JP2018088944A - 医療機器 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリの膨張状態を検知することができる医療機器を提供する。【解決手段】医療機器１０は、電解質液又は電解質ポリマにより電気エネルギを発生する第１の電池５４と、第１の電池の膨張を検知する検知回路９６と、検知回路の検知結果に基づいて第１の電池の膨張を告知していることを告知する告知部９４とを具備する。【選択図】図１

Description

本発明は、充電式電池を搭載した医療機器に関する。

リチウムイオン二次電池などの充電式電池（バッテリ）を搭載した医療機器が知られている。例えば、特許文献１には、複数のバッテリを備えたバッテリアッセンブリを有する医療機器（超音波処置具）が開示されている。バッテリアッセンブリは、超音波処置具に対して着脱可能である。

米国特許出願公開第２０１２／００７８２７８号公報

特許文献１に記載の医療機器において、リチウムイオン二次電池のようなバッテリは、経年劣化等によって分解ガスを発生し膨張することが知られている。バッテリが膨張すると膨張による圧力でその周辺部材（例えば、バッテリを収納しているケーシング）に変形や破損が生じ、医療機器が正常に使用できなくなる虞がある。特に、医療機器におけるこのようなケーシングは水密を取らなければならないので、その変形や破損は問題となりうる。また、周辺部材によりバッテリにその膨張を抑制する力が加わると、バッテリ自体が損傷する可能性がある。さらに、膨張状態のバッテリを使用し続けると医療機器の故障や誤動作を招く危険性がある。

そこで、本発明は、バッテリの膨張状態を検知することができる医療機器を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態は、電解質液又は電解質ポリマにより電気エネルギを発生する第１の電池と、前記第１の電池の膨張を検知する検知回路と、前記検知回路の検知結果に基づいて前記第１の電池が膨張していることを告知する告知部と、を具備する医療機器である。

本発明によれば、バッテリの膨張状態を検知することができる医療機器を提供することができる。

図１は、本発明の第１の実施形態による医療機器の一態様を概略的に示す図である。 図２は、医療機器本体のエンドエフェクタの一例を示す概略的な斜視図である。 図３は、第１の実施形態による医療機器の他の態様を概略的に示す図である。 図４（Ａ）は、バッテリの膨張検知の概念を説明するためにバッテリ、外装ケース及びセンサのみを概略的に示す図であり、図４（Ｂ）及び（Ｃ）は、それぞれ、バッテリが新品状態及び経年劣化した状態であるときの一態様の図４（Ａ）の４Ａ−４Ａ線に沿った断面を概略的に示す図である。 図５（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、バッテリが新品状態及び経年劣化した状態であるときの他の態様の図４（Ａ）の４Ａ−４Ａ線に沿った縦断面を概略的に示す図である。 図６は、第１の実施形態において、複数のバッテリを有するバッテリアッセンブリの一例を概略的に示す正面図である。 図７（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、バッテリアッセンブリが新品状態及び経年劣化した状態であるときの図６の６Ａ−６Ａ線に沿った概略的な縦断面図である。 図８（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、第２の実施形態においてバッテリアッセンブリが新品状態及び経年劣化した状態であるときの概略的な縦断面図である。 図９（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、第３の実施形態においてバッテリアッセンブリが新品状態及び経年劣化した状態であるときの概略的な縦断面図である。 図１０（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、第３の実施形態の変形例においてバッテリアッセンブリが新品状態及び経年劣化した状態であるときの概略的な縦断面図である。

図１は、本発明の第１の実施形態による医療機器１０を概略的に示す図である。医療機器１０は、医療機器本体１２と、医療機器用バッテリアッセンブリ１４とを有する。以下、医療機器本体１２の一例としてコードレスの超音波処置具について説明する。なお、バッテリアッセンブリ１４は、コードレスの高周波処置具あるいはコードレスの内視鏡など、超音波処置具とは異なる医療機器本体１２にも用いられることができる。また、医療機器本体１２はコードレスの機器に限定されず、バッテリアッセンブリ１４がバックアップ電源として使用されてもよい。

医療機器本体１２には、バッテリアッセンブリ１４から、適宜の電気的接続（例えばコンタクト１６ａ，１８ａ同士の接触給電、例えばコンタクト１６ｂ，１８ｂ同士の接触給電）により電力が供給される。なお、医療機器本体１２には、バッテリアッセンブリ１４から非接触給電により電力が供給されてもよい。非接触給電の方式として、公知の電磁界共鳴方式又は電磁誘導方式等を適宜に選択して用いることができる。なお、非接触給電を行う場合、医療機器本体１２及びバッテリアッセンブリ１４はそれぞれ電力を送受信するコイル（図示せず）を有する。

医療機器本体１２は、ハウジング２２と、スイッチ２４と、エネルギ変換部２６と、エネルギ変換部２６で変換したエネルギを利用して生体組織を処置するエンドエフェクタ２８とを有する。以下、エネルギ変換部２６は超音波トランスデューサであるとして説明する。

ハウジング２２は、ハウジングボディ３２と、ハウジングボディ３２に一体化されたグリップ３４と、可動ハンドル３６とを有する。例えばグリップ３４には、バッテリアッセンブリ１４が着脱されるスロット３８が形成されている。スロット３８はグリップ３４ではなく、ハウジングボディ３２に形成されていてもよい。また、スロット３８はハウジングボディ３２及びグリップ３４にまたがって形成されていてもよい。

