(57)【要約】【課題】組織パラメータを決定するためのシステムを提供すること。【解決手段】上記システムは、プロービング信号を組織に適用する手段であって、上記プロービング信号は、上記組織と相互作用するように構成されている、手段と、２つの連続の心臓収縮の間の間隔より長い間隔にわたって応答信号を監視する手段と、上記応答信号の振幅を決定する手段と、上記応答信号の上記振幅に基づいて、上記組織の血液循環のレベルを決定する手段と、上記血液循環のレベルに基づいて、組織パラメータを決定する手段とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
組織パラメータを決定するためのシステムであって、該システムは、
プロービング信号を組織に適用する手段であって、該プロービング信号は、該組織と相互作用するように構成されている、手段と、
２つの連続の心臓収縮の間の間隔より長い間隔にわたって応答信号を監視する手段と、
該応答信号の振幅を決定する手段と、
該応答信号の該振幅に基づいて、該組織の血液循環のレベルを決定する手段と、
該血液循環のレベルに基づいて、組織パラメータを決定する手段と
を含む、システム。
【請求項２】
組織パラメータを決定するためのシステムであって、該システムは、
プロービング信号を組織に適用する手段であって、該プロービング信号は、該組織と相互作用するように構成されている、手段と、
２つの連続の心臓収縮の間の間隔より長い間隔にわたって該組織と相互作用されている応答信号を監視する手段と、
心臓収縮に関連する心臓信号を監視する手段と、
該応答信号と該心臓信号とを相関させる手段と、
該応答信号と該心臓信号とを相関させた結果に基づいて、該組織の血液循環のレベルを決定する手段と、
該組織の該血液循環のレベルを決定することの結果に基づいて、該組織のパラメータを決定する手段と
を含む、システム。
【請求項３】
前記組織パラメータは、組織タイプである、請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
前記組織タイプは、結合組織、筋肉組織、神経組織、および上皮組織からなるグループから選択される、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記組織タイプは、脈管タイプを含む、請求項１に従属する請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
前記脈管タイプは、胆管、リンパ管、および血管からなるグループかまたは、動脈、細動脈、毛細血管、細静脈、および静脈からなるグループから選択される、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記組織パラメータは、組織状態である、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記組織状態は、前記組織が損傷であるか否かである、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記応答信号の前記振幅を決定する手段は、前記心臓収縮の周波数または該心臓収縮の該周波数の高調波において該応答信号の該振幅を決定する手段を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記プロービング信号を組織に適用する手段は、該プロービング信号を該組織の異なる部分に適用する手段を含み、前記応答信号の前記振幅を決定する手段は、該組織の各異なる部分の前記血液循環のレベルを決定するために、各応答信号の該振幅を決定する手段を含み、前記組織パラメータを決定する手段は、該組織の各異なる部分の該血液循環のレベルに基づいて、該組織パラメータを決定する手段を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記プロービング信号は、音響信号、光学信号、およびＲＦ信号からなるグループから選択される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記応答信号を監視する手段は、エネルギーベースの組織密閉器具を用いて該応答信号を監視する手段を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記応答信号の前記振幅を決定する手段は、該応答信号の該振幅および位相を決定する手段を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
組織パラメータを決定するためのシステムであって、該システムは、
プロービング信号を組織に適用するように構成されているプロービング信号供給源と、
２つの連続の心臓収縮の間の間隔より長い間隔にわたって応答信号を監視するように構成されている応答信号モニターと、
該組織の血液循環のレベルを決定するために、該応答信号の振幅を分析するように構成されているプロセッサと
を含み、該プロセッサは、該血液循環のレベルに基づいて、組織パラメータを決定するようにさらに構成されている、システム。
【請求項１５】
電気外科手順の間に電気外科エネルギーを組織に適用するように構成されている電気外科エネルギー供給源をさらに含み、前記プロービング信号供給源は、該電気外科供給源と同一の供給源である、請求項１４に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（背景）
（１．技術分野）
