JPH09299381A - 超音波手術装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、切開や、凝固等の処置のレスポンス
を向上させることができ、安全で、効果的な手術を可能
にする超音波手術装置を提供することを最も主要な特徴
とする。 【解決手段】超音波処置を行う際の通常運転時の超音波
出力値を設定する設定スイッチ１８と、超音波処置の開
始時に超音波出力を通常運転時の設定出力値よりも大き
くし、超音波処置開始後、超音波振動子からの超音波出
力が設定出力値になるように運転状態を切換え制御する
制御回路２６とを設けたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波機械振動を
利用し、処置具を振動させて生体組織を切開したり凝固
したりする超音波手術装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、超音波機械振動を利用し、処置
具を振動させて生体組織を切開したり凝固したりする超
音波手術装置が開発されている。この種の超音波手術装
置では電気メス装置での処置に比べて安全性が高いう
え、処置中に煙が発生しないので特に内視鏡下外科手術
では有効である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来構成の超音波処置具にあっては生体組織の切開や、凝
固等の作用は、超音波機械振動による摩擦熱が主である
ため、超音波処置具による超音波処置の開始後、それら
の作用が実際に現れるまでに電気メスに比べて時間がか
かる問題がある。

【０００４】本発明は上記事情に着目してなされたもの
で、その目的は、切開や、凝固等の処置のレスポンスを
向上させることができ、安全で、効果的な手術を可能に
する超音波手術装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明では超音波振動を
発生する超音波振動子と、この超音波振動子からの超音
波振動を処置部に伝えるプローブとを備えたハンドピー
スと、このハンドピースに接続され、前記超音波振動子
を駆動する駆動装置と、この駆動装置に接続され、前記
超音波振動子からの超音波振動の出力オンオフを制御す
るスイッチ手段とを備えた超音波手術装置において、超
音波処置を行う際の通常運転時の前記超音波振動子から
の超音波の出力値を設定する超音波出力設定手段と、前
記スイッチ手段の操作による超音波処置の開始時には前
記超音波振動子からの超音波出力を前記設定出力値より
も大きくし、超音波処置開始後、予め設定された所定の
設定時間が経過した時点で、前記超音波振動子からの超
音波出力が前記設定出力値になるように運転状態を切換
え制御する制御手段とを設けたものである。そして、超
音波処置の開始時のみ、通常運転時の超音波の設定出力
値よりも大きな超音波振動を出力することにより、超音
波処置時に切開や、凝固等の処置の作用が現れる時間が
早まるようにしたものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態
を図１（Ａ）乃至図３を参照して説明する。図１（Ａ）
は本実施の形態の超音波手術装置全体の外観を示すもの
である。本実施の形態の超音波手術装置の装置本体（駆
動装置）１にはハンドピース２およびフットスイッチ
（スイッチ手段）３がそれぞれ接続されている。

【０００７】また、ハンドピース２には細長いシース４
の先端部に処置部５、基端部に手元側の操作部６がそれ
ぞれ配設されている。ここで、操作部６には超音波振動
を発生する図示しない超音波振動子を収容するケース７
と、操作ハンドル８とが設けられている。

【０００８】さらに、シース４の内部には超音波振動子
からの超音波振動を処置部５に伝えるプローブ９が配設
されている。このプローブ９の先端部はシース４の先端
から外部側に露出されている。

【０００９】また、処置部５には図１（Ｂ）に示すよう
にプローブ９の先端露出部９ａに対して開閉駆動される
把持具１０が設けられている。この把持具１０はシース
４の先端部に回動ピン１１を中心に回動可能に連結され
ている。そして、操作ハンドル８の操作によって把持具
１０がプローブ９の先端露出部９ａに対して開閉駆動さ
れ、プローブ９と把持具１０との間に生体組織を挟み込
むことができるようになっている。

【００１０】また、装置本体１の前面には操作板１２が
設けられている。この操作板１２には電源スイッチ１３
と、操作表示パネル１４と、ハンドピース２の接続部１
５とが設けられている。ここで、ハンドピース２の操作
部６には接続ケーブル１６の一端が連結されている。そ
して、この接続ケーブル１６の他端部に配設されたコネ
クタ１７が装置本体１のハンドピース接続部１５に着脱
可能に接続されるようになっている。

【００１１】また、装置本体１の操作表示パネル１４に
は超音波処置を行う際の通常運転時の超音波出力の大き
さを設定する設定スイッチ（超音波出力設定手段）１８
と、この設定スイッチ１８で設定される超音波出力の大
きさをデジタル表示する表示部１９とが設けられてい
る。この設定スイッチ１８には超音波出力の大きさを変
更（増減）する出力増加スイッチ１８ａと、出力低減ス
イッチ１８ｂとが設けられている。

【００１２】さらに、装置本体１の内部には図１（Ｃ）
に示すようにハンドピース２内の超音波振動子に電気エ
ネルギーを供給するための駆動回路２０が内蔵されてい
る。この駆動回路２０には超音波周波数の交流信号を発
生する発振回路２１と、超音波出力の大きさを指示する
信号を生成するＤＡコンバータ２２と、このＤＡコンバ
ータ２２からの信号に基づいて発振回路２１の交流信号
の大きさを制御するＶＣＡ回路２３と、ＶＣＡ回路２３
の出力を増幅してハンドピース２内の超音波振動子を駆
動する電力を生成するパワーアンプ２４と、駆動回路２
０の出力ラインを入切するリレー２５と、超音波手術装
置の動作を制御する制御回路２６と、フットスイッチ３
からの操作信号を制御回路２６およびリレー２５に伝達
するインターフェース（Ｉ／Ｆ）回路２７とが設けられ
ている。

【００１３】また、制御回路２６にはフットスイッチ３
の操作による超音波処置の開始時にハンドピース２内の
超音波振動子からの超音波出力を設定スイッチ１８によ
る設定出力値よりも大きくし、超音波処置開始後、予め
設定された所定の設定時間が経過した時点で、超音波振
動子からの超音波出力が設定出力値になるように制御す
る運転状態切換え手段が内蔵されている。なお、駆動回
路２０のリレー２５はハンドピース接続部１５とパワー
アンプ２４との間に介設されている。

