專利名稱：治療設(shè)備和手術(shù)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用空化現(xiàn)象(cavitation)進(jìn)行治療的治療設(shè)備和手術(shù)系統(tǒng)。
技術(shù)背景
通過利用超聲波振動(dòng)或者伴隨著超聲波振動(dòng)而產(chǎn)生的各種現(xiàn)象來(lái)對(duì)活體組織進(jìn)行治療的設(shè)備(以下稱為“超聲波治療設(shè)備”)是眾所周知的。美國(guó)專利5，484，398所公開的超聲波手術(shù)機(jī)頭以及日本特開2008-188160所公開的超聲波手術(shù)裝置可用作這種設(shè)備的例子。
人們認(rèn)為，超聲波治療設(shè)備的治療能力極大依賴于目標(biāo)治療區(qū)域處的氣泡產(chǎn)生狀態(tài)。因此，為了使用超聲波治療設(shè)備高效地進(jìn)行治療，進(jìn)行控制從而使目標(biāo)治療區(qū)域處所產(chǎn)生的氣泡根據(jù)治療內(nèi)容以適當(dāng)狀態(tài)產(chǎn)生至關(guān)重要。
然而，美國(guó)專利5，484，398并未公開任何與控制目標(biāo)治療區(qū)域處的氣泡產(chǎn)生狀態(tài)有關(guān)的技術(shù)。
此外，根據(jù)日本特開2008-188160所描述的技術(shù)，在一些情況下，在目標(biāo)治療區(qū)域處實(shí)際產(chǎn)生的氣泡量與對(duì)氣泡產(chǎn)生狀態(tài)的檢測(cè)結(jié)果之間存在不一致。因此，根據(jù)日本特開 2008-188160所描述的技術(shù)，盡管根據(jù)對(duì)氣泡產(chǎn)生狀態(tài)的檢測(cè)結(jié)果來(lái)進(jìn)行反饋控制，但仍存在出現(xiàn)如下的情形的問題，在該情形下氣泡產(chǎn)生狀態(tài)實(shí)際上沒有變成適當(dāng)?shù)漠a(chǎn)生狀態(tài)，并且導(dǎo)致治療性能下降。
本發(fā)明已考慮到前述情形，并且本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種治療設(shè)備和手術(shù)系統(tǒng)，其中該治療設(shè)備和手術(shù)系統(tǒng)能夠通過進(jìn)行控制從而在目標(biāo)治療區(qū)域處以適當(dāng)產(chǎn)生狀態(tài)產(chǎn)生氣泡來(lái)使治療性能穩(wěn)定。發(fā)明內(nèi)容
用于解決問題的方案
本發(fā)明的一種治療設(shè)備，包括氣泡產(chǎn)生部，用于在治療對(duì)象的目標(biāo)治療區(qū)域處產(chǎn)生氣泡；檢測(cè)部，用于檢測(cè)在所述目標(biāo)治療區(qū)域處所產(chǎn)生的氣泡；以及控制部，用于通過基于所述檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果對(duì)所述目標(biāo)治療區(qū)域的理化參數(shù)進(jìn)行控制，來(lái)控制所述目標(biāo)治療區(qū)域處的氣泡產(chǎn)生狀態(tài)。
本發(fā)明的一種手術(shù)系統(tǒng)，包括超聲波換能器，其能夠產(chǎn)生超聲波振動(dòng)；驅(qū)動(dòng)部， 其利用驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)所述超聲波換能器；探頭，其具有與所述超聲波換能器物理連接的近端部以及能夠鄰近或接觸治療對(duì)象的目標(biāo)治療區(qū)域的遠(yuǎn)端部，其中，所述探頭能夠?qū)⒃谒龀暡〒Q能器處產(chǎn)生的超聲波振動(dòng)從所述近端部傳輸至所述遠(yuǎn)端部；理化參數(shù)調(diào)節(jié)部，用于改變所述目標(biāo)治療區(qū)域的理化參數(shù)；檢測(cè)部，用于檢測(cè)根據(jù)由于所述遠(yuǎn)端部的超聲波振動(dòng)在所述目標(biāo)治療區(qū)域處產(chǎn)生的氣泡而改變的物理量，其中，所述遠(yuǎn)端部的超聲波振動(dòng)基于供給至所述超聲波換能器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；以及控制部，用于通過基于所述檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果對(duì)所述理化參數(shù)調(diào)節(jié)部進(jìn)行控制，來(lái)控制所述目標(biāo)治療區(qū)域處的氣泡產(chǎn)生狀態(tài)。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的手術(shù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的示例的圖2是示出圖1所示的超聲波驅(qū)動(dòng)電源的具體結(jié)構(gòu)的示例的框圖3是示出圖2所示的濾波處理部的具體結(jié)構(gòu)的示例的框圖4是示出圖2所示的界面部的具體結(jié)構(gòu)的示例的圖5是示出圖2所示的電流/電壓檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果的示例的圖6是示出圖2所示的濾波處理部的通頻帶的示例的圖7是示出圖2所示的濾波處理部的、與圖6所示的示例不同的通頻帶的示例的圖；以及
