JPH08299357A - 電気手術装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電気手術装置の出力電力の調整及び制御が容易
に行えると共に、安全性を向上しつつ装置の小型化とパ
ワーアンプの高効率化を実現できる電気手術装置を提供
する。 【構成】電気手術装置の出力電力を発生するパワーアン
プ１４と、パワーアンプ１４に所定の電圧を供給する電
源回路１６と、電源回路１６から出力される電圧の大き
さを制御するための制御電圧を設定する設定手段１８
と、電源回路１６の前段に設けられ、設定手段１８によ
って設定された制御電圧による制御の基に電源回路１６
から出力される電圧の大きさに応じた電圧を、電源回路
１６への入力電圧として出力する前置手段１７とを具備
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電気手術装置に関し、特
に、外科手術や内視鏡下手術等で使われる電気メス装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、手術が高度化、複雑化するに従っ
て各種の手術用装置が用いられている。このため手術室
には多くの装置が置かれるので手術装置本体の小型化が
望まれている。さらにはそれらの装置の信頼性や安全性
もより重要になってきている。この様な状況の中で、電
気メス装置は広く各手術に応用されてきた。

【０００３】図１０に従来の電気メス装置の構造の例を
示す。図１０において、電気メス装置本体１は、発振器
４と、出力設定部６と、乗算器５と、パワーアンプ７
と、パワーアンプ用電源８と、出力トランス９とから構
成される。また、この電気メス装置１にはハンドピース
２と対極板３とが外部的に接続されている。

【０００４】上記した構成において、発振器４は各種の
波形、例えば連続波から成る切開波形、断続波から成る
凝固波形等を生成する。出力設定部６は、電気メスの出
力設定に従った大きさの信号を出力する。発振器４から
の波形信号は乗算器５によって出力設定部６からの出力
設定信号と掛け合わされ、所望の大きさになって次段の
パワーアンプ７に送られる。パワーアンプ７は電源回路
８から供給された固定電圧を入力信号の大きさに従って
増幅し、その出力を出力トランス９に送り込む。出力ト
ランス９は絶縁及び昇圧を行って２０００Ｖp-p 程度の
高電圧高周波信号を発生させている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の電気メ
ス装置においては、パワーアンプの増幅率の変動で出力
電力が変化するのでそれを抑制する工夫が必要であっ
た。また、供給される電源電圧の変動によっても電力は
変化するのでこれも抑制する工夫を要した。また、個々
の素子のばらつきを抑えるため大がかりな調整が必要で
あった。

【０００６】さらにこの形式のパワーアンプは概してリ
ニアタイプであり、増幅効率が低いため冷却機構を設け
る必要があったり、装置が大型化する欠点がある。ま
た、近年、電気電子装置から発せられる電気ノイズが問
題視されるようになっている。このため、ノイズ発生の
小さい電気電子装置の開発が様々な分野で進められ、医
療機器分野でもそのような装置に対する要求が大きくな
っている。

【０００７】本発明の電気メス装置はこのような課題に
着目してなされたものであり、その目的とするところ
は、電気手術装置の出力電力の調整及び制御が容易に行
えると共に、安全性を向上しつつ装置の小型化とパワー
アンプの高効率化を実現できる電気手術装置を提供する
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段及び作用】上記の目的を達
成するために、本発明の電気手術装置は、電気手術装置
の出力電力を発生する電力発生手段と、この電力発生手
段に所定の電圧を供給する電圧供給手段と、この電圧供
給手段から出力される電圧の大きさを制御するための制
御電圧を設定する設定手段と、前記電圧供給手段の前段
に設けられ、前記設定手段によって設定された制御電圧
による制御の基に前記電圧供給手段から出力される電圧
の大きさに応じた電圧を、前記電圧供給手段への入力電
圧として出力する前置手段とを具備する。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図１は本発明の第１実施例が適用される電
気メス装置の構成を示す図である。同図において、電気
メス装置１０は、各種の波形の信号を発生する発振回路
１３と、この発振回路１３からの出力信号を受けて電気
メスに印加すべき出力電力を発生するスイッチング方式
の電力発生手段としてのパワーアンプ１４と、このパワ
ーアンプ１４からの出力電力を絶縁、昇圧する出力トラ
ンス１５と、前記パワーアンプ１４に所定の電圧を供給
する電圧供給手段としての電源回路１６と、この電源回
路１６に以下に述べるような電圧を供給する前置手段１
７と、電源回路１６と前置手段１７の各出力を設定する
ための制御信号（設定信号）を供給する設定手段１８
と、各部を制御する制御手段１９とから構成されてい
る。また、装置の正面には所望の設定値を入力したり、
表示を行なうためのパネル１２が設けられており、外部
には電気メス装置１０の出力をオンオフするためのスイ
ッチが設けられている。また、２０は電源コードであ
り、２１は電気メス出力端子である。

