業から市販されているそのような単極及び双極機器の多くの例がある。
【０００９】
超音波組織ヒータでは、非常に高い周波数（超音波）振動要素又はロッドが、組織に接触した状態に保たれる。高速振動が熱を生じさせ、熱は組織内のタンパク質を凝固させる。
【００１０】
電気的に生成されるプラズマの医療用途への適用が、当分野において既知である。
【００１１】
例えば、電気外科手術は当分野において既知であり、電気方法により実行される。その開発は、外科処置中の出血を制御する臨床的な必要性により促進された。熱は、数千年にわたって出血を制御するために医療的に使用されてきたが、組織内に熱を生成するための電気の使用が一般的に使用されるようになったのは、１９２０年代中盤のみからであり、１９７０年代から可撓性内視鏡検査に一般に使用されるようになった。電気外科は、機械的な切開及び熱の適用よりも優れた少なくとも１つの独自の利点、すなわち組織の切開と凝固とを同時に行う能力を提供する。この利点により、電気外科は胃腸科専門医にとって理想的な外科ツールである。
【００１２】
電気外科発電機は、電気外科の実行に必要な高周波電気エネルギーを提供し、これら電気外科発電機によっては、アルゴンガス強化電気外科を使用するオプションが備えられる。アルゴンガス強化又はアルゴンプラズマ凝固（ＡＰＣ）は、手術室環境で長い間使用されており、通常、実質器官の手術に断続的に使用される。
【００１３】
アルゴンプラズマを備えた電気外科システムは、消化管及び肺の可撓性内視鏡検査で使用可能なように適合された。
【００１４】
光学放射分光法が当分野において既知であり、化学組成物及び混合物中の化学種の存在度を識別するために一般に使用される。プラズマは混合物を励起させることができ、発せられた蛍光が集められ、分光計で解析される。
【００１５】
大量の研究がレーザ組織溶接に注がれた。Ｌａｓｅｒ  Ｔｉｓｓｕｅ  Ｗｅｌｄｉｎｇ  Ｉｎｃ．（テキサス、ＵＳＡ）等の企業は、２００９年に臨床試験を開始した。この企業は、内蔵器官を閉じることを目標としている。ロボティックＣＯ２レーザ装置を使用するイスラエルの新興企業であるＳｅｒａｆｆｉｘも、２００９年に臨床試験を開始した。レーザはんだ付けは、ＩＲレーザ（波長＞１μｍ）、大半はＣＯ２源を利用し、活性化前に塗布されたアルブミンを熱的に活性化させる。レーザの大きな利点は、マイクロメートル分解能に達することができる空間精度である。しかし、はんだ付け用途では、空間精度はあまり重要ではない。
【００１６】
レーザの主な利点は、熱的活性が標的領域に「衝突」する時間に線形依存することであり、これは、レーザビームが同じスポットに留まる時間が長すぎる場合、アルブミン及び近傍組織を焼き、不良な接着及び組織壊死を行うことを意味する。
【００１７】
Ａｌｆａｎｏ，Ｒ等の肺の空気漏れ及び臓器の瘻孔のＣｒ４＋レーザ組織溶接及び封止用のはんだとしての「Ｇｅｌａｔｉｎ  ｂａｓｅｄ  ｏｎ  Ｐｏｗｅｒ−ｇｅｌ（登録商標）」という名称の（特許文献１）には、組織を溶接する方法が開示されており、組織の傷の縁部を接合すること、並びにＣｒ４＋レーザ、半導体レーザ、及び光ファイバからなる群から選択されるレーザで傷を照射することを含み、溶接強度は水の吸収スペクトルに従う。レーザ誘導組織溶接と併せてゼラチン及びエステル化されたゼラチンをはんだとして使用することは、アルブミンはんだよりもはるかに強い引張性及びトルク強度を付与する。上記レーザから選択されるＮＩＲ波長は、溶接を向上させ、単独で使用される場合、又はゼラチン及びエステル化されたゼラチンのはんだと共に使用される場合、組織の熱損傷を回避することができる。これらの発見を使用して、皮膚、粘液、骨、血管、神経、脳、肝臓、膵臓、脾臓、腎臓、肺、気管支、呼吸道、尿道、消化管、又は婦人科系の管等の組織、肺の空気漏れの封止材として、並びに腸瘻孔、直腸瘻孔、及び泌尿器瘻孔等の瘻孔のレーザ組織溶接を強化することができる。
【００１８】
Ｌａｕ，Ｌｉｍｉｎｇ等の「Ｔｉｓｓｕｅ  ｗｅｌｄｉｎｇ  ａｎｄ  ｃｕｔｔｉｎｇ  ａｐｐａｒａｔｕｓ  ａｎｄ  ｍｅｔｈｏｄ」という名称の（特許文献２）では、組織、特に血管を分断し溶接する外科装置及び方法が開示されている。この装置は、遠位端部に一対の相対的に移動可能なジョーを有する細長いシャフトを含む。ジョーのうちの一方にある第１の加熱要素は、第１の温度まで加熱し、組織内に溶接領域を形成するように適合され、ジョーのうちの一方にある第２の加熱要素は、第２の温度まで加熱し、溶接領域内の組織を分断するように適合される。
【００１９】
Ｔｒｕｃｋａｉ，Ｃｓａｂａ等の「Ｅｌｅｃｔｒｏｓｕｒｇｉｃａｌ  ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  ａｎｄ  ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  ｕｓｅ」という名称の（特許文献３）は、係合する組織内で熱溶接する電気外科医療装置及び方法を開示している。一実施形態では、機器の少なくとも１つのジョーが、導電的にドープされた非導電性エラストマーの導電−抵抗行列を担持する組織係合平面を画定する。したがって、係合面部分は、標的とする治療範囲にわたり、温度の増大が選択される都度、独自の選択された低い導電性を有する正の温度係数の材料として説明することができる。導電−抵抗行列は、標的とする熱治療範囲で組織溶接を達成することができる標的熱治療範囲、例えば、約６０℃〜８０℃を包含する（bracket）ように設計される。一動作モードにおいて、係合平面は、ＲＦエネルギー印加から係合面のマイクロメートル規模の部分を介して係合組織内部の抵抗加熱を自動的に変調し、空間的に局所化する。別の動作モードでは、導電−抵抗行列は、ＲＦエネルギー密度の「波」を誘導して、組織を掃引し、それにより、組織を溶接する。
【００２０】
「Ｓｕｒｇｉｃａｌ  ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  ａｐｐｌｙｉｎｇ  ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ  ｅｎｅｒｇｙ  ｔｏ  ｔｉｓｓｕｅ」という名称の（特許文献４）は、導入器に相対して移動する導波管と、選択された大まかな位置に移動する細長いジョーに結合された超音波源とを有する、血組織を塞ぎ溶接する超音波外科機器を開示している。
【００２１】
Ｌａｕｔｏ，Ａｎｔｏｎｉｏ、及びＰｏｐｐａｓ，Ｄｉｘ  Ｐ．の「Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｆｏｒ  ｔｉｓｓｕｅ  ｗｅｌｄｉｎｇ  ａｎｄ  ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  ｕｓｅ」という名称の（特許文献５）は、組織を溶接する組成物を開示している。組成物は、活性化合物と、溶媒と、エネルギー変換剤とを含み、生理液に不溶性である。組織を溶接する方法も提供される。方法は、上記組成物を組織に接触させること、及び組織が溶接されるように組成物を励起させることを含む。
【００２２】
Ｆｕｊｉｍｏｔｏ  Ｋｏｔａｒｏ及びＳｈｉｍａｄａ  Ｔａｋｅｓｈｉの「Ｐｌａｓｍａ  ｅｔｃｈｉｎｇ  ｍｅｔｈｏｄ」という名称の（特許文献６）は、半導体素子をエッチングするエッチング方法を開示しており、エッチングガスをエッチングチャンバ内に導入すること、及びエッチングガスを励起させてプラズマ状態にし、材料をエッチングすることを含む。
【００２３】
Ｆａｒｉｎ，Ｇｕｎｔｅｒ及びＧｒｕｎｄ，Ｋａｒｌ  Ｅｒｎｓｔの「Ｅｌｅｃｔｒｏｓｕｒｇｉｃａｌ  ｉｎｓｔｒμｍｅｎｔ」という名称の（特許文献８）は、生物学的組織をプラズマ凝固して、例えば、血の塊、鬱血、熱除活、又は病理組織の破壊を処置する電気外科機器を開示している。
【００２４】
Ｍｏｒｒｉｓ，Ｍａｒｃｉａの「Ｃｏｍｐａｃｔ  ｅｌｅｃｔｒｏｓｕｒｇｅｒｙ  ａｐｐａｒａｔｕｓｅｓ」という名称の（特許文献９）は、可撓性内視鏡検査等の電気外科で使用する小型電気外科装置を開示している。
【００２５】
Ｔｒｕｃｋａｉ，Ｃｓａｂａ及びＳｈａｄｄｕｃｋの「Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  ｄｅｖｉｃｅｓ  ａｎｄ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ  ｆｏｒ  ｍｅｄｉｃａｌ  ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ」という名称の（特許文献１０）は、源に結合されて、ガスを導入して、標的組織部位に接触する機器の作業面にある微小チャネル構造内に非定常ガス容量を制御可能に形成し捕捉する医療機器を開示している。作業面の各微小チャネル特徴は、電源に結合された電極要素を担持する。エネルギーは、部分的に電圧及びエネルギー輸送の繰り返し率に応じて２つの動作モードのいずれか一方で標的部位に印加し得る。一エネルギー印加モードでは、電位は、非定常電離ガス容量にわたって激しい電気アークを生じさせて、組織蒸発を特徴とするエネルギーと組織との反応を生じさせるように選択される。別の好ましいエネルギー輸送モードでは、システムは、機器作業面にあるエネルギープラズマにより、選択されたレベルのエネルギーを標的部位に印加して、表面高分子を分子揮発させ、材料を除去する。両動作モードとも、標的部位に隣接する組織容積に対する付随する熱ダメージを制限する。
【００２６】
Ｗｅｌｌｓ，Ｇｒｅｇｏｒｙ及びＢｏｌｔｏｎ，Ｂａｒｂａｒａの「Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｉｃ  ｐｌａｓｍａ  ｔｏｒｃｈ  ｆｏｒ  ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  ｉｎｄｕｃｅｄ  ｐｌａｓｍａｓ」という名称の（特許文献１１）は、大気圧での使用に適した分光プラズマトーチを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２７】
【特許文献１】米国特許第７０３３３４８号明細書
【特許文献２】米国特許出願第２００６０２１７７０６号明細書
【特許文献３】米国特許第７１１２２０１号明細書
【特許文献４】米国特許出願第２００３００５５４１７号明細書
【特許文献５】米国特許６３２３０３７号明細書
【特許文献６】米国特許第７，１８６，６５９号明細書
【特許文献７】米国特許第６，１９７，０２６号明細書
【特許文献８】米国特許第６，１９７，０２６号明細書
【特許文献９】米国特許出願第２００８０１１９８４３号明細書
【特許文献１０】米国特許第６，８９０，３３２号明細書
【特許文献１１】米国特許第５，０８３，００４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
発明の概要
本発明は、プラズマヘッドを使用する組織溶接用途のための装置及び方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本願の文脈の中では、用語「組織溶接」とは、分離していた組織を塞ぐ、凝固する、融合する、溶接する、又は他の様式で一緒に接合する手順を指す。
【００３０】
プロセス制御システム
プラズマ溶接プロセスは、好ましくは、変性が、周囲組織に害を及ぼすことなく十分な程度まで生じるように制御される。したがって、局所温度は事前定義される値（例えば、〜７０℃）を超えるべきではなく、一カ所でのプロセスの持続時間を最適な起動持続時間に制限し得る。
【００３１】
