JP2001518344A - 電界集中型電気外科用電極 - Google Patents
電界集中型電気外科用電極Info
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Abstract
(57)【要約】
手術処置を実施するための電気外科用電極部材は、患者の組織に高周波電気エネルギーを伝達するために設計された主要体（２２’）を有する伝導性電極を含む。その主要体は、細長いエッジまたはポイントのような、約０．２ミリメートル以下の幅を有する鋭利にされた部分（２３’）を有する。その鋭利にされた部分は、主要体から患者の組織へ移動される高周波電気エネルギーを集中させる。１つの実施形態において、非粘着性絶縁性被膜（２０’）が、鋭利にされた部分を含む電極の主要体を被覆する。その絶縁性被膜は、容量性結合による主要体から患者の組織への高周波電気エネルギーの移動を許す厚さを有する。別の実施形態において、その鋭利にされた部分の作用部分は、絶縁性被膜の下から外側に伸びる。
Description
【０００１】 （発明の背景） 本発明は、電気外科術に関連し、およびより詳細には、電気外科術を行う際に
用いられる電気外科用電極（たとえば探針、刃、鉗子等）に関する。当業者に知
られているように、現代の外科技術は、典型的には高周波（ＲＦ）焼灼を用いて
、組織を切断し、およびそれを凝固させて、手術処置を行う際に遭遇する出血を
止める。そのような技術の歴史的全体像および詳細は、米国特許第４，９３６，
８４２号を参照されたい。
用いられる電気外科用電極（たとえば探針、刃、鉗子等）に関する。当業者に知
られているように、現代の外科技術は、典型的には高周波（ＲＦ）焼灼を用いて
、組織を切断し、およびそれを凝固させて、手術処置を行う際に遭遇する出血を
止める。そのような技術の歴史的全体像および詳細は、米国特許第４，９３６，
８４２号を参照されたい。
【０００２】 医学技術の当業者に知られているように、電気外科術は、広く用いられ、およ
び切断および凝固の両方のための単一の外科用器具の使用の利点を含む多くの利
点を提供する。これまでに、種々の提案が、現存の電気外科用器具において具体
化されてきている。そのような提案の例は、１９８５年８月１３日にLeonard S.
Taylorに交付された米国特許第４，５３４，３４７号；１９８７年６月２３日 にPeter Staszに交付された米国特許第４，６７４，４９８号；および１９８８ 年１１月２２日にG. Marsden Blanchに交付された米国特許第４，７８５，８０ ７号に記載されたものを含む。
び切断および凝固の両方のための単一の外科用器具の使用の利点を含む多くの利
点を提供する。これまでに、種々の提案が、現存の電気外科用器具において具体
化されてきている。そのような提案の例は、１９８５年８月１３日にLeonard S.
Taylorに交付された米国特許第４，５３４，３４７号；１９８７年６月２３日 にPeter Staszに交付された米国特許第４，６７４，４９８号；および１９８８ 年１１月２２日にG. Marsden Blanchに交付された米国特許第４，７８５，８０ ７号に記載されたものを含む。
【０００３】 Taylorの特許は、研ぎ澄まされ露出されたエッジ（たとえばナイフの刃のよう
な形状）を有する器具を開示し、それは慣用の組織の機械的切断を行うのに用い
られ、同時にその刃はマイクロ波放射体としても機能するように設計されて、隣
接する組織に対して放射によりマイクロ波のエネルギーを伝達して、所望される
焼灼を実施する。
な形状）を有する器具を開示し、それは慣用の組織の機械的切断を行うのに用い
られ、同時にその刃はマイクロ波放射体としても機能するように設計されて、隣
接する組織に対して放射によりマイクロ波のエネルギーを伝達して、所望される
焼灼を実施する。
【０００４】 Staszの特許は、３種の操作に適合する、部分的に被覆され部分的に露出され た刃を開示するいくつかの実施の形態を記載している。これらの３つのモードと
は、（１）電力が印加されないときには、鋭利なエッジを用いる標準的外科用刃
であり、（２）それらの刃の導電性表面の間に、組織を切断しおよび焼灼するた
めの放電アークを生じるのに充分な高電圧が印加されるときには、電気焼灼器の
刃であり、および（３）Ｉ2Ｒ損失が組織を焼灼するための熱を発生する低電圧 焼灼器具であるといわれている。
は、（１）電力が印加されないときには、鋭利なエッジを用いる標準的外科用刃
であり、（２）それらの刃の導電性表面の間に、組織を切断しおよび焼灼するた
めの放電アークを生じるのに充分な高電圧が印加されるときには、電気焼灼器の
刃であり、および（３）Ｉ2Ｒ損失が組織を焼灼するための熱を発生する低電圧 焼灼器具であるといわれている。
【０００５】 Blanchの特許は、絶縁層に完全に被覆され鋭利にされていない刃を開示してお
り、切断は絶縁層を通過して組織に容量的に伝達される電気エネルギーにより実
施され、それは慣用の機械的作用によらない切断である。そのような電気外科術
においては、エネルギー移動が組織内の水を沸騰させるのに充分であり、従って
外力ではなく内力によって細胞膜が破裂するときに、「切断」が達成される。そ
のような電気外科的切断を実施するためには、比較的高いエネルギーレベルが必
要とされる。
り、切断は絶縁層を通過して組織に容量的に伝達される電気エネルギーにより実
施され、それは慣用の機械的作用によらない切断である。そのような電気外科術
においては、エネルギー移動が組織内の水を沸騰させるのに充分であり、従って
外力ではなく内力によって細胞膜が破裂するときに、「切断」が達成される。そ
のような電気外科的切断を実施するためには、比較的高いエネルギーレベルが必
要とされる。
【０００６】 Blanchの提案が、当該技術における重要な進歩を引き起こし、および電気外科
