(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンドピースのスイッチ・エンド・キャップ用の検出回路において、
並列に接続されている複数のスイッチと、
前記複数のスイッチのそれぞれに対してそれぞれ直列に接続されている複数のダイオードであって、前記複数のダイオードは、互いに逆の極性で接続されている、複数のダイオードと、
前記複数のダイオード、および前記複数のスイッチに接続されている複数の導電部材であって、前記複数の導電部材の各々は、前記スイッチ・エンド・キャップの複数の対応する導電部材に対してそれぞれ連絡している、複数の導電部材と、
前記複数の導電部材に対して並列に接続されているトランソーブであって、当該トランソーブは、バック・トゥ・バックの形態で接続されているツェナー・ダイオードを含む、トランソーブと、
を含み、
前記回路は、前記トランソーブの両端部において当該回路に入力される正および負の電圧のそれぞれにおける伝導量に基づいて前記複数のスイッチの開閉状態または前記ハンドピースに付随して当該回路に接続された導体として作用する過剰な破片物の存在を検出する、検出回路。
【請求項２】
請求項１に記載の検出回路において、
前記複数の導電部材に対して並列に接続されている抵抗器、
をさらに含む、検出回路。
【請求項３】
請求項１に記載の検出回路において、
抵抗器と、
前記抵抗器に対して直列に接続されている装置と、
をさらに含む、検出回路。
【請求項４】
請求項３に記載の検出回路において、
前記抵抗器、および前記装置は、前記複数の導電部材に対して並列に接続されている、検出回路。
【請求項５】
請求項４に記載の検出回路において、
前記装置は、コンデンサーおよびインダクタのいずれか１つである、検出回路。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の検出回路において、
前記複数のダイオードのうちの１つのダイオードに対して直列に接続されている装置をさらに含み、
破片物の抵抗が、単一方向の電流において決定される、検出回路。
【請求項７】
請求項６に記載の検出回路において、
前記装置は、抵抗器およびツェナー・ダイオードのいずれか１つである、検出回路。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の検出回路において、
前記複数の導電部材の極めて近くに設けられたセンサーをさらに含む、検出回路。
【請求項９】
請求項８に記載の検出回路において、
前記センサーは反応性材料を含む、検出回路。
【請求項１０】
請求項９に記載の検出回路において、
前記反応性材料は、乾燥時において低い電気伝導度を有し、湿潤時および化学的反応に対する曝露時のいずれか一方の場合において伝導を容易にする、検出回路。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載の検出回路において、
前記ハンドピースにおける複数のボタンの状態情報が得られるように２つの回路が並列に接続されている、検出回路。
【請求項１２】
請求項１１に記載の検出回路において、
４つのボタンの状態情報が得られる、検出回路。
【請求項１３】
請求項１２に記載の検出回路において、
２つの検出回路が並列に接続されており、２つの導電部材が並列に接続されている、検出回路。
【発明の詳細な説明】
関連出願に対するクロスリファレンス
本特許出願はそれぞれの内容が本明細書に参考文献として含まれる２０００年１０月２０日に出願されている米国仮特許出願第６０／２４１，８９９号および同第６０／２４２，２７２号の恩典を主張する。
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は超音波外科システムに関し、特にブレードまたは外科用メス等の高精度に制御された超音波的に振動する装置の使用により大小の血管の同時的な軟質組織の切開および焼灼を含む外科処置の実行を容易にするための改善された装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気的な外科用メスおよびレーザーが組織および血管を焼灼することにより軟質組織の切開および止血を同時に行なうという２種類の機能を実行するための外科装置として使用できることが知られている。しかしながら、このような装置は凝固状態を形成するために極めて高い温度を使用するので気化および発煙ならびにはねかえりを生じる。さらに、このような装置を使用することにより、比較的広い熱的な組織損傷の領域を形成する場合が多い。
【０００３】
超音波駆動機構による高速で振動する外科ブレードによる組織の切断および焼灼も良く知られている。このようなシステムには、特定の電圧、電流および、例えば、毎秒５５，５００サイクルの振動数の電気的信号を生成する発生装置が備えられている。この発生装置はケーブルを介してハンドピースに接続されており、このハンドピースは超音波トランスデューサを形成している圧電素子を収容している。ハンドピース上のスイッチまたは別のケーブルを介して発生装置に接続されているフット・スイッチに応じて、発生装置の信号がトランスデューサに供給され、この信号によりその各素子の長手方向の振動が生じる。一定の構造体がトランスデューサを外科ブレードに接続しており、これにより、発生装置がトランスデューサに信号を供給する時にこの外科ブレードが振動する。この構造体は所定の振動数において共振するように設計されているので、トランスデューサにより開始された動作が増幅される。
【０００４】
上記のブレードは非対称の形状である場合が多く、外科処置中に、医者がハンドピースを操作して治療する組織にブレードを接触させる。ブレードの動作を制御するスイッチがハンドピース上に配置されているので、スイッチの場所により医者がブレードの所望の配向状態で組織に接触することが妨げられる場合がある。すなわち、スイッチとブレードとの間の相対的な位置により、自分の指でスイッチを活性化できる状態であっても、医者がブレードをその適正な位置に操作することが妨げられる、または困難になる可能性がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
それゆえ、医者がスイッチとブレードとの間の相対的な位置について配慮する必要なく組織に対して自由に接近できてこれに手術を施すことを可能にするハンドピースおよびスイッチの組立体が要望されている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
外科ハンドピース・システムにおいて使用するための種々の回路設計を本明細書に開示する。この外科ハンドピース・システムはスイッチ・エンド・キャップを備えており、このスイッチ・エンド・キャップは回転可能であり、好ましくは、当該スイッチ・エンド・キャップの中に備えられているスイッチ機構にハンドピースの本体部分を着脱自在に接続する。ハンドピースの本体部分およびスイッチ機構は上記のスイッチ・エンド・キャップがハンドピースの本体部分の回りに自由に回転して各スイッチの状態を伝達するために必要な導電部材の数を減らすことができる様式で互いに電気的に接続している。
【０００７】
態様の一例において、検出回路がコンソールの部品の中に備えられており、このコンソールがハンドピースの本体部分に接続されていてこれに電力を供給する。例えば、この検出回路はハンドピースの導電部材を跨ぐ電気伝導度の存在および方向を検出するように設計されている。上記のスイッチ・エンド・キャップは当該スイッチ・エンド・キャップの一部を形成している所定数の独立している各スイッチの状態をモニターするための信号を運ぶために減少した数の導電部材を使用することを可能にする回路を有している。このハンドピースの各導電部材の回路および形態により、回路によるモニター処理の従来の形態において必要になる三組以上の導電部材ではなく、二組の導電部材のみにより２個の独立しているスイッチの状態をモニターすることが可能になる。この導電部材の減少により、ハンドピースの構成をさらに小形におよびさらに高い信頼性で作成することができる。
【０００８】
別の態様において、上記ハンドピースの検出回路およびスイッチ・エンド・キャップの回路はハンドピースの各導電部材の間に入る破片物の影響の程度を検出して測定するための手段を提供する。加えて、上記の破片物による不完全な作用が本発明の回路構成を使用するハンドピースにより抑えられる。
【０００９】
さらに別の態様において、上記スイッチ・エンド・キャップの回路は上記検出回路との組み合わせにおいてハンドピースの本体部分に取り付けられているスイッチ・エンド・キャップの種類を識別するための手段として使用できる。このスイッチ・エンド・キャップにおいて使用する回路を変えることにより、スイッチ・エンド・キャップの種類が検出回路により検出できる。従って、この検出回路を備えている発生装置はどの種類のスイッチ・エンド・キャップがハンドピースに取り付けられているかを検出することができる。
【００１０】
本発明の別の特徴および利点が以下の添付図面に基づく本発明の詳細な説明により明らかになる。
本発明の各実施形態の上記およびその他の特徴がこれらの実施形態についての以下の詳細な説明および図面による例示によりさらに明瞭になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１において、実施形態の一例による超音波外科切断および止血システムが概略的に符号１０により示されている。このシステム１０は超音波発生装置（図示せず）を収容するためのコンソールまたはハウジング２０および当該システム１０の一部分を形成しているコンソール２０の中に配置されている制御システムを備えている。第１のケーブル２２はコンソール２０をハンドピース１００に接続して、これらの間を電気的に接続するように作用する。この第１のケーブル２２は第１の組のワイヤ（図示せず）を備えていて、これらのワイヤは電気的なエネルギー、すなわち、駆動電流をコンソール２０からハンドピース１００に供給することを可能にしており、この駆動電流が外科器具３０に対して超音波的な長手方向の動作を与える。例示的な実施形態によれば、上記の外科器具３０は鋭利なメス・ブレードまたはシャーであることが好ましい。この器具３０は同時的な組織の切開および焼灼のために使用できる。
【００１２】
ハンドピース１００への超音波電流の供給は当該ハンドピース１００の中に配置されているスイッチ機構１１０により制御される。後に詳述するように、このスイッチ機構１１０はコンソール２０、さらに明確に言えば、その発生装置に第１のケーブル２２の１個以上のワイヤ（図示せず）を介して接続されている。さらに、発生装置は第２のケーブル５０を介してコンソール２０に接続されているフット・スイッチ４０により随意的に制御することもできる。従って、使用中に、外科医はハンドピース１００におけるスイッチ機構１１０またはフット・スイッチ４０を動作することによりハンドピース１００に対して超音波の電気的信号を供給して、超音波振動数において器具３０を長手方向に振動させることができる。このスイッチ機構１１０は外科医の手により活性化され、フット・スイッチ４０は外科医の足により活性化される。
【００１３】
発生装置のコンソール１０は液晶表示装置２４を備えており、この表示装置２４は最大切断出力率または切断出力に付随する数値的な出力レベル等の種々の手段で選択される出力レベルを指示するために使用できる。この液晶表示装置２０はシステムにおける別のパラメータを表示するために使用することもできる。出力スイッチ２６は上記装置を始動するために使用される。ウォーミング・アップ状態において、「待機（standby）」ライト２８が点灯する。動作準備が完了すると、「準備完了（ready）」インジケータ１４が点灯して、待機ライトが消える。装置が最大出力を供給する場合に、ＭＡＸ指示器が点灯する。それよりも少ない出力が選択される場合には、ＭＩＮ指示器が点灯する。このＭＩＮ指示器の活性時における出力レベルがボタン１６により設定される。
【００１４】
診断検査を行なう場合に、この検査は「テスト（test）」ボタン１９により開始される。安全面の理由から、例えば、外科医または他の人員にブレードが触れている際に検査を開始しないことを確実にするために、ボタン１９はスイッチ機構１１０またはフット・スイッチ４０との組み合わせで押すことができる。さらに、スイッチ機構１１０をフット・スイッチ４０の代わりに作動する場合には、フロント・パネル上の「手による活性化（hand activation）」ボタン１８を選択して当該ボタン１８の使用をイネーブル状態にする必要がある。
【００１５】
