液体喷射控制装置、液体喷射系统及控制方法
【专利摘要】本发明提供能够按用户意愿设定脉冲液体射流的强度而能提高操作性的液体喷射控制装置、液体喷射系统及控制方法。在液体喷射控制装置(60-1)中，喷射管部种类取得部(651)辨别装配在主体部(40)上的喷射管部(50)的喷射管部种类，取得符合所辨别的喷射管部种类的符合对应关系。另外，电压振幅设定部(654)参照符合对应关系，根据与驱动电压波形的上升沿相关的上升沿指标值和通过重复频率刻度盘(713)输入的重复频率指示值来设定驱动电压波形的电压振幅，以使动能成为通过能量刻度盘(711)输入的能量指示值。
【专利说明】
液体喷射控制装置、液体喷射系统及控制方法
技术领域
[0001]本发明涉及控制液体喷射装置的液体喷射控制装置等，该液体喷射装置利用压电元件呈脉冲状喷射液体。
【背景技术】
[0002]已知有呈脉冲状喷射液体来切削切削对象物的技术。脉冲状的液体喷射是从喷嘴脉动地喷出的液体射流，在本说明书中适度地称为“脉冲液体射流(Pulsed Liquid Jet)”。
[0003]脉冲液体射流的用途有很多种，例如，专利文献I中提议了在医疗领域用于外科手术的技术。在这种情况下，切削对象物是生物体组织，液体是生理盐水。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献I:日本特开2005-152127号公报
[0007]作为一种生成脉冲液体射流的机构，已知有利用压电元件的机构。该机构通过向压电元件施加脉冲波状的驱动电压，从而压电元件使工作流体(流体)内产生瞬间压力，由此呈脉冲状喷射液体。因此，当变更脉冲液体射流的强度时，控制施加给压电元件的驱动电压。于是，考虑以操作刻度盘、操作按钮等操作部指示施加于压电元件的驱动电压的特性值、例如驱动电压波形的振幅(为电压振幅，也可以称为驱动电压的大小)，从而使得脉冲液体射流的强度可变的方式。
[0008]但是，已经知道的是，即使改变以操作部指示的驱动电压的特性值，有时还是会出现无法按照用户所想的那样改变切削对象物的切削深度、切削体积等切削形态的情况。例如，已经知道的是，即使用户将电压振幅改变为2倍、4倍、或者1/2、1/4，切削深度、切削体积也未必能够按照该变化进行变化，这一点将在后面详细说明。当将脉冲液体射流用于外科手术用途时，未能获得符合外科医生的操作感的作用，成为问题。
[0009]另一方面，如果脉冲液体射流的喷射周期是可变的，则可以使每单位时间的切削深度、切削体积增减，可以调整切削对象物的切削速度。但是，如果改变喷射周期，则驱动电压波形的形状会发生变化，由此，一个脉冲的脉冲液体射流的强度等可能发生变化。因此，在改变喷射周期的前后，一个脉冲的脉冲液体射流所引起的切削深度、切削体积会发生变化，即使缩短喷射周期，换言之，即使提高喷射频率，也有可能发生无法获得符合用户意愿的与喷射频率成比例的切削速度的情况。
[0010]而且，例如在外科手术用途中，根据手术方式、切除部位等的不同而分开使用液体所通过的喷射管部分的形状、长度、管径、材质或者喷嘴直径等不同的多种液体喷射装置，由一个脉冲的脉冲液体射流所引起的切削深度、切削体积也有可能随所使用的液体喷射装置的喷射管部分的种类而发生变化。
【发明内容】
[0011]本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的在于，提议一种能够按用户意愿设定脉冲液体射流的强度而能提高操作性(使V、勝手)的技术。
[0012]用于解决上述问题的第一发明是一种液体喷射控制装置，对压电元件施加给定的驱动电压波形，以对来自液体喷射装置的脉冲液体射流的喷射进行控制，所述液体喷射装置利用所述压电元件呈脉冲状喷射液体，并且，所述液体喷射装置构成为形成有所述液体的喷射口的喷射管部相对于包括所述压电元件的主体部装卸自如，所述液体喷射控制装置具备:种类辨别部，辨别所述喷射管部的喷射管部种类;对应关系取得部，从针对每个喷射管部种类确定的对应关系中取得符合所辨别出的所述喷射管部种类的符合对应关系，所述对应关系是与所述脉冲液体射流的动能相关的第一指示值、与所述脉冲液体射流的每单位时间的喷射次数相关的第二指示值、和与所述驱动电压波形的电压振幅及所述驱动电压波形的上升沿相关的指标值的对应关系；第一操作部，用于输入所述第一指示值;第二操作部，用于输入所述第二指示值；以及电压振幅设定部，参照所述符合对应关系，根据所述指标值和所述第二指示值来设定所述驱动电压波形的电压振幅，使得所述动能成为所述第一指示值。
[0013]另外，作为其它发明，也可以构成为一种控制方法，其对压电元件施加给定的驱动电压波形，以对来自液体喷射装置的脉冲液体射流的喷射进行控制，所述液体喷射装置利用所述压电元件呈脉冲状喷射液体，并且，所述液体喷射装置构成为形成有所述液体的喷射口的喷射管部相对于包括所述压电元件的主体部装卸自如，所述控制方法包括:辨别所述喷射管部的喷射管部种类;从针对每个喷射管部种类确定的对应关系中取得符合所辨别出的所述喷射管部种类的符合对应关系，所述对应关系是与所述脉冲液体射流的动能相关的第一指示值、与所述脉冲液体射流的每单位时间的喷射次数相关的第二指示值、和与所述驱动电压波形的电压振幅及所述驱动电压波形的上升沿相关的指标值的对应关系;输入所述第一指示值;输入所述第二指示值；以及参照所述符合对应关系，根据所述指标值和所述第二指示值来设定所述驱动电压波形的电压振幅，使得所述动能成为所述第一指示值。
[0014]如后所述，由脉冲液体射流引起的切削深度、切削体积与脉冲液体射流的动能的相关性高。另一方面，该切削深度、切削体积与动能的关系有时会因液体喷射装置的喷射管部分的种类而有所不同。根据第一发明等，辨别主体部上装配的喷射管部的喷射管部种类，并取得对该喷射管部种类确定的符合对应关系。然后，当输入了与脉冲液体射流的动能相关的第一指示值和与脉冲液体射流的每单位时间的喷射次数相关的第二指示值时，按照符合对应关系，根据驱动电压波形的指标值和第二指示值设定驱动电压波形的电压振幅，以使动能成为第一指示值。据此，即使变更了喷射管部的种类，也能通过直接指示脉冲液体射流的动能来实现与用户的意愿、操作感相符的切削深度、切削体积，能够提高操作性。
[0015]并且，由于能够指示脉冲液体射流的每单位时间的喷射次数，因此，例如可以在维持第一指示值的情况下增减喷射次数。从而，能够调整切削速度，而在改变喷射次数的前后由一个脉冲的脉冲液体射流引起的切削深度、切削体积不会发生变化，可实现操作性的提尚O
[0016]第二发明是一种液体喷射控制装置，其在第一发明的基础上，所述喷射管部具有保持该喷射管部的种类信息的第一保持部，所述种类辨别部从自所述第一保持部中读出保持信息的第一读出部的读出结果取得所述种类信息并辨别所述喷射管部种类。
[0017]根据该第二发明，通过从喷射管部所具有的第一保持部取得喷射管部的种类信息，从而能够辨别装配在主体部上的喷射管部的喷射管部种类。
[0018]第三发明是一种液体喷射控制装置，其在第一发明的基础上，所述种类辨别部取得所述喷射管部的形状信息和重量信息中的至少任一方来辨别所述喷射管部种类。
[0019]根据该第三发明，通过取得喷射管部的形状信息、重量信息，从而能够辨别装配在主体部上的喷射管部的喷射管部种类。
[0020]第四发明是一种液体喷射控制装置，其在第一?第三任一发明的基础上，所述喷射管部具有保持符合该喷射管部的喷射管部种类的所述符合对应关系的第二保持部，所述对应关系取得部从自所述第二保持部中读出保持信息的第二读出部的读出结果取得所述符合对应关系。
[0021]根据该第四发明，能够从喷射管部所具有的第二保持部取得符合装配在主体部上的喷射管部的喷射管部种类的符合对应关系。
[0022]第五发明是一种液体喷射控制装置，其在第一?第四任一发明的基础上，还具备用于输入与所述指标值相关的第三指示值的第三操作部。
[0023]根据该第五发明，能够输入与驱动电压波形的电压振幅有关的第三指示值。
[0024]第六发明是一种液体喷射控制装置，其在第一?第五任一发明的基础上，还具备下降沿形状设定部，用于根据所述第二指示值，可变地设定所述驱动电压波形的下降沿形状。
[0025]根据该第六发明，通过可变地设定驱动电压波形的下降沿形状，从而能够控制脉冲液体射流的重复喷射，使得在维持规定的或者期望的驱动电压波形的上升沿形状的同时，使脉冲液体射流的每单位时间的喷射次数成为第二指示值。
[0026]第七发明是一种液体喷射控制装置，其在第一?第六任一发明的基础上，还具备显示控制部，用于进行使所述第一指示值及所述第二指示值中的至少一方显示的控制。
[0027]根据该第七发明，能够显示与脉冲液体射流的动能有关的第一指示值和与脉冲液体射流的每单位时间的喷射次数有关的第二指示值中的至少一方。由此，能够视觉确认用户指不的当如的脉冲液体射流的动能、表不每单位时间的嗔射次数的指标等。因此，能够进一步提高操作性。
[0028]第八发明是一种液体喷射控制装置，其在第一?第七任一发明的基础上，对所述脉冲液体射流的动量在2[nNs(纳牛顿秒)]以上2[mNs(毫牛顿秒)]以下、或者所述脉冲液体射流的动能在2[nJ(纳焦耳)]以上200[mJ(毫焦耳)]以下的所述液体喷射装置进行控制。
[0029]根据该第八发明，脉冲液体射流的动量在2[nNs]以上2[mNs]以下、或者动能在2[nj]以上200[mJ]以下，能够在该范围内控制液体喷射装置。因此，适合切削例如生物体组织、食品、凝胶材料、橡胶或塑料等树脂材料等柔性材料。
[0030]第九发明是一种液体喷射控制装置，其在第一?第八任一发明的基础上，对用于通过所述脉冲液体射流切削生物体组织的所述液体喷射装置进行控制。
