微波手术用电极装置 【技术领域】
本发明涉及用微波进行活体组织的凝固、止血、部分切除等的微波手术器械中所用的电极装置，尤其涉及可在手边操作设在延伸的轴顶端的电极的方向电极装置。
背景技术
在对活体深处的病变组织、譬如恶性肿瘤进行治疗时，大多是将活体从皮肤到切开到深部，以使患部暴露出来，再将患部及相邻的组织摘除。然而近年来，从重视患者生存质量的观点出发，正在普及一种可缩短住院时间、无需开腹的治疗方法。其中譬如关于肝癌的治疗法就有肝动脉栓塞术(TAE)、经皮酒精注入疗法(PEI)、微波凝固疗法(MCT)等。
微波凝固疗法是使微波电极与患部紧密接触后向电极间放射规定频率的微波，并利用在电极间产生的局部地微波电磁场所产生的电介质热对患部进行有选择的凝固、止血、部分切除等。与用电动手术刀、激光手术刀进行的凝固、切开相比，其止血、凝固效果及操作性更佳。在对活体深部使用的微波凝固疗法中，有经皮的微波凝固疗法(PMCT)、腹腔镜下微波凝固疗法(LMCT)等。其中腹腔镜下微波凝固疗法是在以肚脐为中心的体表面腹部适当部位穿多个通常直径为数mm的孔，并通过外套管分别在其中1个孔中插入前端装有CCD摄象机的腹腔镜，在另外2个孔中插入钳子，再在1个孔中插入手术电极，并向腹腔内注入二氧化碳等无害气体使之膨胀后，一边观察CCD摄象机摄到的监视器图象，一边从体外操作手术电极，由此进行手术。
在通过外套管向腹腔内插入电极时，用于腹腔镜下微波凝固疗法的电极及支承该电极的轴部分的整体必须是直线形的。因此，传统的电极具有直线状的一体轴，电极前端部的方向是固定的。而需凝固的患部位置即使是在同一脏器上也各不相同，而且在不能凝固的血管或胆管等位于患部跟前时，采用电极及支承该电极的轴整体固定在直线状态的传统电极时，常常难以将电极从最佳角度用于患部。
为了解决这个问题，必须在将电极插入腹腔内后，能够在手边进行操纵，使电极以规定的角度改变其方向。然而，微波凝固疗法用电极与电动手术刀或激光手术刀不同，其特殊性在于内部有微波同轴电缆一直通到电极的前端，因此迄今为止无人提出过能在手边操纵电极前端部的方向、用于腹腔镜下微波凝固疗法的电极。
即，在微波凝固疗法用的电极中，由于同轴电缆占据了电极支承轴内腔截面积的大部分，故很难再在支承轴内设置控制电极角度用的复杂机构。
另外如果在微波同轴电缆的一部有急剧弯曲的部位，则微波传导时会在该部位部分反射而产生驻波，会因发热导致能量损耗，妨碍微波继续向前方传导。因此，即使要将电极前端附近弯曲，也必须使内部同轴电缆用尽量大的曲率半径形成平缓的弯曲形状。
另外，装在轴内的微波同轴电缆包括芯线和将其包覆的绝缘体及包在绝缘体外的外皮导体，相当粗，不易弯曲，故必须设置能施加相应的力以使之弯曲的机构。
另外，为了使电极刺入或接触患部组织，必须做到即使电极部分受到来自患部组织的反力也能维持稳定的电极角度。
还有，在用微波凝固组织时，每一部位通常需要大约60秒钟，故用于患部的电极必须在这一期间维持规定的角度。从而，最好是在使电极向着规定角度后将角度固定，以避免给手术人员增加负担。
再有，一旦使内装同轴电缆的支承轴弯曲，与此同时，在内部弯曲的同轴电缆往往沿轴向变形，产生轴向应力，当出现某种程度以上的弯曲时，该应力就会妨碍轴的顺利弯曲。
本发明的目的在于解决上述问题，提供一种能在手边操纵而自由控制电极前端部的方向的微波凝固疗法用电极。
发明的公开
本发明人发现，如果根据电极前端部的预定最大角度而将电极的支承轴前端部附近1处以至多处分成可在一个平面内改变角度的联杆，并用沿着支承轴内面的弹性细长构件从手边拉动或推回位于最前端的联杆的弯曲部，则即使是内装同轴电缆的电极，也很容易从手边精确控制其前端部的方向，而且即使是用多根联杆的场合，也能使各联杆相互均等平衡地动作，即使电极的角度变化很大，也不会在内装的同轴电缆一部发生急剧的弯曲。
