(57)【要約】【課題】瞬間的な過大出力（オーバーシュート）の発生を抑制できる眼科手術装置を提供すること。【解決手段】水晶体核を破砕除去する眼科手術装置において、内部に備わる超音波振動子からの振動を利用して水晶体核を破砕するチップを先端に有するハンドピースと、超音波振動子に対して縦発振指令値を又はねじり発振指令値を入力して、チップを所望の振幅にて縦振動又はねじり振動させる制御部とを有し、制御部は、超音波振動子に縦発振指令値を入力してチップを縦振動させる前に、縦発振指令値と周波数が同じで出力値が小さい縦予備発振指令値を超音波振動子に入力して、チップを微小縦振動させる縦予備発振制御を行い、超音波振動子にねじり発振指令値を入力してチップをねじり振動させる前に、ねじり発振指令値と周波数が同じで出力値が小さいねじり予備発振指令値を超音波振動子に入力して、チップを微小ねじり振動させるねじり予備発振制御を行う。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水晶体核を破砕除去する眼科手術装置において、
内部に備わる超音波振動子からの振動を利用して水晶体核を破砕するチップを先端に有するハンドピースと、
前記超音波振動子に対して縦発振指令値を又はねじり発振指令値を入力して、前記チップを所望の振幅にて縦振動又はねじり振動させる制御部とを有し、
前記制御部は、
前記超音波振動子に前記縦発振指令値を入力して前記チップを縦振動させる前に、前記縦発振指令値と周波数が同じで出力値が小さい縦予備発振指令値を前記超音波振動子に入力して、前記チップを微小縦振動させる縦予備発振制御を行い、
前記超音波振動子に前記ねじり発振指令値を入力して前記チップをねじり振動させる前に、前記ねじり発振指令値と周波数が同じで出力値が小さいねじり予備発振指令値を前記超音波振動子に入力して、前記チップを微小ねじり振動させるねじり予備発振制御を行う
ことを特徴とする眼科手術装置。
【請求項２】
請求項１に記載する眼科手術装置において、
前記制御部は、前記縦予備発振制御又は前記ねじり予備発振制御を行う場合、前記縦発振指令値又は前記ねじり発振指令値の大きさに応じて予め定められた、前記縦予備発振指令値又は前記ねじり予備発振指令値を前記超音波振動子に入力する
ことを特徴とする眼科手術装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載する眼科手術装置において、
前記制御部は、前記縦予備発振制御又は前記ねじり予備発振制御を行う場合、前記縦発振指令値又は前記ねじり発振指令値の１／１０〜１／５の大きさの予備発振指令値を前記超音波振動子に入力する
ことを特徴とする眼科手術装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、患者眼の水晶体の乳化除去手術（水晶体乳化吸引除去法）等に用いられる眼科手術装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
白内障の手術として、いわゆる超音波乳化除去法が知られている。そして、この手術に使用する超音波手術装置の一例として、特許文献１には、ハンドピースの先端のチップに超音波振動を伝達して破砕乳化させた水晶体核を、チップの先端の吸引孔から吸引して体外に排出する手術装置が開示されている。そして、このハンドピースでは、超音波振動子を利用して先端のチップを縦振動（長軸方向に沿った直動運動）又はねじり振動（チップの長軸を中心軸とした回旋運動）させることにより、水晶体核の破砕効率を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−８７６０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の装置では、超音波振動子が発振停止状態から急激にパワー上昇を行う制御を実施すると、瞬間的に過大な出力（オーバーシュート）が発生し、所望の振幅よりも大きな振幅でチップが振動してしまう場合があった。このような過大な出力が発生すると、チップに瞬間的に負荷がかかり、チップが損傷するおそれがあった。また、眼内においてキャビテーション（例えば気泡）が発生して、水晶体核以外の眼組織（例えば角膜内皮や毛様体）に悪影響を及ぼすおそれもあった。
【０００５】
そこで、本開示は、上記した問題点を解決するために、瞬間的な過大出力（オーバーシュート）の発生を抑制できる眼科手術装置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】
【０００６】
上記課題を解決するためになされた本開示の一形態は、
水晶体核を破砕除去する眼科手術装置において、
