JP4489281B2 - 超音波外科手術装置の能動的負荷制御 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般に超音波外科手術装置に関し、特に、超音波外科手術クランプ装置の能動的負荷フィードバック制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
中空コアおよび中実コア装置を含む超音波装置が多くの医療状態の安全で有効な治療において使用されている。超音波装置、特に中実コア超音波装置は、それらが超音波周波数で外科手術エンド・イフェクタに伝達される機械的振動の形態のエネルギーにより器官組織を切断および／または凝結するために使用できる点で有利である。超音波振動は、適当なエネルギー・レベルで適当なエンド・イフェクタにより器官組織に伝達される場合に、組織を切断、切開、または切除するために使用できる。中実技法を利用する超音波装置は、超音波トランスデューサから導波管を介して外科手術エンド・イフェクタに伝達できる超音波エネルギーの量の点で特に有利である。すなわち、このような装置はエンド・イフェクタが外科手術部位にトロカールを通して到達する内視鏡手術または腹腔鏡手術のような最少の侵襲性の処置において使用するのに適している。
【０００３】
超音波振動は、例えば、装置のハンドピースの中における１個以上の圧電素子または磁気歪素子により構成できるトランスデューサを電気的に励起することにより外科手術エンド・イフェクタの中に誘発される。さらに、トランスデューサ部分により発生される振動はトランスデューサ部分から超音波導波管を介して外科手術エンド・イフェクタに伝達される。
【０００４】
米国特許第５，３２２，０５５号は電気信号を長手方向の振動動作に変換するためのトランスデューサを有する外科手術装置を含む超音波外科手術装置を記載している。この長手方向の振動動作はハンドピースに接続している超音波ブレードに伝達される。さらに、組織の凝結および切断作用を改善するために、この振動するブレードに対して組織を把持できる付属品がハンドピースに着脱自在に接続されている。この米国特許第５，３２２，０５５号においては、鋏状のグリップが超音波により振動するブレードの一面に沿って回動されるクランプ顎を駆動して、長手方向に沿う振動動作の方向に対してほぼ垂直な方向に組織をブレードに対して圧縮力および負荷をかける。
【０００５】
止血装置が組織の切断、切除、凝結または溶接のための種々の装置において記載されている。このような装置のたいていの物は、例えば、二極式の鉗子、単極式の鋏または二極式の鋏、および、切断および凝結装置のような、単極式または二極式の装置のいずれかである。例えば、米国特許第５，７０７，３６９号は外科手術装置により誘発される組織温度の閉ループ制御のための温度フィードバック・システムを記載しており、この装置においては、組織の凝結が所望の程度で行われているかを決定するために温度の関数が使用されている。
【０００６】
開ループ電気外科手術装置および超音波装置は外科手術中における出血を制御するために有効に使用されているが、このような装置を使用する場合は、主な制御がエネルギーにより処理される際の組織に生じる現象の観察に対応する外科医の経験により行われる。しかしながら、多くの場合、特に内視鏡手術の場合に、外科医は組織に生じる現象を容易に観察することが困難である。さらに、エネルギーによる組織特性における変化が急激に起こるために、外科医が装置へのエネルギー供給を停止するのに十分速く反応することができない場合がある。この結果、このような組織治療は所望の程度に対して正確に制御できなくなる。このような不都合の幾つかの例としては、組織の炭化、電気外科手術装置の電極に対する組織の付着、および過剰または不足の組織治療等が挙げられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従って、組織へのエネルギー供給の制御を改善する手段、および／または、組織治療が最適または所望の程度に行われた時点を決定する手段が依然として要望されている。組織に対する超音波エネルギーの量は超音波エンド・イフェクタにより組織に加えられる力の関数である。本明細書に参考文献として含まれる米国特許第５，９４７，９８４号において記載される装置のような従来の装置は外科医が組織に加えることのできる最大の力の量が制限されていた。しかしながら、この力は単一の最大設定値であって、この設定制限値以下で組織に加えられる力は有効に制御されていない。特に、切断および凝結の両方の機能を実行する必要のある超音波装置の能動的な制御のための装置および方法を提供することが必要とされている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は外科手術において使用するための（負荷）力フィードバック・システムを備えている装置を提供することにより上記の要望に応えている。この力フィードバック・システムは外科手術装置から組織に加えられる力を調整できる閉ループ構成である。すなわち、発生装置が発生装置の負荷を示す負荷パラメータを有する電気信号を発生する。負荷パラメータとしては、例えば、電流、電圧、インピーダンスまたは温度が挙げられる。外科手術装置はこの発生装置に電気的に接続している。この外科手術装置は駆動レバーを有するハンドルと、当該ハンドルの先端部に配置されたエンド・イフェクタを備えている。力応答素子が駆動レバーおよびエンド・イフェクタに動作可能に連結しており、この力応答素子が発生装置からの電気信号に応じてエンド・イフェクタ上の力を変更するように作用する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の新規な特徴は特に特許請求の範囲およびその実施態様に記載されている。しかしながら、本発明自体は、その構成および動作方法について、その別の目的および利点と共に、以下の添付図面に基づく詳細な説明により最良に理解することができる。
【００１０】
本発明は、一般に、超音波外科手術クランプ装置に関し、特に、超音波外科手術クランプ装置の能動的負荷フィードバック制御に関する。以下、本発明を、例えば、米国特許第５，９４７，９８４号において記載される超音波クランプ凝結装置のような本明細書において記載する超音波装置との組み合わせにおいて説明する。尚、この説明は例示を目的とするだけであり、本発明の範囲および適用性を制限することを目的としない。
【００１１】
図１は超音波外科手術１１と共に超音波信号発生装置１５を備えている超音波装置１０を示している図である。この超音波外科手術波装置１１はサンドイッチ型の超音波トランスデューサ８２、ハンドピース・ハウジング２０、および本発明によるクランプ凝結装置１２０を備えている。クランプ凝結装置１２０は切開式外科手術用または腹腔鏡式外科手術用に使用できる。このクランプ凝結装置１２０は装置ハンドル１４、および超音波エンド・イフェクタ１８を含む細長い部材１５０を有している。さらに、エンド・イフェクタ１８はクランプ・アーム組立体２００およびブレード８１を有している。超音波トランスデューサ８２は電力供給ケーブル３２を有している。この超音波トランスデューサ８２はハンドピースと称することもできるが、好ましくは、例えば５５，０００ヘルツの正弦波波形の電気的信号を機械的な長手方向の振動に変換するための圧電変換素子のような変換素子（図示せず）により構成されている。適当な超音波ハンドピースがEthicon Endo-Surgery社からのULTRACISION HARMONIC SCALPEL（登録商標）およびモデルＨＰ０５１として入手できる。
【００１２】