圖8是示出圖2所示的濾波處理部的、與圖6和圖7所示的示例不同的通頻帶的示例的圖。
具體實(shí)施方式
以下參考附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。
如圖1所示，手術(shù)系統(tǒng)1具有超聲波治療機(jī)頭2，通過超聲波振動(dòng)的作用使目標(biāo)治療區(qū)域101的活體組織粉碎和乳化；超聲波驅(qū)動(dòng)電源3，供給用于對(duì)超聲波治療機(jī)頭2進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的超聲波驅(qū)動(dòng)信號(hào)；供水罐4，存儲(chǔ)有生理鹽水；供水單元5，吸取存儲(chǔ)在供水罐4內(nèi)的生理鹽水并將該生理鹽水供給至超聲波治療機(jī)頭2 ；泵6，吸取已被超聲波治療機(jī)頭2粉碎和乳化的活體組織；以及廢水罐7，存儲(chǔ)已被泵6吸取的流體。
超聲波治療機(jī)頭2具有作為氣泡產(chǎn)生部的功能，并且包括抓握部21，其由外科醫(yī)生等抓握；護(hù)套22，其被配置為鏈接至抓握部21的遠(yuǎn)端側(cè)；以及探頭23，其為中空狀并且具有從護(hù)套22的遠(yuǎn)端側(cè)突出的遠(yuǎn)端部。
抓握部21內(nèi)部設(shè)置有超聲波換能器21a。超聲波換能器21a具有預(yù)定的諧振頻率并且機(jī)械連接至探頭23的近端部，并且根據(jù)從超聲波驅(qū)動(dòng)電源3供給的超聲波驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)產(chǎn)生超聲波振動(dòng)。探頭23能夠?qū)⒊暡〒Q能器21a所產(chǎn)生的超聲波振動(dòng)從探頭23的近端部傳輸至其遠(yuǎn)端部。
更具體地，在超聲波換能器21a處產(chǎn)生的超聲波振動(dòng)在經(jīng)過探頭23的中間部之后被傳輸至探頭23的遠(yuǎn)端部。
此外，抓握部21設(shè)置有手動(dòng)開關(guān)21b，其中手動(dòng)開關(guān)21b能夠響應(yīng)于外科醫(yī)生等的操作向超聲波驅(qū)動(dòng)電源3的CPU 34發(fā)出用于接通或斷開超聲波振動(dòng)的指示。
護(hù)套22內(nèi)部設(shè)置有流體供給管道22a，其中流體供給管道2 用于將生理鹽水從供水單元5供給至目標(biāo)治療區(qū)域101。此外，探頭23的近端部和中間部(的一部分)穿插通過護(hù)套22的流體供給管道22a的內(nèi)部。
探頭23的中空部分形成為吸取管道23a，用于從目標(biāo)治療區(qū)域101吸取已通過超聲波振動(dòng)的作用被粉碎和乳化的活體組織。此外，在抓握部21內(nèi)部，配置有鏈接至吸取管道23a的未示出的管道。即，伴隨著泵6的運(yùn)行，已通過超聲波振動(dòng)的作用被粉碎和乳化的活體組織在經(jīng)由探頭23的吸取管道23a和設(shè)置在抓握部21內(nèi)部的未示出的管道被吸取之后，被排出到廢水罐7。
如圖2所示，超聲波驅(qū)動(dòng)電源3具有超聲波振蕩部31，用于生成和輸出具有預(yù)定的諧振頻率的、用于對(duì)超聲波換能器21a進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的超聲波驅(qū)動(dòng)信號(hào)；電流/電壓檢測(cè)部 32，用于在預(yù)定頻帶上檢測(cè)從超聲波振蕩部31輸出的超聲波驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電流或電壓的大??；濾波處理部33，用于對(duì)電流/電壓檢測(cè)部32所獲得的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行濾波處理；CPU 34， 其具有作為控制部的功能；存儲(chǔ)器34a ；以及界面部35。此外，腳踏開關(guān)36連接至超聲波驅(qū)動(dòng)電源3，其中腳踏開關(guān)36能夠響應(yīng)于外科醫(yī)生等的腳的操作向CPU 34發(fā)出用于接通或斷開超聲波振動(dòng)的指示。
