JP2959779B2

JP2959779B2 - 超音波処置装置

Info

Publication number: JP2959779B2
Application number: JP1249895A
Authority: JP
Inventors: 敏彦鈴田
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1989-09-26
Filing date: 1989-09-26
Publication date: 1999-10-06
Anticipated expiration: 2014-10-06
Also published as: JPH03111036A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、超音波処置機能に加え、高周波電流によ
る電気メス処置機能を備えた超音波処置装置に関する。

［従来の技術］一般に、超音波処置治療は超音波エネルギを不要組織
や骨に集中させ、不要組織の破砕，吸引や骨の切断に威
力を発揮し、腫瘍部や結石部等を選択的に除去できるた
め、広い手術分野で利用されている。

一方、電気メス処置治療も外科手術に不可欠であっ
て、皮膚の切開、筋肉と軟骨の隔離等に有効である。特
に、術部の止血，凝固に威力を発揮する。

この超音波処置治療と電気メス処置治療を併用するこ
とができれば、中断のない迅速かつ良好な手術を行なう
ことができ、便利である。たとえば、超音波処置治療に
よって組織を破砕，乳化する段階で、血管を損傷して出
血を招いた場合、直ちに止血，凝固の対策が可能であ
る。

この併用を可能とするものとして、たとえば（USP4,2
49,901）、（EP 0 282 684 A1）、（特開昭60−80446号
公報）、（実公昭60−33926号公報）、（実公昭60−339
25号公報）などに示されるものがある。

［発明が解決しようとする課題］ただし、超音波処置治療と電気メス処置治療を同時に
行なうと、電気メス処置用の高周波電流が超音波振動子
を介して装置本体内の超音波駆動系に入り込み、誤動作
が起きて超音波処置治療に支障を来たす可能性がある。

この発明は上記のような事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、超音波処置と電気メス処
置の同時実行に際し、電気メス処置用の高周波電流が超
音波振動子を介して超音波駆動系に入り込むのを防ぐこ
とができ、これにより誤動作を起こすことなく、常に適
性な処置を可能とする超音波処置装置を提供することに
ある。

［課題を解決するための手段］請求項１に係る発明の超音波処置装置は、前方部材と
後方部材とで挟み込まれた超音波振動子と、上記超音波
振動子の超音波振動を被処置部へ伝達する超音波伝達体
と、上記超音波振動子と上記前方部材および後方部材と
のそれぞれの間に設けられた絶縁部材と、この絶縁部材
に対し並列に接続されたインダクタと、を有するハンド
ピースと、上記超音波振動子に駆動電力を供給する超音
波駆動手段と、上記超音波伝達体に電気メス処置用の高
周波電流を供給する電気メス駆動手段とを備える。

請求項２に係る発明の超音波処置装置は、前方部材と
後方部材とで挟み込まれた超音波振動子と、この超音波
振動子に駆動電力を供給する超音波駆動手段と、上記超
音波振動子の超音波振動を被処置部へ伝達する超音波伝
達体と、この超音波伝達体に電気メス処置用の高周波電
流を供給する電気メス駆動手段と、上記超音波振動子と
上記前方部材との間に設けられた第１の絶縁部材と、こ
の第１の絶縁部材に対し並列に接続された第１のインダ
クタと、上記超音波振動子と上記後方部材との間に設け
られた第２の絶縁部材と、この第２の絶縁部材に対し並
列に接続された第２のインダクタとを有し、この第１お
よび第２のインダクタをトランス結合している。

［作用］請求項１に係る発明の超音波処置装置では、超音波伝
達体に供給される電気メス処置用の高周波電流は、前方
部材および後方部材を介して超音波振動子に流入しよう
とする。このとき、絶遠部材の持っている静電容量とイ
ンダクタとが並列共振回路を成して共振し、その並列共
振回路のインピーダンスが無限大となる。この無限大の
インピーダンスにより、高周波電流は阻止されて超音波
振動子に流入せず、ひいては超音波駆動手段に流入しな
い。

