WO2019008629A1 - 制御装置及び制御装置の作動方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an end effector capable of applying a high frequency current to a living tissue, and a control device used with a treatment tool provided with an electrical element that operates the end effector when actuated.
- the invention also relates to a method of operating the control device.
- US2013 / 0190660A1 discloses a treatment tool having an end effector and a treatment system having a return electrode separate from the treatment tool.
- the treatment tool is provided with an ultrasonic transducer as an electrical element.
- the end effector is operated in a state where the first electric energy (high frequency power) is supplied to the end effector and the return electrode and the second electric energy is supplied to the ultrasonic transducer at the same time.
- the first electric energy high frequency power
- the return electrode the second electric energy is supplied to the ultrasonic transducer at the same time.
- a high frequency current flows between the end effector and the return electrode through the object to be treated, and the heat caused by the high frequency current coagulates and / or incises the living tissue.
- ultrasonic vibration is generated in the ultrasonic transducer by the supply of the second electric energy, and the generated ultrasonic vibration is transmitted to the end effector, whereby the end effector vibrates (operates).
- the vibration of the end effector prevents sticking (sticking) of the living tissue to the end effector in a state where the living tissue is coagulated and / or cut by the heat caused by the high frequency current.
- the end effector In treatment using a treatment system such as US2013 / 0190660A1, the end effector is separated from the living tissue after coagulation and / or dissection of the living tissue by heat due to the high frequency current.
- the end effector When the end effector is separated from the living tissue, it is required that the sticking of the living tissue to the end effector be prevented, as in the treatment in which the living tissue is coagulated and / or dissected.
- the object of the present invention is to provide a treatment system capable of passing high frequency current through living tissue, wherein adhesion of living tissue to the end effector is performed when the end effector after application of high frequency current is separated from living tissue. It is an object of the present invention to provide a control device for effectively preventing and a method of operating the control device.
- an aspect of the present invention is operated by an end effector that can apply high frequency current to living tissue by being supplied with a first electric energy, and supply of second electric energy.
- a control device including an electrical element for operating the end effector, wherein the control device is supplied with the first electrical energy and the second electrical energy. And a stop command for stopping the supply of the first electrical energy and the second electrical energy in a state where the first electrical energy and the second electrical energy are received;
- a processor is provided that determines whether the end effector is in contact with the living tissue.
- Another aspect of the present invention is an end effector that can apply a high frequency current to a living tissue by being supplied with a first electric energy, and is operated by supplying a second electric energy.
- An operating device for operating the end effector wherein the first electric energy and the second electric energy are supplied.
- the end effector receives the electric power from the electric energy and the second electric energy, and the end effector receives the electric power according to a parameter related to the first electric energy after receiving the electric shutdown command. Determining whether it is in contact with the tissue.
- FIG. 1 is a schematic view showing a treatment system according to the first embodiment.
- FIG. 2 is a block diagram schematically showing a configuration for supplying the first electrical energy and the second electrical energy to the treatment device according to the first embodiment.
- FIG. 3 is a flowchart showing processing in output control of the first electrical energy and the second electrical energy performed by the processor according to the first embodiment.
- FIG. 4 is a schematic view showing an example of temporal switching between ON and OFF of an operation input on a certain operation member in the first embodiment.
- FIG. 5 is a schematic view showing an example of a temporal change in impedance when the ON-OFF of the operation input on the operation member changes as shown in FIG. 4 in the first embodiment.
- FIG. 6 shows the HF (high-frequency) when the ON / OFF of the operation input on the operation member changes as shown in FIG. 4 and the impedance Z changes as shown in FIG. 5 in the first embodiment.
- FIG. 7 shows US (ultrasonic) output when the ON / OFF of the operation input on the operation member changes as shown in FIG. 4 and the impedance Z changes as shown in FIG. 5 in the first embodiment. It is the schematic which shows an example of a time-dependent change of.
- FIG. 8 is a flowchart showing processing in output control of the first electric energy and the second electric energy, which is performed by the processor according to the first modification.
- FIG. 8 is a flowchart showing processing in output control of the first electric energy and the second electric energy, which is performed by the processor according to the first modification.
- FIG. 9 is a schematic diagram showing an example of a detection waveform related to the HF output detected by the current detection circuit or the voltage detection circuit when a discharge occurs in the end effector according to the first modification.
- the ON / OFF of the operation input on the operation member changes as shown in FIG. 4 and the US output temporally changes when the impedance Z changes as shown in FIG. Is a schematic view showing an example of the change.
- FIG. 11 is a third modification of the US output over time when the ON / OFF of the operation input on the operation member changes as shown in FIG. 4 and the impedance Z changes as shown in FIG. 5 Is a schematic view showing an example of the change.
- FIG. 1 is a view showing a treatment system 1 of the present embodiment.
- the treatment system 1 includes a treatment tool 2 and power supplies 3 and 4.
- the treatment tool 2 includes a cylindrical shaft 5, a housing 6 and an end effector 7.
- the housing 6 is connected to one side of the shaft 5 in a direction along the central axis of the shaft 5.
- the housing 6 can be held by an operator or the like, and in the present embodiment, the central axis of the housing 6 is coaxial or substantially coaxial with the central axis of the shaft 5.
- the side where the housing 6 is positioned with respect to the shaft 5 in the direction along the central axis of the shaft 5 is taken as the proximal side
- the side opposite to the proximal side is taken as the distal side.
- a rod member 8 is extended from the inside of the housing 6 through the inside of the shaft 5 toward the distal end. Then, the rod member 8 protrudes to the tip side from the tip of the shaft 5, and the end effector 7 is formed by the protruding portion of the rod member 8 from the shaft 5.
- the rod member 8 is formed of a material having high vibration transferability, such as a titanium alloy.
- the end effector 7 has conductivity.
- the housing 6 is detachably connected to the power supply device (first power supply device) 3 via the cable 11 and is detachably connected to the power supply device (second power supply device) 4 via the cable 12. Also, the power supply devices 3 and 4 are connected to each other via the cable 13. In one embodiment, instead of providing the cable 13, the power supply devices 3 and 4 may be able to wirelessly communicate with each other. In addition, the treatment system 1 is provided with a conductive return electrode plate 15. The return electrode plate 15 is separably connected to the power supply 3 via the cable 16.
- the housing 6 is provided with (two in the present embodiment) operation buttons 17 as operation members.
- Each of the operation buttons 17 can input an operation for simultaneously supplying the first electrical energy and the second electrical energy to the treatment instrument 2.
- a foot switch or the like separate from the treatment tool 2 simultaneously treats the first electrical energy and the second electrical energy, instead of the operation button 17 or in addition to the operation button 17 It may be provided as an operation member capable of inputting an operation to be supplied to the tool 2.
- FIG. 2 is a diagram showing a configuration for supplying the first electric energy and the second electric energy to the treatment instrument 2.
- the power supply 3 includes a processor (controller) 31 and a storage medium 32
- the power supply 4 includes a processor (controller) 41 and a storage medium 42.
- Each of the processors 31 and 41 is formed of an integrated circuit or the like including a central processing unit (CPU), an application specific integrated circuit (ASIC), a field programmable gate array (FPGA) or the like. Only one processor 31 may be provided in the power supply device 3, or a plurality of processors 31 may be provided in the power supply device 3. Similarly, only one processor 41 may be provided in the power supply device 4, or a plurality of processors 41 may be provided in the power supply device 4. In the present embodiment, each of the processors 31 and 41 constitutes at least a part of a control device that controls the treatment system 1.
- Processing in the processor 31 is performed in accordance with a program stored in the processor 31 or the storage medium 32.
- the storage medium 32 stores a processing program used by the processor 31 and parameters, functions, tables, and the like used in operations of the processor 31.
- processing in the processor 41 is performed according to a program stored in the processor 41 or the storage medium 42.
- the storage medium 42 stores a processing program used by the processor 41, and parameters, functions, tables, and the like used in the operation of the processor 41.
- the processors 31 and 41 can exchange information with each other by wire or wirelessly.
- the processors 31 and 41 determine whether an operation input is performed on each of the operation buttons (operation members) 17, that is, whether the operation input on each of the operation buttons 17 is ON or OFF. .
- a switch (not shown) corresponding to each of the operation buttons 17 is provided inside the housing 6, and each of the switches is operated for operation with the corresponding operation button (one corresponding to 17). Correspondingly, switching between ON and OFF is performed.
- the processors 31 and 41 detect whether each of the switches is ON or OFF. Then, the processors 31 and 41 determine whether or not the operation input is performed with each of the operation buttons 17 based on the detection result of the corresponding switch.
- the processors 31 and 41 are configured such that a detection signal indicating switching from a state in which operation input is not performed by all the operation buttons 17 to a state in which operation input is performed by only one of the operation buttons 17 is It is determined that the supply start command for starting the simultaneous supply of the electric energy and the second electric energy to the treatment device 2 is started. Therefore, the processors 31 and 41 receive the supply start instruction by switching from the state where the operation input is OFF for all the operation buttons 17 to the state where the operation input is ON only with any one of the operation buttons 17. Further, the processors 31 and 41 detect the switching signal from the state in which the operation input is performed by only one of the operation buttons 17 to the state in which the operation input is not performed by all the operation buttons 17.
- the processor 31, 41 receives the stop command by switching from the state where the operation input is ON with only one of the operation buttons 17 to the state where the operation input is OFF with all the operation buttons 17.
- the power supply device 3 includes an output source (high frequency power supply) 33.
- the output source 33 includes a waveform generator, a conversion circuit, a relay circuit, a transformer, and the like to form a drive circuit (high frequency drive circuit).
- the output source 33 converts power from a battery power source or a wall outlet power source into high frequency power, which is first electrical energy, and can output the first electrical energy.
- the output source 33 is electrically connected to the end effector 7 via the electrical path 35A, and is also electrically connected to the return electrode 15 via the electrical path 35B.
- the electrical path 35A extends, for example, through the interior of the cable 11, and the electrical path 35B extends, for example, through the interior of the cable 16.
- the first electrical energy output from the output source 33 is supplied to the end effector 7 and the return electrode 15 via the electrical paths 35A and 35B.
- the end effector 7 and the return electrode plate 15 function as electrodes having different potentials with respect to each other.
- the processor 31 controls the output from the output source 33 and controls the supply of the first electrical energy to the end effector 7 and the return electrode plate 15 based on the operation of each of the operation buttons 17 or the like.
- the power supply device 3 is provided with a current detection circuit 36A, a voltage detection circuit 36B, and an A / D converter 37.
- the current detection circuit 36A detects an output current I from the output source 33 to the end effector 7 and the return electrode plate 15, and the voltage detection circuit 36B detects an output voltage V to the end effector 7 and the return electrode plate 15.
- the A / D converter 37 digital-signals an analog signal indicating the current value of the output current I detected by the current detection circuit 36A, and an analog signal indicating the voltage value of the output voltage V detected by the voltage detection circuit 36B. And transmit the converted digital signal to the processor 31.
- the processor 31 obtains information on the output current I and the output voltage V from the output source 33, and calculates the output current I and the output voltage V from the output source 33 as parameters related to the first electric energy. .
- the processor 31 determines the impedance Z of the circuit through which the output current I flows, the output power P from the output source 33, and the like based on the calculation results of the output current I and the output voltage V from the output source 33, Calculated as a parameter related to 1 electrical energy.
- the processor 31 generates a first output from the output source 33 to the end effector 7 and the return electrode 15 based on parameters related to the first electrical energy including the output current I, the output voltage V, the impedance Z and the output power P. Control the output of electrical energy.
- the power supply device 3 is provided with the touch panel 38.
- the touch panel 38 functions as an input unit capable of inputting settings related to the output from the output source 33 such as the output level from the output source 33, for example.
- the touch panel 38 also functions as, for example, a display unit on which information on the output from the output source 33 such as the output current I from the output source 33 and the output voltage V is displayed.