内部に備わる超音波振動子からの振動を利用して水晶体核を破砕するチップを先端に有するハンドピースと、
前記超音波振動子に対して縦発振指令値を又はねじり発振指令値を入力して、前記チップを所望の振幅にて縦振動又はねじり振動させる制御部とを有し、
前記制御部は、
前記超音波振動子に前記縦発振指令値を入力して前記チップを縦振動させる前に、前記縦発振指令値と周波数が同じで出力値が小さい縦予備発振指令値を前記超音波振動子に入力して、前記チップを微小縦振動させる縦予備発振制御を行い、
前記超音波振動子に前記ねじり発振指令値を入力して前記チップをねじり振動させる前に、前記ねじり発振指令値と周波数が同じで出力値が小さいねじり予備発振指令値を前記超音波振動子に入力して、前記チップを微小ねじり振動させるねじり予備発振制御を行う
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の眼科手術装置によれば、瞬間的な過大出力（オーバーシュート）の発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態の超音波手術装置を示す概略構成図である。
【図２】本実施形態におけるプットペダルの踏み込み量と超音波振動の出力との関係の一例を示す図である。
【図３】瞬間的な過大出力（オーバーシュート）が発生した従来装置におけるチップの発振振幅を示す図である。
【図４】従来装置における制御系を示す図である。
【図５】本実施形態における連続発振制御の内容を示すフローチャートである。
【図６】本実施形態におけるパルス制御の内容を示すフローチャートである。
【図７】本実施形態における複合制御の内容を示すフローチャートである。
【図８】本発振パワーに対する予備発振パワーの設定値を示す図である。
【図９】連続発振制御によってチップを縦発振させたときの指令値と発振振幅の一例を示す図である。
【図１０】連続発振制御によってチップをねじり発振させたときの指令値と発振振幅の一例を示す図である。
【図１１】パルス制御によってチップを縦発振させたときの指令値と発振振幅の一例を示す図である。
【図１２】パルス制御によってチップをねじり発振させたときの指令値と発振振幅の一例を示す図である。
【図１３】複合制御によってチップを縦/ねじりの組み合わせで発振させたときの指令値と発振振幅の一例を示す図である。
【図１４】複合制御によってチップをねじり/縦の組み合わせで発振させたときの指令値と発振振幅の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示における典型的な実施形態について、図面に基づき詳細に説明する。本実施形態では、白内障手術において水晶体核を破砕除去する超音波手術装置を例示する。この超音波手術装置１は、図１に示すように、ＵＳハンドピース１１、通電線１２、吸引チューブ１３、灌流チューブ１４、駆動部１５、吸引部１６、灌流部１７、制御部１８、入力部１９、フットペダル２０などを有する。
【００１０】
ＵＳハンドピース１１は、白内障によって白濁した水晶体核を超音波振動により破砕乳化し、破砕乳化した水晶体核を吸引して除去する手術器具である。ＵＳハンドピース１１は、ＵＳハンドピース本体２１と、スリーブ２２などを有する。
【００１１】
ＵＳハンドピース本体２１は一例として、超音波振動子３１と、ホーン３２と、チップ３３と、灌流通路３４と、吸引通路３５などを備えている。
【００１２】
超音波振動子３１は、ＵＳハンドピース本体２１の内部の中空部３６に配置され、圧電素子により形成される超音波振動子である。超音波振動子３１は、振動の方向が縦方向（長軸方向）となるように配置される。この超音波振動子３１は、通電線１２を介して駆動部１５から供給されるエネルギ（印加電圧）により共振周波数で超音波振動する。そして、超音波振動子３１は、ホーン３２とチップ３３とともに振動系をなしている。
【００１３】
ホーン３２は、超音波振動子３１で発生した超音波振動を増幅する。本実施形態のホーン３２は、中空の環状部材であり、円周上に複数のスリット（又は溝）が形成されている。このスリットにより、ホーン３２の縦振動の振動に応答してホーン３２内にねじりを生じさせる。スリットは、ホーン３２にねじりを生じさせるような大きさと間隔で、長軸に対して角度をもって（斜めに）形成されている。ホーン３２の先端には、チップ３３が取り付けられている。なお、ホーン３２と超音波振動子３１は、一体的に固定されている。
【００１４】
チップ３３は、筒状（例えば、円筒状）に形成され、ホーン３２の先端に固定されている。本実施形態のチップ３３の先端３３ａ（水晶体核などを吸引する側の端部）は、斜めにカットされて形成されている。また、チップ３３は、その外径（吸引孔４１の直径）が先端３３ａに向かうほど大きくなるように形成されていてもよい。
