JPWO2016013338A1 - 骨を処置するための、超音波システム、エネルギー源ユニット、及び、エネルギー源ユニットの作動方法 - Google Patents

Abstract

超音波処置システムのエネルギー供給部は、第１の出力モード及び前記第１の出力モードより単位時間の間に駆動力発生ユニットに供給される電力が大きくなる第２の出力モードで、電力を出力可能である。制御部は、判定部において超音波プローブに作用する負荷が閾値以下と判定された際には、前記電力の出力状態を第１の出力モードで維持し、前記判定部において前記負荷が前記閾値より大きいと判定された際には、前記電力の前記出力状態を前記第２の出力モードに切替える。

Description

本発明は、超音波振動を用いて処置を行う超音波処置具とこの超音波処置具を動作させるための電力を供給するエネルギー源ユニットとを含む超音波処置システム、超音波処置具を動作させるための電力を供給するエネルギー源ユニット、及びエネルギー源ユニットの作動方法に関する。

特許文献１には、超音波振動子で発生させた超音波振動を超音波プローブに伝達し、その超音波プローブの先端に設けられた処置部によって処置を行なう超音波処置システムが開示されている。この超音波処置システムは、超音波振動子で超音波振動が発生している状態において、超音波振動子に供給される電力に基づいて超音波インピーダンスを検出する。超音波インピーダンスは、超音波プローブに作用する負荷に対応して変化する。超音波振動子に電力が供給されている際には、超音波インピーダンスと設定された閾値（上限インピーダンス）とが比較される。そして、超音波インピーダンスが閾値より大きくなった場合は、超音波振動子に供給される電流（交流電流の波高値）を小さくする。これにより、超音波振動子で発生する超音波振動（縦振動）の振幅が小さくなる。

特開２００５−２７９０７号公報

超音波振動を用いた処置として、超音波プローブの処置部を骨等の硬性組織に接触させた状態で超音波振動によって超音波プローブ（処置部）を振動（縦振動）させることにより、硬性組織を削る処置がある。このような処置においては、超音波振動によって振動する処置部が硬性組織に食込む（引っ掛かる）ことがある。処置部が硬性組織に食込んだ状態では、超音波プローブに作用する負荷が大きくなる。つまり、負荷の変化に対応して、超音波インピーダンスも大きくなる。前記特許文献１のように、超音波インピーダンス（超音波プローブに作用する負荷）が大きくなることに対応させて、超音波振動子に供給される電流を小さくし、処置部の振動の振幅を小さくする構成では、処置部が硬性組織に食込んだ状態から変化しない。すなわち、処置部が硬性組織に食込んだ状態において処置部を小さい振幅で振動させても、処置部の硬性組織への食込みは解消されない。

本発明は、前記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、処置部が処置対象（硬性組織）に食込んだ（引っ掛かった）際に、処置部の硬性組織への食込みが適切に解消される超音波処置システムを提供することにある。また、その超音波処置システムに設けられるエネルギー源ユニット、及び、そのエネルギー源ユニットの作動方法を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明のある態様の超音波処置システムは、長手軸に沿って延設され、超音波振動を伝達可能で、伝達された前記超音波振動を用いて処置を行う処置部を備える超音波プローブと、前記超音波振動を発生する振動発生部を備え、前記超音波プローブを作動させる駆動力を発生する駆動力発生ユニットと、前記駆動力発生ユニットで前記駆動力を発生させる電力を出力するエネルギー供給部であって、第１の出力モード及び前記第１の出力モードより単位時間の間に前記駆動力発生ユニットに供給される前記電力が大きくなる第２の出力モードを有するエネルギー供給部と、前記超音波プローブが前記超音波振動を伝達する状態において前記超音波プローブに作用する負荷を経時的に検出する負荷検出部と、前記エネルギー供給部から前記第１の出力モードで前記電力が出力されている状態において前記超音波プローブに作用する前記負荷が第１の閾値以下であるか否かを経時的に判定する判定部と、前記判定部において前記負荷が前記第１の閾値以下と判定された際には、前記エネルギー供給部からの前記電力の出力状態を第１の出力モードで維持し、前記判定部において前記負荷が前記第１の閾値より大きいと判定された際には、前記エネルギー供給部からの前記電力の前記出力状態を前記第２の出力モードに切替える制御部と、を備える。

本発明の別のある態様は、長手軸に沿って延設される超音波プローブを作動させる駆動力を発生する駆動力発生ユニットに電力を供給するエネルギー源ユニットであって、前記駆動力発生ユニットの振動発生部に電力を供給することにより、前記超音波プローブを通して前記超音波プローブの処置部に伝達される超音波振動を発生させ、第１の出力モード及び前記第１の出力モードより単位時間の間に前記駆動力発生ユニットに供給される前記電力が大きくなる第２の出力モードで、前記電力を出力可能なエネルギー供給部と、前記超音波プローブが前記超音波振動を伝達する状態において前記超音波プローブに作用する負荷を経時的に検出する負荷検出部と、前記エネルギー供給部から前記第１の出力モードで前記電力が出力されている状態において前記超音波プローブに作用する前記負荷が閾値以下であるか否かを経時的に判定する判定部と、前記判定部において前記負荷が前記閾値以下と判定された際には、前記エネルギー供給部からの前記電力の出力状態を第１の出力モードで維持し、前記判定部において前記負荷が前記閾値より大きいと判定された際には、前記エネルギー供給部からの前記電力の前記出力状態を前記第２の出力モードに切替える制御部と、を備える。

本発明の別のある態様は、長手軸に沿って延設される超音波プローブを動作させる駆動力を発生する駆動力発生ユニットに電力を供給するエネルギー源ユニットの作動方法であって、エネルギー供給部が前記駆動力発生ユニットの振動発生部に電力を供給することにより、前記超音波プローブを通して前記超音波プローブの処置部に伝達される超音波振動を発生させることと、負荷検出部が、前記超音波プローブが前記超音波振動を伝達する状態において前記超音波プローブに作用する負荷を経時的に検出することと、判定部が、前記エネルギー供給部から第１の出力モードで前記電力が出力されている状態において前記超音波プローブに作用する前記負荷が閾値以下であるか否かを経時的に判定することと、制御部が、前記判定部での判定結果に基づいて前記エネルギー供給部からの前記電力の出力状態を制御することであって、前記判定部において前記負荷が前記閾値以下と判定された際には、前記エネルギー供給部からの前記電力の前記出力状態を第１の出力モードで維持し、前記判定部において前記負荷が前記閾値より大きいと判定された際には、前記第１の出力モードより単位時間の間に前記駆動力発生ユニットに供給される前記電力が大きくなる第２の出力モードに前記エネルギー供給部からの前記電力の前記出力状態を切替えることと、を備える。

本発明によれば、処置部が処置対象（硬性組織）に食込んだ（引っ掛かった）際に、処置部の硬性組織への食込みが適切に解消される超音波処置システムを提供することができる。また、その超音波処置システムに設けられるエネルギー源ユニット、及び、そのエネルギー源ユニットの作動方法を提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係る超音波処置システムを示す概略図である。 第１の実施形態に係る振動子ユニットの構成を概略的に示す断面図である。 第１の実施形態に係る振動子ユニット及びエネルギー源ユニットでの電気的な接続状態を示す概略図である。 第１の実施形態に係る超音波振動子とエネルギー供給部との間の電気的な接続状態を示す概略図である。 第１の実施形態に係るエネルギー供給部から超音波振動子に供給される電流の経時的な変化の一例を示す概略図である。 第１の実施形態に係るエネルギー源ユニットの処置における処理を示すフローチャートである。 第１の実施形態に係るインピーダンス検出部で検出される超音波インピーダンスの経時的な変化の一例を示す概略図である。 第１の実施形態に係るインピーダンス検出部で検出される超音波インピーダンスの経時的な変化の図７とは別の一例を示す概略図である。 第１の実施形態の第１の変形例に係るエネルギー供給部から超音波振動子に供給される電流の経時的な変化の一例を示す概略図である。 第１の実施形態の第２の変形例に係るエネルギー供給部から超音波振動子に供給される電流の経時的な変化の一例を示す概略図である。 第１の実施形態の第３の変形例に係るエネルギー供給部から超音波振動子に供給される電流の経時的な変化の一例を示す概略図である。 第１の実施形態の第４の変形例に係るエネルギー供給部から超音波振動子に供給される電流の経時的な変化の一例を示す概略図である。 第１の実施形態の第５の変形例に係るエネルギー供給部から超音波振動子に供給される電流の経時的な変化の一例を示す概略図である。 第２の実施形態に係るエネルギー源ユニットの処置における処理を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係るインピーダンス検出部で検出される超音波インピーダンスの経時的な変化の図７及び図８とは別の一例を示す概略図である。 第３の実施形態に係るエネルギー源ユニットの処置における処理を示すフローチャートである。 第３の実施形態に係るインピーダンス検出部で検出される超音波インピーダンスの経時的な変化の図７、図８及び図１５とは別の一例を示す概略図である。 第３の実施形態に係るインピーダンス検出部で検出される超音波インピーダンスの経時的な変化の図７、図８、図１５及び図１７とは別の一例を示す概略図である。 第４の実施形態に係るエネルギー源ユニットの処置における処理を示すフローチャートである。 第５の実施形態に係る駆動力発生ユニットの構成を示す概略図である。 第５の実施形態に係るエネルギー供給部と駆動力発生ユニットとの間の電気的な接続状態を示す概略図である。 第５の実施形態に係るアクチュエータ部に電力が供給される第２の出力モードにおいて、アクチュエータ部の圧電素子に流れる電流の経時的な変化の一例を示す概略図である。 第１の実施形態乃至第５の実施形態のある変形例に係る超音波処置具及びエネルギー源ユニットでの電気的な接続状態を示す概略図である。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について、図１乃至図８を参照して説明する。図１は、超音波処置システム１を示す図である。図１に示すように、超音波処置システム１は、超音波処置具（ハンドピース）２と、超音波処置具２にエネルギーとして電力を供給するエネルギー源ユニット（エネルギー供給制御ユニット）３と、を備える。超音波処置具２は、長手軸Ｃを有する。長手軸Ｃに平行な方向の一方側が先端方向（図１の矢印Ｃ１の方向）であり、先端方向とは反対側が基端方向（図１の矢印Ｃ２の方向）である。超音波処置具２は、振動子ユニット５と、保持ユニット（ハンドルユニット）６とを備える。振動子ユニット５は、保持ユニット６の基端方向側に着脱可能に連結される。振動子ユニット５の基端部には、ケーブル７の一端が接続されている。ケーブル７の他端は、エネルギー源ユニット３に接続されている。エネルギー源ユニット３は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）等を備えるプロセッサを搭載した電力出力装置（エネルギー出力装置）である。

保持ユニット６は、長手軸Ｃに沿って延設される筒状ケース部１１を備える。筒状ケース部１１には、エネルギー操作入力部であるエネルギー操作入力ボタン１２が取付けられている。また、超音波処置具２は、長手軸Ｃに沿って延設されるシース８を備える。シース８が先端方向側から筒状ケース部１１の内部に挿入されることにより、シース８が保持ユニット６に取付けられる。また、超音波処置具２は、超音波プローブ９を備える。超音波プローブ９は、筒状ケース部１１の内部からシース８の内部を通って、長手軸Ｃに沿って延設されている。超音波プローブ９は、シース８に挿通されている。また、超音波プローブ９の先端部には、シース８の先端から先端方向に向かって突出する処置部１３が、設けられている。本実施形態では、処置部１３は、長手軸Ｃに対して交差するある１つの方向に向かって突出する突出部１５が設けられる略Ｌ字状のフックである。

また、振動子ユニット５は、振動子ケース２１を備える。振動子ケース２１が基端方向側から筒状ケース部１１の内部に挿入されることにより、振動子ユニット５が保持ユニット６に取付けられる。筒状ケース部１１の内部では、振動子ケース２１は、シース８に連結されている。