電力ケーブル３２は超音波信号発生装置１５から超音波トランスデューサ８２に電気的エネルギーを伝達する。さらに、超音波トランスデューサ８２はこの電気的エネルギーを超音波エネルギーに機械的動作の形態で変換する。適当な発生装置がオハイオ州シンシナティのEthicon Endo-Surgery社からモデル番号ＧＥＮ０１として入手できる。この超音波エネルギーは超音波トランスデューサ８２からクランプ凝結装置１２０を経てエンド・イフェクタ１８に伝達される。
【００１３】
例えば、クランプ凝結装置１２０のような外科手術装置は発生装置１５の出力段階において負荷を加える。すなわち、外科手術装置の負荷が発生装置１５の出力段階において見られ、このことにより外科手術装置が制御されて駆動される。この外科手術装置の負荷の一部分がエンド・イフェクタ１８が組織に作用する際の組織負荷として使用される。
【００１４】
図２および図３において、クランプ凝結装置１２０は１個のユニットとして超音波トランスデューサ８２に取り付けられて、当該トランスデューサ８２から取り外されるのが好ましい。このクランプ凝結装置１２０は図１に示すように超音波トランスデューサ８２に音響学的に連結されているのが好ましい。なお、このクランプ凝結装置１２０が任意の適当な手段により超音波トランスデューサ８２に連結できることが理解されると考ええる。
【００１５】
図１乃至図３において、細長い部材１５０は以下に説明するような装置ハウジング１３０に対して選択的に回転できる。装置ハウジング１３０（図１）は駆動トリガー２４、およびフィンガー・グリップ２２、左側囲い板１３７および右側囲い板１３８（図２および図３）を備えている。細長い部材１５０は外側シース２８として示される支持チューブ、超音波導波管３０、回転ノブ２６、駆動アーム３４、Ｏ−リング３８、ピン２７、管状カラー１６０、およびエンド・イフェクタ１８を含む。さらに、エンド・イフェクタ１８は超音波ブレード８１およびクランプ・アーム組立体２００を有しており、このクランプ・アーム組立体２００はクランプ・アーム５７および組織パッド５８を有している。また、駆動アーム３４はキー溝２５、開口部１６８、ピン−スロット３１、Ｏ−リング２９、およびレバー−アーム６１を備えている。
【００１６】
右側囲い板１３８は左側囲い板１３７にスナップ嵌合するように構成されている。好ましくは、この右側囲い板１３８は当該右側囲い板１３８上に形成された複数の内側に対向する突出部７０（図示せず）により左側囲い板１３７に連結している。すなわち、複数の突出部７０は左側囲い板１３７に形成した対応する穴１４０の中に係合するように構成されている。左側囲い板１３７が右側囲い板１３８に取り付けられると、以下に説明する能動的（負荷）力機構のような種々の構成部品に適応する一定の空孔部がこれらの間に形成される。
【００１７】
目盛機構１５５が装置ハウジング１３０の空孔部の中に配置されている。好ましくは、この目盛機構１５５は駆動アーム３４に連結または取り付けられていて、駆動トリガー２４の移動をクランプ・アーム組立体２００を開閉するための駆動アーム３４の線形移動に置き換えて示すことができる。すなわち、駆動トリガー２４がフィンガー・グリップ２２に向って移動すると、この目盛機構１５５が駆動アーム３４を後方に摺動させてクランプ・アーム組立体２００がその閉じ位置に回動する。また、駆動トリガー２４が反対方向に移動すると、目盛機構１５５が摺動して駆動アーム３４を反対方向、すなわち、前方に移動させることにより、クランプ・アーム組立体２００がその開き位置に回動する。駆動トリガー２４は第１の穴１２４を有する親指ループ部１４２を備えている。さらに、ヨーク１８０が第２の穴１２６を有している。これらの第１の穴１２４および第２の穴１２６の中に回動ピン１５３が挿入されてこれらを回動可能にしている。
【００１８】
さらに、目盛機構１５５はラチェット機構を構成していて、細長い部材１５０を装置ハウジング１３０に対してその長手軸の回りに回転できるようになっている。この細長い部材１５０の回転により、クランプ・アーム組立体２００は所定または所望の角度の位置に回動する。好ましくは、目盛機構１５５は管状カラー１６０およびヨーク１８０を備えている。この目盛機構１５５の管状カラー１６０は駆動アーム３４の基端部にスナップ嵌合して、対向する開口部１６８の中にキー係合するのが好ましい。さらに、管状カラー１６０はポリエーテルイミドにより形成されているのが好ましい。なお、管状カラー１６０が任意の適当な材料により構成できることは理解されると考える。また、この管状カラー１６０はキー溝２５の中に挿入可能なキー２３により駆動アーム３４にキー係合することもできる。
【００１９】
好ましくは、管状カラー１６０は拡大部分１６２およびこれを貫通する穴１６６を有している。この拡大部分１６２は管状カラー１６０の周囲に形成されたリング４２を備えていて溝４３を形成しているのが好ましい。この溝４３は細長い部材１５０がその長手軸の回りに回転する時に異なる回転位置において細長い部材１５０を保持するための複数のデテントまたは歯部４４（図４および図５参照）を有している。好ましくは、溝４３は１２個の約３０°の均等な角度増加で細長い部分を回転可能にする１２個のラチェット歯部を有している。なお、この管状カラー１６０が任意数の歯状部材を有し得ることが理解されると考える。さらに、これらの歯状部材が本発明の範囲および趣旨に逸脱することなく管状カラー１６０の任意の適当な部分に備えられることが理解されると考える。
【００２０】
一般に、ヨーク１８０は保持部材または支持部材１８２を備えている。この支持部材１８２は半円形状であって、一対の対向する爪１８６を有しているのが好ましく、これらの爪１８６は内側に延出して管状カラー１６０の歯部４４に係合するようになっている。なお、これらの爪１８６が管状カラー１６０の歯部４４と係合するためにヨーク１８０における任意の適当な部分に配置できることが理解されると考える。さらに、ヨーク１８０が任意数のラチェット・アームを有し得ることが理解されると考える。
【００２１】
クランプ・アーム組立体２００は外側シース２８の先端部に回動可能に接続している。組織パッド５８はテフロン等の適当な低摩擦性の材料により形成されているのが好ましく、クランプ・アームの表面上に取り付けられてブレード８１と協働作用すると共に、クランプ・アーム組立体２００の回動移動に伴って、当該組織パッド５８がブレード８１に対してほぼ平行に接触配置される。このような構成により、把持すべき組織が組織パッド５８とブレード８１との間において把持される。好ましくは、組織パッド５８はブレード８１との協働作用において組織の把持効果を高めるためにのこぎり歯状の構成を備えている。
【００２２】
エンド・イフェクタに対するクランプ・アーム組立体２００の回動移動は当該クランプアーム組立体２００の少なくとも１個、好ましくは一対のレバー１９３をその基端部に備えることにより行なえる。これらのレバー１９３はブレード８１のそれぞれの反対側の面上に配置されていて、往復動可能な駆動アーム３４におけるレバー・アーム６１に動作可能に係合する。外側管状シース１６０およびブレード８１に対する駆動アーム３４の往復動により、クランプ・アーム組立体２００がブレード８１に対して回動移動する。各レバー１９３は各レバー・アーム６１により形成される一対の開口部の中にそれぞれ配置されるか、あるいは、これらに適当に機械的に連結されることにより、上記駆動部材の往復移動がこれらのレバー・アーム６１およびレバー１９３を介してクランプ・アームを回動させるように作用する。
【００２３】
各爪１８６は管状カラー１６０を介して駆動アーム３４に開口力を転移し、これにより、クランプ・アーム組立体２００が開口する。好ましくは、ヨーク１８０はポリカーボネートにより形成されている。なお、ヨーク１８０はＡＢＳ、ナイロン、またはポリエーテルイミドのような別のプラスチック材料を含む種々の材料により作成することができる。
【００２４】
