JP5615359B2 - 粒子の削減または除去に関する改善 - Google Patents

Description

この発明は、外科的処置の最中または後における粒子の削減あるいは除去に関し、限定的ではないが特には、腹腔鏡または他の体内手術または観血的手術のような治療の最中または後における粒子の削減あるいは除去に関する。

この明細書において、粒子、煙、煙粒子の用語及び関連する用語は、熱又は低温によって形成された浮遊する液滴を含み、大気中で浮遊するいかなる粒子、微粒子、物質をも包含するように意図される。

煙粒子のような粒子は、外科的処置の最中にしばしば生成される。例えば、切削のために電流が組織を通過する場合、摩擦切削が採用される場合、レーザーにより生成される光のような強い光が使用される場合に、あるいは多量のエネルギーを使用するあらゆる技術で、熱が生成され得る。

このように生成された煙粒子は、手術時に外科医の視界を不明瞭にし、危険なものとなり得る。従来の外科が使用される場合、煙除去方法の発展は、真空の手段により煙を除去することに関して集中しており、その後、手術室の外部から煙を排出すること及び／又は煙粒子を濾過して取り除くことに集中していた。腹腔鏡の手術が行なわれる場合、関係している患者の身体の領域を膨張させるために、アクセス・ポート経由でガスが患者に導入される。例えば透熱療法又は電気手術的な切除に着手する場合、吹き込まれた領域で生成された煙は、吸い出され、続いて濾過され得る。かかる煙粒子は、濾過排出されるべきであるが、しばしば、実際上、そうならない。そのような真空煙除去のためのフィルターは高価である。しばしば、煙は、多くの処置において残されて、手術室内に広がる。

凍結手術が使用される場合さえ、局所的な大気中で保留される冷凍の蒸気、小滴、あるいは物質が霧のように生成され得る。この霧は、また、本明細書で用語「粒子」により包含されるように意図される。かかる霧もまた、外科医の視界を不明瞭にし得る。

本発明者は、浮遊された粒子の削減または除去への異なるアプローチが必要であることに気付き、また、本発明の実施の形態は、上に言及された問題に取り組む。

第１の側面によれば、本発明は、外科的処置に起因し局所的な大気中で保留される粒子の削減及び除去のための装置であって、各々が高電圧直流の電源の反対極に電気的に連通または電気的に接続可能な２つの電極を含み、第１の電極は、前記処置を受ける患者の身体に電気的に接続可能であり、第２の電極は、絶縁性の延びたシールドを通るように長くされた導電ロッドを含み、該ロッドは、露出された末端を有することによって、前記第２の電極が前記外科的処置の部位の近くに配置可能であり、前記２つの電極は、使用時に前記第１の電極が前記身体に接続され前記第２の電極が前記外科的処置の部位の近くに配置されて前記高電圧直流の反対極と連通する場合に、前記粒子を患者または第２の電極へ引きつけるために、前記粒子をイオン化する装置である。

実施の形態では、第１の電極は、患者の皮膚と直接又は間接に接触するための少なくとも１つの導電性のパッドを含む／から成る。

実施の形態では、第２の電極は、外科用器具または工具に搭載される又は搭載可能な、少なくとも一の電気的導電素子を含む／から成る。

実施の形態では、第２の電極は、使用時に前記粒子を生成可能な外科用器具の一部を形成する。

好ましくは、電気的に絶縁された前記シールドは、第２の電極と患者の間の電気的な接触を防ぐ。

好ましくは、シールドは、空洞部及び空洞部の開口を有し、空洞部は開口からの気体の流れを引き起こすために加圧される。これは、第２の電極を実質上異物がなく維持することを支援する。

