CN102458287B - 超声波手术装置、具备上述超声波手术装置的超声波手术系统以及气蚀利用方法 - Google Patents

超声波手术装置、具备上述超声波手术装置的超声波手术系统以及气蚀利用方法 Download PDF

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Abstract

超声波手术装置(21)具备：超声波振子(Ib)；超声波驱动装置(5)，其根据驱动信号来驱动超声波振子(Ib)；探头(2a)，其具有设置有超声波振子(Ib)的基端部和被传递超声波振动的前端部(Ie)，通过前端部(Ie)处的超声波振动对生物体组织进行处置；检测部(38)，其从驱动信号检测由气蚀引起变化的物理量，其中，该气蚀是由前端部(Ie)的超声波振动产生的；以及CPU(40)，其根据所检测到的物理量来控制超声波驱动装置(5)的输出，以使气蚀产生、或者增加或维持气蚀的产生量。

Description

超声波手术装置、具备上述超声波手术装置的超声波手术系统以及气蚀利用方法
技术领域
本发明涉及一种利用超声波振动进行手术并且利用伴随着超声波振动而产生的气蚀(cavitation)的超声波手术装置、具备上述超声波手术装置的超声波手术系统以及气蚀利用方法。
背景技术
近年来，开始广泛应用利用超声波振子产生的超声波振动来对生物体组织进行手术的超声波手术装置。另外，在超声波振动的情况下，由于生物体组织包含液体，因此会产生气蚀。这种气蚀是，当液体的压力变得低于由该液体的温度决定的汽化压力时液体蒸发而产生蒸汽的气泡。
因而，在由于超声波振动而产生疏密波的情况下，随着负压的产生而发生气蚀。
因此，例如在日本特表2002-537955号公报中公开了如下一种装置：对身体内的位置处照射用于治疗的超声波，此时使用水听器(hydrophone)来监视气蚀的水平。
另外，在WO2005/094701号公报中公开了如下一种装置：在超声波照射用压电元件中设置声压信号接收探头，根据由该声压信号接收探头得到的从气蚀气泡放出的声压信号来控制超声波照射条件。
本发明的目的在于提供一种能够高精度检测有无产生气蚀以及所产生的气蚀的水平的超声波手术装置、具备上述超声波手术装置的超声波手术系统以及能够高精度检测有无产生气蚀以及所产生的气蚀的水平的气蚀利用方法。
发明内容
用于解决问题的方案
为了完成上述目的，本发明的一个实施方式所涉及的超声波手术装置具备：超声波振子，其能够产生超声波振动；驱动部，其根据驱动信号来驱动上述超声波振子；探头，其具有与上述超声波振子进行运动耦合的基端部和产生用于处置生物体组织的超声波振动的前端部，用于从上述基端部向上述前端部传递上述超声波振子所产生的上述超声波振动；谐振频率跟踪部，其自动调整上述驱动信号的频率，使得上述超声波振子跟踪上述超声波振子的谐振频率；检测部，其通过检测上述驱动信号的除谐振频率以外的频率成分的频率成分信号来检测气蚀；以及控制部，其按照由上述检测部得到的上述频率成分信号的检测结果来进行变更上述驱动信号的控制，使得产生气蚀、或者增加或维持产生量，其中，上述驱动信号用于驱动超声波振子。
本发明的一个实施方式所涉及的超声波手术系统具备：超声波手术装置，其具有：超声波振子，其能够产生超声波振动；驱动部，其根据驱动信号来驱动上述超声波振子；探头，其具有与上述超声波振子进行运动耦合的基端部和产生用于处置生物体组织的超声波振动的前端部，用于从上述基端部向上述前端部传递上述超声波振子所产生的上述超声波振动；谐振频率跟踪部，其自动调整上述驱动信号的频率，使得上述超声波振子跟踪上述超声波振子的谐振频率；检测部，其通过检测上述驱动信号中的除谐振频率以外的频率成分的频率成分信号来检测气蚀；以及控制部，其按照由上述检测部得到的上述频率成分信号的检测结果来进行变更上述驱动信号的控制，使得产生气蚀、或者增加或维持产生量；前端部，其以所跟踪的上述谐振频率产生超声波振动；吸引驱动部，其从上述前端部吸引液体；吸引量检测部，其检测由上述吸引驱动部得到的吸引量；吸引量设定部，其设定上述吸引量；以及吸引控制部，其按照上述吸引量设定部来控制吸引驱动部。
本发明的一个实施方式所涉及的气蚀利用方法由以下步骤构成：通过超声波振子、驱动部以及探头来对处置对象部施加超声波振动的步骤，其中，该超声波振子能够产生超声波振动，该驱动部根据驱动信号来驱动上述超声波振子，该探头具有与上述超声波振子进行运动耦合的基端部和产生用于处置生物体组织的超声波振动的前端部，从上述基端部向上述前端部传递上述超声波振子所产生的上述超声波振动；气蚀检测步骤，检测由气蚀引起变化的物理量，该气蚀是由上述探头的前端部的超声波振动产生的；以及气蚀发生控制步骤，按照由上述气蚀检测步骤的检测结果来控制上述驱动信号，使得产生气蚀或者增加或维持产生量。
附图说明
图1是表示具备本发明的第一实施方式的超声波手术系统的结构的结构图。
图2是第一实施方式的超声波手术装置的结构图。
图3是表示超声波手术装置中的超声波驱动装置的结构的框图。
图4A是示出从产生气蚀时以及没有产生气蚀时的驱动信号检测到的电流信号的频率分布的图。
图4B是示出表示滤波器电路所通过的频带的特性例的图。
图4C是示出表示滤波器电路所通过的频带的特性例的图。
图4D是示出表示滤波器电路所通过的频带的特性例的图。
图5是表示滤波器电路的结构例的框图。
图6是表示超声波手术装置的利用了气蚀的手术方法的流程图。
图7是表示对于图6中的气蚀的产生水平的控制方法的流程图。
图8是表示本发明的第二实施方式的超声波手术装置中的超声波驱动装置的结构的框图。
图9是表示第二实施方式的控制方法的流程图。
图10是本发明的第三实施方式的超声波手术装置的结构图。
图11是表示选择性地设定多个控制模式的设定部的图。
图12是表示第三实施方式的超声波手术装置的控制方法的一例的流程图。
图13是第一变形例的超声波手术装置的结构图。
图14是表示第一变形例的控制方法的流程图。
图15是第二变形例的超声波手术装置的结构图。
图16是表示第三变形例的超声波手术装置的主要部分的概要的图。
图17是表示第三变形例的控制方法的流程图。
图18是表示具备了本发明的第四实施方式的超声波手术系统的结构的框图。
图19是表示第四实施方式的控制方法的一例的流程图。
图20A是表示用于本发明的第五实施方式的探头的前端部的形状的图。
图20B是表示由凹凸部的超声波振动产生气蚀的情况的图。
图20C是表示前端部的变形例的图。
图20D是表示前端部的变形例的图。
图20E是表示前端部的变形例的图。
图21是表示第五实施方式的超声波手术装置的结构的框图。
图22A是表示根据第五实施方式对进行超声波的处置时的控制模式进行切换来进行驱动的序列的图。
图22B是表示根据第五实施方式对进行超声波的处置时的控制模式进行切换来进行驱动的序列的图。
具体实施方式
下面，参照附图来说明本发明的实施方式。
(第一实施方式)
图1至图8是涉及本发明的第一实施方式，图1表示具备本发明的第一实施方式的超声波手术系统的结构，图2表示第一实施方式的超声波手术装置的结构，图3表示超声波驱动装置的结构，图4A表示从产生气蚀时以及没有产生气蚀时的驱动信号检测到的电流信号的频率分布。在此，示出了电流信号的频率分布，但对于电压信号也是相同的趋势。
图4B至图4D示出滤波器电路的滤波特性例，图5表示滤波器电路的结构例，图6表示超声波手术装置的利用了气蚀的手术方法，图7表示进行控制以维持图6中的气蚀的产生水平的方法。
如图1所示，具备了本发明的第一实施方式的超声波手术系统1具有：作为超声波凝固切开处置器具的第一手持件2，其利用超声波进行凝固以及切开、剥离等处置；作为超声波吸引处置器具的第二手持件3，其利用超声波进行切开、剥离、粉碎等处置并进行吸引；以及作为超声波穿刺处置器具的第三手持件4，其利用超声波进行穿刺等处置。
