CN108366810B - 处置器具和处置部探头 - Google Patents

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Abstract

处置器具包括：能够进行超声波振动的振子；前质量块部，其以能够传递超声波振动的方式与所述振子相连接，且具有第1谐振频率；处置部探头，其用于对被检体进行处置，且具有比所述前质量块部的第1谐振频率高的第2谐振频率；以及连接部，其对所述前质量块部的顶端面与所述处置部探头的基端面进行按压并进行连接，并且成为以所述第1谐振频率振动时的波腹位置。

Description

处置器具和处置部探头
技术领域
本发明涉及一种利用超声波振动等的能量对生物体组织进行处置的处置器具和处置部探头。
背景技术
在日本特开平5－49649号(专利文献1)中，公开了一种普通的超声波治疗装置。在该超声波治疗装置中，为了对生物体组织进行切开或乳化而利用了超声波振动。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平5－49649号
发明内容
发明要解决的问题
为了实现高效的超声波振动，要求使产生振动的振动产生部侧的谐振频率与振动被传递的振动传递构件侧的谐振频率一致。
本发明的目的在于提供一种能够实现高效的超声波振动的处置器具。
用于解决问题的方案
为了达到上述目的，本发明的一种方式的处置器具包括：能够进行超声波振动的振子；前质量块部，其以能够传递超声波振动的方式与所述振子相连接，且具有第1谐振频率；处置部探头，其用于对被检体进行处置，且具有比所述前质量块部的第1谐振频率高的第2谐振频率；以及连接部，其对所述前质量块部的顶端面与所述处置部探头的基端面进行按压并进行连接，并且成为以所述第1谐振频率振动时的波腹位置。
发明的效果
根据上述结构，能够提供一种能够实现高效的超声波振动的处置器具。
附图说明
图1是表示第1实施方式的处置器具的整体结构的示意图。
图2是表示图1所示的手持件的探头单元与把持部单元分离开的状态的示意图。
图3是表示图1所示的处置器具的把持部单元的承受部的一部分的示意图。
图4是表示将图2所示的手持件的探头单元与把持部单元固定后的状态的示意图。
图5是表示在图1所示的手持件的探头和护套构件中传递的超声波振动的波(最大振幅的瞬间的波形)的示意图。
图6是表示在第1实施方式的处置器具中使第1谐振频率与第2谐振频率之间的频率差从－1.38变化至+1.08kHz时的有效功率的变化的图表。
图7是表示使第1谐振频率(前质量块部)与第2谐振频率(探头)之间的频率差发生变化时的异常音的有无以及异常音的大小的表。
图8是表示在第2实施方式的处置器具的探头和护套构件中传递的超声波振动的波(最大振幅的瞬间的波形)的示意图。
图9是表示在第3实施方式的处置器具的探头和护套构件中传递的超声波振动的波(最大振幅的瞬间的波形)的示意图。
图10是以沿着中心轴线的面剖切第1变形例和第2变形例的处置器具进行表示的剖视图。
图11是以沿着中心轴线的面剖切第3变形例的处置器具进行表示的剖视图。
图12是将图11所示的处置器具的低摩擦构件周围放大进行表示的剖视图。
图13是沿着图11所示的F13－F13线的剖视图。
图14是以沿着中心轴线的面剖切第4变形例的处置器具进行表示的剖视图。
图15是以沿着中心轴线的面剖切第5变形例的处置器具进行表示的剖视图。
图16是将图15所示的F16部分放大进行表示，是表示第6变形例的处置器具的剖视图。
图17是表示第7变形例的处置器具的立体图。
图18是沿着图10所示的F18－F18线的剖视图，是表示第8变形例的处置器具的剖视图。
具体实施方式
[第1实施方式]
参照图1至图7来说明本发明的第1实施方式。
如图1所示，处置器具11包括手持件12、电源装置13以及连接手持件12与电源装置13的线缆14。电源装置13能够伴随着手持件12的操作按钮15(操作部)的操作而向手持件12供给能量。另外，在本实施方式中，将与设于手持件12的探头16的长度方向C平行的两个方向中的一个方向作为顶端方向C1、将与顶端方向C1相反的方向作为基端方向C2来进行说明。
如图1至图4所示，手持件12包括探头单元21(一次性部)和能够相对于探头单元21进行装卸的把持部单元22(再利用部)，该探头单元21(一次性部)包括对患者的生物体组织进行处置的探头16(处置部探头)。探头单元21与把持部单元22利用借助了销23和承受部24的凸轮结构、所谓的非螺纹连接而相固定，后面进行详细说明。
如图1所示，把持部单元22具有构成外壳的大致圆筒形的壳体25、收纳于壳体25内的振动产生部26、设于壳体25的内部且供探头单元21侧的销23卡挂的承受部24以及能够检测探头单元21的操作按钮15的操作的检测单元27。把持部单元22在被清洗之后，能够利用高压灭菌釜等进行灭菌而被再次利用。另一方面，探头单元21只能使用一次。
