CN116761562A

CN116761562A - 超声波处置器具用探头、其制造方法以及超声波处置器具

Info

Publication number: CN116761562A
Application number: CN202180085288.5A
Authority: CN
Inventors: 佐濑瑠一
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2021-05-07
Filing date: 2021-05-07
Publication date: 2023-09-15
Also published as: JP7487410B2; US20230347183A1; WO2022234660A1; JPWO2022234660A1

Abstract

超声波处置器具用探头向生物体组织传递超声波振动。超声波处置器具用探头包含具有不锈钢的基材作为组织，该不锈钢包含屈氏体和索氏体中的一方或两方。

Description

超声波处置器具用探头、其制造方法以及超声波处置器具

技术领域

本发明涉及超声波处置器具用探头、其制造方法以及超声波处置器具。

背景技术

超声波处置器具具有：超声波振子；以及探头，其将超声波振子的超声波振动传递到作为被处置体的生物体组织。

探头通过与来自超声波振子的超声波振动共振，能够将能够对被处置体进行处置的超声波振动高效地传递到被处置体。

例如，在专利文献1中记载了由钛合金、硬铝、不锈钢等材料形成的能够调整共振频率的探头。

例如，在专利文献2中记载了检测超声波探头的温度变化来控制超声波振子的振荡频率。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-289876号公报

专利文献2：日本专利第6055996号公报

发明内容

发明所要解决的问题

然而，在上述那样的背景技术中存在以下那样的问题。

在用于探头的钛合金中添加有用于改善强度的各种元素。例如，作为探头的材料所使用的钛合金，已知有含有昂贵的钒的α+β型钛合金。因此，使用钛合金的探头价格高，不适于一次性用的超声波处置器具。

如专利文献1所记载的那样，例如也可以由不锈钢等比钛合金廉价的金属材料形成探头，但不锈钢在超声波振动时的发热大。当将探头使用一定程度的时间时，探头的固有振动频率根据温度变化而变化，因此在超声波振子的振荡频率下不共振。在该情况下，有可能无法持续进行处置。

例如，也可以如专利文献2所公开的技术那样，检测探头的温度变化来控制超声波振子的振荡频率，但由于需要温度传感器和控制电路，因此存在成为高价的装置的问题。

本发明是鉴于上述那样的问题而完成的，其目的在于提供一种超声波处置器具用探头、其制造方法以及超声波处置器具，在探头的材料包含不锈钢的情况下能够抑制发热，能够不进行温度控制而长时间使用。

用于解决问题的手段

为了解决上述问题，本发明的第一方式的超声波处置器具用探头是向生物体组织传递超声波振动的超声波处置器具用探头，其具备具有不锈钢的基材，所述不锈钢包含屈氏体和索氏体中的一方或两方作为组织。

本发明的第二方式的超声波处置器具用探头的制造方法具有：第一工序，由不锈钢的原材料形成具有超声波处置器具用探头的形状的基材；第二工序，在1010℃以上且1070℃以下的温度下保持所述基材，以临界冷却速度以上的冷却速度进行淬火；以及第三工序，在350℃以上且700℃以下的温度下对所述基材进行回火。

本发明的第三方式的超声波处置器具具有第一方式的超声波处置器具用探头。

发明效果

根据上述第一方式的超声波处置器具用探头、上述第二方式的超声波处置器具用探头的制造方法以及上述第三方式的超声波处置器具，在探头的材料包含不锈钢的情况下能够抑制发热，能够不进行温度控制而长时间使用。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式的超声波处置器具的例子的示意性立体图。

图2是示出本发明的实施方式的超声波处置器具中的振子单元的例子的示意性剖视图。

图3是示出本发明的实施方式的超声波处置器具用探头的示意性的主视图。

图4是表示本发明的实施方式的超声波处置器具用探头中的基材的组织的例子的示意图。

图5是表示比较例的超声波处置器具用探头的作用的示意图。

图6是表示本发明的实施方式的超声波处置器具用探头的作用的示意图。

图7是表示不含奥氏体时的XRD图谱(profile)的例子的图表。

图8是表示由铁氧体和渗碳体构成的组织的观察例的照片。

图9是示出了观察包括屈氏体和索氏体的组织的观察例的照片。

图10是表示索氏体的观察例的基于扫描型电子显微镜的照片。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式的超声波处置器具用探头、其制造方法以及超声波处置器具进行说明。

