JP2022008434A - 同時の長手方向動作及びねじれ方向動作と、実質的なねじれ方向振動とが可能なチップを備える超音波手術用具システム - Google Patents
同時の長手方向動作及びねじれ方向動作と、実質的なねじれ方向振動とが可能なチップを備える超音波手術用具システム Download PDFInfo
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Abstract
Description
ここでは、本発明の特徴を備える超音波用具システム30を、図2及び図3を参照することによって全般的に説明する。システム30はハンドピース32を備える。チップ142は、ハンドピース32に取り付けられ、ハンドピース32から遠位前方に延在する。(「遠位」とは、ハンドピースが適用される部位に向けて、開業医から遠ざかることを意味するものと解釈される。「近位」とは、ハンドピースが適用される部位から遠ざかって、ハンドピースを保持する開業医に向かうことを意味するものと解釈される。)チップ142は、組織に適用されて所望の医学的処置/外科的処置を行うシステム30の構成要素である。システム30は制御コンソール230も備える。制御コンソール230は、ハンドピース32に印加される駆動信号の信号源である。駆動信号の印加に応答して、ハンドピース32はチップ142を振動させる。
本発明のシステム30は、チップヘッド164が実質的にねじれ方向とみなすことができる移動経路に沿って運動することをもたらす駆動信号を制御コンソール230が出力するように設計される。ここで、実質的にねじれ方向の移動経路は、チップヘッド164上の点の移動経路、すなわち、図8の線PTが、線PAに対して30度以下、好ましくは15度以下、より好ましくは8度以下の鋭角αにあるものと解釈される。線PAは、線LA、すなわち、チップ142を通る長手方向軸に垂直であると解釈される。線LA及び線PAは、図8の平面内にあると解釈される。図8では、線PTは、チップヘッドの単一の点の移動経路を2次元で表している。したがって、線LA、PA及びPTが交差する箇所の左側では、線PTは、線PAの下方にかつ図8の平面から外部に延びる。線LA、PA及びPTが交差する箇所の右側では、線PTは、線PAの上方に図8の平面内に延びる。したがって、ヘッドがねじれ方向動作と長手方向動作とを同時に行う場合にヘッド164上の点が運動する移動経路は、この点が線PAの回りに部分的に回転するとともに、線LAに平行な長手方向移動経路に沿って上下運動する移動経路である。完全な状態の下では、チップヘッド164は、ねじれ方向運動を行い、長手方向運動を行わない。チップヘッド164がこのタイプの運動を行う場合、線PAと線PTとの間の鋭角は0度になることが理解される。
本発明のシステム30の動作は、チップ142をハンドピース32に連結することから開始する。スリーブ170がチップ上に嵌合され、ハンドピース32にも取り付けられる。ケーブル228が制御コンソール230に取り付けられる。コンソール230は、その後、いつでもオンにすることができる。上記サブステップは、システムの初期アセンブリ及び起動を形成する(図13Aにおけるステップ332)。制御コンソール230が最初にオンにされると、プロセッサ266は、ハンドピースメモリ56及びチップメモリ184に記憶されたデータを読み取る(ステップ334)。プロセッサ266は、適切なコマンドをメモリリーダ262にアサートすることによってこれらのデータを受信する。
上記は、本発明の1つの特定の態様を対象としている。本発明の代替の態様は、説明したものとは異なる特徴を有することができる。
なお、出願当初の特許請求の範囲の記載は以下の通りである。
請求項1:
AC駆動信号の前記印加に応答して周期的に拡張及び収縮する少なくとも1つの駆動体(36)を有するハンドピース(32)と、前記駆動体に接続されるチップとを準備するステップであって、前記チップは、対向する近位端及び遠位端を有し、前記近位端(164)は、前記少なくとも1つの駆動体の前記拡張及び前記収縮に応答して長手方向に振動するように前記駆動体に接続され、前記チップは、前記チップの前記近位端において誘発される長手方向振動を、前記チップの前記遠位端の付近において、長手方向成分及びねじれ方向成分を有する振動に変換する、前記近位端と前記遠位端との間の特徴部(154)を有し、前記チップは、適用される前記組織に対して医療処置を行うように構成されたヘッド(164)を前記遠位端に有する、準備するステップと、