本開示は、組織パラメータ（例えば、組織タイプ）を識別し、外科処置中に組織の状態を評価するインビボのシステムおよび方法に関する。より具体的には、本開示は、組織における血液循環の相対的レベルを脈管密閉のためのエネルギーベースの外科用器具を用いて測定するシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
（２．関連技術の背景）
現在、組織タイプを含む組織パラメータを正確に識別することは、任意の外科手術にとっても重要である。外科医が組織をカメラを通してのみ観察し得る腹腔鏡手術中には、特に重要である。しかし、カメラは外科医に、限定された組織の観察を提供し得る。結果として、組織を識別および評価するために、組織の異なる特徴を測定する複数のエクスビボおよびインビボの方法が提案されている。
【０００３】
特許文献１は、人間の組織特性をインビボで測定する方法および装置を記載している。方法は、組織の機械的応答を感知することに基づく。方法は、所定の力を患者の表面にプローブを用いて適用することと、適用された力の関数としてプローブの変位を測定することとを含む。次いで、プローブの変位を測定した結果に基づき、組織特性が決定される。
【０００４】
特許文献２は、生物学的組織の特徴を決定する方法および装置を記載している。組織特徴は、音波を組織内に導入することと、音波に対する組織の応答を記録することとによって決定される。
【０００５】
特許文献３は、超音波測定値と光学的測定値との組み合わせを用いて腰部から組織を分類する方法を記載している。
【０００６】
特許文献４において、組織診断および空間的組織マッピングを提供するために、組織を刺激し、組織応答を測定する小型電極アレイが用いられる。
【０００７】
特許文献５は、生物学的組織の状態を決定する方法および装置を記載している。方法は、異なる周波数の電気信号を用いて組織を励起させることと、遅延励起信号との応答信号の相互相関を分析することとを含む。次いで、相互相関の結果が自己相関される。相互相関の結果は、組織状態に対応し、自己相関の結果は、組織状態における変化に対応する。
【０００８】
特許文献６は、組織タイプを複数の測定技術を用いて認識する装置を開示している。例えば、電気信号が組織に電極を介して適用され、複数の周波数におけるインピーダンスの振幅および位相を測定する。複数の周波数における位相情報は、既知の組織タイプの位相情報と比較され、組織タイプを識別する。
【０００９】
特許文献７は、腫瘍を限局性インピーダンス測定値を用いて検出および治療する方法を記載している。方法は、インピーダンス測定装置を提供することを含む。インピーダンス測定装置は、複数の弾性部材を有している。複数の弾性部材は、組織インピーダンスを複数の伝導性経路を通して組織をサンプリングするように配備可能である。次いで、インピーダンス測定値からの情報が組織の状態を決定するために用いられる。
【００１０】
特許文献８は、組織をエクスビボで特徴付けるデバイスを記載している。デバイスは、独立した電極のセットを含む。独立した電極は、電圧勾配を組織表面にわたり動かすことと、画像にマッピングされ得るインピーダンススペクトルグラフを獲得することとによって組織をスキャンする。
【００１１】
特許文献９は、光源エミッターおよび検出器を含む、組織を破壊せずに調べるツールを記載している。光源エミッターおよび検出器は、組織接触表面において外科用ツール上に直接搭載され得るか、または光ファイバーケーブルを用いて外科領域に遠隔で搭載および誘導され得る。
【００１２】
特許文献１０は、患者の組織の特性を示す信号を生成するセンサーを含む外科用器具を有しているシステムを記載している。信号は、電流データセットに変換され、格納される。プロセッサが電流データセットを他の以前に格納されたデータセットと比較し、比較を用いて組織の身体的状態を評価および／または組織に実行されている処置を誘導する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００８／０２００８４３号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００８／０１５４１４５号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００９／０１２４９０２号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００７／０２７６２８６号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２００５／０２８３０９１号明細書
【特許文献６】米国特許出願公開第２００３／００６０６９６号明細書
【特許文献７】米国特許出願公開第２００２／００７７６２７号明細書
【特許文献８】米国特許出願公開第２００９／０２５３１９３号明細書
【特許文献９】米国特許第５，７６９，７９１号明細書
【特許文献１０】米国特許出願公開第２００９／００５４９０８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
既存の方法は、さまざまな測定値の組織パラメータを提供し得るが、これらの方法は、実装するのが難しい場合がある。なぜなら、それらは複雑であり、不正確な測定値を提供し得るからである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
（要約）
本開示の実施形態に従うシステムおよび方法は、組織パラメータおよび状態に関する正確な情報を提供する。これらのシステムおよび方法はまた、追加の器具またはツールを患者の体内に導入することを必要とせず、腹腔鏡手順の間に、組織パラメータおよび状態を識別するための比較的に迅速かつ簡単な方法を提供する。
【００１６】
