CN106132326A - 超声波探头 - Google Patents
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Abstract
超声波探头具有探头主体部和弯曲延伸设置部,该弯曲延伸设置部相对于探头主体部设于顶端侧,在将与长度轴线交叉的1个方向设为第1交叉方向的情况下,该弯曲延伸设置部以相对于探头主体部向第1交叉方向侧弯曲的状态延伸设置。弯曲延伸设置部具有朝向第1交叉方向侧的第1弯曲外表面和朝向与第1交叉方向相反的相反侧即第2交叉方向侧的第2弯曲外表面。第1弯曲外表面开始相对于长度轴线向第1交叉方向侧弯曲的第1弯曲开始位置位于比第2弯曲外表面开始相对于长度轴线向第1交叉方向侧弯曲的第2弯曲开始位置靠顶端侧的位置。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用超声波振动切削例如硬骨组织和软骨组织的超声波探头。
背景技术
在专利文献1中公开了一种具备超声波探头(超声波变幅杆)的超声波处理系统。在该超声波处理系统中,在振动产生部(超声波振动机构)产生的超声波振动在超声波探头中从基端侧向顶端侧传递。在超声波探头的顶端部作为面状的处理部位形成有手术刀部。在手术刀部,超声波探头的外表面形成为凸凹状。在使手术刀部接触到患部的状态下,通过向手术刀部传递超声波振动来切削患部。患部例如是骨、其他的硬性组织。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2005-152098号公报
发明内容
发明要解决的问题
作为处理,有时在利用内窥镜(硬性镜)进行观察的条件下在关节切削患部。在这种情况下,将超声波探头的顶端部向狭窄的腔中插入,使超声波探头的处理部位与患部接触。然后,在使处理部位接触到患部的状态下,通过向处理部位传递超声波振动来切削患部。
所述专利文献1的超声波探头具有弯曲部,该弯曲部配设在探头主体部的顶端部,相对于探头主体部在小于直角的范围内弯折。在从基端沿着长度轴线朝向顶端观察探头主体部时,弯曲部始终配置在探头主体部的投影面外。因此,所述专利文献1的超声波探头在接触到患部之前有可能接触到除患部之外的部位而损伤除患部之外的部位。这样,超声波探头并不适合在狭窄的腔中处理患部,寻求一种在狭窄的空间中也能够容易地接近患部的形状。
本发明即是鉴于这些情况而完成的,其目的在于提供一种超声波探头,该超声波探头具有即使在狭窄的空间中也能够容易地接近患部的形状。
用于解决问题的方案
本发明的一个技术方案的超声波探头具备:探头主体部,其沿着长度轴线延伸设置,在从基端侧向顶端侧传递超声波振动的状态下该探头主体部以规定的频率范围中的频率进行振动;以及弯曲延伸设置部,其相对于所述探头主体部设于所述顶端侧,在将与所述长度轴线交叉的1个方向设为第1交叉方向的情况下,该弯曲延伸设置部以相对于所述探头主体部向第1交叉方向侧弯曲的状态延伸设置,所述弯曲延伸设置部具备朝向所述第1交叉方向侧的第1弯曲外表面和朝向与所述第1交叉方向相反的相反侧即第2交叉方向侧的第2弯曲外表面,所述第1弯曲外表面开始相对于所述长度轴线向所述第1交叉方向侧弯曲的第1弯曲开始位置位于比所述第2弯曲外表面开始相对于所述长度轴线向所述第1交叉方向侧弯曲的第2弯曲开始位置靠所述顶端侧的位置。
发明的效果
采用本发明,能够提供一种超声波探头,该超声波探头具有即使在狭窄的空间中也能够容易地接近患部的形状。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的超声波处理系统的图。
图2是从第1宽度方向侧观察第1实施方式的振动体单元的概略图。
图3是从第1宽度方向侧观察第1实施方式的超声波探头的顶端部的概略图。
图4是从第2交叉方向侧观察第1实施方式的超声波探头的顶端部的概略图。
图5A是放大地表示第1实施方式的超声波探头的弯曲部的截面积减少部和其周边的概略图。
图5B是图5A的5B-5B线剖视图。
图6是放大地表示第1实施方式的超声波探头的弯曲部的处理部和其周边的概略图。
图7是表示第1实施方式的振动体单元以规定的频率范围中的频率进行纵向振动的状态下的、从顶端侧数第2个振动波腹和最顶端侧的振动波腹之间的纵向振动的振幅和由超声波振动引起的应力的概略图。
图8A是表示超声波探头的处理的一个例子的概略图。
图8B是表示超声波探头的处理的与图8A不同的一个例子的概略图。
图9是从第1宽度方向侧观察第2实施方式的超声波探头的顶端部的概略图。
图10是从第2交叉方向侧观察第2实施方式的超声波探头的顶端部的概略图。
图11是放大地表示第2实施方式的超声波探头的弯曲的处理部和其周边的概略图以及11-11线剖视图。
图12是从第1宽度方向侧观察第3实施方式的超声波探头的顶端部的概略图。
图13是从第2交叉方向侧观察第3实施方式的超声波探头的顶端部的概略图。
图14是从图12的箭头XIV的方向观察第3实施方式的第2弯曲延伸设置部的概略图。
图15是从第1宽度方向侧观察第3实施方式的第2弯曲延伸设置部的概略图。
图16是图12的XVI-XVI线剖视图。
图17是从肩关节的前方侧观察利用第3实施方式的超声波处理系统在肩关节切削骨的状态的概略图。
图18是从肩关节的后方侧观察利用第3实施方式的超声波处理系统在肩关节切削骨的状态的概略图。
图19是表示第3实施方式的超声波探头的弯曲延伸设置部的第1切削面接触到肩峰的下表面的状态的概略图。
图20是表示第3实施方式的超声波探头的弯曲延伸设置部的第1切削面与肩峰的下表面接触到与图19不同的位置的状态的概略图。
图21是从第1宽度方向侧观察第4实施方式的超声波探头的顶端部的概略图。
图22是从第2交叉方向侧观察第4实施方式的超声波探头的顶端部的概略图。
图23是从第1宽度方向侧观察第4实施方式的第2弯曲延伸设置部的概略图。
图24是图23的XXIV-XXIV线剖视图。
具体实施方式
(第1实施方式)
参照图1~图10说明本发明的第1实施方式。图1是表示本实施方式的超声波处理系统1的图。如图1所示,超声波处理系统1具有超声波处理器具(手持件)2、能量控制装置3以及振子单元5。超声波处理器具2具有长度轴线C。在此,将与长度轴线C平行的方向设为长度轴线方向。长度轴线方向的一个方向是顶端侧(图1的箭头C1侧),与顶端侧相反的方向是基端侧(图1的箭头C2侧)。
超声波处理器具2包括保持单元6、护套7以及超声波探头8。保持单元6包括供手术人员保持的保持外壳11和安装于保持外壳11且供手术人员操作的作为能量操作输入部的能量操作按钮12。在保持单元6的顶端侧连结有沿着长度轴线C延伸设置的中空的筒状构件即护套7。在该护套7的内部贯穿有超声波探头(振动传递构件)8。另外,超声波探头8的顶端部从护套7的顶端朝向顶端侧突出。
此外,在保持单元6的基端侧连结有具有振子壳13的振子单元5。在振子单元5上连接有线缆15的一端。线缆15的另一端连接于能量控制装置3。能量控制装置3包括:电源、用于将来自电源的电力转换为振动产生电力的转换电路、具有CPU(Central ProcessingUnit:中央处理单元)或ASIC(application specific integrated circuit:专用集成电路)的处理器(控制部)、以及存储器等存储介质。在保持外壳11的内部设有开关(未图示),该开关利用在能量操作按钮12中输入的能量操作而使开闭状态发生变化。开关经由穿过振子单元5和线缆15的内部延伸设置的信号路径与能量控制装置3的处理器电连接。此外,在超声波处理系统1中,振动体单元20穿过保持外壳11的内部和振子壳13的内部延伸设置。
图2是表示振动体单元20的结构的图。如图2所示,振动体单元20包括:前述的超声波探头8、作为振动产生部的由多个压电元件构成的超声波振子21以及中继传递构件22。超声波振子21和中继传递构件22配置在振子壳13的内部,中继传递构件22被振子壳13支承。超声波振子21安装于中继传递构件22。在保持外壳11的内部,在中继传递构件22的顶端侧连接有超声波探头8。在中继传递构件22上设有与长度轴线C垂直的截面积随着朝向顶端侧而减少的截面积变化部23。截面积变化部(变幅杆部)23位于比超声波振子21靠顶端侧的位置。在超声波振子21上连接有电布线25A、25B的一端。电布线25A、25B穿过线缆15的内部延伸设置,其另一端连接于能量控制装置3。
利用在能量操作按钮12中输入的能量操作而使开关成为关闭状态,从而在能量控制装置3中,控制部控制转换电路,经由电布线25A、25B向超声波振子21供给振动产生电力(振动产生电流)。由此,利用超声波振子21产生超声波振动,产生的超声波振动经由中继传递构件22被传递到超声波探头8。此时,在中继传递构件22的截面积变化部23,超声波振动的振幅放大。
超声波探头8具备沿着长度轴线C延伸设置的探头主体部31。探头主体部31以长度轴线C为轴中心大致笔直地延伸设置。在探头主体部31的基端侧设有卡合连接部32。通过使卡合连接部32与设置于中继传递构件22的卡合槽(未图示)卡合(例如利用内螺纹和外螺纹之间的螺纹接合),从而在中继传递构件22的顶端侧连接探头主体部31。通过将探头主体部31连接于中继传递构件22,从而使形成于探头主体部31的基端的抵接面33与中继传递构件22抵接。从中继传递构件22经由抵接面33向探头主体部31传递超声波振动。
通过向探头主体部31传递超声波振动,从而在探头主体部31(超声波探头8)中从基端侧向顶端侧传递超声波振动。在探头主体部31传递超声波振动的状态下,振动体单元20以包含规定的频率在内的规定的频率范围中的频率进行振动方向与长度轴线方向平行的纵向振动。此时,作为纵向振动的振动波腹之一的振动波腹(最基端振动波腹)A1位于振动体单元20的基端(中继传递构件22的基端),作为纵向振动的振动波腹之一的振动波腹(最顶端振动波腹)A2位于振动体单元20的顶端(超声波探头8的顶端)。在此,振动波腹A1在纵向振动的振动波腹中位于最基端侧,振动波腹A2在纵向振动的振动波腹中位于最顶端侧。在一个实施例中,振动体单元20被设计为通过传递超声波振动而以47kHz(规定的频率)进行纵向振动的状态,实际上振动体单元20以46kHz以上且48kHz以下的频率范围(规定的频率范围)中的频率进行纵向振动。
超声波探头8在长度轴线方向上从顶端到基端(卡合连接部32的基端)具有全长L1。在一个实施例中,全长L1优选为183.1mm。此外,超声波探头8在长度轴线方向上从顶端到抵接面33(探头主体部31的基端)具有长度尺寸L2。在一个实施例中,长度尺寸L2优选为177.1mm。
在探头主体部31上设有变幅杆部(第1变幅杆部)35。在变幅杆部35中,与长度轴线C垂直的截面积随着朝向顶端侧而减少。变幅杆部(截面积减少部)35位于比抵接面33靠顶端侧的位置,探头主体部31在长度轴线方向上从抵接面33到变幅杆部35的基端(振动输入端)E1具有长度尺寸L3。在一个实施例中,长度尺寸L3优选为29mm。此外,变幅杆部(第1变幅杆部)35在长度轴线方向上从基端(振动输入端)E1到顶端(振动输出端)E2具有变幅杆长度尺寸(第1变幅杆长度尺寸)L4。在一个实施例中,变幅杆长度尺寸L4优选为20mm。
探头主体部31在长度轴线方向上从抵接面33到变幅杆部35的基端E1其外径保持大致恒定。因而,在探头主体部31中,在抵接面33和变幅杆部35的基端E1具有外径D1。在一个实施例中,外径D1优选为7mm。此外,在变幅杆部35中由于截面积随着朝向顶端侧而减少,因此,在变幅杆部35的顶端E2,探头主体部31具有比外径D1小的外径D2。即,在变幅杆部35中,探头主体部31的外径随着朝向顶端侧而从外径D1减少到外径D2。在一个实施例中,外径D2优选为3.8mm。
在振动体单元20以规定的频率范围(例如46kHz以上且48kHz以下)中的频率进行纵向振动的状态下,作为纵向振动的振动波节之一的振动波节N1位于变幅杆部35的基端E1或者基端E1的附近,纵向振动的任一个振动波腹均位于在长度轴线方向上自变幅杆部35远离的位置。因此,在截面积随着朝向顶端侧而减少的变幅杆部35中,纵向振动(超声波振动)的振幅放大。在一个实施例中,向变幅杆部35的基端E1传递振动波腹处的振幅为18μm的纵向振动,在变幅杆部35中纵向振动的振幅放大。另外,在振动体单元20以包含在规定的频率范围中的规定的频率(例如47kHz)进行纵向振动的状态下,振动波节N1位于变幅杆部35的基端E1。
在探头主体部31上设有变幅杆部(第2变幅杆部)36。在变幅杆部36中,与长度轴线C垂直的截面积随着朝向顶端侧而减少。变幅杆部(截面积减少部)36位于比变幅杆部(第1变幅杆部)35靠顶端侧的位置,探头主体部31在长度轴线方向上从抵接面33到变幅杆部36的基端(振动输入端)E3具有长度尺寸L5。在一个实施例中,长度尺寸L5优选为88.1mm。此外,变幅杆部(第2变幅杆部)36在长度轴线方向上从基端(振动输入端)E3到顶端(振动输出端)E4具有变幅杆长度尺寸(第2变幅杆长度尺寸)L6。在一个实施例中,变幅杆长度尺寸L6优选为14mm。
探头主体部31在长度轴线方向上从变幅杆部(第1变幅杆部)35的顶端E2到变幅杆部(第2变幅杆部)36的基端E3其外径保持大致恒定。因而,在探头主体部31中,在变幅杆部36的基端E3具有外径D2。即,在变幅杆部35的顶端E2和变幅杆部36的基端E3,探头主体部31的外径为外径D2,成为大致相同的大小。此外,由于在变幅杆部36中截面积随着朝向顶端侧而减少,因此,在变幅杆部36的顶端E4,探头主体部31具有比外径D2小的外径D3。即,在变幅杆部36中,探头主体部31的外径随着朝向顶端侧而从外径D2减少到外径D3。在一个实施例中,外径D3优选为2.7mm。
在振动体单元20以规定的频率范围(例如46kHz以上且48kHz以下)中的频率进行纵向振动的状态下,作为纵向振动的振动波节之一的振动波节N2位于变幅杆部36的基端E3或者基端E3的附近,纵向振动的任一个振动波腹均位于在长度轴线方向上自变幅杆部36远离的位置。因此,在截面积随着朝向顶端侧而减少的变幅杆部36中,纵向振动(超声波振动)的振幅被放大。另外,在振动体单元20以包含在规定的频率范围中的规定的频率(例如47kHz)进行纵向振动的状态下,振动波节N2位于变幅杆部36的基端E3。此外,在振动体单元20以规定的频率范围中的频率进行纵向振动的状态下,振动波节N2位于比振动波节N1靠顶端侧的位置。
在探头主体部31上设有截面积增加部37。在截面积增加部37中,与长度轴线C垂直的截面积随着朝向顶端侧而增加。截面积增加部37位于比变幅杆部(第2变幅杆部)36靠顶端侧的位置,探头主体部31在长度轴线方向上从抵接面33到截面积增加部37的顶端(振动输出端)E6具有长度尺寸L7。在一个实施例中,长度尺寸L7优选为116.7mm。此外,截面积增加部37在长度轴线方向上从基端(振动输入端)E5到顶端(振动输出端)E6具有延伸设置尺寸L8。由于延伸设置尺寸L8较小,因此,在截面积增加部37中从基端E5到顶端E6的距离变小。
探头主体部31在长度轴线方向上从变幅杆部(第2变幅杆部)36的顶端E4到截面积增加部37的基端E5其外径保持大致恒定。因而,在探头主体部31中,在截面积增加部37的基端E5具有外径D3。即,在变幅杆部36的顶端E4和截面积增加部27的基端E5,探头主体部31的外径为外径D3,成为大致相同的大小。此外,由于在截面积增加部37中截面积随着朝向顶端侧而增加,因此,在截面积增加部37的顶端E6,探头主体部31具有比外径D3大的外径D4。即,在截面积增加部37中,探头主体部31的外径随着朝向顶端侧而从外径D3增加到外径D4。在一个实施例中,外径D4与变幅杆部36的基端E3处的外径D2大致相同。在这种情况下,外径D4优选为3.8mm。
在振动体单元20以规定的频率范围中的频率进行纵向振动的状态下,作为纵向振动的振动波腹之一的振动波腹A3位于截面积增加部37。由于由超声波振动引起的应力为零的振动波腹A3位于截面积增加部37,因此,即使在截面积随着朝向顶端侧而增加的截面积增加部37中,纵向振动(超声波振动)的振幅也基本上不减少。另外,在振动体单元20以规定的频率范围中的频率进行纵向振动的状态下,振动波腹A3位于比振动波节N2靠顶端侧的位置,在本实施方式中,振动波腹A3在纵向振动的振动波腹中位于顶端侧数第2个。
探头主体部31具备借助弹性构件(未图示)支承于护套7的被支承部38。被支承部38位于比截面积增加部37靠顶端侧的位置。探头主体部31在长度轴线方向上从截面积增加部37的顶端E6到被支承部38的基端E7具有长度尺寸L9。在一个实施例中,长度尺寸L9优选为24.1mm。此外,被支承部38在长度轴线方向上从基端E7到顶端E8具有延伸设置尺寸L10。延伸设置尺寸L10较小,在一个实施例中,延伸设置尺寸L10为3mm。