[0031 ]根据该第九发明，例如可以控制适合外科手术用途的脉冲液体射流的强度。
[0032]第十发明是一种液体喷射系统，其具备第一?第九任一发明的液体喷射控制装置;液体喷射装置;以及送液栗装置。
[0033]根据该第十发明，能够实现起到第一?第九发明的作用效果的液体喷射系统。
【附图说明】
[0034]图1是液体喷射系统的整体构成例的示意图。
[0035]图2是液体喷射装置的内部结构示意图。
[0036]图3的(a)和(b)是压电元件的一周期的驱动电压波形以及液体喷射开口部中的液体的流速波形的示意图。
[0037]图4的(a)?(C)是质量通量、动量通量和能通量的示意图。
[0038]图5的(a)?(C)是在切削对象物的切削样式的仿真中使用的主射流的流速波形示意图。
[0039]图6的(a)?(f)是仿真结果(切削深度)示意图。
[0040]图7的(a)?(f)是仿真结果(切削体积)示意图。
[0041]图8的(a)和(b)是施加了上升沿频率不同的驱动电压波形时的、主射流的流速波形的仿真结果示意图。
[0042]图9的(a)和(b)是施加了电压振幅不同的驱动电压波形时的、主射流的流速波形的仿真结果示意图。
[0043]图10的(a)和(b)是施加了重复频率不同的驱动电压波形时的、主射流的流速波形的仿真结果示意图。
[0044]图11是预定的重复频率下的能量E与上升沿频率及电压振幅的对应关系示意图。
[0045]图12是实施例1中的液体喷射控制装置的操作面板示意图。
[0046]图13是示出实施例1中的液体喷射控制装置的功能构成例的框图。
[0047]图14是实施例1中的能量转换表的数据构成例的示意图。
[0048]图15是示出喷射管部辨别表的数据构成例的图。
[0049]图16是示出实施例1中喷射脉冲液体射流时控制部所进行的处理流程的流程图。
[0050]图17是实施例2中的液体喷射控制装置的操作面板示意图。
[0051 ]图18是示出实施例2中的液体喷射控制装置的功能构成例的框图。
[0052]图19是实施例2中的能量转换表的数据构成例的示意图。
[0053]图20是示出实施例2中喷射脉冲液体射流时控制部所进行的处理流程的流程图。
[0054]图21是示出发货时容纳喷射管部的包装袋的一个例子的图。
[0055]符号说明
[0056]I液体喷射系统、10容器、20送液栗装置、30液体喷射装置、40主体部、43压电元件、45膜片、47读出部、49主体侧保持部、50喷射管部、53喷射管、55喷嘴、551液体喷射开口部、57压力室、59喷射管侧保持部、60(60-1，60-2)液体喷射控制装置、61，61a操作部、711能量刻度盘、713重复频率刻度盘、715a上升沿(立6上识I5)频率刻度盘、62显示部、63通信部、64摄像部、85读码器、86重量计(gravimeter)、65，65a控制部、651，65 Ia喷射管部种类取得部、652，652a压电元件控制部、653，653a上升沿频率设定部、654，654a电压振幅设定部、655重复频率设定部、656栗控制部、657能量显示控制部、67，67a存储部、671，671a能量转换表、673喷射管部辨别表
【具体实施方式】
[0057]下面，说明用于实施本发明的液体喷射控制装置、液体喷射系统以及控制方法的一方式。需要注意的是，本发明并不限定于下面说明的实施方式，可适用本发明的方式也不限定于下面的实施方式。并且，在附图中，对于相同的部分标注相同的标记。
[0058][整体构成]
[0059]图1是本实施方式中的液体喷射系统I的整体构成例的示意图。该液体喷射系统I用于柔性材料、例如以生物体组织为切削对象物的外科手术、以食品为切削对象物的食品加工、凝胶材料的加工、橡胶或塑料等树脂材料的切削加工等用途，其喷射动量在2 [ nNs (纳牛顿秒(于7 二二一卜V秒))]以上2[mNs(毫牛顿秒(?]二二一卜V秒))]以下、或者动能在2[nj(纳焦耳(于乂夕二一少))]以上200[mJ(毫焦耳(烈夕二一少))]以下的脉冲液体射流来切削切削对象物。下面例示了将液体喷射系统I用于外科手术的用途来进行患处(生物体组织)的切开、切除、或者破碎(将它们统称为“切削”)的情况。并且，本实施方式中的动量通量以及动量指的是仅考虑脉冲液体射流的喷射方向分量的标量、即大小，以此进行说明。
[0060]如图1所示，液体喷射系统I具备收容液体的容器1、送液栗装置20、向切削对象物(本实施方式中是生物体组织)呈脉冲状喷射液体的液体喷射装置30、以及液体喷射控制装置60。
[0061 ]并且，液体喷射控制装置60具备操作面板70和喷射踏板81作为操作单元，操作面板70用于在手术中输入动能的增减操作等各种操作，喷射踏板81用于外科医生用脚踩踏而切换脉冲液体射流的喷射开始和喷射停止。除此以外，液体喷射控制装置60还适当具备:实现存储卡821的数据读写的读写器82、用于与外部的服务器装置100通信的通信装置83、摄像装置84、读码器85以及重量计86。
[0062]容器10收容水、生理盐水、药液等液体。送液栗装置20始终以规定的压力或规定的流量使收容在容器1中的液体经由连接管91、93而供给至液体喷射装置30。
[0063]液体喷射装置30具备在主体壳体41的内部具有压电元件43等(参照图2)的主体部40、和在基台51上立设有管状的喷射管53的喷射管部50，液体喷射装置30构成为喷射管部50相对于主体部40装卸自如。该液体喷射装置30是在手术中由外科医生手持操作的部分(手持件)，对从送液栗装置20供给的液体赋予脉动而产生脉冲流，使产生的脉冲流通过喷射管53并最终从设在喷嘴55上的液体喷射开口部551 (参照图2)作为脉冲液体射流喷射。
[0064]在此，对于外科手术用的手持件，准备有喷射管部分的形状、长度、管径、材质或者喷嘴直径等不同的手持件，在手术时，选择性地使用适于手术方式、切除部位等的手持件。作为喷射管部分的种类，例如可列举长度为15[cm]、30[cm]或者50[cm]的不锈钢制的种类；长度为l[m]、1.5[m]或者2[m]的柔软的PEEK管等。关于喷射管部分的形状，可列举直线形状、弯曲形状等各种各样的形状。在本实施方式中，通过使包括喷射管53的喷射管部50相对于具备压电元件43等的主体部40装卸自如，从而构成为共享用于产生脉冲流的压电元件43等而只将喷射管部分更换为适合手术方式等的喷射管部分。更详细而言，基台51的构成是相同的，从立设有不同长度、材质等的喷射管53的多种喷射管部50中选择对应于手术方式等的喷射管部50来将其装配于主体部40上加以使用。
[0065]另外，脉冲流的意思是，液体的流速、压力在时间上大幅且急剧变化的液体的脉动流动。同样，呈脉冲状喷射液体是指，通过喷嘴的液体的流速在时间上大幅变化的液体的脉动喷射。本实施方式中示出了喷射通过对定常流(steady flow)赋予周期性脉动而产生的脉冲液体射流的例子，但是，本发明同样还能适用于重复液体的喷射和非喷射的间歇性的、断续的脉冲液体射流的喷射。
[0066]图2是示出沿液体喷射方向切断液体喷射装置30后的简要截面图的图，示出了主体壳体41与基台51的嵌合状态。需要注意的是，为了便于图示，图2所示的部件、部分的纵向及横向的缩小比例与实际不同。
[0067]主体部40的主体壳体41呈一端开口的箱形，在筒状的内部空间中配设有用于使压力室57的容积变化的压电元件43以及膜片45而被构成。另一方面，喷射管部50的基台51在立设有喷射管53—侧的相反侧的面上具有形成压力室57的凹部511。在该液体喷射装置30中，当将喷射管部50装配于主体部40上时，将基台51的凹部511嵌入主体壳体41的开口端，通过使彼此卡定的锁定机构等将内部封闭。需要注意的是，可适当选择主体部40与喷射管部50的装卸单元。
[0068]膜片45是圆盘状的金属薄板，其外周部分在装配喷射管部50时被夹在主体壳体41与基台51之间而被固定。压电元件43例如为层叠型压电元件，在膜片45与主体壳体41的底板411之间，一端被固定于膜片45，另一端被固定于底板411。
[0069]压力室57是被膜片45和基台51的凹部511包围的空间。在基台51上形成有各自与压力室57连通的入口流路513和出口流路515。出口流路515的内径形成得比入口流路513的内径大。入口流路513与连接管93连接，将从送液栗装置20供给的液体导入压力室57。喷射管53的一端与出口流路515连接，将在压力室57内流动的液体导入喷射管53。喷嘴55插入喷射管53的另一端(前端)，喷嘴55具有内径比喷射管53的内径小的液体喷射开口部551。
[0070]另外，喷射管部50具备作为第一保持(担持)部的喷射管侧保持部59，该喷射管侧保持部59保持分配给该喷射管部50的喷射管部种类的喷射管部ID作为喷射管部50的种类信息，主体部40具备作为第一读出部的读出部47，用于从喷射管侧保持部59中读出喷射管部ID。这些喷射管侧保持部59和读出部47被配设在喷射管部50以及主体部40的合适位置，以便成为在主体壳体41与基台51的嵌合状态下能够由读出部47进行喷射管侧保持部59的读出的位置关系。喷射管侧保持部59例如由存储喷射管部ID的IC(Integrated Circuit，集成电路)标签构成。另一方面，读出部47由从IC标签中读出喷射管部ID的IC标签读取器构成，将读出的喷射管部ID输出至液体喷射控制装置60。或者，也可以使用将喷射管部ID编码后的信息码(例如，既可以为条形码，也可以为二维码)来构成喷射管侧保持部59。在这种情况下，读出部47由读出信息码的读码器构成，对读出的信息码进行解析并将喷射管部ID输出至液体喷射控制装置60。另外，主体部40具备通过布线与液体喷射控制装置60连接的主体侧保持部49。
