特開 2024-121351 信号生成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024121351

(43)【公開日】2024-09-06

(54)【発明の名称】信号生成装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 18/18 20060101AFI20240830BHJP

   H03G 3/30 20060101ALI20240830BHJP

【ＦＩ】

A61B18/18 100

H03G3/30 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023028401

(22)【出願日】2023-02-27

(71)【出願人】

【識別番号】000114215

【氏名又は名称】ミネベアミツミ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】小林 啓二

【テーマコード（参考）】

4C160

5J100

【Ｆターム（参考）】

4C160JK03

4C160MM32

5J100JA01

5J100QA01

(57)【要約】

【課題】信号の出力を適切に制御する。
【解決手段】信号生成装置１は、所定の周波数で信号を出力する信号出力部２と、信号出力部２から出力された信号を指定されたゲインで増幅して出力するゲイン制御部３と、ゲイン制御部３から出力された信号を増幅し、所定の信号線である同軸ケーブル２４０に出力する増幅部４と、同軸ケーブル２４０に出力される信号に対する出力を上昇させる指示を受け付けた場合に、増幅部４から出力される信号の出力が増幅部４の飽和領域を超えない範囲になるようにゲイン制御部３のゲインを設定する制御部５と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の周波数で信号を出力する信号出力部と、
前記信号出力部から出力された前記信号を指定されたゲインで増幅して出力するゲイン制御部と、
前記ゲイン制御部から出力された前記信号を増幅し、所定の信号線に出力する増幅部と、
前記所定の信号線に出力される前記信号に対する出力を上昇させる指示を受け付けた場合に、前記増幅部から出力される前記信号の出力が前記増幅部の飽和領域を超えない範囲になるように前記ゲイン制御部のゲインを設定する制御部と、
を備える、信号生成装置。

【請求項2】

前記所定の信号線は、手術支援装置において手術対象の生体組織に前記信号を出力する電極部に接続されている、
請求項１に記載の、信号生成装置。

【請求項3】

前記手術支援装置に使用する前記所定の信号線は、
Φ２．８ｍｍ以下の径の同軸ケーブルである、
請求項２に記載の、信号生成装置。

【請求項4】

前記所定の信号線は、前記手術支援装置が備える軟性の鉗子チャネルに挿通可能である、
請求項２に記載の信号生成装置。

【請求項5】

前記ゲイン制御部から出力された前記信号の電圧を検出する電圧検出部を備え、
前記制御部は、検出された電圧の強さに基づいて、前記ゲイン制御部のゲインを設定する、
請求項１に記載の、信号生成装置。

【請求項6】

前記制御部は、検出された電圧の強さが電圧に関する閾値より大きい場合に、前記ゲイン制御部に設定されているゲインを低下させる、
請求項５に記載の、信号生成装置。

【請求項7】

前記制御部は、前記増幅部から出力された前記信号の電力と前記制御部の記憶領域に記憶されているゲイン情報とに基づいて、前記ゲイン制御部のゲインを設定する、
請求項１に記載の、信号生成装置。

【請求項8】

前記ゲイン情報は、前記電力の強さと、前記電力の強さに応じて前記ゲイン制御部に設定されるゲインとの関係に基づいて定められている情報である、
請求項７に記載の、信号生成装置。

【請求項9】

前記制御部は、前記増幅部のドレイン－ソース間電圧を絶対最大定格を超えない範囲内で設定する、
請求項１に記載の、信号生成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、信号生成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電磁波の一種であるマイクロ波を用いて、人体などの生物組織に外科的処置を行う手術支援装置が知られている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特表２０１４－５０７１７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、マイクロ波を出力する手術支援装置は、内視鏡における人体に挿入される軟性部の先端に取り付けられる鉗子などの処置具に用いることが考えられる。マイクロ波を出力する信号線（同軸ケーブル）は、内視鏡の軟性部に挿入するために径を小さくする必要がある。

