高频烧灼电源装置.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200680056272.7

申请日:

2006.10.31

公开号:

CN101534733A

公开日:

2009.09.16

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

专利权的转移IPC(主分类):A61B 18/12登记生效日:20151126变更事项:专利权人变更前权利人:奥林巴斯医疗株式会社变更后权利人:奥林巴斯株式会社变更事项:地址变更前权利人:日本东京都变更后权利人:日本东京都|||授权|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

A61B18/12

主分类号:

A61B18/12

申请人:

奥林巴斯医疗株式会社

发明人:

三堀贵司; 林田刚史; 长濑彻; 有浦绫

地址:

日本东京都

优先权:

专利代理机构:

北京林达刘知识产权代理事务所

代理人:

刘新宇

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内容摘要

高频烧灼电源(1)被装载在处置装置上,在导电性液体下开始切除手术时,对处置电极施加高频电力,如果在该施加时所检测出的输出阻抗为小于设定值的值,则将可变直流电源电路(HVPS)设定为恒电流控制模式,将所输出的电流值限制为固定值的同时断续地施加包含瞬时性的高电压值的高频电力,从而开始放电。如果上述输出阻抗为大于设定值的值或者为较高的值,则设定为恒电压控制模式,根据预先设定的固定电压进行电力提供,使用适当的高频电流对作为对象的生物体进行烧灼处置。

权利要求书

1.  一种高频烧灼电源装置,该高频烧灼电源装置被使用在具备处置电极的处置装置中,该处置电极在导电性溶液中通过被施加高频电力来进行放电,并对生物体组织实施处置,该高频烧灼电源装置的特征在于,具备:
阻抗检测部,其根据输出到上述处置电极的上述高频电力检测上述处置电极和上述生物体组织之间的阻抗;以及
高频电力产生部,其在上述高频电力被施加到非放电状态的上述处置电极时,当由上述阻抗检测部检测出的阻抗值为根据上述生物体组织预先设定的设定值以下时产生以根据该阻抗值所确定的周期断续地输出的第一高频电力,当上述阻抗值超过上述设定值时产生连续地输出的第二高频电力,并经由上述阻抗检测部输出到上述处置电极。

2.
  根据权利要求1所述的高频烧灼电源装置,其特征在于,
从上述高频电力产生部输出的第一高频电力的最大振幅具有大于上述第二高频电力的振幅的振幅。

3.
  根据权利要求1所述的高频烧灼电源装置,其特征在于,还具备:
可变直流电源电路,其由控制模式切换部、恒电流输出部以及恒电压输出部构成,其中,该控制模式切换部根据由上述阻抗检测部检测出的检测结果来切换恒电流控制模式信号和恒电压控制模式信号,输出任一个控制模式信号,该恒电流控制模式信号成为从上述高频电力产生部输出的上述第一高频电力的源,该恒电压控制模式信号成为上述第二高频电力的源,该恒电流输出部根据上述控制模式切换部的指示输出上述恒电流控制模式信号,该恒电压输出部根据上述控制模式切换部的指示输出上述恒电压控制模式信号;以及
开关电路,其被设置在上述高频电力产生部内,对从上述可变直流电源电路输出的恒电流控制模式信号以及上述恒电压控制模式信号赋予任意的频率。

4.
  根据权利要求3所述的高频烧灼电源装置,其特征在于,
为了对上述控制模式切换部进行切换控制,除了由上述阻抗检测部检测出的上述检测结果之外,还具备输出电流检测部,该输出电流检测部从上述可变直流电源电路所输出的上述恒电压控制模式信号以及上述恒电流控制模式信号检测电流成分,并进行反馈。

5.
  根据权利要求3所述的高频烧灼电源装置,其特征在于,
具有控制部,该控制部将被施加了上述高频电力的上述处置电极的从非放电状态迁移(transition)到放电状态的阻抗值判断为上述设定值。

6.
  根据权利要求1所述的高频烧灼电源装置,其特征在于,
上述高频电力产生部由高频输出变压器和开关电路构成,其中,该高频输出变压器具有通过线圈被感应耦合的任意的匝数比,该开关电路被连接在上述高频输出变压器的初级侧线圈上,对由输入的直流电压信号构成的上述恒电流控制模式信号或上述恒电流控制模式信号都赋予振幅,从而生成期望频率的高频信号。

