JP4768883B2 - 超音波手術装置および超音波手術装置のキャリブレーション方法 - Google Patents
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Description
本発明は、超音波振動を利用して生体組織に処置を行う超音波手術装置、および前記超音波手術装置のキャリブレーション方法に関する。
超音波振動を利用して生体組織に処置を行う超音波手術装置としては、超音波凝固切開装置、超音波吸引装置、超音波砕石装置、および超音波トロッカー等がある。
超音波凝固切開装置は超音波振動するプローブで組織を把持することによって、摩擦熱を発生し凝固処理または切開処理を行う。超音波凝固切開装置は電気手術装置と比べて低温処理が可能であり、組織損傷の度合いが小さい。高周波通電が可能なプローブでは止血処置が容易である。
超音波吸引装置は超音波の組織選択性を利用し脆弱組織のみを超音波振動でたたき、乳化し吸引するものであり、血管などの弾力性に富んだ組織を破砕せずに露出することができる。
超音波砕石装置は超音波で振動させたプローブを直接結石等に接触させて、超音波振動を衝撃に変換し結石を破壊する。
超音波トロッカーは、超音波振動により生体組織への接触過重を低減し小さな力量での穿刺を可能としたトロッカーである。超音波トロッカーは超音波振動による凝固作用により出血が軽減できるため、腹壁からの出血による内視鏡視野の妨げを軽減できる。
以上のように、超音波手術装置は、超音波振動子と接合された、言い換えれば機械的に結合されたプローブの先端部の超音波振動を用いて生体組織の処置を行う。
超音波手術装置は所定の駆動電流で超音波振動子を駆動しても、製造時のバラツキ、使用時の温度、超音波振動子とプローブとの接合状態、またはシステムの経時変化等により、プローブの先端部を所定の振動強度で振動することが容易ではないことがあった。なお超音波振動の振動強度を振幅として直接測定するにはレーザードップラー効果を用いた高価で特殊な装置を用いる必要があるため、処置前に処置現場で振動強度を確認することは困難であった。
ここで、国際公開番号ＷＯ２００５／０９４７０１号パンフレットには、所定のキャビテーション状態を維持するために、キャビテーションの状態を音圧信号から検出する超音波照射方法が開示されている。
また日本特許公開２００１−８７２７８号公報には、超音波振動子の負荷情報に基づいてプローブの先端部の実際の出力値（振幅量）を検出しコントローラにフィートバックする超音波吸引装置が開示されている。
本発明は、操作性がよい超音波手術装置および操作性がよい超音波手術装置のキャリブレーション方法を提供することを目的とする。
本発明の一態様の超音波手術装置は、超音波振動を発生させるための超音波振動子と、前記超音波振動子と連結された基端部及び、前記基端部から前記超音波振動が伝達される先端部を持つプローブとを具備したハンドピースと、前記ハンドピースに設けられ、前記ハンドピースの種別を示す識別情報を記憶する識別情報記憶部と、前記ハンドピースと接続された際に前記識別情報記憶部から電気信号を伝達させて前記識別情報を設定する識別情報設定部と、前記超音波振動子と接続されて、前記超音波振動を発生させるための駆動信号を前記超音波振動子に付与する駆動部と、前記識別情報設定部を介して得られた前記識別情報に対応した一定レベルのキャビテーションを前記プローブの先端部に発生させるためのキャリブレーション用の振動振幅を起こさせる駆動信号によって、前記先端部をキャリブレーション溶液中で超音波振動させた際に生じるキャビテーションの発生状態に対応した、前記駆動信号の共振周波数を除いた周波数成分のみを取得した信号レベルをキャビテーションレベル信号として検出する検出部と、一の標準ハンドピースにおける超音波振動子に対して所定の前記駆動信号を印加した際のキャビテーションレベル信号を標準値としたとき、当該標準値であるキャビテーションレベル信号に対する他のハンドピースに係るキャビテーションレベル信号の対比関係から前記標準ハンドピースに対する当該他のハンドピースの補正関係を算出する補正関係算出手段と、前記ハンドピースにおける超音波振動子に対して印加する前記駆動信号の強度と当該ハンドピースにおける前記先端部の実際の振動強度との関係をキャリブレーション情報としたとき、前記標準ハンドピースに係るキャリブレーション情報に対する前記他のハンドピースに係るキャリブレーション情報を、前記補正関係算出手段により算出された前記補正関係に基づいて求め、当該他のハンドピースを用いて処置する前に予め記憶する条件記憶部と、前記先端部において生体組織の凝固処置又は切開処置に対応した振動強度にするために、前記条件記憶部に記憶された当該他のハンドピースに係るキャリブレーション情報に基づいて、前記駆動部から前記超音波振動子に付与する前記駆動信号を制御する制御部と、を具備したことを特徴とする。
本発明の他の態様の超音波手術装置は、超音波振動を発生させるための超音波振動子と、前記超音波振動子と連結された基端部及び、前記基端部から前記超音波振動が伝達される先端部を持つプローブとを具備したハンドピースと、前記ハンドピースに設けられ、前記ハンドピースの種別を示す識別情報を記憶する識別情報記憶部と、前記ハンドピースと接続された際に前記識別情報記憶部から電気信号を伝達させて前記識別情報を設定する識別情報設定部と、前記超音波振動子と接続されて、前記超音波振動を発生させるための駆動信号を前記超音波振動子に付与する駆動部と、前記識別情報設定部を介して得られた前記識別情報に対応した一定レベルのキャビテーションを前記プローブの先端部に発生させるためのキャリブレーション用の振動振幅を起こさせる駆動信号によって、前記先端部をキャリブレーション溶液中で超音波振動させた際に生じるキャビテーションの発生状態に対応した、前記駆動信号の共振周波数を除いた周波数成分のみを取得した信号レベルをキャビテーションレベル信号として検出する検出部と、一の標準ハンドピースにおける超音波振動子に対して所定の前記駆動信号を印加した際のキャビテーションレベル信号を標準値としたとき、当該標準値であるキャビテーションレベル信号に対する他のハンドピースに係るキャビテーションレベル信号の対比関係から前記標準ハンドピースに対する当該他のハンドピースの補正関係を算出する補正関係算出手段と、前記補正関係算出手段において算出した補正関係を前記他のハンドピースにおけるキャリブレーション情報として、当該他のハンドピースを用いて処置する前に予め記憶する条件記憶部と、前記先端部において生体組織の凝固処置又は切開処置に対応した振動強度にするために、前記条件記憶部に記憶された当該他のハンドピースに係るキャリブレーション情報に基づいて、前記一の標準ハンドピースにおける超音波振動子に対して印加する前記駆動信号の強度と当該標準ハンドピースにおける前記先端部の実際の振動強度との関係に対して、前記他のハンドピースにおける超音波振動子に対して印加する前記駆動信号の強度と当該他のハンドピースにおける前記先端部の実際の振動強度との関係を求め、当該求めた関係に応じて前記駆動部から前記超音波振動子に付与する前記駆動信号を制御する制御部と、を具備したことを特徴とする。