- the treatment tool 2 is provided with an ultrasonic transducer 21 as an electrical element.
- the ultrasonic transducer 21 is connected to the rod member 8 from the proximal side inside the housing 6.
- the power supply device 4 includes an output source (ultrasonic power source) 43.
- the output source 43 includes a waveform generator, a conversion circuit, a relay circuit, a transformer, and the like, and forms a drive circuit (ultrasonic drive circuit).
- the power source 43 can convert power from a battery power source or an outlet power source into second electric energy and can output the second electric energy.
- the power source 43 is connected to the ultrasonic transducer 21 via the electrical paths 45A, 45B.
- Each of the electrical paths 45A, 45B extends, for example, through the interior of the cable 12.
- the second electrical energy output from the power source 43 is supplied to the ultrasonic transducer 21 via the electrical paths 45A and 45B.
- AC power of a frequency with a predetermined frequency range is supplied to the ultrasonic transducer 21 as the second electric energy.
- the processor 41 controls the output from the output source 43 and controls the supply of the second electrical energy to the ultrasonic transducer 21 based on the operation of each of the operation buttons 17 or the like.
- the ultrasonic transducer 21 By supplying the second electric energy (AC power) to the ultrasonic transducer 21, the ultrasonic transducer 21 is operated, and ultrasonic vibration is generated in the ultrasonic transducer 21.
- the generated ultrasonic vibration is transmitted to the end effector 7 via the rod member 8.
- the end effector 7 By transmitting the ultrasonic vibration to the end effector 7, the end effector 7 vibrates. That is, the end effector 7 operates by activating the ultrasonic transducer 21 which is an electrical element.
- the rod member 8 including the end effector 7 vibrates at a certain frequency in a predetermined frequency range, and in the present embodiment, the vibration direction of the rod member 8 is parallel or substantially parallel to the longitudinal axis C.
- the power supply device 4 is provided with a current detection circuit 46A, a voltage detection circuit 46B, and an A / D converter 47.
- the current detection circuit 46A detects an output current I 'from the output source 43 to the ultrasonic transducer 21, and the voltage detection circuit 46B detects an output voltage V' to the ultrasonic transducer 21.
- the A / D converter 47 digitizes an analog signal indicating the current value of the output current I ′ detected by the current detection circuit 46A, and an analog signal indicating the voltage value of the output voltage V detected by the voltage detection circuit 46B.
- the signal is converted, and the converted digital signal is transmitted to the processor 41.
- the processor 41 obtains information on the output current I 'and the output voltage V' from the output source 43, and outputs the output current I 'and the output voltage V from the output source 33 as parameters related to the second electric energy. Calculate '.
- the processor 41 determines the impedance (the impedance of the circuit through which the output current I ′ flows) Z ′ of the ultrasonic transducer 21 based on the calculation result of the output current I ′ and the output voltage V ′ from the output source 43, and Output power P 'and the like from the output source 43 are calculated as parameters related to the second electric energy.
- the processor 41 generates a second output from the power source 43 to the ultrasound transducer 21 based on parameters related to a second electrical energy, including an output current I ′, an output voltage V ′, an impedance Z ′, an output power P ′, and the like. Control the output of electrical energy.
- the processor 41 performs PLL control (phase lock loop control) in a state in which the phase difference between the output current I ′ and the output voltage V ′ disappears. Further, in the present embodiment, the processor 41 acquires from the processor 31 parameters related to the first electric energy including the output current I, the output voltage V, the impedance Z, the output power P and the like. Then, the processor 41 controls the output of the second electrical energy to the ultrasonic transducer 21 based on the parameter associated with the first electrical energy in addition to the parameter associated with the second electrical energy.
- PLL control phase lock loop control
- the power supply device 4 is provided with the touch panel 48.
- the touch panel 48 functions as an input unit that can input settings related to the output from the output source 43 such as the output level from the output source 43, for example.
- the touch panel 48 also functions as a display unit on which information related to the output from the output source 43 such as the output current I ′ from the output source 43 and the output voltage V ′ is displayed.
- the control device formed of the processors 31 and 41 of the present embodiment and the operation and effects of the treatment system 1 will be described.
- the operator places the return electrode plate 15 on a subject such as a human body and holds the housing 6.
- the end effector 7 is disposed in the vicinity of the living tissue to be treated, and an operation input is performed on any one of the operation buttons 17.
- the processor 31 causes the end effector 7 and the return electrode plate 15 to supply the first electrical energy when the operation input at any one of the operation buttons 17 is turned ON, and the processor 41 causes the ultrasonic transducer 21 to Supply 2 electric energy.
- the end effector 7 is brought into contact with the living tissue to be treated.
- a high frequency current flows through the living tissue between the end effector 7 and the return electrode plate 15, and a high frequency current It is applied to living tissue.
- the heat resulting from the high frequency current causes the biological tissue to be denatured, and the biological tissue to be treated is coagulated and / or dissected.
- the processor 31 controls the output of the first electrical energy from the output source 33 in the first treatment mode. In this case, a high frequency current of a continuous waveform is output from the output source 33 as the output current I, and the heat caused by the high frequency current mainly cuts the living tissue.
- the processor 31 controls the first electricity from the output source 33 in the second treatment mode different from the first treatment mode. Control the energy output.
- a high frequency current of a burst waveform is output as the output current I from the output source 33, and the heat caused by the high frequency current mainly coagulates (seals) the living tissue.
- the operation input is turned on by any one of the operation buttons 17 and the second electric energy is supplied to the ultrasonic transducer 21 to operate the ultrasonic transducer 21.
- the vibration generated by the ultrasonic transducer 21 is transmitted to the end effector 7 and the end effector 7 vibrates (operates).
- the vibration of the end effector 7 prevents sticking (imprinting) of the living tissue to the end effector 7 in a state where the living tissue is coagulated and / or cut by the heat caused by the high frequency current.
- the operator stops the operation input on the operation button (corresponding one of 17) in which the operation input is performed. Then, after stopping the operation input with the operation button (the corresponding one of 17) in which the operation input is performed, that is, the operation input with the operation button (the corresponding one of 17) in which the operation input is performed. After turning OFF the operator removes the end effector 7 from the living tissue. After coagulating and / or dissectioning the living tissue, the end effector 7 is separated from the living tissue, and then the operation input on the operation button (corresponding one of 17) in which the operation input is performed is stopped. It is also good.
- FIG. 3 is a flowchart showing processing performed by the processors 31 and 41 in output control of the first electrical energy and the second electrical energy.
- the processors 31 and 41 determine whether or not the supply start command has been received (S101). In the present embodiment, as described above, by switching from the state in which the operation input with all the operation buttons 17 is stopped to the state in which the operation input is performed with only one of the operation buttons 17, The processors 31, 41 receive the supply start command. If the supply start command has not been received (S101-No), the process returns to S101. Therefore, the processors 31, 41 wait until the supply start command is received.
- the processor 31 starts outputting the first electrical energy from the output source 33, and the processor 41 starts outputting the second electrical energy from the output source 43. . That is, the processors 31 and 41 start simultaneous output of the first electrical energy and the second electrical energy (S102).
- the processor 31 controls the treatment mode (the above-mentioned first one) corresponding to the operation button (corresponding one of 17) on which the operation input is performed.
- the first electric energy is output in the first treatment mode or the second treatment mode (S103).
- the living body is caused by the heat caused by the high frequency current.
- the output current I from the output source 33, the output voltage V, etc. are adjusted by the processor 31 so that the tissue is denatured. That is, in any of the treatment modes, the processor 31 controls the output of the first electrical energy from the output source 33 in a state where the living tissue is coagulated and / or dissected due to the high frequency current.
- the processor 41 causes the output current I ′ from the output source 43 to be constant or substantially constant with time at the current value I ′ 1.
- the output from the output source 43 is controlled by constant current control to be kept (S104).
- the amplitude of the ultrasonic transducer 21 and the amplitude of the end effector 7 when vibration is transmitted from the ultrasonic transducer 21 change in accordance with the output current I ′. Therefore, by performing the above-described constant current control for the output current I ′, the amplitude of the end effector 7 due to the ultrasonic vibration is kept constant or substantially constant with time.
- the processors 31, 41 determine whether or not the stop command has been received (S105).
- the processor is switched from the state in which the operation input is performed by only one of the operation buttons 17 to the state in which the operation input is not performed by all the operation buttons 17. 31, 41 receive the stop command. If the stop instruction has not been received (S105-No), the process returns to S103, and the processors 31 and 41 sequentially perform the processes of S103 and thereafter. Therefore, the processors 31, 41 control the output of the first electrical energy in the corresponding treatment mode (S103) and the above-described constant current control on the output of the second electrical energy (S104) until the stop instruction is received. To continue.
- the processor 31 switches the output of the first electrical energy to the determination mode, and causes the output source 33 to output the first electrical energy in the determination mode (S106).
- the determination mode the output of the first electrical energy to the end effector 7 and the return electrode plate 15, that is, the HF (high-frequency) output is reduced as compared to the treatment mode. Therefore, the processor 31 reduces the output of the first electrical energy based on the reception of the stop command as compared to before receiving the stop command. Since the output of the first electrical energy decreases, the output current I, the output voltage V, the output power P, and the like from the output source 33 decrease in the determination mode as compared to the treatment mode.
- the processor 31 reduces the output of the first electrical energy from the output source 33 to such an extent that the biological tissue is not denatured due to the high frequency current.
- the processor 31 reduces the output of the first electrical energy from the output source 33 to such an extent that the biological tissue is not denatured due to the high frequency current.
- the end effector 7 contacts the living tissue, although it is minute, a high frequency current flows through the living tissue between the end effector 7 and the return electrode plate 15.
- the processor 41 performs constant current control to keep the output current I ′ from the output source 43 constant or substantially constant with time at the current value I ′ 1 even after receiving the stop command. Control the output from (S107). Therefore, even after receiving the stop command, the supply of the second electrical energy to the ultrasonic transducer 21 is continued, and the end effector 7 continuously vibrates (operates).
- the processor 31 acquires the impedance Z of the circuit through which the output current I flows based on the output current I and the output voltage V from the output source 33 (S108).
- the processors 31 and 41 determine whether the acquired impedance Z is higher than the threshold Zth (S109). That is, the determination is made on the basis of the parameter related to the first electrical energy after the point at which the output from the output source 33 is reduced.
- the impedance Z changes in accordance with whether or not the end effector 7 is in contact with the living tissue.
- a high frequency current easily flows between the end effector 7 and the return electrode plate 15, and the impedance Z is low.
- the end effector 7 is not in contact with the living tissue, the high frequency current does not flow or hardly flows between the end effector 7 and the return electrode plate 15, and the impedance Z is high. Therefore, whether or not the end effector 7 is in contact with the living tissue is appropriately determined based on whether or not the impedance Z is higher than the threshold Zth.
- the processors 31 and 41 determine that the end effector 7 is separated from the living tissue, and output of the first electrical energy from the output source 33 and an output source The output of the second electric energy from 43 is stopped (S110). Thereby, the supply of the first electrical energy to the end effector 7 and the return electrode plate 15 and the supply of the second electrical energy to the ultrasonic transducer 21 are stopped.
- the processors 31, 41 determine that the end effector 7 is in contact with the living tissue. Then, the processors 31 and 41 determine whether the elapsed time Y from the time of receiving the stop instruction is longer than the reference time Yref (S111). If the elapsed time Y is longer than the reference time Yref (S111-Yes), the processors 31 and 41 determine that a failure or the like has occurred and output the first electric energy from the output source 33 and the output from the output source 43. The supply of the second electrical energy is stopped (S112).
