JP6095880B1 - 高周波処置具のための電源装置及びそれを備える処置システム - Google Patents

Abstract

高周波処置具のための電源装置１００は、アクティブ側検出回路（１１０）と、パッシブ側検出回路（１５０）と、演算部（１９４）とを備える。アクティブ側検出回路（１１０）は、処置具用端子（１８２）から処置具（２２０）へと出力された第１の信号と、処置具（２２０）から処置具用端子（１８２）へと戻る第２の信号とを取得する。パッシブ側検出回路（１５０）は、処置具用端子（１８２）から処置具（２２０）へと出力され対極板（２４０）を介して対極板用端子（１８４）へと通過する第３の信号を取得する。演算部（１９４）は、第１の信号に対する第２の信号である反射損失と、第１の信号に対する第３の信号である第１の挿入損失とを算出し、反射損失と第１の挿入損失とに基づいて、異常の発生箇所を特定する。

Description

本発明は、高周波処置具のための電源装置及びそれを備える処置システムに関する。

一般に、高周波の電力を用いて生体組織の処置を行う処置システムが知られている。このような処置システムでは、高周波電源の一極に電気メスが接続され、他極に対極板が接続される。処置システムでは、電気メスから出力された高周波電流が対極板で回収されることで生体組織の処置が行なわれる。

このような処置システムでは、システム上の異常の発生が監視され、異常がある場合には警告が出されたり、高周波電源の出力が停止されたりする。例えば、日本国特開平１１−９６１１号公報には、対極板が人体に正常に装着されたか否かを検出する技術が開示されている。この技術では、例えばインピーダンスといった検知信号の値が所定の範囲内にあるか否かが判定され、範囲内にある場合にはその信号の値が記憶される。この記憶値から所定の値だけ検知信号の値が変化した場合には、対極板が剥がれたと判定され、異常を示す警告が行われる。

高周波電力を用いた処置システムにおいて、異常が生じ得るのは、対極板の装着の適否のみではない。例えば、コネクタの接続不良、ケーブルの断線、漏れ電流等、様々な異常が発生し得る。そのため、処置システムにおいて異常が発生した場合、異常がどの箇所で発生しているのか特定されることが好ましい。

そこで本発明は、異常が発生した場合に、異常が発生した箇所を特定することができる高周波処置具のための電源装置及びそれを備える処置システムを提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、電源装置は、高周波電力を用いた処置具の先端電極と人体表面に貼付されるように構成された対極板との間に高周波電流を流す処置システムのための電源装置であって、交流電力を発生させる電源と、前記処置具を電気的に接続するための処置具用端子と、前記対極板を電気的に接続するための対極板用端子と、前記電源から前記処置具用端子を介して前記処置具へと出力された前記交流電力に係る第１の信号と、前記電源から前記処置具用端子を介して前記処置具へと出力され前記処置具から前記処置具用端子へと戻る電力に係る第２の信号とを取得するアクティブ側検出回路と、前記電源から前記処置具用端子を介して前記処置具へと出力され前記対極板を介して前記対極板用端子へと通過する電力に係る第３の信号を取得するパッシブ側検出回路と、前記第１の信号に対する前記第２の信号である反射損失と、前記第１の信号に対する前記第３の信号である第１の挿入損失とを算出し、前記反射損失と前記第１の挿入損失とに基づいて、前記処置システムにおいて異常が発生したときに当該異常の発生箇所を特定する演算部と、を備え、前記演算部は、算出された前記反射損失が増加する過程又は前記第１の挿入損失が減少する過程において、単位時間当たりの前記反射損失又は前記第１の挿入損失の変化量が所定の閾値よりも大きいとき、エラーが発生したと判定する。

本発明の一態様によれば、処置システムは、前記電源装置と、前記処置具と、前記対極板とを備える。

本発明によれば、異常が発生した場合に、異常が発生した箇所を特定することができる高周波処置具のための電源装置及びそれを備える処置システムを提供できる。

図１は、一実施形態に係る処置システムの外観の一例を示す図である。 図２は、第１の実施形態に係る処置システムの構成例の概略を示すブロック図である。 図３は、アクティブ側検出回路の回路構成の一例を示す図である。 図４は、第１の実施形態に係る処置システムにおける信号の流れを説明するための図である。 図５は、第１の実施形態に係る処置システムにおける各種パラメータの一例について説明するための表を示す。 図６は、第１の実施形態に係る処置システムにおける異常の発生箇所を特定する方法の一例を説明するための表を示す。 図７Ａは、電源装置による処理の一例を示すフローチャートである。 図７Ｂは、電源装置による処理の一例を示すフローチャートである。 図８は、電源装置の動作を説明するための図であって、時間経過に対する第１の反射損失の一例を示す図である。 図９は、電源装置の動作を説明するための図であって、時間経過に対する第１の反射損失の一例を示す図である。 図１０は、電源装置の動作を説明するための図であって、時間経過に対する第１の反射損失の一例を示す図である。 図１１は、電源装置の動作を説明するための図であって、時間経過に対する第１の反射損失の一例を示す図である。 図１２は、電源装置の動作を説明するための図であって、時間経過に対する第１の反射損失の一例を示す図である。 図１３は、電源装置の動作を説明するための図であって、時間経過に対する第１の反射損失の一例を示す図である。 図１４は、電源装置の動作を説明するための図であって、時間経過に対する第１の反射損失の一例を示す図である。 図１５は、電源装置の動作を説明するための図であって、時間経過に対する第１の反射損失の一例を示す図である。 図１６は、電源装置の動作を説明するための図であって、時間経過に対する第１の反射損失の一例を示す図である。 図１７は、電源装置の動作を説明するための図であって、時間経過に対する第１の挿入損失の一例を示す図である。 図１８は、第２の実施形態に係る処置システムの構成例の概略を示すブロック図である。 図１９は、第２の実施形態に係る処置システムにおける各種パラメータの一例について説明するための表を示す。 図２０は、第２の実施形態に係る処置システムにおける異常の発生箇所を特定する方法の一例を説明するための表を示す。

