本发明涉及一种使用供给到处置部的能量来处置处置对象的能量处置装置。
背景技术:
专利文献1公开了如下一种超声波处置器具(能量处置器具):由包括压电元件等的超声波换能器产生的超声波振动通过波导管而传递到处置部,并使用作为传递到处置部的能量的超声波振动来处置处置对象。在该超声波处置器具中,在被手术操作者保持的保持单元安装有作为电源的电池。另外,超声波处置器具设置有被源于电池的电源电力(电池电力)驱动的能量生成部。该能量生成部由驱动电路、放大电路等形成,通过被驱动,生成作为能量的振动产生电力。通过向超声波换能器供给振动产生电力,来由超声波换能器产生超声波振动。
专利文献1:日本特开2012-96045号公报
技术实现要素:
发明要解决的问题
在使用能量的处置中,存在向处置部同时供给第一能量(例如高频电力)和第二能量(例如超声波振动)这种多个能量的情况。在该情况下,需要从电池同时供给对生成第一能量(例如高频电力)的第一能量生成部进行驱动的电力和对生成第二能量(例如振动产生电力)的第二能量生成部进行驱动的电力。因此,需要使从作为电源的电池输出的电源电力增大,但是由于电源电力增大而导致电池大型化和重量化。另外,从处置中的操作性的观点出发,要求安装于被手术操作者保持的保持单元的电池小型化和轻量化,电池的电源电力(电容量)的上限也受到限制。
本发明是着眼于上述问题而完成的,其目的在于提供一种不使从电源输出的电源电力增大就能够同时使用多个能量来适当地进行处置的能量处置装置。
用于解决问题的方案
为了实现上述目的,本发明的某个方式的能量处置装置具备:电源,其被规定了作为每单位时间内输出的电源电力的最大值的最大电源电力;第一能量生成部,其被供给源于所述电源电力的第一驱动电力,通过被所述第一驱动电力驱动来生成第一能量;第二能量生成部,其被供给源于所述电源电力的第二驱动电力,通过被所述第二驱动电力驱动来生成与所述第一能量不同的第二能量;处置部,其能够同时使用所述第一能量和所述第二能量来进行处置;电力检测部,其随时间经过检测所述第一驱动电力和所述第二驱动电力;以及控制部,其通过基于所述电力检测部中的检测结果控制所述第一能量生成部和所述第二能量生成部,来将每所述单位时间内供给的所述第一驱动电力与所述第二驱动电力的总和随时间经过连续保持为所述电源的所述最大电源电力以下。
发明的效果
根据本发明,能够提供一种不使从电源输出的电源电力增大就能够同时使用多个能量来适当地进行处置的能量处置装置。
附图说明
图1是概要地示出第一实施方式所涉及的能量处置器具的外观的立体图。
图2是示出第一实施方式所涉及的能量处置器具的结构的概要图。
图3是示出向第一实施方式所涉及的处置部供给处置中使用的能量的状态下的能量处置器具中的处理的流程图。
图4是示出第一实施方式所涉及的控制部在第一能量模式下进行控制的状态下的、针对高频电流的阻抗与第一驱动电力之间的关系的概要图。
图5是示出第一实施方式所涉及的控制部在第一能量模式下进行控制的状态下的、第一驱动电力和第二驱动电力的随时间经过的变化的概要图。
图6是示出第一实施方式所涉及的控制部在第二能量模式下进行控制的状态下的、第一驱动电力和第二驱动电力的随时间经过的变化的概要图。
图7是示出向第一实施方式的第一变形例所涉及的处置部供给处置中使用的能量的状态下的能量处置器具中的处理的流程图。
图8是示出向第一实施方式的第一变形例所涉及的处置部供给能量的状态下的第一驱动电力和第二驱动电力的随时间经过的变化的概要图。
图9是示出第二实施方式所涉及的能量处置器具的结构的概要图。
图10是示出向第二实施方式所涉及的处置部供给处置中使用的能量的状态下的能量处置器具中的处理的流程图。
图11是示出第二实施方式所涉及的控制部在第一能量模式下进行控制的状态下的、第一驱动电力和第二驱动电力的随时间经过的变化的概要图。
图12是示出第二实施方式所涉及的控制部在第二能量模式下进行控制的状态下的、第一驱动电力和第二驱动电力的随时间经过的变化的概要图。
图13是示出向第二实施方式的第一变形例所涉及的处置部供给能量的状态下的第一驱动电力和第二驱动电力的随时间经过的变化的概要图。
图14是示出向第二实施方式的第二变形例所涉及的处置部供给处置中使用的能量的状态下的能量处置器具中的处理的流程图。
图15是示出向第二实施方式的第二变形例所涉及的处置部供给能量的状态下的第一驱动电力和第二驱动电力的随时间经过的变化的概要图。
图16是示出向第二实施方式的第二变形例所涉及的处置部供给能量的状态下的、针对高频电流的阻抗的随时间经过的变化的概要图。
图17是示出向第二实施方式的第二变形例所涉及的处置部供给能量的状态下的发热体的温度的随时间经过的变化的概要图。
图18是示出向第二实施方式的第三变形例所涉及的处置部供给处置中使用的能量的状态下的能量处置器具中的处理的流程图。
图19是示出向第二实施方式的第三变形例所涉及的处置部供给能量的状态下的第一驱动电力和第二驱动电力的随时间经过的变化的概要图。
图20是示出向第二实施方式的第四变形例所涉及的处置部供给处置中使用的能量的状态下的能量处置器具中的处理的流程图。
图21是示出向第二实施方式的第四变形例所涉及的处置部供给能量的状态下的第一驱动电力和第二驱动电力的随时间经过的变化的概要图。
具体实施方式
(第一实施方式)
参照图1至图6来说明本发明的第一实施方式。
图1是示出本实施方式所涉及的能量处置器具(能量处置装置)1的外观的图,图2是示出包含能量处置器具1的内部的结构的图。如图1所示,能量处置器具1具有长边轴C。与长边轴C平行的长边方向的一侧是前端侧(图1的箭头C1侧),与前端侧相反的一侧是基端侧(图1的箭头C2侧)。在本实施方式中,能量处置器具1同时使用作为第一能量的高频电力P1和作为与第一能量不同的第二能量的超声波振动(振动产生电力P2)来对生物体组织等处置对象进行处置。
如图1和图2所示,能量处置器具1具备能够由手术操作者保持的保持单元2。保持单元2具备手柄组件3以及振子组件5。手柄组件3具备沿着长边轴C延伸设置的外壳主体部(手柄主体部)6、朝向与长边轴C交叉的方向从外壳主体部6延伸设置的固定手柄7以及以能够相对于固定手柄7开闭的状态安装于外壳主体部6的可动手柄8。另外,振子组件5具备形成外壳的振子外壳11。振子外壳11从基端侧与外壳主体部6连结,由此振子组件5与手柄组件3连结,形成保持单元2。此外,在保持单元2中,即可以是振子组件5能够从手柄组件3卸下,也可以是振子组件5不能够从手柄组件3卸下。
另外,手柄组件3具备从外壳主体部6的前端侧与外壳主体部6连结的作为旋转操作输入部的旋转操作旋钮12。旋转操作旋钮12能够以长边轴C为中心相对于外壳主体部6旋转。另外,在外壳主体部6安装有作为能量操作输入部的能量操作按钮13以及被输入能量模式的切换操作的作为模式切换部的模式切换杆15。
能量处置器具1具备沿着长边轴C延伸设置的外鞘16、贯穿外鞘16的探头17以及安装于外鞘16的前端部的钳部件18。外鞘16从手柄组件3的前端侧与手柄组件3连结。而且,在外壳主体部6的内部(手柄组件3的内部),外鞘16与振子外壳11连结。探头17从外壳主体部6的内部通过外鞘16的内部而朝向前端侧延伸设置。探头17的中心轴为长边轴C。探头17设置有从外鞘16的前端朝向前端侧突出的探头前端部21。钳部件18能够相对于外鞘16转动。通过使可动手柄8相对于固定手柄7打开或关闭,钳部件18转动,从而钳部件18相对于探头前端部21进行打开动作或关闭动作。另外,外鞘16、探头17以及钳部件18能够与旋转操作旋钮12一体地以长边轴C为中心相对于外壳主体部6旋转。由探头17的探头前端部21和钳部件18形成使用能量(在本实施方式中是高频电力P1和超声波振动)来处置生物体组织等处置对象的处置部(末端执行器)10。在本实施方式中,将处置对象把持在钳部件18与探头前端部(探头处置部)21之间来进行处置。
在外壳主体部6的内部(手柄组件3的内部),探头17的基端侧连接有变幅构件22。变幅构件22安装(被支承)于振子外壳11。在变幅构件22安装有作为振动产生部的超声波振子23。超声波振子23设置于振子外壳11的内部(保持单元2的内部),具备(在本实施方式中是4个)压电元件25。另外,在处置部10中,在钳部件18设置有由导电材料形成的钳部件侧电极部(电极部)27,在探头前端部21设置有由导电材料形成的探头侧电极部(电极部)28。
如图2所示,在保持单元2的内部设置有作为电源的电池31。电池31输出作为直流电力的电源电力(电池电力)W0。在本实施方式中,电池31以可卸下的方式安装于保持单元2。在被安装于保持单元2的状态下,电池31既可以配置在固定手柄7的内部,也可以配置在振子外壳11的内部。电池31在制造时被规定了作为每单位时间内输出的电源电力W0的最大值的最大电源电力W0max。因而,在电池31中,在每单位时间内不会以大于最大电源电力W0max的电力值输出电源电力W0。
另外,保持单元2的内部设置有控制部32。控制部32由CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)或ASIC(application specific integrated circuit:专用集成电路)以及存储器等存储部形成。控制部32具备电源监视部33、最大电力更新部35、优先能量设定部36以及剩余电力计算部37。电源监视部33、最大电力更新部35、优先能量设定部36以及剩余电力计算部37例如由设置于CPU或ASIC中的电子电路形成。由电源监视部33随时间经过监视电池31,由控制部32获取与监视结果有关的信息。通过监视电池31,适当地检测因经时劣化、温度变化等引起的电池31的特性变化。由此,还适当地检测因电池31的特性变化而引起的最大电源电力W0max的变化。制造时等规定的最大电源电力W0max例如存储于存储部等中。当检测出最大电源电力W0max的变化时,由最大电力更新部35更新存储部等中存储的被规定的最大电源电力W0max,存储更新后的最大电源电力W0max。
另外,保持单元2的内部设置有第一能量生成部41和第二能量生成部51。第一能量生成部41和第二能量生成部51各自经由总线等接口而与电池31电连接,例如由包含放大电路的驱动电路形成。第一能量生成部41的驱动状态和第二能量生成部51的驱动状态被控制部32控制,并且第一能量生成部41的驱动状态和第二能量生成部51的驱动状态被反馈给控制部32。
