JP6886998B2 - 超音波血管封止の方法及びシステム - Google Patents

Description

本開示は、血管を封止するための超音波手術装置に関する。より詳細には、本開示は、血管のサイズ範囲を自動的に推定して、血管を封止する電気エネルギーを制御する、超音波手術装置に関する。

（関連技術の背景）
超音波手術装置は、大きな止血、及び横方向の熱的損傷を最小限にした組織の効率的な封止、及び低い発煙を実現することが実証されている。患者に電流の流れる必要がある、電気手術装置とは異なり、超音波手術装置は、機械的共振周波数において駆動されるトランスデューサの機械作用を適用することにより動く。

血管は、サイズ範囲がさまざまであり、したがって、血管の封止が、トランスデューサに機械連結されているエンドエフェクタがさまざまな速度となることの恩恵を受ける。より小さな血管により大きな速度がもたらされると、血管が破れるおそれがあり、より大きな血管により小さな速度がもたらされると、血管を適切に封止することができない。したがって、標的血管の特性に応じた血管封止の改善に継続的な関心が寄せられている。

本開示は、血管を封止する前に血管のサイズ範囲を推定するための超音波手術装置、及びこのような超音波手術装置を制御するための方法を提供する。血管の推定サイズ範囲に基づく超音波手術装置のエンドエフェクタの適切な速度を維持することにより、超音波手術装置は、一層、適切に血管を封止することが可能となる。

本開示の態様によれば、本開示は、超音波手術装置を制御するための方法を含む。本方法は、血管を封止するため、トランスデューサに電気エネルギーを供給するステップであって、電気エネルギーの周波数が超音波範囲となるステップ、トランスデューサに連結されているエンドエフェクタが血管を把持すると、電気エネルギーを制御してこのエンドエフェクタの所定の速度を実現するステップ、エンドエフェクタが所定の速度を達成すると、電気エネルギーのパラメータを検知するステップ、検知したパラメータに基づいて電気エネルギーの電力値を算出してこの電力値に基づいて血管のサイズ範囲を推定するステップ、及び電気エネルギーを制御し、血管の推定サイズ範囲に基づいて決定される目標速度を実現して、血管を封止すステップを含む。

さまざまな実施形態では、血管のサイズ範囲は、電力値が、所定の電力閾値以上となるとき、５ミリメートル（ｍｍ）以上となる。

さまざまな実施形態では、血管のサイズ範囲は、電力値が、所定の電力閾値未満となるとき、５ｍｍ未満となる。

さまざまな実施形態では、血管の推定サイズ範囲に基づいて電気エネルギーを制御するステップは、血管の推定サイズ範囲に基づき、電気エネルギーの電力値を制御して血管を封止するステップを含む。

さまざまな実施形態では、電力値は、電気エネルギーの電力値から、トランスデューサにおける電力損失及び超音波手術装置における導波管を減算することにより算出される。

さまざまな実施形態では、電力値は、電気エネルギーを供給後、約１００ミリ秒、算出される。

さまざまな実施形態では、血管の推定サイズ範囲に基づいて電気エネルギーを制御し、血管を封止するステップは、電力値が、第１の範囲にあるか、又は第１の範囲よりも少なくとも一部高い第２の範囲にあるかどうかを判定するステップ、及び電力値が第１の範囲にあると判定されると第１の目標速度を設定し、電力値が第２の範囲にあると判定されると第２の目標速度を設定するステップを含む。血管の推定サイズ範囲に基づいて電気エネルギーを制御して血管を封止するステップは、電気エネルギーを制御して、エンドエフェクタの第１又は第２の目標速度を維持して、血管を封止するステップを含む。第１の目標速度は、所定の速度よりも大きい。第２の目標速度は、所定の速度よりも小さい。

本開示の態様によれば、本開示は、トランスデューサ、トランスデューサに連結されており、かつ血管を把持して封止するよう構成されているエンドエフェクタ、トランスデューサに電気エネルギーを供給するよう構成されている電源、電気エネルギーのパラメータを検知するよう構成されているセンサ、エンドエフェクタが血管を把持したときに、トランスデューサに連結されているエンドエフェクタの所定の速度を実現するよう、検知されたパラメータに基づいて電気エネルギーの電力値を算出するよう、電力値に基づいて血管のサイズ範囲を推定するよう、及び電気エネルギーを制御して、血管の推定サイズ範囲に基づいて判定される、目標速度を実現し、血管を封止するよう構成されている制御装置を含む、超音波手術装置を含む。