［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る処置システム１の外観の一例を示す。図１に示すように、処置システム１は、電源装置１００と、処置具２２０と、対極板２４０と、フットスイッチ２６０とを備える。

処置具２２０には、第１のケーブル２２９の一端が接続されている。第１のケーブル２２９は、処置具２２０と電源装置１００とを接続するためのケーブルである。第１のケーブル２２９の他端は、電源装置１００の処置具用端子１８２に接続されている。

処置具２２０は、操作部２２２と、先端電極２２４と、第１のスイッチ２２７と、第２のスイッチ２２８とを備える。操作部２２２は、ユーザが把持し、処置具２２０の操作を行うための部分である。先端電極２２４は、操作部２２２の先端に設けられている。先端電極２２４は、処置時において、処置対象である生体組織にあてられる。

処置具２２０の第１のスイッチ２２７と第２のスイッチ２２８とは、操作部２２２に設けられている。第１のスイッチ２２７は、電源装置１００に切開モードでの出力を行わせるための入力に係るスイッチである。切開モードは、比較的大きな電力が供給されることで、先端電極２２４と接触する部分において、処置対象である生体組織を焼切るモードである。第２のスイッチ２２８は、電源装置１００に止血モードでの出力を行わせるための入力に係るスイッチである。止血モードは、切開モードに比べて低い電力が供給されることで、先端電極２２４と接触する部分において、処置対象である生体組織を焼切りつつ、その端面を変性させて止血処置を行うモードである。

フットスイッチ２６０は、第１のスイッチ２６２と第２のスイッチ２６４とを備える。フットスイッチ２６０の第１のスイッチ２６２は、処置具２２０に設けられた第１のスイッチ２２７と同様の機能を有する。また、フットスイッチ２６０の第２のスイッチ２６４は、処置具２２０に設けられた第２のスイッチ２２８と同様の機能を有する。すなわち、ユーザは、処置具２２０の出力のＯＮ／ＯＦＦを、処置具２２０に設けられた第１のスイッチ２２７及び第２のスイッチ２２８を用いて切り替えることができるし、フットスイッチ２６０の第１のスイッチ２６２及び第２のスイッチ２６４を用いて切り替えることもできる。

対極板２４０は、処置対象である患者の人体表面に貼付されるように構成されている。対極板２４０には、第２のケーブル２４４が接続されている。第２のケーブル２４４は、対極板２４０と電源装置１００とを接続するためのケーブルである。第２のケーブル２４４は、電源装置１００の対極板用端子１８４に接続されている。

電源装置１００は、処置具２２０と対極板２４０との間に電力を供給する電源である。電源装置１００には、表示パネル１０１と、スイッチ１０２とが設けられている。表示パネル１０１は、電源装置１００の状態に係る各種情報を表示する。ユーザは、スイッチ１０２を用いて、例えば出力電力といった出力の設定値や、エフェクトと呼ばれる切れ味を決める設定値等を電源装置１００に入力する。

処置システム１の使用時には、術者であるユーザは、例えば処置具２２０の第１のスイッチ２２７又は第２のスイッチ２２８を押し込みながら先端電極２２４を処置対象部位に接触させる。このとき、電源装置１００から出力された電流は、先端電極２２４と対極板２４０との間を流れる。その結果、先端電極２２４に接触した部分において、生体組織が切開されたり止血されたりする。

図２は、処置システム１の構成の概略を示す。電源装置１００は、電源１９２と、Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ（ＣＰＵ）１９４と、メモリ１９６と、アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）１９８とを備える。ＣＰＵ１９４は、電源装置１００の各部の動作を制御したり、各種演算を行ったりする。このように、ＣＰＵ１９４は演算部として機能する。メモリ１９６は、ＣＰＵ１９４の動作に必要なプログラムや各種パラメータを記憶している。ＡＤＣ１９８は、後述するアクティブ側検出回路１１０及びパッシブ側検出回路１５０から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、ＣＰＵ１９４へと伝達する。電源１９２は、電源装置１００の外部から電力を取得し、ＣＰＵ１９４の演算結果に従って、交流電力を出力する。

処置具２２０が接続されている処置具用端子１８２の近傍には、アクティブ側検出回路１１０が設けられている。アクティブ側検出回路１１０は、電源装置１００の処置具用端子１８２から処置具２２０へと出力される出力電力に係る第１の信号（ＳＩＧ（１）と表記する）と、処置具用端子１８２から処置具２２０へと出力されて処置具２２０から処置具用端子１８２へと戻る戻り電力に係る第２の信号（ＳＩＧ（２）と表記する）とを検出する。第１の信号（ＳＩＧ（１））及び第２の信号（ＳＩＧ（２））は、ＡＤＣ１９８を介してＣＰＵ１９４へと伝達される。なお、第１の信号（ＳＩＧ（１））及び第２の信号（ＳＩＧ（２））は、必要に応じて適宜に増幅され得る。

また、対極板２４０が接続されている対極板用端子１８４の近傍には、パッシブ側検出回路１５０が設けられている。パッシブ側検出回路１５０は、電源装置１００の処置具用端子１８２から処置具２２０へと出力され、対極板２４０を介して電源装置１００の対極板用端子１８４へと通過する電力に係る第３の信号（ＳＩＧ（３）と表記する）を検出する。第３の信号（ＳＩＧ（３））は、ＡＤＣ１９８を介してＣＰＵ１９４へと伝達される。なお、第３の信号（ＳＩＧ（３））は、必要に応じて適宜に増幅され得る。

アクティブ側検出回路１１０の回路構成の一例を図３に示す。図３に示すように、アクティブ側検出回路１１０は、コイルとコンデンサとダイオードとから構成されている。

アクティブ側検出回路１１０の端子のうち、電源１９２から出力された電流が入力される端子を第１の端子１１１と称することにする。また、アクティブ側検出回路１１０の端子のうち、処置具用端子１８２に接続している端子を第２の端子１１２と称することにする。また、第１の信号（ＳＩＧ（１））を取り出すための２つの端子のうち、一方を第３の端子１１３と称し、他方を第４の端子１１４と称することにする。また、第２の信号（ＳＩＧ（２））を取り出すための２つの端子のうち、一方を第５の端子１１５と称し、他方を第６の端子１１６と称することにする。

