(57)【要約】【課題】センサ値が高周波出力値の変化に依存せず、かつ、設定の高低に関わらず高周波出力を高精度でモニタすることができる電気手術装置を提供する。【解決手段】生体組織を処置するための高周波電力を発生可能な高周波電力発生手段と、高周波電力発生手段により発生された高周波電力から交流成分を抽出する交流成分抽出手段（コンデンサ１４）と、交流成分抽出手段（コンデンサ１４）により抽出された交流成分を、高周波電力発生手段を制御可能な制御手段に供給する交流成分供給手段（電圧センサ用トランス１７）と、交流成分抽出手段（コンデンサ１４）により抽出された交流成分を制御手段に供給するに先立って所定の大きさに制限する高周波成分制限手段（抵抗１５，１６）とを具備する。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体組織を処置するための高周波電力を発生可能な高周波電力発生手段と、
前記高周波電力発生手段により発生された高周波電力から交流成分を抽出する交流成分抽出手段と、
前記交流成分抽出手段により抽出された交流成分を、前記高周波電力発生手段を制御可能な制御手段に供給する交流成分供給手段と、
前記交流成分抽出手段により抽出された交流成分を前記制御手段に供給するに先立って所定の大きさに制限する高周波成分制限手段と、
を具備することを特徴とする電気手術装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気手術装置に関し、特に、生体組織の切開、凝固、蒸散等を行う電気メス装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電気メス等の電気手術装置は、外科手術あるいは内科手術で生体組織の切開や凝固、止血等の処置を行う際に用いられる。
【０００３】
このような電気手術装置には、高周波焼灼電源と、この高周波焼灼電源に接続される処置具が設けられており、処置具を患者に接触させて高周波焼灼電源から高周波電流を供給することで上記処置を行う。
【０００４】
上述した電気手術装置の改良について従来から種々提案されており、例えば特開平８−９８８４５号公報には、高周波出力の出力電流及び電圧をモニタする事により、組織インピーダンスを判定し、組織の処置に適した温度に制御する技術が示されている。
【０００５】
また、特開平１０−２２５４６２号公報には、生体組織の処置に適した温度の制御を行うために、検出した組織インピーダンスに基づいて高周波出力を制御する技術が示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−９８８４５号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開平１０−２２５４６２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した特許文献１、２を含む従来の電気手術装置には、図１４（ａ）に示すように、高周波焼灼時において電源の出力電流と出力電圧をモニタする際に、出力値（横軸）の変化によりセンサ値（縦軸）がばらつき検出精度が低下するという問題があった。また、図１４（ｂ）に示すように、高設定時には電源出力を高精度でモニタ出来るが、低設定時にはモニタリングの精度が低下してしまうという問題があった。
【０００９】
本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、センサ値が高周波出力値の変化に依存せず、かつ、設定の高低に関わらず高周波出力を高精度でモニタすることができ、これによって手術に最適な高周波を生体組織に供給することができる電気手術装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は電気手術装置であって、生体組織を処置するための高周波電力を発生可能な高周波電力発生手段と、前記高周波電力発生手段により発生された高周波電力から交流成分を抽出する交流成分抽出手段と、前記交流成分抽出手段により抽出された交流成分を、前記高周波電力発生手段を制御可能な制御手段に供給する交流成分供給手段と、前記交流成分抽出手段により抽出された交流成分を前記制御手段に供給するに先立って所定の大きさに制限する高周波成分制限手段とを具備する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１２】
（第１実施形態）
（構成）
図１は、本発明の電気手術装置が適用される電気手術器（電気メス装置）１の概略構成を示す図である。図１に示すように、電気手術器１は高周波焼灼電源２を備える。高周波焼灼電源２はケーブル３７を介して鉗子３６に接続され、鉗子３６の電極３は患者の患部４に接続されている。また、高周波焼灼電源２には、ケーブル３８を介してフットスイッチ５が接続されている。
