JP2009034416A - 医療用レーザ手術装置 - Google Patents

Abstract

【課題】メモリー効果による電池寿命短命化を防ぐことのできる二次電池駆動の医療用レーザ手術装置を提供する。
【解決手段】医療用レーザ装置は、二次電池１の電池残量を検知する電池残量検知部２、二次電池１の電池容量を完全に放電してから自動的に充電動作を開始させることができる充電制御部３、二次電池１から供給される電力によりレーザ発振するレーザ発振器５、レーザ発振器５から出力するレーザ光の出力を制御するレーザ制御部４、及びレーザ制御部４によって制御されて出力されるレーザ光を患者患部へ導くレーザ導光部６を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、装置の電力源として二次電池を備えた医療用レーザ手術装置に関する。

レーザの研究は古くから行われ、様々な媒体によるレーザ発振が可能となり、今日においてはごく当たり前の技術として、通信・加工・医療の技術に応用されている。

近年、医科や歯科分野において、生体組織の切開、止血、凝固および蒸散を目的としたレーザ手術装置が広く用いられている。

従来のレーザ手術装置は、商用の１００Ｖまたは２００Ｖの電源を必要とするものがほとんどである。商用電源が必要な場合は、治療前に電源コードを専用コンセントへ差し込む作業を必要とする。医科や歯科の治療において、医師は消毒済みのものにしか手を触れることができないため、電源コードはアシスタントがコンセントに接続しなければならなかった。また、電源コンセントの場所によって使用場所が限定されたり、コードを延長する必要があり、使い勝手が悪かった。

商用電源を必要とせず、電池を電力供給源とした医療用レーザ手術装置が提案されている（特許文献１参照）。この医療用レーザ手術装置は、生体組織を滅菌させることを目的とし、ダイオード励起固定レーザ発生機器を使用した微弱出力の手持ち式レーザ機器である。

また、これまでの生体組織の切開、止血、凝固および蒸散を目的とした数Ｗ以上のレーザ出力を必要とする医療用レーザ手術装置では商用電源を必要としてきた。しかしながら近年、ニッケル水素電池等の高容量化に伴って、電池で駆動できる炭酸ガスレーザ手術装置が提案されている。

特開２０００−３００６８３号公報

しかしながら電池駆動式にすることで、使用の際の利便性や衛生面の問題は解決されるもののニッケル水素からなる二次電池では満充電をせずに途中充電を行うと充電性能が低下してしまう（メモリー効果）という特性による問題があった。

充電性能が低下すると、頻繁に商用電源へ電源コードを接続するといった充電作業を行わなければならなくなる。頻繁な充電作業が必要となると、手術・治療時、医師が消毒済みのものしか触れないために電源コンセントのプラグを抜き差しする作業をアシスタントが行うか、手術・治療準備の段階で充電させるために商用電源へ電源コードを接続するという、手間を省くことや電源コードの抜き差し電源コンセントの接続がなくレーザ治療を行う診療台までの移動がし易く、また、治療中も治療を行い易い位置に簡単に移動することができ、利便性を向上させるという電池式にすることの本来の目的に反してしまう。

充電性能を低下させないためには電池容量を完全に放電した後に充電行うことを繰り返さなければならないが、全充電量を常に使い切ろうとすると、電池容量不足により動作している装置を急停止させることになる。レーザ手術装置の場合、電池切れによる急停止は止血作業を中断せざるを得ないなどの事態を招く可能性もあり、全充電量を使い切ってから充電することは事実上困難である。

また、全充電量を意図的に放電させてから充電を行うとなると、手間や電力の無駄が起こり大変不便である。これにより、電池容量が完全に放電する前に充電をするためには、電池残量が少なくなった場合に使用者に知らせる手段を備えていなくてはならない。その方法として残量が少なくなってきた場合、使用者は手術・治療中は装置の視覚的な表示を確認することはできないため、ブザーによる警報音で知らせることが考えられる。しかしながら、この手法では電池容量を完全に放電させることができないだけでなく、警報音は使用者に限らず周囲の者(アシスタント)や患者へ不快感を与えてしまう問題がある。

