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JPH0134064B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0134064B2
JPH0134064B2 JP56028301A JP2830181A JPH0134064B2 JP H0134064 B2 JPH0134064 B2 JP H0134064B2 JP 56028301 A JP56028301 A JP 56028301A JP 2830181 A JP2830181 A JP 2830181A JP H0134064 B2 JPH0134064 B2 JP H0134064B2
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JP
Japan
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tissue
coagulator
pressurizer
pressurizing
light
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Application number
JP56028301A
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English (en)
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JPS56156150A (en
Inventor
Nato Gyuntaa
Kuraitomairu Aruberuto
Ieegaa Uinsento
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Original Assignee
Individual
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Publication date
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Publication of JPS56156150A publication Critical patent/JPS56156150A/ja
Publication of JPH0134064B2 publication Critical patent/JPH0134064B2/ja
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    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/04Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating
    • A61B18/08Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating by means of electrically-heated probes
    • A61B18/082Probes or electrodes therefor
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    • A61B2018/00011Cooling or heating of the probe or tissue immediately surrounding the probe with fluids
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱線源としての白熱コイルフイラメン
ト、その電流供給回路および光線射出装置を有
し、光線射出装置が熱線の通過する組織加圧体を
有し、この組織加圧体が光線透過性の誘電性結晶
材料からなり、かつ生体信織を加圧するための加
圧面を形成しているホトコアギユレータに関す
る。
このようなコアギユレータは西独公開特許公報
第2717421号により公知である。このコアギユレ
ータは弱い出血に止血には非常に好適である。し
かし強い出血を止血することができ、組織加圧体
の組織への付着をさらに減少することが望まれ
る。さらにコアギユレータは非常に軟く敏感な組
織たとえば肝臓組織の止血にも適しなければなら
ない。さらに特定目的たとえば皮下を走る出管の
閉塞には加圧面に接する皮膚およびこの皮膚に直
接続く組織層の熱発生を比較的小さく抑え、凝固
が皮膚表面から少し離れて初めて有効になるのが
望ましい。
したがつて本発明の目的は首記方式のホトコア
ギユレータを、組織加圧体と接触する組織の表面
の過剰な熱発生を避け、組織加圧体の組織への付
着をさらに減少するように改善することである。
この発明は組織加圧体がサフアイヤからなり、
