JPH03146048A - 超音波処置装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ この発明は、超音波振動により生体組織や結石等を切除
、破壊する超音波処置装置に関する。

〔従来の技術］ 超音波処置装置は、超音波振動子、およびこの超音波振
動子の超音波振動を被処置部に伝える超音波伝達体から
なり、生体組織の切除や結石の破壊など、外科手術に威
力を発揮する。

このような超音波処置装置において、超音波伝達体とし
てプローブを用いているが、そのプローブは縦振動し、
その縦振動の節部分に歪みが発生するという特徴がある
。そして、歪みの発生によってプローブが高温になり、
そのままではプローブの疲労、破壊を生じ、破片が体内
に残留するなどの不具合を生じてしまう。

そこで、プローブをシースで覆い、そのシースに冷却水
を与えてプローブの温度上昇を防ぐことが一般に行なわ
れている。

［発明が解決しようとする課題］ ただし、冷却水のタンクが空になったり、あるいは冷却
水を送るチューブが外れることがあり、そうなるとプロ
ーブの温度上昇を防ぐことができず、結局は上記の不具
合を生じてしまう。

この発明は上記の事情を考慮してなされたもので、その
目的とするところは、超音波伝達体の温度上昇を未然に
防止して安全性の大幅な向上を図ることができる超音波
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］ この発明は、超音波振動子と、この超音波振動子の超音
波振動を被処置部へ伝える超音波伝達体と、この超音波
伝達体に冷却水を供給する冷却水供給手段と、駆動手段
と、上記超音波伝達体の駆動状態を監視しそれによって
送水状態を判断し異常の場合は駆動を停止する手段とを
備える。

［作用コ 冷却水の供給によって超音波振動子の温度上昇を防ぐが
、冷却水の供給がなされないときはそれを検出して駆動
を停止する。

［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、内部に超音波振
動子を有し、その超音波振動子の超音波振動をホーン２
で増幅して超音波伝達体であるところのプローブ３に伝
える構成となっている。

上記ホーン２およびプローブ３はシース４で覆われてお
り、そのシース４は送水チューブ５を介して冷却水タン
ク６に連通されている。

こうして、シース４．送水チューブ５．および冷却水タ
ンク６により、プローブ３に対する冷却水供給手段が構
成されている。

そして、ハンドピース１は本体２０に接続されている。

本体２０は、超音波駆動信号を出力する駆動回路２１と
、超音波振動子の状態を監視する監視回路２２とに大別
されている。

ここで、要部の具体的な構成を第２図に示す。

まず、駆動回路２１から出力される超音波駆動信号は出
カドランス３１を介してハンドピース１内の超音波振動
子１０に供給される。

出カドランス３１の一次コイルに抵抗器３２゜３３の直
列回路が接続され、その抵抗器３３に生じる電圧が整流
回路３４で整流される。また、駆動回路２１と出カドラ
ンス３１の一次コイルとの接続ラインに電流検知器３５
が設けられ、その電流検知器３５に生じる電圧が整流回
路３６で整流される。

整流回路３４の出力電圧（超音波振動子１０への印加電
圧Ｖに対応）および整流回路３６の出力電圧（超音波振
動子１０に流れる電流Ｉに対応）は演算回路３７に供給
され、そこで整流回路３４の出力電圧のレベルが整流回
路３６の出力電圧のレベルで除算（Ｖ／Ｉ）されること
により、超音波振動子１０のインピーダンスＺが求めら
れる。

演算回路３７からはインピーダンスＺに対応するレベル
の電圧が出力され、その出力電圧は比較器３８の非反転
入力端（＋）に供給される。

比較器３８の反転入力端（−）には定電圧回路３つから
低電圧Ｖ　ｒｅｒが供給される。

比較器３８の出力電圧は駆動回路２１に供給され、その
比較器３８の出力電圧が高レベルのときは駆動回路２１
が動作し、低レベルのときは駆動回路２１の動作が停止
するようになっている。

こうして、抵抗器３２から定電圧回路３９にかけて監視
回路２２が構成されており、この監視回路２２のインピ
ーダンス検出手段を主体に、プローブ３の駆動状態を監
視しそれによって送水状態を判断し異常の場合は駆動回
路２１の駆動を停止する手段が構成されている。

つぎに、上記のような構成において作用を説明する。

駆動回路２１が動作すると、その駆動回路２１から高周
波信号が発せられ、それが出カドランス３１を介してハ
ンドピース１内の超音波振動子１０に供給される。これ
により、超音波振動子１゜が駆動され、超音波振動がプ
ローブ３に伝えられる。