【００１５】
チップ３３は、水晶体核を破砕乳化するものであり、例えばチタン合金により形成されている。チップ３３は、吸引孔４１と吸引通路４２などを備えている。吸引孔４１は、チップ３３の先端３３ａに形成されており、吸引通路４２に連通している。この吸引孔４１は、破砕乳化した水晶体核と眼内に供給した灌流液（例えば、生理食塩水）とを吸引するための孔である。また、吸引通路４２は、吸引通路３５に連通している。
【００１６】
灌流通路３４は、ＵＳハンドピース本体２１の中空部３６と灌流チューブ１４とに連通している。また、吸引通路３５は、ホーン３２及び超音波振動子３１等に形成されている。そして、吸引通路３５は、チップ３３の吸引通路４２と吸引チューブ１３とに連通している。
【００１７】
ＵＳハンドピース１１の先端に取り付けられるスリーブ２２は、灌流液を眼内に供給するために、筒状（例えば、円筒状）に形成されている。スリーブ２２は、シリコン樹脂等の軟性を有する材質により形成されている。スリーブ２２は、チップ３３の先端３３ａを１ｍｍ程度突出させた状態でチップ３３を被覆している。そして、スリーブ２２の先端には、灌流液を眼球内に供給するための流出孔（開口）が設けられている。一方、スリーブ２２が取り付けられたＵＳハンドピース１１には、灌流液をスリーブ２２内に導く灌流通路３４が設けられている。この灌流通路３４の後端には、灌流チューブ１４が接続される。
【００１８】
通電線１２は、超音波振動子３１と駆動部１５とを接続している。通電線１２は、電力、制御信号等を供給する導線である。吸引チューブ１３は、吸引通路３５と吸引部１６とを接続している。灌流チューブ１４は、灌流通路３４と灌流部１７とを接続している。
【００１９】
駆動部１５は、電源、制御回路等を備え、超音波振動子３１を振動（駆動）させる。吸引部１６は、吸引ポンプ等を備え、破砕乳化された水晶体核と眼内に供給された灌流液を、吸引通路３５等を介して吸引して除去する。灌流部１７は、灌流ボトル、灌流弁等を備え、灌流通路３４と中空部３６を介して、スリーブ２２の流出孔から眼内へ灌流液を流出させて供給する。
【００２０】
制御部１８は、駆動部１５、吸引部１６、灌流部１７、入力部１９、フットペダル２０に接続し、装置全体を統轄的に制御する。入力部１９は、手術条件を設定（入力）する部分である。入力部１９としては、例えば手術装置の筐体に設けられたタッチパネル式ディスプレイ等を採用することができる。これにより、入力部１９は、手術条件等の表示部を兼ねることとなる。術者、操作者のタッチ等により、吸引圧（の調整パラメータ）、灌流圧、超音波振動出力、入力部１９による操作条件（ハンドピースの動作モードのパラメータ等）などが設定できる。フットペダル２０は、ペダルの踏み込み量（踏み込みポジション）の信号に対応して灌流液の供給動作、吸引動作及び超音波振動の出力動作を制御するために使用される。
【００２１】
例えば、超音波振動の出力動作の設定について、フットペダル２０の踏み込み量の設定例を挙げると、図２に示すように、フットペダル２０の踏み込み量が増大するにつれて、超音波振動子３１へ印加する発振パワーが大きくなっていくようにされている。具体的には、フットペダル２０がＯＮ（換言するならフットペダル２０が僅かに踏み込まれた踏み始め状態）になると最大パワーの３０％に設定され、その後、フットペダル２０の踏み込み量に比例して発振パワーが大きくなっていき、フットペダル２０の踏み込み量が最大となる踏み終わり状態で最大パワーの８０％に設定されるようになっている。このように、入力部１９の操作により、術者の好みに合わせて、フットペダル２０の踏み込み量と超音波振動子３１へ印加する発振パワーの関係を設定することができる。例えば、超音波振動子３１への最大印加電圧が１００Ｖであれば、上記の設定では、フットペダル２０の操作により、印加電圧を３０Ｖ〜８０Ｖの範囲で調整することができる。
【００２２】
そして、制御部１８は、入力部１９にて入力された設定値に基づいて各部における動作を制御する。駆動部１５は、電源、制御回路等を備え、超音波振動子３１を振動（駆動）させる。本実施形態において、駆動部１５は、周波数の異なる少なくとも２つの超音波振動（縦振動とねじり振動）を切り替えて、超音波振動子３１を振動可能な構成となっている。吸引部１６は、吸引ポンプ等を備え、チップ３３（の先端）に吸引圧を印加する。吸引部１６により、吸引通路３５等を介して、破砕された水晶体の組織が吸引除去される。吸引された廃物は廃液袋（図示を略す）に排出される。灌流部１７は、灌流ボトル、灌流弁等を備え、スリーブ２２（の先端）から灌流液を供給する。灌流部１７により、灌流通路３４を介して、設定された灌流圧で灌流液が供給される。
