JPH10118093A - 高周波電流治療装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 最大出力値の範囲内であれば、負荷インピー
ダンスが変化しても設定された出力値で高周波電力を供
給できる高周波電流治療装置を提供すること。 【解決手段】 波形発生回路で発生した出力モードに対
応した波形の高周波信号を高周波増幅回路で増幅し、出
力回路８を経て負荷となる生体１１側に出力する。出力
回路８の出力トランス２１の１次巻線には複数のコンデ
ンサＣ１〜Ｃ３がスイッチＳ１〜Ｓ３を介して接続さ
れ、２次巻線側に設けた検出回路１２によって検出され
た外部インピーダンスに対応する情報はＣＰＵ１３に入
力され、ＣＰＵ１３は外部インピーダンスが変化した場
合にはその変化に応じてスイッチＳ１〜Ｓ３のＯＮ／Ｏ
ＦＦを行い、内部インピーダンスを外部インピーダンス
に整合するように設定し、整合状態での設定値の高周波
電力を生体１１側に出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は高周波電流を生体に
通電し、切開、或いは凝固を行う高周波電流治療装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】高周波電力による発熱で、手術の対象で
ある生体組織に切開、凝固作用を及ぼす電気的処置を行
う高周波電流治療装置が外科手術等に於いて多用されて
いる。この高周波電流治療装置は高周波電力を発生し
て、生体組織等の負荷に出力する出力部を有している。

【０００３】更に、この高周波電流治療装置に負荷イン
ピーダンスを検出する検出部と検出部により検出された
負荷インピーダンスに応じて出力部から出力される高周
波電力を制御する制御部とを設けた高周波電流治療装置
も知られている。

【０００４】図６（Ａ）は従来の高周波電流治療装置に
於ける出力電力特性を表している。前記出力部から出力
される高周波電力の値（以下、単に出力電力という）
は、一般に高周波電流治療装置の内部インピーダンス
と、前記負荷の負荷インピーダンスとに、依存するが、
このうち内部インピーダンスは通常一定である為に出力
電力は負荷インピーダンスの変化に応じて一意的に変化
する。

【０００５】このように、高周波電流治療装置の内部イ
ンピーダンスが一定値である場合に於いて、前記負荷イ
ンピーダンスと内部インピーダンスとが同一の値Ｚｏで
あるときに出力電力は最大の値、即ち、ピーク値をと
る。

【０００６】図６（Ａ）に示される様なピーク値を有す
る出力電力特性の高周波電流治療装置に於いては、負荷
インピーダンスが前述の値Ｚｏ（以下、整合Ｚｏとい
う）から偏移すると出力電力が減少し、負荷に対する切
開能力が低下する。

【０００７】逆に前記インピーダンスが整合値Ｚｏに接
近するように変化している場合には負荷に供給される出
力電力は増大し、負荷に対する切開能力が増大する。

【０００８】このように負荷インピーダンスの変化は、
負荷の湿潤状態の変化等により容易に起り得る。この変
化とは、例えば切開に係る負荷が筋肉層から脂肪層に、
或いはその逆に変化した場合に相当する。

【０００９】更に、前述の出力電力の変動は、負荷の切
開時に於ける切開の不足、或いは過剰につながり、術者
の意図しない膠着、過剰切開が発生する可能性が生じ
る。このような負荷インピーダンスの変動による出力電
力の変動によって生じる問題点を解決する為に、所定の
負荷インピーダンスの変動領域に於いて出力電力が一定
となるようにした高周波電流治療装置が提案されてい
る。

【００１０】このような高周波電流治療装置の先行例と
しては先に出願人が提案した高周波電流治療装置があ
る。この出願人の先の提案に係る装置は前記負荷インピ
ーダンスを出力電力に変動を及ぼさないように検出し、
更に負荷インピーダンスが変動するのに伴って、高周波
電力の発生に係る出力部の電力増幅利得などを制御して
負荷への出力電力を一定とする高周波電流治療装置であ
る。

【００１１】このような出願人の先の提案に係る高周波
電流治療装置に於いては、図６（Ｂ）に示すように所定
の負荷インピーダンス変動領域に於いて出力電力が一定
となるような出力電力特性が得られるように成ってい
る。

【００１２】また、特公平５−８５１７７号公報の従来
例の様に、パネルスイッチの切替えにより前述のモード
と図６（Ｂ）に示すような負荷インピーダンスのある領
域内で出力特性がフラットとなるように、出力特性のデ
ータテーブル（パワーデータ）を切替えるものがある。

【００１３】より具体的には、負荷のインピーダンスを
検出し、その情報を帰還量調整部に供給し、帰還量調整
部はこの情報に基づき、制御部に対して出力補正量を送
る。そして、制御部は、発振器の高周波の出力信号を増
幅する高周波アンプの増幅利得等の変更を行うことによ
り、負荷に熱として供給される高周波電力を調整する。

【００１４】この従来例の操作パネル部８１のパネル表
示の一部を図７に示す。操作パネル部８１のパネル上に
設けられたスイッチ８２と８３は制御部上に準備された
特性を選択するためのスイッチであり、スイッチ８２は
図６（Ｂ）に対応する特性マップを選択するスイッチで
あり、スイッチ８３は図６（Ａ）に対応する特性マップ
を選択するスイッチである。

【００１５】また、スイッチ８２、８３と対応して表示
ランプ８４、８５が設けられ、表示ランプ８４、８５は
それぞれスイッチ８２、８３が押されていることを示
す。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
様な構成を有する従来の高周波電流治療装置には以下に
示すような問題点があった。図６（Ａ）の出力特性を持
った高周波電流治療装置では手術に使用する電極、患者
の生体インピーダンスのバラツキにより必要な出力を手
術装置が供給できず、切開、或いは凝固させる性能が低
下してしまう事があり、この場合、不足した電力を上げ
る為に高周波電流治療装置の設定値を上げる事で所望の
切開性能、或いは凝固性能を得ざるを得ない。

