JP4950342B2 - 超音波手術装置、超音波手術システム及びキャビテーション抑制方法 - Google Patents

Description

本発明は、超音波振動を利用して手術を行うと共に超音波振動に伴って発生するキャビテーションを抑制する超音波手術装置、超音波手術システム及びキャビテーション抑制方法に関する。

近年、超音波振動子による超音波振動を利用して、生体組織に対する手術を行う超音波手術装置が広く用いられるようになっている。また、生体組織を超音波振動させた場合、生体組織は液体を含むためキャビテーションが発生する場合がある。このキャビテーションは、液体の圧力が、その液体の温度によって決まる蒸気圧よりも低くなると、液体が蒸発して蒸気の気泡が発生することを指す。

従って、超音波振動により粗密波を発生する場合には、負圧の発生に伴いキャビテーションが発生する。

このため、例えば特表２００２−５３７９５５号公報には、治療のための超音波を身体内の位置に照射し、その際ハイドロフォンを用いてキャビテーションのレベルを監視する装置が開示されている。

また、ＷＯ２００５／０９４７０１号公報には、超音波照射用圧電素子に、音圧信号受信プローブを設け、この音圧信号受信プローブによりキャビテーション気泡から放出される音圧信号により、超音波照射条件を制御する装置が開示されている。

本発明は、キャビテーションの発生有無および発生したキャビテーションのレベル、の高精度検出が可能な超音波手術装置、および前記超音波手術装置を具備する超音波手術システム、およびキャビテーションの発生有無および発生したキャビテーションのレベル、の高精度検出が可能なキャビテーション抑制方法を提供することを目的とする。

本発明の１形態に係る超音波手術装置は、超音波振動を発生可能な超音波振動子と、前記超音波振動子と動作的に結合された基端部と、超音波振動する先端部とを有し、前記超音波振動子が発生する超音波振動を前記基端部から前記先端部に伝達するプローブと、駆動信号に基づいて振動する前記超音波振動子に生じる振動の状態を、検出する電流電圧検出回路と、前記電流電圧検出回路で検出された前記振動の状態から、前記超音波振動子の共振周波数を追尾するように前記駆動信号の周波数を調整する共振周波数追尾部と、前記先端部の振動によって生じるキャビテーションの発生レベルに対応した、前記共振周波数以外の周波数の周波数成分の積分からなる信号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、前記キャビテーションレベル信号に応じて、キャビテーションを抑制または消滅させるように前記駆動信号を変更する制御を行う制御部と、を具備する。

本発明の１形態に係る超音波手術システムは、超音波振動を発生可能な超音波振動子と、前記超音波振動子と動作的に結合された基端部と、超音波振動する先端部と、を有し、前記超音波振動子が発生する超音波振動を前記基端部から前記先端部に伝達するプローブと、駆動信号に基づいて振動する前記超音波振動子に生じる振動の状態を検出する電流電圧検出回路と、前記電流電圧検出回路で検出された前記振動の状態から、前記超音波振動子の共振周波数を追尾するように前記駆動信号の周波数を調整する共振周波数追尾部と、前記先端部の振動によって生じるキャビテーションの発生レベルに対応した、前記共振周波数以外の周波数の周波数成分の積分からなる信号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、前記先端部の周囲の液体を吸引する吸引駆動部と、吸引量を設定する設定部と、前記設定部の設定に従って前記吸引駆動部を制御する吸引制御部と、前記キャビテーションレベル信号および吸引量に応じて、キャビテーションを抑制または消滅させるように前記駆動信号を変更する制御を行う制御部と、を備えることを特徴とする。

本発明の１形態に係るキャビテーション抑制方法は、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、超音波振動する先端部と、を有するプローブの前記先端部に、前記超音波振動子が発生する超音波振動を伝達するステップと、駆動信号に基づいて振動する前記超音波振動子に生じる振動の状態を電流電圧検出回路が検出するステップと、前記電流電圧検出回路で検出された前記振動の状態から、前記超音波振動子の共振周波数を追尾するように前記駆動信号の周波数共振周波数追尾部が調整するステップと、前記先端部の振動によって生じるキャビテーションの発生レベルに対応した、前記共振周波数以外の周波数の周波数成分の積分からなる信号をキャビテーションレベル信号として、検出部が検出するステップと、前記キャビテーションレベル信号に応じて、キャビテーションを抑制または消滅するように、前記駆動信号を変更する制御を制御部が行うステップと、を具備する。

本発明の第１の実施形態を備えた超音波手術システムの構成を示す構成図である。 第１の実施形態の超音波手術装置の構成図である。 超音波手術装置における超音波駆動装置の構成を示すブロック図である。 キャビテーション発生時及びキャビテーション非発生時における駆動信号から検出される電流信号の周波数分布を示す図である。 フィルタ回路が通す周波数帯域を示す特性例を示す図である。 フィルタ回路が通す周波数帯域を示す特性例を示す図である。 フィルタ回路が通す周波数帯域を示す特性例を示す図である。 フィルタ回路の構成例を示すブロック図である。 超音波手術装置による超音波手術の手順を示すフローチャートである。 図６におけるキャビテーションの発生を抑制する制御方法を含むフローチャートである。 本発明の第２の実施形態の超音波手術装置の構成図である。 複数の制御モードを選択的に設定する設定部を示す図である。 本発明の第３の実施形態の超音波手術装置の構成図である。 キャビテーション発生状態から超音波出力を下げる抑制方法を示すフローチャートである。 キャビテーション発生状態から超音波出力を下げる他の抑制方法を示すフローチャートである。 第２の実施形態の第１変形例の超音波手術装置の構成図である。 第１変形例の制御方法を示すフローチャートである。 第２変形例の超音波手術装置の構成図である。 第３変形例の超音波手術装置の主要部の概略を示す図である。 第３変形例の制御方法を示すフローチャート。 本発明の第４の実施形態を備えた超音波手術システムの構成を示すブロック図である。 第４の実施形態によるキャビテーション抑制を含む制御方法の１例を示すフローチャートである。 本発明の第５の実施形態に用いられるプローブの先端部の形状を示す図である。 凹凸部の超音波振動によりキャビテーションが発生する様子を示す図である。 先端部の変形例を示す図である。 先端部の変形例を示す図である。 先端部の変形例を示す図である。 第５の実施形態の超音波手術装置の構成を示すブロック図である。 第５の実施形態により超音波による処置を行う場合の制御モードを切り換えて駆動するシーケンスを示す図である。 第５の実施形態により超音波による処置を行う場合の制御モードを切り換えて駆動するシーケンスを示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

（第１の実施形態）
図１から図７は本発明の第１の実施形態に係り、図１は本発明の第１の実施形態を備えた超音波手術システムの構成を示し、図２は第１の実施形態の超音波手術装置の構成を示し、図３は超音波駆動装置の構成を示し、図４Ａはキャビテーション発生時及びキャビテーション非発生時における駆動信号から検出される電流信号の周波数分布を示す。ここでは、電流信号の周波数分布を示したが、電圧信号でも同じ傾向となる。

図４Ｂから図４Ｄはフィルタ回路のフィルタ特性例を示し、図５はフィルタ回路の構成例を示し、図６は超音波手術装置による処置の方法を示し、図７は図６におけるキャビテーションの発生レベルを抑制する抑制方法を示す。

図１に示すように本発明の第１の実施形態を備えた超音波手術システム１は、超音波による凝固及び切開と、剥離等の処置を行う超音波凝固切開処置具としての第１のハンドピース２と、超音波による切開、剥離、破砕等の処置と共に吸引を行う超音波吸引処置具としての第２のハンドピース３と、超音波による穿刺等の処置を行う超音波穿刺処置具としての第３のハンドピース４とを有する。

また、この超音波手術システム１は、第１〜第３のハンドピースにおける実際に接続されたいずれかのハンドピースに対して超音波駆動信号を印加（出力）する駆動部を備えた超音波駆動装置５と、第１のハンドピース２及び第２のハンドピース３における実際に接続されたハンドピースに対して高周波出力信号を印加する高周波出力装置６と、第２のハンドピース３の場合において送水及び吸引を行う送水吸引装置７とを備えている。

また、超音波駆動装置５、高周波出力装置６及び送水吸引装置７には、それぞれ出力のＯＮ／ＯＦＦを行うフットスイッチ８、９及び１０が接続されている。

また、超音波駆動装置５及び高周波出力装置６は、通信を行う通信ケーブル１１で、超音波駆動装置５及び送水吸引装置７は、通信ケーブル１２で、高周波出力装置６及び送水吸引装置７は、通信ケーブル１３で、それぞれ接続されている。

第１のハンドピース２〜第３のハンドピース４における各ハンドピースＩ（Ｉ＝２、３、４）は、それぞれ細長のプローブ２ａ、３ａ、４ａを有し、各プローブＩａの基端部が配置される把持部内には、超音波振動を発生可能とする超音波振動子（以下、単に振動子）Ｉｂが内蔵されている。そして、振動子Ｉｂによる超音波振動は、プローブＩａの基端部における例えば拡径にされたホーンと動作的に結合（つまり超音波振動が基端部に伝達できるように結合）されている。

各ハンドピースＩの基端には、振動子Ｉｂと電気的に接続された超音波コネクタＩｃが設けられており、超音波コネクタＩｃは、着脱自在の超音波ケーブル１４を介して超音波駆動装置５に接続される。

そして、術者はフットスイッチ８をＯＮにすると、超音波駆動装置５は超音波駆動信号（駆動信号と略記）を超音波ケーブル１４を介して振動子Ｉｂに出力する。振動子Ｉｂは駆動信号の印加により超音波振動する。

振動子Ｉｂは、プローブＩａ内部の超音波伝達部材Ｉｄを介して、プローブＩａの先端部としての先端部材Ｉｅに超音波振動を伝達し、先端部材Ｉｅは超音波振動する。

術者は、ハンドピースＩの基端側の把持部を把持し、超音波振動する先端部材Ｉｅを処置対象の生体組織に接触させる等して超音波振動による処置を行うことができる。

また、ハンドピース２の基端側に設けられた高周波コネクタ２ｆまたはハンドピース３の高周波コネクタ３ｆは、着脱自在の高周波ケーブル１５を介して高周波出力装置６に接続される。そして、術者はフットスイッチ９をＯＮにすると、高周波出力装置６は、高周波出力信号を高周波ケーブル１５を介してハンドピース内部の導体部に出力する。この導体部は、超音波伝達部材Ｉｄにより形成され、超音波振動の場合と同様に高周波出力信号は、プローブＩａの先端部の先端部材Ｉｅに伝達される。