【００２３】
ここで、本実施形態のチップの超音波振動（発振）について簡単に説明する。制御部１８からの制御指令値に基づき、駆動部１５から超音波振動子３１に対して特定の周波数の信号が入力されると、その特定の周波数で超音波振動子３１が振動する。そして、駆動部１５からの信号に応じて、超音波振動子３１が振動すると、ホーン３２が振動してチップ３３も振動する。このとき、駆動部１５から縦振動の周波数信号（第１周波数信号：例えば、４２ｋＨｚ）が超音波振動子３１に入力されると、ホーン３２は長軸方向に沿って振動する。ホーン３２の振動に伴って、チップ３３も長軸方向に沿って振動する（縦振動する）。チップ３３の縦振動を第１方向振動と呼んでもよい。
【００２４】
一方、駆動部１５が、前述とは異なる周波数信号（第２周波数信号：例えば、３０ｋＨｚ）を超音波振動子３１に入力すると、超音波振動子３１は前述の周波数とは異なる周波数で振動する。このとき、ホーン３２は前述とは異なる周波数で振動することにより、ねじり振動を起こす。スリットの配置間隔、角度等が特定の周波数の縦振動をねじり振動に変換するように形成されているため、ホーン３２はねじり振動を起こし、チップ３３もねじり振動するのである。チップ３３のねじり振動を第２方向振動と呼んでもよい。なお、チップをねじり振動させるハンドピースは、欧州特許出願公開第１１０３２３８号明細書に記載された技術が利用できる。なお第２方向振動はねじりに限るものではなく、例えば長軸に交差する方向に振動してもよい。つまり例えば、超音波振動子３１に入力する周波数を変化させて、振動方向が異なる２以上の方向に振動できればよい。
【００２５】
以上のような構成の超音波手術装置１の作用として、超音波手術装置１を使用して超音波乳化吸引法による白内障手術を行うときの超音波手術装置１の動作について説明する。
【００２６】
まず、術者は、手術に先立ち、超音波手術装置１の設定を行う。術者は、入力部１９にて、超音波振動の発振パワー（出力、デューティサイクル）の変動パラメータ等を設定する。また、スリーブ２２の先端からチップ３３の先端３３ａを突出させた状態でチップ３３を被覆するスリーブ２２を、ＵＳハンドピース本体２１に取り付ける。
【００２７】
そして、術者は、切開創の形成を行い、水晶体の前嚢切開を行う。次に、術者は、ＵＳハンドピース１１を持ち、切開創からチップ３３とスリーブ２２を患者眼の眼内に挿入する。
【００２８】
次いで、術者がフットペダル２０を操作すると、制御部１８はフットペダル２０の踏み込み量に応じた信号入力により、灌流部１７による灌流液の供給、吸引部１６による吸引の付与、駆動部１５によるＵＳハンドピース１１の各動作が制御される。そして、駆動部１５により超音波振動子３１が駆動させられると超音波振動が発生してチップ３３が縦振動又はねじり振動し、チップ３３の先端３３ａが水晶体核に衝撃を加えて水晶体核を破砕乳化させる。超音波手術装置１では、チップ３３を縦振動させることに加えて、チップ３３をねじり振動させることにより、水晶体核を効率的に破砕乳化することができる。
【００２９】
このとき、スリーブ２２の流出孔から灌流液を眼内に供給する。これにより、チップ３３の先端３３ａの吸引孔４１からの吸引により患者眼が虚脱することを防ぎ、また、チップ３３の振動による発熱を防ぐための冷却を行っている。そして、破砕乳化した水晶体核は、チップ３３の先端の吸引孔４１から吸引され、体外に排出される。このとき、同時に、スリーブ２２の流出孔から眼内に供給された灌流液も、チップ３３の先端３３ａに流れて、吸引孔４１から吸引される。
【００３０】
ここで、従来の超音波手術装置では、水晶体核を破砕乳化する際、超音波振動子を本発振させる場合に発振停止状態から急激に出力上昇させると、図３に示すように、本発振開始時において瞬間的（２〜３ｍｓｅｃの間）に過大な出力（オーバーシュート）が発生し、所望の振幅レベルよりも大きな振幅でチップ３３が振動してしまう場合がある。
【００３１】
前述事象の考えられる要因の１つとして、駆動部において、超音波振動子の駆動が図４に示すようにフィードバック制御されているためである。すなわち、制御部からの発振指令値とチップの振幅状態であるフィードバック信号とを比較して、その差分によりフィードバック信号を増幅器で増幅した信号を超音波振動子に入力することにより、所望の振幅でチップを振動させている。なお、差分によるフィードバック信号には、周波数成分も含まれる。そのため、超音波振動子（チップ）を発振停止状態から本発振させる場合に、超音波振動子に対して急激に駆動パワー（駆動電力）が入力されることになる。このとき、停止状態から徐々に周波数及び振幅が大きくなっていき共振周波数に達した際に振幅が急激に大きくなり、本発振開始時において瞬間的に過大な出力（オーバーシュート）が発生すると考えられる。
