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公開番号2025108466
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-23
出願番号2025058808,2023122381
出願日2025-03-31,2016-07-14
発明の名称超音波式ツールを制御するためのシステム及び方法
出願人ストライカー・コーポレイション
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類A61B 17/32 20060101AFI20250715BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】超音波式外科用ツールを制御するためのシステム及び方法を提供する。
【解決手段】コンソール22を用いて超音波式外科用ツール20を制御するシステム及び方法が提供される。第1駆動信号が超音波式外科用ツールに印加される。超音波式外科用ツールに第1駆動信号を印加することから生じる高調波信号の特性が取得される。高調波信号の特性に基づいてキャンセル信号が生成される。第1駆動信号及びキャンセル信号を合成して、正弦波である第2駆動信号を生成する。第2駆動信号を印加することから生じる高調波信号の存在が、第1駆動信号を印加することから生じる高調波信号の存在に比べて低減されるように、第2駆動信号が超音波式外科用ツールに印加される。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
超音波式外科用ツール（２０）を制御し、高調波信号（４４）の存在を低減する方法（
１２）であって、
前記超音波式外科用ツール（２０）を第１駆動信号（４０）により駆動するステップと
、
前記超音波式外科用ツール（２０）を前記第１駆動信号（４０）により駆動するステッ
プにより生じる前記高調波信号（４４）の特性を取得するステップと、
取得された前記高調波信号（４４）の特性に基づいてキャンセル信号（７０）を生成す
るステップと、
前記第１駆動信号（４０）と前記キャンセル信号（７０）とを合成し、正弦波である第
２駆動信号（８０）を生成するステップと、
前記超音波式外科用ツール（２０）を前記第２駆動信号（８０）により駆動するステッ
プであって、前記超音波式外科用ツール（２０）を前記第２駆動信号（８０）により駆動
するステップにより生じる高調波信号（４４）の存在が、前記超音波式外科用ツール（２
０）を前記第１駆動信号（４０）により駆動するステップにより生じる高調波信号（４４
）の存在に比べて低減される、ステップと
を含む方法。
続きを表示（約 2,100 文字）【請求項２】
前記高調波信号（４４）の特性を取得するステップは更に、前記第１駆動信号（４０）
に関する電流及び電圧のサンプルを生成するステップとして定められ、前記高調波信号（
４４）の特性は、生成された前記電流及び電圧のサンプル内に存在するものである、請求
項１に記載の方法（１２）。
【請求項３】
前記高調波信号（４４）の特性を取得するステップは更に、生成された前記電流及び電
圧のサンプルの高速フーリエ変換を解析し、前記高調波信号（４４）の特性を求めるステ
ップとして定められ、前記特性は前記高調波信号の周波数、振幅及び位相の少なくともい
ずれかである、請求項２に記載の方法（１２）。
【請求項４】
前記高調波信号（４４）の特性を取得するステップは更に、生成された前記電流及び電
圧のサンプルを用いて前記高調波信号（４４）を監視し、前記高調波信号（４４）の特性
が所定のレベルに達するまで前記超音波式外科用ツール（２０）に対する機械電流を増加
させるステップとして定められる、請求項２又は３に記載の方法（１２）。
【請求項５】
前記キャンセル信号（７０）を生成するステップは更に、前記高調波信号（４４）の周
波数と略同じ周波数と前記高調波信号（４４）の位相との関係で１８０度シフトされた位
相とを有する前記キャンセル信号（７０）を生成するステップとして定められる、請求項
１～４のいずれか一項に記載の方法（１２）。
【請求項６】
前記キャンセル信号（７０）を生成するステップは更に、前記高調波信号（４４）の振
幅以上の振幅を有する前記キャンセル信号（７０）を生成するステップとして定められる
、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法（１２）。
【請求項７】
