(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気手術装置の出力電力を発生する電力発生手段を有する電気手術装置において、
操作者の入力に応じて前記電気手術装置の出力を決定するための所定の設定信号を発する設定手段と、
前記設定手段からの設定信号に基づき、前記電力発生手段に供給する電圧を出力する電圧供給手段と、
前記設定手段からの設定信号に基づき、前記電圧供給手段から出力される電圧に対して所定の電位差を持つ電圧を前記電圧供給手段への入力電源として出力する、前記電圧供給手段の前段に設けられた前置手段と、
を具備したことを特徴とする電気手術装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は電気手術装置に関し、特に、外科手術や内視鏡下手術等で使われる電気メス装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、手術が高度化、複雑化するに従って各種の手術用装置が用いられている。このため手術室には多くの装置が置かれるので手術装置本体の小型化が望まれている。さらにはそれらの装置の信頼性や安全性もより重要になってきている。この様な状況の中で、電気メス装置は広く各手術に応用されてきた。
【０００３】
図１０に従来の電気メス装置の構造の例を示す。図１０において、電気メス装置本体１は、発振器４と、出力設定部６と、乗算器５と、パワーアンプ７と、パワーアンプ用電源８と、出力トランス９とから構成される。また、この電気メス装置１にはハンドピース２と対極板３とが外部的に接続されている。
【０００４】
上記した構成において、発振器４は各種の波形、例えば連続波から成る切開波形、断続波から成る凝固波形等を生成する。出力設定部６は、電気メスの出力設定に従った大きさの信号を出力する。発振器４からの波形信号は乗算器５によって出力設定部６からの出力設定信号と掛け合わされ、所望の大きさになって次段のパワーアンプ７に送られる。パワーアンプ７は電源回路８から供給された固定電圧を入力信号の大きさに従って増幅し、その出力を出力トランス９に送り込む。出力トランス９は絶縁及び昇圧を行って２０００Ｖp-p 程度の高電圧高周波信号を発生させている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の電気メス装置においては、パワーアンプの増幅率の変動で出力電力が変化するのでそれを抑制する工夫が必要であった。また、供給される電源電圧の変動によっても電力は変化するのでこれも抑制する工夫を要した。また、個々の素子のばらつきを抑えるため大がかりな調整が必要であった。
【０００６】
さらにこの形式のパワーアンプは概してリニアタイプであり、増幅効率が低いため冷却機構を設ける必要があったり、装置が大型化する欠点がある。
また、近年、電気電子装置から発せられる電気ノイズが問題視されるようになっている。このため、ノイズ発生の小さい電気電子装置の開発が様々な分野で進められ、医療機器分野でもそのような装置に対する要求が大きくなっている。
【０００７】
本発明の電気メス装置はこのような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、電気手術装置の出力電力の調整及び制御が容易に行えると共に、安全性を向上しつつ装置の小型化とパワーアンプの高効率化を実現できる電気手術装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び作用】
上記の目的を達成するために、本発明は、電気手術装置の出力電力を発生する電力発生手段を有する電気手術装置において、操作者の入力に応じて前記電気手術装置の出力を決定するための所定の設定信号を発する設定手段と、前記設定手段からの設定信号に基づき、前記電力発生手段に供給する電圧を出力する電圧供給手段と、前記設定手段からの設定信号に基づき、前記電圧供給手段から出力される電圧に対して所定の電位差を持つ電圧を前記電圧供給手段への入力電源として出力する、前記電圧供給手段の前段に設けられた前置手段と、を具備する。
【０００９】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
図１は本発明の第１実施例が適用される電気メス装置の構成を示す図である。同図において、電気メス装置１０は、各種の波形の信号を発生する発振回路１３と、この発振回路１３からの出力信号を受けて電気メスに印加すべき出力電力を発生するスイッチング方式の電力発生手段としてのパワーアンプ１４と、このパワーアンプ１４からの出力電力を絶縁、昇圧する出力トランス１５と、前記パワーアンプ１４に所定の電圧を供給する電圧供給手段としての電源回路１６と、この電源回路１６に以下に述べるような電圧を供給する前置手段１７と、電源回路１６と前置手段１７の各出力を設定するための制御信号（設定信号）を供給する設定手段１８と、各部を制御する制御手段１９とから構成されている。また、装置の正面には所望の設定値を入力したり、表示を行なうためのパネル１２が設けられており、外部には電気メス装置１０の出力をオンオフするためのスイッチが設けられている。また、２０は電源コードであり、２１は電気メス出力端子である。