本実施形態では、バッテリアッセンブリ１４は、例えば医療機器本体１２の術者が把持するグリップ３４のスロット３８に対してグリップ３４の基端から取り付けられる。このため、バッテリアッセンブリ１４は、術者に把持されるグリップ３４の一部として形成されている。なお、バッテリアッセンブリ１４は、医療機器本体１２のうち、その医療機器本体１２の術者に把持されない位置に配置されてもよい。すなわち、バッテリアッセンブリ１４は医療機器本体１２の内部に組み込まれてもよい。例えば、スロット３８に図示しない蓋が形成されている場合、バッテリアッセンブリ１４は医療機器本体１２の内部に組み込まれて使用され、術者に直接的には把持されない。

超音波トランスデューサ２６は、ハウジングボディ３２の内部に設けられている。超音波トランスデューサ２６は、ハウジングボディ３２に対して着脱可能であってもよい。スイッチ２４はハウジング２２のうち、術者がグリップ３４を把持しながら操作可能な位置に配置されている。スイッチ２４は、医療機器本体１２にバッテリアッセンブリ１４が取り付けられた状態で後述するコントローラ５２に電気的に接続される。スイッチ２４が押圧されると、コントローラ５２は後述するバッテリ５４から超音波トランスデューサ２６に適宜の電力を供給する。

図２は、医療機器本体１２のエンドエフェクタ２８の一例を示す概略的な斜視図である。エンドエフェクタ２８は、例えば、超音波トランスデューサ２６に接続されたプローブ４２と、可動ハンドル３６の操作に応じてプローブ４２の先端の処置部４２ａとの間を開閉するジョー４４とを有する。超音波トランスデューサ２６は電力を超音波振動に変換するので、超音波トランスデューサ２６で発生させた超音波振動はプローブ４２の基端から先端の処置部４２ａに向かって伝達される。

なお、エネルギ変換部２６は超音波トランスデューサに限定されず、電力を熱エネルギに変換するヒータ、あるいは電力を高周波エネルギに変換する高周波エネルギ出力体（電極）であってもよい。この場合、エンドエフェクタ２８の構造も適宜に変更されることができる。

再び図１を参照すると、バッテリアッセンブリ１４は、コントローラ５２と、電解質液又は電解質ポリマにより電気エネルギを発生するバッテリ５４と、バッテリ５４を収納している外装ケース（ハウジング）５６とを有する。また、バッテリアッセンブリ１４は、バッテリ５４の膨張を検知する検知回路９２と、検知回路９２の検知結果に基づいてバッテリ５４の膨張を告知する告知部９４とを有する。外装ケース５６内には１以上のセンサ９６が設けられている。センサ９６は、検知回路９２の一部を構成している。コントローラ５２は、検知回路９２の一部を含んでいる。このため、コントローラ５２は検知回路９２をコントローラ５２の一部として一体化しても良い。

図１に示される態様では、外装ケース５６内にバッテリ５４が配設された状態でコントローラ５２が配設されている。すなわち、ここでは、バッテリアッセンブリ１４がコントローラ５２を有するが、図３に示されるように、医療機器本体１２がコントローラ５２を有してもよい。すなわち、医療機器本体１２とバッテリアッセンブリ１４のコントローラ５２とは、コンタクト１６ａ，１８ａ，１６ｂ，１８ｂ同士により電気的に着脱可能に接続される構造であってもよいし（図１）、医療機器本体１２とバッテリアッセンブリ１４を制御するコントローラ５２とが常時電気的に接続されている構造であってもよい（図３）。なお、コントローラ５２は、ＣＰＵ又はＡＳＩＣ等を含むプロセッサを備える。

図１に示されるように、バッテリアッセンブリ１４のコントローラ５２のコンタクト１８ａ、１８ｂは、医療機器本体１２のコンタクト１６ａ、１６ｂにそれぞれ電気的に接続される。具体的には、バッテリアッセンブリ１４が医療機器本体１２のスロット３８に取り付けられたとき、スイッチ２４とコントローラ５２とがコンタクト１６ａ，１８ａ同士の接触により電気的に接続される。同様に、超音波トランスデューサ２６とコントローラ５２とがコンタクト１６ｂ，１８ｂ同士の接触により電気的に接続される。このため、例えば術者がスイッチ２４を操作してコントローラ５２に信号を入力すると、コントローラ５２は、バッテリ５４からコントローラ５２を通して超音波トランスデューサ２６に電力を供給する。超音波トランスデューサ２６は電力を超音波振動に変換して、超音波トランスデューサ２６からプローブ４２に超音波振動が伝達される。

コントローラ５２は、充電の際には例えばバッテリアッセンブリ１４のバッテリ５４の充電を最適化し、電気エネルギを供給する際には超音波トランスデューサ２６に供給する電気エネルギ（電力）を適宜に制御する。また、コントローラ５２は、例えば、医療機器本体１２に対するバッテリアッセンブリ１４の使用回数、使用状態をコントローラ５２が有する図示しないメモリに記憶させるとともに、バッテリ５４の電圧値（起動力）を検査するのに用いられることができる。すなわち、コントローラ５２は、バッテリアッセンブリ１４のバッテリ５４の劣化度合いを計測することができる。

図４（Ａ）は、バッテリ５４の膨張検知の概念を説明するためにバッテリ５４、外装ケース５６及びセンサ９６のみを概略的に示す図である。図４（Ｂ）及び（Ｃ）は、それぞれ、バッテリ５４が新品状態及び経年劣化した状態であるときの図４（Ａ）の４Ａ−４Ａ線に沿った断面を概略的に示す図である。特に、図４（Ｃ）には、バッテリ５４内に発生したガスの影響により、バッテリ５４の内圧を下げるためにバッテリ５４のボディ６２が膨張している状態を概略的に示す。