本発明の他の態様の超音波手術装置は、超音波振動を発生させるための超音波振動子と、前記超音波振動子と連結された基端部及び、前記基端部から前記超音波振動が伝達される先端部を持つプローブとを具備したハンドピースと、前記ハンドピースに設けられ、前記ハンドピースの種別を示す識別情報を記憶する識別情報記憶部と、前記ハンドピースと接続された際に前記識別情報記憶部から電気信号を伝達させて前記識別情報を設定する識別情報設定部と、前記超音波振動子と接続されて、前記超音波振動を発生させるための駆動信号を前記超音波振動子に付与する駆動部と、前記識別情報設定部を介して得られた前記識別情報に対応した一定レベルのキャビテーションを前記プローブの先端部に発生させるためのキャリブレーション用の振動振幅を起こさせる駆動信号によって、前記先端部をキャリブレーション溶液中で超音波振動させた際に生じるキャビテーションの発生状態に対応した、前記駆動信号の共振周波数を除いた周波数成分のみを取得した信号レベルをキャビテーションレベル信号として検出する検出部と、一の標準ハンドピースにおける超音波振動子に対して所定の前記駆動信号を印加した際のキャビテーションレベル信号を標準値としたとき、当該標準値であるキャビテーションレベル信号に対する他のハンドピースに係るキャビテーションレベル信号の対比関係から前記標準ハンドピースに対する当該他のハンドピースの補正関係を算出する補正関係算出手段と、前記補正関係算出手段において算出した補正関係を前記他のハンドピースにおけるキャリブレーション情報として、当該他のハンドピースを用いて処置する前に予め記憶する条件記憶部と、前記先端部において生体組織の凝固処置又は切開処置に対応した振動強度にするために、前記条件記憶部に記憶された当該他のハンドピースに係るキャリブレーション情報に基づいて、前記一の標準ハンドピースにおける超音波振動子に対して印加する前記駆動信号の強度と当該標準ハンドピースにおける前記先端部の実際の振動強度との関係に対して、前記他のハンドピースにおける超音波振動子に対して印加する前記駆動信号の強度と当該他のハンドピースにおける前記先端部の実際の振動強度との関係を求め、当該求めた関係に応じて前記駆動部から前記超音波振動子に付与する前記駆動信号を制御する制御部と、を具備したことを特徴とする。
本発明の一態様の超音波手術装置のキャリブレーション方法は、超音波振動を発生させるための超音波振動子と、前記超音波振動子と連結された基端部及び、前記基端部から前記超音波振動が伝達される先端部を持つプローブとを具備したハンドピースと、前記ハンドピースに設けられ、前記ハンドピースの種別を示す識別情報を記憶する識別情報記憶部と、前記ハンドピースと接続された際に前記識別情報記憶部から電気信号を伝達させて前記識別情報を設定する識別情報設定部と、前記超音波振動子と接続されて、前記超音波振動を発生させるための駆動信号を前記超音波振動子に付与する駆動部と、を具備した超音波手術装置のキャリブレーション方法において、前記超音波振動子が、超音波振動を発生させるステップと、前記駆動部が、駆動信号により前記超音波振動子を駆動させるステップと、前記超音波振動子と動作的に結合された基端部と超音波振動を発生する先端部とを有するプローブに、前記超音波振動子が、超音波振動を伝達するステップと、前記ハンドピースの識別情報を、識別情報記憶部が取得するステップと、前記識別情報設定部を介して得られた前記識別情報に対応した一定レベルのキャビテーションを前記プローブの先端部に発生させるためのキャリブレーション用の振動振幅を起こさせる駆動信号によって、前記先端部をキャリブレーション溶液中で超音波振動させた際に生じるキャビテーションの発生状態に対応した、前記駆動信号の共振周波数を除いた周波数成分のみを取得した信号レベルをキャビテーションレベル信号として検出部が検出する検出ステップと、一の標準ハンドピースにおける超音波振動子に対して所定の前記駆動信号を印加した際のキャビテーションレベル信号を標準値としたとき、当該標準値であるキャビテーションレベル信号に対する他のハンドピースに係るキャビテーションレベル信号の対比関係から前記標準ハンドピースに対する当該他のハンドピースの補正関係を補正関係算出手段が算出する補正関係算出ステップと、前記ハンドピースにおける超音波振動子に対して印加する前記駆動信号の強度と当該ハンドピースにおける前記先端部の実際の振動強度との関係をキャリブレーション情報としたとき、前記標準ハンドピースに係るキャリブレーション情報に対する前記他のハンドピースに係るキャリブレーション情報を、前記補正関係算出手段により算出された前記補正関係に基づいて求め、当該他のハンドピースを用いて処置する前に条件記憶部が予め記憶する条件記憶ステップと、前記先端部において生体組織の凝固処置又は切開処置に対応した振動強度にするために、前記条件記憶部に記憶された当該他のハンドピースに係るキャリブレーション情報に基づいて、前記駆動部から前記超音波振動子に付与する前記駆動信号を制御部が制御する制御ステップと、を有したことを特徴とする。
本発明の他の態様の超音波手術装置のキャリブレーション方法は、超音波振動を発生させるための超音波振動子と、前記超音波振動子と連結された基端部及び、前記基端部から前記超音波振動が伝達される先端部を持つプローブとを具備したハンドピースと、前記ハンドピースに設けられ、前記ハンドピースの種別を示す識別情報を記憶する識別情報記憶部と、前記ハンドピースと接続された際に前記識別情報記憶部から電気信号を伝達させて前記識別情報を設定する識別情報設定部と、前記超音波振動子と接続されて、前記超音波振動を発生させるための駆動信号を前記超音波振動子に付与する駆動部と、を具備した超音波手術装置のキャリブレーション方法において、前記識別情報設定部を介して得られた前記識別情報に対応した一定レベルのキャビテーションを前記プローブの先端部に発生させるためのキャリブレーション用の振動振幅を起こさせる駆動信号によって、前記先端部をキャリブレーション溶液中で超音波振動させた際に生じるキャビテーションの発生状態に対応した、前記駆動信号の共振周波数を除いた周波数成分のみを取得した信号レベルをキャビテーションレベル信号として検出部が検出する検出ステップと、一の標準ハンドピースにおける超音波振動子に対して所定の前記駆動信号を印加した際のキャビテーションレベル信号を標準値としたとき、当該標準値であるキャビテーションレベル信号に対する他のハンドピースに係るキャビテーションレベル信号の対比関係から前記標準ハンドピースに対する当該他のハンドピースの補正関係を補正関係算出手段が算出する補正関係算出ステップと、前記補正関係算出手段において算出した補正関係を前記他のハンドピースにおけるキャビテーション情報として、当該他のハンドピースを用いて処置する前に条件記憶部が予め記憶する条件記憶ステップと、前記先端部において生体組織の凝固処置又は切開処置に対応した振動強度にするために、前記条件記憶部に記憶された当該他のハンドピースに係るキャリブレーション情報に基づいて、前記一の標準ハンドピースにおける超音波振動子に対して印加する前記駆動信号の強度と当該標準ハンドピースにおける前記先端部の実際の振動強度との関係に対して、前記他のハンドピースにおける超音波振動子に対して印加する前記駆動信号の強度と当該他のハンドピースにおける前記先端部の実際の振動強度との関係を求め、当該求めた関係に応じて前記駆動部から前記超音波振動子に付与する前記駆動信号を制御部が制御する制御ステップと、を有したことを特徴とする。
