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WO2017014075A1 - 超音波処置システム及びエネルギー制御装置 - Google Patents

超音波処置システム及びエネルギー制御装置 Download PDF

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Publication number
WO2017014075A1
WO2017014075A1 PCT/JP2016/070309 JP2016070309W WO2017014075A1 WO 2017014075 A1 WO2017014075 A1 WO 2017014075A1 JP 2016070309 W JP2016070309 W JP 2016070309W WO 2017014075 A1 WO2017014075 A1 WO 2017014075A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
end effector
drive current
current
unit
time
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2016/070309
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
洋人 中村
鈴木　啓子
賢二 松本
宏治 木本
遼 宮坂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Corp filed Critical Olympus Corp
Priority to JP2017503631A priority Critical patent/JPWO2017014075A1/ja
Publication of WO2017014075A1 publication Critical patent/WO2017014075A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods
    • A61B17/32—Surgical cutting instruments
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods
    • A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor

Definitions

  • the present invention relates to an ultrasonic treatment system including an ultrasonic treatment instrument that treats bone or cartilage as a treatment target using ultrasonic vibration, and driving the vibration generator to a vibration generation unit in the ultrasonic treatment system.
  • the present invention relates to an energy control device that controls supply of current.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-152098 discloses an ultrasonic treatment tool for cutting bone (or cartilage) as a treatment target using ultrasonic vibration.
  • the ultrasonic vibration generated in the vibration generating part is transmitted to the female part (end effector), and the female part is vibrated.
  • the treatment object is cut by vibrating the knife part in a state where the knife part is in contact with the treatment object.
  • an end effector is caught on a treatment target in a state where bone or cartilage is cut as the treatment target using ultrasonic vibration. Sometimes. If the end effector is pressed against the treatment target in a state where the end effector is caught on the treatment target, the treatment target may be excessively cut (more than necessary).
  • the present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and the purpose thereof is an ultrasonic treatment system that can effectively prevent excessive treatment of a treatment target (bone or cartilage), and An object of the present invention is to provide an energy control device provided in the ultrasonic treatment system.
  • an ultrasonic treatment system includes a vibration generation unit that generates ultrasonic vibrations when a drive current is supplied, and the ultrasonic vibration generated in the vibration generation unit.
  • An end effector that cuts bone or cartilage as a treatment target using the transmitted ultrasonic vibration, an energy output unit that outputs the drive current supplied to the vibration generating unit, and the end effector includes the When it is determined whether the end effector is in a state of being caught on the treatment target in a state of being in contact with the treatment target, and when it is determined that the end effector is being hooked on the treatment target, And a determination unit that generates a signal indicating that the end effector is engaged.
  • Another aspect of the present invention includes a vibration generating unit that generates ultrasonic vibrations when a driving current is supplied, the ultrasonic vibrations generated by the vibration generating unit being transmitted, and the transmitted ultrasonic vibrations.
  • An end effector that cuts bone or cartilage as a treatment target using an energy control device that controls the supply of the drive current to the vibration generating unit, wherein the vibration generating unit Determining whether the end effector is in a state of being caught on the treatment target in a state where the end effector is in contact with the treatment target, and an energy output unit that outputs the supplied drive current; When it is determined that the end effector is engaged with the treatment target, a signal indicating that the end effector is engaged is generated. Comprising a determining unit for, a.
  • FIG. 1 is a schematic view showing an ultrasonic treatment system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart showing processing in the energy control apparatus when performing treatment using the ultrasonic treatment system according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating determination processing for catching a treatment target of the end effector performed by the energy control apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an example of changes in impedance over time.
  • FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the control of the drive current and the drive voltage based on the determination process of the catch by the control unit according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating determination processing for catching a treatment target of the end effector performed by the energy control apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic diagram illustrating an example of a change in drive voltage over time.
  • FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a configuration of a vibrating body according to the third embodiment.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a determination process for catching a treatment target of an end effector performed by the energy control apparatus according to the third embodiment.
  • FIG. 10 is a flowchart showing processing in the energy control apparatus when performing treatment using the ultrasonic treatment system according to the first modification of the first to third embodiments.
  • FIG. 11 is a flowchart showing processing in the energy control device when performing treatment using the ultrasonic treatment system according to the second modification of the first to third embodiments.
  • FIG. 12 is a schematic diagram illustrating an example different from FIG. 4 of the change in impedance over time.
  • FIG. 1 is a diagram showing an ultrasonic treatment system 1.
  • the ultrasonic treatment system 1 includes an ultrasonic treatment instrument 2 and an energy control device 3 that controls supply of energy to the ultrasonic treatment instrument 2.
  • the ultrasonic treatment instrument 2 has a longitudinal axis C.
  • one side in the direction along the longitudinal axis C is defined as the distal end side (arrow C1 side in FIG. 1), and the side opposite to the distal end side is defined as the proximal end side (direction of arrow C2 in FIG. 1).
  • the ultrasonic treatment instrument 2 includes a holdable housing 5 that extends along the longitudinal axis C.
  • One end of a cable 7 is connected to the housing 5.
  • the other end of the cable 7 is connected to the energy control device 3.
  • a sheath 8 extending along the longitudinal axis C is connected to the housing 5.
  • the sheath 8 is connected to the housing 5 while being inserted into the housing 5 from the distal end side.
  • the vibration transmitting member 11 extends along the longitudinal axis C (centering on the longitudinal axis C) toward the distal end side through the inside of the sheath 8.
  • An end effector (treatment section) 12 is formed at the distal end of the vibration transmitting member 11.
  • the vibration transmitting member 11 is inserted through the sheath 8 so that the end effector 12 protrudes from the distal end of the sheath 8 to the distal end side.
  • the end effector 12 is formed in a hook shape, but the end effector 12 may be formed in a shape other than a hook shape such as a spatula shape or a blade shape.
  • a vibration generating part (ultrasonic transducer) 15 is provided inside the housing 5, inside the vibration transmission member 11 is connected to the distal end side of the vibration generating unit 15.
  • the vibration generator 15 includes (in this embodiment, four) piezoelectric elements 16A to 16D and ultrasonic electrodes 17A and 17B.
  • the energy control device 3 includes a power source 21 and a drive circuit (energy output unit) 22.
  • the ultrasonic electrode 17A is electrically connected to the drive circuit 22 via an electric path 18A extending through the inside of the cable 7, and the ultrasonic electrode 17B is extended through the inside of the cable 7. It is electrically connected to the drive circuit 22 via the electrical path 18B.
  • the power source 21 is a battery or an outlet, and the drive circuit 22 converts the power from the power source 21 into ultrasonic electric energy (AC power). By outputting the converted ultrasonic electric energy from the drive circuit 22, the ultrasonic electric energy is supplied to the vibration generating unit 15 through the electric paths 18A and 18B. As a result, a drive voltage (alternating voltage) V is applied to the piezoelectric elements 16A to 16D between the ultrasonic electrodes 17A and 17B, and a driving current (alternating current) I flows through the piezoelectric elements 16A to 16B. That is, the drive current I output from the drive circuit (energy output unit) 22 is supplied to the piezoelectric elements 16A to 16D of the vibration generating unit 15.
  • alternating voltage alternating voltage
  • the drive current I When the drive current I is supplied to the vibration generator 15, the drive current I is converted into ultrasonic vibration by the piezoelectric elements 16A to 16D, and ultrasonic vibration is generated.
  • the generated ultrasonic vibration is transmitted from the vibration generating unit 15 to the vibration transmitting member 11, and is transmitted from the proximal end side to the distal end side in the vibration transmitting member 11.
  • ultrasonic vibration is transmitted to the end effector 12, and the end effector 12 cuts bone or cartilage as a treatment target using the ultrasonic vibration.
  • the vibrating body 10 is formed in the vibration generating unit 15 and the vibration transmitting member 11.
  • a predetermined frequency range for example, a range of 46 kHz to 48 kHz.
  • a current detection unit 25 such as an ammeter that detects the drive current I output from the drive circuit (energy output unit) 22 (supplied to the vibration generation unit 15) over time is provided. ing.
  • the current detection unit 25 detects the drive current I flowing in the electrical path (18A or 18B).
  • a voltage detection unit 26 such as a voltmeter for detection is provided. The voltage detector 26 detects a drive voltage V (potential difference) between the electrical paths 18A and 18B.
  • the energy control device 3 includes a control unit 30 and a storage medium 31 such as a memory.
  • the control unit 30 includes, for example, a processor or an integrated circuit including a CPU (Central Processing Unit) or an ASIC (application specific integrated circuit), can store information in the storage medium 31, and is stored in the storage medium 31. Information etc. can be read.
  • the control part 30 may be comprised from a single processor, and the control part 30 may be comprised by the some processor.
  • the control unit 30 detects whether or not an energy operation is input with the energy operation button 27 by detecting the open / closed state of the switch 28.
  • the control unit 30 controls the output of the drive current I (ultrasonic electric energy) from the drive circuit 22 based on the input of the energy operation with the energy operation button 27.
  • the control unit 30 includes an impedance detection unit 33, a calculation unit 35, and a determination unit 36.
  • the impedance detection unit 33, the calculation unit 35, and the determination unit 36 perform, for example, part of the processing performed by the processor that configures the control unit 30.
  • the impedance detection unit 33 Based on the detection results of the current detection unit 25 and the voltage detection unit 26, the impedance detection unit 33 calculates the impedance (ultrasonic impedance) Z of the ultrasonic electric energy (that is, the faith generation unit (ultrasonic transducer) 15) over time. Are detected.
  • the impedance Z is calculated as shown in the equation (1) based on the drive current I and the drive voltage V.
  • the impedance Z may be calculated as shown in equation (2) instead of equation (1).
  • the peak peak value Ipp of the drive current (alternating current) I is the current value
  • the peak peak value Vpp of the drive voltage (alternating voltage) V is the current value
  • the impedance Z is calculated using.
  • the impedance Z may be calculated using the peak value (maximum value) Im of the drive current I as the current value and the peak value (maximum value) Vm of the drive voltage V as the voltage value.
  • the impedance Z may be calculated using the value Ie as a current value and the effective value Ve of the drive voltage V as a voltage value.
  • the calculation unit 35 performs calculation processing based on detection results of the drive current I, the drive voltage V, and the impedance Z. Further, the determination unit 36 detects the drive current I, the drive voltage V, and the impedance Z in a state where the drive current I is output from the drive circuit 22 (a state in which the vibrating body 10 transmits ultrasonic vibration). And based on the calculation result in the calculating part 35, it is judged whether the end effector 12 is the state caught on the treatment object (bone or cartilage). When it is determined that the end effector 12 is in a state of being caught by the treatment target, the determination unit 36 generates a signal indicating that the end effector 12 is in a state of being caught.
  • the control unit 30 determines the drive current I (ultrasonic wave) from the drive circuit (energy output unit) 22 based on the determination result in the determination unit 36 (whether or not the end effector 12 is in a state of being caught by the treatment target). The output of electrical energy is controlled.
  • the energy control device 3 is provided with a warning unit 37 whose operation is controlled by the control unit 30.
  • the warning unit 37 is a lamp, a buzzer, a monitor, or the like, and gives a warning when activated.
  • the end effector 12 When cutting bone or cartilage as a treatment target using the ultrasonic treatment system 1 (ultrasonic treatment tool 2), the end effector 12 is inserted into a body cavity such as the abdominal cavity. At this time, the treatment object and its vicinity are observed using a rigid endoscope (not shown), and a liquid such as physiological saline is supplied to the treatment object and its vicinity using a liquid delivery tube (not shown). Has been. When the end effector 12 is inserted into the body cavity, the operator inputs an energy operation with the energy operation button 27.
  • the drive current I (ultrasonic electric energy) is output from the drive circuit 22 by the control unit 30, and ultrasonic vibration is generated from the drive current I supplied in the vibration generating unit 15.
  • the generated ultrasonic vibration is transmitted to the end effector 12.
  • the treatment target bone or cartilage
  • the treatment target is cut in the liquid by bringing the end effector 12 into contact with the treatment target while the end effector 12 is longitudinally vibrated by ultrasonic vibration.
  • FIG. 2 is a flowchart showing processing in the energy control device 3 when performing treatment using the ultrasonic treatment system 1.
  • the control unit 30 detects whether or not an energy operation is input with the energy operation button 27 (step S ⁇ b> 101). Unless the input of the energy operation is detected (step S101—No), the process returns to step S101.
  • the control unit 30 starts output of the drive current I (ultrasonic electric energy) from the drive circuit (energy output unit) 22 (step S102). Thereby, the ultrasonic vibration is transmitted to the end effector 12 as described above, and the end effector 12 cuts the treatment target using the ultrasonic vibration.
  • the drive current I ultrasonic electric energy
  • the control unit 30 controls the output of the drive current I so that the current value of the drive current I is maintained at a constant reference current value Iref over time (step S103). ).
  • the current detection unit 25 detects the drive current I with time and the voltage detection unit 26 detects the drive voltage V with time (step S104).
  • the impedance detection unit 33 detects the impedance Z over time (step S105).
  • the impedance Z is calculated using the above-described formula (1) or formula (2). For example, the impedance Z is periodically calculated every one cycle or half cycle of the drive current I and the drive voltage V.
  • constant current control in which the drive current I is kept constant at the reference current value Iref over time, when the impedance Z increases, the voltage value of the drive voltage V is increased and the current value of the drive current I is kept constant. Conversely, when the impedance Z decreases, the voltage value of the drive voltage V is decreased and the current value of the drive current I is kept constant.
  • constant current control is performed in which the peak value Ipp of the drive current (alternating current) I is used as a current value, and the current value is kept constant at a reference current value Iref over time.
  • the value of the reference current value Iref is different from the case where the peak peak value Ipp is the current value, even if the above-described constant current control is performed using the peak value (maximum value) Im of the drive current I as the current value.
  • the constant current control described above may be performed using the effective value Ie of the drive current I as a current value.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the determination process for catching the treatment target of the end effector 12 performed by the energy control device 3.
  • the determination unit 36 determines whether the impedance Z (t) at the time t detected by the impedance detection unit 33 is greater than or equal to the impedance threshold (first impedance threshold) Zth1. It is determined whether or not (step S121).
  • the time t is a variable based on the output start of the drive current I.
  • the impedance threshold Zth1 may be set by an operator or the like, or may be stored in the storage medium 31. If the impedance Z (t) is equal to or greater than the impedance threshold Zth1 (step S121—Yes), the determination unit 36 sets the determination parameter ⁇ to 1 (step S122). On the other hand, when the impedance Z (t) is smaller than the impedance threshold Zth1 (step S122-No), the determination unit 36 sets the determination parameter ⁇ to 0 (step S123).
  • the determination unit 36 determines whether or not the end effector 12 has been engaged with the treatment target based on the determination parameter ⁇ set in the determination process (step S ⁇ b> 106). Is determined (step S107). When the determination parameter ⁇ is set to 0, the determination unit 36 determines that the end effector 12 is not in the state of being caught by the treatment target (No in step S107). On the other hand, when the determination parameter ⁇ is set to 1, the determination unit 36 determines that the end effector 12 is in the state of being caught by the treatment target (step S107—Yes).
  • the end effector 12 it is determined whether or not the end effector 12 is caught by the treatment target based on whether or not the impedance Z is equal to or greater than the impedance threshold (first impedance threshold) Zth1. .
  • the impedance threshold first impedance threshold
  • Zth1 the impedance threshold
  • Step S107—No the control unit 30 detects whether the energy operation button 27 continues to input energy operation. (Step S108). When the input of the energy operation is stopped (step S108—Yes), the control unit 30 stops the output of the drive current I from the drive circuit 22 (step S109). When the input of the energy operation is continued (No at Step S108), the process returns to Step S103, and the processes after Step S103 described above are sequentially performed.