上記のスイッチ機構１１０またはスイッチ４０のいずれかの動作により超音波ハンドピース１００に電力を供給すると、上記の組立体は外科用メスまたはブレード３０を約５５．５ｋＨｚで長手方向に振動させ、この長手方向の移動量は、使用者による調節可能な選択に応じて、供給される駆動電力（電流）の量に比例して変化する。比較的に高い切断出力を供給する場合に、ブレード３０はその超音波振動速度において約４０ミクロン乃至１００ミクロンの範囲内で長手方向に移動するように設計されている。このようなブレード３０の超音波振動はブレードが組織に接触する時、すなわち、組織内におけるブレードの加速動作が極めて狭い局在化した領域において当該ブレードの機械的なエネルギーを熱エネルギーに変換する。さらに、この局在化した熱が凝固の狭い領域を形成し、このことにより直径が１ミリメートルよりも小さい小血管内の出血が減少または消去できる。ブレードの切断効率および止血の程度は供給される駆動電力レベル、外科医の切断速度、組織の種類による性質および組織の血管分布により変化する。
【００１６】
次に、図２乃至図７においてハンドピース１００を詳細に示しており、この超音波ハンドピースは概略的に符号１２０により示されている電気的エネルギーを機械的エネルギーに変換するための圧電トランスデューサを収容しており、この機械的エネルギーがトランスデューサの両端部の長手方向に沿う振動動作を生じる。好ましくは、トランスデューサ１２０はそのスタック（堆積体）の両端部の間に動作ゼロ点（motion null point）を有する積み重ね状のセラミック圧電素子の形態である。ホーン１３０がその一方の側においてトランスデューサ１２０に連結している。さらに、（外科）器具３０がホーン１３０の一部分に固定されている。この結果、器具３０はトランスデューサ１２０の超音波振動数速度で長手方向に振動する。トランスデューサ１２０の両端部は当該トランスデューサ１２０がそのトランスデューサの共振振動数において３８０ｍＡ・ＲＭＳの電流により駆動される時に最大動作を行なう。このことはハンドピース１００の動作の概略的な説明に過ぎず、当該技術分野の熟練者であればその超音波外科作用を達成するための特定の各構成部品の動作方法が理解できる。
【００１７】
ハンドピース１００の各部品はその組み合わせ体が同一の共振振動数において振動するように設計されている。特に、装置内に収容されている各構成要素はそれぞれの最終的な長さが１／２波長になるように調整されている。音響学的取付ホーン１３０における器具３０に比較的近い部分の直径が減少するのに従って長手方向に沿う前後動作が増幅される。従って、ホーン１３０および器具３０はブレード動作を増幅して音響システム内の残りの部分に対して同調した共振振動を行なうために形付けられて縮小されており、このことにより、器具３０に近接している音響学的取付ホーン１３０の端部が最大の前後動作を行なう。
【００１８】
ハンドピース１００はトランスデューサ１２０およびホーン１３０を含むがこれらに限らない内部動作部品を収容する本体部分１５０を備えている。この本体部分１５０は後に詳述するように当該本体部分１５０に回転可能に連結されているスイッチ・エンド・キャップ２００（図２）に対して係合するように設計されている。好ましくは、スイッチ・エンド・キャップ２００は本体部分１５０に着脱自在に接続されている。本体部分１５０は先端部１５２およびケーブル２２の一端部に取り付けられている反対側の基端部１５４を有している。本体部分１５０は任意数の形状を有することができ、使用者が手の中にハンドピース１００を容易に把持して楽に保持できるように設計されている。好ましくは、本体部分１５０は一般に環状の形状であり、例示的な実施形態において、ハンドピース１００は使用者が当該ハンドピース１００の周囲を把持してこれに親指および１個以上の指を静止することができる多数のテーパー状の部分を伴う設計を有している。図示の実施形態において、本体部分１５０は金属材料により形成されているが、この本体部分１５０がプラスチック材料を含むがこれらに限らない多数の材料により形成できることが理解されると考える。
【００１９】
上記基端部１５４において、電気的アダプタ１５６が備えられていて、１個以上のワイヤ（図示せず）によりケーブル２２に電気的に接続されている。さらに、この電気的アダプタ１５４はハンドピース１００の別の内部構成部品に対しても電気的に接続されていて、後に詳述するように、電力がスイッチ機構１１０によりハンドピース１００に選択的に供給できる。上記基端部１５４は一般にその中に配置されたケーブル２２により閉じられている端部であるが、先端部１５２は少なくとも部分的に開口している端部である。ホーン１３０はこの先端部１５２の方向に延在していて、このホーン１３０の先端１３２がハンドピース１００の先端部１５２から延出している。さらに、この先端１３２はこれから外側に延出しているスタッド４５６またはその類似部材を有している。好ましくは、このスタッド４５６はねじ込み式のスタッドを有しており、器具３０に対してねじ込み様式で係合してこの器具３０およびハンドピース１００を固定するように設計されている。器具３０はブレード部分（図５）と共に当該ブレード部分３２の周囲に配置されている絶縁性のシース３４を有している。さらに、このブレード部分３２は露出しているブレード先端３６を有しており、このブレード先端３６は絶縁性シース３４から延出して組織等に対する接触および切断のために利用できるようになっている。絶縁性シース３４は任意数の適当な絶縁材料により形成され、実施形態の一例において、プラスチック材料により形成されている。
【００２０】
上記先端部１５２において、本体部分１５０はフランジ部材１６０（図３）を形成するために一定の減少された直径を有している。このフランジ部材１６０はキャビティ１６２を有しており、この中にホーン１３０が延在している。図示の実施形態において、上記フランジ部材１６０は環状の形状であり、ホーン１３０の先端１３２の直前の位置まで延出しており、さらに、先端１３２を含むホーン１３０の一部分がフランジ部材１６０の端部から延出している。このフランジ部材１６０が本体部分１５０の残りの部分から延出している場所にショルダー１６４が形成されている。フランジ部材１６０の外表面部１６６は符号１６８により概略的に示されている１個以上の隆起部１６６を有することができ、これらの隆起部１６８は外表面部１６６の周囲に環状に延在している。図２に示す例示的な実施形態においては、２個の隆起部１６８が互いに離間しているねじ部の形態で存在しており、外表面部１６６が環状の形状であるので、各隆起部１６８は環状のねじ部を備えている。なお、上記の外表面部１６６がスイッチ・エンド・キャップ２００に対して相補的に係合するように構成されていることが理解されると考える。
【００２１】
図２および図７に最良に示すように、本体部分１５０はさらにキャビティ１６２内のホーン１３０の周囲に配置されている第１の導電性フィンガー要素１７０を備えている。例示的な実施形態において、上記第１の導電性フィンガー要素１７０はホーン１３０の周囲に放射状に配置されている複数のフィンガー１７１により形成されている環状のリング状部材である。この導電性フィンガー要素１７０の各フィンガー１７１は直列的に接続状態の第１の部分１７２および各フィンガー１７１の自由端部を構成している第２の部分１７４を有している。この自由な第２の端部１７４は、後に詳述するように、ハンドピース１００が組立てられる時に、別の導電性部材に対して電気的に係合する。好ましくは、この第２の端部１７４は幾つかの場所において屈曲して、概ねジグザグ形状を採り、一定の供給された力により各フィンガー１７１が屈曲できる程度に柔軟である。なお、複数のフィンガー１７１を有する代わりに、単一のフィンガー１７１を備えることも可能であることが理解されると考える。
【００２２】
上記第１の部分１７２の基端部において、各フィンガー１７１は符号１７６により概略的に示されている導電性の基部リングに接続しており、この基部リング１７６は全てのフィンガー１７１の間の導電性の経路を形成している。さらに、第１の導電性基部リング１７６は第１の導電性フィンガー要素１７０を本体部分１５０の中に、さらに明確に言えば、キャビティ１６２の中に適正に位置決めして配置するためにも使用されている。この第１の導電性基部リング１７６は本体部分１５０の中に固定されていて、キャビティ１６２内の本体部分１５０と当該リング１７６との間に配置されている１個以上のスペーサー１７８を使用することにより導電性の本体部分１５０から電気的に絶縁されている。本体部分１５０およびホーン１３０の環状の形状により、上記１個以上のスペーサ−１７８は、概ね絶縁性のリング構造の形態で、各フィンガー１７１と導電性の本体部分１５０との間に配置されている。一般に、上記１個以上のスペーサ−１７８は任意数の適当なプラスチック材料または弾性材料により形成されている。さらに、上記第１の導電性フィンガー要素１７０は、例えば、金属等の導電材料により形成されているホーン１３０に対しても一定の十分な距離で離間しているので、各フィンガー１７１または要素１７０における別の部分がハンドピース１００の組立中にホーン１３０に対して接触することがない。上記１個以上のスペーサー１７８を各フィンガー１７１と本体部分１５０との間に配置することにより、各スペーサー１７８は各フィンガー１７１を本体部分１５０の導電性の内表面部１５１から内側に僅かに押し出すように作用する。
【００２３】
図３に関して既に述べたように、ケーブル２２はハンドピースに対して電力を供給するように作用し、これに応じて、上記第１の導電性フィンガー要素１７０は１個以上のワイヤ（図示せず）により電気的アダプタ１５６に電気的に接続しており、当該ワイヤは電気的アダプタ１５６から第１の導電性フィンガー要素１７０まで本体部分１５０の長さに沿って延在している。なお、本体部分１５０がケーブル２２に対して電気的に接続しているので、本体部分１５０自体が電気的な経路またはワイヤとして作用することが理解されると考えるが、このことについては後に詳述する。
【００２４】
図４乃至図７に最良に示すように、上記スイッチ・エンド・キャップ２００は本体部分１５０に対して係合して、当該スイッチ・エンド・キャップ２００がハンドピース１００の動作中に当該ハンドピースの本体部分１５０の回りに自由に回転できるようになっている。このスイッチ・エンド・キャップ２００は先端部２０２および反対側の基端部２０４を有する外殻部２０１により形成されており、当該スイッチ・エンド・キャップ２００の基端部２０４が本体部分１５０の先端部１５２を受容してこれに対して係合する（図４）。外殻部２０１は外表面部２０６（図６）を有しており、この外表面部２０６はハンドピース１００の動作中に使用者により把持および保持されるような外形形状を有している。外殻部２０１の基端部２０４は本質的に概ね環状の形態であり、この例示的な外殻部２０１は僅かに内側にテーパー状になっていてその先端部２０２の近くにスイッチ部分２１０（図４）を形成している。この僅かなテーパー状の部分は指の形状の凹部を形成していて、スイッチ・エンド・キャップ２００の本体部分１５０に対する連結中またはスイッチ・エンド・キャップ２００の本体部分１５０に対する回転移動中等において、使用者の指が外殻部２０１を容易に把持および保持することを可能にしている。
【００２５】
実際に、上記スイッチ部分２１０は符号２１２（図１）により概略的に示されている一対の対向している外形形状を有するフィンガー部分および符号２１４（図６）により概略的に示されている一対の対向している凹状のボタン部分により形成されている。好ましくは、一方のフィンガー部分２１２は他方のフィンガー部分２１２から約１８０°離間して形成されており、一方の凹状のボタン部分２１４は他方のボタン部分２１４から約１８０°離間して形成されている。外殻部２０１の保持および回転方向の操作は一方のフィンガー部分２１２に親指を置いて、他の指、例えば、中指を他方のフィンガー部分２１２に置くことにより行なえる。このことにより、人差し指を各ボタン部分２１４の一方の上に静止することが可能になる。各ボタン部分２１４は基端部２０４に対して僅かにテーパー状になっているが、各フィンガー部分２１２を形成するためのテーパー部分は親指およびその他の１個以上の指に対応する静止位置に対して適応することがさらに明らかに分かる。
【００２６】
外殻部２０１は貫通している中ぐり穴２２０（図４）を伴ってその先端部２０２および基端部２０４の両方において少なくとも部分的に開口している。この中ぐり穴２２０は第１の導電部材２３０を受容する寸法を有しており、このように導電部材２３０を中ぐり穴２２０の中に配置することにより、当該第１の導電部材２３０がスイッチ・エンド・キャップ２００の中に固定して配置できる。この例示的な実施形態において、上記第１の導電部材２３０は金属等の適当な導電材料により形成されている円筒形の部材により構成されている。この第１の導電部材２３０は上記先端部２０２の近くの位置から上記基端部２０４の近くの位置までの外殻部２０１における一定の長さに沿って延在している。好ましくは、先端部２０２における開口部の直径は導電部材２３０の直径とほぼ同一の寸法であり、当該導電部材に対して軸方向に整合していて、この導電部材２３０の内側への接近を可能にして、導電部材２３０の内側の清浄化を可能にしている。
