JPH04231037A

JPH04231037A - 外科手術装置

Info

Publication number: JPH04231037A
Application number: JP2418313A
Authority: JP
Inventors: Morihito Idemoto; 出本　守人; Yasuo Noguchi; 野口　康夫
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 1990-12-27
Filing date: 1990-12-27
Publication date: 1992-08-19
Anticipated expiration: 2010-07-12
Also published as: JPH0763478B2

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超音波振動により生物
組織を破砕、切断及び分離するための外科手術装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】超音波振動によって生物組織を破砕もし
くは、切断、分離する外科手術装置としては、白内障で
硬化した水晶体を破砕・吸引除去する眼科用や、脳、脊
髄、消化器官等に生ずる腫瘍や血腫を破砕・吸引除去す
る一般外科用の、軟組織を対象とした外科手術装置が知
られている。更に最近では、硬組織を超音波振動にて切
断・分離できる超音波手術装置が使用されている。

【０００３】現在、これらの軟組織用の外科手術装置は
、レーザー手術装置や、アルゴンビームコアギュレータ
ー等の装置と併用して使用されている。その理由は、超
音波を用いた外科手術装置の硬化した軟組織（例えば、
肝硬変等）に対する破砕力が不足していること、また、
細い血管（φ２ｍｍ以下）を温存しながら破砕吸引速度
を維持することが難しいことであり、１つの装置でこれ
らの問題点を解決し、手術時の操作の煩雑さを解消する
ことが望まれている。

【０００４】また、手術対象によっては超音波振動子と
超音波振動伝達体よりなるハンドピースの小型化が望ま
れているが、ハンドピースの大きさと破砕速度は反比例
するため、共振周波数の異なった超音波振動子を１台の
外科手術装置で駆動させるようにし、手術室内のスペー
スを確保することが必要である。

【０００５】さらに、硬組織を対象とした手術では、従
来は、骨内の軟組織と外部の骨組織との識別化を行ない
、軟組織を保護すると言うことができないという欠点が
あった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の超音
波振動を用いた外科手術装置のこのような問題点を解決
する目的としたもので、硬化した軟組織を破砕し、かつ
、細い血管を温存できると共に、切断負荷を識別して硬
組織内の軟組織を保護することができ、更にハンドピー
スの形状を術式によって選択できる外科手術装置を提供
しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】即ち本発明は、超音波振
動により生物組織を破砕、切断及び分離するための外科
手術装置であって、ハンドピースに接続されたコネクタ
ーのシグナルピンの配線組合せによって周波数選択回路
を作動させ、該ハンドピースの超音波振動子の共振周波
数に対応した識別信号を発生させ、該識別信号により高
周波発振器の発振周波数を決定することを特徴とする外
科手術装置。

【０００８】以下、図面を参照して本発明を詳細に説明
する。

【０００９】図１は、本発明の一実施例となる外科手術
装置の接続方式を示した図である。周波数選択回路（６
）に、超音波振動子と超音波振動伝達体よりなるハンド
ピース（２）、（３）のいずれか一方を接続すると、コ
ネクター（４）または（５）のシグナルピンの配線組合
せによって周波数選択回路（６）が作動し、接続された
ハンドピースが（２）、（３）のいずれであるかを識別
して対応する識別信号（７）を高周波発振器（１）へ送
る。そこで、高周波発振器（１）は接続されたハンドピ
ースの持つ共振周波数の高周波電流を発生させてハンド
ピースを送り、超音波振動子を作動させる。

【００１０】発振周波数は、ハンドピース（２）、（３
）内部の超音波振動子の形状、すなわち共振周波数によ
って異なり、外科手術装置では通常２０〜４０Ｈｚ生物
組織を破砕または切断・切削する上で好適であり、特に
限定はされない。また、コネクター（４）、（５）は防
水型が良い。超音波振動子は、磁歪型、電歪型のいずれ
でも使用可能であるが、磁歪型振動子は超音波振動子自
体を冷却する特別な方法を必要とするため、ハンドピー
スの小型化を図っていく上で電歪型振動子が好ましい。

