CN109640853A - 控制装置 - Google Patents
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Abstract
处理器将发热体控制为使所述发热体的温度追随目标温度的状态,基于满足了规定的条件,来将针对所述发热体的控制从第一阶段切换为第二阶段,其中,所述温度追随所述目标温度的追随性在所述第二阶段比在所述第一阶段低。所述处理器基于表示所述温度相对于所述目标温度的变动的参数脱离了规定范围、或者表示与向所述发热体输出的电能有关的电特性值相对于目标走势的变动的参数脱离了规定范围,来结束针对所述发热体的控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种与对处置对象赋予由发热体产生的热的能量处置器具一起使用、用于控制发热体的温度的控制装置。
背景技术
在美国专利申请公开第2012/0022517号说明书中公开了一种控制装置,通过向设置于能量处置器具的发热体输出电能,来使发热体产生热。在该能量处置器具中,通过对处置对象赋予由发热体产生的热,来进行处置。控制装置将目标电阻值设定为与发热体的温度对应地变化的发热体的电阻值的目标值。而且,在向发热体输出电能的状态下,控制装置判断发热体的电阻值是否在包含目标电阻值的规定范围内。而且,在电阻值脱离了规定范围的情况下,停止向发热体输出电能。
在使用如美国专利申请公开第2012/0022517号说明书所示的能量处置器具以及控制装置来切开处置对象的情况下,基于处置性能的观点,期望电阻值经时地维持目标电阻值,且发热体的温度经时地维持目标温度,直至利用由发热体产生的热将处置对象切开某种程度为止。因此,控制装置将控制参数设定为使发热体的温度对目标温度的追随性变高的状态,来控制向发热体的电能的供给以及发热体的温度。但是,当温度追随目标温度的追随性变高时,在利用发热体的热来切除处置对象时,即使由于切除而对发热体施加的热负荷变化,发热体的温度也有可能相对于目标温度而言几乎不发生变动。因此,在切除处置对象之后,也持续向发热体供给电能,有可能对处置对象的处置性能以及能量处置器具的耐久性产生影响。
发明内容
本发明是着眼于上述问题而完成的,其目的在于提供一种控制装置,确保直至利用由发热体产生的热将处置对象切开某种程度为止的发热体的温度追随目标温度的追随性,并且适当地检测对处置对象的切除。
为了实现上述目的,本发明的某一方式是一种控制装置,与处置器具一起使用,所述处置器具具备发热体,并对处置对象赋予由所述发热体产生的热,所述控制装置具备处理器,该处理器进行以下动作:设定所述发热体的目标温度,并将所述发热体控制为使所述发热体的温度追随所述目标温度的状态;基于满足了规定的条件,来将针对所述发热体的控制从第一阶段切换为第二阶段,其中,所述发热体的所述温度追随所述目标温度的追随性在所述第二阶段比在所述第一阶段低;以及基于表示所述发热体的所述温度相对于所述目标温度的变动的参数脱离了规定范围,来结束使所述发热体的所述温度追随所述目标温度的所述控制。
本发明的其它的某一方式是一种控制装置,与具备发热体的处置器具一起使用,所述控制装置具备:能量输出源,其通过向所述发热体输出电能,来使所述发热体产生热,并对处置对象赋予所产生的所述热;以及处理器,其通过控制来自所述能量输出源的所述电能的输出,来控制所述发热体的温度,其中,所述处理器进行以下动作:设定所述发热体的目标温度,并将所述电能的输出控制为使所述发热体的所述温度追随所述目标温度的状态;基于从所述能量输出源向所述发热体的所述电能的输出状态,来设定电特性值的目标走势,其中,所述电特性值的目标走势表示在所述发热体的所述温度达到所述目标温度之后所述温度经时地维持所述目标温度的情况下的与所述电能有关的所述电特性值的经时的变化;基于满足了规定的条件,来将针对向所述发热体输出的所述电能的控制从第一阶段切换为第二阶段,其中,所述发热体的所述温度追随所述目标温度的追随性在所述第二阶段比在所述第一阶段低;以及基于表示所述电特性值相对于所述目标走势的变动的参数脱离了规定范围,来使从所述能量输出源向所述发热体的所述电能的输出降低为使所述发热体的所述温度降低到所述处置对象实质上不发生组织改性的温度的状态。
附图说明
图1是示出第一实施方式所涉及的处置系统的概要图。
图2是示出与从第一实施方式所涉及的控制装置向能量处置器具的电能的供给相关联的结构的框图。
图3是说明由第一实施方式所涉及的处理器进行的PID控制的框图。
图4是示出第一实施方式所涉及的处理器中的处理的流程图。
图5是示出由第一实施方式所涉及的处理器进行控制的情况下的发热体的温度的经时的变化的一例的概要图。
图6是示出在由第一实施方式所涉及的处理器进行的控制中发热体的温度如图5那样变化的情况下的向发热体的输出电力的经时的变化的概要图。
图7是示出由第一实施方式所涉及的处理器进行控制的情况下的发热体的温度的经时的变化的与图5不同的一例的概要图。
图8是示出在由第一实施方式所涉及的处理器进行的控制中发热体的温度如图7那样变化的情况下的向发热体的输出电力的经时的变化的概要图。
图9是示出由第一实施方式所涉及的处理器进行控制的情况下的发热体的温度的经时的变化的与图5及图7不同的一例的概要图。
图10是示出在由第一实施方式所涉及的处理器进行的控制中发热体的温度如图9那样变化的情况下的向发热体的输出电力的经时的变化的概要图。
图11是示出第一实施方式的某一变形例所涉及的处理器中的处理的流程图。
图12是示出由第一实施方式的某一变形例所涉及的处理器进行控制的情况下的发热体的温度的经时的变化的一例的概要图。
图13是示出在由第一实施方式的某一变形例所涉及的处理器进行的控制中发热体的温度如图12那样变化的情况下的向发热体的输出电力的经时的变化的概要图。
图14是示出由第一实施方式的某一变形例所涉及的处理器进行控制的情况下的发热体的温度的经时的变化的与图12不同的一例的概要图。
图15是示出在由第一实施方式的某一变形例所涉及的处理器进行的控制中发热体的温度如图14那样变化的情况下的向发热体的输出电力的经时的变化的概要图。
图16是示出由第一实施方式的某一变形例所涉及的处理器进行控制的情况下的发热体的温度的经时的变化的与图12及图14不同的一例的概要图。
图17是示出在由第一实施方式的某一变形例所涉及的处理器进行的控制中发热体的温度如图16那样变化的情况下的向发热体的输出电力的经时的变化的概要图。
具体实施方式
(第一实施方式)
参照图1至图10来说明本发明的第一实施方式。
图1是示出本实施方式的处置系统1的图。如图1所示,处置系统1具备能量处置器具2和控制装置3。能量处置器具2具有长边轴C。在此,将沿着长边轴C的方向的一侧设为顶端侧(箭头C1侧),将与顶端侧相反的一侧设为基端侧(箭头C2侧)。
能量处置器具2具备能够保持的壳体5、与壳体5的顶端侧连结的轴(shaft)(护套)6以及设置在轴6的顶端部的末端执行器7。轴6的中心轴与长边轴C大致为同轴。在壳体5设置有握持件11,并且以能够转动的方式安装有手柄12。通过使手柄12相对于壳体5转动,手柄12相对于握持件11打开或闭合。
末端执行器7具备第一把持片15和第二把持片16。通过使手柄12相对于握持件11打开或闭合,一对把持片15、16之间打开或闭合。通过使一对把持片15、16之间闭合,能够将生物体组织等处置对象把持在把持片15、16之间。此外,在某一实施例中,把持片15、16中的一个把持片与轴6一体地形成或者被固定于轴6。而且,把持片15、16中的另一个把持片以能够转动的方式安装于轴6。另外,在其它的某一实施例中,把持片15、16双方以能够转动的方式安装于轴6。