【００２７】
図５および図６に最良に示すように、上記先端部２０２において、シール部材２４０が上記導電部材２３０の端部に配置されている。さらに明確に言えば、上記シール部材２４０は導電部材２３０に隣接している外殻部２０１の中に形成されている溝部の中に保持されている。好ましくは、このシール部材２４０はシリコンにより形成されている。後に詳述するように、シーブ部材２４０は導電部材２３０の中に不要な異物が入り込むことを防ぐように設計されている。スイッチ・エンド・キャップ２００をハンドピース本体部分１５０に対して係合する時に、上記の（外科）器具３０が導電部材２３０の中に延在してスイッチ・エンド・キャップ２００の先端部２０２に形成されている開口部から延出する。従って、この器具は上記シール部材２４０を貫通する。さらに、このシール部材２４０の弾性の性質により、当該シール部材２４０は器具３０のシース部分３４に係合してこれらの間にシールを形成する。これにより、外科手術中に入り込む可能性のあるあらゆる物質がこのシール部材２４０により制限されるので、上記シールは外殻部２０１の先端部２０２において形成されている開口部を通して異物が入り込むことを防止する。
【００２８】
図６において最良に示すように、上記基端部２０４の近傍において、スイッチ・エンド・キャップ２００は好ましくは導電部材２３０に対して同心状である環状のプラットホーム２５０を有している。上記の中ぐり穴２２０はこの環状プラットホーム２５０の中に形成されており、さらに明確に言えば、この中ぐり穴２２０は環状プラットホーム２５０において開始しているので、この環状プラットホーム２５０はその中心部分において形成されている開口部を有している。この環状プラットホーム２５０は上記基端部２０４に向かって放射状に内側に延出していて、外殻部２０１の内表面部２０３の中に延在している別の環状面部２５２から離間するように延在している。この環状プラットホーム２５０は外殻部２０１の内表面部２０３により定められる直径よりも小さい直径を有することが好ましいので、環状プラットホーム２５０と外殻部２０１の内表面部２０３との間に間隙２５４が形成されている。従って、この環状プラットホーム２５０はスペーサー部材として考えることができる。上記導電部材２３０は当該導電部材２３０の一部分が環状プラットホーム２５０から上記基端部２０４における外殻部２０１の内表面部２０３の中に形成されているキャビティの中に延出するような一定の長さを有している。また、基端部２０４の近傍の外殻部２０１の内径は当該外殻部２０１の内表面部２０３上に形成されている１個以上のリップ部分２５８により僅かに変化できる。これらの１個以上のリップ部分２５８はハンドピース本体部分１５０をスイッチ・エンド・キャップ２００に連結する際にそのハンドピース１００における係合式の表面部分を形成するように作用する。
【００２９】
図５および図６に最良に示すように、スイッチ・エンド・キャップ２００は一対のスイッチ・ボタン部材２７０も備えており、これらは外殻部２０１の中に形成されているボタン部分２１４の中に着脱自在に固定されている。各スイッチ・ボタン部材２７０は上面部２７２を有していて、外殻部２０１の一部分として形成されている保持器２７５に対して支持されているフランジ２７４を備えている。このフランジ２７４は保持器２７５によりシールされていて、あらゆる異物等がスイッチ機構１１０の電子スイッチ部品の中に入ることを阻止している。好ましくは、この保持器２７５はスナップ嵌め構造を含む従来的な技法により外殻部２０１に取り付けられている。さらに、第１のポスト２７６および第２のポスト２７８がこれらの間に形成されている中間の横壁部２８０により互いに離間して配置されている。上面部２７２は第１の起立部分２８２およびこれから離間する第２の起立部分２８４を備えており、これらの間に中間の凹部２８６が形成されている。従って、上面部２７２はスイッチ・ボタン部材２７０が中間の凹部２８６から第１の各起立部分２８２および第２の各起立部分２８４まで遷移するのに従って僅かにベベル状になっている。図示の実施形態において、第１のポスト２７６は第１の起立部分２８２よりも概ね低く配置されており、第２のポスト２７８は第２の起立部材２８４よりも概ね低く配置されていて、使用者が第１の起立部分２８２を下方に押した時に、第１のポスト２７６が下方に移動するようになっている。同様に、使用者が第２の起立部分２８４を下方に押した時には、第２のポスト２７８が下方に移動する。
【００３０】
スイッチ・ボタン部材２７０は後に詳述するようにハンドピース１００を選択的に活性化させるために押圧可能なスイッチ・ボタンとして作用するようにそれぞれ設計されている。これらのスイッチ・ボタン部材２７０はプラスチック材料等の適当な材料により形成されており、好ましくは、これらのスイッチ・ボタン部材２７０は弾性のプラスチック材料により形成されている。例示的な実施形態の一例において、各スイッチ・ボタン部材２７０はシリコンにより形成されており、この材料はこれらの部材を十分に弾性にすることを可能にしており、各部材は各ボタン部分２１４の中に嵌合および固定することができると共に、ハンドピース１００の動作中における指または親指に対応する係合面を提供できる。本発明の態様の一例において、スイッチ・ボタン部材２７０の外形は指先が第１の起立部分２８２および第２の起立部分２８４の間に容易に静止することを可能にしている。言い換えれば、指先がスイッチ機構１１０を作動することなく中間の凹部２８６の中に支持されて静止できる。各スイッチ・ボタン部材２７０は各ボタン部分２１４の中に配置されているので、これらのスイッチ・ボタン部分２７０は互いに約１８０°離間している。また、凹部２８６は各スイッチ・ボタン部材２７０を偶然に活性化することなくこのスイッチ・ボタン部材２７０の動作中に使用者が指を静止するための場所を提供する点で有利である。このことは凹部２８６が各スイッチ・ボタン部材２７０の旋回位置の上方に配置されていることにより行なうことができる。
【００３１】
さらに、スイッチ・エンド・キャップ２００は上記電子スイッチ機構１１０の一部分を形成している一対のプリント回路板（ＰＣＢ）２９０も備えている。これらのＰＣＢ２９０は外殻部２０１の中に配置されていて、各ＰＣＢ２９０が導電部材２３０とスイッチ・ボタン部材２７０との間に配置されている。これらのＰＣＢ２９０はスイッチ・エンド・キャップ２００の中に形成されている中ぐり穴２２０を貫通している軸に対して長手方向に沿って延在している。各ＰＣＢ２９０の先端部２９２はスイッチ・エンド・キャップ２００の先端部２０２の近傍でシール部材２４０よりも基端側に配置されている。各ＰＣＢ２９０はその先端部２９２の反対側に基端部２９４を有している。なお、これらのＰＣＢ２９０を使用する代わりに、「フレックスプリント（flexprint）」として知られている柔軟な回路部品等の別の適当な電子部品を使用できることが理解されると考える。
【００３２】
一対のファスナー３００が各ＰＣＢ２９０を導電部材２３０に電気的に接続するために作用する。さらに明確に言えば、ＰＣＢ２９０が導電部材２３０に電気的に接続しているので、本発明によるスイッチ回路の一方の側が導電部材２３０により定めされている。一対のファスナー３００は各ＰＣＢ２９０の中に形成されている各開口部（図示せず）を貫通してこれらのＰＣＢ２９０と導電部材２３０との間に所望の電気的接続を行なっている。
【００３３】
図５に示すように、上記一対のファスナー３００は中間横壁部２８０の下方に配置されている。外殻部２０１の中に形成されている各ボタン部分２１４はスイッチ・ボタン部材２７０の第１のポスト２７６および第２のポスト２７８を受容するために当該ボタン部分２１４の中に形成されていて互いに離間している開口部を有している。上記の例示的なスイッチ・機構１１０はロッカー型（rocker type）スイッチ機構として知られており、実施形態の一例によれば、２個のスイッチ・ボタン部材２７０が部分的にこのスイッチ機構１１０を形成している。各スイッチ・ボタン部材２７０は２個のスイッチ・セットを有している。例えば、第１の起立部分２８２および第１のポスト２７６は第１のスイッチ・セットに付随しており、第２の起立部分２８４および第２のポスト２７８が第２のスイッチ・セットに付随している。好ましくは、一方のスイッチ・ボタン部材２７０の第１のスイッチ・セットはこれから約１８０°の位置に配置されている他方のスイッチ・ボタン部材２７０の第１のスイッチ・セットと同一である。例示的な実施形態の一例において、上記第１のスイッチ・セットは最大電力設定用であり、第２のスイッチ・セットは最小電力設定用（または最大設定よりも小さい電力設定用）である。なお、上記第１のスイッチ・セットをハンドピース１００に対する最小電力の伝達用にして、上記第２のスイッチ・セットをハンドピース１００に対する最大電力の伝達用のために設計できるという逆の設計も同様に言える。
【００３４】
上記の各ＰＣＢ２９０は２個の異なるスイッチ・セットを有する回路を提供するように設計することもできる。なお、使用者が触れるスイッチ・ボタン部材２７０の部分に応じて発生装置等に信号を供給して少なくとも２種類の異なるレベルの電力をハンドピース１００に供給できる回路を各ＰＣＢ２９０が収容していれば、本発明の実施において任意数のＰＣＢ２９０を使用できることが理解されると考える。ＰＣＢ２９０の好ましい種類の一例はドーム・スイッチ型のＰＣＢ２９０であり、この場合に、その第１のドーム（図示せず）は一定の力が加えられて潰されると第１の信号（例えば、最大電力信号）を発生するためのＰＣＢ２９０の部分として形成されている。このドーム・スイッチ型のＰＣＢ２９０はさらに第２のドーム（図示せず）を備えており、この第２のドームは一定の力が加えられて潰されると第２の信号（例えば、最小電力信号）を発生するためのＰＣＢ２９０の部分として形成されている。なお、本発明のスイッチ機構１１０がハンドピース１００に対する電力供給を制御するための信号を発生することに制限されないことが理解されると考える。すなわち、上記のスイッチ機構１１０はハンドピース１００の別の機能を制御する信号を発生するために使用することも可能である。例えば、このような制御信号は待機機能、診断機能、およびコンソール２０のオン・オフを切り替える機能を含むがこれらに限らないコンソール機能を選択的に制御するために使用できる。
【００３５】
上記第１のドームは上記第１のポスト２７６の下方に配置されていて、使用者が第１の隆起部分２８２を押すと、スイッチ・ボタン部材２７０がファスナー３００の回りに旋回して、第１のポスト２７６がＰＣＢ２９０に接触するまで、当該第１のポスト２７６がボタン部分２１４の中に形成されている各開口部を通って下方に移動する。さらに明確に言えば、第１のポスト２７６がＰＣＢ２９０の第１のドームに接触して、この第１のドームが潰される。この第１のドームが潰されると、電流がＰＣＢ２９０およびスイッチ機構１１０全体を介して第１の方向に流れる。一方、使用者が第２の起立部分２８４を押すと、第２のポスト２７８が第２のドームに接触しこれを押し潰して、電流がＰＣＢ２９０およびスイッチ機構１１０全体を介して反対の第２の方向に流れる。なお、本発明が上記ドーム型機構の使用に制限されずに、他の通常において開いているスイッチを閉じて作用する任意の機構が本発明の実施において使用できることが理解されると考える。また、上記ドームを押し潰す動作は通常において開いているスイッチを閉じる例示的な方法の一つに過ぎない。
【００３６】
図６および図７において最良に示すように、スイッチ・エンド・キャップ２００はさらに上記導電部材２３０の基端部の周囲に配置されている第２の導電性フィンガー要素３１０を備えている。この例示的な実施形態において、第２の導電性フィンガー要素３１０は導電部材２３０の周囲に放射状に配置されている複数のフィンガー３１１により形成されている環状のリング状部材である。この導電性フィンガー部材３１０の各フィンガー３１１は上記ＰＣＢ２９０の１個に電気的に接続している第１の部分３１２およびフィンガー３１１の自由端部を構成している直列接続状の第２の部分３１４を有している。この自由な第２の部分３１４は後に詳述するようにハンドピース１００を組立てる際に別の導電部材に対して電気的に接触する。好ましくは、この第２の部分３１４は概ねジグザグ形状を採るように幾つかの部分において屈曲している。上記第１の導電性フィンガー要素１７０および第２の導電性フィンガー要素３１０は任意数の適当な導電材料により形成できる。
【００３７】
