JP2004298559A

JP2004298559A - 外科手術装置

Info

Publication number: JP2004298559A
Application number: JP2003098218A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Honda; 吉隆本田
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2003-04-01
Filing date: 2003-04-01
Publication date: 2004-10-28

Abstract

【課題】モータの過負荷を防止して長寿命化を図ると共に、体組織の確実な切削を可能にする。
【解決手段】超音波振動を発生可能な超音波振動子４と、前記超音波振動を伝達可能に前記超音波振動子４に一端が接続されるとともに、他端に生体組織を処置可能な処置部を有するプローブ手段５と、前記超音波振動子４及び前記プローブ手段５を回動自在に支持する支持軸３ａを有し、前記処置部で切削可能に前記支持軸３ａを駆動する駆動手段１３と、前記駆動手段１３の駆動力を検出する検出手段１１，２２と、前記検出手段１１，２２の検出結果に基づいて、前記超音波振動子４を制御する制御手段１８と、を具備したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、体組織を切削処理可能な外科手術装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、関節鏡監察下で関節を切除せず、関節に小さな穿刺孔を形成し、この穿刺孔に細長い切刃を挿入して膝蓋骨上の腫瘍を切除したり、膝関節から破損した軟骨、骨等を切除する外科手術装置が提案されている。この種の外科手術装置としては、特許文献１（特開平３−２８６７５５号公報）及び特許文献２（特表２００２−５０３９７５号公報）にて開示されたものがある。
【０００３】
特許文献１（特開平３−２８６７５５号公報）においては、モータの回転具合を検知して、切刃が回転停止したら一定時間逆回転する技術が公開されている。
【０００４】
また、特許文献２（特表２００２−５０３９７５号公報）では、ハンドピースに起動スイッチ及び正逆転切り替え装置が設けられ、組織の切削抵抗によって切刃の回転数が失速した時に回転が逆転する技術が開示されている。
【０００５】
特許文献１，２によって開示された技術は、切刃が生体組織に食い込み回転切削が行ないがたい状態に陥った場合でも、モータの過負荷状態を軽減すると共に、生体組織から切刃を簡単に引き抜くことを可能にしたものである。
【０００６】
【特許文献１】
特開平３−２８６７５５号公報
【０００７】
【特許文献２】
特表２００２−５０３９７５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１（特開平３−２８６７５５号公報）では、モータの回転具合を検知し切刃が回転停止したことを判断した上でモータを一定時間逆回転させることから、モータが回転不能となる過負荷状態が発生してモータの寿命を低下させるという問題点がある。
【０００９】
一方、特許文献２（特表２００２−５０３９７５号公報）では、組織の切削抵抗によって切刃の回転数が失速したときに回転が逆転することによって生体組織に切刃が食い込むことを回遊していることから、モータの過負荷状態が発生することはない。しかしながら、組織の切削抵抗が高い状態で使用し続けた場合には、切刃が正転と逆転とを交互に繰り返すことになり、所望の組織切削面が得られないことがあるという問題点があった。
【００１０】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、切刃の回転数に応じて切刃に超音波振動を加えることによりモータの長寿命化を図り且つ正確な切削を可能にすることができる外科手術装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る外科手術装置は、超音波振動を発生可能な超音波振動子と、前記超音波振動を伝達可能に前記超音波振動子に一端が接続されるとともに、他端に生体組織を処置可能な処置部を有するプローブ手段と、前記超音波振動子及び前記プローブ手段を回動自在に支持する支持軸を有し、前記処置部で切削可能に前記支持軸を駆動する駆動手段と、前記駆動手段の駆動力を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記超音波振動子を制御する制御手段と、を具備したものである。
【００１２】
本発明において、駆動手段は支持軸を駆動して、超音波振動子及びプローブ手段を回動させる。これにより、プローブ手段の処置部は生体組織を処置可能である。検出手段は駆動手段の駆動力を検出する。この検出結果に基づいて、制御手段は超音波振動子を制御する。超音波振動子が駆動されることで、プローブ手段の処置部の処置能力が向上し、支持軸に過負荷がかかることが防止される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１乃至図３は本発明の第１の実施の形態に係り、図１は外科手術装置を示す説明図、図２は図１中の制御部１８の構成及び図１の電気的な接続関係を具体的に示す回路図、図３は図２中の演算部２９による制御基本フローを示すフローチャートである。
【００１４】
本実施の形態は生体を切削する切刃を構成する切削処置部に対して超音波振動の付加を可能にすることによって、切削能力を向上させるようにしたものである。
【００１５】
図１の外科手術装置は、本体１と、本体１によって駆動されるハンドピース２（破線部）とを有している。ハンドピース２にはモータ３が内蔵されている。モータ３は回転軸３ａを正逆方向に回転させることができる。この回転軸３ａの回転を、先端に切削処置部を有するプロープ５に伝達するようになっている。
【００１６】
本実施の形態においては、回転軸３ａとプローブ５との間には超音波振動子４が設けられている。超音波振動子４は、回転軸３ａの先端に取り付けられて支持固定されており、超音波エネルギーを超音波振動に変換するようになっている。プローブ５は、基端側が超音波振動子４に着脱自在に接続されるようになっており、先端に切削処置部を有する。これにより、モータ３の回転軸３ａが回転すると、超音波振動子４及びプローブ５が回転する構成となっており、プローブ５の切削処置部が回転することによって、体組織を切削することができるようになっている。
【００１７】
プローブ５には、先端の切削処置部にて切削した組織を体外へ排出するために、プローブ５内を貫通する中空管路６が設けられている。プローブ５の基端には、基端開口部７が形成されており、基端開口部７と切削処置部とはプローブ５内を貫通された中空管路６を介して接続されている。これにより、切削処置部が切削した組織は排出端である基端開口部７を介して排出されるようになっている。
【００１８】