図２は、振動子ユニット５の構成を示す図である。図２に示すように、振動子ユニット５は、前述の振動子ケース２１と、振動子ケース２１の内部に設けられる振動発生部である超音波振動子２２と、超音波振動子２２が取付けられるホーン部材２３と、を備える。

図３は、振動子ユニット５及びエネルギー源ユニット３での電気的な接続状態を示す図である。図２及び図３に示すように、超音波振動子２２には、電力供給経路２５Ａ，２５Ｂの一端が、接続されている。エネルギー源ユニット３は、電力（振動発生電力）Ｐを出力可能なエネルギー供給部２６を備える。電力供給経路２５Ａ，２５Ｂは、振動子ケース２１の内部の電気配線、ケーブル７の内部の電気配線等から形成されている。電力供給経路２５Ａ，２５Ｂの他端は、エネルギー供給部２６に接続されている。エネルギー供給部２６は、例えば、アンプ（増幅回路）、変換回路等を備え、電源（バッテリー、コンセント等）からの電力を出力される電力Ｐに変換する。エネルギー供給部２６から出力された電力（電気エネルギー）Ｐは、電力供給経路２５Ａ，２５Ｂを介して、超音波振動子２２に供給される。電力Ｐが供給されることにより、超音波振動子２２で超音波振動が発生する。なお、本実施形態では、エネルギー供給部２６からの電力Ｐは、超音波振動子２２にのみ供給される。また、超音波振動子２２に供給される電力Ｐは、交流電力である。

ホーン部材２３には、超音波振動子２２が装着される振動子装着部２７が、設けられている。超音波振動子２２で発生した超音波振動は、ホーン部材２３に伝達される。また、ホーン部材２３には、振動子装着部２７より先端方向側に断面積変化部２８が設けられている。断面積変化部２８では、先端方向に向かうにつれて長手軸Ｃに垂直な断面積が減少する。断面積変化部２８によって、超音波振動の振幅が拡大される。ホーン部材２３の先端部には、雌ネジ部２９Ａが設けられている。また、超音波プローブ９の基端部には、雄ネジ部２９Ｂが設けられている。雄ネジ部２９Ｂが雌ネジ部２９Ａに螺合することにより、ホーン部材２３の先端方向側に超音波プローブ９が接続される。超音波プローブ９は、筒状ケース部１１の内部で、ホーン部材２３に接続される。

ホーン部材２３に伝達された超音波振動は、ホーン部材２３及び超音波プローブ９において、基端方向から先端方向へ長手軸Ｃに沿って伝達される。すなわち、ホーン部材２３及び超音波プローブ９によって、発生した超音波振動を伝達する振動伝達部が形成されている。超音波振動は、処置部１３まで、先端方向へ向かって伝達される。処置部１３は、伝達された超音波振動を用いて、生体組織等の処置対象を処置する。

なお、本実施形態では、ホーン部材２３及び超音波プローブ９から形成される振動伝達部は、超音波振動を伝達する状態において、既定の共振周波数Ｆｒで、振動方向が長手軸Ｃ（長手方向）に平行な縦振動を行う。また、振動伝達部（ホーン部材２３及び超音波プローブ９）が既定の共振周波数Ｆｒで縦振動する状態では、振動伝達部の基端（ホーン部材２３の基端）及び振動伝達部の先端（超音波プローブ９の先端）が、縦振動の腹位置となる。そして、振動伝達部が既定の共振周波数Ｆｒで縦振動する状態では、振動伝達部の基端と先端との間に少なくとも１つの縦振動の節位置が存在する。振動伝達部が既定の共振周波数Ｆｒで縦振動する状態では、縦振動の複数の腹位置及び少なくとも１つ節位置の数は定まっており、縦振動の腹位置及び節位置のそれぞれについての長手方向（すなわち先端方向及び基端方向）についての位置は定まっている。

前述のようにして、超音波振動子２２に電力（交流電力）Ｐが供給されることにより、処置部１３を含む超音波プローブ９が作動され、超音波プローブ９が縦振動する。すなわち、超音波振動子２２では、電力Ｐが供給されることにより、超音波プローブ９を作動させる駆動力として超音波振動が発生する。すなわち、本実施形態では、超音波振動子２２によって、超音波プローブ９を作動させる駆動力を発生する駆動力発生ユニットが形成されている。

図２に示すように、超音波振動子２２は、（本実施形態では４つの）リング状の圧電素子３１を備える。それぞれの圧電素子３１には、ホーン部材２３の振動子装着部２７が挿通されている。また、超音波振動子２２は、第１の電極部３２と、第２の電極部３３と、を備える。第１の電極部３２に、電力供給経路２５Ａの一端が接続され、第２の電極部３３に、電力供給経路２５Ｂの一端が接続されている。

図４は、超音波振動子２２とエネルギー供給部２６との間の電気的な接続状態を示す図である。図４に示すように、エネルギー供給部２６と第１の電極部３２との間は、電力供給経路２５Ａによって、電気的に接続されている。また、エネルギー供給部２６と第２の電極部３３との間は、電力供給経路２５Ｂによって、電気的に接続されている。エネルギー供給部２６から超音波振動子２２に電力（超音波生電力）Ｐが供給されることにより、第１の電極部３２と第２の電極部３３との間に、電圧（振動発生電圧）Ｖが印加される。電圧（交流電圧）Ｖが印加されることにより、第１の電極部３２と第２の電極部３３との間に挟まれる圧電素子３１に、電流（振動発生電流）Ｉが流れる。電流Ｉは、交流電流であり、電流の方向が周期的に変化する。処置部１３を含む超音波プローブ９での超音波振動による縦振動の振幅は、圧電素子３１に供給される電流Ｉの大きさ（すなわち、交流電流Ｉの波高値）に比例する。また、電力Ｐのインピーダンスである超音波インピーダンス（音響インピーダンス）Ｚは、以下のようになる。

また、本実施形態では、圧電素子３１に流れる電流Ｉは、正弦波交流電流である。したがって、超音波振動子２２に電力Ｐが供給されている状態では、電流Ｉの波高率（すなわち、波高値（最大値）を実効値で除算した値）は、経時的に一定に２の二乗根（√２）となる。また、電流Ｉは経時的に連続して圧電素子３１に流れる連続波電流である。したがって、電力Ｐが供給されている状態では、超音波振動子２２において経時的に連続して超音波振動が発生する。なお、電流Ｉは、正弦波交流電流ではなく、例えば方形波交流電流、三角波交流電流等であってもよい。

図３に示すように、エネルギー源ユニット（エネルギー供給制御ユニット）３は、エネルギー供給部２６に電気的に接続される制御部４１を備える。筒状ケース部１１の内部には、スイッチ部３７が設けられる。エネルギー操作入力ボタン１２でエネルギー操作の入力に基づいて、スイッチ部３７の開閉状態が切替えられる。スイッチ部３７は、振動子ケース２１及びケーブル７の内部を通って延設される信号経路部３８を介して、制御部４１に接続されている。スイッチ部３７が閉じられることにより、信号経路部３８を介して、操作信号が制御部４１に伝達される。伝達された操作信号に基づいて、制御部４１は、エネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力状態を制御している。制御部４１は、例えばＣＰＵ又はＡＳＩＣ等を備えるプロセッサから形成されている。

また、エネルギー源ユニット３は、インピーダンス検出部４２を備える。このインピーダンス検出部４２は、例えば制御部４１を構成するプロセッサに設けられる電流検出回路、電圧検出回路、演算回路等の電子回路から、形成される。また、インピーダンス検出部４２は、エネルギー供給部２６から超音波振動子２２に電力Ｐが供給されている状態において、電力Ｐの超音波インピーダンスＺを経時的に検出する。インピーダンス検出部４２では、エネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力状態に基づいて、電流（振動発生電流）Ｉ、電圧（振動発生電圧）Ｖの経時的な変化が検出される。そして、前述した式（１）を用いて、超音波インピーダンスＺの経時的な変化が検出される。

ここで、超音波インピーダンスＺは、超音波プローブ９に作用する負荷に対応して変化し、超音波プローブ９に作用する負荷が大きくなると、超音波インピーダンスＺも大きくなる。したがって、超音波インピーダンスＺを経時的に検出することにより、超音波プローブ９に作用する負荷が経時的に検出される。すなわち、インピーダンス検出部４２によって、電力Ｐが超音波振動子２２に供給される状態（すなわち、超音波プローブ９が振動を伝達する状態）において超音波プローブ９に作用する負荷を検出する負荷検出部が、形成されている。制御部４１は、インピーダンス検出部４２で検出される超音波インピーダンスＺの経時的な変化（すなわち、超音波プローブ９に作用する負荷の経時的な変化）に基づいて、エネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力状態を制御している。

エネルギー源ユニット３には、メモリ等の記憶部４３が設けられている。記憶部４３には、超音波処置具２の特性に関する情報、制御部４１によるエネルギー供給部２６の制御プログラム等が記憶されている。また、エネルギー源ユニット３には、判定部４５が設けられている。この判定部４５は、例えば制御部４１を構成するプロセッサに設けられる判定回路等の電子回路から、形成される。判定部４５は、インピーダンス検出部４２が超音波インピーダンスＺ（すなわち、超音波プローブ３に作用する負荷）を検出している状態において、超音波インピーダンスＺが閾値（第１の閾値）Ｚ１以下であるか否かを経時的に判定する。すなわち、エネルギー供給部２６から電力Ｐが出力されている状態（すなわち、超音波振動子２２で超音波振動が発生している状態）において、超音波インピーダンスＺが閾値Ｚ１以下であるか否かが、判定部４５によって経時的に判定される。なお、閾値Ｚ１は、記憶部４３に記憶されていてもよく、エネルギー源ユニット３に設けられる設定入力部（図示しない）で、術者等によって設定されてもよい。なお、前述したインピーダンス検出部４２及び判定部４５の機能を制御部４１が担ってもよい。

次に、超音波処置システム１及びエネルギー源ユニット３の作用及び効果について説明する。超音波処置システム１は、例えば、骨等の硬性組織を削る処置に用いられる。超音波処置システム１を用いて処置を行う際には、シース８及び超音波プローブ９を処置対象（硬性組織）の位置する体内等に挿入する。そして、処置部１３の突出部１５の突出端を硬性組織に接触させる。この状態でエネルギー操作入力ボタン１２によってエネルギー操作を入力することにより、操作信号が制御部４１に伝達され、エネルギー供給部２６から電力（振動発生電力）Ｐの出力が開始される。電力Ｐが超音波振動子（駆動力発生ユニット）２２に供給されることにより、圧電素子３１によって電流（振動発生電流）Ｉが超音波振動に変換される。

そして、発生した超音波振動がホーン部材２３を介して超音波プローブ９に伝達され、超音波プローブ９において超音波振動が基端方向から先端方向へ伝達される。これにより、処置部１３を含む超音波プローブ９が縦振動する。突出部１５の突出端が処置対象（硬性組織）に接触した状態で処置部１３が縦振動することにより、硬性組織が削られる。

ここで、エネルギー供給部２６は、第１の出力モード及び第２の出力モードで電力Ｐを出力可能である。図５は、エネルギー供給部２６から超音波振動子（駆動力発生ユニット）２２に供給される電流（振動発生電流）Ｉの経時的な変化の一例を示している。図５では、縦軸に電流Ｉ（の波高値）を示し、横軸に時間ｔを示して、電流（交流電流）Ｉの波高値の経時的な変化を示している。図５の一例では、時間ｔ１より前及び時間ｔ２より後において第１の出力モードで電力Ｐ（第１の電力）が出力され、時間ｔ１と時間ｔ２との間において第２の出力モードで電力Ｐ（第２の電力）が出力されている。

図５に示すように、エネルギー供給部２６の第１の出力モードでは、超音波振動子（振動発生部）２２に供給される電流Ｉが、経時的に連続して第１の波高値（第１の最大値）Ｉ１になる。すなわち、第１の出力モードでは、制御部４１は、電流Ｉが経時的に一定に第１の波高値（第１の振幅）Ｉ１で保たれる定電流制御で、エネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力状態を制御している。したがって、電流（振動発生電流）Ｉが経時的に一定に第１の波高値Ｉ１となる状態に、インピーダンス検出部４２で検出される超音波インピーダンスＺの経時的な変化に対応させて電圧Ｖ（電力Ｐ）を調整している。例えば、超音波インピーダンスＺが増加すると、超音波インピーダンスＺの増加に対応させて電圧Ｖ（電力Ｐ）を増加させ、電流Ｉを第１の波高値Ｉ１で経時的に維持している。