振动产生部26具有收纳于壳体25内的超声波振子31(振子)和包括连接于超声波振子31的变幅杆构件的前质量块部32。超声波振子31包括多个(在本实施方式中为8个)压电元件31A，能够利用从超声波振子驱动电路51接收功率供给的压电元件31A来产生超声波振动。振动产生部26(超声波振子31所产生的超声波振动)的谐振频率(第1谐振频率)例如为47kHz。前质量块部32由钛系合金形成，但是也可以由除钛系合金以外的材料形成，例如，也可以由硬铝、不锈钢等其他金属材料形成。在前质量块部32中，设有截面积随着朝向探头16的顶端方向C1而减少的大致圆锥形的截面变化部。由超声波振子31产生的超声波振动向前质量块部32传递。在截面变化部中，超声波振动的振幅被放大。
如图2、图3所示，承受部24以分别与设于探头单元21侧且沿探头16的半径方向延伸的共计3个销23相对应的方式设有3个。承受部24具有彼此相同的形状。承受部24形成为供该销23卡挂的槽状。承受部24具有供销23最先插入的导入部24A、设于构成承受部24的槽的深部的保持部24B、连接导入部24A与保持部24B的引导部24C以及设于保持部24B与引导部24C之间的交界的突起部24D。
如图1所示，检测单元27具有收纳于壳体25的内部的印刷基板33和安装在印刷基板33上的多个(3个)检测部34。检测部34是与探头单元21侧的操作按钮15分离设置的非接触型的传感器(磁传感器)，在操作按钮15的被检测部40(磁体)的位置能够检测到操作按钮15的操作。在本实施方式中，检测部34由搭载了磁检测元件、例如霍尔元件的集成电路构成。若霍尔元件检测到的磁场的强度超过了预定的阈值，则集成电路输出与能量供给开始信号相当的预定的电压。另一方面，若霍尔元件检测到的磁场的强度低于预定的阈值，则集成电路输出与能量供给停止信号相当的预定的电压。
如图1、图2所示，探头单元21包括探头16、覆盖探头16的周围的外壳35、与探头16和外壳35一体设置的筒状构件36、设于筒状构件36的周围的弹簧构件37、能够相对于筒状构件36滑动移动且被弹簧构件37向顶端方向C1侧施力的销单元41、以自外壳35的端部突出的方式设置的板状的按钮支承部38、设于按钮支承部38的多个(例如，3个)操作按钮15(操作部)以及对操作按钮15施加反弹力的第2弹簧构件(参照图10)。弹簧构件37由压缩螺旋弹簧构成。销单元41具有向探头16的半径方向突出的多个(例如3个)销23。
如图2、图4所示，探头16(处置部)由例如具有生物适应性的金属材料(例如，钛、钛合金、硬铝、不锈钢等)形成为棒状。探头16能够利用传递来的超声波振动对被检体进行处置。探头16的谐振频率(第2谐振频率)设计为，在初始状态(手术操作者使用处置器具11前的状态)下成为比振动产生部26的第1谐振频率高的例如47.5kHz。探头16的基端面16A与前质量块部32的顶端面32A对接接合。探头16的基端面16A被前质量块部32的顶端面32A按压的力为100N～200N。在探头16中，从超声波振子31传递超声波振动，并且从高频电流供给电路52经由第2导线56供给高频电流。因此，探头16不仅能够对生物体组织施加超声波振动，而且也能够作为单极处置的有源电极发挥作用。处置器具11还具有位于患者的体外、并作为单极处置的另一极发挥作用的对电极板。
外壳35例如由合成树脂材料形成。外壳35具有第1部分35A、第2部分35B以及以介于第1部分35A与第2部分35B之间的连结部的方式设置的多个球42，该第1部分35A构成使探头16绕中心轴线C旋转的旋转旋钮。第1部分35A以与探头16成为一体的方式固定于探头16，并构成用于使探头16绕中心轴线C旋转的旋转旋钮。多个球42绕中心轴线C相互隔开适当的间隔地进行设置，使第1部分35A与第2部分35B之间的摩擦减少。
如图2所示，按钮支承部38与第2部分35B一体设置。按钮支承部38具有与外壳35一体成形的基部和盖在基部的上侧的罩。3个操作按钮15和3个第2弹簧构件被夹在基部与罩之间并保持在这之间(参照图10)。在操作按钮15的底部设有被把持部单元22侧的检测单元27检测的被检测部40。
在本实施方式中，位于最顶端方向C1侧的操作按钮15例如与使用高频能量和超声波能量切断·切除生物体组织的切割模式相对应。位于中央的操作按钮15例如与使用高频能量和超声波能量这两种能量进行生物体组织的凝固的第1凝固模式相对应。位于最基端方向C2侧的操作按钮15例如与使用高频能量进行生物体组织的凝固的第2凝固模式相对应。另外，上述与操作按钮15相对应的功能只是一个例子。与各个操作按钮15对应的功能能够使用电源装置13的操作显示面板53来适当地设定·变更。
说明针对把持部单元22安装探头单元21时的步骤。如图2所示，向壳体25的内侧插入筒状构件36，进而相对于承受部24的导入部24A对齐销23的位置并插入销23。然后，相对于探头单元21压入把持部单元22，并且使把持部单元22相对于探头单元21旋转。若继续使把持部单元22旋转，则销23经由引导部24C超过突起部24D并到达保持部24B。此时，利用由销23和承受部24构成的凸轮机构产生的张力经由弹簧构件37向探头16传递，将探头16压于前质量块部32并且压缩弹簧构件37。
