JPS60227748A

JPS60227748A - 治療用器具

Info

Publication number: JPS60227748A
Application number: JP59085899A
Authority: JP
Inventors: 浅田　昌弘; 池田　国治
Original assignee: Ultrasonic Engineering Co Ltd
Current assignee: Ultrasonic Engineering Co Ltd
Priority date: 1984-04-26
Filing date: 1984-04-26
Publication date: 1985-11-13

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】本発明は、超音波手術器（以後超音波メスと称する）と
電気手術器（以後電気メスと称する）の相互の長所を兼
備し短所を補完した治療用器具に関する。

周知のようＫ、超音波メスは組織の破砕・吸引および骨
の切断に威力を発揮し、電気メス杜筋肉・脂肪などの生
体軟部組織の切開並びに止血・凝固に威力を発揮する。

第１図に従来の電気メスの一回路図を示す。同図におい
て１は主発振電力増幅器、２は出方トランス、３は２の
１次、２次巻線の絶縁板、４および６は分流電流防止用
キャパシタンス、５および７は分流電流防止用インダク
タンス、８および９は直流電流防止用キャパシタンス、
１０および１６はアース、１１は電気メスのメス先電極
、１２は対極板、１３は患者、１４は心電計などのＭＥ
測定器、１５は前記ＭＥ測定器のプローブを示す。ここ
で、前記の１〜１０を電気メスのメス先電極１１および
対極板１２に通電する高周波発振器と称する。

前記電気メス回路において、高周波発振器が駆動される
とメス先電極１１および対極板１２間に高周波の高電圧
が印加され、切開、止血、凝固等の効果を発揮した手術
が実施される。

前記回路において、出カドランス２は絶縁板３が接地さ
れているため１次、２次巻線の浮遊容量に起因する電流
の漏洩を零とする。

キャパシタンス８および９はメス先電極１１と患者１３
の間に誘起する火花放電に伴う直流成分および低周波成
分の電流を阻止する。

メス先電極１１からの電流は、患者１３を介して対極板
１２に流れるが、そのうちの一部はメス先電極１１、患
者１３．ＭＥ測定器１４．アース１６．アース１０゜分
流電流防止用キャパシタンス４およびインダクタンス５
の閉回路へ分流しようとする。

ところが、分流電流防止用キャパシタンス４およびイン
ダクタンス５は主発振電力増幅器１の主発振周波数で並
列共振するように設定されており、その際インピーダン
スは最大となる。従って、前記分流電流はキャパシタン
ス４およびインダクタンス５によって流入が阻止される
。

同様に対極板１２からは対極板１２．患者１３．プロー
ブ１５．アース１６．アース１０．キャパシタンス６お
よびインダクタンス７の閉回路を分流する成分もあるが
、該分流電流もキャパシタンス６およびインダクタンス
７によって流入が阻止される。

それ故、前記分流電流によって患者に熱島や電撃を与え
る心配がなく、電気メスの安全使用が可能になる。

次に、第２図に超音波メスの振動子とその等価回路図を
示す。図中、１７は裏打板、１８および１９は絶縁板、
２０および２１は電歪素子、２２は前面板である。これ
ら１７〜２２によってボルト締ランジュバン型振動子（
以後ＢＬＴと称する）が構成される。尚図示してないが
、前記１８〜２１は中空円板で、同空間を通して裏打板
１７および前面板２０の軸中心がボルト（図示せず）に
より締結される構造になっている。

２３はＢＬＴと機械的に結合されたホーン２４はホーン
２３と機械的又は冶金学的に結合された治療用工具であ
る。

前記絶縁板１８および１９は誘電率２〜８．厚さ約１ｍ
ｍのセラミックス、電歪素子２０および２１は厚さ約４
咽のデルコンチタン酸鉛（ＰＺＴ）、、裏打板１７およ
び前面板２２はチタン合金若しくは高力アルミニウム合
金等で構成される。