【００１３】
図２は、本発明の第１実施形態に係る高周波焼灼電源２の概略構成を示すブロック図である。図２に示すように、高周波焼灼電源２には、直流電流を供給する電源回路６と、電源回路６からの直流電流を高周波電流に変換する高周波発生回路（高周波電力発生手段、高周波発生源）７と、高周波発生回路７に対して高周波電流の波形を支持する波形回路８と、高周波発生回路７からの高周波電流を電極３に出力する出力トランス９と、出力トランス９から出力される出力電流を検出する電流センサ１０と、出力トランス９から出力される出力電圧を検出する電圧センサ１１と、電流センサ１０及び電圧センサ１１からの検出信号をデジタルデータに変換するＡ／Ｄコンバータ１２と、Ａ／Ｄコンバータ１２からのデジタルデータに基づいて電源回路６及び波形回路８を制御する制御回路１３とを具備する。フットスイッチ５がＯＮされたときに発生するフットスイッチ信号は制御回路１３に送られる。
【００１４】
図３は、図１で説明した出力トランス９及び電圧センサ１１の構成を示す図である。特に、電圧センサ１１は、高周波電流の直流成分を除去するためのコンデンサ（交流成分抽出手段）１４と、高周波電流の電流成分を制限するための抵抗（高周波成分制限手段）１５，１６及び高周波電流の波形を１次側から２次側のＡ／Ｄコンバータ１２へと供給する電圧センサ用トランス（交流成分供給手段）１７とを備えて構成される。
【００１５】
（作用・効果）
高周波焼灼電源２をＯＮして患部４の生体組織に高周波電力を投与すると、加熱により生体組織は蛋白変性し、生体組織のもつインピーダンスは変化する。このインピーダンスの変化を正確に把握するためには、電極を介して生体組織に付与される高周波電力を正確に測定する必要がある。さもなければ各出力モードの特性に即した制御が出来なくなる。もしくは測定誤差が大きくなることによって過度な高周波電力の供給により生体組織のこげつきが発生する。もしくは適切でない高周波電力の供給により生体組織の電極への付着が発生してしまう。
【００１６】
そこで本実施形態では、図３に示すように、電圧センサ１１の構成要素として高周波電力の電流成分を制限するための抵抗１５，１６を直列に配置している。ここで抵抗１５，１６の値はコンデンサ１４のインピーダンスよりも十分大きい（コンデンサ１４と抵抗１５，１６のインピーダンス比は１／１０以上）ものとする。
【００１７】
以下に図４（ａ）〜（ｈ）を参照して抵抗１５，１６を設けた場合の効果について従来技術と比較して説明する。図４（ａ）〜（ｄ）は、抵抗１５，１６を設けない、従来の構成における電圧センサ用トランス１７の入出力波形を示す図である。図４（ａ）の１８は正弦波入力電圧波形、図４（ｂ）の１９は正弦波出力電圧波形、図４（ｃ）の２０ａはバースト波入力電圧波形１、図４（ｄ）の２１ａはバースト波出力電圧波形１である。図４（ａ）〜（ｄ）に示すように、正弦波が入力されたときには位相のズレがなく入力波形と同じ波形が出力されるが、バースト波等の非正弦波が入力されたときには容量成分の効果が大きくなり、入力波形を微分した形状の波形が出力されてしまい、電圧センサとしての正しい動作が行えない。
【００１８】
一方、図４（ｅ）〜（ｈ）は、抵抗１５，１６を設けた本実施形態における入出力波形を示す図である。図４（ｅ）の１８は正弦波入力電圧波形、図４（ｆ）の１９は正弦波出力電圧波形、図４（ｇ）の２０ｂはバースト波入力電圧波形２、図４（ｈ）の２１ｂはバースト波出力電圧波形２である。図からわかるように、この場合には正弦波、バースト波のいずれが入力されても位相ずれのない波形が出力される。これにより、図４（ｅ）に示すような正弦波や図４（ｇ）に示すようなバースト波が入力されても出力電圧を正確に検出できる（図４（ｆ）、図４（ｈ））ことからインピーダンスの細かな変化を把握することが可能になる。
【００１９】
（第２実施形態）
（構成）
図５は、本発明の第２実施形態に係る高周波焼灼電源２の概略構成を示すブロック図である。図６は、図５に示す出力トランス９及び電圧センサ１１の構成を示す図である。第２実施形態では、第１実施形態の構成に、電圧センサ用トランス１７の２次側に複数の抵抗（▲１▼から▲３▼）２２と、これら複数の抵抗（▲１▼から▲３▼）２２を順次切り替えるための切替スイッチ２３とを追加したことを特徴とする。
【００２０】
図７は、高周波出力電圧が高くなったときの制御動作を示すフローチャートである。図８（ａ）は、高周波出力電圧と電圧センサの出力電圧ＶＨＦ（Ｖ）との関係を示す図であり、（ｂ）は、高周波出力電圧と分解能との関係を示す図である。図９（ａ）は、高周波出力電圧と電圧センサの出力値ＶＨＦ（Ｖ）との関係を示す図であり、（ｂ）は、高周波出力電圧と精度との関係を示す図である。
【００２１】
（作用・効果）