另外,在末端执行器7中设置加热器等发热体18。此外,发热体18可以只设置于把持片15、16中的一方,也可以设置于把持片15、16双方。在图1的实施例中,只在第一把持片15中设置发热体18。通过向发热体18供给电能,来由发热体18产生热。而且,由发热体18产生的热作为处置能量被赋予给在把持片15、16之间把持的处置对象。
壳体5与线缆13的一端连接。线缆13的另一端以能够与控制装置3分离的方式连接于控制装置3。另外,在处置系统1中设置有脚踏开关8来作为能量操作输入部。脚踏开关8与控制装置3电连接。利用脚踏开关8来输入使控制装置3向能量处置器具2的发热体18输出电能的操作。此外,也可以代替脚踏开关8或者除脚踏开关8以外,设置安装于能量处置器具2的壳体5的操作按钮等来作为能量操作输入部。
图2是示出与从控制装置3向能量处置器具2的电能的供给相关联的结构的图。如图2所示,控制装置3具备存储介质22以及对处置系统1整体进行控制的处理器21。处理器(控制部)21由包括CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)、ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit:专用集成电路)或FPGA(Field Programmable GateArray:现场可编程门阵列)等的集成电路形成。处理器21可以由一个集成电路形成,也可以由多个集成电路形成。另外,在控制装置3中,可以设置一个处理器21,也可以独立地设置多个处理器21。处理器21中的处理按照处理器21或存储介质22中存储的程序来进行。另外,在存储介质22中存储有在处理器21中使用的处理程序以及在处理器21中的运算中使用的参数和表等。处理器21具备运算部23、判断部25以及输出控制部26。运算部23、判断部25以及输出控制部26作为处理器21的一部分发挥功能,进行由处理器21进行的处理中的一部分处理。
控制装置3具备能量输出源27。能量输出源27经由以穿过线缆13的内部、壳体5的内部的方式延伸设置的电路径28A、28B而与发热体18电连接。能量输出源27具备用于将来自电池电源或插座电源的电力转换为向发热体18供给的电能的转换电路等。当利用脚踏开关8输入操作时,处理器21使能量输出源27输出由转换电路进行转换所得到的电能。而且,从能量输出源27输出的电能经由电路径28A、28B被供给到发热体18。处理器21的输出控制部26对来自能量输出源27的电能的输出进行控制。此外,从能量输出源27输出直流电力或交流电力来作为电能。
处置系统1具备电流检测电路31和电压检测电路32。电流检测电路31检测从能量输出源27向发热体18的输出电流I,电压检测电路32检测从能量输出源27向发热体18的输出电压V。电流检测电路31中的输出电流I的检测结果和电压检测电路32中的输出电压V的检测结果被传递到处理器21。处理器21的运算部23基于所检测出的输出电流I和输出电压V,来计算发热体18的电阻值R。此外,电流检测电路31和电压检测电路32可以设置于控制装置3,也可以设置于能量处置器具2。
接着,对控制装置3及处置系统1的作用和效果进行说明。在使用处置系统1对处置对象进行处置时,手术操作者保持壳体5,并将末端执行器7插入到腹腔等体腔的内部。然后,将血管等处置对象配置在把持片15、16之间,使手柄12相对于握持件11闭合。由此,处置对象被把持在把持片15、16之间。在该状态下,手术操作者利用脚踏开关8进行操作输入。由此,从能量输出源27向发热体18输出电能,来由发热体18产生热。通过对被把持的处置对象赋予由发热体18产生的热,处置对象被凝固及封闭或者被切开。
在从能量输出源27向发热体18供给电能来由发热体18产生热的状态下,处理器21通过作为反馈控制之一的PID控制来控制包括能量输出源27和发热体18在内的控制对象。图3是说明由处理器21进行的PID控制的图。在此,将时间t规定为变量。
如图3所示,在本实施方式中,处理器21将作为来自控制对象的输出的发热体18的温度T(t)作为控制量来进行控制。发热体18的电阻值R与发热体18的温度T对应地变化。即,当温度T增加时,电阻值R也增加,当温度T减少时,电阻值R也减少。如上述的那样,电阻值R基于输出电流I和输出电压V来计算。另外,在本实施方式中,在存储介质22中存储表示温度T与电阻值R之间的相关性的表、函数等。处理器21的运算部23基于所检测出的电阻值R、以及电阻值R与温度T之间的相关性,来检测作为控制量的温度T(t)。
另外,在对发热体18的温度T(t)的PID控制中,处理器21设定时间t处的发热体18的目标温度Tx(t)。然后,处理器21的运算部23计算从目标温度Tx(t)减去温度T(t)所得到的温度偏差Ty(t)。然后,处理器21基于温度偏差Ty(t)来设定作为向控制对象的输入的操作量Tu(t)。
在操作量Tu(t)的设定中,处理器21对温度偏差Ty(t)乘以比例增益Kp,来计算操作量Tu(t)的比例动作的项。另外,处理器21对温度偏差Ty(t)进行时间积分,来针对温度偏差Ty(t)计算从开始自能量输出源27输出电能时或根据规定的条件决定的某一时间点起直到时间t为止的累计值Σ(t)Ty。然后,处理器21的运算部23对累计值Σ(t)Ty乘以积分增益Ki,来计算操作量Tu(t)的积分动作的项。并且,处理器21对温度偏差Ty(t)进行时间微分,来计算温度偏差Ty(t)在时间t的时间变化率ΔTy(t)。然后,处理器21的运算部23对时间变化率ΔTy(t)乘以微分增益Kd,来计算操作量Tu(t)的微分动作的项。然后,处理器21将计算出的比例动作的项、积分动作的项以及微分动作的项相加,来决定PID控制中的控制对象的操作量Tu(t)。因而,操作量Tu(t)变化为如式(1)那样。此外,比例增益Kp、积分增益Ki以及微分增益Kd成为PID控制的控制参数。
[数1]
Tu(t)=Kp·Ty(t)+Ki·∑(t)Ty+KD·ΔTy(t) (1)
由于操作量Tu(t)变化,从能量输出源27向发热体18的输出电力W也变化,从而发热体18中的发热量变化。由此,作为控制量的发热体18的温度T(t)被调整。即,处理器21通过调整操作量Tu(t)来控制向发热体18的电能的输出,从而控制发热体18的温度T(t)。在此,在温度T(t)以目标温度Tx(t)经时地保持固定的情况下,操作量Tu(t)变为零。而且,在操作量Tu(t)为正的情况下,处理器21使从能量输出源27向发热体18的输出电力W比温度T(t)以目标温度Tx(t)经时地保持固定的情况下的输出电力W大,来增大发热体18中的发热量。此时,从能量输出源27向发热体18的输出电流I和输出电压V也分别比温度T(t)以目标温度Tx(t)经时地保持固定的情况下的输出电流I和输出电压V大。另一方面,在操作量Tu(t)为负的情况下,处理器21使从能量输出源27向发热体18的输出电力W比温度T(t)以目标温度Tx(t)经时地保持固定的情况下的输出电力W小,来减小发热体18中的发热量。此时,从能量输出源27向发热体18的输出电流I和输出电压V也分别比温度T(t)以目标温度Tx(t)经时地保持固定的情况下的输出电流I和输出电压V小。通过如上述那样决定操作量Tu(t),处理器21将温度T(t)反馈控制为使温度T(t)追随目标温度Tx(t)的状态。此外,输出电力W、输出电流I以及输出电压V是与从能量输出源27向发热体18输出的电能有关的电特性值。