さまざまな実施形態では、血管のサイズ範囲は、電力値が、所定の電力閾値以上となるとき、５ｍｍ以上となる。

さまざまな実施形態では、血管のサイズ範囲は、電力値が、所定の電力閾値未満となるとき、５ｍｍ未満となる。

さまざまな実施形態では、制御装置は、血管の推定サイズ範囲に基づいて、電気エネルギーの電力値を制御して、血管を封止するよう更に構成されている。

さまざまな実施形態では、電力値は、電気エネルギーの電力値から、トランスデューサにおける電力損失及び超音波手術装置における導波管を減算することにより算出される。

さまざまな実施形態では、電力値は、電気エネルギーを供給後、約１００ミリ秒、算出される。

さまざまな実施形態では、制御装置は、電力値が、第１の範囲にあるか、又は第１の範囲よりも少なくとも一部高い第２の範囲にあるかどうかを判定し、電力値が第１の範囲にあると判定されると第１の目標速度を設定し、電力値が第２の範囲にあると判定されると第２の目標速度を設定するよう更に構成されている。制御装置は、電気エネルギーを制御して、エンドエフェクタの第１又は第２の目標速度を維持して、血管を封止するよう更に構成されている。第１の目標速度は、所定の速度よりも大きい。第２の目標速度は、所定の速度よりも小さい。

本開示の例示的な実施形態の更なる詳細及び態様が、以下に添付の図面を参照してより詳細に説明される。
本願明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
超音波手術装置を制御する方法であって、
血管を封止するため、トランスデューサに電気エネルギーを提供するステップであって、上記電気エネルギーの周波数が超音波範囲にある、ステップと、
上記トランスデューサに連結されているエンドエフェクタが上記血管を把持すると、上記電気エネルギーを制御して上記エンドエフェクタの所定の速度を実現するステップと、
上記エンドエフェクタが上記所定の速度を達成すると、上記電気エネルギーのパラメータを検知するステップと、
上記検知されたパラメータに基づいて、上記電気エネルギーの電力値を算出するステップと、
上記電力値に基づいて上記血管のサイズ範囲を推定するステップと、
上記電気エネルギーを制御し、上記血管の上記推定サイズ範囲に基づいて決定される目標速度を実現して、上記血管を封止すステップと
を含む、方法。
（項目２）
上記電力値が所定の電力閾値以上となるとき、上記血管の上記サイズ範囲が５ｍｍ以上となる、上記項目に記載の方法。
（項目３）
上記電力値が所定の電力閾値未満となるとき、上記血管の上記サイズ範囲が５ｍｍ未満となる、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目４）
上記血管の上記推定サイズ範囲に基づいて上記電気エネルギーを制御するステップが、上記血管の上記推定サイズ範囲に基づいて、上記電気エネルギーの電力値を制御して、上記血管を封止するステップを含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目５）
上記電力値が、上記電気エネルギーの上記電力値から、上記トランスデューサにおける電力損失及び上記超音波手術装置における導波管を減算することにより算出される、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目６）
上記電力値が、上記電気エネルギーを供給後、約１００ミリ秒、算出される、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目７）
上記血管の上記推定サイズ範囲に基づいて、上記電気エネルギーを制御して、上記血管を封止するステップが、
上記電力値が、第１の範囲にあるか、又は上記第１の範囲よりも少なくとも一部高い第２の範囲にあるかどうかを判定するステップと、
上記電力値が上記第１の範囲にあると判定されると第１の目標速度を設定し、上記電力値が上記第２の範囲にあると判定されると第２の目標速度を設定するステップと
を含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目８）
上記血管の上記推定サイズ範囲に基づいて、上記電気エネルギーを制御して、上記血管を封止するステップが、
上記電気エネルギーを制御して、上記エンドエフェクタの上記第１又は第２の目標速度を維持し、上記血管を封止するステップを更に含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目９）
上記第１の目標速度が、上記所定の速度よりも大きい、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１０）
上記第２の目標速度が、上記所定の速度よりも小さい、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１１）
超音波手術装置であって、
トランスデューサと、
上記トランスデューサに連結されており、かつ血管を把持して封止するよう構成されている、エンドエフェクタと、
上記トランスデューサに電気エネルギーを供給するよう構成されている電源と、
上記電気エネルギーのパラメータを検知するよう構成されているセンサと、
制御装置であって、
上記トランスデューサに連結されている上記エンドエフェクタが上記血管を把持すると、上記電気エネルギーを制御して上記エンドエフェクタの所定の速度を達成するように、
上記検知されたパラメータに基づいて、上記電気エネルギーの電力値を算出するように、
上記電力値に基づいて上記血管のサイズ範囲を推定するように、及び
上記電気エネルギーを制御して、上記血管の上記推定サイズ範囲に基づいて判定される、目標速度を実現して、上記血管を封止するように、構成されている、上記制御装置と、
を備える、超音波手術装置。
（項目１２）
上記電力値が所定の電力閾値以上となるとき、上記血管の上記サイズ範囲が５ｍｍ以上であると推定される、上記項目のいずれかに記載の超音波手術装置。
（項目１３）
上記電力値が所定の電力閾値未満となるとき、上記血管の上記サイズ範囲が５ｍｍ未満と推定される、上記項目のいずれかに記載の超音波手術装置。
（項目１４）
上記制御装置が、上記血管の上記推定サイズ範囲に基づいて、上記電気エネルギーの電力値を制御して、上記血管を封止するよう更に構成されている、上記項目のいずれかに記載の超音波手術装置。
（項目１５）
上記電力値が、上記電気エネルギーの上記電力値から、上記トランスデューサにおける電力損失及び上記超音波手術装置における導波管を減算することにより算出される、上記項目のいずれかに記載の超音波手術装置。
（項目１６）
上記電力値が、上記電気エネルギーを供給後、約１００ミリ秒、算出される、上記項目のいずれかに記載の超音波手術装置。
（項目１７）
上記制御装置が、
上記電力値が、第１の範囲にあるか、又は上記第１の範囲よりも少なくとも一部高い第２の範囲にあるかどうかを判定するように、及び
上記電力値が上記第１の範囲にあると判定されると第１の目標速度を設定し、上記電力値が上記第２の範囲にあると判定されると第２の目標速度を設定するように、
更に構成されている、上記項目のいずれかに記載の超音波手術装置。
（項目１８）
上記制御装置が、上記電気エネルギーを制御して、上記エンドエフェクタの上記第１又は第２の目標速度を維持して、上記血管を封止するよう更に構成されている、上記項目のいずれかに記載の超音波手術装置。
（項目１９）
上記第１の目標速度が、上記所定の速度よりも大きい、上記項目のいずれかに記載の超音波手術装置。
（項目２０）
上記第２の目標速度が、上記所定の速度よりも小さい、上記項目のいずれかに記載の超音波手術装置。
（摘要）
本方法は、血管を封止するため、トランスデューサに電気エネルギーを供給するステップであって、電気エネルギーの周波数が超音波範囲となるステップ、トランスデューサに連結されているエンドエフェクタが血管を把持すると、電気エネルギーを制御してこのエンドエフェクタの所定の速度を実現するステップ、エンドエフェクタが所定の速度を達成すると、電気エネルギーのパラメータを検知するステップ、検知したパラメータに基づいて電気エネルギーの電力値を算出してこの電力値に基づいて血管のサイズ範囲を推定するステップ、及び電気エネルギーを制御し、血管の推定サイズ範囲に基づいて決定される目標速度を実現して、血管を封止すステップを含む。

