JP2015054028A - 医療機器 - Google Patents

Abstract

【課題】流体を噴射する医療機器において、ユーザーの利便性をさらに向上させることのできる技術を提供する。
【解決手段】流体を噴射する医療機器は、流体を噴射する開口部を有する噴射管と、噴射管に連通し、流体に脈動を発生させる脈動発生部とを有する流体噴射部と、脈動発生部を制御することによって、脈動の周波数を制御する制御部と、流体噴射部の移動速度を測定する測定部と、特定の周波数及び特定の移動速度の設定の指示をユーザーから受け付ける受付部と、ユーザーからの指示に基づいて、特定の周波数及び特定の移動速度を設定する設定部と、特定の周波数と特定の移動速度とを用いて制御定数を算出する算出部とを備える。制御部は、周波数と移動速度とを用いて、制御定数を算出する方法と同じ方法で算出した値が、制御定数を含む所定の範囲内に収まるように、移動速度に応じて、周波数を制御する。
【選択図】図７

Description

本発明は、医療機器に関する。

従来、流体を噴射する医療機器に関する技術としては、例えば、特許文献１に開示されたものが知られている。特許文献１には、圧電素子を駆動させることによって流体に脈動を付与し、脈動が付与された液体を患部に噴射することによって、患部の切開や切除を行なう医療機器が記載されている。

特開２００８−８２２０２号公報 特開２０１０−５１８９６号公報

しかし、特許文献１に記載された医療機器において、ユーザーの利便性をさらに向上させたいといった要望があった。そのほか、従来の医療機器においては、その小型化や、低コスト化、省資源化、製造の容易化、使い勝手の向上等が望まれていた。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本発明の一形態によれば、流体を噴射する医療機器が提供される。この医療機器は、前記流体を噴射する開口部を有する噴射管と、前記噴射管に連通し、前記流体に脈動を発生させる脈動発生部とを有する流体噴射部と；前記脈動発生部を制御することによって、前記脈動の周波数を制御する制御部と；前記流体噴射部の移動速度を測定する測定部と；特定の周波数及び特定の移動速度の設定の指示をユーザーから受け付ける受付部と；前記ユーザーからの指示に基づいて、前記特定の周波数及び前記特定の移動速度を設定する設定部と；前記特定の周波数と、前記特定の移動速度とを用いて、制御定数を算出する算出部とを備える。前記制御部は、前記周波数と前記移動速度とを用いて、前記制御定数を算出する方法と同じ方法で算出した値が、前記制御定数を含む所定の範囲内に収まるように、前記移動速度に応じて、前記周波数を制御する。
対象物を切除する力は、対象物の単位長さ当たりに噴射される脈流の数と相関関係がある。この形態によれば、対象物の単位長さ当たりに噴射される脈流の数が、ユーザーからの指示によって設定された数に近づくように制御されるので、ユーザーからの指示によって設定された切除力を維持することができる。

（２）上記形態の医療機器において、前記設定部は、前記設定の指示を受け付けたタイミングにおける前記周波数を、前記特定の周波数に設定するとともに、前記設定の指示を受け付けたタイミングにおける前記移動速度を、前記特定の移動速度に設定してもよい。
この形態によれば、設定部が、ユーザーの好みの切除力が実現されているタイミングにおいて設定の指示を受け付ければ、ユーザーの好みの切除力を維持することができる。

（３）上記形態の医療機器において、前記算出部は、前記特定の周波数を、前記特定の移動速度で除することによって、前記制御定数を算出し；前記制御部は、前記周波数の値が、前記制御定数と前記移動速度とを掛け合わせた値に近づくように、前記周波数を制御してもよい。
この形態によれば、対象物の単位長さ当たりに噴射される脈流の数を制御定数として算出することができるとともに、周波数を容易に制御することができる。

（４）上記形態の医療機器において、前記制御部は、前記移動速度が所定の上限閾値よりも大きい場合には、前記周波数が、前記制御定数を用いて前記周波数を制御する場合における前記周波数の値よりも小さな値となるように、前記周波数を制御してもよい。
この形態によれば、移動速度が所定の上限閾値よりも大きくなった場合に、周波数が小さな値になるので、例えば、ユーザーの意図に反して移動速度が大きくなった場合に、切除力を小さくすることができる。

（５）上記形態の医療機器において、前記制御部は、前記移動速度が所定の下限閾値よりも小さい場合には、前記周波数が、前記制御定数を用いて前記周波数を制御する場合における前記周波数の値よりも小さな値となるように、前記周波数を制御してもよい。
この形態によれば、移動速度が所定の下限閾値よりも小さくなった場合に、周波数が小さな値になるので、例えば、ユーザーの意図に反して、流体噴射管の先端が対象物の非所望の同一の位置に留まり続けた場合や、ユーザーが対象物の切除等を中断しようとして移動速度が小さくなった場合に、切除力を小さくすることができる。

（６）上記形態の医療機器において、前記制御部は、前記移動速度が所定の上限閾値よりも大きい場合には、前記脈動発生部の出力が小さくなるように制御してもよい。
この形態によれば、移動速度が所定の上限閾値よりも大きくなった場合に、脈動発生部の出力が小さくなるので、例えば、ユーザーの意図に反して移動速度が大きくなった場合に、切除力を小さくすることができる。