一局面に従って、本開示は、組織パラメータを決定する方法を特徴とする。方法は、プロービング信号を組織に適用することと、２つの連続の心臓収縮の間の間隔より長い間隔にわたって応答信号を監視することと、応答信号の振幅を決定することと、応答信号の振幅に基づいて、組織の血液循環のレベルを決定することと、血液循環のレベルに基づいて、組織パラメータを決定することとを含む。プロービング信号は、所定の方法で組織と相互作用するように構成されている。
【００１７】
いくつかの実施形態において、組織パラメータは、組織タイプ、例えば、結合組織、筋肉組織、神経組織、または上皮組織である。他の実施形態において、組織タイプは、脈管、例えば、胆管、リンパ管、血管、動脈、細動脈、毛細血管、細静脈、または静脈を含む。なお他の実施形態において、組織パラメータは、組織状態であり、例えば、組織が損傷であるか否かである。
【００１８】
いくつかの実施形態において、応答信号の振幅を決定することは、心臓収縮の周波数または心臓収縮の周波数の高調波において応答信号の振幅を決定することを含む。他の実施形態において、組織パラメータを識別する方法は、プロービング信号を組織の異なる部分に適用することと、組織の異なる部分の血液循環のレベルを決定するために、生じた応答信号の振幅を決定することと、組織の異なる部分の血液循環のレベルに基づいて、組織パラメータを決定することとを含み得る。
【００１９】
プロービング信号は、音響信号、光学信号、またはＲＦ信号であり得る。プロービング信号がＲＦ信号である場合において、応答信号を監視することは、１０ｋＨｚから１０ＭＨｚまでの範囲内の周波数において応答信号を監視することを含む。いくつかの実施形態において、応答信号を監視することは、エネルギーベースの組織密閉器具を用いて応答信号を監視することを含む。他の実施形態において、応答信号の振幅を決定することは、応答信号の振幅および位相を決定することを含む。
【００２０】
別の局面において、本開示は、組織パラメータを決定する別の方法を特徴とする。方法は、プロービング信号を組織に適用することと、２つの連続の心臓収縮の間の間隔より長い間隔にわたって組織と相互作用されている応答信号を監視することと、心臓収縮に関連する心臓信号を監視することと、応答信号と心臓信号とを相関させることと、応答信号と心臓信号とを相関させた結果に基づいて、組織の血液循環のレベルを決定することと、組織の血液循環のレベルを決定した結果に基づいて、組織のパラメータを決定することとを含む。いくつかの実施形態において、組織のパラメータは、組織のタイプである。組織のタイプは、結合組織、筋肉組織、神経組織、または上皮組織であり得る。
【００２１】
なお別の局面において、本開示は、組織パラメータを決定するためのシステムを特徴とする。システムは、プロービング信号を組織に適用するように構成されているプロービング信号供給源と、２つの連続の心臓収縮の間の間隔より長い間隔にわたって応答信号を監視するように構成されている応答信号モニターと、組織の血液循環のレベルを決定するために、応答信号の振幅を分析するように構成されているプロセッサとを含む。プロセッサは、血液循環のレベルに基づいて、組織パラメータを決定するようにさらに構成されている。いくつかの実施形態において、システムは、電気外科手順の間に電気外科エネルギーを組織に適用するように構成されている電気外科エネルギー供給源をさらに含む。これらの実施形態において、プロービング信号供給源は、電気外科供給源と同一の供給源である。
【００２２】
本発明は、例えば、以下の項目を提供する。
（項目１）
組織パラメータを決定するためのシステムであって、該システムは、
プロービング信号を組織に適用する手段であって、該プロービング信号は、該組織と相互作用するように構成されている、手段と、
２つの連続の心臓収縮の間の間隔より長い間隔にわたって応答信号を監視する手段と、
該応答信号の振幅を決定する手段と、
該応答信号の該振幅に基づいて、該組織の血液循環のレベルを決定する手段と、
該血液循環のレベルに基づいて、組織パラメータを決定する手段と
を含む、システム。
（項目２）
組織パラメータを決定するためのシステムであって、該システムは、
プロービング信号を組織に適用する手段であって、該プロービング信号は、該組織と相互作用するように構成されている、手段と、
２つの連続の心臓収縮の間の間隔より長い間隔にわたって該組織と相互作用されている応答信号を監視する手段と、
心臓収縮に関連する心臓信号を監視する手段と、
該応答信号と該心臓信号とを相関させる手段と、
該応答信号と該心臓信号とを相関させた結果に基づいて、該組織の血液循環のレベルを決定する手段と、
該組織の該血液循環のレベルを決定することの結果に基づいて、該組織のパラメータを決定する手段と
を含む、システム。
（項目３）
上記組織パラメータは、組織タイプである、上記項目のいずれかに記載のシステム。
（項目４）
上記組織タイプは、結合組織、筋肉組織、神経組織、および上皮組織からなるグループから選択される、上記項目のいずれかに記載のシステム。
（項目５）
上記組織タイプは、脈管タイプを含む、上記項目のいずれかに記載のシステム。
（項目６）
上記脈管タイプは、胆管、リンパ管、および血管からなるグループかまたは、動脈、細動脈、毛細血管、細静脈、および静脈からなるグループから選択される、上記項目のいずれかに記載のシステム。
（項目７）
上記組織パラメータは、組織状態である、上記項目のいずれかに記載のシステム。
（項目８）
上記組織状態は、上記組織が損傷であるか否かである、上記項目のいずれかに記載のシステム。
（項目９）
上記応答信号の上記振幅を決定する手段は、上記心臓収縮の周波数または該心臓収縮の該周波数の高調波において該応答信号の該振幅を決定する手段を含む、上記項目のいずれかに記載のシステム。