エネルギー供給部２６の第２の出力モードでは、超音波振動子（振動発生部）２２に供給される電流Ｉが、経時的に連続して第１の波高値Ｉ１より大きい第２の波高値（第２の最大値）Ｉ２になる。すなわち、第２の出力モードでは、制御部４１は、電流Ｉが経時的に一定に第２の波高値（第２の振幅）Ｉ２で保たれる定電流制御で、エネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力状態を制御している。したがって、電流（振動発生電流）Ｉが経時的に一定に第２の波高値Ｉ２となる状態に、インピーダンス検出部４２で検出される超音波インピーダンスＺの経時的な変化に対応させて電圧Ｖ（電力Ｐ）を調整している。

前述のように、第１の出力モードにおいて超音波振動子２２に供給される電流Ｉの第１の波高値Ｉ１に比べ、第２の出力モードにおいて超音波振動子２２に供給される電流Ｉの第２の波高値Ｉ２が大きくなる。このため、第２の出力モードでは第１の出力モードに比べて、単位時間ΔＴの間に超音波振動子（振動発生部）２２に供給される電流Ｉが大きくなる。したがって、前述の式（１）に示す関係等から、第２の出力モードでは、単位時間ΔＴの間に超音波振動子（駆動力発生ユニット）２２に供給される電力Ｐが、第１の出力モードに比べて大きくなる。

また、処置部１３を含む超音波プローブ９での縦振動の振幅は、超音波振動子２２に供給される電流Ｉの波高値に比例する。したがって、第１の出力モードでの電流Ｉの第１の波高値Ｉ１に比べて第２の出力モードでの電流Ｉの第２の波高値Ｉ２が大きくなることにより、エネルギー供給部２６の第１の出力モードの際の処置部１３（例えば突出部１５の突出端）での縦振動の振幅Ｕ１に比べ、第２の出力モードの際の処置部１３での縦振動の振幅Ｕ２が大きくなる。これにより、第１の出力モードに比べエネルギー供給部２６の第２の出力モードでは、処置部１３（例えば突出部１５の突出端）の長手軸Ｃに平行な長手方向についての単位時間ΔＴの間の移動距離（移動量）が、大きくなる。

図６は、処置（例えば、硬性組織を削る処置）におけるエネルギー源ユニット３での処理を示すフローチャートである。前述のように、処置においては、処置部１３（突出部１５の突出端）を硬性組織に接触させた状態で、エネルギー操作の入力に基づいて、エネルギー供給部２６から電力Ｐが出力される。図６に示すように、処置を行う際には、まず、エネルギー供給部２６が、前述の第１の出力モードで電力（振動発生エネルギー）Ｐの出力を開始する（ステップＳ１０１）。これにより、超音波振動子２２で超音波振動が発生し、発生した超音波振動が超音波プローブ９を通して処置部１３に伝達される。電力Ｐの出力が開始されると、インピーダンス検出部４２が、超音波インピーダンスＺの検出を開始する（ステップＳ１０２）。これにより、第１の出力モードで電力Ｐが出力される状態において、超音波インピーダンスＺが経時的に検出される。超音波インピーダンスＺが経時的に検出されることにより、超音波プローブ９が超音波振動を伝達する状態において、超音波プローブ９に作用する負荷が経時的に検出される。

そして、エネルギー供給部２６から第１の出力モードで電力Ｐが出力されている状態において、判定部４５が、超音波インピーダンスＺが閾値（第１の閾値）Ｚ１以下であるか否かを経時的に判定する（ステップＳ１０３）。これにより、第１の出力モードで電力Ｐが出力されている状態において、超音波プローブ９に作用する負荷が閾値（第１の閾値）以下であるか否かが経時的に判定される。判定部４５での判定において、超音波インピーダンスＺが閾値Ｚ１以下と判定された場合は（ステップＳ１０３−Ｙｅｓ）、制御部４１は、エネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力状態を第１の出力モードで維持する（ステップＳ１０４）。そして、処置を続行する場合は（ステップＳ１０５−Ｎｏ）、ステップＳ１０３に戻り、判定部４５が、超音波インピーダンスＺが閾値Ｚ１以下であるか否かを経時的に判定する。

処置を終了する場合は（ステップＳ１０５−Ｙｅｓ）、エネルギー操作入力ボタン１２を解放し、エネルギー操作入力ボタン１２でのエネルギー操作の入力を停止する。これにより、エネルギー供給部２６から超音波振動子（駆動力発生ユニット）２２への電力Ｐの出力（供給）が停止される（ステップＳ１０６）。

図７は、インピーダンス検出部４２で検出される超音波インピーダンスＺの経時的な変化の一例を示す図である。図７は、縦軸に超音波インピーダンスＺ、横軸に時間ｔを示している。図７では、時間ｔ３でエネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力が開始され、時間ｔ４でエネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力が停止されている。

図７に示すように、例えば、処置の間（すなわち、エネルギー供給部２６が電力Ｐを出力する間）において処置部１３の突出部１５が硬性組織等の処置対象に食込む（引掛る）ことなく処置が行われた場合は、超音波インピーダンスＺは経時的に連続して閾値Ｚ１以下となる。すなわち、エネルギー供給部２６が電力Ｐを出力する時間ｔ３から時間ｔ４まで、超音波インピーダンスＺは常に閾値Ｚ１以下となる。このため、時間ｔ３から時間ｔ４までの間では、エネルギー供給部２６から第１の出力モードで電力Ｐが出力される状態に、制御部４１がエネルギー供給部２６を制御している。

図６のステップＳ１０３において、判定部４５が、超音波インピーダンスＺが閾値Ｚ１より大きいと判定した場合は（ステップＳ１０３−Ｎｏ）、制御部４１は、エネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力状態を第１の出力モードから第２の出力モードに切替える（ステップＳ１０７）。そして、電力Ｐの出力状態が第２の出力モードに切替えられてから一定の基準時間Ｔ１経過するまでは（ステップＳ１０８−Ｎｏ）、制御部４１によって第２の出力モードでのエネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力が維持される。

エネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力状態が第２の出力モードに切替えられてから一定の基準時間Ｔ１だけ経過した際（時点）に（ステップＳ１０８−Ｙｅｓ）、制御部４１は、エネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力状態を、第２の出力モードから第１の出力モードに切替える（ステップＳ１０９）。ステップＳ１０９で第１の出力モードに切替えられると、処置を続行する場合は（ステップＳ１２１−Ｎｏ）、ステップＳ１０３に戻り、判定部４５が、超音波インピーダンスＺが閾値Ｚ１以下であるか否かを経時的に判定する。なお、一定の基準時間Ｔ１は、例えば０．５秒〜１．０秒である。

ステップＳ１２１において処置を終了する場合は（ステップＳ１２１−Ｙｅｓ）、エネルギー操作入力ボタン１２でのエネルギー操作の入力を停止する。これにより、エネルギー供給部２６から超音波振動子（駆動力発生ユニット）２２への電力Ｐの出力（供給）が停止される（ステップＳ１２２）。

図８は、インピーダンス検出部４２で検出される超音波インピーダンスＺの経時的な変化の図７とは別の一例を示す図である。図８は、縦軸に超音波インピーダンスＺ、横軸に時間ｔを示している。図８では、時間ｔ５でエネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力が開始され、時間ｔ６でエネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力が停止されている。

骨等の硬性組織を超音波振動によって振動する処置部１３によって削る処置においては、処置部１３（特に突出部１５）が硬性組織に食込む（引掛る）ことがある。処置部１３が硬性組織に食込んだ状態では、超音波プローブ９に作用する負荷が大きくなる。このため、超音波振動子（振動発生部）２２に供給される電力Ｐの超音波インピーダンスＺも大きくなる。

図８では、エネルギー供給部２６から電力Ｐの出力が開始される時間ｔ５から時間ｔ７までは、超音波インピーダンスＺは閾値Ｚ１以下となる。ただし、図８では、時間ｔ７の近傍において、処置部１３が硬性組織（処置対象）に食込み、超音波インピーダンスＺが増加する。これにより、時間ｔ７において、超音波インピーダンスＺが閾値Ｚ１より大きくなる。超音波インピーダンスＺが閾値Ｚ１より大きくなることにより、時間ｔ７において制御部４１は、判定部４５での判定に基づいて、エネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力状態を第１の出力モードから第２の出力モードに切替える。

前述のように、第２の出力モードでは、第１の出力モードに比べて、単位時間ΔＴの間に超音波振動子２２に供給される電流Ｉ（電力Ｐ）が大きくなる。そして、第１の出力モードの際の処置部１３での縦振動の振幅Ｕ１に比べ、第２の出力モードの際の処置部１３での縦振動の振幅Ｕ２が大きくなり、第１の出力モードに比べ第２の出力モードでは、処置部１３の長手軸Ｃに平行な長手方向についての単位時間ΔＴの間の移動距離（移動量）が、大きくなる。処置部１３の単位時間ΔＴの間の移動距離が大きくなることにより、処置部１３が硬性組織に食込んだ状態から変化し、処置部１３の硬性組織への食込みは解消され易くなる。

図８では、時間ｔ８の近傍で処置部１３の硬性組織への食込みが解消され、時間ｔ８において超音波インピーダンスＺが閾値Ｚ１以下になる。そして、時間ｔ８の後は、電力Ｐの出力が停止される時間ｔ６まで常に超音波インピーダンスＺは閾値Ｚ１以下となる。また、図８では、電力Ｐの出力が第２の出力モードに切替えられた時間ｔ７から一定の基準時間Ｔ１経過するまでは、第２の出力モードで電力Ｐの出力状態を維持している。そして、時間ｔ７から一定の基準時間Ｔ１経過した時間ｔ７＋Ｔ１において、エネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力状態が第２の出力モードから第１の出力モードに切替えられる。なお、図８の一例では、第１の出力モードに切替えられる時間ｔ７＋Ｔ１は、超音波インピーダンスＺが閾値Ｚ１以下になる時間ｔ８より後である。

前述のように、本実施形態では、超音波インピーダンスＺ（超音波プローブ９に作用する負荷）の経時的な変化に基づいて、エネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力状態を第１の出力モードと第２の出力モードとの間で切替える。このため、処置部１３が硬性組織へ食込んだ（引掛った）際でも、処置部１３の硬性組織への食込みを適切に解消することができる。
（第１の実施形態の変形例）
なお、第１の出力モード及び第２の出力モードのそれぞれでの電力Ｐの出力状態は、第１の実施形態の出力状態に限るものではない。第１の出力モード及び第２の出力モードのそれぞれでの電力Ｐの出力状態が第１の実施形態とは異なる第１の変形例乃至第５の変形例について、説明する。図９乃至図１３のそれぞれは、対応する変形例でのエネルギー供給部２６から超音波振動子（駆動力発生ユニット）２２に供給される電流（振動発生電流）Ｉの経時的な変化の一例を示している。図９乃至図１３のそれぞれでは、縦軸に電流Ｉを示し、横軸に時間ｔを示して、電流（交流電流）Ｉの波高値の経時的な変化を示している。図９乃至図１３のそれぞれでは、時間ｔ１より前及び時間ｔ２より後において第１の出力モードで電力Ｐが出力され、時間ｔ１と時間ｔ２との間において第２の出力モードで電力Ｐが出力されている。

