(57)【要約】  本発明の処置装置は、被検体の処置対象領域においてキャビテーションを発生させるキャビテーション発生部と、前記処置対象領域において発生したキャビテーションを検出する検出部と、前記検出部における検出結果に基づいて前記処置対象領域の物理化学的パラメータを制御することにより、前記処置対象領域におけるキャビテーションの発生状態を制御する制御部と、を有する。
2013501531.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の処置対象領域においてキャビテーションを発生させるキャビテーション発生部と、
前記処置対象領域において発生したキャビテーションを検出する検出部と、
前記検出部における検出結果に基づいて前記処置対象領域の物理化学的パラメータを制御することにより、前記処置対象領域におけるキャビテーションの発生状態を制御する制御部と、
を有することを特徴とする処置装置。
【請求項２】
超音波振動を発生可能な超音波振動子と、
前記超音波振動子を駆動信号により駆動する駆動部と、
前記超音波振動子と機械的に接続された基端部と、被検体の処置対象領域に近接または接触させることが可能な先端部とを有し、前記超音波振動子において発生した超音波振動を前記基端部から前記先端部へ伝達することが可能なプローブと、
前記処置対象領域の物理化学的パラメータを変化させる物理化学的パラメータ調整部と、
前記先端部の超音波振動により前記処置対象領域において発生するキャビテーションに起因して変化する物理量を、前記超音波振動子に供給される前記駆動信号に基づいて検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて前記物理化学的パラメータ調整部を制御することにより、前記処置対象領域におけるキャビテーションの発生状態を制御する制御部と、
を有することを特徴とする手術システム。
【請求項３】
前記検出部は、前記超音波振動子の共振周波数を除き、かつ、少なくとも該共振周波数のサブハーモニックを含む各周波数における電流または電圧の大きさを前記物理量として検出し、
前記制御部は、前記検出部の検出結果に基づいて前記物理化学的パラメータ調整部を制御することにより、前記処置対象領域におけるキャビテーションの発生状態を変化または維持させる
ことを特徴とする請求項２に記載の手術システム。
【請求項４】
前記処置対象領域に対する処置速度の切り替えが可能な処置速度切替部をさらに有し、
前記制御部は、前記検出部の検出結果に基づいて前記物理化学的パラメータ調整部を制御することにより、前記処置対象領域におけるキャビテーションの発生状態を、前記処置速度切替部において設定された処置速度に応じたものとする
ことを特徴とする請求項２に記載の手術システム。
【請求項５】
前記処置対象領域におけるキャビテーションの発生状態を視覚情報として提示可能なインジケータをさらに有し、
前記制御部は、前記インジケータにより提示される前記視覚情報を、前記検出部において検出された前記物理量に応じたものとして随時変化させる
ことを特徴とする請求項２に記載の手術システム。
【請求項６】
前記物理化学的パラメータは、前記処置対象領域における液体の量であり、
前記物理化学的パラメータ調整部は、前記処置対象領域に液体を供給するための送液部を具備する
ことを特徴とする請求項２に記載の手術システム。
【請求項７】
前記物理化学的パラメータは、前記処置対象領域における液体の量であり、
前記物理化学的パラメータ調整部は、前記処置対象領域の液体を吸引するための吸液部を具備する
ことを特徴とする請求項２に記載の手術システム。
【請求項８】
前記物理化学的パラメータは、前記処置対象領域における液体の量であり、
前記物理化学的パラメータ調整部は、前記処置対象領域に液体を供給するための送液部と、前記処置対象領域から液体を吸引するための吸液部と、を具備する