本発明の他の態様の超音波手術装置のキャリブレーション方法は、超音波振動を発生させるための超音波振動子と、前記超音波振動子と連結された基端部及び、前記基端部から前記超音波振動が伝達される先端部を持つプローブとを具備したハンドピースと、前記ハンドピースに設けられ、前記ハンドピースの種別を示す識別情報を記憶する識別情報記憶部と、前記ハンドピースと接続された際に前記識別情報記憶部から電気信号を伝達させて前記識別情報を設定する識別情報設定部と、前記超音波振動子と接続されて、前記超音波振動を発生させるための駆動信号を前記超音波振動子に付与する駆動部と、を具備した超音波手術装置のキャリブレーション方法において、前記識別情報設定部を介して得られた前記識別情報に対応した一定レベルのキャビテーションを前記プローブの先端部に発生させるためのキャリブレーション用の振動振幅を起こさせる駆動信号によって、前記先端部をキャリブレーション溶液中で超音波振動させた際に生じるキャビテーションの発生状態に対応した、前記駆動信号の共振周波数を除いた周波数成分のみを取得した信号レベルをキャビテーションレベル信号として検出部が検出する検出ステップと、一の標準ハンドピースにおける超音波振動子に対して所定の前記駆動信号を印加した際のキャビテーションレベル信号を標準値としたとき、当該標準値であるキャビテーションレベル信号に対する他のハンドピースに係るキャビテーションレベル信号の対比関係から前記標準ハンドピースに対する当該他のハンドピースの補正関係を補正関係算出手段が算出する補正関係算出ステップと、前記補正関係算出手段において算出した補正関係を前記他のハンドピースにおけるキャビテーション情報として、当該他のハンドピースを用いて処置する前に条件記憶部が予め記憶する条件記憶ステップと、前記先端部において生体組織の凝固処置又は切開処置に対応した振動強度にするために、前記条件記憶部に記憶された当該他のハンドピースに係るキャリブレーション情報に基づいて、前記一の標準ハンドピースにおける超音波振動子に対して印加する前記駆動信号の強度と当該標準ハンドピースにおける前記先端部の実際の振動強度との関係に対して、前記他のハンドピースにおける超音波振動子に対して印加する前記駆動信号の強度と当該他のハンドピースにおける前記先端部の実際の振動強度との関係を求め、当該求めた関係に応じて前記駆動部から前記超音波振動子に付与する前記駆動信号を制御部が制御する制御ステップと、を有したことを特徴とする。
＜第１の実施の形態＞
以下、本発明の第１の実施の形態の超音波手術装置１について図面を参照して説明する。
図１および図２に示すように、本実施形態の超音波手術装置１は、装置本体部２０と、装置本体部２０とケーブル４２で接続されたハンドピース４０と、装置本体部２０とケーブル１３で接続されたフットスイッチ１０とを有するシザース型の超音波凝固切開装置である。ケーブル４２のコネクタ４９は、装置本体部２０のソケット２１と着脱自在に接続される。すなわち複数のハンドピースの中から処置に使用するハンドピース４０が選択され、装置本体部２０と接続される。フットスイッチ１０のスイッチ１１は凝固処置用スイッチであり、スイッチ１２は切開処置用スイッチである。
以下、本発明の第１の実施の形態の超音波手術装置１について図面を参照して説明する。
図１および図２に示すように、本実施形態の超音波手術装置１は、装置本体部２０と、装置本体部２０とケーブル４２で接続されたハンドピース４０と、装置本体部２０とケーブル１３で接続されたフットスイッチ１０とを有するシザース型の超音波凝固切開装置である。ケーブル４２のコネクタ４９は、装置本体部２０のソケット２１と着脱自在に接続される。すなわち複数のハンドピースの中から処置に使用するハンドピース４０が選択され、装置本体部２０と接続される。フットスイッチ１０のスイッチ１１は凝固処置用スイッチであり、スイッチ１２は切開処置用スイッチである。
ハンドピース４０は、超音波振動子（図３参照、以下「振動子」ともいう）３５が内蔵された超音波ユニット３６と、先端部３１で生体組織の処置を行うプローブユニット４１とを有する。プローブユニット４１の内部には円柱棒状のプローブ３０が配設されている。そしてプローブユニット４１の基端部側には、先端部側の把持部４５を操作する操作ハンドル４３が配設されている。
図２に示すように、術者による操作ハンドル４３を握る操作（閉操作）により、把持部４５は先端部３１に対して押し付けられる方向に変位する。術者は把持部４５と先端部３１との間で把持された生体組織に対して、超音波振動による摩擦熱により、凝固処置または切開処置を行う。
次に、図３および図４を用いてハンドピース４０の構成についてさらに説明する。振動子３５は圧電素子と電極とを積層することにより形成されている。振動子３５の電極に駆動信号が印加されることにより振動子３５は超音波振動を発生する。
振動子３５には、プローブ３０の基端部３２が螺合等により着脱自在に機械的に結合されている。すなわち処置前に術者によって処置に使用するプローブ３０を具備したプローブユニット４１が超音波ユニット３６の振動子３５と連結される。基端部３２が振動子３５と機械的に結合されたプローブ３０は、振動子３５が発生する超音波振動を基端部３２から先端部３１まで伝達する。先端部３１は超音波振動することにより生体組織の処置を行う処置部である。なお処置部はプローブ３０から着脱自在であってもよい。
次に、図５を用いて本実施の形態の超音波手術装置１の構成および超音波手術装置１のキャリブレーション方法について説明する。なお、図５においてハンドピース４０等は説明に用いる構成要素のみを模式的に表示している。
図５に示すように、超音波手術装置１の装置本体部２０は、駆動部２２と、制御部２３と、出力設定部２４と、検出部２５と、条件記憶部２６と、識別情報設定部２７とを有する。駆動部２２は制御部２３の制御のもと振動子３５を駆動する駆動信号を出力する。制御部２３は駆動部２２をはじめとする超音波手術装置１の全体の制御を行う、例えばＣＰＵである。すなわち以下に説明するキャリブレーションの制御および算出処理等も制御部２３が行う。もちろん超音波手術装置１は制御部２３とは別にキャリブレーションの制御を行うキャリブレーション制御部を有していてもよい。
出力設定部２４はケーブル１３で接続されたフットスイッチ１０からの入力信号によりハンドピース４０の出力、言い換えれば先端部３１の超音波振動の振動強度すなわち振幅を設定する。検出部２５は超音波手術装置１のキャリブレーションのときに後述するキャビテーションレベル信号を検出する。条件記憶部２６はキャリブレーションにより決定されたキャリブレーション情報を記憶する。
識別情報設定部２７は装置本体部２０と接続されたハンドピース４０の種別を識別可能な情報である識別情報、例えば振動子３５またはプローブ３０の少なくともいずれかのＩＤ番号、種類情報または形状情報が設定可能である。ここで、例えばＩＤ番号とは製造番号または型番等であり、種類情報とはハンドピース４０等の種類に関する情報であり、形状情報とはプローブ３０の先端部３１等の形状に関する情報である
一方ハンドピース４０は、その識別情報を記憶した例えばＲＯＭである識別情報記憶部４８を有する。識別情報記憶部４８は識別情報設定部２７でも設定可能な識別情報を記憶する。超音波手術装置１には各種のハンドピース４０が接続可能であり、それぞれのハンドピース４０は振動子３５とプローブ３０とが組み合わされている。このため、後述するように超音波ユニット３６に第１の識別情報記憶部が、プローブユニット４１またはプローブ３０に第２の識別情報記憶部が配設されていてもよい。そして超音波ユニット３６は交換されずプローブユニット４１またはプローブ３０だけが交換して使用される超音波手術装置１の場合にはプローブユニット４１またはプローブ３０だけが識別情報記憶部４８を有していればよい。
一方ハンドピース４０は、その識別情報を記憶した例えばＲＯＭである識別情報記憶部４８を有する。識別情報記憶部４８は識別情報設定部２７でも設定可能な識別情報を記憶する。超音波手術装置１には各種のハンドピース４０が接続可能であり、それぞれのハンドピース４０は振動子３５とプローブ３０とが組み合わされている。このため、後述するように超音波ユニット３６に第１の識別情報記憶部が、プローブユニット４１またはプローブ３０に第２の識別情報記憶部が配設されていてもよい。そして超音波ユニット３６は交換されずプローブユニット４１またはプローブ３０だけが交換して使用される超音波手術装置１の場合にはプローブユニット４１またはプローブ３０だけが識別情報記憶部４８を有していればよい。
なお、識別情報記憶部４８に記憶する識別情報または識別情報設定部２７で設定する識別情報が製造番号等のＩＤ番号の場合には超音波手術装置１は装置本体部２０のメモリ（不図示）に格納された製造番号等を参照して、対応するハンドピースの種別等を識別するようにしても良い。識別情報記憶部４８は例えば抵抗値による識別であってもよいし、識別情報設定部２７はハンドピース４０に付されたバーコードを読み取る設定部であってもよいし、複数のスイッチ素子からなる例えばディップスイッチのＯＮ／ＯＦＦの配列による設定部であっても良い。