【0005】

しかしながら、マイクロ波を出力する手術支援装置において、信号線の径が小さい場合に、マイクロ波で高い電力を通すため、信号線が発熱してしまうという問題がある。

【0006】

また、マイクロ波を出力する手術支援装置において、手術の際に使用する他の医療機器に信号が影響を与えないようにするために定められている出力の基準を満たす必要がある。

【0007】

そのため、マイクロ波を出力する手術支援装置に搭載される信号生成装置では、信号の出力を適切に制御することについて、さらなる改善が求められている。

【0008】

本発明は、上述の課題を一例とするものであり、信号の出力を適切に制御することができる信号生成装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成するために、本発明に係る信号生成装置は、所定の周波数で信号を出力する信号出力部と、前記信号出力部から出力された前記信号を指定されたゲインで増幅して出力するゲイン制御部と、前記ゲイン制御部から出力された前記信号を増幅し、所定の信号線に出力する増幅部と、前記所定の信号線に出力される前記信号に対する出力を上昇させる指示を受け付けた場合に、前記増幅部から出力される前記信号の出力が前記増幅部の飽和領域を超えない範囲になるように前記ゲイン制御部のゲインを設定する制御部と、を備える。

【0010】

本発明に係る信号生成装置によれば、信号の出力を適切に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の第１の実施の形態に係る信号生成装置の構成を示す機能ブロック図である。

【図2】第１の実施の形態に係る信号生成装置を備える手術支援装置の一例を模式的に示す図である。

【図3】第１の実施の形態に係る信号生成装置が備える増幅部における信号の入力及び出力それぞれの特性を模式的に示す図である。

【図4】増幅部におけるリニア（直線増幅領域）領域の出力の波形の一例を示す模式図である。

【図5】増幅部における飽和領域の出力の波形の一例を示す模式図である。

【図6】増幅部におけるリニア領域のスペクトラムの一例を示す模式図である。

【図7】増幅部における飽和領域のスペクトラムの一例を示す模式図である。

【図8】第１の実施の形態に係る信号生成装置の制御部における処理のフローチャートを示す模式図である。

【図9】本発明の第２の実施の形態に係る信号生成装置の構成を示す機能ブロック図である。

【図10】第２の実施の形態に係る信号生成装置の制御部における処理のフローチャートを示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

［第１の実施の形態］
以下、本発明の第１の実施の形態に係る信号生成装置について図面を参照しながら説明する。

【0013】

図１は、本発明の実施の形態に係る信号生成装置１の構成を示す機能ブロック図である。図１に示すように、信号生成装置１は、信号出力部２と、ゲイン制御部３と、増幅部４と、制御部５と、電圧検出部６と、プリアンプ７と、入出力インタフェース８と、を備える。信号生成装置１の詳細は後述する。

【0014】

図２は、信号生成装置１を備える手術支援装置１００の一例を模式的に示す図である。図２に示すように、本実施の形態において、例えば、手術支援装置１００は、内視鏡用手術支援装置としてのマイクロ波メスである。信号生成装置１は、例えば、手術支援装置１００において人体に挿入される内視鏡の軟性部２００の先端部２１０に取り付けられる電極部２２０に所定の周波数の信号の一例であるマイクロ波を出力する。電極部２２０は、増幅部４から同軸ケーブル２４０を介して入力された信号（マイクロ波）を外部に照射するための部品である。電極部２２０は、金属部材によって構成されている。電極部２２０は、例えば、信号生成装置１を手術支援装置１００に適用した場合に、メスや鉗子として機能する。手術支援装置１００の操作者（医師）は、電極部２２０から出力されるマイクロ波を用いて、メスや鉗子等の電極部２２０から手術対象の生体組織（患部）に照射することにより、生体組織を切り取ったり、焼灼させたりするなどの外科的処置を行う。

