JP2004057497A - 超音波処置装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】内視鏡観察下において、生体組織の損傷を回避しつつプローブの振幅を大きくし砕石能力を向上させる。
【解決手段】出力を開始してから所定の時間ｔｓの間は所定の電流値Ｉ２で駆動する。前記所定の時間ｔｓ経過後は、出力電流の最大値が前記電流値Ｉ２よりも低い所定の電流値Ｉ１以下になるように、前記制御部９から出力される前記電流値設定信号ＳＩを設定する。
【選択図】 図３
【解決手段】出力を開始してから所定の時間ｔｓの間は所定の電流値Ｉ２で駆動する。前記所定の時間ｔｓ経過後は、出力電流の最大値が前記電流値Ｉ２よりも低い所定の電流値Ｉ１以下になるように、前記制御部９から出力される前記電流値設定信号ＳＩを設定する。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、体内にて結石を破砕するための超音波処置装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波結石破砕装置は、超音波の周波数で縦振動する砕石用プローブの先端で結石を破砕する。プローブ先端の振幅を大きくすれば砕石能力が向上するが、振幅が大きすぎると生体組織に接触した際に組織を損傷してしまう可能性がある。
【０００３】
砕石用プローブを振動させるには、プローブを接続した振動子に高周波電流を供給し機械的振動に変換する。振動子は磁歪型または電歪型の振動子があり、電歪型としてはボルト締めランジュバン型振動子が多く使われる。
【０００４】
前記超音波砕石装置は、前記超音波振動子に供給する高周波電流の周波数を制御する周波数追尾制御部と、前記高周波電流の電流値を制御する定電流制御部を有し、前記砕石用プローブを共振周波数において設定した振幅で振動させる。
【０００５】
砕石時の電流設定信号ＳＩ及び、この電流設定信号ＳＩによって振幅が制御されて前記超音波振動子に供給する高周波電流Ｉ１を図６及び図７に示す。
【０００６】
砕石用プローブの先端振幅は、前記高周波電流Ｉ１に比例する。
【０００７】
図６に示すように設定した一定の振幅で駆動する場合と、図７に示すように発熱や詰まりの低減を目的として振幅変調を行う場合がある。いずれの場合も、最大振幅は前記砕石用プローブ先端が生体組織に接触した場合の損傷を防ぐため、結石は破砕できるが組織に穿孔等の損傷を与えない大きさに設定されている。
【０００８】
超音波砕石装置や超音波手術装置においては、発熱を押さえる、砕石時のつまりを防ぐ、組織の破砕時の選択性を上げる、といった目的で振幅変調を行うことは、例えばＤＥ３４２９８４、特許第２８１１１２３号、特公平０７−１０６２０８号に示されているように公知である。
【０００９】
また、電気手術装置においては、特開平０５−２９３１２０号、特開平１０−１１８０９４号に示されるように、凝固出力において短時間内に高周波電力を供給して止血性能を向上するために、出力を減衰波形とすることは公知である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術においては、砕石能力を決定するプローブの振動は、一定の、または変調された振幅に制御されており、発振開始からの時間とは関係なくその時点の設定のみで決定されていた。
【００１１】
超音波振動する砕石用プローブを結石に接触させて破砕する場合、プローブ先端が振動した状態で生体に接触する可能性があるため、プローブが生体組織に接触した場合でも組織を損傷することがないようにプローブの最大振幅を制限する必要があった。そのため、砕石力が不足している場合であっても振幅を十分大きくすることができず、結果として砕石能力に限界があり、硬い結石が破砕できない場合があった。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、内視鏡観察下において、生体組織の損傷を回避しつつプローブの振幅を大きくし砕石能力を向上させることのできる超音波処置装置を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の超音波処置装置は、結石を処置するための超音波振動を発生可能な超音波振動子と、前記超音波振動子を駆動するための駆動信号を発生する駆動信号発生手段と、前記駆動信号発生手段で発生された前記駆動信号を増幅可能な増幅手段と、前記増幅手段から前記超音波振動子に供給される前記駆動信号の目標電流値を入力する電流値入力端を有し該電流値入力端で入力された目標電流値に基づいて前記増幅手段を制御する増幅制御手段と、前記駆動信号発生手段の動作開始を操作可能な操作手段と、前記操作手段からの操作信号に基づいて前記増幅制御手段の前記電流値入力端に第１の目標電流値を所定時間出力するとともに該所定時間経過後、前記第１の目標電流値より小さい第２の目標電流値を出力する目標電流制御手段とを具備して構成される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について述べる。
