用于能量處置器具的控制裝置以及能量處置系統的制作方法

本發明涉及一種用于能量處置器具的控制裝置以及能量處置系統。
背景技術：
：已知一種手術用處置器具，用于通過把持生物體組織并且使熱能作用于該生物體組織來進行使生物體組織凝固或將生物體組織切開的處置。例如，日本特開2005-253789號公報中公開了一種在鉗子上設置有具有電阻發熱圖案的發熱體的手術用處置器具。在上述這樣的處置器具中，優選的是，只有用于把持生物體組織的夾持部中的與生物體組織接觸的把持面的溫度上升，把持面以外的部分的溫度不上升。然而，當反復進行針對生物體組織的處置時，夾持部中的把持面以外的部分的溫度也上升。技術實現要素：在使熱能作用于所把持的生物體組織的處置器具中，存在與生物體組織接觸的把持面以外的部分的表面變得非常高溫的擔憂。因此，存在想要獲取表面溫度這樣的要求。本發明的目的在于，提供一種能夠獲取處置器具的表面溫度的用于能量處置器具的控制裝置以及能量處置系統。為了實現所述目的，根據本發明的一個方式，是一種用于能量處置器具的控制裝置，其中，該能量處置器具具備：第一把持部，其構成為把持面與生物體組織接觸；第二把持部，其相對于所述第一把持部相對地打開和閉合來將所述生物體組織把持在所述第二把持部與所述第一把持部之間；以及發熱元件，其構成為與被供給的電力相應地發熱來對所述把持面進行加熱，該控制裝置具備：溫度獲取部，其獲取所述發熱元件的溫度；以及表面溫度估計部，其基于所述發熱元件被停止所述電力的供給后的溫度的變化，估計所述第一把持部的表面中的與同所述第二把持部相對的面不同的至少一部分的溫度來作為表面溫度。根據本發明的一個方式，能量處置系統具備上述的控制裝置以及能量處置器具，該能量處置器具具備上述的第一把持部、上述的第二把持部以及上述的發熱元件。根據本發明，能夠提供一種能夠獲取處置器具的表面溫度的用于能量處置器具的控制裝置以及能量處置系統。附圖說明圖1是示出一個實施方式所涉及的能量處置系統的結構例的概要的圖。圖2是示出一個實施方式所涉及的夾持部的結構例的概要的示意圖。圖3是示出一個實施方式所涉及的能量處置系統的結構例的概要的框圖。圖4是示出一個實施方式所涉及的控制裝置中的處理的一例的流程圖。圖5A是示出與經過時間相對應的發熱元件的溫度的變化的一例的圖。圖5B是示出與經過時間相對應的發熱元件的溫度的變化的一例的圖。圖6是示出高溫時處理的一例的流程圖。圖7是示出高溫時處理的不同的一例的流程圖。具體實施方式參照附圖來說明本發明的一個實施方式。圖1中示出本實施方式所涉及的能量處置系統的結構例的一例。能量處置系統10是用于在生物體組織的治療中使用的裝置。能量處置系統10使熱能作用于生物體組織。能量處置系統10具備控制裝置100、能量處置器具200以及腳踏開關310。能量處置器具200例如是用于貫通腹壁來進行處置的牽引線型的外科治療用處置器具。能量處置器具200具有手柄250、安裝于手柄250的軸(shaft)240以及設置于軸240的前端的夾持部210。夾持部210能夠打開和閉合，把持作為處置對象的生物體組織來進行生物體組織的凝固、切開等處置。為了以后的說明，將夾持部210側稱為前端側，將手柄250側稱為基端側。手柄250具備用于操作夾持部210的多個操作把手252。另外，手柄250具備存儲與該能量處置器具200有關的固有值等的未圖示的存儲器。此外，此處示出的能量處置器具200的形狀當然只是一例，如果具有同樣的功能，則也可以是其它形狀。手柄250經由線纜260而與控制裝置100連接。在此，線纜260與控制裝置100通過連接器265連接，從而該連接是裝卸自如的。即，能量處置系統10構成為能夠針對每種處置更換能量處置器具200。控制裝置100連接有腳踏開關310。通過腳進行操作的腳踏開關310也可以置換為通過手進行操作的開關或其它開關。通過由手術操作者操作腳踏開關310的踏板，來切換從控制裝置100向能量處置器具200的能量供給的進行/停止。參照作為示意圖的圖2來說明夾持部210的結構例的概要。夾持部210具有第一把持部212和第二把持部214。第一把持部212與第二把持部214相對地移位，來將生物體組織900夾持在第一把持部212與第二把持部214之間。