(57)【要約】  超音波処置システムは、振動発生部から伝達された超音波振動を用いて骨又は軟骨を処置対象として切削するエンドエフェクタと、振動発生部に供給される駆動電流を出力するエネルギー出力部と、を備える。判断部は、前記エンドエフェクタが前記処置対象へ引掛かった状態であるか否かを判断し、前記エンドエフェクタが前記処置対象へ引掛かった状態であると判断した際、前記エンドエフェクタが引掛かった状態であることを示す信号を生成する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動電流が供給されることにより超音波振動を発生する振動発生部と、
前記振動発生部で発生した前記超音波振動が伝達され、伝達された前記超音波振動を用いて骨又は軟骨を処置対象として切削するエンドエフェクタと、
前記振動発生部に供給される前記駆動電流を出力するエネルギー出力部と、
前記エンドエフェクタが前記処置対象に接触している状態において前記エンドエフェクタが前記処置対象へ引掛かった状態であるか否かを判断し、前記エンドエフェクタが前記処置対象へ引掛かった状態であると判断した際、前記エンドエフェクタが引掛かった状態であることを示す信号を生成する判断部と、
を具備する超音波処置システム。
【請求項２】
前記判断部での判断に基づいて前記エネルギー出力部からの前記駆動電流の出力を制御し、前記判断部によって前記エンドエフェクタが引掛かった状態であることを示す前記信号が生成されたことに基づいて、前記エネルギー出力部からの前記駆動電流の出力を停止する、又は、前記エンドエフェクタが引掛かった状態であると判断された時点より前に比べて前記エネルギー出力部から出力される前記駆動電流を減少させる制御部を、さらに具備する、請求項１の超音波処置システム。
【請求項３】
前記制御部は、前記判断部によって前記エンドエフェクタが引掛かった状態であることを示す前記信号が生成される前において、経時的に一定に基準電流値で前記駆動電流を前記エネルギー出力部から出力させ、前記エンドエフェクタが引掛かった状態であることを示す前記信号が生成されたことに基づいて、前記エネルギー出力部から出力される前記駆動電流の電流値を前記基準電流値から減少させる、請求項２の超音波処置システム。
【請求項４】
前記制御部は、前記判断部によって前記エンドエフェクタが引掛かった状態である判断された前記時点から基準時間経過した後において、前記エネルギー出力部から前記駆動電流が経時的に一定に前記基準電流値で出力される状態にする、請求項３の超音波処置システム。
【請求項５】
前記駆動電流、前記駆動電流が出力されることによって印加される駆動電圧、及び、前記駆動電流及び前記駆動電圧に基づいて算出されるインピーダンスの少なくとも１つを経時的に検出する検出部をさらに具備し、
前記制御部は、前記駆動電流を前記基準電流値から減少させた後で、かつ、前記判断部によって前記エンドエフェクタが引掛かった状態である判断された前記時点から基準時間経過する前において、前記インピーダンスがインピーダンス閾値以上になったこと、前記駆動電圧が電圧閾値以上になったこと、又は、前記駆動電流が電流閾値以下になったことに基づいて、前記エネルギー出力部からの前記駆動電流の出力を停止する、
請求項３の超音波処置システム。
【請求項６】
前記駆動電流、前記駆動電流が出力されることによって印加される駆動電圧、及び、前記駆動電流及び前記駆動電圧に基づいて算出されるインピーダンスの少なくとも１つを経時的に検出する検出部をさらに具備し、
前記判断部は、前記インピーダンスがインピーダンス閾値以上になったこと、前記駆動電圧が電圧閾値以上になったこと、又は、前記駆動電流が電流閾値以下になったことに基づいて、前記エンドエフェクタが引掛かった状態である判断する、
請求項１の超音波処置システム。
【請求項７】
前記駆動電流が出力されることによって印加される駆動電圧の波高値を定期的に検出する検出部と、
前記駆動電圧の前記波高値が経時的に増加している状態において、前記検出部での検出結果に基づいて、前記駆動電圧の前記波高値の増加率を算出する演算部と、
をさらに具備し、
前記判断部は、前記駆動電圧の前記波高値が基準増加率以上の増加率で所定時間の間継続して増加したことに基づいて、前記エンドエフェクタが引掛かった状態であると判断する、
請求項１の超音波処置システム。
【請求項８】
前記振動発生部及び前記エンドエフェクタが設けられ、前記振動発生部から前記エンドエフェクタに向かって前記超音波振動を伝達することにより、振動する振動体と、
前記振動体に配置され、前記振動体が振動している状態において、振幅及び平均振動速度の少なくとも一方を経時的に検出する検出部と、
をさらに具備し、
前記判断部は、前記超音波振動による前記振幅が振幅閾値以下になったこと、又は、前記超音波振動による前記平均振動速度が速度閾値以下になったことに基づいて、前記エンドエフェクタが引掛かった状態であると判断する、
請求項１の超音波処置システム。
【請求項９】
作動されることにより、警告を行う警告部と、
前記判断部での判断に基づいて前記警告部の作動を制御し、前記判断部によって前記エンドエフェクタが引掛かった状態であることを示す前記信号が生成されたことに基づいて、前記エンドエフェクタが引掛かった状態であることを前記警告部に警告させる制御部と、
をさらに具備する、請求項１の超音波処置システム。
【請求項１０】
駆動電流が供給されることにより超音波振動を発生する振動発生部と、前記振動発生部で発生した前記超音波振動が伝達され、伝達された前記超音波振動を用いて骨又は軟骨を処置対象として切削するエンドエフェクタと、を備える超音波処置システムにおいて、前記振動発生部への前記駆動電流の供給を制御するエネルギー制御装置であって、
前記振動発生部に供給される前記駆動電流を出力するエネルギー出力部と、
前記エンドエフェクタが前記処置対象に接触している状態において前記エンドエフェクタが前記処置対象へ引掛かった状態であるか否かを判断し、前記エンドエフェクタが前記処置対象へ引掛かった状態であると判断した際、前記エンドエフェクタが引掛かった状態であることを示す信号を生成する判断部と、
を具備するエネルギー制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波振動を用いて骨又は軟骨を処置対象として処置を行う超音波処置具を備える超音波処置システム、及び、その超音波処置システムにおいて超音波処置具の振動発生部への駆動電流の供給を制御するエネルギー制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００５−１５２０９８号公報には、超音波振動を用いて骨（又は軟骨）を処置対象として切削する超音波処置具が開示されている。この超音波処置具では、振動発生部で発生した超音波振動をメス部（エンドエフェクタ）に伝達し、メス部を振動させている。メス部を処置対象に当接させた状態でメス部を振動させることにより、処置対象が切削される。【０００３】
特開２００５−１５２０９８号公報のような超音波処置具（超音波処置システム）では、超音波振動を用いて骨又は軟骨を処置対象として切削している状態において、エンドエフェクタが処置対象に引掛かることがある。処置対象にエンドエフェクタが引掛かった状態で、エンドエフェクタを処置対象に対して押付けると、過度に（必要以上に）処置対象が切削される可能性がある。
【発明の概要】
【０００４】
本発明は、前記課題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、過度に処置対象（骨又は軟骨）が切削されることが有効に防止される超音波処置システム、及び、その超音波処置システムに設けられるエネルギー制御装置を提供することにある。
【０００５】
前記目的を達成するため、本発明のある態様の超音波処置システムは、駆動電流が供給されることにより超音波振動を発生する振動発生部と、前記振動発生部で発生した前記超音波振動が伝達され、伝達された前記超音波振動を用いて骨又は軟骨を処置対象として切削するエンドエフェクタと、前記振動発生部に供給される前記駆動電流を出力するエネルギー出力部と、前記エンドエフェクタが前記処置対象に接触している状態において前記エンドエフェクタが前記処置対象へ引掛かった状態であるか否かを判断し、前記エンドエフェクタが前記処置対象へ引掛かった状態であると判断した際、前記エンドエフェクタが引掛かった状態であることを示す信号を生成する判断部と、を備える。
【０００６】
本発明の別のある態様は、駆動電流が供給されることにより超音波振動を発生する振動発生部と、前記振動発生部で発生した前記超音波振動が伝達され、伝達された前記超音波振動を用いて骨又は軟骨を処置対象として切削するエンドエフェクタと、を備える超音波処置システムにおいて、前記振動発生部への前記駆動電流の供給を制御するエネルギー制御装置であって、前記振動発生部に供給される前記駆動電流を出力するエネルギー出力部と、前記エンドエフェクタが前記処置対象に接触している状態において前記エンドエフェクタが前記処置対象へ引掛かった状態であるか否かを判断し、前記エンドエフェクタが前記処置対象へ引掛かった状態であると判断した際、前記エンドエフェクタが引掛かった状態であることを示す信号を生成する判断部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態に係る超音波処置システムを示す概略図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係る超音波処置システムを用いて処置を行う際のエネルギー制御装置での処理を示すフローチャートである。
【図３】図３は、第１の実施形態に係るエネルギー制御装置によって行われるエンドエフェクタの処置対象への引掛かりの判断処理を示すフローチャートである。
【図４】図４は、インピーダンスの経時的な変化の一例を示す概略図である。
【図５】図５は、第１の実施形態に係る制御部による、引掛かりの判断処理に基づく駆動電流及び駆動電圧の制御を説明する概略図である。
【図６】図６は、第２の実施形態に係るエネルギー制御装置によって行われるエンドエフェクタの処置対象への引掛かりの判断処理を示すフローチャートである。
【図７】図７は、駆動電圧の経時的な変化の一例を示す概略図である。
【図８】図８は、第３の実施形態に係る振動体の構成を説明する概略図である。
【図９】図９は、第３の実施形態に係るエネルギー制御装置によって行われるエンドエフェクタの処置対象への引掛かりの判断処理を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、第１の実施形態乃至第３の実施形態の第１の変形例に係る超音波処置システムを用いて処置を行う際のエネルギー制御装置での処理を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、第１の実施形態乃至第３の実施形態の第２の変形例に係る超音波処置システムを用いて処置を行う際のエネルギー制御装置での処理を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、インピーダンスの経時的な変化の図４とは別の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（第１の実施形態）  
