【発明の詳細な説明】
組織の保持及び密封を同時に行なう装置
発明の背景
本発明は、皮膚又は他の器官表面の切開部の縁部を密接するように引き寄せ且
つ保持してシームを形成し、同時に該シームに熱エネルギを差し向けて組織中の
蛋白質を変性させることにより、切開部を密封する方法及び装置に関する。
熱エネルギに変換される光エネルギは、生物学的組織を、変性した蛋白様物質
に変換して、治癒及び創傷閉鎖を容易にするのに使用されている。この治癒技術
は、一般に、レーザ組織溶着と称されている。このようなレーザ組織溶着法の例
が、米国特許第4,672,969号、第4,854,320号、第5,002,051号及び第5,140,984号
に開示されている。これらの方法は、創傷の近傍の密接組織に光エネルギを供給
する。熱エネルギのこの適用はコラーゲンを含む組織蛋白質を変性させ、これに
より細胞壁が破壊されて、細胞間液と細胞内液とが混合される。付加的な熱は、
一体結合するこの蛋白質液を更に変性させ、「生物学的接着剤(blologlcal glue
)」に似た何らかの物質を創成する。
光エネルギによる創傷閉鎖の従来の多くの方法では、熱エネルギは、光ファイ
バを介して、修復すべき組織に供給される。一般に、光ファイバの一端は、光エ
ネルギを創傷部位に供給するレーザに連結されている。光ファイバの他端は、一
般に、組織から所定距離（該距離は組織の種類に依存）だけ間隔を隔てている。
レーザの付勢及び除勢は、フットペダル又は手持ち形装置により行なわれる。光
エネルギの強度及び照射時間等のパラメータは、加熱される実質的に全ての組織
が所定の非破壊的温度まで上昇するように制御される。所定最低温度とは、組織
が変性蛋白様物質に変換される温度であり、所定最高温度とは、組織中の水が沸
騰する温度である。
組織溶着法にとって重要なことは、修復すべき組織の縁部を密接させる必要が
あるということである。組織の縁部を近接又は密接させることによって、変性組
織の構成要素が、組織融合が生じる細胞間マトリックスを形成する。或る皮膚組
織の種類は、光エネルギを適用して縁部を密封するときに、精度を必要とする。
現行の皮膚組織溶着法の欠点は、精度を確保するため、光エネルギをゆっくりと
且つ入念に照射しなくてはならず、従って光エネルギの照射時間を増長させるこ
とである。
レーザ組織溶着法の他の欠点は、切開部を閉じるに際し、外科医が切開部に沿
う連続位置で溶着するときに、レーザ組織溶着手術がむやみに長くなってしまう
ことである。この溶着法は、溶着のためのエネルギを差し向ける光ファイバの遠
位端部を、修復すべき組織又は領域に対して所定距離を隔てて置かなければなら
ないため、複雑である。光ファイバの遠位端部が、密封又は修復すべき領域から
所定距離にない場合には、組織の温度が、適正組織融合を行なうための上記所定
温度範囲外の温度に加熱されてしまう。
発明の要約
本発明の目的は、組織を修復する改善された方法及び装置を提供することにあ
る。
本発明の他の目的は、レーザ溶着エネルギを通し且つ密封又は融合すべき組織
に差し向けられる装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、高効率且つ短時間で組織を密封すべく、生物学的組織の
近傍の変性蛋白質のための蛋白様フレームを形成する装置を組織に隣接して配置
することにある。
本発明の他の目的は、組織の表面上に装置を置き且つ切開部のシームに沿う領
域にエネルギを供給することにより、切開部又は病変部を有する組織を修復する
ことにある。
本発明の他の目的は、組織の最終温度が正確に維持されるように、組織にエネ
ルギを供給する媒体との間に常時適正距離を維持しながら、超音波又は熱源等の
任意のエネルギ源を用いて組織を修復することにある。
本発明の更に他の目的は、シームを形成すべく切開部の縁部が密接するように
移動させ且つシームに沿って加熱する間に縁部を整合した状態に維持することに
より、組織の切開部を密封することにある。
上記及び他の目的は、第１細長部材を有し、該第１細長部材が第２細長部材と
回動係合して開閉するクランプを形成するように構成された組織密封装置により
達成される。両細長部材は、クランプが閉じるときに、シームを形成するために
、組織を掴み且つ組織の縁部を密接するように引っ張るようになった表面をもつ
縁部を備えている。エネルギ源は、接着性蛋白様物質を形成すべく組織を加熱で
きるエネルギを供給する。エネルギ源は、両細長部材のうちの少なくとも一方の
部材により支持され且つ組織を加熱するエネルギを透過する材料の層に光学的に
連結される。組織の縁部が引っ張られて閉じる、あるいは密接されると、供給器
具は、エネルギ源からのエネルギを、エネルギ源を組織から隔てることができる
透過性材料の層又はポートホールを通して、組織のシームに差し向ける。材料の
層は、エネルギ源からのエネルギが組織に差し向けられるときに、供給器具と組
織のシームとの間に所定距離を維持する厚さを有する。
図面の簡単な説明
第１図及び第２図は、組織の密封及び保持を同時に行なう装置の斜視図であり
、第１図は組織を保持している装置を示し、第２図は組織を掴む前の装置を示す
。
第３図は、第１図の３−３線に沿って破断した正面図である。
第４図は、第１図の装置の平面図である。
好ましい実施例の説明
第１図及び第２図には組織を溶着する装置１０が示されており、該装置１０は
、供給器具１４の近位端部に光学的に連結されるエネルギ源１２を有している。
供給器具１４の遠位端部はクランプ１６に連結される。クランプ１６は、組織１
８と係合し、病変部すなわち切開部２４の縁部２０、２２を密接するようにして
一体に引っ張り、シーム２６を形成する。ひとたび係合したならば、エネルギ源
１２からの光エネルギが、器具１４及びクランプ１６を通してシーム２６に供給
される。光エネルギは、組織１８を接着性蛋白様物質に加熱してシーム２６を密
封するのに充分な大きさ及び時間で適用される。
第１図〜第４図に示すように、クランプ１６は第１細長部材２８を有し、該第
１細長部材２８は、ロッド３０を介して第２細長部材３２に枢着されている。ロ
ッド３０及び両部材２８、３２には、クランプを閉じるために、スプリング（図
示せず）を取り付けてもよい。第１細長部材２８及び第２細長部材３２は、組織
１８の表面と係合する縁部３４、３６をそれぞれ有している。縁部３４、３６は
互いに、またシーム２６に対し平行に延びる。両部材２８、３２の一端には、使
用者がロッド３０上で両部材２８、３２を回転させることを可能にするハンドル
４０、４２が連結されている。
透過性材料４４が、両部材２８、３２の間で、ロッド３０に対し平行に延び且
つ連結されている。材料４４は、シーム２６を密封すべく供給器具１４を通して
放射されるエネルギに対して透明である。この材料４４は２つの機能を有してい
る。第１の機能は、組織１８の両縁部２０、２２が密接するようにして引っ張ら
れるとき、組織１８が材料４４と接触し且つ組織の両縁部を整合した状態に保持
することである。これにより、材料４４は、組織の両縁部２０、２２が過度に外
転すなわち反転することを防止する。第２の機能は、材料４４が、器具１４の遠
位端部と組織１８の表面との間に適正な間隔を維持することである。適正間隔を
維持することにより、組織１８は、該組織が変性する最低温度と組織が沸騰する
最高温度とにより定められる所定温度範囲に正確に加熱される。
組織１８が皮膚である場合の透過性材料４４の好ましい厚さを下記の表Ｉに要