【００１４】また、フットスイッチ３には床面等に設置
されるスイッチ本体２８と、このスイッチ本体２８に下
端部がヒンジ部を介して回動自在に連結されたペダル部
材２９と、このペダル部材２９の踏み込み動作に応じて
超音波振動子からの超音波振動の出力オンオフを制御す
る図２（Ａ）に示すスイッチ機構３０とが設けられてい
る。なお、スイッチ本体２８内にはペダル部材２９を適
宜の回動位置に回動させた定位置で保持する図示しない
付勢手段が内蔵されている。

【００１５】さらに、スイッチ機構３０には発光ダイオ
ード３１ａと、受光素子３１ｂとを備えたフォトインタ
ラプタ３１と、このフォトインタラプタ３１の発光ダイ
オード３１ａと、受光素子３１ｂとの間の光路を遮った
り、開放したりする遮蔽板３２とが設けられている。こ
こで、フットスイッチ３のペダル部材２９が踏み込み操
作されていない待機位置で保持されている状態では遮蔽
板３２はフォトインタラプタ３１の発光ダイオード３１
ａと、受光素子３１ｂとの間に挿入され、フォトインタ
ラプタ３１の光路を遮蔽する遮蔽位置で保持される。そ
して、ペダル部材２９の踏み込み操作に連動して遮蔽板
３２が動き、発光ダイオード３１ａと、受光素子３１ｂ
との間を開放してフォトインタラプタ３１の光路の遮蔽
を解除するようになっている。

【００１６】また、装置本体１内のインターフェース回
路２７にはパルス発生回路３３とパルス有無検知回路３
４とが設けられている。ここで、パルス発生回路３３の
出力端はフットスイッチ３内のフォトインタラプタ３１
の発光ダイオード３１ａに接続されている。さらに、パ
ルス有無検知回路３４はフォトインタラプタ３１の受光
素子３１ｂに接続されている。なお、パルス発生回路３
３の入力端は制御回路２６に接続されており、この制御
回路２６からの指示信号がないとパルス信号を発生しな
いようになっている。

【００１７】また、図２（Ｂ）はインターフェース回路
２７のパルス有無検知回路３４の詳細構成を示すもので
ある。すなわち、本実施の形態のパルス有無検知回路３
４には直流信号カット用のコンデンサ３５が設けられて
いる。そして、フットスイッチ３のペダル部材２９の踏
み込み操作時にはフォトインタラプタ３１の発光ダイオ
ード３１ａからのパルス信号を受けた受光素子３１ｂか
らの出力をパルス有無検知回路３４のコンデンサ３５で
受信することで、直流信号はカットして高周波信号であ
るパルス信号のみを通過させることにより、このパルス
有無検知回路３４でパルス信号の有無を判別するように
なっている。

【００１８】次に、上記構成の超音波手術装置の作用に
ついて説明する。本実施の形態の超音波手術装置の使用
時には術者はハンドピース２における手元側の操作部６
の操作ハンドル８を持ち、プローブ９と把持具１０との
間に切除、あるいは凝固等の超音波処置の対象となる生
体組織を挟み込む。この状態で、フットスイッチ３のペ
ダル部材２９を踏み込み操作することにより、プローブ
９と把持具１０との間で挟持された生体組織の超音波処
置が次のように行われる。

【００１９】まず、装置本体１の電源スイッチ１３がオ
ン操作されると、装置本体１内の制御回路２６からイン
ターフェース回路２７のパルス発生回路３３へ駆動信号
が出力され、パルス発生回路３３が駆動される。このパ
ルス発生回路３３の駆動時にはパルス発生回路３３から
はパルス信号が発生し、この信号でフォトインタラプタ
３１の発光ダイオード３１ａがパルス状に点灯する。

【００２０】この状態で、フットスイッチ３のペダル部
材２９の踏み込み操作に応じて超音波手術装置の装置本
体１の出力がオン、オフ操作される。すなわち、フット
スイッチ３が踏み込み操作されていない待機状態ではフ
ォトインタラプタ３１の発光ダイオード３１ａと、受光
素子３１ｂとの間の光路が遮蔽板３２によって遮蔽され
た遮蔽位置で保持される。そのため、この場合にはフォ
トインタラプタ３１の受光素子３１ｂに光信号は伝達さ
れないので、受光素子３１ｂからは一定レベルのＬ信号
が出力される。

【００２１】このときの受光素子３１ｂからの出力信号
であるＬ信号はインターフェース回路２７のパルス有無
検知回路３４に入力される。このパルス有無検知回路３
４では一定レベルのＬ信号が入力された場合にはフット
スイッチ３はオフ状態か、故障状態であると判断され
て、超音波出力がオフ状態で保持される。

【００２２】また、術者によりフットスイッチ３のペダ
ル部材２９が踏み込み操作されると、このときのペダル
部材２９の踏み込み動作に連動して遮蔽板３２が動き、
フォトインタラプタ３１の光路の遮蔽が解除される。す
るとフォトインタラプタ３１の受光素子３１ｂに発光ダ
イオード３１ａのパルス状の光信号が伝達され、受光素
子３１ｂからはパルス信号が出力される。

【００２３】このときの受光素子３１ｂからの出力信号
（パルス信号）はインターフェース回路２７のパルス有
無検知回路３４に入力される。このパルス有無検知回路
３４ではパルス信号が入力された場合にはフットスイッ
チ３は正常で、かつオン操作されたと判断する。この場
合にはパルス有無検知回路３４から制御回路２６および
リレー２５にパルス検知信号がそれぞれ出力される。す
なわち、インターフェース回路２７によって制御回路２
６にペダル部材２９の踏み込み操作状態が伝えられると
同時に、フットスイッチ３がオンされている間だけリレ
ー２５がオン操作される。