7.
  根据权利要求6所述的高频烧灼电源装置,其特征在于,
还具备并联谐振电路,该并联谐振电路被连接在上述高频电力产生部的上述高频输出变压器的上述初级侧线圈上,起到通过上述开关电路的开关动作而得到的矩形波的假信号去除以及升压的作用。

8.
  根据权利要求1所述的高频烧灼电源装置,其特征在于,
上述高频电力产生部将时间作为用于切换断续性的输出和连续性的输出的判别参数来使用,上述的切换断续性的输出和连续性的输出是通过上述第一高频电力和第二高频电力的切换来进行。

9.
  根据权利要求1所述的高频烧灼电源装置,其特征在于,
上述高频电力产生部将输出电压、输出电流、输出电力以及上述阻抗值中的任一个中的电阻抗的时间变化率作为用于切换断续性的输出和连续性的输出的判别参数来使用,上述的切换断续性的输出和连续性的输出是通过上述第一高频电力和第二高频电力的切换来进行。

10.
  根据权利要求1所述的高频烧灼电源装置,其特征在于,
上述高频电力产生部将输出电压和电流的任一个相位差作为用于切换断续性的输出和连续性的输出的判别参数来使用,上述的切换断续性的输出和连续性的输出是通过上述第一高频电力和第二高频电力的切换来进行。

11.
  根据权利要求10所述的高频烧灼电源装置,其特征在于,
上述判别参数中的上述相位差,作为相位判别阈值,在45°以下的情况下,输出上述第一高频电力的断续性的输出,作为该相位判别阈值,在超过45°的情况下,输出上述第二高频电力的连续性的输出。

12.
  根据权利要求1所述的高频烧灼电源装置,该高频烧灼电源装置被使用在具备处置电极的处置装置中,该处置电极在导电性溶液中通过被施加高频电力来进行放电,并对生物体组织实施处置,其特征在于,具备:
阻抗检测部,其根据输出到上述处置电极的上述高频电力检测上述处置电极和上述生物体组织之间的阻抗;以及
高频电力产生部,其在上述高频电力被施加到非放电状态的上述处置电极时,当由上述阻抗检测部检测出的阻抗值为根据上述生物体组织预先设定的设定值以下时,产生以根据该阻抗值所确定的第一波峰因素输出的第一高频电力,当上述阻抗值超过上述设定值时,产生以低于上述第一高频电力的波峰因素的第二波峰因素输出的第二高频电力,并经由上述阻抗检测部输出到上述处置电极。

13.
  根据权利要求12所述的高频烧灼电源装置,其特征在于,
直到启动放电为止的期间所输出的高频电力波形的上述第一波峰因素至少超过2。

14.
  根据权利要求12所述的高频烧灼电源装置,其特征在于,
在启动放电之后所输出的高频电力波形的上述第二波峰因素大于1且小于2。

15.
  根据权利要求12所述的高频烧灼电源装置,其特征在于,
上述高频电力产生部将时间作为用于切换基于上述第一波峰因素的输出值和基于上述第二波峰因素的输出值的判别参数来使用,上述的切换基于上述第一波峰因素的输出值和基于上述第二波峰因素的输出值是通过上述第一高频电力和上述第二高频电力的切换来进行。

16.
  根据权利要求12所述的高频烧灼电源装置,其特征在于,
上述高频电力产生部将在输出电压、输出电流、输出电力以及上述阻抗值中的任一个中的电阻抗的时间变化率作为用于切换基于上述第一波峰因素的输出值和基于上述第二波峰因素的输出值的判别参数来使用,上述的切换基于上述第一波峰因素的输出值和基于上述第二波峰因素的输出值是通过上述第一高频电力和上述第二高频电力的切换来进行。

17.
  根据权利要求12所述的高频烧灼电源装置,其特征在于,
上述高频电力产生部将输出电压和电流的任一个相位差作为用于切换基于上述第一波峰因素的输出值和基于上述第二波峰因素的输出值的判别参数来使用,上述的切换基于上述第一波峰因素的输出值和基于上述第二波峰因素的输出值是通过上述第一高频电力和上述第二高频电力的切换来进行。

