JP2003093401A - 超音波外科システムにおける発生装置の機能を変更するための装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外科処置を行なうためのシステムを提供す
る。 【解決手段】 本発明のシステムはエンド−イフェクタ
を有する超音波外科ハンド・ピース、当該ハンド・ピー
スを制御するためのデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）
を有するコンソール、およびエンド−イフェクタ内に配
置されている記憶装置を備えている。発生装置コンソー
ルはハンド・ピースを駆動するための駆動電流を送り、
当該駆動電流はブレードに長手方向の超音波動作を与え
る。発生装置コンソールが記憶装置を読み出す際に、当
該記憶装置の中に一定の著作権化されたデータがある場
合に、ハンド・ピースはこの発生装置コンソールによる
使用について認証される。特定の実施形態において、上
記連続状のデータは暗号化されているコードであり、発
生装置コンソール内の対応する暗号化アルゴリズムを解
読して一定の応答データ・パターンを供給することによ
りハンド・ピースはこのコンソールによる使用について
認証される。

Description

【発明の詳細な説明】

関連出願 本発明は本明細書に参考文献として含まれている本特許
出願と共通の譲受人を有する「超音波外科ハンド・ピー
ス内におけるブレード認識（BLADE IDENTIFICATION IN
AN ULTRASONIC SURGICAL HANDPIECE）」を発明の名称と
する２０００年１０月２０日に出願されている米国仮特
許出願第６０／２４１，８８６号に基づく優先権を主張
する。

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は一般に超音波外科シ
ステムにおける発生装置の機能を変更するための装置お
よび方法に関し、特に超音波外科器具から発生装置に情
報を供給するための超音波システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】電気的な外科用メスおよびレーザーが組
織および血管を焼灼することにより軟質組織の切開およ
び止血を同時に行なうという２種類の機能を実行するた
めの外科装置として使用できることが知られている。し
かしながら、このような装置は凝固状態を形成するため
に極めて高い温度を使用するために気化および発煙なら
びにはねかえりを生じる。さらに、このような装置を使
用することにより、比較的広い熱的な組織損傷の領域を
形成する場合が多い。

【０００３】超音波駆動機構による高速で振動する外科
ブレードによる組織の切断および焼灼も良く知られてい
る。このような超音波切断装置に付随する問題の一例は
無調整状態または無減衰状態の振動および熱、およびこ
れらによる材料疲労である。手術室の環境内において、
ブレードを冷却するための熱交換器によるシステムの冷
却処理を含むことによる上記加熱の問題を制御する試み
がこれまで行なわれてきた。例えば、既知のシステムの
一例において、超音波切断および組織フラグメント化シ
ステムは循環水ジャケットおよび切断部位の灌注および
吸引のための手段を備えた冷却システムを必要とする。
別の既知のシステムは切断ブレードへの低温流体の供給
が必要である。

【０００４】トランスデューサ内に発生する熱を制限す
るための手段として当該トランスデューサに供給する電
流を制限することが知られている。しかしながら、この
ことにより患者の最も効果的な治療を必要とする時にブ
レードに不十分な出力を供給することが起こり得る。本
特許出願の譲受人に譲渡されていて本明細書に参考文献
として含まれるThomasに発行されている米国特許第５，
０２６，３８７号はブレードに供給する駆動エネルギー
を制御することにより冷却剤を使用することなく超音波
外科切断および止血システムにおける発熱を調整するた
めのシステムを開示している。この特許によるシステム
において、超音波発生装置は特定の電圧、電流および例
えば１秒当たり５５，５００サイクルの振動数の電気的
信号を生成する超音波発生装置が備えられている。この
発生装置はケーブルを介してハンド・ピースに接続され
ており、このハンド・ピースが圧電セラミック素子を収
容して超音波トランスデューサを形成している。ハンド
・ピース上のスイッチまたは別のケーブルにより発生装
置に接続しているフット・スイッチに応じて、この発生
装置の信号がトランスデューサに供給されて、その各素
子における長手方向の振動が生じる。一定の構造体がこ
のトランスデューサを外科ブレードに接続しており、こ
れにより、外科ブレードが発生装置からの信号のトラン
スデューサへの供給時に超音波振動数で振動する。さら
に、上記の構造体は所定の振動数で共振するように構成
されているので、トランスデューサにより開始される動
作が増幅できる。

【０００５】トランスデューサに供給される信号はブレ
ードの負荷状態（組織に対する接触または後退）につい
ての継続的または周期的な感知情報に応じて適宜トラン
スデューサに出力を供給するように制御される。この結
果、装置は低出力のアイドリング状態から、外科用メス
の組織への接触の有無に自動的に応じて選択可能な高出
力の切断処理状態に到達する。第３の高出力凝固モード
はブレードが組織に接触していない時のアイドリング出
力レベルへの自動復帰を伴って手動により選択可能であ
る。この超音波出力はブレードに継続的に供給されない
ので、周囲の発熱を減少しながら、必要に応じて切開お
よび焼灼のために組織に十分なエネルギーを供給でき
る。

【０００６】上記Thomas特許におけるコントロール・シ
ステムはアナログ型である。位相ロック・ループ（電圧
制御型オシレータ、周波数分割器、電源スイッチ、整合
ネットワークおよび位相検出器を含む）がハンド・ピー
スに供給される振動数を安定化する。ハンド・ピースに
供給される振動数、電流および電圧等のパラメータはブ
レード上の負荷により変化するので、マイクロプロセッ
サがこれらをサンプリングすることにより出力量を制御
する。

【０００７】上記Thomas特許において記載されているよ
うな典型的な超音波外科システム内の発生装置における
出力対負荷曲線は２個の部分を有している。第１の部分
は負荷の増加に従って出力が増加する定常的な電流供給
を示している正の勾配を有している。第２の部分は負荷
の増加に従って出力が減少する定常的または飽和状態の
出力電圧を示している負の勾配を有している。第１の部
分に対応して調整される電流は各電子部品の設計により
固定され、第２の部分の電圧は設計における最大出力電
圧により制限される。このようなシステムにおける出力
の出力対負荷特性は種々のハンド・ピース・トランスデ
ューサおよび超音波ブレードに対して最適化できないた
めに上記の構成は柔軟性に欠けている。外科装置用の従
来のアナログ型超音波出力システムの性能は部品の許容
度および動作温度変化による発生装置の電子部品におけ
る可変性により影響を受ける。特に、温度変化は振動数
ロック範囲、駆動信号レベル、およびその他のシステム
性能測定値を含む重要なシステム・パラメータにおいて
多様な変化を生じる。

【０００８】効率的な様式で超音波外科システムを動作
するために、始動時においてハンド・ピース・トランス
デューサに供給される信号振動数を一定範囲において掃
引することにより共振振動数を位置決めする。この位置
が見つかると、発生装置の位相ロック・ループがその共
振振動数に対してロックし、電圧位相角度に対するトラ
ンスデューサ電流を継続してモニターして、その共振振
動数でトランスデューサを駆動することによりこのトラ
ンスデューサを共振状態に維持する。このようなシステ
ムにおける重要な機能は共振振動数を変化する負荷およ
び温度変化に対してトランスデューサの共振状態を維持
することである。しかしながら、これら従来の超音波駆
動システムは適応振動数制御に関して柔軟性がほとんど
または全く無い。このような柔軟性は不所望な共振を識
別するシステム能力において重要である。特に、これら
のシステムは一方向における共振に応じて、すなわち、
振動数の増減により探索できるのみであり、これらの探
索パターンが固定されている。このシステムは無関係の
共振モードを飛び越えること、またはどの共振を飛び越
えるかまたはロックするか等の任意の発見的決定（heur
istic decisions）を行なうことができず、適当な振動
数のロックが行なわれている場合のみにおいて出力供給
を確実に行なうことができない。

【０００９】さらに、従来技術の超音波発生装置システ
ムは当該システムにおいて適応制御アルゴリズムの使用
および決定動作を可能にする振幅制御においても柔軟性
がほとんど無い。例えば、これらの固定されたシステム
はブレード上の負荷および／または電圧位相角度に対す
る電流に基づいて例えば電流または振動数等の出力駆動
要素に関する発見的決定を行なう能力に欠けている。こ
のことはトランスデューサの有効寿命を延ばしてブレー
ドに対する安全な動作条件を確定する一定の効率的な性
能に対応する最適なトランスデューサ駆動信号レベルを
設定するためのシステム能力も制限する。さらに、この
ような振幅および振動数に関する制御の欠如により、ト
ランスデューサ／ブレード・システムについての診断検
査および全体的なトラブルシューティングの支援を行な
うシステム能力が低下する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術のシステムは発生装置コンソールによるハンド・
ピースの使用の認証を行なわない。さらに、従来技術の
システムにおいて診断検査および性能検査を行なうこと
は手間がかかる。また、各コンソールは独立して検査お
よびアップグレード（更新）する必要があるので、従来
技術のシステムにおけるコンソールの再プログラム化お
よびアップグレード処理も手間がかかる。加えて、コン
ソールによる動作におけるハンド・ピースの種類および
出力能力に応じて更新した駆動電流および出力変位によ
るコンソールの動作が可能ではない。それゆえ、従来技
術における上記およびその他の不都合点を解消する外科
処置を行なうための改善されたシステムに対する要望が
当該技術分野において存在している。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は外科処置を行な
うためのシステムを提供し、当該システムはエンド−イ
フェクタを有する超音波外科ハンド・ピース、当該ハン
ド・ピースを制御するためのデジタル信号プロセッサ
（ＤＳＰ）を有する発生装置コンソール、および上記エ
ンド−イフェクタのシース部分またはシャー（剪断機）
またははさみまたは鉗子のハンドル、グリップまたは取
付部分の中に配置されているＥＥＰＲＯＭ（電気的消去
プログラム可能な読出し専用メモリ）等の記憶装置を備
えている。ハンド・ピースおよび発生装置の性能特性を
認識する連続状のデータが上記記憶装置に記憶される。
システムの初期化中に、および／または待機または準備
中または使用中に定期的に、上記発生装置コンソールは
記憶装置からの読出し情報を得るためにハンド・ピース
に質問情報を送る。発生装置コンソールが記憶装置の情
報を読み出す際に、適当な連続のデータが存在していれ
ば、ハンド・ピースのブレードまたはシャーはその発生
装置コンソールによる使用について認証される。一方、
その連続のデータが存在していない、または正しくない
場合には、ハンド・ピースのブレードまたはシャーはそ
の発生装置コンソールによる使用について認証されな
い。本発明の特定の実施形態においては、上記連続デー
タが暗号化されているコードであり、この場合に、コン
ソール内に存在している対応する暗号化アルゴリズムを
解読して一定の応答データ・パターンを供給することに
よりハンド・ピースまたはブレードまたはシャーがその
コンソールによる使用について認証される。

【００１２】さらに、ハンド・ピースまたはブレードま
たはシャーの動作におけるエラーを防ぐために、上記記
憶装置はハンド・ピースの動作をハンディキャップ状態
またはディスエーブル状態にする必要があるか否か、ま
たはハンディキャップ・モードまたはディスエーブル・
モードの動作をせずに最終消費者に警告するか否かを決
定する場合に発生装置コンソールが利用できる特定の診
断情報を記憶できる。例えば、上記記憶装置はハンド・
ピースが活性である時間の制限値、一定時間内における
活性化の数、使用している欠陥のあるブレードの数、動
作温度、温度の最大許容変化率およびその他の制限値を
含む情報を記憶できる。これらの記憶装置内に記憶され
ている制限値はハンド・ピースの種々の動作条件に基づ
いて追随的に再初期化できる。