バッテリ５４のボディ６２は、例えば直方体状に形成されている。ボディ６２は、それぞれ１対の第１ボディ面６２ａ、第２ボディ面６２ｂ及び第３ボディ面６２ｃを有する。ボディ６２の表面積は、例えば、第１ボディ面６２ａ、第２ボディ面６２ｂ、第３ボディ面６２ｃの順に小さくなる。第１ボディ面６２ａは、第２ボディ面６２ｂに比べて例えば数倍程度大きく、第３ボディ面６２ｃに比べて例えば数倍程度大きく形成されている。第２ボディ面６２ｂ及び第３ボディ面６２ｃは同一の表面積であってもよいし、異なっていてもよい。

第１ボディ面６２ａから第３ボディ面６２ｃが同一素材で同一の肉厚で形成されている場合、バッテリ５４の経年劣化に応じて発生するガスによる内圧の増加によりバッテリ５４が膨張する際、表面積の大きな第１ボディ面６２ａが膨らむ確率が他の面が膨らむ確率に比べて格段に高い（図４（Ｃ））。ボディ６２には内圧により脆性的に破壊される素材は用いられず、適宜の延性を発揮して適宜に変形して膨らむ素材が用いられる。ボディ６２内の内圧により第２ボディ面６２ｂの膨張量よりも第１ボディ面６２ａの膨張量が大きくなるとともに、第３ボディ面６２ｃの膨張量よりも第１ボディ面６２ａの膨張量が大きくなる。

外装ケース５６は、例えばステンレス鋼材等の金属材や、プラスチック材等で形成されている。外装ケース５６には、医療機器本体１２のハウジング２２すなわち外装を形成するのと同様の素材が用いられることができる。外装ケース５６は、底面部７２と、底面部７２の外縁から底面部７２の法線方向に向かって一方向に延出された壁部７４とを有する。底面部７２及び壁部７４は、１以上のバッテリ５４が収納される収納部７６を形成している。ここでは、壁部７４が４つの平面（それぞれ１対の第１ケース面８２及び第２ケース面８４）を有するとして説明する。外装ケース５６の第１ケース面８２は、バッテリ５４の第１ボディ面６２ａに対向する。外装ケース５６の第２ケース面８４は、バッテリ５４の第２ボディ面６２ｂに対向する。

センサ９６は、バッテリ５４の膨張を物理量の変化として検知可能な検知部である。センサ９６は、例えば、バッテリ５４又は外装ケース５６に加わる圧力を測定する圧力センサ、バッテリ５４又は外装ケース５６の歪みを測定する歪みセンサ、あるいはバッテリ５４と外装ケース５６との間の距離を測定する距離センサなどが用いられ得る。

センサ９６が圧力センサである場合について説明する。
圧力センサ９６は、バッテリ５４に取り付けられる。圧力センサ９６は、例えば、図４（Ａ）〜（Ｃ）に概略的に示されるように、バッテリ５４の１対の第１ボディ面６２ａの一方の中央付近に取り付けられる。圧力センサ９６は、取り付けられた第１ボディ面６２ａに対してボディ６２の内部から加わる力（圧力）を計測し、電気信号に変換して出力する。上述したように、第１ボディ面６２ａは、バッテリ５４の経年劣化によるガスの発生による内圧の増加に基づくバッテリ５４の膨張時に他の面（第２ボディ面６２ｂ及び第３ボディ面６２ｃ）よりも膨張しやすく、特に、その中央付近が最も膨張しやすい。すなわち、バッテリ５４が膨張した際にはバッテリ５４の第１ボディ面６２ａの中央付近の圧力が最も増加している。このため、圧力センサ９６を圧力変化の最も大きい第１ボディ面６２ａの中央付近に配置することにより、圧力センサ９６がバッテリ５４の膨張による圧力の増加を感度良く検知可能となる。

圧力センサ９６は、図５（Ａ）及び（Ｂ）に概略的に示されるように、外装ケース５６に取り付けられてもよい。圧力センサ９６を外装ケース５６に取り付ける場合も、上述の理由から、バッテリ５４の第１ボディ面６２ａに対向している外装ケース５６の第１ケース面８２の中央付近に圧力センサ９６を配置することが好ましい。なお、圧力センサ９６をバッテリ５４に取り付けると圧力センサ９６はバッテリ５４の膨張をただちに検知可能であるが、圧力センサ９６を外装ケース５６に取り付けると圧力センサ９６はバッテリ５４の膨張をただちに検知可能でない。すなわち、バッテリ５４がある程度膨張して圧力センサ９６で検知可能な圧力を圧力センサ９６に及ぼさない限り、バッテリ５４の膨張は検出されないことに留意すべきである。

センサ９６が歪みセンサである場合について説明する。
歪みセンサ９６は、バッテリ５４に取り付けられる。歪みセンサ９６は、例えば、図４（Ａ）〜（Ｃ）に概略的に示されるように、バッテリ５４の１対の第１ボディ面６２ａの一方の中央付近に取り付けられる。歪みセンサ９６は、取り付けられた第１ボディ面６２ａに発生する歪み（機械的な寸法の微小変化）を電気抵抗の変化として測定する。上述したように、第１ボディ面６２ａは他の面よりも膨張しやすく、特に、その中央付近が最も膨張しやすい。すなわち、バッテリ５４の膨張時に第１ボディ面６２ａの中央付近の歪み量が最も大きい。このため、歪みセンサ９６を歪み量の最も大きい第１ボディ面６２ａの中央付近に配置することにより、歪みセンサ９６がバッテリ５４の膨張による歪みを感度良く検知可能となる。