第１の端子１１１と第２の端子１１２との間には、第１のコイル１２１と第２のコイル１２２とが直列に接続されている。第１のコイル１２１の第１の端子１１１側の端には、第１のコンデンサ１３１の一端が接続されている。第１のコンデンサ１３１の他端を、第２の信号端１１８と称することにする。第２のコイル１２２の第２の端子１１２側の端には、第２のコンデンサ１３２の一端が接続されている。第２のコンデンサ１３２の他端を、第１の信号端１１７と称することにする。第１のコイル１２１と第２のコイル１２２との間には、第３のコンデンサ１３３の一端が接続されている。第３のコンデンサ１３３の他端は、接地されている。

第１の信号端１１７と第２の信号端１１８との間には、第３のコイル１２３と第４のコイル１２４とが直列に接続されている。第３のコイル１２３と第４のコイル１２４との間には、第４のコンデンサ１３４の一端が接続されている。第４のコンデンサ１３４の他端は、接地されている。

第１の信号端１１７には、第１のダイオード１４１のアノード（陽極）が接続されている。第１のダイオード１４１のカソード（陰極）は、第３の端子１１３に接続されている。また、第１のダイオード１４１のカソードには、第５のコンデンサ１３５の一端が接続されている。第５のコンデンサ１３５の他端は、接地されている。第５のコンデンサ１３５が設けられることで、電荷−電圧変換が行われ、第３の端子１１３から信号電圧が取り出され得る。

また、第１の信号端１１７には、第２のダイオード１４２のカソードが接続されている。第２のダイオード１４２のアノードは、第４の端子１１４に接続されている。また、第２のダイオード１４２のアノードには、第６のコンデンサ１３６の一端が接続されている。第６のコンデンサ１３６の他端は、接地されている。第６のコンデンサ１３６が設けられることで、電荷−電圧変換が行われ、第４の端子１１４から信号電圧が取り出され得る。

第２の信号端１１８には、第３のダイオード１４３のアノードが接続されている。第３のダイオード１４３のカソードは、第５の端子１１５に接続されている。また、第３のダイオード１４３のカソードには、第７のコンデンサ１３７の一端が接続されている。第７のコンデンサ１３７の他端は、接地されている。第７のコンデンサ１３７が設けられることで、電荷−電圧変換が行われ、第５の端子１１５から信号電圧が取り出され得る。

また、第２の信号端１１８には、第４のダイオード１４４のカソードが接続されている。第４のダイオード１４４のアノードは、第６の端子１１６に接続されている。また、第４のダイオード１４４のアノードには、第８のコンデンサ１３８の一端が接続されている。第８のコンデンサ１３８の他端は、接地されている。第８のコンデンサ１３８が設けられることで、電荷−電圧変換が行われ、第６の端子１１６から信号電圧が取り出され得る。

このように、第１の端子１１１と第２の端子１１２とは、互いに対称となるように構成されている。また、第１の信号端１１７と第２の信号端１１８とは、互いに対称となるように構成されている。もちろん、図３に示した回路構成は実施例のひとつであって、これに限定されるわけではなく、この回路構成を基本として非対称にするような構成をとってもよい。この回路構成では、第３の端子１１３からは、第１の端子１１１から第２の端子１１２へと通過する信号に相関のある信号のうち、プラスの信号分が取得され得る。また、第４の端子１１４からは、第１の端子１１１から第２の端子１１２へと通過する信号に相関のある信号のうち、マイナスの信号分が取得され得る。同様に、第５の端子１１５からは、第２の端子１１２から第１の端子１１１へと通過する信号に相関のある信号のうち、プラスの信号分の大きさが取得され得る。また、第６の端子１１６からは、第２の端子１１２から第１の端子１１１へと通過する信号に相関のある信号のうち、マイナスの信号分の大きさが取得され得る。

図３に示す各端子の図２における接続関係は次のようになる。第１の端子１１１は、電源１９２に接続されている。第２の端子１１２は、処置具用端子１８２を介して処置具２２０に接続されている。第３の端子１１３及び第４の端子１１４は、ＡＤＣ１９８に接続されている。また、第５の端子１１５及び第６の端子１１６も、ＡＤＣ１９８に接続されている。

このように、アクティブ側検出回路１１０は、第１の端子１１１と第２の端子１１２との間の経路を通過する信号（主信号）に相関のある信号を、第３の端子１１３及び第４の端子１１４、並びに、第５の端子１１５及び第６の端子１１６から取得するものである。なお、第３の端子１１３及び第４の端子１１４、並びに、第５の端子１１５及び第６の端子１１６から取得される信号は、一般に、主信号よりも小さい信号である。また、信号検出対象は、電力である。この電力は、第１の信号端１１７と第３の端子１１３又は第４の端子１１４との間においてアナログ電圧信号に変換される。同様に、電力は、第２の信号端１１８と第５の端子１１５又は第６の端子１１６との間においてアナログ電圧信号に変換される。このアナログ電圧信号は、ＡＤＣ１９８においてデジタル信号に変換されることになる。

図４に、処置対象である患者９００を通過する電力と得られる信号とを模式的に示す。図４に白抜き矢印で示すように、患者９００に対して電力が供給され、この電力は、多くは患者９００を通過し、一部は反射する。アクティブ側検出回路１１０は、患者９００に入力される電力に応じた信号を第１の信号（ＳＩＧ（１））として取得する。第１の信号（ＳＩＧ（１））は、ＡＤＣ１９８へと伝えられる。また、アクティブ側検出回路１１０は、患者９００から戻ってくる電力に応じた信号を第２の信号（ＳＩＧ（２））として取得する。第２の信号（ＳＩＧ（２））は、ＡＤＣ１９８へと伝えられる。また、パッシブ側検出回路１５０は、患者９００を通過した電力に応じた信号を第３の信号（ＳＩＧ（３））として取得する。第３の信号（ＳＩＧ（３））は、ＡＤＣ１９８へと伝えられる。