  • step S107 If it is determined in step S107 that the end effector 12 has been engaged (step S107—Yes), the determination unit 36 generates a signal indicating that the end effector 12 has been engaged.
  • the control unit 30 outputs the current value of the drive current I output from the drive circuit (energy output unit) 22 (peak peak in the present embodiment).
  • the value Ipp) is decreased from the reference current value Iref (step S110). As a result, the drive current I output from the drive circuit 22 is reduced compared to before the time point when the end effector 12 is determined to be engaged.
  • Step S111 when it is determined that the impedance Z (t) is equal to or greater than the impedance threshold Zth1 at time t, it is determined that the end effector 12 is in a state of being caught on the treatment target at or after time t. Therefore, when it is determined that the impedance Z (t) becomes equal to or greater than the impedance threshold Zth1 at time t, the time T starts to be counted from time t or immediately thereafter.
  • step S110 When the drive current I is made smaller than the reference current value Iref (step S110) and the time T is started to be counted (step S111), the control unit 30 continues the energy operation input with the energy operation button 27. Whether or not is detected (step S112). When the input of the energy operation is stopped (step S112—Yes), the control unit 30 stops the output of the drive current I from the drive circuit 22 (step S113).
  • step S112 the control unit 30 determines whether or not the counted time T is equal to or greater than the reference time Tref (step S114). . That is, whether or not the reference time Tref has elapsed from the time when it is determined that the end effector 12 is in a state of being caught by the treatment target (when the impedance Z (t) becomes equal to or greater than the impedance threshold Zth1). To be judged.
  • the time T is smaller than the reference time Tref (No at Step S114)
  • the process returns to Step S110, and the processes after Step S110 described above are sequentially performed.
  • the current value of the drive current I is the reference current value Iref. Keep smaller.
  • the time T is continuously counted.
  • step S114 when the time T is equal to or longer than the reference time Tref (step S114-Yes), the process returns to step S103, and the control unit 30 uses the current value of the drive current I (the peak peak value Ipp in this embodiment) as the reference current.
  • the value is set to Iref (step S103). That is, after the reference time Tref has elapsed from the time when it is determined that the end effector 12 is engaged, the drive current I is output from the drive circuit (energy output unit) 22 at a reference current value Iref that is constant over time. It becomes a state to be.
  • the constant current control of the drive current I at the reference current value Iref is performed by the control unit 30 after the reference time Tref has elapsed from the time when it is determined that the end effector 12 is engaged.
  • the processing after step S104 is performed again.
  • the reference time Tref may be set by an operator or the like, or may be stored in the storage medium 32.
  • step S107 If it is determined in step S107 that the end effector 12 is engaged (step S107—Yes), the control unit 30 makes the current value of the drive current I smaller than the reference current value Iref (step S107). In addition to S110), the warning unit 37 may warn that a catch has occurred. The warning unit 37 issues a warning by, for example, lighting, transmitting a sound, or displaying the warning on a monitor.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the change in impedance Z with time.
  • the horizontal axis indicates time t based on the output start of the drive current I
  • the vertical axis indicates impedance Z.
  • a catch occurs at time t2 or in the vicinity thereof.
  • the determination unit 36 determines that the impedance Z (t2) becomes equal to or greater than the impedance threshold value Zth1 at time t2 by continuously performing the processes of steps S104 to S107 described above. Then, at time t2 or immediately after that, it is determined that the end effector 12 has been engaged with the treatment target, and a signal indicating that the end effector 12 has been engaged is generated.
  • the surgeon By performing a warning, for example, based on a signal indicating that the end effector 12 has been engaged, the surgeon recognizes that the end effector 12 has been engaged with the treatment target. This prevents the treatment target from being excessively (unnecessarily) cut by the surgeon separating the end effector 12 from the treatment target or stopping the input of the energy operation.
  • FIG. 5 shows the drive current I and the drive voltage V at and near the time when the end effector 17 is determined to be engaged when the impedance Z changes with time as shown in FIG. It is a figure which shows a time-dependent change.
  • the horizontal axis indicates the time t based on the output start of the drive current I
  • the vertical axis indicates the drive current I and the drive voltage V.
  • a change with time of the drive current I is indicated by a broken line
  • a change with time of the drive voltage V is indicated by a solid line.
  • FIG. 5 illustrates control of the drive current I and the drive voltage V based on the catch determination process. As shown in FIG.
  • the control unit 30 Performs the constant current control in which the current value of the drive current I (the peak peak value Ipp in the present embodiment) is made constant over time by continuously performing the process of step S103 described above. Yes.
  • the current value of the drive current I may be smaller than the reference current value Iref.
  • the drive voltage V is increased in response to the increase in the impedance Z, so that the current value of the drive current I is temporarily smaller than the reference current value Iref.
  • the control unit 30 When it is detected that the impedance Z (t2) becomes equal to or greater than the impedance threshold Zth1 at time t2, and it is determined that the end effector 12 is caught immediately after time t2 and time t2, the control unit 30 By performing the process of step S110 described above, the current value of the drive current I is made smaller than the reference current value Iref. In the example shown in FIG. 5, the current value is reduced to the reduced current value Ilow that is smaller than the reference current value Iref by determining that the end effector 12 is in the hooked state or immediately after time t2.
  • step S103 is performed, and the current value of the drive current I is changed to the reference current value Iref. become.
  • the process of step S103 described above is continuously performed, so that the current value of the drive current I is kept constant over time at the reference current value Iref.
  • the current value of the drive current I is kept smaller than the reference current value Iref before the reference time Tref elapses from the time when it is determined that the end effector 12 is engaged. .
  • the amplitude and vibration speed of vibration (longitudinal vibration) due to ultrasonic vibration in the vibrator 10 including the end effector 12 are reduced. Thereby, even if the end effector 12 is caught on the treatment target, it is more effectively prevented that the treatment target is excessively cut (unnecessarily).
  • the determination process for catching may be performed using the voltage threshold (first voltage threshold) Vth1 instead of the impedance threshold Zth1. In this case, it is determined whether or not the end effector 12 is engaged based on whether or not the voltage value of the drive voltage V (t) at the time t is equal to or greater than the voltage threshold value Vth1.
  • the determination unit 36 sets the determination parameter ⁇ to 1, and the end effector 12 is hooked to the treatment target in step S107.
  • the state is determined (step S107—Yes).
  • the determination unit 36 sets the determination parameter ⁇ to 0, and the end effector 12 is hooked to the treatment target in step S107. (Step S107-No).
  • the control unit 30 increases the voltage value of the drive voltage V in accordance with the increase in the impedance Z. . Therefore, based on whether or not the voltage value of the drive voltage V (t) at time t is equal to or higher than the voltage threshold value (first voltage threshold value) Vth1, it is determined whether or not the end effector 12 is in a hooked state. Judged appropriately.
  • a peak peak value Vpp As the voltage value of the drive voltage (AC voltage) V, a peak peak value Vpp, a peak value (maximum value) Vm, or an effective value Ve is used.
  • the value of the voltage threshold Vth1 varies depending on which of the peak peak value Vpp, the peak value Vm, and the effective value Ve is used as the voltage value.
  • the determination process for catching may be performed using the current threshold (first current threshold) Ith1 instead of the impedance threshold Zth1.
  • the determination unit 36 sets the determination parameter ⁇ to 1, and the end effector 12 is caught by the treatment target in step S107. The state is determined (step S107—Yes).
  • Step S107-No when it is determined that the current state is caught, the control unit 30 reduces the current value of the drive current I to the reduced current value Ilow.
  • the reduced current value Ilow is a current threshold value. (First current threshold) It is set to a value smaller than Ith1.
  • the above-described constant current control is performed in which the current value of the drive current I is constant over time (with the reference current value Iref).
  • the constant current control when the impedance Z increases rapidly due to the end effector 12 being caught by the bone or cartilage, the drive voltage V is increased with respect to the timing when the impedance Z increases. The timing is delayed and the current value of the drive current I is temporarily smaller than the reference current value Iref. Therefore, based on whether or not the current value of the drive current I (t) at the time t is equal to or less than the current threshold value (first current threshold value) Ith1, it is determined whether or not the end effector 12 is engaged. Judged appropriately.
  • the drive voltage V is increased in response to an increase in the impedance Z. Therefore, when a certain amount of time has elapsed since the decrease in the current value of the drive current I, the current of the drive current I The value becomes constant over time at the reference current value Iref. For this reason, in this modification, it is necessary to shorten the time interval of the timing for detecting the current value of the drive current I and determine whether or not the end effector 12 is engaged.
  • a peak peak value Ipp, a peak value (maximum value) Im, or an effective value Ie is used as the current value of the drive current (alternating current) I.
  • the value of the current threshold Ith1 differs depending on which of the peak peak value Ipp, the peak value Im, and the effective value Ie is used as the current value.
  • step S105 in FIG. 2 detection of impedance Z over time
  • FIG. 6 is a flowchart showing a process for determining whether the end effector 12 is caught by the energy control device 3 (the process in step S106 in FIG. 2).
  • the voltage detection unit 26 and the calculation unit 35 based on the detected drive voltage V, have a peak value (maximum value) Vm ( t) is detected (step S131).
  • the peak value Vm (t) of the drive voltage V is periodically detected (calculated) every one cycle or half cycle of the drive voltage V. Therefore, when the time point (t ⁇ 1) that is the detection target one time before the time t is defined, the drive voltage V becomes the peak value Vm (t) from the time point when the drive voltage V reaches the peak value Vm (t ⁇ 1).
  • the detected peak value Vm (t) of the drive voltage V is stored in the storage medium 31.
  • the peak value Vm (t) is detected only from the peak or the valley of the drive voltage (AC voltage) V.
  • the peak value Vm (t) is detected in both the peak and valley of the drive voltage V.
  • the calculation unit 35 determines that the detection target is one time before the time t from the peak value Vm (t) of the drive voltage V at time t.
  • a change rate (amount of change) ⁇ (t) obtained by subtracting the peak value Vm (t ⁇ 1) of the drive voltage V at the time point (t ⁇ 1) is calculated (step S132).
  • the determination unit 36 determines whether or not the calculated change rate ⁇ (t) is positive (step S133).
  • the rate of change ⁇ (t) is positive
  • the peak value Vm (t) of the drive voltage V increases with time at time t, and the rate of change ⁇ (t) is driven at time t.
  • the increase rate (increase amount) of the peak value Vm (t) of the voltage V is shown.
  • the determination unit 36 determines the rate of change (increase rate) ⁇ (from time (t ⁇ 1) to time t) at time t. It is determined whether or not t) is equal to or greater than a reference increase rate (reference increase amount) ⁇ ref (step S134). Therefore, in the present embodiment, the increase rate (change rate) ⁇ (t) of the peak value Vm (t) of the drive voltage V is increased in a state where the peak value Vm (t) of the drive voltage V increases with time. It is determined whether or not the calculated increase rate ⁇ (t) is equal to or greater than the reference increase rate ⁇ ref.
  • the reference increase rate ⁇ ref may be set by an operator or the like, or may be stored in the storage medium 31.
  • the count number M (t) at time t is specified.
  • the calculation unit 35 becomes a detection target one time before the time t (t ⁇ )
  • the count number M (t) at time t is calculated by adding 1 to the count number M (t ⁇ 1) at 1) (step S135).
  • the count number M (t ⁇ 1) at time (t ⁇ 1) is 1, the count number M (t) at time t is 2.
  • the calculated count number M (t) is stored in the storage medium 31. Note that the count number M (t) is set to 0 when the output of the drive current I from the drive circuit 22 is started.
  • the determination unit 36 determines whether or not the calculated count number M (t) is equal to or greater than the reference count number Mref (step S136).
  • the reference count number Mref may be set by an operator or the like, or may be stored in the storage medium 31.
  • step S137 the determination unit 36 sets the determination parameter ⁇ to 1 (step S137). Then, in step S107 of FIG. 2, the determination unit 36 determines that the end effector 12 is in a state of being caught by the treatment target (step S107—Yes). On the other hand, when the count number M (t) is smaller than the reference count number Mref (step S136—No), the determination unit 36 sets the determination parameter ⁇ to 0 (step S138). Then, in step S107 of FIG. 2, the determination unit 36 determines that the end effector 12 is not in a state of being caught on the treatment target (No in step S107). However, in this case, a value obtained by adding 1 from the count number M (t ⁇ 1) at time (t ⁇ 1) is stored as the count number M (t) at time t.
  • step S133 If it is determined in step S133 that the rate of change ⁇ (t) of the peak value Vm (t) at time t (from time (t ⁇ 1) to time t) is 0 or negative (step S133). -No), and when it is determined in step S134 that the increase rate (change rate) ⁇ (t) of the peak value Vm (t) at time t is smaller than the reference increase rate ⁇ ref (step S134-No), The calculator 35 resets the count number M (t) at time t to 0 (step S139). Then, the determination unit 36 sets the determination parameter ⁇ to 0 (step S140), and in step S107 in FIG.
  • the determination unit 36 determines that the end effector 12 is not in a state of being caught on the treatment target (step S107). -No). At this time, the reset value (that is, 0) is stored as the count number M (t) at time t.
  • the crest value Vm (t) of the drive voltage V has an increase rate ⁇ (t) equal to or higher than the reference increase rate ⁇ ref for a predetermined time. Only in the case of a continuous increase during this period, the determination parameter ⁇ is set to 1 in step S137.
  • the determination unit 36 determines that the peak value Vm (t) of the drive voltage V is an increase rate ⁇ (t) equal to or higher than the reference increase rate ⁇ ref for a predetermined time (the count number M (t) is changed from 0 to the reference count number Mref It is determined that the end effector 12 is in a state of being caught on the treatment target based on the continuous increase.
  • the control unit 30 causes the drive current output from the drive circuit (energy output unit) 22 as described above in the first embodiment.
  • the current value of I is made smaller than the reference current value Iref, and the warning unit 37 is warned.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of the change over time of the drive voltage V.
  • the horizontal axis indicates the time t based on the output start of the drive current I
  • the vertical axis indicates the drive voltage V.
  • Vm (t) also increases with time. In the example illustrated in FIG. 7, at or near time t4, the end effector 12 starts to contact the treatment target, and the treatment target starts to be cut.
  • the peak value Vm (t) of the drive voltage V increases with time from Vm4 to Vm5 from time t4 to time t5.
  • the crest value Vm (t) does not increase abruptly, and the increase rate ⁇ ( t) is smaller than the reference increase rate ⁇ ref. Therefore, during the period from time t4 to time t5, the determination parameter ⁇ is continuously set to 0 by the process of step S140 in FIG. 6, and it is determined that the end effector 12 is not in a state of being caught on the treatment target.
  • the impedance Z becomes substantially constant with time, and the peak value Vm (t) of the drive voltage V also changes with time. Becomes substantially constant.
  • the treatment target is cut by the end effector 12 without being caught by the end effector 12 from time t5 to time t6, and the peak value Vm (t) of the drive voltage V is Vm5. Is kept almost constant. Therefore, during the period from time t4 to time t5, the determination parameter ⁇ is continuously set to 0 by the process of step S140 in FIG. 6, and it is determined that the end effector 12 is not in a state of being caught on the treatment target.
  • the impedance Z increases rapidly with time, and the peak value Vm of the drive voltage V also increases suddenly for some time.
  • the end effector 12 is caught at or near time t6.
  • the peak value Vm (t) of the drive voltage V increases rapidly with time from Vm5 to Vm7 from time t6 to time t7.
  • the increase rate ⁇ (t) of the crest value Vm (t) is set to the reference increase rate by the process of step S134.
  • the count number M (t) continues to increase by the process of step S135.
  • the determination parameter ⁇ is continuously set to 0 by the process of step S138.