約する。これらのパラメータは決して排他的なものではない。すなわち、変更例
には他のパラメータを使用できるし、この表は好ましい実施例を例示するに過ぎ
ない。
材料４４を通してエネルギを差し向けるのではなく、供給器具１４が、この遠
位端部を組織１８から離すことができる、材料４４に設けられたポートホール５
２（第３図）を通してエネルギを適宜、差し向けてもよい。別の実施例では、供
給器具１４が組織１８と直接接触するように材料４４内に配置することもできる
。
エネルギ源１２は、約1.2〜1.4マイクロメートルの干渉光エネルギ源を発する
レーザエネルギ源であることが好ましい。エネルギ源１２は、フットアクチベー
タ、５０又はハンドル４０又は４２に取り付けられたスイッチ（図示せず）によ
り、作動可能又は作動不能にすることが好ましい。
供給器具１４の遠位端部は材料４４とロッド３０との間に位置決めされる。エ
ネルギ源１２に連結される供給器具１４は、その遠位端部で側方発射(side firi
ng)できる光ファイバケーブルであることが好ましい（図４参照）。供給器具１
４として側方発射ケーブルを示したけれども、端部発射ケーブルを使用すること
もできる。
装置１０の作動中、クランプ１６は、供給器具１４の遠位端部が切開部２４と
整合するようにして切開部２４上に位置決めされる。ひとたび位置決めされたな
らば、ハンドル４０、４２は、部材２８、３２の縁部が組織１８の表面と係合す
るように使用者により回転される。ハンドル４０、４２は回転し続けられ、組織
の縁部２０及び２２が互いに密接し且つ材料４４と接触するようにして、該組織
を引き寄せる。
組織の縁部２０、２２がひとたび密接し且つ材料４４と接触すると、フットア
クチベータ５０を押し下げてエネルギ源１２を作動可能にする。エネルギ源１２
からの熱エネルギは、供給器具１４及び材料４４を通って組織１８のシーム２６
に供給される。供給器具１４は、材料４４を通して且つシーム２６の全長に沿っ
てエネルギを供給することが好ましい。
別の方法として、器具１４が熱エネルギをシーム２６の一部に供給し、次いで
、クランプ１６を開き、シーム２６上の新たな位置に移動する。ひとたび新たな
位置に位置決めされると、クランプ１６を閉じて、この新たな位置で組織１８の
縁部２０、２２を密接させ、次に、熱エネルギを新たなシーム２６の位置に供給
して、切開部２４を密封する。
エネルギ源からの熱エネルギは、組織１８を所定の非破壊温度範囲まで加熱す
るのに充分な大きさ及び照射時間で供給される。この温度範囲は、組織が変性蛋
白様物質を形成する最低温度と、組織中の水が沸騰する最高温度とにより定めら
れる。組織１８が加熱される好ましい最高温度は、組織の収縮が生じる温度より
僅かに低い。
組織１８がひとたび所定の非破壊的温度範囲に加熱されたならば、フットアク
チベータ５０を押し下げてエネルギ源１２を作動不能にする。次いで、ハンドル
４０及び４２によって部材２８、３２を回動させることにより、クランプ１６を
開き、組織１８を解放する。
以上、好ましい実施例について説明した。当業者ならば、本明細書を読むこと
により、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく種々の変更を思いつくであ
ろう。しかしながら、本発明は、請求の範囲の記載によってのみ制限を受けるも
のである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Background of the Invention Device for Simultaneously Holding and Sealing Tissue BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention draws and holds the edges of an incision in the skin or other organ surface in close contact to form a seam, At the same time, it relates to a method and device for sealing the incision by directing heat energy to the seam to denature the proteins in the tissue. Light energy, which is converted into heat energy, is used to convert biological tissue into denatured proteinaceous material to facilitate healing and wound closure. This healing technique is commonly referred to as laser tissue welding. Examples of such laser texture welding methods are disclosed in US Pat. Nos. 4,672,969, 4,854,320, 5,002,051 and 5,140,984. These methods deliver light energy to the close tissue near the wound. This application of heat energy denatures tissue proteins, including collagen, which destroys the cell wall and mixes the intercellular fluid with the intracellular fluid. The additional heat further denatures the protein solution that binds together, creating some substance that resembles a "blologlcal glue." In many conventional methods of light energy wound closure, thermal energy is delivered to the tissue to be repaired via an optical fiber. Generally, one end of the optical fiber is coupled to a laser that delivers light energy to the wound site. The other end of the optical fiber is generally separated from the tissue by a predetermined distance (the distance depends on the type of tissue). Energization and de-energization of the laser is done by a foot pedal or a handheld device. Parameters such as the intensity of light energy and irradiation time are controlled so that substantially