[0071]需要注意的是，虽然采用了喷射管侧保持部59和读出部47以在主体壳体41与基台51的嵌合状态下读出部47能够进行读出的位置关系被配置在喷射管部50以及主体部40的构成，但只要能读出存储在IC标签中的信息，也可以按其它配置位置关系进行配置。例如，也可以按在成为嵌合状态之前的靠近位置或接触状态下能够进行读出的位置关系进行配置。
[0072]在如上所述构成的液体喷射系统I中，基于液体喷射控制装置60的控制，收容在容器10中的液体通过送液栗装置20而以规定的压力或规定的流量经由连接管93被供给到液体喷射装置30。另一方面，当基于液体喷射控制装置60的控制向压电元件43施加驱动信号时，压电元件43进行伸缩(图2的箭头A)。施加于压电元件43的驱动信号是按照规定的重复频率(例如数十[Hz]?数百[Hz])反复施加的，因此，每周期地，压电元件43反复伸缩。由此，对在压力室57内流动的定常流的液体赋予脉动，从液体喷射开口部551重复喷射脉冲液体射流。
[0073]图3的(a)是示出施加于压电元件43的一周期的驱动信号的驱动电压波形LU的一个例子的图，其中一同示出了液体喷射开口部551中的液体的流速波形L13。并且，图3的(b)是提取出图3的(a)所示的流速波形L13的峰中的最高峰的流速波形(主峰部分)SI的图。
[0074]图3的(a)所示的Tp是重复周期(驱动电压波形的一周期的时间)，其倒数是上述的重复频率。需要注意的是，重复周期Tp是l[ms(毫秒)]?100[ms]左右，驱动电压波形上升到最大电压所需的时间(上升沿时间)Tpr是10[ys(微秒)]?1000[ys]左右。重复周期Tp设定为比上升沿时间Tpr长的时间。并且，当将上升沿时间Tpr的倒数作为上升沿频率时，重复频率设定为比上升沿频率低的频率。上升沿频率以及上升沿时间均为一种与驱动电压的上升沿有关的指标值(上升沿指标值)。
[0075]例如，假设压电元件43在被施加正电压时伸长，则在上升沿时间Tpr急剧伸长，膜片45被压电元件43推压而向压力室57侧弯曲。当膜片45向压力室57侧弯曲时，压力室57的容积变小，压力室57内的液体被推出压力室57。在此，由于出口流路515的内径大于入口流路513的内径，因此，出口流路515的流体惯性以及流体阻力小于入口流路513的流体阻力。从而，由于压电元件43急剧伸长而被推出压力室57的液体的大部分通过出口流路515而导入喷射管53，并通过内径小于喷射管53的内径的液体喷射开口部551而变成脉冲状液滴、SP脉冲液体射流后高速喷射。
[0076]在上升到最大电压之后，驱动电压缓慢下降。这时，压电元件43花费比上升沿时间Tpr更长的时间收缩，膜片45被压电元件43拉回而向底板411侧弯曲。当膜片45向底板411侧弯曲时，压力室57的容积变大，液体从入口流路513导入压力室57内。
[0077]需要注意的是，由于送液栗装置20以规定的压力或者规定的流量向液体喷射装置30供给液体，因此，如果压电元件43不进行伸缩动作，则在压力室57内流动的液体(定常流)经由出口流路515导入喷射管53，并从液体喷射开口部551喷射出。该喷射是恒速且低速的液流，因此，可以称为定常流(定常流)。
[0078][原理]
[0079]脉冲液体射流的特征值基于在图3的(a)中与驱动电压波形Lll一同示出的一个脉冲的射流在液体喷射开口部551处的流速波形LI 3。其中，需要关注的是在图3的(b)中提取示出的、在紧跟驱动电压的上升沿之后产生的最大流速的主峰部分(峰波的射流:图3的(a)的SI)。除此之外的其它低峰是由压电元件43伸长时在压力室57内产生的压力变动的波在喷射管53内往复反射而附带性地喷射的射流所引起，决定切削对象物的切削深度、切削体积等切削样式的是流速最大的峰波(先頭波)的射流(下面称为主射流)。
[0080]当想通过改变脉冲液体射流的强度来改变切削对象物的切削深度、切削体积时，会对压电元件43的驱动电压波形加以控制。考虑有由外科医生指示作为其电压特性值的驱动电压波形的上升沿频率、驱动电压波形的振幅(电压振幅)来进行该驱动电压波形的控制的方法。例如，考虑有在固定了电压振幅的状态下由外科医生指示上升沿频率(还可以是上升沿时间Tpr)、或者在固定了上升沿频率的状态下指示电压振幅的方法。这是因为电压振幅、其上升沿频率(上升沿时间Tpr)给主射流的流速波形带来很大的影响。在驱动电压上升到最大电压之后的缓慢下降的期间的驱动电压对主射流的流速波形影响并不是很大。因此，认为如果提高上升沿频率或者增大电压振幅，则与其成比例地，切削深度将变深，切削体积将变大。
[0081]但是，已经得知，实际达到的切削对象物的切削深度、切削体积有时未必会按照电压特性值的增减来变化，有时会降低操作性。例如，可能会发生即使外科医生将电压振幅设为2倍，但切削深度、切削体积并没有按期望增加，或者即使将电压振幅设为1/2，但切削深度、切削体积并没有如想象地减少的情况。因此，出现了未能达到外科医生所期望的切削深度、切削体积的事情。这是导致手术时间变长的一大问题。
[0082]并且，除了脉冲液体射流的强度之外，有时还想调整切削速度。作为这种情况下的做法，可考虑由外科医生指示驱动电压波形的重复频率的方法。例如，提高重复频率相当于增加脉冲液体射流每单位时间的喷射次数，最终达到的切削深度、切削体积会发生变化。
[0083]但是，如果改变重复频率，则驱动电压波形会发生变化，因此，存在即使改变了重复频率，但每单位时间的切削深度、切削体积也没有成比例地变化，导致对外科医生而言操作性差的情况。具体地，例如考虑有单纯地在时间轴方向上扩大或缩小驱动电压波形整体来改变重复频率的方法。但是，在该方法中，对主射流的流速波形带来很大影响的上升沿频率会发生变动，因此，如上所述，脉冲液体射流的强度发生变化。因此，无法获得与重复频率成比例的如期的切削速度。
[0084]为此，着眼于主射流的流速波形，针对由该主射流的流速波形决定的若干个参数探讨了与切削深度及切削体积的相关性。这是因为，如果能够发现与切削深度、切削体积相关性高的参数，则可以以最适合达到与外科医生的操作感相符的切削深度、切削体积的驱动电压波形来控制压电元件43。
[0085]为此，首先，基于液体喷射开口部551处的主射流的流速波形v[m/s]，探讨了通过液体喷射开口部551的主射流的质量通量[kg/s]、动量通量[N]、以及能通量[W]。质量通量是通过液体喷射开口部551的液体的每单位时间的质量[kg/s] ο动量通量是通过液体喷射开口部551的液体的每单位时间的动量[N]。能通量是通过液体喷射开口部551的液体的每单位时间的能量[W]。需要注意的是，能量是指动能(運動工氺少年一)，下面也称为“能量(工專年一)”。
[0086]在液体喷射开口部551，液体被释放到自由空间，因此，可以将压力大致视为“O”。并且，与液体的射流喷射方向正交的方向(液体喷射开口部551的径向)的速度也可以大致视为“O”。假设在液体喷射开口部551的径向上没有液体的速度分布，则可以按照下式(I)、
(2)、(3)求出通过液体喷射开口部551的质量通量Jm[kg/s]、动量通量Jp[N]、以及能通量Je[W]。S[m2 ]表示喷嘴的截面积，P [kg/m3 ]表示工作流体密度。
[0087]Jm = S.P.ν...(1)
[0088]Jp = S.P.V2...(2)
[0089]Je = l/2.P.S.v3...(3)
[0090]图4是示出根据图3的(b)所示的主射流的流速波形求出的质量通量Jm(a)、动量通量Jp(b)、以及能通量Je(C)的图。如果在从主射流的流速波形的上升沿(立^上力巧)至下降沿(立^下识.9)的时间(持续时间)T内对这些质量通量Jm、动量通量Jp及能通量Je分别进行积分，则能够求出作为主射流从液体喷射开口部551喷射的液体的质量、动量和能量。
[0091]按照上述要领算出的质量通量Jm、动量通量Jp、能通量Je、质量、动量以及能量各值被考虑可能决定由一个脉冲的射流所引起的切削深度及切削体积。但是，这些都是包括对应定常流的量的物理量，重要的是减去了定常流的贡献量的值。
[0092]于是，关于图4的(a)的质量通量Jm，定义从质量通量Jm的峰值(最大值)减去定常流的质量通量Jm_BG[kg/s]所得的最大质量通量Jm_max[kg/s]、和从作为主射流自液体喷射开口部551流出的液体的质量中去除对应定常流的量所得的、在图4的(a)中用影线表示的流出质量M[kg]这两个参数。以下式(4)表示流出质量M。
[0093]【数学式I】
[0094]M = J( Jm_Jm_BG)dt …(4)
[0095]关于图4的(b)的动量通量Jp，定义从动量通量Jp的峰值(最大值)减去定常流的动量通量Jp_BG[N]所得的最大动量通量Jp_max[N]、和从作为主射流自液体喷射开口部551流出的液体的动量中去除对应定常流的量所得的、在图4的(b)中用影线表示的动量P[Ns]这两个参数。以下式(5)表示动量P。
[0096]【数学式2】
[0097]P = J (Jp-Jp_BG)dt …(5)
[0098]关于图4的(C)的能通量Je，定义从能通量Je的峰值(最大值)减去定常流的能通量Je_BG[W]所得的最大能通量Jejnax[W]、和从作为主射流自液体喷射开口部551流出的液体的能量中去除对应定常流的量所得的、在图4的(C)中用影线表示的能量E[J]这两个参数。以下式(6)表示能量E。
[0099]【数学式3】
[0100]E = J(Je-Je_BG)dt ---(6)
[0101]不过，上述式(4)、(5)、(6)中的积分区间是在各流速波形中从主射流的上升沿至下降沿的时间(持续时间)T。