【0015】

手術支援装置１００は、操作ハンドル２３０にＲＦケーブル２６０を介して信号生成装置１が接続されている。手術支援装置１００は、信号生成装置１と電極部２２０との間に設けられている内視鏡の軟性部２００に、マイクロ波を電極部２２０に出力するために電極部２２０と信号生成装置１とを接続する所定の信号線としての同軸ケーブル２４０（図１参照）が収容されている。同軸ケーブル２４０は、手術支援装置１００が備える軟性部２００の内部に設けられている空間（鉗子チャネル）に挿通可能とするために、例えば、Φ２．８ｍｍ以下の径である。

【0016】

次に、図１を参照して信号生成装置１の詳細な説明を行う。

【0017】

信号出力部２は、所定の周波数で信号を出力する。信号出力部２は、高周波、例えば、２．４５ＧＨｚの周波数帯のマイクロ波を生成して出力する。信号出力部２は、例えば、ＶＣＯ（voltage controlled oscillator）２１とＰＬＬ（Phase Locked Loop）２２などにより構成される。

【0018】

ゲイン制御部３は、信号出力部２から出力された信号を指定されたゲインで増幅して出力する。ゲイン制御部３は、増幅部４に出力される高調波ノイズを制限するために、信号出力部２から出力される信号の利得（ゲイン）を制御して増幅する。ゲイン制御部３は、減衰可能なゲインコントロールアンプを用いることができる。ゲイン制御部３は、具体的に、例えば、１つの増幅器及びステップ減衰器ＩＣ、あるいは、２つの増幅器及びステップ増幅器により構成される、ゲイン制御部３として用いられるゲインコントロールアンプには、出力の飽和レベルが大きい（Ｐ１ｄＢが大きい）ＩＣを選択するのがよい。

【0019】

なお、ゲイン制御部３は、ゲインコントロールアンプではなく、増幅器とステップアッテネッターとにより構成されていてもよい。

【0020】

プリアンプ７は、ゲイン制御部３から出力された信号を増幅し、増幅部４に出力する。プリアンプ７は、主にゲイン制御部３から出力された信号を固定のゲインで増幅する。信号生成装置１において、プリアンプ７が設けられていなくてもよい。ゲイン制御部３のプリアンプや増幅部４のＨＰＡもＰ１ｄＢの大きいＩＣまたはＦＥＴを選択するのがよい。

【0021】

増幅部４は、プリアンプ７を経たゲイン制御部３から出力された信号を増幅し、同軸ケーブル２４０に出力する。増幅部４は、例えば、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）アンプなどの大電力増幅器（ＨＰＡ：High Power Amplifier）である。増幅部４は、同軸ケーブル２４０に接続されている電極部２２０などの信号の出力部において、増幅部４の飽和領域を超えない（増幅部４からの出力が歪まない）範囲のゲインで出力される。増幅部４のゲインは、後述する制御部５により設定される。

【0022】

電圧検出部６は、例えば、プリアンプ７と増幅部４との間に設けられている。電圧検出部６は、増幅部４に入力する信号の電圧を検出するために、プリアンプ７から出力された信号の電圧を検出する。電圧検出部６は、検出した信号の電圧を制御部５に出力する。なお、電圧検出部６は、増幅部４に入力する信号の電圧を検出することができればよい。このため、電圧検出部６は、プリアンプ７の後段に設けられているものに限定されず、例えば、ゲイン制御部３とプリアンプ７との間に設けられているものであってもよい。

【0023】

入出力インタフェース８は、使用者が信号生成装置１を操作するための入力インタフェース、及び、信号生成装置１における動作条件（信号の周波数、出力の強さ）や測定結果などの各種情報を出力するための出力インタフェースである。

【0024】

入出力インタフェース８が有する入力インタフェースとしては、各種のボタンやタッチパネル等を例示することができる。例えば、ユーザが入力インタフェースを操作することにより、信号生成装置１を使用するための各種条件等を信号生成装置１に設定するとともに、信号の出力及び停止を信号生成装置１に指示することができる。なお、入力インタフェースは、上述したボタンやタッチパネルに限定されず、使用者が信号生成装置１を操作するための入力を受け付けることができる機能を有していればよい。