二者択一で、または付加的に、加圧されたシールド、第２の電極は、ワイパーを含む。このワイパーは、第２の電極での異物を除去することを支援する。

実施の形態において、高電圧は、略１ｋＶから略３０ｋＶまで、望ましくは略４ｋＶ乃至７ｋＶの範囲内の電気的な供給である。

実施の形態において、電圧源は、電流調整器を含む。かかる電流調整器は、高電圧源を通過する電流の流れの量を制限することが想定される。

本発明は、ここに記述され又は図示された特徴の任意の組み合わせで新規なものにまで及ぶ。

本発明は多様な方法で実行することができ、以下は図面を参照して一例のみが記述される。
患者の腹部から煙粒子を除去または削減するための第１の配置を示す図である。 患者の腹部から煙粒子を除去または削減するための第２の配置を示す図である。 第２の配置で使用するための電極の配置を示す図である。 電極の異なる実施の形態を示す図である。 電極の異なる実施の形態を示す図である。 電極の異なる実施の形態を示す図である。 電極の異なる実施の形態を示す図である。 電極の異なる実施の形態を示す図である。 本発明のさらなる適用を示す図である。 本発明のさらなる適用を示す図である。

図１を参照すると、腹腔鏡の手術をしている患者Ｐが示される。器具１０は、腹腔鏡のアクセス・ポート９０経由で吹き込まれた腹部Ａに挿入され、患者Ｐの腹部Ａの中で組織Ｔの除去のために使用されている。器具１０は、電源供給経路９２に沿って電力が供給される。器具１０は、煙粒子Ｓを生成している。この説明において、煙粒子の用語は、粒子、蒸気、及び、腹部Ａ内の大気中で混合または保留される他の物質を含むことに留意すべきである。上述された特徴は従来通りである。

装置１００は、腹部Ａから煙Ｓを削減または除去するために提供される。かかる装置は、高電圧直流電源１１０と、絶縁導体１２０及び１３０と、導電性パッド１４４の形状での第１の電極１４０と、第２の電極１５０と、を含む。第２の電極の最も単純な形式は、線材が患者Ｐに対して間違って触れられるのを防ぐために部分的に絶縁される導電性の線材（ロッド）１５４であるが、第２の電極の構造の例が以下に挙げられる。

使用時には、第１の電極の導電性パッド１４４は、導電性のゲル１４８を使用し、絶縁導体１２０により高電圧源の正極に電気的に接続されて、患者Ｐの脚部、あるいは他の体の部位に付けられる。その後、患者の体は、正に帯電されるようになる。

第２の電極１５０は、絶縁導体１３０を通じて高電圧源１１０の負極に接続される。第２の電極は、図１で概略的に示された特注の導入装置９６を通って、あるいは従来の樹脂の腹腔鏡のアクセス・ポート９０を通って、腹部Ａに挿入されることができる。

第２の電極は、負に帯電され、一般に認められた理論と一致して、電子の流れを患者の体の壁部Ｗに送る。さらに、一般に認められた理論と一致して、電子は、煙粒子の原子のうちの幾らかに付着して当該原子に陰イオンを形成させ、そのために、腹部の正に帯電した壁部に引きつけられる。したがって、煙粒子Ｓは、腹部Ａの正に帯電した壁部Ｗの方へ引きつけられ、それらは、そこで付着し、その後、外科的処置の終わりに洗い流される。

図２は、上述された配置１００に類似する配置１０１を示し、類似の部分には類似の参照数字を有し、また、動作について同一のイオン化原理が使用される。但し、この第２の配置では、第２の電極１５０は外科の切開器具１５に組み入れられる。

器具１５は、修正された電気外科的装置であって、切開領域での切開及び焼灼のために、１０〜１００ＭＨｚの周波数を有する高周波電流源１１５を使用し、患者を通過して器具の先端で熱を生成するジアテルミー装置としても知られている。交流電流は、それぞれ、コンダクタ１２２及び１３２に沿って、パッド１４４及び器具１５を通過する。外科医が電流のスイッチを入れて患者に触れる場合、電流回路が完成し、組織の局所的なインピーダンスが生成される熱に帰着するので、組織Ｔの切開が実行される。コンダクタ１２２及び１２０がこの実例中の同一の経路１２４を共有し、コンダクタ１２０が接続部１２６によってコンダクタ１２２に接続されることに注意すべきであろう。

