(57)【要約】  眼科手術装置において、環状の第１電極と、眼組織に接触することにより眼組織の電位を第１電極の電位よりも低くする第２電極と、電源と、を有し、導電性溶液中に配置される第１電極に対し電源により電圧を印加して、第１電極の周方向に沿ってプラズマを内包する気泡を形成し、気泡を眼組織に接触させて気泡の内部で放電を起こさせることにより、眼組織を第１電極の周方向に沿って蒸散させて切開する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状の第１電極と、
眼組織に接触することにより前記眼組織の電位を前記第１電極の電位よりも低くする第２電極と、
電源と、を有し、
導電性溶液中に配置される前記第１電極に対し前記電源により電圧を印加して、前記第１電極の周方向に沿ってプラズマを内包する気泡を形成し、前記気泡を前記眼組織に接触させて前記気泡の内部で放電を起こさせることにより、前記眼組織を前記第１電極の周方向に沿って蒸散させて切開すること、
を特徴とする眼科手術装置。
【請求項２】
請求項１の眼科手術装置において、
前記第１電極の周方向の全周に亘って、前記第１電極と前記第２電極との間の距離が一定であること、
を特徴とする眼科手術装置。
【請求項３】
請求項２の眼科手術装置において、
前記第２電極は、前記第１電極により形成される円環状の中心に配置されていること、
を特徴とする眼科手術装置。
【請求項４】
請求項２の眼科手術装置において、
前記第１電極と前記第２電極は、同心円状に形成されていること、
を特徴とする眼科手術装置。
【請求項５】
請求項２の眼科手術装置において、
前記第１電極と前記第２電極は、中心軸を共通にする円環状に形成され、かつ、非同一平面に配置されていること、
を特徴とする眼科手術装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１つの眼科手術装置において、
前記第２電極は、前記眼組織を切開して切り取られた組織片を吸引する吸引路を備えていること、
を特徴とする眼科手術装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、患者眼を手術する眼科手術装置に係り、詳しくは、眼組織を切開する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、切開電極の先端の切開部にプラズマ層を有する蒸発気泡を形成し、この蒸発気泡を生体組織に接触させて蒸発気泡の内部において放電を起こさせることにより、生体組織を切開する装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４／０１９９１５７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の装置において生体組織を環状に切開するためには、術者は、切開電極の先端で生体組織をなぞるようにして切開電極の先端を移動させる必要がある。そのため、生体組織を所望の環状に切開するのは難しく、術者に装置の操作についての高度な技術が要求されるとともに、切開するために多くの時間を要する。【０００５】
そこで、本開示は上記した問題点を解決するためになされたものであり、簡単かつ短時間で眼組織を環状に切開できる眼科手術装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示における典型的な実施形態が提供する眼科手術装置は、環状の第１電極と、眼組織に接触することにより前記眼組織の電位を前記第１電極の電位よりも低くする第２電極と、電源と、を有し、導電性溶液中に配置される前記第１電極に対し前記電源により電圧を印加して、前記第１電極の周方向に沿ってプラズマを内包する気泡を形成し、前記気泡を前記眼組織に接触させて前記気泡の内部で放電を起こさせることにより、前記眼組織を前記第１電極の周方向に沿って蒸散させて切開すること、を特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の眼科手術装置によれば、簡単かつ短時間で眼組織を環状に切開できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態の眼科手術装置の構成図である。
【図２】本実施形態の円形電極部における電極面を示す図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】本実施形態の切開電極とリターン電極の配置を示す模式図である。
【図５】プラズマブレードの基本原理に関する説明図である。
【図６】プラズマブレードの基本原理に関する説明図である。
【図７】印加する電圧のパルス波形の一例を示す図である。