[0102]然后，利用数值仿真，探讨了最大质量通量Jm_max、流出质量M、最大动量通量Jp_max、动量P、最大能通量Je_max以及能量E这六个参数分别与切削深度及切削体积有多大程度的相关。
[0103]在此，脉冲液体射流是流体，切削对象物是柔软的弹性体。因此，为了进行脉冲液体射流对切削对象物的破坏举动的仿真，必须在柔软弹性体侧设定了适当的破坏阈值之后进行所谓的流体与结构体(这里是柔软弹性体)的耦合(連成)分析(流固耦合分析(FSI))。作为仿真的计算方法，例如可列举采用有限元法(FEM:Finite Element Method)的方法、采用以SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics:光滑粒子流体动力学)等为代表的粒子法的方法、组合了有限元法和粒子法的方法等。由于适用的方法并不受特别限定，所以省略详细说明，但是，鉴于分析结果的稳定性、计算时间等，选择最佳方法来进行了仿真。
[0104]进行仿真时，设流体密度=I [g/cm3 ]、液体喷射开口部551的直径=0.15 [mm]、喷射距离(从液体喷射开口部551到切削对象物表面的距离)=0.5[mm]。并且，假设切削对象物是表面平整的柔软弹性体，作为其物理模型，使用了密度= l[g/cm3]、按杨氏模量换算具有9[kPa]左右(按剪切弹性模量换算具有3[kPa]左右)的弹性模量的Mooney-Rivlin超弹性体。作为破坏阈值，采用了偏差等效应变(偏差相当办)=0.7。
[0105]对于主射流的流速波形，设想了各种各样的主射流的流速波形，对于正弦波、三角波以及矩形波三种波形，准备了振幅(流速的最大值)在12[m/s]?76[m/s]的范围内、持续时间在63[ys]?200[ys]的范围内变更三种而得的共27种。需要注意的是，定常流的流速设为l[m/s]ο
[0106]图5是示出仿真中作为主射流的流速波形施加的正弦波(a)、矩形波(b)及三角波(c)的图，分别准备了用实线表示的持续时间为63[ys]的波形、用点划线表示的持续时间为125[ys]的波形、和用双点划线表示的持续时间为200[ys]的波形。然后，施加准备好的波形作为主射流的流速波形而生成脉冲液体射流，对击入上述柔软弹性体时的柔软弹性体的破坏举动进行了仿真，从而探讨了切削深度、切削体积。
[0107]在图6中，以纵轴为切削对象物的切削深度、以横轴为最大质量通量Jm_max(a)、流出质量M(b)、最大动量通量Jp_max(c)、动量P(d)、最大能通量Je_max(e)以及能量E(f)绘制了仿真的结果。在图6中，以标示示出了施加持续时间为63[ys]的正弦波作为主射流的流速波形时的仿真结果，以“ ?”标示示出了施加持续时间为125[ys]的正弦波作为主射流的流速波形时的仿真结果，以标示示出了施加持续时间为200[ys]的正弦波作为主射流的流速波形时的仿真结果。并且，以“+”标示示出了施加持续时间为63[ys]的三角波作为主射流的流速波形时的仿真结果，以“X”标示示出了施加持续时间为125[ys]的三角波作为主射流的流速波形时的仿真结果，以“ ■”标示示出了施加持续时间为200[ys]的三角波作为主射流的流速波形时的仿真结果。并且，以“ ?”标示示出了施加持续时间为63[ys]的矩形波作为主射流的流速波形时的仿真结果，以涂黑的三角形标示示出了施加持续时间为125[ys]的矩形波作为主射流的流速波形时的仿真结果，以“一”标示示出了施加持续时间为200[ys]的矩形波作为主射流的流速波形时的仿真结果。
[0?08]如上半部分的图6的(a)、(c)、(e)所示，最大质量通量Jm_max、最大动量通量Jp_max以及最大能通量Je_max这三个参数各自与切削深度之间的关系随着作为主射流的流速波形施加的波形的形状而存在很大差异，可以得知两者的相关性低。尤其是，由于质量通量是与流速成比例的值，因此，给出了切削深度并不仅仅根据主射流的最大流速而确定的启不O
[0109]接着，观察在下半部分的图6的(b)、(d)、(f)中示出的流出质量M、动量P以及能量E这三个参数各自与切削深度之间的关系，关于流出质量M与切削深度的关系，其随着作为主射流的流速波形施加的波形的形状而存在很大差异，相关性低。相反，在与动量P、能量E的关系中，由施加的波形形状引起的差异小，各标示大致分布在同一曲线上。在动量P与能量E之间，动量P的差异更加小。因此，可以说，切削深度与动量P、能量E的相关性高，尤其是，与动量P具有很好的相关性。
[0110]需要注意的是，在此针对液体喷射开口部的直径设为0.15[_]、喷射距离设为0.5[_]的情况进行了仿真，但是，对于其它的液体喷射开口部直径、其它的喷射距离也进行了仿真，可以确认，切削深度与动量P、能量E具有高相关性这一定性趋势并没有太大变化。
[0111]在图7中，以纵轴为切削对象物的切削体积、以横轴为最大质量通量Jm_max(a)、流出质量M(b)、最大动量通量Jp_max(c)、动量P(d)、最大能通量Je_max(e)以及能量E(f)绘制了仿真的结果。作为主射流的流速波形施加的波形与标示的种类之间的关系同图6。
[0112]如上半部分的图7的(a)、(c)、(e)所示，最大质量通量Jm_max、最大动量通量Jp_max以及最大能通量Je_max这三个参数各自与切削体积之间的关系虽不至于其与切削深度之间的关系那样，但也随着作为主射流的流速波形施加的波形形状而有差异，可认为两者的相关性低。
[0113]接着，观察在下半部分的图7的(b)、(d)、(f)中示出的流出质量M、动量P以及能量E这三个参数各自与切削体积之间的关系，关于流出质量M与切削体积的关系，与切削深度同样地，其随着作为主射流的流速波形施加的波形形状而存在很大差异，相关性低。相反，在与动量P、能量E的关系中，与切削深度同样地，由施加的波形形状引起的差异小，各标示大致分布在同一直线上。并且，与动量P相比，能量E的差异更小。因此，可以说，切削体积与动量P、能量E具有高相关性，尤其是，与能量E具有很好的相关性。
[0114]需要注意的是，在此针对液体喷射开口部的直径设为0.15[_]、喷射距离设为0.5[_]的情况进行了仿真，但是，对于其它的液体喷射开口部直径、其它的喷射距离也进行了仿真，可以确认，切削体积与动量P、能量E具有高相关性这一定性趋势并没有太大变化。
[0115]基于以上探讨的结果，在本实施方式中，着眼于能量E。于是，事先对实际上施加于压电元件45的代表性的驱动电压波形进行了仿真，获得了能量E与上升沿频率、电压振幅以及重复频率的对应关系。
[0116]为此，首先，将控制参数设为可变，通过仿真求出了主射流的流速波形。例如，利用基于将液体喷射装置的流路系统替换为流体(流路)阻力、流体惯性、流体依从性(流体二 y
等的模型的、通过采用等效电路法的数值仿真而能容易地进行仿真。或者，若要寻求更高精度，也可以利用采用了有限元法(FEM)、有限体积法(FVM)等的流体仿真。
[0117]第一，固定电压振幅和重复频率，施加阶段性改变了上升沿频率的驱动电压波形，通过仿真求出了主射流的流速波形。图8的(a)是示出所施加的驱动电压波形的一个例子的图。各驱动电压波形是电压振幅为V2、重复周期Tp为T2、上升沿时间Tpr从T21至T25阶段性延长(上升沿频率阶段性降低)的波形。
[0118]图8的(b)是示出施加了图8的(a)所示的上升沿频率不同的各驱动电压波形时的主射流的流速波形的仿真结果的图。如图8的(b)所示，当降低上升沿频率(从上升沿时间Tpr上来说是延长)时，主射流的流速波形的上升沿的开始时机不变而上升沿期间的持续时间延长，流速振幅(流速的最大值)也变小。
[0119]第二，固定上升沿频率和重复频率，施加阶段性改变了电压振幅的驱动电压波形，通过仿真求出了主射流的流速波形。图9的(a)是示出所施加的驱动电压波形的一个例子的图。各驱动电压波形是上升沿时间Tpr为T31、重复周期Tp为T33、电压振幅从V31至V35阶段性变小的波形。
[0120]图9的(b)是示出施加了图9的(a)所示的电压振幅不同的驱动电压波形时的主射流的流速波形的仿真结果的图。如图9的(b)所示，当缩小电压振幅时，与降低上升沿频率时不同，主射流的流速波形维持上升沿期间的持续时间而流速振幅(流速的最大值)变小。
[0121]第三，固定上升沿频率和电压振幅，施加阶段性改变了重复频率的驱动电压波形，通过仿真求出了主射流的流速波形。图10的(a)是示出所施加的驱动电压波形的一个例子的图。各驱动电压波形是上升沿时间Tpr为T4、电压振幅为V4、并通过在时间轴方向上扩大驱动电压上升到最大电压之后的下降沿形状而使重复周期Tp从T41阶段性延长至T45(阶段性降低重复频率)的波形。
[0122]图10的(b)是示出施加了图10的(a)所示的重复频率不同的驱动电压波形时的主射流的流速波形的仿真结果的图。如图10的(b)所示，当降低重复频率(从重复周期Tp上来说是延长)时，主射流的流速波形的持续时间延长，但程度不如降低上升沿频率时那样大。流速振幅(流速的最大值)维持原样。
[0123]接着，对获得的每个主射流的流速波形求出了能量E。详细地，按照参照图10说明的要领改变重复频率的同时，针对各个重复频率，进行了按照参照图8说明的要领固定电压振幅而改变上升沿频率时的仿真、和按照参照图9说明的要领固定上升沿频率而改变电压振幅时的仿真。之后，求出了在各仿真中获得的主射流的流速波形的能量E。
