JP2000237204A - 監視制御回路を有する超音波発振器 - Google Patents
監視制御回路を有する超音波発振器Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 超音波振動を用いる外科用メスでの温度変
化、使用時の部品長さの変化による共振条件の喪失とそ
れに伴う性能低下を早期に回復する。 【解決手段】 励振する発振器は電圧制御発振器と位相
検出器とを用いて発振周波数のフエーズロツクループ制
御を行うと共に共振状態を監視しており、非共振状態を
検出したら記憶されている最も最近の共振周波数を供給
して共振状態を早期に回復する。
化、使用時の部品長さの変化による共振条件の喪失とそ
れに伴う性能低下を早期に回復する。 【解決手段】 励振する発振器は電圧制御発振器と位相
検出器とを用いて発振周波数のフエーズロツクループ制
御を行うと共に共振状態を監視しており、非共振状態を
検出したら記憶されている最も最近の共振周波数を供給
して共振状態を早期に回復する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は変換器組立体に共振周波
数でエネルギーを与えて使用するために超音波信号を発
生するシステムと方法とに関する。特に、本発明はフエ
ーズロツク周波数制御ループを組み入れたそして更に非
共振状態を自動的に検出しそして共振を再確立する監視
回路を組み入れた超音波発振器に関する。
数でエネルギーを与えて使用するために超音波信号を発
生するシステムと方法とに関する。特に、本発明はフエ
ーズロツク周波数制御ループを組み入れたそして更に非
共振状態を自動的に検出しそして共振を再確立する監視
回路を組み入れた超音波発振器に関する。
【０００２】
【従来の技術】切開（cutting）や血液凝固（coagulati
ng）の様な外科機能の実施の目的で使用出来る超音波式
外科システムは公知である。この様なシステムは通常ハ
ンドピース組立体（handpiece assembly）に設置された
変換器組立体を励振する電気信号を発生する発振器を組
入れている。
ng）の様な外科機能の実施の目的で使用出来る超音波式
外科システムは公知である。この様なシステムは通常ハ
ンドピース組立体（handpiece assembly）に設置された
変換器組立体を励振する電気信号を発生する発振器を組
入れている。
【０００３】該変換器組立体は通常望ましい機能を実行
するために、端末作働体の様な、伝達部品と結合されて
いる。該変換器組立体と結合された該伝達部品は種々の
長さにすることが出来る。
するために、端末作働体の様な、伝達部品と結合されて
いる。該変換器組立体と結合された該伝達部品は種々の
長さにすることが出来る。
【０００４】該伝達部品は種々の環境条件に曝されるの
で、温度特性は変化して与えられた発振器が次善の動作
状態でしか機能しない結果となる。更に、該変換器と結
合された該伝達部品の長さが増加すると、該伝達部品に
沿って追加的な望ましくない振動の節が発生する。
で、温度特性は変化して与えられた発振器が次善の動作
状態でしか機能しない結果となる。更に、該変換器と結
合された該伝達部品の長さが増加すると、該伝達部品に
沿って追加的な望ましくない振動の節が発生する。
【０００５】伝達部品が実質的に温度に不変な特性に自
然に曝された時に機能するそして望ましくない振動運動
をも制御する発振器の必要性が引き続き存在する。
然に曝された時に機能するそして望ましくない振動運動
をも制御する発振器の必要性が引き続き存在する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の装置と方法は超
音波式外科システムの性能を高める。該装置と方法はよ
り長い超音波伝達部品を駆動出来てそして異なる基本周
波数を有する伝達部品を駆動出来る。
音波式外科システムの性能を高める。該装置と方法はよ
り長い超音波伝達部品を駆動出来てそして異なる基本周
波数を有する伝達部品を駆動出来る。
【０００７】本発明の１つの装置は監視制御回路と共に
正常動作モードでの発振器の出力周波数を制御するフイ
ードバツクループと組み合わされた電圧制御発振器を組
み入れた発振器を備えている。該監視制御回路は、１つ
の実施例では、望ましくない動作モードを検出するよう
そして、それに応答して、予め決められた位相状態を回
復する目的で該発振器に監視的なそしてオーバーライド
（overriding）する制御信号を印加するよう適合されて
いる。正常な動作モードが回復された時は、該監視制御
回路は残りの回路と減結合されるか分離されそれにより
該フイードバツクループに該発振器の出力の制御を取り
戻させる。
正常動作モードでの発振器の出力周波数を制御するフイ
ードバツクループと組み合わされた電圧制御発振器を組
み入れた発振器を備えている。該監視制御回路は、１つ
の実施例では、望ましくない動作モードを検出するよう
そして、それに応答して、予め決められた位相状態を回
復する目的で該発振器に監視的なそしてオーバーライド
（overriding）する制御信号を印加するよう適合されて
いる。正常な動作モードが回復された時は、該監視制御
回路は残りの回路と減結合されるか分離されそれにより
該フイードバツクループに該発振器の出力の制御を取り
戻させる。
【０００８】例えば、該発振器が超音波変換器を共振周
波数で駆動しようとする時、正常な動作モードは共振状
態での動作に対応する。この場合、望ましくない状態は
共振の喪失で示される。
波数で駆動しようとする時、正常な動作モードは共振状
態での動作に対応する。この場合、望ましくない状態は
共振の喪失で示される。
【０００９】本発明の１つの側面では、監視制御回路
は、例えば、位相の様なフイードバツク信号の電気的パ
ラメーターを検出するため検出回路を備えている。該検
出回路は一方制御回路と接続されている。該制御回路は
イネーブル出力と大きさの出力とを組み入れている。
は、例えば、位相の様なフイードバツク信号の電気的パ
ラメーターを検出するため検出回路を備えている。該検
出回路は一方制御回路と接続されている。該制御回路は
イネーブル出力と大きさの出力とを組み入れている。
【００１０】該発振器内の予め決められた位相状態が失
われたことの検出に応答して、該制御回路によりイネー
ブル信号が供給される。この信号は今度は該大きさの出
力を電圧制御発振器に接続する。該監視制御回路により
供給された大きさ出力は次いで監視制御値又は複数の監
視制御値を有するフイードバツクループからのフイード
バツク信号に取って代わる。
われたことの検出に応答して、該制御回路によりイネー
ブル信号が供給される。この信号は今度は該大きさの出
力を電圧制御発振器に接続する。該監視制御回路により
供給された大きさ出力は次いで監視制御値又は複数の監
視制御値を有するフイードバツクループからのフイード
バツク信号に取って代わる。
【００１１】該上載せされた制御値が共振の再確立のた
めに使用出来る。１つの実施例では、該監視制御回路は
出力制御値の大きさを最も最近の共振周波数状態用のフ
イードバツク信号に対応する値に設定出来る。そこで該
制御値の大きさは共振の再確立のために変えることも出
来る。
めに使用出来る。１つの実施例では、該監視制御回路は
出力制御値の大きさを最も最近の共振周波数状態用のフ
イードバツク信号に対応する値に設定出来る。そこで該
制御値の大きさは共振の再確立のために変えることも出
来る。
【００１２】一旦共振が再確立されると、該制御回路は
該フイードバツク制御ループから自動的に別れ該ループ
は次いで該発振器の出力周波数をその共振値に保持す
る。
該フイードバツク制御ループから自動的に別れ該ループ
は次いで該発振器の出力周波数をその共振値に保持す
る。
【００１３】本発明は変換器と関連機械システムとを振
動の望ましくない、非基本モードにロックすることなく
それらに電気信号を供給しそして駆動することを可能に
する。更に、既知の共振周波数に対応する出力制御量か
らスタートすることそれにより共振状態が再確立される
前に横断されねばならぬ周波数範囲を減少させることに
より共振確立を得る時間を減少出来る。
動の望ましくない、非基本モードにロックすることなく
それらに電気信号を供給しそして駆動することを可能に
する。更に、既知の共振周波数に対応する出力制御量か
らスタートすることそれにより共振状態が再確立される
前に横断されねばならぬ周波数範囲を減少させることに
より共振確立を得る時間を減少出来る。
【００１４】もう１つの側面は該制御回路がアナログ制
御信号を提供するデジタルアナログ変換器を組み入れて
いることである。該デジタルアナログ変換器は独特な共
振プロフアイルを有する音響的システムを識別する目的
でプログラム可能な周波数発振器の形で使用可能であ
る。更に、この回路は音響的なシステム性能を評価する
ためのスイープ発生器として使用出来る。最後に、デジ
タルアナログ変換器回路を含めて該制御回路は変換器の
運動を急いで下げるか停止させる必要がある時共振を中
断させることにより該関連音響システムに一種の電子的
ブレーキを供給するために使用可能である。
御信号を提供するデジタルアナログ変換器を組み入れて
いることである。該デジタルアナログ変換器は独特な共
振プロフアイルを有する音響的システムを識別する目的
でプログラム可能な周波数発振器の形で使用可能であ
る。更に、この回路は音響的なシステム性能を評価する
ためのスイープ発生器として使用出来る。最後に、デジ
タルアナログ変換器回路を含めて該制御回路は変換器の
運動を急いで下げるか停止させる必要がある時共振を中
断させることにより該関連音響システムに一種の電子的
ブレーキを供給するために使用可能である。
【００１５】本発明の多くの他の利点と特徴は本発明と
その実施例についての次の詳細な説明と、請求項とそし
て付随する図面から容易に明らかになる所である。
その実施例についての次の詳細な説明と、請求項とそし
て付随する図面から容易に明らかになる所である。
【００１６】
【実施例】本発明は多くの異なる形式の実施例が考えら
れ、その中の特定の実施例が図示されそして詳細に説明
されているが、それは本開示は本発明の原理の１例とし
て考えられておりそして本発明を図解された特定の実施
例に限定するよう意図していないという理解の上に行わ
れている。
れ、その中の特定の実施例が図示されそして詳細に説明
されているが、それは本開示は本発明の原理の１例とし
て考えられておりそして本発明を図解された特定の実施
例に限定するよう意図していないという理解の上に行わ
れている。
【００１７】図１は外科用システム１０を図解してい
る。一般に外科用システム１０は発振器３０、ハンドピ
ース組立体５０、そして音響的又は伝達用組立体８０を
備えている。該発振器３０は選択された振幅、周波数、
及び該発振器３０の制御システムのより決定された選択
された位相で、電気信号をケーブル３２を通して送る。
更に説明するように、該電気信号は該音響的組立体８０
の１つ以上のピエゾ電気素子を膨張及び収縮させ、それ
により該電気的エネルギーを機械的運動に変換する。該
機械的運動は該音響的組立体８０を選択された周波数と
振幅で振動させる音響的定在波となって該音響的組立体
８０を通して伝播する超音波エネルギーの縦波となる。
る。一般に外科用システム１０は発振器３０、ハンドピ
ース組立体５０、そして音響的又は伝達用組立体８０を