all heated tissue rises to a predetermined non-destructive temperature. The predetermined minimum temperature is a temperature at which the tissue is converted into a denatured protein-like substance, and the predetermined maximum temperature is a temperature at which water in the tissue boils. What is important for the tissue welding method is that the edges of the tissue to be repaired need to be in close contact. By bringing the edges of the tissue in close proximity or intimately, the denatured tissue components form the intercellular matrix in which tissue fusion occurs. Certain skin tissue types require precision when applying light energy to seal the edges. A drawback of current skin tissue welding methods is that light energy must be applied slowly and carefully to ensure accuracy, thus increasing the duration of light energy application. Another drawback of the laser tissue welding method is that the laser tissue welding procedure is unnecessarily long when the surgeon welds in successive positions along the incision during closure of the incision. This welding method is complicated by the fact that the distal end of the optical fiber, which directs the energy for welding, must be placed at a distance from the tissue or area to be repaired. If the distal end of the optical fiber is not within a predetermined distance from the area to be sealed or repaired, the tissue temperature will be heated to a temperature outside the above predetermined temperature range for proper tissue fusion. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide improved methods and devices for repairing tissue. Another object of the present invention is to provide a device that is transparent to the laser welding energy and directed to the tissue to be sealed or fused. Another object of the present invention is to place a device adjacent to a tissue that forms a protein-like frame for denatured proteins in the vicinity of biological tissue in order to seal the tissue with high efficiency and in a short time. . Another object of the present invention is to repair tissue having an incision or lesion by placing the device on the surface of the tissue and delivering energy to the area along the seam of the incision. Another object of the present invention is to maintain any proper distance to the medium supplying energy to the tissue at all times, such as ultrasonic or heat sources, so that the final temperature of the tissue is accurately maintained. To repair the tissue. Yet another object of the present invention is to dissect tissue by moving the edges of the incision intimately to form a seam and maintaining the edges in alignment while heating along the seam. It is to seal the part. The above and other objects are accomplished by a tissue sealing device having a first elongate member configured to pivotally engage a second elongate member to form a clamp that opens and closes. . Both elongate members include an edge having a surface adapted to grasp tissue and pull the edge of the tissue in close contact to form a seam when the clamp is closed. The energy source supplies energy that can heat the tissue to form the adhesive proteinaceous material. The energy source is optically coupled to a layer of energy permeable