【００１０】
以下に上記した構成の作用を説明する。操作者がパネル１２から所定の設定値を入力したとき、制御手段１９を介して設定手段１８から電源回路１６に設定信号が供給される。電源回路１６はこの設定信号に基づいてパワーアンプ１４に電気メスの出力を決定する制御電圧を供給する。同時に、パワーアンプ１４にはパネル１２から制御手段１９を介して供給された信号に基づいて発振回路１３が発生した波形信号が供給される。
【００１１】
上記した各部はスイッチ１１の操作によって動作状態になり、パワーアンプ１４で発生された電力は出力トランス１５を通って出力端子２１に出力されて各種の処置が行われる。なお、前記設定信号は、パネル１２上を介して操作者が設定した設定値から、制御回路１９内にあるデータテーブルを参照して、参照されたデータを設定手段１８内にあるＤ／Ａコンバータに送出して得ることができる。
【００１２】
ここで、設定手段１８からの設定信号は電源回路１６と電源入力部との間に配置された前置手段１７にも送られる。前置手段１７は、設定手段１８からの設定信号に基づいて電源回路１６から出力される電圧値と、自身の出力電圧との差がある値以下の電位差となるような電圧を電源回路１６に供給する。すなわち、前置手段１７は、電気メスの出力を決定する制御電圧を発生させる電源回路１６の入力電源として、電源回路１６の出力電圧に対してある値以下の電位差しか持たない電圧を電源回路１６に供給する。以下にこのことについてより詳細に述べる。
【００１３】
図２は前置手段１７及び電源回路１６の具体的な構成を示す図であり、前置手段１７は、電源トランス２２と、タップ切り換えリレー２３と、整流器２４と、コンデンサ２５から構成される。また、電源回路１６は、制御電圧発生手段２６と、パワートランジスタ２７とから構成されている。
【００１４】
図３は設定手段１８の出力（横軸）と、前置手段１７及び電源回路１６の出力（縦軸）との関係を示す図である。ここでは前置手段１７の出力電圧をＶ１−１乃至Ｖ１−３、電源回路１６の出力電圧をＶ２としている。今、パネル１２の設定により設定手段１８の出力電圧（制御電圧）が点Ａの位置に設定されたとすると、電源回路１６の電圧はこの設定手段１８からの制御電圧によりＶ２（例えば３５Ｖ）の大きさに精密に制御される。
【００１５】
ここで、タップ切り換えリレー２３にも設定手段１８の他の制御電圧が供給されており、この制御電圧によってタップ切り換えリレー２３が操作されることにより、電源回路１６の入力となる前置手段１７の出力電圧はＶ１−２（例えば５５Ｖ）に制御される。これによって、図２に示すパワートランジスタ２７の入出力間電位差はｄＶ（この場合は２０Ｖ）に抑えられ、前置手段１７が無い場合の電位差ｄＶ′（４５Ｖ）に比較してパワートランジスタ２７での損失が軽減される。
【００１６】
なお、前置手段１７は、図４に示したように、トライアック２８、トリガ制御部２９からなる位相制御方式や、図５に示したように、パワーＭＯＳＦＥＴ３０、ダイオード３２、インダクタ３１、トリガ制御部３３からなる簡易スイッチング電源方式を用いた構成とすることも可能である。
【００１７】
上記した第１実施例によれば、前置手段を設ける等、簡単な構成を追加するのみで電源回路での電圧制御による電圧降下を必要最小限に抑制できるのでパワートランジスタの損失を軽減することができる。これによって、必要な放熱手段の構成が少なくて済むので装置の小型化につながる。また、ノイズの発生が少ないシリーズ型の電源回路方式を採用できるので、電源電圧の変動、固体差等による出力の偏差を小さくすることができる。さらに、電源回路の出力電圧の調整方法も直流電圧を確認するだけなので簡易化できかつ精密な制御を行なうことができる。さらに、電源回路が故障して設定電圧以上の電圧を出力してしまったとしても、電源回路へは前置手段によって制限された電圧しか供給されないので、患者にとって危険な状態を最小限に抑えることができ安全性も向上する。
【００１８】
以下に本発明の第２実施例を説明する。図６は第２実施例に係る前置手段１７の構成を示す図である。図６において、第１のリレー４１及び第２のリレー４２は電源トランス２２のタップを切り換えるものである。これら２つのリレー４１、４２の出力は整流器２４、コンデンサ２５によって直流化される。直流化された電圧は検出器４３で検出される。
【００１９】
また、４４はリレー切り換え用基準電源であり、コンパレータ４６、４６′の一方の入力端子に接続されている。また、４５は検出用基準電源であり、コンパレータ４７、４７′の一方の入力端子に接続されている。また、コンパレータ４６、４６′の他方の入力端子は図１の設定手段１８に接続されており、コンパレータ４７、４７′の他方の入力端子は検出器４３に接続されている。
