JP3046274B2 - 電気外科器の高電圧電源装置 - Google Patents
電気外科器の高電圧電源装置Info
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Description
は切開等をする電気外科器に対して高周波高電圧を出力
する高電圧電源装置に関する。
電気外科器に対して高周波高電圧を出力する高電圧電源
装置として例えば特公平6−004076号公報に記載
されたものがある。図6は、同公報に記載された高電圧
電源装置の主たる構成を示したブロック図である。図6
に示すように、この高電圧電源装置は商用電源の交流1
00ボルトを電源とするものであり、交流100ボルト
電圧を数百ボルト電圧に昇圧する昇圧トランス51と、
この昇圧トランス51から出力された電圧を点弧角制御
する高圧トライアック52と、この高圧トライアック5
2により制御された電圧を整流して直流高電圧(+H
V,−HV)を出力する整流回路53と、この整流回路
53からの直流高電圧を充放電するコンデンサC1及び
スイッチングデバイス54と、コンデンサC1の充放電
エネルギーの供給を受けてコンデンサC2と高周波トラ
ンス55の1次コイルとで構成される共振回路で高周波
電圧を生成するとともに、高周波トランス55の2次コ
イルから減衰波形の高周波高電圧を出力する出力回路と
を備えたものである。上記高周波トランス55の1次コ
イルと2次コイルはフェライトで結合されており、結合
度を高めたものである。また、高周波トランス55の2
次コイルから出力される減衰波形の高周波高電圧は、直
流成分遮断用のコンデンサC,Cを介して例えばプラズ
マ噴射用のハンドピース2の電極9と、横たわった患者
と電気的に接触する対極板12とに印加される。尚、高
周波トランス55の1次コイルの電流を検出する電流セ
ンサ56が設けられており、検出電流に対応した電圧信
号を高圧トライアック51にフィードバックして高周波
トランス55の2次コイルからの出力電力が設定電力に
なるように制御される。
の高電圧電源装置は、昇圧トランス51で昇圧した交流
の高電圧を高圧トライアック52で点弧角制御した電圧
を整流回路53で整流することによって直流高電圧(+
HV,−HV)を得たうえ、その直流高電圧をコンデン
サC1、スイッチングデバイス54で充放電することに
よって高周波電圧を得るというように構成されているた
め、昇圧トランス51、高圧トライアック52、整流回
路53、コンデンサC1、及びスイッチングデバイス5
4等の耐電圧特性を上げなければならない。そのため、
上記従来の高電圧電源装置は大型になり、且つ高価にな
るという問題がある。
器の高電圧電源装置を提供することを課題とする。
範囲の欄に記載された電気外科器の高電圧電源装置によ
り解決することができる。
器の高電圧電源装置によれば、スイッチング制御手段
が、インダクタに流れている直流電流を周期的に遮断す
ることによりインダクタにインパルスを発生させて高周
波トランスの1次コイルにインパルスの電気エネルギー
を蓄積させるとともに、高周波トランスの1次コイルに
蓄積されたインパルスの電気エネルギーに対応した電流
を高周波トランスの1次コイルに接続された共振回路に
周期的に流すように制御するため、高周波トランスの2
次コイルから電気外科器に対してプラズマを発生させる
ことが可能な高周波電圧が出力される。これにより、電
気外科器と患部組織間にプラズマが発生し、プラズマに
より伝達される熱エネルギーによって患部組織が外科的
な処置をされる。上記のようにインダクタに直流電流を
流す直流電源の出力電圧は高電圧のインパルスに比べて
低電圧で良く、直流電源の部品の耐電圧を低くすること
ができるため、直流電源を小型化することが可能であ
り、電気外科器の高電圧電源装置を小型で安価に構成す
ることができる。
源装置を小型化し、安価に提供することができるという
効果がある。
て説明する。図1は、本発明の電気外科器の高電圧電源
装置を用いた電気外科装置の全体構成を模式的に示した
概略斜視図である。尚、本実施の形態では止血処置をす
るプラズマ噴射式のハンドピース2を電気外科器として
説明する。また、上記高電圧電源装置は後述するように
本体1に内蔵されている。尚、本高電圧電源装置は電気
メス等の電気外科器に対しても高周波高電圧を供給する
ことができる。
管3a、本体1、ガス供給チューブ4を介して例えばア
ルゴンガス等の不活性ガスが供給されるセラミック製の
プラズマ噴射部5と、当該プラズマ噴射部5を収容・支
持し作業者が把持し得るペンシル状に成形された合成樹