【００２４】そして、制御回路２６にパルス有無検知回
路３４からのパルス検知信号が入力された場合にはこの
制御回路２６からは発振回路２１に駆動信号が出力さ
れ、この発振回路２１が駆動される。このとき、制御回
路２６は操作表示パネル１４の設定スイッチ１８で設定
された出力の大きさに対応したレベルのデータをＤＡコ
ンバータ２２に送る。このデータに基いてＤＡコンバー
タ２２によってＶＣＡ回路２３の動作が制御され、発振
回路２１で発生した超音波周波数の交流信号がＶＣＡ回
路２３に入力された際に、このＶＣＡ回路２３で所望の
大きさの超音波周波数の信号が生成される。

【００２５】さらに、この超音波信号がパワーアンプ２
４に送られて増幅されたのち、この電力がリレー２５を
介してハンドピース２内の超音波振動子に供給される。
そのため、ハンドピース２内の超音波振動子が駆動され
るので、この超音波振動子によってプローブ９が超音波
振動してプローブ９と把持具１０との間に挟まれた生体
組織は高速な摩擦によって切断、あるいは凝固され、前
述した生体組織の超音波処置が行われる。

【００２６】さらに、所望の超音波処置が終了した時点
で、フットスイッチ３のペダル部材２９の踏み込み操作
を止める。このようにフットスイッチ３のペダル部材２
９の踏み込み操作を止めた場合にはこのときのペダル部
材２９の戻り動作に連動してフォトインタラプタ３１の
発光ダイオード３１ａと、受光素子３１ｂとの間の光路
が遮蔽板３２によって遮蔽される。そのため、この場合
には受光素子３１ｂに光信号は伝達されず、従って受光
素子３１ｂからは一定レベルのＬ信号が出力される。

【００２７】なお、フォトインタラプタ３１が故障した
場合、フォトインタラプタ３１の光路が遮蔽板３２によ
って遮蔽されていない状態で、例えば発光ダイオード３
１ａが発光しなくなったり、受光素子３１ｂが受光でき
なくなったりした場合もやはり一定レベルのＬ信号また
はＨ信号が出力される。

【００２８】そして、受光素子３１ｂから出力された一
定レベルのＬ信号がインターフェース回路２７のパルス
有無検知回路３４に送られた場合にはパルス有無検知回
路３４ではフットスイッチ３は正常でオフされたか、故
障状態であると判断する。この場合には超音波出力をオ
フするように制御され、超音波出力が停止される。その
後、次の超音波処置の対象となる生体組織の場所にハン
ドピース２の処置部５を移動し、次の処置対象の生体組
織に対して同様の操作が行われる。

【００２９】また、超音波手術装置の装置本体１の使用
時には予め、装置本体１の操作表示パネル１４の設定ス
イッチ１８を操作して超音波処置を行う際の通常運転時
の超音波出力の大きさが設定される。

【００３０】そして、上記超音波処置時にはハンドピー
ス２内の超音波振動子からの超音波出力の大きさは制御
回路２６によって次のように制御される。すなわち、フ
ットスイッチ３の操作による超音波処置の開始時にはハ
ンドピース２内の超音波振動子からの超音波出力を設定
スイッチ１８による設定出力値よりも大きくした状態で
超音波振動子が駆動される。

【００３１】さらに、超音波処置開始後、予め設定され
た所定の設定時間が経過した時点で、超音波振動子から
の超音波出力が設定出力値になるように超音波振動子か
らの超音波出力の大きさが制御される。

【００３２】また、図３は上記超音波処置時の超音波手
術装置のハンドピース２内の超音波振動子からの超音波
出力の大きさの制御状態の一例を示すものである。ここ
で、設定スイッチ１８で設定される通常運転時のハンド
ピース２内の超音波振動子からの超音波の出力が例えば
３０％に設定されている場合には、フットスイッチ３の
ペダル部材２９が踏み込み操作されて超音波処置が開始
された時点ｔ₀ から最初のｔ₁ 秒間は、設定値３０％に
対し、超音波の出力を若干大きめ（例えば２０％増し程
度）に制御する。

【００３３】さらに、超音波処置の開始後、ｔ₁ 秒間が
経過した時点で、超音波の出力が設定スイッチ１８で設
定される通常運転時の設定値、すなわち３０％の超音波
出力に運転状態を切換え制御する。

【００３４】また、設定スイッチ１８で設定される通常
運転時の超音波出力の設定値が例えば５０％でも、同様
に超音波処置が開始された時点ｔ₀ から最初のｔ₁ 秒間
は、設定値５０％に対し、超音波の出力を更にそれより
若干大きめ（例えば２０％増し程度）に制御する。

【００３５】この場合も、超音波処置の開始後、ｔ₁ 秒
間が経過した時点で、超音波の出力が設定スイッチ１８
で設定される通常運転時の設定値、すなわち５０％の超
音波出力に運転状態を切換え制御する。

【００３６】また、上記超音波出力の制御は制御回路２
６からＤＡコンバータ２２に送るデータを操作すること
で実現可能である。つまり、インターフェース回路２７
から超音波出力操作の信号が制御回路２６に入力された
場合には、まず設定スイッチ１８での設定値にある定数
を掛けた（例えば×１．２）データを作成してそれを超
音波処置の開始後、ｔ₁ 秒間（例えば数１００ｍｓｅ
ｃ）ＤＡコンバータ２２に送出する。このデータに基い
てＤＡコンバータ２２によってＶＣＡ回路２３の動作が
制御され、発振回路２１で発生した超音波周波数の交流
信号がＶＣＡ回路２３に入力された際に、このＶＣＡ回
路２３で設定スイッチ１８での設定値にある定数を掛け
た大きさの超音波周波数の信号が生成される。

【００３７】そして、超音波処置が開始された時点ｔ₀
からｔ₁ 秒間の経過後、制御回路２６からＤＡコンバー
タ２２に設定スイッチ１８で設定された通常運転時の設
定値の通りのデータを送出するように切換えられ、通常
運転時の設定値で超音波出力が制御される。