備えている。該発振器３０は選択された振幅、周波数、
及び該発振器３０の制御システムのより決定された選択
された位相で、電気信号をケーブル３２を通して送る。
更に説明するように、該電気信号は該音響的組立体８０
の１つ以上のピエゾ電気素子を膨張及び収縮させ、それ
により該電気的エネルギーを機械的運動に変換する。該
機械的運動は該音響的組立体８０を選択された周波数と
振幅で振動させる音響的定在波となって該音響的組立体
８０を通して伝播する超音波エネルギーの縦波となる。
【００１８】該音響的組立体８０の遠位の端部にある端
末作働体（end effector）８８は患者の組織と接触させ
て置かれ該超音波エネルギーを該組織に伝送する。該音
響的組立体８０の該端末作働体８８と接触する該組織の
細胞は該端末作働体と共に運動し振動する。
末作働体（end effector）８８は患者の組織と接触させ
て置かれ該超音波エネルギーを該組織に伝送する。該音
響的組立体８０の該端末作働体８８と接触する該組織の
細胞は該端末作働体と共に運動し振動する。
【００１９】該端末作働体８８が該組織と結合すると、
該組織内の内部的細胞摩擦（internal cellular fricti
on）の結果として熱的エネルギー即ち熱が発生する。該
熱はタンパク質水素結合を破壊する（break protein hy
drogen bonds）に充分であり、高級構造のタンパク質
（highly structured protein）（すなわちコラーゲン
及び筋肉タンパク質）を変性させる(denature)（より低
く組織化される）。該タンパク質が変性されると、接着
性の凝固物が形成され該凝固物が摂氏１００度より下が
ると細い血管を閉じるか、凝固させる。該効果が続くと
より太い血管の深い凝固となる。
該組織内の内部的細胞摩擦（internal cellular fricti
on）の結果として熱的エネルギー即ち熱が発生する。該
熱はタンパク質水素結合を破壊する（break protein hy
drogen bonds）に充分であり、高級構造のタンパク質
（highly structured protein）（すなわちコラーゲン
及び筋肉タンパク質）を変性させる(denature)（より低
く組織化される）。該タンパク質が変性されると、接着
性の凝固物が形成され該凝固物が摂氏１００度より下が
ると細い血管を閉じるか、凝固させる。該効果が続くと
より太い血管の深い凝固となる。
【００２０】該組織への超音波エネルギーの伝達は機械
的な引き裂き、切断、キャビターション細胞破裂（cavi
tation cell disruption）、そして乳化（emulsificati
on）を引き起こす。得られる凝固の程度のみならず切断
の量は端末作働体８８の振動振幅、該ユーザーにより印
加される圧力の量、そして該端末作働体８８の鋭利さで
変化する。該外科用システム１０の該音響的組立体８０
の該端末作働体８８は該システム１０の振動エネルギー
を該端末作働体８８と接触する組織上に焦点を合わせ、
熱的及び機械的エネルギーの供給を強化し局所化しよう
とする。
的な引き裂き、切断、キャビターション細胞破裂（cavi
tation cell disruption）、そして乳化（emulsificati
on）を引き起こす。得られる凝固の程度のみならず切断
の量は端末作働体８８の振動振幅、該ユーザーにより印
加される圧力の量、そして該端末作働体８８の鋭利さで
変化する。該外科用システム１０の該音響的組立体８０
の該端末作働体８８は該システム１０の振動エネルギー
を該端末作働体８８と接触する組織上に焦点を合わせ、
熱的及び機械的エネルギーの供給を強化し局所化しよう
とする。
【００２１】図１に図解するように、該発振器３０は該
発振器３０と一体の制御システム３０，電力スイッチ３
４，そしてトリガー機構３６を備えている。該電力スイ
ッチ３４は該発振器３０への電力を制御し、そしてトリ
ガー機構３６で賦活されると、該発振器３０は該外科用
システム１０の音響的組立体８０を予め決められた周波
数で駆動しそして該端末作働体８８を予め決められた振
幅レベルで駆動するエネルギーを供給する。該発振器３
０は該音響的組立体８０を該音響的組立体８０の何れか
の適当な共振周波数で駆動すなわち励振しても良い。
発振器３０と一体の制御システム３０，電力スイッチ３
４，そしてトリガー機構３６を備えている。該電力スイ
ッチ３４は該発振器３０への電力を制御し、そしてトリ
ガー機構３６で賦活されると、該発振器３０は該外科用
システム１０の音響的組立体８０を予め決められた周波
数で駆動しそして該端末作働体８８を予め決められた振
幅レベルで駆動するエネルギーを供給する。該発振器３
０は該音響的組立体８０を該音響的組立体８０の何れか
の適当な共振周波数で駆動すなわち励振しても良い。
【００２２】該発振器３０がトリガー機構３６を経由し
て賦活されると、該発振器３０により電気的エネルギー
が音響的組立体８０の変換器組立体８２に連続的に印加
される。該発振器３０の制御システム内のフエーズロッ
クループは該音響的組立体８０からのフイードバックを
モニターする。該フエーズロックループは該発振器３０
により送られる電気的エネルギーの周波数を該音響的組
立体８０の予め選択された調波周波数と整合するよう調
整する。加えて、該音響的組立体８０の該端末作働体８
８における実質的に一定な振動振幅を達成するために該
制御システム内の第２のフイードバックループが該音響
的組立体８０に供給される電流を予め選択された一定レ
ベルに保持する。
て賦活されると、該発振器３０により電気的エネルギー
が音響的組立体８０の変換器組立体８２に連続的に印加
される。該発振器３０の制御システム内のフエーズロッ
クループは該音響的組立体８０からのフイードバックを
モニターする。該フエーズロックループは該発振器３０
により送られる電気的エネルギーの周波数を該音響的組
立体８０の予め選択された調波周波数と整合するよう調
整する。加えて、該音響的組立体８０の該端末作働体８
８における実質的に一定な振動振幅を達成するために該
制御システム内の第２のフイードバックループが該音響
的組立体８０に供給される電流を予め選択された一定レ
ベルに保持する。
【００２３】該音響的組立体８０に供給された電気信号
は該遠位の端部を、例えば、約２０ｋＨｚ乃至１００ｋ
Ｈｚの範囲で、より好ましくは５４ｋＨｚ乃至５６ｋＨ
ｚの範囲で、そして最も好ましくは約５５．５ｋＨｚで
縦振動させる。該端末作働体８８での該音響的振動の振
幅は、例えば、該発振器３０により該音響的組立体８０
の変換器組立体８２に印加される電気的信号の振幅を制
御することにより制御されても良い。
は該遠位の端部を、例えば、約２０ｋＨｚ乃至１００ｋ
Ｈｚの範囲で、より好ましくは５４ｋＨｚ乃至５６ｋＨ
ｚの範囲で、そして最も好ましくは約５５．５ｋＨｚで
縦振動させる。該端末作働体８８での該音響的振動の振
幅は、例えば、該発振器３０により該音響的組立体８０
の変換器組立体８２に印加される電気的信号の振幅を制
御することにより制御されても良い。
【００２４】上記の様に、該発振器３０のトリガー機構
３６は電気的エネルギーが該音響的組立体８０に連続的
に供給されるようにユーザーが該発振器３０を賦活出来
るようにする。１つの実施例では、好ましくは該トリガ
ー機構３６はケーブル又はコードにより該発振器３０に
取り外し可能に接続又は取り付けられた足踏みスイッチ
を備えてもよい。もう１つの実施例では、ユーザーによ
り該発振器３０が賦活されるようにハンドスイッチがハ
ンドピース組立体５０に一体化されていても良い。
３６は電気的エネルギーが該音響的組立体８０に連続的
に供給されるようにユーザーが該発振器３０を賦活出来
るようにする。１つの実施例では、好ましくは該トリガ
ー機構３６はケーブル又はコードにより該発振器３０に
取り外し可能に接続又は取り付けられた足踏みスイッチ
を備えてもよい。もう１つの実施例では、ユーザーによ
り該発振器３０が賦活されるようにハンドスイッチがハ
ンドピース組立体５０に一体化されていても良い。
【００２５】又該発振器３０は電気外科ユニット又は従
来型電気コンセントへの挿入用の電力線３８を有する。
該発振器３０はバッテリーの様な直流（ＤＣ）電源によ
り電力を与えられても良いと考慮されている。
来型電気コンセントへの挿入用の電力線３８を有する。
該発振器３０はバッテリーの様な直流（ＤＣ）電源によ
り電力を与えられても良いと考慮されている。
【００２６】なお図１を参照すると、該ハンドピース組
立体５０は該操作者を該音響的組立体８０の振動から隔
離するよう適合された多数部品のハウジング又は外側ケ
ーシング５２を有する。該ハウジング５２は好ましくは
円筒型でありそして従来の仕方でユーザーに保持される
よう適合されているが、ユーザーが把握出来るようにす
る如何なる適当な形状と寸法であっても良い。多数部品
のハウジング５２が図解されているが、該ハウジング５
２は単一の又はユニット型の部品を有しても良い。
立体５０は該操作者を該音響的組立体８０の振動から隔
離するよう適合された多数部品のハウジング又は外側ケ
ーシング５２を有する。該ハウジング５２は好ましくは
円筒型でありそして従来の仕方でユーザーに保持される
よう適合されているが、ユーザーが把握出来るようにす
る如何なる適当な形状と寸法であっても良い。多数部品
のハウジング５２が図解されているが、該ハウジング５
２は単一の又はユニット型の部品を有しても良い。
【００２７】該ハンドピース組立体５０のハウジング５
２はウルテム（UltemR）の様な耐久性のあるプラスチッ
クで作られるのが好ましい。又該ハウジング５２が他の
プラスチックを含む種々の材料（すなわち、耐衝撃性ポ
リスチレン又はポリプロピレン）で作られても良いこと
も考慮されている。適当なハンドピース組立体５０はエ
チコンエンドウサージェリーインク（Ethicon Endo-Sur
gery, Inc.）から入手可能なモデル番号エイチピー０５
０（Model No. HP050）である。
２はウルテム（UltemR）の様な耐久性のあるプラスチッ
クで作られるのが好ましい。又該ハウジング５２が他の
プラスチックを含む種々の材料（すなわち、耐衝撃性ポ
リスチレン又はポリプロピレン）で作られても良いこと
も考慮されている。適当なハンドピース組立体５０はエ
チコンエンドウサージェリーインク（Ethicon Endo-Sur
gery, Inc.）から入手可能なモデル番号エイチピー０５
０（Model No. HP050）である。
【００２８】該ハンドピース組立体５０は一般に近位の
端部５４と，遠位の端部５６と、そしてその中を長手方
向に伸びる中央に配置された軸方向開口部又は空洞５８
とを備えている。該ハンドピース組立体５０の遠位の端
部５６は該外科システム１０の音響的組立体８０がそれ
を通して伸びるよう構成された開口部６０を有してお
り、そして該ハンドピース組立体５０の該近位の端部５
４はケーブル３２により該発振器３０と接続されてい
る。該音響的組立体８０の変換器組立体８２を冷却する
ために該ケーブル３２は空気が該ハンドピース組立体５
０の中へ導入されるようにダクト又は通気口６２を有し
ても良い。
端部５４と，遠位の端部５６と、そしてその中を長手方
向に伸びる中央に配置された軸方向開口部又は空洞５８
とを備えている。該ハンドピース組立体５０の遠位の端