向第一能量生成部41供给源于从电池31输出的电源电力W0的第一驱动电力W1。第一能量生成部41被第一驱动电力W1驱动,生成作为第一能量的高频电力P1。第一驱动电力W1的电力值(大小)与第一能量生成部41的驱动状态对应地变化。另外,保持单元2的内部设置有第一电力检测部(电力检测部)42,该第一电力检测部(电力检测部)42随时间经过检测向第一能量生成部41供给的第一驱动电力W1。第一电力检测部42例如由检测电路形成,第一电力检测部42中的检测结果经由总线等接口而传递到控制部32。
由第一能量生成部41生成的高频电力P1被供给到设置于处置部10的钳部件侧电极部27和探头侧电极部28。通过被供给高频电力P1,钳部件侧电极部27和探头侧电极部28作为高频电力P1的电极发挥功能,在钳部件侧电极部27与探头侧电极部28之间产生高频电压(电位差)V1。在该状态下,通过将处置对象把持在钳部件18与探头前端部21之间,高频电流I1通过处置对象而在钳部件侧电极部27与探头侧电极部28之间(即电极部27、28之间)流过。如上述那样,在处置部10中,使用被作为第一能量供给的高频电力P1来进行处置。保持单元2的内部设置有阻抗检测部43,该阻抗检测部43随时间经过检测针对高频电流I1的阻抗Z1(即,处置对象的阻抗)。阻抗检测部43例如由检测电路形成,阻抗(高频阻抗)Z1的检测结果经由总线等接口而传递到控制部32。此外,作为第一能量的高频电力P1的电力值与第一驱动电力W1的电力值对应地变化,在第一驱动电力W1随时间经过固定的情况下,高频电力P1也随时间经过固定。另外,随着第一驱动电力W1增大,高频电力P1也增大。
向第二能量生成部51供给源于从电池31输出的电源电力W0的第二驱动电力W2。第二能量生成部51被第二驱动电力W2驱动,生成作为与第一能量不同的第二能量的振动产生电力P2。第二驱动电力W2的电力值(大小)与第二能量生成部51的驱动状态对应地变化。另外,保持单元2的内部设置有第二电力检测部(电力检测部)52,该第二电力检测部(电力检测部)52随时间经过检测向第二能量生成部51供给的第二驱动电力W2。第二电力检测部52例如由检测电路形成,第二电力检测部52中的检测结果经由总线等接口而传递到控制部32。
由第二能量生成部51生成的振动产生电力P2被供给到设置于振子外壳11的内部的超声波振子(振动产生部)23。通过向超声波振子23供给振动产生电力P2,各个压电元件25流过作为交流电流的振动产生电流I2,并且在各个压电元件25中振动产生电流I2被转换为超声波振动。由此,由超声波振子23产生超声波振动。产生的超声波振动通过变幅构件22和探头17朝向前端侧传递到探头前端部21。而且,处置部10使用被作为第二能量供给的超声波振动来进行处置。保持单元2的内部设置有电流检测部53,该电流检测部53随时间经过检测振动产生电流I2。电流检测部53例如由检测电路形成,振动产生电流I2(例如交流电流的有效值)的检测结果经由总线等接口而传递到控制部32。此外,作为第二能量的振动产生电力P2的电力值与第二驱动电力W2的电力值对应地变化,在第二驱动电力W2随时间经过固定的情况下,振动产生电力P2也随时间经过固定。另外,随着第二驱动电力W2增大,振动产生电力P2也增大。
另外,保持单元2的内部(外壳主体部6的内部)设置有操作输入检测部45,该操作输入检测部45检测通过能量操作按钮13进行的能量操作的输入。操作输入检测部45例如是开闭状态与有无能量操作的输入对应地变化的开关。通过操作输入检测部45检测能量操作的输入,表示能量操作的输入的操作信号通过信号路径等而传递到控制部32。通过被传递操作信号,控制部32将第一能量生成部41和第二能量生成部51控制为向第一能量生成部41供给第一驱动电力W1且向第二能量生成部51供给第二驱动电力W2的状态。由此,在由第一能量生成部41生成高频电力(第一能量)P1的同时,由第二能量生成部51生成振动产生电力(第二能量)P2。而且,在向处置部10供给高频电力(第一能量)P1的同时供给超声波振动(第二能量)。
另外,保持单元2的内部设置有能量模式检测部46,该能量模式检测部46检测基于模式切换杆15的切换操作而切换的能量模式。能量模式检测部46例如是检测模式切换杆15的位置的传感器,能量模式检测部46中的检测结果经由总线等接口而传递到控制部32。能量模式在第一能量模式与第二能量模式之间切换。控制部32的优先能量设定部36基于能量模式检测部46的检测结果,来在第一能量(高频电力P1)和第二能量(振动产生电力P2和超声波振动)中设定在处置部10的处置中优先级高的一方。在本实施方式中,在第一能量模式下高频电力P1被设定为优先级高的优先能量,在第二能量模式下振动产生电力P2和超声波振动被设定为优先级高的优先能量。
另外,将向生成优先能量的能量生成部(41或51)供给的驱动电力(W1或W2)设为优先驱动电力。在第一能量模式下,向生成作为优先能量的高频电力P1的第一能量生成部41供给的第一驱动电力W1为优先驱动电力。在第二能量模式下,向生成作为优先能量的振动产生电力P2的第二能量生成部51供给的第二驱动电力W2为优先驱动电力。在同时进行第一驱动电力W1向第一能量生成部41的供给和第二驱动电力W2向第二能量生成部51的供给的状态下,控制部32的剩余电力计算部37随时间经过计算剩余电力(Q1或Q2),该剩余电力(Q1或Q2)是从电池31的最大电源电力W0max减去优先驱动电力(W1或W2)所得到的差值。在第一能量模式下,随时间经过计算从电池31的最大电源电力W0max减去作为优先驱动电力的第一驱动电力W1所得到的第一剩余电力Q1。在第二能量模式下,随时间经过计算从电池31的最大电源电力W0max减去作为优先驱动电力的第二驱动电力W2所得到的第二剩余电力Q2。控制部32基于随时间经过计算出的剩余电力(Q1或Q2),来控制第一能量生成部41和第二能量生成部51。
接着,对能量处置器具1的作用和効果进行说明。在使用能量处置器具1来对生物体组织等处置对象进行处置时,手术操作者保持保持单元2来将外鞘16、探头17以及钳部件18插入到体内。然后,将处置对象配置在探头前端部21与钳部件18之间,并且使可动手柄8相对于固定手柄7关闭。由此,钳部件18相对于探头前端部21关闭,从而处置对象被把持在钳部件18与探头前端部21之间。在处置对象被把持的状态下,利用能量操作按钮13输入能量操作。
图3是示出向处置部10供给处置中使用的能量(第一能量和第二能量)的状态下的能量处置器具1中的处理的流程图。如图3所示,当被输入了能量操作时,操作输入检测部45检测出能量操作的输入(步骤S101-“是”)。当检测出能量操作的输入时,能量模式检测部46进行能量模式的检测(S102)。在检测出的能量模式为第一能量模式的情况下(步骤S103-“是”),优先能量设定部36将作为第一能量的高频电力P1设定为在处置部10的处置中优先级高的能量(步骤104)。因此,向第一能量生成部41供给的第一驱动电力W1成为优先驱动电力。
当高频电力P1被设定为优先能量时,控制部32通过控制第一能量生成部41的驱动状态来向第一能量生成部41供给第一驱动电力W1(步骤S105)。此时,第一驱动电力W1比电池31的最大电源电力W0max小。通过被供给第一驱动电力W1,第一能量生成部41生成作为第一能量的高频电力P1(步骤S106)。然后,高频电力P1被供给到处置部10的钳部件侧电极部27和探头侧电极部28,从而在钳部件侧电极部27与探头侧电极部28之间产生高频电压(电位差)V1。由此,高频电流I1通过处置对象而在钳部件侧电极部27与探头侧电极部28之间流过。此时,阻抗检测部43随时间经过检测处置对象的阻抗(高频阻抗)Z1。通过使高频电流I1流过处置对象而使处置对象改性并且凝固。
在第一驱动电力W1为优先驱动电力的第一能量模式下,控制部32基于阻抗Z1控制第一能量生成部41来调整第一驱动电力W1的电力值。通过调整第一驱动电力W1,来调整与第一驱动电力W1对应地变化的高频电力P1。此外,高频电力P1使用高频电流I1、高频电压V1以及阻抗Z1而成为式(1)那样。
[式1]
P1=I1·V1=I12·Z1=V12/Z1 (1)
图4是示出控制部32在第一能量模式下进行控制的状态下的、针对高频电流I1的阻抗Z1与第一驱动电力W1之间的关系(即第一驱动电力W1的负载特性)的图。在图4中,横轴表示阻抗Z1,纵轴表示第一驱动电力W1。此外,高频电力P1与第一驱动电力W1对应地变化,因此在将纵轴设为高频电力P1来代替第一驱动电力W1的情况下,针对阻抗Z1,也示出与图4同样的负载特性(变化特性)。在第一能量模式下,控制部32基于阻抗Z1的检测结果来如图4所示那样使第一驱动电力W1相对于阻抗Z1变化。在此,将使高频电流I1随时间经过保持固定的第一驱动电力W1的控制设为恒流控制,将使第一驱动电力W1(高频电力P1)随时间经过保持固定的第一驱动电力W1的控制设为恒定电力控制,其中,高频电流I1是通过第一驱动电力W1的供给而流过处置对象的电流。另外,将使高频电压V1随时间经过保持固定的第一驱动电力W1的控制设为恒压控制,其中,高频电压V1是通过第一驱动电力W1的供给而施加于钳部件侧电极部27与探头侧电极部28之间的电压。
控制部32基于阻抗Z1的检测结果,通过恒流控制、恒定电力控制以及恒压控制中的某一控制,以使第一驱动电力W1减小的方式调整第一驱动电力W1。例如,在阻抗Z1为接近于0的值的情况下(在图4中是阻抗Z1为Z1p以下的情况),进行恒流控制。另外,在阻抗Z1大的情况下(在图4中是阻抗Z1大于Z1q的情况),进行恒压控制。而且,在阻抗Z大于进行恒流控制的范围且小于进行恒压的范围的情况(在图4中是阻抗Z1大于Z1p且在Z1q以下的情况)下,进行(在图4中是以电力值W1p进行的)恒定电力控制。
如图3所示,当利用第一驱动电力W1生成高频电力P1时(步骤S106),剩余电力计算部37随时间经过计算从电池31的最大电源电力W0max减去作为优先驱动电力的第一驱动电力W1所得到的第一剩余电力Q1(步骤S107)。然后,控制部32基于计算出的第一剩余电力Q1控制第二能量生成部51的驱动状态,来向第二能量生成部51供给第二驱动电力W2(步骤S108)。通过被供给第二驱动电力W2,第二能量生成部51生成作为第二能量的振动产生电力P2(步骤S109)。然后,向超声波振子23供给振动产生电力P2,超声波振子23产生超声波振动(步骤S110)。通过向处置部10的探头前端部21传递作为第二能量的超声波振动,探头前端部21振动而在探头前端部21与被把持的处置对象之间产生摩擦热。利用摩擦热,在使处置对象凝固的同时切开处置对象。一般地,基于超声波振动的凝固性能比基于高频电流的凝固性能低。在向超声波振子23供给振动产生电力P2的状态下,向压电元件25施加振动产生电压(电位差)V2。然后,在各个压电元件25流过振动产生电流I2。此时,电流检测部53随时间经过检测振动产生电流I2。