本開示は、この後の詳細説明と併せて考えると、添付の図面を参照することにより理解することができる。

本開示の実施形態による、超音波手術装置の側面立面図である。 分離部分の斜視図であり、本開示の実施形態による、図１Ａの超音波手術装置のハンドルの左部分、トランスデューサ及び右部分を示している。 本開示の実施形態による、図１Ａの超音波手術装置の機能ブロック図である。 本開示の実施形態による、超音波手術装置を制御するための方法を例示するフローチャートである。

一般に、本開示は、組織における血管を封止するための超音波手術装置、及び超音波手術装置を制御する方法を提供する。超音波手術装置は、トランスデューサを利用して、超音波機械運動を発生させる。本開示の態様によれば、超音波手術装置は、血管を封止する前に、封止される血管のサイズ範囲を自動的に推定する。超音波手術装置は、血管の推定サイズ範囲に基づいて、エンドエフェクタの適切な速度を維持して、血管を適切に封止する。

本開示によれば、超音波手術装置は、さまざまな制御を含み、この制御は、プロセッサにより実行されるハードウエア及び／又はソフトウエアに統合することができ、ＤＣ電源によりエネルギーが供給される、トランスデューサの超音波機械運動を制御することができる。制御の１つは、エンドエフェクタの縦方向モードの配置を調節する振幅制御である。別の制御により、ＤＣ出力からＡＣシグナルが発生し、トランスデューサの共振式周波数を追跡する。さまざまな制御の使用により、超音波手術装置は、本開示の実施形態により、血管を処置するのに十分に制御されている超音波機械運動を実現する。