上記第１の部分３１２および第２の部分３１４の間において、各フィンガー３１１は符号３１６により概略的に示されている導電性の基部リングに接続しており、この基部リング３１６は全てのフィンガー３１１の間に導電性の経路を形成している（図６）。導電性の基部リング３１６はスイッチ・エンド・キャップ２００の中の導電性フィンガー要素３１０を適正に位置決めして配置するためにも使用される。好ましくは、環状プラットホーム２５０は複数の放射状に離間しているタブ（図示せず）を備えており、これらのタブは当該タブの下方に上記導電性の基部リング３１６を挿入することにより導電性フィンガー要素３１０を保持して各フィンガー３１１の第２の部分３１４が隣接するタブの間に配置されてこれらのタブから延出するように作用する。導電性フィンガー要素３１０を環状プラットホーム２５０の中に固定することにより、複数のフィンガー３１１の第２の部分３１４を導電部材２３０に対して概ね接近または離間させる方向に操作および移動できる。上記フィンガー３１１の数はその正確な用途に応じて変えることができ、実施形態の一例においては、上記導電性フィンガー部材３１０は６個のフィンガー３１１を有している。これらのフィンガー３１１はスイッチ・エンド・キャップ２００をフランジ１６０に対して放出可能に保持するための機構も備えている。スイッチ・エンド・キャップ２００がハンドピース本体部分１５０に対して係合される時に、各フィンガー３１１は本体部分１５０の内表面部に対する係合により内側に曲がる。このように各フィンガー３１１が内側に曲がることにより、各フィンガー３１１はフランジ１６０に対して外側に向かうバイアス力を供給して、スイッチ・エンド・キャップ２００と本体部分１５０との間に保持力が生じる。導電性フィンガー要素３１０がハンドピース１００のための電気的経路を部分的に形成しているので、導電性フィンガー要素３１０が導電部材２３０に対して接触しないことが重要である。スイッチ・エンド・キャップ２００は当該スイッチ・エンド・キャップ２００における導電性の部材、すなわち、要素３１０および部材２３０をさらに絶縁するように作用する多数の別のスペーサー部材を含むことが好ましいことが理解されると考える。
【００３８】
種々の実施形態の外科装置１０（図１）において使用される全ての導体部材は任意数の適当な導電性の材料により形成されている。実施形態の一例において、これらの導電性の材料はステンレス・スチール、金メッキした銅、ベリリウム−銅、窒化チタン、または強力な浄化溶液またはオートクレーブ処理による腐蝕の傾向を減少するために役立つ導電性プラスチックにより形成されている。
【００３９】
次に、ハンドピース１００の組立ておよび動作を図１乃至図７について説明する。スイッチ・エンド・キャップ２００はスタッド４５６およびホーン１３０を導電部材２３０の内側に整合することによりハンドピース本体部分１５０に取り外し可能に取り付けられる。スタッド４５６およびホーン１３０を導電部材２３０の中に形成した中ぐり穴に整合した後に、スイッチ・エンド・キャップ２００をフランジ部材１６０に係合して、スイッチ・エンド・キャップ２００が本体部分１５０の周囲に適正に勘合すると、スタッド４５６およびホーン１３０の一部分が導電部材２３０の内側に配置される。しかしながら、スイッチ・エンド・キャップ２００が本体部分１５０に取り付けられている時に、スタッド４５６およびホーン１３０は導電部材２３０に対して接触しない。スイッチ・エンド・キャップ２００の基端部２０４はショルダー１６４よりも基端側の部分またはこれに対して支持されている。スイッチ・エンド・キャップ２００の中に形成されている停止部材３９１が本体部分１５０の先端部１５２に対して係合することにより、スイッチ・エンド・キャップ２００のさらなる移動を制限する停止が行なわれる。
【００４０】
上記のスタッド４５６およびホーン１３０の一部分は導電部材２３０の内側においてその基端部に配置されているので、（外科）器具３０は当該器具３０をスタッド４５６に対して固定することによりスイッチ・エンド・キャップ２００の中に固定される。さらに明確に言えば、この器具３０はそのブレードの先端と反対側の端部にねじ穴を有しているのが好ましい（図３）。好ましくは、器具３０は上記のねじ穴をスタッド４５６に対してねじ込み式に係合させることにより当該器具３０をスタッド４５６に対して固定することによりスタッド４５６に取り付けられる。この器具３０は当該器具３０がスタッド４５６から離脱するまで一方向に器具３０を単純に捩じることによりその浄化または交換のために容易に取り外せる。この器具３０をスタッド４５６に固定する場合には、当該器具３０の絶縁性シース３４がシール部材２４０に接触してシールを形成するので、不要な異物が先端部２０２に形成した開口部を通して中に入り込むことが防止できる。シール部材２４０の弾性の性質により、このシール部材２４０がブレード形状に一致して、絶縁性シース３４の弾性の性質がさらに効果的なシールを形成する。
【００４１】
本発明の別の態様によれば、上記第１の導電性フィンガー要素１７０および第２の導電性フィンガー要素３１０はスイッチ・エンド・キャップ２００のスイッチ機構１１０とハンドピース１００に対して電力を供給するための手段を供給しているケーブル２２との間に電気的な経路を形成している。図７において最良に示すように、スイッチ・エンド・キャップ２００が本体部分１５０に取り付けられる時に、上記第１の導電性フィンガー要素１７０の各フィンガー１７１がこのスイッチ・エンド・キャップ２００の第１の導電部材２３０における外表面部２３１に接触してこれに対するバイアス力を受ける。このことはスイッチ・エンド・キャップ２００を取り付ける時に第１の導電部材２３０が各フィンガー１７１とホーン１３０との間に配置されることにより生じる。これらの導電部材２３０および各フィンガー１７１の両方の導電性により、各ＰＣＢとケーブル２２との間に電気的な経路が形成される。この電気的な接続は上記ドームの一方を潰すために上記スイッチ・ボタン部材２７０の一方が押されて対応する各ＰＣＢ２９０を通して電流を流すことを可能にする時にスイッチ機構１１０の回路の一方の側を完成するために作用する。使用者が上記第１の起立部分２８２および第２の起立部分２８４（使用者が既に押している）のいずれかを解放すると、ドームが拡張して電気的な経路が中断することにより、スイッチ機構１１０を通る電流の流れが中断する。このことにより、ハンドピース１００に対する電力供給が停止する。なお、上記のスイッチ機構１１０が単一のボタン部材２７０のみを備えることができることも理解されると考える。
【００４２】
以上において、スイッチ機構１１０を一定の機構（１個以上のドーム等）がスイッチを閉じるために活性化する通常において開いている状態のスイッチ組立体として概略的に説明したが、当該技術分野における熟練者であれば、このスイッチ機構１１０を通常において閉じている状態のスイッチ組立体にすることもできることが理解できると考える。このような実施形態においては、上記の部分２８２，２８４の一方を押すことにより上記スイッチの一方が開いて、他の実施形態のように閉じない。上記二重式のスイッチ機構１１０が第１方向およびこれと反対の第２の方向の電流の流れを有するので、一方のスイッチを開くことにより単一方向にのみ電流が流れる。このような実施形態においては、発生装置等が検出回路等の検出機構を有しており、この機構が上記の単一方向に流れている電流を検出して、このことを部分２８２，２８４の一方の活性化に等しいとするように設計されている。
【００４３】
従って、第１の電気的な経路が各ＰＣＢ２９０、ファスナー３００、導電部材２３０、フィンガー１７１およびこれらのフィンガー１７１をケーブル２２に電気的に接続する１個以上のワイヤにより特定される。言い換えれば、各フィンガー１７１と導電部材２３０との間の接続が上記本体部分１５０およびスイッチ機構１１０を一体に電気的に架橋するように作用する。すなわち、電流はケーブル２２の中を流れた後に１個以上のワイヤを介して第１のフィンガー要素１７０に到達する。その後、上記のスイッチ・ボタン部材２７０の一方によりスイッチ機構１１０を作動すると、電流は上記の各フィンガー１７１と導電部材２３０との間の電気的接続によりスイッチ・機構１１０の中に流れる。
【００４４】
同様の様式で、上記第２の導電性フィンガー要素３００の各フィンガー３１１はハンドピース１００の本体部分１５０に接触してこれに対するバイアス力を受ける。この実施形態における本体部分１５０は導電性の部材により形成されていてケーブル２２の１個以上のワイヤに電気的に接続されているので、この本体部分１５０はスイッチ機構１１０の回路を完成するために使用可能な導電性の部材により構成されている。各フィンガー３１１は導電部材２３０から十分に離間しているので、スイッチ・エンド・キャップ２００を本体部分１５０に取り付ける時に、上記のフィンガー１１７は実際にはフィンガー３１１と導電部材２３０との間に配置される。
【００４５】
各フィンガー３１１の第２の部分３１４の弾性の性質により、スイッチ・エンド・キャップ２００を取り付ける際に、これらのフィンガー３１１が本体部分１５０に接触してこれに対して内側または外側に曲がることが可能になる。また、各フィンガー３１１の第１の部分３１２が各ＰＣＢ２９０に電気的に接続しているので、上記第２の端部３１４と本体部分１５０との間の接触がスイッチ機構１１０の回路を完成して、当該スイッチ機構１１０を作動した時に電流が本体部分１５０および第２の導電性フィンガー要素３１０を通して流れることを可能にする。言い換えれば、上記の各ＰＣＢ２９０、第２の導電性フィンガー要素３１０および本体部分１５０により第２の電流経路が形成されて定められる。
【００４６】
上記スイッチ機構１１０はそれぞれが直列にダイオードを有している４個のスイッチを備えている機構として考えることができる。さらに明確に言えば、一方のスイッチ・ボタン部材２７０の第１の起立部分２８２は第１の前方スイッチに相当し、当該一方のスイッチ・ボタン部材２７０の第２の起立部分２８４が第１の後方スイッチに相当し、他方のスイッチ・ボタン部材２７０の第１の起立部分２８２が第２の前方スイッチに相当し、当該他方のスイッチ・ボタン２７０の第２の起立部分２８４が第２の後方スイッチに相当する。なお、上記の前方のスイッチおよび後方のスイッチが互いに直列のダイオードを有していることが理解されると考える。好ましくは、上記第１の各前方スイッチおよび第２の前方スイッチが同一のダイオード配向を有しており、上記第１の後方スイッチおよび第２の後方スイッチが同一で反対方向のダイオード配向を有している。このダイオードの極性はそのダイオードが前方のスイッチまたは後方のスイッチにおけるいずれの部品であるかにより決まる。使用者が上記第１の起立部分２８２の一方を押すと、これに相当する第１または第２の前方スイッチが上記第１のポスト２７６の一方により加えられる力による付随のＰＣＢドームの潰れにより作動する。このことにより、電流がハンドピース１００を通して第１の方向に流れる。また、使用者が上記第２の起立部分２８４の一方を押すと、これに相当する第１または第２の後方スイッチが上記第２のポスト２７８の一方により加えられる力による付随のＰＣＢドームの潰れにより作動する。このことにより、電流がハンドピース１００を通して第２の方向に流れる。従って、この実施形態においては、ＰＣＢ２９０の部品として４個のドームが形成されていて、各ＰＣＢ２９０において２個ずつのドームが形成されている。
【００４７】
ハンドピース１００は上記前方スイッチが器具３０の最大振動用のハンドピース１００に対する最大電力供給のための信号を送る前方ダイオードを伴う最大出力スイッチを備えているように設計できる。この実施形態において、上記後方スイッチは器具３０の最小振動用のハンドピース１００に対する最小電力供給のための信号を送る後方ダイオードを伴う最小出力スイッチにより構成されている。また、発生装置は上記前方スイッチの一方の作動により上記第１の方向の電流を感知または検出した時に当該発生装置がハンドピース１００に対して最大出力を供給するようにプログラムされており、第２の方向の電流を感知した時に当該発生装置がハンドピース１００に対して最小の出力を供給するように設計されている。また、前方スイッチの一方および後方スイッチの一方が偶然に同時に押されると、発生装置は第１の方向および第２の方向に連続的に電流を感知する。反対方向の電流を感知した時に、発生装置は状態が整流化されるまでハンドピース１００に対する電力供給を停止するようにプログラムされている。好ましくは、エラーまたは警告メッセージも液晶表示装置２０に現れる。
【００４８】
重要なことは、第１の導電性フィンガー要素１７０の各フィンガー１７１および第２の導電性フィンガー要素３１０の各フィンガー３１１はハンドピース１００の動作中に互いに接触しない。フィンガー１７１の１個がフィンガー３１１の１個に対して接触すると、電気的な経路が交叉するので、電気的な短絡が生じやすくなる。さらに、電気的な短絡がハンドピース１００内に存在すると、発生装置が第１の方向および第２の方向の電流を感知することにより、発生装置がハンドピース１００に対する電力供給を停止して随意的に特定の種類のエラーまたは警告メッセージを発生する。
【００４９】
