(57)【要約】  組織溶着を行なう医療器具が提供され、該医療器具は：少なくとも１つのプロセッサを備え、該少なくとも１つのプロセッサは、プラズマヘッドにおける低温プラズマ発生を、ＲＦ電源を制御してプラズマ発生ＲＦ電力を前記プラズマヘッドに供給することにより調整するように構成される。同医療器具を用いる方法が更に提供される。
2014519875.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
組織溶着を行なう医療器具であって、プラズマヘッドにおける低温プラズマ発生を、ＲＦ電源を制御してプラズマ発生ＲＦ電力を前記プラズマヘッドに供給することにより調整するように構成される、少なくとも１つのプロセッサを備え、該プロセッサは、最高６００Ｈｚの周波数に変調され、かつ少なくとも２〜２０％のデューティサイクルで変調される１〜１０ＭＨｚの周波数の搬送波信号の供給ＲＦエネルギーを調整するように構成されることを特徴とする医療器具。
【請求項２】
前記搬送波信号は正弦波を含む、請求項１に記載の医療器具。
【請求項３】
前記変調周波数は、オン／オフ変調を用いて行なわれる、請求項１に記載の医療器具。
【請求項４】
前記プラズマ発生ＲＦ電力は更に、ＤＣ成分を含む、請求項１に記載の医療器具。
【請求項５】
前記プラズマ発生ＲＦ電力の前記搬送波は、１００〜６０００ボルトの範囲である、請求項１に記載の医療器具。
【請求項６】
前記電源は、前記プラズマヘッドに、１５００ボルトよりも大きいＲＦプラズマ着火信号を供給することができる、請求項１に記載の医療器具。
【請求項７】
組織溶着を行なう医療器具であって：
ガス供給源からガスを得ると共にＲＦ電力をＲＦ電源から得ることのできる少なくとも第１プラズマヘッド及び第２プラズマヘッドと、
前記第１及び第２プラズマヘッドのうちの少なくとも一方に接続されかつ接着剤を組織溶着中に塗布するように構成される接着剤塗布器と、
を備えることを特徴とする医療器具。
【請求項８】
前記接着剤塗布器は、前記第１プラズマヘッドと前記第２プラズマヘッドとの間に配設される、請求項７に記載の医療器具。
【請求項９】
更に、少なくとも第３プラズマヘッドを備える、請求項７に記載の医療器具。
【請求項１０】
組織溶着を行なう医療方法であって：
溶着対象の組織に、プラズマが照射されると凝固する性質を有する生体適合性液体を塗布するステップと、
前記生体適合性液体を、プラズマを前記生体適合性液体に照射することにより凝固させるステップと、
前記生体適合性液体に照射される前記プラズマを、
プラズマ経路の電気インピーダンスを監視し、そして電力、電流、及び電圧のうちの少なくとも１つを監視し、
前記生体適合性液体の凝固状態を、監視される前記インピーダンスの変化に基づいて判断し、
前記プラズマを発生するＲＦ電力を、前記生体適合性液体の前記判断状態に応じて制御することにより制御するステップと、
を含むことを特徴とする医療方法。
【請求項１１】
前記生体適合性液体の凝固状態を判断する前記ステップは、プラズマ照射中の前記測定インピーダンスの変化に基づいて行なわれる、請求項１０に記載の医療方法。
【請求項１２】
ＲＦ電力を制御する前記ステップは：
前記測定インピーダンスの変化を監視するステップと、
前記プラズマ発生ＲＦ電力を、インピーダンスの変化が事前設定閾値を超えると遮断するステップと、を含む、請求項１０に記載の医療方法。
【請求項１３】
前記プラズマ発生ヘッドと前記溶着組織との間の距離は、前記プラズマインピーダンスを監視する前記ステップ中に略一定に保持される、請求項１０に記載の医療方法。
【請求項１４】
接着剤溶液を組織に塗布するとともに、組織溶着を行なう医療用塗布／プラズマ装置器具であって：
プラズマを発生するように構成されるヘッドと、
プラズマが照射されると凝固する性質を有する生体適合性液体に関する塗布器具であって、前記塗布器具が、前記生体適合性液体を保管する容器を含む、前記塗布器具と、
溶着対象の組織に触れ、前記生体適合性液体を前記容器から流入させる多孔質材料製ローラであって、該ローラが回転して前記液体を前記組織に散布することができる、前記多孔質材料製ローラと、
を備えることを特徴とする、医療器具。
【請求項１５】
前記塗布／プラズマ装置器具は、前記プラズマ発生ヘッドのうちの少なくとも１つの動作を制御するように構成される運動検出器を備える、請求項１４に記載の医療器具。
【請求項１６】
組織溶着を行なう医療方法であって：
第１溶着層を、
生体適合性液体を溶着対象の組織に噴霧し、
前記生体適合性液体を、プラズマを用いて凝固させる手順により生成するステップと、
第２溶着層を、前記手順を繰り返すことにより生成するステップと、
を含むことを特徴とする医療方法。
【請求項１７】
前記手順は、４秒未満の時間内に完了する、請求項１６に記載の医療方法。
【請求項１８】
前記手順は、前記噴霧及びプラズマ生成を制御する自動コントローラによって作成される、請求項１６に記載の医療方法。
【請求項１９】
組織溶着を行なう医療方法であって：
乾燥キトサンシートを溶着対象の組織の上に載置するステップと、
前記乾燥キトサンシートを濡らすステップと、
前記キトサンを、プラズマを照射することにより凝固させるステップと、
を含むことを特徴とする、医療方法。
【請求項２０】
前記シートを濡らす前記ステップは、水、食塩水、患者の血液、血漿、及び他の生体適合性液体から成るグループから選択される液体群から選択される液体によって行なわれる、請求項１９に記載の医療方法。
【請求項２１】
前記シートを濡らす前記ステップは、噴霧によって行なわれる、請求項１９に記載の医療方法。
【請求項２２】
組織溶着を行なう医療器具であって：
ガスをガス供給源から流入させ、そしてＲＦ電力をＲＦ電源から受電することができるプラズマ先端を備え、前記プラズマ先端は：
近位開口部及び遠位開口部を有することにより、ガスを前記ガス供給源から前記近位開口部を通って流入させ、そしてプラズマを、前記遠位開口部を通って供給するプラズマチューブと、
ＲＦ電力を前記ＲＦ電源から受電し、そして前記ガスを励起して、前記プラズマを発生させる少なくとも１つの電極と、を備え、
前記プラズマ先端は、前記電極が前記ガスに直接触れるのを防止することにより、誘電体絶縁破壊によるプラズマ発生を容易にしながら、コロナプラズマが生成されるのを防止するように構成されることを特徴とする、医療器具。
【請求項２３】
更に、組織を接地する接地電極パッドを備える、請求項２２に記載の医療器具。
【請求項２４】
前記プラズマ先端は単一電極を備える、請求項２２に記載の医療器具。
【請求項２５】
前記単一電極は、ＲＦ電力を一方の端部からのみ受電するように構成されるコイルの形態である、請求項２４に記載の医療器具。
【請求項２６】
前記プラズマチューブは電気絶縁製であり、そして前記コイルは、前記プラズマチューブの外周面に配設される、請求項２４に記載の医療器具。
【請求項２７】
組織溶着を行なう医療方法であって：
溶着対象の組織に、プラズマが照射されると凝固する性質を有する生体適合性材料を塗布するステップと、
前記生体適合性材料を、プラズマを前記生体適合性材料に照射することにより凝固させるステップと、
を含むことを特徴とする、医療方法。
【請求項２８】
前記プラズマの温度は７０℃未満である、請求項２７に記載の医療方法。
【請求項２９】
前記生体適合性材料は止血剤を含む、請求項２７に記載の医療方法。
【請求項３０】
前記生体適合性材料はキトサンを含む、請求項２７に記載の医療方法。
【請求項３１】
前記生体適合性材料はアルブミンを含む、請求項２７に記載の医療方法。
【請求項３２】
前記生体適合性材料は液状である、請求項２７乃至３１に記載の医療方法。
【請求項３３】
前記生体適合性材料は薄いシートを含む、請求項２７乃至３１に記載の医療方法。
【請求項３４】
前記生体適合性材料シートは溶解乾燥キトサンを含む、請求項３３に記載の医療方法。
【請求項３５】
前記溶解乾燥キトサンシートは、２０〜３００マイクロメートルの厚さである、請求項３３に記載の医療方法。
【請求項３６】
更に：
前記シートを溶着対象の傷の上に直接載せるステップと、
前記シートを加湿するステップと、
を含む、請求項３４に記載の医療方法。
【請求項３７】
更に：
前記シートを溶着対象の傷の上に直接載せるステップと、
前記シートを、患者の血液で濡らすステップと、
前記血液を、前記プラズマを用いて凝固させるステップと、
を含む、請求項３６に記載の医療方法。
【請求項３８】
更に、更に別の凝固生体適合性材料層を付着させるステップと、そしてプラズマを前記更に別の層に照射するステップと、を含む、請求項２７に記載の医療方法。
【請求項３９】
更に、前記生体適合性材料を塗布する前に、溶着部位の溶着前のプラズマ減菌を行なうステップを含む、請求項２７に記載の医療方法。
【請求項４０】
前記溶着前のプラズマ減菌では、プラズマ発生に使用されるガスとは異なるガスを使用する、請求項３９に記載の医療方法。
【請求項４１】
前記溶着前のプラズマ減菌では：窒素、酸素、及び空気から成るグループから選択されるガスを少なくともあるパーセンテージで含有するガスを使用する、請求項４０に記載の医療方法。
【請求項４２】
更に、前記溶着組織を、溶着後にプラズマを前記組織に照射することにより封止するステップを含む、請求項２７乃至４０に記載の医療方法。
【請求項４３】
溶着後のプラズマ封止に使用されるガスはアルゴンを含む、請求項４２に記載の医療方法。
【請求項４４】
前記溶着対象の組織に生体適合性材料を塗布する前記ステップでは、溶着対象の組織の上方で、液体接着剤塗布器を移動させる、請求項２７に記載の医療方法。
【請求項４５】
前記液体接着剤塗布器はプラズマ溶着ヘッドに一体化される、請求項４４に記載の医療方法。
【請求項４６】
前記液体接着剤塗布器はハンドヘルドプラズマ溶着ヘッドに一体化される、請求項４５に記載の医療方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組織溶着を、プラズマを用いて行なう装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
組織の創傷または切開創を閉じる従来の手術法では、糊、縫合糸、クリップ、またはステイプルを用いる。このような手技は普通、組織の創傷または切開創を封止するためには十分であるが、これらの手技は、これらの手技の適用が限定されていて、例えば多くの場合、瘢痕形成、感染症、及び多数の免疫反応を伴なうという問題を有している。組織が縫合糸、クリップ、またはステイプルに適合しないことにより、疼痛を起こしてしまい、かつ治療が難しい瘻孔、肉芽腫、及び神経腫の原因となる。縫合糸、クリップ、またはステイプルはまた、弱い実質組織または薄い血管組織を切断してしまい易い。更に、縫合糸は器官の管腔の後ろに隠れて残って、体液漏れを引き起こしてしまい、そして多種多様な細菌がたやすく侵入する侵入経路を形成してしまう。
【０００３】
組織の創傷または切開創を封止する従来の手術法はまた、このような手術法を施す施術者、特にマイクロサージェリーを行なうときの施術者の技量に大きく依存する。
【０００４】
組織の創傷または切開創を封止する従来の手術法に代わる手術法では、組織溶着に適する組成物を用いる。“ｔｉｓｓｕｅ  ｗｅｌｄｉｎｇ（組織溶着）”とは、エネルギー供給源を用いて組成物を活性化させて、組織の創傷または切開創を封止する、または閉じる操作を意味している。通常、組織溶着組成物は、封止を必要とする組織部位に塗布される。エネルギー供給源により活性化されると、組成物が溶融して組織に流れ込み、そして組成物と組織とが接着して、縫合糸、クリップ、またはステイプルを用いる場合と殆ど同じようにして組織の切断部分を互いに接近させることができる。このような組織溶着組成物は数週間以内に亘って吸収性を示すので、組織瘢痕形成を伴なわない。
【０００５】
組織を凝固させる、封止する、接合する、または切開する非常に多くの器具が知られている。これらの器具のうちの幾つかの器具は、組織に接触する加熱素子、組織の摩擦熱を利用する超音波加熱ヒータ、またはモノポーラ電極加熱システムまたはバイポーラ電極加熱システムを用いて動作させて、電流を組織に流すことにより、組織を当該組織自体の電気抵抗で加熱する。
【０００６】
幾つかの器具は、組織を、組織が次のようにして“切開される”または“封止される”温度にまで加熱する。組織が１００℃超の温度に加熱されると、組織が破壊されることにより“切開される”。しかしながら、組織を５０℃〜９０℃の温度に加熱すると、組織は切開されるのではなく、単に“封止される”か、または隣接組織に“溶着される”。熱及び圧力を組み合わせて正確に加える同じ概要原理を用いる非常に多くの器具を使用して、隣接する組織を接合するか、または“溶着する”ことにより、組織の接合部、または管状組織の吻合部を形成することができる。
【０００７】
モノポーラプローブ及びバイポーラプローブ、鉗子、またはハサミは、組織を流れて組織を凝固させる高周波電流を用いる。電流が組織を流れると、組織が加熱されて組織のタンパク質が凝固する。多種多様なこれらのモノポーラ手術器具では、電流が電極から流れ出し、そして組織を流れた後に、電流発生装置に“接地板”を介して戻り、この接地板は、患者の身体の末梢部分に取り付けられるか、または接続される。このようなバイポーラ電気手術器具では、電流は、２つの電極の間を、組織を２つの電極の間に配置した状態で、または保持した状態で流れる。
【０００８】
このようなモノポーラ手術器具及びバイポーラ手術器具の多数の例が今日では、Ｖａｌｌｙ  Ｌａｂ社、Ｃａｂｏｔ社、Ｍｅｄｉｔｒｏｎ社、Ｗｏｌｆ社、Ｓｔｏｒｚ社を含む会社、及び他の世界中の会社から市販されている。
【０００９】
超音波組織加熱ヒータでは、非常に高い周波数（超音波）で振動する部材またはロッドが、組織に接触した状態で保持される。高速に振動することにより、熱が発生して、組織内のタンパク質が凝固するようになる。
【００１０】
放電生成プラズマを医療用途に適用する手法がこの技術分野では知られている。
【００１１】
例えば、電気手術がこの技術分野では知られており、そして電気手術方法により行なわれる。電気手術の開発は、手術時の出血を抑えるという臨床要求から推進されてきた。熱を医療に利用して出血を抑える方法は何千年にも亘って行なわれてきたが、電気を利用して熱を組織に発生させる方法は、１９２０年代の中頃以降にやっと広まってきたに過ぎず、そして可撓性内視鏡検査には１９７０年代以降に用いられるようになった。電気手術は、機械的な切開術、及び加熱手術よりも優れた少なくとも１つの顕著な利点：すなわち、組織の切開及び凝固を同時に行なう能力を提供する。この利点によって、電気手術が胃腸科専門医にとって理想的な手術用ツールとなる。
【００１２】
