JP4384271B2 - 超音波手術装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は超音波手術装置に関し、特に、超音波振動子の振動をプローブに伝達して手術を行う超音波手術装置等に用いられる超音波振動子駆動用の駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
外科手術では、体腔内に細長の挿入部を挿入することにより体腔内臓器を観察したり、必要に応じて処置具チャンネル内に挿入した処置具を用いて各種治療処置を行なう内視鏡が広く用いられている。
【０００３】
このような処置具チャンネル内に挿入される処置具は、適用される患者及び目的により様々なものが用いられており、近年では超音波振動を利用して処置を行う超音波手術装置も使用されている。超音波手術装置では例えば外科用超音波メスが知られており、例えばランジュバン型振動子の様な超音波振動子（超音波変換器）と、この超音波振動子に締結されている振動を先端に伝達して処置を行うプローブと、超音波振動子を振動させるための駆動装置とから構成されている。さらに、前記技術を応用した超音波手術装置の中で、切開、止血、凝固を可能にするものも開発されている。
【０００４】
ところで、プローブ先端の振動振幅は、一般的に、超音波振動子を駆動する電流と比例関係にあり、駆動装置はこの振動振幅に必要とされる電流を超音波振動子に供給するものである。
【０００５】
しかし、実際に超音波振動している超音波振動子のインピーダンスは、超音波振動子、及びプローブにかかる負荷条件によって変動するという性質がある。そこで、超音波振動子の負荷変動があっても安定した振動振幅を保つために、超音波振動子に供給している電流を一定に保つ定電流駆動を行う駆動装置が知られている。
【０００６】
ここで、超音波振動子のインピーダンスをＺ、定電流駆動している電流をＩ、定電流駆動するために駆動装置が超音波振動子に印加する電圧をＶとすると、以下の（１）式が成り立つ。
【０００７】
Ｚ＝Ｖ／Ｉ …（１）
（１）式からも分かるように超音波振動子を定電流駆動するためには、超音波振動子のインピーダンスＺの変化に応じた電圧Ｖを超音波振動子に印加すれば良いことが分かる。
【０００８】
また、超音波振動子を効率よく振動させるためには、超音波振動子をその共振点で周波数駆動することが望ましい。そこで、超音波振動子に印加する電流Ｉ及び電圧Ｖの位相を元に超音波振動子の共振点を追尾するＰＬＬ（フェーズロックループ）制御方式が知られている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
一方、医療現場においても機器の小型化が進んでおり、前記超音波駆動装置も小型化されて出力の能力も必要最小限となってくる。
このような状況の中、もし超音波振動子の電気特性が著しく変化、例えばインピーダンスが著しく上昇すると駆動装置から超音波振動子に印加出来る電圧能力を越えてしまい、超音波振動子に対して定電流駆動を行うことが出来なくなってしまう。
【００１０】
この結果、（１）式からも分かるように超音波振動子に供給される電流値が低下する。これによって超音波振動子及びプローブは、所望の振動振幅以下で振動してしまうという不具合が発生する。
【００１１】
一方、超音波振動子のインピーダンスが著しく低下してしまうと、駆動装置にて検出している電圧が低下するためにＰＬＬ制御を行うことが出来なくなり、その損失が熱などに変換されたり、もしくは歪みなどにより超音波振動子及びプローブが劣化してしまうという欠点がある。
【００１２】
このように、超音波振動子及びプローブ先端の振動振幅を一定に保てずに出力を継続することは、医学的効果を低下させることとなりかねない。また、医療機器として、術者や患者の熱傷や感電などに対する安全性についても考慮しなくてはならない。
【００１３】
上記した問題を解決すべく日本国特許第２６０４８５２号公報は、駆動電流が一定となるように発振器出力の増幅率を変化させる電圧制御増幅器（以下、ＶＣＡと呼ぶ）のコントロール電圧が、超音波振動子の電気的特性が著しく変化することにより異常に高くなるのを防止する方法を開示している。
【００１４】
しかしながら、上記公報は単に、ＶＣＡの増幅率の上限値を制限することを開示しているのみであり、超音波振動子のインピーダンスの著しい上昇、低下の両方を考慮して定電流制御及びＰＬＬ制御を行なうことができる適切な範囲を定めたものではなかった。
【００１５】
本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、定電流制御及びＰＬＬ制御が可能な範囲でのみ超音波振動子及びプローブを振動させることにより、常に安定した性能を確保して安全性を向上させた超音波手術装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の態様に係る超音波手術装置は、フィードバックループを用いて超音波振動子に供給する駆動エネルギーの電流成分を一定に保つ定電流駆動を行う超音波手術装置であって、前記超音波振動子に供給される駆動エネルギーを検出する駆動エネルギー検出手段と、設定に応じて変更可能な設定値に基づいて上限値としての第１の基準電圧と、下限値としての第２の基準電圧とを生成する電圧変換手段と、 前記駆動エネルギー検出手段によって検出された駆動エネルギーの電流成分と、前記第１の基準電圧及び前記第２の基準電圧とを比較して、前記駆動エネルギーの電流成分が、前記第１の基準電圧と、前記第２の基準電圧とから定まる所定の範囲に属しているか否かを判断する判断手段と、前記駆動エネルギーの電流成分が、前記所定の範囲に属していないと判断された場合に、前記超音波振動子に対する駆動エネルギーの供給を停止する停止手段と、を具備し、前記電圧変換手段は、前記設定値が変更されたときに、該変更に応じて上限値としての第１の基準電圧と、下限値としての第２の基準電圧とを新たに生成し、前記判断手段は、前記駆動エネルギーの電流成分が、新たに生成された所定の範囲に属しているか否かを判断し、前記停止手段は、前記駆動エネルギーの電流成分が、新たに生成された所定の範囲に属していないと判断された場合に、前記超音波振動子に対する駆動エネルギーの供給を停止する。