白熱コイルフイラメントに面する光線入射面を有
し、光線入射面と組織加圧面の間の光線方向に測
定した平均厚さが少なくとも4mmであり、組織加
圧体の加圧面で光線出力密度が最大150W/cm2
ある前記ホトコアギユレータによつて解決され
る。
組織加圧体を含む光線射出装置の熱導出能力は
有利に凝固用光線通過の際組織加圧体の加圧面
が、典型的生体組織たとえば筋肉組織に接触する
間、2秒内に最高で50゜上昇する程度の大きさで
ある。温度上昇は処置時間に間とくに加圧面に接
する組織が完全乾燥する大きさであつてはなら
ず、かつとくに組織を炭化してはならない。
組織加圧体は本発明による光線出力密度に対す
る相対的数値限定によつて高い熱吸収能力を有す
るので、凝固過程の間加圧面に公知ホトコアギユ
レータより著しく遅い均一な温度上昇が生じ、そ
れゆえ光線の進入を妨げる炭化した表面層なしに
深い凝固ゾーンが生じ、それによつて止血の意外
な改善および組織の組織加圧面への付着の減少が
達成される。とくに場合組織加圧体が露出する鋭
いナイフエツジを有しないので、肝臓組織のよう
な敏感な組織も切傷の危険なく凝固させることが
できる。さらに光線の波長帯域および組織加圧面
を支配する出力密度の適当な選択によつて、組織
加圧体が接触する組織表面の過大な変化が生ぜ
ず、凝固が組織内のある程度の深さで初めて有効
になることが達成される。
高い迅速な熱吸収能力は有利に組織加圧体の高
い熱容量および高い熱伝達能力によつて達成され
る。しかし組織加圧面から熱を導出する装置すな
わち1種の冷却体または冷却装置を備えることも
できる。組織加圧体はそれゆえ有利に迅速に作用
する熱導出体として作用し、すなわち熱を迅速に
加圧面に接する組織範囲から導出するので、接触
する組織は強くは加熱されない。
組織加圧体のエツジの面取りによつて、組織の
付着を著しくする損傷(切傷)およびエツジにお
ける過剰な光線集中が避けられる。
加圧体の材料は20℃で RT=Cρ/λ≦20Scm-2 の熱抵抗を有しなければならず、ここに C 比熱〔Jg-1K-1〕 ρ 密度〔gcm-3〕 λ 熱伝導度〔Jcm-1S-1K-1〕 である。とくにRT≦10Scm-2が有利である。サフ
アイヤの熱抵抗は20℃で約7Scm-2である。
加圧体の平均厚さの前記数値限定によつて加
圧体の有利な面積熱容量(加圧体の熱容量/加圧
面の面積)Γが得られる。: Γ=c・ρ・>0.4Jcm-2K-1 組織加圧体はもちろん凝固に作用する非干渉性
光線に対し透過性の、それゆえとくに透明、少な
くとも半透明の材料からなる。眩感の危険がある
場合光線帯域の下限は有利に約0.6〜0.7μmであ
る。
次に本発明を図面により説明する。
第1図に縦断面で示すほぼ円筒形の棒形ホトコ
アギユレータは本発明の有利な実施例である。こ
のコアギユレータはとくにステンレス鋼からなる
厚肉管10の形のグリツプとして役立つ本体を有
する。管10の前端に施削などによつて回転ダ円
体形レフレクタ12が形成され、その表面は鋭面
研磨とくに金メツキされる。レフレクタ12の内
側に熱線源として役立つ白熱ランプ14とくにタ
ングステーンハロゲン低圧ランプがあり、レフレ
クタ12によつて狭く包囲される。管球とレフレ
クタの距離は最大5mmとくに約2mmである。白熱
ランプ14は管10の中心孔を通る接続導線16
を介して接続コード18を結合し、この接続コー
ドはとくに液密および蒸気密に管10の丸くした
後端へ挿入される。エネルギー供給は電源30、
トランス31および足踏みスイツチ32を介して
行われる。
管10は薄肉管20をかぶせるように前部10
aの直径が少し小さく、この薄肉管はたとえばス
テンレス鋼からなり、その外面が管10の後部1
0bの外面とほぼ一致するように選ばれる。薄肉
管20の前端へ1体の円筒形サフアイヤ単結晶か
らなる組織加圧体22が挿入される。組織加圧体
22は耐熱性シリコーン接着剤の層24によつて
管20に接着される。組織加圧体22の円筒形外
面22aは鋭面研磨され、組織加圧体は短い光導
体のように作用する。組織加圧体の環状前端エツ
ジ22bは面取り(丸み半径たとえば0.5mm)し
てあるので、敏感な組織が端面によつて形成され
る組織加圧面22Cの周縁によつて傷つけられる
危険がない。
シリコーン接着剤層24はその屈折率がサフア
イヤのそれより低いので、光導体機能を低下しな
い。
管10の前部10aはO−リングシール26を
収容する環状溝を備える。このO−リングシール
26、シリコーン接着剤層24および管10後端
のコード導入部のシールによつて、第1図に示す
コアギユレータを高圧蒸気に対してシールするこ
とが保証され、それによつて内部へ蒸気の侵入す
る危険、したがつてコアギユレータのレフレクタ
12または他の内部部材損傷の危険が避けられ
る。
組織加圧体22の白熱ランプ14側の光線入射
面に誘電性薄膜フイルタ28が蒸着され、このフ
イルタは射出光線の眩感作用を低下するため透過
スペクトル帯域の下限たとえば600nmに制限す
る。さらに、または付加的に組織加圧体22を形