本発明の別の態様において、スイッチ・エンド・キャップ２００は外殻部２０１の中に収容されているケーブル２２とスイッチ機構１１０との間に形成されている電気的接続を分裂させることなくハンドピース本体部分１５０の回りに自由に回転する。上記フランジ部材１６０に形成されている１個以上の隆起部１６８はスイッチ・エンド・キャップ２００の内表面部に対応する環状の表面部分を形成して、スイッチ・エンド・キャップ２００が本体部分１５０の先端部１５４の周囲に自由に回転する時にこれに沿って移動する。スイッチ・エンド・キャップ２００および本体部分１５０は回転可能な第１の各導電性フィンガー要素１７０および第２の各導電性フィンガー要素３１０により電気的に接続していることが有利であるので、これらのスイッチ・エンド・キャップ２００および本体部分１５０はハンドピース１００の中の電流の流れを中断することなく互いに対して自由に回転する。各フィンガー１７１，３１１の第２の部分１７４，３１４は、それぞれ、対応する相補的な導電性の表面部分に対して十分にバイアス力を受けているので、これらの第２の部分１７４，３１４は各導電性の表面部分に沿って回転方向に摺動する。従って、スイッチ・エンド・キャップ２００は所望の位置まで本体部分１５０の回りに回転して、当該スイッチ・エンド・キャップ２００の位置に拘わらず、本体部分１５０および発生装置に対する電気的な伝達を継続して維持できる。大抵のブレード３０は本来的に非対称形であるので、外科医はハンドピース１００内の一定位置に保持されている器具またはブレード３０に対する各スイッチ・ボタン部材２７０の相対位置を変更することを選択できる。このことは各フィンガー要素１７０，３１０により可能になる。
【００５０】
上記本発明の各実施形態は過度の配線を要さずにスイッチと別の電気的なハンドピースの構成部品との間の電気的伝達を行なうための手段により従来的な外科装置の欠陥を解消する。このことは清浄化およびその他の目的のためにスイッチ・エンド・キャップ２００を本体部分１５０から容易に分離可能にする。例えば、上記の設計はスイッチ・エンド・キャップ２００と本体部分１５０との間の電気的な伝達を行なう各部材の容易な検査を可能にする。それゆえ、上記第１の各導電性フィンガー要素１７０および第２の各導電性フィンガー要素３１０の完全性をいつでも検査してこれらがその動作条件内に維持されていることを確かめることができる。また、スイッチ・エンド・キャップ２００またはハンドピース１５０のいずれかを交換または修理する必要が生じた場合に、これら２個の部品を迅速且つ容易に分離して、交換または修理を行なうことができる。また、このことは外科処置を妨げない様式で継続することを可能にする。
【００５１】
さらに、上記のスイッチ・エンド・キャップ２００は２個のスイッチ・ボタン部材２７０を互いに約１８０°離間して配置して、このことにより好ましい配向を行い、使用者（外科医）がハンドピース１００を当該使用者により把持されている状態で両方のスイッチ・ボタン部材２７０に対して容易に接触できる点で人間工学的に設計されている。上記の各スイッチ・ボタン部材２７０を２個以上の場所に配置することにより、使用者はその活性化用の指に対して最も近い一方のスイッチ・ボタン部材２７０を容易且つ迅速に操作できる。言い換えれば、スイッチ・エンド・キャップ２００の一般的な手動操作中に、親指およびその他の１個以上の指が互いに概ね１８０°離間して配置され、このことが上記２個のスイッチ・ボタン部材２７０の配置を補って安定になる。上記１８０°の配向は、各スイッチ・ボタン部材２７０を例えば３個のような多数個の場所に配置した場合に使用者がこれらのスイッチ・ボタン部材２７０の１個に対して接触および係合することの可能性の無い状態で外科装置１０を把持することが困難になるという点においても操作上の利点を有する。すなわち、本発明の設計において、上記１８０°の配向は使用者が装置１０を保持している時に各スイッチ・ボタン部材２７０に対して使用者が接触しない一定の把持領域を供給する。また、例えば、対向する外形形状のフィンガー部分２１２等の別の設計上の特徴もスイッチ・エンド・キャップ２００に対して比較的良好な感触を与えると共に使用者がスイッチ・エンド・キャップ２００を容易に把持および回転できるように設計されている。
【００５２】
従って、本発明は外科ハンドピース１００を提供し、当該ハンドピース１００においては、電気的接続を維持しながらスイッチ・エンド・キャップ２００がハンドピース本体部分１５０の回りに自由に回転できる様式でスイッチ・エンド・キャップ２００のスイッチ機構１１０がハンドピース本体部分１５０に電気的に接続している。
【００５３】
以上において、本発明を自由に回転可能なシステムとして説明したが、ハンドピース１００のみが部分的に回転可能または回転不可能であることも本発明の範囲に含まれる。このような場合に、多数個の停止部材またはデテント（図示せず）がハンドピース１００の構造内に組み込まれていて、スイッチ・エンド・キャップ２００のみがハンドピース本体部分１５０に対して部分的に回転できる。従って、この回転の程度はその製造方法およびこれに追随して配置される停止部材またはデテントにより選択できる。また、別の実施形態において、上記デテントはスイッチ・エンド・キャップ２００がラチェット状の様式で増加的に回転するように形成できる。さらに、このラチェット作用を提供するためにこれらのデテントを形成し、これに対して相補的な係合式の形状部分も形成される。また、ハンドピース１００はスイッチ・エンド・キャップ２００の回転が器具３０に対して指定される指定可能な回転を提供するように設計できる。例えば、ホーン１３０に固定する時に器具３０が常に一定の配向状態を採るように器具３０を設計できる。例えば、器具３０は北−南（垂直）の配向状態を採ることができる。デテント等を使用することにより、スイッチ・エンド・キャップ２００が初期的に所定の第１の位置にあって、当該スイッチ・エンド・キャップ２００の回転によりこのスイッチ・エンド・キャップ２００が、例えば、９０°の増加量である所定の増加量で回転するようにこのスイッチ・エンド・キャップ２００の回転を指定できる。このことは上記の指定された回転システムによりスイッチ・エンド・キャップ２００の最も好ましい配置を備えることを可能にする。
【００５４】
本特許出願がスイッチ・エンド・キャップ２００とハンドピース本体部分１５０との間を回転させるための方法を広く開示しており、所定数の導電経路が係合式の電気的導体により形成されていることが理解されると考える。これら係合式の電気的導体の各対は独立した電気的信号を運ぶように設計されている。
【００５５】
図１乃至図８における別の態様において、本発明の装置はハンドピース本体部分１５０とスイッチ・エンド・キャップ２００との間に破片物阻止性の連結を備えている。図１乃至図８について既に説明した実施形態のそれぞれにおいて、電気的な伝導構造が２個の導電部材の間の回転を可能にする様式でこれらの互いに係合している２個の導電部材の間に形成されている。これら２個の部材間を跨ぐ中断されない伝導構造を形成するためには、これら２個の導電部材を酸化物および硬水析出物等の残留物を適度に無くすことが望ましい。極めて清浄な接触状態は適当に浄化および注意を払うことが必要になるのでこのような接触状態の必要性を排除することも好ましい。
【００５６】
上記２個の導電部材の間の効果的な電気的伝導構造を備える方法の一例は随意的にスプリング負荷がかけられる鋭い針状またはピン状の接触部材（例えば、フィンガー部分１７４，３１４）を使用することである。この接触部材の端部における鋭い点は１平方インチ当たりに数ポンド（ＰＳＩ）の接触力を増加して、上記の酸化物および破片物の透過を可能にする。これらの接触部材はさらに当該接触部材が粗いグリット状の外観を有するようにこれらの接触部材の表面上に導電性のグリット材料を配置すること、あるいは当該接触部材の表面を改質することのいずれかによりグリット状の表面を有することもできる。これらの接触部材の表面の粗面化またはその表面上にグッリト状の材料を配置することにより、当該接触部材はあらゆる酸化物の残留物またはその他の破片物を比較的良好にかき落とすことができる。スイッチ組立体の回転はこの接触部材をふき取るので、さらに接触の完全性を改善できる。別の方法は刻々の（または進行中の）比較的高い電圧（ＤＣまたはＡＣ）を導電性フィンガー１７１，３１１に供給してあらゆる酸化物バリアを打ち破ることである。このことは比較的制限された空間に適用されるほど電場がさらに高くなるので、先の尖ったフィンガーの場合に特に有用である。さらに別の方法はスイッチ状態を評価するためにＤＣ（直流電流）ではなく比較的高い周波数のＡＣ（交流電流）を使用することである。存在している酸化物／残留物はいずれもそれ自体が絶縁体として作用して、ＡＣ連結部材が跨ぐコンデンサーを形成する。
【００５７】
次に、図８において、別の方法を示している。この実施形態においては、薄いコーティングの形態で符号１００５により概略的に示されている絶縁体が導電部材１０００，１０１０に適用されて対向する部材１０２０，１０３０の静電結合を形成している。例示的な実施形態において、上記コーティング１００５は約０．０００１インチ（０．０００３ｃｍ）乃至約０．００２インチ（０．００５ｃｍ）の厚さを有している。なお、上記の各導電部材１０００，１０１０，１０２０，１０３０が図１乃至図７について本明細書において既に説明した構造を含む任意数の種類の導電性の接触構造を備えることができることが理解されると考える。例えば、これらの導電部材１０００，１０１０，１０２０，１０３０は導電性のリング、フィンガー、ピン等を備えることができる。導電部材１０００は導電部材１０２０に対して導電的に係合して、導電部材１０１０は導電部材１０３０に対して係合している。この例示的な実施形態において、導電部材１０２０，１０３０はそれぞれ本明細書において既に説明した組立体と同様の導電性フィンガー組立体を備えている。ＡＣ信号が各スイッチに対する静電結合として潜在的に絶縁性のコーティングを施した導電部材１０００，１０１０を考えるのに十分に高い振動数においてこれらのスイッチ状態の伝達のために使用される。例示的な振動数は約１ＫＨｚ乃至約２００ＫＨｚである。言い換えれば、導電部材１０１０、コーティング１００５、および導電部材１０００はコンデンサーを形成しており、このコンデンサーがＡＣ信号によりこれをまたぐ結合を可能にしている。なお、このＡＣ信号の使用は上記コーティング１００５の存在が無くても実施可能であり、鉱物化／破片物／酸化物の汚染が生じた場合に、密接した金属の接触が必要でないので、上記ＡＣ信号が結合を可能にする。
【００５８】
図１および図２におけるさらに別の態様において、ハンドピース１００はスイッチ・エンド・キャップ２００が本体部分１５０に対して取り付けられている時を検出するための機構を備えており、どの種類のスイッチ・エンド・キャップ２００が本体部分１５０に取り付けられているのかを識別するための機構も備えている。これらの係合式の各導電部材を跨ぐスイッチ状態の伝達は上記の各実施形態において既に説明している。例えば、図２は導電部材２３０に対して係合している第１の導電性フィンガー要素１７０および本体部分１５０に対して係合している第２の導電性フィンガー要素３１０を示している図である。これは特定の実施形態の一例であるが、本発明は互いに対して回転可能な導電性の各部材の係合部分を跨ぐスイッチ信号の伝達方法を広く教示していることが理解されると考える。
【００５９】
スイッチ・エンド・キャップ２００の内側の回路（例えば、図６における各ＰＣＢ２９０）はスイッチ・エンド・キャップ２００の中に配置されている電気的に伝導性の部材２３０，３１０に接続されている。この回路は各導電部材において測定可能な一定のインピーダンスまたは伝導特性を示す。例えば、電流の流れの両方の方向における伝導特性を評価するために、一定のＡＣ信号（例えば、２ＫＨｚ）が外部において発生されてスイッチ・エンド・キャップ２００の各導電部材２３０，３１０に供給される。このことは非線形および／または極性依存性の伝導特性およびインピーダンス特性を測定可能にする。双極性の信号は以下に説明するように一定の付加的な利点を提供するが、単極性のエネルギーも実施できる。
【００６０】
検出回路１０４０の一例を図９に示す。この検出回路１０４０は変圧器１０４２により形成されており、この変圧器１０４２は当該変圧器１０４２の一次巻線１０４１に対して一定の供給源１０４９から供給される信号を有している。これらの信号は所定のパタンおよび形状を有しており、例示的な実施形態の一例において、各信号は方形波または三角形波のパルスである。変圧器１０４２の二次巻線１０４３はスイッチ・エンド・キャップ２００の対応する各導電部材（図示せず）に対して電気的に連絡している本体部分１５０における導電部材１０４５，１０４７に接続している。なお、これらの導電部材１０４５，１０４７は図１乃至図７について本明細書において既に説明した構造を含む任意数の種類の導電性接触構造を備えることができることが理解されると考える。上記変圧器１０４２は患者の安全のための信号隔離手段を備えている。試験点であるＴＰ１（符号１０４４で示す）において見ることのできる上記パルスの大きさは各導電部材を跨ぐ電気伝導度に比例する。これらのパルスは双極性であり、正のパルスの振幅は一方向における導電性に対して比例し、負のパルスの振幅はその逆の方向における導電性に対して比例する。
