专利名称：手术系统以及控制方法
技术领域：
本发明涉及一种使用超声波振动和高频电力通过处置部进行手术的手术系统以及控制方法。
背景技术：
近年来，在外科手术中广泛使用超声波驱动装置、高频烧灼装置(高频电力提供装置或者电手术刀装置)，其中，该超声波驱动装置能够利用超声波(振动)使作为手术对象的生物体组织、脏器等凝固的同时进行切开的处置，该高频烧灼装置使高频电流流入生物体组织来进行烧灼。例如在日本特开平10-94545号公报的第一现有例中的电手术装置中公开了以下情况检测超声波阻抗，监视作为处置对象的生物体组织的硬度，一边监视一边提供电手术刀能量(高频电力)。之后，在上述超声波阻抗达到规定值的时刻，进行控制来停止提供高频电力或者变更高频电力。另外，在日本特开平10-22M62号公报的第二现有例中的电手术装置中，具有阻抗检测部，该阻抗检测部对一对电极之间的生物体组织的高频阻抗进行检测，控制部根据阻抗检测部的输出信号来控制高频电力的通电和切断。另外，该第二现有例公开了以下内容根据使用高频电力进行的烧灼过程中的生物体组织的超声波阻抗来控制高频电力的通电和切断。另外，在日本特开2006-288431号公报的第三现有例的超声波手术装置公开了以下内容具有阻抗检测单元，该阻抗检测单元检测生物体组织的电阻抗，根据检测出的电阻抗来控制振幅控制单元。另外，近来，有时通过处置器具前端的处置部将超声波和高频电力同时提供给生物体组织，由此进行凝固切开。这样，期望一种手术系统，该手术系统在同时利用超声波和高频电力的情况下适当地控制两种能量等，使得能够更顺利地进行凝固切开等处置。本发明是鉴于上述点而完成的，目的在于提供一种在同时利用超声波和高频电力的情况下适于顺利地进行处置的手术系统以及控制方法。
发明内容
用于解决问题的方案本发明的手术系统的特征在于，具备处置部，其对作为处置对象的生物体组织进行处置；超声波产生部，其对上述处置部施加超声波；超声波驱动电力提供部，其对上述超声波产生部提供用于产生超声波的超声波驱动电力；高频电力提供部，其对上述处置部提供高频电力；
超声波阻抗检测部，其对通过上述处置部而被施加超声波的上述生物体组织的超声波阻抗进行检测；高频阻抗检测部，其对通过上述处置部而被提供高频电力的上述生物体组织的高频阻抗进行检测；第一控制部，其根据由上述超声波阻抗检测部检测出的超声波阻抗值来对由上述超声波振动产生部产生的超声波能量进行控制；以及第二控制部，其根据由上述高频阻抗检测部检测出的高频阻抗值来对上述高频电力量或者高频电力波形的波峰因素值进行控制。本发明涉及一种对手术系统进行控制的控制方法，该手术系统具备超声波产生部，其对处置部施加超声波，其中，该处置部用于对作为处置对象的生物体组织进行处置；超声波驱动电力提供部，其对上述超声波产生部提供用于产生超声波的超声波驱动电力；高频电力提供部，其对上述处置部提供高频电力；超声波阻抗检测部，其对通过上述处置部而被施加超声波的上述生物体组织的超声波阻抗进行检测；高频阻抗检测部，其对通过上述处置部而被提供高频电力的上述生物体组织的高频阻抗进行检测，该控制方法的特征在于，具备以下步骤第一控制步骤，根据由上述超声波阻抗检测部检测出的超声波阻抗值来对由上述超声波振动产生部产生的超声波能量进行控制；以及第二控制步骤，根据由上述高频阻抗检测部检测出的高频阻抗值来对上述高频电力量或者高频电力波形的波峰因素值进行控制。
图1是表示本发明的第一实施方式的超声波和高频手术系统的整体结构的立体图。图2是表示手持件的内部结构的截面图。图3是表示超声波和高频手术系统的详细结构的框图。图4是表示第一实施方式所涉及的手术控制方法的处理过程的流程图。图5是表示第一实施方式所涉及的其它手术控制方法的处理过程的流程图。图6是表示图4中的功能性处理过程的概要的流程图。图7A是表示凝固切开开始时刻中的处置的样子的图。图7B是表示图7A的凝固切开开始时刻起进行处置之后的样子的图。图8A是表示高频输出值随时间变化的一例的图。图8B是表示超声波输出的振幅随时间变化的一例的图。图9是表示本发明的第二实施方式的超声波和高频手术系统的详细结构的框图。图IOA是表示混合波的图。图IOB是表示脉冲波的图。
图11是表示第二实施方式所涉及的手术控制方法的处理过程的流程图。图12是表示图11中的功能性处理过程的概要的流程图。图13是表示高频输出的波峰因素随时间变化的一例的图。图14是表示第二实施方式所涉及的其它手术控制方法的处理过程的一部分的流程图。
具体实施例方式下面，参照
本发明的实施方式。(第一实施方式)参照图1至图8来说明本发明的第一实施方式。图1示出本发明的第一实施方式的超声波和高频手术系统1的整体结构。如图1 所示，该超声波和高频手术系统1具有作为外科处置器具的手持件2，该手持件2通过对作为处置对象的生物体组织提供超声波振动能量和高频电能量来进行凝固切开等处置。该超声波和高频手术系统1具有超声波驱动电力提供装置(简称为超声波发生器)3和高频电力提供装置(简称为高频发生器)4，其中，该超声波驱动电力提供装置3对内置于手持件2内的超声波换能器(超声波振子)23提供(输出)超声波驱动电力来使其产生超声波(振动)，该高频电力提供装置4对手持件2提供高频电力(高频电流)。该超声波和高频手术系统1具有脚踏开关6和对电极板5，该脚踏开关6对高频电力的提供进行接通/断开(0N/0FF)的指示操作，该对电极板5用于形成高频电力的返回电路。