周波数及び電位の双方が変化するAC駆動信号を電源装置(232、234、238)から前記ハンドピース(32)に供給するステップ(344)と、
前記ハンドピース(32)の機械構成要素を通る電流の目標仕事当量を求めるステップ(342)と、
前記ハンドピースに供給される前記電流と、前記電源装置の前記出力の両端間の前記電圧とを測定するステップ(346)と、
前記ハンドピースに供給される前記電流と、前記電源装置の両端間の前記電圧と、前記駆動信号の前記周波数と、前記少なくとも1つの駆動体の前記キャパシタンスとに基づいて、前記ハンドピースの機械構成要素を通る電流の仕事当量を計算するステップ(346)と、
前記電流の目標仕事当量と前記計算された電流の仕事当量とを比較するステップ(350)と、
前記電流の目標仕事当量と前記計算された電流の仕事当量との前記比較に基づいて、前記電源装置によって供給される前記AC駆動信号の前記電位を選択的に設定するステップ(352)と、
前記ハンドピースに供給される前記電流と、前記電源装置の両端間の前記電圧と、前記駆動信号の前記周波数と、前記少なくとも1つの駆動体の前記キャパシタンスとに基づいて、前記少なくとも1つの駆動体を通る前記電流と、前記ハンドピースの前記機械構成要素を通る前記電流の仕事当量との間の比を計算するステップ(356)と、
前記少なくとも1つの駆動体を通る前記電流と、前記ハンドピースの前記機械構成要素を通る前記電流の仕事当量との間の前記比に基づいて、前記電源装置によって供給される前記AC駆動信号の前記周波数を設定するステップであって、前記周波数は、前記ハンドピース(32)の2つの隣接する機械共振モードの共振周波数(f1、f2)の間の周波数(fLC)になるようにされ、前記少なくとも1つの駆動体(36)は、前記チップを前記隣接する機械共振モードにおいて同時に振動させる振動を前記チップ(142)に誘発するようにされ、前記機械共振モードのうちの第1のものの前記チップヘッド(164)における前記振動の長手方向成分は、前記機械共振モードのうちの第2のものの前記チップヘッドの前記振動の長手方向成分を少なくとも部分的にキャンセルするようにされる、設定するステップと、
を含む、超音波手術チップを振動させる方法。
請求項2:
前記計算された比を前記目標比と比較する前記ステップの前に、電源装置(232、234、238)から前記少なくとも1つの駆動体(36)にAC駆動信号を供給する前記ステップを最初に実行するとき、前記機械共振モードうちの前記第1のものの前記チップヘッド(164)の前記振動の前記長手方向成分が前記機械共振モードのうちの前記第2のものの前記振動の前記長手方向成分を少なくとも部分的にキャンセルするように、前記AC駆動信号の周波数を、前記ハンドピースの前記2つの隣接する機械共振モードの前記共振周波数(f1、f2)の間の周波数(fLC)に設定するステップ(344)を更に含む、請求項1に記載の方法。
請求項3:
前記ハンドピースを通る前記電流の仕事当量を計算する前記ステップ(346)は、前記ハンドピースに供給される前記電流(iS)と前記少なくとも1つの駆動体を通る前記電流(i0)との前記差を求めることによって実行される、請求項1又は2に記載の方法。
請求項4:
前記ハンドピースを通る前記電流の仕事当量を計算する前記ステップのとき、前記少なくとも1つの駆動体を通る電流(i0)が、該少なくとも1つの駆動体(36)の前記キャパシタンス(CO)と、前記駆動信号の前記電圧(VS)及び前記周波数(ω)との関数として計算される、請求項3に記載の方法。
請求項5:
前記少なくとも1つの駆動体を通る前記電流と、前記ハンドピースの前記機械構成要素を通る前記電流の仕事当量との間の前記比を計算する前記ステップ(356)の後、前記比は目標比と比較され、
前記AC駆動信号の前記周波数を設定する前記ステップは、前記少なくとも1つの駆動体を通る前記電流と前記ハンドピースの前記機械構成要素を通る前記電流の仕事当量との間の前記比(356)と前記目標比との前記比較に基づいて実行される、請求項1~4のいずれか1項に記載の方法。
請求項6:
前記計算された比を前記目標比と比較する前記ステップが実行されるとき、前記計算された比は、0の目標比と比較される、請求項5に記載の方法。
請求項7:
前記プロセッサ(266)、前記ハンドピースの機械構成要素を通る電流の仕事当量を計算する前記ステップと、前記少なくとも1つの駆動体を通る前記電流と前記ハンドピースの前記機械構成要素を通る前記電流の仕事当量との間の比を計算する前記ステップとの少なくとも初期実行中に、前記計算は、前記ハンドピース(32)に関連付けられたメモリ(56)から読み取られた前記少なくとも1つの駆動体の前記キャパシタンス(CO)の表示値を入力変数として用いて実行される、請求項1~6のいずれか1項に記載の方法。
請求項8:
前記ハンドピースの機械構成要素を通る電流の目標仕事当量を求める前記ステップ(342)において、前記電流の目標機械構成要素当量は、前記ハンドピースチップ(164)の振動の前記所望の大きさを示すユーザ入力コマンドを表す信号に部分的に基づいて計算される、請求項1~7のいずれか1項に記載のシステム。
請求項9:
前記AC駆動信号を供給する前記ステップは、定電圧における信号を出力する電源装置(232)と、該電源装置によって出力された前記信号を受信し、可変電位駆動信号を出力するために該電源装置からの前記信号を増幅するように構成された可変利得増幅器(234)とを用いて実行され、
前記AC駆動信号の前記電位を設定する前記ステップ(352)は、前記増幅器(234)の前記利得を変化させることによって実行される、請求項1~8のいずれか1項に記載のシステム。
請求項10:
前記AC駆動信号を供給する前記ステップは、DC信号又は定周波数におけるAC信号のいずれかを出力する電源装置(232)と、前記電源装置によって出力された前記信号を受信し、可変電位駆動信号を出力するために前記電源装置からの前記信号の前記周波数を変化させるように構成された信号ジェネレータ(234)とを用いて実行され、
前記AC駆動信号の前記周波数を設定する前記ステップ(352)は、前記信号ジェネレータ(234)によって出力される前記信号の前記周波数を調節することによって実行される、請求項1~9のいずれか1項に記載のシステム。
請求項11:
超音波手術用具システム(30)であって、
AC駆動信号の前記印加に応答して周期的に拡張及び収縮する少なくとも1つの駆動体(36)を有するハンドピース(32)と、
対向する近位端及び遠位端を有するチップ(142)であって、該チップの前記近位端は、前記駆動体の前記拡張及び前記収縮が該チップの前記近位端を長手方向に振動させるように前記少なくとも1つの駆動体に連結され、該チップは、前記遠位端にヘッド(164)を有し、該ヘッドは、振動されると、該ヘッドが適用された組織に対して医療処置を行うように成形され、該チップは、該チップの前記近位に存在する前記長手方向振動を、前記遠位端において長手方向成分及びねじれ方向成分を有する振動に変換する特徴部(154)を前記近位端と前記遠位端との間に有する、チップと、
超音波ハンドピース(32)の前記チップ(50)を振動させるシステムであって、前記ハンドピースは、前記チップを振動させるAC駆動信号が印加される少なくとも1つの駆動体(40)を有する、システムと、
を備え、
前記システムは、
ハンドピースの少なくとも1つの駆動体(40)に印加される可変AC駆動信号を生成するアセンブリ(232、234、238)と、
駆動信号電圧を表す信号を出力する前記駆動信号の前記電圧を測定するアセンブリ(246、252)と、
駆動信号電流を表す信号を出力する前記ハンドピースに印加される前記駆動信号の前記電流を測定するアセンブリ(254、256)と、
前記駆動信号電圧を表す信号及び前記駆動信号電流を表す信号から受信するプロセッサ(266)であって、前記駆動信号電圧と、前記駆動信号電流と、前記少なくとも1つの駆動体の前記キャパシタンスとに基づいて、
前記ハンドピースの前記機械構成要素を通る電流の目標当量である電流の目標仕事当量を求めること(342)と、
前記駆動信号の前記電圧と、前記駆動信号の前記電流と、前記駆動信号の前記周波数と、前記少なくとも1つの駆動体(36)の前記キャパシタンスとに基づいて、前記ハンドピースの機械構成要素に印加される電流の仕事当量を計算すること(350)と、
前記電流の目標仕事当量を、前記ハンドピースの前記機械構成要素に印加される前記計算された電流の当量と比較すること(3508)と、
前記電流の比較に基づいて、前記駆動信号を生成する前記アセンブリ(232、234、238)によって出力される前記駆動信号の前記電位を設定すること(352)と、