プローブ５の基端開口部７近傍には、プローブ５の基端開口部７を介して排出された生体組織を１次的に貯留するためのチャンバ８がハンドピース２に固定されて設けられている。チャンバ８には吸引管路９が取り付けられており、吸引管路９によってチャンバ８に貯留された生体組織が吸引されるようになっている。この構成によって、モータ３によって超音波振動子４及びプローブ５の回転中においても、プローブ５先端の切削処置部にて切削した組織を、体外に排出することが可能な構成となっている。
【００１９】
超音波振動子４の周囲には、超音波振動子４に対して超音波エネルギーを供給するための電極１０が円周状に配置されている。電極１０によって、超音波振動子４がモータ３によって回転する場合でも超音波振動子４には継続的にエネルギーの供給が可能な構成となっている。また、ハンドピース２には、モータ３の回転方向や回転数を検出するためのホール素子１１が内蔵されている。
【００２０】
本実施の形態においては、ハンドピース２として、モータ３や超音波振動子４の大きさや出力が異なる複数種のハンドピースを採用することができる。各ハンドピースには、内在するモータ３や超音波振動子４の種別を特定するためのＩＤ識別部１２が設けられている。ＩＤ識別部１２は、図示しない抵抗、コンデンサ、コイル等の受動素子や半導体やＩＣ等の能動素子にて構成されており、ＩＤ情報を保持する。
【００２１】
ハンドピース２は各種信号線によって本体１に接続される。本体１には、図１の外科手術装置の全体の制御を司る制御部１８が設けられている。本体１とハンドピース２との接続のために、本体１には複数の接続端子が設けられている。これらの接続端子と制御部１８との間には絶縁部１６が設けられており、絶縁部１６はハンドピース２との電気的な分離を可能にして、ハンドピース２の電気的な安全性を確保する。
【００２２】
絶縁部１６のハンドピース２側には、モータドライバ１３が配設されている。モータ用の電源部１７はモータドライバ１３用の電源を発生して、絶縁部１６を介してモータドライバ１３に供給する。モータドライバ１３は、電源部１７から電源が供給され、制御部１８に制御されて、モータ３を正回転又は逆回転可能に駆動する。
【００２３】
本体１にはモータ電流検出部２２も設けられている。モータ電流検出部２２は、モータドライバ１３からモータ３へ供給される電流を検出して検出結果を制御部１８に出力する。制御部１８はこの検出結果によってトルクのレベルを判断する。一方、モータ３の回転状態はホール素子１１によって検出されるようになっており、この検出結果はホール素子１１から絶縁部１６を介して制御部１８に供給される。制御部１８は、モータ電流検出部２２及びホール素子１１の出力によって、所望の回転方向や回転数、電力供給状態、回転状態等を判断し、絶縁部１６を介して、電源部１７から供給される電力と共にモータドライバ１３に対して制御信号を送信して、モータ３の駆動を制御する。このフィードバック制御によって、安定したモータ３の駆動が実現されるようになっている。
【００２４】
振動子用の電源部２８は振動子ドライバ１４用の電源を発生して、絶縁部１６を介して振動子ドライバ１４に供給する。振動子ドライバ１４は、電源部２８から電源が供給され、制御部１８に制御されて、超音波振動子４を駆動するための超音波エネルギーを発生して超音波振動子４に供給する。
【００２５】
本体１には振動子電流検出部２３が設けられており、振動子電流検出部２３は、振動子ドライバ１４から超音波振動子４へ供給される電流を検出して検出結果を制御部１８に出力する。一般的には超音波振動子４の先端振幅は供給された電流値に比例する。制御部１８は、超音波振動子４への供給電流を振動子電流検出部２３にて検出することで、所望の先端振幅が得られる電流値が超音波振動子４に供給されているか否かを判断するようになっている。制御部１８は、絶縁部１６を介して、電源部１７から供給される電力と共に振動子ドライバ１４に対して制御信号を送信して、超音波振動子４の駆動を制御する。このフィードバック制御によって、安定した超音波振動子４の駆動が実現されるようになっている。
【００２６】
本体１にはＩＤ検知部１５も設けられている。ＩＤ検知部１５は、ハンドピース２内のＩＤ識別部１２が受動素子であればどのような種別の値であるか、能動素子であればどのような信号が受信されるか検出するようになっている。
【００２７】
表示部１９は、ＬＥＤや液晶表示によって構成されており、制御部１８に制御されて、本外科手術装置の設定や動作状態、注意、警告などをユーザーに提示する。設定ＳＷ部２０は、図１の外科手術装置の動作状態を設定するためのものである。また、実行ＳＷ部２１は、図１の外科手術装置の動作状態の開始、停止、切り替え等を実行するためのものである。実行ＳＷ部２１としては、例えば足踏み（スイッチ）ＳＷを採用することができる。なお、実行ＳＷ部２１としてハンドピース２に着脱自在とするハンドスイッチを採用してもよい。
【００２８】
吸引管路９には着脱自在にチューブ２５の一端が接続されており、チューブ２５の他端はポンプ２４に接続されている。ポンプ２４は、陰圧を発生して、生体組織を回収可能である。吸引管路９とポンプ２４との間のチューブ２５にはピンチバルブ２６が設けられている。ピンチパルブ２６は、チューブ２５によって構成される管路の開放又は閉鎖が可能であり、これにより、吸引管路の生体組織を回収するか否かを制御する。ピンチバルブドライバ２７は、制御部１８に制御されて、ピンチバルブ２６を駆動する。設定ＳＷ部２０によって設定された吸引の制御状態に応じて、常時吸引するためにピンチバルブ２６を開放したり、モータ３や超音波振動子４の駆動状態と同期、遅延し連動して吸引する等の制御が可能な構成となっている。
【００２９】
次に、図２の回路図を参照して制御部１８を詳細に説明する。
【００３０】
制御部１８内の演算部２９は、セントラルプロセッシングユニット（ＣＰＵ）やプログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）やデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）等の様々な素子で構成可能であり、種々の入出力ポート（例えばポートＡ〜Ｉ）を有している。ＳＷＩＦ３０は、設定ＳＷ部２０及び実行ＳＷ部２１のスイッチ（ＳＷ）状態を演算部２９にて処理可能なデータに変換して演算部２９に与える。表示ドライバ３１は、表示部１９に所望の表示を行なわせるように、演算部２９及び表示部１９との間でデータを送受信するようになっている。
【００３１】
メモリ３２は、演算部２９が動作するプログラムやデータが格納される。このメモリ３２には複数種のハンドピース専用のデータが格納されており、演算部２９は、ＩＤ識別部１２によって検出されたデータによって決定された種類のハンドピースに応じたデータをメモリ３２から読み出して処理を実行するようになっている。上記の構成によって、図１の外科手術装置の設定や操作が可能な構成となっている。
【００３２】