プラズマによる変性の分光法は、プロセス制御方法として実行され、評価される。或いは、ＩＲ温度測定が使用される。
【００３２】
コントローラ
制御ユニットは、ＲＦ信号測定（送信され、任意選択的に反射された電力）、ガス流コントローラ、及び温度センサのうちの１つ又は少数から読み取り値を受信し得る。コントローラは、受信した入力を処理し、ＲＦ信号電力及びガス流をそれに従って調整する。
【００３３】
コントローラは、標準のＳＴＤ  ＯＥＭの部分又は専用電子装置であり得る。
【００３４】
プラズマプロセスによるアルブミン活性化は、熱伝導性及び電気エネルギーに基づく。上記は、プロセス最高温度がプラズマ温度に制限されること、すなわち、プラズマ温度が約７０℃又は７０℃未満に維持される場合、処理領域に拡散する温度は７０℃を超えることができないことを示唆する。プラズマの温度制御は非常に正確であり、特定用途に向けて必要に応じて容易に調整することができる。しかし、プラズマ温度は、ＲＦ電力／周波数を増大させ、ガス流量を低減することにより、非常に高い値まで上昇させることができる。そのような状況は、組織の焼灼又は凝固に使用し得る。
【００３５】
組織溶接にプラズマを使用することの利点は、プラズマの防腐性である。
【００３６】
プラズマ放電は、波長スペクトル範囲全体の光を発する。アルブミンは、活性化がプラズマ光により強化されるように設計することができる。さらに、プラズマが発する光は、標準の既知の分光方法により解析して、プロセス制御に使用することができる。
【００３７】
プラズマの種類
プラズマは、異なる特徴を有するように様々な方法で調整することができる。
【００３８】
「アークプラズマ」は、例えば、仮に患者の体が接地電極の役割を果たす場合（単極構成）に、処理表面に直接ＲＦ電力を誘導し、表面活性化を行う。アークプラズマでは、高電位が「ブレーク」し、組織を焼灼する。
【００３９】
「非アーク」プラズマは、電子よりも熱活性化を行う（電位はやはり存在するが、程度は低い）。
【００４０】
提案される装置及び方法は、既存の欠点を解消し、病的状態及び致死率を低減し、外部からの感染を低減し、感染／膿瘍になり得る間隙の低減が可能であり、手術時間を短縮し、出血の制御が可能であり、プラズマ凝固を提供し、入院を短縮し、ヘルスケアコストを低減し、輸血の必要性を低減することにより血液製剤を制限することができる。
【００４１】
いくつかの実施形態では、プラズマパラメータが、組織に対する所望の効果及び／又は添加されるアルブミン溶液等の接着材料に従って調整される。
【００４２】
限定ではなく、例えば、接地された組織に対して正電圧でプラズマを印加することにより、高イオン衝突を使用して、表面効果を達成することができる（半導体業界で使用される、いわゆるＤＣバイアス）。深い熱的影響なしで表面を焦がすことができる表面効果を生じさせる溶接前及び／又は後に、プラズマガス自体が高温になる高「プラズマ温度」を短時間使用して、組織表面をきれいにし、殺菌し得る。
【００４３】
限定ではなく、例として、プラズマパラメータは、アルゴンガスを衝突ガスとして使用し、ＣＣＰ励起構成（容量結合プラズマ−電極とガスとの直接接触）を使用して、低ガス流（０．１〜２リットル／分）、高電圧、低周波数（５００ＫＨｚ〜２ＭＨｚ）、パルスプラズマ（２５０ｍｓオン、５００ｍｓオフ）であり得る。
【００４４】
本発明の態様は、組織溶接の医療方法であって、プラズマの印加に応答して固化可能な生体適合性液体を、溶接すべき組織に塗布すること、及びプラズマを上記生体適合性液体に印加することであって、上記プラズマの温度は７０℃未満である、印加することを含む、方法を提供する、上記生体適合性液体はアルブミン溶液である、請求項１に記載の方法。
【００４５】
いくつかの実施形態では、上記生体適合性液体中のアルブミン濃度は少なくとも４０％である。
【００４６】
いくつかの実施形態では、プラズマはＨｅガスを含む。
【００４７】
いくつかの実施形態では、プラズマは実質的にＨｅガスを含む。
【００４８】
いくつかの実施形態では、プラズマは、アルゴン、ヘリウム、酸素、及びＳＦ６等のガスを含む。
【００４９】
いくつかの実施形態では、プラズマは、電離ガスと、化学反応ガスとを含み、上記化学反応ガスは、上記生体適合性液体と化学反応を形成することが可能であり、上記反応は上記生体適合性液体の固化を支援する。
【００５０】
いくつかの実施形態では、化学反応ガスは重合ガスである。
【００５１】
いくつかの実施形態では、化学反応ガスはＣＨＦ３又はＣＨ３Ｆ等の物質を含む。
【００５２】
いくつかの実施形態では、上記プラズマの温度はフィードバックメカニズムを使用して維持される。
【００５３】
いくつかの実施形態では、フィードバックメカニズムは、ＲＦ電力を測定することを含む。
【００５４】
いくつかの実施形態では、フィードバックメカニズムは、ＲＦインピーダンスを測定することを含む。
【００５５】
いくつかの実施形態では、フィードバックメカニズムは、プラズマから発せられる光学スペクトルを測定することを含む。
【００５６】
いくつかの実施形態では、プラズマは双極電極構成により励起する。
【００５７】
いくつかの実施形態では、プラズマは単極電極構成により励起する。
【００５８】
いくつかの実施形態では、プラズマは、双極電極と単極電極とを組み合わせた電極構成により励起する。
【００５９】
いくつかの実施形態では、プラズマは誘導コイルにより励起する。
【００６０】
本発明の別の態様は、組織溶接用のハンドヘルド医療装置であって、人間の片手で保持し操作することが可能な本体を備え、上記本体は、電力を提供する電池と、ガス処理サブシステムであって、高圧下でプラズマガスを貯蔵するガスタンク及びガス圧低減・フロー制御機構を備えるガス処理サブシステムと、ＲＦ回路であって、ＲＦ生成器、ＲＦ増幅器、及びＲＦインピーダンス整合回路を備える、ＲＦ回路と、以下：近位開口部及び遠位開口部を有するプラズマ管であって、近位開口部を通して上記ガス処理サブシステムからガスを受け取り、遠位開口部を通してプラズマを提供するプラズマ管と、上記ガスを上記プラズマ管内で励起させてプラズマにするプラズマ励起器とを備える、先端を備える装置を提供する。
【００６１】
いくつかの実施形態では、ハンドヘルド医療装置は、生体適合液体噴射器をさらに備え、生体適合性液体噴射器は、生体適合性液体槽と、上記生体適合性液体を上記槽からノズルに輸送する液体輸送サブシステムと、上記プラズマ管の上記遠位開口部の近傍に配置される液体ノズルと、を備え、上記生体適合性液体は、プラズマの印加に応答して固化可能である。
【００６２】
いくつかの実施形態では、先端は、上記ハンドヘルド医療装置の上記本体から着脱可能である。
【００６３】
いくつかの実施形態では、着脱可能な先端は１回使い捨て先端である。
【００６４】
いくつかの実施形態では、着脱可能な先端は、細長い単極プラズマ電極を備えた焼灼先端と交換可能である。
【００６５】
いくつかの実施形態では、プラズマ励起器は双極電極を備える。
【００６６】
いくつかの実施形態では、ヘルド医療装置は、上記ＲＦ回路に関して、溶接すべき組織を電気的に接地する接地電極をさらに備える。
【００６７】
いくつかの実施形態では、プラズマ励起器は導電コイルを備える。
【００６８】
いくつかの実施形態では、上記プラズマの温度は７０℃未満である。
【００６９】
いくつかの実施形態では、生体適合性液体はアルブミン溶液である。
【００７０】
いくつかの実施形態では、上記管の遠位開口部は、上記プラズマ管の長軸とは実質的に異なる方向に向けられる。
【００７１】
本発明のさらに別の態様は、組織溶接用の小型医療装置を提供し、この医療装置は、供給・制御ユニットであって、電力を提供する電池と、ガス処理サブシステムであって、高圧下でプラズマガスを貯蔵するガスタンク、ガス圧低減・フロー制御機構を備えるガス処理サブシステムと、ＲＦ回路であって、ＲＦ生成器、ＲＦ増幅器、及びＲＦインピーダンス整合回路を備える、ＲＦ回路とを備え、医療装置は、ガスを上記ガス処理サブシステムから輸送し、ＲＦ信号を上記ＲＦ回路からハンドヘルドプラズマヘッドに輸送するホースと、人間の片手で保持し操作することが可能なプラズマヘッドとを備え、上記プラズマヘッドは、手で保持されるように構成された本体を含む先端であって、近位開口部及び遠位開口部を有し、近位開口部を通してガスを受け取り、遠位開口部を通してプラズマを提供するプラズマ管及び上記プラズマ管内の上記ガスを励起させてプラズマにするプラズマ励起器を備える先端とを備える。
【００７２】
いくつかの実施形態では、小型医療装置は、生体適合液体噴射器をさらに備え、生体適合性液体噴射器は、生体適合性液体槽と、上記生体適合性液体を上記槽からノズルに輸送する液体輸送サブシステムと、上記プラズマ管の上記遠位開口部の近傍に配置される液体ノズルと、を備え、上記生体適合性液体は、プラズマの印加に応答して固化可能である。
【００７３】
いくつかの実施形態では、上記先端は、上記ハンドヘルド医療装置の上記本体から着脱可能である。
【００７４】
いくつかの実施形態では、着脱可能な先端は１回使い捨て先端である。
【００７５】
上記着脱可能な先端は、細長い単極プラズマ電極を備える焼灼先端と交換可能である、請求項３０に記載の小型医療装置。
【００７６】
いくつかの実施形態では、プラズマ励起器は双極電極を備える。
【００７７】
いくつかの実施形態では、小型医療装置は、上記ＲＦ回路に関して、溶接すべき組織を電気的に接地する接地電極をさらに備える。
【００７８】
いくつかの実施形態では、プラズマ励起器は誘導コイルを備える。
【００７９】
いくつかの実施形態では、上記プラズマの温度は７０℃未満である。
【００８０】
いくつかの実施形態では、上記生体適合性液体はアルブミン溶液である。
【００８１】
いくつかの実施形態では、上記管の上記遠位開口部は、上記プラズマ管の長軸とは実質的に異なる方向に向けられる。
【００８２】
いくつかの実施形態では、プラズマヘッドは、上記供給・制御ユニットの動作を制御する少なくとも１つの制御入力をさらに備える。
【００８３】
いくつかの実施形態では、供給・制御ユニットはコントローラをさらに備え、上記コントローラは、ユーザ入力及びプラズマフィードバック信号を受信することが可能であり、上記ユーザ入力及びプラズマフィードバック信号に応答して、ガス処理サブシステム及びＲＦ回路のうちの少なくとも一方の動作を調整する。
【００８４】
いくつかの実施形態では、上記プラズマの温度は、上記フィードバックメカニズムを使用して７０℃未満に維持される。
【００８５】
いくつかの実施形態では、上記フィードバック信号を生成することは、ＲＦ電力を測定することを含む。
【００８６】
いくつかの実施形態では、上記フィードバック信号を生成することは、ＲＦインピーダンスを測定することを含む。
【００８７】
いくつかの実施形態では、供給・制御ユニットはプラズマ分光器をさらに備え、上記フィードバック信号を生成することは、上記プラズマの放射スペクトルを測定することを含む。
【００８８】
いくつかの実施形態では、小型医療装置は、上記プラズマ管の近傍に配置された遠位端部でプラズマ放射を収集し、上記放射を上記分光器に移動させる光ファイバをさらに備える。
【００８９】
いくつかの実施形態では、上記フィードバック信号を生成することは、ＩＲセンサを使用して上記組織の温度を測定することを含む。
【００９０】
絶縁ＲＦ変圧器を使用して、患者の体又は接地電位に関してＲＦ信号を浮動させ得る。
【００９１】
さらに、可変負荷を使用して、ＲＦ電流を制御し得る。
【００９２】
深い切開及び長い切開用に構成されたプラズマヘッドが提供される。
【００９３】