【００１０】以下に上記した構成の作用を説明する。操
作者がパネル１２から所定の設定値を入力したとき、制
御手段１９を介して設定手段１８から電源回路１６に設
定信号が供給される。電源回路１６はこの設定信号に基
づいてパワーアンプ１４に電気メスの出力を決定する制
御電圧を供給する。同時に、パワーアンプ１４にはパネ
ル１２から制御手段１９を介して供給された信号に基づ
いて発振回路１３が発生した波形信号が供給される。

【００１１】上記した各部はスイッチ１１の操作によっ
て動作状態になり、パワーアンプ１４で発生された電力
は出力トランス１５を通って出力端子２１に出力されて
各種の処置が行われる。なお、前記設定信号は、パネル
１２上を介して操作者が設定した設定値から、制御回路
１９内にあるデータテーブルを参照して、参照されたデ
ータを設定手段１８内にあるＤ／Ａコンバータに送出し
て得ることができる。

【００１２】ここで、設定手段１８からの設定信号は電
源回路１６と電源入力部との間に配置された前置手段１
７にも送られる。前置手段１７は、設定手段１８からの
設定信号に基づいて電源回路１６から出力される電圧値
と、自身の出力電圧との差がある値以下の電位差となる
ような電圧を電源回路１６に供給する。すなわち、前置
手段１７は、電気メスの出力を決定する制御電圧を発生
させる電源回路１６の入力電源として、電源回路１６の
出力電圧に対してある値以下の電位差しか持たない電圧
を電源回路１６に供給する。以下にこのことについてよ
り詳細に述べる。

【００１３】図２は前置手段１７及び電源回路１６の具
体的な構成を示す図であり、前置手段１７は、電源トラ
ンス２２と、タップ切り換えリレー２３と、整流器２４
と、コンデンサ２５から構成される。また、電源回路１
６は、制御電圧発生手段２６と、パワートランジスタ２
７とから構成されている。

【００１４】図３は設定手段１８の出力（横軸）と、前
置手段１７及び電源回路１６の出力（縦軸）との関係を
示す図である。ここでは前置手段１７の出力電圧をＶ１
−１乃至Ｖ１−３、電源回路１６の出力電圧をＶ２とし
ている。今、パネル１２の設定により設定手段１８の出
力電圧（制御電圧）が点Ａの位置に設定されたとする
と、電源回路１６の電圧はこの設定手段１８からの制御
電圧によりＶ２（例えば３５Ｖ）の大きさに精密に制御
される。

【００１５】ここで、タップ切り換えリレー２３にも設
定手段１８の他の制御電圧が供給されており、この制御
電圧によってタップ切り換えリレー２３が操作されるこ
とにより、電源回路１６の入力となる前置手段１７の出
力電圧はＶ１−２（例えば５５Ｖ）に制御される。これ
によって、図２に示すパワートランジスタ２７の入出力
間電位差はｄＶ（この場合は２０Ｖ）に抑えられ、前置
手段１７が無い場合の電位差ｄＶ′（４５Ｖ）に比較し
てパワートランジスタ２７での損失が軽減される。

【００１６】なお、前置手段１７は、図４に示したよう
に、トライアック２８、トリガ制御部２９からなる位相
制御方式や、図５に示したように、パワーＭＯＳＦＥＴ
３０、ダイオード３２、インダクタ３１、トリガ制御部
３３からなる簡易スイッチング電源方式を用いた構成と
することも可能である。

