JP6855599B2 - ジェネレータ及び手術システム - Google Patents
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Description
本発明の一態様によれば、手術システムは、エネルギーを用いて処置を行う手術具と、前記手術具に接続され、前記手術具に電力を供給するジェネレータとを備え、前記ジェネレータは、交流の電力が入力されるように構成された第1のインダクタと、前記第1のインダクタと変圧器を形成する、第1の接点と第2の接点との間に接続された第2のインダクタと、前記第1のインダクタと変圧器を形成する、前記第2の接点と第3の接点との間に接続された第3のインダクタであって、前記第3の接点に対する前記第2の接点の極性が、前記第2のインダクタの前記第2の接点に対する前記第1の接点の極性と一致するように構成されている前記第3のインダクタと、前記第3の接点とグランドとの間に接続されたキャパシタとを備え、前記第1の接点と前記第2の接点との間にエネルギー変換素子が接続されるように構成されており、前記第2の接点の電位が所定の値以下となるように前記第3のインダクタのインダクタンスと前記キャパシタのキャパシタンスとが調整されている。
〈超音波手術システムの構成〉
第1の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態の超音波手術システム10の概略図を図1に示す。超音波手術システム10は、超音波手術具100と、ジェネレータ200とを備える。ジェネレータ200は、超音波手術具100に電力を供給する。
超音波手術システム10の回路構成の一例を図2に示す。超音波手術具100の操作部170には、超音波振動子162が設けられている。この超音波振動子162は、複数の圧電素子164を含む。圧電素子164の各々は、極性が異なる電極で挟まれている。これら圧電素子164が積層されて超音波振動子162が形成されている。
DAC252は、制御回路260からの超音波振動子162への出力の大きさと関係する信号を差動アンプ254へと入力する。
本実施形態に係る変圧ユニット220ついて詳述する。変圧ユニット220は、変圧器224を有する。変圧器224の一次コイルは、第1のインダクタ221によって構成されている。一次コイルの両端の第1の入力接点234と第2の入力接点235とには、検出回路242を介して、パワーアンプ246から出力された電力が入力される。
医療現場において、メディカルエンジニアがジェネレータ200の点検を行えることが好ましい。そこで、ジェネレータ200は、処置のために超音波手術具100にエネルギーを供給する通常の出力モードとは別に、点検モードを備える。
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。第1の実施形態は、超音波振動のエネルギーを用いて生体組織の処置を行う超音波手術システム10の例であった。第2の実施形態は、超音波振動のエネルギーに加えて、処置対象の生体組織に高周波電流を流すことで処置を行う手術システム30に関する。生体組織に高周波電流を流すと、生体組織はジュール熱で加熱される。この熱と超音波振動との組み合わせによっても生体組織は、封止、凝固、切開等がなされる。
高周波ジェネレータ400の駆動回路401に含まれる遅延回路490について説明する。高周波ジェネレータ400の制御において、制御回路410からHVPS420へ、HVPS420の出力のオン/オフを切り換える制御信号が入力される。より具体的には、制御回路410から第1の差動アンプ421、第2の差動アンプ422及び第3の差動アンプ423に入力される制御信号のオン/オフが切り換えられる。HVPS420に入力される制御信号がオンであるとき、HVPS420は、制御された電圧の直流電圧を出力する。
上述の駆動回路401では、遅延回路490によって、出力をオフにする際の第2のキャパシタ451に電荷が残ることが防止されている。しかしながら、遅延回路490が無くても、制御回路410による制御によって、出力のオン/オフの切り換えが調整されてもよい。
上述のとおり、HVPS420のGate Driver 431の駆動周波数を決める入力ライン432への入力信号は、第1の差動アンプ421、第2の差動アンプ422及び第3の差動アンプ423の出力に基づく。第1の差動アンプ421、第2の差動アンプ422及び第3の差動アンプ423には、それぞれ、出力電圧(i)、出力電流(ii)、及びHVPS420の出力電圧に関連する参照電位(iii)がフィードバックされている。