（７）上記形態の医療機器において、前記制御部は、前記移動速度が所定の下限閾値よりも小さい場合には、前記脈動発生部の出力が小さくなるように制御してもよい。
この形態によれば、移動速度が所定の下限閾値よりも小さくなった場合に、脈動発生部の出力が小さくなるので、例えば、ユーザーの意図に反して、流体噴射管の先端が対象物の非所望の同一の位置に留まり続けた場合や、ユーザーが対象物の切除を中断しようとして移動速度が小さくなった場合に、切除力を小さくすることができる。

上述した本発明の各形態の有する複数の構成要素はすべてが必須のものではなく、上述の課題の一部又は全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部又は全部を達成するために、適宜、前記複数の構成要素の一部の構成要素について、その変更、削除、新たな他の構成要素との差し替え、限定内容の一部削除を行うことが可能である。また、上述の課題の一部又は全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部又は全部を達成するために、上述した本発明の一形態に含まれる技術的特徴の一部又は全部を上述した本発明の他の形態に含まれる技術的特徴の一部又は全部と組み合わせて、本発明の独立した一形態とすることも可能である。

例えば、本発明の一形態は、流体噴射部と、制御部と、測定部と、受付部と、設定部と、算出部との６つの要素の内の一つ以上の要素を備えた装置として実現可能である。すなわち、この装置は、流体噴射部を有していてもよく、有していなくてもよい。また、装置は、制御部を有していてもよく、有していなくてもよい。また、装置は、測定部を有していてもよく、有していなくてもよい。また、装置は、受付部を有していてもよく、有していなくてもよい。また、装置は、設定部を有していてもよく、有していなくてもよい。また、装置は、算出部を有していてもよく、有していなくてもよい。流体噴射部は、例えば、前記流体を噴射する開口部を有する噴射管と、前記噴射管に連通し、前記流体に脈動を発生させる脈動発生部とを有する流体噴射部として構成されてもよい。制御部は、例えば、前記脈動発生部を制御することによって、前記脈動の周波数を制御する制御部として構成されてもよい。測定部は、例えば、前記開口部の移動速度を測定する測定部として構成されてもよい。受付部は、例えば、特定の周波数及び特定の移動速度の設定の指示をユーザーから受け付ける受付部として構成されてもよい。設定部は、例えば、前記ユーザーからの指示に基づいて、前記特定の周波数及び前記特定の移動速度を設定する設定部として構成されてもよい。算出部は、例えば、前記特定の周波数と、前記特定の移動速度とを用いて、制御定数を算出する算出部として構成されてもよい。また、制御部は、例えば、前記周波数と前記移動速度とを用いて、前記制御定数を算出する方法と同じ方法で算出した値が、前記制御定数を含む所定の範囲内に収まるように、前記移動速度に応じて、前記周波数を制御する制御部として構成されてもよい。こうした装置は、例えば流体を噴射する医療機器として実現できるが、流体を噴射する医療機器以外の他の装置としても実現可能である。このような形態によれば、装置の小型化や、低コスト化、省資源化、製造の容易化、使い勝手の向上等の種々の課題の少なくとも１つを解決することができる。前述した流体を噴射する医療機器の各形態の技術的特徴の一部又は全部は、いずれもこの装置に適用することが可能である。

本発明は、装置以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、流体を噴射する医療機器の製造方法や流体を噴射する医療機器の制御方法、その制御方法を実現するコンピュータープログラム、そのコンピュータープログラムを記録した一時的でない記録媒体等の形態で実現することができる。

本発明の一実施形態としての医療機器の構成を示す説明図である。 ハンドピースの内部構成の一部を拡大して示す断面図である。 圧電素子に印加される駆動電圧の波形の一例を示す説明図である。 駆動電圧の波形とダイアフラムの変形の様子との対応関係を示す説明図である。 圧電素子に印加される駆動電圧の駆動周波数Ｆ［Ｈｚ］と患部が切除された深さ［ｍｍ］との関係をグラフ形式で示す説明図である。 流体噴射管の移動速度Ｖ［ｍｍ／ｓ］と圧電素子に印加される駆動電圧の駆動周波数Ｆ［Ｈｚ］との関係を示す説明図である。 第２実施形態としての医療機器における制御パターンを示す説明図である。 第３実施形態としての医療機器における制御パターンを示す説明図である。 第４実施形態としての医療機器における制御パターンを示す説明図である。 第５実施形態としての医療機器における制御パターンを示す説明図である。

次に、本発明の実施の形態を実施形態に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．第１実施形態：
Ｂ．第２実施形態：
Ｃ．第３実施形態：
Ｄ．第４実施形態：
Ｅ．第５実施形態：
Ｆ．変形例：

Ａ．第１実施形態：
図１は、本発明の一実施形態としての医療機器１００の構成を示す説明図である。医療機器１００は、患者の患部である生体組織に対して流体を噴射することによって、患部の切開または切除等の治療を行なうメスとしての機能を有している。