第２の電極１５０は、器具１５に搭載され、絶縁導体１３０によって直流高電圧が供給される。

図３は、電気外科的器具１５についてのより大規模な図を断面で示す。かかる器具は、ハンドル１６、本体部１８、切削ヘッド２０、及び本体部１８の中心に適合されたコンダクタ１３２を含んでいる。使用時に、外科医は、この器具をアクセスポート９０に挿入する。電流が供給され、切削ヘッド２０が組織Ｔに係合する場合、当該組織の切除を遂行することができる。この処置は、上述されたようなイオン化によって除去又は削減されることができる煙Ｓを生成する。

電極１５０は、器具１５の本体１８に適合される。電極１５０は、尖った先端部２４を有する導電性ロッド２２、及び先端部２４と患者Ｐとの間の直接の接触を防ぐシールド２６を含む。この電極は、さらに、ガス供給路３２によって気圧調節することができるキャビティー３０を有するハウジング部２８を含む。気圧調節されたガスは、ハウジング部２８の開口部３４で抜け出ることができる。このガスの流れは、開口部３４に異物が入るのを防ぐことを助ける。さらに、ワイパー３６は、開口部３４に進入する全ての異物を取り除くために、プッシャー３８によってハウジング部２８の内部から開口部３４の方に進めることができる。

腹部Ａから煙を除去することが望まれる場合、高電圧直流供給のスイッチをオンにして電子Ｅの流れが生成されることができる。上述したように、電子の効果は、局所的な大気中で保留されたあらゆる粒子または物質をイオン化して、上述のように正に帯電された患者に引きつけられるイオン化された粒子などを引き起こすことである。かかるイオン化は、電気外科の処置の最中又は後に生じることができる。

図４乃至図８は、それぞれ、第２の電極１５０の変更された先端部を示す。図４で、電極１５０は、電気的に絶縁するシールド２６と、鋭い先端部２４を備えた内部に空洞のあるカニューレの形状である。非導電性のロッド２２は、空洞のある電極１５０の内腔を貫いて伸び、先端部２４を越えて伸びる。ロッド２２の丸みを帯びた先端部２５は、鋭い先端部２４によって引き起こされた患者への不測の損傷のいかなる危険も最小限にする役目をする。使用時に、患者Ｐに小さな切開がなされ、電気的に絶縁するシールド２６を経皮的に導入するために使用することができる。続いて、電極１５０は、絶縁するシールド２６の内腔を通って挿入されることができる。

図５は、電気的に絶縁するシールド２６によって覆われた鋭い先端部２４を含む更なる電極１５０の先端部を示す。この場合、シールドは、帯電された空気分子を流すための入口と出口をそれぞれ供給する、一連の入口開口部２１及び出口開口部２３を有している。開口部２１及び２３は、例証目的のみのためのものであり、使用時の装置の性能及び安全性を最大限にするために異なるサイズ及び構造とすることができる。

図６は、先端部２４及びシールド２６を有する導電性のロッド２２を含むさらなる電極１５０を示す。かかるシールドは、先端部２４を覆って、使用時に先端部２４によって引き起こされる意図しない外傷から患者を保護する、コイルばね状の構造２７で終了する。１つの型では、ばね２７は、導電性でなく、また単独で、先端部２４を露出するための挿入に対して後退させることができる、前記保護用のシールドとして機能し、一方、別の型では、ばね２７は、電子を生成する際に電極の性能を改善するために導電性とされ得るが、先端部２４を露出することに対して後退させることができるものである必要はない。この別の型の構造において、イオンを形成するための電子を放出するのはコイル状の構造である。

