JP4398493B2 - 手術用処置装置 - Google Patents

Description

本発明は、高周波電流を用いて生体組織に対して、切開及び凝固する処置を行う手術用処置装置に関する。

一般に手術の際、手術用メスの他に、生体組織に対して止血（凝固）と同時に切開ができる、高周波電流を利用した電気メス等の処置装置が用いられている。この処置装置として例えば、特許文献１において、高周波電流を利用して生体組織の処置を行う電極部により構成されるメス先電極と、メス先電極に高周波電流を供給する高周波電流供給部と、メス先電極に超音波振動を供給する超音波振動供給部と、を有する手術用装置が開示されている。

この手術用装置は、メス先電極により生じる生体組織の焦げ付きを防止するために、メス先電極に対して高周波電流を供給している間、メス先電極が超音波振動するように構成されている。この手術用装置を使用する際には、処置対象となる生体組織の種類（筋肉、脂肪組織、実質臓器等）や状態（体液が多い状態、又は非常に乾燥した状態等）に応じて、操作者は、予め定めた最適な高周波出力及び超音波出力になるように繁雑な操作により設定した後、処置を実施している。
特開２００２−３０６５０７号公報

この手術用装置は、メス先電極により生じる生体組織の焦げ付きを防止するために、メス先電極に対して高周波電流を供給している間、メス先電極が超音波振動するように構成されている。この手術用装置を使用する際には、処置対象となる生体組織の種類（筋肉、脂肪組織、実質臓器等）や状態（体液が多い状態、又は非常に乾燥した状態等）に応じて、操作者は、予め定めた最適な高周波出力及び超音波出力になるように繁雑な操作により設定した後、処置を実施している。

そこで本発明は、操作が簡便であり、生体組織の種類や状態に応じて最適な処置を実施することができる手術用処置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に、先端側に生体組織を処置する処置部が設けられ、指示により高周波電流が供給されるプローブと、前記プローブに固着され、該プローブを超音波振動させる超音波振動子とを備えるハンドピースと、前記プローブに高周波電流を供給する高周波駆動回路と、前記超音波振動子を駆動する超音波振動子駆動回路と、により構成され、前記超音波振動子駆動回路は、前記高周波駆動回路にて検出される高周波出力時のインピーダンス値の大きさに合わせて、超音波素子の駆動を維持しつつ前記処置部における超音波振動の振幅を制御する手術用処置装置を提供する。

さらに、生体組織を処置するプローブの処置部に、高周波電流及び超音波振動の両方又はいずれか一方が供給され、前記プローブに高周波電流を供給する高周波駆動回路が検出した前記生体組織と前記処置部との間における高周波出力時のインピーダンス値の大きさに合わせて、前記処置部に与える前記超音波振動の振幅を制御する手術用処置装置の駆動方法を提供する。

本発明によれば、操作が簡便であり、生体組織の種類や状態に応じて最適な処置を実施することができる手術用処置装置を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る手術用処置装置の外観構成を示す図である。

この手術用処置装置１は、主として、超音波駆動装置２と、高周波駆動装置３と、ハンドピース４と、により構成される。超音波駆動装置２と高周波駆動装置３は、通信ケーブル５により接続されている。ハンドピース４は、出力用接続ケーブル６、及びＳＷ用接続ケーブル７により超音波駆動装置２にコネクタ接続され、さらに出力用接続ケーブル８により高周波駆動装置３にコネクタ接続されている。また高周波駆動装置３には、対極板９が接続ケーブル１０によりコネクタ接続されている。超音波駆動装置２には、操作表示パネル４６が設けられ、高周波駆動装置３には、操作表示パネル５３が設けられている。

次に、ハンドピース４について説明する。

図２はハンドピース４の断面図を示している。ハンドピース４は、外装として、先端側（プローブ２５側）にシース本体２７が設けられ、後端側に略円筒状のケース１１が設けられ、ケース１１とシース本体２７は嵌合（to fit into）されている。ケース１１とシース本体２７は、それぞれ絶縁性を有する樹脂材料により形成される。但し、絶縁性を有していれば、樹脂材料に限定されるものではない。

出力用接続ケーブル６及び出力用接続ケーブル８は、ケース１１の後端側に固定され、後端に一体的に設けられた保護用の弾性部材２４を貫通して、前述した超音波駆動装置２及び高周波駆動装置３にコネクタ接続される。

このケース１１内には、超音波振動を発生する超音波振動子（例えば、ボルト締めランジュバン型振動子）１２が固定されている。この超音波振動子１２には、超音波駆動装置２から供給された電力を超音波振動に変換するためのリング形状の複数の圧電素子１３が設けられている。本実施形態では、一例として６個の圧電素子１３を直線的に配置する構成を示しているが、個数は設計仕様により適宜変更すればよい。

圧電素子１３の列先端側には、圧電素子１３で発生した超音波振動を増幅するためのホーン１４が設けられている。このホーン１４は、チタン、ジュラルミン又はステンレス等の金属材料により形成される。

一方、ホーン１４の後端側にはボルト１５が形成されている。このボルト１５は、パイプ状の絶縁部材１６を介して圧電素子１３のリング内に挿通されている。圧電素子１７は、圧電素子１３の列後端側に設けられた金属製のナット１７とボルト１５を締め付け固定される。

尚、列先端の圧電素子１３とホーン１４の間には、リング状の絶縁部材１８が介在される。同様に、列後端の圧電素子１３とナット１７の間には、リング状の絶縁部材１９が介在される。圧電素子１３は、これらの絶縁部材１８，１９及び１６により、ホーン１４とナット１７に対して電気的に絶縁されている。これらの圧電素子１３は、金属製のブリッジ２０、２１を介して、出力用接続ケーブル６内の導線２２に接続される。導線２２を通じて超音波駆動用の電力が各圧電素子１３に供給される。また、ナット１７には、出力用接続ケーブル８内の導線２３が接続され、導線２３を通じて、高周波電流がナット１７及びホーン１４に供給される。

また、ホーン１４の先端側には、ホーン１４で増幅した超音波振動を伝達するためのプローブ２５がねじにより締結（conclusion）されている。プローブ２５は、ホーン１４と同様に、チタンやジュラルミン、ステンレス等の金属材料により形成される。プローブ２５の先端側には、生体組織を処置するための処置部２６が設けられている。

図２では、一例として、略平板形状であるヘラ型処置部２６を示している。このヘラ型処置部２６は、平板形状以外に、図３に示すようなフック型処置部や、図４に示すようなボール型処置部としても良い。

また、シース本体２７の先端側には、金属パイプ２８と、金属パイプ２８を覆う絶縁チューブ２９が取り付けられている。金属パイプ２８の先端側には、プローブ２５と金属パイプ２８との接触を防止しつつ、ガタツキを無くす支持部材３０が設けられている。これらの絶縁部材２９と支持部材３０は、電気絶縁性が良好なＰＴＦＥ等の樹脂材料により形成される。

さらに、シース本体２７には、ハンドスイッチ３１として機能する第１スイッチ３２と第２スイッチ３３が設けられている。これらの第１スイッチ３２と第２スイッチ３３は、電気回路基板３４に実装され、シース本体２７内に収容されている。電気回路基板３４の接続端子（パッド）には、ＳＷ用接続ケーブル７内の導線３５が半田付けなどにより接続されている。ＳＷ用接続ケーブル７は、シース本体２７の後端側から外部に延出して、超音波駆動装置２にコネクタ接続されている。これにより、第１スイッチ３２と第２スイッチ３３の電気信号（開放、短絡）がＳＷ用接続ケーブル７によって超音波駆動装置２に伝えられる。

図５は、超音波駆動装置２と高周波駆動装置３の構成を示すブロック図である。

超音波駆動装置２内には、超音波振動子駆動回路３７が収容されている。この例では、共振追尾方式としてＰＬＬ制御方式、及び振幅制御方式として電流制御方式が採用されている。

超音波振動子駆動回路３７は、位相追尾回路（ＰＬＬ）３８と、乗算器である電圧制御アンプ（ＶＣＡ）３９と、超音波振動子１２にパワーを与えるための電流を生成する電力増幅器（ＡＭＰ）４０と、電圧電流検出部（ＤＥＴ）４１と、出力トランス４２とが順次直列に接続された出力回路と、を備えている。

出力トランス４２の出力ポートには、コネクタ接続された出力用接続ケーブル６を介して、ハンドピース４が接続されている。尚、出力トランス４２により、超音波振動子駆動回路３７とハンドピース４との間は、直流成分が流れないように分離されている。また、位相追尾回路（ＰＬＬ）３８は、超音波振動子１２の共振周波数を追尾して共振点駆動するための回路である。

位相追尾回路（ＰＬＬ）３８には、電圧電流検出部（ＤＥＴ）４１が接続されている。さらに、電圧電流検出部（ＤＥＴ）４１には、ＰＬＬを掛けるための電圧と電流の位相信号を検出し、あるいは超音波振動子１２に流れる電流の大きさを検出する回路が含まれている。さらに、超音波振動子駆動回路３７には、差動増幅器４３と、Ｄ／Ａコンバータ４４と、ＣＰＵ４５とが設けられている。この構成では、ＣＰＵ４５に、Ｄ／Ａコンバータ４４と、操作表示パネル４６とが接続されている。

またＣＰＵ４５は、ＳＷ用接続ケーブル７を介して、第１、第２スイッチ３２、３３に接続される。また、差動増幅器４３の一方の入力端には電圧電流検出部（ＤＥＴ）４１が、他方の入力端にはＤ／Ａコンバータ４４がそれぞれ接続されている。ここで、Ｄ／Ａコンバータ４４では、ＣＰＵ４５で指示した超音波出力条件に対応した電流の大きさを指示する信号を出力する。

さらに、差動増幅器４３の出力端は、電圧制御アンプ（ＶＣＡ）３９に接続されている。差動増幅器４３では、Ｄ／Ａコンバータ４４から出力された信号と電圧電流検出部（ＤＥＴ）４１から検出された電流の大きさとを比較して、これらの差が無くなるように動作して差動増幅器４３からの増幅出力が電圧制御アンプ（ＶＣＡ）３９に供給される。これにより、超音波振動子１２に加える電圧の大きさが制御され、超音波振動子１２に流れる電流がＣＰＵ４５で指示した出力条件と同じになるように制御している。

高周波駆動装置３内には、高周波駆動回路４８が収容されている。高周波駆動回路４８は、高周波出力用及び制御用の電力を供給する可変電圧源（ＳＷ電源）４９と、電力増幅器（ＡＭＰ）５０と、センサ５１とが順次直列に接続され、出力回路として構成されている。センサ５１は、コネクタ接続された出力用接続ケーブル８を介してハンドピース４に接続され、さらに接続ケーブル１０を介して対極板９に接続される。

さらに、高周波駆動回路４８には、出力制御部５２が設けられている。この出力制御部５２には、センサ５１と、可変電圧源（ＳＷ電源）４９と、電力増幅器（ＡＭＰ）５０と、操作表示パネル５３と、が接続され、センサ出力信号（モニタ信号）の処理及び各構成部位の制御を行っている。

可変電圧源（ＳＷ電源）４９は、高周波出力用、及び制御用の電力を発生させる。電力増幅器（ＡＭＰ）５０は、高周波電力の増幅、及び出力波形の整形を行う。センサ５１は、高周波出力（電圧値、電流値）の変化をモニタし、モニタ信号を出力制御部５２に送る。出力制御部５２では、センサ５１からのモニタ信号を基に、可変電圧源（ＳＷ電源）４９と電力増幅器（ＡＭＰ）５０に制御信号を送る。これにより、高周波出力の制御が行われる。尚、超音波振動子駆動回路３７のＣＰＵ４５と高周波駆動回路４８の出力制御部５２とは、双方向に信号を伝達可能な通信ケーブル５により接続されている。ＣＰＵ４５からは、ハンドスイッチ３１のＯＮ、ＯＦＦ信号が出力制御部５２に送られる。

この出力制御部５２は、センサ５１のモニタ信号（電圧値、電流値）に基づき、随時又は、予め定めた任意の時間間隔で演算される高周波出力時のインピーダンス値（ハンドピース４と対極板９間のインピーダンス値）の大きさを示す信号が算出された都度、ＣＰＵ４５に送られる。

さらに、超音波駆動装置２の操作表示パネル４６と、高周波駆動装置３の操作表示パネル５３とは、ＣＰＵ４５、通信ケーブル５、及び出力制御部５２を介して接続されている。操作表示パネル４６と操作表示パネル５３に表示される設定項目や情報内容は、同じ情報が表示されるように考慮されている。勿論、必要な情報のみを共有して、それ以外は異なる表示を行ってもよい。

図６には、一例として、手術用処置装置１の出力モード一覧を示す。
高周波駆動装置３では、従来のモノポーラ型電気メス装置と同様に、「Cut-Pure」（止血成分をほとんど含まない（又は凝固処置が不要な）切開出力）、「Cut-Blend」（ある程度の止血成分を含む切開出力）、「Coag-Soft」（剥離成分の弱い凝固出力）、「Coag-Hard」（剥離成分の強い凝固出力）、「Coag-Spray」（組織の広い範囲を一様に放電止血するために使用する凝固出力）、の各々の出力モードでの高周波出力が可能となっている。超音波駆動装置２では、「On」（超音波振動の振幅が設定値を維持する超音波出力）、「Auto」（超音波振動の振幅が高周波出力時のインピーダンス値に連動して変化する超音波出力）、の各々の出力モードでの超音波出力が可能となっている。これらの高周波出力と超音波出力の組み合わせに対して、それぞれに番号が付与されている。後述する操作表示パネルにおける設定の際に、選択された出力モードが番号により表示される。

手術用処置装置１では、高周波出力の各出力モードと、超音波出力の各出力モードとを組み合わせて出力することができる。さらに、高周波出力の「Off」（出力を行わない）に対して、超音波出力の「On」（超音波振動の振幅が設定値を維持する超音波出力）、又は超音波出力の「Max」（超音波振動の振幅が最大値を維持する超音波出力）のいずれかを組合せて出力させることもできる。即ち、超音波出力のみが行われる。

また、高周波出力の各出力モード（例えば、「Cut-Pure」や「Coag-Hard」）と、超音波出力の「Off」（出力を行わない）とを組み合わせて出力させることもできる。即ち、高周波出力のみが行われる。

次に図７及び図８には、高周波出力の出力特性（負荷特性）の例を示す。

図７は、高周波出力時のインピーダンス（ハンドピース４と対極板９間のインピーダンス）を横軸に、最大出力設定時の高周波出力を縦軸にプロットした特性を示している。図中、特性線ａは、「Coag-Soft」の出力特性、特性線ｂは、「Coag-Hard」の出力特性を示している。

「Coag-Soft」、及び「Coag-Hard」は、共に、従来のモノポーラ型電気メス装置と同様に、インピーダンスが高くなると、高周波出力が低減する出力特性を有している。尚、「Coag-Soft」に比べ、「Coag-Hard」は、インピーダンスの増加に伴う高周波出力の低減が緩やかな特長を有している。この出力特性の違いが、剥離成分の強弱として作用することになる。また、図８に示す特性線ｃ（太線）は、「Coag- Hard」で出力設定を５０Ｗにしたときの出力特性を示している。この特性線ｃで示すように、インピーダンスが約２．５ｋΩまでは高周波出力５０Ｗが維持され、２．５ｋΩ以降は高周波出力が徐々に減少し、５ｋΩでは、約２５Ｗに半減している。

次に、図９〜図１１には、超音波出力の出力特性が異なる例を示している。これらの図９〜図１１は、何れも、高周波出力時のインピーダンス（ハンドピース４と対極板９間のインピーダンス）を横軸に、超音波出力を縦軸にそれぞれプロットした特性を示している。尚、超音波出力の大きさ（volume）は、「１００％」が最大出力（超音波振動の振幅が最大）であることを示している。尚、ハンドピース４の処置部２６における振動速度Ｖは、「１００％」設定で、約７．４ｍ／ｓ〜２２．１ｍ／ｓの範囲にすることが好ましい。振動速度Ｖは、以下の式で表される。

Ｖ＝π・ｘ・ｆｒ
ここで、ｘは超音波振動の振幅（peak to peak値）、ｆｒは超音波振動の共振周波数である。すなわち、「１００％」設定では、ｆｒが２３．５ｋＨｚのときｘは約１００μｍ〜３００μｍの範囲が好適し、ｆｒが４７ｋＨｚのときｘは５０μｍ〜１５０μｍの範囲が好適する。

図９に示す特性線ｄは、超音波出力モード「On」で出力設定を７０％にしたときの出力特性を示し、特性線ｅは、超音波出力モード「Max」の出力特性を示している。何れも、インピーダンス値に関わらず、一定の超音波出力（超音波振動の振幅）が維持されている。

図１０に示す特性線ｆは、超音波出力モード「Auto」の出力特性の一例を示している。ここでは、インピーダンスが高くなると、超音波出力が段階的に増加する出力特性が現れている。インピーダンスが２ｋΩまでは超音波出力３０％、２ｋΩから４ｋΩまでは超音波出力７０％、４ｋΩ以降は超音波出力１００％が維持されている。

図１１に示す特性線ｇは、超音波出力モード「Auto」の出力特性の別の例を示している。ここでは、インピーダンスが高くなると、超音波出力が滑らかに増加する出力特性が現れている。インピーダンスが約１ｋΩまでは超音波出力３０％が維持され、約１ｋΩから約４ｋΩまでは超音波出力が滑らかに増加し、約４ｋΩ以降は超音波出力１００％が維持されるようになっている。

図１２Ａは、超音波駆動装置２の操作表示パネル４６における表示の一例を示し、図１２Ｂは、高周波駆動装置３の操作表示パネル５３における表示の一例を示している。

操作表示パネル４６には、第１出力モード表示部５５と第１出力モード設定部５６が表示されている。

また、操作表示パネル４６には、第２出力モード表示部５７と第２出力モード設定部５８が表示されている。さらに、操作表示パネル４６には超音波出力設定表示部５９と超音波出力設定部６０が表示されている。操作表示パネル５３には、第１出力モード表示部６１と第１出力設定表示部６２と第１出力設定部６３が表示されている。また、操作表示パネル５３には、第２出力モード表示部６４と第２出力設定表示部６５と第２出力設定部６６が表示されている。

このような表示構成において、操作者は、先ず、操作表示パネル４６の第１出力モード設定部５６で第１出力モードを選択し、操作表示パネル４６の第２出力モード設定部５８で第２出力モードを選択する。これらの選択により、第１出力モード表示部５５には選択された第１出力モードの内容が表示され、第２出力モード表示部５７には選択された第２出力モードの内容が表示される。

図１２Ａでは、第１出力モードとして図６で説明した「No1」が選択され、第２出力モードとして、図６で説明した「No12」が選択されたことを示している。次に、操作表示パネル４６の超音波出力設定部６０で超音波出力の「On」における超音波出力の設定値（振幅の設定値）を設定する。図１２Ａでは、超音波出力「７０％」（振幅の設定値が最大振幅の７０％）が設定されたことを示している。

ここで、操作表示パネル４６による設定を示す信号が、通信ケーブル５を介して、ＣＰＵ４５から出力制御部５２に送られる。そして、操作表示パネル５３の第１出力モード表示部６１には、第１出力モード設定部５６により選択された第１出力モードの高周波出力モード（第１の高周波出力モード）の内容が表示され、操作表示パネル５３の第２出力モード表示部６４には、第２出力モード設定部５８により選択された第２出力モードの高周波出力モード（第２の高周波出力モード）が表示される。

そして、図１２Ｂに示すように、操作表示パネル５３の第１出力設定部６３により設定した第１の高周波出力モードの出力設定値（ここでは、「４０Ｗ」）が第１出力設定表示部６２に表示され、操作表示パネル５３の第２出力設定部６６により設定した第２の高周波出力モードの出力設定値（ここでは、「５０Ｗ」）が第２出力設定表示部６５に表示される。尚、本実施形態では、第１出力モードは、ハンドピース４の第１スイッチ３２に対応し、第２出力モードは、第２出力スイッチ３３に対応している。

この対応を示すキャラクタ６７，６８が、第１出力モード表示部５５、第１出力モード表示部６１、及び第２出力モード表示部５７、第２出力モード表示部６４の近傍に表示される。

図１３Ａは操作表示パネル４６の別の表示例を示し、図１３Ｂは操作表示パネル５３の別の表示例を示している。図１３Ａでは、第１出力モードとして、図６で示した「No8」が選択され、第２出力モードとして、図６で示した「No17」が選択されたことを示している。ここで、第２出力モードは、高周波出力が「Off」であるため、操作表示パネル５３の第２出力モード表示部６４と第２出力設定表示部６５は、自動的に表示が無効状態（「―――」の表示）となる。また、第１出力モードは、超音波出力が「Off」、第２出力モードは超音波出力が「Max」であるため、操作表示パネル４６の超音波出力設定表示部５９は、自動的に表示が「１００％」となる。

次に、本実施形態の手術用処置装置１による生体組織の処置について説明する。
先ず、対極板９を手術対象となる生体組織に密着させる。

次に、手術用処置装置１の出力条件（第１出力条件、第２出力条件）を設定する。この出力条件の設定は、超音波駆動装置２の操作表示パネル４６と、高周波駆動装置３の操作表示パネル５３とを操作して行われる。

この設定に伴い、設定された第１出力条件と第２出力条件は、操作表示パネル４６及び操作表示パネル５３に表示される。図１２Ａ，１２Ｂ，１３Ａ，１３Ｂを参照。設定する際に、第１出力条件は、第１出力モード表示部５５、第１出力モード表示部６１、及び第１出力設定表示部６２に表示される。第２出力条件は、第２出力モード表示部５７、第２出力モード表示部６４、及び第２出力設定表示部６５に表示される。

次に、ハンドピース４の処置部２６を生体組織の処置対象部位に接触させる。そして、ハンドスイッチ３１の第１スイッチ３２をＯＮ操作することにより、第１出力条件にてハンドピース４が駆動される。又は、ハンドスイッチ３１の第２スイッチ３３をＯＮ操作することにより、第２出力条件にてハンドピース４が駆動される。これにより、ハンドピース４の処置部２６と接触した生体組織が、超音波出力、及び／又は高周波出力により処置される。

以下に、各出力条件での作用について説明する。

先ず、高周波出力の「Off」に対して、超音波出力の「On」、又は超音波出力の「Max」のいずれかを組合せた出力条件（図６のNo16、又はNo17）について説明する。ここでは、超音波出力のみが行われる。ハンドスイッチ３１をＯＮ操作すると、超音波振動子駆動回路３７によりハンドピース４の超音波振動子１２が駆動される。

これにより、プローブ２５が超音波振動を開始し、プローブ２５の処置部２６と接触した生体組織は、超音波振動による摩擦熱によって凝固、切開される。尚、超音波出力「On」では、操作表示パネル４６の超音波出力設定部６０で設定した設定値（例えば、７０％）で超音波出力が行われ、超音波出力「Max」では、超音波出力１００％で出力される。ここでは、超音波出力「On」、及び「Max」の設定では、共に一定の超音波出力（超音波振動の振幅）が維持される。本実施形態では、振幅制御方式として電流制御方式を採用しているため、超音波振動子１２は、定電流制御により駆動される。すなわち、従来の超音波凝固切開装置と同様の処置が行われる。

次に、高周波出力の各出力モードと、超音波出力「Off」とを組合せた出力条件（図６におけるNo2，No5，No8，No11又はNo14）について説明する。ここでは、超音波は出力されず、高周波のみが出力される。

ハンドスイッチ３１をＯＮ操作すると、超音波振動子駆動回路３７のＣＰＵ４５から高周波駆動回路４８の出力制御部５２にＯＮ信号が送られる。そして、高周波駆動回路４８が駆動され、ハンドピース４の処置部２６と対極板９間に高周波電流が流れる。これにより、処置部２６と接触した生体組織は、高周波電流によるジュール熱によって凝固されつつ、切開される。すなわち、従来のモノポーラ型電気メス装置と同様な処置が行われる。

次に、高周波出力の各出力モードと、超音波出力の「On」とを組合せた出力条件（図６のNo1，No4，No7，No10又はNo13）について説明する。ここでは、高周波出力と超音波出力が同時に行われる。

ハンドスイッチ３１をＯＮ操作すると、超音波振動子駆動回路３７によりハンドピース４の超音波振動子１２が駆動され、プローブ２５が超音波振動する。また、ハンドスイッチ３１のＯＮ信号が高周波駆動回路４８の出力制御部５２に送られ、ハンドピース４の処置部２６と対極板９間に高周波電流が流れる。

これにより、処置部２６と接触した生体組織は、超音波出力と高周波出力の双方により処置される。ここで、超音波振動子１２は、定電流制御により駆動され、操作表示パネル４６の超音波出力設定部６０で設定した設定値（例えば、７０％）での超音波出力が維持される。

尚、高周波出力は、図７及び図８に示す出力特性となる。すなわち、生体組織の電気的インピーダンスが比較的低いときは、設定した高周波出力が維持されるが、インピーダンスが比較的高くなると、高周波出力は低減する。

従って、生体組織の電気的インピーダンスが低い状態（例えば、生体組織に多量の血液等が付着した状態）のときには、超音波出力の設定値を予め低め（例えば、３０％）に設定することにより、高周波出力で十分な凝固、切開が行われると同時に、超音波出力によるプローブ先端からのキャビテーションの影響（例えば、血液等の飛散）を最小限に抑えることができる。

一方、生体組織の電気的インピーダンスが高い状態（例えば、生体組織が非常に乾燥した状態）のときには、超音波出力の設定値を予め高め（例えば、１００％）に設定することにより、高周波出力が低減しても超音波出力の作用により、十分な凝固、切開を行うことができる。尚、超音波出力が低め又は、高めの何れ状態の場合においても、プローブ２５の処置部２６が超音波振動することにより、処置部２６への生体組織の付着や焦げ付きが防止されるため、常に良好な凝固、切開を維持することができる。

次に、高周波出力の各出力モードと、超音波出力の「Auto」とを組合せた出力条件（図６におけるNo3，No6，No9，No12又はNo15）について説明する。ここでは、高周波出力と超音波出力が同時に行われ、超音波出力の大きさ（volume）は高周波出力時のインピーダンスの大きさに連動して変化する。

ハンドスイッチ３１をＯＮ操作すると、超音波振動子駆動回路３７によりハンドピース４の超音波振動子１２が駆動され、プローブ２５が超音波振動する。また、ハンドスイッチ３１のＯＮ信号は、高周波駆動回路４８の出力制御部５２に送られ、ハンドピース４の処置部２６と対極板９間に高周波電流が流れる。これにより、処置部２６と接触した生体組織は、超音波出力と高周波出力の双方により処置される。

このとき、高周波駆動回路４８の出力制御部５２から、超音波振動子駆動回路３７のＣＰＵ４５に、高周波出力時のインピーダンスの大きさを示す信号が送られる。この信号を基に、ＣＰＵ４５は、図１０や図１１に示すような超音波出力条件をＤ／Ａコンバータ４４に指示し、Ｄ／Ａコンバータ４４ではＣＰＵ４５で指示した超音波出力条件に対応した電流の大きさを指示する信号を生成する。

これにより、超音波出力（超音波振動の振幅）の大きさは、高周波出力時のインピーダンスの大きさに連動して変化する。尚、このときの高周波出力の出力特性は、図７、８に示す様になる。すなわち、生体組織の電気的インピーダンスが比較的低いときは、設定した高周波出力が維持されるが、インピーダンスが比較的高くなると、高周波出力は低減する。ここで、一例として、図６に示すNo12で示す出力条件（高周波出力「Coag-Hard」と超音波出力「Auto」の組合せ）であれば、図１４に示すような出力特性となる。

図１４は、高周波出力「Coag-Hard」の設定値を５０Ｗに設定したときの例である。

図１４に示す様に、生体組織の電気的インピーダンスが約２ｋΩ以下と低い状態（例えば、生体組織に多量の血液等が付着した状態）のときには、高周波出力は５０Ｗとなり、超音波出力は３０％となる。よって、高周波出力で十分な凝固、切開が行われると同時に、超音波出力によるプローブ先端からのキャビテーションの影響（例えば、血液等の飛散）を最小限に抑えることができる。

また、生体組織の電気的インピーダンスが約４ｋΩ以上と高い状態（例えば、生体組織が非常に乾燥した状態）のときには、高周波出力は約３０Ｗ以下となり、超音波出力は１００％となる。これにより、高周波出力が低減しても超音波出力の作用により、十分な凝固、切開を行うことができる。

一方、生体組織の電気的インピーダンスが約２ｋΩ〜４ｋΩと中程度の状態（生体組織が通常の状態）のときには、高周波出力は約５０Ｗ〜３０Ｗとなり、超音波出力は７０％となる。これにより、高周波出力と超音波出力の作用により、十分な凝固、切開を行うことができる。尚、電気的インピーダンスが何れの状態であっても、プローブ２５の処置部２６が超音波振動することにより、処置部２６への生体組織の付着や焦げ付きが防止されるため、常に良好な凝固、切開を維持することができる。

また、処置する生体組織の電気的インピーダンス（すなわち、処置する生体組織の種類や状態）に応じて、高周波出力、及び超音波出力の大きさが自動的に変化する。よって、処置する生体組織の種類や状態に応じて、高周波出力、及び超音波出力を設定する必要が無くなり、操作が簡便となる。

尚、手術用処置装置１の第１出力条件、及び第２出力条件は図６に示す出力条件の中から任意に設定することができる。よって、様々な手術や術者の好みに応じた処置が可能となるため、汎用性が高くなる。

以上説明したように、このような動作により、高周波出力の各出力モードと、超音波出力の「Auto」とを組合せた出力条件では以下の効果が得られる。

処置する生体組織の電気的インピーダンス（即ち、処置する生体組織の種類や状態）に対応するように、高周波出力、及び超音波出力の大きさが自動的に設定される。よって、操作者が処置する生体組織の種類や状態に応じて、高周波出力、及び超音波出力を設定する操作が無くなり簡便となる。

また、手術用処置装置１の出力条件は、前述した出力条件以外にも様々な出力条件（高周波出力のみが行われる、超音波出力のみが行われる等）の中から任意に設定することができる。よって、様々な手術や術者の好みに応じた処置が可能となるため、汎用性が高くなる。

次に、第２の実施形態について説明する。
図１５は、第２の実施形態に係る手術用処置装置の外観構成を示している。ここでは、前述した第１の実施形態と異なる部分のみ説明する。

この手術用処置装置７１は、主として、超音波／高周波駆動装置７２と、ハンドピース７３と、フットスイッチ７４と、により構成される。ハンドピース７３は、出力用／ＳＷ用接続ケーブル７５により、超音波／高周波駆動装置７２に接続されている。この超音波／高周波駆動装置７２は、第１の実施形態における超音波駆動装置２と、高周波駆動装置３とを一体的に構成した構成部位である。フットスイッチ７４は、ＳＷ用接続ケーブル７６により、超音波／高周波駆動装置７２に接続されている。また、超音波／高周波駆動装置７２には、対極板９が接続ケーブル１０により接続されている。ハンドピース７３には、ハンドスイッチ７７としての第１スイッチ７８と、第２スイッチ７９とが設けられている。尚、本実施形態では、２つのハンドスイッチを挙げて説明しているが、２つに限定されるものではなく、それぞれに機能が割り当てられている複数のスイッチを設けてもよい。

超音波／高周波駆動装置７２内には、第１の実施形態における図５に示した、超音波振動子駆動回路３７と、高周波駆動回路４８が収容されている。

また、第１の実施形態と同様に、超音波振動子駆動回路３７のＣＰＵ４５と、高周波駆動回路４８の出力制御部５２とが接続され、双方向に信号を伝達することができる。また、超音波／高周波駆動装置７２には、第１の実施形態と同様に、操作表示パネル８１が設けられている。

出力用／ＳＷ用接続ケーブル７５は、第１の実施形態で示した、出力用接続ケーブル６と、ＳＷ用接続ケーブル７と、出力用接続ケーブル８とが一体となったものである。フットスイッチ７４には、ペダルスイッチ８２が設けられている。尚、ＳＷ用接続ケーブル７６は、超音波振動子駆動路３７のＣＰＵ４５に接続されている。

このように構成された手術用処置装置７１による生体組織の処置について説明する。

先ず、対極板９を生体組織に密着させる。

次に、手術用処置装置７１の出力条件を設定する。この出力条件の設定は、超音波／高周波駆動装置７２の操作表示パネル８１を操作して行われる。このとき、設定された出力条件は、操作表示パネル８１に表示される。

次に、ハンドピース７３の処置部２６を生体組織の処置対象部位に接触させる。その接触させた後、ハンドスイッチ７７の第１スイッチ７８、第２スイッチ７９、又は第３スイッチ８０のいずれかをＯＮ操作することにより、ハンドピース７３が駆動される。又は、フットスイッチ７４のペダルスイッチ８２をＯＮ操作することにより、ハンドピース７３が駆動される。

これにより、ハンドピース７３の処置部２６と接触した生体組織が、超音波出力及び／又は高周波出力により処置される。ここで、ハンドスイッチ７７の第１、第２、第３スイッチ７８、７９、８０、及びフットスイッチ７４のペダルスイッチ８２に対応する出力条件は、超音波／高周波駆動装置７２の操作表示パネル８１にて任意に設定できるようになっている。尚、第１の実施形態と同様に、図６に示す出力条件が設定可能であり、各出力条件での作用は、第１の実施形態と同じである。

このように超音波／高周波駆動装置７２は、第１の実施形態で示した超音波駆動装置２と、高周波駆動装置３とが一体となった構成であり、出力用／ＳＷ用接続ケーブル７５は、第１の実施形態で示した、出力用接続ケーブル６と、ＳＷ用接続ケーブル７と、出力用接続ケーブル８とが一体となっている。

従って、手術用処置装置７１のセッティングが簡便になり、短時間で準備することができる。また、処置中のハンドピース７３の取り回し性が向上し、さらに、ハンドスイッチ７７、及びフットスイッチ７４の両方のうち、任意に選択して使用できるため、汎用性が高くなる。

次に、第３の実施形態に係る手術用処置装置について説明する。

図１６Ａ，図１６Ｂには、第３の実施形態に係る手術用処置装置におけるフック型のハンドピースの構成例を示す。図１７には、図１６Ｂに示す処置部８４におけるＡ−Ａ断面構成を示す。図１８は、第３の実施形態に係る処置部の断面構成を示す図である。ここでは、第１の実施形態と異なる部分のみ説明する。

本実施形態のハンドピースは、バイポーラ型電気メスとして機能するフック型の処置部８４である。プローブ８５は、第１電極部材８６、第２電極部材８７、及び絶縁部材８８により構成され、超音波振動を伝達する。第１電極部材８６及び第２電極部材８７は、チタン、ジュラルミン又は、ステンレス等の金属材料により形成される。絶縁部材８８は、アルミナやジルコニア等の電気絶縁性セラミック材料、又はＰＴＦＥやＰＥＥＫ等の電気絶縁性樹脂材料により形成される。

図１６Ａ、及び図１７に示すように、第１電極部材８６と第２電極部材８７は、絶縁部材８８によって電気的に絶縁された状態となっている。そして、第１電極部材８６には、第１の実施形態で示した出力用接続ケーブル８が接続され、第２電極部材８７には、第１の実施形態で示した接続ケーブル１０が接続されている。本実施形態では、前述した第１の実施形態における対極板９は不要である。

図１８は、第３の実施形態の変形例として、針型のハンドピースの構成例を示す。

この変形例のプローブ９１は先端部９２が細長い円柱形状を成し、超音波振動を伝達する。このプローブ９１は、チタンやジュラルミン、ステンレス等の金属材料により形成される。プローブ９１が挿通されるシース９３は、金属パイプ９４と、金属パイプ９４を覆う絶縁チューブ９５と、金属パイプ９４の内周に嵌め込まれた絶縁部材９６とにより構成される。金属パイプ９４は、ステンレス等の金属材料により形成され、絶縁チューブ９５と絶縁部材９６は、ＰＴＦＥやＰＥＥＫ等の電気絶縁性樹脂材料により形成される。

また、金属パイプ９４の先端部９７は、絶縁チューブ９５と絶縁部材９６に対して先端側に突出している。

本実施形態において、プローブ９１の先端部９２と、金属パイプ９４の先端部９７により、処置部９０を構成する。また、プローブ９１には、前述した第１の実施形態における出力用接続ケーブル８が接続され、同じく、金属パイプ９４には接続ケーブル１０が接続される。本実施形態では、第１の実施形態における対極板９は不要である。

このように構成された手術用処置装置による生体組織の処置について説明する。

先ず、ハンドピースの処置部８４（又は処置部９０）を生体組織の処置対象部位に接触させる。そして、第１の実施形態で説明したように、ハンドスイッチ３１をＯＮ操作することにより、ハンドピースが駆動される。これにより、プローブ８５（又は、プローブ９１）が超音波振動する。また、プローブ８５におけるフック型ハンドピースでは、第１電極部材８６と第２電極部材８７間に高周波電流が流れる。同様に、プローブ９１における針型ハンドピースでは、先端部９２と金属パイプ９４の先端部９７間に高周波電流が流れる。

これにより、処置部８４（又は処置部９０）と接触した生体組織が、超音波出力、及び／又は高周波出力により処置される。

本実施形態は、前述した第１の実施形態と同様に、各種高周波出力と、各種超音波出力とを組合せた出力が可能であり、各出力条件での作用は、前述したモノポーラ型電気メスとして機能する第１の実施形態と同等の作用効果を得ることができる。

図１は、第１の実施形態に係る手術用処置装置の外観構成を示す図である。 図２は、ハンドピースの断面構成を示す図である。 図３は、フック型の処置部を示す図である。 図４は、ボール型の処置部を示す図である。 図５は、超音波駆動装置と高周波駆動装置の構成を示すブロック図である。 図６は、手術用処置装置の出力モードの一覧を示す図である。 図７は、高周波出力時のインピーダンスと最大出力設定時の高周波出力による出力特性を示す図である。 図８は、高周波出力時のインピーダンスと５０Ｗ出力設定時の高周波出力による出力特性を示す図である。 図９は、高周波出力時のインピーダンスと超音波出力の大きさよる第１の出力特性を示す図である。 図１０は、高周波出力時のインピーダンスと超音波出力の大きさによる第２の出力特性を示す図である。 図１１は、高周波出力時のインピーダンスと超音波出力の大きさによる第３の出力特性を示す図である。 図１２Ａは、操作表示パネルにおける設定内容を示す図である。 図１２Ｂは操作表示パネルにおける設定内容を示す図である。 図１３Ａは、操作表示パネルにおける設定内容を示す図である。 図１３Ｂは操作表示パネルにおける設定内容を示す図である。 図１４は、電気的インピーダンスに対する高周波出力及び超音波出力の出力特性を示す図である。 図１５は、第２の実施形態に係る手術用処置装置の外観構成を示す図である。 図１６Ａは、第３の実施形態に係る手術用処置装置における処置部の正面図である。 図１６Ｂは、第３の実施形態に係る手術用処置装置における処置部の平面図である。 図１７は、図１６Ｂの処置部におけるＡ−Ａ断面構成を示す図である。 図１８は、第３の実施形態に係る処置部の断面構成を示す図である。

符号の説明

１…手術用処置装置、２…超音波駆動装置、３…高周波駆動装置、４…ハンドピース、５…通信ケーブル、６，８…出力用接続ケーブル、７…Ｗ用接続ケーブル、９…対極板、１０…接続ケーブル、４６…操作表示パネル、５３…操作表示パネル。

Claims (6)

1. 先端側に生体組織を処置する処置部が設けられ、指示により高周波電流が供給されるプローブと、前記プローブに固着され、該プローブを超音波振動させる超音波振動子とを備えるハンドピースと、
   前記プローブに高周波電流を供給する高周波駆動回路と、
   前記超音波振動子を駆動する超音波振動子駆動回路と、
   を具備し、
   前記超音波振動子駆動回路は、前記高周波駆動回路にて検出される高周波出力時のインピーダンス値の大きさに合わせて、超音波素子の駆動を維持しつつ前記処置部における超音波振動の振幅を制御することを特徴とする手術用処置装置。
2. 前記高周波駆動回路は、インピーダンス値の増大に伴って、高周波出力が低減する出力特性を有し、
   前記超音波振動子駆動回路は、インピーダンス値の増大に伴って処置部に与える超音波振動の振幅を大きくさせることを特徴とする請求項１に記載の手術用処置装置。
3. 前記処置部に与えられる前記超音波振動の振幅が最大の時に、前記処置部の振動速度は、７．４ｍ／ｓ〜２２．１ｍ／ｓの範囲内であることを特徴とする請求項２に記載の手術用処置装置。
4. 前記高周波駆動回路と前記超音波振動子駆動回路は、各々独立して出力制御を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の手術用処置装置。
5. 前記ハンドピースは、少なくとも第１のスイッチ及び第２のスイッチを備え、
   前記第１のスイッチは、第１の出力モードで前記処置部を駆動する指示を行い、
   前記第２のスイッチは、第２の出力モードで前記処置部を駆動する指示を行い、
   前記第１のスイッチと第２のスイッチが独立して操作され、前記生体組織を処置する前記プローブの処置部に、高周波電流及び超音波振動の両方又はいずれか一方が供給されることを特徴とする請求項１に記載の手術用処置装置。
6. さらに、前記超音波振動子駆動回路及び前記高周波駆動回路の駆動を指示するフットスイッチを具備することを特徴とする請求項５に記載の手術用処置装置。

Images