の分野における広範な採用を見いだされているとはいえ、比較的単純な幾何形状
において、熱的壊死の減少、それにより術後傷害を減少させること、焼痂の生成
を減少すること、切断部位から離隔した組織に対する熱損傷の発生率を減少する
こと、および切断の速度を増加することを実現するための電気外科術におけるさ
らなる改良に関する継続的要求が存在する。
の分野における広範な採用を見いだされているとはいえ、比較的単純な幾何形状
において、熱的壊死の減少、それにより術後傷害を減少させること、焼痂の生成
を減少すること、切断部位から離隔した組織に対する熱損傷の発生率を減少する
こと、および切断の速度を増加することを実現するための電気外科術におけるさ
らなる改良に関する継続的要求が存在する。
【０００７】 （発明の簡単な要約） 本発明は、これまでの提案に優る性能の著しい改良を有する電気外科用器具を
提供し、その器具は、より低いＲＦエネルギーレベルにおけるより迅速かつ効果
的な切断を可能にする電気外科エネルギーの顕著な集中により達成される。１つ
の実施の形態において、電気外科用具は、電気外科的切断を実施するのに用いら
れる幾何表面を含む。その幾何表面は、エネルギー移動を集中させるために成形
される。その成形された表面は、その器具の電気伝導性の内部部分のエッジまた
はポイント（先端）を含む。その器具の内部部分は、引き続いて絶縁物により完
全に被覆される。絶縁被覆の結果として、成形された表面は、患者の組織と機械
的に接触するための鋭利な外部幾何表面を、もはや示さない。それにもかかわら
ず、（これ以後に記載するように）電界およびエネルギー移動の集中により、そ
の成形された表面は、電荷の集中および組織の切断における著しい改良を提供し
て、より低いエネルギーレベルの使用を可能にして、そして減少した熱的壊死、
より迅速な切断および減少した焼痂の発生をもたらす。
提供し、その器具は、より低いＲＦエネルギーレベルにおけるより迅速かつ効果
的な切断を可能にする電気外科エネルギーの顕著な集中により達成される。１つ
の実施の形態において、電気外科用具は、電気外科的切断を実施するのに用いら
れる幾何表面を含む。その幾何表面は、エネルギー移動を集中させるために成形
される。その成形された表面は、その器具の電気伝導性の内部部分のエッジまた
はポイント（先端）を含む。その器具の内部部分は、引き続いて絶縁物により完
全に被覆される。絶縁被覆の結果として、成形された表面は、患者の組織と機械
的に接触するための鋭利な外部幾何表面を、もはや示さない。それにもかかわら
ず、（これ以後に記載するように）電界およびエネルギー移動の集中により、そ
の成形された表面は、電荷の集中および組織の切断における著しい改良を提供し
て、より低いエネルギーレベルの使用を可能にして、そして減少した熱的壊死、
より迅速な切断および減少した焼痂の発生をもたらす。
【０００８】 別の実施形態においては、本発明の電気外科用器具は、その電気外科用器具の
大部分の表面上に非粘着性絶縁物を含む幾何形状により特徴づけられる。その電
気外科用具は、強化された切断（および特定の場合には焼灼）特性のために電気
外科エネルギーが集中されているところの、露出され、被覆されておらず、微小
であり、鋭利にされた切断するためのまたは探針精査するための表面をも含む。
探針および刃に関して、その電気外科用器具は、切断または凝固モードのいずれ
かにおける使用のために特別に適応させられる。切断モードにおいては、その器
具は、露出された刃またはポイントが切断するべき組織と接触する慣用の切断位
置に配置される。切断点以外の刃を覆う絶縁物の存在は、露出された刃の鋭利に
された特徴と共に、接触点または接触線に電気エネルギーを集中させる。隣接す
る組織に対するいくらかの副次的な容量結合が存在する可能性があるとはいえ、
それは顕著な効果を生ずるには不充分である。
大部分の表面上に非粘着性絶縁物を含む幾何形状により特徴づけられる。その電
気外科用具は、強化された切断（および特定の場合には焼灼）特性のために電気
外科エネルギーが集中されているところの、露出され、被覆されておらず、微小
であり、鋭利にされた切断するためのまたは探針精査するための表面をも含む。
探針および刃に関して、その電気外科用器具は、切断または凝固モードのいずれ
かにおける使用のために特別に適応させられる。切断モードにおいては、その器
具は、露出された刃またはポイントが切断するべき組織と接触する慣用の切断位
置に配置される。切断点以外の刃を覆う絶縁物の存在は、露出された刃の鋭利に
された特徴と共に、接触点または接触線に電気エネルギーを集中させる。隣接す
る組織に対するいくらかの副次的な容量結合が存在する可能性があるとはいえ、
それは顕著な効果を生ずるには不充分である。
【０００９】 凝固をもたらすことが所望されるときには、比較的微小な露出された切断／精
査表面は組織との接触から除外され、および被覆された表面の１つが、焼灼され
る組織と接触して配置される。この変化は、（切断モードにおける）本質的にオ
ーム性伝導のエネルギー移動から凝固モードにおける容量性結合エネルギー移動
へとエネルギー移動のモードの切り換えをもたらし、およびしたがって減少した
パワーレベルにおける切断および凝固の両方を容易にする。この原理は、刃、ポ
イント、および鉗子のみならず、部分修正されたボール電極、Ｌ型フック、Ｌ型
ワイヤ、Ｊ型フックおよび同等の構造物にも適用可能である。
査表面は組織との接触から除外され、および被覆された表面の１つが、焼灼され
る組織と接触して配置される。この変化は、（切断モードにおける）本質的にオ
ーム性伝導のエネルギー移動から凝固モードにおける容量性結合エネルギー移動
へとエネルギー移動のモードの切り換えをもたらし、およびしたがって減少した
パワーレベルにおける切断および凝固の両方を容易にする。この原理は、刃、ポ