另外,在PID控制中,当比例增益Kp变大时,比例动作的影响变大。同样地,当积分增益Ki变大时,积分动作的影响变大,当微分增益Kd变大时,微分动作的影响变大。通过使作为控制参数的比例增益Kp、积分增益Ki以及微分增益Kd分别变化,在PID控制中温度T(t)追随目标温度Tx(t)的追随性变化。例如,当增大微分增益Kd来增大微分动作的影响时,温度T(t)追随目标温度Tx(t)的追随性变高。
另外,在某一实施例中,也可以是,积分时间τi取代积分增益Ki而被用作控制参数,微分时间τd取代微分增益Kd而被用作控制参数。在此,积分增益Ki成为将比例增益Kp除以积分时间τi得到的值。而且,积分时间τi表示温度T(t)相对于目标温度Tx(t)的固定大小的偏移持续的情况下即温度偏差Ty(t)经时地固定的情况下的、直至在操作量Tu(t)中比例动作的项与积分动作的项变为相同大小为止的时间。在PID控制中,积分时间τi越短,则积分动作的影响越大。微分增益Kd成为对比例增益Kp乘以微分时间τd所得到的值。而且,微分时间τd表示温度T(t)以固定的变化率的变化持续的情况下即温度偏差Ty(t)的时间变化率ΔTy(t)经时地固定的情况下的、直至在操作量Tu(t)中比例动作的项与微分动作的项变为相同大小为止的时间。在PID控制中,微分时间τd越长,则微分动作的影响越大。
另外,在某一变形例中,作为控制量,也可以使用发热体18的电阻值R(t)来取代温度T(t)。在该情况下,使用目标电阻值Rx(t)来取代发热体18的目标温度Tx(t),并与温度偏差Ty(t)同样地计算电阻值偏差Ry(t)。而且,与操作量Tu(t)同样地,基于电阻值偏差Ry(t)来计算作为向控制对象的输入的操作量Ru(t)。此外,目标电阻值Rx(t)相当于温度T变为目标温度Tx(t)的情况下的电阻值R。在电阻值R(t)被用作控制量的情况下,处理器21将电阻值R(t)控制为使电阻值R(t)追随目标电阻值Rx(t)的状态。在此,电阻值R与温度T对应地变化。因此,通过控制为使温度T(t)也追随目标温度Tx(t)的状态,来控制为使电阻值R(t)也追随目标电阻值Rx(t)的状态。
图4是示出处理器21中的处理的流程图。如图4所示,在处置中,处理器21判断是否利用脚踏开关8进行了操作输入(步骤S101)。在没有进行操作输入的情况下(步骤S101-“否”),处理返回到步骤S101。即,处理器21进行待机,直到利用脚踏开关8进行了操作输入为止。当判断为进行了操作输入时(步骤S101-“是”),处理器21的输出控制部26使能量输出源27开始向发热体18输出电能(步骤S102)。
当开始输出电能时,处理器21设定目标温度Tx(t)。然后,处理器21的输出控制部26将比例增益Kp设定为设定值Kp1,将积分增益Ki设定为设定值Ki1,将微分增益Kd设定为设定值Kd1(步骤S103)。然后,处理器21的运算部23根据输出电流I和输出电压V来计算发热体18的电阻值R(t),如上述的那样计算发热体18的温度T(t)(步骤S104)。然后,处理器21的输出控制部26使用所设定的设定值(第一设定值)Kp1、Ki1、Kd1,来进行使温度T(t)追随目标温度Tx(t)的PID控制(步骤S105)。此时,也可以进行使电阻值R(t)追随目标电阻值Rx(t)的PID控制。在此,将由处理器21根据被设定为设定值Kp1、Ki1、Kd1的控制参数Kp、Ki、Kd来对发热体18的温度T(t)或电阻值R(t)进行PID控制的状态设为第一阶段。在第一阶段中,控制参数Kp、Ki、Kd被设定为使温度T(t)追随目标温度Tx(t)的追随性变高的设定值Kp1、Ki1、Kd1。例如在某一实施例中,增大微分增益Kd的设定值Kd1,来增大微分动作的影响,由此温度T(t)追随目标温度Tx(t)的追随性提高。
然后,处理器21的判断部25计算例如从开始输出时起直到时间t为止的输出电力W的累计值Σ(t)W,并判断累计值Σ(t)W是否大于规定阈值ΣWth(步骤S106)。在此,规定阈值ΣWth可以被存储在存储介质22中,也可以通过设置于控制装置3的触摸面板等输入部(未图示)来输入。另外,规定阈值ΣWth可以被决定为预定的值,也可以基于输出电力W的经时的变化等来设定。判断部25基于是否满足了规定的条件,来判断是否利用由发热体18产生的热将处置对象切开了某种程度。在本实施方式中,处理器21的判断部25基于输出电力W的累计值Σ(t)W是否大于规定阈值ΣWth,来判断是否利用发热体18的热将处置对象切开了某种程度。在累计值Σ(t)W大于规定阈值ΣWth的情况下(步骤S106-“是”),处理进入步骤S108。
另一方面,在累计值Σ(t)W为规定阈值ΣWth以下的情况下(步骤S106-“否”),返回到步骤S103。然后,依次进行步骤S103以后的处理。因而,在本实施方式中,只要累计值Σ(t)W为规定阈值ΣWth以下,则从开始向发热体18输出电能时起维持第一阶段。
然后,在步骤S108中,处理器21将比例增益Kp设定为设定值Kp2,将积分增益Ki设定为设定值Ki2,将微分增益Kd设定为设定值Kd2。即,处理器21根据在步骤S106中累计值Σ(t)W大于规定阈值ΣWth而满足规定的条件(步骤S106-“是”),来在步骤S108中将控制参数Kp、Ki、Kd从设定值(第一设定值)Kp1、Ki1、Kd1变更为设定值(第二设定值)Kp2、Ki2、Kd2。然后,处理器21根据输出电流I和输出电压V来计算发热体18的电阻值R(t),并如上述那样计算发热体18的温度T(t)(步骤S109)。然后,处理器21的输出控制部26使用变更后的设定值(第二设定值)Kp2、Ki2、Kd2,来进行使温度T(t)追随目标温度Tx(t)的PID控制(步骤S110)。此时,也可以进行使电阻值R(t)追随目标电阻值Rx(t)的PID控制。
在此,将处理器21根据被设定为设定值Kp2、Ki2、Kd2的控制参数Kp、Ki、Kd来对发热体18的温度T(t)或电阻值R(t)进行PID控制的状态设为第二阶段。在本实施方式中,处理器21基于判断为满足规定的条件且利用发热体18的热将处置对象切开了某种程度,来如上述那样变更控制参数Kp、Ki、Kd,从第一阶段切换为第二阶段。在第二阶段中,控制参数Kp、Ki、Kd被设定为与第一阶段相比温度T(t)追随目标温度Tx(t)的追随性变低的设定值Kp2、Ki2、Kd2。例如在某一实施例中,使第二阶段的微分增益Kd的设定值(第二设定值)Kd2小于第一阶段的设定值(第一设定值)Kd1。由此,相比于第一阶段而言,在第二阶段,微分动作的影响变小,温度T(t)追随目标温度Tx(t)的追随性变低。另外,在微分时间τd取代微分增益Kd被用作控制参数的情况下,也可以使第二阶段的微分时间τd的设定值τd2比第一阶段的设定值τd1短。由此,相比于第一阶段而言,在第二阶段,微分动作的影响变小,温度T(t)追随目标温度Tx(t)的追随性变低。
然后,在步骤S111中,处理器21判断温度偏差Ty(t)的绝对值是否大于规定阈值Tyth。即,判断时间t处的温度偏差Ty(t)是否脱离了作为负的阈值的最小值-Tyth以上且作为正的阈值的最大值Tyth以下的规定范围。与规定阈值ΣWth同样地设定规定阈值Tyth。在温度偏差Ty(t)的绝对值大于规定阈值Tyth的情况下,即在温度偏差Ty(t)脱离了规定范围的情况下(步骤S111-“是”),处理进入步骤S112。另一方面,在温度偏差Ty(t)的绝对值为规定阈值Tyth以下的情况下,即在温度偏差Ty(t)在规定范围内的情况下(步骤S111-“否”),处理返回到步骤S108。然后,依次进行步骤S108以后的处理。因而,在本实施方式中,在累计值Σ(t)W大于规定阈值ΣWth而满足了规定的条件之后,只要温度偏差Ty(t)的绝对值为规定阈值Tyth以下,则维持第二阶段。