手持件2具有由手术师把持的把持部7以及从该把持部7向前方突出的探头8，在该探头8的前端设置有处置部9，该处置部9用于进行凝固切开等处置。在把持部7中设置有手动开关单元(简称为手动开关)11，该手动开关单元11进行在用处置部9进行处置时的选择。作为该手动开关11设置有切开选择开关12a、凝固选择开关12b以及同时输出开关12c，其中，该同时输出开关12c用于同时输出超声波和高频。信号线缆13从手持件2的把持部7的后端侧延伸出来，该信号线缆13的端部的连接器14拆装自由地连接在超声波发生器3的连接器插座。另外，超声波发生器3与高频发生器4通过通信线缆15进行连接，从而能够发送和接收信号。另外，超声波发生器3与高频发生器4通过高频线缆16进行连接。并且，将由高频发生器4产生的高频电力通过该高频线缆16发送到超声波发生器 3侧，通过连接器14和信号线缆13将高频电力(高频电流)提供给手持件2。在该高频发生器4上拆装自由地连接有对电极板线缆17的端部，该对电极板线缆 17与对电极板5相连接。将该对电极板5配置成以较大面积接触患者的臀部等。另外，超声波发生器3与高频发生器4例如在其前表面设置有进行各种操作、显示的前置面板18、19。此外，脚踏开关6通过脚踏开关线缆20与高频发生器4相连接。图2示出手持件2的内部结构。手持件2具有形成把持部7的大致圆筒形状的主壳体21a，在其前端接合有护套22。另外，信号线缆13的末端侧从主壳体21a的后端部21b 引入到主壳体21a内，在主壳体21a内配置有与导线13a、i;3b相连接的作为超声波产生单元的超声波换能器23，其中，导线13a、1 用于传输从超声波发生器3输出的超声波驱动信号。该超声波换能器23的多个环形状的电致伸缩元件M形成层叠结构，形成层叠结构的多个电致伸缩元件M通过螺栓25和螺母沈进行连接而被固定。并且，通过导线13a、13b对设置于各电致伸缩元件M的各面上的电极施加超声波驱动信号，由此使多个电致伸缩元件M进行超声波振动。该超声波振动(还简称为超声波)通过形成于螺栓25前端的凸缘部2 上的变幅杆(horn) 27而放大，并且经过探头8传递给其前端的处置部9。也就是说，通过超声波换能器23对处置部9施加超声波振动，其中，该超声波换能器23被施加来自超声波发生器3的超声波驱动信号。换言之，超声波发生器3和超声波换能器23形成对处置部9施加超声波(振动)的超声波提供部或者超声波产生部。手术师将进行超声波振动的处置部9与处置对象部分相接触，从而能够通过由此时的超声波振动所产生的摩擦热来对处置对象部分进行凝固切开等处置。此外，在多个电致伸缩元件M的两端配置有绝缘板28。金属制的螺母沈形成用于连接信号线缆13内的高频输出用的导线13c的导体部。并且，当对该螺母沈施加高频输出信号时，该信号通过金属制的螺栓25、金属制的探头 8而传输到探头8前端的处置部9。在这种情况下，手术师使处置部9与处置对象部分相接触，由此在该接触的部分中高密度地流动作为高频电能量(高频电力)的高频电流，从而能够进行烧灼处置。并且， 该高频电流经过作为返回通路的对电极板5以及对电极板线缆17返回到高频发生器4。此外，如图2所示，探头8插通被未图示的绝缘管覆盖的金属制的护套22内。另外，插通到手动开关线缆四内的多个信号线与切开选择开关12a、凝固选择开关12b以及同时输出开关12c相连接，其中，该手动开关线缆四插通到信号线缆13内。此外，切开选择开关12a、凝固选择开关12b以及同时输出开关12c被橡胶罩部分覆盖。并且， 通过从橡胶罩部分上方按压来能够使各开关接通/断开(0N/0FF)。图3示出图1的超声波发生器3和高频发生器4的详细结构。超声波发生器3例如内置有产生正弦波信号的波形生成电路31。从波形生成电路31输出的正弦波信号由乘法器32进行恒定电流控制，并且由放大器33进行放大之后，施加到输出变压器34的初级线圈侧。并且，从该输出变压器34的次级线圈侧的输出端子作为超声波驱动信号施加到手持件2内的超声波换能器23。根据从电源电路35提供给放大器33的电流值、电压值对超声波驱动信号的振幅、 即超声波换能器23的超声波输出能量进行调整。也就是说，由中央处理装置(CPU)36控制超声波输出使得通过后述的恒定电流控制而变为适当的电流、电压。此外，从超声波发生器3输出的超声波驱动信号由超声波换能器23变换为超声波，因此从超声波发生器3输出的超声波驱动信号的能量与由超声波换能器23产生的超声波(振动)能量成正比，在本实施方式中以相同含义使用。对CPU 36输入由前置面板18的设定部18a设定的超声波输出的设定值。另外，在前置面板18中设置有显示部18b，该显示部18b显示从CPU 36输出的超声波输出等信息。
另外，由放大器33放大得到的正弦波信号被输入到构成检测部37的电压检测电路37a和电流检测电路37b，被分别检测(测量)出电压和电流。并且，检测出的电压、电流由A/D变换器38a、38b变换为数字值而输入到CPU 36的计算部36a。另外，由放大器33 放大后的正弦波信号被输入到PLL电路(Phase Locked Loop电路锁相环电路)39。该PLL电路39进行PLL控制使得以与该超声波换能器23相对应的谐振频率的超声波驱动信号来驱动超声波换能器23。另外，进行控制使得这种情况下的超声波驱动信号中的电压与电流的相位变为同相。该PLL电路39的动作由CPU 36进行控制。CPU 36具有计算部36a的功能，该计算部36a使用通过A/D变换器38a、38b输入的电压和电流进行计算来算出超声波输出值。另外，CPU 36具有判断部36b的功能，该判断部36b判断由计算部36a算出的超声波输出值与由设定部18a设定的设定值是否一致。并且，该判断信息被发送到CPU 36的电流值控制部36c，该电流值控制部36c根据判断信息来进行恒定电流控制使得超声波输