（項目１０）
上記プロービング信号を組織に適用する手段は、該プロービング信号を該組織の異なる部分に適用する手段を含み、上記応答信号の上記振幅を決定する手段は、該組織の各異なる部分の上記血液循環のレベルを決定するために、各応答信号の該振幅を決定する手段を含み、上記組織パラメータを決定する手段は、該組織の各異なる部分の該血液循環のレベルに基づいて、該組織パラメータを決定する手段を含む、上記項目のいずれかに記載のシステム。
（項目１１）
上記プロービング信号は、音響信号、光学信号、およびＲＦ信号からなるグループから選択される、上記項目のいずれかに記載のシステム。
（項目１２）
上記応答信号を監視する手段は、エネルギーベースの組織密閉器具を用いて該応答信号を監視する手段を含む、上記項目のいずれかに記載のシステム。
（項目１３）
上記応答信号の上記振幅を決定する手段は、該応答信号の該振幅および位相を決定する手段を含む、上記項目のいずれかに記載のシステム。
（項目１４）
組織パラメータを決定するためのシステムであって、該システムは、
プロービング信号を組織に適用するように構成されているプロービング信号供給源と、
２つの連続の心臓収縮の間の間隔より長い間隔にわたって応答信号を監視するように構成されている応答信号モニターと、
該組織の血液循環のレベルを決定するために、該応答信号の振幅を分析するように構成されているプロセッサと
を含み、該プロセッサは、該血液循環のレベルに基づいて、組織パラメータを決定するようにさらに構成されている、システム。
（項目１５）
電気外科手順の間に電気外科エネルギーを組織に適用するように構成されている電気外科エネルギー供給源をさらに含み、上記プロービング信号供給源は、該電気外科供給源と同一の供給源である、上記項目のいずれかに記載のシステム。
（項目１ａ）
組織パラメータを決定する方法であって、該方法は、
プロービング信号を組織に適用することであって、該プロービング信号は、該組織と相互作用するように構成されている、ことと、
２つの連続の心臓収縮の間の間隔より長い間隔にわたって応答信号を監視することと、
該応答信号の振幅を決定することと、
該応答信号の該振幅に基づいて、該組織の血液循環のレベルを決定することと、
該血液循環のレベルに基づいて、組織パラメータを決定することと
を含む、方法。
（項目２ａ）
上記組織パラメータは、組織タイプである、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目３ａ）
上記組織タイプは、結合組織、筋肉組織、神経組織、および上皮組織からなるグループから選択される、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目４ａ）
上記組織タイプは、脈管タイプを含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目５ａ）
上記脈管タイプは、胆管、リンパ管、および血管からなるグループから選択される、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目６ａ）
上記脈管タイプは、動脈、細動脈、毛細血管、細静脈、および静脈からなるグループから選択される、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目７ａ）
上記組織パラメータは、組織状態である、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目８ａ）
上記組織状態は、上記組織が損傷であるか否かである、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目９ａ）
上記応答信号の上記振幅を決定することは、上記心臓収縮の周波数または該心臓収縮の該周波数の高調波において該応答信号の該振幅を決定することを含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１０ａ）
上記プロービング信号を組織に適用することは、該プロービング信号を該組織の異なる部分に適用することを含み、上記応答信号の上記振幅を決定することは、該組織の各異なる部分の上記血液循環のレベルを決定するために、各応答信号の該振幅を決定することを含み、上記組織パラメータを決定することは、該組織の各異なる部分の該血液循環のレベルに基づいて、該組織パラメータを決定することを含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１１ａ）
上記プロービング信号は、音響信号、光学信号、およびＲＦ信号からなるグループから選択される、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１２ａ）
上記プロービング信号は、ＲＦ信号であり、上記応答信号を監視することは、１０ｋＨｚから１０ＭＨｚまでの範囲内の周波数において該応答信号を監視することを含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１３ａ）
上記応答信号を監視することは、エネルギーベースの組織密閉器具を用いて該応答信号を監視することを含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１４ａ）
上記応答信号の上記振幅を決定することは、該応答信号の該振幅および位相を決定することを含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１５ａ）
組織パラメータを決定する方法であって、該方法は、
