(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
破砕乳化された水晶体核を灌流液と共に吸引する吸引手段と吸引圧を検出する吸引圧検出手段を備え、超音波振動を発生する超音波振動子を持つプローブの先に取り付けられたチップに前記超音波振動子からの超音波振動を増幅伝達し、前記チップに接触した水晶体核を破砕乳化する眼科用超音波手術装置において、フットペダルの踏み込み量が一定の時は超音波出力をサインカーブに変化させると共に、フットペダルの踏み込み量の変化によって超音波出力の上限又は下限の少なくとも一方を変化させる制御手段を備えたことを特徴とする眼科用超音波手術装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波振動子が発生する超音波振動により生体組織の破砕や乳化を行う超音波手術装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波振動を発生する超音波振動子を持つプロ−ブを備え、プロ−ブの先端に取り付けられた管状のチップに超音波振動子からの超音波振動を増幅伝達して、チップの先端に接触する生体組織を破砕乳化する超音波手術装置が知られている。
眼科分野においては、この種の装置は白内障により白濁した水晶体を破砕乳化して除去する白内障手術に使用される。白内障手術ではチップの先端付近から眼球内に灌流液を供給しつつ、灌流液とともに破砕又は乳化した組織片などをチップの吸引孔及びプロ−ブ内の吸引路を経て外部に排出する。
このような装置は、通常、超音波振動の発振に際して、予め設定された超音波発振出力あるいはフットペダルによるリニアコントロ−ル機能（フットペダルの踏み込み加減により自由に超音波出力を調節する機能）で調節された超音波発振の出力を使用する連続発振モ−ドで手術を行う。また、超音波発振を間欠的に行うようにしたパルス発振モ−ドを備えているものもある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の連続発振モ−ドを使用した場合、水晶体の核が比較的大きいときにはチップの先端を押し当てながら操作できるので、効率良く核を破砕乳化することができる。しかし、小さな核片を破砕乳化するとき等には、振動するチップの機械的な打撃により核片を突き放してしまことがある。この場合は核片をチップの先端に吸引して捕まえにくくなり、チップの先端が核に接触しないまま不要な発振や空打ちをしてしまうという欠点がある。
なお、リニアコントロ−ル機能を持つ装置の場合は、水晶体の核の状態や手術の状態に応じて術者が微妙に超音波発振の出力を調整できるが、熟練していない術者ではこの調整操作は難しい。
【０００４】
一方、パルス発振モ−ドを使用した場合は、非発振時に核片を吸引して捕まえることができるので、特に浮遊した核の破砕乳化に有利である。また、間欠的な超音波発振により超音波発振の平均出力は連続発振モ−ドに比べて下げられるので、過剰な出力を組織に与えなくてすむ。
しかし、パルス発振モ−ドでは非発振時から発振時に移行したときにいきなり強い発振動作を行うので、破砕及び吸引が急激に行われことになり、スム−スな手術操作がし辛い。また、間欠的な発振動作により手術時間が長くなるという欠点がある。
本発明は上記のような従来技術に鑑み、破砕力を維持しつつ使用する平均出力を下げ、熟練していない術者でも手術が容易な超音波手術装置を提供することを技術課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は次のような構成を有することを特徴としている。
（１）  破砕乳化された水晶体核を灌流液と共に吸引する吸引手段と吸引圧を検出する吸引圧検出手段を備え、超音波振動を発生する超音波振動子を持つプローブの先に取り付けられたチップに前記超音波振動子からの超音波振動を増幅伝達し、前記チップに接触した水晶体核を破砕乳化する眼科用超音波手術装置において、フットペダルの踏み込み量が一定の時は超音波出力をサインカーブに変化させると共に、フットペダルの踏み込み量の変化によって超音波出力の上限又は下限の少なくとも一方を変化させる制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。図１は白内障手術に使用する超音波白内障手術装置の概略構成を示した図である。
１は術者が把持するプロ−ブである。プロ−ブ１の内部の中空部にはシリコンゴムでモ−ルドされた圧電素子等からなる超音波振動子３が保持されている。超音波振動子３は通電線４を介して駆動部３１から供給される駆動エネルギにより超音波振動を発生する。５は超音波振動を増幅させるホ−ンであり、ホ−ン５と超音波振動子３は不図示のボルト及びナット６により一体的に固定されている。