また、単に商用電源に接続するだけで充電ができる仕組みでは電池を使い切ってから充電させて二次電池の寿命を長持ちさせるということができていない。

以上の従来の問題に鑑み、本発明は、二次電池を備えた医療用レーザ装置において、メモリー効果による二次電池の寿命短命化の防止を目的とする。

本発明の医療用レーザ手術装置は、電力供給源としての二次電池と、前記二次電池の電池残量を検知する電池残量検知部と、前記二次電池の電池容量を完全に放電してから自動的に充電動作を開始させることができる充電制御部と、前記二次電池から供給される電力によりレーザ発振するレーザ発振器と、前記レーザ発振器から出力するレーザ光の出力を制御するレーザ制御部と、前記レーザ制御部によって制御されて出力されるレーザ光を患者患部へ導くレーザ導光部とを備えた構成を有する。

この構成により、メモリー効果による電池寿命の短命化が少なくすることができ、二次電池を電力源として動作することで配線の煩わしさをなくし、装置の移動も容易に行うことができる。

また、本発明の医療用レーザ手術装置は、電力供給源として複数の二次電池と、前記複数の二次電池のうち、電池残量が最も少なく、かつ充電中ではない二次電池を電力供給源として選択する電池制御部と、前記電池制御部で選択された二次電池の電池容量が完全に放電されると、電源供給可能な状態にある別の二次電池へ電力供給源を切り替える電池切替部とを備えた構成を有する。

この構成により、メモリー効果による電池寿命の低下を少なくするとともに停電やブレーカ落ち、二次電池単独駆動により電池切れといった突然のレーザ発振停止によるトラブルを防止することが出来る。

特に、電池残量検知部で検知した各電池残量を表示する各二次電池の電池残量表示部を備えており、毎日の診療後に電池残量を確認することができ、放電済みの電池がある場合のみ診療後に充電をすればよい。これにより、治療中に充電動作をする必要がなく、レーザ発振器と充電の併用による温度上昇や充電動作による騒音を防ぐことが出来る。また、診療後に充電を行うことで電池残量が少なくなってきた場合の警報音が鳴る機会が減り、警報音による不快感を与えることが少ない。

さらに、複数の二次電池のうち放電可能な最後の二次電池が電池残量を放電するまでの時間が、放電済みの二次電池一つを満充電させるのに要する時間を下回ると、商用電源を電力源とした充電を自動開始させる充電制御部を備えており、治療中の充電開始を出来る限り遅らせることができる。

本発明の医療用レーザ治療装置によれば、メモリー効果を持つ二次電池の全充電量を完全に放電してからの充電が可能となり、メモリー効果による寿命短命化を防ぐことが出来る。さらに、警報音を鳴らすことは少なく快適にレーザ治療に専念できるという効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態１について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１は、二次電池を電力供給源とし、電池容量を完全に放電してから自動的に充電動作を開始させることができる充電制御部を備えることによりメモリー効果による寿命短命化を防ぐことができるようにした医療用レーザ手術装置である。

図１に本発明の実施の形態１における医療用レーザ手術装置の概略構成を表すブロック図を示す。図１に示すように、医療用レーザ手術装置には、電力供給源となる充電可能な二次電池１が搭載されている。また、医療用レーザ手術装置は、二次電池１に加え、電池残量を検知する電池残量検知部２、二次電池への充電を制御する充電制御部３、レーザ光の出力を制御するレーザ制御部４、レーザ発振するレーザ発振器５、レーザ光を患者患部へ導くレーザ導光部６、レーザ光の照射条件を設定する条件設定部７、充電設定部８、充電用電力供給源となる商用電源を接続する商用電源入力部９で構成される。