プロービング信号を組織に適用することであって、該プロービング信号は、該組織と相互作用するように構成されている、ことと、
２つの連続の心臓収縮の間の間隔より長い間隔にわたって該組織と相互作用されている応答信号を監視することと、
心臓収縮に関連する心臓信号を監視することと、
該応答信号と該心臓信号とを相関させることと、
該応答信号と該心臓信号とを相関させた結果に基づいて、該組織の血液循環のレベルを決定することと、
該組織の該血液循環のレベルを決定することの結果に基づいて、該組織のパラメータを決定することと
を含む、方法。
（項目１６ａ）
上記組織の上記パラメータは、該組織のタイプである、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１７ａ）
上記組織の上記タイプは、結合組織、筋肉組織、神経組織、および上皮組織からなるグループから選択される、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１８ａ）
組織パラメータを決定するためのシステムであって、該システムは、
プロービング信号を組織に適用するように構成されているプロービング信号供給源と、
２つの連続の心臓収縮の間の間隔より長い間隔にわたって応答信号を監視するように構成されている応答信号モニターと、
該組織の血液循環のレベルを決定するために、該応答信号の振幅を分析するように構成されているプロセッサと
を含み、該プロセッサは、該血液循環のレベルに基づいて、組織パラメータを決定するようにさらに構成されている、システム。
（項目１９ａ）
電気外科手順の間に電気外科エネルギーを組織に適用するように構成されている電気外科エネルギー供給源をさらに含み、上記プロービング信号供給源は、該電気外科供給源と同一の供給源である、上記項目のいずれかに記載のシステム。
【００２３】
（摘要）
組織または脈管を識別し、かつそれらの状態を評価するための外科用システムおよび対応する方法は、プロービング信号を組織に適用するためのプロービング信号供給源と、組織または脈管の血液循環のレベルに従って変動する応答信号を監視するための応答信号モニターとを含む。応答信号モニターは、２つの連続の心臓収縮の間の間隔と等しい間隔、またはより長い間隔にわたって応答信号を監視する。外科用システムは、組織または組織の異なる部分の血液循環のレベルを決定するために、応答信号の振幅および／または位相を分析し、そして血液循環のレベルに基づいて組織パラメータを決定するマイクロプロセッサを含む。外科用システムは、心臓収縮に関連する心臓信号を監視し得、組織の血液循環のレベルを決定するために、応答信号と心臓信号とを相関させ得る。
【００２４】
組織および脈管のインビボ評価のシステムおよび方法は、ここで添付の図面を参照して説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本開示の実施形態に従う、血液循環に基づいて組織および脈管を認識するためのシステムのブロックダイヤグラムである。
【図２Ａ】図２Ａは、本開示の実施形態に従う、組織および脈管を把持するためのジョー部材を有する図１の器具の一部分の断面側面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本開示の実施形態に従う、組織および脈管を把持するためのジョー部材を有する図１の器具の一部分の断面側面図である。
【図３】図３は、本開示の実施形態に従う、血液循環によって誘起され、かつＲＦベースの組織密閉デバイスを用いて測定されたインピーダンス変動を示すグラフィックダイヤグラムである。
【図４】図４は、図３に例示されたインピーダンス変動の周波数スペクトル示すグラフィックダイヤグラムである。
【図５】図５は、本開示の実施形態に従って組織および脈管のパラメータを認識するための方法のフローダイヤグラムである。
【図６】図６は、本開示の実施形態に従って組織および脈管のパラメータを認識するための方法のフローダイヤグラムである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（詳細な説明）
異なるタイプの人間および動物の組織は、異なる血管の密度（つまり、組織の単位面積または体積あたりの血管の数）を有し、異なるレベルの血液循環（つまり、組織の単位体積あたりの血流の量）を受ける。これらのパラメータは、異なるタイプの組織を外科処置中に識別するために用いられ得る。例えば、組織構造が組織への損傷の結果として変化した場合、血液循環も通常は変化する。この現象は、対応するレベルの血液循環を比較することによって、損傷した組織の部分と通常の組織の部分との区別を可能にする。別の例として、腫瘍が通常の組織において形成され、成長した場合、組織の血管の密度が増える。なぜなら、これらの腫瘍は、その成長のために新たな血管の形成に依存しているからである。したがって、組織の血管の密度または血液循環のレベルを測定することによって、腫瘍と通常の組織との区別が可能である。
【００２７】
電気外科処置のような一部の外科処置として、外科医は、血管と他のタイプの脈管（例えば、胆管（ｂｉｌｅ  ｄｕｃｔ））とを区別する必要があり得る。血管に対して、外科医は、血餅または血管における他の構造変化を検査する必要があり得る。脈管密閉処置として、外科医は、脈管が切断される前に適切に密閉されていることを確認する必要があり得る。これらの処置の全てにおいて、組織または脈管が調査され得ることによって、血液循環状態を評価する。血液循環状態に関する情報は、外科医に組織または脈管のタイプならびに／もしくは組織または脈管の状態に関して通知し得る。
【００２８】