探头主体部31在长度轴线方向上从截面积增加部37的顶端E6到被支承部38的基端E7其外径保持大致恒定。因而,在探头主体部31中,在被支承部38的基端E7具有外径D4。即,在截面积增加部37的顶端E6和被支承部38的基端E7,探头主体部31的外径为外径D4,成为大致相同的大小。在被支承部38的基端部,探头主体部31的外径从外径D4减少到外径D5。在一个实施例中,外径D5比外径D4小0.4mm左右。在被支承部38中,在长度轴线方向上的大部分范围内,探头主体部31的外径被保持为外径D5且大致恒定。而且,在被支承部38的顶端部,探头主体部31的外径从外径D5增加到外径D6。由此,探头主体部31在被支承部38的顶端E8具有外径D6。被支承部38的顶端E8处的外径D6与被支承部38的基端E7处的外径D4大致相同。因此,在被支承部38的基端E7和顶端E8,与长度轴线C垂直的探头主体部31的截面积大致相同。在一个实施例中,外径D6优选为3.8mm。
在振动体单元20以规定的频率范围中的频率进行纵向振动的状态下,作为纵向振动的振动波节之一的振动波节N3位于被支承部38。因此,探头主体部31(超声波探头8)即使在进行纵向振动的状态下,在被支承部38也借助弹性构件安装于护套7。此外,由于在纵向振动的振动波节N3处支承于护套7,因此,在振动体单元20以规定的频率范围中的频率进行纵向振动的状态下,防止超声波振动从被支承部38向护套7传递。在振动体单元20以规定的频率范围中的频率进行纵向振动的状态下,振动波节(最顶端振动波节)N3位于比振动波节N2靠顶端侧的位置,在纵向振动的振动波节中位于最顶端侧。此外,由于在被支承部38的基端E7和顶端E8中探头主体部31的与长度轴线C垂直的截面积大致相同,因此,在被支承部38中,纵向振动的振幅基本上不变。
此外,护套7的顶端位于比被支承部38的顶端E8靠顶端侧的位置。因而,在振动体单元20以规定的频率范围中的频率进行纵向振动的状态下,在振动波节中位于最顶端侧的振动波节N3位于护套7的内部。
图3和图4是表示超声波探头8的顶端部的结构的图。在此,将与长度轴线C交叉(大致垂直)的某一个方向设为第1交叉方向(在图2和图3上分别是箭头P1的方向),将与第1交叉方向(第1垂直方向)相反的方向设为第2交叉方向(在图2和图3上分别是箭头P2的方向)。此外,将与长度轴线C交叉(大致垂直)且与第1交叉方向(第1垂直方向)和第2交叉方向(第2垂直方向)垂直(交叉)的两个方向上的一个方向设为第1宽度方向(在图4中是箭头B1的方向)。而且,将与第1宽度方向相反的方向设为第2宽度方向(在图4中是箭头B2的方向)。在此,图2和图3是从第1宽度方向侧观察超声波探头8的图,图4是从第2垂直方向侧观察超声波探头8的图。另外,在图3中用虚线S1和虚线S2表示的范围自护套7的顶端向顶端侧突出。
如图3和图4所示,探头主体部31延伸设置到比被支承部38靠顶端侧的位置。即,探头主体部31的顶端E9位于比被支承部38的顶端E8靠顶端侧的位置。其中,被支承部38的顶端E8和探头主体部31的顶端E9之间的长度轴线方向上的距离较小,在一个实施例中为0.6mm左右。
像前述那样,在探头主体部31中,在变幅杆部(第1变幅杆部)35和变幅杆部(第2变幅杆部)36中纵向振动的振幅放大,在截面积增加部37和被支承部38中纵向振动的振幅基本上不变。由于是前述那样的结构,因此,在一个实施例中,在向探头主体部31的基端(抵接面33)传递了振动波腹处的振幅为18μm的纵向振动的情况下,在探头主体部31的顶端E9中成为振动波腹处的振幅为80μm的纵向振动。
在超声波探头8中,顶端结构部31a与探头主体部31的顶端侧连续。例如探头主体部31的比顶端E9靠前方的部位作为顶端结构部31a发挥功能。
如图3所示,顶端结构部31a具有包含后述的刀尖部143的基准面31b和配设在与基准面31b相反侧的相反面31c。基准面31b是顶端结构部31a的上表面,相反面31c是顶端结构部31a的下表面。此外,基准面31b朝向第1交叉方向侧,相反面31c朝向第2交叉方向侧。基准面31b和相反面31c以顶端结构部31a随着朝向顶端结构部31a的顶端E50而变细的方式缩窄。如图3和图4所示,在基准面31b和相反面31c中,缩窄开始位置S1在长度轴线C方向上处于自顶端E50离开长度尺寸L50的位置。长度尺寸L50优选为32mm。基准面31b和相反面31c的缩窄开始位置S3是锥形部101的基端和探头主体部31的顶端E9之间的连续位置,处于探头主体部31和锥形部101之间的交界位置。
如图3和图4所示,在顶端结构部31a的圆周方向上,基准面31b和相反面31c与顶端结构部31a的两侧面31d连续。两侧面31d中的一者朝向第1宽度方向侧,两侧面31d中的另一者朝向第2宽度方向侧。如图4所示,两侧面31d的一部分以朝向顶端E50变细的方式缩窄。如图3和图4所示,在两侧面31d,两侧面31d的缩窄开始位置S4在长度轴线C方向上位于自顶端E50离开长度尺寸L51的位置。长度尺寸L51优选为25mm。另外,在两侧面31d的比缩窄结束位置S5靠顶端侧的位置,两侧面31d不缩窄,如图4所示,缩窄结束位置S5处于自顶端E50离开长度尺寸L53的位置。长度尺寸L53优选为10mm。此外,在从缩窄开始位置S3到缩窄开始位置S4之间,两侧面31d不缩窄。
如图3和图4所示,顶端结构部31a具有锥形部101(截面积减少部)、中继延伸设置部103以及弯曲部(弯曲延伸设置部)105。锥形部101的顶端部与中继延伸设置部103的基端部连续,中继延伸设置部103的顶端部与弯曲部105的基端部连续。
如图3和图4所示,在锥形部101中,与长度轴线C垂直的截面积随着朝向顶端侧而减少。锥形部101的(缩窄开始位置S3处的)最大外径D7优选为3.8mm。锥形部101的(缩窄结束位置S5、S6处的)最小厚度(最小外径)D8优选为1.7mm。
如图3所示,锥形部101的一部分101a包含在基准面31b中,例如是锥形部101的上表面。锥形部101的一部分101b包含在相反面31c中,例如是锥形部101的下表面。一部分101b形成锥形部101中的朝向第1交叉方向侧的第1缩窄外表面,一部分101a形成锥形部101中的朝向第2交叉方向侧的第2缩窄外表面。一部分101a、101b从缩窄开始位置S3缩窄到缩窄结束位置S6。因此,在一部分(第1缩窄外表面)101b中,从长度轴线C朝向第1交叉方向的第1距离随着从基端侧朝向顶端侧而减少。而且,在一部分(第2缩窄外表面)101a中,从长度轴线C朝向第2交叉方向的第2距离随着从基端侧朝向顶端侧而减少。
缩窄结束位置S6位于比缩窄开始位置S3靠前方(顶端侧)的位置。从缩窄开始位置S3到缩窄结束位置S6的长度尺寸L54优选为18mm。一部分101a、101b作为后述的缩窄部位发挥功能。
如图3和图4所示,在锥形部101中,两侧面31d从缩窄开始位置S4缩窄到缩窄结束位置S5。在锥形部101中,在比缩窄开始位置S4靠基端侧的位置,两侧面31d不缩窄,该长度是从缩窄开始位置S3到缩窄开始位置S4的长度。
在锥形部101中,与长度轴线C垂直的截面积随着朝向顶端侧而减少。在振动体单元20以规定的频率范围(例如46kHz以上且48kHz以下)中的频率进行纵向振动的状态下,作为纵向振动的振动波节之一的振动波节(最顶端振动波节)N3位于被支承部38,且位于锥形部101的基端(E9)附近。而且,在振动体单元20以规定的频率范围中的频率进行纵向振动的状态下,在长度轴线方向上纵向振动的任一个振动波腹均位于自锥形部101离开的位置。因此,在截面积随着朝向顶端侧而减少的锥形部101中,纵向振动(超声波振动)的振幅放大。在一个实施例中,在振动波腹处的振幅为80μm的纵向振动传递到锥形部101的基端(E9)的情况下在顶端E50中成为振幅为140μm~150μm的纵向振动。
此外,在本实施方式中,锥形部101的从基端(E9)到顶端(S5)的长度轴线方向上的尺寸大于振动体单元20以规定的频率范围中的频率进行纵向振动的状态下的8分之1波长(λ/8)。在一个实施例中,在振动体单元20以46kHz以上且48kHz以下(规定的频率范围)的频率进行纵向振动的状态下,从振动波节(最顶端振动波节)N3到作为振动波腹(最顶端振动波腹)A2的顶端E50的4分之1波长(λ/4)为34.4mm以上且35.2mm以下。相对于此,在该实施例中,锥形部101的从基端(E9)到缩窄结束位置S5的长度轴线方向上的尺寸为22mm左右,大于振动体单元20以46kHz以上且48kHz以下(规定的频率范围)的频率进行纵向振动的状态下的8分之1波长。此外,在锥形部101中,在长度轴线方向上基端(E9)和缩窄结束位置S6之间的长度尺寸L54也为17.9mm以上且18.1mm以下。因而,长度尺寸L54也大于振动体单元20以46kHz以上且48kHz以下(规定的频率范围)的频率进行纵向振动的状态下的8分之1波长。
如图3所示,中继延伸设置部103的基准面31b和相反面31c不缩窄,而是沿着长度轴线C平行地配设。如图4所示,在中继延伸设置部103中,两侧面31d缩窄到缩窄结束位置S5。中继延伸设置部103的长度是从缩窄结束位置S6到缩窄结束位置S5的长度。该部位作为后述的平行部位发挥功能。
如图5A所示,弯曲部105具有相对于探头主体部31的中心轴即长度轴线C弯折的中心轴线C0。弯曲部105的中心轴线C0以随着从弯曲部105的基端部朝向弯曲部105的顶端部而自长度轴线C远离(朝向下方)的方式弯折。中心轴线C0呈直线状延伸。而且,如图3和图5A所示,弯曲部(弯曲延伸设置部)105在探头主体部31的顶端侧相对于探头主体部31(长度轴线方向)弯折。弯曲部105以自长度轴线C远离的方式向第1交叉方向侧呈直线状弯折。在沿着长度轴线C从基端朝向顶端观察超声波探头8时(即在来自基端侧的投影中),弯折了的弯曲部105始终配置在探头主体部31的投影面内。如图4所示,在弯曲部105中,两侧面31d不缩窄,与具有长度尺寸L53的部分相当。
如图3、图5A及图6所示,弯曲部(弯曲延伸设置部)105具有朝向第1交叉方向侧的第1弯曲外表面105a和朝向第2交叉方向侧的第2弯曲外表面105b。第1弯曲外表面105a是相反面31c的一部分,第2弯曲外表面105b是基准面31b的一部分。此外,弯曲部105具有朝向第1宽度方向侧的第3弯曲外表面105c和朝向第2宽度方向侧的第4弯曲外表面105d。弯曲部105具有截面积减少部110、截面积均匀部120以及处理部130。截面积减少部110的基端部与中继延伸设置部103的顶端部连续。截面积均匀部120的基端部与截面积减少部110的顶端部连续。处理部130的基端部与截面积均匀部120的顶端部连续。截面积减少部110配设在弯曲部105的基端部,处理部130配设在弯曲部105的顶端部,截面积均匀部120配设在截面积减少部110和处理部130之间。处理部130用于处理(切削)例如作为膝关节的患部200的大腿骨。
如图3和图5A所示,截面积减少部110的一部分110a包含于基准面31b和第2弯曲外表面105b,例如是截面积减少部110的上表面。一部分110a缩窄成锥形形状。具体地讲,一部分110a相对于中继延伸设置部103的基准面31b(一部分103a)向靠近长度轴线C的方向(朝向长度轴线C而向下方)呈直线状弯折。弯折角度(锐角)θ50为5度以上且20度以下。
如图3和图5A所示,截面积减少部110的一部分110b包含于相反面31c和第1弯曲外表面105a,例如是截面积减少部110的下表面。一部分110b与长度轴线C平行地配设。一部分110b和长度轴线C之间的尺寸L56优选为0.95mm。
如图5A所示,利用一部分110a和一部分110b,包含于弯曲部105的中心轴线C0的、截面积减少部110的中心轴线C1向相对于长度轴线C自长度轴线C分离的方向(相对于长度轴线C朝向下方)呈直线状弯折。即,截面积减少部110相对于长度轴线C向第1交叉方向侧弯折。
如图3和图5A所示,截面积均匀部120粗细均匀。如图5A和图5B所示,截面积均匀部120的高度(厚度尺寸)H51优选为1.4mm。截面积均匀部120的宽度(宽度尺寸)W51优选为2.8mm。在截面积均匀部120的周围,角R51为0.5mm。
如图5A所示,截面积均匀部120的一部分120a包含于基准面31b和第2弯曲外表面105b,例如是截面积均匀部120的上表面。一部分120a与截面积减少部110的一部分110a连续,与一部分110a配设在同一条直线上。因此,一部分120a与一部分110a同样相对于中继延伸设置部103的基准面31b(一部分103a)向靠近长度轴线C的方向(朝向长度轴线C而向下方)呈直线状弯折。弯折角度(锐角)θ50为5度以上且20度以下。如图3和图6所示,一部分120a以一部分120a的顶端部与长度轴线C交叉的方式延伸到长度轴线C。
如图3和图5A所示,一部分120a与处理部130连续,作为以靠近长度轴线C而与长度轴线C交叉的方式相对于中继延伸设置部103的周面弯折的第1弯折面发挥功能。因而,一部分110a、120a成为以相对于探头主体部31和锥形部101向第1交叉方向侧弯曲的状态延伸设置的延伸设置面。
如图3和图5A所示,截面积均匀部120的一部分120b包含于相反面31c和第1弯曲外表面105a,例如是截面积均匀部120的下表面。一部分120b与包含在相反面31c中的截面积减少部110的一部分110b连续。一部分120b相对于一部分110b向自长度轴线C远离的方向(相对于长度轴线C朝向下方)呈直线状弯折。弯折角度(锐角)θ50与所述的弯折角度θ50同样为5度以上且20度以下。这样,弯折角度θ50是一部分110a以及截面积均匀部120的周面的弯折角度。由此,一部分120a与一部分120b平行地配设。如图3和图6所示,一部分120b的顶端部位于比长度轴线C靠下方的位置。
如图5A所示,利用一部分120a和一部分120b,包含于弯曲部105的中心轴线C0的、截面积均匀部120的中心轴线C2相对于截面积减少部110的中心轴线C1向自长度轴线C远离的方向(相对于长度轴线C朝向下方)呈直线状弯折。即,中心轴线C2相对于中心轴线C1向第1交叉方向侧弯折。弯折角度θ50与所述的弯折角度θ50同样为5度以上且20度以下。另外,弯曲部105的中心轴线C0优选相对于探头主体部31的长度轴线C(长度轴线方向)以5度以上且8度以下的角度弯折。也就是说,弯折角度(锐角)θ50优选为5度以上且8度以下。
如图3和图5A所示,从顶端E50到相反面31c(第1弯曲外表面105a)的弯折开始位置(第1弯曲开始位置)E14的长度尺寸L55优选为8.5mm。弯折开始位置E14是一部分110b和一部分120b之间的连续部位。因此,弯曲部105以弯折开始位置E14为基准地形成。长度尺寸L55表示截面积均匀部120的长度和处理部130的长度之和。
在弯曲部(弯曲延伸设置部)105的弯折之中,作为弯曲部105的上表面的第2弯曲外表面105b包含作为处理部位的刀尖部143和后述的突出部137的周面,第2弯曲外表面105b相对于中继延伸设置部103的上表面弯折。此外,作为弯曲部105的下表面的第1弯曲外表面105a与弯曲部105的上表面隔着弯曲部105的中心轴线C0地设于相反侧,第1弯曲外表面105a相对于中继延伸设置部103的下表面弯折。弯曲部105的上表面例如包含基准面31b的一部分110a、120a、130a。弯曲部105的下表面例如包含相反面31c的一部分110b、120b、130b。一部分103a包含于基准面31b,例如是中继延伸设置部103的上表面。一部分103b与一部分110b同样包含于相反面31c。一部分103b是中继延伸设置部103的下表面。弯曲部105的上表面相对于中继延伸设置部103的上表面(长度轴线方向)的弯折开始位置(第2弯曲开始位置)E15是一部分103a和一部分110a之间的连续部位。弯曲部105的下表面相对于中继延伸设置部103的下表面(长度轴线方向)的弯折开始位置(第1弯曲开始位置)E14是一部分110b和一部分120b之间的连续部位。弯折开始位置E14位于比弯折开始位置E15靠顶端侧的位置。在从探头主体部31向弯曲部105传递有超声波振动的状态下探头主体部31和弯曲部105以规定的频率范围中的频率进行振动。在探头主体部31和弯曲部105以规定的频率范围中的频率进行振动的状态下,弯折开始位置E14、15位于比多个振动波节中的最顶端的振动波节N3靠前方的位置,也就是位于弯曲部105的顶端部侧的位置。
如图4所示,处理部130的宽度W52(处理部130处的第3弯曲外表面105c和第4弯曲外表面105d之间的第1宽度方向和第2宽度方向上的宽度尺寸)与截面积均匀部120的宽度W51同样优选为2.8mm。
如图3和图6所示,处理部130的一部分130a包含于基准面31b和第2弯曲外表面105b,例如是处理部130的上表面。一部分130a相对于包含在基准面31b中的截面积均匀部120的一部分(延伸设置面)120a向自长度轴线C远离的方向(相对于长度轴线C朝向下方)呈直线状弯折。一部分130a配设在处理部130,作为相对于第1弯折面(延伸设置面)朝向第1弯折面即一部分120a的弯折方向且是自长度轴线C远离的方向(即向第1交叉方向侧)弯折的第2弯折面发挥功能。