レーザ制御部４は使用者が条件設定部７で設定した照射条件と入力指示に従って、レーザ光の照射、停止させる信号をレーザ発振器５に送る。

レーザ発振器５は例えば、１０．６μｍの波長の炭酸ガスレーザを用いる。レーザ発振器５は二次電池１から供給される電力により発振し、切開、止血、凝固および蒸散等を行うためのレーザ光を発生する。レーザ発振器５の出力パワーの高低は、用途に応じてレーザ制御部４からの信号により制御される。

レーザ発振器５から出力されるレーザ光を患者患部へ導くレーザ導光部６の形状は、光ファイバ式でもミラー反射による多関節式のものでもよい。

二次電池１は、例えばニッケル水素電池を用いる。

電池残量検知部２は、二次電池１の電池残量を検知し、電池残量が所定の値を下回った場合、充電のための電力供給源としての商用電源との接続を促す警報を発する。

充電制御部３は、商用電源と接続したときにすぐに充電を開始するのではなく、二次電池１の電池残量が完全に放電した後に自動的に充電を開始させることを特徴とする。また、必要に応じて商用電源と接続後にすぐに充電を開始することも可能とさせるよう、商用電源と接続後に即時に充電を開始するか、商用電源と接続後かつ電池容量を完全に放電した後に自動的に充電開始をするかを充電設定部８で設定できる。

次に、本発明の医療用レーザ手術装置の充電動作について説明する。図２は装置の使用を開始してから充電終了までの一例を示すフローチャートである。

初めに装置使用中、電池残量検知部２により二次電池１の電池残量の監視し、電池残量が所定値を下回っていないか判断する(Ｓ１００、Ｓ１０１)。

ここで電池残量が所定の値を下回った場合、充電用の電力供給源となる商用電源との接続を促すよう警報を接続の確認ができるまで発する(Ｓ１０２、Ｓ１０３)。

次にステップＳ１０４で即時に充電を開始するか、電池容量を放電完了した後に自動的に充電開始をするかを充電設定部８で設定する。即充電させる切替スイッチがＯＮの状態である場合は商用電源接続後、即充電を開始する(Ｓ１０５、Ｓ１０８)。それ以外の場合はステップＳ１００と同様に二次電池１の電池残量を監視し、電池容量を完全に放電したのちに充電開始するモードに切り替わる。このモードでは、商用電源接続後、電池残量の監視は商用電源を電力供給源とし、レーザ発振は二次電池１を電力供給源とする。このモードでは、充電中もレーザ発振することが可能であり、通常通りレーザ手術装置の使用ができる。

この構成によれば、二次電池１を電力源として動作するので使用毎に電源コードをコンセントに差し込む煩わしさや電源コードの配線が邪魔になることがない。さらに電池残量を完全に使い切ってから充電を行うため、メモリー効果による電池寿命の短命化がなく、二次電池１を長持ちさせ、充電頻度を少なくすることが出来る効果があり、使用者やアシスタントの手間を省くだけでなく、携帯電話などと比べ高価な二次電池を必要とする医療用レーザ手術装置に特に有用である。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２にかかる医療用レーザ手術装置の概略構成を示すブロック図を図３に示す。本発明の実施の形態２は、電力供給源として複数の二次電池を搭載し、使用中の二次電池の電池容量を完全に放電したときに別の二次電池へ切り替える手段を備えることにより装置動作を停止させることなく、個々の二次電池を必ず完全に放電させることができ、メモリー効果による寿命短命化を防止し、かつ電池切れによる突然のレーザ発振停止によるトラブルを防止できるようにした医療用レーザ手術装置である。

図３において、実施の形態１にかかる医療用レーザ手術装置と同一の機能を有するブロックには同一番号を付与し、説明を省略する。図３に示すように、本実施の形態の医療用レーザ手術装置は、電力供給源となる充電可能な二次電池Ａ１１、二次電池Ｂ１２、電池残量検知部２で検知した電池残量を表示する電池残量表示部１０をさらに有する。また、本実施の形態の医療用レーザ手術装置は、充電設定部８（図１参照）に代えて電池選択部１８を有する。