在步骤S112中,处理器21使从能量输出源27向发热体18的电能的输出降低为使发热体18的温度降低到处置对象实质上不发生组织改性的温度的状态。该输出的降低还包括电能的输出停止(以下,同样)。因而,在本实施方式中,在第二阶段,基于温度偏差Ty(t)脱离了规定范围,来使向发热体18的电能的输出降低,结束使发热体18的温度T追随目标温度Tx的控制。此外,温度偏差Ty(t)是表示发热体18的温度T(t)相对于目标温度Tx(t)的变动的参数。
图5示出由处理器21进行控制的情况下的发热体18的温度T的经时的变化的一例,图6示出温度T如图5那样变化的情况下的向发热体18的输出电力W的经时的变化。在图5和图6中,横轴表示时间t。而且,在图5中,纵轴表示温度T,在图6中,纵轴表示输出电力W。在图5和图6的一例中,在时间t1之前,目标温度Tx(t)被设定为温度Tx1,在时间t1以后,目标温度Tx(t)被设定为比温度Tx1高的温度Tx2。在使温度T(t)追随目标温度Tx1的状态下,利用发热体18的热将被把持的处置对象凝固以及封闭。然后,在使温度T(t)追随目标温度Tx2的状态下,利用发热体18的热将处置对象切开。
在此,在从开始输出起直到将处置对象切开某种程度为止、即直到输出电力W的累计值Σ(t)W大于规定阈值ΣWth而满足规定的条件为止,变为上述的第一阶段,温度T(t)追随目标温度Tx(t)的追随性变高。即,控制参数Kp、Ki、Kd被设定为使温度T(t)追随目标温度Tx(t)的追随性变高的设定值(第一设定值)Kp1、Ki1、Kd1。因此,在时间t1之前,从开始输出时起温度T(t)迅速地上升至目标温度Tx1。然后,在上升到目标温度Tx1之后,温度T(t)相对于目标温度Tx1而言几乎不变动。同样地,在时间t1以后,温度T(t)迅速地上升至目标温度Tx2。然后,在上升到目标温度Tx2之后,温度T(t)相对于目标温度Tx2而言几乎不变动地维持。因而,在直到将处置对象切开某种程度为止的第一阶段,适当地对处置对象赋予发热体18的热,来适当地将处置对象凝固及封闭,并且适当地切开至某种程度。因而,适当地确保处置对象的处置性能。
而且,在图5和图6的一例中,在时间t1之后的时间t2,从累计值Σ(t)W为规定阈值ΣWth以下的状态切换为累计值Σ(t)W大于规定阈值ΣWth的状态。因而,处理器21通过步骤S106的处理判断为在时间t2或紧挨着时间t2之后满足规定的条件并将处置对象切开了某种程度。然后,在时间t2或紧挨着时间t2之后,控制参数Kp、Ki、Kd被变更为设定值(第二设定值)Kp2、Ki2、Kd2,来从第一阶段切换为第二阶段。
另外,在图5和图6的一例中,在时间t2之后的时间t3或时间t3附近,处置对象被切除。由此,由处置对象向发热体18施加的热负荷消失,从而向发热体18施加的热负荷减少。在此,在图5和图6的一例中,在时间t2或紧挨着时间t2之后切换为相比于第一阶段而言温度T(t)追随目标温度Tx(t)的追随性低的第二阶段。由于切换为温度T(t)追随目标温度Tx(t)的追随性低的第二阶段,因此当由于切除而向发热体18施加的热负荷减少时,在时间t3或时间t3附近,温度T(t)开始从目标温度Tx2起上升。然后,在紧挨着时间t3之后的时间t4,处理器21通过步骤S111的处理判断为温度偏差Ty(t4)的绝对值大于规定阈值Tyth。即,判断为温度偏差Ty(t4)脱离了规定范围。由此,在时间t4或紧挨着时间t4之后,处理器21通过步骤S112的处理使从能量输出源27向发热体18的电能的输出降低为使发热体18的温度降低到处置对象实质上不发生组织改性的温度的状态。由此,结束使发热体18的温度T追随目标温度Tx的控制。
如上述的那样,在本实施方式中,当处置对象被切开某种程度时,在处置对象被切除之前,切换为温度T(t)追随目标温度Tx(t)的追随性低的第二阶段。因此,由于切除而向发热体18施加的热负荷减少,由此温度T(t)从目标温度Tx2起上升,表示发热体18的温度T(t)相对于目标温度Tx(t)的变动的参数即温度偏差Ty(t)脱离规定范围。然后,处理器21基于温度偏差Ty(t)脱离了规定范围,来适当地检测处置对象的切除,使从能量输出源27向发热体18的电能的输出降低为使发热体18的温度降低到处置对象实质上不发生组织改性的温度的状态(还包括输出的停止。)。因而,在处置对象被切除的时间点或该时间点附近,电能的输出降低。由此,防止在处置对象被切除之后继续向发热体18供给电能,确保处置对象的处置性能以及能量处置器具的耐久性。
另外,图7示出由处理器21进行控制的情况下的发热体18的温度T的经时的变化的与图5不同的一例,图8示出温度T如图7那样变化的情况下的向发热体18的输出电力W的经时的变化。在图7和图8中,横轴表示时间t。而且,在图7中,纵轴表示温度T,在图8中,纵轴表示输出电力W。在图7和图8所示的一例中,在时间t2之前,温度T(t)和输出电力W(t)也与图5和图6的一例同样地变化。然后,在时间t2或紧挨着时间t2之后,控制参数Kp、Ki、Kd从设定值(第一设定值)Kp1、Ki1、Kd1变更为设定值(第二设定值)Kp2、Ki2、Kd2,来从第一阶段切换为第二阶段。
但是,在图7和图8的一例中,在末端执行器7浸在生理盐水等液体中的状态下切除处置对象。此时,在时间t2之后的时间t5或时间t5附近,处置对象被切除。通过在末端执行器7位于液体中的状态下切除处置对象,末端执行器7与凉的液体接触的接触部分变大,向发热体18施加的热负荷增加。在图7和图8的一例中,如上述的那样,在时间t2或紧挨着时间t2之后,切换为相比于第一阶段而言温度T(t)追随目标温度Tx(t)的追随性低的第二阶段。因此,由于在液体中进行处置对象的切除而向发热体18施加的热负荷增加,因此在时间t5或时间t5附近,温度T(t)开始从目标温度Tx2起减少。然后,在紧挨着时间t5之后的时间t6,处理器21通过步骤S111的处理判断为温度偏差Ty(t6)的绝对值大于规定阈值Tyth,温度偏差Ty(t6)脱离了规定范围。由此,在时间t6或紧挨着时间t6之后,处理器21通过步骤S112的处理,使从能量输出源27向发热体18的电能的输出降低为使发热体18的温度降低到处置对象实质上不发生组织改性的温度的状态。由此,结束使发热体18的温度T追随目标温度Tx的控制。
因而,在本实施方式中,即使在末端执行器7浸在液体中的状态下切除处置对象,电能的输出也在处置对象被切除的时间点或该时间点附近降低。由此,即使在液体中切除处置对象,也能够防止在处置对象被切除之后继续向发热体18供给电能,确保处置对象的处置性能以及能量处置器具的耐久性。
另外,图9示出由处理器21进行控制的情况下的发热体18的温度T的经时的变化的与图5及图7不同的一例,图10示出温度T如图9那样变化的情况下的向发热体18的输出电力W的经时的变化。在图9和图10中,横轴表示时间t。而且,在图9中,纵轴表示温度T,在图10中,纵轴表示输出电力W。在图9和图10所示的一例中,在时间t2之前,温度T和输出电力W也与图5和图6的一例同样地变化。然后,在时间t2或紧挨着时间t2之后,控制参数Kp、Ki、Kd从设定值(第一设定值)Kp1、Ki1、Kd1变更为设定值(第二设定值)Kp2、Ki2、Kd2,来从第一阶段切换为第二阶段。