【0025】

入出力インタフェース８が有する出力インタフェースとしては、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や有機ＥＬを備えた表示装置、または、スピーカなどの音声出力装置である。

【0026】

制御部５は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等の各種メモリ、タイマ、カウンタ、Ａ／Ｄ変換回路、入出力Ｉ／Ｆ回路、及びクロック生成回路等のハードウェア要素を有し、各構成要素がバスや専用線を介して互いに接続されたプログラム処理装置（例えば、マイクロコントローラ：ＭＣＵ（Micro Control Unit）などのコンピュータ）である。制御部５は、メモリとして、例えば、フラッシュメモリやＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）等の書き換え可能な不揮発性の記憶装置を有している。

【0027】

制御部５は、ゲイン設定部５１が、同軸ケーブル２４０に出力される信号に対する出力を上昇させる指示を受け付けた場合に、増幅部４から出力される信号が増幅部４の飽和領域を超えない（増幅部４からの出力が歪まない）範囲で出力することができるように、ゲイン制御部３のゲインを設定する。なお、ゲイン制御部３とプリアンプ７との間に電圧検出部６が設けられている場合に、制御部５はゲイン制御部３から出力された信号に基づいて、増幅部４から出力される信号が増幅部４の飽和領域を超えない範囲で出力されるように、ゲイン制御部３のゲインを設定する。

【0028】

制御部５は、図１に示すように、ゲイン設定部５１の他、周波数調整部５２、スイッチ部５３など、信号生成装置１における各種動作機能を実現する機能部を備える。周波数調整部５２は、信号出力部２から出力する信号の周波数の変更など、周波数の調整を行う。スイッチ部５３は、増幅部４に対する出力のＯＮ／ＯＦＦスイッチの切り替え制御を行う。制御部５により実現される機能は、上述したものに限定されない。

【0029】

ゲイン設定部５１を含む、制御部５において実現される各種機能は、上述した制御部５を構成するＭＣＵ内のプロセッサが、メモリに記憶されている信号生成装置１の動作プログラムに従って各種演算を実行するとともに、タイマ及びカウンタ、Ａ／Ｄ変換回路及び入出力Ｉ／Ｆ回路等の周辺回路を制御することによって、実現される。

【0030】

次に、ゲイン設定部５１による、ゲイン制御部３のゲイン調整を行う具体的な方法の一例について説明する。

【0031】

図３は、信号生成装置１が備える増幅部４における信号の入力及び出力それぞれの特性を模式的に示す図である。図３において、横軸が増幅部４に入力する信号の強さ、縦軸が増幅部４から出力される信号の強さを示している。また、図３において、破線で示す線Ｅ１が増幅部４における信号の入力に対する出力の理想的な特性を示し、実線で示す線Ｅ２が増幅部４における信号の入力に対する出力の実際の特性を示している。

【0032】

図４は、図３において符号Ｅ１で示す増幅部４におけるリニア（直線増幅領域）領域の出力の波形の一例を示す模式図である。図５は、図３において符号Ｅ２で示す増幅部４における飽和領域の出力の波形の一例を示す模式図である。図６は、増幅部４におけるリニア領域Ｅ１のスペクトラムの一例を示す模式図である。図７は、増幅部４における飽和領域Ｅ２のスペクトラムの一例を示す模式図である。

【0033】

図３に示すように、増幅部４からの出力は、入力する信号の出力が大きくなることで、リニア領域Ｅ１から飽和領域Ｅ２に入る。リニア領域Ｅ１と飽和領域Ｅ２とを比較すると、図４及び図５に示すように、増幅部４からの出力は、飽和特性などの波形の非線形性が顕著になる。また、リニア領域Ｅ１と飽和領域Ｅ２とを比較すると、図６及び図７に示すように、増幅部４からの出力は、高次の高調波成分が現れる。