【００３８】そこで、上記構成のものにあっては次の効
果を奏する。すなわち、フットスイッチ３の操作による
超音波処置の開始時にはハンドピース２内の超音波振動
子からの超音波出力を設定スイッチ１８による通常運転
時の設定出力値よりも大きくした状態で超音波振動子が
駆動され、超音波処置の開始後、予め設定された所定の
設定時間が経過した時点で、超音波振動子からの超音波
出力が設定出力値になるように制御するようにしたの
で、フットスイッチ３を操作した直後の初期段階で高出
力の超音波出力を短時間出力することができる。そのた
め、超音波振動による切開や、凝固等の超音波処置のレ
スポンスが向上する効果がある。

【００３９】また、フットスイッチ３内のスイッチ機構
３０のフォトインタラプタ３１をパルス信号で使用した
ので、フォトインタラプタ３１の故障が起きた場合でも
このフォトインタラプタ３１から信号が出力状態のまま
で保持されるおそれはなく、さらには出力ラインを強制
的に切断できるため、フォトインタラプタ３１の故障時
には確実に超音波出力を禁止することができる。

【００４０】さらに、パルス有無検知回路３４から装置
本体１内の駆動回路２０の出力ラインを入切するリレー
２５を制御する信号を出力し、フットスイッチ３がオン
されている間だけリレー２５が閉じて駆動回路２０の出
力信号が超音波振動子に送られるようにしたので、フッ
トスイッチ３がオフか、あるいは故障している場合は、
ハンドピース２内の超音波振動子へのエネルギーの供給
を確実に防止することができる。

【００４１】また、制御回路２６が何らかの異常を発生
した場合には、パルス信号を発しなくなるので、フォト
インタラプタ３１からの信号の出力を確実に禁止させる
ことができ、安全性を高められる。

【００４２】また、図２（Ｃ）は第１の実施の形態のパ
ルス有無検知回路３４の変形例を示すものである。本変
形例のパルス有無検知回路３４にはエクスクルーシブオ
ア（ＥＸＯＲ）回路４１が設けられている。そして、フ
ットスイッチ３のペダル部材２９の踏み込み操作時には
フォトインタラプタ３１の発光ダイオード３１ａからの
パルス信号を受けた受光素子３１ｂからの出力と、発光
ダイオード３１ａをパルス状に光らせるパルス信号とが
エクスクルーシブオア回路４１に入力される。このと
き、受光素子３１ｂがパルスを受けている間はエクスク
ルーシブオア回路４１の入力端には同期したパルス信号
が入力されるので、その出力はＨで一定である。ここ
で、受光素子３１ｂがパルスを受けていない間はエクス
クルーシブオア回路４１の出力はパルス状に変化するの
で、この信号を制御回路２６にて判断して、フットスイ
ッチ３のオンオフを判断するようにしても良いし、図２
（Ｂ）に示すようにコンデンサによって交流検知しても
良い。

【００４３】また、図４は第１の実施の形態の超音波手
術装置の超音波出力制御の変形例を示すものである。本
変形例では、設定スイッチ１８で設定される通常運転時
のハンドピース２内の超音波振動子からの超音波の出力
が例えば３０％に設定されている場合には、フットスイ
ッチ３のペダル部材２９が踏み込み操作されて超音波処
置が開始された時点ｔ₀ から最初のｔ₁ 秒間は、１００
％の超音波出力を出すように制御する。

【００４４】さらに、超音波処置の開始後、ｔ₁ 秒間が
経過した時点で、超音波の出力が設定スイッチ１８で設
定される通常運転時の設定値、すなわち３０％の超音波
出力に運転状態を切換え制御する。

【００４５】また、設定スイッチ１８で設定される通常
運転時の超音波出力の設定値が例えば５０％の場合に
は、超音波処置が開始された時点ｔ₀ から最初のｔ₂ 秒
間は、１００％の超音波出力を出すように制御する。

【００４６】この場合も、超音波処置の開始後、ｔ₂ 秒
間が経過した時点で、超音波の出力が設定スイッチ１８
で設定される通常運転時の設定値、すなわち５０％の超
音波出力に運転状態を切換え制御する。

【００４７】なお、本変形例ではｔ₁ ＜ｔ₂ の関係で示
したが、これに限らない。また、超音波処置開始直後の
超音波出力は１００％でなくとも良い。さらに、以上の
構成は、超音波振動の振幅を一定に制御する定電流駆動
制御にも応用可能である。

【００４８】また、図５乃至図７は本発明の第２の実施
の形態を示すものである。本実施の形態は第１の実施の
形態の超音波手術装置のフットスイッチ３の構成を次の
通り変更したものである。

【００４９】すなわち、本実施の形態のフットスイッチ
３には床面等に設置されるスイッチ本体５１に独立に動
作する２つの操作ペダル５２，５３を並設させた２連ス
イッチ機構を設けたものである。この場合、一方の第１
の操作ペダル５２は連続的な超音波振動出力用の操作ス
イッチ、他方の第２の操作ペダル５３はパルス状の超音
波振動出力用の操作スイッチとしてそれぞれ機能するよ
うに設定されている。

【００５０】次に、上記構成の本実施の形態の作用につ
いて説明する。図７は本実施の形態の超音波手術装置に
よる超音波処置時のハンドピース２内の超音波振動子か
らの超音波出力の大きさの制御状態の一例を示すもので
ある。

【００５１】本実施の形態ではフットスイッチ３の第１
の操作ペダル５２を踏み込み操作した場合にはインター
フェース回路２７は制御回路２６にその状態を伝えると
同時に、リレー２５がオンになる。このとき、制御回路
２６は操作表示パネル１４の設定スイッチ１８で設定さ
れた出力の大きさに対応したレベルのデータをＤＡコン
バータ２２に送る。このデータに基いてＤＡコンバータ
２２によってＶＣＡ回路２３の動作が制御され、発振回
路２１で発生した超音波周波数の交流信号がＶＣＡ回路
２３に入力された際に、このＶＣＡ回路２３で所望の大
きさの超音波周波数の信号が生成される。