在步骤S108中,以使第二驱动电力W2为计算出的第一剩余电力Q1以下的状态向第二能量生成部51供给第二驱动电力W2。即,控制部32在使第二驱动电力W2为第一剩余电力Q1以下的范围内进行第二驱动电力W2的控制。因而,在第一驱动电力W1为优先驱动电力的第一能量模式下,式(2)成立。
[式2]
W2≤Q1=W0max-W1 (2)
根据式(2)成立,式(3)成立。
[式3]
W1+W2≤W0max (3)
因而,在第一能量模式下,每单位时间内供给的第一驱动电力W1与第二驱动电力W2的总和(W1+W2)为电池(电源)31的最大电源电力W0max以下。在继续进行第一能量模式下的处置的情况下(步骤S111-“否”),随时间经过反复进行步骤S105~S110。
图5是示出控制部32在第一能量模式下进行控制的状态下的、第一驱动电力W1和第二驱动电力W2的随时间经过的变化的图。在图5中,横轴表示时间t,将第一驱动电力W1和第二驱动电力W2的供给开始时设为ts,使用te表示第一驱动电力W1和第二驱动电力W2的供给停止时。从ts到te的时间为2秒~5秒左右。另外,在图5中,纵轴表示驱动电力W(W1、W2)。而且,使用实线表示第一驱动电力W1的随时间经过的变化,使用虚线表示第二驱动电力W2的随时间经过的变化,使用点划线表示第一驱动电力W1与第二驱动电力W2的总和(W1+W2)的随时间经过的变化。
在使用高频电力P1的处置中,通过高频电流I1流过处置对象,处置对象改性,并且处置对象的温度上升。针对高频电流I1的阻抗(高频阻抗)Z1由于处置对象的改性和温度上升而升高。因此,当从第一驱动电力W1和第二驱动电力W2的供给开始时ts起经过一定时间时,阻抗Z1增大到进行使高频电压V1随时间经过保持固定的恒压控制的范围。因而,当从供给开始时ts起经过一定时间时,从使第一驱动电力(高频电力P1)随时间经过保持固定的恒定电力控制切换为上述的恒压控制。通过将第一驱动电力W1的控制切换为恒压控制,第一驱动电力W1如图5所示那样随时间经过减少。
另外,在第一能量模式下,优先供给用于生成作为优先能量的高频电力P1的第一驱动电力W1。因此,在第一能量模式下,相对于振动产生电力P2优先生成高频电力P1。因而,在第一能量模式下,由处置部10进行凝固性能比切开性能高的处置。
另外,在第一能量模式下,使第二驱动电力W2在从电池31的最大电源电力W0max减去第一驱动电力W1所得到的第一剩余电力Q1以下的范围,来向第二能量生成部51供给第二驱动电力W2。即,在第一能量模式下,控制部32将第二驱动电力W2随时间经过连续保持为第一剩余电力Q1以下。由于第二驱动电力W2随时间经过连续被保持为第一剩余电力Q1以下,因此在第一能量模式下,每单位时间内供给的第一驱动电力W1与第二驱动电力W2的总和随时间经过连续被保持为电池31的最大电源电力W0max以下。此外,在本实施方式的第一能量模式下,在将第一驱动电力W1的控制切换为恒压控制之后,与第一驱动电力W1的随时间经过减少对应地,第二驱动电力W2在第一剩余电力Q1以下的范围内随时间经过增加。
在此,将在向第一能量生成部41供给第一驱动电力W1的状态下每单位时间内供给的第一驱动电力W1的最大值设为第一最大驱动电力W1max。第一最大驱动电力W1max的大小为电池31的最大电源电力W0max以下。例如,在第一能量模式下,在时间ta以作为最大值的第一最大驱动电力W1max供给第一驱动电力W1。但是,在时间ta,第二驱动电力W2的电力值W2a为第一剩余电力Q1的电力值Q1a以下。因此,在第一驱动电力W1变为作为最大值的第一最大驱动电力W1max的时间ta,第一驱动电力W1与第二驱动电力W2的总和也为电池31的最大电源电力W0max以下。
如图3所示,在由能量模式检测部46检测出的能量模式为第二能量模式的情况下(步骤S103-“否”),优先能量设定部36将作为第二能量的振动产生电力P2和超声波振动设定为在处置部10的处置中优先级高的能量(步骤212)。因此,向第二能量生成部51供给的第二驱动电力W2成为优先驱动电力。
当振动产生电力P2(超声波振动)被设定为优先能量时,控制部32控制第二能量生成部51的驱动状态来向第二能量生成部51供给第二驱动电力W2(步骤S113)。此时,第二驱动电力W2比电池31的最大电源电力W0max小。通过被供给第二驱动电力W2,第二能量生成部51生成作为第二能量的振动产生电力P2(步骤S114)。然后,向超声波振子23供给振动产生电力P2,超声波振子23产生超声波振动(步骤S115)。通过向处置部10的探头前端部21传递作为第二能量的超声波振动,如在第一能量模式的说明中所述的那样,利用摩擦热在使处置对象凝固的同时切开处置对象。
由超声波振子23产生的超声波振动的振幅与振动产生电流(交流电流)I2的电流值(有效值)成比例。在超声波振动为优先能量的第二能量模式下,从处置性能的观点出发,期望探头前端部21产生的超声波振动的振幅随时间经过保持固定。在本实施方式中,控制部32基于检测出的振动产生电流I2来控制第二能量生成部51。由此,将第二驱动电力W2的电力值调整为使振动产生电流I2随时间经过固定的状态,从而调整与第二驱动电力W2对应地变化的振动产生电力P2。即,在第二驱动电力W2的控制中,进行使振动产生电流I2随时间经过保持固定的恒流控制。此外,振动产生电流I2使用针对振动产生电流I2的阻抗(声阻抗)Z2、振动产生电力P2以及振动产生电压V2而成为式(4)的那样。
[式4]
I2=V2/Z2=P2/V2 (4)
因此,在使振动产生电流I2随时间经过保持固定的恒流控制中,需要使振动产生电力P2和振动产生电压V2随着阻抗Z2增大而增大。因而,需要使与振动产生电力P2对应地变化的第二驱动电力W2随着阻抗Z2增大而增大。
当利用第二驱动电力W2产生超声波振动时(步骤S115),剩余电力计算部37随时间经过计算从电池31的最大电源电力W0max减去作为优先驱动电力的第二驱动电力W2所得到的第二剩余电力Q2(步骤S116)。然后,控制部32基于计算出的第二剩余电力Q2控制第一能量生成部41的驱动状态,来向第一能量生成部41供给第一驱动电力W1(步骤S117)。通过被供给第一驱动电力W1,第一能量生成部41生成作为第一能量的高频电力P1(步骤S118)。然后,向处置部10的钳部件侧电极部27和探头侧电极部28供给高频电力P1,如在第一能量模式的说明中所述的那样,使处置对象改性并且凝固。
在步骤S117中,以使第一驱动电力W1为计算出的第二剩余电力Q2以下的状态向第一能量生成部41供给第一驱动电力W1。即,控制部32在使第一驱动电力W1为第二剩余电力Q2以下的范围内进行第一驱动电力W1的控制。因而,在第二驱动电力W2为优先驱动电力的第二能量模式下,式(5)成立。
[式5]
W1≤Q2=W0max-W2 (5)
通过式(5)成立,与第一能量模式同样,在第二能量模式下式(3)也成立。因而,在第二能量模式下,也使每单位时间内供给的第一驱动电力W1与第二驱动电力W2的总和(W1+W2)为电池(电源)31的最大电源电力W0max以下。在继续进行第二能量模式下的处置的情况下(步骤S119-“否”),随时间经过反复进行步骤S113~S118。
图6是示出控制部32在第二能量模式下进行控制的状态下的、第一驱动电力W1和第二驱动电力W2的随时间经过的变化的图。在图6中,横轴表示时间t,将第一驱动电力W1和第二驱动电力W2的供给开始时设为ts,使用te表示第一驱动电力W1和第二驱动电力W2的供给停止时。另外,在图5中,纵轴表示驱动电力W(W1、W2)。而且,使用实线表示第一驱动电力W1的随时间经过的变化,使用虚线表示第二驱动电力W2的随时间经过的变化,使用点划线表示第一驱动电力W1与第二驱动电力W2的总和(W1+W2)的随时间经过的变化。
在使用超声波振动(振动产生电力P2)的处置中,处置对象的水分由于通过超声波振动而产生的摩擦热而损失,从而处置对象硬化。由于处置对象的硬化,针对超声波振动的负载变大,针对振动产生电流I2的阻抗(声阻抗)Z2变大。在第二驱动电力W2的控制中,进行使振动产生电流I2随时间经过保持固定的恒流控制。因此,当从第一驱动电力W1和第二驱动电力W2的供给开始时ts起经过一定时间时,阻抗Z2变大,振动产生电力P2(振动产生电力V2)增加。由于振动产生电力P2增加,因此如图5所示那样与振动产生电力P2对应地变化的第二驱动电力W2随时间经过增加。
另外,在第二能量模式下,优先供给用于生成作为优先能量的振动产生电力P2的第二驱动电力W2。因此,在第二能量模式下,相对于高频电力P1优先生成振动产生电力P2(超声波振动)。因而,在第二能量模式下,由处置部10进行切开性能比凝固性能高的处置。
另外,在第二能量模式下,使第一驱动电力W1在从电池31的最大电源电力W0max减去第二驱动电力W2所得到的第二剩余电力Q2以下的范围内,来向第一能量生成部41供给第一驱动电力W1。即,在第二能量模式下,控制部32将第一驱动电力W1随时间经过连续保持为第二剩余电力Q2以下。由于第一驱动电力W1随时间经过连续被保持为第二剩余电力Q2以下,因此在第二能量模式下,每单位时间内供给的第一驱动电力W1与第二驱动电力W2的总和随时间经过连续被保持为电池31的最大电源电力W0max以下。此外,在本实施方式的第二能量模式下,与第二驱动电力W2的随时间经过的增加对应地,第一驱动电力W1在第二剩余电力Q2以下的范围内随时间经过减少。
在此,将在向第二能量生成部51供给第二驱动电力W2的状态下每单位时间内供给的第二驱动电力W2的最大值设为第二最大驱动电力W2max。第二最大驱动电力W2max的大小为电池31的最大电源电力W0max以下。例如在第二能量模式下,在时间tb,以作为最大值的第二最大驱动电力W2max供给第二驱动电力W2。但是,在时间tb,第一驱动电力W1的电力值W1b为第二剩余电力Q2的电力值Q2b以下。因此,在第二驱动电力W2变为作为最大值的第二最大驱动电力W2max的时间tb,第一驱动电力W1与第二驱动电力W2的总和也为电池31的最大电源电力W0max以下。