18.
  根据权利要求17所述的高频烧灼电源装置,其特征在于,
上述判别参数中的上述相位差,作为相位判别阈值,在45°以下的情况下,输出上述第一高频电力的上述第一波峰因素的输出值,作为该相位判别阈值,在超过45°的情况下,输出上述第二高频电力的上述第二波峰因素的输出值。

19.
  一种高频烧灼电源装置的高频电力的施加方法,其特征在于,
在对具备处置电极的处置装置施加高频电力时,进行阻抗检测(detecting),其中,上述处置电极在导电性溶液中通过被施加高频电力来进行放电并对生物体组织实施处置,在上述阻抗检测中根据施加到非放电状态的上述处置电极的上述高频电力检测上述处置电极和上述生物体组织之间的阻抗,
在由上述阻抗检测部检测出的阻抗值为根据上述生物体组织预先设定的设定值以下时,以根据该阻抗值确定的周期断续地输出第一高频电力,在上述阻抗值超过上述设定值时,连续地输出第二高频电力。

说明书

高频烧灼电源装置
技术领域
本发明涉及一种对使用于生物体的切除处理的处置装置施加高频电力的高频烧灼电源装置。
背景技术
通常,在生物体的外科处置中,例如作为对于前列腺或膀胱疾病的相对微创的手术,已知经尿道前列腺切除术(transurethral resection of prostate)和经尿道膀胱肿瘤切除术(transurethral resection of bladder tumor)。在下面的说明中,将这些切除术称为“TUR”。作为处置方法,进行如下处置:一边通过被插入到尿道内的硬性内窥镜观察患部,一边对导入到该患部中的处置电极提供高频电力,通过其热作用,对患部进行烧灼(cauterization)、切开、剥离以及止血等的与切除有关的处置。此外,包括实施方式在下面的说明中,代表与这些切除有关的处置而记载为烧灼。
以往,使用于该TUR中的高频电源主要以如下方式来实施,即,使用了由处置电极和对电极板构成的电路的所谓单极型方式。在单极型方式中,由于将一侧的对电极板以铺在患者身体的下侧的方式配置,因此处置部位和回收电流的物理上的距离变长。因此,由于通电高频电流时所产生的火花放电的作用,产生患者的神经反射而在手术中发生患者的无意识运动,从而导致妨碍手术。另外,在手术中,非电解质溶液随时潜流在尿道内。这些有时导致每一病例的成本的提高,或者有时产生由手术中的出血等引起的低钠血症等的副作用。为了改善在这些现有的TUR中的缺点,近年来,在导电性液体下进行的TUR受到关注。
基本的手术、所需器材与现有的TUR几乎没有差异。但是,以下方面不同。最大的不同点在于:第一,不需要使用对电极板,在处置器具电极附近具有回收电极(例如,鞘(sheath));第二,在手术中灌流着生理食盐水。通过这些不同点,解决上述现有的TUR中的问题。
另一方面,已知导电性液体下的TUR从通电高频电力开始直到实际切除组织为止需要花费时间。在导电性液体下的TUR中,例如灌流着生理食盐水等。生理食盐水具有导电性,其电阻与生物体组织的电阻相比非常低。通常,以电极暴露在生理食盐水等中的状态使用的导电性液体下的TUR具有如下特征:直到启动放电为止的阻抗值非常小(30Ω程度)。因此,成为从电手术刀(electric mes)自身输出的高频能量之源的可变直流电源电路的输出阻抗也低,从而输出过大的直流电流。并且,由于在手术中持续灌流着生理食盐水,因此处置器具的电极的温度很难上升,难以在处置器具电极附近形成绝缘层。
为了解决这种问题,只要在放电启动时从高频烧灼电源装置输出高电力即可,但是电流的增大主要对电源系统电路引起结构部位的耐电流性上的部件的大型化、伴随着发电量的增大的发热机构的增设等的装置结构的增大,其结果,有可能导致设备的尺寸加大、成本提高以及由高电流化引起的可靠性降低。
发明内容
发明要解决的问题
本发明提供一种高频烧灼电源装置,该高频烧灼电源装置不会增加装置成本、加大尺寸,并且不会使改善了放电的启动性的高频电源系统电路的规模大型化到所需以上,并且改善在导电性液体下的放电启动性。
