JPH03131246A

JPH03131246A - 超音波処置装置

Info

Publication number: JPH03131246A
Application number: JP1269675A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Suzuta; 敏彦鈴田
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1989-10-17
Filing date: 1989-10-17
Publication date: 1991-06-04
Anticipated expiration: 2014-09-06
Also published as: JP2945689B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、超音波処置機能に加え、高周波焼灼機能を
備えた超音波処置装置に関する。

［従来の技術］一般に、超音波処置装置は超音波エネルギを不要組織や
骨に集中させ、不要組織の破砕、吸引や骨の切断に威力
を発揮するもので、広い手術分野で利用されている。特
に、血管等の弾力的組織を残して実質組織を吸引できる
ため、肝切除に用いられることが多い。

一方、高周波焼灼装置（電気メス装置とも称す）は外科
手術に欠くことができないもので、皮膚の切開、筋肉と
軟骨の隔離等に有効である。特に、術部の止血、凝固に
威力を発揮する。

この超音波処置機能と高周波焼灼機能を一つの装置で併
用することができれば、中断のない迅速かつ良好な手゛
術を行なうことができ、便利である。

たとえば、超音波処置治療によって組織を破砕。

乳化する段階で、血管を損傷して出血を招いた場合、直
ちに止血、凝固の対策が可能である。

この併用を可能とするものとして、たとえば実公昭６０
−３３９２６号公報、実公昭６０−３３９２５号公報、
実開昭６２−９０６１２号公報、および実開昭６２−９
０６１１号公報な、どに示されるものがある。

また、併用を可能とする装置の一例を第７図に示す。

図面において、１はハンドピースで、超音波振動子２を
有している。この超音波振動子２は、複数枚たとえば三
枚の圧電素子と、これら圧電素子のそれぞれ両面に接す
る四枚の電極とを積層したものである。

また、ハンドピース１は、ホーン３およびプローブ４か
らなる超音波伝達体を有しており、超音波振動子２の超
音波振動をホーン３で増幅し、それをプローブ４によっ
て被処置部の治療対象組織５に伝達するようになってい
る。

治療対象組ｔａ５には患者プレート６が当接されるよう
になっている。

上記超音波振動子２は出カドランス７を介して増幅器８
の出力端に接続され、増幅器８の入力端は超音波信号発
生器（電圧＠卸売振器、ＶＣＯ）９に接続されている。

この超音波信号発生器９は、超音波振動子駆動用の超音
波信号を発するものである。

また、ハンドピース１が、アクティブコードＡおよびバ
イパスフィルタのコンデンサ１４を介して、出カドラン
ス１５の二次コイルの一端に接続されている。

患者プレート６が、患者コードＰおよびバイパスフィル
タのコンデンサ１４を介し、出カドランス１５の二次コ
イルの他端に接続されている。

出カドランス１５の一次コイルは増幅器１６の出力端に
接続され、増幅器１６の入力端は裔周波信号発生器１７
に接続されている。この高周波信号発生器１７は、高周
波焼灼用の冨周波信号を発するものである。

一方、増幅器８の８力信号の電圧が電圧検出部１０によ
り検出され、かつ増幅器８の出力信号の電流が電流検ａ
部１１により検出され、検出される電圧、電流のそれぞ
れの位相が位相比較器１２で比較される。

この位相比較器１２は位相差に対応するレベルの電圧を
出力するもので、その出力は高域カット用のＬＰＦ　（
ローパスフィルタ）１３を介して超音波信号発生器９に
供給されるようになりでいる。

すなわち、操作ｇ（図示しない）で処置開始操作を行な
うと、超音波信号発生器９が動作して超音波信号が発せ
られるとともに、高周波信号発生′ａ１７が動作して高
周波信号が発せられる。

超音波信号発生器９から発せられる超音波信号は増幅器
８で増幅され、かつ出カドランス７で昇圧され、ハンド
ピース１の超音波振動子２に印加される。これにより、
超音波振動子２が超音波振動を起こしく電気エネルギが
機械エネルギに変換される）、その超音波振動がホーン
３およびプローブ４を介して治療対象組織５に伝えられ
る。