如图4所示，在探头16的基端面16A以预定的力(100N～200N)压接于前质量块部32的顶端面32A的状态下，能够进行从前质量块部32向探头16的超声波振动的传递。此时，在前质量块部32与探头16相接合的(抵接的)状态下，将前质量块部32与探头16组合而成的整体的谐振频率(第3谐振频率)例如成为47.2kHz。第3谐振频率满足
第1谐振频率≤第3谐振频率≤第2谐振频率…式(1)
这样的关系。另外，所述前质量块部32的第1谐振频率、探头16的第2谐振频率以及组合而成的整体的第3谐振频率的各个数值只是一个例子，能够以满足式(1)的关系的方式适当地设定各个谐振频率。
探头16与前质量块部32之间的交界面B(连接部)构成对前质量块部32的顶端面32A与探头16(处置部探头)的基端面16A进行按压并连接的部分，并且成为后述的以第1谐振频率振动时的波腹位置。另外，设计为在这些部件中传递的超声波振动的波腹位置43A附近位于交界面B(连接部)。更具体地说，如图5所示，设计为初始状态(探头16产生温度上升前的状态)下的超声波振动的波腹位置43A位于比交界面B向基端方向C2侧(振动产生部26侧)移动了0.5mm的位置。
另一方面，在自把持部单元22卸下探头单元21时，若使探头单元21相对于把持部单元22旋转，则销23克服弹簧构件37的作用力而移动并自承受部24脱落，从而能够从把持部单元22简单地卸下探头单元21。
如图1所示，电源装置13具有用于驱动手持件12的超声波振子31的超声波振子驱动电路51(超声波能量供给部)、向手持件12的探头16供给高频电流(高频能量)的高频电流供给电路52(高频能量供给部)、进行与手持件12的各个操作按钮15相对应的超声波输出、高频输出的输出电平的设定、显示的操作显示面板53以及与这些构件相连接的控制电路54(控制部)。超声波振子驱动电路51利用穿过线缆14内的两条第1导线55连接于探头单元21的超声波振子31的压电元件31A。高频电流供给电路52的一个输出端子利用穿过线缆14内的第2导线56与探头单元21的探头16相连接，另一个输出端子借助穿过第2线缆内的第3导线连接于所述对电极板。控制电路54利用穿过线缆14内的多条第4导线57与把持部单元22的检测单元27相连接。
控制电路54连接于超声波振子驱动电路51和高频电流供给电路52。若医生操作操作按钮15，则电信号向控制电路54传递，检测到操作按钮15的操作。由此，控制电路54控制超声波振子驱动电路51来向压电元件31A供给超声波产生电流，或者控制高频电流供给电路52来向探头16供给高频电流。由此，向探头16传递超声波振动，或者向探头16传递高频电流。或者控制电路54同时控制超声波振子驱动电路51与高频电流供给电路52两者，同时向探头16供给超声波振动和高频电流这两者。
操作显示面板53成为触摸面板，能够进行超声波输出的输出电平的设定、高频电流的输出强度的设定以及3个操作按钮15的功能的设定等各种设定。
接着，参照图5，说明本实施方式的处置器具11的作用。在本实施方式中，将探头16的谐振频率设计得比振动产生部26的谐振频率高，在探头16侧的谐振频率发生变化之后，能够进行高效的超声波振动的传递。那么，为了从两个构件中的一侧向另一侧高效地传递超声波振动，比较有效的是使该超声波振动的波腹位置位于两个构件的交界面(接合面)附近。另一方面，若使应力变大的超声波振动的波节位置位于两个构件的交界面附近，则超声波振动的传递损失增大。
在本实施方式中，振动产生部26(前质量块部32)的谐振频率为47kHz(第1谐振频率)。另外，探头16的谐振频率在初始状态(手术操作者使用处置器具11前的状态)下为47.5kHz(第2谐振频率)。另外，在初始状态下，在振动产生部26和探头16中传递的超声波振动在最大振幅的瞬间采取了如实线所示的波形。该超声波振动的波腹位置43A位于自振动产生部26和探头的交界面B向振动产生部26侧偏移了0.5mm的位置。在初始状态下，虽然超声波振动的波腹位置43A自交界面B发生了偏移，但是偏移量微小，因此交界面B中的振动的传递损失也轻微。
手术操作者开始进行处置，若持续使用处置器具11，则探头16的温度从室温(初始状态)上升至例如200℃～400℃。这样在探头16成为高温的情况下，探头16的杨氏模量发生变化，探头16的谐振频率从47.5kHz(第2谐振频率)降低至最小值、例如46.5kHz。此时，谐振频率的降低量因探头16的温度上升量而发生变动。伴随着该第2谐振频率的降低，将前质量块部32与探头16组合而成的整体的第3谐振频率也降低。