如图3和图6所示,该一部分130a呈圆弧状平滑地弯曲,与包含于基准面31b和第2弯曲外表面105b的一部分131a连续。一部分131a配设在处理部130,作为第3弯折面发挥功能,该第3弯折面相对于第2弯折面即一部分130a朝向作为与第1弯折面即一部分120a的弯折方向相反侧的靠近长度轴线C的方向(即向第2交叉方向侧)弯折,并且朝向第1弯折面即一部分120a的延长线125延伸。该一部分131a相对于一部分130a朝向长度轴线C延伸到与一部分(延伸设置面)120a的延长线125抵接的位置、或者比延长线125靠下方的位置。一部分131a例如是处理部130的上表面。
如图6所示,从两侧面31d的各个侧观察,一部分130a、131a之间的弯曲面部132a具有角R52,角R52为0.5mm。在弯曲面部132a中,一部分131a相对于一部分130a具有角度θ51,角度θ51为90度。一部分131a相对于一部分130a的高度H52优选为0.6mm。形成在长度轴线C方向和一部分131a之间的角度(锐角)θ52为55度以上且85度以下。
如图6所示,利用一部分130a、131a,在基准面31b(第2弯曲外表面105b)的顶端部形成凹部(凹表面)127。凹表面127相对于一部分(延伸设置面)120a向第1交叉方向侧凹陷。
如图3和图6所示,处理部130的一部分130b包含于相反面31c和第1弯曲外表面105a,例如是处理部130的下表面。一部分130b与包含在相反面31c中的截面积均匀部120的一部分120b连续,与一部分120b配设在同一条直线上。一部分130b延伸到比弯曲面部132a靠前方(顶端侧)的位置。一部分130b朝向长度轴线C且是后方呈圆弧状平滑地弯曲,与包含于基准面31b和第2弯曲外表面105b的一部分134a连续。一部分134a例如是处理部130的上表面。
如图6所示,从两侧面31d的各个侧观察,一部分130b、134a的弯曲面部132b具有角R53,角R53为0.5mm。一部分134a相对于一部分130b以角度θ53倾斜。角度θ53为55度。如图4所示,从基准面31b侧观察,弯曲面部132b具有角R54,角R54为0.5mm。
如图6所示,一部分130b和弯曲面部132b之间的交界点133在顶端结构部31a的厚度方向(径向)上是处理部130中的距长度轴线C最远的部位。该交界点133在顶端结构部31a的厚度方向上位于长度轴线C与具有最大外径D7的锥形部101的一个部位(例如E9)处的相反面31c之间。即,交界点133相对于在锥形部101的基端朝向外表面的第1交叉方向侧的部位而言位于第2交叉方向侧。也就是说,在沿着长度轴线C从基端观察顶端时(在长度轴线方向上来自基端侧的投影中),包含具有交界点133的处理部130的弯曲部105始终配置在锥形部101(探头主体部31)的投影面内。
如图3和图6所示,一部分134a朝向后方弯折,与包含于基准面31b(第2弯曲外表面105b)的一部分135a连续。该连续部位(弯折部分)成为交界部141。交界部141沿着处理部130的宽度方向(箭头B1和B2方向)形成为线状,是一部分134a和一部分135a的端部(交界)。一部分135a例如是处理部130的上表面。
如图6所示,一部分135a相对于延长线125以角度θ54弯折。角度(锐角)θ54为25度。换言之,一部分135a相对于截面积均匀部120的中心轴线C2呈角度θ54倾斜。
如图3和图6所示,一部分135a与一部分131a连续。一部分135a以一部分135a和一部分131a之间的连续部位为中心地朝向一部分134a(以自长度轴线C远离的方式(以朝向下方的方式))以角度θ55倾斜。角度θ55为30度以上且45度以下。这样的一部分135a作为切削面发挥功能,该切削面相对于第3弯折面即一部分131a向第1弯折面即一部分120a的弯折方向弯折。另外,在本实施方式中,一部分134a配设于比一部分135a靠前方(顶端侧)的位置,作为相对于一部分135a向自长度轴线C远离的方向弯折的延伸设置面发挥功能。因而,切削面即一部分135a以随着朝向顶端侧而位于第1交叉方向侧的状态相对于长度轴线方向倾斜。此外,延伸设置面即一部分134a与一部分135a的顶端侧连续。而且,一部分135a以其相对于长度轴线方向所成的锐角大于一部分134a相对于长度轴线方向所成的锐角的状态相对于一部分135a向第1交叉方向侧弯折。
如图3和图6所示,一部分135a和一部分131a之间的连续部位作为刀尖部143发挥功能。因此,一部分135a具有刀尖部143。而且,一部分135a以刀尖部143为中心地相对于刀尖部143向一部分120a的弯折方向且是自一部分120a的延长线125远离的方向弯折。此外,一部分134a、135a相对于长度轴线C倾斜。因而,切削面即一部分135a从刀尖部143朝向顶端侧延伸设置。
如图6所示,在长度方向上形成于弯曲面部132b的顶端E50(一部分134a的顶端)和刀尖部143之间的长度尺寸L57优选为0.6mm。如图3、图4及图6所示,刀尖部143沿着处理部130的宽度方向形成为线状,是一部分131a和一部分135a的端部(交界)。刀尖部143和交界点133(第1弯曲外表面105a)之间的高度H53(厚度方向上的厚度尺寸)优选为1.4mm。高度H13是处理部130的包含后述的突出部137的顶端部的高度,高度H53短于处理部130的宽度W52。即,在突出部137的突出端(143)的长度轴线方向上的位置,突出端(143)和第1弯曲外表面105a之间在弯曲延伸设置部105的厚度方向上的厚度尺寸(H13)小于第3弯曲外表面105c和第4弯曲外表面105d之间在第1宽度方向和第2宽度方向上的宽度尺寸(W52)。另外,像所述那样,宽度W52为2.8mm。一部分135a(切削面)的沿着长度轴线C的长度为从刀尖部143(处理部位)到弯曲部105的顶端E50的长度尺寸L57的25%以上。刀尖部143配设在处理部130、一部分131a以及一部分135a中的最高的位置。如图6所示,包含刀尖部143的一部分135a位于一部分120a的延长线125上或者比延长线125靠下方(第1交叉方向侧)的位置。刀尖部143设置在第3弯折面即一部分131a和切削面(处理面)即一部分135a之间的连续部位。刀尖部143作为处理部位发挥功能,如图6所示该处理部位于第1弯折面即一部分120a的延长线125上或者以第1弯折面即一部分120a的延长线125为边界地与长度轴线C隔着边界位于相反侧。也就是说,刀尖部143配设在与延长线125抵接的位置或者比延长线125靠下方的位置。此外,刀尖部143相对于探头主体部31的长度轴线位于第1交叉方向侧。
如图6所示,在所述的处理部130的形状中,处理部130具有:向与弯曲部105的中心轴线C0相对于长度轴线C的弯折方向相反侧(即朝向第2交叉方向侧)突出的突出部137、和通过配设在突出部137的端部而配设在与中心轴线C0相对于长度轴线C的弯折方向相反侧的位置且作为处理膝关节的处理部位的刀尖部143。即,刀尖部143成为突出部137的突出端,利用一部分131a和切削面即一部分135a形成了突出部137的突出端。突出部137成为第2弯曲外表面105b的一部分。此外,由一部分130a、131a形成的凹部(凹表面)127在第2弯曲外表面105b上在延伸设置面即一部分120a和切削面即一部分135a之间连续,凹部(凹表面)127相对于一部分135a向第1交叉方向侧凹陷。
突出部137例如是弯曲面部132a和一部分131a、135a、134a所包围的区域部分。弯曲面部132a和一部分131a、135a、134a是突出部137的周面。突出部137的端部(突出端)是一部分131a和一部分135a之间的连续部位。突出部137的最大高度是一部分131a相对于一部分130a的高度H52。
顶端结构部31a具有所述那样的锥形部101、中继延伸设置部103以及弯曲部(弯曲延伸设置部)105。换个角度来讲,超声波探头8具有缩窄部位、平行部位以及交叉部位。
如图3所示,缩窄部位配设在顶端结构部31a,其朝向长度轴线C缩窄成顶端细。缩窄部位具有一部分101a、101b。一部分101a、101b以长度轴线C为中心上下对称地配设,它们具有彼此相同的长度、形状以及倾斜。因此,上表面(第2缩窄外表面)的缩窄角度(第2缩窄角)与下表面(第1缩窄外表面)的缩窄角度(第1缩窄角)相同。缩窄部位与探头主体部31和弯曲部105一同在从探头主体部31经由缩窄部位向弯曲部105传递超声波振动的状态下以规定的频率范围中的频率进行振动。在缩窄部位与探头主体部31和弯曲部105一同以规定的频率范围中的频率进行振动的状态下,缩窄部位的长度尺寸L54和从缩窄部位的基端(E9)到缩窄结束位置S5的尺寸大于振动的8分之1波长。缩窄部位和配设在比缩窄部位靠顶端侧的位置的处理部130配设在振动的4分之1波长中。
如图3和图5A所示,在探头主体部31的顶端部且是比缩窄部位靠前方(顶端侧)的位置设有平行部位,其与缩窄部位连续,一部分103a、103b、110b与长度轴线C平行。平行部位例如具有中继延伸设置部103中的基准面31b和相反面31c、以及截面积减少部110中的相反面31c。换言之,平行部位例如具有中继延伸设置部103的一部分103a、103b和截面积减少部110的一部分110b。一部分103a在一部分(第2缩窄外表面)101a和第2弯曲外表面105b之间连续,其是与长度轴线C平行的上表面(第2轴平行外表面)。一部分103b、110b在一部分(第1缩窄外表面)101b和第1弯曲外表面105a之间连续,其是与上表面隔着长度轴线C配设在相反侧的下表面(第2轴平行外表面)。一部分103b、110b与长度轴线C平行,长于形成上表面(第2轴平行外表面)的一部分103a。一部分103a和一部分103b以长度轴线C为中心上下对称地配设,它们具有彼此相同的长度和形状。由于配设有一部分110b,因此,平行部位的下表面长于平行部位的上表面,延伸到比平行部位的上表面靠顶端侧的位置。
如图5A和图6所示,交叉部位配设于弯曲部105,其与平行部位连续,与长度轴线C交叉。交叉部位例如具有弯曲部105的基准面31b。换言之,交叉部位具有截面积均匀部120的一部分120a。
像所述那样,在沿着长度轴线C从基端朝向顶端观察超声波探头8时,弯折的弯曲部105始终配置在探头主体部31的投影面内。而且,一部分101b朝向长度轴线C缩窄。连续的一部分103b与一部分101b的顶端连续,且与长度轴线C平行,一部分110b与一部分103b的顶端连续,且与长度轴线C平行。一部分103b、110b始终配置在探头主体部31的投影面内。一部分120b、130b向自长度轴线C远离的方向呈直线状弯折,但与一部分103b、110b同样始终配置在探头主体部31的投影面内。因此,如图3所示,在相反面31c侧且是探头主体部31的投影面内形成有空间145。空间145在长度轴线C方向上位于基端E9(一部分101a的基端)和一部分130b的顶端之间,而且位于顶端结构部31a的侧方。空间145与刀尖部143隔着顶端结构部31a配设在相反侧。
接着,说明本实施方式的超声波探头8的作用和效果。
例如在膝关节的经内窥镜观察手术中,一般来讲,为了接近患部200而配设的未图示的端口部(开口部)选定在预定的位置。
对于超声波探头8的形状而言,在沿着超声波探头8的长度轴线从超声波探头8的基端部朝向顶端部观察超声波探头8时,与本实施方式不同,超声波探头8的顶端部以始终配置在基端部的投影面外的方式使顶端部相对于基端部弯折。而且,处理部130配置在顶端部。在这种情况下,一般来讲,端口部狭窄,筒状构件较细,膝关节的腔狭窄,大腿骨的周面形成为曲面状。因此,就所述的超声波探头8的形状而言,超声波探头8相对于筒状构件的插入性和超声波探头8的处理部位对于患部200的接近性有可能下降。在超声波探头8中,根据振动方向来决定能够处理的方向。若超声波探头8未以适当的状态与患部200接触,则处理的效率下降。此外,腔狭窄,患部形成为曲面状。因此,就所述的超声波探头8的形状而言,并不适合在狭窄的腔中处理患部200。此外,就所述的超声波探头8的形状而言,存在在与患部接触之前就与除患部之外的部位接触而损伤除患部之外的部位的可能。这样,超声波探头并不适合在狭窄的腔中处理患部。
在本实施方式中,弯曲部105相对于探头主体部31弯折。在该弯曲部105中,在沿着长度轴线C方向从基端观察顶端时,包含具有交界点133的处理部130的弯曲部105始终配置在锥形部101的投影面内。弯曲部105的中心轴线相对于探头主体部31的长度轴线C以5度以上且8度以下的角度弯折。
由此,即使口部狭窄且筒状构件较细,只要探头主体部31插入到筒状构件中,就能够在具有弯曲部105的超声波探头8中提升超声波探头8向筒状构件的插入性。此外,由于弯曲部105的弯曲程度,具有弯曲部105的超声波探头8能够贯穿筒状构件,在贯穿时弯曲部105不与筒状构件的内周面抵接即可。而且,如图8A和图8B所示,能够提升作为超声波探头8的处理部位的刀尖部143向作为患部200的大腿骨接近的接近性和对于患部200的处理效率。在本实施方式中,如图8A和图8B所示,通过使超声波探头8绕探头主体部31的轴线旋转而改变刀尖部143的朝向,从而无论是大腿骨的哪个部位,都能够容易地处理,能够提升处理效率和处理品质。在患部200存在于十字韧带的深处的情况下,能够使刀尖部143容易地接近患部200。
在本实施方式中,作为第1弯折面(延伸设置面)的一部分120a以靠近长度轴线C而与长度轴线C接触的方式相对于探头主体部31的周面弯折。而且,作为处理部位的刀尖部143(突出部137的突出端)位于第1弯折面即一部分120a的延长线125上,或者以第1弯折面即一部分120a的延长线125为边界地与长度轴线C隔着边界位于相反侧的位置(即位于比延长线125靠第1交叉方向侧的位置)。刀尖部143沿着处理部130的宽度方向形成为线状。
因此,即使大腿骨和胫骨之间的腔狭窄,大腿骨的下表面形成为曲面状,超声波探头8也能够利用超声波探头8的形状适当地处理患部200。此外,并不限定于膝关节,在除膝关节之外的关节(例如肩关节)的狭窄的腔中,超声波探头8也能够利用超声波探头8的形状适当地处理患部200。此外,如图8A和图8B所示,能够提升作为超声波探头8的处理部位的刀尖部143向作为患部200的大腿骨接近的接近性和对于患部200的处理效率。特别是,即使超声波探头8(探头主体部31)相对于患部200倾斜地接近该患部200,由于刀尖部143是倾斜的,因此,也能够提升处理效率。此外,在本实施方式中,如图8A和图8B所示,通过使探头主体部31绕探头主体部31的轴线旋转而改变刀尖部143的朝向,从而无论是大腿骨的哪个部位,都能够容易地处理,能够提升处理效率和处理品质。此外,在患部200存在于十字韧带的深处的情况下,能够容易地使刀尖部143接近患部200。
作为处理部位的刀尖部143配设在与弯曲部105的中心轴线C0的弯折方向相反侧的位置。因此,能够始终将刀尖部143配置在探头主体部31的投影面积内。在探头主体部31插入到较细的筒状构件时,能够使刀尖部143不与筒状构件的内周面抵接。此外,无论是大腿骨的哪个部位,都能够提升刀尖部143的接近性。
处理部130是弯曲部105的较细的顶端部。由于处理部130的顶端部(突出部137的突出端)处的高度小于处理部130的宽度,因此,在处理部130较薄的状态下能够确保处理部130的强度。由于确保了强度,因此,即使利用锥形部101放大了纵向振动的振幅V,也能够防止处理部130折断。而且,能够在防止了折断的状态下利用放大了的纵向振动的振幅V处理骨头等较硬的患部200。此外,由于处理部130较薄,因此,能够容易地使处理部130接近患部200。
弯折开始位置(第2弯曲开始位置)E15位于比弯折开始位置(第1弯曲开始位置)E14靠基端侧的位置。因此,能够形成作为退让部的空间145,因此,能够在狭窄的腔中提升向患部200接近的接近性。具体地讲,处理例如作为患部200的大腿骨的下表面。通过形成空间145,从而能够防止例如相反面31c抵接于与大腿骨的下表面相对的胫骨的上表面。也就是说,能够防止除患部200之外的部位被意外地处理以及防止除患部200之外的部位损伤。而且,超声波探头8即使在狭窄的空间中也能够容易地接近患部200。此外,能够使弯曲部105的顶端部较细且较轻,能够提升狭窄的腔中的处理效率。
弯折开始位置E14、E15位于比最顶端的振动波节N3靠弯曲部105的顶端部侧的位置。因此,能够将在锥形部101放大了的纵向振动的振幅V向刀尖部143传递,能够提升处理效率。
利用缩窄部位、平行部位及交叉部位,能够使探头主体部31的顶端部顶端细,能够提升接近性。并且,由于能够形成作为退让部的空间145,因此,能够提升狭窄的腔中的处理效率。具体地讲,处理例如作为患部200的大腿骨的下表面。通过形成空间145,从而能够防止例如相反面31c抵接于与大腿骨的下表面相对的胫骨的上表面。也就是说,能够防止除患部200之外的部位被意外地处理以及防止除患部200之外的部位损伤。而且,超声波探头8即使在狭窄的空间中也能够容易地接近患部200。此外,能够使弯曲部105的顶端部较细且较轻,能够提升狭窄的腔中的处理效率。
在患部200例如像骨头那样较硬的情况下,需要放大纵向振动的振幅V。在本实施方式中,利用包含缩窄部位的锥形部101能够可靠地放大纵向振动的振幅V。