イント、および鉗子のみならず、部分修正されたボール電極、Ｌ型フック、Ｌ型
ワイヤ、Ｊ型フックおよび同等の構造物にも適用可能である。
【００１０】 二極性鉗子のような本発明の別の実施の形態において、エネルギー集中の原理
が、凝固を容易にするのに有利に用いられることが見いだされた。そこではエネ
ルギー集中は、使用の具体的状況に依存して部分的に露出されるかあるいは非粘
着性被膜により完全に被覆された多くの平行なエッジにおいて具体化される。
が、凝固を容易にするのに有利に用いられることが見いだされた。そこではエネ
ルギー集中は、使用の具体的状況に依存して部分的に露出されるかあるいは非粘
着性被膜により完全に被覆された多くの平行なエッジにおいて具体化される。
【００１１】 （好ましい実施の形態の記載） 本明細書および添付の特許請求の範囲において用いられるときに、以下の術語
は、ここで定義される意味を有するものとする。
は、ここで定義される意味を有するものとする。
【００１２】 「有効表面」とは、被覆する絶縁物の下から０．２ｍｍ以下の距離で外側に伸
びるエネルギー伝導部材の露出された表面を意味する。
びるエネルギー伝導部材の露出された表面を意味する。
【００１３】 「非粘着性材料」とは、電気外科用刃に対する組織、血液などの粘着を排除ま
たは減少するための被覆として、当該技術において用いられる慣用およびよく知
られている材料の一群の何れのものをも意味する。その例は、ダイアモンド材料
またはフッ素化炭化水素（ＰＴＦＥ）の被覆であり、後者の被覆はテフロン（Ｔ
ＥＦＬＯＮ）の商標名の下に商業的に入手可能なものである。
たは減少するための被覆として、当該技術において用いられる慣用およびよく知
られている材料の一群の何れのものをも意味する。その例は、ダイアモンド材料
またはフッ素化炭化水素（ＰＴＦＥ）の被覆であり、後者の被覆はテフロン（Ｔ
ＥＦＬＯＮ）の商標名の下に商業的に入手可能なものである。
【００１４】 図面、およびより詳細にはその図１および図１Ａに戻ると、描かれているもの
は、前述のBlanchの米国特許第４，７８５，８０７号に記載されている先行技術
の典型的な器具である。具体的には、その図は、４として一般的に示される電気
外科用ナイフを示し、それは鞘部品１２を取り付けられた基部端８を有する。鞘
部品１２はナイフの柄の周囲に位置して、保護を提供し、かつ慣用のホルダー（
非図示）によりナイフ４を保持することを容易にする。ナイフ４は、示されるよ
うな鋭利にされていない切断表面２３を伴って成形された遠位端１６をも含む。
非粘着性材料の被膜２０は切断刃２２の表面区域を被覆し、刃に対する焼き払わ
れた組織の粘着を減少するのに役立つ。
は、前述のBlanchの米国特許第４，７８５，８０７号に記載されている先行技術
の典型的な器具である。具体的には、その図は、４として一般的に示される電気
外科用ナイフを示し、それは鞘部品１２を取り付けられた基部端８を有する。鞘
部品１２はナイフの柄の周囲に位置して、保護を提供し、かつ慣用のホルダー（
非図示）によりナイフ４を保持することを容易にする。ナイフ４は、示されるよ
うな鋭利にされていない切断表面２３を伴って成形された遠位端１６をも含む。
非粘着性材料の被膜２０は切断刃２２の表面区域を被覆し、刃に対する焼き払わ
れた組織の粘着を減少するのに役立つ。
【００１５】 図２は、本発明の根底にある原理を具体化する器具を示す。図２に描かれるも
のは、図１のものと同等に見える器具である。したがって、図２に示されるもの
は４’として一般的に示される電気外科用ナイフであり、それはナイフの柄の周
囲に位置する鞘部品１２’を取り付けられた基部端８’を有する。鞘部品１２’
は、保護を提供し、かつ慣用の電気外科用ホルダー（非図示）によりナイフ４’
を保持することを容易にする。ナイフ４’は、図２Ａ、図４および図５に関連し
て記載される特殊な幾何形状を有して形成される遠位端１６’をも含む。非粘着
性材料の被膜２０’は切断刃の表面区域を被覆し、刃に対する焼き払われた組織
の粘着を排除または減少するのに役立つ。しかし、図１の実施形態とは際だって
対照的に、図２に示される実施形態は、図２Ａに示されるような少なくとも部分
的に鋭利にされたエッジを含む横断面形状に特徴づけられる。
のは、図１のものと同等に見える器具である。したがって、図２に示されるもの
は４’として一般的に示される電気外科用ナイフであり、それはナイフの柄の周
囲に位置する鞘部品１２’を取り付けられた基部端８’を有する。鞘部品１２’
は、保護を提供し、かつ慣用の電気外科用ホルダー（非図示）によりナイフ４’
を保持することを容易にする。ナイフ４’は、図２Ａ、図４および図５に関連し
て記載される特殊な幾何形状を有して形成される遠位端１６’をも含む。非粘着
性材料の被膜２０’は切断刃の表面区域を被覆し、刃に対する焼き払われた組織
の粘着を排除または減少するのに役立つ。しかし、図１の実施形態とは際だって
対照的に、図２に示される実施形態は、図２Ａに示されるような少なくとも部分
的に鋭利にされたエッジを含む横断面形状に特徴づけられる。
【００１６】 前述のように、図２Ａは、図２の切断線２Ａ−２Ａに沿って得られる断面図で
ある。そこに描かれているものは、好ましくは外科用等級のステンレス鋼のよう
な適当な材料のいずれかで作られていてもよい電気伝導性主要体２２’である。
主要体２２’は、その下部端において、ナイフエッジまたはポイント２３’へと
少なくとも部分的に鋭利にされている。図３および図４と関連して記載されるよ
うに、主要体２２’の鋭利にされた部分２３’は、主要体２２’に電位が印加さ
れるときに形成される電界を凝縮させる、すなわち集中させる。次に、これは伝
導される電気エネルギーの密度を増大させ、および相応して、その用具が切断作
用を実現する（たとえば組織を切断する）際の効率を改良する。図２Ａを離れる
前に、好ましい形状は図２Ｂに示されるもののような完全に鋭利にされたエッジ