ことを特徴とする請求項２に記載の手術システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャビテーションを利用して処置を行う処置装置及び手術システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波振動そのもの、または、超音波振動に伴って生じる種々の現象を利用することにより、生体組織に対して処置を行う装置（以降、超音波処置装置と称する）が従来広く知られている。このような装置としては、例えば、Ｕ．Ｓ．  Ｐａｔｅｎｔ  Ｎｏ．  ５，４８４，３９８に開示された超音波手術用ハンドピース、及び、日本国特開２００８−１８８１６０号公報に開示された超音波手術器等がある。
【０００３】
一方、超音波処置装置における処置能力は、処置対象領域におけるキャビテーションの発生状態に大きく依存するものとされている。そのため、超音波処置装置を用いて効率良く処置を行うためには、処置対象領域において発生するキャビテーションを、処置内容に応じた適切な発生状態とするような制御が肝要となる。
【０００４】
しかし、Ｕ．Ｓ．  Ｐａｔｅｎｔ  Ｎｏ．  ５，４８４，３９８には、処置対象領域におけるキャビテーションの発生状態を制御するための技術について何ら開示等されていない。
【０００５】
また、日本国特開２００８−１８８１６０号公報に記載の技術によれば、処置対象領域において実際に発生しているキャビテーションと、このキャビテーションの発生状態を検出した検出結果との間に乖離が生じる場合がある。そのため、日本国特開２００８−１８８１６０号公報に記載の技術によれば、キャビテーションの発生状態の検出結果に応じたフィードバック制御が行われているにもかかわらず、実際にはキャビテーションが適切な発生状態にならないという状況が発生し、その結果、処置能力が低下してしまうという問題が生じている。
【０００６】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、処置対象領域におけるキャビテーションを適切な発生状態とするような制御を行うことにより、処置能力を安定させることが可能な処置装置及び手術システムを提供することを目的としている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明における処置装置は、被検体の処置対象領域においてキャビテーションを発生させるキャビテーション発生部と、前記処置対象領域において発生したキャビテーションを検出する検出部と、前記検出部における検出結果に基づいて前記処置対象領域の物理化学的パラメータを制御することにより、前記処置対象領域におけるキャビテーションの発生状態を制御する制御部と、を有する。
【０００８】
本発明における手術システムは、超音波振動を発生可能な超音波振動子と、前記超音波振動子を駆動信号により駆動する駆動部と、前記超音波振動子と機械的に接続された基端部と、被検体の処置対象領域に近接または接触させることが可能な先端部とを有し、前記超音波振動子において発生した超音波振動を前記基端部から前記先端部へ伝達することが可能なプローブと、前記処置対象領域の物理化学的パラメータを変化させる物理化学的パラメータ調整部と、前記先端部の超音波振動により前記処置対象領域において発生するキャビテーションに起因して変化する物理量を、前記超音波振動子に供給される前記駆動信号に基づいて検出する検出部と、前記検出部の検出結果に基づいて前記物理化学的パラメータ調整部を制御することにより、前記処置対象領域におけるキャビテーションの発生状態を制御する制御部と、を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例における手術システムの構成の一例を示す図。
【図２】図１の超音波駆動電源の具体的な構成の一例を示すブロック図。
【図３】図２のフィルタ処理部の具体的な構成の一例を示すブロック図。
【図４】図２のインターフェース部の具体的な構成の一例を示す図。
【図５】図２の電流／電圧検出部における検出結果の一例を示す図。
【図６】図２のフィルタ処理部における通過周波数帯域の一例を示す図。
【図７】図２のフィルタ処理部における通過周波数帯域の、図６とは異なる例を示す図。