以上の説明のように、識別情報記憶部４８と識別情報設定部２７とは同じ機能を有する。このため、超音波手術装置１は識別情報記憶部４８または識別情報設定部２７の少なくともいずれかを有していればよい。また超音波手術装置１は識別情報記憶部４８から識別情報が取得できない場合に識別情報設定部２７から識別情報を取得するようにしてもよいし、逆に識別情報設定部２７から識別情報が取得できない場合に識別情報記憶部４８から識別情報を取得するようにしてもよい。
本実施の形態の超音波手術装置１は上記構成を有し、術者は生体組織の処置を行う前に先端部３１が放射する超音波により発生するキャビテーションを利用したキャリブレーションを行う。
すでに説明したように超音波手術装置１は先端部３１の超音波振動により発生する摩擦熱により処置を行うため、処置のときに周囲にあまり水が存在しなければ先端部３１から周囲に超音波が放射されることはない、また、たとえ超音波が放射されても超音波は処置とは直接の関係がない。
これに対してキャリブレーションのときには、ハンドピース４０はキャリブレーション用容器５０の固定部５２により固定され、キャリブレーション溶液５１に先端部３１が浸漬した状態とされる。超音波手術装置１はキャリブレーションのために、キャリブレーション溶液５１にキャビテーションを発生、すなわちキャビテーションバブル５３を発生する。
ここで、先端部３１から放射された超音波により一定レベル以上のキャビテーションが発生するためには、ある程度以上の振動強度、すなわち振動振幅が必要である。またハンドピースの種類または形状等によっても所定のキャビテーションが発生するための駆動信号強度は異なる。このため、超音波手術装置１はハンドピース４０の種別に応じたキャリブレーション用信号強度を予め条件記憶部２６等に記憶している。なおキャリブレーション用信号強度は凝固処置用信号強度または切開処置用信号強度とは関係なくキャリブレーションに適した強度に設定されている。
なおキャリブレーションは処置前に毎回行ってもよいし、ハンドピース４０またはプローブ３０が交換された場合のみ行ってもよいし、所定の時間間隔または使用回数毎に行ってもよい。
次に、図６のフローチャートに従い、超音波手術装置１のキャリブレーション方法について説明する。
＜ステップＳ１０＞ 準備ステップ
振動子３５にプローブ３０が結合され処置に用いるハンドピース４０が準備される。そしてハンドピース４０のケーブル４２のコネクタ４９が装置本体部２０のソケット２１と接続され、駆動部２２と振動子３５とが接続される。
振動子３５にプローブ３０が結合され処置に用いるハンドピース４０が準備される。そしてハンドピース４０のケーブル４２のコネクタ４９が装置本体部２０のソケット２１と接続され、駆動部２２と振動子３５とが接続される。
＜ステップＳ１１＞ 識別情報取得ステップ
識別情報を記憶したハンドピース４０の識別情報記憶部４８から識別情報が装置本体部２０に取得される。識別情報記憶部４８から識別情報が取得できない場合には識別情報設定部２７から識別情報が取得される。
識別情報を記憶したハンドピース４０の識別情報記憶部４８から識別情報が装置本体部２０に取得される。識別情報記憶部４８から識別情報が取得できない場合には識別情報設定部２７から識別情報が取得される。
＜ステップＳ１２＞ 先端部浸漬ステップ
キャリブレーション用容器５０にキャリブレーション溶液５１が収容される。キャリブレーション溶液５１としては水でもよいが、生理食塩水が好ましい。キャビテーションの発生状態は溶質の種類および溶解量等により異なるが、生理食塩水は溶質の種類および溶解量等が管理された安価な溶液であり、処置現場で入手が容易なためである。
キャリブレーション用容器５０にキャリブレーション溶液５１が収容される。キャリブレーション溶液５１としては水でもよいが、生理食塩水が好ましい。キャビテーションの発生状態は溶質の種類および溶解量等により異なるが、生理食塩水は溶質の種類および溶解量等が管理された安価な溶液であり、処置現場で入手が容易なためである。
キャリブレーション用容器５０は先端部３１を所定位置に固定する固定部５２を有する。先端部３１からキャリブレーション用容器５０の底面または壁面までの距離が短すぎるとキャビテーションの発生状態が異なるためである。
＜ステップＳ１３＞ キャリブレーション用駆動信号供給ステップ
キャリブレーションの準備が整ったら、術者は装置本体部２０のスイッチ（不図示）等によりキャリブレーション開始を超音波手術装置１に指示する。すると駆動部２２はハンドピース４０の識別情報に応じたキャリブレーション用信号強度の駆動信号を振動子３５に供給する。
キャリブレーションの準備が整ったら、術者は装置本体部２０のスイッチ（不図示）等によりキャリブレーション開始を超音波手術装置１に指示する。すると駆動部２２はハンドピース４０の識別情報に応じたキャリブレーション用信号強度の駆動信号を振動子３５に供給する。
＜ステップＳ１４＞ キャビテーションレベル信号検出ステップ
キャリブレーション用信号強度の駆動信号によって駆動された振動子３５の超音波振動が基端部３２を介して先端部３１に伝達され、先端部３１が放射する超音波によりキャリブレーション溶液５１にキャビテーションが発生する。そして、検出部２５がキャビテーションの状態に対応したキャビテーションレベル信号を駆動信号から検出する。超音波手術装置１では駆動部２２が出力する駆動信号は振動子３５の共振周波数ｆres、例えば４７ｋＨｚの電流制御されている信号である。
キャリブレーション用信号強度の駆動信号によって駆動された振動子３５の超音波振動が基端部３２を介して先端部３１に伝達され、先端部３１が放射する超音波によりキャリブレーション溶液５１にキャビテーションが発生する。そして、検出部２５がキャビテーションの状態に対応したキャビテーションレベル信号を駆動信号から検出する。超音波手術装置１では駆動部２２が出力する駆動信号は振動子３５の共振周波数ｆres、例えば４７ｋＨｚの電流制御されている信号である。
ここで、図７はキャビテーション非発生時の駆動信号の電圧信号Ｓｖの周波数スペクトル分布を示し、図８はキャビテーション発生時の電圧信号Ｓｖの周波数スペクトル分布を示す。なお図７および図８において上辺の表示は共振周波数ｆresを１００％としたときの周波数を示している。
図７に示すようにキャビテーション非発生時には電圧信号Ｓｖは共振周波数ｆres以外の周波数においては大きなピークを持たない。これに対して、図８に示すようにキャビテーション発生時には、電圧信号Ｓｖは共振周波数ｆres以外の周波数において、キャビテーション非発生時よりも電圧信号Ｓｖのレベルが高くなる。すなわちキャビテーション発生時には、キャビテーション非発生時よりも共振周波数ｆresの１／２、もしくは1／４などの約数、または約数の差分であるサブハーモニック（ＳＨ）の周波数のピークを持つと共に、サブハーモニック周波数以外のレベルも、キャビテーション非発生時よりも高くなっている。そしてキャビテーションの状態が激しくなるに従い、電圧信号Ｓｖのレベルはキャビテーション非発生時との差が顕著、すなわちレベルが高くなる。
このため、検出部２５は駆動信号の電圧信号Ｓｖにおける共振周波数ｆres近傍を除く信号レベルを、キャビテーションレベル信号として検出することにより、キャビテーションの状態を検出することができる。例えばキャビテーションレベル信号として電圧信号をフィルタ処理して、共振周波数ｆresの５％の周波数から共振周波数ｆresの９５％の周波数成分のみを取得（積分）した信号を好ましく用いることができる。またはキャビテーションレベル信号として電圧信号をフィルタ処理して、共振周波数ｆresより５％高い周波数から共振周波数ｆresの２次高調波の周波数（２ｆres）よりも５％低い周波数成分のみを取得した信号でもよい。またキャビテーションレベル信号として共振周波数ｆresの前後５％の周波数成分を除いた周波数成分を取得した信号でもよい。さらに、キャビテーションレベル信号としてサブハーモニック（ＳＨ）周波数の成分のみを取得した信号またはピーク強度も好ましく用いることができる。