【００２０】
論理回路４８の一方の入力端子はコンパレータ４７の出力端子に、他方の入力端子はコンパレータ４６の出力端子に接続されている。論理回路４８′の一方の入力端子はコンパレータ４７′の出力端子に、他方の入力端子はコンパレータ４６′の出力端子に接続されている。出力端子は第１実施例と同様に電源回路１６に接続されているものとする。
【００２１】
以下に上記した構成の作用を説明する。
まず、設定手段１８から得た設定信号とリレー切り換え用基準電源４４の電位とを比較してコンパレータ４６、４６′によって各リレー４１、４２を動作させ、所望の出力電圧を得る。つまり、設定信号のレベルが低位の時は各リレー４１、４２は動作せず、中位の時は第１のリレー４１のみが動作し、高位の時は第１及び第２のリレー４１、４２が動作することで、電源トランス２２のタップを切り換えて使用する。この様にして得られた電圧を検出器４３で分圧して得た信号Ｖ３と、検出用基準電圧４５とをコンパレータ４７、４７′によって比較する。
【００２２】
そして、この比較した結果と、先のコンパレータ４６、４６′の出力結果とを用いて、論理回路４８、４８′によって更に比較して、各リレー４１、４２が確実に動作し、所望の電圧を出力しているかを判断する。この判断の結果は制御手段１９に伝えられ、所望の電圧が出力されていないとき制御手段１９は電源回路１６の動作を停止して電気メスの出力を禁止するなどの処理を行う。
【００２３】
上記した作用を図７を用いて更に説明する。リレー切り換え用基準電源４４の出力をＸ、Ｙ、それに対応したコンパレータ４６、４６′の出力結果をＡ、Ｂ、検出用基準電源４５の出力をＵ、Ｗ、それに対応したコンパレータ４７、４７′の出力結果をＤ、Ｃとする。また、設定手段１８からの設定信号をＶｓとする。
【００２４】
設定信号Ｖｓが電圧Ｘのレベルより低位の時、リレー４１、４２は動作しないからコンパレータ４６′の出力ＡはＬｏｗである。この時、検出器４３からの出力電圧は電圧Ｕより低いのでコンパレータ４７′の出力ＣはＬｏｗであり、出力Ａの論理と一致する。なお出力Ｂ及びＤはＬｏｗのままであるのでこれらの論理も同一である。
【００２５】
次にＶｓが電圧Ｘより高く電圧Ｙより低い中位の時は、第１のリレー４１だけ動作するのでコンパレータ４６′の出力ＡはＨｉｇｈとなる。この時、検出器４３からの出力電圧は、第１のリレー４１が正常に動作していれば電圧Ｕより高いが、電圧Ｗよりも低いのでコンパレータの出力ＣはＨｉｇｈとなり、出力Ａと一致する。この時も出力Ｂ及びＤはＬｏｗのままであるのでこれらの論理も同一となる。
【００２６】
さらにＶｓが電圧Ｙよりも高い高位の時は第１のリレー４１と第２のリレー４２を動作させるのでコンパレータ４６、４６′の出力Ａ及びＢはＨｉｇｈとなる。この時、検出器４３の出力電圧は、リレー４１及びリレー４２が正常に動作していれば電圧Ｗより高くなるので、コンパレータ４７の出力Ｄは出力Ｃと共にＨｉｇｈになり、出力Ａ及びＢと一致することになる。
【００２７】
以上のコンパレータの出力を、論理回路、ここではＥＸ−ＯＲ回路を用いて、出力ＡとＣ、出力ＢとＤの論理の一致を比較することで各リレーの動作が正常か否かを判断できる。
【００２８】
第２実施例によれば、前置手段の動作が自己判断できるため、後段に続く電源回路への過剰供給を防止でき、安全性、信頼性がよりいっそう向上する。
図８は本発明の第３実施例の構成を示す。図８において電源回路を除いたスイッチ１１、前置手段１７、制御手段１９等の構成は第１実施例と同様の構成である。第３実施例では電源回路１６の出力部と次段のパワーアンプ１４との間に、リレー５０とこのリレー５０を操作する制御手段１９からの制御信号を遅延する遅延手段５１とをさらに具備している。
【００２９】
以下に図９を参照して第３実施例の作用を説明する。
まず、操作者により電気メスの出力を得るためにスイッチ１１を操作する。スイッチ１１からの操作信号は制御手段１９を介して電源回路１６に供給される。この操作信号をＰとする。
【００３０】
スイッチ１１からの操作信号は第１実施例と同様に制御手段１９を介して発振回路１３にも供給されて電気メスの出力が得られるよう各部が動作する。この時、信号Ｐは遅延手段５１を通って信号Ｑとして供給されてリレー５０を動作させる。この場合は電源回路１６で発生された電圧は何等の遅延もなくパワーアンプ１４に供給される。
【００３１】
次に、操作者が電気メスの出力を停止するためにスイッチ１１をオフに操作したとする。この場合は遅延回路５１が働いて多少の遅延を持ってリレー５０をオフにする。図９はこのときの様子を示している。この動作によって電気メスの出力が停止に至るまでの発振回路や電源回路さらにパワーアンプの動作の遅れをカバーでき、電源回路１６からの電流の流れが完全にゼロになるまではリレー接点の開動作が行われない。これによってリレー５０の接点が保護されて接点の焼き付きが発生しなくなる。