另外，该超声波手术系统1还具备：超声波驱动装置5，其具备驱动部，该驱动部对第一手持件～第三手持件中的实际进行连接的某一个手持件施加(输出)超声波驱动信号；高频输出装置6，其对第一手持件2和第二手持件3中的实际进行连接的手持件施加高频输出信号；以及送水吸引装置7，其在第二手持件3的情况下进行送水和吸引。
另外，超声波驱动装置5、高频输出装置6以及送水吸引装置7上分别连接有对输出进行接通和断开的脚踏开关8、9以及10。
另外，利用进行通信的通信线缆11将超声波驱动装置5与高频输出装置6相连接，利用通信线缆12将超声波驱动装置5与送水吸引装置7相连接，利用通信线缆13将高频输出装置6与送水吸引装置7相连接。
第一手持件2～第三手持件4中的各手持件I(I＝2、3、4)分别具有细长的探头2a、3a、4a，在各探头Ia的基端部配置的把持部内内置有能够产生超声波振动的超声波振子(以下仅称作振子)Ib。并且，振子Ib产生的超声波振动例如与探头Ia的基端部的被扩径的变幅杆进行运动耦合(即进行耦合使得超声波振动能够传递到基端部)。
在各手持件I的基端设置有与振子Ib电连接的超声波连接器Ic，超声波连接器Ic经由可自由装卸的超声波线缆14连接于超声波驱动装置5。
并且，当手术操作者将脚踏开关8导通时，超声波驱动装置5经由超声波线缆14将超声波驱动信号(简称为驱动信号)输出到振子Ib。振子Ib由于被施加驱动信号而进行超声波振动。
振子Ib经由探头Ia内部的超声波传递部件Id将超声波振动传递到作为探头Ia的前端部的前端部件Ie，从而前端部件Ie进行超声波振动。
手术操作者能够把持手持件I的基端侧的把持部，使进行超声波振动的前端部件Ie与作为处置对象的生物体组织相接触等，从而进行利用超声波振动的处置。
另外，设置在手持件2的基端侧的高频连接器2f或手持件3的高频连接器3f经由可自由装卸的高频线缆15连接于高频输出装置6。并且，当手术操作者将脚踏开关9导通时，高频输出装置6经由高频线缆15将高频输出信号输出到手持件内部的导体部。该导体部由超声波传递部件Id形成，与超声波振动的情况同样地，高频输出信号被传递到探头Ia的前端部的前端部件Ie。
手术操作者通过使前端部件Ie与生物体组织接触来使高频输出信号的电流(高频电流)流向生物体组织侧。手术操作者利用该高频电流对所接触的生物体组织部分进行高频灼烧的处置。
在这种情况下，以与患者大面积接触的方式来配置对电极板(未图示)，流经生物体组织的高频电流经过对电极板经由与该对电极板相连接的回流用线缆返回至高频输出装置6。
另外，关于手持件3，在管路中形成超声波传递部件3d，该管路的中空部成为吸引的通路(在超声波传递部件3d管路与外护套(未图示)之间进行送水)。并且，作为管路前端的前端部件3e为开口状态。
在该手持件3的基端侧设置有送水吸引连接器3g，可自由装卸地连接于该手持件3的送水吸引管16与送水吸引装置7相连接。
该送水吸引管16例如在送水吸引装置7内部分支为送水管路和吸引管路，送水管路与送水装置相连接，吸引管路与吸引装置相连接。
手术操作者通过进行使脚踏开关10的送水开关导通的操作，由此使构成送水装置的送水泵动作来进行送水。送来的水通过形成超声波传递部件3d的中空部从前端部件3e的开口喷出。
另外，手术操作者通过进行使脚踏开关10的吸引开关导通的操作，由此使构成吸引装置的吸引泵动作来进行吸引动作。然后，从前端部件3e的开口吸引进行处置(利用超声波振动进行粉碎)时的组织碎片等并将其排出到吸引装置。
在图1中示出了还并用超声波振动以外的功能进行处置时的结构例，但也可以是如图2所示的那样构成为仅利用超声波振动进行处置的超声波手术装置21。
图2的超声波手术装置21具备：利用超声波振动进行凝固切开处置的例如手持件2、对该手持件2输出驱动信号的超声波驱动装置5、以及连接于该超声波驱动装置5且用于对驱动信号的输出进行接通和断开的脚踏开关8。手持件2经由超声波线缆14连接于超声波驱动装置5的连接器22。
此外，也可以取代手持件2而将手持件3或手持件4连接于超声波驱动装置5。另外，如后述的实施方式所说明那样，也可以并用高频输出装置6进行处置。
如图2所示，在手持件2的基端侧设置有手柄18，该手柄18由手术操作者把持来进行开闭操作。
该手柄18为，可动手柄19a的上端侧利用枢支部而可自由转动地被支承。
并且，通过进行向固定手柄19b侧闭合该可动手柄19a以及向分离侧打开该可动手柄19a的开闭操作，能够通过插通在探头2a内的未图示的操作线使可动前端部件2g相对于前端部件2e开闭，该可动前端部件2g与前端部件2e邻接且可自由转动地被前端部件2e支承。
这样，手持件2能够打开和闭合，使得通过作为固定前端部件的前端部件2e和可动前端部件2g来把持生物体组织。
也就是说，该手持件2通过在利用前端部件2e、2g把持生物体组织的状态下对生物体组织施加超声波振动，由此能够使生物体组织摩擦生热，从而对所把持的生物体组织进行凝固、切开的处置。另外，还能够将前端侧设定为打开的打开状态，从而利用突出的前端部件2e进行粉碎等处置。
超声波驱动装置5的前置面板上设置有用于进行显示的显示部23以及设定部24，该设定部24用于对要作为超声波的驱动信号而输出的设定值进行设定等。
图3表示构成本实施方式的超声波手术装置21的超声波驱动装置5的结构。此外，在图3中示出了与超声波驱动装置5相连接的手持件2的基本结构(手持件3、4也大致相同)部分。下面，作为手持件I，利用I＝2的情况进行说明，但除了该手持件2中特有的结构之外，也能够适用于I＝3、4的情况。
该超声波驱动装置5具有：振荡电路31；乘法器32，从该乘法器32的一个输入端输入由该振荡电路31产生的振荡信号；放大器33，其作为对由该乘法器32进行乘法运算而得到的信号进行放大并根据驱动信号来驱动超声波振子Ib的驱动部；以及输出电路34，其将由该放大器33放大得到的驱动信号进行绝缘并输出。
该输出电路34例如由变压器34a构成，对该变压器34a的初级线圈输入由放大器33放大得到的驱动信号，从与该初级线圈电磁耦合的次级线圈输出与初级线圈侧的驱动信号绝缘的驱动信号。此外，在变压器34a的初级线圈侧形成二次电路，在次级线圈侧形成患者电路。
将患者电路侧的驱动信号输出的输出端子的连接器22经由可自由装卸地进行连接的超声波线缆14与内置在进行超声波振动的手持件2中的振子2b相连接。
另外，变压器34a的初级线圈对流经初级线圈的驱动信号的电流及其两端的电压进行检测，并且连接于对电流的相位和电压的相位进行检测的电流电压检测电路35。
通过该电流电压检测电路35检测出的电流相位信号θi和电压相位信号θv被输出到PLL(锁相环)电路36。
PLL电路36对振荡电路31施加如下控制信号：根据所输入的电流相位信号θi与电压相位信号θv的相位差，所输出的信号水平发生变化。振荡电路31以施加于控制输入端的信号水平来改变振荡频率。也就是说，该振荡电路31例如由电压控制振荡电路(VCO)形成。
PLL电路36对振荡电路31的控制输入端施加以使电流相位信号θi与电压相位信号θv的相位差变小的方式进行控制的控制信号、即以下的振荡频率的调整信号。因而，振荡电路31通过使用了PLL电路36的闭环能够自动调整振荡频率，使得电流相位信号θi与电压相位信号θv的相位差变为0。
电流相位信号θi与电压相位信号θv的相位差变为0的状态是成为与振子2b的谐振频率相对应的驱动频率。因此PLL电路36自动调整(控制)振荡频率，使得以该振子2b的谐振频率的驱动信号来驱动振子2b。
换言之，在以驱动信号驱动振子2b的情况下，在振荡电路31～PLL电路36的闭环的电路系统中形成谐振频率跟踪部37，该谐振频率跟踪部37自动调整驱动信号的频率以跟踪振子2b的谐振频率。该谐振频率跟踪部37输出谐振频率的驱动信号。