包含刀尖部143的一部分135a相对于长度轴线C以刀尖部143为中心地朝向一部分134a呈角度θ55倾斜。因此,在探头主体部31沿着长度轴线C方向进退时,利用包含刀尖部143的一部分135a能够处理例如患部200的曲面状的侧面。此外,通过利用一部分135a切削患部200,从而防止仅是由刀尖部143切削的部位凹陷,防止在患部200的周面形成台阶。
利用一部分131a、一部分135a及一部分134a形成突出部137,也就是说突出部137中比刀尖部(突出端)143靠顶端侧的部分形成两段。因此,在本实施方式中,与在刀尖部143的顶端侧倾斜不变的情况相比,能够确保处理部130的厚度和强度。此外,切削面(处理面)的长度是从刀尖部143到弯曲部105的顶端E50(一部分134a的顶端)的长度尺寸L57的25%以上。因此,能够确保突出部137(处理部130)的厚度和强度。由于确保了强度,因此,即使利用锥形部101放大了纵向振动的振幅V,也能够防止突出部137折断。而且,能够在防止了折断的状态下利用放大了的纵向振动的振幅V处理骨头等较硬的患部200。
在本实施方式中,配设有锥形部101和中继延伸设置部103,确保了预定的长度。因此,即使振幅放大,也能够防止应力集中在顶端结构部31a的预定部位,能够将应力分散到顶端结构部31a整体。
图7表示振动体单元20以规定的频率范围中的频率进行纵向振动的状态下的、从顶端侧数第二个振动波腹A3和最顶端侧的振动波腹A2之间的、纵向振动的振幅V和由超声波振动引起的应力σ。在图7中,横轴表示长度轴线方向上的位置,纵轴表示振幅V和应力σ。此外,在图7中,用实线表示纵向振动的振幅V的变化,用单点划线表示应力σ的变化。
如图7所示,在振动体单元20以规定的频率范围中的频率进行纵向振动的状态下,锥形部101位于比最顶端侧的振动波节N3靠顶端侧的位置,利用锥形部101放大纵向振动的振幅V。例如,利用锥形部101将振动波腹处的振幅为80μm的纵向振动放大为振动波腹处的振幅为140μm以上且150μm以下的纵向振动。此外,由超声波振动引起的应力σ在振动波节以及与超声波振动的传递方向垂直的截面积减少的部分变大,在振动波腹处变为零。因而,如图7所示,在振动波节N3和作为锥形部101的顶端的缩窄结束位置S5之间应力σ变大。
在此,在本实施方式中,从锥形部101的基端(E9)到缩窄结束位置S5的长度轴线方向上的尺寸大于振动体单元20以规定的频率范围中的频率进行纵向振动的状态下的8分之1波长(λ/8)。而且,在锥形部101中,基端(E9)和缩窄结束位置S6之间的长度轴线方向上的长度尺寸L54也大于振动体单元20以规定的频率范围中的频率进行纵向振动的状态下的8分之1波长。通过使从锥形部101的基端(E9)到缩窄结束位置S5(缩窄结束位置S6)的长度轴线方向上的尺寸变大,从而能够在振动波节N3和锥形部101的缩窄结束位置S5之间的全长范围内将由超声波振动引起的应力σ保持为大致均匀。即,有效地防止在振动波节N3和锥形部101的缩窄结束位置S5之间应力局部地变大(即产生峰值)。例如,在一个实施例中,即使振动波腹处的振幅变大的(例如为80μm的)纵向振动向锥形部101的基端(E9)传递,在振动体单元20以规定的频率范围(例如46kHz以上且48kH以下)中的频率进行纵向振动的状态下,也在振动波节N3和锥形部101的缩窄结束位置S5之间将应力σ大致均匀地保持为300Mpa左右。即,在本实施方式中,防止在振动波节N3和锥形部101的缩窄结束位置S5之间(例如在作为锥形部101的顶端的缩窄结束位置S5)应力局部地变大到700Mpa左右。由于防止了应力σ局部地变大,因此,能够有效地防止由超声波振动引起的超声波探头8破损。
在本实施方式中,在超声波探头8利用超声波振动处理骨头等较硬的患部200的情况下,需要利用锥形部101放大纵向振动的振幅V,需要将刀尖部143按压于患部200。在处理时,包含缩窄部位的锥形部101和弯曲部105有可能因放大了的振幅V和按压而折断。在本实施方式中,长度尺寸L54大于超声波探头8的振动体单元20进行纵向振动的状态下的8分之1波长。缩窄部位和处理部130配设在振动体单元20进行纵向振动的状态下的4分之1波长中。因此,在长度尺寸L54中应力分散,也就是说像所述那样防止应力局部地变大。此外,在中继延伸设置部103和弯曲部105应力减少。因而,能够有效地防止由超声波振动引起的超声波探头8的破损,能够同时满足振幅V的放大和折断的防止。
在本实施方式中,以没有形成台阶的方式形成探头主体部31和顶端结构部31a,只是顶端结构部31a缩窄。由此,能够抑制空化的产生,能够防止在处理患部200时空化妨碍观察视野,换言之,能够提升手术人员的视觉识别性。而且,能够防止空化损伤患部200,能够防止空化损伤探头主体部31和顶端结构部31a。
在截面积均匀部120的周围形成有角R51,在弯曲面部132a形成有角R52,在一部分130b的弯曲面部132b形成有角R53和角R54。因此,在截面积均匀部120和弯曲面部132b能够抑制空化的产生,能够防止空化损伤患部200。此外,在所述内容中,即使截面积均匀部120、弯曲面部132a及弯曲面部132b与患部200接触,也能够利用角R51、R52、R53、R54防止患部200受损。
(第2实施方式)
在本实施方式中,参照图9、图10及图11仅记载与第1实施方式的不同点。
全长L1优选为183.2mm。长度尺寸L2优选为177.2mm。长度尺寸L53为9.95mm以上且10.05mm以下,优选为10mm。
如图9和图11所示,在弯曲面部132a中,例如角R52为0.4mm。一部分131a相对于一部分130a的高度H52优选为0.7mm。
如图11所示,从基准面31b侧观察的情况下的弯曲面部132b的角R54为1mm。
如图11所示,形成在一部分135a和与一部分130a的平面方向正交的正交方向之间的角度θ56为70度。一部分135a的长度尺寸L60优选为0.2mm。
如图11所示,弯曲面部132b朝向长度轴线C且是后方呈圆弧状平滑地弯曲,与包含于基准面31b(第2弯曲外表面105b)中的一部分134a连续。在与宽度方向(第1宽度方向和第2宽度方向)垂直的截面中,弯曲面部132b和一部分134a之间的弯曲部132c具有角R55,角R55为0.4mm。一部分134a相对于长度轴线C以角度θ57弯曲。角度θ57为55度。
如图11所示,一部分134a朝向长度轴线C且是后方呈圆弧状平滑地弯曲,与一部分135a连续。在与宽度方向垂直的截面中,一部分134a和一部分135a之间的弯曲部132d具有角R56,角R56为0.4mm。一部分135a相对于长度轴线C以角度θ58弯曲。角度θ58为25度。
如图11所示,在长度方向上形成于弯曲面部132b的顶端E50(一部分134a的顶端)和刀尖部143之间的长度尺寸L61优选为0.6mm。
如图11所示,一部分135a以包含刀尖部143的一部分135a的整个面配置在一部分120a的延长线125上的方式以刀尖部143为中心地相对于刀尖部143向一部分120a的弯折方向弯折。或者,一部分135a以包含刀尖部143的一部分135a的整个面以一部分120a的延长线125为边界地与长度轴线C隔着边界位于相反侧的方式以刀尖部143为中心地相对于刀尖部143向一部分120a的弯折方向弯折。也就是说,包含刀尖部143的一部分135a的整个面配设在与延长线125同一个平面上或者比延长线125靠下方的平面上。
如图11所示,包含刀尖部143的一部分131a和一部分135a形成为圆弧状。在这种情况下,形成刀尖部143的圆弧的中心位置和刀尖部143之间的长度尺寸L62优选为2mm。中心位置形成在一部分130a侧(基端侧)。
在本实施方式中,能够获得与第1实施方式同样的效果。在本实施方式中,在一部分135a和一部分134a之间形成没有角的弯曲部132d而替代形成交界部141,能够利用弯曲部132c、132d进一步抑制空化的产生。包含刀尖部143的一部分131a和一部分135a形成为圆弧状。因此,能够提升对于患部200的处理性。
(第3实施方式)
接着,参照图12~图20说明本发明的第2实施方式。第2实施方式是将第1实施方式的结构如下地变形而成的。另外,对与第1实施方式相同的部分标注相同的附图标记,省略其说明。
在本实施方式中,探头主体部31也与第1实施方式同样包括变幅杆部35、变幅杆部36、截面积增加部37以及被支承部38。在一个实施例中,超声波探头8的全长L1为182.9mm。此外,在一个实施例中,从超声波探头8的顶端到抵接面33(探头主体部31的基端)的长度轴线方向上的长度尺寸L2优选为177.5mm。
此外,在本实施方式的一个实施例中,从抵接面33到变幅杆部35的基端(振动输入端)E1的长度轴线方向上的长度尺寸L3优选为29mm。此外,变幅杆部(第1变幅杆部)35从基端(振动输入端)E1到顶端(振动输出端)E2在长度轴线方向上的变幅杆长度尺寸(第1变幅杆长度尺寸)L4优选为20mm。在本实施方式中也是,在变幅杆部35中,探头主体部31的外径随着朝向顶端侧而从外径D1减少到外径D2。在一个实施例中,外径D1优选为7mm。而且,外径D2优选为3.8mm。
此外,在本实施方式的一个实施例中,从抵接面33到变幅杆部36的基端(振动输入端)E3的长度轴线方向上的长度尺寸L5优选为88.1mm。而且,变幅杆部(第2变幅杆部)36的从基端(振动输入端)E3到顶端(振动输出端)E4在长度轴线方向上的变幅杆长度尺寸(第2变幅杆长度尺寸)L6为13.9mm以上且14.1mm以下,优选为14mm。在本实施方式中也是,在变幅杆部36中,探头主体部31的外径随着朝向顶端侧而从外径D2减少到外径D3。在一个实施例中,外径D3优选为2.7mm。
在本实施方式的一个实施例中,从抵接面33到截面积增加部37的顶端(振动输出端)E6的长度轴线方向上的长度尺寸L7优选为116.7mm。此外,截面积增加部37的从基端(振动输入端)E5到顶端(振动输出端)E6的长度轴线方向上的延伸设置尺寸L8变小。在本实施方式中也是,在截面积增加部37中,探头主体部31的外径随着朝向顶端侧而从外径D3增加到外径D4。在一个实施例中,外径D4与变幅杆部36的基端E3处的外径D2大致相同,外径D4优选为3.8mm。
在本实施方式的一个实施例中,从截面积增加部37的顶端E6到被支承部38的基端E7的长度轴线方向上的长度尺寸L9优选为24.1mm。此外,被支承部38从基端E7到顶端E8的长度轴线方向上的延伸设置尺寸L10为3mm。而且,在被支承部38中,在基端部外径从外径D4减少到外径D5,在顶端部外径从外径D5增加到外径D6。在一个实施例中,外径D5稍稍(0.4mm左右)小于外径D4。而且,外径D6与外径D4大致相同,优选为3.8mm。
此外,在振动体单元20以规定的频率范围(46kHz以上且48kHz以下)中的频率进行纵向振动的状态下,振动波节N1位于变幅杆部35的基端E1或者基端E1的附近,振动波节N2位于变幅杆部36的基端E3或者基端E3的附近。此外,在振动体单元20以规定的频率范围中的频率进行纵向振动的状态下,振动波腹A3位于截面积增加部37,振动波腹(最顶端振动波腹)A2位于超声波探头8的顶端。而且,在振动体单元20以规定的频率范围中的频率进行纵向振动的状态下,作为纵向振动的振动波节之一的振动波节(最顶端振动波节)N3位于被支承部38。通过像前述那样构成,从而在本实施方式的一个实施例中也是,在振动波腹处的振幅为18μm的纵向振动传递到探头主体部31的基端(抵接面33)的情况下,在探头主体部31的顶端E9中也成为振动波腹处的振幅为80μm的纵向振动。
图12和图13是表示超声波探头8的顶端部的结构的图。图12是从第1宽度方向侧(图13的箭头B1侧)观察超声波探头8的图,图13是从第2交叉方向侧(图12的箭头P2侧)观察超声波探头8的图。另外,在图12中用虚线S1和虚线S2表示的范围自护套7的顶端向顶端侧突出。
如图12和图13所示,在本实施方式中也是,探头主体部31的顶端E9位于比被支承部38的顶端E8靠顶端侧的位置。其中,被支承部38的顶端E8和探头主体部31的顶端E9之间的长度轴线方向上的距离较小,在一个实施例中为0.6mm左右。
在本实施方式中,锥形部(截面积减少部)41与探头主体部31的顶端侧连续。在锥形部(第3变幅杆部)41中,与长度轴线C垂直的截面积随着朝向顶端侧而减少。锥形部41的基端与探头主体部31的顶端E9连续。因而,探头主体部31的顶端E9成为探头主体部31和锥形部41之间的交界位置。超声波探头8在长度轴线方向上从顶端到锥形部41的基端(E9)具有长度尺寸L11。在一个实施例中,长度尺寸L11优选为32.5mm。
锥形部41具备朝向第1交叉方向侧(图12的箭头P1侧)的第1缩窄外表面51。在锥形部41中,在长度轴线方向上在基端(E9)和第1缩窄结束位置(第1距离减少结束位置)E10之间,从长度轴线C到第1缩窄外表面51的朝向第1交叉方向的距离(第1距离)δ随着从基端侧朝向顶端侧而减少。第1缩窄结束位置E10位于比锥形部41的基端(E9)靠顶端侧的位置。因此,锥形部41在长度轴线方向上在基端(E9)和第1缩窄结束位置E10之间具有第1缩窄尺寸(第1距离减少尺寸)L12。在一个实施例中,第1缩窄尺寸L12优选为18mm。在本实施方式中,锥形部41的基端(E9)成为第1缩窄外表面51的基端,第1缩窄结束位置E10成为第1缩窄外表面51的顶端。
此外,锥形部41具备朝向第2交叉方向侧的第2缩窄外表面52。在锥形部41中,在长度轴线方向上在基端(E9)和第2缩窄结束位置(第2距离减少结束位置)E11之间,从长度轴线C到第2缩窄外表面52的朝向第2交叉方向的距离(第2距离)δ'随着从基端侧朝向顶端侧而减少。第2缩窄结束位置E11位于比第1缩窄结束位置E10靠顶端侧的位置。因此,锥形部41在长度轴线方向上在基端(E9)和第2缩窄结束位置E11之间具有比第1缩窄尺寸L12大的第2缩窄尺寸(第2距离减少尺寸)L13。在一个实施例中,第2缩窄尺寸L13优选为23mm。在本实施方式中,锥形部41的基端(E9)成为第2缩窄外表面52的基端,第2缩窄结束位置E11成为第2缩窄外表面52的顶端。因此,在锥形部41中,第1缩窄外表面51的顶端(第1缩窄结束位置E10)与第2缩窄外表面52的顶端(第2缩窄结束位置E11)相比位于基端侧,第1缩窄外表面51的顶端(第1缩窄结束位置E10)在长度轴线方向上自第2缩窄外表面52的顶端远离。
由于是前述那样的结构,因此,在锥形部41中,在长度轴线方向上在基端(E9)和第2缩窄结束位置E11之间,第1交叉方向和第2交叉方向上的超声波探头8的厚度(尺寸)T随着朝向顶端侧而减少。因而,锥形部41的基端(E9)成为厚度减少开始位置,第2缩窄结束位置E11成为厚度减少结束位置。此外,在来自第1宽度方向(宽度方向的一侧)的投影中,作为第1缩窄外表面51相对于长度轴线方向的缩窄角(锐角)的第1缩窄角α1大于作为第2缩窄外表面52相对于长度轴线方向的缩窄角(锐角)的第2缩窄角α2,第1缩窄角α1与第2缩窄角α2不同。
此外,锥形部41具有朝向第1宽度方向的第3缩窄外表面53和朝向第2宽度方向(图13的箭头B2侧)的第4缩窄外表面54。在锥形部41中,在长度轴线方向上在宽度减少开始位置E12和宽度减少结束位置E13之间,从长度轴线C到第3缩窄外表面53的朝向第1宽度方向的距离和从长度轴线C到第4缩窄外表面54的朝向第2宽度方向的距离随着从基端侧朝向顶端侧而减少。因此,在锥形部41中,在长度轴线方向上在宽度减少开始位置E12和宽度减少结束位置E13之间,超声波探头8在第1宽度方向和第2宽度方向上的宽度(尺寸)W随着朝向顶端侧而减少。超声波探头8在长度轴线方向上从顶端到宽度减少开始位置E12具有长度尺寸L14。长度尺寸L14小于超声波探头8在长度轴线方向上从顶端到锥形部41的基端(E9)的长度尺寸L11。因而,宽度减少开始位置E12位于比锥形部41的基端(E9)靠顶端侧的位置。其中,锥形部41的基端(E9)和宽度减少开始位置E12之间在长度轴线方向上的距离较小。在一个实施例中,长度尺寸L14优选为32mm。而且,在该实施例中,锥形部41的基端(E9)和宽度减少开始位置E12之间在长度轴线方向上的距离为0.5mm左右。在本实施方式中,宽度减少开始位置E12成为第3缩窄外表面53和第4缩窄外表面54的基端,宽度减少结束位置E13成为第3缩窄外表面53和第4缩窄外表面54的顶端。
超声波探头8在长度轴线方向上从顶端到宽度减少结束位置E13具有长度尺寸L15。在本实施方式中,宽度减少结束位置E13位于比第2缩窄结束位置E11靠顶端侧的位置。而且,宽度减少结束位置E13成为锥形部41的顶端。其中,第2缩窄结束位置(第2缩窄外表面52的顶端)E11和宽度减少结束位置E13之间的长度轴线方向上的距离较小。在一个实施例中,长度尺寸L15优选为9mm。而且,在该实施例中,第2缩窄结束位置E11和宽度减少结束位置E13之间的长度轴线方向上的距离为0.5mm左右。