此外,在本实施方式中,电池31的最大电源电力W0max小于作为第一驱动电力W1的最大值的第一最大驱动电力W1max与作为第二驱动电力W2的最大值的第二最大驱动电力W2max的和。即,式(6)成立。
[式6]
W1max+W2max≥W0max (6)
在本实施方式中,如上述那样控制第一驱动电力W1和第二驱动电力W2,因此在第一最大驱动电力W1max与第二最大驱动电力W2max的和大于电池31的最大电源电力W0max的情况下,也在第一能量模式和第二能量模式这两个模式下都将每单位时间内同时供给的第一驱动电力W1与第二驱动电力W2的总和随时间经过连续保持为电池31的最大电源电力W0max以下。由于进行使第一驱动电力W1与第二驱动电力W2的总和始终保持为电池31的最大电源电力W0max以下的控制,因此能够在能量处置器具1中使用输出的电源电力(电容量)W0小的电池31。即,能够减小作为在能量处置器具1中使用的电源的电池31的最大电源电力W0max。因而,能够提供一种不使从电池31输出的电源电力W0增大就能够同时使用多个能量(在本实施方式中是高频电力P1和超声波振动)来适当地进行处置的能量处置器具1。
另外,通过减小电池31的电源电力W0(最大电源电力W0max),来实现电池31的小型化和轻量化。通过使电池31小型化和轻量化,能够提高保持保持单元2的手术操作者在处置中的操作性。
另外,在本实施方式中,在第一能量和第二能量中设定在处置中优先级高的优先能量,优先供给用于生成优先能量的优先驱动电力(W1或W2)。因此,在第一驱动电力W1与第二驱动电力W2的总和被保持为最大电源电力W0max以下的情况下,也由对应的能量生成部(41或51)适当地生成处置中优先级高的优先能量。因而,在第一驱动电力W1与第二驱动电力W2的总和被保持为最大电源电力W0max以下的情况下,也适当地向处置部10供给优先能量,从而能够确保处置性能。
另外,在本实施方式中,利用电源监视部33随时间经过监视电池31,还适当地检测因电池31的特性变化而引起的最大电源电力W0max的变化。而且,当检测出最大电源电力W0max的变化时,由最大电力更新部35更新被规定的最大电源电力W0max。在更新了被规定的最大电源电力W0max的情况下,控制部32使用更新后的最大电源电力W0max来如上述那样控制第一驱动电力W1和第二驱动电力W2。即,由控制部32将每单位时间内供给的第一驱动电力W1与第二驱动电力W2的总和随时间经过连续保持为电池31的更新后的最大电源电力W0max以下。因而,在电池31的最大电源电力W0max发生了变化的情况下,也能够使用变化后的最大电源电力W0max来适当地控制第一驱动电力W1和第二驱动电力W2。
(第一实施方式的变形例)
接着,对图7和图8所示的第一实施方式的第一变形例进行说明。与第一实施方式不同,在本变形例中,不设置优先能量设定部36,不进行优先级高的优先能量的设定。图7是示出向处置部10供给处置中使用的能量的状态下的能量处置器具1中的处理的流程图。图8是示出向处置部10供给能量的状态下的第一驱动电力W1和第二驱动电力W2的随时间经过的变化的图。在图8中,横轴表示时间t,纵轴表示驱动电力W(W1、W2)。而且,使用实线表示第一驱动电力W1的随时间经过的变化,使用虚线表示第二驱动电力W2的随时间经过的变化,使用点划线表示第一驱动电力W1与第二驱动电力W2的总和(W1+W2)的随时间经过的变化。
如图7所示,在本变形例中,当操作输入检测部45检测出能量操作的输入时(步骤S121-“是”),控制部32通过控制第一能量生成部41的驱动状态,来向第一能量生成部41供给第一驱动电力W1(步骤S122)。通过被供给第一驱动电力W1,第一能量生成部41生成作为第一能量的高频电力P1,与第一实施方式同样,利用高频电流I1使处置对象凝固。此外,在本变形例中也与第一实施方式的第一能量模式同样,基于阻抗(高频阻抗)Z1的检测结果来将第一驱动电力W1控制为使针对阻抗Z1的第一驱动电力W1的负载特性(变化特性)与图4所示的负载特性相同的状态。因而,控制部32基于阻抗Z1的检测结果,通过恒流控制、恒定电力控制以及恒压控制中的某一控制,以使第一驱动电力W1减小的方式调整第一驱动电力W1。
另外,即使开始第一驱动电力W1的供给,控制部32也通过控制第二能量生成部51的驱动状态来维持使第二驱动电力W2向第二能量生成部51的供给停止的状态(步骤S123)。因而,在处置部10中的处置开始时,控制部32不向第二能量生成部51供给第二驱动电力W2,而使第一驱动电力W1向第一能量生成部41的供给开始。此时,如图8所示,以使第一驱动电力W1的电力值与电池31的最大电源电力W0max相同的状态供给第一驱动电力W1。但是,由于没有供给第二驱动电力W2,因此与第一实施方式同样,每单位时间内供给的第一驱动电力W1与第二驱动电力W2的总和随时间经过连续保持为电池31的最大电源电力W0max以下(实际上与最大电源电力W0max相同),上述的式(3)成立。此外,在图8中,使用ts表示第一驱动电力W1的供给开始时,使用te表示第一驱动电力W1和第二驱动电力W2的供给停止时。
在不供给第二驱动电力W2且只供给第一驱动电力W1的状态下,高频电流I1流过处置对象,因此当从第一驱动电力W1的供给开始时ts起经过一定时间时,阻抗(高频阻抗)Z1增大到进行使高频电压V1随时间经过保持固定的恒压控制的范围。即,与阻抗Z1的随时间经过的变化对应地,由控制部32将第一驱动电力W1的供给状态从使第一驱动电力W1随时间经过保持固定的恒定电力控制切换为恒压控制。通过切换为恒压控制,第一驱动电力W1的电力值开始(在本变形例中是从最大电源电力W0max起)减少。在没有切换为恒压控制的情况下(步骤S124-“否”),随时间经过反复进行步骤S122、S123,直到切换为恒压控制为止(即,直到第一驱动电力W1开始减少为止)。在图8中,在时间tc,第一驱动电力W1的供给状态从恒定电力控制切换为恒压控制。另外,在本变形例中,恒定电力控制下的第一驱动电力W1的电力值(图4的W1p)与电池31的最大电源电力W0max相同。
当将第一驱动电力W1的供给状态切换为恒压控制时(步骤S124-“是”),控制部32维持第一驱动电力W1的供给(步骤S125),剩余电力计算部37随时间经过计算从电池31的最大电源电力W0max减去第一驱动电力W1所得到的剩余电力(第一剩余电力)Q1(步骤S126)。然后,控制部32通过控制第二能量生成部51的驱动状态来向第二能量生成部51供给第二驱动电力W2(步骤S127)。在第一驱动电力W1的供给状态向恒压控制切换时(图8的时间tc)或紧接在切换时之后,开始进行第二驱动电力W2的供给。即,与第一驱动电力W1的供给状态向恒压控制的切换对应地,开始进行第二驱动电力W2向第二能量生成部51的供给。
在步骤S127中,以使第二驱动电力W2为计算出的剩余电力Q1以下的状态向第二能量生成部51供给第二驱动电力W2。即,在开始供给第二驱动电力W2之后,控制部32在使第二驱动电力W2为剩余电力Q1以下的范围内进行第二驱动电力W2的控制。例如,在图8中,在时间td,第二驱动电力W2的电力值W2d为剩余电力Q1的电力值Q1d以下。如上述那样,在开始供给第二驱动电力W2之后,第二驱动电力W2随时间经过连续保持为从最大电源电力W0max减去第一驱动电力W1所得到的剩余电力Q1以下。因此,每单位时间内供给的第一驱动电力W1与第二驱动电力W2的总和随时间经过连续保持为电池31的最大电源电力W0max以下。在继续进行使用能量的处置的情况下(步骤S128-“否”),随时间经过反复进行步骤S125~S127。
如上述那样,在本变形例中也与第一实施方式同样,在供给第一驱动电力W1和第二驱动电力W2这两者的状态下,也将每单位时间内供给的第一驱动电力W1与第二驱动电力W2的总和随时间经过连续保持为电池31的最大电源电力W0max以下。因此,与第一实施方式同样,能够在能量处置器具1中使用所输出的电源电力(电容量)W0小的电池31。
(第二实施方式)
接着,参照图9至图12来说明本发明的第二实施方式。此外,第二实施方式是对第一实施方式的结构进行如下变形而得到的。此外,对与第一实施方式相同的部分标注相同的附图标记,并省略其说明。
图9是示出本实施方式的能量处置器具1的结构的图。在本实施方式中,作为第二能量,在处置中使用热(热产生电力P′2)来代替超声波振动(振动产生电力P2)。但是,在本变形例中也将高频电力P1作为第一能量在处置中使用。在本变形例中,不需要产生超声波振动,因此不设置振子组件5,只由手柄组件3形成保持单元2。而且,在保持单元2(手柄组件3)中与第一实施方式同样地设置有外壳主体部6、固定手柄7以及可动手柄8。
在本变形例中,轴61从外壳主体部6的前端侧与外壳主体部6连结。在轴61的前端部连结有第一钳部件62和第二钳部件63。第一钳部件62和第二钳部件63能够相对于彼此开闭。通过使可动手柄8相对于固定手柄7关闭,第一钳部件62和第二钳部件63相对于彼此关闭,从而能够将处置对象把持在第一钳部件62与第二钳部件63之间。此外,关于第一钳部件62和第二钳部件63,既可以是一方相对于轴61固定且另一方能够相对于轴61转动,也可以是两者都能够相对于轴61转动。在本实施方式中,由第一钳部件62和第二钳部件63形成使用能量(在本实施方式中是高频电力P1和热)来处置生物体组织等处置对象的处置部(末端执行器)10。
在保持单元2的内部与第一实施方式同样地设置有操作输入检测部45、能量模式检测部46以及控制部32。另外,控制部32与第一实施方式同样地具备电源监视部33、最大电力更新部35、优先能量设定部36以及剩余电力计算部37。另外,在保持单元2的内部与第一实施方式同样地设置有第一能量生成部41、第一电力检测部42以及阻抗检测部43。与第一实施方式同样地,通过向第一能量生成部41供给第一驱动电力W1来生成作为第一能量的高频电力P1。而且,第一电力检测部42随时间经过检测所供给的第一驱动电力W1。
在本实施方式中,第一钳部件62中设置有第一电极部(电极部)67,第二钳部件63中设置有第二电极部(电极部)68。生成的高频电力P1被供给到第一电极部67和第二电极部68,从而在第一电极部67与第二电极部68之间产生高频电压(电位差)V1。由此,高频电流I1流过被把持在第一钳部件62与第二钳部件63之间的处置对象,从而与第一实施方式同样地利用高频电流I1使处置对象凝固。阻抗检测部43与第一实施方式同样地随时间经过检测针对高频电流I1的阻抗Z1(即,处置对象的阻抗)。