【００１２】
ホ−ン５の先端には軸方向に吸引孔を持つ管状のチップ７がネジ止めされており、超音波振動子３により発生した超音波振動はホ−ン５で増幅されてチップ７に伝達される。チップ７は増幅伝達された超音波振動により水晶体の核を破砕乳化する。また、ホ−ン５、ナット６及び超音波振動子３にも軸方向に貫通した吸引通路８が形成されており、吸引通路８の前端部はチップ７の吸引孔と連通している。吸引通路８の後端部はパイプ部９を介して吸引チュ−ブ１０に接続される。
吸引チュ−ブ１０の後方には吸引圧を発生するポンプ２０が配設されており、ポンプ２０は制御部３０により駆動制御される。吸引された廃物は廃液袋２１に排出される。また、吸引チュ−ブ１０の途中は接続部を介して吸引圧センサ２２及び電磁弁２３と繋がっている。吸引圧センサ２２は吸引圧を常時検出する。制御部３０は吸引圧センサ２２の検出信号に基づいて、電磁弁２３の駆動制御により吸引圧が下がるように空気を流入させたり、ポンプ２０の駆動制御による吸引流量のコントロ−ルを行う。
【００１３】
１１はチップ７に覆いかぶされた円筒状で先細りのスリ−ブであり、スリ−ブ１１の先端は灌流液を眼内に供給するための流出口（図示せず）が設けられている。スリ−ブ１１の後端はプロ−ブ１の先端に取り付けられる。１２は生理食塩水等の灌流液をスリ−ブ１１に導くための灌流通路であり、灌流液は灌流チュ−ブ１３を通して灌流瓶２４から供給される。灌流瓶２４はポ−ル等に吊り下げられて灌流液を適度の早さで供給するようにその高さ位置が調整される。灌流チュ−ブ１３の途中には灌流制御弁２５が配設されており、灌流制御弁２５の開閉により灌流液の流出制御が行われる。
１４は灌流液の水密性を保つためにホ−ン５の外周に装着されたＯリングである。
【００１４】
制御部３０には各種の条件設定を行うコントロ−ルパネル部３４、フットペダル３５が接続されている。フットペダル３５はその踏み込み加減のポジション位置により灌流制御弁２５、ポンプ２０及び駆動部３１を駆動する信号を発する。さらに、フットペダル３５はその踏み込み加減により自由に超音波出力を調節するリニアコントロ−ル機能を備えている。
【００１５】
図２はコントロ−ルパネル部３４を説明する図である。
４０はLINEAR/PANEL切換スイッチであり、超音波発振の制御をフットペダル３５の踏み込みによるリニアコントロ−ルで行うか、予めコントロ−ルパネルで設定した設定値に基づいて行うかを切換え選択する。４１は超音波の発振モ−ドを選択する選択スイッチであり、連続発振モ−ド、パルス発振モ−ド、及び超音波振動の出力を徐々に増加させた後再び徐々に減少させ、これを連続または断続的に繰り返す出力変化発振モ−ド（後述する）の３種類の発振モ−ドが選択できる。なお、出力変化発振モ−ドの選択に加えてフットペダル３５のリニアコントロ−ルを選択したときには、さらにリニア変化選択スイッチ４９により、リニアに変化させる超音波出力のパタ−ンを選択できる。
【００１６】
４２は超音波出力の上限を設定するスイッチであり、４３はその表示部である。４４は出力変化発振モ−ドの選択時に超音波出力の下限を設定するスイッチであり、４５はその表示部である。４６はパルス発振モ−ド又は出力変化発振モ−ドの選択時に単位時間当たりのパルスレ−ト又は繰り返しレ−トを設定するスイッチであり、４７はその表示部である。４８は超音波発振時間を表示する表示部及びリセットスイッチである。
５０は吸引動作時の吸引圧や吸引流量等を設定するための吸引スイッチ部、５１は灌流瓶の高さを変更して供給する灌流量を調節する灌流スイッチ部、５２は装置の各種の動作モ−ドを選択する動作モ−ド選択スイッチ部である。
５３は各種の情報を表示するディスプレイ、５４は条件設定を予め記憶設定しておくPRESETスイッチ群である。
【００１７】
次に、以上のような構成の装置における動作を説明する。ここでは、本発明の特徴的な部分である出力変化発振モ−ドを選択したときの動作を中心に説明する。
手術に際し、コントロ−ルパネル部３４のスイッチにより灌流瓶２４の高さ設定、吸引圧や吸引流量の吸引条件の設定、及び超音波発振の条件設定等を予め行っておく。装置側の準備ができたら、術者はプロ−ブ１を把持し、チップ７を眼球内に挿入して水晶体の破砕除去手術を行う。
フットペダル３５を踏み込むと、そのポジション位置信号は制御部３０に入力される。制御部３０は入力信号に基づき灌流制御弁２５、ポンプ２０を作動させ、灌流液の供給及び吸引を行う。また、フットペダル３５の踏み込みにより、超音波振動を発振させる信号が入力されるようになると、制御部３０は駆動部３１を作動させ、駆動部３１は駆動エネルギを超音波振動子３に供給して超音波振動を発生させる。