部５６は該外科システム１０の音響的組立体８０がそれ
を通して伸びるよう構成された開口部６０を有してお
り、そして該ハンドピース組立体５０の該近位の端部５
４はケーブル３２により該発振器３０と接続されてい
る。該音響的組立体８０の変換器組立体８２を冷却する
ために該ケーブル３２は空気が該ハンドピース組立体５
０の中へ導入されるようにダクト又は通気口６２を有し
ても良い。
【００２９】なお図１を参照すると、一般に該音響的組
立体８０は変換器スタックすなわち組立体８２と伝達部
品すなわち作用部材を備えている。該伝達部品は設置用
素子８４と、伝達ロッドすなわち導波管８６と，そして
端末作働体すなわちアップリケーター８８とを有してい
る。該変換器組立体８２と、設置用装置８４と、伝達ロ
ッド８６と、そして端末作働体８８とは各部品の長さ
は、システム波長λを該音響的組立体８０の予め選択さ
れた又は動作する縦振動周波数ｆの波長とした場合、該
システム半波長の整数倍（ｎλ／２）となるように音響
的に同調されているのが好ましい。又該音響的組立体８
０は音響的素子の如何なる適当な配置を組み入れても良
いことを考慮されている。例えば、該音響的組立体８０
は１つの変換器組立体と１つの端末作働体をを有しても
良い（すなわち、該音響的組立体８０は設置用素子と伝
達ロッドとを有せぬ構成でも良い。） 該音響的組立体８０の該変換器組立体８２は該発振器３
０の電気的信号を該端末作働体８８の超音波周波数での
縦振動運動となる機械的エネルギーに変換する。該音響
的組立体８０がエネルギーを与えられると、該音響的組
立体８０を通して振動運動の定在波が発生する。該音響
的組立体８０に沿った如何なる点でも振動運動の振幅は
該音響的組立体８０に沿っての該振動運動が測られる場
所に依る。該振動運動の定在波の最小又はゼロと交叉す
ることは一般に節（すなわち、軸方向運動が通常最小で
そして通常半径方向運動が小さい）と呼ばれ、そして該
定在波の絶対値最大又はピークは一般に腹と呼ばれる。
腹とその最も近い節の間の距離は４分の１波長である
（λ／４）。
立体８０は変換器スタックすなわち組立体８２と伝達部
品すなわち作用部材を備えている。該伝達部品は設置用
素子８４と、伝達ロッドすなわち導波管８６と，そして
端末作働体すなわちアップリケーター８８とを有してい
る。該変換器組立体８２と、設置用装置８４と、伝達ロ
ッド８６と、そして端末作働体８８とは各部品の長さ
は、システム波長λを該音響的組立体８０の予め選択さ
れた又は動作する縦振動周波数ｆの波長とした場合、該
システム半波長の整数倍（ｎλ／２）となるように音響
的に同調されているのが好ましい。又該音響的組立体８
０は音響的素子の如何なる適当な配置を組み入れても良
いことを考慮されている。例えば、該音響的組立体８０
は１つの変換器組立体と１つの端末作働体をを有しても
良い（すなわち、該音響的組立体８０は設置用素子と伝
達ロッドとを有せぬ構成でも良い。） 該音響的組立体８０の該変換器組立体８２は該発振器３
０の電気的信号を該端末作働体８８の超音波周波数での
縦振動運動となる機械的エネルギーに変換する。該音響
的組立体８０がエネルギーを与えられると、該音響的組
立体８０を通して振動運動の定在波が発生する。該音響
的組立体８０に沿った如何なる点でも振動運動の振幅は
該音響的組立体８０に沿っての該振動運動が測られる場
所に依る。該振動運動の定在波の最小又はゼロと交叉す
ることは一般に節（すなわち、軸方向運動が通常最小で
そして通常半径方向運動が小さい）と呼ばれ、そして該
定在波の絶対値最大又はピークは一般に腹と呼ばれる。
腹とその最も近い節の間の距離は４分の１波長である
（λ／４）。
【００３０】図１に示す様に、”ランジェバンスタック
（Langevin stack）”として公知の該音響的組立体８０
の該変換器組立体８２は一般に変換部分９０と、第１の
共振器（resonator）９２と、そして第２の共振器９４
とを有している。該変換器組立体８２は好ましくは長さ
がシステム半波長の整数倍（ｎλ／２）であるのが良
い。代わりに本発明は磁歪式、電磁式又は静電式の変換
器（transducer）を有する変換器組立体を備えるよう構
成されても良いと理解されるべきである。
（Langevin stack）”として公知の該音響的組立体８０
の該変換器組立体８２は一般に変換部分９０と、第１の
共振器（resonator）９２と、そして第２の共振器９４
とを有している。該変換器組立体８２は好ましくは長さ
がシステム半波長の整数倍（ｎλ／２）であるのが良
い。代わりに本発明は磁歪式、電磁式又は静電式の変換
器（transducer）を有する変換器組立体を備えるよう構
成されても良いと理解されるべきである。
【００３１】第１の共振器９２の遠位の端部は変換部分
９０の近位の端部と結合され、そして第２の共振器９４
の近位の端部は変換部分９０の遠位の端部に結合され
る。第１及び第２の共振器９２及び９４は好ましくはチ
タン、アルミニウム、鋼、又は他の何等かの適当な材料
で作られるのが良い。第１及び第２共振器９２及び９４
は該変換部分９０の厚さ、該共振器９２及び９４に使用
する材料の密度及び弾性率そして該変換器組立体８２の
基本周波数を含む多くの変数により決定される長さを有
している。第２の共振器９４は該超音波振動の振幅を増
幅するためにその近位の端部からその遠位の端部まで内
側へテーパーを付けてもよい。
９０の近位の端部と結合され、そして第２の共振器９４
の近位の端部は変換部分９０の遠位の端部に結合され
る。第１及び第２の共振器９２及び９４は好ましくはチ
タン、アルミニウム、鋼、又は他の何等かの適当な材料
で作られるのが良い。第１及び第２共振器９２及び９４
は該変換部分９０の厚さ、該共振器９２及び９４に使用
する材料の密度及び弾性率そして該変換器組立体８２の
基本周波数を含む多くの変数により決定される長さを有
している。第２の共振器９４は該超音波振動の振幅を増
幅するためにその近位の端部からその遠位の端部まで内
側へテーパーを付けてもよい。
【００３２】該変換器組立体８２の変換器部分９０は交
互になっている正の電極９６と負の電極９８のピエゾ電
気部分を備えており、該電極９６と９８の間ではピエゾ
電気素子１００が交互になって存在するのが好ましい。
該ピエゾ電気素子１００は、例えば、ジルコン酸チタン
酸鉛（lead zirconate-titanate）、メタニオブ酸鉛（l
ead meta-niobate）、チタン酸鉛（lead titanate）、
又は他のセラミック結晶材料の様な何等かの適当な材料
で作られても良い。該正電極９６，負電極９８、及びピ
エゾ電気素子１００の各々はその中心を通って伸びる穴
を有しても良い。該正及び負の電極９６と９８はそれぞ
れワイヤ１０２と１０４とに電気的に接続されている。
ワイヤ１０２と１０４とは電気的信号を発振器３０から
電極９６と９８とに伝送する。
互になっている正の電極９６と負の電極９８のピエゾ電
気部分を備えており、該電極９６と９８の間ではピエゾ
電気素子１００が交互になって存在するのが好ましい。
該ピエゾ電気素子１００は、例えば、ジルコン酸チタン
酸鉛（lead zirconate-titanate）、メタニオブ酸鉛（l
ead meta-niobate）、チタン酸鉛（lead titanate）、
又は他のセラミック結晶材料の様な何等かの適当な材料
で作られても良い。該正電極９６，負電極９８、及びピ
エゾ電気素子１００の各々はその中心を通って伸びる穴
を有しても良い。該正及び負の電極９６と９８はそれぞ
れワイヤ１０２と１０４とに電気的に接続されている。
ワイヤ１０２と１０４とは電気的信号を発振器３０から
電極９６と９８とに伝送する。
【００３３】図１に図解されるように、該ピエゾ電気素
子１００は第１及び第２共振器９２と９４の間にボルト
１０６により圧縮されて保持される。該ボルト１０６は
好ましくはヘッド、シャンク、及びネジのある遠位の端
部を有するのが良い。該ボルト１０６は第１の共振器９
２の近位の端部から第１の共振器９２、電極９６と９
８、そしてピエゾ電気素子１００の穴を通して挿入され
る。該ボルト１０６のねじのある遠位の端部は第２の共
振器９４の近位の端部内のねじ穴内にねじ込まれる。
子１００は第１及び第２共振器９２と９４の間にボルト
１０６により圧縮されて保持される。該ボルト１０６は
好ましくはヘッド、シャンク、及びネジのある遠位の端
部を有するのが良い。該ボルト１０６は第１の共振器９
２の近位の端部から第１の共振器９２、電極９６と９
８、そしてピエゾ電気素子１００の穴を通して挿入され
る。該ボルト１０６のねじのある遠位の端部は第２の共
振器９４の近位の端部内のねじ穴内にねじ込まれる。
【００３４】該音響的組立体８０内に音響的定在波を発
生するために該発振器３０から供給される電気的信号に
応答して該ピエゾ電気素子１００はエネルギーを与えら
れる。該電気的信号は該材料内の大きな圧縮力となるべ
き繰り返される小変位の形で擾乱を該ピエゾ電気素子１
００内に引き起こす。該繰り返される小変位は該ピエゾ
電気素子１００に連続した仕方で該電圧傾斜の軸線に沿
った膨張と収縮を起こさせるが、それは超音波エネルギ
ーの高周波縦波を発生する。該超音波エネルギーは該音
響的組立体８０を通して該端末作働体８８に伝送され
る。
生するために該発振器３０から供給される電気的信号に
応答して該ピエゾ電気素子１００はエネルギーを与えら
れる。該電気的信号は該材料内の大きな圧縮力となるべ
き繰り返される小変位の形で擾乱を該ピエゾ電気素子１
００内に引き起こす。該繰り返される小変位は該ピエゾ
電気素子１００に連続した仕方で該電圧傾斜の軸線に沿
った膨張と収縮を起こさせるが、それは超音波エネルギ
ーの高周波縦波を発生する。該超音波エネルギーは該音
響的組立体８０を通して該端末作働体８８に伝送され
る。
【００３５】該音響的組立体８０の設置用素子８４は近
位の端部と、遠位の端部とを有し、そしてシステム半波
長の整数倍に実質的に等しい長さを有する。該設置用素
子８４の近位の端部は好ましくは軸方向に整合されてお
りそして腹の近くでのめねじ結合により第２共振器９４
の遠位の端部と結合されている（この開示の目的には用
語”近くで”は”正確にその位置で”又は”密接した近
くで”と定義される）。又該設置用素子８４は何等かの
適当な手段で第２の共振器９４に取り付けられても良い
こと、そして第２共振器９４と設置用素子８４とは１つ
の又はユニット化された部品として形成されても良いこ
とも考慮してある。
位の端部と、遠位の端部とを有し、そしてシステム半波
長の整数倍に実質的に等しい長さを有する。該設置用素
子８４の近位の端部は好ましくは軸方向に整合されてお
りそして腹の近くでのめねじ結合により第２共振器９４
の遠位の端部と結合されている（この開示の目的には用
語”近くで”は”正確にその位置で”又は”密接した近
くで”と定義される）。又該設置用素子８４は何等かの
適当な手段で第２の共振器９４に取り付けられても良い
こと、そして第２共振器９４と設置用素子８４とは１つ
の又はユニット化された部品として形成されても良いこ
とも考慮してある。
【００３６】該設置用素子８４は節の近くで該ハンドピ
ース組立体５０のハウジング５２に結合されている。又
該設置用素子８４はその周辺の周りに配置された構成リ
ング（integral ring）１０８を有しても良い。該構成
リング１０８は該設置用素子８４を該ハウジング５２に