【００１７】しかし、この場合、電極などが炭化してイ
ンピーダンスが上昇した結果、負荷側インピーダンスが
内部インピーダンス付近に近づいた結果、今度は過剰な
電力が供給される事になり、過剰切開、或いは深く凝固
してしまったりする可能性があった。

【００１８】又、図６（Ｂ）の特性の場合には、例えば
最大出力３００Ｗを供給可能な高周波電流治療装置の場
合、３００Ｗではデータテーブルを変更してフラットな
出力特性とする事ができない。つまり、図８に示す様に
最大出力３００Ｗに設定した場合にはこの図８の破線で
示すような出力特性となり、従って図６（Ｂ）の高周波
電流治療装置と同様の出力特性となってしまう。

【００１９】そこで、この特性の最大値を例えば１５０
Ｗに制限する事により図８のａ−ｂ間の出力特性をフラ
ットとする事が出来る。しかし、この方式の場合、例え
ば非尿器科の前立腺切除術の様な高い出力を必要とする
手技や、最近話題となっているローラ電極による蒸散
（ＴＶＰ）を行う場合には２００Ｗから最大４００Ｗを
使用する場合もあるが、その場合に、必要な電力を出力
する事ができなくなるという問題があった。

【００２０】また、仮に最大出力値の範囲内で高い出力
値に設定して前立腺切除術の様な電気的処置を行ってい
る最中に負荷インピーダンスが高周波電流治療装置側の
内部インピーダンスからずれる方向に変化したような場
合には、増幅利得を最大にしても設定された出力値を維
持できなくなって、設定された出力値より低い出力とな
り、所望とする処置を行うことができなくなる不具合が
ある。

【００２１】つまり、従来例では，仮に最大出力の範囲
内で処置を行うような場合にも、負荷インピーダンスと
内部インピーダンスとのずれ量（或いは相対的なずれ）
のために、実際に負荷側に供給できる出力が不確定とな
り、さらに仮に処置を行える状態でも、処置中に負荷の
インピーダンスの変化により実際に出力できる出力値が
低下してしまう欠点があった。

【００２２】（発明の目的）本発明は上述した点に鑑み
てなされたもので、最大出力値の範囲内であれば、負荷
インピーダンスが変化しても設定された出力値で高周波
電力を供給できる高周波電流治療装置を提供することを
目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明では、高周波電流
を生体に通電し、切開等の電気的処置を行う高周波電流
治療装置に於いて、出力モードに対応する波形の高周波
信号を生成する波形生成部と、前記高周波信号を増幅し
て１次巻線と２次巻線とから成る出力トランスを介して
外部の生体に出力する出力部と、前記出力トランスの１
次巻線に直列、或いは並列に接続され、内部インピーダ
ンスを変更可能とする内部インピーダンス設定部と、前
記出力トランスの２次巻線側に設けられ、外部の生体の
インピーダンスを検出する外部インピーダンス検出手段
と、前記外部インピーダンス検出手段によって検出され
た信号に基づいて、前記内部インピーダンス設定部の前
記内部インピーダンスを前記外部インピーダンスの変化
に対して整合させる側に変化させる制御を行う制御部
と、を設けることにより、外部インピーダンスが変化し
た場合にも内部インピーダンスを整合させるように設定
するので、整合状態で出力される高周波電力を生体の外
部インピーダンスが変化しても、その出力値が低下する
ことなく安定して生体側に出力でき、切開等所望の処置
を行うことができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を具体的に説明する。 （第１の実施の形態）図１ないし図３は本発明の第１の
実施の形態に係り、図１は本発明の第１の実施の形態の
高周波電流治療装置の構成を示し、図２は図１の出力回
路及び検出回路の具体的な回路構成を示し、図３は負荷
インピーダンスの変化に対する高周波電力の出力特性を
示す。

【００２５】図１に示す本発明の第１の実施の形態の高
周波電流治療装置１は、商用電源２からの商用交流電力
をノイズを除去するフィルタ３を介して絶縁トランス＆
整流回路４に供給する。この絶縁トランス＆整流回路４
の絶縁トランスにより商用電力と絶縁され、かつ整流回
路によって整流されて直流化されたれた電力はその出力
端に接続された高周波電源回路５に供給される。

【００２６】この高周波電源回路５の電源出力は波形発
生回路６の電源端に供給され、この波形発生回路６は選
択された出力モードに対応する波形の高周波信号を発生
する。この高周波信号は高周波増幅回路７によって増幅
された後、出力回路８に出力される。

【００２７】この出力回路８の出力端子２５、２６には
電気メス９及び患者電極１０が接続され、電気メス９及
び患者電極１０を介して生体１１に切開、或いは凝固等
の電気的処置を行うための高周波電流を流し、治療を行
うことができるようにしている。

【００２８】また、この出力回路８には外部インピーダ
ンスを検出する検出回路１２が接続され、この検出回路
１２で検出された外部インピーダンスに対応する情報は
この高周波電流治療装置１全体を制御する制御手段とし
てのＣＰＵ１３に送られ、このＣＰＵ１３に取り込まれ
る。このＣＰＵ１３は取り込んだ外部インピーダンスの
情報に応じて、出力回路８の内部インピーダンスを切り
替えるように制御する。つまり、外部インピーダンスに
整合させるように内部インピーダンスの値を設定するよ
うに切り替える制御を行う。

【００２９】又、このＣＰＵ１３は高周波電源回路５、
波形発生回路６、高周波増幅回路７等とも接続され、必
要に応じてこれらを制御する。例えば、図示しない出力
モードの選択手段によって、出力モードが選択された場
合には、その選択の出力モードに対応した波形の高周波
信号を発生するように波形発生回路６を制御する。

【００３０】また、高周波増幅回路７はその増幅率を変
更でき、選択用スイッチ等からなる出力設定部１５によ
り高周波電力の設定を行うと、その設定の情報はＣＰＵ
１３に送られ、ＣＰＵ１３はその情報に応じて高周波増
幅回路７の増幅率の設定を行う。この設定によって、整
合状態では出力設定部１５により設定された値の高周波
電力が出力される状態となる。なお、このＣＰＵ１３に
は絶縁トランス＆整流回路４からＤＣ／ＤＣコンバータ
１４を介して動作に必要な電力が供給される。

