JP2000060866A - 外科手術用超音波処置装置 - Google Patents

外科手術用超音波処置装置

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JP2000060866A
JP2000060866A JP10233737A JP23373798A JP2000060866A JP 2000060866 A JP2000060866 A JP 2000060866A JP 10233737 A JP10233737 A JP 10233737A JP 23373798 A JP23373798 A JP 23373798A JP 2000060866 A JP2000060866 A JP 2000060866A
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JP
Japan
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power
transformer
handpiece
voltage
ultrasonic
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JP10233737A
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English (en)
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Hitoshi Aoki
仁 青木
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 インピーダンス整合用のトランスのタップ数
を減らすことによりトランスを簡略化し,かつ種々のハ
ンドピースにも整合できるような電源装置とすることに
より,多様性を確保した外科手術用超音波処置装置を提
供することにある。 【解決手段】 超音波振動により生体組織を破砕乳化・
吸引除去又は切開・凝固するための外科手術用超音波処
置装置において,高周波駆動電圧信号を出力する発振源
と,前記発振源からの出力信号を電力増幅する電力増幅
回路と,前記電力増幅回路の出力信号の振幅を調整する
2つ以上の振幅調整手段と,前記振幅調整手段をハンド
ピースの種類に応じて選択する選択手段を具備した。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は,超音波振動により
生体組織を破砕乳化・吸引除去又は切開・凝固する機能
を備えた外科手術用超音波処置装置に関するものであ
る。 【0002】 【従来の技術】超音波振動により生体組織を破砕乳化・
吸引除去又は切開・凝固する機能を備えた外科手術用超
音波処置装置は,図4又は図5に示すように超音波振動
子2を内蔵するハンドピースとハンドピースに駆動電力
を供給する電源装置1から成る。電源装置1は,高周波
電圧信号を発生する発振源3,発振源3からの出力信号
を電力増幅する電力増幅回路4,電力増幅回路4の出力
信号の振幅を調整するための振幅調整手段5,電力増幅
回路4と超音波振動子2とをインピーダンス整合させる
ためのトランス7から成る。振幅調整手段5は,図4に
おいては可変直流電源5a,図5においては減衰回路5
bが相当する。ハンドピースの出力(超音波エネルギー
又は超音波振動振幅)を調整するには,図4においては
電力増幅回路4に電力を供給する可変直流電源5aの直
流電圧値を調整し,図5においては発振源3からの出力
信号を減衰回路5bにて調整する。 【0003】ハンドピースは超音波振動子2と超音波振
動伝達部材から成り,多岐にわたる手術に対応するため
に先端形状や駆動周波数の異なる各種バリエーションが
用意されている。ハンドピースのインピーダンス値は超
音波振動子2又は超音波振動伝達部材の種類によりその
値が異なるため,様々な値をとることになる。インピー
ダンス値の異なる種々のハンドピースに対して電源装置
1をインピーダンス整合させるために,電源装置1には
インピーダンス整合用のトランス7が設置されており,
かつトランス7には種々のインピーダンス値で整合でき
るタップ及びタップの選択手段8が設置されている。ハ
ンドピースを駆動する場合,ハンドピースの種類を何ら
かの方法で識別し,ハンドピースに合ったタップが選択
される。このようなインピーダンス整合方法は,特開昭
63−294846号公報等に開示されている。また,
ハンドピースの種類の識別方法は,特開平4−1588
56号公報及び特開平4−231037号公報等に開示
されている。 【0004】電源装置1の動作原理を図4を参考に説明
する。図4における各部の電圧波形(V1,V2及びV
3)は図6に示す通りである。発振源3からの出力電圧
(V1)はハンドピースの種類に関係無く同じである。
また,電力増幅回路4からの出力電圧(V2)は,ハン
