JPH0763478B2 - 外科手術装置 - Google Patents

外科手術装置

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JPH0763478B2
JPH0763478B2 JP2418313A JP41831390A JPH0763478B2 JP H0763478 B2 JPH0763478 B2 JP H0763478B2 JP 2418313 A JP2418313 A JP 2418313A JP 41831390 A JP41831390 A JP 41831390A JP H0763478 B2 JPH0763478 B2 JP H0763478B2
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ultrasonic
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守人 出本
康夫 野口
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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るコネクタ
ーを有する周波数選択回路と、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、該振幅設定回
路を選択する振幅設定用ゲート回路、及び該振幅設定用
ゲート回路を制御するタイマー回路で構成される高周波
発振器とを有し、該周波数選択回路はハンドピースに接
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
て作動し、該ハンドピースの超音波振動子の共振周波数
を識別し、それに対応した識別信号を発生させて高周波
発振器へ送り、該高周波発振器は識別信号により発振周
波数を決定して、自動的に前記ハンドピースの超音波振
動子の共振周波数の高周波電流を発生させて、超音波振
動子を駆動させると共に、前記振幅設定用ゲート回路
は、負荷に応じた電流の変化を識別して振幅設定回路の
接点を切換え、超音波振動子の振動振幅を変えることを
特徴とする外科手術装置である。
【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(2
3)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(1
7)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)、(2
8)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(1
4)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(3
9)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
荷に応じて振動振幅を自動的に選択できるので、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、形状や機能の異なる複数のハ
ンドピースを、施術時に繋ぎ変えることなく、術式や状
況に応じて最適のものを選んでスイッチを入れるだけで
使用でき、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 19、21、23 ゲート回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 超音波振動で生物組織破砕、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
    接続されるコネクターを有する周波数選択回路と、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、該振幅設定回路を選択する振幅設定用ゲート回
    路、及び該振幅設定用ゲート回路を制御するタイマー回
    路で構成される高周波発振器とを有し、該周波数選択回
    路は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作動し、該ハンドピースの超音
    波振動子の共振周波数を識別し、それに対応した識別信
    号を発生させて高周波発振器へ送り、該高周波発振器は
    識別信号により発振周波数を決定して、自動的に前記ハ
    ンドピースの超音波振動子の共振周波数の高周波電流を
    発生させて、超音波振動子を駆動させると共に、前記振
    幅設定用ゲート回路は、負荷に応じた電流の変化を識別
    して振幅設定回路の接点を切換え、超音波振動子の振動
    振幅を変えることを特徴とする外科手術装置。
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