【００３１】本実施の形態では出力回路８及び検出回路
１２の構成を図２に示すようにしている。出力回路８は
高周波電流の出力ラインを形成する部分に１次巻線と２
次巻線からなる出力トランス２１を設け、その１次巻線
側には共振回路による内部インピーダンス設定手段とし
て１次巻線に並列に抵抗Ｒ１が接続されると共に、コン
デンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３及びそれぞれ直列のスイッチＳ
１、Ｓ２、Ｓ３が並列に接続され、これらスイッチＳ
１、Ｓ２、Ｓ３からなる切替回路２２をＣＰＵ１３の出
力でＯＮ／ＯＦＦ制御できるようにしている。図２では
３つのコンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３の場合で示している
が、この数に限定されるものでない。

【００３２】これらコンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３の容量
は例えば少しづつ異なる値であり、これらの１つをＯＮ
することによりＯＮされたコンデンサ、抵抗Ｒ１及び１
次巻線を含めた内部インピーダンスを大きな値から小さ
な値に３段階に変更できると共に、さらに２つ或いは３
つを同時にＯＮにすることにより、小さい方の内部イン
ピーダンスをさらに小さくすることができるようにし
て、広い範囲にわたって内部インピーダンスの値を変更
できるようにしている。

【００３３】なお、ここで、抵抗Ｒ１は共振回路による
内部インピーダンスの特性が急峻になりすぎるのを緩和
するために設けている。つまり、内部インピーダンスよ
り少しずれたずれた値の外部インピーダンスの場合に
も、ほぼ整合状態に近い値で高周波電力を出力できるよ
うにしている。

【００３４】また、出力トランス２１の２次巻線は感電
防止用コンデンサ２３、２４を介して出力端子２５、２
６に接続され、かつ本実施の形態では外部インピーダン
スを検出するために感電防止用コンデンサ２３、２４の
一方（具体的には２３）と出力端子２５、２６の一方
（具体的には２５）との間に出力電流を検出する電流セ
ンサ２７を介挿し、また出力端子２５、２６間には出力
電圧を検出する電圧センサ２８を接続している。

【００３５】上記電流センサ２７及び電圧センサ２８に
より検出されたアナログの検出値はＡ／Ｄコンバータ２
９に入力され、それぞれデジタル信号に変換してＣＰＵ
１３に出力するようにしている。そして、ＣＰＵ１３は
Ａ／Ｄコンバータ２９を介して送られた情報から生体１
１側の外部インピーダンス（負荷インピーダンス）を算
出し、その算出された値に応じて切替回路２２のスイッ
チＳ１〜Ｓ３のＯＮ／ＯＦＦを制御し、高周波電流治療
装置１の内部インピーダンスを外部インピーダンスとほ
ぼ等しい値に設定する（つまり整合させる）。

【００３６】また、このＣＰＵ１３は負荷側に出力され
る高周波電力の出力値が設定値に保持されるように高周
波増幅回路７の増幅率を制御する。

【００３７】このような構成の本実施の形態では切開、
凝固等を行うための高周波電力を生体１１側に２次巻線
側から出力する出力トランス２１の１次巻線側に並列に
複数のコンデンサＣ１〜Ｃ３を選択接続できるようにし
た共振回路を形成し、この共振回路を形成する複数のコ
ンデンサＣ１〜Ｃ３を１つ或いは複数選択することによ
りこの高周波電流治療装置１の内部インピーダンスを変
更可能すると共に、出力トランス２１の２次巻線側に出
力電流及び出力電圧の検出手段を設けて、外部インピー
ダンスの検出手段を形成し、さらにこの外部インピーダ
ンスの検出手段により検出された外部インピーダンスに
対応する情報を制御手段としてのＣＰＵ１３に送り、こ
のＣＰＵ１３によって複数のコンデンサＣ１〜Ｃ３を切
替回路２２を介して選択して上記のように内部インピー
ダンスを外部インピーダンスにほぼ一致するように制御
することが特徴となっている。

【００３８】次に本実施の形態の作用を説明する。術者
は図示しない操作パネルのスイッチ等により、出力モー
ド及び出力電力の設定等を行う。これらの情報はＣＰＵ
１３に入力され、ＣＰＵ１３はこれらの情報に応じて、
出力モードに対応した波形の高周波信号の発生を指示す
る信号を波形発生回路６に送ると共に、出力電力の設定
値に対応した高周波出力を外部端子２５、２６から生体
１１側に出力できるように高周波増幅回路７の増幅率を
設定する。

【００３９】この場合、外部インピーダンスはまだ未定
であるので、内部インピーダンスの設定は例えば予め設
定した設定値或いは選択設定値に対応して切替回路２２
のスイッチＳ１〜Ｓ３のＯＮ／ＯＦＦが設定され、これ
に応じて複数のコンデンサＣ１〜Ｃ３の共振回路への接
続／非接続が設定される。

【００４０】その後に、図示しないフットスイッチの出
力スイッチを踏む操作を行うことによって、波形発生回
路６で発生された選択された出力モードに対応した波形
の高周波信号が高周波増幅回路７で設定された増幅率で
増幅され、さらに出力回路８を経て生体１１側に供給さ
れる。

【００４１】そして、生体に流れた高周波電力の電流値
及び電圧値が電流センサ２７及び電圧センサ２８によっ
て検出され、これらの値はＡ／Ｄコンバータ２９でデジ
タルデータに変換された後、ＣＰＵ１３に送られる。Ｃ
ＰＵ１３は取り込んだデータから電圧値を電流値で除す
る演算により外部インピーダンスの値を求める処理を行
う。

【００４２】この外部インピーダンスの値に応じて、Ｃ
ＰＵ１３は出力回路１２の切替回路２２を形成するスイ
ッチＳ１〜Ｓ３のＯＮ／ＯＦＦを制御して共振回路に接
続するコンデンサＣｉ（ｉ＝１〜３の少なくとも１つ）
の選択を行い、その選択されたコンデンサＣｉの容量に
よって内部インピーダンスが外部インピーダンスにほぼ
一致するように設定する制御を行う。