したがって、組織の破砕や竹の切断を行なうことができ
、破砕した切片はプローブ４の中を通り、外部に吸引、
排出される。

高周波信号発生器１７から発せられる高周波信号は増幅
器１６で増幅され、かつ出カドランス１５で昇圧され、
ホーン３．プローブ４．および患者プレート６を通して
治療対象ｍｖ＆５に流れる。

したがって、上記の超音波処置治療を行ないながら、高
周波焼灼による止血、ｌｉ固を行なうことができる。

つまり、出血を防ぎながら手術を行なうことができ、中
断のない迅速かつ良好な手術が可能になるとともに、安
全性の向上が図れる。

一方、増幅器８の出力信号の電圧が電圧検出部１０を介
して検出され、かつ増幅器８の出力信号の電流が電流検
出部１１を介して検出され、検出される電圧、電流のそ
れぞれの位相が位相比較器１２で比較される。

位相比較器３５の比較結果は高周波信号発生器１１にフ
ィードバックされ、ＰＬＬ　（位相同期）回路が構成さ
れる。

たとえば、超音波振動子２の駆動周波数が共振周波数よ
り高い場合、超音波信号は電圧の位相が電流の位相より
も進んでおり、それに対処して位相比較器１２の出力電
圧が負方向へ下がる。すると、超音波信号発生器９の発
振周波数が下がり、超音波信号の周波数が上記共振周波
数へと近付く。

こうして、超音波振動子２を共振点（電圧と電流の位相
差が零度）で駆動し、エネルギの変換効率を高めるよう
にしている。

［発明が解決しようとする課ｆｆｉ］しかしながら、上記の装置では、ハンドピース１に供給
される高周波信号が出カドランス７の結合容量を介して
電圧検出部１０および電流検出部１１に浸入し、ＰＬＬ
回路が誤動作するという不具合がある。

すなわち、第８図に示すように、電圧検出部１０の検出
電圧および電流検出部１１の検出電流に高周波信号が重
畳し、位相比較器１２内の位相差検出信号に°ばらつき
゛が生じて正確な位相差検出ができなくなり、それがＰ
ＬＬ回路の誤動作となって現われてしまう。

こうなると、超音波振動子２を共振点（電圧と電流の位
相差が零度）で駆動できなくなり、エネルギの変換効率
が下がって安定かつ良好な超音波処置が困難となる。

なお、超音波処置のみを単独で行なった場合の検出電圧
、検出電流、および位相差検出信号を第９図に示してい
る。

この発明は上記のような事情に考慮してなされたもので
、その目的とするところは、超音波処置機能と高周波焼
灼機能を併せ持つことができ、中断のない迅速かつ円滑
な処置を可能とするとともに、・超音波信号に対する高
周波信号の影響を回避して常に安定かつ良好な超音波処
置を可能とする超音波処置装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］この発明は、超音波振動子と、この超音波振動子の超音
波振動を被処置部へ伝達する超音波伝達体と、超音波振
動子駆動用の超音波信号を発する超音波信号発生手段と
、高周波焼灼用の高周波信号を発する高周波信号発生手
段と、この高周波信号発生手段から発せられる高周波信
号を上記超音波信号に応じて変調する変調手段とを具備
し、超音波信号を超音波振動子に与え、変調手段の出力
信号を超音波伝達体に与える構成とする。

［作用］超音波信号発生手段から発せられる超音波信号が超音波
振動子に与えられ、超音波振動子が駆動される。また、
高周波ｆｚ号発生手段から発せられる高Ｐ４波信号が超
音波伝達体に与えられ、高周波焼灼か行なわれる。この
とき、高周波信号は超音波信号に応じて変調され、超音
波信号に対する高周波信号の影響が回避される。

［実施例］以下、この発明の第１実施例について図面を参照して説
明する。なお、図面において第７図と同一部分には同一
符号を付し、その詳細な説明は省略する。

第１図に示すように、上限値設定回路２１および下限値
設定四路２２が設けられ、この上限値設定回路２１およ
び下限値設定回路２２のそれぞれ出力電圧と超音波信号
発生器９から発せられる超音波信号の電圧とがウィンド
ウコンパレータ２３に供給されるようになっている。

