JPH09135843A - 外科手術装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置内の高周波・高電圧回路と低電圧回路と
の間を容易な方法で確実に分離し、小型化しつつ回路間
の絶縁を十分確保できるようにする。 【解決手段】 外科手術装置としての電気メス装置本体
１は、筐体内の後ろ側に、処置用の電気メス出力波形を
発生するパワーアンプ９と、この電気メス出力波形を昇
圧して高周波・高電圧の電気メス信号として出力する出
力トランス１０とが配置され、その前方に波形発生回路
８，患者回路１３，制御回路１４を含む回路群１６を搭
載した回路基板が配置されている。高電圧の電気メス信
号が流れる高電圧信号ラインは筐体の上部を通過するよ
う配置され、一方、制御信号などが伝送される低電圧信
号ラインを含む回路は、患者回路１３の下部を含め筐体
の下側部分にまとめて配置されており、高電圧の回路系
と低電圧の回路系とが筐体内において隔離して配設され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、外科手術や内視鏡
下手術等で使われる、例えば高周波電気メス装置などの
外科手術装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、医療分野における手術が高度化、
複雑化し、これに伴って手術用装置も数多く使われるよ
うになっており、こ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。手術装置では、感電や火傷等の
危険からの防御のための構造は必須であり、更なる安全
性の追求が望まれる。

【０００３】外科手術装置において、例えば高周波電気
メス装置では、数千Ｖの高周波高電圧を発生し、それを
生体組織に与えて切開や凝固を行うようになっている。
超音波手術装置などにおいても同様に高電圧を必要とす
る。これらの外科手術装置では、一般に各種安全を考慮
して動作状態を監視するモニタ回路を搭載している。こ
のようなモニタ回路や各種検知回路は、高電圧が通るラ
インからの信号を変換して低電圧化し、この低電圧の信
号を各種回路で処理するようになっているが、これらの
高電圧信号ラインと低電圧信号ラインとの間は十分な絶
縁を確保する必要がある。

【０００４】一方、手術が高度化して様々な手術装置が
使われるようになった現在では、各装置の小型化の要求
が高まっている。従って、外科手術装置においては、小
型化しつつ高電圧信号ラインと低電圧信号ラインとの絶
縁を十分確保することのできる構造が必要となってきて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、近年
の外科手術装置では、装置の内部構造を小型化しつつ各
信号間の絶縁確保に工夫が必要になるが、基板内部での
信号の区分けだけでは限界があり、絶縁を十分に確保す
るのが困難であったり、絶縁確保のために装置が大型化
してしまう不具合が生じていた。

【０００６】本発明は、これらの事情に鑑みてなされた
もので、処置用の高周波・高電圧信号が通る回路と、動
作状態のモニタ回路などの低電圧の信号処理回路との間
を容易な方法で確実に分離でき、小型化しつつ回路間の
絶縁を十分確保することの可能な外科手術装置を提供す
ることを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による外科手術装
置は、外科処置用の高周波・高電圧信号が流れる回路系
であって、この高周波・高電圧信号を低電圧化する回路
を含む第１の電気回路系と、前記高周波・高電圧信号が
低電圧化された低電圧信号が流れる第２の電気回路系
と、を筐体内に有する装置において、前記第１の電気回
路系と前記第２の電気回路系とを前記筐体内において隔
離して配置したものであり、高周波・高電圧信号が流れ
る第１の電気回路系と低電圧信号が流れる第２の電気回
路系とが明確に分離され、回路系間の絶縁が十分確保さ
れる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。本実施形態においては、手術装置
の一例として高周波電気メス装置の構成を例に示して説
明する。

【０００９】図１ないし図４は本発明の第１の実施形態
に係り、図１は高周波電気メス装置の全体構成を示す構
成説明図、図２は電気メス装置本体の内部構成を示すブ
ロック図、図３は電気メス装置本体の上部筐体を取り外
して内部の絶縁構造を示した斜視図、図４は患者回路基
板の詳細構成を示す斜視図である。