- the process returns to S106, and the processors 31 and 41 sequentially perform the processes of S106 and thereafter. Therefore, before the reference time Yref elapses from the time when the stop command is received, as long as the impedance Z is equal to or lower than the threshold Zth, the processors 31, 41 control the output of the first electrical energy in the determination mode (S106), And the above-mentioned constant current control (S107) to the output of the 2nd electric energy is performed continuously.
- the end effector 7 is in contact with the treatment target.
- the supply to the transducer 21 is continued, and the end effector 7 continuously vibrates (operates).
- FIG. 4 shows an example of temporal switching between ON and OFF of the operation input on one of the operation members (one of the 17), and FIG. 5 shows the operation members (as shown in FIG. 4)
- FIG. 6 shows an output source 33 when the ON / OFF of the operation input on the operation member (one of 17) changes as shown in FIG. 4 and the impedance Z changes as shown in FIG.
- FIG. 7 shows ON-OFF of the operation input on the operation member (one of 17) as shown in FIG.
- FIG. 7 shows ON-OFF of the operation input on the operation member (one of 17) as shown in FIG.
- FIG. 5 shows an example of a temporal change of the US (ultrasonic) output, which is the output of the second electrical energy from the output source 43, when the impedance Z changes as shown in FIG. 5.
- the horizontal axis indicates, for example, time t based on the start of simultaneous output of the first electrical energy and the second electrical energy.
- the vertical axis indicates ON-OFF of the operation input on the operation member (one of 17), and in FIG. 5, the vertical axis indicates impedance Z.
- FIG. 6 the height of the HF output is shown on the vertical axis
- FIG. 7 the height of the US output is shown on the vertical axis.
- the operation input on the operation member (one of 17) is stopped, and the operation input on the operation member (one of 17) is switched to OFF.
- the processors 31, 41 receive a stop command.
- the processor 31 switches the output of the first electrical energy to the determination mode by the process of S106.
- the output of the first electrical energy is reduced compared to before time t1.
- the supply of the second electrical energy to the ultrasonic transducer 21 is continued after time t1, and the end effector 7 continues to vibrate.
- the end effector 7 after stopping the operation input on the operation member (one of 17) at time t1, the end effector 7 is separated from the living tissue by the operator.
- the impedance Z increases with time.
- the end effector 7 does not completely contact the living tissue at or near the time t2 before the reference time Yref has elapsed from the time t1. For this reason, as shown in FIG. 5, at time t2, the impedance Z reaches the threshold Zth and increases to a value higher than the threshold Zth immediately after time t2.
- the impedance Z is, for example, infinite. Then, the processor 31, 41 determines that the impedance Z is higher than the threshold Zth at time t2 or immediately after that, and determines that the end effector 7 is not in contact with the living tissue. Thereby, as shown in FIGS. 6 and 7, the processors 31 and 41 stop the output of the first electrical energy and the output of the second electrical energy by the process of S110 at or immediately after time t2.
- the processors 31 and 41 continue the supply of the second electrical energy as long as it determines that the end effector 7 is in contact with the living tissue. , The end effector 7 is continuously vibrated (operated). Therefore, even if the end effector 7 is in contact with the living tissue after the processors 31 and 41 receive the stop command, sticking of the living tissue to the end effector 7 is effectively prevented.
- the processors 31 and 41 after receiving the stop command, the processors 31 and 41 output the first electric energy and the second electric energy based on the determination that the end effector 7 does not contact the living tissue. Stop the output of electrical energy. Therefore, after receiving the stop command, the supply of the second electrical energy to the ultrasonic transducer (electrical element) 21 is stopped with the end effector 7 completely separated from the living tissue, and the end effector 7 Vibration (operation) is stopped. That is, when the end effector 7 after receiving the stop command is separated from the living tissue, the ultrasonic transducer 21 is activated and the end effector 7 vibrates. Therefore, when the end effector 7 is separated from the living tissue, sticking of the living tissue to the end effector 7 is effectively prevented.
- the processor 31 can obtain the impedance Z of the circuit through which the output current I flows. Then, even after receiving the stop command, the processors 31 and 41 can appropriately determine whether the end effector 7 is in contact with the living tissue based on the impedance Z.
- the present invention determines whether or not the end effector 7 is in contact with a living tissue is determined based on the impedance Z, but the present invention is not limited to this.
- the output current I from the output source 33 which is one of the first electrical energy related parameters, is used instead of the impedance Z to determine whether the end effector 7 is in contact with living tissue , Will be judged.
- the processor 31 acquires the output current I (the current value of the output current I) from the output source 33 instead of the process of S108. Then, instead of the process of S109, the processors 31 and 41 determine whether the acquired output current I is larger than the threshold Ith.
- the processors 31 and 41 determine that the end effector 7 is separated from the living tissue, and in the same manner as the processing of S110, The output and the output of the second electric energy are stopped.
- the processors 31 and 41 determine that the end effector 7 is in contact with the living tissue. Then, if the elapsed time Y is less than or equal to the reference time Yref in S111 (S111-No), the process returns to S106.
- the end effector 7 is in contact with the treatment target.
- the supply of electric energy to the ultrasonic transducer 21 is continued, and the end effector 7 continuously vibrates (operates).
- the processor 31 acquires the output power P from the output source 33 instead of the process of S108. Then, the processors 31 and 41 determine whether the acquired output power P is larger than the threshold Pth, instead of the process of S109.
- the output power P is also large because the output current I is large.
- the output power I is small because the output current I is small. Therefore, based on whether the output power P is larger than the threshold Pth, it is appropriately determined whether the end effector 7 is in contact with the living tissue.
- the processors 31 and 41 determine that the end effector 7 is separated from the living tissue, and in the same manner as the processing of S110, The output and the output of the second electric energy are stopped.
- the processors 31 and 41 determine that the end effector 7 is in contact with the living tissue. Then, if the elapsed time Y is less than or equal to the reference time Yref in S111 (S111-No), the process returns to S106.
- the end effector 7 is in contact with the treatment target.
- the supply of electric energy to the ultrasonic transducer 21 is continued, and the end effector 7 continuously vibrates (operates).
- the end effector 7 contacts the living tissue based on the parameter related to the first electric energy at or immediately before the processor 31, 41 receives the stop command. Determine if it is.
- the processors 31 and 41 perform the processes of S101 to S105.
- the processor 31 detects a waveform related to the output current I detected by the current detection circuit 36A.
- the detection waveform related to the output voltage V detected by the voltage detection circuit 36B is acquired (S113).
- the processor 31 That is, acquisition of the detected waveform (S113) is continued until the stop command is received.
- processor 31 will acquire center value alpha of a wave mentioned below about a detection waveform in front of the time of receiving stop command, or just before that (S114) . That is, the center value ⁇ of the detection waveform detected by the current detection circuit 36A or the voltage detection circuit 36B at or immediately after receiving the stop command is acquired as a parameter related to the first electric energy. Then, the processors 31 and 41 determine whether the absolute value
- the processors 31 and 41 determine that the end effector 7 is not in contact with the living tissue (treatment target), and the first electric energy The output and the output of the second electrical energy are stopped (S116).
- the processors 31 and 41 determine that the end effector 7 is in contact with the living tissue (treatment target) and perform processing The process proceeds to S106. Then, as in the first embodiment, the processors 31 and 41 perform the processes of S106 to S112. Therefore, in the present modification, when it is determined that the end effector 7 is in contact with the living tissue based on the center value ⁇ of the detection waveform at or immediately before receiving the stop command, the time when the stop command is received. Later on, the processor 31 switches to the output of the first electrical energy in the treatment mode and reduces the output of the first electrical energy. Then, after reducing the output of the first electric energy, it is determined whether or not the end effector 7 is in contact with the living tissue, as in the first embodiment and the like.
- the end effector 7 in a state where the living tissue is coagulated and / or cut by heat caused by the high frequency current, and the end effector 7 vibrates (operates) by ultrasonic vibration, the end effector 7 contacts the living tissue. And separation from living tissue at high speed. At this time, even when the end effector 7 is separated from the living tissue, the clearance between the end effector 7 and the living tissue is minute. In a state where the end effector 7 repeats contact with living tissue and separation from living tissue at high speed, the first electric energy is output to the end effector 7 and the return electrode plate 15 with high output as in the treatment mode, etc. Then, discharge occurs in the end effector 7.
- the end effector 7 when the end effector 7 is separated from the living tissue to such an extent that the end effector 7 can not contact the living tissue, the first electric energy is output to the end effector 7 and the return electrode plate 15 with high output, and ultrasonic vibration Thus, even if the end effector 7 vibrates, no discharge occurs in the end effector 7. Therefore, whether or not the end effector 7 is in contact with the living tissue, that is, the end effector 7 is in contact with the living tissue based on whether or not the discharge is generated at or immediately after receiving the stop command. And it is appropriately determined whether or not separation from the living tissue is repeated at high speed.
- FIG. 9 shows an example of a detection waveform detected by the current detection circuit 36A or the voltage detection circuit 36B when a discharge occurs in the end effector 7.
- the horizontal axis indicates time t
- the vertical axis indicates detection current i detected by the current detection circuit 36A or detection voltage v detected by the voltage detection circuit 36B.
- a direct current component is superimposed on the waveform of the output current I in the detection current i in the current detection circuit 36A.
- a DC voltage component is superimposed on the waveform of the output voltage V at the detection voltage v in the voltage detection circuit 36B.
- the center value ⁇ of the wave in the detection waveform is largely deviated from zero.
- the wave of the detection waveform has a central value ⁇ 1 in the superimposed portion of the direct current component (direct current voltage component), and the absolute value
- the DC component DC voltage component
- the processor 31, 41 determines whether or not the absolute value
- the end effector 7 determines whether or not the end effector 7 is in contact with the living tissue based on the parameter related to the first electric energy at or immediately before the stop command is received. Be done. Further, in this modification, as in the above-described embodiment and the like, the end effector 7 contacts the living tissue even on the basis of the parameter related to the first electric energy after the time of receiving the stop command. It is judged appropriately whether it is or not.
- a switching setting unit is provided in any one of the power supply devices 3 and 4.
- the switching setting unit may be provided on either of the touch panels 38 and 48, or may be a button or a dial (not shown) provided on any of the power supply devices 3 and 4.
- the processors 31 and 41 determine whether the end effector 7 is in contact with the treatment target based on the setting in the switching setting unit, and the end effector 7 contacts the treatment target. Switching between a state in which the determination as to whether or not it is not made is made.
- the processor 31, 41 When it is determined whether or not the end effector 7 is in contact with the treatment target, the processor 31, 41 receives the stop command, as in the above-described embodiment and the like, and then the parameter related to the first electrical energy. It is determined based on whether or not the subject of treatment is in contact. On the other hand, when it is not determined whether the end effector 7 is in contact with the treatment target, the processors 31, 41 receive the stop command, or immediately after receiving the stop command, the first electric The output of energy and the output of second electrical energy are stopped. At this time, the output of the first electrical energy and the second electrical energy is stopped based on the stop command regardless of other conditions such as whether the end effector is in contact with the treatment target.
- the processor 41 receives from the output source 43 compared to the time before receiving the stop command. Lower the output of the second electrical energy.
- the processor 41 sets the output current I ′ from the output source 43 to a current value I ′ 2 smaller than the current value I ′ 1 instead of performing the process of S 107.
- the output from the output source 43 is controlled by constant current control which keeps constant or substantially constant with time.
- the ON / OFF of the operation input on the operation member changes as shown in FIG. 4 and the impedance Z changes as shown in FIG.
- An example of a temporal change of US output which is an output of the 2nd electric energy from output source 43 is shown.
- the processor 41 reduces the output (US output) of the second electrical energy as compared to that before time t1. Then, the output of the second electrical energy at the low output is continued until the output of the second electrical energy is stopped at or immediately after time t2.
- the processor 41 performs the stop command only during a part of the period from the time of receiving the stop command to the time of stopping the supply of the first electrical energy and the supply of the second electrical energy. Lower the output of the second electrical energy than before receiving the signal.