例えば図９は、キャビテーションレベル信号として共振周波数ｆresの５％から９５％の範囲の周波数成分を取得（積分）した信号と、先端部３１の振動強度、言い換えれば振動振幅の関係を示している。振動強度が強くなるに従いキャビテーションレベル信号は直線的に増加している。すなわち、検出部２５は駆動信号における少なくとも駆動に用いた周波数を除いた周波数成分の電圧値を用いてキャビテーションの状態を検出することができる。そしてキャビテーションの状態は先端部３１の振動強度と対応している。
なお前記キャビテーションレベル信号は、電圧信号に限られるものではなくインピーダンス信号でもよいし、駆動部２２が電圧制御した駆動信号を用いる場合には電流信号でもよい。
＜ステップＳ１５＞ 条件記憶ステップ
すでに説明したように超音波手術装置１は、所定の駆動電流で振動子３５を駆動しても、製造時のバラツキ、使用時の温度、振動子３５とプローブ３０との接合状態、または装置の経時変化等により、先端部３１の振動強度は変化する。
すでに説明したように超音波手術装置１は、所定の駆動電流で振動子３５を駆動しても、製造時のバラツキ、使用時の温度、振動子３５とプローブ３０との接合状態、または装置の経時変化等により、先端部３１の振動強度は変化する。
すなわち、図１０に示すように、所定のキャリブレーション用信号強度ＩＣの駆動信号によって駆動しても、ハンドピースＡではキャビテーションレベル信号としてＣＡが検出されるのに対して、ハンドピースＢではＣＡよりも大きなＣＢが検出されたり、ハンドピースＣではＣＡよりも小さいＣＣが検出されたりすることがある。すでに説明したようにキャビテーションレベル信号は先端部３１の振動強度と対応している。
超音波手術装置１では、キャリブレーション用信号強度ＩＣとキャビテーションレベル信号ＣＡ、ＣＢまたはＣＣとから、駆動信号強度と先端部３１の実際の振動強度との関係であるキャリブレーション情報を得て識別情報と対応付けて条件記憶部２６に記憶する。
キャリブレーション情報としては、例えばキャビテーションレベル信号の標準値をＣＡとすると、ＣＢ／ＣＡまたはＣＣ／ＣＡのように標準値に対する比である補正係数を算出し、凝固処置および切開処置のときの標準駆動信号強度を補正係数を用いて補正した補正駆動信号強度である。または、キャリブレーション情報として補正係数が記憶されていてもよい。さらに駆動信号強度と振動強度との関係が直線的でない場合には駆動信号強度補正式であってもよい。すなわち駆動信号強度と振動強度との関係が直線的の場合の補正係数は、駆動信号強度が１次式の場合の傾きである。
＜ステップＳ１６＞ 処置準備ステップ
キャリブレーションが完了すると、ハンドピース４０はキャリブレーション用容器５０から取り外されて、生体組織を処置するためにハンドピース４０の少なくとも先端部３１が生体内に挿入される。
キャリブレーションが完了すると、ハンドピース４０はキャリブレーション用容器５０から取り外されて、生体組織を処置するためにハンドピース４０の少なくとも先端部３１が生体内に挿入される。
＜ステップＳ１７＞ 出力設定ステップ
術者は、目的の生体組織を把持部４５と先端部３１との間で把持し、フットスイッチ１０を操作することにより出力設定部２４を介して、先端部３１の振動強度を、凝固処置用または切開処置用に設定する
＜ステップＳ１８＞ 処置ステップ
フットスイッチ１０操作により、駆動部２２は、出力設定部２４で設定された凝固処置用または切開処置用の設定振動強度と対応した、キャリブレーション情報に基づく駆動信号強度、すなわち補正駆動信号強度を出力するように、制御部２３により制御される。
術者は、目的の生体組織を把持部４５と先端部３１との間で把持し、フットスイッチ１０を操作することにより出力設定部２４を介して、先端部３１の振動強度を、凝固処置用または切開処置用に設定する
＜ステップＳ１８＞ 処置ステップ
フットスイッチ１０操作により、駆動部２２は、出力設定部２４で設定された凝固処置用または切開処置用の設定振動強度と対応した、キャリブレーション情報に基づく駆動信号強度、すなわち補正駆動信号強度を出力するように、制御部２３により制御される。
キャリブレーション情報が、補正式の場合には、制御部２３は駆動信号強度補正式を用いて補正駆動信号強度を算出し駆動部２２を制御する。
補正駆動信号強度の駆動信号で駆動された振動子３５の振動は先端部３１に伝達される。先端部３１の超音波振動により目的の生体組織の処置が行われる。
＜ステップＳ１９＞ 処置終了判断ステップ
超音波手術装置１は処置終了までステップ１７からの処理を繰り返す。
超音波手術装置１は処置終了までステップ１７からの処理を繰り返す。
以上の説明のように、本実施の形態の超音波手術装置１においては処置前にキャリブレーションを行うことにより常に所定の振動強度で先端部３１を超音波振動することができる。さらに超音波手術装置１は特別な装置を用いることがないために処置現場において簡単にキャリブレーションを行うことができる。
このため超音波手術装置１は、製造時のバラツキはもちろん、使用時の温度、振動子３５とプローブ３０との接合状態、または超音波凝固切開装置の経時変化等があっても常に所定の振動強度で先端部３１を超音波振動することができる。このため超音波手術装置１は、操作性がよい。
＜第２の実施の形態＞
次に、図１１を用いて、本発明の第２の実施の形態の超音波手術装置１Ａについて説明する。なお本実施の形態の超音波手術装置１Ａは、第１の実施の形態の超音波手術装置１と類似しているため同じ機能の構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
本発明の第２の実施形態の超音波手術装置１Ａは、第１の実施形態のハンドピース４０と同じシザース型ハンドピースだけでなく、異なる種類または形状のハンドピース４０Ｘであってもキャリブレーションすることができる。
次に、図１１を用いて、本発明の第２の実施の形態の超音波手術装置１Ａについて説明する。なお本実施の形態の超音波手術装置１Ａは、第１の実施の形態の超音波手術装置１と類似しているため同じ機能の構成要素には同じ符号を付し説明は省略する。
本発明の第２の実施形態の超音波手術装置１Ａは、第１の実施形態のハンドピース４０と同じシザース型ハンドピースだけでなく、異なる種類または形状のハンドピース４０Ｘであってもキャリブレーションすることができる。
すなわち、図１１に示すように、シザース型プローブ３０Ａを有するプローブユニット４１Ａと超音波ユニット３６Ａとを組み合わせたハンドピースは第１の実施形態のハンドピース４０と同じシザース型ハンドピースである。これに対して、フック（屈曲）型プローブ３０Ｂを有するプローブユニット４１Ｂまたはトラカール型プローブ３０Ｃを有するプローブユニット４１Ｃを超音波ユニット３６Ａとを組み合わせたハンドピースも、装置本体部２０に接続し使用可能である。さらに超音波吸引用プローブ３０Ｄを有するプローブユニット４１Ｄを超音波ユニット３６Ｂとを組み合わせたハンドピースも、給排水チューブ４２Ｂをコネクタ４９Ｂを介して給排水ユニット２０Ｂと接続することにより使用可能である。なお、図示しないが給排水ユニット２０Ｂにもフットスイッチが接続されている。
そして、超音波ユニット３６Ａ、３６Ｂには、それぞれ識別情報記憶部４８Ａ、４８Ｂが、プローブユニット４１Ａ〜４１Ｄにはそれぞれ識別情報記憶部４８Ｃ〜４８Ｆが配設されている。このため、超音波手術装置１Ａにおいては、接続されたハンドピースの音波振動子およびプローブのＩＤ番号、種類情報または形状情報を装置本体部２０が識別できる。