【００１５】
図１ないし図５は本発明の一実施の形態に係わり、図１は超音波処置装置の構成を示す構成図、図２は図１の高周波電源の構成を示すブロック図、図３は図２の高周波電源による超音波振動子の駆動電流波形を示す波形図、図４は図２の高周波電源による超音波振動子の駆動電流波形の第１の変形例を示す波形図、図５は図２の高周波電源による超音波振動子の駆動電流波形の第１の変形例を示す波形図である。
【００１６】
全体の本実施の形態の超音波処置装置の構成は、図１に示すように、超音波砕石装置本体１、ハンドピース２、フットスイッチ３からなり、超音波砕石装置本体１は、ハンドピース２に設けられている超音波振動子４に駆動信号を供給する高周波電源５と、ハンドピース２と接続されたチューブ６から潅流液と砕かれた結石を吸引するためのローラーポンプ７と、ローラーポンプ駆動部８と、フットスイッチ３からの信号に応じて前記高周波電源５及び前記ローラーポンプ７を制御する制御部９とからなる。
【００１７】
ハンドピース２は、前記高周波電源５から供給された駆動信号を機械的振動に変換する前記超音波振動子４と、該超音波振動子４に接続される中空または中実の砕石用プローブ１０からなる。前記砕石用プローブ１０は、内視鏡のチャンネルを経由して患者の体内に挿入され、超音波振動している先端で結石を砕くと共に、中空プローブの場合は砕かれた結石及び潅流液を吸引する。
【００１８】
なお、発振及び吸引は、前記超音波砕石装置本体１に接続されたフットスイッチ３により制御される。
【００１９】
前記高周波電源５は、図２に示すように、前記超音波振動子４に供給する高周波電流の周波数を制御する周波数追尾制御部１１と、前記制御部９から入力される電流値設定信号に応じて前記高周波電流の電流値を制御する定電流制御部１２と、定電流制御部の出力を増幅する増幅部１３と、前記増幅部１３の出力する電流、電圧を検知する検知部１４とからなり、前記砕石用プローブ１０を共振周波数において設定した振幅で振動させる。
【００２０】
発振を開始する際は、前記フットスイッチ３の信号を受け、前記制御部９が指示して基準信号源１５より共振点付近の周波数の信号を入力する。発振を開始したことを検知するとスイッチ１６により前記検知部１４からの信号に切り替え、前記周波数追尾部１１は前記検知部１４で検知した電圧及び電流の位相信号θｖ及びθＩを比較して共振周波数追尾制御を行う。また、前記定電流制御部１２は前記制御部９から入力された電流値設定信号と前記検知部１４で検知した電流値信号｜Ｉ｜を比較して、出力電流値が設定した値となるように制御する。
【００２１】
次に、本実施の形態のにおける超音波振動子４の駆動電流波形を図３に示す。
【００２２】
前記制御部９から出力される電流値設定信号ＳＩによって出力電流Ｉの振幅が制御される。前記振動子４の振幅及びそれによって駆動される前記砕石用プローブ１０の先端振幅は出力電流Ｉに比例する。ユーザは前記フットスイッチ３によって出力開始を指示し、前記フットスイッチ３の信号を受けた前記制御部９が発振開始を指示する。
【００２３】
本実施の形態では、出力を開始してから所定の時間ｔｓの間は所定の電流値Ｉ２で駆動する。前記所定の時間ｔｓ経過後は、出力電流の最大値が前記電流値Ｉ２よりも低い所定の電流値Ｉ１以下になるように、前記制御部９から出力される前記電流値設定信号ＳＩを設定する。
【００２４】
なお、前記所定の時間ｔｓ経過後の出力電流は、図３に示すように一定電流値の電流出力の場合のほか、砕石力を保持したままエネルギを低減する、発熱を低減する、破砕した結石を吸引する際に詰まりを防止する等の目的で図４、図５に示すように矩形波や正弦波等による振幅変調をかける場合がある。
【００２５】
このように本実施の形態によれば、内視鏡観察下において、結石に接触しており生体組織に接触していないことが確実な発振開始直後の所定の時局のみ超音波結石破砕装置の砕石用プローブの先端振幅を大きくし、前記所定の時間経過後は生体組織に接触しても損傷を与えない振幅以下に砕石用プローブの先端振幅を下げることにより、安全性を保ったまま超音波結石破砕装置の砕石能力を向上する効果がある．
［付記］
（付記項１）高周波電流を出力する発振部と、前記発振部から出力される電気信号を超音波振動に変換する振動子部とを有する超音波結石破砕装置において、