- the processor 41 after receiving the stop command, for a period other than the period for reducing the output of the second electric energy, for example, the second at the same or substantially the same height as that before receiving the stop command. Electrical energy is output.
- the processor 41 makes the parameter corresponding to the first electrical energy such as the impedance Z correspond.
- the magnitude of the output of the second electrical energy from the output source 43 is changed. That is, from the time when the stop command is received to the time when the supply of the first electrical energy and the supply of the second electrical energy is stopped, the processor 41 makes the first electrical energy correspond to the parameter corresponding to the first electrical energy. 2. Change the output of electrical energy.
- the processor 41 reduces the output of the second electrical energy as the impedance Z is higher, that is, as the impedance Z is closer to the threshold Zth.
- FIG. 11 shows the case where the ON / OFF of the operation input on the operation member (one of 17) changes as shown in FIG. 4 and the impedance Z changes as shown in FIG.
- An example of a temporal change of US output which is an output of the 2nd electric energy from output source 43 is shown.
- the processor 41 changes the output (US output) of the second electrical energy in accordance with the impedance Z.
- the impedance Z increases with time between time t1 and time t2. Therefore, as shown in FIG.
- processor 41 causes the output of the second electrical energy to decrease with time in response to the increase in impedance Z with time. Let Then, when the impedance Z reaches the threshold value Zth at time t2, the output of the first electrical energy and the output of the second electrical energy are stopped at time t2 or immediately after that as in the above-described embodiment and the like.
- sound generators such as a buzzer
- the processors 31 and 41 receive the stop command, they notify by making the sound generator emit a sound. Also, after receiving the stop command, the processors 31 and 41 determine that the end effector 7 is not in contact with the living tissue, and stop the output of the first electrical energy and the second electrical energy. Make a sound from the sound generator and make a notice. Note that the tone when the stop command is received and the tone when the output is stopped may be identical to each other or different from each other. Further, instead of the sound generator, notification may be performed by causing a light emitting member such as a light to emit light, or notification may be performed by display on either of the touch panels 38 and 48.
- the output sources 33 and 43 may be provided in one power supply device in a certain modification.
- the power supply apparatus provided with the output sources 33 and 43 is provided with the current detection circuits 36A and 46A, the voltage detection circuits 36B and 46B, and the A / D converters 37 and 47, and one or more processors. Is provided.
- the processing performed by the processors 31 and 41 in the above-described embodiment and the like is performed by one or more processors provided in the power supply device. Therefore, a control device that controls the treatment system 1 is formed by one or more processors provided in the power supply device.
- an electric motor is provided to the treatment instrument 2 instead of the ultrasonic transducer 21 as an electrical element.
- the second electric energy output from the output source 43 is supplied to the electric motor.
- the electric motor is operated and a driving force is generated by the electric motor.
- the driving force generated by the electric motor is transmitted to the end effector 7, and the end effector 7 is operated by the transmitted driving force. Therefore, also in this modification, the end effector 7 operates by operating the electric motor by supplying the second electric energy to the electric motor which is an electric element.
- the first electric energy is supplied, whereby the end effector (7) can apply a high frequency current to the living tissue, and the second electric energy
- the supply activates the electrical element (21) to operate the end effector (7).
- the processor (31, 41) of the control device receives a stop command for stopping the supply of the first electrical energy and the second electrical energy while the first electrical energy and the second electrical energy are being supplied. . Then, after the processor (31, 41) receives the stop command, the end effector contacts the living tissue based on the first electric energy related parameter (Z; I; P; ⁇ ). To judge.
- the present invention is not limited to the above embodiment, and can be variously modified in the implementation stage without departing from the scope of the invention.
- the embodiments may be implemented in combination as appropriate as possible, in which case the combined effect is obtained.
- the above embodiments include inventions of various stages, and various inventions can be extracted by an appropriate combination of a plurality of disclosed configuration requirements.
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Abstract
本発明の目的は、生体組織を通して高周波電流を流すことが可能な処置システムにおいて、高周波電流の付与後のエンドエフェクタを生体組織から離す際に、エンドエフェクタへの生体組織の貼付きを有効に防止する制御装置及びその制御装置の作動方法を提供することである。処置具のエンドエフェクタは、第1の電気エネルギーが供給されることにより、高周波電流を生体組織に付与可能になり、第2の電気エネルギーの供給によって電気的素子が作動されることにより、動作する。プロセッサは、前記第1の電気エネルギー及び前記第2の電気エネルギーが供給されている状態において、供給を停止する停止指令を受取(S105)。前記プロセッサは、前記停止指令を受取った後、前記第1の電気エネルギーに関連するパラメータに基づいて、前記エンドエフェクタが前記生体組織に接触しているか否かを判断する(S109)。
Description
本発明は、高周波電流を生体組織に付与可能なエンドエフェクタ、及び、作動されることによりエンドエフェクタを動作させる電気的素子を備える処置具とともに用いられる制御装置に関する。また、その制御装置の作動方法に関する。
US2013/0190660A1には、エンドエフェクタを備える処置具、及び、処置具とは別体の対極板を備える処置システムが、開示されている。この処置システムでは、処置具に電気的素子として超音波トランスデューサが設けられる。この処置システムを用いた処置においては、エンドエフェクタ及び対極板に第1の電気エネルギー(高周波電力)が供給されると同時に超音波トランスデューサに第2の電気エネルギーが供給される状態で、エンドエフェクタを処置対象である生体組織に接触させる。これにより、エンドエフェクタと対極板との間で処置対象を通して高周波電流が流れ、高周波電流に起因する熱によって生体組織が凝固及び/又は切開される。この際、第2の電気エネルギーの供給によって超音波トランスデューサで超音波振動が発生し、発生した超音波振動がエンドエフェクタに伝達されることにより、エンドエフェクタが振動する(動作する)。エンドエフェクタが振動することにより、高周波電流に起因する熱によって生体組織が凝固及び/又は切開されている状態において、エンドエフェクタへの生体組織の貼付き(焦付き)が防止される。