另外,在本实施方式中,保持单元2的内部设置有第二能量生成部71、第二电力检测部72以及温度检测部73。第二能量生成部71例如由包含放大电路的驱动电路形成,经由总线等接口而与控制部32连接。第二能量生成部71的驱动状态被控制部32控制,并且第二能量生成部71的驱动状态被反馈给控制部32。另外,第二电力检测部72和温度检测部73例如由检测电路形成。
在本实施方式中,向第二能量生成部71供给源于从电池31输出的电源电力W0的第二驱动电力W2。第二能量生成部71被第二驱动电力W2驱动,生成作为第二能量的热产生电力P′2。第二驱动电力W2的电力值(大小)与第二能量生成部71的驱动状态对应地变化。第二电力检测部72随时间经过检测第二驱动电力W2。第二电力检测部72中的检测结果经由总线等接口而传递到控制部32。此外,作为第二能量的热产生电力P′2的电力值与第二驱动电力W2的电力值对应地变化,在第二驱动电力W2随时间经过固定的情况下,热产生电力P′2也随时间经过固定。另外,随着第二驱动电力W2增大,热产生电力P′2也增大。
在本实施方式中,在第一钳部件62设置有加热器等发热体65。通过向发热体65供给所生成的热产生电力P′2,发热体65发热。而且,产生的热通过第一钳部件62而传递到被把持在第一钳部件62与第二钳部件63之间的处置对象。即,产生的热传递到处置部10。利用热在使处置对象凝固的同时切开处置对象。一般地,热与高频电流相比更容易使处置对象成为高温,因此基于热的切开性能比基于高频电流的切开性能高。此外,发热体65只要设置在处置部10即可,例如可以设置在第二钳部件63。温度检测部73随时间经过检测被供给热产生电力P′2的发热体65的温度T(即、电阻)。温度检测部73中的检测结果经由总线等接口而传递到控制部32。
图10是示出向处置部10供给处置中使用的能量(第一能量和第二能量)的状态下的能量处置器具1中的处理的流程图。图11是示出控制部32在第一能量模式下进行控制的状态下的、第一驱动电力W1和第二驱动电力W2的随时间经过的变化的图,图12是示出控制部32在第二能量模式下进行控制的状态下的、第一驱动电力W1和第二驱动电力W2的随时间经过的变化的图。在图11和图12中,横轴表示时间t,将第一驱动电力W1和第二驱动电力W2的供给开始时设为ts,使用te表示第一驱动电力W1和第二驱动电力W2的供给停止时。从ts到te的时间为2秒~5秒左右。另外,在图11和图12中,纵轴表示驱动电力W(W1、W2)。而且,使用实线表示第一驱动电力W1的随时间经过的变化,使用虚线表示第二驱动电力W2的随时间经过的变化,使用点划线表示第一驱动电力W1与第二驱动电力W2的总和(W1+W2)的随时间经过的变化。
如图10所示,在本实施方式中也与第一实施方式同样地,当操作输入检测部45检测出能量操作的输入时(步骤S101-“是”),能量模式检测部46进行能量模式的检测(步骤S102)。在检测出的能量模式为第一能量模式的情况下(步骤S103-“是”),优先能量设定部36将作为第一能量的高频电力P1设定为在处置部10的处置中优先级高的能量(步骤104)。因此,向第一能量生成部41供给的第一驱动电力W1成为优先驱动电力。
在第一能量模式下,与第一实施方式同样地,控制部32通过控制第一能量生成部41的驱动状态来向第一能量生成部41供给第一驱动电力W1(步骤S105)。此时,第一驱动电力W1比电池31的最大电源电力W0max小。通过被供给第一驱动电力W1,第一能量生成部41生成作为第一能量的高频电力P1(步骤S106)。然后,向处置部10的第一电极部67和第二电极部68供给高频电力P1,如在第一实施方式中所述的那样利用高频电流I1处置处置对象。在本实施方式中也与第一实施方式同样地,在第一能量模式下,基于阻抗检测部43的阻抗(高频阻抗)Z1的检测结果,将第一驱动电力W1控制为使针对阻抗Z1的第一驱动电力W1的负载特性(变化特性)与图4所示的负载特性相同的状态。因而,控制部32基于阻抗Z1的检测结果,通过恒流控制、恒定电力控制以及恒压控制中的某一控制,以使第一驱动电力W1减小的方式调整第一驱动电力W1。
如图10所示,当利用第一驱动电力W1生成高频电力P1时(步骤S106),与第一实施方式的第一能量模式同样地,剩余电力计算部37随时间经过计算从电池31的最大电源电力W0max减去作为优先驱动电力的第一驱动电力W1所得到的第一剩余电力Q1(步骤S107)。然后,控制部32基于计算出的第一剩余电力Q1控制第二能量生成部71的驱动状态,来向第二能量生成部71供给第二驱动电力W2(步骤S108)。通过被供给第二驱动电力W2,第二能量生成部71生成作为第二能量的热产生电力P′2(步骤S131)。然后,向发热体65供给热产生电力P′2,从而发热体65产生热(步骤S132)。通过将热作为第二能量传递到处置部10的第一钳部件62,来利用热在使处置对象凝固的同时切开处置对象。此时,温度检测部73随时间经过检测发热体65的温度T。
在本实施方式中也同样,在步骤S108中,以使第二驱动电力W2为计算出的第一剩余电力Q1以下的状态向第二能量生成部71供给第二驱动电力W2。即,在本实施方式中也同样,在第一驱动电力W1为优先驱动电力的第一能量模式下,式(2)成立,并且式(3)成立。因而,在第一能量模式下,每单位时间内供给的第一驱动电力W1与第二驱动电力W2的总和(W1+W2)为电池(电源)31的最大电源电力W0max以下。在继续进行第一能量模式下的处置的情况下(步骤S111-“否”),随时间经过反复进行步骤S105~S108、S131、S132。
在本实施方式中也与第一实施方式同样地,当从第一驱动电力W1和第二驱动电力W2的供给开始时ts起经过一定时间时,阻抗Z1增大到进行使高频电压V1随时间经过保持固定的恒压控制的范围。因而,如图11所示,在第一能量模式下,当从供给开始时ts起经过一定时间时,从使第一驱动电力(高频电力P1)随时间经过保持固定的恒定电力控制切换为上述的恒压控制。通过将第一驱动电力W1的控制切换为恒压控制,第一驱动电力W1随时间经过减少。
另外,在第一能量模式下,优先供给用于生成作为优先能量的高频电力P1的第一驱动电力W1。因此,在第一能量模式下,相对于热产生电力P′2优先生成高频电力P1。因而,在第一能量模式下,由处置部10进行凝固性能比切开性能高的处置。
另外,在第一能量模式下,使第二驱动电力W2在从电池31的最大电源电力W0max减去第一驱动电力W1所得到的第一剩余电力Q1以下的范围内,来向第二能量生成部71供给第二驱动电力W2。由于第二驱动电力W2随时间经过连续保持为第一剩余电力Q1以下,因此在本实施方式中也同样,在第一能量模式下每单位时间内供给的第一驱动电力W1与第二驱动电力W2的总和随时间经过连续保持为电池31的最大电源电力W0max以下。
在本实施方式的第一能量模式下,例如在时间tf,以作为最大值的第一最大驱动电力W1max供给第一驱动电力W1。但是,在时间tf,第二驱动电力W2的电力值W2f为第一剩余电力Q1的电力值Q1f以下。因此,在第一驱动电力W1变为作为最大值的第一最大驱动电力W1max的时间tf,第一驱动电力W1与第二驱动电力W2的总和也为电池31的最大电源电力W0max以下。
如图10所示,在检测出的能量模式为第二能量模式的情况下(步骤S103-“否”),优先能量设定部36将作为第二能量的热产生电力P′2和热设定为在处置部10的处置中优先级高的能量(步骤S133)。因此,向第二能量生成部71供给的第二驱动电力W2成为优先驱动电力。
在第二能量模式下,与第一实施方式同样地,控制部32通过控制第二能量生成部71的驱动状态来向第二能量生成部71供给第二驱动电力W2(步骤S113)。此时,第二驱动电力W2比电池31的最大电源电力W0max小。通过被供给第二驱动电力W2,第二能量生成部71生成作为第二能量的热产生电力P′2(步骤S134)。然后,向发热体65供给热产生电力P′2,从而发热体65产生热(步骤S135)。通过将热作为第二能量传递到处置部10的第一钳部件62,来利用热在使处置对象凝固的同时切开处置对象。
在热为优先能量的第二能量模式下,控制部32基于检测出的发热体65的温度T来控制第二能量生成部71。在发热体65的温度T小于目标温度(设定温度)T0的情况下(即为低温的情况下),第二驱动电力W2(即热产生电力P′2)增大,例如以大的电力值进行使第二驱动电力W2(热产生电力P′2)随时间经过保持固定的恒定电力控制。然后,当发热体65的温度T为目标温度T0以上时,将第二驱动电力W2调整为使发热体65为目标温度T0的状态。即,控制部32进行使发热体65的温度T随时间经过固定保持为目标温度T0的恒温控制。在进行使温度T保持为目标温度T0的恒温控制的状态下,与发热体65的温度T小于目标温度T0的情况相比,向第二能量生成部71供给的第二驱动电力W2减小。此外,目标温度T0例如被设定为250℃~350℃范围内的某个温度。
如图10所示,当利用第二驱动电力W2产生热时(步骤S135),剩余电力计算部37随时间经过计算从电池31的最大电源电力W0max减去作为优先驱动电力的第二驱动电力W2所得到的第二剩余电力Q2(步骤S116)。然后,与第一实施方式同样地,控制部32基于计算出的第二剩余电力Q2控制第一能量生成部41的驱动状态,来向第一能量生成部41供给第一驱动电力W1(步骤S117)。通过被供给第一驱动电力W1,第一能量生成部41生成作为第一能量的高频电力P1(步骤S118)。然后,向处置部10的第一电极部67和第二电极部68供给高频电力P1,从而如上述的那样使处置对象改性并且凝固。
在本实施方式中也同样,在步骤S117中,以使第一驱动电力W1为计算出的第二剩余电力Q2以下的状态向第一能量生成部41供给第一驱动电力W1。即,在本实施方式中也同样,在第二驱动电力W2为优先驱动电力的第二能量模式下,式(5)成立,并且式(3)成立。因而,在第二能量模式下,也使每单位时间内供给的第一驱动电力W1与第二驱动电力W2的总和(W1+W2)为电池(电源)31的最大电源电力W0max以下。在继续进行第二能量模式下的处置的情况下(步骤S119-“否”),随时间经过反复进行步骤S113、S134、S135、S116~S118。
在第二能量模式下,当从第一驱动电力W1和第二驱动电力W2的供给开始时ts起经过一定时间时,发热体65的温度T达到目标温度T0,第二驱动电力W2的控制切换为上述的恒温控制。通过将第二驱动电力W2的控制切换为恒温控制,如图12所示那样,第二驱动电力W2随时间经过减少。