【００５２】そのため、第１の操作ペダル５２を踏み込
み操作した場合には超音波振動の出力は、連続的な振動
出力となるので、ハンドピース２のプローブ９から生体
組織に高速な摩擦が継続的に加わり、生体組織は凝固を
伴いながらも切除にいたる。

【００５３】また、フットスイッチ３の第２の操作ペダ
ル５３を踏み込み操作した場合には制御回路２６からは
操作表示パネル１４の設定スイッチ１８で設定された出
力の大きさに対応したレベルと、それより低い低振幅に
対応したレベルとを交互にＤＡコンバータ２２に送る。

【００５４】そのため、第２の操作ペダル５３を操作し
た場合には超音波振動の振動出力は断続的になるので、
ハンドピース２のプローブ９から生体組織に超音波振動
が伝達された際に、生体組織が切除にいたらず、凝固作
用のみが生じることになる。

【００５５】なお、操作表示パネル１４の設定スイッチ
１８での超音波出力の設定によってパルス状の出力の低
レベルは変えない状態で、波高値のみを変えることで生
体組織の凝固のレベルや、スピードを調整できる。

【００５６】そこで、上記構成のものにあっては次の効
果を奏する。すなわち、フットスイッチ３のスイッチ本
体５１に２つの操作ペダル５２，５３を並設させた２連
スイッチ機構を設け、第１の操作ペダル５２は連続的な
超音波振動出力用の操作スイッチ、第２の操作ペダル５
３はパルス状の超音波振動出力用の操作スイッチとして
それぞれ機能するように設定したので、第１の操作ペダ
ル５２の踏み込み時にはハンドピース２のプローブ９に
よって生体組織の切除を行うことができ、第２の操作ペ
ダル５３の踏み込み時にはハンドピース２のプローブ９
によって生体組織の凝固を行うことができる。そのた
め、スイッチ本体５１の２つの操作ペダル５２，５３を
選択使用することにより、共通のハンドピース２のプロ
ーブ９によって超音波振動による生体組織の切開と、凝
固とを容易に使い分けることができるので、例えばハン
ドピース２のプローブ９の先端部に生体組織の切開用の
先端チップと、凝固用の先端チップとを付け替える等の
わずらわしい操作を省略することができ、ハンドピース
２の操作性を高めることができる。

【００５７】なお、本実施の形態では超音波振動をパル
ス状に出力する方法として、ＤＡコンバータの出力を操
作して実現しているが、超音波振動子を駆動させる際に
用いられる定電流駆動回路の制御設定値をパルス状に変
化させる構成にしても良いし、またパルス状の信号を作
る電気回路を設ける構成にしても良い。

【００５８】また、図８は本発明の第３の実施の形態を
示すものである。本実施の形態は第１の実施の形態の超
音波手術装置のフットスイッチ３の構成を次の通り変更
したものである。

【００５９】すなわち、本実施の形態のフットスイッチ
３には床面等に設置されるスイッチ本体６１に１つのメ
インペダル６２と、超音波振動による生体組織の切開
か、凝固かを選択する２つのサブペダル６３，６４を備
えたスイッチ機構を設けたものである。この場合、術者
がメインペダル６２を操作する前に２つのサブペダル６
３，６４を操作して切開か、凝固かを選択してから、メ
インペダル６２で超音波出力を機能させるようになって
いる。

【００６０】そこで、本実施の形態では例えば一方のサ
ブペダル６３の選択時にはメインペダル６２の踏み込み
時にハンドピース２のプローブ９によって生体組織の切
除を行い、他方のサブペダル６４の選択時にはメインペ
ダル６２の踏み込み時にハンドピース２のプローブ９に
よって生体組織の凝固を行うことができる。そのため、
２つのサブペダル６３，６４によって生体組織の切開機
能と、凝固機能とを予め選択した状態でメインペダル６
２を使用することにより、共通のハンドピース２のプロ
ーブ９によって超音波振動による生体組織の切開と、凝
固とを容易に使い分けることができるので、本実施の形
態でも第２の実施の形態（図５乃至図７参照）と同様の
効果を得ることができる。

【００６１】なお、超音波振動による生体組織の切開
か、凝固かを選択する２つのサブペダル６３，６４はハ
ンドピース２に設けてもよい。いずれにしても、術者が
自身で簡単に超音波振動による生体組織の処置機能を切
開か、凝固かに選択できるようにすることが重要であ
る。

【００６２】また、図９（Ａ）は本発明の第４の実施の
形態を示すものである。本実施の形態は電気メスに誤動
作防止用の安全機能を設けたものである。本実施の形態
の電気メスの装置本体（駆動装置）７１には電気メスハ
ンドピース７２、対極板７３および出力をオンオフする
フットスイッチ（スイッチ手段）７４がそれぞれ接続さ
れている。

【００６３】さらに、装置本体７１の内部には電気メス
の駆動回路７５が内蔵されている。この駆動回路７５に
は電気メスの出力に応じた電圧出力を行う電源回路７６
と、高周波出力を生成するパワーアンプ７７と、電源回
路７６からの電圧をパワーアンプ７７に伝えたり切断し
たりするリレー７８と、パワーアンプ７７の出力を絶縁
し、昇圧する出力トランス７９と、高周波数信号を発す
る発振回路８０と、電気メス全体を制御するマイクロコ
ンピュータ（ＣＰＵ）８１と、ＣＰＵ８１からのパルス
信号の有無を検知してリレー７８を制御するパルス有無
検知回路８２とが設けられている。

【００６４】次に、上記構成の本実施の形態の作用につ
いて説明する。電気メスの使用時にフットスイッチ７４
が踏まれると、その信号がＣＰＵ８１に伝えられ、ＣＰ
Ｕ８１からはそれが正常動作していればパルス信号が出
力される。そして、ＣＰＵ８１からパルス信号が出力さ
れた場合にはパルス有無検知回路８２はリレー７８をオ
ン操作する。そのため、この場合にはパワーアンプ７７
に電源を供給して電気メス出力を発生する。