  • the count number M (t) since the count number M (t) continuously increases from time t6 to time t7, the count number M (t) becomes equal to or greater than the reference count number Mref by the process of step S136 at or before time t7. It is judged that it became.
  • the determination parameter ⁇ is set to 1 by the process of step S137, and it is determined that the end effector 12 is in a state of being caught by the treatment target. As a result, a signal indicating that the end effector 12 is engaged is generated at or before time t7.
  • the end effector 12 is caught based on the fact that the peak value Vm (t) of the drive voltage V has increased for a predetermined time at an increase rate ⁇ (t) greater than or equal to the reference increase rate ⁇ ref. It is judged that. Therefore, for example, when the voltage value of the drive voltage V instantaneously becomes a large value due to noise or the like, it is properly determined that the end effector 12 is not in a hooked state, and the end effector 12 is hooked appropriately. It is determined whether or not.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of the vibrating body 20 of the present embodiment. Further, FIG. 8 shows the relationship between the position X and the amplitude A of the longitudinal vibration in the direction along the longitudinal axis C when the vibrating body 20 vibrates (in a state of longitudinal vibration) by ultrasonic vibration.
  • the horizontal axis indicates the position X in the direction along the longitudinal axis C
  • the vertical axis indicates the amplitude A.
  • vibration (longitudinal vibration) vibration antinodes in a direction along the longitudinal axis C.
  • the most proximal vibration belly B1 in the vibration antinode Bi is located at the proximal end of the vibration generating unit 15 (the proximal end of the vibration body 10), and the most distal vibration antinode Bk in the vibration antinode Bi. Is located at the tip of the vibration transmitting member 11 (tip of the vibrating body 10).
  • the vibration generator 15 is provided with an amplitude detector 41 such as a vibration sensor.
  • the vibration antinode B2 In a state where the vibrating body vibrates longitudinally within a predetermined frequency range, the vibration antinode B2 is located at a position where the amplitude detector 41 is attached.
  • the vibration antinode B2 is secondly located on the base end side in the vibration antinode Bi.
  • the amplitude detector 41 detects the amplitude A (B2, t) at the vibration antinode B2 over time.
  • the detection result of the amplitude detection unit 41 is transmitted to the control unit 30 of the energy control device 3 by wire or wireless.
  • the amplitude A (X, t) indicates the amplitude A of the longitudinal vibration at the time t at the position X in the direction along the longitudinal axis C.
  • step S104 detection of drive current I and drive voltage V
  • step S105 detection of impedance Z with time
  • the amplitude detector 41 instead of these processes or in addition to these processes, the amplitude detector 41 detects the amplitude A (B2, t) at the vibration antinode B2.
  • FIG. 9 is a flowchart showing a process for determining whether the end effector 12 is caught by the energy control device 3 (the process in step S106 in FIG. 2).
  • the determination unit 36 has the amplitude A (B2, t) at the vibration antinode B2 at the time t detected by the amplitude detection unit 41 is equal to or less than the amplitude threshold Ath. It is determined whether or not (step S141).
  • the amplitude threshold Ath may be set by an operator or the like, and may be stored in the storage medium 31.
  • the determination unit 36 sets the determination parameter ⁇ to 1 (step S142). In step S107 in FIG. 2, the determination unit 36 determines that the end effector 12 is in a state of being caught on the treatment target. On the other hand, when the amplitude A (B2, t) at the vibration antinode B2 is larger than the amplitude threshold Ath (step S142-No), the determination unit 36 sets the determination parameter ⁇ to 0 (step S143). In step S107 of FIG. 2, the determination unit 36 determines that the end effector 12 is not in a state of being caught on the treatment target.
  • the vibration body 10 reduces the amplitude A (X, t) of longitudinal vibration at a position other than the vibration node Ni. Therefore, whether or not the end effector 12 is caught is appropriately determined based on whether or not the amplitude A (B2, t) of the vibration antinode B2 at the time t is equal to or less than the amplitude threshold Ath. .
  • the cutting of the treatment target is performed in a state where the end effector 12 is not caught at time t8, and the end effector 12 is caught near time t9 after time t8.
  • the amplitude A (X, t8) of the vibrating body 10 at time t8 is indicated by a solid line
  • the amplitude A (X, t9) of the vibrating body 10 at time t9 is indicated by a broken line.
  • the amplitude A (B2, t8) at the vibration antinode B2 is larger than the amplitude threshold Ath.
  • the end effector 12 In the vicinity of time t9, the end effector 12 is caught on the treatment target, and the end effector 12 is caught. Accordingly, at time t9, the amplitude A (B2, t9) at the vibration antinode B2 becomes equal to or less than the amplitude threshold Ath. At this time, the determination unit 36 determines that the amplitude A (B2, t9) at the vibration antinode B2 is equal to or less than the amplitude threshold Ath at the time t9 by performing the above-described processing of steps S141 and S142. Then, at or after time t9, it is determined that the end effector 12 has been engaged with the treatment target, and a signal indicating that the end effector 12 has been engaged is generated.
  • the vibration antinode Bi including the vibration antinode B2 is a place where the amplitude A (X, t) is maximized in the direction along the longitudinal axis C. For this reason, in each of the vibration antinodes Bi, the difference in amplitude A (X, t) increases between the state where the end effector 12 is not hooked and the state where the end effector 12 is hooked. For this reason, the determination process of the catch of the end effector 12 is performed based on the amplitude A (B2, t) at the vibration antinode B2, so that it is further appropriately determined whether or not the catch is in the caught state.
  • the amplitude detection unit 41 is disposed on the vibration antinode B2.
  • the amplitude detection unit 41 is one of the vibration antinodes B2 other than the vibration antinode B2. (Bk here) may be arranged. In this case, whether or not the end effector 12 is caught based on whether or not the amplitude A (Bk, t) at the time t of the vibration antinode Bk where the amplitude detector 41 is disposed is equal to or smaller than the amplitude threshold Ath. It is determined whether or not.
  • the amplitude A (Bk, t) at each of the vibration antinodes B3 to Bn is larger than the amplitude A (B2, t) at the vibration antinode B2.
  • the value of the amplitude threshold Ath is different when the amplitude detector 41 is arranged in any of the vibration antinodes B3 to Bn, compared to the case where the amplitude detector 41 is arranged in the vibration antinode B2.
  • the amplitude detector 41 may be arranged at a position Xk between a certain vibration antinode (any of Bi) and a certain vibration node (any of Ni). Even at the position Xk, the amount of decrease is smaller than the amplitude A (Bi, t) at the vibration antinode Bi, but when the end effector 12 is caught by bone or cartilage, the amplitude A (Xk, t) of the longitudinal vibration is increased. Decrease. Also in this case, whether or not the end effector 12 is caught based on whether or not the amplitude A (Xk, t) at the time t at the position Xk where the amplitude detector 41 is disposed is equal to or less than the amplitude threshold Ath.
  • the amplitude threshold Ath is different from the case where the amplitude detection unit 41 is arranged in any of the vibration antinodes Bi. As described above, the amplitude detector 41 only needs to be disposed at a place other than the vibration node Ni.
  • a speed detection unit such as a motion sensor may be attached to the vibrating body 10 instead of the amplitude detection unit 41.
  • an average vibration speed (for example, ⁇ (B2, t)) at a time t at a position where the speed detection unit is disposed (for example, vibration antinode B2) is detected over time.
  • the average vibration speed (for example, ⁇ (B2, t)) is detected, for example, every one cycle or half cycle of the longitudinal vibration.
  • the end is determined based on whether or not the average vibration speed (for example, ⁇ (B2, t)) at the position (for example, vibration antinode B2) at the time t is equal to or less than the speed threshold ⁇ th. It is determined whether or not the effector 12 is caught. That is, when the average vibration speed (for example, ⁇ (B2, t)) is equal to or less than the speed threshold value ⁇ th, the determination unit 36 sets the determination parameter ⁇ to 1, and the end effector 12 sets the treatment target in step S107. It is determined that the state has been caught (step S107—Yes).
  • the average vibration speed for example, ⁇ (B2, t)
  • the determination unit 36 sets the determination parameter ⁇ to 0, and the end effector 12 is hooked to the treatment target in step S107. It is determined that it is not in the state (step S107-No).
  • the end effector 12 determines whether the average vibration speed (for example, ⁇ (B2, t)) at the position (for example, the vibration antinode B2) at the time t is equal to or less than the speed threshold value ⁇ th. It is appropriately determined whether or not the state has been caught.
  • a process of adjusting the frequency of longitudinal vibration to a certain resonance frequency within a predetermined frequency range is performed by, for example, PLL (Phase Lock Loop) control.
  • PLL Phase Lock Loop
  • the control unit 30 determines whether or not the process of adjusting the frequency of the longitudinal vibration is completed, and controls the amplitude detection unit 41 or the speed detection unit based on the determination result. Yes.
  • the amplitude for example, A (Bi, t)
  • the average vibration speed is determined.
  • ⁇ (Bi, t) is not detected.
  • Whether or not the process of adjusting the frequency of longitudinal vibration has been completed is determined based on, for example, a change with time in the impedance Z.
  • step S107 if it is determined in step S107 that the end effector 12 is hooked (step S107—Yes), The control unit 30 stops the output of the drive current I from the drive circuit (energy output unit) 22 or causes the warning unit 37 to warn (step S145). In this case, even if it is determined that the end effector 12 is engaged, the process of making the current value of the drive current I smaller than the reference current value Iref is not performed.
  • the control unit 30 stops the output of the drive current I from the drive circuit (energy output unit) 22, and Both warnings by the warning unit 37 may be performed.
  • the impedance threshold (first impedance threshold) Zth1 used for the hook determination process (step S106).
  • an impedance threshold (second impedance threshold) Zth2 larger than the impedance threshold Zth1 is set.
  • the determination unit 36 performs a hook determination process (step S106), and the end effector 12 is hooked to the treatment target based on the set determination parameter ⁇ . It is determined whether or not it is in the state (step S107).
  • the control unit 30 displays the current of the drive current I output from the drive circuit (energy output unit) 22.
  • the value is decreased from the reference current value Iref (step S110), and the time T when the end effector 12 is determined to be engaged is counted as 0 (step S111).
  • the current detection unit 25 detects the drive current I over time and the voltage detection unit 26 detects the drive voltage after the time point when the end effector 12 is determined to be engaged. V is detected over time (step S151). Based on the detected drive current I and drive voltage V, the impedance detector 33 detects the impedance Z over time (step S152).
  • step S112 determination of step S112 is performed similarly to 1st Embodiment.
  • the determination unit 36 detects the impedance Z () at time t detected by the impedance detection unit 33 in the process of step S152. It is determined whether or not t) is equal to or greater than the impedance threshold (second impedance threshold) Zth2 (step S153). As described above, the impedance threshold value Zth2 is larger than the impedance threshold value Zth1. If the impedance Z (t) is greater than or equal to the impedance threshold Zth2 (step S153-Yes), the control unit 30 stops outputting the drive current I from the drive circuit 22 (step S154).
  • step S153-No the control unit 30 determines that the counted time T is equal to or greater than the reference time Tref as in the first embodiment. Is determined (step S114). When the time T is smaller than the reference time Tref (step S114—No), the process returns to step S110. If the time T is equal to or longer than the reference time Tref (step S114—Yes), the process returns to step S103, and the control unit 30 sets the current value of the drive current I to the reference current value Iref (step S103).
  • the impedance threshold value Zth1 and the impedance threshold value Zth2 larger than the impedance threshold value Zth1 are set, and the determination in step S153 is performed based on the impedance threshold value Zth2.
  • the control unit 30 stops outputting the drive current I from the drive circuit 22 based on the fact that the impedance Z (t) is equal to or greater than the impedance threshold Zth2. Further, when the impedance Z (t) is kept smaller than the impedance threshold Zth2 from the time when it is determined that the end effector 12 is engaged until the reference time Tref elapses, the reference current value is maintained during the reference time Tref. The drive current I is continuously output with a current value smaller than Iref.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example different from FIG. In FIG. 12, the horizontal axis indicates time t with reference to the output start of the drive current I, and the vertical axis indicates impedance Z. In the example shown in FIG. 12, a catch occurs at time t10 or in the vicinity thereof.
  • the determination unit 36 determines that the impedance Z (t10) becomes equal to or greater than the impedance threshold (first impedance threshold) Zth1 at time t10 by continuously performing the processes of steps S104 to S107 described above. to decide. Then, at or after time t10, it is determined that the end effector 12 has been engaged with the treatment target, and a signal indicating that the end effector 12 has been engaged is generated. By generating a signal indicating that the end effector 12 is caught, the current value of the drive current I is kept smaller than the reference current value Iref by the process of step S110.
  • the impedance Z is continuously increased and it is determined that the end effector 12 is in a hooked state (t10). Or, immediately after that, at time t11 before the reference time Tref elapses, the impedance Z becomes equal to or greater than the impedance threshold (second impedance threshold) Zth2.
  • the impedance Z is detected over time by the processing of steps S151 and S152 even after it is determined that the end effector 12 is caught. For this reason, the impedance Z is detected even after it is determined that the end effector 12 is in a state of being caught by the treatment target at or after the time t10.
  • step S153 it is determined that the impedance Z has become equal to or greater than the impedance threshold Zth2 at time t11. Thereby, the output of the drive current I is stopped by the process of step S154 at or immediately after the time t11.
  • impedance threshold values Zth1 and Zth2 are used.
  • a voltage threshold value (first voltage threshold value) Vth1 and a voltage threshold value Vth1 are used instead of the impedance threshold values Zth1 and Zth2.
  • a larger voltage threshold (second voltage threshold) Vth2 may be used.
  • the voltage value of the drive voltage V (for example, the peak peak value Vpp) also continues to increase.
  • the drive voltage V is detected over time even after it is determined that the end effector 12 is engaged.
  • the determination unit 36 determines whether or not the voltage value of the drive voltage V (t) at the time t is equal to or higher than the voltage threshold value (second voltage threshold value) Vth2.
  • the output of the drive current I is stopped. Is done.
  • the reference voltage Tth is the reference time Tref.
  • the drive current I is continuously output at a current value smaller than the current value Iref. Therefore, also in this modification, it is determined that the end effector 12 is in a state of being caught, and after the current value of the drive current I is reduced from the reference current value Iref, the catch is not eliminated and the drive voltage V ( When the impedance Z) continues to rise, the output of the drive current I is appropriately stopped.
  • the voltage threshold values Vth1 and Vth2 differ depending on which of the peak peak value Vpp, peak value Vm, and effective value Ve is used as the voltage value.
  • a current threshold (first current threshold) Ith1 and a current threshold (second current threshold) Ith2 smaller than the current threshold Ith1 may be used instead of the impedance thresholds Zth1 and Zth2.
  • the determination unit 36 determines in step S107 that the end effector 12 is in a state of being caught by the treatment target (step S107). -Yes).
  • the control unit 30 reduces the current value of the drive current I to the reduced current value Ilow.
  • the reduced current value Ilow is a current threshold value. (First current threshold value) is set to a value smaller than Ith1 and larger than a current threshold value (second current threshold value) Ith2.
  • the current value (for example, peak peak value Ipp) of the drive current I continuously decreases.
  • the drive current I is detected over time even after it is determined that the end effector 12 is engaged.
  • the determination unit 36 determines whether or not the current value of the drive current I (t) at the time t is equal to or less than the current threshold value (second current threshold value) Ith2.
  • the output of the drive current I is stopped.