將第一把持部212中與第二把持部214相對且與生物體組織接觸的面稱為把持面。另外，將第一把持部212的與把持面相反的一側的面稱為背面。第一把持部212的把持面例如設置有由銅之類的熱傳導性良好的金屬形成的處置部222。處置部222的背面側設置有發熱元件224。發熱元件224包含電阻圖案，通過電流流過該電阻圖案來發熱，其中，該電阻圖案是電阻高的導線。發熱元件224的背面側設置有由熱傳導率低的材料形成的絕熱構件226。將第一把持部212中的除處置部222、發熱元件224以及絕熱構件226以外的部分設為把持部主體228。在向發熱元件224供給電力時，發熱元件224發熱。由發熱元件224產生的熱經過熱傳導性高的處置部222對生物體組織900進行加熱。另外，由發熱元件224產生的熱要被熱傳導性低的絕熱構件226絕熱，但是一部分經由絕熱構件226而向第一把持部212的背面傳遞。例如在使用該能量處置器具200時，第一把持部212的背面是有可能與處置對象以外的組織接觸的部分。當背面的溫度變為高溫時，存在對處置對象以外的組織進行加熱而使該組織損傷的擔憂。因而，需要掌握背面的溫度并且將背面的溫度維持為不高的溫度。在此，不高的溫度例如是不會使蛋白質變性的溫度。參照圖3來說明控制裝置100的結構例的概要。控制裝置100具有控制部110、存儲部120、發熱元件驅動電路130、溫度獲取部140、表面溫度估計部150、輸入部160、通知控制部170、顯示部180以及揚聲器190。控制部110與控制裝置100內的各部連接，對控制裝置100的各部進行控制。控制部110連接有腳踏開關310，從腳踏開關310被輸入用于進行能量處置器具200的處置的接通和用于停止處置的斷開。控制部110計算應向發熱元件224投入的電力。控制部110對發熱元件驅動電路130進行控制，來向發熱元件224投入所計算出的電力。存儲部120例如包括一般的半導體存儲器。存儲部120存儲有控制裝置100進行動作所需要的各種程序、數據等。控制部110例如按照存儲部120中存儲的程序來進行動作。發熱元件驅動電路130與能量處置器具200連接，在控制部110的控制下，驅動能量處置器具200的發熱元件224。即，發熱元件驅動電路130在控制部110的控制下向發熱元件224的電阻圖案供給電力。溫度獲取部140具有如下功能：從發熱元件驅動電路130獲取向發熱元件224施加的電壓以及此時流過的電流，基于該電壓和電流來獲取發熱元件224的電阻圖案的電阻值。電阻圖案的電阻值與電阻圖案的溫度相應地變化。存儲部120中存儲有預先獲取到的電阻圖案的溫度與電阻值之間的關系。溫度獲取部140基于獲取到的電阻圖案的電阻值，利用電阻圖案的溫度與電阻值之間的關系來計算電阻圖案的溫度。溫度獲取部140將所得到的電阻圖案的溫度、即發熱元件224的溫度輸出到表面溫度估計部150。表面溫度估計部150估計第一把持部212的表面中的除與第二把持部214相對的面以外的至少一部分的溫度來作為表面溫度。用于估計表面溫度的表面例如是把持部主體228的背面或側面。表面溫度估計部150從溫度獲取部140獲取發熱元件224的溫度。表面溫度估計部150基于停止向發熱元件224的電力供給后的、發熱元件224的溫度下降的特性來進行表面溫度的估計。輸入部160包括按鈕、提鈕、鍵盤等一般的輸入裝置。向輸入部160輸入控制部110的各種設定等。輸入部160將被輸入的信息向控制部110輸出。通知控制部170對顯示部180和揚聲器190的動作進行控制。顯示部180顯示控制部110的各種設定等。揚聲器190輸出警告音等。控制部110、溫度獲取部140、表面溫度估計部150、通知控制部170等例如是由CentralProcessingUnit(CPU：中央處理單元)、ApplicationSpecificIntegratedCircuit(ASIC：專用集成電路)構成的。接著，說明本實施方式所涉及的能量處置系統10的動作。手術操作者預先對控制裝置100的輸入部160進行操作，來事先設定能量處置系統10的輸出條件、例如基于熱能輸出的加熱的目標溫度、加熱時間等。