【００６５】また、仮にＣＰＵ８１が異常であれば、フ
ットスイッチ７４が踏まれていてもパルス信号は出力さ
れないので、リレー７８はオンせず、従って電気メス出
力が発生されることはない。

【００６６】そこで、本実施の形態では電気メスの駆動
回路７５内に配設されたＣＰＵ８１からパルス信号を発
生させるように構成したので、仮にＣＰＵ８１が暴走し
た場合にはパルス信号が途絶えることでフットスイッチ
７４を不能とすることができる。（ウォッチドッグ機
能） また、図９（Ｂ）は本発明の第５の実施の形態を示すも
のである。本実施の形態は共振追尾方式としてＰＬＬ制
御方式、および振幅制御方式として定電流制御方式を採
用した超音波振動子駆動回路９４を超音波手術装置に設
けたものである。

【００６７】本実施の形態の超音波手術装置の装置本体
（駆動装置）９１には超音波振動子が内蔵されたハンド
ピース９２および超音波出力をオンオフするフットスイ
ッチ（スイッチ手段）９３がそれぞれ接続されている。

【００６８】また、装置本体９１の内部には上記超音波
振動子駆動回路９４が内蔵されている。この駆動回路９
４には絶縁、昇圧する出力トランス９５と、電圧、電流
を検出する検出回路９６と、出力ラインを入切するリレ
ー９７と、パワーアンプ９８と、電圧制御アンプ９９
と、検出回路９６からの電圧位相信号と電流位相信号と
を基に共振追尾を行うＰＬＬ（位相同期ループ）回路１
００と、超音波出力の大きさを設定するＤＡコンバータ
１０１と、検出回路９６から得られた電流の大きさの信
号と、ＤＡコンバータ１０１からの信号とを比較する差
動アンプ１０２とで構成される定電流ループが設けられ
ている。さらに、この駆動回路９４には超音波手術装置
全体を制御しているマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）１
０３と、このＣＰＵ１０３からのパルス信号の有無を検
知してリレー９７を制御するパルス有無検知回路１０４
とが設けられている。

【００６９】次に、上記構成の本実施の形態の作用につ
いて説明する。超音波手術装置の使用時にフットスイッ
チ９３が踏まれると、その信号がＣＰＵ１０３に伝えら
れる。このとき、ＣＰＵ１０３からはそれが正常動作し
ていればパルス信号が出力される。そして、ＣＰＵ１０
３からパルス信号が出力された場合にはパルス有無検知
回路１０４はリレー９７をオン操作する。そのため、こ
の場合にはパワーアンプ９８からの出力信号がリレー９
７および検出回路９６を介して出力トランス９５に伝え
られ、ハンドピース９２内の超音波振動子が駆動されて
超音波出力が出力される。

【００７０】また、仮にＣＰＵ１０３が異常であれば、
フットスイッチ９３が踏まれていてもパルス信号は出力
されないので、リレー９７はオンせず、従ってハンドピ
ース９２から超音波出力が出力されることはない。

【００７１】そこで、本実施の形態では超音波振動子駆
動回路９４内に配設されたＣＰＵ１０３からパルス信号
を発生させるように構成したので、第４の実施の形態
（図９（Ａ）参照）と同様の効果を得ることができる。

【００７２】さらに、その他、本発明の要旨を逸脱しな
い範囲で種々変形実施できることは勿論である。次に、
本出願の他の特徴的な技術事項を下記の通り付記する。 記 （付記項１） 超音波振動を利用した手術用装置であっ
て、超音波振動を発生する超音波振動子と、それを処置
部に伝えるプローブとを含むハンドピースと、前記ハン
ドピースが接続され、超音波振動のエネルギーを供給す
る駆動装置と、前記駆動装置に接続され、超音波振動の
出力オンオフを制御するスイッチ手段、以上の構成にお
いて、前記駆動装置には処置をする際の超音波出力の出
力値を設定する手段を含み、前記出力スイッチの操作に
よる処置開始時のみ超音波出力量を大きくして、一定時
間後以降は前記出力値になるよう制御するようにしたこ
とを特徴とする超音波手術装置。

【００７３】（付記項１の従来技術） 超音波機械振動
を利用し、処置具を振動させて組織を切開したり凝固し
たりする装置が開発されている。電気メス装置での処置
に比べ、安全性が高く、煙が発生しないので特に内視鏡
下外科手術では有効である。しかし、組織の切開や凝固
の作用は、摩擦熱が主であるため、電気メスに比べそれ
ら作用が現れるまでに時間がかかるという欠点があっ
た。 （付記項１の目的） 切開や凝固のレスポンスを向上さ
せること。

【００７４】（付記項１の課題解決手段） 超音波振動
を利用した手術用装置であって、超音波振動を発生する
超音波振動子と、それを処置部に伝えるプローブとを含
むハンドピースと、前記ハンドピースが接続され、超音
波振動のエネルギーを供給する駆動装置と、前記駆動装
置に接続され、超音波振動の出力オンオフを制御するス
イッチ手段、以上の構成において、前記駆動装置には処
置をする際の超音波出力の出力値を設定する手段を含
み、前記出力スイッチの操作による処置開始時のみ超音
波出力を前記出力値より大きくして、一定時間後以降は
前記出力値になるよう制御するようにした。そして、処
置開始時のみ、大きな超音波振動出力がなされるので、
切開や凝固の作用が現れる時間が早まる。

【００７５】（付記項２） 前記処置開始時は、一定時
間だけ出力設定値より振幅を大きくするようにしたこと
を特徴とする付記項１の超音波手術装置。 （付記項３） 前記処置開始時は、出力設定の大きさに
応じた時間だけ最大振幅出力を出すようにしたことを特
徴とする付記項１の超音波手術装置。