如圖3所示，濾波處理部33包括m個(gè)帶通濾波器(在圖3中縮寫為“BPF”) 33al、 33a2、…、33an，來(lái)自電流/電壓檢測(cè)部32的檢測(cè)結(jié)果分別被輸入至這η個(gè)帶通濾波器 33al、33a2、...、33an中；η個(gè)開關(guān)33bl、33b2、…、33bn，其一對(duì)一地與η個(gè)帶通濾波器的后級(jí)連接；11個(gè)檢波器33cl、33c2、…、33cn，其分別一對(duì)一地與η個(gè)開關(guān)的后級(jí)連接；以及積分器33d，來(lái)自η個(gè)檢波器的輸出信號(hào)被輸入至積分器33d中。
例如，帶通濾波器33al、33a2、…、33an被配置成通頻帶的一部分(端部)相互重疊、并且通頻帶的中心頻率各不相同的濾波器。關(guān)于這一點(diǎn)，在圖3中，將帶通濾波器33al、 33a2、...、33an的通頻帶的中心頻率表示為fl、f2、...、fn(假定fl < f2 <丨< fn)。
CPU 34基于設(shè)置在界面部35中的濾波器切換開關(guān)39的切換指示進(jìn)行控制來(lái)接通或斷開開關(guān)33bl、3!3b2、…、3;3bn。關(guān)于這一點(diǎn)，還可以采用如下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)于來(lái)自濾波器切換開關(guān)39的切換指示直接接通或斷開開關(guān)33bl、3!3b2、…、3;3bn。
檢波器33cl、33c2、…、33cn分別檢測(cè)經(jīng)過處于“接通”狀態(tài)的開關(guān)33bl、33b2、…、 33bn的頻率分量，之后積分器33d對(duì)這些頻率分量進(jìn)行積分處理。
積分器33d將前述積分處理的處理結(jié)果作為氣泡檢測(cè)信號(hào)輸出至CPU 34。關(guān)于這一點(diǎn)，可以使用累加器代替積分器33d來(lái)配置本實(shí)施例的濾波處理部33。此外，在本實(shí)施例中，可以由CPU 34代替積分器33d來(lái)進(jìn)行前述積分處理。
CPU 34基于從濾波處理部33輸出的氣泡檢測(cè)信號(hào)以及設(shè)置在界面部35中的治療速度切換部38的各開關(guān)的切換狀態(tài)，根據(jù)需要來(lái)適當(dāng)控制供水單元5和泵6的操作。
在這種情況下，將表示治療速度切換部38中的處于接通狀態(tài)的開關(guān)與對(duì)應(yīng)于這些開關(guān)的適當(dāng)?shù)臍馀莓a(chǎn)生狀態(tài)之間的相互關(guān)系的設(shè)定數(shù)據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器34a中。
更具體地，當(dāng)接通治療速度切換部38中用于將治療速度設(shè)置為低速的開關(guān)(后面所述的開關(guān)38a)時(shí)，在存儲(chǔ)器34a中存儲(chǔ)用于將氣泡產(chǎn)生狀態(tài)設(shè)置為第一水平的設(shè)定數(shù)據(jù)。此外，當(dāng)接通治療速度切換部38中用于將治療速度設(shè)置為中速的開關(guān)(后面所述的開關(guān)38b)時(shí)，在存儲(chǔ)器3 中存儲(chǔ)用于將氣泡產(chǎn)生狀態(tài)設(shè)置為第二水平的設(shè)定數(shù)據(jù)。此外，當(dāng)接通治療速度切換部38中用于將治療速度設(shè)置為高速的開關(guān)(后面所述的開關(guān)38c)時(shí)， 在存儲(chǔ)器3 中存儲(chǔ)用于將氣泡產(chǎn)生狀態(tài)設(shè)置為第三水平的設(shè)定數(shù)據(jù)。關(guān)于這一點(diǎn)，假定在這些類型的設(shè)定數(shù)據(jù)之間，第一水平<第二水平<第三水平的關(guān)系成立，以使得氣泡產(chǎn)生量伴隨著治療速度的提高而增加。
對(duì)于使氣泡產(chǎn)生狀態(tài)設(shè)置為第一水平的設(shè)定數(shù)據(jù)，例如，進(jìn)行設(shè)置以使供水單元5 正常運(yùn)行或者以負(fù)荷比正常運(yùn)行時(shí)小的低輸出運(yùn)行，并且還使泵6以負(fù)荷比正常運(yùn)行時(shí)大的高輸出運(yùn)行。進(jìn)一步，對(duì)于使氣泡產(chǎn)生狀態(tài)設(shè)置為第二水平的設(shè)定數(shù)據(jù)，例如，進(jìn)行設(shè)置以使供水單元5和泵6這兩者都正常運(yùn)行。此外，對(duì)于使氣泡產(chǎn)生狀態(tài)設(shè)置為第三水平的設(shè)定數(shù)據(jù)，例如，進(jìn)行設(shè)置以使供水單元5以負(fù)荷比正常運(yùn)行時(shí)大的高輸出運(yùn)行，并且還使泵6正常運(yùn)行或者以負(fù)荷比正常運(yùn)行時(shí)小的低輸出運(yùn)行。