前記１７〜２４より構成されるものを超音波振動子と称
し、その等価回路を２５に示す。図示されるように、図
中の２６および２７は電歪素子２０および２１の等価回
路、キャパシタンス２８および２９は絶縁板１８および
１９の等価回路、３０および３１は超音波振動子入力端
子、３２は絶縁端子である。

該超音波振動子は第１図に示した回路と同様のれる。す
なわち、端子３０および３１間に該周波数の電気信号が
印加されるとＢＬＴは超音波振動し、前面板２２の先端
振動速度は約１００　ｋｉ＋ａｅ　（１００ｃｍ／　ｓ
ｅｃ　）となる。ホーン２３はこのＢＬＴの振幅を更に
拡大して治療用工具２４を所期の振幅（周波数２８）Ｇ
（ｚの場合で治療用工具２４先端振幅約２００μｍｐ−
ｐ）で振動させる。

それ故、治療用工具２４を患部に当接することにより、
組織の破砕、吸引、骨の切断等に効果を発揮した手術が
実施される。

尚、組織の破砕、吸引が目的の超音波メスの場合は、超
音波振動子の裏打板１７．前面板２２．ホーン２３．治
療用工具２４および締結ボルトを含めて直径２ＷＩｎ程
度の破砕組織吸引用通し穴を穿設した方が都合よい。

前述してきたように、超音波メスも電気メスも共に外科
手術分野において優れた効果を発揮するものである。特
に、超音波メスはその特異な特性により、脳外科および
肝臓外ヰ等の各科分野において今後の普及が大きく期待
されるものである。

それ故、外科医等の間では、超音波メスと電気メスの双
方の機能を併せ持ち、尚かつ簡便に使用され得る手術用
器具の出現が強く望まれているところである。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、電気
メスの機能と超音波メスの機能を併せ持つた治療用器具
の提供を主要な目的とするものである。すなわち、破砕
、吸引、切開、止血、凝固等の手術を同時に実施でき、
電気メスおよび超音波メスの長所の相乗効果が期待され
る治療用器具を提供するものである。

本発明の他の目的は、電気メスと超音波メスの双方の利
点を兼備した治療用器具において、術者および患者への
安全性を充分に考慮した治療用器具の提供を目的とする
ものであるっ前記目的を達成するために本発明は絶縁板とフィルタを
介在させたボルト締めランジュバン型振動子（以下ＢＬ
Ｔと略称する）を用い、メス先電極を超音波メスと電気
メス共用の構造とする。

以下本発明について添付図面にもとづき詳細に≠説明す
る。第３図は本発明の一実施例を示す説明図である。同
図において第１図ないし第２図と同一の記号は同一の素
子を示す。

すなわち、１は電気メス用の主発振電力増幅器、２は出
カドランス、３は出カドランス２の絶縁板、４および６
は分流電流防止用キャパシタンス、５および７は分流電
流防止用インダクタンス、８および９は直流電流防止用
キャパシタンスを示す。

絶縁板３はアース１０に接地される。

絶縁板３はアース１０に接地されているので、出カドラ
ンス２は浮遊キャパシタンス５０による信号電流の漏洩
が零になる。

ここで、キャパシタンス４，６およびインダクタンス５
８．７の結合点には漏洩電流阻止用キャパシタンス６２
および漏洩電流阻止用インダクタンス６３の結合点が接
続される。該キャパシタンス６２およびインダクタンス
６３の他の結合点は、アースＩＯＫ接地される。後記す
るように、キャパシタンス６２およびインダクタンス６
３は超音波メス発振器の発振周波数で並列共振するよう
に設定されておシ、その発振周波数においてインピーダ
ンスが最大になる。従って、超音波メスの駆動時におい
て超音波メス発振器側から電気メス発振器側への漏洩電
流を阻止する。

以上により、電気メス側発振器回路が構成される。

一方、同図中の５１は超音波メス用発振器、５２は出カ
ドランス、５３は５２の１次、２次巻線の絶縁板、５４
および５６は分流電流阻止用キャパシタンス、５５およ
び５７は分流電流阻止用インダクタンス、５８および５
９は直流阻止用キャパシタンスを示す。