【００１３】上記の記憶装置は、必要であれば、発生装
置コンソールを再プログラムまたはアップグレードする
ために使用することもできる。例えば、新しいシステム
機能を達成するために新しいハンド・ピースが定期的に
供給される。このような新しいハンド・ピースを接続す
る場合に、システムが診断検査を行って発生装置コンソ
ールの再プログラムまたはアップグレードが必要か否か
を決定する。再プログラムまたはアップグレードが必要
であると決定されると、発生装置コンソールは再プログ
ラムまたはアップグレードのコードを記憶しているハン
ド・ピースのエンド−イフェクタのシース部分の中に配
置されている記憶装置を読み出す。この記憶装置から読
み出された再プログラムまたはアップグレードのコード
を使用して、発生装置コンソールがこれに応じて再プロ
グラム処理またはアップグレード処理される。それゆ
え、このフィールド内の各コンソールがこれらを製造者
に返すこと、またはコンソールに対するサービスの技術
者に送ることなく自動的にアップグレード処理できる。
あるいは、発生装置の記憶装置を再プログラムする代わ
りに、使用中の特定のブレード／シャーに対応する動作
パラメータの基準として当該ブレード／シャーの記憶装
置のデータが発生装置コンソールにより利用される。デ
フォールト・パラメータ（省略時パラメータ）がハンド
・ピースに取り付けられている連続的なブレード／シャ
ーにおいて特定のパラメータが存在しない場合にハンド
・ピースの動作において復帰する。

【００１４】さらに、上記の記憶装置はエネルギー・レ
ベル情報およびこれに対応する特定のハンド・ピースを
駆動するための出力変位も記憶できる。このエネルギー
・レベル情報を読み出すことにより、発生装置コンソー
ルはハンド・ピースおよび／またはブレード／シャーに
対して最良である出力変位に従ってハンド・ピースを駆
動できる。

【００１５】加えて、上記の記憶装置は公称の共振振動
数を含む振動数掃引情報、および振動数掃引を行なうた
めの開始時および停止時の各掃引点も記憶できる。この
記憶装置内に記憶されている振動数掃引情報を読み出し
て、発生装置コンソールはハンド・ピースを動作するた
めの共振振動数を検出するために指示された振動数範囲
内の振動数掃引を行なう。さらに、上記の記憶装置は避
ける必要のある横共振（transverse-resonant）である
または当該横共振になりやすい振動数等の掃引する必要
のない振動数または振動数範囲を記憶できる。これらの
記憶された振動数はブレード／シャーの記憶装置内に記
憶されているさらに広範囲に特定された許容掃引範囲内
に存在できる。

【００１６】本発明によれば、エンド−イフェクタを有
する超音波外科ハンド・ピース、当該ハンド・ピースを
制御するためのデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）を有
するコンソール、およびハンド・ピース内または当該ハ
ンド・ピースに取り付けられているエンド−イフェクタ
のシース部分の中に配置されている記憶装置を備えてい
るシステム内において処理を実行するための方法が提供
される。本発明によるこの方法は上記記憶装置内に記憶
されている情報を読み出すこと、当該記憶装置内に特定
の連続状のデータが存在しているか否かを決定するこ
と、当該特有の連続状のデータが存在する場合にそのコ
ンソールによるハンド・ピースまたはブレードまたはシ
ャーの使用を認証すること、ハンド・ピースを駆動する
ための駆動電流を送ること、および記憶装置内の情報に
従ってハンド・ピースのエンド・イフェクタに超音波動
作を賦与することを含む。特定の実施形態において、本
発明による方法は発生装置コンソール内の暗号化アルゴ
リズムを解読すること、および連続状のデータが暗号化
コードである場合に一定の応答データ・パターンを供給
することも含む。

【００１７】別の実施形態において、本発明による方法
はハンド・ピースの温度が一定のハンディキャップ制限
値を超える場合にハンド・ピースにハンディキャップ・
モードで動作するように命令すること、およびハンド・
ピースが一定のディスエーブル制限値を超える場合にハ
ンド・ピースをディスエーブルにすることを含む。さら
に、本発明による方法は一定のハンド・ピースの動作時
間内に検出される欠陥のあるブレードの数が一定のハン
ディキャップ制限値を超える場合にハンド・ピースにハ
ンディキャップ・モードで動作するように命令するこ
と、および当該時間内に検出される欠陥のあるブレード
の数が一定のディスエーブル制限値を超える場合にハン
ド・ピースをディスエーブルにすることも含む。本発明
による方法はさらにハンド・ピースが活性であった時間
が一定のハンディキャップ制限値を超える場合にハンド
・ピースにハンディキャップ・モードで動作するように
命令すること、およびハンド・ピースが活性であった時
間内に検出される欠陥のあるブレードの数が一定のディ
スエーブル制限値を超える場合にハンド・ピースをディ
スエーブルにすることを含む。本発明による方法はさら
に一定時間内のハンド・ピースに対応する活性化の数が
一定のハンディキャップ制限値を超える場合にハンド・
ピースをハンディキャップ・モードで動作する工程、お
よび当該時間内にハンド・ピースに対応する活性化の数
が一定のディスエーブル制限値を超える場合にハンド・
ピースをディスエーブルにする工程を含む。なお、上記
記憶装置内に記憶されているハンディキャップおよびデ
ィスエーブルの各制限値はハンド・ピースの変更された
動作条件に基づいて再初期化できる。

【００１８】また、別の実施形態において、本発明によ
る方法は発生装置コンソールの再プログラムまたはアッ
プグレードの要否を決定すること、発生装置コンソール
の再プログラムまたはアップグレードが必要であると決
定された場合に、記憶装置内に記憶されている再プログ
ラムまたはアップグレードのコードを読み出して当該再
プログラムまたはアップグレードのコードにより発生装
置コンソールを再プログラムすることも含む。

【００１９】さらに、本発明の別の実施形態による方法
は記憶装置内に記憶されているエネルギー・レベル情報
を読み出すこと、および当該記憶装置内に記憶されてい
るエネルギー・レベル情報が特定のハンド・ピースまた
はブレードまたはシャーを駆動する場合に付随する出力
変位に対して相関されている場合に、一定の付随する出
力変位に応じてハンド・ピースを駆動することを含む。
さらに別の実施形態において、本発明による方法は記憶
装置から公称の共振振動数、および一定の振動数範囲を
定めている開始時掃引点および停止時掃引点を読み出す
こと、当該振動数範囲内において振動数掃引を行なうこ
と、およびハンド・ピースを動作するための共振振動数
を検出することを含む。あるいは、上記振動数掃引の場
合の振動数範囲が公称の共振振動数、バイアス量および
マージン量に基づいて計算される場合に、記憶装置内に
記憶される振動数範囲情報は一定の公称の共振振動数、
一定のバイアス量および一定のマージン量とすることが
できる。加えて、掃引処理または駆動処理において避け
る必要のある１個以上の振動数帯域または横共振振動数
がハンド・ピース動作するための発生装置または部分診
断における使用のために記憶できる。本発明の上記およ
びその他の特徴および利点は以下の添付図面（必ずしも
寸法通りではない）に基づく本発明の好ましい実施形態
の詳細な説明によりさらに明らかになる。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１は本発明による外科処理方法
を実施するためのシステムを示している図である。ケー
ブル２０内の第１の一式のワイヤにより、電気的エネル
ギー、すなわち、駆動電流が発生装置コンソール１０か
らハンド・ピース３０に送られ、このハンド・ピース３
０において、電気的エネルギーが鋭いエンド−イフェク
タ３２のような外科装置に長手方向に沿う超音波振動動
作を与える。このブレード（エンド−イフェクタ）３２
は組織の同時的な切開および焼灼処理のために使用でき
る。ハンド・ピース３０に対する超音波電流の供給は当
該ハンド・ピース３０上に配置されているスイッチ３４
の制御下に行なうことができ、このスイッチ３４はケー
ブル２６内のワイヤを介して発生装置コンソール１０の
中の発生装置に接続している。さらに、この発生装置は
フット・スイッチ４０により制御可能であり、このフッ
ト・スイッチ４０は別のケーブル５０を介して発生装置
コンソール１０に接続している。従って、使用時におい
て、外科医は、自分の指でハンド・ピース上のスイッチ
３４を操作するか自分の足でフット・スイッチ４０を操
作して、ハンド・ピース３０に対して超音波電気信号を
供給することによりブレードを一定の超音波振動数で長
手方向に沿って振動させることができる。

【００２１】発生装置のコンソール１０は液晶表示装置
１２を備えており、この表示装置１２は最大切断出力率
または切断出力に付随する数値的出力レベル等の種々の
手段において選択される切断出力レベルを指示するため
に使用できる。この液晶表示装置１２はシステムにおけ
る別のパラメータを表示するために使用することもでき
る。出力スイッチ１１を使用して装置を始動する。ウォ
ーミング・アップ状態において、「待機（standby）」
ライト１３が点灯する。動作準備が完了すると、「準備
完了（ready）」インジケータ１４が点灯して、待機ラ
イトが消える。装置が最大出力を供給する場合に、ＭＡ
Ｘボタン１５が押される。それよりも少ない出力が望ま
れる場合には、ＭＩＮボタン１７を作動する。これによ
り、ＭＡＸボタンは自動的に不活性になる。さらに、Ｍ
ＩＮボタン１７が活性である際の出力レベルがボタン１
６により設定される。

【００２２】スイッチ３４または４０のいずれかの動作
により超音波ハンド・ピースに電力が供給されると、こ
の組立体は外科用メスまたはブレードを約５５．５ｋＨ
ｚで長手方向に振動させ、この長手方向の移動量は使用
者により調節可能に選択されて供給される駆動電力（電
流）の量に比例して変化する。比較的に高い切断出力が
供給される場合に、ブレードは超音波振動速度において
約４０ミクロン乃至１００ミクロンの範囲内で長手方向
に移動するように設計されている。このようなブレード
の超音波振動によりブレードが組織に接触する際に熱が
発生する。すなわち、ブレードの組織内における加速移
動により移動しているブレードの機械的エネルギーが極
めて狭い局在化した領域内において熱エネルギーに変わ
る。この局在化した熱が直径１ミリメートルよりも小さ
い小血管内の出血を減少または消去する狭い領域の凝固
状態を形成する。このブレードの切断効率およびその止
血の程度は供給される駆動電力のレベル、切断速度また
はブレードに対して外科医により加えられる力、組織の
種類による性質、および組織における血管分布により異
なる。

【００２３】図２においてさらに詳細に示すように、超
音波ハンド・ピース３０は電気的エネルギーを機械的エ
ネルギーに変換してトランスデューサの各端部において
長手方向に沿う振動動作を生じるための圧電トランスデ
ューサ３６を収容している。トランスデューサ３６はそ
のスタック（堆積体）の一定の点に配置されている動作
ゼロ点（motion null point）を有する積み重ね状のセ
ラミック圧電素子の形態である。このトランスデューサ
・スタックは２個のシリンダ３１と３３との間に取り付
けられている。さらに、シリンダ３５がシリンダ３３に
取り付けられており、当該シリンダ３５は別の動作ゼロ
点３７においてハウジング内に取り付けられている。さ
らに、ホーン３８はその一端側においてゼロ点３７に取
り付けられていて、その他端側においてカップラー３９
に取り付けられている。ブレード３２はこのカップラー
３９に固定されている。この結果、ブレード３２はトラ
ンスデューサ３６による一定の超音波振動数の速度で長
手方向に沿って振動する。トランスデューサの各端部は
当該トランスデューサの共振振動数において最大電流で
駆動する場合に不動の節部を構成するスタックの部分を
伴ってその最大の動作を行なう。しかしながら、この最
大動作を与える電流は各ハンド・ピースにより異なり、
システムが使用できるようなハンド・ピースの持久記憶
装置内に記憶されている弁である。