図９に示す第１の変形例では、第１の実施形態と同様に、エネルギー供給部２６の第１の出力モードにおいて、超音波振動子（振動発生部）２２に供給される電流Ｉが、経時的に連続して第１の波高値（第１の最大値）Ｉ１になる。ただし、本変形例では、第２の出力モードにおいて、超音波振動子２２に供給される電流Ｉが第１の波高値（第１の振幅）Ｉ１及び第１の波高値Ｉ１より大きい第２の波高値（第２の振幅）Ｉ２に経時的に交互に変化する。すなわち、第２の出力モードでは、電流Ｉは、第１の波高値Ｉ１になる状態と第２の波高値Ｉ２になる状態との間で周期的に変化する。このため、第２の出力モードでは、超音波振動子２２に供給される電流Ｉが、断続的に第１の波高値Ｉ１となり、断続的に第１の波高値Ｉ１より大きい第２の波高値Ｉ２となる。第２の出力モードでは、電流Ｉが経時的に一定に第１の波高値（第１の振幅）Ｉ１で保たれる定電流制御を行う状態と、電流Ｉが経時的に一定に第２の波高値（第２の振幅）Ｉ２で保たれる定電流制御を行う状態と、を経時的に交互に繰り返すことにより、制御部４１がエネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力状態を制御している。

前述のように、第１の出力モードでは経時的に連続して電流Ｉが第１の波高値Ｉ１となるのに対し、第２の出力モードでは超音波振動子２２に供給される電流Ｉが断続的に第１の波高値Ｉ１より大きい第２の波高値Ｉ２となる。このため、第２の出力モードでは第１の出力モードに比べて、単位時間ΔＴの間に超音波振動子（振動発生部）２２に供給される電流Ｉが大きくなる。したがって、前述の式（１）に示す関係等から、第２の出力モードでは、単位時間ΔＴの間に超音波振動子（駆動力発生ユニット）２２に供給される電力Ｐが、第１の出力モードに比べて大きくなる。

また、電流Ｉが第１の波高値Ｉ１になる状態に比べて電流Ｉが第２の波高値Ｉ２になる状態では、処置部１３（例えば突出部１５の突出端）での縦振動の振幅が大きくなる。したがって、電流Ｉが断続的に第２の波高値Ｉ２なる第２の出力モードでは、第１の出力モードに比べて、処置部１３の長手軸Ｃに平行な長手方向についての単位時間ΔＴの間の移動距離（移動量）が、大きくなる。

また、図１０に示す第２の変形例では、第２の出力モードにおいて、超音波振動子２２に供給される電流Ｉが第１の波高値（第１の振幅）Ｉ１より大きい第２の波高値（第２の振幅）Ｉ２及び第１の波高値Ｉ１より小さい波高値（振幅）Ｉ４に経時的に交互に変化する。すなわち、第２の出力モードでは、電流Ｉは、第２の波高値Ｉ２になる状態と波高値Ｉ４になる状態との間で周期的に変化する。このため、第２の出力モードでは、超音波振動子２２に供給される電流Ｉが、断続的に波高値Ｉ４となり、断続的に第１の波高値Ｉ１より大きい第２の波高値Ｉ２となる。第２の出力モードでは、電流Ｉが経時的に一定に波高値（振幅）Ｉ４で保たれる定電流制御を行う状態と、電流Ｉが経時的に一定に第２の波高値（第２の振幅）Ｉ２で保たれる定電流制御を行う状態と、を経時的に交互に繰り返すことにより、制御部４１がエネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力状態を制御している。

ここで、第１の波高値Ｉ１と波高値Ｉ４との間の差は、第２の波高値Ｉ２と第１の波高値Ｉ１との間の差に比べて遥かに小さい。このため、電流Ｉが経時的に連続して第１の波高値Ｉ１となる第１の出力モードに比べ、超音波振動子２２に供給される電流Ｉが断続的に第１の波高値Ｉ１より大きい第２の波高値Ｉ２となる第２の出力モードでは、単位時間ΔＴの間に超音波振動子（振動発生部）２２に供給される電流Ｉが大きくなる。したがって、前述の式（１）に示す関係等から、第２の出力モードでは、単位時間ΔＴの間に超音波振動子（駆動力発生ユニット）２２に供給される電力Ｐが、第１の出力モードに比べて大きくなる。

また、電流Ｉが第１の波高値Ｉ１になる状態に比べて電流Ｉが第２の波高値Ｉ２になる状態では、処置部１３（例えば突出部１５の突出端）での縦振動の振幅が大きくなる。そして、電流が第１の波高値Ｉ１になる際の処置部１３での縦振動の振幅Ｕ１と電流が波高値Ｉ４になる際の処置部１３での縦振動の振幅Ｕ４との間の差は、電流が第２の波高値Ｉ２になる際の処置部１３での縦振動の振幅Ｕ２と縦振動の振幅Ｕ１との間の差に比べて遥かに小さい。したがって、電流Ｉが断続的に第２の波高値Ｉ２なる第２の出力モードでは、第１の出力モードに比べて、処置部１３の長手軸Ｃに平行な長手方向についての単位時間ΔＴの間の移動距離（移動量）が、大きくなる。

また、図１１に示す第３の変形例では、エネルギー供給部２６の第１の出力モードにおいて、超音波振動子２２に供給される電流Ｉが第１の波高値（第１の振幅）Ｉ１及び第１の波高値Ｉ１より大きい第２の波高値（第２の振幅）Ｉ２に経時的に交互に変化する。すなわち、第１の出力モードでは、電流Ｉは、第１の波高値Ｉ１になる状態と第２の波高値Ｉ２になる状態との間で周期的に変化する。第１の出力モードでは、電流Ｉが経時的に一定に第１の波高値（第１の振幅）Ｉ１で保たれる定電流制御を行う状態と、電流Ｉが経時的に一定に第２の波高値（第２の振幅）Ｉ２で保たれる定電流制御を行う状態と、を経時的に交互に繰り返すことにより、制御部４１がエネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力状態を制御している。また、本変形例では、第２の出力モードにおいて、超音波振動子２２に供給される電流Ｉが経時的に連続して第２の波高値Ｉ２となる。なお、第２の出力モードでは、電流Ｉが経時的に連続して第２の波高値Ｉ２以上の波高値であればよく、例えば別のある変形例では、第２の出力モードにおいて、電流Ｉは第２の波高値Ｉ２より大きい一定の波高値に経時的に維持される。

前述のように、第２の出力モードでは経時的に連続して電流Ｉが第２の波高値Ｉ２となるのに対し、第１の出力モードでは超音波振動子２２に供給される電流Ｉが断続的に第２の波高値Ｉ２より小さい第１の波高値Ｉ１となる。このため、第２の出力モードでは第１の出力モードに比べて、単位時間ΔＴの間に超音波振動子（振動発生部）２２に供給される電流Ｉが大きくなる。したがって、前述の式（１）に示す関係等から、第２の出力モードでは、単位時間ΔＴの間に超音波振動子（駆動力発生ユニット）２２に供給される電力Ｐが、第１の出力モードに比べて大きくなる。

また、電流Ｉが第１の波高値Ｉ１になる状態に比べて電流Ｉが第２の波高値Ｉ２になる状態では、処置部１３（例えば突出部１５の突出端）での縦振動の振幅が大きくなる。したがって、電流Ｉが経時的に連続して第２の波高値Ｉ２なる第２の出力モードでは、第１の出力モードに比べて、処置部１３の長手軸Ｃに平行な長手方向についての単位時間ΔＴの間の移動距離（移動量）が、大きくなる。

また、図１２に示す第４の変形例では、第３の変形例と同様に、第１の出力モードにおいて、超音波振動子２２に供給される電流Ｉが第１の波高値（第１の振幅）Ｉ１及び第１の波高値Ｉ１より大きい第２の波高値（第２の振幅）Ｉ２に経時的に交互に変化する。ただし、本変形例では、第２の出力モードにおいて、電流Ｉが第１の波高値Ｉ１及び第２の波高値より大きい第３の波高値（第３の振幅）Ｉ３に経時的に交互に変化する。第１の出力モードでは、電流Ｉが経時的に一定に第１の波高値Ｉ１で保たれる定電流制御を行う状態と、電流Ｉが経時的に一定に第２の波高値Ｉ２で保たれる定電流制御を行う状態と、を経時的に交互に繰り返すことにより、制御部４１がエネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力状態を制御している。また、第２の出力モードでは、電流Ｉが経時的に一定に第１の波高値Ｉ１で保たれる定電流制御を行う状態と、電流Ｉが経時的に一定に第３の波高値Ｉ３で保たれる定電流制御を行う状態と、を経時的に交互に繰り返すことにより、制御部４１がエネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力状態を制御している。

前述のように、第１の出力モードでは超音波振動子２２に供給される電流Ｉが断続的に第２の波高値Ｉ２になるのに対し、第２の出力モードでは電流Ｉが断続的に第２の波高値Ｉ２より大きい第３の波高値Ｉ３になる。このため、第２の出力モードでは第１の出力モードに比べて、単位時間ΔＴの間に超音波振動子（振動発生部）２２に供給される電流Ｉが大きくなる。したがって、前述の式（１）に示す関係等から、第２の出力モードでは、単位時間ΔＴの間に超音波振動子（駆動力発生ユニット）２２に供給される電力Ｐが、第１の出力モードに比べて大きくなる。

また、電流Ｉが第２の波高値Ｉ２になる際の処置部１３（例えば突出部１５の突出端）の振幅Ｕ２に比べて、電流Ｉが第３の波高値Ｉ３になる際の処置部１３の振幅Ｕ３は大きくなる。これにより、第１の出力モードに比べエネルギー供給部２６の第２の出力モードでは、処置部１３（例えば突出部１５の突出端）の長手軸Ｃに平行な長手方向についての単位時間ΔＴの間の移動距離（移動量）が、大きくなる。

また、図１３に示す第５の変形例では、第１の出力モード及び第２の出力モードにおいて、超音波振動子２２に供給される電流Ｉが第１の波高値（第１の振幅）Ｉ１及び第１の波高値Ｉ１より大きい第２の波高値（第２の振幅）Ｉ２に経時的に交互に変化する。したがって、第１の出力モード及び第２の出力モードでは、電流Ｉが経時的に一定に第１の波高値Ｉ１で保たれる定電流制御を行う状態と、電流Ｉが経時的に一定に第２の波高値Ｉ２で保たれる定電流制御を行う状態と、を経時的に交互に繰り返すことにより、制御部４１がエネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力状態を制御している。ただし、本変形例では、第２の出力モードにおいて電流Ｉが第２の波高値Ｉ２になる時間Δｗ２の単位時間ΔＴの間で占める割合が、第１の出力モードにおいて電流Ｉが第２の波高値Ｉ２になる時間Δｗ１の単位時間ΔＴの間で占める割合に比べて、大きくなる。すなわち、単位時間ΔＴの間での第２の波高値Ｉ２になる時間（Δｗ１又はΔｗ２）のデューティ比（Δｗ１／ΔＴ又はΔｗ２／ΔＴ）が、第１の出力モードに比べて第２の出力モードで大きくなる。

前述のように、電流Ｉが第１の波高値Ｉ１より大きい第２の波高値Ｉ２となる時間（Δｗ１又はΔｗ２）が単位時間ΔＴの間に占める割合（デューティ比）が、第１の出力モードに比べて第２の出力モードにおいて大きくなる。このため、第２の出力モードでは第１の出力モードに比べて、単位時間ΔＴの間に超音波振動子（振動発生部）２２に供給される電流Ｉが大きくなる。したがって、前述の式（１）に示す関係等から、第２の出力モードでは、単位時間ΔＴの間に超音波振動子（駆動力発生ユニット）２２に供給される電力Ｐが、第１の出力モードに比べて大きくなる。

また、電流Ｉが第２の波高値Ｉ２になる際の処置部１３（例えば突出部１５の突出端）の振幅Ｕ２は、電流Ｉが第１の波高値Ｉ１になる際の処置部１３の振幅Ｕ１に比べて、大きくなる。このため、第２の出力モードでは、処置部１３が振幅Ｕ２で振幅する時間が単位時間ΔＴの間に占める割合が、第１の出力モードに比べて、大きくなる。これにより、第１の出力モードに比べエネルギー供給部２６の第２の出力モードでは、処置部１３（例えば突出部１５の突出端）の長手軸Ｃに平行な長手方向についての単位時間ΔＴの間の移動距離（移動量）が、大きくなる。