【図８】図２のフィルタ処理部における通過周波数帯域の、図６及び図７とは異なる例を示す図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【００１１】
手術システム１は、図１に示すように、処置対象領域１０１の生体組織を超音波振動の作用により破砕及び乳化する超音波処置用ハンドピース２と、超音波処置用ハンドピース２を駆動するための超音波駆動信号を供給する超音波駆動電源３と、生理食塩水が貯められている給水タンク４と、給水タンク４に貯められている生理食塩水を吸い上げて超音波処置用ハンドピース２へ供給するイリゲーションユニット５と、超音波処置用ハンドピース２により破砕及び乳化された生体組織を吸引するポンプ６と、ポンプ６により吸い上げられた液体が貯められる廃水タンク７と、を有している。
【００１２】
キャビテーション発生部としての機能を備えた超音波処置用ハンドピース２は、術者等により把持される把持部２１と、把持部２１の先端側に連設されているシース２２と、中空形状を具備するとともに先端部がシース２２の先端側から突出しているプローブ２３と、を有して構成されている。
【００１３】
把持部２１の内部には、所定の共振周波数を具備し、プローブ２３の基端部と機械的に接続されているとともに、超音波駆動電源３から供給される超音波駆動信号に応じた超音波振動を発生する超音波振動子２１ａが設けられている。一方、プローブ２３は、超音波振動子２１ａにおいて発生した超音波振動をプローブ２３の基端部から先端部へ伝達することが可能である。
【００１４】
すなわち、超音波振動子２１ａにおいて発生した超音波振動は、プローブ２３の中途部を経た後、プローブ２３の先端部に伝達される。
【００１５】
また、把持部２１には、術者等の操作に応じて超音波振動のオン／オフを切り替えるための指示を超音波駆動電源３のＣＰＵ３４に対して行うことが可能なハンドスイッチ２１ｂが設けられている。
【００１６】
シース２２の内部には、イリゲーションユニット５からの生理食塩水を処置対象領域１０１へ供給するための、送液用管路２２ａが設けられている。また、シース２２の送液用管路２２ａの内部には、プローブ２３の基端部（の一部）及び中途部が挿通されている。
【００１７】
プローブ２３の中空部は、超音波振動の作用により破砕及び乳化された生体組織を処置対象領域１０１から吸引するための吸引用管路２３ａとして形成されている。また、把持部２１の内部には、吸引用管路２３ａに連設される図示しない管路が設けられている。すなわち、超音波振動の作用により破砕及び乳化された生体組織は、ポンプ６の動作に伴い、プローブ２３の吸引用管路２３ａ、及び、把持部２１の内部に設けられた図示しない管路を経て吸引された後、廃水タンク７へ排出される。
【００１８】
超音波駆動電源３は、図２に示すように、所定の共振周波数を具備した超音波振動子２１ａを駆動するための超音波駆動信号を生成して出力する超音波発振部３１と、超音波発振部３１から出力される超音波駆動信号の電流及び電圧の大きさを所定の周波数帯域において検出する電流／電圧検出部３２と、電流／電圧検出部３２による検出結果に対してフィルタ処理を施すフィルタ処理部３３と、制御部としての機能を備えたＣＰＵ３４と、メモリ３４ａと、インターフェース部３５と、を有している。また、超音波駆動電源３には、術者等の足の動作に応じて超音波振動のオン／オフを切り替えるための指示をＣＰＵ３４に対して行うことが可能なフットスイッチ３６が接続されている。
【００１９】
フィルタ処理部３３は、図３に示すように、電流／電圧検出部３２における検出結果がそれぞれ入力されるｎ個のバンドパスフィルタ（図３ではＢＰＦと略記）３３ａ１、３３ａ２、…、３３ａｎと、これらｎ個のバンドパスフィルタの後段に一対一に接続されるｎ個のスイッチ３３ｂ１、３３ｂ２、…、３３ｂｎと、これらｎ個の各スイッチの後段に一対一に接続されるｎ個の検波器３３ｃ１、３３ｃ２、…、３３ｃｎと、これらｎ個の検波器からの出力信号が入力される積分器３３ｄと、を有して構成されている。