更具體地，CPU 34預(yù)先(例如，緊挨在接通超聲波驅(qū)動(dòng)電源3的電源之后)讀入存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器3 中的各設(shè)定數(shù)據(jù)，在參考從存儲(chǔ)器3 讀取的各設(shè)定數(shù)據(jù)的情況下，基于從濾波處理部33輸出的氣泡檢測(cè)信號(hào)以及設(shè)置在界面部35中的治療速度切換部38的各開關(guān)的切換狀態(tài)來(lái)對(duì)供水單元5和泵6適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行操作控制。
基于設(shè)置在界面部35中的治療速度切換部38的各開關(guān)的切換狀態(tài)，CPU 34輸出第一顯示控制信號(hào)以改變?cè)O(shè)置在界面部35中的指示器37a的顯示狀態(tài)。
基于從濾波處理部33輸出的氣泡檢測(cè)信號(hào)，CPU 34必要時(shí)輸出第二顯示控制信號(hào)以改變?cè)O(shè)置在界面部35中的指示器37b的顯示狀態(tài)。
基于與來(lái)自手動(dòng)開關(guān)21b和/或腳踏開關(guān)36的指示相對(duì)應(yīng)的切換狀態(tài)，CPU 34進(jìn)行控制以接通或斷開具有作為驅(qū)動(dòng)部的功能的超聲波振蕩部31的運(yùn)行狀態(tài)。
基于設(shè)置在界面部35中的濾波器切換開關(guān)39的切換指示，CPU 34進(jìn)行用于分別接通或斷開濾波處理部33的開關(guān)33bl、33b2、…、33bn的控制。
如圖4所示，界面部35具有信息顯示部37，直觀地顯示與氣泡產(chǎn)生狀態(tài)的設(shè)定值和測(cè)量值有關(guān)的信息；治療速度切換部38，其能夠根據(jù)外科醫(yī)生等的操作來(lái)切換對(duì)目標(biāo)治療區(qū)域101的治療速度；以及濾波器切換開關(guān)39，其能夠根據(jù)外科醫(yī)生等的操作來(lái)切換濾波處理部33的濾波處理中要使用的濾波器。上述的界面部35的各部件均設(shè)置在，例如超聲波驅(qū)動(dòng)電源3的前面板上。
信息顯示部37包括指示器37a，用于直觀地顯示氣泡產(chǎn)生狀態(tài)的設(shè)定值；以及指示器37b，用于直觀地顯示氣泡產(chǎn)生狀態(tài)的測(cè)量值。
治療速度切換部38包括開關(guān)38a，其能夠發(fā)出用以將對(duì)目標(biāo)治療區(qū)域101的治療速度設(shè)置為低速的指示；開關(guān)38b，其能夠發(fā)出用以將對(duì)目標(biāo)治療區(qū)域101的治療速度設(shè)置為中速的指示；以及開關(guān)38c，其能夠發(fā)出用以將對(duì)目標(biāo)治療區(qū)域101的治療速度設(shè)置為高速的指示。
指示器37a根據(jù)來(lái)自CPU 34的第一顯示控制信號(hào)的輸出狀態(tài)來(lái)改變自身的顯示狀態(tài)。更具體地，當(dāng)開關(guān)38a接通時(shí)，例如(如圖4所示)，指示器37a進(jìn)入如下的顯示狀態(tài)在從左端為“0”級(jí)到右端為“最大”級(jí)的顯示區(qū)域中，使與“0”至“低速”相對(duì)應(yīng)的部分著色統(tǒng)一或基本統(tǒng)一。此外，當(dāng)開關(guān)38b接通時(shí)，例如，指示器37a進(jìn)入如下的顯示狀態(tài)在從左端為“0”級(jí)到右端為“最大”級(jí)的顯示區(qū)域中，使與“0”至“中速”相對(duì)應(yīng)的部分著色統(tǒng)一或基本統(tǒng)一。此外，當(dāng)開關(guān)38c接通時(shí)，例如，指示器37a進(jìn)入如下的顯示狀態(tài)在從左端為“0”級(jí)到右端為“最大”級(jí)的顯示區(qū)域中，使與“0”至“高速”相對(duì)應(yīng)的部分著色統(tǒng)一或基本統(tǒng)一。
指示器37b根據(jù)來(lái)自CPU 34的第二顯示控制信號(hào)的輸出狀態(tài)來(lái)實(shí)時(shí)改變自身的顯示狀態(tài)。更具體地，指示器37b進(jìn)入如下的顯示狀態(tài)在從左端為“0”級(jí)到右端為“最大” 級(jí)的顯示區(qū)域中，使從“0”到與前述氣泡檢測(cè)信號(hào)的水平相對(duì)應(yīng)的部位的部分著色統(tǒng)一或基本統(tǒng)一。例如，當(dāng)在前述氣泡檢測(cè)信號(hào)的水平對(duì)應(yīng)于“低速”的情況下輸出第二顯示控制信號(hào)時(shí)，指示器37b的顯示狀態(tài)如圖4所示。