【００４３】この内部インピーダンスが外部インピーダ
ンスにほぼ整合した状態に設定された場合に、生体１１
側に出力される高周波電力はほぼ設定値になる。最初の
整合していない状態では、実際に出力される値は設定値
より小さいレベルで、切替回路２２の切替設定により、
整合状態になると設定値に達する。

【００４４】そして、この状態から処置により切開等の
処置により外部インピーダンスが変化すると、その変化
は外部インピーダンスの検出手段で検出され、その検出
された情報に応じて内部インピーダンスもその値にほぼ
一致するようにＣＰＵ１３は自動的に制御する。この場
合、生体１１側に出力される高周波電力の値は整合状態
を維持するので、設定値も維持されることになる。

【００４５】具体的には、生体１１に高周波電流が供給
されることによって、切開が行われ、その切開される部
位が筋肉層から脂肪層に変化するような負荷側のインピ
ーダンスが経時的に変化する場合にも、その変化に応じ
て内部インピーダンスも変更されて設定された電力値で
切開の処置を行うことができる。

【００４６】図３は本実施の形態において、負荷インピ
ーダンスが変化した場合における出力電力の特性の１例
を示す。図３に示すように本実施の形態によれば、負荷
インピーダンスが変化しても、ほぼ一定の出力電力を供
給できる。より具体的には例えば負荷インピーダンスが
小さい値から大きい値に変化した場合には、その変化に
応じてコンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３、（Ｃ１＋Ｃ２）、
…を選択することにより、負荷インピーダンスＺ１、Ｚ
２、Ｚ３、…とほぼ等しい内部インピーダンスに設定で
き、その整合状態ではピーク（山の頂上）となり、それ
らの間のインピーダンスＺ６、Ｚ７、…で谷となるよう
な波状に変化する値の出力電力となる特性でほぼ一定の
出力特性を実現する事が出来る。

【００４７】この図３の具体例では、例えば外部インピ
ーダンスがＺ２の場合にはコンデンサＣ２が選択される
ことにより殆ど整合状態となり、外部インピーダンスが
Ｚ２からＺ６或いはＺ７の外部インピーダンスになるま
ではコンデンサＣ２の選択が維持され、さらに外部イン
ピーダンスがずれると、そのずれた方向の外部インピー
ダンスに整合するようにコンデンサが切替えられる。

【００４８】具体的には外部インピーダンスがＺ２から
Ｚ６より小さくなると、コンデンサＣ１に切替えられ、
逆に外部インピーダンスがＺ２からＺ７より大きくなる
と、コンデンサＣ３に切替えられる。

【００４９】この場合の山の頂上と谷とでの出力値のず
れ量は抵抗Ｒ１に依存する。例えば抵抗Ｒ１の値を小さ
くすると、損失が大きくなるが、山の頂上と谷とでの出
力値のずれ量を小さくできる。逆に抵抗Ｒ１の値を大き
くすると、出力値のずれ量が大きくなる。

【００５０】なお、上記のように抵抗Ｒ１の値を大きく
すると、出力値のずれ量が大きくなるが、コンデンサの
値をより詳細に切り替えることによって（こまめにコン
デンサを切り替える設定を行う）ずれ量が大きくなるこ
となく、ほぼ一定の出力値に維持するようにしても良
い。また、抵抗Ｒ１を除去した場合にも適用しても良
い。

【００５１】従って、本実施の形態によれば、負荷イン
ピーダンスの値によらず、常に安定して設定値の高周波
電力を生体側に供給し続ける事が可能となる為、高周波
電流治療装置１の最大出力値以内であれば、安定した切
開能力、及び凝固能力を発揮する事が可能となる。

【００５２】また、本実施の形態では内部インピーダン
スを外部インピーダンスに整合させるようにしているの
で、単に増幅率を変更したような内部インピーダンスを
変更しないで高周波出力値を設定値に調整する先行例の
場合のように最大出力値以内の設定値で切除を行う場合
でも、内部インピーダンスと負荷インピーダンスとの相
対的なずれが大きい場合には設定値で出力できないよう
な事を解消できる。

【００５３】また、従来例では仮に最大出力に近い設定
値で出力できる状態であっても、処置の最中に負荷イン
ピーダンスが内部インピーダンスからよりずれが大きく
なる方向にが変化したために図８の点線で示すような出
力特性となり、切除の途中で設定値を維持できなくな
り、不十分な処置となったり、処置を中断しなければな
らないような事態が発生するが、本実施の形態ではその
ような不都合が発生することなく、処置を行える。

【００５４】また、従来例では負荷のインピーダスが内
部インピーダンスに一致する側に急に変化した場合には
高周波アンプの増幅率の変更がその変化に追随するよう
に行われるまでの間では過度の高周波電力が生体側に供
給されてしまう可能性があるが、本実施の形態では増幅
率の変更は設定値の設定手段により行われ、その状態で
は整合状態で出力される高周波電力の最大値が設定値と
なるので、処置中に外部インピーダンスが変化しても出
力される高周波電力は設定値を越えることはなく、過度
の高周波電力で組織を損傷させることを抑制できる。

【００５５】なお、上述の実施の形態では内部インピー
ダンスを変更する（或いは共振特性を変更する）ため
に、１次巻線に複数のコンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３を並
列に選択接続する構成にしているが、１次巻線に複数の
コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３を直列に選択的に接続する
（勿論、ＣＰＵ１３により選択的な接続を制御する）構
成にしても良い。

【００５６】また、並列と直列とを併用する構成にして
も良い。また、１次巻線にタップを設けて、タップの選
択によりそのインダクタンス等を変更して内部インピー
ダンスを変更できるようにしても良い。また、コイル或
いはチュークコイル等のインダクタンスを有するインダ
クタンス素子を１次巻線に並列或いは直列に選択的に接
続することにより、内部インピーダンスを変更できるよ
うにしても良い。また、これらを組み合わせて内部イン
ピーダンスを変更可能とする構成にしても良い。