用于解决问题的方案
本发明提供一种高频烧灼电源装置,该高频烧灼电源装置被使用在具备处置电极的处置装置中,该处置电极在导电性溶液中通过被施加高频电力来进行放电,并对生物体组织实施处置,该高频烧灼电源装置具备:阻抗检测部,其根据输出到上述处置电极的上述高频电力检测上述处置电极和上述生物体组织之间的阻抗;以及高频电力产生部,其在上述高频电力被施加到非放电状态的上述处置电极时,当由上述阻抗检测部检测出的阻抗值为根据上述生物体组织预先设定的设定值以下时产生以根据该阻抗值所确定的周期断续地输出的第一高频电力,当上述阻抗值超过上述设定值时产生连续地输出的第二高频电力,并经由上述阻抗检测部输出到上述处置电极。
并且,提供一种高频烧灼电源装置的高频电力的施加方法,其特征在于,在对具备处置电极的处置装置施加高频电力时,进行阻抗检测(detecting),其中,上述处置电极在导电性溶液中通过被施加高频电力来进行放电并对生物体组织实施处置,在上述阻抗检测中根据施加到非放电状态的上述处置电极的上述高频电力检测上述处置电极和上述生物体组织之间的阻抗,在由上述阻抗检测部检测出的阻抗值为根据上述生物体组织预先设定的设定值以下时,以根据该阻抗值确定的周期断续地输出第一高频电力,在上述阻抗值超过上述设定值时,连续地输出第二高频电力。
附图说明
图1是表示第一实施方式所涉及的高频烧灼电源装置的结构的图。
图2A是表示第一实施方式所涉及的恒电压控制模式下的控制模式信号的波形的图。
图2B是表示第一实施方式所涉及的恒电流控制模式下的控制模式信号的波形的图。
图2C是表示第一实施方式所涉及的恒电压控制模式下的高频电力的波形的图。
图2D是表示第一实施方式所涉及的恒电流控制模式下的高频电力的波形的图。
图2E是表示第一实施方式所涉及的使开关电路驱动的波形生成信号的波形的图。
图3是用于说明第一实施方式所涉及的用于切换恒电压控制模式和恒电流控制模式的设定值的图。
图4A是表示导电性液体下的第一实施方式所涉及的未施加高频电力时的处置电极的状态的图。
图4B是表示导电性液体下的第一实施方式所涉及的施加高频电力时的处置电极的初始状态的图。
图4C是表示导电性液体下的第一实施方式所涉及的施加高频电力时的处置电极的状态的图。
图4D是表示导电性液体下的第一实施方式所涉及的通过被施加高频电力而处于放电状态的处置电极的图。
图5是表示第一实施方式的变形例所涉及的高频烧灼电源装置的结构的图。
图6A是表示第二实施方式所涉及的高频烧灼电源装置的控制模式信号的波形的图。
图6B是表示第二实施方式所涉及的高频烧灼电源装置的高频电力的波形的图。
图7是表示第二实施方式的变形例所涉及的高频烧灼电源装置的高频电力的波形的图。
具体实施方式
下面,参照附图详细说明本发明的实施方式。
本发明是对处置器具施加高频电力的高频烧灼电源装置,该处置器具由使用高频电力对导电性液体下的生物体组织实施切除手术的电手术刀装置构成。
图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的高频烧灼电源装置(下面,称为电源装置)的结构的图。
该电源装置1由如下部分构成:控制模式信号生成部2,其输出后述的控制模式信号;波形指示部3,其指示所输出的高频电力的信号波形;高频电力产生部4,其生成基于控制模式信号以及被指示的信号波形的高频电力;阻抗检测部6,其根据所输出的高频电力检测阻抗值;以及主控制部7,其控制电源装置内的所有的结构部位。
电源装置1向连接在输出端子8上的处置器具9提供高频电力来对生物体5实施所需的处置。该处置器具9由处置电极10和返回电极11(例如,使用硬性镜(rigid scope)鞘)构成,高频电力经由导线(lead)12被提供至处置电极10,经由生物体5被传递到返回电极11,经由导线13反馈到电源装置1。