結合するために該ハンドピース組立体５０のハウジング
５２内に形成された環状溝１１０内に配置されるのが好
ましい。超音波振動が該設置用素子８４から該ハウジン
グ５２へ伝達されるのを減少又は防止するためにスタン
ドオフ（stand-off）により取り付けられた１対のシリ
コーンゴムのオーリング（O-ring）の様な柔軟な部材又
は材料１１２が該ハウジング５２の環状溝１１０と該設
置用素子８４の構成リング１０８との間に置かれても良
い。
ース組立体５０のハウジング５２に結合されている。又
該設置用素子８４はその周辺の周りに配置された構成リ
ング（integral ring）１０８を有しても良い。該構成
リング１０８は該設置用素子８４を該ハウジング５２に
結合するために該ハンドピース組立体５０のハウジング
５２内に形成された環状溝１１０内に配置されるのが好
ましい。超音波振動が該設置用素子８４から該ハウジン
グ５２へ伝達されるのを減少又は防止するためにスタン
ドオフ（stand-off）により取り付けられた１対のシリ
コーンゴムのオーリング（O-ring）の様な柔軟な部材又
は材料１１２が該ハウジング５２の環状溝１１０と該設
置用素子８４の構成リング１０８との間に置かれても良
い。
【００３７】該設置用素子８４は複数の、好ましくは４
本のピン１１４で予め決められた軸方向位置に取り付け
られるのが良い。該ピン１１４は該設置用素子８４の外
周の周りに相互に９０度だけ離れて、縦方向に配置され
る。該ピン１１４は該ハンドピース組立体５０のハウジ
ング５２に結合されそして該設置用素子８４の構成リン
グ１０８内のノッチ（notch）を通して配置される。該
ピン１１４は好ましくはステンレスで作られるのが良
い。
本のピン１１４で予め決められた軸方向位置に取り付け
られるのが良い。該ピン１１４は該設置用素子８４の外
周の周りに相互に９０度だけ離れて、縦方向に配置され
る。該ピン１１４は該ハンドピース組立体５０のハウジ
ング５２に結合されそして該設置用素子８４の構成リン
グ１０８内のノッチ（notch）を通して配置される。該
ピン１１４は好ましくはステンレスで作られるのが良
い。
【００３８】該設置用素子８４は該音響的組立体８０を
通して該端末作働体８８の遠位の端部に伝送される超音
波振動振幅を増幅するよう構成されるのが好ましい。１
つの好ましい実施例では、該設置用素子８４はソリッド
のテーパーの付いたホーンを有する。超音波エネルギー
が該設置用素子８４を通して伝送されると、該設置用素
子８４を通して伝送される音響波の速度は増幅される。
該設置用素子８４が、例えば、段付きホーン、円錐ホー
ン、指数関数ホーン、単位利得ホーン等の様な何れの適
当な形状でも良いことは考慮されている。
通して該端末作働体８８の遠位の端部に伝送される超音
波振動振幅を増幅するよう構成されるのが好ましい。１
つの好ましい実施例では、該設置用素子８４はソリッド
のテーパーの付いたホーンを有する。超音波エネルギー
が該設置用素子８４を通して伝送されると、該設置用素
子８４を通して伝送される音響波の速度は増幅される。
該設置用素子８４が、例えば、段付きホーン、円錐ホー
ン、指数関数ホーン、単位利得ホーン等の様な何れの適
当な形状でも良いことは考慮されている。
【００３９】該設置用素子８４の遠位の端部はめねじ結
合により該伝達ロッド８６の近位の端部に結合されてい
る。該伝達ロッド８６は何等かの適当な手段で該設置用
素子８４に取り付けられることは考慮されている。該設
置用素子８４は好ましくは腹の近くで該伝達ロッド８６
に結合されるのが良い。
合により該伝達ロッド８６の近位の端部に結合されてい
る。該伝達ロッド８６は何等かの適当な手段で該設置用
素子８４に取り付けられることは考慮されている。該設
置用素子８４は好ましくは腹の近くで該伝達ロッド８６
に結合されるのが良い。
【００４０】該伝達ロッド８６は、例えば、システム半
波長の整数倍（ｎλ／２）に実質的に等しい長さを有す
るのが良い。該伝達ロッド８６はチタン合金（すなわ
ち、Ti-6Al-4V）又はアルミニウム合金の様な超音波エ
ネルギーを効率的に伝播する材料で作られたソリッドの
コアのシャフトから作られるのが好ましい。該伝達ロッ
ド８６が何れかの他の適当な材料で作られても良いこと
は考慮されている。又伝達ロッド８６は従来技術で公知
の様に該伝達ロッド８６を通して該端末作働体８８に伝
達される機械的振動を増幅しても良い。
波長の整数倍（ｎλ／２）に実質的に等しい長さを有す
るのが良い。該伝達ロッド８６はチタン合金（すなわ
ち、Ti-6Al-4V）又はアルミニウム合金の様な超音波エ
ネルギーを効率的に伝播する材料で作られたソリッドの
コアのシャフトから作られるのが好ましい。該伝達ロッ
ド８６が何れかの他の適当な材料で作られても良いこと
は考慮されている。又伝達ロッド８６は従来技術で公知
の様に該伝達ロッド８６を通して該端末作働体８８に伝
達される機械的振動を増幅しても良い。
【００４１】図１に図解する様に、該伝達ロッド８６は
複数の節に位置付けられた安定化用シリコーンリング又
は柔軟支持部１１６を有している。該シリコーンリング
１１６は望ましくない振動を減衰させそして該超音波エ
ネルギーを取り外し可能なシース１２０のチューブ状部
材から隔離しており、最大効率での該端末作働体８８の
遠位の端部への長手方向の超音波エネルギーの流れを保
証する。
複数の節に位置付けられた安定化用シリコーンリング又
は柔軟支持部１１６を有している。該シリコーンリング
１１６は望ましくない振動を減衰させそして該超音波エ
ネルギーを取り外し可能なシース１２０のチューブ状部
材から隔離しており、最大効率での該端末作働体８８の
遠位の端部への長手方向の超音波エネルギーの流れを保
証する。
【００４２】図１に示す様に、該取り外し可能なシース
１２０は該ハンドピース組立体５０の遠位の端部５６に
結合されている。該シース１２０は一般にアダプター又
はノーズコーン（nose cone）１２２と細長いチューブ
状部材１２４を有する。該チューブ状部材１２４は該ア
ダプター１２２に取り付けられそしてそれを通して長手
方向に伸びる開口部を有する。該シース１２０は該ハウ
ジング５２の遠位の端部に突き通されるかスナップ式に
付けられる。該音響的組立体８０の伝達ロッド８６は該
チューブ状部材１２４の開口部を通して伸びそして該シ
リコーンリング１１６が該伝達ロッド８６を該チューブ
状部材１１４から隔離している。該シース１２０のアダ
プター１２２は好ましくはウルテム（UltemR）で作るの
良く、そして該チューブ状部材１２４はステンレスで作
られる。代わりに、該伝達ロッド８６がそれを外部接触
から隔離するように該伝達ロッド８６を取り囲むポリマ
ー材料を有しても良い。
１２０は該ハンドピース組立体５０の遠位の端部５６に
結合されている。該シース１２０は一般にアダプター又
はノーズコーン（nose cone）１２２と細長いチューブ
状部材１２４を有する。該チューブ状部材１２４は該ア
ダプター１２２に取り付けられそしてそれを通して長手
方向に伸びる開口部を有する。該シース１２０は該ハウ
ジング５２の遠位の端部に突き通されるかスナップ式に
付けられる。該音響的組立体８０の伝達ロッド８６は該
チューブ状部材１２４の開口部を通して伸びそして該シ
リコーンリング１１６が該伝達ロッド８６を該チューブ
状部材１１４から隔離している。該シース１２０のアダ
プター１２２は好ましくはウルテム（UltemR）で作るの
良く、そして該チューブ状部材１２４はステンレスで作
られる。代わりに、該伝達ロッド８６がそれを外部接触
から隔離するように該伝達ロッド８６を取り囲むポリマ
ー材料を有しても良い。
【００４３】該伝達ロッド８６の遠位の端部は好ましく
は腹の近くでめねじ結合で該端末作働体８８の近位の端
部と結合されている。該端末作働体８８が溶接結合等の
様な何等かの適当な手段で該伝達ロッド８６に取り付け
られても良いと考慮されている。該端末作働体８８は該
伝達ロッド８６から取り外し可能であっても良いが、該
端末作働体８８と伝達ロッド８６が単一ユニットそして
形成されても良いことも考慮されている。
は腹の近くでめねじ結合で該端末作働体８８の近位の端
部と結合されている。該端末作働体８８が溶接結合等の
様な何等かの適当な手段で該伝達ロッド８６に取り付け
られても良いと考慮されている。該端末作働体８８は該
伝達ロッド８６から取り外し可能であっても良いが、該
端末作働体８８と伝達ロッド８６が単一ユニットそして
形成されても良いことも考慮されている。
【００４４】該端末作働体８８はその近位の範囲８８ａ
より小さい断面積を有する遠位の範囲８８ｂを有してお
り、それにより振動振幅を増大する接合を形成してい
る。該増大接合は従来技術で公知の速度変圧器として作
用し、該端末作働体８８の近位の範囲８８ａから遠位の
範囲８８ｂへ伝送される超音波振動の大きさを増大す
る。
より小さい断面積を有する遠位の範囲８８ｂを有してお
り、それにより振動振幅を増大する接合を形成してい
る。該増大接合は従来技術で公知の速度変圧器として作
用し、該端末作働体８８の近位の範囲８８ａから遠位の
範囲８８ｂへ伝送される超音波振動の大きさを増大す
る。
【００４５】該端末作働体８８はシステム半波長の整数
倍（ｎλ／２）に実質的に等しい長さを有するのが好ま
しい。該遠位の端部の最大縦たわみを発生するために該
端末作働体８８は腹に配置される。変換器組立体８２が
エネルギーを与えられた時、該端末作働体８８の該遠位
の端部は、例えば、ピークピーク値で約１０乃至５００
マイクロメートルの範囲で、そしてより好ましくは予め
決められた振動周波数で約３０乃至１００マイクロメー
トルの範囲で、そして最も好ましくは約９０マイクロメ
ートルで、縦に運動するよう構成されている。
倍（ｎλ／２）に実質的に等しい長さを有するのが好ま
しい。該遠位の端部の最大縦たわみを発生するために該
端末作働体８８は腹に配置される。変換器組立体８２が
エネルギーを与えられた時、該端末作働体８８の該遠位
の端部は、例えば、ピークピーク値で約１０乃至５００
マイクロメートルの範囲で、そしてより好ましくは予め
決められた振動周波数で約３０乃至１００マイクロメー
トルの範囲で、そして最も好ましくは約９０マイクロメ
ートルで、縦に運動するよう構成されている。
【００４６】該端末作働体８８はチタン合金（すなわ
ち、Ti-6Al-4V）又はアルミニウム合金の様な超音波エ
ネルギーを伝播する材料で作られたソリッドなコアのシ
ャフトで作られるのが好ましい。該端末作働体８８が何
れかの他の適当な材料で作られても良いことは考慮され
ている。又該端末作働体８８がエネルギーの配送と望ま
しい組織効果（tissue effect）とを改良するために表
面処理を行われることも考慮されている。例えば、組織
内の血液凝固を促進し該端末作働体への組織と血液の付
着を減少するために該端末作働体８８はマイクロフイニ
ッシ（micro-finished）、塗装、メッキ、エッチング、
グリットブラースト（grit-blasted）、粗面化（roughe
ned）、刻み線付け（scored）されても良い。加えて、
該端末作働体８８は鋭利化されたり又はそのエネルギー
伝達特性を改善するような形状を持っても良い。例え
ば、該端末作働体８８はブレード形化されたり、鈎形化
されたり、又はボール形化されても良い。
ち、Ti-6Al-4V）又はアルミニウム合金の様な超音波エ