但是,在图9和图10的实施例中,在时间t2之后且处置对象被切除之前的时间t7,把持片15、16之间打开。由于把持片15、16之间打开,因此例如具备发热体18的第一把持片15不与处置对象接触,从而向发热体18施加的热负荷减少。在图9和图10的一例中,如上述的那样,在时间t2或紧挨着时间t2之后,切换为相比于第一阶段而言温度T(t)追随目标温度Tx(t)的追随性低的第二阶段。因此,由于末端执行器7的打开动作而向发热体18施加的热负荷减少,由此在时间t7或时间t7附近,温度T(t)开始从目标温度Tx2起增加。然后,在紧挨着时间t7之后的时间t8,处理器21通过步骤S111的处理判断为温度偏差Ty(t8)的绝对值大于规定阈值Tyth,温度偏差Ty(t8)脱离了规定范围。由此,在时间t8或紧挨着时间t8之后,处理器21通过步骤S112的处理,使从能量输出源27向发热体18的电能的输出降低为使发热体18的温度降低到处置对象实质上不发生组织改性的温度的状态。由此,结束使发热体18的温度T追随目标温度Tx的控制。
因而,在本实施方式中,在切除处置对象之前,在把持片15、16之间打开的时间点或该时间点附近,从能量输出源27向发热体18的电能的输出降低为使发热体18的温度降低到处置对象实质上不发生组织改性的温度的状态。由此,例如有效地防止由发热体18产生的热侵入除处置对象以外的生物体组织。
此外,在把持片15、16之间打开的情况下,相比于处置对象被切除的情况而言,温度T(t)相对于目标温度Tx(t)的增加量大,从而温度偏差Ty(t)的绝对值大。而且,在把持片15、16之间打开的情况下,相比于处置对象被切除的情况而言,温度T(t)的每单位时间的增加量大,从而温度偏差Ty(t)的时间变化率ΔTy(t)的绝对值大。在某一实施例中,处理器21基于温度T(t)相对于目标温度Tx(t)的增加量,来判断温度偏差Ty(t)从规定范围的脱离是由切除引起的还是由末端执行器7的打开动作引起的。而且,在判断为是由于末端执行器7的打开动作而使温度偏差Ty(t)脱离规定范围的情况下,处理器21例如使设置于控制装置3的通知部(未图示)动作来进行通知。由此,手术操作者能够识别处置对象是否被切除,并且能够识别是否从在把持片15、16之间保持着处置对象的状态打开了末端执行器7。此外,通知部是蜂鸣器、灯以及显示画面等中的任一个。
如上述的那样,在本实施方式中,提供一种控制装置3,确保直至利用由发热体18产生的热将处置对象切开某种程度为止的发热体18的温度T(t)追随目标温度Tx的追随性,并且适当地检测处置对象的切除。
(变形例)
在上述的实施方式等中,处理器21基于输出电力W的累计值Σ(t)W是否大于规定阈值ΣWth,来判断是否满足了规定的条件、以及是否利用发热体18的热将处置对象切开了某种程度,但不限于此。在某一变形例中,处理器21也可以基于输出电力W(t)以及输出电力W(t)的时间变化率ΔW(t)中的某一个,来判断是否满足了规定的条件、以及是否利用发热体18的热将处置对象切开了某种程度。例如图5和图6所示的那样,在进行使温度T(t)追随目标温度Tx2的PID控制的情况下,输出电力W(t)递增,直到温度T(t)上升到目标温度Tx2的附近为止。然后,当温度T(t)上升到目标温度Tx2的附近时,输出电力W(t)递减。在某一变形例中,处理器21对从输出电力W(t)递增的状态向输出电力W递减的状态的切换时进行检测。然后,在切换为输出电力W(t)递减的状态之后,处理器21判断输出电力W(t)是否小于规定阈值Wth。然后,处理器21基于判断为输出电力W(t)小于规定阈值Wth,来判断为满足了规定的条件,与第一实施方式同样地从第一阶段切换为第二阶段。
另外,如图5和图6所示,当从切换为输出电力W(t)递减的状态起经过某种程度的时间时,输出电力W(t)的每单位时间的减少量变小。因此,作为负的值的输出电力W(t)的时间变化率ΔW(t)增加,并接近零。在某一变形例中,在切换为输出电力W(t)递减的状态之后,处理器21判断是否从切换为递减的状态时起经过了规定的时间Jth、以及输出电力W(t)的时间变化率ΔW(t)是否大于规定阈值ΔWth。然后,处理器21基于判断为从切换为递减的状态时起经过规定的时间Jth且时间变化率ΔW(t)大于规定阈值ΔWth,来判断为满足了规定的条件,与第一实施方式同样地从第一阶段切换为第二阶段。
另外,在使温度T(t)追随目标温度Tx(t)的PID控制以及使电阻值R(t)追随目标电阻值Rx(t)的PID控制中,向发热体18的输出电流I(t)及输出电压V(t)各自的经时的变化呈现与输出电力W(t)的经时的变化同样的倾向。因而,在某一变形例中,处理器21也可以不基于输出电力W(t)的累计值Σ(t)W,而基于输出电流I(t)的累计值Σ(t)I和输出电压V(t)的累计值Σ(t)V中的任一个,来判断是否满足了规定的条件,并判断是否利用发热体18的热将处置对象切开了某种程度。同样地,在某一变形例中,处理器21也可以基于输出电流I(t)和输出电压V(t)中的任一个,来判断是否满足了规定的条件,在其它的某一变形例中,处理器21也可以基于输出电流I(t)的时间变化率ΔI(t)和输出电压V(t)的时间变化率ΔV(t)中的任一个,来判断是否满足了规定的条件。即,处理器21基于与从能量输出源27向发热体18输出的电能有关的电特性值(输出电力W、输出电流I以及输出电压V)、电特性值的累计值以及电特性值的时间变化率中的至少一个,来判断是否满足了规定的条件,并判断是否利用发热体18的热将处置对象切开了某种程度。
另外,在某一变形例中,处理器21基于从开始自能量输出源27向发热体18输出电能起的输出的持续时间Z,来判断是否满足了规定的条件,并判断是否利用发热体18的热将处置对象切开了某种程度。在该情况下,处理器21基于持续时间Z比规定的时间Zth长,来判断为满足了规定的条件,与第一实施方式同样地从第一阶段切换为第二阶段。
另外,在上述的实施方式等中,温度偏差Ty(t)被用作表示发热体18的温度T(t)相对于目标温度Tx(t)的变动的参数,处理器21基于温度偏差Ty(t)脱离了规定范围,来使从能量输出源27向发热体18的电能的输出降低为使发热体18的温度降低到处置对象实质上不发生组织改性的温度的状态,但不限于此。在某一变形例中,也可以是,温度偏差Ty(t)的时间变化率ΔTy(t)被用作表示发热体18的温度T(t)相对于目标温度Tx(t)的变动的参数。在该情况下,处理器21基于温度偏差Ty(t)的时间变化率ΔTy(t)的绝对值大于规定阈值ΔTyth、即时间变化率ΔTy(t)脱离了规定范围,来使从能量输出源27向发热体18的电能的输出降低为使发热体18的温度降低到处置对象实质上不发生组织改性的温度的状态。
另外,在上述的实施方式等中,处理器21基于表示发热体18的温度T(t)相对于目标温度Tx(t)的变动的参数(例如Ty(t);ΔTy(t))脱离了规定范围,来使从能量输出源27向发热体18的电能的输出降低为使发热体18的温度降低到处置对象实质上不发生组织改性的温度的状态,结束使发热体18的温度T追随目标温度的控制,但不限于此。例如,在图11所示的某一变形例中,在步骤S102中开始向发热体18输出电能,当设定目标温度Tx(t)时,处理器21基于向发热体18的电能的输出状态,来设定输出电力W(t)的目标走势Wx(t)(步骤S115)。在此,目标走势Wx(t)表示在温度T(t)达到目标温度Tx(t)之后温度T(t)经时地维持目标温度Tx(t)的情况下即在电阻值R(t)达到目标电阻值Rx(t)之后电阻值R(t)经时地维持目标电阻值Rx(t)的情况下的、输出电力W的经时的变化。此外,目标走势Wx(t)基于从开始输出电能时起直到温度T(t)达到目标温度Tx(t)为止的时间、以及从输出开始时起直到温度T(t)达到目标温度Tx(t)为止的输出电力W(t)的累计值等来设定。