この場合、プローブ３は縦振動し、その縦振動の節部分
に歪みが発生してプローブ３が高温になろうとする。

ただし、冷却水タンク６内の冷却水が送水チューブ５を
通じてシース４内に供給され、その冷却作用によってプ
ローブ３の温度上昇、ひいてはプローブ３の疲労、破壊
が防止される。

一方、演算回路３７において超音波振動子１゜のインピ
ーダンスＺが検出され、そのインピーダンスＺが所定値
以上であれば比較器３８の出力電圧が高レベルとなり、
駆動回路２１の動作が継続する。

すなわち、超音波振動子１０のインピーダンスＺが高い
のは、プローブ３に対して冷却水が確実に供給されてい
るためであり、超音波振動子１０の駆動を続けることが
できる。

反対に、検出されるインピーダンス２が所定値以下であ
れば、比較器３８の出力電圧が低レベルとなり、駆動回
路２１の動作が停止する。

すなわち、冷却水タンク６が空になったり、あるいは送
水チューブ５が外れてプローブ３に冷却水が供給されな
くなると、超音波振動子１０としては無負荷状態に近く
なってインピーダンス２が極端に低くなる。これを検出
して超音波振動子１０の駆動を停止することにより、プ
ローブ３の温度上昇、ひいてはプローブ３の疲労、破壊
を未然に防止することができる。

この発明の第２実施例を第３図により説明する。

ここでは、監視回路２２において、第１実施例の場合の
電流検知器３５および整流回路３６に代わり振動ピック
アップ４１および振動検出回路４２が採用されている。

振動ピックアップ４１は超音波振動子１０に取り付けら
れている。

振動検出回路４２は振動ピックアップ４１が感知する超
音波振動子１０の振動振幅Ａに対応するレベルの電圧を
出力するもので、その出力電圧は整流回路３４の出力電
圧と共に演算回路３７に供給される。そして、演算回路
３７において、振動検出回路４２の出力電圧のレベルが
整流回路３４の出力電圧のレベルで除算される（Ａ／Ｖ
）。

演算回路３７からは算出値Ａ／Ｖに対応するレベルの電
圧が出力され、その出力電圧は比較器３８の非反転入力
端（−）に供給される。

比較器３８の反転入力端（＋）には定電圧回路３９から
低電圧Ｖ　ｒｃｌ’が供給される。

他の構成は第１実施例と同じである。

作用を説明する。

超音波振動子１０の駆動時、その超音波振動子１０の振
動振幅Ａが振動ピックアップ４１および振動検出回路４
２で検出される。

この振動振幅Ａは、プローブ３に冷却水が確実に供給さ
れている場合に比べ、プローブ３に冷却水が供給されな
い場合の方が大きくなる。

したがって、プローブ３に冷却水が確実に供給されてい
る場合、演算回路３７の算出値Ａ／Ｖが所定値以下とな
り、比較器３８の出力電圧が高レベルとなって駆動回路
２１の動作が継続する。

冷却水タンク６が空になったり、あるいは送水チューブ
５が外れてプローブ３に冷却水が供給されなくなると、
演算回路３７の算出値Ａ／Ｖが所定値以上となり、比較
器３８の出力電圧が高レベルとなって駆動回路２１の動
作が停止する。

これにより、プローブ３の温度上昇、ひいてはプローブ
３の疲労、破壊を未然に防止することができる。

この発明の第３実施例を第４図により説明する。

ここでは、監視回路２２において、第２実施例の場合の
抵抗器３２．３３および整流回路３４に代わり電力検出
回路５１が採用されている。

電力検出回路５１は超音波振動子１０の消費電力Ｐを検
出し、その検出結果に対応するレベルの電圧を出力する
ものである。この出力電圧は振動検出回路４２の出力電
圧と共に演算回路３７に供給される。そして、演算回路
３７において、振動検出回路４２の出力電圧のレベルが
電力検出回路５１出力電圧のレベルで除算される（Ａ／
Ｐ）。

演算回路３７からは算出値Ａ／Ｐに対応するレベルの電
圧が出力される。

他の構成は第２実施例と同じである。

作用を説明する。

超音波振動子１０の駆動時、その超音波振動子１０の振
動振幅Ａが振動ピックアップ４１および振動検出回路４
２で検出される。また、超音波振動子１０の消費電力Ｐ
が電力検出回路５１で検出される。