術者は、先端部材Ｉｅを生体組織に接触させることにより、生体組織側に高周波出力信号の電流（高周波電流）が流れる。術者は、この高周波電流により、接触する生体組織部分に対する高周波焼灼の処置を行う。

この場合、患者には対極板（図示なし）が広い面積で接触するように配置され、生体組織を流れた高周波電流は、対極板を経てこの対極板に接続されたリターン用ケーブルを介して高周波出力装置６に戻される。

また、ハンドピース３は、超音波伝達部材３ｄが管路で形成され、その管路の中空部が吸引の通路となる（送水は、超音波伝達部材３ｄの管路と外シース（図示なし）の間で行われる）。そして、管路の先端となる先端部材３ｅは開口している。

このハンドピース３の基端側には、送水吸引コネクタ３ｇが設けられており、このハンドピース３に着脱自在で接続される送水吸引チューブ１６は、送水吸引装置７に接続される。

この送水吸引チューブ１６は、例えば送水吸引装置７内部において、送水管路と吸引管路に分岐し、送水管路は送水装置に、吸引管路は吸引装置にそれぞれ接続される。

術者がフットスイッチ１０の送水スイッチをＯＮする操作を行うことにより、送水装置を構成する送水ポンプが動作して送水する。送水された水は、超音波伝達部材３ｄを形成する中空部を通り、先端部材３ｅの開口から噴出される。

また、術者がフットスイッチ１０の吸引スイッチをＯＮする操作を行うことにより、吸引装置を構成する吸引ポンプが動作して吸引動作する。そして、先端部材３ｅの開口から処置（超音波振動で破砕）された際の組織片等が吸引されて吸引装置に排出される。

図１においては超音波振動以外の機能も併用して処置を行う場合の構成例を示しているが、図２に示すように超音波振動のみを利用して処置を行う超音波手術装置２１を構成しても良い。

図２の超音波手術装置２１は、超音波振動による凝固切開の処置を行う例えばハンドピース２と、このハンドピース２に対して、駆動信号を出力する超音波駆動装置５と、この超音波駆動装置５に接続され、駆動信号の出力のＯＮ／ＯＦＦを行うフットスイッチ８とを備える。ハンドピース２は、超音波ケーブル１４を介して超音波駆動装置５のコネクタ２２に接続される。

なお、ハンドピース２の代わりにハンドピース３を超音波駆動装置５に接続したり、ハンドピース４を接続しても良い。また、後述する実施形態で説明するように、高周波出力装置６を併用して処置を行うようにしても良い。

図２に示すようにハンドピース２は、その基端側に術者が把持して開閉操作を行うハンドル１８が設けられている。

このハンドル１８は、可動ハンドル１９ａの上端側が枢支部において回動自在に支持されている。

そして、この可動ハンドル１９ａを固定ハンドル１９ｂ側に閉じたり、離間する側に開いたりする開閉操作を行うことにより、プローブ２ａ内を挿通された図示しないワイヤを介して、先端部材２ｅに隣接して回動自在に支持された可動先端部材２ｇを先端部材２ｅに対して開閉することができる。

このようにハンドピース２は、固定先端部材としての先端部材２ｅと、可動先端部材２ｇとにより生体組織を把持するように閉じたり、開いたりすることができる。

つまり、このハンドピース２は、先端部材２ｅ、２ｇにより生体組織を把持した状態で生体組織に超音波振動を与えることにより、生体組織に摩擦熱を発生させて把持された生体組織を凝固や切開の処置を行うことができる。また、先端側を開いた開状態に設定して、突出する先端部材２ｅにより破砕などの処置を行うこともできる。

生体組織を把持した状態で処置を行う場合には、通常、術者は、キャビテーションの発生を抑制して処置することを望む場合が多い。

超音波駆動装置５のフロントパネルには、表示を行う表示部２３と、超音波の駆動信号として出力しようとする設定値の設定等を行う設定部２４とが設けられている。

図３は本実施形態の超音波手術装置２１を構成する超音波駆動装置５の構成を示す。なお、図３においては、超音波駆動装置５に接続されたハンドピース２の基本的な構成（ハンドピース３、４もほぼ同様）部分を示している。以下においては、ハンドピースＩとしてＩ＝２の場合で説明するが、この説明はそのハンドピース２に特有な構造を除いてＩ＝３、４に適用できる。

この超音波駆動装置５は、発振回路３１と、この発振回路３１により発生された発振信号が一方の入力端から入力される乗算器３２と、この乗算器３２により乗算された信号を増幅し、し、超音波振動子Ｉｂを駆動信号により駆動する駆動部であるアンプ３３と、このアンプ３３で増幅された駆動信号を絶縁して出力する出力回路３４とを有する。

出力回路３４は、例えばトランス３４ａにより構成され、このトランス３４ａの１次巻線にはアンプ３３で増幅された駆動信号が入力され、この１次巻線と電磁結合した２次巻線から１次巻線側の駆動信号と絶縁された駆動信号を出力する。なお、トランス３４ａの１次巻線側は２次回路、２次巻線側は患者回路を形成する。

患者回路側の駆動信号が出力される出力端子のコネクタ２２には、着脱自在に接続される超音波ケーブル１４を介して超音波振動するハンドピース２に内蔵された振動子２ｂと接続される。

また、トランス３４ａの１次巻線は、１次巻線に流れる駆動信号の電流及びその両端の電圧を検出すると共に、電流の位相及び電圧の位相を検出する電流電圧検出回路３５と接続される。

この電流電圧検出回路３５により検出された電流位相信号θｉと電圧位相信号θｖは、ＰＬＬ（位相ロックループ）回路３６に出力される。

ＰＬＬ回路３６は、入力される電流位相信号θｉと電圧位相信号θｖとの位相差に応じて出力する信号レベルが変化する制御信号を発振回路３１に印加する。発振回路３１は、制御入力端に印加される信号レベルで発振周波数が変化する。つまり、この発振回路３１は、例えば電圧制御発振回路（ＶＣＯ）で形成される。

ＰＬＬ回路３６は、電流位相信号θｉと電圧位相信号θｖとの位相差を小さくするように制御する制御信号、つまり以下に説明する発振周波数の調整信号を発振回路３１の制御入力端に印加する。従って、発振回路３１は、ＰＬＬ回路３６を用いた閉ループにより、電流位相信号θｉと電圧位相信号θｖとの位相差が０となるように発振周波数が自動調整される。

電流位相信号θｉと電圧位相信号θｖとの位相差が０となる状態は、振動子２ｂの共振周波数に対応する駆動周波数となる。このため、ＰＬＬ回路３６は、振動子２ｂを、その振動子２ｂの共振周波数の駆動信号で駆動するように発振周波数を自動調整（制御）する。

換言すると、発振回路３１〜ＰＬＬ回路３６の閉ループの回路系は、振動子２ｂを駆動信号で駆動する場合、駆動信号の周波数を、振動子２ｂの共振周波数を追尾するように自動調整する共振周波数追尾部３７を形成する。この共振周波数追尾部３７は、共振周波数の駆動信号を出力する。

また、本実施形態においては、上記出力回路３４の１次巻線側の駆動信号から以下に説明するように、（振動子２ｂの超音波振動が伝達された）プローブ２ａの先端部材２ｅで発生するキャビテーションを、このキャビテーションに起因して変化する物理量として駆動信号から検出するフィルタ部３９の機能を有する検出部３８を設けている。

駆動信号におけるキャビテーションに起因して変化する物理量としての例えば電圧信号Ｓｖは、所定の周波数成分を抽出するための周波数透過特性（フィルタ特性）を有するフィルタ回路３９に入力される。なお、後述するように駆動信号における電流は、所定の時定数で定電流となるように制御される。このため、電圧信号Ｓｖにおける（フィルタ回路３９を通した）電圧値検出は、インピーダンス値を検出することとほぼ等価となる。

なお、検出部３８は、上記物理量として、電圧値またはインピーダンス値を検出する他に、電流信号の電流値を検出するようにしても良い。この場合には、例えば電圧信号Ｓｖを所定の時定数で定電圧となるように制御した状態で行うようにしても良い。

このフィルタ回路３９は、駆動信号により駆動される振動子２ｂの少なくとも共振周波数（つまり、駆動周波数）以外となる所定の周波数成分を通過する特性を有する。

そして、このフィルタ回路３９から出力される所定の周波数成分の周波数成分信号としての電圧信号は、この振動子２ｂで発生したキャビテーションの発生レベルに対応した検出信号、つまりキャビテーションレベル信号Ｓｃとなる。

上記検出部３８は、キャビテーションレベル信号Ｓｃを生成するフィルタ回路３９を用いて構成される。なお、検出部３８は、キャビテーションレベル信号Ｓｃからキャビテーションの有無の判定と、キャビテーションの発生レベルを判定するＣＰＵ４０を含めた構成と見なすこともできる。

このフィルタ回路３９から出力されるキャビテーションレベル信号Ｓｃは、この超音波駆動装置５の各部の制御を行う制御部としての中央処理装置（ＣＰＵ）４０に入力される。

また、このＣＰＵ４０は、検出部３８により検出される物理量からプローブ２ａの先端部材２ｅでの超音波振動の振幅を決定する駆動信号の出力値を可変制御する。

ＣＰＵ４０は、入力されるキャビテーションレベル信号Ｓｃのレベルからキャビテーションの発生レベルを判定すると共に、キャビテーションの発生を抑制するキャビテーション抑制制御部（図３においてＣＡＶ抑制制御部と略記）４０ａの機能を有する。

図４Ａは、超音波駆動装置５の駆動信号により駆動される振動子２ｂにより、キャビテーションを発生させない時（キャビテーション非発生時）とキャビテーションを発生させた時（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４Ａにおいては、共振周波数ｆresは４７ｋＨｚである。

キャビテーションの発生の有無によらずに、共振周波数ｆres（４７ｋＨｚ）においては、電圧信号Ｓｖは、最も大きいピークを持つ。そして、キャビテーション非発生時には、共振周波数ｆres以外の周波数においては、顕著なピークを持たない。