制御部１８には回転検出部３３が設けられている。回転検出部３３は、ホール素子１１によって検出された複数の回転信号から、回転数や回転方向を判別し、判別結果のデータをポートＡを介して演算部２９に出力する。Ａ／Ｄコンバータ３４は、モータ電流検出部２２にて検出された信号を演算部２９にて処理可能なようにデジタルデータに変換して、ポートＢを介して演算部２９に供給する。演算部２９は、回転検出部３３にて検出した結果及びＳＷＩＦ３０より入力された結果に基づいて、モータ３の回転数に過不足が生じたことを判断し、モータ３の回転数を所望の回転数に制御するように、モータ３への電力供給を変更するデータをポートＣから出力するようになっている。Ｄ／Ａコンバータ３５は、ポートＣを介して出力されたデータをアナログ信号に変換し、モータドライバ１３への電力供給の増減を示す増減信号として絶縁部１６を介してモータドライバ１３に出力する。
【００３３】
演算部２９は、ＳＷＩＦ３０から入力された結果に基づいて、回転方向を決定する信号をポートＤから出力する。バッファ３６はポートＤを介して出力された信号を絶縁部１６を介してモータドライバ１３に伝達する。また、演算部２９は、実行ＳＷ部２１からの信号がＳＷＩＦ３０を介して入力され、モータドライバ１３に対して電力供給の有無を決定する信号をポートＥを介して出力する。バッファ３７は、演算部２９のポートＥからの信号をモータ用の電源部１７に伝達する。
【００３４】
Ａ／Ｄコンバータ３８は、振動子電流検出部２３にて検出された信号を演算部２９にて処理可能なようにデジタルデータに変換して、ポートＩを介して演算部２９に出力する。演算部２９は、振動子電流検出部２３にて検出した結果及びＳＷＩＦ３０より入力された結果に基づいて、超音波振動子４の先端振幅に過不足が生じたことを判断し、超音波振動子４の先端振幅を所望の振幅に制御するように、超音波振動子４への電力供給を変更するデータをポートＧから出力するようになっている。Ｄ／Ａコンバータ３９は、ポートＧを介して出力されたデータをアナログ信号に変換し、振動子ドライバ１４への電力供給の増減を示す増減信号として絶縁部１６を介して振動子ドライバ１４に出力する。
【００３５】
演算部２９は、ＳＷＩＦ３０から入力された結果に基づいて、振動子を駆動するための周波数信号をポートＨから出力する。バッファ４０はポートＨを介して出力された信号を絶縁部１６を介して振動子ドライバ１４に伝達する。また、演算部２９は、実行ＳＷ部２１からの信号がＳＷＩＦ３０を介して入力され、振動子ドライバ１４に対して電力供給の有無を決定する信号をポートＦを介して出力する。バッファ４４は、演算部２９のポートＦからの信号を振動子用の電源部２８に伝達するようになっている。
【００３６】
次に、このように構成された実施の形態の動作について図３のフローチャートを参照して説明する。
【００３７】
いま、設定ＳＷ部２０によって、各種設定が行われているものとする。制御部１８は設定ＳＷ部２０の状態に従って、モータ３の回転方向及び回転数、超音波振動子４の振幅を決定する。図３のステップＳ１において、制御部１８を構成する演算部２９は、実行ＳＷ部２１の入力結果がＯＮであるかＯＦＦであるかを監視している。実行ＳＷ部２１のＯＮがＳＷＩＦ３０を介して演算部２９に伝達されると、演算部２９は、次のステップＳ２においてモータ３を回転させる。
【００３８】
即ち、演算部２９は、モータドライバ１３に対して電力を供給することを示す信号をポートＥを介して出力する。この信号はバッファ３７を介してモータ用の電源部１７に伝達される。一方、演算部２９は、モータ３に対して所定の電力を供給するためのデータをポートＣを介して出力する。このデータはＤ／Ａコンバータ３５によってアナログ信号に変換されてモータドライバ１３に供給される。更に、モータドライバ１３には、演算部２９から回転方向を示す信号がバッファ３６を介して供給されている。モータドライバ１３は、演算部２９からの信号によって制御され、電源部１７からの電源供給を受けて、ハンドピース２内のモータ３を回転駆動する。
【００３９】
モータ３の回転状態はホール素子１１によって検出される。ホール素子１１の検出結果は回転検出部３３に伝達され、回転検出部３３は、ホール素子１１によって検出された複数の回転信号から、回転数や回転方向を判別し、判別結果のデータをポートＡを介して演算部２９に出力する。演算部２９は、回転検出部３３にて検出した結果及び設定ＳＷ部２０による設定に基づいて、モータ３の回転数に過不足が生じたか否かを判断する。そして、演算部２９は、モータ３の回転数を所望の回転数に制御するように、モータ３への電力供給を変更するデータをポートＣから出力する。このデータは、Ｄ／Ａコンバータ３５によって、電力供給の増減を示すアナログの増減信号に変換されて、モータドライバ１３に供給される。これにより、モータドライバ１３は、モータ３の回転速度を所望の安定した回転数に維持させる。
【００４０】
モータ３の回転軸３ａには、超音波振動子４を介してプローブ５が取り付けられており、プロープ５の先端の切削処置部は回転軸３ａの回転に応じて回転する。プローブ５の切削処置部が回転することによって、体組織が切削可能となる。
【００４１】
本実施の形態においては、次のステップＳ３において、制御部１８は超音波振動子４を所定の振幅で振動させる。
【００４２】
即ち、演算部２９は、振動子ドライバ１４に対して電力を供給することを示す信号をポートＦを介して出力する。この信号はバッファ４１を介して振動子用の電源部２８に伝達される。一方、演算部２９は、超音波振動子４に対して所定の電力を供給するためのデータをポートＧを介して出力する。このデータはＤ／Ａコンバータ３９によってアナログ信号に変換されて振動子ドライバ１４に供給される。更に、振動子ドライバ１４には、演算部２９から振動子を駆動するための周波数信号がバッファ４０を介して供給されている。振動子ドライバ１４は、演算部２９からの信号によって制御され、電源部２８からの電源供給を受けて、ハンドピース２内の超音波振動子４を超音波振動させる。
【００４３】
超音波振動子４の先端振幅は供給する電流値によって検出可能である。振動子電流検出部２３は、振動子ドライバ１４から超音波振動子４へ供給される電流を検出して検出結果をＡ／Ｄコンバータ３８に出力する。Ａ／Ｄコンバータ３８は入力された検出結果をデジタル信号に変換してポートＩを介して演算部２９に供給する。演算部２９は、振動子電流検出部２３にて検出した結果及び設定ＳＷ部２０による設定に基づいて、超音波振動子４の振幅に過不足が生じたか否かを判断する。そして、演算部２９は、超音波振動子４の振幅を所望の振幅値に制御するように、超音波振動子４への電力供給を変更するデータをポートＧから出力する。このデータは、Ｄ／Ａコンバータ３９によって、電力供給の増減を示すアナログの増減信号に変換されて、振動子ドライバ１４に供給される。これにより、振動子ドライバ１４は、超音波振動子４の振幅を所望の安定した振幅値に維持させる。
【００４４】
モータ３の回転軸３ａの先端に超音波振動子４が取り付けられ、この超音波振動子４にプローブ５が取り付けられていることから、プロープ５の先端の切削処置部は、回転軸３ａの回転に応じて回転しながら、超音波振動子４の振動に応じて振動する。即ち、プローブ５の切削処置部を構成する切刃に超音波振動が加えられることになり、プローブ５の切削処置部による切削能力が向上し、体組織の切削が容易となる。