【００６１】
ＴＰ１（１０４４）における信号は各導電部材１０４５，１０４７を跨ぐ各方向における導電量を描く。この出力は正および負の両方のパルスを有している。正のパルスの振幅は一方向における導電量を描き、負のパルスの振幅はその逆の方向における導電量を描く。コンソール２０（図１）の中の発生装置はＴＰ１（１０４４）をモニターし、これにより、各導電部材１０４５，１０４７を跨ぐ電流の流れの各方向における伝導状態を決定することができる。図１０（ａ）においてスイッチ・エンド・キャップ２００において使用するための回路１１００の実施例を示している。上記のスイッチ機構１１０（図５）の一部分を形成している符号１１１０，１１２０において概略的に示されている２個のスイッチはそれぞれそのダイオード１１３０，１１４０に接続されている。これらのスイッチ１１１０，１１２０の一方はそのダイオード１１３０，１１４０の陰極にそれぞれ接続されていて、当該スイッチ１１１０，１１２０の他方はそのダイオード１１３０，１１４０の陽極に接続されている。図示のみの目的において、スイッチ１１１０はそのダイオード１１３０の陽極に接続されているとして説明し、スイッチ１１２０はそのダイオード１１４０の陰極に接続されているとして説明する。これらのスイッチ１１１０，１１２０の一方は当該スイッチ１１１０，１１２０の他方の逆向きに取り付けられているダイオードを有している。この方法は回転可能な数組の接触部材（例えば、図１乃至図７に示す回転可能な各接触部材）を跨ぐ２個のスイッチ１１１０，１１２０の状態を伝達するために２個の導体の使用を可能にする。従来的な図９乃至図１０（ｂ）の回路を使用していない場合においては、３個の接触部材の対が上記２個のスイッチ１１１０，１１２０の状態を伝達するために必要になる。これらのスイッチの状態を伝達するために必要とされる接触部材の組数を減らすことにより、このスイッチ機構はハンドピースの内部において比較的小さい空間を占有するために小形の設計が行なえるので有利である。
【００６２】
一定のＡＣ信号がスイッチ・エンド・キャップ２００の各導電部材１０５１，１０５３に供給される。図９の検出回路１０４０のような検出機構により一方向のみにおいて検出された伝導量がスイッチ１１１０，１１２０の一方が押されていることを示し、その反対方向においてのみ検出された伝導量がスイッチ１１１０，１１２０の他方が押されていることを示す。
【００６３】
図９において示す上記実施例において、方形波発生装置が約２ＫＨｚで９ボルトのピークトゥピーク信号を一次巻線１０４１に供給して、変圧器１０４２を流れる電流および変圧器１０４２を跨ぐ電圧を測定するための手段として抵抗器１０６１を一次巻線１０４１に対して直列に備えている。この電圧はＴＰ１（１０４４）においてモニターされる。
【００６４】
各導電部材１０４５，１０４７がこれらを跨ぐ導電能力を全く有していない（すなわち、スイッチ・エンド・キャップ内の各スイッチがいずれも閉じられておらず、これらの部材１０４５，１０４７を跨いで存在している破片物が全くない）場合に、上記のＴＰ１信号は約＋９ボルトの比較的大きなピークの正電圧および約−９ボルトの比較的大きなピークの負電圧を有する。このピーク電圧は感知される伝導量の程度に従って減少し、伝導の極性が特定の付随する極性のピークに影響を及ぼし、逆の極性のピークに対して実質的に影響しない。
【００６５】
上記スイッチ１１１０の開閉状態が一方の極性のピーク電圧の大きさにより描かれる。この大きさはスイッチが開いている場合には、例えば、約９ボルトのように比較的高い。また、この大きさはスイッチ１１０が閉じている場合には、例えば、約３ボルトのように比較的低い。スイッチ１１２０においても、上記と逆の極性が影響することを除いて、同様の態様が適用できる。回路１１００は回路モニターの従来的な形態において必要になる３個以上の導電部材を使用する代わりに、２個の導電部材１０５１，１０５３のみと共に上記２個の独立したスイッチ１１１０，１１２０の状態をモニターするための手段を備えている。この導電部材における減少はハンドピースをさらに高信頼性にすることも可能にする。
【００６６】
上記導電部材１０４５，１０４７を跨ぐ破片物は両方の方向において導電性になり、この状態は回路１０４０により容易に検出可能であり、破片物が存在していることを決定するために利用できる。両方の方向において伝導が見られれば、正および負の両方のピークが中間のまたは低い大きさに降下する。上記ＴＰ１（１０４４）をモニターする発生装置（図１のコンソール２０の中）は両方向における伝導が存在していることを検出して、このような両方向における同時的な伝導を無効の入力として認識する。これにより、ハンドピースの活性化がディスエーブルになり、且つ／または、使用者に不都合な状態が警告される。従って、上記回路は上記導電部材１０４５，１０４７を跨いでいる塩類溶液または血液等による偶然の活性化に対して妨害するための手段を備えている。
【００６７】
上記回路１０４０はさらにハンドピース内の流体の存在を検出するさらに別の機能も備えている。すなわち、このような流体はハンドピース内のスイッチ回路を架橋して一般的に各痕跡を跨ぐ双極性の伝導を生じる。この作用は導電部材１０４５，１０４７を跨ぐ導電性の流体の場合も同様であり、この状態は発生装置により検出可能であり、活性化のディスエーブルまたは使用者に対する警告が行なわれる。このように、スイッチ回路と無関係にハンドピース内の流体の存在を検出するために回路１０４０を使用することは有用である。
【００６８】
図１０（ａ）の回路はハンドピースの一方の側におけるロッカーとして一対のスイッチ１１１０，１１２０を作用させる。同一の回路１１００’はハンドピースにおける別の位置に配置されている別の対のスイッチ１１１０’，１１２０’を１８０°離間して配置されているロッカーとして作用させることができる。このような回路１１００’を図１０（ｂ）に示す。この図１０（ｂ）は互いに並列に接続していて当該図１０（ｂ）の回路設計により２個の配線に沿って４個のボタンの状態が伝達できる２個の回路１１００を示している。さらに明確に言えば、２個の導電部材１０５１，１０５１’が並列に電気的に接続していると共に、２個の導電部材１０５３，１０５３’が同様に並列に電気的に接続している。このようにして、上記の各スイッチ１１１０，１１１０’，１１２０，１１２０’の任意の１個が図９に示す同一の検出回路１０４０またはその他の任意の適当な検出設計によりモニターできる。
【００６９】
上記回路１０４０の別の付加的な利点は一方の側において最大で他方の側において最小等のように反対機能のスイッチの偶然の活性化を無視する能力である。最大および最小の各機能に付随するスイッチの部分を押すことにより二方向の伝導が生じるので、コンソール２０（図１）内の発生装置はこの入力を無効情報と考える。このことは動作の安全性を高める。
【００７０】
図１０（ａ）の形態における別の利点は各導電部材１０５１，１０５３を跨ぐ破片物／流体により生じる抵抗性の短絡を検出するための回路１１００の能力であり、その伝導が二方向であるので、検出回路１０４０（図９）により識別できる。導電性破片物の人工品の量はスイッチ１１１０，１１２０をいずれも押さない時、またはこれらのスイッチ１１１０，１１２０の一方のみを押す時に測定できる。回路１１００回路１１００の変形は、図１１に示すように、両方のスイッチ１１１０，１１２０に分けられていて抵抗器１１６０，１１６１を介して各スイッチ１１１０，１１２０に接続している１個のダイオード１１５０を使用することである。検出回路１０４０はスイッチ１１１０，１１２０の一方が押されている時に一方向のみにおける伝導を検出して、その伝導の程度が抵抗値により決定される。例示的な実施形態の一例において、抵抗器１１６１は０Ωの抵抗値を有しており、抵抗器１１６０は約１００Ω乃至１０００Ωの抵抗値を有している。この方法は破片物が存在している場合を除いて反対方向における伝導が全く無い点で有利である。従って、破片物による人工品の量が両方のスイッチが押されている場合においても常に検出できる。この破片物の抵抗値は閉じたスイッチにより接続される実際の抵抗を再計算するために使用できるので、破片物に拘わらずどちらのスイッチ１１１０，１１２０が押されているのかを識別する能力を改善できる。
【００７１】
図１２に示す別の実施形態において、抵抗器１１７０がスイッチ１１１０，１１２０を跨いで加えられている。この抵抗器１１７０を加えることにより、特に各スイッチ１１１０，１１２０が開いている時の単一方向の伝導量が測定可能でありその方向において予測される抵抗に対して比較できるので、導電部材の直列接触抵抗が決定できる。例示的な実施形態の一例において、抵抗器１１７０は２ＫΩの抵抗値を有しており、抵抗器１０６１は０Ωの抵抗値を有しており、抵抗器１０６０は約１００Ω乃至１０００Ωの抵抗値を有している。このデータと逆方向における伝導に関連するデータ（破片物）とを組み合わせることにより接触状態の正確な評価が可能になる。
【００７２】
実施形態の一例によれば、スイッチ・エンド・キャップ２００の同一の２個の導電部材１０５１，１０５３はハンドピース本体部分１５０に取り付けたスイッチ・エンド・キャップ２００の存在および種類を検出するために使用できる。図１３に示すこの方法の一例は１個以上のスイッチを含むスイッチ・エンド・キャップ２００の場合のスイッチ・エンド・キャップ２００の導電部材１０５１，１０５３を跨いで抵抗器１１８０を接続する方法である。この抵抗器１１８０は約５００Ω乃至約５０００Ωの抵抗値を有することができる。この抵抗器１１８０の存在はスイッチ型エンド・キャップ２００の存在を検出するために測定できる。非スイッチ型のエンド・キャップ２００が全く抵抗器を有していなければ（または異なる抵抗値の抵抗器のみを有していれば）、導電部材１０５１，１０５３の抵抗は、例えば、約１ＭΩ（または異なる抵抗値）等に極めて高くなり、非スイッチ型のエンド・キャップ２００が取り付けられていることが示される。
【００７３】
従って、さらに各アダプターの種々の種類を識別して同定を行なうためにスイッチ型エンド・キャップ２００の種類に応じて特定の抵抗値を使用することができる。この種の抵抗による方法における制限の一つは各導電部材１０５１，１０５３の上における破片物の線形の抵抗が測定結果に影響する可能性があることである。すなわち、このことは誤った同定につながり、あるいは少なくとも、予想外の抵抗を生じる。このようなスイッチ・エンド・キャップ２００の抵抗器測定における破片物誘発型のエラーに対処するための方法の一例を図１４に示す。この実施形態においては、コンデンサー１２００がスイッチ・エンド・キャップ２００の各導電部材を跨いで配置されている。適当に選択されたコンデンサー１２００はスイッチ質問動作中に使用する公称の周波数（例えば、２ＫＨｚ）において一定の高いインピーダンスを有するが、さらに高い周波数が適用される場合にその周波数（の変化）に比例して一定の低いインピーダンスになる。従って、種々のコンデンサーの値（または抵抗器に対して直列のコンデンサー）がスイッチ・エンド・キャップ２００の特定の種類を同定するために選択できる。上記の破片物によるインピーダンスは抵抗に依存し、コンデンサーによるインピーダンスは周波数に依存する。従って、上記の検出回路１０４０（図９）は比較的低い周波数において破片物による抵抗を測定し、さらに比較的高い周波数において組み合わされたインピーダンスを測定することができる。それゆえ、破片物に拘わらず同定を行なうための準備を行なうことができる。
【００７４】
同様の方法を図１５に示す。この実施形態においては、抵抗器１２１０がインダクタ１２２０に対して直列に使用されている（または、抵抗器として作用する高い内部抵抗を有するインダクタを使用している）。比較的低い周波数において、このインダクタ１２２０は比較的低いインピーダンスであるので、上記の抵抗器が各導電部材１０５１，１０５３を跨いで配置されている。また、比較的高い周波数においては、抵抗器における伝導が比較的ブロックされて、各導電部材１０５１，１０５３を跨ぐ破片物が測定できる。従って、この破片物の抵抗を考慮に入れることが可能になり、破片物はこの抵抗器による同定方法を容易に乱すことができなくなる。
【００７５】