脂製ケーシング部材から成る把持部6とから構成されて
いる。上記ガス供給経路により、本体1に備えられた後
述するガス流量調整器21およびガス管3aを介して本
ハンドピース2のプラズマ噴射部5に不活性ガス(アル
ゴンガス等)を供給することができる。そして、プラズ
マ噴射部5に送られた不活性ガスは、ガス噴射口10か
ら外部に噴射される。また、ハンドピース2はケーブル
7およびコネクタ8を介して本体1と電気的に接続され
ており、このケーブル7は、ハンドピース2内の電極9
に接続される。なお、後述する高電圧電源装置(高電圧
発生部)22(図2参照)からの高周波高電圧が上記電
極9と、対極板12(一般に患者が横たわって患者と電
気的に接触する。)とに印加される。
傍において露出している。この構成によって、電極9と
対極板12間に上記高周波高電圧が印加された際、電極
9の先端部と患者間に生じたアーク放電によってガス噴
射口10から外部(患部)に噴射される不活性ガスがプ
ラズマ化され、当該プラズマ化されたガスによって伝達
された熱エネルギーによって患部組織の外科的な処置を
行うことができる。
には、押しボタン式スイッチ11を配したスイッチ機構
が備えられている。これにより医者は、外科処置の最中
に当該スイッチ11を指で操作することによって、本体
1からハンドピース2へのガス供給や上記電極9、対極
板12間への電力出力のオン/オフ制御を行なうことが
できる。
2は本体1の内部構成を模式的に示したブロック図であ
る。図2に模式的に示すように、本体1には、ハンドピ
ース2に不活性ガスを一定の圧力で供給するためのガス
流量調整器21、高周波高電圧を出力する高電圧電源装
置(高電圧発生部)22および電気外科装置全体を制御
するための制御部23が備えられている。
1はアルゴンガス等の不活性ガスをハンドピース2に一
定量供給するためのバルブである。すなわち、図1およ
び図2に示すように、このガス流量調整器21はガス管
3aを介して外部のガス供給源3に接続されると共に、
ガス管3aおよびジョイント部4aを介して前記ガス供
給チューブ4に連通している。このガス流量調整器21
は、前記制御部23と電気的に接続されており、当該制
御部23からの作動信号に基づいてその作動が制御され
る。このため、所定流量の不活性ガスをハンドピース2
のプラズマ噴射部5へ送出することができる。
ル24上の設定スイッチやガス流量調節器等から入力し
た操作信号あるいはハンドピース2に設けられたスイッ
チ11からの操作信号に基づいて、高電圧電源装置22
から出力する高周波高電圧の電力値や不活性ガス供給量
を制御するものである。この制御部23は、典型的には
CPU(プロセッサ)を中心としてROM、RAM、入
力処理回路、出力処理回路およびガス流量制御回路等か
ら構成されている。CPUは、ROMに格納された所定
の制御プログラムに従って、電気外科装置の全体を制御
する。
器21の下流域におけるガス管3aの一部に当該ガス管
3a内を流れる不活性ガスの供給状態を検知するセンサ
25が上記制御部23と電気的に接続された状態で装備
されている。このセンサ25の構造自体はガス管3a内
の圧力変化あるいはガス流速差から間接的に管内の不活
性ガス供給状態を検知し得る一般的なものであり、その
検知信号は上記制御部23に随時送信される。そして、
制御部23は受信した当該検知信号に基づいて高電圧電
源装置22から本ハンドピース2に供給する電力出力を
制御することができる。
ついて、図3を参照しながら説明する。図3は、高電圧電
源装置22の構成を示した回路ブロック図である。図3
に示すように高電圧電源装置22は、交流100ボルト
を電源として入力し、これを所定の電圧に降圧する降圧
トランス31と、降圧された電圧を整流する整流回路3
2と、整流された電圧を所定の直流低電圧に安定化する
低電圧安定化回路33と、低電圧安定化回路33からの
直流低電圧が一端部に印加されるインダクタL1と、直
流成分遮断用のコンデンサC,Cを介して前記ハンドピ
ース2の電極9と対極板12とに2次コイル34bから
高周波高電圧を出力する高周波トランス34と、二つの
スイッチングデバイス36,37と、スイッチングデバ
イス36,37をスイッチング制御する発振制御回路3
5と、ダイオードD1,D2,D3と、高周波トランス
34の1次コイル34aに接続されて高周波共振回路の
リアクタンス成分となるコンデンサC1と、高周波トラ
ンス34の1次コイル34aの電流を検出する電流セン
サ38とを備えている。尚、この電流センサ38は高周
波トランス34の1次コイル34aの電流に対応した電