長い切開の場合、２つのプラズマヘッドを有する装置が開示される。２つのプラズマヘッドは、切開に沿って配置され、細長く延びた切開を一度に凝固する。
【００９４】
或いは、ガス漏斗チャンバと、穿孔シャワー板とを有する細長いプラズマヘッドを使用して、ヘッドの幅よりも大きな長さを有するプラズマを点火し得る。外部電極、内部電極、又はコイル電極を使用し得る。
【００９５】
深い切開を溶接する場合、ニードル電極を切開内部に配置して、プラズマ又は電流を切開の深さに向け得る。
【００９６】
いくつかの実施形態では、小型医療装置は、溶接すべき切開中に挿入され、電流を上記溶接組織内の深くに向けることが可能な薄い電極をさらに備える。
【００９７】
いくつかの実施形態では、小型医療装置は、プラズマを生成可能であり、上記第１のプラズマ先端と同時に作業することが可能な第２のプラズマヘッドをさらに備え、それにより、１つのプラズマ先端を使用する場合に可能な長さよりも長い組織の処置が可能である。
【００９８】
いくつかの実施形態では、第２のプラズマヘッドを有する小型医療装置は、溶接すべき切開中に挿入され、電流を上記溶接組織内の深くに向けることが可能な薄い電極をさらに備える。
【００９９】
いくつかの実施形態では、遠位プラズマ開口部は、組織の細長い切開を処置する細長い形状を有する。
【０１００】
いくつかの実施形態では、小型医療装置は、約６〜７ｍｍ×２０〜８０ｍｍの矩形を有する細長いプラズマ開口部をさらに備える。
【０１０１】
いくつかの実施形態では、小型医療装置は、プラズマの流れを実質的に均一に拡散させることが可能な穿孔板をガス流内にさらに備える。
【０１０２】
いくつかの実施形態では、プラズマは、上記遠位プラズマ開口部周囲に巻かれたコイルにより励起する。
【０１０３】
いくつかの実施形態では、プラズマ励起器は、上記プラズマ管外部にリング電極を備える。
【０１０４】
いくつかの実施形態では、プラズマ励起器は、上記プラズマ管外部にリング電極を備えると共に、上記プラズマ管内部に電極を備える。
【０１０５】
いくつかの実施形態では、上記プラズマ管内部の上記電極は、絶縁層で覆われる。
【０１０６】
いくつかの実施形態では、上記プラズマ管内部の上記電極は、螺旋形を有する。
【０１０７】
いくつかの実施形態では、手で保持するように構成された本体は、人間工学的な形状であり、上記プラズマ先端に対して傾斜する。
【０１０８】
いくつかの実施形態では、プラズマ先端は、プラズマと処置される組織との間隔を決める少なくとも１つのスタンドオフをさらに備える。
【０１０９】
本発明の別の態様は、組織を溶接する方法であって、アルブミン溶液を組織の切開に塗布すること、及びプラズマを印加して、上記アルブミン溶液を固化することを含み、上記プラズマは７０℃未満である、方法を提供する。
【０１１０】
いくつかの実施形態では、この方法は、上記組織からアルブミン溶液の余剰分をワイパーを用いて拭き取ることをさらに含み、ワイパーは、ハンドルと、可撓性ワイパーブレードとを備える。
【０１１１】
いくつかの実施形態では、ワイパーブレードは窪みをさらに備える。
【０１１２】
いくつかの実施形態では、方法は、上記アルブミン溶液を切開に塗布する前に、プラズマを印加することにより溶接ベッドを殺菌することをさらに含む。いくつかの実施形態では、アルブミン塗布前に印加されるプラズマは、短い高温度パルスの形態である。
【０１１３】
別記される場合を除き、本明細書で使用されるすべての技術用語及び科学用語は、本発明が属する分野の当業者により一般に理解される意味と同じ意味を有する。本明細書に記載の方法及び材料と同様又は均等な方法及び材料を実際に、又は本発明のテストに使用することが可能であるが、適した方法及び材料について以下に記載する。競合する場合、定義を含め、本明細書が優先される。加えて、材料、方法、及び例は、単なる例示にすぎず、限定を意図しない。
【０１１４】
本発明について、単なる例として、添付図面を参照して本明細書に説明する。これより特に図面を詳細に参照して、示される詳細が例としてのものであり、本発明の好ましい実施形態の説明のための考察のためのものであり、本発明の原理及び概念的側面の最も有用で容易に理解される説明であると考えられるものを提供するために提示されることが強調される。この点に関して、本発明の基礎的な理解に必要な詳細よりも詳細に本発明の構造的詳細を示そうとはせず、説明は図面と共に解釈されて、本発明のいくつかの形態をどのように実際に具現し得るかを当業者に明らかにするものである。
【０１１５】
本発明は、他の実施形態が可能であり、又は様々な方法で実施若しくは実行することが可能である。本明細書に利用される表現及び用語が説明を目的としたものであり、限定として見なされるべきではないことも理解されたい。
【０１１６】
本明細書において後述する様々な図の考察では、同様の番号は同様の部分を指す。図面は一般に一定の縮尺ではない。明確化のために、必須ではない要素は図のうちのいくつかから省かれている。いくつかのオプションの部品は、破線を使用して描いた。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本発明の例示的な実施形態によるプラズマ溶接システムのブロック図を概略的に示す。
【図２】本発明の例示的な実施形態によるプラズマ溶接のハンドヘルドプラズマヘッドを概略的に示す。
【図３ａ】本発明の例示的な実施形態による、本体と、交換可能な組織溶接先端とを備えた分解されたプラズマヘッドを概略的に示す。
【図３ｂ（ｉ）】本発明の例示的な実施形態による、組織溶接及び組織焼灼の交換可能な先端を有する組み立てられたプラズマヘッドを概略的に示す。
【図３ｂ（ｉｉ）】本発明の別の例示的な実施形態による、組織溶接及び組織焼灼の交換可能な先端を有する組み立てられたプラズマヘッドを概略的に示す。
【図４ａ】本発明の例示的な実施形態による、プラズマ溶接先端の断面を概略的に示す。
【図４ｂ（ｉ）】本発明の別の例示的な実施形態による、双極溶接構成での二重目的プラズマ溶接・焼灼先端の断面を概略的に示す。
【図４ｂ（ｉｉ）】本発明の別の例示的な実施形態による、単極焼灼又は凝固構成での二重目的プラズマ溶接・焼灼先端の断面を概略的に示す。
【図４ｃ】本発明のさらに別の実施形態によるプラズマ溶接先端の断面を概略的に示す。
【図４ｄ】本発明のさらに別の例示的な実施形態による、誘導活性化プラズマを使用するプラズマ溶接先端の断面を概略的に示す。
【図４ｅ（ｉ）】本発明のさらに別の例示的な実施形態による非対称プラズマ溶接先端の垂直断面を概略的に示す。
【図４ｅ（ｉｉ）】本発明のさらに別の例示的な実施形態によるＡ―Ａ線に沿った図４ｅ（ｉ）に見られる非対称プラズマ溶接先端の水平断面を概略的に示す。
【図４ｆ】本発明のさらに別の例示的な実施形態による湾曲管を有する非対称プラズマ溶接先端の断面を概略的に示す。
【図５ａ】本発明の例示的な実施形態による双極プラズマシステムのオプションの電気回路のブロック図を概略的に示す。
【図５ｂ】本発明の例示的な実施形態による単極プラズマシステムの電気接続を概略的に示す。
【図６】本発明の別の例示的な実施形態による小型プラズマ溶接システムを概略的に示す。
【図７ａ】本発明の例示的な実施形態による双極プラズマヘッドの電気回路を概略的に示す。
【図７ｂ】本発明の例示的な実施形態による、任意選択的に、プラズマヘッドを駆動する電気回路と併用されるプラズマを監視する電子回路を概略的に示す。
【図８ａ】本発明の例示的な実施形態による、深い切開の溶接のためのプラズマ溶接器を概略的に示す。
【図８ｂ】本発明による、図８ａに示される深い切開を溶接するためのプラズマ溶接器の別の断面図を概略的に示す。
【図９ａ】本発明の例示的な実施形態による、長く延びた傷の溶接への２つのプラズマヘッドの使用を概略的に示す。
【図９ｂ】長く深く延びた傷を溶接する場合の２つのプラズマヘッド及びニードルの使用を概略的に示し、図８ａ、図８ｂの深い切開の溶接の利点と、図９ａの２つのプラズマヘッドを使用することによる長い溶接能力とを組み合わせる。
【図１０ａ】本発明の例示的な実施形態による切開の長い部分を溶接するプラズマヘッドの側断面を概略的に示す。
【図１０ｂ】本発明の例示的な実施形態による、図１０ａに示されるプラズマヘッドの上面図を概略的に示す。
【図１０ｃ】本発明の例示的な実施形態による、大きな切開を効率的に溶接する「下流プラズマ」ヘッドを概略的に示す。
【図１１】本発明の別の実施形態による、ＲＦコイルを有する長いプラズマヘッドの側断面を概略的に示す。
【図１２】本発明の例示的な実施形態による、外部リング電極と、内部絶縁電極とを有する大型プラズマヘッドを概略的に示す。
【図１３】本発明の例示的な実施形態による螺旋形中心電極を有するプラズマヘッドを概略的に示す。
【図１４】本発明の別の実施形態による人間工学的なプラズマヘッドを概略的に示す。
【図１５】本発明の別の実施形態による、プラズマヘッドから処置される組織までの距離を制御するスタンドオフ脚部を有するプラズマヘッドを概略的に示す。
【図１６】本発明の別の実施形態による、アルブミン溶液を組織に均一に拡散させるワイパーを概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【０１１８】
好ましい実施形態の説明
本発明は、プラズマヘッドを使用する組織溶接用途への装置及び方法に関する。
【０１１９】
本発明の少なくとも１つの実施形態を詳細に説明する前に、本発明の用途が以下の説明に記載され、又は図面に示される構成要素の構造及び構成の詳細に限定されないことを理解されたい。本発明は、他の実施形態も可能であり、又は様々な方法で実施若しくは実行することが可能である。
【０１２０】
図１は、本発明の例示的な実施形態による組織を溶接するプラズマ溶接システムのブロック図を概略的に示す。
【０１２１】
本発明の例示的な実施形態によれば、プラズマ溶接システム１００は、可撓性ホース１２２を介してハンドヘルドプラズマヘッド１０２に接続された制御・供給ユニット１０１を備える。制御・供給ユニット１０１は、可撓性ホース１２２を介してハンドヘルドプラズマヘッド１０２に少なくとも、プラズマ生成に使用されるガスと、ガスを励起させ、プラズマ１１６を生成するための無線周波数（ＲＦ）エネルギーとを供給する。
【０１２２】
可撓性ホース１２２は、任意選択的に、溶接プロセスパラメータ、例えば、プラズマ放射スペクトル、プラズマ温度、組織温度、ＲＦ電流、ＲＦインピーダンス等を示す信号を制御・供給ユニット１０１に戻し得る。さらに、ホース１２２は、コマンドをプラズマヘッド上のコマンドスイッチから制御・供給ユニット１０１に送信する電気ケーブルをさらに備え得る。
【０１２３】
可撓性ホース１２２が複数のホースを備え得、追加の管、電気ケーブル、光ファイバ等を備え得ることが明らかであるはずである。同様に、制御・供給ユニット１０１を１つ又は複数の筐体に収容してもよく、例えば、電子装置及びガス処理サブユニットを別個に収容してもよいことが明らかなはずである。好ましくは、小型で可搬性のあるプラズマ溶接システムは、１つの小型制御・供給ユニットを備え得る。
【０１２４】
ガス供給サブシステム
プラズマ溶接システム１００のガス供給サブシステムは、加圧ガスを保持する少なくとも１つのガスタンク１３１を備える。図１に示される例示的な実施形態では、タンス１３１は制御・供給ユニット１０１内部に配置されて示されるが、タンク１３１は制御・供給ユニット１０１外部に配置してもよい。
【０１２５】