（またはポイント）を包含するとはいえ、本発明から生じる有効な特性は、寸法
２４（すなわち、作用エッジの幅）が０．２ｍｍ以下であるときに顕著に観察さ
れ始めるということを理解するべきである。これは０．２ｍｍ以下の作用エッジ
の幅を提供する。そのような有効な特性は、寸法２４がナイフエッジへと減少す
るのにつれてさらに改良される。
ある。そこに描かれているものは、好ましくは外科用等級のステンレス鋼のよう
な適当な材料のいずれかで作られていてもよい電気伝導性主要体２２’である。
主要体２２’は、その下部端において、ナイフエッジまたはポイント２３’へと
少なくとも部分的に鋭利にされている。図３および図４と関連して記載されるよ
うに、主要体２２’の鋭利にされた部分２３’は、主要体２２’に電位が印加さ
れるときに形成される電界を凝縮させる、すなわち集中させる。次に、これは伝
導される電気エネルギーの密度を増大させ、および相応して、その用具が切断作
用を実現する（たとえば組織を切断する）際の効率を改良する。図２Ａを離れる
前に、好ましい形状は図２Ｂに示されるもののような完全に鋭利にされたエッジ
（またはポイント）を包含するとはいえ、本発明から生じる有効な特性は、寸法
２４（すなわち、作用エッジの幅）が０．２ｍｍ以下であるときに顕著に観察さ
れ始めるということを理解するべきである。これは０．２ｍｍ以下の作用エッジ
の幅を提供する。そのような有効な特性は、寸法２４がナイフエッジへと減少す
るのにつれてさらに改良される。
【００１７】 図２Ｂに示されるものは、図２Ｂ中にナイフエッジ２５を有する完全に鋭利に
された刃が描かれていることを除いて、図２Ａのものと同等の形状である。前述
の顕著な改良の根拠となる物理原理は、図３および図４を参照することにより理
解することができる。図３は、円形または曲線状の外部表面３１を有する伝導体
すなわち電極３０と対向電極３２との間に存在する電界の電界パターン線を示す
略図である。電極３０は中空であるように示されているが、その電極が中実であ
ったとしても、示される電界パターンは本質的に同一である。楕円３３内の電界
線の密度はほぼ均一であり、およびしたがってその領域内で電界は実質的に変化
しないことが解るであろう。
された刃が描かれていることを除いて、図２Ａのものと同等の形状である。前述
の顕著な改良の根拠となる物理原理は、図３および図４を参照することにより理
解することができる。図３は、円形または曲線状の外部表面３１を有する伝導体
すなわち電極３０と対向電極３２との間に存在する電界の電界パターン線を示す
略図である。電極３０は中空であるように示されているが、その電極が中実であ
ったとしても、示される電界パターンは本質的に同一である。楕円３３内の電界
線の密度はほぼ均一であり、およびしたがってその領域内で電界は実質的に変化
しないことが解るであろう。
【００１８】 しかし、図４においては、電極４０の形状が、ポイントまたはエッジ４１で表
わされるとがった領域を含むように作成されている場合に注目される。電極４０
と対向電極４２との間の（楕円４３内部の）遥かに大きな電界線の密度により示
されるように、ポイントまたはエッジ４１において、対応する電界は、遥かに多
量に集中されるようになる。したがって、不規則な形状を有する導電体において
、電荷は、その表面の曲率が最大である位置、すなわち鋭利なポイントまたはエ
ッジに蓄積される傾向がある。本発明にしたがって刃のエッジを鋭利にすること
により、電荷はより小さい表面区域すなわち領域に集中され、したがって、電界
線はより密な配置へと集中する。同様に、これは、ポイントまたは鋭利にされた
エッジに密接に接近していない組織への不要な電荷の損失を減少させる。電極の
切断エッジを、鋭利にとがらせる必要はない。その切断エッジは、最適な切断の
ために所望される程度にエネルギー移動を集中させるために成形される（鋭利に
される）ことのみが必要である。
わされるとがった領域を含むように作成されている場合に注目される。電極４０
と対向電極４２との間の（楕円４３内部の）遥かに大きな電界線の密度により示
されるように、ポイントまたはエッジ４１において、対応する電界は、遥かに多
量に集中されるようになる。したがって、不規則な形状を有する導電体において
、電荷は、その表面の曲率が最大である位置、すなわち鋭利なポイントまたはエ
ッジに蓄積される傾向がある。本発明にしたがって刃のエッジを鋭利にすること
により、電荷はより小さい表面区域すなわち領域に集中され、したがって、電界
線はより密な配置へと集中する。同様に、これは、ポイントまたは鋭利にされた
エッジに密接に接近していない組織への不要な電荷の損失を減少させる。電極の
切断エッジを、鋭利にとがらせる必要はない。その切断エッジは、最適な切断の
ために所望される程度にエネルギー移動を集中させるために成形される（鋭利に
される）ことのみが必要である。
【００１９】 例示のために、図１の慣用の電極は、約０．３３ｍｍのエッジ２３の厚さを有
し、および切断モードにおいて約４０ワットのパワー設定を用いる。約０．００
７３５ｍｍのエッジ２３’の厚さ、すなわち機械的メスの刃に必要とされる以下
の「鋭さ」まで鋭利にされたときには、図２の電極は、図１の電極に必要とされ
るものの５０％未満のパワー設定である２０ワット未満において組織を迅速に切
断することが可能である。さらに、図２の刃は、より少ない抵抗、より少ない焼
痂の発生、より少ない熱的壊死、および改良された操作制御を伴って、より迅速
に切断する。
し、および切断モードにおいて約４０ワットのパワー設定を用いる。約０．００
７３５ｍｍのエッジ２３’の厚さ、すなわち機械的メスの刃に必要とされる以下
の「鋭さ」まで鋭利にされたときには、図２の電極は、図１の電極に必要とされ
るものの５０％未満のパワー設定である２０ワット未満において組織を迅速に切