パッシブ側検出回路１５０も、アクティブ側検出回路１１０と類似の回路構成を有する。図３に示した回路と類似の回路において、第１の端子１１１に相当する端子に電源１９２が接続され、第２の端子１１２に相当する端子に対極板用端子１８４が接続される。また、第５の端子１１５及び第６の端子１１６に相当する端子は、第３の信号（ＳＩＧ（３））を取り出す端子とされ、ＡＤＣ１９８に接続されている。

上述のように、アクティブ側検出回路１１０及びパッシブ側検出回路１５０には、信号検出のための端子が設けられている。これらの各端子においては、混信号が生じうるわけだが、後述の閾値を混信号を考慮したものに設定すればよい。

次に、第１の信号（ＳＩＧ（１））と、第２の信号（ＳＩＧ（２））と、第３の信号（ＳＩＧ（３））とに基づいて得られる情報について説明する。

第１の信号（ＳＩＧ（１））に対する第２の信号（ＳＩＧ（２））を第１の反射損失（ｒｅｔｕｒｎ ｌｏｓｓ）（ＲＬ（１）と表記する）とする。すなわち、第１の反射損失は、
ＲＬ（１）＝ＳＩＧ（２）／ＳＩＧ（１）
で表される。第１の反射損失（ＲＬ（１））は、電源装置１００からの出力に対して処置具２２０側からどの程度の電力が戻ってくるか、すなわち、反射の割合を表すものである。したがって、第１の反射損失（ＲＬ（１））が大きいとき、例えば電源装置１００の処置具用端子１８２と処置具２２０との間に断線等が存在し、処置具２２０へ適切に電流が流れていないことが考えられる。また、処置具２２０の先端電極２２４が処置対象である生体組織に接していないとき、第１の反射損失（ＲＬ（１））は大きくなる。

第１の信号（ＳＩＧ（１））に対する第３の信号（ＳＩＧ（３））を第１の挿入損失（ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ ｌｏｓｓ）（ＩＬ（１）と表記する）とする。すなわち、第１の挿入損失は、
ＩＬ（１）＝ＳＩＧ（３）／ＳＩＧ（１）
で表される。第１の挿入損失（ＩＬ（１））は、電源装置１００から出力され、処置具２２０、患者９００、対極板２４０を経て、電源装置１００に入る電力がどの程度であるか、すなわち、通過の割合を表すものである。したがって、第１の挿入損失（ＩＬ（１））が小さいとき、例えば作業者や他の機器への漏れ電流が大きいことが考えられる。

以上のとおり、第１の信号（ＳＩＧ（１））と、第２の信号（ＳＩＧ（２））とに基づけば、処置具用端子１８２と処置具２２０との間の経路における異常が生じたとき、即座にそれを検出することができる。また、第１の信号（ＳＩＧ（１））と、第３の信号（ＳＩＧ（３））とに基づけば、処置具用端子１８２から処置具２２０、患者９００、対極板２４０を経て対極板用端子１８４に至る経路における異常が生じたとき、即座にそれを検出することができる。また、異常が生じる過程にある場合であっても、正常な状態からの変化を捉えることができるため、異常に至ることなく出力を制御することもできる。

以上のことを整理すると、図５及び図６のようになる。すなわち、図５に示すように、第１の反射損失ＲＬ（１）は、ＲＬ（１）＝ＳＩＧ（２）／ＳＩＧ（１）で取得され、第１の挿入損失ＩＬ（１）は、ＩＬ（１）＝ＳＩＧ（３）／ＳＩＧ（１）で取得される。また一例として図６に示すように、第１の反射損失ＲＬ（１）が所定の閾値よりも大きいとき、処置具用端子１８２と処置具２２０との間の経路に異常あることが分かる。また、第１の反射損失ＲＬ（１）が所定の閾値よりも小さく、かつ、第１の挿入損失ＩＬ（１）が所定の閾値よりも小さいとき、対極板２４０と対極板用端子１８４との間の経路に異常あることが分かる。

次に、本実施形態に係る電源装置１００の動作について図７Ａ及び図７Ｂに示すフローチャートを参照して説明する。この処理は、例えば電源装置１００がＯＮになったときに開始する。

ステップＳ１において、ＣＰＵ１９４は、出力スイッチの信号を判定する。ここで、出力スイッチとは、処置具２２０の第１のスイッチ２２７及び第２のスイッチ２２８や、フットスイッチ２６０の第１のスイッチ２６２及び第２のスイッチ２６４などのスイッチをいう。スイッチ信号がＯＮであるとは、処置具２２０と対極板２４０との間に電力を供給するための操作入力がされた状態である。スイッチ信号がＯＦＦのとき、処理はステップＳ１に戻る。すなわち、処理はループする。一方、スイッチ信号がＯＮのとき、処理はステップＳ２に進む。

ステップＳ２において、ＣＰＵ１９４は、変数の初期化を行う。例えば、ＣＰＵ１９４は、変数であるエラー信号を初期化して、エラー信号を無しとする。エラー信号は、エラーの有無を表す変数である。

ステップＳ３乃至ステップＳ１８の処理は、繰り返し処理である。ステップＳ３乃至ステップＳ１８の処理の繰り返し条件は、（１）スイッチ信号がＯＮであること、かつ、（２）エラー信号が無しであることである。スイッチ信号がＯＦＦになったとき、又は、エラー信号が有りになったとき、この繰り返し処理から脱して、処理はステップＳ１９に進む。

ステップＳ４において、ＣＰＵ１９４は、カウンタｉをゼロに初期化する。カウンタｉは、ステップＳ９の判定に利用される。また、ＣＰＵ１９４は、カウンタｊをゼロに初期化する。カウンタｊは、ステップＳ１６の判定に利用される。

ステップＳ５において、ＣＰＵ１９４は、電源１９２に出力を開始させる。ここで出力される電力の大きさは、ユーザによって設定された値に基づくものである。また、処置具２２０の第１のスイッチ２２７が押圧されたか第２のスイッチ２２８が押圧されたかによっても異なるものとなる。