好ましくは、ヘリウム（Ｈｅ）ガスが、その低破壊電圧性により使用される。したがって、プラズマの生成に必要とされるのは、低ＲＦ電力である。低ＲＦ電力は、ＲＦ生成器のサイズ及びコストを低減し、電池電力を使用して、例えば、任意選択的に充電式電池１６５を使用して、システムを動作させることを可能にする。低破壊電圧を有するガスを使用することにより、溶接プロセスの必要性に応じて、低プラズマ温度で作業することが可能である。しかし、他のガス又はガス混合物を使用することも可能である。例えば、アルゴン（Ａｒ）ガスを使用し得る。具体的には、他のガスは、異なる用途に使用し得る。例えば、低プラズマ温度は、プラズマ溶接手順に有利であり得るが、組織の焼灼、組織の切開、又は凝固には他のガスを使用し得る。いくつかの実施形態では、異なるガス又はガス混合物を保持する複数のガスタンクが使用される。
【０１２６】
ガスの破壊電圧は、式：
【０１２７】
【数１】
2013509979.tif 000003
により説明されるパッシェンの法則により与えられ、式中、Ｖはボルト単位の破壊電圧であり、ｐは圧力であり、ｄはギャップ距離である。定数ａ及びｂは、ギャップの組成物に依存する。大気圧下で作業する場合、破壊電圧がガス特性及び放電ギャップに依存することが分かる。破壊電圧を低減するために選ばれる好ましいガスは、Ｈｅであり、ＲＦ電極間（又はＲＦ電極と接地電極の間）のギャップは最小化される。
【０１２８】
いくつかの実施形態では、化学活性ガスが使用され、１つ又は複数の化学活性成分がガスに添加される。例えば、重合ガスをキャリアガスに添加して、切開側壁の接着を強化することができる。そのようなガスの一例は、ＣＨＦ３又はＣＨ３Ｆとしての高重合ガスであり、これらは、プラズマ内で解離すると、Ｃ及びＦ重合鎖を強化する。任意選択的に、Ｏ２等の反応ガスが使用される。
【０１２９】
ガスタンク１３１は、交換可能又は使い捨てのタンクであることができ、又は現場で補充が可能である。好ましくは、ガスタンク１３１は、弁と、接続継ぎ当て１３２とを備え、圧力低減調整器１３３に接続される。調整器１３３は、タンク内の高圧のガスを低圧、例えば、２０〜３０ｐｓｉに低減する。
【０１３０】
好ましくは、オプションの質量流コントローラ（ＭＦＣ）１３４を使用して、一定で既知のガス流を保証する。ＭＦＣ１３４は機械的又は電子的であり得、任意選択的に、供給・制御ユニット１０１内のコントローラ１６１により制御される。
【０１３１】
任意選択的にコントローラ１６１により制御される電気ソレノイド弁１３５が開き、ガス流をガスサブシステムに流し、ガス導管１３７を通して可撓性ホース１２２に流す。
【０１３２】
任意選択的に、可撓性ホースは、いくつかのハンドヘルドプラズマヘッド１０２又はいくつかの種類のハンドヘルドプラズマヘッド１０２を同じ供給・制御ユニットと併用できるように、１つ又は複数のコネクタ１０４により供給・制御ユニット１０１に着脱可能に接続される。
【０１３３】
ガス供給サブシステムの構成要素を、コントローラ１６１による電子的制御に代えて、手動で制御してもよいことに留意されたい。
【０１３４】
１ａｔｍでの毎分１リットルのガス流速又ははるかに低い流速が、プラズマの維持に十分なことが実験的に分かっている。したがって、２００ａｔｍに加圧された１５０ｃｃ容量のガスタンクは、連続動作で３０分続く。そのようなガスタンクは、現場で携帯して使用し得る小型可搬性ユニットに取り付けるのに十分に小さい（例えば、内径２ｃｍ、内長１２ｃｍの円筒形）。或いは、大型ガスタンクを静止ユニット又はカートに搭載されたユニットで使用し得る。
【０１３５】
本発明の好ましい実施形態によれば、システム１００は、約４０×４０×２０ｃｍ寸法を有するボックス内に収容し得、プラズマヘッドは、長さ１〜２ｍのホースに接続されたハンドヘルドペン様アプリケータである。
【０１３６】
ＲＦサブシステム
供給・制御ユニット１０１は、プラズマを点火し維持する無線周波数（ＲＦ）電力を供給するＲＦサブシステムをさらに備える。
【０１３７】
ＲＦサブシステムは、好ましくは、ＲＦ生成器１４１を備え、ＲＦ生成器１４１の後に振幅変調器１４２が続く。任意選択的に、ＲＦ生成器１４１の周波数と、振幅変調器１４２の変調深度、形状、及び周波数等の変調パラメータとは、コントローラ１６１により制御される。近代のＲＦ生成器が、ＲＦの生成及び変調の両方を実行し得ることに留意されたい。次に、ＲＦ信号はＲＦ増幅器１４３により増幅され、ＲＦ増幅器１４３もコントローラ１６１により制御し得る。或いは、パルスＤＣ電力を使用してもよい。
【０１３８】
電力は、好ましくは、オプションのインピーダンス整合回路１４４を通してＲＦ入力線１４７に結合される。好ましくは、ＲＦ入力線１４７は同軸電気ケーブルである。いくつかの実施形態では、プラズマは「双極」モードで生成され、ＲＦ回路は、プラズマヘッド１０２の先端における２つの密に離間された電極間で作成されるプラズマによって完成する。
【０１３９】
好ましくは、接続される接地電極１４５は、患者の皮膚、例えば、患者の手に取り付けられるか、又はプラズマ処置ゾーンの近傍に取り付けられる。接地電極１４５は、電気ケーブル１４６を介してＲＦサブシステムに接続される。患者の接地は、安全対策であると共に、プラズマヘッドを「単極」モードで使用できるようにし、その場合、ＲＦ電極回路は、患者の組織、接地電極１４５、及び電気ケーブル１４６を通して完成する。
【０１４０】
本発明の例示的な実施形態によれば、１００ＫＨｚよりも高いＲＦ周波数、例えば、１〜２０ＭＨｚが使用される。好ましくは、約４ＭＨｚの周波数が使用されるが、より低い周波数又は高い周波数を使用してもよい。本発明の例示的な実施形態によれば、ＲＦ電力０．５〜１５ワットが使用される。この電力レベルでは、組織溶接及び組織エッチングの両方が１〜５０ｍｍ／分の速度で可能であるが、より高い又はより低い電力レベル及び焼灼率をより高い又はより低い速度で使用してもよい。
【０１４１】
好ましくは、ＲＦ信号は変調されて、搬送波のプラズマ特徴を保ちながら、プラズマ点火及び効率維持を強化する。例えば、プラズマは、４ＭＨｚの搬送波周波数及び１０００Ｈｚの９９％変調を用いて生成される。そうして生成されるプラズマは、４ＭＨｚ周波数から予期されるように「非アーク」プラズマであるが、変調なしで必要とされるよりもはるかに低いＲＦ電力で点火し飽和する。しかし、異なる変調深度、変調周波数、及び変調エンベロープ形状を選択することもできる。
【０１４２】
プラズマ制御
インピーダンス整合回路１４４は、プラズマインピーダンス（プラズマ状況に従って変化する）に従って変化する回路の動的インピーダンスに整合する。さらに、ＲＦ電力レベルは、例えば、増幅器１４３の利得変更、減衰器としての変調器１４２の使用、又は生成器１４１により生成されるＲＦ電力の変更により制御し得る。任意選択的に、変調パラメータ及びＲＦ周波数は、プラズマ挙動の変化に応じて、組織又は溶接化合物に応じて、又は医療処置等に応じて変更し得る。
【０１４３】
任意選択的に、電気ケーブル１６９から抽出された信号を使用して、後述するようにプラズマを制御し得る。
【０１４４】
同様に、電気接続１４８を介してインピーダンス整合回路１４４から抽出した信号も、プラズマの制御に使用し得る。任意選択的に、いくつかの実施形態では、プロセッサ１６１は、例えば、監視線１４８を通して電気プラズマ電流又はプラズマインピーダンスを監視することにより、プラズマプロセスを示す信号を受信する。いくつかの実施形態では、インピーダンス整合回路１４４は抵抗を備え、上記抵抗に生まれる電圧はプラズマ電流を示す。いくつかの実施形態では、上記抵抗はプラズマヘッド内に配置される。いくつかの実施形態では、プラズマ電極の近傍に配置される。
【０１４５】
任意選択的に、制御・供給ユニット１０１は分光計１５１をさらに備える。分光計１５１は、光ファイバ１５２を介してプラズマ１１６により生成される光を受ける。オプションの光ファイバ１５２は、プラズマ１１６により生成された、プラズマの強度及び安定性並びに上記プラズマの焼灼／溶接生成物を示す信号をオプションの分光計１５１に送る。分光計１５１からの電気信号は、コントローラユニット１６１に報告され、プラズマ溶接又は焼灼の進行の解析に使用される。任意選択的に、分光計１５１は、１つ又は複数の光フィルタ及び光学センサを備える。
【０１４６】
例えば、分光計１５１は、リン波長のうちの１つを、例えば、２５３ｎｍで監視することにより、脂肪細胞内に存在しない生きた細胞内に多数のリン（Ｐ）を検出し得る。
【０１４７】
追加又は代替として、他の光学センサ（この図に示さず）をプラズマヘッド１０２内に設置し、溶接又は焼灼の進行の監視に使用し得る。上記センサは、電力を受け取り、電気ケーブル１６９を通して読み取り値をコントローラ１６１に報告する。
【０１４８】
コントローラ
コントローラユニット１６１は、ＰＣ又はラップトップコンピュータ等のコンピュータであり得る。しかし、コントローラ１６１は、ＤＳＰ又は他のデータ処理装置であってもよい。コントローラ１６１は、周辺ユニット１６２を通してユーザ入力を受信すると共に、ユーザ出力を表示し、周辺ユニット１６２は、キーボード、マウス、フットペダル、及び／又は他の入力装置、ディスプレイ、プリンタ、ラウドスピーカ、及び／又は他の出力装置、及び任意選択的に外付け記憶装置及びＬＡＮ又はインターネット通信のうちのいくつかを含み得る。さらに、コントローラ１６１は、プラズマヘッド１０２に配置されたオプションのユーザ入力装置１１３から電気ケーブル１６９を介してコマンドを受信し得る。
【０１４９】
しかし、コントローラ１６１による電子制御に代えて、ＲＦサブシステムの構成要素を手動で制御してもよいことに留意されたい。そのような実施形態では、コントローラ１６１は限られた機能又は役割を有し得る。
【０１５０】
可搬性装置の場合、ＲＦシステムは、固体状態素子を使用して小型化されて、ＲＦを生成し、プロセスを制御する。５Ｗの平均ＲＦ電力を使用する場合、エネルギー変換効率３３．３％の増幅器、低エネルギー消費コントローラ、生成器、及びセンサ、例えば、１２００ｍＡｈの平均容量を有する標準リチウム９Ｖ電池１６５は３０分間続くはずである。したがって、電池サイズは小型可搬性ユニットと両立する。いくつかの実施形態では、電池１６５は充電式電池であるが、他の実施形態では、電池１６５は交換式であり、さらに他の実施形態では、電力は電源コンセントに差し込むことにより供給される。
【０１５１】
プラズマヘッド
本発明の例示的な実施形態によれば、プラズマ溶接ユニットは、可撓性ホース１２２を介してハンドヘルドプラズマヘッド１０２に接続された制御・供給ユニット１０１に接続されたプラズマヘッド１０２を備える。ペン様プラズマヘッド１０２の典型的な寸法は、長さ約１５ｃｍ及び直径１〜２ｃｍであり得る。
【０１５２】
いくつかの実施形態では、ホース１２２は制御・供給ユニット１０１に永久的に接続されるが、他の実施形態では、ホース１２２は、ホースコネクタ１０４において制御・供給ユニット１０１から着脱し得る。コネクタ１０４が、ガス供給管、ＲＦ線、電子ケーブル、及び光ファイバの複数のコネクタを備え得ることに留意されたい。好ましくは、コネクタ１０４は、ホース及びプラズマヘッドを高速で交換可能な高速解放コネクタである。プラズマヘッドの交換は、ヘッドの種類の変更及び各処置前にヘッドを新しい滅菌ヘッドと交換する場合に有用であり得る。任意選択的に、ホース及びヘッドは使い捨てである。或いは、ホース及びヘッドは滅菌可能である。いくつかの実施形態では、ヘッドのみが交換可能なように、ホースはコネクタを使用してホースに接続される。さらに他の実施形態では、プラズマヘッドの先端組立体１１４が交換可能である。
【０１５３】