【００１８】
図３は、超音波出力の制御をパネル設定にしたときの、超音波振動子３による超音波発振出力の時間変化を示す図である。フットペダル３５から超音波振動を発振させる信号が入力されている間、制御部３０は超音波発振の出力をサインカ−ブ的に変化するように超音波振動子３を駆動制御する。すなわち、超音波発振の出力を設定された上限まで徐々に増加させ、その後設定された下限出力まで徐々に減少させる。これを設定されたレ−トで繰り返すように超音波振動子３を動作させる。
【００１９】
このような超音波発振の出力変化に対応して超音波振動子３に接続されたチップ７が振動する。超音波発振の出力が減少すると、チップ７の振動速度と振幅は小さくなり、付与される吸引圧により浮遊した水晶体の核片はチップ７に吸引されて捕まえやすくなる。その後、超音波出力が徐々に増加すると、これに対応してチップ７の振動速度と振幅も次第に大きくなる。増幅伝達された振動によりチップ７の先端は水晶体の核に衝撃を加え、核を破砕乳化する。
【００２０】
以上のように超音波出力は徐々に変化するので、チップ７はいきなり強い振動動作を行うことがない。このため、水晶体の核の破砕及び吸引は急激ではなく徐々に行われるので、術者はスム−スな手術操作がしやすい。また、超音波出力の増減変化は自動的に繰り返し行われるので、術者はフットペダル３５の細かい操作で出力調節を行わなくても、吸引によるチップ７への核片の引き付けと破砕を行うことができる。また、超音波出力の繰り返しの増減変化により、パルス発振モ−ドの時に比べて破砕力をある程度維持しつつ、その平均出力はパルス発振モ−ドのように低く抑えることができる。したがって、患者眼に過度の出力を与えなくてすむ。
【００２１】
超音波出力の制御をリニアに設定したときには、さらにリニア変化選択スイッチ４９により次のような制御パタ−ンを選択することができる。図４は超音波発振出力とフットペダル３５からの信号出力の時間変化を示す図であり、各図のＩは超音波出力変化を示し、Ｐはフットペダルからの信号出力変化をそれぞれ示す。図４の（ａ）は、フットペダルの踏み込み加減による位置信号により、超音波出力の上限出力が調節されるパタ−ンである。出力の減少変化は予め設定された下限出力まで下がる。（ｂ）は、出力の増加は設定された上限まで上がり、減少時の下限出力が調節されるパタ−ンである。（ｃ）は上限出力と下限出力とが予め設定された幅で共に調整されるパタ−ンである。このような出力変化により、フットペダル３５によるリニアコントロ−ルを選択したときには、より一層術者の意図に応じた手術操作を行うことができる。
【００２２】
以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は実施例に限られることなく種々の変容が可能である。例えば、超音波発振の出力は、吸引圧センサ２２が検出する吸引圧に基づいて変更するようにしても良い（図５参照）。吸引圧が低いときは破砕すべき核のチップ７への吸引保持力が弱いので、制御部３０は徐々に増加する超音波発振の上限出力を上げるように駆動制御する。逆に吸引圧が高くなったときには核の吸引保持力が増すので、制御部３０は徐々に増加する超音波発振の上限出力を下げるよう駆動制御する。これにより、過剰な出力を患者眼に与えることなく破砕力は維持できる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、術者が細かい操作を行わなくても自動的に超音波発振の出力が徐々に増減変化するので、急激な発振動作を伴うことなくスム−スな手術ができる。また、破砕力を維持しつつ使用する平均出力を下げて、生態組織に与える超音波の影響を少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の装置の概略構成を示した図である。
【図２】コントロ−ルパネル部を説明する図である。
【図３】超音波出力の制御をパネル設定にしたときの、超音波発振出力の時間変化を示す図である。
【図４】超音波出力の制御をリニアに設定したときの、各制御パタ−ンにおける超音波発振出力とフットペダルからの信号出力の時間変化を示す図である。
【図５】吸引圧センサが検出する吸引圧に基づいて超音波発振の出力を変更するようにしたときの、超音波発振出力の時間変化を示す図である。
【符号の説明】
１  プロ−ブ
３  超音波振動子
７  チップ
３０制御部
３１  駆動部
３４  コントロ−ルパネル部
３５  フットペダル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図４】
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