【００５７】また、複数のコンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３
等の代わりに複数の抵抗Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４を設けてそれ
らを１次巻線に選択的に並列に接続する等して内部イン
ピーダンスを変更できる構成にしても良い。この場合に
は損失分が発生するが、損失分を無視できる場合にはほ
ぼ同様の効果を発揮する事が可能である。

【００５８】なお、図２では電圧センサ２８の出力と電
流センサ２７の出力をＡ／Ｄコンバータ２９によりデジ
タルデータに変換してＣＰＵ１３に送る構成にしている
が、これに限定されるものでなく、例えばさらに割り算
回路を設け、この割り算回路により外部インピーダンス
を算出し、この算出値をＡ／Ｄコンバータ２９によりデ
ジタルデータに変換してＣＰＵ１３に送る構成にしても
良い。

【００５９】また、ＣＰＵ１３による切替の制御に限ら
ず、例えば上記割り算回路により算出したアナログ量の
外部インピーダンスをアナログ式の複数のウインドウ型
比較回路に入力してそれぞれ小さな幅を持つ複数のイン
ピーダンス帯のどの範囲に属するかを検出し、その検出
された範囲に応じてウインドウ型比較回路の出力で或い
は必要に応じてエンコーダを介してスイッチＳ１〜Ｓ３
の切替えを制御するようにしても良い。

【００６０】なお、外部インピーダンスの検出手段によ
り、急激に外部インピーダンスが変化した場合とか予め
設定した変動幅を越えて外部インピーダンスが変化した
場合には、内部インピーダンスを整合させる機能を停止
させる等の制御を行い、切開などを行っている最中に切
開する対象組織以外の組織までも切開してしまうような
事態を解消或いは軽減できるようにしても良い。

【００６１】次に図４を参照して本発明の第２の実施の
形態を説明する。図４に示す本発明の高周波電流治療装
置の第２の実施の形態の高周波電気メス装置３１は電気
メス本体に操作パネル３２が設けられ、この操作パネル
３２は本体内部の主制御部３３と接続されている。

【００６２】この操作パネル３２は、ユーザと電気メス
装置３１とのインターフェイスとも言うべきものであ
り、ユーザが出力モード、及び出力電力設定値を選択す
るためのスイッチ群と選択された出力モード、及び出力
電力設定値を表示するための表示手段（図示せず）を有
している。

【００６３】また、例えばフットスイッチ３４等の出力
スイッチの操作状態は出力スイッチ検知部３５にて検出
され、出力スイッチの操作状況に応じた信号を生成し、
この信号は操作パネル３２の信号と同様にＣＰＵ等で形
成された主制御部３３に入力される。

【００６４】つまり、出力モード選択信号、出力電力設
定値、及び出力スイッチの操作状態を示すスイッチ検知
信号は総て主制御部３３に取り込まれ、選択モード及び
出力操作に応じた高周波出力電力を生成するように波形
発生部３６と可変電源回路３７に出力指令を送信する。

【００６５】波形発生部３６では主制御部３３からの出
力信号に応じて各種出力波形の高周波信号を生成し、こ
の波形の高周波信号によりスイッチング手段３８がスイ
ッチング駆動される。

【００６６】一方、可変電源回路３７では主制御部３３
からの信号に応じた直流電力を発生し、スイッチング手
段３８との組み合わせにより出力ラインに設けた出力ト
ランス３９の１次巻線３９ａのインダクタンス成分とこ
の１次巻線３９ａに並列に接続されたコンデンサ４０に
よる容量成分とで構成させる並列共振回路の充放電を制
御し、高周波電力を発生させる。

【００６７】尚、本実施の形態では並列共振回路を構成
しているが、これは直列共振回路であっても構わない。

【００６８】並列共振回路にて生成された高周波電力は
出力トランス３９の２次巻線３９ｂ側に伝達され、出力
トランス３９の２次巻線３９ｂの一方の端子に接続され
ている導線４１ａを介して電気メス等の高周波処置具４
２に導かれる。一方、出力トランス７３９の２次巻線３
９ｂの他方の端子には導線４１ｂが接続され、この導線
４１ｂには帰還電極（以下、対極板）４３が接続され
る。

【００６９】このように高周波処置具４２、生体組織４
４、対極板４３に閉ループを構成し、高周波電流の経路
が出来、生体組織４４に対して切除及び凝固等を行う事
が可能となる。尚、導線４１ａ、４１ｂにそれぞれ直列
に接続されているコンデンサ４５ａ、４５ｂは感電防止
の為の低周波除去用コンデンサである。

【００７０】又、出力トランス３９の２次巻線に接続さ
れた導線４１ａ、若しくは導線４１ｂの少なくとも一方
には出力電流を検出する為の電流検出手段４６が接続さ
れており、この電流検出手段４６にて検出された出力電
流は信号変換手段４７にて信号変換され、波形発生部３
６に取り込まれる。

【００７１】上述のように構成した高周波電流治療装置
３１の作用を説明する。ユーザはまず操作パネル３２上
の主電源（図示せず）を投入した後に、所望の出力モー
ド、及び出力電力設定を操作パネル３２上で行う。その
後、例えばフットスイッチ３４等の出力スイッチを踏む
事が出力操作でなされる。ユーザにて出力操作がなされ
た後の高周波電流治療装置３１の動作シーケンスを以下
に示す。

【００７２】まず、ユーザが選択したモード、出力電力
設定値、及び出力スイッチの操作状態に基づいて、主制
御部３３からは各出力操作に必要な制御信号を各部に送
出する。波形発生部３６には上記各操作状態に基づいた
出力波形を生成するような制御信号を送出し、選択され
た出力モードに応じた出力波形を生成し、スイッチング
手段３８を駆動する。

【００７３】一方、可変電源回路３７には設定された出
力電力値に応じた基準信号を送出し、設定値に従った電
力を発生させる。以上の動作により、並列共振回路にて
生成された高周波電力は出力トランス３９の２次巻線に
伝達され、導線４１ａを介して高周波処置具４２に伝達
されていく。そして、生体組織４４などの負荷を接続す
る事により、高周波処置具４２、生体組織４４、及び対
極板４３にて構成される閉ループ内に高周波電流が流れ
て生体組織４４を切開、或いは凝固する。