医療機器１００は、流体容器１０と、流体供給機構１２と、ハンドピース１４と、制御装置１６と、噴射スイッチ１８とを備えている。流体容器１０と流体供給機構１２との間は、接続チューブ１９ａによって接続されており、流体供給機構１２とハンドピース１４との間は、接続チューブ１９ｂによって接続されている。本実施形態では、接続チューブ１９ａ、１９ｂは、樹脂によって形成されている。

流体容器１０は、ハンドピース１４に供給される流体として、生理食塩水を収容している。ただし、流体容器１０は、生理食塩水の代わりに、例えば純水や薬液など、生体組織に噴射されても有害でない他の流体を収容してもよい。

流体供給機構１２は、接続チューブ１９ａ、１９ｂを介して、流体容器１０に収容されている流体をハンドピース１４に供給する。本実施形態では、流体供給機構１２として、ポンプが用いられている。

ハンドピース１４は、術者が手に持って操作する器具であり、流体噴射管２０と、脈動発生部２２と、筐体２４とを備えている。脈動発生部２２は、電圧印加ケーブル１７ａを介して駆動電圧が印加されると、接続チューブ１９ｂを介して供給された流体に対して脈動を付与する。脈動が付与された流体は、流体噴射管２０の先端の開口部２０ａから高速噴射される。術者は、ハンドピース１４から噴射される脈動が付与された流体を患者の患部である生体組織に当てることによって、例えば患部の切開または切除等を行なう。なお、以下では、脈動が付与された流体を、脈流またはパルス流とも呼ぶ。なお、駆動電圧の大きさが変更されると、脈流の大きさ（１回の駆動で噴射される体積）及び勢いが変更され、駆動電圧の駆動周波数が変更されると、脈流の発生頻度が変更される。

制御装置１６は、電圧印加ケーブル１７ａを介して脈動発生部２２に印加する駆動電圧を制御するとともに、制御ケーブル１７ｂを介して流体供給機構１２の始動と停止を制御する。

噴射スイッチ１８は、術者が操作するスイッチであり、制御ケーブル１７ｃを介して制御装置１６に接続されている。本実施形態では、噴射スイッチ１８は、術者が足元で操作するフットスイッチである。

噴射スイッチ１８が術者によってオンにされると、制御装置１６は、流体供給機構１２に対して流体の供給の開始を指示するとともに、脈動発生部２２に対して駆動電圧を印加する。そして、ハンドピース１４の流体噴射管２０の先端の開口部２０ａから、脈動が付与された流体が高速噴射される。

本実施形態では、ハンドピース１４は、さらに、加速度センサー２５と、情報取得スイッチ２６とを備えている。加速度センサー２５は、筐体２４の先端近傍に設けられており、加速度を検出する。本実施形態では、加速度センサー２５は、半導体型の３軸加速度センサーである。検出された加速度は、制御ケーブル１７ｄを介して制御装置１６に供給される。情報取得スイッチ２６は、術者によって押下されるスイッチである。情報取得スイッチ２６が術者によって押下されると、情報取得スイッチ２６が押下されたことを示す信号が、制御ケーブル１７ｅを介して制御装置１６に供給される。

制御装置１６は、加速度センサー２５によって検出された加速度と、加速度センサー２５と流体噴射管２０との位置関係とに基づいて、流体噴射管２０の移動速度Ｖを算出する。また、制御装置１６は、情報取得スイッチ２６が押下されたタイミングにおける流体噴射管２０の移動速度Ｖを、特定の移動速度Ｖｓとして設定するとともに、当該タイミングにおいて脈動発生部２２に印加される駆動電圧の駆動周波数Ｆを、特定の駆動周波数Ｆｓとして設定する。特定の移動速度Ｖｓ及び特定の駆動周波数Ｆｓを設定する理由については後述する。また、制御装置１６は、後述する受付部１６ａ、設定部１６ｂ、算出部１６ｃ、制御部１６ｄとしても機能する。

図２は、ハンドピース１４の内部構成の一部を拡大して示す断面図である。ハンドピース１４の筐体２４の内部には、流体供給機構１２から供給された流体に対して脈動を付与する脈動発生部２２が設けられている。脈動発生部２２は、圧電素子３０と、ダイアフラム３２と、第１ケース３４と、第２ケース３６と、第３ケース３８とを備えている。

脈動発生部２２の内部には、流体供給機構１２から供給された流体が通過する流路として、入口流路４０と、流体室４２と、出口流路４４とが形成されている。本実施形態では、入口流路４０及び出口流路４４は、第１ケース３４に形成されており、流体室４２は、第１ケース３４とダイアフラム３２との間に形成されている。入口流路４０には、接続チューブ１９ｂが接続されており、出口流路４４には、流体噴射管２０が接続されている。

ダイアフラム３２は、円盤状の金属薄板であり、その外周部分が第１ケース３４と第２ケース３６との間に挟まれて固定されている。

圧電素子３０は、制御装置１６から印加される駆動電圧によって動作するアクチュエータである。圧電素子３０は、ダイアフラム３２と第１ケース３４との間に形成された流体室４２の容積を変化させることによって、流体室４２内の流体の圧力を変化させる。本実施形態では、圧電素子３０は、積層型圧電素子であり、一端がダイアフラム３２に固定され、他端が第３ケース３８に固定されている。