二次電池Ａ１１、二次電池Ｂ１２は、例えば、ニッケル水素電池であり、同等の性能を持つものとする。また、一つの二次電池は数日間のレーザ治療を可能とする容量を持つ。

充電制御部３では、電池残量検出部２で検知される各電池容量を監視し、電池残量が一番少なく、かつ充電中ではない二次電池を電力供給源とするよう選択する。また、監視している電池容量が完全に放電されたと判断した際に電力供給源を別の二次電池へ切り替えるよう電池切替部１３へ信号を送る。レーザ発振の電力供給源として選択されている二次電池の電池容量が一定値を下回り電池容量が少ないと判断された場合、電池残量の監視するための電力供給源を別の二次電池に切り替えて行う。レーザ発振は電池容量を完全に放電するまでの残量の一番少ない二次電池を電力供給源とする。二次電池を３個以上もうけてもよく、この場合には次に電池容量が少ない二次電池へ電力供給源を切り替える。

複数ある二次電池の電池残量は、電池残量表示部１０に使用者が分かるように表示させる。これにより、毎日の診療終了後に電池残量表示部１０で放電済みの電池があった場合のみ、その二次電池の充電をすればよい。また、電池残量表示部１０に充電回数を表示させ電池のおおよその寿命を使用者が分かるようにしてもよい。

また、充電制御部３は、複数ある二次電池のうち、放電可能な最後の二次電池残量（電池残量検知部２により検知される）が所定値を下回った場合、使用者や周囲にブザー（図示せず）が発生する警報音や警報ランプ（図示せず）の発光で認知させ、商用電源と接続するように促す。

二次電池が３個以上あるには場合、電池残量検知部２で検知した各二次電池の電池残量が所定値を下回ると、充電制御部３が放電可能な二次電池の数に応じてブザーの警報音や警報ランプの発光のパターンを変えて警報を発することが好ましい。これにより、使用者に対して放電可能な二次電池の残数を効果的に認識させることができ、商用電源との接続を促すことができる。

商用電源と接続後、充電制御部３は、複数の二次電池のうち放電可能な最後の二次電池が電池残量を放電するまでの時間が、放電済みの二次電池一つを満充電させるのに要する時間を下回ると、商用電源を電力源とした充電を自動開始させる。図４に示す例では、充電制御部３は、二次電池Ｂ１２が電池残量を放電するまでの時間Ｔ１と、放電済みの二次電池Ａ１１を満充電させるのに要する時間Ｔ２とを比較し、時間Ｔ１が時間Ｔ２を下回ると充電を自動開始させる。ただし、設定により、商用電源と接続後直ちに充電を開始することも可能である。

電池選択部１８により、二次電池Ａ１１，Ｂ１２のうち、電力供給源とする二次電池を使用者が任意に選択できる。電池選択スイッチで使用者が任意の二次電池を選択すると、充電制御部３が電池切替部１３に対して電力供給源として使用する二次電池の切替の指令を出力する。

この構成によれば、複数の二次電池１１，１２を搭載しており、電池容量を完全に放電してからの満充電が可能となり、メモリー効果による電池寿命の短命化がなく、充電頻度を少なくすることが出来る。二次電池を長寿命化することで産業廃棄物を軽減することができる。また、高価な二次電池を使用する医用レーザ手術装置に特に有用である。

また、毎日の診療後、必要に応じて充電をすればよく、治療中に充電をしなくて良いため、レーザ発振器と充電による装置内部の温度上昇や充電動作による機器音を気にする必要なく治療に専念でき、レーザ治療を行う上での弊害を生じない。また、治療中に充電が必要な際も出来る限り充電を開始しなくてよいようになっている。