  • the current threshold value Ith2 When the current value of the drive current I is kept larger than the current threshold value Ith2 from the time when it is determined that the end effector 12 is engaged until the reference time Tref elapses, during the reference time Tref (current threshold value Ith2 The drive current I is continuously output at a current value that is larger and smaller than the reference current value Iref. Therefore, also in this modified example, it is determined that the end effector 12 is in a state of being caught, and after the current value of the drive current I is reduced from the reference current value Iref, the catch is not eliminated and the drive current I is not reduced. When the voltage continuously decreases (when the impedance Z increases continuously), the output of the drive current I is appropriately stopped.
  • the current threshold values Ith1 and Ith2 differ depending on which of the peak peak value Ipp, the peak value Im, and the effective value Ie is used as the current value.
  • the energy control device 3 can output high-frequency electric energy (high-frequency power) in addition to ultrasonic electric energy (driving current I), and ultrasonic vibration is transmitted to the end effector 12.
  • High frequency electrical energy may be supplied from the energy control device 3 to the end effector 12.
  • the ultrasonic treatment system (1) is generated by the vibration generating unit (15) that generates ultrasonic vibrations when the drive current (I) is supplied, and the vibration generating unit (15).
  • the ultrasonic vibration is transmitted, and an end effector (12) that cuts bone or cartilage as a treatment target using the transmitted ultrasonic vibration, and a drive current (I) supplied to the vibration generation unit (15) are output.
  • the determination unit (36) determines whether or not the end effector (12) is caught by the treatment target in a state where the end effector (12) is in contact with the treatment target, and the end effector (12) By determining that the treatment target is caught, a signal indicating that the end effector (12) is caught is generated.

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Abstract

超音波処置システムは、振動発生部から伝達された超音波振動を用いて骨又は軟骨を処置対象として切削するエンドエフェクタと、振動発生部に供給される駆動電流を出力するエネルギー出力部と、を備える。判断部は、前記エンドエフェクタが前記処置対象へ引掛かった状態であるか否かを判断し、前記エンドエフェクタが前記処置対象へ引掛かった状態であると判断した際、前記エンドエフェクタが引掛かった状態であることを示す信号を生成する。

Description

超音波処置システム及びエネルギー制御装置
　本発明は、超音波振動を用いて骨又は軟骨を処置対象として処置を行う超音波処置具を備える超音波処置システム、及び、その超音波処置システムにおいて超音波処置具の振動発生部への駆動電流の供給を制御するエネルギー制御装置に関する。
　特開２００５－１５２０９８号公報には、超音波振動を用いて骨（又は軟骨）を処置対象として切削する超音波処置具が開示されている。この超音波処置具では、振動発生部で発生した超音波振動をメス部（エンドエフェクタ）に伝達し、メス部を振動させている。メス部を処置対象に当接させた状態でメス部を振動させることにより、処置対象が切削される。
　特開２００５－１５２０９８号公報のような超音波処置具（超音波処置システム）では、超音波振動を用いて骨又は軟骨を処置対象として切削している状態において、エンドエフェクタが処置対象に引掛かることがある。処置対象にエンドエフェクタが引掛かった状態で、エンドエフェクタを処置対象に対して押付けると、過度に（必要以上に）処置対象が切削される可能性がある。
　本発明は、前記課題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、過度に処置対象（骨又は軟骨）が切削されることが有効に防止される超音波処置システム、及び、その超音波処置システムに設けられるエネルギー制御装置を提供することにある。
　前記目的を達成するため、本発明のある態様の超音波処置システムは、駆動電流が供給されることにより超音波振動を発生する振動発生部と、前記振動発生部で発生した前記超音波振動が伝達され、伝達された前記超音波振動を用いて骨又は軟骨を処置対象として切削するエンドエフェクタと、前記振動発生部に供給される前記駆動電流を出力するエネルギー出力部と、前記エンドエフェクタが前記処置対象に接触している状態において前記エンドエフェクタが前記処置対象へ引掛かった状態であるか否かを判断し、前記エンドエフェクタが前記処置対象へ引掛かった状態であると判断した際、前記エンドエフェクタが引掛かった状態であることを示す信号を生成する判断部と、を備える。
　本発明の別のある態様は、駆動電流が供給されることにより超音波振動を発生する振動発生部と、前記振動発生部で発生した前記超音波振動が伝達され、伝達された前記超音波振動を用いて骨又は軟骨を処置対象として切削するエンドエフェクタと、を備える超音波処置システムにおいて、前記振動発生部への前記駆動電流の供給を制御するエネルギー制御装置であって、前記振動発生部に供給される前記駆動電流を出力するエネルギー出力部と、前記エンドエフェクタが前記処置対象に接触している状態において前記エンドエフェクタが前記処置対象へ引掛かった状態であるか否かを判断し、前記エンドエフェクタが前記処置対象へ引掛かった状態であると判断した際、前記エンドエフェクタが引掛かった状態であることを示す信号を生成する判断部と、を備える。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る超音波処置システムを示す概略図である。 図２は、第１の実施形態に係る超音波処置システムを用いて処置を行う際のエネルギー制御装置での処理を示すフローチャートである。 図３は、第１の実施形態に係るエネルギー制御装置によって行われるエンドエフェクタの処置対象への引掛かりの判断処理を示すフローチャートである。 図４は、インピーダンスの経時的な変化の一例を示す概略図である。 図５は、第１の実施形態に係る制御部による、引掛かりの判断処理に基づく駆動電流及び駆動電圧の制御を説明する概略図である。 図６は、第２の実施形態に係るエネルギー制御装置によって行われるエンドエフェクタの処置対象への引掛かりの判断処理を示すフローチャートである。 図７は、駆動電圧の経時的な変化の一例を示す概略図である。 図８は、第３の実施形態に係る振動体の構成を説明する概略図である。 図９は、第３の実施形態に係るエネルギー制御装置によって行われるエンドエフェクタの処置対象への引掛かりの判断処理を示すフローチャートである。 図１０は、第１の実施形態乃至第３の実施形態の第１の変形例に係る超音波処置システムを用いて処置を行う際のエネルギー制御装置での処理を示すフローチャートである。 図１１は、第１の実施形態乃至第３の実施形態の第２の変形例に係る超音波処置システムを用いて処置を行う際のエネルギー制御装置での処理を示すフローチャートである。 図１２は、インピーダンスの経時的な変化の図４とは別の一例を示す概略図である。
　（第１の実施形態）　
　本発明の第１の実施形態について、図１乃至図５を参照して説明する。図１は、超音波処置システム１を示す図である。図１に示すように、超音波処置システム１は、超音波処置具２と、超音波処置具２へのエネルギーの供給を制御するエネルギー制御装置３と、を備える。超音波処置具２は、長手軸Ｃを有する。ここで、長手軸Ｃに沿う方向の一方側を先端側（図１の矢印Ｃ１側）とし、先端側とは反対側を基端側（図１の矢印Ｃ２の方向）とする。超音波処置具２は、長手軸Ｃに沿って延設される保持可能なハウジング５を備える。ハウジング５には、ケーブル７の一端が接続されている。ケーブル７の他端は、エネルギー制御装置３に接続されている。
　ハウジング５には、長手軸Ｃに沿って延設されるシース８が連結されている。シース８は、ハウジング５の内部に先端側から挿入された状態で、ハウジング５に連結されている。ハウジング５の内部からは、シース８の内部を通って振動伝達部材１１が長手軸Ｃに沿って（長手軸Ｃを中心として）先端側に向かって延設されている。振動伝達部材１１の先端部には、エンドエフェクタ（処置部）１２が形成されている。振動伝達部材１１は、エンドエフェクタ１２がシース８の先端から先端側に突出する状態に、シース８に挿通されている。なお、本実施形態では、エンドエフェクタ１２は、フック状に形成されているが、エンドエフェクタ１２はヘラ状、ブレード状等のフック状以外の形状に形成されてもよい。
　ハウジング５の内部には、振動発生部（超音波トランスデューサ）１５が設けられている。ハウジング５の内部では、振動発生部１５の先端側に、振動伝達部材１１が接続されている。振動発生部１５は、（本実施形態では４つの）圧電素子１６Ａ～１６Ｄと、超音波電極１７Ａ，１７Ｂと、を備える。エネルギー制御装置３には、電源２１及び駆動回路（エネルギー出力部）２２を備える。超音波電極１７Ａは、ケーブル７の内部を通って延設される電気経路１８Ａを介して駆動回路２２に電気的に接続され、超音波電極１７Ｂは、ケーブル７の内部を通って延設される電気経路１８Ｂを介して駆動回路２２に電気的に接続されている。
　電源２１は、バッテリー又はコンセント等であり、駆動回路２２では、電源２１からの電力が超音波電気エネルギー（交流電力）に変換される。駆動回路２２から変換された超音波電気エネルギーが出力されることにより、電気経路１８Ａ，１８Ｂを介して振動発生部１５に超音波電気エネルギーが供給される。これにより、超音波電極１７Ａ，１７Ｂの間で圧電素子１６Ａ～１６Ｄに駆動電圧（交流電圧）Ｖが印加され、圧電素子１６Ａ～１６Ｂに駆動電流（交流電流）Ｉが流れる。すなわち、駆動回路（エネルギー出力部）２２から出力された駆動電流Ｉは、振動発生部１５の圧電素子１６Ａ～１６Ｄに供給される。
　駆動電流Ｉが振動発生部１５に供給されることにより、圧電素子１６Ａ～１６Ｄによって駆動電流Ｉが超音波振動に変換され、超音波振動が発生する。発生した超音波振動は、振動発生部１５から振動伝達部材１１に伝達され、振動伝達部材１１において基端側から先端側へ伝達される。これにより、エンドエフェクタ１２に超音波振動が伝達され、エンドエフェクタ１２は超音波振動を用いて、骨又は軟骨を処置対象として切削する。ここで、振動発生部１５で発生した超音波振動がエンドエフェクタ１２に伝達されている状態では、振動発生部１５及び振動伝達部材１１におい振動体１０が形成されている。振動体１０がエンドエフェクタ１２に向かって超音波振動を伝達することにより、振動体１０は所定の周波数範囲（例えば４６ｋＨｚ以上４８ｋＨｚ以下の範囲）で、振動方向が長手軸Ｃに平行な縦振動を行う。振動体１０が所定の周波数範囲で振動する状態では、振動体１０における振動（縦振動）の振動腹Ｂｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）及び振動節Ｎｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ－１）の長手軸Ｃに沿う方向についての位置は定まっている。
　超音波処置システム１では、駆動回路（エネルギー出力部）２２から出力される（振動発生部１５に供給される）駆動電流Ｉを経時的に検出する電流計等の電流検出部２５が、設けられている。電流検出部２５は、電気経路（１８Ａ又は１８Ｂ）において流れる駆動電流Ｉを検出している。また、超音波処置システム１では、駆動回路２２から駆動電流Ｉが出力されることによって、超音波電極１７Ａ，１７Ｂの間（電気経路１８Ａ，１８Ｂの間）に印加される駆動電圧Ｖを経時的に検出する電圧計等の電圧検出部２６が、設けられている。電圧検出部２６は、電気経路１８Ａ，１８Ｂ間の駆動電圧Ｖ（電位差）を検出している。
　ハウジング５には、エネルギー操作入力部であるエネルギー操作ボタン２７が取付けられている。また、ハウジング５の内部には、スイッチ２８が設けられている。エネルギー操作ボタン２７でのエネルギー操作の入力の有無に基づいて、スイッチ２８の開閉状態が切替わる。エネルギー制御装置３には、制御部３０及びメモリ等の記憶媒体３１が設けられている。制御部３０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）を備えるプロセッサ又は集積回路等を備え、記憶媒体３１に情報等を記憶可能であるとともに、記憶媒体３１に記憶された情報等を読取り可能である。また、制御部３０は、単一のプロセッサから構成されてもよく、複数のプロセッサによって制御部３０が構成されていてもよい。制御部３０は、スイッチ２８の開閉状態を検出することにより、エネルギー操作ボタン２７でエネルギー操作が入力されているか否かを検出する。また、制御部３０は、エネルギー操作ボタン２７でのエネルギー操作の入力に基づいて、駆動回路２２からの駆動電流Ｉ（超音波電気エネルギー）の出力を制御している。
　制御部３０は、インピーダンス検出部３３、演算部３５及び判断部３６を備える。インピーダンス検出部３３、演算部３５及び判断部３６は、例えば制御部３０を構成するプロセッサによって行われる処理の一部を行う。インピーダンス検出部３３は、電流検出部２５及び電圧検出部２６での検出結果に基づいて、超音波電気エネルギー（すなわち、信仰発生部（超音波トランスデューサ）１５）のインピーダンス（超音波インピーダンス）Ｚを経時的に検出している。インピーダンスＺは、駆動電流Ｉ及び駆動電圧Ｖに基づいて、式（１）のようにして算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　また、駆動電流Ｉ及び駆動電圧Ｖとの間の位相差φを考慮して、式（１）の代わりに式（２）のようにして、インピーダンスＺが算出されてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　ここで、例えば、駆動電流（交流電流）Ｉのピークピーク値Ｉｐｐを電流値とし、かつ、駆動電圧（交流電圧）Ｖのピークピーク値Ｖｐｐが電流値として、式（１）又は式（２）を用いたインピーダンスＺの算出が行われる。ただし、駆動電流Ｉの波高値（最高値）Ｉｍを電流値とし、かつ、駆動電圧Ｖの波高値（最高値）Ｖｍを電圧値として、インピーダンスＺが算出されてもよく、駆動電流Ｉの実効値Ｉｅを電流値とし、かつ、駆動電圧Ｖの実効値Ｖｅを電圧値として、インピーダンスＺが算出されてもよい。