ステップＳ６において、ＣＰＵ１９４は、各種パラメータを取得する。ここで取得されるパラメータは、少なくとも第１の信号（ＳＩＧ（１））と、第２の信号（ＳＩＧ（２））と、第３の信号（ＳＩＧ（３））とである。また、ＣＰＵ１９４は、これらの信号に基づいて、第１の反射損失（ＲＬ（１））と、第１の挿入損失（ＩＬ（１））とを算出する。

ステップＳ７において、ＣＰＵ１９４は、第１の反射損失（ＲＬ（１））が所定の第１の閾値よりも小さいか否かを判定する。ここで、第１の閾値は、後に詳述するが、処置具２２０の先端電極２２４が処置対象である患者９００の生体組織に近づいたときに取得される値よりも大きな値に設定される。すなわち、第１の反射損失（ＲＬ（１））が所定の第１の閾値よりも小さいことは、処置具２２０の先端電極２２４が処置対象である患者９００の生体組織に近づき、処置対象の切開や止血が行われていることを意味する。第１の反射損失（ＲＬ（１））が第１の閾値よりも小さくないとき、処理はステップＳ８に進む。なお、この判定は、第１の反射損失（ＲＬ（１））が所定の第１の閾値よりも小さいか否かの判定に代えて、第１の挿入損失（ＩＬ（１））が所定の閾値よりも大きいか否かの判定を用いることもできる。

ステップＳ８において、ＣＰＵ１９４は、カウンタｉのカウントアップを行う。

ステップＳ９において、ＣＰＵ１９４は、カウンタｉが所定の第２の閾値よりも大きいか否かを判定する。カウンタｉが第２の閾値よりも大きくないとき、処理はステップＳ６に戻る。一方、カウンタｉが第２の閾値よりも大きいとき、処理はステップＳ１０に進む。

ここで、処理がステップＳ１０に進むのは、スイッチがＯＮにされているにも関わらず、第１の反射損失（ＲＬ（１））が長時間大きい状態にある場合である。このような状態は、例えばスイッチがＯＮにされているにも関わらず、処置具２２０の先端電極２２４が処置対象に近づけられないような状態である。また、このような状態は、例えば電源装置１００から処置具２２０の先端電極２２４の間に断線がある場合にも生じ得る。本実施形態では、このような場合に、タイムアウトエラーが通知される。第２の閾値は、タイムアウトエラーが通知されるタイミングに応じた値に設定される。

ステップＳ１０において、ＣＰＵ１９４は、エラー通知を行う。エラー通知の方法としては、エラー音の出力や、モニターへのエラー表示等がある。また、エラー信号を無しの状態から有りの状態へと変更させる。その後、処理はステップＳ１８に進む。エラー信号が有りになるので、ステップＳ３乃至ステップＳ１８の繰り返し処理は終了し、処理はステップＳ１９に進む。

ステップＳ７において、第１の反射損失（ＲＬ（１））が第１の閾値よりも小さいと判定されたとき、処理はステップＳ１１に進む。ステップＳ１１において、ＣＰＵ１９４は、次のステップＳ１２の処理において必要となるため、再度各種パラメータを取得する。ここで取得されるパラメータは、第１の信号（ＳＩＧ（１））と、第２の信号（ＳＩＧ（２））と、第３の信号（ＳＩＧ（３））とである。また、ＣＰＵ１９４は、これらの信号に基づいて、第１の反射損失（ＲＬ（１））と、第１の挿入損失（ＩＬ（１））とを算出する。

ステップＳ１２において、ＣＰＵ１９４は、第１の反射損失（ＲＬ（１））の単位時間当たりの変化量を算出する。この変化量は、ステップＳ６で取得された第１の反射損失（ＲＬ（１））とステップＳ１１で取得された第１の反射損失（ＲＬ（１））との差分量をその間の時間量で除した値（ΔＲＬ（１）／Δｔ）である。同様に、ＣＰＵ１９４は、第１の挿入損失（ＩＬ（１））の単位時間当たりの変化量を算出する。この変化量は、ステップＳ６で取得された第１の挿入損失（ＩＬ（１））とステップＳ１１で取得された第１の挿入損失（ＩＬ（１））との差分量をその間の時間量で除した値（ΔＩＬ（１）／Δｔ）である。

ステップＳ１３において、ＣＰＵ１９４は、変化量が所定の第３の閾値よりも大きいか否かを判定する。変化量が第３の閾値よりも大きくないとき、処理はステップＳ１４に進む。ステップＳ１４において、ＣＰＵ１９４は、カウンタｊをゼロに初期化する。その後、処理はステップＳ６に戻る。

ステップＳ１３の判定は、第１の反射損失（ＲＬ（１））の増加又は第１の挿入損失（ＩＬ（１））の減少が、処置システム１の異常による増加であるのか、術者によって手技的に処置具２２０が処置対象から離されたことによる増加であるのかを判断するためのものである。例えば処置具２２０内に断線が発生した場合といった処置システム１に異常が生じた場合には、単位時間当たりの第１の反射損失（ＲＬ（１））又は第１の挿入損失（ＩＬ（１））の変化量は非常に大きくなる。一方、術者による手技に起因する単位時間当たりの第１の反射損失（ＲＬ（１））又は第１の挿入損失（ＩＬ（１））の変化量は異常が生じた場合ほど大きくない。第３の閾値は、第１の反射損失（ＲＬ（１））又は第１の挿入損失（ＩＬ（１））の変化が、処置システム１の異常によるものであるのか、手技によるものであるのかを判別できるような値に設定される。

ステップＳ１３において、変化量が第３の閾値よりも大きいと判定されたとき、処理はステップＳ１５に進む。ステップＳ１５において、ＣＰＵ１９４は、カウンタｊのカウントアップを行う。