【0034】

電極部２２０からマイクロ波を出力する手術支援装置において、信号の高調波成分は、不要な輻射ノイズ（ＥＭＣ：Electromagnetic Compatibility）の要因となる。手術支援装置において、高調波による不要な輻射ノイズが生じることで、ＭＲＩやＣＴスキャン等の他の装置に影響を及ぼすことが考えられる。

【0035】

以上のように説明した手術支援装置１００に搭載される信号生成装置１における課題に鑑みて、ゲイン設定部５１は、増幅部４に入力する信号の出力の強さ（電圧）に基づいて、電極部２２０に接続している増幅部４からの出力が飽和しない範囲で増幅部４の出力を制限する。ゲイン設定部５１は、具体的には、検出された電圧の強さが電圧に関する閾値より大きい場合に、ゲイン制御部３に設定されているゲインを低下させる。ゲイン制御部３に設定されているゲインを低下させるか否かの判定を行うために、ゲイン設定部５１には、増幅部４に入力する信号の電圧が入力される。増幅部４に入力する信号の電圧は、電圧検出部６により検出される。

【0036】

ゲイン設定部５１は、増幅部４に入力する信号の電圧が電圧の閾値に達しているか否かを判定する。電圧の閾値は飽和領域を超えない（増幅部４からの出力が歪まない）範囲であらかじめ定められる。電圧の閾値は、具体的には、増幅部４に搭載されるＦＥＴのドレイン－ソース間電圧の絶対最大定格値を越えない範囲であり、かつ、不具合の発生しない範囲などの所定の上限の範囲内で定めることができる。電圧の閾値は、電極部２２０と人体の患部との接触に伴ってインピーダンスが不整合した場合におけるマイクロ波の反射を考慮して、信号の電圧がＦＥＴのドレイン－ソース間電圧の絶対最大定格を超えないように設定される。電圧の閾値は、例えば、信号生成装置１における増幅部４に入力する信号の電圧と増幅部４から出力される信号が飽和しているか否かとの関係をあらかじめ評価することにより、特定することができる。信号生成装置１において、増幅部４に搭載されるＦＥＴのドレイン－ソース間電圧を高く設定することにより、同軸ケーブル２４０から同じ電力（Ｗ）の信号を出力する場合であっても、信号の電流を低減することができる。このため、信号生成装置１を備える手術支援装置１００では、同軸ケーブル２４０における熱による損失を低減することができる。その結果、信号生成装置１を備える手術支援装置１００によれば、内視鏡のマイクロ波メスなどの電極部２２０への出力線に細い（径の小さい）同軸ケーブル２４０を使用することができる。

【0037】

制御部５において、例えば、上述したフラッシュメモリやＥＥＰＲＯＭなどのメモリに設けられている電圧閾値データテーブル５６に、電圧に関する閾値が格納されている。

【0038】

ゲイン設定部５１は、増幅部４に入力する信号の電圧が、上記閾値に達している場合に、ゲイン制御部３のゲインをそれ以上の値に上げることを停止する。ゲイン設定部５１は、増幅部４に入力する信号の電圧が、上記閾値に達していない場合に、上昇させたゲインの値をゲイン制御部３に設定する。

【0039】

なお、信号生成装置１において、増幅部４の出力が線形増幅の限界レベルを超える直前に達した場合に、制御部５は、入出力インタフェース８を通じてその旨を使用者に通知する。入出力インタフェース８から使用者への通知の方法は、ディスプレイへの表示や音声による通知など、適宜な方法を取ることができる。また、信号生成装置１において、ゲイン制御部３に設定可能なゲインの最大値まで増幅させることを許可する操作が使用者から行われた場合には、ゲイン制御部３のゲインの最大値まで増幅させてもよい。ただし、ゲイン制御部３に設定可能なゲインの最大値は、マイクロ波メスなどの手術支援装置１００において、不要輻射規格を超えない範囲で信号が出力されるようにゲインの設定を行う必要がある。