　演算部３５は、駆動電流Ｉ、駆動電圧Ｖ及びインピーダンスＺの検出結果に基づいて、演算処理を行う。また、判断部３６は、駆動回路２２から駆動電流Ｉが出力されている状態（振動体１０が超音波振動を伝達している状態）において、駆動電流Ｉ、駆動電圧Ｖ及びインピーダンスＺの検出結果及び演算部３５での演算結果に基づいて、エンドエフェクタ１２が処置対象（骨又は軟骨）へ引掛かった状態であるか否かを判断する。そして、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態であると判断した場合は、判断部３６は、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であることを示す信号を生成する。制御部３０は、判断部３６での判断結果（エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態であるか否か）に基づいて、駆動回路（エネルギー出力部）２２からの駆動電流Ｉ（超音波電気エネルギー）の出力を制御している。
　また、エネルギー制御装置３には、制御部３０によって作動が制御される警告部３７が設けられている。警告部３７は、ランプ、ブザー、モニタ等であり、作動されることにより警告を行う。
　次に、超音波処置システム１及びエネルギー制御装置３の作用及び効果について説明する。超音波処置システム１（超音波処置具２）を用いて、骨又は軟骨を処置対象として切削する際には、エンドエフェクタ１２を腹腔等の体腔に挿入する。この際、硬性鏡（図示しない）を用いて処置対象及びその近傍の観察が行われるとともに、送液チューブ（図示しない）等を用いて処置対象及びその近傍へ生理食塩水等の液体が送液されている。エンドエフェクタ１２が体腔に挿入されると、術者は、エネルギー操作ボタン２７でエネルギー操作を入力する。これにより、制御部３０によって、駆動回路２２から駆動電流Ｉ（超音波電気エネルギー）が出力され、振動発生部１５において供給された駆動電流Ｉから超音波振動が発生する。発生した超音波振動は、エンドエフェクタ１２に伝達される。超音波振動によってエンドエフェクタ１２が縦振動している状態でエンドエフェクタ１２を処置対象に接触させることにより、液体中において処置対象（骨又は軟骨）が切削される。
　図２は、超音波処置システム１を用いて処置を行う際のエネルギー制御装置３での処理を示すフローチャートである。図２に示すように、骨又は軟骨を切削する処置を行う際には、制御部３０は、エネルギー操作ボタン２７でエネルギー操作が入力されているか否かを検出する（ステップＳ１０１）。エネルギー操作の入力が検出されない限り（ステップＳ１０１－Ｎｏ）、処理は、ステップＳ１０１に戻る。エネルギー操作の入力が検出されると（ステップＳ１０１－Ｙｅｓ）、制御部３０は、駆動回路（エネルギー出力部）２２からの駆動電流Ｉ（超音波電気エネルギー）の出力を開始させる（ステップＳ１０２）。これにより、前述のようにして、エンドエフェクタ１２に超音波振動が伝達され、エンドエフェクタ１２は、超音波振動を用いて処置対象を切削する。
　駆動電流Ｉの出力が開始されると、制御部３０は、駆動電流Ｉの電流値が経時的に一定の基準電流値Ｉｒｅｆに保たれる状態に、駆動電流Ｉの出力を制御する（ステップＳ１０３）。また、駆動電流Ｉの出力が開始されると、電流検出部２５が駆動電流Ｉを経時的に検出するとともに、電圧検出部２６が駆動電圧Ｖを経時的に検出する（ステップＳ１０４）。そして、検出された駆動電流Ｉ及び駆動電圧Ｖに基づいて、インピーダンス検出部３３が、インピーダンスＺを経時的に検出する（ステップＳ１０５）。インピーダンスＺは、前述した式（１）又は式（２）を用いて算出され、例えば、駆動電流Ｉ及び駆動電圧Ｖの一周期又は半周期ごとに定期的に算出される。駆動電流Ｉを経時的に一定に基準電流値Ｉｒｅｆで保つ定電流制御では、インピーダンスＺが大きくなると、駆動電圧Ｖの電圧値を大きくし、駆動電流Ｉの電流値を一定に保つ。逆に、インピーダンスＺが小さくなると、駆動電圧Ｖの電圧値を小さくして、駆動電流Ｉの電流値を一定に保つ。本実施形態では、駆動電流（交流電流）Ｉのピークピーク値Ｉｐｐを電流値として、電流値を経時的に一定に基準電流値Ｉｒｅｆで保つ定電流制御が行われる。ただし、ピークピーク値Ｉｐｐを電流値とした場合とは基準電流値Ｉｒｅｆの値が異なるが、駆動電流Ｉの波高値（最高値）Ｉｍを電流値として、前述の定電流制御が行われてもよく、駆動電流Ｉの実効値Ｉｅを電流値として、前述の定電流制御が行われてもよい。
　インピーダンスＺの検出が行われると、判断部３６は、インピーダンスＺの検出結果に基づいて、エンドエフェクタ１２の処置対象への引掛かりの判断処理を行う（ステップＳ１０６）。図３は、エネルギー制御装置３によって行われるエンドエフェクタ１２の処置対象への引掛かりの判断処理を示すフローチャートである。図３に示すように、引掛かりの判断処理においては、判断部３６が、インピーダンス検出部３３によって検出された時間ｔにおけるインピーダンスＺ（ｔ）がインピーダンス閾値（第１のインピーダンス閾値）Ｚｔｈ１以上であったか否かを、判断する（ステップＳ１２１）。ここで、時間ｔは、駆動電流Ｉの出力開始を基準とする変数である。また、インピーダンス閾値Ｚｔｈ１は、術者等によって設定されてもよく、記憶媒体３１に記憶されていてもよい。インピーダンスＺ（ｔ）がインピーダンス閾値Ｚｔｈ１以上であった場合は（ステップＳ１２１－Ｙｅｓ）、判断部３６は、判断パラメータηを１に設定する（ステップＳ１２２）。一方、インピーダンスＺ（ｔ）がインピーダンス閾値Ｚｔｈ１より小さかった場合は（ステップＳ１２２－Ｎｏ）、判断部３６は、判断パラメータηを０に設定する（ステップＳ１２３）。
　図２及び図３に示すように、判断部３６は、引掛かりの判断処理（ステップＳ１０６）で設定した判断パラメータηに基づいて、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態であるか否かを判断する（ステップＳ１０７）。判断パラメータηが０に設定された場合は、判断部３６は、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態でないと判断する（ステップＳ１０７－Ｎｏ）。一方、判断パラメータηが１に設定された場合は、判断部３６は、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態であると判断する（ステップＳ１０７－Ｙｅｓ）。したがって、本実施形態では、インピーダンスＺがインピーダンス閾値（第１のインピーダンス閾値）Ｚｔｈ１以上になったか否かに基づいて、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態であるか否かが判断される。エンドエフェクタ１２が骨又は軟骨に引掛かると、振動体１０への負荷が大きくなり、インピーダンスＺが大きくなる。このため、時間ｔでのインピーダンスＺ（ｔ）がインピーダンス閾値Ｚｔｈ１以上であったか否かに基づいて、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であるか否かが適切に判断される。
　判断部３６によってエンドエフェクタ１２が引掛かった状態でないと判断された場合は（ステップＳ１０７－Ｎｏ）、制御部３０は、エネルギー操作ボタン２７でエネルギー操作の入力が継続されているか否かを検出する（ステップＳ１０８）。エネルギー操作の入力が停止されている場合は（ステップＳ１０８－Ｙｅｓ）、制御部３０は、駆動回路２２からの駆動電流Ｉの出力を停止する（ステップＳ１０９）。エネルギー操作の入力が継続されている場合は（ステップＳ１０８－Ｎｏ）、ステップＳ１０３に戻り、前述したステップＳ１０３以降の処理が順次行われる。
　ステップＳ１０７においてエンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断された場合は（ステップＳ１０７－Ｙｅｓ）、判断部３６は、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であることを示す信号を生成する。エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であることを示す信号が生成されると、制御部３０は、駆動回路（エネルギー出力部）２２から出力される駆動電流Ｉの電流値（本実施形態ではピークピーク値Ｉｐｐ）を基準電流値Ｉｒｅｆから減少させる（ステップＳ１１０）。これにより、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断された時点より前に比べて、駆動回路２２から出力される駆動電流Ｉが減少する。また、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であることを示す信号が生成されると、制御部３０は、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断した時点を０とする時間Ｔをカウントする（ステップＳ１１１）。ここで、時間ｔにおいてインピーダンスＺ（ｔ）がインピーダンス閾値Ｚｔｈ１以上になったと判断された場合、時間ｔ又はその直後に、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態であると判断される。したがって、時間ｔにおいてインピーダンスＺ（ｔ）がインピーダンス閾値Ｚｔｈ１以上になったと判断された場合、時間ｔ又はその直後から時間Ｔのカウントが開始される。
　駆動電流Ｉを基準電流値Ｉｒｅｆより小さくし（ステップＳ１１０）、かつ、時間Ｔのカウントを開始する（ステップＳ１１１）と、制御部３０は、エネルギー操作ボタン２７でエネルギー操作の入力が継続されているか否かを検出する（ステップＳ１１２）。エネルギー操作の入力が停止されている場合は（ステップＳ１１２－Ｙｅｓ）、制御部３０は、駆動回路２２からの駆動電流Ｉの出力を停止する（ステップＳ１１３）。
　ステップＳ１１２において、エネルギー操作の入力が継続されている場合は（ステップＳ１１２－Ｎｏ）、制御部３０は、カウントされている時間Ｔが基準時間Ｔｒｅｆ以上であるか否かを判断する（ステップＳ１１４）。すなわち、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態であると判断された時点（インピーダンスＺ（ｔ）がインピーダンス閾値Ｚｔｈ１以上になった時点又はその直後）から基準時間Ｔｒｅｆ経過したか否かが、判断される。時間Ｔが基準時間Ｔｒｅｆより小さい場合は（ステップＳ１１４―Ｎｏ）、ステップＳ１１０に戻り、前述したステップＳ１１０以降の処理が順次行われる。したがって、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態であると判断された時点から基準時間Ｔｒｅｆ経過する前において駆動電流Ｉの出力が継続される場合、駆動電流Ｉの電流値が基準電流値Ｉｒｅｆより小さく保たれる。そして、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態であると判断された時点から基準時間Ｔｒｅｆ経過する前において駆動電流Ｉの出力が継続される場合は、時間Ｔが継続してカウントされる。
　ステップＳ１１４において、時間Ｔが基準時間Ｔｒｅｆ以上の場合は（ステップＳ１１４－Ｙｅｓ）、ステップＳ１０３に戻り、制御部３０は、駆動電流Ｉの電流値（本実施形態ではピークピーク値Ｉｐｐ）を基準電流値Ｉｒｅｆにする（ステップＳ１０３）。すなわち、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断された時点から基準時間Ｔｒｅｆ経過した後において、駆動回路（エネルギー出力部）２２から駆動電流Ｉが経時的に一定に基準電流値Ｉｒｅｆで出力される状態になる。したがって、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断された時点から基準時間Ｔｒｅｆ経過した後において、基準電流値Ｉｒｅｆでの駆動電流Ｉの定電流制御が制御部３０によって行われる。ステップＳ１０３に戻り、基準電流値Ｉｒｅｆでの駆動電流Ｉの定電流制御が再び行われると、ステップＳ１０４以降の処理が再び行われる。なお、基準時間Ｔｒｅｆは、術者等によって設定されてもよく、記憶媒体３２に記憶されていてもよい。
　また、ステップＳ１０７でエンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断された場合は（ステップＳ１０７－Ｙｅｓ）、制御部３０は、駆動電流Ｉの電流値を基準電流値Ｉｒｅｆより小さくすること（ステップＳ１１０）に加えて、引掛かりが発生したことを警告部３７によって警告させてもよい。警告部３７は、例えば、点灯したり、音を発信したり、警告をモニタ表示したりすることにより、警告を行う。
　図４は、インピーダンスＺの経時的な変化の一例を示す図である。図４では、横軸に駆動電流Ｉの出力開始を基準とする時間ｔを示し、縦軸にインピーダンスＺを示している。図４に示すように、骨又は軟骨を処置対象として切削する際には、エンドエフェクタ１２が処置対象への接触を開始することにより、インピーダンスＺが経時的に増加する。図４に示す一例では、時間ｔ１又はその近傍において、エンドエフェクタ１２が処置対象への接触を開始し、処置対象が切削され始める。そして、処置対象を切削している状態において、エンドエフェクタ１２の処置対象への引掛かりが発生し、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態になると、インピーダンスＺが経時的に急激に増加する。図４に示す一例では、時間ｔ２又はその近傍において引掛かりが発生する。本実施形態では、前述したステップＳ１０４～Ｓ１０７の処理が継続して行われることにより、時間ｔ２においてインピーダンスＺ（ｔ２）がインピーダンス閾値Ｚｔｈ１以上になったと、判断部３６が判断する。そして、時間ｔ２又はその直後に、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態であると判断され、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であることを示す信号が生成される。
　エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であることを示す信号に基づいて例えば警告を行うことにより、術者は、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態であることを認識する。これにより、術者がエンドエフェクタ１２を処置対象から離間させたり、エネルギー操作の入力を停止したりすることにより、過度に（必要以上に）処置対象が切削されることが防止される。
　図５は、図４のようにインピーダンスＺが経時的に変化した場合において、エンドエフェクタ１７が引掛かった状態であると判断された時点及びその近傍での、駆動電流Ｉ及び駆動電圧Ｖのそれぞれの経時的な変化を示す図である。図５では、横軸に駆動電流Ｉの出力開始を基準とする時間ｔを示し、縦軸に駆動電流Ｉ及び駆動電圧Ｖを示している。そして、駆動電流Ｉの経時的な変化を破線で示し、駆動電圧Ｖの経時的な変化を実線で示す。図５によって、引掛かりの判断処理に基づく駆動電流Ｉ及び駆動電圧Ｖの制御が説明される。図５に示すように、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断された時点（インピーダンスＺ（ｔ２）がインピーダンス閾値Ｚｔｈ１以上になった時間ｔ２又はその直後）より前においては、制御部３０は、前述のステップＳ１０３の処理を継続して行うことにより、駆動電流Ｉの電流値（本実施形態ではピークピーク値Ｉｐｐ）を経時的に一定に基準電流値Ｉｒｅｆにする定電流制御を行っている。なお、制御部３０によって定電流制御を行っている状態においてインピーダンスＺが増加した場合に、駆動電流Ｉの電流値が基準電流値Ｉｒｅｆより小さくなることがある。ただし、定電流制御が行われている状態では、インピーダンスＺの増加に対応して駆動電圧Ｖを増加させるため、駆動電流Ｉの電流値が基準電流値Ｉｒｅｆより小さくなるのは一時的である。