【００４５】
従って、体組織の切削抵抗が高い場合でも、切刃の回転数が失速してしまうことを防止することができる。これにより、モータが過負荷となることを防止することができ、また、切刃を逆回転させる必要もなく、所望の組織切削面を得ることができる。
【００４６】
体組織の切削作業が終了すると、オペレータによって実行ＳＷ部２１がＯＦＦにされる。演算部２９は図３のステップＳ１において実行ＳＷ部２１のＯＦＦを検出すると、処理をステップＳ４に移行してモータの回転を停止させる。即ち、演算部２９は、モータドライバ１３及び電源部１７に対して電力供給の停止を指示する信号を出力すると共に、モータ３を駆動するために必要な制御信号を駆動停止時の初期状態に戻す。これにより、モータドライバ１３は、ハンドピース２内のモータ３の回転を停止させる。
【００４７】
次いで、演算部２９は、ステップＳ５において超音波振動子４をＯＦＦにする。即ち、演算部２９は、振動子ドライバ１４及び電源部２８に対して電力供給の停止を指示する信号を出力すると共に、超音波振動子４を駆動するために必要な制御信号を駆動停止時の初期状態に戻す。これにより、振動子ドライバ１４は、ハンドピース２内の超音波振動子４の振動を停止させる。
【００４８】
このように本実施の形態においては、切削処置部を構成する切刃に超音波振動を加えることで切削能力を向上させている。これにより、比較的低い回転数及びトルクで、十分な切削能力を得ることができる。従って、モータが過負荷となることを防止して長寿命化を図ることができる。また、切刃を逆回転させる必要もなく、正確な切削を可能にして所望の組織切削面を得ることができる。
【００４９】
なお、本実施の形態においては、モータ電流検出部２２及びＡ／Ｄコンバータ３４は省略可能である。
【００５０】
図４及び図５は本発明の第２の実施の形態に係り、図４は第２の実施の形態に採用される制御基本フローを示すフローチャートであり、図５は図４の基本制御フローにおけるタイムチャートを示している。図５（ａ）は実行ＳＷのＯＮ，ＯＦＦ状態を示し、図５（ｂ）はモータ３の回転数を示し、図５（ｃ）は超音波振動子４のＯＮ，ＯＦＦ状態を示している。本実施の形態の構成は図１と同様であり、演算部２９による制御が異なるのみである。図４において図３と同一の手順には同一符号を付して説明を省略する。
【００５１】
本実施の形態は図１の超音波振動子４をモータ３の回転数の変動に応じてオン，オフ制御する点が第１の実施の形態と異なる。
【００５２】
図４のステップＳ２では、モータ３が所望の回転数で駆動制御される。本実施の形態においては、このステップＳ２の次にステップＳ６においてモータ３の回転数を検出する。即ち、ステップＳ６において、ホール素子１１からの信号によって回転検出部３３はモータの回転数を検出する。演算部２９は回転検出部３３によって検出された回転数を変数Ｎに代入する。そして、演算部２９は次のステップＳ７において、検出した回転数Ｎと所望の設定値に対して一定量減少した回転数の閾値ＮＸと比較する。演算部２９はＮ＞ＮＸである場合には処理をステップＳ５に移行し、Ｎ≦ＮＸとなった場合には処理をステップＳ３に移行する。
【００５３】
即ち、演算部２９はモータ３の回転数Ｎが所望の回転数から減少して閾値ＮＸまで低速になってしまったか否かを監視する。検出した回転数Ｎが閾値ＮＸよりも大きい場合には、演算部２９はステップＳ５において超音波振動子４をＯＦＦのままにしておく。この場合には、プローブ５の切削処置部には超音波振動は加えられず、プローブ５の切削能力は通常のレベルとなる。実行ＳＷ２１がＯＮの期間にはステップＳ６が繰返し実行されて回転数Ｎは更新される。
【００５４】
検出したモータ３の回転数Ｎが閾値ＮＸ以下になると、演算部２９はステップＳ３に移行して超音波振動子４をＯＮにする。そうすると、プローブ５の切削処置部に超音波振動が加えられて、プローブ５の切削能力は向上する。
【００５５】
このように、演算部２９は、実行ＳＷ２１のＯＮ期間において、検出した回転数Ｎが所望の設定値に対して一定量減少した閾値ＮＸ以下になるか否かを監視している。なお、ＮＸはハンドピース２に搭載しているモータの種類や回転数の設定で決定される値であり、複数の値Ｎ１，Ｎ２，…，ＮＸを代表している。組合わせられるハンドピースや設定値に応じた種々の閾値が採用される。モータ３の所望の回転数が閾値以下になるまで低下すると、初めて超音波振動子４を駆動する。
【００５６】
そうすると、超音波振動子４による先端振動によって、プローブ先端の切削能力が向上し、瞬時にモータ３の回転数は所望の値に復帰する。モータ３の回転数が増加して所望の回転数に復帰すると、ステップＳ７の判定処理によってステップＳ５が実行されて、不要な超音波の出力は停止される。
【００５７】
次に、上述した超音波振動子４のＯＮ，ＯＦＦ制御について図５を参照して説明する。
【００５８】
図５は実行ＳＷ部２１がＯＮされたタイミングｔ１から実行ＳＷ部２１がＯＦＦされるタイミングｔ２までを示している。タイミングｔ１にて実行ＳＷ部２１がＯＮされるとモータ３が回転を開始する。モータ３の回転数の検出結果は演算部２９にフィードバックされる。いま、切削する対象となる生体組織が硬化していることから、モータ３の回転数が減少して、回転数Ｎが閾値ＮＸ以下になってしまうものとする。図５ではタイミングｔ３においてモータ３の回転数Ｎが閾値ＮＸ以下になったことを示している。演算部２９において何らの制御も行われない場合には、図５の破線にて示すように、モータ３の回転数は次第に低下して停止する可能性がある。
【００５９】
これに対し、本実施の形態においては、モータ３の回転数Ｎが閾値ＮＸを下回るタイミングｔ３において、演算部２９は超音波振動子４をＯＮにするための駆動制御を開始する。これにより、タイミングｔ３からプローブ処置部が超音波振動して、切削能力が短期的に向上する。そうすると、モータ３の負荷が小さくなってその回転数Ｎは増加を始める。こうして、図５のタイミングｔ４には、モータ３は設定された所望の回転数に短時間で復帰する。図４のステップＳ３からステップＳ１，Ｓ２を経てステップＳ６に処理が移行して回転数Ｎが更新される。この時点では回転数Ｎは閾値ＮＸよりも大きくなっているので、演算部２９はステップＳ５において超音波振動子４の超音波振動を停止させる。
【００６０】
このように本実施の形態においては、モータの回転数を検出し検出した回転数が閾値よりも低下した場合に超音波振動子を振動させて切削処置部の切削能力を向上させるようになっている。これにより、第１の実施の形態と同様の効果が得られると共に、必要最小限の時間だけ超音波振動子を駆動すればよいことから、超音波振動子の寿命を延ばすことができる。また、超音波振動子の負荷が比較的小さいので、超音波振動子の小型化、振動子を駆動するための振動子ドライバ、振動子用の電源部も大幅に小型化可能であり、装置を安価に構成することが可能となる。
【００６１】