在能量處置系統10中，既可以單獨設定各個值，也可以選擇與手術方式相應的成套的設定值。能量處置器具200的夾持部210和軸240例如穿過腹壁而插入到腹腔內。手術操作者對操作把手252進行操作使夾持部210打開和閉合，來通過第一把持部212和第二把持部214把持作為處置對象的生物體組織。此時，第一把持部212的處置部222的把持面與作為處置對象的生物體組織接觸。當通過夾持部210把持了作為處置對象的生物體組織時，手術操作者對腳踏開關310進行操作。當腳踏開關310被切換為接通時，從控制裝置100經由線纜260向發熱元件224供給電力，以使第一把持部212的把持面的溫度變為目標溫度。在此，目標溫度例如是200℃。此時，電流從控制裝置100經由線纜260而流過發熱元件224的電阻圖案。發熱元件224的電阻圖案由于流過電流而發熱。由電阻圖案產生的熱傳到處置部222。其結果，處置部222的溫度上升。與處置部222接觸的生物體組織由于處置部222的溫度上升而被燒灼并且凝固。當通過加熱使生物體組織凝固了時，停止熱能的輸出。此外，當將把持面的目標溫度例如設為300℃時，生物體組織通過該高溫而被切斷。如以上那樣，生物體組織的處置完成。參照圖4所示的流程圖來進一步說明控制裝置100的動作。在步驟S101中，控制部110判定腳踏開關310是否已接通，即判定是否應進行發熱元件224的發熱。在判定為不進行發熱時，處理返回到步驟S101。即，控制部110反復進行步驟S101的處理，直到腳踏開關310接通為止。在步驟S101中判定為進行發熱時，處理前進到步驟S102。在步驟S102中，控制部110對發熱元件驅動電路130的動作進行控制，來向發熱元件224供給電力。其結果，電流流過發熱元件224，從而發熱元件224發熱。由發熱元件224產生的熱向處置部222傳遞，從而與處置部222接觸的生物體組織被加熱。此時，控制部110對發熱元件驅動電路130的輸出進行反饋控制。即，控制部110以從溫度獲取部140獲取基于電阻圖案的電阻值計算出的發熱元件224的溫度并基于發熱元件224的溫度使處置部222的溫度變為目標溫度的方式對發熱元件驅動電路130的輸出進行反饋控制。在步驟S103中，控制部110判定腳踏開關310是否已斷開，即判定是否應停止發熱元件224的發熱。在判定為不停止發熱時，處理返回到步驟S102。即，繼續進行向發熱元件224的電力供給。當在步驟S103中判定為停止發熱時，處理前進到步驟S104。此時，停止向發熱元件224的電力供給。控制部110在停止向發熱元件224的電力供給的同時或緊接在停止之后，在步驟S104中使溫度獲取部140獲取發熱元件224的溫度。即，溫度獲取部140從發熱元件驅動電路130獲取向發熱元件224施加的電壓的電壓值和此時流過的電流的電流值。溫度獲取部140基于獲取到的電壓值和電流值，來計算發熱元件224的電阻圖案的電阻值。溫度獲取部140經由控制部110獲取存儲部120中存儲的表示發熱元件224的電阻圖案的電阻值與發熱元件224的溫度之間的關系的信息，并基于該信息計算發熱元件224的溫度。溫度獲取部140將計算出的發熱元件224的溫度向表面溫度估計部150輸出。這樣的發熱元件224的溫度的計算和該溫度向表面溫度估計部150的輸出在適當的定時進行。在步驟S105中，控制部110使表面溫度估計部150估計第一把持部212的表面的溫度來作為表面溫度。在此，被作為表面溫度進行估計的是第一把持部212的表面中的與同第二把持部214相對的部分不同的部分，例如是第一把持部212的背面或側面的部分的溫度。表面溫度是基于使向發熱元件224的電力供給停止后的發熱元件224的溫度變化計算的。圖5A中示出與時間經過相對應的發熱元件224的溫度變化的一例。設為在時刻T0開始向發熱元件224的電力供給。此時，發熱元件224的溫度隨時間經過上升。不久之后，當發熱元件224的溫度達到作為目標溫度的第一溫度temp1時，由控制部110調整向發熱元件224供給的電力，來將發熱元件224的溫度維持為第一溫度temp1。設為在時刻T1停止向發熱元件224的電力供給。此時，發熱元件224的溫度隨時間經過下降。