プラズマヘッド１０２は、手で握られるように適合された本体１１２を備える。任意選択的に、ヘッド１０２は１つ又は複数の制御スイッチ１１１を備え、制御スイッチ１１１は、例えば、ガス流のオンオフ又は調整、ＲＦ電力のオンオフ又は調整、組織溶接への組成物の提供等により、システム１００の動作を制御するためにオペレータにより使用される。さらに、ヘッド１０２は任意選択的に、システム１００の状態、例えば、ガス流、ＲＦ電力等を示すＬＥＤ等の１つ又は複数のインジケータ１１３を備える。
【０１５４】
さらに、プラズマヘッド１０２は、組織溶接のための組成物２５０、例えば、組織２７０のギャップ、切開、又は不連続部２６０に噴射して、プラズマにより活性化し固化した場合にはんだとして使用し得るアルブミン溶液を噴射する噴射器１１８を備え得る。噴射器１１８は、好ましくは、ノズル１１９を通して組織溶接組成物を噴射し、ノズル１１９は、好ましくは、プラズマ管１１５の遠位端部の近傍で終端する。任意選択的に、噴射器は、プラズマヘッド１０２の本体１１２の外側に配置され、ノズル１１９は、噴射器に繋がる管に接続される。いくつかの実施形態では、噴射器は、供給・制御ユニット１０１内に配置され、任意選択的に、スイッチ１１１のうちの１つを使用して起動する。
【０１５５】
図２は、本発明の例示的な実施形態によるプラズマ溶接用のハンドヘルドプラズマヘッド１０２のいくつかの細部を概略的に示す。
【０１５６】
この図では、ホース１２２の構成要素、すなわち、ガス線１３７、光ファイバ１５２、ＲＦケーブル１４７、及び電子ケーブル１６９は別個に見えるが、好ましくは、これらがすべて共通の可撓性シュラウド内に収容されることに留意されたい。
【０１５７】
図示の実施形態では、噴射器１１８は、ヘッド１０２の本体１１２に取り付けられるか、又は本体１１２内に収容される。例えば、噴射器１１８は、バネ付勢ピストン２３０を有する、アルブミン溶液を有するシリンジであり得る。噴射器１１８は、弁２１１を開くことにより、ノズル１１９を通して組織溶接化合物を溶接すべき組織に塗布することができるように、機械的又は電気的な弁２１１で中断されるはんだ管２１９を介してノズル１１９に接続される。
【０１５８】
或いは、噴射器１１８は、機械的又は電気的に起動して、起動した場合、所定量の溶接化合物を供給し得る。任意選択的に、噴射器１１８は、起動した場合に所定率の溶接化合物を供給するように構成された電気的に起動するポンプを備え得る。
【０１５９】
本発明の好ましい実施形態では、組織溶接の化合物２５０はアルブミン溶液である。好ましくは、高濃度アルブミンが必要とされる。アルブミンは、アルブミン供給業者から、例えば、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ又はＥｑｕｉｔｅｃ−Ｂｉｏから粉体状態で購入し得る。アルブミンは、必要な濃度、例えば、５０％ｗ／ｖまで滅菌水と混合される。
【０１６０】
必要なアルブミンは少量のみであり、例えば、５ｃｍ切開では、購入される量に応じて、グラム当たり＄０．５〜＄２．５である５ｇのアルブミンが必要であり得る。
【０１６１】
「生物学的接着剤」としてのアルブミンの使用は、活性化した場合、変性して近傍表面に「くっつく」アルブミンに基づく。アルブミンを「接着剤」として使用することについてのデータの多くは、レーザを使用した組織固化について行われた１５年の研究中に集められた。
【０１６２】
アルブミンとは一般に、水溶性であり、濃厚塩溶液で中程度の可溶性を有し、熱凝固（タンパク質変性）を受ける任意のタンパク質を指す。最も周知のタイプのアルブミンは、血中の血清中アルブミンである。血清アルブミンは、最も豊富な血液プラズマタンパク質であり、肝臓で形成され、全プラズマタンパク質の大部分をなす。人間のものはヒト血清中アルブミンであり、通常、ヒトプラズマタンパク質の約６０％を構成する。
【０１６３】
固化用途（レーザ）に最も使用されるアルブミンは、ウシ血清中アルブミン−ＢＳＡ（牛）及びヒトアルブミンである。変性前のアルブミンは、主にα螺旋構造で形成される。化学構成が主に、プラズマが使用する電位に重要な役割を与える電気結合（水素結合）に基づくものと仮定する。
【０１６４】
任意選択的に、「カスタムメイド」アルブミンを開発し、プラズマプロセス特徴に合わせることもできる。
【０１６５】
光ファイバ１５２は、好ましくは、プラズマ１１６が生成した光が光ファイバ１５２の遠位端部２５２に入るように、プラズマ管１１５の遠位端部の近傍に配置される遠位端部２５２で終端する。任意選択的に、光ファイバ１５２の遠位端部２５２は、集光効率を強化し、分光器１５１の信号を増大させる集光光学系（この図には、明確にするために示さず）を備える。組織溶接中に直面する一問題は、溶接領域の過熱であり、さらには焼け焦げである。分光器１５１を溶接プロセスの監視に使用することで、温度が安全限度内に留まることを保証し得る。
【０１６６】
図３ａは、本発明の例示的な実施形態による、本体１１２と、交換可能な組織溶接先端３００Ｗとを備える分解されたプラズマヘッド１０２を概略的に示す。
【０１６７】
この例示的な実施形態では、交換可能な先端３００Ｗは、コネクタ３１４Ｗと、プラズマ溶接管３１５Ｗを備える。コネクタ３１４Ｗは、本体１１２のガス導管及びＲＦケーブルを、プラズマ溶接管３１５Ｗ内のガスチャネル及びＲＦ電極に接続する。好ましくは、接続は高速開放型である。簡明化のために、光ファイバ接続はこの図に示されない。しかし、オプションの光ファイバ１５２が単に、本体１１２から、例えばコネクタ３１４Ｗのスリットを通って延び得る。或いは、光学コネクタを、ファイバの短い部分と併用し得る。或いは、プラズマ溶接管３１５Ｗは、ガラス、石英、サファイア等の透明材料で作られ、ファイバ１５２の最後の部分の代わりに、集光に使用される。この場合、集められた光は、クラッドレスファイバのように、全反射により透明管内に閉じ込めることができ、又は光反射層、例えば、金属又は誘電反射コーティングを管の側に追加し得る。こうして集められた光は、本体１１２内の光ファイバに伝達される。簡明化のために、ノズル１１９はこの図に示されない。
【０１６８】
本体及び先端のそれぞれの嵌め合いインタフェース３９８及び３９９が、電気信号を本体と先端との間で伝送する接点又はプラグ等の電気接続、「Ｏ］リング又は他のガスシールを含み得るガス接続、及び２つの部分を接合する締結具で構成し得ることに留意されたい。
【０１６９】
図３ｂ（ｉ）及び図３ｂ（ｉｉ）は、本発明の例示的な実施形態による組織溶接及び組織焼灼の交換可能な先端３００Ｗ及び３００Ａのそれぞれを有する組み立てられたプラズマヘッドを概略的に示す。
【０１７０】
組織溶接用の先端３００Ｗでは、プラズマ１１６は、管３１５Ｗ内の双極電極を使用して作られる。
【０１７１】
対照的に、組織焼灼用の先端３００Ａは、好ましくは、ニードル形の単極焼灼電極３１５Ａを備える。或いは、単極アブレーション電極３１５Ａは、外科用メス形又は他の形状であり得る。プラズマ１１６は、焼灼電極３１５Ａから組織２７０へのＲＦ電流により生成され、組織２７０は、接地パッド１４５及び接地ケーブル１４６を介して接地される。この実施形態では、プラズマ管はない。焼灼が実行される場合、プラズマは存在する必要がない。焼灼は通常、ガス流なしで実行され、ＲＦは単に、異常高熱により組織を焼灼する。或いは、ＲＦ焼灼中、大気空気が電離してプラズマになり得る。
【０１７２】
この実施形態では、光ファイバ１５２の最後の部分もなくてよい。
【０１７３】
いくつかの実施形態では、ノズル１１９は着脱可能であり、焼灼構成に変更する場合、任意選択的に噴射器１１８、はんだ管２１９、及び弁２１１と共に取り外される。或いは、噴射器１１８、はんだ管２１９、及び弁２１１は本体１１２に残り、ノズルのみが取り外される。さらなる代替として、ノズル１１９は溶接先端３００Ｗの部分であり、管継ぎ当てを介してはんだ２１９に接続し、構成変更時、ノズル１１９は先端３３０Ｗと共に取り外される。
【０１７４】
任意選択的又は代替として、システム１００は、１つの供給・制御ユニット１０１に接続された複数のホース及びプラズマヘッドを備える。例えば、焼灼ヘッド及び溶接ヘッドは、ユーザがヘッドを再構成せずに一方又は他方を使用することができるように提供し得る。
【０１７５】
図４ａは、本発明の例示的な実施形態によるプラズマ溶接先端４００の断面を概略的に示す。
【０１７６】
簡潔化のために、必須ではない詳細（いくつかについてはすでに他の図に示した）についてはこの図に示さない。
【０１７７】
先端４００は、プラズマヘッドの本体１１２に接続可能なベース４０１を備える。好適には、好ましくは先端を定位置に保持する締結具（この図には示さず）を有する高速解放コネクタを使用する。先端４００は、接点４１２及び４１１を介してＲＦ電力を本体１１２内のＲＦ（任意選択的に同軸）ケーブルから受け取る。好ましくは、接点４１２は、ＲＦケーブルの中央導電体に接続され、その一方で、接点４１１は上記同軸ケーブルの外部導電体に接続する。さらに、先端４００は、中央ガス管４１６のガス入力開口部４０５を介してプラズマヘッドの本体１１２内のガス管からガス流４０６を受け取る。
【０１７８】
中央ガス管４１６は好ましくは、双極プラズマ生成の場合に中央電極としても機能する薄い金属管である。好ましくは、中央管は、遠位端部４１７において先鋭化され、任意選択的に鋸歯状になり、プラズマ生成を増強し、電離に必要な電圧を低減する。中央管４１６は、スペーサ４１８を使用して外管４０９の中央に保持される。外管４０７は、好ましくは、ガラス、セラミック、プラスチック、又は石英等の非導電性材料で作られた薄壁管である。透明外管では、プラズマ点火を容易に視認することができる。管状ＲＦ接地電極４１４が、戻り線４１３及び接点４１１を介して本体１１２内のＲＦケーブルに接続される。戻り線４１３は、この図では外管４０４の外部に見られるが、内管４１６から適宜絶縁される限り、上記外管内部に位置決めしてもよいことに留意されたい。
【０１７９】
図４ｂ（ｉ）は、本発明の別の例示的な実施形態による、双極溶接構成での二重目的プラズマ溶接・焼灼先端４２０の断面を概略的に示す。
【０１８０】
簡潔化のために、必須ではない詳細（いくつかについてはすでに他の図に示した）についてはこの図に示さない    。簡潔化のために、すでに説明した部分によっては、この図に記されないものがある。
【０１８１】
先端４２０は、プラズマヘッドの本体１１２に接続可能なベース４０１（この図に記されず）を備える。好ましくは、好ましくは先端を定位置に保持する締結具（この図には示さず）を有する高速解放コネクタを使用する。先端４２０は、接点４２２及び４２１を介してＲＦ電力を本体１１２内のＲＦ（任意選択的に同軸）ケーブルから受け取る。好ましくは、接点４２２は、ＲＦケーブルの中央導電体に接続され、その一方で、接点４１１は上記同軸ケーブルの外部導電体に接続される。さらに、先端４２０は、外管４３１のルーメンに開いたガス入力開口部４２５を介してプラズマヘッドの本体１１２内のガス管からガス流４０６を受け取る。
【０１８２】
先端４００とは対照的に、先端４２０は、中央ガス管４１６に代えて中央電極４２６を備える。中央電極４２６は、好ましくは、双極プラズマ生成の中央電極として機能する薄い金属製ロッドである。好ましくは、中央電極は、遠位端部４２７で先鋭化されて、プラズマ生成を増強し、電離に必要な電圧を低減する。中央電極４２６は、スペーサ４２８を使用して外管４３１の中央に保持され、スペーサ４２８は開口部４２９を有して、ガス流４３０を可能にする。外管４３１は、好ましくは、ガラス、セラミック、プラスチック、又は石英等の非導電性材料で作られた薄壁管である。透明外管では、プラズマ点火を容易に視認することができる。先端４００と同様に、管状ＲＦ接地電極が、戻り線及びＲＦコネクタ接点４２１を介して本体内のＲＦケーブルに接続される。戻り線は、この図では外管４０４の外部に見られるが、内管４１６から適宜絶縁される限り、上記外管内部に位置決めしてもよいことに留意されたい。