【００２４】ハンド・ピースの部品はその組み合わせ体
が概ね同一の共振振動数で振動するように設計されてい
る。特に、最終的な各要素の長さが１／２波長またはそ
の倍数になるように各要素が調整されている。長手方向
に沿う前後方向の動作は音響学的取付ホーン３８のブレ
ード３２に近い方の直径が減少するのに従って増幅され
る。従って、ホーン３８およびブレード／カップラーは
ブレード動作を増幅して音響システムにおける残りの部
分に対して同調した共振振動を行なうような形状および
寸法を有しており、このことにより、ブレード３２に近
接している音響学的取付ホーン３８の端部において最大
の前後動作が生じる。トランスデューサ・スタックにお
ける２０ミクロン乃至２５ミクロンの動作がホーン３８
により増幅されてブレードが約４０ミクロン乃至１００
ミクロンの範囲で動作する。

【００２５】ハンド・ピースの中のトランスデューサを
駆動するための超音波電気信号を形成するシステムを図
３および図４に示す。この駆動装置は柔軟であり、所望
の振動数および出力レベル設定値において駆動信号を形
成できる。システム内のＤＳＰ６０またはマイクロプロ
セッサを使用して適当な出力パラメータおよび振動周波
数をモニターして、適当な出力パラメータおよび振動周
波数をモニターして切断または凝固動作モードのいずれ
かにおいて供給される適当な出力レベルを生じる。ＤＳ
Ｐ６０またはマイクロプロセッサはさらにトランスデュ
ーサ／ブレードのようなシステム中の構成部品について
診断検査を行なうために使用するコンピュータ・プログ
ラムも記憶している。

【００２６】例えば、ＤＳＰまたはマイクロコンピュー
タ６０に記憶されている位相修正アルゴリズム等のプロ
グラムの制御下において、始動中の振動数を特定値、例
えば、５０ＫＨｚに設定できる。このことは共振に接近
していることを示すインピーダンスにおける変化を検出
するまで特定速度で掃引することにより行なうことがで
きる。その後、掃引速度を減少してシステムが共振振動
数、例えば、５５ＫＨｚをオーバーシュートしないよう
にする。この掃引速度は、例えば、５０サイクルの増加
分において振動数変化を得ることにより達成できる。比
較的遅い速度が望まれる場合は、プログラムにおいて、
例えば、２５サイクルにその増加分を減少することがで
き、両方の場合が測定したインピーダンスの大きさおよ
び位相に基づいて適応できる。もちろん、上記増加分の
大きさを増加することによりさらに大きな速度が達成で
きる。さらに、上記の掃引速度は振動数の増加分の更新
速度を変化することにより変更できる。

【００２７】例えば、５１ＫＨｚにおいて不所望な共振
モードが存在することが分かっている場合に、上記プロ
グラムは、例えば６０ＫＨｚから振動数を下げて掃引し
て共振を見つけることができる。さらに、上記システム
は５０ＫＨｚから振動数を上げて掃引して不所望な共振
が存在している５１ＫＨｚを飛び越えることができる。
いずれの場合においても、このシステムは高度の柔軟性
を有している。

【００２８】動作時において、使用者は外科装置におい
て使用する特定の出力レベルを設定する。この処理はコ
ンソールのフロント・パネル上の出力レベルスイッチ１
６により行なわれる。このスイッチはＤＳＰ６０に供給
される信号１５０を発生する。その後、ＤＳＰ６０はコ
ンソール・フロント・パネルの表示装置１２に対して配
線１５２（図４）上に信号を送ることにより所定の出力
レベルを表示する。

【００２９】実際に外科ブレードを振動させるために、
使用者はフット・スイッチ４０またはハンド・ピース・
スイッチ３４を活性化する。この活性化により図３にお
ける配線１５４上に信号が送られる。この信号は出力を
プッシュ−プル増幅器７８からトランスデューサ３６に
供給するために有効である。ＤＳＰまたはマイクロプロ
セッサ６０がハンド・ピース・トランスデューサの共振
振動数をロックして出力がハンド・ピース・トランスデ
ューサに好適に供給されるようになると、オーディオ・
ドライブ信号が配線１５６上に送られる。このことによ
りシステム内の音響指示手段が音を発生して、使用者に
対して出力がハンド・ピースに供給されて外科用メスが
活性状態および動作状態になっていることを通知する。

【００３０】インピーダンス測定値および位相測定値を
得るために、ＤＳＰ６０および図３および図４に示す別
の回路要素を使用する。特に、プッシュ−プル増幅器７
８は超音波信号を出力変圧器８６に供給し、さらに、こ
の変圧器８６はケーブル２６内の配線８５を介して信号
をハンド・ピース内の圧電トランスデューサ３６に供給
する。この配線８５内の電流および電圧は電流センス回
路８８および電圧センス回路９２により検出される。こ
れらの電流および電圧の各センス信号は平均電圧回路１
２２および平均電流回路１２０にそれぞれ送られ、各回
路がこれらの信号の平均値を計算する。この平均電圧が
デジタル−アナログ変換器（ＡＤＣ）１２６によりデジ
タル・コードに変換されて、このデジタル・コードがＤ
ＳＰ６０に入力される。同様に、電流平均信号がアナロ
グ−デジタル変換器（ＡＤＣ）１２４によりデジタル・
コードに変換されて、このデジタル・コードがＤＳＰ６
０に入力される。ＤＳＰ装置内において、電圧対電流の
比率が進行中の基準に基づいて計算されて、振動数が変
化する際にその時点におけるインピーダンス値が得られ
る。このインピーダンスにおける大幅な変化は共振が接
近すると生じる。

【００３１】電流センス回路８８および電圧センス回路
９２からの信号は零交叉検出器１００，１０２にもそれ
ぞれ供給される。これらは信号が零に対して交叉する時
はいつでもパルスを生成する。検出器１００からのパル
スは位相検出論理回路１０４に供給され、この回路１０
４は当該信号により開始するカウンタを備えている。ま
た、検出器１０２からのパルスは同様に論理回路１０４
に供給されて上記のカウンタを停止するために使用でき
る。この結果、このカウンタにより得られる計数値は配
線１０４上のデジタル・コードであり、電流と電圧との
間の位相差を示す。この位相差の大きさも共振の指示手
段である。これらの信号は位相ロック・ループの一部と
して使用でき、当該位相ロック・ループは、例えば、位
相デルタ（位相角度）をＤＳＰ中の位相設定点に対して
比較することにより発生装置からの振動数を共振に対し
てロックして、プッシュ−プル増幅器７８を駆動する直
接デジタル合成（ＤＤＳ）回路１２８に対して一定の振
動数信号を発生する。

【００３２】さらに、上記インピーダンスおよび位相の
各値はブレードの緩みを検出するための動作の診断段階
において上記に示したように使用できる。このような場
合に、上記ＤＳＰ装置は共振における位相ロックの確立
を探求せずに、むしろ、ハンド・ピースを特定の振動数
において駆動してブレードの固定状態を決定するための
インピーダンスおよび位相を測定する。

【００３３】図５は図３の出力変圧器８６のトランスデ
ューサ駆動回路の概略図である。このトランスデューサ
はトランスデューサ等価回路Tequivを形成している構成
要素Ｃｏ，Ｌｓ，Ｃｓ，およびＲｓにより等価な電気的
回路として表現されており、この場合のＣｏは分路キャ
パシタンスであり、図２に示す圧電トランスデューサ３
６の圧電素子の電気的キャパシタンスを表現している。

【００３４】Ｌｓ，ＣｓおよびＲｓは全体の機械的シス
テムにおける電気的な等価な構成要素であり、集合的に
機械的なブランチを表現している。すなわち、Ｌｓはシ
ステムの有効質量であり、Ｃｓは有効コンプライアンス
であり、Ｒｓは摩擦、内部的な材料消失および／または
組織に供給される電力に付随する機械的損失を表現して
いる。

【００３５】インダクタＬｔは約５５．５ｋＨｚ等の超
音波システムの共振において分路キャパシタンスＣｏに
釣り合う。それゆえ、ＬｔおよびＣｏは共振振動数にお
いて互いに電気的に相殺する。この結果、全ての駆動電
流がこの機械的なブランチを通って流れる。このことは
トランスデューサの超音波の変位が駆動電流に主として
比例することを確実にする。

【００３６】２個の抵抗器Ｒｐ／２は直列に足されてＲ
ｐの抵抗を形成している。この抵抗は出力回路全体のイ
ンピーダンスの上限値の設定および駆動電圧における上
限値の設定を行なう場合に役立つ。好ましい実施形態に
おいて、Ｒｐは比較的大きな抵抗である。共振時におい
て、組織を凝固および切断している時でも、ＲｓはＲｐ
よりもはるかに小さいので、ＲｐおよびＲｓの並列結合
はＲｓよりも有効に作用する。

【００３７】さらに、コンデンサＣｖ１およびＣｖ２の
直列結合は電圧分割器を形成している。これらのコンデ
ンサは一体となって一般的にトランスデューサを駆動す
る高い電圧を一体化されている回路（図示せず）による
信号処理に適したレベルに低下する。変圧器Ｖｔはこの
低下された電圧をフィードバック回路（図４における電
圧センス９２）に送り、駆動回路と発生装置のその他の
回路との間を絶縁している。

【００３８】抵抗器Ｒ３およびＲ４の直列結合部分を跨
いで小さい電圧降下が生じる。好ましい実施形態におい
ては、この直列結合は数オーム程度の比較的低い抵抗で
ある。このＲ３およびＲ４を跨ぐ電圧降下は駆動電流に
比例する。この電圧が変圧器ＩＴを介してフィードバッ
ク回路（図４の電流センス８８）に供給され、この変圧
器ＩＴもまた駆動回路を発生装置の残りの回路から絶縁
している。この信号は発生装置内で実行される制御アル
ゴリズムにおける電流を表現する。

【００３９】Ｒ１およびＲ２は制御アルゴリズム内にお
いて使用するための制御回路に対する最小のインピーダ
ンス・レベルを設定するために用いられる。この抵抗は
電磁放射線および電流漏れを軽減するために出力変圧器
内の２個の出力アームＶｏｕｔ１およびＶｏｕｔ２の間
で分離されている。

【００４０】図６は本発明によるエンド−イフェクタの
シース部分の中における持久記憶装置４００を示してい
る概略図である。好ましくは、この記憶装置４００は、
コストを高めて、クロストーク・ノイズの問題における
複雑化を引き起こし、ハンド・ピース３０の人間工学的
な性能に悪影響を及ぼす電気的な絶縁形態における不要
な複雑さを減らすために、エンド−イフェクタのシース
部分の中に備えられていることが有利である。この記憶
装置４００をエンド−イフェクタのシース部分の中に配
置することにより、ハンド・ピース３０、その人間のオ
ペレータ、および患者からの記憶装置４００内の回路の
適当な電気的絶縁を容易に行なうことができる。また、
ケーブル２６の中のワイヤ数も減らすことができる。

【００４１】図７は本発明によるシャー３００のグリッ
プ部分内の持久記憶装置３０３を示している概略図であ
る。さらに、別のまたは付加的な記憶装置のための場所
が取付部分内に配置されている記憶装置３０１および／
またはシャー３００のグリップ部分における記憶装置３
０２として示されている。このシャー３００はハンド・
ピース３１０に取り付けられている。接触端子３０４お
よび３０５がシャーの取付部分またはグリップの付近の
内側または外側にあるか、またはこの中に嵌め込まれて
いて、記憶装置に対して配線されている。これらの接触
端子はハンド・ピース内またはその上において対応する
接触端子に接触して発生装置の当該ハンド・ピースを介
するシャー内の記憶装置に対する連絡を可能にする。

【００４２】図８はハンド・ピース３０の不適正な使用
を防ぐための専有のロックアウト手法としての記憶装置
４００の動作を示しているフロー図である。この記憶装
置４００は発生装置コンソール１０によるエンド−イフ
ェクタまたはブレードまたはシャーの認証されていな
い、無計画的なまたは不注意の使用を防ぐために利用で
きる。不適正な使用には有害な使用、操作上不十分な使
用、または発生装置コンソール１０に対して非相容的な
使用が含まれる。