前記駆動信号の前記電圧と、前記駆動信号の前記電流と、前記駆動信号の前記周波数と、前記圧電駆動体の前記キャパシタンスとに基づいて、前記少なくとも1つの駆動体に印加される電流と、前記ハンドピースの前記機械構成要素を通る前記電流の仕事当量との間の比を計算すること(356)と、
前記計算された比に基づいて、前記AC駆動信号(68、70、72)を生成する前記アセンブリによって出力される前記AC駆動信号の前記周波数を設定すること(358)と、
を行うように構成された、プロセッサと、
を備え、
該超音波手術用具システムは、
前記プロセッサが、前記AC駆動信号の前記周波数を設定するとき、前記プロセッサは、前記ハンドピース(32)の前記2つの隣接する機械共振モードのうちの前記第1のものの前記チップヘッド(164)の前記振動の前記長手方向成分が、前記機械共振モードのうちの前記第2のものの前記振動の前記長手方向成分を少なくとも部分的にキャンセルするように、前記AC駆動信号を、前記機械共振モードの共振周波数(f1、f2)の間の周波数(fLC)に設定することを特徴とする、超音波手術用具システム。
請求項12:
請求項11に記載のシステム(30)であって、前記プロセッサ(26)は、前記比に基づいて前記駆動信号の前記周波数を設定する前に、前記機械共振モードのうちの前記第1のものの前記チップヘッド(164)の前記振動の前記長手方向成分が、前記機械共振モードのうちの前記第2のものの前記振動の前記長手方向成分を少なくとも部分的にキャンセルするように、前記AC駆動信号の前記周波数を、前記ハンドピースの前記2つの隣接する機械共振モードの前記共振周波数(f1、f2)の間の周波数(fLC)に初期設定する(344)ように更に構成される、システム。
請求項13:
請求項11又は12に記載のシステム(30)であって、前記プロセッサ(266)は、前記駆動信号の前記電流(iS)と前記少なくとも1つの駆動体を通る前記電流(i0)との前記差を求めることによって、前記ハンドピース(32)の前記機械構成要素に印加される前記電流の当量を計算するように構成される、システム。
請求項14:
請求項13に記載のシステム(30)であって、前記プロセッサ(266)は、前記少なくとも1つの駆動体(36)の前記キャパシタンス(CO)と、前記駆動信号の前記電圧(VS)及び前記周波数(ω)との関数として、前記少なくとも1つの駆動体を通る前記電流(i0)を求めるように構成される、システム。
請求項15:
請求項11~14のいずれか1項に記載のシステム(30)であって、前記プロセッサ(266)は、
前記少なくとも1つの駆動体(36)に印加される電流と、前記ハンドピースの前記機械構成要素に印加される前記電流の仕事当量との間の前記計算された比が、前記駆動周波数が目標比に実質的に等しいことを示すか否かを判断すること(356)と、
前記判断が、前記計算された比が前記目標比に実質的に等しくないことを示す場合、駆動信号の前記周波数を調整すること(358)と、
を行うように構成される、システム。
請求項16:
前記プロセッサが、前記少なくとも1つの駆動体(36)に印加される電流と、前記ハンドピースの前記機械構成要素に印加される前記電流の仕事当量との間の前記計算された比が、前記駆動周波数が前記目標比に実質的に等しいことを示すか否かを判断するとき(356)、前記プロセッサは、前記計算された比が0の目標比に実質的に等しいか否かを判断する、請求項15に記載のシステム。
請求項17:
請求項11~16のいずれか1項に記載のシステム(30)であって、前記プロセッサ(266)は、
前記少なくとも1つの駆動体(36)の前記キャパシタンスを表すデータを前記ハンドピース(32)に関連付けられたメモリ(56)から得ることと、
前記システムの少なくとも初期起動時に、前記ハンドピースメモリ(56)から得られた前記駆動体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構成要素に印加される前記電流の当量を計算することと、
前記ハンドピースメモリから読み取られた前記駆動体のキャパシタンスのデータに基づいて、前記圧電駆動体に印加される電流と前記ハンドピースの前記機械構成要素に印加される前記電流の当量との間の前記比を計算することと、
を行うように更に構成される、システム。
請求項18:
請求項11~17のいずれか1項に記載のシステム(30)であって、前記プロセッサ(266)は、
前記ハンドピースチップの振動の前記所望の大きさを示すユーザ入力コマンドを表す信号を受信することと、
前記ハンドピースチップの振動の前記所望の大きさを示す前記ユーザ指示コマンドを表す前記信号に部分的に基づいて、前記電流の目標仕事当量を求めること(342)と、
を行うように更に構成される、システム。
請求項19:
請求項11~18のいずれか1項に記載のシステム(30)であって、
前記駆動信号を生成する前記アセンブリは、定電圧における信号を出力する電源装置(232)と、該電源装置によって出力された前記信号を受信し、可変電位駆動信号を出力するために該電源装置からの前記信号を増幅するように構成された可変増幅器(234)とを備え、
前記プロセッサ(266)は、前記増幅器に接続されて、前記増幅器の前記利得を調節することによって前記駆動信号の前記電位を設定する、システム。
請求項20:
請求項19に記載のシステム(30)であって、前記プロセッサ(266)は、前記増幅器に接続されて、前記増幅器によって出力される前記信号の前記周波数及び前記振幅を調節することによって前記駆動信号の前記電位及び前記周波数を設定する、システム。
請求項21:
請求項11~20のいずれか1項に記載のシステム(30)であって、前記チップ(142)には溝(154)が形成され、該溝は、存在する結果として、前記少なくとも1つの駆動体(36)から前記チップに印加される前記長手方向振動運動が長手方向成分及びねじれ方向成分を有する振動運動に変換されるように成形される、システム。
請求項22:
請求項21に記載のシステム(30)であって、前記溝(154)は、前記チップ(142)の長手方向軸の回りに曲線を描くように螺旋状に成形される、システム。
Claims (22)
- AC駆動信号の前記印加に応答して周期的に拡張及び収縮する少なくとも1つの駆動体(36)を有するハンドピース(32)と、前記駆動体に接続されるチップとを準備するステップであって、前記チップは、対向する近位端及び遠位端を有し、前記近位端(164)は、前記少なくとも1つの駆動体の前記拡張及び前記収縮に応答して長手方向に振動するように前記駆動体に接続され、前記チップは、前記チップの前記近位端において誘発される長手方向振動を、前記チップの前記遠位端の付近において、長手方向成分及びねじれ方向成分を有する振動に変換する、前記近位端と前記遠位端との間の特徴部(154)を有し、前記チップは、適用される前記組織に対して医療処置を行うように構成されたヘッド(164)を前記遠位端に有する、準備するステップと、
周波数及び電位の双方が変化するAC駆動信号を電源装置(232、234、238)から前記ハンドピース(32)に供給するステップ(344)と、
前記ハンドピース(32)の機械構成要素を通る電流の目標仕事当量を求めるステップ(342)と、
前記ハンドピースに供給される前記電流と、前記電源装置の前記出力の両端間の前記電圧とを測定するステップ(346)と、
前記ハンドピースに供給される前記電流と、前記電源装置の両端間の前記電圧と、前記駆動信号の前記周波数と、前記少なくとも1つの駆動体の前記キャパシタンスとに基づいて、前記ハンドピースの機械構成要素を通る電流の仕事当量を計算するステップ(346)と、
前記電流の目標仕事当量と前記計算された電流の仕事当量とを比較するステップ(350)と、
前記電流の目標仕事当量と前記計算された電流の仕事当量との前記比較に基づいて、前記電源装置によって供給される前記AC駆動信号の前記電位を選択的に設定するステップ(352)と、
前記ハンドピースに供給される前記電流と、前記電源装置の両端間の前記電圧と、前記駆動信号の前記周波数と、前記少なくとも1つの駆動体の前記キャパシタンスとに基づいて、前記少なくとも1つの駆動体を通る前記電流と、前記ハンドピースの前記機械構成要素を通る前記電流の仕事当量との間の比を計算するステップ(356)と、
前記少なくとも1つの駆動体を通る前記電流と、前記ハンドピースの前記機械構成要素を通る前記電流の仕事当量との間の前記比に基づいて、前記電源装置によって供給される前記AC駆動信号の前記周波数を設定するステップであって、前記周波数は、前記ハンドピース(32)の2つの隣接する機械共振モードの共振周波数(f1、f2)の間の周波数(fLC)になるようにされ、前記少なくとも1つの駆動体(36)は、前記チップを前記隣接する機械共振モードにおいて同時に振動させる振動を前記チップ(142)に誘発するようにされ、前記機械共振モードのうちの第1のものの前記チップヘッド(164)における前記振動の長手方向成分は、前記機械共振モードのうちの第2のものの前記チップヘッドの前記振動の長手方向成分を少なくとも部分的にキャンセルするようにされる、設定するステップと、