【図８】変形例の切開電極とリターン電極の配置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本実施形態の眼科手術装置１は、例えば、白内障手術において、白濁した水晶体を除去するために水晶体を包んでいる前嚢を円環状に切開して、前嚢に円形の切開口（ＣＣＣ：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｃｉｒｃｕｌａｒ Ｃａｐｓｕｌｏｒｈｅｘｉｓ、以下「ＣＣＣ」という。）を形成するための装置である。このような眼科手術装置１は、図１に示すように、円形電極部１１と、プローブ１２と、高電圧高速パルス電源１３と、ＡＣアダプタ１４を有する。
【００１０】
円形電極部１１は、プローブ１２の先端側の位置において、プローブ１２に接続するようにして設けられている。この円形電極部１１は、図２〜図４に示すように、プラス極となる切開電極２１（第１電極）と、切開電極２１よりも電位が低いマイナス極となるリターン電極２２（第２電極）を備えている。そして、切開電極２１は導線２３を介して、また、リターン電極２２は導線２４を介して、高電圧高速パルス電源１３に接続している。
【００１１】
本実施形態において、切開電極２１は、円環状に形成されている。この切開電極２１の材質は、タングステン、または、ステンレス、または、チタン、または、モリブデン、または、これらの材質を組み合わせたものである。なお、切開電極２１の直径ｄｃは、形成しようとするＣＣＣの直径に応じて設定する。
【００１２】
リターン電極２２は、その外形が円形状に形成されており、切開電極２１により形成される円環状の中心の位置に配置されている。そして、このようにして、切開電極２１の周方向の全周に亘って、切開電極２１の径方向（図２の紙面と平行な方向）についての切開電極２１とリターン電極２２との間の距離Ｄ１が一定となっている。なお、リターン電極２２の材質は、タングステン、または、ステンレス、または、チタン、または、モリブデン、または、これらの材質を組み合わせたものである。また、切開電極２１及びリターン電極２２についての材質及び太さは、同一であっても、異なっていてもよい。
【００１３】
図２と図３に示すように、リターン電極２２は、その内部が中空になっており、管路３１を備えている。後述するように、この管路３１は、前嚢６１（図３参照）を切開して切り取られた組織片を吸引する吸引路である。そして、これにより、切り取られた組織片を円形電極部１１により保持できるようになっている。
【００１４】
図１に示すように、プローブ１２は、ハンドル部４１と切開開始ボタン４２を備えている。ハンドル部４１は、手術時に術者が把持する部分であり、円形電極部１１を前嚢６１の上で安定して保持できるような操作性を有している。切開開始ボタン４２は、高電圧高速パルス電源１３から円形電極部１１の切開電極２１へ電圧を印加する操作を行うためのボタンである。この切開開始ボタン４２を術者が押すと、高電圧高速パルス電源１３に内蔵されているタイマ（不図示）が機能して、高電圧高速パルス電源１３から、所定時間（例えば、１秒間）だけ、切開電極２１へ電圧が印加される。そして、プローブ１２における円柱状の先端部４３の最先端部分に、円形電極部１１が設けられている。このようにして、本実施形態では、切開電極２１とリターン電極２２は、手術時に術者が把持する把持手段における柱状の先端部にて患者眼の眼球内に挿入される最先端部分に設けられている。
【００１５】
高電圧高速パルス電源１３は、プローブ１２を介して、円形電極部１１に接続している。この高電圧高速パルス電源１３は、第１パルス生成回路５１、第２パルス生成回路５２、高電圧生成回路５３、昇圧チョッパ回路５４を備えている。また、ＡＣアダプタ１４は、高電圧高速パルス電源１３に接続し、高電圧高速パルス電源１３に電気を供給する。
【００１６】
次に、このような構成の眼科手術装置１を用いた前嚢６１の切開方法について説明する。本実施形態では、プラズマブレードの基本原理を用いて、前嚢６１を切開する。なお、ここでいうプラズマブレードの基本原理とは、高周波電流を用いて生体組織を切開する原理である。
【００１７】
そこで、まず、プラズマブレードの基本原理について説明する。プラズマブレードの基本原理においては、まず、図５に示すように、導電性溶液１６２（例えば、房水や生理食塩水）中に、金属線１２１（プラス極）とリターン電極１２２（マイナス極）を配置し、金属線１２１に高電圧を印加する。そして、これにより、金属線１２１においてジュール熱を発生させて、金属線１２１の周囲の水分子を蒸発させることにより、金属線１２１の周囲に蒸発気泡１７１を形成する。このとき、蒸発気泡１７１が金属線１２１に接触して、蒸発気泡１７１の内部においても高電圧が印加されるので、蒸発気泡１７１の内部に原子が電離した気体であるプラズマが発生し、このプラズマからなるプラズマ層が形成される。