即，本发明是一种可操纵电极角度的微波手术用电极装置，包括：设有向前端方向延伸的刚性中空支承轴的手柄、设在该支承轴的前端且在其前端支承微波手术用电极的可动支承部、在手边与微波用同轴连接器连接且穿过该手柄及该支承轴而在该可动部与对应的各微波手术用电极连接的微波用同轴电缆，其特点是，
(a)该可动支承部包括从该支承轴前端起沿长度方向连接、可在该支承轴的长度轴向和与其脱离的方向之间在一个平面内弯曲及伸长、其中可供该同轴电缆通过的1个以上的联杆，
(b)还包括一端固定在构成该可动支承部的最前端联杆的弯曲侧、穿过该支承轴而延伸的弹性硬质构件，该弹性硬质构件在靠手边一侧的末端以可将其拉动及推回的状态与该手柄的可从外部操作的操作部结合，由此可操纵电极角度。
上述结构的本发明的电极装置在用于腹腔镜下微波凝固疗法时，在要穿过已插入腹腔内的外套管时延伸为直线状，在其前端部从外套管向腹腔内插入所需长度后，根据需要操纵设在手柄上的操作部，就能调节电极前端部的方向以适应患部的位置。另外，虽然是只对最前端的联杆施加拉动力及推回力的机构，但即使可动支承部由多个联杆构成，也可使各联杆相互均等平衡地动作。因此，即使较大地改变电极角度，弯曲也不会集中在可动支承部的一部，可防止内装的同轴电缆在一个部位急剧弯曲。由于本发明具有上述结构和功能，在施行微波凝固疗法时，可以通过手边的操作来任意控制腹腔内的电极前端部的方向，故可以根据需凝固的患部位置及周围组织状况灵活对应。
在要较大地改变电极前端部的方向时，利用内装的同轴电缆与各联杆及支承轴之间的不同位置关系可使同轴电缆沿轴向被拉动或推压，而产生较大的轴向应力，有时会妨碍电极前端部的顺利操作。对此，本发明人发现，不将手柄上的同轴连接器固定在手柄上，而是使之可在一定范围内沿轴向滑动变位，就可使在电极装置内的同轴电缆上产生的轴向应力释放，由此，即使电极前端部发生较大角度变化，譬如180°的变化，也能毫无障碍地顺利动作。
即，本发明的特点还在于，在上述电极装置中，将该同轴连接器以可在规定范围作轴向变位的状态安装在该手柄上，从而能够追随该同轴电缆在该可动支承部在弯曲状态和伸长状态之间变化时发生的前后方向变位。
采用具有上述特点的结构，当由于可动支承部的弯曲而使电极前端部的方向发生较大角度的改变时，在支承轴内的同轴电缆产生轴向变位之时，由于与同轴电缆的靠手边一侧连接的同轴连接器追随同轴电缆的轴向变位而相对手柄作轴向滑动变位，就不会在同轴电缆上产生轴向应力。从而，可使电极前端部以180°的大角度顺利改变方向。
对附图的简单说明
图1是微波凝固疗法用电极的概略侧视图。
图2是使用状态的微波凝固疗法用电极装置的侧视图。
图3是可动支承部的放大侧视图。
图4是弯曲状态的可动支承部的放大侧视图。
图5是弯曲机构更详细的放大侧视图。
图6是弯曲机构更详细的放大仰视图。
图7是手柄结构的侧剖视图。
图8是手柄的同轴连接器的端面图。
实施发明的最佳形态
采用本发明，即使支承电极的可动支承部不是由1个而是由多个联杆构成，弹性硬质构件不是固定在中间联杆上，而只要将其一端固定在位于最前端的联杆的弯曲部，其余的联杆只要与沿手柄延伸的弹性硬质构件连接且可沿轴向滑动即可。弹性硬质构件可以固定在最前端联杆的弯曲部的譬如靠内面一侧。可通过适当方法进行固定，但既然同轴电缆还要穿过联杆，故最好采用不占空间的方法。譬如可采用在固定部位的联杆和弹性硬质构件上开孔、重合后穿过销子并将前端铆接固定等方法。
