JPH0634792B2

JPH0634792B2 - 電気手術器

Info

Publication number: JPH0634792B2
Application number: JP1272193A
Authority: JP
Inventors: 直樹大友; 武小林; 鎮男二宮
Original assignee: Ueda Japan Radio Co Ltd; Aloka Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Ueda Japan Radio Co Ltd
Priority date: 1989-10-18
Filing date: 1989-10-18
Publication date: 1994-05-11
Anticipated expiration: 2009-05-11
Also published as: JPH03133442A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、高周波出力電力により切開・凝固を行う電気
手術器に関するものである。

［従来の技術］第４図は、従来の電気メス等の電気手術器の構成を示す
回路図であり、電気手術器１０ａは、高周波出力電力を
増幅する増幅器１２を有しており、増幅器１２には、高
周波出力電力の増幅量を所定値にするように制御する制
御部１４及び増幅器１２が増幅した高周波出力電力を更
に昇圧する出力トランス１６の１次側が接続されてい
る。

また、出力トランス１６の２次側には、低周波を取り除
くコンデンサ１８を介して出力トランス１６により昇圧
された高周波出力電力を負荷インピーダンスＺL （すな
わち手術する生体組織）２０に導く出力部２２が接続さ
れている。

そして、電気手術器１０ａは、第５図及び第６図に示す
ように、機器側すなわち増幅器１２，制御部１４側の内
部インピーダンスＺS ２４と負荷インピーダンスＺL ２
０とが整合したときに最大の出力電力を発生し、また負
荷インピーダンスＺL ２０が整合しない場合には、不整
合分の大きさ応じて出力電力が減少することが知られて
いる。

次に動作について説明する。

制御部１４からの信号により、増幅器１２は高周波出力
電力を所定値にするように増幅し、増幅器１２が増幅し
た高周波出力電力は出力トランス１６により更に昇圧さ
れ、出力部２２により負荷インピーダンスＺL の生体組
織２０に導かれる。

ところで、上述した電気手術器１０ａでは、負荷インピ
ーダンスＺL ２０が変化した場合、機器側の内側インピ
ーダンスＺS ２４と負荷インピーダンスＺL ２０と不整
合分の大きさに応じて出力電力が減少してしまい、電気
手術器１０ａの切れ味が悪くなったり生体組織２０に引
っ掛かったりするという課題があった。

そこで、第７図に示すように、出力部２２の電圧を検知
する電圧検出器２６及び出力部２２の電流を検知する電
流検出器２８を備えた電気手術器１０ｂが提案されてい
る（特開昭５８−９６２９２号公報、特開昭６０−７２
５４４号公報、及び特開昭６１−１２４２６６号公報参
照）。

電気手術器１０ｂは、電圧検出器２６及び電流検出器２
８の信号により出力部２２の出力電力を検知する電力検
出部３０を有しており、電力検出部３０の検知信号は制
御部１４にフィードバックされるようになっている。

なお、電力検出器３０は乗算器、アナログデジタルコン
バータ、マイクロプロセッサ等を用いた回路により構成
されている。

次に動作について説明する。

前述同様に、高周波出力電力は、出力部２２により負荷
インピーダンスＺL の生体組織２０に導かれ、手術が行
われる。この際、電圧検出器２６は出力部２２の電圧を
検知し、電流検出器２８は出力部２２の電流を検知す
る。

そして、電圧検出器２６及び電流検出器２８の検知信号
は電力検出器３０に入力され、電力検出部３０は電圧検
出器２６及び電流検出器２８の検知信号により出力部２
２の出力電力を算出する。

それから、電力検出器３０が算出した出力部２２の出力
電力は制御部１４に入力され、制御部１４は、電力検出
部３０が算出した出力部２２の出力電力により負荷イン
ピーダンスＺL ２０を算出し、機器側の内部インピーダ
ンスＺS ２４と負荷インピーダンスＺL ２０との不整合
分の大きさに応じて減少した分の出力電力を増加して出
力電力が一定になるように増幅器１２の電力増幅率を調
整する。

［発明が解決しようとする課題］従来の電気手術器は、以上のように構成されているの
で、電力検出器３０にマイクロプロセッサ等を用いた場
合、制御速度が不十分となり、タイムラグが発生して予
想外の出力電力が発生してしまう虞があり、更にマイク
ロプロセッサ等の高価な部品を使用するためにコストア
ップになると共に装置が複雑化するという課題があっ
た。また、マイクロプロセッサが暴走等の誤動作を起こ
した場合、その誤動作に対する対策を十分に用意するこ
とが困難であるという課題があった。更に、出力部２２
に設けられる電圧検出器２６及び電流検出器２８は信号
の取り出し口を絶縁するが、その手間が煩雑であり、絶
縁が不完全であると、これらの検出器のための付加部材
によりストレー容量が増大して高周波漏れ電流が増大す
るという不都合があった。