【００１８】
そして、その後、図６に示すように、蒸発気泡１７１が徐々に成長して大きくなって生体組織１６１と接触すると、蒸発気泡１７１の内部のプラズマ層を介して金属線１２１からリターン電極１２２へ大電流が流れ、蒸発気泡１７１の内部において放電が起きる。そして、これにより、蒸発気泡１７１において局所的に多大な熱が発生するので、蒸発気泡１７１に接触する生体組織１６１を蒸散させて切開することができる。
【００１９】
なお、生体組織１６１は、導電性溶液１６２を介してリターン電極１２２に接触しており、マイナス極となっている。以上が、プラズマブレードの基本原理についての説明である。
【００２０】
そこで、本実施形態においては、このようなプラズマブレードの基本原理を用いて、前嚢６１を切開する。
【００２１】
本実施形態では、まず、術者は、プローブ１２のハンドル部４１を把持して、切開創を介して患者眼の眼球内に円形電極部１１及び先端部４３を挿入し、円形電極部１１の電極面における切開電極２１とリターン電極２２を、前嚢６１（図３参照）に押し当てる。そして、これにより、前嚢６１の上の房水６２（導電性溶液）中に、切開電極２１とリターン電極２２が配置される。なお、本実施形態では、前房は導電性溶液（房水６２、生理食塩水等）で満たされており、眼球内に挿入された円形電極部１１及び先端部４３は導電性溶液に浸かった状態になる。また、前嚢６１と房水６２は、本開示における「眼組織」の一例である。
【００２２】
次に、術者は、プローブ１２の切開開始ボタン４２を押す。すると、切開電極２１に対して、高電圧高速パルス電源１３により、所定時間（例えば、１秒間）だけ、図７に示すような方形波のパルス波形（高電圧高速パルス波形）の電圧が印加される。
【００２３】
ここで、図７に示すパルス波形は、高電圧高速パルス電源１３において、第１パルス生成回路５１にて第１パルスＰ１を生成し、第２パルス生成回路５２にて第１パルスＰ１の波形の内部に第１パルスＰ１よりも周波数の高い第２パルスＰ２（ミニパルス）を生成することにより形成される。そして、電圧値Ｖｐ（電圧の最小値Ｖｐ１と電圧の最大値Ｖｐ２の差）は、高電圧生成回路５３と昇圧チョッパ回路５４により高電圧に調整される。なお、一例として、第１パルスＰ１の周波数を１５ｋＨｚとし、第２パルスＰ２の周波数を５８０ｋＨｚとし、電圧の最小値Ｖｐ１を０Ｖとし、電圧の最大値Ｖｐ２を＋１ｋＶとする。このようにして、図７に示すパルス波形において、第１パルスＰ１の波形の内部に第１パルスＰ１よりも周波数の高い第２パルスＰ２を生成して、パルスのデューティ比を抑制する。
【００２４】
なお、その他の例として、電圧の最小値Ｖｐ１を−３００Ｖとし、電圧の最大値Ｖｐ２を＋３００Ｖとし、第１パルスＰ１の周波数を１０ｋＨｚとしてもよい。
【００２５】
なお、第１パルスＰ１の周波数は、本実施形態では一例として１５ｋＨｚや１０ｋＨｚとしているが、０〜１００ｋＨｚであればよい。また、第２パルスＰ２の周波数は、本実施形態では一例として５８０ｋＨｚとしているが、５００ｋＨｚ〜１ＭＨｚであればよい。また、電圧値Ｖｐは、本実施形態では一例として１ｋＶとしているが、５００Ｖ以上であればよい。
【００２６】
そして、このように切開電極２１に図７に示すパルス波形の電圧を印加することにより、切開電極２１においてジュール熱を発生させて、切開電極２１の近傍に存在する水分子を急激に蒸発させて、房水６２中において切開電極２１の周囲に蒸発気泡７１を形成する。これにより、図２に示すように、円環状の切開電極２１の周方向に沿って円環状の蒸発気泡７１を形成する。なお、前記のように図７に示すパルス波形においてパルスのデューティ比を抑制しているので、切開電極２１に対して高電圧が連続して印加される時間を短くでき、切開電極２１に発生するジュール熱を抑えて、患者眼の眼球内の温度の上昇を抑えることができる。
【００２７】
また、このとき、本実施形態では、切開電極２１の周方向についてジュール熱を発生させて、切開電極２１の周方向に沿って蒸発気泡７１を発生させることにより、図２に示すような円環状の蒸発気泡７１を形成するようにしている。
【００２８】
そこで、このように切開電極２１の周方向について蒸発気泡７１を発生させるために、本実施形態では、切開電極２１の周方向の全周に亘って、切開電極２１とリターン電極２２との間の距離Ｄ１を一定にしている。さらに、導線２３から切開電極２１における導線２３（図３や図４参照）との接続部２５（図２参照）に流れ込んだ電流を、切開電極２１において順方向ＦＤと逆方向ＢＤ（図２参照）に流している。そして、このように切開電極２１において順方向ＦＤと逆方向ＢＤに流すために、例えば、切開電極２１の太さを全周に亘って一定として、切開電極２１の抵抗値を全周に亘って一定にしている。