さらに、ヨーク１８０は駆動トリガー２４が装置ハウジング１３０に向って移動する時に閉じ力をクランプ・アーム組立体２００に転移する。駆動トリガー２４の動作ストロークの下部において、駆動装置移動停止部１９０が駆動トリガー２４に接触して当該駆動トリガー２４がさらに移動すること、あるいは過剰に移動することを阻止する。
【００２５】
装置１１および補助クランプ凝結装置１２０を組み立てるために、クランプ凝結装置１２０が超音波トランスデューサ８２の端部上にネジで固定されている。この装置を使用する場合に、上記のクランプが供給される超音波エネルギーによる凝結および切断動作に使用でき、超音波エネルギーの供給無しに組織を把持するために使用でき、開口したクランプ・アーム組立体２００および把持されていない組織による凝結および／または切断に使用でき、超音波エネルギーの供給無しに組織を探索または操作するために使用でき、さらに、閉じたクランプ・アーム組立体２００による鈍化切除のために使用できる。所望のクランプ・アーム組立体２００の回転整合は回転ノブ２６の使用により行なうことができ、このノブ２６は装置ハウジング１３０を保持した状態で回転して細長い部材１５０を装置ハウジング１３０に対して回転することができる。歯部４４により設けられているデテントがこの所定の回転整合を維持する。鋏状のグリップはクランプ・アーム組立体２００を閉じるように作動し、超音波用の電力が例えばフット・スイッチのようなスイッチを作動することにより供給される。長手方向のブレード８１のクランプ・アーム組立体２００に対する振動が組織に伝達することにより、凝結、切断等の所望の作用を行なうことができる。このような所望の組織作用は以下に説明するような能動的な圧力制御により最適化できる。
【００２６】
ブレード８１に対するクランプ・アーム５７の能動的負荷制御は図２乃至図７に示す圧力制御システム８４により行なわれる。この圧力制御システム８４の第１の実施形態を図２，図４および図６に示す。また、圧力制御システム８４の第２の実施形態を図３，図５および図７に示す。これら両方の実施形態は、例えば、電気−機械的ソレノイドのようなピストン８７を含む圧力トランスデューサ８６を利用して示されている。なお、当該技術分野における熟練者であれば、例えば、サーボ−モーター式、液圧式、空気圧式、およびバイメタル式のような任意の力または圧力トランスデューサが圧力制御システム８４と共に利用できることが理解できる。
【００２７】
図２，図４および図６に示す第１の実施形態において、圧力制御システム８４は圧力トランスデューサ８６、ワイヤ８８、コネクタ９０、スプリング９２、スプリング・ケージ９４、ヨーク１８０、および駆動アーム３４を備えている。圧力トランスデューサ８６はワイヤ８８、コネクタ９０およびケーブル３２を介して（図１）超音波信号発生装置１５に電気的に接続している。この圧力トランスデューサ８６は超音波信号発生装置１５からの電気的信号に応じて変化して、駆動アーム３４から圧力制御システム８４を介してエンド・イフェクタ１８に加えられる力または負荷を変更する。
【００２８】
図４および図６に示すように、圧力トランスデューサ８６は能動的にスプリング９２の圧縮力を変更する。さらに、駆動トリガー２４がスプリング９２を介してヨーク１８０に力を供給する。スプリング９２が圧縮または解放されることにより、エンド・イフェクタ１８に供給される力が能動的に変更できる。超音波信号発生装置１５をプログラム可能にして、例えば、この超音波信号装置１５により過剰負荷状態が検出される場合に、圧力トランスデューサ８６に電気的信号を送って当該圧力トランスデューサ８６によりスプリング９２の圧縮を解放させることによりその過剰負荷状態を緩和できるようにすることができる。
【００２９】
例えば、上記のＧＥＮ０１発生装置における超音波信号発生装置１５における電圧に対応する負荷パラメータはこの発生装置の位置ＴＰ６におけるＰＣボード上において見ることができる。このＴＰ６はULTRACISION HARMONIC SCALPELサービス・マニュアルにおいて見ることのできる発生装置ＰＣＢ概略図の付表Ｂに示されている。このＧＥＮ０１はトランスデューサ８２に一定の電流を維持するように構成されている。それゆえ、ＴＰ６における電圧が組織負荷に比例するように、負荷の変化に応じて電圧が調整される。超音波信号発生装置１５は、ＴＰ６が例えば２００直流ボルトのような一定の設定値に到達すると、電気的信号を圧力トランスデューサ８６に送って当該圧力トランスデューサ８６にスプリング９２の圧縮を解放させるようにプログラムすることができる。スプリング９２の圧縮が解放されると、ヨーク１８０を介して駆動アーム３４に転移される力により、クランプ・アーム組立体２００がブレード８１に対して加える力が減少する。なお、当該技術分野における熟練者により理解されるように、超音波信号発生装置１５は、例えば、一定の電流負荷パラメータ、一定の電圧負荷パラメータ、インピーダンスパラメータ、一定の設定値の後に増大する負荷、一定の設定値の後に減少する負荷、または一定に減少する負荷のような別の条件に状態に対応してプログラムすることもできる。さらに、エンド・イフェクタにおける温度がこの発生装置における負荷の指示手段となる。このような温度フィードバック・システムは本明細書に参考文献として含まれる米国仮特許出願第６０／１３６，１０６号に記載されるようなものがあり、発生装置１５から圧力トランスデューサ８６に対して組織負荷を指示する電気的信号を発生するように使用できる。
【００３０】
本発明の第１の実施形態において、上記圧力制御システム８４の能動的な負荷制御は駆動トリガー２４を介する超音波システム１０のオペレータによる制御と共に作用する。すなわち、オペレータは駆動トリガー２４を手動により調整して上記能動システムが作動しないように無効にすることができる。図３，図５および図７は本発明の第２の実施形態を示しており、この場合に、オペレータによる駆動トリガー２４の使用が圧力制御システム８４により無効にされることができる。
【００３１】
この第２の実施形態において、圧力トランスデューサ８６はヨーク１８０に力を直接供給する。圧力トランスデューサ８６は左側囲い板１３７に固着されている。ピストン８７はヨーク１８０に動作可能に接続している。このヨーク１８０は接着、超音波溶接等により駆動トリガー２４に固着することができる。あるいは、ヨーク１８０は米国特許第５，９４７，９８４号に記載されるようにスプリングを介して駆動トリガー２４に柔軟に取り付けることができる。圧力トランスデューサ８６のピストン８７が延出または後退する時に、オペレータにより感じられる力がそれぞれに対応して減少または増大する。超音波信号発生装置１５は、例えば、当該超音波信号発生装置１５が過剰負荷状態を検出する場合に、電気的信号を圧力トランスデューサ８６に送ってピストン８７を後退させることにより、ブレード８１に対するクランプ・アーム組立体２００の力を減少するようにプログラムすることができる。なお、当該技術分野の熟練者により理解されるように、超音波信号発生装置１５は、例えば、増大するクランプ・アーム力、減少したクランプ・アーム力、一定に維持されているクランプ・アーム力、所定時間後において増大したクランプ・アーム力、一定の設定値の後に減少した負荷、または一定に減少する負荷のような別の状態に対応してプログラムすることも可能である。
【００３２】
以上、本発明の実施形態をそれぞれ図示し、且つ、説明したが、当該技術分野の熟練者においては、これらの実施形態が例示的目的のためのみのものであることが明らかに理解されると考える。すなわち、上記の説明に基づいて、上記実施形態における多数の変形、変更、および置換が本発明に逸脱することなく当該技術分野の熟練者において可能になる。従って、本発明の範囲および趣旨は本明細書において記載する特許請求範囲およびその実施態様によってのみ制限されるものとする。