【００４３】図９は上記の記憶装置４００または３０
１，３０２または３０３の動作を示している別のフロー
図である。本発明による方法におけるこの特定の実施形
態において、上記ブレードまたはシャーの中の記憶装置
は、例えば、１０秒の間隔で、ハンド・ピースの活性化
から独立して定期的に質問される。この特定の実施形態
はブレード変化の一般的に迅速な検出および取り付けた
ブレードの種類の一般的に迅速な検出を可能にする。こ
れらの情報はハンド・ピースの温度、温度変化率、およ
び起動を調節するための別のパラメータおよび閾値等を
モニターする診断的機能性に貢献して、次の活性化に先
立つブレードの種類および発生装置コンソール内の関連
パラメータの表示を可能にする。

【００４４】また、図８の工程５０１において、ハンド
・ピースの手動による活性化の場合に、例えば、発生装
置コンソール１０のボタン１８を押すことによりハンド
・ピース３０を活性化する。次に、工程５０３におい
て、発生装置コンソール１０が記憶装置４００を読み出
す。その後、工程５０５において、連続状の専有データ
が記憶装置４００の中に存在しているか否かを決定す
る。全ての認証されているハンド・ピースに対してこの
持久記憶装置内に入力されている連続状の専有データは
デジタルまたはアナログの形態である。また、この連続
状の専有データはデジタルまたはアナログの形態のいず
れかである音楽、ことば、または音響効果であってもよ
い。この場合に、記憶装置４００の中に適正な連続状の
専有データが存在していることは発生装置コンソール１
０によるそのハンド・ピースの使用が認証されている、
または正当と認められていることを意味する。このよう
な連続状のデータが記憶装置４００の中に存在している
場合に、ハンド・ピース３０は発生装置コンソール１０
によりイネーブル化または活性化される（工程５０
７）。一方、連続状のデータが記憶装置４００の中に無
い場合、または不適正な連続状のデータが存在している
場合には、ハンド・ピース３０はイネーブル化されず
（工程５０９）、エラー・メッセージがコンソール１０
における表示装置１２に現れて認証されていない使用で
あることが指示される。

【００４５】本発明による特定の実施形態において、発
生装置コンソール１０が記憶装置４００の中のデータを
読み出す際に、巡回冗長検査（ＣＲＣ）が読出エラーの
検出および／またはハンド・ピースの認証のために用い
られる。このＣＲＣはデータの長期のランにおいてエラ
ーを極めて高精度に検出可能にする数学的手法である。
例えば、データが電話で送信される前に、この送信機が
そのデータの内容から３２ビットのＣＲＣ値を計算でき
る。その後、受信機が異なるＣＲＣ値を計算すれば、こ
のデータは送信中に改ざんされたことになる。すなわ
ち、ＣＲＣ値の一致によりデータが手を加えられずに送
信されたことがほとんど完全な確実性をもって確認でき
る。

【００４６】このＣＲＣ認証技法によれば、適宜に小さ
い数により割られる一定の長さの２値数としてデータの
ブロック全体が処理され、その余りがこのデータ・ブロ
ック部分の端部に付け加えられる検査弁（check valu
e）として用いられる。除数としての一定のプライム数
を選択することにより優れたエラー検出を行なうことが
できる。完全なブロックを表現している数（主データ＋
ＣＲＣ値）が常に元の除数の倍数であるので、同一の除
数を使用することにより常にゼロの新しい余りが得られ
る。このことは送り出されるデータに対応するＣＲＣ値
を発生するために用いられる場合と同一の除法処理が送
り込まれるデータを検査する場合にも使用できることを
意味する。送信機において、この余りは（通常におい
て）ゼロではなく、真のデータの後に即時に送られる。
さらに、受信機において、上記のデータ・ブロック全体
が検査され、除数がゼロであれば、このデータ送信が確
認される。

【００４７】８ビットＣＲＣ発生装置は記憶装置４００
内のハードウエア、ソフトウエアまたはファームウエア
の中において実行できる。このファームウエアはハード
ウエア装置用のコントローラのソフトウエアであり、Ｅ
ＥＰＲＯＭまたはフラッシュＲＯＭ（読出し専用記憶装
置）等の持久記憶装置（例えば、記憶装置４００）の中
に書込みまたはプログラムすることが可能である。この
ファームウエアはコントローラ・ソフトウエア内のバグ
の検出および修正用またはハードウエア装置の性能を改
良するためのフラッシュ・プログラムにより更新でき
る。本発明を実施する場合に使用する例示的なＥＥＰＲ
ＯＭはDALLAS SEMICONDUCTOR（商標）から市販されてい
るハードウエア装置のiButton（商標）系統群の一部品
である６４ビットの一回限り式プログラマブル・アプリ
ケーション・レジスタによるランダム・アクセス用の１
ページが３２バイトで構成されている２５６ビットDS24
30A1ワイヤ・デバイスである。

【００４８】当該技術分野において一般的に用いられて
いるプログラミング言語である「Ｃ」における以下の例
示的なソフトウエア・コードは発生装置コンソール１０
によるハンド・ピースの使用を認証するために記憶装置
４００内の連続状のデータを読み出す場合の８ビットＣ
ＲＣの計算方法を示している。データ・ブロックについ
てＣＲＣ値を計算する前に、８ビットＣＲＣ値を先ずゼ
ロに初期化する。発生装置コンソール１０が記憶装置４
００内の８バイトの連続状のデータを読み出す際に、８
ビットのＣＲＣ値が各８バイトの連続状のデータに対応
して計算される。結果として得られた８ビットのＣＲＣ
値がゼロに等しければ、発生装置コンソール１０による
ハンド・ピースの使用が認証されて、ハンド・ピースが
イネーブル状態になる。一方、得られた８ビットのＣＲ
Ｃ値がゼロでない場合は、発生装置コンソール１０によ
るハンド・ピースの使用は認証されず、ハンド・ピース
はイネーブル状態にならずに、エラー・メッセージが発
生装置コンソール１０における表示装置１２に現れて使
用が認証されないことが示される。

【数１】

【００４９】記憶装置４００に対応する１６ビットのＣ
ＲＣ値を計算するための別の例示的なソフトウエア・コ
ードを以下に記載する。同様に、データ・ブロックにつ
いてＣＲＣ値を計算する前に、１６ビットＣＲＣ値を先
ずゼロに初期化する。発生装置コンソール１０が記憶装
置４００内の１６バイトの連続状のデータを読み出す際
に、１６ビットのＣＲＣ値が連続状のデータにおける１
バイト乃至３０バイトのそれぞれに対応して計算され
て、これらの結果が３１バイトおよび３２バイトで記憶
される。これらの結果を比較した後に、結果として得ら
れたＣＲＣ値がゼロに等しければ、発生装置コンソール
１０によるハンド・ピースの使用が認証されて、ハンド
・ピースがイネーブル状態になる。一方、得られた１６
ビットのＣＲＣ値がゼロでない場合は、発生装置コンソ
ール１０によるハンド・ピースの使用は認証されず、ハ
ンド・ピースはイネーブル状態にならずに、エラー・メ
ッセージが発生装置コンソール１０における表示装置１
２に現れて使用が認証されないことが示される。

【数２】

【００５０】さらに、記憶装置４００の中のデータを暗
号化したコードにすることができ、このコードが発生装
置コンソール１０に存在している対応する解読アルゴリ
ズムにより解読されて、当該コンソールによるハンド・
ピースの適正な使用を認証するように作用する一定の応
答データ・パターンが得られる。この暗号化は内容また
はその他のデータを認識不能なデジタル形態に変える処
理、およびこの形態をその後に元の形態に戻す処理によ
り各メッセージを暗号化および解読するためにコンピュ
ータの「キー（key）」を使用するアルゴリズムにより
達成できる。この「キー」が長いほど、コードを解読す
るために要する計算処理が増える。力ずくで暗号化され
たメッセージを解読するためには、全ての可能なキーを
試みる必要がある。コンピュータの各キーは種々の長さ
の情報の「ビット（bits）」により作成されている。例
えば、８ビットのキーは２５６（２の８乗）個の可能な
値を有する。また、５６ビットのキーは７２クアドリロ
ン（７２×１０¹⁶）個の可能な組み合わせを形成する。
さらに、キーが１２８ビットの長さまたはパーソナル・
コンピュータ上の１６文字メッセージと等価であれば、
力づくの解読は５６ビット・キーを解読する場合の４．
７セクスティリオン（４．７００，０００，０００，０
００，０００，０００，０００）倍困難になる。このよ
うな暗号化により、発生装置コンソール１０によるハン
ド・ピースの正当と認められない使用が概ね防止でき、
認証されない使用において暗号化されたコードが解読さ
れる可能性は極めて稀になる。

【００５１】また、発生装置コンソール１０による使用
に対して互換性のある特異的な認識（ＩＤ）番号が製造
される全てのハンド・ピースおよびブレードおよびシャ
ーに対して記憶装置（例えば、記憶装置４００または３
０１）の中に登録されて記憶され、この場合の認識はい
ずれの２個のハンド・ピースまたはブレードまたはシャ
ーも互いに似ていないために確実におこなえる。本発明
による特定の実施形態において、記憶装置４００はDALL
AS SEMICONDUCTOR(商標)から市販されているDS2430A 1
ワイヤＥＥＰＲＯＭデバイスであり、この装置は製造さ
れた各ハンド・ピースに対して工場でレーザー加工され
て検査された６４ビットのＩＤ番号を記憶している。こ
のＩＤ番号は各ハンド・ピースに対応する特異的な連続
のＩＤ番号であると共に、一定のモデル番号またはモデ
ル系統群の番号にすることができる。このことにより、
発生装置コンソール１０は上記のモデルまたはモデル系
統群に対応する連続番号のリストを必要とせずに、その
互換性およびこれと共に使用可能なことを認知する。ま
た、例えば、DALLAS SEMICONDUCTOR（商標）から市販さ
れているMICROLAN（商標）プロトコルの各製品等の概ね
同一の通信プロトコルの別の製品との互換性を確実にす
るために、ハードウエアのフォーマットおよびプロトコ
ル内のファウンドリー・ロック・データ（foundry lock
data）が記憶装置４００の中に記憶されている。この
処理により概ね同一の通信プロトコルにおいて動作する
ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）上に付加的
な外科装置と共にシステムを備える場合の規模を適宜に
変更できるようになる。

【００５２】図１０および図１１は発生装置コンソール
１０によりシース１１００を使用する際のエラー防止の
ための本発明による記憶装置４００または３０１の動作
を示しているフロー図である。ハンド・ピース３０を動
作する際のエラーを防ぐために、記憶装置４００または
３０１はハンド・ピース３０の動作をハンディキャップ
状態またはディスエーブル状態にすることの要否を決定
する場合に発生装置コンソール１０が利用できる特定の
診断情報を記憶できる。例えば、記憶装置４００または
３０１はハンド・ピースが活性である時間、一定時間内
における活性化の数、使用している欠陥のあるブレード
の数、動作温度、許容可能な温度の変化率、および例え
ば表１に記載するような任意のその他の特性についての
各制限値を含む情報を記憶できる。なお、当該技術分野
の熟練者であれば、別のエラー防止手段、診断および性
能の特性も記憶装置４００または３０１内に記憶できる
ことが理解できると考える。記憶装置４００または３０
１内に記憶可能な（表１に示すような）例示的な性能特
性は外科装置の種類の情報および修正データ（表１の列
１）、電流設定点（列２）、トランスデューサのキャパ
シタンス（列３）、ケーブルのキャパシタンス（列
４）、検査用の先端部またはエンド−イフェクタを備え
たハンド・ピースの場合の位相マージン（列５）、共振
振動数（列６）、残りの動作処理（列７）、動作振動数
の下方の限界値または閾値（列８）、動作振動数の上方
の限界値または閾値（列９）、最大出力（列１０）、出
力制御情報および認証（列１１）、ハンド・ピースのイ
ンピーダンス（列１２）、特定の出力レベルにおける全
体の定時情報（列１３および列１４）、ハンド・ピース
のイネーブル／ディスエーブル診断情報（列１５）、ハ
ンド・ピース・エラー・コード（列１６）、温度範囲お
よび変化データ（列１７，１８および１９）、電流過剰
負荷制限値（列２０）、高インピーダンス故障制限値
（列２１）、および巡回冗長検査（ＣＲＣ）データ（列
２２）を含む。さらに、ブレードの制振性等の別の特性
も記憶装置に記憶できる。