図１６に示すように、破片物抵抗の人工品の関与に対処するために、抵抗器１２３０がダイオード１１００に対して直列に配置されていて、この抵抗器は一方向にのみ伝導するようになっている。このことは検出手段が一方向の電流における破片物の抵抗および別方向の電流における破片物と同定用の抵抗器との組み合わせの抵抗を決定することを可能にする。図１７に示すように、抵抗器に対して直列にダイオードを使用する代わりに、抵抗器１２３０はピーク印加電圧よりも数ボルト低いツェナー・ダイオード１２４０と置換できる。このツェナー・ダイオード１２４０は一方向において回路外にあり、アバランシェ電圧における反対方向において伝導し、この現象は検出可能である。図１８に示すような別の方法は各導体１０５１，１０５３を跨いで接続されているバック−トゥ−バック型ツェナー・ダイオードまたはトランソーブ（transorb）デバイス１２５０を使用する方法である。このデバイス１２５０は電圧がアバランシェ・レベルに到達している時に両方向に電流を伝導する。この方法は空間の制約が厳しくて１個の部品が静電放電保護およびスイッチ・エンド・キャップ２００の同定等の多数の機能を実行することを必要とする場合に有用である。図１９に示すさらに別の変形はバック−トゥ−バック型ツェナー・ダイオード１２５０を各スイッチ１１１０，１１２０により使用される各ダイオードとしても使用することである。このことは部品数をさらに減少する。この実施形態においては、上記のツェナー・デバイス１２５０はスイッチ・エンド・キャップ２００の同定、スイッチ伝導制御、および静電放電保護を行なう。図２０および図２１はスイッチ伝導レベルを形成して同定を行なうためにダイオード１２６０またはツェナー・ダイオード１２７０を使用するための別の回路構造をそれぞれ示している図である。
【００７６】
別の実施形態において、これ以外の場合において検出不能である流体／破片物の検出を可能にしている。上記回路の使用はスイッチ接触部材または回路基板におけるその他の領域、スリップ・リング等を架橋している流体／破片物の検出を可能にする。このことは各信号のレベルをモニターすることにより可能になる。この流体／破片物の検出はその状態を使用者に警告すること、および／または、ハンドピース１００の使用をロックアウトすることのために使用できる。このような検出、警告および／またはロックアウトのための幾つかの理由として、汚染されたハンドピース１００の使用の回避、危険な電気的／機械的状態におけるハンドピース１００の動作の防止、およびハンドピース１００が過度に使用されていて現状において疲労状態である場合の使用の阻止等が含まれるがこれらに限らない。
【００７７】
本明細書において開始した装置を含む多くのスイッチ装置において、スイッチ信号における正負の各ピークは各スイッチの開閉状態を示す。流体／破片物がハンドピース１００の中に入ってスイッチ上に存在していると、その伝導が抵抗性を示す。例えば、清浄化（例えば、オートクレーブ）処理中に、水分が入り込み最後にハンドピース１００の中において蒸留水として凝結する。このような抵抗性の伝導により、スイッチ開口状態の信号とスイッチ閉鎖状態の信号との間の信号が生じる。この「中間的な（in between）」領域内の信号は検出可能であり、使用者に対して流体／破片物の侵入を知らせるために使用することができ、あるいは、これらの信号はハンドピースの使用を阻止するために使用できる。
【００７８】
上記の回路は使用に適しているが、別の伝導検出回路をこの実施形態に従って使用することも可能である。この実施形態の中心点は各回路および各スイッチを跨ぐ予想されない抵抗性の伝導を検出することであり、このことは不所望な領域内への流体／破片物の侵入の高度な見込みを指示する。露出した導体をハンドピース１００の中における印刷回路板上またはその他の場所を含む所定の選択領域内に配置することはハンドピース１００のスイッチの場所だけでなくこのハンドピース内の他の場所における流体検出用の検出手段として作用できる。
【００７９】
図２２において概略的に示すように、流体／破片物の侵入の検出機能は２個の導電部材１３１０，１３２０に近接して反応性の材料１３００を配置することによりさらに高めることができる。この実施形態において、各部品１３００，１３１０，１３２０は流体／破片物の侵入を検出するためのセンサー１３４０を形成している。反応性の材料１３００は乾燥時に低い電気伝導度であるが、湿潤時または他の化学反応に対する曝露により伝導を容易にする。例えば、塩結晶１３００等が２個の対向して離間しているワイヤ１３１０，１３２０の間に配置できる。本来、塩結晶１３００は導電性ではないが、これらは反応性を有していて、水分によりこれらの結晶１３００は導電性になる。この反応性の材料１３００は導電部材１３１０，１３２０の各表面の上に配置するか、これらの間に延在できる架橋物（図示せず）の上に配置できる。加えて、この反応性の材料１３００は導電材料１３１０，１３２０の間に架橋物を形成するように配置できる。このような湿潤時に容易になる伝導性は水蒸気凝縮物のような比較的低い導電性を有する流体の検出において有用である。従って、この実施形態においては、センサー１３４０は流体／水蒸気の侵入を検出する。図示の実施形態において、センサー１３４０は上記において説明したような電子回路によりモニターされる露出状態の導電部材１３１０，１３２０（例えば、ワイヤまたはスイッチ接触部材）により形成されている。従って、このセンサー１３４０は上記のスイッチ接触回路の中に組み込むことができる。
【００８０】
スイッチ接触部材の間における流体により誘発される伝導を検出する他に、別のセンサーおよびワイヤ間隙等をハンドピース１００内の他の場所における流体の侵入を検出するために使用することもできる。言い換えれば、センサー１３４０は上記のスイッチ回路から分離して、ハンドピース１００内の別の場所に備えることができる。この場合において、センサー１３４０は上記スイッチと同じ接触部材に単に接続することにより、上記スイッチにより使用されていた回路と同一の回路として使用できる。あるいは、センサー１３４０をコントローラ（例えば、上記の検出回路に接続されているコントローラと同一物）に単に接続して、このコントローラがセンサー１３４０による流体／破片物の存在情報を含むセンサー１３４０により発生される信号を検出するようにできる。
【００８１】
ハンドピース本体部分１５０に取り付けられている各種の（すなわち、異なるモデルまたは型または機能の）スイッチ組立体の同一性は各変形例が１個の特定種のスイッチ組立体を示すように既に説明した各回路の変形例を使用することにより決定できる。例えば、抵抗器を「１型（type 1）」のスイッチ組立体用および「２型（type 2）」のスイッチ組立体用の可変スイッチを跨いで配置可能であるが、その代わりに、この抵抗器を「フル（full）」スイッチを跨いで配置する。この結果、１型に対応して負のピークが影響を受け、２型に対応して正のピークが影響を受ける。上記の伝導検出回路１０４０（図９）はどちらのピークが抵抗器による影響を受けるかを決定し、これにより、そのスイッチ組立体の種類を決定できる。さらに、認識の目的のために１個のスイッチを跨ぐ種々の抵抗器の値が使用可能であり、これにより異なるピーク電圧が得られ、各ピーク電圧値は特定種のスイッチ組立体を示す。
【００８２】
スイッチ組立体における各導電部材１０５１，１０５３を跨いでコンデンサーを使用する場合に、各コンデンサーに対応する値は各スイッチ組立体が異なるコンデンサーの値を有するように変更される。検出回路１０４０（図９）により使用される周波数を掃引／変化することにより、検出回路１０４０はコンデンサーの値を決定して取り付けられているスイッチ組立体の種類を結論づけることができる。別の方法は１型の同定用の可変スイッチを跨いでツェナー・ダイオードを配置すること、および２型の同定用のフル・スイッチを跨いでツェナー・ダイオードを配置することを含む。なお、本明細書において説明した各実施形態がさらに可変式および全波式の超音波医療装置の制御の他の機能を各スイッチが制御する別の種類の装置にも適用できることが理解されると考える。
【００８３】
上記のスイッチ・ボタン部材２７０をハンドピース１００に組み込むことはハンドピース１００を動作するための便利な方法を提供する。しかしながら、これらのスイッチ・ボタン部材２７０をディスエーブルにすることが好ましい状況がある。例えば、ハンドピース１００がボタン部材２７０の上方から強く把持されている時に、代わりにフット・ペダルにより活性化される。別の例は非使用時にハンドピース１００をボタン部材２７０を押すために作用できる外形の表面部分において置く場合である。このようなボタン部材２７０は発生装置の「待機」モードによりディスエーブルにできる。
【００８４】
また、ボタン部材２７０をディスエーブルにする別の方法は発生装置コンソールのフロント・パネル上のスイッチを含むハンドピース１００から遠隔して配置されているディスエーブル・スイッチ（図示せず）による方法である。さらに、この発生装置を待機モードにして上記のフィンガー・スイッチおよびフット・ペダルをディスエーブルにできる。コンソール・フロント・パネルによるボタン部材２７０のディスエーブル化はハンドピース１００が無菌状態でありコンソールは無菌状態でないという事実により手間のかかる処理になる可能性があり、ハンドピースの使用者が触れることにより当該フロント・パネルにおけるディスエーブル機能を行なうことは実用的でない。従って、この種の形態のディスエーブル動作は無菌でない環境に使用者を曝すことを必要とする。このことは多くの処置の指針に反する。
【００８５】
さらに、ボタン部材２７０をディスエーブルにする別の方法はディスエーブル機能として作用する別のスイッチ（図示せず）をハンドピース１００に配置することである。しかしながら、ハンドピース１００における付加的なスイッチは場所を取り、費用および複雑さが増加する。
【００８６】
本明細書において開示する各実施形態によれば、検出回路がハンドピース・システムに組み込まれて、ハンドピースのボタン部材２７０が１個の検出回路により継続的にモニターされるようになっている。しかしながら、このシステムはコンソールの出力を活性化するためのボタン部材２７０の能力をディスエーブルにできるように構成することが可能である。言い換えれば、使用者は所定の条件下においてボタン部材２７０をディスエーブルにすることができる。このことを達成する方法の一例はハンドピース１００上に存在しているボタン部材２７０によりボタン部材２７０をディスエーブルにすることである。例えば、独特スイッチ動作シーケンスを使用することができ、使用者がこの独特なスイッチ動作シーケンスに従ってボタン部材２７０の１個以上を押すと、これらのボタン部材２７０がディスエーブルになる。なお、上記の独特なスイッチ動作シーケンスがハンドピース１００を意図することなくディスエーブルにするようなハンドピース１００の動作使用中において予想されるシーケンスでないようにすることが必要であることが理解されると考える。同様に、上記のシーケンスはハンドピースの無作為的な取り扱い中に一般的に見られるようなシーケンスでないようにすることも必要である。
【００８７】
さらに、上記システムは上記ボタン部材２７０の１個以上を単に押すこと、またはボタン部材２７０の１個以上を所定の再活性化パタンに従って押すことにより再活性化できるように構成することも可能である。
【００８８】
上記の動作シーケンスの一実施例は、例えば、２個のロッカー・スイッチ等の２個のボタン部材２７０が存在していると言う事実を利用している。各ロッカー・ボタン部材２７０は２個の起立部分２８２，２８４を有しており、一方の活性化モード（例えば、完全動作）がこれらの起立部分２８２，２８４の一方により表現され、他方の活性化モード（例えば、可変動作）が当該起立部分２８２，２８４の他方により表現される。この実施形態において、各ロッカー・ボタン部材２７０は硬質材料により形成されており、それぞれが一定の点の回りに旋回し、これにより、その両端部が同時に押されることを防止する。使用者が１個のボタン部材２７０における１個の活性化モードを偶然に押し下げると共に別のボタン部材２７０における別の活性化モードを同時に押し下げると、ハンドピース１００はディスエーブルになる。この場合に、対向する各スイッチにおける反対の活性化モードが同時（すなわち、互いに０．３秒以内）に押されて所定の時間だけ押された状態で保持される。これら反対の活性化モードはその後すぐに（すなわち、０．３秒後乃至０．６秒後で互いに０．３秒以内に）解除される。モニター用の回路がこの特定のシーケンス（同時に押された状態で保持された後に互いに概ね同時に解除された対向している各スイッチにおける反対の活性化モード）を検出して、各ボタン部材２７０による活性化の実行をディスエーブルにするか、発生装置が待機モードに設定される。
【００８９】
上記の例示的な実施形態において、使用者は発生装置フロント・パネルの使用または迅速な指によるスイッチ押圧の変更の繰り返し（または逆転）により、各ボタン部材２７０を再イネーブル化すること、または発生装置を待機状態から解除することができる。
【００９０】