阻抗检测部6对根据处置电极10的放电状态以及成为处置对象的生物体组织(下面,称为生物体)5的变化(烧灼的状况)发生变化的电阻抗值进行检测。其检测结果被传递到主控制部7。
主控制部7具有预先设定的设定值,将该设定值与从阻抗检测部6输入的阻抗值进行比较,如果阻抗值为设定值以下,则以根据阻抗值来决定的周期断续地输出高频电力,另一方面,如果阻抗值超过设定值,则输出用于连续地输出高频电力的指示。
控制模式信号生成部2根据与从阻抗检测部6输出的阻抗值相当的检测信号(主控制部7的指示),切换预先设定的两个控制模式(恒电压控制模式或者恒电流控制模式),向高频电力产生部4输出任一个控制模式信号。在此,控制模式信号是指由控制信号生成部2生成的直流电力(图2A、图2B)。此外,能够在额定输出范围内适当地设定恒电压控制模式下的电压值以及恒电流控制模式下的电流值。作为控制模式信号生成部2的结构例,由如下部分构成:可变直流电源电路(HVPS)14,其切换为恒电压控制模式或者恒电流控制模式,输出该模式下的控制模式信号;电源控制部18,其按照主控制部7的指示来控制可变直流电源电路(HVPS)14;以及输出电流检测部24,其从由可变直流电源电路14输出的控制模式信号A、B检测电流成分。
可变直流电源电路14由如下部分构成:控制模式切换部19,其根据电源控制部18的控制信号来切换为恒电压控制模式或恒电流控制模式;恒电压输出部21,其按照被切换后的控制模式在恒电压控制模式时输出图2A所示的控制模式信号A;以及恒电流输出部20,其在恒电流控制模式时输出图2B所示的控制模式信号B。此外,为了容易说明而分开说明恒电压输出部21和恒电流输出部20,实际上,能够由一个电路来构建,有时还通过控制来生成并输出不同的输出信号。
在本实施方式中,在恒电压控制模式下输出图2A的控制模式信号A,在恒电流控制模式下输出图2B的控制模式信号B。另外,在控制模式切换部19中,作为一例,将用于切换控制模式的输出阻抗值设定为50Ω程度。在输入表示该50Ω的阻抗值的控制信号(来自电源控制部18的检测信号或者输出电流检测部24的检测信号)时,进行控制模式的切换。当然,切换设定的输出阻抗值不限定于50Ω,应该根据成为处置对象的生物体的类别、状况来适当地进行设定。
输出电流检测部24从所输出的控制模式信号A、B检测出电流成分,生成用于进行模式切换的反馈控制的检测信号并输出到控制模式切换部19。
高频电力产生部4由如下部分构成:高频输出变压器22,其具有被感应耦合的初级、次级线圈的任意的匝数比;并联谐振电路16,其设置在该变压器22的初级线圈侧;以及开关电路15,其与并联谐振电路16同样地被连接在初级线圈上,用于对由所输入的直流电压信号构成的控制模式信号A、B提供振幅而生成期望频率的高频信号。初级侧并联谐振电路16主要起到通过开关动作而得到的矩形波的假信号(spurious)去除以及升压的作用。
波形指示部3由如下部分构成:波形生成电路17,其生成使开关电路15驱动的图2E所示的开关信号E;以及波形控制部23,其控制波形生成电路17。来自主控制部7的用于生成波形的控制信号被输入到波形控制部23。按照通过未图示的设定面板设定的各输出模式、输出设定值,并且根据相当于由阻抗检测部6检测出的阻抗值的信号来生成该控制信号。
以上所说明的本实施方式的电源装置具有以下特征。
第一,对启示处置电极的放电状态(以及生物体的烧灼状态)的高频烧灼电源装置的输出阻抗值进行检测。第二,电源装置内的可变直流电源电路(HVPS)具有恒电压控制模式和恒电流控制模式这两种控制模式。第三,在该阻抗值小于预先设定的设定值的情况下,以根据此时的阻抗值而决定的周期断续地输出高频电力,另外,在大于设定值的情况下,连续地输出高频电力。第四,具有切换部,该切换部根据阻抗值在阻抗值大于设定值的情况下切换为恒电压控制模式,或者,在阻抗值小于设定值的情况下,切换为恒电流控制模式。此外,第三和第四中的阻抗并不一定是相同的值,也可以分别独立设定。此外,在本实施方式中,将变压器和开关电路组合而构建高频电力,但是并不限定于该结构例,也能够通过线圈和电容器的组合或者使用晶体振荡元件的可调节频率的振荡电路和使用晶体管等的放大电路的组合来实现。