前記キャンセル信号（７０）を生成するステップは更に、前記高調波信号（４４）の振
幅の２倍である振幅を有する前記キャンセル信号（７０）を生成するステップとして定め
られる、請求項６に記載の方法（１２）。
【請求項８】
前記キャンセル信号を生成するステップは更に、前記キャンセル信号（７０）の振幅を
調整し、前記キャンセル信号（７０）の振幅の調整が前記高調波信号（４４）にどのよう
な影響を及ぼすかを監視し、前記キャンセル信号（７０）の振幅を、他の振幅に比べて前
記高調波信号（４４）に対する最大のキャンセル効果を有する振幅として選択するステッ
プとして定められる、請求項６又は７に記載の方法（１２）。
【請求項９】
前記超音波式外科用ツール（２０）を前記第２駆動信号（８０）により駆動するステッ
プと、
前記超音波式外科用ツール（２０）を前記第２駆動信号（８０）により駆動するステッ
プにより生じる第２の高調波信号の特性を取得するステップと、
取得された前記第２の高調波信号の特性に基づいて、第２のキャンセル信号を生成する
ステップと、
前記第２駆動信号と前記第２のキャンセル信号とを合成し、正弦波である第３駆動信号
を生成するステップと、
前記超音波式外科用ツール（２０）を前記第３駆動信号により駆動するステップであっ
て、前記超音波式外科用ツール（２０）を前記第３駆動信号により駆動するステップによ
り生じる第２の高調波信号の存在が、前記超音波式外科用ツール（２０）を前記第２駆動
信号（８０）により駆動するステップにより生じる第２の高調波信号の存在に比べて低減
される、ステップと
を更に含む請求項１～８のいずれか一項に記載の方法（１２）。
【請求項１０】
高調波信号（４４）の存在を低減するために超音波式外科用ツール（２０）を制御する
コンソール（２２）であって、
前記超音波式外科用ツール（２０）を第１駆動信号（４０）により駆動し、
前記超音波式外科用ツール（２０）に前記第１駆動信号（４０）を印加することにより
生じる前記高調波信号（４４）の特性を取得し、
取得された前記高調波信号（４４）の特性に基づいてキャンセル信号（７０）を生成し
、
前記第１駆動信号（４０）と前記キャンセル信号（７０）とを合成し、正弦波である第
２駆動信号（８０）を生成し、
前記超音波式外科用ツール（２０）を前記第２駆動信号（８０）により駆動し、前記第
２駆動信号（８０）の印加により生じる高調波信号（４４）の存在が、前記第１駆動信号
（４０）の印加により生じる高調波信号（４４）の存在に比べて低減される、コンソール
。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本出願は、２０１５年７月１５日出願の米国仮特許出願第６２／１９２，８３８号の利
益を主張するものである。この米国仮特許出願の全開示内容は、引用することにより本明
細書の一部をなすものとする。
続きを表示（約 2,900 文字）【０００２】
本発明は、概して、超音波式外科用ツールを制御するためのシステム及び方法に関し、
より具体的には、外科用ツールの動作により生じる望ましくない信号の存在を低減するた
めのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
超音波式吸引器等の超音波式外科用ツールは通常、超音波トランスデューサと、そのト
ランスデューサに接続され、組織に接する先端部とを有するハンドピースを備えている。
外科用ツールにはコンソール又は発電部（generator）が接続され、特定の駆動信号をト
ランスデューサに出力することにより外科用ツールが制御される。外科用ツールは、組織
を凝固させる等のために、開放術又は侵襲性が最小限の外科的手技において使用される。
【０００４】
多くの先端部・トランスデューサの組み合わせにおいて、トランスデューサは、ある周
波数成分を有する正弦波駆動信号により駆動される。超音波式先端部は通常、単一の支配
的な振動モード（例えば、縦モード）のみを有する周波数成分において動作するように設
計される。
【０００５】
先端部の振動運動は、業界において機械電流（mechanical current）と呼ばれるものに
直接的に関連する。機械電流がハンドピース電圧と同相であるときに、先端部は共振状態
において動作する。トランスデューサは、ある周波数成分を有する正弦波信号で駆動され
るので、ハンドピースへの電流は、結果として、ある周波数成分を有する正弦波である。
【０００６】
従来の超音波式先端部及びハンドピースの組み合わせによっては、必然的に、高調波歪
みを引き起こす高調波信号を示すものがある。そのような高調波信号により、ハンドピー