成するサフアイヤは公知法でクロムイオンをドー
プすることができるので、このサフアイヤは赤色
を呈し、それによつて同様眩感作用が軽減され
る。さらに第1図に示す方式のホトコアギユレー
タの場合、組織加圧体22の管20から突出する
部分はできるだけ短く、たとえば10mm、とくに3
mm、有利に1mmより短く形成される。
呼称出力250Wの白熱ランプ14を使用する場
合、レフレクタ12の前端および組織加圧体22
はとくに約16mmの直径を有する。円筒形組織加圧
体の直径が12mmまたは25mmの場合呼称出力150W
または400Wの白熱ランプを使用するのが適当で
ある。
凝固の際生ずる温度分布は第7図により後述す
る。
第2図に示すコアギユレータは第1図のものと
2つの点で異なる。第1に管10′はとくに約90
〜150゜の間の折れ角αで折れている。第2に組織
加圧体22′は組織裂傷たとえば肝臓の災害損傷
の際の凝固を容易にするため、クサビ形の端部を
有する。しかしクサビ形組織加圧体22′のすべ
ての露出エツジは面取してあるので、エツジはナ
イフとして作用せず、傷の原因にならない。
管20′は回転を容易にするため外面を波形
(図示せず)してあるので、クサビの直線的前端
縁22′dの向きを管10′に対して変化すること
ができる。すなわちこの場合組織加圧体22′は
2つの組織加圧面22′Cを有する。側面の円筒
部22′aは同様鋭面研磨される。組織加圧体2
2′はクサビ角はたとえば40〜90゜であり、有利に
約60゜である。この角度はもちろん光線の射出が
全反射によつて妨げられるほど小さくてはならな
い。
第1図および2図のコアギユレータの場合、ラ
ンプ14はとくに組織加圧体の光線入射面に接近
して配置されるけれど、この面に接触しない。こ
の距離はたとえば1〜2mmである。
第2図に示す実施例は折れた管10′の代りに
棒形の管を使用し、この管が所望により各αを調
節できるように可撓性部分を有するように変化す
ることができる。可撓性部分はたとえば蛇腹ホー
スからなる。
上記実施例のもう1つの変化によれば円筒形の
棒の形を有する組織加圧体を使用し、その光線入
射面として作用する端面は軸に対し垂直であるけ
れど、組織加圧面として役立つ他の面は軸に対し
て傾斜する。この傾斜面が軸となす角度は同様光
線射出が全反射によつて妨害される大きさであつ
てはならない。すべての露出エツジは同様面取り
してあるので、エツジは傷の原因にならない。加
圧体は傾斜円筒の形すなわち中心光線方向に対し
て傾斜する平行の光線入射および射出面を有する
板の形を有することもできる。
最後に組織加圧体は1つの面が光線入射面とし
て、他の面が組織加圧面として役立つ互いに90゜
の角を形成する2つの面および光線入射面から入
射する光線を組織加圧面へ反射する傾斜面を有す
るプリズムの形で使用することもできる。
第4図に示すホトコアギユレータは原理的には
西独公開特許公報第2717421号の第1図に記載の
ように形成される。このコアギユレータはアルミ
ニウム凹面ミラーの形のレフレクタ112を有す
るタングステンーハロゲン低圧ランプ114の形
の熱線源を備える。
アルミニウムレフレクタの代りに反射率の高い
金層を有するレフレクタまたは約0.6〜1.4μmの
波長帯域を選択的に反射する誘電性薄膜レフレク
タを使用することもできる。
第4図のコアギユレータはさらに薄い金属管1
20によつて包囲された断面が円形の石英棒の形
の剛性光導体121を有する。レフレクタ112
は白熱ランプ114の熱線を光導体121の光線
入射端へ反射する。光導体の光線射出端に組織加
圧体122たとえば透明単結晶サフアイヤの円筒
棒が配置され、この加圧体は光学的に研磨した側
面122aを有し、その直径は棒状光導体121
と同じでその延長部を形成する。組織加圧体12
2の光導体121と反対側の端部は鏡面研磨した
スクラツチのない加圧面122Cを形成する。組
織加圧体の前端縁は面取りされているので、組織
125を切らない。
公知コアギユレータの場合組織加圧体は付着し
ない加圧面を形成する目的しか有しないできるだ
け薄い板でなければならない。本発明の場合組織
加圧体は付加的に、組織加圧面122Cに接触す
る組織125の表面の過剰加熱を避ける目的を有
する。これは第4図コアギユレータの場合、組織
加圧体122が比較的大きい長さLおよび十分な
断面積を有することによつて達成される。長さL
はとくに4mmより大きく、有利に最低6mmとくに
10mm以上である。組織加圧体の直径は4〜10mmで
ある。深部にある組織の閉塞のために呼称出力た
とえば150Wのランプ114および長さ約10〜20
cmの光導体121を使用する場合、その適当な直
径の値は約6mmである。
組織加圧体はその寸法のため、通常約2秒であ
る処置サイクルの場合、組織表面を不所望に変化
するほど強く加熱しない大きい熱容量を有する。
組織加圧面122Cの温度上昇はコアギユレータ
を深部にある血管の閉塞に使用する場合、2秒の