圧信号を発振制御回路35に出力し、スイッチングデバ
イス36,37のスイッチング周期を可変させることに
よって高周波トランス34の出力電力を設定値に制御す
るために用いられるものである。また、高周波トランス
34の1次コイル34aと2次コイル34bが巻装され
たボビンに鉄心等を挿入し、その鉄心等の位置を調節可
能とすることにより、同コイル34a,34b間の結合
度を可変できる。上記コイル34a,34b間の結合度
を可変する手段として、上記鉄心等の位置調節以外にコ
イル34a,34b間の距離を調整するようにしても良
い。尚、この高電圧電源装置は、前記説明では交流10
0ボルト電圧を電源としたが、バッテリを電源として低
電圧安定化回路33で直流低電圧に安定化してもよい。
する。交流100ボルト電圧が降圧トランス31に印加
されると、この100ボルト電圧は例えば40ボルトに
降圧される。この降圧された電圧は整流回路32で直流
電圧に変換されたあと、低電圧安定化回路33で直流低
電圧に安定化されてインダクタL1に出力される。イン
ダクタL1にはスイッチングデバイス36が接続されて
おり、発振制御回路35からのスイッチング制御信号に
よりオンオフされる。尚、図4は発振制御回路35から
出力されるスイッチング制御信号の波形図であり、ダイ
オードD2に接続されたスイッチングデバイス37も図
4に示す波形のスイッチング制御信号によりオンオフさ
れる。
チング制御信号によりスイッチングデバイス36がオン
にスイッチングされ、インダクタL1に電気エネルギー
が蓄積されたあと、スイッチングデバイス36,37が
オフにスイッチングされると、その瞬間にインダクタL
1に高電圧インパルスが発生する。この高電圧インパル
スはダイオードD1、コンデンサC1を介して高周波トラ
ンス34の1次コイル34aに通電されるため、同1次
コイル34aに電気エネルギーが蓄積される。次に、ス
イッチングデバイス36,37がオンにスイッチングさ
れると、インダクタL1に再度、電気エネルギーが蓄積
されるとともに、高周波トランス34の1次コイル34
aに蓄積されていた電気エネルギーが、高周波トランス
34の1次コイル34aのインダクタンス、コンデンサ
C1、ダイオードD3(抵抗成分として接続されてい
る)、及び電流センサ38の1次コイルとで構成された
高周波共振回路に供給され、高周波共振されるため、高
周波トランス34の1次コイル34aに高周波電流が通
電される。その結果、高周波トランス34の2次コイル
34bから図5に示すような減衰波形を有する高周波高
電圧が出力される。尚、この減衰波形は、前記スイッチ
ング制御信号のデューティ比、及び前記高周波トランス
34の1次コイル34aと2次コイル34b間の結合度
を変えることにより任意に選択できる。高周波トランス
34の2次コイル34bから出力された減衰波形を有す
る高周波高電圧は、直流遮断用のコンデンサC,Cを介
して前記ハンドピース2の電極2と対極板9とに印加さ
れる。電流センサ38は、高周波トランス34の1次コ
イル34aの電流に対応した電圧信号を発振制御回路3
5に出力し、スイッチングデバイス36,37のスイッ
チング周期を可変させることによって高周波トランス3
4の出力電力を予め設定された値に制御する。
作動態様について説明する。先ず、本体1表面に設置さ
れた操作パネル24上に設けられた電源スイッチ(図示
せず)をオンすることによって、本体1に商用電源から
電力が供給される。次いで、ハンドピース2を把持した
医者が、当該ハンドピース2に装備された押しボタン式
スイッチ11をオンすることによって、制御部23から
の作動信号が本体1に備えられたガス流量調整器21に
送信される。このことによって、ガス流量調整器21が
開放作動し、上記ガス供給源3からガス管3a、センサ
25およびガス供給チューブ4を介して本ハンドピース
2内の作用部5に不活性ガスが供給される。このように
して供給された不活性ガスは、次いで上記ガス噴射口1
0から外部(患部)に噴射される。
3a内を流れる不活性ガスの供給状態がそのガス流速差
または圧力変化に基づいて検知されており、その検知信
号は制御部23に送信されている。而して、所定の量の
ガスがハンドピース2のプラズマ噴射部5に供給されて
いることを示す検知信号がセンサ25から制御部23に
送信されると、制御部23から作動信号が高電圧発生部
22に送信される。そして、当該高電圧発生部22から
前記電極9と対極板12間に所定の高周波高電圧が印加
される。
高電圧が印加された結果、当該電極9先端部と患者の患