【０１８３】
図４ｂ（ｉｉ）は、本発明の別の例示的な実施形態による、単極焼灼又は凝固構成での二重目的プラズマ溶接・焼灼先端４２０の断面を概略的に示す。
【０１８４】
簡潔化のために、必須ではない詳細（いくつかについてはすでに他の図に示した）についてはこの図に示さない    。簡潔化のために、すでに説明した部分によっては、この図に記されないものがある。
【０１８５】
この図に示されるように、中央電極４２６は、遠位端部４２７が外管４３１の外部になるまで、任意選択的にプラズマヘッド（この図には示されず）の本体１１２内に配置される機械的レバー又は電気的ソレノイドを使用して前方に押される。この構成では、ＲＦ回路は接地パッド１４５を介して完成する。好ましくは、管状接地電極４３４へのＲＦ電力はオフになる。しかし、中央電極４２６は、長さに沿って絶縁され、先端４２７のみを露出し得る。この場合、電流の大半は、管状電極４３４がＲＦ回路に接続された場合であっても、パッド１４５を通って流れる。
【０１８６】
図４ｃは、本発明のさらに別の例示的な実施形態によるプラズマ溶接先端４４０の断面を概略的に示す。
【０１８７】
簡潔化のために、必須ではない詳細（いくつかについてはすでに他の図に示した）についてはこの図に示さない    。簡潔化のために、すでに説明した部分によっては、この図に記されないものがある。
【０１８８】
図４ａの先端４００とは対照的に、ガス流４４２は、中央電極としても使用される中央管４４４と外管４４６との間に作られるルーメン内を流れる。中央管４４４は、ガス流４４２のための開口部４４９を有するスペーサ４４８により外管４４６の中央に保持される。
【０１８９】
任意選択的に、管状接地電極４５０は、中央管４４４の遠位端部４５２と大きく重なるように広い。
【０１９０】
図４ｄは、本発明のさらに別の例示的な実施形態による、誘導活性化プラズマを使用するプラズマ溶接先端４６０の断面を概略的に示す。
【０１９１】
簡潔化のために、必須ではない詳細（いくつかについてはすでに他の図に示した）についてはこの図に示さない    。簡潔化のために、すでに説明した部分によっては、この図に記されないものがある。
【０１９２】
先端４００、４２０、及び４４０とは対照的に、ＲＦ電力は、接点４６２を介して先端４６０に供給され、接点４６３は、線４６５及び４６６を介して、外管４６９に巻かれたコイル４６７に接続される。コイル４６９は、好ましくは、インピーダンス整合回路の部分であり得る調整共振回路の部分である。或いは、コイル４６９はＲＦアンテナとして機能し（遠位端部で接続されず）、コイル４６７のＲＦ電流は外管４６９内のガス流４７０を励起させ、それにより、プラズマを生成する。いくつかの実施形態では、コイル４６９の巻き数は、例えば、数回のみの巻きであり、任意選択的には、１回、１．５回、又は２回の巻きである。
【０１９３】
この構成では、外管４６９内のガス流４７０は中断されないため、より大きな流れを達成するか、又はより薄い管を使用することができる。線４６５及び４６６と、コイル４６７とは、外管４６９の外側に見られるが、これらのうちの任意を上記管の前方に配置することもできることに留意されたい。
【０１９４】
図４ｅ（ｉ）は、本発明のさらに別の例示的な実施形態による非対称プラズマ溶接先端４８０の断面を概略的に示す。
【０１９５】
簡潔化のために、必須ではない詳細（いくつかについてはすでに他の図に示した）についてはこの図に示さない    。簡潔化のために、すでに説明した部分によっては、この図に記されないものがある。
【０１９６】
この例示的な実施形態では、図４ｂ（ｉ）に示される先端４２０と同様のプラズマ励起電極構成を有する非対称プラズマ溶接先端４８０が示される。しかし、他のプラズマ励起構成、例えば、先端４００、４４０、又は４８０の構成を使用することも可能である。
【０１９７】
先端４００、４２０、４４０、及び４６０とは対照的に、外管４８２は遠位端部４８４が閉じられ、側部開口部４８６を有し、側部開口部４８６を通して、プラズマ４８８がガス流４９０により押されることにより励起する。或いは、プラズマは、電極４２６と組織との間に単極様式であるが、開口部４８６を通して横道に生成し得る。
【０１９８】
好ましくは、外管４８２の断面は、長軸が、図４ｅ（ｉ）の平面Ａ−Ａに沿った横断断面を示す図４ｅ（ｉｉ）に見られるように、プラズマ４８８が外管４８２の開口部４８６を出る方向にある楕円形である。
【０１９９】
好ましい動作モードでは、先端４８０は、溶接すべき狭いギャップ内のプラズマ流出開口部４８６とは逆の方向４９２に移動し、その間、プラズマは先端の背後のギャップを溶接する。
【０２００】
組織４００、４２０、４４０、４６０、又は４８０内の任意のルーメンを通して、アルブミン溶液又は他の生物学的接着剤を組織のギャップに供給し得ることにも留意されたい。いくつかの実施形態では、ガス圧を使用して、接着剤を組織に向けて押し、可能な場合には、プラズマ点火前にルーメンを空にする。
【０２０１】
図４ｆは、本発明のさらに別の例示的な実施形態による湾曲管を有する非対称プラズマ溶接先端４９０の断面を概略的に示す。
【０２０２】
非対称プラズマ溶接先端４９０は、湾曲外管４９５を有し、前に示した任意の先端と同様であるが、外先端４９５は、開口部４９７がプラズマヘッド、先端、又は外管の長軸と並ばないように湾曲４９４する。図示の実施形態では、９０度の湾曲４９５が示されるが、より小さな湾曲、例えば、２０〜８０度も可能である。任意選択的に、直径又は断面は、管の長さと異なってもよい。湾曲先端の使用は、届きにくい組織に到達する場合、又は切開内で動作する場合に有利であり得る。
【０２０３】
電極組立体を外管の湾曲部分４９６内又は開口部４９７の近傍に配置し得る。図４ｆに示される双極プラズマ生成組立体が例示的なものであり、非対称プラズマ溶接先端４９０が、他のプラズマ生成構成、例えば、本願に示されるタイプ又は当分野において既知のタイプの他のプラズマ生成構成を備えてもよいことに留意する。
【０２０４】
図５ａは、本発明の例示的な実施形態による双極プラズマシステムのオプションの電気回路のブロック図を概略的に示す。
【０２０５】
この構成は主に、組織溶接先端３００Ｗ等の組織溶接プラズマヘッドと併用し得る。
【０２０６】
オプションの可変インピーダンス５１１が、ＲＦ電気戻り線に配置される。可変インピーダンス５１１のインピーダンスが低い場合、電気戻り電流は主に、中央電極５３０から接地電極５２５を通って流れる。したがって、装置は主に双極として機能する。
【０２０７】
これとは対照的に、可変インピーダンス５１１のインピーダンスが高い場合、電気戻り電流は主に、中央電極５３０から患者の体２７０に流れ、接地ケーブル１４６を通して電気的に接続された接地電極パッド１４５を介して戻る。したがって、装置は主に単極として機能する。可変インピーダンス５１１のインピーダンスが中間の場合、装置は双極と単極との組み合わせとして機能する。
【０２０８】
ＲＦ前進及び後進電力測定を、標準装置（双方向カプラ）により行うことができ、標準装置は、本明細書では、インピーダンス整合回路１４４の部分であると仮定する。前進電力は監視され、信号を生成器電力制御装置に渡す。前進電力が特定の電力（例えば、１０Ｗ）を超える場合、生成器は電力を低減し、事前設定された最大電力を維持する。
【０２０９】
接地パッドに電気的に接地された患者の体が、プラズマ先端に近いほど、プラズマインピーダンスは低くなり、プラズマが吸収する電力は高くなり、したがって、前進電力はより高い読み取り値を示し（又は監視されるインピーダンスが低くなる）、これをコントローラにフィードバックして、電力を事前設定されたより低い電力に調整し得る。実験的に実証された可能な代替の制御方法は、「プラズマ電流測定」であり、この方法では、プラズマ周囲のワイヤループが、プラズマを通過する電荷を検知し、プラズマ密度及びプラズマ電力を指す。
【０２１０】
図５ｂは、本発明の例示的な実施形態による単極プラズマシステムの電気接続を概略的に示す。
【０２１１】
この構成は主に、組織焼灼先端３００Ａ等の組織焼灼プラズマヘッドと併用し得る。
【０２１２】
電気戻り電流は、焼灼電極５３０から患者組織２７０に流れ、患者の体に電気的に接続された接地パッド１４５を通して戻る。したがって、装置は単極として動作する。その場合、単極プラズマ１１６は、組織２７０を焼灼して、切開５６０を生成する。
【０２１３】
双極先端及び電気回路が、可変インピーダンス５１１の特徴を変更し、接地パッド１４５を通してＲＦ電気回路を強制的に閉じることにより、単極の先端及び電気回路として動作し得ることに留意されたい。しかし、任意選択的に、焼灼は、電極５３０を組織に接触させた状態で実行することもできる。
【０２１４】
任意選択的に、中央電極５３０（図５ａ）は、単極焼灼又は凝固動作が必要な場合、組織に向かうスライド（又はプラズマヘッド本体１１２に向かって退避する管３１５Ｗ）であることができ、それにより、中央電極５３０を露出させる。溶接動作及び焼灼又は凝固が、周波数、電力、及び変調等の異なるＲＦパラメータを必要とし得ることに留意されたい。
【０２１５】
図６は、本発明の別の例示的な実施形態による小型プラズマ溶接システム６００を概略的に示す。
【０２１６】
小型プラズマ溶接システム６００は、制御・供給ユニット１０１のすべての必須要素を保持する本体６０１を備える。
【０２１７】
本体６０１は、少なくとも小型ガスタンク及びガス供給サブシステムを保持する。本体６０１内のガスサブシステムは、任意選択的に簡素化されてもよい、例えば、任意選択的に固定流のみを提供可能な、例えば、フロー制限オリフィスに基づく基本的なフロー制御装置を備え得る。例えば、本体６０１内の基本的なガス流サブシステムは、機械的な要素のみを備えてもよく、又はガス流センサなしで構築してもよい。
【０２１８】
本体６０１はさらに、限られた時間中、ＲＦサブシステムを動作させる電池を備える。本体６０１内のＲＦサブシステムは小型化される。同様に、本体６０１内にコントローラはなく、又はコントローラは基本的な構成のものである。例えば、入／出力装置は、少数の入力キー及び少数のＬＥＤインジケータ及び／又は小型ＬＣＤディスプレイに制限される。
【０２１９】
任意選択的に、分光計は本体６０１にない。
【０２２０】
先端１１４は、好ましくは、本体６０１に直接接続されるため、ホース１２２は必要ない。先端６１４は、焼灼型の先端を含め、前に示された任意の先端であり得る。
【０２２１】
任意選択的に、接着剤供給システム６６０は、小型プラズマ溶接システム６００の本体６０１に取り付けられるか、又は本体６０１内に組み込まれる。
【０２２２】
本体６０１の制御装置６１２は、ガス流及びＲＦ電力を始動させる。オプションのワイヤ６６６をオプションの接地パッド１４５に接続し得る。小型プラズマシステムが電池で動作する場合、患者の接地が必要なくてもよいことに留意されたい。しかし、接地パッド１４５は、単極動作及びプラズマフィードバックに使用し得る。
【０２２３】
図７ａは、本発明の例示的な実施形態による双極プラズマヘッドを駆動する電気回路７００を概略的に示す。
【０２２４】
双極アイソレータ７０１が、ＲＦ増幅器１４３とＲＦケーブル７０５及び７０６との間に挿入され、第１及び第２の電極（例えば、図４ａの電極４１７及び４１４）又はコイル（例えば、図４ｄのコイル４６７）に繋がる。アイソレータ７００をインピーダンス整合ユニット１４４と交換してもよく、又はアイソレータ７００がインピーダンス整合ユニット１４４の部分であってもよいことに留意されたい。
【０２２５】