图1是示出本发明的实施方式的超声波处置器具的例子的示意性立体图。图2是示出本发明的实施方式的超声波处置器具中的振子单元的例子的示意性剖视图。

如图1所示，本实施方式的超声波处置器具100具有处置部10、轴20、操作部30和电源单元40。

处置部10、轴20以及操作部30沿着轴20的长度方向依次配置。处置部10构成超声波处置器具100的前端部。操作部30构成超声波处置器具100的基端部。

处置部10把持作为处置对象的生物体组织(例如血管等)，对所把持的生物体组织施加高频电压，对该生物体组织密封或使其凝固。并且，处置部10一边使用超声波振动对所把持的生物体组织进行密封等一边进行切断。

处置部10具有探头处置部1a和钳爪部2。

探头处置部1a设置于探头1(基材)的前端部。

探头1是插通于轴20的内部并延伸至操作部30的棒状部件。探头1在基端部被施加超声波振动。由此，探头1在长度方向上进行超声波振动，向与探头处置部1a接触的生物体组织传递超声波振动。

在本实施方式中，也能够对探头1施加高频电压。

探头1的详细结构在后面叙述。

钳爪部2设置成能够相对于探头处置部1a进行开闭动作。钳爪部2通过相对于探头处置部1a进行开闭动作，由此探头处置部1a和钳爪部2把持生物体组织。

探头处置部1a的一部分和钳爪部2的一部分作为对所把持的生物体组织施加高频电压的双极电极发挥功能。但是，探头处置部1a的一部分和钳爪部2的一部分也可以作为单极电极发挥功能。

轴20包括中空的护套。在轴20的护套的内部配置有探头1。

在轴20的前端部以能够进行开闭动作的方式固定有钳爪部2。

探头1的探头处置部1a从轴20的前端部向更前端侧延伸。

在操作部30设置有操作部主体31、固定手柄32、可动手柄33、旋转旋钮34以及输出开关35。

如图2所示，在操作部主体31的内部设置有超声波振子单元50。

超声波振子单元50具有振子壳体51。在振子壳体51的内部设置有通过逆压电效应而产生超声波振动的超声波振子52。

在超声波振子52上连接有电信号线53a、53b。

电信号线53a、53b与电源单元40电连接。从电源单元40向电信号线53a、53b供给使超声波振子52进行超声波振动的驱动信号。

为了扩大超声波振动的振幅，在超声波振子52的前端部连结有柱状的喇叭部54。喇叭部54由振子壳体51支承。在喇叭部54的前端部形成有内螺纹部54a。

如图1所示，固定手柄32固定于操作部主体31。

可动手柄33相对于操作部主体31移位。可动手柄33在操作部主体31的内部与插通于轴20内并与钳爪部2连接的线或杆连接。基于手术者的操作的可动手柄33的位移通过可动手柄33所连接的线或杆而传递至钳爪部2。由此，钳爪部2根据可动手柄33的运动而相对于探头处置部1a移位。

旋转旋钮34是为了进行使轴20和处置部10旋转的操作而设置的。旋转旋钮34在操作部主体31的前端部以能够绕轴20的中心轴线旋转移动的方式安装。当手术者使旋转旋钮34旋转时，处置部10和轴20根据旋转量而旋转。由此，调整处置部10相对于操作部30的绕轴20的角度。

输出开关35例如包含2个按钮。在一个按钮被按压时，输出开关35输出用于通过处置部10进行高频电压的施加和超声波振子的驱动的信号。其结果，由处置部10把持的生物体组织被密封或凝固、切断。并且，在按压了另一个按钮时，输出开关35输出用于通过处置部10仅进行高频电压的施加而不进行超声波振子的驱动的信号。其结果，由处置部10把持的生物体组织不被切断而被密封或凝固。