[0124]图11是示出以规定的重复频率(例如记为“F51”)获得的能量E与上升沿频率及电压振幅的对应关系的图。该图11是在纵轴为上升沿频率、横轴为电压振幅的坐标空间中画出关于能量E的等高线而获得的图。各等高线的能量E51、E52、…随着靠近图11的左下而变低，随着靠近右上而以规定量增大。需要注意的是，虽未图示，但如果将其它重复频率下获得的能量E绘制在相同的坐标空间中来画出等高线的话，则可以得到与在该重复频率下的能量E与上升沿频率及电压振幅的对应关系相应的等高线图。
[0125]在此，需要关注的是，相对于各坐标轴方向的参数，能量E并不是线性变化的。例如，在图11所示的能量E与上升沿频率及电压振幅的对应关系中，考虑使上升沿频率固定(例如f5)而使电压振幅可变来控制压电元件43的驱动电压波形的情况。当欲使能量E的变化量为一定时，在能量E51?E52之间必须要有电压振幅V51?V52之间的电压振幅变化，在能量E52?E53之间必须要有电压振幅V52?V53之间的电压振幅变化。但是，电压振幅V51?V52之间的电压振幅间隔与电压振幅V52?V53之间的电压振幅间隔不同。随着能量E变大，该现象表现得更为显著。因此，当进行固定上升沿频率而使电压振幅按一定量变化的操作时，能量E并不是按所想的那样变化，因此，可能会出现切削深度、切削体积不按外科医生的意愿/感觉发生变化等状况。可以说，在进行固定电压振幅而使上升沿频率按一定量变化的操作时也是同样。
[0126]进而，本实施方式中，使液体喷射装置30中多个种类的喷射管部50相对于主体部40装卸自如，而上述的能量E与上升沿频率及电压振幅之间的对应关系有时会因装配于主体部40上的喷射管部50的喷射管部种类而不同，因此应当考虑这一点。
[0127]为此，在本实施方式中，作为手术中外科医生进行的操作，至少接收能量E的增减操作和重复频率的增减操作。并且，针对可装配于主体部40上的喷射管部50的各喷射管部种类各自，事先按上述的要领改变重复频率的同时，获得等高线图，并取得每个重复频率的能量E与上升沿频率及电压振幅的对应关系而加以表格化。然后，在手术时，参照针对装配于主体部40上的喷射管部50的喷射管部种类确定的对应关系作为符合对应关系。即、在手术过程中，根据外科医生进行的能量E的增减操作以及重复频率的增减操作，指定根据与所指示的重复频率相关的符合对应关系指示的能量E所对应的上升沿频率及电压振幅，从而控制压电元件43的驱动。
[0128](实施例1)
[0129]首先，对实施例1进行说明。图12是实施例1中的液体喷射控制装置60-1所具备的操作面板70-1的示意图。如图12所示，操作面板70-1上配设有作为第一操作部的能量刻度盘711、作为第二操作部的重复频率刻度盘713、电源按钮72、喷射按钮73、栗驱动按钮74以及液晶监视器75。
[0130]能量刻度盘711用于输入作为第一指示值的能量E的指示值(能量指示值)，其构成为能够选择例如带有“I”?“5”刻度的五个级别的刻度盘位置。外科医生通过切换能量刻度盘711的刻度盘位置，从而按五个级别对能量E进行增减操作。对各刻度盘位置，例如以与对应的刻度的数值成比例地按一定量逐级增大的方式事先分配有能量指示值。需要注意的是，刻度盘位置的级数并不限定于五个级别，可以适当地进行设定，例如可以设为“大” “中”“小”三个级别、或者能够进行无级(非阶段性)调整;等等。
[0131]重复频率刻度盘713用于输入作为第二指示值的重复频率的指示值(重复频率指示值)，与能量刻度盘711同样，构成为能够选择例如“I”?“5”五个级别的刻度盘位置。需要注意的是，假设外科医生主要进行能量E的增减操作，重复频率刻度盘713也可以构成为具备激活开关，用于切换对重复频率刻度盘713的操作的有效/无效。外科医生通过切换重复频率刻度盘713的刻度盘位置，从而按五个级别对重复施加于压电元件43的驱动电压波形的重复频率(例如数十[Hz]?数百[Hz])进行增减操作。对各刻度盘位置，例如以与对应的刻度的数值成比例地按一定量逐级升高的方式事先分配有重复频率指示值。需要注意的是，刻度盘位置的级数并不限定于五个级别，可以适当地设定级数。另外，还可以是与能量刻度盘711不同的级数。
[0132]这样，在实施例1中，外科医生在手术过程中进行的操作设为两个操作、S卩、使用能量刻度盘711进行的能量E的增减操作和使用重复频率刻度盘713进行的重复频率的增减操作。于是，固定上升沿频率，对应每个重复频率，事先使规定的上升沿频率下的能量E与电压振幅之间的对应关系表格化。例如，如果将上升沿频率设为图11所示的f5时，使与各等高线的交点A51、A52、…处的电压振幅V51、V52、…对应于相应的等高线的能量E51、E52、…，从而创建上升沿频率为f5的关于重复频率F51的数据表。对于其它重复频率也按照相同要领分别创建数据表。更详细而言，预先对可装配于主体部40上的喷射管部50的各喷射管部种类各自创建该数据表。
[0133]需要注意的是，在此是固定上升沿频率来创建数据表。相反，还可以是，例如在图11所示的坐标空间内定下基准线，获得基准线与能量E的各等高线相交的各交点处的上升沿频率及电压振幅来创建表格。例如，如果以图11中用虚线示出的直线作为基准线时，也可以使与各等尚线的交点处的上升沿频率及电压振幅对应于相应的等尚线的能量E 51、E52、…来创建数据表。需要注意的是，图11中虚线所示的基准线还可以不是直线而例如是曲线。
[0134]于是，对能量刻度盘711的每个刻度盘位置1、2、…按照递升顺序分配各等高线的能量E51、E52、…作为能量指示值。由此，能够使能量刻度盘711移动一个刻度时的能量E的变化量为同程度。
[0135]另一方面，对重复频率刻度盘713的每个刻度盘位置1、2、...按照从低值到高值的顺序分配创建了所述数据表的各重复频率作为重复频率指示值。例如，如果不移动能量刻度盘711而仅移动重复频率刻度盘713的刻度，则可以在不改变能量E的情况下调整切削速度。
[0136]电源按钮72用于切换电源的开/关。喷射按钮73用于切换脉冲液体射流的喷射开始及喷射停止，提供与图1所示的喷射踏板81相同的功能。栗驱动按钮74用于切换从送液栗装置20向液体喷射装置30供给液体的供给开始及供给停止。
[0137]并且，在操作面板70-1上，显示有能量E、即一个脉冲的主射流的能量[yj]751、重复频率[Hz]753、和将它们相乘后的每单位时间的能量、即功[mW]755的显示画面显示在液晶监视器75上，并且，在液晶监视器75上更新显示各值(下面统称为“能量信息”)的当前值。在此，在主射流能量751上显示的是能量指示值的当前值，在重复频率753上显示的是重复频率指示值。通过该显示画面，在手术过程中，外科医生能够边掌握从液体喷射开口部551喷射的脉冲液体射流有关的能量E、重复频率、每单位时间的能量(功)等当前值的同时，边进行作业。
[0138]需要注意的是，在手术过程中的显示画面上无需如图12这样将能量E、重复频率以及每单位时间的能量这三个全部显示，构成为显示能量E以及重复频率中至少一方即可。并且，除了能量E、重复频率等之外，还可以一并显示当前的上升沿频率(或者上升沿时间Tpr)和电压振幅中的至少一方或双方。并且，各值的显示并不限定于通过图12所示的数值的显示来进行各值的显示这种情况，还可以通过仪表显示来进行各值的显示，或者也可以用图表来显示从开始喷射脉冲液体射流起伴随增减操作的能量E、重复频率等的变化。
[0139]图13是示出实施例1中的液体喷射控制装置的功能构成例的框图。如图13所示，液体喷射控制装置60-1具备:操作部61、显示部62、通信部63、摄像部64、读码器85、重量计86、控制部65以及存储部67。
[0140]操作部61通过按钮开关、杠杆开关、刻度盘开关、踏板开关等各种开关、触摸面板、跟踪板、键盘、鼠标等输入装置来实现，向控制部65输出对应于操作输入的操作信号。该操作部61具备能量刻度盘711以及重复频率刻度盘713。并且，虽未图示，但操作部61包括图1的喷射踏板81、图12所示的操作面板70-1上的电源按钮72、喷射按钮73、栗驱动按钮74。
[0141]显示部62通过LCD(Liquid Crystal D i sp I ay:液晶显示器)、EL显示器(Electroluminescence display:电致发光显示器)等显示装置来实现，基于从控制部65输入的显示信号，显示图12所示的显示画面等各种画面。例如，图12的液晶监视器75相当于显示部62。
[0142]通信部63是在控制部65的控制下用于与外部装置(例如服务器装置100)之间收发在装置内部利用的信息的通信装置。图1的通信装置83相当于通信部63。作为通信部63的通信方式，可应用经由符合规定的通信标准的线缆进行有线连接的形式、经由被称为底座(Cradle)的兼用作充电器的中间装置进行连接的形式、利用无线通信进行无线连接的形式等各种方式。
[0143]摄像部64为照相机、扫描仪等摄像装置，图1的摄像装置84相当于摄像部64。为取得喷射管部50的形状信息而设置该摄像部64，摄像部64对喷射管部50的外观适当进行摄像，并将生成的图像数据输出至控制部65。
[0144]为读出将喷射管部ID编码后的信息码而设置读码器85。该读码器85适当地读出信息码加以解析，并将喷射管部ID输出至控制部65。
[0145]为取得喷射管部50的重量信息而设置重量计86，重量计86适当地测量喷射管部50的重量，并将测量值输出至控制部65。
[0146]控制部65通过CPU(CentralProcessing Unit:中央处理单元)、DSP(DigitalSignal Processor:数字信号处理器)等微处理器、ASIC(Applicat1n SpecificIntegrated Circuit:专用集成电路)等控制装置及运算装置来实现，其统一控制液体喷射系统I的各部分。该控制部65具备作为种类辨别部及对应关系取得部的喷射管部种类取得部651、压电元件控制部652、栗控制部656以及作为显示控制部的能量显示控制部657。需要注意的是，构成控制部65的各部也可以由专用的模块电路等硬件构成。