　時間ｔ２においてインピーダンスＺ（ｔ２）がインピーダンス閾値Ｚｔｈ１以上になったことが検出され、時間ｔ２及び時間ｔ２の直後においてエンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断されると、制御部３０は、前述のステップＳ１１０の処理を行うことにより、駆動電流Ｉの電流値を基準電流値Ｉｒｅｆより小さくする。図５に示す一例では、エンドエフェクタ１２が引掛った状態であると時間ｔ２又はその直後に判断されることにより、基準電流値Ｉｒｅｆより小さい低下電流値Ｉｌｏｗまで電流値が低下される。そして、前述のステップＳ１１０～Ｓ１１２、Ｓ１１４の処理が継続して行われることにより、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断された時点（時間ｔ２又はその直後）から基準時間Ｔｒｅｆ経過する前においては、駆動電流Ｉの電流値が基準電流値Ｉｒｅｆより小さく保たれる。
　そして、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断された時点から基準時間Ｔｒｅｆ経過した後の時間ｔ３において、前述のステップＳ１０３の処理が行われ、駆動電流Ｉの電流値が基準電流値Ｉｒｅｆになる。引掛かった状態であると判断された時点（時間ｔ２又はその直後）と時間ｔ３との間では、低下電流値Ｉｌｏｗから基準電流値Ｉｒｅｆへ駆動電流Ｉの電流値を経時的に増加させる電流制御が制御部３０によって行われ、基準電流値Ｉｒｅｆより小さい範囲で駆動電流Ｉの電流値が経時的に変化している。時間ｔ３以後においては、前述のステップＳ１０３の処理が継続して行われることにより、駆動電流Ｉの電流値が基準電流値Ｉｒｅｆで経時的に一定に保たれる。
　前述ように、本実施形態では、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断された時点から基準時間Ｔｒｅｆ経過する前においては、駆動電流Ｉの電流値が基準電流値Ｉｒｅｆより小さく保たれる。駆動電流Ｉの電流値が小さくなることにより、エンドエフェクタ１２を含む振動体１０において超音波振動による振動（縦振動）の振幅及び振動速度が小さくなる。これにより、エンドエフェクタ１２の処置対象への引掛かりが発生しても、過度に（必要以上に）処置対象が切削されることがさらに有効に防止される。
　（第１の実施形態の変形例）　
　なお、第１の実施形態では、インピーダンスＺがインピーダンス閾値（第１のインピーダンス閾値）Ｚｔｈ１以上になったことに基づいて、エンドエフェクタ１２が処置対象（骨又は軟骨）へ引掛かった状態であるか否かが判断されるが、これに限るものではない。例えば、ある変形例では、インピーダンス閾値Ｚｔｈ１の代わりに電圧閾値（第１の電圧閾値）Ｖｔｈ１を用いて引掛かりの判断処理（図２のステップＳ１０６）が行われてもよい。この場合、時間ｔにおいて駆動電圧Ｖ（ｔ）の電圧値が電圧閾値Ｖｔｈ１以上であったか否かに基づいて、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であるか否かが判断される。すなわち、駆動電圧Ｖ（ｔ）の電圧値が電圧閾値Ｖｔｈ１以上であった場合は、判断部３６は、判断パラメータηを１に設定し、ステップＳ１０７において、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態であると判断される（ステップＳ１０７－Ｙｅｓ）。一方、駆動電圧Ｖ（ｔ）の電圧値が電圧閾値Ｖｔｈ１より小さかった場合は、判断部３６は、判断パラメータηを０に設定し、ステップＳ１０７において、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態でないと判断される（ステップＳ１０７－Ｎｏ）。
　本変形例でも、エンドエフェクタ１２が引掛かっていない状態では、駆動電流Ｉの電流値を（基準電流値Ｉｒｅｆで）経時的に一定にする前述の定電流制御が行われている。定電流制御が行われている状態においてエンドエフェクタ１２の骨又は軟骨への引掛かりによってインピーダンスＺが大きくなると、制御部３０は、インピーダンスＺの増加に対応させて駆動電圧Ｖの電圧値を大きくする。このため、時間ｔでの駆動電圧Ｖ（ｔ）の電圧値が電圧閾値（第１の電圧閾値）Ｖｔｈ１以上であったか否かに基づいて、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であるか否かが適切に判断される。なお、駆動電圧（交流電圧）Ｖの電圧値として、ピークピーク値Ｖｐｐ、波高値（最高値）Ｖｍ又は実効値Ｖｅが用いられる。ただし、ピークピーク値Ｖｐｐ、波高値Ｖｍ及び実効値Ｖｅのいずれを電圧値として用いるかにより、電圧閾値Ｖｔｈ１の値が異なる。
　また、別のある変形例では、インピーダンス閾値Ｚｔｈ１の代わりに電流閾値（第１の電流閾値）Ｉｔｈ１を用いて引掛かりの判断処理（図２のステップＳ１０６）が行われてもよい。この場合、時間ｔにおいて駆動電流Ｉ（ｔ）の電流値が電流閾値Ｉｔｈ１以下であったか否かに基づいて、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であるか否かが判断される。すなわち、駆動電流Ｉ（ｔ）の電流値が電流閾値Ｉｔｈ１以下であった場合は、判断部３６は、判断パラメータηを１に設定し、ステップＳ１０７において、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態であると判断される（ステップＳ１０７－Ｙｅｓ）。一方、駆動電流Ｉ（ｔ）の電流値が電流閾値Ｉｔｈ１より大きかった場合は、判断部３６は、判断パラメータηを０に設定し、ステップＳ１０７において、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態でないと判断される（ステップＳ１０７－Ｎｏ）。なお、本変形例でも、引掛かった状態であると判断された際には、制御部３０は、駆動電流Ｉの電流値を低下電流値Ｉｌｏｗまで低下させるが、低下電流値Ｉｌｏｗは、電流閾値（第１の電流閾値）Ｉｔｈ１より小さい値に設定されている。
　本変形例でも、エンドエフェクタ１２が引掛かっていない状態では、駆動電流Ｉの電流値を（基準電流値Ｉｒｅｆで）経時的に一定にする前述の定電流制御が行われている。ここで、定電流制御が行われている状態においても、エンドエフェクタ１２の骨又は軟骨への引掛かりによってインピーダンスＺが急激に増加すると、インピーダンスＺが増加するタイミングに対して駆動電圧Ｖを増加させるタイミングが遅れ、駆動電流Ｉの電流値が一時的に基準電流値Ｉｒｅｆより小さくなる。このため、時間ｔでの駆動電流Ｉ（ｔ）の電流値が電流閾値（第１の電流閾値）Ｉｔｈ１以下であったか否かに基づいて、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であるか否かが適切に判断される。ただし、定電流制御が行われている状態では、インピーダンスＺの増加に対応して駆動電圧Ｖを増加させるため、駆動電流Ｉの電流値の減少からある程度の時間が経過すると、駆動電流Ｉの電流値が基準電流値Ｉｒｅｆで経時的に一定になる。このため、本変形例では、駆動電流Ｉの電流値を検出するタイミングの時間間隔を短くし、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であるか否かの判断を行う必要がある。なお、駆動電流（交流電流）Ｉの電流値として、ピークピーク値Ｉｐｐ、波高値（最高値）Ｉｍ又は実効値Ｉｅが用いられる。ただし、ピークピーク値Ｉｐｐ、波高値Ｉｍ及び実効値Ｉｅのいずれを電流値として用いるかにより、電流閾値Ｉｔｈ１の値が異なる。
　（第２の実施形態）　
　次に、本発明の第２の実施形態について、図６及び図７を参照して説明する。なお、第２の実施形態は、第１の実施形態の構成を次の通り変形したものである。なお、第１の実施形態と同一の部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。本実施形態では、図２のステップＳ１０５の処理（インピーダンスＺの経時的な検出）が行われなくてもよい。
　図６は、エネルギー制御装置３によって行われるエンドエフェクタ１２の処置対象への引掛かりの判断処理（図２のステップＳ１０６の処理）を示すフローチャートである。図６に示すように、引掛かりの判断処理においては、電圧検出部２６及び演算部３５は、検出された駆動電圧Ｖに基づいて、時間ｔにおける駆動電圧Ｖの波高値（最大値）Ｖｍ（ｔ）を検出する（ステップＳ１３１）。駆動電圧Ｖの波高値Ｖｍ（ｔ）は、駆動電圧Ｖの一周期又は半周期ごとに定期的に検出される（算出される）。したがって、時間ｔより１回前の検出対象となった時点（ｔ－１）を規定すると、駆動電圧Ｖが波高値Ｖｍ（ｔ－１）となった時点から駆動電圧Ｖが波高値Ｖｍ（ｔ）となった時点までは、駆動電圧Ｖの一周期又は半周期となる。検出された駆動電圧Ｖの波高値Ｖｍ（ｔ）は、記憶媒体３１に記憶される。なお、駆動電圧Ｖの一周期ごとに波高値Ｖｍ（ｔ）を検出する場合は、駆動電圧（交流電圧）Ｖの山のみ又は谷のみで波高値Ｖｍ（ｔ）を検出する。一方、駆動電圧Ｖの半周期ごとに波高値Ｖｍ（ｔ）を検出する場合は、駆動電圧Ｖの山及び谷の両方で波高値Ｖｍ（ｔ）を検出する。
　時間ｔでの駆動電圧Ｖの波高値Ｖｍ（ｔ）が検出されると、演算部３５が、時間ｔでの駆動電圧Ｖの波高値Ｖｍ（ｔ）から時間ｔより１回前の検出対象となった時点（ｔ－１）での駆動電圧Ｖの波高値Ｖｍ（ｔ－１）を減算した変化率（変化量）ε（ｔ）を、算出する（ステップＳ１３２）。そして、判断部３６が、算出された変化率ε（ｔ）が正であったか否かを判断する（ステップＳ１３３）。ここで、変化率ε（ｔ）が正であった場合は、時間ｔにおいて駆動電圧Ｖの波高値Ｖｍ（ｔ）が経時的に増加し、変化率ε（ｔ）は、時間ｔでの駆動電圧Ｖの波高値Ｖｍ（ｔ）の増加率（増加量）を示している。
　変化率ε（ｔ）が正であった場合は（ステップＳ１３３－Ｙｅｓ）、判断部３６は、時間ｔでの（時間（ｔ－１）から時間ｔまでの）変化率（増加率）ε（ｔ）が基準増加率（基準増加量）εｒｅｆ以上であったか否かを判断する（ステップＳ１３４）。したがって、本実施形態では、駆動電圧Ｖの波高値Ｖｍ（ｔ）が経時的に増加している状態において、駆動電圧Ｖの波高値Ｖｍ（ｔ）の増加率（変化率）ε（ｔ）が算出され、算出された増加率ε（ｔ）が基準増加率εｒｅｆ以上であったか否かが、判断される。ここで、基準増加率εｒｅｆは、術者等によって設定されてもよく、記憶媒体３１に記憶されていてもよい。
　ここで、時間ｔにおけるカウント数Ｍ（ｔ）を規定する。変化率（増加率）ε（ｔ）が基準増加率εｒｅｆ以上であった場合には（ステップＳ１３４―Ｙｅｓ）、演算部３５は、時間ｔより１回前の検出対象となった時点（ｔ－１）でのカウント数Ｍ（ｔ－１）に１を加算することにより、時間ｔでのカウント数Ｍ（ｔ）を算出する（ステップＳ１３５）。この際、時間（ｔ－１）でのカウント数Ｍ（ｔ－１）が１である場合は、時間ｔでのカウント数Ｍ（ｔ）が２となる。算出されたカウント数Ｍ（ｔ）は、記憶媒体３１に記憶される。なお、駆動回路２２からの駆動電流Ｉの出力開始時においては、カウント数Ｍ（ｔ）は、０に設定されている。
　ステップＳ１３５でカウント数Ｍ（ｔ）が算出されると、判断部３６が、算出されたカウント数Ｍ（ｔ）が基準カウント数Ｍｒｅｆ以上であったか否かを判断する（ステップＳ１３６）。ここで、基準カウント数Ｍｒｅｆは、術者等によって設定されてもよく、記憶媒体３１に記憶されていてもよい。
　そして、カウント数Ｍ（ｔ）が基準カウント数Ｍｒｅｆ以上であった場合は（ステップＳ１３６－Ｙｅｓ）、判断部３６は、判断パラメータηを１に設定する（ステップＳ１３７）。そして、図２のステップＳ１０７において、判断部３６は、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態であると判断する（ステップＳ１０７－Ｙｅｓ）。一方、カウント数Ｍ（ｔ）が基準カウント数Ｍｒｅｆより小さかった場合は（ステップＳ１３６－Ｎｏ）、判断部３６は、判断パラメータηを０に設定する（ステップＳ１３８）。そして、図２のステップＳ１０７において、判断部３６は、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態でない判断する（ステップＳ１０７－Ｎｏ）。ただし、この場合、時間（ｔ－１）でのカウント数Ｍ（ｔ－１）から１加算された値が、時間ｔでのカウント数Ｍ（ｔ）として記憶される。
　また、ステップＳ１３３において時間ｔでの（時間（ｔ－１）から時間ｔまでの）波高値Ｖｍ（ｔ）の変化率ε（ｔ）が、０又は負であったと判断された場合（ステップＳ１３３－Ｎｏ）、及び、ステップＳ１３４において時間ｔでの波高値Ｖｍ（ｔ）の増加率（変化率）ε（ｔ）が基準増加率εｒｅｆより小さかったと判断された場合（ステップＳ１３４－Ｎｏ）は、演算部３５は、時間ｔでのカウント数Ｍ（ｔ）を０にリセットする（ステップＳ１３９）。そして、判断部３６は、判断パラメータηを０に設定し（ステップＳ１４０）、図２のステップＳ１０７において、判断部３６は、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態でないと判断する（ステップＳ１０７－Ｎｏ）。この際、リセットされた値（すなわち０）が時間ｔでのカウント数Ｍ（ｔ）として記憶される。
　前述のようにして引掛かりの判断処理（ステップＳ１０６）及びステップＳ１０７の判断が行われるため、駆動電圧Ｖの波高値Ｖｍ（ｔ）が基準増加率εｒｅｆ以上の増加率ε（ｔ）で所定時間の間継続して増加した場合のみ、ステップＳ１３７において判断パラメータηが１に設定される。すなわち、判断部３６は、駆動電圧Ｖの波高値Ｖｍ（ｔ）が基準増加率εｒｅｆ以上の増加率ε（ｔ）で所定時間の間（カウント数Ｍ（ｔ）が０から基準カウント数Ｍｒｅｆに到達するまでの間）継続して増加したことに基づいて、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態であると判断する。なお、本実施形態でも、引掛かった状態であると判断されることにより、制御部３０は、第１の実施形態で前述したように、駆動回路（エネルギー出力部）２２から出力される駆動電流Ｉの電流値を基準電流値Ｉｒｅｆより小さくするとともに、警告部３７に警告させる。
　図７は、駆動電圧Ｖの経時的な変化の一例を示す図である。図７では、横軸に駆動電流Ｉの出力開始を基準とする時間ｔを示し、縦軸に駆動電圧Ｖを示している。図７に示すように、骨又は軟骨を処置対象として切削する際には、エンドエフェクタ１２が処置対象への接触を開始することにより、インピーダンスＺが経時的に増加し、駆動電圧Ｖの波高値Ｖｍ（ｔ）も経時的に増加する。図７に示す一例では、時間ｔ４又はその近傍において、エンドエフェクタ１２が処置対象への接触を開始し、処置対象が切削され始める。このため、時間ｔ４から時間ｔ５までの間において、駆動電圧Ｖの波高値Ｖｍ（ｔ）は、Ｖｍ４からＶｍ５まで経時的に増加する。ただし、エンドエフェクタ１２の処置対象への接触開始に起因する波高値Ｖｍ（ｔ）の増加においては、波高値Ｖｍ（ｔ）は急激に増加せず、波高値Ｖｍ（ｔ）の増加率ε（ｔ）は基準増加率εｒｅｆより小さくなる。このため、時間ｔ４から時間ｔ５までの間では、図６のステップＳ１４０の処理によって継続して判断パラメータηが０に設定され、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態でないと判断される。
　また、エンドエフェクタ１２の引掛かりが発生することなく処置対象がエンドエフェクタ１２によって切削されている状態では、インピーダンスＺは経時的に略一定になり、駆動電圧Ｖの波高値Ｖｍ（ｔ）も経時的に略一定になる。図７に示す一例では、時間ｔ５から時間ｔ６までの間において、エンドエフェクタ１２の引掛かりが発生することなく処置対象がエンドエフェクタ１２によって切削され、駆動電圧Ｖの波高値Ｖｍ（ｔ）がＶｍ５で略一定に保たれる。このため、時間ｔ４から時間ｔ５までの間では、図６のステップＳ１４０の処理によって継続して判断パラメータηが０に設定され、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態でないと判断される。
　そして、処置対象を切削している状態において、エンドエフェクタ１２の処置対象への引掛かりが発生すると、インピーダンスＺが経時的に急激に増加し、駆動電圧Ｖの波高値Ｖｍもある程度の時間は急激に増加する。図７に示す一例では、時間ｔ６又はその近傍においてエンドエフェクタ１２の引掛かりが発生する。このため、時間ｔ６から時間ｔ７までの間において、駆動電圧Ｖの波高値Ｖｍ（ｔ）は、Ｖｍ５からＶｍ７まで経時的に急激に増加する。時間ｔ６から時間ｔ７までの間では、駆動電圧Ｖの波高値Ｖｍ（ｔ）が急激に増加するため、ステップＳ１３４の処理によって、波高値Ｖｍ（ｔ）の増加率ε（ｔ）が基準増加率εｒｅｆ以上であったと継続して判断される。そして、時間ｔ６から時間ｔ７の間では、ステップＳ１３５の処理によって、カウント数Ｍ（ｔ）が継続して増加する。カウント数Ｍ（ｔ）が基準カウント数Ｍｒｅｆに到達する前においては、ステップＳ１３８の処理によって継続して判断パラメータηが０に設定される。ただし、時間ｔ６から時間ｔ７の間ではカウント数Ｍ（ｔ）が継続して増加するため、時間ｔ７又はその前に、ステップＳ１３６の処理によって、カウント数Ｍ（ｔ）が基準カウント数Ｍｒｅｆ以上になったと判断される。これにより、ステップＳ１３７の処理によって、判断パラメータηが１に設定され、エンドエフェクタ１２が処置対象に引掛った状態であると判断される。これにより、時間ｔ７又はその前に、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であることを示す信号が生成される。
　エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であることを示す信号に基づいて、制御部３０での制御によって、警告が行われたり、駆動電流Ｉの電流値を基準電流値Ｉｒｅｆより小さくしたりすることにより、本実施形態でも第１の実施形態と同様の作用及び効果を奏する。
　また、本実施形態では、駆動電圧Ｖの波高値Ｖｍ（ｔ）が基準増加率εｒｅｆ以上の増加率ε（ｔ）で所定時間の間増加したことに基づいて、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断される。したがって、例えばノイズ等によって駆動電圧Ｖの電圧値が瞬間的に大きい値になった場合は、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態でないと適切に判断され、さらに適切にエンドエフェクタ１２が引掛かった状態であるか否かが判断される。
　また、本実施形態では、駆動電圧Ｖの波高値Ｖｍ（ｔ）に基づいて、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であるか否かが判断される。このため、駆動電流Ｉと駆動電圧Ｖとの間に位相差φが発生しても、位相差φに関係なく、適切にエンドエフェクタ１２が引掛かった状態であるか否かが判断される。
　（第３の実施形態）　
　次に、本発明の第３の実施形態について、図８及び図９を参照して説明する。なお、第３の実施形態は、第１の実施形態の構成を次の通り変形したものである。なお、第１の実施形態と同一の部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
　図８は、本実施形態の振動体２０の構成を示す図である。また、図８では、超音波振動によって振動体２０が振動（縦振動している状態）での長手軸Ｃに沿う方向についての位置Ｘと縦振動の振幅Ａとの関係を示している。なお、図８のグラフでは、横軸に長手軸Ｃに沿う方向についての位置Ｘを示し、縦軸に振幅Ａを示している。図８に示すように、振動体１０が所定の周波数範囲（例えば４６ｋＨｚ以上４８ｋＨｚ以下の範囲）で縦振動する状態では、長手軸Ｃに沿う方向について所定の位置に振動（縦振動）の振動腹Ｂｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）及び振動節Ｎｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ－１）のそれぞれが位置している。例えば、振動腹Ｂｉの中で最も基端側の振動腹Ｂ１は、振動発生部１５の基端（振動体１０の基端）に位置し、振動腹Ｂｉの中で最も先端側の振動腹Ｂｋは、振動伝達部材１１の先端（振動体１０の先端）に位置している。
　本実施形態では、振動発生部１５に、振動センサ等の振幅検出部４１が設けられている。振動体が所定の周波数範囲で縦振動する状態では、振幅検出部４１が取付けられる位置に振動腹Ｂ２が位置している。ここで、振動腹Ｂ２は、振動腹Ｂｉの中で２番目に基端側に位置する。駆動回路２２から駆動電流Ｉが出力され、振動体２０が振動している状態では、振幅検出部４１は、振動腹Ｂ２での振幅Ａ（Ｂ２，ｔ）を経時的に検出する。振幅検出部４１での検出結果は、有線又は無線によって、エネルギー制御装置３の制御部３０に伝達される。なお、振幅Ａ（Ｘ，ｔ）とは、長手軸Ｃに沿う方向について位置Ｘでの時間ｔにおける縦振動の振幅Ａを示している。
　本実施形態では、図２のステップＳ１０４の処理（駆動電流Ｉ及び駆動電圧Ｖの検出）及びステップＳ１０５の処理（インピーダンスＺの経時的な検出）が行われなくてもよい。そして、これらの処理の代わりに、又は、これらの処理に加えて本実施形態では、振幅検出部４１によって、振動腹Ｂ２での振幅Ａ（Ｂ２，ｔ）が検出される。
　図９は、エネルギー制御装置３によって行われるエンドエフェクタ１２の処置対象への引掛かりの判断処理（図２のステップＳ１０６の処理）を示すフローチャートである。図９に示すように、引掛かりの判断処理においては、判断部３６が、振幅検出部４１によって検出された時間ｔにおける振動腹Ｂ２での振幅Ａ（Ｂ２，ｔ）が振幅閾値Ａｔｈ以下であったか否かを、判断する（ステップＳ１４１）。振幅閾値Ａｔｈは、 術者等によって設定されてもよく、記憶媒体３１に記憶されていてもよい。振動腹Ｂ２での振幅Ａ（Ｂ２，ｔ）が振幅閾値Ａｔｈ以下であった場合は（ステップＳ１４１－Ｙｅｓ）、判断部３６は、判断パラメータηを１に設定する（ステップＳ１４２）。そして、図２のステップＳ１０７において、判断部３６は、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態であると判断する。一方、振動腹Ｂ２での振幅Ａ（Ｂ２，ｔ）が振幅閾値Ａｔｈより大きかった場合は（ステップＳ１４２－Ｎｏ）、判断部３６は、判断パラメータηを０に設定する（ステップＳ１４３）。そして、図２のステップＳ１０７において、判断部３６は、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態でないと判断する。
　前述のように本実施形態では、振動腹Ｂ２での振幅Ａ（Ｂ２，ｔ）が振幅閾値Ａｔｈ以下になったか否かに基づいて、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態であるか否かが判断される。エンドエフェクタ１２が骨又は軟骨に引掛かると、振動体１０では、振動節Ｎｉ以外の位置において、縦振動の振幅Ａ（Ｘ，ｔ）が減少する。このため、時間ｔでの振動腹Ｂ２の振幅Ａ（Ｂ２，ｔ）が振幅閾値Ａｔｈ以下であったか否かに基づいて、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であるか否かが適切に判断される。
　ここで、時間ｔ８においてエンドエフェクタ１２が引掛かっていない状態で処置対象の切削が行われており、時間ｔ８より後の時間ｔ９の近傍でエンドエフェクタ１２の引掛かりが発生したとする。図８では、時間ｔ８での振動体１０の振幅Ａ（Ｘ，ｔ８）が実線で示され、時間ｔ９での振動体１０の振幅Ａ（Ｘ，ｔ９）が破線で示されている。図８に示すように、エンドエフェクタ１２の引掛かりが発生していない時間ｔ８においては、振動腹Ｂ２での振幅Ａ（Ｂ２，ｔ８）は、振幅閾値Ａｔｈより大きくなる。そして、時間ｔ９の近傍においてエンドエフェクタ１２の処置対象への引掛かりが発生し、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態になる。これにより、時間ｔ９においては、振動腹Ｂ２での振幅Ａ（Ｂ２，ｔ９）が振幅閾値Ａｔｈ以下になる。この際、前述したステップＳ１４１，Ｓ１４２の処理が行われることにより、時間ｔ９において振動腹Ｂ２での振幅Ａ（Ｂ２，ｔ９）が振幅閾値Ａｔｈ以下になったと、判断部３６が判断する。そして、時間ｔ９又はその直後に、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態であると判断され、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であることを示す信号が生成される。
　エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であることを示す信号に基づいて、制御部３０での制御によって、警告が行われたり、駆動電流Ｉの電流値を基準電流値Ｉｒｅｆより小さくしたりすることにより、本実施形態でも第１の実施形態と同様の作用及び効果を奏する。
　また、振動腹Ｂ２を含む振動腹Ｂｉは、長手軸Ｃに沿う方向について振幅Ａ（Ｘ，ｔ）が極大になる箇所である。このため、振動腹Ｂｉでのそれぞれでは、エンドエフェクタ１２が引掛かっていない状態とエンドエフェクタ１２が引掛かった状態との間で、振幅Ａ（Ｘ，ｔ）の差が大きくなる。このため、振動腹Ｂ２での振幅Ａ（Ｂ２，ｔ）に基づいてエンドエフェクタ１２の引掛かりの判断処理が行われることにより、引掛かった状態であるか否かがさらに適切に判断される。
　（第３の実施形態の変形例）　
　なお、第３の実施形態では、振幅検出部４１が振動腹Ｂ２に配置されているが、ある変形例では、振幅検出部４１が振動腹Ｂｉの中で振動腹Ｂ２以外のいずれかの振動腹（ここではＢｋとする）に配置されてもよい。この場合、振幅検出部４１が配置される振動腹Ｂｋの時間ｔでの振幅Ａ（Ｂｋ，ｔ）が振幅閾値Ａｔｈ以下であったか否かに基づいて、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であるか否かが判断される。ただし、振動腹Ｂ３～Ｂｎのそれぞれでの振幅Ａ（Ｂｋ，ｔ）は、振動腹Ｂ２での振幅Ａ（Ｂ２，ｔ）に比べて大きくなる。このため、振動腹Ｂ３～Ｂｎのいずれかに振幅検出部４１が配置される場合は、振幅検出部４１が振動腹Ｂ２に配置される場合とは、振幅閾値Ａｔｈの値が異なる。
　また、ある変形例では、ある振動腹（Ｂｉのいずれか）とある振動節（Ｎｉのいずれか）との間の位置Ｘｋに、振幅検出部４１が配置されてもよい。位置Ｘｋにおいても、振動腹Ｂｉでの振幅Ａ（Ｂｉ，ｔ）に比べて減少量は小さくなるが、エンドエフェクタ１２が骨又は軟骨に引掛かると、縦振動の振幅Ａ（Ｘｋ，ｔ）が減少する。この場合も、振幅検出部４１が配置される位置Ｘｋの時間ｔでの振幅Ａ（Ｘｋ，ｔ）が振幅閾値Ａｔｈ以下であったか否かに基づいて、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であるか否かが判断される。ただし、振幅検出部４１が振動腹Ｂｉのいずれかに配置される場合とは、振幅閾値Ａｔｈが異なる。前述のように、振幅検出部４１は、振動節Ｎｉ以外の箇所に配置されていればよい。
　また、ある変形例では、振幅検出部４１の代わりにモーションセンサ等の速度検出部（図示しない）が振動体１０に取付けられてもよい。この場合、速度検出部が配置される箇所（例えば振動腹Ｂ２）での時間ｔにおける平均振動速度（例えばν（Ｂ２，ｔ））が経時的に検出される。平均振動速度（例えばν（Ｂ２，ｔ））は、例えば縦振動の一周期ごと又は半周期ごとに検出される。
　本変形例では、時間ｔにおいて速度検出部が配置される箇所（例えば振動腹Ｂ２）での平均振動速度（例えばν（Ｂ２，ｔ））が速度閾値νｔｈ以下であったか否かに基づいて、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であるか否かが判断される。すなわち、平均振動速度（例えばν（Ｂ２，ｔ））が速度閾値νｔｈ以下であった場合は、判断部３６は、判断パラメータηを１に設定し、ステップＳ１０７において、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態であると判断される（ステップＳ１０７－Ｙｅｓ）。一方、平均振動速度（例えばν（Ｂ２，ｔ）が速度閾値νｔｈより大きかった場合は、判断部３６は、判断パラメータηを０に設定し、ステップＳ１０７において、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態でないと判断される（ステップＳ１０７－Ｎｏ）。
　エンドエフェクタ１２が骨又は軟骨に引掛かると、振動体１０では、振動節Ｎｉ以外の位置において、縦振動の平均振動速度ν（Ｘ，ｔ）が減少する。このため時間ｔにおいて速度検出部が配置される箇所（例えば振動腹Ｂ２）での平均振動速度（例えばν（Ｂ２，ｔ））が速度閾値νｔｈ以下であったか否かに基づいて、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であるか否かが適切に判断される。
　また、ある変形例では、駆動電流Ｉの出力が開始されると、所定の周波数範囲内のある共振周波数に縦振動の周波数を調整する処理が、例えばＰＬＬ（Phase Lock Loop）制御によって行われる。縦振動の周波数を調整する処理が行われている際には、振動体１０での縦振動の振幅Ａ及び平均振動速度νは小さくなる。このため、本変形例では、制御部３０は、縦振動の周波数を調整する処理が完了したか否かを判断し、この判断結果に基づいて、振幅検出部４１又は速度検出部を制御している。すなわち、縦振動の周波数を調整する処理が完了したと判断された時点より前においては、制御部３０での制御によって、振幅（例えばＡ（Ｂｉ，ｔ））の検出が行われず、平均振動速度（例えばν（Ｂｉ，ｔ））の検出も行われない。このため、縦振動の周波数を調整する処理が完了したと判断された時点より前においては、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であるか否かの判断が行われない。なお、縦振動の周波数を調整する処理が完了したか否かの判断は、例えばインピーダンスＺの経時的な変化に基づいて行われる。
　（その他の変形例）　
　なお、図１０に示す第１の実施形態乃至第３の実施形態の第１の変形例では、ステップＳ１０７においてエンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断されると（ステップＳ１０７－Ｙｅｓ）、制御部３０は、駆動回路（エネルギー出力部）２２からの駆動電流Ｉの出力を停止させるか、又は、警告部３７に警告させる（ステップＳ１４５）。この場合、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断されても、駆動電流Ｉの電流値を基準電流値Ｉｒｅｆより小さくする処理は行われない。なお、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断された際に（ステップＳ１０７－Ｙｅｓ）、制御部３０は、駆動回路（エネルギー出力部）２２からの駆動電流Ｉの出力の停止、及び、警告部３７による警告の両方を行ってもよい。
　また、図１１及び図１２に示す第１の実施形態乃至第３の実施形態の第２の変形例では、引掛かりの判断処理（ステップＳ１０６）に用いられるインピーダンス閾値（第１のインピーダンス閾値）Ｚｔｈ１に加えて、インピーダンス閾値Ｚｔｈ１より大きいインピーダンス閾値（第２のインピーダンス閾値）Ｚｔｈ２が設定される。本変形例でも、第１の実施形態と同様にして、判断部３６は、引掛かりの判断処理（ステップＳ１０６）を行い、設定した判断パラメータηに基づいて、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態であるか否かを判断する（ステップＳ１０７）。
　本変形例でも、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断された場合は（ステップＳ１０７－Ｙｅｓ）、制御部３０は、駆動回路（エネルギー出力部）２２から出力される駆動電流Ｉの電流値を基準電流値Ｉｒｅｆから減少させ（ステップＳ１１０）、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断した時点を０とする時間Ｔをカウントする（ステップＳ１１１）。ただし、本変形例では、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断された時点より後においても、電流検出部２５が駆動電流Ｉを経時的に検出するとともに、電圧検出部２６が駆動電圧Ｖを経時的に検出する（ステップＳ１５１）。そして、検出された駆動電流Ｉ及び駆動電圧Ｖに基づいて、インピーダンス検出部３３が、インピーダンスＺを経時的に検出する（ステップＳ１５２）。
　そして、第１の実施形態と同様にステップＳ１１２の判断が行わる。本変形例では、ステップＳ１１２においてエネルギー操作の入力が継続されている場合は（ステップＳ１１２－Ｎｏ）、判断部３６が、ステップＳ１５２の処理でインピーダンス検出部３３によって検出された時間ｔにおけるインピーダンスＺ（ｔ）がインピーダンス閾値（第２のインピーダンス閾値）Ｚｔｈ２以上であったか否かを、判断する（ステップＳ１５３）。前述のように、インピーダンス閾値Ｚｔｈ２は、インピーダンス閾値Ｚｔｈ１より大きい値である。インピーダンスＺ（ｔ）がインピーダンス閾値Ｚｔｈ２以上であった場合は（ステップＳ１５３－Ｙｅｓ）、制御部３０は、駆動回路２２からの駆動電流Ｉの出力を停止する（ステップＳ１５４）。
　ステップＳ１５３において、インピーダンスＺ（ｔ）がインピーダンス閾値Ｚｔｈ２より小さかった場合は（ステップＳ１５３－Ｎｏ）、第１の実施形態と同様に、制御部３０は、カウントされている時間Ｔが基準時間Ｔｒｅｆ以上であるか否かを判断する（ステップＳ１１４）。そして、時間Ｔが基準時間Ｔｒｅｆより小さい場合は（ステップＳ１１４―Ｎｏ）、処理はステップＳ１１０に戻る。また、時間Ｔが基準時間Ｔｒｅｆ以上の場合は（ステップＳ１１４－Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０３に戻り、制御部３０は、駆動電流Ｉの電流値を基準電流値Ｉｒｅｆにする（ステップＳ１０３）。