接着,说明本实施方式的电源装置中的恒电压控制模式以及恒电流控制模式。首先,说明导电性溶液中的放电作用。
本实施方式的电源装置驱动电手术刀装置,该电手术刀装置在导电性溶液中进行生物体的切开、凝固、蒸发等处置。如图4A所示,在导电性溶液30中未施加高频电力的处置电极10上完全没有附着气泡。接着,如图4B所示,当施加高频电力时,由于其能量而处置电极10附近的生理食盐水被加温,从而产生气泡。如图4C所示,当继续施加高频电力并继续对处置电极10投入能量时,气泡的量增加,从而覆盖电极整个周围。此时,电极和生理食盐水以及生物体之间的阻抗值(或者称为输出阻抗值)急速上升,变成受到高电压,因此,如图4D所示,开始放电。因而,为了开始放电,瞬间性地施加高电力(电压)对于尽快产生气泡而提高阻抗值来开始进行放电是有效的。
普通的电手术刀装置在处置中阻抗值表示大致100Ω以上的情况较多。如果在这种阻抗范围内,则普通的可变直流电源电路14在恒电压控制模式下被控制为与输出阻抗值的变化无关地输出固定电压。但是,在导电性液体下的TUR中,当在初始阻抗值为30Ω程度的较低状态下进行恒电压控制时,从电源装置输出的高频电力(电流值)变得非常高。但是,当要响应于电流值的增大时,需要进行考虑电源装置的放热设计、降额(derating)的整体性的设计,其结果,需要使电源装置大型化。另一方面,对于高电压化,能够通过部件级别的高耐压化来应对,不会直接导致电源装置的大型化。但是,如上所述,为了改善导电性液体下的启动性,需要较高的电力或者较高的电压。
在本实施方式中,在开始施加高频电力时,如果检测出在用于切换如图3所示的预先设定的控制模式的基于输出阻抗的设定值(低阻抗值)以下,则通过将电源控制模式转变为恒电流控制模式来提高瞬间性的高频电力并进行施加。在该施加之后,控制为使电力降低。此外,在本实施方式中,根据输出电流检测部240的检测结果来进行控制模式切换,其中,上述输出电流检测部240检测与输出阻抗相关的来自可变电源电路的输出电流。关于该高电压值,只要瞬间性地输出较高值以作为开始放电的触发即可,当开始放电时,不需要继续输出。如图2B所示,本实施方式的恒电流控制模式中,一个控制模式信号B固定保持输出电流,成为以在输出电压上升时电压值瞬间性地变高的方式发生变化且一旦下降之后成为固定值的波形。也可以根据输出阻抗的大小来调节输出该控制模式信号B的间隔。
在被设定为该恒电流控制模式的情况下,输出电压值在额定输出的范围内,并且每单位时间或每规定期间施加到生物体的累计电力量被限制成能够适当地进行烧灼。在本实施方式中,为了使每单位时间的累计电力量固定,产生停止施加的期间,该期间是与施加了输出高电压的电力量相当的期间。通过设置该施加停止期间,能够调节累计电力量并且施加高电压。为了这样开始处置电极中的放电而按照规定的算法使高电压断续地发生变化,因此不会导致超过额定输出,从而能够防止对进行处置的生物体施加过量的高频电力。
另外,如图2A所示,恒电压控制模式生成连续的直流电压信号来作为控制模式信号A。并且,将这些控制模式信号A、B输入到高频电力产生部4的高频输出变压器22的初级侧线圈的一端。此时,输出如下的高频电力,即,从高频输出变压器22开始形成按照控制模式信号的信号形状(图2A、图2B),具有通过按照波形形成电路10的输出信号进行的开关电路15的驱动而产生的频率。实际上,考虑到手术操作者继续使用电手术刀装置的情况,在开始施加高频电力时,以恒电压控制模式启动电源电路,但是如果检测出较低的输出阻抗值、即电手术刀装置的低阻抗状态,则也可以立即切换为恒电流控制模式来启动通过上述断续的施加而进行的放电。
在此,说明断续输出。