【００７４】上記閉ループ内に流れる高周波電流値は接
続されている生体組織等の負荷インピーダンスにより一
意的に決まり、焼灼過程に於いて時々刻々変化する負荷
インピーダンスに応じて高周波電流値も変化していく。

【００７５】通常、高周波電流治療装置３１の出力特性
は生体組織４４等の外部インピーダンスと高周波電流治
療装置３１固有の内部インピーダンスとが等しい時（整
合が取れている時）に設定された電力が出力され、整合
が取れていないときには実出力電力は設定値よりも低
い。

【００７６】高周波電流治療装置３１の内部インピーダ
ンスは一定であるから、上記のように焼灼過程に於いて
生体組織４４のインピーダンスが変化すると、内部イン
ピーダンスとの整合が取れなくなってしまう為に出力電
力は低下する。

【００７７】そこで、本実施の形態では電流検出手段４
６を設け、上記閉ループ内に流れる高周波電流を検出す
る事により、負荷状態を判別する。この電流検出手段４
６にて検出された検出信号は信号変換手段４７にて信号
変換した後に波形発生部３６に取り込まれる。

【００７８】波形発生部３６では上記検出信号に基づい
て、スイッチング手段３８を駆動する為のパルス信号の
パルス幅を変更する。このパルス信号のパルス幅は前記
並列共振回路を充電する時間に相当しており、この幅を
負荷状態に応じて変化させる事により並列共振回路に充
電される電力を変化させる事が出来る。

【００７９】例えば、負荷インピーダンスと高周波電流
治療装置３１の内部インピーダンスの整合が取れておれ
ず、設定値よりも低めの電力しか出力されていない場合
には、波形発生部３６にて生成されるパルス信号のパル
ス幅を初期状態よりも長くすれば設定値通りの高周波電
力を出力する事が可能となる。

【００８０】尚、本実施の形態では出力端に接続される
負荷インピーダンスを出力電流により検出しているが、
これは出力電圧を検出することで実施しても同様の効果
が上げられる。

【００８１】更に、出力の調整に関しては本実施の形態
ではスイッチング手段３８を駆動する為のパルス信号の
幅を変更する事で行っているが、その代わりに予め複数
の波形パターンを記憶しているメモリを設けておき、負
荷状態を判別した結果に基づいて最適な波形パターンを
メモリから読み出してくるような構成としても同様な効
果を発揮できる。

【００８２】又、出力波形のパターンを変更することな
く、負荷状態に応じて並列共振回路を充電する為の可変
電源回路３７の出力電力を変更するような構成としても
同様である。

【００８３】次に図５を参照して本発明の第３の実施の
形態を説明する。図５は本発明の第３の実施の形態の高
周波電流治療装置５１の主要部の構成を示している。こ
の高周波電流治療装置５１の対極板コネクタ５２には接
続ケーブルを介して分割対極板５３が接続される。

【００８４】この分割対極板５３は例えば人体の大腿部
５４等に貼られる。この分割対極板５３には分割して配
置された２枚の導体５５、５６を含んでおり、この２枚
の導体５５、５６は接続ケーブル及び対極板コネクタ５
２を介して例えばトランス５７の１次側に接続され、２
枚の導体５５、５６間の接触インピーダンスを、トラン
ス５７で形成したインピーダンス検出手段により検出す
る。

【００８５】この時、インピーダンス検出手段としての
トランス５７の２次巻線の一端側にはインピーダンス検
出用の交流電源５８が、他端側には抵抗５９が接続され
ている。そして、グランドに接続された抵抗５９の一端
に対し、トランス５７の２次巻線に接続されたこの抵抗
５９の他端（図５中の点ｃ）にはインピーダンス検出手
段により検出された分割対極板５３と（人体の）大腿部
５４との接触インピーダンスに応じた交流電圧Ｖｃが発
生する。

【００８６】この検出された交流電圧Ｖｃは、例えばフ
ォトカプラ６１等の絶縁手段を介して伝達される。つま
り、トランス５７の２次巻線の両端にはフォトカプラ６
１を形成する発光ダイオード６１ａと一定の抵抗値を持
つ抵抗６２とが直列に接続され、交流電圧Ｖｃに応じた
光量で発光ダイオード６１ａを発光させる。この光は発
光ダイオード６１ａと光学的に結合されたフォトトラン
ジスタ６１ｂにより電気信号に変換される。

【００８７】この電気信号は、このフォトトランジスタ
６１ｂと直列に接続されたダイオード６３と、抵抗６４
及びコンデンサ６５とから成る整流平滑手段６６により
直流信号に変換された後、Ａ／Ｄ変換器６７に取り込ま
れる。このＡ／Ｄ変換器６７では検出されたインピーダ
ンス検出信号を信号変換して直流のアナログ信号からデ
ジタル信号に変換して主制御部６８に送り、主制御部６
８に取り込ませる。

【００８８】主制御部６８では、取り込んだデジタルデ
ータと予めプログラム上で設定されている異常判別しき
い値とを比較演算して異常判別を行い、分割対極板５３
と人体の大腿部５４との接触状態が良好でない場合には
警告、及び高周波出力の禁止を行う。

【００８９】上記の構成によれば、異常判別を行う為の
異常判別しきい値の設定をプログラマブルに設定できる
為に調整、或いは変更などが容易となるばかりだけでな
く、例えば経時的に変化していく分割対極板５３と人体
（の大腿部５４）との接触インピーダンスに応じて自動
的に異常判別しきい値を変更させたりするような複雑な
処理もプログラムを変えるだけで実現できるようにな
る。

【００９０】更に、検出部全体の部品点数を削減でき、
且つ信号をデジタル処理している為に検出精度の向上、
及び耐ノイズ性の向上を計る事が出来、安定した接触イ
ンピーダンスの検出が可能となる。