ステップＳ１６において、ＣＰＵ１９４は、カウンタｊが所定の第４の閾値よりも小さいか否かを判定する。カウンタｊが第４の閾値よりも小さいとき、処理はステップＳ１１に戻る。したがって、カウンタｊが第４の閾値よりも小さいとき、ステップＳ１１乃至ステップＳ１６の処理が繰り返される。一方、カウンタｊが第４の閾値よりも小さくないとき、処理はステップＳ１７に進む。ステップＳ１６の判定は、ノイズによって変化量が第３の閾値よりも大きくなったときにエラーが検出されたものとして処理されることを抑止するためのものである。異常が発生したときには、例えば第１の反射損失（ＲＬ（１））が極めて大きくなる状態が継続する。一方で、ノイズによっても第１の反射損失（ＲＬ（１））が極めて大きい値になることがあるが、短時間で収まることがほとんどである。第４の閾値は、変化量が第３の閾値よりも大きくなったことがノイズによるものなのか否かが判別され得るような値に設定される。これにより、ノイズによる意図しないエラー判定が引き起こされることを抑止することができる。

ステップＳ１７において、ＣＰＵ１９４は、エラーが発生した原因箇所を判定し、エラー通知を行う。原因箇所の判定は、図６を参照して説明した条件に従って行われる。エラー通知の方法としては、エラー音の出力や、モニターへのエラー表示等がある。また、エラー信号を無しの状態から有りの状態へと変更させる。エラー信号が有りになるので、ステップＳ３乃至ステップＳ１８の繰り返し処理は終了し、処理はステップＳ１９に進む。

ステップＳ１９において、ＣＰＵ１９４は、電源１９２に出力を停止させる。以上により、本処理は終了する。

術者により処置が行われているときの時間ｔと第１の反射損失（ＲＬ（１））との関係を図８乃至図１６を参照して説明する。

図８に一般的な処置が行われているときの時間ｔと第１の反射損失（ＲＬ（１））との関係を示す。図８に示すように、時間ｔ０乃至ｔ１の期間は、処置対象と処置具２２０の先端電極２２４との距離が十分離れているため、第１の反射損失（ＲＬ（１））の値は大きくなっている。この期間は、処置対象の切開や止血などの処置は行われていない未切開期間である。

処置対象に対して先端電極２２４が近づけられるとき、処置対象と先端電極２２４との間に放電等が生じ、電流が流れる。このとき、第１の反射損失（ＲＬ（１））は徐々に減少していく。時間ｔ１乃至ｔ２の期間は、未切開期間から切開期間への移行期間である。

処置対象と先端電極２２４とが近づいている又は接触しているとき、処置対象の切開や止血が行われる。このとき、第１の反射損失（ＲＬ（１））の値は小さい。第１の反射損失（ＲＬ（１））が小さい値となっている時間ｔ２乃至ｔ３の期間は、切開期間である。

処置対象から先端電極２２４が遠ざけられるとき、第１の反射損失（ＲＬ（１））は徐々に増加していく。時間ｔ３乃至ｔ４に期間は、切開期間から未切開期間への移行期間である。時間ｔ４以降の期間は、未切開期間である。未切開期間において、第１の反射損失（ＲＬ（１））の値は大きい。

スイッチがＯＮにされた後の動作について時間の経過とともに詳しく説明する。図９に示すように、未切開期間では、第１の反射損失（ＲＬ（１））の値は第１の閾値よりも大きい。したがって、このとき、ステップＳ７の処理では、ＮＯの判定がなされる。このような状態が一定期間、すなわち、カウンタｉが第２の閾値を超えるような期間継続すると、ステップＳ１０において、エラー通知がなされる。このようなタイムアウトエラーは、例えば対極板２４０が患者９００の体に適切に貼付されていない場合にも生じ得る。したがって、タイムアウトエラーの通知がなされることで、対極板２４０が患者９００の体に適切に貼付されていないまま、手術が開始されることが防止される。

図１０は、切開への移行期間を示す。このとき、処置対象と先端電極２２４との間の放電等により、第１の反射損失（ＲＬ（１））の値が減少する。図１０に示す状態では、第１の反射損失（ＲＬ（１））が第１の閾値よりも大きい。したがって、このとき、ステップＳ７においてはＮＯの判定がなされる。

図１１は、切開への移行期間を示す。このとき、処置対象と先端電極２２４との間の放電等により、図１０に示す場合よりも第１の反射損失（ＲＬ（１））の値がさらに減少する。図１１に示す状態では、第１の反射損失（ＲＬ（１））が第１の閾値よりも小さい。したがって、このとき、ステップＳ７においてはＹＥＳの判定がなされる。すなわち、処理はステップＳ１１に進む。

図１２は、切開期間を示す。図を簡略化しているため、第１の反射損失（ＲＬ（１））の軌跡が直線的に表されている。しかしながら、実際には第１の反射損失（ＲＬ（１））の値は多少変動する。

図１３は、切開中に処置システム１に異常が発生した場合を示す。ここでは、時間ｔ５以降において異常が発生しているものとする。図１３に示す場合では、第１の反射損失（ＲＬ（１））の単位時間当たりの変化量は、第３の閾値よりも大きい。このとき、ステップＳ１３において、ＹＥＳの判定がなされる。すなわち、処理はステップＳ１５に進み、カウンタｊが増加する。図１４に示す場合では、変化量が第３の閾値よりも大きくなった期間を示すカウンタｊは第４の閾値よりも小さい。したがって、このとき、ステップＳ１６においてＹＥＳの判定がなされる。なお、変化量が第３の閾値以下なったとき、ステップＳ１４の処理によって、カウンタｊはゼロに初期化される。

図１５に示す場合では、変化量が第３の閾値よりも大きくなった期間を示すカウンタｊは第４の閾値よりも大きい。このとき、ステップＳ１６において、ＮＯの判定がなされる。このとき、処理はステップＳ１７に進み、エラー通知がなされる。

図１６は、処置を行う際の手技において、術者が先端電極２２４を患者９００から離した場合を示す。時間ｔ５以降の切開期間から未切開期間への移行期間において、第１の反射損失（ＲＬ（１））は増加する。第１の反射損失（ＲＬ（１））が増加するという点においては、図１３（図１５に至る場合）と同じである。しかしながら、図１６においては、第１の反射損失（ＲＬ（１））の単位時間当たりの変化量は第３の閾値よりも小さいため、エラー通知はなされない。すなわち、第１の反射損失（ＲＬ（１））の増加の理由について、異常の発生に由来するものであるか、手技に由来するものであるかを区別することが実現できており、このような手技状態における誤ったエラー通知は回避され得る。