圧電素子３０に印加される駆動電圧が大きくなると、圧電素子３０が伸長し、ダイアフラム３２が圧電素子３０に押されて流体室４２側に撓む。ダイアフラム３２が流体室４２側に撓むと、流体室４２の容積が小さくなり、流体室４２内の流体は流体室４２から押し出される。本実施形態では、出口流路４４の内径は、入口流路４０の内径よりも大きい。すなわち、出口流路４４のイナータンスは、入口流路４０のイナータンスよりも小さいので、流体室４２内の流体は、出口流路４４を通って流体室４２から押し出される。

一方、圧電素子３０に印加される駆動電圧が小さくなると、圧電素子３０が縮小して流体室４２の容積が大きくなり、入口流路４０から流体室４２内に流体が供給される。

圧電素子３０に印加される駆動電圧は、高い周波数（例えば４００Ｈｚ）でオン（最大電圧）とオフ（０Ｖ）とを繰り返すので、流体室４２の容積の拡大と縮小が繰り返され、流体に脈動が与えられる。流体室４２から押し出された流体は、流体噴射管２０の先端のノズル２０ａ（開口部２０ａ）から噴射される。

図３は、圧電素子３０に印加される駆動電圧の波形の一例を示す説明図である。この図３において、横軸は時間を示しており、縦軸は駆動電圧を示している。駆動電圧の波形の１周期は、電圧が大きくなる立ち上がり期間と、電圧が小さくなる立ち下がり期間と、電圧が印加されない休止期間とによって構成されている。

本実施形態では、駆動電圧の立ち上がり期間の波形は、正の電圧方向にオフセットされ、位相が−９０度ずれたＳＩＮ波形の１／２周期分の波形である。駆動電圧の立ち下がり期間の波形は、正の電圧方向にオフセットされ、位相が＋９０度ずれたＳＩＮ波形の１／２周期分の波形である。そして、立ち下がり期間におけるＳＩＮ波形の周期は、立ち上がり期間のＳＩＮ波形の周期よりも大きくなっている。

本実施形態では、駆動電圧の大きさが変更された場合には、図３に示す波形の最大値が変更される。また、駆動電圧の周波数が変更された場合には、立ち上がり期間及び立ち下がり期間の波形は変更されず、休止期間の長さが変更される。

図４は、駆動電圧の波形と、ダイアフラム３２の変形の様子との対応関係を示す説明図である。なお、この図４では、圧電素子３０とダイアフラム３２との間に、補強部材５１が設けられている。休止期間（ａ）では、駆動電圧が印加されていないので、圧電素子３０は伸長しておらず、ダイアフラム３２は撓んでいない。立ち上がり期間（ｂ）では、駆動電圧が大きくなるため、圧電素子３０が伸長し、ダイアフラム３２が流体室４２側に撓み、流体室４２の容積が小さくなる。

（ｃ）に示すタイミングでは、駆動電圧が最大となるため、圧電素子３０の長さも最大となり、流体室４２の容積が最小となる。立ち下がり期間（ｄ）では、駆動電圧が小さくなるので、圧電素子３０が元の大きさに戻り始め、流体室４２の容積が元の大きさに戻り始める。休止期間（ｅ）では、駆動電圧が印加されていないので、圧電素子３０が元の大きさに戻り、流体室４２の容積が元の大きさに戻る。この（ａ）から（ｅ）に示す一連の動作が繰り返されることによって、流体室４２内の流体が流体噴射管２０に押し出される。

図５は、圧電素子３０に印加される駆動電圧の駆動周波数Ｆ［Ｈｚ］と、患部が切除された深さ［ｍｍ］との関係をグラフ形式で示す説明図である。図５に示された実線Ｊは、流体噴射管２０を患部に対して一定の速度で移動させ、駆動周波数Ｆのみを変更した場合を示している。一方、図５に示された破線Ｂは、患部の単位長さ当たりに噴射される脈流の数Ｎ（以下では、単に「噴射数Ｎ」とも呼ぶ）が一定となるように、流体噴射管２０の移動速度Ｖと駆動周波数Ｆとを調整した場合を示している。この図５に示す例では、単位長さ当たりの噴射数Ｎが１０００発／ｍｍとなるように、流体噴射管２０の移動速度Ｖと駆動周波数Ｆとが調整されている。

この図５によれば、単位長さ当たりの噴射数Ｎが大きくなると、切除深さが深くなることが理解できる。また、単位長さ当たりの噴射数Ｎが同じであれば、流体噴射管２０の移動速度Ｖや駆動周波数Ｆが異なっていても、切除深さがほぼ同じになることが理解できる。すなわち、患部を切除する切除力は、単位長さ当たりの噴射数Ｎと相関関係があることが理解できる。