これに対して、キャビテーション発生時には、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のレベルが高くなっている。

具体的には、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または１／４などの約数、又はこれらの差分の周波数となるサブハーモニックのレベルがかなり高くなっていると共に、サブハーモニック以外の周波数成分のレベルも、キャビテーション非発生時よりも高くなっている。

このため、上記のように電圧信号Ｓｖにおけるその共振周波数ｆres近傍を除く信号レベルを検出することにより、キャビテーションの発生レベルを検出することができる。

フィルタ回路３９の出力信号としてのキャビテーションレベル信号Ｓｃは、振動子２ｂの駆動（換言すると、先端部材２ｅの超音波振動）を制御する出力制御部の機能を有するＣＰＵ４０に入力される。この出力制御部は、上述したキャビテーション抑制制御部４０ａの機能を含む。

ＣＰＵ４０には、設定部２４から術者により設定される出力電流設定値が入力される。

また、この設定部２４には、例えば第１の制御モードとしての定電流制御モードで動作させる場合と、第２の制御モードとしてキャビテーションの発生を抑制した状態での定電流制御モード（以下、キャビテーションレス制御モード）で動作させる場合とを切り換える切換ボタン４９が設けてある。

換言すると、設定部２４は、キャビテーションの発生を抑制または消滅させる制御モードとしてのキャビテーションレス制御モードで出力制御を行う設定手段を有する。

設定部２４は、出力電流設定値（図３では設定値と略記）と、切換ボタン４９による制御モード信号とをＣＰＵ４０に出力する。

本実施形態においては、第１の制御モードの定電流制御モードにおいては、ＣＰＵ４０は、キャビテーションの発生の有無に関係なく、設定部２４により設定された出力電流値を維持するように、駆動信号の出力制御を行う。

これに対して、第２の制御モードとしてキャビテーションレス制御モードにおいては、ＣＰＵ４０は、キャビテーション抑制制御部４０ａの機能により、キャビテーションの発生を抑制する、そして、ＣＰＵ４０は、設定部２４により設定された出力電流値を維持するように、駆動信号の出力制御を行う。

定電流制御モードの場合には、ＣＰＵ４０は、設定部２４からの出力電流設定値に対応した出力電流設定信号を差動アンプ４１に出力する。

これに対して、キャビテーションレス制御モードの場合には、ＣＰＵ４０は、設定部２４からの出力電流設定値からキャビテーションレベル信号Ｓｃに相当する値を減算した出力電流設定信号を差動アンプ４１に出力する。

この差動アンプ４１には、駆動信号における電流信号Ｓｉも入力される。なお、この電流信号Ｓｉは、実際には電流電圧検出回路３５内に設けられた駆動信号の電流を検出する、例えば電流センサ等により検出されるが、図３では検出される電流信号Ｓｉを簡略的に示している。

差動アンプ４１は、出力電流設定信号から電流信号Ｓｉを減算した差分値の信号を乗算器３２に出力する。

乗算器３２は、差動アンプ４１からの信号が入力される他方の入力端側の値と、発振回路３１からの発振信号とを乗算してアンプ３３に出力する。この場合、他方の入力端側の値は、基準値１に差動アンプ４１の出力信号が加算（差動アンプ４１の出力信号が負の場合には減算）されたものとなる。

従って、駆動信号における電流信号Ｓｉは、ＣＰＵ４０から出力される出力電流設定信号の値を、平均とした定電流値として維持するように閉ループ系により制御される。このようにして振動子２ｂに供給される駆動信号の出力値が制御される。

例えば、キャビテーションレス制御モードの場合には、上記のようにキャビテーションレベル信号Ｓｃが発生すると、そのレベル量だけ、ＣＰＵ４０から出力される出力電流設定信号の値が小さくされて閉ループによる定電流制御が行われる。

このため、キャビテーションレベル信号Ｓｃがなくなる状態を維持するように定電流制御が行われることになる。

なお、駆動信号の電流信号Ｓｉに基づく制御系の時定数は、例えば８ｍｓ程度であり、この時定数の範囲内において電流信号Ｓｉが変化している。

ＣＰＵ４０には、フットスイッチ８からの駆動信号の出力のＯＮ／ＯＦＦを行う操作信号が入力され、操作信号に対応して駆動信号の出力のＯＮ／ＯＦＦの制御を行う。

また、このＣＰＵ４０は、フロントパネル等に設けられた表示部２３と接続され、この表示部２３には超音波の出力値等が表示される。図４Ｂ、図４Ｃは、フィルタ回路３９のフィルタ特性例を示し、図５はその構成例を示す。

図４Ｂは、低周波側の一部の周波数帯域を通す特性に設定した場合を示す。より、具体的には、共振周波数ｆresの１／２のサブハーモニック（約数）を含む周波数帯域を通す特性に設定した場合を示す。

図４Ｃは、共振周波数ｆresの５％程度の周波数から共振周波数ｆresより５％低い周波数（つまり共振周波数ｆresの９５％の周波数）までを通す帯域に設定したものを示す。

図４Ｄは、図４Ｃの帯域特性と、さらに共振周波数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％低い周波数までを通す帯域特性に設定したものを示す。

図５のフィルタ回路３９は、例えば複数のバンドパスフィルタ（図５ではＢＰＦと略記）４３ａ、４３ｂ、…、４３ｎと、スイッチ４４ａ、４４ｂ、…、４４ｎと、検波器４５ａ、４５ｂ、…、４５ｎと、積分器４６とから構成される。

なお、バンドパスフィルタ４３ａ、４３ｂ、…、４３ｎの通過周波数帯域をｆａ、ｆｂ、…、ｆｎで簡略的に示している。この場合の、通過周波数帯域は、例えばｆａ＜ｆｂ＜…＜ｆｎの関係にある。

スイッチ４４ａ、４４ｂ、…、４４ｎのＯＮ／ＯＦＦは、例えば設定部２４からの設定によりＣＰＵ４０を介して選択することができる。この場合、設定部２４から直接選択できるようにしても良い。

スイッチ４４ａ、４４ｂ、…、４４ｎのＯＮ／ＯＦＦを選択することにより、任意の通過周波数帯域を設定することができる。そして、ＯＮにされたスイッチ４４ａ、４４ｂ、…、４４ｎを経た周波数成分は、検波器４５ａ、４５ｂ、…、４５ｎにより検波された後、さらに積分器４６で積分される。

積分器４６で積分された積分信号は、ＣＰＵ４０に、キャビテーションレベル信号Ｓｃとして出力される。積分器４６の代わりに積算器でも良い。

なお、フィルタ回路３９において積分する代わりに、ＣＰＵ４０側で積分する構成にしても良い。

このような構成の超音波駆動装置５における動作を図６を参照して説明する。図６は超音波駆動装置５によるキャビテーション抑制を含む超音波手術の手順を示す。

例えば図２に示すように、術者は処置に使用するハンドピース（図２では主に凝固切開を行うためのハンドピース２）を超音波ケーブルを介して超音波駆動装置５に接続する。

また、術者は、処置する生体組織（つまり処置する部位）に応じて、ステップＳ１に示すように設定部２４により、電流設定値と、制御モードを設定する等、初期設定を行う。

そして、図示しないトラカールを用いて、患者の腹部等に内視鏡と、ハンドピース２のプローブ２ａとを刺入する。そして、術者はステップＳ２に示すように内視鏡による観察下で、体内でのプローブ２ａの先端側を処置対象部位付近に設定する。

次のステップＳ３において術者は、フットスイッチ８をＯＮにして、超音波による処置を開始する。超音波駆動装置５からハンドピース２の振動子２ｂに駆動信号が印加され、振動子２ｂは超音波振動する。

この超音波振動は、プローブ２ａの先端側の先端部材２ｅに伝達され、ステップＳ４に示すように先端部材２ｅが振動子２ｂの共振周波数ｆresで超音波振動する。

この場合、超音波駆動装置５は、ＰＬＬ回路３６を用いた共振周波数追尾部３７により、振動子２ｂをその共振周波数ｆresで駆動する状態を追尾するように制御する。従って、振動子２ｂは、共振周波数ｆresで超音波振動し、また、先端部の先端部材２ｅも共振周波数ｆresで超音波振動する。

また、この場合、先端部材２ｅの超音波振動によりキャビテーションが発生すると、この先端部材２ｅはそのキャビテーション発生による小さな気泡の崩壊の力を受け、その力は先端部材２ｅから振動子２ｂの超音波振動に影響を及ぼす。そして、図４Ａに示すように本来の駆動信号にキャビテーションによる周波数成分が重畳する。上述したように、本来の駆動信号の周波数スペクトルは、キャビテーションの発生により、歪んだ周波数スペクトルを持つ状態となる。

そして、ステップＳ５に示すように駆動信号からフィルタ回路３９により検出されるキャビテーションレベル信号ＳｃからＣＰＵ４０は、キャビテーション発生レベルを検出する。

次のステップＳ６においてＣＰＵ４０は、検出されたキャビテーション発生レベルに応じて予め設定部２４により設定された制御モードに対応した駆動信号の出力制御をする。つまり、ＣＰＵ４０は、通常の定電流制御モードまたはキャビテーションレス制御モードに対応した駆動信号の出力制御を行う。

そして、このような制御下でステップＳ７に示すように術者は、超音波振動による凝固切開等の処置を行う。

図７は、図６におけるステップＳ５及びＳ６によりキャビテーションレベル検出と、検出結果により設定された制御モードに対応した制御の動作を示す。ステップＳ１１においてフィルタ回路３９は駆動信号の周波数を除く所定の周波数成分を、キャビテーションレベル信号Ｓｃとして出力する。

ステップＳ１２に示すようにＣＰＵ４０は、そのキャビテーションレベル信号Ｓｃからキャビテーションの発生レベルを検出する。

ステップＳ１３に示すようにＣＰＵ４０は、制御モードが例えばキャビテーションレス制御モード（図７中ではＣＡＶレス制御モードと略記）か否かの判定を行う。

キャビテーションレス制御モードに該当しない場合には、ステップＳ１４に示すようにＣＰＵ４０は、設定部２４により設定された出力電流設定値を維持するように出力制御を行う。具体的には、ＣＰＵ４０は、出力電流設定値に対応した出力電流設定信号を差動アンプ４１に出力する。そして、ＣＰＵ４０はステップＳ１１に戻る。