關(guān)于這一點(diǎn)，指示器37a和37b可以是作為圖像顯示在L⑶面板上的指示器，或者可以使用諸如LED等的發(fā)光構(gòu)件來(lái)配置。(當(dāng)使用諸如LED等的發(fā)光構(gòu)件來(lái)配置指示器 37a和37b時(shí)，可以借助于是否發(fā)光，而非有無(wú)著色，來(lái)顯示與氣泡產(chǎn)生狀態(tài)的設(shè)定值和測(cè)量值有關(guān)的信息)。
供水單元5將從供水罐4吸取的生理鹽水經(jīng)由超聲波治療機(jī)頭2供給至目標(biāo)治療區(qū)域101。更具體地，具有作為流體供給部的功能的供水單元5運(yùn)行，從而增加目標(biāo)治療區(qū)域101處的流體量。
泵6經(jīng)由超聲波治療機(jī)頭2吸取保留在目標(biāo)治療區(qū)域101處的流體、即包括處于粉碎和乳化狀態(tài)的活體組織的流體，之后將所吸取的流體排出至廢水罐7。更具體地，具有作為流體吸取部的功能的泵6運(yùn)行，從而減少目標(biāo)治療區(qū)域101處的流體量。
現(xiàn)在將說(shuō)明本實(shí)施例的手術(shù)系統(tǒng)1的操作等。
首先，在抓握住抓握部21的情況下，外科醫(yī)生執(zhí)行操作使得探頭23的遠(yuǎn)端部接近目標(biāo)治療區(qū)域101。此外，通過在前述操作前后使手動(dòng)開關(guān)21b或腳踏開關(guān)36從“斷開”切換為“接通”，外科醫(yī)生使得在探頭23的遠(yuǎn)端部處開始產(chǎn)生超聲波振動(dòng)。關(guān)于這一點(diǎn)，以下說(shuō)明基于下述假定，即假定在探頭23的遠(yuǎn)端部處的超聲波振動(dòng)的輸出水平(從超聲波振蕩部31輸出的超聲波驅(qū)動(dòng)信號(hào)的輸出水平)維持固定水平的狀態(tài)下進(jìn)行治療。
接著，在正產(chǎn)生超聲波振動(dòng)的探頭23的遠(yuǎn)端部仍接近或接觸目標(biāo)治療區(qū)域101的情況下，外科醫(yī)生開始操作供水單元5和泵6。進(jìn)一步，例如，為了設(shè)置對(duì)目標(biāo)治療區(qū)域101 的治療速度，外科醫(yī)生將治療速度切換部38中所設(shè)置的開關(guān)中的任意單個(gè)開關(guān)從“斷開” 切換為“接通”。
一旦進(jìn)行了上述操作，在目標(biāo)治療區(qū)域101處的氣泡的產(chǎn)生開始，并且涉及對(duì)目標(biāo)治療區(qū)域101的活體組織的粉碎、乳化和吸取的治療開始。
同時(shí)，電流/電壓檢測(cè)部32檢測(cè)從超聲波振蕩部31輸出的超聲波驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電流大小，例如，作為圖5所示的檢測(cè)結(jié)果。
圖5是示出對(duì)電流/電壓檢測(cè)部32處的超聲波驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電流大小的檢測(cè)結(jié)果作為頻譜分布的圖。關(guān)于這一點(diǎn)，在圖5中，將諧振頻率fre s設(shè)置為47kHz。此外，在圖5 中，(為了進(jìn)行比較)由虛線示出不產(chǎn)生氣泡時(shí)的頻譜分布，并且由實(shí)線示出正在產(chǎn)生氣泡時(shí)的頻譜分布。
根據(jù)圖5所示例的對(duì)電流大小的檢測(cè)結(jié)果，無(wú)論是否產(chǎn)生氣泡，均在諧振頻率 fres處檢測(cè)到最大峰值。
進(jìn)一步，根據(jù)圖5所示的對(duì)電流大小的檢測(cè)結(jié)果，當(dāng)正在產(chǎn)生氣泡時(shí)，在除諧振頻率fres以外的頻率分量處檢測(cè)到多個(gè)明顯的峰值，當(dāng)不產(chǎn)生氣泡時(shí)，在除諧振頻率fres以外的頻率分量處沒有檢測(cè)到明顯的峰。
具體地，如圖5所示，當(dāng)正在產(chǎn)生氣泡時(shí)，與不產(chǎn)生氣泡時(shí)相比較，與諧振頻率 fres的諸如1/2或1/4等的分?jǐn)?shù)或這些分?jǐn)?shù)的差的頻率相對(duì)應(yīng)的分諧波的水平特別高，并且除這些分諧波以外的頻率分量的水平也以基本相同的方式變高。因此，可以通過在對(duì)電流/電壓檢測(cè)部32處的超聲波驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電流大小的檢測(cè)結(jié)果中，檢測(cè)諧振頻率fres附近以外的頻帶的信號(hào)水平，來(lái)檢測(cè)目標(biāo)治療區(qū)域101處的氣泡產(chǎn)生狀態(tài)。