歪みセンサ９６もまた外装ケース５６に取り付けられてもよいが、歪みセンサ９６が外装ケース５６に取り付けられると、バッテリ５４の膨張により外装ケース５６が変形されるまで歪みが検知されず、歪みセンサ９６がバッテリ５４の膨張を検知する感度は低いと考えられる。このため、センサとして歪みセンサ９６を用いる場合には、感度の観点から、歪みセンサ９６が外装ケース５６よりもバッテリ５４に取り付けられることが好ましい。

センサ９６が距離センサである場合について説明する。
距離センサ９６は、バッテリ５４（図４（Ａ）〜（Ｃ））又は外装ケース５６（図５（Ａ）及び（Ｂ））に取り付けられる。距離センサ９６は、例えば、レーザ光などの反射を利用して、バッテリ５４と外装ケース５６との間の距離を検知する。上述したように、第１ボディ面６２ａは他の面よりも膨張しやすく、特に、その中央付近が最も膨張しやすい。すなわち、バッテリ５４の第１ボディ面６２ａの中央付近とこれに対向している外装ケース５６の第１ケース面８２の中央付近との間の距離が、バッテリ５４の圧力の増加により最も変化しやすい。このため、距離センサ９６もまた、バッテリ５４の第１ボディ面６２ａの中央付近又は外装ケース５６の第１ケース面８２の中央付近に配置される。これにより、距離センサ９６が膨張によるこれらの間の距離の変化を感度良く検知可能となる。

なお、図４（Ａ）〜（Ｃ）では、バッテリ５４の１対の第１ボディ面６２ａの一方にのみセンサ９６が取り付けられている例について説明したが、１対の第１ボディ面６２ａのそれぞれ（両方）にセンサ９６が取り付けられてもよい。すなわち、１対の第１ボディ面６２ａは、両者が対称的に膨張するとは限らないため、バッテリ５４に複数のセンサ９６が設けられてもよい。同様に、図５（Ａ）及び（Ｂ）では、外装ケース５６の１対の第１ケース面８２の一方にのみセンサ９６が取り付けられている例について説明したが、１対の第１ケース面８２のそれぞれ（両方）にセンサ９６が取り付けられてもよい。すなわち、１対の第１ボディ面６２ａは、両者が対称的に膨張するとは限らないため、外装ケース５６に複数のセンサ９６が設けられてもよい。あるいは、バッテリ５４と外装ケース５６との双方にセンサ９６が設けられてもよい。また、センサ９６は、バッテリ５４の膨張をセンサ９６の検知対象となる物理量の変化として検知可能であれば、外装ケース５６の外面に取り付けらたり外部に配置されたりしてもよい。

センサ９６により検知回路９２で検知された信号はコントローラ５２に入力される。コントローラ５２には、告知部９４が接続されている。告知部９４は、センサ９６を含む検知回路９２による検知データが所定の数値（閾値）を超えたとき、すなわち、バッテリ５４又は外装ケース５６の許容可能でない所定以上の膨張（変形）が検知されたとき、コントローラ５２からの制御信号に基づいてそのことをユーザに知らせる。告知部９４は、バッテリアッセンブリ１４に設けられてもよいし（図１参照）、医療機器本体１２に設けられてもよく（図３参照）、あるいは医療機器本体１２及びバッテリアッセンブリ１４とは別個に設けられてもよい。告知部９４は、例えば表示部を有し、文字等による警告の画面表示やＬＥＤの発光等による視覚的告知をする。あるいは、告知部９４は、例えば発音部を有し、警告音や音声メッセージ等の聴覚的告知をする。あるいは、告知部９４は、これらを組み合せて告知をする。

コントローラ５２は、検知回路９２がバッテリ５４が所定量以上膨張したことを一旦検知すると、そのバッテリアッセンブリ１４を使用できないようにすることができる。すなわち、コントローラ５２は、バッテリアッセンブリ１４から電気エネルギを外部に出力するのを停止する。コントローラ５２は、バッテリ５４が所定量以上膨張したことを検知した後は、現在行っている処置を終了させた後、バッテリアッセンブリ１４がスロット３８から取り外されると、そのバッテリアッセンブリ１４を再使用できないようにしてもよい。

なお、告知部９４で告知するのは、バッテリ５４又は外装ケース５６の許容可能でない所定以上の膨張（変形）が検知された際、とは限らない。センサ９６は、例えば、バッテリアッセンブリ１４の状態を、圧力、歪み、距離等の変化を測定できた時点から、バッテリ５４又は外装ケース５６の許容可能でない所定以上の膨張（変形）が検知される際まで、側定し続けることができる。このため、バッテリ５４の劣化具合を告知部９４で告知することができる。このため、バッテリ５４又は外装ケース５６の許容可能でない所定以上の膨張（変形）がセンサ９６で検知されたときには、告知部９４で特に目立つように告知することが好適である。

図６は、第１の実施形態において、複数のバッテリ５４（ここでは４つのバッテリ５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄ）を有するバッテリアッセンブリ１４の一例を概略的に示す正面図である。図７（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、バッテリアッセンブリ１４が新品状態及び経年劣化した状態であるときの図６の６Ａ−６Ａ線に沿った概略的な縦断面図である。

