JP2604852B2 - 超音波駆動装置 - Google Patents
超音波駆動装置Info
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- JP2604852B2 JP2604852B2 JP1120958A JP12095889A JP2604852B2 JP 2604852 B2 JP2604852 B2 JP 2604852B2 JP 1120958 A JP1120958 A JP 1120958A JP 12095889 A JP12095889 A JP 12095889A JP 2604852 B2 JP2604852 B2 JP 2604852B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は超音波駆動装置に関する。
超音波振動子を用いる装置は、従来種々のものが提案
されており、例えば特開昭63−212341号公報、同63−21
2342号公報に開示されているように、内視鏡に挿入して
体腔内に発生した血腫、腫瘍等の対象物をプローブを介
して超音波で破砕し、その破砕された対象物をプローブ
を経て吸引して体腔外に排出するようにした超音波吸引
装置が知られている。
されており、例えば特開昭63−212341号公報、同63−21
2342号公報に開示されているように、内視鏡に挿入して
体腔内に発生した血腫、腫瘍等の対象物をプローブを介
して超音波で破砕し、その破砕された対象物をプローブ
を経て吸引して体腔外に排出するようにした超音波吸引
装置が知られている。
このような超音波処置装置においては、超音波振動子
により駆動される工具の振幅が、対象物の音響インピー
ダンスによって変化せず、常に一定の値を保つようにす
ることが望ましい。このようなことから、従来の超音波
処置装置として、工具の振幅が超音波振動子に印加され
る電流量にほぼ比例することから、発振器の出力を増幅
率が可変の電圧制御増幅器（VCA）を介して超音波振動
子に供給してこれを駆動すると共に、その駆動電流を検
出し、それが常に一定となるように該駆動電流に基づい
てVCAの増幅率を制御するようにしたものが提案されて
いる。
により駆動される工具の振幅が、対象物の音響インピー
ダンスによって変化せず、常に一定の値を保つようにす
ることが望ましい。このようなことから、従来の超音波
処置装置として、工具の振幅が超音波振動子に印加され
る電流量にほぼ比例することから、発振器の出力を増幅
率が可変の電圧制御増幅器（VCA）を介して超音波振動
子に供給してこれを駆動すると共に、その駆動電流を検
出し、それが常に一定となるように該駆動電流に基づい
てVCAの増幅率を制御するようにしたものが提案されて
いる。
上述したように、VCAを用いて定電流回路を構成して
超音波振動子を駆動するようにすれば、構成を比較的簡
単にできると共に、比較的良好な定電流特性を得ること
ができる。しかしながら、上記のように単に駆動電流を
検出し、それに基づいて駆動電流が常に一定となるよう
にVCAの増幅率を制御する構成にあっては、電気的に安
定な動作を維持することが困難な場合がある。例えば、
上述した超音波吸引装置にあっては、プローブを切除部
位に押し付けた時に、切除対象の違いにより超音波振動
子の電気的特性が激しく変化してその駆動電流が極めて
小さくなり、これがため一定の振幅を得るためにその駆
動電流に基づいて作成されるVCAのコントロール電圧が
異常に高くなる。その結果、VCAの増幅率が異常に大き
くなって超音波振動子に印加する電圧が駆動回路や超音
波振動子の耐圧を越え、これによりこれらが破壊された
り、生体を危険に晒したり、あるいは損傷したりすると
いう問題が生じることになる。
超音波振動子を駆動するようにすれば、構成を比較的簡
単にできると共に、比較的良好な定電流特性を得ること
ができる。しかしながら、上記のように単に駆動電流を
検出し、それに基づいて駆動電流が常に一定となるよう
にVCAの増幅率を制御する構成にあっては、電気的に安
定な動作を維持することが困難な場合がある。例えば、
上述した超音波吸引装置にあっては、プローブを切除部
位に押し付けた時に、切除対象の違いにより超音波振動
子の電気的特性が激しく変化してその駆動電流が極めて