【００２０】
バンドパスフィルタ３３ａ１、３３ａ２、…、３３ａｎは、例えば、通過周波数帯域の一部（端部）が相互に重複するとともに、通過周波数帯域の中心周波数がそれぞれ異なるフィルタとして構成されている。なお、図３においては、バンドパスフィルタ３３ａ１、３３ａ２、…、３３ａｎにおける通過周波数帯域の中心周波数をｆ１、ｆ２、…、ｆｎ（但し、ｆ１＜ｆ２＜…＜ｆｎとする）として示している。
【００２１】
スイッチ３３ｂ１、３３ｂ２、…、３３ｂｎは、インターフェース部３５に設けられたフィルタ切替スイッチ３９の切替指示に基づく制御がＣＰＵ３４において行われることにより、オンまたはオフにそれぞれ切り替えられる。なお、スイッチ３３ｂ１、３３ｂ２、…、３３ｂｎは、フィルタ切替スイッチ３９からの切替指示に応じて直接オンまたはオフにそれぞれ切り替えられるように構成されていても良い。
【００２２】
そして、オン状態のスイッチ３３ｂ１、３３ｂ２、…、３３ｂｎを経た周波数成分は、検波器３３ｃ１、３３ｃ２、…、３３ｃｎによりそれぞれ検波された後、積分器３３ｄにより積分処理される。
【００２３】
積分器３３ｄは、前述の積分処理の処理結果をキャビテーション検出信号としてＣＰＵ３４へ出力する。なお、本実施例のフィルタ処理部３３は、積分器３３ｄの代わりに積算器を用いて構成されるものであっても良い。また、本実施例においては、前述の積分処理を、積分器３３ｄの代わりにＣＰＵ３４が行うものであっても良い。
【００２４】
ＣＰＵ３４は、フィルタ処理部３３から出力されるキャビテーション検出信号と、インターフェース部３５に設けられた処置速度切替部３８の各スイッチの切替状態とに基づき、イリゲーションユニット５及びポンプ６の動作を必要に応じて適宜制御する。
【００２５】
ここで、メモリ３４ａには、処置速度切替部３８においてオンされたスイッチと、該スイッチに対応する適切なキャビテーションの発生状態と、の相関を示す設定データが予め格納されている。
【００２６】
具体的には、メモリ３４ａには、処置速度切替部３８において処置速度を低速に設定するスイッチ（後述のスイッチ３８ａ）がオンされた際に、キャビテーションの発生状態を第１のレベルに設定する旨の設定データが格納されている。また、メモリ３４ａには、処置速度切替部３８において処置速度を中速に設定するスイッチ（後述のスイッチ３８ｂ）がオンされた際に、キャビテーションの発生状態を第２のレベルに設定する旨の設定データが格納されている。さらに、メモリ３４ａには、処置速度切替部３８において処置速度を高速に設定するスイッチ（後述のスイッチ３８ｃ）がオンされた際に、キャビテーションの発生状態を第３のレベルに設定する旨の設定データが格納されている。なお、これらの各設定データ間においては、処置速度の高速化に伴ってキャビテーションが多く発生するように、第１のレベル＜第２のレベル＜第３のレベルという関係が成り立つものとする。
【００２７】
そして、キャビテーションの発生状態を第１のレベルに設定する旨の設定データにおいては、例えば、イリゲーションユニット５を通常動作または通常動作よりも低負荷な低出力動作にするとともに、ポンプ６の動作状態を通常動作よりも高負荷な高出力動作にする旨の設定がなされている。また、キャビテーションの発生状態を第２のレベルに設定する旨の設定データにおいては、例えば、イリゲーションユニット５及びポンプ６をいずれも通常動作にする旨の設定がなされている。さらに、キャビテーションの発生状態を第３のレベルに設定する旨の設定データにおいては、例えば、イリゲーションユニット５の動作状態を通常動作よりも高負荷な高出力動作にするとともに、ポンプ６を通常動作または通常動作よりも低負荷な低出力動作にする旨の設定がなされている。
【００２８】
すなわち、ＣＰＵ３４は、メモリ３４ａに格納された各設定データを（例えば超音波駆動電源３の電源が投入された直後に）予め読み込んでおくとともに、メモリ３４ａから読み込んだ該各設定データを参照しながら、フィルタ処理部３３から出力されるキャビテーション検出信号と、インターフェース部３５に設けられた処置速度切替部３８の各スイッチの切替状態とに基づく動作制御をイリゲーションユニット５及びポンプ６に対して適宜行う。