在长度轴线方向上在锥形部41的基端(E9)和第1缩窄结束位置E10之间,从长度轴线C到第1缩窄外表面51(超声波探头8的外周面)的朝向第1交叉方向(第1垂直方向)的距离(第1距离)δ减少到距离δ1。因而,在第1缩窄结束位置(第1缩窄外表面51的顶端)E10中,超声波探头8具有从长度轴线C到第1缩窄外表面51的朝向第1交叉方向的距离(第1距离)δ1。距离δ1小于探头主体部31的顶端E9处的外径D6的2分之1值。在一个实施例中,距离δ1为0.45mm以上且0.5mm以下。
在长度轴线方向上在锥形部41的基端(E9)和第2缩窄结束位置E11之间,超声波探头8在第1交叉方向和第2交叉方向上的厚度(尺寸)T减少到厚度T1。因而,在第2缩窄结束位置(第2缩窄外表面52的顶端)E11中,超声波探头8在第1交叉方向(第1垂直方向)和第2交叉方向(第2垂直方向)上具有厚度T1。厚度T1小于探头主体部31的顶端E9处的外径D6。在一个实施例中,厚度T1优选为1.65mm。
在长度轴线方向上在宽度减少开始位置E12和宽度减少结束位置E13之间,超声波探头8在第1宽度方向和第2宽度方向上的宽度(尺寸)W减少到宽度尺寸W1。因而,在宽度减少结束位置(第3缩窄外表面53和第4缩窄外表面54的顶端)E13中,超声波探头8在第1宽度方向和第2宽度方向上具有宽度尺寸W1。宽度尺寸W1小于探头主体部31的顶端E9处的外径D6。在一个实施例中,宽度尺寸W1优选为2.8mm。
由于锥形部41像前述那样地构成,因此,在锥形部41中与长度轴线C垂直的截面积随着朝向顶端侧而减少。在振动体单元20以规定的频率范围(例如46kHz以上且48kHz以下)中的频率进行纵向振动的状态下,作为纵向振动的振动波节之一的振动波节(最顶端振动波节)N3位于被支承部38,位于锥形部41的基端(E9)的附近。而且,在振动体单元20以规定的频率范围中的频率进行纵向振动的状态下,纵向振动的任一个振动波腹均位于在长度轴线方向上自锥形部41远离的位置。因此,在截面积随着朝向顶端侧而减少的锥形部41中,纵向振动(超声波振动)的振幅放大。在一个实施例中,在传递了锥形部41处的振幅为80μm的纵向振动的情况下,超声波探头8的顶端处的纵向振动的振幅为140μm以上且150μm以下。
此外,在本实施方式中,锥形部41的从基端(E9)到顶端(E13)在长度轴线方向上的锥形尺寸大于振动体单元20以规定的频率范围中的频率进行纵向振动的状态下的8分之1波长(λ/8)。即,振动体单元20以规定的频率范围中的频率进行纵向振动的状态下的8分之1波长(λ/8)小于锥形部41的从基端(E9)到顶端(E13)在长度轴线方向上的锥形尺寸。在一个实施例中,在振动体单元20以46kHz以上且48kHz以下(规定的频率范围)的频率进行纵向振动的状态下,从振动波节(最顶端振动波节)N3到振动波腹(最顶端振动波腹)A2的4分之1波长(λ/4)为34mm以上且35mm以下。相对于此,在该实施例中,锥形部41的从基端(E9)到顶端(E13)在长度轴线方向上的锥形尺寸为23.5mm左右,大于振动体单元20以46kHz以上且48kHz以下(规定的频率范围)的频率进行纵向振动的状态下的8分之1波长。此外,在锥形部41中,基端(E9)和第1缩窄结束位置E10之间在长度轴线方向上的第1缩窄尺寸L12也优选为18mm。因而,第1缩窄尺寸L12(即第1缩窄外表面51的长度轴线方向上的尺寸)也大于振动体单元20以46kHz以上且48kHz以下(规定的频率范围)的频率进行纵向振动的状态下的8分之1波长。另外,第1缩窄结束位置E10在锥形部41的外周面(缩窄外表面51~54)上位于缩窄结束的位置(例如E10、E11、E13)中的最基端侧的位置。
在超声波探头8中,在比锥形部41(和探头主体部31)靠顶端侧的位置设有弯曲延伸设置部40。弯曲延伸设置部40以相对于探头主体部31和锥形部41(即长度轴线C)向第1交叉方向侧弯曲的状态延伸设置。弯曲延伸设置部40具有朝向第1交叉方向侧(弯曲延伸设置部40弯曲的一侧)的第1弯曲外表面55和朝向第2交叉方向侧(与弯曲延伸设置部40弯曲的一侧相反侧)的第2弯曲外表面56。此外,弯曲延伸设置部40具有朝向第1宽度方向侧的第3弯曲外表面57和朝向第2宽度方向侧的第4弯曲外表面58。另外,通过从探头主体部31经由锥形部41向弯曲延伸设置部40传递超声波振动,从而弯曲延伸设置部40与探头主体部31和锥形部41一起以规定的频率范围中的频率进行纵向振动。
在第1宽度方向(宽度方向的一侧)的投影中,在弯曲延伸设置部40的第1弯曲外表面55中,比第1弯曲开始位置E14靠顶端侧的部位相对于长度轴线方向(探头主体部31)向第1交叉方向侧弯曲。此外,在第1宽度方向的投影中,在弯曲延伸设置部40的第2弯曲外表面56中,比第2弯曲开始位置E15靠顶端侧的部位相对于长度轴线方向向第1交叉方向侧弯曲。即,第1弯曲外表面55在第1弯曲开始位置E14开始相对于长度轴线C向第1交叉方向侧弯曲,第2弯曲外表面56在第2弯曲开始位置E15开始相对于长度轴线C向第1交叉方向侧弯曲。在本实施方式中,第2弯曲开始位置(第2弯曲外表面56的基端)E15位于比第1弯曲开始位置(第1弯曲外表面55的基端)E14靠顶端侧的位置,第2弯曲开始位置(第2弯曲外表面56的基端)E15位于在长度轴线方向上自第1弯曲开始位置E14分开的位置。其中,在本实施方式中,第1弯曲开始位置E14和第2弯曲开始位置E15之间在长度轴线方向上的距离较小,在一个实施例中为0.3mm左右。此外,在与本实施方式不同的一个变形例中,在弯曲延伸设置部40中,第1弯曲开始位置(第1弯曲外表面55的基端)E14也可以位于比第2弯曲开始位置(第2弯曲外表面56的基端)E15靠顶端侧的位置。
弯曲延伸设置部40以第1弯曲开始位置E14为基端(弯曲基端)地朝向顶端侧延伸设置。超声波探头8在长度轴线方向上从顶端到弯曲延伸设置部40的基端(E14)具有长度尺寸L16。长度尺寸L16小于从超声波探头8的顶端到宽度减少结束位置E13在长度轴线方向上的长度尺寸L15。因此,弯曲延伸设置部40的基端(E14)位于比宽度减少结束位置E13靠顶端侧的位置。在一个实施例中,长度尺寸L16为8.4mm以上且8.5mm以下。
此外,在超声波探头8中,中继延伸设置部43在长度轴线方向上在锥形部41和弯曲延伸设置部40之间连续。中继延伸设置部43从宽度减少结束位置E13(锥形部41的顶端)延伸设置到第1弯曲开始位置E14(弯曲延伸设置部40的基端)。在此,宽度减少结束位置E13和弯曲延伸设置部40的基端(E14)之间在长度轴线方向上的距离较小。因此,中继延伸设置部43在长度轴线方向上的尺寸变小。在一个实施例中,中继延伸设置部43在长度轴线方向上的尺寸为0.5mm左右。
朝向第1交叉方向的第1轴平行外表面61在长度轴线方向上在第1缩窄外表面51和第1弯曲外表面55之间连续。第1轴平行外表面61在第1缩窄结束位置E10和第1弯曲开始位置E14之间与长度轴线C平行(大致平行)地延伸设置。因而,第1缩窄结束位置E10成为第1轴平行外表面61的基端,第1弯曲开始位置E14成为第1轴平行外表面61的顶端。而且,第1轴平行外表面61在长度轴线方向上具有延伸设置尺寸(第1延伸设置尺寸)L19。在第1轴平行外表面61中,从第1缩窄结束位置E10到第1弯曲开始位置E14,从长度轴线C朝向第1交叉方向的距离δ被保持为距离δ1且大致恒定。
此外,朝向第2交叉方向的第2轴平行外表面62在长度轴线方向上在第2缩窄外表面52和第2弯曲外表面56之间连续。第2轴平行外表面62在第2缩窄结束位置E11和第2弯曲开始位置E15之间与长度轴线C平行(大致平行)地延伸设置。因而,第2缩窄结束位置E11成为第2轴平行外表面62的基端,第2弯曲开始位置E15成为第2轴平行外表面62的顶端。而且,第2轴平行外表面62在长度轴线方向上具有延伸设置尺寸(第2延伸设置尺寸)L20。第1轴平行外表面61的延伸设置尺寸L19大于第2轴平行外表面62的延伸设置尺寸L20。在第2轴平行外表面62中,从第2缩窄结束位置E11到第2弯曲开始位置E15,从长度轴线C朝向第2交叉方向的距离δ'保持大致恒定。
由于是前述那样的结构,因此,在长度轴线方向上的第2缩窄结束位置E11和第1弯曲开始位置(弯曲延伸设置部40的基端)E14之间,超声波探头8在第1交叉方向和第2交叉方向上的厚度T被保持为厚度T1且大致恒定。此外,在长度轴线方向上的宽度减少结束位置E13和超声波探头8的顶端之间,超声波探头8在第1宽度方向和第2宽度方向上的宽度W被保持为宽度尺寸W1且大致恒定。因而,在从宽度减少结束位置E13延伸设置到第1弯曲开始位置(弯曲延伸设置部40的基端)E14的中继延伸设置部43中,在长度轴线方向上的全长范围内,是宽度尺寸W1且大致恒定,并且是厚度T1且大致恒定。而且,在中继延伸设置部43中,在长度轴线方向上的全长范围内,与长度轴线C垂直的截面积大致恒定。
在此,限定了穿过长度轴线C且与第1交叉方向和第2交叉方向垂直(大致垂直)的基准面(第1基准面)Y1。在中继延伸设置部43中,从长度轴线C到第1轴平行外表面61(超声波探头8的外周面)的朝向第1交叉方向的距离(第1距离)δ1小于超声波探头8在第1交叉方向和第2交叉方向上的厚度T1的2分之1值。因此,在锥形部41和中继延伸设置部43中,超声波探头8以基准面Y1为中央面地非对称。而且,在锥形部41和中继延伸设置部43中,与长度轴线C垂直的截面中的截面重心自长度轴线C向第2交叉方向侧偏离。特别是,在第1缩窄结束位置E10和第1弯曲开始位置E14之间,截面重心相对于长度轴线C向第2交叉方向侧的偏离变大。此外,限定了穿过长度轴线C且与第1宽度方向和第2宽度方向垂直(大致垂直)的基准面(第2基准面)Y2。在锥形部41和中继延伸设置部43中,超声波探头8以基准面Y2为中央面地大致对称。
弯曲延伸设置部40具有第1弯曲延伸设置部42,该第1弯曲延伸设置部42从作为弯曲延伸设置部40的基端的第1弯曲开始位置E14朝向顶端侧延伸设置,相对于探头主体部31和锥形部41向第1交叉方向侧弯曲。在来自第1宽度方向(宽度方向的一侧)的投影中,在第1弯曲延伸设置部42的外周面的朝向第1交叉方向侧的部位,第1弯曲开始位置E14处的切线相对于长度轴线方向具有锐角θ1。此外,在第1宽度方向的投影中,在第1弯曲延伸设置部42的外周面的朝向第2交叉方向侧的部位,第2弯曲开始位置E15处的切线相对于长度轴线方向具有锐角θ2。锐角θ1和锐角θ2大于0°且小于等于10°。在一个实施例中,锐角θ1为5°,与此相对,锐角θ2为7.5°,锐角θ2大于锐角θ1。
在弯曲延伸设置部40中,第2弯曲延伸设置部45与第1弯曲延伸设置部42的顶端侧连续。第2弯曲延伸设置部45以相对于第1弯曲延伸设置部42向第1交叉方向侧弯曲的状态延伸设置。在第1宽度方向(宽度方向的一侧)的投影中,第2弯曲延伸设置部45的外周面的朝向第1交叉方向侧的部位延伸设置为角R1的圆弧状。此外,在第1宽度方向的投影中,第2弯曲延伸设置部45的外周面的朝向第2交叉方向侧的部位延伸设置为角R2的圆弧状。
角R1的圆弧和角R2的圆弧的中心O1位于比弯曲延伸设置部40(超声波探头8)靠第1交叉方向侧的位置。因此,在第1宽度方向(第2宽度方向)的投影中,在第2弯曲延伸设置部45的外周面的朝向第1交叉方向侧的部位,与长度轴线方向所成的锐角随着朝向顶端侧而变大。同样,在第1宽度方向(第2宽度方向)的投影中,在第2弯曲延伸设置部45的外周面的朝向第2交叉方向侧的部位,与长度轴线方向所成的锐角随着朝向顶端侧而变大。因而,在第2弯曲延伸设置部45中,与长度轴线方向所成的锐角随着朝向顶端侧而变大。
在第2弯曲延伸设置部45的外周面的朝向第1交叉方向侧的部位,顶端处的切线相对于长度轴线方向具有锐角θ3。此外,在第2弯曲延伸设置部45的外周面的朝向第2交叉方向侧的部位,顶端处的切线相对于长度轴线方向具有锐角θ4。即,在第1弯曲外表面55的顶端,弯曲延伸设置部40相对于长度轴线方向具有锐角θ3。而且,在第2弯曲外表面56的顶端,弯曲延伸设置部40相对于长度轴线方向具有锐角θ4。在一个实施例中,角R1为15mm,锐角θ3为15°。此外,与角R2相对应地限定锐角θ4。例如在角R2为12.5mm的情况下,锐角θ4为25°,在角R2为16.5mm的情况下,锐角θ4为20°。而且,在角R2为30mm的情况下,锐角θ4为15°。在一个实施例中,在第2弯曲外表面56(第2弯曲延伸设置部45的外周面的朝向第2交叉方向侧的部位),顶端处的切线与长度轴线方向所成的锐角θ4为10°以上且30°以下,优选为20°以上且25°以下。
此外,在超声波探头8中将与延伸设置方向垂直(大致垂直)且与宽度方向垂直(大致垂直)的方向设为厚度方向。在弯曲延伸设置部40中,由于超声波探头8的延伸设置方向与长度轴线不平行,因此,在弯曲延伸设置部40中,厚度方向与第1交叉方向和第2交叉方向不平行。超声波探头8在厚度方向上的厚度尺寸T2在长度轴线方向上从第2弯曲开始位置E15到顶端保持大致恒定。即,在第2弯曲开始位置E15和超声波探头8的顶端之间,第1弯曲外表面55和第2弯曲外表面56之间的距离即厚度尺寸T2保持大致恒定。在一个实施例中,厚度尺寸T2为1.5mm。因而,将锐角θ1~θ4和角R1、R2决定为超声波探头8的厚度尺寸T2从第2弯曲开始位置E15到顶端大致恒定的状态。
此外,第2弯曲延伸设置部45的外周面的朝向第1交叉方向侧的部位在顶端具有从长度轴线C朝向第1交叉方向的分开距离T3。在一个实施例中,分开距离T3优选为1.9mm。
第2弯曲延伸设置部45具有形成超声波探头8的顶端的顶端面46。在第1宽度方向(宽度方向的一侧)的投影中,第1弯曲外表面55(第2弯曲延伸设置部45的外周面的朝向第1交叉方向侧的部位)和顶端面46之间形成为角R3的曲面状。此外,在第1宽度方向的投影中,第2弯曲外表面56(第2弯曲延伸设置部45的外周面的朝向第2交叉方向侧的部位)和顶端面46之间形成为角R4的曲面状。在一个实施例中,角R3为0.5mm,角R4为0.9mm。此外,在第2交叉方向(交叉方向的一侧)的投影中,第3弯曲外表面57(第2弯曲延伸设置部45的外周面的朝向第1宽度方向侧的部位)和顶端面46之间以及第4弯曲外表面58(第2弯曲延伸设置部45的外周面的朝向第2宽度方向侧的部位)和顶端面46之间形成为角R5的曲面状。在一个实施例中,角R5为1.25mm。
图14是从图12的箭头XIV的方向观察第2弯曲延伸设置部45(弯曲延伸设置部40的顶端部)的图,是从厚度方向的一侧观察第2弯曲延伸设置部45的图。此外,图15是从第1宽度方向侧观察第2弯曲延伸设置部45的图。而且,图16是图12的XVI-XVI线剖视图,表示与第2弯曲延伸设置部45的延伸设置方向垂直的截面。在此,箭头XIV的方向与在第1宽度方向的投影中从顶端侧朝向第2交叉方向侧转动了锐角θ5后的方向一致。锐角θ5例如为75°。
如图12~图16所示,在第2弯曲延伸设置部45设有切削面(处理面)47~49。第1切削面47设于第2弯曲外表面56(弯曲延伸设置部40的外表面中的朝向第2交叉方向侧的部位)。而且,第2切削面48设于第3弯曲外表面57(弯曲延伸设置部40的外表面中的朝向第1宽度方向侧的部位),第3切削面49设于第4弯曲外表面58(弯曲延伸设置部40的外表面中的朝向第2宽度方向侧的部位)。在切削面47~49中分别形成有后述的多个槽。此外,切削面47~49分别从弯曲延伸设置部40的顶端(顶端面46)朝向基端侧延伸设置。在第2弯曲延伸设置部45且是第2弯曲外表面56设有第1切削面47。因此,在第1宽度方向和所述第2宽度方向的各自的投影中,第1切削面47形成为中心(O1)位于比弯曲延伸设置部40靠第1交叉方向侧的位置的圆弧状。
第2弯曲延伸设置部45在第1切削面47和第1弯曲外表面55之间具有弯曲延伸设置部40的厚度方向上的厚度尺寸T6。第1切削面47和第1弯曲外表面55之间的厚度尺寸T6是与厚度尺寸T2大致相同的大小。此外,第2弯曲延伸设置部45在第2切削面48(第3弯曲外表面57)和第3切削面49(第4弯曲外表面58)之间具有第1宽度方向和第2宽度方向上的宽度尺寸W5。第2切削面48和第3切削面49之间的宽度尺寸W5是与宽度尺寸W1大致相同的大小。因此,在第1切削面47所延伸设置的范围(第2弯曲延伸设置部45)内,第1切削面47和第1弯曲外表面55之间在弯曲延伸设置部40的厚度方向上的厚度尺寸T6(T2)小于第3弯曲外表面57和第4弯曲外表面58之间在第1宽度方向和第2宽度方向上的宽度尺寸W5(W1)。
在第2切削面48上形成有多个(在本实施方式中是5个)延伸设置槽(第1延伸设置槽)63A~63E。延伸设置槽63A~63E分别与弯曲延伸设置部40的延伸设置方向大致垂直地延伸设置,在本实施方式中沿着弯曲延伸设置部40的厚度方向延伸设置。此外,延伸设置槽63A~63E在弯曲延伸设置部40的延伸设置方向上并列设置,延伸设置槽63A~63E分别在各自与在弯曲延伸设置部40的延伸设置方向上相邻设置的延伸设置槽(63A~63E的对应的1个或两个)之间具有间隔q1。此外,限定延伸设置槽63A~63E中的位于最顶端侧的最顶端延伸设置槽63A。第2弯曲延伸设置部45在弯曲延伸设置部40的延伸设置方向上从超声波探头8的顶端到最顶端延伸设置槽63A具有延伸设置尺寸L17。在一个实施例中,间隔q1为0.9mm,延伸设置尺寸L17为0.45mm。