【0040】

図８は、信号生成装置１の制御部５における処理のフローチャートである。図８を参照して、以上説明した信号生成装置１における処理を説明する。

【0041】

信号生成装置１において、ゲイン設定部５１は、入出力インタフェース８を介して信号生成装置１から出力される信号の出力の設定を受け付ける（ステップＳ１０１）。ゲイン設定部５１は、入出力インタフェース８を介して信号の出力を上昇させる指示を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１０２）。出力を上昇させる指示が受付されていない場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、ゲイン設定部５１は、Ｓ１０２の処理を繰り返す。

【0042】

出力を上昇させる指示が受付されている場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、ゲイン設定部５１は、増幅部４に入力する信号の電圧を、電圧検出部６から取得する（ステップＳ１０３）。

【0043】

制御部５において、ゲイン設定部５１は、電圧検出部６から取得した増幅部４に入力する信号の電圧と、電圧閾値データテーブル５６に格納されている電圧の閾値との比較を行う（ステップＳ１０４）。ゲイン設定部５１は、増幅部４に入力する信号の電圧が、電圧の閾値に到達しているか否かを判定する（ステップＳ１０５）。

【0044】

閾値に到達していない場合（Ｓ１０５：ＮＯ）、ゲイン設定部５１は、信号の出力を上昇させることが可能であると判断して、ゲイン制御部３に対してゲインの上昇を設定する（ステップＳ１０６）。Ｓ１０６の後、ゲイン設定部５１は、Ｓ１０２の処理に戻る。

【0045】

閾値に到達している場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、ゲイン設定部５１は、信号の出力の上昇を停止すると判断する（ステップＳ１０７）。ゲイン設定部５１は、入出力インタフェース８を介して使用者に対して信号の出力の上昇を停止する旨を通知する（ステップＳ１０８）。

【0046】

ゲイン設定部５１は、入出力インタフェース８を介して使用者からさらなる出力を上昇させる指示を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１０９）。出力を上昇させる指示が受付されていない場合（Ｓ１０９：ＮＯ）、ゲイン設定部５１は、処理を終了する。

【0047】

使用者からさらなる出力を上昇させる指示が受付されている場合（Ｓ１０９：ＹＥＳ）、ゲイン設定部５１は、最大出力まで上昇することを許可して、増幅部４に設定するゲインを上昇させる（ステップＳ１１０）。Ｓ１１０の処理の後、ゲイン設定部５１は、処理を終了する。

【0048】

以上のように、信号生成装置１において、ゲイン設定部５１が、増幅部４に入力する信号の出力の強さと電圧の閾値とに基づいて、増幅部４からの出力を制限することで、増幅部４からの信号の出力が飽和領域を超えないように制御することができる。

【0049】

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態に係る信号生成装置１Ｂについて説明する。以下、上述の第１の実施の形態に係る信号生成装置１と同一の又は類似する機能を有する構成に対しては同一の符号を付してその説明を省略し、異なる構成についてのみ説明する。

【0050】

図９は、本発明の第２の実施の形態に係る信号生成装置１Ｂの構成を示す機能ブロック図である。図９に示すように、第２の実施の形態に係る信号生成装置１Ｂは、先に説明した信号生成装置１と比較すると以下の点が相違する。信号生成装置１Ｂは、信号生成装置１においてプリアンプ７と増幅部４との間に設けられていた電圧検出部６を備えていない。また、信号生成装置１Ｂにおいて、制御部５により実現されるゲイン設定部５１Ｂは、増幅部４から出力された信号の電力、及び、ゲイン情報データテーブル５５に格納されているゲイン情報に基づいて、ゲイン制御部３のゲインを設定する。以下、信号生成装置１Ｂについて説明する。