この出力制御により、駆動信号の出力値は、通常の定電流制御モードに対応した動作となる。

一方、ステップＳ１３の判定がキャビテーションレス制御モードの場合にはＣＰＵ４０は、ステップＳ１５、Ｓ１６によるキャビテーションを抑制（消滅）させるように出力制御を行う。

ステップＳ１５においてＣＰＵ４０は、キャビテーションレベル信号Ｓｃの有無からキャビテーションが有りか否かを判定する。キャビテーションが有りの場合には、ステップＳ１６に示すようにＣＰＵ４０は出力電流設定値からキャビテーションレベル信号Ｓｃのレベルに対応した分だけ減算した減算値に対応した出力電流設定信号を差動アンプ４１に出力する。そして、ＣＰＵ４０はステップＳ１１に戻る。

この出力制御により、駆動信号の出力値は、キャビテーションが発生していると、そのレベルに応じて減少するように制御されるため、速やかにキャビテーションが発生しない状態の出力値を維持する状態になる。

なお、ステップＳ１５においてキャビテーションが発生していないと、ステップＳ１４に移る。この場合には、キャビテーションが発生していない状態であり、ＣＰＵ４０は設定部２４により設定された出力電流設定値を維持するように出力制御を行う。

このような制御により処置対象の生体組織に対して処置を行う本実施形態によれば、簡単な構成により、キャビテーションの発生の有無と、キャビテーションが発生レベルを精度良く検出できる。

つまり、本実施形態によれば、振動子２ｂを駆動する駆動信号におけるフィルタ回路３９に基づく駆動周波数または共振周波数ｆresを除く周波数成分の電圧信号等からキャビテーションの発生レベル等を精度良く検出することができる。

また、本実施形態は、検出されたキャビテーションのレベルに応じて駆動信号の出力を低減するように制御するので、キャビテーションの発生を速やかに消滅させることができる。

そして、本実施形態によれば、キャビテーションレスの状態で、治療のための処置を行う選択ができる。

なお、術者は、キャビテーションの有無に関係なく、定電流制御モードで駆動信号の出力を制御するモードで処置を行うこともできる。

上述したように、本実施形態によれば、簡単な構成により振動子２ｂを駆動する駆動信号におけるフィルタ回路３９に基づく駆動周波数または共振周波数ｆresの近傍を除く周波数成分の電圧信号等からキャビテーションの発生及び発生レベルを精度良く検出することができる。

なお、関連技術例としての特開２００８−１８８１６０号公報には、ハンドピースを交流電流に応じた周波数及び振幅で駆動する駆動回路を備えた超音波手術装置において、駆動回路の出力端電圧を、直流電圧に変換する変換手段と、変換手段による直流電圧を予め定められた閾値と比較する比較手段と、比較手段による比較結果が、閾値を超える場合には、交流電流の電圧値を下げる電圧制御手段とからなるキャビテーション抑制回路を備えた構成が開示されている。

この関連技術例においては、キャビテーションの発生により、振動発生部を構成するピエゾ素子の負荷状態が変化した場合、（駆動回路を備えた）出力回路が出力する交流電圧値は殆ど変化しないが、出力電圧値は負荷状態に比例して変動することを応用したものであると記載されている。

関連技術例に対して、本実施形態は、駆動信号における少なくとも駆動に用いた周波数近傍を除いた周波数成分の電圧値、インピーダンス値、電流値を用いてキャビテーションを検出するようにしている。

従って、本実施形態は、駆動信号の影響を十分に低減して精度の高いキャビテーションの発生の有無と、発生レベルの検出が可能である。

つまり、本実施形態においては、駆動信号の周波数近傍を除いた周波数成分を検出することにより、殆ど駆動信号の出力レベルに影響されることなく、例えばキャビテーションレベル信号Ｓｃのレベルからキャビテーションの発生レベルを検出することができる。

この場合、キャビテーションの発生の有無は、キャビテーションレベル信号Ｓｃのレベルが０に近い閾値以上であるか否かにより判定できる。また、術者が、手術中において、設定部２４から駆動信号の出力レベルを変化させるように設定値を変更した場合にも、キャビテーションの発生レベルを精度良く検出することができる。

これに対して、関連技術例は、キャビテーションの発生を検出するために予め閾値を設定することが必要であり、この閾値は駆動回路の出力を変更した場合には変更することが必要であると考えられる。

また、この関連技術例は、さらにキャビテーションの際に発生する周波数の連続音を検出するマイクを設け、このマイクが出力する音声信号でキャビテーション抑制を行う構成を開示している。

しかし、この場合には、マイクを体内に挿入可能な細長のプローブ２ａの先端側に設けることが必要になる。

これに対して、本実施形態によれば、体外に配置される超音波駆動装置５側において、キャビテーションの発生の有無及び発生レベルを検出することができる。また、プローブ自体の構成としては、既存のプローブ及びハンドピースを採用することができる。

従って、本実施形態は、振動子を備えた既存のハンドピースの場合にも、適用し易いメリットを有する。

なお、キャビテーションを検出する検出部として、共振周波数ｆresを除く例えばサブハーモニック成分の信号を検出したりしても良い。

図８は変形例の超音波手術装置２１Ｂの構成を示す。この超音波手術装置２１Ｂは、図３の超音波手術装置２１における超音波駆動装置５において、フィルタ回路３９とＣＰＵ４０との間に、切換制御信号により切り換えられるリレー装置６１が設けられた超音波駆動装置５Ｂを備えている。

このリレー装置６１は、ＣＰＵ４０からの切換制御信号により、ＯＮ／ＯＦＦが切り換えられて、制御モードを切り換える。つまり、ＣＰＵ４０は、さらに制御モードを切り換える制御切換部４０ｂを備える。
また、超音波駆動装置５Ｂは、例えば図９に示す設定部２４Ｃを備えている。

この設定部２４Ｃには、術者が定電流制御モードを選択的に指示する定電流制御スイッチ６２ａと、キャビテーションレス制御モードを選択的に指示するキャビテーションレス制御スイッチ６２ｂとが設けられている。

また、この設定部２４Ｃには、両制御モードの場合における出力レベルを、複数段階に設定するレベルスイッチ６３ａ、６３ｂ、６３ｃが設けられている。例えば、レベルスイッチ６３ａ、６３ｂ、６３ｃは、出力レベルをそれぞれＬＶ１、ＬＶ２、ＬＶ３に、それぞれ設定する。

従って、この設定部２４Ｃは、定電流制御モードまたはキャビテーションレス制御モードを指示する制御モード信号と、出力レベルを設定する設定値とをＣＰＵ４０に出力する。

なお、図９においては、レベルスイッチ６３ｊ（ｊ＝ａ〜ｃ）は、両制御モードにおいて、レベル設定の際に共通に使用する構成として示しているが、各制御モードに専用の２組で、各組が例えば複数からなるレベルスイッチを設けるようにしても良い。

図８の構成においてＣＰＵ４０は、術者による設定部２４Ｃからの制御モードの設定に応じた出力制御を行う。

具体的には、定電流制御モードが選択された場合には、ＣＰＵ４０はリレー装置６１のスイッチをＯＦＦに切り換える切換制御信号を出力する。そして、ＣＰＵ４０は、設定部２４Ｃにおけるレベルスイッチ６３ｊ（ｊ＝ａ〜ｃ）による出力レベルを維持するように出力電流設定信号を差動アンプ４１に出力する。

これに対して、キャビテーションレス制御モードが選択された場合には、ＣＰＵ４０はリレー装置６１のスイッチをＯＮに切り換える切換制御信号を出力する。従って、ＣＰＵ４０には、フィルタ回路３９からのキャビテーションレベル信号ＳｃがＯＮにされたリレー装置６１を経て入力される。

そして、ＣＰＵ４０は、このキャビテーションレベル信号Ｓｃが０となる状態を維持する状態でレベルスイッチ６３ｊの出力レベルを維持するように制御する。

その他の構成は、図３に示す第１の実施形態と同様の構成である。また、本変形例の動作は図６及び図７にて説明した場合と殆ど同じであるのでその説明を省略する。

（第２の実施形態）
次に図１０を参照して本発明の第２の実施形態を説明する。図１０は本発明の第２の実施形態の超音波手術装置２１Ｃの構成を示す。第１の実施形態においては、キャビテーションレス制御モードにおいては、キャビテーションの発生を消滅させるように自動制御する装置及び方法を説明した。

これに対して、本実施形態は、キャビテーションの発生レベルを、使用者としての術者に定量的に表示により告知する告知部を備えた構成にし、術者は表示された発生レベルから設定部２４の設定値を手動設定して所望とするキャビテーションレベルに設定することができるようにしたものである。

この超音波手術装置２１Ｃは、図３の構成の超音波駆動装置５において、フィルタ回路３９の出力信号を、Ａ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路５１と、このＡ／Ｄ変換回路５１の出力信号によりキャビテーションの発生レベルを定量的に示す告知部としてのインジケータ５２とを備えた超音波駆動装置５Ｃにした構成となっている。

なお、本実施形態においては、ＣＰＵ４０は、キャビテーション抑制制御部４０ａを有しない。本実施形態の変形例として、２点鎖線で示すようにキャビテーションレベル信号ＳｃをＣＰＵ４０に入力する構成にして、第１の実施形態のようにキャビテーションを抑制する制御モードも選択できるようにしても良い。このため、図８においてキャビテーション抑制制御部４０ａを２点鎖線で示している。

フィルタ回路３９から出力されるキャビテーションレベル信号Ｓｃは、Ａ／Ｄ変換回路５１によりＡ／Ｄ変換される。このＡ／Ｄ変換されたデジタル信号は、キャビテーションの発生レベルに対応する。

そして、このデジタル信号により、インジケータ５２を構成する例えば複数のＬＥＤ５３が発光する。例えば、キャビテーションの発生レベルにほぼ比例して、発光するＬＥＤ５３の数が変化する。図１０においては、例えば斜線で示す２つのＬＥＤ５３が発光している。さらにキャビテーションの発生レベルが増大すると、より多くのＬＥＤ５３が発光する。