若探头16的第1谐振频率降低到例如46.5kHz，则整体的第3谐振频率也降低，在振动产生部26和探头16中传递的超声波振动的波如两点划线所示向探头16侧位移。因此，该超声波振动的波腹位置43B也移动到自探头16与振动产生部之间的交界面B(接合面)向探头16侧偏移了0.5mm的位置。在该使用状态下也是，虽然超声波振动的波腹位置43B自交界面B发生了偏移，但是偏移量微小，因此交界面B中的振动的传递损失也轻微。因此，在本实施方式中，在探头16侧的谐振频率发生变化前后，能够将超声波振动的波腹位置43A、43B配置在交界面B附近，交界面B中的振动的传递损失减少。
另外，探头16的温度上升的程度因使用频率而不同。即，在每小时的使用频率较高的处置中，探头16的温度上升变大，但在每小时的使用频率较低的处置中，探头16的温度上升较小。另外，在本实施方式中，将探头16和振动产生部26设计为满足第1谐振频率＜第2谐振频率＜第1谐振频率+1.5kHz这样的关系。
先于探头16、前质量块部32以及振动产生部26的设计，发明人们进行了在使前质量块部32的第1谐振频率与探头16的第2谐振频率之间的频率差(从第2谐振频率中减去第1谐振频率后的值)发生变化的情况下测量由超声波振子31消耗的功率(有效功率)的实验。其结果，如图6所示，在频率差为0kHz的情况下，有效功率稍微低于4W。而且，在使第2谐振频率减小的情况下，在频率差每次低于－0.84kHz时，有效功率慢慢上升，当频率差达到－1.38kHz时，有效功率约为5.5W。反之，在使第2谐振频率增大的情况下，有效功率呈二次函数增加，当频率差达到+1.08kHz时，有效功率约为10.5W。这样随着频率差远离0，有效功率的值变大，可知在使探头16进行超声波振动时，在连接部产生了传递损失。
同样地，发明人们进行了在使所述频率差发生变化的情况下对自交界面B(连接部)产生的异常音的有无以及异常音的大小进行评价的实验。将结果表示在图7中。此时，频率差能够利用
频率差＝(第2谐振频率)－(第1谐振频率)
这样的式子进行计算。交界部B(连接部)中的超声波振动的振幅设为了15μm。关于异常音的有无以及异常音大小的评价，通过用人耳倾听时感到较小或感到较大来决定。当没有异常音时设为0(无异常音)，将虽有异常音、但是因为是将耳朵靠近交界部B(连接部)才听到的较小的声音而能够判断为实际使用时几乎听不到的情况设为了1(有异常音－小)。将虽然超声波振动的电流波形未变形、但是听到了清楚的异常音而能够判断为实际使用时也能听到(注意到)的情况设为了2(有异常音－中)。将超声波振动的电流波形发生变形、听到了清楚的异常音、且能够判断为声音较大的(在交界部B(连接部)鸣叫的声音的)情况设为了3(有异常音－大)。当频率差在－1.51kHz～+1.63kHz的范围(样品1～样品3、样品7～样品27)内时，得到了没有异常音这样的评价结果。另外，在样品22(频率差＝1.41kHz)中，在第2次的测量中得到了1(有异常音－小)的评价结果，但是由于异常音较小，第1次和第3次为0(无异常音)，因此可以基本上忽视该1的评价结果。在样品4(频率差＝－1.83kHz)中，在第2次测量中得到了3(有异常音－大)的评价结果，在样品5(频率差＝－1.87kHz)中，在第3次测量中得到了2(有异常音－中)的评价结果。因此，当频率差小于－1.83kHz时，异常音的产生概率提高，能够确认到异常音的大小也变大的倾向。
根据以上研究结果可知，随着频率差变大，超声波振动产生了传递损失。其结果，确认到有效功率的值变大，并且成为该传递损失的能量的一部分被作为异常音向外界释放出来。因此，能够确认在使用了手持件12的使用状态以及使用手持件12前的初始状态下，减小频率差对实现高效的超声波振动的传递是很重要的。
根据本实施方式，处置器具11包括：能够进行超声波振动的振子；前质量块部32，其以能够传递超声波振动的方式与所述振子相连接，且具有第1谐振频率；处置部探头，其用于对被检体进行处置，且具有比前质量块部32的第1谐振频率高的第2谐振频率；以及连接部，其对所述前质量块部的顶端面与所述处置部探头的基端面进行按压并进行连接，并且成为以所述第1谐振频率振动时的波腹位置。
根据该结构，在使用处置器具的过程中，处置部探头的谐振频率降低，成为与前质量块部32的谐振频率相同的频率。由此，在使用过程中，前质量块部32与处置部探头的谐振频率相同，防止了产生超声波振动的传递损失。由此，能够从振子向处置部探头高效地传递超声波振动。
在本实施方式中，具有所述第1谐振频率＜所述第2谐振频率＜所述第1谐振频率+1.5kHz这样的关系。根据该结构，在初始状态和使用状态中的任意状态下，处置部探头侧的谐振频率不会与前质量块部32侧的谐振频率相比较大地不同，用于驱动振子的功率不会变大，在连接部中不会产生异常音，能够从前质量块部32向处置部探头高效地传递超声波振动。
探头16与振动产生部26以非螺纹连接方式固定。根据该结构，不使用螺钉就能够将探头16与振动产生部26固定，可以不需要进行螺纹固定时使用了转矩扳手等的转矩管理。由此，在将探头16固定于振动产生部26时，能够减少操作者的操作负担。在本实施方式中，例如，利用使用了凸轮的抵接结构(凸轮式的固定)将探头16与振动产生部26固定。