【００７６】（付記項４） 超音波振動を利用した手術
用装置であって、超音波振動を発生する超音波振動子
と、それを処置部に伝えるプローブとを含むハンドピー
スと、前記ハンドピースが接続され、超音波振動のエネ
ルギーを供給する駆動装置と、前記駆動装置に接続さ
れ、超音波振動の出力オンオフを制御するスイッチ手
段、以上の構成において、前記駆動装置は、一定の連続
的な超音波振動を行うモードと、超音波振動を断続的に
行うモードと、を含み、およびそれらの各モードを前記
スイッチ手段で選択的に出力できるようにしたことを特
徴とする超音波手術装置。

【００７７】（付記項４の従来技術） 従来の装置で
は、切開と凝固の各作用は振動させるプローブの先端形
状にて選択できるようになっていた。例えば切開では比
較的鋭利な形状を持つもので組織を挟み込んで超音波振
動を与える。一方凝固の場合は鈍の形状を持つもので組
織を挟んで超音波振動を与える。もし一連の手術の操作
の中で、切開と凝固を使い分ける場合は、両者の形状を
対抗面に持つプローブをいちいち回転させるなどして、
使用する形状をセットしてから使わねばならなかった。 （付記項４の目的） プローブを回転するなどせずに、
容易に切開と凝固を選択使用できるようにすること。

【００７８】（付記項４の課題解決手段） 超音波振動
を利用した手術用装置であって、超音波振動を発生する
超音波振動子と、それを処置部に伝えるプローブとを含
むハンドピースと、前記ハンドピースが接続され、超音
波振動のエネルギーを供給する駆動装置と、前記駆動装
置に接続され、超音波振動の出力オンオフを制御するス
イッチ手段、以上の構成において、前記駆動装置は、一
定の連続的な超音波振動を行うモードと、超音波振動を
断続的に行うモードと、を含み、およびそれらの各モー
ドを前記スイッチ手段で選択的に出力できるようにし
た。そして、組織に連続的な振動を与えることで切開作
用を、また断続的に与えることで凝固作用を発生させる
が、この動作を、術者が操作するスイッチで選択操作可
能とする。

【００７９】（付記項４の効果） 凝固と切開の各部機
能が容易に選択使用できる。 （付記項５） 前記スイッチ手段は複数の操作部を持
ち、それぞれが連続振動と断続振動を動作させるスイッ
チであることを特徴とする付記項４の超音波手術装置。

【００８０】（付記項６） 前記スイッチ手段は、出力
を制御する操作部の他に、連続振動と断続振動とのどち
らかを選択する別の選択操作部を持つことを特徴とする
付記項４の超音波手術装置。

【００８１】（付記項７） 前記スイッチ手段は、フッ
トスイッチであることを特徴とする付記項４の超音波手
術装置。 （付記項８） 前記スイッチ手段はハンドスイッチであ
ることを特徴とする付記項４の超音波手術装置。

【００８２】（付記項９） 超音波振動を利用した手術
用装置であって、超音波振動を発生する超音波振動子
と、それを処置部に伝えるプローブとを含むハンドピー
スと、前記ハンドピースが接続され、超音波振動のエネ
ルギーを供給する駆動装置と、前記駆動装置に接続さ
れ、超音波振動の出力オンオフを制御するスイッチ手
段、以上の構成において、前記スイッチ手段は、ＬＥＤ
と光電素子によるフォトインタラプタでスイッチを構成
し、ＬＥＤには駆動装置からパルス信号を送ってパルス
的に動作させ、受光側の検知部ではパルスの信号を駆動
装置に送り、駆動装置にパルスの有／無をスイッチのオ
ン／オフとして判断する手段を設けたことを特徴とする
超音波手術装置。

【００８３】（付記項９の従来技術） 上記装置は、出
力のオンオフをフットスイッチで行う。安全性が重要な
手術装置において、これの故障によって出力制御が利か
なくなる（オフできなくなる）ことは避けねばならな
い。しかし、そのために装置が大型化してしまったり、
高額化してしまっては有用な機器であっても価値が低く
なってしまう。 （付記項９の目的） 安価、小型化を実現しつつ、安全
性の向上、特に出力制御スイッチの信頼性を向上するこ
と。

【００８４】（付記項９の課題解決手段） 超音波振動
を利用した手術用装置であって、超音波振動を発生する
超音波振動子と、それを処置部に伝えるプローブとを含
むハンドピースと、前記ハンドピースが接続され、超音
波振動のエネルギーを供給する駆動装置と、前記駆動装
置に接続され、超音波振動の出力オンオフを制御するス
イッチ手段、以上の構成において、前記スイッチ手段
は、ＬＥＤと光電素子によるフォトインタラプタでスイ
ッチを構成し、ＬＥＤには駆動装置からパルス信号を送
ってパルス的に動作させ、受光側の検知部ではパルスの
信号を駆動装置に送り、駆動装置にパルスの有／無をス
イッチのオン／オフとして判断する手段を設けたことを
特徴とする。そして、スイッチ手段の構成と動作が正常
であれば、必ずパルス信号が駆動装置に帰ってくる。こ
の結果で超音波出力を制御する。

【００８５】（付記項９の効果） フットスイッチ等の
出力スイッチの故障で出力が出っぱなしになることを簡
単な構成で確実に実現できる。 （付記項１０） 前記パルス信号は、制御回路からのイ
ネーブル信号で発生されることを特徴とする付記項９の
超音波手術装置。 （付記項１１） 前記パルス有無検知手段は、その結果
を制御手段に伝えると共に、ハンドピースへのエネルギ
ーを供給することを禁止する手段にも接続されているこ
とを特徴とする付記項９の超音波手術装置。

【００８６】（付記項１２） 手術用装置であって、生
体組織を処置するハンドピースと、前記ハンドピースが
接続され、エネルギーをハンドピースに供給する駆動装
置と、前記駆動装置に接続され、供給エネルギーのオン
オフを制御するスイッチ手段、以上の構成において、前
記駆動装置には装置の操作を制御するマイクロコンピュ
ータ（ＭＰＵ）と、及び駆動装置からハンドピースへの
エネルギー供給を実質的に外部から切断可能な連接手段
（リレー）、が含まれ、前記ＭＰＵから定期的に出され
るパルス信号を監視する手段を設けて、その結果によっ
て前記リレーを制御することを特徴とする手術用装置。

