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冷却操作用針状プローブおよび冷却操作システム 実績あり

国内特許コード P110004656
整理番号 7080PCT/JP
掲載日 2011年8月2日
出願番号 特願2010-507128
登録番号 特許第5549938号
出願日 平成21年2月17日(2009.2.17)
登録日 平成26年5月30日(2014.5.30)
国際出願番号 JP2009000639
国際公開番号 WO2009125535
国際出願日 平成21年2月17日(2009.2.17)
国際公開日 平成21年10月15日(2009.10.15)
優先権データ
  • 特願2008-102974 (2008.4.11) JP
  • 特願2008-298861 (2008.11.22) JP
発明者
  • 山川 烈
  • ジミン レフ グレゴリエビッチ
  • ジミン ユーリ ルボビッチ
出願人
  • 国立大学法人九州工業大学
発明の名称 冷却操作用針状プローブおよび冷却操作システム 実績あり
発明の概要 微小な領域を精密に冷却することができる冷却操作用針状プローブおよび冷却操作システムを提供する。
冷却操作用針状プローブ10は、薄肉異種金属からなり、相互に電気的絶縁状態で延設される第一の筒体14および第二の筒体12を有する。第一の筒体14および第二の筒体12は、冷媒の流路の役割とともに熱電対の補償導線の役割を兼ねる。第一の筒体14および第二の筒体12の一端部が、閉塞接合されて先端部18が形成される。先端部18は、熱電対の熱電対の測温接点を兼ねる。先端部18近傍で第一の筒体14の内外を連通する微小連通部20が形成される。第一の筒体14に冷媒が導入され、微小連通部20を通過して第二の筒体12に導出される際に気化しあるいは断熱膨張することで生成される冷熱により先端部18が冷却される。先端部18を施術対象領域に当てて施術対象領域を冷却する。
従来技術、競合技術の概要


患部を冷凍する冷凍手術(cryogenic operation)が広く行われている。
冷凍手術は、細胞を凍結した後、これを融解する過程で細胞内小器官を破壊し壊死させるものであり、手術の際の痛みや術後の傷跡(変性)が少なく、また術後の合併症の発生が少なく、さらには、手術の費用も軽減される点で好適とされている。



冷凍手術は、手術する患部によって2つに大別することができる。
そのひとつは、胃等の体内の癌や腫瘍等の患部を治療するものであり、この場合、例えば口から冷凍用のプローブを体内の患部まで挿入して患部を冷凍する。
このように体内にプローブを挿入して用いる冷凍手術では、高度の配慮が必要である。例えば、伝熱制御を厳密に行って精密な患部の処置を行うことが求められ、あるいはまた、患部に達するまで極低温となるプローブを断熱することが求められる。また、冷凍用の高圧の冷媒をプローブに流通することは安全上問題である。
これらの点に鑑み、種々の冷凍手術用プローブおよび冷凍手術装置が提案されている。しかしながら、いずれも上記安全対策その他の必要上種々の付帯部品や付帯装置を設けることにより、冷凍手術用プローブおよび冷凍手術装置がそれぞれ大型となることを避けることができない。この場合、冷却を効率的に行うためにペルチェ効果を利用したものもある。
なお、これらの冷凍手術用プローブおよび冷凍手術装置を用いた手術においては、手動操作で冷媒流通を断続することで冷却の制御が行われている(例えば、特許文献1、2参照)。



他のひとつは、冷却されたプローブを皮膚から皮下組織まで侵入させて微小部分を急速冷却させるものである。例えば、脳内部を局所冷却することでてんかんの発作を抑制できる可能性があることが最近報告されている。
この場合に用いられるプローブは、上記の体内の患部を治療するタイプのものがそのまま使用されているのが現状であり、例えば脳表面で4mm角程度の範囲を冷却するのに用いられている。