さまざまな血管が、エンドエフェクタのさまざまな速度からの利益を受けて、適切に血管を処置するので、超音波手術装置は、血管を処置する前に、血管のサイズ範囲を推定する。超音波手術装置は、血管の推定サイズ範囲に基づいて、エンドエフェクタの速度を設定して、血管を適切に処置する。

図１Ａ及び１Ｂを参照すると、組織を処置するための超音波手術装置１００が、例示されている。この超音波手術装置１００は、電源１１０、ハウジング１３０、トランスデューサ１５０、及び超音波プローブ１９０を含む。電源１１０は、トランスデューサ１５０にＤＣ出力を供給する。実施形態では、電源１１０は、電池などの携帯型電源であってもよく、任意の場所にＤＣ出力を供給するよう運搬され得る。更なる実施形態では、電源１１０は、挿入可能であってもよく、又はハウジング１３０に統合されていてもよく、その結果、超音波手術装置１００は、いかなるケーブルも邪魔にならず、携帯して持ち運ぶことができる。更に別の実施形態では、電源１１０は、充電可能であってもよく、その結果、電源１１０は、再使用可能とすることができる。更に別の実施形態では、電源１１０は、壁のコンセントから出力を受給してもよい。

別の実施形態では、電源１１０は、交流電流（ＡＣ）電源に接続されているコンバータを含んで、ＡＣ出力をＤＣ出力に変換することができる。ＡＣ電源は約６０ヘルツ（Ｈｚ）などの、比較的低い周波数であってもよい一方、超音波手術装置１００は、より高い周波数で稼働する。したがって、電源１１０は、低周波数のＡＣ出力をＤＣ出力に変換し、その結果、ＤＣ出力が、次に、トランスデューサ１５０に超音波機械運動を発生させるのに好適な周波数を有するＡＣ出力に反転されてもよい。

図１Ａ及び１Ｂを続けて参照すると、ハウジング１３０は、区画１３２を有するハンドル部分１３１を含み、この区画は、電源１１０、及び区画１３２内の電源１１０を固定する電源ドア１３４を収容することができる。一態様では、電源ドア１３４は区画１３２の内側と外側との間に防水シールを形成するよう構成されていてもよい。

ハウジング１３０はまた、カバー１３３を含み、これは、トランスデューサ１５０と出力装置１８０とを収容する。トランスデューサ１５０は、発生器アセンブリ１５２、及びトランスデューサ本体１５６を有するトランスデューサアセンブリ１５４、及びロック部分１６２を含む（図１Ｂ）。発生器アセンブリ１５２は、一対の接触部１５８を介して、トランスデューサアセンブリ１５４に電気連結されている。

図１Ｂを参照すると、トランスデューサ１５０は、カバー１３３から分離されているように例示されている。トランスデューサ１５０が、カバー１３３に挿入されて、これと共に組み立てられている場合、一対の接触部１５８は、トランスデューサ１５０の円形溝に接続されており、その結果、トランスデューサ本体１５６の回転動作のために、トランスデューサ本体１５６と発生器アセンブリ１５２との間の接続部を邪魔しない。したがって、トランスデューサ本体１５６は、ハウジング１３０内で自由回転することができる。

出力装置１８０は、超音波手術装置１００に関する、又はさまざまな実施形態では、超音波プローブ１９０とトランスデューサ１５０との間の機械連結部の状態に関する情報を出力する。さまざまな実施形態では、出力装置１８０はまた、超音波プローブ１９０が、トランスデューサ１５０に適切に接続されていないという警告を表示することもできる。

別の実施形態では、出力装置１８０は、トランスデューサ１５０に超音波プローブ１９０が適切に又は不適切に接続されていることを示す、可聴音を出力するよう構成されているスピーカーであってもよい。更に別の実施形態では、出力装置１８０は、超音波プローブ１９０とトランスデューサ１５０との間の機械連結部の状態を表示する、さまざまな期間、パルス及び色の光を発光するよう構成されている、１つ又は複数の発光素子を含んでもよい。

ハンドル部分１３１は、トリガ１３６を更に含む。トリガ１３６が作動すると、電源１１０は、トランスデューサ１５０にエネルギーを供給し、その結果、トランスデューサ１５０は、超音波プローブ１９０が超音波機械運動を発生するよう出力される。トリガ１３６が解放されると、トランスデューサ１５０への電力が終了する。