【００３３】
本発明の実施態様は以下の通りである。
（Ａ）外科手術において使用するための装置において、
電気的信号を発生する発生装置から成り、当該電気的信号が前記発生装置に関する外科手術装置の負荷を指示する負荷パラメータを有しており、さらに、
前記発生装置に電気的に接続している外科手術装置から成り、当該外科手術装置が、
駆動レバーを備えているハンドルと、
前記ハンドルの先端部に配置されているエンド・イフェクタと、
前記駆動レバーおよび前記エンド・イフェクタに動作可能に連結している力応答素子とを備えており、当該力応答素子が前記発生装置からの電気的信号に応じて前記エンド・イフェクタに加える力を変更するように構成されている装置。
（１）前記負荷パラメータが電圧、電流、インピーダンスおよび温度から成る群から選択される実施態様（Ａ）に記載の外科手術において使用するための装置。
（２）前記外科手術装置がさらに電気的エネルギーを超音波周波数の機械的動作に変換するためのトランスデューサから成る実施態様（Ａ）に記載の外科手術において使用するための装置。
（３）前記エンド・イフェクタが超音波周波数に応答するクランプ・アームおよびブレードを備えている実施態様（２）に記載の外科手術において使用するための装置。
（４）前記力応答素子が前記クランプ・アームに動作可能に連結していて、前記駆動レバーに対して独立して前記外科手術装置の動作中に前記ブレードに対する前記クランプ・アームの力を変更する実施態様（３）に記載の外科手術において使用するための装置。
（Ｂ）外科手術において使用するための超音波装置において、
超音波周波数で電気的信号を発生する超音波信号発生装置から成り、当該電気的信号が発生装置の負荷を指示する負荷パラメータを有しており、さらに、
前記発生装置に電気的に接続しているトランスデューサから成り、当該トランスデューサが前記超音波信号発生装置からの電気的信号を機械的動作に変換するように構成されており、さらに、
超音波外科手術装置から成り、当該超音波外科手術装置が、
前記トランスデューサに動作可能に連結しているハンドル組立体と、
前記トランスデューサに音響的に連結している導波管とから成り、当該導波管が超音波エネルギーを伝達するように構成されており、さらに、
前記導波管の先端部に配置されているエンド・イフェクタと、
前記エンド・イフェクタに動作可能に連結している駆動素子と、
前記超音波信号発生装置に電気的に接続し、且つ、前記駆動素子に動作可能に連結している力応答素子とを備えており、当該力応答素子が前記超音波信号発生装置からの電気的信号に応じて前記駆動素子に加える力を変更するように構成されている装置。
（Ｃ）外科手術において使用するための装置において、
発生装置の負荷を指示するための信号手段を備えている発生装置と、
前記発生装置に電気的に接続している外科手術装置とから成り、当該外科手術装置が、
前記外科手術装置を駆動するための駆動手段と、
組織に作用するためのエンド・イフェクタ手段と、
前記駆動手段および前記エンド・イフェクタ手段に動作可能に連結していて、前記信号手段に応じてエンド・イフェクタ手段に加える力を変更するための力手段とを備えている装置。
（５）前記外科手術装置がさらに電気的エネルギーを超音波周波数の機械的動作に変換するためのトランスデューサ手段から成る実施態様（Ｃ）に記載の外科手術において使用するための装置。
【００３４】
（６）前記エンド・イフェクタ手段が組織を把持するためのクランプ手段および組織に超音波エネルギーを供給するためのブレード手段を備えている実施態様（５）に記載の外科手術において使用するための装置。
（Ｄ）組織に対して電気外科手術装置を介して加える力を調整する方法において、（ａ）前記外科手術装置を介して組織にエネルギーを供給する工程と、（ｂ）外科手術装置における組織負荷を感知する工程と、（ｃ）外科手術装置に対して電気的フィードバック信号を供給する工程とから成り、当該フィードバック信号が組織負荷を指示する少なくとも１個の成分を有しており、さらに、（ｄ）前記電気的フィードバック信号に応じて外科手術装置を介して組織に供給される負荷を調整する工程から成る方法。
【００３５】
【発明の効果】
従って、本発明によれば、特に、切断および凝結の両方の機能を実行する超音波装置の組織に加える力を能動的に制御するための装置および方法が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による能動制御式超音波外科手術鋏を含む外科手術装置の斜視図、および超音波信号発生装置の概略的平面図を示しており、この外科手術鋏は超音波トランスデューサとの組み合わせの状態で示されている図である。
【図２】本発明による外科手術装置における第１の実施形態の分解斜視図である。
【図３】本発明による外科手術装置における第２の実施形態の分解斜視図である。
【図４】図２に示す外科手術装置における内部機構の部分破断斜視図である。
【図５】図３に示す外科手術装置における内部機構の部分破断斜視図である。
【図６】図２および図４に示す外科手術装置の（負荷）力機構の側面図である。
【図７】図３および図５に示す外科手術装置の（負荷）力機構の側面図である。
【符号の説明】
１０ 超音波装置
１１ 超音波外科手術装置
１４ ハンドル
１５ 超音波信号発生装置
１８ エンド・イフェクタ
２４ 駆動トリガー（駆動レバー）
３４ 駆動アーム（駆動素子）
８２ 超音波トランスデューサ
８６ 圧力トランスデューサ（力応答素子）
【発明の属する技術分野】
本発明は一般に超音波外科手術装置に関し、特に、超音波外科手術クランプ装置の能動的負荷フィードバック制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
中空コアおよび中実コア装置を含む超音波装置が多くの医療状態の安全で有効な治療において使用されている。超音波装置、特に中実コア超音波装置は、それらが超音波周波数で外科手術エンド・イフェクタに伝達される機械的振動の形態のエネルギーにより器官組織を切断および／または凝結するために使用できる点で有利である。超音波振動は、適当なエネルギー・レベルで適当なエンド・イフェクタにより器官組織に伝達される場合に、組織を切断、切開、または切除するために使用できる。中実技法を利用する超音波装置は、超音波トランスデューサから導波管を介して外科手術エンド・イフェクタに伝達できる超音波エネルギーの量の点で特に有利である。すなわち、このような装置はエンド・イフェクタが外科手術部位にトロカールを通して到達する内視鏡手術または腹腔鏡手術のような最少の侵襲性の処置において使用するのに適している。
【０００３】
超音波振動は、例えば、装置のハンドピースの中における１個以上の圧電素子または磁気歪素子により構成できるトランスデューサを電気的に励起することにより外科手術エンド・イフェクタの中に誘発される。さらに、トランスデューサ部分により発生される振動はトランスデューサ部分から超音波導波管を介して外科手術エンド・イフェクタに伝達される。
【０００４】
米国特許第５，３２２，０５５号は電気信号を長手方向の振動動作に変換するためのトランスデューサを有する外科手術装置を含む超音波外科手術装置を記載している。この長手方向の振動動作はハンドピースに接続している超音波ブレードに伝達される。さらに、組織の凝結および切断作用を改善するために、この振動するブレードに対して組織を把持できる付属品がハンドピースに着脱自在に接続されている。この米国特許第５，３２２，０５５号においては、鋏状のグリップが超音波により振動するブレードの一面に沿って回動されるクランプ顎を駆動して、長手方向に沿う振動動作の方向に対してほぼ垂直な方向に組織をブレードに対して圧縮力および負荷をかける。
【０００５】