断することが可能である。さらに、図２の刃は、より少ない抵抗、より少ない焼
痂の発生、より少ない熱的壊死、および改良された操作制御を伴って、より迅速
に切断する。
【００２０】 前述の原理を、図５に示す。前述のように、図５は、図２Ａの鋭利にされた刃
から発射される電界の典型的密度を示す概略図である。説明を明確かつ単純にす
るために、鋭利にされたポイントまたはエッジ２３の方向にある電界を表わす線
５３のみを示す。
から発射される電界の典型的密度を示す概略図である。説明を明確かつ単純にす
るために、鋭利にされたポイントまたはエッジ２３の方向にある電界を表わす線
５３のみを示す。
【００２１】 図５の電極は、図２Ａにおいて先に示した電極であることが解る。したがって
、絶縁被膜２０’に完全に被覆された少なくとも部分的に鋭利にされたエッジま
たはポイント２３’を有する電気伝導性主要体２２’が示されている。切断が所
望される組織の存在下で主要体２２’に電気外科用電位を印加するときに、エネ
ルギー移動の密度は、一群の線５３内のより長い線で示されるように、頂点２３
’に集中する。したがって、示される例において、エネルギーは、エッジ２３’
から伸びる主要体の主軸に沿って集中する。
、絶縁被膜２０’に完全に被覆された少なくとも部分的に鋭利にされたエッジま
たはポイント２３’を有する電気伝導性主要体２２’が示されている。切断が所
望される組織の存在下で主要体２２’に電気外科用電位を印加するときに、エネ
ルギー移動の密度は、一群の線５３内のより長い線で示されるように、頂点２３
’に集中する。したがって、示される例において、エネルギーは、エッジ２３’
から伸びる主要体の主軸に沿って集中する。
【００２２】 絶縁性被膜２０’は、電気外科における使用に魅力的であると見いだされてお
り、および知られている技術のいずれかにより付着される（以前に定義した）知
られているいくつかの非粘着性材料のいずれであってもよい。しかし、本発明の
１つの好ましい実施形態によれば、そのような材料は、テフロンの商標名の下で
商業的に入手可能な例であるフッ素化炭化水素（ＰＴＦＥ）である。
り、および知られている技術のいずれかにより付着される（以前に定義した）知
られているいくつかの非粘着性材料のいずれであってもよい。しかし、本発明の
１つの好ましい実施形態によれば、そのような材料は、テフロンの商標名の下で
商業的に入手可能な例であるフッ素化炭化水素（ＰＴＦＥ）である。
【００２３】 図２Ａおよび図２Ｂの実施形態の非粘着性材料の厚さは、本質的に専ら容量性
結合により、被覆された主要体２２’から患者の組織へと高周波電気エネルギー
の移動を確実にするのに充分なものであり、通常は１ミル未満である。正確な最
適厚さは用いられる材料に依存して変化し、かつ日常的な実験により容易に決定
することができる。この被膜は、いかなる鋭利な電極エッジをも機械的に「鈍く
する」ことは明らかである。しかし、前述のように電気外科術による切断は、機
械的に組織を切断する鋭利な外科用エッジを必要とはしない。むしろ、切断は、
組織内の水を沸騰させおよび細胞膜を破裂させるのに充分なエネルギーを用いる
ことにより、実施される。
結合により、被覆された主要体２２’から患者の組織へと高周波電気エネルギー
の移動を確実にするのに充分なものであり、通常は１ミル未満である。正確な最
適厚さは用いられる材料に依存して変化し、かつ日常的な実験により容易に決定
することができる。この被膜は、いかなる鋭利な電極エッジをも機械的に「鈍く
する」ことは明らかである。しかし、前述のように電気外科術による切断は、機
械的に組織を切断する鋭利な外科用エッジを必要とはしない。むしろ、切断は、
組織内の水を沸騰させおよび細胞膜を破裂させるのに充分なエネルギーを用いる
ことにより、実施される。
【００２４】 本発明によるエネルギー集中の原理は、図６の実施形態のような器具と共に用
いられるときに、さらに有効である。図６に示すように、電気伝導性主要体２２
’は露出した有効表面３０を含み、以前に定義したように、被覆する絶縁物の下
から外側に延びている。有効表面３０は、約０．２ｍｍ以下の距離３１だけ突出
する。刃の残りの部分の絶縁性を維持して凝固を容易にしながら最適なエネルギ
ー集中を達成するために、０．２ｍｍは典型的外科用刃における延長のおよその
限界を示すことが見いだされてきている。使用中には、露出されている鋭利にさ
れた刃に集中したエネルギーは、組織の切断を実施する際に特に有効である。凝
固モードにおいてその刃を用いることが所望されるときには、露出された表面３
０は組織との接触から引き離され、そして刃の絶縁された側が、凝固が所望され
る区域と接触して配置される。したがって、図６の実施形態において、組織の切
断は鋭利にされたエッジにおけるエネルギーの集中を通したオーム性伝導により
主として実現され、一方、凝固は、絶縁物２０’を横切る容量的なエネルギー移
動により主として実現される。
いられるときに、さらに有効である。図６に示すように、電気伝導性主要体２２
’は露出した有効表面３０を含み、以前に定義したように、被覆する絶縁物の下
から外側に延びている。有効表面３０は、約０．２ｍｍ以下の距離３１だけ突出
する。刃の残りの部分の絶縁性を維持して凝固を容易にしながら最適なエネルギ
ー集中を達成するために、０．２ｍｍは典型的外科用刃における延長のおよその
限界を示すことが見いだされてきている。使用中には、露出されている鋭利にさ
れた刃に集中したエネルギーは、組織の切断を実施する際に特に有効である。凝
固モードにおいてその刃を用いることが所望されるときには、露出された表面３
０は組織との接触から引き離され、そして刃の絶縁された側が、凝固が所望され
る区域と接触して配置される。したがって、図６の実施形態において、組織の切
断は鋭利にされたエッジにおけるエネルギーの集中を通したオーム性伝導により
主として実現され、一方、凝固は、絶縁物２０’を横切る容量的なエネルギー移