在本发明中，“弹性硬质构件”只要是能够把操作部施加的拉动力及推回力传递到最前端的联杆弯曲部、且能耐受反复弯曲及伸长的材料即可。譬如可将弹性的金属带或金属线(单线或绞线)用于此目的。在使用金属线作为弹性硬质构件时，为了防止向前端方向推回时发生挠曲，可沿支承轴的内面适当设置引导通路。而在使用金属带作为弹性硬质构件时，由于同轴电缆已占据了支承轴内腔的主要空间，故可以限制金属带被推回时发生挠曲，故不一定要象使用金属线时那样设置引导通路。另外，在使用金属带时，也可以只是沿支承电极的可动支承部延伸的部分做成金属带形状，而其余的靠手边一侧的部分则采用厚度较大的金属板或金属杆。
一端固定在构成可动支承部的联杆中的最前端联杆上的弹性硬质构件穿过可动支承部的其余联杆及支承轴而向手柄方向延伸，并在靠手边一侧的末端与可从外部操作的操作部结合而可拉动及推回。对可从外部操作的操作部的形态及其与弹性硬质构件的靠手边一侧末端之间的结合方法无特别限制，只要是便于用握住手柄的那只手操作即可，这一部分也可采用本行业人员熟知的类似手术器具中的方法。不过，如果采用用力拉动设在手柄上的杆以使可动支承部弯曲的方式，则由于每一部位通常大约需要60秒的凝固时间，故必须在相应时间内保持可动支承部的角度，这会增加手术人员的负担。
为了便于在一定时间内保持可动支承部的角度，最好操作部采用嵌入手柄上的管状轴部、不能轴向移动但可从外部转动的阴螺纹构件，通过螺纹机构将阴螺纹构件的螺纹牙与弹性硬质构件的靠手边一侧的末端配合，以使阴螺纹构件的旋转转换成弹性硬质构件的靠手边一侧的末端沿长度方向的移动。将旋转运动转换成直线运动的螺纹机构已有许多种，业内人士很容易选择适用的结构。采用这种螺纹机构，在调节了可动支承部的角度后，即使手离开操作部也能维持可动支承部的角度不变，方便了手术人员。
作为这种方式的更具体的例子，是使用在环状构件内面形成螺纹牙的阴螺纹构件作为操作部，并使之可旋转地穿过手柄的管状轴部(也可是支承轴的延长部)，不过轴向的移动受到限制，另一方面，在该管状的轴部设置长度方向的长孔，在弹性硬质构件的靠手边一侧的末端固定向半径方向外方的凸起，并使该凸起从该长孔凸出，以使操作部的阴螺纹构件的螺纹牙与该凸起卡合。该凸起可用适当的方法设在弹性硬质构件的靠手边一侧的末端，例如可以将销子固定于在弹性硬质构件的靠手边一侧的末端上开的孔内。在这种场合，销子可以做成其前端从该长孔凸出且能与该阴螺纹构件的螺纹牙卡合的长度和形状。另外，为了避免销子向管状的轴部内后退而从螺纹牙脱出，可以将从长孔凸出的销子部分的根部做成比长孔宽度宽的形状，或是在该部分固定垫圈。
采用使弹性硬质构件的靠手边一侧末端的凸起与阴螺纹构件的螺纹牙卡合的方式时，通过用握手柄的手来转动操作部的阴螺纹构件，就可使与螺纹牙卡合的凸起前后移动，这一动作传递到固定于弹性硬质构件前端的最前端联杆，结果使可动支承部的弯曲程度发生变化。由于是螺纹机构，与操作部的旋转相比，弹性硬质构件的动作较小，从而可以细微地调节可动支承部的弯曲度。相反，由于与可动支承部的弯曲度变化对应的操作部阴螺纹所需的旋转量要大得多，故施加给电极的外力不能使操作部的阴螺纹构件旋转。从而，在调节了操作部并使可动支承部弯曲成必要程度后，即使手离开操作部，其位置也固定在原处。因此，手术人员不必为了维持可动支承部的弯曲度而继续对操作部加力，不会影响作为最终目的的凝固等手术的进行。
至于构成可动支承部的1个以上的联杆，为了能在支承轴的长度轴向和与其脱离的方向之间在一个平面内反复弯曲和伸长，可以从支承轴前端沿长度方向连接。在种种形态中，较好的一例是与相邻的可动联杆或支承轴构成在垂直于支承轴的轴周围的回转对偶。具体说，譬如可以在两个侧面，在相邻联杆或相邻支承轴之间设置相互重叠的平坦面，并将它们的凸出板用销子接合。