前述の第１の実施形態及び第１の変形例乃至第５の変形例では、第２の出力モードにおいて、単位時間ΔＴの間に超音波振動子（駆動力発生ユニット）２２に供給される電力Ｐが、第１の出力モードに比べて大きくなる。これにより、第２の出力モードでは第１の出力モードに比べて、単位時間ΔＴの間に超音波振動子（振動発生部）２２に供給される電流Ｉが大きくなる。超音波振動子２２に供給される電流Ｉが大きくなることにより、第２の出力モードでは、処置部１３（例えば突出部１５の突出端）の長手軸Ｃに平行な長手方向についての単位時間ΔＴの間の移動距離（移動量）が、第１の出力モードに比べて、大きくなる。前述のような制御が行われることにより、硬性組織に処置部が食込んだ場合でも、エネルギー供給部２６からの電力の出力状態を第２の出力モードに切替え、処置部１３の長手方向についての単位時間ΔＴの間の移動距離を大きくする。これにより、処置部１３の硬性組織への食込みが適切に解消される。
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について、図１４及び図１５を参照して説明する。第２の実施形態は、第１の実施形態の構成を次の通り変形したものである。なお、第１の実施形態と同一の部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。

本実施形態では、処置（例えば、硬性組織を削る処置）におけるエネルギー源ユニット３での処理が第１の実施形態とは異なる。図１４は、処置におけるエネルギー源ユニット３での処理を示すフローチャートである。図１４に示すように、本実施形態でも第１の実施形態で前述したステップＳ１０１〜Ｓ１０９、Ｓ１２１、Ｓ１２２が行われる。ただし、本実施形態では、超音波インピーダンスＺが第１の閾値（閾値）Ｚ１より大きいと判定され（ステップＳ１０３−Ｎｏ）、エネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力状態が第１の出力モードから第２の出力モードに切替えられると（ステップＳ１０７）、判定部４５は、超音波インピーダンスＺが第２の閾値Ｚ２以下であるか否かを経時的に判定する（ステップＳ１１１）。ここで、第１の閾値Ｚ１は、第１の実施形態の閾値Ｚ１に相当し、第２の閾値Ｚ２は第１の閾値Ｚ１より大きい。したがって、本実施形態では、エネルギー供給部２６から第２の出力モードで電力Ｐが出力されている状態において、超音波インピーダンスＺ（すなわち、超音波プローブ９に作用する負荷）が、第１の閾値Ｚ１より大きい第２の閾値Ｚ２以下であるか否かが判定される。

超音波インピーダンスＺが第２の閾値Ｚ２以下であるか否かの判定（ステップＳ１１１）は、エネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力状態が第２の出力モードに切替えられてから一定の基準時間Ｔ１経過するまでの間において（ステップＳ１０８−Ｎｏ）、経時的に連続して行われる。第２の出力モードに切替えられてから一定の基準時間Ｔ１だけ経過するまで、経時的に連続して超音波インピーダンスＺが第２の閾値Ｚ２以下であった場合は（ステップＳ１１１−ＹｅｓかつステップＳ１０８−Ｙｅｓ）、制御部４１は、エネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力状態を、第２の出力モードから第１の出力モードに切替える（ステップＳ１０９）。

一方、第２の出力モードに切替えられてから一定の基準時間Ｔ１だけ経過するまでの間に超音波インピーダンスＺが第２の閾値Ｚ２より大きいと判定された場合は（ステップＳ１１１−Ｎｏ）、制御部４１は、エネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力を自動的に停止する（ステップＳ１１２）。すなわち、本実施形態では、エネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力状態を第２の出力モードに切替えた後において、判定部４５において超音波プローブ９に作用する負荷（超音波インピーダンスＺ）が第２の閾値（Ｚ２）より大きいと判定された際に、エネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力が停止される。換言すると、制御部４１は、超音波インピーダンスＺが第２の閾値Ｚ２を超えると直ぐに、エネルギー操作入力ボタン１２で入力が行われているか否か（操作入力ボタン１２が解放されているか否か）にかかわらず、エネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力を停止する。これにより、超音波振動子２２に電力Ｐが供給されず、超音波振動が発生しない。これにより、超音波プローブ９は縦振動せず、処置部１３に超音波振動が伝達されなくなる。

図１５は、インピーダンス検出部４２で検出される超音波インピーダンスＺの経時的な変化の図７及び図８とは別の一例を示す図である。図１５は、縦軸に超音波インピーダンスＺ、横軸に時間ｔを示している。図１５では、時間ｔ９でエネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力が開始される。

そして、図１５では、硬性組織（処置対象）への食込み等に起因して時間ｔ１０において、超音波インピーダンスＺが第１の閾値Ｚ１より大きくなる。これにより、制御部４１は、時間ｔ１０において、エネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力状態を第１の出力モードから第２の出力モードに切替える。ただし、第２の出力モードへの切替えによって単位時間ΔＴの間での処置部１３の長手方向についての移動距離を大きくした場合でも、処置部１３の硬性組織への食込みが解消されないことがある。硬性組織への食込みが解消されない状態で処置部１３を振動させることにより、超音波プローブ９を含む超音波処置具２が破損したり、硬性組織において処置対象以外の部位を損傷させたりすることがある。

硬性組織への食込みが解消されない状態で処置部１３を振動させた場合、超音波プローブ９に作用する負荷がさらに増加する。このため、第１の閾値Ｚ１より大きくなった超音波インピーダンスＺがさらに増加する。図１５においては、時間ｔ１０で第２の出力モードに切替えられた後も、硬性組織への処置部１３の食込みが解消されず、第１の閾値Ｚ１より大きい超音波インピーダンスＺがさらに増加する。

そして、時間ｔ１１において超音波インピーダンスＺが第２の閾値Ｚ２より大きくなる。本実施形態では、第２の出力モードで電力Ｐが出力される状態において、超音波インピーダンスＺが第２の閾値Ｚ２以下であるか否かが経時的に判定され、超音波インピーダンスＺが第２の閾値Ｚ２より大きくなると、電力Ｐの出力が停止される。このため、図１５の一例では、超音波インピーダンスＺが第２の閾値Ｚ２より大きくなった時間ｔ１１において、制御部４１は、エネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力を自動停止する。

前述のように電力Ｐの出力状態が制御されることにより、本実施形態では、硬性組織への食込みが解消されない状態で処置部１３が振動（縦振動）し続けることが防止される。これにより、超音波プローブ９を含む超音波処置具２が破損することが有効に防止され、硬性組織において処置対象以外の部位を損傷させることも有効に防止される。
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について、図１６乃至図１８を参照して説明する。第３の実施形態は、第１の実施形態の構成を次の通り変形したものである。なお、第１の実施形態と同一の部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。

本実施形態では、処置（例えば、硬性組織を削る処置）におけるエネルギー源ユニット３での処理が第１の実施形態とは異なる。図１６は、処置におけるエネルギー源ユニット３での処理を示すフローチャートである。図１６に示すように、本実施形態でも第１の実施形態で前述したステップＳ１０１〜Ｓ１０７、Ｓ１０９、Ｓ１２１、Ｓ１２２が行われる。ただし、本実施形態では、第１の実施形態のステップＳ１０８が行われない。本実施形態では、超音波インピーダンスＺが閾値（第１の閾値）Ｚ１より大きいと判定され（ステップＳ１０３−Ｎｏ）、エネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力状態が第１の出力モードから第２の出力モードに切替えられると（ステップＳ１０７）、判定部４５は、超音波インピーダンスＺが閾値Ｚ１以下に減少したか否かを経時的に判定する（ステップＳ１１５）。すなわち、エネルギー供給部２６から第２の出力モードで電力が出力されている状態において、超音波プローブ９に作用する負荷（超音波インピーダンスＺ）が閾値（第１の閾値）Ｚ１以下であるか否かが、判定部４５によって経時的に判定される。

超音波インピーダンスＺが閾値Ｚ１以下であるか否かの判定（ステップＳ１１５）は、エネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力状態が第２の出力モードに切替えられてから一定の基準時間Ｔ２経過するまでの間において（ステップＳ１１６−Ｎｏ）、経時的に連続して行われる。第２の出力モードに切替えられてから一定の基準時間Ｔ２だけ経過するまでの間に、超音波インピーダンスＺが閾値（第１の閾値）Ｚ１以下に減少した場合は（ステップＳ１１５−Ｙｅｓ）、制御部４１は、エネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力状態を、第２の出力モードから第１の出力モードに切替える（ステップＳ１０９）。すなわち、電力Ｐの出力状態を第２の出力モードに切替えた後において、判定部４５において超音波プローブ９に作用する負荷（超音波インピーダンスＺ）が閾値（Ｚ１）以下と判定された際には、エネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力状態が、再び第１の出力モードに切替えられる。

一方、第２の出力モードに切替えられてから一定の基準時間Ｔ２だけ経過するまで、経時的に連続して超音波インピーダンスＺが閾値（第１の閾値）Ｚ１より大きかった場合は（ステップＳ１１５−ＮｏかつステップＳ１１６−Ｙｅｓ）、制御部４１は、第２の出力モードに切替えられてから一定の基準時間Ｔ２の間、電力Ｐの出力状態を第２の出力モードで維持する。そして、第２の出力モードに切替えられてから一定の基準時間Ｔ２だけ経過した時点で、エネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力が自動停止される（ステップＳ１１２）。すなわち、エネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力状態を第２の出力モードに切替えてから一定の基準時間Ｔ２だけ連続して第２の出力モードで電力Ｐが出力された際に、制御部４１は、エネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力を停止する。

なお、本実施形態の一定の基準時間Ｔ２は、第１の実施形態の一定の基準時間Ｔ１と同一の長さであってもよく、第１の実施形態の一定の基準時間Ｔ１とは長さが異なってもよい。一定の基準時間Ｔ２は、例えば０．５秒〜１．０秒である。

図１７は、インピーダンス検出部４２で検出される超音波インピーダンスＺの経時的な変化の図７、図８及び図１５とは別の一例を示す図である。図１７は、縦軸に超音波インピーダンスＺ、横軸に時間ｔを示している。図１７では、時間ｔ１２でエネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力が開始され、時間ｔ１３でエネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力が停止されている。

図１７では、硬性組織（処置対象）への食込み等に起因して時間ｔ１４において、超音波インピーダンスＺが閾値（第１の閾値）Ｚ１より大きくなる。これにより、制御部４１は、時間ｔ１４において、エネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力状態を第１の出力モードから第２の出力モードに切替える。そして、図１７では、時間ｔ１５の近傍において処置部１３の硬性組織への食込みが解消される。これにより、時間ｔ１５において超音波インピーダンスＺが閾値Ｚ１以下に減少する。すなわち、第２の出力モードに切替えられた時間ｔ１４から一定の基準時間Ｔ２だけ経過する前に、超音波インピーダンスＺが再び閾値Ｚ１以下になる。

超音波インピーダンスＺが閾値Ｚ１以下になることにより、制御部４１は、時間ｔ１５において、エネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力状態を、第２の出力モードから再び第１の出力モードに切替える。そして、時間ｔ１５から時間ｔ１３まで経時的に連続して、第１の出力モードで電力Ｐが出力される。

前述のように、第１の出力モードで電力Ｐが出力される際に比べ、第２の出力モードで電力Ｐが出力される際は、単位時間ΔＴの間での処置部１３の長手方向についての移動距離が大きくなる。このため、第２の出力モードでは、第１の出力モードに比べて、処置部１３（超音波プローブ９）の移動速度が大きくなり、超音波プローブ９が破損し易くなる。そこで、本実施形態では、第２の出力モードに切替えられた後も、経時的に超音波インピーダンスＺ（超音波プローブ９に作用する負荷）を検出している。そして、超音波インピーダンスＺが閾値Ｚ１以下に減少すると、再び第１の出力モードに電力Ｐの出力状態が切替えられる。