探头16与振动产生部26在所述超声波振动的波腹位置43附近连接。一般来说，在从某一构件向另一个构件传递超声波振动时，若将超声波振动的波腹位置配置于两个构件的交界面，则传递损失减小。根据上述结构，能够将超声波振动的波腹位置43设于探头16与振动产生部26之间的交界面B附近，能够减少超声波振动的传递损失。由此，能够从振动产生部26向探头16高效地传递超声波振动。
探头16在上述使用状态下，温度比所述初始状态下的温度上升，探头16的谐振频率自第2谐振频率降低。根据该结构，在由于探头16的温度上升而使探头16的谐振频率发生变化的情况下，能够减少超声波振动的传递损失，能够从振动产生部26向探头16高效地传递超声波振动。
具有能够向所述处置部探头供给高频能量的高频能量供给部，在所述处置部探头中，能够同时传递所述超声波振动和所述高频能量。根据该结构，能够对处置部探头供给来自超声波振动的能量和高频能量这两种能量。由此，能够提供一种比例如仅供给一种能量的处置器具11提高了切开、切除或凝固的性能的处置器具11。
[第2实施方式]
参照图8，说明第2实施方式的处置器具。第2实施方式的处置器具11在初始状态下的探头16的第2谐振频率以及从振动产生部26向探头16传递的超声波振动的波腹位置43的部位不同这一点上，与第1实施方式的情况不同，但是其他部分与第1实施方式共通。因此，主要说明与第1实施方式不同的部分，对于与第1实施方式共通的部分，省略图示或说明。本实施方式的处置器具11是适合于与其他钳子、手术刀等同时使用、在手术中定点使用等、在一次手术中使用频率较低的处置的处置器具。
如图8所示，探头16(处置部探头)由例如具有生物适应性的金属材料(例如，钛、钛合金、硬铝、不锈钢等)形成为棒状。探头16的第2谐振频率设计为在初始状态(手术操作者使用处置器具11前的状态)下成为比前质量块部32的谐振频率高的47.1kHz。
设计为在这些部件中传递的超声波振动的波腹位置43附近位于探头16与前质量块部32之间的交界面B(接合面)。更具体地说，如图8所示，设计为初始状态下的超声波振动的波腹位置43A位于比交界面B向基端方向C2侧(振动产生部26侧)移动了0.1mm的位置。此时，在振动产生部26和探头16中传递的超声波振动在最大振幅的瞬间采取了如实线所示的波形。
接着，参照图8，说明本实施方式的处置器具11的作用。在本实施方式中，前质量块部32的谐振频率为47kHz(第1谐振频率)。另外，探头16的谐振频率在初始状态下为47.1kHz(第2谐振频率)。初始状态的超声波振动的波腹位置43A位于自振动产生部26和探头16的交界面B向振动产生部26侧偏移了0.1mm的位置。在初始状态下，虽然超声波振动的波腹位置43A自交界面B发生了偏移，但是偏移量微小，因此交界面B中的振动的传递损失轻微。
手术操作者开始进行处置，若持续使用处置器具11，则探头16的温度瞬间最大上升至例如200℃～400℃。这样在探头16成为高温的情况下，探头16的杨氏模量发生变化，探头16的谐振频率从47.1kHz(第2谐振频率)降低至例如最小值46.1kHz(谐振频率的降低量因探头16的温度上升量而发生变动。)。若探头16的谐振频率降低至例如46.1kHz，则将前质量块部32与探头16组合而成的整体的第3谐振频率也降低，在振动产生部26和探头16中传递的超声波振动的波向探头16侧最大位移到两点划线所示的位置。因此，该超声波振动的波腹位置43B也移动到自探头16与振动产生部26之间的交界面B(接合面)向探头16侧最大偏移了0.9mm的位置。
但是，从该波腹位置43A向波腹位置43B位移的位移量为最大值，像本实施方式的处置器具11这样在手术过程中使用频率较低的情况下，手术时的探头16的温度的平均值多是处于20℃～100℃的范围内。因此，在振动产生部26和探头中传递的超声波振动的波腹位置43虽然向探头16侧移动，但是多配置在交界面B的附近。因此，在处置中，由于超声波振动的波腹位置43自交界面B偏移的偏移量微小，因此交界面B中的振动的传递损失轻微。因此，在本实施方式中，在探头16侧的谐振频率发生变化前后，能够将超声波振动的波腹位置43A、43B配置在交界面B附近，交界面B中的振动的传递损失减少。另外，在本实施方式中，将探头16和振动产生部26设计为满足第1谐振频率＜第2谐振频率＜第1谐振频率+1.5kHz这样的关系。
[第3实施方式]
参照图9，说明第3实施方式的处置器具。第3实施方式的处置器具11在初始状态下的探头16的第2谐振频率以及从振动产生部26向探头16传递的超声波振动的波腹位置43的部位不同这一点上，与第1实施方式的情况不同，但是其他部分与第1实施方式共通。因此，主要说明与第1实施方式不同的部分，对于与第1实施方式共通的部分，省略图示或说明。本实施方式的处置器具11是适合于乳腺的处置等长时间连续使用的苛刻的条件、即在一次手术中频繁使用的处置的处置器具。