【００９１】なお、図４に示す第２の実施の形態におい
ては、電流検出手段４６の出力により、スイッチング手
段３８によるパルス幅等を制御するようにしているが、
電流検出手段４６の代わりに負荷インピーダンスの検出
手段を用いてその検出結果に応じてスイッチング手段３
８によるパルス幅等を制御するようにして共振回路の電
荷蓄積状態（例えばコンデンサ４０の電荷蓄積状態）を
変更するようにしても良い。

【００９２】また、図４に示す第２の実施の形態におい
て、電流検出手段４６の代わりに負荷インピーダンスの
検出手段を用いてその検出結果に応じてスイッチング手
段３８によるパルス幅等を制御するようにして共振回路
の電荷蓄積状態を変更すると共に、その変更によっても
所定の高周波電力値に設定できないような場合にはさら
に共振回路の共振特性を変更する構成にしても良い。

【００９３】例えば、負荷インピーダンスと内部インピ
ーダンスとのずれが大きい場合には、可変電源回路３７
の電源電圧を最大にし、かつスイッチング手段のパルス
幅を最大にしても所定の高周波出力値に設定できないよ
うな場合には、共振回路４０にその共振特性を変更する
手段（例えば第１の実施の形態で説明した複数のコンデ
ンサによる特定のコンデンサの選択等）を設け、その共
振特性を変更する手段により、内部インピーダンスを外
部インピーダンスに整合させるか少なくとも整合させる
側にずらすような変更を行うことにより、その装置の最
大出力値付近までは外部インピーダンスの値に殆ど左右
されることなく高周波電流を供給できるようにしても良
い。

【００９４】なお、上述の各実施の形態において、高周
波信号の周波数も変更できるようにしても良い。なお、
上述した各実施の形態等を部分的等で組み合わせて形成
される実施の形態等も本発明に属する。

【００９５】［付記］ １．高周波電流を生体に通電し、切開等の電気的処置を
行う高周波電流治療装置に於いて、出力モードに対応す
る波形の高周波信号を生成する波形生成部と、前記高周
波信号を増幅して１次巻線と２次巻線とから成る出力ト
ランスを介して外部の生体に出力する出力部と、前記出
力トランスの１次巻線に直列、或いは並列に接続され、
内部インピーダンスを変更可能とする内部インピーダン
ス設定部と、前記出力トランスの２次巻線側に設けら
れ、外部の生体のインピーダンスを検出する外部インピ
ーダンス検出手段と、前記外部インピーダンス検出手段
によって検出された信号に基づいて、前記内部インピー
ダンス設定部の前記内部インピーダンスを前記外部イン
ピーダンスの変化に対して整合させるように変化させる
制御を行う制御部と、を設けたことを特徴とする高周波
電流治療装置。

【００９６】２．高周波電流を生体に通電し、切開、或
いは凝固を行う高周波電流治療装置に於いて、出力モー
ドに対応する波形を生成する波形生成部と、１次巻線と
２次巻線とから成る出力トランスと、前記出力トランス
の１次巻線に直列、或いは並列に接続され、共振回路を
構成するコンデンサと、前記出力トランスの２次巻線の
一方、或いは両方に接続された出力電流検出手段と、前
記共振回路を充電する為の可変電源回路と、前記出力電
流検出手段によって検出された信号をデジタル信号に変
換するＡ／Ｄ変換する変換手段と、高周波電流治療装置
全体を制御する主制御部と、前記出力電流検出手段によ
って検出された信号により負荷接続状態を判別し、判別
結果に基づいて前記共振回路への充放電時間、若しくは
充電電圧を制御するようにした事を特徴とする高周波電
流治療装置。

【００９７】３．分割型対極板を使用可能な高周波電流
治療装置に於いて、分割型対極板と生体との接触インピ
ーダンスを検出するインピーダンス検出手段と、前記イ
ンピーダンス検出手段により検出された信号を電気的に
分離して伝送する絶縁手段と、前記絶縁手段によって伝
送された信号を整流、平滑する整流平滑手段と、前記整
流平滑手段により変換された信号をデジタル信号に変換
するＡ／Ｄ変換手段と、高周波電流治療装置全体を制御
する主制御部と、とから成り、接触状態を判別する為の
しきい値レベルをプログラマブルに設定できるようにし
た事を特徴とする高周波電流治療装置。

【００９８】（付記３の背景）近年、対極板と人体との
接触状態を監視することが可能な分割型の対極板が普及
されてきているがこれに伴い、高周波電流治療装置もこ
の分割型の対極板を使用可能なように剥離検知機能を備
えたものが普及されてきており、検出されたインピーダ
ンス信号を絶縁インターフェイスを介して伝達し、直流
信号に変換した後にコンパレータ等により異常判別を行
うものがある。

【００９９】又、従来の分割型対極板の接触状態の監視
手段では検出した接触インピーダンス信号を信号変換し
た後、コンパレーター等により比較するという構成をと
っていた為に、部品点数も多くなり、ノイズ耐性も低い
ことから安定した接触インピーダンスの検出を行う事が
困難であった。このため、ノイズ耐性が高く安定した接
触インピーダンスの検出を行う事ができる高周波電流治
療装置を提供することを目的として、付記３の構成にし
た。

【０１００】（付記３の効果）分割型対極板と人体の接
触インピーダンスの異常判別しきい値をプログラマブル
に設定が可能となるために、容易に調整や変更が可能と
なるばかりでなく、時々刻々変化する分割型対極板と人
体との接触インピーダンスに応じて異常判別しきい値を
追従しながら変化させる事が可能となる。更に、部品点
数の削減、及びデジタル信号処理を行う事により、検出
精度の向上、耐ノイズ性の向上を計る事が出来、安定し
た分割対極板の接触状態の監視を行う事が可能となる。

【０１０１】４．負荷となる生体に対して電極から高周
波電流を流して治療を行う高周波電流治療装置におい
て、前記高周波電流の出力ラインに設けられた容量成分
を有する共振回路と、前記電極を介して前記負荷のイン
ピーダンスを検出する負荷インピーダンス検出手段と、
前記負荷インピーダンス検出手段の検出結果に応じて前
記共振回路の電荷蓄積状態を変更する電荷蓄積状態変更
手段と、を具備したことを特徴とする高周波電流治療装
置。