【００２９】
なお、ここでは、一例として、切開電極２１の材質をタングステンとし、切開電極２１の直径ｄｃを５ｍｍとし、切開電極２１の太さｔを０．１０ｍｍとする。また、リターン電極２２の材質をタングステンとし、切開電極２１とリターン電極２２との間に隙間を設けるようにしつつリターン電極２２の直径ｄｒを１ｍｍとする。なお、切開電極２１の直径ｄｃは、本実施形態では５ｍｍとしているが、４ｍｍ〜６ｍｍであればよい。また、切開電極２１の太さｔは、本実施形態では０．１０ｍｍとしているが、０．０５ｍｍ〜０．１０ｍｍであればよい。また、リターン電極２２の直径ｄｒは、本実施形態では１ｍｍとしているが、１ｍｍ〜４ｍｍであればよい。
【００３０】
なお、前記の接続部２５から切開電極２１の周方向に１８０°ずれた位置に、さらに切開電極２１における導線２３との接続部２６を設け、切開電極２１と導線２３とを接続部２５と接続部２６の２箇所で接続させてもよい。これにより、切開電極２１において全周に亘って電流が流れ易くなるので、切開電極２１の周方向について蒸発気泡７１を発生させ易くなる。
【００３１】
そして、上記のように形成した蒸発気泡７１が切開電極２１に接触することにより、蒸発気泡７１の内部においても高電圧が印加される。そのため、蒸発気泡７１の内部において、プラズマが発生し、このプラズマからなるプラズマ層が形成される。このようにして、円環状の切開電極２１の周方向に沿ってプラズマを内包する蒸発気泡７１を形成する。
【００３２】
また、蒸発気泡７１は前嚢６１と接触している（図３参照）。そして、蒸発気泡７１の内部のプラズマ層を介して切開電極２１からリターン電極２２へ大電流が流れ、蒸発気泡７１の内部において放電（以下、「プラズマ放電」という。）が起きる。なお、このとき、前嚢６１には、房水６２を介して間接的に（図３参照）、または、直接的に、マイナス極のリターン電極２２が接触している。そのため、前嚢６１はマイナス極となっており、前嚢６１の電位は切開電極２１の電位よりも低くなっている。このようにして、本実施形態では、リターン電極２２は、眼組織（前嚢６１、房水６２）に接触することにより、前嚢６１の電位を切開電極２１の電位よりも低くしている。
【００３３】
このようにして、蒸発気泡７１を前嚢６１に接触させて蒸発気泡７１の内部でプラズマ放電を起こさせることにより、蒸発気泡７１において、多大な電流が瞬間的かつ局地的に流れるので、局所的に多大な熱が発生する。これにより、前嚢６１は、プラズマ放電が起きている円環状の蒸発気泡７１と接触している部分が蒸散して、円環状に切開される。このようにして、本実施形態では、前嚢６１を切開電極２１の周方向に沿って蒸散させて円環状に切開する。
【００３４】
そして、前嚢６１を切開して切り取られた円形状の組織片（切開された部分の内側の前嚢６１）は、管路３１により吸引されて、円形電極部１１に保持される。そこで、術者は、円形電極部１１を前嚢６１から退避させることにより、前嚢６１から組織片を除去することができる。そして、これにより、前嚢６１においてＣＣＣを形成することができる。
【００３５】
このように、術者は、円形電極部１１の電極面を前嚢６１に押し当てて、プローブ１２の切開開始ボタン４２を押すだけで、簡単かつ短時間で前嚢６１を円環状に切開できる。そのため、術者に対して装置の操作についての高度な技術が要求されないので、装置を使用するに当たって手技を取得するための訓練を行わなくても、前嚢６１を円環状に切開できる。また、前嚢６１を円環状の切開電極２１の周方向に沿って蒸散させるので、精度良く確実に前嚢６１を円環状に切開できることから、前嚢６１において精度が高く再現性のあるＣＣＣを作成できる。したがって、白内障手術において、術者と患者の双方の負担を軽減できる。
【００３６】
なお、本実施形態の眼科手術装置１によれば、術者が、円形電極部１１の電極面を前嚢６１に押し当てて、切開開始ボタン４２を押して切開電極２１へ１秒間だけ電圧を印加することにより、前嚢６１を円環状に切開できるので、ＣＣＣを形成するために要する時間を例えば３秒とすることができる。
【００３７】
以上のように本実施形態の眼科手術装置１は、房水６２中に配置される切開電極２１に対し高電圧高速パルス電源１３から電圧を印加して、切開電極２１の周方向に沿ってプラズマを内包する蒸発気泡７１を形成する。このように、眼科手術装置１は、電極の周囲に気泡を形成する気泡形成手段を有する。そして、この蒸発気泡７１に前嚢６１を接触させて蒸発気泡７１の内部でプラズマ放電を起こさせる。このように、眼科手術装置１は、気泡の内部でプラズマ放電を発生させるプラズマ放電発生手段を有する。そして、これにより、前嚢６１を切開電極２１の周方向に沿って蒸散させて切開する。このようにして、切開電極２１とリターン電極２２を前嚢６１に押し当てるだけで、簡単かつ短時間で前嚢６１を円環状に切開してＣＣＣを形成できる。