図７は、電子を流すことでイオンを生成するために、シールド２６及び先端部２４の他に、改善された表面を提供するステンレス鋼ファイバーのような複数の細い毛髪状の導体素子を含む、さらなる電極１５０を示す。ファイバー２９は、シールド２６の内腔への挿入によって先端部２４を患者に挿入させるための弾性を備えている。シールド２６は、電極の全幅を収容するための十分な広さを有することができ、あるいは、ファイバーは、挿入の間は押し込まれるが、シールド２６の端部を越えて伸びる場合、元の位置に跳ね返ることができる。

図８は、正に帯電する加速器リング３１を組み込んだ、さらなる電極の実施形態を示す。この加速器リング３１は、イオンを意図した流れの方向に、この例では第２の電極１４０の方へ引き寄せることにより、電極１５０の性能を向上させる。

図９は、粒子、例えば体外の手術部位Ｙから煙粒子を削減又は除去するための配置を示す。この例では、電極１４０は、最良の結果を得るために、通常、電極１５０の軸Ａに配置される。この配向では、イオンを生成する電子Ｅの流れは、部位Ｙで手術器具１０によって生成された煙粒子Ｓと一致するように、手術部位Ｙの上に移動される。この実施の形態では、電極１４０は、その表面へ粒子を引き付けるだろう。電極１４０は、様々な形態、例えば、使用後に洗浄することができるニッケル・ガーゼや、導体材料のマット（例えば導電性の炭素スラリーで覆われた任意のプラスチックファイバー）や、あるいは金属板とすることができる。どんな場合も、患者は導電性パスとして使用されないことは明白であり、したがって、煙粒子は電極に直接引き付けられる。使用後に、電極１４０は、再使用のために洗浄及び殺菌されるか、あるいは消耗アイテムとして処分することができる。

図１０は、経路１３０による柔軟なシリンダー供給の形態での代替的な電極１４０を示す。かかるシリンダーは、例えば外科のアクセスポート９０を通って患者に挿入されることができる。煙粒子が図１０に示す電極１４０に直接引きつけられることが意図され、それゆえ、電極が除去される場合、煙粒子が処分され又は清潔にされることができ、その結果、電極に引きつけられた煙粒子は、外科的処置に続いて患者の体腔から取り除かれる。

ここに規定された本発明の範囲内で多くの修正、変形及び改善が可能であることは熟練した読者に明白であろう。例えば、示された最初の２つの配置は体内であるが、同様の方法は、図９で示される体外の処置の間に使用することができる。図１及び２では、イオン化された粒子などが患者に引きつけられるように、患者は正に帯電された。もしも図示された配置での極性が逆にされれば、粒子などは、電極１５０に引きつけられるものであり、そして、例えば、ワイパー３６或いは同様の装置の使用が必要な場合、電極から拭き取ることができる。

最高３０ｋＶまでの直流電圧が使用できるが、より低電圧であっても十分である。例えば、直列抵抗の形態での電流制限調整器では、約５ｋＶ或いは６ｋＶの電圧が構想される。適切で合理的な定電圧が好ましいが、特に、本装置が電気的に駆動される手術用具と共に使用され、電流反転がない条件であれば、変動する電圧を使用し得る。この説明において、「直流」（ｄｃ）は、回路中の一方角にのみ電流を提供するようにバイアスがかけられることにより、周期的に振動すること、又はノイズの多い電圧を含めるように意図される。イオン化放射は、上述された配置において、電気的な電位差を使用して生成されるが、放射の他の形態として、放射性物質からの放射のような使用であってもよい。イオン化された粒子の患者への引きつけは、その後、患者を接地することによって達成される。

本発明は、図２で示すように、粒子除去装置を配置することによって任意の単極の電気外科の装置に組み入れられることができ、或いは、患者に戻る（第１の）電極を使用しない、つまり患者を通る電流経路を要求しない双極性の電気外科の装置が使用される場合に、あるいは任意の他の粒子生成装置に、図１で示される配置で使用されることができる。加えて、切削等のための電気的なエネルギーを用いない装置を使用し得るし、それらの結果として得られた粒子生産物は、上述された装置、例えば、レーザー装置、または組織の切削及び密封を同時に使用できる超音波を動力とする切削用具（高調波メス）の使用により、除去または削減されることができる。冷凍外科の装置もまた使用し得る。さらに、図１で示されるアクセス・ポート９０又は同様のポートに、電極のうちの１つを組み込むこともできる。