出カドランス５２は絶縁板５３がアース１０に接地され
ているだめ浮遊キャパシタンス４９に起因する信号の漏
洩は零となる。

キャパシタンス５８および５９は超音波振動子の非線形
衝撃に対する直流成分および低周波成分の電流を阻止す
る。

キャパシタンス６０およびインダクタンス６１は電気メ
スの主発振周波数で並列共振するように設定されておシ
、その発振周波数においてインピーダンスが最大に々る
。従って、電気メスの駆動時において、電気メス発振器
側から超音波メス発振器側への漏洩電流を阻止す石。

以上により、超音波メス側の発振回路が構成される。

他方、電気メス側回路の出力端３２はＢＬＴを構成する
裏打板１７および前面板２２に接続される。該回路の他
端は対極板１２に接続される。また、超音波メス側回路
の出力端３ｏは電歪素子２ｏおよび２１の共通端に接続
される。出力端３１は電歪素子２ｏおよび２１の各々の
他端に接続される。２３は前記ＢＬＴと結合されたホー
ン、２４はホーン２３と結合された治療用工具である。

尚同図においても、ＢＬＴの中心ボルトは簡単のため省
略しである。

前記構成に加えて、本発明においては前記絶縁板１８お
よび１９間にインダクタンス３４．３７、キャパシタン
ス３５　、３Ｂ、抵抗３６　、３９を並列接続したフィ
ルタ群４０が接続される。該フィルタ群４ｏは以下の機
能を有する。

超音波メス側回路が駆動されると、端子３ｏおよび３１
に印加された超音波メス用電気信号のうちの一部は絶縁
板１８　、１９の呈するキャパシタンス２８および２９
（第２図の２５に示す）、ホーン２３．治療用工具２４
を経て電気メス側へ漏洩しようとする。

同様に１電気メス側回路が駆動されると、端子３２およ
び対極板１３に高周波の電気メス用電気信号が印加され
る。このうちの一部は絶縁板１８　、１９の呈するキャ
パシタンス２８および２９（第２図）を経て超音波メス
の回路側に漏洩しようとする。この漏洩電流の一部は第
１図と同様にメス先電極１１゜患者１３　、　ＭＥ　ｉ
ｌｌ定器１４　、アース１６等と流れて、患者に目的外
の損傷を与える危険性がある。

フィルタ群４０は、前記した漏洩電流（以後干渉電流と
称する）の発生を阻止するために設けられている。該フ
ィルタ群４０について第４図にもとづき更に詳述する。

第４図（ωに示す回路において、３３は絶縁板の呈する
キャパシタンス２８．２９と等価なキャパシタンス（Ｃ
ｏ）を、３４および３７はインダクタンス（Ｌｌ。

Ｌ２）を、３５および３８はキャパシタンス（Ｃ１＋　
Ｃ２）を、３６および３９は抵抗（Ｒ１，Ｒ２）を示す
。前記したように、これら３４〜３９を総称してフィル
タ群４０とする。

第４図（ａｔの等何回路は第４図（ｌに示しだ回路に対
応スる。同図において、４１はキャパシタンス（Ｃも）
を、４２および４５は抵抗（Ｒ’、、部）を、４３およ
び４６はキャパシタンス（’Ｃ’ｌ　＋　Ｃ４）を、４
４および４７はインダクタンス（Ｌｉ　、　Ｌ’！　）
を示す。前記４２〜４７を総称してフィルタ群４８とす
る。

ここで、フィルタ群４０の直列共振回路はフィルタ群４
８のそれぞれの並列共振回路に対応する。

故に１超音波メスの共振周波数を九、電気メスの主発振
周波数を／Ｅ　（ｂ＞＞ｆ、Ｊ）とおくと、Ｃｏ＝Ｃら
　・・・・・・・・・・・・（１）ｒ２＝ｃ６／Ｃ２ △／ｕおよびΔｆＥとし、同変動幅内のフィルタの通過
特性を３ｄＢとすると、となる。