電気手術電流発生装置は、電気手術を施すために必要な高周波電気エネルギーを供給し、そしてこれらの電流発生装置のうちの幾つかの電流発生装置には、アルゴンガス支援電気手術を用いる選択肢が付与される。アルゴンガス支援凝固法またはアルゴンプラズマ凝固法（ＡＰＣ）は、手術室現場で長く用いられてきたものであり、そして普通は、実質臓器手術に時々用いられている。
【００１３】
アルゴンプラズマを用いた電気手術システムは、消化管及び肺の可撓性内視鏡検査に用いることができるように適合させた。
【００１４】
発光分光法がこの技術分野では知られており、そして混合物内の化学種の化学組成及び存在量を特定するために広く利用されている。プラズマは混合物を活性化し、そして放出蛍光を分光計に回収し、そして分析する。
【００１５】
非常に多くの研究が、レーザ組織溶着に向けられてきた。Ｌａｓｅｒ  Ｔｉｓｓｕｅ  Ｗｅｌｄｉｎｇ  Ｉｎｃ．（Ｔｅｘａｓ，  ＵＳＡ）のような会社は、臨床試験を２００９年に開始した。この会社は、内部器官を閉塞させることを目的としている。ロボットＣＯ２レーザ装置を用いるイスラエルの新興企業であるＳｅｒａｆｆｉｘもまた、臨床試験を２００９年に開始した。レーザ接着方法では、ＩＲレーザ（波長＞１μｍ）を利用し、殆どの場合、活性化の前に塗布されるアルブミンを加熱して活性化するＣＯ２レーザ源を利用する。レーザの大きな利点は、マイクロメートル分解能を達成することができるレーザの空間分解能である。しかしながら、接着剤に適用する場合は、空間分解能はさほど重要ではない。
【００１６】
レーザの主要な不具合は、レーザによる熱的活性化が、レーザが標的領域に「衝突」する時間長によって線形的に変化することであり、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に、アルブミン及びその近傍の組織を燃焼してしまい、接着状態を悪化させ、そして組織壊死を伴なうことを意味する。
【００１７】
Ａｌｆａｎｏ，Ｒらによる「肺の空気漏れ部位及び臓器の瘻孔をＣｒ４＋レーザで組織溶着し、そして封止する接着剤としてのＧｅｌａｔｉｎ  ｂａｓｅｄ  ｏｎ  Ｐｏｗｅｒ−ｇｅｌ（登録商標）」と題する米国特許第７，０３３，３４８号（特許文献１）には、組織を溶着する方法が開示されており、この方法では、組織傷の縁部を結合させ、そして傷に、Ｃｒ４＋レーザ、半導体レーザ、及び光ファイバレーザからなるグループから選択されるレーザを照射し、この場合、溶着強度は水の吸収スペクトルに一致している。ゼラチン及びエステル化されたゼラチンを接着剤として、レーザ誘導組織溶着と併せて用いると、アルブミン接着剤よりも遥かに大きい引張強度及びねじれ強度を付与することができる。上記レーザ群からの選択ＮＩＲ波長は、溶着を向上させ、そして単独で使用される場合の、またはゼラチン及びエステル化されたゼラチン接着剤と共に使用される場合の組織への熱ダメージを回避することができる。これらの知見を用いて、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、または婦人科系器官のような組織のレーザ組織溶着力を、肺の空気漏れ、及び腸瘻孔、直腸瘻孔、及び泌尿器瘻孔のような瘻孔の封止剤として強化することができる。
【００１８】
Ｌａｕ，Ｌｉｍｉｎｇらによる「Ｔｉｓｓｕｅ  ｗｅｌｄｉｎｇ  ａｎｄ  ｃｕｔｔｉｎｇ  ａｐｐａｒａｔｕｓ  ａｎｄ  ｍｅｔｈｏｄ」と題する米国特許出願第２００６／０２１７７０６号（特許文献２）には、組織、特に血管を切断し、そして溶着する手術装置及び方法が開示されている。この装置は、シャフトの遠位端に一対の相対移動可能な顎部を有する細長シャフトを含む。これらの顎部のうちの一方の顎部に付設される第１加熱素子は、第１温度を最大とする温度までの加熱を行ない、そして溶着領域を組織内に形成するように適合させているのに対し、これらの顎部のうちの一方の顎部に付設される第２加熱素子は、第２温度を最大とする温度までの加熱を行ない、そして溶着領域内の組織を切断するように適合させている。
【００１９】
Ｔｒｕｃｋａｉ，Ｃｓａｂａらによる「Ｅｌｅｃｔｒｏｓｕｒｇｉｃａｌ  ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  ａｎｄ  ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  ｕｓｅ」と題する米国特許第７，１１２，２０１号（特許文献３）には、熱溶着部を治療対象の組織内に形成する医療電気手術器具及び方法が開示されている。１つの実施形態では、手術器具の少なくとも１つの顎部で、導電性不純物をドープした非導電性エラストマーの導電性−抵抗性マトリクスを支持する組織治療平面を画定する。したがって、治療対象表面部分は、正の温度係数材料として表わすことができ、この材料は、低下した固有の選択電気コンダクタンスを、当該材料の各選択上昇温度で、目的とする治療範囲に亘って有する。導電性−抵抗性マトリクスは、目的の加熱治療範囲を、例えば組織溶着を行なうことができる約６０℃〜８０℃で囲むことができるように製造することができる。１つの動作モードでは、治療平面は、ＲＦエネルギーを治療対象表面の微小部分全体に印加することにより、治療対象組織内の抵抗加熱を自動的に変調し、そして空間的に局所化させる。別の動作モードでは、導電性−抵抗性マトリクスは、ＲＦエネルギー密度の「波形」を誘起して、組織全体を掃引することにより組織を溶着することができる。
【００２０】
「Ｓｕｒｇｉｃａｌ  ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  ａｐｐｌｙｉｎｇ  ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ  ｅｎｅｒｇｙ  ｔｏ  ｔｉｓｓｕｅ」と題する米国特許出願第２００３／００５５４１７号（特許文献４）には、血液組織を封止し、そして溶着する超音波手術器具が開示されており、この超音波手術器具は、挿入器具に対して移動する導波管と、そして選択近接位置に移動する細長顎部に接続される超音波源と、を有する。
【００２１】
Ｌａｕｔｏ，Ａｎｔｏｎｉｏ、及びＰｏｐｐａｓ，Ｄｉｘ  Ｐ．による「Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｆｏｒ  ｔｉｓｓｕｅ  ｗｅｌｄｉｎｇ  ａｎｄ  ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  ｕｓｅ」と題する米国特許第６，３２３，０３７号（特許文献５）には、組織溶着に用いる組成物が開示されている。当該組成物は、活性化合物と、溶媒と、感エネルギー線酸発生剤とを含み、そして生理液には溶けない。組織を溶着する方法も提供されている。当該方法では、組織を上記組成物に接触させ、そして当該組成物を活性化して組織を溶着する。
【００２２】
Ｆｕｊｉｍｏｔｏ  Ｋｏｔａｒｏ及びＳｈｉｍａｄａ  Ｔａｋｅｓｈｉによる「Ｐｌａｓｍａ  ｅｔｃｈｉｎｇ  ｍｅｔｈｏｄ」と題する米国特許第７，１８６，６５９号（特許文献６）には、半導体素子をエッチングするエッチング方法が開示されており、この方法では、エッチングガスをエッチングチャンバ内に導入し、そしてエッチングガスを励起してプラズマ状態にすることにより、材料をエッチングする。
【００２３】
Ｆａｒｉｎ、Ｇｕｎｔｅｒ及びＧｒｕｎｄ、Ｋａｒｌ  Ｅｒｎｓｔによる「Ｅｌｅｃｔｒｏｓｕｒｇｉｃａｌ  ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ」と題する米国特許第６，１９７，０２６号（特許文献７）には、生体組織をプラズマ凝固法で凝固させて、例えば血栓、鬱血を治療する、病理組織を熱失活させる、または破壊する電気手術器具が開示されている。
【００２４】
Ｍｏｒｒｉｓ，Ｍａｒｃｉａによる「Ｃｏｍｐａｃｔ  ｅｌｅｃｔｒｏｓｕｒｇｅｒｙａｐｐａｒａｔｕｓｅｓ」と題する米国特許出願第２００８／０１１９８４３号（特許文献８）には、可撓性内視鏡検査のような電気手術に使用される小型電気手術装置が開示されている。
【００２５】
Ｔｒｕｃｋａｉ，Ｃｓａｂａ及びＳｈａｄｄｕｃｋによる「Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  ｄｅｖｉｃｅｓ  ａｎｄ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ  ｆｏｒ  ｍｅｄｉｃａｌ  ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ」と題する米国特許第６，８９０，３３２号（特許文献９）には、供給源に接続されて、ガスを導入して、一時的なガス容積を、目的とする組織部位と境界を接する手術器具の作用面にある微小流路構造内に制御可能に形成し、そして捕捉する医療器具が開示されている。作用面の微小流路形状部の各々は、電源に接続される電極素子を支持する。エネルギーは、エネルギー供給電圧及びエネルギー供給繰り返し回数によって部分的に異なるが、２つの動作モードのいずれか一方の動作モードで目的とする部位に印加することができる。１つのエネルギー印加モードでは、電位は、強いアーク放電を、一時的なイオン化ガス容積全体に亘って発生させて、組織の蒸発で特徴付けられるエネルギー／組織相互作用を起こすように選択される。別の好適なエネルギー供給モードでは、システムは、選択レベルのエネルギーを目的とする部位に、器具作用面におけるエネルギープラズマを利用して印加することにより、表面高分子を分子蒸発させて、材料を除去する。両方の動作モードによって、目的とする部位に隣接する組織容積に対する付随的な熱ダメージを低く抑える。
【００２６】
Ｗｅｌｌｓ，Ｇｒｅｇｏｒｙ及びＢｏｌｔｏｎ，Ｂａｒｂａｒａによる「Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｉｃ  ｐｌａｓｍａ  ｔｏｒｃｈ  ｆｏｒ  ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  ｉｎｄｕｃｅｄ  ｐｌａｓｍａｓ」と題する米国特許第５，０８３，００４号（特許文献１０）には、大気圧での使用に適する分光分析用プラズマトーチが開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
本発明は、組織溶着を、プラズマヘッドを用いて適用する装置及び方法に関するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
本出願に関連して、“ｔｉｓｓｕｅ  ｗｅｌｄｉｎｇ（組織溶着）”という用語は、反対方向に引き裂かれた組織を封止する、凝固させる、融着させる、溶着する、またはその他として、接合して合体させる手術を指す。
【００２９】
本発明は、組織溶着を行なう医療器具を開示するものであり、該医療器具は：電力を供給するバッテリを含む供給／制御ユニットと；プラズマガスを高圧下で貯留するガスタンクを含むガスハンドリングサブシステムと；ガス減圧／流量制御機構と；ＲＦ発生装置を含むＲＦ回路と；ＲＦアンプと；そしてＲＦインピーダンス整合回路と；ガスを前記ガスハンドリングサブシステムから、そして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移送するホースと；そしてヒトの片手で把持し、そして操作することができるプラズマヘッドであって、前記プラズマヘッドが、手で把持されるように構成される本体を備える先端を含む、前記プラズマヘッドと；近位開口部及び遠位開口部を有し、ガスをチューブまたはチャンバの近位開口部を通って流入させ、そしてプラズマをチューブまたはチャンバの遠位開口部を通って供給するプラズマチューブまたはチャンバを備える先端と；そして前記ガスを前記プラズマチューブ／チャンバ内で励起してプラズマ状態とするプラズマ励起装置と、を備える。
【００３０】
深い傷、及び長い傷に対応するように構成されるプラズマヘッドが提供される。更に、深い傷を溶着する方法が提供される。
【００３１】
１ｃｍよりも深い傷は、１回のプラズマ照射で溶着させることは難しい。このような傷は、接着剤を繰り返し塗布し、そして接着剤のプラズマ凝固を行なうことにより治療することができる。
【００３２】
本発明の例示的な実施形態では、接着剤を付着させ、そして付着させた接着剤のプラズマ凝固を行なう手順を溶着対象の組織に適用する。例えば、液体接着剤を組織に向けて０．２５〜２秒かけて噴霧し、続いて照射するまでに短い時間をかけて噴霧を滞留させて、または滞留させることなく、０．２５〜２秒かけてプラズマを照射する。次に、この手順を繰り返す。好適には、噴霧及びプラズマ生成の自動制御を利用して、接着剤噴霧及びプラズマ凝固の手順を繰り返す。二重目的接着剤／プラズマアプリケータは、静止した状態で保持して、短く深い傷を溶着するか、または深い傷に沿って１つの方向に移動させる、または前後に移動させることができる。
【００３３】
本発明は、プラズマを、絶縁電極を用いた誘電体放電を利用して生成し、そして誘導励起プラズマを、片側に並んで配置されるアンテナコイルを利用して生成する器具及び方法を提供する。
【００３４】
本発明は、効率的で時間のかからない簡便な組織溶着を、複数の機能を有するマルチヘッドプラズマアプリケータを利用して行なう器具及び方法を提供する。
【００３５】
本発明は、プラズマ及び溶着プロセスを制御する器具及び方法を提供する。
【００３６】
本発明は、接着剤を溶着領域に均一に散布する器具及び方法を提供する。
【００３７】
本発明は、溶着領域を溶着前に減菌する器具及び方法を提供する。
【００３８】
本発明は、溶着領域を溶着後に封止する器具及び方法を提供する。
【００３９】
本発明は、溶着領域の出血を抑える器具及び方法を提供する。
【００４０】
例示的な実施形態では、組織溶着を行なう医療器具が提供され、該医療器具は：ガスをプラズマ先端に供給するガス供給源と；ＲＦ電力を前記プラズマ先端に供給するＲＦ電源と；そして近位開口部及び遠位開口部を有し、ガスを前記ガス供給源からチューブの近位開口部を通って流入させ、そしてプラズマを、チューブの遠位開口部を通って供給するプラズマチューブを備えるプラズマ先端と；そしてＲＦ電力を前記ＲＦ電源から受電し、そして前記ガスを励起して、前記プラズマを発生させる少なくとも１つの電極と、を備え、前記電極は前記ガスに直接触れることがないので、プラズマは、コロナプラズマが生成されることによってではなく、誘電体絶縁破壊によって発生する。
【００４１】
幾つかの実施形態では、前記医療器具は更に、前記組織を接地する接地電極パッドを備える。
【００４２】
幾つかの実施形態では、前記プラズマ先端は単一電極を備える。
【００４３】
幾つかの実施形態では、前記単一電極は、ＲＦ電力を一方の端部からのみ受電するコイルの形態である。