ネルギーを伝播する材料で作られたソリッドなコアのシ
ャフトで作られるのが好ましい。該端末作働体８８が何
れかの他の適当な材料で作られても良いことは考慮され
ている。又該端末作働体８８がエネルギーの配送と望ま
しい組織効果（tissue effect）とを改良するために表
面処理を行われることも考慮されている。例えば、組織
内の血液凝固を促進し該端末作働体への組織と血液の付
着を減少するために該端末作働体８８はマイクロフイニ
ッシ（micro-finished）、塗装、メッキ、エッチング、
グリットブラースト（grit-blasted）、粗面化（roughe
ned）、刻み線付け（scored）されても良い。加えて、
該端末作働体８８は鋭利化されたり又はそのエネルギー
伝達特性を改善するような形状を持っても良い。例え
ば、該端末作働体８８はブレード形化されたり、鈎形化
されたり、又はボール形化されても良い。
【００４７】図２のブロック図は該外科用システム１０
の典型的な発振器３０を図解している。該発振器３０は
例えばモトローラモデル番号６８エイチシー１１（Moto
rolamodel number 68HC11）でも良い、例えば、プログ
ラム式マイクロプロセッサーの様なプロセッサー３０−
１を有している。該プロセッサー３０−１は種々の動作
モードで適当なパワーレベルを提供するのみならず適当
なパワーのパラメーターと振動周波数をモニターするよ
うプログラムされている。
の典型的な発振器３０を図解している。該発振器３０は
例えばモトローラモデル番号６８エイチシー１１（Moto
rolamodel number 68HC11）でも良い、例えば、プログ
ラム式マイクロプロセッサーの様なプロセッサー３０−
１を有している。該プロセッサー３０−１は種々の動作
モードで適当なパワーレベルを提供するのみならず適当
なパワーのパラメーターと振動周波数をモニターするよ
うプログラムされている。
【００４８】図２のブロック図で図解されている種類の
発振器は”超音波式外科的切開及び止血方法と装置”と
言う名称の米国特許第５、０２６、３８７号（”該３８
７特許”と呼ぶ）で開示され説明されている。該３８７
特許は本出願の譲り受け人に譲り渡されておりここで引
用して組み入れられている。
発振器は”超音波式外科的切開及び止血方法と装置”と
言う名称の米国特許第５、０２６、３８７号（”該３８
７特許”と呼ぶ）で開示され説明されている。該３８７
特許は本出願の譲り受け人に譲り渡されておりここで引
用して組み入れられている。
【００４９】手術時該変換器組立体に印加されるパワー
レベルを手術者が調整出来るようにする目的で手動操作
可能な制御部３０−２が提供されている。従って、該端
末作働体８８が組織と接触している時は何時でも切開と
予め決められたレベルの細い血管の血液凝固とを同時に
行うことが出来る。
レベルを手術者が調整出来るようにする目的で手動操作
可能な制御部３０−２が提供されている。従って、該端
末作働体８８が組織と接触している時は何時でも切開と
予め決められたレベルの細い血管の血液凝固とを同時に
行うことが出来る。
【００５０】該発振器３０はパワ−出力スイッチ３０−
３を有するが、該スイッチは今度は整合用ネットワーク
３０−４と接続されている。動作時、該パワースイッチ
３０−３は整合用ネットワーク３０−４と絶縁変圧器３
０−４ａを経由して該ハンドピース組立体５０へ電気的
エネルギーを供給する。ハンドピース組立体５０とその
中の該変換器組立体とからのフイードバツクは増幅器３
０−５を経由して位相検出器３０−６に接続されてい
る。
３を有するが、該スイッチは今度は整合用ネットワーク
３０−４と接続されている。動作時、該パワースイッチ
３０−３は整合用ネットワーク３０−４と絶縁変圧器３
０−４ａを経由して該ハンドピース組立体５０へ電気的
エネルギーを供給する。ハンドピース組立体５０とその
中の該変換器組立体とからのフイードバツクは増幅器３
０−５を経由して位相検出器３０−６に接続されてい
る。
【００５１】該位相検出器３０−６の出力は電圧制御発
振器３０−７の入力ポートへ供給される。該電圧制御発
振器３０−７は線路３０−８上に可変周波数出力信号を
発生する。
振器３０−７の入力ポートへ供給される。該電圧制御発
振器３０−７は線路３０−８上に可変周波数出力信号を
発生する。
【００５２】該線路３０−８上の該信号は４で割るカウ
ンター又はネットワーク３０−９で割り算される。該割
り算された可変周波数信号は次いで前述のパワースイッ
チ３０−３への入力として線路３０−１０上へ供給され
る。遅延素子３０−１１は該位相検出器３０−６に遅延
信号を供給する。パワー制御ユニット３０−１２は該プ
ロセッサー３０−１と該パワースイッチ３０−３との間
に接続されている。
ンター又はネットワーク３０−９で割り算される。該割
り算された可変周波数信号は次いで前述のパワースイッ
チ３０−３への入力として線路３０−１０上へ供給され
る。遅延素子３０−１１は該位相検出器３０−６に遅延
信号を供給する。パワー制御ユニット３０−１２は該プ
ロセッサー３０−１と該パワースイッチ３０−３との間
に接続されている。
【００５３】又出力用液晶デイスプレー３０−１３も該
プロセッサー３０−１に接続されていても良い。該デイ
スプレー３０−１３はユーザー又は操作者にステイタス
情報を提供するよう意図されている。
プロセッサー３０−１に接続されていても良い。該デイ
スプレー３０−１３はユーザー又は操作者にステイタス
情報を提供するよう意図されている。
【００５４】該プロセッサー３０−１の入力Ｅ２に接続
された線路３０−１５は該プロセッサー３０−１が該ネ
ットワーク３０−４の出力で検出された超音波駆動電流
をモニター出来るようにしている。この線路は根二乗平
均値（アールエムエス）の直流への変換器３０−１５ａ
を有する。
された線路３０−１５は該プロセッサー３０−１が該ネ
ットワーク３０−４の出力で検出された超音波駆動電流
をモニター出来るようにしている。この線路は根二乗平
均値（アールエムエス）の直流への変換器３０−１５ａ
を有する。
【００５５】発振器出力電圧はプロセッサー３０−１の
入力Ｅ３で検出される一方出力周波数は該プロセッサー
３０−１のＡ７で検出される。出力電圧は該プロセッサ
ー３０−１のＥ１で検出される。該プロセッサー３０−
１の出力Ｂ０は該パワースイッチ３０−３にイネーブル
信号を供給する。
入力Ｅ３で検出される一方出力周波数は該プロセッサー
３０−１のＡ７で検出される。出力電圧は該プロセッサ
ー３０−１のＥ１で検出される。該プロセッサー３０−
１の出力Ｂ０は該パワースイッチ３０−３にイネーブル
信号を供給する。
【００５６】音響的組立体８０の共振周波数に対応す
る、該発振器３０からの出力信号を発生するための周波
数制御は、位相検出器３０−６と発振器３０−７を備え
るフエーズロツクループを使用して行われる。該位相検
出器３０−６は該電圧制御発振器３０−７を制御するた
めに使用された位相検出器から得られた誤差信号と出力
駆動電流及び電圧信号の位相を比較し、それにより望ま
しい出力信号を発生する。線路３０−１４上（入力Ｅ
３）の該電圧制御発振器３０−７からの出力は該発振器
周波数に比例した電圧である。それは該周波数が適当な
動作範囲内にあるか否かを決定することをモニターする
目的で使用される。該発振器３０−７からの実際の可変
周波数出力信号は線路３０−８上でプロセッサー３０−
１と接続される（入力Ａ７）。
る、該発振器３０からの出力信号を発生するための周波
数制御は、位相検出器３０−６と発振器３０−７を備え
るフエーズロツクループを使用して行われる。該位相検
出器３０−６は該電圧制御発振器３０−７を制御するた
めに使用された位相検出器から得られた誤差信号と出力
駆動電流及び電圧信号の位相を比較し、それにより望ま
しい出力信号を発生する。線路３０−１４上（入力Ｅ
３）の該電圧制御発振器３０−７からの出力は該発振器
周波数に比例した電圧である。それは該周波数が適当な
動作範囲内にあるか否かを決定することをモニターする
目的で使用される。該発振器３０−７からの実際の可変
周波数出力信号は線路３０−８上でプロセッサー３０−
１と接続される（入力Ａ７）。
【００５７】図３は超音波システム１０と共に使用する
ための本発明の発振器１３０のブロック図を示す。該発
振器１３０は電圧制御発振器１３４と接続された位相検
出回路１３２を有する。素子１３２と１３４はフエーズ
ロツク周波数制御ループと組み入れる、例えば、シーデ
イー４０４６（CD4046）の様な単一の集積回路で実施す
ることも出来る。
ための本発明の発振器１３０のブロック図を示す。該発
振器１３０は電圧制御発振器１３４と接続された位相検
出回路１３２を有する。素子１３２と１３４はフエーズ
ロツク周波数制御ループと組み入れる、例えば、シーデ
イー４０４６（CD4046）の様な単一の集積回路で実施す
ることも出来る。
【００５８】線路１３６上の発振器１３４の出力は今度
は周波数割り算器１３８へ接続することも出来る。該割
り算器１３８は周波数割り算機能を行うようカウンター
として構成された複数のフリップーフロップ開路を備え
ても良い。
は周波数割り算器１３８へ接続することも出来る。該割
り算器１３８は周波数割り算機能を行うようカウンター
として構成された複数のフリップーフロップ開路を備え
ても良い。
【００５９】線路１４０上の割り算された出力信号はパ
ワースイッチ１４２と遅延フイードバツク素子１４４と
に供給される。更にプロセッサー又は監視制御ユニット
１４６とパワー制御ユニット１４９とにより該パワース
イッチ１４２への入力が供給される。該制御ユニット１
４６は該発振器１３０に全体的な制御を提供する。パワ
ースイッチ１４２からの出力信号は整合用ネットアーク
１４８により絶縁変圧器１５２に接続される。
ワースイッチ１４２と遅延フイードバツク素子１４４と
に供給される。更にプロセッサー又は監視制御ユニット
１４６とパワー制御ユニット１４９とにより該パワース
イッチ１４２への入力が供給される。該制御ユニット１
４６は該発振器１３０に全体的な制御を提供する。パワ
ースイッチ１４２からの出力信号は整合用ネットアーク
１４８により絶縁変圧器１５２に接続される。
【００６０】該整合用ネットワーク１４８は該パワース
イッチ１４２の出力矩形波をハンドピース組立体５０駆
動用の正弦波に変換する。整合用ネットワーク１４８の
出力は該アールエムエス（RMS）直流変換器１５１を経
由して制御ユニット１４６に、そして比較器１５０を経
由して位相検出回路１３２にフイードバツク信号を供給
する。
イッチ１４２の出力矩形波をハンドピース組立体５０駆
動用の正弦波に変換する。整合用ネットワーク１４８の
出力は該アールエムエス（RMS）直流変換器１５１を経
由して制御ユニット１４６に、そして比較器１５０を経
由して位相検出回路１３２にフイードバツク信号を供給
する。
【００６１】正常な動作モードでは、該位相検出回路１
３２と電圧制御発振器１３４は確定された最小及び最大
動作周波数で動作する。該発振器１３４からの出力は整
合用ネットワーク１４８の出力からのフイードバツク信
号と組合わされて該ハンドピース組立体５０の出力音響
的組立体の共振状態を確立する。
３２と電圧制御発振器１３４は確定された最小及び最大
動作周波数で動作する。該発振器１３４からの出力は整
合用ネットワーク１４８の出力からのフイードバツク信
号と組合わされて該ハンドピース組立体５０の出力音響