小さくなり、これがため一定の振幅を得るためにその駆
動電流に基づいて作成されるVCAのコントロール電圧が
異常に高くなる。その結果、VCAの増幅率が異常に大き
くなって超音波振動子に印加する電圧が駆動回路や超音
波振動子の耐圧を越え、これによりこれらが破壊された
り、生体を危険に晒したり、あるいは損傷したりすると
いう問題が生じることになる。
この発明は、上述した従来の問題点に着目してなされ
たもので、駆動回路や超音波振動子を破壊したり、生体
を危険に晒したり損傷することなく、超音波振動子を常
に安定して安全に駆動できるよう適切に構成した超音波
駆動装置を提供することを目的とする。
たもので、駆動回路や超音波振動子を破壊したり、生体
を危険に晒したり損傷することなく、超音波振動子を常
に安定して安全に駆動できるよう適切に構成した超音波
駆動装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、この発明では、電圧制御増
幅器を介して超音波振動子を駆動すると共に、その駆動
電流に基づいて電圧制御増幅器の増幅率を制御するよう
にした超音波駆動装置において、前記駆動電流に基づい
て制御する前記電圧制御増幅器の増幅率の上限値を制限
する手段を設ける。
幅器を介して超音波振動子を駆動すると共に、その駆動
電流に基づいて電圧制御増幅器の増幅率を制御するよう
にした超音波駆動装置において、前記駆動電流に基づい
て制御する前記電圧制御増幅器の増幅率の上限値を制限
する手段を設ける。
第１図はこの発明の第１実施例を示すブロック図であ
る。発振器１の出力は、増幅率が可変の電圧制御増幅器
（VCA）２に供給して増幅し、その出力を電力増幅器３
で増幅して超音波振動子４に供給し、これにより超音波
振動子４を駆動してプローブ５を超音波振動させるよう
にする。この超音波振動子４に流れる電流は電流検出器
６で検出し、その出力をローパスフィルタ（LPF）７お
よび電圧制限器８を経てVCA2にコントロール電圧として
供給してその増幅率を制御するようにする。
る。発振器１の出力は、増幅率が可変の電圧制御増幅器
（VCA）２に供給して増幅し、その出力を電力増幅器３
で増幅して超音波振動子４に供給し、これにより超音波
振動子４を駆動してプローブ５を超音波振動させるよう
にする。この超音波振動子４に流れる電流は電流検出器
６で検出し、その出力をローパスフィルタ（LPF）７お
よび電圧制限器８を経てVCA2にコントロール電圧として
供給してその増幅率を制御するようにする。
第２図は第１図に示した超音波駆動装置の要部の具体
的な回路構成を示すものである。電力増幅器３は、該電
力増幅器３の出力およびVCA2の出力を入力とする差動増
幅器３−１と、該差動増幅器３−１の出力をそれぞれベ
ースに入力する２個のトランジスタ３−2,3−３とを有
するプッシュプル増幅器をもって構成し、その出力をイ
ンピーダンスマッチング用のトランス９を介して超音波
振動子４に供給するようにする。また、電流検出器６
は、変流器６−１およびその出力の絶対値を検出する差
動増幅器６−２を有し、この差動増幅器６−２の出力を
LPF7に供給する。
的な回路構成を示すものである。電力増幅器３は、該電
力増幅器３の出力およびVCA2の出力を入力とする差動増
幅器３−１と、該差動増幅器３−１の出力をそれぞれベ
ースに入力する２個のトランジスタ３−2,3−３とを有
するプッシュプル増幅器をもって構成し、その出力をイ
ンピーダンスマッチング用のトランス９を介して超音波
振動子４に供給するようにする。また、電流検出器６
は、変流器６−１およびその出力の絶対値を検出する差
動増幅器６−２を有し、この差動増幅器６−２の出力を
LPF7に供給する。
LPF7は、差動増幅器６−２の出力を非反転入力端子に
受ける差動増幅器７−１と、この差動増幅器７−１の出
力端子および反転入力端子間に並列に接続したコンデン
サ７−２および抵抗７−３と、反転入力端子に抵抗７−
４を介して接続した可変の基準電源７−５とを有し、こ
の基準電源７−５により超音波振動子４の駆動電流を所
望の値に設定するようにして、差動増幅器７−１の出力
を電圧制限器８に供給するようにする。
受ける差動増幅器７−１と、この差動増幅器７−１の出
力端子および反転入力端子間に並列に接続したコンデン