発生器アセンブリ１５２は、電源１１０からＤＣ出力を受給し、２０ｋＨｚより大きな周波数を有するＡＣシグナルを発生する。発生器アセンブリ１５２は、操作の所望のモードに基づいた周波数を有するシグナルを発生することが可能となることがあり、この周波数は、トランスデューサ１５０の共振式周波数とは異なってもよい。

トランスデューサアセンブリ１５４のトランスデューサ本体１５６は、発生器アセンブリ１５２によって発生したＡＣシグナルを受信し、発生したＡＣシグナルの振幅及び周波数に基づいて、超音波プローブ１９０内で超音波機械運動を発生させる。トランスデューサ本体１５６は、圧電材料を含み、この材料は、発生したＡＣシグナルを超音波機械運動に変換する。

超音波手術装置１００はまた、スピンドル１７０を含み、これは、超音波プローブ１９０に連結されており、このスピンドルのおかげで、その長手軸の周りを超音波プローブ１９０が回転するのが可能になる。超音波プローブ１９０は、ハウジングに取り付けられており、ロック部分１６２を介して、トランスデューサ１５０に機械接続されており、こうして、スピンドル１７０は、超音波プローブ１９０によって画定される長手軸の周りを回転するので、それに対応して、超音波プローブ１９０及びトランスデューサ１５０はまた、トランスデューサ１５０と超音波プローブ１９０との間の接続部に影響を及ぼすことなく、やはり回転する。

超音波プローブ１９０は、封止組織に好適なエンドエフェクタを含むことができる。超音波プローブ１９０は、導波管１９２、導波管１９２から延在するエンドエフェクタ１９４、及びジョー部材１９６を含む。超音波プローブ１９０は、ロック部分１６２を介して、トランスデューサ本体１５６に機械連結されている。

ジョー部材１９６は、ジョー部材１９６とエンドエフェクタ１９４との間の組織を把持及び／又はクランプするよう構成されている枢動アームとして形成されていてもよい。ジョー部材１９６及びエンドエフェクタ１９４が、組織を把持して、エンドエフェクタ１９４が超音波機械運動を伝えると、エンドエフェクタ１９４とジョー部材１９６との間の把持された組織の温度が、超音波機械運動のために増大する。これらの運動により、ひいては、組織中の血管が処置、例えば、切断及び／又は封止される。態様では、エンドエフェクタ１９４は、封止される血管のサイズ範囲に基づいて、さまざまな速度で振動することができる。

図１Ａ及び図１Ｂの例示されている実施形態は、単なる例示に過ぎず、変形は、本開示の範囲内にあることが企図されている。例えば、構成要素は、図１Ａ及び図１Ｂに配置されている、又はこれらに例示されているとおり構成されている必要はなく、さまざまに配列又は構成されてもよく、同時に、依然として、本明細書に記載されている操作及び／又は機能を発揮する。

図２は、図１の超音波手術装置１００の機能ブロック図を例示している。上記のとおり、超音波手術装置１００は、封止される血管のサイズ範囲を推定し、好適な電力値及び周波数を有する電気エネルギーを、トランスデューサ１５０に供給し、このトランスデューサは、次に、超音波機械運動をエンドエフェクタ１９２に供給する。アナログ又はデジタルパルス幅変調（ＰＷＭ）シグナルを使用して、超音波機械運動を調節することができる。超音波手術装置１００は、電源１１０、コンバータ３３０、センサ３４０、制御装置３５０、インバータ３７０、トランスデューサ１５０及びコンパレータ３９０を含む。

電源１１０は、ＤＣ出力をコンバータ３３０に供給し、このコンバータは、ＤＣ出力の振幅を増幅し、その結果、超音波手術装置１００は、組織を処置するのに十分に大きな超音波機械運動を発生させる。次に、センサ３４０は、インバータ３７０への電気エネルギーの流れに関連するパラメータを検知する。検知されたパラメータは、インバータ３７０に供給された電気エネルギーの検知された電流波形及び検知された電圧波形を含むことができる。

制御装置３５０は、センサ３４０から検知されたパラメータを受信し、検知されたパラメータに基づいたさまざまなパラメータ（例えば、二乗平均平方根（ＲＭＳ）又は平均電圧、電流、電力値又はインピーダンス）を算出して、制御シグナルを発生し、コンバータ３３０の負荷サイクルを制御する。実施形態では、デジタルＰＷＭシグナルを使用して、コンバータ３３０の負荷シグナルを制御することができる。