その結果、ＲＦ電圧は、変圧器７０４を使用することによって接地（患者の体の電位）７０３に対して浮動し、したがって、一方の電極から別の電極に浮動する。これは、プラズマを第１の電極から、単極構成でのように接地（患者の体）ではなく、第２の電極に向けさせる。
【０２２６】
このオプションの実施形態では、電流の方向を決定することができ、患者の体を通って接地電極に流れることに代えて（単極でのように）、所望の位置に挿入可能な第２の双極電極に流れる。
【０２２７】
ソースと電極のうちの一方との可変抵抗７０７等のオプションの可変負荷により、電極に伝達される電力を変更させ、負荷で電力を「無駄に使う」ことにより、一方の電極から他方の電極よりも大きな電力を伝達させることができる。
【０２２８】
任意選択的に、プラズマパラメータモニタ７０９が、ＲＦ増幅器１４３の出力７０１と並んで挿入される。
【０２２９】
或いは、アイソレータ７０１及び／又はモニタ７０９は、後に挿入されるか、又は図１に示されるように、インピーダンス整合回路１４４に統合される。
【０２３０】
図７ｂは、モニタ７０９の電子回路を概略的に示す。この電子概略図では、メーター７１０及び７１１は、送信され反射された電力がそれぞれ、検知コイル７１２からの信号を受信することを示す。
【０２３１】
本発明の例示的な実施形態では、送信され、且つ／又は反射されたＲＦ電力を示す信号は、任意選択的にデジタル化され、図１に見られる線１４８を介してプロセッサ１６１に転送され、プラズマの監視及び制御に使用される。
【０２３２】
送信され反射されたＲＦ電力を知ることにより、プラズマに堆積した電力を知り、処置された表面のインピーダンス又は地面までの距離を推定することが可能である。地面までの距離が分かり、一定である場合、唯一の自由パラメータは、アルブミン変性状態を示す表面導電性である。
【０２３３】
例えば、インピーダンスの増大は、プラズマによりすでに架橋された後のアルブミンの変性を示し得る。この場合、プラズマをオフにして、組織への熱的ダメージを回避し得る。
【０２３４】
図８ａは、本発明による切開７２２等の深い切開を溶接するプラズマ溶接システム７２０を概略的に示す。
【０２３５】
深い切開７２２は、皮膚表面７２７の下３ｍｍよりも深い箇所にあり、表皮層７２４を貫通し得、皮下構造７２５内にあり得る。これらのタイプの切開は、例えば、手術で一般的であり、標準の単極溶接技法を使用して溶接することは困難又は不可能であり得る。
【０２３６】
本発明の例示的な実施形態では、双極プラズマが使用される。双極プラズマは、第１の電極７１９と第２の電極７２１との間に作られる。第１の電極７１９は、好ましくは、本明細書に開示されるプラズマ先端のうちの１つ、例えば、先端３００、４００、４６０等のプラズマヘッド内にある。第２の電極７２１は、切開又は切り口内に深く挿入される。
【０２３７】
単極の場合、第１の電極７１９は、プラズマ（ＲＦエネルギーにより電離したガス）を生成するプラズマヘッドからなる。第２の電極は、溶接前に切り口内部に埋め込まれる。はんだ（アルブミン）が、切り口を充填するように、第２の電極７２１の上方／表面上に噴射される。
【０２３８】
第２の電極７２１は、狭い形状のニードル又はワイヤを有し、溶接プロセス後に除去すすることができる。除去中に回転させることが、除去に役立ち得る。
【０２３９】
プラズマが印加されると、電流がプラズマヘッド７１９から第２の電極７２１に流れ、そうする間、はんだを（ジュール加熱）するように加熱し、変性させる。
【０２４０】
この実施形態では、最高で３ｍｍ以上の深い溶接が可能である（単極構成では達成できない）。
【０２４１】
切開が長い場合、溶接中、プラズマヘッドを切開に沿って移動させる。非常に深い切開では、切開の下部がまず溶接され、それから第２の電極が引っ張られ、溶接された部分の上に挿入され、第２のアルブミン層が塗布され、切開の完全な深さが溶接されるまで、溶接プロセスが繰り返される。
【０２４２】
図８ｂは、図８ａに示されるプラズマ溶接システム７２０の側面断面図を概略的に示し、好ましくは、本発明による第１の電極７１９と第２の電極７２１との同期移動方向７２９を示す。
【０２４３】
図９ａは、本発明の例示的な実施形態による長く延びた傷を溶接する、２つのプラズマヘッド７３１及び７３２を使用する溶接システム７３０を概略的に示す。この図は、溶接すべき切開の長さに沿った断面である。
【０２４４】
それぞれが本明細書に開示されるタイプの、２つのプラズマヘッド７３１及び７３２は、一方が他方に向けてプラズマ１１６を生成する。
【０２４５】
２つのプラズマ源を患者の体又はアルブミンに向ける場合、プラズマは２つの源で点火し、ＲＦ電流が一方のプラズマ源から患者の体又はアルブミンを通って他方に流れる。
【０２４６】
プラズマ源間の媒体は、電流７３４によるジュール加熱により加熱される。
【０２４７】
２つのヘッドは、好ましくは、ＲＦ電圧がヘッドと体との間で十分に高くなるように、体の十分近くに位置決めされる。いくつかの実施形態では、各プラズマヘッドは、１つのみの電極を有し、２つのヘッドは、双極構成において、互いに１８０度位相シフトしたＲＦ電圧を受信する。
【０２４８】
切開が長い場合、プラズマヘッドは切開に沿って移動する。いくつかの実施形態では、プラズマヘッド７１９及び電極７２１を一緒に接続することができ、これらは一緒に移動する。
【０２４９】
図９ｂは、本発明の例示的な実施形態による深く長い切開を溶接するシステム７４０を概略的に示す。システム７４０は、図８ａ及び図８ｂの深い切開溶接の利点を、図９ａの２つのプラズマヘッドを使用することによる長溶接能力と組み合わせる。この図は、図８ａの断面の方向から９０度にある、溶接すべき切開の長さに沿った断面である。
【０２５０】
各プラズマヘッド７４１及び７４２は、本明細書に開示されるタイプのものであり得る。例示的な実施形態では、各ヘッド７４１及び７４２は、１つの電極をそれぞれ有する。第３の電極７４４が傷内に配置される。第３の電極７４４への電圧は、極性が一方のプラズマ源とは逆であるように、又は両源が電流を第３の電極７４４に向けられるように設定し得る。すべての源の極性は、処理中に切り替えることができ、したがって、所望に応じて通過する電流を変更することができる。
【０２５１】
任意選択的に、切開が長い場合、プラズマヘッド７４１、７４２及び第３の電極７４４は、方向７４９で切開に沿って移動する。いくつかの実施形態では、プラズマヘッド７４１、７４２及び第３の電極７４４を一緒に接続して一緒に移動させ得る。
【０２５２】
図１０ａは、本発明の例示的な実施形態による、長い部分の切開を溶接するプラズマヘッド７５０の側面断面を概略的に示す。
【０２５３】
図１０ｂは、図１０ａのプラズマヘッド７５０の上面図を概略的に示す。
【０２５４】
長プラズマヘッドは、長く延びた切開を一度に高速で溶接することができ、アルブミンをより高速によりよく加熱する高電流を誘導する。
【０２５５】
長プラズマ源は、単極又は双極様式で使用することができる。
【０２５６】
単極動作では、患者の体は接地され、第２の電極として機能する。
【０２５７】
双極構成が使用される場合、第２の電極は、図８ａ、図８ｂ、及び図９ｂに示されるように、切開内に挿入される。
【０２５８】
本発明の実施形態によれば、プラズマヘッド７５０は、入力ガス流７５２を受け取るガス入力管７５１を備える。ガス流は、漏斗のような上部フローチャンバ７５３内で拡散７５６する。上部フローチャンバ７５３は、穿孔ガスシャワー板７５５により矩形下部ガス流チャンバ７５４から分離され、穿孔ガスシャワー板７５５は第１のプラズマ電極として機能する。プラズマシャワー７５８は、インピーダンス整合１４４から第１の電極７５５及び接地電極１４５により接地された患者に供給されるＲＦ電力により生成される。プラズマ７５８は、下部が開いた下部ガス流チャンバ７５４を出て、切開内のアルブミンを加熱する。
【０２５９】
シャワー板は、ガス流のために多くの小さな穴７５９を有する。シャワー板の穴の直径は、溶接領域に沿って良好な均一性のガス流を達成するために、それぞれの位置に従って様々であり得る。
【０２６０】
構造材料は、好ましくは、プラスチック又はガラス等の耐熱絶縁体であり、金属等の導電性材料で作られるシャワー板である。好ましくは、構造は、切開及び／又はプラズマが見えるように、透明材料で作られる。好ましくは、材料は最高で１５０℃又は１５０℃を超える熱に耐えることができる。
【０２６１】
図１０ｃは、本発明の別の例示的な実施形態による大きな切開又は傷を効率的に溶接又は消毒する下流プラズマヘッド７７０を概略的に示す。
【０２６２】
この実施形態では、ガス流上部チャンバ７７３は、漏斗のような上部ガス流チャンバ７７３内にプラズマ７７６を生成する少なくとも１つの第１の内部電極７７１を備える。プラズマ７７６は、第２の電極として機能する導電性シャワー板７７５の穴を通して出て７７８、切開に向かう。プラズマ７７８は、上下両方の端部が開かれた下部流チャンバ７７４を横切り、切開内のアルブミンを加熱し、又は表面を消毒する。
【０２６３】
任意選択的に、患者は、接地パッド１４５を使用して接地される。これらの場合、板１４５は、ＲＦ電力が電極７７１と７７５との間に印加されている間のみ、接地し得る。代替として、板１４５は、内部電極７７１と同じ電位を有するように接続され、それにより、患者に向けられるプラズマ７７８を引きつけ得る。
【０２６４】
任意選択的に、電極７７１は、管７５１の入力の周囲のコイルの形態であり、又は任意選択的に、コイルと内部電極との組み合わせである。
【０２６５】
例えば、図１０ｃの電極７７１は、プラズマを点火するように機能するコイルアンテナで置換し得る。コイルは、ガス流漏斗の入口付近で管内のガスの周囲に配置し得る。コイルは、ガス管の外側の周囲に配置してもよく、又は管内部に配置してもよい。或いは、コイルは、ガス管の入口付近のガス流漏斗の内部又は外部にあることができる。コイルは、片側でＲＦ信号に接続することができ、又は両側でＲＦ信号に接続し得る。コイルが両側でＲＦ信号に接続される場合、好ましくは、ＲＦインピーダンス整合回路が使用される。
【０２６６】
任意選択的に、患者は接地されるか、又はＲＦ信号に接続されて（例えば、図１、図５ａ、図６等に示されるように）、プラズマ流を切開に誘導する。
【０２６７】
任意選択的に、電極が深い切開内に配置されて、図８ａ、図８ｂ、及び図９ｂでのようにアルブミンに電流を誘導する。
【０２６８】
図１１は、本発明の別の実施形態によるＲＦコイル７９１を有する誘導励起された長いプラズマヘッド７９０の側断面を概略的に示す。
【０２６９】
図１０ａ〜図１０ｃの実施形態とは対照的に、且つ図４ｄの実施形態と同様に、ＲＦコイル７９１は、絶縁ガスシャワー板７９５の位置近傍に下部ガス流チャンバ７９４の周囲に巻かれる。
【０２７０】
一実施形態では、コイル７９１の一端部はＲＦ信号に接続され、電極として機能する。任意選択的に、図１１に示されるように、コイルの両端部をＲＦ信号に接続し、プラズマ７９８を誘導的に励起し得る。この場合、好ましくは、インピーダンス整合電子回路が使用される。
【０２７１】
シャワー板は、下部チャンバ内又は下部チャンバと上部チャンバ（ガス漏斗）との間に嵌まるサイズである。
【０２７２】
図８〜図１１のプラズマヘッドは、本体１１２への先端として実施されるように構成し得、又は他の方法でシステム１００に接続し得る。
【０２７３】
例えば、図１０ａ及び図１０ｂに見られるプラズマヘッド７５０、７７０、及び７９０の以下の寸法は、非限定的な例として見られるべきである。
【０２７４】
構造：上部及び下部フローチャンバ並びにガス入力管は、約１ｍｍの厚さの材料で作られる。
【０２７５】