US2013/0190660A1のような処置システムを用いた処置では、高周波電流に起因する熱によって生体組織を凝固及び/又は切開した後、エンドエフェクタを生体組織から離す。エンドエフェクタを生体組織から離す際には、生体組織が凝固及び/又は切開される処置時と同様に、エンドエフェクタへの生体組織の貼付きが防止されることが求められる。
本発明の目的とするところは、生体組織を通して高周波電流を流すことが可能な処置システムにおいて、高周波電流の付与後のエンドエフェクタを生体組織から離す際に、エンドエフェクタへの生体組織の貼付きを有効に防止する制御装置及びその制御装置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、本発明のある態様は、第1の電気エネルギーが供給されることにより、高周波電流を生体組織に付与可能になるエンドエフェクタと、第2の電気エネルギーの供給によって作動されることにより、前記エンドエフェクタを動作させる電気的素子と、を備える処置具とともに用いられる制御装置であって、前記制御装置は、前記第1の電気エネルギー及び前記第2の電気エネルギーが供給されている状態において、前記第1の電気エネルギー及び前記第2の電気エネルギーの供給を停止する停止指令を受取り、 前記停止指令を受取った後、前記第1の電気エネルギーに関連するパラメータに基づいて、前記エンドエフェクタが前記生体組織に接触しているか否かを判断する、プロセッサを備える。
本発明の別のある態様は、第1の電気エネルギーが供給されることにより、高周波電流を生体組織に付与可能になるエンドエフェクタと、第2の電気エネルギーの供給によって作動されることにより、前記エンドエフェクタを動作させる電気的素子と、を備える処置具とともに用いられる制御装置の作動方法であって、前記第1の電気エネルギー及び前記第2の電気エネルギーが供給されている状態において、前記第1の電気エネルギー及び前記第2の電気エネルギーの供給を停止する停止指令を受取ることと、前記停止指令を受取った後、前記第1の電気エネルギーに関連するパラメータに基づいて、前記エンドエフェクタが前記生体組織に接触しているか否かを判断することと、を備える。
本発明の別のある態様は、第1の電気エネルギーが供給されることにより、高周波電流を生体組織に付与可能になるエンドエフェクタと、第2の電気エネルギーの供給によって作動されることにより、前記エンドエフェクタを動作させる電気的素子と、を備える処置具とともに用いられる制御装置の作動方法であって、前記第1の電気エネルギー及び前記第2の電気エネルギーが供給されている状態において、前記第1の電気エネルギー及び前記第2の電気エネルギーの供給を停止する停止指令を受取ることと、前記停止指令を受取った後、前記第1の電気エネルギーに関連するパラメータに基づいて、前記エンドエフェクタが前記生体組織に接触しているか否かを判断することと、を備える。
(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7を参照して説明する。
本発明の第1の実施形態について、図1乃至図7を参照して説明する。
図1は、本実施形態の処置システム1を示す図である。図1に示すように、処置システム1は、処置具2及び電源装置3,4を備える。処置具2は、筒状のシャフト5、ハウジング6及びエンドエフェクタ7を備える。ハウジング6は、シャフト5の中心軸に沿う方向についてシャフト5の一方側に連結される。また、ハウジング6は、術者等によって保持可能であり、本実施形態では、ハウジング6の中心軸は、シャフト5の中心軸と同軸又は略同軸になる。ここで、シャフト5の中心軸に沿う方向についてシャフト5に対してハウジング6が位置する側を基端側とし、基端側とは反対側を先端側とする。
処置具2では、ロッド部材8が、ハウジング6の内部からシャフト5の内部を通って、先端側へ向かって延設される。そして、ロッド部材8は、シャフト5の先端からの先端側へ突出し、ロッド部材8のシャフト5からの突出部分によってエンドエフェクタ7が形成される。本実施形態では、ロッド部材8は、チタン合金等の振動伝達性が高い材料から形成される。また、エンドエフェクタ7は、導電性を有する。
ハウジング6は、ケーブル11を介して電源装置(第1の電源装置)3に分離可能に接続され、ケーブル12を介して電源装置(第2の電源装置)4に分離可能に接続される。また、電源装置3,4は、ケーブル13を介して互いに対して接続される。なお、ある実施例では、ケーブル13を設ける代わりに、電源装置3,4が互いに対して無線通信可能であってもよい。また、処置システム1には、導電性を有する対極板15が設けられる。対極板15は、ケーブル16を介して電源装置3に分離可能に接続される。
ハウジング6には、操作部材として(本実施形態では2つの)操作ボタン17が設けられる。操作ボタン17のそれぞれでは、第1の電気エネルギー及び第2の電気エネルギーを同時に処置具2に供給させる操作を入力可能である。なお、ある実施例では、操作ボタン17の代わりに、又は、操作ボタン17に加えて、処置具2とは別体のフットスイッチ等が、第1の電気エネルギー及び第2の電気エネルギーを同時に処置具2に供給させる操作を入力可能な操作部材として、設けられてもよい。
図2は、処置具2に第1の電気エネルギー及び第2の電気エネルギーを供給する構成を示す図である。図2に示すように、電源装置3は、プロセッサ(コントローラ)31及び記憶媒体32を備え、電源装置4は、プロセッサ(コントローラ)41及び記憶媒体42を備える。プロセッサ31,41のそれぞれは、CPU(Central Processing Unit)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)又はFPGA(Field Programmable Gate Array)等を含む集積回路等から形成される。プロセッサ31は、電源装置3において1つのみ設けられてもよく、電源装置3において複数設けられてもよい。同様に、プロセッサ41は、電源装置4において1つのみ設けられてもよく、電源装置4において複数設けられてもよい。本実施形態では、プロセッサ31,41のそれぞれは、処置システム1を制御する制御装置の少なくとも一部を構成する。
プロセッサ31での処理は、プロセッサ31又は記憶媒体32に記憶されたプログラムに従って行われる。そして、記憶媒体32には、プロセッサ31で用いられる処理プログラム、及び、プロセッサ31での演算で用いられるパラメータ、関数及びテーブル等が記憶される。同様に、プロセッサ41での処理は、プロセッサ41又は記憶媒体42に記憶されたプログラムに従って行われる。そして、記憶媒体42には、プロセッサ41で用いられる処理プログラム、及び、プロセッサ41での演算で用いられるパラメータ、関数及びテーブル等が記憶される。また、プロセッサ31,41は、有線又は無線によって、互いに対して情報交換可能である。
プロセッサ31,41は、操作ボタン(操作部材)17のそれぞれで操作入力が行われているか否か、すなわち、操作ボタン17のそれぞれでの操作入力がONであるか又はOFFあるかを、判断する。ある実施例では、操作ボタン17のそれぞれに対応させてスイッチ(図示しない)が、ハウジング6の内部に設けられ、スイッチのそれぞれは、対応する操作ボタン(17の対応する1つ)での操作に対応してONとOFFとの間が切替わる。プロセッサ31,41は、スイッチのそれぞれがONであるか又はOFFであるかを検出する。そして、プロセッサ31,41は、対応するスイッチについての検出結果に基づいて、操作ボタン17のそれぞれで操作入力が行われているか否かを判断する。
プロセッサ31,41は、全ての操作ボタン17で操作入力が行われていない状態から操作ボタン17のいずれか1つのみで操作入力が行われている状態へ切替わりを示す検出信号を、第1の電気エネルギー及び第2の電気エネルギーの処置具2への同時供給を開始させる供給開始指令と判断する。このため、全ての操作ボタン17で操作入力がOFFの状態から操作ボタン17のいずれか1つのみで操作入力がONの状態へ切替わることにより、プロセッサ31,41は、供給開始指令を受取る。また、プロセッサ31,41は、操作ボタン17のいずれか1つのみで操作入力が行われている状態から全ての操作ボタン17で操作入力が行われていない状態への切替わりを示す検出信号を、第1の電気エネルギー及び第2の電気エネルギーの処置具2への供給を停止させる停止指令と判断する。このため、操作ボタン17のいずれか1つのみで操作入力がONの状態から全ての操作ボタン17で操作入力がOFFの状態へ切替わることにより、プロセッサ31,41は、停止指令を受取る。
電源装置3は、出力源(高周波電源)33を備える。出力源33は、波形生成器、変換回路、リレー回路及び変圧器等を備え、駆動回路(高周波駆動回路)を形成する。出力源33は、バッテリー電源又はコンセント電源等からの電力を第1の電気エネルギーである高周波電力に変換するとともに、第1の電気エネルギーを出力可能である。出力源33は、電気経路35Aを介してエンドエフェクタ7に電気的に接続されるとともに、電気経路35Bを介して対極板15に電気的に接続される。電気経路35Aは、例えば、ケーブル11の内部を通って延設され、電気経路35Bは、例えば、ケーブル16の内部を通って延設される。
出力源33から出力された第1の電気エネルギーは、電気経路35A,35Bを介して、エンドエフェクタ7及び対極板15に供給される。エンドエフェクタ7及び対極板15に第1の電気エネルギー(高周波電力)が供給されることにより、エンドエフェクタ7及び対極板15は、互いに対して異なる電位を有する電極として機能する。これにより、エンドエフェクタ7と対極板15との間で生体組織等を通して高周波電流を流すことが可能になり、生体組織等に高周波電流を付与可能となる。プロセッサ31は、操作ボタン17のそれぞれでの操作等に基づいて、出力源33からの出力を制御し、エンドエフェクタ7及び対極板15への第1の電気エネルギーの供給を制御する。
また、電源装置3には、電流検出回路36A、電圧検出回路36B及びA/D変換器37が設けられる。電流検出回路36Aは、出力源33からエンドエフェクタ7及び対極板15への出力電流Iを検出し、電圧検出回路36Bは、エンドエフェクタ7及び対極板15への出力電圧Vを検出する。A/D変換器37は、電流検出回路36Aで検出された出力電流Iの電流値を示すアナログ信号、及び、電圧検出回路36Bで検出された出力電圧Vの電圧値を示すアナログ信号をデジタル信号に変換し、変換したデジタル信号をプロセッサ31に伝達する。これにより、プロセッサ31は、出力源33からの出力電流I及び出力電圧Vに関する情報を取得し、第1の電気エネルギーに関連するパラメータとして出力源33からの出力電流I及び出力電圧Vを算出する。
また、プロセッサ31は、出力源33からの出力電流I及び出力電圧Vの算出結果等に基づいて、出力電流Iが流れる回路のインピーダンスZ、及び、出力源33からの出力電力P等を、第1の電気エネルギーに関連するパラメータとして算出する。プロセッサ31は、出力電流I、出力電圧V、インピーダンスZ及び出力電力P等を含む第1の電気エネルギーに関連するパラメータに基づいて、出力源33からエンドエフェクタ7及び対極板15への第1の電気エネルギーの出力を制御する。
また、本実施形態では、電源装置3に、タッチパネル38が設けられる。タッチパネル38は、例えば、出力源33からの出力レベル等の出力源33からの出力に関する設定を入力可能な入力部として機能する。また、タッチパネル38は、例えば、出力源33からの出力電流I及び出力電圧V等の出力源33からの出力に関する情報が表示される表示部としても機能する。
処置具2には、電気的素子として超音波トランスデューサ21が設けられる。超音波トランスデューサ21は、ハウジング6の内部において基端側からロッド部材8に接続される。また、電源装置4は、出力源(超音波電源)43を備える。出力源43は、波形生成器、変換回路、リレー回路及び変圧器等を備え、駆動回路(超音波駆動回路)を形成する。出力源43は、バッテリー電源又はコンセント電源等からの電力を第2の電気エネルギーに変換するとともに、第2の電気エネルギーを出力可能である。出力源43は、電気経路45A,45Bを介して超音波トランスデューサ21に接続される。
電気経路45A,45Bのそれぞれは、例えば、ケーブル12の内部を通って延設される。出力源43から出力された第2の電気エネルギーは、電気経路45A,45Bを介して、超音波トランスデューサ21に供給される。この際、第2の電気エネルギーとして所定の周波数範囲のある周波数の交流電力が、超音波トランスデューサ21に供給される。プロセッサ41は、操作ボタン17のそれぞれでの操作等に基づいて、出力源43からの出力を制御し、超音波トランスデューサ21への第2の電気エネルギーの供給を制御する。
超音波トランスデューサ21に第2の電気エネルギー(交流電力)が供給されることにより、超音波トランスデューサ21が作動され、超音波トランスデューサ21で超音波振動が発生する。発生した超音波振動は、ロッド部材8を介してエンドエフェクタ7に伝達される。エンドエフェクタ7に超音波振動が伝達されることにより、エンドエフェクタ7は、振動する。すなわち、電気的素子である超音波トランスデューサ21が作動されることにより、エンドエフェクタ7が動作する。この際、エンドエフェクタ7を含むロッド部材8は、所定の周波数範囲のある周波数で振動し、本実施形態では、ロッド部材8の振動方向は長手軸Cに対して平行又は略平行になる。