図６は、流体噴射管２０の移動速度Ｖ［ｍｍ／ｓ］と、圧電素子３０に印加される駆動電圧の駆動周波数Ｆ［Ｈｚ］との関係を示す説明図である。この図６に示すように、流体噴射管２０の移動速度Ｖに応じて駆動周波数Ｆを制御すれば、単位長さ当たりの噴射数Ｎが一定となる。本実施形態では、制御部１６ｄは、単位長さ当たりの噴射数Ｎが所定の範囲内に収まるように、測定される移動速度Ｖに応じて、駆動周波数Ｆを制御する。このようにすれば、流体噴射管２０の移動速度Ｖが変化した場合であっても、切除力をほぼ一定にすることができ、患部が切除される深さをほぼ一定にすることができる。本実施形態では、制御装置１６は、情報取得スイッチ２６が術者によって押下されたタイミングにおける切除力を維持するように、駆動周波数Ｆを制御する。制御の詳細は以下のとおりである。

受付部１６ａは、特定の駆動周波数Ｆｓ及び特定の移動速度Ｖｓの設定の指示を術者から受け付ける。本実施形態では、受付部１６ａは、制御ケーブル１７ｅを介して、情報取得スイッチ２６が押下されたことを示す信号を受け付ける。

設定部１６ｂは、術者からの指示に基づいて、特定の駆動周波数Ｆｓ及び特定の移動速度Ｖｓを設定する。本実施形態では、設定部１６ｂは、情報取得スイッチ２６が押下されたタイミングにおける駆動周波数Ｆを、特定の駆動周波数Ｆｓに設定するとともに、情報取得スイッチ２６が押下されたタイミングにおける流体噴射管２０の移動速度Ｖを、特定の移動速度Ｖｓに設定する。

算出部１６ｃは、設定された特定の駆動周波数Ｆｓと、設定された特定の移動速度Ｖｓとを用いて、制御定数Ｎｓを算出する。本実施形態では、算出部１６ｃは、特定の駆動周波数Ｆｓを、特定の移動速度Ｖｓで除することによって、制御定数Ｎｓを算出する。

制御部１６ｄは、駆動周波数Ｆと流体噴射管２０の移動速度Ｖとを用いて制御定数Ｎｓを算出する方法と同じ方法で算出した値、すなわち、単位長さ当たりの噴射数Ｎが、制御定数Ｎｓを含む所定の範囲内に収まるように、流体噴射管２０の移動速度Ｖに応じて、駆動周波数Ｆを制御する。本実施形態では、制御部１６ｄは、駆動周波数Ｆの値が、制御定数Ｎｓと流体噴射管２０の移動速度Ｖとを掛け合わせた値に近づくように、駆動周波数Ｆを制御する。したがって、流体噴射管２０の移動速度Ｖが変化した場合であっても、駆動周波数Ｆを容易に制御することができるとともに、情報取得スイッチ２６が押下されたタイミングにおける切除力を維持することができる。

このように、本実施形態によれば、単位長さ当たりの噴射数Ｎが、ユーザーからの指示によって設定された数（制御定数Ｎｓ）に近づくように制御されるので、流体噴射管２０の移動速度Ｖが変化した場合であっても、術者からの指示によって設定された切除力を維持することができる。

さらに、本実施形態によれば、ユーザーが、好みの切除力が実現されているタイミングで情報取得スイッチ２６を押下すれば、好みの切除力が実現されているタイミングにおける切除力を維持することができる。なお、流体噴射管２０及び脈動発生部２２は、本発明の「流体噴射部」に相当する。

Ｂ．第２実施形態：
図７は、第２実施形態としての医療機器１００における制御パターンを示す説明図である。第２実施形態の基本的な構成は、上記の第１実施形態と同じである。噴射スイッチ１８が術者によって押下されてオンになると、流体供給機構１２及び脈動発生部２２が駆動する。一方、噴射スイッチ１８が術者によって押下されておらずオフのときは、流体供給機構１２及び脈動発生部２２は停止している。

本実施形態では、制御部１６ｄは、流体噴射管２０の移動速度Ｖが、所定の上限閾値Ｖａよりも大きい場合には、駆動周波数Ｆが、制御定数Ｎｓを用いて駆動周波数Ｆを制御する場合における駆動周波数Ｆの値よりも小さな値となるように、駆動周波数Ｆを制御する。なお、所定の上限閾値Ｖａは、特定の移動速度Ｖｓを基準として設定されてもよい。例えば、所定の上限閾値Ｖａは、特定の移動速度Ｖｓより大きい値であればよく、例えば、特定の移動速度Ｖｓの１．２倍の値であってもよい。駆動周波数Ｆの具体的な制御方法は以下のとおりである。

算出部１６ｃは、第１実施形態と同様にして、制御定数Ｎｓを算出するとともに、制御定数Ｎｓに１未満の所定の定数を掛け合わせて第２制御定数Ｎｓ２を算出する。例えば、算出部１６ｃは、以下の式に基づいて、第２制御定数Ｎｓ２を算出する。
Ｎｓ２＝Ｎｓ×０．５

制御部１６ｄは、流体噴射管２０の移動速度Ｖと、所定の上限閾値Ｖａとを比較する。流体噴射管２０の移動速度Ｖが所定の上限閾値Ｖａ以下である場合には、制御部１６ｄは、駆動周波数Ｆの値が、制御定数Ｎｓと流体噴射管２０の移動速度Ｖとを掛け合わせた値に近づくように、駆動周波数Ｆを制御する。