material supported by at least one of the elongate members and heating tissue. When the edge of the tissue is pulled closed, or brought into close contact, the delivery device transfers energy from the energy source to the tissue seam through a layer or port hole of permeable material that can separate the energy source from the tissue. Send. The layer of material has a thickness that maintains a predetermined distance between the delivery device and the tissue seam when energy from the energy source is directed into the tissue. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIGS. 1 and 2 are perspective views of a device for simultaneously sealing and holding tissue, FIG. 1 showing a device holding tissue, and FIG. 2 grasping the tissue. Shows the previous device. FIG. 3 is a front view taken along the line 3-3 of FIG. FIG. 4 is a plan view of the device of FIG. DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A tissue welding device 10 is shown in FIGS. 1 and 2 which includes an energy source 12 optically coupled to the proximal end of a delivery instrument 14. Have The distal end of the delivery device 14 is connected to the clamp 16. The clamp 16 engages the tissue 18 and pulls together the edges 20, 22 of the lesion or incision 24 in close contact to form a seam 26. Once engaged, light energy from energy source 12 is delivered to seam 26 through instrument 14 and clamp 16. The light energy is applied for a sufficient amount and time to heat the tissue 18 to the adhesive proteinaceous material and seal the seam 26. As shown in FIGS. 1-4, the clamp 16 has a first elongate member 28, which is pivotally attached to a second elongate member 32 via a rod 30. A spring (not shown) may be attached to the rod 30 and both members 28, 32 to close the clamp. The first elongate member 28 and the second elongate member 32 each have edges 34, 36 that engage the surface of the tissue 18. The edges 34, 36 extend parallel to each other and to the seam 26. A handle 40, 42 is coupled to one end of both members 28, 32 to allow a user to rotate both members 28, 32 on rod 30. A permeable material 44 extends and connects between the members 28, 32 parallel to the rod 30. Material 44 is transparent to the energy radiated through delivery device 14 to seal seam 26. This material 44 has two functions. The first function is to contact the tissue 18 with the material 44 and hold the edges of the tissue in alignment when the edges 20, 22 of the tissue 18 are pulled in close contact. This causes the material 44 to prevent excessive abduction or inversion of the tissue edges 20, 22. The second function is that the material 44 maintains the proper spacing between the distal end of the instrument 14 and the surface of the tissue 18. By maintaining the proper spacing, the tissue 18 is accurately heated to a predetermined temperature range defined by the lowest temperature at which it denatures and the highest temperature at which it boils. The preferred thickness of the permeable material 44 when the tissue 18 is skin is summarized in Table I below. These parameters are by no means exclusive. That is, other parameters can be used for the modifications and this table merely illustrates the preferred embodiment. Rather than directing