図１は、本開示の実施形態に従い、組織または脈管における血液循環に基づいて組織または脈管を認識するエネルギーベースの組織密閉システム１００のブロック図である。システム１００（および下に記載される方法）は、機械エネルギー、音響エネルギー、熱エネルギー、電気エネルギーまたは電磁エネルギー（例えば、光エネルギーまたは無線周波数（ＲＦ）エネルギー）を含む任意のタイプのエネルギーを用い得ることによって、組織を密閉する。
【００２９】
システム１００は、電力供給部１２２、エネルギー出力ステージ１２４および器具１２６を含む。電力供給部１２２は、電力をエネルギー出力ステージ１２４に供給する。エネルギー出力ステージ１２４は、エネルギーを生成し、エネルギーを器具１２６に提供する。同様に、器具１２６は生成されたエネルギーを組織１０１に適用する。組織１０１は、少なくとも１つの脈管１０２を含む。ＲＦベースの組織密閉システムに対して、エネルギー出力ステージ１２４はＲＦエネルギーを生成し、器具１２６がＲＦエネルギーを組織１０１に少なくとも１つの接触を通して適用することによって、組織１０１を密閉する。
【００３０】
システム１００は、センサー１１２、マイクロプロセッサ１１４、ユーザーインターフェース１１６およびディスプレイ１１８も含む。センサー１１２は、動作部位における組織１０１のさまざまなパラメータおよび／または特性を感知し、組織１０１の感知されたパラメータまたは特性を表すセンサー信号をマイクロプロセッサ１１４に送信する。マイクロプロセッサ１１４は、センサー信号を処理し、制御信号を処理されたセンサー信号に基づき生成し、電力供給部１２２および／またはエネルギー出力ステージ１２４を制御する。例えば、マイクロプロセッサ１１４は、電力供給部１２２またはエネルギー出力ステージ１２４から出力された電圧または電流を処理されたセンサー信号に基づき規制し得る。
【００３１】
センサー１１２は、組織インピーダンス、組織インピーダンスの変化、組織温度、組織温度の変化、漏れ電流、印加された電圧および印加された電流のような、動作部位におけるさまざまな電気状態または電気機械状態を測定するように構成されている。センサー１１２は、これらの状態のうちの１つ以上を連続的に測定し、その結果、マイクロプロセッサ１１４が密閉処置中に、電力供給部１２２および／またはエネルギー出力ステージ１２４から出力されたエネルギーを絶えず調節し得る。例えば、ＲＦベースの脈管密閉器具において、センサー１１２は、組織インピーダンスを測定し得る。マイクロプロセッサ１１４は、エネルギー出力ステージ１２４によって生成された電圧を調節し得る。
【００３２】
ユーザーインターフェース１１６は、マイクロプロセッサ１１４に結合され、ユーザーが外科処置中に、組織１０１に適用されたさまざまなパラメータのエネルギーを制御することを可能にする。例えば、ユーザーインターフェース１１６は、電圧、電流、電力、周波数および／またはパルスパラメータ（例えば、パルス幅、デューティーサイクル、波高率および／または反復率）のような組織に搬送された１つ以上のパラメータのエネルギーをユーザーが手動で設定、規制および／または制御することを可能にし得る。
【００３３】
マイクロプロセッサ１１４は、ユーザーインターフェース１１６から受信されたデータを処理し、制御信号を電力供給部１２２および／またはエネルギー出力ステージ１２４に出力するソフトウェア指令を実行し得る。ソフトウェア指令は、マイクロプロセッサ１１４の内蔵メモリ、マイクロプロセッサ１１４によってアクセス可能な内蔵または外付けメモリバンクおよび／または外付けメモリ（例えば、外付けハードドライブ、フロッピー（登録商標）ディスケットまたはＣＤ−ＲＯＭ）に格納される。マイクロプロセッサ１１４によって生成された制御信号は、電力供給部１２２および／またはエネルギー出力ステージ１２４に適用される前に、デジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）（示されていない）によってアナログ信号に変換され得る。
【００３４】
ＲＦベースの組織密閉システムのいくつかの実施形態の場合、電力供給部１２２は、ＲＦ電流を発生させる高圧ＤＣ電力供給部である。これらの実施形態において、マイクロプロセッサ１１４は、制御信号を電力供給部に送信することによって、電力供給部１２２から出力されたＲＦ電圧および電流の振幅を制御する。エネルギー出力ステージ１２４は、ＲＦ電流を受け取り、ＲＦエネルギーの１つ以上のパルスを生成する。マイクロプロセッサ１１４は、制御信号を生成することによって、パルス幅、デューティーサイクル、波高率および反復率のようなＲＦエネルギーのパルスパラメータを規制する。他の実施形態において、電力供給部１２２は、ＡＣ電力供給部であり、エネルギー出力ステージ１２４は、所望の波形を獲得するために電力供給部１２２によって生成されたＡＣ信号の波形を変え得る。
【００３５】
上に記載されたように、エネルギーベースの組織密閉システム１００は、ユーザーインターフェース１１６を含む。ユーザーインターフェース１１６は、キーボードまたはタッチスクリーンのような入力デバイスを含む。入力デバイスを通して、ユーザーはデータおよび命令を入力する。データは、器具のタイプ、処置のタイプおよび／または組織のタイプを含み得る。命令は、目標実効電圧、電流または電力レベルまたは、他の命令を含み得る。他の命令は、エネルギー出力ステージ１２４から器具１２６に搬送されたエネルギーのパラメータを制御する。
【００３６】