即，發熱元件224的熱向把持部主體228等傳遞，從第一把持部212的背面或側面等把持部主體228的表面向周圍放射。在圖5A所示的例子中，在時刻T2，發熱元件224的溫度變為第二溫度temp2。即，在圖5A所示的例子中，在從時刻T1到時刻T2的期間，發熱元件224的溫度從第一溫度temp1到第二溫度temp2下降了溫度差Δtemp1。在此，Δtemp1＝temp1-temp2。在圖5B中示出第一把持部212的背面的溫度之類的表面溫度比圖5A所示的情況下的表面溫度高的情況下的、與時間經過相對應的發熱元件224的溫度變化的一例。在圖5B所示的情況下也同樣，設為在時刻T0開始向發熱元件224的電力供給，在發熱元件的溫度維持為第一溫度temp1之后，在時刻T1停止向發熱元件224的電力供給。在圖5B所示的例子中，在從時刻T1到時刻T2的期間，發熱元件224的溫度從第一溫度temp1到第三溫度temp3下降了溫度差Δtemp2。在此，Δtemp2＝temp1-temp3。Δtemp2小于Δtemp1。即，表面溫度越高，則停止向發熱元件224的電力供給之后的、發熱元件224在每規定時間內的溫度下降越低。這樣，如果對發熱元件224的與時間經過相對應的溫度下降進行測量，則能夠進行例如背面等的表面溫度的估計。通過下述的熱傳導數式表示熱從第一區域向第二區域的移動。即，如果將從第一區域向第二區域的移動熱量設為Q、將傳遞熱的構件的熱傳導率設為K、將熱移動的部分的面積設為S、將熱移動的距離設為L、將經過時間設為T、將第一區域的溫度設為tempA、將第二區域的溫度設為tempB、將第一區域與第二區域之間的溫度差設為Δtemp，則作為每單位時間內的移動熱量，下述的數式(1)成立。Q/T=KS(Δtemp)/L=KS(tempA-tempB)/L---(1)]]>在此，設為預先求出第一把持部212整體的熱傳導率K、面積S以及距離L后例如存儲到存儲部120中。此時，如果獲取發熱元件224的溫度來作為第一區域的溫度tempA并且將每單位時間內的移動熱量Q/T獲取為溫度下降，則例如能夠估計背面的溫度來作為第二區域的溫度tempB。此外，第一把持部212整體的熱傳導率K、面積S以及距離L的信息例如能夠通過實驗獲取。第一把持部212整體的熱傳導率K、面積S以及距離L的信息也可以存儲在對能量處置器具200設置的存儲器中。在該情況下，控制裝置100從對能量處置器具200設置的存儲器中讀出這些信息。可以基于上述的數式(1)通過計算來計算成為第一把持部212的表面溫度的第二區域的溫度tempB。另外，例如也可以基于存儲部120中以表的形式存儲的、每單位時間內的第一區域的溫度tempA及移動熱量Q/T與第二區域的溫度tempB之間的關系，來參照第二區域的溫度tempB。表面溫度估計部150如上述那樣基于電力供給后的發熱元件224的溫度變化來估計表面溫度。表面溫度估計部150將估計出的溫度向控制部110傳遞。在步驟S106中，控制部110判定由表面溫度估計部150估計出的表面溫度是否高于規定閾值。在此，規定閾值可以被設定為任意℃，例如被設定為60℃。在判定為表面溫度不高于規定閾值時，處理前進到步驟S108。另一方面，當表面溫度高于規定閾值時，處理前進到步驟S107。在步驟S107中，控制部110進行高溫時處理。在高溫時處理中，進行用于避免表面溫度高到成為問題的程度的處理。在后面記述高溫時處理。在高溫時處理之后，處理前進到步驟S108。在步驟S108中，控制部110判定是否結束處理。例如，在從輸入部160輸入了用于結束處理的指示時，處理結束。在判定為結束處理時，該處理結束。另一方面，在判定為不結束處理時，處理返回到步驟S101。參照圖6所示的流程圖來說明高溫時處理的一例。在圖6所示的例子中，停止電力向發熱元件224的供給，直到表面溫度變為規定閾值以下為止。在步驟S201中，控制部110使通知控制部170通知表面溫度是高于規定溫度的高溫。通知控制部170例如使顯示部180進行表示表面溫度為高溫以及表示由于是高溫因此不進行向發熱元件224的電力供給的顯示。另外，通知控制部170也可以使揚聲器190輸出表示表面溫度為高溫以及表示由于是高溫因此不進行向發熱元件224的電力供給的聲音。