【００１７】上記した第１実施例によれば、前置手段を
設ける等、簡単な構成を追加するのみで電源回路での電
圧制御による電圧降下を必要最小限に抑制できるのでパ
ワートランジスタの損失を軽減することができる。これ
によって、必要な放熱手段の構成が少なくて済むので装
置の小型化につながる。また、ノイズの発生が少ないシ
リーズ型の電源回路方式を採用できるので、電源電圧の
変動、固体差等による出力の偏差を小さくすることがで
きる。さらに、電源回路の出力電圧の調整方法も直流電
圧を確認するだけなので簡易化できかつ精密な制御を行
なうことができる。さらに、電源回路が故障して設定電
圧以上の電圧を出力してしまったとしても、電源回路へ
は前置手段によって制限された電圧しか供給されないの
で、患者にとって危険な状態を最小限に抑えることがで
き安全性も向上する。

【００１８】以下に本発明の第２実施例を説明する。図
６は第２実施例に係る前置手段１７の構成を示す図であ
る。図６において、第１のリレー４１及び第２のリレー
４２は電源トランス２２のタップを切り換えるものであ
る。これら２つのリレー４１、４２の出力は整流器２
４、コンデンサ２５によって直流化される。直流化され
た電圧は検出器４３で検出される。

【００１９】また、４４はリレー切り換え用基準電源で
あり、コンパレータ４６、４６′の一方の入力端子に接
続されている。また、４５は検出用基準電源であり、コ
ンパレータ４７、４７′の一方の入力端子に接続されて
いる。また、コンパレータ４６、４６′の他方の入力端
子は図１の設定手段１８に接続されており、コンパレー
タ４７、４７′の他方の入力端子は検出器４３に接続さ
れている。

【００２０】論理回路４８の一方の入力端子はコンパレ
ータ４７の出力端子に、他方の入力端子はコンパレータ
４６の出力端子に接続されている。論理回路４８′の一
方の入力端子はコンパレータ４７′の出力端子に、他方
の入力端子はコンパレータ４６′の出力端子に接続され
ている。出力端子は第１実施例と同様に電源回路１６に
接続されているものとする。

【００２１】以下に上記した構成の作用を説明する。ま
ず、設定手段１８から得た設定信号とリレー切り換え用
基準電源４４の電位とを比較してコンパレータ４６、４
６′によって各リレー４１、４２を動作させ、所望の出
力電圧を得る。つまり、設定信号のレベルが低位の時は
各リレー４１、４２は動作せず、中位の時は第１のリレ
ー４１のみが動作し、高位の時は第１及び第２のリレー
４１、４２が動作することで、電源トランス２２のタッ
プを切り換えて使用する。この様にして得られた電圧を
検出器４３で分圧して得た信号Ｖ３と、検出用基準電圧
４５とをコンパレータ４７、４７′によって比較する。

【００２２】そして、この比較した結果と、先のコンパ
レータ４６、４６′の出力結果とを用いて、論理回路４
８、４８′によって更に比較して、各リレー４１、４２
が確実に動作し、所望の電圧を出力しているかを判断す
る。この判断の結果は制御手段１９に伝えられ、所望の
電圧が出力されていないとき制御手段１９は電源回路１
６の動作を停止して電気メスの出力を禁止するなどの処
理を行う。

【００２３】上記した作用を図７を用いて更に説明す
る。リレー切り換え用基準電源４４の出力をＸ、Ｙ、そ
れに対応したコンパレータ４６、４６′の出力結果を
Ａ、Ｂ、検出用基準電源４５の出力をＵ、Ｗ、それに対
応したコンパレータ４７、４７′の出力結果をＤ、Ｃと
する。また、設定手段１８からの設定信号をＶｓとす
る。

【００２４】設定信号Ｖｓが電圧Ｘのレベルより低位の
時、リレー４１、４２は動作しないからコンパレータ４
６′の出力ＡはＬｏｗである。この時、検出器４３から
の出力電圧は電圧Ｕより低いのでコンパレータ４７′の
出力ＣはＬｏｗであり、出力Ａの論理と一致する。なお
出力Ｂ及びＤはＬｏｗのままであるのでこれらの論理も
同一である。