【００３２】
そして、このような過大な出力（オーバーシュート）が発生すると、チップに瞬間的に負荷がかかり、チップが損傷するおそれがある。また、水晶体核の破砕乳化中に眼内においてキャビテーションが発生し、水晶体核以外の眼組織に悪影響を及ぼすおそれもある。
【００３３】
そこで、本実施形態では、制御部１８がチップ３３を本発振（縦振動又はねじり振動）させる前に、チップ３３を微小振動させる予備発振制御を行う。具体的には、制御部１８が、図５〜図７に示す制御フローチャートに基づく制御を実施する。なお、本実施形態の超音波手術装置１における超音波振動子３１の制御系の構成は、基本的に図４に示す従来装置と同じであるが、本発振前に差分器に対して予備発振パワーが予め入力されることになる。
【００３４】
まず、制御部１８は、図５に示すように、フットペダル２０がＯＮされた（踏み込まれた）か否かを判断する（ステップＳ１）。フットペダル２０がＯＮされると（Ｓ１：ＯＮ）、制御部１８は、発振モードを確認する（ステップＳ２）。なお、発振モードは、手術前における入力部１９の操作により予め設定されている。
【００３５】
発振モードが連続発振の場合、制御部１８は、チップ３３を縦発振させるのか、ねじり発振させるのかを判断する（ステップＳ３）。一方、発振モードがパルス発振の場合には、図６に示す処理が実施される。このパルス制御の詳細については後述する。
【００３６】
そして、連続発振の場合において、制御部１８は、チップ３３を縦発振させる場合、縦発振パワーに応じた縦予備発振パワーを決定する（ステップＳ４）。一方、チップ３３をねじり発振させる場合、ねじり発振パワーに応じたねじり予備発振パワーを決定する（ステップＳ８）。
【００３７】
なお、縦予備発振パワー及びねじり予備発振パワー（以後、両者を単に「予備発振パワー」とも言う）は、縦振動又はねじり振動における本発振パワーの大きさに応じて予め決められた値が設定される。具体的に本実施形態では、例えば図８に示すように、本発振パワーが２０％未満の場合、予備発振パワーは３％に設定される。本発振パワーが２０％以上５０％未満の場合、予備発振パワーは５％に設定される。本発振パワーが５０％以上８０％未満の場合、予備発振パワーは７％に設定される。本発振パワーが８０％以上の場合、予備発振パワーは１０％に設定される。このような予備発振パワーは、制御部１８が有する記憶部に記憶されているマップ（例えばルックアップテーブル）に基づき本発振パワーに応じて設定される。なお、本実施形態において、本発振パワーは、フットペダル２０の踏み込み量によって決まる。
【００３８】
ここで、本実施形態では、予備発振パワーを、本発振パワーの１／１０〜１／５の大きさの範囲内で設定している。一例として、予備発振パワーを１／１０より小さく設定すると、本発振時に瞬間的な過大出力（オーバーシュート）の発生を防止することができなくなり易く、予備発振パワーを１／５より大きく設定すると、予備発振と小パワーでの本発振との区別ができなくなり易い。特に、後述するパルス制御を行う場合には、本発振時（ＯＮ時）に水晶体核が破砕され、本発振停止時（ＯＦＦ時）に破砕された水晶体核等が吸引される。そのため、本発振と予備発振との区別ができないと、ＯＮ−ＯＦＦの繰り返しがなくなりＯＮ期間だけになってしまうと、すでに破砕された水晶体核等を効率的に吸引する期間を確保できず、手術を効率的に行うことができなくなってしまう。そうすると、手術時間が長くなり、術者及び患者の負担が大きくなる。また、予備発振パワーを１／５より大きく設定すると、手術中における発振パワーの積算量が想定上限を超えてしまい、眼組織に悪影響を及ぼすおそれもある。
【００３９】
そして、制御部１８は、Ｓ４又はＳ８で決定した予備発振パワーの指令値を駆動部１５に出力する（ステップＳ５又はＳ９）。これにより、駆動部１５は、超音波振動子３１を縦振動の周波数又はねじり振動の周波数にて微小振動させる。その後、制御部１８は、予め定められた予備発振の期間が終了したか否かを判断する（ステップＳ６又はＳ１０）。予備発振の期間が終了している、つまり本発振が開始された場合には（Ｓ６：ＹＥＳ又はＳ１０：ＹＥＳ）、制御部１８は、チップ３３を縦発振又はねじり発振させるために、縦発振パワー又はねじり発振パワーを駆動部１５に出力する（ステップＳ７又はＳ１１）。なお予備発振期間を、例えば、１０〜１５ｍｓとしてもよい。つまり本発振を開始する１０〜１５ｍｓ前から本発振を開始するタイミングまで、超音波振動子３１の予備発振を継続して行ってもよい。
【００４０】