【００４４】
幾つかの実施形態では、前記プラズマチューブは電気絶縁製であり、そして前記コイルは、前記プラズマチューブの外周面に配設される。
【００４５】
例示的な実施形態では、組織溶着を行なう医療方法が提供され、該医療方法は：溶着対象の組織の上方で、単一のハンドヘルド塗布／プラズマ装置器具を、溶着対象の組織に、プラズマが照射されると凝固する性質を有する生体適合性液体を塗布しながら移動させることにより第１凝固生体適合性接着剤層を付着させるステップと；そして前記生体適合性液体を、プラズマを前記生体適合性液体に照射することにより凝固させるステップと、を含む。
【００４６】
幾つかの実施形態では、前記プラズマの温度は７０℃未満である。
【００４７】
幾つかの実施形態では、前記生体適合性液体は止血剤を含む。
【００４８】
幾つかの実施形態では、前記生体適合性液体はキトサンを含む。
【００４９】
幾つかの実施形態では、前記方法は更に、更に別の凝固生体適合性接着剤層を、前記第１層を付着させた部位に、凝固生体適合性接着剤層を付着させる前記ステップを繰り返すことにより付着させるステップを含む。
【００５０】
例示的な実施形態では、組織溶着を行なう医療方法が提供され、該医療方法は：溶着対象の組織を、プラズマを前記組織に照射することにより溶着前に減菌するステップと；前記溶着対象の組織に、プラズマが照射されると凝固する性質を有する生体適合性液体を塗布するステップと；そして前記生体適合性液体を、プラズマを前記生体適合性液体に照射することにより凝固させるステップと、を含む。
【００５１】
幾つかの実施形態では、溶着前に減菌するために使用されるガスは、Ｎ２，Ｏ２，及び空気から成るグループから選択されるガスを含む。
【００５２】
例示的な実施形態では、組織溶着を行なう医療方法が提供され、該医療方法は：溶着対象の組織に、プラズマが照射されると凝固する性質を有する生体適合性液体を塗布するステップと；そして前記溶着組織を、溶着後にプラズマを前記組織に照射することにより封止するステップと、を含む。
【００５３】
幾つかの実施形態では、溶着後のプラズマ封止に用いるガスはアルゴンを含む。
【００５４】
例示的な実施形態では、組織溶着を行なう医療方法が提供され、該医療方法は：溶着対象の組織を、プラズマを前記組織に照射することにより溶着前に減菌するステップと；前記溶着対象の組織に、プラズマが照射されると凝固する性質を有する生体適合性液体を塗布するステップと；そして前記溶着組織を、溶着後にプラズマを前記組織に照射することにより封止するステップと、を含む。
【００５５】
例示的な実施形態では、組織溶着を行なう医療器具が提供され、該器具は：ガス供給源と；ＲＦ電力を供給するＲＦ電源と；少なくとも第１及び第２プラズマヘッドと；そして接着剤塗布器と、を備える。
【００５６】
幾つかの実施形態では、前記接着剤塗布器は、前記第１プラズマヘッドと前記第２プラズマヘッドとの間に配設される。
【００５７】
幾つかの実施形態では、前記器具は更に、少なくとも第３プラズマヘッドを備える。
【００５８】
例示的な実施形態では、組織溶着を行なう医療器具が提供され、該器具は：ガス供給源と；低温プラズマを発生させるプラズマヘッドと；そしてプラズマ発生ＲＦ電力を前記プラズマヘッドに供給するＲＦ電源と、を備え、前記プラズマ発生ＲＦ電力は、２００〜６００Ｈｚの周波数に変調され、かつ５〜２０％のデューティサイクルで変調される１〜１０ＭＨｚの搬送波周波数を含む。
【００５９】
幾つかの実施形態では、前記搬送波は正弦波である。
【００６０】
幾つかの実施形態では、前記変調はオン／オフ変調である。
【００６１】
幾つかの実施形態では、前記プラズマ発生ＲＦ電力は更に、ＤＣ成分を含む。
【００６２】
幾つかの実施形態では、前記プラズマ発生ＲＦ電力の前記搬送波は、１００〜５００ボルトの範囲である。
【００６３】
幾つかの実施形態では、前記電源は、前記プラズマヘッドに、１５００ボルトよりも大きいＲＦプラズマ着火信号を供給することができる。
【００６４】
例示的な実施形態では、組織溶着を行なう医療方法であって、該方法は：  溶着対象の組織に、プラズマが照射されると凝固する性質を有する生体適合性液体を塗布するステップと；そして前記生体適合性液体を、プラズマを前記生体適合性液体に照射することにより凝固させるステップと；そして前記生体適合性液体に照射される前記プラズマを：プラズマ経路の電気インピーダンス、電力、電流、または電圧のうちの少なくとも１つを監視し；前記生体適合性液体の凝固状態を、測定される前記インピーダンスの変化に基づいて判断し；そして前記プラズマを発生するＲＦ電力を、前記生体適合性液体の前記判断状態に応じて制御することにより制御するステップと、を含む。
【００６５】
本発明の１つの態様によれば、前記溶着対象の組織は、変性、凝固、または炭化のような大きな変化を受けることがない。従って、インピーダンスまたは他の測定プラズマパラメータの変化は、接着剤の凝固から生じていると解釈することができる。
【００６６】
これらの変化は、例示的な実施形態に使用されるプラズマパラメータに起因して、小さく抑えられるか、または少なくとも主として接着剤に封じ込められる。好適には、使用されるプラズマは、１００℃未満または７０℃未満の低温であり、そして数秒、例えば１分未満の短い時間長に亘って同じ部位に照射される。接着剤は、熱の影響をより受け易いので、当該接着剤は、組織近傍におけるよりも大きな影響を受ける。更に、かつ任意であるが、プラズマは主として接着剤に向けられることにより、エネルギーは主として当該接着剤に蓄積される。従って、接着剤温度は、周囲の組織の温度よりも高くなって、変化を接着剤に強力に封じ込めることができる。
【００６７】
幾つかの実施形態では、前記生体適合性液体の凝固状態の前記判断は、プラズマ照射中の前記測定インピーダンスの変化に基づいて行なわれる。
【００６８】
幾つかの実施形態では、ＲＦ電力を制御する前記ステップでは：前記測定インピーダンスの変化を監視し；そして前記プラズマ発生ＲＦ電力を、インピーダンスの前記変化が事前設定閾値を超えると遮断する。
【００６９】
幾つかの実施形態では、前記プラズマ発生ヘッドと前記溶着組織との間の距離は、プラズマインピーダンスの前記変化を前記監視しているときに一定に保持される。
【００７０】
例示的な実施形態では、接着剤溶液を組織に塗布するとともに、組織溶着を行なう医療用塗布／プラズマ装置器具であって、該器具は：プラズマ発生ヘッドと；そしてプラズマが照射されると凝固する性質を有する生体適合性液体に関する塗布器具であって、前記塗布器具が：前記生体適合性液体を保管する容器を含む、前記塗布器具と；そして溶着対象の組織に触れ、前記生体適合性液体を前記容器から流入させる多孔質材料製ローラであって、該ローラが回転して前記液体を前記組織に散布することができる、前記多孔質材料製ローラと、を備える。幾つかの実施形態では、前記塗布／プラズマ装置器具は、前記プラズマ発生ヘッド及び前記塗布器具のうちの少なくとも一方の動作が、前記運動検出器の信号によって制御される。
【００７１】
例示的な実施形態では、組織溶着を行なう医療方法であって、該方法は：第１溶着層を：生体適合性液体を溶着対象の組織に噴霧し；そして前記生体適合性液体を、プラズマを用いて凝固させる手順により生成するステップであって、前記手順が、４秒未満の時間内に完了する、前記生成するステップと；そして第２溶着層を、前記手順を繰り返すことにより生成するステップと、を含む。
【００７２】
幾つかの実施形態では、前記手順は、前記噴霧及びプラズマ生成を制御する自動コントローラによって作成される。
【００７３】
例示的な実施形態では、組織溶着を行なう医療方法であって、該方法は：乾燥キトサンシートを溶着対象の組織の上に載置するステップと；前記乾燥キトサンシートを濡らすステップと；そしてキトサンを、プラズマを照射することにより凝固させるステップと、を含む。
【００７４】
特に断らない限り、本明細書において使用されるすべての技術用語及び科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般的に理解される意味と同じ意味を有する。本明細書において記載される方法及び材料と同様または等価な方法及び材料は、本発明を実施または試行する際に用いることができるが、適切な方法及び材料が以下に記載されている。相容れない状況が生じる場合、定義を含む本特許明細書が優先するものとする。更に、材料、方法、及び例は、単なる例示にすぎず、限定的に捉えられてはならない。
【００７５】
本発明は、単なる一例として、添付の図面を参照しながら説明される。次に、特にこれらの図面を詳細に参照しながら、開示される具体例は一例であり、かつ本発明の好適な実施形態を例示的に説明するためにのみ提供され、そして本発明の原理及び概念的側面についての最も有用な説明であり、かつ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を強調したい。この点に関して、本発明の構造的詳細を、本発明の基本的な理解に必要な程度よりも詳細に開示しようとするものではなく、図面と併せて参照されるこの説明から、この技術分野の当業者に対して、本発明の幾つかの形態を具体的に実施することができる過程を明らかにしようとしている。
【００７６】
本発明は、他の実施形態が可能である、または種々の方法で実施する、または実行することができる。また、本明細書において用いられる表現及び専門用語は説明を目的としたものであり、限定的に捉えられるべきではないことを理解されたい。
【００７７】
以下に本明細書において記載される種々の図の説明では、同様の参照番号は同様の構成要素を指す。これらの図面は普通、寸法通りになっていない。図面を分かり易くするために、必須ではない構成要素は、これらの図面のうちの幾つかの図面から省略されている。幾つかの任意の構成要素は、破線を用いて描かれている。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の例示的な実施形態による組織溶着を行なうプラズマ溶着システムのブロック図を模式的に示している。
【図２Ａ】本発明の例示的な実施形態による組織溶着を行なうハンドヘルドプラズマヘッドの幾つかの詳細を模式的に示している。
【図２Ｂ】本発明の例示的な実施形態による本体及び取り替え可能な組織溶着先端を備える分解プラズマヘッドを模式的に示している。
【図３】本発明の例示的な実施形態によるプラズマ溶着先端の断面を模式的に示している。
【図４Ａ】本発明の別の例示的な実施形態によるバイポーラ溶着構造の二重目的プラズマ溶着／焼灼先端の断面を模式的に示している。
【図４Ｂ】本発明の別の例示的な実施形態によるモノポーラ焼灼構造またはモノポーラ凝固構造の二重目的プラズマ溶着／焼灼先端の断面を模式的に示している。
【図４Ｃ】本発明の別の例示的な実施形態による誘電体絶縁破壊プラズマ先端の断面を模式的に示している。
【図５Ａ】本発明の更に別の例示的な実施形態による誘導励起プラズマを用いるプラズマ溶着先端の断面を模式的に示している。
【図５Ｂ】本発明の更に別の例示的な実施形態による誘導励起プラズマのアンテナコイルを用いるプラズマ溶着先端の断面を模式的に示している。
【図５Ｃ】本発明の例示的な実施形態による大型プラズマヘッドを模式的に示している。
【図５Ｄ】本発明の例示的な実施形態による螺旋中心電極を有するプラズマヘッドを模式的に示している。
【図６】プラズマヘッドから治療組織までの距離を制御する対向脚板部を有するプラズマヘッドを模式的に示している。
【図７】本発明の１つの態様による組織溶着効率を高める複数の機能を有するマルチヘッドプラズマアプリケータを模式的に示している。
【図８Ａ】本発明の例示的な実施形態によるバイポーラプラズマシステムの任意の電気回路のブロック図を模式的に示している。
【図８Ｂ】本発明の例示的な実施形態によるモノポーラプラズマシステムの電気接続を模式的に示している。
【図９Ａ】本発明の例示的な実施形態によるバイポーラプラズマヘッドを駆動する電気回路を模式的に示している。
【図９Ｂ】プラズマモニタの電気回路を模式的に示している。
【図９Ｃ】本発明の例示的な実施形態によるＲＦの振動関数を模式的に示している。
【図１０】本発明の別の実施形態による接着剤溶液を組織の上で均一に広げるワイパーを模式的に示している。
【図１１Ａ】本発明の別の実施形態による接着剤溶液を組織に均一に散布するローラ器具を模式的に示している。
【図１１Ｂ】本発明の更に別の実施形態による接着剤溶液を組織に均一に散布するローラ器具を模式的に示している。
【図１２】本発明の更に別の例示的な実施形態による接着剤溶液を組織に塗布するとともに、組織溶着を行なう二重目的塗布／プラズマ装置器具の幾つかの詳細を模式的に示している。
【発明を実施するための形態】
【００７９】
本発明は、組織溶着を、プラズマヘッドを用いて行なう装置及び方法に関するものである。
【００８０】
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、本発明が、本発明の適用形態に関して、以下の説明に記載される、または図面に示される構成要素の構成及び配置の細部に限定されないことを理解されたい。本発明は、他の実施形態とすることもできる、または種々の方法で実施する、或いは実行することもできる。
【００８１】
図１は、本発明の例示的な実施形態による組織溶着を行なうプラズマ溶着システムのブロック図を模式的に示している。
【００８２】
本発明の例示的な実施形態によれば、プラズマ溶着システム１００は、ハンドヘルドプラズマヘッド１０２に可撓性ホース１２２を介して接続される制御／供給ユニット１０１を備える。制御／供給ユニット１０１は、ハンドヘルドプラズマヘッド１０２に可撓性ホース１２２を介して、少なくとも：プラズマ生成に使用されるガスと、そしてガスを励起し、そしてプラズマ１１６を生成するための高周波（ＲＦ）エネルギーと、を供給する。
【００８３】
可撓性ホース１２２は任意であるが、溶着プロセスパラメータ、例えば：プラズマ発光スペクトル、プラズマ温度、組織温度、ＲＦ電流、ＲＦインピーダンスなどを表わす信号を制御／供給ユニット１０１に返すことができる。また、ホース１２２は更に、指示をプラズマヘッド上の指示スイッチ群から制御／供給ユニット１０１に送信する電気ケーブルを備えることができる。
【００８４】
可撓性ホース１２２が複数のホースを備えることができ、かつ更に別のチューブ、電気ケーブル、光ファイバなどを備えることができることは明らかである。同様に、制御／供給ユニット１０１は、１つ以上のハウジング、例えば電子機器に収容することができ、そしてガス処理サブユニットは、それとは別に収容することができることは明らかである。好適には、小型ポータブルプラズマ溶着システムは、小型制御／供給ユニットを１つだけ備えることができる。