この発明は、係る課題を解消するためになされたもので
あり、安価で絶縁性がよく応答性の良い電気手術器を提
供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］この発明に係る電気手術器は、高周波電力を発生する高
周波電力発生源と、前記高周波電力の昇圧を行う出力ト
ランスと、前記出力トランスにて昇圧された高周波電力
によって生体組織の切開・凝固を行う電極部と、比較用
インピーダンスと、前記生体組織の負荷インピーダンス
と前記比較用インピーダンスとの偏差を検出する偏差検
出器と、を含み、前記偏差に基づき前記高周波電力を制
御することを特徴とする。

また高周波電力を発生する高周波電力発生源と、前記高
周波電力が１次巻線に供給され、前記高周波電力を昇圧
を行う出力トランスと、前記出力トランスの２次巻線に
接続され、昇圧された高周波電力によって生体組織の切
開・凝固を行う電極部と、前記出力トランスの３次巻線
に接続された比較用インピーダンスと、前記電極部を流
れる負荷電流と前記比較用インピーダンスを流れる比較
電流との偏差を検出する偏差検出器と、を含み、前記偏
差に基づき高周波電力を制御することを特徴とする。

更に、前記偏差検出器は差動コイルであることを特徴と
する。

［作用］本発明によれば、高周波電力発生源にて発生された高周
波電力は、出力トランスによって昇圧され、その昇圧さ
れた高周波電力が供給される電極部によって生体組織の
切開・凝固が行われる。その際、比較用インピーダンス
が設けられており、生体組織の負荷インピーダスと比較
用インピーダンスとの偏差が検出される。すなわち、本
発明によれば、比較用インピーダンスを基準として偏差
として負荷インピーダンスを検出できる。従って、負荷
インピーダンスの変動に従って適正に高周波電力の制御
を行うことができる。

また、出力トランスの３次巻線に比較用インピーダンス
を接続して、高周波電力の一部によって比較用インピー
ダンスを駆動することにより、出力トランスの２次側及
び３次側の位相を合わせることができ、かつ出力トラン
スの１次側に供給される高周波電力の変動が生じた場合
に、２次側に連動させて３次側の電圧を変動させること
ができる。その場合、負荷電流と比較電流との差が偏差
として検出され、その偏差に基づき高周波電力の制御が
行われる。

更に、偏差検出器を差動コイルとすることによって、出
力トランスの２次側を完全に絶縁でき、すなわち負荷イ
ンピーダンスの計測に当たって電極部の絶縁性を維持で
きる。

［実施例］以下、図面に沿って、この発明の一実施例について説明
する。

なお、前述した部分と同じ部分には同一符号を付して説
明を省略する。

電気手術器１０は、第１図に示すように、高周波出力信
号発生器である制御部１４と増幅器１２との間に加算器
３２を有しており、かつ出力部２２にインピーダンスの
偏差検出を行う偏差検出電圧発生装置３４を有してい
る。

そして、偏差検出電圧発生装置３４には比較回路３６及
び補正量調整装置３８が接続されており、補正量調整装
置３８は加算器３２に接続されている。

また、比較回路３６は、比較用電圧発生装置４０及び比
較用インピーダンスＺr ４２とから構成されており、比
較用インピーダンスＺr ４２と負荷インピーダンスＺL
２０との比較を行うようになっている。

ところで、電気手術器１０は、第２図に詳示するよう
に、偏差検出電圧発生手段３４を差動コイルにより構成
し、かつ比較用電圧発生装置４０を出力トランス１６の
１次巻線１６ａまたは２次巻線１６ｂの巻数より少ない
巻数の３次巻線により構成することより一層の簡素化を
図ると共に出力部２２を確実に接地状態からフローティ
ングしたままインピーダンスの偏差検出を行える。

また、補正量調整装置３８は、平滑回路４４、増幅部４
６、平滑回路４８、及び演算部５０により構成されてお
り、平滑回路４４はダイオードブリッジ５２、コンデン
サ５４、及び２個の抵抗５６，５８により構成されてい
る。

更に、増幅器４６は、３個の抵抗６０，６２，６４及び
アンプ６６により構成されており、平滑回路４８は、コ
ンデンサ６８、及び２個の抵抗７０，７２により構成さ
れている。

ついで、本実施例の作用について説明する。

出力トランス１６の３次巻線により構成された比較用電
圧発生装置４０は負荷インピーダンスＺL ２０の変化に
影響されない比較電流Ｉr を比較用インピーダンスＺr
４２に流す。

そして、比較電流Ｉr と出力電流ＩL を偏差検出電圧発
生装置（以下、差動コイルという）３４に流し、負荷イ
ンピーダンスＺL ２０と比較用インピーダンスＺr ４２
との差分電圧として検出する。

それから、検出した差分電圧は補正量調整装置３８に入
力されて平滑回路４４により平滑され、増幅器４６によ
り所定増幅率で増幅され、更に平滑回路４８により平滑
されて偏差電圧Ｖd となり、偏差電圧Ｖd は演算部５０
により処理される。

例えば、負荷インピーダンスＺL ２０と機器側の内部イ
ンピータンスＺS ２４とが整合したときの負荷インピー
ダンスＺL ２０の値をＺ0 とすると、比較用インピーダ
ンスＺr ４２の値は、差動コイル３４の出力部２２側の
巻数と比較回路３６側の巻数とが等しい場合には、Ｓ2
×Ｚ0 ／Ｓ1 で求められる。なお、Ｓ1 は２次巻線１６
ｂの巻数、Ｓ2 は３次巻線４０の巻数である。