このため、駆動部２２、制御部２３等は種々のハンドピースに応じた処理を行うことができる。超音波手術装置１Ａのハンドピースの種類は上記に限定されるものではなく、例えば高周波電流を印加可能なプローブを有し高周波電流処置が可能なハンドピースを用いることもできる。
本実施の形態の超音波手術装置１Ａは第１の実施の形態の超音波手術装置１が有する効果を有し、さらに処置に応じた種類のハンドピースを選択することができるため汎用性が高い。また本実施の形態の超音波手術装置１Ａのキャリブレーション方法は第１の実施の形態の超音波手術装置１のキャリブレーション方法が有する効果を有する。
なお、以上の説明のように本発明の超音波手術装置および超音波手術装置のキャリブレーション方法は以下の通りである。
１． 超音波手術装置（１）は以下を含む；
超音波振動を発生する超音波振動子（３５）と、前記超音波振動子（３５）と機械的に結合された基端部（３２）および生体組織を処置する先端部（３１）とを有し前記超音波振動子（３５）が発生する前記超音波振動を前記基端部（３２）から先端部（３１）まで伝達するプローブ（３０）と、を具備したハンドピース（４０）；
前記超音波振動子（３５）を駆動する駆動信号を出力する駆動部（２２）；
前記ハンドピース（４０）の識別情報に応じたキャリブレーション用信号強度の前記駆動信号によって、前記先端部（３１）が放射する超音波によりキャリブレーション溶液（５１）に発生するキャビテーションの状態に対応したキャビテーションレベル信号を前記駆動信号から検出する検出部（２５）；
前記キャリブレーション用信号強度と前記キャビテーションレベル信号とから、駆動信号強度と前記先端部（３１）の振動強度との関係であるキャリブレーション情報を記憶する条件記憶部（２６）；
前記先端部（３１）の前記振動強度を設定する出力設定部（２４）；
前記キャリブレーション情報と前記識別情報とに基づいて、前記出力設定部（２４）で設定される前記振動強度に対応した駆動信号強度の前記駆動信号を出力するように前記駆動部（２２）を制御する制御部（２３）。
超音波振動を発生する超音波振動子（３５）と、前記超音波振動子（３５）と機械的に結合された基端部（３２）および生体組織を処置する先端部（３１）とを有し前記超音波振動子（３５）が発生する前記超音波振動を前記基端部（３２）から先端部（３１）まで伝達するプローブ（３０）と、を具備したハンドピース（４０）；
前記超音波振動子（３５）を駆動する駆動信号を出力する駆動部（２２）；
前記ハンドピース（４０）の識別情報に応じたキャリブレーション用信号強度の前記駆動信号によって、前記先端部（３１）が放射する超音波によりキャリブレーション溶液（５１）に発生するキャビテーションの状態に対応したキャビテーションレベル信号を前記駆動信号から検出する検出部（２５）；
前記キャリブレーション用信号強度と前記キャビテーションレベル信号とから、駆動信号強度と前記先端部（３１）の振動強度との関係であるキャリブレーション情報を記憶する条件記憶部（２６）；
前記先端部（３１）の前記振動強度を設定する出力設定部（２４）；
前記キャリブレーション情報と前記識別情報とに基づいて、前記出力設定部（２４）で設定される前記振動強度に対応した駆動信号強度の前記駆動信号を出力するように前記駆動部（２２）を制御する制御部（２３）。
２． 上記１に記載の超音波手術装置（１）であって、
前記ハンドピース（４０）が前記識別情報を記憶した識別情報記憶部（４８）を有する。
前記ハンドピース（４０）が前記識別情報を記憶した識別情報記憶部（４８）を有する。
３． 上記１または２に記載の超音波手術装置（１）であって、
前記識別情報を設定する識別情報設定部（２７）をさらに有する。
前記識別情報を設定する識別情報設定部（２７）をさらに有する。
４． 上記１から３のいずれか１項に記載の超音波手術装置（１）であって、
前記キャリブレーション情報は、前記振動強度と対応した前記駆動信号強度である。
前記キャリブレーション情報は、前記振動強度と対応した前記駆動信号強度である。
５． 上記１から３のいずれか１項に記載の超音波手術装置（１）であって、
前記キャリブレーション情報は、前記駆動信号強度の補正式であり、
前記制御部（２３）は、前記補正式を用いて前記駆動信号強度を算出し制御する。
前記キャリブレーション情報は、前記駆動信号強度の補正式であり、
前記制御部（２３）は、前記補正式を用いて前記駆動信号強度を算出し制御する。
６． 上記１から５のいずれか１項に記載の超音波手術装置（１）であって、
前記識別情報は、前記超音波振動子（３５）または前記プローブ（３０）の少なくともいずれかのＩＤ番号、種類情報または形状情報である。
前記識別情報は、前記超音波振動子（３５）または前記プローブ（３０）の少なくともいずれかのＩＤ番号、種類情報または形状情報である。
７． 上記１から６のいずれか１項に記載の超音波手術装置（１）であって、
前記キャビテーションレベル信号は、電圧信号、電流信号、またはインピーダンス信号である。
前記キャビテーションレベル信号は、電圧信号、電流信号、またはインピーダンス信号である。
８． 上記１から７のいずれか１項に記載の超音波手術装置（１）であって、
前記超音波振動子（３５）と前記プローブ（３０）とは着脱自在に結合される。
前記超音波振動子（３５）と前記プローブ（３０）とは着脱自在に結合される。
９． 上記１から８のいずれか１項に記載の超音波手術装置（１）はさらに、以下を含む；
前記キャリブレーション溶液（５１）を収容し、前記先端部（３１）を所定位置に固定する固定部（５２）を有するキャリブレーション用容器（５０）。
前記キャリブレーション溶液（５１）を収容し、前記先端部（３１）を所定位置に固定する固定部（５２）を有するキャリブレーション用容器（５０）。
１０． 超音波手術装置（１）のキャリブレーション方法は以下のステップを含む；
超音波振動を発生する超音波振動子（３５）と、前記超音波振動子（３５）と機械的に結合された基端部（３２）および生体組織を処置する先端部（２１）を有し前記超音波振動子（３５）が発生する前記超音波振動を前記基端部（３２）から先端部（２１）まで伝達するプローブ（３０）とを具備するハンドピース（４０）が準備され、前記超音波振動子（３５）に駆動信号を出力する駆動部（２２）と前記超音波振動子（３５）とが接続される準備ステップ；
前記ハンドピース（４０）の識別情報が取得される識別情報取得ステップ；
前記先端部（３１）がキャリブレーション溶液（５１）に浸漬される先端部浸漬ステップ；
前記識別情報に応じたキャリブレーション用信号強度の前記駆動信号が、前記超音波振動子（３５）に供給されるキャリブレーション用駆動信号供給ステップ；
前記先端部（３１）が放射する超音波により前記キャリブレーション溶液（５１）に発生するキャビテーションの状態に対応したキャビテーションレベル信号が前記駆動信号から検出されるキャビテーションレベル信号検出ステップ；
前記キャリブレーション用信号強度と前記キャビテーションレベル信号とから、駆動信号強度と前記先端部（３１）の振動強度との関係であるキャリブレーション情報が記憶される条件記憶ステップ；
前記先端部（３１）の前記振動強度が設定される出力設定ステップ；
前記識別情報と前記キャリブレーション情報とに基づいて、前記出力設定ステップで設定される前記振動強度に対応した駆動信号強度の前記駆動信号を出力するように前記駆動部（２２）が制御部（２３）により制御される処置ステップ。
超音波振動を発生する超音波振動子（３５）と、前記超音波振動子（３５）と機械的に結合された基端部（３２）および生体組織を処置する先端部（２１）を有し前記超音波振動子（３５）が発生する前記超音波振動を前記基端部（３２）から先端部（２１）まで伝達するプローブ（３０）とを具備するハンドピース（４０）が準備され、前記超音波振動子（３５）に駆動信号を出力する駆動部（２２）と前記超音波振動子（３５）とが接続される準備ステップ；
前記ハンドピース（４０）の識別情報が取得される識別情報取得ステップ；