なお、本実施形態においては、ＣＰＵ４０には、設定部２４から術者が設定した出力電流設定値が入力され、ＣＰＵ４０は設定部２４からの出力電流設定値を維持するように出力電流設定値に相当する出力電流設定信号を差動アンプ４１に出力する。

そして、本実施形態においては、振動子２ｂ（より一般的には振動子Ｉｂ）に供給される駆動信号は、出力電流設定値を維持するように出力制御される。

つまり、ＣＰＵ４０は、第１の実施形態における定電流制御モードによる出力制御を行う。その他の構成は、第１の実施形態と同様である。

本実施形態においては、術者は、インジケータ５２のＬＥＤ５３の発光数による表示によりキャビテーション発生レベルを確認することができる。そして、術者は、キャビテーション発生レベルを確認して、そのキャビテーション発生レベルをより低減したいと望む場合には、出力電流設定値を下げるようにすれば良い。また、キャビテーションを発生させないようにすることを望む場合には、さらに出力電流設定値を下げるようにすれば良い。このようにして、術者は、処置し易い出力電流設定値に設定して処置することができる。

本実施形態によれば、術者はキャビテーションの発生レベルを表示により告知するインジケータ５２を参考にして、術者が所望とする設定値で処置を行うことができる。なお、告知部として、表示装置による術者への告知の他に、例えば音声等で術者に告知する構成にしても良い。

また、インジケータ５２の告知部の機能を表示部２３に設けるようにしても良い。例えば、図１１以降の実施形態等においては、インジケータ５２を示していないが、その機能を表示部２３で行うようにしても良い。また、第１の実施形態においても、表示部２３がこの告知部の機能を備えたものにしても良い。

なお、図１０に示す第２の実施形態において、２点鎖線で示すようにフィルタ回路３９のキャビテーションレベル信号ＳｃをＣＰＵ４０にも入力する構成にして、キャビテーションの発生の有無をモニタしてキャビテーションが発生した状態からキャビテーションが発生しないレベルに、より速やかに設定するようにしても良い。

キャビテーションはヒステリシス特性を示し、一旦、キャビテーションが発生すると、キャビテーションが発生する直前の出力レベルまで駆動信号の設定レベルを下げてもキャビテーションが停止しない特性を示す場合がある。

このため、図１１に示すようなキャビテーション抑制方法を採用することによって、より良好な応答性、または短時間にキャビテーションが発生しない出力レベルに設定することができる。

最初のステップＳ２１において、ハンドピース２の振動子２ｂ及び先端部材２ｅは超音波振動を開始し、次のステップＳ２２において超音波振動が、例えば最大設定値の７０％（７０％の設定値と略記）で継続しているとする。

この場合、ステップＳ２３に示すようにＣＰＵ４０は、フィルタ回路３９の出力信号からキャビテーションの発生の有無を判定する。

ステップＳ２３の判定において、キャビテーションが発生していないと判定した場合にはステップＳ２４に進み、ＣＰＵ４０は術者による設定部２４での設定値に対応した出力制御を行う。そして、ＣＰＵ４０はステップＳ２３に戻る。つまり、キャビテーションが発生していない場合には、術者が手動で設定した設定値に対応した設定値を維持するようにＣＰＵ４０は出力制御を行う。

一方、キャビテーションが発生していると判定した場合にはＣＰＵ４０はステップＳ２５の処理に進む。ステップＳ２５においてＣＰＵ４０は、術者がキャビテーション発生の境界値以下の設定値（例えば６０％の設定値とする）まで、設定値を下げたか否かを判定する。

術者がキャビテーション発生を停止させない範囲内での設定値の変更（つまりキャビテーションを発生させた状態のままでの設定値の変更）の場合には、ＣＰＵ４０はステップＳ２４を経てステップＳ２３の処理に戻る。

これに対して、術者がキャビテーション発生の境界値以下の設定値（上記６０％の設定値）で、設定値を下げる設定が行われた場合には、ステップＳ２６に示すようにＣＰＵ４０は、その設定値よりも十分に低い設定値（例えば、２０％の設定値）まで強制的に下げる。

つまり、キャビテーションがヒステリシス特性を示す場合においても、キャビテーションの発生が速やかに停止する設定値まで強制的（一時的）に下げる。

この状態でステップＳ２７に示すようにＣＰＵ４０は、フィルタ回路３９の出力信号をモニタし、キャビテーションが停止するまで待つ（ＣＰＵ４０がフィルタ回路３９の出力信号をモニタできる場合）。

そして、キャビテーションが停止した後、ステップＳ２８に示すようにＣＰＵ４０は、強制的に下げた設定値から術者により設定された設定値（上記６０％の設定値）に戻す。

このような制御を行うことにより、キャビテーションが発生した状態において術者がキャビテーションを停止させる設定値に変更設定した場合、ヒステリシス特性を示す場合においても、キャビテーションを短時間に消滅させて、術者が設定した設定値の出力状態となるように設定できる。

上記の実施形態では、ステップＳ２５における術者による処置の後、ステップＳ２６が処理される流れとなっているが、ステップＳ２５の処置なしにキャビテーションの発生を検知したら自動的にステップＳ２６に移る自動制御を行うようにしても良い。

なお、図１１のステップＳ２７によりキャビテーションが停止するまで待つような判定を行う代わりに、ＣＰＵ４０が一定時間の経過を待つようにしても良い。この場合の一定時間としては、例えばキャビテーションが停止するのに要する時間にマージンを含めた時間とすれば良い。この場合は、フィルタ回路３９の出力信号をモニタしない構成の場合に適用できる。

キャビテーションがヒステリシス特性を考慮して、第２の実施形態の超音波手術装置２１Ｃにより、図１２に示すフローチャートに示すような制御方法を採用しても良い。

図１２は、ステップＳ２１からステップＳ２６までは図１１と同様の制御手順である。ステップＳ２６の後、ステップＳ２９に示すようにＣＰＵ４０はキャビテーションが停止するのに要する所定時間が経過するのを待つ。なお、ステップＳ２９の代わりに、図１１のステップＳ２７を採用しても良い。

その後、ステップＳ３０に示すようにＣＰＵ４０は、上記設定値（６０％の設定値）よりも所定量Δ（例えば５％の設定値）だけ小さい設定値（５５％の設定値）に戻す（上げる）。

この場合の所定量Δは、ヒステリシス特性に対応して設定される値である。この所定量Δは、実際にヒステリシスが発生した状態での設定値の状態からキャビテーションの発生を停止させる設定値に変更した場合の変更量や、最初に発生していたキャビテーションのレベル等に応じて適切に設定しても良い。また、実際に使用して、その結果から設定な値を設定するようにしても良い。

図１２による制御方法によれば、キャビテーションが発生し、キャビテーションがヒステリシス特性を示す場合にも、術者が望む出力状態に速やかに設定できる。

上述したように図１１、図１２に示した制御方法は、キャビテーションを発生した状態から、そのキャビテーションの発生を停止（又は消滅）させる場合に広く用いることができる。また、短時間にキャビテーションの発生を抑制する場合に利用できる。

また、図１２の変形例の制御方法として、ステップＳ２５の代わりにＣＰＵ４０は、キャビテーションを抑止する設定に切り換えられたか否かの判定を行うようにしても良い。そして、ＣＰＵ４０は、設定部２４Ｃによりキャビテーションを抑止する設定に切り換えられたような場合には、ステップＳ２６に移り、これに該当しない場合にはステップＳ２４に移るようにしても良い。

また、キャビテーションが発生した後、上記キャビテーションが発生する境界値（この値は幅がある場合もある）以下となる設定値に下げられていない場合において、図１２またはこれを変形した制御方法を採用しても良い。

例えば、キャビテーションが発生している状態において、キャビテーションレス制御スイッチ６２ｂが操作された場合のキャビテーションの検出信号レベルが例えば第１の所定レベルの場合、ＣＰＵ４０は、ステップＳ２６のように第１の所定レベルよりも低い第２のレベルとなるように出力制御を行うようにしても良い。

（第３の実施形態）
次に図１３を参照して本発明の第３の実施形態を説明する。本実施形態においては、実際に使用するハンドピースＩまたはプローブＩａに応じて、制御モードを自動的に設定することができるようにしたものである。

図１３は、第３の実施形態の超音波手術装置２１Ｄの構成を示す。本実施形態例は、以下に説明するようにハンドピースＩを識別する識別部を設け、識別結果に応じて制御モードを切り換えることができるようにしたものである。

この超音波手術装置２１Ｄは、例えば図８の超音波手術装置２１Ｂにおいて各ハンドピースＩ（図１３ではＩ＝２）は、ハンドピース種別情報（単に種別信号ともいう）を発生する識別子を形成する例えばＲＯＭＩｈを、例えばプローブＩａの基端部に内蔵する。

また、超音波駆動装置５Ｄは、この超音波駆動装置５Ｄに超音波ケーブル１４を介して接続されたハンドピースＩからＲＯＭＩｈに格納されているハンドピース種別信号を読み出す通信回路を有する識別部６６を備える。この識別部６６は、読み出したハンドピース種別信号をＣＰＵ４０に送る。

ＣＰＵ４０は、識別部６６によるハンドピース種別信号によりハンドピースＩの種類、ハンドピースＩに搭載されている振動子Ｉｂの種類、ハンドピースＩのプローブＩａの先端部の形状もしくは状態等を識別することができる。

そして、ＣＰＵ４０は、そのハンドピース種別信号に応じて、例えばフラッシュメモリ６７に格納された情報を参照して、定電流制御モードと、キャビテーションレス制御モードとの一方を自動的に選択設定する。なお、識別部６６の識別機能部はＣＰＵ４０の一部であってもよい。

このフラッシュメモリ６７には、ハンドピース種別信号に対応して予めいずれの制御モードを用いるかの情報が格納されている。なお、フラッシュメモリ６７に格納する情報は、例えば設定部２４ＣからＣＰＵ４０を介して変更または更新することができる。

例えば、この超音波駆動装置５Ｄに、ハンドピース２が接続された場合には、ＣＰＵ４０は、対応する情報を参照することにより、キャビテーションレス制御モードを選択する。これに対して、この超音波駆動装置５Ｄにハンドピース３が接続された場合には、ＣＰＵ４０は、対応する情報を参照することにより、定電流制御モードを選択する。

また、フラッシュメモリ６７に設定部２４Ｃから制御モードを手動で設定（選択）する情報が格納されている場合には、ＣＰＵ４０は、術者により設定部２４Ｃから手動で選択される制御モードを優先的に設定する。