バッテリアッセンブリ１４の各バッテリ５４ａ−５４ｄは、例えば電解質液若しくは電解質ポリマを収納しているボディ６２と、コントローラ５２に電気的に接続されるコンタクト６４とを有する。電解質液若しくは電解質ポリマを有するバッテリ５４の例は、リチウムイオンバッテリ、ナトリウムイオンバッテリ、アルカリイオンバッテリ等である。また、バッテリ５４の内部構造は公知の適宜のものが使用される。

外装ケース５６の収納部７６内には、１以上のバッテリ５４が配置される。図６（Ａ）及び（Ｂ）に示される例では、収納部７６内に４つのバッテリ５４ａ−５４ｄが向きを揃えて並べられている。各バッテリ５４ａ−５４ｄのボディ６２は直方体状に形成されているため、複数のバッテリを収納部７６内に並設しやすくなっている。

図７（Ａ）及び（Ｂ）中、センサ９６は、例えば、第１バッテリ５４ａの１対の第１ボディ面６２ａのうち外装ケース５６の第１ケース面８２に対向している第１ボディ面６２ａの中央付近に取り付けられている。もちろん、センサ９６が他のバッテリ５４ｂ−５４ｄのいずれかに取り付けられてもよいし、複数のセンサ９６が２以上のバッテリ５４ａ−５４ｄにそれぞれ取り付けられてもよいし、複数のセンサ９６が１つのバッテリ５４ａ−５４ｄに取り付けられてもよい。

バッテリ５４ａ、５４ｂ間、バッテリ５４ｂ、５４ｃ間、バッテリ５４ｃ、５４ｄ間には、それぞれ隙間Ｃ１が形成されている。すなわち、第１ボディ面６２ａ同士の間には、隙間Ｃ１が形成されている。隙間Ｃ１は、バッテリ５４の第１ボディ面６２ａの膨張許容量よりも小さく形成されている。一例として、隙間Ｃ１は、例えば０．５ｍｍよりも小さい。なお、バッテリ５４の第１ボディ面６２ａは、例えば５０ｍｍ程度の長さ（高さ）と４０ｍｍ程度の幅とを有する。バッテリ５４の第２ボディ面６２ｂは、例えば５０ｍｍ程度の長さ（高さ）と１０ｍｍ程度の幅とを有する。

コントローラ５２とバッテリ５４ａ−５４ｄとの間のコンタクト６４は、極力大きく形成されていることが好ましい。複数のバッテリ５４ａ−５４ｄのいずれかが膨張して隣接するバッテリ５４ａ−５４ｄを押圧すると、外装ケース５６に対する各バッテリ５４ａ−５４ｄの位置が第１ボディ面６２ａの法線Ｎ１の方向に次第にずれていく。このため、コンタクト６４は、バッテリ５４の最大位置ずれ量を考慮した大きさに形成されている。すなわち、コンタクト６４は、バッテリアッセンブリ１４が新品の状態から、バッテリアッセンブリ１４が使用されていくにつれて第１バッテリ５４ａの第１ボディ面６２ａが膨らんで隣接する第２バッテリ５４ｂの第１ボディ面６２ａを押圧して第２バッテリ５４ｂが位置ずれしても電気接続が確保される程度に大きく形成されている。

なお、バッテリアッセンブリ１４は、医療機器１０の使用後に洗浄、消毒、滅菌（例えば、オートクレーブ滅菌、あるいは、プラズマ滅菌等）が行われる。このため、バッテリアッセンブリ１４は気密化及び水密化されている。

次に、医療機器１０の使用時の動作、作用について説明する。
バッテリアッセンブリ１４は、医療機器本体１２に接続されて使用される。具体的には、医療機器本体１２のスロット３８にバッテリアッセンブリ１４を配置すると、スイッチ２４とコントローラ５２との間が電気的に接続されるとともに、超音波トランスデューサ２６とコントローラ５２との間が電気的に接続される。

スイッチ２４が押圧されると、コントローラ５２は、バッテリ５４からコントローラ５２を通して超音波トランスデューサ２６に電力を供給する。超音波トランスデューサ２６は電力を超音波振動に変換して、超音波トランスデューサ２６からプローブ４２に超音波振動が伝達される。超音波プローブ４２の先端部に形成された処置部４２ａにおいて、超音波振動により発生する熱で、ジョー４４との間に挟んだ生体組織を例えば切開する処置を行う。

処置の終了後、バッテリアッセンブリ１４は医療機器本体１２のスロット３８から取り外される。医療機器本体１２及びバッテリアッセンブリ１４は、それぞれ、洗浄、消毒、滅菌処理を行った後、再使用される。なお、バッテリアッセンブリ１４のための充電器（図示せず）が滅菌されていないのであれば、バッテリアッセンブリ１４の洗浄、消毒、滅菌処理前に、充電器が滅菌されているのであれば、バッテリアッセンブリ１４の洗浄、消毒、滅菌処理後に、バッテリアッセンブリ１４のバッテリ５４ａ−５４ｄを充電する。

滅菌処理には、例えばプラズマ滅菌やオートクレーブ滅菌等の適宜の滅菌処理法が用いられる。バッテリアッセンブリ１４の滅菌処理の方法は、バッテリ５４の許容温度やバッテリアッセンブリ１４の構造により適宜に選択される。プラズマ滅菌は５０℃程度で行われ、オートクレーブ滅菌は１００℃以上で行われる。