請求項２に係る発明の超音波処置装置では、超音波伝
達体に供給される電気メス処置用の高周波電流は、前方
部材および後方部材を介して超音波振動子に流入しよう
とする。このとき、第１の絶縁部材の持っている静電容
量と第１のインダクタとが並列共振回路を成して共振
し、その並列共振回路のインピーダンスが無限大とな
る。さらに、第２の絶遠部材の持っている静電容量と第
２のインダクタとが並列共振回路を成して共振し、その
並列共振回路のインピーダンスが無限大となる。この無
限大のインピーダンスにより、高周波電流は阻止されて
超音波振動子に流入せず、ひいては超音波駆動手段に流
入しない。

［実施例］以下、この発明の第１実施例について図面を参照して
説明する。

第１図において、１はハンドピースで、複数枚たとえ
ば四枚の圧電素子とこれら圧電素子のそれぞれ両面に接
する五枚の電極とを積層してなる超音波振動子２を有し
ており、この超音波振動子２を前方側は絶縁板（絶縁部
材）３を介して、後方側は絶縁板（絶縁部材）４を介し
て、前方部材である前面板５と後方部材である裏打板６
とで挟み込んでいる。この挟み込みはボルト（図示しな
い）の挿通および締め付けによってなされており、その
ボルトを通して前面板５と裏打板６とが電気的に導通状
態の関係を有している。

前面板５は超音波振動子２の超音波振動を増幅するホ
ーンを兼ねており、超音波振動子２の共振によって発生
する超音波振動は前面板５で増幅されて超音波伝達体で
あるところのプローブ７に伝えられる。このプローブ７
はねじ締結されるとともに、前面板5,絶縁板3,超音波振
動子2,絶縁板4,および裏打板６の内部を通して吸込口８
に連通されている。

そして、ハンドピース１は振動子カバー９に固定収納
されている。

振動子カバー９は前方側がプローブ７を囲むシース9a
となっており、そのシース9aの先端開口からプローブ７
の先端部が導出されている。また、振動子カバー９の後
部から吸込口８が導出されている。

超音波振動子２の各電極のうち、両端と真中の三つが
相互接続され、残りの二つが相互接続され、両者は装置
本体内の超音波駆動電源10の出力端に接続される。

超音波駆動電源10は、超音波駆動用の高周波信号を発
する電圧制御発振器（VCO）11を有しており、この電圧
制御発振器11の出力を増幅器12で増幅し、電圧電流検出
部13を通して出力トランス14に与えている。そして、、
出力トランス14の二次側に超音波駆動電力を得ている。
また、超音波駆動電源10は、位相比較部15を有してい
る。

ここで、電圧電流検出部13は、増幅器12から出力され
る電圧の位相、および増幅器12から出力トランス14に流
れる電流の位相をそれぞれ検出するものである。検出さ
れた電圧位相は信号ライン13aにて位相比較部15に送ら
れ、電流位相については信号ライン13bにて位相比較部1
5に送られる。そして、位相比較部15において電圧位相
と電流位相とが比較され、その比較結果が電圧制御発振
器11にフィードバックされることにより、PLL（位相同
期）回路が構成される。

一方、16は治療対象組織であり、そこにＰプレート
（患者プレート）17が当接される。このＰプレート17は
Ｐコード（患者コード）18を介して電気メス駆動手段で
あるところの高周波電気メス電源19の出力端の一方に接
続されている。この高周波電気メス電源19の出力端の他
方にはＡコード（アクティブコード）20を介してハンド
ピース１が接続されている。

高周波電気メス電源19は、電気メス処置治療に際し、
高周波電流を出力するものである。

そして、振動子カバー９内において、超音波振動子２
の三つの電極の相互接続ラインとＡコード（アクティブ
コード）20との間にインダクタ（コイル）21が接続され
る。すなわち、絶縁板3,4（ボルトで電気的に導通状
態）に対し、インダクタ（コイル）21が並列に接続され
ている。