止血装置が組織の切断、切除、凝結または溶接のための種々の装置において記載されている。このような装置のたいていの物は、例えば、二極式の鉗子、単極式の鋏または二極式の鋏、および、切断および凝結装置のような、単極式または二極式の装置のいずれかである。例えば、米国特許第５，７０７，３６９号は外科手術装置により誘発される組織温度の閉ループ制御のための温度フィードバック・システムを記載しており、この装置においては、組織の凝結が所望の程度で行われているかを決定するために温度の関数が使用されている。
【０００６】
開ループ電気外科手術装置および超音波装置は外科手術中における出血を制御するために有効に使用されているが、このような装置を使用する場合は、主な制御がエネルギーにより処理される際の組織に生じる現象の観察に対応する外科医の経験により行われる。しかしながら、多くの場合、特に内視鏡手術の場合に、外科医は組織に生じる現象を容易に観察することが困難である。さらに、エネルギーによる組織特性における変化が急激に起こるために、外科医が装置へのエネルギー供給を停止するのに十分速く反応することができない場合がある。この結果、このような組織治療は所望の程度に対して正確に制御できなくなる。このような不都合の幾つかの例としては、組織の炭化、電気外科手術装置の電極に対する組織の付着、および過剰または不足の組織治療等が挙げられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従って、組織へのエネルギー供給の制御を改善する手段、および／または、組織治療が最適または所望の程度に行われた時点を決定する手段が依然として要望されている。組織に対する超音波エネルギーの量は超音波エンド・イフェクタにより組織に加えられる力の関数である。本明細書に参考文献として含まれる米国特許第５，９４７，９８４号において記載される装置のような従来の装置は外科医が組織に加えることのできる最大の力の量が制限されていた。しかしながら、この力は単一の最大設定値であって、この設定制限値以下で組織に加えられる力は有効に制御されていない。特に、切断および凝結の両方の機能を実行する必要のある超音波装置の能動的な制御のための装置および方法を提供することが必要とされている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は外科手術において使用するための（負荷）力フィードバック・システムを備えている装置を提供することにより上記の要望に応えている。この力フィードバック・システムは外科手術装置から組織に加えられる力を調整できる閉ループ構成である。すなわち、発生装置が発生装置の負荷を示す負荷パラメータを有する電気信号を発生する。負荷パラメータとしては、例えば、電流、電圧、インピーダンスまたは温度が挙げられる。外科手術装置はこの発生装置に電気的に接続している。この外科手術装置は駆動レバーを有するハンドルと、当該ハンドルの先端部に配置されたエンド・イフェクタを備えている。力応答素子が駆動レバーおよびエンド・イフェクタに動作可能に連結しており、この力応答素子が発生装置からの電気信号に応じてエンド・イフェクタ上の力を変更するように作用する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の新規な特徴は特に特許請求の範囲およびその実施態様に記載されている。しかしながら、本発明自体は、その構成および動作方法について、その別の目的および利点と共に、以下の添付図面に基づく詳細な説明により最良に理解することができる。
【００１０】
本発明は、一般に、超音波外科手術クランプ装置に関し、特に、超音波外科手術クランプ装置の能動的負荷フィードバック制御に関する。以下、本発明を、例えば、米国特許第５，９４７，９８４号において記載される超音波クランプ凝結装置のような本明細書において記載する超音波装置との組み合わせにおいて説明する。尚、この説明は例示を目的とするだけであり、本発明の範囲および適用性を制限することを目的としない。
【００１１】
図１は超音波外科手術１１と共に超音波信号発生装置１５を備えている超音波装置１０を示している図である。この超音波外科手術波装置１１はサンドイッチ型の超音波トランスデューサ８２、ハンドピース・ハウジング２０、および本発明によるクランプ凝結装置１２０を備えている。クランプ凝結装置１２０は切開式外科手術用または腹腔鏡式外科手術用に使用できる。このクランプ凝結装置１２０は装置ハンドル１４、および超音波エンド・イフェクタ１８を含む細長い部材１５０を有している。さらに、エンド・イフェクタ１８はクランプ・アーム組立体２００およびブレード８１を有している。超音波トランスデューサ８２は電力供給ケーブル３２を有している。この超音波トランスデューサ８２はハンドピースと称することもできるが、好ましくは、例えば５５，０００ヘルツの正弦波波形の電気的信号を機械的な長手方向の振動に変換するための圧電変換素子のような変換素子（図示せず）により構成されている。適当な超音波ハンドピースがEthicon Endo-Surgery社からのULTRACISION HARMONIC SCALPEL（登録商標）およびモデルＨＰ０５１として入手できる。
【００１２】
電力ケーブル３２は超音波信号発生装置１５から超音波トランスデューサ８２に電気的エネルギーを伝達する。さらに、超音波トランスデューサ８２はこの電気的エネルギーを超音波エネルギーに機械的動作の形態で変換する。適当な発生装置がオハイオ州シンシナティのEthicon Endo-Surgery社からモデル番号ＧＥＮ０１として入手できる。この超音波エネルギーは超音波トランスデューサ８２からクランプ凝結装置１２０を経てエンド・イフェクタ１８に伝達される。
【００１３】
例えば、クランプ凝結装置１２０のような外科手術装置は発生装置１５の出力段階において負荷を加える。すなわち、外科手術装置の負荷が発生装置１５の出力段階において見られ、このことにより外科手術装置が制御されて駆動される。この外科手術装置の負荷の一部分がエンド・イフェクタ１８が組織に作用する際の組織負荷として使用される。
【００１４】
図２および図３において、クランプ凝結装置１２０は１個のユニットとして超音波トランスデューサ８２に取り付けられて、当該トランスデューサ８２から取り外されるのが好ましい。このクランプ凝結装置１２０は図１に示すように超音波トランスデューサ８２に音響学的に連結されているのが好ましい。なお、このクランプ凝結装置１２０が任意の適当な手段により超音波トランスデューサ８２に連結できることが理解されると考ええる。
【００１５】
図１乃至図３において、細長い部材１５０は以下に説明するような装置ハウジング１３０に対して選択的に回転できる。装置ハウジング１３０（図１）は駆動トリガー２４、およびフィンガー・グリップ２２、左側囲い板１３７および右側囲い板１３８（図２および図３）を備えている。細長い部材１５０は外側シース２８として示される支持チューブ、超音波導波管３０、回転ノブ２６、駆動アーム３４、Ｏ−リング３８、ピン２７、管状カラー１６０、およびエンド・イフェクタ１８を含む。さらに、エンド・イフェクタ１８は超音波ブレード８１およびクランプ・アーム組立体２００を有しており、このクランプ・アーム組立体２００はクランプ・アーム５７および組織パッド５８を有している。また、駆動アーム３４はキー溝２５、開口部１６８、ピン−スロット３１、Ｏ−リング２９、およびレバー−アーム６１を備えている。
【００１６】
右側囲い板１３８は左側囲い板１３７にスナップ嵌合するように構成されている。好ましくは、この右側囲い板１３８は当該右側囲い板１３８上に形成された複数の内側に対向する突出部７０（図示せず）により左側囲い板１３７に連結している。すなわち、複数の突出部７０は左側囲い板１３７に形成した対応する穴１４０の中に係合するように構成されている。左側囲い板１３７が右側囲い板１３８に取り付けられると、以下に説明する能動的（負荷）力機構のような種々の構成部品に適応する一定の空孔部がこれらの間に形成される。