幹線電力供給は、高電圧の生成のために使用されるように意図されるが、再充電可能な蓄電池によって取り替えられ得る、或いは補完され得る。かかる幹線／バッテリー電力供給またはコンダクタ１３０は、一定とすることができるし、或いは、手動制御を提供するために、外科医あるいは外科医の補助者により操作可能なスイッチ、例えば親指で操作されるスイッチやフット・ペダルによって、遮断されることもできる。

安全性を改善するために、高電圧回路の中で移動する電流をモニターするための制御手段が提供されるであろうことが想定され、かかる制御手段は、例えば第２の電極が患者の身体に触れたところで、万一、当該回路が短期間で急速に電流増加した場合、つまり、万一、短絡現象が検知されれば、電流の流れを非常に素早く止めるだろう。これは、患者に対する不慮の電圧衝撃を回避または縮小するであろう。加えて、増加したインピーダンスをモニターし、それによって、阻止された電子放出を検知することが可能である。

第２の電極１５０の導電部の軸、例えば導体素子２２が、第１の電極１４０に向けられる場合、装置が粒子の除去または削減のために最良に作動することが分かった。これは、通常、第１の電極を患者の手術部位に隣接して配置することにより、腹部の腹腔鏡手術で達成することができる。さらに、第２の電極の先端部が少なくとも５ｍｍ露出されるか、手術室の大気に対して開かれている場合、パフォーマンスが改善されることが分かった。随意に、かかる電極は使い捨てである。

Claims (12)

1. 外科的処置に起因し局所的な大気中で保留される粒子の削減及び除去のための装置であって、
   各々が高電圧直流の電源の反対極に電気的に連通または電気的に接続可能な２つの電極を含み、第１の電極は、前記処置を受ける患者の身体に電気的に接続可能であり、第２の電極は、絶縁性の延びたシールドを通るように長くされた導電ロッドを含み、該ロッドは、露出された末端を有することによって、前記第２の電極が前記外科的処置の部位の近くに配置可能であり、
   前記２つの電極は、使用時に前記第１の電極が前記身体に接続され前記第２の電極が前記外科的処置の部位の近くに配置されて前記高電圧直流の反対極と連通する場合に、前記粒子を患者または第２の電極へ引きつけるために、前記粒子をイオン化すること
   を特徴とする装置。
2. 前記第１の電極は、患者の皮膚と直接又は間接に接触するための少なくとも１つの導電性のパッドを含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記第２の電極は、外科用器具または工具の一部を形成する、あるいは外科用の器具または工具に搭載される、少なくとも一の電気的導電素子を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記外科用器具または工具は、使用時に前記粒子を生成することができることを特徴とする請求項３記載の装置。
5. 電気的に絶縁された前記シールドは、前記第２の電極と患者との電気的な接続を防ぐことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の装置。
6. 前記シールドは、シールド内へ空気を導入する及びシールドから空気を退出させるための開口部を有することを特徴とする請求項５記載の装置。
7. 前記第２の電極は、電極の先端部を越えて位置した逆帯電した加速器を含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか記載の装置。
8. 前記シールドは、空洞部及び前記空洞部の開口を有し、前記空洞部は前記開口からの気体の流れを引き起こすために加圧されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか記載
9. 前記第２の電極は、第２の電極での異物を除去するためのワイパーを含むことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の装置。
   の装置。
10. 前記高電圧は、１ｋＶから３０ｋＶまでの範囲内の電気的な供給であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の装置。
11. 前記高電圧は、４ｋＶ乃至７ｋＶの範囲内の電気的な供給であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の装置。
12. 前記高電圧直流の電源を通過する電流量を制限する電流調整器を含むことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の装置。