なお、本実施形態は、ＲＯＭＩｈに各ハンドピース種別信号を格納する例に限定されるものでない。ＲＯＭＩｈにハンドピースの製造番号を格納し、ＣＰＵ４０は、フラッシュメモリ６７に格納された製造番号を参照して、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。

また、ＲＯＭＩｈの場合に限定されるものでなく、例えば抵抗値により識別を行ったり、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の配列から種類などを識別できるようにしても良い。

次に本実施形態の動作を図１４のフローチャートを参照して説明する。

ステップＳ４１に示すように術者は、実際に使用するハンドピースＩを超音波駆動装置５Ｄに接続し、超音波駆動装置５Ｄの電源を投入する。

すると、ステップＳ４２に示すようにＣＰＵ４０は、ハンドピースＩのＲＯＭＩｈから識別部６６を介してハンドピースＩの種別信号を取得する。つまり、ＣＰＵ４０はハンドピースＩの種類を識別する。

次のステップＳ４３に示すようにＣＰＵ４０は、フラッシュメモリ６７に格納された情報を参照して、例えば種別信号から手動設定するかの判定を行う。

そして、ステップＳ４４に示すように手動設定が行われない、つまり自動設定の場合にはＣＰＵ４０は、種別信号によって制御モードを自動設定する。換言すると、ＣＰＵ４０は、識別部による識別結果により、複数の制御モードにおける１つの制御モードを自動選択または自動切換する。

これに対してステップＳ４５に示すように手動設定の場合にはＣＰＵ４０は、設定部２４Ｃからの手動選択による制御モードを設定する。このようにして制御モードの設定動作が終了する。この制御モードの設定動作以後は、例えば初期設定の後、図６のステップＳ２に類似した動作となる。

本実施形態によれば、術者はフラッシュメモリ６７にハンドピースの種別に応じて採用することを望む制御モードの情報を予め登録しておくと、以後はその情報に従って複数の制御モードから１つの制御モードが自動的に設定される。このため、術者による処置の操作性を向上することができる。

また、設定部２４Ｃから術者が手動で定電流制御モードまたはキャビテーションレス制御モードを優先的に選択して処置を行うこともできる。

図１５は第１変形例の超音波手術装置２１Ｅの構成を示す。

この超音波手術装置２１Ｅは、図１３の超音波手術装置２１Ｄの超音波駆動装置５Ｄにおいてリレー装置６１を有しない超音波駆動装置５Ｅを採用している。この場合、フィルタ回路３９のキャビテーションレベル信号ＳｃはＣＰＵ４０に入力される。

ＣＰＵ４０は、ハンドピース種別信号により設定される制御モードまたは設定部２４Ｃから選択（設定）された制御モードに応じてキャビテーションレベル信号Ｓｃを参照する。

本変形例の動作は、図１３の構成の場合の動作とほぼ同様である。図１３の構成の場合と異なる動作としては、定電流制御モードに設定された状態においても、表示部２３においてキャビテーションの発生レベルを表示できる。

また、例えば図１１で説明した制御を採用する場合、キャビテーションレベル信号Ｓｃをモニタすることにより、応答性が良い状態でキャビテーションの発生を停止した出力レベルに設定することができる。

図１６は、第２変形例の超音波手術装置２１Ｆの主要部の概略の構成を示す。本変形例は、特定の処置具における使用状態の変化を検出して、制御モードを自動的に切り換えることができるようにしている。

術者は、通常は先端部材２ｅ、２ｇを閉状態にして凝固切開の処置を行う。その時、キャビテーションを抑止して行うことを望む場合が多い。また、先端部材２ｅ、２ｇを開状態にして凝固切開の処置を行う場合、剥離の処置を行う。その時、キャビテーションの発生を望む場合が多い。

この超音波手術装置２１Ｆは、例えば図１５の超音波手術装置２１Ｅの超音波駆動装置５Ｅにおいて識別部６６を有しない構成で、かつ特定のハンドピース２に設けられたセンサ２ｊからの検出信号がＣＰＵ４０に入力される超音波駆動装置５Ｆを採用している。

図１６に示すようにハンドピース２における例えば固定ハンドル１９ｂにおける可動ハンドル１９ａに対向する位置には、押圧によりＯＦＦからＯＮするセンサ２ｊが取り付けられている。

このセンサ２ｊは、ハンドル１８の開閉状態を検出するもので、例えばハンドル１８が閉状態であるとＯＮ、開状態であるとＯＦＦの検出信号をそれぞれ出力する。

なお、ハンドル１８の開閉状態に応じて、プローブ２ａの先端側の先端部材２ｅ、２ｇは開閉する。従って、センサ２ｊは、先端部（先端部材２ｅ、２ｇ）の開閉状態を検出した信号を出力する。

ＣＰＵ４０は、ハンドル１８の開閉により先端部の開閉状態を検出するセンサ２ｊの検出信号に応じて制御モードを切り換える。なお、センサ２ｊの検出信号に応じて制御モードを切り換える情報は、例えばフラッシュメモリ６７に格納されている。

図１７は本変形例における動作のフローチャートを示す。超音波駆動装置５Ｆの電源が投入された後、フットスイッチ８がＯＮされると、ステップＳ５１に示すように超音波が出力される。

つまり、駆動信号が振動子２ｂに印加されることにより振動子２ｂが超音波振動し、その超音波振動が先端部材２ｅに伝達されて、先端部材２ｅが超音波振動する（超音波の出力と略記）。

ステップＳ５２に示すようにＣＰＵ４０は、センサ２ｊの検出信号からハンドル１８の開閉と、フィルタ回路３９の出力信号からキャビテーション発生状態を検出する。

そして、ステップＳ５３においてＣＰＵ４０は、ハンドル１８が閉であるか否かの判定を行う。術者は、例えば剥離の処置を行うためにハンドル１８を開（先端部も開）にし、一方、凝固切開の処置を行うためにハンドル１８を閉にする。

ＣＰＵ４０は、ハンドル１８が閉であると、ステップＳ５４に進み、ハンドル１８が開であるとステップＳ５５に移る。

ステップＳ５４においてＣＰＵ４０は、さらにキャビテーション発生有り（キャビテーション有りと略記）かの判定を行う。キャビテーションなしの判定結果の場合にはステップＳ５５に進む。

ステップＳ５５においては、その直前の超音波出力の状態を維持する。そして、術者は、その超音波出力の状態で超音波による処置を継続して行う。

一方、ステップＳ５４の判定結果がキャビテーション有りの場合には、ステップＳ５６に示すように、ＣＰＵ４０は、キャビテーション抑制制御部４０ａの機能によりキャビテーションを消滅させるように超音波出力を制御する。つまり、ＣＰＵ４０は、キャビテーションレスの状態に設定する制御を行う。

このように本変形例においては、先端部が閉にされた場合において、キャビテーションが発生している場合には、キャビテーションを抑制（出力低減と停止を含む）し、キャビテーションが発生していない場合にはその同じ出力状態で超音波出力を維持するように制御する。

換言すると、ＣＰＵ４０は、ハンドル１８が閉でかつキャビテーション有りの場合には、キャビテーション発生を消滅させるように制御モードを切り換える。

なお、ステップＳ５４においてキャビテーション有りの場合、ＣＰＵ４０は一定時間後、にキャビテーション発生を消滅させるように制御するようにしても良い。また、ハンドピース２をＦＩＧ．１のように超音波駆動装置５と高周波出力装置６とを併用させる場合には、超音波による摩擦により処置される生体組織がある程度、炭化変性した場合には、高周波インピーダンスが変化する。

この高周波インピーダンス変化の状態をモニタリングして、ある程度炭化変性が進んで凝固の処置が行われたならば、超音波出力を低減して、停止するようにしても良い。

なお、ステップＳ５３の判定においてハンドル１８が閉でない、つまりハンドル１８が開であると、ステップＳ５５に示すように超音波出力を維持する。

図１７による制御方法は、そのような処置を行い易くし、術者の処置に対する操作性を向上できる。

本変形例によれば、ハンドピース２の使用状態の変化に応じて、駆動信号の出力制御を変更するようにしているので、術者が処置の最中に出力変更の操作を行う手間を軽減できる。つまり、本変形例は、超音波手術の操作性を向上することができる。

（第４の実施形態）
次に図１８を参照して本発明の第４の実施形態を説明する。図１８は、第４の実施形態を備えた超音波手術システム１Ｂの構成を示す。本実施形態は、超音波振動により処置を行う際に、送水及び吸引を連動させ、予め設定された吸引量に対して、実際に吸引される吸引量をモニタする。そして、実際の吸引量が設定された吸引量未満の場合には、キャビテーションを消滅（停止）させたり、キャビテーションを低減させたりするように制御する。
この超音波手術システム１Ｂは、第４の実施形態の超音波手術装置２１Ｈと、この超音波手術装置２１Ｈと同時に使用される送水吸引装置７とから構成される。

超音波手術装置２１Ｈは、超音波駆動装置５Ｈと、この超音波駆動装置５Ｈ及び送水吸引装置７に接続されるハンドピース３とから構成される。

また、超音波駆動装置５Ｈを構成するＣＰＵ４０は、通信ケーブル１２を介して送水吸引装置７の制御部を構成するＣＰＵ８６と接続される。両ＣＰＵ４０、８６は双方向の通信を行うことができる。

この超音波駆動装置５Ｈは、例えば図１５の超音波駆動装置５Ｅにおいて、例えばハンドピースＩの識別手段（ＲＯＭＩｈ、識別部６６、フラッシュメモリ６７）を有しない構成である。なお、識別手段を備えた構成に適用することもできる。

図１８においては発振回路３１〜ＰＬＬ回路３６を、これらにより構成される共振周波数追尾部３７で示している。

また、本実施形態の超音波駆動装置５Ｈにおいては、その設定部２４Ｃ及び送水吸引装置７の設定部９１において設定された設定値の情報を記憶する設定記憶部６８が例えばフラッシュメモリにより構成されている。