ドピースの出力設定(出力設定は最大を100%として
%にて設定する)が同じであれば,ハンドピースの種類
に関係無く同じである。可変直流電源5aの直流電圧値
はハンドピースの出力設定(%設定)により決定され,
電力増幅回路4の電圧増幅率は可変直流電源5aの直流
電圧値により決定される。これは,電力増幅回路4その
ものの電圧増幅率が非常に大きく,可変直流電源5aに
て出力電圧の振幅を制限しているスイッチング方式だか
らである。つまり,電力増幅回路4の出力電圧(V2)
の振幅は,可変直流電源5aの直流電圧値と同じであ
る。一方,超音波振動子2への入力電圧(V3)は,ト
ランス7のタップ選択によって異なる。タップ(n)に
比べてタップ(1)を選択したほうが,超音波振動子2
への入力電圧(V3)が大きくなる。従って,最も高い
駆動電圧で駆動するハンドピースを使用する場合にはタ
ップ(1)が選択されることになる。 【0005】図5の動作原理も基本的には図4と同様で
ある。図5における各部の電圧波形(V1,V2及びV
3)も図6に示す通りである。電力増幅回路4からの出
力電圧(V2)は,ハンドピースの出力設定(%設定)
が同じであれば,ハンドピースの種類に関係無く同じで
ある。減衰回路5bの減衰率はハンドピースの出力設定
(%設定)によって決定され,それによって電力増幅回
路4への入力電圧が決定される。図5における電力増幅
回路4は一定直流電源6から電力が供給されており,一
定の電圧増幅率を有する。つまり,上述したようなスイ
ッチング方式ではなく,入力電圧がある一定の電圧増幅
率にて増幅されて出力される電力増幅回路4であり,一
定直流電源によって出力電圧(V2)が制限されないよ
うに設定されている。トランス7の二次巻線については
図4の場合と同様である。 【0006】上述のように,従来の電源装置1はハンド
ピースの種類に応じてトランス7のタップを選択するこ
とにより,電力増幅回路4と超音波振動子2とをインピ
ーダンス整合させている。しかしながら,近年の多岐に
わたる手術に対応するためハンドピースの種類が増えて
きており,これに対応するためにはトランス7のタップ
数を増やす必要があるため,トランス7が複雑化してし
まい,トランス7の製造にも手間がかかるという課題が
ある。またタップ数を減らすためにトランス7の数を増
やす方法もあるが,トランス7の占有面積が増えるだけ
でなく,コストもかかってしまう。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】本発明はこの課題に着
目してなされたものであり,その目的とするところは,
インピーダンス整合用のトランスのタップ数を減らすこ
とによりトランスを簡略化し,かつ種々のハンドピース
にも整合できるような電源装置とすることにより,多様
性を確保した外科手術用超音波処置装置を提供すること
にある。 【0008】 【課題を解決するための手段】本発明は,超音波振動に
より生体組織を破砕乳化・吸引除去又は切開・凝固する
ための外科手術用超音波処置装置において,高周波駆動
電圧信号を出力する発振源と,発振源からの出力信号を
電力増幅する電力増幅回路と,電力増幅回路の出力信号
の振幅を調整する2つ以上の振幅調整手段と,振幅調整
手段をハンドピースの種類に応じて選択する選択手段を
具備したことを特徴とする外科手術用超音波処置装置で
ある。 【0009】 【発明の実施の形態】以下,本発明について実施例を参
考にして詳細に説明する。図1及び図2は本発明の外科
手術用超音波処置装置の実施例を示す図である。図1は
図4における課題を解決した実施例,図2は図5におけ
る課題を解決した実施例である。従来の方式と異なる点
は,図1及び図2ともにトランス7のタップ選択を取り
除くことによって二次巻線を一つとし,ハンドピースの
種類に応じて2つ以上の振幅調整手段5及びその選択手
段8を設置したことである。図1及び図2における各部
の電圧波形(V1,V2及びV3)は図3に示す通りで
ある。 【0010】図1においては,ハンドピースの種類に応
じて可変直流電源5aを選択する。ハンドピースの出力
設定(%設定)を同じにしても,選択される可変直流電
源5aによってその直流電圧値が異なるため,電力増幅
回路4の電圧増幅率が異なる。従って,ハンドピースの
種類が異なれば電力増幅回路4の出力電圧(V2)が異
なり,超音波振動子2への入力電圧(V3)も異なる。
つまり,ハンドピースの種類に応じて最適な電圧増幅率
が得られるようになり,トランス7の二次巻線が1つで
も超音波振動子2には最適な電圧信号が印加される。ト
ランス7の二次巻線の巻数は種々のハンドピースのうち
最も高い駆動電圧を必要とするハンドピースに合わせて
おく。あまり高い駆動電圧を必要としないハンドピース
は電力増幅回路4からの出力電圧(V2)が低くなるよ
うに可変直流電源5aの直流電圧値を設定しておけば良
い。そうすれば,高い駆動電圧を必要とするハンドピー