出值与设定值一致。另外，在该电流值控制部36c上例如连接有存储器41，在该存储器41中保存有由电流值控制部36c在前一控制中使用的控制值等信息，电流值控制部36c参照保存在该存储器41中的前一控制值等信息来进行控制。例如，当从判断部36b输入检测出的超声波输出值小于设定值这种判断信息时， 电流值控制部36c参照前一控制值来进行电流控制使得电流大于该控制值。该电流值控制部36c在进行该电流控制的情况下，对乘法器32的乘法运算值进行控制以补偿超声波输出值与设定值之间的比较结果的差。此外，计算部36a还具有以下功能对包括驱动超声波换能器23时的负载的状态 (具体地说将超声波能量从处置部9施加给作为切除的处置对象的生物体组织的状态)在内的机械阻抗、即超声波的负载阻抗(还称为超声波阻抗)进行检测。另外，电流值控制部36c还对处置部9中的超声波的振幅(或者能量)进行振幅控制使得振幅保持在规定的范围(即适于进行切开凝固的处置的范围)内。也就是说，电流值控制部36c还具有振幅控制36d的功能。通过进行控制来将实际进行处置时的处置部9的位置处的超声波振动的振幅保持在规定的范围内，由此在进行切开凝固处置时，能够防止生物体组织粘附到处置部9，能够顺利地进行处置。此外，在本实施方式中，超声波振动的频率为47kHz，在这种情况下，如后述那样将 50μπι作为下限，CPU 36(的电流值控制部36c)进行控制使得变为设定值以下的振幅。另外，CPU 36具有阻抗判断部36e (在图3中简记为Z2判断)的功能，该阻抗判断部36e判断由计算部36a检测出的超声波的负载阻抗是否在规定范围内。并且，电流值控制部36c根据该阻抗判断部36e的判断结果来控制超声波的振幅 (或者电流值)。也如图3所示，由切开选择开关12a、凝固选择开关12b以及同时输出开关12c的开关操作而产生的指示操作信号被输入到CPU 36。并且，CPU 36进行与指示操作信号对应的控制。例如，当手术师使切开选择开关1 接通时，CPU 36将该指示操作信号经过通信线缆15发送给高频发生器4的CPU 56，通过该CPU 56输出作为切开用连续波的正弦波高
频输出信号。当手术师使凝固选择开关12b接通时，CPU 36将该指示操作信号经过通信线缆15 发送给高频发生器4的CPU 56，通过该CPU 56输出作为凝固用间歇波形的凝固波、即脉冲波的高频输出信号。当手术师使同时输出开关12c接通时，CPU 36控制电源电路35来使超声波驱动信号接通，并且经过通信线缆15通过高频发生器4的CPU 56使高频输出接通。另一方面，高频发生器4内置有用于生成正弦波和脉冲波的波形生成电路51，从该波形生成电路51输出的信号经过谐振电路52被输入到放大器53。由放大器53放大得到的信号被施加到输出变压器M的初级线圈侧，在次级线圈侧产生烧灼用的高频输出信号。该输出变压器M的次级线圈的一端与形成手持件2中的导体部的变幅杆27等导通。另外，次级线圈的另一端与对电极板5导通，该对电极板5以较大面积与患者40接触。另外，从电压可变的电源电路55对谐振电路52提供电源电压，由CPU 56对波形生成电路51和电源电路55进行控制。手术师能够根据设定部19a的设定来设定高频的电力设定值等。CPU 56的控制部56a与来自设定部19a的电力设定值等对应地对波形生成电路 51和电源电路55进行控制。另外，在由手术师使切开选择开关12a接通的情况下，CPTO6的控制部56a使波形生成电路51输出作为切开波的正弦波。关于该控制部56a，在使凝固选择开关12b接通的情况下，控制部56a使波形生成电路51输出作为凝固波的脉冲波。另外，在由设定部19a设定了输出混合波的输出模式的情况下，控制部56a输出对正弦波和脉冲波进行混合(blend)而成的混合波(blend wave)。此外，由前置面板19的显示部19b显示CPU 56的控制部56a等的控制信息等。由上述放大器53放大得到的信号被输入到构成检测部57的电压检测电路57a和电流检测电路57b。电压检测电路57a和电流检测电路57b对由放大器53放大得到的信号的电压和电流进行检测(测量)。将检测出的电压和电流通过A/D变换器58a、58b来变换为数字的电压和电流，并输入到CPU 56。CPU 56使用所输入的电压和电流在计算部56b中对生物体组织的高频阻抗(还称为组织阻抗)进行检测(计算)。并且，计算部56b将检测出的组织阻抗值输出到阻抗判断部(在图3中简记为Zl判断)56c。阻抗判断部56c通过将所输入的阻抗值与阈值的阻抗进行比较来判断是否在规定的阻抗范围内。并且，控制部56a根据阻抗判断部56c的判断结果来调整高频输出。例如当阻抗值在下限侧阈值与上限侧阈值之间的情况下，控制部56a按原样保持输出，在阻抗值小于下限侧阈值的情况下，控制部56a调整高频输出来减少高频输出。另外，在阻抗值大于上限侧阈值的情况下，控制部56a调整高频输出来增大高频输出。