消費電力Ｐは、プローブ３に冷却水が確実に供給されて
いる場合に比べ、プローブ３に冷却水が供給されない場
合の方が少なくなる。

したがって、プローブ３に冷却水が確実に洪絵されてい
る場合、演算回路３７の算出値Ａ／Ｐが所定値以下とな
り、比較器３８の出力電圧が高レベルとなって駆動回路
２１の動作が継続する。

冷却水タンク６が空になったり、あるいは送水チューブ
５が外れてプローブ３に冷却水が供給されなくなると、
演算回路３７の算出値Ａ／Ｐが所定値以上となり、比較
器３８の出力電圧が高レベルとなって駆動回路２１の動
作が停止する。

これにより、プローブ３の温度上昇、ひいてはプローブ
３の疲労、破壊を未然に防止することができる。

この発明の第４実施例を第５図に示す。

超音波振動子１０のような電歪振動子では駆動電流と振
動振幅がほぼ比例関係にあり、また超音波振動子１０の
一定の振動振幅を得るべく、ここでは定電流駆動を行な
っている。

すなわち、交流電源６１に定電流電源回路６２が接続さ
れ、その定電流電源回路６２が駆動回路２１の動作電源
として動く。そして、監視回路２２において、第１実施
例の場合の電流検知器３５および整流回路３６に代わり
電流検知器６３が採用され、その電流検知器６３が定電
流電源回路６２と駆動回路２１との接続ラインに設けら
れている。

電流検知器６３の出力電圧（定電流Ｉ゛に対応するレベ
ル）は整流回路３４の出力電圧と共に演算回路３７に供
給される。そして、演算回路３７において、電流検知器
６３の出力電圧のレベルが整流回路３４の出力電圧のレ
ベルで除算される（１−／Ｖ）。

演算回路３７からは算出値１−／Ｖに対応するレベルの
電圧が出力され、その出力電圧は比較器３８の非反転入
力端（−）に供給される。

比較器３８の反転入力端（＋）には定電圧回路３９から
低電圧Ｖ　ｒｅｆが供給される。

他の構成は第１実施例と同じである。

作用を説明する。

超音波振動子１０の駆動Ｉ１．７、その超音波振動子１
０の振動振幅は定電流電源回路６２の定電流出力によっ
て一定となる。

また、超音波振動子１０に印加される電圧Ｖは、プロー
ブ３に冷却水が確実に供給されている場合に比べ、プロ
ーブ３に冷却水が供給されない場合の方が小さい。

したがって、プローブ３に冷却水が確実に供給されてい
る場合、演算回路３７の算出値Ｉ”／Ｖが所定値以下と
なり、比較器３８の出力電圧が高レベルとなって駆動回
路２１の動作が継続する。

冷却水タンク６が空になったり、あるいは送水チューブ
５が外れてプローブ３に冷却水が供給されなくなると、
演算回路３７の算出値１−／Ｖが所定値以上となり、比
較器３８の出力電圧が高レベルとなって駆動回路２１の
動作が停止する。

こうして、プローブ３の温度上昇、ひいてはプローブ３
の疲労、破壊を未然に防止することができる。

なお、この発明は上記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］ 以上述べたようにこの発明によれば、超音波振動子と、
この超音波振動子の超音波振動を被処置部へ伝える超音
波伝達体と、この超音波伝達体に冷却水を供給する冷却
水供給手段と、駆動手段と、上記超音波伝達体の駆動状
態を監視しそれによって送水状態を判断し異常の場合は
駆動を停止する手段とを備えたので、超音波伝達体の温
度上昇を未然に防止して安全性の大幅な向上を図ること
ができる超音波処置装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例の全体的な構成図、第２
図は同実施例における要部の具体的な構成図、第３図は
この発明の第２実施例における要部の具体的な構成図、
第４図はこの発明の第３実施例における要部の具体的な
構成図、第５図はこの発明の第４実施例における要部の
具体的な構成図である。 １・・・ハンドピース、３・・・プローブ（超音波伝達
体）、４・・・シース、５・・・送水チューブ、６・・
・冷却水タンク、１０・・・超音波振動子、２１・・・
駆動回路、り ２・・・監視−回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 超音波振動子と、この超音波振動子の超音波振動を被処
   置部へ伝える超音波伝達体と、この超音波伝達体に冷却
   水を供給する冷却水供給手段と、駆動手段と、上記超音
   波伝達体の駆動状態を監視しそれによって送水状態を判
   断し異常の場合は駆動を停止する手段とを具備したこと
   を特徴とする超音波処置装置。