処置サイクルの間最高50℃有利に最高30℃、さら
に有利には最高20℃である。
主として組織内部で初めて吸収される0.6〜
1.4μmの波長帯域の光線により第4a図の曲線1
27に示す温度Tの経過と光線進入深さdの関係
が得られる。組織内部の範囲129で温度はたと
えば15秒の照射時間の間にその範囲に凝固および
組織閉塞が行われるたとえば約80または90℃の温
度まで上昇する。加圧面122Cに接する範囲か
ら深さd1までは組織に圧着する加圧体122の冷
却効果によつて凝固に必要な温度に達しない。深
さd2から光線は凝固温度にもはや達しないように
減衰する。
第5図のホトコアギユレータは第4図のものと
同様タングステンーハロゲン白熱ランプ214、
レフレクタ212、光導棒221、組織加圧体2
22及び組織加圧面322Cを有する。ランプ2
14と光導棒221の光線入射端の間にキユベツ
トの形の光学フイルタ215が配置され、この中
には赤色染料の水溶液が存在する。有利な選択に
よればこのフイルタは同等の透過特性を有する誘
電性薄膜フイルタである。フイルタ215によつ
て光線の紫外線を含む短波長分および長波赤外線
が吸収されるので、光導体へはほぼ波長帯域0.6
〜1.4μmの光線のみが入射する。加圧体222は
光導体221の光線射出端に密接し、冷却装置2
30で包囲される。この冷却装置はトランジスタ
に使用されるような冷却フインを有する冷却体ま
たは液体を充てんした場合により付加的に冷却フ
イン230aを備えるキユベツトである。
第5図の冷却装置230の他の実施例が第6図
に示される。これによれば組織加圧体322は組
織加圧面322Cを有する比較的大きいデイスク
からなり、光線Sはその322′のみを通過する。
それゆえ凝固は中心部でのみ行われる。中心部3
22′を包囲する外側部分は冷却体または放熱体
として役立つ。光線は筒面321aを研磨した円
錐台形光導体321によつて中心部322′に制
限される。組織加圧体222および322にはと
くに高い熱伝導度の材料たとえば酸化ベリリウム
が使用される。酸化ベリリウムからなる適当な加
圧体はたとえば高温プレスおよび焼結によつて比
較的安価に製造され、本発明による加圧目的に使
用するために十分な透明度を有する。
第7図は同時に組織加圧体として役立つ光導棒
422を有する光線射出装置を示す。この光導棒
は組織加圧面422Cを形成する円錐台形端部4
22dを有する。加圧体422は前記種類の透明
結晶材料からなり、高い熱伝導度を有するので、
加圧体422は光線射出面として作用する組織加
圧面422Cに接する組織429から熱を導出す
る。色温度約3000゜Kで動作する150Wのタングス
テン−ハロゲンランプのフイルタしない光線およ
び直径約2〜6mmの組織加圧面422Cを有する
サフアイヤ単結晶の長さ50mm、少なくとも10mmの
棒422を使用する場合、組織429へ深く入る
凝固ゾーン429aが発生する。組織表面(皮
膚)からの距離の函数である発生した温度分布は
第7a図の実線で示す曲線に相当する。組織表面
の温度は冷却体として作用する棒422による熱
導出のため中間の温度T2に制限され、この温度
は凝固温度T3より上にあるけれど、炭化および
光線射出面422Cと組織の過剰な付着が生じな
い高さである。熱導出は組織へ進入する光線の強
度低下をある程度まで補償するので、かなりの深
さまで凝固温度T3より高い比較的平担な温度経
過が生ずる。
石英またはプラスチツクのような熱伝導度の低
い材流の組織加圧体を使用すると、破線で示す温
度経過が生じ、組織表面は短時間後にすでに非常
に高い温度T1になる。その際組織の表面は炭化
し、それによつて光線の深い透過が妨害されるの
で、止血が困難になり、組織は加圧面に付着しや
すくなる。同様の効果がサフアイヤ等の薄過ぎる
加圧体を使用する際に生ずる。
光源として使用する白熱ランプの電気的入力は
一般に最低75Wとくに最低100Wである。満足な
凝固のためには一般に組織加圧体の加圧面の光線
通過面に最低10W/cm2以上の出力密度が必要であ
る。出力密度の最高は加圧面の組織の加熱が早過
ぎないようにとくに100W/cm2であり、これを超
えると加圧面の組織があまりに早く乾燥し、不所
望に付着する危険を伴う。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるコアギユレータの第1実
施例の縦断面図、第2図は第2実施例の縦断面
図、第3図は第2図の光線射出端−部の平面
図、第4図は第3実施例の縦断面図、第4a図は
温度と光線進入深さの関係を示すグラフ、第5図
は第4実施例の縦断面図、第6図は光線射出部の
他の実施例の側面図、第7図は光線射出部のもう
1つの実施例の側面図、第7a図はその温度と光
線進入深さの関係を示すグラフである。 10……管、12……レフレクタ、14……白
熱ランプ、20……薄肉管、22……組織加圧
体。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 熱線源としての電気的白熱コイルフイラメン