另外，该控制部56a根据阻抗判断部56c的判断结果来调整高频输出之后，还进行控制使得调整后的高频输出变为设定值以下。具体地说，如后述那样，当高频输出值在1/2的设定值的值与设定值之间时，按原样保持输出值，当高频输出值小于设定值1/2的值时调整输出使得输出值恢复到设定值 1/2的值。另外，当高频输出值大于设定值时，调整输出使得输出值下降至设定值。通过进行上述控制，从开始凝固切开处置的时刻起到进行完凝固切开处置的时刻为止，能够设为适于顺利地进行处置的高频电力量(后述)。另外，对CPU 56还输入来自脚踏开关6的接通和断开信号。并且，在由脚踏开关6 进行了同时输出的指示操作的情况下，向CPU 36指示输出超声波驱动信号，从而同时输出超声波和高频。另外，本实施方式的变形例具有以下功能从初始状态的设定值(即初始设定值) 起经过设定的时间后，对超声波和高频的输出值进行控制使其降低或者进行限制。因此，例如在高频发生器4中设置有计时器59，当由设定部19a设定了设定时间时，CPU 56设定为利用计时器59在该设定时间后启动。并且，CPU 56在设定时间后使初始设定时的高频输出的设定值强制地下降，并且通知给超声波发生器3的CPU 36，CPU 36使初始设定时的超声波输出的设定值强制地下降。在具有这种结构的本实施方式中，作为超声波发生器3的控制单元的CPU 36以及作为高频发生器4的控制单元的CPU 56通过通信线缆15进行控制使得同时开始输出或停止输出超声波和高频。另外，在同时输出超声波和高频的状态下，CPU 36根据在超声波发生器3侧检测出的负载阻抗(超声波阻抗)等的检测结果以电流值来控制超声波输出。另外，在同时输出超声波和高频的状态下，CPU 56根据在高频发生器4侧检测出的组织阻抗(高频阻抗)的检测结果来控制高频输出。参照图4来说明这种结构中的超声波和高频手术系统1中在对患者40的脏器等作为处置对象的生物体组织61进行切除的情况下的手术系统1的手术控制方法的过程。如图1所示，手术师将手持件2连接到超声波发生器3和高频发生器4。然后，接通超声波发生器3和高频发生器4的电源。然后，在步骤Sl中进行输出设定。例如手术师对超声波和高频进行输出设定。另外，设手术师例如选择切开模式作为高频的输出波形模式。如图3示出其概要那样，手术师将手持件2前端的处置部9设置在对要切除的作为处置对象的生物体组织61进行处置的位置。然后，手术师在图4的步骤S2中使手动开关11的同时输出开关12c接通。当同时输出开关12c被接通时，其指示操作信号传输到超声波发生器3的CPU 36， 并从该CPU 36进一步传输到高频发生器4的CPU 56。然后，在步骤S3中，CPU 56使高频输出开始。另外，同时，超声波发生器3的CPU 36在步骤S13中使超声波输出开始。通过在步骤S3中开始高频输出，向处置部9侧提供高频。然后，在处置部9所接触的处置对象的生物体组织61侧流动高密度的高频电流，此时，对生物体组织61 —边进行高频烧灼一边进行切开。此外，在生物体组织61侧流动的高频电流通过对电极板5返回到高频发生器4。在下一个步骤S4中，CPU 56的计算部56b取入由电压检测电路57a测量得到的电压以及由电流检测电路57b测量得到的电流的数字值，将电压值除以电流值而开始进行组织阻抗Zl的检测(测量)动作。检测出的组织阻抗Zl被输入到阻抗判断部56c，阻抗判断部56c判断检测出的组织阻抗Zl是否在规定的阻抗范围内(步骤S5)。具体地说，判断组织阻抗Zl是否在300 Ω 至500 Ω之间的阻抗范围内(300 Ω < Zl < 500Ω)ο此外，300 Ω是下限侧阈值，500 Ω是上限侧阈值。在由阻抗判断部56c判断为检测出的组织阻抗Zl为500Ω以上的情况下，控制部 56a在步骤S6中对高频输出进行控制来使高频输出提高规定量、例如5W，之后返回到步骤 S5。另外，在由阻抗判断部56c判断为检测出的组织阻抗Zl为300 Ω以下的情况下， 控制部56a在步骤S7中对高频输出进行控制来使高频输出下降规定量、例如5W，之后返回到步骤S5。在由阻抗判断部56c判断为检测出的组织阻抗Zl在300Ω至500 Ω之间的情况下，继续以该高频输出值进行输出，进入到步骤S8。计算部56b在该步骤S8中开始对由电压检测电路57a和电流检测电路57b测量得到的电压值和电流值的积的电力输出值进行检测(测量)。然后，检测出的输出值被输入到控制部56a，控制部56a在步骤S9中判断检测出的输出值是否在1/2的设定值至设定值之间的范围内。在判断为检测出的输出值为设定值以上的情况下，控制部56a进行控制使输出值降低至设定值(步骤S10)，返回到步骤S9。在判断为检测出的输出值为1/2的设定值以下的情况下，控制部56a进行控制使输出值上升至1/2的设定值(步骤Sll)，返回到步骤S9。另外，在判断为检测出的输出值在1/2的设定值至设定值之间的范围内的情况下，控制部56a在步骤S12中继续输出该输出值。然后，进入到步骤S23。另一方面，在步骤S13中，当开始超声波输出时，对处置部9提供超声波振动能量， 由超声波振动而产生的摩擦热对作为处置对象的生物体组织61进行加热，从而使血液凝固的同时切开生物体组织。然后，CPU 36的计算部36a在下一个步骤S14中取入由电压检测电路37a测量得到的电压以及由电流检测电路37b测量得到的电流的数字值，将电压值除以电流值而开始对组织的机械阻抗或者超声波的负载阻抗(以下称为负载阻抗Z2)进行检测(测量)。检测出的负载阻抗Z2被输入到阻抗判断部36e，阻抗判断部36e判断检测出的负载阻抗Z2是否在步骤S14示出的规定的阻抗范围内。