【００１７】
目盛機構１５５が装置ハウジング１３０の空孔部の中に配置されている。好ましくは、この目盛機構１５５は駆動アーム３４に連結または取り付けられていて、駆動トリガー２４の移動をクランプ・アーム組立体２００を開閉するための駆動アーム３４の線形移動に置き換えて示すことができる。すなわち、駆動トリガー２４がフィンガー・グリップ２２に向って移動すると、この目盛機構１５５が駆動アーム３４を後方に摺動させてクランプ・アーム組立体２００がその閉じ位置に回動する。また、駆動トリガー２４が反対方向に移動すると、目盛機構１５５が摺動して駆動アーム３４を反対方向、すなわち、前方に移動させることにより、クランプ・アーム組立体２００がその開き位置に回動する。駆動トリガー２４は第１の穴１２４を有する親指ループ部１４２を備えている。さらに、ヨーク１８０が第２の穴１２６を有している。これらの第１の穴１２４および第２の穴１２６の中に回動ピン１５３が挿入されてこれらを回動可能にしている。
【００１８】
さらに、目盛機構１５５はラチェット機構を構成していて、細長い部材１５０を装置ハウジング１３０に対してその長手軸の回りに回転できるようになっている。この細長い部材１５０の回転により、クランプ・アーム組立体２００は所定または所望の角度の位置に回動する。好ましくは、目盛機構１５５は管状カラー１６０およびヨーク１８０を備えている。この目盛機構１５５の管状カラー１６０は駆動アーム３４の基端部にスナップ嵌合して、対向する開口部１６８の中にキー係合するのが好ましい。さらに、管状カラー１６０はポリエーテルイミドにより形成されているのが好ましい。なお、管状カラー１６０が任意の適当な材料により構成できることは理解されると考える。また、この管状カラー１６０はキー溝２５の中に挿入可能なキー２３により駆動アーム３４にキー係合することもできる。
【００１９】
好ましくは、管状カラー１６０は拡大部分１６２およびこれを貫通する穴１６６を有している。この拡大部分１６２は管状カラー１６０の周囲に形成されたリング４２を備えていて溝４３を形成しているのが好ましい。この溝４３は細長い部材１５０がその長手軸の回りに回転する時に異なる回転位置において細長い部材１５０を保持するための複数のデテントまたは歯部４４（図４および図５参照）を有している。好ましくは、溝４３は１２個の約３０°の均等な角度増加で細長い部分を回転可能にする１２個のラチェット歯部を有している。なお、この管状カラー１６０が任意数の歯状部材を有し得ることが理解されると考える。さらに、これらの歯状部材が本発明の範囲および趣旨に逸脱することなく管状カラー１６０の任意の適当な部分に備えられることが理解されると考える。
【００２０】
一般に、ヨーク１８０は保持部材または支持部材１８２を備えている。この支持部材１８２は半円形状であって、一対の対向する爪１８６を有しているのが好ましく、これらの爪１８６は内側に延出して管状カラー１６０の歯部４４に係合するようになっている。なお、これらの爪１８６が管状カラー１６０の歯部４４と係合するためにヨーク１８０における任意の適当な部分に配置できることが理解されると考える。さらに、ヨーク１８０が任意数のラチェット・アームを有し得ることが理解されると考える。
【００２１】
クランプ・アーム組立体２００は外側シース２８の先端部に回動可能に接続している。組織パッド５８はテフロン等の適当な低摩擦性の材料により形成されているのが好ましく、クランプ・アームの表面上に取り付けられてブレード８１と協働作用すると共に、クランプ・アーム組立体２００の回動移動に伴って、当該組織パッド５８がブレード８１に対してほぼ平行に接触配置される。このような構成により、把持すべき組織が組織パッド５８とブレード８１との間において把持される。好ましくは、組織パッド５８はブレード８１との協働作用において組織の把持効果を高めるためにのこぎり歯状の構成を備えている。
【００２２】
エンド・イフェクタに対するクランプ・アーム組立体２００の回動移動は当該クランプアーム組立体２００の少なくとも１個、好ましくは一対のレバー１９３をその基端部に備えることにより行なえる。これらのレバー１９３はブレード８１のそれぞれの反対側の面上に配置されていて、往復動可能な駆動アーム３４におけるレバー・アーム６１に動作可能に係合する。外側管状シース１６０およびブレード８１に対する駆動アーム３４の往復動により、クランプ・アーム組立体２００がブレード８１に対して回動移動する。各レバー１９３は各レバー・アーム６１により形成される一対の開口部の中にそれぞれ配置されるか、あるいは、これらに適当に機械的に連結されることにより、上記駆動部材の往復移動がこれらのレバー・アーム６１およびレバー１９３を介してクランプ・アームを回動させるように作用する。
【００２３】
各爪１８６は管状カラー１６０を介して駆動アーム３４に開口力を転移し、これにより、クランプ・アーム組立体２００が開口する。好ましくは、ヨーク１８０はポリカーボネートにより形成されている。なお、ヨーク１８０はＡＢＳ、ナイロン、またはポリエーテルイミドのような別のプラスチック材料を含む種々の材料により作成することができる。
【００２４】
さらに、ヨーク１８０は駆動トリガー２４が装置ハウジング１３０に向って移動する時に閉じ力をクランプ・アーム組立体２００に転移する。駆動トリガー２４の動作ストロークの下部において、駆動装置移動停止部１９０が駆動トリガー２４に接触して当該駆動トリガー２４がさらに移動すること、あるいは過剰に移動することを阻止する。
【００２５】
装置１１および補助クランプ凝結装置１２０を組み立てるために、クランプ凝結装置１２０が超音波トランスデューサ８２の端部上にネジで固定されている。この装置を使用する場合に、上記のクランプが供給される超音波エネルギーによる凝結および切断動作に使用でき、超音波エネルギーの供給無しに組織を把持するために使用でき、開口したクランプ・アーム組立体２００および把持されていない組織による凝結および／または切断に使用でき、超音波エネルギーの供給無しに組織を探索または操作するために使用でき、さらに、閉じたクランプ・アーム組立体２００による鈍化切除のために使用できる。所望のクランプ・アーム組立体２００の回転整合は回転ノブ２６の使用により行なうことができ、このノブ２６は装置ハウジング１３０を保持した状態で回転して細長い部材１５０を装置ハウジング１３０に対して回転することができる。歯部４４により設けられているデテントがこの所定の回転整合を維持する。鋏状のグリップはクランプ・アーム組立体２００を閉じるように作動し、超音波用の電力が例えばフット・スイッチのようなスイッチを作動することにより供給される。長手方向のブレード８１のクランプ・アーム組立体２００に対する振動が組織に伝達することにより、凝結、切断等の所望の作用を行なうことができる。このような所望の組織作用は以下に説明するような能動的な圧力制御により最適化できる。
【００２６】
ブレード８１に対するクランプ・アーム５７の能動的負荷制御は図２乃至図７に示す圧力制御システム８４により行なわれる。この圧力制御システム８４の第１の実施形態を図２，図４および図６に示す。また、圧力制御システム８４の第２の実施形態を図３，図５および図７に示す。これら両方の実施形態は、例えば、電気−機械的ソレノイドのようなピストン８７を含む圧力トランスデューサ８６を利用して示されている。なお、当該技術分野における熟練者であれば、例えば、サーボ−モーター式、液圧式、空気圧式、およびバイメタル式のような任意の力または圧力トランスデューサが圧力制御システム８４と共に利用できることが理解できる。