なお、上述の説明では、第１の反射損失（ＲＬ（１））に注目して説明した。一方、第１の挿入損失（ＩＬ（１））は、図１７に示すように、第１の反射損失（ＲＬ（１））とおおよそ逆の関係にある。したがって、第１の反射損失（ＲＬ（１））が所定の閾値よりも小さいか否かの判定を、第１の挿入損失（ＩＬ（１））が所定の閾値よりも大きいか否かの判定に置き換える等によっても、同様の判定が可能である。また、第１の挿入損失（ＩＬ（１））の変化量の判定についても同様に行われ得る。

このように、本実施形態によれば、処置システム１において異常が発生した場合に、当該異常の発生箇所が特定され得る。すなわち、発生した異常が、例えば、電源装置１００から処置具２２０の間の断線等によるものなのか、電源装置１００から対極板２４０の間の断線等によるものなのか等が特定され得る。

アクティブ側検出回路１１０及びパッシブ側検出回路１５０は、コイル及びコンデンサのみで構成することも可能である。このため、アクティブ側検出回路１１０及びパッシブ側検出回路１５０は、切開や凝固のためのエネルギーをなるべく損なわずに異常検出に必要となる信号を検出することができる。

［第２の実施形態］
第２の実施形態について説明する。ここでは、第１の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。本実施形態に係る電源装置１００の構成例の概略を図１８に示す。本実施形態では、電源装置１００において、電源１９２とアクティブ側検出回路１１０との間の経路のうち電源１９２の近傍に、電源信号検出回路１６０が設けられている。電源信号検出回路１６０は、電源１９２から出力される電源信号（ＳＩＧ（０）と表記する）を取得するものである。電源信号検出回路１６０は、アクティブ側検出回路やパッシブ側検出回路と同様に電源１９２から出力される電力に相関のある電力を電圧信号として取得する。なお、電源信号検出回路１６０は、電源１９２とパッシブ側検出回路１５０との間に設けられてもよい。電源信号（ＳＩＧ（０））は、ＡＤＣ１９８を介してＣＰＵ１９４へと伝達される。

また、本実施形態に係るパッシブ側検出回路１５０は、第３の信号（ＳＩＧ（３））に加えて、電源装置１００の対極板用端子１８４から対極板２４０へと出力される出力電力に係る第４の信号（ＳＩＧ（４）と表記する）を検出する。第４の信号（ＳＩＧ（４））は、ＡＤＣ１９８を介してＣＰＵ１９４へと伝達される。処置システム１に係るその他の構成は、第１の実施形態の場合と同様である。

本実施形態に係る電源装置１００は、第１の実施形態の場合と同様に第１の反射損失（ＲＬ（１））と第１の挿入損失（ＩＬ（１））とを取得する。本実施形態に係る電源装置１００は、さらに、次に示す第２の挿入損失（ＩＬ（２））と第３の挿入損失（ＩＬ（３））とを取得し、処置システム１の状態を判定する。

第２の挿入損失（ＩＬ（２））は、電源信号（ＳＩＧ（０））に対する第１の信号（ＳＩＧ（１））である。すなわち、第２の挿入損失は、
ＩＬ（２）＝ＳＩＧ（１）／ＳＩＧ（０）
で表される。第２の挿入損失（ＩＬ（２））は、電源装置１００の内部の電力の通過の割合を表す。したがって、第２の挿入損失（ＩＬ（２））が小さいとき、電源装置１００の内部の電源１９２からアクティブ側検出回路１１０までの間に故障があると考えられる。

第３の挿入損失（ＩＬ（３））は、電源信号（ＳＩＧ（０））に対する第４の信号（ＳＩＧ（４））である。すなわち、第３の挿入損失は、
ＩＬ（３）＝ＳＩＧ（４）／ＳＩＧ（０）
で表される。第３の挿入損失（ＩＬ（３））は、電源装置１００の内部の電力の通過の割合を表す。したがって、第３の挿入損失（ＩＬ（３））が小さいとき、電源装置１００の内部の電源１９２からパッシブ側検出回路１５０までの間に故障があると考えられる。

以上のことを整理すると、図１９及び図２０のようになる。すなわち、図１９に示すように、第１の反射損失ＲＬ（１）は、ＲＬ（１）＝ＳＩＧ（２）／ＳＩＧ（１）で取得され、第１の挿入損失ＩＬ（１）は、ＩＬ（１）＝ＳＩＧ（３）／ＳＩＧ（１）で取得され、第２の挿入損失ＩＬ（２）は、ＩＬ（２）＝ＳＩＧ（１）／ＳＩＧ（０）で取得され、第３の挿入損失ＩＬ（３）は、ＩＬ（３）＝ＳＩＧ（４）／ＳＩＧ（０）で取得される。また、図２０に示すように、第１の反射損失ＲＬ（１）が所定の閾値よりも大きいとき、処置具用端子１８２と処置具２２０との間の経路に異常あることが分かる。また、第１の反射損失ＲＬ（１）が所定の閾値よりも小さく、かつ、第１の挿入損失ＩＬ（１）が所定の閾値よりも小さいとき、対極板２４０と対極板用端子１８４との間の経路に異常あることが分かる。また、第２の挿入損失（ＩＬ（２））が所定の閾値よりも小さいとき、電源１９２とアクティブ側検出回路１１０との間の経路に異常があることが分かる。また、第３の挿入損失（ＩＬ（３））が所定の閾値よりも小さいとき、電源１９２とパッシブ側検出回路１５０との間の経路に異常があることが分かる。

本実施形態に係る電源装置１００の動作は、図７Ａ及び図７Ｂを参照して説明した第１の実施形態に係る電源装置１００の動作と基本的に同様である。第１の実施形態の場合と異なる点について説明する。

ステップＳ６及びステップＳ１１においてＣＰＵ１９４が取得するパラメータは、第１の信号（ＳＩＧ（１））と、第２の信号（ＳＩＧ（２））と、第３の信号（ＳＩＧ（３））とに加えて、第４の信号（ＳＩＧ（４））と、電源信号（ＳＩＧ（０））とを含む。ＣＰＵ１９４は、これらの信号に基づいて、第１の反射損失（ＲＬ（１））と、第１の挿入損失（ＩＬ（１））とに加えて、第２の挿入損失（ＩＬ（２））と、第３の挿入損失（ＩＬ（３））とを算出する。