スへの電流が、ハンドピースへの電圧に対して可変の位相シフトを示す場合がある。従来
のシステムでは、ハンドピースへの電圧及び電流の両方において、相当の高調波歪みが存
在する。高調波信号により、ハンドピースへの電圧及び電流が、高調波等の付加的な周波
数成分を示し、それにより、電圧及び電流の波形が、乱れた正弦波になる。そのような高
調波は、先端部の望ましくない振動を引き起こす。望ましくない振動は、外科用ツールの
性能に悪影響を及ぼす。例えば、そのような望ましくない振動は、先端部にかかる応力を
高め、ある特定の場所において望ましくない過度の熱を生じさせる。そのような望ましく
ない過度の熱は、疲労及び周囲組織の加熱に起因して、先端部の寿命を縮める。さらに、
システムは、過度の熱から生じる温度上昇に起因して変化する先端部の音響特性の付加的
な負荷効果を克服するために、より高い電圧において動作しなければならない。それによ
り今度は、望ましくない振動エネルギーがハンドピースから制御コンソールに返されるた
め、コンソールの性能が低下する。
【発明の概要】
【０００７】
したがって、本発明によれば、超音波式外科用ツールを駆動することにより生じる高調
波信号の存在を低減するために、超音波式外科用ツールを制御するコンソールが提供され
る。本コンソールは、超音波式外科用ツールに第１駆動信号を印加するように構成される
。本コンソールは、超音波式外科用ツールに第１駆動信号を印加することにより生じる高
調波信号の特性を取得する。本コンソールは、高調波信号の特性に基づいて、キャンセル
信号を生成する。本コンソールは、第２駆動信号を生成するために第１駆動信号とキャン
セル信号とを合成する。第２駆動信号は正弦波である。第２駆動信号の印加により生じる
高調波信号の存在が、第１駆動信号の印加により生じる高調波信号の存在に比べて低減さ
れるように、本コンソールは、超音波式外科用ツールに第２駆動信号を印加するように構
成される。
【０００８】
また、本発明によれば、超音波式外科用ツールを駆動することにより生じる高調波信号
の存在を低減するために、超音波式外科用ツールを制御する方法も提供される。本方法は
、超音波式外科用ツールを第１駆動信号により駆動するステップを含む。超音波式外科用
ツールを第１駆動信号により駆動するステップにより生じる高調波信号の特性が取得され
る。本方法は、高調波信号の特性に基づいて、キャンセル信号を生成するステップを含む
。第２駆動信号を生成するために第１駆動信号とキャンセル信号とが合成される。第２駆
動信号は正弦波である。本方法は、超音波式外科用ツールを第２駆動信号により駆動する
ことにより生じる高調波信号の存在が、超音波式外科用ツールを第１駆動信号により駆動
することにより生じる高調波信号の存在に比べて低減されるように、超音波式外科用ツー
ルを第２駆動信号で駆動するステップを含む。
【０００９】
さらに、本発明によれば、高調波信号の存在を低減するために、超音波式外科用ツール
を制御する方法が提供される。高調波信号は、周波数、位相及び振幅を含む。本方法は、
超音波式外科用ツールを第１駆動信号で駆動することと、超音波式外科用ツールを第１駆
動信号で駆動することから生じる高調波信号の特性を取得することと、高調波信号の周波
数と同様の周波数と、高調波信号の位相との関係で１８０度シフトされた位相と、高調波
信号以上の振幅とを有するキャンセル信号を生成することとを含む。本方法は、超音波式
外科用ツールを駆動するために第２駆動信号を出力することを更に含む。第２駆動信号は
、正弦波であり、第１駆動信号とキャンセル信号との合成に基づくものである。
【００１０】
本システム及び方法は、有利な点として、高調波信号の存在を低減し、それにより、外
科用ツールの振動から生じる高調波歪みを低減することができる。高調波信号の存在を低
減することにより、本システム及び方法は、外科用ツール、すなわち、ハンドピースと先
端部との組み合わせのインピーダンス、先端部の特有の振動変位を維持するために必要と
される電力及び電圧、先端部の加熱、コンソールに返されるエネルギー、及び／又は望ま
しくない（例えば、高調波）振動周波数を実効的に低減することができる。これらの変更
により、外科用ツールの組織切除性能を向上させることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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