的組立体の共振状態を確立する。
【００６２】或環境では、該位相検出回路１３２と電圧
制御発振器１３４とにより供給される制御は変化する環
境に応答するには充分でないかも知れない。例えば、電
圧と周波数の変化が加熱と超音波部品の特性の変動との
双方で起こる。結果として最小及び最大周波数は変わる
かも知れない。
制御発振器１３４とにより供給される制御は変化する環
境に応答するには充分でないかも知れない。例えば、電
圧と周波数の変化が加熱と超音波部品の特性の変動との
双方で起こる。結果として最小及び最大周波数は変わる
かも知れない。
【００６３】より多い数の半波長部分を有する物理的に
より長い超音波システムは横振動モードを呈する懸念が
ありそして又非基本波振動モードを示す。従って、最小
及び最大許容周波数値に追加的制御を課することが望ま
しい。
より長い超音波システムは横振動モードを呈する懸念が
ありそして又非基本波振動モードを示す。従って、最小
及び最大許容周波数値に追加的制御を課することが望ま
しい。
【００６４】該音響的組立体の横振動モードや非基本波
振動モードを制御するために、該発振器１３０は制御フ
イードバツクループ１６０を有する。該制御回路１６０
は位相検出回路１３２と接続された検出回路１６２を有
する。該検出回路１６２は位相検出回路１３２と電圧制
御発振器１３４との中の位相ロック状態の有無を検出す
る。該検出回路１６２の典型的な回路図を図４で図解し
ている。
振動モードを制御するために、該発振器１３０は制御フ
イードバツクループ１６０を有する。該制御回路１６０
は位相検出回路１３２と接続された検出回路１６２を有
する。該検出回路１６２は位相検出回路１３２と電圧制
御発振器１３４との中の位相ロック状態の有無を検出す
る。該検出回路１６２の典型的な回路図を図４で図解し
ている。
【００６５】検出回路１６２は、線路１６４上で、例え
ばプログラム可能なデジタルプロセッサーの様なフイー
ドバツクプロセッサーユニット１６６に位相ロツクの有
無の示す。本発明の精神と範囲を離れることなく種々の
プログラム可能なプロセッサーが該線路１６４上の該信
号の処理に使用出来ることは理解出来る。又該プロセッ
サーユニット１６６は該プロセッサー１４６（線１６６
ａにより示されている）に組み入れられることも出来
る。代わりに、該プロセッサーユニット１６６はハード
ウエアでのワイヤドロジック（hard wired logic）のシ
ステムとして実施することも可能である。
ばプログラム可能なデジタルプロセッサーの様なフイー
ドバツクプロセッサーユニット１６６に位相ロツクの有
無の示す。本発明の精神と範囲を離れることなく種々の
プログラム可能なプロセッサーが該線路１６４上の該信
号の処理に使用出来ることは理解出来る。又該プロセッ
サーユニット１６６は該プロセッサー１４６（線１６６
ａにより示されている）に組み入れられることも出来
る。代わりに、該プロセッサーユニット１６６はハード
ウエアでのワイヤドロジック（hard wired logic）のシ
ステムとして実施することも可能である。
【００６６】該プロセッサーユニット１６６は２つの出
力ポート１６８ａと１６８ｂとを有している。該出力ポ
ート１６８ａはデジタル入力駆動信号をデジタルアナロ
グ変換器１７０へ供給する複数の並列デジタルデーター
線路（例えば８又は１６ビット）を有しても良い。該変
換器１７０は線路１７２上で電圧信号をアナログスイッ
チ１７４の入力へ送る。該アナログスイッチ１７４は、
例えば、３３３Ａ｛マキシム（MAXIM）｝で実施出来
る。該変換器１７０とアナログスイッチ１７４の典型的
回路図が図４に図解されている。
力ポート１６８ａと１６８ｂとを有している。該出力ポ
ート１６８ａはデジタル入力駆動信号をデジタルアナロ
グ変換器１７０へ供給する複数の並列デジタルデーター
線路（例えば８又は１６ビット）を有しても良い。該変
換器１７０は線路１７２上で電圧信号をアナログスイッ
チ１７４の入力へ送る。該アナログスイッチ１７４は、
例えば、３３３Ａ｛マキシム（MAXIM）｝で実施出来
る。該変換器１７０とアナログスイッチ１７４の典型的
回路図が図４に図解されている。
【００６７】該プロセッサーユニット１６６の第２の出
力ポート１６８ｂは該スイッチ１７４に導通又は非導通
状態を表示させる目的のために制御信号を該スイッチ１
７４の制御入力に供給する。線路１７６上の該スイッチ
１７４の出力は該電圧制御発振器１３４の入力ポートに
オーバーライド（override）の電圧制御信号を供給す
る。線路１７６上の該オーバーライドの電圧制御信号は
位相検出器１３２からの信号に優先してそして電圧制御
発振器１３４への既知の望ましい状態に対応する入力を
供給する。
力ポート１６８ｂは該スイッチ１７４に導通又は非導通
状態を表示させる目的のために制御信号を該スイッチ１
７４の制御入力に供給する。線路１７６上の該スイッチ
１７４の出力は該電圧制御発振器１３４の入力ポートに
オーバーライド（override）の電圧制御信号を供給す
る。線路１７６上の該オーバーライドの電圧制御信号は
位相検出器１３２からの信号に優先してそして電圧制御
発振器１３４への既知の望ましい状態に対応する入力を
供給する。
【００６８】該検出回路１６２が発振器１３０に於ける
フエーズロツクの喪失を示している１つの場合には、該
線路１７６上の該オーバーライド制御信号は該システム
１０により示された最後の既知の共振周波数を確立する
ために使用されることが出来る。更に、該プロセッサー
ユニット１６６は、共振状態を速く再確立するように、
最後の既知の共振周波数からスタートして、該システム
用の最小及び最大許容周波数値の間を、該線路１７６上
で該オーバーライド信号の値をスイープ出来る。
フエーズロツクの喪失を示している１つの場合には、該
線路１７６上の該オーバーライド制御信号は該システム
１０により示された最後の既知の共振周波数を確立する
ために使用されることが出来る。更に、該プロセッサー
ユニット１６６は、共振状態を速く再確立するように、
最後の既知の共振周波数からスタートして、該システム
用の最小及び最大許容周波数値の間を、該線路１７６上
で該オーバーライド信号の値をスイープ出来る。
【００６９】一旦共振が再確立されると、アナログスイ
ッチ１７４は該出力ポート１６８ｂからの制御信号に応
答して、開放すなわち非導通状態をとる。この隔離状態
は今度は該フエーズロツクループシステム（すなわち、
素子１３２，１３４）が該音響的システムの正常な動作
制御を再開させる。
ッチ１７４は該出力ポート１６８ｂからの制御信号に応
答して、開放すなわち非導通状態をとる。この隔離状態
は今度は該フエーズロツクループシステム（すなわち、
素子１３２，１３４）が該音響的システムの正常な動作
制御を再開させる。
【００７０】プロセッサーユニット１６６を該発振器１
３０に組み入れることにより最小及び最大許容周波数値
上でのより狭い制御が保持出来る。該プロセッサーユニ
ット１６６は該周波数領域内での周波数を有効に確立す
るが、それは今度は電圧変動効果を最小にする。
３０に組み入れることにより最小及び最大許容周波数値
上でのより狭い制御が保持出来る。該プロセッサーユニ
ット１６６は該周波数領域内での周波数を有効に確立す
るが、それは今度は電圧変動効果を最小にする。
【００７１】プロセッサーユニット１６６と監視制御ユ
ニット１４６の間に通信リンク１６６ａを備えることが
出来る。この様なリンクは今度は操作者がデイスプレー
１５０ｂと入力１５０ｃを経由して、音響的システムを
著しく異なる基本周波数で駆動する目的のために、最小
及び最大周波数、従ってバンド幅を確定することを可能
にする。これは今度はより大きい熱的周波数変動を有す
る音響的システムを駆動するように最小周波数を調整す
ることを可能にする。
ニット１４６の間に通信リンク１６６ａを備えることが
出来る。この様なリンクは今度は操作者がデイスプレー
１５０ｂと入力１５０ｃを経由して、音響的システムを
著しく異なる基本周波数で駆動する目的のために、最小
及び最大周波数、従ってバンド幅を確定することを可能
にする。これは今度はより大きい熱的周波数変動を有す
る音響的システムを駆動するように最小周波数を調整す
ることを可能にする。
【００７２】プロセッサーユニット１６６は、非共振変
換器組立体特性を測定するように外科システム１０の音
響的組立体を予め決められた固定周波数で駆動すること
を可能にする。この特性は例えば、端末作働体８８のイ
ンピーダンス特性を含んでいる。
換器組立体特性を測定するように外科システム１０の音
響的組立体を予め決められた固定周波数で駆動すること
を可能にする。この特性は例えば、端末作働体８８のイ
ンピーダンス特性を含んでいる。
【００７３】又該発振器１３０は線路１７６上の該電圧
制御発振器１３４への電圧入力を変えることにより、望
まれれば該外科用システム１０の音響的組立体の縦運動
を直ちに減少させることも可能する。該音響的組立体を
故意に非共振条件で駆動しそれにより該端末作働体８８
の運動を直ちに減少させるように該線路１７６上の電圧
を変えることが出来る。
制御発振器１３４への電圧入力を変えることにより、望
まれれば該外科用システム１０の音響的組立体の縦運動
を直ちに減少させることも可能する。該音響的組立体を
故意に非共振条件で駆動しそれにより該端末作働体８８
の運動を直ちに減少させるように該線路１７６上の電圧
を変えることが出来る。
【００７４】該発振器１３０のもたらす追加的な利点に
は、最小及び最大周波数変動により大きい制御を課する
ことが出来るので共振条件を確立するに必要な時間の減
少が含まれる。共振条件への回復時間の短縮は記憶装置
から最近の成功した共振条件と関連した周波数を検索す
ることが出来ることによって可能である。共振周波数を
表す記憶値は、今度は、受け入れ可能な共振条件を探す
際に、該システムへの駆動周波数を変える目的での出発
点として使用可能である。
は、最小及び最大周波数変動により大きい制御を課する
ことが出来るので共振条件を確立するに必要な時間の減
少が含まれる。共振条件への回復時間の短縮は記憶装置
から最近の成功した共振条件と関連した周波数を検索す
ることが出来ることによって可能である。共振周波数を
表す記憶値は、今度は、受け入れ可能な共振条件を探す
際に、該システムへの駆動周波数を変える目的での出発
点として使用可能である。
【００７５】デジタルアナログ変換器１７０からの出力
電圧は又、独特の共振プロフアイルを有する音響的シス
テムを確認する目的に使用することも出来る。これは該
変換器１７０をプログラム可能な周波数発振器として駆
動することにより実施出来る。最後に、同じ動作特性が
音響システムの性能の評価に使用出来る。
電圧は又、独特の共振プロフアイルを有する音響的シス
テムを確認する目的に使用することも出来る。これは該
変換器１７０をプログラム可能な周波数発振器として駆
動することにより実施出来る。最後に、同じ動作特性が
音響システムの性能の評価に使用出来る。
【００７６】図５及び６は該発振器１３０の種々の部品
の略図である。図５に図解するように、該フエーズロツ
クループシステム、素子１３２，１３４は１つの４０４
６形集積回路で実現出来る。周波数割り算器回路１３８
は２つの直列接続されたデー型フリップフロップ回路で
実現出来る。
の略図である。図５に図解するように、該フエーズロツ