[0147]喷射管部种类取得部651通过取得读出部47从喷射管侧保持部59中读出的喷射管部ID591来辨别装配在主体部40上的喷射管部50的喷射管部种类，并通过从存储部67中读出所取得的喷射管部ID的能量转换表来取得符合对应关系。
[0148]压电元件控制部652具备上升沿频率设定部653、电压振幅设定部654以及重复频率设定部655，并且，根据能量刻度盘711的刻度盘位置和重复频率刻度盘713的刻度盘位置，由上升沿频率设定部653设定驱动电压波形的上升沿频率，由电压振幅设定部654设定驱动电压波形的电压振幅，由重复频率设定部655设定驱动电压波形的重复频率。
[0149]该压电元件控制部652进行按照各部653、654、655设定的上升沿频率、电压振幅以及重复频率来设定驱动电压波形，并使所设定的波形的驱动信号施加于压电元件43的控制。这时，压电元件控制部652作为上升沿形状设定部，按照图10的(a)所示的要领将驱动电压波形的下降沿部分的波形形状(下降沿波形)设为可变，以使重复频率成为被重复频率设定部655设为重复频率指示值的频率。
[0150]栗控制部656向送液栗装置20输出驱动信号，驱动送液栗装置20。能量显示控制部657进行在显示部62上显示分配给选择中的能量刻度盘711的刻度盘位置的能量指示值(SP能量E的当前值)、分配给选择中的重复频率刻度盘713的刻度盘位置的重复频率指示值(SP重复频率的当前值)、和将它们相乘所求得的每单位时间的能量的控制。
[0151 ]存储部67通过R0M(Read Only Memory:只读存储器)、闪存R0M、RAM(RandomAccess Memory:随机存取存储器)等各种IC存储器、或者硬盘等存储介质实现，并适当包括读其数据的装置。该存储部67中事先存储有用于启动液体喷射系统I来实现该液体喷射系统I所具有的各种功能的程序、执行该程序的过程中使用的数据等，或者每次处理时对程序和数据进行临时存储。该存储部67包括图1的存储卡821、读写器82。
[0152]另外，在存储部67中存储多个能量转换表671、6711、6712、6713、……。参照图11，这些能量转换表671、6711、6712、6713、……是分别规定上述的每个重复频率的能量E与上升沿频率及电压振幅的对应关系的数据表、且是针对可装配于主体部40上的喷射管部50的各喷射管部种类规定了对应关系的数据表。需要注意的是，在此对能量转换表6711、6712、6713、……未进行例示，但它们是针对(对应)每个喷射管部种类而确定的能量转换表，其形式与671相同。
[0153]图14是示出实施例1中的能量转换表671的数据构成例的图，例示了喷射管部ID为“ID_001”的能量转换表671。如图14所示，能量转换表671是喷射管部ID、重复频率刻度盘713的刻度盘位置(刻度)、分配给该刻度盘位置的重复频率指示值、能量刻度盘711的刻度盘位置、分配给该刻度盘位置的能量指示值、电压振幅、及上升沿频率相互对应的数据表，对应每个重复频率，设有规定的上升沿频率f_001下的能量E与电压振幅的对应关系。
[0154]例如，在通过读出部47从喷射管侧保持部59中读出的喷射管部ID为“ID_001”的情况下，喷射管部种类取得部651从对应每个喷射管部种类确定的能量转换表671、6711、6712、6713、……之中取得图14的能量转换表671作为符合对应关系。以下，将作为符合对应关系所取得的能量转换表也称为“符合能量转换表”。在这种情况下，上升沿频率设定部653将上升沿频率固定地设定为f_001。电压振幅设定部654从符合能量转换表671中读出与选择中的能量刻度盘711和重复频率刻度盘713的各刻度盘位置的组合对应的电压振幅并加以设定，并且，当能量刻度盘711及重复频率刻度盘713中的任意一个被操作了时，从符合能量转换表671中读出与各刻度盘711、713的刻度盘位置的组合对应的电压振幅并更新该设定。
[0155]另外，重复频率设定部655从符合能量转换表671中读出与选择中的重复频率刻度盘713的刻度盘位置对应的重复频率指示值来设定重复频率，并且，当重复频率刻度盘713被操作了时，从符合能量转换表671中读出所选择的刻度盘位置的重复频率指示值并更新重复频率的设定。
[0156]返回至图13。在存储部67中还适当存储喷射管部辨别表673。图15是示出喷射管部辨别表673的数据构成例的图。如图15所示，喷射管部辨别表673是与喷射管部ID建立对应地设定有形状条件和重量条件的数据表。在形状条件中设定有对应的喷射管部ID的喷射管部50的例如外形形状，在重量条件中设定有对应的喷射管部ID的喷射管部的重量。因此，即使是不清楚喷射管部ID(即喷射管部种类)的喷射管部，如果知道形状和重量中任一方或双方的话，则也能够使用喷射管部辨别表673来判断是对应哪个喷射管部ID(即喷射管部种类)的喷射管部。喷射管部种类取得部651也可以如后所述地参照该喷射管部辨别表673来辨别主体部40上装配的喷射管部50的喷射管部种类。
[0157][处理的流程]
[0158]图16是示出喷射脉冲液体射流时控制部65所执行的处理的流程的流程图。首先，喷射管部种类取得部651控制读出部47读出喷射管部ID591，从而取得读出部47从喷射管侧保持部59中读出的喷射管部ID(步骤S101)。然后，喷射管部种类取得部651从存储在存储部67中的每个喷射管部种类的能量转换表671、6711、6712、6713、……之中读出在步骤SlOl中取得的喷射管部ID的符合能量转换表(步骤S103)。
[0159]然后，按照符合能量转换表，栗控制部656驱动送液栗装置20，压电元件控制部652驱动压电元件43而开始脉冲液体射流的喷射(步骤Slll )。此时，上升沿频率设定部653读出作为固定值而设定在符合能量转换表中的上升沿频率并加以设定。并且，电压振幅设定部654取得选择中的能量刻度盘711和重复频率刻度盘713的刻度盘位置，并从符合能量转换表中读出对应于该组合的电压振幅而加以设定。进而，重复频率设定部655从符合能量转换表中读出分配给选择中的重复频率刻度盘713的刻度盘位置的重复频率指示值，并设定重复频率。然后，压电元件控制部652按照这些上升沿频率、电压振幅以及重复频率设定驱动电压波形，并将设定的驱动电压波形的驱动信号施加于压电元件43。
[0160]另外，能量显示控制部657执行使能量信息显示于显示部62的控制(步骤S113)。例如，能量显示控制部657从符合能量转换表中读出分配给能量刻度盘711的刻度盘位置的能量指示值，并算出其与在步骤Slll中读出的重复频率指示值之积、即每单位时间的能量。然后，能量显示控制部657在显示部62上对将这些能量指示值、重复频率指示值以及每单位时间的能量作为能量信息显示的显示画面进行显示处理。需要注意的是，关于每单位时间的能量，并不限于在进行能量信息的显示控制时将其算出的构成，也可以构成为在能量转换表中预先进行设定等来对其进行读出。
[0161]然后，在至根据喷射踏板81、喷射按钮73的操作判断为结束脉冲液体射流的喷射为止的期间(步骤SI33:否)，控制部65在步骤SI 15中监视能量刻度盘711的操作，并在步骤S123中监视重复频率刻度盘713的操作。
[0162]之后，当操作了能量刻度盘711时(步骤S115:是)，电压振幅设定部654从符合能量转换表中读出与所选择的刻度盘位置和选择中的重复频率刻度盘713的刻度盘位置的组合对应的电压振幅，并更新电压振幅的设定(步骤S117)。之后，压电元件控制部652根据所设定的重复频率、上升沿频率以及电压振幅，设定驱动电压波形，并向压电元件43施加所设定的驱动电压波形的驱动信号(步骤S119)。
[0163]并且，能量显示控制部657进行从符合能量转换表中读出分配给所选择的刻度盘位置的能量指示值并更新显示部62的显示的控制(步骤S121)。
[0164]另一方面，当操作了重复频率刻度盘713时(步骤SI23:是)，重复频率设定部655从符合能量转换表中读出分配给所选择的刻度盘位置的重复频率指示值，并更新重复频率的设定(步骤SI25) O接着，电压振幅设定部654从符合能量转换表中读出与所选择的刻度盘位置和选择中的能量刻度盘711的刻度盘位置的组合对应的电压振幅，并更新电压振幅的设定(步骤S127)。之后，压电元件控制部652根据所设定的重复频率、上升沿频率以及电压振幅设定驱动电压波形，并向压电元件43施加所设定的驱动电压波形的驱动信号(步骤S129)。
[0165]并且，能量显示控制部657进行从符合能量转换表中读出分配给所选择的刻度盘位置的重复频率并更新显示部62的显示的控制(步骤S131)。
[0166]根据该实施例1，针对在液体喷射装置30中可装配于主体部40上的喷射管部50的各喷射管部种类各自预先对应每个重复频率确定在规定的上升沿频率下的能量E与电压振幅的对应关系(每个喷射管部种类的能量转换表671、6711、6712、6713、……)。然后，能够在手术之前，辨别主体部40上装配的喷射管部50的喷射管部种类，并取得符合所辨别的喷射管部种类的符合对应关系。然后，在手术过程中，通过参照符合对应关系，从而能够设定最适合达到符合操作感的切削深度及切削体积的电压振幅来控制压电元件43的驱动电压波形。例如，如果将能量刻度盘711移动一个刻度，则能量E变化相当于刻度间隔的量，因此，能够实现与用户的意愿、操作感相符的切削深度、切削体积，能够提高操作性。