【0051】

制御部５において、記憶領域、例えば、フラッシュメモリあるいはＥＥＰＲＯＭには、ゲイン情報が、ゲイン情報データテーブル５５に記憶されている。ゲイン情報は、信号生成装置１Ｂにおける、ゲイン制御部３のゲインの設定値と増幅部４からの信号の出力のレベルとの関係を示す。ゲイン情報は、電力の強さと、電力の強さに応じてゲイン制御部３に設定されるゲインとの関係に基づいて定められている。ゲイン情報は、例えば、増幅部４からの信号の出力のレベルが飽和領域に到達しないようにゲイン制御部３に設定される設定値（以下、「ゲイン値」という。）を含む。制御部５は、ゲイン値と入出力インタフェース８を介して受け付けた指示とに基づいてゲイン制御部３のゲインを設定する。

【0052】

図１０は、第２の実施の形態に係る信号生成装置１Ｂの制御部５における処理のフローチャートである。図１０を参照して、以上説明した信号生成装置１Ｂにおける処理を説明する。

【0053】

信号生成装置１Ｂにおいて、ゲイン設定部５１Ｂは、入出力インタフェース８を介して信号生成装置１から出力される信号の出力の設定を受け付ける（ステップＳ２０１）。ゲイン設定部５１Ｂは、入出力インタフェース８を介して信号の出力を上昇させる指示を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ２０２）。出力を上昇させる指示が受付されていない場合（Ｓ２０２：ＮＯ）、ゲイン設定部５１Ｂは、Ｓ２０２の処理を繰り返す。

【0054】

出力を上昇させる指示が受付されている場合（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、ゲイン設定部５１Ｂは、現在のゲイン制御部３に設定されているゲインの設定値をメモリから読み出す（ステップＳ２０３）。

【0055】

制御部５において、ゲイン設定部５１Ｂは、現在のゲインの設定値と、ゲイン情報データテーブル５５に格納されているゲイン値との比較を行う（ステップＳ２０４）。ゲイン設定部５１Ｂは、現在のゲインの設定値が、ゲイン値に到達しているか否かを判定する（ステップＳ２０５）。

【0056】

ゲインの設定値がゲイン値に到達していない場合（Ｓ２０５：ＮＯ）、ゲイン設定部５１Ｂは、信号の出力を上昇させることが可能であると判断して、ゲイン制御部３に対してゲインの上昇を設定する（ステップＳ２０６）。Ｓ２０６の後、ゲイン設定部５１Ｂは、Ｓ２０２の処理に戻る。

【0057】

ゲインの設定値がゲイン値に到達している場合（Ｓ２０５：ＹＥＳ）、ゲイン設定部５１Ｂは、信号の出力の上昇を停止すると判断する（ステップＳ２０７）。ゲイン設定部５１Ｂは、入出力インタフェース８を介して使用者に対して信号の出力の上昇を停止する旨を通知する（ステップＳ２０８）。

【0058】

ゲイン設定部５１Ｂは、入出力インタフェース８を介して使用者からさらなる出力を上昇させる指示を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ２０９）。出力を上昇させる指示が受付されていない場合（Ｓ２０９：ＮＯ）、ゲイン設定部５１Ｂは、処理を終了する。

【0059】

使用者からさらなる出力を上昇させる指示が受付されている場合（Ｓ２０９：ＹＥＳ）、ゲイン設定部５１Ｂは、最大出力まで上昇されるように増幅部４に設定するゲインの設定値を上昇させる（ステップＳ２１０）。Ｓ２１０の処理の後、ゲイン設定部５１Ｂは、処理を終了する。

【0060】

信号生成装置１Ｂにおいて、以上のように増幅部４から出力された信号の電力、及び、制御部５の記憶領域に記憶されているゲイン情報に基づいて、ゲイン制御部３のゲインを設定することで、増幅部４からの信号の出力が飽和領域を超えないように制御することができる。また、信号生成装置１Ｂでは、電圧検出部６を設けることなく、増幅部４からの信号の出力を制御することができる。