前記先端部（３１）がキャリブレーション溶液（５１）に浸漬される先端部浸漬ステップ；
前記識別情報に応じたキャリブレーション用信号強度の前記駆動信号が、前記超音波振動子（３５）に供給されるキャリブレーション用駆動信号供給ステップ；
前記先端部（３１）が放射する超音波により前記キャリブレーション溶液（５１）に発生するキャビテーションの状態に対応したキャビテーションレベル信号が前記駆動信号から検出されるキャビテーションレベル信号検出ステップ；
前記キャリブレーション用信号強度と前記キャビテーションレベル信号とから、駆動信号強度と前記先端部（３１）の振動強度との関係であるキャリブレーション情報が記憶される条件記憶ステップ；
前記先端部（３１）の前記振動強度が設定される出力設定ステップ；
前記識別情報と前記キャリブレーション情報とに基づいて、前記出力設定ステップで設定される前記振動強度に対応した駆動信号強度の前記駆動信号を出力するように前記駆動部（２２）が制御部（２３）により制御される処置ステップ。
１１． 上記１０に記載の超音波手術装置（１）のキャリブレーション方法であって、
前記識別情報取得ステップにおいて、前記識別情報を設定する識別情報設定部（２７）と前記識別情報を記憶した前記ハンドピース（４０）の識別情報記憶部（４８）との少なくともいずれかから前記識別情報が取得される。
前記識別情報取得ステップにおいて、前記識別情報を設定する識別情報設定部（２７）と前記識別情報を記憶した前記ハンドピース（４０）の識別情報記憶部（４８）との少なくともいずれかから前記識別情報が取得される。
１２． 上記１０または１１に記載の超音波手術装置（１）のキャリブレーション方法であって、
処置ステップにおいて、前記制御部（２３）は、前記キャリブレーション情報である駆動信号強度補正式を用いて算出した前記駆動信号強度を出力するように前記駆動部（２２）を制御する。
処置ステップにおいて、前記制御部（２３）は、前記キャリブレーション情報である駆動信号強度補正式を用いて算出した前記駆動信号強度を出力するように前記駆動部（２２）を制御する。
１３． 上記１０から１２のいずれか１項に記載の超音波手術装置（１）のキャリブレーション方法であって、
前記識別情報は、前記超音波振動子（３５）または前記プローブ（３０）の少なくともいずれかのＩＤ番号、種類情報または形状情報である。
前記識別情報は、前記超音波振動子（３５）または前記プローブ（３０）の少なくともいずれかのＩＤ番号、種類情報または形状情報である。
１４． 上記１０から１３のいずれか１項に記載の超音波手術装置（１）のキャリブレーション方法であって、
前記準備ステップにおいて、前記超音波振動子（３５）と前記プローブ（３０）とは着脱自在に結合される。
前記準備ステップにおいて、前記超音波振動子（３５）と前記プローブ（３０）とは着脱自在に結合される。
１５． 上記１０から１４のいずれか１項に記載の超音波手術装置（１）のキャリブレーション方法であって、
前記キャビテーションレベル信号検出ステップにおいて、前記キャリブレーション溶液（５１）を収容したキャリブレーション用容器（５０）の所定位置に、固定部（５２）により前記先端部（３１）が固定される。
前記キャビテーションレベル信号検出ステップにおいて、前記キャリブレーション溶液（５１）を収容したキャリブレーション用容器（５０）の所定位置に、固定部（５２）により前記先端部（３１）が固定される。
以上のように本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等ができる。
本出願は、２００９年６月１９日にアメリカ合衆国に出願された１２／４８８０１０を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。
Claims (14)
- 超音波振動を発生させるための超音波振動子と、前記超音波振動子と連結された基端部及び、前記基端部から前記超音波振動が伝達される先端部を持つプローブとを具備したハンドピースと、
前記ハンドピースに設けられ、前記ハンドピースの種別を示す識別情報を記憶する識別情報記憶部と、
前記ハンドピースと接続された際に前記識別情報記憶部から電気信号を伝達させて前記識別情報を設定する識別情報設定部と、
前記超音波振動子と接続されて、前記超音波振動を発生させるための駆動信号を前記超音波振動子に付与する駆動部と、
前記識別情報設定部を介して得られた前記識別情報に対応した一定レベルのキャビテーションを前記プローブの先端部に発生させるためのキャリブレーション用の振動振幅を起こさせる駆動信号によって、前記先端部をキャリブレーション溶液中で超音波振動させた際に生じるキャビテーションの発生状態に対応した、前記駆動信号の共振周波数を除いた周波数成分のみを取得した信号レベルをキャビテーションレベル信号として検出する検出部と、
一の標準ハンドピースにおける超音波振動子に対して所定の前記駆動信号を印加した際のキャビテーションレベル信号を標準値としたとき、当該標準値であるキャビテーションレベル信号に対する他のハンドピースに係るキャビテーションレベル信号の対比関係から前記標準ハンドピースに対する当該他のハンドピースの補正関係を算出する補正関係算出手段と、
前記ハンドピースにおける超音波振動子に対して印加する前記駆動信号の強度と当該ハンドピースにおける前記先端部の実際の振動強度との関係をキャリブレーション情報としたとき、前記標準ハンドピースに係るキャリブレーション情報に対する前記他のハンドピースに係るキャリブレーション情報を、前記補正関係算出手段により算出された前記補正関係に基づいて求め、当該他のハンドピースを用いて処置する前に予め記憶する条件記憶部と、
前記先端部において生体組織の凝固処置又は切開処置に対応した振動強度にするために、前記条件記憶部に記憶された当該他のハンドピースに係るキャリブレーション情報に基づいて、前記駆動部から前記超音波振動子に付与する前記駆動信号を制御する制御部と、
を具備したことを特徴とする超音波手術装置。 - 超音波振動を発生させるための超音波振動子と、前記超音波振動子と連結された基端部及び、前記基端部から前記超音波振動が伝達される先端部を持つプローブとを具備したハンドピースと、
前記ハンドピースに設けられ、前記ハンドピースの種別を示す識別情報を記憶する識別情報記憶部と、
前記ハンドピースと接続された際に前記識別情報記憶部から電気信号を伝達させて前記識別情報を設定する識別情報設定部と、
前記超音波振動子と接続されて、前記超音波振動を発生させるための駆動信号を前記超音波振動子に付与する駆動部と、
前記識別情報設定部を介して得られた前記識別情報に対応した一定レベルのキャビテーションを前記プローブの先端部に発生させるためのキャリブレーション用の振動振幅を起こさせる駆動信号によって、前記先端部をキャリブレーション溶液中で超音波振動させた際に生じるキャビテーションの発生状態に対応した、前記駆動信号の共振周波数を除いた周波数成分のみを取得した信号レベルをキャビテーションレベル信号として検出する検出部と、
一の標準ハンドピースにおける超音波振動子に対して所定の前記駆動信号を印加した際のキャビテーションレベル信号を標準値としたとき、当該標準値であるキャビテーションレベル信号に対する他のハンドピースに係るキャビテーションレベル信号の対比関係から前記標準ハンドピースに対する当該他のハンドピースの補正関係を算出する補正関係算出手段と、
前記補正関係算出手段において算出した補正関係を前記他のハンドピースにおけるキャリブレーション情報として、当該他のハンドピースを用いて処置する前に予め記憶する条件記憶部と、
前記先端部において生体組織の凝固処置又は切開処置に対応した振動強度にするために、前記条件記憶部に記憶された当該他のハンドピースに係るキャリブレーション情報に基づいて、前記一の標準ハンドピースにおける超音波振動子に対して印加する前記駆動信号の強度と当該標準ハンドピースにおける前記先端部の実際の振動強度との関係に対して、前記他のハンドピースにおける超音波振動子に対して印加する前記駆動信号の強度と当該他のハンドピースにおける前記先端部の実際の振動強度との関係を求め、当該求めた関係に応じて前記駆動部から前記超音波振動子に付与する前記駆動信号を制御する制御部と、