本発明の第１の実施形態について、図１乃至図５を参照して説明する。図１は、超音波処置システム１を示す図である。図１に示すように、超音波処置システム１は、超音波処置具２と、超音波処置具２へのエネルギーの供給を制御するエネルギー制御装置３と、を備える。超音波処置具２は、長手軸Ｃを有する。ここで、長手軸Ｃに沿う方向の一方側を先端側（図１の矢印Ｃ１側）とし、先端側とは反対側を基端側（図１の矢印Ｃ２の方向）とする。超音波処置具２は、長手軸Ｃに沿って延設される保持可能なハウジング５を備える。ハウジング５には、ケーブル７の一端が接続されている。ケーブル７の他端は、エネルギー制御装置３に接続されている。
【０００９】
ハウジング５には、長手軸Ｃに沿って延設されるシース８が連結されている。シース８は、ハウジング５の内部に先端側から挿入された状態で、ハウジング５に連結されている。ハウジング５の内部からは、シース８の内部を通って振動伝達部材１１が長手軸Ｃに沿って（長手軸Ｃを中心として）先端側に向かって延設されている。振動伝達部材１１の先端部には、エンドエフェクタ（処置部）１２が形成されている。振動伝達部材１１は、エンドエフェクタ１２がシース８の先端から先端側に突出する状態に、シース８に挿通されている。なお、本実施形態では、エンドエフェクタ１２は、フック状に形成されているが、エンドエフェクタ１２はヘラ状、ブレード状等のフック状以外の形状に形成されてもよい。
【００１０】
ハウジング５の内部には、振動発生部（超音波トランスデューサ）１５が設けられている。ハウジング５の内部では、振動発生部１５の先端側に、振動伝達部材１１が接続されている。振動発生部１５は、（本実施形態では４つの）圧電素子１６Ａ〜１６Ｄと、超音波電極１７Ａ，１７Ｂと、を備える。エネルギー制御装置３には、電源２１及び駆動回路（エネルギー出力部）２２を備える。超音波電極１７Ａは、ケーブル７の内部を通って延設される電気経路１８Ａを介して駆動回路２２に電気的に接続され、超音波電極１７Ｂは、ケーブル７の内部を通って延設される電気経路１８Ｂを介して駆動回路２２に電気的に接続されている。
【００１１】
電源２１は、バッテリー又はコンセント等であり、駆動回路２２では、電源２１からの電力が超音波電気エネルギー（交流電力）に変換される。駆動回路２２から変換された超音波電気エネルギーが出力されることにより、電気経路１８Ａ，１８Ｂを介して振動発生部１５に超音波電気エネルギーが供給される。これにより、超音波電極１７Ａ，１７Ｂの間で圧電素子１６Ａ〜１６Ｄに駆動電圧（交流電圧）Ｖが印加され、圧電素子１６Ａ〜１６Ｂに駆動電流（交流電流）Ｉが流れる。すなわち、駆動回路（エネルギー出力部）２２から出力された駆動電流Ｉは、振動発生部１５の圧電素子１６Ａ〜１６Ｄに供給される。
【００１２】
駆動電流Ｉが振動発生部１５に供給されることにより、圧電素子１６Ａ〜１６Ｄによって駆動電流Ｉが超音波振動に変換され、超音波振動が発生する。発生した超音波振動は、振動発生部１５から振動伝達部材１１に伝達され、振動伝達部材１１において基端側から先端側へ伝達される。これにより、エンドエフェクタ１２に超音波振動が伝達され、エンドエフェクタ１２は超音波振動を用いて、骨又は軟骨を処置対象として切削する。ここで、振動発生部１５で発生した超音波振動がエンドエフェクタ１２に伝達されている状態では、振動発生部１５及び振動伝達部材１１におい振動体１０が形成されている。振動体１０がエンドエフェクタ１２に向かって超音波振動を伝達することにより、振動体１０は所定の周波数範囲（例えば４６ｋＨｚ以上４８ｋＨｚ以下の範囲）で、振動方向が長手軸Ｃに平行な縦振動を行う。振動体１０が所定の周波数範囲で振動する状態では、振動体１０における振動（縦振動）の振動腹Ｂｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）及び振動節Ｎｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ−１）の長手軸Ｃに沿う方向についての位置は定まっている。
【００１３】
超音波処置システム１では、駆動回路（エネルギー出力部）２２から出力される（振動発生部１５に供給される）駆動電流Ｉを経時的に検出する電流計等の電流検出部２５が、設けられている。電流検出部２５は、電気経路（１８Ａ又は１８Ｂ）において流れる駆動電流Ｉを検出している。また、超音波処置システム１では、駆動回路２２から駆動電流Ｉが出力されることによって、超音波電極１７Ａ，１７Ｂの間（電気経路１８Ａ，１８Ｂの間）に印加される駆動電圧Ｖを経時的に検出する電圧計等の電圧検出部２６が、設けられている。電圧検出部２６は、電気経路１８Ａ，１８Ｂ間の駆動電圧Ｖ（電位差）を検出している。
【００１４】
ハウジング５には、エネルギー操作入力部であるエネルギー操作ボタン２７が取付けられている。また、ハウジング５の内部には、スイッチ２８が設けられている。エネルギー操作ボタン２７でのエネルギー操作の入力の有無に基づいて、スイッチ２８の開閉状態が切替わる。エネルギー制御装置３には、制御部３０及びメモリ等の記憶媒体３１が設けられている。制御部３０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）を備えるプロセッサ又は集積回路等を備え、記憶媒体３１に情報等を記憶可能であるとともに、記憶媒体３１に記憶された情報等を読取り可能である。また、制御部３０は、単一のプロセッサから構成されてもよく、複数のプロセッサによって制御部３０が構成されていてもよい。制御部３０は、スイッチ２８の開閉状態を検出することにより、エネルギー操作ボタン２７でエネルギー操作が入力されているか否かを検出する。また、制御部３０は、エネルギー操作ボタン２７でのエネルギー操作の入力に基づいて、駆動回路２２からの駆動電流Ｉ（超音波電気エネルギー）の出力を制御している。
【００１５】
制御部３０は、インピーダンス検出部３３、演算部３５及び判断部３６を備える。インピーダンス検出部３３、演算部３５及び判断部３６は、例えば制御部３０を構成するプロセッサによって行われる処理の一部を行う。インピーダンス検出部３３は、電流検出部２５及び電圧検出部２６での検出結果に基づいて、超音波電気エネルギー（すなわち、信仰発生部（超音波トランスデューサ）１５）のインピーダンス（超音波インピーダンス）Ｚを経時的に検出している。インピーダンスＺは、駆動電流Ｉ及び駆動電圧Ｖに基づいて、式（１）のようにして算出される。
【００１６】
【数１】
2017014075.tif 000003
【００１７】
また、駆動電流Ｉ及び駆動電圧Ｖとの間の位相差φを考慮して、式（１）の代わりに式（２）のようにして、インピーダンスＺが算出されてもよい。
【００１８】
【数２】
2017014075.tif 000004
【００１９】
ここで、例えば、駆動電流（交流電流）Ｉのピークピーク値Ｉｐｐを電流値とし、かつ、駆動電圧（交流電圧）Ｖのピークピーク値Ｖｐｐが電流値として、式（１）又は式（２）を用いたインピーダンスＺの算出が行われる。ただし、駆動電流Ｉの波高値（最高値）Ｉｍを電流値とし、かつ、駆動電圧Ｖの波高値（最高値）Ｖｍを電圧値として、インピーダンスＺが算出されてもよく、駆動電流Ｉの実効値Ｉｅを電流値とし、かつ、駆動電圧Ｖの実効値Ｖｅを電圧値として、インピーダンスＺが算出されてもよい。
【００２０】
演算部３５は、駆動電流Ｉ、駆動電圧Ｖ及びインピーダンスＺの検出結果に基づいて、演算処理を行う。また、判断部３６は、駆動回路２２から駆動電流Ｉが出力されている状態（振動体１０が超音波振動を伝達している状態）において、駆動電流Ｉ、駆動電圧Ｖ及びインピーダンスＺの検出結果及び演算部３５での演算結果に基づいて、エンドエフェクタ１２が処置対象（骨又は軟骨）へ引掛かった状態であるか否かを判断する。そして、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態であると判断した場合は、判断部３６は、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であることを示す信号を生成する。制御部３０は、判断部３６での判断結果（エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態であるか否か）に基づいて、駆動回路（エネルギー出力部）２２からの駆動電流Ｉ（超音波電気エネルギー）の出力を制御している。
【００２１】
また、エネルギー制御装置３には、制御部３０によって作動が制御される警告部３７が設けられている。警告部３７は、ランプ、ブザー、モニタ等であり、作動されることにより警告を行う。
【００２２】
次に、超音波処置システム１及びエネルギー制御装置３の作用及び効果について説明する。超音波処置システム１（超音波処置具２）を用いて、骨又は軟骨を処置対象として切削する際には、エンドエフェクタ１２を腹腔等の体腔に挿入する。この際、硬性鏡（図示しない）を用いて処置対象及びその近傍の観察が行われるとともに、送液チューブ（図示しない）等を用いて処置対象及びその近傍へ生理食塩水等の液体が送液されている。エンドエフェクタ１２が体腔に挿入されると、術者は、エネルギー操作ボタン２７でエネルギー操作を入力する。これにより、制御部３０によって、駆動回路２２から駆動電流Ｉ（超音波電気エネルギー）が出力され、振動発生部１５において供給された駆動電流Ｉから超音波振動が発生する。発生した超音波振動は、エンドエフェクタ１２に伝達される。超音波振動によってエンドエフェクタ１２が縦振動している状態でエンドエフェクタ１２を処置対象に接触させることにより、液体中において処置対象（骨又は軟骨）が切削される。
【００２３】
図２は、超音波処置システム１を用いて処置を行う際のエネルギー制御装置３での処理を示すフローチャートである。図２に示すように、骨又は軟骨を切削する処置を行う際には、制御部３０は、エネルギー操作ボタン２７でエネルギー操作が入力されているか否かを検出する（ステップＳ１０１）。エネルギー操作の入力が検出されない限り（ステップＳ１０１−Ｎｏ）、処理は、ステップＳ１０１に戻る。エネルギー操作の入力が検出されると（ステップＳ１０１−Ｙｅｓ）、制御部３０は、駆動回路（エネルギー出力部）２２からの駆動電流Ｉ（超音波電気エネルギー）の出力を開始させる（ステップＳ１０２）。これにより、前述のようにして、エンドエフェクタ１２に超音波振動が伝達され、エンドエフェクタ１２は、超音波振動を用いて処置対象を切削する。
【００２４】