部間にアーク放電が生じ、その周囲を流れる不活性ガス
がプラズマ化される。そして、医者が本ハンドピース1
2を操作し、その先端(ガス噴射口10)を患部に接近
させることで、ガス噴射口10から噴出する当該プラズ
マ化ガスを患部に照射することができる。これにより、
患部の血液が穏やかに凝固され、止血される。尚、患部
の熱侵襲が深い場合には、高周波トランス34のボビン
に挿入された鉄心の位置を調節し、1次コイル34a,
34b間の結合度を弱くして熱侵襲を浅くすることがで
きる。
外科処置を終えた際には、ハンドピース2上の押しボタ
ン式スイッチ11をオフすることによって制御部23は
電力の出力を停止する。同時に、ガス流量調整器21が
停止し、ハンドピース2への不活性ガスの供給が終了す
る。そして、最後に操作パネル24上の電源スイッチを
オフすることで、電源の供給を停止する。
は、高周波トランスの高周波共振回路に通電する高電圧
インパルスを直流低電圧から生成することができるた
め、直流低電圧を出力する回路の耐電圧特性を下げるこ
とができる。そのため、同電源装置を小型化することが
でき、また回路の構成が簡単であるため、安価に提供す
ることができる。尚、この高電圧電源装置は、前記説明
では交流100ボルト電圧を電源としたが、バッテリを
電源とすれば、より小型化することができる。
斜視図である。
たブロック図である。
である。
る。
る。
Claims (5)
- 【請求項1】 プラズマにより伝達される熱エネルギー
によって患部組織の外科的な処置をする電気外科器に対
して前記プラズマの発生可能な高周波電圧を2次コイル
から出力する高周波トランスと、通電中の直流電流が遮
断された場合にインパルスを発生するインダクタと、前
記直流電流を周期的に遮断することにより前記インダク
タに前記インパルスを発生させて前記高周波トランスの
1次コイルに前記インパルスの電気エネルギーを蓄積さ
せるとともに、前記高周波トランスの1次コイルに蓄積
された前記インパルスの電気エネルギーに対応した電流
を前記高周波トランスの1次コイルに接続された共振回
路に周期的に流すスイッチング制御手段とを備えた電気
外科器の高電圧電源装置。 - 【請求項2】 スイッチング制御手段は、インダクタに
直流電流を通電させる制御と、高周波トランスの1次コ
イルに蓄積されたインパルスの電気エネルギーに対応し
た電流を共振回路に流す制御とを同期して行う請求項1
記載の電気外科器の高電圧電源装置。 - 【請求項3】 直流電流は、交流電流を整流して得られ
た請求項1又は2記載の電気外科器の高電圧電源装置。 - 【請求項4】 直流電流は、バッテリから得られた請求
項1又は2記載の電気外科器の高電圧電源装置。 - 【請求項5】 前記高周波トランスの1次コイルと2次コ
イルの結合度合いを可変にした請求項1,2,3又は4
記載の電気外科器の高電圧電源装置。
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JP10101489A JP3046274B2 (ja) | 1998-04-13 | 1998-04-13 | 電気外科器の高電圧電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP10101489A JP3046274B2 (ja) | 1998-04-13 | 1998-04-13 | 電気外科器の高電圧電源装置 |
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JPH11290334A JPH11290334A (ja) | 1999-10-26 |
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ID=14302117
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP10101489A Expired - Fee Related JP3046274B2 (ja) | 1998-04-13 | 1998-04-13 | 電気外科器の高電圧電源装置 |
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-
1998
- 1998-04-13 JP JP10101489A patent/JP3046274B2/ja not_active Expired - Fee Related
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