これにより、駆動部１５は、超音波振動子３１を所定の振幅で縦振動又はねじり振動（本発振）させる。その結果として、チップ３３が本発振パワーに対応する振幅で縦振動又はねじり振動する。このとき、本発振前に予備発振により超音波振動子３１は縦振動の共振周波数又はねじり振動の共振周波数で微小振動しているため、本発振開始時には共振状態から振幅が大きくなるだけなので、瞬間的に過大な出力（オーバーシュート）の発生を抑制できる。
【００４１】
また、本実施形態では、予備発振パワーの大きさは、本発振パワーの大きさに応じて設定されている。すなわち、本発振パワーが大きくなるに従って、予備発振パワーの設定値も大きくされている。そのため、本発振時において、瞬間的な過大出力（オーバーシュート）の発生をより確実に抑制し易い。
【００４２】
なお、上記の制御フローチャートに基づく制御が実施されるときに、フットペダル２０がＯＦＦ（踏み込み量がゼロ）になった場合には、制御部１８は停止指令を駆動部１５へ出力する。これにより、駆動部１５が超音波振動子３１（チップ３３）の振動を停止させ、制御部１８は、処理をステップＳ１に戻す。その後、再度、フットペダル２０が踏み込まれると、上記の処理が実行される。
【００４３】
このようにして上記の制御フローチャートに基づく制御が実行されることにより、例えば、図９、図１０に示すような制御タイムチャートで表される連続発振制御が実施される。例えば、チップ３３を縦発振パワー３０％で本発振させる場合には、図９に示すように、縦予備発振パワーが５％に設定されて縦予備発振が行われている状態から、縦発振が実行される。これにより、本発振開始時の、過大な出力（オーバーシュート）の発生が抑制され、所望の振幅でチップ３３を縦振動させることができている。
【００４４】
同様に、例えば、チップ３３をねじり発振パワー７０％で本発振させる場合には、図１０に示すように、ねじり予備発振パワーが７％に設定されてねじり予備発振が行われている状態から、ねじり発振が実行される。これにより、本発振開始時の、過大な出力（オーバーシュート）の発生が抑制され、所望の振幅でチップ３３をねじり振動させることができている。
【００４５】
続いて、パルス制御を行う場合について、図６を参照しながら説明する。パルス制御を実施する場合には、制御部１８は、縦振動（第１方向振動）又はねじり振動（第２方向振動）を別々に単独で間欠的に実施する単独制御を行うか、縦振動（第１方向振動）とねじり振動（第２方向振動）を組み合わせた振動パターンを間欠的に実施する複合制御を行うかを判断する（ステップＳ２０）。
【００４６】
次に、制御部１８は、単独制御を実施するときには、チップ３３を縦発振させるのか、ねじり発振させるのかを判断する（ステップＳ２１）。一方、複合制御を実施する場合には、図７に示す処理が実施される。この複合制御の詳細については後述する。
【００４７】
そして、単独制御を実施する場合において、制御部１８は、チップ３３を縦発振させる場合、縦発振パワーに応じた縦予備発振パワーを決定する（ステップＳ２２）。一方、チップ３３をねじり発振させる場合、ねじり発振パワーに応じたねじり予備発振パワーを決定する（ステップＳ２７）。
【００４８】
そして、制御部１８は、Ｓ２２又はＳ２７で決定した予備発振パワーの指令値を駆動部１５に出力する（ステップＳ２３又はＳ２８）。これにより、駆動部１５は、超音波振動子３１を縦振動の周波数又はねじり振動の周波数にて微小振動させる。その後、制御部１８は、予め定められた予備発振の期間が終了したか否かを判断する（ステップＳ２４又はＳ２９）。予備発振の期間が終了している、つまり本発振が開始された場合には（Ｓ２４：ＹＥＳ又はＳ２９：ＹＥＳ）、制御部１８は、チップ３３を縦発振又はねじり発振させるために、縦発振パワー又はねじり発振パワーを駆動部１５に出力する（ステップＳ２５又はＳ３０）。その後、制御部１８は、予め定められた縦発振の期間又はねじり発振の期間が終了したか否かを判断する（ステップＳ２６又はＳ３１）。なお、本発振の期間は、例えば、５〜１００ｍｓｅｃ程度に設定される。
【００４９】
これにより、駆動部１５は、超音波振動子３１を所定時間だけ所定の振幅で縦振動又はねじり振動（本発振）させる。その結果として、チップ３３が本発振パワーに対応する振幅にて、所定時間だけ縦振動又はねじり振動する。このとき、本発振前に予備発振により超音波振動子３１は縦振動の共振周波数又はねじり振動の共振周波数で微小振動しているため、本発振開始時には共振状態から振幅が大きくなるだけなので、瞬間的に過大な出力（オーバーシュート）の発生を抑制できる。そして、本実施形態では、予備発振パワーの大きさは、本発振パワーの大きさに応じて設定されているため、本発振時において、瞬間的な過大出力（オーバーシュート）の発生をより確実に抑制し易い。