在此,图12示出由本变形例的处理器21进行控制的情况下的发热体18的温度T的经时的变化的一例,图13示出温度T如图12那样变化的情况下的向发热体18的输出电力W的经时的变化。另外,图14示出由本变形例的处理器21进行控制的情况下的发热体18的温度T的经时的变化的与图12不同的一例,图15示出温度T如图14那样变化的情况下的向发热体18的输出电力W的经时的变化。而且,图16示出由本变形例的处理器21进行控制的情况下的发热体18的温度T的经时的变化的与图12及图14不同的一例,图17示出温度T如图16那样变化的情况下的向发热体18的输出电力W的经时的变化。在图12至图17中,横轴表示时间t。而且,在图12、图14以及图16中,纵轴表示温度T,在图13、图15以及图17中,纵轴表示输出电力W。另外,在图13、图15以及图17中,用虚线表示输出电力W的目标走势Wx(t)。
当设定目标走势Wx(t)时,在本变形例中也与第一实施方式同样地,处理器21进行步骤S103~S106的处理。然后,当在步骤S106中判断为输出电力W(t)的累计值Σ(t)W大于规定阈值ΣWth时(步骤S106-“是”),处理器21判断为满足了规定的条件,与第一实施方式同样地进行步骤S108~S110的处理。由此,在本变形例中,控制参数Kp、Ki、Kd也被变更为使温度T(t)追随目标温度Tx(t)的追随性变低的状态,来从第一阶段切换为第二阶段。
但是,在本变形例中,进行步骤S117的处理,来取代步骤S111的处理。在步骤S117中,基于从目标走势Wx(t)减去输出电力W(t)所得到的电力偏差Wy(t)来进行判断。电力偏差Wy(t)是表示输出电力W(t)相对于目标走势Wx(t)的变动的参数。
在本变形例中,在步骤S117中电力偏差Wy(t)的绝对值大于规定阈值Wyth的情况下,即在电力偏差Wy(t)脱离了规定范围的情况下(步骤S117-“是”),处理进入步骤S112。然后,使向发热体18的电能的输出降低。另一方面,在电力偏差Wy(t)的绝对值为规定阈值Wyth以下的情况下,即在电力偏差Wy(t)在规定范围内的情况下(步骤S117-“否”),处理返回到步骤S108。然后,依次进行步骤S108以后的处理。
在温度T(t)和输出电力W(t)如图12和图13所示的一例那样变化的情况下,当在时间t3或时间t3附近由于处置对象的切除而温度T(t)开始从目标温度Tx(t)起上升时,输出电力W(t)相对于目标走势Wx(t)变小。然后,在紧挨着时间t3之后的时间t4,处理器21通过步骤S117的处理判断为电力偏差Wy(t4)的绝对值大于规定阈值Wyth。即,判断为电力偏差Wy(t4)脱离了规定范围。由此,在时间t4或紧挨着时间t4之后,处理器21通过步骤S112的处理,来使从能量输出源27向发热体18的电能的输出降低为使发热体18的温度降低到处置对象实质上不发生组织改性的温度的状态。
另外,在温度T(t)和输出电力W(t)如图14和图15所示的一例那样变化的情况下,当在时间t5或时间t5附近由于在液体中进行的处置对象的切除而温度T(t)开始从目标温度Tx(t)起减少时,输出电力W(t)相对于目标走势Wx(t)变大。然后,在紧挨着时间t5之后的时间t6,处理器21通过步骤S117的处理判断为电力偏差Wy(t6)的绝对值大于规定阈值Wyth、电力偏差Wy(t6)脱离了规定范围。由此,在时间t6或紧挨着时间t6之后,处理器21通过步骤S112的处理,来使从能量输出源27向发热体18的电能的输出降低为使发热体18的温度降低到处置对象实质上不发生组织改性的温度的状态。
另外,在温度T(t)和输出电力W(t)如图16和图17所示的一例那样变化的情况下,当在时间t7或时间t7附近由于末端执行器7的打开动作而温度T(t)开始从目标温度Tx(t)起上升时,输出电力W(t)相对于目标走势Wx(t)变小。然后,在紧挨着时间t7之后的时间t8,处理器21通过步骤S117的处理判断为电力偏差Wy(t8)的绝对值大于规定阈值Wyth、电力偏差Wy(t8)脱离了规定范围。由此,在时间t8或紧挨着时间t8之后,处理器21通过步骤S112的处理,来使从能量输出源27向发热体18的电能的输出降低为使发热体18的温度降低到处置对象实质上不发生组织改性的温度的状态。
通过进行如上述那样的处理,在本变形例中也起到与第一实施方式同样的作用及效果。
在某一变形例中,也可以是,电力偏差Wy(t)的时间变化率ΔWy(t)被用作表示向发热体18的输出电力W(t)相对于目标走势Wx(t)的变动的参数。在该情况下,处理器21基于电力偏差Wy(t)的时间变化率ΔWy(t)的绝对值大于规定阈值ΔWyth、即时间变化率ΔWy(t)脱离了规定范围,来使从能量输出源27向发热体18的电能的输出降低为使发热体18的温度降低到处置对象实质上不发生组织改性的温度的状态。
另外,如上述的那样,在使温度T(t)追随目标温度Tx(t)的PID控制以及使电阻值R(t)追随目标电阻值Rx(t)的PID控制中,向发热体18的输出电流I(t)及输出电压V(t)各自的经时的变化呈现与输出电力W(t)的经时的变化同样的倾向。因而,在某一变形例中,也可以设定输出电流I(t)的目标走势Ix(t)和输出电压V(t)的目标走势Vx(t)中的任一个,来代替输出电力W(t)的目标走势Wx(t)。在此,目标走势Ix(t)表示在温度T(t)达到目标温度Tx(t)之后温度T(t)经时地维持目标温度Tx(t)的情况下的输出电流I的经时的变化。而且,目标走势Vx(t)表示在温度T(t)达到目标温度Tx(t)之后温度T(t)经时地维持目标温度Tx(t)的情况下的输出电压V的经时的变化。
在设定目标走势Ix(t)的变形例中,处理器21使用表示输出电流I(t)相对于目标走势Ix(t)的变动的参数,来判断是否使从能量输出源27向发热体18的电能的输出降低为使发热体18的温度降低到处置对象实质上不发生组织改性的温度的状态。作为表示输出电流I(t)相对于目标走势Ix(t)的变动的参数,存在从目标走势Ix(t)减去输出电流I(t)得到的电流偏差Iy(t)以及电流偏差Iy(t)的时间变化率ΔIy(t)等。在某一实施例中,处理器21基于电流偏差Iy(t)的绝对值大于规定阈值Iyth、即作为上述的参数的电流偏差Iy(t)脱离了规定范围,来使从能量输出源27向发热体18的电能的输出降低为使发热体18的温度降低到处置对象实质上不发生组织改性的温度的状态。
在设定目标走势Vx(t)的变形例中,处理器21使用表示输出电压V(t)相对于目标走势Vx(t)的变动的参数,来判断是否使从能量输出源27向发热体18的所述电能的输出降低为使发热体18的温度降低到处置对象实质上不发生组织改性的温度的状态。作为表示输出电压V(t)相对于目标走势Vx(t)的变动的参数,存在从目标走势Vx(t)减去输出电压V(t)得到的电压偏差Vy(t)以及电压偏差Vy(t)的时间变化率ΔVy(t)等。在某一实施例中,处理器21基于电压偏差Vy(t)的绝对值大于规定阈值Vyth、即作为上述的参数的电压偏差Vy(t)脱离了规定范围,来使从能量输出源27向发热体18的电能的输出降低为使发热体18的温度降低到处置对象实质上不发生组织改性的温度的状态。