そして、負荷インピーダンスＺL ２０と機器側の内部イ
ンピータンスＺS ２４とが整合したときには、ＩL ＝Ｉ
r ，Ｖd ＝０となり（第３図（ｃ）参照）、また負荷イ
ンピーダンスＺL ２０が増加もしくは減少した場合は、
出力電力は減少し（第３図（ａ）参照）、第３図（ｂ）
に示すように電力が不足し、例えば制御部１４からの制
御電圧Ｖin² と増幅器１２が発生する電力ＰがＡを定数
としてＰ＝ＡＶin² と表せる場合には、その時の偏差電
圧Ｖd は演算部５０によりＶd ² ／２されて加算器３２
へ出力される。

更に、加算器３２は、制御部１４からの制御電圧Ｖinに
演算部５０からのＶd ² ／２を加えた電圧を加算し、加
算した電圧を増幅器１２に入力して不足した電力を補
う。

なお、上述実施例においては、演算部５０により偏差電
圧Ｖd の所定処理を行っていたが、補正量調整装置３８
内のアンプ６６の増幅率を適当な値に選ぶこと及び制御
部１４からの制御電圧Ｖinと偏差電圧Ｖd との比を変え
ることにより、演算部５０を省略することが可能であ
る。

また、上述実施例においては、負荷特性が一定になるよ
うに制御していたが、これに限らず、偏差電圧Ｖd を小
さく発生することにより、負荷特性を改善することでも
良い。

更に、上述実施例においては、比較用インピーダンスＺ
r ４２の値はＳ2 ×Ｚ0 ／Ｓ1 で求められたが、これに
限らず、比較用インピーダンスＺr ４２の値をＳ2 ×Ｚ
0 ／Ｓ1 で決定される値より意図的にずらし、負荷イン
ピーダンスＺL ２０がＺ0 より大きい場合と小さい場合
とで補正量を変えても良い。

なお、上述実施例においては、比較用インピーダンスＺ
r ４２の抵抗値は固定であったが、これに限らず、比較
用インピーダンスＺr ４２を可変にしても良い。

また、上述実施例においては、偏差検出電圧発生装置３
４を差動コイルにより構成したが、これに限らず、比較
回路３６に流れる電流Ｉr と出力電流ＩL を差動アンプ
等により別々に検出しても良い。このようにした場合、
比較回路３６に流れる電流Ｉr と出力電流ＩL との大小
により、負荷インピーダンスＺL ２０がＺ0 より大きい
方にずれている場合と小さいほうにずれている場合とで
補正量を変えることも可能である。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、比較用インピー
ダンスを用いて生体組織の負荷インピーダンスを偏差と
して検出でき、この結果、簡易な構成によって負荷イン
ピーダンスを検出してそれに応じて適切な高周波電力の
制御を行い得る。

また、本発明によれば、出力トランスの２次側の絶縁性
を確保することができる。

このように本発明によれば、比較用インピーダンスによ
って負荷インピーダンスを簡易な構成で正確に測定で
き、これにより迅速な制御を達成でき、またコストダウ
ンを図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係わる電気手術器の概略構成を示す
概略回路図、第２図は、本発明に係わる電気手術器の構成を示す回路
図、第３図は、本発明の動作を説明するための図、第４図は、従来の電気手術器の構成を示す回路図、第５図は、機器側の内部インピーダンスを示す図、第６図は、従来の電気手術器の負荷特性を示す図、第７図は、従来の電気手術器の構成を示す回路図であ
る。１０，１０ａ，１０ｂ……電気手術器１２……増幅器１６……出力トランス２２……出力部３２……制御手段（加算器）３４……偏差検出電圧発生装置（差動コイル）３６……比較回路３８……補正量調整装置４０……比較用電圧発生装置（３次巻線）４２……比較用インピーダンス。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高周波電力を発生する高周波電力発生源
と、前記高周波電力の昇圧を行う出力トランスと、前記出力トランスにて昇圧された高周波電力によって生
体組織の切開・凝固を行う電極部と、比較用インピーダンスと、前記生体組織の負荷インピーダンスと前記比較用インピ
ーダンスとの偏差を検出する偏差検出器と、を含み、前記偏差に基づき前記高周波電力を制御することを特徴
とする電気手術器。
【請求項２】高周波電力を発生する高周波電力発生源
と、前記高周波電力が１次巻線に供給され、前記高周波電力
の昇圧を行う出力トランスと、前記出力トランスの２次巻線に接続され、昇圧された高
周波電力によって生体組織の切開・凝固を行う電極部
と、前記出力トランスの３次巻線に接続された比較用インピ
ーダンスと、前記電極部を流れる負荷電流と前記比較用インピーダン
スを流れる比較電流との偏差を検出する偏差検出器と、を含み、前記偏差に基づき高周波電力を制御することを特徴とす
る電気手術器。
【請求項３】請求項２記載の電気手術器において、前記偏差検出器は差動コイルであることを特徴とする電
気手術器。