另外，在本实施方式中，设置有检测部38，如以下说明那样，该检测部38根据上述输出电路34的初级线圈侧的驱动信号从驱动信号中检测在(被传递了振子2b的超声波振动的)探头2a的前端部件2e产生的气蚀，来作为由该气蚀引起变化的物理量，且该检测部38具有滤波器部39的功能。
作为驱动信号中的由气蚀引起变化的物理量例如有电压信号Sv，其被输入滤波器电路39，该滤波器电路39具有用于提取规定的频率成分的频率通过特性(滤波特性)。此外，如后述那样进行控制，使得驱动信号中的电流以规定的时间常数变为恒定电流。因此，检测电压信号Sv中的(通过了滤波器电路39的)电压值大致与检测阻抗值等效。
此外，检测部38除了检测电压值或阻抗值来作为上述物理量之外，也可以检测电流信号的电流值。在这种情况下，例如也可以以如下状态进行检测：进行控制使得电压信号Sv以规定的时间常数变为恒定电压。
该滤波器电路39具有如下特性：使根据驱动信号被驱动的振子2b的至少除谐振频率(即驱动频率)以外的规定的频率成分通过。
并且，作为从该滤波器电路39输出的规定的频率成分的频率成分信号的电压信号成为与在该振子2b产生的气蚀的产生水平相对应的信号、即气蚀水平信号Sc。
从该滤波器电路39输出的气蚀水平信号Sc被输入中央处理装置(CPU)40，该中央处置装置(CPU)40作为对该超声波驱动装置5的各部进行控制的控制部。
使用生成气蚀水平信号Sc的滤波器电路39来构成上述检测部38。此外，还能够将检测部38看作包括CPU 40的结构，该CPU40根据气蚀水平信号Sc判断有无气蚀并判断气蚀的产生水平。
另外，该CPU 40同时具有输出控制部的功能，该输出控制部根据由检测部38检测出的物理量来对驱动信号的输出值进行可变控制，该驱动信号的输出值决定探头2a的前端部件2e的超声波振动的振幅。换言之，CPU 40具有对驱动振子2b的驱动信号进行变更控制的控制部的功能。
另外，在本实施方式中，该CPU 40具有气蚀产生控制部(在图3中略记为CAV产生控制部)40a的功能，该气蚀产生控制部40a根据气蚀水平信号Sc来控制驱动信号的输出，使得气蚀的产生量维持为由设定部24设定的值。
CPU 40根据所输入的气蚀水平信号Sc的水平来判断气蚀的产生水平。
图4A是表示由根据超声波驱动装置5的驱动信号被驱动的振子2b不产生气蚀时(气蚀不产生时)和产生气蚀时(气蚀产生时)的电压信号Sv的频谱分布。此外，在图4A中，谐振频率fres是47kHz。
无论是否产生气蚀，在谐振频率fres(47kHz)的情况下，电压信号Sv具有最大的峰值。并且，当不产生气蚀时，在除谐振频率fres以外的频率的情况下，电压信号Sv不具有明显的峰值。
与此相对地，在除谐振频率fres以外的频率的情况下，与不产生气蚀时相比，产生气蚀时的电压信号Sv的水平变高。
具体地说，与不产生气蚀时相比，当产生气蚀时子谐波的水平变得相当高，并且当产生气蚀时除子谐波以外的频率成分的水平也变得比不产生气蚀时高，其中，子谐波的频率为谐振频率fres的1/2或1/4等约数或它们的差。
因此，如上所述，通过对电压信号Sv中的将该谐振频率fres附近去除了的信号水平进行检测，能够检测气蚀的产生水平。
作为滤波器电路39的输出信号的气蚀水平信号Sc被输入到CPU 40，该CPU 40构成控制振子2b的驱动(也就是前端部件2e的超声波振动)的输出控制部以及气蚀产生控制部40a。
CPU 40将输出电流设定信号输出到差动放大器41侧，该输出电流设定信号相当于将由手术操作者利用设定部24设定的气蚀水平设定值(也称为气蚀设定值)Scs减去气蚀水平信号Sc所得到的值。这样，在设定部24中设置设定单元，该设定单元用于由手术操作者指示设定(或输入设定)气蚀的产生水平。
并且，在CPU 40的控制下，通过以下闭环来控制驱动信号的输出，使得维持由设定部24设定的气蚀设定值Scs的值。
驱动信号中的电流信号Si也被输入到差动放大器41。此外，通过实际上设置在电流电压检测电路35内的、检测驱动信号的电流的例如电流传感器等来检测该电流信号Si。在图3中简略地示出了检测到的电流信号Si。
差动放大器41将从输出电流设定信号减去电流信号Si而得到的差值的信号输出到乘法器32。
乘法器32将被输入来自差动放大器41的信号的另一个输入端侧的值与来自振荡电路31的振荡信号相乘后输出到放大器33。在这种情况下，另一个输入端侧的值为将基准值1与差动放大器41的输出信号相加(在差动放大器41的输出信号为负的情况下为相减)而得到的值。
因而，利用闭环系统来控制驱动信号中的电流信号Si，使得从CPU 40输出的输出电流设定信号的值维持为平均的恒定电流值。通过这样来控制提供至振子2b的驱动信号的输出值。
此外，基于驱动信号的电流信号Si的控制系统的时间常数例如为8ms左右，在该时间常数的范围内电流信号Si发生变化。
将来自脚踏开关8的进行驱动信号的输出的接通或断开的操作信号输入到CPU 40，CPU 40根据操作信号对驱动信号的输出的接通或断开进行控制。
另外，该CPU 40与设置在前置面板等中的显示部23相连接，在该显示部23中显示超声波的输出值等。图4B、图4C示出滤波器电路39的滤波特性例，图5表示其结构例。
图4B是设定为让低频侧的一部分频带通过的特性的图。更具体地说，设定为让包含谐振频率fres的1/2的子谐波(约数)的频带通过的特性。
图4C示出了设定为让从谐振频率fres的5％左右的频率到比谐振频率fres低5％的频率(即谐振频率fres的95％的频率)的频带通过的频带特性的图。
图4D示出了设定为图4C的频带特性和从比谐振频率fres高5％的频率到比谐振频率fres的二次谐波的频率(2fres)低5％的频率通过的频带特性的图。
图5的滤波器电路39例如由多个带通滤波器(在图5中略记为BPF)43a、43b、...、43n；开关44a、44b、...、44n；检波器45a、45b、...、45n；以及积分器46构成。
此外，以fa、fb、...、fn简略地示出了带通滤波器43a、43b、...、43n的通频带。这种情况下的通频带例如是fa＜fb＜...＜fn。
例如能够通过设定部24的设定来经由CPU 40对开关44a、44b、...、44n的导通或断开进行选择。在这种情况下，也能够从设定部24直接进行选择。
通过对开关44a、44b、...、44n的导通或断开进行选择能够设定任意的通频带。并且，从被设为导通的开关44a、44b、...、44n上经过的频率成分由检波器45a、45b、...、45n检波后，进一步在积分器46中进行积分。
利用积分器46进行积分而得到的积分信号作为气蚀水平信号Sc输出到CPU 40。也可以用累加器来代替积分器46。
此外，也可以构成为在CPU 40侧进行积分来代替在滤波器电路39中进行积分。
参照图6来说明这种结构的超声波驱动装置5的动作。图6表示包括由超声波驱动装置5进行的气蚀产生控制的超声波手术的控制方法。
例如图2所示，手术操作者将用于处置的手持件(在图2中是主要用于进行凝固切开的手持件2)经由超声波线缆连接于超声波驱动装置5。
另外，手术操作者根据要处置的生物体组织(即要处置的部位)，如步骤S1所示那样，通过设定部24进行设定气蚀设定值Scs等初始设定。
然后，使用未图示的导管将内窥镜和手持件2的探头2a刺入患者腹部等。然后，如步骤S2所示那样，手术操作者利用内窥镜进行观察，并将在体内的探头2a的前端侧设定在处置对象部位附近。
在下一个步骤S3中，手术操作者使脚踏开关8导通，开始利用超声波进行处置。从超声波驱动装置5向手持件2的振子2b施加驱动信号，从而振子2b产生超声波振动。
该超声波振动被传递到探头2a的前端侧的前端部件2e，如超声波施加步骤S4所示，前端部件2e以振子2b的谐振频率fres进行超声波振动。