を含む、超音波手術チップを振動させる方法。 - 前記計算された比を前記目標比と比較する前記ステップの前に、電源装置(232、234、238)から前記少なくとも1つの駆動体(36)にAC駆動信号を供給する前記ステップを最初に実行するとき、前記機械共振モードうちの前記第1のものの前記チップヘッド(164)の前記振動の前記長手方向成分が前記機械共振モードのうちの前記第2のものの前記振動の前記長手方向成分を少なくとも部分的にキャンセルするように、前記AC駆動信号の周波数を、前記ハンドピースの前記2つの隣接する機械共振モードの前記共振周波数(f1、f2)の間の周波数(fLC)に設定するステップ(344)を更に含む、請求項1に記載の方法。
- 前記ハンドピースを通る前記電流の仕事当量を計算する前記ステップ(346)は、前記ハンドピースに供給される前記電流(iS)と前記少なくとも1つの駆動体を通る前記電流(i0)との前記差を求めることによって実行される、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記ハンドピースを通る前記電流の仕事当量を計算する前記ステップのとき、前記少なくとも1つの駆動体を通る電流(i0)が、該少なくとも1つの駆動体(36)の前記キャパシタンス(CO)と、前記駆動信号の前記電圧(VS)及び前記周波数(ω)との関数として計算される、請求項3に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの駆動体を通る前記電流と、前記ハンドピースの前記機械構成要素を通る前記電流の仕事当量との間の前記比を計算する前記ステップ(356)の後、前記比は目標比と比較され、
前記AC駆動信号の前記周波数を設定する前記ステップは、前記少なくとも1つの駆動体を通る前記電流と前記ハンドピースの前記機械構成要素を通る前記電流の仕事当量との間の前記比(356)と前記目標比との前記比較に基づいて実行される、請求項1~4のいずれか1項に記載の方法。 - 前記計算された比を前記目標比と比較する前記ステップが実行されるとき、前記計算された比は、0の目標比と比較される、請求項5に記載の方法。
- 前記プロセッサ(266)、前記ハンドピースの機械構成要素を通る電流の仕事当量を計算する前記ステップと、前記少なくとも1つの駆動体を通る前記電流と前記ハンドピースの前記機械構成要素を通る前記電流の仕事当量との間の比を計算する前記ステップとの少なくとも初期実行中に、前記計算は、前記ハンドピース(32)に関連付けられたメモリ(56)から読み取られた前記少なくとも1つの駆動体の前記キャパシタンス(CO)の表示値を入力変数として用いて実行される、請求項1~6のいずれか1項に記載の方法。
- 前記ハンドピースの機械構成要素を通る電流の目標仕事当量を求める前記ステップ(342)において、前記電流の目標機械構成要素当量は、前記ハンドピースチップ(164)の振動の前記所望の大きさを示すユーザ入力コマンドを表す信号に部分的に基づいて計算される、請求項1~7のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記AC駆動信号を供給する前記ステップは、定電圧における信号を出力する電源装置(232)と、該電源装置によって出力された前記信号を受信し、可変電位駆動信号を出力するために該電源装置からの前記信号を増幅するように構成された可変利得増幅器(234)とを用いて実行され、
前記AC駆動信号の前記電位を設定する前記ステップ(352)は、前記増幅器(234)の前記利得を変化させることによって実行される、請求項1~8のいずれか1項に記載のシステム。 - 前記AC駆動信号を供給する前記ステップは、DC信号又は定周波数におけるAC信号のいずれかを出力する電源装置(232)と、前記電源装置によって出力された前記信号を受信し、可変電位駆動信号を出力するために前記電源装置からの前記信号の前記周波数を変化させるように構成された信号ジェネレータ(234)とを用いて実行され、