具体地说，判断负载阻抗Z2是否为在200 Ω至800 Ω之间的阻抗QOO Ω < Ζ2 < 800 Ω )。此外，200 Ω是下限侧阈值，800 Ω 是上限侧阈值。在由阻抗判断部36e判断为检测出的负载阻抗Ζ2为800 Ω以上的情况下，电流值控制部36c在步骤S16中对振幅(电流值)进行控制来使振幅(电流值)提高规定量、例如10%左右，之后返回到步骤S15。另外，在由阻抗判断部36e判断为检测出的负载阻抗Z2 为200 Ω以下的情况下，电流值控制部36c在步骤S17中对振幅(电流值)进行控制来使振幅(电流值)下降规定量、例如10%左右，之后返回到步骤S15。另外，在由阻抗判断部36e判断为检测出的负载阻抗Z2在200 Ω至800 Ω之间的情况下，继续以该超声波输出值进行输出，进入到步骤S18。计算部36a在该步骤S18中开始对由电流检测电路37b测量得到的电流值进行检测(测量)。然后，检测出的电流值被输入到电流值控制部36c (的根据电流值进行控制的振幅控制部36d)，电流值控制部36c在步骤S19中判断检测出的电流值是否在与50 μ m相当的电流值至设定(电流)值之间的范围内。在判断为检测出的电流值为设定值以上的情况下，电流值控制部36c进行控制使电流值下降至设定值，返回到步骤S19。在判断为检测出的电流值为与50μπι相当的电流值以下的情况下，电流值控制部 36d进行控制来上升至相当于50 μ m的电流值，返回到步骤S19。另外，在判断为检测出的电流值在与50 μ m相当的电流值至设定值之间的范围内的情况下，电流值控制部36c在步骤S22中进行控制来继续以该电流值即该输出值进行输出，之后进入到步骤S23。通过步骤S18 S22的处理，处置部9的振幅保持为在规定范围内的振幅值。通过进行该控制，能够控制手术系统1的动作以减少生物体组织粘附到处置部9的情况。CPU 56在步骤S23中判断手动开关11的同时输出开关12c是否被断开，在没有断开的情况下，返回到步骤S3以及步骤S13，重复进行上述动作。另一方面，在手动开关11 的同时输出开关12c被断开的情况下，CPU 56和CPU 36停止输出高频和超声波。然后，结束图4的处理。还可以使用图5示出的变形例的手术控制方法来代替图4示出的手术控制方法。 关于图5示出的手术控制方法，是在图4示出的手术控制方法中，CPU 56和CPU 36在步骤 S2与步骤S3之间以及在步骤S2与步骤S13之间的步骤S^中在设定时间以后进行重新设定高频和超声波的输出的处理。具体地说，当由计时器59预先设定的设定时间经过时，CPU 56和CPU 36进行重新设定来将在步骤Si中设定的高频和超声波的输出设定值例如强制下降至作为标准值上限值的设定值。其它处理与图4的情况相同。图6示出上述图4的功能性处理的概要。在步骤S31中在开始进行凝固切开(切除)时在手术师进行操作来进行凝固切开处置的情况下处置所需的力量较大。也就是说， 如图7A所示，在开始进行凝固切开时，作为处置对象的生物体组织61的组织阻抗Z1、负载阻抗Z2较高，在手术师使用手持件2进行凝固切开处置的情况下，该处置所需的力量较大。因此，在步骤S31中，以(初始的)设定值输出高频和超声波。换言之，进行控制以(较大)设定值进行高频和超声波的处置。在这种情况下，能够增大凝固切开的功能，因此在开始进行凝固切开时手术师能够顺利地进行凝固切开。也就是说，适当地控制手术系统1使得手术师能够顺利地进行凝固切开。之后，如图7B所示，当凝固切开处置有所进展时，作为处置对象的生物体组织61的组织阻抗Z1、负载阻抗Z2降低。因此，手术师使用手持件2来进行凝固切开时的力量减轻。也就是说，在步骤S32中，当凝固切开有所进展时，力量减轻。因此，在步骤S31的情况下的设定值的状态下，(有可能)高频和超声波向生物体组织投入的投入能量过剩。为了应对投入能量过剩的情况，高频发生器4的CPU 56在步骤S33中检测组织阻抗Zl的变化，并且超声波发生器3的CPU 36在步骤S33中检测负载阻抗Z2的变化。在这种情况下，组织阻抗Z1、负载阻抗Z2与开始时相比降低。然后，根据步骤S33的检测结果，在步骤S34中，CPU 56控制高频输出值，并且CPU 36控制超声波的振幅(电流值)。具体地说，由于组织阻抗Zl降低，因此CPU 56进行控制来降低高频输出值，并且由于负载阻抗Z2降低，因此CPU 36进行控制来降低超声波的振幅 (电流值)。这样，CPU 36和CPU 56在步骤S 35中进行控制来使投入到生物体组织的高频和超声波能量最优化。然后，手术师以稳定的力量来防止粘附而继续进行凝固切开。图8A示出通过进行控制以进行这种处置由此开始从高频发生器4输出高频后的电力(输出)随时间变化的概要。如图8A所示，在开始输出时，以在开始输出时设定的电力值(设定值)Wo进行输出来进行处置，当凝固切开有所进展时组织阻抗Zl降低，与该降低相应地使电力值下降。 然后，以下降后的电力值Wad(通常为设定值Wo的90% 50% )例如稳定地进行处置。此外，关于下降后的该电力值Wad，在由手术师设定的初始设定值被设定为较大地脱离标准的初始设定值Wo的情况下，即使是图4的步骤S9 Sll的控制循环中的作为下限值的1/2的设定值也有可能过大。在这种情况下，通过图5的输出重新设定的步骤S26，将初始设定值调整为接近标准设定值Wo的值，能够根据如图8A所示的特性来使电力变化。另外，同样地，图8B示出开始从超声波发生器3输出超声波后的振幅(电流值) 随时间变化的概要。