【００３２】
上記した第３実施例によればパワーアンプへの電圧供給が操作者のスイッチ操作によらないと行われないので、内部の回路の故障や制御プログラムの誤動作などで意図しない電気メスの出力が発生してしまうのを阻止することができる。また、上記のことは簡単な構成を追加するのみで実現できるので装置の信頼性ついては安全性を向上させることができる。
【００３３】
上記した具体的実施例から以下のような構成の技術的思想が導き出される。
（１）  スイッチング方式のパワーアンプと、
このパワーアンプに供給する、電気メスの出力設定に基づいた制御電圧を発生する電源回路と、
この電源回路の出力電圧を制御する電圧を発生する設定回路と、
前記電源回路の入力電源として、制御回路で設定される電源回路の出力電圧に応じた電圧を出力する前置手段と、
を具備する電気メス装置。
（２）  スイッチング方式のパワーアンプと、
このパワーアンプに供給する、電気メスの出力設定に基づいた制御電圧を発生する電源回路と、
この電源回路の出力電圧を制御する電圧を発生する設定回路と、
前記電源回路の入力電源として、制御回路で設定される電源回路の出力電圧に応じた電圧を出力する前置手段と、
この前置手段の出力電圧を検出する検出手段と、
この検出手段の結果により、前記前置手段の異常を判断する判断手段と、
この判断手段によって前記前置手段の異常が検出されたときに電気メスの出力を停止する停止手段と、
を具備する電気メス装置。
（３）  スイッチング方式のパワーアンプと、
このパワーアンプに供給する、電気メスの出力設定に基づいた制御電圧を発生する電源回路と、
この電源回路の出力電圧を制御する電圧を発生する設定回路と、
前記電源回路の入力電源として、制御回路で設定される電源回路の出力電圧に応じた電圧を出力する前置手段と、
前記電気メスの出力のオンオフを行う出力操作スイッチと、
前記電源回路と前記パワーアンプとの間に設けられたスイッチ手段と、
前記出力操作スイッチの操作信号に応動して、前記スイッチ手段を動作させる制御手段と、
を具備する電気メス装置。
【００３４】
上記した構成（１）乃至（３）の作用は以下の通りである。
（１）  電気メスの出力を決定する制御電圧を発生させる電源回路の入力電源として、電源回路の出力電圧に対しある値以下の電位差しか持たない電圧が前置手段から供給され、電源回路での電圧制御による電圧降下が必要最小限に抑えられる。
（２）  電気メスの出力を決定する制御電圧を発生させる電源回路の入力電源として、電源回路の出力電圧に対しある値以下の電位差しか持たない電圧を前置手段が供給する。前置手段が供給する電圧が所定の条件を満足する値であるかを検出手段、判断手段で判断し、電源回路での電圧制御による電圧降下が必要最小限に抑えられているかを監視する。そして前置手段に異常があれば電気メスの出力を停止する。
（３）  電気メスの出力を決定する制御電圧を発生させる電源回路の入力電源として、電源回路の出力電圧に対しある値以下の電位差しか持たない電圧を前置手段が供給する。制御電圧はユーザーが操作する出力操作スイッチの操作が行われない限りパワーアンプに供給されない。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、電気手術装置の出力電力の調整及び制御を容易に行えるようになり、安全性を向上しつつ装置の小型化とパワーアンプの高効率化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例が適用される電気メス装置の構成を示す図である。
【図２】前置手段及び電源回路の詳細な構成を示す図である。
【図３】図１に示す第１実施例の動作を説明するための図である。
【図４】前置手段の他の構成を示す図である。
【図５】前置手段のさらに他の構成を示す図である。
【図６】本発明の第２実施例が適用される電気メス装置の構成を示す図である。
【図７】図６に示す第２実施例の動作を説明するための図である。
【図８】本発明の第３実施例の構成を示す図である。
【図９】図８に示す第３実施例の動作を説明するための図である。
【図１０】従来の電気メス装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１０…電気メス装置、１１…スイッチ、１２…パネル、１３…発振回路、１４…パワーアンプ、１５…出力トランス、１６…電源回路、１７…前置手段、１８…設定手段、１９…制御手段、２０…電源コード、２１…電気メス出力端子。
【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】
0003730681.tif 000009
【図９】
0003730681.tif 000010
【図１０】
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