【００５３】さらに、記憶装置４００は使用者名等の使
用者の特異的なデータ、内部トラッキング番号、キャリ
ブレーション・スケジュール、およびカスタム・アウト
プット性能仕様を記憶できる。上記使用者の特異的なデ
ータは発生装置コンソール１０により操作またはプログ
ラムすることができ、あるいは工場においてエンド−イ
フェクタを作成する時に初期化できる。加えて、上記記
憶装置は焼灼器または自己発熱型装置、ホモジナイザー
および液化装置等の特殊化装置と共に使用できる。

【表１】

【００５４】図１２および図１３はそれぞれブレード／
シャーの記憶装置内に記憶されているパラメータにより
引き起こされる問題または困難に対する最終消費者への
警告方法を示すフロー図である。処置を実行する外科医
の能力を妨げるまたは低下させる可能性のある機能的可
能性を不利にするまたは減少する代わりに、本発明によ
る方法の特定の実施形態はその警告の性質による内容お
よびすぐ手近の外科的作業における適当な時点において
最終消費者が手動で停止することを可能にする。

【００５５】本発明の特定の実施形態によれば、ハンド
・ピース３０が使用のために活性化されると、発生装置
コンソール１０が診断情報について記憶装置４００また
は３０１を読み出す（工程６０１）。次に、工程６０３
において、発生装置コンソール１０はハンド・ピース３
０の温度が記憶装置４００に記憶されているハンディキ
ャップ制限値を超えているか否かを決定する。この制限
値を超えている場合に、発生装置コンソール１０はハン
ド・ピース３０に、例えば、一定の速度または振動周波
数よりも低く、または過剰発熱を避けるために凝固また
は切断等の制限状態のモードで動作する等のハンディキ
ャップ・モードで動作するように命令する（工程６０
５）。また、超えていない場合には、制御フローが工程
６０７に進み、この工程において、発生装置コンソール
１０はハンド・ピース３０の温度が記憶装置４００の中
に記憶されているディスエーブル制限値を超えているか
否かを決定する。この制限値を超えている場合に、発生
装置コンソール１０はハンド・ピース３０をディスエー
ブルにする（工程６０９）。また、超えていない場合に
は、制御フローが工程６１１に進み、この工程におい
て、発生装置コンソール１０はハンド・ピース３０を動
作している一定時間内に検出される欠陥のあるブレード
の数が記憶装置４００の中に記憶されているハンディキ
ャップ制限値を超えているか否かを決定する。この制限
値を超えている場合に、発生装置コンソール１０はハン
ド・ピース３０に、例えば、一定の速度または振動周波
数よりも低く、またはブレード３２が欠陥品になること
の発生を減少するために凝固または切断等の制限状態の
モードで動作することを含むハンディキャップ・モード
で動作するように命令する（工程６１３）。この工程６
１３におけるハンディキャップ・モードは上記工程６０
５におけるハンディキャップ・モードとは必ずしも同一
ではなく、上記の各工程６０３および工程６１１におけ
る各状況下でハンド・ピース３０を動作するためのそれ
ぞれの最適なモードにより決まる。

【００５６】検出された欠陥のあるブレードの数がその
ハンディキャップ制限値を超えていない場合には、制御
フローが工程６１５に進み、この工程において、発生装
置コンソール１０は一定の時間内に検出される欠陥のあ
るブレードの数が記憶装置４００内に記憶されているデ
ィスエーブル制限値を超えているか否かを決定する。こ
の制限値を超えている場合に、発生装置コンソール１０
はハンド・ピース３０をディスエーブルにする（工程６
０９）。また、この制限値を超えていない場合には、制
御フローが工程Ａを介して工程６１７に進み、この工程
において、発生装置コンソール１０はハンド・ピース３
０が活性化された時間が記憶装置４００内に記憶されて
いるハンディキャップ制限値を超えているか否かを決定
する。この制限値を超えている場合に、発生装置コンソ
ール１０はハンド・ピース３０に、例えば、一定の速度
または振動周波数よりも低く、または凝固または切断等
の制限状態のモードで動作することを含むハンディキャ
ップ・モードで動作するように命令する（工程６１
９）。この工程６１９におけるハンディキャップ・モー
ドは上記の工程６０５または６１３におけるハンディキ
ャップ・モードとは必ずしも同一ではなく、上記の各工
程６０３，６１１および６１７における状況下でハンド
・ピース３０を動作するためのそれぞれの最適なモード
により決まる。

【００５７】上記のハンド・ピース３０が活性化されて
いた時間がそのハンディキャップ制限値を超えていない
場合は、制御フローは工程６２１に進み、この工程にお
いて、発生装置コンソール１０はハンド・ピース３０が
活性化されていた時間が記憶装置４００の中に記憶され
ているディスエーブル制限値を超えているか否かを決定
する。この制限値を超えていれば、制御フローは、工程
Ｂを介して、工程６０９に進み、この工程において、発
生装置コンソール１０がハンド・ピース３０をディスエ
ーブルにする。また、上記の制限値を超えていなけれ
ば、制御フローは工程６２３に進み、この工程におい
て、発生装置コンソール１０は一定時間内におけるハン
ド・ピース３０の活性化の数が記憶装置４００の中に記
憶されているハンディキャップ制限値を超えているか否
かを決定する。この制限値を超えている場合に、発生装
置コンソール１０はハンド・ピース３０に、例えば、一
定の速度または振動周波数よりも低く、または凝固また
は切断等の制限状態のモードで動作することを含むハン
ディキャップ・モードで動作するように命令する（工程
６２５）。この工程６２５におけるハンディキャップ・
モードは上記の各工程６０５，６１３または６１９にお
けるハンディキャップ・モードとは必ずしも同一ではな
く、上記の各工程６０３，６１１，６１７および６２３
における状況下でハンド・ピース３０を動作するための
それぞれの最適なモードに応じて決まる。

【００５８】上記の一定時間内におけるハンド・ピース
３０の活性化の数がそのハンディキャップ制限値を超え
ていない場合は、制御フローは工程６２７に進み、この
工程において、発生装置コンソール１０が一定時間内に
おけるハンド・ピース３０の活性化の数が記憶装置４０
０の中に記憶されているディスエーブル制限値を超えて
いるか否かを決定する。この制限値を超えている場合
に、制御フローは、工程Ｂを介して、工程６０９に進
み、この工程において、発生装置コンソール１０はハン
ド・ピース３０をディスエーブルにする。また、上記の
制限値を超えていない場合には、制御フローが、工程Ｃ
を介して、工程６０１に進み、当該工程から、ハンド・
ピース３０をディスエーブル状態にするまで、この本発
明の特定の実施形態による上記の各処理工程が反復可能
になる。

【００５９】上記の図１０および図１１について本明細
書において説明した各ディスエーブル制限値および各ハ
ンディキャップ制限値はハンド・ピース３０の動作モー
ドを決定するための発生装置コンソール１０に対応する
実質的に異なる基準値にすることができる。記憶装置４
００はハンド・ピース３０の変更された動作条件に対応
する異なるディスエーブル制限値またはハンディキャッ
プ制限値に対してそれぞれ再初期化することが可能であ
る。発生装置コンソール１０も同様にこの記憶装置４０
０内に記憶されている情報に基づいてハンド・ピース３
０の動作モードを制御するための変更された基準値に応
じて動作するように再初期化できる。

【００６０】図１４はハンド・ピース３０を使用してい
る発生装置コンソール１０を再プログラムまたはアップ
グレードするための本発明による記憶装置４００の動作
を示しているフロー図である。先ず工程８０１におい
て、発生装置コンソール１０は当該コンソールの諸機能
について診断検査を行なう。例えば、変更、ディスエー
ブル、または付加が必要な機能等のいずれかの機能が不
適当と考えられるか否かについて工程８０３において決
定される。例えば、上記の図１０および図１１について
本明細書において説明したエラー防止機能を付加するこ
とが必要になる可能性があり、あるいは、各ハンディキ
ャップ制限値および各動作モードは再初期化することが
必要になる可能性がある。特定の機能が不適当であると
決定された場合に、制御フローは工程８０７に進む。こ
の工程８０７において、発生装置コンソール１０は再プ
ログラム・コードが工程８００において記憶されている
ハンド・ピース３０の記憶装置４００を読み出す。この
記憶装置４００からの再プログラム・コードを用いて、
発生装置コンソール１０の各機能が再プログラム処理さ
れる。

【００６１】一方、上記工程８０３においてコンソール
１０の各機能が適当であり、記憶装置が比較的新しいバ
ージョンのプログラムを備えていることが決定される
と、発生装置コンソール１０は制御フローを工程８０５
に進める。この工程８０５においては、発生装置コンソ
ール１０のためのアップグレードが必要であるか否かが
決定される。必要である場合には、制御フローが工程８
０７に進む。この工程８０７において、発生装置コンソ
ール１０は工程８００において再プログラムまたはアッ
プグレードのコードが既に記憶されているハンド・ピー
ス３０の記憶装置４００を読み出す。この記憶装置４０
０からの再プログラムまたはアップグレード・コードの
読出し情報を用いて、発生装置コンソール１０の各機能
が再プログラムまたはアップグレードされる。例えば、
発生装置コンソール１０はハンド・ピースの特定の世代
またはバージョンに対して動作上の困難点がある場合
に、記憶装置４００からのアップグレード情報が発生装
置コンソール１０に命令してこのハンド・ピースの比較
的新しいバージョンまたは世代のみに対してその使用が
可能になるようにする。記憶装置４００はさらに動作上
の困難点または欠点を有している世代またはバージョン
に従うハンド・ピースの特定群に対応する製造日、設計
バージョン、製造コード、ロット・コードまたはその他
の製造に関連する情報を含む情報も記憶することが可能
であり、これらの情報により発生装置コンソール１０が
再プログラムまたはアップグレードされてこのようなハ
ンド・ピースに対する使用における活性化を拒否するこ
とが可能になる。

【００６２】再プログラムまたはアップグレードのコー
ドを記憶することに加えて、記憶装置４００は発生装置
コンソール１０によりハンド・ピース３０を動作するた
めの性能基準を記憶できる。例えば、大規模な外科処置
用の比較的大型のハンド・ピースと同程度の強度である
エネルギー・レベルにおいては比較的小形のハンド・ピ
ースが駆動できないので、記憶装置４００は特定のハン
ド・ピース３０を駆動するための最大エネルギー・レベ
ル等のエネルギー・レベル情報を記憶できる。このハン
ド・ピース３０を駆動するためのエネルギー・レベルに
相関する情報およびこれに対応する出力変位も記憶装置
４００の中に記憶できる。発生装置コンソール１０はこ
の記憶装置４００の中に記憶されているエネルギー・レ
ベル情報を読み出して、これに対応する出力変位により
ハンド・ピース３０を駆動する。エネルギー・レベル情
報に加えて、振幅変調および共振振動数の種類等の駆動
信号特性が記憶装置４００に記憶できる。これらの記憶
装置４００内に記憶された情報を用いて、発生装置コン
ソール１０およびハンド・ピース３０は図１０および図
１１について本明細書において説明したエラー防止、お
よび図１４について本明細書において説明した発生装置
コンソール１０の再プログラムまたはアップグレードを
行なうことができる。