在上述的几个变形例中,处理器21针对与从能量输出源27向发热体18输出的电能有关的电特性值(输出电力W、输出电流I以及输出电压V)设定目标走势。而且,处理器21基于表示电特性值相对于目标走势的变动的参数脱离了规定范围,来使从能量输出源27向发热体18的电能的输出降低为使发热体18的温度降低到处置对象实质上不发生组织改性的温度的状态。
另外,在某一变形例中,也可以是,在各个把持片15、16中除了设置发热体18以外,还设置电极。在该情况下,从控制装置3向各个电极输出与向发热体18供给的电能不同的电能。例如,通过将高频电力作为电能供给到电极,高频电流经过被把持的处置对象而在电极之间流过。利用高频电流来促进处置对象的凝固及封闭。
另外,在上述的实施方式中,末端执行器7是在一对把持片15、16之间把持处置对象的结构,但不限于此。在某一变形例中,末端执行器7形成为钩形状或铲形状等。在该情况下,也从控制装置3向发热体18供给电能,并对处置对象赋予由发热体18产生的热。而且,与上述的实施方式等同样地控制发热体18的温度T。
在上述的实施方式等中,处理器(21)将发热体(18)控制为使发热体(18)的温度(T(t))追随目标温度(Tx(t))的状态。然后,处理器(21)基于满足了规定的条件,来使针对发热体(18)的控制从第一阶段切换为第二阶段,其中,发热体(18)的温度(T(t))追随目标温度(Tx(t))的追随性在所述第二阶段比在所述第一阶段低。然后,处理器(21)基于表示发热体(18)的温度(T(t))相对于目标温度(Tx(t))的变动的参数(Ty(t);ΔTy(t))脱离了规定范围、或者表示与向发热体(18)输出的电能有关的电特性值(W(t);I(t);V(t))相对于目标走势(Wx(t);Ix(t);Vx(t))的变动的参数(Wy(t);δWy(t);Iy(t);ΔIy(t);Vy(t);ΔVy(t))脱离了规定范围,来结束使发热体(18)的温度(T(t))追随目标温度(Tx(t))的控制。
以上,对本发明的实施方式等进行了说明,但本发明不限定于上述的实施方式等,能够在不脱离本发明的宗旨的范围内进行各种变形,这是不言而喻的。
Claims (8)
1.一种控制装置,与处置器具一起使用,该处置器具具备发热体,并对处置对象赋予由所述发热体产生的热,
所述控制装置具备处理器,该处理器进行以下动作:
设定所述发热体的目标温度,并将所述发热体控制为使所述发热体的温度追随所述目标温度的状态;
基于满足了规定的条件,来将针对所述发热体的控制从第一阶段切换为第二阶段,其中,所述发热体的所述温度追随所述目标温度的追随性在所述第二阶段比在所述第一阶段低;以及
基于表示所述发热体的所述温度相对于所述目标温度的变动的参数脱离了规定范围,来结束使所述发热体的所述温度追随所述目标温度的所述控制。
2.根据权利要求1所述的控制装置,其特征在于,
还具备能量输出源,该能量输出源通过向所述发热体输出电能,来使所述发热体产生对所述处置对象赋予的所述热,
所述处理器通过控制从所述能量输出源向所述发热体的所述电能的输出,来控制为使所述发热体的所述温度追随所述目标温度的状态。
3.根据权利要求2所述的控制装置,其特征在于,
所述处理器基于与从所述能量输出源向所述发热体输出的所述电能有关的电特性值、所述电特性值的累计值、所述电特性值的时间变化率以及从开始自所述能量输出源输出所述电能起的所述输出的持续时间中的至少一个,来判断是否满足了所述规定的条件。
4.根据权利要求2所述的控制装置,其特征在于,
所述处理器检测所述发热体的电阻值,并且基于进行所述检测得到的所述电阻值、以及所述电阻值与所述发热体的所述温度之间的相关性,来检测所述发热体的所述温度。
5.根据权利要求2所述的控制装置,其特征在于,
所述处理器基于表示所述发热体的所述温度相对于所述目标温度的变动的参数脱离了规定范围,来使从所述能量输出源向所述发热体的所述电能的输出降低为使所述发热体的所述温度降低到所述处置对象实质上不发生组织改性的温度的状态,结束使所述发热体的所述温度追随所述目标温度的所述控制。
6.根据权利要求1所述的控制装置,其特征在于,
所述处理器在针对所述发热体的所述控制中,通过将控制参数从第一设定值变更为第二设定值,来从所述第一阶段切换为所述第二阶段。
7.一种控制装置,与具备发热体的处置器具一起使用,所述控制装置具备:
能量输出源,其通过向所述发热体输出电能来使所述发热体产生热,并对处置对象赋予所产生的所述热;以及
处理器,其通过控制来自所述能量输出源的所述电能的输出,来控制所述发热体的温度,
其中,所述处理器进行以下动作:
设定所述发热体的目标温度,并将所述电能的输出控制为使所述发热体的所述温度追随所述目标温度的状态;
基于从所述能量输出源向所述发热体的所述电能的输出状态,来设定电特性值的目标走势,其中,所述电特性值的目标走势表示在所述发热体的所述温度达到所述目标温度之后所述温度经时地维持所述目标温度的情况下的与所述电能有关的所述电特性值的经时的变化;
基于满足了规定的条件,来将针对向所述发热体输出的所述电能的控制从第一阶段切换为第二阶段,其中,所述发热体的所述温度追随所述目标温度的追随性在所述第二阶段比在所述第一阶段低;以及
基于表示所述电特性值相对于所述目标走势的变动的参数脱离了规定范围,来使从所述能量输出源向所述发热体的所述电能的输出降低为使所述发热体的所述温度降低到所述处置对象实质上不发生组织改性的温度的状态。
8.根据权利要求7所述的控制装置,其特征在于,
所述处理器将从所述能量输出源向所述发热体输出的输出电力、输出电流以及输出电压中的一个用作所述电特性值。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110063787A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-07-30 | 北京博海康源医疗器械有限公司 | 一种射频消融装置的温度控制方法及装置 |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018225259A1 (ja) * | 2017-06-09 | 2018-12-13 | オリンパス株式会社 | 医療機器 |
SE2150579A1 (en) * | 2021-05-06 | 2022-11-07 | Curative Cancer Treat By Heat Cctbh Ab | Tumor denaturization control in curative cancer treatment |
CN113729864B (zh) * | 2021-08-30 | 2023-08-29 | 以诺康医疗科技(苏州)有限公司 | 基于智能温度感知的超声刀血管自适应剪切方法及系统 |
CN116392236B (zh) * | 2023-06-09 | 2023-09-19 | 浙江伽奈维医疗科技有限公司 | 一种组织消融装置及其控制方法 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030060818A1 (en) * | 1999-04-21 | 2003-03-27 | Oratec Interventions, Inc. | Method and apparatus for controlling a temperature-controlled probe |