此外,在限定了穿过长度轴线C且与第1宽度方向和第2宽度方向垂直的基准面(第2基准面)Y2时,延伸设置槽63A~63E的各自的底部位置位于自基准面Y2向第1宽度方向离开宽度方向距离W2的位置。在一个实施例中,宽度方向距离W2为1.1mm。此外,在从厚度方向的一侧(第1切削面47侧)观察时,延伸设置槽(第1延伸设置槽)63A~63E分别成为由直径的圆的半圆部分形成的半圆形。在一个实施例中,直径为0.5mm。
在第3切削面49上形成有多个(在本实施方式中是5个)延伸设置槽(第2延伸设置槽)65A~65E。延伸设置槽65A~65E分别以基准面Y2为中央面地与对应的延伸设置槽(63A~63E的对应的1个)大致对称。因此,与延伸设置槽(第1延伸设置槽)63A~63E同样,延伸设置槽65A~65E分别沿着弯曲延伸设置部40的厚度方向延伸设置,与延伸设置槽(第2延伸设置槽)65A~65E相关联地限定间隔q1、延伸设置尺寸L17、宽度方向距离W2以及直径
此外,第1切削面47与第2切削面48及第3切削面49在槽的延伸设置图案上有所不同。在第1切削面47上形成有多个(在本实施方式中是5个)倾斜槽(第1倾斜槽)66A~66E和多个(在本实施方式中是5个)倾斜槽(第2倾斜槽)67A~67E。倾斜槽66A~66E分别以相对于弯曲延伸设置部40的延伸设置方向倾斜锐角(第1锐角)θ6的状态延伸设置。即,倾斜槽(第1倾斜槽)66A~66E分别在来自第1切削面47侧的投影中相对于长度轴线方向倾斜。在此,在来自第1切削面47侧的投影中,倾斜槽66A~66E的各自的延伸设置方向的一侧与从基端侧朝向第2宽度方向侧转动了锐角θ6后的方向一致。此外,倾斜槽67A~67E分别以相对于弯曲延伸设置部40的延伸设置方向倾斜锐角(第2锐角)θ7的状态延伸设置。即,倾斜槽(第2倾斜槽)67A~67E分别在来自第1切削面47侧的投影中相对于长度轴线方向向与倾斜槽(第1倾斜槽)66A~66E相反侧倾斜。在此,在来自第1切削面47侧的投影中,倾斜槽67A~67F的各自的延伸设置方向的一侧与从基端侧朝向第1宽度方向侧转动了锐角θ7后的方向一致。在第1切削面47中,倾斜槽66A~66E分别与对应的倾斜槽(67A~67E的对应的1个)交叉,形成网格结构(交叉结构)。在一个实施例中,锐角(第1锐角)θ6和锐角(第2锐角)θ7为45°以上且65°以下,优选为60°左右。
倾斜槽(第1倾斜槽)66A~66E分别在各自与(在与倾斜槽66A~66E的延伸设置方向垂直的方向上)相邻设置的倾斜槽(66A~66E的对应的两个或1个)之间具有间隔q2。此外,限定倾斜槽66A~66E中的位于从顶端侧数第3个的基准倾斜槽(第1基准倾斜槽)66C。第2弯曲延伸设置部45在弯曲延伸设置部40的延伸设置方向上从超声波探头8的顶端到基准倾斜槽66C的顶端位置具有延伸设置尺寸L18。在一个实施例中,间隔q2为0.8mm,延伸设置尺寸L18为2.25mm。此外,倾斜槽66A~66E各自具有深度T4和宽度此外,在从第2切削面48侧(宽度方向的一侧)观察时,倾斜槽66A~66E的各自的底面形成为角/2的圆弧形。在一个实施例中,倾斜槽66A~66E的各自的深度T4为0.35mm,宽度为0.35mm。
倾斜槽(第2倾斜槽)67A~67E分别以基准面Y2为中央面地与对应的第1倾斜槽(66A~66E的对应的1个)大致对称。因此,与倾斜槽66A~66E同样,与倾斜槽67A~67E相关联地限定间隔q2、延伸设置尺寸L18、深度T4以及宽度
此外,延伸设置槽(第1延伸设置槽)63A~63E和延伸设置槽(第2延伸设置槽)65A~65E各自与对应的倾斜槽(66A~66E的对应的1个)和对应的倾斜槽(67A~67E的对应的1个)之间交叉的交叉部分在长度轴线方向上位置一致。例如,延伸设置槽63C、65C各自与倾斜槽(第1倾斜槽)66C和倾斜槽(第2倾斜槽)67C之间交叉的交叉部分在长度轴线方向上的位置一致。
在第2弯曲延伸设置部45中,在与延伸设置方向垂直的截面中,第1弯曲外表面55(外表面的朝向第1交叉方向侧的部位)和第2切削面48之间以及第1弯曲外表面55和第3切削面49之间形成为角R6的曲面状。此外,在第2弯曲延伸设置部45中,在与延伸设置方向垂直的截面中,第1切削面47和第2切削面48之间以及第1切削面47和第3切削面49之间形成为角R7的曲面状。在一个实施例中,角R6为0.5mm,角R7为0.9mm。
角R6的曲面部分在长度轴线方向上形成在图3的范围S1内,角R7的曲面部分在长度轴线方向上形成在图3的范围S2内。即,角R6的曲面部分和角R7的曲面部分在长度轴线方向上从超声波探头8的顶端延伸设置到锥形部41,在超声波探头8中的自护套7的顶端的突出部分(露出部分)形成有角R6的曲面部分和角R7的曲面部分。因此,在锥形部41的一部分和弯曲延伸设置部40中,在与延伸设置方向垂直的截面中,外表面的朝向第1交叉方向侧的部位和外表面的朝向第1宽度方向侧的部位之间以及外表面的朝向第1交叉方向侧的部位和外表面的朝向第2宽度方向侧的部位之间形成为角R6的曲面状。而且,在锥形部41的一部分和弯曲延伸设置部40中,在与延伸设置方向垂直的截面中,外表面的朝向第2交叉方向侧的部位和外表面的朝向第1宽度方向侧的部位之间以及外表面的朝向第2交叉方向侧的部位和外表面的朝向第2宽度方向侧的部位之间形成为角R7的曲面状。
接着,说明本实施方式的超声波探头8的作用和效果。图17和图18是表示利用超声波处理系统1在肩关节300中切削骨头的状态的图。图17是从前方侧(胸侧)观察肩关节300的图,图18是从后方侧(脊背侧)观察肩关节300的图。如图17和图18所示,肩关节300是上腕骨301和肩甲骨302之间的关节。肩甲骨302具有肩峰303。在肩峰303上连结有锁骨305。肩甲下肌306、冈上肌307、冈下肌308以及小圆肌309从肩甲骨302起始。在肩峰303的下侧作为肩甲下肌306、冈上肌307、冈下肌308以及小圆肌309的腱形成有回旋肌腱板311。上腕骨301从回旋肌腱板311延伸设置。此外,在肩峰303的下表面312和回旋肌腱板311之间形成有腔313。
在本实施方式中,向肩峰303和回旋肌腱板311之间的腔313中插入硬性镜(关节镜)315的顶端部和超声波探头8的顶端部。硬性镜315和超声波探头8分别从人体外穿过前方侧的插入部位、侧方侧的插入部位以及后方侧的插入部位中的任一处向腔313中插入。其中,硬性镜315的插入部位与超声波探头8的插入部位不同。在图17和图18中,硬性镜315从前方侧的插入部位向腔313插入,超声波探头8从侧方侧的插入部位向腔313插入。然后,在利用硬性镜315进行观察的条件下在腔313中使超声波探头8的切削面47~49中的任一者与肩峰303的下表面312接触。通过在切削面47~49中的任一者与肩峰303的下表面312接触的状态下向切削面47~49传递超声波振动,从而在肩峰303的下表面312切削骨刺(骨头)。另外,在将第2弯曲延伸设置部45浸渍在液体(生理食盐水)中的状态下在肩峰303的下表面312切削骨刺。
图19和图20表示超声波探头8的第2弯曲延伸设置部45的第1切削面47与肩峰303的下表面312接触的状态的图。在图20中,在肩峰303的下表面312中的与图19不同的位置使第1切削面47接触。在此,在超声波探头8中,第1弯曲延伸设置部42相对于沿着长度轴线C延伸设置的探头主体部31向第1垂直方向侧弯曲,第2弯曲延伸设置部45相对于第1弯曲延伸设置部42进一步向第1垂直方向侧弯曲。而且,在第2弯曲延伸设置部45中,与长度轴线方向所成的锐角随着朝向顶端侧而变大,在第2弯曲延伸设置部45中且是第2弯曲外表面56设有第1切削面47。因此,在本实施方式中,在第1宽度方向的投影和所述第2宽度方向的投影中,第1切削面47形成为中心(O1)位于比弯曲延伸设置部40靠第1交叉方向侧的位置的圆弧形。肩峰303和回旋肌腱板311之间的腔313狭窄,肩峰303的下表面312形成为曲面状。通过像前述那样形成第1弯曲延伸设置部42和第2弯曲延伸设置部45,从而能够适当地使第1切削面47也与形成为曲面状的肩峰303的下表面312接触。
例如,在图19和图20中,由于肩峰303的下表面312中的与第1切削面47接触的位置互不相同,因此,第1切削面47相对于肩峰303的下表面312的接触角有所不同。在本实施方式中,由于像前述那样形成第1弯曲延伸设置部42和第2弯曲延伸设置部45,因此,即使第1切削面47相对于肩峰303的下表面312的接触角发生变化,也能够适当地使第1切削面47与肩峰303的下表面312接触。例如在图10和图11中也是,第1切削面47适当地与肩峰303的下表面312接触。即,在肩峰303的下表面312的任何位置(即无论第1切削面47相对于肩峰303的下表面312的接触角是何角度)都能够适当地使第1切削面47与肩峰303的下表面312接触。
此外,在本实施方式中,第1切削面47设于弯曲延伸设置部40的第2弯曲外表面56,在第2弯曲外表面56(弯曲延伸设置部40的外周面的朝向第2交叉方向侧的部位),顶端处的切线与长度轴线方向所成的锐角θ4为10°以上且30°以下(优选为20°以上且25°以下)。通过将锐角θ4设为10°以上且30°以下(特别是20°以上且25°以下),从而第1切削面47成为与肩峰303的下表面312相对应的形状,在肩峰303的下表面312的任何位置都能够更加容易且适当地使第1切削面47与肩峰303的下表面312接触。
此外,在第1切削面47中,倾斜槽(第1倾斜槽)66A~66E分别与对应的第2倾斜槽(67A~67E的对应的1个)交叉,形成网格结构。由于在第1切削面47上形成网格结构,因此,通过在使第1切削面47接触的状态下使第2弯曲延伸设置部45利用超声波振动进行纵向振动,从而适当地切削骨头(骨刺)。即,能够适当地切削较硬的骨头。此外,在本实施方式中,倾斜槽(第1倾斜槽)66A~66E分别相对于超声波探头8的延伸设置方向(即纵向振动的振动方向)的锐角θ6和倾斜槽(第2倾斜槽)67A~67F分别相对于超声波探头8的延伸设置方向(即纵向振动的振动方向)的锐角θ7为45°以上且65°以下。通过使锐角θ6、θ7分别在前述的范围内,从而在利用超声波振动由第1切削面47切削肩峰303的下表面112时,骨头的切削性上升。
在本实施方式中,也可以使第2切削面48或第3切削面49与肩峰303的下表面312接触而切削骨头。此外,在使第1切削面47与肩峰303的下表面312接触而切削骨头(骨刺)时,在由第1切削面47切削的部位的附近,由第2切削面48和第3切削面49切削骨头。通过由切削面48、49切削骨头,从而防止仅是由第1切削面47切削的部位凹陷,防止在肩峰303的下表面312形成台阶。
此外,第2切削面48的延伸设置槽63A~63E和第3切削面49的延伸设置槽65A~65E与超声波探头8的延伸设置方向(即纵向振动的振动方向)大致垂直(沿着弯曲延伸设置部40的厚度方向)地延伸设置。由于延伸设置槽(第1延伸设置槽)63A~63E与纵向振动的振动方向大致垂直地延伸设置,因此,在利用超声波振动由第2切削面48进行切削时,骨头的切削性上升。同样,由于延伸设置槽(第2延伸设置槽)65A~65E与纵向振动的振动方向大致垂直地延伸设置,因此,在利用超声波振动由第3切削面49进行切削时,骨头的切削性上升。
此外,延伸设置槽(第1延伸设置槽)63A~63E和延伸设置槽(第2延伸设置槽)65A~65E各自与对应的倾斜槽(66A~66E的对应的1个)和对应的倾斜槽(67A~67E的对应的1个)之间交叉的交叉部分在长度轴线方向上位置一致。通过像前述那样地配置延伸设置槽63A~63E、65A~65E和倾斜槽66A~66E、67A~67E,从而在由切削面47~49切削骨头时,能够没有不均而均匀地切削骨头,切削性进一步上升。
此外,在本实施方式中,第1缩窄外表面51的顶端(第1缩窄结束位置E10)与第2缩窄外表面52的顶端(第2缩窄结束位置E11)相比位于基端侧的位置,第1轴平行外表面61的延伸设置尺寸L19大于第2轴平行外表面62的延伸设置尺寸L20。因此,在使第1切削面47移动到能够与肩峰303的下表面312接触的位置时,弯曲延伸设置部40、锥形部41以及中继延伸设置部43中的外表面的朝向第1交叉方向侧的部位(背面侧的部位)不易与除处理对象(肩峰303的下表面)之外的生物体组织等接触。因而,易于使第1切削面47移动到能够与肩峰303的下表面312接触的位置。
此外,在本实施方式中,在振动体单元20以规定的频率范围中的频率进行纵向振动的状态下,锥形部41位于比最顶端侧的振动波节N3靠顶端侧的位置,利用锥形部41放大纵向振动的振幅V。例如,利用锥形部41将振动波腹处的振幅为80μm的纵向振动放大为振动波腹处的振幅为140μm以上且150μm以下的纵向振动。此外,由超声波振动引起的应力σ在振动波节以及与超声波振动的传递方向垂直的截面积减少的部分变大,在振动波腹处变为零。因而,在本实施方式中,在振动波节N3和锥形部41的顶端(E13)之间应力σ变大(参照图7)。
在此,在本实施方式中,从锥形部41的基端(E9)到顶端(E13)在长度轴线方向上的尺寸大于振动体单元20以规定的频率范围中的频率进行纵向振动的状态下的8分之1波长(λ/8)。而且,在锥形部41中,基端(E9)和第1缩窄结束位置E10之间在长度轴线方向上的第1缩窄尺寸L12也大于振动体单元20以规定的频率范围中的频率进行纵向振动的状态下的8分之1波长。通过从锥形部41的基端(E9)到顶端(E13)在长度轴线方向上的尺寸变大,从而能够在振动波节N3到锥形部41的顶端(E13)之间的全长范围内将由超声波振动引起的应力σ保持为大致均匀。即,有效地防止在振动波节N3和锥形部41的顶端(E13)之间应力局部地变大(即产生峰值)。例如,在一个实施例中,即使振动波腹处的振幅变大(例如80μm)的纵向振动传递到锥形部41的基端(E9),在振动体单元20以规定的频率范围(例如46kHz以上且48kH以下)中的频率进行纵向振动的状态下,也能够在振动波节N3和锥形部41的顶端(E13)之间将应力σ大致均匀地保持为300Mpa左右。即,在本实施方式中,防止在振动波节N3和锥形部41的顶端(E13)之间(例如在锥形部41的顶端(E13))应力局部地变大到700Mpa左右。由于防止应力σ局部地变大,因此,能够有效地防止由超声波振动引起的超声波探头8破损。
此外,在本实施方式中,在锥形部41和中继延伸设置部43中,与长度轴线C垂直的截面中的截面重心自长度轴线C向第2垂直方向侧偏离。特别是,在第1缩窄结束位置E10和第1弯曲开始位置(弯曲基端)E14之间,截面重心相对于长度轴线C向第2交叉方向侧的偏离变大。因此,在本实施方式中,利用由锥形部41和中继延伸设置部43引起的重心向第2交叉方向侧的偏离抵消由弯曲延伸设置部40相对于长度轴线方向的弯曲引起的重心向第1交叉方向侧的偏离。由此,能够在超声波探头8将超声波振动向顶端侧传递的状态下减少产生除纵向振动之外的不正当振动(横向振动、扭转振动)。
在本实施方式中,在第1宽度方向(宽度方向的一侧)的投影中,第1弯曲外表面55和顶端面46之间形成为角R3的曲面状。此外,在第1宽度方向的投影中,第2弯曲外表面56和顶端面46之间形成为角R4的曲面状。而且,在第2交叉方向(交叉方向的一侧)的投影中,第3弯曲外表面57和顶端面46之间以及第4弯曲外表面58和顶端面46之间形成为角R5的曲面状。由此,在超声波探头8的顶端面46,与超声波探头8的延伸设置方向(即纵向振动的振动方向)垂直的表面(外表面)的比例变小。通过使与纵向振动的振动方向垂直的表面的比例变小,从而即使在将第2弯曲延伸设置部45浸渍在液体(生理食盐水)中的状态下使超声波探头8纵向振动,也能够减少在顶端面46的附近产生空化。通过减少产生空化,从而使处理过程中的手术人员的视觉识别性上升。
此外,在超声波探头8中的自护套7的顶端突出的突出部分(露出部分),在与延伸设置方向垂直的截面中,外表面的朝向第1交叉方向侧的部位和外表面的朝向第1宽度方向侧的部位之间以及外表面的朝向第1交叉方向侧的部位和外表面的朝向第2宽度方向侧的部位之间为形成为角R6的曲面状。而且,在超声波探头8中的自护套7的顶端突出的突出部分(露出部分),在与延伸设置方向垂直的截面中,外表面的朝向第2交叉方向侧的部位和外表面的朝向第1宽度方向侧的部位之间以及外表面的朝向第2交叉方向侧的部位和外表面的朝向第2宽度方向侧的部位之间形成为角R7的曲面状。因此,在锥形部41、中继延伸设置部43以及弯曲延伸设置部40的外周面没有形成角。因而,即使超声波探头8中的自护套7的顶端突出的突出部分(露出部分)与除处理对象之外的生物体组织等接触,也能够有效地防止生物体组织的损伤。
(第4实施方式)
接着,参照图21~图24说明本发明的第4实施方式。第4实施方式是将第3实施方式的结构如下地变形而成的。另外,对与第3实施方式相同的部分标注相同的附图标记,省略其说明。