[0167]并且，能够增减重复频率，以使能量E达到能量指示值。从而，例如，如果不移动能量刻度盘711的刻度而仅移动重复频率刻度盘713的刻度，则能够在将一个脉冲的脉冲液体射流所引起的切削深度、切削体积保持为一定的情况下将切削速度调整为与重复频率成比例那样的符合意愿的切削速度，可实现操作性的提高。
[0168](实施例2)
[0169]接下来，对实施例2进行说明。对于与实施例1相同的部分标注相同的符号。图17是实施例2中的液体喷射控制装置60-2所具备的操作面板70-2的示意图。如图17所示，在操作面板70-2上配设有能量刻度盘711、重复频率刻度盘713、作为第三操作部的上升沿频率刻度盘715a、电源按钮72、喷射按钮73、栗驱动按钮74以及液晶监视器75。
[0170]上升沿频率刻度盘715a用于输入作为第三指示值的上升沿频率的指示值(上升沿频率指示值)，其构成为能够选择例如带有“I”?“5”刻度的五个级别的刻度盘位置。与重复频率刻度盘713同样地，该上升沿频率刻度盘715a也可以构成为具备激活开关。外科医生通过切换上升沿频率刻度盘715a的刻度盘位置，从而按五个级别对上升沿频率进行增减操作。对各刻度盘位置，例如以与对应的刻度的数值成比例地按一定量逐级增大的方式事先分配有上升沿频率指示值。需要注意的是，刻度盘位置的级数并不限定于五个级别，可以适当地设定级数。并且，也可以是与能量刻度盘711、重复频率刻度盘713不同的级数。
[0171]这样，在实施例2中，外科医生在手术过程中进行的操作设为三个操作、S卩、使用能量刻度盘711进行的能量E的增减操作、使用重复频率刻度盘713进行的重复频率的增减操作、和使用上升沿频率刻度盘715a进行的上升沿频率的增减操作。并且，对应每个重复频率，事先使能量E与上升沿频率及电压振幅之间的对应关系表格化。如果着眼于图11所示的能量E51，例如使频率间隔为等间隔的上升沿频率f 61、f 62、…与和等高线的交点A61、A62、...处的电压振幅V61、V62、…相对应来创建数据表。更详细而言，预先对可装配于主体部40上的喷射管部50的各喷射管部种类各自创建该数据表。并且，对上升沿频率刻度盘715a的每个刻度盘位置1、2...依次分配上升沿频率f61、f62、…作为上升沿频率指示值。
[0172]图18是示出实施例2中的液体喷射控制装置的功能构成例的框图。如图18所示，液体喷射控制装置60-2具备操作部61a、显示部62、控制部65a以及存储部67a。
[0173]操作部61a具备能量刻度盘711、重复频率刻度盘713以及上升沿频率刻度盘715a。
[0174]并且，控制部65a具备喷射管部种类取得部651a、压电元件控制部652a、栗控制部656以及能量显示控制部657。压电元件控制部652a具备上升沿频率设定部653a、电压振幅设定部654a以及重复频率设定部655。
[0175]存储部67a存储多个能量转换表671a、671al、671a2、671a3、……、和喷射管部辨别表673。与实施例1同样，能量转换表671a、671al、671a2、671a3……是分别规定能量E与上升沿频率及电压振幅之间的对应关系的数据表、且是针对可装配于主体部40上的喷射管部50的各喷射管部种类规定了对应关系的数据表。需要注意的是，在此对能量转换表671al、671a2、671a3、……未进行例示，但它们分别是对应每个喷射管种类而确定的能量转换表，其形式与671a相同。
[0176]图19是示出实施例2中的能量转换表671a的数据构成例的图，例示了喷射管部ID为“ID_001”的能量转换表671a。如图19所示，能量转换表671a是喷射管部ID、重复频率刻度盘713的刻度盘位置(刻度)、分配给该刻度盘位置的重复频率指示值、能量刻度盘711的刻度盘位置、分配给该刻度盘位置的能量指示值、上升沿频率刻度盘715a的刻度盘位置、分配给该刻度盘位置的上升沿频率指示值、及电压振幅相互对应的数据表，对应每个重复频率，设有能量E、电压振幅和上升沿频率的对应关系。
[0177]例如，在通过读出部47从喷射管侧保持部59中读出的喷射管部ID为“ID_001”的情况下，喷射管部种类取得部651a从对应每个喷射管部种类确定的能量转换表671a、671al、671a2、671a3、……之中取得图19的能量转换表671a作为符合对应关系(符合能量转换表671a)。在这种情况下，上升沿频率设定部653a从符合能量转换表671a中读出与选择中的上升沿频率刻度盘715a的刻度盘位置对应的上升沿频率指示值并设定上升沿频率，并且，在上升沿频率刻度盘715a被操作了时，从符合能量转换表671a中读出所选择的刻度盘位置的上升沿频率指示值并更新上升沿频率的设定。电压振幅设定部654a从符合能量转换表671中读出与选择中的能量刻度盘711、重复频率刻度盘713和上升沿频率刻度盘715a的各刻度盘位置的组合对应的电压振幅并加以设定，并且，当能量刻度盘711、重复频率刻度盘713和上升沿频率刻度盘715a中任意一个被操作了时，从符合能量转换表671a中读出与各刻度盘711、713、715a的刻度盘位置的组合对应的电压振幅并更新该设定。
[0178][处理的流程]
[0179]图20是示出喷射脉冲液体射流时控制部65a所执行的处理的流程的流程图。需要注意的是，对与图16相同的处理步骤标注相同的符号。
[0180]实施例2中，在步骤S203中，喷射管部种类取得部651a从存储部67中存储的每个喷射管部种类的能量转换表671a、671al、671a2、671a3、……之中读出在步骤SlOl中取得的喷射管部ID的符合能量转换表。
[0181]然后，在步骤S211中，上升沿频率设定部653a从符合能量转换表中读出分配给选择中的上升沿频率刻度盘715a的刻度盘位置的上升沿频率指示值而设定上升沿频率。
[0182]并且，在步骤S233中监视上升沿频率刻度盘715a的操作。而且，在操作了上升沿频率刻度盘715a的情况下(步骤S233:是)，上升沿频率设定部653a从符合能量转换表中读出分配给所选择的刻度盘位置的上升沿频率指示值，并更新上升沿频率的设定(步骤S235)。接着，电压振幅设定部654a从符合能量转换表中读出与所选择的刻度盘位置和选择中的能量刻度盘711及重复频率刻度盘713的各刻度盘位置的组合对应的电压振幅，并更新电压振幅的设定(步骤S237)。之后，压电元件控制部652a按照所设定的重复频率、上升沿频率以及电压振幅设定驱动电压波形，并将所设定的驱动电压波形的驱动信号施加于压电元件43(步骤 S239)。
[0183]根据该实施例2，针对在液体喷射装置30中可装配于主体部40上的喷射管部50的各喷射管部种类各自预先对应每个重复频率确定能量E与上升沿频率及电压振幅之间的对应关系(每个喷射管部种类的能量转换表671a、671al、671a2、671a3、……)。由此，即使对上升沿频率进行增减，也能够控制压电元件43的驱动电压波形，使得能量E成为能量指示值。
[0184](变形例)
[0185]以上，对涉及两个实施例的实施方式进行了说明，但能够应用本发明的方式不局限于上述的方式。例如，在上述实施方式中，预先将能量转换表存储于液体喷射控制装置60的存储部67中，并将分配给装配于主体部40上的喷射管部50的喷射管部ID的符合能量转换表用于压电元件43的控制。与此相对地，符合能量转换表不限于从液体喷射控制装置60的存储部67中读出的构成。
[0186]例如，也可以构成为从存储并管理每个喷射管部ID的能量转换表的外部的服务器装置100中取得符合能量转换表。在这种情况下，喷射管部种类取得部651、651a将能量转换表的发送请求与在图16、图20的步骤SlOl中取得的喷射管部ID—起发送给服务器100。响应于此，服务器装置100执行将与发送请求一起通知的喷射管部ID的能量转换表发送给液体喷射控制装置60的处理。喷射管部种类取得部651、651a也可以按这种方式从服务器装置100取得符合能量转换表。
[0187]另外，也可以采用在读出部47从喷射管侧保持部59中读出的喷射管部ID的能量转换表未存储在存储部67中的情况下，通过询问服务器装置100来取得符合能量转换表的构成。
[0188]另外，也可以采用将喷射管侧保持部一同包装在出货时容纳喷射管部50的包装袋或包装箱上、或将其粘贴在外表面的构成。图21是示出包装袋110的一个例子的图，在其内部容纳有喷射管部50，并一同包装有存储了符合其喷射管部种类的符合能量转换表的存储卡821a。在这种情况下，在手术之前，通过液体喷射控制装置60的读写器82从存储卡821a中读出取得符合能量转换表。
[0189]另外，也可以采用喷射管侧保持部59作为第二保持部而存储符合能量转换表的构成。在这种情况下，读出部47作为第二读出部而从喷射管侧保持部59中读出符合能量转换表，喷射管部种类取得部651、651a如上所述地从读出部47取得被读出的符合能量转换表。
[0190]另外，也可以采用预先将能量转换表存储于主体侧保持部49中的构成。在这种情况下，喷射管部种类取得部651、651a通过从主体侧保持部49中读出通过读出部47从喷射管侧保持部59中读出的喷射管部ID的能量转换表来取得符合能量转换表。