【００２７】
図２，図４および図６に示す第１の実施形態において、圧力制御システム８４は圧力トランスデューサ８６、ワイヤ８８、コネクタ９０、スプリング９２、スプリング・ケージ９４、ヨーク１８０、および駆動アーム３４を備えている。圧力トランスデューサ８６はワイヤ８８、コネクタ９０およびケーブル３２を介して（図１）超音波信号発生装置１５に電気的に接続している。この圧力トランスデューサ８６は超音波信号発生装置１５からの電気的信号に応じて変化して、駆動アーム３４から圧力制御システム８４を介してエンド・イフェクタ１８に加えられる力または負荷を変更する。
【００２８】
図４および図６に示すように、圧力トランスデューサ８６は能動的にスプリング９２の圧縮力を変更する。さらに、駆動トリガー２４がスプリング９２を介してヨーク１８０に力を供給する。スプリング９２が圧縮または解放されることにより、エンド・イフェクタ１８に供給される力が能動的に変更できる。超音波信号発生装置１５をプログラム可能にして、例えば、この超音波信号装置１５により過剰負荷状態が検出される場合に、圧力トランスデューサ８６に電気的信号を送って当該圧力トランスデューサ８６によりスプリング９２の圧縮を解放させることによりその過剰負荷状態を緩和できるようにすることができる。
【００２９】
例えば、上記のＧＥＮ０１発生装置における超音波信号発生装置１５における電圧に対応する負荷パラメータはこの発生装置の位置ＴＰ６におけるＰＣボード上において見ることができる。このＴＰ６はULTRACISION HARMONIC SCALPELサービス・マニュアルにおいて見ることのできる発生装置ＰＣＢ概略図の付表Ｂに示されている。このＧＥＮ０１はトランスデューサ８２に一定の電流を維持するように構成されている。それゆえ、ＴＰ６における電圧が組織負荷に比例するように、負荷の変化に応じて電圧が調整される。超音波信号発生装置１５は、ＴＰ６が例えば２００直流ボルトのような一定の設定値に到達すると、電気的信号を圧力トランスデューサ８６に送って当該圧力トランスデューサ８６にスプリング９２の圧縮を解放させるようにプログラムすることができる。スプリング９２の圧縮が解放されると、ヨーク１８０を介して駆動アーム３４に転移される力により、クランプ・アーム組立体２００がブレード８１に対して加える力が減少する。なお、当該技術分野における熟練者により理解されるように、超音波信号発生装置１５は、例えば、一定の電流負荷パラメータ、一定の電圧負荷パラメータ、インピーダンスパラメータ、一定の設定値の後に増大する負荷、一定の設定値の後に減少する負荷、または一定に減少する負荷のような別の条件に状態に対応してプログラムすることもできる。さらに、エンド・イフェクタにおける温度がこの発生装置における負荷の指示手段となる。このような温度フィードバック・システムは本明細書に参考文献として含まれる米国仮特許出願第６０／１３６，１０６号に記載されるようなものがあり、発生装置１５から圧力トランスデューサ８６に対して組織負荷を指示する電気的信号を発生するように使用できる。
【００３０】
本発明の第１の実施形態において、上記圧力制御システム８４の能動的な負荷制御は駆動トリガー２４を介する超音波システム１０のオペレータによる制御と共に作用する。すなわち、オペレータは駆動トリガー２４を手動により調整して上記能動システムが作動しないように無効にすることができる。図３，図５および図７は本発明の第２の実施形態を示しており、この場合に、オペレータによる駆動トリガー２４の使用が圧力制御システム８４により無効にされることができる。
【００３１】
この第２の実施形態において、圧力トランスデューサ８６はヨーク１８０に力を直接供給する。圧力トランスデューサ８６は左側囲い板１３７に固着されている。ピストン８７はヨーク１８０に動作可能に接続している。このヨーク１８０は接着、超音波溶接等により駆動トリガー２４に固着することができる。あるいは、ヨーク１８０は米国特許第５，９４７，９８４号に記載されるようにスプリングを介して駆動トリガー２４に柔軟に取り付けることができる。圧力トランスデューサ８６のピストン８７が延出または後退する時に、オペレータにより感じられる力がそれぞれに対応して減少または増大する。超音波信号発生装置１５は、例えば、当該超音波信号発生装置１５が過剰負荷状態を検出する場合に、電気的信号を圧力トランスデューサ８６に送ってピストン８７を後退させることにより、ブレード８１に対するクランプ・アーム組立体２００の力を減少するようにプログラムすることができる。なお、当該技術分野の熟練者により理解されるように、超音波信号発生装置１５は、例えば、増大するクランプ・アーム力、減少したクランプ・アーム力、一定に維持されているクランプ・アーム力、所定時間後において増大したクランプ・アーム力、一定の設定値の後に減少した負荷、または一定に減少する負荷のような別の状態に対応してプログラムすることも可能である。
【００３２】
以上、本発明の実施形態をそれぞれ図示し、且つ、説明したが、当該技術分野の熟練者においては、これらの実施形態が例示的目的のためのみのものであることが明らかに理解されると考える。すなわち、上記の説明に基づいて、上記実施形態における多数の変形、変更、および置換が本発明に逸脱することなく当該技術分野の熟練者において可能になる。従って、本発明の範囲および趣旨は本明細書において記載する特許請求範囲およびその実施態様によってのみ制限されるものとする。
【００３３】
本発明の実施態様は以下の通りである。
（Ａ）外科手術において使用するための装置において、
電気的信号を発生する発生装置から成り、当該電気的信号が前記発生装置に関する外科手術装置の負荷を指示する負荷パラメータを有しており、さらに、
前記発生装置に電気的に接続している外科手術装置から成り、当該外科手術装置が、
駆動レバーを備えているハンドルと、
前記ハンドルの先端部に配置されているエンド・イフェクタと、
前記駆動レバーおよび前記エンド・イフェクタに動作可能に連結している力応答素子とを備えており、当該力応答素子が前記発生装置からの電気的信号に応じて前記エンド・イフェクタに加える力を変更するように構成されている装置。
（１）前記負荷パラメータが電圧、電流、インピーダンスおよび温度から成る群から選択される実施態様（Ａ）に記載の外科手術において使用するための装置。
（２）前記外科手術装置がさらに電気的エネルギーを超音波周波数の機械的動作に変換するためのトランスデューサから成る実施態様（Ａ）に記載の外科手術において使用するための装置。
（３）前記エンド・イフェクタが超音波周波数に応答するクランプ・アームおよびブレードを備えている実施態様（２）に記載の外科手術において使用するための装置。
（４）前記力応答素子が前記クランプ・アームに動作可能に連結していて、前記駆動レバーに対して独立して前記外科手術装置の動作中に前記ブレードに対する前記クランプ・アームの力を変更する実施態様（３）に記載の外科手術において使用するための装置。
（Ｂ）外科手術において使用するための超音波装置において、
超音波周波数で電気的信号を発生する超音波信号発生装置から成り、当該電気的信号が発生装置の負荷を指示する負荷パラメータを有しており、さらに、
前記発生装置に電気的に接続しているトランスデューサから成り、当該トランスデューサが前記超音波信号発生装置からの電気的信号を機械的動作に変換するように構成されており、さらに、
超音波外科手術装置から成り、当該超音波外科手術装置が、
前記トランスデューサに動作可能に連結しているハンドル組立体と、
前記トランスデューサに音響的に連結している導波管とから成り、当該導波管が超音波エネルギーを伝達するように構成されており、さらに、
前記導波管の先端部に配置されているエンド・イフェクタと、
前記エンド・イフェクタに動作可能に連結している駆動素子と、