また、複数の二次電池１１，１２のうち、電池選択部１８で電力供給源とする二次電池を任意に選択できることで任意の二次電池を優先的に使用することができ、必要に応じた柔軟な運用が可能である。

実施の形態２のその他の構成及び作用は、実施の形態１と同様である。

本発明の医療用レーザ手術装置によれば、メモリー効果による電池寿命の短命化がなく、二次電池を電力源として動作することができ、高価な二次電池を必要とし、充電動作が手間となる医療用レーザ手術装置に特に有用である。

本発明の実施形態１における医療用レーザ手術装置の構成の一例を示すブロック図 本発明の実施形態１における医療用レーザ手術装置の充電処理動作の一例を示すフローチャート。 本発明の実施形態２における医療用レーザ手術装置の構成の一例を示すブロック図。 本発明の実施形態２における医療用レーザ手術装置の充電処理動作の一例を示す説明図。

符号の説明

１ 二次電池
２ 電池残量検知部
３ 充電制御部
４ レーザ制御部
５ レーザ発振器
６ レーザ導光部
７ 条件設定部
８ 充電設置部
９ 商用電源入力部
１０ 電池残量表示部
１１ 二次電池Ａ
１２ 二次電池Ｂ
１８ 電池選択部

Claims (7)

1. 電力供給源としての二次電池と、
   前記二次電池の電池残量を検知する電池残量検知部と、
   前記二次電池の電池容量を完全に放電してから自動的に充電動作を開始させることができる充電制御部と、
   前記二次電池から供給される電力によりレーザ発振するレーザ発振器と、
   前記レーザ発振器から出力するレーザ光の出力を制御するレーザ制御部と、
   前記レーザ制御部によって制御されて出力されるレーザ光を患者患部へ導くレーザ導光部とを備えた医療用レーザ手術装置。
2. 前記充電制御部で充電用の電力供給源である商用電源と接続した場合に即時に充電を開始するか、電池容量の放電完了後に自動的に充電開始をするかを設定できる充電設定部と、
   前記充電設定部の設定を切り替える切替スイッチとを
   さらに備えたことを特徴とする請求項１記載の医療用レーザ手術装置。
3. 電力供給源として複数の二次電池と、
   前記複数の二次電池の各電池残量を検知する電池残量検知部と、
   前記複数の二次電池のうち、電池残量が最も少なく、かつ充電中ではない二次電池を電力供給源として選択する電池制御部と、
   前記電池制御部で選択された二次電池の電池容量が完全に放電されると、電源供給可能な状態にある別の二次電池へ電力供給源を切り替える電池切替部と、
   少なくとも前記二次電池から供給される電力によりレーザ発振するレーザ発振器と、
   前記レーザ発振器から出力するレーザ光の出力を制御するレーザ制御部と、
   前記レーザ制御部によって制御されて出力されるレーザ光を患者患部へ導くレーザ導光部と
   を備えた医療用レーザ手術装置。
4. 複数の二次電池のうち、電力供給源とする二次電池を任意に選択できる電池選択部と、 電池選択をする電池選択スイッチとを
   さらに備えた請求項３に記載の医療用レーザ手術装置。
5. 前記電池残量検知部で検知した各電池残量を表示する各二次電池の電池残量表示部をさらに備えた請求項３又は請求項４に記載の医療用レーザ手術装置。
6. 前記充電制御部は、複数の二次電池のうち放電可能な最後の二次電池が電池残量を放電するまでの時間が、放電済みの二次電池一つを満充電させるのに要する時間を下回ると、商用電源を電力源とした充電を自動開始させる請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の医療用レーザ手術装置。
7. 前記電池残量検知部で検知した各電池残量が所定値を下回ると、放電可能な二次電池の数に応じて異なる警報ランプまたは警報音のパターンで警報する請求項３から請求項６のいずれか１項に記載の医療用レーザ手術装置。

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