インバータ３７０は、コンバータ３３０からの増幅ＤＣシグナルを受信する。インバータ３７０は、制御装置３５０からのシグナルを出力することにより駆動される。さまざまな実施形態では、インバータ３７０は、トランスデューサ１５０を機械的に振動させるのに好適な周波数を有する電気エネルギーを発生させるための、Ｈブリッジ構造を含むことができる。

さまざまな実施形態では、制御装置３５０は、トランスデューサ１５０に連結されているエンドエフェクタ１９４の速度を測定して、封止過程の間、エンドエフェクタ１９４の特定の速度を維持することができる。コンパレータ３９０は、トランスデューサ１５０からシグナルを受信し、エンドエフェクタ１９４の速度を表示して、エンドエフェクタ１９４の速度と、血管のサイズ範囲を推定するために設定された所定の速度とを比較する。速度が所定の速度未満である場合、制御装置３５０は、制御シグナルを発生して、電気エネルギーの振幅を増大させて、トランスデューサ１５０を振動させることができ、エンドエフェクタ１９４の速度の増大を更にもたらす。速度が所定の速度より大きい場合、制御装置３５０は、別の制御シグナルを発生して、トランスデューサ１５０の振動を少なくし、速度の低下をもたらすよう、電気エネルギーの振幅を低下させることができる。

エンドエフェクタ１９４の速度が、所定の速度閾値を達成すると、制御装置は、処置される血管のサイズ範囲を推定することができる。特に、制御装置３５０は、電気エネルギーの電力値を算出し、その電力値に基づいて、処置される血管のサイズ範囲を推定する。一実施形態では、電力値が、所定の閾値電力値よりも小さい場合、血管のサイズ範囲は、５ｍｍ未満又は小血管と推定され、電力値が所定の閾値電力値以上である場合、血管のサイズ範囲は、５ｍｍより大きいと推定されるか、又は血管は大きい。

電気エネルギーの供給が開始すると、エンドエフェクタの速度が所定の速度を達成するための時間が必要となる。したがって、速度が所定の速度を達成することを可能にするよう、ある期間を利用することができる。態様では、電気エネルギーの供給が開始した後、測定前又は算出前に、１００ミリ秒（ｍｓ）の期間が経過してもよい。しかし、測定前又は算出前のこの期間は、１００ｍｓに限定されず、１００ｍｓ未満であってもよく、又はこれより長くてもよい。

制御装置３５０は、ＰＷＭ制御シグナルを発生して、コンバータ３３０、及びインバータ３７０のための他の制御シグナルを駆動することができる。制御装置３５０は、コンパレータ３９０からの出力値を受信し、コンパレータ３９０の出力値に応答して、インバータ３７０のための制御シグナルを発生する。次に、インバータ３７０は、ＤＣ出力をＡＣシグナルに変換する。態様では、変圧器（図示せず）が、インバータ３７０とトランスデューサ１５０との間に電気連結されていてもよく、その結果、この変換器は、変換されたＡＣ出力の振幅を所望のレベルまで増大又は低下させてもよい。

態様では、センサ３４０は、トランスデューサ１５０に供給された広域ＡＣシグナルの電圧及び電流波形を検知するよう構成されており、センサシグナルを制御装置３５０に伝送する。制御装置３５０は、センサシグナル及びコンパレータ３９０の出力値を処理し、エンドエフェクタ１９４の速度を制御することができる。

態様では、制御装置３５０は、プロセッサ、及びプロセッサに連結されているメモリを含んでもよい。プロセッサは、以下に限定されないが、ハードウエアプロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、中央処理装置（ＣＰＵ）、マイクロプロセッサ及びそれらの任意の組合せを含めた、本開示において記載されている、操作、算出及び／又は一組の命令を行うようになされている任意の好適なプロセッサ（例えば、制御回路）とすることができる。当業者は、プロセッサが、本開示で記載されている、アルゴリズム、算出及び／又は一組の命令を実行するようになされている任意の論理プロセッサ（例えば、制御回路）を使用することによって置き換えされてもよいことを理解するであろう。メモリは、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、電気的消去可能なプログラマブルＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、非揮発性ＲＡＭ（ＮＶＲＡＭ）、又はフラッシュメモリなどの、揮発性、非揮発性、磁気的、光学的又は電気的メディアのうちの１種又は複数を含むことができる。

図３は、血管を適切に封止するための超音波トランスデューサを制御するための方法３００を例示するフローチャートである。方法３００は、２つの相を含み、その１つは、エンドエフェクタにおいて所定の速度を達成し、もう一方は、封止される血管のサイズ範囲を判定し、したがって、エンドエフェクタの速度を設定する。