如上述实施方式那样,作为输出控制方法,通过阻抗检测部6在放电开始前进行断续输出,放电启动后切换为连续输出。作为一例,切换断续输出和连续输出的阻抗值的阈值有200Ω程度的设定值。另外,当将由阻抗检测部6检测出的输出阻抗设为Z时,作为一例,对断续输出的占空比(duty cycle)能够进行如下的设定,即,Z<80Ω时50%(50ms/50ms)、80≤Z<200Ω时大约67%(100ms/50ms)、Z>200Ω时100%(连续)。当然,并不限定于这种设定,能够适当地进行设定。在根据阻抗值来切换占空比的情况下,阻抗值越高,将占空比设定成越高。这是因为:通过提高占空比,在低阻抗区域中也不需要增加电源电路的容量就能够获得每个短时间的平均电力。
另外,作为用于该切换动作的判别参数有以下参数:[1]时间;[2]来自高频电力产生部4的输出电压、输出电流、输出电力、阻抗值等中各电阻抗的时间变化率;[3]来自高频电力产生部4的输出电压和输出电流的相位差。此外,在相位差中,作为一例,也可以设定为:在相位判别阈值为45°以下的情况下,输出上述第一高频电力的断续的输出,在该相位判别阈值超过45°的情况下,输出上述第二高频电力的连续的输出。此外,关于后述的波峰因素(crest factor),也同样使用[1]时间;[2]来自高频电力产生部4的输出电压、输出电流、输出电力、阻抗值等中各电阻抗的时间变化率;[3]来自高频电力产生部4的输出电压和输出电流的相位差。在相位差中,作为一例,也可以设定为:在相位判别阈值为45°以下的情况下,输出上述第一高频电力的第一波峰因素的输出值,在该相位判别阈值超过45°的情况下,输出上述第二高频电力的第二波峰因素的输出值。
如以上所说明的那样,在通过使用了本实施方式的高频烧灼电源的电手术刀装置来在导电性液体下开始进行切除手术时,根据输出阻抗值将可变直流电源电路(HVPS)从恒电压控制模式切换为恒电流控制模式,从而断续地施加包含瞬时性的高电压值的高频电力。这些高电压值以及恒电流值在额定输出的范围内,并且通过适当的高频电力量进行生物体的烧灼。另外,本实施方式的高频烧灼电源是能够耐高电压值的结构,因此与输出高电流值的结构相比,容易进行放热设计、降额设计,从而不使电源电路大型化就能够实现。因此,与现有的电源装置相比也无需大幅度地提高成本,电手术刀装置的处置电极在短时间内开始进行放电,从而能够立即开始进行手术。另外,由于检测输出阻抗值来从恒电压控制变更设定(切换)为恒电流控制模式,因此能够使用适当的高频电流对作为对象的生物体进行烧灼。
下面,说明上述第一实施方式的变形列。
图5是表示第一实施方式的变形例所涉及的电源装置的结构例的图。在本变形例的结构部位中,对与上述第一实施方式的结构部位相同的结构部位附加相同的参照标记,并省略其详细说明。
在本变形例中构成为将连接在高频电力产生部4的输出端上的阻抗检测部6的检测结果输入到控制模式部19。
本变形例能够得到与上述第一实施方式相同的效果。并且,与如第一实施方式那样通过主控制部7以及电源控制部18将检测结果输入到控制模式部19相比,本变形例的向恒电流控制模式的切换动作只有快如下时间,即,该时间为由于直接输入检测结果而所减少的时间。
接着,说明第二实施方式的电源装置。
本实施方式是生成高频电力并施加到电手术刀装置的高频烧灼电源装置,其中,该高频电力是根据具有与输出阻抗值相应的峰值(电压值)的控制模式信号产生的高频电力。此外,本实施方式的结构形成为与图1所示的第一实施方式相同的结构,在此省略其详细说明。图6A表示控制模式信号(可变直流电源电路14的输出电压1)的波形,图6B表示高频电力的波形。
本实施方式在提高直到启动放电为止的瞬时电力这一点上与上述第一实施方式相同,但是本实施方式在其具体的方法上不同于第一实施方式。
在本实施方式中,如图6B所示,直到放电启动时为止以高频电力输出波峰因素相对高的输出波形F,在开始放电的时刻,切换为波峰因素低的输出波形G。