図６及び図７は本発明の第３の実施の形態に係り、図６は第３の実施の形態に採用される制御基本フローを示すフローチャートであり、図７は図６の基本制御フローにおけるタイムチャートを示している。図７（ａ）は実行ＳＷのＯＮ，ＯＦＦ状態を示し、図７（ｂ）はモータ電流検出部２２の検出電流値を示し、図７（ｃ）は超音波振動子４のＯＮ，ＯＦＦ状態を示している。本実施の形態の構成は図１と同様であり、演算部２９による制御が異なるのみである。なお、本実施の形態においては、モータ電流検出部２２及びＡ／Ｄコンバータ３４は省略することはできない。図６において図４と同一の手順には同一符号を付して説明を省略する。
【００６２】
本実施の形態は図１のモータ３に供給する電流値の変動に応じてオン，オフ制御する点が第２の実施の形態と異なる。
【００６３】
図６のステップＳ２では、モータ３が所望の回転数で駆動制御される。本実施の形態においては、このステップＳ２の次にステップＳ８においてモータ３への供給電流値を検出する。即ち、ステップＳ８において、モータ電流検出部２２からの信号がＡ／Ｄコンバータ３４に供給され、Ａ／Ｄコンバータ３４は、入力された信号を検出電流のディジタルデータとして演算部２９に供給する。演算部２９は入力されたディジタル検出電流値を変数Ｉに代入する。そして、演算部２９は次のステップＳ９において、検出した電流値Ｉと所望のモータ回転数を得るための正常な電流量の範囲の上限値である閾値ＩＸと比較する。演算部２９はＩ＜ＩＸである場合には処理をステップＳ５に移行し、Ｉ≧ＩＸとなった場合には処理をステップＳ３に移行する。
【００６４】
即ち、演算部２９はモータ３への供給電流値Ｉが所望の回転数を得るための電流量の閾値ＩＸまで増加してしまったか否かを監視する。検出した電流値Ｉが閾値ＩＸよりも小さい場合には、演算部２９はステップＳ５において超音波振動子４をＯＦＦのままにしておく。この場合には、プローブ５の切削処置部には超音波振動は加えられず、プローブ５の切削能力は通常のレベルとなる。実行ＳＷ２１がＯＮの期間にはステップＳ８が繰返し実行されて電流値Ｉは更新される。
【００６５】
検出したモータ３の電流値Ｉが閾値ＩＸ以上になると、演算部２９はステップＳ３に移行して超音波振動子４をＯＮにする。そうすると、プローブ５の切削処置部に超音波振動が加えられて、プローブ５の切削能力は向上する。
【００６６】
このように、演算部２９は、実行ＳＷ２１のＯＮ期間において、検出した電流値Ｉが所望の回転数を得るために供給する電流値として正常の範囲の上限の閾値ＩＸ以上になるか否かを監視している。なお、ＩＸはハンドピース２に搭載しているモータの種類や回転数の設定で決定される値であり、複数の値Ｉ１，Ｉ２，…，ＩＸを代表している。組合わせられるハンドピースや設定値に応じた種々の閾値が採用される。モータ３へ供給する電流値が閾値以上になるまで増加すると、初めて超音波振動子４を駆動する。
【００６７】
そうすると、超音波振動子４による先端振動によって、プローブ先端の切削能力が向上し、瞬時にモータ３への供給電流値は元の値に復帰する。モータ３への供給電流値が低下して正常な電流量の範囲内に復帰すると、ステップＳ９の判定処理によってステップＳ５が実行されて、不要な超音波の出力は停止される。
【００６８】
次に、上述した超音波振動子４のＯＮ，ＯＦＦ制御について図７を参照して説明する。
【００６９】
図７は実行ＳＷ部２１がＯＮされたタイミングｔ１から実行ＳＷ部２１がＯＦＦされるタイミングｔ２までを示している。タイミングｔ１にて実行ＳＷ部２１がＯＮされるとモータ３が回転を開始する。モータ３の回転数の検出結果は演算部２９にフィードバックされる。いま、切削する対象となる生体組織が硬化していることから、モータ３の負荷が増加して所望の回転数を得るために必要な供給電流値が増加して、供給電流値Ｉが閾値ＩＸ以上になってしまうものとする。図７ではタイミングｔ５においてモータ３への供給電流値Ｉが閾値ＩＸ以上になったことを示している。演算部２９において何らの制御も行われない場合には、図７の破線にて示すように、モータ３への供給電流値Ｉは次第に増加して供給可能な電流値の最大値（ＭＡＸ）に到達する。
【００７０】
これに対し、本実施の形態においては、モータ３への供給電流値Ｉが閾値ＩＸを上回るタイミングｔ５において、演算部２９は超音波振動子４をＯＮにするための駆動制御を開始する。これにより、タイミングｔ５からプローブ処置部が超音波振動して、切削能力が短期的に向上する。そうすると、モータ３の負荷が小さくなってその供給電流値Ｉは低下し始める。こうして、図５のタイミングｔ６には、モータ３を所望の回転数に維持するために供給される電流値Ｉは短時間で正常な範囲に復帰する。図６のステップＳ３からステップＳ１，Ｓ２を経てステップＳ８に処理が移行して供給電流値Ｉが更新される。この時点では供給電流値Ｉは閾値ＩＸよりも小さくなっているので、演算部２９はステップＳ５において超音波振動子４の超音波振動を停止させる。
【００７１】
このように本実施の形態においては、モータへの供給電流値を検出し検出した電流値が閾値以上になった場合に超音波振動子を振動させて切削処置部の切削能力を向上させるようになっている。これにより、第１の実施の形態と同様の効果が得られると共に、必要最小限の時間だけ超音波振動子を駆動すればよいことから、超音波振動子の寿命を延ばすことができる。また、超音波振動子の負荷が比較的小さいので、超音波振動子の小型化、振動子を駆動するための振動子ドライバ、振動子用の電源部も大幅に小型化可能であり、装置を安価に構成することが可能となる。
【００７２】
図８及び図９は本発明の第４の実施の形態に係り、図８は第４の実施の形態に採用される制御基本フローを示すフローチャートであり、図９は図８の基本制御フローにおけるタイムチャートを示している。図９（ａ）は実行ＳＷのＯＮ，ＯＦＦ状態を示し、図９（ｂ）はモータ３の回転数を示し、図９（ｃ）はモータ電流検出部２２の検出電流値を示し、図９（ｄ）はモータ３の回転方向を示し、図９（ｅ）は超音波振動子４のＯＮ，ＯＦＦ状態を示している。本実施の形態の構成は図１と同様であり、演算部２９による制御が異なるのみである。なお、本実施の形態においては、モータ電流検出部２２及びＡ／Ｄコンバータ３４は省略することはできない。図９において図４及び図６と同一の手順には同一符号を付して説明を省略する。
【００７３】
本実施の形態は第２及び第３の実施の形態を組み合わせて超音波振動子４をオン，オフ制御すると共に、モータ３が過負荷状態の場合には一時的にモータ３を逆回転させる点が第２及び第３の実施の形態と異なる。
【００７４】
図８のステップＳ２では、モータ３が所望の回転数で駆動制御される。本実施の形態においては、このステップＳ２の次にステップＳ６，Ｓ８においてモータ３の回転数及び供給電流値を検出する。即ち、ステップＳ６において、ホール素子１１からの信号によって回転検出部３３はモータの回転数を検出する。演算部２９は回転検出部３３によって検出された回転数を変数Ｎに代入する。ステップＳ８において、モータ電流検出部２２からの信号がＡ／Ｄコンバータ３４に供給され、Ａ／Ｄコンバータ３４は、入力された信号を検出電流のディジタルデータとして演算部２９に供給する。演算部２９は入力されたディジタル検出電流値を変数Ｉに代入する。