【００６３】図２，図３および図４について本明細書に
おいて説明し、本明細書に参考文献として含まれる関連
の米国特許出願第０９／６９３，６２１号に記載されて
いるように、動作モードにおけるハンド・ピース３０の
各部品は、全体として、概ね同一の共振振動数において
振動するように設計されており、この場合のハンド・ピ
ース３０の各構成要素は結果として得られる各要素の長
さが１／２波長になるように同調される。位相修正アル
ゴリズムを使用しているマイクロプロセッサまたはＤＳ
Ｐ６０はハンド・ピース３０の各部品が振動する周波数
を制御する。ハンド・ピース３０の活性時に、この振動
周波数が始動値またはハンド・ピース３０の記憶装置４
００内に記憶されている５０ｋＨｚ等の公称の共振振動
数に設定される。その後、共振振動数への接近を示すイ
ンピーダンスにおける変化が検出されるまで、それぞれ
の値が記憶装置４００内に記憶されている開始時掃引点
と停止時掃引点との間の振動数範囲の掃引がＤＳＰ６０
の制御下で行なわれる。このインピーダンスにおける変
化は、例えば、関連の米国特許出願第０９／６９３，６
２１号に記載されるようにハンド・ピース３０の動作を
制御するためのアルゴリズムを数学的にモデル化するた
めの並列等価回路のインピーダンス値を言う。さらに、
共振振動数が得られると、ハンド・ピース３０の各部品
がその振動数において振動される。

【００６４】図１５は記憶装置４００に記憶されている
情報により一定の共振振動数において本発明によるハン
ド・ピース３０の動作を示しているフロー図である。ハ
ンド・ピース３０が活性化されると（工程９０１）、発
生装置コンソール１０はハンド・ピース３０の記憶装置
４００を読出し（工程９０３）、公称の共振振動数およ
び開始時掃引点および停止時掃引点により範囲が定めら
れている振動数範囲を含む共振振動数においてハンド・
ピース３０を動作するために必要な情報を取り出す（工
程９０５）。この振動数範囲内の振動数掃引がＤＳＰ６
０の制御下において行なわれる（工程９０７）。次に、
共振振動数の検出が工程９０９において行なわれる。共
鳴振動数が検出されなかった場合は、制御フローは工程
９０７に戻り、この工程において、上記の振動数掃引が
継続される。また、共鳴振動数が検出されると、制御フ
ローは工程９１１に進み、この工程において、ハンド・
ピース３０の各部品がその共振振動数において振動され
る。

【００６５】図１６は記憶装置４００内に記憶されてい
る情報を使用する一定の共振振動数における本発明によ
るハンド−ピース３０の動作の別の実施形態を示してい
る図である。振動数掃引のための一定の振動数範囲の開
始時および停止時の各掃引点の代わりに、記憶装置４０
０または３０１は公称の共振振動するおよびバイアス量
を記憶する。発生装置コンソール１０はこの公称の共振
振動数からバイアス量を引き足しして開始時および停止
時の各掃引点をそれぞれ計算する。バイアス量を超える
比較的小さい量のマージンが共振振動数を探索するため
の振動数掃引を行なう振動数範囲における開始時および
停止時の各掃引点にそれぞれ到達するようにバイアス量
に付加される。共振振動数が検出されると、ハンド・ピ
ース３０の各部品がその共振振動数において振動され
る。

【００６６】図１５により、記憶装置４００または３０
１の中に記憶されている情報による一定の共振振動数に
おける本発明によるハンド・ピース３０の動作をこの特
定の実施形態に従って説明する。ハンド・ピース３０が
活性化されると（工程９０１）、発生装置コンソール１
０がハンド・ピース３０の記憶装置４００を読み出し
て、上記公称の共振振動数、バイアス量およびマージン
量を含む共振振動数においてハンド・ピース３０を動作
するために必要な情報を取り出し（工程９０５）、これ
らの情報から一定の振動数範囲が図１６について本明細
書において説明するように追随的に計算される。この発
生装置コンソール１０は公称の共振振動数から上記バイ
アス量を引き足しすることにより開始時および停止時の
各掃引点をそれぞれ計算する。さらに、上記振動数範囲
における開始時および停止時の各掃引点にそれぞれ到達
するために上記バイアス量を超える比較的小さい量のマ
ージン量がこのバイアス量に付加されて、この振動数範
囲内において一定の共振振動数を探索するための振動数
掃引が行なわれる。この振動数範囲内の振動数掃引はＤ
ＳＰの制御下で行なわれる（工程９０７）。その後、共
振振動数の検出が工程９０９において行われる。この共
振振動数が検出されない場合は、制御フローが工程９０
７に戻り、この工程９０７において振動数掃引が継続さ
れる。また、共振振動数が検出されると、制御フローは
工程９１１に進み、この工程９１１においてハンド・ピ
ース３０の各部品がその共振振動数において振動され
る。

【００６７】本発明による超音波外科ハンド・ピース３
０のための記憶装置４００はそのエンド−イフェクタの
シースの中に配置されている。あるいは、記憶装置３０
１，３０２または３０３をシャーまたはシャー状の装置
またはその他の装置におけるグリップ、取付部分、また
はハンドル部分の中に配置することもできる。さらに、
記憶装置４００は電気的コネクタ、ハンド・ピース３０
のハウジング内、またはケーブル２６の中のイン−ライ
ン位置を含む１個以上の場所に配置することも可能であ
る。ＥＥＰＲＯＭにすることに加えて、上記記憶装置４
００は読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去プログラム可
能な読出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、ランダム・アク
セス・メモリ（ＲＡＭ）または単電池（セル）、電池
（バッテリ）、またはスーパー・コンデンサ等のコンデ
ンサにより電力供給される任意のその他の揮発性記憶装
置の内の１種または組み合わせとすることができる。さ
らに、記憶装置４００はプログラム可能アレイ論理（Ｐ
ＡＬ）、プログラム可能論理アレイ（ＰＬＡ）、アナロ
グ・シリアル記憶デバイス、音響記憶一体型回路または
同様のデバイス、または暗号化のためのマイクロプロセ
ッサ等の数値操作デバイスを伴うメモリ・デバイスとす
ることもできる。さらに、記憶装置４００はエンド−イ
フェクタの代わりにハンド・ピース３０の中に差し込む
ことのできる非ハンド・ピース型の装置内に配置でき
る。

【００６８】さらに別の実施形態において、上記ブレー
ドまたはシャーまたはエンド−イフェクタはハンド・ピ
ースに対して直接的によりはむしろスイッチ・アダプタ
またはアダプタに対して電気的に連絡している。このス
イッチ・アダプタは信号をハンド・ピースに対して直接
的にまたは中間の処理を介して伝達して、ブリッジとし
て作用する。この一例を図２１に示しており、この場合
におけるスイッチ・アダプタ２００５はハンド・ピース
２０００とブレード・メモリ接触端子２００４とに対す
る接触端子を有している。この構成は、このアダプタが
スイッチ・アダプタであり、ブレード・メモリからハン
ド・ピースに直接的に配線を通すための十分な空間的余
裕が無い場合に特に有用である。

【００６９】別の実施形態において、上記記憶装置は直
接的な電気的接続の代わりに電磁的連結を介してハンド
・ピースまたはアダプタに対して連絡している。この方
法においては、上記記憶装置および支援用の電子部品を
コイルに接続して、これらの全てをブレードまたはシャ
ーまたはエンド−イフェクタの中に取り付ける。この一
例を図２２に示しており、この場合におけるコイル１０
０１はブレードまたはシャーの上部または内部に配置さ
れているメモリ・コイル１００２に対して比較的近くに
配置されているハンド・ピースまたはスイッチ・アダプ
タまたはアダプタの中に配置されている。発生装置コン
ソール内の回路がこのコイル１００１を駆動して読み出
しを行なう。これにより、上記の記憶装置は直接的な配
線接続を用いることなく発生装置コンソールにより読み
出しおよび／または書込みされる。この方法はエンド−
イフェクタの製造における複雑さを減少するので直接的
な電気的接続よりも有利である。さらに、この方法は、
記憶装置内のデータにより既に行なった使用数等を知る
こと、または無菌パッケージを開けることなくソフトウ
エアのアップグレードを可能にすることが必要である
が、都合よく開けることのできない無菌パッケージ内に
包装されているブレードまたはシャーまたはその他のエ
ンド−イフェクタの記憶装置に対する読み出しおよび／
または書込みも可能にする。

【００７０】図１８，図１９および図２０はそれぞれ等
角図、側面図および側断面図により本発明によるエンド
−イフェクタ内の持久記憶装置（ＥＥＰＲＯＭ等）を伴
う超音波外科ハンド・ピースの特定の実施形態を示して
いる図である。

【００７１】上記のＥＥＰＲＯＭ４００はハンド・ピー
ス３０または超音波ブレード３２のハウジングの中に嵌
め込まれている。このＥＥＰＲＯＭ４００は出力／デー
タ接触端子１１２０および接地接触端子１１１０を伴う
２個の端子を有している。このＥＥＰＲＯＭ４００はイ
ンサート成形処理または二次ショット成形処理によりハ
ンド・ピース３０の中に嵌め込まれる。また、このＥＥ
ＰＲＯＭ４００はブレード３２に接触している接地接触
端子１１１０がトランスデューサ３６（図６）に対して
接続できるように取り付けまたは配置されている。出力
／データ接触端子１１２０を介するもう一方の端子はハ
ンド・ピース３０からＥＥＰＲＯＭ４００に対する出力
またはデータの配線連絡を可能にする位置に成形されて
いる。

【００７２】特に図２０において、上記接地接触端子１
１１０と共にＥＥＰＲＯＭ４００に配線されている金属
シム１１４０が示されている。この金属シム１１４０を
操作することにより、接地接触端子１１１０はトランス
デューサ３６から絶縁しているブレード３２の外部接触
端子に対して接続できる。さらに、上記出力／データ接
触端子１１２０と共に上記ＥＥＰＲＯＭ４００を当該接
触端子１１２０に接続するＥＥＰＲＯＭ配線１１３０が
示されている。このＥＥＰＲＯＭ４００とハンド・ピー
ス３０との間の接触端子はブレードの認識を決定および
認証するために十分な長さだけの一時的な接続手段とす
ることができる。

【００７３】以上において本発明をその好ましい実施形
態について特定的に詳細に図示し説明したが、これらの
実施形態はこれら以外の形態を排除することを目的とし
ておらず、あるいは本明細書に開示したこれらの正確な
形態に本発明を限定することを目的としていない。当該
技術分野における熟練者であれば、上記の形態および詳
細部分における多くの変更が本発明の範囲および趣旨か
ら逸脱することなく行なえることが理解できると考え
る。同様に、本明細書において説明したいずれの処理工
程も他の工程と交換して実質的に同一の結果を得ること
ができる。このような変更の全ては本発明の範囲内に含
まれると考えられ、これらは本明細書に記載した特許請
求の範囲およびこれらに等価な各実施態様により定めら
れる。