を具備したことを特徴とする超音波手術装置。 - 前記補正関係算出手段により算出される補正関係は、前記標準値である前記標準ハンドピースに係るキャビテーションレベル信号に対する他のハンドピースに係るキャビテーションレベル信号の比から求められる補正係数である
ことを特徴とする請求項１または２に記載の超音波手術装置。 - 前記識別情報は、前記超音波振動子または前記プローブの少なくともいずれかのＩＤ番号、種類情報または形状情報であることを特徴とする請求項１−３のいずれか一項に記載の超音波手術装置。
- 前記キャビテーションレベル信号は、電圧信号、電流信号、またはインピーダンス信号であることを特徴とする請求項１−４のいずれか一項に記載の超音波手術装置。
- 前記キャビテーションレベル信号は、共振周波数を除いた周波数成分のみを積分した信号レベルであることを特徴とする請求項１−４のいずれか一項に記載の超音波手術装置。
- 前記超音波振動子と前記プローブとは着脱自在に結合されることを特徴とする請求項１−６のいずれか一項に記載の超音波手術装置。
- 前記キャリブレーション溶液を収容し、前記先端部を所定位置に固定する固定部を有するキャリブレーション用容器を、さらに、含むことを特徴とする請求項１−７のいずれか一項に記載の超音波手術装置。
- 超音波振動を発生させるための超音波振動子と、前記超音波振動子と連結された基端部及び、前記基端部から前記超音波振動が伝達される先端部を持つプローブとを具備したハンドピースと、
前記ハンドピースに設けられ、前記ハンドピースの種別を示す識別情報を記憶する識別情報記憶部と、
前記ハンドピースと接続された際に前記識別情報記憶部から電気信号を伝達させて前記識別情報を設定する識別情報設定部と、
前記超音波振動子と接続されて、前記超音波振動を発生させるための駆動信号を前記超音波振動子に付与する駆動部と、
を具備した超音波手術装置のキャリブレーション方法において、
前記超音波振動子が、超音波振動を発生させるステップと、
前記駆動部が、駆動信号により前記超音波振動子を駆動させるステップと、
前記超音波振動子と動作的に結合された基端部と超音波振動を発生する先端部とを有するプローブに、前記超音波振動子が、超音波振動を伝達するステップと、
前記ハンドピースの識別情報を、識別情報記憶部が取得するステップと、
前記識別情報設定部を介して得られた前記識別情報に対応した一定レベルのキャビテーションを前記プローブの先端部に発生させるためのキャリブレーション用の振動振幅を起こさせる駆動信号によって、前記先端部をキャリブレーション溶液中で超音波振動させた際に生じるキャビテーションの発生状態に対応した、前記駆動信号の共振周波数を除いた周波数成分のみを取得した信号レベルをキャビテーションレベル信号として検出部が検出する検出ステップと、
一の標準ハンドピースにおける超音波振動子に対して所定の前記駆動信号を印加した際のキャビテーションレベル信号を標準値としたとき、当該標準値であるキャビテーションレベル信号に対する他のハンドピースに係るキャビテーションレベル信号の対比関係から前記標準ハンドピースに対する当該他のハンドピースの補正関係を補正関係算出手段が算出する補正関係算出ステップと、
前記ハンドピースにおける超音波振動子に対して印加する前記駆動信号の強度と当該ハンドピースにおける前記先端部の実際の振動強度との関係をキャリブレーション情報としたとき、前記標準ハンドピースに係るキャリブレーション情報に対する前記他のハンドピースに係るキャリブレーション情報を、前記補正関係算出手段により算出された前記補正関係に基づいて求め、当該他のハンドピースを用いて処置する前に条件記憶部が予め記憶する条件記憶ステップと、
前記先端部において生体組織の凝固処置又は切開処置に対応した振動強度にするために、前記条件記憶部に記憶された当該他のハンドピースに係るキャリブレーション情報に基づいて、前記駆動部から前記超音波振動子に付与する前記駆動信号を制御部が制御する制御ステップと、
を有したことを特徴とする超音波手術装置のキャリブレーション方法。 - 超音波振動を発生させるための超音波振動子と、前記超音波振動子と連結された基端部及び、前記基端部から前記超音波振動が伝達される先端部を持つプローブとを具備したハンドピースと、
前記ハンドピースに設けられ、前記ハンドピースの種別を示す識別情報を記憶する識別情報記憶部と、
前記ハンドピースと接続された際に前記識別情報記憶部から電気信号を伝達させて前記識別情報を設定する識別情報設定部と、
前記超音波振動子と接続されて、前記超音波振動を発生させるための駆動信号を前記超音波振動子に付与する駆動部と、
を具備した超音波手術装置のキャリブレーション方法において、
前記識別情報設定部を介して得られた前記識別情報に対応した一定レベルのキャビテーションを前記プローブの先端部に発生させるためのキャリブレーション用の振動振幅を起こさせる駆動信号によって、前記先端部をキャリブレーション溶液中で超音波振動させた際に生じるキャビテーションの発生状態に対応した、前記駆動信号の共振周波数を除いた周波数成分のみを取得した信号レベルをキャビテーションレベル信号として検出部が検出する検出ステップと、
一の標準ハンドピースにおける超音波振動子に対して所定の前記駆動信号を印加した際のキャビテーションレベル信号を標準値としたとき、当該標準値であるキャビテーションレベル信号に対する他のハンドピースに係るキャビテーションレベル信号の対比関係から前記標準ハンドピースに対する当該他のハンドピースの補正関係を補正関係算出手段が算出する補正関係算出ステップと、
前記補正関係算出手段において算出した補正関係を前記他のハンドピースにおけるキャビテーション情報として、当該他のハンドピースを用いて処置する前に条件記憶部が予め記憶する条件記憶ステップと、
前記先端部において生体組織の凝固処置又は切開処置に対応した振動強度にするために、前記条件記憶部に記憶された当該他のハンドピースに係るキャリブレーション情報に基づいて、前記一の標準ハンドピースにおける超音波振動子に対して印加する前記駆動信号の強度と当該標準ハンドピースにおける前記先端部の実際の振動強度との関係に対して、前記他のハンドピースにおける超音波振動子に対して印加する前記駆動信号の強度と当該他のハンドピースにおける前記先端部の実際の振動強度との関係を求め、当該求めた関係に応じて前記駆動部から前記超音波振動子に付与する前記駆動信号を制御部が制御する制御ステップと、
を有したことを特徴とする超音波手術装置のキャリブレーション方法。 - 前記補正関係算出手段により算出される補正関係は、前記標準値である前記標準ハンドピースに係るキャビテーションレベル信号に対する他のハンドピースに係るキャビテーションレベル信号の比から求められる補正係数である
ことを特徴とする請求項９または１０に記載の超音波手術装置のキャリブレーション方法。 - 前記識別情報は、前記超音波振動子または前記プローブの少なくともいずれかのＩＤ番号、種類情報または形状情報であることを特徴とする請求項９−１１のいずれか一項に記載の超音波手術装置のキャリブレーション方法。
- 前記超音波振動子と前記プローブとは着脱自在に結合されていることを特徴とする請求項９−１２のいずれか一項に記載の超音波手術装置のキャリブレーション方法。
- 前記先端部が、前記キャリブレーション溶液を収容したキャリブレーション用容器の所定位置に、固定されていることを特徴とする請求項９−１３のいずれか一項に記載の超音波手術装置のキャリブレーション方法。
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