JP2017527349A5

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Publication number: JP2017527349A5
Application number: JP2017506766A
Authority: JP
Filing date: 2015-08-06
Publication date: 2018-09-13
Anticipated expiration: 2035-08-06

Claims

超音波式ハンドピースの先端部を振動させるためのアセンブリであって、
前記ハンドピースは、ＡＣ駆動信号が印加される少なくとも１つのドライバを有し、前記先端部は、外科的作業を行うために、ある組織に当てられるヘッドを有し、前記先端部は複数のモードで振動するように作られており、
前記ハンドピースの少なくとも１つの前記ドライバに印加される可変ＡＣ駆動信号を生成するアセンブリと、
前記ハンドピースに印加された前記駆動信号の電圧を測定し、前記駆動信号の電圧を表す信号を出力するアセンブリと、
前記ハンドピースを流れる電流を測定し、前記ハンドピースを流れる電流を表す信号を出力するアセンブリと、
前記駆動信号の電圧を表す信号と、前記ハンドピースを流れる電流を表す信号とを受信し、前記駆動信号の電圧と前記ハンドピースを流れる電流とに基づいて、前記駆動信号を生成する前記アセンブリを制御し、前記駆動信号の特性を定めるプロセッサと
を備え、
前記プロセッサは更に、
少なくとも１つの前記ドライバのキャパシタンスを表すデータを受信するステップと、
測定された前記駆動信号の電圧を複数の成分に分けるステップであって、測定された前記電圧の各成分は前記先端部の特定の振動モードに関連する測定電圧を表すものである、ステップと、
測定された前記ハンドピースを流れる電流を複数の成分に分けるステップであって、測定された前記電流の各成分は、前記先端部の特定の振動モードに関連する、前記ハンドピースを流れる測定電流を表すものである、ステップと、
前記先端部の振動モードごとに、当該振動モードに関連する周波数特性と、当該振動モードに関連する測定電圧と、当該振動モードに関連する、前記ハンドピースを流れる測定電流と、少なくとも１つの前記ドライバのキャパシタンスとに基づいて、前記ハンドピースの機械的要素を流れる、計算された等価電流を求めるステップと、
前記先端部の振動モードごとに、当該振動モードの、前記ハンドピース及び前記先端部の機械的要素に印加された、前記計算された等価電流を、当該振動モードに関連する前記ハンドピースの機械的要素を流れる目標等価電流と比較し、該比較の結果に基づいて、当該振動モードに関する前記駆動信号の電圧特性を求めるステップと、
前記先端部の振動モードごとに、当該振動モードに関連する前記ハンドピースを流れる電流の、当該振動モードに関連する、前記ハンドピースの機械的要素を流れる計算された等価電流に対する比を求め、前記比を当該振動モードの目標比と比較し、該比較の結果に基づいて、当該振動モードに関連する前記駆動信号の周波数特性を調整するステップであって、複数の振動モードのうちの少なくとも２つの振動モードの周波数特性は互いに異なるものである、ステップと、
前記複数の振動モードの電圧特性及び周波数特性に基づいて、前記駆動信号の波形の構造を決定し、各振動モードに対応する成分を有する駆動信号を前記アセンブリに生成させるために、前記駆動信号を生成する前記アセンブリにコマンドをアサートするステップであって、各成分は当該振動モードについて決定された電圧特性及び周波数特性によって定められる、ステップと
を行うものである、アセンブリ。
前記プロセッサは更に、前記駆動信号の印加により、前記先端部の前記ヘッドの進行経路が単一の振動サイクルにおいて非線形な進行経路となるように、前記ハンドピースの少なくとも１つの前記ドライバに印加される前記駆動信号の波形の構造を決定するものである、請求項１に記載のアセンブリ。
前記プロセッサは更に、前記先端部の振動モードごとに、メモリに記憶されたデータに基づいて、当該振動モードに関連する前記駆動信号の成分についての初期周波数特性を定めるステップを行うものである、請求項１又は２に記載のアセンブリ。
前記プロセッサは更に、前記駆動信号の各成分についての初期周波数特性を定めるための前記データを、前記先端部に関連付けられているメモリから読み込むものである、請求項３に記載のアセンブリ。
前記プロセッサは更に、前記先端部の振動モードごとに、メモリに記憶されたデータに基づいて、当該振動モードに関連する前記駆動信号の成分についての初期電圧特性を定めるステップを行うものである、請求項１〜４のいずれか一項に記載のアセンブリ。
前記プロセッサは更に、前記駆動信号の各成分についての初期電圧特性を定めるための前記データを、前記先端部に関連付けられているメモリから読み込むものである、請求項５に記載のアセンブリ。
前記プロセッサは更に、前記先端部の少なくとも１つの振動モードについて、施術者により設定されるコマンドに基づいて前記ハンドピースの機械的要素を流れる目標等価電流を求めるステップを行うものである、請求項１〜６のいずれか一項に記載のアセンブリ。
前記プロセッサは更に、前記先端部の複数の振動モードについて、施術者により設定されるコマンドに基づいて前記ハンドピースの機械的要素を流れる目標等価電流を求めるステップを行うものである、請求項１〜６のいずれか一項に記載のアセンブリ。
前記プロセッサは更に、前記駆動信号の印加により、前記先端部の前記ヘッドが単一の振動サイクルにおいて、あるループ上を動くものとなるように、少なくとも１つの前記ドライバに印加される前記駆動信号の波形の構造を決定するものである、請求項１〜７に記載のアセンブリ。
前記駆動信号を生成する前記アセンブリは可変利得増幅器を備えており、