また、電源装置4には、電流検出回路46A、電圧検出回路46B及びA/D変換器47が設けられる。電流検出回路46Aは、出力源43から超音波トランスデューサ21への出力電流I´を検出し、電圧検出回路46Bは、超音波トランスデューサ21への出力電圧V´を検出する。A/D変換器47は、電流検出回路46Aで検出された出力電流I´の電流値を示すアナログ信号、及び、電圧検出回路46Bで検出された出力電圧Vの電圧値を示すアナログ信号をデジタル信号に変換し、変換したデジタル信号をプロセッサ41に伝達する。これにより、プロセッサ41は、出力源43からの出力電流I´及び出力電圧V´に関する情報を取得し、第2の電気エネルギーに関連するパラメータとして出力源33からの出力電流I´及び出力電圧V´を算出する。
また、プロセッサ41は、出力源43からの出力電流I´及び出力電圧V´の算出結果等に基づいて、超音波トランスデューサ21のインピーダンス(出力電流I´が流れる回路のインピーダンス)Z´、及び、出力源43からの出力電力P´等を、第2の電気エネルギーに関連するパラメータとして算出する。プロセッサ41は、出力電流I´、出力電圧V´、インピーダンスZ´及び出力電力P´等を含む第2の電気エネルギーに関連するパラメータに基づいて、出力源43から超音波トランスデューサ21への第2の電気エネルギーの出力を制御する。ある実施例では、プロセッサ41は、出力電流I´と出力電圧V´との位相差がなくなる状態に、PLL制御(Phase Lock Loop制御)を行う。また、本実施形態では、プロセッサ41は、出力電流I、出力電圧V、インピーダンスZ及び出力電力P等を含む第1の電気エネルギーに関連するパラメータをプロセッサ31から取得する。そして、プロセッサ41は、第2の電気エネルギーに関連するパラメータに加えて第1の電気エネルギーに関連するパラメータに基づいて、超音波トランスデューサ21への第2の電気エネルギーの出力を制御する。
また、本実施形態では、電源装置4に、タッチパネル48が設けられる。タッチパネル48は、例えば、出力源43からの出力レベル等の出力源43からの出力に関する設定を入力可能な入力部として機能する。また、タッチパネル48は、例えば、出力源43からの出力電流I´及び出力電圧V´等の出力源43からの出力に関する情報が表示される表示部としても機能する。
次に、本実施形態のプロセッサ31,41から形成される制御装置、及び、処置システム1の作用及び効果について説明する。処置システム1を用いて処置を行う際には、術者は、対極板15を人体等の被検体に設置し、ハウジング6を保持する。そして、エンドエフェクタ7を処置対象である生体組織の近傍に配置し、操作ボタン17のいずれか1つにおいて操作入力を行う。操作ボタン17のいずれか1つでの操作入力がONになることにより、プロセッサ31は、エンドエフェクタ7及び対極板15に第1の電気エネルギーを供給させ、プロセッサ41は、超音波トランスデューサ21に第2の電気エネルギーを供給させる。そして、第1の電気エネルギー及び第2の電気エネルギーの両方が処置具2に供給されている状態において、エンドエフェクタ7を処置対象である生体組織に接触させる。
第1の電気エネルギーが処置具2に供給されている状態においてエンドエフェクタ7が生体組織に接触することにより、エンドエフェクタ7と対極板15との間で生体組織を通して高周波電流が流れ、高周波電流が生体組織に付与される。高周波電流に起因する熱によって、生体組織が変性され、処置対象である生体組織は、凝固及び/又は切開される。ここで、操作ボタン17の中のある1つで操作入力が行われた場合は、プロセッサ31は、第1の処置モードで出力源33からの第1の電気エネルギーの出力を制御する。この場合、出力源33から出力電流Iとして連続波形の高周波電流が出力され、高周波電流に起因する熱によって生体組織は主に切開される。一方、操作ボタン17の中の別のある1つで操作入力が行われた場合は、プロセッサ31は、第1の処置モードとは異なる第2の処置モードで出力源33からの第1の電気エネルギーの出力を制御する。この場合、出力源33から出力電流Iとしてバースト波形(断続波形)の高周波電流が出力され、高周波電流に起因する熱によって生体組織は主に凝固(封止)される。
また、操作ボタン17のいずれか1つで操作入力がONになり、第2の電気エネルギーが超音波トランスデューサ21に供給されることにより、超音波トランスデューサ21が作動される。これにより、超音波トランスデューサ21で発生した振動がエンドエフェクタ7に伝達され、エンドエフェクタ7が振動する(動作する)。エンドエフェクタ7が振動することにより、高周波電流に起因する熱によって生体組織が凝固及び/又は切開されている状態において、エンドエフェクタ7への生体組織の貼付き(焦付き)が防止される。
そして、高周波電流によって前述のように生体組織を凝固及び/又は切開した後は、術者は、操作入力が行われている操作ボタン(17の対応する1つ)において操作入力を停止する。そして、操作入力が行われている操作ボタン(17の対応する1つ)での操作入力を停止した後、すなわち、操作入力が行われている操作ボタン(17の対応する1つ)において操作入力をOFFに切替えた後、術者は、エンドエフェクタ7を生体組織から離す。なお、生体組織を凝固及び/又は切開した後において、エンドエフェクタ7を生体組織から離した後、操作入力が行われている操作ボタン(17の対応する1つ)での操作入力を停止してもよい。
図3は、第1の電気エネルギー及び第2の電気エネルギーの出力制御において、プロセッサ31,41によって行われる処理を示すフローチャートである。図3に示すように、第1の電気エネルギー及び第2の電気エネルギーの出力制御では、プロセッサ31,41は、供給開始指令を受取ったか否かを判断する(S101)。本実施形態では、前述のように、全ての操作ボタン17での操作入力が停止されている状態から操作ボタン17のいずれか1つのみで操作入力が行われている状態へ切替わることにより、プロセッサ31,41は、供給開始指令を受取る。供給開始指令を受取っていない場合は(S101-No)、処理はS101に戻る。したがって、プロセッサ31,41は、供給開始指令を受取るまで待機する。供給開始指令を受取ると(S101-Yes)、プロセッサ31は、出力源33から第1の電気エネルギーの出力を開始させるとともに、プロセッサ41は、出力源43から第2の電気エネルギーの出力を開始させる。すなわち、プロセッサ31,41は、第1の電気エネルギー及び第2の電気エネルギーの同時出力を開始させる(S102)。
第1の電気エネルギー及び第2の電気エネルギーの同時出力が開始されると、プロセッサ31は、操作入力が行われている操作ボタン(17の対応する1つ)に対応する処置モード(前述の第1の処置モード又は第2の処置モード)で第1の電気エネルギーを出力させる(S103)。この際、いずれの処置モードにおいても、すなわち、操作ボタン17の中で操作入力が行われている操作ボタン(17の対応する1つ)がいずれであっても、高周波電流に起因する熱によって生体組織が変性される状態に、出力源33からの出力電流I及び出力電圧V等がプロセッサ31によって調整される。すなわち、いずれの処置モードにおいても、プロセッサ31は、高周波電流に起因して生体組織が凝固及び/又は切開される状態に、出力源33からの第1の電気エネルギーの出力を制御する。
また、第1の電気エネルギー及び第2の電気エネルギーの同時出力が開始されると、プロセッサ41は、出力源43からの出力電流I´を電流値I´1で経時的に一定又は略一定に保つ定電流制御で、出力源43からの出力を制御する(S104)。ここで、超音波トランスデューサ21の振幅、及び、超音波トランスデューサ21から振動が伝達されたときのエンドエフェクタ7の振幅は、出力電流I´に対応して変化する。このため、出力電流I´について前述の定電流制御が行われることにより、超音波振動によるエンドエフェクタ7の振幅は、経時的に一定又は略一定に保たれる。
そして、プロセッサ31,41は、停止指令を受取ったか否かを判断する(S105)。本実施形態では、前述のように、操作ボタン17のいずれか1つのみで操作入力が行われている状態から全ての操作ボタン17で操作入力が行われていない状態へ切替わることにより、プロセッサ31,41は、停止指令を受取る。停止指令を受取っていない場合は(S105-No)、処理はS103に戻り、プロセッサ31,41は、S103以降の処理を順次行う。したがって、停止指令を受取るまで、プロセッサ31,41は、対応する処置モードでの第1の電気エネルギーの出力制御(S103)、及び、第2の電気エネルギーの出力に対する前述した定電流制御(S104)を、継続して行う。
停止指令を受取ると(S105-Yes)、プロセッサ31は、第1の電気エネルギーの出力を判断モードに切替え、判断モードで第1の電気エネルギーを出力源33から出力させる(S106)。判断モードに切替わることにより、処置モードに比べて、エンドエフェクタ7及び対極板15への第1の電気エネルギーの出力、すなわち、HF(high-frequency)出力が、低下する。したがって、プロセッサ31は、停止指令を受取ったことに基づいて、停止指令を受取る前に比べて、第1の電気エネルギーの出力を低下させる。第1の電気エネルギーの出力が低下するため、判断モードでは、処置モードに比べて出力源33から出力電流I、出力電圧V及び出力電力P等が低下する。そして、判断モードでは、プロセッサ31は、高周波電流に起因して生体組織が変性されない程度まで、出力源33からの第1の電気エネルギーの出力を低下させる。ただし、判断モードにおいても、エンドエフェクタ7が生体組織に接触することにより、微小であるが、エンドエフェクタ7と対極板15との間で生体組織を通して高周波電流が流れる。
本実施形態では、停止指令を受取った後も、プロセッサ41は、出力源43からの出力電流I´を電流値I´1で経時的に一定又は略一定に保つ定電流制御で、出力源43からの出力を制御する(S107)。このため、停止指令を受取った後も、超音波トランスデューサ21への第2の電気エネルギーの供給が継続され、エンドエフェクタ7は、継続して振動する(動作する)。また、停止指令を受取ると(S105-Yes)、プロセッサ31は、出力源33からの出力電流I及び出力電圧Vに基づいて、出力電流Iが流れる回路のインピーダンスZを取得する(S108)。
そして、プロセッサ31,41は、取得したインピーダンスZが閾値Zthより高いか否かを判断する(S109)。すなわち、出力源33からの出力を低下させた時点より後の第1の電気エネルギーに関連するパラメータ基づいて、判断が行われる。ここで、インピーダンスZは、エンドエフェクタ7が生体組織に接触しているか否かに対応して、変化する。エンドエフェクタ7が生体組織に接触している場合は、エンドエフェクタ7と対極板15との間で高周波電流が流れ易く、インピーダンスZは低い。一方、エンドエフェクタ7が生体組織に接触していない場合は、エンドエフェクタ7と対極板15との間で高周波電流が流れない又は流れ難く、インピーダンスZは高い。このため、インピーダンスZが閾値Zthより高いか否かに基づいて、エンドエフェクタ7が生体組織に接触しているか否かが適切に判断される。
インピーダンスZが閾値Zthより高い場合は(S109-Yes)、プロセッサ31,41は、エンドエフェクタ7が生体組織から離れていると判断し、出力源33からの第1の電気エネルギーの出力及び出力源43からの第2の電気エネルギーの出力を停止させる(S110)。これにより、エンドエフェクタ7及び対極板15への第1の電気エネルギーの供給、及び、超音波トランスデューサ21への第2の電気エネルギーの供給が、停止される。
インピーダンスZが閾値Zth以下の場合は(S109-No)、プロセッサ31,41は、エンドエフェクタ7が生体組織に接触していると判断する。そして、プロセッサ31,41は、停止指令を受取った時点からの経過時間Yが基準時間Yrefより長いか否かを判断する(S111)。経過時間Yが基準時間Yrefより長い場合は(S111-Yes)、プロセッサ31,41は、不具合等が発生したと判断し、出力源33からの第1の電気エネルギーの出力及び出力源43からの第2の電気エネルギーの供給を停止させる(S112)。
一方、経過時間Yが基準時間Yref以下の場合は(S111-No)、処理はS106に戻り、プロセッサ31,41は、S106以降の処理を順次行う。したがって、停止指令を受取った時点から基準時間Yref経過する前においては、インピーダンスZが閾値Zth以下である限り、プロセッサ31,41は、判断モードでの第1の電気エネルギーの出力制御(S106)、及び、第2の電気エネルギーの出力に対する前述した定電流制御(S107)を、継続して行う。したがって、経過時間Yが基準時間Yref以下で、かつ、インピーダンスZが閾値Zth以下である限りは、エンドエフェクタ7が処置対象に接触していると判断されるため、第2の電気エネルギーの超音波トランスデューサ21への供給が継続され、エンドエフェクタ7は、継続して振動する(動作する)。