如图8B所示，在开始输出时，以开始输出时设定的设定值的振幅^Vo来进行处置， 当凝固切开有所进展时负载阻抗Z2降低，与该降低相应地振幅下降。然后，以下降后的振幅值Aad (在以处置部9中的振动速度表示的情况下为2. lm/s 2. 8m/s)例如稳定地进行处置。如上所述，在使用振幅控制36d的功能将超声波的振幅控制在规定范围内的情况下，与超声波的频率等相应地该值发生变化。因此，当使用超声波的振幅与超声波的频率之积的振动速度时，当将处置部9中的超声波的振动速度设定在上述范围内时，能够稳定地进行处置。换言之，还可以控制处置部中的振动速度来代替控制振幅。通过保持上述振幅值Aad，手术师能够使用处置部9进行没有生物体组织粘附的稳定的凝固切开处置。即使在这种情况下，在由手术师设定的初始设定值被设定为较大地脱离标准的通常设定值的情况下，即使是图4的步骤S19 S21的控制循环中的作为上限值的设定值也有可能过大。在这种情况下，通过图5的输出重新设定的步骤，将初始设定值调整为接近通常设定值的值，能够根据如图8B所示的特性来使振幅变化。这样，根据本实施方式，通过同时利用高频电力和超声波，与仅使用其中一个的情况相比能够增大处置的功能，从而能够短时间内进行处置。另外，根据本实施方式，在同时利用高频电力和超声波的情况下，分别检测高频阻抗和超声波阻抗，根据分别检测出的阻抗来对高频电力量(高频能量)和超声波能量进行控制，因此与仅检测出其中的一个阻抗来进行控制的情况相比，能够进行适于处置的控制。另外，根据本实施方式，在使用作为处置器具(手术器具)的手持件2对作为处置对象的生物体组织61进行凝固切开的情况下，在开始处置时在以设定值进行处置时，根据检测出的阻抗，能够使高频电力(输出)以及/或者超声波振幅自动地下降至适当的值。因而，手术师能够顺利地进行稳定的处置。另外，作为本实施方式的手术系统1中的高频电力和超声波振幅的控制方法，高频发生器4和超声波发生器3进行通信，但是根据由各个发生器检测(测量)出的检测结果而各个发生器几乎独立地进行控制，因此能够简单地实现控制方法。也就是说，与在其中的一个发生器侧进行两个发生器的控制的情况相比，能够简单地实现控制方法。另外，在设为使用两个发生器进行通信的结构的情况下，与将在其中的一个发生器侧检测出的阻抗发送给另一个发生器侧而在另一个发生器侧集中控制两者的控制方法相比，上述控制方法能够确保更好的响应性。(第二实施方式)接着，参照图9至图13来说明本发明的第二实施方式。本实施方式的超声波和高频手术系统IB的外观与图1示出的超声波和高频手术系统1相同，另外，本实施方式所涉及的手持件2的结构也与第一实施方式相同。图9示出本发明的第二实施方式的超声波和高频手术系统IB的结构。本实施方式的超声波和高频手术系统IB在图3的超声波和高频手术系统1中的高频发生器4中使用高频发生器4B，该高频发生器4B在CPU 56内设置有对电压的峰值进行检测的峰值检测部(在图9中Vp检测部)56d，并且采用CF控制部56e代替控制部56a，该CF控制部56e 进行控制来对波峰因素(简记为CF)的值进行调整。在第一实施方式中，说明了使用作为切开波的正弦波作为高频输出信号的例子， 但是在本实施方式中，使用具有正弦波与凝固波的中间性波形以及特性的混合波(blend wave)以及作为凝固波的脉冲波。并且，在本实施方式中，根据检测出的组织阻抗Zl，将混合波或者脉冲波的CF的值调整(控制)为适于处置的值。峰值检测部56d将检测出的电压的峰值输出到CF控制部56e。CF控制部56e在根据所输入的峰值来调整CF的值的情况下，还调整(控制)峰值使得该情况下的峰值在所设定范围内。 其它结构与第一实施方式相同。图IOA以及图IOB示出使用于本实施方式中的混合波和脉冲波。图IOA示出的混合波是使未图示的正弦波衰减而得到的波，该混合波具有正弦波和图IOB的脉冲波的中间性波形和特性。正弦波是具有基本频率的基本波的信号波形连续的波，混合波与脉冲波的周期为使基本频率的信号波形多次重复而得到的重复频率的周期(重复周期)。图IOB示出的脉冲波中，仅少数的基本波具有较大振幅，因此相对于电压的峰值或者峰值电压(以Vp表示)，其有效值(以Vrms表示)成为较低值。因此，将峰值除以有效值而得到的CF成为较大值。与此相对，关于图IOA示出的混合波，基本波在整个重复周期内具有某种程度的值，因此即使在比脉冲波的峰值小的峰值的情况下，混合波也具有较大有效值，与脉冲波相比，CF成为较小值。接着，说明图11示出的本实施方式的手术控制方法。图11示出的手术控制方法具有以下处理过程将图4的手术控制方法中的步骤S6和步骤S7以及步骤SlO和步骤Sll 分别变更为步骤S46和步骤S47以及步骤S50和步骤S51。与图4的情况同样地，从步骤Sl的高频和超声波的输出设定开始。但是，在本实施方式中，说明将高频的输出模式设定为输出混合波的模式的情况。通过在步骤S2中对手动开关11进行接通操作，开始步骤S3示出的高频输出以及开始步骤S13的超声波输出。在步骤S3中，在混合波模式下开始进行高频输出。然后，在步骤S4中开始检测组织阻抗Z1，在下一个步骤S5中判断检测出的组织阻抗Zl是否在300 Ω至500 Ω之间的范围内。在判断为检测出的组织阻抗Zl为500 Ω以上的情况下，控制部在步骤S46中使CF 下降规定量、例如0. 5，之后返回到步骤S5。另一方面，在判断为检测出的组织阻抗Zl为300Ω以下的情况下，控制部在步骤 S47中使CF提高规定量、例如0. 