如图9所示，探头16(处置部)由例如具有生物适应性的金属材料(例如，钛、钛合金、硬铝、不锈钢等)形成为棒状。探头16的第2谐振频率设计为在初始状态(手术操作者使用处置器具11前的状态)下成为比前质量块部32的谐振频率高的48kHz。
设计为在这些部件中传递的超声波振动的波腹位置43附近位于探头16与前质量块部32之间的交界面B(接合面)。更具体地说，如图9所示，设计为初始状态下的超声波振动的波腹位置43A位于比交界面B向基端方向C2侧(振动产生部26侧)移动了1.0mm的位置。
接着，参照图9，说明本实施方式的处置器具11的作用。在本实施方式中，振动产生部26(前质量块部32)的谐振频率为47kHz(第1谐振频率)。另外，探头16的谐振频率在初始状态下为48kHz(第2谐振频率)。在初始状态下，在振动产生部26和探头16中传递的超声波振动(用实线表示)的波腹位置43A位于自振动产生部26和探头16的交界面B向振动产生部26侧偏移了1.0mm的位置。在初始状态下，虽然超声波振动的波腹位置43A自交界面B发生了偏移，但是由于在探头16的温度未上升的状态下使用的时间较短，因此交界面B中的振动的传递损失轻微。
手术操作者开始进行处置，若持续使用处置器具11，则探头16的温度最大上升至例如200℃～400℃。这样在探头16成为高温的情况下，探头16的杨氏模量发生变化，探头16的谐振频率从48kHz(第2谐振频率)降低至例如最小值47kHz(谐振频率的降低量因探头16的温度上升量而发生变动。)。若探头16的谐振频率降低至例如47kHz，则将前质量块部32与探头16组合而成的整体的第3谐振频率也降低，在振动产生部26和探头16中传递的超声波振动的波向探头16侧最大位移到两点划线所示的位置。因此，该超声波振动的波腹位置43B也最大移动到探头16与振动产生部26之间的交界面B(接合面)。在像本实施方式这样长时间连续使用的严格条件下，在探头16的温度较高的状态下持续进行使用。因此，超声波振动的波腹位置43B在处置中与交界面B基本上一致，交界面B中的振动的传递损失轻微。因此，在本实施方式中，在连续使用等的严格条件下，能够使超声波振动的波腹位置43与交界面B一致，交界面B中的振动的传递损失减少。另外，在本实施方式中，将探头16和振动产生部26设计为满足第1谐振频率＜第2谐振频率＜第1谐振频率+1.5kHz这样的关系。
根据本实施方式，在初始状态下，所述超声波振动的波腹位置43A位于从所述连接部向前质量块部32侧移动了1mm以下的距离量的位置。根据该结构，在初始状态和使用状态中的任意状态下，都能够使波腹位置43位于交界面B附近，防止产生超声波振动的传递损失，能够高效地从前质量块部32向处置部探头传递超声波振动。
[第1实施方式的变形例]
参照以下图10至图18，说明第1实施方式的处置器具11的各个变形例(第1～第8变形例)。在此，主要说明与第1实施方式不同的部分，对于与第1实施方式共通的部分，省略图示或说明。
(第1变形例)
如图10所示，探头单元21具有环状构件61，环状构件61设置在探头16的凸缘部67与外壳35之间的位置。环状构件61由具有低摩擦性或润滑性的材料构成，更具体地说，例如由氟系树脂(PTFE、PFA)构成。环状构件61设置在向探头16传递的超声波振动的波节位置62。在波节位置62，超声波振动的振幅最小，但是即使在该波节位置62，通常也产生微小的振动并在探头16与外壳35之间产生摩擦。
根据该变形例，由于在探头16与外壳35之间夹设有低摩擦性的环状构件61，因此在该波节位置62能够减少在探头16与外壳35之间产生的摩擦。
(第2变形例)
如图10所示，探头单元21具有环状构件61，环状构件61设置在探头16的凸缘部67与外壳35之间的位置。不同于第1变形例，在本变形例中，环状构件61由橡胶状的具有弹性的材料构成，更具体地说，例如由橡胶材料(硅橡胶、氟橡胶)构成。环状构件61设置在向探头16传递的超声波振动的波节位置62。在波节位置62，超声波振动的振幅最小，但是即使在该波节位置62，通常也产生微小的振动。
根据该变形例，由于在探头16与外壳35之间夹设具有弹性的环状构件61，因此在该波节位置62吸收了探头16的振动，能够减少从探头16向外壳35侧传递的振动。而且，如果利用氟橡胶等低摩擦性的橡胶来形成环状构件61，则能够兼具第1变形例中所说的低摩擦性和本变形例的橡胶状的弹性这两种特性。
(第3变形例)
如图11、图12所示，探头单元21具有一对环状的低摩擦构件60。一对低摩擦构件60形成为彼此相同的形状(平垫圈形状、具有长方形的截面的环形状)。一对低摩擦构件60设置在构成外壳35的旋转旋钮的第1部分35A与构成外壳35的主体部分的第2部分35B之间。更详细地说，如图12所示，低摩擦构件60设置在第1部分35A的位于基端方向C2侧的凸缘状部分58与第2部分35B的向内侧突出的承受部59之间。低摩擦构件60由氟系树脂(PTFE、PFA)构成。一对低摩擦构件60在长度方向C上相互重叠设置。另外，探头16在以预定的压力按压于前质量块部32并连接于此时，在其反作用下也按压于低摩擦构件60。在本变形例中，通过重叠使用两个低摩擦构件60，从而减少了在握持作为旋转旋钮的第1部分35A使探头16旋转时所需的旋转力(在第1部分35A与第2部分35B之间产生的摩擦力)。由此，医生能够以比较小的力使探头16流畅地旋转。