サ７−２および抵抗７−３と、反転入力端子に抵抗７−
４を介して接続した可変の基準電源７−５とを有し、こ
の基準電源７−５により超音波振動子４の駆動電流を所
望の値に設定するようにして、差動増幅器７−１の出力
を電圧制限器８に供給するようにする。
電圧制限器８はツェナーダイオード８−１を用いて構
成し、その設定電圧によりLPF7の出力の上限値すなわち
VCA2の増幅率の上限値を制限するようして、該LPF7の出
力をVCA2にコントロール電圧として供給するようにす
る。これにより、VCA2の増幅率を、ツェナーダイオード
８−１の設定電圧により設定された上限値以下の範囲
で、超音波振動子４の駆動電流がLPF7の基準電源７−５
で設定された値となるように制御するようにする。
成し、その設定電圧によりLPF7の出力の上限値すなわち
VCA2の増幅率の上限値を制限するようして、該LPF7の出
力をVCA2にコントロール電圧として供給するようにす
る。これにより、VCA2の増幅率を、ツェナーダイオード
８−１の設定電圧により設定された上限値以下の範囲
で、超音波振動子４の駆動電流がLPF7の基準電源７−５
で設定された値となるように制御するようにする。
このように構成すれば、例えば超音波吸引装置におい
て、プローブ５を切除部位に押し付けた時に、切除対象
の違いによる超音波振動子４の電気的特性の変化によ
り、その駆動電流が著しく低下してLPF7の出力が大きく
変化しても、VCA2のコントロール電圧は電圧制限器８に
よってその上限値が一定の値に制限されるので、VCA2の
増幅率が異常に大きくなることはない。したがって、駆
動回路系や超音波振動子４にそれらが破壊されるような
耐圧以上の電圧が印加されるのを有効に防止できると共
に、生体を危険に晒したり、あるいは損傷したりするの
も有効に防止でき、超音波振動子４を常に安定して安全
に駆動することができる。
て、プローブ５を切除部位に押し付けた時に、切除対象
の違いによる超音波振動子４の電気的特性の変化によ
り、その駆動電流が著しく低下してLPF7の出力が大きく
変化しても、VCA2のコントロール電圧は電圧制限器８に
よってその上限値が一定の値に制限されるので、VCA2の
増幅率が異常に大きくなることはない。したがって、駆
動回路系や超音波振動子４にそれらが破壊されるような
耐圧以上の電圧が印加されるのを有効に防止できると共
に、生体を危険に晒したり、あるいは損傷したりするの
も有効に防止でき、超音波振動子４を常に安定して安全
に駆動することができる。
第３図はこの発明の第２実施例を示すブロック図であ
る。この実施例は、超音波振動子４に着脱自在に接続さ
れるプローブ５のインピーダンスを、プローブ種類検出
器11において超音波振動子４に供給される電圧および電
流に基づいて検出し、そのインピーダンスすなわちプロ
ーブ５の種類に応じて、電圧制限器切換手段12を介して
電圧制限器８によって制限するVCA2のコントロール電圧
の上限値すなわちVCA2の増幅率の上限値を変更するよう
にしたもので、その他の構成は第１実施例と同様であ
る。
る。この実施例は、超音波振動子４に着脱自在に接続さ
れるプローブ５のインピーダンスを、プローブ種類検出
器11において超音波振動子４に供給される電圧および電
流に基づいて検出し、そのインピーダンスすなわちプロ
ーブ５の種類に応じて、電圧制限器切換手段12を介して
電圧制限器８によって制限するVCA2のコントロール電圧
の上限値すなわちVCA2の増幅率の上限値を変更するよう
にしたもので、その他の構成は第１実施例と同様であ
る。
このため、この実施例では第４図に示すように、電圧
制限器８をプローブ５の種類に対応する複数、この実施
例では３種類のプローブ５に対応するそれぞれ設定電圧
の異なる３個のツェナーダイオード８−２〜８−４を用
いて構成し、これらツェナーダイオード８−２〜８−４
をプローブ種類検出器11で検出したプローブ５の種類に
応じて、電圧制限器切換手段12を構成するスイッチ12−
１〜12−３を介して選択するようにする。
制限器８をプローブ５の種類に対応する複数、この実施
例では３種類のプローブ５に対応するそれぞれ設定電圧
の異なる３個のツェナーダイオード８−２〜８−４を用
いて構成し、これらツェナーダイオード８−２〜８−４