前述のように電力Ｐの出力状態が制御されることにより、本実施形態では、第２の出力モードで電力Ｐが出力される状態でも、超音波インピーダンスＺ（超音波プローブ９に作用する負荷）の経時的な変化に対応させて、迅速に第２の出力モードから第１の出力モードに切替えられる。したがって、超音波プローブ９の破損が有効に防止される。

図１８は、インピーダンス検出部４２で検出される超音波インピーダンスＺの経時的な変化の図７、図８、図１５及び図１７とは別の一例を示す図である。図１８は、縦軸に超音波インピーダンスＺ、横軸に時間ｔを示している。図１８では、時間ｔ１６でエネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力が開始される。

そして、図１８では、硬性組織（処置対象）への食込み等に起因して時間ｔ１７において、超音波インピーダンスＺが閾値（第１の閾値）Ｚ１より大きくなる。これにより、制御部４１は、時間ｔ１７において、エネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力状態を第１の出力モードから第２の出力モードに切替える。ただし、図１８では、第２の出力モードへの切替えによって単位時間ΔＴの間での処置部１３の長手方向についての移動距離を大きくした場合でも、処置部１３の硬性組織への食込みが解消されない。このため、電力Ｐの出力状態が第２の出力モードに切替えられた時間ｔ１７から一定の基準時間Ｔ２経過しても、処置部１３は硬性組織に食込んだままである。したがって、時間ｔ１７から一定の基準時間Ｔ２だけ経過までの間、超音波インピーダンスＺは、経時的に連続して閾値Ｚ１より大きくなる。

本実施形態では、第２の出力モードに切替えられてから一定の基準時間Ｔ２だけ経過するまで、経時的に連続して超音波インピーダンスＺが閾値（第１の閾値）Ｚ１より大きかった場合は、エネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力は停止される。したがって、図１８においては、時間ｔ１７＋Ｔ２において、電力Ｐの出力が自動停止される。

前述のように電力Ｐの出力状態が制御されることにより、本実施形態では、硬性組織への食込みが解消されない状態で処置部１３が振動（縦振動）し続けることが防止される。これにより、超音波プローブ９を含む超音波処置具２が破損することが有効に防止され、硬性組織において処置対象以外の部位を損傷させることも有効に防止される。
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について、図１９を参照して説明する。第４の実施形態は、第３の実施形態の構成を次の通り変形したものである。なお、第３の実施形態と同一の部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。

本実施形態では、処置（例えば、硬性組織を削る処置）におけるエネルギー源ユニット３での処理が第３の実施形態とは異なる。ただし、本実施形態でのエネルギー源ユニット３の処理は、第３の実施形態での処理に第２の実施形態のステップＳ１１１の処理を組合せただけである。図１９は、処置におけるエネルギー源ユニット３での処理を示すフローチャートである。

本実施形態では、超音波インピーダンスＺが閾値（第１の閾値）Ｚ１より大きいと判定され（ステップＳ１０３−Ｎｏ）、エネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力状態が第１の出力モードから第２の出力モードに切替えられると（ステップＳ１０７）、判定部４５は、超音波インピーダンスＺが第１の閾値Ｚ１以下に減少したか否かを経時的に判定する（ステップＳ１１５）とともに、超音波インピーダンスＺが第２の閾値Ｚ２以下であるか否かを経時的に判定する（ステップＳ１１１）。なお、本実施形態でも第２の実施形態と同様に第１の閾値Ｚ１が第１の実施形態の閾値Ｚ１に相当し、第２の閾値Ｚ２は第１の閾値Ｚ１より大きい。

超音波インピーダンスＺが第１の閾値Ｚ１以下であるか否かの判定（ステップＳ１１５）及び超音波インピーダンスＺが第２の閾値Ｚ２以下であるか否かの判定（ステップＳ１１１）は、エネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力状態が第２の出力モードに切替えられてから一定の基準時間Ｔ２経過するまでの間において（ステップＳ１１６−Ｎｏ）、経時的に連続して行われる。第２の出力モードに切替えられてから一定の基準時間Ｔ２だけ経過するまでの間に、超音波インピーダンスＺが第１の閾値Ｚ１以下に減少した場合は（ステップＳ１１５−Ｙｅｓ）、第３の実施形態と同様に、制御部４１は、エネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力状態を、第２の出力モードから第１の出力モードに切替える（ステップＳ１０９）。

また、第２の出力モードに切替えられてから一定の基準時間Ｔ２だけ経過するまでの間に、超音波インピーダンスＺが第２の閾値Ｚ２より大きくなった場合は（ステップＳ１１５−ＮｏかつステップＳ１１１−Ｎｏ）、エネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力が自動停止される（ステップＳ１１２）。一定の基準時間Ｔ２の間において超音波インピーダンスＺが連続して第２の閾値Ｚ２以下であった場合でも（ステップＳ１１１−Ｙｅｓ）、第２の出力モードに切替えられてから一定の基準時間Ｔ２だけ経過するまで、経時的に連続して超音波インピーダンスＺが第１の閾値Ｚ１より大きかった場合は（ステップＳ１１５−ＮｏかつステップＳ１１６−Ｙｅｓ）、第３の実施形態と同様に、第２の出力モードに切替えられてから一定の基準時間Ｔ２だけ経過した時点で、エネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力が自動停止される（ステップＳ１１２）。

前述のように電力Ｐの出力状態が制御されることにより、本実施形態では、図１７に示すように超音波インピーダンスＺが経時的に変化した場合、第２の出力モードに切替えられた時間ｔ１４から一定の基準時間Ｔ２だけ経過する前（時間ｔ１５）に、電力Ｐの出力状態が第２の出力モードから第１の出力モードに切替えられる。また、図１８に示すように超音波インピーダンスＺが変化した場合、時間ｔ１７＋Ｔ２において、電力Ｐの出力が自動停止される。また、本実施形態では、図１５に示すように超音波インピーダンスＺが変化した場合は、第２の出力モードに切替えられた時間ｔ１０から一定の基準時間Ｔ２だけ経過する前（時間ｔ１１）に、電力Ｐの出力が自動停止される。

本実施形態でも、前述した実施形態と同様の作用及び効果を有する。
（第１の実施形態乃至第４の実施形態の変形例）
第２の実施形態乃至第４の実施形態では、ステップＳ１１２において電力Ｐの出力が自動停止されるが、これに限るものではない。ステップＳ１１２の代わりに、制御部４１が、第１の出力モードより単位時間ΔＴの間に超音波振動子（駆動力発生ユニット）２２に供給される電力Ｐが小さくなる第３の出力モードにエネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力状態を切替えてもよい。この場合は、エネルギー操作入力ボタン１２でのエネルギー操作の入力を停止する。これにより、エネルギー供給部２６から超音波振動子（駆動力発生ユニット）２２への電力Ｐの出力（供給）が停止される。単位時間ΔＴの間に超音波振動子２２に供給される電力Ｐが小さくなることにより、第３の出力モードでは、単位時間ΔＴの間に超音波振動子２２に供給される電流Ｉが、第１の出力モードに比べて小さくなる。これにより、第３の出力モードでは第１の出力モードに比べて、単位時間ΔＴの間での処置部１３の長手方向についての移動距離が小さくなり、処置部１３の移動速度（振動速度）が小さくなる。

また、ある変形例では、ブザー、ランプ、ディプレイ等の告知部（図示しない）を設け、ステップＳ１１２の代わりに告知部で術者等に電力Ｐの出力を停止させる告知を行ってもよい。告知する方法は、ブザーによる音発信、ランプの点灯、ディスプレイへの表示等である。

また、第１の実施形態の変形例で説明した事項については、第２の実施形態乃至第４の実施形態のそれぞれにおいても、適宜変形可能である。

第１の実施形態乃至第４の実施形態及びその変形例では、制御部（４１）は、エネルギー供給部（２６）からの電力（Ｐ）の出力状態を制御することにより、第２の出力モードにおいて単位時間（ΔＴ）の間に駆動力発生ユニット（２２）の振動発生部（２２）に供給される電流（Ｉ）を、第１の出力モードに比べて、大きくしている。これにより、第２の出力モードでは、第１の出力モードに比べて、単位時間（ΔＴ）の間に駆動力発生ユニット（２２）に供給される電力（Ｐ）が大きくなる。
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態について、図２０乃至図２２を参照して説明する。第５の実施形態は、第１の実施形態の構成を次の通り変形したものである。なお、第１の実施形態と同一の部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。

本実施形態では、超音波振動子（振動発生部）２２に加えてアクチュエータ部５１によって、超音波プローブ９を作動させる駆動力発生ユニットが形成されている。図２０は、本実施形態の駆動力発生ユニット（超音波振動子２２及びアクチュエータ部５１）を示す図である。本実施形態では、ホーン部材２３の基端側に接続部材５２が接続され、接続部材５２にアクチュエータ部５１が装着されている。ある実施例では、接続部材５２に超音波振動子２２で発生した超音波振動が伝達され、接続部材５２は、超音波プローブ９及びホーン部材２３と一体に超音波振動によって振動（縦振動）する。この場合、ホーン部材２３及び超音波プローブ９に加えて接続部材５２によって、超音波振動子２２で発生した超音波振動を伝達する振動伝達部が形成される。また、別のある実施例では、接続部材５２に超音波振動子２２で発生した超音波振動が伝達されず、接続部材５２は超音波プローブ９及びホーン部材２３と一緒に振動しない。ただし、いずれの場合においてもアクチュエータ部５１で発生した駆動力（移動駆動力）は、ホーン部材２３及び超音波プローブ９に伝達される。

本実施形態では、アクチュエータ部５１は、例えばインパクト振動子であり、複数の圧電素子５３を備える。また、アクチュエータ部５１は、第３の電極部５５と、第４の電極部５６と、を備える。第３の電極部５５には、電気配線等から形成される電力供給経路５７Ａの一端が接続され、第４の電極部５６には、電気配線等から形成される電力供給経路５７Ｂの一端が接続されている。電力供給経路５７Ａ，５７Ｂは、ケーブル７の内部を通って延設され、他端がエネルギー源ユニット３のエネルギー供給部２６に接続されている。

図２１は、エネルギー供給部２６と駆動力発生ユニット（超音波振動子２２及びアクチュエータ部５１）との間の電気的な接続状態を示す図である。図２０及び図２１に示すように、本実施形態では、エネルギー供給部２６から電力供給経路２５Ａ，２５Ｂを通して超音波振動子２２に電力Ｐが供給可能であるとともに、エネルギー供給部２６から電力供給経路５７Ａ、５７Ｂを通してアクチュエータ部５１に電力Ｐ´を供給可能である。したがって、エネルギー供給部２６は、超音波振動子２２に供給される電力Ｐを出力可能であるとともに、アクチュエータ部５１に供給される電力Ｐ´を出力可能である。

本実施形態でも、前述の実施形態等と同様にして、超音波プローブ９に作用する負荷（超音波インピーダンスＺ）の経時的な変化が検出される。そして、制御部４１は、超音波プローブ９に作用する負荷の検出結果に基づいて、前述の実施形態等と同様にして、エネルギー供給部２６からの電力（Ｐ，Ｐ´）の出力状態を制御する。すなわち、本実施形態でも、前述の実施形態等と同様に、超音波プローブ９に作用する負荷の検出結果に基づいて、第１の出力モードと第２の出力モードとの間の切替えが行われる。

ただし、本実施形態では、第１の出力モードと第２の出力モードとの間で、超音波振動子２２に供給される電力Ｐは、変化しない。すなわち、超音波振動子２２に供給される電流Ｉの波高値、デューティ比等は、第１の出力モードと第２の出力モードとの間で変化せず、単位時間ΔＴの間に超音波振動子２２に供給される電流Ｉは、第１の出力モード及び第２の出力モードで同一の大きさとなる。