【００８７】（付記項１２の従来技術） 近年の医療技
術、外科手術の高度化に伴い、手術用機器も高機能化、
複雑化してきている。そのため手術装置内にマイクロコ
ンピュータを搭載し、これに対処した製品が多くある。
マイクロコンピュータを利用した装置では、ソフトウェ
アに表面上は見えないプログラムミス（バグ）があった
り、外来ノイズでデータが変化してしまった場合に、シ
ステムが異常動作を継続しないよう保護する手段を備え
ている場合がある。例えば、システムをリセットして動
作を停止させる、あるいは再起動するなどの方式がとら
れる。上述のような手術装置にこのようなマイクロコン
ピュータを利用している場合でも、上記の保護手段を設
けるのが一般的である。しかし、マイクロコンピュータ
自体がリセットされて動作が停止しても出力制御のハー
ドが出力し続ける、あるいは意図しない出力をしてしま
わぬように、本出願人は、特開平４−４２１６３号公報
の発明を提案した。これは、万が一機器が異常な動作を
しても、術者が操作する例えばフットスイッチをオフす
れば、必ず出力を停止できるというものである。しか
し、このシステムでも術者が異常に気づいてスイッチの
操作をやめるまでの短時間はやはり出力が出てしまうと
いう弱点があった。 （付記項１２の目的） 不意の故障や異常動作でも出力
が即座に確実に停止する装置を提供すること。

【００８８】（付記項１２の課題解決手段） 手術用装
置であって、生体組織を処置するハンドピースと、前記
ハンドピースが接続され、エネルギーをハンドピースに
供給する駆動装置と、前記駆動装置に接続され、供給エ
ネルギーのオンオフを制御するスイッチ手段、以上の構
成において、前記駆動装置には装置の操作を制御するマ
イクロコンピュータ（ＭＰＵ）と、及び駆動装置からハ
ンドピースへのエネルギー供給を実質的に外部から切断
可能な連接手段（リレー）、が含まれ、前記ＭＰＵから
定期的に出されるパルス信号を監視する手段を設けて、
その結果によって前記リレーを制御する。そして、ＭＰ
Ｕが何らかの異常状態に陥った場合、パルス信号が途絶
え、それを検出したなら駆動装置とハンドピースとの接
続を切断し、強制的にエネルギー供給を停止する。

【００８９】（付記項１２の効果） マイクロコンピュ
ータを応用した機器におけるそれの異常動作による出力
の不意な操作を防止することが出来るより信頼性の高い
手術装置を提供することが出来る。

【００９０】（付記項１３） 前記マイクロコンピュー
タからのパルス信号は、前記スイッチ手段がオンされた
ときのみ発生することを特徴とする付記項１２の手術用
装置。

【００９１】

【発明の効果】本発明によれば超音波処置を行う際の通
常運転時の超音波振動子からの超音波の出力値を設定す
る超音波出力設定手段と、スイッチ手段の操作による超
音波処置の開始時には超音波振動子からの超音波出力を
設定出力値よりも大きくし、超音波処置開始後、予め設
定された所定の設定時間が経過した時点で、超音波振動
子からの超音波出力が設定出力値になるように運転状態
を切換え制御する制御手段とを設けたので、超音波処置
時の切開や、凝固等の処置のレスポンスを向上させるこ
とができ、安全で、効果的な手術を可能にすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施の形態を示すもので、
（Ａ）は超音波手術装置全体の概略構成を示す斜視図、
（Ｂ）は処置部を示す斜視図、（Ｃ）は駆動装置の内部
構成を示す概略構成図。

【図２】 （Ａ）は第１の実施の形態の超音波手術装置
のフットスイッチの概略構成図、（Ｂ）は第１の実施の
形態のパルス発生回路の概略構成図、（Ｃ）は第１の実
施の形態のパルス有無検知回路の変形例を示す概略構成
図。

【図３】 第１の実施の形態の超音波手術装置の動作を
説明するための特性図。

【図４】 第１の実施の形態の超音波手術装置の変形例
を説明するための特性図。

【図５】 本発明の第２の実施の形態の超音波手術装置
全体の概略構成図。

【図６】 第２の実施の形態の超音波手術装置の２連ス
イッチを示す斜視図。

【図７】 第２の実施の形態の超音波手術装置の動作を
説明するための特性図。

【図８】 本発明の第３の実施の形態の要部構成を示す
斜視図。

【図９】 （Ａ）は本発明の第４の実施の形態の超音波
手術装置全体の概略構成図、（Ｂ）は本発明の第５の実
施の形態の超音波手術装置全体の概略構成図。

【符号の説明】

１ 装置本体（駆動装置） ２ ハンドピース ３ フットスイッチ（スイッチ手段） ９ プローブ １８ 設定スイッチ（超音波出力設定手段） ２６ 制御回路（制御手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超音波振動を発生する超音波振動子と、
   この超音波振動子からの超音波振動を処置部に伝えるプ
   ローブとを備えたハンドピースと、 このハンドピースに接続され、前記超音波振動子を駆動
   する駆動装置と、 この駆動装置に接続され、前記超音波振動子からの超音
   波振動の出力オンオフを制御するスイッチ手段とを備え
   た超音波手術装置において、 超音波処置を行う際の通常運転時の前記超音波振動子か
   らの超音波の出力値を設定する超音波出力設定手段と、 前記スイッチ手段の操作による超音波処置の開始時には
   前記超音波振動子からの超音波出力を前記設定出力値よ
   りも大きくし、超音波処置開始後、予め設定された所定
   の設定時間が経過した時点で、前記超音波振動子からの
   超音波出力が前記設定出力値になるように運転状態を切
   換え制御する制御手段とを設けたことを特徴とする超音
   波手術装置。