ところで、熱電対等の温度センサを内蔵した冷凍手術用プローブとして、例えば、3.2mm以下、具体的には0.8mm~2mm程度の直径の凍結針を備えた凍結手術装置の凍結針に熱電対を内蔵したものが提案されている。このとき、熱電対の測温接点は、熱電対の機能上、凍結針の先端部から離間した位置に配置される。
この場合においても、温度センサは、温度検出表示のみに使用されており、冷媒装置を手動操作することで冷却程度を調整している(特許文献3参照)。
【特許文献1】
特表2002-513614号公報
【特許文献2】
特開2006-130024号公報
【特許文献3】
特表2000-513963号公報

産業上の利用分野



本発明は、冷却操作用針状プローブおよび冷却操作システムに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
相互に電気的絶縁状態で延設され、薄肉異種金属からなる、第一の筒体および該第一の筒体の外周に設けられる第二の筒体を有し、該第一の筒体および該第二の筒体の一端部が閉塞接合されて該第一の筒体および該第二の筒体が電気的に接続される先端部が形成されるとともに、該先端部近傍で該第一の筒体の内外を連通する微小連通部が形成され、
該第二の筒体と該第一の筒体の間の空間部または該第一の筒体の内部の空間部のいずれか一方の空間部に流通される冷媒が該微小連通部を通過する際に気化または断熱膨張して他方の空間部に流通されることで生成される冷熱により該先端部が冷却されるように構成するとともに、
該先端部が熱電対の測温接点をならびに該第一の筒体および該第二の筒体が熱電対の補償導線をそれぞれ構成してなり、
直径が1mm以下であることを特徴とする冷却操作用針状プローブ。

【請求項2】
前記第一の筒体または周囲と電気的絶縁状態で延設される前記第二の筒体が生体信号測定機構または電気刺激電源機構に接続され、前記先端部を介して生体信号を測定することができ、または、生体に電気刺激を与えることができるように構成されてなることを特徴とする請求項1記載の冷却操作用針状プローブ。

【請求項3】
周囲と電気的絶縁状態で延設され、前記先端部または該先端部の近傍に先端を有する第一の電極部をさらに備え、該第一の電極部は、生体信号測定機構もしくは電気刺激電源機構に接続され、または生体信号測定機構および電気刺激電源機構に切り替え可能に接続され、該先端を介して生体信号を測定することおよび生体に電気刺激を与えることのいずれか一方または双方を行えるように構成されてなることを特徴とする請求項1記載の冷却操作用針状プローブ。

【請求項4】
周囲と電気的絶縁状態で延設され、前記先端部または該先端部の近傍に先端を有する第一の電極部をさらに備え、前記第一の筒体もしくは周囲と電気的絶縁状態で延設される前記第二の筒体および該第一の電極部のうちのいずれか一つが、生体信号測定機構もしくは電気刺激電源機構に接続され、または生体信号測定機構および電気刺激電源機構に切り替え可能に接続され、該先端部または該先端を介して生体の所定の部位の生体信号を測定することおよび生体の所定の部位に電気刺激を与えることのいずれか一方または双方を行えるように構成されるとともに、他の一つが生体信号測定機構に接続され、該所定の部位以外の部位の生体信号を測定することができるように構成されてなることを特徴とする請求項1記載の冷却操作用針状プローブ。

【請求項5】
それぞれ周囲と電気的絶縁状態で延設され、前記先端部または該先端部の近傍に先端を有する第二の電極部および第三の電極部をさらに備え、該第二の電極部は生体信号測定機構に接続されて該先端を介して生体信号を測定することができ、該第三の電極部は電気刺激電源機構に接続されて該先端を介して生体に電気刺激を与えることができるように構成されてなることを特徴とする請求項1記載の冷却操作用針状プローブ。

