JP2000287989A - 超音波手術装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】超音波手術具の異常状態を告知し、告知が意図
的に解除されるまでは異常を告知し続けるようにするこ
とで、使用者が異常状態を見逃すことがない超音波手術
装置を提供する。 【解決手段】超音波振動子８と、組織に処置を施すため
に超音波を出力する駆動回路１３と、駆動回路１３の出
力を検知する検知回路１５と、定電流駆動手段（差動ア
ンプ２０、制御回路２１）において設定出力を維持でき
るかどうか、あるいは位相同期手段（ＰＬＬ回路１６、
制御回路２１）で共振点が駆動可能な周波数範囲に存在
するかどうかで異常の有無を判別する異常判別手段と、
判別された異常を告知する告知手段（スピーカ２６）
と、出力の異常が検出されたときに、超音波の発生を抑
止する駆動信号制御部（制御回路２１、リレー２３）
と、告知手段による告知を解除する告知解除手段（フッ
トスイッチ３）とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は超音波手術装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、超音波振動の応用技術として従
来から超音波吸引装置や超音波凝固切開装置などの超音
波を利用した各種の超音波手術装置が考案されている。
この種の超音波手術装置では、生体組織を処置する処置
部を備えたハンドピースの内部に、超音波振動を発生す
る超音波振動子と、この超音波振動子からの超音波振動
を前記処置部に伝達するプローブとを具備している。

【０００３】上記超音波手術装置の使用時には、上記処
置部を生体組織の処置対象部位（被処置部）に当接させ
た状態で、超音波振動子からの超音波振動をプローブを
介して処置部に伝達し、超音波振動による生体組織の破
砕効果および機械的振動による摩擦熱を利用して処置を
行うようになっている。

【０００４】ところで、超音波手術装置では、生体組織
を処置するに際して、超音波振動に伴い発生する機械的
ストレスの継続的付与により、処置部、プローブおよび
超音波振動子に機械的な劣化を起こす事がある。特に処
置部を生体組織に当接させようとした際に、他の処置具
等に接触したまま超音波振動を行ったりすると、接触部
位において応力および摩擦熱が集中し、その結果、当該
接触部位に傷やクラックが入り、その後の超音波振動に
よる機械的ストレスに晒される事により、疲労破壊を起
こす原因となりうる。

【０００５】これら劣化の発生状況について検知を行う
手段については、特開平０９−２９９３８１公報に示さ
れているようにＰＬＬ制御方式による共振周波数の追尾
を行うことで、追尾の可否によりプローブの機械的劣化
を検知し、告知する事が出来る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ここで、異常状態とな
った事をユーザーに認識し易くさせる為には、例えば告
知音の音量を大きくしておいたり、異常状態を表示する
表示手段を使用者の見やすい位置に移動させることが有
効であるが、装置の使い勝手を悪化させてしまうおそれ
があった。また、異常状態の告知または表示は一定時間
で終了してしまうため、この時間設定が使用者にとって
短かすぎれば異常告知を見逃してしまい、処置を継続す
ることで、例えばプローブの疲労破壊により先端部が破
損脱落してしまったり、処置中に突然手術が不可能とな
ってしまうおそれがあった。その反面、告知時間が長す
ぎれば使用者に不要な不快感を与えたり、術式の円滑な
継続に支障を与えるおそれがあるという問題があった。

【０００７】本発明はこのような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、超音波手術具
の異常状態が検知された時、超音波振動を禁止すると共
に、超音波手術具の異常状態を告知し、この告知を意図
的に解除するまでは異常を告知し続けるようにすること
で、使用者が異常状態を見逃すことがない超音波手術装
置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、第１の発明に係る超音波手術装置は、超音波発振
器と、組織に処置を施すために超音波を出力する出力手
段と、前記出力手段の出力を検知する検知手段と、前記
検知手段で検知された出力値を設定出力値に維持するよ
う出力を調整する定電流駆動手段と、前記検知手段で検
知された出力の電圧位相信号と電流位相信号とを基に共
振周波数追尾を行なう位相同期手段と、前記定電流駆動
手段において設定出力値を維持できるかどうか、あるい
は前記位相同期手段で共振点が駆動可能な周波数範囲に
存在するかどうかで異常の有無を判別する異常判別手段
と、前記異常判別手段で判別された異常を告知する告知
手段と、前記異常判別手段で前記出力の異常が検出され
た時に、前記超音波出力の発生を抑止する駆動信号制御
部と、前記告知手段による告知を解除する告知解除手段
とを具備する。