次に、医療機器１０のバッテリアッセンブリ１４の繰り返しの使用によるバッテリ５４の膨張検知について説明する。
バッテリアッセンブリ１４を繰り返し使用し、使用数が増すごと又は経年劣化するにつれて、バッテリ５４のボディ６２内にガスが発生し、ボディ６２内の内圧が高まっていく。バッテリ５４において、第１ボディ面６２ａの表面積は第２及び第３ボディ面６２ｂ，６２ｃの表面積よりも大きい。このとき、ボディ６２内の体積を大きくしてガス圧を小さくするため、例えば第１バッテリ５４ａのうち最も面積が大きい１対の第１ボディ面６２ａが膨らむ。１対の第１ボディ面６２ａは略対称的に膨らむ場合もあるし、非対称的に膨らむ場合もある。また、バッテリ５４ａ−５４ｄには個体差があり、膨張するタイミングはそれぞれ異なる。このため、いずれのバッテリ５４ａ−５４ｄの第１ボディ面６２ａが最初に膨らむのかは、バッテリアッセンブリ１４ごとに異なる。

例えば、図７（Ｂ）に示されるように、第１バッテリ５４ａの１対の第１ボディ面６２ａが最初に略対称的に膨張したとする。このとき、外装ケース５６の第１ケース面８２に対向している第１ボディ面６２ａの中央付近に取り付けられたセンサ９６は、膨張によるバッテリ５４の第１ボディ面６２ａの変化（圧力変化、歪み量変化、あるいは第１ボディ面６２ａと第１ケース面８２との間の距離変化）を検知する。すなわち、センサ９６を含む検知回路９２（図７（Ｂ）には示されない、図１参照）により第１バッテリ５４ａの膨張が検知される。

センサ９６を含む検知回路９２の検知結果は、コントローラ５２を介して告知部９４に伝達される。例えば、センサ９６による出力が所定の数値（許容可能値）を超えたとき、コントローラ５２（検知回路９２）は、バッテリ５４の膨張が検知されたことをユーザに知らせるための制御信号を告知部９４に伝達する。告知部９４は、検知回路９２の検知結果に基づいてバッテリ５４の膨張を告知する。告知部９４は、文字等による警告の画面表示やＬＥＤの発光等による視覚的告知、警告音や音声メッセージ等の聴覚的告知、あるいはこれらの組合せにより、バッテリ５４が膨張していることをユーザに報知する。

また、コントローラ５２は、検知回路９２がバッテリ５４が所定量以上膨張したことを一旦検知すると、ユーザがこれ以上バッテリアッセンブリ１４を使用することができないように、バッテリアッセンブリ１４から電気エネルギを外部に出力するのを停止してもよい。

本実施形態によれば、バッテリ５４が膨張したことを検知回路９２で検知して告知部９４でユーザに知らせることにより、バッテリ５４の膨張（劣化や異常）をユーザが認識することができる医療機器１０を提供することができる。また、これにより、重大な故障が起きる前にバッテリ５４の異常（膨張）を検知することができるので、バッテリ５４の膨張に伴う故障（外装ケース５６やバッテリ５４の損傷など）や誤動作を未然に防ぐことができる医療機器１０を提供することができる。外装ケース５６などの破損を防ぐことは、特に、バッテリ５４ａ−５４ｄが水密を取って外装ケース５６に収納されることを必要とする医療機器１０にとって非常に重要である。

また、本実施形態によれば、検知回路９２は１以上のセンサ９６を含み、センサ９６がバッテリ５４の最も膨張しやすい（すなわち最も表面積の大きい）第１ボディ面６２ａ又は外装ケース５６のこれに対向する第１ケース面８２に、特に、これら面の中でも最も膨張しやすいこれら面の中央付近に配置されている。これにより、バッテリ５４の膨張を感度良く検知してバッテリ５４の膨張に伴う故障などを未然に防ぐことができる医療機器１０を提供することができる。

以下、本発明の第２及び第３の実施形態について説明する。以下の説明では、第１の実施形態と同様の構成部材には同様の参照符号を付してその説明を省略し、第１の実施形態と異なるところを説明する。

図８（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、第２の実施形態においてバッテリアッセンブリ１４が新品状態及び経年劣化した状態であるときの概略的な縦断面図である。本実施形態では、検知回路９２は第１の実施形態のようなセンサを含まない。本実施形態では、検知回路９２は、バッテリ５４ａ−５４ｄの少なくとも１つが膨張して、バッテリ５４ａ−５４ｄの少なくとも１つの電気接続が切断されたことにより、バッテリ５４ａ−５４ｄの膨張を間接的に検知する。

バッテリ５４ａ−５４ｄは、それぞれ、コンタクト５５ａ−５５ｄを有する。コンタクト５５ａ−５５は、例えば第３ボディ面６２ｃから第１ボディ面６２ａに略平行に延びた接続部分であり、バッテリ５４ａ−５４ｄよりもその横断面積が小さくなっている（細い）。また、外装ケース５６には、それぞれ、コンタクト５５ａ−５５ｄと接続するコンタクト（電気端子）６４ａ−６４ｄが設けられている。コンタクト５５ａ−５５ｄは、例えば外装ケース５６の底面部７２から略垂直に延びた接続部分である。コンタクト６４ａ−６４ｄは、第１の実施形態のコンタクト６４と同様に、コントローラ５２（検知回路９２）に電気的に接続される。コンタクト５５ａ−５５ｄとコンタクト６４ａ−６４ｄとが接続されているとき、コンタクト５５ａ−５５ｄはそれぞれバッテリ５４ａ−５４ｄを支持している。なお、コンタクト５５ａ−５５ｄ及びコンタクト６４ａ−６４ｄの配置は、図８（Ａ）及び（Ｂ）に示される配置（外装ケース５６の底面部７２側）に限定されず、その対向側に配置されてもよい。