【００２９】
ＣＰＵ３４は、インターフェース部３５に設けられた処置速度切替部３８の各スイッチの切替状態に基づき、インターフェース部３５に設けられたインジケータ３７ａの表示態様を変化させるための第１の表示制御信号を出力する。
【００３０】
ＣＰＵ３４は、フィルタ処理部３３から出力されるキャビテーション検出信号に基づき、インターフェース部３５に設けられたインジケータ３７ｂの表示態様を変化させるための第２の表示制御信号を随時出力する。
【００３１】
ＣＰＵ３４は、ハンドスイッチ２１ｂ及び／またはフットスイッチ３６からの指示に対応する切替状態に基づき、駆動部としての機能を備えた超音波発振部３１の動作状態をオンまたはオフに切り替えるための制御を行う。
【００３２】
ＣＰＵ３４は、インターフェース部３５に設けられたフィルタ切替スイッチ３９の切替指示に基づき、フィルタ処理部３３のスイッチ３３ｂ１、３３ｂ２、…、３３ｂｎをそれぞれオンまたはオフに切り替えるための制御を行う。
【００３３】
インターフェース部３５は、図４に示すように、キャビテーションの発生状態の設定値及び測定値に関する情報を視覚的に示す情報提示部３７と、処置対象領域１０１に対する処置速度を術者等の操作に応じて切り替え可能な処置速度切替部３８と、フィルタ処理部３３のフィルタ処理において使用されるフィルタを術者等の操作に応じて切り替え可能なフィルタ切替スイッチ３９と、を有している。また、前述したインターフェース部３５の各部は、例えば、超音波駆動電源３のフロントパネルに設けられている。
【００３４】
情報提示部３７は、キャビテーションの発生状態の設定値を視覚的に示すインジケータ３７ａと、キャビテーションの発生状態の測定値を視覚的に示すインジケータ３７ｂと、を備えている。
【００３５】
処置速度切替部３８は、処置対象領域１０１に対する処置速度を低速に設定する旨の指示が可能なスイッチ３８ａと、処置対象領域１０１に対する処置速度を中速に設定する旨の指示が可能なスイッチ３８ｂと、処置対象領域１０１に対する処置速度を高速に設定する旨の指示が可能なスイッチ３８ｃと、を備えている。
【００３６】
インジケータ３７ａは、ＣＰＵ３４からの第１の表示制御信号の出力状態に応じて自身の表示態様を変化させる。具体的には、インジケータ３７ａは、スイッチ３８ａがオンされている場合には、例えば（図４に示すように）、左端の目盛り「０」から右端の目盛り「Ｍａｘ」までのうち、「０」から「低速」までに相当する部分を一様または略一様に着色するような表示態様とする。また、インジケータ３７ａは、スイッチ３８ｂがオンされている場合には、例えば、左端の目盛り「０」から右端の目盛り「Ｍａｘ」までのうち、「０」から「中速」までに相当する部分を一様または略一様に着色するような表示態様とする。さらに、インジケータ３７ａは、スイッチ３８ｃがオンされている場合には、例えば、左端の目盛り「０」から右端の目盛り「Ｍａｘ」までのうち、「０」から「高速」までに相当する部分を一様または略一様に着色するような表示態様とする。
【００３７】
インジケータ３７ｂは、ＣＰＵ３４からの第２の表示制御信号の出力状態に応じて自身の表示態様をリアルタイムに変化させる。具体的には、インジケータ３７ｂは、左端の目盛り「０」から右端の目盛り「Ｍａｘ」までのうち、「０」から前述のキャビテーション検出信号のレベルに応じた部分までを一様または略一様に着色するような表示態様とする。例えば、前述のキャビテーション検出信号のレベルが「低速」に相当するものであるとして第２の表示制御信号が出力された場合のインジケータ３７ｂの表示態様は、図４に示すようなものとなる。
【００３８】
なお、インジケータ３７ａ及び３７ｂは、ＬＣＤパネル上に画像表示されるものであっても良く、または、ＬＥＤ等の発光部材を用いて構成されるものであっても良い。（インジケータ３７ａ及び３７ｂがＬＥＤ等の発光部材を用いて構成されている場合、着色の有無の代わりに、点灯の有無によりキャビテーションの発生状態の設定値及び測定値に関する情報を表示することができる。）