ウィンドウコンパレータ２３は、超音波信号の電圧が上
限値設定回路２１の上限値電圧よりも高いとき、および
超音波信号の電圧が下限値設定回路２２の下限値電圧よ
りも低いとき、それぞれ論理“１゛信号を出力するもの
である。

また、高周波信号発生器１７の出力端と増幅回路１６と
の接続ラインにゲート回路２４が挿接され、そのゲート
回路２４にウィンドウコンパレータ２３の出力信号が供
給されるようになっている。

ゲート回路２４は、ウィンドウコンパレータ２３の出力
信号が論理“１゛のとき開き、高周波信号発生器１７の
高周波信号を通すものである。

こうして、上限値設定回路２１．下限値設定回路２２．
ウィンドウコンパレータ２３．およびゲート回路２４に
より、超音波信号の電圧に応じて高周波信号を変調する
変調手段を構成している。

つぎに、上記のような構成において第２図を参照しなが
ら作用を説明する。

操作部（図示しない）で処置開始操作を行なうと、超音
波信号発生器９が動作して超音波信号が発せられるとと
もに、高周波信号発生器１７が動作して高周波信号が発
せられる。

このとき、超音波信号の電圧と上限値設定回路２１およ
び下限値設定回路２２の出力電圧とがウィンドウコンパ
レータ２３で比較され、超音波信号の電圧が上限値設定
回路２１の上限値電圧よりも高いとき、および超音波信
号の電圧が下限値設定回路２２の下限値電圧よりも低い
とき、それぞれウィンドウコンパレータ２３から論ｆ！
＆！“１”信号が出力される。

ウィンドウコンパレータ２３の出力が論理“１２のとき
は、ゲート回路２４において高周波信号が抽出される。

ウィンドウコンパレータ２３の出力が論理′０“のとき
は、ゲート回路２４において高周波信号が遮断される。

超音波信号発生器９から発せられる超音波信号は増幅器
８で増幅され、かつ比カドランス７で昇圧され、ハンド
ピース１の超音波振動子２に印加される。これにより、
超音波振動子２が超音波振動を起こしく？！！気エネル
ギが機械エネルギに変換される）、その超音波振動がホ
ーン３およびプローブ４を介して治療対象組織５に伝え
られる。

したがって、組織の破砕や骨の切断を行なうことができ
、破砕した切片はプローブ４の中を通り、外部に吸引、
排出される。

ゲート回路２４で抽出される高周波信号は増幅器１６で
増幅され、かつ出カドランス１５で昇圧され、ホーン３
．プローブ４．および患者プレート６を通して治療対象
組１５に流れる。

したがって、上記の超音波処置治療を行ないながら、高
周波焼灼による止血、凝固を行なうことができる。

一方、増幅器８０８力信号の電圧が電圧検出部１０を介
して検出され、かつ増幅器８の出力信号の電流が電流検
出部１１を介して検出され、検出される電圧、電流のそ
れぞれの位相が位相比較器１２で比較される。

この場合、ハンドピース１に供給される高周波信号が出
カドランス７の結合容量を介して電圧検出部１０および
電流検出部１１に侵入するが、侵入する高周波信号はウ
ィンドウコンパレータ２３およびゲート回路２４の変調
作用により超音波信号電圧の零Ｖ点（零クロス点）付近
から外れており、よって超音波信号の位相のみが正確に
検出され、比較される。

位相比較器１２の比較結果は高周波信号発生器９にフィ
ードバックされ、ＰＬＬ　（位相同期）回路が構成され
る。

すなわち、たとえば超音波振動子２の駆動周波数が共振
周波数より高い場合、超音波信号は電圧の位相が電流の
位相よりも進んでおり、それに対処して位相比較器１２
の出力電圧が負方向へ下がる。すると、超音波信号発生
器９の発振周波数が下がり、超音波信号の周波数が上記
共振周波数へと近付く。

このＰＬＬ回路の構成に当たっては、上記したように超
音波信号の電圧および電流の位相が正確に検出されてフ
ィードバックされるので、高周波信号による誤動作は生
じない。