【００８５】
ガス供給サブシステム
プラズマ溶着システム１００のガス供給サブシステムは、加圧ガスを貯蔵する少なくとも１つのガスタンク１３１を備える。図１に示す例示的な実施形態では、タンク１３１が制御／供給ユニット１０１の内部に位置する様子を見ることができるが；タンク１３１は制御／供給ユニット１０１の外部に配置してもよい。
【００８６】
好適には、ヘリウム（Ｈｅ）ガスが、ヘリウムガスの破壊電圧が低いので使用される。従って、プラズマを生成するために低周波電力（ｌｏｗ  ＲＦ  ｐｏｗｅｒ）で済ませることができる。低ＲＦ電力により、高周波発生装置（ＲＦ  ｐｏｗｅｒ  ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）のサイズ及びコストを低減することができ、バッテリ電力を用いる、例えば任意の充電式バッテリ１６５を用いるシステムを作動させることができる。破壊電圧が低いガスを用いて、低いプラズマ温度で必要に応じて作用させることにより、溶着作業を行なうことができる。しかしながら、他のガス、または混合ガスを用いてもよい。例えば、アルゴン（Ａｒ）ガスを用いることができる。詳細には、他のガスは、異なる適用形態に用いることができる。例えば、低いプラズマ温度が、プラズマ溶着術に有利となり得るのに対し、他のガスは、組織の焼灼、組織の切開または凝固に用いることができる。幾つかの実施形態では、複数のガスタンクを用いて異なるガス、または混合ガスを貯蔵することができる。
【００８７】
ガスの破壊電圧は、次の方程式：
Ｖ＝a(pd)／｛ln(pd)+b}
で表わされるパッシェンの法則（Ｐａｓｃｈｅｎ’  ｌａｗ）により与えられ、式中、Ｖはボルト単位で表わされる破壊電圧であり、ｐは圧力であり、そしてｄはギャップ距離である。定数ａ及びｂは、ガスの組成によって異なる。大気圧下で作用させる場合、破壊電圧は、ガス特性及び放電ギャップによって異なることが分かる。破壊電圧を低くするために、選択される好適なガスは、Ｈｅであり、そしてＲＦ電極の間（または、ＲＦ電極と接地電極との間）のギャップを最小化する。
【００８８】
幾つかの実施形態では、化学的に活性なガスを用いる、または化学的に活性な成分または複数成分を当該ガスに添加する。例えば、重合性ガスをキャリアガスに添加して、切断された側壁の接着を強固にすることができる。このようなガスの例として、ＣＨＦ３またはＣＨ３Ｆのような高重合性ガスを挙げることができ、これらの高重合性ガスは、プラズマ内で解離すると、ＣＦ高分子鎖を強固に結合させる。任意であるが、Ｏ２のような反応性ガスを用いる。
【００８９】
ガスタンク１３１は、取り替え可能なタンクとするか、または使い捨て式タンクとすることができる、または当該ガスタンク１３１は、その場で補充することができる。好適には、ガスタンク１３１には、バルブ接続継手１３２が配設され、そしてガスタンク１３１は減圧調整器１３３に接続される。調整器１３３は、タンク内の高ガス圧を減圧して、低圧、例えば２０〜３０ｐｓｉとする。
【００９０】
好適には、任意のマスフローコントローラ（ＭＦＣ）１３４を用いて、一定で既知のガス流を確保する。ＭＦＣ１３４は機械式または電子式コントローラとすることができ、そして任意であるが、制御／供給ユニット１０１内のコントローラ１６１により制御される。
【００９１】
コントローラ１６１により任意に制御される電気ソレノイドバルブ１３５が開き、ガス流がガスサブシステムからガス導管１３７を通って可撓性ホース１２２に流れるようにすることができる。
【００９２】
任意であるが、可撓性ホースは、制御／供給ユニット１０１にコネクタまたは複数のコネクタ１０４を介して着脱可能に接続されて、幾つかの、または幾つかの種類のハンドヘルドプラズマヘッド１０２を制御／供給ユニット１０１に用いることができるようにする。
【００９３】
ガス供給サブシステムの構成要素群は、コントローラ１６１によって電子的に制御されるのではなく、手動で制御されるようにしてもよいことに留意されたい。
【００９４】
プラズマを維持するためには、１ａｔｍにおいて毎分１リットルのガス流量、またはそれよりもずっと少ないガス流量で十分であることが実験から判明している。従って、２００ａｔｍに加圧された１５０ｃｃ容量のガスタンクは、３０分間継続して作動し続けることになる。このようなガスタンクは、十分小さくする（例えば、２ｃｍの内半径、及び１２ｃｍの内部長を持つ円筒体）ことにより、持ち運んで現場で使用することができる小型ポータブルユニットに取り付ける。別の構成として、大型ガスタンクを静止ユニット内に用いるか、またはカートに取り付けられるユニット内に用いることができる。
【００９５】
本発明の好適な実施形態によれば、システム１００は、約４０×４０×２０ｃｍの寸法を有するボックス内に収容することができ、この場合、プラズマヘッドは、１〜２ｍの長さのホースに接続される携帯ペン型アプリケータである。
【００９６】
ＲＦサブシステム
制御／供給ユニット１０１は更に、プラズマを着火し、そして維持する高周波（ＲＦ）電力を供給するＲＦサブシステムを備える。
【００９７】
ＲＦサブシステムは、ＲＦ発生器（高周波発生器）１４１と、そしてＲＦ発生器１４１の後段に続く振幅変調器１４２と、を備えることが好ましい。任意であるが、ＲＦ発生器１４１の周波数、及び振幅変調器１４２の変調深度、波形整形量、及び周波数のような変調パラメータは、コントローラ１６１により制御される。最新のＲＦ発生器は、ＲＦ（高周波）を発生させるとともに、変調させることができることに留意されたい。次に、ＲＦ信号はＲＦアンプ１４３により増幅され、このＲＦアンプ１４３もコントローラ１６１で制御することができる。別の構成として、パルスＤＣ（直流）電力を用いてもよい。
【００９８】
電力は、ＲＦ入力ライン１４７に任意のインピーダンス整合回路１４４を介して入力されることが好ましい。好適には、ＲＦ入力ライン１４７は同軸電気ケーブルである。幾つかの実施形態では、プラズマは「バイポーラ」モードで発生し、この場合、ＲＦ回路は、プラズマヘッド１０２の先端で近接離間した２つの電極の間に形成されるプラズマによって完成する。
【００９９】
好適には、接続接地電極１４５は、患者の皮膚、例えば、彼／彼女の手に取り付けられるか、またはプラズマ治療領域の近傍に取り付けられる。接地電極１４５は、ＲＦサブシステムに電気ケーブル１４６を介して接続される。患者を接地電極に接触させる処置は、安全対策になると同時に、「モノポーラ」モードでのプラズマヘッドの使用を可能にし、この場合、ＲＦ電気回路は、患者の組織、接地電極１４５、及び電気ケーブル１４６に接続して完成する。
【０１００】
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が用いられる。好適には、約４ＭＨｚの周波数が用いられるが、それよりも低い、または高い周波数を用いてもよい。本発明の例示的な実施形態によれば、０．５〜１５ワットのＲＦ電力が用いられる。この電力レベルによって、組織溶着及び組織エッチングの両方が１〜５０ｍｍ／分の速度で可能となるが、これよりも高い、または低い電力レベル、及び焼灼量を、より高い、またはより低い速度で用いてもよい。
【０１０１】
好適には、ＲＦ信号を変調して、搬送波のプラズマへの作用の仕方を保持しながら、プラズマ着火及び維持の効率を高める。例えば、プラズマは、４ＭＨｚの搬送波周波数、及び１０００Ｈｚ周波数の９９％変調された周波数を用いて生成される。このようにして発生するプラズマは、４ＭＨｚ周波数から予測される通りの「アーク放電を伴なわない」プラズマであるが、変調を行なわないで必要とされる場合よりも遥かに低いＲＦ電力で着火され、そして維持される。しかしながら、異なる変調深度、変調周波数、及び変調包絡線波形を選択してもよい。
【０１０２】
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（プラズマ状態に応じて変化する）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。更に、ＲＦ電力レベルは、例えば：アンプ１４３の利得を変化させることにより、変調器１４２を減衰器として用いることにより、または発生器１４１により生成されるＲＦ電力を変化させることにより、制御することができる。任意であるが、変調パラメータ及びＲＦ周波数は、プラズマ状態、組織の反応、または熱溶着性化合物、医療処置などが変化すると、変更することができる。
【０１０３】
任意であるが、後述するように、電気ケーブル１６９から取り出される信号を用いてプラズマを制御することができる。
【０１０４】
同様に、インピーダンス整合回路１４４から電気接続線１４８を介して取り出される信号を用いて、プラズマを制御することもできる。任意であるが、幾つかの実施形態では、プロセッサ１６１は、プラズマが発生する過程を表わす信号を、例えばプラズマ電流またはプラズマインピーダンスを、例えばモニター線１４８を介して監視することにより受信する。
【０１０５】
幾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、そして前記抵抗に現われる電圧は、プラズマ電流を表わす。幾つかの実施形態では、前記抵抗はプラズマヘッド内に配置され、そして幾つかの実施形態では、プラズマ電極に極めて近接して配置される。
【０１０６】
任意であるが、制御／供給ユニット１０１は更に、光学分光計１５１を備える。分光計１５１は、プラズマ１１６から発生する光を、光ファイバ１５２を介して受光する。任意の光ファイバ１５２は、プラズマ１１６から発生し、かつプラズマの強度、及び当該プラズマの安定性だけでなく、前記プラズマの焼灼／溶着生成物を表わす光信号を任意の光学分光計１５１に供給する。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、そしてプラズマ溶着または焼灼の進行状態の解析に用いられる。任意であるが、分光計１５１は、１つの、または複数の光フィルタ及び光センサを備える。
【０１０７】
例えば、光学分光計１５１は、リン光波長群のうちの１つのリン光波長、例えば２５３ｎｍの波長を監視することにより、生きた細胞内に蓄積され、かつ脂肪組織には存在しない大量のリン（Ｐ）を検出することができる。
【０１０８】
更に、または別の構成として、他の光センサ群（この図には見えない）をプラズマヘッド１０２内に取り付けることができ、そして溶着または焼灼の進行度を監視するために用いることができる。前記センサ群は、電力を受電し、そしてこれらのセンサの読み取り値をコントローラ１６１に電気ケーブル１６９を介して報告する。
【０１０９】
コントローラ
コントローラユニット１６１は、ＰＣまたはラップトップコンピュータのようなコンピュータとすることができる。しかしながら、コントローラ１６１は、ＤＳＰまたは他のデータ処理装置とすることができる。コントローラ１６１は、ユーザ入力を受信し、そしてユーザ出力を、周辺ユニット群１６２を介して表示し、これらの周辺ユニット１６２は：キーボード、マウス、フットペダル、及び／又は他の入力デバイス、ディスプレイ、プリンタ、拡声器、及び／又は他の出力装置、及び任意であるが、外部記憶装置、及びＬＡＮまたはインターネット通信手段のうちの幾つかを備えることができる。更に、コントローラ１６１は、指示を、プラズマヘッド１０２に設けられる任意のユーザ入力デバイス群１１３から電気ケーブル１６９を介して受信することができる。
【０１１０】
しかしながら、コントローラ１６１により電子的に制御するのではなく、ＲＦサブシステムの構成要素群は、手動で制御することができることに留意されたい。このような実施形態では、コントローラ１６１は、限定された機能を有しているだけでよい、または機能を有していなくてもよい。
【０１１１】
ポータブル器具の場合、ＲＦシステムは、固体素子を用いて小型化することにより、ＲＦを生成し、そして当該過程を制御する。平均ＲＦ電力が５Ｗであり、アンプのエネルギー変換効率が３３．３％であり、そしてコントローラ、発生器、及びセンサの消費エネルギーが低い場合、例えば１２００ｍＡｈの平均容量を有する９Ｖ出力の標準リチウム電池１６５を３０分間継続して動作させる必要がある。従って、電池サイズは小型ポータブルユニットに適合する。幾つかの実施形態では、電池１６５が充電式電池であるのに対し、他の実施形態では、電池１６５は交換式であり、そして更に他の実施形態では、電力は、プラグを電源出力に差し込むことにより供給される。
【０１１２】
プラズマヘッド
本発明の例示的な実施形態によれば、プラズマ溶着ユニットは、制御／供給ユニット１０１に接続されるプラズマヘッド１０２を備え、制御／供給ユニット１０１は、ハンドヘルドプラズマヘッド１０２に可撓性ホース１２２を介して接続される。ペン型プラズマヘッド１０２の代表的な寸法は、約１５ｃｍの長さ、及び１〜２ｃｍの直径とすることができる。
【０１１３】
幾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、制御／供給ユニット１０１からホースコネクタ１０４の位置で取り外すことができる。コネクタ１０４は、ガス供給チューブ、ＲＦ（高周波）ライン、電子ケーブル、及び光ファイバ群に対応する複数のコネクタを備えることができることに留意されたい。好適には、コネクタ１０４は、ホース及びプラズマヘッドを迅速に取り替える作業を可能にする迅速着脱式コネクタである。プラズマヘッドを取り替える作業は、ヘッドの種類を変更するために、そして各処置の前に、ヘッドを新品の滅菌ヘッドに取り替えるために有用となり得る。任意であるが、ホース及びヘッドは使い捨てである。別の構成として、ホース及びヘッドは滅菌可能である。幾つかの実施形態では、ホースをヘッドに、コネクタを用いて接続して、ヘッドだけを取り替えることができるようにする。更に他の実施形態では、プラズマヘッドの先端部アセンブリ１１４を取り替えることができる。
【０１１４】
プラズマヘッド１０２は、手で把持するように適合させた本体１１２を備える。任意であるが、ヘッド１０２は、制御スイッチまたは制御スイッチ群１１１を備え、これらの制御スイッチ１１１は、システム１００の動作を制御する施術者が、例えばガス流を流す、または止める、或いは調整する、ＲＦ電力をオンする、またはオフする、或いは調整する、組成物を供給して組織溶着を行なう、その他の操作を行なうことにより施術者によって使用される。更に、ヘッド１０２は任意であるが、システム１００の状態、例えばガス流、ＲＦ電力などの状態を表示するＬＥＤのようなインジケータまたはインジケータ群１１３を備える。
【０１１５】