【００５０】
その後、縦発振の場合には、Ｓ２２〜Ｓ２６の処理が繰り返し実施され、ねじり発振の場合にはＳ２７〜Ｓ３１の処理が繰り返し実施される。これにより、超音波振動子３１（チップ３３）が所定の周期で間欠的に振動する（パルス駆動される）。
【００５１】
なお、上記のパルス制御が実施されるときに、フットペダル２０がＯＦＦ（踏み込み量がゼロ）になった場合には、制御部１８は停止指令を駆動部１５へ出力する。これにより、駆動部１５が超音波振動子３１（チップ３３）の振動を停止させ、制御部１８は、処理をステップＳ１に戻す。その後、再度、フットペダル２０が踏み込まれると、上記の処理が実行される。
【００５２】
このようにして上記の制御フローチャートに基づく制御が実行されることにより、例えば、図１１、図１２に示すような制御タイムチャートで表されるパルス制御が実施される。例えば、パルス制御によりチップ３３を縦発振パワー４０％で周期的に本発振（縦振動）させる場合には、図１１に示すように、縦予備発振パワーが５％に設定されて縦予備発振が行われている状態から、縦発振パワー４０％で本発振（縦振動）させている。これにより、周期的に行われる本発振時にも、過大な出力（オーバーシュート）の発生が抑制され、所望の振幅でチップ３３を縦振動させることができている。
【００５３】
同様に、例えば、チップ３３をねじり発振パワーを４０％，５０％，６０％と周期的に大きくしながら本発振（ねじり振動）させる場合には、図１２に示すように、まず、ねじり予備発振パワーが５％に設定されてねじり予備発振が行われている状態から、ねじり発振パワー４０％で本発振（ねじり振動）させる。次に、本発振が終了すると、ねじり予備発振パワーが１０％に設定されてねじり予備発振が行われる。そして、このねじり予備発振が行われている状態から、ねじり発振パワー５０％で本発振（ねじり振動）させる。続いて、本発振が終了すると、ねじり予備発振パワーが１０％に設定されてねじり予備発振が行われる。そして、このねじり予備発振が行われている状態から、ねじり発振パワー６０％で本発振（ねじり振動）させる。このように、周期的に発振パワーを大きくしながら本発振させる場合でも、本発振時の過大な出力（オーバーシュート）が抑制され、所望の振幅でチップ３３をねじり振動させることができている。
【００５４】
次に、複合制御を行う場合について、図７を参照しながら説明する。複合制御を実施する場合、制御部１８は、縦／ねじりの順の組み合わせでチップ３３を発振させるのか、ねじり／縦の順の組み合わせでチップ３３を発振させるのかを判断する（ステップＳ４０）。
【００５５】
縦／ねじりの組み合わせで複合制御する場合において、制御部１８は、縦発振パワーに応じた縦予備発振パワーを決定し（ステップＳ４１）、その決定した縦予備発振パワーの指令値を駆動部１５に出力する（ステップＳ４２）。これにより、駆動部１５は、超音波振動子３１を縦振動の周波数にて微小振動させる。その後、制御部１８は、予め定められた縦予備発振の期間が終了したか否かを判断する（ステップＳ４３）。縦予備発振の期間が終了している、つまり本発振が開始された場合には（Ｓ４３：ＹＥＳ）、制御部１８は、チップ３３を縦発振させるために、縦発振パワーを駆動部１５に出力する（ステップＳ４４）。その後、制御部１８は、予め定められた縦発振の期間が終了したか否かを判断する（ステップＳ４５）。
【００５６】
そして、縦発振の期間が終了すると（Ｓ４５：ＹＥＳ）、制御部１８は、チップ３３をねじり発振させるために、ねじり発振パワーを駆動部１５に出力する（ステップＳ４６）。その後、制御部１８は、予め定められたねじり発振の期間が終了したか否かを判断する（ステップＳ４７）。その後、ねじり発振の期間が終了すると（Ｓ４７：ＹＥＳ）、制御部１８は、Ｓ４０〜Ｓ４７の処理を繰り返し行う。
【００５７】
一方、ねじり／縦の組み合わせで複合制御する場合において、制御部１８は、ねじり発振パワーに応じたねじり予備発振パワーを決定し（ステップＳ４８）、その決定したねじり予備発振パワーの指令値を駆動部１５に出力する（ステップＳ４９）。これにより、駆動部１５は、超音波振動子３１をねじり振動の周波数にて微小振動させる。その後、制御部１８は、予め定められたねじり予備発振の期間が終了したか否かを判断する（ステップＳ５０）。ねじり予備発振の期間が終了している、つまり本発振が開始された場合には（Ｓ５０：ＹＥＳ）、制御部１８は、チップ３３をねじり発振させるために、ねじり発振パワーを駆動部１５に出力する（ステップＳ５１）。その後、制御部１８は、予め定められたねじり発振の期間が終了したか否かを判断する（ステップＳ５２）。
【００５８】