【０００９】また、第２の発明に係る超音波手術装置
は、第１の発明において、前記告知手段は音である。

【００１０】また、第３の発明に係る超音波手術装置
は、第１の発明において、前記告知解除手段により告知
が解除されるまでは、前記告知手段による異常の告知を
継続して行なうようにする。

【００１１】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下、図１
（Ａ）乃至図４に基づいて、本発明の第１の実施形態を
詳細に説明する。

【００１２】（構成）図１（Ａ）は超音波手術装置１の
全体概略構成を示すものである。超音波手術装置１に
は、超音波駆動装置たる装置本体２と、この装置本体２
に接続された出力制御手段たるフットスイッチ３と、超
音波処置具たるハンドピース４がそれぞれ設けられてい
る。また、ハンドピース４は、シース５と、シース５の
先端部に設けられた処置部６と、その基端部に設けられ
た操作部７とから構成される。ここで、操作部７は超音
波振動を発生する超音波振動子（超音波発振器）８とケ
ース９と操作ハンドル１０とから構成される。さらに、
シース５の内部には超音波振動子８による超音波振動を
処置部６に伝えるプローブ１１が配設されている。

【００１３】このプローブ１１の先端部は、シース５の
先端部から外部側に露出している。

【００１４】さらに、処置部６には、図１（Ｂ）に示す
ようにプローブ１１の先端露出部１１ａに対して開閉駆
動される把持具１２が設けられている。操作ハンドル１
０を操作することによって、把持具１２は先端露出部１
１ａに対して開閉駆動され、その間に生体組織を挟み込
むことができるようになっている。

【００１５】また、装置本体２には図２に示すようにハ
ンドピース４内の超音波振動子８に電気エネルギーを供
給するための駆動回路（出力回路）１３が内蔵されてい
る。

【００１６】この駆動回路１３には出力端を絶縁、昇圧
するための出力トランス１４と、電圧、電流を検出する
検出回路（検知手段）１５と、検出回路１５からの電圧
位相信号と電流位相信号とを基に共振周波数追尾を行う
ＰＬＬ（位相同期ループ）回路１６と、超音波出力の大
きさを指示する信号を生成するＤ／Ａコンバータ１７
と、このＤ／Ａコンバータ１７からの信号に基づいてＰ
ＬＬ回路１６からの交流信号の大きさを制御するＶＣＡ
回路１８と、ＶＣＡ回路１８の出力を増幅してハンドピ
ース４内の超音波振動子８を駆動しうる電力を生成する
パワーアンプ１９と、検出回路１５で検知された電流信
号の大きさとＤ／Ａコンバータ１７からの信号の大きさ
とを比較する差動アンプ２０とで構成される定電流ルー
プが設けられている。

【００１７】さらに、この駆動回路１３には、装置本体
２の動作を制御する制御回路２１と、ハンドピース接続
部２２（図１）とパワーアンプ１９の間に介設された駆
動回路１３の出力ラインを入切するリレー２３と、フッ
トスイッチ３からの操作信号を制御回路２１およびリレ
ー２３に伝達するインターフェース回路２４とが設けら
れている。

【００１８】上記ＰＬＬ回路１６は出力効率を上げるた
めに共振点において電圧信号と電流信号との位相差が常
に０になるようにＰＬＬ制御により周波数を変化させて
共振点を追尾している。ところが何らかの異常（ここで
は例えばプローブ１１の折れ、クラック、傷などの発
生）が発生すると、ＰＬＬによる共振点の追尾を行なう
上で、電圧と電流の位相差が０になるポイント（共振
点）が、駆動可能な周波数の範囲内に存在しなくなるの
で、異常を検出することができる。

【００１９】また、検知手段１５で検知された出力値と
Ｄ／Ａコンバータ１７より与えられる出力値の大きさを
差動アンプ２０により比較し、ＶＣＡ回路１８の増幅値
を調整することで定電流駆動を行なう。

【００２０】さらに、ハンドピース４に伝える超音波振
動の強度を設定及び表示したり、ハンドピース４の異常
状態を視覚的に告知する機能を有する操作表示部２５
と、前記異常状態を音で告知するためのスピーカなどの
警告音告知手段２６とが設けられており、異常が検知さ
れた際、その告知を行なうようになっている。なお、警
告音告知手段２６での音による警告は音声を含むものと
する。また、音による警告だけでなく、光や振動などに
よる警告を行なうようにしてもよい。