本実施形態では、第１の出力モードでは、超音波振動子（振動発生部）２２にのみエネルギー供給部２６から電力Ｐが供給され、アクチュエータ部５１には、電力Ｐ´が供給されない。一方、第２の出力モードでは、超音波振動子２２に電力Ｐが供給されるとともに、アクチュエータ部５１に電力Ｐ´が供給される。したがって、超音波振動子２２及びアクチュエータ部５１から形成される駆動力発生ユニットでは、第１の出力モードにおいて単位時間ΔＴの間にエネルギー供給部２６から供給される電力Ｐに比べて、第２の出力モードにおいて単位時間ΔＴの間にエネルギー供給部２６から供給される電力（Ｐ＋Ｐ´）が大きくなる。

電力Ｐが供給されることにより、超音波振動子２２の圧電素子３１に例えば正弦波交流電流及び連続波電流である電流Ｉが流れる。これにより、前述の実施形態と同様に、超音波振動子２２で超音波振動が発生し、超音波振動によって超音波プローブ９が縦振動する。

また、エネルギー供給部２６からアクチュエータ部５１に電力Ｐ´が出力されることにより、第３の電極部５５と第４の電極部５６との間に、電圧Ｖ´が印加される。電圧Ｖ´が印加されることにより、第３の電極部５５と第４の電極部５６との間に挟まれる圧電素子５３に、電流（駆動力発生電流）Ｉ´が流れる。

図２２は、アクチュエータ部５１に電力Ｐ´が供給される第２の出力モードにおいて、アクチュエータ部５１の圧電素子５３に流れる電流Ｉ´の経時的な変化の一例を示す図である。図２２では、縦軸に電流Ｉ´の波高値を示し、横軸に時間ｔを示している。図２２に示すように、アクチュエータ部５１に電力Ｐ´が供給される第２の出力モードでは、アクチュエータ部５１の圧電素子５３に瞬時的かつ断続的に電流Ｉ´が流れ、電流Ｉ´は、パルス波電流である。すなわち、所定の時間周期ΔＳで瞬時的に電流Ｉ´が圧電素子５３に流れる状態に、制御部４１は、エネルギー供給部２６からの電力Ｐ´の出力状態を制御している。

圧電素子５３に電流Ｉ´が流れることにより、アクチュエータ部５１において駆動力が発生する。アクチュエータ部５１で発生した駆動力は、ホーン部材２３を介して超音波プローブ９に伝達される。超音波プローブ９に駆動力（移動駆動力）が伝達されることにより、処置部１３を含む超音波プローブ９は、長手軸Ｃに平行な長手方向について移動する。

ここで、第２の出力モードでは、超音波振動子２２で超音波振動が発生し、超音波プローブ９は縦振動している。アクチュエータ部５１で駆動力が発生した際には、超音波振動子２２での超音波振動の発生の有無に関係なく、発生した駆動力が超音波プローブ９に伝達される。したがって、エネルギー供給部２６の第２の出力モードでは、超音波振動によって超音波プローブ９（処置部１３）が縦振動すると同時に、アクチュエータ部５１で発生した移動駆動力によって、超音波プローブ９（処置部１３）は、瞬時的かつ断続的に長手方向について移動する。

前述のように第１の出力モード及び第２の出力モードにおいてエネルギー供給部２６からの電力（Ｐ，Ｐ´）の出力状態が制御されることにより、第１の出力モードでは処置部１３が超音波振動による縦振動のみを行う。一方、第２の出力モードでは、処置部１３が超音波振動によって縦振動を行うことに加えて、アクチュエータ部５１で発生した駆動力（移動駆動力）によって、長手軸Ｃに平行な方向について断続的に移動する。これにより、第１の出力モードに比べエネルギー供給部２６の第２の出力モードでは、処置部１３（例えば突出部１５の突出端）の長手軸Ｃに平行な長手方向についての単位時間ΔＴの間の移動距離（移動量）が、大きくなる。したがって、本実施形態においても第１の実施形態と同様に、処置部１３が硬性組織へ食込んだ（引掛った）際でも、処置部１３の硬性組織への食込みを適切に解消することができる。
（第５の実施形態の変形例）
なお、第５の実施形態では、第１の出力モードと第２の出力モードとの間で、超音波振動子２２に供給される電力Ｐは変化しないが、これに限るものではない。例えば、第１の実施形態及びその変形例で前述したように第１の出力モードと第２の出力モードとの間で超音波振動子２２に供給される電力Ｐ（電流Ｉ）を変化させてもよい。ただし、この場合でも、第１の出力モードでは、超音波振動子（振動発生部）２２にのみ電力Ｐが供給され、第２の出力モードでは、超音波振動子２２に加えてアクチュエータ部５１に電力（Ｐ＋Ｐ´）が供給される。

また、第５の実施形態では、アクチュエータ部５１は、圧電素子５３から形成されているが、これに限るものではない。例えば、アクチュエータ部５１は、電力Ｐ´が供給されることにより駆動される電動モータであってもよい。

すなわち、第５の実施形態及びその変形例では、振動発生部（２２）に加えてアクチュエータ部（５１）によって駆動力発生ユニットが形成されている。そして、アクチュエータ部（５１）に電力（Ｐ´）が供給されることにより、超音波振動とは別の移動駆動力が発生する。発生した移動駆動力は、振動発生部（２２）での超音波振動の発生の有無に関係なく超音波プローブ（９）に伝達される。これにより、超音波プローブ（９）は、長手軸（Ｃ）に平行な方向について移動する。

また、第５の実施形態及びその変形例では、制御部（４１）は、エネルギー供給部（２６）からの電力（Ｐ，Ｐ´）の出力状態を制御することにより、第１の出力モードにおいて振動発生部（２２）にのみ電力（Ｐ）を供給させ、第２の出力モードにおいて振動発生部（２２）に加えてアクチュエータ部（５１）に電力（Ｐ，Ｐ´）を供給させている。これにより、第２の出力モードでは、第１の出力モードに比べて、単位時間（ΔＴ）の間に駆動力発生ユニット（２２）に供給される電力（Ｐ，Ｐ´）が大きくなる。
（その他の変形例）
また、前述の実施形態では、超音波インピーダンスＺの経時的な変化を検出することによって、超音波プローブ９に作用する負荷を経時的に検出したが、これに限るものではない。例えば、前述の実施形態等の変形例として図２３に示すように、インピーダンス検出部４２の代わりに、力量センサ等の力量検出部６１が設けられてもよい。本変形例では、力量検出部６１は、保持ユニット６の筒状ケース部１１に取付けられている。なお、力量検出部６１は、超音波処置具２に取付けられていればよく、例えば、シース８に取付けられていてもよい。

力量検出部６１には、信号経路部６２の一端が接続されている。信号経路部６２は、振動子ケース２１及びケーブル７の内部を通って延設され、他端が制御部４１に接続されている。力量検出部６１は、超音波処置具２に作用する力量を経時的に検出することにより、超音波プローブ９に作用する負荷を経時的に検出する。超音波プローブ９に作用する負荷が大きくなると、術者等によって印加される力量も大きくなる。したがって、超音波処置具２に印加される力量は、超音波プローブ９に作用する負荷に対応して変化する。

超音波処置具２に印加される力量（すなわち、超音波プローブ９に作用する負荷）の経時的な変化の検出結果を示す検出信号は、信号経路部６２を通して制御部４１に伝達される。そして、検出信号に基づいて、判定部４５は、前述の実施形態等と同様にして判定を行い、制御部４１は、前述の実施形態等と同様にして、エネルギー供給部２６からの電力Ｐの出力状態を制御する。

また、前述の実施形態等では、処置部１３は、Ｌ字状のフックであるが、これに限るものではない。例えば、処置部１３は、スプーン状のヘラであってもよく、平板状のブレードであってもよい。また、例えば、シース８の先端部にジョー（図示しない）が回動可能に取付けられ、ジョーが処置部１３に対して開閉可能であってもよい。すなわち、処置部１３の形状、寸法等は、用いられる処置に適合するものであればよい。

前述の実施形態等では、電力（Ｐ；Ｐ，Ｐ´）が供給されることにより超音波振動を含む超音波プローブ（９）を作動させる駆動力を発生する駆動力発生ユニット（２２；２２，５１）が設けられている。駆動力発生ユニット（２２；２２，５１）に、電力（Ｐ）が供給されることにより超音波プローブ（９）に伝達される超音波振動を発生する振動発生部（２２）が設けられている。また、エネルギー供給部（２６）は、第１の出力モード及び第１の出力モードより単位時間（ΔＴ）の間に駆動力発生ユニット（２２；２２，５１）に供給される電力（Ｐ；Ｐ，Ｐ´）が大きくなる第２の出力モードで、電力（Ｐ；Ｐ，Ｐ´）を出力可能である。超音波プローブ（９）が超音波振動を伝達する状態においては、負荷検出部（４２；６１）によって超音波プローブ（９）に作用する負荷が、経時的に検出される。そして、エネルギー供給部（２６）から第１の出力モードで電力（Ｐ；Ｐ，Ｐ´）が出力されている状態において、判定部（４５）が、超音波プローブ（９）に作用する負荷が第１の閾値（Ｚ１）以下であるか否かを経時的に判定する。そして、制御部（４１）は、判定部（４５）において負荷が第１の閾値（Ｚ１）以下と判定された際には、エネルギー供給部（２６）からの電力（Ｐ；Ｐ，Ｐ´）の出力状態を第１の出力モードで維持し、判定部（４５）において負荷が第１の閾値（Ｚ１）より大きいと判定された際には、エネルギー供給部（２６）からの電力（Ｐ；Ｐ，Ｐ´）の出力状態を第２の出力モードに切替える。

以上、本発明の実施形態等について説明したが、本発明は前述の実施形態等に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形ができることは勿論である。

本発明は、前記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、処置部が処置対象（硬性組織）に食込んだ（引っ掛かった）際に、処置部の硬性組織への食込みが適切に解消される、骨を処置するための超音波処置システムを提供することにある。また、その超音波処置システムに設けられる、骨を処置するためのエネルギー源ユニット、及び、そのエネルギー源ユニットの作動方法を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明のある態様は、骨を処置するための超音波処置システムであって、長手軸に沿って延設され、超音波振動を伝達可能で、伝達された前記超音波振動を用いて処置を行う処置部を備える超音波プローブと、前記超音波振動を発生する振動発生部を備え、前記超音波プローブを作動させる駆動力を発生する駆動力発生ユニットと、前記駆動力発生ユニットで前記駆動力を発生させる電力を出力するエネルギー供給部であって、少なくとも第１の出力モード及び前記第１の出力モードより単位時間の間に前記駆動力発生ユニットに供給される前記電力が大きくなる第２の出力モードを有するエネルギー供給部と、前記超音波プローブが前記超音波振動を伝達する状態において前記超音波プローブに作用する負荷を経時的に検出する負荷検出部と、前記エネルギー供給部から前記第１の出力モードで前記電力が出力されている状態において前記超音波プローブに作用する前記負荷が第１の閾値以下であるか否かを経時的に判定する判定部と、前記判定部において前記負荷が前記第１の閾値以下と判定された際には、前記エネルギー供給部からの前記電力の出力状態を前記第１の出力モードで維持し、前記判定部において前記負荷が前記第１の閾値より大きいと判定された際には、前記エネルギー供給部からの前記電力の前記出力状態を前記第２の出力モードに切替えるとともに、前記第２の出力モードに切替えた後に、所定の条件を満たすことにより、前記電力の前記出力状態を前記第１の出力モードに再び切替えるか、前記第１の出力モードより前記単位時間の間に前記駆動力発生ユニットに供給される前記電力が小さくなる第３の出力モードに切替えるか、又は、前記エネルギー供給部からの前記電力の出力を停止する制御部と、を備える。