動により主として実現される。
【００２５】 前述のように、本発明によるエネルギー集中の原理は、鉗子のような他の医療
用具にも適用可能である。図７および図８は、先行技術による典型的な２極性電
気鉗子を示す。図７に示されるものは、先行技術による典型的電気外科用鉗子の
つかみ面の一部の図である。観察されるであろうように、先行技術のつかみ面は
、主表面３６から上方に突出する四角形にされた頂部の隆起部３５ａ、ｂ、ｃお
よびｄ（図８において拡大された形態が示されている）を有する。これらの隆起
部の四角形の頂部は、一般的に長方形の谷部３７ａ、３７ｂおよび３７ｃによっ
て分離されている。このように、比較的広い作用面３８ａ、３８ｂ、３８ｃおよ
び３８ｄがあり、その鉗子が使用される際に、それらは相応して組織に対する広
い表面接触区域をもたらす。
用具にも適用可能である。図７および図８は、先行技術による典型的な２極性電
気鉗子を示す。図７に示されるものは、先行技術による典型的電気外科用鉗子の
つかみ面の一部の図である。観察されるであろうように、先行技術のつかみ面は
、主表面３６から上方に突出する四角形にされた頂部の隆起部３５ａ、ｂ、ｃお
よびｄ（図８において拡大された形態が示されている）を有する。これらの隆起
部の四角形の頂部は、一般的に長方形の谷部３７ａ、３７ｂおよび３７ｃによっ
て分離されている。このように、比較的広い作用面３８ａ、３８ｂ、３８ｃおよ
び３８ｄがあり、その鉗子が使用される際に、それらは相応して組織に対する広
い表面接触区域をもたらす。
【００２６】 図９および図１０は、図７および図８と一般的には同等のものであるが、しか
し本発明による電気外科用鉗子のつかみ面の一部を示している。図９および図１
０に示されているように、上方に鋭くされた突出部４０ａ、４０ｂ、４０ｃおよ
び４０ｄは、エッジ４１ａ、４１ｂ、４１ｃおよび４１ｄに向かって鋭利にされ
、および図２Ａ、図２Ｂおよび図６に関連して前述した原理にしたがってエネル
ギーを集中させるために機能する。したがって、そのようなナイフエッジは：図
２Ａによって例示されるように、わずかに鈍くされかつ絶縁物によって完全に被
覆されてもよく；図２Ｂに例示されるように、高度に鋭利にされかつ絶縁物によ
って完全に被覆されてもよく；または図６において例示されるように、部分的に
未被覆にされて露出した有効表面を提供してもよい。何れの場合においても、そ
の鉗子がそれらの凝固モードにおいて作働させられるときに、患者の組織に対す
る関与のために提供される高度に集中された区域は、電気エネルギーの高度な集
中をもたらし、したがってそれらの特性を著しく改良する。
し本発明による電気外科用鉗子のつかみ面の一部を示している。図９および図１
０に示されているように、上方に鋭くされた突出部４０ａ、４０ｂ、４０ｃおよ
び４０ｄは、エッジ４１ａ、４１ｂ、４１ｃおよび４１ｄに向かって鋭利にされ
、および図２Ａ、図２Ｂおよび図６に関連して前述した原理にしたがってエネル
ギーを集中させるために機能する。したがって、そのようなナイフエッジは：図
２Ａによって例示されるように、わずかに鈍くされかつ絶縁物によって完全に被
覆されてもよく；図２Ｂに例示されるように、高度に鋭利にされかつ絶縁物によ
って完全に被覆されてもよく；または図６において例示されるように、部分的に
未被覆にされて露出した有効表面を提供してもよい。何れの場合においても、そ
の鉗子がそれらの凝固モードにおいて作働させられるときに、患者の組織に対す
る関与のために提供される高度に集中された区域は、電気エネルギーの高度な集
中をもたらし、したがってそれらの特性を著しく改良する。
【００２７】 図１１は、図６、図９、および図１０の構造に関するさらなる変形を示す横断
面である。この実施形態において、刃の一方の端は被覆され、他方の端は露出さ
れた有効表面（本明細書で定義される）を含む。その刃の側面は一連の急峻な形
状の変異を含み、比較的急峻な表面変化を提供し、それによってエネルギー集中
を高める。図１１に描かれているものは、小型の突起５１を含む上表面および下
表面を有する主要伝導体５０である。突起５１は、ここまで記載したエネルギー
集中特性を具体化するために、そこに沿って実質的に均一に分布する。端部５２
が絶縁物５７によって完全に被覆される一方で、端部５３は部分修正されて有効
表面５９を露出している。したがって、これまでに記載した特徴の組み合わせ、
すなわち被覆された切断部（図１１の左端）；エネルギーを集中させる突起５１
を含む上部および下部の側部凝固表面；およびその器具の右端の露出された有効
表面５９が、単一の電気外科用器具中に含まれる。
面である。この実施形態において、刃の一方の端は被覆され、他方の端は露出さ
れた有効表面（本明細書で定義される）を含む。その刃の側面は一連の急峻な形
状の変異を含み、比較的急峻な表面変化を提供し、それによってエネルギー集中
を高める。図１１に描かれているものは、小型の突起５１を含む上表面および下
表面を有する主要伝導体５０である。突起５１は、ここまで記載したエネルギー
集中特性を具体化するために、そこに沿って実質的に均一に分布する。端部５２
が絶縁物５７によって完全に被覆される一方で、端部５３は部分修正されて有効
表面５９を露出している。したがって、これまでに記載した特徴の組み合わせ、
すなわち被覆された切断部（図１１の左端）；エネルギーを集中させる突起５１
を含む上部および下部の側部凝固表面；およびその器具の右端の露出された有効
表面５９が、単一の電気外科用器具中に含まれる。
【００２８】 性能における著しい改良を提供する器具が本明細書中に記載されてきたのは明
白であろう。
白であろう。
【００２９】 本発明が好ましい実施形態により記載されているが、しかし本発明の真意およ
び範囲を離れることなしに、改作物および部分修正物を用いることができること
は明白であろう。