而且在本变形例中，在第2部分35B的构成为圆筒形的主体部分的内周面上设有多个突起69。突起69沿长度方向C以预定的长度延伸。如图13所示，突起69具有在利用与长度方向C交叉的面剖切时呈圆弧状的截面形状。突起69的顶部能够相对于把持部单元22侧的壳体25的外周面进行点接触(关于长度方向C进行线接触)。因此，在壳体25与第2部分35B之间能够减小接触面积。由此，在相对于探头单元21插拔把持部单元22时，能够减少在壳体25的外周面与第2部分35B的内周面之间起作用的摩擦力。另外，也优选的是利用氟系树脂(PTFE、PFA)构成壳体25和突起69中的任一者，进一步减少摩擦力。
(第4变形例)
如图14所示，探头单元21包括对探头16进行保护的圆筒形的护套63、设置在探头16与护套63之间的第1环状构件64、介于探头16与外壳35之间的第2环状构件65以及介于前质量块部32与外壳35之间的第3环状构件66。第1环状构件64～第3环状构件66分别由具有低摩擦性或润滑性的材料构成，更具体地说，例如由氟系树脂(PTFE、PFA)构成。第1环状构件64构成为圆筒形，将探头16支承在护套63的中心位置。第1环状构件64设置在向探头16传递的超声波振动的波节位置62。第1环状构件64能够将护套63的基端方向C2侧的内部密闭(密封)，防止在处置中产生的生物体组织的碎片、液体等侵入护套63的内部(或外壳35的内部)。
第2环状构件65构成为在中央部具有通孔的圆盘状，并抵接于探头16的凸缘部67。第2环状构件65与第1环状构件64相同地设置于在探头16中传递的超声波振动的波节位置62。第3环状构件66构成为圆筒形，以前质量块部32的中心不会自探头16的中心发生偏移的方式将前质量块部32保持在筒状构件36的中心位置。第3环状构件66设置于在前质量块部32中传递的超声波振动的波节位置62。
在超声波振动的波节位置62，在探头16或前质量块部32中传递的超声波振动的振幅最小，但是即使在该波节位置62，通常也产生微小的振动并在探头16与外壳35之间、探头16与护套63之间或者前质量块部32与筒状构件36之间产生摩擦。
根据该变形例，在探头16与外壳35之间夹设有低摩擦性的第1环状构件64～第3环状构件66。因此，在该波节位置62，能够减少在探头16与外壳35之间、探头16与护套63之间或者前质量块部32与筒状构件36之间产生的摩擦。另外，如果利用氟橡胶等低摩擦性的橡胶来形成第1环状构件64～第3环状构件66，则第1环状构件64～第3环状构件66能够兼具第1变形例中所说的低摩擦性和第2变形例的橡胶状的弹性这两种特性。
(第5变形例)
如图15所示，把持部单元22具有构成外壳的大致圆筒形的壳体25和收纳于壳体25内的振动产生部26。振动产生部26具有收纳于壳体25内的超声波振子31和连接于超声波振子31的前质量块部32。前质量块部32具有凸缘状部68。把持部单元22在该凸缘状部68与壳体25之间具有圆筒状的支承构件71。
支承构件71分别由具有低摩擦性或润滑性的材料构成，更具体地说，例如由氟系树脂(PTFE、PFA)构成。支承构件71构成为圆筒形，将前质量块部32支承在壳体25的中心位置。支承构件71设置于在前质量块部32中传递的超声波振动的波节位置62。另外，在前质量块部32中传递的超声波振动的顶端方向C1侧的波节位置62，设有环状的密封构件70。密封构件70将前质量块部32的顶端侧支承在壳体25的中心位置，并且防止了液体、生物体组织的处置片侵入壳体25内。密封构件70例如由氟系树脂(PTFE、PFA)构成。
在超声波振动的波节位置62，在前质量块部32中传递的超声波振动的振幅最小，但是即使在该波节位置62，通常也产生微小的振动并在前质量块部32与壳体25之间产生摩擦。
根据该变形例，由于在前质量块部32与壳体25之间夹设有低摩擦性的支承构件71，因此在该波节位置62能够减少在前质量块部32与壳体25之间产生的摩擦。另外，如果利用氟橡胶等低摩擦性的橡胶来形成支承构件71，则支承构件71能够兼具第1变形例中所说的低摩擦性和第2变形例的橡胶状的弹性这两种特性。
(第6变形例)
图16放大示出了第4变形例的图15所示的F16。如图16所示，把持部单元22具有构成外壳的大致圆筒形的壳体25和收纳于壳体25内的振动产生部26。振动产生部26具有收纳于壳体25内的超声波振子31、连接于超声波振子31的前质量块部32以及将超声波振子31固定于前质量块部32的固定构件72(后质量块)。固定构件72具有内螺纹部，相对于设于前质量块部32的基端面32A的外螺纹部以螺纹式进行固定。