そして、ねじり発振の期間が終了すると（Ｓ５２：ＹＥＳ）、制御部１８は、チップ３３を縦発振させるために、縦発振パワーを駆動部１５に出力する（ステップＳ５３）。その後、制御部１８は、予め定められた縦発振の期間が終了したか否かを判断する（ステップＳ５４）。その後、縦発振の期間が終了すると（Ｓ５４：ＹＥＳ）、制御部１８は、Ｓ４０〜Ｓ５４の処理を繰り返し行う。
【００５９】
なお、上記の制御フローチャートに基づく制御が実施されるときに、フットペダル２０がＯＦＦ（踏み込み量がゼロ）になった場合には、制御部１８は停止指令を駆動部１５へ出力する。これにより、駆動部１５が超音波振動子３１（チップ３３）の振動を停止させ、制御部１８は、処理をステップＳ１に戻す。その後、再度、フットペダル２０が踏み込まれると、上記の処理が実行される。
【００６０】
このようにして上記の制御フローチャートに基づく制御が実行されることにより、例えば、図１３、図１４に示すような制御タイムチャートで表される複合制御が実施される。例えば、複合制御によりチップ３３を縦／ねじりの組み合わせ（縦発振パワー３０％、ねじり発振パワー７０％）で間欠的に駆動させる場合には、図１３に示すように、縦予備発振パワーが５％に設定されて縦予備発振が行われている状態から、縦発振パワー３０％で縦振動させ、その後、ねじり発振パワー７０％でねじり振動させている。これにより、周期的に行われる縦／ねじりの組み合わせの本発振時にも、過大な出力（オーバーシュート）が発生することなく、所望の振幅でチップ３３を縦振動及びねじり振動させることができている。
【００６１】
同様に、例えば、複合制御によりチップ３３をねじり／縦の組み合わせ（ねじり発振パワー８０％、縦発振パワー４０％）で間欠的に駆動させる場合には、図１４に示すように、ねじり予備発振パワーが１０％に設定されてねじり予備発振が行われている状態から、ねじり発振パワー８０％でねじり振動させ、その後、縦発振パワー４０％で縦振動させている。これにより、周期的に行われるねじり／縦の組み合わせの本発振時にも、過大な出力（オーバーシュート）が抑制され、所望の振幅でチップ３３をねじり振動及び縦振動させることができている。
【００６２】
以上、説明したように、本実施形態の超音波手術装置１では、チップ３３（超音波振動子３１）を本発振（縦発振／ねじり発振）させる前に、本発振パワーに応じて決められた予備発振パワーにてチップ３３（超音波振動子３１）を微小振動させる。これにより、本発振時に、瞬間的な過大出力（オーバーシュート）の発生を確実に抑制し易い。これにより、チップ３３の損傷や眼内でのキャビテーションの発生を確実に防ぎ易い。なお本実施形態では本発振時の周波数に基づく周波数で予備発振を行うため、本発振開始時の瞬間的な過大出力がより発生し難い。
【００６３】
そして、予備発振パワーを本発振パワーの１／１０〜１／５の大きさの範囲内で設定しているため、術者が予備発振と小パワーでの本発振との区別ができるので、破砕した水晶体核等を効率的に吸引することができ、手術時間が短くなり、術者及び患者の負担を軽減することができる。また、予備発振パワーは小さいため、予備発振を行っても手術中における発振パワーの積算量が想定上限を超えたとしても、眼組織への影響は少ない。
【００６４】
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本開示を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、上記の実施形態では、超音波手術装置１として、チップ３３が縦発振とねじり発振が可能なＵＳハンドピース１１を備えるものを例示したが、チップが縦発振のみ可能なＵＳハンドピースにも本開示の技術を適用してもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１  超音波手術装置
１１  ＵＳハンドピース
１５  駆動部
１８  制御部
３１  超音波振動子
３２  ホーン
３３  チップ
【図１】
2020018626.tif 000003
【図２】
2020018626.tif 000004
【図３】
2020018626.tif 000005
【図４】
2020018626.tif 000006
【図５】
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【図６】
2020018626.tif 000008
【図７】
2020018626.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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