駆動電流Ｉの出力が開始されると、制御部３０は、駆動電流Ｉの電流値が経時的に一定の基準電流値Ｉｒｅｆに保たれる状態に、駆動電流Ｉの出力を制御する（ステップＳ１０３）。また、駆動電流Ｉの出力が開始されると、電流検出部２５が駆動電流Ｉを経時的に検出するとともに、電圧検出部２６が駆動電圧Ｖを経時的に検出する（ステップＳ１０４）。そして、検出された駆動電流Ｉ及び駆動電圧Ｖに基づいて、インピーダンス検出部３３が、インピーダンスＺを経時的に検出する（ステップＳ１０５）。インピーダンスＺは、前述した式（１）又は式（２）を用いて算出され、例えば、駆動電流Ｉ及び駆動電圧Ｖの一周期又は半周期ごとに定期的に算出される。駆動電流Ｉを経時的に一定に基準電流値Ｉｒｅｆで保つ定電流制御では、インピーダンスＺが大きくなると、駆動電圧Ｖの電圧値を大きくし、駆動電流Ｉの電流値を一定に保つ。逆に、インピーダンスＺが小さくなると、駆動電圧Ｖの電圧値を小さくして、駆動電流Ｉの電流値を一定に保つ。本実施形態では、駆動電流（交流電流）Ｉのピークピーク値Ｉｐｐを電流値として、電流値を経時的に一定に基準電流値Ｉｒｅｆで保つ定電流制御が行われる。ただし、ピークピーク値Ｉｐｐを電流値とした場合とは基準電流値Ｉｒｅｆの値が異なるが、駆動電流Ｉの波高値（最高値）Ｉｍを電流値として、前述の定電流制御が行われてもよく、駆動電流Ｉの実効値Ｉｅを電流値として、前述の定電流制御が行われてもよい。
【００２５】
インピーダンスＺの検出が行われると、判断部３６は、インピーダンスＺの検出結果に基づいて、エンドエフェクタ１２の処置対象への引掛かりの判断処理を行う（ステップＳ１０６）。図３は、エネルギー制御装置３によって行われるエンドエフェクタ１２の処置対象への引掛かりの判断処理を示すフローチャートである。図３に示すように、引掛かりの判断処理においては、判断部３６が、インピーダンス検出部３３によって検出された時間ｔにおけるインピーダンスＺ（ｔ）がインピーダンス閾値（第１のインピーダンス閾値）Ｚｔｈ１以上であったか否かを、判断する（ステップＳ１２１）。ここで、時間ｔは、駆動電流Ｉの出力開始を基準とする変数である。また、インピーダンス閾値Ｚｔｈ１は、術者等によって設定されてもよく、記憶媒体３１に記憶されていてもよい。インピーダンスＺ（ｔ）がインピーダンス閾値Ｚｔｈ１以上であった場合は（ステップＳ１２１−Ｙｅｓ）、判断部３６は、判断パラメータηを１に設定する（ステップＳ１２２）。一方、インピーダンスＺ（ｔ）がインピーダンス閾値Ｚｔｈ１より小さかった場合は（ステップＳ１２２−Ｎｏ）、判断部３６は、判断パラメータηを０に設定する（ステップＳ１２３）。
【００２６】
図２及び図３に示すように、判断部３６は、引掛かりの判断処理（ステップＳ１０６）で設定した判断パラメータηに基づいて、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態であるか否かを判断する（ステップＳ１０７）。判断パラメータηが０に設定された場合は、判断部３６は、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態でないと判断する（ステップＳ１０７−Ｎｏ）。一方、判断パラメータηが１に設定された場合は、判断部３６は、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態であると判断する（ステップＳ１０７−Ｙｅｓ）。したがって、本実施形態では、インピーダンスＺがインピーダンス閾値（第１のインピーダンス閾値）Ｚｔｈ１以上になったか否かに基づいて、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態であるか否かが判断される。エンドエフェクタ１２が骨又は軟骨に引掛かると、振動体１０への負荷が大きくなり、インピーダンスＺが大きくなる。このため、時間ｔでのインピーダンスＺ（ｔ）がインピーダンス閾値Ｚｔｈ１以上であったか否かに基づいて、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であるか否かが適切に判断される。
【００２７】
判断部３６によってエンドエフェクタ１２が引掛かった状態でないと判断された場合は（ステップＳ１０７−Ｎｏ）、制御部３０は、エネルギー操作ボタン２７でエネルギー操作の入力が継続されているか否かを検出する（ステップＳ１０８）。エネルギー操作の入力が停止されている場合は（ステップＳ１０８−Ｙｅｓ）、制御部３０は、駆動回路２２からの駆動電流Ｉの出力を停止する（ステップＳ１０９）。エネルギー操作の入力が継続されている場合は（ステップＳ１０８−Ｎｏ）、ステップＳ１０３に戻り、前述したステップＳ１０３以降の処理が順次行われる。
【００２８】
ステップＳ１０７においてエンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断された場合は（ステップＳ１０７−Ｙｅｓ）、判断部３６は、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であることを示す信号を生成する。エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であることを示す信号が生成されると、制御部３０は、駆動回路（エネルギー出力部）２２から出力される駆動電流Ｉの電流値（本実施形態ではピークピーク値Ｉｐｐ）を基準電流値Ｉｒｅｆから減少させる（ステップＳ１１０）。これにより、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断された時点より前に比べて、駆動回路２２から出力される駆動電流Ｉが減少する。また、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であることを示す信号が生成されると、制御部３０は、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断した時点を０とする時間Ｔをカウントする（ステップＳ１１１）。ここで、時間ｔにおいてインピーダンスＺ（ｔ）がインピーダンス閾値Ｚｔｈ１以上になったと判断された場合、時間ｔ又はその直後に、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態であると判断される。したがって、時間ｔにおいてインピーダンスＺ（ｔ）がインピーダンス閾値Ｚｔｈ１以上になったと判断された場合、時間ｔ又はその直後から時間Ｔのカウントが開始される。
【００２９】
駆動電流Ｉを基準電流値Ｉｒｅｆより小さくし（ステップＳ１１０）、かつ、時間Ｔのカウントを開始する（ステップＳ１１１）と、制御部３０は、エネルギー操作ボタン２７でエネルギー操作の入力が継続されているか否かを検出する（ステップＳ１１２）。エネルギー操作の入力が停止されている場合は（ステップＳ１１２−Ｙｅｓ）、制御部３０は、駆動回路２２からの駆動電流Ｉの出力を停止する（ステップＳ１１３）。
【００３０】
ステップＳ１１２において、エネルギー操作の入力が継続されている場合は（ステップＳ１１２−Ｎｏ）、制御部３０は、カウントされている時間Ｔが基準時間Ｔｒｅｆ以上であるか否かを判断する（ステップＳ１１４）。すなわち、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態であると判断された時点（インピーダンスＺ（ｔ）がインピーダンス閾値Ｚｔｈ１以上になった時点又はその直後）から基準時間Ｔｒｅｆ経過したか否かが、判断される。時間Ｔが基準時間Ｔｒｅｆより小さい場合は（ステップＳ１１４―Ｎｏ）、ステップＳ１１０に戻り、前述したステップＳ１１０以降の処理が順次行われる。したがって、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態であると判断された時点から基準時間Ｔｒｅｆ経過する前において駆動電流Ｉの出力が継続される場合、駆動電流Ｉの電流値が基準電流値Ｉｒｅｆより小さく保たれる。そして、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態であると判断された時点から基準時間Ｔｒｅｆ経過する前において駆動電流Ｉの出力が継続される場合は、時間Ｔが継続してカウントされる。
【００３１】
ステップＳ１１４において、時間Ｔが基準時間Ｔｒｅｆ以上の場合は（ステップＳ１１４−Ｙｅｓ）、ステップＳ１０３に戻り、制御部３０は、駆動電流Ｉの電流値（本実施形態ではピークピーク値Ｉｐｐ）を基準電流値Ｉｒｅｆにする（ステップＳ１０３）。すなわち、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断された時点から基準時間Ｔｒｅｆ経過した後において、駆動回路（エネルギー出力部）２２から駆動電流Ｉが経時的に一定に基準電流値Ｉｒｅｆで出力される状態になる。したがって、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断された時点から基準時間Ｔｒｅｆ経過した後において、基準電流値Ｉｒｅｆでの駆動電流Ｉの定電流制御が制御部３０によって行われる。ステップＳ１０３に戻り、基準電流値Ｉｒｅｆでの駆動電流Ｉの定電流制御が再び行われると、ステップＳ１０４以降の処理が再び行われる。なお、基準時間Ｔｒｅｆは、術者等によって設定されてもよく、記憶媒体３２に記憶されていてもよい。
【００３２】
また、ステップＳ１０７でエンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断された場合は（ステップＳ１０７−Ｙｅｓ）、制御部３０は、駆動電流Ｉの電流値を基準電流値Ｉｒｅｆより小さくすること（ステップＳ１１０）に加えて、引掛かりが発生したことを警告部３７によって警告させてもよい。警告部３７は、例えば、点灯したり、音を発信したり、警告をモニタ表示したりすることにより、警告を行う。
【００３３】
図４は、インピーダンスＺの経時的な変化の一例を示す図である。図４では、横軸に駆動電流Ｉの出力開始を基準とする時間ｔを示し、縦軸にインピーダンスＺを示している。図４に示すように、骨又は軟骨を処置対象として切削する際には、エンドエフェクタ１２が処置対象への接触を開始することにより、インピーダンスＺが経時的に増加する。図４に示す一例では、時間ｔ１又はその近傍において、エンドエフェクタ１２が処置対象への接触を開始し、処置対象が切削され始める。そして、処置対象を切削している状態において、エンドエフェクタ１２の処置対象への引掛かりが発生し、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態になると、インピーダンスＺが経時的に急激に増加する。図４に示す一例では、時間ｔ２又はその近傍において引掛かりが発生する。本実施形態では、前述したステップＳ１０４〜Ｓ１０７の処理が継続して行われることにより、時間ｔ２においてインピーダンスＺ（ｔ２）がインピーダンス閾値Ｚｔｈ１以上になったと、判断部３６が判断する。そして、時間ｔ２又はその直後に、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態であると判断され、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であることを示す信号が生成される。
【００３４】
エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であることを示す信号に基づいて例えば警告を行うことにより、術者は、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態であることを認識する。これにより、術者がエンドエフェクタ１２を処置対象から離間させたり、エネルギー操作の入力を停止したりすることにより、過度に（必要以上に）処置対象が切削されることが防止される。
【００３５】
図５は、図４のようにインピーダンスＺが経時的に変化した場合において、エンドエフェクタ１７が引掛かった状態であると判断された時点及びその近傍での、駆動電流Ｉ及び駆動電圧Ｖのそれぞれの経時的な変化を示す図である。図５では、横軸に駆動電流Ｉの出力開始を基準とする時間ｔを示し、縦軸に駆動電流Ｉ及び駆動電圧Ｖを示している。そして、駆動電流Ｉの経時的な変化を破線で示し、駆動電圧Ｖの経時的な変化を実線で示す。図５によって、引掛かりの判断処理に基づく駆動電流Ｉ及び駆動電圧Ｖの制御が説明される。図５に示すように、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断された時点（インピーダンスＺ（ｔ２）がインピーダンス閾値Ｚｔｈ１以上になった時間ｔ２又はその直後）より前においては、制御部３０は、前述のステップＳ１０３の処理を継続して行うことにより、駆動電流Ｉの電流値（本実施形態ではピークピーク値Ｉｐｐ）を経時的に一定に基準電流値Ｉｒｅｆにする定電流制御を行っている。なお、制御部３０によって定電流制御を行っている状態においてインピーダンスＺが増加した場合に、駆動電流Ｉの電流値が基準電流値Ｉｒｅｆより小さくなることがある。ただし、定電流制御が行われている状態では、インピーダンスＺの増加に対応して駆動電圧Ｖを増加させるため、駆動電流Ｉの電流値が基準電流値Ｉｒｅｆより小さくなるのは一時的である。
【００３６】
時間ｔ２においてインピーダンスＺ（ｔ２）がインピーダンス閾値Ｚｔｈ１以上になったことが検出され、時間ｔ２及び時間ｔ２の直後においてエンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断されると、制御部３０は、前述のステップＳ１１０の処理を行うことにより、駆動電流Ｉの電流値を基準電流値Ｉｒｅｆより小さくする。図５に示す一例では、エンドエフェクタ１２が引掛った状態であると時間ｔ２又はその直後に判断されることにより、基準電流値Ｉｒｅｆより小さい低下電流値Ｉｌｏｗまで電流値が低下される。そして、前述のステップＳ１１０〜Ｓ１１２、Ｓ１１４の処理が継続して行われることにより、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断された時点（時間ｔ２又はその直後）から基準時間Ｔｒｅｆ経過する前においては、駆動電流Ｉの電流値が基準電流値Ｉｒｅｆより小さく保たれる。
【００３７】
そして、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断された時点から基準時間Ｔｒｅｆ経過した後の時間ｔ３において、前述のステップＳ１０３の処理が行われ、駆動電流Ｉの電流値が基準電流値Ｉｒｅｆになる。引掛かった状態であると判断された時点（時間ｔ２又はその直後）と時間ｔ３との間では、低下電流値Ｉｌｏｗから基準電流値Ｉｒｅｆへ駆動電流Ｉの電流値を経時的に増加させる電流制御が制御部３０によって行われ、基準電流値Ｉｒｅｆより小さい範囲で駆動電流Ｉの電流値が経時的に変化している。時間ｔ３以後においては、前述のステップＳ１０３の処理が継続して行われることにより、駆動電流Ｉの電流値が基準電流値Ｉｒｅｆで経時的に一定に保たれる。
【００３８】
前述ように、本実施形態では、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断された時点から基準時間Ｔｒｅｆ経過する前においては、駆動電流Ｉの電流値が基準電流値Ｉｒｅｆより小さく保たれる。駆動電流Ｉの電流値が小さくなることにより、エンドエフェクタ１２を含む振動体１０において超音波振動による振動（縦振動）の振幅及び振動速度が小さくなる。これにより、エンドエフェクタ１２の処置対象への引掛かりが発生しても、過度に（必要以上に）処置対象が切削されることがさらに有効に防止される。
【００３９】
（第１の実施形態の変形例）  
なお、第１の実施形態では、インピーダンスＺがインピーダンス閾値（第１のインピーダンス閾値）Ｚｔｈ１以上になったことに基づいて、エンドエフェクタ１２が処置対象（骨又は軟骨）へ引掛かった状態であるか否かが判断されるが、これに限るものではない。例えば、ある変形例では、インピーダンス閾値Ｚｔｈ１の代わりに電圧閾値（第１の電圧閾値）Ｖｔｈ１を用いて引掛かりの判断処理（図２のステップＳ１０６）が行われてもよい。この場合、時間ｔにおいて駆動電圧Ｖ（ｔ）の電圧値が電圧閾値Ｖｔｈ１以上であったか否かに基づいて、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であるか否かが判断される。すなわち、駆動電圧Ｖ（ｔ）の電圧値が電圧閾値Ｖｔｈ１以上であった場合は、判断部３６は、判断パラメータηを１に設定し、ステップＳ１０７において、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態であると判断される（ステップＳ１０７−Ｙｅｓ）。一方、駆動電圧Ｖ（ｔ）の電圧値が電圧閾値Ｖｔｈ１より小さかった場合は、判断部３６は、判断パラメータηを０に設定し、ステップＳ１０７において、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態でないと判断される（ステップＳ１０７−Ｎｏ）。
【００４０】
本変形例でも、エンドエフェクタ１２が引掛かっていない状態では、駆動電流Ｉの電流値を（基準電流値Ｉｒｅｆで）経時的に一定にする前述の定電流制御が行われている。定電流制御が行われている状態においてエンドエフェクタ１２の骨又は軟骨への引掛かりによってインピーダンスＺが大きくなると、制御部３０は、インピーダンスＺの増加に対応させて駆動電圧Ｖの電圧値を大きくする。このため、時間ｔでの駆動電圧Ｖ（ｔ）の電圧値が電圧閾値（第１の電圧閾値）Ｖｔｈ１以上であったか否かに基づいて、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であるか否かが適切に判断される。なお、駆動電圧（交流電圧）Ｖの電圧値として、ピークピーク値Ｖｐｐ、波高値（最高値）Ｖｍ又は実効値Ｖｅが用いられる。ただし、ピークピーク値Ｖｐｐ、波高値Ｖｍ及び実効値Ｖｅのいずれを電圧値として用いるかにより、電圧閾値Ｖｔｈ１の値が異なる。
【００４１】
また、別のある変形例では、インピーダンス閾値Ｚｔｈ１の代わりに電流閾値（第１の電流閾値）Ｉｔｈ１を用いて引掛かりの判断処理（図２のステップＳ１０６）が行われてもよい。この場合、時間ｔにおいて駆動電流Ｉ（ｔ）の電流値が電流閾値Ｉｔｈ１以下であったか否かに基づいて、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であるか否かが判断される。すなわち、駆動電流Ｉ（ｔ）の電流値が電流閾値Ｉｔｈ１以下であった場合は、判断部３６は、判断パラメータηを１に設定し、ステップＳ１０７において、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態であると判断される（ステップＳ１０７−Ｙｅｓ）。一方、駆動電流Ｉ（ｔ）の電流値が電流閾値Ｉｔｈ１より大きかった場合は、判断部３６は、判断パラメータηを０に設定し、ステップＳ１０７において、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態でないと判断される（ステップＳ１０７−Ｎｏ）。なお、本変形例でも、引掛かった状態であると判断された際には、制御部３０は、駆動電流Ｉの電流値を低下電流値Ｉｌｏｗまで低下させるが、低下電流値Ｉｌｏｗは、電流閾値（第１の電流閾値）Ｉｔｈ１より小さい値に設定されている。
【００４２】
本変形例でも、エンドエフェクタ１２が引掛かっていない状態では、駆動電流Ｉの電流値を（基準電流値Ｉｒｅｆで）経時的に一定にする前述の定電流制御が行われている。ここで、定電流制御が行われている状態においても、エンドエフェクタ１２の骨又は軟骨への引掛かりによってインピーダンスＺが急激に増加すると、インピーダンスＺが増加するタイミングに対して駆動電圧Ｖを増加させるタイミングが遅れ、駆動電流Ｉの電流値が一時的に基準電流値Ｉｒｅｆより小さくなる。このため、時間ｔでの駆動電流Ｉ（ｔ）の電流値が電流閾値（第１の電流閾値）Ｉｔｈ１以下であったか否かに基づいて、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であるか否かが適切に判断される。ただし、定電流制御が行われている状態では、インピーダンスＺの増加に対応して駆動電圧Ｖを増加させるため、駆動電流Ｉの電流値の減少からある程度の時間が経過すると、駆動電流Ｉの電流値が基準電流値Ｉｒｅｆで経時的に一定になる。このため、本変形例では、駆動電流Ｉの電流値を検出するタイミングの時間間隔を短くし、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であるか否かの判断を行う必要がある。なお、駆動電流（交流電流）Ｉの電流値として、ピークピーク値Ｉｐｐ、波高値（最高値）Ｉｍ又は実効値Ｉｅが用いられる。ただし、ピークピーク値Ｉｐｐ、波高値Ｉｍ及び実効値Ｉｅのいずれを電流値として用いるかにより、電流閾値Ｉｔｈ１の値が異なる。
【００４３】
（第２の実施形態）  
次に、本発明の第２の実施形態について、図６及び図７を参照して説明する。なお、第２の実施形態は、第１の実施形態の構成を次の通り変形したものである。なお、第１の実施形態と同一の部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。本実施形態では、図２のステップＳ１０５の処理（インピーダンスＺの経時的な検出）が行われなくてもよい。
【００４４】
図６は、エネルギー制御装置３によって行われるエンドエフェクタ１２の処置対象への引掛かりの判断処理（図２のステップＳ１０６の処理）を示すフローチャートである。図６に示すように、引掛かりの判断処理においては、電圧検出部２６及び演算部３５は、検出された駆動電圧Ｖに基づいて、時間ｔにおける駆動電圧Ｖの波高値（最大値）Ｖｍ（ｔ）を検出する（ステップＳ１３１）。駆動電圧Ｖの波高値Ｖｍ（ｔ）は、駆動電圧Ｖの一周期又は半周期ごとに定期的に検出される（算出される）。したがって、時間ｔより１回前の検出対象となった時点（ｔ−１）を規定すると、駆動電圧Ｖが波高値Ｖｍ（ｔ−１）となった時点から駆動電圧Ｖが波高値Ｖｍ（ｔ）となった時点までは、駆動電圧Ｖの一周期又は半周期となる。検出された駆動電圧Ｖの波高値Ｖｍ（ｔ）は、記憶媒体３１に記憶される。なお、駆動電圧Ｖの一周期ごとに波高値Ｖｍ（ｔ）を検出する場合は、駆動電圧（交流電圧）Ｖの山のみ又は谷のみで波高値Ｖｍ（ｔ）を検出する。一方、駆動電圧Ｖの半周期ごとに波高値Ｖｍ（ｔ）を検出する場合は、駆動電圧Ｖの山及び谷の両方で波高値Ｖｍ（ｔ）を検出する。
【００４５】
時間ｔでの駆動電圧Ｖの波高値Ｖｍ（ｔ）が検出されると、演算部３５が、時間ｔでの駆動電圧Ｖの波高値Ｖｍ（ｔ）から時間ｔより１回前の検出対象となった時点（ｔ−１）での駆動電圧Ｖの波高値Ｖｍ（ｔ−１）を減算した変化率（変化量）ε（ｔ）を、算出する（ステップＳ１３２）。そして、判断部３６が、算出された変化率ε（ｔ）が正であったか否かを判断する（ステップＳ１３３）。ここで、変化率ε（ｔ）が正であった場合は、時間ｔにおいて駆動電圧Ｖの波高値Ｖｍ（ｔ）が経時的に増加し、変化率ε（ｔ）は、時間ｔでの駆動電圧Ｖの波高値Ｖｍ（ｔ）の増加率（増加量）を示している。
【００４６】
変化率ε（ｔ）が正であった場合は（ステップＳ１３３−Ｙｅｓ）、判断部３６は、時間ｔでの（時間（ｔ−１）から時間ｔまでの）変化率（増加率）ε（ｔ）が基準増加率（基準増加量）εｒｅｆ以上であったか否かを判断する（ステップＳ１３４）。したがって、本実施形態では、駆動電圧Ｖの波高値Ｖｍ（ｔ）が経時的に増加している状態において、駆動電圧Ｖの波高値Ｖｍ（ｔ）の増加率（変化率）ε（ｔ）が算出され、算出された増加率ε（ｔ）が基準増加率εｒｅｆ以上であったか否かが、判断される。ここで、基準増加率εｒｅｆは、術者等によって設定されてもよく、記憶媒体３１に記憶されていてもよい。
【００４７】
ここで、時間ｔにおけるカウント数Ｍ（ｔ）を規定する。変化率（増加率）ε（ｔ）が基準増加率εｒｅｆ以上であった場合には（ステップＳ１３４―Ｙｅｓ）、演算部３５は、時間ｔより１回前の検出対象となった時点（ｔ−１）でのカウント数Ｍ（ｔ−１）に１を加算することにより、時間ｔでのカウント数Ｍ（ｔ）を算出する（ステップＳ１３５）。この際、時間（ｔ−１）でのカウント数Ｍ（ｔ−１）が１である場合は、時間ｔでのカウント数Ｍ（ｔ）が２となる。算出されたカウント数Ｍ（ｔ）は、記憶媒体３１に記憶される。なお、駆動回路２２からの駆動電流Ｉの出力開始時においては、カウント数Ｍ（ｔ）は、０に設定されている。
【００４８】
ステップＳ１３５でカウント数Ｍ（ｔ）が算出されると、判断部３６が、算出されたカウント数Ｍ（ｔ）が基準カウント数Ｍｒｅｆ以上であったか否かを判断する（ステップＳ１３６）。ここで、基準カウント数Ｍｒｅｆは、術者等によって設定されてもよく、記憶媒体３１に記憶されていてもよい。
【００４９】
そして、カウント数Ｍ（ｔ）が基準カウント数Ｍｒｅｆ以上であった場合は（ステップＳ１３６−Ｙｅｓ）、判断部３６は、判断パラメータηを１に設定する（ステップＳ１３７）。そして、図２のステップＳ１０７において、判断部３６は、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態であると判断する（ステップＳ１０７−Ｙｅｓ）。一方、カウント数Ｍ（ｔ）が基準カウント数Ｍｒｅｆより小さかった場合は（ステップＳ１３６−Ｎｏ）、判断部３６は、判断パラメータηを０に設定する（ステップＳ１３８）。そして、図２のステップＳ１０７において、判断部３６は、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態でない判断する（ステップＳ１０７−Ｎｏ）。ただし、この場合、時間（ｔ−１）でのカウント数Ｍ（ｔ−１）から１加算された値が、時間ｔでのカウント数Ｍ（ｔ）として記憶される。
【００５０】
また、ステップＳ１３３において時間ｔでの（時間（ｔ−１）から時間ｔまでの）波高値Ｖｍ（ｔ）の変化率ε（ｔ）が、０又は負であったと判断された場合（ステップＳ１３３−Ｎｏ）、及び、ステップＳ１３４において時間ｔでの波高値Ｖｍ（ｔ）の増加率（変化率）ε（ｔ）が基準増加率εｒｅｆより小さかったと判断された場合（ステップＳ１３４−Ｎｏ）は、演算部３５は、時間ｔでのカウント数Ｍ（ｔ）を０にリセットする（ステップＳ１３９）。そして、判断部３６は、判断パラメータηを０に設定し（ステップＳ１４０）、図２のステップＳ１０７において、判断部３６は、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態でないと判断する（ステップＳ１０７−Ｎｏ）。この際、リセットされた値（すなわち０）が時間ｔでのカウント数Ｍ（ｔ）として記憶される。
【００５１】
前述のようにして引掛かりの判断処理（ステップＳ１０６）及びステップＳ１０７の判断が行われるため、駆動電圧Ｖの波高値Ｖｍ（ｔ）が基準増加率εｒｅｆ以上の増加率ε（ｔ）で所定時間の間継続して増加した場合のみ、ステップＳ１３７において判断パラメータηが１に設定される。すなわち、判断部３６は、駆動電圧Ｖの波高値Ｖｍ（ｔ）が基準増加率εｒｅｆ以上の増加率ε（ｔ）で所定時間の間（カウント数Ｍ（ｔ）が０から基準カウント数Ｍｒｅｆに到達するまでの間）継続して増加したことに基づいて、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態であると判断する。なお、本実施形態でも、引掛かった状態であると判断されることにより、制御部３０は、第１の実施形態で前述したように、駆動回路（エネルギー出力部）２２から出力される駆動電流Ｉの電流値を基準電流値Ｉｒｅｆより小さくするとともに、警告部３７に警告させる。
【００５２】
図７は、駆動電圧Ｖの経時的な変化の一例を示す図である。図７では、横軸に駆動電流Ｉの出力開始を基準とする時間ｔを示し、縦軸に駆動電圧Ｖを示している。図７に示すように、骨又は軟骨を処置対象として切削する際には、エンドエフェクタ１２が処置対象への接触を開始することにより、インピーダンスＺが経時的に増加し、駆動電圧Ｖの波高値Ｖｍ（ｔ）も経時的に増加する。図７に示す一例では、時間ｔ４又はその近傍において、エンドエフェクタ１２が処置対象への接触を開始し、処置対象が切削され始める。このため、時間ｔ４から時間ｔ５までの間において、駆動電圧Ｖの波高値Ｖｍ（ｔ）は、Ｖｍ４からＶｍ５まで経時的に増加する。ただし、エンドエフェクタ１２の処置対象への接触開始に起因する波高値Ｖｍ（ｔ）の増加においては、波高値Ｖｍ（ｔ）は急激に増加せず、波高値Ｖｍ（ｔ）の増加率ε（ｔ）は基準増加率εｒｅｆより小さくなる。このため、時間ｔ４から時間ｔ５までの間では、図６のステップＳ１４０の処理によって継続して判断パラメータηが０に設定され、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態でないと判断される。
【００５３】
また、エンドエフェクタ１２の引掛かりが発生することなく処置対象がエンドエフェクタ１２によって切削されている状態では、インピーダンスＺは経時的に略一定になり、駆動電圧Ｖの波高値Ｖｍ（ｔ）も経時的に略一定になる。図７に示す一例では、時間ｔ５から時間ｔ６までの間において、エンドエフェクタ１２の引掛かりが発生することなく処置対象がエンドエフェクタ１２によって切削され、駆動電圧Ｖの波高値Ｖｍ（ｔ）がＶｍ５で略一定に保たれる。このため、時間ｔ４から時間ｔ５までの間では、図６のステップＳ１４０の処理によって継続して判断パラメータηが０に設定され、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態でないと判断される。
【００５４】
そして、処置対象を切削している状態において、エンドエフェクタ１２の処置対象への引掛かりが発生すると、インピーダンスＺが経時的に急激に増加し、駆動電圧Ｖの波高値Ｖｍもある程度の時間は急激に増加する。図７に示す一例では、時間ｔ６又はその近傍においてエンドエフェクタ１２の引掛かりが発生する。このため、時間ｔ６から時間ｔ７までの間において、駆動電圧Ｖの波高値Ｖｍ（ｔ）は、Ｖｍ５からＶｍ７まで経時的に急激に増加する。時間ｔ６から時間ｔ７までの間では、駆動電圧Ｖの波高値Ｖｍ（ｔ）が急激に増加するため、ステップＳ１３４の処理によって、波高値Ｖｍ（ｔ）の増加率ε（ｔ）が基準増加率εｒｅｆ以上であったと継続して判断される。そして、時間ｔ６から時間ｔ７の間では、ステップＳ１３５の処理によって、カウント数Ｍ（ｔ）が継続して増加する。カウント数Ｍ（ｔ）が基準カウント数Ｍｒｅｆに到達する前においては、ステップＳ１３８の処理によって継続して判断パラメータηが０に設定される。ただし、時間ｔ６から時間ｔ７の間ではカウント数Ｍ（ｔ）が継続して増加するため、時間ｔ７又はその前に、ステップＳ１３６の処理によって、カウント数Ｍ（ｔ）が基準カウント数Ｍｒｅｆ以上になったと判断される。これにより、ステップＳ１３７の処理によって、判断パラメータηが１に設定され、エンドエフェクタ１２が処置対象に引掛った状態であると判断される。これにより、時間ｔ７又はその前に、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であることを示す信号が生成される。
【００５５】
エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であることを示す信号に基づいて、制御部３０での制御によって、警告が行われたり、駆動電流Ｉの電流値を基準電流値Ｉｒｅｆより小さくしたりすることにより、本実施形態でも第１の実施形態と同様の作用及び効果を奏する。
【００５６】
また、本実施形態では、駆動電圧Ｖの波高値Ｖｍ（ｔ）が基準増加率εｒｅｆ以上の増加率ε（ｔ）で所定時間の間増加したことに基づいて、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断される。したがって、例えばノイズ等によって駆動電圧Ｖの電圧値が瞬間的に大きい値になった場合は、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態でないと適切に判断され、さらに適切にエンドエフェクタ１２が引掛かった状態であるか否かが判断される。
【００５７】
また、本実施形態では、駆動電圧Ｖの波高値Ｖｍ（ｔ）に基づいて、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であるか否かが判断される。このため、駆動電流Ｉと駆動電圧Ｖとの間に位相差φが発生しても、位相差φに関係なく、適切にエンドエフェクタ１２が引掛かった状態であるか否かが判断される。
【００５８】
（第３の実施形態）  
次に、本発明の第３の実施形態について、図８及び図９を参照して説明する。なお、第３の実施形態は、第１の実施形態の構成を次の通り変形したものである。なお、第１の実施形態と同一の部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００５９】
図８は、本実施形態の振動体２０の構成を示す図である。また、図８では、超音波振動によって振動体２０が振動（縦振動している状態）での長手軸Ｃに沿う方向についての位置Ｘと縦振動の振幅Ａとの関係を示している。なお、図８のグラフでは、横軸に長手軸Ｃに沿う方向についての位置Ｘを示し、縦軸に振幅Ａを示している。図８に示すように、振動体１０が所定の周波数範囲（例えば４６ｋＨｚ以上４８ｋＨｚ以下の範囲）で縦振動する状態では、長手軸Ｃに沿う方向について所定の位置に振動（縦振動）の振動腹Ｂｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）及び振動節Ｎｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ−１）のそれぞれが位置している。例えば、振動腹Ｂｉの中で最も基端側の振動腹Ｂ１は、振動発生部１５の基端（振動体１０の基端）に位置し、振動腹Ｂｉの中で最も先端側の振動腹Ｂｋは、振動伝達部材１１の先端（振動体１０の先端）に位置している。
【００６０】
本実施形態では、振動発生部１５に、振動センサ等の振幅検出部４１が設けられている。振動体が所定の周波数範囲で縦振動する状態では、振幅検出部４１が取付けられる位置に振動腹Ｂ２が位置している。ここで、振動腹Ｂ２は、振動腹Ｂｉの中で２番目に基端側に位置する。駆動回路２２から駆動電流Ｉが出力され、振動体２０が振動している状態では、振幅検出部４１は、振動腹Ｂ２での振幅Ａ（Ｂ２，ｔ）を経時的に検出する。振幅検出部４１での検出結果は、有線又は無線によって、エネルギー制御装置３の制御部３０に伝達される。なお、振幅Ａ（Ｘ，ｔ）とは、長手軸Ｃに沿う方向について位置Ｘでの時間ｔにおける縦振動の振幅Ａを示している。
【００６１】
本実施形態では、図２のステップＳ１０４の処理（駆動電流Ｉ及び駆動電圧Ｖの検出）及びステップＳ１０５の処理（インピーダンスＺの経時的な検出）が行われなくてもよい。そして、これらの処理の代わりに、又は、これらの処理に加えて本実施形態では、振幅検出部４１によって、振動腹Ｂ２での振幅Ａ（Ｂ２，ｔ）が検出される。
【００６２】
図９は、エネルギー制御装置３によって行われるエンドエフェクタ１２の処置対象への引掛かりの判断処理（図２のステップＳ１０６の処理）を示すフローチャートである。図９に示すように、引掛かりの判断処理においては、判断部３６が、振幅検出部４１によって検出された時間ｔにおける振動腹Ｂ２での振幅Ａ（Ｂ２，ｔ）が振幅閾値Ａｔｈ以下であったか否かを、判断する（ステップＳ１４１）。振幅閾値Ａｔｈは、 術者等によって設定されてもよく、記憶媒体３１に記憶されていてもよい。振動腹Ｂ２での振幅Ａ（Ｂ２，ｔ）が振幅閾値Ａｔｈ以下であった場合は（ステップＳ１４１−Ｙｅｓ）、判断部３６は、判断パラメータηを１に設定する（ステップＳ１４２）。そして、図２のステップＳ１０７において、判断部３６は、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態であると判断する。一方、振動腹Ｂ２での振幅Ａ（Ｂ２，ｔ）が振幅閾値Ａｔｈより大きかった場合は（ステップＳ１４２−Ｎｏ）、判断部３６は、判断パラメータηを０に設定する（ステップＳ１４３）。そして、図２のステップＳ１０７において、判断部３６は、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態でないと判断する。
【００６３】
前述のように本実施形態では、振動腹Ｂ２での振幅Ａ（Ｂ２，ｔ）が振幅閾値Ａｔｈ以下になったか否かに基づいて、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態であるか否かが判断される。エンドエフェクタ１２が骨又は軟骨に引掛かると、振動体１０では、振動節Ｎｉ以外の位置において、縦振動の振幅Ａ（Ｘ，ｔ）が減少する。このため、時間ｔでの振動腹Ｂ２の振幅Ａ（Ｂ２，ｔ）が振幅閾値Ａｔｈ以下であったか否かに基づいて、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であるか否かが適切に判断される。
【００６４】
ここで、時間ｔ８においてエンドエフェクタ１２が引掛かっていない状態で処置対象の切削が行われており、時間ｔ８より後の時間ｔ９の近傍でエンドエフェクタ１２の引掛かりが発生したとする。図８では、時間ｔ８での振動体１０の振幅Ａ（Ｘ，ｔ８）が実線で示され、時間ｔ９での振動体１０の振幅Ａ（Ｘ，ｔ９）が破線で示されている。図８に示すように、エンドエフェクタ１２の引掛かりが発生していない時間ｔ８においては、振動腹Ｂ２での振幅Ａ（Ｂ２，ｔ８）は、振幅閾値Ａｔｈより大きくなる。そして、時間ｔ９の近傍においてエンドエフェクタ１２の処置対象への引掛かりが発生し、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態になる。これにより、時間ｔ９においては、振動腹Ｂ２での振幅Ａ（Ｂ２，ｔ９）が振幅閾値Ａｔｈ以下になる。この際、前述したステップＳ１４１，Ｓ１４２の処理が行われることにより、時間ｔ９において振動腹Ｂ２での振幅Ａ（Ｂ２，ｔ９）が振幅閾値Ａｔｈ以下になったと、判断部３６が判断する。そして、時間ｔ９又はその直後に、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態であると判断され、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であることを示す信号が生成される。
【００６５】
エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であることを示す信号に基づいて、制御部３０での制御によって、警告が行われたり、駆動電流Ｉの電流値を基準電流値Ｉｒｅｆより小さくしたりすることにより、本実施形態でも第１の実施形態と同様の作用及び効果を奏する。
【００６６】
また、振動腹Ｂ２を含む振動腹Ｂｉは、長手軸Ｃに沿う方向について振幅Ａ（Ｘ，ｔ）が極大になる箇所である。このため、振動腹Ｂｉでのそれぞれでは、エンドエフェクタ１２が引掛かっていない状態とエンドエフェクタ１２が引掛かった状態との間で、振幅Ａ（Ｘ，ｔ）の差が大きくなる。このため、振動腹Ｂ２での振幅Ａ（Ｂ２，ｔ）に基づいてエンドエフェクタ１２の引掛かりの判断処理が行われることにより、引掛かった状態であるか否かがさらに適切に判断される。
【００６７】
（第３の実施形態の変形例）  
なお、第３の実施形態では、振幅検出部４１が振動腹Ｂ２に配置されているが、ある変形例では、振幅検出部４１が振動腹Ｂｉの中で振動腹Ｂ２以外のいずれかの振動腹（ここではＢｋとする）に配置されてもよい。この場合、振幅検出部４１が配置される振動腹Ｂｋの時間ｔでの振幅Ａ（Ｂｋ，ｔ）が振幅閾値Ａｔｈ以下であったか否かに基づいて、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であるか否かが判断される。ただし、振動腹Ｂ３〜Ｂｎのそれぞれでの振幅Ａ（Ｂｋ，ｔ）は、振動腹Ｂ２での振幅Ａ（Ｂ２，ｔ）に比べて大きくなる。このため、振動腹Ｂ３〜Ｂｎのいずれかに振幅検出部４１が配置される場合は、振幅検出部４１が振動腹Ｂ２に配置される場合とは、振幅閾値Ａｔｈの値が異なる。
【００６８】
また、ある変形例では、ある振動腹（Ｂｉのいずれか）とある振動節（Ｎｉのいずれか）との間の位置Ｘｋに、振幅検出部４１が配置されてもよい。位置Ｘｋにおいても、振動腹Ｂｉでの振幅Ａ（Ｂｉ，ｔ）に比べて減少量は小さくなるが、エンドエフェクタ１２が骨又は軟骨に引掛かると、縦振動の振幅Ａ（Ｘｋ，ｔ）が減少する。この場合も、振幅検出部４１が配置される位置Ｘｋの時間ｔでの振幅Ａ（Ｘｋ，ｔ）が振幅閾値Ａｔｈ以下であったか否かに基づいて、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であるか否かが判断される。ただし、振幅検出部４１が振動腹Ｂｉのいずれかに配置される場合とは、振幅閾値Ａｔｈが異なる。前述のように、振幅検出部４１は、振動節Ｎｉ以外の箇所に配置されていればよい。
【００６９】
また、ある変形例では、振幅検出部４１の代わりにモーションセンサ等の速度検出部（図示しない）が振動体１０に取付けられてもよい。この場合、速度検出部が配置される箇所（例えば振動腹Ｂ２）での時間ｔにおける平均振動速度（例えばν（Ｂ２，ｔ））が経時的に検出される。平均振動速度（例えばν（Ｂ２，ｔ））は、例えば縦振動の一周期ごと又は半周期ごとに検出される。
【００７０】
本変形例では、時間ｔにおいて速度検出部が配置される箇所（例えば振動腹Ｂ２）での平均振動速度（例えばν（Ｂ２，ｔ））が速度閾値νｔｈ以下であったか否かに基づいて、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であるか否かが判断される。すなわち、平均振動速度（例えばν（Ｂ２，ｔ））が速度閾値νｔｈ以下であった場合は、判断部３６は、判断パラメータηを１に設定し、ステップＳ１０７において、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態であると判断される（ステップＳ１０７−Ｙｅｓ）。一方、平均振動速度（例えばν（Ｂ２，ｔ）が速度閾値νｔｈより大きかった場合は、判断部３６は、判断パラメータηを０に設定し、ステップＳ１０７において、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態でないと判断される（ステップＳ１０７−Ｎｏ）。
【００７１】
エンドエフェクタ１２が骨又は軟骨に引掛かると、振動体１０では、振動節Ｎｉ以外の位置において、縦振動の平均振動速度ν（Ｘ，ｔ）が減少する。このため時間ｔにおいて速度検出部が配置される箇所（例えば振動腹Ｂ２）での平均振動速度（例えばν（Ｂ２，ｔ））が速度閾値νｔｈ以下であったか否かに基づいて、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であるか否かが適切に判断される。
【００７２】
また、ある変形例では、駆動電流Ｉの出力が開始されると、所定の周波数範囲内のある共振周波数に縦振動の周波数を調整する処理が、例えばＰＬＬ（Phase Lock Loop）制御によって行われる。縦振動の周波数を調整する処理が行われている際には、振動体１０での縦振動の振幅Ａ及び平均振動速度νは小さくなる。このため、本変形例では、制御部３０は、縦振動の周波数を調整する処理が完了したか否かを判断し、この判断結果に基づいて、振幅検出部４１又は速度検出部を制御している。すなわち、縦振動の周波数を調整する処理が完了したと判断された時点より前においては、制御部３０での制御によって、振幅（例えばＡ（Ｂｉ，ｔ））の検出が行われず、平均振動速度（例えばν（Ｂｉ，ｔ））の検出も行われない。このため、縦振動の周波数を調整する処理が完了したと判断された時点より前においては、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であるか否かの判断が行われない。なお、縦振動の周波数を調整する処理が完了したか否かの判断は、例えばインピーダンスＺの経時的な変化に基づいて行われる。
【００７３】
（その他の変形例）  
なお、図１０に示す第１の実施形態乃至第３の実施形態の第１の変形例では、ステップＳ１０７においてエンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断されると（ステップＳ１０７−Ｙｅｓ）、制御部３０は、駆動回路（エネルギー出力部）２２からの駆動電流Ｉの出力を停止させるか、又は、警告部３７に警告させる（ステップＳ１４５）。この場合、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断されても、駆動電流Ｉの電流値を基準電流値Ｉｒｅｆより小さくする処理は行われない。なお、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断された際に（ステップＳ１０７−Ｙｅｓ）、制御部３０は、駆動回路（エネルギー出力部）２２からの駆動電流Ｉの出力の停止、及び、警告部３７による警告の両方を行ってもよい。
【００７４】
また、図１１及び図１２に示す第１の実施形態乃至第３の実施形態の第２の変形例では、引掛かりの判断処理（ステップＳ１０６）に用いられるインピーダンス閾値（第１のインピーダンス閾値）Ｚｔｈ１に加えて、インピーダンス閾値Ｚｔｈ１より大きいインピーダンス閾値（第２のインピーダンス閾値）Ｚｔｈ２が設定される。本変形例でも、第１の実施形態と同様にして、判断部３６は、引掛かりの判断処理（ステップＳ１０６）を行い、設定した判断パラメータηに基づいて、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態であるか否かを判断する（ステップＳ１０７）。
【００７５】
本変形例でも、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断された場合は（ステップＳ１０７−Ｙｅｓ）、制御部３０は、駆動回路（エネルギー出力部）２２から出力される駆動電流Ｉの電流値を基準電流値Ｉｒｅｆから減少させ（ステップＳ１１０）、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断した時点を０とする時間Ｔをカウントする（ステップＳ１１１）。ただし、本変形例では、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断された時点より後においても、電流検出部２５が駆動電流Ｉを経時的に検出するとともに、電圧検出部２６が駆動電圧Ｖを経時的に検出する（ステップＳ１５１）。そして、検出された駆動電流Ｉ及び駆動電圧Ｖに基づいて、インピーダンス検出部３３が、インピーダンスＺを経時的に検出する（ステップＳ１５２）。
【００７６】
そして、第１の実施形態と同様にステップＳ１１２の判断が行わる。本変形例では、ステップＳ１１２においてエネルギー操作の入力が継続されている場合は（ステップＳ１１２−Ｎｏ）、判断部３６が、ステップＳ１５２の処理でインピーダンス検出部３３によって検出された時間ｔにおけるインピーダンスＺ（ｔ）がインピーダンス閾値（第２のインピーダンス閾値）Ｚｔｈ２以上であったか否かを、判断する（ステップＳ１５３）。前述のように、インピーダンス閾値Ｚｔｈ２は、インピーダンス閾値Ｚｔｈ１より大きい値である。インピーダンスＺ（ｔ）がインピーダンス閾値Ｚｔｈ２以上であった場合は（ステップＳ１５３−Ｙｅｓ）、制御部３０は、駆動回路２２からの駆動電流Ｉの出力を停止する（ステップＳ１５４）。
【００７７】
ステップＳ１５３において、インピーダンスＺ（ｔ）がインピーダンス閾値Ｚｔｈ２より小さかった場合は（ステップＳ１５３−Ｎｏ）、第１の実施形態と同様に、制御部３０は、カウントされている時間Ｔが基準時間Ｔｒｅｆ以上であるか否かを判断する（ステップＳ１１４）。そして、時間Ｔが基準時間Ｔｒｅｆより小さい場合は（ステップＳ１１４―Ｎｏ）、処理はステップＳ１１０に戻る。また、時間Ｔが基準時間Ｔｒｅｆ以上の場合は（ステップＳ１１４−Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０３に戻り、制御部３０は、駆動電流Ｉの電流値を基準電流値Ｉｒｅｆにする（ステップＳ１０３）。
【００７８】
前述のように本変形例では、インピーダンス閾値Ｚｔｈ１及びインピーダンス閾値Ｚｔｈ１より大きいインピーダンス閾値Ｚｔｈ２が設定され、インピーダンス閾値Ｚｔｈ２に基づいてステップＳ１５３の判断が行われる。これにより、本変形例では、駆動電流Ｉを基準電流値Ｉｒｅｆから減少させた後で、かつ、判断部３６によってエンドエフェクタ１２が引掛かった状態である判断された時点から基準時間Ｔｒｅｆ経過する前において、インピーダンスＺ（ｔ）がインピーダンス閾値（第２のインピーダンス閾値）Ｚｔｈ２以上になったか否かが判断される。そして、この判断において、インピーダンスＺ（ｔ）がインピーダンス閾値Ｚｔｈ２以上になったことに基づいて、制御部３０は、駆動回路２２からの駆動電流Ｉの出力を停止する。また、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断された時点から基準時間Ｔｒｅｆ経過するまでインピーダンスＺ（ｔ）がインピーダンス閾値Ｚｔｈ２より小さく保たれた場合は、基準時間Ｔｒｅｆの間、基準電流値Ｉｒｅｆより小さい電流値で駆動電流Ｉが継続して出力される。
【００７９】
図１２は、インピーダンスＺの経時的な変化の図４とは別の一例を示す図である。図１２では、横軸に駆動電流Ｉの出力開始を基準とする時間ｔを示し、縦軸にインピーダンスＺを示している。図１２に示す一例では、時間ｔ１０又はその近傍において引掛かりが発生する。本変形例では、前述したステップＳ１０４〜Ｓ１０７の処理が継続して行われることにより、時間ｔ１０においてインピーダンスＺ（ｔ１０）がインピーダンス閾値（第１のインピーダンス閾値）Ｚｔｈ１以上になったと、判断部３６が判断する。そして、時間ｔ１０又はその直後に、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態であると判断され、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であることを示す信号が生成される。エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であることを示す信号が生成されることにより、ステップＳ１１０の処理によって、駆動電流Ｉの電流値が基準電流値Ｉｒｅｆより小さく保たれる。
【００８０】
図１２に示す一例では、駆動電流Ｉの電流値を基準電流値Ｉｒｅｆから低下させた後でも、インピーダンスＺが継続して上昇し、エンドエフェクタ１２が引っ掛かった状態であると判定された時点（ｔ１０又はその直後）から基準時間Ｔｒｅｆ経過する前の時間ｔ１１において、インピーダンスＺがインピーダンス閾値（第２のインピーダンス閾値）Ｚｔｈ２以上になる。本変形例では、エンドエフェクタ１２が引っ掛かった状態であると判定された時点より後においても、ステップＳ１５１、Ｓ１５２の処理によって、インピーダンスＺが経時的に検出される。このため、時間ｔ１０又はその直後に、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態であると判断された後も、インピーダンスＺが検出される。そして、ステップＳ１５３の処理が継続して行われることにより、時間ｔ１１においてインピーダンスＺがインピーダンス閾値Ｚｔｈ２以上になったと判断される。これにより、時間ｔ１１又はその直後に、ステップＳ１５４の処理によって、駆動電流Ｉの出力が停止される。
【００８１】
前述のように、本変形例では、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断され、駆動電流Ｉの電流値を基準電流値Ｉｒｅｆから低下させた後において、引掛かりが解消されずにインピーダンスＺが継続して上昇した場合に、適切に駆動電流Ｉの出力が停止される。したがって、エンドエフェクタ１２の処置対象への引掛かりが解消されない場合でも、過度に（必要以上に）処置対象が切削されることが有効に防止される。
【００８２】
なお、図１１の第２の変形例では、インピーダンス閾値Ｚｔｈ１，Ｚｔｈ２が用いられたが、ある変形例では、インピーダンス閾値Ｚｔｈ１，Ｚｔｈ２の代わりに電圧閾値（第１の電圧閾値）Ｖｔｈ１及び電圧閾値Ｖｔｈ１より大きい電圧閾値（第２の電圧閾値）Ｖｔｈ２が用いられてもよい。この場合、時間ｔにおいて駆動電圧Ｖ（ｔ）の電圧値が電圧閾値Ｖｔｈ１以上であったか否かに基づいて、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であるか否かが判断される。そして、駆動電圧Ｖ（ｔ）の電圧値が電圧閾値Ｖｔｈ１以上であった場合は、判断部３６は、ステップＳ１０７において、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態であると判断する（ステップＳ１０７−Ｙｅｓ）。
【００８３】
エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断された後において、継続してインピーダンスＺが上昇した場合は、駆動電圧Ｖの電圧値（例えばピークピーク値Ｖｐｐ）も継続して上昇する。本変形例では、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断された後においても、駆動電圧Ｖを経時的に検出している。そして、判断部３６は、時間ｔにおける駆動電圧Ｖ（ｔ）の電圧値が電圧閾値（第２の電圧閾値）Ｖｔｈ２以上であったか否かを判断する。そして、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断された時点から基準時間Ｔｒｅｆ経過する前に、駆動電圧Ｖ（ｔ）の電圧値が電圧閾値Ｖｔｈ２以上になると、駆動電流Ｉの出力が停止される。エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断された時点から基準時間Ｔｒｅｆ経過するまで駆動電圧Ｖ（ｔ）の電圧値が電圧閾値Ｖｔｈ２より小さく保たれた場合は、基準時間Ｔｒｅｆの間、基準電流値Ｉｒｅｆより小さい電流値で駆動電流Ｉが継続して出力される。したがって、本変形例でも、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断され、駆動電流Ｉの電流値を基準電流値Ｉｒｅｆから低下させた後において、引掛かりが解消されずに駆動電圧Ｖ（インピーダンスＺ）が継続して上昇した場合に、適切に駆動電流Ｉの出力が停止される。なお、本変形例でも、ピークピーク値Ｖｐｐ、波高値Ｖｍ及び実効値Ｖｅのいずれを電圧値として用いるかにより、電圧閾値Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２のそれぞれの値が異なる。
【００８４】
また、別のある変形例では、インピーダンス閾値Ｚｔｈ１，Ｚｔｈ２の代わりに電流閾値（第１の電流閾値）Ｉｔｈ１及び電流閾値Ｉｔｈ１より小さい電流閾値（第２の電流閾値）Ｉｔｈ２が用いられてもよい。この場合、時間ｔにおいて駆動電流Ｉ（ｔ）の電流値が電流閾値Ｉｔｈ１以下であったか否かに基づいて、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であるか否かが判断される。そして、駆動電流Ｉ（ｔ）の電流値が電流閾値Ｉｔｈ１以下であった場合は、判断部３６は、ステップＳ１０７において、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態であると判断する（ステップＳ１０７−Ｙｅｓ）。なお、本変形例でも、引掛かった状態であると判断された際には、制御部３０は、駆動電流Ｉの電流値を低下電流値Ｉｌｏｗまで低下させるが、低下電流値Ｉｌｏｗは、電流閾値（第１の電流閾値）Ｉｔｈ１より小さい値で、かつ、電流閾値（第２の電流閾値）Ｉｔｈ２より大きい値に設定されている。
【００８５】
エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断された後において、継続してインピーダンスＺが上昇した場合は、駆動電流Ｉの電流値（例えばピークピーク値Ｉｐｐ）が継続して減少する。本変形例では、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断された後においても、駆動電流Ｉを経時的に検出している。そして、判断部３６は、時間ｔにおける駆動電流Ｉ（ｔ）の電流値が電流閾値（第２の電流閾値）Ｉｔｈ２以下であったか否かを判断する。そして、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断された時点から基準時間Ｔｒｅｆ経過する前に、駆動電流Ｉの電流値が電流閾値Ｉｔｈ２以下になると、駆動電流Ｉの出力が停止される。エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断された時点から基準時間Ｔｒｅｆ経過するまで駆動電流Ｉの電流値が電流閾値Ｉｔｈ２より大きく保たれた場合は、基準時間Ｔｒｅｆの間、（電流閾値Ｉｔｈ２より大きく、かつ、）基準電流値Ｉｒｅｆより小さい電流値で駆動電流Ｉが継続して出力される。したがって、本変形例でも、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断され、駆動電流Ｉの電流値を基準電流値Ｉｒｅｆから低下させた後において、引掛かりが解消されずに駆動電流Ｉが継続して低下した場合（インピーダンスＺが継続して上昇した場合）に、適切に駆動電流Ｉの出力が停止される。なお、本変形例でも、ピークピーク値Ｉｐｐ、波高値Ｉｍ及び実効値Ｉｅのいずれを電流値として用いるかにより、電流閾値Ｉｔｈ１，Ｉｔｈ２のそれぞれの値が異なる。
【００８６】
また、ある変形例では、エネルギー制御装置３が超音波電気エネルギー（駆動電流Ｉ）に加えて高周波電気エネルギー（高周波電力）を出力可能であり、エンドエフェクタ１２に超音波振動が伝達されるとともに、エネルギー制御装置３からエンドエフェクタ１２に高周波電気エネルギーが供給されてもよい。
【００８７】
前述の実施形態等では、超音波処置システム（１）は、駆動電流（Ｉ）が供給されることにより超音波振動を発生する振動発生部（１５）と、振動発生部（１５）で発生した超音波振動が伝達され、伝達された超音波振動を用いて骨又は軟骨を処置対象として切削するエンドエフェクタ（１２）と、振動発生部（１５）に供給される駆動電流（Ｉ）を出力するエネルギー出力部（２２）と、を備える。判断部（３６）は、エンドエフェクタ（１２）が処置対象に接触している状態においてエンドエフェクタ（１２）が処置対象へ引掛かった状態であるか否かを判断し、エンドエフェクタ（１２）が処置対象へ引掛かった状態であると判断することにより、エンドエフェクタ（１２）が引掛かった状態であることを示す信号を生成する。
【００８８】
前述の構成を満たすものであれば、前述の実施形態等を適宜変更してもよく、前述の実施形態等を適宜部分的に組み合わせてもよい。
【００８９】
以上、本発明の実施形態等について説明したが、本発明は前述の実施形態等に限るものではなく、発明の趣旨を逸脱することなく種々の変形ができることは、もちろんである。
【図１】
2017014075.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【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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【手続補正書】
【提出日】平成29年1月20日(2017.1.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動電流が供給されることにより超音波振動を発生する振動発生部と、
前記振動発生部で発生した前記超音波振動が伝達され、伝達された前記超音波振動を用いて骨又は軟骨を処置対象として切削するエンドエフェクタと、
前記振動発生部に供給される前記駆動電流を出力するエネルギー出力部と、
前記エンドエフェクタが前記処置対象に接触している状態において前記エンドエフェクタが前記処置対象へ引掛かった状態であるか否かを判断し、前記エンドエフェクタが前記処置対象へ引掛かった状態であると判断した際、前記エンドエフェクタが引掛かった状態であることを示す信号を生成する判断部と、
前記判断部での判断に基づいて前記エネルギー出力部からの前記駆動電流の出力を制御する制御部であって、前記処置対象の切削中において一定の基準電流値で前記駆動電流を出力させ、前記エンドエフェクタが前記処置対象へ引掛かった状態を示す前記信号を検出した際に、検出した時点から基準時間を経過するまでの間は前記駆動電流の電流値を前記基準電流値から減少させ、検出した前記時点から前記基準時間経過した後に前記駆動電流の前記電流値を前記基準電流値に戻す、制御部と、
を具備する超音波処置システム。
【請求項２】
前記駆動電流を検出する検出部をさらに具備し、
前記判断部は、前記検出部で検出した前記駆動電流が第１の電流閾値以下になったことに基づいて、前記エンドエフェクタが引掛かった状態であると判断し、
前記制御部は、前記判断部によって前記駆動電流が前記第１の電流閾値以下になったと判断された時点から前記基準時間を経過するまでの間に前記駆動電流が前記第１の電流閾値より小さい第２の電流閾値以下になったことに基づいて、前記エネルギー出力部からの前記駆動電流の出力を停止する、
請求項１の超音波処置システム。
【請求項３】
前記制御部は、前記基準時間を経過するまでの間において、出力される前記駆動電流の前記電流値を、前記第１の電流値閾値よりも小さい値で、かつ、前記第２の電流閾値よりも大きい値に設定する、請求項２の超音波処置システム。
【請求項４】
前記駆動電流が出力されることによって印加される駆動電圧を検出する検出部をさらに具備し、
前記判断部は、前記検出部で検出した前記駆動電圧が第１の電圧閾値以上になったことに基づいて、前記エンドエフェクタが引掛かった状態であると判断し、
前記制御部は、前記判断部によって前記駆動電圧が前記第１の電圧閾値以上になったと判断された時点から前記基準時間を経過するまでの間に前記駆動電圧が前記第１の電圧閾値より大きい第２の電圧閾値以上になったことに基づいて、前記エネルギー出力部からの出力を停止する、
請求項１の超音波処置システム。
【請求項５】
前記駆動電流、及び、前記駆動電流が出力されることによって印加される駆動電圧に基づいて算出されるインピーダンスを検出する検出部をさらに具備し、
前記判断部は、前記検出部で検出した前記インピーダンスが第１のインピーダンス閾値以上になったことに基づいて、前記エンドエフェクタが引掛かった状態であると判断し、
前記制御部は、前記判断部によって前記インピーダンスが前記第１のインピーダンス閾値以上になったと判断された時点から前記基準時間を経過するまでの間に前記インピーダンスが前記第１のインピーダンス閾値より大きい第２のインピーダンス閾値以上になったことに基づいて、前記エネルギー出力部からの出力を停止する、
請求項１の超音波処置システム。
【請求項６】
駆動電流が供給されることにより超音波振動を発生する振動発生部と、前記振動発生部で発生した前記超音波振動が伝達され、伝達された前記超音波振動を用いて骨又は軟骨を処置対象として切削するエンドエフェクタと、を備える超音波処置システムにおいて、前記振動発生部への前記駆動電流の供給を制御するエネルギー制御装置であって、
前記振動発生部に供給される前記駆動電流を出力するエネルギー出力部と、
前記エンドエフェクタが前記処置対象に接触している状態において前記エンドエフェクタが前記処置対象へ引掛かった状態であるか否かを判断し、前記エンドエフェクタが前記処置対象へ引掛かった状態であると判断した際、前記エンドエフェクタが引掛かった状態であることを示す信号を生成する判断部と、
前記判断部での判断に基づいて前記エネルギー出力部からの前記駆動電流の出力を制御する制御部であって、前記処置対象の切削中において一定の基準電流値で前記駆動電流を出力させ、前記エンドエフェクタが前記処置対象へ引掛かった状態を示す前記信号を検出した際に、検出した時点から基準時間を経過するまでの間は前記駆動電流の電流値を前記基準電流値から減少させ、検出した前記時点から前記基準時間経過した後に前記駆動電流の前記電流値を前記基準電流値に戻す、制御部と、
を具備するエネルギー制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
前記目的を達成するため、本発明のある態様の超音波処置システムは、駆動電流が供給されることにより超音波振動を発生する振動発生部と、前記振動発生部で発生した前記超音波振動が伝達され、伝達された前記超音波振動を用いて骨又は軟骨を処置対象として切削するエンドエフェクタと、前記振動発生部に供給される前記駆動電流を出力するエネルギー出力部と、前記エンドエフェクタが前記処置対象に接触している状態において前記エンドエフェクタが前記処置対象へ引掛かった状態であるか否かを判断し、前記エンドエフェクタが前記処置対象へ引掛かった状態であると判断した際、前記エンドエフェクタが引掛かった状態であることを示す信号を生成する判断部と、前記判断部での判断に基づいて前記エネルギー出力部からの前記駆動電流の出力を制御する制御部であって、前記処置対象の切削中において一定の基準電流値で前記駆動電流を出力させ、前記エンドエフェクタが前記処置対象へ引掛かった状態を示す前記信号を検出した際に、検出した時点から基準時間を経過するまでの間は前記駆動電流の電流値を前記基準電流値から減少させ、検出した前記時点から前記基準時間経過した後に前記駆動電流の前記電流値を前記基準電流値に戻す、制御部と、を備える。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の別のある態様は、駆動電流が供給されることにより超音波振動を発生する振動発生部と、前記振動発生部で発生した前記超音波振動が伝達され、伝達された前記超音波振動を用いて骨又は軟骨を処置対象として切削するエンドエフェクタと、を備える超音波処置システムにおいて、前記振動発生部への前記駆動電流の供給を制御するエネルギー制御装置であって、前記振動発生部に供給される前記駆動電流を出力するエネルギー出力部と、前記エンドエフェクタが前記処置対象に接触している状態において前記エンドエフェクタが前記処置対象へ引掛かった状態であるか否かを判断し、前記エンドエフェクタが前記処置対象へ引掛かった状態であると判断した際、前記エンドエフェクタが引掛かった状態であることを示す信号を生成する判断部と、前記判断部での判断に基づいて前記エネルギー出力部からの前記駆動電流の出力を制御する制御部であって、前記処置対象の切削中において一定の基準電流値で前記駆動電流を出力させ、前記エンドエフェクタが前記処置対象へ引掛かった状態を示す前記信号を検出した際に、検出した時点から基準時間を経過するまでの間は前記駆動電流の電流値を前記基準電流値から減少させ、検出した前記時点から前記基準時間経過した後に前記駆動電流の前記電流値を前記基準電流値に戻す、制御部と、を備える。
【国際調査報告】
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