また、設定部２４Ｃには、設定値の情報を設定記憶部６８に記憶させる指示操作を行う記憶ボタン（または記憶スイッチ）７０が設けられている。

また、送水吸引装置７は、送水（この場合の水は、例えば生理的食塩水である）を行う送水部８７及び吸引を行う吸引部８８と、送水部８７及び吸引部８８の動作をそれぞれ制御する送水制御部８９及び吸引制御部９０と、送水吸引装置全体の制御を行う制御部としてのＣＰＵ８６と、送水量及び吸引量の設定（つまり、送水量設定及び吸引量設定）等を行う設定部９１と、送水量と吸引量等を表示する表示部９２と、送水及び吸引の指示操作を行うフットスイッチ１０とを有する。

なお、図１８において、ＣＰＵ８６が送水制御部８９及び吸引制御部９０の機能を兼ねる構成にしても良い。

送水部８７及び吸引部８８は、その内部に送水を行う送水駆動部を構成する送水ポンプ８７ａと、吸引を行う吸引駆動部を構成する吸引ポンプ８８ａを内蔵している。また、送水部８７（の送水ポンプ８７ａ）及び吸引部８８（の吸引ポンプ８８ａ）は、送水コネクタ及び吸引コネクタにそれぞれ接続される送水チューブ及び吸引チューブからなる送水吸引チューブ１６を介してハンドピース３の送水吸引コネクタ３ｇに接続される。

術者がフットスイッチ１０により送水の指示操作を行うことにより、ＣＰＵ８６は、送水制御部８９を介して送水ポンプ８７ａを駆動する。そして、送水ポンプ８７ａは、送水チューブを介してハンドピース３内の管路を介して先端部材３ｅの開口から生理的食塩水を処置対象の生体組織付近に注入する。

また、術者がフットスイッチ１０により吸引の指示操作を行うことにより、ＣＰＵ８６は、吸引制御部９０を介して吸引ポンプ８８ａを駆動する。そして、吸引ポンプ８８ａは、先端部材３ｅの開口から送水された液体と先端部材３ｅにより破砕や切除された組織片などが混ざった液体または流体を吸引チューブを介して吸引する。

送水部８７による送水量及び吸引部８８による吸引量は、送水部８７及び吸引部８８内部の流量センサ等により測定により検出される。ＣＰＵ８６は、設定部９１からの設定値に応じて送水ポンプ８７ａ及び吸引ポンプ８８ａの送水量及び吸引量を決める送水駆動信号と吸引駆動信号のレベルを設定する。

そして、以下に説明するようにキャビテーションを抑制して処置を行う場合、設定部９１により設定された吸引量（設定吸引量という）が実際の吸引量を超えて検出された場合には、ＣＰＵ４０は、そのキャビテーション出力低減またはキャビテーションを停止（消滅）する制御を行う。

次にこの超音波手術システム１Ｂによるキャビテーションを抑制する制御を含む動作を図１９を参照して説明する。

術者は、図１８に示すようにハンドピース３を超音波駆動装置５Ｈと送水吸引装置７とに接続し、超音波駆動装置５Ｈと送水吸引装置７の電源を投入する。そして、図１９のステップＳ９１に示すように手術開始前に超音波出力と吸引量等の事前設定を行う。

また、次のステップＳ９２に示すように術者は、手術開始直後に超音波出力と吸引量の再設定を行う。このステップＳ９２は、処置を行う患部の生体組織の状態や、実際に手術を行う術者の好み等により、その症例に適した適正値の超音波出力と吸引量に設定する。

次のステップＳ９３に示すように術者は、ステップＳ９２において再設定した状態の情報を記憶するように記憶ボタン７０を操作する。記憶ボタン７０の操作により、再設定された超音波出力と吸引量の情報がＣＰＵ４０を介して設定記憶部６８に記憶される。

そして、ステップＳ９４に示すように術者はフットスイッチ８、１０を操作して超音波駆動装置５Ｈと送水吸引装置７とを動作させる。

また、ＣＰＵ４０は、ステップＳ９５に示すようにフィルタ回路３９からのキャビテーションレベル信号Ｓｃによりキャビテーションの発生レベルを検出する。なお、ここではキャビテーションが発生されているとする。

また、ステップＳ９６に示すように送水吸引装置７のＣＰＵ８６は、実際の吸引量を検出する。そして、検出した吸引量を通信ケーブル１２を介してＣＰＵ４０に送信する。

ステップＳ９７に示すようにＣＰＵ４０は、設定記憶部６８に記憶された再設定の設定吸引量と、実際の吸引量を比較し、ステップＳ９８に示すように設定吸引量＞実際の吸引量かの判定を行う。そして、その判定結果に応じて、キャビテーション抑制制御を行うＣＰＵ４０は、キャビテーションを抑制する。

ステップＳ９８の判定結果に該当する場合には、術者はその状態のキャビテーション出力レベルを低減又は停止することを望む場合がある。従って、この場合には、ステップＳ９９に示すようにＣＰＵ４０は、キャビテーション出力を低減または停止するように制御する。

一方、ステップＳ９８の判定結果に該当しない場合、つまり設定吸引量≦実際の吸引量の場合には、術者はその状態のキャビテーション出力レベルを維持することを望む場合がある。従って、この場合には、ステップＳ１００に示すようにＣＰＵ４０は、現在のキャビテーション出力を維持するように制御する。

本実施形態によれば、設定吸引量が実際の吸引量の超える場合には、そのキャビテーション出力を低減または消滅するように制御することができる。

（第５の実施形態）
次に本発明の第５の実施形態を図２０Ａ等を参照して説明する。図２０Ａは、本発明の第５の実施形態におけるハンドピース２の先端部の形状を示す。このハンドピース２の先端部は、ハンドル１８（図２参照）の開閉操作に連動して開閉する可動先端部材２ｇ及び固定先端部材２ｅからなる。

本実施形態においては、可動先端部材２ｇと固定先端部材２ｅとは、対向する面にそれぞれ鋸歯状の凹凸部９４ａ、９４ｂが設けられており、両凹凸部９４ａ、９４ｂ間に処置対象の生体組織９５を把持して凝固切開の処置を行う。

図２０Ａの状態からハンドル１８を閉じる操作を行うことにより、生体組織９５は、可動先端部材２ｇの凹凸部９４ａと固定先端部材２ｅの凹凸部９４ｂとの間に把持されて両凹凸部９４ａ、９４ｂの表面に密着する状態となる。

図２０Ｂは、実際に超音波振動する固定先端部材２ｅの鋸歯状の凹凸部９４ｂの表面に生体組織９５が密着した状態を示す。この状態で、固定先端部材２ｅを超音波振動させることにより、この凹凸部９４ｂにおける（特に長手方向に関して段差面となっている）表面近傍の生体組織９５にキャビテーション９６が発生し易い。

そして、本実施形態においては、後述する図２２Ａ等に示すような駆動シーケンスを採用することにより、処置対象の生体組織９５に対する凝固切開の処置を円滑に行うことができる。

なお、この場合の先端部の形状は、図２０Ａに示す形状のものに限定されるものでなく、図２０Ｃのように矩形状の凹凸部９４ｃ、９４ｄを設けた構造でも良い。

また、図２０Ｄ及び図２０Ｅに示すように固定先端部材２ｅのみに凹凸部９４ｂ、９４ｄを設け、可動先端部材２ｇには、凹凸部９４ｂ、９４ｄに対向する面が平面ないしは平滑面９４ｅ、９４ｅとした構造にしても良い。

図２１は、本実施形態の超音波手術装置２１Ｊを示す。この超音波手術装置２１Ｊは、超音波駆動装置５Ｊを有する。この超音波駆動装置５Ｊは、例えば図３の超音波駆動装置５において、設定部２４に、術者が駆動シーケンスを設定する駆動シーケンス設定ボタン９７が設けられている。

術者は、この駆動シーケンス設定ボタン９７をＯＮにすることにより、超音波による生体組織を凝固させる組織凝固モード（凝固モートと略記）の処置を行う時間（周期）と、生体組織を切開する組織切開モード（切開モードと略記）で行う時間とを設定することができ、かつ両モードを切り換えて動作させる設定を行うことができる。

ＣＰＵ４０は、この駆動シーケンス設定ボタン９７の設定に応じて、駆動信号の出力を凝固モードと切開モードを設定された周期で切り換える。

また、この場合ＣＰＵ４０は、切開モードにおいてはキャビテーションの発生を維持するように制御するキャビテーション発生制御部（図２１ではＣＡＶ発生制御部と略記）４０ｃの機能を有する。これに対して、ＣＰＵ４０は、凝固モードの場合には第１の実施形態等で説明したようにキャビテーション抑制制御部４０ａにより、キャビテーションを抑止したキャビテーションレスとなるように駆動信号の出力制御をする。

なお、設定部２４に駆動シーケンス設定ボタン９７を設ける他に、さらに凝固モードと切開モードを術者が手動で選択できるように例えば凝固モードボタンと、切開モードボタンを設けるようにしても良い。

この超音波駆動装置５Ｊにおけるその他の構成は、図３の超音波駆動装置５と同様の構成である。

図２２Ａは、本実施形態による超音波処置における駆動シーケンスを示す。超音波の処置が例えば時間ｔ０で開始すると、ＣＰＵ４０は、凝固モードに設定して、設定部２４により設定された時間（ｔ１−ｔ０）、駆動部を構成するアンプ３３から駆動信号を振動子２ｂに出力させる。

振動子２ｂによる超音波振動は、プローブ２ａの先端部から生体組織９５に印加され、超音波振動による摩擦熱を利用した凝固の処置が行われる。この場合、ＣＰＵ４０はフィルタ回路３９の出力信号をモニタして、キャビテーションの発生を抑止するように超音波出力を制御する。つまり、ＣＰＵ４０は、凝固モード時にはキャビテーション抑制制御部４０ａの機能を動作させ（図２２ＡにおいてＯＮで示す）、キャビテーションレスとなるように超音波出力を制御する。

凝固モードの処置の時間（ｔ１−ｔ０）経過すると、ＣＰＵ４０は時間ｔ１に、切開モードに切り換えて、設定部２４により設定された時間（ｔ２−ｔ１）、アンプ３３から駆動信号を振動子２ｂに出力させる。

振動子２ｂによる超音波振動は、プローブ２ａの先端部から生体組織９５に印加され、切開の処置が行われる。この場合、ＣＰＵ４０は、フィルタ回路３９の出力信号をモニタして、キャビテーションを発生させた状態を維持するように超音波の出力制御をする。つまり、キャビテーションを利用して切開する機能を大きくして切開の処置を行う。図２２ＡにおいてＣＡＶ発生制御をＯＮとして示している。