図4は、ある1つの操作部材(17のある1つ)での操作入力のONとOFFとの間の経時的な切替わりの一例を示し、図5は、図4のように操作部材(17のある1つ)での操作入力のON-OFFが変化した場合の、インピーダンスZの経時的な変化の一例を示す。そして、図6は、図4のように操作部材(17のある1つ)での操作入力のON-OFFが変化し、かつ、図5のようにインピーダンスZが変化した場合の、出力源33からの第1の電気エネルギーの出力であるHF出力の経時的な変化の一例を示し、図7は、図4のように操作部材(17のある1つ)での操作入力のON-OFFが変化し、かつ、図5のようにインピーダンスZが変化した場合の、出力源43からの第2の電気エネルギーの出力であるUS(ultrasonic)出力の経時的な変化の一例を示す。図4乃至図7では、横軸に、例えば、第1の電気エネルギー及び第2の電気エネルギーの同時出力の開始を基準とする時間tを示す。また、図4では、縦軸に操作部材(17のある1つ)での操作入力のON-OFFを示し、図5では、縦軸にインピーダンスZを示す。そして、図6では、縦軸にHF出力の高さを示し、図7では、縦軸にUS出力の高さを示す。
図4乃至図7の一例では、時間t1において、操作部材(17のある1つ)での操作入力が停止され、操作部材(17のある1つ)での操作入力がOFFに切替わる。このため、時間t1又はその直後に、プロセッサ31,41は、停止指令を受取る。そして、図6に示すように、時間t1又はその直後において、プロセッサ31は、S106の処理によって、第1の電気エネルギーの出力を判断モードに切替える。これにより、判断モードに切替えられた後は、時間t1より前に比べて、第1の電気エネルギーの出力が低下する。また、図7に示すように、時間t1より後においても、第2の電気エネルギーの超音波トランスデューサ21への供給は継続され、エンドエフェクタ7は継続して振動する。
また、図4乃至図7の一例では、時間t1において操作部材(17のある1つ)での操作入力を停止した後において、術者によって、エンドエフェクタ7は生体組織から離される。エンドエフェクタ7を生体組織から離す移動が開始されると、インピーダンスZが経時的に増加する。図4乃至図7の一例では、時間t1から基準時間Yref経過する前の時間t2又はその近傍において、エンドエフェクタ7が生体組織に完全に接触しない状態となる。このため、図5に示すように、時間t2では、インピーダンスZは、閾値Zthに到達し、時間t2の直後において閾値Zthより高い値まで増加する。なお、エンドエフェクタ7が生体組織に完全に接触しない状態では、インピーダンスZは、例えば無限大となる。そして、プロセッサ31,41は、時間t2又はその直後において、インピーダンスZが閾値Zthより高くなったと判断し、エンドエフェクタ7が生体組織に接触していないと判断する。これにより、図6及び図7に示すように、プロセッサ31,41は、時間t2又はその直後において、S110の処理によって、第1の電気エネルギーの出力及び第2の電気エネルギーの出力を停止させる。
前述のように、本実施形態では、停止指令を受取っても、プロセッサ31,41は、エンドエフェクタ7が生体組織に接触していると判断する限りは、第2の電気エネルギーの供給を継続させ、エンドエフェクタ7を継続して振動させる(動作させる)。このため、プロセッサ31,41が停止指令を受取った後において、エンドエフェクタ7が生体組織に接触していても、生体組織のエンドエフェクタ7への貼付きが、有効に防止される。
また、本実施形態では、停止指令を受取った後において、エンドエフェクタ7が生体組織に接触していないと判断したことに基づいて、プロセッサ31,41は、第1の電気エネルギーの出力及び第2の電気エネルギーの出力を停止させる。このため、停止指令を受取った後において、生体組織からエンドエフェクタ7が完全に離れた状態で、超音波トランスデューサ(電気的素子)21への第2の電気エネルギーの供給が停止され、エンドエフェクタ7の振動(動作)が停止される。すなわち、停止指令の受取り後のエンドエフェクタ7を生体組織から離している際には、超音波トランスデューサ21は作動され、エンドエフェクタ7は振動する。このため、エンドエフェクタ7を生体組織から離す際において、エンドエフェクタ7への生体組織の貼付きが、有効に防止される。
また、本実施形態では、停止指令を受取った後においても、高周波電流に起因して生体組織が変性されない程度に、出力源33から第1の電気エネルギーが出力される。このため、停止指令を受取った後においても、プロセッサ31は、出力電流Iが流れる回路のインピーダンスZを取得可能である。そして、停止指令を受取った後においても、プロセッサ31,41は、インピーダンスZに基づいて、エンドエフェクタ7が生体組織に接触しているか否かを適切に判断可能である。
(変形例)
なお、第1の実施形態では、インピーダンスZに基づいて、エンドエフェクタ7が生体組織に接触しているか否かが、判断されるがこれに限るものではない。ある変形例では、第1の電気エネルギーに関連するパラメータの1つである出力源33からの出力電流IをインピーダンスZの代わりに用いて、エンドエフェクタ7が生体組織に接触しているか否かが、判断される。本変形例では、停止指令を受取ると(S105-Yes)、プロセッサ31は、S108の処理の代わりに、出力源33からの出力電流I(出力電流Iの電流値)を取得する。そして、プロセッサ31,41は、S109の処理の代わりに、取得した出力電流Iが閾値Ithより大きいか否かを判断する。エンドエフェクタ7が生体組織に接触している場合は、エンドエフェクタ7と対極板15との間で高周波電流が流れ易く、出力電流Iは大きい。一方、エンドエフェクタ7が生体組織に接触していない場合は、エンドエフェクタ7と対極板15との間で高周波電流が流れない又は流れ難く、出力電流Iは小さい。したがって、出力電流Iが閾値Ithより大きいか否かに基づいて、エンドエフェクタ7が生体組織に接触しているか否かが適切に判断される。
なお、第1の実施形態では、インピーダンスZに基づいて、エンドエフェクタ7が生体組織に接触しているか否かが、判断されるがこれに限るものではない。ある変形例では、第1の電気エネルギーに関連するパラメータの1つである出力源33からの出力電流IをインピーダンスZの代わりに用いて、エンドエフェクタ7が生体組織に接触しているか否かが、判断される。本変形例では、停止指令を受取ると(S105-Yes)、プロセッサ31は、S108の処理の代わりに、出力源33からの出力電流I(出力電流Iの電流値)を取得する。そして、プロセッサ31,41は、S109の処理の代わりに、取得した出力電流Iが閾値Ithより大きいか否かを判断する。エンドエフェクタ7が生体組織に接触している場合は、エンドエフェクタ7と対極板15との間で高周波電流が流れ易く、出力電流Iは大きい。一方、エンドエフェクタ7が生体組織に接触していない場合は、エンドエフェクタ7と対極板15との間で高周波電流が流れない又は流れ難く、出力電流Iは小さい。したがって、出力電流Iが閾値Ithより大きいか否かに基づいて、エンドエフェクタ7が生体組織に接触しているか否かが適切に判断される。
本変形例では、出力電流Iが閾値Ithより大きい場合は、プロセッサ31,41は、エンドエフェクタ7が生体組織から離れていると判断し、S110の処理と同様にして、第1の電気エネルギーの出力及第2の電気エネルギーの出力を停止させる。一方、出力電流Iが閾値Ith以下の場合は、プロセッサ31,41は、エンドエフェクタ7が生体組織に接触していると判断する。そして、S111において経過時間Yが基準時間Yref以下の場合は(S111-No)、処理はS106に戻る。したがって、本変形例では、経過時間Yが基準時間Yref以下で、かつ、出力電流Iが閾値Ith以下である限りは、エンドエフェクタ7が処置対象に接触していると判断されるため、第2の電気エネルギーの超音波トランスデューサ21への供給が継続され、エンドエフェクタ7は、継続して振動する(動作する)。
また、別のある変形例では、第1の電気エネルギーに関連するパラメータの1つである出力源33からの出力電力Pを用いて、エンドエフェクタ7が生体組織に接触しているか否かが、判断される。本変形例では、停止指令を受取ると(S105-Yes)、プロセッサ31は、S108の処理の代わりに、出力源33からの出力電力Pを取得する。そして、プロセッサ31,41は、S109の処理の代わりに、取得した出力電力Pが閾値Pthより大きいか否かを判断する。エンドエフェクタ7が生体組織に接触している場合は、出力電流Iが大きいため、出力電力Pも大きい。一方、エンドエフェクタ7が生体組織に接触していない場合は、出力電流Iが小さいため、出力電力Pも小さい。したがって、出力電力Pが閾値Pthより大きいか否かに基づいて、エンドエフェクタ7が生体組織に接触しているか否かが適切に判断される。
本変形例では、出力電力Pが閾値Pthより大きい場合は、プロセッサ31,41は、エンドエフェクタ7が生体組織から離れていると判断し、S110の処理と同様にして、第1の電気エネルギーの出力及第2の電気エネルギーの出力を停止させる。一方、出力電力Pが閾値Pth以下の場合は、プロセッサ31,41は、エンドエフェクタ7が生体組織に接触していると判断する。そして、S111において経過時間Yが基準時間Yref以下の場合は(S111-No)、処理はS106に戻る。したがって、本変形例では、経過時間Yが基準時間Yref以下で、かつ、出力電力Pが閾値Pth以下である限りは、エンドエフェクタ7が処置対象に接触していると判断されるため、第2の電気エネルギーの超音波トランスデューサ21への供給が継続され、エンドエフェクタ7は、継続して振動する(動作する)。
また、図8に示す第1の変形例では、プロセッサ31,41が停止指令を受取った時点又はその直前での第1の電気エネルギーに関連するパラメータに基づいて、エンドエフェクタ7が生体組織に接触しているか否かを判断する。本変形例でも第1の実施形態と同様に、プロセッサ31,41は、S101~S105の処理を行う。ただし、本変形例では、第1の電気エネルギー及び第2の電気エネルギーの同時出力が開始されると(S102-Yes)、プロセッサ31は、電流検出回路36Aで検出された出力電流Iに関する検出波形、又は、電圧検出回路36Bで検出された出力電圧Vに関する検出波形を取得する(S113)。そして、プロセッサ31は、対応する処置モードでの第1の電気エネルギーの出力制御(S103)、及び、第2の電気エネルギーの出力に対する前述した定電流制御(S104)が行われている間は、すなわち、停止指令を受取るまでは、検出波形の取得(S113)を継続して行う。
そして、本変形例では、停止指令を受取ると(S105-Yes)、プロセッサ31は、停止指令を受取った時点又はその直前での検出波形について、後述する波の中心値αを取得する(S114)。すなわち、停止指令を受取った時点又はその直前において電流検出回路36A又は電圧検出回路36Bで検出された検出波形の中心値αが、第1の電気エネルギーに関連するパラメータとして、取得される。そして、プロセッサ31,41は、取得した検出波形の中心値αの絶対値│α│が閾値αthより小さいか否かを判断する(S115)。中心値αの絶対値が閾値αthより小さい場合は(S115-Yes)、プロセッサ31,41は、エンドエフェクタ7が生体組織(処置対象)に接触していないと判断し、第1の電気エネルギーの出力及び第2の電気エネルギーの出力を停止させる(S116)。
一方、中心値αの絶対値│α│が閾値αth以上の場合は(S115-No)、プロセッサ31,41は、エンドエフェクタ7が生体組織(処置対象)に接触していると判断し、処理は、S106に進む。そして、第1の実施形態と同様に、プロセッサ31,41は、S106~S112の処理を行う。したがって、本変形例では、停止指令を受取った時点又はその直前での検出波形の中心値αに基づいてエンドエフェクタ7が生体組織に接触していると判断した場合は、停止指令を受取った時点より後において、プロセッサ31は、処置モードでの第1の電気エネルギーの出力に切替え、第1の電気エネルギーの出力を低下させる。そして、第1の電気エネルギーの出力を低下させた後、第1の実施形態等と同様にして、エンドエフェクタ7が生体組織と接触しているか否かが判断される。
ここで、高周波電流に起因する熱によって生体組織を凝固及び/又は切開し、かつ、超音波振動によってエンドエフェクタ7が振動(動作)している状態では、エンドエフェクタ7は、生体組織への接触及び生体組織からの離間を高速で繰返す。この際、エンドエフェクタ7が生体組織から離間した状態でも、エンドエフェクタ7と生体組織との間の隙間は微小である。生体組織への接触及び生体組織からの離間をエンドエフェクタ7が高速で繰返す状態において、処置モードでの出力等のように高出力でエンドエフェクタ7及び対極板15に第1の電気エネルギーが出力されると、エンドエフェクタ7において放電が発生する。一方、エンドエフェクタ7が生体組織に接触不可能な程度に生体組織から離れて位置する場合は、高出力でエンドエフェクタ7及び対極板15に第1の電気エネルギーが出力され、かつ、超音波振動によってエンドエフェクタ7が振動しても、エンドエフェクタ7で放電は発生しない。このため、停止指令を受取った時点又はその直前において放電が発生しているか否かに基づいて、エンドエフェクタ7が生体組織に接触しているか否か、すなわち、エンドエフェクタ7が生体組織への接触及び生体組織からの離間を高速で繰返す状態であるか否かが、適切に判断される。
図9は、エンドエフェクタ7において放電が発生した場合の、電流検出回路36A又は電圧検出回路36Bで検出される検出波形の一例を示す。図9では、横軸に時間tを示し、縦軸に電流検出回路36Aで検出される検出電流i又は電圧検出回路36Bで検出される検出電圧vを示す。図9に示すように、エンドエフェクタ7において放電が発生すると、電流検出回路36Aでの検出電流iにおいて、出力電流Iの波形に直流成分が重畳される。同様に、エンドエフェクタ7において放電が発生すると、電圧検出回路36Bでの検出電圧vにおいて、出力電圧Vの波形に直流電圧成分が重畳される。このため、エンドエフェクタ7に放電が発生すると、検出波形において波の中心値αがゼロから大きくずれる。図9の一例では、直流成分(直流電圧成分)の重畳部分において検出波形の波は中心値α1となり、中心値α1の絶対値│α1│は、閾値αthより大きい。一方、エンドエフェクタ7に放電が発生していない状態では、検出波形において直流成分(直流電圧成分)が重畳されない。このため、検出波形の波の中心値αは、ゼロになる、又は、ゼロからほとんどずれない。