等価回路を第２図に示す。

第２図において、Ｃは絶縁板3,4の持つ静電容量、Ｌ
はインダクタ21のインダクタンスであり、両者により並
列共振回路が構成される。

なお、高周波電気メス電源19の出力周波数がf₁であれ
ば、下式が満足されるようにインダクタ21のインダクタ
ンスＬが選択される。

つぎに、上記のような構成において作用を説明する。

超音波処置治療では、電圧制御発信器11が動作し、数
＋KHzの高周波駆動電流がハンドピース１の超音波振動
子２に供給される。これにより、超音波振動子２が超音
波振動を起こし（電気エネルギが機械エネルギに変換さ
れる）、その超音波振動が前面板５およびプローブ７を
介して治療対象組織16に伝えられる。

したがって、組織の破砕壊や骨の切断を行なうことが
でき、破砕した切片はプローブ７の中および吸込口８を
通り、外部に排出される。

この場合、超音波振動子２に供給される電圧，電流の
位相が電圧電流検出部13で検出され、その両位相が位相
比較部15で比較され、その比較結果が電圧制御発振器11
にフィードバックされることにより、PLL（位相同期）
回路が構成される。これにより、超音波振動子２が共振
点で駆動され、エネルギの変換効率が高められる。

電気メス処置治療では、高周波電気メス電源19が動作
し、高周波電流がハンドピース１およびＰプレート17を
介して治療対象組織16に流れる。

この超音波処置治療および電気メス処置治療は、操作
部（図示しない）の操作により、単独に、あるいは同時
に実行することができる。

ところで、超音波処置治療と電気メス処置治療を同時
に行なうと、ハンドピース１に供給される電気メス処置
用の高周波電流が、前面板５および裏打板６を介して超
音波振動子２に流入しようとする。このとき、絶縁板3,
4の持っている静電容量Ｃとインダクタ21のインダクタ
ンスＬとが並列共振回路を成して共振し、その並列共振
回路のインピーダンスが無限大となる。この無限大のイ
ンピーダンスにより、高周波電流は第２図に×印で示す
ように阻止されて超音波振動子２に流入せず、ひいては
超音波駆動電源10に流入しない。

したがって、超音波駆動電源10が誤動作を起こす心配
がなく、超音波処置治療に支障を来たすことなく常に適
正な処置を行なうことができる。

しかも、インダクタ21をハンドピース１内に設けてい
るので、絶縁板3,4による静電容量成分が各ハンドピー
ス１ごとに固有の大きさを持つ場合でも、それぞれの静
電容量成分にとって最適なインダクタ21を予め組合せて
ハンドピース１に搭載することができる。ひいては、静
電容量成分の至近で高周波電流の混入を阻止することが
できる。また、インダクタ21を超音波駆動電源10に設け
る場合に比べて、配線を大幅に削減することができ、効
率的な構成とすることができる。

次に、この発明ではない構成例について説明する。

ここでは、第３図に示すように、Ａコード20を装置本
体内の超音波駆動電源10に導き、その超音波駆動電源10
内にインダクタ21を設けている。

インダクタ21の電気的な接続関係および他の構成につ
いては、第１実施例と同じである。

このような構成によれば、電気メス処置用の高周波電
流が超音波駆動電源10へ流入するのを確実に阻止するこ
とができ、超音波駆動電源10の誤動作を防止して常に適
正な処置が可能になることは勿論、インダクタ21が超音
波駆動電源10に移った分だけハンドピース１が軽量，小
型になるという利点がある。

さらに、この発明ではない別の構成例について説明す
る。

ここでは、第４図に示すように、第２実施例における
インダクタ21に代えて、複数たとえば三つのインダクタ
21a,21b,21cを採用し、これらインダクタのそれぞれ一
端を複数のコネクタ22によりＡコード20に選択的に接続
し得る構成としている。

すなわち、ハンドピース１の種類によって絶縁板3,4
の持つ静電容量Ｃが異なることに対処しており、その静
電容量Ｃの変化にかかわらず前記の式（第１実施例で示
したf₁の式）を満足させるべく、インダクタンスＬの異
なる三つのインダクタを用意している。