【００１１】図２は、本発明の他の実施例となる接続方
式を示した図で、外科手術装置本体（１０）に２つの本
体側コネクター（８）、（９）を設け、ハンドピース（
２）、（３）をコネクター（４）、（５）を通じて、同
時に外科手術装置本体（１０）に接続しておくものであ
る。

【００１２】形状や機能の異なるハンドピースを同じ手
術で使用する場合、従来の本体側コネクターが１つの装
置に比べて、感染や、ハンドピースのセッティングに時
間を要することに起因する手術時間の延長、人手の不足
等の恐れがなく、手術時間を短縮できる利点がある。本
体側コネクターの数は特に限定はされないが２〜３個が
好ましい。

【００１３】図３は、本発明の振動帰還型高周波発振器
の一実施例を示した図であり、商用交流電源より電源回
路（１１）に入力された交流が、超音波振動子の振動振
幅に比例するある一定の電圧の直流に整流される。この
際、振動振幅に比例する直流電圧は、複数の振動設定回
路（１２）、（１３）、（１４）のいずれかに振幅設定
用ゲート回路（１５）によって選択される。この振幅設
定用ゲート回路（１５）を制御する手段として、タイマ
ー回路（１６）及び電流検出回路（１７）がある。

【００１４】図４及び図５は、タイマー回路、ゲート回
路及び振幅設定回路の働きを示した図で、振幅設定回路
１（１２）には振動振幅が高振幅、振幅設定回路２（１
３）には中振幅、振幅設定回路３（１４）には低振幅と
なるようにあらかじめ設定されており、タイマー１（１
８）によってゲート回路１（１９）が最初に開き、タイ
マー２（２０）によってゲート回路２（２１）が開き、
最後にタイマー３（２２）によってゲート回路３（２３
）が開き、電源回路（１１）よりの出力電圧（２４）は
図５のように階段状となり、タイマー３（２２）の動作
後、またタイマー１（１８）にもどり、繰返し行った場
合、この階段状のパルス波形の振動振幅が超音波振動伝
達体にて得られる。

【００１５】図６は、ゲート回路を全く使用せず、振動
振幅の０の状態と、高振幅、低振幅２種のパルス状の出
力電圧（２４’）が得られ、これにより超音波振動伝達
体の振動振幅もパルス状となる。これらのパルス状の振
動振幅により、常時一定の高振幅で生物組織を破砕する
方式に比べて、超音波振動の衝撃力が強化され、硬化し
た軟組織に対しても破砕でき、また、手術時間の短縮と
なる。

【００１６】更に、細い血管等を温存したい場合は、振
幅設定回路の設定する振動振幅を中振幅と低振幅の繰返
しとして、破砕速度を下げずに、振動振幅を下げること
で手術が可能である。

【００１７】なお、タイマー回路（１６）の設定する最
小時間は、５〜１００ｍｓが好ましい。

【００１８】次に、振幅設定回路（１２）、（１４）と
振幅設定用ゲート回路（１５）及び電流検出回路（１７
）の働きについて、図７にて説明する。超音波振動子及
び超音波振動伝達体に加わる負荷によって、電源回路（
１１）より出力される直流電流（３１）値は、振動帰還
型発振器であるため比例し、例えば硬い生物組織を切断
する場合は直流電流（３１）値は高く、負荷が軽減する
軟組織の場合は直流電流（３１）値が低くなる。この直
流電流（３１）値の変動をゲート回路１（２５）、ゲー
ト回路２（２６）の中のコンパレータ（２７）、（２８
）によって識別し、例えば、高振幅を設定している振幅
設定回路１（１２）の切換接点（２９）を、負荷の高い
時、すなわち、直流電流（３１）値が高い時に作動させ
るようにコンパレータ（２７）を設定し、また負荷が低
い時には、低振幅を設定している振幅設定回路３（１４
）の切換接点（３０）が作動するようにコンパレータ（
２８）を設定し、負荷に応じて振動振幅と比例する直流
電圧（２４’’）を変えることができる。これによって
脊椎等の窓開け切断の際、外層の骨を切断し硬膜に達し
た時、振動振幅が自動的に図８のように低下する形とな
り、硬組織内の軟組織を保護することができる。