システム１００は、プロービング信号供給源１０８および応答信号モニター１０５も含む。プロービング信号供給源１０８は、プロービング信号１０９を組織１０１に適用する。応答信号モニター１０５は、応答信号１０４を感知する。応答信号１０４は、組織１０１および脈管１０２によって送信および／または散乱されたプロービング信号１０９である。プロービング信号１０９および応答信号１０４は、音響信号、光信号、ＲＦ信号またはこれらの信号の任意の組み合わせであり得る。いくつかの実施形態において、プロービング信号供給源１０８は、エネルギー出力ステージ１２４である。エネルギー出力ステージ１２４は、組織１０１に適用された電気外科エネルギーと同じプロービング信号１０９を生成し得ることによって、電気外科処置（例えば、脈管密閉）を実行する。あるいは、エネルギー出力ステージ１２４は、組織１０１に適用された電気外科エネルギーのパラメータとは異なるパラメータを有しているプロービング信号１０９を生成し得る。
【００３７】
応答信号モニター１０５は、センサー信号またはセンサーデータを応答信号１０４に基づき生成し、センサー信号またはセンサーデータをマイクロプロセッサ１１４に送信する。マイクロプロセッサ１１４は、センサー信号またはセンサーデータを処理し、組織１０１または脈管１０２における血液循環のレベルを決定する。例えば、マイクロプロセッサ１１４は、血液循環のレベルをセンサー信号または応答信号１０４の振幅に基づき決定し得る。
【００３８】
応答信号１０４は、組織タイプに関する情報を提供し得る。例えば、応答信号１０４は、組織を結合組織、筋肉組織、神経組織、上皮組織またはこれらの組織タイプの任意の組み合わせとして識別し得る。応答信号１０４は、組織１０１内の脈管タイプも識別し得る。脈管タイプは、胆管、リンパ管および血管を含む。応答信号１０４は、組織の所与の部分に存在する血管のタイプを区別し得る。血管のタイプは、動脈、細動脈、毛細管、細静脈および静脈を含む。応答信号１０４は、組織が損傷しているか否かのような組織の状態を識別するためにも用いられ得る。
【００３９】
システム１００は、血液循環のレベルを組織パラメータまたは特性を感知することによって決定し得る。組織パラメータまたは特性は、１つの心臓周期を超える期間中に血液循環に依存する。いくつかの実施形態において、システム１００は、複数の心臓周期に対する組織パラメータまたは特性をサンプリングし得ることによって血液循環のレベルをより正確に決定する。他の実施形態において、心臓収縮に関連する心臓信号（例えば、心電図信号）がセンサー信号のパラメータと心臓信号との相関を推定するために用いられ得ることによって、血液循環のレベルをより正確に評価する。
【００４０】
図２Ａおよび図２Ｂは、ジョー部材２０３、２０４を有している図１のエネルギーベースの器具１２６の実施形態の一部を示す。ジョー部材２０３、２０４は、組織１０１および脈管１０２を把持および圧縮するように構成されている。ジョー部材２０３、２０４は、電極または接触２０５、２０６を含む。電極または接触２０５、２０６は、エネルギー出力ステージ１２４に電気的に結合されている。電極２０５、２０６は、エネルギーをエネルギー出力ステージ１２４から受け取り、エネルギーを組織１０１および脈管１０２に適用することによって組織１０１および脈管１０２を密閉する。
【００４１】
上に記載されるように、エネルギーベースの器具１２６も組織１０１の所与の体積における血液循環を推定するように構成されている。血液循環を推定するために、組織１０１の所与の体積は、まず、エネルギーベースの器具１２６のジョー部材２０３、２０４の間に把持される。ジョー部材２０３、２０４によって組織１０１に適用される圧力は、電気接触を電極２０５、２０６と組織１０１との間に提供するように選択される。しかし、組織１０１に適用された圧力の量は、組織１０１を組織密閉中に圧縮するために用いられた圧力の量より低くあり得る。次いで、プロービング信号１０９（例えば、ＲＦ信号）が組織１０１に電極２０５、２０６によって適用される。応答信号１０４（例えば、組織インピーダンス）は、１つ以上の心臓周期中に測定される。
【００４２】
心臓周期中に、血管１０２を流れる血液の圧力が変わる。結果として、組織１０１の所与の体積における相対的な血液の量も変わる。例えば、図２Ａにおいて示されるように、心臓周期の第一の部分中に、血管１０２内を流れる血液の圧力は低いレベルにあり、組織１０１の所与の体積内の血液の体積は低いレベルにある。一方で、図１Ｂにおいて示されるように、心臓周期の第二の部分中に、血管１０２内を流れる血液の圧力は高いレベルにあり、組織１０１の所与の体積内の血液の体積は、高いレベルにある。組織１０１の所与の体積内の血液の体積は、組織１０１のインピーダンスを測定することによって測定され得る。インピーダンスは、プロービング信号１０９を組織１０１に適用することと、応答信号１０４を感知することとによって測定され得る。
【００４３】
心臓周期中、組織の所与の体積における血液の体積は減るので、力がジョー部材２０３、２０４に適用されることによってジョー部材２０３、２０４の間の距離を増やす。いくつかの実施形態において、システム１００は、運動センサーを含む。運動センサーは、ジョー部材２０３、２０４の間の距離における変化を感知するように構成されている。この距離情報は、組織１０１の所与の体積内の血液循環のレベルを推定するために応答信号１０４と一緒に用いられ得る。
【００４４】
上に記載したように、プロービング信号１０９が脈管に適用される。応答信号１０４は、時間にわたり測定されることによって、組織１０１および／または脈管１０２を識別または組織１０１および／または脈管１０２のパラメータを決定する。応答信号１０４は、組織１０１の電気インピーダンスの周波数および振幅を含み得る。電気インピーダンスの周波数が心臓収縮の周波数に相関する場合、脈管１０２は、血管として識別される。脈管が血管として識別された場合、電気インピーダンスの振幅は血液循環のレベルを示し得る。
【００４５】