クループシステム、素子１３２，１３４は１つの４０４
６形集積回路で実現出来る。周波数割り算器回路１３８
は２つの直列接続されたデー型フリップフロップ回路で
実現出来る。
【００７７】パワースイッチ制御１４２（図６参照）は
代わって整合用ネットワーク１４８と接続されているア
イアール２１１０（IR2110）と言う電界効果スイッチＱ
５、Ｑ６を組み入れられる。該ネットワーク１４８はパ
ワースイッチからのパルスを正弦波の様な出力信号に変
換するためにエルシーフイルター（LC filter）を組み
入れられる。図５に図解されているように、遅延回路１
４４は単安定マルチバイブレーターにより実現出来る。
又フイードバツクは図６でエルエム３３９（LM339）と
言う集積回路として図解されている比較器１５０を介し
て提供される。
代わって整合用ネットワーク１４８と接続されているア
イアール２１１０（IR2110）と言う電界効果スイッチＱ
５、Ｑ６を組み入れられる。該ネットワーク１４８はパ
ワースイッチからのパルスを正弦波の様な出力信号に変
換するためにエルシーフイルター（LC filter）を組み
入れられる。図５に図解されているように、遅延回路１
４４は単安定マルチバイブレーターにより実現出来る。
又フイードバツクは図６でエルエム３３９（LM339）と
言う集積回路として図解されている比較器１５０を介し
て提供される。
【００７８】ロツク検出回路１６２の入力は線路１６３
上で４０４６集積回路のピン１の様な位相パルス出力線
から得られる。線路１７６上の、制御ループ１６０から
の出力電圧は４０４６集積回路のピン９の、電圧入力ポ
ートに接続出来る。
上で４０４６集積回路のピン１の様な位相パルス出力線
から得られる。線路１７６上の、制御ループ１６０から
の出力電圧は４０４６集積回路のピン９の、電圧入力ポ
ートに接続出来る。
【００７９】マイクロプロセッサー１４６はモトローラ
のタイプ６８エイチシー１１（Motorola type 68HC11）
のプログラム可能なマイクロプロセッサーを使用して実
現出来る。他の種類のマイクロプロセッサーも本発明の
精神と範囲から離れることなく組み入れられる。
のタイプ６８エイチシー１１（Motorola type 68HC11）
のプログラム可能なマイクロプロセッサーを使用して実
現出来る。他の種類のマイクロプロセッサーも本発明の
精神と範囲から離れることなく組み入れられる。
【００８０】図７は異常な動作状態を検出し共振条件へ
戻るように該外科システムの音響的組立体を制御する方
法の流れ図である。最初の過程２００で、Ｆmin及びＦ
maxで指定された変換器周波数範囲が確定され、そして
記憶される。過程２０２では電圧制御発振器１３４用の
初期入力電圧値を確立するために監視制御回路１６０が
使用される。過程２０４で、該発振器１３４は今度は該
外科システムの音響的組立体に接続される望ましい周波
数を発生する。
戻るように該外科システムの音響的組立体を制御する方
法の流れ図である。最初の過程２００で、Ｆmin及びＦ
maxで指定された変換器周波数範囲が確定され、そして
記憶される。過程２０２では電圧制御発振器１３４用の
初期入力電圧値を確立するために監視制御回路１６０が
使用される。過程２０４で、該発振器１３４は今度は該
外科システムの音響的組立体に接続される望ましい周波
数を発生する。
【００８１】過程２０６では、該制御回路１６０は該音
響的組立体５０が共振条件で動作しているか否かを測定
する。もしその様に動作していれば、過程２０８で、該
制御回路１６０は減結合される。過程２１０で、現在の
共振周波数ＦRESの表記が記憶されそしてフエーズロツ
クループシステム１３２，１３４が該音響的組立体への
出力の制御を開始する。
響的組立体５０が共振条件で動作しているか否かを測定
する。もしその様に動作していれば、過程２０８で、該
制御回路１６０は減結合される。過程２１０で、現在の
共振周波数ＦRESの表記が記憶されそしてフエーズロツ
クループシステム１３２，１３４が該音響的組立体への
出力の制御を開始する。
【００８２】過程２１２で、回路１６０は共振条件の有
無をモニターし続ける。もし該フエーズロツクシステム
１３２，１３４が過程２１４で共振条件を保持すること
に失敗した場合は、共振周波数ＦRESの最も最近の記憶
された表記が該プロセッサーユニット１６６により記憶
素子から検索されそして次いで過程２０２で使用される
がそれは共振を再確立する目的で該電圧制御発振器１３
４への新しい入力を確立するためである。その入力はも
し新しい共振条件を見つける必要があればその時最小と
最大の許容周波数値の間でスイープされることも可能で
ある。
無をモニターし続ける。もし該フエーズロツクシステム
１３２，１３４が過程２１４で共振条件を保持すること
に失敗した場合は、共振周波数ＦRESの最も最近の記憶
された表記が該プロセッサーユニット１６６により記憶
素子から検索されそして次いで過程２０２で使用される
がそれは共振を再確立する目的で該電圧制御発振器１３
４への新しい入力を確立するためである。その入力はも
し新しい共振条件を見つける必要があればその時最小と
最大の許容周波数値の間でスイープされることも可能で
ある。
【００８３】最初に過程２０６で共振が達成されなかっ
た場合に、該電圧制御発振器１３４への入力電圧値は過
程２１６で調整出来る。過程２１８で、該調整された値
がなお予めセットされた最小及び最大周波数値の間の受
け入れ可能な範囲に入っていることを決定するために調
整された値をチェックすることが出来る。もしそれが入
っていれば、それを過程２０４で新しい出力周波数を発
生するために使用することが可能となる。予めセットさ
れたバンド幅内で共振が達成出来ない場合、過程２２０
でエラーの状態を指示出来る。
た場合に、該電圧制御発振器１３４への入力電圧値は過
程２１６で調整出来る。過程２１８で、該調整された値
がなお予めセットされた最小及び最大周波数値の間の受
け入れ可能な範囲に入っていることを決定するために調
整された値をチェックすることが出来る。もしそれが入
っていれば、それを過程２０４で新しい出力周波数を発
生するために使用することが可能となる。予めセットさ
れたバンド幅内で共振が達成出来ない場合、過程２２０
でエラーの状態を指示出来る。
【００８４】前記のことから、本発明の精神と範囲を離
れることなく多くの変更や変形がもたらされると気付く
ところである。ここに図解した特定の装置に関しては何
等の限定を意図したり又は意味したりしていないことは
理解されるべきである。請求項の範囲に入る様な全ての
変型は付属する請求項により包含するよう意図している
ことは云うまでもない。
れることなく多くの変更や変形がもたらされると気付く
ところである。ここに図解した特定の装置に関しては何
等の限定を意図したり又は意味したりしていないことは
理解されるべきである。請求項の範囲に入る様な全ての
変型は付属する請求項により包含するよう意図している
ことは云うまでもない。
【００８５】好ましい態様は下記のとおりである。
【００８６】１．超音波式外科装置（ultrasonic surgi
cal device）に於いて、電気的エネルギーに応答して超
音波周波数で振動するようになっている変換器組立体
（tranducer assembly）と、共振状態で該変換器組立体
を駆動するために望ましい周波数を有する出力信号を発
生する回路とを具備しており、該回路は該変換器組立体
の非共振状態の検出に応答して共振状態を回復する信号
を該変換器組立体に供給するようになっており、該共振
状態を回復する信号は最も最近に記憶された共振周波数
を含み、該外科装置は又第１の端部と第２の端部とを有
する伝達ロッド（transmissionrod）を具備しており、
該伝達ロッドは該変換器組立体からの超音波振動を受け
るようそして該超音波振動を該伝達ロッドの該第１の端
部から該第２の端部へ伝達するようになっており、該外
科装置は更に第１の端部と第２の端部とを有する端末作
働体（end effector）を具備しており、該端末作働体は
該伝達ロッドから超音波振動を受けるようそして該振動
を該端末作働体の該第１の端部から該第２の端部へ伝達
するようになっている、該端末作働体の該第１の端部は
該伝達ロッドの該第２の端部と結合されていることを特
徴とする超音波式外科用装置。
cal device）に於いて、電気的エネルギーに応答して超
音波周波数で振動するようになっている変換器組立体
（tranducer assembly）と、共振状態で該変換器組立体
を駆動するために望ましい周波数を有する出力信号を発
生する回路とを具備しており、該回路は該変換器組立体
の非共振状態の検出に応答して共振状態を回復する信号
を該変換器組立体に供給するようになっており、該共振
状態を回復する信号は最も最近に記憶された共振周波数
を含み、該外科装置は又第１の端部と第２の端部とを有
する伝達ロッド（transmissionrod）を具備しており、
該伝達ロッドは該変換器組立体からの超音波振動を受け
るようそして該超音波振動を該伝達ロッドの該第１の端
部から該第２の端部へ伝達するようになっており、該外
科装置は更に第１の端部と第２の端部とを有する端末作
働体（end effector）を具備しており、該端末作働体は
該伝達ロッドから超音波振動を受けるようそして該振動
を該端末作働体の該第１の端部から該第２の端部へ伝達
するようになっている、該端末作働体の該第１の端部は
該伝達ロッドの該第２の端部と結合されていることを特
徴とする超音波式外科用装置。
【００８７】２．超音波式システムに於いて、入力ポー
トと出力ポートとを有する可変周波数閉ループ式発振器
を具備しており、該入力ポートに印加された電気信号に
応答して該出力ポートに出力信号が発生することを特徴
とする超音波式システム。
トと出力ポートとを有する可変周波数閉ループ式発振器
を具備しており、該入力ポートに印加された電気信号に
応答して該出力ポートに出力信号が発生することを特徴
とする超音波式システム。
【００８８】３．上記２のシステムに於いて、制御回路
は検出回路に接続された入力ポートを有する制御器ユニ
ットを備えることを特徴とするシステム。
は検出回路に接続された入力ポートを有する制御器ユニ
ットを備えることを特徴とするシステム。
【００８９】４．上記３のシステムに於いて、該制御器
ユニットはプログラム可能なデジタルプロセツサーを有
することを特徴とするシステム。
ユニットはプログラム可能なデジタルプロセツサーを有
することを特徴とするシステム。
【００９０】５．上記３のシステムに於いて、該制御器
ユニットは第１及び第２の出力ポートを有しており、該
制御器出力ポートの１つは該入力ポートと接続されたア
ナログ出力を有するデジタルアナログ変換器と接続され
ていることを特徴とするシステム。
ユニットは第１及び第２の出力ポートを有しており、該
制御器出力ポートの１つは該入力ポートと接続されたア
ナログ出力を有するデジタルアナログ変換器と接続され
ていることを特徴とするシステム。
【００９１】６．上記５のシステムに於いて、該制御回
路は、該アナログ出力と該入力ポートとの間に接続され
ており該制御器ユニットの他の出力ポートへ接続するス
イッチ制御線路を伴っている固体型絶縁スイッチを備え
ることを特徴とするシステム。
路は、該アナログ出力と該入力ポートとの間に接続され
ており該制御器ユニットの他の出力ポートへ接続するス