前記AC駆動信号の前記周波数を設定する前記ステップ(352)は、前記信号ジェネレータ(234)によって出力される前記信号の前記周波数を調節することによって実行される、請求項1~9のいずれか1項に記載のシステム。 - 超音波手術用具システム(30)であって、
AC駆動信号の前記印加に応答して周期的に拡張及び収縮する少なくとも1つの駆動体(36)を有するハンドピース(32)と、
対向する近位端及び遠位端を有するチップ(142)であって、該チップの前記近位端は、前記駆動体の前記拡張及び前記収縮が該チップの前記近位端を長手方向に振動させるように前記少なくとも1つの駆動体に連結され、該チップは、前記遠位端にヘッド(164)を有し、該ヘッドは、振動されると、該ヘッドが適用された組織に対して医療処置を行うように成形され、該チップは、該チップの前記近位に存在する前記長手方向振動を、前記遠位端において長手方向成分及びねじれ方向成分を有する振動に変換する特徴部(154)を前記近位端と前記遠位端との間に有する、チップと、
超音波ハンドピース(32)の前記チップ(50)を振動させるシステムであって、前記ハンドピースは、前記チップを振動させるAC駆動信号が印加される少なくとも1つの駆動体(40)を有する、システムと、
を備え、
前記システムは、
ハンドピースの少なくとも1つの駆動体(40)に印加される可変AC駆動信号を生成するアセンブリ(232、234、238)と、
駆動信号電圧を表す信号を出力する前記駆動信号の前記電圧を測定するアセンブリ(246、252)と、
駆動信号電流を表す信号を出力する前記ハンドピースに印加される前記駆動信号の前記電流を測定するアセンブリ(254、256)と、
前記駆動信号電圧を表す信号及び前記駆動信号電流を表す信号から受信するプロセッサ(266)であって、前記駆動信号電圧と、前記駆動信号電流と、前記少なくとも1つの駆動体の前記キャパシタンスとに基づいて、
前記ハンドピースの前記機械構成要素を通る電流の目標当量である電流の目標仕事当量を求めること(342)と、
前記駆動信号の前記電圧と、前記駆動信号の前記電流と、前記駆動信号の前記周波数と、前記少なくとも1つの駆動体(36)の前記キャパシタンスとに基づいて、前記ハンドピースの機械構成要素に印加される電流の仕事当量を計算すること(350)と、
前記電流の目標仕事当量を、前記ハンドピースの前記機械構成要素に印加される前記計算された電流の当量と比較すること(3508)と、
前記電流の比較に基づいて、前記駆動信号を生成する前記アセンブリ(232、234、238)によって出力される前記駆動信号の前記電位を設定すること(352)と、
前記駆動信号の前記電圧と、前記駆動信号の前記電流と、前記駆動信号の前記周波数と、前記圧電駆動体の前記キャパシタンスとに基づいて、前記少なくとも1つの駆動体に印加される電流と、前記ハンドピースの前記機械構成要素を通る前記電流の仕事当量との間の比を計算すること(356)と、
前記計算された比に基づいて、前記AC駆動信号(68、70、72)を生成する前記アセンブリによって出力される前記AC駆動信号の前記周波数を設定すること(358)と、
を行うように構成された、プロセッサと、
を備え、
該超音波手術用具システムは、
前記プロセッサが、前記AC駆動信号の前記周波数を設定するとき、前記プロセッサは、前記ハンドピース(32)の前記2つの隣接する機械共振モードのうちの前記第1のものの前記チップヘッド(164)の前記振動の前記長手方向成分が、前記機械共振モードのうちの前記第2のものの前記振動の前記長手方向成分を少なくとも部分的にキャンセルするように、前記AC駆動信号を、前記機械共振モードの共振周波数(f1、f2)の間の周波数(fLC)に設定することを特徴とする、超音波手術用具システム。 - 請求項11に記載のシステム(30)であって、前記プロセッサ(26)は、前記比に基づいて前記駆動信号の前記周波数を設定する前に、前記機械共振モードのうちの前記第1のものの前記チップヘッド(164)の前記振動の前記長手方向成分が、前記機械共振モードのうちの前記第2のものの前記振動の前記長手方向成分を少なくとも部分的にキャンセルするように、前記AC駆動信号の前記周波数を、前記ハンドピースの前記2つの隣接する機械共振モードの前記共振周波数(f1、f2)の間の周波数(fLC)に初期設定する(344)ように更に構成される、システム。