更に、プラズマヘッド１０２はインジェクタ１１８を備えることができ、このインジェクタ１１８は、組成物２５０を噴射して組織溶着を行なう、例えば組織２７０の隙間、傷、または不連続部２６０に噴射して、プラズマで活性化され、そして凝固されるときの接着剤として用いることができるアルブミン溶液を噴射する。インジェクタ１１８は、組織溶着組成物を、ノズル１１９を介して噴射することが好ましく、ノズル１１９は、プラズマチューブ１１５の遠位端の近傍で終端することが好ましい。任意であるが、インジェクタは、プラズマヘッド１０２の本体１１２の外側に配置され、そしてノズル１１９は、インジェクタに至るチューブに接続される。幾つかの実施形態では、インジェクタは、制御／供給ユニット１０１内に配置され、そして任意であるが、スイッチ群１１１のうちの１つのスイッチを用いて作動させる。
【０１１６】
他の任意の特徴または構成要素は、本発明の範囲内で、システム１００に追加することができる、またはシステムと組み合わせて用いることができることに留意されたい。同様に、幾つかの特徴、または構成要素は設けなくてもよい。詳細に、これらの構成要素のうちの幾つかの構成要素について以下に説明する。
【０１１７】
図２Ａは、本発明の例示的な実施形態によるプラズマ溶着するハンドヘルドプラズマヘッド１０２の幾つかの細部を模式的に示している。
【０１１８】
この図では、ホース１２２の構成要素、すなわちガスライン１３７、光ファイバ１５２、ＲＦ（高周波）ケーブル１４７、及び電子ケーブル１６９は別々に図示されているが、好適にはこれらの構成要素の全ては、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。
【０１１９】
図示の実施形態では、インジェクタ１１８は、ヘッド１０２の本体１１２に取り付けられるか、または本体１１２の内部に収容される。例えば、インジェクタ１１８は、接着剤溶液を収容し、かつバネ付勢ピストン２３０を有するシリンジとすることができる。インジェクタ１１８は、ノズル１１９に、機械式バルブまたは電気式バルブ２１１により閉塞される接着剤チューブ２１９を介して接続されて、バルブ２１１を開くと、組織熱溶着性化合物がノズル１９を通って組織に塗布されて組織を溶着することができる。
【０１２０】
別の構成として、インジェクタ１１８は、機械的または電気的に作動させることにより、インジェクタが作動すると、所定量の熱溶着性化合物を供給することができる。任意であるが、インジェクタ１１８は、電気作動ポンプを備えることができ、この電気作動ポンプは、ポンプが作動すると、熱溶着性化合物を所定流量で供給するように構成される。
【０１２１】
本発明の好適な実施形態では、組織溶着に用いる組成物２５０はアルブミン溶液である。好適には、高濃度アルブミンが必要となる。アルブミンは、アルブミン製造業者から、例えばＳｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社またはＥｑｕｉｔｅｃｈ−Ｂｉｏ社から粉末状態で購入することができる。アルブミンは、滅菌水と混合して必要な濃度、例えば５０％ｗ／ｖとする。
【０１２２】
必要なアルブミンの量はごく僅かであり、例えば５ｃｍの傷には、購入する量によって異なるが、グラム当たり＄０．５〜２．５の費用を要する５グラムのアルブミンが必要になる。
【０１２３】
アルブミンを“ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  ｇｌｕｅ（生体糊）”として使用するのは、アルブミンが活性化されると変性して、アルブミンの近傍の表面にアルブミンが“ｓｔｉｃｋｓ（固着する）”からである。アルブミンを“ｇｌｕｅ（糊）”として使用することについてのデータの殆どは、レーザを用いる組織接着剤（ｔｉｓｓｕｅ  ｓｏｌｄｅｒｉｎｇ）について行われた１５年間に亘る研究中に収集されたものである。
【０１２４】
アルブミンとは、一般的に、高濃度の塩溶液に中程度に溶解することができ、かつ加熱凝固（タンパク質変性）が生じる水溶性の任意のタンパク質を指す。最も良く知られている種類のアルブミンは、血液中の血清アルブミンである。血清アルブミンは、最も量の多い血漿タンパク質であり、そして肝臓内で生成され、そして血漿タンパク質全体の大きな割合を占めている。ヒトアルブミンはヒト血清アルブミンであり、そしてヒトアルブミンは普通、ヒト血漿タンパク質の約６０％を構成する。
【０１２５】
接着剤塗布（レーザによる処理）に最も頻繁に用いられるアルブミンは、ウシ血清アルブミン−ＢＳＡ（牛）、及びヒトアルブミンである。変性前のアルブミンは、主としてα螺旋構造を持つように形成されている。化学配列は主に、電子結合（水素結合）を利用していると推定され、この電子結合（水素結合）が、プラズマ電位に重要な役割を与えている。
【０１２６】
任意であるが、“ｃｕｓｔｏｍ  ｍａｄｅ（カスタムメイド：専用）”接着剤を開発し、そしてプラズマプロセス特性に合わせることができる。
【０１２７】
光ファイバ１５２は、プラズマチューブ１１５の遠位端の近傍に位置する遠位端２５２で終端して、プラズマ１１６から生じる光が光ファイバ１５２の遠位端２５２に入射するようにすることが好ましい。任意であるが、光ファイバ１５２の遠位端２５２は、集光効率を高め、そして分光計１５１の信号強度を高める集光光学系（この図には、図を分かり易くするために図示されていない）を備える。組織溶着中に直面する１つの問題は、溶着領域が過熱することであり、そして炭化することさえあることである。分光器１５１を用いて、溶着プロセスを監視することにより、温度が安全限界値以内に収まる状態を確保することができる。
【０１２８】
図２Ｂは、本発明の例示的な実施形態による本体１１２及び交換可能な組織溶着先端３００Ｗを備える分解後のプラズマヘッド１０２を模式的に示している。
【０１２９】
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、そしてプラズマ溶着チューブ３１５Ｗと、を備える。コネクタ３１４Ｗは、本体１１２内のガス導管及びＲＦケーブルを、プラズマ溶着チューブ３１５Ｗ内のガス流路及びＲＦ電極に接続する。好適には、接続は迅速着脱式である。図を簡略化しているために、光ファイバ接続はこの図では見えない。しかしながら、任意の光ファイバ１５２を単純に、本体１１２から、例えばコネクタ３１４Ｗのスリットから延出させてもよい。別の構成として、光コネクタを、ファイバ部分を短くした状態で用いることができる。別の構成として、プラズマ溶着チューブ３１５Ｗは、ガラス、石英、サファイアなどのような透明材料により形成され、そしてファイバ１５２の末端部分に代わって、光を収集するために使用される。この場合、収集光は、クラッドレスファイバにおけるように、全内部反射により透明チューブ内に閉じ込めることができるか、または光反射層をチューブの側面に付加する、例えば金属コーティングまたは誘電体反射コーティングを付加することができる。このようにして収集される光は、本体１１２内の光ファイバに導入される。図を簡略化しているために、ノズル１１９はこの図では見えない。
【０１３０】
本体及び先端それぞれの嵌合インタフェース３９８及び３９９が、電気信号を本体と先端との間で伝送するコンタクトまたはプラグのような電気接続器具、“Ｏ”リングまたは他のガスシールを含むことができるガス接続機構、及び２つの部材を接合する締結具を備えることができることに留意されたい。
【０１３１】
図３は、本発明の例示的な実施形態によるプラズマ溶着先端４００の断面を模式的に示している。
【０１３２】
図を簡略化しているために、重要ではない細部（幾つかは他の図面に既に図示されている）はこの図には図示していない。
【０１３３】
先端４００は、プラズマヘッドの本体１１２に接続することができるベース４０１を備える。好適には、締結具（この図では見えない）を有することが好ましい迅速着脱式コネクタを用いて、先端を所定の位置に保持する。先端４００は、ＲＦ電力を本体１１２内のＲＦ（任意であるが、同軸）ケーブルからコンタクト４１２及び４１１を介して受電する。好適には、コンタクト４１２が、ＲＦケーブルの中心導体に接続されるのに対し、コンタクト４１１は前記同軸ケーブルの外部導体に接続される。更に、先端４００には、ガス流４０６が、プラズマヘッドの本体１１２内のガスチューブから中心ガスチューブ４１６のガス流入開口部４０５を通って流れ込む。
【０１３４】
中心ガスチューブ４１６は、中心電極としても機能して、両極としてプラズマを発生させる薄い金属チューブであることが好ましい。好適には、中心チューブは、当該中心チューブの遠位端４１７において鋭利に尖らせ、かつ任意であるが、鋸歯状とすることにより、プラズマ発生を促進し、そしてイオン化に必要な電圧を小さくする。中心チューブ４１６は、外側チューブ４０９に対して中心になるように、スペーサ４１８を用いて保持される。外側チューブ４０９は、ガラス、セラミック、プラスチック、または石英のような非導電性材料により形成される薄壁チューブであることが好ましい。透明外側チューブによって、プラズマ着火を容易に目で確認することができる。環状ＲＦ接地電極４１４は、本体１１２内のＲＦケーブルに、戻り配線４１３及びコンタクト４１１を介して接続される。戻り配線４１３は、この図では外側チューブ４０４の外部に位置する様子が見えるが、当該戻り配線４１３は、当該戻り配線が内側チューブ４１６から適正に絶縁されている限り、外側チューブの内部に配置してもよいことに留意されたい。
【０１３５】
図４Ａは、本発明の別の例示的な実施形態によるバイポーラ電極で溶着するように構成される二重目的プラズマ溶着／焼灼先端４２０の断面を模式的に示している。
【０１３６】
図を簡略化しているために、重要ではない細部（幾つかは他の図面に既に図示されている）はこの図には図示していない。図を簡略化しているために、既に説明された幾つかの構成要素は、この図では、記号が付されていない。
【０１３７】
先端４２０は、プラズマヘッドの本体１１２に接続することができるベース４０１（この図では、記号が付されていない）を備える。好適には、締結具（この図では見えない）を有することが好ましい迅速着脱式コネクタを用いて、先端を所定の位置に保持する。先端４２０は、ＲＦ電力を本体１１２内のＲＦ（任意であるが、同軸）ケーブルからコンタクト４２２及び４２１を介して受電する。好適には、コンタクト４２２が、ＲＦケーブルの中心導体に接続されるのに対し、コンタクト４１１は前記同軸ケーブルの外部導体に接続される。更に、先端４２０には、ガス流４０６が、プラズマヘッドの本体１１２内のガスチューブから、外側チューブ４３１の管腔に通じるガス流入開口部４２５を通って流れ込む。
【０１３８】
先端４００とは異なり、先端４２０は、中心ガスチューブ４１６ではなく、中心電極４２６を備える。中心電極４２６は、両極としてプラズマを発生させる中心電極として機能する薄い金属電極であることが好ましい。好適には、中心電極は、当該中心電極の遠位端４２７において鋭利に尖らせることにより、プラズマ発生を促進し、そしてイオン化に必要な電圧を小さくする。中心電極４２６は、外側チューブ４３１に対して中心になるように、複数開口部４２９を有するスペーサ４２８を用いて保持されて、ガス流４３０が流れることができるようにしている。外側チューブ４３１は、ガラス、セラミックス、プラスチック、または石英のような非導電性材料により形成される薄壁チューブであることが好ましい。透明外側チューブによって、プラズマ着火を容易に目で確認することができる。先端４００と同様に、環状ＲＦ接地電極は、本体内のＲＦケーブルに、戻り配線及びＲＦコネクタコンタクト４２１を介して接続される。当該戻り配線は、この図では外側チューブ４０４の外部に位置する様子が見えるが、当該戻り配線は、当該戻り配線が内側チューブ４１６から適正に絶縁されている限り、前記外側チューブの内部に配置してもよいことに留意されたい。
【０１３９】
図４Ｂは、本発明の別の例示的な実施形態による、モノポーラ電極で焼灼する、または凝固させるように構成される二重目的プラズマ溶着／焼灼先端４２０の断面を模式的に示している。
【０１４０】
図を簡略化しているために、重要ではない細部（幾つかは他の図面に既に図示されている）はこの図には図示していない。図を簡略化しているために、既に説明された幾つかの構成要素は、この図では、記号が付されていない。
【０１４１】
この図に図示されているように、中心電極４２６は、当該中心電極の遠位端４２７が外側チューブ４３１の外部に出るまで、プラズマヘッド（この図では見えない）の本体１１２内に適宜配置される機械式レバーまたは電気ソレノイドを用いて前方に押し出される。この構成では、ＲＦ回路は接地パッド１４５に接続して完成する。好適には、環状接地電極４３４へのＲＦ電力は遮断される。しかしながら、中心電極４２６は、当該中心電極の長さに沿って絶縁することができ、そして当該中心電極の先端４２７でのみ剥き出しにすることができる。この場合、電流の殆どの部分は、環状電極４３４がＲＦ回路に接続される場合でも、パッド１４５を通って流れる。
【０１４２】
図４Ｃは、本発明の別の例示的な実施形態による誘電体絶縁破壊プラズマ先端４９０の断面を模式的に示している。
【０１４３】
図を簡略化しているために、重要ではない細部（幾つかは他の図面に既に図示されている）はこの図には図示されていない。図を簡略化しているために、既に説明された幾つかの構成要素は、この図では、記号が付されていない。
【０１４４】
前に図示した先端とは異なり、先端４９０は中心電極４９１を備え、中心電極４９１は、電気絶縁体４９２で被覆されて、ガスによって誘電体絶縁破壊が起こるとプラズマが絶縁電極の先端４９３の近傍で発生するようになる。例えば、多重絶縁層を用いることができ、この場合、内側層が、誘電強度の殆どの部分を付与し、そして外側層が周囲に対する安定性を付与する。
【０１４５】
電気絶縁体４９２は、電極４９１を覆う誘電体コーティングとすることができる、または端部閉塞チューブのような個別の絶縁体形状とすることができる。ガラス、石英、セラミック、ポリマー材料（ポリイミドまたはマイラーのような）、または他の材料を使用してもよい。好適には、選択される材料または材料群は、先端４９３近傍の高い電界、及び発生プラズマによる腐食を生じる環境に耐えることができる。
【０１４６】
電極４９１の端部は、鋭利に尖らせることにより、当該電極の先端または尖っていない先端の近傍の電界を高くすることができる。任意であるが、絶縁体２９３は、電極４９２の遠位端部分に限定され、そして確実にプラズマが誘電体絶縁破壊によって発生するのに十分な長さだけ延出させる。
【０１４７】