別のシーケンスの例においては、所定のシーケンス・パタンに従う単一スイッチのシーケンス化した押圧方式により、ボタン部材２７０のディスエーブル化または再活性化を行なう。例えば、一方のモード、他方のモード、その後さらに当該一方のモードに迅速に変更することにより、ハンドピース１００のディスエーブル化（再活性化）を行なうことができる。言い換えれば、使用者が同一のボタン部材２７０において完全活性化モードを押した後に可変活性化モードを押して、最後に完全活性化モードを再び押すと、モニター回路がこのシーケンス化された作動を検出してハンドピース１００のディスエーブル化（再活性化）を行なう。なお、使用者のシーケンス化された作動を検出するとモニター回路がディスエーブル化（再活性化）を行なうようにするために、上記シーケンスを逆（すなわち、可変−完全−可変）にすること、または別のシーケンスをプログラムできることが理解されると考える。また、各押圧処理は一定の短時間（例えば、１秒）の間だけである。この場合も、使用者は発生装置のフロント・パネルにおける制御操作または指によるスイッチ押圧の迅速な変更の繰り返し（または逆転）のいずれかにより、各ボタン部材２７０を再イネーブル化すること、または発生装置を待機状態から解除することが可能である。
【００９１】
本明細書において開示したロッカー型スイッチは２個の別々の起立部分（２個の活性化モードを表現している）を有しているが、上記ディスエーブル化の方法は一方の側における分離したスイッチおよび反対側における分離したスイッチを有するハンドピースの構成においても同等に適用できることが理解されると考える。
【００９２】
別の実施形態において、ボタン部材２７０は一般的に一端部または他端部が押される弾性のロッカーである。例えば、上記ボタン部材２７０は第１の起立部分２８２または第２の起立部分２８４のいずれかにおいて押される。上記の剛性のロッカー・スイッチとは異なり、このロッカー・ボタン部材２７０の弾性の性質は当該ボタン部材２７０の両端部を同時に押すことを可能にする。ディスエーブル／イネーブル動作を生じるために、ボタン部材２７０の両方の端部（例えば、起立部分２８２，２８４）が同時に押される。従って、１個のボタン部材２７０の両端部を同時に押すことによりディスエーブル状態が生じて、ハンドピース１００がディスエーブルになる。さらに、このスイッチ２７０はその両端部を連続して同時に押すことにより再イネーブル化できる。また、このロッカー型のボタン部材２７０の一端部のみを一度に押す場合にこのロッカーはかなり軽い接触動作を有しているが、このロッカーは両方の端部を同時に押してスイッチの接触部材を閉じるためにさらに高い圧力が必要になるように設計できる。従って、両方の端部を同時に押すことにより生じる特別な機能は通常の使用のための軽い圧力よりも実質的にさらに高い圧力を必要とする。このように比較的高い圧力の操作は偶然に開始されるという傾向が少なくなるという明らかな利点を有しているので、上記の各実施例において説明した一連のスイッチ押圧処理が排除できる。
【００９３】
さらに、上記の例示的なディスエーブル化技法はいずれも、通常において、当該技法とは別の場合においてはコンソールのフロント・パネルにおいてのみ接近可能である別の機能を実行するために選択的に使用できることが理解されると考える。上記のボタン部材２７０により実行可能な別の機能としては、ハンドピースの使用者がフロント・パネルに触れることの無い自己検査の実行、制御設定の変更、またはその他のフロント・パネル設定の変更が含まれるがこれらに限らない。
【００９４】
さらに、図１乃至図７において説明したハンドピース１００が単に例示的な装置であり、上記の回路および検出手段が内容全体が本明細書に参考文献として含まれる２０００年１０月２０日に出願されていて共通譲渡されている「導体数を減らすための導電性フィンガー・アダプターの保持方法（Conductive Finger Adaptor Retention to Reduce Number of Conductors）」を発明の名称とする米国特許出願第０９／６９３，５４９号において開示されているような別のハンドピースにおいても採用可能であり、上記ハンドピース１００が内容全体が本明細書に参考文献として含まれる２０００年１０月２０日に出願されていて共通譲渡されている「超音波外科システム（Ultrasonic Surgical System）」を発明の名称とする米国特許出願第０９／６９３，６２１号において開示されているような外科システムにおいて使用されることが好ましいことが理解されると考える。
【００９５】
以上において本発明をその好ましい各実施形態について特定的に図示および説明したが、当該技術分野における熟練者においては、上記の形態および詳細部分における種々の変更が本発明の範囲および趣旨から逸脱することなく行なえることが理解されると考える。
【００９６】
本発明の実施態様は以下の通りである。
（Ａ）検出回路において、
一次供給源に対して操作可能に並列に連結されている変圧器を備えており、当該変圧器が一次巻線および二次巻線を有しており、さらに、
前記変圧器の一次巻線に対して駆動信号を供給するための供給源と、
前記変圧器の中を通る電流を測定するために当該変圧器の一次巻線に対して操作可能に連結されている装置と、
前記変圧器の二次巻線に対して接続されている複数の導電部材と、
前記変圧器の一次巻線に対して連結されている試験点を備えており、
前記複数の導電部材のそれぞれがスイッチ・エンド・キャップにおける複数の対応する導電部材に対してそれぞれ連絡している検出回路。
（１）前記装置が抵抗器である実施態様（Ａ）に記載の検出回路。
（２）前記検出回路がスイッチ機能、およびスイッチ・エンド・キャップの存在および種類を検出する実施態様（Ａ）に記載の検出回路。
（３）前記供給源が方形波および三角形のパルス波のいずれか一つを発生する実施態様（Ａ）に記載の検出回路。
（４）前記変圧器が患者の安全を確実にするために電気的な絶縁を備えている実施態様（Ａ）に記載の検出回路。
（５）前記試験点におけるパルスの大きさが前記複数の導電部材を跨ぐ電気伝導度に比例している実施態様（Ａ）に記載の検出回路。
【００９７】
（６）前記パルスが双極性であり、前記二次巻線の一方の方向における電気伝導度に比例する正の振幅および前記二次巻線の他方の方向における電気伝導度に比例する負の振幅を有している実施態様（５）に記載の検出回路。
（７）前記試験点における信号が前記複数の導電部材を跨ぐそれぞれの方向において伝導する実施態様（Ａ）に記載の検出回路。
（Ｂ）ハンドピースのスイッチ・エンド・キャップ用の検出回路において、
並列に接続されている複数のスイッチと、
前記複数のスイッチのそれぞれに対してそれぞれ直列に接続されている複数のダイオードを備えており、
前記ダイオードが互いに逆の極性で接続されており、前記回路がハンドピースに付随する過剰な破片物の存在を検出する検出回路。
（８）さらに、前記複数のダイオードおよび前記複数のスイッチに接続されている複数の導電部材を備えており、前記複数の導電部材のそれぞれが前記スイッチ・エンド・キャップの複数の対応する導電部材に対してそれぞれ連絡している実施態様（Ｂ）に記載の検出回路。
（９）前記ハンドピースにおける多数個のボタンの状態情報が得られるように２個の回路が並列に接続されている実施態様（Ｂ）に記載の検出回路。
（１０）４個のボタンの状態情報が得られる実施態様（９）の検出回路。
【００９８】
（１１）２個の検出回路が並列に接続されており、２個の導電部材が並列に接続されている実施態様（１０）に記載の検出回路。
（１２）さらに、前記複数の導電部材に対して並列に接続されている抵抗器を備えている実施態様（８）に記載の検出回路。
（１３）さらに、抵抗器と、前記抵抗器に対して直列に接続されている装置を備えている実施態様（８）に記載の検出回路。
（１４）前記抵抗器および装置が前記複数の導電部材に対して並列に接続されている実施態様（１３）に記載の検出回路。
（１５）前記装置がコンデンサーおよびインダクタのいずれか一つである実施態様（１４）に記載の検出回路。
【００９９】
（１６）さらに、前記複数のダイオードからの１個のダイオードに対して直列に接続されている装置を備えており、破片物の抵抗が単一方向の電流において決定される実施態様（８）に記載の検出回路。
（１７）前記装置が抵抗器およびツェナー・ダイオードのいずれか一つである実施態様（１６）に記載の検出回路。
（１８）さらに、前記複数の導電部材に対して並列に接続されているトランソーブ（transorb）を備えている実施態様（８）に記載の検出回路。
（１９）前記トランソーブがバック・トゥ・バックの形態で接続されているツェナー・ダイオードを含む実施態様（１８）に記載の検出回路。
（２０）さらに、前記複数の導電部材の極めて近くにセンサーを備えている実施態様（８）に記載の検出回路。
（２１）前記センサーが反応性の材料を含む実施態様（２０）に記載の検出回路。
（２２）前記反応性の材料が乾燥時における一定の低い電気伝導度および湿潤時および化学的反応に対する曝露時のいずれか一つにおいて伝導を容易にする実施態様（２１）に記載の検出回路。
【０１００】
【発明の効果】
従って、本発明によれば、装置の動作に関わるスイッチの状態を迅速且つ容易に検出できる検出回路およびこれを備える改善された外科装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】例示的な実施形態による超音波外科切断および止血システム用のコンソール、およびハンドピースおよびフット・スイッチを示している概略図である。
【図２】例示的なハンドピースおよびスイッチ・エンド・キャップの部分的斜視図である。
【図３】ハンドピースの長手方向に沿う断面図である。
【図４】スイッチ・エンド・キャップの長手方向に沿う断面図である。
【図５】図１の断面線５−５に沿うハンドピースおよびスイッチ・エンド・キャップの断面図である。
【図６】外表面部を破り取った部分のスイッチ・エンド・キャップを示している拡大断面図である。
【図７】図４の線７−７に沿うスイッチ・エンド・キャップとハンドピース本体部分との間の電気的接続を示している部分的拡大断面図である。
【図８】対向する各導電部材の間における容量型の連結配列を採用している導電部材を電気的に接続する一つの例示的な方法の断面図である。
【図９】ハンドピース組立体において使用するための１個の例示的な検出回路の回路図である。
【図１０】実施形態の一例によるスイッチ・エンド・キャップにおいて使用するための回路の種々の実施形態を示している回路図である。
【図１１】実施形態の一例によるスイッチ・エンド・キャップにおいて使用するための回路の種々の実施形態を示している回路図である。
【図１２】実施形態の一例によるスイッチ・エンド・キャップにおいて使用するための回路の種々の実施形態を示している回路図である。
【図１３】実施形態の一例によるスイッチ・エンド・キャップにおいて使用するための回路の種々の実施形態を示している回路図である。
【図１４】実施形態の一例によるスイッチ・エンド・キャップにおいて使用するための回路の種々の実施形態を示している回路図である。
【図１５】実施形態の一例によるスイッチ・エンド・キャップにおいて使用するための回路の種々の実施形態を示している回路図である。
【図１６】実施形態の一例によるスイッチ・エンド・キャップにおいて使用するための回路の種々の実施形態を示している回路図である。
【図１７】実施形態の一例によるスイッチ・エンド・キャップにおいて使用するための回路の種々の実施形態を示している回路図である。
【図１８】実施形態の一例によるスイッチ・エンド・キャップにおいて使用するための回路の種々の実施形態を示している回路図である。
【図１９】実施形態の一例によるスイッチ・エンド・キャップにおいて使用するための回路の種々の実施形態を示している回路図である。
【図２０】実施形態の一例によるスイッチ・エンド・キャップにおいて使用するための回路の種々の実施形態を示している回路図である。
【図２１】実施形態の一例によるスイッチ・エンド・キャップにおいて使用するための回路の種々の実施形態を示している回路図である。
【図２２】ハンドピース内の流体／破片物を検出するために使用するセンサーの断面図である。
【符号の説明】
１０  超音波外科システム
２０  コンソール
２２  第１のケーブル
２４  液晶表示装置
３０  外科器具（ブレード）
４０  フット・スイッチ
５０  第２のケーブル
１００  ハンドピース
１１０  スイッチ機構
１５０  ハンドピース本体部分
１６０  フランジ部材
２００  スイッチ・エンド・キャップ
【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】
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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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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