【００７５】
演算部２９は次のステップＳ７において、検出した回転数Ｎと所望の設定値に対して一定量減少した回転数の閾値ＮＸと比較する。演算部２９はＮ＞ＮＸである場合には処理をステップＳ９に移行する。また、演算部２９はＮ≦ＮＸとなった場合には処理をステップＳ３に移行する。演算部２９はステップＳ９において、検出した電流値Ｉと所望のモータ回転数を得るための正常な電流量の範囲の上限値である閾値ＩＸと比較する。演算部２９はＩ＜ＩＸである場合には処理をステップＳ１に戻す。演算部２９はステップＳ９でＩ≧ＩＸと判定した場合には、処理をステップＳ３に移行する。即ち、演算部２９はモータ３の回転数が一定量以下に減少若しくは供給電流値が一定量以上増大した場合には、ステップＳ３において超音波振動子４を駆動するよう制御する。
【００７６】
更に、本実施の形態においては、演算部２９は、次のステップＳ１０において、一定量逆回転するための固定値をＺにセットする。固定値Ｚは時間、回転角度又は回転数等である。ステップＳ１１では、ステップＳ１０においてセットされた固定値Ｚが０となったか否かを判別する。演算部２９は、ステップＳ１１にて固定値Ｚ≠０と判定した場合には、ステップＳ１２において固定値Ｚを減算して処理をステップＳ１１に戻す。ステップＳ１１，Ｓ１２によって固定値Ｚが０値なるまで、超音波振動子４のＯＮ及び回転モータ３の逆回転状態が維持される。ステップＳ１３では、ステップＳ１１にて固定値Ｚ＝０の場合に、プローブ５の回転を正規の回転方向に戻してステップＳ５の処理を実施する。
【００７７】
即ち、本実施の形態においては、モータ３の回転数が一定量以下に減少若しくは供給電流値が一定量以上増大した場合には、プローブ先端を超音波振動させると共に、一時的にモータ３の回転方向を逆転させ、モータ３の過負荷状態を正常な状態に復帰させるという制御を行なう。
【００７８】
次に、上述したモータ３の回転方向の制御について図９を参照して説明する。
【００７９】
図９は実行ＳＷ部２１がＯＮされたタイミングｔ１から実行ＳＷ部２１がＯＦＦされるタイミングｔ２までを示している。タイミングｔ１にて実行ＳＷ部２１がＯＮされるとモータ３が回転を開始する。モータ３の回転数の検出結果及びモータ３への供給電流量の検出結果は演算部２９にフィードバックされる。いま、切削する対象となる生体組織が硬化していることによって、モータ３の負荷が増加して所望の回転数Ｎが閾値ＮＸ以下になるものとする。図９ではタイミングｔ７においてモータ３の回転数Ｎが閾値ＮＸ以下に低下している。なお、図９の例ではこのタイミングｔ７においても供給電流値Ｉは閾値ＩＸ以下である。
【００８０】
演算部２９は、モータ３の回転数Ｎが閾値ＮＸを下回るタイミングｔ７において、超音波振動子４をＯＮにするための駆動制御を開始する。これにより、タイミングｔ７からプローブ処置部が超音波振動して、切削能力が短期的に向上する。
【００８１】
更に、本実施の形態においては、演算部２９は、タイミングｔ７においてモータ３の回転方向を逆回転にするように制御を開始する。演算部２９は固定値Ｚが０に戻るまでモータ３の逆回転を継続する。これにより、モータ３の負荷は著しく減少し、モータ３の回転数は迅速に正常値に復帰する。固定値Ｚが０になったタイミングｔ８において、演算部２９はモータ３の回転を正回転に戻し、ステップＳ５において超音波振動子４をＯＦＦにする。
【００８２】
同様に、切削する対象となる生体組織が硬化していることによって、モータ３の負荷が増加して所望の回転数を得るための供給電流値Ｉが閾値ＩＸを以上になるものとする。図９ではタイミングｔ９においてモータ３への供給電流値Ｉが閾値ＩＸ以上に増加している。なお、図９の例ではこのタイミングｔ９においてもモータ３の回転数Ｎは閾値ＮＸよりも大きい。
【００８３】
演算部２９は、モータ３への供給電流値Ｉが閾値ＩＸを上回るタイミングｔ９において、超音波振動子４をＯＮにするための駆動制御を開始する。これにより、タイミングｔ９からプローブ処置部が超音波振動して、切削能力が短期的に向上する。更に、演算部２９は、タイミングｔ９においてモータ３の回転方向を逆回転にするように制御を開始する。演算部２９は固定値Ｚが０に戻るまでモータ３の逆回転を継続する。こうして、この場合にも、モータ３の負荷は著しく減少し、モータ３の回転数は迅速に正常値に復帰する。固定値Ｚが０になったタイミングｔ１０において、演算部２９はモータ３の回転を正回転に戻し、ステップＳ５において超音波振動子４をＯＦＦにする。
【００８４】
このように本実施の形態においては、第１及び第２の実施の形態と同様の効果が得られると共に、プローブを回転させることが困難な状態から切削処置部を逆回転させることでモータ３の過負荷状態を回避する場合でも、切削処置部に超音波振動を加えることによって、モータ３の過負荷状態を容易に解消することができる。
【００８５】
図１０乃至図１２は本発明の第５の実施の形態に係り、図１０は第５の実施の形態に採用される制御基本フローを示すフローチャートであり、図１１は図１０のステップＳ１４の手順を説明するためのグラフである。また、図１２は超音波振動子４の駆動状態の経時変化を示す説明図である。本実施の形態の構成は図１と同様であり、演算部２９による制御が異なるのみである。図１０において図６と同一の手順には同一符号を付して説明を省略する。
【００８６】
本実施の形態は超音波振動子４の振幅をモータ３への供給電流値Ｉによって制御する点が第３の実施の形態と異なる。
【００８７】
演算部２９は、図１０のステップＳ８においてモータ３への供給電流値Ｉを求め、次のステップＳ９において供給電流値Ｉが閾値ＩＸ以上増大した場合には、ステップＳ３において超音波振動子４を駆動するよう制御する。
【００８８】
本実施の形態においては、演算部２９は、次のステップＳ１４において、モータ３への供給電流値Ｉを変数とした関数によって決定される値Ｐを超音波振動子４の駆動用の電流値としてポートＧ（図２参照）より出力する。即ち、本実施の形態においては、超音波振動子４は電流値Ｐに比例した先端振幅で超音波振動することになる。
【００８９】
次に、上述した超音波振動子４の振幅制御について図１１及び図１２を参照して説明する。
【００９０】
図１１の曲線で示す関数ｆ（Ｉ）１は、一定の電流値がモータ３に供給された場合には比例的に超音波振動子４に供給する電流値を変化させる関数である。関数ｆ（Ｉ）２は、モータ３へ供給している電流値に対して超音波振動子４へ供給する電流値が２次関数的に増加させる関数である。ｆ（Ｉ）３は、モータ３へ供給している電流値が一定以上となった場合に超音波振動子４へ供給する電流を急激に供給し一定の値で停止させる関数である。
【００９１】
なお、組合わせられるモータ３及び超音波振動子４に合わせて、関数を適宜変更することによって、最適な超音波振動の組合せを実現することができることは言うまでもない。
【００９２】