    トこのフイラメントを包囲するケーシング、およ
    び光線の通過する組織加圧体を有する光線射出系
    からなり、この組織加圧体が光線透過性の誘導性
    結晶材料からなり、かつ身体組織を加圧するため
    の加圧面を形成している、直接接触によつて生体
    組織の限定範囲へ光線を適用するためのホトコア
    ギユレータにおいて、 組織加圧体がサフアイヤからなり、前記フイラ
    メントに面する光線入射面を有し、光線入射面と
    組織加圧面の間の光線方向に測定した平均厚さが
    少なくとも4mmであり、組織加圧体に加圧面で光
    線出力密度が最大150W/cm2であることを特徴と
    するホトコアギユレータ。 2 光線射出系の比熱容量および熱伝導度がそれ
    ぞれ比較的高い値を有し、組織加圧体の加圧面の
    温度が、加圧面が身体組織に接し、かつ光線が熱
    線源からこの面を通過する間、2秒以内に最大で
    50℃しか上昇しない特許請求の範囲第1項記載の
    コアギユレータ。 3 組織加圧体が平滑面を有し、身体組織に接触
    するエツジが円味を有する特許請求の範囲第1項
    または第2項記載のコアギユレータ。 4 熱導出体を有し、光線が通過する組織加圧体
    の一部の側面が熱導出体と熱伝導良好に結合して
    いる特許請求の範囲第1項または第2項記載のコ
    アギユレータ。 5 組織加圧体の少なくとも前記フイラメントに
    面する光線入射面の近くが少なくとも直径4mmの
    円形断面を有し、組織加圧体を通る光線の方向の
    長さが少なくとも6mmである特許請求の範囲第1
    項記載のコアギユレータ。 6 熱線源が白熱ランプであり、この熱線源に近
    い加圧体が光線方向に少なくとも5mmの長さを有
    する円筒形である特許請求の範囲第1項記載のコ
    アギユレータ。 7 白熱ランプフイラメントが管球によつて包囲
    され、組織加圧体の光線入射面が白熱ランプの管
    球から最大で10mm離れている特許請求の範囲第6
    項記載のコアギユレータ。 8 組織加圧体の長さが少なくとも10mmである特
    許請求の範囲第7項記載のコアギユレータ。 9 組織加圧体が光源と反対側に細くなつた端部
    を有する特許請求の範囲第8項記載のコアギユレ
    ータ。 10 細い端部がクサビ形である特許請求の範囲
    第9項記載のコアギユレータ。 11 白熱ランプを包囲するケーシングが白熱ラ
    ンプフイラメントから最大5mmの半径方向距離に
    ほぼ回転ダ円体形のレフレクタを有する特許請求
    の範囲第7項記載のコアギユレータ。 12 ランプが150Wの定格を有し、組織加圧体
    の円筒形部分の直径が12mmである特許請求の範囲
    第6項記載のコアギユレータ。 13 ランプが250Wの定格を有し、組織加圧体
    の円筒形部分の直径が16mmである特許請求の範囲
    第6項記載のコアギユレータ。 14 ランプが400Wの定格を有し、組織加圧体
    の円筒形部分の直径が25mmである特許請求の範囲
    第6項記載のコアギユレータ。 15 組織加圧体がサフアイヤ単結晶からなる特
    許請求の範囲第1項記載のコアギユレータ。 16 組織加圧体が縁色および青色スペクトル帯
    域で吸収力の高い材料を含む特許請求の範囲第1
    項記載のコアギユレータ。 17 光源と組織加圧体の間に0.6〜1.4μの透過
    帯域を有する光学的フイルタが配置されている特
    許請求の範囲第1項記載のコアギユレータ。 18 光源が電気的定格出力少なくとも100Wの
    白熱ランプである特許請求の範囲第1項記載のコ
    アギユレータ。 19 加圧面における非干渉性光源の出力密度が
    少なくとも10W/cm2である特許請求の範囲第1項
    記載のコアギユレータ。 20 出力密度が最高100W/cm2である特許請求
    の範囲第1項記載のコアギユレータ。 21 組織加圧体が円板形を有し、その周面が光
    学的に研摩してある特許請求の範囲第1項記載の
    コアギユレータ。 22 組織加圧体を包囲するほぼ円筒形の管部材
    を有し、それによつて眩或作用が低下する特許請
    求の範囲第1項記載のコアギユレータ。 23 ケーシングがほぼ円筒形の管からなる特許
    請求の範囲第1項記載のコアギユレータ。 24 管がほぼ直線的である特許請求の範囲第2
    3項記載のコアギユレータ。 25 管が中央に45゜の曲り部を有する特許請求
    の範囲第23項記載のコアギユレータ。 26 組織加圧体が管の端部に支持され、光路が
    円筒管軸とほぼ同軸である特許請求の範囲第23
    項記載のコアギユレータ。
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