【００７４】本発明の実施態様は以下の通りである。 （１）前記連続状のデータが著作権化されている請求項
２に記載のシステム。 （２）前記連続状のデータが著作権化されている請求項
３に記載のシステム。 （３）前記記憶装置が一定のアラーム制限値および一定
のディスエーブル制限値を記憶しており、前記コンソー
ルが前記ハンド・ピースに、当該ハンド・ピースの温度
が前記一定のアラーム制限値を超えた場合に、一定のア
ラーム・モードで動作するように命令し、さらに前記コ
ンソールが、前記ハンド・ピースの温度が前記一定のデ
ィスエーブル制限値を超えた場合に、当該ハンド・ピー
スをディスエーブルにする請求項２に記載のシステム。 （４）前記記憶装置が一定のアラーム制限値および一定
のディスエーブル制限値を記憶しており、前記コンソー
ルが前記ハンド・ピースに、当該ハンド・ピースの温度
が前記一定のアラーム制限値を超えた場合に、一定のア
ラーム・モードで動作するように命令し、さらに前記コ
ンソールが、前記ハンド・ピースの温度が前記一定のデ
ィスエーブル制限値を超えた場合に、当該ハンド・ピー
スをディスエーブルにする請求項３に記載のシステム。 （５）前記記憶装置が一定のアラーム制限値および一定
のディスエーブル制限値を記憶しており、前記コンソー
ルが前記ハンド・ピースに、当該ハンド・ピースの温度
が前記一定のアラーム制限値を超えた場合に、一定のア
ラーム・モードで動作するように命令し、さらに前記コ
ンソールが、前記ハンド・ピースの温度が前記一定のデ
ィスエーブル制限値を超えた場合に、当該ハンド・ピー
スをディスエーブルにする請求項１に記載のシステム。

【００７５】（６）前記ハンド・ピースがさらに音を出
して潜在的に危険な状態を通知するアラームを備えてい
る請求項５に記載のシステム。 （７）さらに、スイッチ・アダプタを備えており、前記
記憶装置が直接的な接触端子を介して当該スイッチ・ア
ダプタに電気的に連絡しており、前記スイッチ・アダプ
タが前記ハンド・ピースに対して情報を伝達する請求項
６に記載のシステム。 （８）さらに、アダプタを備えており、前記記憶装置が
電磁的信号連結手段を介して当該アダプタに電気的に連
絡しており、前記アダプタが前記ハンド・ピースに対し
て前記電磁的信号連結手段を介して情報を伝達する請求
項６に記載のシステム。 （９）さらに、スイッチ・アダプタを備えており、前記
記憶装置が電磁的信号連結手段を介して前記ハンド・ピ
ースに電気的に連絡しており、前記スイッチ・アダプタ
が前記ハンド・ピースに対して前記電磁的信号連結手段
を介して情報を伝達する請求項６に記載のシステム。 （１０）さらに、スイッチ・アダプタを備えており、当
該アダプタが直接的な接触端子を介して前記ハンド・ピ
ースに電気的に連絡している請求項６に記載のシステ
ム。

【００７６】（１１）前記記憶装置が焼灼装置、ホモジ
ナイザーおよび液化装置から成る群から選択される特殊
化装置と共に使用される請求項６に記載のシステム。 （１２）前記記憶装置が前記ハンド・ピースの特定の種
類に対する互換性を決定するため、および当該ハンド・
ピースに対して互換性が無いことが決定された場合にそ
のハンド・ピースの使用をブロックするために使用され
る請求項６に記載のシステム。 （１３）前記記憶装置の中にプログラムされているファ
ームウエア内において実行される巡回冗長検査（ＣＲ
Ｃ）により前記ハンド・ピースが前記コンソールによる
使用について認証される請求項１に記載のシステム。 （１４）前記連続状のデータが暗号化されており、前記
コンソール内の対応する暗号化アルゴリズムを解読して
一定の応答データ・パターンを供給することにより前記
ハンド・ピースが前記コンソールによる使用について認
証される請求項１に記載のシステム。 （１５）前記記憶装置が一定のハンディキャップ制限値
および一定のディスエーブル制限値を記憶しており、前
記コンソールが前記ハンド・ピースに、当該ハンド・ピ
ースの温度が前記一定のハンディキャップ制限値を超え
た場合に、一定のハンディキャップ・モードで動作する
ように命令し、さらに前記コンソールが、前記ハンド・
ピースの温度が前記一定のディスエーブル制限値を超え
た場合に、当該ハンド・ピースをディスエーブルにする
請求項１に記載のシステム。

【００７７】（１６）前記記憶装置が一定のハンディキ
ャップ制限値および一定のディスエーブル制限値を記憶
しており、前記コンソールが前記ハンド・ピースに、当
該ハンド・ピースを動作している一定時間内に検出され
る欠陥のあるブレードの数が前記一定のハンディキャッ
プ制限値を超えた場合に、一定のハンディキャップ・モ
ードで動作するように命令し、さらに前記コンソール
が、前記一定時間内に検出される欠陥のあるブレードの
数が前記一定のディスエーブル制限値を超えた場合に、
当該ハンド・ピースをディスエーブルにする請求項１に
記載のシステム。 （１７）前記記憶装置が一定のハンディキャップ制限値
および一定のディスエーブル制限値を記憶しており、前
記コンソールが前記ハンド・ピースに、当該ハンド・ピ
ースが活性であった時間が前記一定のハンディキャップ
制限値を超えた場合に、一定のハンディキャップ・モー
ドで動作するように命令し、さらに前記コンソールが、
前記ハンド・ピースが活性であった時間が前記一定のデ
ィスエーブル制限値を超えた場合に、当該ハンド・ピー
スをディスエーブルにする請求項１に記載のシステム。 （１８）前記記憶装置が一定のハンディキャップ制限値
および一定のディスエーブル制限値を記憶しており、前
記コンソールが前記ハンド・ピースに、一定時間内にお
ける当該ハンド・ピースの活性化の数が前記一定のハン
ディキャップ制限値を超えた場合に、一定のハンディキ
ャップ・モードで動作するように命令し、さらに前記コ
ンソールが、前記一定時間内におけるハンド・ピースの
活性化の数が前記一定のディスエーブル制限値を超えた
場合に、当該ハンド・ピースをディスエーブルにする請
求項１に記載のシステム。 （１９）前記一定のハンディキャップ制限値および前記
一定のディスエーブル制限値が前記ハンド・ピースの変
更された各動作条件に基づいて再初期化される実施態様
（１５）に記載のシステム。 （２０）前記コンソールの再プログラムが必要であるこ
とが決定された場合に、前記記憶装置の中に記憶されて
いる再プログラム・コードを読み出すことにより当該コ
ンソールが再プログラム処理され、前記コンソールのア
ップグレードが必要であることが決定された場合に、前
記記憶装置の中に記憶されているアップグレード・コー
ドを読み出すことにより当該コンソールがアップグレー
ド処理される請求項１に記載のシステム。

【００７８】（２１）前記コンソールが前記エンド−イ
フェクタの代わりに前記ハンド・ピースにプラグを介し
て差し込まれている非ハンド・ピース型装置の持久記憶
装置から再プログラム・コードおよびアップグレード・
コードを読み出す実施態様（２０）に記載のシステム。 （２２）前記記憶装置の中に記憶される情報がエネルギ
ー・レベル情報および対応する出力変位に相関してお
り、前記コンソールが当該エネルギー・レベル情報を読
み出して当該対応する出力変位に応じて前記ハンド・ピ
ースを動作する請求項１に記載のシステム。 （２３）前記記憶装置の中に記憶される情報が公称の共
振振動数、一定の振動数範囲を定めている開始時掃引点
および停止時掃引点を含み、前記ハンド・ピースを動作
するための一定の共振振動数を検出するために振動数掃
引が前記一定の振動数範囲内において前記コンソールの
制御下で行なわれる請求項１に記載のシステム。 （２４）前記記憶装置の中に記憶される情報が公称の共
振振動数、一定の振動数範囲を計算するためのバイアス
量およびマージン量を含み、前記ハンド・ピースを動作
するための一定の共振振動数を検出するために振動数掃
引が前記一定の振動数範囲内において前記コンソールの
制御下で行なわれる請求項１に記載のシステム。 （２５）前記記憶装置が電気的消去プログラム可能な読
出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、読出し専用メモリ
（ＲＯＭ）、消去プログラム可能な読出し専用メモリ
（ＥＰＲＯＭ）、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡ
Ｍ）、プログラム可能アレイ論理（ＰＡＬ）、プログラ
ム可能論理アレイ（ＰＬＡ）、アナログ・シリアル記憶
デバイス、音響記憶一体型回路、暗号化のためのマイク
ロプロセッサ等の数値操作デバイスを伴うメモリ・デバ
イス、および単電池（セル）、電池（バッテリ）および
コンデンサにより構成されているデバイスにより電力供
給される揮発性記憶装置により構成されている請求項１
に記載のシステム。

【００７９】（２６）さらに、前記コンソール内の暗号
化アルゴリズムを解読する工程と、一定の応答データ・
パターンを供給する工程を含み、前記連続状のデータが
暗号化されているコードである請求項７に記載の方法。 （２７）さらに、前記ハンド・ピースの温度が一定のハ
ンディキャップ制限値を超える場合に、当該ハンド・ピ
ースに一定のハンディキャップ・モードで動作するよう
に命令する工程と、前記ハンド・ピースの温度が一定の
ディスエーブル制限値を超える場合に当該ハンド・ピー
スをディスエーブルにする工程を含む請求項７に記載の
方法。 （２８）さらに、前記ハンド・ピースを動作している一
定時間内に検出される欠陥のあるブレードの数が一定の
ハンディキャップ制限値を超える場合に、当該ハンド・
ピースに一定のハンディキャップ・モードで動作するよ
うに命令する工程と、前記一定時間内に検出される欠陥
のあるブレードの数が一定のディスエーブル制限値を超
える場合に前記ハンド・ピースをディスエーブルにする
工程を含む請求項７に記載の方法。 （２９）さらに、前記ハンド・ピースが活性であった時
間が一定のハンディキャップ制限値を超える場合に、当
該ハンド・ピースに一定のハンディキャップ・モードで
動作するように命令する工程と、前記ハンド・ピースが
活性であった時間内に検出される欠陥のあるブレードの
数が一定のディスエーブル制限値を超える場合に前記ハ
ンド・ピースをディスエーブルにする工程を含む請求項
７に記載の方法。 （３０）さらに、一定時間内における前記ハンド・ピー
スの活性化の数が一定のハンディキャップ制限値を超え
る場合に、当該ハンド・ピースに一定のハンディキャッ
プ・モードで動作するように命令する工程と、前記一定
時間内におけるハンド・ピースの活性化の数が一定のデ
ィスエーブル制限値を超える場合に前記ハンド・ピース
をディスエーブルにする工程を含む請求項７に記載の方
法。

【００８０】（３１）さらに、前記ハンド・ピースの変
更された各動作条件に前記ハンディキャップ制限値およ
び前記ディスエーブル制限値を再初期化する工程を含む
実施態様（２７）に記載の方法。 （３２）さらに、前記コンソールの再プログラムが必要
であるか否かを決定する工程と、前記コンソールの再プ
ログラムが必要であることが決定された場合に、前記記
憶装置の中に記憶されている再プログラム・コードを読
み出して当該再プログラム・コードにより前記コンソー
ルを再プログラム処理する工程と、前記コンソールのア
ップグレードが必要であるか否かを決定する工程と、前
記コンソールのアップグレードが必要であることが決定
された場合に、前記記憶装置の中に記憶されているアッ
プグレード・コードを読み出して当該アップグレード・
コードにより前記コンソールをアップグレード処理する
工程を含む請求項７に記載の方法。 （３３）さらに、前記記憶装置の中に記憶されているエ
ネルギー・レベル情報を読み出す工程と、対応する出力
変位に応じて前記ハンド・ピースを駆動する工程を含
み、前記記憶装置の中に記憶されているエネルギー・レ
ベル情報が前記ハンド・ピースを駆動するための対応す
る出力変位に相関されている請求項７に記載の方法。 （３４）さらに、前記記憶装置から公称の共振振動数、
一定の振動数範囲を定めている開始時掃引点および停止
時掃引点を読み出す工程と、前記一定の振動数範囲内に
おいて振動数掃引を行なう工程と、前記ハンド・ピース
を動作するための一定の共振振動数を検出する工程を含
む請求項７に記載の方法。 （３５）さらに、前記記憶装置から公称の共振振動数、
一定のバイアス量および一定のマージン量を読み出す工
程と、前記公称の共振振動数、バイアス量およびマージ
ン量に基づいて一定の振動数範囲を計算する工程と、前
記一定の振動数範囲内において振動数掃引を行なう工程
と、前記ハンド・ピースを動作するための一定の共振振
動数を検出する工程を含む請求項７に記載の方法。