また、図１２は超音波振動子４に供給する電流値の経時的な変化を示している。図１２（ａ）に示す電流を超音波振動子４に供給することによって、超音波振動子４をパルス状に駆動することが可能である。また、図１２（ｂ）に示す電流を超音波振動子４に供給することによって、超音波振動子４をパルス駆動の形状が初期状態では大きくその後小さくなるように駆動することができる。また、図１２（ｃ）に示す電流を超音波振動子４に供給することによって、超音波振動子４をパルス駆動の形状が減衰的に変化するように駆動することができる。また図１２（ａ）乃至（ｃ）では、夫々パルス状に超音波振動子を駆動する間隔を異ならせている。
【００９３】
このように、本実施の形態においては、第３の実施の形態と同様の効果が得られると共に、モータ３への供給電流値に応じて超音波振動子４を駆動した際に発生する先端振幅を変化させることによって、回転させているプローブの切削能力を最大限に発揮することが可能となる。
【００９４】
ところで、プローブ５の切削処置部による切削処理時には、切削している組織は、ポンプ２４の吸引によって、プローブ５の中空管路６、基端部７、ハンドピース２に設けられたチャンバー８、吸引管路９、チューブ２５に存在する。切削が終了した直後において吸引を停止すると、これらの部位に切削した組織が留まって各管路がつまることが考えられる。そこで、上記各実施の形態においては、切削処理の終了から吸引処理の終了との間に時間差を設ける方法を採用することがある。
【００９５】
図１３乃至図１５はこの場合の吸引処理を説明するためのものであり、図１３は演算部２９による吸引処理の制御基本フローを示すフローチャートであり、図１４及び図１５は図１３のフローにおけるタイムチャートである。
【００９６】
図１３のステップＳ１においては、実行ＳＷ部２１がＯＮか否かが判定される。次のステップＳ１５では、演算部２９は、実行ＳＷ部２１の入力がＯＮであることからピンチバルブ２６を開放することによって吸引を開始する。演算部２９は、次のステップＳ１６において、設定可能なタイマー初期値ＴＸを変数Ｔにセットする。なお、ＴＸはパネル設定によって設定してもよく、また、モータの回転数の設定から算出される関数値であってもよい。演算部２９は、ステップＳ１７において、変数Ｔにセットされたデータを減算する。演算部２９は、ステップＳ１８において、変数Ｔが０であるか否か、つまり一定時間経過したか否かを判断し、経過していなければステップＳ１７に処理を戻す。演算部２９は、ステップＳ１８において変数Ｔが０であって一定時間経過したものと判断すると、次のステップＳ１９において、ピンチパルブ２６を閉鎖し吸引を終了する。
【００９７】
次に、上述したピンチパルブの開閉制御について図１４及び図１５を参照して説明する。
【００９８】
図１４及び図１５のタイミングｔ１，ｔ２は、実行ＳＷ部２１がＯＮされて、ＯＦＦされるタイミングを示している。演算部２９は、実行ＳＷ部２１がＯＮするタイミングｔ１において、ピンチバルブ２６を開放し、実行ＳＷ部２１がＯＦＦしたタイミングｔ２から一定時間、即ち、変数Ｔが初期値ＴＸから０になるまでの時間経過後に、ピンチパルブ２６を閉鎖する。
【００９９】
図１５は初期値ＴＸが０の場合のタイムチャートを示している。即ち、この場合には、実行ＳＷ部２１がＯＦＦしたタイミングｔ２において、演算部２９はピンチバルブ２６を閉鎖する。
【０１００】
このように本実施の形態においては、切削処理の終了から所定時間後に吸引処理を終了させており、管路に切削した体組織が留まってつまりが生じることを防止することができる。また切削の動作とは関係なく吸引を継続すると、内視鏡下で本装置を用いた場合には腔が著しく縮小したり、還流する生理食塩水等が大量に消費されてしまう。これに対し、図１３の吸引処理方法を採用すると、切削終了後一定時間だけ吸引することになり、腔を縮小させたり、生理食塩水の消費量が増大することを防止することができる。
【０１０１】
また、上記各実施の形態においては、図１６及び図１７に示す吸引処理を採用することも可能である。図１６は演算部２９による吸引処理の制御基本フローを示すフローチャートであり、図１７は図１６のフローにおけるタイムチャートである。図１６において図１３と同一の手順には同一符号を付して説明を省略する。
【０１０２】
ステップＳ１において実行ＳＷ部２１のＯＮ判定後に、演算部２９は、ステップＳ１５′の処理を実行する。ステップＳ１５′ではピンチパルブ２６の開放を行う。次に、ステップＳ２０において、タイマー１をセットする。タイマー１によって、ステップＳ１５′におけるピンチバルブ２６の開放時間が設定される。タイマー１がカウントアップすると、次にステップＳ１９′においてピンチパルブ２６が閉鎖される。次のステップＳ２１では、ピンチバルブ２６を閉鎖している時間をカウントするタイマー２がセットされる。タイマー２がカウントアップすることで、処理が次のステップＳ１に移行する。なお、ステップＳ１にて実行ＳＷ部２１がＯＦＦと判断されるとステップＳ１５にてピンチバルブ２６が開放される。
【０１０３】
次に、図１６のフローに従ったピンチパルブの開閉制御について図１７を参照して説明する。
【０１０４】
図１７のタイミングｔ１，ｔ２は、実行ＳＷ部２１がＯＮされて、ＯＦＦされるタイミングを示している。演算部２９は、実行ＳＷ部２１がＯＮするタイミングｔ１において、ピンチバルブ２６を開放し、タイマー１による一定時間経過後のタイミングｔ１３においてピンチパルブ２６を閉鎖する。また、演算部２９によって、タイミングｔ１３において閉鎖されたピンチバルブ２６は、タイマー２による一定時間経過後のタイミングｔ１４において再び開放する。以後、実行ＳＷ部２１がＯＮされている間は、図１７に示すように、ピンチバルブ２６の開閉が繰り返される。実行ＳＷ部２１がＯＦＦされるタイミングｔ２以降は、図１４と同様に、一定時間ピンチバルブ２６が開放した後閉鎖する。
【０１０５】
図１７（ｃ）は吸引圧の変化を示している。図１７（ｃ）に示すように、ピンチバルブ２６の開閉制御を行なうことにより、実行ＳＷ部２１がＯＮされている間の吸引圧は、ピンチバルブ２６の開閉のデューティに従った値となる。
【０１０６】
このように、吸引圧を断続的に変化させることによって、切削中は徐々に組織を吸引すると共に、切削処理が停止して切削した組織が管路内につまりやすい状態になると吸引圧を上昇させることができ、最適な吸引効果を得ることができる。
【０１０７】
図１８乃至図２０は本発明の変形例に係り、図１８は変形例の一部の構成を示す説明図であり、図１９及び図２０は夫々図１８中のポンプドライバ２８又はローラーポンプ２９の動作を説明するためのタイムチャートである。図１８は図１中のピンチバルブドライバ２７に代えてポンプドライバ４８を採用し、ピンチバルブ２６に代えてローラーポンプ４９を採用した点が図１の外科手術装置と異なるのみである。ポンプドライバ４８は制御部１８に制御されてローラポンプ４９を駆動する。ローラポンプ４９はチューブ２５を介して体組織を吸引するようになっている。
【０１０８】