在这种情况下，超声波驱动装置5进行控制，使得通过使用了PLL电路36的谐振频率跟踪部37来跟踪以该谐振频率fres对振子2b进行驱动的状态。因而，振子2b以谐振频率fres进行超声波振动，另外，前端部的前端部件2e也以谐振频率fres进行超声波振动。
另外，在这种情况下，当由于前端部件2e的超声波振动而产生气蚀时，该前端部件2e受到由于该气蚀产生所导致的小气泡破裂的力，该力从前端部件2e波及到振子2b的超声波振动。并且，如图4A所示，原来的驱动信号与气蚀的频率成分相重叠。如上所述，由于产生气蚀，原来的驱动信号的频谱成为失真的频谱的状态。
然后，如步骤S5所示，CPU 40根据气蚀水平信号Sc检测气蚀产生水平，该气蚀水平信号Sc是利用滤波器电路39从驱动信号检测出的。
在下一个步骤S6中，CPU 40通过差动放大器41来控制驱动信号的输出，以使所检测到的气蚀产生水平维持在由设定部24预先设定的气蚀水平设定值Scs。也就是说，CPU 40进行驱动信号的输出控制，以维持所设定的气蚀设定值Scs。
然后，在这种控制下，如步骤S7所示手术操作者进行利用超声波振动的凝固切开等处置。
图7表示图6中通过步骤S5进行气蚀水平检测的动作以及通过步骤S6根据检测结果控制气蚀的产生水平即气蚀水平的动作。在步骤S11中，滤波器电路39检测将驱动信号的频率去除了的规定的频率成分，来作为气蚀水平信号Sc。
在下一个步骤S12中，CPU 40将从滤波器电路39输出的气蚀水平信号Sc与气蚀设定值Scs进行比较。
然后，如步骤S13所示，CPU 40判断二者的大小关系。当比较结果为Sc＞Scs时，如步骤S14所示，进行控制使得输出电流设定信号减少并返回至步骤S11。
当比较结果相反即为Sc＜Scs时，如步骤S15所示，进行控制使得输出电流设定信号增加并返回至步骤S11。
另外，当比较结果为Sc＝Scs时，如步骤S16所示，进行控制使得输出电流设定信号不发生变化(维持输出电流)。然后，在该控制状态下，如图6所示手术操作者进行步骤S7的利用超声波的处置。
通过进行这种控制，CPU 40进行控制，以使气蚀的产生水平维持在由设定部24设定的气蚀设定值Scs。
根据通过这种控制对作为处置对象的生物体组织进行处置的本实施方式，能够以简单的结构来检测气蚀的产生，并且进行控制以使气蚀的产生水平维持在所设定的气蚀水平设定值Scs。
在这种情况下，能够根据对振子2b进行驱动的驱动信号中的利用滤波器电路39去除了驱动频率或谐振频率fres后得到的频率成分的电压信号等来高精度地检测气蚀的产生以及产生水平。
并且，根据本实施方式，能够有效利用气蚀的产生，从而提高了用于治疗的处置的功能。
此外，在作为相关技术例的日本特开2008-188160号公报中公开了一种具备以与交流电流相应的频率和振幅来驱动手持件的驱动电路的超声波手术装置，该超声波手术装置具备气蚀抑制电路，该气蚀抑制电路构成为包括：转换单元，其将驱动电路的输出端电压转换为直流电压；比较单元，其将通过转换单元得到的直流电压与预定的阈值进行比较；以及电压控制单元，其在比较单元的比较结果为超过了阈值的情况下，降低交流电流的电压值。
在该相关技术例中记载了一种应用了以下内容的装置：在由于产生气蚀而使构成振动产生部的压电元件的负载状态发生变化的情况下，(具备驱动电路的)输出电路所输出的交流电压值几乎不发生变化，但输出电压值与负载状态成比例地变动。
相对于相关技术例，本实施方式使用驱动信号中的去除了用于驱动的频率附近而得到的频率成分的电压值、阻抗值、电流值中的至少一个来检测气蚀。
因而，本实施方式能够充分降低驱动信号的影响，且能够高精度地检测有无气蚀产生以及产生水平。
也就是说，在本实施方式中，通过对去除了驱动信号的频率附近而得到的频率成分进行检测，几乎不会对驱动信号的输出水平造成影响，例如能够根据气蚀水平信号Sc的水平检测气蚀的产生水平。
在这种情况下，能够根据气蚀水平信号Sc的水平是否在接近0的阈值以上来判断是否有气蚀产生。另外，即使在手术过程中手术操作者通过设定部24变更设定值以使驱动信号的输出水平发生变化的情况下，也能够检测气蚀的产生水平。
与此相对地，相关技术例被认为是为了检测气蚀的产生需要预先设定阈值，在变更了驱动电路的输出的情况下需要变更该阈值。
另外，该相关技术例还公开了如下的结构：设置由于检测气蚀时所产生的频率的连续音的麦克风，根据该麦克风输出的声音信号来进行气蚀抑制。
但是，在这种情况下，需要将麦克风设置在可插入体内的细长的探头2a的前端侧。
与此相对地，根据本实施方式，能够在配置在体外的超声波驱动装置5侧检测是否有气蚀产生以及气蚀的产生水平。另外，作为探头自身的结构，能够采用现有的探头和手持件。
因而，本实施方式具有以下优点：即使是具备振子的现有手持件也易于应用。
(第二实施方式)
图8表示本发明的第二实施方式的超声波手术装置21B的结构。在第一实施方式中，对如下结构进行了说明：自动控制气蚀的产生水平，使气蚀的产生水平成为由对气蚀的产生量进行指示设定的设定部24所设定的值。
与此相对地，本实施方式构成为具备通知部，该通知部通过定量地显示来将气蚀的产生水平通知给作为使用者的手术操作者，手术操作者能够根据所显示的产生水平对设定部24的设定值进行手动设定，从而将气蚀的产生水平设定为所期望的产生水平。
该超声波手术装置21B构成为，在图3的结构的超声波驱动装置5中还具备A/D转换电路51和作为通知部的指示器52，从而构成超声波驱动装置5B，其中，该A/D转换电路51对滤波器电路39的输出信号进行A/D转换，该指示器通知部根据该A/D转换电路51的输出信号定量地显示气蚀的产生水平。
从滤波器电路39输出的气蚀水平信号Sc通过A/D转换电路51进行A/D转换。进行A/D转换而得到的数字信号与气蚀的产生水平相对应。
并且，根据该数字信号使构成指示器52的例如多个LED 53发光。例如，发光的LED 53的数量与气蚀的产生水平大致成比例地变化。在图8中，例如用斜线表示的两个LED 53发光。并且，当气蚀的产生水平增加时，更多的LED 53发光。
将手术操作者通过设定部24B设定的输出电流设定值输入到CPU 40。也就是说，设定部24B构成用于设定(输入)驱动部的输出电流设定值的设定单元。CPU 40以使输出电流设定信号维持在来自设定部24B的输出电流设定值的方式，将与输出电流设定值相当的值的输出电流设定信号输出到差动放大器41。
并且，在本实施方式的情况下，通过CPU 40进行输出控制，以使施加于振子2b(更为概括地说为振子Ib)的驱动信号维持在输出电流设定值。其它结构与第一实施方式相同。
在本实施方式中，手术操作者能够根据指示器52的LED 53的发光数量的显示来确认气蚀产生水平。并且，手术操作者在确认气蚀产生水平且期望将气蚀产生水平变大的情况下，可以使设定部24B的输出电流设定值变大。
图9表示本实施方式的使用例的流程图。例如，与图2的情况同样地，手术操作者将手持件2与超声波驱动装置5B相连接。
另外，如步骤S21所示，手术操作者根据要处置的生物体组织来利用设定部24B进行设定输出电流设定值等初始设定。
然后，如步骤S22所示，手术操作者例如利用内窥镜进行观察，并将体内的探头2a的前端侧设定在处置对象部位附近。
在下一个步骤S23中，手术操作者使脚踏开关8导通，开始利用超声波进行处置。从构成超声波驱动装置5B的驱动部的放大器33向手持件2的振子2b施加驱动信号，从而振子2b产生超声波振动。
该超声波振动被传递到探头2a的前端侧的前端部件2e，如步骤S24所示，前端部件2e以振子2b的谐振频率fres进行超声波振动。
另外，在这种情况下，指示器52根据滤波器电路39的输出信号来显示由前端部件2e的超声波振动引起的气蚀的产生水平，通过该显示来通知手术操作者。
如步骤S26所示，手术操作者将气蚀的产生水平作为参考，有效利用气蚀来进行利用超声波的处置。在这种情况下，在要增加气蚀的产生水平来进行处置的情况下，可以以增加设定部24B的输出电流设定值的方式进行设定。
这样，手术操作者能够通过指示器52确认气蚀的产生水平，从而进行利用气蚀的处置。
根据本实施方式，手术操作者能够通过利用来自设定部24B的设定来增加气蚀产生水平等，从而进行有效利用气蚀的处置。
此外，作为通知部，除了利用显示装置通知手术操作者之外，例如也可以构成为通过声音等来通知手术操作者。
另外，也可以在显示部23中设置指示器52的通知部的功能。例如在图8之后的实施方式等中，虽然没有示出指示器52，但也可以通过显示部23来进行该功能。在这种情况下，如图8的双点划线所示，也可以构成为将滤波器电路39的气蚀水平信号Sc输入到CPU 40，从CPU 40向显示部23输出与气蚀的产生水平相对应的信号。
另外，手术操作者能够选择使用手动的控制模式和由气蚀产生控制部40a控制的自动控制模式。
此外，也可以是如下的超声波手术装置：CPU 40不具有气蚀产生控制部40a，仅具有能够使用手动的控制模式。
(第三实施方式)
接着，参照图8来说明本发明的第三实施方式。本实施方式具备控制切换部40b，使得能够选择普通的恒定电流(恒定振幅)控制模式和气蚀控制模式这两个控制内容不同的控制模式或控制方式来进行利用超声波振动的处置。
另外，在本实施方式的变形例中，还能够进行设定为与作为超声波振动的处置器具的手持件的种类、使用状态相应的控制模式的控制。
图10所示的第三实施方式的超声波手术装置21C具备超声波驱动装置5C，该超声波驱动装置5C是在图3的超声波手术装置21的超声波驱动装置5中设置继电器装置61而得到的，该继电器装置61根据切换控制信号在滤波器电路39与构成输出控制部的CPU 40之间进行切换。
该继电器装置61根据来自CPU 40的控制切换部40b的切换控制信号来进行导通或截止的切换，由此切换控制模式。也就是说，CPU 40还具备能够切换控制模式的控制切换部40b。
另外，本实施方式所涉及的超声波驱动装置5C例如具备图9所示的设定部24C。
在该设定部24C中设置有恒定电流控制开关62a和气蚀控制开关62b，该恒定电流控制开关62a用于由手术操作者通过设定部24C选择性地指示恒定电流控制模式，该气蚀控制开关62b用于由手术操作者通过设定部24C选择性地指示气蚀控制模式。
另外，在该设定部24C中设置有将两个控制模式的情况下的输出水平设定为多个等级的水平开关63a、63b、63c。例如，水平开关63a、63b、63c将输出水平分别设定为LV1、LV2、LV3。
因而，该设定部24C将指示恒定电流控制模式或气蚀控制模式的控制模式信号和设定输出水平的设定值输出到CPU 40。
此外，在图11中，示出了在两个控制模式下进行水平设定时共同使用水平开关63j(j＝a～c)的结构，但也可以是，对每个控制模式设置专用的组而共设置两组，每组例如设置多个水平开关。
在图10的结构中，CPU 40进行与由手术操作者通过设定部24C设定的控制模式的设定相应的输出控制。
具体地说，在选择了恒定电流控制模式的情况下，CPU 40输出将继电器装置61的开关切换为断开的切换控制信号。然后，CPU 40以使输出电流设定信号维持在利用设定部24C中的水平开关63j(j＝a～c)得到的输出水平的方式，来将输出电流设定信号输出到差动放大器41。
与此相对地，在选择了气蚀控制模式的情况下，CPU 40输出将继电器装置61的开关切换为导通的切换控制信号。因而，来自滤波器电路39的气蚀水平信号Sc经由被导通的继电器装置61被输入到CPU 40。
并且，CPU 40以使该气蚀水平信号Sc维持在由手术操作者设定为气蚀控制模式的设定部24C中的水平开关63j(j＝a～c)得到的输出水平的方式，将该气蚀水平信号Sc作为输出电流设定信号输出到差动放大器41得。
其它结构与第一实施方式的结构相同。利用图12来说明本实施方式的控制方法的代表例。此外，本控制方法与第一实施方式类似，因此参照图6进行说明。
最初，如步骤S1’所示，手术操作者进行包括对控制模式进行选择的初始设定。
然后，与图6同样地进行从步骤S2到步骤S4的处理。在步骤S4的下一个步骤S31中，CPU 40判断控制模式是否为恒定电流控制模式。在恒定电流控制模式的情况下，如步骤S32所示，CPU 40进行与设定部24C的设定相对应的输出控制(恒定电流控制)。然后，进入步骤S7。
另一方面，在步骤S31的判断结果为不是恒定电流控制模式的情况下、即为气蚀控制模式的情况下，与图6的步骤S5同样地，CPU 40根据滤波器电路39的输出信号来检测气蚀的产生水平。并且，在下一个步骤S6中，CPU 40根据气蚀水平信号Sc进行包括气蚀的产生水平控制的驱动信号的输出控制，以使气蚀的产生水平维持在由设定部24C设定的水平。
然后，在步骤S6之后的步骤S7中，手术操作者进行利用超声波的处置。
根据本实施方式，能够进行利用普通的恒定电流控制的超声波处置，并且能够在进行自动控制以维持气蚀的产生水平的状态下进行超声波处置。
另外，手术操作者能够根据实际使用的手持件I或探头Ia、使用状态来变更控制模式，从而进行利用超声波的处置。
此外，在恒定电流控制模式下，除了与气蚀的产生无关地进行恒定电流控制的控制方法之外，也可以抑制气蚀的产生而进行恒定电流控制。例如图11的双点划线所示，也可以设置开关64，该开关64能够在与气蚀产生无关地进行恒定电流控制的模式和抑制的气蚀产生而进行恒定电流控制的模式之间进行切换。
例如，在将该开关64断开的情况下，CPU 40进行与气蚀产生无关的恒定电流控制。与此相对地，在将开关64导通的情况下，CPU 40进行抑制气蚀产生(也就是抑制产生气蚀)的恒定电流控制。
图13表示第一变形例的超声波手术装置21D的结构。如以下所说明那样，本变形例设置有对手持件I进行识别的识别部，能够根据识别结果来切换控制模式。
关于该超声波手术装置21D，在图10的超声波手术装置21C中，各手持件I(在图13中I＝2)例如将形成识别符的例如ROMIh内置于探头Ia的基端部，该识别符用于产生手持件类型信息(也可称为类型信号)。
另外，超声波驱动装置5D具备识别部66，该识别部66也作为用于从经由超声波线缆14连接于该超声波驱动装置5D的手持件I读出存储在ROMIh中的手持件类型信号的识别部，该识别部66将读出的手持件类型信号发送到CPU 40。
CPU 40能够根据由识别部66读出的手持件类型信号来识别手持件I的种类、安装在手持件I中的振子Ib的种类、手持件I的探头Ia的前端部的形状或状态等。
并且，CPU 40根据该手持件类型信号，例如参照快闪存储器67中存储的信息来自动地选择设定为恒定电流控制模式和气蚀控制模式中的某一模式。此外，识别部66的识别功能部也可以是CPU 40的一部分。
在该快闪存储器67中，与手持件类型信号相应地预先存储有使用哪一个控制模式的信息。此外，例如能够从设定部24C通过CPU 40对存储在快闪存储器67中的信息进行变更或更新。
例如，在该超声波驱动装置5D与手持件2相连接的情况下，CPU 40通过参照相应的信息来选择恒定电流控制模式。与此相对地，在该超声波驱动装置5D与手持件3相连接的情况下，CPU40通过参照相应的信息来选择气蚀控制模式。
另外，在快闪存储器67中存储有从设定部24C以手动方式设定(选择)控制模式的信息的情况下，CPU 40优先设定为由手术操作者从设定部24C以手动方式选择的控制模式。
此外，并不限定于在ROMIh中存储各手持件类型信号的例子，也可以是，存储手持件的制造编号等，CPU 40根据这些制造编号来参照快闪存储器67中存储的信息，由此识别与该制造编号相对应的手持件的类型等。
另外，并不限定于ROMIh的情况，例如也可以根据电阻值进行识别，或者也能够根据由多个开关元件构成的例如DIP开关的导通或断开的排列来识别种类等。