この切開モードでの処置の時間（ｔ２−ｔ１）が経過すると、ＣＰＵ４０は時間ｔ２に凝固モードに切り換えて、設定部２４により設定された時間（ｔ３−ｔ２）、同様の制御を行う。このように凝固モード及び切開モードをさらに交互に繰り返して、時間ｔ４、ｔ５まで繰り返す。そして時間ｔ５から時間ｔ６までの切開モードでの処置を行うことにより、処置対象の生体組織に対する凝固切開の処置を終了する。

図２２Ａにおいては、凝固モードと切開モードを複数回切り換えて行う例で説明したが、図２２Ｂに示すように凝固モードと切開モードとを行う時間をそれぞれｔ０からｔａまでとｔａからｔｂまでと長くして、例えば両モードを１回づつ行うことにより処置対象の生体組織９５に対する凝固切開の処置を行うようにしても良い。また、図２２Ａ、図２２Ｂの場合に限定されるものでなく、これらの中間的な駆動シーケンスにより処置を行うようにしても良い。

本実施形態によれば、凝固モードにおけるキャビテーションの発生を抑止して凝固の処置を行うことができる。また、切開モードでは、キャビテーションを発生させて、切開の機能を大きくして処置を行うことができる。

このため、本実施形態によれば、術者が凝固切開の処置を行う場合の操作性を向上することができる。

なお、切開モードの場合には、定電流制御モードにより出力制御を行うようにしても良い。

以上の説明のように、超音波手術装置は以下の構成を具備する。

１． 超音波振動を発生可能な超音波振動子と、
前記超音波振動子を駆動信号により駆動する駆動部と、
前記超音波振動子と動作的に結合された基端部と生体組織を処置するための超音波振動を発生する先端部とを有し、前記超音波振動子が発生する前記超音波振動を前記基端部から前記先端部に伝達するためのプローブと、
前記超音波振動子の共振周波数を追尾するように前記駆動信号の周波数を自動調整して、前記先端部を前記共振周波数で超音波振動させる共振周波数追尾部と、
前記駆動信号の共振周波数以外の周波数成分の周波数成分信号をキャビテーションの検出信号として検出する検出部と、
前記検出部による検出結果に従い、キャビテーションを抑制または消滅させるように前記駆動信号を制御するキャビテーション抑制制御部と、を具備する超音波手術装置。

１２．上記１の超音波手術装置であって、
キャビテーション抑制制御部は、さらに、
制御内容が異なる複数の制御モードを切り換える制御切換部を有する。

１５．上記１２の超音波手術装置であって、
前記先端部はキャビテーションを発生させる凹凸形状を備え、
前記制御切換部は、前記複数の制御モードとしての前記凹凸形状により発生するキャビテーションを利用した切開を行う組織切開モードと、キャビテーションを抑制した超音波振動による摩擦熱を利用した凝固を行う組織凝固モードとを選択的に切り換える切換部を備える。

１６．上記１の超音波手術装置であって、
前記キャビテーション抑制制御部は、前記検出部により検出されたキャビテーションの検出信号のレベルが大きい程、前記駆動信号の出力レベルを低減する制御により、キャビテーションを抑制又は消滅させる。

そして、本発明の超音波手術装置は、キャビテーションの発生有無および発生したキャビテーションのレベル、の高精度検出が可能である。また、本発明の超音波手術システムはキャビテーションの発生有無および発生したキャビテーションのレベル、の高精度検出が可能である。さらに、本発明のキャビテーション抑制方法はキャビテーションの発生有無および発生したキャビテーションのレベル、の高精度検出が可能である。

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３日にアメリカ合衆国に出願された１２／４７７６６１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 (18)

1. 超音波振動を発生可能な超音波振動子と、
   前記超音波振動子と動作的に結合された基端部と、超音波振動する先端部とを有し、前記超音波振動子が発生する超音波振動を前記基端部から前記先端部に伝達するプローブと、
   駆動信号に基づいて振動する前記超音波振動子に生じる振動の状態を、検出する電流電圧検出回路と、
   前記電流電圧検出回路で検出された前記振動の状態から、前記超音波振動子の共振周波数を追尾するように前記駆動信号の周波数を調整する共振周波数追尾部と、
   前記先端部の振動によって生じるキャビテーションの発生レベルに対応した、前記共振周波数以外の周波数の周波数成分の積分からなる信号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、
   前記キャビテーションレベル信号に応じて、キャビテーションを抑制または消滅させるように前記駆動信号を変更する制御を行う制御部と、
   を具備することを特徴とする超音波手術装置。
2. 前記検出部は、前記共振周波数以外の周波数の周波数成分における電圧値、電流値、インピーダンス値の少なくとも１つを前記キャビテーションレベル信号として検出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。
3. 前記検出部は、前記駆動信号の、前記共振周波数以外の周波数の周波数成分を抽出するフィルタ回路を備え、前記フィルタ回路の出力信号を前記キャビテーションレベル信号として検出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。
4. 前記キャビテーションレベル信号は、前記共振周波数より大きく、前記共振周波数の第２高調波より小さい周波数の周波数成分の積分からなる信号であることを特徴とする請求１に記載の超音波手術装置。
5. 前記キャビテーションレベル信号は、前記共振周波数の５%から９５%までの周波数帯域または、前記共振周波数の１０５%から１９５%までの周波数帯域の少なくとも一方の積分からなる信号であることを特徴とする請求項１に記載の超音波手術装置。
6. 前記検出部が検出する前記キャビテーションの発生レベルを告知する告知部を有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。
7. 前記制御部は、前記キャビテーションレベル信号が第１の所定レベルに達していることを検出すると、前記駆動信号を減少させ、前記キャビテーションレベル信号が前記第１の所定レベルより低い第２の所定レベルまで低下していることを検出すると、前記駆動信号を前記第１の所定レベルよりも低い所定レベルまで上昇させる制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の超音波手術装置。
8. 前記制御部は、前記検出部によりキャビテーションが発生していることを検出すると、前記駆動信号を、第１の所定レベルまで減少させて、所定時間経過後、または前記検出部によるキャビテーションの発生停止の検出後に、キャビテーション発生が検出されたレベルより低い第２のレベルまで上昇させる制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の超音波手術装置。
9. 前記第１の所定レベルは、キャビテーションが発生／消滅する境界値未満のレベルであることを特徴とする請求項８に記載の超音波手術装置。
10. 前記制御部は、制御内容が異なる複数の制御モードを切り換えることを特徴とする請求項１に記載の超音波手術装置。
11. 前記制御部は、前記複数の制御モードにおける１つの制御モードを選択的に設定する設定部を備えることを特徴とする請求項１０に記載の超音波手術装置。
12. 前記制御部は、前記プローブもしくは前記超音波振動子の種類、または前記先端部の形状もしくは使用状態を識別し、その識別結果に応じて前記制御モードを切り換えることを特徴とする請求項１０に記載の超音波手術装置。
13. 前記先端部は凹凸形状を備え、
    前記制御部は、前記制御モードとして、前記凹凸形状により発生するキャビテーションを利用した切開を行う組織切開モードと、キャビテーションを抑制した超音波振動による摩擦熱を利用した凝固を行う組織凝固モードと、を選択的に切り換えることを特徴とする請求項１０に記載の超音波手術装置。
14. 前記制御部は、前記キャビテーションレベル信号のレベルが大きい程、前記駆動信号の出力レベルを低減する制御により、キャビテーションを抑制または消滅させることを特徴とする請求項１に記載の超音波手術装置。
15. 超音波振動を発生可能な超音波振動子と、
    前記超音波振動子と動作的に結合された基端部と、超音波振動する先端部と、を有し、前記超音波振動子が発生する超音波振動を前記基端部から前記先端部に伝達するプローブと、
    駆動信号に基づいて振動する前記超音波振動子に生じる振動の状態を検出する電流電圧検出回路と、
    前記電流電圧検出回路で検出された前記振動の状態から、前記超音波振動子の共振周波数を追尾するように前記駆動信号の周波数を調整する共振周波数追尾部と、
    前記先端部の振動によって生じるキャビテーションの発生レベルに対応した、前記共振周波数以外の周波数の周波数成分の積分からなる信号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、
    前記先端部の周囲の液体を吸引する吸引駆動部と、
    吸引量を設定する設定部と、
    前記設定部の設定に従って前記吸引駆動部を制御する吸引制御部と、
    前記キャビテーションレベル信号および吸引量に応じて、キャビテーションを抑制または消滅させるように前記駆動信号を変更する制御を行う制御部と、
    を備えることを特徴とする超音波手術システム。
16. 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、超音波振動する先端部と、を有するプローブの前記先端部に、前記超音波振動子が発生する超音波振動を伝達するステップと、
    駆動信号に基づいて振動する前記超音波振動子に生じる振動の状態を電流電圧検出回路が検出するステップと、
    前記電流電圧検出回路で検出された前記振動の状態から、前記超音波振動子の共振周波数を追尾するように前記駆動信号の周波数共振周波数追尾部が調整するステップと、
    前記先端部の振動によって生じるキャビテーションの発生レベルに対応した、前記共振周波数以外の周波数の周波数成分の積分からなる信号をキャビテーションレベル信号として、検出部が検出するステップと、
    前記キャビテーションレベル信号に応じて、キャビテーションを抑制または消滅するように、前記駆動信号を変更する制御を制御部が行うステップと、
    を具備することを特徴とするキャビテーション抑制方法。
17. 前記制御部は、前記検出部が検出するステップによりキャビテーションが発生していることを検出すると、前記駆動信号を所定時間、所定レベルまで減少させ、所定時間経過後に、キャビテーション発生時の前記駆動信号に応じて決定される所定レベルまで上昇させる制御を行うことを特徴とする請求項１６に記載のキャビテーション抑制方法。
18. 前記制御部は、前記検出部が検出するステップによりキャビテーションが第１の所定レベルに達していることを検出すると、前記駆動信号を減少させ、キャビテーションが第２の所定レベルまで低下していることを検出すると、前記駆動信号を所定レベルまで上昇させる制御を行うことを特徴とする請求項１６に記載のキャビテーション抑制方法。

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