CN101076296A (zh) * | 2004-10-20 | 2007-11-21 | 雷赛科特医学有限公司 | 组织的热止血和/或凝血 |
US20100305558A1 (en) * | 2004-03-12 | 2010-12-02 | Olympus Corporation | Operative instrument |
US20120022517A1 (en) * | 2010-07-23 | 2012-01-26 | Stuebe Brian C | Tissue Fusion System and Method of Performing a Functional Verification Test |
CN103747755A (zh) * | 2011-12-12 | 2014-04-23 | 奥林巴斯医疗株式会社 | 处置系统以及处置系统的控制方法 |
CN103997979A (zh) * | 2011-12-12 | 2014-08-20 | 奥林巴斯医疗株式会社 | 处置系统以及处置系统的控制方法 |
CN104635790A (zh) * | 2013-11-12 | 2015-05-20 | 日本电波工业株式会社 | 温度控制装置及振荡装置 |
CN105338917A (zh) * | 2013-08-02 | 2016-02-17 | 奥林巴斯株式会社 | 处置系统、处置器具控制装置以及处置系统的工作方法 |
WO2016093086A1 (ja) * | 2014-12-12 | 2016-06-16 | オリンパス株式会社 | 処置装置 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5277201A (en) * | 1992-05-01 | 1994-01-11 | Vesta Medical, Inc. | Endometrial ablation apparatus and method |
US6740085B2 (en) * | 2000-11-16 | 2004-05-25 | Olympus Corporation | Heating treatment system |
US8095327B2 (en) | 2008-04-15 | 2012-01-10 | Olympus Medical Systems Corp. | Power supply apparatus for operation |
US20100262135A1 (en) * | 2009-04-14 | 2010-10-14 | Primaeva Medical, Inc. | Controlled delivery of therapeutic energy to tissue |
JP5767053B2 (ja) | 2011-08-05 | 2015-08-19 | オリンパス株式会社 | 治療用処置装置 |
EP2719349A4 (en) | 2011-12-12 | 2015-04-22 | Olympus Medical Systems Corp | TREATMENT SYSTEM, AND CONTROL METHOD FOR TREATMENT SYSTEM |
CN103987333B (zh) | 2012-06-15 | 2016-06-08 | 奥林巴斯株式会社 | 处置系统 |
US20140031808A1 (en) * | 2012-07-24 | 2014-01-30 | Boston Scientific Scimed, Inc. | Medical device tracking and energy feedback |
-
2016
- 2016-08-04 WO PCT/JP2016/072973 patent/WO2018025374A1/ja active Application Filing
- 2016-08-04 CN CN201680088225.4A patent/CN109640853B/zh active Active
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2019
- 2019-02-01 US US16/264,801 patent/US11160599B2/en active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030060818A1 (en) * | 1999-04-21 | 2003-03-27 | Oratec Interventions, Inc. | Method and apparatus for controlling a temperature-controlled probe |
US20100305558A1 (en) * | 2004-03-12 | 2010-12-02 | Olympus Corporation | Operative instrument |
CN101076296A (zh) * | 2004-10-20 | 2007-11-21 | 雷赛科特医学有限公司 | 组织的热止血和/或凝血 |
US20120022517A1 (en) * | 2010-07-23 | 2012-01-26 | Stuebe Brian C | Tissue Fusion System and Method of Performing a Functional Verification Test |
CN103747755A (zh) * | 2011-12-12 | 2014-04-23 | 奥林巴斯医疗株式会社 | 处置系统以及处置系统的控制方法 |
CN103997979A (zh) * | 2011-12-12 | 2014-08-20 | 奥林巴斯医疗株式会社 | 处置系统以及处置系统的控制方法 |
CN105338917A (zh) * | 2013-08-02 | 2016-02-17 | 奥林巴斯株式会社 | 处置系统、处置器具控制装置以及处置系统的工作方法 |
CN104635790A (zh) * | 2013-11-12 | 2015-05-20 | 日本电波工业株式会社 | 温度控制装置及振荡装置 |
WO2016093086A1 (ja) * | 2014-12-12 | 2016-06-16 | オリンパス株式会社 | 処置装置 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110063787A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-07-30 | 北京博海康源医疗器械有限公司 | 一种射频消融装置的温度控制方法及装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US11160599B2 (en) | 2021-11-02 |
US20190159822A1 (en) | 2019-05-30 |
CN109640853B (zh) | 2021-10-22 |
WO2018025374A1 (ja) | 2018-02-08 |
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