をプローブ種類検出器11で検出したプローブ５の種類に
応じて、電圧制限器切換手段12を構成するスイッチ12−
１〜12−３を介して選択するようにする。
このように構成すれば、着脱自在に接続される各種プ
ローブ５を、それぞれ最適な振幅で駆動することができ
る。
ローブ５を、それぞれ最適な振幅で駆動することができ
る。
次に、この発明に係る超音波駆動装置が適用される超
音波吸引装置を内視鏡に組み合わせて利用した例につい
て第５図を参照して説明する。
音波吸引装置を内視鏡に組み合わせて利用した例につい
て第５図を参照して説明する。
超音波吸引装置21の基本側本体22には、超音波振動子
23を介してホーン24が設けられ、このホーン24に超音波
振動伝達部材としてのパイプ状のプローブ25が着脱自在
に連結されている。プローブ25の内路は吸引路26として
作用し、この吸引路26はホーン24および超音波振動子23
を通して形成された吸引路（図示せず）、本体22に設け
られた口金27および吸引チューブ28を介して図示しない
吸引器に接続されるようになっている。
23を介してホーン24が設けられ、このホーン24に超音波
振動伝達部材としてのパイプ状のプローブ25が着脱自在
に連結されている。プローブ25の内路は吸引路26として
作用し、この吸引路26はホーン24および超音波振動子23
を通して形成された吸引路（図示せず）、本体22に設け
られた口金27および吸引チューブ28を介して図示しない
吸引器に接続されるようになっている。
上記のプローブ25は、内視鏡装置を構成するシース29
に挿入されると共に、このシース29には光学視管30も挿
入される。シース29の基部には、ハンドル部31とスライ
ダ32とが設けられ、スライダ32に上記のプローブ25が固
定されるようになっている。スライダ32はばね33によっ
てハンドル部31から離間する方向に附勢され、このばね
33の附勢力に抗してスライダ32をハンドル部31側にスラ
イドさせることにより、プローブ25の先端をシース29の
先端開口から突出させて体腔内の対象組織に当接し得る
ようになっている。
に挿入されると共に、このシース29には光学視管30も挿
入される。シース29の基部には、ハンドル部31とスライ
ダ32とが設けられ、スライダ32に上記のプローブ25が固
定されるようになっている。スライダ32はばね33によっ
てハンドル部31から離間する方向に附勢され、このばね
33の附勢力に抗してスライダ32をハンドル部31側にスラ
イドさせることにより、プローブ25の先端をシース29の
先端開口から突出させて体腔内の対象組織に当接し得る
ようになっている。
したがって、この超音波吸引装置21によれば、対象組
織を内視鏡で観察し、該対象組織にプローブ25を当接さ
せて超音波振動子23を駆動することにより、対象組織を
超音波で破砕し、その破砕された対象物を吸引して体腔
外に排出することができる。
織を内視鏡で観察し、該対象組織にプローブ25を当接さ
せて超音波振動子23を駆動することにより、対象組織を
超音波で破砕し、その破砕された対象物を吸引して体腔
外に排出することができる。
なお、この発明は上述した超音波吸引装置に限らず、
超音波メスや超音波加工装置等の種々の超音波装置にお
ける駆動装置に有効に適用することができる。
超音波メスや超音波加工装置等の種々の超音波装置にお
ける駆動装置に有効に適用することができる。
以上のように、この発明によれば、超音波振動子の駆
動電流に基づいて制御する電圧制御増幅器の増幅率の上
限値を制限する手段を設けたので、超音波振動子の電気
的特性が激しく変化して電圧制御増幅器の増幅率を制御
する信号が異常に大きくなっても、増幅率の上限値が一
定の値に制限されるので超音波振動子に印加される電圧
が異常に高くなることはない。したがって、駆動回路系
や超音波振動子に耐圧以上の電圧が印加されてこれらが
破壊されるのを有効に防止できると共に、対象物を損傷
したり、また医療用超音波装置においては生体を危険に
晒すことなく、超音波振動子を常に安定して安全に駆動
することができる。
動電流に基づいて制御する電圧制御増幅器の増幅率の上
限値を制限する手段を設けたので、超音波振動子の電気
的特性が激しく変化して電圧制御増幅器の増幅率を制御