ここでは、第１実施形態と同様の部分については詳細な説明を省略する。高周波発生回路７から出力トランス９を経て出力される高周波出力電圧は、高周波発振回路の設定及び生体組織のインピーダンスによって変化する。高周波出力電圧が小さくなると、電圧センサ１１の分解能は低くなる。そこで本実施形態では、設定電力及び設定モードに応じて切替スイッチ２３を作動させて電圧センサ用トランス１７の２次側の抵抗（▲１▼から▲３▼）２２を逐次切り替えることにより高い分解能でセンサ値がとれるようにし、精度の高い制御を行うことを可能にしている（図８、図９参照）。
【００２２】
高周波出力電圧が大きくなった時も同様であり、高周波出力電圧がある許容された電圧よりも大きくなるとそのしきい値を超えないように電圧センサ用トランス１７の２次側の抵抗（▲１▼から▲３▼）２２を切り替えることにより高い分解能でセンサ値がとれるようにし、精度の高い制御を行うことを可能にしている（図８、図９参照）。
【００２３】
以下に、図７のフローチャートを参照して高周波出力電圧が大きくなったときの切替スイッチ２３による制御動作を説明する。フットスイッチ５をＯＮすると、高周波発生回路７による高周波出力を開始する（ステップＳ１）。次に、電圧センサ１１により高周波出力電圧ＶＨＦ１を測定する（ステップＳ２）。次に、測定した高周波出力電圧ＶＨＦ１がＶＨＦ最大値よりも大きいか否かを判断し（ステップＳ３）、ＹＥＳの場合にはフットスイッチ５をＯＦＦ（ステップＳ４）して高周波出力を停止する（ステップＳ５）。
【００２４】
また、ステップＳ３においてＮＯの場合には切替スイッチ２３を作動させて抵抗２２を▲１▼から▲２▼に切り替える（ステップＳ６）。この状態で高周波出力電圧ＶＨＦ２を測定し（ステップＳ７）、測定した高周波出力電圧ＶＨＦ２がＶＨＦ最大値よりも大きいか否かを判断し（ステップＳ８）、ＹＥＳの場合にはフットスイッチ５をＯＦＦ（ステップＳ９）して高周波出力を停止する（ステップＳ１０）。
【００２５】
また、ステップＳ８においてＮＯの場合には切替スイッチ２３を作動させて抵抗２２を▲２▼から▲３▼に切り替える（ステップＳ１１）。この状態で高周波出力電圧ＶＨＦ３を測定する（ステップＳ１２）、次に、切替スイッチ２３をＯＦＦして（ステップＳ１３）、高周波出力を停止する（ステップＳ１４）。
【００２６】
（第３実施形態）
（構成）
図１０は、本発明の第３実施形態に係る高周波焼灼電源２の概略構成を示すブロック図である。図１１は、図１０に示す出力トランス９及び電流センサ１０の構成を示す図である。第３実施形態では、第１実施形態の構成に、電流センサ１０の電流センサ用トランス２４の２次側に複数の抵抗（▲１▼から▲３▼）２２と、これら複数の抵抗（▲１▼から▲３▼）２２を順次切り替えるための切替スイッチ２３とを追加したことを特徴とする。
【００２７】
図１２は、高周波出力電流が高くなったときの制御動作を示すフローチャートである。図１３（ａ）は、高周波出力電流と電流センサの出力値ＩＰ（Ａ）との関係を示す図である。図１３（ｂ）は、高周波出力電流と分解能との関係を示す図である。
【００２８】
（作用・効果）
ここでは、第１実施形態と同様の部分については詳細な説明を省略する。高周波発生回路７から出力トランス９を経て出力される高周波電流は、高周波発振回路の設定及び生体組織のインピーダンスによって変化する。高周波電流が小さくなると、電流センサ１０の分解能は低くなる。そこで本実施形態では。設定電力及び設定モードにより切替えスイッチ２３を作動させて電流センサ用トランス２４の２次側の抵抗（▲１▼から▲３▼）２２を逐次切り替えることにより高い分解能でセンサ値がとれるようにし、精度の高い制御を行うことを可能にしている（図１３参照）。
【００２９】
高周波電流が大きくなった時も同様であり、高周波出力電流がある許容された電流よりも大きくなるとそのしきい値を超えないように電流センサ用トランス２４の２次側の抵抗２２を逐次切り替えることにより高い分解能でセンサ値がとれるようにし、精度の高い制御を行うことを可能にしている（図１３参照）。
【００３０】
以下に、図１２のフローチャートを参照して高周波出力電流が大きくなったときの切替スイッチ２３による制御動作を説明する。フットスイッチ５をＯＮすると、高周波発生回路７による高周波出力を開始する（ステップＳ１１）。次に、電流センサ１０により高周波出力電流ＩＰ１を測定する（ステップＳ１２）。次に、測定した高周波出力電流ＩＰ１がＩＰ最大値よりも大きいか否かを判断し（ステップＳ１３）、ＹＥＳの場合にはフットスイッチ５をＯＦＦ（ステップＳ１４）して高周波出力を停止する（ステップＳ１５）。
【００３１】