スだけでなく,低い駆動電圧のハンドピースも駆動する
ことができるようになる。 【0011】図2の動作原理も基本的には図1と同様で
ある。ハンドピースの種類に応じて減衰回路5bを選択
する。ハンドピースの出力設定(%設定)を同じにして
も,選択される減衰回路5bによって電力増幅回路4へ
の入力電圧が異なるため,電力増幅回路4の出力電圧
(V2)が異なり,超音波振動子2への入力電圧(V
3)も異なる。つまり,トランス7の二次巻線が1つで
もハンドピースの種類に応じて,超音波振動子2には最
適な電圧信号が印加される。トランス7の二次巻線につ
いては図1の場合と同様である。 【0012】本実施例ではトランス7のタップ数を減ら
すことによりトランス7が簡略化されているが,振幅調
整手段5をハンドピースの種類に応じて選択するため,
種々のハンドピースにおいてインピーダンス整合するこ
とができる。トランス7が簡略化されたことにより,振
幅調整手段5をハンドピースの種類に応じて設置する必
要があるが,図2においては抵抗を追加するだけで実現
できる。また,図1においては可変直流電源5aをハン
ドピースの種類に応じて設置する必要があるが,可変直
流電源5aには一般に電圧調整用IC等を使用してお
り,そのICに接続する抵抗等によってその直流電圧の
可変範囲を容易に変更することができるため,実質的に
は抵抗を追加するだけで実現できる。一方,従来の方式
では,トランス7のタップ数が多いため構造が複雑化
し,製造にも手間がかかるだけでなく,あるタップが故
障(断線等)した場合の修理にも手間がかかる。選択手
段8は本発明の方式及び従来の方式ともに必要であるか
ら両方式に優劣差はない。 【0013】また,本実施例では回路各部の波形を矩形
波で示したが,超音波振動子2に直列又は並列に超音波
振動子2と共振するインダクタンス値を有するコイルを
設置すれば,超音波振動子2を正弦波で駆動することが
できる。図2及び図5においては,発振源3からの出力
電圧を正弦波とすれば,各部の波形は全て正弦波とな
り,超音波振動子2を正弦波にて駆動することができ
る。図1及び図4においては,電力増幅回路4そのもの
の電圧増幅率が非常に大きく可変直流電源5aにて出力
電圧の振幅を制限しているスイッチング方式のため,電
力増幅回路4からの出力電圧は必ず矩形波になる。従っ
て,超音波振動子2を正弦波で駆動する場合には上述の
ようにコイルを設置する必要がある。 【発明の効果】本発明によれば,インピーダンス整合用
のトランスのタップ数を減らすことによりトランスを簡
略化し,例えば抵抗の追加のように非常に簡単な追加に
よって,種々のハンドピースにも整合できるような電源
装置とすることにより,多様性を確保した外科手術用超
音波処置装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の1実施例を示す回路図である。 【図2】本発明の1実施例を示す回路図である。 【図3】本発明の実施例における各部の電圧波形であ
る。 【図4】従来の方式を示す回路図である。 【図5】従来の方式を示す回路図である。 【図6】従来の方式における各部の電圧波形である。 【符号の説明】 1 電源装置 2 超音波振動子 3 発振源 4 電力増幅回路 5 振幅調整手段 5a 可変直流電源 5b 減衰回路 6 一定直流電源 7 トランス 8 選択手段

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 超音波振動により生体組織を破砕乳化・
    吸引除去又は切開・凝固するための外科手術用超音波処
    置装置において,高周波駆動電圧信号を出力する発振源
    と,発振源からの出力信号を電力増幅する電力増幅回路
    と,電力増幅回路の出力信号の振幅を調整する2つ以上
    の振幅調整手段と,振幅調整手段をハンドピースの種類
    に応じて選択する選択手段を具備したことを特徴とする
    外科手術用超音波処置装置。
JP10233737A 1998-08-20 1998-08-20 外科手術用超音波処置装置 Pending JP2000060866A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011125544A1 (ja) * 2010-04-09 2011-10-13 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 超音波手術システム及び外科用処置具

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102481165A (zh) * 2010-04-09 2012-05-30 奥林巴斯医疗株式会社 超声波手术系统以及外科用处置器具

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