【0061】

［実施の形態の作用効果］
以上説明した信号生成装置１，１Ｂは、所定の周波数で信号を出力する信号出力部２と、信号出力部２から出力された信号を指定されたゲインで増幅して出力するゲイン制御部３と、ゲイン制御部３から出力された信号を増幅し、所定の信号線である同軸ケーブル２４０に出力する増幅部４とを備える。信号生成装置１，１Ｂは、同軸ケーブル２４０に出力される信号に対する出力を上昇させる指示を受け付けた場合に、増幅部４から出力される信号の出力が増幅部４の飽和領域を超えない範囲になるようにゲイン制御部３のゲインを設定する制御部５と、を備える。

【0062】

信号生成装置１，１Ｂにおいて、同軸ケーブル２４０は、手術支援装置１００において手術対象の生体組織に信号を出力する電極部２２０に接続されている。

【0063】

信号生成装置１，１Ｂにおいて、同軸ケーブル２４０は、Φ２．８ｍｍ以下の径である。同軸ケーブル２４０は、手術支援装置１００が備える軟性部２００の鉗子チャネルに挿通可能である。

【0064】

以上のような信号生成装置１，１Ｂによれば、内視鏡に入れることができる手術支援装置１００の細い同軸ケーブル２４０に、大きな電力（３０～５０Ｗ）のマイクロ波（２．４５ＧＨｚ±０．５ＧＨｚ）を通す際に、同軸ケーブル２４０の発熱を抑えることができる。具体的には、信号生成装置１，１Ｂにおいて、ＦＥＴのドレイン－ソース間電圧を高く設定することにより信号の電流を低減するため、同軸ケーブル２４０における熱による損失を低減することができる。従って、信号生成装置１，１Ｂを備える手術支援装置１００によれば、電極部２２０への出力線に径の小さい同軸ケーブル２４０を使用することができる。

【0065】

また、以上のような信号生成装置１，１Ｂによれば、ゲイン制御部３のゲインを増幅部４からの出力が歪まないように設定して増幅部４を線形領域で動作させることができる。このため、信号生成装置１，１Ｂによれば、手術支援装置１００から不要な信号が輻射されることを抑制することができる。

【0066】

そのため、信号生成装置１，１Ｂによれば、マイクロ波を出力する手術支援装置において手術の際に使用する他の医療機器に信号が影響を与えないようにするために定められているので出力の基準を満たすことができる。つまり、信号生成装置１，１Ｂによれば、例えば、ＭＲＩやＣＴスキャンのような医療用診断装置で人体の臓器や血管を撮影しながら手術支援装置１００を使用することができる。

【0067】

信号生成装置１は、ゲイン制御部３から出力された信号の電圧を検出する電圧検出部６を備える。制御部５は、検出された電圧の強さに基づいて、ゲイン制御部３のゲインを設定する。制御部５は、検出された電圧の強さが電圧に関する閾値より大きい場合に、ゲイン制御部３に設定されているゲインを低下させる。

【0068】

以上のような信号生成装置１によれば、ゲイン制御部３のゲインが飽和領域を超えないように設定することができる。

【0069】

信号生成装置１Ｂにおいて、制御部５は、増幅部４から出力された信号の電力と制御部５の記憶領域であるゲイン情報データテーブル５５に記憶されているゲイン情報とに基づいて、前記ゲイン制御部のゲインを設定する。

【0070】

以上のような信号生成装置１Ｂによれば、増幅部４に入力する信号の電圧を検出することなく、ゲイン制御部３のゲインが飽和領域を超えないように設定することができる。

【0071】

［実施の形態の拡張］
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。

【符号の説明】

【0072】

１，１Ｂ…信号生成装置、２…信号出力部、３…ゲイン制御部、４…増幅部、５…制御部、６…電圧検出部、７…プリアンプ、８…入出力インタフェース、５１，５１Ｂ…ゲイン設定部、５２…周波数調整部、５３…スイッチ部、５５…ゲイン情報データテーブル、５６…電圧閾値データテーブル、１００…手術支援装置、２００…軟性部、２１０…先端部、２２０…電極部、２３０…操作ハンドル、２４０…同軸ケーブル、２６０…ＲＦケーブル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】