こうして、超音波振動子２が共振点（電圧と電との位相
差が零度）で駆動され、エネルギの変換効率が高められ
る。これにより、常に安定かつ良好な超音波処置を行な
うことができる。

この発明の第２実施例を第３図により説明する。

なお、図面において第１図と同一部分には同一符号を付
し、その詳細な説明は省略する。

超音波信号発生器１７の出力端と増幅器１６との接続ラ
インにＡＭ変調器３０が挿接され、そのＡＭ変調器３０
に超音波信号が入力される。

ＡＭ変調器３０は、超音波１３号の電圧に応じて高周波
信号を振幅変調するものである。

第４図を参照しながら作用を説明する。

操作部（図示しない）で処置開始掃作を行なうと、超音
波信号発生器９が動作して超音波信号が発せられるとと
もに、高周波信号発生器１７が動作して高周波信号が発
せられる。

高周波信号発生器１７から発せられる高周波信号はＡＭ
変調器３０に供給され、そこで超音波信号の電圧に応じ
て振幅変調される。

すなわち、超音波信号の電圧が零■点（零クロス点）の
ときは振幅が零で、超音波信号の電圧がピークレベルに
近付くに従って振幅が大きくなる高周波信号がＡＭ変調
器３０から出力される。

ＡＭ変調器３０から出力される高周波信号は増幅器１６
で増幅され、かつ出カドランス１５で昇圧され、ホーン
３．プローブ４．および患者プレート６を通して治療対
象組ｖｉ５に流れる。

この場合、ハンドピース１に供給される高周波信号が出
カドランス７の結合容量を介して電圧検出部１０および
電流検出部１１に侵入するが、侵入する高周波信号はＡ
Ｍ変調器３ｏの変調作用により超音波信号電圧の零Ｖ点
（零クロス点）から外れており、よって超音波信号の位
相のみが正確に検出され、比較される。

すなわち、たとえば、超音波振動子２の駆動周波数が共
振周波数より高い場合、超音波信号は電圧の位相が電流
の位）目よりも進んでおり、それに対処して位相比較器
１２の出力電圧が負方向へ下がる。すると、超音波信号
発生器９の発振周波数が下がり、超音波信号の周波数が
上記共振周波数へと近付く。

こうして、超音波振動子２が共振点（電圧と電流の位相
差が零度）で駆動され、エネルギの変換効率が占められ
る。これにより、常に安定かつ良好な超音波処置を行な
うことができる。

この発明の第３実施例を第５図により説明する。

超音波信号発生器９の出力端にピークパルス発生器４０
が接続され、そのピークパルス発生器４０の出力がゲー
ト回路２４に供給されるようになっている。

ピークパルス発生器４０は、超音波信号の位相を９０度
遅らせる移相器（積分器）４１、この移相器４１から出
力される超音波信号を２値化する２値化回路４２、この
２値化回路４２の出力を微分して超音波信号電圧のピー
クレベルに同期し且つ幅が短い正と負のパルスを発する
微分器４３、この微分器４３の出力パルスを整流して正
パルスのみ出力する整流器４４からなる。

ゲート回路２４は、ピークパルス発生器４ｏがら正パル
スが入力されたとき開き、藁屑波信号発生回路１７の高
周波信号を通すものである。

こうして、ピークパルス発生器４ｏおよびゲート回路２
４により、超音波信号の電圧に応じて高周波信号を変調
する変調手段を構成している。

第６図を参照しながら作用を説明する。

超音波信号発生器９から発せられる超音波信号は増幅器
８で増幅され、かつ出カドランス７で昇圧され、ハンド
ピース１の超音波振動子２に印加される。これにより、
超音波振動子２が超音波振動を起こしく電気エネルギが
機械エネルギに変換される）、その超音波振動がホーン
３およびプローブ４を介して治療対象組１５に伝えられ
る。