イリゲーションユニット５は、給水タンク４から吸い上げた生理食塩水を超音波処置用ハンドピース２を介して処置対象領域１０１へ供給する。すなわち、送液部としての機能を備えたイリゲーションユニット５は、処置対象領域１０１における液体の量を増加させるように動作する。
【００３９】
ポンプ６は、破砕及び乳化された状態の生体組織等が含まれている液体である、処置対象領域１０１に滞留している液体を、超音波処置用ハンドピース２を介して吸引した後、吸引した液体を廃水タンク７へ排出する。すなわち、吸液部としての機能を備えたポンプ６は、処置対象領域１０１における液体の量を減少させるように動作する。
【００４０】
ここで、本実施例の手術システム１の作用について説明を行う。
【００４１】
まず、術者は、把持部２１を把持しつつ、プローブ２３の先端部を処置対象領域１０１に接近させる操作を行う。また、このような操作に前後して、術者は、ハンドスイッチ２１ｂまたはフットスイッチ３６をオフからオンに切り替えることにより、プローブ２３の先端部における超音波振動を開始させる。なお、以降においては、プローブ２３の先端部における超音波振動の出力レベル（超音波発振部３１から出力される超音波駆動信号の出力レベル）が一定のレベルに維持されたまま処置が行われているものとして説明を行う。
【００４２】
次に、術者は、超音波振動中のプローブ２３の先端部を処置対象領域１０１に近接または接触させたまま、イリゲーションユニット５及びポンプ６の動作を開始させる。また、術者は、例えば、処置対象領域１０１に対する処置速度を設定するために、処置速度切替部３８に設けられた各スイッチのうち、いずれか1つのスイッチをオフからオンに切り替える。
【００４３】
そして、以上までの操作等が行われることにより、処置対象領域１０１におけるキャビテーションが発生し始め、処置対象領域１０１の生体組織の破砕、乳化及び吸引に係る処置が開始される。
【００４４】
一方、電流／電圧検出部３２は、超音波発振部３１から出力される超音波駆動信号の電流の大きさを、例えば図５に示すようなものとして検出する。
【００４５】
図５は、電流／電圧検出部３２における超音波駆動信号の電流の大きさの検出結果を、周波数スペクトル分布として示したものである。なお、図５においては、共振周波数ｆｒｅｓを４７ｋＨｚとして設定している。また、図５においては、（比較のために、）キャビテーションが発生していない場合の周波数スペクトル分布を破線により示し、また、キャビテーションが発生している場合の周波数スペクトル分布を実線により示している。
【００４６】
図５に例示した電流の大きさの検出結果によれば、キャビテーションの発生の有無によらずに、共振周波数ｆｒｅｓにおいて最も大きいピークが検出されている。
【００４７】
また、図５に例示した電流の大きさの検出結果によれば、キャビテーションが発生している場合には、共振周波数ｆｒｅｓ以外の周波数成分においていくつかの顕著なピークが検出されているとともに、キャビテーションが発生していない場合には、共振周波数ｆｒｅｓ以外の周波数成分においては顕著なピークが検出されない。
【００４８】
具体的には、図５に示すように、キャビテーションが発生している場合には、キャビテーションが発生していない場合に比べ、共振周波数ｆｒｅｓの１／２、１／４等の約数またはこれらの差分の周波数に相当するサブハーモニックのレベルが特に高くなっているとともに、サブハーモニック以外の周波数成分のレベルも略一様に高くなっている。そのため、電流／電圧検出部３２における超音波駆動信号の電流の大きさの検出結果のうち、共振周波数ｆｒｅｓの近傍を除く周波数帯域の信号レベルを検出することにより、処置対象領域１０１におけるキャビテーションの発生状態を検出することができる。
【００４９】
なお、本実施例の手術システム１においては、超音波駆動信号の電流の大きさの検出結果と、該超音波駆動信号の電圧の大きさの検出結果とが、相互に略同一の傾向を示す。そのため、超音波駆動信号の電流の大きさの検出結果の代わりに、該超音波駆動信号の電圧の大きさの検出結果を用いた場合であっても、以降に述べる処理及び動作を略同様に行うことができる。