前記発振部は、出力開始後、所定の時間、所定の第１の電流値の駆動電流を前記振動子部に印加して振動させることと、前記所定の時間経週後は駆動電流の電流値が前記第１の電流値よりも小さい所定の第２の電流値以下に制御される
ことを特徴とする超音波結石破砕装置。
【００２６】
（付記項２） 付記項１に記載の超音波結石破砕装置において、
前記所定の時間経週後、出力電流が振幅変調される
ことを特徴とする超音波結石破砕装置。
【００２７】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、内視鏡観察下において、生体組織の損傷を回避しつつプローブの振幅を大きくし砕石能力を向上させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る超音波処置装置の構成を示す構成図
【図２】図１の高周波電源の構成を示すブロック図
【図３】図２の高周波電源による超音波振動子の駆動電流波形を示す波形図
【図４】図２の高周波電源による超音波振動子の駆動電流波形の第１の変形例を示す波形図
【図５】図２の高周波電源による超音波振動子の駆動電流波形の第１の変形例を示す波形図
【図６】従来の高周波電源による超音波振動子の駆動電流波形を示す第１の図
【図７】従来の高周波電源による超音波振動子の駆動電流波形を示す第２の図
【符号の説明】
１…超音波砕石装置本体
２…ハンドピース
３…フットスイッチ
４…超音波振動子
５…高周波電源
６…チューブ
７…ローラーポンプ
８…ローラーポンプ駆動部
９…制御部
１０…砕石用プローブ
１１…周波数追尾制御部
１２…定電流制御部
１３…増幅部
１４…検知部
１５…基準信号源
１６…スイッチ
【発明の属する技術分野】
本発明は、体内にて結石を破砕するための超音波処置装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波結石破砕装置は、超音波の周波数で縦振動する砕石用プローブの先端で結石を破砕する。プローブ先端の振幅を大きくすれば砕石能力が向上するが、振幅が大きすぎると生体組織に接触した際に組織を損傷してしまう可能性がある。
【０００３】
砕石用プローブを振動させるには、プローブを接続した振動子に高周波電流を供給し機械的振動に変換する。振動子は磁歪型または電歪型の振動子があり、電歪型としてはボルト締めランジュバン型振動子が多く使われる。
【０００４】
前記超音波砕石装置は、前記超音波振動子に供給する高周波電流の周波数を制御する周波数追尾制御部と、前記高周波電流の電流値を制御する定電流制御部を有し、前記砕石用プローブを共振周波数において設定した振幅で振動させる。
【０００５】
砕石時の電流設定信号ＳＩ及び、この電流設定信号ＳＩによって振幅が制御されて前記超音波振動子に供給する高周波電流Ｉ１を図６及び図７に示す。
【０００６】
砕石用プローブの先端振幅は、前記高周波電流Ｉ１に比例する。
【０００７】
図６に示すように設定した一定の振幅で駆動する場合と、図７に示すように発熱や詰まりの低減を目的として振幅変調を行う場合がある。いずれの場合も、最大振幅は前記砕石用プローブ先端が生体組織に接触した場合の損傷を防ぐため、結石は破砕できるが組織に穿孔等の損傷を与えない大きさに設定されている。
【０００８】
超音波砕石装置や超音波手術装置においては、発熱を押さえる、砕石時のつまりを防ぐ、組織の破砕時の選択性を上げる、といった目的で振幅変調を行うことは、例えばＤＥ３４２９８４、特許第２８１１１２３号、特公平０７−１０６２０８号に示されているように公知である。
【０００９】
また、電気手術装置においては、特開平０５−２９３１２０号、特開平１０−１１８０９４号に示されるように、凝固出力において短時間内に高周波電力を供給して止血性能を向上するために、出力を減衰波形とすることは公知である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術においては、砕石能力を決定するプローブの振動は、一定の、または変調された振幅に制御されており、発振開始からの時間とは関係なくその時点の設定のみで決定されていた。
【００１１】