【請求項6】
それぞれ周囲と電気的絶縁状態で延設され、前記先端部または該先端部の近傍に先端を有する第二の電極部および第三の電極部をさらに備え、該第二の電極部、該第三の電極部および前記第一の筒体もしくは周囲と電気的絶縁状態で延設される前記第二の筒体のうちのいずれか1つが生体信号測定機構に接続されて該先端を介して生体の所定の部位の生体信号を測定することができ、他の1つが電気刺激電源機構に接続されて該先端を介して生体の所定の部位に電気刺激を与えることができ、残り1つが該所定の部位以外の部位の生体信号を測定することができるように構成されてなることを特徴とする請求項1記載の冷却操作用針状プローブ。

【請求項7】
請求項1記載の冷却操作用針状プローブと、該冷却操作用針状プローブの前記先端部とは反対側に設けられるプローブ把持部と、該冷却操作用針状プローブに前記冷媒を供給するとともに冷熱を放出した後の該冷媒を排出する冷媒供給・排出機構と、前記熱電対の信号により該冷媒の供給量を制御する冷媒量制御機構を備えてなることを特徴とする冷却操作システム

【請求項8】
請求項2記載の冷却操作用針状プローブと、該冷却操作用針状プローブの前記先端部とは反対側に設けられるプローブ把持部と、該冷却操作用針状プローブに前記冷媒を供給するとともに冷熱を放出した後の該冷媒を排出する冷媒供給・排出機構と、前記熱電対の信号により該冷媒の供給量を制御する冷媒量制御機構と、前記第一の筒体または前記第二の筒体が接続される、生体信号測定機構または電気刺激電源機構を備えてなることを特徴とする冷却操作システム。

【請求項9】
請求項3記載の冷却操作用針状プローブと、該冷却操作用針状プローブの前記先端部とは反対側に設けられるプローブ把持部と、該冷却操作用針状プローブに前記冷媒を供給するとともに冷熱を放出した後の該冷媒を排出する冷媒供給・排出機構と、前記熱電対の信号により該冷媒の供給量を制御する冷媒量制御機構と、前記第一の電極部が接続される、生体信号測定機構および電気刺激電源機構のうちのいずれか一方または双方を備えてなることを特徴とする冷却操作システム。

【請求項10】
請求項4記載の冷却操作用針状プローブと、該冷却操作用針状プローブの前記先端部とは反対側に設けられるプローブ把持部と、該冷却操作用針状プローブに前記冷媒を供給するとともに冷熱を放出した後の該冷媒を排出する冷媒供給・排出機構と、前記熱電対の信号により該冷媒の供給量を制御する冷媒量制御機構と、前記第一の筒体もしくは周囲と電気的絶縁状態で延設される前記第二の筒体および前記第一の電極部のうちのいずれか一つが接続される、生体信号測定機構および電気刺激電源機構のうちのいずれか一方または双方を備えてなることを特徴とする冷却操作システム。

【請求項11】
請求項5記載の冷却操作用針状プローブと、該冷却操作用針状プローブの前記先端部とは反対側に設けられるプローブ把持部と、該冷却操作用針状プローブに前記冷媒を供給するとともに冷熱を放出した後の該冷媒を排出する冷媒供給・排出機構と、前記熱電対の信号により該冷媒の供給量を制御する冷媒量制御機構と、前記第二の電極部が接続される生体信号測定機構と、第三の電極部が接続される電気刺激電源機構を備えてなることを特徴とする冷却操作システム。

【請求項12】
請求項6記載の冷却操作用針状プローブと、該冷却操作用針状プローブの前記先端部とは反対側に設けられるプローブ把持部と、該冷却操作用針状プローブに前記冷媒を供給するとともに冷熱を放出した後の該冷媒を排出する冷媒供給・排出機構と、前記熱電対の信号により該冷媒の供給量を制御する冷媒量制御機構と、前記第二の電極部、第三の電極部および前記第一の筒体もしくは周囲と電気的絶縁状態で延設される前記第二の筒体のうちのいずれか1つが接続される、生体信号測定機構および電気刺激電源機構を備えてなることを特徴とする冷却操作システム。
国際特許分類(IPC)
Fターム
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出願権利状態 登録
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