[实施例]
以下结合典型实施例更具体地说明本发明，当然本发明不限于实施例。
图1是本发明微波凝固疗法用电极装置一例的概略侧视图。图中所示的是所谓单极式电极，本发明不受电极形式或形状限制，也可以是双极式电极，关于电极前端的形状，亦不限于图中所示的针状，可以是球状、钩状、镰刀状、叶片状等各种形状，图中1是微波凝固疗法用电极装置，5是中心电极，7是管状接地电极。9是金属制的刚性中空支承轴，截面为圆形，内部穿有用虚线表示的微波用软性同轴电缆10。11是手术人员手握着操纵电极用的手柄。手柄11包括握住用的把手13、调节电极前端部角度用的操作部、即角度调节环15，从磁控管等微波发生装置导入规定频率的微波用的微波用同轴连接器17。在支承轴9的前端连接着其中穿有软性同轴电缆10的可动支承部20，图中可动支承部20呈弯曲状态。图示的实施例的可动支承部具有2个关节部22a、22b，由2个联杆构成，但关节部的数量(可动联杆的数量)在制作时可根据所需的电极最大角度(可动支承部的最大弯曲度)而适当增减。譬如，如果电极的角度变化最大为45°，则关节部有1个即足够。但设置2个更便于调节，内部同轴电缆的弯曲也更加缓和。另外，在电极需要作大角度范围的弯曲时可将关节部数量增加到2个、3个、4个、5个···等。如果设置2个关节部，可在90°范围内变化角度，但为了缓和各联杆的倾斜程度，也可以设置3个以上的联杆，设置4个或更多的联杆可以使电极在大约180°范围内变化角度，在这种场合，由于中心电极向着手术人员的方向，故从手术人员的视线方向看，可从脏器的背面将患部凝固。对关节数量(可动联杆的数量)无明确的上限，但考虑到制造成本，最大为6个较合适。
在供实际使用时，本发明的电极装置的支承轴9及可动支承部20如图2所示，采用与传统的微波凝固疗法用电极相同的一体式绝缘弹性柔软套21覆盖。
图3是表示去掉套子21的可动支承部20结构的更详细的放大侧视图。图中，可动支承部20呈伸长状态，24a及24b是构成可动支承部20的联杆，截面形状为大致圆形。最前端的联杆24b上固定着中心电极5及管状接地电极7。联杆24a在关节部22a与支承轴9连接。联杆24b在关节部22b与联杆24a连接。在连接支承轴9和联杆24a之间进行连接的关节部22a处，销子26a将支承轴9的延长部28a和联杆24a的一部(图中与支承轴9的延长部28a的背面重叠)结合，使它们可相互转动。在连接联杆24b和联杆24a之间进行连接的关节部22b处，销子26b将联杆24b的延长部28b和联杆24a的一部(图中与联杆24b的延长部28b的背面重叠)结合，使它们可相互转动。可动支承部的形态与图3的纸面对称，在关节部的附图背面一侧也形成相同结构。
在图3中，30是弹簧构件，图中在联杆24b的下侧、即弯曲侧的内面，前端附近用销子固定，从该部位沿联杆24a下侧的内面，再沿支承轴9下侧的内面向手柄11延伸。弹簧构件30不固定在联杆24a上。弹簧构件的位于可动支承部20内的部分是图示的薄带状，而位于支承轴内的部分则是厚度增加的板状。弹簧构件30做成这种形状有利于在向前端方向推回时将挠曲控制在最小程度。
图4是从附图右方拉动弹簧构件30而使可动支承部相对支承轴9呈弯曲状态的放大侧视图。图中联杆24b相对支承轴9约倾斜45°，而联杆24a的倾斜度约为其1/2。即，可动支承部整体的弯曲由关节部22a及22b实质上均等分担。因此内部穿过的软性同轴电缆也穿过这些关节部22a、22b而均等弯曲，不会发生急剧弯曲集中于某一关节部的现象。在设有更多关节部的场合也保持这种效果。