【００２１】（作用）前記の構成において、超音波手術
装置の使用時にフットスイッチ３により出力をオンにし
ようとした時、その情報はインターフェース回路２４を
介し制御回路２１に伝えられ、リレー２３をオン状態と
する。すると、ＰＬＬ制御により共振周波数に追尾され
た出力信号がパワーアンプ１９からリレー２３及び検出
回路１５を介して出力トランス１４に伝えられ、ハンド
ピース４内の超音波振動子８が駆動されて超音波出力さ
れる。この際、超音波振動子は差動アンプ２０を介して
定電流駆動されているので振動振幅を一定に保ち、安定
した処置を行なうことができる。

【００２２】この際、ハンドピース４に何らかの異常
（ここでは例えばプローブ１１の折れ、クラック、傷な
どの発生）が発生して、ＰＬＬ制御を行っても安定して
超音波振動させることができなくなった場合には、その
異常情報がＰＬＬ回路１６から制御回路２１に伝えられ
る。

【００２３】あるいは、インピーダンスの異常な増大が
起きた場合（例えば、プローブを処置具などの異物に接
触させて出力したり、プローブに過度の力が加わった場
合）には、振動子を駆動するに十分な電流値を確保しよ
うと電圧を増加させても追随しきれなくなる。すなわ
ち、定電流駆動させることができなくなるので、その異
常情報が制御回路２１に伝えられる。

【００２４】これらの異常が検知された際には、前記制
御回路２１は超音波の発生を抑止（ここでは停止）する
駆動信号制御部として動作し、インタフェース回路２４
を介してリレー２３をオフにすることで出力を禁止する
と同時に、使用者に対して警告音告知手段２６の警告音
による告知と、操作表示部２５での異常内容表示による
告知を開始する。

【００２５】図３は本実施形態の超音波手術装置による
異常告知のタイミングについての一例を示すものであ
る。また、図４は異常告知の詳細を示すフローチャート
である。まず、フットスイッチがＯＮかどうかを判断す
る（ステップＳ１）。ここでＮＯの場合には出力を停止
（ステップＳ２）してステップＳ１に戻る。また、ＹＥ
Ｓの場合にはステップＳ３に進んで出力が禁止されてい
るかどうかを判断する。

【００２６】ここでＮＯの場合にはハンドピースの異常
が検知されたかどうかを判断し（ステップＳ５）、ＮＯ
の場合には所定の出力を行なってステップＳ１に戻る。
また、ステップＳ５の判断がＹＥＳの場合には出力を禁
止（ステップＳ７）するとともに、警告音告知手段２６
の警告音による告知をＯＮ、かつ異常状態を操作表示部
２５に表示（ステップＳ８）してステップＳ１に戻る。

【００２７】また、ステップＳ３の判断がＹＥＳの場合
にはステップＳ４に進んで警告音の告知をＯＦＦする。

【００２８】すなわち、ハンドピースの異常が検知され
た場合には出力が停止（ステップＳ７）されるととも
に、警告表示として、警告音による告知がＯＮ（ステッ
プＳ８）されるとともに異常状態の具体的内容が表示さ
れる。この後、フットスイッチ３を一旦オフにした後も
前記告知は継続されるが、当該異常告知を使用者が認識
するに至り、告知解除手段としてのフットスイッチ３を
再度オン状態にするとステップＳ１の判断がＹＥＳ、ま
た、このとき出力は禁止されているのでステップＳ３の
判断がＹＥＳとなる。これによってステップＳ４に進ん
で、出力が禁止されたままの状態で警告音告知手段２６
による告知が停止される。したがって使用者は不要に警
告音にさらされる必要がなくなる。なお、警告音が停止
した後でも具体的異常内容は、操作表示部２５に表示さ
れているので、使用者は適切な対処をとることが可能と
なる。

【００２９】また、警告音告知の解除手段としては、例
えば装置本体２の電源をオフにする事や操作表示部２５
等に任意に設けた警告停止手段を操作することであって
もよい。この場合、使用者が処置の継続とは直接関係の
ない操作を行うことになるため、確実に異常状態への対
処を行うという認識が無い限り、無意識に警告音告知手
段２６を停止してしまい異常を見逃してしまうようなこ
とがなくなる。

【００３０】上記したように第１実施形態では、プロー
ブの機械的劣化等の異常状態が検知された際に、異常告
知手段の解除を意図的に行わない限りは、異常状態の告
知を継続し、超音波出力を行なわないようにしたので、
使用者が異常発生を見逃すことがなくなり、異常発生に
伴う迅速な対応が行なえる。よって、超音波処置におけ
る安全性を向上させる事が可能となる。

【００３１】（第２の実施形態）図５に基づいて、本発
明の第２の実施形態を説明する。ただし、第１の実施形
態と同一の構成は、同一の符号を付し詳細な説明は省略
する。