イッチ制御線路を伴っている固体型絶縁スイッチを備え
ることを特徴とするシステム。
【００９２】７．上記２のシステムに於いて、該制御回
路は該発振器の入力ポートと位相出力との間に接続され
たデジタルアナログ変換器を有することを特徴とするシ
ステム。
路は該発振器の入力ポートと位相出力との間に接続され
たデジタルアナログ変換器を有することを特徴とするシ
ステム。
【００９３】８．上記７のシステムに於いて、該制御回
路は共振周波数の表記を記憶する記憶素子を有すること
を特徴とするシステム。
路は共振周波数の表記を記憶する記憶素子を有すること
を特徴とするシステム。
【００９４】９．上記７のシステムに於いて、該制御回
路は最大及び最小動作周波数値を記憶する記憶素子を有
することを特徴とするシステム。１０．上記７のシステ
ムに於いて、該制御回路は予め選択されたバンド幅のパ
ラメーターを記憶する記憶素子を有することを特徴とす
るシステム。
路は最大及び最小動作周波数値を記憶する記憶素子を有
することを特徴とするシステム。１０．上記７のシステ
ムに於いて、該制御回路は予め選択されたバンド幅のパ
ラメーターを記憶する記憶素子を有することを特徴とす
るシステム。
【図１】超音波システムの実施例の部分図と１部断面図
である。
である。
【図２】図１のシステムで使用可能な発振器のブロック
図である。
図である。
【図３】監視制御回路を組み入れた発振器のブロック図
である。
である。
【図４】図３の発振器の種々の部品の略図である。
【図５】図３の発振器の種々の部品の略図である。
【図６】図３の発振器の種々の部品の略図である。
【図７】図３の発振器により実施可能な制御方法の流れ
図である。
図である。
１０ 外科用システム ３０ 発振器又は制御システム ３０−１ プロセツサー ３０−２ 手動動作制御部 ３０−３ パワー出力スイッチ ３０−４ 整合用ネットワーク ３０−４ａ 絶縁変圧器 ３０−５ 増幅器 ３０−６ 位相検出器 ３０−７ 電圧制御発振器 ３０−８ 線路 ３０−９ 割り算カウンター又はネットワーク ３０−１０ 線路 ３０−１１ 遅延素子 ３０−１２ パワー制御ユニット ３０−１３ 出力用液晶デイスプレー ３０−１４ 線路 ３０−１５ 線路 ３０−１５ａ アールエムエスデイーシー変換器 ３２ ケーブル ３４ 電力スイッチ ３６ トリガー機構 ３８ 電力線 ５０ ハンドピース組立体 ５２ ハウジング又は外側ケーシング ５４ 近位の端部 ５６ 遠位の端部 ５８ 軸方向開口部又は空洞 ６０ 開口部 ６２ 通気口 ８０ 音響的組立体 ８２ 変換器組立体 ８４ 設置用素子 ８６ 伝達ロッド ８８ 端末作働体又はアップリケーター ８８ａ 近位の範囲 ８８ｂ 遠位の範囲 ９０ 変換部分 ９２ 第１の共振器 ９４ 第２の共振器 ９６ 正の電極 ９８ 負の電極 １００ ピエゾ電気素子 １０２ ワイヤ １０４ ワイヤ １０６ ボルト １０８ 構成リング １１０ 環状溝 １１２ 柔軟な部材 １１４ ピン １１６ シリコーンリング １２０ シース １２２ アダプター又はノーズコーン １２４ チューブ状部材 １３０ 発振器 １３２ 位相検出回路 １３４ 電圧制御発振器 １３６ 割り算器 １３８ 線路 １４０ 線路 １４２ パワースイッチ １４４ 遅延フイードバツク素子 １４６ 監視制御ユニット １４８ 整合用ネットワーク １４９ パワー制御ユニット １５０ 比較器 １５０ｂ デイスプレー １５０ｃ 入力 １５１ アールエムエス直流変換器 １５２ 絶縁変圧器 １６０ 制御フイードバツクループ １６２ 検出回路 １６４ 線路 １６６ フイードバツクプロセッサーユニット １６６ａ 通信リンク １６８ａ 出力ポート １６８ｂ 出力ポート １７０ デジタルアナログ変換器 １７２ 線路 １７４ アナログスイッチ １７６ 線路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スチーブン・ジエイ・アラム アメリカ合衆国マサチユセツツ州02760ノ ースアトルボロ・セイジブラツシユドライ ブナンバー１ Ｆターム(参考） 4C060 JJ22 JJ23 JJ25 5D019 AA08 FF03 FF04 5D107 AA07 AA16 BB07 CC04 CD02 CD04 5J079 BA02 BA39 FB14 FB29 FB32 FB36 FB38 FB40 FB48 5J106 AA02 CC01 CC21 CC52 CC58 DD08 DD34 KK13
Claims (2)
- 【請求項１】 超音波式外科装置に於いて、 電気的エネルギーに応答して超音波周波数で振動するよ
うになっている変換器組立体と、 共振状態で該変換器組立体を駆動するために望ましい周
波数を有する出力信号を発生する回路とを具備してお
り、該回路は該変換器組立体の非共振状態の検出に応答
して共振状態を回復する信号を該変換器組立体に供給す
るようになっており、該共振状態を回復する信号は最も
最近に記憶された共振周波数を含み、 該外科装置は又第１の端部と第２の端部とを有する伝達
ロッドを具備しており、該伝達ロッドは該変換器組立体
からの超音波振動を受けるようそして該超音波振動を該
伝達ロッドの該第１の端部から該第２の端部へ伝達する
ようになっており、 該外科装置は更に第１の端部と第２の端部とを有する端
末作働体を具備しており、該端末作働体は該伝達ロッド
から超音波振動を受けるようそして該振動を該端末作働
体の該第１の端部から該第２の端部へ伝達するようにな
っており、該端末作働体の該第１の端部は該伝達ロッド
の該第２の端部と結合されていることを特徴とする超音
波式外科用装置。 - 【請求項２】 超音波式システムに於いて、 入力ポートと出力ポートとを有する可変周波数閉ループ
式発振器を具備しており、該入力ポートに印加された電
気信号に応答して該出力ポートに出力信号が発生するこ
とを特徴とする超音波式システム。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/842,743 US5897569A (en) | 1997-04-16 | 1997-04-16 | Ultrasonic generator with supervisory control circuitry |
| ES99300882T ES2263254T3 (es) | 1997-04-16 | 1999-02-08 | Generador ultrasonico con circuito de control de vigilancia. |
| EP99300882A EP1025806B1 (en) | 1997-04-16 | 1999-02-08 | Ultrasonic generator with supervisory control circuitry |
| CA002261505A CA2261505C (en) | 1997-04-16 | 1999-02-11 | Ultrasonic generator with supervisory control circuitry |
| JP11034698A JP2000237204A (ja) | 1997-04-16 | 1999-02-12 | 監視制御回路を有する超音波発振器 |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/842,743 US5897569A (en) | 1997-04-16 | 1997-04-16 | Ultrasonic generator with supervisory control circuitry |
| EP99300882A EP1025806B1 (en) | 1997-04-16 | 1999-02-08 | Ultrasonic generator with supervisory control circuitry |
| CA002261505A CA2261505C (en) | 1997-04-16 | 1999-02-11 | Ultrasonic generator with supervisory control circuitry |
| JP11034698A JP2000237204A (ja) | 1997-04-16 | 1999-02-12 | 監視制御回路を有する超音波発振器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000237204A true JP2000237204A (ja) | 2000-09-05 |
Family
ID=32074412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11034698A Pending JP2000237204A (ja) | 1997-04-16 | 1999-02-12 | 監視制御回路を有する超音波発振器 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5897569A (ja) |
| EP (1) | EP1025806B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000237204A (ja) |
| CA (1) | CA2261505C (ja) |
| ES (1) | ES2263254T3 (ja) |
Cited By (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007144012A (ja) * | 2005-11-30 | 2007-06-14 | Aloka Co Ltd | 超音波手術装置および振動吸収具 |
| JP2007229270A (ja) * | 2006-03-01 | 2007-09-13 | Tokyo Medical & Dental Univ | 生体組織接着装置 |
| JP2009247892A (ja) * | 2008-04-04 | 2009-10-29 | Tyco Healthcare Group Lp | 超音波針駆動装置 |
| JP2009273098A (ja) * | 2008-05-02 | 2009-11-19 | Seigun Handotai Kofun Yugenkoshi | 自動校正トランスデューサーの装置及び方法 |
| US7749240B2 (en) | 2003-08-07 | 2010-07-06 | Olympus Corporation | Ultrasonic surgical system |
| US8258886B2 (en) | 2010-03-30 | 2012-09-04 | Tyco Healthcare Group Lp | System and method for improved start-up of self-oscillating electro-mechanical surgical devices |
| US8444664B2 (en) | 2011-05-16 | 2013-05-21 | Covidien Lp | Medical ultrasound instrument with articulated jaws |
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