關(guān)于這一點(diǎn)，在本實(shí)施例的手術(shù)系統(tǒng)1中，對(duì)超聲波驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電流大小的檢測(cè)結(jié)果和對(duì)超聲波驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電壓大小的檢測(cè)結(jié)果表現(xiàn)出基本相同的趨勢(shì)。因此，即使在使用對(duì)超聲波驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電壓大小的檢測(cè)結(jié)果來(lái)代替對(duì)超聲波驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電流大小的檢測(cè)結(jié)果時(shí)，也可以以基本相同的方式進(jìn)行以下所述的處理和操作。
基于CPU 34的控制，濾波處理部33分別切換開關(guān)33bl、33b2、…、33bn，以使得帶通濾波器33al、33a2、…、33an的通頻帶變?yōu)槔鐖D6、圖7和圖8所示的頻帶中的任一頻市ο
圖6是示出如下情形的圖對(duì)帶通濾波器33al、33a2、…、33an的通頻帶進(jìn)行設(shè)置， 以在低頻側(cè)上的一部分中形成頻帶。更具體地，圖6示出如下的情形對(duì)帶通濾波器33al、 33a2,-,33an的通頻帶進(jìn)行設(shè)置，從而形成包括為諧振頻率fres的1/2大小的分諧波(分?jǐn)?shù))的頻帶。
圖7是示出如下的情形的圖將帶通濾波器33al、33a2、…、33an的通頻帶設(shè)置為從約為諧振頻率fres的5 %的頻率到比諧振頻率fres低5 %的頻率(即，為諧振頻率fres 的95%的頻率)。
圖8是示出如下的情形的圖將帶通濾波器33al、33a2、…、33an的通頻帶設(shè)置為包括圖7所示的頻帶以及從比諧振頻率fres高5%的頻率到比諧振頻率fres的二次諧波頻率Qfres)低5%的頻率。
更具體地，對(duì)帶通濾波器33al、33a2、…、33an的通頻帶進(jìn)行設(shè)置，從而使得該通頻帶不包括超聲波換能器21a的諧振頻率并且至少包括該諧振頻率的分諧波。
濾波處理部33在檢波器33cl、33c2、…、33cn處分別檢測(cè)經(jīng)過處于“接通”狀態(tài)的開關(guān)33bl、3!3b2、…、3;3bn的頻率分量，并且在積分器33d處進(jìn)行了積分處理之后，濾波處理部33將積分處理的結(jié)果作為氣泡檢測(cè)信號(hào)輸出至CPU 34。
根據(jù)圖5所示例的對(duì)電流大小的檢測(cè)結(jié)果，存在隨著氣泡的產(chǎn)生量增加，前述的分諧波的水平變高的趨勢(shì)。因此，在帶通濾波器33al、33a2、…、33an的通頻帶均相同的情況下，在積分器33d處進(jìn)行積分處理的結(jié)果是如下的值，該值伴隨著氣泡產(chǎn)生量的增加而相對(duì)增大，并且伴隨著氣泡產(chǎn)生量的減少而相對(duì)減小。更具體地，本實(shí)施例的CPU 34通過檢測(cè)前述值的這種波動(dòng)作為氣泡檢測(cè)信號(hào)的水平的波動(dòng)，來(lái)進(jìn)行如下所述的處理和操作。
在檢測(cè)到開關(guān)38c已接通時(shí)，CPU 34將氣泡產(chǎn)生狀態(tài)設(shè)置為前述的第三水平。然后，CPU 34進(jìn)行控制以使供水單元5以負(fù)荷比正常運(yùn)行時(shí)大的高輸出運(yùn)行并且還使泵6正常運(yùn)行或者以負(fù)荷比正常運(yùn)行時(shí)小的低輸出運(yùn)行，使得從濾波處理部33輸出的氣泡檢測(cè)信號(hào)的水平達(dá)到并維持前述的第三水平。根據(jù)該控制，由于目標(biāo)治療區(qū)域101處保留的流體量相對(duì)增加，因此目標(biāo)治療區(qū)域101處的氣泡產(chǎn)生量也相對(duì)增加，結(jié)果可以使對(duì)目標(biāo)治療區(qū)域101的治療速度成為高速。
此外，緊挨在將氣泡產(chǎn)生狀態(tài)設(shè)置為前述的第三水平之后，CPU 34向界面部35輸出第一顯示控制信號(hào)，從而使指示器37a中與從“0”到“高速”的區(qū)域相對(duì)應(yīng)的部分著色統(tǒng)一或基本統(tǒng)一。此外，在進(jìn)行控制以使從濾波處理部33輸出的氣泡檢測(cè)信號(hào)的水平達(dá)到并維持前述的第三水平的情況下，CPU 34必要時(shí)向界面部35輸出第二顯示控制信號(hào)，以使指示器37b中從“0”到與該氣泡檢測(cè)信號(hào)的水平相對(duì)應(yīng)的部位的區(qū)域著色統(tǒng)一或基本統(tǒng)一。 指示器37a的顯示狀態(tài)由此進(jìn)入與第一顯示控制信號(hào)相對(duì)應(yīng)的狀態(tài)，并且通過根據(jù)第二顯示控制信號(hào)而實(shí)時(shí)改變的指示器37b的顯示狀態(tài)，外科醫(yī)生等能夠容易地檢查當(dāng)前氣泡產(chǎn)生狀態(tài)是否適合于高速的治療速度。