トランスデューサに連結されているエンドエフェクタは、血管を含む組織を把持すると、工程３０５において、方法３００の第１の制御が、電気エネルギーをトランスデューサに供給して開始する。この電気エネルギーは、周波数及び振幅を含み、これは、トランスデューサに機械連結されているエンドエフェクタの速度を制御する。トランスデューサの機械的な運動が測定されて、エンドエフェクタが動く速度が、工程３１０において算出される。

より大きなサイズ範囲の血管は、通常、速度を維持するためにより多くの電気エネルギーを必要とするので、測定した速度は、工程３１５における閾値速度と比較される。エンドエフェクタの速度が、閾値速度未満であると判定されると、より多量の電気エネルギーが、工程３２０においてトランスデューサに供給される。エンドエフェクタの速度が、閾値速度より大きいと判定されると、より少量の電気エネルギーが、工程３２５においてトランスデューサに供給される。このように、エンドエフェクタの速度は、所定の速度を達成するよう制御される。

速度が、工程３１５において、閾値速度を達成したと判定されると、供給された電気エネルギーの電力値は、工程３３０で算出される。態様では、エンドエフェクタの速度が所定の速度を達成するために時間がかかることがあるので、工程３１５における比較は、エンドエフェクタが作動した後のある期間、行われてもよい。例えば、所定期間は、１００ｍｓとすることができる。

態様では、出力は、検知された結果から算出され得る。例えば、電力値は、電圧波形と電流波形とを乗算することにより算出され得る。別の態様では、電力値は、組織に実際に適用された電力値を算出するよう較正されていてもよい。この算出は、電圧波形及び電流波形を乗算することにより得られた結果から、導波管及びトランスデューサにおける電力損失を減算することにより行うことができる。更に、所定の電力閾値はまた、処置される血管を含めた、あるタイプの組織に基づいて設定されてもよい。

さまざまな実施形態では、トランスデューサにおける電力損失は、トランスデューサの圧電積層体の特性のばらつきに基づくことができる。電力値の較正過程は、電圧、電流、速度及び周波数の測定のための倍率を決定するためのジョーの開口起動を含んでもよく、ジョーの開口起動に使用した電力値を測定するステップを含んでもよい。実施形態では、トランスデューサに関連する較正パラメータを、後の電力値較正過程に使用するよう、メモリに記憶させてもよい。

さまざまな実施形態では、導波管及びトランスデューサにおける電力損失は、超音波装置のメモリに記憶されている、較正済み値とすることができる。導波管は、長さがさまざまとなり得、その内部の電力損失はさまざまとなる。導波管の長さに基づいた電力損失に関連するパラメータはメモリに記憶され得、サイズ範囲を推定して血管の封止を行っている間に、メモリから読み取られて、電力損失を較正することができる。

算出した電力値に基づいて、血管のサイズ範囲を、工程３３５で決定することができる。例えば、算出された電力値が、所定の電力閾値より低い場合、血管は、５ｍｍより小さい小血管であると判定される。算出された出力が、所定の電力閾値以上の場合、血管は、５ｍｍ以上かつ７ｍｍ未満の大血管であると判定される。

態様では、所定の電力閾値は、あるタイプの血管に基づいて、異なって設定されてもよい。例えば、腎臓の動脈に対する所定の電力閾値は、頸動脈又は大腿骨の動脈の電力閾値とは異なっていてもよい。

次に、算出した電力値を、工程３４０において、２つの範囲と比較して、血管を適切に封止するよう、エンドエフェクタの目標速度を設定する。算出した電力値が、第１の範囲内に収まる、又は血管が、小血管であると判定された場合、この目標速度は、工程３４５における所定の速度よりも大きくなるよう設定される。例えば、算出した電力値が、１８ワット（Ｗ）〜２３．５Ｗにある場合、目標速度は増大する。

算出した電力値が、第１の範囲よりも大きな第２の範囲内に収まる、又は血管が、大血管と判定された場合、この目標速度は、工程３５０における所定の速度よりも小さくなるよう設定される。例えば、算出した電力値が、２６．５Ｗ〜３６Ｗにある場合、目標速度が低下される。第１及び第２の範囲の値は、例として単に提示されているに過ぎず、第１及び第２の範囲は、これらの値に限定されず、異なる値を有してもよい。