即ち、同図（ロ）の回路構成でフィルタを設計すれば式
（１）〜式（５）により同図（ａ）の各フィルタ要素が
算出される。同図（ロ）でＲ１′＝囚＝ω　（ＯＰＥＮ）　・・・・・・・・・・
・（６）の場合は端子３１および３２から見たインピー
ダンスは周波数ｆＵおよびｆｙｔでそれぞれ無限大とな
り、干渉電流はＬ！上零にすることが可能となる。それ
故、前記干渉電流の発生を阻止することができる。

若し本発明のフィルタを接続しない場合は絶縁板の等価
キャパシタンスＣＯの呈するインピーダンスを犬としな
ければならない。然し、このためには同絶縁板の板厚を
厚くしなければならないが、ＢＬＴ全体で半波長共振の
長さとするだめの制限と、弾性振動する場合の機械強度
の制限から、本発明と同様の効果を絶縁板のみに期待す
ることは不可能である。

以上詳述したように、本発明によれば構造的に極めて簡
単な方法により、超音波メスおよび電気メスの長所を兼
備し、短所を補完した治療用器具を実現することができ
る。

すなわち、電気メス側発振器が駆動されると、対極板１
２と治療用工具２４との間に高周波の高電圧が印加され
、本発明は該工具２４をメス先電極とした電気メスとし
て機能する。それ故、手術時において電気メス固有の効
果が発揮される。また、超音波メス側発振器が駆動され
ると電歪素子の電極撮間には超音波共◆信号が印加され、ＢＬＴは超音波振動
を生起する。それ故、本発明は先端の治療用工具が超音
波振動する超音波メスとして機能し、超音波メス固有の
効果を発揮する。

また、本発明では超音波メス側回路および電気メス側回
路の双方に相互の発振周波数によって共振するフィルタ
回路が設けられていることを特徴としている。従って、
相互の回路どうしの漏洩電流の流入を阻止することがで
き、高信頼性の装置を実現することが可能になる。

更に本発明では、ＢＬＴを構成する絶縁板にフィルタ群
を並列接続し、各フィルタと絶縁板の呈するキャパシタ
ンスによって同絶縁板を流れる干渉電流を阻止するよう
に構成されたことを特徴としている。従って本発明によ
れば、患者に対する安全性を充分考慮した装置が提供さ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電気メスの一回路図、第２図は超音波メ
スの振動子とその等価回路図、第３図は本発明の治療用
器具の一実施例、第４図は本発明のフィルタ群の回路図
を示す。図中の符号は、１・・・電気メス用主発振器、４　、６　、５４　、５６　、６０　、６２・・・漏洩
電流阻止用キャパシタンス、５　、７　、５５　、５７
　、６１　、６３・・・漏洩電流阻止用インダクタンス
、１２・・・対極板、１７・・・裏打板、１８　、１９
・・・絶縁板、２０　、２１・・・電歪素子、２２・・
・前面板、２３・・・ホーン、２４・・・治療用工具、
５１・・・超音波メス用発振器、を示す。代表者末永徳博＞５　ＩＮ才　１　口才　９　図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）超音波発振器とそれによって駆動される電歪素子
、絶縁板および金属板からなるボルト締めランジュバン
型振動子と、これに係合する超音波ホーンおよび治療用
工具で構成される超音波メスと、上記超音波メスと同時
に併用され、かつ上記治療用工具を電気メスのメス先電
極として共用する高周波発振器とからなる治療用器具。
（２）ボルト締めランジュバン型振動子を構成する絶縁
板にフィルタ群を並列接続し、各フィルタと絶縁板の呈
するキャパシタンスで同絶縁板を流れる超音波メスおよ
び電気メスの干渉電流を阻止するように設定した特許請
求範囲（１）に記載の治療用器具。
（３）超音波メスおよび電気メスの各々の出力回路にお
互いの漏洩電流防止用回路を挿入した特許請求範囲（１
）ないしく２）に記載の治療用器具。