また、超音波信号電圧のピークレベルに同期するパルス
がピークパルス発生器４０から発せられる。

ピークパルス発生器４０からパルスが発せられると、ゲ
ート回路２４において高周波信号が抽出される。

抽出される超音波信号は増幅器８で増幅され、かつ出カ
ドランス１５で昇圧され、ホーン３．プローブ４．およ
び患者プレート６を通して治療対象組織５に流れる。

したがって、上記の超音波処置治療を行ないながら、品
周波焼灼による止血、凝固を行なうことができる。

この場合、治療対象組ｖ＆５に流れる高周波信号は幅が
短くてピークの高いバースト波形となるので、フレスト
ファクタが大きく、凝固性が向上する。

フレストファクタービーク出力／平均出カ一方、増幅器
８の出力信号の電圧が電圧検出部１０を介して検出され
、かつ増幅器８の出力信号の電流が電流検出部１１を介
して検出され、検出される電圧、電流のそれぞれの位相
が位相比較器１２で比較される。

この場合、ハンドピース１に供給される高周波（ａ号が
出カドランス７の結合容量を介して電圧検出部１０およ
び電流検出部１１に侵入するが、侵入する高周波信号は
ピークパルス発生回路４ｏおよびゲート口路２４の変調
作用により超音波信号電圧の零■点（零クロス点）から
完全に外れており、よって超音波信号の位相のみが正確
に検出され、比較される。

位Ｉ目比較器１２の比較結果は高周波信号発生器９にフ
ィードバックされ、ＰＬＬ　（位相同期）回路が構成さ
れる。

すなわち、たとえば、超音波振動子２の駆動周波数が共
振周波数より問い場合、超音波信号は電圧の位相が電流
の位相よりも進んでおり、それに灼処して位相比較器１
２の出力電圧が負方向へ下がる。すると、超音波信号発
生器９の発振周波数が下がり、超音波信号の周波数が上
記共振周波数へと近付く。

こうして、超音波振動子２が共振点（電圧と電流の位相
差が零度）で駆動され、エネルギの変換効率が裔められ
る。これにより、常に安定かつ良好な超音波処置を行な
うことができる。

なお、この発明は上記各実施例に限定されるものではな
く、要旨を変えない範囲で種々変形実施可能である。

［発明の効果］以上述べたようにこの発明によれば、超音波振動子と、
この超音波振動子の超音波振動を被処置部へ伝達する超
音波伝達体と、超音波振動子駆動用の超音波信号を発す
る超音波信号発生手段と、高周波焼灼用の高周波信号を
発する高周波信号発生手段と、この高周波信号発生手段
から発せられる高周波信号を上記超音波信号に応じて変
調する変調手段とを具偏し、超音波信号を超音波振動子
に与え、変調手段の出力信号を超音波伝達体に与える構
成としたので、超音波処置機能と高周波焼灼機能を併せ
持つことができ、中断のない迅速かつ円滑な処置を可能
とするとともに、超音波信号に対する高周波信号の影響
を回避して岳に安定かつ良好な超音波処置を可能とする
超音波処置装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例の構成を示す図、第２図
は同実施例の作用を説明するための各部の信号波形図、
第３図はこの発明の第２実施例の構成を示す図、第４因
は同実施例の作用を説明するための各部の信号波形図、
第５図はこの発明の第３実施例の構成を示す図、第６図
は同実施例の作用を説明するための各部の信号波形図、
第７図は従来装置の構成の一例を示す図、；８８図およ
び第９図はそれぞれ第７図の装置における各部の信号波
形図である。１・・・ハンドピース、２・・・超音波振動子、３・・
・ホーン（超音波伝達体）、４・・・プローブ（超音波
伝達体）、６・・・患者電極、９・・・超音波信号発生
器、１７・・・窩周波信号発生器、２３・・・ウィンド
ウコンパレータ、２４・・・ゲート回路。

Claims

【特許請求の範囲】

超音波振動子と、この超音波振動子の超音波振動を被処
置部へ伝達する超音波伝達体と、超音波振動子駆動用の
超音波信号を発する超音波信号発生手段と、高周波焼灼
用の高周波信号を発する高周波信号発生手段と、この高
周波信号発生手段から発せられる高周波信号を上記超音
波信号に応じて変調する変調手段とを具備し、超音波信
号を超音波振動子に与え、変調手段の出力信号を超音波
伝達体に与える構成としたことを特徴とする超音波処置
装置。