【００１０】高周波電気メス装置は、図１に示すよう
に、電源や制御回路を内蔵した電気メス装置本体１を有
して構成され、この電気メス装置本体１には、高周波電
流出力のオンオフを行うフットスイッチ２と、例えば脳
外科等の微細な手術で使用される処置用電極としてのバ
イポーラピンセット３と、一般外科手術で使用されるス
イッチ付電極４と、内視鏡下手術で使用されるフック電
極５と、患者に装着させて帰還電流を受ける対極板６と
が接続されるようになっている。各処置用電極３，４，
５は、用途に応じて使い分けられ、同時に複数の電極か
らの出力を用いないよう構成されている。

【００１１】電気メス装置本体１内部の概略構成を図２
に示す。電気メス装置本体１には、電源回路７と、処置
のための各種波形、例えば連続波で成る切開波形や断続
波で成る凝固波形などを生成する波形発生回路８と、電
源回路７からの電力を波形発生回路８の波形信号に基づ
いて電気メス出力波形にするパワーアンプ９と、パワー
アンプ９から出力される電気メス出力波形を絶縁しつつ
昇圧して電気メス信号とする出力トランス１０と、前記
電気メス信号を含む各種情報信号を監視するモニタ回路
１１及びこのモニタ信号を処理する信号処理回路１２を
含む患者回路１３と、モニタ回路１１からの信号を基に
各種判断を行って各部を制御する制御回路１４と、が設
けられている。

【００１２】電気メス装置本体１の出力端子群１５に
は、電気メス信号出力端子１５ａの他に、対極板端子１
５ｂ、スイッチ付き電極用スイッチ端子１５ｃなどが含
まれている。

【００１３】電気メス装置本体１を動作させて、フット
スイッチ２あるいはスイッチ付電極４のスイッチなどに
より出力オンの操作を行うと、波形発生回路８の波形信
号に基づいて電源回路７からの電力が電気メス出力波形
としてパワーアンプ９より出力される。このパワーアン
プ９の出力は、出力トランス１０を通り昇圧されて数千
Ｖにもなる。

【００１４】パワーアンプ９の出力信号は、出力トラン
ス１０を介して電気メス信号として出力端子群１５に導
かれ、電気メス信号出力端子１５ａに供給されると共
に、他の対極板端子１５ｂ、スイッチ付き電極用スイッ
チ端子１５ｃなどにも重畳する。そして、前記電気メス
信号は電気メス信号出力端子１５ａに接続されたスイッ
チ付電極４などに供給され、高周波電流による治療処置
が実行可能となる。

【００１５】使用時において、対極板６は、それが電気
メス装置本体１に正しく接続されているか否かを検出す
る必要があり、またスイッチ付き電極４は、スイッチが
押されたかどうかを検出する必要がある。本実施形態で
は、これらの状態検出を患者回路１３のモニタ回路１１
で行うようになっている。

【００１６】モニタ回路１１は、前記数千Ｖになる高電
圧の出力信号の影響を受けずに動作して電気メス信号を
含む各種情報信号を検出し、その検出結果を信号処理回
路１２において制御回路１４が受けられる低電圧の制御
信号に変換して制御回路１４に送る。そして、制御回路
１４によって前記制御信号に基づいて各部の制御がなさ
れる。このとき、高電圧の出力信号と低電圧の制御信号
との間は確実に絶縁され、制御信号側に悪影響が及ばな
いようにする必要がある。

【００１７】図３は高電圧信号と低電圧信号との間の絶
縁を実現するための電気メス装置本体１の内部構造を示
したものである。

【００１８】電気メス装置本体１の後ろ側にパワーアン
プ９が配置され、その前方に回路群１６を搭載した回路
基板が配置され、そしてフロントパネル１７に出力端子
群１５が配設されて構成されている。回路群１６には、
波形発生回路８，患者回路１３，制御回路１４が含まれ
ている。

【００１９】パワーアンプ９の出力は、出力トランス１
０を介して高電圧の電気メス信号として患者回路１３に
送られるが、この高電圧信号ラインは筐体の上部を通過
するよう配置されている。一方、制御信号などが伝送さ
れる低電圧信号ラインを含む回路は、患者回路１３の下
部（高電圧回路と低電圧回路の境界を破線で示す）を含
め筐体の下側部分にまとめて配置されて構成されてい
る。