誘電体絶縁破壊プラズマ先端４９０はこの場合、環状接地電極４３４を備えるものとして図示されているが、環状接地電極４３４はモノポーラ電極を使用した手術の場合には無くてもよいことに留意されたい。更に、図４Ａ及び４Ｂに図示されている形状部を設けるかどうかは任意とすることができ、例えば絶縁電極及び接地電極１４５を足し合わせた等価的な形状部を設けてもよい。また、絶縁物は、これらの図（図５Ａ、４Ｂ、及び５Ｄそれぞれ）のリング４３４またはコイル４６７，４８７，及び８５６のような他の電極に用いるか、または他の実施形態における他の電極に用いることができることに留意されたい。ガラス、石英、セラミック、ポリマー材料（ポリイミドまたはマイラーのような）、または他の材料を絶縁物に用いることができる。
【０１４８】
図５Ａは、本発明の更に別の例示的な実施形態による誘導励起プラズマを用いるプラズマ溶着先端４６０の断面を模式的に示している。
【０１４９】
図を簡略化しているために、重要ではない細部（幾つかは他の図面に既に図示されている）はこの図には図示されていない。図を簡略化しているために、既に説明された幾つかの構成要素は、この図では、記号が付されていない。
【０１５０】
先端４００，４２０，及び４４０とは異なり、コンタクト４６２及び４６３を介して先端４６０に至るＲＦ電源は、配線４６５及び４６６を介して、外側チューブ４６９に巻き付けたコイル４６７に接続される。コイル４６９は、調整共振回路の一部であることが好ましく、この共振回路は、インピーダンス整合回路の一部とすることができる。別の構成として、コイル４６９は、ＲＦアンテナ（当該アンテナの遠位端が接続されていない）として機能し、ＲＦ電流がコイル４６７内を流れると、ガス流４７０が外側チューブ４６９内を流れるようになることによりプラズマを生成する。幾つかの実施形態では、コイル４６９の巻回数は、少なく抑えられ、例えばほんの数巻回数に過ぎず、そして任意であるが、１，１．５、または２巻回数といった少ない巻回数である。
【０１５１】
この構成では、外側チューブ４６９内を流れるガス流４７０は中断されないので、より大きな流れが生まれる、またはより細いチューブを用いることができる。配線４６５及び４６６、及びコイル４６７は、外側チューブ４６９の外側に在る様子を見ることができるが、これらの配線及びコイルは何れも、前記チューブの前方に配置することができることに留意されたい。
【０１５２】
図５Ｂは、本発明の更に別の例示的な実施形態によるプラズマを誘導励起するアンテナコイル４８０を用いるプラズマ溶着先端４６０の断面を模式的に示している。
【０１５３】
先端４６０のコイル４６７とは異なり、アンテナコイル４８７はＲＦ電力に１個のコンタクト４８２及び１本の配線４８５を介して接続されることにより、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）を生成する。
【０１５４】
任意であるが、アンテナコイル４８７は、ＲＦ動作周波数に周波数調整される。
【０１５５】
図５Ｃ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を模式的に示している。
【０１５６】
プラズマヘッド８００には、ガスが流入ガスパイプ８０１を通って流入し、そしてＲＦ電力が配線８０２及び８０３を介して入力される。任意であるが、配線８０２及び８０３はコネクタ内で終端し、そして任意であるが、ガスパイプ８０１は脱着可能でもあるので、大型プラズマヘッド８００を取り外して取り替えることができる。
【０１５７】
プラズマヘッド８００は、薄いガラスにより形成され、かつ６〜１０ｍｍの直径を有することが好ましいチューブ８０５を備える。パイプ８０１からのガスは、チューブ８０５に開口部８０９を通って流入し、そして遠位開口部８１０から、治療対象組織の方に向かうプラズマとして流出する。中心電極８０６が第１プラズマ電極として機能するのに対し、リング状電極８０７は、第２プラズマ電極として機能する。
【０１５８】
好適には、リング状電極８０７は、チューブ８０５の外側表面に配置される。好適には、中心電極８０６は、薄い電気絶縁材料で被覆される。中心電極８０６を絶縁すると、プラズマ溶着プロセス及び均一性が向上することが判明した。
【０１５９】
同様の実施形態では、中心電極８０６を設けない。任意であるが、外側電極８０７の代わりに、プラズマを誘導励起するコイルを用いる。
【０１６０】
図５Ｄは、本発明の例示的な実施形態による螺旋形中心電極８５０を有するプラズマヘッド模式的に示している。
【０１６１】
これまでの実施形態とは異なり、ヘッド８５０の中心電極８０６は螺旋形状を有する。螺旋形電極によって、磁界が螺旋の中心に形成されるので、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）が生成される。
【０１６２】
電極８５６は、図５Ｂのアンテナコイル４８７と同様のコイルアンテナとして機能することができる。
【０１６３】
任意であるが、電極８５６は、ＲＦ動作周波数に周波数調整される。任意に整形された電極８０７は設けられず、そしてプラズマは、ＲＦ電力を電極８５６からの放電電力として用いることにより生成される。
【０１６４】
大型プラズマヘッド８００及び８５０は、本明細書で説明される、またはこの技術分野で公知の他のプラズマ励起法を用いることができることに留意されたい。
【０１６５】
図６は、プラズマヘッドから治療対象組織までの距離を制御する対向脚板部９０５を有するプラズマヘッド９００を模式的に示している。
【０１６６】
プラズマヘッド９００には、ＲＦ電力が入力され、そしてガスが、本体９０２に、かつ本体９０２の近位端で接続されるホース９０１を介して供給される。本体９０２は、ユーザが持ち運ぶことができ、かつ操作することができるような形状に形成される。プラズマヘッド９００は更に、プラズマチューブ９０４を本体９０２の遠位端の近傍に備える。プラズマは、プラズマチューブ９０４の位置で生成され、そして患者の皮膚９０６の傷２６０に向かって出て行く。ユーザが、プラズマチューブ８０４の開口部を皮膚９０６から適正な距離に保ち易くするために、少なくとも１つの、好適には２つの対向脚板部９０５がヘッド９００の本体９０２から突出する。これらの脚板部９０５を皮膚９０６に押圧載置することにより、適正な距離が容易に保たれる。
【０１６７】
深い傷をプラズマヘッド９００または本明細書において記載される、または先行技術において公知の他のヘッドを用いて溶着する場合、アルブミンまたは他の溶着材料をまず、傷の深さにまで塗布し、そして硬化させて傷の下側部分の部分溶着部を形成することができる。次に、第２層を塗布し、そして溶着術を繰り返す。必要な限り多くの回数の塗布を行なって、深い傷を完全に閉じる。
【０１６８】
任意であるが、市販のアルブミン溶液を使用することができる。市販の溶液は、上に記載した約５０％よりも低い濃度である。しかしながら、プラズマを照射するすると、溶液が乾燥して無くなって、濃度が一層濃くなる可能性がある。任意であるが、より小さな応力しか受けない傷のより深い部分は、溶着部の全強度を必要とせずに済み、そしてより低い濃度の溶液を塗布して溶着することができる。
【０１６９】
本発明の幾つかの実施形態では、止血材料を接着剤に添加して出血を抑えることができる。キトサンのような材料を接着剤に添加して血液を、接着剤を傷に塗布するときに凝固させることができる。この方法により、傷口からの出血または体液の浸出に起因して接着剤が溶解しないようにする接着剤耐性を高めることができる。キトサンまたは他の止血剤を添加することにより、接着剤をより安定させることができる。
【０１７０】
幾つかの実施形態では、接着剤は、シート状に乾燥させた溶解キトサンシートの形態とすることができる。好適には、これらのシートは、２０〜３００マイクロメートルの厚さを有することができる。
【０１７１】
キトサンは、海老の殻から抽出される材料である。当該キトサンは、傷口の止血、及び他の医療分野に使用される。工業用途では、キトサンは、粉末状にして、溶液に、例えば酸性溶液に溶解させ、そして接着剤溶液に添加することができる。
【０１７２】
幾つかの実施形態では、酢酸のような低ｐＨ値の酸、または水酸化ナトリウムのような高ｐＨ値の塩基性溶液をアルブミンに添加して、より強力な溶着、及びより高い安定性を実現することができる。
【０１７３】
幾つかの用途では、２０〜３００マイクロメートルの薄い溶解乾燥キトサンシートを傷の上に直接載せて傷を溶着する。当該シートは、例えば水または水溶液を噴霧することにより湿らせる。湿ったキトサンは、傷に固着し、そしてプラズマ照射を利用して凝固させることにより接着剤として使用される。
【０１７４】
幾つかの実施形態では、組織溶着は更に少なくとも１つの追加ステップ：すなわち、溶着前にプラズマ減菌するステップ、及び溶着後に傷口を封止するステップを含む。
【０１７５】
任意の溶着前プラズマ減菌段階では、プラズマを傷組織に、そして任意であるが、周囲の組織に照射する。接着剤はこの段階では塗布しない。
【０１７６】
プラズマ減菌効果は、遊離基の発生量を増やすことにより、例えば組織溶着性ガスを置換することにより高めることができる。例えば、混合ガスを、空気で置換するか、または窒素（Ｎ２）または酸素（Ｏ２）のような他のガスまたは混合ガスで置換することができる。別の構成として、Ｎ２、Ｏ２、または空気のようなガスを組織溶着性ガスに添加することができる。
【０１７７】
別の構成として、更に、または任意であるが、プラズマ状態は、溶着前の減菌段階において異ならせることができる。例えば、溶着前の減菌段階では、低いガス流量及び非絶縁性電極（ＣＣＰ−容量結合型プラズマ構造）を用いることにより、イオン衝撃及び高電圧を利用することができる。
【０１７８】
溶着前プラズマ照射は、任意であるが、組織表面の凝固治療、止血治療、溶着プロセスに起こり、かつ溶着プロセスの邪魔になる可能性のある壊死組織または瘢痕組織の焼灼治療、焼灼による組織の整形治療、またはこれらの治療の組み合わせに用いることができる。
【０１７９】
任意の溶着後プラズマ封止（ｐｌａｓｍａ  ｓｅａｌｉｎｇ）段階では、プラズマを、傷の上の既に溶着されている傷に、そして任意であるが、傷の周囲の組織に照射する。接着剤はこの段階では塗布しない。傷口を、プラズマ照射を利用して封止すると、溶着部の完全性を高めることができ、そして感染を防止することができる。
【０１８０】
プラズマ封止効果は、イオン衝撃を利用することにより、例えば組織溶着性ガスを置換することにより高めることができる。例えば、アルゴンのような高原子量のガスを用いることができる。
【０１８１】
別の構成として、更に、または任意であるが、プラズマ状態は、溶着後封止段階において異ならせることができる。例えば、溶着後封止段階では、低いガス流量及び非絶縁性電極（ＣＣＰ−容量結合型プラズマ構造）を用いることにより、イオン衝撃及び高電圧を利用することができる。
【０１８２】
図７は、本発明の１つの態様による組織溶着効率を高める複数の機能を有するマルチヘッドプラズマアプリケータ７８０を模式的に示している。
【０１８３】
マルチヘッドプラズマアプリケータ７８０は、ユーザが手作業で操作するハンドル７８１を備える。ハンドル７８１は、ユーザに対して、マルチヘッドプラズマアプリケータの動作状態及び動作モードを通知するインジケータを備えることができる。ハンドル７８１は、制御スイッチ７８２（または、複数のスイッチ）を備えることができ、この制御スイッチ７８２をユーザが使用してマルチヘッドプラズマアプリケータの動作状態及び動作モードを制御する。
【０１８４】
マルチヘッドプラズマアプリケータ７８０には、ガス／ＲＦ電力が、制御／供給ユニット１０１のようなコントローラボックスに接続されるケーブル７８３を介して入力される。
【０１８５】
マルチヘッドプラズマアプリケータ７８０は更に、ヘッド７８４，７８５，７８７，及び７８７のうちの少なくとも２つのヘッドを備える。
【０１８６】
本発明の例示的な実施形態では、ヘッド７８４，７８５，７８７，及び７８７の全ては、ハンドル７８２に一直線に並んで接続されて、アプリケータ７８０が、組織の上を矢印７８８で示す方向に移動し、ヘッド７８４，７８５，７８７，及び７８７が組織上の部位を、この順番で通過する。
【０１８７】
図示の例示的な実施形態では、ヘッド７８４は、例えば本明細書において開示されるように、溶着前の減菌処理に使用されるプラズマ減菌ヘッドである。
【０１８８】
図示の例示的な実施形態では、ヘッド７８５は、例えば本明細書において開示されるように、アルブミン溶液または他の組織溶着溶液を塗布するために使用されるアルブミン塗布ヘッドである。
【０１８９】
図示の例示的な実施形態では、ヘッド７８６は、例えば本明細書において開示されるように、プラズマ組織溶着に使用されるプラズマヘッドである。
【０１９０】
図示の例示的な実施形態では、ヘッド７８７は、例えば本明細書において開示されるように、プラズマ組織封止に使用されるプラズマヘッドである。
【０１９１】
これらのヘッドの順番は、逆にすることができ、そしてアプリケータ７８０の方向も逆にすることができることに留意されたい。
【０１９２】
また、同一構造のプラズマヘッドは、減菌、溶着、及び封止のような異なる機能を：ＲＦ電力、ガス流量、ガス混合比、及び組織までの距離のうちの１つ、または幾つかのような動作パラメータを任意に変化させることにより実行することができることに留意されたい。任意であるが、異なるヘッドの機能はユーザが、例えば運動方向によって異なるように選択することができる。
【０１９３】
例えば、接着剤塗布ヘッドが任意の２つの同一構造のプラズマヘッドの間に設けられる構成の対称マルチヘッドプラズマアプリケータは、マルチヘッドプラズマアプリケータが同じ運動をしている状態で、減菌し、接着剤を塗布し、そして溶着するために用いることができる。同じマルチヘッドプラズマアプリケータは、逆向きの運動をしながら用いることもできる。封止する任意のステップは、同じマルチヘッドプラズマアプリケータが、これらのプラズマヘッドのうちの１つのプラズマヘッド及び接着剤塗布ヘッドが使用不能の状態で第２の運動をしながら行なうことができる。別の構成として、単一ヘッドのプラズマ封止装置（ｐｌａｓａｍａ  ｓｅａｌｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅ）を用いてもよい。
【０１９４】
医療器具製造分野の当業者であれば、マルチヘッドプラズマアプリケータのヘッド群を他の組み合わせとする構成を想到することができる。例えば、プラズマヘッド及び接着剤塗布ヘッドで組織を減菌し、そして組織に接着剤塗布する構成の第１マルチヘッドプラズマアプリケータの後に、２つのプラズマヘッドで溶着し、そして封止する構成の第２マルチヘッドプラズマアプリケータが続くようにすることができる。
【０１９５】
図７は、多機能プラズマ治療装置の１つの非限定的な例に過ぎないと見なされるべきであることを明確にしておく必要がある。
【０１９６】
