[发明专利]超声波手术装置、超声波手术系统以及气蚀抑制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用超声波振动进行手术并且抑制伴随着超声波振动而产生的气蚀(cavitation)的超声波手术装置、超声波手术系统以及气蚀抑制方法。

背景技术

近年来，开始广泛应用利用超声波振子产生的超声波振动来对生物体组织进行手术的超声波手术装置。另外，在使生物体组织进行超声波振动的情况下，由于生物体组织包含液体，因此有时会产生气蚀。这种气蚀是指，当液体的压力变得低于由该液体的温度决定的蒸气压力时液体蒸发而产生蒸气的气泡。

因而，在由于超声波振动而产生疏密波的情况下，随着负压的产生而发生气蚀。

因此，例如在日本特表2002-537955号公报中公开了如下一种装置：对身体内的位置处照射用于治疗的超声波，此时使用水听器(hydrophone)来监视气蚀的水平。

另外，在WO2005/094701号公报中公开了如下一种装置：在超声波照射用压电元件中设置声压信号接收探头，根据利用该声压信号接收探头得到的从气蚀气泡放出的声压信号来控制超声波照射条件。

本发明的目的在于提供一种能够高精度检测有无产生气蚀以及所产生的气蚀的水平的超声波手术装置、具备上述超声波手术装置的超声波手术系统以及能够高精度检测有无产生气蚀以及所产生的气蚀的水平的气蚀抑制方法。

发明内容

用于解决问题的方案

为了完成上述目的，本发明的一个方式所涉及的超声波手术装置具备：超声波振子，其能够产生超声波振动；驱动部，其根据驱动信号来驱动上述超声波振子；探头，其具有基端部和前端部，该基端部与上述超声波振子运动耦合，该探头用于从上述基端部向上述前端部传递上述超声波振子产生的上述超声波振动，从而使该前端部产生用于对生物体组织进行处置的超声波振动；谐振频率跟踪部，其自动调整上述驱动信号的频率，使得上述驱动信号的频率跟踪上述超声波振子的谐振频率，从而使上述前端部以上述谐振频率进行超声波振动；检测部，其检测上述驱动信号的除谐振频率以外的频率成分的频率成分信号来作为气蚀的检测信号；以及气蚀抑制控制部，其按照由上述检测部得到的检测结果来控制上述驱动信号，使得抑制或消除气蚀。

本发明的一个方式所涉及的超声波手术系统具备：超声波手术装置，其具备：超声波振子，其能够产生超声波振动；驱动部，其根据驱动信号来驱动上述超声波振子；探头，其具有基端部和前端部，该基端部与上述超声波振子运动耦合，该探头用于从上述基端部向上述前端部传递上述超声波振子产生的上述超声波振动，从而使该前端部产生用于对生物体组织进行处置的超声波振动；谐振频率跟踪部，其自动调整上述驱动信号的频率，使得上述驱动信号的频率跟踪上述超声波振子的谐振频率，从而使上述前端部以上述谐振频率进行超声波振动；检测部，其检测上述驱动信号的除谐振频率以外的频率成分的频率成分信号来作为气蚀的检测信号；以及气蚀抑制控制部，其按照由上述检测部得到的检测结果来控制上述驱动信号，使得抑制或消除气蚀；吸引驱动部，其从上述前端部吸引液体；吸引量检测部，其检测上述吸引驱动部的吸引量；吸引量设定部，其设定上述吸引量；以及吸引控制部，其按照上述吸引量设定部来控制吸引驱动部。

本发明的一个方式所涉及的气蚀抑制方法包括以下步骤：通过超声波振子、驱动单元以及探头来对处置部施加超声波振动的步骤，其中，该超声波振子能够产生超声波振动，该驱动单元驱动上述超声波振子，该探头具有基端部和前端部，该基端部与上述超声波振子运动耦合，该探头用于从上述基端部向上述前端部传递上述超声波振子产生的上述超声波振动，从而使该前端部产生用于对组织进行处置的超声波振动；谐振频率跟踪步骤，跟踪上述超声波振子的谐振频率；检测步骤，检测驱动电压或电流信号的除谐振频率以外的频率成分信号来作为气蚀的检测信号；以及气蚀抑制控制步骤，按照通过上述检测步骤检测到的信号的结果来控制驱动超声波振子的驱动信号，使得抑制或消除气蚀。

附图说明

图1是表示具备本发明的第一实施方式的超声波手术系统的结构的结构图。

图2是第一实施方式的超声波手术装置的结构图。

图3是表示超声波手术装置中的超声波驱动装置的结构的框图。

图4A是示出根据产生气蚀时和不产生气蚀时的驱动信号检测到的电流信号的频率分布的图。

图4B是示出表示滤波器电路所通过的频带的特性例的图。

图4C是示出表示滤波器电路所通过的频带的特性例的图。

图4D是示出表示滤波器电路所通过的频带的特性例的图。