図１９（ａ）はモータ３の回転数を示し、図１９（ｂ）はローラポンプ４９の吸引圧の変化を示している。また、図２０（ａ）はモータへの供給電流値を示し、図２０（ｂ）はローラポンプ２９の吸引圧の変化を示している。
【０１０９】
図１９の例は、ローラーポンプ２９がモータ３の回転数に従ってローラーポンプ２９の吸引圧が変更されているようにポンプドライバ２８を制御した例を示している。更に、回転数設定に対して上述した実施の形態のように閾値ＮＸを下回ったと判断した場合にローラーポンプ２９が最大吸引圧を発生するようにポンプドライバ２８を制御している例を示している。
【０１１０】
切削した組織が吸引されずに管路に残ってしまうと、モータ３の負荷が大きくなってしまう。そこで、図１９の吸引制御を採用することによって、モータ３の回転数が低下した場合には、吸引圧を増大させて切削した体組織の確実に吸引し体組織を切削処置部及び管路等から除去して、モータ３の負荷を軽減させるのである。
【０１１１】
このように、切削時の吸引圧を適正に保つことによって、モータ３に過負荷が生じることを防止している。
【０１１２】
図２０の例は、ローラーポンプ２９がモータ３への供給電流値に従ってローラーポンプ２９の吸引圧を変更するようにポンプドライバ２８を制御する例を示している。更に供給電流値に対して上述した実施の形態のように閾値ＩＸを上回ったと判断した場合にローラーポンプ２９が最大吸引圧を発生するようにポンプドライバ２８を制御している例を示している。
【０１１３】
この場合にも、切削した組織が吸引されずに管路に残ってしまうことによってモータ３の負荷が大きくなることを防止することができる。即ち、図２０の吸引制御を採用することによって、モータ３への供給電流値が増加した場合には、吸引圧を増大させて切削した体組織の確実に吸引し体組織を切削処置部及び管路等から除去して、モータ３の負荷を軽減させるのである。
【０１１４】
このように、切削時の吸引圧を適正に保つことによって、モータ３に過負荷が生じることを防止している。
【０１１５】
［付記］
１．超音波振動を発生可能な超音波振動子と、
前記超音波振動を伝達可能に前記超音波振動子に一端が接続されるとともに、他端に生体組織を処置可能な処置部を有するプローブ手段と、
前記超音波振動子及び前記プローブ手段を回動自在に支持する支持軸を有し、前記処置部で切削可能に前記支持軸を駆動する駆動手段と、
前記駆動手段の駆動力を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記超音波振動子を制御する制御手段と、
を具備したことを特徴とする外科手術装置。
【０１１６】
２．前記制御回路は、前記処置部で処置された組織片を吸引するための吸引手段を前記駆動手段に連動するように制御することを特徴とする付記項１に記載の外科手術装置。
【０１１７】
３．超音波振動を発生可能な超音波振動子と、
前記超音波振動を伝達可能に前記超音波振動子に一端が接続されるとともに、他端に生体組織を処置可能な処置部を有するプローブ手段と、
前記超音波振動子及び前記プローブ手段を回動自在に支持する支持軸を有し、前記処置部で切削可能に前記支持軸を駆動する駆動手段と、
前記駆動手段の駆動状態を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記超音波振動子を制御する制御手段と、
を具備したことを特徴とする外科手術装置
４．前記検出手段が、駆動手段の支持軸の回転状態検出手段である付記項３に記載の外科手術装置。
【０１１８】
５．前記検出手段が、駆動手段へ供給する電気エネルギー検出手段である付記項３に記載の外科手術装置。
【０１１９】
６．前記制御手段は、前記超音波振動子の振幅を制御する振幅制御手段である付記項３に記載の外科手術装置。
【０１２０】
７．前記制御手段は、前記超音波振動子を駆動するタイミングを決定する駆動タイミング制御手段である付記項３に記載の外科手術装置。
【０１２１】
８．前記構成に加えて前記超音波振動子を制御する制御手段の制御結果を受けて、駆動手段の回転方向を変更する回転方向切り替え制御手段を具備する付記項３に記載の外科手術装置。
【０１２２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、切刃の回転数に応じて切刃に超音波振動を加えることによりモータの長寿命化を図り且つ正確な切削を可能にすることができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る外科手術装置を示す説明図。
【図２】図１中の制御部１８の構成及び図１の電気的な接続関係を具体的に示す回路図。
【図３】図２中の演算部２９による制御基本フローを示すフローチャート。
【図４】第２の実施の形態に採用される制御基本フローを示すフローチャート。
【図５】図４の基本制御フローにおけるタイムチャート。
【図６】第３の実施の形態に採用される制御基本フローを示すフローチャート。
【図７】図６の基本制御フローにおけるタイムチャート。
【図８】第４の実施の形態に採用される制御基本フローを示すフローチャート。
【図９】図８の基本制御フローにおけるタイムチャート。
【図１０】第５の実施の形態に採用される制御基本フローを示すフローチャート。
【図１１】図１０のステップＳ１４の手順を説明するためのグラフ。
【図１２】超音波振動子４の駆動状態の経時変化を示す説明図。
【図１３】演算部２９による吸引処理の制御基本フローを示すフローチャート。
【図１４】図１３のフローにおけるタイムチャート。
【図１５】図１３のフローにおけるタイムチャート。
【図１６】演算部２９による吸引処理の制御基本フローを示すフローチャート。
【図１７】図１６のフローにおけるタイムチャート。
【図１８】変形例の一部の構成を示す説明図。
【図１９】図１８中のポンプドライバ２８の動作を説明するためのタイムチャート。
【図２０】図１８中のローラーポンプ２９の動作を説明するためのタイムチャート。
【符号の説明】
１…本体、２…ハンドピース、３…モータ、４…超音波振動子、５…プローブ、１１…ホール素子、１３…モータドライバ、１４…振動子ドライバ、２２…モータ電流検出部、２３…振動子電流検出部、１７，２８…電源部、１８…制御部、２１…実行ＳＷ部、２５…チューブ、２６…ピンチパルブ、２７…ピンチパルブドライバ。

Claims

超音波振動を発生可能な超音波振動子と、
前記超音波振動を伝達可能に前記超音波振動子に一端が接続されるとともに、他端に生体組織を処置可能な処置部を有するプローブ手段と、
前記超音波振動子及び前記プローブ手段を回動自在に支持する支持軸を有し、前記処置部で切削可能に前記支持軸を駆動する駆動手段と、
前記駆動手段の駆動力を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記超音波振動子を制御する制御手段と、
を具備したことを特徴とする外科手術装置。
前記制御手段は、前記処置部で処置された組織片を吸引するための吸引手段を前記駆動手段に連動するように制御することを特徴とする請求項１に記載の外科手術装置。