例えば、図２Ａのハンドヘルドプラズマヘッド１０２は、マルチヘッド装着具７８０、例えば接着剤溶液を組織に塗布する処理、及びプラズマを組織に照射する処理を同時に施すことができるデュアルヘッド装着具と見なすことができる。このようなデュアルヘッド装着具は：溶液スプレー散布器、例えば図１１Ａまたは１１Ｂに参照番号７７０及び／又は７８０で図示される１つ以上のローラ、例えば図１０に参照番号９５０で図示されるワイパー付き散布器、またはこの技術分野で公知であり、かつ本明細書において図示されるこの技術分野で公知のプラズマヘッド群のうちの任意のプラズマヘッドと同時に作動する別の溶液散布器のような任意の接着剤溶液散布器を備えることができる。このデュアルヘッド装着具は、任意であるが、図６に示す対向脚板部９０５と組み合わせることができる。このようなデュアルヘッド装着具を用いることにより、ユーザは、傷の上の１回の動きで、接着剤溶液を塗布し、そして塗布溶液を凝固させることができる。傷が深い場合、傷の上を数回に亘って通過する必要がある。
【０１９７】
ヘッドの数及びヘッドの種類の他の組み合わせは、想到することができ、そして本発明の広い範囲に含まれる。
【０１９８】
図８Ａは、本発明の例示的な実施形態によるバイポーラプラズマシステムの任意の電気回路のブロック図を模式的に示している。
【０１９９】
この構成は、組織溶着先端３００Ｗのような組織溶着プラズマヘッドに主として用いることができる。
【０２００】
任意の可変インピーダンス５１１をＲＦリターン電流経路に設ける。可変インピーダンス５１１のインピーダンスが低い場合、リターン電流は、主として中心電極５３０から接地電極５２５を通って流れている。従って、当該器具は主としてバイポーラ器具として振る舞う。
【０２０１】
これとは異なり、可変インピーダンス５１１のインピーダンスが高い場合、リターン電流は、主として中心電極５３０から患者の身体２７０に流れ、そして接地ケーブル１４６を介して電気的に接続される接地電極パッド１４５を通って戻る。このように、当該器具は主としてモノポーラ器具として振る舞う。可変インピーダンス５１１のインピーダンスが中間の値である場合、当該器具は、バイポーラ器具及びモノポーラ器具の組み合わせとして振る舞う。
【０２０２】
ＲＦ順方向及び逆方向電力測定は、この場合、インピーダンス整合回路１４４の一部であると仮定される標準装置（双方向性結合器）により行なうことができる。順方向電力を監視し、そして順方向電力から信号を、発生電力制御手段に渡す。順方向電力が特定の電力（例えば、１０Ｗ）を超える場合、発生電力制御手段は電力を小さくし、そして最大電力を事前設定通りに維持する。
【０２０３】
接地パッドに電気的に接地されている患者の身体２７０がプラズマ先端に近付くと、プラズマインピーダンスが低くなり、そしてプラズマが吸収する電力が大きくなることにより、順方向電力は、より大きい読み取り値を示す（または、監視されるインピーダンスが低くなる）ようになり、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することができる。実験から明らかになった別の可能な制御方法が“プラズマ電流測定法”であり、このプラズマ電流測定法では、プラズマの周りの配線ループで、プラズマ内を通過する電荷、及びプラズマ密度点及びプラズマ電力点を検出する。
【０２０４】
図８Ｂは、本発明の例示的な実施形態によるモノポーラプラズマシステムの電気接続を模式的に示している。
【０２０５】
この構成は、組織焼灼先端３００Ａのような組織焼灼プラズマヘッドに主として用いることができる。
【０２０６】
リターン電流は、焼灼電極５３０から患者の組織２７０に流れており、そして患者の身体に電気的に接続される接地パッド１４５を通って戻る。このように、当該器具は主としてモノポーラ器具として振る舞う。次に、モノポーラプラズマ１１６で、傷５６０を形成する組織２７０を焼灼する。
【０２０７】
バイポーラ先端及び電気回路は、可変インピーダンス５１１の特性を変化させてＲＦ電気回路を、接地パッド１４５を介して強制的に閉じることにより、モノポーラ先端及び電気回路として機能することができることに留意されたい。任意であるが、焼灼はしかしながら、電極５３０が組織２７０に接触する状態で行なうことができる。
【０２０８】
任意であるが、中心電極５３０（図５ａ）を、組織の方を向いた状態で摺動させて（または、チューブ３１５Ｗを、プラズマヘッド本体１１２の方に向かって後退させて）、モノポーラ焼灼または凝固処置が必要なときに中心電極５３０を剥き出しにすることができる。溶着処置、及び焼灼または凝固は、周波数、電力、及び変調度のような異なるＲＦパラメータを必要とすることに留意されたい。
【０２０９】
図９Ａは、本発明の例示的な実施形態によるバイポーラプラズマヘッドを駆動する電気回路７００を模式的に示している。
【０２１０】
バイポーラアイソレータ７０１は、ＲＦアンプ１４３と、第１及び第２電極（例えば、図３の電極４１７及び４１４）に、またはコイル（例えば、図５Ａのコイル４６７）に導かれるＲＦケーブル７０５及び７０６との間に挿入される。アイソレータ７００は、インピーダンス整合ユニット１４４の代わりに用いることができる、またはインピーダンス整合ユニット１４４の一部とすることができることに留意されたい。
【０２１１】
その結果、ＲＦ電圧は、変圧器７０４を、接地（患者の身体の電位）７０３を基準にして使用することにより浮遊電圧となるので、１つの電極と別の電極との間の電圧になる。これにより、プラズマを第１電極から第２電極に誘導することができ、ユニポーラ構造におけるように、プラズマを第１電極から接地（患者の身体）に誘導するのではない。
【０２１２】
この任意の実施形態により、電流の流れ方向を決定することができ、そして患者の身体を流れて接地電極に達する（ユニポーラ構造におけるように）のではなく、電流は流れて第２バイポーラ電極に達し、この第２バイポーラ電極は、所望の箇所に挿入することができる。
【０２１３】
電源と電極群のうちの一方の電極との間の可変抵抗７０７のような任意の可変負荷は、これらの電極に供給される電力を異ならせることができ、そして当該可変負荷によって、他方の電極からよりも多い電力を一方の電極から、負荷に掛かる電力を“無駄にする”ことにより供給することができる。
【０２１４】
任意であるが、プラズマパラメータモニタ７０９は、ＲＦアンプ１４３の出力７０１と一直線に並んだ状態で挿入される。
【０２１５】
別の構成として、アイソレータ７０１及び／又はモニタ７０９は、図１から分かるように、インピーダンス整合回路１４４の後ろに挿入されるか、またはインピーダンス整合回路１４４に一体化される。
【０２１６】
図９Ｂは、プラズマモニタ７０９の電子回路を模式的に示している。この電子回路模式図では、送信電力及び反射電力をそれぞれ示しているメータ７１０及び７１１は、信号を検出コイル７１２から受信する。
【０２１７】
本発明の例示的な実施形態では、送信ＲＦ電力及び／又は反射ＲＦ電力を表わす信号は、任意であるが、図１から分かるように、デジタル化され、そしてプロセッサ１６１に配線１４８を介して転送され、そしてプラズマ監視及びプラズマ制御に使用される。
【０２１８】
送信ＲＦ電力及び反射ＲＦ電力が判明することにより、プラズマに投入される電力を認識し、そして治療表面のインピーダンス、または接地までの距離を推定することができる。接地までの距離が判明し、そして一定である場合、唯一の自由パラメータは、接着剤の変性を表わす表面導電率である。
【０２１９】
例えば、インピーダンスの増加は、接着剤がプラズマによって既に架橋してしまった後の接着剤の脱水を表わすことができる。この場合、プラズマを遮断して、組織への熱ダメージを防止することができる。
【０２２０】
本発明の幾つかの実施形態では、プラズマパラメータモニタ７０９のようなプラズマパラメータモニタは、プラズマパラメータ群を測定し、そしてプラズマを、事前設定電力値、電流値などのような所定の範囲値内に保持するように適合させる。
【０２２１】
本発明の幾つかの実施形態では、プラズマパラメータモニタ７０９のようなプラズマパラメータモニタは、組織に塗布される接着剤の状態の変化を、プラズマ発生電流経路のインピーダンスの変化を監視することにより測定するように適合させる。インピーダンスの抵抗（実部）及びインダクタンスまたはキャパシタンス（虚部）の両方を監視することができることに留意されたい。組織は、溶着プロセス中に殆ど変化することがないので、インピーダンス変化は、接着剤の状態の変化を表わすことができ、そして凝固のような溶着プロセス中の指示値として用いることができる。取得される信号は、施術者が、溶着が完了したことを表わす指示値として利用することができ、そして任意であるが、プラズマ生成の自動停止に使用されて、例えば溶着部位の過熱及び溶着部位への熱ダメージを防止することができる。同様に、取得される信号は、ユーザが利用することにより、プラズマヘッド運動速度を調整して、一様な溶着部が、プラズマヘッド運動が継続している状態で得られるようにする。好適には、プラズマヘッドから組織までの距離は、監視プロセス中は一定に保持される。
【０２２２】
幾つかの実施形態では、接着剤層の凝固及び／又は乾燥によって、接着剤溶液を基準としたときの処理済みの接着剤の抵抗率が高くなる。この効果から、プラズマの向きを、既に溶着されている固体接着剤の部位から未だ液状である接着剤に変えることにより、溶着の均一性を高めることができる。
【０２２３】
本発明の幾つかの実施形態では、プラズマパラメータモニタ７０９のようなプラズマパラメータモニタは、電流またはインピーダンスのようなプラズマパラメータを測定し、そして電流または供給電力が閾値レベルを下回るか、または上回ると、或いはこの状態が溶着プロセスの完了を示したときにインピーダンスが閾値を下回るか、または上回ると、プラズマ生成を停止するように適合させる。
【０２２４】
例えば、短いプラズマパルスを短い時間長さ（例えば、０．１〜５秒）に亘って印加して、特定の部位におけるインピーダンスまたは電流を検出することができる。当該インピーダンスが閾値を上回っている場合、プラズマを継続的に発生させる。当該インピーダンスが限界値から外れたままである場合、別の検出パルスが生成される前に、プラズマを短い時間長さ（例えば、０．１〜５秒）に亘って停止する。このプロセスを、先端が、溶着プロセスを継続する必要がある“ｎｏｎ−ｗｅｌｄｅｄ  ａｒｅａ（未溶着領域）”の上方に位置するまで継続する。任意であるが、可聴通知または可視通知を施術者に対して行なって、プラズマヘッドを新規部位に移動させる必要があることを通知する。任意であるが、検出に用いられるプラズマパラメータは、溶着に用いられる電力よりも低いプラズマ電力レベルに設定される。
【０２２５】
任意であるが：インピーダンス、電力、電流のうちの少なくとも１つのパラメータの勾配または微分値；或いは経時電圧変化を当該電圧の絶対値に代わって監視して、更に感度の高い確実な読み取り値を実現し、そして室温などのような自由パラメータの変化に起因する溶着手術のバラツキを無くす。インピーダンスは、１０〜１０００オームの範囲で変化する可能性があり；電力は、０．０１〜５Ｗの範囲で変化する可能性があり、そして電流は、１〜１００ｍＡの範囲で変化する可能性がある。
【０２２６】
任意であるが、プラズマの着火は、約２ＫＶの高電圧正弦パルスを印加することにより行なわれ、そして着火後、ＲＦ電圧を１００〜５００Ｖの動作範囲に下げる。
【０２２７】
幾つかの実施形態では、複雑なＲＦ波形を用いる、例えばＲＦ波形は：１〜１０ＭＨｚの周波数の正弦搬送波を含むことができ、この搬送波は、包絡線関数で変調される。包絡線関数は、短パルス列を特定のパルス時間長で、かつデューティサイクルで生成するｏｎ／ｏｆｆ（オン／オフ）ステップ関数とすることができるか、または他の包絡形関数とすることができる。包絡線関数は、ＤＣ部分を有することにより、当該ＤＣ部分で、ＲＦ電力を完全にゼロにすることなく、ＲＦ電力を変調する。
【０２２８】
任意であるが、更に別の信号を、プラズマ中の正イオン及び負イオンの向きを異なる方向に変えるために用いることができるＤＣ電流、または他の周波数、或いはこれらの組み合わせのような最終ＲＦ出力に混入させることができる。
【０２２９】
図９Ｃは、本発明の例示的な実施形態によるＲＦ（高周波）関数を模式的に示している。
【０２３０】
この図は、寸法通りには描かれておらず、そして低デューティサイクルのＲＦパルス列の例として利用され、ＲＦパルス列によって、安定したプラズマ（ＲＦ電圧が高いので）を生成することができ、更には、非常に低い電力（デューティサイクルが低いので）を生成することもできる。ＲＦ励起が行なわれないより長い時間長さで分離される短ＲＦパルスの低デューティサイクルは、プラズマに供給される平均ＲＦ電力を低減することにより、電力投入量及びプラズマ温度を低減するために使用されることが好ましい。パルス期間中、ＲＦ電圧は閾値電圧よりも高い電圧に保持されて、プラズマ発生を維持する。幾つかの用途では、パルス間の休止時間長は、プラズマ寿命よりも短くなるように選択されるので、プラズマがパルス間で完全に消滅することはない。従って、パルス電圧は、プラズマ着火に必要な閾値レベルをより高くするのではなく、プラズマを維持するために必要な閾値レベルに保持するか、または当該閾値レベルよりも若干高いレベルに保持することができる。
【０２３１】
以下のパラメータ群は、本明細書において、例えば図５Ｂに記載されているように、プラズマ励起にＲＦアンテナコイルを用いるプラズマヘッド部材に使用される例示的なパラメータと見なすことができる。幾つかのパラメータは、他のプラズマヘッドに使用されるために採用することができる。
【０２３２】
アンテナコイルは、ＲＦ回路に一方の端部でのみ接続される。この構成により、電極と患者の身体との間の電圧を高くすることができ、そしてプラズマが着火すると、反応がコイルと身体との間に現われることにより、組織溶着性が向上する。
【０２３３】
ＲＦ信号は、１〜４ＭＨｚの周波数；２００〜６００Ｈｚの変調周波数；及び５〜２０％のデューティサイクルにより特徴付けられる。
【０２３４】
任意であるが、アンテナコイル４６７は、電気絶縁チューブ４６９の外部に配置されるので、チューブ４６６内のプラズマガス４７０にじかに触れることはない。このようにして、アンテナコイル４６７は、高温プラズマではなく、低温プラズマを生成することにより、溶着領域の下の皮膚が炭化するのを回避することができる。
【０２３５】
このような構造により、プラズマを、標的組織から１ｃｍよりも長い距離の位置で着火することができる。
【０２３６】
高温プラズマとは異なり、低温プラズマからは、接着剤停止層の表面炭化及び表面閉塞が生じることがなく、接着剤の十分な凝固を起こすことができる。これらの現象は、プラズマ−患者間電圧が低くなることによりイオン衝撃が小さくなることで説明することができる。
【０２３７】
コイルは、例えば図１及び８Ｂから分かるように、ＲＦ回路と患者の身体との間の電気的接続（接地電極１４５）を利用するモノポーラ構造で使用される。