在本实施方式中,与第3实施方式同样,超声波探头8也包括探头主体部31、锥形部41以及弯曲延伸设置部40(第1弯曲延伸设置部42和第2弯曲延伸设置部45)。而且,探头主体部31与第1实施方式同样包括变幅杆部35、变幅杆部36、截面积增加部37以及被支承部38。在一个实施例中,超声波探头8的全长L1优选为183.4mm。此外,在一个实施例中,从超声波探头8的顶端到抵接面33(探头主体部31的基端)在长度轴线方向上的长度尺寸L2优选为177.5mm。
此外,在本实施方式的一个实施例中,从抵接面33到变幅杆部35的基端(振动输入端)E1在长度轴线方向上的长度尺寸L3优选为29mm。此外,变幅杆部(第1变幅杆部)35从基端(振动输入端)E1到顶端(振动输出端)E2在长度轴线方向上的变幅杆长度尺寸(第1变幅杆长度尺寸)L4优选为20mm。在本实施方式中也是,在变幅杆部35中,探头主体部31的外径随着朝向顶端侧而从外径D1减少到外径D2。在一个实施例中,外径D1优选为7mm。而且,外径D2优选为3.8mm。
此外,在本实施方式的一个实施例中,从抵接面33到变幅杆部36的基端(振动输入端)E3在长度轴线方向上的长度尺寸L5优选为88.1mm。而且,变幅杆部(第2变幅杆部)36从基端(振动输入端)E3到顶端(振动输出端)E4在长度轴线方向上的变幅杆长度尺寸(第2变幅杆长度尺寸)L6优选为14mm。在本实施方式中也是,在变幅杆部36中,探头主体部31的外径随着朝向顶端侧而从外径D2减少到外径D3。在一个实施例中,外径D3优选为2.7mm。
在本实施方式的一个实施例中,从抵接面33到截面积增加部37的顶端(振动输出端)E6在长度轴线方向上的长度尺寸L7优选为116.7mm。此外,截面积增加部37从基端(振动输入端)E5到顶端(振动输出端)E6在长度轴线方向上的延伸设置尺寸L8较小。在本实施方式中也是,在截面积增加部37中,探头主体部31的外径随着朝向顶端侧而从外径D3增加到外径D4。在一个实施例中,外径D4与变幅杆部36的基端E3处的外径D2大致相同,外径D4优选为3.8mm。
在本实施方式的一个实施例中,从截面积增加部37的顶端E6到被支承部38的基端E7在长度轴线方向上的长度尺寸L9优选为24.1mm。此外,被支承部38从基端E7到顶端E8在长度轴线方向上的延伸设置尺寸L10为3mm。而且,在被支承部38中,在基端部外径从外径D4减少到外径D5,在顶端部外径从外径D5增加到外径D6。在一个实施例中,外径D5比外径D4稍小(0.4mm左右)。而且,外径D6与外径D4大致相同,优选为3.8mm。
此外,在振动体单元20以规定的频率范围(46kHz以上且48kHz以下)中的频率进行纵向振动的状态下,振动波节N1位于变幅杆部35的基端E1或者基端E1的附近,振动波节N2位于变幅杆部36的基端E3或者基端E3的附近。此外,在振动体单元20以规定的频率范围中的频率进行纵向振动的状态下,振动波腹A3位于截面积增加部37,振动波腹(最顶端振动波腹)A2位于超声波探头8的顶端。而且,在振动体单元20以规定的频率范围中的频率进行纵向振动的状态下,作为纵向振动的振动波节之一的振动波节(最顶端振动波节)N3位于被支承部38。通过设为前述那样的结构,从而在本实施方式的一个实施例中也是,在振动波腹处的振幅为18μm的纵向振动传递到探头主体部31的基端(抵接面33)的情况下,在探头主体部31的顶端E9中也成为振动波腹处的振幅为80μm的纵向振动。
图21和图22是表示超声波探头8的顶端部的结构的图。图21是从第1宽度方向侧观察超声波探头8的图,图22是从第2交叉方向侧观察超声波探头8的图。另外,图21中虚线S1和虚线S2所示的范围自护套7的顶端向顶端侧突出。
如图21和图22所示,在本实施方式中也是,探头主体部31的顶端E9位于比被支承部38的顶端E8靠顶端侧的位置。而且,在一个实施例中,被支承部38的顶端E8和探头主体部31的顶端之间在长度轴线方向上的距离为1.2mm左右。此外,探头主体部31的顶端E9与锥形部41的基端连续。在本实施方式的一个实施例中,从超声波探头8的顶端到锥形部41的基端(E9)在长度轴线方向上的长度尺寸L11优选为32.5mm。
在本实施方式中也是,锥形部41具有朝向第1交叉方向侧的第1缩窄外表面51,在锥形部41中,在长度轴线方向上的基端(E9)和第1缩窄结束位置(第1距离减少结束位置)E10之间,从长度轴线C到第1缩窄外表面51的朝向第1交叉方向的距离(第1距离)δ随着从基端侧朝向顶端侧而减少。在一个实施例中,锥形部41的基端(E9)和第1缩窄结束位置E10之间在长度轴线方向上的第1缩窄尺寸L12优选为18mm。此外,在本实施方式中也是,锥形部41具有朝向第2交叉方向侧的第2缩窄外表面52,在锥形部41中,在长度轴线方向上的基端(E9)和第2缩窄结束位置(第2距离减少结束位置)E11之间,从长度轴线C到第2缩窄外表面52的朝向第2交叉方向的距离(第2距离)δ'随着从基端侧朝向顶端侧而减少。与第2缩窄结束位置E11(第2缩窄外表面52的顶端)相比,第1缩窄结束位置E10(第1缩窄外表面51的顶端)位于基端侧。在一个实施例中,锥形部41的基端(E9)和第2缩窄结束位置E11之间在长度轴线方向上的第2缩窄尺寸L13优选为21mm。由于是前述那样的结构,因此,在本实施方式的锥形部41中也是,在长度轴线方向上在锥形部41的基端(厚度减少开始位置)和第2缩窄结束位置(厚度减少结束位置)E11之间,超声波探头8在第1交叉方向和第2交叉方向上的厚度(尺寸)T随着朝向顶端侧而减少。此外,在本实施方式中也是,在第1宽度方向(宽度方向的一侧)的投影中,第1缩窄外表面51相对于长度轴线方向的缩窄角(锐角)即第1缩窄角α1大于第2缩窄外表面52相对于长度轴线方向的缩窄角(锐角)即第2缩窄角α2,第1缩窄角α1与第2缩窄角α2不同。
在本实施方式中也是,锥形部41包括朝向第1宽度方向的第3缩窄外表面53和朝向第2宽度方向的第4缩窄外表面54。而且,在锥形部41中,在长度轴线方向上在宽度减少开始位置E12和宽度减少结束位置E13之间,超声波探头8在第1宽度方向和第2宽度方向上的宽度(尺寸)W随着朝向顶端侧而减少。而且,宽度减少结束位置E13成为第3缩窄外表面53和第4缩窄外表面54的顶端,成为锥形部41的顶端。在一个实施例中,从超声波探头8的顶端到宽度减少开始位置E12在长度轴线方向上的长度尺寸L14优选为32mm。而且,宽度减少开始位置E12位于比锥形部41的基端(E9)稍靠顶端侧(0.5mm左右)的位置。此外,在一个实施例中,从超声波探头8的顶端到宽度减少结束位置E13在长度轴线方向上的长度尺寸L15优选为9mm。而且,宽度减少结束位置E13位于比第2缩窄结束位置E11靠顶端侧2mm左右的位置。
第1缩窄结束位置E10处的从长度轴线C到第1缩窄外表面51(超声波探头8的外周面)的朝向第1交叉方向的距离(第1距离)δ1小于探头主体部31的顶端E9处的外径D6的2分之1值,在一个实施例中,距离δ1为0.45mm以上且0.5mm以下。此外,第2缩窄结束位置E11处的超声波探头8在第1交叉方向和第2交叉方向上的厚度T1小于探头主体部31的顶端E9处的外径D6,在一个实施例中,厚度T1优选为1.7mm。而且,在宽度减少结束位置E13中,超声波探头8在第1宽度方向和第2宽度方向上的宽度W1小于探头主体部31的顶端E9处的外径D6,在一个实施例中,宽度W1优选为2.8mm。
由于像前述那样地构成锥形部41,因此,在锥形部41中,与长度轴线C垂直的截面积随着朝向顶端侧而减少。而且,在振动体单元20以规定的频率范围(例如46kHz以上且48kHz以下)中的频率进行纵向振动的状态下,振动波节(最顶端振动波节)N3位于锥形部41的基端(E9)的附近,纵向振动的任一个振动波腹均位于在长度轴线方向上自锥形部41远离的位置。因此,在截面积随着朝向顶端侧而减少的锥形部41中,纵向振动(超声波振动)的振幅放大。在一个实施例中,在振动波腹处的振幅为80μm的纵向振动传递到锥形部41的情况下,在探头的顶端中成为振幅为140μm~150μm的纵向振动。
此外,在本实施方式中也是,振动体单元20以规定的频率范围中的频率进行纵向振动的状态下的8分之1波长(λ/8)小于从锥形部41的基端(E9)到顶端(E13)在长度轴线方向上的尺寸。此外,在锥形部41中,基端(E9)和第1缩窄结束位置E10之间在长度轴线方向上的第1缩窄尺寸L12也大于振动体单元20以46kHz以上且48kHz以下(规定的频率范围)的频率进行纵向振动的状态下的8分之1波长。另外,第1缩窄结束位置E10在锥形部41的外周面(缩窄外表面51~54)上缩窄结束的位置(例如E10、E11、E13)中位于最基端侧。
在本实施方式中也是,包含第1弯曲延伸设置部42和第2弯曲延伸设置部45的弯曲延伸设置部40以相对于探头主体部31(即长度轴线C)向第1交叉方向侧弯曲的状态延伸设置。而且,弯曲延伸设置部40具有朝向第1交叉方向侧(弯曲延伸设置部40弯曲的一侧)的第1弯曲外表面55,在第1宽度方向(宽度方向的一侧)的投影中,第1弯曲外表面55上的比第1弯曲开始位置E14靠顶端侧的部位相对于长度轴线方向(探头主体部31)向第1交叉方向侧弯曲。此外,弯曲延伸设置部40具有朝向第2交叉方向侧(与弯曲延伸设置部40弯曲的一侧相反侧)的第2弯曲外表面56,在第1宽度方向的投影中,第2弯曲外表面56上的比第2弯曲开始位置E15靠顶端侧的部位相对于长度轴线方向向第1交叉方向侧弯曲。即,第1弯曲外表面55在第1弯曲开始位置E14开始相对于长度轴线C向第1交叉方向侧弯曲,第2弯曲外表面56在第2弯曲开始位置E15开始相对于长度轴线C向第1交叉方向侧弯曲。此外,在本实施方式中也是,弯曲延伸设置部40包括朝向第1宽度方向侧的第3弯曲外表面57和朝向第2宽度方向侧的第4弯曲外表面58。
在本实施方式中,第1弯曲开始位置E14相对于第2弯曲开始位置E15位于顶端侧。因而,弯曲延伸设置部40以第2弯曲开始位置E15为基端(弯曲基端)地朝向顶端侧延伸设置。超声波探头8在长度轴线方向上从顶端到第1弯曲开始位置E14具有长度尺寸L16。长度尺寸L16小于从超声波探头8的顶端到宽度减少结束位置E13在长度轴线方向上的长度尺寸L15。因此,第1弯曲开始位置E14位于比宽度减少结束位置E13靠顶端侧的位置。在一个实施例中,长度尺寸L16为8.5mm。
此外,在本实施方式中,第2弯曲开始位置(弯曲基端)E15位于比第1弯曲开始位置E14靠基端侧的位置,并且位于比宽度减少结束位置E13靠基向侧的位置。因而,在本实施方式中,弯曲延伸设置部40的基端(E15)位于比锥形部41的顶端(E13)靠基端侧的位置。因此,在本实施方式中,锥形部41的一部分由弯曲延伸设置部40(第1弯曲延伸设置部42)的一部分形成。在此,在一个实施例中,第2弯曲开始位置(弯曲基端)E15和宽度减少结束位置E13之间在长度轴线方向上的尺寸为1mm左右,宽度减少结束位置E13和第1弯曲开始位置E14之间在长度轴线方向上的尺寸为0.5mm左右。
在本实施方式中也是,朝向第1交叉方向的第1轴平行外表面61在长度轴线方向上在第1缩窄外表面51和第1弯曲外表面55之间连续。第1轴平行外表面61在第1缩窄结束位置E10和第1弯曲开始位置E14之间与长度轴线C平行(大致平行)地延伸设置。而且,第1轴平行外表面61在长度轴线方向上具有延伸设置尺寸(第1延伸设置尺寸)L19。在第1轴平行外表面61中,从第1缩窄结束位置E10到第1弯曲开始位置E14,从长度轴线C朝向第1交叉方向的距离δ被保持为距离δ1且大致恒定。此外,在本实施方式中也是,朝向第2交叉方向的第2轴平行外表面62在长度轴线方向上在第2缩窄外表面52和第2弯曲外表面56之间连续。第2轴平行外表面62在第2缩窄结束位置E11和第2弯曲开始位置E15之间与长度轴线C平行(大致平行)地延伸设置。而且,第2轴平行外表面62在长度轴线方向上具有延伸设置尺寸(第2延伸设置尺寸)L20。第1轴平行外表面61的延伸设置尺寸L19大于第2轴平行外表面62的延伸设置尺寸L20。在第2轴平行外表面62中,从第2缩窄结束位置E11到第2弯曲开始位置E15,从长度轴线C朝向第2交叉方向的距离δ'保持大致恒定。
由于是前述那样的结构,因此,在长度轴线方向上在第2缩窄结束位置E11和第2弯曲开始位置E15之间,超声波探头8在第1交叉方向和第2交叉方向上的厚度T被保持为厚度T1且大致恒定。此外,在长度轴线方向上在宽度减少结束位置E13和超声波探头8的顶端之间,超声波探头8(弯曲延伸设置部40)在第1宽度方向和第2宽度方向上的宽度W被保持为宽度W1且大致恒定。
在本实施方式中也是,在锥形部41的顶端部,从长度轴线C到超声波探头8的外周面的朝向第1交叉方向的距离(第1距离)δ1小于超声波探头8在第1交叉方向和第2交叉方向上的厚度T1的2分之1值。因此,在限定了穿过长度轴线C且与第1交叉方向和第2交叉方向垂直的基准面(第1基准面)Y1的情况下,在锥形部41中,超声波探头8以基准面Y1为中央面地非对称。而且,在锥形部41中,与长度轴线C垂直的截面中的截面重心自长度轴线C向第2交叉方向侧偏离。特别是,在第1缩窄结束位置E10和第2弯曲开始位置(弯曲基端)E15之间,截面重心相对于长度轴线C向第2交叉方向侧的偏离变大。此外,在限定了穿过长度轴线C且与第1宽度方向和第2宽度方向垂直的基准面(第2基准面)Y2的情况下,在锥形部41中,超声波探头8以基准面Y2为中央面地大致对称。
在第1宽度方向(宽度方向的一侧)的投影中,在第1弯曲延伸设置部42的外周面的朝向第1交叉方向侧的部位,第1弯曲开始位置E14处的切线相对于长度轴线方向具有锐角θ1。此外,在第1宽度方向的投影中,在第1弯曲延伸设置部42的外周面的朝向第2交叉方向侧的部位,第2弯曲开始位置(弯曲基端)E15处的切线相对于长度轴线方向具有锐角θ2。锐角θ1和锐角θ2大于0°且小于等于10°,在一个实施例中,锐角θ1为5°,锐角θ2为5°。
在本实施方式中也是,第2弯曲延伸设置部45与第1弯曲延伸设置部42的顶端侧连续,第2弯曲延伸设置部45以相对于第1弯曲延伸设置部42向第1交叉方向侧弯曲的状态延伸设置。在第1宽度方向(宽度方向的一侧)的投影中,第2弯曲延伸设置部45的外周面的朝向第1交叉方向侧的部位延伸设置为角R1的圆弧状,第2弯曲延伸设置部45的外周面的朝向第2交叉方向侧的部位延伸设置为角R2的圆弧状。而且,角R1的圆弧和角R2的圆弧的中心O1位于比弯曲延伸设置部40(超声波探头8)靠第1交叉方向侧的位置。因此,在本实施方式中也是,在第2弯曲延伸设置部45中,与长度轴线方向所成的锐角随着朝向顶端侧而变大。
在第2弯曲延伸设置部45的外周面的朝向第1交叉方向侧的部位,顶端处的切线相对于长度轴线方向具有锐角θ3,在第2弯曲延伸设置部45的外周面的朝向第2交叉方向侧的部位,顶端处的切线相对于长度轴线方向具有锐角θ4。即,在第1弯曲外表面55的顶端,弯曲延伸设置部40相对于长度轴线方向具有锐角θ3。而且,在第2弯曲外表面56的顶端,弯曲延伸设置部40相对于长度轴线方向具有锐角θ4。在一个实施例中,角R1为15mm,锐角θ为15°。此外,在一个实施例中,角R2为16.5mm,锐角θ4为20°。在本实施方式中也是,与第1实施方式同样,在第2弯曲外表面56(第2弯曲延伸设置部45的外周面的朝向第2垂直方向侧的部位)中,顶端处的切线相对于长度轴线方向的锐角θ4为10°以上且30°以下,优选为20°以上且25°以下。
此外,若与第1实施方式同样地限定超声波探头8的厚度方向,则在本实施方式中,超声波探头8在长度轴线方向上从第1弯曲开始位置E14到顶端,在厚度方向上被保持为厚度尺寸T2且大致恒定。即,在第1弯曲开始位置E14和超声波探头8的顶端之间,第1弯曲外表面55和第2弯曲外表面56之间的距离即厚度尺寸T2保持大致恒定。在一个实施例中,厚度尺寸T2为1.5mm。因而,将锐角θ1~θ4和角R1、R2决定为从第1弯曲开始位置E14到顶端超声波探头8的厚度尺寸T2大致恒定的状态。此外,在本实施方式中也是,第2弯曲延伸设置部45的外周面的朝向第1交叉方向侧的部位在顶端具有从长度轴线C朝向第1交叉方向的分开距离T3。在一个实施例中,分开距离T3优选为1.9mm。
而且,在本实施方式中也是,在第1宽度方向(宽度方向的一侧)的投影中,第1弯曲外表面55和顶端面46之间形成为角R3的曲面状。此外,在第1宽度方向的投影中,第2弯曲外表面56和顶端面46之间形成为角R4的曲面状。在一个实施例中,角R3为0.5mm,角R4为0.9mm。此外,在第2交叉方向(交叉方向的一侧)的投影中,第3弯曲外表面57和顶端面46之间以及第4弯曲外表面58和顶端面46之间形成为角R5的曲面状。在一个实施例中,角R5为1.25mm。
图23是从第1宽度方向侧观察第2弯曲延伸设置部45(弯曲延伸设置部40的顶端部)的图。而且,图24是图23的XXIV-XXIV线剖视图,表示弯曲延伸设置部40的与延伸设置方向垂直的截面。如图21~图24所示,在本实施方式中也是,与第1实施方式同样,在第2弯曲延伸设置部45设有切削面47~49。在第2弯曲延伸设置部45且是第2弯曲外表面56设有第1切削面47。而且,在第1宽度方向的投影和所述第2宽度方向的投影中,第1切削面47形成为中心(O1)位于比弯曲延伸设置部40靠第1交叉方向侧的位置的圆弧状。此外,第2切削面48设置在第3弯曲外表面57,第3切削面49设置在第4弯曲外表面58。