5，之后返回到步骤S5。在判断为检测出的组织阻抗Zl在300 Ω至500Ω之间的范围内的情况下，在步骤 S48中开始测量输出值之后，进入到步骤S9。控制部56a在步骤S9中判断检测出的输出值是否在1/2的设定值至设定值之间的范围内。在判断为检测出的输出值为设定值以上的情况下，控制部56a在步骤S50中进行控制来将CF提高规定量，返回到步骤S9。在判断为检测出的输出值为1/2的设定值以下的情况下，控制部56a进行控制来使CF恢复为默认值，返回到步骤S9。另外，在判断为检测出的输出值在1/2的设定值至设定值的范围内的情况下，控制部56a在步骤S12中继续保持该输出值。其它与图4相同。接着，图12示出针对图11的处理的功能性处理的概要。在步骤S61中在开始进行凝固切开(切除)时，进行凝固切开操作时所需的力量较大。也就是说，如图7A所示，在开始进行凝固切开时，作为处置对象的生物体组织61的组织阻抗Z1、负载阻抗Z2较高，进行凝固切开时的力量较大。因此，在步骤S61中，以(初始的)设定值输出高频和超声波。换言之，进行控制使得以设定值进行高频和超声波的处置。之后，如图7B所示，当凝固切开处置有所进展时，作为处置对象的生物体组织61 的组织阻抗Z1、负载阻抗Z2降低。因此，进行凝固切开时的力量减轻。
也就是说，在步骤S62中，当凝固切开有所进展时，力量减轻。因此，在步骤S61的情况下的设定值的状态下，(有可能)处于高频和超声波向生物体组织投入的投入能量过剩的状态。与步骤S62对应地，高频发生器4的CPU 56在步骤S63中检测组织阻抗Zl的变化，并且超声波发生器3的CPU 36在步骤S63中检测负载阻抗Z2的变化。然后，根据步骤S63的检测结果，在步骤S64中，CPU 56控制高频输出值的CF，并且CPU 36控制超声波的振幅(电流值)。这样，在步骤S65中使投入到生物体组织的高频和超声波能量最优化。然后，以稳定的力量来防止粘附而继续进行凝固切开。图13示出通过这种处置来开始从高频发生器4输出高频后的CF随时间变化的概要。如图13所示，在开始输出时，以在开始输出时设定的CFo例如为2 3以及有效值为450 700V的设定值来进行处置。也就是说，在开始输出时，在以CF为较低值的切开功能为优先的设定状态下进行处置。并且，当凝固切开有所进展时组织阻抗Zl降低，与该降低相应地CF值变大。然后， 根据变大的CF值CFad(例如CFad为3 6，有效值为270V 550V)稳定地进行处置。此外，与在图11的手术控制方法中在第一实施方式中说明的情况同样地，还可以在步骤S2与步骤S3之间以及在步骤S2与步骤S13之间追加进行输出重新设定的步骤S^。另外，在初始设定时设定为输出混合波的情况下，与正弦波的情况相比电力值变低。换言之，在混合波的情况下，在初始设定的情况下，很少设定为过大的设定值。因此，如图14所示，还可以设为在超声波输出侧追加进行输出重新设定的步骤 S26的结构。在这种情况下，能够应对将超声波的设定值设定为大于标准值的情况。本实施方式具有与第一实施方式大致相同的效果。另外，根据进行处置的用途能够从混合波、脉冲波中选择使用。此外，还可以设为将本实施方式与第一实施方式进行组合的结构。例如，还可以具有以下结构高频发生器4B具备除了产生上述混合波、脉冲波以外还产生第一实施方式中的正弦波的高频输出信号的功能。通过设为这种结构，手术师能够根据处置来选择使用处置功能不同的高频输出信号。此外，部分组合上述实施方式等而构成的实施方式也属于本发明。本申请主张以2008年12月31日在美国申请的申请号12/347，034为优先权基础来申请，上述公开内容被引入到本申请的说明书、权利要求书、附图。
1权利要求
1.一种手术系统，其特征在于，具备处置部，其对作为处置对象的生物体组织进行处置；超声波产生部，其对上述处置部施加超声波；超声波驱动电力提供部，其对上述超声波产生部提供用于产生超声波的超声波驱动电力；高频电力提供部，其对上述处置部提供高频电力；超声波阻抗检测部，其对通过上述处置部而被施加超声波的上述生物体组织的超声波阻抗进行检测；高频阻抗检测部，其对通过上述处置部而被提供高频电力的上述生物体组织的高频阻抗进行检测；第一控制部，其根据由上述超声波阻抗检测部检测出的超声波阻抗值来对由上述超声波振动产生部产生的超声波能量进行控制；以及第二控制部，其根据由上述高频阻抗检测部检测出的高频阻抗值来对上述高频电力量或者高频电力波形的波峰因素值进行控制。
2.根据权利要求1所述的手术系统，其特征在于，还具有振动速度控制部，该振动速度控制部将上述处置部中的上述超声波的振动速度控制在规定范围内。
3.根据权利要求1所述的手术系统，其特征在于，还具有第一判断部，该第一判断部判断由上述超声波阻抗检测部检测出的上述超声波阻抗值是否在下限侧阈值与上限侧阈值之间的范围内。
4.根据权利要求1所述的手术系统，其特征在于，还具有第二判断部，该第二判断部判断由上述高频阻抗检测部检测出的上述高频阻抗值是否在下限侧阈值与上限侧阈值之间的范围内。
5.根据权利要求1所述的手术系统，其特征在于，还具有第三判断部，该第三判断部判断由上述超声波阻抗检测部检测出的上述超声波阻抗值是否小于下限侧阈值，在上述第三判断部判断为上述超声波阻抗值小于下限侧阈值的情况下，上述第一控制部进行控制来降低上述超声波能量。