【００３８】
また、切開電極２１の周方向の全周に亘って、切開電極２１とリターン電極２２との間の距離Ｄ１が一定である。これにより、切開電極２１に対して電圧が印加されたときに、切開電極２１の周方向についてジュール熱が発生するので、切開電極２１の周方向に沿って蒸発気泡７１を発生させて円環状の蒸発気泡７１を形成できる。そして、この円環状の蒸発気泡７１の内部にてプラズマ放電を起こさせることにより、前嚢６１を円環状に蒸散させて切開することができる。
【００３９】
また、リターン電極２２は、切開電極２１により形成される円環状の中心に配置されている。これにより、切開電極２１の周方向の全周に亘って、切開電極２１とリターン電極２２との間の距離Ｄ１が一定となるように調整し易くなるので、切開電極２１の周方向に沿って蒸発気泡７１を発生させて円環状の蒸発気泡７１を形成し易くなる。
【００４０】
また、リターン電極２２は、前嚢６１を切開して切り取られた組織片を吸引する管路３１を備えている。これにより、前嚢６１を切開して切り取られた組織片を、円形電極部１１に保持して前嚢６１から除去することができる。
【００４１】
また、変形例として、図８に示す例も考えられる。この変形例においては、図８に示すように、円環状のリターン電極２２が切開電極２１よりも内側に配置されており、切開電極２１とリターン電極２２は同心円状に形成されている。このようにして、切開電極２１とリターン電極２２は、２重円の形状に形成されている。そして、この変形例においても、切開電極２１の周方向の全周に亘って、切開電極２１とリターン電極２２との間の距離Ｄ２が一定となっている。なお、リターン電極２２の直径は、例えば、１ｍｍ〜４ｍｍである。また、円環状のリターン電極２２は、切開電極２１よりも外側に配置されていてもよい。
【００４２】
また、その他の変形例として、切開電極２１とリターン電極２２は、中心軸を共通にする円環状に形成され、かつ、非同一平面に配置されているとしてもよい。
【００４３】
また、上記の説明では、眼科手術装置１は、水晶体の前嚢６１を切開する装置として使用する例を説明したが、その他の眼組織を切開する装置として使用してもよい。
【００４４】
また、上記の説明では、切開電極２１やリターン電極２２を円環状に形成した例について説明したが、切開電極２１やリターン電極２２は、ほぼ円形の環状に形成されているなど、厳密には円環状でない環状に形成されていてもよい。
【００４５】
また、上記の説明では、切開電極２１に対して電圧を印加させる電源として、切開電極２１に対して図７に示すような方形波のパルス波形の電圧を印加する高電圧高速パルス電源１３を示したが、これに限定されず、第２パルスＰ２（ミニパルス）を生成しないで第１パルスＰ１のみで形成される方形波のパルス波形の電圧を印加する電源や、方形波以外の三角波やのこぎり波や正弦波などのパルス波形の電圧を印加する電源を使用してもよい。このように、眼科手術装置１は、電極に対して電圧を印加させる電源として、振幅が最大値と最小値に周期的に変化するパルス波形であって所定の電圧値（例えば、電圧値Ｖｐが５００Ｖ以上）かつ所定の周波数（例えば、０〜１００ｋＨｚ）からなる出力波形の電圧を電極に印加する電圧印加手段を有している。
【００４６】
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本開示を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。
【符号の説明】
【００４７】
１  眼科手術装置
１１  円形電極部
１２  プローブ
１３  高電圧高速パルス電源
２１  切開電極
２２  リターン電極
３１  管路
４２  切開開始ボタン
６１  前嚢
６２  房水
７１  蒸発気泡
ｄｃ  （切開電極の）直径
ｔ    （切開電極の）太さ
ｄｒ  （リターン電極の）直径
Ｄ１  距離
【図１】
2018123498.tif 000003
【図２】
2018123498.tif 000004
【図３】
2018123498.tif 000005
【図４】
2018123498.tif 000006
【図５】
2018123498.tif 000007
【図６】
2018123498.tif 000008
【図７】
2018123498.tif 000009
【図８】
2018123498.tif 000010
【国際調査報告】
2018123498.tif 000011
2018123498.tif 000012
2018123498.tif 000013
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