另外,在第二能量模式下,优先供给用于生成作为优先能量的热产生电力P′2的第二驱动电力W2。因此,在第二能量模式下,相对于高频电力P1优先生成热产生电力P′2(热)。因而,在第二能量模式下,由处置部10进行切开性能比凝固性能高的处置。
另外,在第二能量模式下,使第一驱动电力W1在从电池31的最大电源电力W0max减去第二驱动电力W2所得到的第二剩余电力Q2以下的范围内,来向第一能量生成部41供给第一驱动电力W1。由于第一驱动电力W1随时间经过连续保持为第二剩余电力Q2以下,因此在第二能量模式下,每单位时间内供给的第一驱动电力W1与第二驱动电力W2的总和随时间经过连续保持为电池31的最大电源电力W0max以下。
在本实施方式的第二能量模式下,例如在时间tg,以作为最大值的第二最大驱动电力W2max供给第二驱动电力W2。但是,在时间tg,第一驱动电力W1的电力值W1g为第二剩余电力Q2的电力值Q2g以下。因此,在第二驱动电力W2变为作为最大值的第二最大驱动电力W2max的时间tg,第一驱动电力W1与第二驱动电力W2的总和也为电池31的最大电源电力W0max以下。
此外,在本实施方式中,也使电池31的最大电源电力W0max小于作为第一驱动电力W1的最大值的第一最大驱动电力W1max与作为第二驱动电力W2的最大值的第二最大驱动电力W2max的和,从而上述的式(6)成立。但是,在本实施方式中,如上述的那样控制第一驱动电力W1和第二驱动电力W2,因此即使在第一最大驱动电力W1max与第二最大驱动电力W2max的和大于电池31的最大电源电力W0max的情况下,也在第一能量模式和第二能量模式这两个模式下都将每单位时间内供给的第一驱动电力W1与第二驱动电力W2的总和随时间经过连续保持为电池31的最大电源电力W0max以下。因此,能够在能量处置器具1中使用所输出的电源电力(电容量)W0小的电池31。即,能够减小作为在能量处置器具1中使用的电源的电池31的最大电源电力V0max。因而,能够提供一种不使从电池31输出的电源电力W0增大就能够同时使用多个能量(在本实施方式中为高频电力P1和热)来适当地进行处置的能量处置器具1,起到与第一实施方式同样的作用和効果。
(第二实施方式的变形例)
接着,对图13所示的第二实施方式的第一变形例进行说明。在本变形例中,与第一实施方式的第一变形例同样,不设置优先能量设定部36,不进行优先级高的优先能量的设定。图13是示出向处置部供给能量的状态下的、第一驱动电力W1和第二驱动电力W2的随时间经过的变化的图。在图13中,横轴表示时间t,纵轴表示驱动电力W(W1、W2)。而且,使用实线表示第一驱动电力W1的随时间经过的变化,使用虚线表示第二驱动电力W2的随时间经过的变化,使用点划线表示第一驱动电力W1与第二驱动电力W2的总和(W1+W2)的随时间经过的变化。
在本变形例中,以与第一实施方式的第一变形例同样的方式供给第一驱动电力W1和第二驱动电力W2。即,如果参照图7来进行说明,则在本变形例中也同样,当操作输入检测部45检测出能量操作的输入时(步骤S121-“是”),控制部32通过控制第一能量生成部41的驱动状态来向第一能量生成部41供给第一驱动电力W1(步骤S122)。由此,生成作为第一能量的高频电力P1,如上述的那样利用高频电流I1使处置对象凝固。此外,在本变形例中也基于阻抗(高频阻抗)Z1的检测结果来将第一驱动电力W1控制为使针对阻抗Z1的第一驱动电力W1的负载特性与图4所示的负载特性相同的状态。因而,控制部32基于阻抗Z1的检测结果,通过恒流控制、恒定电力控制以及恒压控制中的某一控制,以使第一驱动电力W1减小的方式调整第一驱动电力W1。
另外,在本变形例中也同样,即使开始第一驱动电力W1的供给,控制部32也通过控制第二能量生成部71的驱动状态,来维持使第二驱动电力W2向第二能量生成部71的供给停止的状态(步骤S123)。因而,在处置部10中的处置开始时,控制部32不向第二能量生成部71供给第二驱动电力W2,而使第一驱动电力W1向第一能量生成部41的供给开始。此时,如图13所示,以使第一驱动电力W1的电力值与电池31的最大电源电力W0max相同的状态供给第一驱动电力W1。但是,由于没有供给第二驱动电力W2,因此与上述的实施方式等同样地,每单位时间内供给的第一驱动电力W1与第二驱动电力W2的总和随时间经过连续保持为电池31的最大电源电力W0max以下(实际上与最大电源电力W0max相同),从而式(3)成立。此外,在图13中,使用ts表示第一驱动电力W1的供给开始时,使用te表示第一驱动电力W1和第二驱动电力W2的供给停止时。
通过不供给第二驱动电力W2且只供给第一驱动电力W1,当从第一驱动电力W1的供给开始时ts起经过一定时间时,阻抗(高频阻抗)Z1增大到进行使高频电压V1随时间经过保持固定的恒压控制的范围。即,与阻抗Z1的随时间经过的变化对应地,由控制部32将第一驱动电力W1的供给状态从使第一驱动电力W1随时间经过保持固定的恒定电力控制切换为恒压控制。通过切换为恒压控制,第一驱动电力W1的电力值开始(在本变形例中是从最大电源电力W0max起)减少。在没有切换为恒压控制的情况下(步骤S124-“否”),随时间经过反复进行步骤S122、S123,直到切换为恒压控制为止(即,直到第一驱动电力W1开始减少为止)。在图13中,在时间tn,第一驱动电力W1的供给状态从恒定电力控制切换为恒压控制。另外,在本变形例中,恒定电力控制下的第一驱动电力W1的电力值(图4的W1p)与电池31的最大电源电力W0max相同。
当第一驱动电力W1的供给状态切换为恒压控制时(步骤S124-“是”),控制部32维持第一驱动电力W1的供给(步骤S125),剩余电力计算部37随时间经过计算从电池31的最大电源电力W0max减去第一驱动电力W1所得到的剩余电力(第一剩余电力)Q1(步骤S126)。然后,控制部32通过控制第二能量生成部71的驱动状态来向第二能量生成部71供给第二驱动电力W2(步骤S127)。在第一驱动电力W1的供给状态向恒压控制切换时(图13的时间tn)或紧接在切换时之后,开始进行第二驱动电力W2的供给。即,与第一驱动电力W1的供给状态向恒压控制的切换对应地,开始进行第二驱动电力W2向第二能量生成部71的供给。
在步骤S127中,以使第二驱动电力W2为计算出的剩余电力Q1以下的状态向第二能量生成部71供给第二驱动电力W2。即,在开始供给第二驱动电力W2之后,控制部32在使第二驱动电力W2为剩余电力Q1以下的范围内进行第二驱动电力W2的控制。因此,每单位时间内供给的第一驱动电力W1与第二驱动电力W2的总和随时间经过连续保持为电池31的最大电源电力W0max以下。此时,当发热体65的温度T变为目标温度T0时,通过使发热体65随时间经过固定保持为目标温度T0的上述的恒温控制来控制第二驱动电力W2。在继续进行使用能量的处置的情况下(步骤S128-“否”),随时间经过反复进行步骤S125~S127。
如上述的那样,在本变形例中也与上述的实施方式等同样,在供给第一驱动电力W1和第二驱动电力W2这两者的状态下,也将每单位时间内供给的第一驱动电力W1与第二驱动电力W2的总和随时间经过连续保持为电池31的最大电源电力W0max以下。因此,与上述的实施方式等同样,能够在能量处置器具1中使用所输出的电源电力(电容量)W0小的电池31。
另外,在处置开始时,首先,只供给第一驱动电力W1,只供给高频电力P1。然后,使高频电流I1流过处置对象,在处置对象由于高频电流I1而上升到一定温度的状态下,由发热体65产生热。因此,不使发热体65中的发热量增大,即不使第二驱动电力W2(热产生电力P′2)增大,就能够在短时间内使处置对象(发热体65)上升到目标温度T0。
接着,对图14至图17所示的第二实施方式的第二变形例进行说明。在本变形例中也不设定优先能量设定部36,不进行优先级高的优先能量的设定。图14是示出向处置部10供给处置中使用的能量的状态下的能量处置器具1中的处理的流程图。图15是示出向处置部10供给能量的状态下的、第一驱动电力W1和第二驱动电力W2的随时间经过的变化的图。在图15中,横轴表示时间t,纵轴表示驱动电力W(W1、W2)。而且,使用实线表示第一驱动电力W1的随时间经过的变化,使用虚线表示第二驱动电力W2的随时间经过的变化,使用点划线表示第一驱动电力W1与第二驱动电力W2的总和(W1+W2)的随时间经过的变化。图16是示出向处置部10供给能量的状态下的、针对高频电流I1的阻抗(高频阻抗)Z1的随时间经过的变化的图,图17是示出向处置部10供给能量的状态下的发热体65的温度T的随时间经过的变化的图。在图16中,横轴表示时间t,纵轴表示阻抗Z1。在图17中,横轴表示时间t,纵轴表示温度T。
如图14所示,在本变形例中也与第二实施方式的第一变形例同样地,当操作输入检测部45检测出能量操作的输入时(步骤S141-“是”),控制部32通过控制第一能量生成部41的驱动状态来向第一能量生成部41供给第一驱动电力W1(步骤S142)。通过被供给第一驱动电力W1,第一能量生成部41生成作为第一能量的高频电力P1,如上述那样利用高频电流I1使处置对象凝固。此外,在本变形例中也基于阻抗(高频阻抗)Z1的检测结果来将第一驱动电力W1控制为使针对阻抗Z1的第一驱动电力W1的负载特性与图4所示的负载特性相同的状态。因而,控制部32基于阻抗Z1的检测结果,通过恒流控制、恒定电力控制以及恒压控制中的某一控制,以使第一驱动电力W1减小的方式调整第一驱动电力W1。
另外,即使开始第一驱动电力W1的供给,控制部32也通过控制第二能量生成部71的驱动状态来维持使第二驱动电力W2向第二能量生成部71的供给停止的状态(步骤S143)。因而,在处置部10中的处置开始时,控制部32不向第二能量生成部71供给第二驱动电力W2,而使第一驱动电力W1向第一能量生成部41的供给开始。此时,如图15所示,以使第一驱动电力W1的电力值与电池31的最大电源电力W0max相同的状态供给第一驱动电力W1。但是,由于没有供给第二驱动电力W2,因此与上述的实施方式等同样地,每单位时间内供给的第一驱动电力W1与第二驱动电力W2的总和随时间经过连续保持为电池31的最大电源电力W0max以下(实际上与最大电源电力W0max相同)。此外,在图15至图17中,使用ts表示第一驱动电力W1的供给开始时,使用te表示第一驱动电力W1和第二驱动电力W2的供给停止时。