バッテリ５４ａ、５４ｂ間、バッテリ５４ｂ、５４ｃ間、バッテリ５４ｃ、５４ｄ間には、それぞれ隙間Ｃ２が形成されている。バッテリ５４ａ−５４ｄは、例えば１ｍｍ程度膨張しうる。この場合、隣り合うバッテリ間の隙間Ｃ２は０．５ｍｍよりも小さく設定される。すなわち、バッテリ５４ａ−５４ｄは、膨張した際、隣のバッテリ５４ａ−５４ｄに接触して押圧するようになっている。

例えば、図８（Ｂ）に示されるように、第１バッテリ５４ａの１対の第１ボディ面６２ａが最初に略対称的に膨張したとする。第１バッテリ５４ａの第１ボディ面６２ａがある程度（隙間Ｃ２以上）膨張してこれに対向している第２バッテリ５４ｂの第１ボディ面６２ａに接触すると、第１バッテリ５４ａの第１ボディ面６２ａが第２バッテリ５４ｂの第１ボディ面６２ａを第１ボディ面６２と略垂直方向に押圧する。これにより、第２バッテリ５４ｂの第１ボディ面６２ａが傾いていく。そして、第１バッテリ５４ａの第１ボディ面６２ａがさらに膨張すると、第１バッテリ５４ａの第１ボディ面６２ａから押圧された力により第２バッテリ５４ｂがさらに傾いて、第２バッテリ５４ｂのコンタクト５５ｂとコンタクト６４ｂとの接続が外れる。

検知回路９２は、第２バッテリ５４ｂのコンタクト５５ｂとコンタクト６４ｂとの接続が外れたことを検知する。これにより、検知回路９２は、第１バッテリ５４ａの膨張を間接的に検知する。検知回路９２の検知結果は、コントローラ５２を介して告知部９４に伝達される。

コントローラ５２は、検知回路９２がコンタクト５５ａ−５５ｄとコンタクト６４ａ−６４ｄとの間において電流が流れない状態になっていることを検知すると、処置用のエネルギ出力を停止することができる。この場合、第２バッテリ５４ｂのコンタクト５５ｂ、６４ｂ間以外のコンタクトは接続されていても、全ての出力を停止することができる。

本実施形態によれば、センサを含まない検知回路９２においてバッテリ５４の膨張をコンタクト間の接続状態に基づいて検知する。すなわち、本実施形態では、バッテリ５４の膨張による機械的な作用により電気的な接続が外れたことを検知回路９２が検知して告知部９４でユーザに知らせることにより、バッテリ５４の膨張（劣化や異常）をユーザが認識することができる医療機器１０を提供することができる。

なお、バッテリ５４ａ−５４ｄの少なくとも１つが膨張するとコントローラ５２（検知回路９２）が検知する電圧値に変化が現れる。例えば、膨張しているバッテリ５４ａ−５４ｄは電圧が出せない状態になっている。検知回路９２は、この電圧値の変化を検知することによりバッテリ５４ａ−５４ｄが膨張したことを判断してもよい。すなわち、コンタクト間の接続が必ずしも外れる必要はない。

図９（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、本発明の第３の実施形態においてバッテリアッセンブリ１４が新品状態及び経年劣化した状態であるときの概略的な縦断面図である。図９（Ｂ）では、４つのバッテリ５４ａ−５４ｄの全ての１対の第１ボディ面６２ａが同様に膨張している状態が示される。

本実施形態では、図９（Ａ）に示されるように、外装ケース５６内の収納部７６において、バッテリ５４ａ−５４ｄを配置した際のこれら間の隙間がバッテリ５４ａ−５４ｄの膨張率に対応した伸縮部材（弾性部材）９８で充填されている。つまり、隙間が、バッテリ５４ａ−５４ｄに発生する応力の増減に合わせて伸縮する伸縮部材９８で埋められている。伸縮部材９８は、断熱効果を有する部材（断熱部材）であり、例えば、発泡スチロールである。伸縮部材は、シート状のものに限定されず、粒状であってもよいし、バネでもよいし、ジェル状のものでもよい。

上述したように、バッテリアッセンブリ１４は適宜選択された滅菌方法によって滅菌される必要があるが、オートクレーブ滅菌が選択された場合、バッテリアッセンブリ１４は１００℃以上の温度に晒されることとなる。しかしながら、バッテリ５４ａ−５４ｄは６０℃以上の温度に晒されると劣化しうるため、１００℃のような高温に晒されるべきでない。

本実施形態では、バッテリ５４ａ−５４ｄは、その周囲を断熱性の伸縮部材９８で覆われており、伸縮部材９８により熱から保護されている。したがって、オートクレーブ滅菌のような高温による滅菌処理がなされても、バッテリ５４ａ−５４ｄが高温による影響を受けにくく、劣化しにくい。

このように、本実施形態によれば、バッテリアッセンブリ１４に対して高温で行われるオートクレーブ滅菌などの滅菌によるバッテリ５４ａ−５４ｄの劣化を防止することができる医療機器１０を提供することができる。