作为该控制模式信号,可以列举出如下参数:(1)时间;(2)输出电压、电流、电力、阻抗等中的各电参数的时间变化率;(3)放电状态(通过以下的检测来能够实现,即,通过整流作用进行的低频成分的检测、放电产生时的谐波检测等);(4)输出电压、电流的相位差。这些参数,可以分别单独地决定,或者也可以通过多个参数的组合来实现。
此外,在本实施方式中,波峰因素是指将每单位时间的峰值(高频波形)除以有效值(将交流波形所具有的能量换算成直流的值)而得到的值。因而,在将每单位时间的输出电力考虑为相同输出的情况下,在波峰因素高的波形中,其电压值(峰值)变高。换言之,意味着上升时的瞬时性的投入电压高。
通过施加这种波峰因素高的输出电压,能够得到与上述第一实施方式相同的效果。
并且,与第一实施方式时相比,由于投入高的瞬时电压(电力),因此与第一实施方式相比较快地开始放电。普通的电手术刀装置构成为能够输出以切开组织为目的的切开波形(波峰因素低)和以组织的凝固止血为目的的凝固波形(波峰因素高)的情况较多。
因而,根据本实施方式,如果附加波形的切换电路,则不需要附加除此以外的新的结构部件就能够实现,从而不会导致装置的大型化、成本的提高以及可靠性的降低,能够改善放电的启动性。在本实施方式中,通过基于恒电压输出部21的控制模式信号A的峰值控制和由波形成形电路17进行的开关电路15的驱动来生成波峰因素高的电压波形。
另外,通常被认为波峰因素高的电压波形对组织的凝固性能高。因而,通过在对处置电极的施加初期施加凝固波,加温导电性液体的同时,能够提前进行切除对象组织的烧灼,从而还能够得到止血效果。
如以上所说明的那样,根据本实施方式,直到启动放电为止提供波峰因素高的波形,由此能够提高瞬时的能量,从而能够改善放电的启动性。并且,本实施方式能够进行电手术刀装置所具备的凝固模式和切开模式的切换,从而不需要为了改善放电的启动性而提高电源系统电路的电流容量。
说明第二实施方式的变形例。
图7是表示电源装置所输出的高频电力的波形的图。在上述第二实施方式中,在启动放电时,对处置电极的高频电力的施加为一个振幅或者与其相近的高频电力的施加,但是在本变形例中,施加具有某一程度的连续输出的时间宽度(振幅数)的输出波形H、J。在处置电极中,开始放电,并且输出进行烧灼处置的输出波形K的高频电力。但是,连续输出的时间宽度是根据输出电压值(峰值)和输出阻抗值来设定的,设为不超过额定输出的范围。
根据本变形例,能够得到与上述第二实施方式相同的效果,并且,由于高电压的期间较长,因此与第二实施方式相比,容易启动放电。此外,在上述实施方式中,包括以下的发明。
(1)高频烧灼电源装置的高频电力的施加方法
在对具备处置电极的处置装置施加高频电力时,进行阻抗检测(detecting),该处置电极在导电性溶液中被施加高频电力而进行放电且对生物体组织实施处置,在该阻抗检测中根据被施加到非放电状态的上述处置电极的上述高频电力检测出上述处置电极和上述生物体组织之间的阻抗,在由上述阻抗检测部检测出的阻抗值为根据上述生物体组织预先设定的设定值以下时,以根据该阻抗值确定的第一波峰因素输出第一高频电力,在上述阻抗值不超过上述设定值时,以比上述第一波峰因素低的第二波峰因素输出第二高频电力。

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高频烧灼电源(1)被装载在处置装置上,在导电性液体下开始切除手术时,对处置电极施加高频电力,如果在该施加时所检测出的输出阻抗为小于设定值的值,则将可变直流电源电路(HVPS)设定为恒电流控制模式,将所输出的电流值限制为固定值的同时断续地施加包含瞬时性的高电压值的高频电力,从而开始放电。如果上述输出阻抗为大于设定值的值或者为较高的值,则设定为恒电压控制模式,根据预先设定的固定电压进行电力提供,使用适。

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