【００８１】（３６）さらに、前記エンド−イフェクタ
に対する使用数のトラックを維持する工程と、前記エン
ド−イフェクタに対して許容されている残りの使用数の
トラックを維持する工程を含む請求項７に記載の方法。 （３７）前記連続状のデータが著作権化されている請求
項８に記載のシステム。 （３８）前記記憶装置が一定のアラーム制限値および一
定のディスエーブル制限値を記憶しており、前記コンソ
ールが前記ハンド・ピースに、当該ハンド・ピースの温
度が前記一定のアラーム制限値を超えた場合に、一定の
アラーム・モードで動作するように命令し、さらに前記
コンソールが、前記ハンド・ピースの温度が前記一定の
ディスエーブル制限値を超えた場合に、当該ハンド・ピ
ースをディスエーブルにする請求項８に記載のシステ
ム。

【００８２】

【発明の効果】従って、本発明によれば、従来技術にお
ける不都合点を解消する外科処置を行なうための改善さ
れた超音波外科システムおよび方法が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法を実施するための超音波外科切断
および止血システム用のコンソール、およびハンド・ピ
ースおよびフット・スイッチの斜視図である。

【図２】図１のシステムにおける超音波外科用メスのハ
ンド・ピースにおける概略的切断図である。

【図３】本発明の実施形態によるハンド・ピースに対応
するシステムを示しているブロック図である。

【図４】本発明の実施形態によるハンド・ピースに対応
するシステムを示しているブロック図である。

【図５】図４の出力変圧器８６のトランスデューサ駆動
回路の概略図である。

【図６】本発明による超音波外科ハンド・ピース内のエ
ンド−イフェクタのシース部分内における持久記憶装置
を示している概略図である。

【図７】本発明による超音波シャーのハンドル／グリッ
プ／取付部分（非シース部分）内の持久記憶装置を示し
ている概略図である。

【図８】超音波外科ハンド・ピースの不適正な使用を防
ぐための専有ロックアウト手法としての本発明による持
久記憶装置の動作を示しているフロー図である。

【図９】本発明による持久記憶装置の動作を示している
フロー図である。

【図１０】超音波外科ハンド・ピースの使用時における
エラー防止のための本発明による持久記憶装置の動作を
示しているフロー図である。

【図１１】超音波外科ハンド・ピースの使用時における
エラー防止のための本発明による持久記憶装置の動作を
示しているフロー図である。

【図１２】本発明による持久記憶装置の動作を示してい
るフロー図である。

【図１３】本発明による持久記憶装置の動作を示してい
るフロー図である。

【図１４】ハンド・ピースを使用しているコンソールを
再プログラムまたはアップグレードするための本発明に
よる持久記憶装置の動作を示しているフロー図である。

【図１５】本発明による記憶装置内に記憶されている情
報による共振振動数における超音波外科ハンド・ピース
の動作を示しているフロー図である。

【図１６】本発明による持久記憶装置内に記憶されてい
る情報による共振振動数におけるハンド・ピースの動作
の別の実施形態を示している説明図である。

【図１７】ハンド・ピースの動作を避けるための振動数
がブレード／シャーの記憶装置内に備えられている別の
実施形態を示している説明図である。

【図１８】本発明によるエンド−イフェクタ内に持久記
憶装置を備えている超音波外科ハンド・ピースの一部分
の等角図である。

【図１９】本発明によるエンド−イフェクタ内に持久記
憶装置を備えている超音波外科ハンド・ピースの一部分
の側面図である。

【図２０】本発明によるエンド−イフェクタ内に持久記
憶装置を備えている超音波外科ハンド・ピースの一部分
の側断面図である。

【図２１】本発明によるハンド・ピースに持久記憶装置
の信号を橋絡するためのハンド・ピース・アダプタを使
用している別の実施形態を示している概略図である。

【図２２】本発明による持久記憶装置に対して記憶装置
のデータを送受するための電磁的連結手段を示している
概略図である。

【符号の説明】

１０ 発生装置コンソール ２０ ケーブル ３０ ハンド・ピース ３２ ブレード（エンド−イフェクタ） ３６ トランスデューサ ４０ フット・スイッチ ５０ ケーブル ３００ シャー ４００ 記憶装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート・ピー・ジル アメリカ合衆国、45040 オハイオ州、メ イソン、ノッティンガム・ウェイ 9122 (72)発明者 ウィリアム・ティー・ドノフリオ アメリカ合衆国、45249 オハイオ州、シ ンシナティ、タナガーウッズ・ドライブ 8755 (72)発明者 リチャード・エフ・シュウェンバーガー アメリカ合衆国、45247 オハイオ州、シ ンシナティ、イーグル・クリーク・ロード 8250 Ｆターム(参考） 4C060 FF02 FF12 GG02 JJ17 JJ25 MM24

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外科処置を実行するためのシステムにお
   いて、 シースを伴うエンド−イフェクタを有する超音波外科ハ
   ンド・ピースを備えており、当該エンド−イフェクタが
   ブレード、シャー、はさみおよび鉗子から成る群から選
   択される１種類であり、さらに、 前記ハンド・ピースを制御するための発生装置コンソー
   ルを備えており、当該コンソールが前記ハンド・ピース
   を駆動するための駆動電流を送り、当該駆動電流が前記
   ブレードに対して長手方向の超音波動作を与え、さら
   に、 前記エンド−イフェクタのシースの中に配置されている
   記憶装置を備えており、前記コンソールが著作権化され
   た連続状のデータが存在しているか否かを決定するため
   に当該記憶装置の中に記憶されている情報を読み出し、 前記連続状のデータが存在している場合に、前記ハンド
   ・ピースが前記コンソールによる使用について認証され
   るシステム。
2. 【請求項２】 外科処置を実行するためのシステムにお
   いて、 エンド−イフェクタを有する超音波外科ハンド・ピース
   と、 前記ハンド・ピースを制御するための発生装置コンソー
   ルを備えており、当該コンソールが前記ハンド・ピース
   を駆動するための駆動電流を送り、当該駆動電流が前記
   エンド−イフェクタに対して長手方向の超音波動作を与
   え、さらに、 グリップ、ハンドルおよび取付部分から成る群から選択
   される前記エンド−イフェクタの一部分の中に配置され
   ている記憶装置を備えており、前記コンソールが連続状
   のデータが存在しているか否かを決定するために当該記
   憶装置の中に記憶されている情報を読み出し、 前記連続状のデータが存在している場合に、前記ハンド
   ・ピースが前記コンソールによる使用について認証され
   るシステム。
3. 【請求項３】 外科処置を実行するためのシステムにお
   いて、 エンド−イフェクタを有する超音波外科ハンド・ピース
   と、 前記ハンド・ピースを制御するための発生装置コンソー
   ルを備えており、当該コンソールが前記ハンド・ピース
   を駆動するための駆動電流を送り、当該駆動電流が前記
   エンド−イフェクタに対して長手方向の超音波動作を与
   え、さらに、 前記エンド−イフェクタのブレード取付ハブと共に配置
   されている記憶装置を備えており、前記コンソールが連
   続状のデータが存在しているか否かを決定するために当
   該記憶装置の中に記憶されている情報を読み出し、前記
   連続状のデータが存在している場合に、前記ハンド・ピ
   ースが前記コンソールによる使用について認証されるシ
   ステム。
4. 【請求項４】 外科処置を実行するためのシステムにお
   いて、 着脱自在のエンド−イフェクタを有する超音波外科ハン
   ド・ピースと、 前記ハンド・ピースを制御するための発生装置コンソー
   ルを備えており、当該コンソールが前記ハンド・ピース
   を駆動するための駆動電流を送り、当該駆動電流が前記
   エンド−イフェクタに対して長手方向の超音波動作を与
   え、さらに、 前記エンド−イフェクタと共に配置されている記憶装置
   を備えており、前記コンソールが当該記憶装置の中に使
   用経過および診断情報および形態情報を書き込み、 前記診断情報が活性化の数、活性化の持続時間、使用間
   の実質的な時間を伴う使用数、診断エラー・コード、イ
   ネーブル状態の使用、ディスエーブル状態の使用、発生
   装置コンソールの連続番号、およびハンド・ピースの連
   続番号から成る群から選択されるシステム。
5. 【請求項５】 外科処置を実行するためのシステムにお
   いて、 ブレードおよびシャーから成る群から選択される着脱自
   在のエンド−イフェクタを有する超音波外科ハンド・ピ
   ースと、 前記ハンド・ピースを制御するためのデジタル信号プロ
   セッサ（ＤＳＰ）を有する発生装置コンソールを備えて
   おり、当該コンソールが前記ハンド・ピースを駆動する
   ための駆動電流を送り、当該駆動電流が前記エンド−イ
   フェクタに対して長手方向の超音波動作を与え、さら
   に、 前記エンド−イフェクタの中に配置されている記憶装置
   を備えており、前記コンソールが当該記憶装置を読み出
   して前記エンド−イフェクタを駆動することに対して当
   該コンソールをディスエーブルにするために前記エンド
   −イフェクタがディスエーブル状態になっているか否か
   を決定するシステム。
6. 【請求項６】 外科処置を実行するためのシステムにお
   いて、 ブレードおよびシャーから成る群から選択されるエンド
   −イフェクタを有する超音波外科ハンド・ピースと、 前記ハンド・ピースを制御するためのデジタル信号プロ
   セッサを有する発生装置コンソールを備えており、当該
   コンソールが前記ハンド・ピースを駆動するための駆動
   電流を送り、当該駆動電流が前記エンド−イフェクタに
   対して長手方向の超音波動作を与え、さらに、 前記エンド−イフェクタと共に配置されている記憶装置
   を備えており、前記コンソールが当該記憶装置の中に記
   憶されている情報を読み出してそのコンソール表示装置
   上に当該情報および当該情報の説明を表示するシステ
   ム。
7. 【請求項７】 シースを伴うエンド−イフェクタを有す
   る超音波外科ハンド・ピース、当該ハンド・ピースを制
   御するためのコンソール、および前記エンド−イフェク
   タのシースの中に配置されている記憶装置を備えている
   システムにおいて外科処置を実行するための方法におい
   て、 前記記憶装置の中に記憶されている情報を読み出す工程
   と、 前記記憶装置の中に著作権化された連続状のデータが存
   在しているか否かを決定する工程と、 前記連続状のデータが存在している場合に前記コンソー
   ルによる前記ハンド・ピースの使用を認証する工程と、 前記ハンド・ピースを駆動するための駆動電流を送る工
   程と、 前記エンド・イフェクタに対して超音波動作を与える工
   程を含む方法。
8. 【請求項８】 外科処置を実行するためのシステムにお
   いて、 エンド−イフェクタを有する超音波外科ハンド・ピース
   と、 前記ハンド・ピースを制御するための発生装置コンソー
   ルを備えており、当該コンソールが前記ハンド・ピース
   を駆動するための駆動電流を送り、当該駆動電流が前記
   エンド−イフェクタに対して長手方向の超音波動作を与
   え、さらに、 前記エンド−イフェクタのブレード取付ハブと共に配置
   されている記憶装置を備えており、前記コンソールが連
   続状のデータが存在しているか否かを決定するために当
   該記憶装置の中に記憶されている情報を読み出し、前記
   連続状のデータが存在している場合に、前記エンド−イ
   フェクタが前記ハンド・ピースを伴う使用について認証
   されるシステム。