超音波振動する砕石用プローブを結石に接触させて破砕する場合、プローブ先端が振動した状態で生体に接触する可能性があるため、プローブが生体組織に接触した場合でも組織を損傷することがないようにプローブの最大振幅を制限する必要があった。そのため、砕石力が不足している場合であっても振幅を十分大きくすることができず、結果として砕石能力に限界があり、硬い結石が破砕できない場合があった。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、内視鏡観察下において、生体組織の損傷を回避しつつプローブの振幅を大きくし砕石能力を向上させることのできる超音波処置装置を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の超音波処置装置は、結石を処置するための超音波振動を発生可能な超音波振動子と、前記超音波振動子を駆動するための駆動信号を発生する駆動信号発生手段と、前記駆動信号発生手段で発生された前記駆動信号を増幅可能な増幅手段と、前記増幅手段から前記超音波振動子に供給される前記駆動信号の目標電流値を入力する電流値入力端を有し該電流値入力端で入力された目標電流値に基づいて前記増幅手段を制御する増幅制御手段と、前記駆動信号発生手段の動作開始を操作可能な操作手段と、前記操作手段からの操作信号に基づいて前記増幅制御手段の前記電流値入力端に第１の目標電流値を所定時間出力するとともに該所定時間経過後、前記第１の目標電流値より小さい第２の目標電流値を出力する目標電流制御手段とを具備して構成される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について述べる。
【００１５】
図１ないし図５は本発明の一実施の形態に係わり、図１は超音波処置装置の構成を示す構成図、図２は図１の高周波電源の構成を示すブロック図、図３は図２の高周波電源による超音波振動子の駆動電流波形を示す波形図、図４は図２の高周波電源による超音波振動子の駆動電流波形の第１の変形例を示す波形図、図５は図２の高周波電源による超音波振動子の駆動電流波形の第１の変形例を示す波形図である。
【００１６】
全体の本実施の形態の超音波処置装置の構成は、図１に示すように、超音波砕石装置本体１、ハンドピース２、フットスイッチ３からなり、超音波砕石装置本体１は、ハンドピース２に設けられている超音波振動子４に駆動信号を供給する高周波電源５と、ハンドピース２と接続されたチューブ６から潅流液と砕かれた結石を吸引するためのローラーポンプ７と、ローラーポンプ駆動部８と、フットスイッチ３からの信号に応じて前記高周波電源５及び前記ローラーポンプ７を制御する制御部９とからなる。
【００１７】
ハンドピース２は、前記高周波電源５から供給された駆動信号を機械的振動に変換する前記超音波振動子４と、該超音波振動子４に接続される中空または中実の砕石用プローブ１０からなる。前記砕石用プローブ１０は、内視鏡のチャンネルを経由して患者の体内に挿入され、超音波振動している先端で結石を砕くと共に、中空プローブの場合は砕かれた結石及び潅流液を吸引する。
【００１８】
なお、発振及び吸引は、前記超音波砕石装置本体１に接続されたフットスイッチ３により制御される。
【００１９】
前記高周波電源５は、図２に示すように、前記超音波振動子４に供給する高周波電流の周波数を制御する周波数追尾制御部１１と、前記制御部９から入力される電流値設定信号に応じて前記高周波電流の電流値を制御する定電流制御部１２と、定電流制御部の出力を増幅する増幅部１３と、前記増幅部１３の出力する電流、電圧を検知する検知部１４とからなり、前記砕石用プローブ１０を共振周波数において設定した振幅で振動させる。
【００２０】
発振を開始する際は、前記フットスイッチ３の信号を受け、前記制御部９が指示して基準信号源１５より共振点付近の周波数の信号を入力する。発振を開始したことを検知するとスイッチ１６により前記検知部１４からの信号に切り替え、前記周波数追尾部１１は前記検知部１４で検知した電圧及び電流の位相信号θｖ及びθＩを比較して共振周波数追尾制御を行う。また、前記定電流制御部１２は前記制御部９から入力された電流値設定信号と前記検知部１４で検知した電流値信号｜Ｉ｜を比較して、出力電流値が設定した値となるように制御する。
【００２１】
次に、本実施の形態のにおける超音波振動子４の駆動電流波形を図３に示す。
【００２２】
前記制御部９から出力される電流値設定信号ＳＩによって出力電流Ｉの振幅が制御される。前記振動子４の振幅及びそれによって駆動される前記砕石用プローブ１０の先端振幅は出力電流Ｉに比例する。ユーザは前記フットスイッチ３によって出力開始を指示し、前記フットスイッチ３の信号を受けた前記制御部９が発振開始を指示する。
【００２３】
本実施の形態では、出力を開始してから所定の時間ｔｓの間は所定の電流値Ｉ２で駆動する。前記所定の時間ｔｓ経過後は、出力電流の最大値が前記電流値Ｉ２よりも低い所定の電流値Ｉ１以下になるように、前記制御部９から出力される前記電流値設定信号ＳＩを設定する。
【００２４】
なお、前記所定の時間ｔｓ経過後の出力電流は、図３に示すように一定電流値の電流出力の場合のほか、砕石力を保持したままエネルギを低減する、発熱を低減する、破砕した結石を吸引する際に詰まりを防止する等の目的で図４、図５に示すように矩形波や正弦波等による振幅変調をかける場合がある。