在檢測(cè)到開關(guān)38a已接通時(shí)，CPU 34將氣泡產(chǎn)生狀態(tài)設(shè)置為前述的第一水平。然后，CPU 34進(jìn)行控制以使供水單元5正常運(yùn)行或者以負(fù)荷比正常運(yùn)行時(shí)小的低輸出運(yùn)行并且還使泵6以負(fù)荷比正常運(yùn)行時(shí)大的高輸出運(yùn)行，使得從濾波處理部33輸出的氣泡檢測(cè)信號(hào)的水平達(dá)到并維持前述的第一水平。根據(jù)該控制，由于目標(biāo)治療區(qū)域101處保留的流體量相對(duì)減少，因此目標(biāo)治療區(qū)域101處的氣泡產(chǎn)生量也相對(duì)減少，結(jié)果可以使對(duì)目標(biāo)治療區(qū)域101的治療速度成為低速。
此外，緊挨在將氣泡產(chǎn)生狀態(tài)設(shè)置為前述的第一水平之后，CPU 34向界面部35輸出第一顯示控制信號(hào)，從而使指示器37a中與從“0”到“低速”的區(qū)域相對(duì)應(yīng)的部分著色統(tǒng)一或基本統(tǒng)一。此外，在進(jìn)行控制以使從濾波處理部33輸出的氣泡檢測(cè)信號(hào)的水平達(dá)到并維持前述的第一水平的情況下，CPU 34必要時(shí)向界面部35輸出第二顯示控制信號(hào)，以使指示器37b中從“0”到與該氣泡檢測(cè)信號(hào)的水平相對(duì)應(yīng)的部位的區(qū)域著色統(tǒng)一或基本統(tǒng)一。 因而，指示器37a的顯示狀態(tài)進(jìn)入與第一顯示控制信號(hào)相對(duì)應(yīng)的狀態(tài)，并且通過根據(jù)第二顯示控制信號(hào)實(shí)時(shí)改變的指示器37b的顯示狀態(tài)，外科醫(yī)生等可以容易地檢查當(dāng)前氣泡產(chǎn)生狀態(tài)是否適合于低速的治療速度。
如前面所述，根據(jù)本實(shí)施例的手術(shù)系統(tǒng)1，能夠使目標(biāo)治療區(qū)域101中的氣泡產(chǎn)生狀態(tài)(產(chǎn)生量)成為與對(duì)目標(biāo)治療區(qū)域101的治療速度相對(duì)應(yīng)的適當(dāng)狀態(tài)。因此，根據(jù)本實(shí)施例的手術(shù)系統(tǒng)1，可以使得諸如超聲波治療機(jī)頭2等的、使用(伴隨著超聲波振動(dòng)所產(chǎn)生的)氣泡對(duì)目標(biāo)治療區(qū)域101進(jìn)行治療的設(shè)備的治療性能穩(wěn)定。
此外，根據(jù)本實(shí)施例的手術(shù)系統(tǒng)1，當(dāng)將位于探頭23的遠(yuǎn)端部處的超聲波振動(dòng)的輸出水平(從超聲波振蕩部31輸出的超聲波驅(qū)動(dòng)信號(hào)的輸出水平)維持在恒定水平時(shí)、即在沒有特別改變超聲波換能器21a處的超聲波振動(dòng)的幅度時(shí)，改變目標(biāo)治療區(qū)域101處的氣泡產(chǎn)生狀態(tài)(產(chǎn)生量)是可能的。因此，根據(jù)本實(shí)施例的手術(shù)系統(tǒng)1，可以減小伴隨著對(duì)超聲波換能器21a的控制而產(chǎn)生的負(fù)載，結(jié)果可以延長(zhǎng)超聲波治療機(jī)頭2的使用壽命。
本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，并且自然可以在不背離本發(fā)明的精神和范疇的范圍內(nèi)進(jìn)行各種修改和應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種治療設(shè)備，包括氣泡產(chǎn)生部，用于在治療對(duì)象的目標(biāo)治療區(qū)域處產(chǎn)生氣泡； 檢測(cè)部，用于檢測(cè)在所述目標(biāo)治療區(qū)域處所產(chǎn)生的氣泡；以及控制部，用于通過基于所述檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果對(duì)所述目標(biāo)治療區(qū)域的理化參數(shù)進(jìn)行控制，來(lái)控制所述目標(biāo)治療區(qū)域處的氣泡產(chǎn)生狀態(tài)。