また、ステップＳ１３においてＮＯの場合には切替スイッチ２３を作動させて抵抗２２を▲１▼から▲２▼に切り替える（ステップＳ１６）。この状態で高周波出力電流ＩＰ２を測定し（ステップＳ１７）、測定した高周波出力電流ＩＰ２がＩＰ最大値よりも大きいか否かを判断し（ステップＳ１８）、ＹＥＳの場合にはフットスイッチ５をＯＦＦ（ステップＳ１９）して高周波出力を停止する（ステップＳ２０）。
【００３２】
また、ステップＳ１８においてＮＯの場合には切替スイッチ２３を作動させて抵抗２２を▲２▼から▲３▼に切り替える（ステップＳ２１）。この状態で高周波出力電流ＩＰ３を測定する（ステップＳ２２）、次に、切替スイッチ２３をＯＦＦして（ステップＳ２３）、高周波出力を停止する（ステップＳ２４）。
【００３３】
（付記項１）
非正弦波成分を有する高周波電力を発生可能な高周波電力発生手段と、
前記高周波電力発生手段で発生される前記高周波電力を生体組織に付与可能な電極を有し、前記生体組織を処置可能な処置手段と、
前記高周波電力発生手段から前記処置手段の電極に供給される前記高周波電力より直流成分を除去し、前記非正弦波成分を有する交流電圧成分を抽出可能なコンデンサ手段と、
前記コンデンサ手段と組み合わせられると前記非正弦波成分の微分機能を形成する関係となる一次側コイルを有し、前記コンデンサ手段で抽出された前記交流電圧成分を伝送可能なトランス手段と、
前記非正弦波成分の微分機能を除去可能に前記一次側コイルに流れる交流電流を制限する電流制限手段と、
前記電流制限手段で電流制限された前記トランス手段からの前記交流電圧成分を計測可能な電圧計測手段と、
を具備したことを特徴とする電気手術装置。
【００３４】
（付記項２）
生体組織を処置するための高周波電力を発生可能な高周波電力発生手段と、
前記高周波電力発生手段で発生される前記高周波電力を前記生体組織に付与可能な電極と、
前記高周波電力発生手段から前記電極に供給される前記高周波電力の交流電圧成分を伝送可能なトランス手段と、
前記トランス手段で伝送された交流電圧成分を異なる倍率で再生可能な複数の負荷手段と、
前記トランス手段の出力側に前記複数の負荷手段を選択的に接続するための切換え手段と、
前記切換え手段によって選択された負荷手段で再生された交流電圧成分を計測可能な電圧計測手段と、
を具備したことを特徴とする電気メス装置。
【００３５】
（付記項３）
生体組織を処置するための高周波電力を発生可能な高周波電力発生手段と、
前記高周波電力発生手段で発生される前記高周波電力を前記生体組織に付与可能な電極と、
前記高周波電力発生手段から前記電極に供給される前記高周波電力の交流電圧成分を伝送可能なトランス手段と、
前記トランス手段で伝送された交流電圧成分を異なる倍率で再生可能な複数の負荷手段と、
前記トランス手段の出力側に前記複数の負荷手段を選択的に接続するための切換え手段と、
前記切換え手段によって選択された負荷手段で再生された交流電圧成分を計測可能な電圧計測手段と、
前記電圧計測手段の計測結果に基づき、前記切換え手段を制御可能な切換え制御手段と、
前記切換え制御手段の制御状態に基づき、前記電圧計測手段の計測結果から前記電極に供給された交流電圧を算出する交流電圧算出手段と、
を具備したことを特徴とする電気メス装置。
【００３６】
（付記項４）
高周波発生源と、
前記高周波発生源に接続される複数の電極と、
前記複数の電極の少なくとも２つの間に発生する電圧を測定する電圧測定手段及び電流を測定する電流測定手段とを備える電気手術装置において、
前記電圧測定手段は、
前記電圧測定手段に流れる電流の直流成分を除去する直流成分除去手段と、
前記複数の電極間に発生した電圧波形に比例する出力信号波形を出力する波形信号出力手段と、
前記電圧測定手段に流れる電流を制限する電流制限手段と、から構成されることを特徴とする電気手術装置。
【００３７】
（付記項５）
付記項４において、前記直流成分除去手段は、コンデンサであることを特徴とする電気手術装置。
【００３８】
（付記項６）
付記項５において、前記電流制限手段は抵抗であることを特徴とする電気手術装置。
【００３９】
（付記項７）
付記項６において、前記直流成分除去手段であるコンデンサと、前記電流制限手段である抵抗のインピーダンス比は１／１０以上であることを特徴とする電気手術装置。
【００４０】
（付記項８）
付記項４において、前記電圧測定手段の入力部に印加された電圧に対する出力信号の比率を変更する比率変更手段と、前記電圧測定手段の出力結果から前記比率変更手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする電気手術装置。
【００４１】
（付記項９）
付記項８において、前記比率変更手段は、高周波発生源の出力設定によって切替わることを特徴とする電気手術装置。
【００４２】
（付記項１０）
付記項８において、前記比率変更手段は、高周波発生源の出力が任意のしきい値を超えたときに切替わることを特徴とする電気手術装置。
【００４３】
（付記項１１）