【００２５】
このように本実施の形態によれば、内視鏡観察下において、結石に接触しており生体組織に接触していないことが確実な発振開始直後の所定の時局のみ超音波結石破砕装置の砕石用プローブの先端振幅を大きくし、前記所定の時間経過後は生体組織に接触しても損傷を与えない振幅以下に砕石用プローブの先端振幅を下げることにより、安全性を保ったまま超音波結石破砕装置の砕石能力を向上する効果がある．
［付記］
（付記項１）高周波電流を出力する発振部と、前記発振部から出力される電気信号を超音波振動に変換する振動子部とを有する超音波結石破砕装置において、
前記発振部は、出力開始後、所定の時間、所定の第１の電流値の駆動電流を前記振動子部に印加して振動させることと、前記所定の時間経週後は駆動電流の電流値が前記第１の電流値よりも小さい所定の第２の電流値以下に制御される
ことを特徴とする超音波結石破砕装置。
【００２６】
（付記項２） 付記項１に記載の超音波結石破砕装置において、
前記所定の時間経週後、出力電流が振幅変調される
ことを特徴とする超音波結石破砕装置。
【００２７】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、内視鏡観察下において、生体組織の損傷を回避しつつプローブの振幅を大きくし砕石能力を向上させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る超音波処置装置の構成を示す構成図
【図２】図１の高周波電源の構成を示すブロック図
【図３】図２の高周波電源による超音波振動子の駆動電流波形を示す波形図
【図４】図２の高周波電源による超音波振動子の駆動電流波形の第１の変形例を示す波形図
【図５】図２の高周波電源による超音波振動子の駆動電流波形の第１の変形例を示す波形図
【図６】従来の高周波電源による超音波振動子の駆動電流波形を示す第１の図
【図７】従来の高周波電源による超音波振動子の駆動電流波形を示す第２の図
【符号の説明】
１…超音波砕石装置本体
２…ハンドピース
３…フットスイッチ
４…超音波振動子
５…高周波電源
６…チューブ
７…ローラーポンプ
８…ローラーポンプ駆動部
９…制御部
１０…砕石用プローブ
１１…周波数追尾制御部
１２…定電流制御部
１３…増幅部
１４…検知部
１５…基準信号源
１６…スイッチ
Claims (1)
- 超音波振動を発生可能な超音波振動子と、
前記超音波振動子を駆動するための駆動信号を発生する駆動信号発生手段と、
前記駆動信号発生手段で発生された前記駆動信号を増幅可能な増幅手段と、
前記増幅手段から前記超音波振動子に供給される前記駆動信号の目標電流値を入力する電流値入力端を有し、該電流値入力端で入力された目標電流値に基づいて前記増幅手段を制御する増幅制御手段と、
前記駆動信号発生手段の動作開始を操作可能な操作手段と、
前記操作手段からの操作信号に基づいて前記増幅制御手段の前記電流値入力端に第１の目標電流値を所定時間出力するとともに、該所定時間経過後、前記第１の目標電流値より小さい第２の目標電流値を出力する目標電流制御手段と
を具備したを特徴とする超音波処置装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002220112A JP4147064B2 (ja) | 2002-07-29 | 2002-07-29 | 超音波処置装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002220112A JP4147064B2 (ja) | 2002-07-29 | 2002-07-29 | 超音波処置装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004057497A true JP2004057497A (ja) | 2004-02-26 |
| JP4147064B2 JP4147064B2 (ja) | 2008-09-10 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (1)
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2002
- 2002-07-29 JP JP2002220112A patent/JP4147064B2/ja not_active Expired - Fee Related
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