2.一種手術(shù)系統(tǒng)，包括超聲波換能器，其能夠產(chǎn)生超聲波振動(dòng)； 驅(qū)動(dòng)部，其利用驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)所述超聲波換能器；探頭，其具有與所述超聲波換能器機(jī)械連接的近端部以及能夠鄰近或接觸治療對(duì)象的目標(biāo)治療區(qū)域的遠(yuǎn)端部，其中，所述探頭能夠?qū)⒃谒龀暡〒Q能器處產(chǎn)生的超聲波振動(dòng)從所述近端部傳輸至所述遠(yuǎn)端部；理化參數(shù)調(diào)節(jié)部，用于改變所述目標(biāo)治療區(qū)域的理化參數(shù)；檢測(cè)部，用于檢測(cè)根據(jù)由于所述遠(yuǎn)端部的超聲波振動(dòng)在所述目標(biāo)治療區(qū)域處產(chǎn)生的氣泡而改變的物理量，其中，所述遠(yuǎn)端部的超聲波振動(dòng)基于供給至所述超聲波換能器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；以及控制部，用于通過基于所述檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果對(duì)所述理化參數(shù)調(diào)節(jié)部進(jìn)行控制，來(lái)控制所述目標(biāo)治療區(qū)域處的氣泡產(chǎn)生狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的手術(shù)系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測(cè)部檢測(cè)各個(gè)頻率上的電壓或電流大小作為所述物理量，所述各個(gè)頻率不包括所述超聲波換能器的諧振頻率并且至少包括所述諧振頻率的分諧波；以及所述控制部通過基于所述檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果對(duì)所述理化參數(shù)調(diào)節(jié)部進(jìn)行控制，來(lái)改變或維持所述目標(biāo)治療區(qū)域處的氣泡產(chǎn)生狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的手術(shù)系統(tǒng)，其特征在于，還包括治療速度切換部，所述治療速度切換部能夠切換對(duì)所述目標(biāo)治療區(qū)域的治療速度；其中，所述控制部通過基于所述檢測(cè)部的檢測(cè)結(jié)果對(duì)所述理化參數(shù)調(diào)節(jié)部進(jìn)行控制， 使所述目標(biāo)治療區(qū)域處的氣泡產(chǎn)生狀態(tài)成為與所述治療速度切換部所設(shè)置的治療速度相對(duì)應(yīng)的狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的手術(shù)系統(tǒng)，其特征在于，還包括指示器，所述指示器能夠?qū)⑺瞿繕?biāo)治療區(qū)域處的氣泡產(chǎn)生狀態(tài)顯示為視覺信息；其中，所述控制部根據(jù)需要改變由所述指示器所顯示的視覺信息，以顯示與所述檢測(cè)部所檢測(cè)到的物理量相對(duì)應(yīng)的視覺信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的手術(shù)系統(tǒng)，其特征在于， 所述理化參數(shù)包括所述目標(biāo)治療區(qū)域處的流體量；以及所述理化參數(shù)調(diào)節(jié)部包括流體供給部，所述流體供給部用于向所述目標(biāo)治療區(qū)域供給流體。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的手術(shù)系統(tǒng)，其特征在于， 所述理化參數(shù)包括所述目標(biāo)治療區(qū)域處的流體量；以及所述理化參數(shù)調(diào)節(jié)部包括流體吸取部，所述流體吸取部用于從所述目標(biāo)治療區(qū)域吸取流體。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的手術(shù)系統(tǒng)，其特征在于， 所述理化參數(shù)包括所述目標(biāo)治療區(qū)域處的流體量；以及所述理化參數(shù)調(diào)節(jié)部包括流體供給部和流體吸取部，其中，所述流體供給部用于向所述目標(biāo)治療區(qū)域供給流體，所述流體吸取部用于從所述目標(biāo)治療區(qū)域吸取流體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種治療設(shè)備和手術(shù)系統(tǒng)，所述治療設(shè)備包括用于在待治療的對(duì)象處產(chǎn)生氣泡的部件；用于檢測(cè)氣泡的部件；以及用于基于對(duì)氣泡的檢測(cè)結(jié)果來(lái)控制理化參數(shù)、特別是流體供給量的部件。
文檔編號(hào)A61B18/00GK102497831SQ20098016149
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2009年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月18日
發(fā)明者山田典弘 申請(qǐng)人:奧林巴斯醫(yī)療株式會(huì)社