6.根据权利要求1所述的手术系统，其特征在于，还具有第四判断部，该第四判断部判断由上述超声波阻抗检测部检测出的上述超声波阻抗值是否大于上限侧阈值，在上述第四判断部判断为上述超声波阻抗值大于上限侧阈值的情况下，上述第一控制部进行控制来提高上述超声波能量。
7.根据权利要求1所述的手术系统，其特征在于，还具有第五判断部，该第五判断部判断由上述高频阻抗检测部检测出的上述高频阻抗值是否小于下限侧阈值，在上述第五判断部判断为上述高频阻抗值小于下限侧阈值的情况下，上述第二控制部进行控制来降低上述高频电力量。
8.根据权利要求1所述的手术系统，其特征在于，还具有第六判断部，该第六判断部判断由上述高频阻抗检测部检测出的上述高频阻抗值是否小于下限侧阈值，在上述第六判断部判断为上述高频阻抗值小于下限侧阈值的情况下，上述第二控制部进行控制来提高上述波峰因素值。
9.根据权利要求1所述的手术系统，其特征在于，还具有第七判断部，该第七判断部判断由上述高频阻抗检测部检测出的上述高频阻抗值是否大于上限侧阈值，在上述第七判断部判断为上述高频阻抗值大于上限侧阈值的情况下，上述第二控制部进行控制来提高上述高频电力量。
10.根据权利要求1所述的手术系统，其特征在于，还具有第八判断部，该第八判断部判断由上述高频阻抗检测部检测出的上述高频阻抗值是否大于上限侧阈值，在上述第八判断部判断为上述高频阻抗值大于上限侧阈值的情况下，上述第二控制部进行控制来降低上述波峰因素值。
11.根据权利要求3所述的手术系统，其特征在于，在判断为由上述超声波阻抗检测部检测出的上述超声波阻抗值在下限侧阈值与上限侧阈值之间的范围内的情况下，进一步判断上述超声波的能量是否在规定的范围内，根据该判断的结果来控制上述超声波能量。
12.根据权利要求4所述的手术系统，其特征在于，在判断为由上述高频阻抗检测部检测出的上述高频阻抗值在下限侧阈值与上限侧阈值之间的范围内的情况下，进一步判断上述高频电力量是否在规定的范围内，根据该判断的结果来控制上述高频电力量。
13.根据权利要求1所述的手术系统，其特征在于，还具有设定部，该设定部在通过上述处置部开始对上述生物体组织施加超声波的开始时刻起经过设定时间之后，将由上述超声波产生部施加给上述生物体组织的超声波能量设定为低于上述开始时刻的超声波能量。
14.根据权利要求1所述的手术系统，其特征在于，还具有高频电力设定部，该高频电力设定部在通过上述处置部开始对上述生物体组织提供高频电力的提供开始时刻起经过设定时间之后，将高频电力量设定为低于上述提供开始时刻的高频电力量。
15.根据权利要求1所述的手术系统，其特征在于，上述超声波驱动电力提供部和上述高频电力提供部通过对开关进行接通/断开操作， 来同时进行提供超声波驱动电力的接通/断开操作和提供高频电力的接通/断开操作。
16.根据权利要求2所述的手术系统，其特征在于，上述振动速度控制部将上述振动速度控制为2. lm/s至2. 8m/s的规定范围内。
17.根据权利要求4所述的手术系统，其特征在于，在判断为由上述高频阻抗检测部检测出的高频阻抗值在下限侧阈值与上限侧阈值之间的范围内的情况下，上述第二控制部进一步进行控制来将高频电力量保持在初始设定时的高频电力量的50%至90%的范围内。
18.一种对手术系统进行控制的控制方法，该手术系统具备超声波产生部，其对处置部施加超声波，其中，该处置部用于对作为处置对象的生物体组织进行处置；超声波驱动电力提供部，其对上述超声波产生部提供用于产生超声波的超声波驱动电力；高频电力提供部，其对上述处置部提供高频电力；超声波阻抗检测部，其对通过上述处置部而被施加超声波的上述生物体组织的超声波阻抗进行检测；高频阻抗检测部，其对通过上述处置部而被提供高频电力的上述生物体组织的高频阻抗进行检测，该控制方法的特征在于，具备以下步骤第一控制步骤，根据由上述超声波阻抗检测部检测出的超声波阻抗值来对由上述超声波振动产生部产生的超声波能量进行控制；以及第二控制步骤，根据由上述高频阻抗检测部检测出的高频阻抗值来对上述高频电力量或者高频电力波形的波峰因素值进行控制。
19.根据权利要求18所述的控制方法，其特征在于，还具有振动速度控制步骤，在该振动速度控制步骤中，将上述处置部中的上述超声波的振动速度控制在规定范围内。
20.根据权利要求18所述的控制方法，其特征在于，在判断为由上述超声波阻抗检测部检测出的上述超声波阻抗值在下限侧阈值与上限侧阈值之间的范围内的情况下，在第一控制步骤中进一步判断上述超声波的能量是否在规定的范围内，根据该判断的结果来控制上述超声波能量。
21.根据权利要求18所述的控制方法，其特征在于，在判断为由上述高频阻抗检测部检测出的上述高频阻抗值在下限侧阈值与上限侧阈值之间的范围内的情况下，在第二控制步骤中进一步判断上述高频电力量是否在规定的范围内，根据该判断的结果来控制上述高频电力量或者上述波峰因素值。
全文摘要
提供一种手术系统以及控制方法，手术系统具备处置部，其对作为处置对象的生物体组织进行处置；超声波产生部，其对处置部施加超声波；超声波驱动电力提供部，其对超声波产生部提供超声波驱动电力来使其产生超声波；高频电力提供部，其对处置部提供高频电力；阻抗检测部，其检测生物体组织的超声波阻抗和生物体组织的高频阻抗；以及控制部，其根据检测出的超声波和高频阻抗值来控制超声波能量和高频电力量或者波峰因素。
文档编号A61B18/14GK102209503SQ20098014503
公开日2011年10月5日 申请日期2009年12月17日 优先权日2008年12月31日
发明者柴田义清 申请人:奥林巴斯医疗株式会社