なお、コネクタ22は、Ａコード20と各インダクタの接
続だけでなく、ハンドピース１と超音波駆動電源10の接
続も賄うようになっている。

他の構成については、第２実施例と同じである。

したがって、この実施例の場合、第２実施例と同様、
超音波駆動電源10が誤動作せずに適正な処置が可能とな
り、しかもハンドピース１が軽量，小型になることに加
え、治療対象組織16の種類，形状，大きさなどに対応し
た複数種のハンドピース１を用意することができ、処置
範囲が拡がるという利点がある。

この発明の第２実施例を説明する。

ここでは、第５図に示すように、ハンドピース１にお
ける超音波振動子２の圧電素子が奇数の三枚、電極が四
枚となっている。そして、超音波振動子２の各電極のう
ち、前方側から一枚目と三枚目を相互接続し、残りの二
枚目と四枚目を相互接続し、両者を超音波駆動電源10の
出力端に接続している。

さらに、絶縁板３に対してインダクタ（コイル）31を
並列に接続し、かつ絶縁板４に対してインダクタ（コイ
ル）32を並列に接続し、両インダクタ31,32をトランス
結合している。

このような構成の等価回路を第６図に示す。

第６図において、C₁は絶縁板３の持つ静電容量、L₁は
インダクタ31のインダクタンスであり、両者により並列
共振回路が構成される。C₂は絶縁板４の持つ静電容量、
L₂はインダクタ32のインダクタンスであり、両者により
並列共振回路が構成される。

なお、インダクタ31のインダクタンスL₁、およびイン
ダクタ32のインダクタンスL₂については、それぞれ前記
の式（第１実施例で示したf₁の式）が満足されるように
選択される。

作用を説明する。

超音波処置治療と電気メス処置治療の同時実行に際
し、ハンドピース１に供給される電気メス処置用の高周
波電流が、前面板５および裏打板６を介して超音波振動
子２に流入しようとする。このとき、絶縁板３の持って
いる静電容量C₁とインダクタ31のインダクタンスL₁とが
並列共振回路を成して共振し、その並列共振回路のイン
ピーダンスが無限大となる。さらに、絶縁板４の持って
いる静電容量C₂とインダクタ32のインダクタンスL₂とが
並列共振回路を成して共振し、その並列共振回路のイン
ピーダンスが無限大となる。この無限大のインピーダン
スにより、高周波電流は第６図に×印で示すように阻止
されて超音波振動子２に流入せず、ひいては超音波駆動
電源10に流入しない。

超音波振動子２の圧電素子が奇数枚の場合には、実質
的に絶縁板が２ヶ所になることから、高周波電流の混入
を防止するためには、それぞれの絶縁板3,4についてイ
ンダクタを設ける必要があるものの、このインダクタを
単に２個設けただけでは、超音波駆動電流が超音波振動
子以外にもこのインダクタに流れてしまい、効率が悪化
するという不具合がある。そこで、この２つのインダク
タをトランス結合させることによって、超音波駆動電流
がインダクタに流れて効率が悪化するのを防止するよう
にしている。

なお、超音波駆動電源10から超音波振動子２へ供給さ
れる高周波駆動電流がインダクタ31,32を流れて減衰す
るのではないかという心配があるが、流れようとする電
流はトランス結合の作用で互いに逆相となるため、第６
図に×印で示すように阻止される。よって、上記の心配
はない。

この発明の第３実施例を説明する。

ここでは、第７図に示すように、第１実施例のインダ
クタ21に代えてインダクタ41を採用している。

インダクタ41は、つまみ41aの回動操作によりインダ
クタンスの変化が可能となっている。

他の構成については第１実施例と同じである。

すなわち、絶縁板3,4の形状（断積，厚さ）や誘電率
に製造上の誤差が生じ、その絶縁板3,4の持つ静電容量
が変わっても、それに合わせてインダクタ41のインダク
タンスを調節することができる。

したがって、電気メス処置用の高周波電流が超音波駆
動電源10へ流入するのを確実に阻止することができ、よ
って超音波駆動電源10が誤動作を起こすことがなく、常
に適正な処置を行なうことができる。しかも、製造上の
誤差に対する許容範囲が拡がるため、コストの低減が図
れる。