【００２０】図４に患者回路１３を搭載した回路基板の
詳細構成を示す。患者回路１３は、回路群１６のマザー
基板１６ａ上に搭載されたドーター基板に実装されてい
る。患者回路１３の回路基板の上部には高電圧回路１３
ａが、下部には低電圧回路１３ｂがそれぞれ配置され、
これらの間にインターフェース素子、例えばフォトカプ
ラ１８とかパルストランス１９が配設されて上下の回路
間が絶縁状態で接続されている。

【００２１】下部の低電圧回路１３ｂを通る制御信号
は、基板に設けられたパターンにより伝送されるように
なっている。一方、上部の高電圧回路１３ａを通る電気
メス信号は、高耐圧のハーネス（線材）により伝送され
るようになっている。すなわち、本実施形態では高電圧
信号が流れる回路系と低電圧信号が流れる回路系とが筐
体内において隔離して配設されている。

【００２２】以上の構成によれば、電気メス装置本体１
の筐体をコンパクトに構成しても、高電圧の電気メス信
号と低電圧の制御信号とを容易な方法で明確に分離で
き、両者の結合が小さくなることで、互いに影響を及ぼ
しにくくなり、モニタ回路１１を確実に動作させること
が可能となる。

【００２３】また、高電圧の電気メス信号は、基板と基
板の間を伝達する際にパターンを介さずハーネスで伝送
するようにしているため、基板内を通過させる場合のよ
うに絶縁距離を大きくとる必要がなく、装置の大型化を
避けることができる。よって、装置を小型化しつつ回路
間の絶縁を十分確保することが可能となる。

【００２４】さらに、各信号の伝送ラインが明確に分離
されるので、装置の組み立て性も向上する。また、高電
圧信号が筐体の中間部分を通過するようにすれば、筐体
との結合容量を減少でき、高周波漏れ電流を低減化する
ことができる。

【００２５】従って、高周波電気メス装置などの外科手
術装置において、装置を小型化しつつ電気絶縁を確保し
て、信頼性を高くすることが可能となる。

【００２６】なお、前述した構成例のように高電圧回路
と低電圧回路とを上下に分離する構成に限らず、左右ま
たはその他明確に分離する方法であればどのような構成
であっても良い。

【００２７】図５ないし図８は本発明の第２の実施形態
に係り、図５は高周波電気メス装置の内部構成を示すブ
ロック図、図６は従来の高周波電気メス装置の内部構成
例を示すブロック図、図７は出力トランスの配置構成の
第１の例を示す平面図、図８は出力トランスの配置構成
の第２の例を示す平面図である。

【００２８】本実施形態は、モノポーラ出力とバイポー
ラ出力の異なる複数の出力モードを有する高周波電気メ
ス装置の構成例であり、主に電気メス出力波形を昇圧し
て高周波・高電圧の電気メス信号とする出力トランスの
部分の構成を説明する。

【００２９】図５に示すように、高周波電気メス装置２
０には、モノポーラ電極２１及び対極板２２と、バイポ
ーラ電極２３とが接続されるようになっている。高周波
電気メス装置２０の内部には、電気メスのエネルギーを
生成するエネルギー発生手段２４と、エネルギー発生手
段２４の出力を絶縁して伝達する出力トランスとしての
モノポーラ出力トランス２５及びバイポーラ出力トラン
ス２６と、電気メス信号の出力を切り換えるリレー２７
と、が設けられている。モノポーラ出力トランス２５と
バイポーラ出力トランス２６には、それぞれモノポーラ
電極用出力端子２８，バイポーラ電極用出力端子２９が
接続され、それぞれの端子に接続されたモノポーラ電極
２１またはバイポーラ電極２３に電気メス信号を供給す
るように構成されている。

【００３０】前記エネルギー発生手段２４は、図２に示
した電源回路７、波形発生回路８、パワーアンプ９、制
御回路１４などから構成されている。また、患者回路１
３などが含まれていても良い。