低周波リプル発生回路(低周波三角波リプル回路)の一例を図12に示す。この例では、第4のインダクタ441と並列に、第5のレジスタ461と第6のキャパシタ462とを順に挿入し、第5のレジスタ461と第6のキャパシタ462との間の低周波リプル取得ノード445から低周波数の信号を取得する。すなわち、参照電位(iii)として低周波リプル成分が重畳されたHVPS420の出力電圧の電圧値に関連する信号を取得する。このように、第5のレジスタ461と第6のキャパシタ462によって低周波リプルの生成が行われる。低周波リプル取得ノード445と参照電位取得ノード444との間に、第7のキャパシタ463を挿入することで、低周波リプル取得ノード445から参照電位取得ノード444に入る信号の直流成分が遮断され得る。
低周波リプル発生回路(正弦波リプル回路)の一例を図13に示す。この例では、図12に示した回路に加えて、さらに次の回路が設けられている。すなわち、並列共振回路470から逆流する高周波成分を遮断するために、HVPS420の出力部に逆向きにローパスフィルターが設けられている。すなわち、第4のインダクタ441の出力端と、第2のキャパシタ451の入力端との間に第8のインダクタ465が挿入されている。また、第4のインダクタ441の出力端と第8のインダクタ465の入力端との間に第8のキャパシタ466の一端が接続されている。第8のキャパシタ466の他端は、接地されている。第8のインダクタ465及び第8のキャパシタ466によって、並列共振回路470から参照電位取得ノード444へと流れる正弦波信号の高周波成分が遮断される。その結果、参照電位取得ノード444では、低周波数の正弦波リプルが重畳された参照電位(iii)が取得される。
Claims (7)
- エネルギー変換素子で電力を他のエネルギーに変換して、変換後のエネルギーを用いて処置を行う手術具の前記エネルギー変換素子に電力を供給するジェネレータであって、
交流の電力が入力されるように構成された第1のインダクタと、
前記第1のインダクタと変圧器を形成する、第1の接点と第2の接点との間に接続された第2のインダクタと、
前記第1のインダクタと変圧器を形成する、前記第2の接点と第3の接点との間に接続された第3のインダクタであって、前記第3の接点に対する前記第2の接点の極性が、前記第2のインダクタの前記第2の接点に対する前記第1の接点の極性と一致するように構成されている前記第3のインダクタと、
前記第3の接点とグランドとの間に接続されたキャパシタと
を備え、
前記第1の接点と前記第2の接点との間に前記エネルギー変換素子が接続されるように構成されており、
前記第2の接点の電位が所定の値以下となるように前記第3のインダクタのインダクタンスと前記キャパシタのキャパシタンスとが調整されている、
ジェネレータ。 - 前記キャパシタの前記キャパシタンスは100pF以下である、請求項1に記載のジェネレータ。
- 前記第2の接点と前記第3の接点との間の電圧は、前記第1の接点と前記第2の接点との間の電圧以下となるように調整されている、請求項1に記載のジェネレータ。
- 前記キャパシタの前記キャパシタンスは37乃至39pFである、請求項1に記載のジェネレータ。
- 前記第3のインダクタのインダクタンスと前記第3のインダクタのインダクタンスとはそれぞれ37乃至63mHである、請求項1に記載のジェネレータ。
- 当該ジェネレータは、前記エネルギー変換素子としての超音波振動子、ヒータ又はモータに前記電力を供給するように構成されている、請求項1に記載のジェネレータ。
- エネルギーを用いて処置を行う手術具と、
前記手術具に接続され、前記手術具に電力を供給するジェネレータと、
を備え、
前記ジェネレータは、
交流の電力が入力されるように構成された第1のインダクタと、
前記第1のインダクタと変圧器を形成する、第1の接点と第2の接点との間に接続された第2のインダクタと、
前記第1のインダクタと変圧器を形成する、前記第2の接点と第3の接点との間に接続された第3のインダクタであって、前記第3の接点に対する前記第2の接点の極性が、前記第2のインダクタの前記第2の接点に対する前記第1の接点の極性と一致するように構成されている前記第3のインダクタと、
前記第3の接点とグランドとの間に接続されたキャパシタと
を備え、
前記第1の接点と前記第2の接点との間にエネルギー変換素子が接続されるように構成されており、
前記第2の接点の電位が所定の値以下となるように前記第3のインダクタのインダクタンスと前記キャパシタのキャパシタンスとが調整されている、
手術システム。
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