JP6076396B2 - 超音波手術用電源供給装置 - Google Patents
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Description
図6の(A)〜(C)は、第1の実施形態に係るハンドピース2の異常を探査する方法を説明するための図である。図6の(A)は、ハンドピース2のプローブ2bの部分を拡大して示す図である。この図は、プローブ2bにクラック10が入った状態を模式的に示している。ここでクラックとは、必ずしも肉眼で確認できるようなクラックのみを意味するものではなく、例えば内部亀裂のような外観に現れないクラックや、金属疲労等の初期に現れるマイクロクラックのようなものも含まれる。実際のクラックの測定も、肉眼観察だけに限られず、拡大鏡、金属顕微鏡等による微視的観察、さらには電子顕微鏡によるミクロンオーダのクラック(マイクロクラック)の観察も行っている。
図6の(B)および(C)は、プローブ2bが正常な状態からクラックが入ったときのPLL制御中のインピーダンスZ、電流I,および位相差(θV−θI)の周波数依存性を示すグラフである。図6の(B)では、プローブには未だ傷がなく、正常な状態のインピーダンスZ、電流I、および位相差(θV−θI)が示されている。PLL制御により位相差(θV−θI)がゼロ度となるように周波数が変動されている。この図において、インピーダンスZが一番低くなる近傍で位相差(θV−θI)もゼロ度になっている。従ってこの周波数frが、共振周波数である。
本実施形態によれば、電気的容量の測定に基づき、または直接測定に基づき温度を検出し、この温度の変動値をモニタすることにより、通常の手術による組織の切除等で生じる通常の使用の温度変動値とは異なる温度変動値を異常として検出することにより、プローブのクラックの発生を瞬時に容易に把握することができる。このプローブクラックの早期発見により、医療従事者は、プローブの破損を生じる前にプローブを交換することができ、そして安全に患者の処置を継続することができる。
以下に本発明の第2実施形態について図10のフロー図を使用して説明する。ここでは第1の実施の形態と異なる部分のみ説明する。図9のフロー図のステップS1およびS2は図10のフロー図のステップS11およびS12に対応するものであるので詳細な説明は省略する。
さらに、異常と判断した場合には超音波出力を停止もしくはシャットダウンすることができ、クラック以上のプローブの破損、脱落を防止することはできる。
本実施形態によれば、温度を検出し、この温度の単位時間当たりの温度変動値をモニタすることにより、通常の手術による組織の切除等で生じる通常の温度変動値とは異なる温度変動値を異常として検出することにより、プローブのクラックの発生を瞬時に容易に把握することができる。このプローブクラックの早期発見により、医療従事者は、プローブの破損を生じる前にプローブを交換することができ、そして安全に患者の処置を継続することができる。
以下に、本発明の第3の実施形態について図8のブロック図および図11のフロー図を使用して説明する。まず超音波を用いたプローブ2bにより患者の腹腔内の手術を行う場合、制御回路1cはPLL制御を開始し、異常検出回路1kは初期の共振周波数および超音波振動子の温度を検出し保存する(ステップS21)。超音波発振回路1aから超音波電力をハンドピース2に出力中は、異常検出回路1kは、一定のサンプリング時間を定め共振周波数と温度の変動を監視する(ステップS22)。
温度の変動量と共に、単位時間当たりの共振周波数の変動量に対しても、予め定めた閾値として超音波振動子の温度による共振周波数の変動を設定することが有効である。この閾値の設定方法により、通常の手術時の温度上昇による共振器周波数の変化と、プローブ2bのクラックによる共振器周波数の変化とを正確に、かつ容易に切り分けることができる。これに従って超音波出力を停止もしくはシャットダウンすることができ、クラック以上のプローブの破損、脱落を防止することはできる。
第4の実施の形態を図12のブロック図を参照して説明する。このブロック図は、図8のブロック図と似ており、図8のブロック図に追加して位相差検出回路1jを具備する。位相差検出回路1jで検出された出力電圧と、出力電流との位相差(θV−θI)は図6の(B)および(C)より、プローブ2bのクラックによって変動するものであることが判っている。この位相差の変動を、更に異常判定手段として使用することができる。また出力電圧・出力電流検出回路1fから異常検出回路1kに出力電圧および出力電流の信号を取り込んでいる。出力電流等も図6の(B)および(C)によりプローブ2bのクラックによって変動するものであることが判っている。従って出力電流等の変動も、更に異常判定手段として使用することができる。
位相差(θV−θI)または出力電流等の変動量を測定することによりプローブのクラックをより正確に、かつ的確に把握することができる。
Claims (7)
- 超音波により生体組織を処置する処置具に電力を出力する手術用電源供給装置であって、
前記処置具に設けられる超音波振動子に超音波を発生させるための駆動電力を供給する超音波発振部と、
処置中の前記超音波振動子の温度を繰り返し検出する温度検出部と、
前記処置具の異常を検出するために、前記温度検出部で先に検出された単位時間の間隔の複数の温度と、引き続き検出された前記単位時間の間隔の複数の温度との比較を経時的に繰り返し行い、前記比較の結果に予め定めた閾値を超える変動量があるか否かを検出する異常検出部と、
を有する超音波手術用電源供給装置。 - 前記超音波手術用電源供給装置は、さらに、
前記駆動電力に関わるインピーダンスを用いて共振周波数を算出する周波数検出部を備え、
前記異常検出部は、前記単位時間の間隔の複数の温度に基づく前記変動量に加えて、前記周波数検出部で直前に検出された単位時間あたりの複数の共振周波数と、直後に検出された共振周波数と比較し、該共振周波数が予め定めた閾値を超える変動量があるか否かを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用電源供給装置。 - 前記温度検出部は、前記超音波振動子の温度を直接検出するサーミスタ若しくは熱電対であることを特徴とする請求項1に記載の超音波手術用電源供給装置。
- 前記温度検出部は、前記処置具の電気的容量を測定することによって温度を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用電源供給装置。
- 前記異常検出部は、前記処置具の単位時間当たりの温度変化量が予め定めた閾値を超えたか否かにより異常を検出する請求項4に記載の超音波手術用電源供給装置。
- 前記異常検出部は、前記周波数検出部により算出された単位時間当たりの前記共振周波数の変動量が、予め定められた単位時間当たりの温度変化から生じる共振周波数の変動量を超えているか否かにより異常を検出する請求項2に記載の超音波手術用電源供給装置。
- 前記異常検出部が、異常を検出した場合に、前記超音波発振部の電力の出力を停止する請求項1に記載の超音波手術用電源供給装置。
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