下部ガスチャンバの外径は、長さ約２０〜８０ｍｍ、幅約６〜７ｍｍ、高さ約５ｍｍであり得る。
【０２７６】
シャワー板の厚さは約１ｍｍであり、寸法は、下部ガス流チャンバの上部内に嵌まるようなものである。任意選択的に、チャンバの壁の０．５ｍｍの切り欠きが板を定位置に保持する。穴は直径約１ｍｍであり、間隔は約１ｍｍの等間隔である。
【０２７７】
入力ガス管の外径は約３ｍｍである。
【０２７８】
上部ガス流チャンバのベースは、下部ガスチャンバの上部のサイズとおおよそ同じであり、高さは約５ｍｍである。
【０２７９】
図１２は、本発明の例示的な実施形態による大型プラズマヘッド８００を概略的に示す。
【０２８０】
プラズマヘッド８００は、入力ガス管８０１を通してガスを受け取り、ワイヤ８０２及び８０３を通してＲＦ電力を受け取る。任意選択的に、ワイヤ８０２及び８０３はコネクタで終端し、任意選択的に、ガス管８０１も、大型プラズマヘッド８００を切り離して交換できるように着脱可能である。
【０２８１】
プラズマヘッド８００は、好ましくは薄いガラスで作られ、直径６〜１０ｍｍを有する管８０５を備える。管８０１からのガスは、開口部８０９を通して管８０５内に入り、プラズマが処置組織に向けられると、遠位開口部８１０を通って出る。中央電極８０６は第１のプラズマ電極として機能し、リング形電極８０７は第２のプラズマ電極として機能する。
【０２８２】
好ましくは、リング形電極８０７は、管８０５の外面に配置される。好ましくは、中央電極８０６は、薄い絶縁材料で覆われる。中央電極８０６の絶縁により、プラズマ溶接プロセス及び均一性が向上することが分かった。
【０２８３】
同様の実施形態では、中央電極８０６がない。任意選択的に、外部電極８０７は、プラズマを誘導的に励起するコイルで置換される。
【０２８４】
図１３は、本発明の例示的な実施形態による螺旋中央電極８５０を有するプラズマヘッドを概略的に示す。
【０２８５】
前の実施形態とは対照的に、ヘッド８５０の中央電極８０６は螺旋形を有する。螺旋形電極は、螺旋の中央に磁場を生成し、ひいては誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）を生成する。
【０２８６】
図１４は、本発明の別の実施形態による人間工学的プラズマヘッド８８０を概略的に示す。
【０２８７】
人間工学的プラズマヘッド８８０は、一端部に遠位プラズマ開口部８８２を有し、他端部に人間工学的ハンドル８８３を有する湾曲管又は区分管８８１を特徴とする。プラズマヘッド８８０の人間工学的形状により、ヘッドの操作が容易であり、オペレータの負担及び疲労を低減することができ、効率及び操作速度を増大させることができる。
【０２８８】
プラズマ生成は、本明細書に開示される任意の実施形態により得る。
【０２８９】
図１５は、処置組織へのプラズマヘッドの距離を制御するスタンドオフ脚部９０５を有するプラズマヘッド９００を概略的に示す。
【０２９０】
プラズマヘッド９００は、本体９０２の近位端部において本体９０２に接続されたホース９０１を介してＲＦ電力及びガス供給を受け取る。本体９０２は手で握られ、ユーザにより操作されるような形状である。プラズマヘッド９００は、本体９０２の遠位端部近傍にプラズマ管９０４をさらに備える。プラズマは、プラズマ管９０４で生成され、患者の皮膚９０６の切開２６０に向けて出る。プラズマ管８０４の開口部を皮膚９０６から正確な距離に保つに当たりユーザを支援するために、少なくとも１つ、好ましくは２つのスタンドオフ脚部９０５が、ヘッド９００の本体９０２から突出する。皮膚９０６に当てて脚部９０５を置くことにより、適切な距離が容易に維持される。
【０２９１】
図１６は、本発明の別の実施形態による、アルブミン溶液を組織に均一に拡散させるワイパー９５０を概略的に示す。
【０２９２】
ワイパー９５０は、手で握られるように構成され、好ましくは、人間工学的な形状を有し、例えば、操作し易いように湾曲可能であり、フィンガーグリップを有するか、又は滑らない材料で覆われるように構築されるハンドル９５１を備える。遠位端部において、ワイパー部材９５２が取り付けられる。ワイパー部材９５２は、好ましくは、シリコンゴム又は他の柔らかい材料等の薄い弾性材料で作られ、組織、組織の切開、又は皮膚の切開に塗布されるアルブミン溶液を均一に拡散させるために使用される。
【０２９３】
任意選択的に、ワイパー部材９５２の縁部９５３にある窪み９５４は、余分なアルブミンを吹き取りながら、所望量のアルブミン溶液を残すのに役立つ。限定ではなく、例えば、ブレード内の窪みは深さ０６ｍｍであり、幅６ｍｍである。
【０２９４】
本発明について本発明の特定の実施形態と併せて説明したが、多くの代替、変更、及び変形が当業者に明らかになることが明らかである。したがって、添付の特許請求の範囲の趣旨及び広義の範囲内にそのような代替、変更、及び変形のすべてが包含されることが意図される。本明細書において言及されたすべての公開物、特許、及び特許出願は、まるで個々の各公開物、特許、又は特許出願が特に個々に、参照により本明細書に援用されると示されるかのような程度と同じ程度で参照により本明細書に援用される。加えて、本願での任意の参照の引用又は識別は、そのような参照が本発明に対する先行技術として利用可能なことを認めるものとして解釈されるべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ（ｉ）−３ｂ（ｉｉ）】
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【図４ａ】
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【図４ｂ（ｉ）】
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【図４ｂ（ｉｉ）】
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【図４ｃ】
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【図４ｄ】
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【図４ｅ（ｉ）】
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【図４ｅ（ｉｉ）】
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【図４ｆ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
2013509979.tif 000020
【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１０ｃ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2013509979.tif 000029
【図１５】
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【図１６】
2013509979.tif 000031
【図７ａ】
2013509979.tif 000032
【図７ｂ】
2013509979.tif 000033
【手続補正書】
【提出日】平成24年7月10日(2012.7.10)
【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】
組織を溶接する医療装置であって、
ガスをガス処理サブシステムから輸送し、ＲＦ信号をＲＦ回路からハンドヘルドプラズマヘッドに輸送することが可能な導管と、
先端を支持するように構成された、ハンドヘルドアプリケータのプラズマヘッドと、
を備え、
前記先端は、
近位開口部及び遠位開口部を有し、前記近位開口部を通して前記ガスを受け取り、前記遠位開口部を通してガスをプラズマ領域に提供するように構成されたプラズマ管と、
ガスを励起させ、それにより、前記プラズマ領域にプラズマを生成するように構成されたプラズマ励起器と、
を備える、装置。
【請求項２】
前記先端は着脱可能であり、細長い単極プラズマ電極を備えた焼灼先端と交換可能である、請求項１に記載の医療装置。
【請求項３】
前記装置はコントローラをさらに備え、前記コントローラは、ユーザ入力及びプラズマフィードバック信号を受信し、前記ユーザ入力及びプラズマフィードバック信号に応答して、ガス処理サブシステム及びＲＦ回路のうちの少なくとも一方の動作を制御するように構成され、前記ＲＦ回路はプラズマ分光器をさらに備え、前記コントローラは、前記プラズマの放射スペクトルを測定することにより、前記フィードバック信号を生成するようにさらに構成される、請求項１に記載の医療装置。
【請求項４】
遠位端部でプラズマ放射を収集する光ファイバをさらに備え、前記光ファイバは前記プラズマ管の近傍に配置され、前記放射を前記分光器に伝えるようにさらに構成される、請求項１に記載の医療装置。
【請求項５】
前記コントローラは、ＩＲセンサを使用して前記組織の温度を測定することにより、前記フィードバック信号を生成するようにさらに構成される、請求項４に記載の医療装置。
【請求項６】
プラズマを生成可能であり、前記第１のプラズマ先端と同時に作業することが可能な第２のプラズマヘッドをさらに備え、それにより、１つのプラズマ先端を使用する場合に可能な長さよりも長い組織の処置が可能である、請求項１に記載の医療装置。
【請求項７】
前記プラズマ領域内に、プラズマの流れを実質的に均一に拡散するように構成された穿孔板をさらに備える、請求項１に記載の医療装置。
【請求項８】
前記プラズマ励起器は、前記プラズマ管外部にリング電極を備えると共に、前記プラズマ管内部に電極を備え、前記プラズマ管内部の前記電極は絶縁層で覆われる、請求項１に記載の医療装置。
【請求項９】
前記プラズマ励起器は、前記プラズマ管外部にリング電極を備えると共に、前記プラズマ管内部に電極を備え、前記プラズマ管内部の前記電極は螺旋形を有する、請求項１に記載の医療装置。
【請求項１０】
前記プラズマ先端は、プラズマと処置される組織との間隔を維持する少なくとも１つのスタンドオフをさらに備える、請求項１に記載の医療装置。
【請求項１１】
プラズマ処置装置であって、
アプリケータヘッドと、
前記アプリケーションヘッドと連通するガス流チャンバであって、プラズマの形成をサポートするように構成されたガス流チャンバと、
ガスを前記ガス流チャンバに輸送するガス導管と、
前記ガス流チャンバを実質的に取り囲む無線周波数励起器と、
を備え、
前記無線周波数励起器は、ガスが前記導管を介してプラズマ形成ゾーンに輸送された場合、前記ガス流チャンバ内でプラズマを点火するように構成される、装置。
【請求項１２】
前記無線周波数励起器はワイヤコイルである、請求項１１に記載のプラズマ処置装置。
【請求項１３】
前記無線周波数励起器バンドは金属リングである、請求項１１に記載のプラズマ処置装置。
【請求項１４】
前記励起器を前記プラズマから実質的に分離する絶縁材料をさらに備える、請求項１１に記載のプラズマ処置装置。
【請求項１５】
前記励起器は、前記ガス流チャンバの開口部の近傍に配置される、請求項１１に記載のプラズマ処置装置。
【請求項１６】
前記ガス流チャンバは、幅の少なくとも４倍の長さを有する細長い形状を有する、請求項１１に記載のプラズマ処置装置。
【請求項１７】
前記励起器は、エネルギーを前記ガスに実質的に均一に輸送するように構成される、請求項１１に記載のプラズマ処置装置。
【国際調査報告】
2013509979.tif 000034
2013509979.tif 000035