之后，處理前進到步驟S202。在步驟S202中，控制部110判定表面溫度是否高于規定閾值。在判定為高于規定閾值時，處理返回到步驟S201。因而，在表面溫度高于規定閾值的期間，不向發熱元件224供給電力，而持續進行表面溫度為高溫的通知。在步驟S202中表面溫度變得不高于規定閾值時，處理返回到參照圖4所說明的處理。參照圖7所示的流程圖來說明高溫時處理的不同的一例。在圖7所示的例子中，將向發熱元件224供給的電力設為低水平，直到表面溫度變為規定閾值以下為止。在步驟S301中，控制部110判定是否接通腳踏開關310來進行發熱。在判定為不進行發熱時，處理前進到步驟S307。另一方面，在判定為進行發熱時，處理前進到步驟S302。在步驟S302中，控制部110使發熱元件驅動電路130向發熱元件224供給低電力。在此，發熱元件驅動電路130向發熱元件224供給的電力的水平低于參照圖4所說明的處理的步驟S102中發熱元件驅動電路130向發熱元件224供給的電力的水平。通過將供給電力抑制為低水平，來抑制表面溫度的上升。在步驟S303中，控制部110使通知控制部170進行發熱元件224的輸出為低水平的通知。通過該通知，用戶能夠了解當前的輸出為低水平。在步驟S304中，控制部110判定是否停止發熱。在判定為不停止發熱時，處理返回到步驟S302。其結果，繼續進行向發熱元件224的低水平電力的供給。另一方面，在判定為停止發熱時，處理前進到步驟S305。此時，停止向發熱元件224的電力供給。在步驟S305中，控制部110使溫度獲取部140基于發熱元件224的電阻圖案的電阻值來獲取發熱元件224的溫度。在步驟S306中，控制部110使表面溫度估計部150基于發熱元件224的溫度下降來估計表面溫度。在步驟S307中，控制部110判定表面溫度是否高于規定閾值。在判定為高于規定閾值時，處理返回到步驟S301。另一方面，在判定為不高于規定閾值時，處理返回到參照圖4所說明的處理。根據圖7所示的高溫時處理，在表面溫度高于規定閾值的期間內，向發熱元件224的供給電力被抑制為低水平，當表面溫度變為規定閾值以下時，返回到通常的處理。此外，步驟S302中供給的電力既可以是與通常的供給電力不同的固定的電力，也可以是對通常的供給電力乘以規定系數所得到的電力，還可以是與表面溫度相應的電力。優選的是，表面溫度越高，則被供給的電力越小，以使得表面溫度盡早低于規定閾值。如以上那樣，根據本實施方式，進行控制以避免第一把持部212的表面溫度變高。此時，關于表面溫度，并不是直接測量的，而是基于發熱元件224的溫度估計的。因而，根據本實施方式，不需要除用于測量發熱元件的溫度的機構以外另行設置用于測量表面溫度的溫度傳感器。此外，需要獲取發熱元件224的溫度，以進行將發熱元件224的溫度維持為目標溫度的控制。根據以上所述，根據本實施方式，能夠使第一把持部212的結構簡潔化且能夠通過簡單的方法獲取表面溫度。并且，利用所獲取到的表面溫度，能夠避免因第一把持部212的表面溫度的上升而導致的能量處置器具200的故障、因高溫的背面等不預期地與生物體組織接觸而導致的該生物體組織的損傷等不良影響。另外，基于發熱元件224的溫度變化估計表面溫度對于第一把持部212的小型化奏效。此外，在本實施方式中，發熱元件224的溫度是基于發熱元件224的電阻圖案的電阻值獲取的。這樣，如果基于電阻值獲取溫度，則不需要除發熱元件224外另行設置溫度傳感器。這對于第一把持部212的小型化奏效。發熱元件224的溫度獲取方法并不限于如上述那樣基于發熱元件的電阻圖案的電阻值獲取。也可以是，在發熱元件224的附近設置溫度傳感器，從該溫度傳感器獲取發熱元件224的溫度信息。另外，在上述的實施方式中，也可以是，當表面溫度高于規定閾值時，如通常那樣繼續進行電力向發熱元件224的供給，只是通知表面溫度高。識別出表面溫度高的用戶例如能夠一邊注意避免背面等與其它組織等接觸一邊進行處置。另外，在上述的實施方式中，示出了只在第一把持部212中設置有發熱元件224等發熱機構，但是并不限于此，也可以是在第二把持部214中也與第一把持部212同樣地設置發熱機構。當前第1頁1 2 3