【００３１】比較のために、モノポーラ出力とバイポー
ラ出力を有する従来の高周波電気メス装置の構成例を図
６に示す。高周波電気メス装置３０には、電気メスのエ
ネルギーを生成するエネルギー発生手段３４の出力側に
出力トランス３５が設けられ、この出力トランス３５の
モノポーラ出力部３５ａ，バイポーラ出力部３５ｂにそ
れぞれ出力選択用のリレー３６，３７を介してモノポー
ラ電極用出力端子３８，バイポーラ電極用出力端子３９
が接続されている。このモノポーラ電極用出力端子３
８，バイポーラ電極用出力端子３９にモノポーラ電極２
１及び対極板２２，バイポーラ電極２３をそれぞれ接続
して選択的に使用できるように構成されている。

【００３２】この従来例では、モノポーラ出力部３５ａ
とバイポーラ出力部３５ｂが同一のトランスで構成され
ている。つまり、出力トランス３５の一次巻線は両者に
共通に使われている。この場合、一方の出力部に出力し
ようとすると必ず他方にも電圧が励起されるので、リレ
ー３６，３７で切り換えて使用する側の出力端子を選択
するようにする。

【００３３】モノポーラ出力とバイポーラ出力など複数
の出力モードを有する装置の場合、使用者が意図した出
力モードの電極以外から高周波電流出力が出ることのな
いようにする必要がある。従来の構成では、前記リレー
３６，３７が故障した場合、意図しない側の出力端子に
出力がでてしまうおそれもあるため、出力端子に優先度
を設定し、出力モード毎に電極のコネクタの付け替えを
行うなどして、一方の出力端子しか使えないように制限
していた。このため、操作性を犠牲にしてしまうという
問題点があった。

【００３４】一方、本実施形態の構成では、出力トラン
スをモノポーラとバイポーラの各出力毎に別々に分けて
設けているため、前述のような従来の問題点を解決する
ことができる。

【００３５】図５に示した本実施形態の構成における出
力トランスの配置構成例を図７及び図８に示す。図７の
第１の例では、出力トランス基板４０ａの上に、モノポ
ーラ出力トランス２５及びバイポーラ出力トランス２６
と、リレー２７とが配置されている。２つの出力トラン
ス２５，２６は装置を小型に構成するため近くに配置さ
れているが、互いのトランスのギャップの位置をずらし
て設けてある。

【００３６】図８の第２の例では、第１の例と同様に出
力トランス基板４０ｂの上に、モノポーラ出力トランス
２５及びバイポーラ出力トランス２６と、リレー２７と
が配置されているが、２つの出力トランス２５，２６は
互いのギャップの位置を合わせて配置されている。この
図８の構成では、装置の小型化のために２つの出力トラ
ンス２５，２６を近接させて配置すると、相互に干渉を
起こして一方の出力トランスからの磁束の漏れにより他
方の出力トランスに起電力が発生し、意図しない側の出
力端子から高周波電流出力が発生してしまうおそれがあ
る。

【００３７】一方、図７の構成では、互いの出力トラン
スのギャップの位置をずらして配設しているため、一方
の出力トランスからの漏れ磁束が他方に入り込むことを
防止することができ、前記不具合を解消することができ
る。これにより、装置を小型化しつつ、操作性を良好に
保った状態で、意図しない出力端子からの高周波電流出
力の発生を防止することが可能となる。

【００３８】なお、図示しないが、ギャップの位置をず
らして配置する手段の他に、トランスの配置方向を９０
度ずらしたり、磁気シールドを施すなどの手段によって
も同様の効果が得られる。

【００３９】以上の構成によれば、複数の出力端子を有
する装置を小型化するために基板をコンパクトに構成し
た場合においても、各出力同士で干渉し合うことを防ぐ
ことができる。このため、各出力端子に優先度をつけて
対処しなくても、確実に意図しない側の出力を防止で
き、操作性を維持できる。

【００４０】従って、高周波電気メス装置などの外科手
術装置において、装置を小型化しつつ動作の信頼性を高
くし、術者の操作意図を外れない、安全性を高めた装置
を提供することが可能となる。