通过不供给第二驱动电力W2且只供给第一驱动电力W1,当从第一驱动电力W1的供给开始时ts起经过一定时间时,阻抗(高频阻抗)Z1增大到进行使高频电压V1随时间经过保持固定的恒压控制的范围。即,与阻抗Z1的随时间经过的变化对应地,由控制部32将第一驱动电力W1的供给状态从使第一驱动电力W1随时间经过保持固定的恒定电力控制切换为恒压控制。通过切换为恒压控制,第一驱动电力W1的电力值开始(在本变形例中是从最大电源电力W0max起)减少。在第一驱动电力W1没有开始减少的情况下(步骤S144-“否”),随时间经过反复进行步骤S142、S143,直到第一驱动电力W1开始减少为止(即,直到切换为恒压控制为止)。在图15和图16中,在时间ti,阻抗Z1大于向恒压控制切换的阈值Z1th,第一驱动电力W1的供给状态从恒定电力控制切换为恒压控制,由此第一驱动电力W1开始减少。另外,在本变形例中,恒定电力控制下的第一驱动电力W1的电力值(图4的W1p)与电池31的最大电源电力W0max相同。另外,阻抗Z1的向恒压控制切换的阈值Z1th大于第一驱动电力W1的供给开始时ts的阻抗Z1的阻抗值Z1s。
当第一驱动电力W1开始减少时(步骤S144-“是”),控制部32通过控制第一能量生成部41的驱动状态来使第一驱动电力W1向第一能量生成部41的供给停止(步骤S145)。然后,控制部32通过控制第二能量生成部71的驱动状态来向第二能量生成部71供给第二驱动电力W2(步骤S146)。在第一驱动电力W1开始减少时(图15的时间ti)或紧接在开始减少时之后,使第一驱动电力W1向第一能量生成部41的供给停止,并且使第二驱动电力W2向第二能量生成部71的供给开始。因而,在开始供给第一驱动电力W1之后,与由于针对高频电流I1的阻抗Z1的随时间经过的变化而第一驱动电力W1开始减少对应地,使第一驱动电力W1向第一能量生成部41的供给停止,并且使第二驱动电力W2向第二能量生成部71的供给开始。
如图17所示,在开始供给第二驱动电力W2时(紧接在第一驱动电力W1开始减少之后),发热体65(处置对象)的温度T与第一驱动电力W1开始减少时的温度T(在图17中为温度Ti)大致相同,比目标温度T0低。因此,如图15和图17所示,在从开始供给第二驱动电力W2起的一定时间内,通过恒定电力控制来控制第二驱动电力W2,以第二驱动电力W2的电力值与电池31的最大电源电力W0max相同的状态供给第二驱动电力W2。此时,由于没有供给第一驱动电力W1,因此与上述的实施方式等同样,每单位时间内供给的第一驱动电力W1与第二驱动电力W2的总和随时间经过连续保持为电池31的最大电源电力W0max以下(实际上与最大电源电力W0max相同)。此外,如图17所示,由于高频电流I1流过处置对象而处置对象(发热体65)的温度上升,因此第一驱动电力W1的减少开始时ti的温度T(在图17中为温度Ti)比第一驱动电力W1的供给开始时ts的发热体的温度T(在图17中为温度Ts)大。
当从开始供给第二驱动电力W2起经过一定时间时,发热体65的温度T达到目标温度T0,进行使发热体65的温度T随时间经过固定保持为目标温度T0的恒温控制。即,在开始供给第二驱动电力W2之后,与发热体65的温度T的随时间经过的变化对应地,由控制部32将第二驱动电力W2的供给状态从使第二驱动电力W2随时间经过保持固定的恒定电力控制切换为恒温控制。通过切换为恒温控制,第二驱动电力W2开始(在本变形例中是从最大电源电力W0max起)减少。在第二驱动电力W2没有切换为恒温控制的情况下(步骤S147-“否”),随时间经过反复进行步骤S145、S146,直到第二驱动电力W2切换为恒温控制为止(即,直到温度T达到目标温度T0为止)。在图15至图17中,在时间tj,发热体T的温度达到目标温度T0,第二驱动电力W2的供给状态从恒定电力控制切换为恒温控制。
当第二驱动电力W2的供给状态切换为恒温控制时(步骤S147-“是”),控制部32维持第二驱动电力W2的供给(步骤S148),剩余电力计算部37随时间经过计算从电池31的最大电源电力W0max减去第二驱动电力W2所得到的剩余电力(第二剩余电力)Q2(步骤S149)。然后,控制部32通过控制第一能量生成部41的驱动状态来向第一能量生成部41供给第一驱动电力W1(步骤S150)。在第二驱动电力W2的供给状态向恒温控制切换时(图15的时间tj)或紧接在切换时之后,开始进行第一驱动电力W1的供给。即,与第二驱动电力W2的供给状态向恒温控制切换对应地,再次开始进行第一驱动电力W1向第一能量生成部41的供给。
在步骤S150中,以使第一驱动电力W1为计算出的剩余电力Q2以下的状态向第一能量生成部41供给第一驱动电力W1。即,在再次开始供给第一驱动电力W1之后,控制部32在使第一驱动电力W1为剩余电力Q2以下的范围内进行第一驱动电力W1的控制。因此,每单位时间内供给的第一驱动电力W1与第二驱动电力W2的总和随时间经过连续保持为电池31的最大电源电力W0max以下。在继续进行使用能量的处置的情况下(步骤S151-“否”),随时间经过反复进行步骤S148~S150。在再次开始供给第一驱动电力W1之后,阻抗Z1变高,通过恒压控制来控制第一驱动电力W1。因此,所供给的第一驱动电力W1变小。
如上述的那样,在本变形例中也与上述的实施方式等同样地,在供给第一驱动电力W1和第二驱动电力W2这两者的状态下,也将每单位时间内供给的第一驱动电力W1与第二驱动电力W2的总和随时间经过连续保持为电池31的最大电源电力W0max以下。因此,与上述的实施方式等同样地,能够在能量处置器具1中使用所输出的电源电力(电容量)W0小的电池31。
另外,在本变形例中,在处置开始时,首先只供给第一驱动电力W1,利用高频电流I1来使处置对象(生物体组织)的温度上升到某个程度。然后,以最大电源电力W0max只供给第二驱动电力W2,利用热来使处置对象上升到目标温度(T0)。如上述的那样,通过控制第一驱动电力W1和第二驱动电力W2,不使第一驱动电力W1(高频电力P1)和第二驱动电力W2(热产生电力P′2)增大,就能够使处置对象(发热体65)上升到目标温度T0。
接着,对图18和图19所示的第二实施方式的第三变形例进行说明。在本变形例中也不设置优先能量设定部36,不进行优先级高的优先能量的设定。图18是示出向处置部10供给处置中使用的能量的状态下的能量处置器具1中的处理的流程图。图19是示出向处置部10供给能量的状态下的、第一驱动电力W1和第二驱动电力W2的随时间经过的变化的图。在图19中,横轴表示时间t,纵轴表示驱动电力W(W1、W2)。而且,使用实线表示第一驱动电力W1的随时间经过的变化,使用虚线表示第二驱动电力W2的随时间经过的变化,使用点划线表示第一驱动电力W1与第二驱动电力W2的总和(W1+W2)的随时间经过的变化。
如图18所示,在本变形例中,当操作输入检测部45检测出能量操作的输入时(步骤S161-“是”),控制部32通过控制第二能量生成部71的驱动状态来向第二能量生成部71供给第二驱动电力W2(步骤S162)。由此,向发热体65供给热产生电力P′2,进行使用由发热体65产生的热的上述的处置。此外,在本变形例中,也基于发热体65的温度T控制第二驱动电力W2,进行使第二驱动电力W2的电力值随时间经过保持固定的恒定电力控制,直到温度T到达目标温度(设定温度)T0为止。
另外,在本变形例中,即使开始供给第二驱动电力W2,控制部32也通过控制第一能量生成部41的驱动状态来维持使第一驱动电力W1向第一能量生成部41的供给停止的状态(步骤S163)。因而,在处置部10中的处置开始时,控制部32不向第一能量生成部41供给第一驱动电力W1,而使第二驱动电力W2向第二能量生成部71的供给开始。此时,如图19所示,以使第二驱动电力W2的电力值与电池31的最大电源电力W0max相同的状态供给第二驱动电力W2。但是,由于没有供给第一驱动电力W1,因此与上述的实施方式等同样地,每单位时间内供给的第一驱动电力W1与第二驱动电力W2的总和随时间经过连续保持为电池31的最大电源电力W0max以下(实际上与最大电源电力W0max相同)。此外,在图19中,使用ts表示第二驱动电力W2的供给开始时,使用te表示第一驱动电力W1和第二驱动电力W2的供给停止时。
当以不供给第一驱动电力W1且只供给第二驱动电力W2的状态经过一定时间时,发热体65的温度T达到目标温度T0。由此,第二驱动电力W2的控制从恒定电力控制切换为使发热体65的温度随时间经过保持固定的恒温控制。即,在开始供给第二驱动电力W2之后,与温度T达到了目标温度T0对应地,由控制部32将第二驱动电力W2的供给状态从使第二驱动电力W2随时间经过保持固定的恒定电力控制切换为恒温控制。通过切换为恒温控制,第二驱动电力W2的电力值开始(在本变形例中是从最大电源电力W0max起)减少。在温度T没有达到目标温度T0的情况下(步骤S164-“否”),随时间经过反复进行步骤S162、S163,直到温度T达到目标温度T0为止(即,直到第二驱动电力W2的控制切换为恒温控制为止)。在图19中,在时间tk,发热体65的温度T达到目标温度T0,第二驱动电力W2的供给状态从恒定电力控制切换为恒温控制。
当发热体65的温度T达到目标温度T0时(步骤S164-“是”),控制部32维持第二驱动电力W2的供给(步骤S165),剩余电力计算部37随时间经过计算从电池31的最大电源电力W0max减去第二驱动电力W2所得到的剩余电力(第二剩余电力)Q2(步骤S166)。然后,控制部32通过控制第一能量生成部41的驱动状态来向第一能量生成部41供给第一驱动电力W1(步骤S167)。在第二驱动电力W2的供给状态向恒温控制切换时(图19的时间tk)或紧接在切换时之后,开始进行第一驱动电力W1的供给。即,与通过发热体65的温度T达到了目标温度T0而第二驱动电力W2开始减少对应地,开始进行第一驱动电力W1向第一能量生成部41的供给。
在步骤S167中,以使第一驱动电力W1为计算出的剩余电力Q2以下的状态向第一能量生成部41供给第一驱动电力W1。即,在开始供给第一驱动电力W1之后,控制部32在使第一驱动电力W1为剩余电力Q2以下的范围内进行第一驱动电力W1的控制。因此,每单位时间内供给的第一驱动电力W1与第二驱动电力W2的总和随时间经过连续保持为电池31的最大电源电力W0max以下。此时,控制部32基于阻抗Z1的检测结果,通过恒流控制、恒定电力控制以及恒压控制中的某一控制,以使第一驱动电力W1减小的方式调整第一驱动电力W1。但是,在开始供给第一驱动电力W1时tk之后,由于来自发热体65的热而处置对象的温度变高且阻抗(高频阻抗)Z1变高。因此,主要通过恒压控制来控制第一驱动电力W1,第一驱动电力W1不会增大。在继续进行使用能量的处置的情况下(步骤S168-“否”),随时间经过反复进行步骤S165~S167。