本発明の別のある態様は、長手軸に沿って延設される超音波プローブを作動させる駆動力を発生する駆動力発生ユニットに電力を供給する、骨を処置するためのエネルギー源ユニットであって、前記駆動力発生ユニットの振動発生部に電力を供給することにより、前記超音波プローブを通して前記超音波プローブの処置部に伝達される超音波振動を発生させ、少なくとも第１の出力モード及び前記第１の出力モードより単位時間の間に前記駆動力発生ユニットに供給される前記電力が大きくなる第２の出力モードで、前記電力を出力可能なエネルギー供給部と、前記超音波プローブが前記超音波振動を伝達する状態において前記超音波プローブに作用する負荷を経時的に検出する負荷検出部と、前記エネルギー供給部から前記第１の出力モードで前記電力が出力されている状態において前記超音波プローブに作用する前記負荷が閾値以下であるか否かを経時的に判定する判定部と、前記判定部において前記負荷が前記閾値以下と判定された際には、前記エネルギー供給部からの前記電力の出力状態を前記第１の出力モードで維持し、前記判定部において前記負荷が前記閾値より大きいと判定された際には、前記エネルギー供給部からの前記電力の前記出力状態を前記第２の出力モードに切替えるとともに、前記第２の出力モードに切替えた後に、所定の条件を満たすことにより、前記電力の前記出力状態を前記第１の出力モードに再び切替えるか、前記第１の出力モードより前記単位時間の間に前記駆動力発生ユニットに供給される前記電力が小さくなる第３の出力モードに切替えるか、又は、前記エネルギー供給部からの前記電力の出力を停止する制御部と、を備える。

本発明の別のある態様は、長手軸に沿って延設される超音波プローブを動作させる駆動力を発生する駆動力発生ユニットに電力を供給するエネルギー源ユニットにおいて、骨を処置するための前記エネルギー源ユニットの作動方法であって、エネルギー供給部が前記駆動力発生ユニットの振動発生部に電力を供給することにより、前記超音波プローブを通して前記超音波プローブの処置部に伝達される超音波振動を発生させることと、負荷検出部が、前記超音波プローブが前記超音波振動を伝達する状態において前記超音波プローブに作用する負荷を経時的に検出することと、判定部が、前記エネルギー供給部から第１の出力モードで前記電力が出力されている状態において前記超音波プローブに作用する前記負荷が閾値以下であるか否かを経時的に判定することと、制御部が、前記判定部での判定結果に基づいて前記エネルギー供給部からの前記電力の出力状態を制御することであって、前記判定部において前記負荷が前記閾値以下と判定された際には、前記エネルギー供給部からの前記電力の前記出力状態を前記第１の出力モードで維持し、前記判定部において前記負荷が前記閾値より大きいと判定された際には、前記第１の出力モードより単位時間の間に前記駆動力発生ユニットに供給される前記電力が大きくなる第２の出力モードに前記エネルギー供給部からの前記電力の前記出力状態を切替えるとともに、前記第２の出力モードに切替えた後に、所定の条件を満たすことにより、前記電力の前記出力状態を前記第１の出力モードに再び切替えるか、前記第１の出力モードより前記単位時間の間に前記駆動力発生ユニットに供給される前記電力が小さくなる第３の出力モードに切替えるか、又は、前記エネルギー供給部からの前記電力の出力を停止することと、を備える。

本発明によれば、処置部が処置対象（硬性組織）に食込んだ（引っ掛かった）際に、処置部の硬性組織への食込みが適切に解消される、骨を処置するための超音波処置システムを提供することができる。また、その超音波処置システムに設けられる、骨を処置するためのエネルギー源ユニット、及び、そのエネルギー源ユニットの作動方法を提供することができる。

Claims (15)

1. 長手軸に沿って延設され、超音波振動を伝達可能で、伝達された前記超音波振動を用いて処置を行う処置部を備える超音波プローブと、
   前記超音波振動を発生する振動発生部を備え、前記超音波プローブを作動させる駆動力を発生する駆動力発生ユニットと、
   前記駆動力発生ユニットで前記駆動力を発生させる電力を出力するエネルギー供給部であって、第１の出力モード及び前記第１の出力モードより単位時間の間に前記駆動力発生ユニットに供給される前記電力が大きくなる第２の出力モードを有するエネルギー供給部と、
   前記超音波プローブが前記超音波振動を伝達する状態において前記超音波プローブに作用する負荷を経時的に検出する負荷検出部と、
   前記エネルギー供給部から前記第１の出力モードで前記電力が出力されている状態において前記超音波プローブに作用する前記負荷が第１の閾値以下であるか否かを経時的に判定する判定部と、
   前記判定部において前記負荷が前記第１の閾値以下と判定された際には、前記エネルギー供給部からの前記電力の出力状態を第１の出力モードで維持し、前記判定部において前記負荷が前記第１の閾値より大きいと判定された際には、前記エネルギー供給部からの前記電力の前記出力状態を前記第２の出力モードに切替える制御部と、
   を具備する、超音波処置システム。
2. 前記制御部は、前記エネルギー供給部からの前記電力の前記出力状態を前記第２の出力モードに切替えてから一定の基準時間だけ経過した際に、前記エネルギー供給部からの前記電力の前記出力状態を再び前記第１の出力モードに切替える、請求項１の超音波処置システム。
3. 前記判定部は、前記エネルギー供給部から前記第２の出力モードで前記電力が出力されている状態において前記超音波プローブに作用する前記負荷が前記第１の閾値以下であるか否かを経時的に判定し、
   前記制御部は、前記エネルギー供給部からの前記電力の前記出力状態を前記第２の出力モードに切替えた後において、前記判定部において前記負荷が前記第１の閾値以下と判定された際に、前記エネルギー供給部からの前記電力の前記出力状態を再び前記第１の出力モードに切替える、
   請求項１の超音波処置システム。
4. 前記制御部は、前記エネルギー供給部からの前記電力の前記出力状態を前記第２の出力モードに切替えてから一定の基準時間だけ連続して前記第２の出力モードで前記電力が出力された際に、前記エネルギー供給部からの前記電力の出力を停止するか、又は、前記第１の出力モードより前記単位時間の間に前記駆動力発生ユニットに供給される前記電力が小さくなる第３の出力モードに前記エネルギー供給部からの前記電力の前記出力状態を切替える、請求項３の超音波処置システム。
5. 前記判定部は、前記エネルギー供給部から前記第２の出力モードで前記電力が出力されている状態において前記超音波プローブに作用する前記負荷が前記第１の閾値より大きい第２の閾値以下であるか否かを経時的に判定し、
   前記制御部は、前記エネルギー供給部からの前記電力の前記出力状態を前記第２の出力モードに切替えた後において、前記判定部において前記負荷が第２の閾値より大きいと判定された際に、前記エネルギー供給部からの前記電力の出力を停止するか、又は、前記第１の出力モードより前記単位時間の間に前記駆動力発生ユニットに供給される前記電力が小さくなる第３の出力モードに前記エネルギー供給部からの前記電力の前記出力状態を切替える、
   請求項１の超音波処置システム。
6. 前記制御部は、前記エネルギー供給部からの前記電力の前記出力状態を制御することにより、前記第２の出力モードにおいて前記単位時間の間に前記駆動力発生ユニットの前記振動発生部に供給される電流を、前記第１の出力モードに比べて、大きくする、請求項１の超音波処置システム。
7. 前記制御部は、前記エネルギー供給部からの前記電力の前記出力状態を制御することにより、前記第１の出力モードにおいて前記振動発生部に供給される前記電流を経時的に連続して第１の波高値にするとともに、前記第２の出力モードにおいて前記振動発生部に供給される前記電流を経時的に連続して又は断続的に前記第１の波高値より大きい第２の波高値にする、請求項６の超音波処置システム。
8. 前記制御部は、前記エネルギー供給部からの前記電力の前記出力状態を制御することにより、前記第１の出力モードにおいて前記振動発生部に供給される前記電流を第１の波高値及び前記第１の波高値より大きい第２の波高値に経時的に交互に変化させるとともに、前記第２の出力モードにおいて前記振動発生部に供給される前記電流を経時的に連続して第２の波高値以上の波高値にする、請求項６の超音波処置システム。
9. 前記制御部は、前記エネルギー供給部からの前記電力の前記出力状態を制御することにより、前記第１の出力モードにおいて前記振動発生部に供給される前記電流を第１の波高値及び前記第１の波高値より大きい第２の波高値に経時的に交互に変化させるとともに、前記第２の出力モードにおいて前記振動発生部に供給される前記電流を前記第１の波高値及び前記第２の波高値より大きい第３の波高値に経時的に交互に変化させる、請求項６の超音波処置システム。
10. 前記制御部は、前記エネルギー供給部からの前記電力の前記出力状態を制御することにより、前記第１の出力モード及び前記第２の出力モードにおいて前記振動発生部に供給される前記電流を第１の波高値及び前記第１の波高値より大きい第２の波高値に経時的に交互に変化させるとともに、前記第２の出力モードにおいて前記電流が前記第２の波高値になる時間が前記単位時間の間で占める割合を前記第１の出力モードに比べて大きくする、請求項６の超音波処置システム。
11. 前記駆動力発生ユニットは、電力が供給されることにより、前記長手軸に平行な方向について前記超音波プローブを移動させる前記超音波振動とは別の移動駆動力を発生するアクチュエータ部を備え、
    前記制御部は、前記エネルギー供給部からの前記電力の前記出力状態を制御することにより、前記第１の出力モードにおいて前記振動発生部にのみ前記電力を供給させるとともに、前記第２の出力モードにおいて前記振動発生部に加えて前記アクチュエータ部に前記電力を供給させる、
    請求項１の超音波処置システム。
12. 前記負荷検出部は、前記振動発生部に供給される前記電力の超音波インピーダンスを経時的に検出するインピーダンス検出部を備える、請求項１の超音波処置システム。
13. 前記超音波プローブ及び前記駆動力発生ユニットを含む超音波処置具をさらに具備し、
    前記負荷検出部は、前記超音波処置具に取付けられ、前記超音波処置具に作用する力量を経時的に検出する力量検出部を備える、
    請求項１の超音波処置システム。
14. 長手軸に沿って延設される超音波プローブを作動させる駆動力を発生する駆動力発生ユニットに電力を供給するエネルギー源ユニットであって、
    前記駆動力発生ユニットの振動発生部に電力を供給することにより、前記超音波プローブを通して前記超音波プローブの処置部に伝達される超音波振動を発生させ、第１の出力モード及び前記第１の出力モードより単位時間の間に前記駆動力発生ユニットに供給される前記電力が大きくなる第２の出力モードで、前記電力を出力可能なエネルギー供給部と、
    前記超音波プローブが前記超音波振動を伝達する状態において前記超音波プローブに作用する負荷を経時的に検出する負荷検出部と、
    前記エネルギー供給部から前記第１の出力モードで前記電力が出力されている状態において前記超音波プローブに作用する前記負荷が閾値以下であるか否かを経時的に判定する判定部と、
    前記判定部において前記負荷が前記閾値以下と判定された際には、前記エネルギー供給部からの前記電力の出力状態を第１の出力モードで維持し、前記判定部において前記負荷が前記閾値より大きいと判定された際には、前記エネルギー供給部からの前記電力の前記出力状態を前記第２の出力モードに切替える制御部と、
    を具備する、エネルギー源ユニット。
15. 長手軸に沿って延設される超音波プローブを動作させる駆動力を発生する駆動力発生ユニットに電力を供給するエネルギー源ユニットの作動方法であって、
    エネルギー供給部が前記駆動力発生ユニットの振動発生部に電力を供給することにより、前記超音波プローブを通して前記超音波プローブの処置部に伝達される超音波振動を発生させることと、
    負荷検出部が、前記超音波プローブが前記超音波振動を伝達する状態において前記超音波プローブに作用する負荷を経時的に検出することと、
    判定部が、前記エネルギー供給部から第１の出力モードで前記電力が出力されている状態において前記超音波プローブに作用する前記負荷が閾値以下であるか否かを経時的に判定することと、
    制御部が、前記判定部での判定結果に基づいて前記エネルギー供給部からの前記電力の出力状態を制御することであって、前記判定部において前記負荷が前記閾値以下と判定された際には、前記エネルギー供給部からの前記電力の前記出力状態を第１の出力モードで維持し、前記判定部において前記負荷が前記閾値より大きいと判定された際には、前記第１の出力モードより単位時間の間に前記駆動力発生ユニットに供給される前記電力が大きくなる第２の出力モードに前記エネルギー供給部からの前記電力の前記出力状態を切替えることと、
    を具備する、作動方法。

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