energy through the material 44, the delivery device 14 may direct the energy through a porthole 52 (FIG. 3) in the material 44 that allows this distal end to be separated from the tissue 18. You may send it. In another example, the delivery device 14 may be placed within the material 44 such that it is in direct contact with the tissue 18. The energy source 12 is preferably a laser energy source that emits an interference light energy source of about 1.2 to 1.4 micrometers. The energy source 12 is preferably enabled or disabled by a foot activator, 50 or a switch (not shown) attached to the handle 40 or 42. The distal end of the delivery device 14 is positioned between the material 44 and the rod 30. The delivery device 14 connected to the energy source 12 is preferably a fiber optic cable capable of side firing at its distal end (see FIG. 4). Although a side firing cable is shown as the delivery device 14, end firing cables can also be used. During operation of the device 10, the clamp 16 is positioned on the incision 24 such that the distal end of the delivery instrument 14 is aligned with the incision 24. Once positioned, the handles 40, 42 are rotated by the user so that the edges of the members 28, 32 engage the surface of the tissue 18. The handles 40, 42 continue to rotate, pulling the tissue so that the edges 20 and 22 of the tissue are in intimate contact with each other and in contact with the material 44. Once the tissue edges 20, 22 are in intimate contact with the material 44, the foot activator 50 is depressed to enable the energy source 12. Thermal energy from the energy source 12 is delivered to the seam 26 of the tissue 18 through the delivery device 14 and the material 44. The delivery device 14 preferably delivers energy through the material 44 and along the entire length of the seam 26. Alternatively, the instrument 14 provides thermal energy to a portion of the seam 26 and then opens the clamp 16 and moves it to a new position on the seam 26. Once in the new position, the clamp 16 is closed to bring the edges 20, 22 of the tissue 18 into close contact at this new position, and then heat energy is delivered to the new seam 26 position, The incision 24 is sealed. The thermal energy from the energy source is provided in sufficient magnitude and irradiation time to heat the tissue 18 to a predetermined non-destructive temperature range. This temperature range is defined by the lowest temperature at which the tissue forms a denatured proteinaceous substance and the highest temperature at which water in the tissue boils. The preferred maximum temperature at which the tissue 18 is heated is slightly below the temperature at which tissue contraction occurs. Once the tissue 18 has been heated to the predetermined non-destructive temperature range, the foot activator 50 is depressed to deactivate the energy source 12. The clamps 16 are then opened and the tissue 18 is released by rotating the members 28, 32 with the handles 40 and 42. The preferred embodiment has been described above. Various modifications will occur to those skilled in the art upon reading this specification without departing from the spirit and scope of the invention. However, the invention is limited only by the claims that follow.