【００４１】次に、第３の実施形態として出力トランス
の放熱手段の構成例を図９及び図１０に示す。

【００４２】電気メスによる処置を高出力で長時間行う
と、出力トランスに大きな負担がかかり発熱を起こす
が、これが過度になるとトランスの重要な役割である絶
縁の劣化が起こる。また、トランスの種類によっては発
熱がその特性を変化させてしまう場合も有り、発熱によ
って出力値の変化が発生するおそれがある。近年では、
装置の小型化が要求され、内部の回路をコンパクトに構
成すると、熱が装置内部にこもってしまう傾向にある。
このため、出力トランスの放熱が不十分になり、前記熱
による不具合が生じるおそれがある。そこで、第３の実
施形態においてコンパクトな構成で十分に出力トランス
の放熱を実施することが可能な放熱手段の２つの例を示
す。

【００４３】図９に示す出力トランスの放熱手段の第１
の例は、トランス本体５０の両側部に放熱器５１を装着
して構成したものである。この構成では、出力トランス
のトランス本体５０で発生する熱を放熱器５１で効率よ
く放熱して、温度が上昇しないようにすることができ
る。

【００４４】図１０に示す出力トランスの放熱手段の第
２の例は、出力トランス基板５５にモノポーラ出力トラ
ンス５６とバイポーラ出力トランス５７とを配置し、こ
れらの出力トランスの側部に冷却ファン５８を配設した
ものである。この構成では、冷却ファン５８で生じる気
流によって各出力トランス５６，５７は放熱され、各出
力トランス５６，５７の過熱を防ぐことができる。

【００４５】なお、冷却ファン５８の配置は、図１０の
ように出力トランスの側部に限らず、出力トランスの下
部に配置しても良い。

【００４６】これらの出力トランスの放熱手段の構成
は、前述した第１の実施形態や第２の実施形態にも応用
することができる。

【００４７】以上の放熱手段の構成によれば、装置全体
を放熱するための大型のファンの気流を出力トランスに
も導いて放熱も行うようにするなどの複雑な構成をとる
必要がなく、コンパクトな構成で出力トランスを効率よ
く放熱することができる。これにより、装置を小型化し
つつ、出力トランスの温度上昇を防止でき、出力トラン
スの劣化を防いで出力の安定化を達成できる。

【００４８】［付記］ （１） 前記第１の電気回路系と前記第２の電気回路系
とは、前記筐体内において上下に隔離して配置されてい
ることを特徴とする請求項１に記載の外科手術装置。

【００４９】（２） 前記第１の電気回路系と前記第２
の電気回路系とは、前記筐体内において左右に隔離して
配置されていることを特徴とする請求項１に記載の外科
手術装置。

【００５０】（３） 外科処置用の高周波・高電圧の電
気メス信号が流れる回路系であって、この電気メス信号
を低電圧化する回路を含む第１の電気回路系と、前記高
周波・高電圧の電気メス信号が低電圧化された低電圧信
号が流れる回路系であって、前記低電圧化された信号を
処理する信号処理回路を含む第２の電気回路系と、を筐
体内に有する高周波電気メス装置において、前記第１の
電気回路系と前記第２の電気回路系とを前記筐体内にお
いて隔離して配置したことを特徴とする高周波電気メス
装置。

【００５１】（４） 外科処置用の高周波電圧を発生す
る高周波発生回路と、この高周波発生回路の出力を絶縁
しつつ昇圧して高電圧の電気メス信号を発生させる高周
波出力回路と、前記電気メス信号を含む各種情報信号を
検出して低電圧化するモニタ回路とこの低電圧のモニタ
信号を処理する信号処理回路とを含む患者回路と、前記
患者回路からのモニタ信号を基に各種判断を行い各部を
制御する制御回路と、を有する高周波電気メス装置にお
いて、前記高電圧の電気メス信号が流れる第１の信号経
路と前記低電圧のモニタ信号が流れる第２の信号経路と
を筐体内において隔離して配置したことを特徴とする高
周波電気メス装置。

【００５２】（５） 外科処置用のエネルギーを生成す
るエネルギー発生手段と、このエネルギー発生手段から
のエネルギーを絶縁して伝達し出力モードが異なる出力
信号をそれぞれ発生する複数の出力トランスと、これら
の複数の出力トランスに接続され前記異なる出力モード
の出力信号をそれぞれ出力する複数の出力手段と、を有
する外科手術装置において、前記複数の出力トランスの
一方の出力トランスを介して出力手段より出力信号を出
力中に、他方の出力トランスに起電力を発生しない状態
に各出力トランスを配置したことを特徴とする外科手術
装置。