[0191]另外，在上述实施方式中，虽然例示了在喷射管部50的合适位置具备喷射管侧保持部59的构成，但也可以使在出货时容纳喷射管部50的包装袋或包装箱具备喷射管侧保持部。例如，也可以使喷射管侧保持部59图形码化，从而如图21所示，使将喷射管部ID编码后的条形码、二维码等信息码111显示(印刷或者粘贴印刷好的密封纸一少紙)等)在包装袋110的表面。该信息码111由液体喷射控制装置60的读码器85读出。在将该喷射管部50从包装袋110等中拿出并装配在了主体部40上时等进行读码器85对信息码111的读出，读码器85读出信息码111并解析后将喷射管部ID输出至控制部65。在这种情况下，喷射管部种类取得部651、651a从读码器85取得喷射管部ID。
[0192]或者，也可以构成为，代替信息码111而将存储有喷射管部ID的IC标签粘贴或包装在包装袋110上，而另一方面，通过设于液体喷射控制装置60的IC标签读取器(未图示)从IC标签读出喷射管部ID来获取该喷射管部ID。
[0193]另外，也可以构成为，取代喷射管部ID等喷射管部50的种类信息而通过取得喷射管部50的形状信息来辨别喷射管部种类。例如，喷射管部种类取得部651、651a取得来自摄像部64的图像数据作为喷射管部50的形状信息。在这种情况下，用户在将喷射管部50从包装袋110等中拿出并装配在主体部40上之前，进行用于通过摄像部64对喷射管部50的外观进行摄像的操作。喷射管部种类取得部651、651a首先对作为形状信息而取得的图像数据进行图像处理，提取喷射管部50的外形形状。然后，参照喷射管部辨别表673，从作为形状条件而被设定的外形形状中指定与所提取的外形形状一致的外形形状来取得其喷射管部ID。
[0194]另外，也可以通过取得喷射管部50的重量信息来辨别喷射管部种类。例如，喷射管部种类取得部651、651a将来自重量计86的测量值作为喷射管部50的重量信息而取得。在这种情况下，用户在将喷射管部50从包装袋110等中拿出并装配在主体部40上之前，进行用于通过重量计86测量喷射管部50的重量的操作。喷射管部种类取得部651、651a参照喷射管部辨别表673，从作为重量条件而被设定的重量之中指定与所取得的重量信息一致的重量来取得其喷射管部ID。
[0195]另外，也可以使用形状信息和重量信息双方，取得所取得的形状信息符合其形状条件且所取得的重量信息符合其重量条件的喷射管部ID。另外，也可以采用经由操作部61、61a手动输入喷射管部ID的构成。
[0196]此外，在上述实施方式中，说明了通过能量刻度盘711来阶段性地对能量E进行增减操作的情况、通过重复频率刻度盘713来阶段性地对重复频率进行增减操作的情况、通过上升沿频率刻度盘715a来阶段性地对上升沿频率进行增减操作的情况。与此相对地，各刻度盘711、713、715a也可以构成为，在标有刻度的刻度盘位置之间(中间位置)上也能非阶段性(無段階)地调整能量指示值、重复频率指示值、上升沿频率指示值。
[0197]作为具体的处理，例如如果着眼于能量刻度盘711，在选择了刻度间的刻度盘位置的情况下，参照能量转换表671、6711、6712、6713、……(例如图14)、能量转换表671a、671 a 1、671 a2、671 a3、……(例如图19)来读出与所选择的能量E前后的刻度的刻度盘位置对应的能量指示值、与这些能量指示值对应的电压振幅。然后，利用读出的各个电压振幅进行线性插值(線形補間)，从而指定与当前选择的刻度盘位置间的能量E对应的电压振幅。
[0198]为了进一步提高精度，除了所选择的能量E的前后之外，还可以读出与更加前后的刻度的刻度盘位置(能量指示值)对应的电压振幅。然后，也可以利用读出的各个电压振幅以多项式插值(多項式補間)等来进行插值，从而指定与当前选择的刻度盘位置间的能量E对应的电压振幅。
[0199]并且，当选择了重复频率刻度盘713或者上升沿频率刻度盘715a的刻度盘位置之间(中间位置)时，也可以通过进行同样的插值来指定电压振幅。
[0200]并且，在上述实施方式中，如参照图10的(a)所说明地，为了增减重复频率，可变地设定下降沿形状。相对于此，也可以在时间轴方向上单纯地扩大或缩小整个驱动电压波形来增减重复频率。这时，边按照上述的要领改变重复频率的同时，边进行创建能量转换表671、6711、6712、6713、……、能量转换表 671a、671al、671a2、671a3、……时所进行的仿真。
[0201]并且，在上述实施方式中，例示了上升沿频率作为上升沿指标值。相对于此，还可以采用上升沿时间Tpr，以此来代替上升沿频率。
[0202]并且，能量刻度盘711、重复频率刻度盘713、上升沿频率刻度盘715a并不限于通过刻度盘开关来实现的情况，例如也可以通过杠杆开关、按钮开关等来实现。并且，也可以将显示部62形成为触摸面板，通过基于软件的按键开关等来实现。这时，用户对作为显示部62的触摸面板进行触摸操作来输入能量指示值、重复频率指示值、上升沿频率指示值。
[0203]并且，在上述实施方式中说明了由压电元件控制部652、652a根据所设定的上升沿频率、电压振幅以及重复频率来设定驱动电压波形(例如，图16的步骤S111、S119等)。相对于此，也可以是针对上升沿频率、电压振幅及重复频率的可获得的组合中的各个组合预先生成一周期的驱动电压波形，并作为与该组合对应的波形数据存储在存储部67、67a中。于是，也可以读出与所设定的上升沿频率、电压振幅及重复频率的组合对应的波形数据，向压电元件43施加按照读出的波形数据的驱动信号。
[0204]并且，在上述实施方式中披露了喷射动量为2nNs以上2mNs以下、或者动能在2nJ以上200mJ以下的脉冲液体射流的构成，但是，更优选的是喷射动量在20nNs以上200yNs以下、或者动能在40nJ以上1mJ以下的脉冲液体射流的构成。由此，能够适合切削生物体组织、凝胶材料。
【主权项】
1.一种液体喷射控制装置，其特征在于，对压电元件施加给定的驱动电压波形，以对来自液体喷射装置的脉冲液体射流的喷射进行控制， 所述液体喷射装置利用所述压电元件呈脉冲状喷射液体，并且， 所述液体喷射装置构成为形成有所述液体的喷射口的喷射管部相对于包括所述压电元件的主体部装卸自如， 所述液体喷射控制装置具备: 种类辨别部，辨别所述喷射管部的喷射管部种类； 对应关系取得部，从针对每个喷射管部种类确定的对应关系中取得符合所辨别出的所述喷射管部种类的符合对应关系，所述对应关系是与所述脉冲液体射流的动能相关的第一指示值、与所述脉冲液体射流的每单位时间的喷射次数相关的第二指示值、和与所述驱动电压波形的电压振幅及所述驱动电压波形的上升沿相关的指标值的对应关系； 第一操作部，用于输入所述第一指示值； 第二操作部，用于输入所述第二指示值；以及 电压振幅设定部，参照所述符合对应关系，根据所述指标值和所述第二指示值来设定所述驱动电压波形的电压振幅，使得所述动能成为所述第一指示值。2.根据权利要求1所述的液体喷射控制装置，其特征在于， 所述喷射管部具有保持该喷射管部的种类信息的第一保持部， 所述种类辨别部从自所述第一保持部中读出保持信息的第一读出部的读出结果取得所述种类信息并辨别所述喷射管部种类。3.根据权利要求1所述的液体喷射控制装置，其特征在于， 所述种类辨别部取得所述喷射管部的形状信息和重量信息中的至少任一方来辨别所述喷射管部种类。4.根据权利要求1至3中任一项所述的液体喷射控制装置，其特征在于， 所述喷射管部具有保持符合该喷射管部的喷射管部种类的所述符合对应关系的第二保持部， 所述对应关系取得部从自所述第二保持部中读出保持信息的第二读出部的读出结果取得所述符合对应关系。5.根据权利要求1至4中任一项所述的液体喷射控制装置，其特征在于，所述液体喷射控制装置还具备: 第三操作部，用于输入与所述指标值相关的第三指示值。6.根据权利要求1至5中任一项所述的液体喷射控制装置，其特征在于，所述液体喷射控制装置还具备: 下降沿形状设定部，根据所述第二指示值，可变地设定所述驱动电压波形的下降沿形状。7.根据权利要求1至6中任一项所述的液体喷射控制装置，其特征在于，所述液体喷射控制装置还具备: 显示控制部，进行使所述第一指示值及所述第二指示值中的至少一方显示的控制。8.根据权利要求1至7中任一项所述的液体喷射控制装置，其特征在于， 所述液体喷射控制装置对所述脉冲液体射流的动量在2nNs以上2mNs以下、或者所述脉冲液体射流的动能在2nJ以上200mJ以下的所述液体喷射装置进行控制。9.根据权利要求1至8中任一项所述的液体喷射控制装置，其特征在于， 所述液体喷射控制装置对用于通过所述脉冲液体射流切削生物体组织的所述液体喷射装置进行控制。10.一种液体喷射系统，其特征在于，具备: 权利要求1至9中任一项所述的液体喷射控制装置； 液体喷射装置；以及 送液栗装置。11.一种控制方法，其特征在于，对压电元件施加给定的驱动电压波形，以对来自液体喷射装置的脉冲液体射流的喷射进行控制， 所述液体喷射装置利用所述压电元件呈脉冲状喷射液体，并且， 所述液体喷射装置构成为形成有所述液体的喷射口的喷射管部相对于包括所述压电元件的主体部装卸自如， 所述控制方法包括: 辨别所述喷射管部的喷射管部种类； 从针对每个喷射管部种类确定的对应关系中取得符合所辨别出的所述喷射管部种类的符合对应关系，所述对应关系是与所述脉冲液体射流的动能相关的第一指示值、与所述脉冲液体射流的每单位时间的喷射次数相关的第二指示值、和与所述驱动电压波形的电压振幅及所述驱动电压波形的上升沿相关的指标值的对应关系； 输入所述第一指示值； 输入所述第二指示值；以及 参照所述符合对应关系，根据所述指标值和所述第二指示值来设定所述驱动电压波形的电压振幅，使得所述动能成为所述第一指示值。
【文档编号】A61B17/3205GK105832382SQ201610056744
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年1月27日
【发明人】柄沢润, 柄沢润一
【申请人】精工爱普生株式会社