接着，参照图14的流程图来说明本变形例的动作。
如步骤S41所示，手术操作者将实际使用的手持件I与超声波驱动装置5D相连接，接通超声波驱动装置5D的电源。
于是，如步骤S42所示，CPU 40从手持件I的ROMIh经由识别部66来获取手持件I的类型信号。即、识别手持件I的种类。
如下一个步骤S43所示，CPU 40参照快闪存储器67中存储的信息例如进行是否根据类型信号进行手动设定的判断。
然后，如步骤S44所示，在不是手动设定的情况下，即在自动设定的情况下，CPU 40根据类型信号自动设定控制模式。换句话说，CPU 40根据识别部的识别结果自动选择或自动切换为多个控制模式中的一个控制模式。
与此相对地，如步骤S45所示，在是手动设定的情况下，CPU 40根据设定部24C的手动选择来设定控制模式。这样，结束控制模式的设定动作。在进行该控制模式的设定动作之后，例如在初始设定之后，进行图12的步骤S2之后的动作。
根据本变形例，当手术操作者预先在快闪存储器67中登记希望与手持件的类型相应地采用的控制模式的信息时，之后按照该信息从多个控制模式自动地设定为一个控制模式。因此，能够提高由手术操作者进行的处置的操作性。
另外，手术操作者能够以手动方式从设定部24C优先地选择恒定电流控制模式或气蚀控制模式来进行处置。
图15表示第二变形例的超声波手术装置21E的结构。
该超声波手术装置21E采用在图13的超声波手术装置21D的超声波驱动装置5D中不具备继电器装置61的超声波驱动装置5E。在这种情况下，滤波器电路39的气蚀水平信号Sc被输入到CPU 40。
CPU 40与根据手持件类型信号设定的控制模式或从设定部24C选择(设定)的控制模式相应地参照气蚀水平信号Sc。
本变形例的动作与图13的情况下的动作大致相同。
图16表示第三变形例的超声波手术装置21F的主要部分的概要的结构。本变形例能够检测特定的处置器具的使用状态的变化，来自动地切换控制模式。
该超声波手术装置21F例如采用超声波驱动装置5F，该超声波驱动装置5F是图15的超声波手术装置21E的超声波驱动装置5E中不具有识别部的结构、且从自设置于特定的手持件2的传感器2j来的检测信号输入到CPU 40。
如图16所示，在手持件2中的例如固定手柄19b上的与可动手柄19a相向的位置处安装有通过按压而由关闭转变为开启的传感器2j。
该传感器2j检测手柄18的开闭状态，因此例如当手柄18为闭合状态时输出打开的检测信号，当手柄18为打开状态时输出闭合的检测信号。
此外，根据手柄18的开闭状态来打开或闭合探头2a的前端侧的前端部件2e、2g。因而，传感器2j输出检测前端部(前端部件2e、2g)的开闭状态而得到的信号。
CPU 40根据传感器2j的检测信号来切换控制模式，该传感器2j通过手柄18的开闭来检测前端部的开闭状态。此外，将根据传感器2j的检测信号切换控制模式的信息例如存储到快闪存储器67中。
图17表示本变形例的动作的流程图。当接通超声波驱动装置5F的电源之后使脚踏开关8导通时，如步骤S51所示输出超声波。
也就是说，通过对振子2b施加驱动信号而使振子2b发生超声波振动，该超声波振动被传递至前端部件2e，从而前端部件2e进行超声波振动(略记为超声波的输出)
如步骤S52所示，CPU 40根据传感器2j的检测信号来检测手柄18的开闭以及根据滤波器电路39的输出信号来检测气蚀产生状态。
然后，在步骤S53中，CPU 40对手柄18是否闭合进行判断。手术操作者例如打开(前端部也打开)手柄18来进行剥离的处置。另一方面，闭合手柄18来进行凝固切开的处置。
当打开手柄18时，CPU 40进入步骤S54a，当闭合手柄18时，CPU 40进入步骤S54b。
在步骤S54a、S54b中，CPU 40还对是否存在气蚀产生(略记为存在气蚀)进行判断。在步骤S54a中，在判断结果为没有气蚀的情况下进入步骤S55。
在步骤S55中，CPU 40进行使超声波输出增加规定量的控制，返回至步骤S54a。因而，在没有产生气蚀的状态下，通过步骤S54a、S55的处理使超声波输出增加到产生气蚀的水平。
并且，当在步骤S54a中判断为存在气蚀时，进入步骤S56，维持有气蚀的超声波输出状态。然后，手术操作者以该超声波输出的状态继续进行利用超声波的处置。
在步骤S54b的判断结果为有气蚀的情况下，如步骤S57所示，例如在输出固定时间的超声波后降低或停止超声波输出。
另一方面，在步骤S54b的判断结果为没有气蚀的情况下，如步骤S56所示，维持该超声波输出。另外，也可以如图2那样以超声波驱动装置5和高频输出装置6并用的方式使用手持件2，当在步骤S57中输出固定时间的超声波的情况下，例如监视生物体组织的高频阻抗(略记为阻抗)。
在利用超声波的摩擦而导致被处置的生物体组织产生某种程度的碳化改性的情况下，高频阻抗会变化。
也可以是，监视该高频阻抗变化的状态，如果进而产生某种程度的碳化改性后进行凝固的处置，则降低并停止超声波输出。
另一方面，当打开手柄18时，CPU 40进行使驱动信号的输出增加的控制使气蚀产生，以在产生了气蚀的状态下维持超声波输出的方式进行控制。并且，手术操作者以利用了气蚀的超声波来进行切开、剥离等处置。
通常，在手术操作者使前端部件2e、2g为闭合状态来进行凝固切开的处置的情况下，大多希望抑制气蚀地进行处置。
另一方面，存在如下的情况：手术操作者将前端部件2e、2g设定为打开状态，不把持作为处置对象的生物体组织而仅利用进行超声波振动的前端部件2e来进行切开、剥离的处置。在这种情况下，手术操作者有时希望维持产生气蚀的状态，利用气蚀增强剥离等功能来进行处置。
这样，在本变形例中，能够与由手术操作者通过手柄的开闭操作而得到前端部的开闭的状态相应地选择利用气蚀的控制模式等。
根据本实施方式，与手持件2的使用状态的变化相应地变更驱动信号的控制模式，因此，手术操作者能够在处置过程中减轻进行控制模式的变更操作的工夫。也就是说，本变形例能够提高超声波手术的操作性，并且能够进行利用气蚀的处置。
(第四实施方式)
接着，参照图18来说明本发明的第四实施方式。图18表示具备第四实施方式的超声波手术系统1B的结构。关于本实施方式，当利用超声波振动进行处置时，使送水和吸引连动，相对于预先设定的吸引量，监视实际吸引的吸引量。并且，关于本实施方式，在实际的吸引量大于等于所设定的吸引量的情况下，进行控制使得维持该状态的气蚀输出状态。
该超声波手术系统1B由第四实施方式的超声波手术装置21H和与该超声波手术装置21H同时使用的送水吸引装置7构成。
超声波手术装置21H由超声波驱动装置5H和手持件3构成，该手持件3与该超声波驱动装置5H和送水吸引装置7相连接。
另外，构成超声波驱动装置5H的CPU 40经由通信线缆12连接于构成送水吸引装置7的控制部的CPU 86。两个CPU 40、86能够进行双向的通信。
该超声波驱动装置5H例如构成为在图10的超声波驱动装置5C中具备以下要说明的设定存储部68等。
在图18中，将振荡电路31～PLL电路36用由它们构成的谐振频率跟踪部37来表示。
在本实施方式的超声波驱动装置5H中，对在该设定部24C和送水吸引装置7的设定部91中设定的设定值的信息进行存储的设定存储部68例如由快闪存储器构成。
另外，在设定部24C中设置有存储按钮(或存储开关)70，该存储按钮70进行将设定值的信息存储到设定存储部68的指示操作。
另外，送水吸引装置7具有：进行送水(这种情况下的水例如是生理盐水)的送水部87和进行吸引的吸引部88；分别控制送水部87和吸引部88的动作的送水控制部89和吸引控制部90；作为控制部的CPU 86，其对送水吸引装置整体进行控制；设定部91，其进行送水量和吸引量的设定(即送水量设定和吸引量设定)等；显示部92，其显示送水量和吸引量等；以及脚踏开关10，其进行送水和吸引的指示操作。