ステップＳ１２においてＣＰＵ１９４が算出する変化量は、ΔＲＬ（１）／Δｔ及びΔＩＬ（１）／Δｔに加えて、ＩＬ（２）／Δｔ及びＩＬ（３）／Δｔを含む。ステップＳ１７において、これらの算出結果に基づいて、図２０を参照して説明した条件に従って、ＣＰＵ１９４は、エラーが発生した原因箇所を判定し、エラー通知を行う。

本実施形態によれば、第１の実施形態のように、電源装置１００の外部の異常発生箇所が特定され得るとともに、電源装置１００の内部の異常発生箇所も特定され得る。

なお、本実施形態では、第１の信号（ＳＩＧ（１））と、第２の信号（ＳＩＧ（２））と、第３の信号（ＳＩＧ（３））とに加えて、第４の信号（ＳＩＧ（４））と、電源信号（ＳＩＧ（０））とに基づいて、第１の反射損失（ＲＬ（１））と、第１の挿入損失（ＩＬ（１））とに加えて、第２の挿入損失（ＩＬ（２））と、第３の挿入損失（ＩＬ（３））とが算出される場合を例に挙げた。しかしながらこれに限らない。

例えば、第４の信号（ＳＩＧ（４））に対する第３の信号（ＳＩＧ（３））を、第２の反射損失（ＲＬ（２）＝ＳＩＧ（３）／ＳＩＧ（４））として取得してもよい。第２の反射損失（ＲＬ（２））は、電源装置１００からの出力に対して対極板２４０からどの程度の電力が戻ってくるか、すなわち、反射の割合を表すものである。したがって、第２の反射損失（ＲＬ（２））が大きいとき、例えば電源装置１００の対極板用端子１８４と対極板２４０との間に断線等が存在し、対極板２４０へ適切に電流が流れていないと考えられる。また、第２の反射損失（ＲＬ（２））が大きいとき、患者９００と対極板２４０との接触が適切でないことが考えられる。

また、例えば、第４の信号（ＳＩＧ（４））に対する第２の信号（ＳＩＧ（２））を、第４の挿入損失（ＩＬ（４）＝ＳＩＧ（２）／ＳＩＧ（４））として取得してもよい。第４の挿入損失（ＩＬ（４））は、電源装置１００から出力され、対極板２４０、患者９００、処置具２２０を経て、電源装置１００に入る電力がどの程度であるか、すなわち、通過の割合を表すものである。したがって、第４の挿入損失（ＩＬ（４））が小さいとき、例えば作業者や他の機器への漏れ電流が大きいことが考えられる。

なお、本発明の上記実施形態には、以下の発明も含まれる。
［１］
高周波電力を用いた処置具の先端電極と人体表面に貼付されるように構成された対極板との間に高周波電流を流す処置システムのための電源装置であって、
交流電力を発生させる電源と、
前記処置具を電気的に接続するための処置具用端子と、
前記電源から前記処置具用端子を介して前記処置具へと出力された前記交流電力に係る第１の信号と、前記電源から前記処置具用端子を介して前記処置具へと出力され前記処置具から前記処置具用端子へと戻る電力に係る第２の信号とを取得するアクティブ側検出回路と、
前記第１の信号に対する前記第２の信号である第１の反射損失を算出し、算出された前記第１の反射損失が増加する過程において、単位時間当たりの算出された前記第１の反射損失の変化量が所定の閾値よりも大きいとき、エラーが発生したと判定する演算部と
を備える電源装置。

Claims (5)

1. 高周波電力を用いた処置具の先端電極と人体表面に貼付されるように構成された対極板との間に高周波電流を流す処置システムのための電源装置であって、
   交流電力を発生させる電源と、
   前記処置具を電気的に接続するための処置具用端子と、
   前記対極板を電気的に接続するための対極板用端子と、
   前記電源から前記処置具用端子を介して前記処置具へと出力された前記交流電力に係る第１の信号と、前記電源から前記処置具用端子を介して前記処置具へと出力され前記処置具から前記処置具用端子へと戻る電力に係る第２の信号とを取得するアクティブ側検出回路と、
   前記電源から前記処置具用端子を介して前記処置具へと出力され前記対極板を介して前記対極板用端子へと通過する電力に係る第３の信号を取得するパッシブ側検出回路と、
   前記第１の信号に対する前記第２の信号である反射損失と、前記第１の信号に対する前記第３の信号である第１の挿入損失とを算出し、前記反射損失と前記第１の挿入損失とに基づいて、前記処置システムにおいて異常が発生したときに当該異常の発生箇所を特定する演算部と、を備え、
   前記演算部は、算出された前記反射損失が増加する過程又は前記第１の挿入損失が減少する過程において、単位時間当たりの前記反射損失又は前記第１の挿入損失の変化量が所定の閾値よりも大きいとき、エラーが発生したと判定する、電源装置。
2. 前記演算部は、
   前記反射損失の変化量が所定の閾値よりも大きいとき、前記処置具用端子と前記処置具との間の経路に異常があると判定し、
   前記反射損失の変化量が所定の閾値よりも小さく、かつ、前記第１の挿入損失の変化量が所定の閾値よりも小さいとき、前記対極板と前記対極板用端子との間の経路に異常があると判定する、
   請求項１に記載の電源装置。
3. 前記演算部は、所定の期間が経過しても、算出された前記反射損失の変化量が所定の閾値よりも小さくならないとき、又は、算出された前記第１の挿入損失の変化量が所定の閾値よりも大きくならないとき、エラーが発生したと判定する、請求項１に記載の電源装置。
4. 前記アクティブ側検出回路及び前記パッシブ側検出回路は、コイルとコンデンサとダイオードのみで構成されうる、請求項１に記載の電源装置。
5. 請求項１に記載の電源装置と、
   前記処置具と、
   前記対極板と
   を備える処置システム。

Images