第2弯曲延伸设置部45在第1切削面47和第1弯曲外表面55之间具有弯曲延伸设置部40的厚度方向上的厚度尺寸T6,厚度尺寸T6是与厚度尺寸T2大致相同的大小。此外,第2弯曲延伸设置部45在第2切削面48(第3弯曲外表面57)和第3切削面49(第4弯曲外表面58)之间具有在第1宽度方向和第2宽度方向上的宽度尺寸W5,宽度尺寸W5是与宽度尺寸W1大致相同的大小。因此,在第1切削面47延伸设置的范围(第2弯曲延伸设置部45)内,第1切削面47和第1弯曲外表面55之间的弯曲延伸设置部40在厚度方向上的厚度尺寸T6(T2)小于第3弯曲外表面57和第4弯曲外表面58之间在第1宽度方向和第2宽度方向上的宽度尺寸W5(W1)。
在本实施方式中也是,在第2切削面48上形成有多个(在本实施方式中是6个)延伸设置槽(第1延伸设置槽)63A~63F,在第3切削面49上形成有多个(在本实施方式中是6个)延伸设置槽(第2延伸设置槽)65A~65F。延伸设置槽63A~63F分别与弯曲延伸设置部40的延伸设置方向大致垂直地延伸设置,在本实施方式中沿着弯曲延伸设置部40的厚度方向延伸设置。此外,延伸设置槽63A~63F在弯曲延伸设置部40的延伸设置方向上并列设置。延伸设置槽63A~63F各自与在弯曲延伸设置部40的延伸设置方向上相邻设置的延伸设置槽(63A~63F的对应的1个或两个)之间具有锐角γ1。即,延伸设置槽63A~63F各自的延伸设置方向相对于相邻设置的延伸设置槽(63A~63F的对应的1个或两个)的延伸设置方向错开锐角γ1。此外,限定延伸设置槽63A~63F中的位于最基端侧的最基端延伸设置槽63F。最基端延伸设置槽63F的延伸设置方向相对于基端侧具有钝角θ8。在一个实施例中,锐角γ1为3°,钝角θ8为95°。由于延伸设置槽(第1延伸设置槽)63A~63F像前述那样地延伸设置,因此,在来自第1宽度方向的投影中,延伸设置槽63A~63F以与圆弧状的第1切削面47正交的状态延伸设于第2切削面48,该圆弧状的第1切削面47的中心(O1)位于比弯曲延伸设置部40靠第1交叉方向侧的位置。因而,在本实施方式中,在第1宽度方向的投影中,延伸设置槽63A~63F分别与第1切削面47之间形成角度α3,角度α3为90°。而且,延伸设置槽63A~63F在第1切削面47的圆弧的中心(O1)交叉。延伸设置槽63A~63F各自具有宽度并且具有深度W3。在一个实施例中,宽度为0.5mm,并且深度W3为0.35mm。
延伸设置槽(第2延伸设置槽)65A~65F分别以基准面Y2为中央面地与对应的延伸设置槽(63A~63F的对应的1个)大致对称。因此,在第2宽度方向的投影中,延伸设置槽65A~65F以与圆弧状的第1切削面47正交的状态延伸设于第3切削面49,该圆弧状的第1切削面47的中心位于比弯曲延伸设置部40靠第1交叉方向侧。此外,与延伸设置槽63A~63F同样,与延伸设置槽65A~65F相关联地限定锐角γ1、钝角θ8、宽度以及深度W3。此外,第2弯曲延伸设置部45从延伸设置槽63A~63F的各自的底部位置到对应的延伸设置槽(65A~65F的对应的1个)的底部位置在第1宽度方向和第2宽度方向上具有宽度方向尺寸W4。在一个实施例中,宽度方向尺寸W4为2.1mm左右。
此外,在第1切削面47上形成有多个(在本实施方式中是6个)中继槽71A~71F。中继槽71A~71F分别与弯曲延伸设置部40的延伸设置方向大致垂直地延伸设置,在本实施方式中沿着弯曲延伸设置部40的宽度方向(第1宽度方向和第2宽度方向)延伸设置。中继槽71A~71F的各自的一端与对应的延伸设置槽(63A~63F的对应的1个)连续,中继槽71A~71F的各自的另一端与对应的延伸设置槽(65A~65F的对应的1个)连续。中继槽71A~71F具有与延伸设置槽63A~63F、65A~65F相同的宽度并且具有深度T5。在一个实施例中,深度T5为0.3mm左右。此外,在从第2切削面48侧(宽度方向的一侧)观察时,中继槽71A~71F的各自的底面形成为角/2的圆弧状。
在第2弯曲延伸设置部45中,在与延伸设置方向垂直的截面中,第1弯曲外表面55(外表面的朝向第1垂直方向侧的部位)和第2切削面48之间以及第1弯曲外表面55和第3切削面49之间形成为角R6的曲面状。此外,在第2弯曲延伸设置部45中,在与延伸设置方向垂直的截面中,第1切削面47和第2切削面48之间以及第1切削面47和第3切削面49之间形成为角R7的曲面状。在一个实施例中,角R6为0.5mm,角R7为0.9mm。角R6的曲面部分在长度轴线方向上形成在图3的范围S1内,角R7的曲面部分在长度轴线方向上形成在图3的范围S2内。即,在本实施方式中也是,角R6的曲面部分和角R7的曲面部分在长度轴线方向上从超声波探头的顶端延伸设置到锥形部41,在超声波探头8中的自护套7的顶端突出的突出部分(露出部分)形成有角R6的曲面部分和角R7的曲面部分。
此外,在本实施方式中,在与第2弯曲延伸设置部45的延伸设置方向垂直的截面中,中继槽71A~71F各自与对应的延伸设置槽(63A~63F的对应的1个)之间以及中继槽71A~71F各自与对应的延伸设置槽(65A~65F的对应的1个)之间形成为角R8的曲面状。在一个实施例中,角R8为0.55mm。
由于是前述那样的结构,因此,在本实施方式中也起到与第3实施方式同样的作用和效果。
此外,在本实施方式中,中继槽71A~71F与弯曲延伸设置部40的延伸设置方向(即纵向振动的振动方向)大致垂直地延伸设置。由于中继槽71A~71F与纵向振动的振动方向大致垂直地延伸设置,因此,在利用超声波振动由第1切削面47进行切削时,骨的切削性上升。
此外,中继槽71A~71F分别与对应的延伸设置槽(63A~63F的对应的1个)以及对应的延伸设置槽(65A~65F的对应的1个)连续。因此,在由切削面47~49切削骨时,没有不均而均匀地切削骨头,切削性进一步上升。
此外,在第2切削面48上以与圆弧状的第1切削面47正交的状态延伸设置有延伸设置槽(第1延伸设置槽)63A~63F,在第3切削面49上以与圆弧状的第1切削面47正交的状态延伸设置有延伸设置槽(第2延伸设置槽)65A~65F。因此,在由第2切削面48或者第3切削面49进行切削时,骨头的切削性上升。
此外,在本实施方式中,中继槽71A~71F各自与对应的延伸设置槽(63A~63F的对应的1个)之间以及中继槽71A~71F各自与对应的延伸设置槽(65A~65F的对应的1个)之间形成为角R8的曲面状。因此,有效地防止在中继槽71A~71F各自与对应的延伸设置槽(63A~63F的对应的1个)之间以及中继槽71A~71F各自与对应的延伸设置槽(65A~65F的对应的1个)之间骨头未被切削而残留。
此外,在本实施方式中,第1弯曲外表面55的第1弯曲开始位置E14位于比第2弯曲外表面56的第2弯曲开始位置E15靠顶端侧的位置。因此,在使第1切削面47移动到可与肩峰303的下表面312接触的位置时,弯曲延伸设置部40和锥形部41中的外表面的朝向第1交叉方向侧的部位(背面侧的部位)更加难以与除处理对象(肩峰303的下表面)之外的生物体组织等接触。因而,使第1切削面47更加易于移动到能够与肩峰303的下表面312接触的位置。
(变形例)
在前述的实施方式等中,超声波探头(8)包括:探头主体部(31),其沿着长度轴线(C)延伸设置,在从基端侧向顶端侧传递超声波振动的状态下以规定的频率范围中的频率进行振动;以及锥形部(101;41),其相对于探头主体部(31)设于顶端侧,并且与长度轴线(C)垂直的截面积随着从基端侧朝向顶端侧而减少,在从探头主体部(31)传递超声波振动的状态下与探头主体部(31)一同以规定的频率范围中的频率进行振动。在探头主体部(31)和锥形部(101;41)以规定的频率范围中的频率进行振动的状态下,振动波节中的位于最顶端侧的最顶端振动波节(N3)位于比锥形部(101;41)的基端(E9)靠基端侧的位置,并且振动的8分之1波长(λ/8)小于从锥形部(101;41)的基端(E9)到锥形部(101;41)的顶端(S5;E13)在长度轴线方向上的锥形尺寸。
以上,对本发明的实施方式等进行了说明,但本发明并不限定于前述的实施方式等,能够不脱离发明的主旨地进行各种变形是不言而喻的。
Claims (21)
1.一种超声波探头,其中,
该超声波探头具备:
探头主体部,其沿着长度轴线延伸设置,在从基端侧向顶端侧传递超声波振动的状态下该探头主体部以规定的频率范围中的频率进行振动;以及
弯曲延伸设置部,其相对于所述探头主体部设于所述顶端侧,在将与所述长度轴线交叉的1个方向设为第1交叉方向的情况下,该弯曲延伸设置部以相对于所述探头主体部向第1交叉方向侧弯曲的状态延伸设置,
所述弯曲延伸设置部具备朝向所述第1交叉方向侧的第1弯曲外表面和朝向与所述第1交叉方向相反的相反侧即第2交叉方向侧的第2弯曲外表面,
所述第1弯曲外表面开始相对于所述长度轴线向所述第1交叉方向侧弯曲的第1弯曲开始位置位于比所述第2弯曲外表面开始相对于所述长度轴线向所述第1交叉方向侧弯曲的第2弯曲开始位置靠所述顶端侧的位置。
2.根据权利要求1所述的超声波探头,其中,
所述第2弯曲外表面包括:
突出部,其朝向所述第2交叉方向侧突出,并形成有突出端,该突出部具有用于切削处理对象的切削面,
延伸设置面,其设置在比所述突出部靠所述基端侧的位置,以相对于所述探头主体部向所述第1交叉方向侧弯曲的状态延伸设置;以及
凹表面,其在所述长度轴线方向上位于所述延伸设置面和所述切削面之间且与所述延伸设置面和所述切削面连续,该凹表面相对于所述延伸设置面和所述切削面向所述第1交叉方向侧凹陷,
所述突出部的所述突出端位于将所述延伸设置面向所述顶端侧延长而成的延长线上或者位于相对于所述延伸设置面的所述延长线靠所述第1交叉方向侧的位置。
3.根据权利要求2所述的超声波探头,其中,
所述突出部的所述突出端位于相对于所述探头主体部的所述长度轴线靠所述第1交叉方向侧的位置。
4.根据权利要求2所述的超声波探头,其中,
所述切削面从所述突出部的所述突出端朝向所述顶端侧延伸设置,以随着朝向所述顶端侧而位于所述第1交叉方向侧的位置的状态相对于所述长度轴线方向倾斜。
5.根据权利要求4所述的超声波探头,其中,
所述第2弯曲外表面具有顶端侧延伸设置面,该顶端侧延伸设置面与所述切削面的所述顶端侧连续,并且以该顶端侧延伸设置面相对于所述长度轴线方向的锐角比所述切削面相对于所述长度轴线方向的锐角大的状态相对于所述切削面向所述第1交叉方向侧弯曲,
所述切削面在所述长度轴线方向上的尺寸为从所述突出部的所述突出端到所述顶端侧延伸设置面的顶端在所述长度轴线方向上的尺寸的25%以上。
6.根据权利要求2所述的超声波探头,其中,
在将与所述长度轴线交叉且与所述第1交叉方向和所述第2交叉方向垂直的两个方向设为第1宽度方向和第2宽度方向的情况下,所述弯曲延伸设置部包括朝向第1宽度方向侧的第3弯曲外表面和朝向第2宽度方向侧的第4弯曲外表面,
在所述长度轴线方向上的所述突出部的所述突出端的位置,所述突出端和所述第1弯曲外表面之间在所述弯曲延伸设置部的厚度方向上的厚度尺寸小于所述第3弯曲外表面和所述第4弯曲外表面之间在所述第1宽度方向和所述第2宽度方向上的宽度尺寸。
7.根据权利要求1所述的超声波探头,其中,
在从所述探头主体部向所述弯曲延伸设置部传递所述超声波振动的状态下,所述探头主体部和所述弯曲延伸设置部以规定的频率范围中的频率进行振动,
在所述探头主体部和所述弯曲延伸设置部以所述规定的频率范围中的频率进行振动的状态下,振动波节中的位于最靠所述顶端侧的最顶端振动波节位于比所述弯曲延伸设置部的基端靠所述基端侧的位置。
8.根据权利要求1所述的超声波探头,其中,
所述超声波探头还具备锥形部,该锥形部在长度轴线方向上设置在所述探头主体部和所述弯曲延伸设置部之间,并且该锥形部的与所述长度轴线垂直的截面积随着从所述基端侧朝向所述顶端侧而减少,在从所述探头主体部朝向所述弯曲延伸设置部传递所述超声波振动的状态下该锥形部与所述探头主体部和所述弯曲延伸设置部一起以所述规定的频率范围中的频率进行振动,
所述锥形部包括:
第1缩窄外表面,其朝向所述第1交叉方向侧,并且从所述长度轴线朝向所述第1交叉方向的第1距离随着从所述基端侧朝向所述顶端侧而减少;以及
第2缩窄外表面,其朝向所述第2交叉方向侧,并且从所述长度轴线朝向所述第2交叉方向的第2距离随着从所述基端侧朝向所述顶端侧而减少,
所述超声波探头还包括:
第1轴平行外表面,其朝向所述第1交叉方向侧,并且在所述长度轴线方向上位于所述第1缩窄外表面和所述第1弯曲外表面之间且与所述第1缩窄外表面和所述第1弯曲外表面连续,该第1轴平行外表面与所述长度轴线平行地延伸设置;以及
第2轴平行外表面,其朝向所述第2交叉方向侧,并且在所述长度轴线方向上位于所述第2缩窄外表面和所述第2弯曲外表面之间且与所述第2缩窄外表面和所述第2弯曲外表面连续,该第2轴平行外表面与所述长度轴线平行地延伸设置。
9.根据权利要求8所述的超声波探头,其中,
所述第1轴平行外表面在所述长度轴线方向上的第1延伸设置尺寸大于所述第2轴平行外表面在所述长度轴线方向上的第2延伸设置尺寸。
10.根据权利要求8所述的超声波探头,其中,
所述第1缩窄外表面与所述长度轴线方向所成的第1缩窄角和所述第2缩窄外表面与所述长度轴线方向所成的第2缩窄角相同。
11.根据权利要求8所述的超声波探头,其中,
所述第1缩窄外表面与所述长度轴线方向所成的第1缩窄角大于所述第2缩窄外表面与所述长度轴线方向所成的第2缩窄角。
12.根据权利要求8所述的超声波探头,其中,
所述第1缩窄外表面的顶端位于比所述第2缩窄外表面的顶端靠所述基端侧的位置。
13.根据权利要求1所述的超声波探头,其中,
所述弯曲延伸设置部包括:
第1弯曲延伸设置部,其以相对于所述探头主体部向所述第1交叉方向侧弯曲的状态延伸设置;以及
第2弯曲延伸设置部,其与所述第1弯曲延伸设置部的所述顶端侧连续,并且以相对于所述第1弯曲延伸设置部向所述第1交叉方向侧弯曲的状态延伸设置,该第2弯曲延伸设置部与所述长度轴线方向所成的锐角随着朝向所述顶端侧而变大。
14.根据权利要求13所述的超声波探头,其中,
所述第2弯曲延伸设置部具有切削面,该切削面形成有多个槽,用于切削处理对象。
15.根据权利要求1所述的超声波探头,其中,
所述弯曲延伸设置部具有第1切削面,该第1切削面在所述第2弯曲外表面由多个槽形成,用于切削处理对象。
16.根据权利要求15所述的超声波探头,其中,
在将与所述长度轴线交叉且与所述第1交叉方向和所述第2交叉方向垂直的两个方向设为第1宽度方向和第2宽度方向的情况下,在所述第1宽度方向的投影和所述第2宽度方向的投影中,所述第1切削面形成为中心位于比所述弯曲延伸设置部靠所述第1交叉方向侧的位置的圆弧状。
17.根据权利要求16所述的超声波探头,其中,
所述弯曲延伸设置部包括朝向第1宽度方向侧的第3弯曲外表面和朝向第2宽度方向侧的第4弯曲外表面,
所述第3弯曲外表面具有第2切削面,该第2切削面形成有多个槽,用于切削所述处理对象,
所述第4弯曲外表面具有第3切削面,该第3切削面形成有多个槽,用于切削所述处理对象。
18.根据权利要求17所述的超声波探头,其中,
所述第2切削面具有在所述第1宽度方向的所述投影中与圆弧状的所述第1切削面正交的第1延伸设置槽,
所述第3切削面具有在所述第2宽度方向的所述投影中与圆弧状的所述第1切削面正交的第2延伸设置槽。
19.根据权利要求15所述的超声波探头,其中,
在将与所述长度轴线交叉且与所述第1交叉方向和所述第2交叉方向垂直的两个方向设为第1宽度方向和第2宽度方向的情况下,所述弯曲延伸设置部包括朝向第1宽度方向侧的第3弯曲外表面和朝向第2宽度方向侧的第4弯曲外表面,
所述第3弯曲外表面具有第2切削面,该第2切削面形成有多个槽,用于切削所述处理对象,
所述第4弯曲外表面具有第3切削面,该第3切削面形成有多个槽,用于切削所述处理对象。
20.根据权利要求19所述的超声波探头,其中,
所述第2切削面具有沿着所述弯曲延伸设置部的厚度方向延伸设置的第1延伸设置槽,
所述第3切削面具有沿着所述弯曲延伸设置部的所述厚度方向延伸设置的第2延伸设置槽,
所述第1切削面具有一端与第1延伸设置槽连续且另一端与第2延伸设置槽连续的中继槽。
21.根据权利要求15所述的超声波探头,其中,
在将与所述长度轴线交叉且与所述第1交叉方向和所述第2交叉方向垂直的两个方向设为第1宽度方向和第2宽度方向的情况下,所述弯曲延伸设置部包括朝向第1宽度方向侧的第3弯曲外表面和朝向第2宽度方向侧的第4弯曲外表面,
在所述第1切削面延伸设置的范围内,所述第1切削面和所述第1弯曲外表面之间在所述弯曲延伸设置部的厚度方向上的厚度尺寸小于所述第3弯曲外表面和所述第4弯曲外表面之间在所述第1宽度方向和所述第2宽度方向上的宽度尺寸。
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