此外，在图18中，CPU 86也可以是同时具有送水控制部89和吸引控制部90的功能的结构。
送水部87内置有送水泵87a，该送水泵87a构成对内部进行送水的送水驱动部，吸引部88内置有吸引泵88a，该吸引泵88a构成进行吸引的吸引驱动部。另外，送水部87(的送水泵87a)和吸引部88(的吸引泵88a)经由送水吸引管16与手持件3的送水吸引连接器3g相连接，该送水吸引管16由分别与送水连接器和吸引连接器相连接的送水管和吸引管构成。
手术操作者通过脚踏开关10进行送水的指示操作，由此CPU 86经由送水控制部89驱动送水泵87a。然后，送水泵87a经由送水管以及手持件3内的管路从前端部件3e的开口对作为处置对象的生物体组织附近注入生理盐水。
另外，手术操作者通过脚踏开关10进行吸引的指示操作，由此CPU 86通过吸引控制部90来驱动吸引泵88a。然后，吸引泵88a经由吸引管来吸引从前端部件3e的开口送来的液体与利用前端部件3e进行粉碎、切除而得到的组织碎片等混合后的液体。
通过由送水部87和吸引部88的内部的流量传感器等进行的测量来检测送水部87的送水量和吸引部88的吸引量。CPU 86根据由设定部91设定的设定值来设定送水驱动信号和吸引驱动信号的水平。该送水驱动信号和吸引驱动信号决定送水泵87a和吸引泵88a的送水量和吸引量。
并且，在如以下说明那样利用气蚀进行处置的情况下，在检测到实际的吸引量大于等于由设定部91设定的吸引量的情况下，进行维持该气蚀的输出状态的控制。
接着，参照图19来说明该超声波手术系统1B的所进行的包括利用气蚀的利用方法的动作。
如图18所示，手术操作者将手持件3与超声波驱动装置5H和送水吸引装置7相连接，接通超声波驱动装置5H和送水吸引装置7的电源。然后，如图19的步骤S91所示，在开始手术前进行超声波输出和吸引量等的事先设定。
另外，如下一个步骤S92所示，手术操作者在开始手术后进行超声波输出和吸引量的再次设定。在该步骤S92中，根据进行处置的患部的生物体组织的状态、实际进行手术的手术操作者的喜好等来设定为适于该病例的适当值的超声波输出和吸引量。
如下一个步骤S93所示，手术操作者操作存储按钮70，使得对在步骤S92中进行再次设定而得到的状态的信息进行存储。通过存储按钮70的操作，能够通过CPU 40将再次设定得到的超声波输出和吸引量的信息存储到设定存储部68。
然后，如步骤S94所示，手术操作者操作脚踏开关8、10，使超声波驱动装置5H和送水吸引装置7进行动作。
另外，如步骤S95所示，CPU 40根据来自滤波器电路39的气蚀水平信号Sc来检测气蚀的产生水平。此外，在此设为产生了气蚀。
另外，如步骤S96所示，送水吸引装置7的CPU 86检测实际的吸引量。然后，经由通信线缆12将检测到的吸引量发送到CPU40。
如步骤S97所示，CPU 40将设定存储部68中存储的再次设定的吸引量(称为设定吸引量)与实际的吸引量进行比较，如步骤S98所示，判断设定吸引量是否大于实际的吸引量。并且，根据该判断结果由进行气蚀产生控制的CPU 40进行控制使得维持气蚀的产生状态(输出水平状态)。
在符合步骤S98的判断结果的情况下，手术操作者有时希望降低或停止气蚀输出水平。因而，在这种情况下，如步骤S99所示，CPU 40进行控制使得降低或停止气蚀输出。
另一方面，在不符合步骤S98的判断结果的情况下，也就是说在设定吸引量小于等于实际的吸引量的情况下，手术操作者有时希望维持该状态的气蚀输出水平。因而，在这种情况下，如步骤S100所示，CPU 40进行控制使得维持当前的气蚀输出。
根据本实施方式，在设定吸引量小于等于实际的吸引量的情况下，进行控制使得维持该气蚀输出。
(第五实施方式)
接着，参照图20A等来说明本发明的第五实施方式。图20A表示本发明的第五实施方式中的手持件2的前端部的形状。该手持件2的前端部由与手柄18(参照图2)的开闭操作连动地打开闭合的可动前端部件2g和固定前端部件2e构成。
在本实施方式中，可动前端部件2g和固定前端部件2e在相向的面上分别设置有锯齿状的凹凸部94a、94b，在两个凹凸部94a、94b之间把持作为处置对象的生物体组织95来进行凝固切开的处置。
从图20A的状态起进行闭合手柄18的操作，由此生物体组织95被把持在可动前端部件2g的凹凸部94a与固定前端部件2e的凹凸部94b之间并成为贴紧两凹凸部94a、94b的表面的状态。
图20B表示实际中生物体组织95贴紧进行超声波振动的固定前端部件2e的锯齿状的凹凸部94b的表面的状态。在该状态下，通过使固定前端部件2e进行超声波振动而在该凹凸部94b的(特别是在长度方向上成为台阶面的)表面附近的生物体组织95处产生气蚀96。
并且，在本实施方式中，通过采用如后述的图22A等所示的驱动序列，能够顺利地进行针对作为处置对象的生物体组织95的凝固切开的处置。
此外，这种情况下的前端部的形状并不限定于图20A所示的形状，如图20C所示，也可以是设置了矩形的凹凸部94c、94d的结构。
另外，如图20D和图20E所示，也可以是如下的结构：仅在固定前端部件2e上设置凹凸部94b、94d，将在可动前端部件2g上与凹凸部94b、94d相向的面设为平面或者平滑面94e、94e。
图21表示本实施方式的超声波手术装置21J。该超声波手术装置21J具有超声波驱动装置5J。该超声波驱动装置5J例如根据图3的超声波驱动装置5在设定部24中设置有驱动序列设定按钮97，该驱动序列设定按钮97用于由手术操作者设定驱动序列。
手术操作者通过接通该驱动序列设定按钮97，能够设定利用超声波进行凝固模式的处置的时间(周期)和在切开模式下进行处置的时间，并且能够进行切换两个模式而进行动作的设定。
CPU 40能够根据该驱动序列设定按钮97的设定，以设定凝固模式和切开模式的周期来切换驱动信号的输出。
另外，在这种情况下，在切开模式下，CPU 40如第一实施方式所说明那样进行控制使得维持所设定的气蚀，也就是说使气蚀产生控制部40a的动作发挥作用。与此相对地，在凝固模式的情况下，CPU 40进行控制来抑制气蚀并输出驱动信号。
其它结构与图3的超声波驱动装置5的结构相同。
图22A表示依据本实施方式的超声波处置的驱动序列。例如当在时间t0开始超声波的处置时，CPU 40设定为凝固模式，在由设定部24设定的时间(t1-t0)，从构成驱动部的放大器33对振子2b输出驱动信号。
从探头2a的前端部对生物体组织95施加由振子2b产生的超声波振动，来进行凝固的处置。在这种情况下，CPU 40对超声波输出进行控制，以监视滤波器电路39的输出信号并抑制气蚀的产生。
当经过凝固模式的处置的时间(t1-t0)时，CPU 40在时间t1切换为切开模式，在由设定部24设定的时间(t2-t1)，从放大器33对振子2b输出驱动信号。
从探头2a的前端部对生物体组织95施加由振子2b产生的超声波振动，来进行切开的处置。在这种情况下，CPU 40对超声波输出进行控制，以监视滤波器电路39的输出信号并维持产生气蚀的状态。也就是说，使气蚀产生控制部40a的动作发挥作用(在图22A中用启动来表示)，利用气蚀增强切开的功能来进行切开处置。
当经过切开模式下的处置的时间(t2-t1)时，CPU 40在时间t2切换为凝固模式，在由设定部24设定的时间(t3-t2)，进行同样的控制。这样，在时间t4、t5之前再次交替地重复凝固模式和切开模式。然后，从时间t5到时间t6进行切开模式下的处置，由此结束针对作为处置对象的生物体组织的凝固切开的处置。
在图22A中，以多次切换凝固模式和切开模式进行处置为例进行了说明，但也可以如图22B所示那样，将进行凝固模式和切开模式的时间分别变长为从t0到ta和从ta到tb，例如通过一次接一次地进行两个模式来进行针对作为处置对象的生物体组织95的凝固切开的处置。另外，并不限定于图22A、图22B的情况，也可以利用介于它们之间的驱动序列来进行处置。