一方、流体噴射管２０の移動速度Ｖが所定の上限閾値Ｖａより大きい場合には、制御部１６ｄは、駆動周波数Ｆの値が、第２制御定数Ｎｓ２と流体噴射管２０の移動速度Ｖとを掛け合わせた値に近づくように、駆動周波数Ｆを制御する。

このようにすれば、流体噴射管２０の移動速度Ｖが所定の上限閾値Ｖａより大きい場合には、単位長さ当たりの噴射数Ｎは、流体噴射管２０の移動速度Ｖが所定の上限閾値Ｖａ以下である場合における単位長さあたりの噴射数Ｎよりも小さくなる。

したがって、本実施形態によれば、術者の意図に反して流体噴射管２０の移動速度Ｖが大きくなった場合に、単位長さ当たりの噴射数Ｎが小さな値となるので、切除力を小さくすることができる。例えば、術者の意図に反して流体噴射管２０の移動速度Ｖが大きくなり、流体噴射管２０の先端が患部の非所望の位置に移動した場合に、切除力を小さくすることができる。この結果、医療機器１００の安全性を向上させることができる。

Ｃ．第３実施形態：
図８は、第３実施形態としての医療機器１００における制御パターンを示す説明図である。第３実施形態の基本的な構成は、上記の第１実施形態と同じである。本実施形態では、制御部１６ｄは、流体噴射管２０の移動速度Ｖが、所定の下限閾値Ｖｂよりも小さい場合には、駆動周波数Ｆが、制御定数Ｎｓを用いて駆動周波数Ｆを制御する場合における駆動周波数Ｆの値よりも小さな値となるように、駆動周波数Ｆを制御する。なお、所定の下限閾値Ｖｂは、特定の移動速度Ｖｓを基準として設定されてもよい。例えば、所定の下限閾値Ｖｂは、特定の移動速度Ｖｓより小さい値であればよく、例えば、特定の移動速度Ｖｓの０．８倍の値であってもよい。駆動周波数Ｆの具体的な制御方法は以下のとおりである。

算出部１６ｃは、第１実施形態と同様にして、制御定数Ｎｓを算出するとともに、制御定数Ｎｓに１未満の所定の定数を掛け合わせて第３制御定数Ｎｓ３を算出する。例えば、算出部１６ｃは、以下の式に基づいて、第３制御定数Ｎｓ３を算出する。
Ｎｓ３＝Ｎｓ×０．５

制御部１６ｄは、流体噴射管２０の移動速度Ｖと、所定の下限閾値Ｖｂとを比較する。流体噴射管２０の移動速度Ｖが所定の下限閾値Ｖｂ以上である場合には、制御部１６ｄは、駆動周波数Ｆの値が、制御定数Ｎｓと流体噴射管２０の移動速度Ｖとを掛け合わせた値に近づくように、駆動周波数Ｆを制御する。

一方、流体噴射管２０の移動速度Ｖが所定の下限閾値Ｖｂより小さい場合には、制御部１６ｄは、駆動周波数Ｆの値が、第３制御定数Ｎｓ３と流体噴射管２０の移動速度Ｖとを掛け合わせた値に近づくように、駆動周波数Ｆを制御する。

このようにすれば、流体噴射管２０の移動速度Ｖが所定の下限閾値Ｖｂより小さい場合には、単位長さ当たりの噴射数Ｎは、流体噴射管２０の移動速度Ｖが所定の下限閾値Ｖｂ以上である場合における単位長さあたりの噴射数Ｎよりも小さくなる。

したがって、本実施形態によれば、流体噴射管２０の移動速度Ｖが小さくなった場合に、単位長さ当たりの噴射数Ｎが小さな値となるので、切除力を小さくすることができる。例えば、術者の意図に反して、流体噴射管２０の先端が患部の非所望の同一の位置に留まり続けた場合や、術者が患部の切除等を中断しようとして移動速度Ｖが小さくなった場合に、切除力を小さくすることができる。この結果、医療機器１００の安全性を向上させることができる。

Ｄ．第４実施形態：
図９は、第４実施形態としての医療機器１００における制御パターンを示す説明図である。第４実施形態の基本的な構成は、上記の第１実施形態と同じである。本実施形態では、制御部１６ｄは、上記第１実施形態と同様にして駆動周波数Ｆを制御しつつ、流体噴射管２０の移動速度Ｖが所定の上限閾値Ｖａよりも大きい場合には、圧電素子３０に印加する駆動電圧の大きさを小さくする。なお、所定の上限閾値Ｖａは、特定の移動速度Ｖｓを基準として設定されてもよい。例えば、所定の上限閾値Ｖａは、特定の移動速度Ｖｓより大きい値であればよく、例えば、特定の移動速度Ｖｓの１．２倍の値であってもよい。駆動周波数Ｆ及び駆動電圧の具体的な制御方法は以下のとおりである。