前記プロセッサは、前記増幅器が前記駆動信号の周波数を有し、前記駆動信号の電位に少なくとも比例する信号を出力するものとなるように、前記増幅器により生成される信号の利得を調整するものである、請求項１〜９のいずれか一項に記載のアセンブリ。
前記駆動信号を生成する前記アセンブリは、前記駆動信号に比例する信号が印加される一次巻線と、前記駆動信号が生成される二次巻線とを有する変圧器を備えており、
前記駆動信号の電圧を測定する前記アセンブリは、前記変圧器と一体化された再生コイルを備えており、前記二次巻線の信号が前記再生コイルの信号を誘導するものである、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のアセンブリ。
前記ハンドピースを流れる電流を測定するための前記アセンブリは、ある導体に隣接するコイルを備えており、前記導体を介して前記駆動信号が前記ハンドピースに印加され、前記コイルは、前記駆動信号が当該コイルの信号を誘導するものとなるように配置されている、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のアセンブリ。
前記プロセッサは、前記駆動信号の少なくとも１つの成分について、前記駆動信号の当該成分の周波数を、前記先端部の振動モードに関連する周波数特性として使用し、前記駆動信号の当該成分は、少なくとも１つの前記振動モードについて、前記ハンドピースの機械的要素を流れる、計算された等価電流を求めるために関連付けられる、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のアセンブリ。
前記プロセッサはさらに、
少なくとも１つの前記ドライバのキャパシタンスを表すデータを前記ハンドピースに関連付けられるメモリから取得し、
少なくとも前記アセンブリの初期動作時に、前記先端部の振動モードごとに、前記ハンドピースのメモリから取得された前記ドライバのキャパシタンスのデータに基づいて、前記ハンドピースの機械的要素を流れる計算された等価電流を求める、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のアセンブリ。
超音波式ハンドピースのドライバに駆動信号を印加する方法であって、前記超音波式ハンドピースは前記ドライバに取り付けられた先端部を振動させるものであり、前記先端部の振動モードは複数あり、
前記ドライバのキャパシタンスを求めるステップ（３０４）と、
電圧と周波数が可変であるＡＣ駆動信号を前記ドライバに印加するステップであって、前記駆動信号は複数の成分を有し、前記駆動信号の各成分は前記先端部の複数の前記振動モードの異なる１つに関連している、ステップと、
前記駆動信号の電圧を測定し、前記駆動信号を少なくとも２つの成分に分けるステップであって、測定された前記駆動信号の各成分は前記先端部の特定の振動モードに関連する電圧を表すものである、ステップと、
前記ハンドピースを流れる電流を測定し、前記電流を複数の成分に分けるステップであって、測定された前記電流の各成分は、前記先端部の特定の振動モードに関連する、前記ハンドピースを流れる測定電流を表すものである、ステップと、
前記先端部の振動モードごとに、当該振動モードに関連する周波数特性と、当該振動モードに関連する測定電圧と、当該振動モードに関連する、前記ハンドピースを流れる測定電流と、少なくとも１つの前記ドライバのキャパシタンスとに基づいて、前記ハンドピースの機械的要素を流れる、計算された等価電流を求めるステップと、
前記先端部の振動モードごとに、当該振動モードの、前記ハンドピース及び前記先端部の機械的要素に印加された、前記計算された等価電流を、当該振動モードに関連する前記ハンドピースの機械的要素を流れる目標等価電流と比較し、該比較の結果に基づいて、当該振動モードに関する前記駆動信号の成分の電圧特性を求めるステップと、
前記先端部の振動モードごとに、当該振動モードに関連する前記ハンドピースを流れる電流の、当該振動モードに関連する、前記ハンドピースの機械的要素を流れる計算された等価電流に対する比を求め、前記比を当該振動モードの目標比と比較し、該比較の結果に基づいて、当該振動モードに関連する前記駆動信号の成分の周波数特性を調整するステップであって、複数の振動モードのうちの少なくとも２つの振動モードの周波数特性は互いに異なるものである、ステップと、
複数の前記振動モードの電圧特性及び周波数特性に基づいて、前記駆動信号の波形の構造を決定し、少なくとも１つの前記ドライバに印加される前記駆動信号が各振動モードに対応する成分を有するものとなるように前記駆動信号を調整するステップであって、各成分は当該振動モードについて決定された電圧特性及び周波数特性によって定められる、ステップ（３２４、３２８、３３２、３３６）と
を含む方法。
少なくとも１つの前記ドライバに対する前記駆動信号の印加のステップにおいて、前記先端部のヘッド（１５６）の進行経路が単一の振動サイクルにおいて非線形となるように前記ドライバに駆動信号が印加される、請求項１５に記載の方法。
前記先端部の少なくとも１つの振動モードについて、施術者により設定されるコマンドに基づいて前記ハンドピースの機械的要素を流れる目標等価電流を求めるステップを更に含む請求項１５又は１６に記載の方法。
前記先端部の各振動モードについて、施術者により設定されるコマンドに基づいて前記ハンドピースの機械的要素を流れる目標等価電流を求めるステップを行う請求項１７に記載の方法。
少なくとも１つの前記ドライバに対する前記駆動信号の印加は、変圧器を備えたアセンブリにより行われ、前記変圧器は、前記駆動信号に比例する信号が印加される一次巻線と、前記駆動信号が生成される二次巻線とを有し、
前記駆動信号の電圧の測定は、再生コイルにかかる電圧を測定することにより行われ、前記再生コイルは前記駆動信号が生成される前記変圧器と一体に設けられている、請求項１５〜１８のいずれか一項に記載の方法。