如以上说明，本实施方式如以下那样。
1.超声波手术装置具备：
超声波振子，其能够产生超声波振动；
驱动部，其根据驱动信号来驱动上述超声波振子；
探头，其具有基端部和前端部，该基端部与上述超声波振子运动耦合，该探头从上述基端部向上述前端部传递上述超声波振子产生的上述超声波振动，从而使该前端部进行用于处置生物体组织的超声波振动；
检测部，其从上述驱动信号检测由气蚀引起变化的物理量，其中，该气蚀由上述探头的前端部的超声波振动产生；以及
控制部，其根据由上述检测部检测出的上述物理量来控制上述驱动部的输出，使得通过上述前端部的超声波振动使气蚀产生、或者增加或维持气蚀的产生量。
2.在上述1的超声波手术装置中，上述物理量是电压值、电流值以及阻抗值中的至少一个。
3.在上述2的超声波手术装置中，上述检测部检测除上述驱动信号的频率以外的频率成分中的作为上述物理量的上述电压值、上述电流值以及上述阻抗值中的至少一个。
4.在上述1的超声波手术装置中，还具有设定部，该设定部指示设定上述气蚀的产生量。
5.在上述4的超声波手术装置中，上述控制部以维持由上述设定部指示设定的气蚀的产生量的方式，来控制由上述检测部检测出的除上述驱动信号的频率以外的频率成分的作为上述物理量的电压值、电流值以及阻抗值中的至少一个。
6.超声波手术装置具备：
超声波振子，其能够产生超声波振动；
驱动部，其根据驱动信号来驱动上述超声波振子；
探头，其具有基端部和前端部，该基端部与上述超声波振子运动耦合，该探头从上述基端部向上述前端部传递上述超声波振子产生的上述超声波振动，从而使该前端部进行用于处置生物体组织的超声波振动；
谐振频率跟踪部，其自动调整上述驱动信号的频率，使得上述驱动信号的频率跟踪上述超声波振子的谐振频率；
检测部，其通过检测上述驱动信号的除谐振频率以外的频率成分的频率成分信号来检测气蚀；以及
控制部，其按照由上述检测部得到的上述频率成分信号的检测结果来进行变更上述驱动信号的控制，以使气蚀产生、或者增加或维持气蚀的产生量，其中，上述驱动信号用于驱动超声波振子。
18.在上述6的超声波手术装置中还具有设定部，该设定部指示设定上述气蚀的产生水平。
19.在上述18的超声波手术装置中，上述控制部根据将由上述设定部进行指示设定而得到的上述产生水平减去上述频率成分信号的水平后得到的值来控制上述驱动信号的输出，由此进行控制使得维持上述产生水平。
22.上述18的气蚀利用方法还具有设定步骤，在该设定步骤设定气蚀的产生水平，上述气蚀产生控制步骤以维持通过上述设定步骤而设定的上述产生水平的方式来进行上述驱动信号的输出控制。
23.气蚀利用方法由以下步骤构成：
通过超声波振子、驱动部以及探头对处置对象部施加超声波振动的步骤，其中，该超声波振子能够产生超声波振动，该驱动部根据驱动信号来驱动上述超声波振子，该探头具有基端部和前端部，该基端部与上述超声波振子运动耦合，该探头从上述基端部向上述前端部传递由上述超声波振子产生的上述超声波振动，从而使该前端部进行用于处置生物体组织的超声波振动；
谐振频率跟踪步骤，自动调整上述驱动信号的频率，使得上述驱动信号的频率跟踪上述超声波振子的谐振频率；
检测步骤，检测驱动信号的除谐振频率以外的频率成分信号；以及
气蚀发生控制步骤，按照由上述检测步骤得到的检测结果来控制上述驱动信号，使气蚀产生、或者增加或维持气蚀的产生量。
并且，本发明的超声波手术装置能够高精度地检测有无产生气蚀以及所产生的气蚀的水平。另外，本发明的超声波手术系统能够高精度地检测有无产生气蚀以及所产生的气蚀的水平。并且，本发明的气蚀利用方法能够高精度地检测有无产生气蚀以及所产生的气蚀的水平。
如上所述，本发明并不限定于上述实施方式，在不改变本发明的宗旨的范围内能够进行各种变更、改变。
本申请主张2009年6月3日于美国申请的12/477707的优先权，上述公开内容被本申请说明书、权利要求书以及附图引用。

Claims (12)

1.一种超声波手术装置，其特征在于，具备：
超声波振子，其能够产生超声波振动；
驱动部，其根据驱动信号来驱动上述超声波振子；
探头，其具有基端部和前端部，该基端部与上述超声波振子运动耦合，该探头从上述基端部向上述前端部传递上述超声波振子产生的超声波振动，从而使该前端部进行超声波振动；
电流电压检测电路，其检测在基于驱动信号而振动的上述超声波振子上产生的振动的状态；
谐振频率跟踪部，其根据由上述电流电压检测电路检测出的上述振动的状态来调整上述驱动信号的频率，使得上述驱动信号的频率跟踪上述超声波振子的谐振频率；
检测部，其检测与由于上述前端部的振动而产生的气蚀的产生水平相对应的由除上述谐振频率以外的频率的频率成分的积分构成的信号，来作为气蚀水平信号；以及
控制部，其根据上述气蚀水平信号来进行变更上述驱动信号的控制，以使气蚀产生、或者增加或维持气蚀的产生量。
2.根据权利要求1所述的超声波手术装置，其特征在于，
上述检测部检测上述驱动信号的除上述谐振频率以外的频率的频率成分的电压值、电流值以及阻抗值中的至少一个来作为上述气蚀水平信号。
3.根据权利要求1所述的超声波手术装置，其特征在于，
还具备气蚀产生量设定部，该气蚀产生量设定部设定上述气蚀的产生量。
4.根据权利要求3所述的超声波手术装置，其特征在于，
上述控制部基于由上述检测部检测出的上述气蚀水平信号来进行变更上述驱动信号的控制，使得维持由上述气蚀产生量设定部设定的气蚀的产生量。
5.根据权利要求1所述的超声波手术装置，其特征在于，
上述气蚀水平信号是由比上述谐振频率大、比上述谐振频率的二次谐波小的频率的频率成分的积分构成的信号。
6.根据权利要求1所述的超声波手术装置，其特征在于，
上述气蚀水平信号是由上述谐振频率的5%到95%频带和105%到195%频带中的至少一个频带的频率成分的积分构成的信号。
7.根据权利要求1所述的超声波手术装置，其特征在于，
还具备通知部，该通知部通知由上述检测部检测出的上述气蚀水平信号。
8.根据权利要求1所述的超声波手术装置，其特征在于，
上述控制部在控制内容不同的多个控制模式之间进行切换。
9.根据权利要求8所述的超声波手术装置，其特征在于，
还具备控制模式设定部，该控制模式设定部设定上述控制模式。
10.根据权利要求8所述的超声波手术装置，其特征在于，
上述控制部识别上述探头或上述超声波振子的种类、或上述前端部的形状或使用状态，并根据识别结果来在多个上述控制模式之间进行切换。
11.根据权利要求1所述的超声波手术装置，其特征在于，
上述前端部具备凹凸形状。
12.一种超声波手术系统，其特征在于，具备：
超声波振子，其能够产生超声波振动；
驱动部，其根据驱动信号来驱动上述超声波振子；
探头，其具有基端部和前端部，该基端部与上述超声波振子运动耦合，该探头从上述基端部向上述前端部传递上述超声波振子产生的超声波振动，从而使该前端部进行超声波振动；
电流电压检测电路，其检测在基于驱动信号而振动的上述超声波振子上产生的振动的状态；
谐振频率跟踪部，其根据由上述电流电压检测电路检测出的上述振动的状态来调整上述驱动信号的频率，使得上述驱动信号的频率跟踪上述超声波振子的谐振频率；
检测部，其检测与由于上述前端部的振动而产生的气蚀的产生水平相对应的由除上述谐振频率以外的频率的频率成分的积分构成的信号，来作为气蚀水平信号；
吸引驱动部，其吸引上述前端部的周围的液体；
吸引量设定部，其设定吸引量；
吸引控制部，其按照上述吸引量设定部的设定来控制上述吸引驱动部；以及
控制部，其根据上述气蚀水平信号以及上述吸引量来进行变更上述驱动信号的控制，以维持气蚀产生、或者维持气蚀的产生量。
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