また、本発明の第２の態様に係る超音波手術装置は、本発明の第１の態様に係る超音波手術装置において、前記判断手段は、前記超音波振動子を振動するための駆動エネルギーの出力中において、前記駆動エネルギーの電流成分が、前記所定の範囲に属しているか否かを判断する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は超音波手術装置の一般的な構成を示す図であり、超音波駆動装置１には、超音波駆動装置１の駆動エネルギーを受けて振動する超音波振動子３が内蔵されたハンドピース２と、このハンドピース２に駆動エネルギーを供給するか否かを決定するスイッチ手段として例えば足踏み式の操作スイッチ５が接続されている。前記ハンドピース２には、処置先端をなすプローブ４が脱着交換可能に締結されている。
【００１８】
又、上記した超音波駆動装置１の内部構成は以下の通りである。すなわち、超音波振動子３にその共振周波数の信号を与える駆動信号発生用の発振手段として、超音波振動の基となる発振周波数信号、例えば、２０〜６０ＫＨＺの正弦波を発生する発振回路６が設けられている。この発振回路６は、超音波振動子３に加わる電圧及びそれを流れる電流の位相関係を基にしてその超音波振動子３の共振点を追尾するＰＬＬ（フェーズロックループ）等による周波数制御回路を含んでいても良い。また、発振回路６からの発振周波数信号を増幅するパワーアンプ回路７が設けられている。パワーアンプ回路７は発振回路６とともに駆動エネルギー供給手段を構成し、発振回路６で生成した正弦波を電力増幅し、出力トランス８を介して絶縁を取りつつ超音波振動子３に駆動エネルギーを供給する。
【００１９】
さらに、前記各回路にはその動作の制御を統括的に行なう制御回路９、及び各回路に電源を供給する電源回路１０が設けられている。電源回路１０は、商用電源から電源供給されていて、商用コンセント２０に接続されている。また、超音波振動子３への駆動エネルギーの電流成分の割合（以下、設定値と呼ぶ）を設定する設定手段２４が設けられていて、設定値は制御回路９に伝達される。また、制御回路９には、上記設定手段２４によって設定された設定値やその他の情報を表示する表示手段１７と、上記表示を音声にて行なうスピーカー手段１８が接続されている。
【００２０】
図２は図１に示すパワーアンプ回路７の詳細な構成を示す図である。図２に示すように、パワーアンプ回路７は、電流検出器１１、差動増幅器１３、乗算器であるＶＣＡ１４、及び電力増幅器１５から構成されている。
【００２１】
発振回路６から伝達される発振周波数信号は、ＶＣＡ１４を介して電力増幅器１５に入力され出力トランス８よりハンドピース２に出力される。出力トランス８と電力増幅器１５との間には電流検出器１１が設けられていて、電力増幅器１５から出力された駆動エネルギーの電流成分Ｉを検出して整流した後、電流成分の大きさ｜Ｉ｜として差動増幅器１３の一方の入力端に入力される。また、設定手段２４にて設定された設定値は、制御手段９により処理されて基準電圧Ｖｓとして差動増幅器１３の他方の入力端子に入力される。
【００２２】
差動増幅器１３では、上記した２つの入力値が等しくなるように差動増幅し、ＶＣＡ１４にその変化分をフィードバックする。ＶＣＡ１４ではこのフィードバックされた信号と発振回路６からの発振周波数信号とを乗算し、その結果を電力増幅器１５に伝達する。
【００２３】
このようなフィードバックループにより電力増幅器１５の増幅率を制御するので、ハンドピース２に対して電流成分が一定となる駆動エネルギーを供給することができる。
【００２４】
図３は本発明の第１実施形態に係る超音波手術装置の構成を示す図であり、図１の構成に加えて、電流検出器１１と出力トランス８との間には駆動エネルギー検出手段として第２の電流検出器３２が設けられ、差動増幅器１３と制御回路９との間にはスイッチなどから構成される停止器（停止手段）１２が設けられ、電流検出器３２と停止器１２との間には判断器（判断手段）２１が設けられている。判断器２１は制御回路９に接続されている。
【００２５】
上記した構成において、電流検出器３２は、電流検出器１１と同様に、駆動エネルギーから電流成分の大きさ｜Ｉ｜を抽出する。この電流検出器３２にて抽出された電流成分の大きさ｜Ｉ｜は判断器２１に入力される。停止器１２は、この判断器２１での判別結果に従って、制御回路９から差動増幅器１３に入力される基準電圧Ｖｓを遮断するように動作する。
【００２６】
図４は図３に示す判断器２１の詳細な構成を示す図である。図４に示すように判断器２１は、制御回路９からの基準電圧Ｖｓを変換する電圧変換手段２６と、一対の比較器３３ａ、３３ｂからなる範囲比較手段３３と、各比較器３３ａ、３３ｂからの出力を受けてそれらのアンドをとるアンド回路３４とから構成される。この場合、各比較器３３ａ、３３ｂの第１の入力端子には電流検出器３２からの電流成分の大きさ｜Ｉ｜が入力され、第２の入力端子には電圧変換手段２６からの出力が入力される。
【００２７】
この構成では、制御回路９から電圧変換手段２６に供給される基準電圧Ｖｓは設定手段２４での設定に応じて変更することができ、電圧変換手段２６は制御回路９からの基準電圧Ｖｓを所定の比例関係に基づいて増幅して基準電圧２３ａ、２３ｂとしてそれぞれ比較器３３ａ、３３ｂの第２の入力端子に入力する。第１の入力端子には上記した通り電流検出器３２からの電流成分の大きさ｜Ｉ｜が入力される。
【００２８】
ここで設定手段２４にて設定された設定値通りに駆動エネルギーがハンドピース２に対して供給されている場合には、電流検出器３２にて抽出される電流成分の大きさ｜Ｉ｜と上記基準電圧２３ａ、及び２３ｂとの関係は（２）式のようになる。
【００２９】
２３ａ＞｜Ｉ｜＞２３ｂ …（２）
このような関係を満たしているかどうかを判別するには例えば、図５に示すような入力電圧−設定値の関係を用いればよい。また、図６（ａ）、あるいは図６（ｂ）に示すような関係を用いてもよい。
【００３０】
ここで、比較器３３ａ、３３ｂのそれぞれの判別結果をＯＵＴＰＵＴ Ａ、ＯＵＴＰＵＴ Ｂとし、２つの判別結果をアンド回路３４にて論理演算した結果をＯＵＴＰＵＴ Ｃとして、比較器３３ａ、３３ｂにそれぞれ入力される電流成分の大きさ｜Ｉ｜に対して、ＯＵＴＰＵＴ Ａ、ＯＵＴＰＵＴ Ｂ、ＯＵＴＰＵＴ
Ｃがどのように変化するかを図７を参照して説明する。
【００３１】
ハンドピース２に供給される駆動エネルギーの電流成分の大きさ｜Ｉ｜が過剰に大きくなり、｜Ｉ｜＞２３ａとなった場合、ＯＵＴＰＵＴ Ａは“Ｌ”レベルとなるのでＯＵＴＰＵＴ Ｃも“Ｌ”レベルとなる。同様に、ハンドピース２に供給する駆動エネルギーの電流成分の大きさ｜Ｉ｜が過剰に小さくなり、｜Ｉ｜＜２３ｂとなった場合には、ＯＵＴＰＵＴ Ｂが“Ｌ”レベルとなるのでＯＵＴＰＵＴ Ｃも“Ｌ”レベルとなる。
【００３２】
結果として、電流成分の大きさ｜Ｉ｜が２３ａ＞｜Ｉ｜＞２３ｂである場合のみＯＵＴＰＵＴ Ｃは“Ｈ”レベルとなるため、ＯＵＴＰＵＴ Ｃが“Ｌ”レベルのとき、すなわち、電流成分の大きさ｜Ｉ｜が過剰に大きくなるか、あるいは過剰に小さくなったときに停止器１２に駆動停止の信号を伝達して差動増幅器１３への基準電圧Ｖｓを遮断し、駆動エネルギーの出力トランス８への供給を停止するようにする。
【００３３】
なお、停止器１２は、図８に示すように、電流検出器３２と出力トランス８の間にあっても同様の効果を得られる。図８では電流検出器３２が電流検出器１１を兼用している。また、ここでは図示しないが、停止器１２が発振回路６、ＶＣＡ１４、電力増幅器１５、電流検出器１１の間のどこに設けられていても同様の効果が得られることはいうまでもない。
【００３４】
以上のように第１実施形態によれば、超音波振動子の駆動エネルギーの電流成分の大きさ｜Ｉ｜を検出する手段を設け、その検出結果が所定の設定値に対して一定範囲内にあるか否かを判別し、一定範囲内にない場合には、ハンドピース２への駆動エネルギーの供給を停止するようにしている。これによって、超音波振動子の電気特性が著しく変化して、超音波振動子の駆動エネルギーの電流成分が異常に変化しても、この異常な電流成分が超音波振動子に供給されることはないので、駆動エネルギーを供給している間はその駆動エネルギーの電流成分は一定範囲内に制限され、安全性を確保できる。
【００３５】
以下に本発明の第２実施形態を図９、図１０を参照して説明する。第２実施形態では、第１実施形態で説明した判断器２１の他の構成を示しており、図９に示すように範囲比較手段３３とタイマー手段３５とからなる。タイマー手段３５は、例えばタイマーリレーにて構成されていて、範囲比較手段３３から“Ｈ”レベルの信号が１（ｓ）以上入力されたときにのみＯＮする（図１０）。
【００３６】
すなわち、範囲比較手段３３のＯＵＴＰＵＴ Ｃが“Ｈ”レベルになったとしても１（ｓ）以下であればタイマーリレーの接点がＯＦＦのままであり、ＯＵＴＰＵＴ Ｃの“Ｈ”レベルが１（ｓ）を越えたときにタイマーリレーの接点がＯＮし、これに応答して停止器１２のスイッチが開放されて差動増幅器１３への駆動エネルギーの供給が停止される。
【００３７】
以上のように第２実施形態によれば、超音波振動子の駆動エネルギーの電流成分を検出する手段を設け、その検出結果が所望の設定値に対して一定範囲内にあるか否かを判別するにあたって時間的継続性を監視する手段を設けたので、第１実施形態の効果に電気的ノイズなどによる誤動作防止の効果が加わり、より安全性を向上できる。
【００３８】
以下に図１１、図１２を用いて本発明の第３実施形態を説明する。第３実施形態では、第１実施形態で説明した判断器２１のさらに他の構成を示しており、図１１に示すように、電流検出器３２からの電流成分の大きさ｜Ｉ｜をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２８と、制御回路９からの基準電圧Ｖｓをデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器３０と、これら２つのＡ／Ｄ変換器２８、３０からのデジタル信号を元にデジタル演算する演算手段（ＣＰＵ）２９と、この演算手段２９が演算するにあたって必要になるプログラムやデータが書き換え可能に保持されているメモリ手段３１とから構成される。
【００３９】
図１２は電流成分の大きさ｜Ｉ｜についての演算手段２９の判別動作を説明するためのフローチャートである。まずＡ／Ｄ変換器３０にて制御回路９からの基準電圧Ｖｓをデジタル変換するとともに（ステップＳ１）、電流検出器３２からの電流成分の大きさ｜Ｉ｜をデジタル変換する（ステップＳ２）。次に、メモリ手段３１に予め保持されているデータから基準電圧Ｖｓに対して判別する閾値の上限、下限データが読み込まれる（ステップＳ３）。そして前記閾値の上限値及び下限値と電流成分の大きさ｜Ｉ｜とを比較して、｜Ｉ｜が閾値の上限値及び下限値にて決定される範囲内にあるか否かを判断する（ステップＳ４、Ｓ５）。そして、｜Ｉ｜が上記範囲内にない場合には停止器１２のスイッチを開放して差動増幅器１３に供給される駆動エネルギーを停止する（ステップＳ６）。
【００４０】
以上のように第３実施形態によれば、超音波振動子の駆動エネルギーの電流成分を検出する手段を設け、検出結果が所望の設定値に対して一定範囲内にあるか否かを判別する手段をデジタル演算手段で構成している。これによって、第１実施形態の効果に加えて、駆動エネルギーの設定値を変数とする閾値をソフトウェア的に容易に変更することができ、これにより回路が増大することはない。
【００４１】
以下に図１３、図１４を用いて本発明の第４実施形態を説明する。第４実施形態では第１実施形態の電流検出器３２の代わりに、電圧検出器２５が設けられている。
【００４２】
電力増幅器１５からの駆動エネルギーが、最大電圧やＰＬＬ制御を行うことの出来る最低電圧にあるときには、設定手段２４にて設定された設定値通りにハンドピース２に駆動エネルギーが供給されないことは前記した通りである。第４実施形態はこのような状態に対処する方法を提案する。
【００４３】
図１４は電圧成分の大きさ｜Ｖ｜についての判断器２１の判別動作を説明するためのフローチャートである。
まず、電圧検出器２５にて検出される駆動エネルギーの電圧成分の大きさ｜Ｖ｜を入力する（ステップＳ１９）。そして、その電圧成分の大きさ｜Ｖ｜が最大値｜Ｖ｜ｍａｘ、あるいは最低値｜Ｖ｜ｍｉｎになっているか否かを判断し（ステップＳ１１、Ｓ１２）、最大値あるいは最低値になっている場合には、停止器１２にて差動増幅器１３への駆動エネルギーの供給を停止する。
【００４４】
以上のように第４実施形態によれば、超音波振動子の駆動エネルギーの電圧成分を検出する手段を設け、検出された電圧が最大値もしくは最小値であるか否かによって駆動エネルギーが設定値通りに供給されているか否かを判断するようにしたので、第１実施形態より簡略化した回路構成で同様の効果を得ることが出来る。
【００４５】
なお、上記した各実施形態の構成では基準電圧Ｖｓを設定手段２４により任意に変更できるようにしたが、固定であってもよい。
図１５は本発明の第５実施形態として、基準電圧Ｖｓを固定にする判断器２１の具体的構成の一例を示しており、抵抗にて構成された分圧器１６ａ、１６ｂ、１６ｃと、一対の比較器３３ａ、３３ｂからなる範囲比較器３３と、アンド回路３４とから構成される。比較器３３ａ、３３ｂには、分圧器１６ａ、１６ｂ、１６ｃにて抵抗分圧された分圧基準電圧２３ａ（Ｖ）、及び２３ｂ（Ｖ）がそれぞれ入力される。この分圧基準電圧２３ａ（Ｖ）、及び２３ｂ（Ｖ）は前記した基準電圧Ｖｓに対応するものである。
【００４６】
このような構成によっても第１実施形態と同様の効果が得られる。第５実施形態では設定値を変更できない反面、設定手段２４や設定値を基準電圧Ｖｓに変換する機能が不要となる。
【００４７】
なお、上記した具体的実施形態には以下のような構成の発明が含まれている。
（１）
超音波振動子と、
この超音波振動子を駆動するための駆動エネルギーを供給する駆動エネルギー供給手段と、
前記超音波振動子に供給される駆動エネルギーを検出する駆動エネルギー検出手段と、
この駆動エネルギー検出手段によって検出された駆動エネルギーが所定の範囲にあるか否かに基づいて、前記超音波振動子が正常に駆動されているか否かを判断する判断手段と、
この判断手段により、前記超音波振動子が正常に駆動されていないと判断された場合には、前記超音波振動子に対する駆動エネルギーの供給を停止する停止手段と、
を具備することを特徴とする超音波手術装置。
（２）
前記判断手段は、前記駆動エネルギー検出手段によって検出された駆動エネルギーと、比較範囲を定める比較基準値とを比較する範囲比較手段を含み、この範囲比較手段からの出力信号のレベルによって前記超音波振動子が正常に駆動されているか否かを判断する構成（１）に記載の超音波手術装置。
（３）
前記比較基準値を任意に設定するための設定手段をさらに具備する構成（２）に記載の超音波手術装置。
（４）
前記比較基準値は固定値である構成（２）に記載の超音波手術装置。
（５）
前記範囲比較手段からの出力を時間的に監視するタイマー手段をさらに具備する構成（２）に記載の超音波手術装置。
（６）
前記範囲比較手段は検出された駆動エネルギーと比較基準値とをデジタル値に変換して比較を行なう構成（２）に記載の超音波手術装置。
（７）
前記駆動エネルギー検出手段は、前記駆動エネルギー供給手段からの駆動エネルギーの電流成分を検出する構成（１）〜（６）のいずれか１つに記載の超音波手術装置。
（８）
前記駆動エネルギー検出手段は、前記駆動エネルギー供給手段からの駆動エネルギーの電圧成分を検出する構成（１）〜（６）のいずれか１つに記載の超音波手術装置。
【００４８】
【発明の効果】
本発明によれば、超音波振動子の駆動エネルギーの電流成分が異常に変化しても、この異常な電流成分が超音波振動子に供給されることはないので、駆動エネルギーを供給している間はその駆動エネルギーの電流成分は一定範囲内に制限される。
【００４９】
従って、駆動回路系や超音波振動子に耐性以上の電流が印加されて損害を与えるのを有効に防止できると共に、対象物や生体に対する安全性を確保しつつ、所望の医学的効果を安定して得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】超音波手術装置の一般的な構成を示す図である。
【図２】図１に示すパワーアンプ回路７の詳細な構成を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る超音波手術装置の構成を示す図である。
【図４】図３に示す判断器２１の詳細な構成を示す図である。
【図５】基準電圧２３ａ、２３ｂと電流成分の大きさ｜Ｉ｜とが所定の関係にあるか否かを判別するのに用いられる入力電圧−設定値の関係を示す図である。
【図６】入力電圧−設定値の関係の他の例を示す図である。
【図７】比較器３３ａ、３３ｂにそれぞれ入力される電流成分の大きさ｜Ｉ｜に対して、ＯＵＴＰＵＴ Ａ、ＯＵＴＰＵＴ Ｂ、ＯＵＴＰＵＴ Ｃがどのように変化するかを説明するための図である。
【図８】停止器１２を電流検出器３２と出力トランス８の間に設けた構成例を示す図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る超音波手術装置の構成を示す図である。
【図１０】第２実施形態の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る超音波手術装置の構成を示す図である。
【図１２】第３実施形態の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図１３】本発明の第４実施形態に係る超音波手術装置の構成を示す図である。
【図１４】第４実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１５】本発明の第５実施形態に係る判断器の構成を示す図である。
【符号の説明】
１…超音波駆動装置、
２…ハンドピース、
３…超音波振動子、
４…プローブ、
５…操作スイッチ、
６…発振回路、
７…パワーアンプ、
８…出力トランス、
９…制御回路、
１０…電源回路、
１１、３２…電流検出器、
１２…停止器、
１３…差動増幅器、
１４…電圧制御増幅器（ＶＣＡ）、
１５…電力増幅器、
１７…表示手段、
１８…スピーカー手段、
２０…商用コンセント、
２１…判断器、
２４…設定手段。
【発明の属する技術分野】
本発明は超音波手術装置に関し、特に、超音波振動子の振動をプローブに伝達して手術を行う超音波手術装置等に用いられる超音波振動子駆動用の駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
外科手術では、体腔内に細長の挿入部を挿入することにより体腔内臓器を観察したり、必要に応じて処置具チャンネル内に挿入した処置具を用いて各種治療処置を行なう内視鏡が広く用いられている。
【０００３】
このような処置具チャンネル内に挿入される処置具は、適用される患者及び目的により様々なものが用いられており、近年では超音波振動を利用して処置を行う超音波手術装置も使用されている。超音波手術装置では例えば外科用超音波メスが知られており、例えばランジュバン型振動子の様な超音波振動子（超音波変換器）と、この超音波振動子に締結されている振動を先端に伝達して処置を行うプローブと、超音波振動子を振動させるための駆動装置とから構成されている。さらに、前記技術を応用した超音波手術装置の中で、切開、止血、凝固を可能にするものも開発されている。
【０００４】
ところで、プローブ先端の振動振幅は、一般的に、超音波振動子を駆動する電流と比例関係にあり、駆動装置はこの振動振幅に必要とされる電流を超音波振動子に供給するものである。
【０００５】
しかし、実際に超音波振動している超音波振動子のインピーダンスは、超音波振動子、及びプローブにかかる負荷条件によって変動するという性質がある。そこで、超音波振動子の負荷変動があっても安定した振動振幅を保つために、超音波振動子に供給している電流を一定に保つ定電流駆動を行う駆動装置が知られている。
【０００６】
ここで、超音波振動子のインピーダンスをＺ、定電流駆動している電流をＩ、定電流駆動するために駆動装置が超音波振動子に印加する電圧をＶとすると、以下の（１）式が成り立つ。
【０００７】
Ｚ＝Ｖ／Ｉ …（１）
（１）式からも分かるように超音波振動子を定電流駆動するためには、超音波振動子のインピーダンスＺの変化に応じた電圧Ｖを超音波振動子に印加すれば良いことが分かる。
【０００８】
また、超音波振動子を効率よく振動させるためには、超音波振動子をその共振点で周波数駆動することが望ましい。そこで、超音波振動子に印加する電流Ｉ及び電圧Ｖの位相を元に超音波振動子の共振点を追尾するＰＬＬ（フェーズロックループ）制御方式が知られている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
一方、医療現場においても機器の小型化が進んでおり、前記超音波駆動装置も小型化されて出力の能力も必要最小限となってくる。
このような状況の中、もし超音波振動子の電気特性が著しく変化、例えばインピーダンスが著しく上昇すると駆動装置から超音波振動子に印加出来る電圧能力を越えてしまい、超音波振動子に対して定電流駆動を行うことが出来なくなってしまう。
【００１０】
この結果、（１）式からも分かるように超音波振動子に供給される電流値が低下する。これによって超音波振動子及びプローブは、所望の振動振幅以下で振動してしまうという不具合が発生する。
【００１１】
一方、超音波振動子のインピーダンスが著しく低下してしまうと、駆動装置にて検出している電圧が低下するためにＰＬＬ制御を行うことが出来なくなり、その損失が熱などに変換されたり、もしくは歪みなどにより超音波振動子及びプローブが劣化してしまうという欠点がある。
【００１２】
このように、超音波振動子及びプローブ先端の振動振幅を一定に保てずに出力を継続することは、医学的効果を低下させることとなりかねない。また、医療機器として、術者や患者の熱傷や感電などに対する安全性についても考慮しなくてはならない。
【００１３】
上記した問題を解決すべく日本国特許第２６０４８５２号公報は、駆動電流が一定となるように発振器出力の増幅率を変化させる電圧制御増幅器（以下、ＶＣＡと呼ぶ）のコントロール電圧が、超音波振動子の電気的特性が著しく変化することにより異常に高くなるのを防止する方法を開示している。
【００１４】
しかしながら、上記公報は単に、ＶＣＡの増幅率の上限値を制限することを開示しているのみであり、超音波振動子のインピーダンスの著しい上昇、低下の両方を考慮して定電流制御及びＰＬＬ制御を行なうことができる適切な範囲を定めたものではなかった。
【００１５】
本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、定電流制御及びＰＬＬ制御が可能な範囲でのみ超音波振動子及びプローブを振動させることにより、常に安定した性能を確保して安全性を向上させた超音波手術装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の態様に係る超音波手術装置は、フィードバックループを用いて超音波振動子に供給する駆動エネルギーの電流成分を一定に保つ定電流駆動を行う超音波手術装置であって、前記超音波振動子に供給される駆動エネルギーを検出する駆動エネルギー検出手段と、設定に応じて変更可能な設定値に基づいて上限値としての第１の基準電圧と、下限値としての第２の基準電圧とを生成する電圧変換手段と、 前記駆動エネルギー検出手段によって検出された駆動エネルギーの電流成分と、前記第１の基準電圧及び前記第２の基準電圧とを比較して、前記駆動エネルギーの電流成分が、前記第１の基準電圧と、前記第２の基準電圧とから定まる所定の範囲に属しているか否かを判断する判断手段と、前記駆動エネルギーの電流成分が、前記所定の範囲に属していないと判断された場合に、前記超音波振動子に対する駆動エネルギーの供給を停止する停止手段と、を具備し、前記電圧変換手段は、前記設定値が変更されたときに、該変更に応じて上限値としての第１の基準電圧と、下限値としての第２の基準電圧とを新たに生成し、前記判断手段は、前記駆動エネルギーの電流成分が、新たに生成された所定の範囲に属しているか否かを判断し、前記停止手段は、前記駆動エネルギーの電流成分が、新たに生成された所定の範囲に属していないと判断された場合に、前記超音波振動子に対する駆動エネルギーの供給を停止する。
また、本発明の第２の態様に係る超音波手術装置は、本発明の第１の態様に係る超音波手術装置において、前記判断手段は、前記超音波振動子を振動するための駆動エネルギーの出力中において、前記駆動エネルギーの電流成分が、前記所定の範囲に属しているか否かを判断する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は超音波手術装置の一般的な構成を示す図であり、超音波駆動装置１には、超音波駆動装置１の駆動エネルギーを受けて振動する超音波振動子３が内蔵されたハンドピース２と、このハンドピース２に駆動エネルギーを供給するか否かを決定するスイッチ手段として例えば足踏み式の操作スイッチ５が接続されている。前記ハンドピース２には、処置先端をなすプローブ４が脱着交換可能に締結されている。
【００１８】
又、上記した超音波駆動装置１の内部構成は以下の通りである。すなわち、超音波振動子３にその共振周波数の信号を与える駆動信号発生用の発振手段として、超音波振動の基となる発振周波数信号、例えば、２０〜６０ＫＨＺの正弦波を発生する発振回路６が設けられている。この発振回路６は、超音波振動子３に加わる電圧及びそれを流れる電流の位相関係を基にしてその超音波振動子３の共振点を追尾するＰＬＬ（フェーズロックループ）等による周波数制御回路を含んでいても良い。また、発振回路６からの発振周波数信号を増幅するパワーアンプ回路７が設けられている。パワーアンプ回路７は発振回路６とともに駆動エネルギー供給手段を構成し、発振回路６で生成した正弦波を電力増幅し、出力トランス８を介して絶縁を取りつつ超音波振動子３に駆動エネルギーを供給する。
【００１９】
さらに、前記各回路にはその動作の制御を統括的に行なう制御回路９、及び各回路に電源を供給する電源回路１０が設けられている。電源回路１０は、商用電源から電源供給されていて、商用コンセント２０に接続されている。また、超音波振動子３への駆動エネルギーの電流成分の割合（以下、設定値と呼ぶ）を設定する設定手段２４が設けられていて、設定値は制御回路９に伝達される。また、制御回路９には、上記設定手段２４によって設定された設定値やその他の情報を表示する表示手段１７と、上記表示を音声にて行なうスピーカー手段１８が接続されている。
【００２０】
図２は図１に示すパワーアンプ回路７の詳細な構成を示す図である。図２に示すように、パワーアンプ回路７は、電流検出器１１、差動増幅器１３、乗算器であるＶＣＡ１４、及び電力増幅器１５から構成されている。
【００２１】
発振回路６から伝達される発振周波数信号は、ＶＣＡ１４を介して電力増幅器１５に入力され出力トランス８よりハンドピース２に出力される。出力トランス８と電力増幅器１５との間には電流検出器１１が設けられていて、電力増幅器１５から出力された駆動エネルギーの電流成分Ｉを検出して整流した後、電流成分の大きさ｜Ｉ｜として差動増幅器１３の一方の入力端に入力される。また、設定手段２４にて設定された設定値は、制御手段９により処理されて基準電圧Ｖｓとして差動増幅器１３の他方の入力端子に入力される。
【００２２】
差動増幅器１３では、上記した２つの入力値が等しくなるように差動増幅し、ＶＣＡ１４にその変化分をフィードバックする。ＶＣＡ１４ではこのフィードバックされた信号と発振回路６からの発振周波数信号とを乗算し、その結果を電力増幅器１５に伝達する。
【００２３】
このようなフィードバックループにより電力増幅器１５の増幅率を制御するので、ハンドピース２に対して電流成分が一定となる駆動エネルギーを供給することができる。
【００２４】
図３は本発明の第１実施形態に係る超音波手術装置の構成を示す図であり、図１の構成に加えて、電流検出器１１と出力トランス８との間には駆動エネルギー検出手段として第２の電流検出器３２が設けられ、差動増幅器１３と制御回路９との間にはスイッチなどから構成される停止器（停止手段）１２が設けられ、電流検出器３２と停止器１２との間には判断器（判断手段）２１が設けられている。判断器２１は制御回路９に接続されている。
【００２５】
上記した構成において、電流検出器３２は、電流検出器１１と同様に、駆動エネルギーから電流成分の大きさ｜Ｉ｜を抽出する。この電流検出器３２にて抽出された電流成分の大きさ｜Ｉ｜は判断器２１に入力される。停止器１２は、この判断器２１での判別結果に従って、制御回路９から差動増幅器１３に入力される基準電圧Ｖｓを遮断するように動作する。
【００２６】
図４は図３に示す判断器２１の詳細な構成を示す図である。図４に示すように判断器２１は、制御回路９からの基準電圧Ｖｓを変換する電圧変換手段２６と、一対の比較器３３ａ、３３ｂからなる範囲比較手段３３と、各比較器３３ａ、３３ｂからの出力を受けてそれらのアンドをとるアンド回路３４とから構成される。この場合、各比較器３３ａ、３３ｂの第１の入力端子には電流検出器３２からの電流成分の大きさ｜Ｉ｜が入力され、第２の入力端子には電圧変換手段２６からの出力が入力される。
【００２７】
この構成では、制御回路９から電圧変換手段２６に供給される基準電圧Ｖｓは設定手段２４での設定に応じて変更することができ、電圧変換手段２６は制御回路９からの基準電圧Ｖｓを所定の比例関係に基づいて増幅して基準電圧２３ａ、２３ｂとしてそれぞれ比較器３３ａ、３３ｂの第２の入力端子に入力する。第１の入力端子には上記した通り電流検出器３２からの電流成分の大きさ｜Ｉ｜が入力される。
【００２８】
ここで設定手段２４にて設定された設定値通りに駆動エネルギーがハンドピース２に対して供給されている場合には、電流検出器３２にて抽出される電流成分の大きさ｜Ｉ｜と上記基準電圧２３ａ、及び２３ｂとの関係は（２）式のようになる。
【００２９】
２３ａ＞｜Ｉ｜＞２３ｂ …（２）
このような関係を満たしているかどうかを判別するには例えば、図５に示すような入力電圧−設定値の関係を用いればよい。また、図６（ａ）、あるいは図６（ｂ）に示すような関係を用いてもよい。
【００３０】
ここで、比較器３３ａ、３３ｂのそれぞれの判別結果をＯＵＴＰＵＴ Ａ、ＯＵＴＰＵＴ Ｂとし、２つの判別結果をアンド回路３４にて論理演算した結果をＯＵＴＰＵＴ Ｃとして、比較器３３ａ、３３ｂにそれぞれ入力される電流成分の大きさ｜Ｉ｜に対して、ＯＵＴＰＵＴ Ａ、ＯＵＴＰＵＴ Ｂ、ＯＵＴＰＵＴ
Ｃがどのように変化するかを図７を参照して説明する。
【００３１】
ハンドピース２に供給される駆動エネルギーの電流成分の大きさ｜Ｉ｜が過剰に大きくなり、｜Ｉ｜＞２３ａとなった場合、ＯＵＴＰＵＴ Ａは“Ｌ”レベルとなるのでＯＵＴＰＵＴ Ｃも“Ｌ”レベルとなる。同様に、ハンドピース２に供給する駆動エネルギーの電流成分の大きさ｜Ｉ｜が過剰に小さくなり、｜Ｉ｜＜２３ｂとなった場合には、ＯＵＴＰＵＴ Ｂが“Ｌ”レベルとなるのでＯＵＴＰＵＴ Ｃも“Ｌ”レベルとなる。
【００３２】
結果として、電流成分の大きさ｜Ｉ｜が２３ａ＞｜Ｉ｜＞２３ｂである場合のみＯＵＴＰＵＴ Ｃは“Ｈ”レベルとなるため、ＯＵＴＰＵＴ Ｃが“Ｌ”レベルのとき、すなわち、電流成分の大きさ｜Ｉ｜が過剰に大きくなるか、あるいは過剰に小さくなったときに停止器１２に駆動停止の信号を伝達して差動増幅器１３への基準電圧Ｖｓを遮断し、駆動エネルギーの出力トランス８への供給を停止するようにする。
【００３３】
なお、停止器１２は、図８に示すように、電流検出器３２と出力トランス８の間にあっても同様の効果を得られる。図８では電流検出器３２が電流検出器１１を兼用している。また、ここでは図示しないが、停止器１２が発振回路６、ＶＣＡ１４、電力増幅器１５、電流検出器１１の間のどこに設けられていても同様の効果が得られることはいうまでもない。
【００３４】
以上のように第１実施形態によれば、超音波振動子の駆動エネルギーの電流成分の大きさ｜Ｉ｜を検出する手段を設け、その検出結果が所定の設定値に対して一定範囲内にあるか否かを判別し、一定範囲内にない場合には、ハンドピース２への駆動エネルギーの供給を停止するようにしている。これによって、超音波振動子の電気特性が著しく変化して、超音波振動子の駆動エネルギーの電流成分が異常に変化しても、この異常な電流成分が超音波振動子に供給されることはないので、駆動エネルギーを供給している間はその駆動エネルギーの電流成分は一定範囲内に制限され、安全性を確保できる。
【００３５】
以下に本発明の第２実施形態を図９、図１０を参照して説明する。第２実施形態では、第１実施形態で説明した判断器２１の他の構成を示しており、図９に示すように範囲比較手段３３とタイマー手段３５とからなる。タイマー手段３５は、例えばタイマーリレーにて構成されていて、範囲比較手段３３から“Ｈ”レベルの信号が１（ｓ）以上入力されたときにのみＯＮする（図１０）。
【００３６】
すなわち、範囲比較手段３３のＯＵＴＰＵＴ Ｃが“Ｈ”レベルになったとしても１（ｓ）以下であればタイマーリレーの接点がＯＦＦのままであり、ＯＵＴＰＵＴ Ｃの“Ｈ”レベルが１（ｓ）を越えたときにタイマーリレーの接点がＯＮし、これに応答して停止器１２のスイッチが開放されて差動増幅器１３への駆動エネルギーの供給が停止される。
【００３７】
以上のように第２実施形態によれば、超音波振動子の駆動エネルギーの電流成分を検出する手段を設け、その検出結果が所望の設定値に対して一定範囲内にあるか否かを判別するにあたって時間的継続性を監視する手段を設けたので、第１実施形態の効果に電気的ノイズなどによる誤動作防止の効果が加わり、より安全性を向上できる。
【００３８】
以下に図１１、図１２を用いて本発明の第３実施形態を説明する。第３実施形態では、第１実施形態で説明した判断器２１のさらに他の構成を示しており、図１１に示すように、電流検出器３２からの電流成分の大きさ｜Ｉ｜をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２８と、制御回路９からの基準電圧Ｖｓをデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器３０と、これら２つのＡ／Ｄ変換器２８、３０からのデジタル信号を元にデジタル演算する演算手段（ＣＰＵ）２９と、この演算手段２９が演算するにあたって必要になるプログラムやデータが書き換え可能に保持されているメモリ手段３１とから構成される。
【００３９】
図１２は電流成分の大きさ｜Ｉ｜についての演算手段２９の判別動作を説明するためのフローチャートである。まずＡ／Ｄ変換器３０にて制御回路９からの基準電圧Ｖｓをデジタル変換するとともに（ステップＳ１）、電流検出器３２からの電流成分の大きさ｜Ｉ｜をデジタル変換する（ステップＳ２）。次に、メモリ手段３１に予め保持されているデータから基準電圧Ｖｓに対して判別する閾値の上限、下限データが読み込まれる（ステップＳ３）。そして前記閾値の上限値及び下限値と電流成分の大きさ｜Ｉ｜とを比較して、｜Ｉ｜が閾値の上限値及び下限値にて決定される範囲内にあるか否かを判断する（ステップＳ４、Ｓ５）。そして、｜Ｉ｜が上記範囲内にない場合には停止器１２のスイッチを開放して差動増幅器１３に供給される駆動エネルギーを停止する（ステップＳ６）。
【００４０】
以上のように第３実施形態によれば、超音波振動子の駆動エネルギーの電流成分を検出する手段を設け、検出結果が所望の設定値に対して一定範囲内にあるか否かを判別する手段をデジタル演算手段で構成している。これによって、第１実施形態の効果に加えて、駆動エネルギーの設定値を変数とする閾値をソフトウェア的に容易に変更することができ、これにより回路が増大することはない。
【００４１】
以下に図１３、図１４を用いて本発明の第４実施形態を説明する。第４実施形態では第１実施形態の電流検出器３２の代わりに、電圧検出器２５が設けられている。
【００４２】
電力増幅器１５からの駆動エネルギーが、最大電圧やＰＬＬ制御を行うことの出来る最低電圧にあるときには、設定手段２４にて設定された設定値通りにハンドピース２に駆動エネルギーが供給されないことは前記した通りである。第４実施形態はこのような状態に対処する方法を提案する。
【００４３】
図１４は電圧成分の大きさ｜Ｖ｜についての判断器２１の判別動作を説明するためのフローチャートである。
まず、電圧検出器２５にて検出される駆動エネルギーの電圧成分の大きさ｜Ｖ｜を入力する（ステップＳ１９）。そして、その電圧成分の大きさ｜Ｖ｜が最大値｜Ｖ｜ｍａｘ、あるいは最低値｜Ｖ｜ｍｉｎになっているか否かを判断し（ステップＳ１１、Ｓ１２）、最大値あるいは最低値になっている場合には、停止器１２にて差動増幅器１３への駆動エネルギーの供給を停止する。
【００４４】
以上のように第４実施形態によれば、超音波振動子の駆動エネルギーの電圧成分を検出する手段を設け、検出された電圧が最大値もしくは最小値であるか否かによって駆動エネルギーが設定値通りに供給されているか否かを判断するようにしたので、第１実施形態より簡略化した回路構成で同様の効果を得ることが出来る。
【００４５】
なお、上記した各実施形態の構成では基準電圧Ｖｓを設定手段２４により任意に変更できるようにしたが、固定であってもよい。
図１５は本発明の第５実施形態として、基準電圧Ｖｓを固定にする判断器２１の具体的構成の一例を示しており、抵抗にて構成された分圧器１６ａ、１６ｂ、１６ｃと、一対の比較器３３ａ、３３ｂからなる範囲比較器３３と、アンド回路３４とから構成される。比較器３３ａ、３３ｂには、分圧器１６ａ、１６ｂ、１６ｃにて抵抗分圧された分圧基準電圧２３ａ（Ｖ）、及び２３ｂ（Ｖ）がそれぞれ入力される。この分圧基準電圧２３ａ（Ｖ）、及び２３ｂ（Ｖ）は前記した基準電圧Ｖｓに対応するものである。
【００４６】
このような構成によっても第１実施形態と同様の効果が得られる。第５実施形態では設定値を変更できない反面、設定手段２４や設定値を基準電圧Ｖｓに変換する機能が不要となる。
【００４７】
なお、上記した具体的実施形態には以下のような構成の発明が含まれている。
（１）
超音波振動子と、
この超音波振動子を駆動するための駆動エネルギーを供給する駆動エネルギー供給手段と、
前記超音波振動子に供給される駆動エネルギーを検出する駆動エネルギー検出手段と、
この駆動エネルギー検出手段によって検出された駆動エネルギーが所定の範囲にあるか否かに基づいて、前記超音波振動子が正常に駆動されているか否かを判断する判断手段と、
この判断手段により、前記超音波振動子が正常に駆動されていないと判断された場合には、前記超音波振動子に対する駆動エネルギーの供給を停止する停止手段と、
を具備することを特徴とする超音波手術装置。
（２）
前記判断手段は、前記駆動エネルギー検出手段によって検出された駆動エネルギーと、比較範囲を定める比較基準値とを比較する範囲比較手段を含み、この範囲比較手段からの出力信号のレベルによって前記超音波振動子が正常に駆動されているか否かを判断する構成（１）に記載の超音波手術装置。
（３）
前記比較基準値を任意に設定するための設定手段をさらに具備する構成（２）に記載の超音波手術装置。
（４）
前記比較基準値は固定値である構成（２）に記載の超音波手術装置。
（５）
前記範囲比較手段からの出力を時間的に監視するタイマー手段をさらに具備する構成（２）に記載の超音波手術装置。
（６）
前記範囲比較手段は検出された駆動エネルギーと比較基準値とをデジタル値に変換して比較を行なう構成（２）に記載の超音波手術装置。
（７）
前記駆動エネルギー検出手段は、前記駆動エネルギー供給手段からの駆動エネルギーの電流成分を検出する構成（１）〜（６）のいずれか１つに記載の超音波手術装置。
（８）
前記駆動エネルギー検出手段は、前記駆動エネルギー供給手段からの駆動エネルギーの電圧成分を検出する構成（１）〜（６）のいずれか１つに記載の超音波手術装置。
【００４８】
【発明の効果】
本発明によれば、超音波振動子の駆動エネルギーの電流成分が異常に変化しても、この異常な電流成分が超音波振動子に供給されることはないので、駆動エネルギーを供給している間はその駆動エネルギーの電流成分は一定範囲内に制限される。
【００４９】
従って、駆動回路系や超音波振動子に耐性以上の電流が印加されて損害を与えるのを有効に防止できると共に、対象物や生体に対する安全性を確保しつつ、所望の医学的効果を安定して得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】超音波手術装置の一般的な構成を示す図である。
【図２】図１に示すパワーアンプ回路７の詳細な構成を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る超音波手術装置の構成を示す図である。
【図４】図３に示す判断器２１の詳細な構成を示す図である。
【図５】基準電圧２３ａ、２３ｂと電流成分の大きさ｜Ｉ｜とが所定の関係にあるか否かを判別するのに用いられる入力電圧−設定値の関係を示す図である。
【図６】入力電圧−設定値の関係の他の例を示す図である。
【図７】比較器３３ａ、３３ｂにそれぞれ入力される電流成分の大きさ｜Ｉ｜に対して、ＯＵＴＰＵＴ Ａ、ＯＵＴＰＵＴ Ｂ、ＯＵＴＰＵＴ Ｃがどのように変化するかを説明するための図である。
【図８】停止器１２を電流検出器３２と出力トランス８の間に設けた構成例を示す図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る超音波手術装置の構成を示す図である。
【図１０】第２実施形態の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る超音波手術装置の構成を示す図である。
【図１２】第３実施形態の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図１３】本発明の第４実施形態に係る超音波手術装置の構成を示す図である。
【図１４】第４実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１５】本発明の第５実施形態に係る判断器の構成を示す図である。
【符号の説明】
１…超音波駆動装置、
２…ハンドピース、
３…超音波振動子、
４…プローブ、
５…操作スイッチ、
６…発振回路、
７…パワーアンプ、
８…出力トランス、
９…制御回路、
１０…電源回路、
１１、３２…電流検出器、
１２…停止器、
１３…差動増幅器、
１４…電圧制御増幅器（ＶＣＡ）、
１５…電力増幅器、
１７…表示手段、
１８…スピーカー手段、
２０…商用コンセント、
２１…判断器、
２４…設定手段。
Claims (2)
- フィードバックループを用いて超音波振動子に供給する駆動エネルギーの電流成分を一定に保つ定電流駆動を行う超音波手術装置であって、
前記超音波振動子に供給される駆動エネルギーを検出する駆動エネルギー検出手段と、
設定に応じて変更可能な設定値に基づいて上限値としての第１の基準電圧と、下限値としての第２の基準電圧とを生成する電圧変換手段と、
前記駆動エネルギー検出手段によって検出された駆動エネルギーの電流成分と、前記第１の基準電圧及び前記第２の基準電圧とを比較して、前記駆動エネルギーの電流成分が、前記第１の基準電圧と、前記第２の基準電圧とから定まる所定の範囲に属しているか否かを判断する判断手段と、
前記駆動エネルギーの電流成分が、前記所定の範囲に属していないと判断された場合に、前記超音波振動子に対する駆動エネルギーの供給を停止する停止手段と、を具備し、
前記電圧変換手段は、前記設定値が変更されたときに、該変更に応じて上限値としての第１の基準電圧と、下限値としての第２の基準電圧とを新たに生成し、前記判断手段は、前記駆動エネルギーの電流成分が、新たに生成された所定の範囲に属しているか否かを判断し、前記停止手段は、前記駆動エネルギーの電流成分が、新たに生成された所定の範囲に属していないと判断された場合に、前記超音波振動子に対する駆動エネルギーの供給を停止することを特徴とする超音波手術装置。 - 前記判断手段は、前記超音波振動子を振動するための駆動エネルギーの出力中において、前記駆動エネルギーの電流成分が、前記所定の範囲に属しているか否かを判断することを特徴とする請求項１に記載の超音波手術装置。
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