前記超音波信号発生装置に電気的に接続し、且つ、前記駆動素子に動作可能に連結している力応答素子とを備えており、当該力応答素子が前記超音波信号発生装置からの電気的信号に応じて前記駆動素子に加える力を変更するように構成されている装置。
（Ｃ）外科手術において使用するための装置において、
発生装置の負荷を指示するための信号手段を備えている発生装置と、
前記発生装置に電気的に接続している外科手術装置とから成り、当該外科手術装置が、
前記外科手術装置を駆動するための駆動手段と、
組織に作用するためのエンド・イフェクタ手段と、
前記駆動手段および前記エンド・イフェクタ手段に動作可能に連結していて、前記信号手段に応じてエンド・イフェクタ手段に加える力を変更するための力手段とを備えている装置。
（５）前記外科手術装置がさらに電気的エネルギーを超音波周波数の機械的動作に変換するためのトランスデューサ手段から成る実施態様（Ｃ）に記載の外科手術において使用するための装置。
【００３４】
（６）前記エンド・イフェクタ手段が組織を把持するためのクランプ手段および組織に超音波エネルギーを供給するためのブレード手段を備えている実施態様（５）に記載の外科手術において使用するための装置。
（Ｄ）組織に対して電気外科手術装置を介して加える力を調整する方法において、（ａ）前記外科手術装置を介して組織にエネルギーを供給する工程と、（ｂ）外科手術装置における組織負荷を感知する工程と、（ｃ）外科手術装置に対して電気的フィードバック信号を供給する工程とから成り、当該フィードバック信号が組織負荷を指示する少なくとも１個の成分を有しており、さらに、（ｄ）前記電気的フィードバック信号に応じて外科手術装置を介して組織に供給される負荷を調整する工程から成る方法。
【００３５】
【発明の効果】
従って、本発明によれば、特に、切断および凝結の両方の機能を実行する超音波装置の組織に加える力を能動的に制御するための装置および方法が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による能動制御式超音波外科手術鋏を含む外科手術装置の斜視図、および超音波信号発生装置の概略的平面図を示しており、この外科手術鋏は超音波トランスデューサとの組み合わせの状態で示されている図である。
【図２】本発明による外科手術装置における第１の実施形態の分解斜視図である。
【図３】本発明による外科手術装置における第２の実施形態の分解斜視図である。
【図４】図２に示す外科手術装置における内部機構の部分破断斜視図である。
【図５】図３に示す外科手術装置における内部機構の部分破断斜視図である。
【図６】図２および図４に示す外科手術装置の（負荷）力機構の側面図である。
【図７】図３および図５に示す外科手術装置の（負荷）力機構の側面図である。
【符号の説明】
１０ 超音波装置
１１ 超音波外科手術装置
１４ ハンドル
１５ 超音波信号発生装置
１８ エンド・イフェクタ
２４ 駆動トリガー（駆動レバー）
３４ 駆動アーム（駆動素子）
８２ 超音波トランスデューサ
８６ 圧力トランスデューサ（力応答素子）
Claims (9)
- 外科手術において使用するための超音波装置において、
電気的信号を発生する発生装置から成り、当該電気的信号が前記発生装置に対する外科手術装置の負荷を指示する負荷パラメータを表しており、さらに、
前記発生装置に電気的に接続している外科手術装置から成り、当該外科手術装置が、
エンド・イフェクタを動作させるための駆動レバーを備えているハンドルと、
駆動アームとから成り、
前記エンド・イフェクタは前記駆動アームの先端部に配置されており、前記外科手術装置が、さらに、
力応答素子を備えた力フィードバック・システムから成り、当該力応答素子が前記駆動レバーおよび前記駆動アームに動作可能に連結しており、当該力応答素子が前記発生装置から受信した前記電気的信号に応答して前記エンド・イフェクタに加える力を前記駆動アームを介して変更するように構成されており、
前記発生装置により発生された前記電気的信号は、前記外科手術装置において超音波周波数に変換されて前記エンド・イフェクタに伝達され、この超音波周波数が外科手術において使用される、装置。 - 前記負荷パラメータが電圧、電流、インピーダンスおよび温度から成る群から選択される請求項１に記載の外科手術において使用するための装置。
- 前記外科手術装置がさらに電気的信号を超音波周波数の機械的動作に変換するためのトランスデューサから成る請求項１に記載の外科手術において使用するための装置。
- 前記エンド・イフェクタが超音波周波数に応答するクランプ・アームおよびブレードを備えている請求項３に記載の外科手術において使用するための装置。
- 前記力応答素子が前記クランプ・アームに動作可能に連結していて、前記駆動レバーに対して独立して前記外科手術装置の動作中に前記ブレードに対する前記クランプ・アームの力を変更する請求項４に記載の外科手術において使用するための装置。
- 外科手術において使用するための超音波装置において、
超音波周波数で電気的信号を発生する超音波信号発生装置から成り、当該電気的信号が発生装置の負荷を指示する負荷パラメータを表しており、さらに、
前記発生装置に電気的に接続しているトランスデューサから成り、当該トランスデューサが前記超音波信号発生装置からの電気的信号を超音波エネルギーに変換するように構成されており、さらに、
超音波外科手術装置から成り、当該超音波外科手術装置が、
前記トランスデューサに動作可能に連結しているハンドル組立体と、
前記トランスデューサに音響的に連結している導波管とから成り、当該導波管が超音波エネルギーを伝達するように構成されており、前記超音波外科手術装置が、さらに、
前記導波管の先端部に配置されているエンド・イフェクタと、
前記エンド・イフェクタに動作可能に連結している駆動素子と、
力応答素子を備えた力フィードバック・システムとから成り、当該力応答素子が前記超音波信号発生装置に電気的に接続し、且つ、前記駆動素子に動作可能に連結しており、前記力応答素子が前記超音波信号発生装置から受信した前記電気的信号に応答して前記駆動素子および前記エンド・イフェクタに加える力を変更するように構成されており、
前記発生装置により発生された前記電気的信号は、前記トランスデューサにおいて超音波エネルギーに変換され、前記導波管を介して前記エンド・イフェクタに伝達され、この超音波エネルギーが外科手術において使用される、装置。 - 外科手術において使用するための超音波装置において、
発生装置の負荷を指示するための信号を発生する発生装置と、
前記発生装置に電気的に接続している外科手術装置とから成り、当該外科手術装置が、
前記外科手術装置のエンド・イフェクタ手段を駆動するための駆動手段から成り、
前記エンド・イフェクタ手段が組織に作用するためであり、前記外科手術装置が、さらに、
力手段を備えた力フィードバック・システムから成り、当該力手段が前記駆動手段および前記エンド・イフェクタ手段に動作可能に連結していて、前記発生装置から受信した前記信号に応答してエンド・イフェクタ手段に加える力を変更し、
前記発生装置により発生された前記信号は、前記外科手術装置において超音波周波数に変換されて前記エンド・イフェクタに伝達され、この超音波周波数が外科手術において使用される、装置。 - 前記外科手術装置がさらに前記信号を超音波周波数の機械的動作に変換するためのトランスデューサ手段から成る請求項７に記載の外科手術において使用するための装置。
- 前記エンド・イフェクタ手段が組織を把持するためのクランプ手段および組織に超音波周波数を供給するためのブレード手段を備えている請求項８に記載の外科手術において使用するための装置。
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