- 請求項11又は12に記載のシステム(30)であって、前記プロセッサ(266)は、前記駆動信号の前記電流(iS)と前記少なくとも1つの駆動体を通る前記電流(i0)との前記差を求めることによって、前記ハンドピース(32)の前記機械構成要素に印加される前記電流の当量を計算するように構成される、システム。
- 請求項13に記載のシステム(30)であって、前記プロセッサ(266)は、前記少なくとも1つの駆動体(36)の前記キャパシタンス(CO)と、前記駆動信号の前記電圧(VS)及び前記周波数(ω)との関数として、前記少なくとも1つの駆動体を通る前記電流(i0)を求めるように構成される、システム。
- 請求項11~14のいずれか1項に記載のシステム(30)であって、前記プロセッサ(266)は、
前記少なくとも1つの駆動体(36)に印加される電流と、前記ハンドピースの前記機械構成要素に印加される前記電流の仕事当量との間の前記計算された比が、前記駆動周波数が目標比に実質的に等しいことを示すか否かを判断すること(356)と、
前記判断が、前記計算された比が前記目標比に実質的に等しくないことを示す場合、駆動信号の前記周波数を調整すること(358)と、
を行うように構成される、システム。 - 前記プロセッサが、前記少なくとも1つの駆動体(36)に印加される電流と、前記ハンドピースの前記機械構成要素に印加される前記電流の仕事当量との間の前記計算された比が、前記駆動周波数が前記目標比に実質的に等しいことを示すか否かを判断するとき(356)、前記プロセッサは、前記計算された比が0の目標比に実質的に等しいか否かを判断する、請求項15に記載のシステム。
- 請求項11~16のいずれか1項に記載のシステム(30)であって、前記プロセッサ(266)は、
前記少なくとも1つの駆動体(36)の前記キャパシタンスを表すデータを前記ハンドピース(32)に関連付けられたメモリ(56)から得ることと、
前記システムの少なくとも初期起動時に、前記ハンドピースメモリ(56)から得られた前記駆動体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構成要素に印加される前記電流の当量を計算することと、
前記ハンドピースメモリから読み取られた前記駆動体のキャパシタンスのデータに基づいて、前記圧電駆動体に印加される電流と前記ハンドピースの前記機械構成要素に印加される前記電流の当量との間の前記比を計算することと、
を行うように更に構成される、システム。 - 請求項11~17のいずれか1項に記載のシステム(30)であって、前記プロセッサ(266)は、
前記ハンドピースチップの振動の前記所望の大きさを示すユーザ入力コマンドを表す信号を受信することと、
前記ハンドピースチップの振動の前記所望の大きさを示す前記ユーザ指示コマンドを表す前記信号に部分的に基づいて、前記電流の目標仕事当量を求めること(342)と、
を行うように更に構成される、システム。 - 請求項11~18のいずれか1項に記載のシステム(30)であって、
前記駆動信号を生成する前記アセンブリは、定電圧における信号を出力する電源装置(232)と、該電源装置によって出力された前記信号を受信し、可変電位駆動信号を出力するために該電源装置からの前記信号を増幅するように構成された可変増幅器(234)とを備え、
前記プロセッサ(266)は、前記増幅器に接続されて、前記増幅器の前記利得を調節することによって前記駆動信号の前記電位を設定する、システム。 - 請求項19に記載のシステム(30)であって、前記プロセッサ(266)は、前記増幅器に接続されて、前記増幅器によって出力される前記信号の前記周波数及び前記振幅を調節することによって前記駆動信号の前記電位及び前記周波数を設定する、システム。
- 請求項11~20のいずれか1項に記載のシステム(30)であって、前記チップ(142)には溝(154)が形成され、該溝は、存在する結果として、前記少なくとも1つの駆動体(36)から前記チップに印加される前記長手方向振動運動が長手方向成分及びねじれ方向成分を有する振動運動に変換されるように成形される、システム。
- 請求項21に記載のシステム(30)であって、前記溝(154)は、前記チップ(142)の長手方向軸の回りに曲線を描くように螺旋状に成形される、システム。
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