图1所示的具有2个关节部的电极装置1可使可动支承部20在0°～约90°的范围内任意弯曲，无论弯曲角度如何，均由关节部22a及22b实质上均等地分担弯曲的角度，可实现内部软性同轴电缆10的均等弯曲。无论在何种弯曲状态下，一旦将弹簧构件30的靠手边一侧的末端在各位置上固定，可动支承部20就会克服使之继续弯曲或伸长的外力而稳定地保持在规定的弯曲状态。因此能使可动支承部20弯曲，以所需的角度将中心电极5正确地向患部刺入或推入。由于能使可动支承部自由弯曲后将电极可靠地运用于患部，故穿过从特定位置插入的外套管进入腹腔内的本发明的电极可以从远比过去自由的角度对患部施行凝固处理。
在操纵弹簧构件30使之返回原来位置时，沿着弹簧构件30传递到联杆24b弯曲侧的推回方向的力就使可动支承部20恢复图3所示的伸长状态。
图5及图6更详细地表示对可动支承部20进行弯曲控制用的机构，分别是放大侧视图及仰视图，为了便于说明，省略了软性同轴电缆、中心电极、管状接地电极及手柄的大部分。图中销子40插入弹簧构件30和联杆24b弯曲侧双方所设的孔内并通过铆接将弹簧构件30固定在联杆24b的弯曲侧。各对销子26a及26b也分别插入支承轴与联杆24a的重合孔及联杆24a与24b的重合孔，且通过铆接将各联杆可转动地相连接。弹簧构件30沿联杆24a及支承轴9的内面向手柄11延伸。在弹簧构件30的靠手边一侧的末端附近固定着销子42，销子42的前端穿过支承轴9的轴向长孔44而向外部凸出，该支承轴9形成手柄11的管状轴部。
图7是表示手柄11的结构的侧剖视图。图中支承轴9延长到手柄11的靠根部一侧的末端附近，给手柄11提供了管状轴部。在穿过手柄11内的软性同轴电缆10的靠根部一侧的末端连接着同轴连接器17。利用旋入螺纹孔46及48的螺栓50及52将构成手柄11之一部的把手13紧压着支承轴的外侧面而固定在支承轴9上。作为操作部的角度调节环15设置在把手13与止动环54之间，后者用旋入螺纹孔56内的螺栓54固定在支承轴9上。角度调节环15可从外部转动，但因夹在把手13及止动环54之间而使其轴向的移动受阻。
角度调节环15的内面具有螺纹牙60，固定在弹簧构件30上且从支承轴9的长孔44凸出的销子42的前端与螺纹牙60卡合。通过从外部转动角度调节环15，使与螺纹牙60卡合的销子42相对支承轴9而沿长孔44在轴向变位，由此将弹簧构件30向手边拉动或向前端推回，使与弹簧30的前端连接的可动部20弯曲或伸长。角度调节环15即使被施加了弹簧构件30轴向的力，也因螺纹牙60与销子42之间产生的摩擦力而被锁定，不能旋转，故在将可动支承部20的弯曲调节到所需的角度后，无需用手指继续保持角度调节环15。
同轴连接器17部分地插入把手13且可轴向滑动。在图1所示的本实施例的电极装置1中，在使可动支承部20弯曲后，由于穿过可动支承部20中间的软性同轴电缆接近可动支承部20的弯曲侧的内面而弯曲，故从手柄11到软性同轴电缆10前端的距离缩短。因此，当同轴连接器17固定在手柄11上时，若发生超过一定程度的弯曲，软性同轴电缆10就在长度方向被压缩而产生轴向应力，结果会产生对弯曲的阻力，妨碍顺利操作。而本实施例中，由于同轴连接器17可在轴向滑动改变位置，故软性同轴电缆10不会发生轴向应力，即使弯曲角度很大也能顺利进行。
图8是手柄11靠同轴连接器17一侧的端面图。图中，同轴连接器17的外周轮廓的一部分设有平坦部62，通过该平坦部62与把手13的设有平坦面的引导部64配合，就可阻止同轴连接器17旋转。
工业上利用的可能件
本发明提供了一种微波凝固疗法用电极装置，它可在手边自由地操纵电极前端部的角度，从而可从体外操纵穿过外套管插入腹腔内的电极，使之以最佳角度对着患部，可出色地完成手术，同时减少了患部位置所导致的制约，扩大了微波凝固疗法的适用范围，