なお、この発明は上記各実施例に限定されるものでは
なく、要旨を変えない範囲で種々変形実施可能である。

［発明の効果］以上述べたように、請求項１に係る発明の超音波処置
装置は、前方部材と後方部材とで挟み込まれた超音波振
動子と、上記超音波振動子の超音波振動を被処置部へ伝
達する超音波伝達体と、上記超音波振動子と上記前方部
材および後方部材とのそれぞれの間に設けられた絶縁部
材と、この絶縁部材に対し並列に接続されたインダクタ
と、を有するハンドピースと、上記超音波振動子に駆動
電力を供給する超音波駆動手段と、上記超音波伝達体に
電気メス処置用の公衆は電流を供給する電気メス駆動手
段とを備えたので、超音波処置と電気メス処置の同時実
行に際し、電気メス処置用の高周波電流が超音波振動子
を介して超音波駆動形に入り込むのを防ぐことができ、
これにより誤動作を起こすことなく、常に適正な処置が
可能である。

また、請求項２に係る発明の超音波処置装置は、前方
部材と後方部材とで挟み込まれた超音波振動子と、この
超音波振動子に駆動電力を供給する超音波駆動手段と、
上記超音波振動子の超音波振動を被処置部へ伝達する超
音波伝達体と、この超音波伝達体に電気メス処置用の高
周波電流を供給する電気メス駆動手段と、上記超音波振
動子と上記前方部材との間に設けられた第１の絶縁部材
と、この第１の絶縁部材に対し並列に接続された第１の
インダクタと、上記超音波振動子と上記後方部材との間
に設けられた第２の絶縁部材と、この第２の絶縁部材に
対し並列に接続された第２のインダクタとを有し、この
第１および第２のインダクタをトランス結合したので、
超音波処置と電気メス処置の同時実行に際し、電気メス
処置用の公衆は電流が超音波振動子を介して超音波駆動
形に入り込むのを防ぐことができ、これにより誤動作を
起こすことなく、常に適正な処置が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例の構成を示す図、第２図は第１図の
等価回路を示す図、第３図はこの発明ではない構成例を
示す図、第４図はこの発明ではない別の構成例を示す
図、第５図は第２実施例の構成を示す図、第６図は第５
図の等価回路を示す図、第７図はこの発明の第３実施例
の構成を示す図である。１……ハンドピース、２……超音波振動子、3,4……絶
縁板（絶縁部材）、５……全面板（前方部材）、６……
裏打板（後方部材）、７……プローブ（超音波伝達
体）、10……超音波駆動電源（超音波駆動手段）、16…
…治療対象組織、19……高周波電気メス電源（電気メス
駆動手段）。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】前方部材と後方部材とで挟み込まれた超音
波振動子と、前記超音波振動子の超音波振動を被処置部へ伝達する超
音波伝達体と、前記超音波振動子と前記前方部材および後方部材とのそ
れぞれの間に設けられた絶縁部材と、この絶縁部材に対し並列に接続されたインダクタと、を有するハンドピースと、前記超音波振動子に駆動電力を供給する超音波駆動手段
と、前記超音波伝達体に電気メス処置用の高周波電流を供給
する電気メス駆動手段と、を具備したことを特徴とする超音波処置装置。
【請求項２】前方部材と後方部材とで挟み込まれた超音
波振動子と、この超音波振動子に駆動電力を供給する超音波駆動手段
と、前記超音波振動子の超音波振動を被処置部へ伝達する超
音波伝達体と、この超音波伝達体に電気メス処置用の高周波電流を供給
する電気メス駆動手段と、前記超音波振動子と前記前方部材との間に設けられた第
１の絶縁部材と、この第１の絶縁部材に対し並列に接続された第１のイン
ダクタと、前記超音波振動子と前記後方部材との間に設けられた第
２の絶縁部材と、この第２の絶縁部材に対し並列に接続された第２のイン
ダクタと、を有し、この第１および第２のインダクタをトランス結合した、ことを特徴とする超音波処置装置。