　前述のように本変形例では、インピーダンス閾値Ｚｔｈ１及びインピーダンス閾値Ｚｔｈ１より大きいインピーダンス閾値Ｚｔｈ２が設定され、インピーダンス閾値Ｚｔｈ２に基づいてステップＳ１５３の判断が行われる。これにより、本変形例では、駆動電流Ｉを基準電流値Ｉｒｅｆから減少させた後で、かつ、判断部３６によってエンドエフェクタ１２が引掛かった状態である判断された時点から基準時間Ｔｒｅｆ経過する前において、インピーダンスＺ（ｔ）がインピーダンス閾値（第２のインピーダンス閾値）Ｚｔｈ２以上になったか否かが判断される。そして、この判断において、インピーダンスＺ（ｔ）がインピーダンス閾値Ｚｔｈ２以上になったことに基づいて、制御部３０は、駆動回路２２からの駆動電流Ｉの出力を停止する。また、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断された時点から基準時間Ｔｒｅｆ経過するまでインピーダンスＺ（ｔ）がインピーダンス閾値Ｚｔｈ２より小さく保たれた場合は、基準時間Ｔｒｅｆの間、基準電流値Ｉｒｅｆより小さい電流値で駆動電流Ｉが継続して出力される。
　図１２は、インピーダンスＺの経時的な変化の図４とは別の一例を示す図である。図１２では、横軸に駆動電流Ｉの出力開始を基準とする時間ｔを示し、縦軸にインピーダンスＺを示している。図１２に示す一例では、時間ｔ１０又はその近傍において引掛かりが発生する。本変形例では、前述したステップＳ１０４～Ｓ１０７の処理が継続して行われることにより、時間ｔ１０においてインピーダンスＺ（ｔ１０）がインピーダンス閾値（第１のインピーダンス閾値）Ｚｔｈ１以上になったと、判断部３６が判断する。そして、時間ｔ１０又はその直後に、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態であると判断され、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であることを示す信号が生成される。エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であることを示す信号が生成されることにより、ステップＳ１１０の処理によって、駆動電流Ｉの電流値が基準電流値Ｉｒｅｆより小さく保たれる。
　図１２に示す一例では、駆動電流Ｉの電流値を基準電流値Ｉｒｅｆから低下させた後でも、インピーダンスＺが継続して上昇し、エンドエフェクタ１２が引っ掛かった状態であると判定された時点（ｔ１０又はその直後）から基準時間Ｔｒｅｆ経過する前の時間ｔ１１において、インピーダンスＺがインピーダンス閾値（第２のインピーダンス閾値）Ｚｔｈ２以上になる。本変形例では、エンドエフェクタ１２が引っ掛かった状態であると判定された時点より後においても、ステップＳ１５１、Ｓ１５２の処理によって、インピーダンスＺが経時的に検出される。このため、時間ｔ１０又はその直後に、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態であると判断された後も、インピーダンスＺが検出される。そして、ステップＳ１５３の処理が継続して行われることにより、時間ｔ１１においてインピーダンスＺがインピーダンス閾値Ｚｔｈ２以上になったと判断される。これにより、時間ｔ１１又はその直後に、ステップＳ１５４の処理によって、駆動電流Ｉの出力が停止される。
　前述のように、本変形例では、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断され、駆動電流Ｉの電流値を基準電流値Ｉｒｅｆから低下させた後において、引掛かりが解消されずにインピーダンスＺが継続して上昇した場合に、適切に駆動電流Ｉの出力が停止される。したがって、エンドエフェクタ１２の処置対象への引掛かりが解消されない場合でも、過度に（必要以上に）処置対象が切削されることが有効に防止される。
　なお、図１１の第２の変形例では、インピーダンス閾値Ｚｔｈ１，Ｚｔｈ２が用いられたが、ある変形例では、インピーダンス閾値Ｚｔｈ１，Ｚｔｈ２の代わりに電圧閾値（第１の電圧閾値）Ｖｔｈ１及び電圧閾値Ｖｔｈ１より大きい電圧閾値（第２の電圧閾値）Ｖｔｈ２が用いられてもよい。この場合、時間ｔにおいて駆動電圧Ｖ（ｔ）の電圧値が電圧閾値Ｖｔｈ１以上であったか否かに基づいて、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であるか否かが判断される。そして、駆動電圧Ｖ（ｔ）の電圧値が電圧閾値Ｖｔｈ１以上であった場合は、判断部３６は、ステップＳ１０７において、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態であると判断する（ステップＳ１０７－Ｙｅｓ）。
　エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断された後において、継続してインピーダンスＺが上昇した場合は、駆動電圧Ｖの電圧値（例えばピークピーク値Ｖｐｐ）も継続して上昇する。本変形例では、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断された後においても、駆動電圧Ｖを経時的に検出している。そして、判断部３６は、時間ｔにおける駆動電圧Ｖ（ｔ）の電圧値が電圧閾値（第２の電圧閾値）Ｖｔｈ２以上であったか否かを判断する。そして、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断された時点から基準時間Ｔｒｅｆ経過する前に、駆動電圧Ｖ（ｔ）の電圧値が電圧閾値Ｖｔｈ２以上になると、駆動電流Ｉの出力が停止される。エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断された時点から基準時間Ｔｒｅｆ経過するまで駆動電圧Ｖ（ｔ）の電圧値が電圧閾値Ｖｔｈ２より小さく保たれた場合は、基準時間Ｔｒｅｆの間、基準電流値Ｉｒｅｆより小さい電流値で駆動電流Ｉが継続して出力される。したがって、本変形例でも、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断され、駆動電流Ｉの電流値を基準電流値Ｉｒｅｆから低下させた後において、引掛かりが解消されずに駆動電圧Ｖ（インピーダンスＺ）が継続して上昇した場合に、適切に駆動電流Ｉの出力が停止される。なお、本変形例でも、ピークピーク値Ｖｐｐ、波高値Ｖｍ及び実効値Ｖｅのいずれを電圧値として用いるかにより、電圧閾値Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２のそれぞれの値が異なる。
　また、別のある変形例では、インピーダンス閾値Ｚｔｈ１，Ｚｔｈ２の代わりに電流閾値（第１の電流閾値）Ｉｔｈ１及び電流閾値Ｉｔｈ１より小さい電流閾値（第２の電流閾値）Ｉｔｈ２が用いられてもよい。この場合、時間ｔにおいて駆動電流Ｉ（ｔ）の電流値が電流閾値Ｉｔｈ１以下であったか否かに基づいて、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であるか否かが判断される。そして、駆動電流Ｉ（ｔ）の電流値が電流閾値Ｉｔｈ１以下であった場合は、判断部３６は、ステップＳ１０７において、エンドエフェクタ１２が処置対象へ引掛かった状態であると判断する（ステップＳ１０７－Ｙｅｓ）。なお、本変形例でも、引掛かった状態であると判断された際には、制御部３０は、駆動電流Ｉの電流値を低下電流値Ｉｌｏｗまで低下させるが、低下電流値Ｉｌｏｗは、電流閾値（第１の電流閾値）Ｉｔｈ１より小さい値で、かつ、電流閾値（第２の電流閾値）Ｉｔｈ２より大きい値に設定されている。
　エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断された後において、継続してインピーダンスＺが上昇した場合は、駆動電流Ｉの電流値（例えばピークピーク値Ｉｐｐ）が継続して減少する。本変形例では、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断された後においても、駆動電流Ｉを経時的に検出している。そして、判断部３６は、時間ｔにおける駆動電流Ｉ（ｔ）の電流値が電流閾値（第２の電流閾値）Ｉｔｈ２以下であったか否かを判断する。そして、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断された時点から基準時間Ｔｒｅｆ経過する前に、駆動電流Ｉの電流値が電流閾値Ｉｔｈ２以下になると、駆動電流Ｉの出力が停止される。エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断された時点から基準時間Ｔｒｅｆ経過するまで駆動電流Ｉの電流値が電流閾値Ｉｔｈ２より大きく保たれた場合は、基準時間Ｔｒｅｆの間、（電流閾値Ｉｔｈ２より大きく、かつ、）基準電流値Ｉｒｅｆより小さい電流値で駆動電流Ｉが継続して出力される。したがって、本変形例でも、エンドエフェクタ１２が引掛かった状態であると判断され、駆動電流Ｉの電流値を基準電流値Ｉｒｅｆから低下させた後において、引掛かりが解消されずに駆動電流Ｉが継続して低下した場合（インピーダンスＺが継続して上昇した場合）に、適切に駆動電流Ｉの出力が停止される。なお、本変形例でも、ピークピーク値Ｉｐｐ、波高値Ｉｍ及び実効値Ｉｅのいずれを電流値として用いるかにより、電流閾値Ｉｔｈ１，Ｉｔｈ２のそれぞれの値が異なる。
　また、ある変形例では、エネルギー制御装置３が超音波電気エネルギー（駆動電流Ｉ）に加えて高周波電気エネルギー（高周波電力）を出力可能であり、エンドエフェクタ１２に超音波振動が伝達されるとともに、エネルギー制御装置３からエンドエフェクタ１２に高周波電気エネルギーが供給されてもよい。
　前述の実施形態等では、超音波処置システム（１）は、駆動電流（Ｉ）が供給されることにより超音波振動を発生する振動発生部（１５）と、振動発生部（１５）で発生した超音波振動が伝達され、伝達された超音波振動を用いて骨又は軟骨を処置対象として切削するエンドエフェクタ（１２）と、振動発生部（１５）に供給される駆動電流（Ｉ）を出力するエネルギー出力部（２２）と、を備える。判断部（３６）は、エンドエフェクタ（１２）が処置対象に接触している状態においてエンドエフェクタ（１２）が処置対象へ引掛かった状態であるか否かを判断し、エンドエフェクタ（１２）が処置対象へ引掛かった状態であると判断することにより、エンドエフェクタ（１２）が引掛かった状態であることを示す信号を生成する。
　前述の構成を満たすものであれば、前述の実施形態等を適宜変更してもよく、前述の実施形態等を適宜部分的に組み合わせてもよい。
　以上、本発明の実施形態等について説明したが、本発明は前述の実施形態等に限るものではなく、発明の趣旨を逸脱することなく種々の変形ができることは、もちろんである。

Claims (10)

  1. 　駆動電流が供給されることにより超音波振動を発生する振動発生部と、
    　前記振動発生部で発生した前記超音波振動が伝達され、伝達された前記超音波振動を用いて骨又は軟骨を処置対象として切削するエンドエフェクタと、
    　前記振動発生部に供給される前記駆動電流を出力するエネルギー出力部と、
    　前記エンドエフェクタが前記処置対象に接触している状態において前記エンドエフェクタが前記処置対象へ引掛かった状態であるか否かを判断し、前記エンドエフェクタが前記処置対象へ引掛かった状態であると判断した際、前記エンドエフェクタが引掛かった状態であることを示す信号を生成する判断部と、
    　を具備する超音波処置システム。
  2. 　前記判断部での判断に基づいて前記エネルギー出力部からの前記駆動電流の出力を制御し、前記判断部によって前記エンドエフェクタが引掛かった状態であることを示す前記信号が生成されたことに基づいて、前記エネルギー出力部からの前記駆動電流の出力を停止する、又は、前記エンドエフェクタが引掛かった状態であると判断された時点より前に比べて前記エネルギー出力部から出力される前記駆動電流を減少させる制御部を、さらに具備する、請求項１の超音波処置システム。
  3. 　前記制御部は、前記判断部によって前記エンドエフェクタが引掛かった状態であることを示す前記信号が生成される前において、経時的に一定に基準電流値で前記駆動電流を前記エネルギー出力部から出力させ、前記エンドエフェクタが引掛かった状態であることを示す前記信号が生成されたことに基づいて、前記エネルギー出力部から出力される前記駆動電流の電流値を前記基準電流値から減少させる、請求項２の超音波処置システム。
  4. 　前記制御部は、前記判断部によって前記エンドエフェクタが引掛かった状態である判断された前記時点から基準時間経過した後において、前記エネルギー出力部から前記駆動電流が経時的に一定に前記基準電流値で出力される状態にする、請求項３の超音波処置システム。
  5. 　前記駆動電流、前記駆動電流が出力されることによって印加される駆動電圧、及び、前記駆動電流及び前記駆動電圧に基づいて算出されるインピーダンスの少なくとも１つを経時的に検出する検出部をさらに具備し、
    　前記制御部は、前記駆動電流を前記基準電流値から減少させた後で、かつ、前記判断部によって前記エンドエフェクタが引掛かった状態である判断された前記時点から基準時間経過する前において、前記インピーダンスがインピーダンス閾値以上になったこと、前記駆動電圧が電圧閾値以上になったこと、又は、前記駆動電流が電流閾値以下になったことに基づいて、前記エネルギー出力部からの前記駆動電流の出力を停止する、
    　請求項３の超音波処置システム。
  6. 　前記駆動電流、前記駆動電流が出力されることによって印加される駆動電圧、及び、前記駆動電流及び前記駆動電圧に基づいて算出されるインピーダンスの少なくとも１つを経時的に検出する検出部をさらに具備し、
    　前記判断部は、前記インピーダンスがインピーダンス閾値以上になったこと、前記駆動電圧が電圧閾値以上になったこと、又は、前記駆動電流が電流閾値以下になったことに基づいて、前記エンドエフェクタが引掛かった状態である判断する、
    　請求項１の超音波処置システム。
  7. 　前記駆動電流が出力されることによって印加される駆動電圧の波高値を定期的に検出する検出部と、
    　前記駆動電圧の前記波高値が経時的に増加している状態において、前記検出部での検出結果に基づいて、前記駆動電圧の前記波高値の増加率を算出する演算部と、
    　をさらに具備し、
    　前記判断部は、前記駆動電圧の前記波高値が基準増加率以上の増加率で所定時間の間継続して増加したことに基づいて、前記エンドエフェクタが引掛かった状態であると判断する、
    　請求項１の超音波処置システム。
  8. 　前記振動発生部及び前記エンドエフェクタが設けられ、前記振動発生部から前記エンドエフェクタに向かって前記超音波振動を伝達することにより、振動する振動体と、
    　前記振動体に配置され、前記振動体が振動している状態において、振幅及び平均振動速度の少なくとも一方を経時的に検出する検出部と、
    　をさらに具備し、
    　前記判断部は、前記超音波振動による前記振幅が振幅閾値以下になったこと、又は、前記超音波振動による前記平均振動速度が速度閾値以下になったことに基づいて、前記エンドエフェクタが引掛かった状態であると判断する、
    　請求項１の超音波処置システム。
  9. 　作動されることにより、警告を行う警告部と、
    　前記判断部での判断に基づいて前記警告部の作動を制御し、前記判断部によって前記エンドエフェクタが引掛かった状態であることを示す前記信号が生成されたことに基づいて、前記エンドエフェクタが引掛かった状態であることを前記警告部に警告させる制御部と、
    　をさらに具備する、請求項１の超音波処置システム。
  10. 　駆動電流が供給されることにより超音波振動を発生する振動発生部と、前記振動発生部で発生した前記超音波振動が伝達され、伝達された前記超音波振動を用いて骨又は軟骨を処置対象として切削するエンドエフェクタと、を備える超音波処置システムにおいて、前記振動発生部への前記駆動電流の供給を制御するエネルギー制御装置であって、
    　前記振動発生部に供給される前記駆動電流を出力するエネルギー出力部と、
    　前記エンドエフェクタが前記処置対象に接触している状態において前記エンドエフェクタが前記処置対象へ引掛かった状態であるか否かを判断し、前記エンドエフェクタが前記処置対象へ引掛かった状態であると判断した際、前記エンドエフェクタが引掛かった状態であることを示す信号を生成する判断部と、
    　を具備するエネルギー制御装置。
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