び範囲を離れることなしに、改作物および部分修正物を用いることができること
は明白であろう。
【００３０】 本明細書中で用いられる術語および表現は、記載のための術語として用いられ
ており、制限のためのものではない；および、したがって等価物を排除する意図
はなく、逆に本発明の真意および範囲を離れることなしに用いられるであろう何
れのおよび全ての等価物を包含することを意図している。
ており、制限のためのものではない；および、したがって等価物を排除する意図
はなく、逆に本発明の真意および範囲を離れることなしに用いられるであろう何
れのおよび全ての等価物を包含することを意図している。
【図１】 先行技術の代表的な器具を示す透視図である。
【図１Ａ】 図１の切断線１Ａ−１Ａに沿って得られる断面図である。
【図２】 本発明による原理を具体化するための用具の透視図である。
【図２Ａ】 図２の切断線２Ａ−２Ａに沿って得られ、および部分的に鋭利にされた作用表
面を示す断面図である。
面を示す断面図である。
【図２Ｂ】 ナイフエッジであるように描かれている器具の作用面を除いて、図２Ａの同様
の断面を示す図である。
の断面を示す図である。
【図３】 円形にされた表面の器具と作用戻り電極との間に存在する典型的な電界を示す
図である。
図である。
【図４】 鋭利にとがった形状に関連して改良された電界集中を示す図である。
【図５】 図２Ａの部分的に鋭利にされたエッジから発射される典型的な電界の集中を示
す概略図である。
す概略図である。
【図６】 鋭利にされた刃の微小部分が、大部分が被覆された刃の下からあらかじめ定め
られた距離を外へ突出して、そのエッジを露出する本発明の別の実施の形態を示
す図である。
られた距離を外へ突出して、そのエッジを露出する本発明の別の実施の形態を示
す図である。
【図７】 先行技術による電気外科用鉗子のつかみ面の部分を示す図である。
【図８】 図７の先行技術の鉗子のつかみ面の概略的に描かれた拡大図である。
【図９】 本発明による電気外科用鉗子のつかみ面の部分を示す図である。
【図１０】 図９の鉗子のつかみ面の概略的に描かれた拡大図である。
【図１１】 刃の一方の末端は被覆され、反対の末端は本明細書で定義される露出された有
効表面を含み、およびその刃の側面は一連の急峻な形状の変異を含んで比較的急
峻な表面変化を提供し、それによってエネルギー集中を高める、図６，図９、お
よび図１０の構造のさらなる変形を示す断面図である。
効表面を含み、およびその刃の側面は一連の急峻な形状の変異を含んで比較的急
峻な表面変化を提供し、それによってエネルギー集中を高める、図６，図９、お
よび図１０の構造のさらなる変形を示す断面図である。
【手続補正書】
【提出日】平成１２年６月１３日（２０００．６．１３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１９】 例示のために、図１の慣用の電極は、約０．３３ｍｍのエッジ２３の幅を有し
、および切断モードにおいて約４０ワットのパワー設定を用いる。約０．００７
３５ｍｍのエッジ２３’の幅、すなわち機械的メスの刃に必要とされる以下の「
鋭さ」まで鋭利にされたときには、図２の電極は、図１の電極に必要とされるも
のの５０％未満のパワー設定である２０ワット未満において組織を迅速に切断す
ることが可能である。さらに、図２の刃は、より少ない抵抗、より少ない焼痂の
発生、より少ない熱的壊死、および改良された操作制御を伴って、より迅速に切
断する。
、および切断モードにおいて約４０ワットのパワー設定を用いる。約０．００７
３５ｍｍのエッジ２３’の幅、すなわち機械的メスの刃に必要とされる以下の「
鋭さ」まで鋭利にされたときには、図２の電極は、図１の電極に必要とされるも
のの５０％未満のパワー設定である２０ワット未満において組織を迅速に切断す
ることが可能である。さらに、図２の刃は、より少ない抵抗、より少ない焼痂の
発生、より少ない熱的壊死、および改良された操作制御を伴って、より迅速に切
断する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＵ，ＢＲ，Ｃ Ａ，ＣＮ，ＪＰ，ＫＲ，ＮＺ (71)出願人 11506 Ｓｏｕｔｈ Ｓｔａｔｅ Ｓｔｒ ｅｅｔ， Ｄｒａｐｅｒ， Ｕｔａｈ 84020， Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ
Claims (29)
- 【請求項１】 患者に対する手術処置を実施するための電気外科用電極部材
であって、 患者の組織に対して手術処置を実施するために、前記患者の組織に対して高周
波電気エネルギーを伝達するのに適合している主要体を有する伝導性電極と、 前記主要体を被覆する絶縁性被膜と、 前記絶縁性被膜を横断して、前記主要体から前記患者の組織へと前記高周波エ
ネルギーを集中するための前記主要体の規定された表面を含むエネルギー集中手
段と を含み、前記絶縁性被膜の厚さは、本質的に専ら容量性結合によって前記主要体
から前記患者の組織への前記高周波エネルギーの伝送を確実にするのに充分であ
ることを特徴とする電気外科用電極部材。 - 【請求項２】 前記集中手段は、鋭利にされたエッジを含むことを特徴とす
る請求項１に記載の部材。 - 【請求項３】 前記鋭利にされたエッジは、０．２ミリメートル以下の幅を
有することを特徴とする請求項２に記載の部材。 - 【請求項４】 前記絶縁性被膜は、前記鋭利にされたナイフエッジを完全に
被覆することを特徴とする請求項２に記載の部材。 - 【請求項５】 前記集中手段は、鋭利にとがった突起部を含むことを特徴と
する請求項１に記載の部材。 - 【請求項６】 前記絶縁性被膜は、非粘着性材料を含むことを特徴とする請
求項１に記載の部材。 - 【請求項７】 前記絶縁性被膜は、フッ素化炭化水素材料またはダイアモン