如上述的那样,在本变形例中也与上述的实施方式等同样地,在供给第一驱动电力W1和第二驱动电力W2这两者的状态下,也将每单位时间内供给的第一驱动电力W1与第二驱动电力W2的总和随时间经过连续保持为电池31的最大电源电力W0max以下。因此,与上述的实施方式等同样地,能够在能量处置器具1中使用所输出的电源电力(电容量)W0小的电池31。
接着,对图20和图21所示的第二实施方式的第四变形例进行说明。在本变形例中也不设置优先能量设定部36,不进行优先级高的优先能量的设定。图20是示出向处置部10供给处置中使用的能量的状态下的能量处置器具1中的处理的流程图。图21是示出向处置部10供给能量的状态下的、第一驱动电力W1和第二驱动电力W2的随时间经过的变化的图。在图21中,横轴表示时间t,纵轴表示驱动电力W(W1、W2)。而且,使用实线表示第一驱动电力W1的随时间经过的变化,使用虚线表示第二驱动电力W2的随时间经过的变化,使用点划线表示第一驱动电力W1与第二驱动电力W2的总和(W1+W2)的随时间经过的变化。
如图20所示,在本变形例中也与第二实施方式的第三变形例同样地,当操作输入检测部45检测出能量操作的输入时(步骤S171-“是”),控制部32通过控制第二能量生成部71的驱动状态来向第二能量生成部71供给第二驱动电力W2(步骤S172)。由此,向发热体65供给热产生电力P′2,并进行使用由发热体65产生的热的上述的处置。此外,在本变形例中,也基于发热体65的温度T来控制第二驱动电力W2,进行使第二驱动电力W2的电力值随时间经过保持固定的恒定电力控制,直到温度T达到目标温度T0为止。
另外,即使开始供给第二驱动电力W2,控制部32也通过控制第一能量生成部41的驱动状态来维持使第一驱动电力W1向第一能量生成部41的供给停止的状态(步骤S173)。因而,在处置部10中的处置开始时,控制部32不向第一能量生成部41供给第一驱动电力W1,而使第二驱动电力W2向第二能量生成部71的供给开始。此时,如图21所示,以使第二驱动电力W2的电力值与电池31的最大电源电力W0max相同的状态供给第二驱动电力W2。但是,由于没有供给第一驱动电力W1,因此与上述的实施方式等同样地,每单位时间内供给的第一驱动电力W1与第二驱动电力W2的总和随时间经过连续保持为电池31的最大电源电力W0max以下(实际上与最大电源电力W0max相同)。此外,在图21中,使用ts表示第二驱动电力W2的供给开始时,使用te表示第一驱动电力W1和第二驱动电力W2的供给停止时。
当以不供给第一驱动电力W1且只供给第二驱动电力W2的状态经过一定时间时,发热体65的温度T达到目标温度T0。由此,第二驱动电力W2的控制从恒定电力控制切换为使发热体65的温度随时间经过保持固定的恒温控制。即,在开始供给第二驱动电力W2之后,与温度T达到了目标温度T0对应地,由控制部32将第二驱动电力W2的供给状态从使第二驱动电力W2随时间经过保持固定的恒定电力控制切换为恒温控制。通过切换为恒温控制,第二驱动电力W2的电力值开始(在本变形例中是从最大电源电力W0max起)减少。在温度T没有达到目标温度T0的情况下(步骤S174-“否”),随时间经过反复进行步骤S172、S173,直到温度T达到目标温度T0为止(即,直到第二驱动电力W2的控制切换为恒温控制为止)。在图21中,在时间tl,发热体65的温度T达到目标温度T0,第二驱动电力W2的供给状态从恒定电力控制切换为恒温控制。
当发热体65的温度T达到目标温度T0时(步骤S174-“是”),控制部32通过控制第二能量生成部71的驱动状态来使第二驱动电力W2向第二能量生成部71的供给停止(步骤S175)。然后,控制部32通过控制第一能量生成部41的驱动状态来向第一能量生成部41供给第一驱动电力W1(步骤S176)。在第二驱动电力W2开始减少时(在图21中为时间tl)或紧接在开始减少时之后,使第二驱动电力W2向第二能量生成部71的供给停止,并且使第一驱动电力W1向第一能量生成部41的供给开始。因而,在开始供给第二驱动电力W2之后,与通过发热体65的温度T达到了目标温度T0而第二驱动电力W2开始减少对应地,使第二驱动电力W2向第二能量生成部71的供给停止,并且使第一驱动电力W1向第一能量生成部41的供给开始。
在本变形例中也同样,控制部32基于阻抗Z1的检测结果,通过恒流控制、恒定电力控制以及恒压控制中的某一控制,以使第一驱动电力W1减小的方式调整第一驱动电力W1。如图21所示,在开始供给第一驱动电力W1时(紧接在第二驱动电力W2的减少开始时tl之后),在使第一驱动电力W1随时间经过保持固定的恒定电力控制下供给第一驱动电力W1。然后,在从开始供给第一驱动电力W1起的一定时间内,通过恒定电力控制来控制第一驱动电力W1,以使第一驱动电力W1的电力值与电池31的最大电源电力W0max相同的状态供给第一驱动电力W1。此时,由于没有供给第二驱动电力W2,因此与上述的实施方式等同样地,每单位时间内供给的第一驱动电力W1与第二驱动电力W2的总和随时间经过连续保持为电池31的最大电源电力W0max以下(实际上与最大电源电力W0max相同)。
当从开始供给第一驱动电力W1起经过一定时间时,阻抗(高频阻抗)Z1增大到进行使高频电压V1随时间经过保持固定的恒压控制的范围。即,在开始供给第一驱动电力W1之后,与针对高频电流I1的阻抗Z1的随时间经过的变化对应地,由控制部32将第一驱动电力W1的供给状态从使第一驱动电力W1随时间经过保持固定的恒定电力控制切换为恒压控制。通过切换为恒压控制,第一驱动电力W1的电力值开始(在本变形例中是从最大电源电力W0max起)减少。在第一驱动电力W1没有开始减少的情况下(步骤S177-“否”),随时间经过反复进行步骤S175、S176,直到第一驱动电力W1开始减少为止(即,直到切换为恒压控制为止)。在图21中,在时间tm,从恒定电力控制切换为恒压控制,第一驱动电力W1开始减少。
当第一驱动电力W1开始减少时(步骤S177-“是”),控制部32维持第一驱动电力W1的供给(步骤S178),剩余电力计算部37随时间经过计算从电池31的最大电源电力W0max减去第一驱动电力W1所得到的剩余电力(第一剩余电力)Q1(步骤S179)。然后,控制部32通过控制第二能量生成部71的驱动状态来向第二能量生成部71供给第二驱动电力W2(步骤S180)。在第一驱动电力W1开始减少时(图21的时间tm)或紧接在开始减少时之后,开始进行第二驱动电力W2的供给。即,与第一驱动电力W1开始减少对应地,再次开始进行第二驱动电力W2向第二能量生成部71的供给。
在步骤S180中,以使第二驱动电力W2为计算出的剩余电力Q1以下的状态向第二能量生成部71供给第二驱动电力W2。即,在再次开始供给第二驱动电力W2之后,控制部32在使第二驱动电力W2为剩余电力Q1以下的范围内进行第二驱动电力W2的控制。因此,每单位时间内供给的第一驱动电力W1与第二驱动电力W2的总和随时间经过连续保持为电池31的最大电源电力W0max以下。在继续进行使用能量的处置的情况下(步骤S181-“否”),随时间经过反复进行步骤S178~S180。在再次开始供给第二驱动电力W2之后,处置对象(发热体65)的温度T高,主要通过恒温控制来控制第二驱动电力W2。因此,所供给的第二驱动电力W2变小。
如上述的那样,在本变形例中也与上述的实施方式等同样地,在供给第一驱动电力W1和第二驱动电力W2这两者的状态下,也将每单位时间内供给的第一驱动电力W1与第二驱动电力W2的总和随时间经过连续被保持为电池31的最大电源电力W0max以下。因此,与上述的实施方式等同样地,能够在能量处置器具1中使用所输出的电源电力(电容量)W0小的电池31。
(其它的变形例)
此外,在上述的实施方式等中,将高频电力P1作为第一能量向处置部10供给,将超声波振动或热作为第二能量向处置部10供给,但是并不限定于此。只要能够将第一能量和在针对处置的特性上与第一能量不同的第二能量同时供给到处置部(10)即可。
另外,在上述的实施方式等中,作为电源,设置了电池31,但是并不限定于此。例如,也可以是,保持单元2经由未图示的线缆(通用线)而与能量生成器等能量源单元(未图示)连接,能量源单元中设置有电源(31)、生成第一能量的第一能量生成部(41)、以及生成第二能量的第二能量生成部(51或71)。在该情况下,也在制造时规定作为从电源(31)每单位时间内输出的电源电力(W0)的最大值的最大电源电力(W0max)。
另外,在上述的实施方式等中,在处置部(末端执行器)10中,处置对象被把持在两个把持构件之间(探头前端部21与钳部件18之间或第一钳部件62与第二钳部件63之间),但是并不限定于此。例如,也可以是,处置部(10)形成为挂钩形状,将处置对象挂在挂钩来进行切除处置对象的处置。在该情况下,在以高频电力(P1)为第一能量向处置部(10)供给的同时,以超声波振动为第二能量传递到处置部(10)。
在上述的实施方式等中,能量处置器具(1)具备:电源(31),其被规定了作为每单位时间内输出的电源电力(W0)的最大值的最大电源电力(W0max);第一能量生成部(41),其通过被供给源于从电源(31)输出的电源电力(W0)的第一驱动电力(W1)来生成第一能量;以及第二能量生成部(51;71),其通过被供给源于从电源(31)输出的电源电力(W0)的第二驱动电力(W2)来生成第二能量。处置部(10)能够同时使用第一能量和第二能量来进行处置,电力检测部(42、52;42、72)随时间经过检测向第一能量生成部(41)供给的第一驱动电力(W1)以及向第二能量生成部(51;71)供给的第二驱动电力(W2)。控制部(32)基于电力检测部(42,52;42,72)中的检测结果来控制第一能量生成部(41)和第二能量生成部(51;71),由此将每单位时间内供给的第一驱动电力(W1)与第二驱动电力(W2)的总和(W1+W2)随时间经过连续保持为电源(31)的最大电源电力(W0max)以下。
以上,说明了本发明的实施方式等,但是不言而喻的是,本发明并不限定于上述的实施方式等,在不偏离本发明的要旨的范围内能够进行各种变形。