【００５０】
フィルタ処理部３３は、ＣＰＵ３４の制御に基づき、バンドパスフィルタ３３ａ１、３３ａ２、…、３３ａｎにおける通過周波数帯域を、例えば、図６、図７または図８に示すもののうちのいずれか１つになるように、スイッチ３３ｂ１、３３ｂ２、…、３３ｂｎをそれぞれ切り替える。
【００５１】
図６は、バンドパスフィルタ３３ａ１、３３ａ２、…、３３ａｎにおける通過周波数帯域を、低周波側の一部の周波数帯域とするように設定した場合を示している。具体的には、図６は、バンドパスフィルタ３３ａ１、３３ａ２、…、３３ａｎにおける通過周波数帯域を、共振周波数ｆｒｅｓの１／２のサブハーモニック（約数）を含む周波数帯域とするように設定した場合を示している。
【００５２】
図７は、バンドパスフィルタ３３ａ１、３３ａ２、…、３３ａｎにおける通過周波数帯域を、共振周波数ｆｒｅｓの５％程度の周波数から共振周波数ｆｒｅｓより５％低い周波数（つまり共振周波数ｆｒｅｓの９５％の周波数）までに設定した場合を示している。
【００５３】
図８は、バンドパスフィルタ３３ａ１、３３ａ２、…、３３ａｎにおける通過周波数帯域を、図７に示す周波数帯域と、共振周波数ｆｒｅｓより５％高い周波数から共振周波数ｆｒｅｓの２次高調波の周波数（２ｆｒｅｓ）より５％低い周波数までの周波数帯域と、に設定した場合を示している。
【００５４】
すなわち、バンドパスフィルタ３３ａ１、３３ａ２、…、３３ａｎにおける通過周波数帯域は、超音波振動子２１ａの共振周波数を除き、かつ、少なくとも該共振周波数のサブハーモニックを含むように設定される。
【００５５】
そして、フィルタ処理部３３は、オン状態のスイッチ３３ｂ１、３３ｂ２、…、３３ｂｎを経た周波数成分を検波器３３ｃ１、３３ｃ２、…、３３ｃｎにおいてそれぞれ検波し、積分器３３ｄにおいて積分処理した後、この積分処理の処理結果をキャビテーション検出信号としてＣＰＵ３４へ出力する。
【００５６】
ところで、図５に例示した電流の大きさの検出結果によれば、キャビテーションの発生量が多くなるに伴い、前述のサブハーモニックのレベルが高くなるという傾向が現れる。そのため、積分器３３ｄにおける積分処理の処理結果は、バンドパスフィルタ３３ａ１、３３ａ２、…、３３ａｎにおける通過周波数帯域が同じであるという条件において、キャビテーションの発生量が多くなるにつれて相対的に大きな値になる一方、キャビテーションの発生量が少なくなるにつれて相対的に小さな値になる。すなわち、本実施例のＣＰＵ３４は、このような値の変動をキャビテーション検出信号におけるレベルの変動として検出することにより、以降のような処理及び動作を行っている。
【００５７】
ＣＰＵ３４は、スイッチ３８ｃがオンされていることを検出すると、キャビテーションの発生状態を前述の第３のレベルに設定する。そして、ＣＰＵ３４は、フィルタ処理部３３から出力されるキャビテーション検出信号のレベルが前述の第３のレベルに到達して維持されるように、イリゲーションユニット５の動作状態を通常動作よりも高負荷な高出力動作にするとともに、ポンプ６を通常動作または通常動作よりも低負荷な低出力動作にする制御を行う。このような制御によれば、処置対象領域１０１に滞留する液体の量が相対的に多くなるため、処置対象領域１０１におけるキャビテーションの発生量も相対的に多くなり、結果的に、処置対象領域１０１に対する処置速度を高速にすることができる。
【００５８】
また、ＣＰＵ３４は、キャビテーションの発生状態を前述の第３のレベルに設定した直後において、インジケータ３７ａの「０」から「高速」までに相当する部分を一様または略一様に着色させるような第１の表示制御信号をインターフェース部３５へ出力する。さらに、ＣＰＵ３４は、フィルタ処理部３３から出力されるキャビテーション検出信号のレベルを前述の第３のレベルに到達及び維持させる制御を行っている最中に、インジケータ３７ｂの「０」から該キャビテーション検出信号のレベルに応じた部分までを一様または略一様に着色させるような第２の表示制御信号を随時インターフェース部３５へ出力する。そして、インジケータ３７ａの表示態様が第１の表示制御信号に応じたものとなり、インジケータ３７ｂの表示態様が第２の表示制御信号に応じてリアルタイムに変化することにより、術者等は、現在のキャビテーションの発生状態が高速な処置速度に適した状態となっているか否かを容易に確認することができる。