【００３２】（構成）図５は本発明の第２の実施形態を
示している。この実施形態は、前記警告音告知手段２６
の告知時間を、使用者が操作表示部２５等により事前に
設定しうるようにしたことが第１の実施形態と異なって
いる。その他の構成は第１の実施形態と同一であり、そ
の説明は省略する。

【００３３】（作用）図５は本実施形態の超音波手術装
置による異常告知のタイミングについての一例を示すも
のである。

【００３４】警告音告知手段２６による告知を、事前に
使用者が決めた任意の認識可能な時間だけ継続するよう
に設定することが可能であり、異常発生後、フットスイ
ッチ３を一旦オフにした後から、設定した任意時間（任
意設定時間）が経過すると警告音による告知のみを停止
するようにしたことで、使用者は不要に警告音にさらさ
れる必要がなくなり、警告音による不快感を必要最小限
に低減できる。警告音が停止した後でも具体的異常内容
は、操作表示部２５に表示されているので、使用者は適
切な対処を行なうことが可能となる。

【００３５】（効果）第１の実施形態と同様。

【００３６】（第３の実施形態）図６、図７に基づい
て、本発明の第３の実施形態を説明する。ただし、第１
の実施形態と同一の構成は、同一の符号を付し詳細な説
明は省略する。

【００３７】（構成）本実施形態では、警告音告知手段
２６による告知の後で、制御回路２１に対してＰＬＬ回
路１６による共振周波数追尾のループ、及び差動アンプ
２０を介した定電流駆動のループを復帰させるために、
図６に示すような復帰ボタン２７などの復帰手段を設け
たことが第１の実施形態と異なっている。その他の構成
は第１の実施形態と同一であり、その説明は省略する。
ここで本実施形態での復帰手段とは、異常が検出された
ことにより表示された異常表示を停止し、正常状態であ
れば超音波出力を再度行なえるように、装置をリセット
するための手段を意味する。

【００３８】（作用）図７は本実施形態の超音波手術装
置による異常告知のタイミングについての一例を示すも
のである。ここでの説明ではフットスイッチ３を復帰手
段として用いた場合について説明する。

【００３９】使用者が異常告知を認識し、一旦フットス
イッチ３をオフにした後、操作表示部２５に表示された
異常内容を参照して適切な対処を行ない、その後フット
スイッチ３をオンにすると、その情報がインターフェー
ス回路２４を介して制御回路２１に伝えられ、制御回路
２１はこれに応答してリレー２３をオン状態とする。

【００４０】この後出力信号がＰＬＬ制御により共振周
波数に追尾できているかどうかを確認し、確認できた場
合、すなわちハンドピース４の異常状態が解消されてい
た場合には、警告告知手段２６の警告音、及び操作表示
部２５の異常表示を停止するとともに、通常通り処置を
再開できるようになっている。さらに、共振周波数範囲
で安定して超音波駆動できない場合あるいは定電流駆動
が維持できない場合には再度リレー２３をオフにし、出
力を禁止すると同時に、使用者に対し警告音告知手段２
６による警告音と操作表示部２５に対する異常内容表示
による告知を開始する。

【００４１】なお、復帰手段としては、装置本体２から
ハンドピース４を脱着する操作や、折れ、クラック等の
異常が発生したプローブ１１を超音波振動子８より脱着
するという操作であってもよい。

【００４２】（効果）第１の実施形態の効果に加え、使
用者が行なわなければならない操作を最低限とすること
ができるので、使用者の負担を低減できる。

【００４３】なお、上記した具体的実施形態から以下の
ような構成の発明が抽出される。

【００４４】１．超音波振動を発生するための振動発生
部を有するハンドピースと、超音波振動を組織に伝達す
るプローブとからなる超音波手術具と、前記ハンドピー
スの振動発生部に超音波振動を付与するための駆動信号
を発生する信号発生部と、前記駆動信号を制御するため
の制御部と、前記超音波手術具の異常状態を検知するた
めの検知部と、前記超音波手術具の異常状態を告知する
告知手段とを有する超音波駆動装置において、前記超音
波手術具の異常状態が前記検知部で検知された時、超音
波振動を禁止すると共に、前記超音波手術具の異常状態
を告知し、告知が意図的に解除されるまでは異常を告知
し続けるようにしたことを特徴とする超音波手術装置。