ドを含むことを特徴とする請求項１に記載の部材。 - 【請求項８】 患者に対する手術処置を実施するための電気外科用電極部材
であって、 患者の組織に対して手術処置を実施するために、前記患者の組織に対して高周
波電気エネルギーを伝達するのに適合している主要体を有する伝導性電極と、 有効表面を除いて、前記主要体を被覆する絶縁性被膜と、 前記有効表面が前記患者の組織に関与するときに、前記絶縁性被膜を横断して
、前記有効表面から前記患者の組織へと前記高周波エネルギーを集中するための
前記有効表面を含むエネルギー集中手段と、 前記有効表面が前記組織と接触しておらず、かつ前記絶縁性被膜が前記組織と
接触しているときに、前記組織を焼灼するために前記被膜を横断して前記組織に
対して容量性結合により電気エネルギーを伝送するのに有効な前記絶縁性被膜を
含む手段と を含むことを特徴とする電気外科用電極部材。 - 【請求項９】 前記有効表面は、ポイントであることを特徴とする請求項８
に記載の部材。 - 【請求項１０】 前記電気外科用電極部材は、２極性電気外科用鉗子の一部
を構成することを特徴とする請求項８に記載の部材。 - 【請求項１１】 複数の別個に離隔された有効表面をさらに含むことを特徴
とする請求項８に記載の部材。 - 【請求項１２】 前記複数の別個に離隔された有効表面は、互いに実質的に
平行であることを特徴とする請求項１１に記載の部材。 - 【請求項１３】 前記有効表面は、ナイフエッジであることを特徴とする請
求項８に記載の部材。 - 【請求項１４】 前記ナイフエッジは、０．２ミリメートル以下の幅を有す
る作用エッジを表わすことを特徴とする請求項１３に記載の部材。 - 【請求項１５】 前記絶縁性被膜は、非粘着性材料を含むことを特徴とする
請求項８に記載の部材。 - 【請求項１６】 前記絶縁性被膜は、キャパシタの誘電体であることを特徴
とする請求項８に記載の部材。 - 【請求項１７】 前記絶縁性被膜は、フッ素化炭化水素材料またはダイアモ
ンドを含むことを特徴とする請求項８に記載の部材。 - 【請求項１８】 前記伝導性電極は、エッジの第１の対を含み、前記エッジ
の第１の対の第１のエッジは、前記電極の第１端に配置され、および前記エッジ
の第１の対の第２のエッジは、前記第１端の反対側の前記電極の第２端に配置さ
れることを特徴とする請求項８に記載の部材。 - 【請求項１９】 前記伝導性電極は、第１の追加エッジおよび第２の追加エ
ッジを有するエッジの第２の対をさらに含み、前記第２の対の前記追加エッジ（
複数）は、前記エッジの第１の対に対して実質的に直角に配置され、および前記
第１の追加エッジは前記絶縁性被膜により完全に被覆され、および前記第２の追
加エッジは露出された有効表面を含むことを特徴とする請求項１８に記載の部材
。 - 【請求項２０】 患者に対する手術処置を実施するための電気外科用電極部
材であって、 （ａ） 患者の組織に対して高周波電気エネルギーを伝達するように設計された
主要体を有する伝導性電極であって、前記主要体は約０．２ミリメートル以下の
幅を有する鋭利にされた部分を有し、前記鋭利にされた部分が前記主要体から前
記患者の組織へ移動させられる前記高周波電気エネルギーを集中する伝導性電極
と、 （ｂ） 前記主要体の少なくとも一部を被覆する絶縁性被膜であって、その絶縁
物は、容量性結合によって前記主要体から前記患者の組織への高周波電気エネル
ギーの移動を可能にする厚さを有する絶縁性被膜と を含むことを特徴とする電気外科用電極部材。 - 【請求項２１】 前記鋭利にされた部分は、細長く鋭利にされたエッジを含
むことを特徴とする請求項２０に記載の部材。 - 【請求項２２】 前記主要体の前記鋭利にされた部分は、前記絶縁性被膜に
被覆されていることを特徴とする請求項２１に記載の部材。 - 【請求項２３】 前記鋭利にされた部分の少なくとも一部は、前記絶縁性被
膜から公然と露出されていることを特徴とする請求項２１に記載の部材。 - 【請求項２４】 前記鋭利にされた部分は、とがった突起部を含むことを特
徴とする請求項２０に記載の部材。 - 【請求項２５】 複数の鋭利にされた部分をさらに含むことを特徴とする請
求項２０に記載の部材。 - 【請求項２６】 前記鋭利にされた部分は有効表面を有し、前記有効表面を
除く前記主要体は前記絶縁性被膜により被覆され、前記有効表面は前記絶縁性被
膜から約０．２ｍｍ以下の距離で外側に伸びることを特徴とする請求項２０に記
載の部材。 - 【請求項２７】 （ａ） 主要体を含む伝導性電極を提供する工程と、 （ｂ） 前記電極を成形して、概略的に鏡映された一対の対向面を形成する工程
と、 （ｃ） 前記対向面を鋭利にされたエッジに沿って結合する工程と、 （ｄ） 前記面を非粘着性絶縁性被膜によって被覆する工程と、 （ｅ） 前記鋭利にされたエッジを露出させて、約０．２ミリメートル以下伸び
ている前記エッジの領域を露出させる工程と を含むことを特徴とする電気外科用電極部材を作成するための方法。 - 【請求項２８】 前記対向面に対して湾曲部を付与する工程をさらに含むこ
とを特徴とする請求項２７に記載の方法。 - 【請求項２９】 （ａ）前記器具に高周波電気エネルギーを用いてエネルギ
ーを加えながら、前記有効表面を患者の組織に接触させて、前記組織を切断する
工程と、 （ｂ） 前記有効表面を前記患者の組織との接触から取り除く工程と、 （ｃ） 凝固を必要とする患者の部位を認識する工程と、 （ｄ） 前記電極を覆う前記絶縁性被膜の少なくとも一部を、前記凝固が必要な
患者の部位に接触させる工程と、 （ｅ） 前記患者の部位に前記被膜を接触させながら、高周波電気エネルギーを
用いて前記器具にエネルギーを与え、それによって前記部位に凝固を提供する工
程と を具えたことを特徴とする請求項８に記載の電気外科用器具を用いるための方法
。
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