制御部１６ｄは、流体噴射管２０の移動速度Ｖと、所定の上限閾値Ｖａとを比較する。流体噴射管２０の移動速度Ｖが所定の上限閾値Ｖａ以下である場合には、制御部１６ｄは、圧電素子３０に印加する駆動電圧の最大値を所定の値Ｅに設定するとともに、駆動周波数Ｆの値が、制御定数Ｎｓと流体噴射管２０の移動速度Ｖとを掛け合わせた値に近づくように、駆動周波数Ｆを制御する。

一方、流体噴射管２０の移動速度Ｖが所定の上限閾値Ｖａより大きい場合には、制御部１６ｄは、圧電素子３０に印加する駆動電圧の最大値を、上述の所定の値Ｅよりも小さい所定の値Ｅａに設定するとともに、駆動周波数Ｆの値が、制御定数Ｎｓと流体噴射管２０の移動速度Ｖとを掛け合わせた値に近づくように、駆動周波数Ｆを制御する。なお、Ｅａは、Ｅよりも小さな値であればよく、例えば、Ｅの０．５倍の値であってもよく、０であってもよい。

このようにすれば、流体噴射管２０の移動速度Ｖが所定の上限閾値Ｖａより大きい場合には、流体噴射管２０から噴射される脈流の勢いは、流体噴射管２０の移動速度Ｖが所定の上限閾値Ｖａ以下である場合における脈流の勢いよりも小さくなる。

例えば、術者の意図に反して流体噴射管２０の移動速度Ｖが大きくなり、流体噴射管２０の先端が患部の非所望の位置に移動した場合に、切除力を小さくすることができる。この結果、医療機器１００の安全性を向上させることができる。

Ｅ．第５実施形態：
図１０は、第５実施形態としての医療機器１００における制御パターンを示す説明図である。第５実施形態の基本的な構成は、上記の第１実施形態と同じである。本実施形態では、制御部１６ｄは、上記第１実施形態と同様にして駆動周波数Ｆを制御しつつ、流体噴射管２０の移動速度Ｖが所定の下限閾値Ｖｂよりも小さい場合には、圧電素子３０に印加する駆動電圧の大きさを小さくする。なお、所定の下限閾値Ｖｂは、特定の移動速度Ｖｓを基準として設定されてもよい。例えば、所定の下限閾値Ｖｂは、特定の移動速度Ｖｓより小さい値であればよく、例えば、特定の移動速度Ｖｓの０．８倍の値であってもよい。駆動周波数Ｆ及び駆動電圧の具体的な制御方法は以下のとおりである。

制御部１６ｄは、流体噴射管２０の移動速度Ｖと、所定の上限閾値Ｖａとを比較する。流体噴射管２０の移動速度Ｖが所定の下限閾値Ｖｂ以上である場合には、制御部１６ｄは、圧電素子３０に印加する駆動電圧の最大値を所定の値Ｅに設定するとともに、駆動周波数Ｆの値が、制御定数Ｎｓと流体噴射管２０の移動速度Ｖとを掛け合わせた値に近づくように、駆動周波数Ｆを制御する。

一方、流体噴射管２０の移動速度Ｖが所定の下限閾値Ｖｂより小さい場合には、制御部１６ｄは、圧電素子３０に印加する駆動電圧の最大値を、上述の所定の値Ｅよりも小さい所定の値Ｅｂに設定するとともに、駆動周波数Ｆの値が、制御定数Ｎｓと流体噴射管２０の移動速度Ｖとを掛け合わせた値に近づくように、駆動周波数Ｆを制御する。なお、Ｅｂは、Ｅよりも小さな値であればよく、例えば、Ｅの０．５倍の値であってもよく、０であってもよい。

このようにすれば、流体噴射管２０の移動速度Ｖが所定の下限閾値Ｖｂより小さい場合には、流体噴射管２０から噴射される脈流の勢いは、流体噴射管２０の移動速度Ｖが所定の下限閾値Ｖｂ以上である場合における脈流の勢いよりも小さくなる。

したがって、本実施形態によれば、流体噴射管２０の移動速度Ｖが小さくなった場合に、切除力を小さくすることができる。例えば、術者の意図に反して、流体噴射管２０の先端が患部の非所望の同一の位置に留まり続けた場合や、術者が患部の切除等を中断しようとして移動速度Ｖが小さくなった場合に、切除力を小さくすることができる。この結果、医療機器１００の安全性を向上させることができる。

Ｆ．変形例：
なお、この発明は上記の実施形態や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

・変形例１：
上記実施形態において、制御装置１６には、特定の駆動周波数Ｆｓ及び特定の移動速度Ｖｓの設定の指示を術者から受け付けるためのユーザーインターフェースが接続されていてもよい。また、設定部１６ｂは、術者からの指示に基づいて、過去の特定の期間における駆動周波数Ｆの平均値から、特定の駆動周波数Ｆｓを設定してもよい。また、設定部１６ｂは、術者からの指示に基づいて、過去の特定の期間における流体噴射管２０の移動速度Ｖの平均値から、特定の移動速度Ｖｓを設定してもよい。

・変形例２：
上記実施形態において、算出部１６ｃは、特定の移動速度Ｖｓを、特定の駆動周波数Ｆｓで除することによって、制御定数Ｎｓを算出してもよい。この場合には、制御部１６ｄは、駆動周波数Ｆが、流体噴射管２０の移動速度Ｖを制御定数Ｎｓで除した値に近づくように、駆動周波数Ｆを制御すればよい。