図３は、組織３０２の実験的に測定されたインピーダンス対時間を示すグラフである。グラフは、組織インピーダンスをオームで示すｙ軸３１１と、時間を秒で示すｘ軸３１２とを有している。図３において示されるように、測定されたインピーダンス３０２は、心臓周期に従い絶えず変わる。心臓周期は、測定されたインピーダンス３０２の最大値の間の距離である。この場合、測定されたインピーダンス３０２は、約０．１オームの最高最近振幅および約０．８秒の周期（ｐｅｒｉｏｄ）（毎分７５回の心拍数に対応する）を有している。測定されたインピーダンス３０２は、心臓周期に従い変わる。なぜなら、組織１０１の所与の体積内の血液の体積は、心臓周期に従い変わるからである。換言すると、測定されたインピーダンス３０２は、組織１０１の所与の体積内の血液の体積に相関する。器具の設計に依存して、血圧の増加が把持された組織を拡張し得、結果としてジョー部材の間の組織体積が変化することもあり得る。この効果も測定されたインピーダンスにおける変動に貢献し得る。
【００４６】
図４は、図３に対応する組織の実験的に測定されたインピーダンス変動の周波数スペクトルを示すグラフである。グラフは、組織の実験的に測定されたインピーダンス変動のスペクトルパワー密度を示すｙ軸４１１と、ヘルツで周波数を示すｘ軸４１２とを有する。グラフは、心臓収縮の基本周波数４０２との高調波４０３、４０４とに関連する変調変動を示す。この場合において、心臓収縮の基本周波数４０２は、約１．２５Ｈｚ、図３の約０．８秒の心臓周期に対応する。測定されたインピーダンスはまた、呼吸４０１に関連する変動と、心臓収縮のための変動と呼吸のための変動との間の内部変調の積とを含む。
【００４７】
図５は、本開示の実施形態に従って、組織および脈管のパラメータを識別するための処理のフローダイヤグラムである。処理がステップ５０１において開始した後に、プロービング信号１０９は、ステップ５０２において組織に適用される。プロービング信号１０９は、応答信号１０４を生成するために、組織と相互作用する。ステップ５０４において、応答信号１０４は、２つの連続の心臓収縮の間の間隔と等しい間隔、またはより長い間隔にわたって監視される。応答信号は、例えば、エネルギーベースの組織密閉器具を用いて、１０ｋＨｚと１０ＭＨｚとの間の範囲内の周波数において監視され得る。
【００４８】
次に、ステップ５０６において、応答信号１０４の振幅が決定される。応答信号１０４の振幅は、心臓収縮の周波数、または心臓収縮の周波数の高調波において決定され得る。次に、ステップ５０８において、組織の血液循環のレベルは、応答信号１０４の振幅に基づいて決定される。他の実施形態において、応答信号１０４の振幅および位相は、組織の血液循環のレベルを決定するために分析される。最後に、処理がステップ５１１において終了する前に、ステップ５１０において、組織パラメータは、血液循環のレベルに基づいて決定される。
【００４９】
いくつかの実施形態において、図１のプロービング信号供給源１０８は、組織の異なる部分にプロービング信号を適用する。次に、応答信号モニター１０５は、応答信号のパラメータを監視し、マイクロプロセッサ１１４は、応答信号に基づいて、組織の異なる部分の血液循環のレベルを決定する。マイクロプロセッサ１１４はまた、組織の異なる部分の血液循環のレベルに基づいて、組織のパラメータを決定し得る。
【００５０】
図６は、本開示の他の実施形態に従って、組織および脈管のパラメータを識別するための処理のフローダイヤグラムである。図５におけるように、処理がステップ６０１において開始した後に、プロービング信号１０９は、ステップ６０２において組織に適用される。プロービング信号１０９は、応答信号１０４を生成するために、組織と相互作用する。ステップ６０４において、応答信号１０４は、２つの連続の心臓収縮の間の間隔と等しい間隔、またはより長い間隔にわたって監視される。加えて、心臓収縮に関連する心臓信号が、ステップ６０６において監視される。ステップ６０８において、応答信号１０４と心臓信号とが相関される。次に、ステップ６１０において、組織の血液循環のレベルは、応答信号１０４と心臓信号とを相関させた結果に基づいて決定される。最後に、処理がステップ６１３において終了する前に、ステップ６１２において、組織パラメータは、組織の血液循環のレベルを決定した結果に基づいて決定される。前述のように、組織パラメータは、組織タイプ、例えば、結合組織、筋肉組織、神経組織、または上皮組織を含み得る。
【００５１】
本開示の例示的な実施形態は、添付の図面を参照して本明細書において説明されているが、本開示は、それらの明確な実施形態に限定されないことと、さまざまな他の変化および変更は、本開示の範囲または精神から逸脱することなしに、当業者によって例示的な実施形態においてもたらされ得ることとが理解されるべきである。
【符号の説明】
【００５２】
１００  システム
１０１  組織
１０２  脈管
１０４  応答信号
１０５  応答信号モニター
１０８  プロービング信号供給源
１０９  プロービング信号
１１２  センサー
１１４  マイクロプロセッサ
１１６  ユーザーインターフェース
１１８  ディスプレイ
１２２  電力供給部
１２４  エネルギー出力ステージ
１２６  器具
【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４】
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【図５】
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【図６】
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