工程３５５では、電気エネルギーは、目標速度においてエンドエフェクタの速度を維持するよう制御される。次に、血管は、目標速度で適切に封止され、方法３００が終了する。態様では、封止過程の期間は、血管のサイズ範囲に応じて、制御され得る。言い換えると、小血管は、大血管よりも迅速に封止され得る。

さまざまな実施形態では、工程３１５は、速度が所定の速度閾値を達成したとき、工程３３０に進まないことがある。むしろ、さまざまな実施形態では、工程３１５は、１００ｍｓなどのある期間を経過した後にしか、工程３３０に進まないことがある。

さまざまな実施形態では、工程３４５は、目標速度を単に増大させないことがあり、工程３５０は、目標速度を単に低下させないことがある。さまざまな実施形態では、工程３４５は、第１の速度曲線に接近することができ、工程３５０は、第２の速度曲線に接近することができる。本明細書で使用する場合、速度曲線は、経時的に速度を指定する関数、表又は他の数値的な関係である。次に、工程３５５は、電気エネルギーを制御し、その結果、エンドエフェクタの速度は、経時的に特定の速度曲線を追跡する。

他の修正及び変更が、特定の操作要件及び状況に適合するようなされ得るので、本開示は、本明細書に記載されている例示的な例に限定されないこと、並びに本開示の趣旨又は範囲から逸脱しないさまざまな他の変更及び修正を包含し得ることが当業者により理解される。

Claims (7)

1. 超音波手術装置であって、前記超音波手術装置は、
   トランスデューサと、
   前記トランスデューサに結合されているエンドエフェクタであって、血管を把持して封止するように構成されているエンドエフェクタと、
   電気エネルギーを前記トランスデューサに供給するように構成されている電源と、
   前記電気エネルギーのパラメータを検知するように構成されているセンサと、
   制御装置と
   を備え、
   前記制御装置は、
   前記トランスデューサに結合されている前記エンドエフェクタが前記血管を把持しているときに、前記エンドエフェクタの所定の速度を達成するように前記電気エネルギーを制御することと、
   前記検知されたパラメータに基づいて、前記電気エネルギーの電力値を算出することと、
   前記電力値に基づいて、前記血管のサイズ範囲を推定することと、
   前記電力値が第１の範囲内にあるか、または、前記電力値が前記第１の範囲よりも少なくとも部分的に高い第２の範囲内にあるかを判定することと、
   前記電力値が前記第１の範囲内にあると判定されたときには前記エンドエフェクタの第１の目標速度を設定し、前記電力値が前記第２の範囲内にあると判定されたときには前記エンドエフェクタの第２の目標速度を設定することであって、前記第１の目標速度は、前記所定の速度よりも大きく、かつ、前記第２の目標速度は、前記所定の速度よりも小さい、ことと、
   前記エンドエフェクタの前記第１の目標速度または前記エンドエフェクタの前記第２の目標速度を達成するように前記電気エネルギーを制御することにより、前記血管を封止することと
   を行うように構成されている、超音波手術装置。
2. 前記電力値が所定の電力閾値以上であるとき、前記血管の前記サイズ範囲は、５ｍｍ以上であると推定される、請求項１に記載の超音波手術装置。
3. 前記電力値が所定の電力閾値未満であるとき、前記血管の前記サイズ範囲は、５ｍｍ未満と推定される、請求項１に記載の超音波手術装置。
4. 前記制御装置は、前記制御装置によって推定された前記血管の前記サイズ範囲に基づいて、前記電気エネルギーの電力値を制御することにより、前記血管を封止するようにさらに構成されている、請求項１に記載の超音波手術装置。
5. 前記電力値は、前記電気エネルギーの前記電力値から前記トランスデューサにおける電力損失および前記超音波手術装置内の導波管における電力損失を減算することによって、算出される、請求項１に記載の超音波手術装置。
6. 前記電力値は、前記電気エネルギーを供給した後に１００ミリ秒が経過した後に、算出される、請求項１に記載の超音波手術装置。
7. 前記制御装置は、
   前記電力値が前記第１の範囲内にあると判定されたときには、前記エンドエフェクタの前記所定の速度を増加させることによって、前記エンドエフェクタの前記第１の目標速度を達成することと、
   前記電力値が前記第２の範囲内にあると判定されたときには、前記エンドエフェクタの前記所定の速度を減少させることによって、前記エンドエフェクタの前記第２の目標速度を達成することと、
   前記エンドエフェクタの前記達成された第１の目標速度または前記達成された第２の目標速度を維持するように前記電気エネルギーを制御することにより、前記血管を封止することと
   を行うようにさらに構成されている、請求項１に記載の超音波手術装置。

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