【００４５】２．１．において、前記告知手段は警告音
である。

【００４６】３．１．において、前記告知手段は操作表
示部に表示されたものである。

【００４７】４．１．において、前記告知手段による告
知は、超音波駆動装置の電源をオフするまでは継続して
行なう。

【００４８】５．１．において、前記告知手段による告
知の継続時間が任意設定により可変である。

【００４９】６．１．において、超音波手術具の異常状
態を解消した後、確認手段を作動させる事により、前記
検出手段による異常状態の有無の再確認を行い、異常状
態が解消されていた時、告知手段による告知を解除する
と共に、前記超音波手術具を使用可能とする。

【００５０】７．６．において、前記確認手段は超音波
振動をオン／オフするための出力手段の操作によるもの
である。

【００５１】８．６．において、確認手段が超音波駆動
装置と超音波手術具の脱着によるものである。

【００５２】９． 超音波発振器と、組織に処置を施す
ために超音波を出力する出力手段と、前記出力手段の出
力を検知する検知手段と、前記検知手段で検知された出
力値と、予め定められた基準値とを比較することにより
異常の有無を判別する異常判別手段と、前記異常判別手
段で判別された異常を告知する告知手段と、前記異常判
別手段で前記出力の異常が検出されたときに、前記超音
波の発生を抑止する駆動信号制御部と、前記告知手段に
よる告知を解除する告知解除手段と、を具備することを
特徴とする超音波手術装置。

【００５３】１０．９．において、前記告知手段による
告知は音によるものである。

【００５４】１１．９．において、前記告知手段による
告知は、警告音による告知と、異常内容を表示部に表示
する告知とを含み、警告音による告知が前記告知解除手
段により解除されても、表示部に表示することによる告
知は解除されない。

【００５５】

【発明の効果】本発明によれば、超音波手術具の異常状
態が検知部で検知された時、超音波振動を禁止すると共
に、超音波手術具の異常状態を告知し、告知を意図的に
解除するまでは異常を告知し続けるようにしたので、使
用者が異常状態を見逃すことがない超音波手術装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は超音波手術装置の全体概略構成を示す
図であり、（Ｂ）はプローブ先端露出部のようすを示す
図である。

【図２】駆動回路の構成を示す図である。

【図３】本発明の第１実施形態の超音波手術装置による
異常告知のタイミングについての一例を示す図である。

【図４】異常告知の詳細を示すフローチャートである。

【図５】本発明の第２実施形態の超音波手術装置による
異常告知のタイミングについての一例を示す図である。

【図６】本発明の第２実施形態の超音波手術装置の構成
を示す図である。

【図７】本発明の第２実施形態の超音波手術装置による
異常告知のタイミングについての一例を示すものであ
る。

【符号の説明】

１…超音波手術装置、 ２…装置本体、 ３…フットスイッチ、 ４…ハンドピース、 ５…シース、 ６…処置部、 ７…操作部、 ８…超音波振動子、 ９…ケース、 １０…操作ハンドル、 １１…プローブ、 １１ａ…先端露出部、 １２…把持具、 １３…駆動回路、 １４…出力トランス、 １５…検出回路、 １６…ＰＬＬ、 １７…Ｄ／Ａコンバータ、 １８…ＶＣＡ回路、 １９…パワーアンプ、 ２０…差動アンプ、 ２１…制御回路、 ２２…ハンドピース接続部、 ２３…リレー、 ２４…インターフェース回路、 ２５…操作表示部、 ２６…スピーカ（警告音告知手段）。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超音波発振器と、 組織に処置を施すために超音波を出力する出力手段と、 前記出力手段の出力を検知する検知手段と、 前記検知手段で検知された出力を設定出力値に維持する
   よう出力を調整する定電流駆動手段と、 前記検知手段で検知された出力の電圧位相信号と電流位
   相信号とを基に共振周波数追尾を行なう位相同期手段
   と、 前記定電流駆動手段において設定出力値を維持できるか
   どうか、あるいは前記位相同期手段で共振点が駆動可能
   な周波数範囲に存在するかどうかで異常の有無を判別す
   る異常判別手段と、 前記異常判別手段で判別された異常を告知する告知手段
   と、 前記異常判別手段で前記出力の異常が検出されたとき
   に、前記超音波出力の発生を抑止する駆動信号制御部
   と、 前記告知手段による告知を解除する告知解除手段と、 を具備することを特徴とする超音波手術装置。
2. 【請求項２】 前記告知手段は音であることを特徴とす
   る請求項１記載の超音波手術装置。
3. 【請求項３】 前記告知解除手段により告知が解除され
   るまでは、前記告知手段による異常の告知を継続して行
   なうようにしたことを特徴とする請求項１記載の超音波
   手術装置。