したがって、停止指令を受取った時点又はその直前での検出波形における波の中心値αの絶対値│α│が閾値αthより小さいか否かに基づいて、停止指令を受取った時点又はその直前においてエンドエフェクタ7で放電が発生しているか否かが、適切に判断される。このため、本変形例では、停止指令を受取った時点又はその直前での検出波形における中心値αの絶対値│α│が閾値αthより小さいか否かがプロセッサ31,41によって判断されることにより、エンドエフェクタ7が生体組織に接触しているか否か、すなわち、エンドエフェクタ7が生体組織への接触及び生体組織からの離間を高速で繰返す状態であるか否かが、適切に判断される。
前述のように本変形例では、停止指令を受取った時点又はその直前での第1の電気エネルギーに関連するパラメータに基づいて、エンドエフェクタ7が生体組織に接触しているか否かが適切に判断される。また、本変形例では、前述の実施形態等と同様に、停止指令を受取った時点より後での第1の電気エネルギーに関連するパラメータに基づいても、エンドエフェクタ7が生体組織に接触しているか否かが適切に判断される。
また、ある変形例では、電源装置3,4のいずれかに切替え設定部が設けられる。この場合、切替え設定部は、タッチパネル38,48のいずれかに設けられてもよく、電源装置3,4のいずれかに設けられるボタン又はダイヤル(図示しない)等であってもよい。本変形例では、切替え設定部での設定に基づいて、プロセッサ31,41は、エンドエフェクタ7が処置対象に接触しているか否かの判断を行う状態と、エンドエフェクタ7が処置対象に接触しているか否かの判断を行わない状態と、の間を切替える。
エンドエフェクタ7が処置対象に接触しているか否かの判断を行う場合は、前述の実施形態等と同様に、プロセッサ31,41は、停止指令を受取ると、第1の電気エネルギーに関連するパラメータに基づいて、処置対象へ接触しているか否かを判断する。一方、エンドエフェクタ7が処置対象に接触しているか否かの判断を行わない場合は、プロセッサ31,41は、停止指令を受取ると、停止指令を受取った時点又はその直後に、第1の電気エネルギーの出力及び第2の電気エネルギーの出力を停止させる。この際、エンドエフェクタが処置対象に接触しているか否か等のその他の条件に関係なく、停止指令に基づいて、第1の電気エネルギー及び第2の電気エネルギーの出力が停止される。
また、第2の変形例では、停止指令を受取った後に第2の電気エネルギーの出力が継続される場合おいて、プロセッサ41は、停止指令を受取った時点より前に比べて、出力源43からの第2の電気エネルギーの出力を低下させる。本変形例では、例えば、停止指令を受取った後において、プロセッサ41は、S107の処理を行う代わりに、出力源43からの出力電流I´を電流値I´1より小さい電流値I´2で経時的に一定又は略一定に保つ定電流制御で、出力源43からの出力を制御する。
また、第2の変形例では、停止指令を受取った後に第2の電気エネルギーの出力が継続される場合おいて、プロセッサ41は、停止指令を受取った時点より前に比べて、出力源43からの第2の電気エネルギーの出力を低下させる。本変形例では、例えば、停止指令を受取った後において、プロセッサ41は、S107の処理を行う代わりに、出力源43からの出力電流I´を電流値I´1より小さい電流値I´2で経時的に一定又は略一定に保つ定電流制御で、出力源43からの出力を制御する。
図10は、本変形例において、図4のように操作部材(17のある1つ)での操作入力のON-OFFが変化し、かつ、図5のようにインピーダンスZが変化した場合の、出力源43からの第2の電気エネルギーの出力であるUS出力の経時的な変化の一例を示す。図10に示す一例では、時間t1又はその直後において停止指令を受取ると、プロセッサ41は、時間t1より前に比べて、第2の電気エネルギーの出力(US出力)を低下させる。そして、時間t2又はその直後で第2の電気エネルギーの出力が停止されるまで、低出力での第2の電気エネルギーの出力が継続される。
なお、別のある変形例では、プロセッサ41は、停止指令を受取った時点から第1の電気エネルギーの供給及び第2の電気エネルギーの供給を停止させる時点までの一部の期間でのみ、停止指令を受取った時点よりも前に比べて、第2の電気エネルギーの出力を低下させる。この場合、停止指令を受取った後において、第2の電気エネルギーの出力を低下させる期間以外の期間では、例えば、停止指令を受取った時点より前と同一又は略同一の高さで、第2の電気エネルギーが出力される。
また、第3の変形例では、停止指令を受取った後に第2の電気エネルギーの出力が継続される場合おいて、プロセッサ41は、インピーダンスZ等の第1の電気エネルギーに関連するパラメータに対応させて、出力源43からの第2の電気エネルギーの出力の大きさを変化させる。すなわち、停止指令を受取った時点から第1の電気エネルギーの供給及び第2の電気エネルギーの供給を停止させる時点までにおいて、プロセッサ41は、第1の電気エネルギーに関連するパラメータに対応させて、第2の電気エネルギーの出力を変化させる。本変形例では、例えば、停止指令を受取った後において、プロセッサ41は、インピーダンスZが高いほど、すなわち、インピーダンスZが閾値Zthに近い値であるほど、第2の電気エネルギーの出力を低下させる。
図11は、本変形例において、図4のように操作部材(17のある1つ)での操作入力のON-OFFが変化し、かつ、図5のようにインピーダンスZが変化した場合の、出力源43からの第2の電気エネルギーの出力であるUS出力の経時的な変化の一例を示す。図11に示す一例では、時間t1又はその直後において停止指令を受取ると、プロセッサ41は、インピーダンスZに対応させて、第2の電気エネルギーの出力(US出力)を変化させる。図5の一例では、時間t1から時間t2の間においてインピーダンスZは経時的に増加する。このため、図11に示すように、時間t1と時間t2との間の期間では、プロセッサ41は、インピーダンスZの経時的な増加に対応させて、第2の電気エネルギーの出力を経時的に低下させる。そして、時間t2においてインピーダンスZが閾値Zthに到達すると、前述の実施形態等と同様に、時間t2又はその直後において、第1の電気エネルギーの出力及び第2の電気エネルギーの出力が停止される。
また、ある変形例では、例えば、電源装置3,4のいずれかにブザー等の音発生器が設けられる。プロセッサ31,41は、停止指令を受取ると、音発生器から音を発信させることにより、告知を行う。また、プロセッサ31,41は、停止指令を受取った後において、エンドエフェクタ7が生体組織に接触していないと判断し、第1の電気エネルギー及び第2の電気エネルギーの出力を停止させた場合も、音発生器から音を発信させ、告知を行う。なお、停止指令を受取った際の発信音、及び、出力が停止された際の発信音は、互いに対して同一であってもよく、互いに対して異なってもよい。また、音発生器の代わりに、ライト等の発光部材を発光させることにより告知を行ってもよく、タッチパネル38,48のいずれかでの表示によって告知を行ってもよい。
また、前述の実施形態等では、2つの電源装置3,4が設けられるが、ある変形例では、1つの電源装置に出力源33,43が設けられてもよい。この場合、例えば、出力源33,43が設けられる電源装置に、電流検出回路36A,46A、電圧検出回路36B,46B及びA/D変換器37,47が設けられるとともに、1つ又は複数のプロセッサが設けられる。そして、前述の実施形態等においてプロセッサ31,41によって行われる処理は、電源装置に設けられる1つ又は複数のプロセッサによって、行われる。したがって、電源装置に設けられる1つ又は複数のプロセッサによって、処置システム1を制御する制御装置が形成される。
また、ある変形例では、電気的素子として超音波トランスデューサ21の代わりに電動モータが処置具2に設けられる。本変形例では、出力源43から出力された第2の電気エネルギーは、電動モータに供給される。電動モータに第2の電気エネルギーが供給されることにより、電動モータが作動され、電動モータで駆動力が発生する。そして電動モータで発生した駆動力は、エンドエフェクタ7に伝達され、伝達された駆動力によってエンドエフェクタ7が動作する。したがって、本変形例でも、電気的素子である電動モータへの第2の電気エネルギーの供給によって電動モータが作動されることにより、エンドエフェクタ7が動作する。
前述の実施形態等では、処置具(2)では、第1の電気エネルギーが供給されることにより、エンドエフェクタ(7)が、高周波電流を生体組織に付与可能になり、第2の電気エネルギーの供給によって電気的素子(21)が作動されることにより、エンドエフェクタ(7)が動作する。制御装置のプロセッサ(31,41)は、第1の電気エネルギー及び第2の電気エネルギーが供給されている状態において、第1の電気エネルギー及び第2の電気エネルギーの供給を停止する停止指令を受取る。そして、プロセッサ(31,41)は、停止指令を受取った後、第1の電気エネルギーに関連するパラメータ(Z;I;P;α)に基づいて、エンドエフェクタが生体組織に接触しているか否かを判断する。
なお、本願発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。
Claims (11)
- 第1の電気エネルギーが供給されることにより、高周波電流を生体組織に付与可能になるエンドエフェクタと、第2の電気エネルギーの供給によって作動されることにより、前記エンドエフェクタを動作させる電気的素子と、を備える処置具とともに用いられる制御装置であって、
前記第1の電気エネルギー及び前記第2の電気エネルギーが供給されている状態において、前記第1の電気エネルギー及び前記第2の電気エネルギーの供給を停止する停止指令を受取り、
前記停止指令を受取った後、前記第1の電気エネルギーに関連するパラメータに基づいて、前記エンドエフェクタが前記生体組織に接触しているか否かを判断する、
プロセッサを具備する制御装置。 - 前記プロセッサは、前記エンドエフェクタが前記生体組織に接触していると判断した場合は、前記電気的素子への前記第2の電気エネルギーの供給を継続させ、前記エンドエフェクタの動作を継続させる、請求項1の制御装置。
- 前記プロセッサは、前記エンドエフェクタが前記生体組織に接触していないと判断した場合は、前記エンドエフェクタへの前記第1の電気エネルギーの供給及び前記電気的素子への前記第2の電気エネルギーの供給を停止させる、請求項1の制御装置。
- 前記プロセッサは、前記停止指令を受取ったことに基づいて、前記エンドエフェクタへの前記第1の電気エネルギーの出力を低下させ、
前記プロセッサは、前記第1の電気エネルギーの前記出力を低下させた時点より後の前記パラメータに基づいて、前記エンドエフェクタが前記生体組織に接触しているか否かを判断する、
請求項1の制御装置。 - 前記プロセッサは、前記停止指令を受取った時点又はその直前での前記パラメータに基づいて、前記エンドエフェクタが前記生体組織に接触しているか否かを判断する、請求項1の制御装置。
- 前記プロセッサは、前記停止指令を受取った前記時点又はその直前での前記パラメータに基づいて前記エンドエフェクタが前記生体組織に接触していると判断した場合は、前記エンドエフェクタへの前記第1の電気エネルギーの出力を低下させ、
前記プロセッサは、前記第1の電気エネルギーの前記出力を低下させた時点より後の前記パラメータに基づいて、前記エンドエフェクタが前記生体組織に接触しているか否かを判断する、
請求項5の制御装置。 - 前記プロセッサ、前記エンドエフェクタへの出力電流、前記エンドエフェクタへの出力電力、及び、前記出力電流が流れる回路のインピーダンスの少なくとも1つを前記パラメータとして用いて、前記エンドエフェクタが前記生体組織に接触しているか否かを判断する、請求項1の制御装置。
- 前記プロセッサは、前記停止指令を受取った時点から前記第1の電気エネルギーの供給及び前記第2の電気エネルギーの供給を停止させる時点までの少なくとも一部の期間において、前記停止指令を受取った時点よりも前に比べて、前記第2の電気エネルギーの出力を低下させる、請求項1の制御装置。
- 前記プロセッサは、前記停止指令を受取った時点から前記第1の電気エネルギーの供給及び前記第2の電気エネルギーの供給を停止させる時点までにおいて、前記パラメータの変化に対応させて、前記第2の電気エネルギーの出力を変化させる、請求項1の制御装置。
- 前記プロセッサは、前記電気的素子として設けられる超音波トランスデューサに前記第2の電気エネルギーを供給させることにより、前記超音波トランスデューサで発生した超音波振動を前記エンドエフェクタに伝達させ、前記エンドエフェクタを動作させる、請求項1の制御装置。
- 第1の電気エネルギーが供給されることにより、高周波電流を生体組織に付与可能になるエンドエフェクタと、第2の電気エネルギーの供給によって作動されることにより、前記エンドエフェクタを動作させる電気的素子と、を備える処置具とともに用いられる制御装置の作動方法であって、
前記第1の電気エネルギー及び前記第2の電気エネルギーが供給されている状態において、前記第1の電気エネルギー及び前記第2の電気エネルギーの供給を停止する停止指令を受取ることと、
前記停止指令を受取った後、前記第1の電気エネルギーに関連するパラメータに基づいて、前記エンドエフェクタが前記生体組織に接触しているか否かを判断することと、
を具備する方法。
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