する信号が異常に大きくなっても、増幅率の上限値が一
定の値に制限されるので超音波振動子に印加される電圧
が異常に高くなることはない。したがって、駆動回路系
や超音波振動子に耐圧以上の電圧が印加されてこれらが
破壊されるのを有効に防止できると共に、対象物を損傷
したり、また医療用超音波装置においては生体を危険に
晒すことなく、超音波振動子を常に安定して安全に駆動
することができる。
第１図はこの発明の第１実施例を示すブロック図、 第２図はその要部の具体的な回路構成を示す図、 第３図はこの発明の第２実施例を示すブロック図、 第４図は第３図に示す電圧制限器および電圧制限器切換
手段の構成を示す図、 第５図はこの発明に係る超音波駆動装置が適用される超
音波吸引装置を内視鏡に組み合わせて利用する場合の構
成を示す図である。 １……発振器、２……電圧制御増幅器（VCA） ３……電力増幅器、４……超音波振動子 ５……プローブ、６……電流検出器 ７……ローパスフィルタ（LPF） ８……電圧制限器
手段の構成を示す図、 第５図はこの発明に係る超音波駆動装置が適用される超
音波吸引装置を内視鏡に組み合わせて利用する場合の構
成を示す図である。 １……発振器、２……電圧制御増幅器（VCA） ３……電力増幅器、４……超音波振動子 ５……プローブ、６……電流検出器 ７……ローパスフィルタ（LPF） ８……電圧制限器
Claims (1)
- 【請求項１】電圧制御増幅器を介して超音波振動子を駆
動すると共に、その駆動電流に基づいて電圧制御増幅器
の増幅率を制御するようにした超音波駆動装置におい
て、 前記駆動電流に基づいて制御する前記電圧制御増幅器の
増幅率の上限値を制限する手段を設けたことを特徴とす
る超音波駆動装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1120958A JP2604852B2 (ja) | 1989-05-15 | 1989-05-15 | 超音波駆動装置 |
| US07/513,230 US5151085A (en) | 1989-04-28 | 1990-04-23 | Apparatus for generating ultrasonic oscillation |
| US07/895,839 US5425704A (en) | 1989-04-28 | 1992-06-09 | Apparatus for generating ultrasonic oscillation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1120958A JP2604852B2 (ja) | 1989-05-15 | 1989-05-15 | 超音波駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02299646A JPH02299646A (ja) | 1990-12-11 |
| JP2604852B2 true JP2604852B2 (ja) | 1997-04-30 |
Family
ID=14799202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1120958A Expired - Fee Related JP2604852B2 (ja) | 1989-04-28 | 1989-05-15 | 超音波駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2604852B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016137456A (ja) * | 2015-01-28 | 2016-08-04 | Ｎｅｃネットワーク・センサ株式会社 | 圧電素子駆動装置及び圧電素子駆動方法 |
-
1989
- 1989-05-15 JP JP1120958A patent/JP2604852B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02299646A (ja) | 1990-12-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |