(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波振動子で発生した超音波振動を用いて処置を行うエンドエフェクタを備える超音波処置具に電力を供給するエネルギー制御装置であって、
前記超音波振動子へ前記電力を出力するエネルギー出力源と、
前記超音波振動子が含まれる振動系の共振周波数を取得する共振周波数取得部と、
前記電力の出力開始後における前記共振周波数に係る初期特徴値を算出する初期特徴値算出部と、
前記初期特徴値に基づき、閾値を設定する閾値設定部と、
前記共振周波数が前記閾値を下回ったとき、前記エネルギー出力源に前記超音波振動子への前記電力の出力を停止又は低減させること、及び、前記共振周波数が前記閾値を下回ったことを告知することのうち少なくとも一方を行う出力制御部と
を備える超音波処置具のためのエネルギー制御装置。
【請求項２】
前記初期特徴値算出部は、前記出力開始後の所定の時点での前記共振周波数と、前記所定の時点での前記共振周波数の変化率と、前記出力開始後の所定の期間内の前記共振周波数の平均値と、前記所定の期間内の前記共振周波数の積算値と、前記所定の期間内の前記共振周波数の変化量と、前記所定の期間内の前記共振周波数の変化量の積算値とのうち少なくとも何れか１つに基づいて、前記初期特徴値を算出する、請求項１に記載のエネルギー制御装置。
【請求項３】
前記初期特徴値と前記閾値との関係を保持する記憶媒体をさらに備え、
前記閾値設定部は、算出された前記初期特徴値及び保持された前記関係に基づいて前記閾値を設定する、
請求項１に記載のエネルギー制御装置。
【請求項４】
前記初期特徴値算出部は、前記エネルギー出力源の出力開始から所定の時間が経過した時点で前記初期特徴値を算出する、請求項１に記載のエネルギー制御装置。
【請求項５】
前記出力制御部は、前記エネルギー出力源の出力開始後、前記共振周波数を取得するために、前記エネルギー出力源に前記出力の周波数を変化させるスキャン動作を行わせ、
前記初期特徴値算出部は、前記スキャン動作の後に前記初期特徴値を算出する、請求項１に記載のエネルギー制御装置。
【請求項６】
ユーザーからの指示を受け取る入力部をさらに備え、
前記閾値設定部は、前記入力部への入力に基づいて、前記閾値を調整する、
請求項１に記載のエネルギー制御装置。
【請求項７】
ユーザーからの指示を受け取る入力部をさらに備え、
前記出力制御部は、前記入力部への入力に基づいて、前記共振周波数が前記閾値を下回ったときの動作の種類又は動作の有無を切り換える、
請求項１に記載のエネルギー制御装置。
【請求項８】
電力が供給されることにより超音波振動を発生する超音波振動子と、
前記超音波振動子で発生した超音波振動を用いて処置を行うエンドエフェクタを備える超音波処置具と、
前記超音波振動子へ前記電力を出力するエネルギー出力源と、
前記超音波振動子が含まれる振動系の共振周波数を取得する共振周波数取得部と、
前記電力の出力開始後における前記共振周波数に係る初期特徴値を算出する初期特徴値算出部と、
前記初期特徴値に基づき、閾値を設定する閾値設定部と、
前記共振周波数が前記閾値を下回ったとき、前記エネルギー出力源に前記超音波振動子への前記電力の出力を停止又は低減させること、及び、前記共振周波数が前記閾値を下回ったことを告知することのうち少なくとも一方を行う出力制御部と
を備える処置システム。
【請求項９】
前記エンドエフェクタは、前記超音波振動が伝達されるように構成された第１の把持片と、前記第１の把持片に対して開閉するように構成された第２の把持片とを備え、
前記第２の把持片は、前記第１の把持片と前記第２の把持片との間が閉じた状態において前記第１の把持片に接触するパッド部材を備える、
請求項８に記載の処置システム。
【請求項１０】
前記エネルギー出力源、前記共振周波数取得部、前記初期特徴値算出部、前記閾値設定部及び前記出力制御部を備えるエネルギー制御装置をさらに備え、
前記超音波処置具は、前記初期特徴値と設定する前記閾値との関係が記憶された記憶媒体を備え、
前記閾値設定部は、前記超音波処置具が前記エネルギー制御装置に接続されたとき、前記記憶媒体から前記関係を読み出して、読み出した前記関係を用いて前記閾値を設定する、
請求項８に記載の処置システム。
【請求項１１】
前記エネルギー出力源、前記共振周波数取得部、前記初期特徴値算出部、前記閾値設定部及び前記出力制御部を備えるエネルギー制御装置をさらに備え、
前記超音波処置具は、識別情報が記憶されている第１の記憶媒体を備え、
前記エネルギー制御装置は、前記識別情報と前記初期特徴値と前記閾値との関係が記憶されている第２の記憶媒体を備え、
前記閾値設定部は、前記超音波処置具が前記エネルギー制御装置に接続されたとき、前記第１の記憶媒体から前記識別情報を読み出して、前記識別情報に対応する前記第２の記憶媒体に記憶されている前記関係を用いて前記閾値を設定する、
請求項８に記載の処置システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波処置具のためのエネルギー制御装置、及びそれを備える処置システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一対の把持片で処置対象である生体組織を把持し、把持片の一方が超音波振動することで、把持された生体組織の凝固や切開等が行われる超音波処置具が知られている。このような超音波処置具の一例が、国際公開第２０１２／０４４６００号に開示されている。超音波振動する把持片を含む振動系の共振周波数は、温度上昇とともに減少する。したがって、振動系の共振周波数を取得すると、行われている処置の状況をある程度把握することができる。上述の文献に開示されている超音波処置具では、制御装置は、超音波振動する振動系の共振周波数を検出し、この共振周波数がある閾値を下回ったとき、把持片が十分に高温になったと判定し、超音波振動の振幅を低減させる。【０００３】
一対の把持片で生体組織を把持し、超音波振動によって当該組織の処置を行う超音波処置具において、処置が完了し、組織が切り分かれているにもかかわらず、振動を継続することは好ましくない。一対の把持片が互いに直接接触した状態で把持片が振動すると、把持片が損傷するおそれがある。上述の文献に開示されているような、振動系の共振周波数を検出することで把持片の温度を把握する技術は、処置対象の組織の切り分かれを検出して、例えば切り分かれた後に出力を停止させることにも利用されうる。
【発明の概要】
【０００４】
超音波処置具は、複数箇所の組織の凝固及び切開を連続して繰り返し行う処置にも用いられる。このような場合、各箇所の処置の開始時における超音波処置具の把持片の温度は異なることがある。このため、温度に依存する振動系の共振周波数に基づいて組織の切り分かれを検出する技術では、常に一定の共振周波数を切り分かれの判断の基準としては、適切に処置が行われないおそれがある。
【０００５】
本発明は、処置の状況に応じて適切に出力を制御できる超音波処置具のためのエネルギー制御装置、及びそれを備える処置システムを提供することを目的とする。
【０００６】
本発明の一態様によれば、超音波処置具のためのエネルギー制御装置は、超音波振動子で発生した超音波振動を用いて処置を行うエンドエフェクタを備える超音波処置具に電力を供給するエネルギー制御装置であって、前記超音波振動子へ前記電力を出力するエネルギー出力源と、前記超音波振動子が含まれる振動系の共振周波数を取得する共振周波数取得部と、前記電力の出力開始後における前記共振周波数に係る初期特徴値を算出する初期特徴値算出部と、前記初期特徴値に基づき、閾値を設定する閾値設定部と、前記共振周波数が前記閾値を下回ったとき、前記エネルギー出力源に前記超音波振動子への前記電力の出力を停止又は低減させること、及び、前記共振周波数が前記閾値を下回ったことを告知することのうち少なくとも一方を行う出力制御部とを備える。
【０００７】
本発明の一態様によれば、処置システムは、電力が供給されることにより超音波振動を発生する超音波振動子と、前記超音波振動子で発生した超音波振動を用いて処置を行うエンドエフェクタを備える超音波処置具と、前記超音波振動子へ前記電力を出力するエネルギー出力源と、前記超音波振動子が含まれる振動系の共振周波数を取得する共振周波数取得部と、前記電力の出力開始後における前記共振周波数に係る初期特徴値を算出する初期特徴値算出部と、前記初期特徴値に基づき、閾値を設定する閾値設定部と、前記共振周波数が前記閾値を下回ったとき、前記エネルギー出力源に前記超音波振動子への前記電力の出力を停止又は低減させること、及び、前記共振周波数が前記閾値を下回ったことを告知することのうち少なくとも一方を行う出力制御部とを備える。
【０００８】
本発明によれば、処置の状況に応じて適切に出力を制御できる超音波処置具のためのエネルギー制御装置、及びそれを備える処置システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、一実施形態に係る処置システムの概略の一例を示す図である。
【図２Ａ】図２Ａは、一実施形態に係るエンドエフェクタと処置対象である組織とについて、エンドエフェクタの長手軸と垂直な断面の概略を示す図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、一実施形態に係るエンドエフェクタと処置対象である組織とについて、エンドエフェクタの長手軸と垂直な断面の概略を示す図である。
【図３】図３は、一実施形態に係るエネルギー制御装置から超音波処置具への電力の供給に関連する構成の一例を示すブロック図である。
【図４】図４は、時間経過に対する周波数変化と、判定のための閾値とについて説明するための図である。
【図５】図５は、一実施形態に係る出力制御処理の一例の概略を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
〈処置システムの構成〉
本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態は、超音波振動を利用して生体組織の処置を行う処置システムに関する。図１は、処置システム１を示す図である。図１に示すように、処置システム１は、超音波処置具２と、超音波処置具２に電力を供給するエネルギー制御装置３とを備える。
【００１１】
超音波処置具２は、ユーザーが超音波処置具２を保持するハウジング５と、ハウジング５に連結されるシャフト６と、シャフト６の端部に設けられるエンドエフェクタ７とを備える。エンドエフェクタ７が設けられている側を先端側と称し、ハウジング５が設けられている側を基端側と称することにする。ハウジング５には、グリップ１１が設けられており、グリップ１１に対して開閉するようにハンドル１２が設けられている。
【００１２】
ハウジング５の基端側には、超音波振動子ユニット８が設けられている。超音波振動子ユニット８は、少なくとも１つの圧電素子を含む超音波振動子１３を有する。超音波振動子ユニット８は、ケーブル９を介してエネルギー制御装置３に取り外し可能に接続されている。エネルギー制御装置３から超音波振動子ユニット８の超音波振動子１３に交流の電力が供給されることで、超音波振動子１３は振動する。
【００１３】
超音波振動子ユニット８の超音波振動子１３には、ロッド部材１４が接続されている。ロッド部材１４は、ハウジング５及びシャフト６の内部を通り、エンドエフェクタ７にまで達している。すなわち、ロッド部材１４の先端部は、エンドエフェクタ７の第１の把持片１５を構成する。ロッド部材１４は、例えばチタン合金等の振動伝達性の高い材料から形成される。超音波振動子１３で発生した超音波振動は、ロッド部材１４を伝わる。その結果、第１の把持片１５は振動する。第１の把持片１５は、任意に設計された当該振動系の共振に応じた周波数で振動する。この共振周波数は、これに限定されないが、例えば数十ｋＨｚ程度であり、例えば４６ｋＨｚ以上４８ｋＨｚ以下（４７ｋＨｚ程度）でもよい。
【００１４】
シャフト６の先端部には、第１の把持片１５に対して開閉するように第２の把持片１６が取付けられる。第２の把持片１６とハンドル１２とは、シャフト６の内部を通る可動部材１７によって連結されている。ハンドル１２をグリップ１１に対して開く又は閉じることにより、可動部材１７が先端側又は基端側へ移動し、第２の把持片１６がシャフト６に対して回動して開いたり閉じたりする。このようにして、ハンドル１２のグリップ１１に対する開閉動作により、エンドエフェクタ７の第１の把持片１５と第２の把持片１６とが開閉する。エンドエフェクタ７は、第１の把持片１５及び第２の把持片１６によって処置対象である生体組織を把持するように構成されている。
【００１５】
第２の把持片１６は、パッド部材２１と、パッド部材２１が取付けられるホルダ部材２２とを備える。パッド部材２１は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の樹脂で形成される。第１の把持片１５と第２の把持片１６とが閉じた状態では、第２の把持片１６のパッド部材２１は第１の把持片１５に接触し、第２の把持片１６のその他の部位は第１の把持片１５に接触しない。
【００１６】
図２Ａ及び図２Ｂは、超音波処置具２の使用時の第１の把持片１５及び第２の把持片１６のその長手軸と垂直な断面を示す図である。図２Ａは、処置対象である組織Ｏ１を第１の把持片１５及び第２の把持片１６で挟んでいる状態を示す。超音波処置具２は、第１の把持片１５及び第２の把持片１６で組織Ｏ１を挟みながら、第１の把持片１５が超音波振動することで、組織Ｏ１を凝固させながら切開することができる。図２Ｂは、組織が第１の組織片Ｏ２と第２の組織片Ｏ３とに切り分かれた状態を示す。このとき、パッド部材２１は第１の把持片１５に接触している。
【００１７】
ハウジング５には、操作ボタン１９が設けられている。操作ボタン１９には、エネルギー制御装置３から超音波振動子ユニット８への電力の供給のオン／オフを切り換える操作が入力される。なお、操作ボタン１９に代えて、又は操作ボタン１９と共に、処置システム１には操作ボタン１９と同様の機能を有するフットスイッチが設けられてもよい。
【００１８】
図３は、エネルギー制御装置３から超音波処置具２への電力の供給に関連する処置システム１の構成例の概略を示す図である。
【００１９】
図３に示すように、超音波処置具２には、超音波振動子１３と、スイッチ２０と、記憶媒体２５とが設けられている。超音波振動子１３は、上述の超音波振動子ユニット８に設けられた振動源としての超音波振動子である。スイッチ２０は、超音波処置具２のハウジング５の内部に設けられている。スイッチ２０は、操作ボタン１９で操作入力が行われることにより、オン状態とオフ状態とで切り換わる。さらに、記憶媒体２５は、当該処置具に関する情報が記憶されている。
【００２０】
エネルギー制御装置３は、処置システム１の動作を制御するプロセッサ４０と、記憶媒体４８とを備える。プロセッサ４０は、例えば記憶媒体４８に記憶されたプログラムに基づいて動作し、エネルギー制御装置３の各部の動作を制御する。記憶媒体４８には、プロセッサ４０で用いられる処理プログラム、プロセッサ４０で行われる演算に用いられるパラメータ及びテーブル等が記憶される。
【００２１】
さらに、エネルギー制御装置３は、エネルギー出力源５０と、電流検出回路５１と、電圧検出回路５２と、Ａ／Ｄ変換器５３とを備える。エネルギー出力源５０は、超音波処置具２の超音波振動子１３に交流の電力を供給する。エネルギー出力源５０は、プロセッサ４０の制御下で、電力を出力する。電流検出回路５１は、エネルギー出力源５０から超音波振動子１３への出力電流Ｉの電流値を検出する。電圧検出回路５２は、エネルギー出力源５０から超音波振動子１３への出力電圧Ｖの電圧値を検出する。電流検出回路５１及び電圧検出回路５２から出力されるアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器５３を介してデジタル信号に変換されプロセッサ４０へと伝達される。
【００２２】
エネルギー制御装置３は、さらに入力部６２と、告知部６４とを備える。入力部６２は、ユーザーによるエネルギー制御装置３への入力を受け付ける部位である。入力部６２は、例えばタッチパネル、ボタンスイッチ、又はキーボード等を含む。告知部６４は、情報をユーザーに告知する部位である。告知部６４は、例えばディスプレイ又はスピーカー等を含む。
【００２３】
本実施形態に係るエネルギー制御装置３は、次のような動作を行う。すなわち、超音波処置具２のスイッチ２０がオンにされたとき、これを検出して、超音波処置具２への電力の供給を開始する。処置に伴って、超音波処置具２の第１の把持片１５の温度は上昇し、温度依存性がある振動系の共振周波数は低下する。エネルギー制御装置３は、変化する共振周波数に合わせて、出力周波数を調整する。さらに、この共振周波数に基づいて、処置の進行具合を判断し、出力の停止等を行う。プロセッサ４０は、このようなエネルギー制御装置３の動作に係る演算を行う。
【００２４】
プロセッサ４０は、共振周波数取得部４１、初期特徴値算出部４２、閾値設定部４３、及び出力制御部４４としての機能を実行する。共振周波数取得部４１は、超音波処置具２の超音波振動子１３及びロッド部材１４等が含まれる振動系の共振周波数を取得する。共振周波数取得部４１は、超音波振動子１３へと供給されるエネルギー出力源５０からの出力電流及び出力電圧に基づいて、共振周波数を取得することができる。初期特徴値算出部４２は、エネルギー出力源５０から電力の出力が開始した後の動作初期における振動系の共振周波数に関係する値を初期特徴値として算出する。閾値設定部４３は、初期特徴値に基づいて、動作閾値を設定する。出力制御部４４は、エネルギー出力源５０の出力を制御する。この制御には、スイッチ２０の状態を検出して、検出結果に基づいてエネルギー出力源５０の出力を制御することが含まれる。この制御には、振動系の共振周波数と動作閾値とを比較して、比較結果に基づいて出力を変更することが含まれる。例えば、出力制御部４４は、共振周波数が動作閾値を下回ったとき、エネルギー出力源５０に超音波振動子１３への電力の出力を停止又は低減させること、或いは、共振周波数が動作閾値を下回ったことを告知することを行う。
【００２５】
プロセッサ４０はCentral Processing Unit（ＣＰＵ）、Application Specific Integrated Circuit（ＡＳＩＣ）、又はField Programmable Gate Array（ＦＰＧＡ）等の集積回路等を含む。プロセッサ４０は、１つの集積回路等で構成されてもよいし、複数の集積回路等が組み合わされて構成されてもよい。これら集積回路の動作は、例えば記憶媒体４８や集積回路内の記録領域に記録されたプログラムに従って行われる。
【００２６】
〈処置システムの動作〉
本実施形態に係る処置システム１の動作について説明する。処置システム１を用いて生体組織等の処置対象を処置する際には、ユーザーは、ハウジング５を保持し、エンドエフェクタ７を腹腔等の体腔に挿入する。ユーザーは、第１の把持片１５及び第２の把持片１６の間に処置対象である生体組織等を配置し、ハンドル１２をグリップ１１に対して閉じる。その結果、第２の把持片１６が第１の把持片１５に対して閉じ、第１の把持片１５と第２の把持片１６との間で生体組織が把持される。
【００２７】
この状態で、ユーザーは、操作ボタン１９をオン状態にする。このとき、プロセッサ４０は、スイッチ２０がオンになったことを検出する。プロセッサ４０の出力制御部４４は、エネルギー出力源５０に、超音波振動子１３への電力の出力を開始させる。その結果、超音波振動子１３で超音波振動が発生し、発生した超音波振動がロッド部材１４を介して第１の把持片１５に伝達される。第１の把持片１５及び第２の把持片１６の間で処置対象である組織が把持された状態において、第１の把持片１５が超音波振動すると、第１の把持片１５と把持される組織との間に摩擦熱が発生する。摩擦熱によって、組織が凝固されると同時に切開される。
【００２８】
処置対象である組織が切断された状況では、図２Ｂに示すように、第１の把持片１５と第２の把持片１６とが接触した状態となる。この状態で第１の把持片１５が超音波振動を続けると、第２の把持片１６のパッド部材２１等が損傷を受ける可能性がある。そこで、本実施形態において、プロセッサ４０は、組織が切断された状況を検出し、エネルギー出力源５０による超音波振動子１３への電力の供給を停止又は低減等させ、超音波処置具２の出力を停止又は低減等させる。プロセッサ４０は、組織が切断された状況を検出したとき、検出結果をユーザーに告知してもよい。
【００２９】
本実施形態に係る出力停止に係る動作について図４に示す模式図を参照して説明する。図４は、出力開始からの時間経過に対する超音波振動子１３を含む振動系の共振周波数の変化を模式的に示す。処置時において、第１の把持片１５の温度は徐々に上昇する。この温度上昇に伴って、振動系の共振周波数は低下する。本実施形態では、プロセッサ４０は、この共振周波数の低下に基づいて、共振周波数が所定の閾値を下回ったときに出力を停止又は低減させること、或いは、共振周波数が低下している（温度が上昇している）ことなどのユーザーへの告知を行う。
【００３０】
例えば、図４の実線１０１に示すように、処置開始時に周波数ｆ１であった共振周波数は、経過時間とともに減少する。プロセッサ４０は、例えば破線１１１で示すような周波数ｆｔｈ１に第１の閾値を設定する。プロセッサ４０は、振動系の共振周波数が第１の閾値を下回ったとき、出力を停止又は低減させること、或いは、共振周波数が第１の閾値を下回ったこと等の告知を行う。図４に示す例では、プロセッサ４０は、処置開始からの経過時間がｔ１のときに出力を停止又は低減させること、或いは、共振周波数が第１の閾値を下回ったこと等の告知を行う。
【００３１】
手技によっては、短時間の間に連続して異なる部位の処置を行うことがある。このような場合、２回目の処置開始時の第１の把持片１５の温度は、１回目の処置開始時の第１の把持片１５の温度よりも高いことになる。例えば図４に示す例では、１回目の処置時には共振周波数が実線１０１のように変化する一方で、２回目の処置時には共振周波数が破線１０２のように変化する。このような２回目の処置時にも、共振周波数が破線１１１で示す第１の閾値（周波数ｆｔｈ１）を下回ったときに例えば出力を停止させるとすると、処置開始時からの経過時間が例えばｔ１の半分未満のｔ２であるときに出力が停止することになる。しかしながら、１回目の処置における出力の継続時間がｔ１であるのに対して、２回目の処置における出力の継続時間が例えば半分未満のｔ２であっては、十分な処置が行えないことがある。そこで、本実施形態では、例えば出力を停止する閾値を出力開始時の共振周波数に係る初期特徴値に基づいて決定する。
【００３２】
例えば初期特徴値が処置開始時における共振周波数の値であるとき、図４に示す例では、１回目の処置時には、処置開始時の共振周波数が周波数ｆ１であり、この値に基づいて、第１の閾値が破線１１１に示すように周波数ｆｔｈ１に設定される。これに対して、２回目の処置時には、処置開始時の共振周波数が周波数ｆ１よりも低い周波数ｆ２であり、この値に基づいて、第２の閾値が一点鎖線１１２に示すように周波数ｆｔｈ１よりも低い周波数ｆｔｈ２に設定される。その結果、２回目の処置における出力の継続時間は、動作閾値が第１の閾値（周波数ｆｔｈ１）である場合のｔ２ではなく、動作閾値が第２の閾値（周波数ｆｔｈ２）である場合のｔ３となる。ここで、ｔ３はｔ２よりも長い。このように、初期特徴値に基づいて動作閾値が設定されることで、出力の継続時間は適切に調整されることになる。
【００３３】
なお、周波数ｆ１，ｆ２，ｆｔｈ１，ｆｔｈ２は、例えば４０ｋＨｚ乃至６０ｋＨｚ程度の範囲内の値となり、一例として上述のように超音波振動子１３及びロッド部材１４を含む振動系の共振周波数が４６ｋＨｚ乃至４８ｋＨｚである場合、周波数ｆ１，ｆ２，ｆｔｈ１，ｆｔｈ２も４６ｋＨｚ乃至４８ｋＨｚの範囲内の値となる。また、時間ｔ１，ｔ２，ｔ３は、例えば数秒から十数秒程度の範囲内の値となる。
【００３４】
〈出力制御処理〉
プロセッサ４０による出力の制御について、図５に示すフローチャートを参照して説明する。図５に示す出力制御処理は、例えば、ユーザーによって操作ボタン１９が押されたときに開始する。
【００３５】
ステップＳ１において、プロセッサ４０の出力制御部４４は、エネルギー出力源５０に超音波の出力を開始させる。エネルギー出力源５０は、プロセッサ４０の制御下で、所定の電力を超音波振動子１３に投入する。
【００３６】
ステップＳ２において、プロセッサ４０は、エネルギー出力源５０に出力周波数のスキャン動作を行わせ、その後、Phase Locked Loop（ＰＬＬ）を用いた制御を開始してエネルギー出力源５０に電力を出力させる。すなわち、プロセッサ４０の出力制御部４４は、超音波振動子１３を含む振動系の共振周波数近傍で、出力の周波数を例えば高い周波数から低い周波数へと徐々に周波数を変化させながら、エネルギー出力源５０に電力の出力を行わせる。プロセッサ４０の共振周波数取得部４１は、このときの電流及び電圧を取得し、電流及び電圧の位相が一致する周波数、すなわち、当該振動系の共振周波数を取得する。プロセッサ４０は、取得した共振周波数を初期値として、その後もＰＬＬを用いて、出力周波数を振動系の共振周波数に追従させる。以降、ＰＬＬを用いて第１の把持片１５を共振周波数で振動させる。一般に、第１の把持片１５の温度は徐々に上昇するので、図４に示したように、振動系の共振周波数は徐々に低下することになる。
【００３７】
ステップＳ３において、プロセッサ４０の初期特徴値算出部は、スキャン動作後又はＰＬＬを用いた制御の初期において取得された振動系の共振周波数に基づいて、初期特徴値を算出する。
【００３８】
初期特徴値は、出力開始後のある時点における共振周波数の値であってもよい。また、初期特徴値は、出力開始後のある時点から所定期間内の共振周波数の平均値であってもよい。また、初期特徴値は、出力開始後のある時点から所定期間内の共振周波数の積算値であってもよい。また、初期特徴値は、出力開始後のある時点から所定期間内の共振周波数の変化量であってもよい。また、初期特徴値は、出力開始後のある時点から所定期間内の共振周波数の変化量の積算値であってもよい。また、初期特徴値は、出力開始後のある時点における共振周波数の変化率、すなわち微分値であってもよい。また、上述の初期特徴値は、組み合わせて用いられてもよい。
【００３９】
例えば連続した２回目以降の処置においては、第１の把持片１５の温度が予め高くなっているので、初期特徴値としての共振周波数は低くなる。また、例えば２回目以降の処置においては、初期特徴値としての所定期間内の共振周波数の平均値又は積算値は低くなる。また、例えば２回目以降の処置においては、予め温度が高く、その後の温度上昇率は１回目の処置に比べて小さくなるので、初期特徴値としての所定期間内の共振周波数の変化量、変化量の積算値、又は変化率は、１回目の処置に比べて低くなる。そこで、これらのような場合、後述するステップＳ４で設定される閾値は低く設定される。
【００４０】
また、ここでいう出力開始後のある時点は、適宜に決定される。例えば、出力開始から所定の期間が経過した時点であってもよい。また、出力開始後のある時点としては、スキャン動作の直後、ＰＬＬの開始時、ＰＬＬの開始から所定時間経過後等の様々な時点が採用されうる。
【００４１】
ステップＳ４において、プロセッサ４０の閾値設定部４３は、算出された初期特徴値に基づいて、出力を停止させるなどの出力低減動作を実行する基準となる共振周波数に係る動作閾値を設定する。
【００４２】
動作閾値の決定方法の例を説明する。初期特徴値と動作閾値との関係は、例えばエネルギー制御装置３の記憶媒体４８に記憶されている。閾値設定部４３は、取得された初期特徴値と、初期特徴値と動作閾値との関係とに基づいて、動作閾値を決定する。初期特徴値と動作閾値との関係は例えばテーブルとして記憶されており、閾値設定部４３は、初期特徴値に基づいて動作閾値を選択してもよい。また、初期特徴値と動作閾値との関係は関数として記憶されており、閾値設定部４３は、初期特徴値と当該関数とに基づいて動作閾値を算出してもよい。
【００４３】
また、初期特徴値と動作閾値との関係は、超音波処置具２の機種ごとに異なっていてもよい。そこで、動作閾値は、次のように決定されてもよい。すなわち、例えば超音波処置具２の記憶媒体２５には、超音波処置具２の機種を表す識別情報が記憶されている。また、エネルギー制御装置３の記憶媒体４８には、機種ごとの初期特徴値と動作閾値との関係が記憶されている。閾値設定部４３は、超音波処置具２の記憶媒体２５から機種の識別情報を読み出し、当該識別情報に対応する初期特徴値と動作閾値との関係に基づいて、動作閾値を設定してもよい。なお、超音波処置具２の機種情報は、記憶媒体２５に記憶されていなくても、例えば超音波処置具２の機種に応じて異なる抵抗器が超音波処置具２に設けられており、エネルギー制御装置３は、超音波処置具２との接続時にこの抵抗器の抵抗値を取得して、超音波処置具２の機種を判別してもよい。また、初期特徴値と動作閾値との関係が超音波処置具２の記憶媒体２５に記憶されており、閾値設定部４３は、この関係を読み出して動作閾値を設定してもよい。
【００４４】
ステップＳ５において、プロセッサ４０の出力制御部は、現在の振動系の共振周波数と動作閾値とを比較して、共振周波数が動作閾値を下回ったか否かを判定する。共振周波数が動作閾値を下回っていないとき、処理はステップＳ５を繰り返す。すなわち、プロセッサ４０は、ＰＬＬを用いた出力制御を継続して、超音波処置具２による処置を継続させる。一方、共振周波数が動作閾値を下回ったと判定されたとき、処理はステップＳ６に進む。
【００４５】
なお、ここでは共振周波数が動作閾値を下回ったと記載したが、比較に用いる共振周波数の値は、例えばノイズ等による誤判定を防止するため、瞬間値に限らず、移動平均値等であってもよい。
【００４６】
ステップＳ６において、プロセッサ４０の出力制御部４４は、出力低減動作を行う。出力低減動作は、例えば、エネルギー出力源５０による電力の出力を停止させる動作である。また、出力低減動作は、例えば、エネルギー出力源５０による出力電力を低下させる動作であってもよい。また、出力低減動作は、告知部６４を用いて、ユーザーに共振周波数が動作閾値を下回ったことを告知する動作であってもよい。この動作は、例えば、ディスプレイへの表示、スピーカーからの報知音の出力等でありうる。また、出力低減動作は、出力電力の停止又は低下と、告知との組み合わせであってもよい。ステップＳ６の処理の後、出力制御処理は終了する。
【００４７】
なお、閾値設定部４３はステップＳ４で設定される動作閾値を入力部６２を介して入力されるユーザーからの指示に基づいて変更することができるように、エネルギー制御装置３は構成されてもよい。
【００４８】
また、本実施形態に係る初期特徴値に基づく閾値の設定機能や、振動系の共振周波数が動作閾値を下回ったときの動作の種類又は動作の有無が、入力部６２を介して入力されたユーザーの指示に基づいて切り換えられるように、エネルギー制御装置３は構成されていてもよい。
【００４９】
また、上述の例では、動作閾値が１つだけ設定される場合を示したが、動作閾値は２つ以上設定されてもよい。例えば、共振周波数が第１の動作閾値を下回ったとき、出力が低減させられ、共振周波数が第１の動作閾値よりも低い第２の動作閾値を下回ったとき、出力が停止させられるように、エネルギー制御装置３は構成されていてもよい。
【００５０】
なお、本実施形態では、超音波処置具２は、第１の把持片１５の超音波振動によって処置を行う器具として説明したが、これに限らない。超音波処置具２には、超音波振動に加えて、第１の把持片１５と第２の把持片１６との間に高周波電圧を印加する高周波処置具としての機能が付加されてもよい。高周波処置具は、処置対象の組織に高周波電流を流すことによって、組織を流れる電流により発生する熱で処置を行う。また、超音波処置具２は、第１の把持片１５又は第２の把持片１６にヒーターが設けられ、超音波振動と共にヒーターの熱によって処置対象の組織の処置を行う処置具であってもよい。
【００５１】
〈処置システムの特長〉
本実施形態に係る処置システム１によれば、処置対象である生体組織の処置が終了し、組織が切り分かれたときに、第１の把持片１５の超音波振動は低減又は停止等される。したがって、第１の把持片１５と第２の把持片１６のパッド部材２１とが接触しながら第１の把持片１５が超音波振動することが防止される。その結果、パッド部材２１の摩耗や変形が抑制される。
【００５２】
また、第１の把持片１５の超音波振動の低減又は停止は、温度に依存する第１の把持片１５を含む振動系の共振周波数と設定された動作閾値との関係に基づいてなされる。ここで、動作閾値は、出力初期の共振周波数に係る特徴値に基づいて設定される。したがって、例えば処置が繰り返し行われている状況などで、処置の開始当初から第１の把持片１５の温度がある程度高い場合などにおいても、動作閾値が適切に設定される。その結果、常に適切な処置が行われうる。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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