【００１９】電源回路（１１）から、メインアンプ（３
１）直流電力が供給される。メインアンプ（３１）から
出力トランス（３２）、（３３）に接続され、出力トラ
ンス（３２）と出力トランス（３３）は、異なる共振周
波数のものであり、整合回路用ゲート回路に図１の周波
数選択回路（６）よりのハンドピースの識別信号（７）
が入り、出力トランス（３２）、（３３）及び整合回路
（３５）、（３６）、振動電圧検出回路（３７）、（３
８）、フィードバック回路（４１）、（４２）のいずれ
か１つの共振周波数の回路を選択し、高周波出力（３９
）または高周波出力（４０）としてハンドピースに供給
される。フィードバック回路（４１）または（４２）か
らの帰還信号をプリアンプ（４３）にて増幅し、周波数
選択回路（６）からの識別信号（７）によってフィード
バック信号用ゲート回路（４４）が作動し、フィルター
（４５）、（４６）を選択し、トランス（４５）を通し
てメインアンプ（３１）に接続されている。

【００２０】これらの整合回路用ゲート回路（３４）、
フィードバソク信号ゲート回路（４４）及び周波数選択
回路によって異なる共振周波数のハンドピースを選択的
に使用でき、形状もしくは破砕能力の異なったハンドピ
ースを同時に準備することが可能である。なお、周波数
選択回路（６）のハンドピースの選択方法としては、装
置本体の操作パネルに切換スイッチを設けるか、フット
スイッチに切換スイッチ機能を加えるか、もしくは、ハ
ンドピースケース上に切換えスイッチを設ける等の方法
があるが、特に限定はされない。

【００２１】

【発明の効果】本発明に従うと、超音波振動を用いた外
科手術装置が、硬化した軟組織をパルス振動によって破
砕でき、かつ、細い血管を各種の振動振幅の混在した超
音波振動によって温存でき、また、破砕、切断対象の負
荷によって振動振幅を自動的に選択でき、硬組織内の軟
組織を振幅を低下させることによって保護でき、かつ、
硬化した軟組織の周辺の正常組織との境界部の微小血管
を温存でき、更に術式によって形状や機能の異なる複数
のハンドピースを選択でき、外科手術装置として有用で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例となる外科手術装置の接続方
式を示した図である。

【図２】本発明の他の実施例となる外科手術装置の接続
方式を示した図である。

【図３】本発明の振動帰還型高周波発振器の一実施例を
示した図である。

【図４】タイマー回路と振幅設定用ゲート回路の動作を
示した図である。

【図５】ゲート回路の動作と電源回路の出力電圧の変化
を示した図である。

【図６】ゲート回路の他の動作例と電源回路の出力電圧
の変化を示した図である。

【図７】電源検出回路と振幅設定用ゲート回路の動作を
示した図である。

【図８】図７の回路からの出力の変化を示した図である
。

【符号の説明】

１　　　　高周波発振器２、３ハンドピース６　　　　周波数選択回路７　　　　識別信号１１　　　　　　電源回路１２、１３、１４　　　　　　振幅設定回路１５　　　
　振幅設定用ゲート回路１６　　　　タイマー回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　超音波振動で生物組織の破砕、切断及
び分離するための外科手術装置であって、ハンドピース
に接続されたコネクターのシグナルピンの配線組合せに
よって周波数選択回路を作動させ、該ハンドピースの超
音波振動子の共振周波数に対応した識別信号を発生させ
、該識別信号により高周波発振器の発振周波数を決定す
ることを特徴とする外科手術装置。
【請求項２】　　高周波発振器が、超音波振動子の超音
波振動振幅を設定する複数個の振幅設定回路と、該振幅
設定回路を選択する振幅設定用ゲート回路と、該振幅設
定用ゲートを制御するタイマー回路とから構成されるこ
とを特徴とする請求項（１）記載の外科手術装置。