付記項４において、前記電流測定手段の入力部に印加された電流に対する出力信号の比率を変更する比率変更手段と、前記電流測定手段の出力結果から前記比率変更手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする電気手術装置。
【００４４】
（付記項１２）
付記項１１において、前記比率変更手段は、高周波発生源の出力設定によって切替わることを特徴とする電気手術装置。
【００４５】
（付記項１３）
付記項１１において、前記比率変更手段は、高周波発生源の出力が任意のしきい値を超えたときに切替わることを特徴とする電気手術装置。
【００４６】
（付記項１４）
付記項１２において、前記電圧測定手段及び前記電流測定手段は、高周波発生源から出力される電圧及び電流の平均値を測定するものであることを特徴とする電気手術装置。
【００４７】
（付記項１５）
付記項８において、前記制御手段は、該制御手段と同数もしくはそれ以上の高周波発生源の出力を制御することを特徴とする電気手術装置。
【００４８】
（付記項１６）
付記項１１において、前記制御手段は、該制御手段と同数もしくはそれ以上の高周波発生源の出力を制御することを特徴とする電気手術装置。
【００４９】
（付記項１７）
付記項８または１１において、前記制御手段は予め設定された数字の羅列を用いて制御を行うことを特徴とする電気手術装置。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、センサ値が高周波出力値の変化に依存せず、かつ、設定の高低に関わらず高周波出力を高精度でモニタすることができ、これによって手術に最適な高周波を生体組織に供給することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電気メス装置が適用される電気手術器１の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る高周波焼灼電源２の概略構成を示すブロック図である。
【図３】図１で説明した出力トランス９及び電圧センサ１１の構成を示す図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、電圧センサ用トランス１７についての従来の入出力波形を示す図であり、（ｅ）〜（ｈ）は、電圧センサ用トランス１７の理想的な入出力波形を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る高周波焼灼電源２の概略構成を示すブロック図である。
【図６】図５に示す出力トランス９及び電圧センサ１１の構成を示す図である。
【図７】高周波出力電圧が高くなったときの制御動作を示すフローチャートである。
【図８】（ａ）は、高周波出力電圧と電圧センサの出力電圧ＶＨＦ（Ｖ）との関係を示す図であり、（ｂ）は、高周波出力電圧と分解能との関係を示す図である。
【図９】（ａ）は、高周波出力電圧と電圧センサの出力値ＶＨＦ（Ｖ）との関係を示す図であり、（ｂ）は、高周波出力電圧と精度との関係を示す図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る高周波焼灼電源２の概略構成を示すブロック図である。
【図１１】図１０に示す出力トランス９及び電流センサ１０の構成を示す図である。
【図１２】高周波出力電流が高くなったときの制御動作を示すフローチャートである。
【図１３】（ａ）は、高周波出力電流と電流センサの出力値ＩＰ（Ａ）との関係を示す図であり、（ｂ）は、高周波出力電流と分解能との関係を示す図である。
【図１４】従来の電気手術装置の問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
１…電気手術器、２…高周波焼灼電源、３…電極、４…患部、５…フットスイッチ、６…電源回路、７…高周波発生回路、８…波形回路、９…出力トランス、１０…電流センサ、１１…電圧センサ、１２…Ａ／Ｄコンバータ、１３…制御回路、１４…コンデンサ、１５…抵抗、１６…抵抗、１７…電圧センサ用トランス、２２…抵抗、２３…切替スイッチ、２４…電流センサ用トランス。
【図１】
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【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】
2004305628.tif 000012
【図１１】
2004305628.tif 000013
【図１２】
2004305628.tif 000014
【図１３】
2004305628.tif 000015
【図１４】
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