・変形例３：
上記実施形態において、制御装置１６は、流体噴射管２０の移動速度Ｖを、ハンドピース１４に設けられたカメラや、ハンドピース１４以外の位置に設けられたカメラによって撮影された画像又は動画に基づいて算出してもよい。また、上記実施形態において、患部の動き（速度）を検出するカメラやセンサー等を設けてもよく、制御装置１６は、患部と流体噴射管２０との相対速度を算出してもよい。

・変形例４：
上記実施形態において、脈動発生部２２は、流体にレーザーを照射することによって気泡を発生させ、当該気泡によって脈動を発生させる機構であってもよい。この場合には、脈動発生部２２には、レーザーを照射するための光ファイバーケーブルが接続されていればよい。また、脈動発生部２２は、電熱ヒーターによって気泡を発生させて脈動を発生させる機構であってもよい。

・変形例５：
上記実施形態において、設定された特定の駆動周波数Ｆｓ及び特定の移動速度Ｖｓの解除は、術者が噴射スイッチ１８の押下を止めたとき、または、術者が再び情報取得スイッチ２６を押下したときに、行なわれてもよい。また、設定された特定の駆動周波数Ｆｓ及び特定の移動速度Ｖｓの解除をするためのボタンを別途設けてもよい。

・変形例６：
上記第１実施形態から第５実施形態において行なわれている制御を適宜組み合わせてもよい。

・変形例７：
上記実施形態においてソフトウェアで実現されている機能の一部をハードウェアで実現してもよく、あるいは、ハードウェアで実現されている機能の一部をソフトウェアで実現してもよい。

本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

１０…流体容器
１２…流体供給機構
１４…ハンドピース
１６…制御装置
１６ａ…受付部
１６ｂ…設定部
１６ｃ…算出部
１６ｄ…制御部
１７ａ…電圧印加ケーブル
１７ｂ…制御ケーブル
１７ｃ…制御ケーブル
１７ｄ…制御ケーブル
１７ｅ…制御ケーブル
１８…噴射スイッチ
１９ａ…接続チューブ
１９ｂ…接続チューブ
２０…流体噴射管
２０ａ…開口部（ノズル）
２２…脈動発生部
２４…筐体
２５…加速度センサー
２６…情報取得スイッチ
３０…圧電素子
３２…ダイアフラム
３４…第１ケース
３６…第２ケース
３８…第３ケース
４０…入口流路
４２…流体室
４４…出口流路
５１…補強部材
１００…医療機器

Claims (7)

1. 流体を噴射する医療機器であって、
   前記流体を噴射する開口部を有する噴射管と、前記噴射管に連通し、前記流体に脈動を発生させる脈動発生部とを有する流体噴射部と、
   前記脈動発生部を制御することによって、前記脈動の周波数を制御する制御部と、
   前記流体噴射部の移動速度を測定する測定部と、
   特定の周波数及び特定の移動速度の設定の指示をユーザーから受け付ける受付部と、
   前記ユーザーからの指示に基づいて、前記特定の周波数及び前記特定の移動速度を設定する設定部と、
   前記特定の周波数と、前記特定の移動速度とを用いて、制御定数を算出する算出部と
   を備え、
   前記制御部は、前記周波数と前記移動速度とを用いて、前記制御定数を算出する方法と同じ方法で算出した値が、前記制御定数を含む所定の範囲内に収まるように、前記移動速度に応じて、前記周波数を制御する、
   医療機器。
2. 請求項１に記載の医療機器であって、
   前記設定部は、前記設定の指示を受け付けたタイミングにおける前記周波数を、前記特定の周波数に設定するとともに、前記設定の指示を受け付けたタイミングにおける前記移動速度を、前記特定の移動速度に設定する、
   医療機器。
3. 請求項１または請求項２に記載の医療機器であって、
   前記算出部は、前記特定の周波数を、前記特定の移動速度で除することによって、前記制御定数を算出し、
   前記制御部は、前記周波数の値が、前記制御定数と前記移動速度とを掛け合わせた値に近づくように、前記周波数を制御する、
   医療機器。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の医療機器であって、
   前記制御部は、前記移動速度が所定の上限閾値よりも大きい場合には、前記周波数が、前記制御定数を用いて前記周波数を制御する場合における前記周波数の値よりも小さな値となるように、前記周波数を制御する、
   医療機器。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の医療機器であって、
   前記制御部は、前記移動速度が所定の下限閾値よりも小さい場合には、前記周波数が、前記制御定数を用いて前記周波数を制御する場合における前記周波数の値よりも小さな値となるように、前記周波数を制御する、
   医療機器。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の医療機器であって、
   前記制御部は、前記移動速度が所定の上限閾値よりも大きい場合には、前記脈動発生部の出力が小さくなるように制御する、
   医療機器。
7. 請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の医療機器であって、
   前記制御部は、前記移動速度が所定の下限閾値よりも小さい場合には、前記脈動発生部の出力が小さくなるように制御する、
   医療機器。

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