【００２５】次にＶｓが電圧Ｘより高く電圧Ｙより低い
中位の時は、第１のリレー４１だけ動作するのでコンパ
レータ４６′の出力ＡはＨｉｇｈとなる。この時、検出
器４３からの出力電圧は、第１のリレー４１が正常に動
作していれば電圧Ｕより高いが、電圧Ｗよりも低いので
コンパレータの出力ＣはＨｉｇｈとなり、出力Ａと一致
する。この時も出力Ｂ及びＤはＬｏｗのままであるので
これらの論理も同一となる。

【００２６】さらにＶｓが電圧Ｙよりも高い高位の時は
第１のリレー４１と第２のリレー４２を動作させるので
コンパレータ４６、４６′の出力Ａ及びＢはＨｉｇｈと
なる。この時、検出器４３の出力電圧は、リレー４１及
びリレー４２が正常に動作していれば電圧Ｗより高くな
るので、コンパレータ４７の出力Ｄは出力Ｃと共にＨｉ
ｇｈになり、出力Ａ及びＢと一致することになる。

【００２７】以上のコンパレータの出力を、論理回路、
ここではＥＸ−ＯＲ回路を用いて、出力ＡとＣ、出力Ｂ
とＤの論理の一致を比較することで各リレーの動作が正
常か否かを判断できる。

【００２８】第２実施例によれば、前置手段の動作が自
己判断できるため、後段に続く電源回路への過剰供給を
防止でき、安全性、信頼性がよりいっそう向上する。図
８は本発明の第３実施例の構成を示す。図８において電
源回路を除いたスイッチ１１、前置手段１７、制御手段
１９等の構成は第１実施例と同様の構成である。第３実
施例では電源回路１６の出力部と次段のパワーアンプ１
４との間に、リレー５０とこのリレー５０を操作する制
御手段１９からの制御信号を遅延する遅延手段５１とを
さらに具備している。

【００２９】以下に図９を参照して第３実施例の作用を
説明する。まず、操作者により電気メスの出力を得るた
めにスイッチ１１を操作する。スイッチ１１からの操作
信号は制御手段１９を介して電源回路１６に供給され
る。この操作信号をＰとする。

【００３０】スイッチ１１からの操作信号は第１実施例
と同様に制御手段１９を介して発振回路１３にも供給さ
れて電気メスの出力が得られるよう各部が動作する。こ
の時、信号Ｐは遅延手段５１を通って信号Ｑとして供給
されてリレー５０を動作させる。この場合は電源回路１
６で発生された電圧は何等の遅延もなくパワーアンプ１
４に供給される。

【００３１】次に、操作者が電気メスの出力を停止する
ためにスイッチ１１をオフに操作したとする。この場合
は遅延回路５１が働いて多少の遅延を持ってリレー５０
をオフにする。図９はこのときの様子を示している。こ
の動作によって電気メスの出力が停止に至るまでの発振
回路や電源回路さらにパワーアンプの動作の遅れをカバ
ーでき、電源回路１６からの電流の流れが完全にゼロに
なるまではリレー接点の開動作が行われない。これによ
ってリレー５０の接点が保護されて接点の焼き付きが発
生しなくなる。

【００３２】上記した第３実施例によればパワーアンプ
への電圧供給が操作者のスイッチ操作によらないと行わ
れないので、内部の回路の故障や制御プログラムの誤動
作などで意図しない電気メスの出力が発生してしまうの
を阻止することができる。また、上記のことは簡単な構
成を追加するのみで実現できるので装置の信頼性ついて
は安全性を向上させることができる。