【００５９】
ＣＰＵ３４は、スイッチ３８ａがオンされていることを検出すると、キャビテーションの発生状態を前述の第１のレベルに設定する。そして、ＣＰＵ３４は、フィルタ処理部３３から出力されるキャビテーション検出信号のレベルが前述の第１のレベルに到達して維持されるように、イリゲーションユニット５を通常動作または通常動作よりも低負荷な低出力動作にするとともに、ポンプ６の動作状態を通常動作よりも高負荷な高出力動作にする制御を行う。このような制御によれば、処置対象領域１０１に滞留する液体の量が相対的に少なくなるため、処置対象領域１０１におけるキャビテーションの発生量も相対的に少なくなり、結果的に、処置対象領域１０１に対する処置速度を低速にすることができる。
【００６０】
また、ＣＰＵ３４は、キャビテーションの発生状態を前述の第１のレベルに設定した直後において、インジケータ３７ａの「０」から「低速」までに相当する部分を一様または略一様に着色させるような第１の表示制御信号をインターフェース部３５へ出力する。さらに、ＣＰＵ３４は、フィルタ処理部３３から出力されるキャビテーション検出信号のレベルを前述の第１のレベルに到達及び維持させる制御を行っている最中に、インジケータ３７ｂの「０」から該キャビテーション検出信号のレベルに応じた部分までを一様または略一様に着色させるような第２の表示制御信号を随時インターフェース部３５へ出力する。そして、インジケータ３７ａの表示態様が第１の表示制御信号に応じたものとなり、インジケータ３７ｂの表示態様が第２の表示制御信号に応じてリアルタイムに変化することにより、術者等は、現在のキャビテーションの発生状態が低速な処置速度に適した状態となっているか否かを容易に確認することができる。
【００６１】
以上に述べたように、本実施例の手術システム１によれば、処置対象領域１０１におけるキャビテーションの発生状態（発生量）を、処置対象領域１０１に対する処置速度に応じた適切なものとすることができる。そのため、本実施例の手術システム１によれば、例えば超音波処置用ハンドピース２のような、（超音波振動に伴って生じる）キャビテーションを利用しながら処置対象領域１０１に対する処置を行う装置の処置能力を安定させることができる。
【００６２】
また、本実施例の手術システム１によれば、プローブ２３の先端部における超音波振動の出力レベル（超音波発振部３１から出力される超音波駆動信号の出力レベル）を一定のレベルに保ったまま、すなわち、超音波振動子２１ａにおける超音波振動の振幅を特に変更することなく、処置対象領域１０１におけるキャビテーションの発生状態（発生量）を変化させることができる。そのため、本実施例の手術システム１によれば、超音波振動子２１ａに対する制御に伴う負荷を減らすことができ、結果的に、超音波処置用ハンドピース２の耐用期間を延ばすことができる。
【００６３】
なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更や応用が可能であることは勿論である。
【図１】
2013501531.tif 000003
【図２】
2013501531.tif 000004
【図３】
2013501531.tif 000005
【図４】
2013501531.tif 000006
【図５】
2013501531.tif 000007
【図６】
2013501531.tif 000008
【図７】
2013501531.tif 000009
【図８】
2013501531.tif 000010
【国際調査報告】
2013501531.tif 000011
2013501531.tif 000012