固定构件72在中途具有台阶部72A，头部73的部分的直径形成得较小。壳体25具有构成外壳的外壳体74和包围振动产生部26的内壳体75。内壳体75的内部成为所谓的蒸气气密结构，即使在对把持部单元22进行了高压灭菌釜处理时，高温·高压的蒸气也不会侵入内壳体75的内部。在内壳体75上设有贯穿孔部75A。在贯穿孔部75A的内侧收纳有电连接部76和包围电连接部76的绝缘性的树脂部77。在电连接部76穿有两条第1导线55和一条第2导线56，在电连接部76形成有各条导线的电触点80。树脂部77以所谓的蒸气气密结构将贯穿孔部75A密闭，防止在高压灭菌釜处理时蒸气从贯穿孔部75A侵入内壳体75内。
根据该变形例，固定构件72的头部73的直径构成得较小，在相应空开的空间中配置了电连接部76。因此，能够防止把持部单元22大型化，能够使处置器具11紧凑。
(第7变形例)
如图17所示，把持部单元22具有构成外壳的大致圆筒形的壳体25。壳体25具有主体部分25A和相对于主体部分25A弯折的弯折部25B。弯折部25B设置在与线缆14相连接的位置。因此，壳体25利用主体部分25A和弯折部25B构成为了匹配于手术操作者的手的形状。
在本变形例中，由于在壳体25上设有弯折部25B，因此能够将经由线缆14起作用的张力的方向设为所谓的沿着手背的方向。因此，与以直线形成壳体25的情况相比，能够减小经由线缆14对手持件12起作用的张力的影响。由此，能够提高手术操作者的操作性。
(第8变形例)
图18表示沿着第1变形例的图10所示的F18－F18线的剖视图。探头单元21包括探头16、覆盖探头16的周围的外壳35、与探头16和外壳35一体设置的筒状构件36、设置在筒状构件36周围的弹簧构件37以及能够相对于筒状构件36滑动移动并被弹簧构件37向顶端方向C1侧施力的销单元41。销单元41具有向探头16的半径方向突出的第1销23A～第3销23C。第1销23A～第3销23C关于中心轴线C非对称配置。第1销23A与第2销23B所成的角度例如为90°，第2销23B与第3销23C所成的角度例如为150°，第3销23C与第1销23A所成的角度例如为120°。另外，这些角度只是一个例子，只要各个销相对于中心轴线C呈非对称形配置，当然就也可以是其他角度。
根据本变形例，由于第1销23A～第3销23C相对于中心轴线C配置为所谓的非对称形，因此能够相对于把持部单元22以准确的角度固定探头单元21。由此，能够相对于把持部单元22侧的检测单元27调整探头单元21侧的操作按钮15。由此，能够防止无法利用检测单元27检测到操作按钮15的操作等的不良情况。
本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够适当地实施变形。而且，当然也能够将上述各个实施方式及各个变形例的处置器具进行组合来构成一个处置器具。

Claims (7)

1.一种处置器具，其中，该处置器具包括：
能够进行超声波振动的振子；
前质量块部，其以能够传递超声波振动的方式与所述振子相连接，且具有第1谐振频率；
处置部探头，其用于对被检体进行处置，且具有比所述前质量块部的第1谐振频率高的第2谐振频率；以及
连接部，其对所述前质量块部的顶端面与所述处置部探头的基端面进行按压并进行非螺纹连接，并且成为以所述第1谐振频率振动时的波腹位置，
该处置器具具有所述第1谐振频率＜所述第2谐振频率＜所述第1谐振频率+1.5kHz这样的关系。
2.根据权利要求1所述的处置器具，其中，
在初始状态下，所述超声波振动的波腹位置位于从所述连接部向所述前质量块部侧移动了1mm以下的距离量的位置。
3.根据权利要求1所述的处置器具，其中，
该处置器具具有能够向所述处置部探头供给高频能量的高频能量供给部，
在所述处置部探头中，能够同时传递所述超声波振动与所述高频能量。
4.根据权利要求1所述的处置器具，其中，
所述处置部探头与所述前质量块部沿长度轴线连接，至少所述处置部探头的基端面或所述前质量块部的顶端面为与所述长度轴线正交的平面。
5.根据权利要求1所述的处置器具，其中，
该处置器具具有：
探头单元，其设有所述处置部探头；
把持部单元，其设有所述振子；
销，其设于所述探头单元；以及
承受部，其设于所述把持部单元，用于承受所述销。
6.根据权利要求1所述的处置器具，其中，
所述处置部探头与所述前质量块部使用凸轮压接固定。
7.一种处置部探头，其用于对被检体进行处置，且具有第2谐振频率，该第2谐振频率比具有第1谐振频率的前质量块部的第1谐振频率高，该前质量块部以能够传递超声波振动的方式与能够进行超声波振动的振子相连接，其中，
所述处置部探头的基端面与所述前质量块部的顶端面进行按压并进行非螺纹连接，并且成为以所述第1谐振频率振动时的波腹位置，
该处置部探头具有所述第1谐振频率＜所述第2谐振频率＜所述第1谐振频率+1.5kHz这样的关系。
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