【００３３】上記した具体的実施例から以下のような構
成の技術的思想が導き出される。 （１） スイッチング方式のパワーアンプと、このパワ
ーアンプに供給する、電気メスの出力設定に基づいた制
御電圧を発生する電源回路と、この電源回路の出力電圧
を制御する電圧を発生する設定回路と、前記電源回路の
入力電源として、制御回路で設定される電源回路の出力
電圧に応じた電圧を出力する前置手段と、を具備する電
気メス装置。 （２） スイッチング方式のパワーアンプと、このパワ
ーアンプに供給する、電気メスの出力設定に基づいた制
御電圧を発生する電源回路と、この電源回路の出力電圧
を制御する電圧を発生する設定回路と、前記電源回路の
入力電源として、制御回路で設定される電源回路の出力
電圧に応じた電圧を出力する前置手段と、この前置手段
の出力電圧を検出する検出手段と、この検出手段の結果
により、前記前置手段の異常を判断する判断手段と、こ
の判断手段によって前記前置手段の異常が検出されたと
きに電気メスの出力を停止する停止手段と、を具備する
電気メス装置。 （３） スイッチング方式のパワーアンプと、このパワ
ーアンプに供給する、電気メスの出力設定に基づいた制
御電圧を発生する電源回路と、この電源回路の出力電圧
を制御する電圧を発生する設定回路と、前記電源回路の
入力電源として、制御回路で設定される電源回路の出力
電圧に応じた電圧を出力する前置手段と、前記電気メス
の出力のオンオフを行う出力操作スイッチと、前記電源
回路と前記パワーアンプとの間に設けられたスイッチ手
段と、前記出力操作スイッチの操作信号に応動して、前
記スイッチ手段を動作させる制御手段と、を具備する電
気メス装置。

【００３４】上記した構成（１）乃至（３）の作用は以
下の通りである。 （１） 電気メスの出力を決定する制御電圧を発生させ
る電源回路の入力電源として、電源回路の出力電圧に対
しある値以下の電位差しか持たない電圧が前置手段から
供給され、電源回路での電圧制御による電圧降下が必要
最小限に抑えられる。 （２） 電気メスの出力を決定する制御電圧を発生させ
る電源回路の入力電源として、電源回路の出力電圧に対
しある値以下の電位差しか持たない電圧を前置手段が供
給する。前置手段が供給する電圧が所定の条件を満足す
る値であるかを検出手段、判断手段で判断し、電源回路
での電圧制御による電圧降下が必要最小限に抑えられて
いるかを監視する。そして前置手段に異常があれば電気
メスの出力を停止する。 （３） 電気メスの出力を決定する制御電圧を発生させ
る電源回路の入力電源として、電源回路の出力電圧に対
しある値以下の電位差しか持たない電圧を前置手段が供
給する。制御電圧はユーザーが操作する出力操作スイッ
チの操作が行われない限りパワーアンプに供給されな
い。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、電気手術装置の出力電
力の調整及び制御を容易に行えるようになり、安全性を
向上しつつ装置の小型化とパワーアンプの高効率化を実
現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例が適用される電気メス装置
の構成を示す図である。

【図２】前置手段及び電源回路の詳細な構成を示す図で
ある。

【図３】図１に示す第１実施例の動作を説明するための
図である。

【図４】前置手段の他の構成を示す図である。

【図５】前置手段のさらに他の構成を示す図である。

【図６】本発明の第２実施例が適用される電気メス装置
の構成を示す図である。

【図７】図６に示す第２実施例の動作を説明するための
図である。

【図８】本発明の第３実施例の構成を示す図である。

【図９】図８に示す第３実施例の動作を説明するための
図である。

【図１０】従来の電気メス装置の構成を示す図である。

【符号の説明】

１０…電気メス装置、１１…スイッチ、１２…パネル、
１３…発振回路、１４…パワーアンプ、１５…出力トラ
ンス、１６…電源回路、１７…前置手段、１８…設定手
段、１９…制御手段、２０…電源コード、２１…電気メ
ス出力端子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気手術装置の出力電力を発生する電力
   発生手段と、 この電力発生手段に所定の電圧を供給する電圧供給手段
   と、 この電圧供給手段から出力される電圧の大きさを制御す
   るための制御電圧を設定する設定手段と、 前記電圧供給手段の前段に設けられ、前記設定手段によ
   って設定された制御電圧による制御の基に前記電圧供給
   手段から出力される電圧の大きさに応じた電圧を、前記
   電圧供給手段への入力電圧として出力する前置手段と、 を具備したことを特徴とする電気手術装置。