【０２３８】
ガスに触れる電極と誘電体絶縁破壊放電の関係：
既存の医療用プラズマ装置の殆どは、ＲＦ電極がガスに直接触れる構造を用いる。この構造は、コロナ放電機構と呼ばれる。このような構造を用いる場合、非常に表層的な炭化及び燃焼を達成することができる。このような表層的な効果は、プラズマ凝固装置にとって好ましい。しかしながら、溶着では、下方に向かって接着剤の底面にまで到達し、かつ接着剤の良好な“粘着”を確実にする、深達するエネルギー伝達を実現する必要がある。
【０２３９】
溶着を行なう場合、例えば米国特許第６，０９９，５２３号に記載されているように、外部コイル電極及び非絶縁内部電極を組み合わせることは、好ましくない。電極群を組み合わせると、凝固プラズマがプラズマ−患者間電圧が高い状態で生成され、プラズマ−患者間電圧を高くすると、表面の炭化が生じる。これとは異なり、モノポーラ構造のコイルを使用すると、組織凝固には十分ではない低電力プラズマが生成される。このようにして、組織溶着では、低エネルギープラズマを利用するので、組織への付随的なダメージが加わることがない。
【０２４０】
“アンテナコイル”と“共振コイル”の関係
共振コイルは、例えば半導体産業において頻繁に使用される一般的な構造である。例えば、このような共振コイルについて記載している米国特許第５，８８３，４７０号を参照されたい。
【０２４１】
共振コイルはＲＦ電源に両端で接続され（図５Ａから分かるように）、そして実際には、ＲＦ共振回路の一部である。共振コイルは、殆ど誘導結合によってのみエネルギーが供給されるプラズマ（ＩＣＰ）であるという利点を有し、そして普通、高電力でプラズマを発生させた状態で使用され、例えば半導体産業におけるように、材料処理に使用される。
【０２４２】
共振コイル構造は、接地から分離され、そしてプラズマエネルギーが患者の身体に入力されるので、組織溶着にはさほど適していないことが判明した。本明細書における開示内容から理解できることであるが、溶着プロセスでは、プラズマ装置と患者の身体との間の電気的な相互作用を利用する。プラズマ装置から接着剤に流れる電気エネルギーで接着剤を凝固させる。上記のことから、プラズマ装置は、接着剤と患者の身体との間に電気的に接続される必要があることが理解できるであろう。
【０２４３】
図１０は、本発明の別の実施形態による接着剤溶液を組織の上で均一に広げるワイパー９５０を模式的に示している。
【０２４４】
ワイパー９５０は、持ち運ぶことができるように構成され、かつ人間工学的な形状に設計されることが好ましいハンドル９５１を備え、当該ハンドル９５１は、例えば操作を容易にするために湾曲させる、指把持部を有する、または滑り止め付き材料で被覆される。
遠位端に、ワイパー部材９５２を取り付ける。ワイパー部材９５２は、シリコンゴムのような薄い弾性材料、または他の軟質材料により形成されることが好ましく、そして組織に塗布されるか、または組織または皮膚の傷に塗布される接着剤溶液を均一に広げるために使用される。
【０２４５】
任意であるが、ワイパー部材９５２の縁部９５３の窪み９５４によって、余分な接着剤を拭き取りながら接着剤溶液の中の所望の部分が残り易くする。例えば、これに限定されないが、ブレードの窪みは、０．６ｍｍの深さ、及び６ｍｍの幅である。
【０２４６】
図１１Ａは、本発明の別の実施形態による接着剤溶液を組織に均一に散布するローラ器具９７０を模式的に示している。
【０２４７】
ローラ器具９７０はローラ９７１を備え、ローラ９７１は、当該ローラが、例えばハンドル９７４で方向９９０に引っ張られると、軸９７２の回りを回転することができる。ローラ９７１上方の接着剤容器９７６は、接着剤溶液９７９を収容する。ガスパイプ９７７は加圧ガスを供給することができ、この加圧ガスで接着剤溶液９７９を接着剤容器９７６からローラ９７１の多孔質表面に押し出すことができる。ローラ９７１が組織（図面を分かり易くしているためにこの図では見えない）の表面の上で回転すると、当該ローラは均一な接着剤層９７５を残す。
【０２４８】
例示的な実施形態では、ローラ９７１の幅９７８は約５ｍｍである。この多孔質ローラは、約０．１ｍｍの細孔径を有することができる。幾つかの実施形態では、ローラ全体は、発泡体のような多孔質材料により形成される。別の構成として、ローラ９７１は、多孔質層で被覆される。
【０２４９】
図１１Ｂは、本発明の更に別の実施形態による接着剤溶液を組織に均一に散布するローラ器具９８０を模式的に示している。
【０２５０】
ローラ器具９７０とは異なり、ローラ器具９８０は、接着剤溶液９７９を収容する接着剤インジェクタ９８１に接続される接着剤散布器９８９を備える。接着剤インジェクタ９８１にはピストン９８２が取り付けられ、ピストン９８２は、接着剤溶液をインジェクタ９８１から散布器９８９を通ってローラ９７１の表面に押し出す。ピストン９８２は、ガスパイプ９８７から供給される加圧ガスで作動させることができる。封止用接着剤インジェクタ９８１を用いると、ローラ器具９８０を任意の姿勢で、例えば上下逆に配置して、または傾けて作動させることができるという利点がある。
【０２５１】
医療器具の分野の当業者であれば、ローラ９７１を、例えば小型電動モータを用いて回転させる他の方法が、本発明の広い範囲内で可能であることを理解できるであろう。
【０２５２】
医療器具の分野の当業者であれば、ピストン９８２を、例えば小型電動モータまたは圧電プッシャーを用いて作動させる他の方法が、本発明の広い範囲内で可能であることを理解できるであろう。
【０２５３】
図１２は、本発明の更に別の例示的な実施形態による接着剤溶液を組織に塗布するとともに組織溶着を行なう２機能型塗布／プラズマ装置器具１２００の詳細を模式的に示している。
【０２５４】
塗布／プラズマ装置器具１２００は、制御ボックス（この図では見えない）にホース１２０４を介して接続されるハンドル１２０１を備える。ホース１２０４は、プラズマガス及びＲＦ電力を供給して、アンテナコイルを用いるプラズマ溶着先端のようなプラズマヘッドを作動させ、そして任意であるが、電力または加圧ガスを供給して、ローラ器具９８０のような接着剤塗布器を作動させる。
【０２５５】
図示の実施形態では、ハンドル１２０１内の内部ＲＦケーブル及びガスパイプは、図面を分かり易くするために描かれていない。
【０２５６】
ハンドル１２０１は、操作ボタンまたは複数のボタン、或いはボタン１２０２及び１２０３のようなスイッチを備えることにより、塗布／プラズマ装置器具１２００の動作を制御することができる。
【０２５７】
例えば、図１１Ａ及び１Ｂに開示されるように、ボタン１２０２を使用して接着剤塗布を、例えば加圧ガスを、パイプ１２０６を介して供給して、接着剤溶液をローラに押し当てることにより開始することができる。別の構成として、インジェクタ１１８（図２Ａに見える）と同様の接着剤塗布方法を用いることができる。任意であるが、インジェクタ１１８はボタン１２０２で作動し、例えば加圧ガスを供給してインジェクタ１１８のピストン２３０を押圧することにより、またはバルブ２１１を開くことにより作動する。
【０２５８】
例えば、ボタン１２０３は、プラズマヘッドを作動させるために使用することができる。
【０２５９】
両方のボタンを押下し、そして塗布／プラズマ装置器具１２００を方向９９０に移動させることにより、接着剤を組織の傷に塗布し、そして次に、塗布した接着剤をプラズマで凝固させる。第２接着剤層は、この操作を繰り返すことにより塗布することができる。幾つかの実施形態では、回転センサ１１２１のようなモーションセンサを用いて塗布／プラズマ装置器具１２００の運動を、ローラ９７１の回転を検出する、または測定することにより測定する。任意であるが、モーションセンサはコントローラに接続され、当該コントローラはプラズマを、塗布／プラズマ装置器具１２００が組織の上を移動しているときに活性化するか、または移動しているときにのみ活性化する。幾つかの実施形態では、当該コントローラは更に、接着剤塗布を、運動が検出されると開始する。任意であるが、プラズマ電力、及び／又は接着剤塗布量は、検出される運動速度を基準にして制御される。
【０２６０】
均一な接着剤層を塗布する他の方法を任意であるが、用いてもよい：例えば、接着剤溶液を加圧容器から、この技術分野で公知のスプレー法を用いて噴霧することができる。任意であるが、細径ノズルを用いて、スプレーを傷に狙いを定めて当てる。
【０２６１】
幾つかの実施形態では、キトサン溶液または固体キトサンシートを使用してもよい。市販のキトサンは、粉末状で入手することができるが、溶液に、例えば酸溶液に溶解させ、そして接着剤溶液に添加してもよい。当該溶液は、シート状に乾燥させ、そして溶着プロセスに用いることができる。
【０２６２】
当該シートは、傷口に塗布することができ、そして次に、少量の水、または食塩水、患者の血液、血漿、または他の生体適合液のような少量の他の液体を当該シートに塗布するか、または噴霧し、そして当該シートを部分的に溶解させる。次に、プラズマビームを、部分的に溶解した接着剤に振り向ける、または接着剤／キトサン混合物に振り向けることにより溶着を行なう。
【０２６３】
この方法を用いて、強力な溶着を行なうことができる。また、良好な水溶性及び良好なプロセス制御性を実現することができる。
【０２６４】
溶着領域を溶着後に封止する他の方法を任意であるが、用いることができる：例えば、任意の薬局で購入することができる接着テープを使用して、溶着部位を乾燥しないように封止することができる。手術室で使用されている標準の“減菌試験紙”は任意であるが、この目的に使用することができる。任意であるが、ナイロンのような防水膜を、保湿効果を高めるために使用することができる。
【０２６５】
任意であるが、保湿クリームを溶着後に塗布してもよい。
【０２６６】
接着剤を溶着後に噴霧し、そして任意の薬局で購入することができる接着テープで被覆する処置を行なって、溶着部位を乾燥しないように封止することができる。
【０２６７】
本発明を本発明の特定の実施形態に関連して説明してきたが、多くの代替、変形、及び変更が行なわれることは当業者には明らかであろう。従って、添付の請求項の思想及び広義の範囲に含まれるこのような代替、変形、及び変更の全てを包含するものである。本明細書において言及される全ての刊行物、特許、及び特許出願は、個々の各刊行物、特許、または特許出願が、参照されることにより本明細書に組み込まれるために詳細かつ個々に提示されたのと同じ程度に、本明細書においてこれらの刊行物、特許、または特許出願の内容全体が参照されることにより、本明細書に組み込まれる。更に、本出願において参考文献の引用または特定が行なわれると必ず、そのような参考文献が本発明の先行技術として利用可能であることを容認していると解釈されるべきではない。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年1月10日(2014.1.10)
【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】
組織溶着を行なう医療器具であって、プラズマヘッドにおける低温プラズマ発生を、ＲＦ電源を制御してプラズマ発生ＲＦ電力を前記プラズマヘッドに供給することにより調整するように構成される、少なくとも１つのプロセッサを備え、該プロセッサは、最高６００Ｈｚの周波数に変調され、かつ少なくとも２〜２０％のデューティサイクルで変調される１〜１０ＭＨｚの周波数の搬送波信号の供給ＲＦエネルギーを調整するように構成されることを特徴とする医療器具。
【請求項２】
前記変調周波数は、オン／オフ変調を用いて行なわれる、請求項１に記載の医療器具。
【請求項３】
前記プラズマ発生ＲＦ電力は更に、ＤＣ成分を含む、請求項１に記載の医療器具。
【請求項４】
前記プラズマ発生ＲＦ電力の前記搬送波は、１００〜６０００ボルトの範囲である、請求項１に記載の医療器具。
【請求項５】
前記電源は、前記プラズマヘッドに、１５００ボルトよりも大きいＲＦプラズマ着火信号を供給することができる、請求項１に記載の医療器具。
【請求項６】
組織溶着を行なう医療器具であって：
ガス供給源からガスを得ると共にＲＦ電力をＲＦ電源から得ることのできる少なくとも第１プラズマヘッド及び第２プラズマヘッドと、
前記第１及び第２プラズマヘッドのうちの少なくとも一方に接続されかつ接着剤を組織溶着中に塗布するように構成される接着剤塗布器と、
を備えることを特徴とする医療器具。
【請求項７】
前記接着剤塗布器は、前記第１プラズマヘッドと前記第２プラズマヘッドとの間に配設される、請求項６に記載の医療器具。
【請求項８】
更に、少なくとも第３プラズマヘッドを備える、請求項６に記載の医療器具。
【請求項９】
前記接着剤は、プラズマが照射されると凝固する性質を有する生体適合性液体であり、前記塗布器具が前記生体適合性液体を保管する容器を含み、さらに、溶着対象の組織に触れるため、前記生体適合性液体を前記容器から受け取り、回転して前記液体を前記組織に散布することのできる多孔質材料製ローラを含む、請求項６に記載の医療器具。
【請求項１０】
プラズマ経路の電気インピーダンスを監視し、監視される前記インピーダンスの変化に基づいて判断される前記生体適合性液体の凝固状態に関して、電力、電流、及び電圧のうちの少なくとも１つを監視するように設けられる、請求項６に記載の医療器具。
【請求項１１】
前記プラズマ発生ヘッドのうちの少なくとも１つの動作を制御するように構成される運動検出器を備える、請求項６に記載の医療器具。
【請求項１２】
ガスをガス供給源からガスを受け取り、ＲＦ電力をＲＦ電源から受電することができるプラズマ先端を備え、前記プラズマ先端は、
近位開口部及び遠位開口部を有することにより、ガスを前記ガス供給源から前記近位開口部を通って受け取り、前記遠位開口部を介してプラズマを供給するプラズマチューブと、
ＲＦ電力を前記ＲＦ電源から受電し、前記ガスを励起して、前記プラズマを発生させる少なくとも１つの電極と、を備え、
前記プラズマ先端は、前記電極が前記ガスに直接触れるのを防止することにより、誘電体絶縁破壊によるプラズマ発生を促進しながら、コロナプラズマが生成されるのを防止するように構成されることを特徴とする、請求項１に記載の医療器具。
【請求項１３】
更に、組織を接地する接地電極パッドを備える、請求項１２に記載の医療器具。
【請求項１４】
前記プラズマ先端は、ＲＦ電力を一方の端部からのみ受電するように構成されるコイルの形態の単一電極を備える、請求項１２に記載の医療器具。
【請求項１５】
前記プラズマチューブは電気絶縁製であり、前記コイルは前記プラズマチューブの外側に配設される、請求項１４に記載の医療器具。
【国際調査報告】
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