本実施形態では、バッテリ５４ａ−５４ｄの少なくとも１つが膨張したとき、外装ケース５６内の収納部７６にあるバッテリ５４ａ−５４ｄ間の隙間に充填された伸縮部材９８がその膨張に伴って変形する（図９（Ｂ））。伸縮部材９８が変形することにより、バッテリ５４ａ−５４ｄが膨張しても外装ケース５６はほとんど変形しない。また、バッテリ５４ａ−５４ｄの位置もほとんど変動しない。すなわち、隙間に埋められた伸縮部材９８により、膨張前後で各バッテリ５４ａ−５４ｄの位置がほとんど変わることなく、その位置が固定される。

このように、本実施形態によれば、１以上のバッテリ５４ａ−５４ｄの膨張時にこれらの間に配置された伸縮部材９８が変形することにより、外装ケース５６を変形させることのない、すなわちバッテリ５４の膨張による外装ケース５６の破損を防止することができる医療機器１０を提供することができる。また、隙間に埋められた伸縮部材９８によりバッテリ５４ａ−５４ｄの位置が固定されることにより、膨張前後でのコンタクト６４の位置ずれを小さくする医療機器１０を提供することができる。

図１０（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、第３の実施形態の変形例においてバッテリアッセンブリ１４が新品状態及び経年劣化した状態であるときの概略的な縦断面図である。本変形例では、バッテリ５４ａ−５４ｄの膨張率に対応した伸縮部材９８がバッテリ５４ａ−５４ｄと外装ケース５６との間の一部にのみ配置されている。このように、伸縮部材９８は、外装ケース５６内の収納部７６にあるバッテリ５４ａ−５４ｄ間の隙間全体に充填されなくてもよい。

本変形例によれば、伸縮部材９８を隙間全体に敷き詰める（充填する）よりも製造工程が複雑でない。すなわち、製造工程が簡略化された医療機器１０を提供することができる。また、使用する伸縮部材９８の量も少なくて済むため、製造コストを抑えることができる。

これまで、いくつかの実施形態について図面を参照しながら具体的に説明したが、この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で行なわれるすべての実施を含む。

１０…医療機器、１２…医療機器本体、１４…バッテリアッセンブリ、２２…ハウジング、２４…スイッチ、２６…エネルギ変換部（超音波トランスデューサ）、２８…エンドエフェクタ、３２…ハウジングボディ、３４…グリップ、３６…可動ハンドル、３８…スロット、４２…超音波プローブ、４２ａ…処置部、４４…ジョー、５２…コントローラ、５４，５４ａ−５４ｄ…バッテリ、５６…外装ケース（ハウジング）、６２…ボディ、６２ａ…第１ボディ面、６２ｂ…第２ボディ面、６２ｃ…第３ボディ面、６４，６４ａ−６４ｄ…コンタクト（電気端子）、７２…底面部、７４…壁部、７６…収納部、８２…第１ケース面、８４…第２ケース面、９２…検知回路、９４…告知部、９６…センサ、９８…伸縮部材、Ｃ１，Ｃ２…隙間。

Claims (14)

1. 電解質液又は電解質ポリマにより電気エネルギを発生する第１の電池と、
   前記第１の電池の膨張を検知する検知回路と、
   前記検知回路の検知結果に基づいて前記第１の電池が膨張していることを告知する告知部と、
   を具備する医療機器。
2. 前記第１の電池を収容するハウジングをさらに具備し、
   前記第１の電池は、水密をとって前記ハウジングに収納される請求項１に記載の医療機器。
3. 前記検知回路は、前記第１の電池の膨張を検知するセンサを有する請求項２に記載の医療機器。
4. 前記第１の電池は、１対の第１ボディ面、１対の第２ボディ面及び１対の第３ボディ面を有し、
   前記センサは、前記第１の電池において、最も表面積の大きい前記第１ボディ面の膨張を検知する請求項３に記載の医療機器。
5. 前記センサは、前記第１ボディ面の中央に配置されている請求項４に記載の医療機器。
6. 前記ハウジングに収納され、電解質液又は電解質ポリマにより電気エネルギを発生する第２の電池と、
   前記第２の電池と電気的に接続される電気端子と、
   を有し、
   前記第２の電池は、膨張した前記第１の電池によって押圧される位置に配置されている請求項２に記載の医療機器。
7. 前記検知回路は、前記第１の電池の膨張による押圧によって前記第２の電池と前記電気端子との間の電気的な接続が切断されたことを検知する請求項６に記載の医療機器。
8. 前記センサは、前記第１の電池若しくは前記ハウジングに負荷される圧力を検知することで前記第１の電池の膨張を検知する請求項４に記載の医療機器。
9. 前記センサは、前記第１の電池若しくは前記ハウジングに発生する歪み量を検知することで前記第１の電池の膨張を検知する請求項４に記載の医療機器。
10. 前記センサは、前記第１の電池と前記ハウジングとの間の距離を検知することで前記第１の電池の膨張を検知する請求項４に記載の医療機器。
11. 前記第１の電池は、前記ハウジングに対して隙間を設けて設置される請求項２に記載の医療機器。
12. 前記隙間に設けられ、前記第１の電池に発生する応力の増減に合わせて伸縮する伸縮部材を有する請求項１１に記載の医療機器。
13. 前記伸縮部材は、断熱効果を有する請求項１２に記載の医療機器。
14. 前記検知回路が前記第１の電池の膨張を検知した後、前記第１の電池からの出力を停止する請求項１に記載の医療機器。