【０１０２】５．前記電荷蓄積状態変更手段は容量の異
なる複数のコンデンサを切り換えることにより、前記共
振回路の電荷蓄積状態を変更する付記５記載の高周波電
流治療装置。 ６．前記共振回路に流れるスイッチングパルスの電流を
規制するスイッチング手段を有し、前記電荷蓄積状態変
更手段は前記スイッチングパルスのパルス幅を制御する
ことにより前記共振回路の電荷蓄積状態を変更する付記
５記載の高周波電流治療装置。

【０１０３】７．負荷となる生体に対して電極から高周
波電流を流して治療を行う高周波電流治療装置におい
て、前記高周波電流の出力ラインに設けられた共振回路
と、前記電極を介して前記負荷のインピーダンスを検出
する負荷インピーダンス検出手段と、前記負荷インピー
ダンス検出手段の検出結果に応じて前記共振回路の共振
特性を変更する共振特性変更手段と、を具備したことを
特徴とする高周波電流治療装置。

【０１０４】８．前記共振回路は複数のコンデンサを有
し、前記共振特性変更手段は前記共振回路の複数のコン
デンサのうち、特定のコンデンサのみ機能させて特定の
共振特性を有する共振回路を構成する付記７記載の高周
波電流治療装置。 ９．前記共振特性変更手段は前記共振回路のインダクタ
ンスの値を変更することにより前記共振回路の共振特性
を変更する付記７記載の高周波電流治療装置。 １０．前記共振特性変更手段は前記共振回路の抵抗の値
を変更することにより前記共振回路の共振特性を変更す
る付記７記載の高周波電流治療装置。 １１．前記共振特性変更手段は前記負荷インピーダンス
検出手段の検出結果に応じて、前記高周波電流治療装置
の内部インピーダンスを前記前記負荷インピーダンスに
整合させるように前記共振回路の共振特性を変更する付
記１０記載の高周波電流治療装置。

【０１０５】１２．負荷となる生体に対して電極から高
周波電流を流して治療を行う高周波電流治療装置におい
て、前記高周波電流の出力ラインに設けられたコンデン
サを有する共振回路と、前記電極を介して前記負荷のイ
ンピーダンスを検出する負荷インピーダンス検出手段
と、前記負荷インピーダンス検出手段の検出結果に応じ
て前記共振回路のコンデンサに電荷が蓄積される時間を
変更するスイッチング手段と、を具備したことを特徴と
する高周波電流治療装置。 １３．前記共振回路は２次巻線が前記電極側に接続さ
れ、１次巻線に並列に前記コンデンサが接続され、前記
共振回路に直列に前記スイッチング手段が接続されてい
る付記１２記載の高周波電流治療装置。

【０１０６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、高
周波電流を生体に通電し、切開等の電気的処置を行う高
周波電流治療装置に於いて、出力モードに対応する波形
の高周波信号を生成する波形生成部と、前記高周波信号
を増幅して１次巻線と２次巻線とから成る出力トランス
を介して外部の生体に出力する出力部と、前記出力トラ
ンスの１次巻線に直列、或いは並列に接続され、内部イ
ンピーダンスを変更可能とする内部インピーダンス設定
部と、前記出力トランスの２次巻線側に設けられ、外部
の生体のインピーダンスを検出する外部インピーダンス
検出手段と、前記外部インピーダンス検出手段によって
検出された信号に基づいて、前記内部インピーダンス設
定部の前記内部インピーダンスを前記外部インピーダン
スの変化に対して整合させる側に変化させる制御を行う
制御部と、を設けているので、外部インピーダンスが変
化した場合にも内部インピーダンスを整合させるので、
整合状態で生体側に出力される高周波電力を低下してし
まう等の不都合が発生することなく、安定して出力で
き、切開等の所望の処置を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の高周波電流治療装
置の構成を示すブロック図。

【図２】図１の出力回路及び検出回路の具体的な回路構
成を示す回路図。

【図３】負荷インピーダンスに対する出力電力の特性を
示す特性図。

【図４】本発明の第２の実施の形態の高周波電流治療装
置の構成を示すブロック図。

【図５】本発明の第３の実施の形態の高周波電流治療装
置の主要部の構成を示す回路図。

【図６】従来例における負荷インピーダンスに対する出
力電力の代表的な特性を示す特性図。

【図７】従来例のパネル表示の一部を示す図。

【図８】図６（Ｂ）の特性の場合にも、最大出力側では
図６（Ａ）の特性になることを示す説明図。

【符号の説明】

１…高周波電流治療装置 ２…商用電源 ３…フィルタ ４…絶縁トランス＆整流回路 ５…高周波電源回路 ６…波形発生回路 ７…高周波増幅回路 ８…出力回路 ９…電気メス １１…生体 １２…検出回路 １３…ＣＰＵ １４…ＤＣ／ＤＣコンバータ １５…出力設定部 ２１…出力トランス ２２…切替回路 ２３，２４…コンデンサ ２５，２６…出力端子 ２７…電流センサ ２８…電圧センサ ２９…Ａ／Ｄコンバータ Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３…コンデンサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高周波電流を生体に通電し、切開等の電
   気的処置を行う高周波電流治療装置に於いて、 出力モードに対応する波形の高周波信号を生成する波形
   生成部と、 前記高周波信号を増幅して１次巻線と２次巻線とから成
   る出力トランスを介して外部の生体に出力する出力部
   と、 前記出力トランスの１次巻線に直列、或いは並列に接続
   され、内部インピーダンスを変更可能とする内部インピ
   ーダンス設定部と、 前記出力トランスの２次巻線側に設けられ、外部の生体
   のインピーダンスを検出する外部インピーダンス検出手
   段と、 前記外部インピーダンス検出手段によって検出された信
   号に基づいて、前記内部インピーダンス設定部の前記内
   部インピーダンスを前記外部インピーダンスの変化に対
   して整合させるように変化させる制御を行う制御部と、 を設けたことを特徴とする高周波電流治療装置。