【００５３】（６） 前記複数の出力トランスのギャッ
プの位置をずらして配置したことを特徴とする付記５に
記載の外科手術装置。

【００５４】（７） 外科処置用の高周波電圧を発生す
る高周波発生手段と、この高周波発生手段の出力を絶縁
しつつ昇圧して出力モードが異なる高電圧の電気メス信
号をそれぞれ発生させる複数の出力トランスと、これら
の複数の出力トランスに接続され前記異なる出力モード
の電気メス信号をそれぞれ出力する複数の出力手段と、
を有する高周波電気メス装置において、前記複数の出力
トランスの一方の出力トランスを介して出力手段より電
気メス信号を出力中に、前記一方の出力トランスの磁束
の漏れにより他方の出力トランスに相互誘導を起こさな
い状態に各出力トランスを配置したことを特徴とする高
周波電気メス装置。

【００５５】（８） 外科処置用のエネルギーを生成す
るエネルギー発生手段と、このエネルギー発生手段から
のエネルギーを絶縁して伝達する出力トランスと、この
出力トランスを冷却する冷却手段と、を有することを特
徴とする外科手術装置。

【００５６】（９） 前記冷却手段は、前記出力トラン
スに装着して放熱する放熱器からなる付記８に記載の外
科手術装置。

【００５７】（１０） 前記冷却手段は、前記出力トラ
ンスの近傍に設けられ該出力トランスを冷却する気流を
発生するファンからなる付記８に記載の外科手術装置。

【００５８】（１１） 外科処置用の高周波電圧を発生
する高周波発生手段と、この高周波発生手段の出力を絶
縁しつつ昇圧して高電圧の電気メス信号を発生させる出
力トランスと、この出力トランスを冷却する冷却手段
と、を有することを特徴とする高周波電気メス装置。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、処
置用の高周波・高電圧信号が通る回路と、動作状態のモ
ニタ回路などの低電圧の信号処理回路との間を容易な方
法で確実に分離でき、小型化しつつ回路間の絶縁を十分
確保することの可能な外科手術装置を提供できる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る高周波電気メス
装置の全体構成を示す構成説明図

【図２】第１の実施形態に係る電気メス装置本体の内部
構成を示すブロック図

【図３】電気メス装置本体の上部筐体を取り外して内部
の絶縁構造を示した斜視図

【図４】患者回路基板の詳細構成を示す斜視図

【図５】本発明の第２の実施形態に係る高周波電気メス
装置の内部構成を示すブロック図

【図６】従来の高周波電気メス装置の内部構成例を示す
ブロック図

【図７】第２の実施形態に係る出力トランスの配置構成
の第１の例を示す平面図

【図８】第２の実施形態に係る出力トランスの配置構成
の第２の例を示す平面図

【図９】第３の実施形態に係る出力トランスの放熱手段
の第１の例を示す斜視図

【図１０】第３の実施形態に係る出力トランスの放熱手
段の第２の例を示す斜視図

【符号の説明】

１…電気メス装置本体 ２…フットスイッチ ３…バイポーラピンセット ４…スイッチ付電極 ５…フック電極 ６…対極板 ７…電源回路 ８…波形発生回路 ９…パワーアンプ １０…出力トランス １１…モニタ回路 １２…信号処理回路 １３…患者回路 １４…制御回路 １５…出力端子群 １６…回路群 １８…フォトカプラ １９…パルストランス

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外科処置用の高周波・高電圧信号が流れ
   る回路系であって、この高周波・高電圧信号を低電圧化
   する回路を含む第１の電気回路系と、 前記高周波・高電圧信号が低電圧化された低電圧信号が
   流れる第２の電気回路系と、 を筐体内に有する外科手術装置において、 前記第１の電気回路系と前記第２の電気回路系とを前記
   筐体内において隔離して配置したことを特徴とする外科
   手術装置。