在操作部30的基端侧连接有线缆36的一端。线缆36的另一端与电源单元40连接。

在线缆36的内部插通有电信号线53a、53b和对探头处置部1a和钳爪部2施加高频功率的电信号线。

电源单元40包括控制部41、超声波驱动部42和高频驱动部43。

控制部41进行超声波处置器具100的各部的控制。例如，控制部41根据来自输出开关35的操作输入，控制超声波驱动部42以及高频驱动部43的动作。

超声波驱动部42根据从控制部41送出的控制信号，驱动超声波振子52(参照图2)。超声波驱动部42的驱动信号通过插通于线缆36内的电信号线53a、53b(参照图2)而施加于超声波振子52。

高频驱动部43根据从控制部41送出的控制信号，向处置部10供给高频电流。高频功率通过插通于线缆36内的省略图示的电信号线，施加于构成双极电极的探头处置部1a和钳爪部2。

对探头1的详细形状进行说明。

如图3所示，探头1的外形整体为沿着直线状的轴线O的棒状。探头1的外形在长度方向上局部地变化。

例如，探头处置部1a以在钳爪部2的闭动作的位置能够在与钳爪部2之间夹持生物体组织的方式向与轴线O交叉的方向稍微弯曲。

在探头处置部1a的基端侧，具有大致恒定的外径的圆柱状的圆柱部1b以轴线O为中心延伸。

在圆柱部1b的基端侧延伸有在操作部主体31中固定的形成为适当形状的基端部1c。

在基端部1c的基端设置有与喇叭部54的内螺纹部54a(参照图2)螺合的外螺纹部1d。

当外螺纹部1d与内螺纹部54a螺合而与喇叭部54连结时，由超声波振子52产生的超声波振动经由喇叭部54传递至探头处置部1a。

探头1具备具有不锈钢的基材，该不锈钢包含作为组织的屈氏体和索氏体中的一方或两方。例如，探头1可以由基材与其他部件的组合形成，但更优选与施加的超声波振动共振的部位由基材形成。

在图3所示的例子中，探头1仅由基材形成。

探头1中使用的不锈钢的种类只要能够形成屈氏体和索氏体中的一方或两方即可，没有特别限定。

屈氏体是铁氧体和微细的碳化物粒子的混合组织，是将马氏体在约400℃左右的温度下回火时形成的组织。

索氏体是将马氏体在约500℃至约650℃左右的温度下回火时产生的组织，与屈氏体同样，是铁氧体与微细的碳化物粒子的混合组织。但是，索氏体中的碳化物粒子的粒径与屈氏体相比变大，粒子间距离也变大。因此，与索氏体相比，屈氏体是更微细且致密的组织。

例如，若将不锈钢保持在1010℃以上且1070℃以下的温度后，以临界冷却速度以上的冷却速度进行淬火，则得到马氏体。之后，例如在350℃以上且700℃以下的温度下对不锈钢进行回火时，能够得到包含屈氏体和索氏体中的一方或两方的组织。

特别是在350℃以上且450℃以下的温度下进行回火时，屈氏体的比例变多，因此碳化物粒子的粒子间距离的平均值为0.5μm以下。

不锈钢中含有的屈氏体和索氏体可以通过以高倍率对组织进行显微镜观察来判别。

例如，在含有碳化物粒子的钢的组织时，如果能够使用光学显微镜清晰地观察碳化物粒子则为索氏体，如果不是电子显微镜则无法清晰地观察碳化物粒子则为屈氏体。光学显微镜的分辨率为0.2μm左右，因此在0.2μm以下的碳化物粒子多的情况下，也可以说是屈氏体。但是，在具有各种粒径的碳化物粒子混合存在的情况下，为包含屈氏体和索氏体这两者的状态，有时无法明确地区分各自的分区。

由于索氏体是碳化物粒子的析出进行后的阶段的组织，因此观察到大量的碳化物粒子独立于铁氧体而存在。与此相对，由于屈氏体是含有析出过程中的碳化物粒子的组织，因此观察到一部分碳化物粒子与铁氧体结合存在。

就屈氏体和索氏体而言，碳化物粒子具有高温回火所特有的粒径和粒子形状，如果是本领域技术人员，则例如能够明确地区分不具有碳化物粒子的钢组织、包含渗碳体的铁氧体、贝氏体等。

以下，将屈氏体和索氏体中的一方或两方称为“高温回火组织”。

图4是示出本发明的实施方式的超声波处置器具用探头中的基材的组织的例子的示意图。

如在图4中示意性地表示晶粒的内部的截面那样，在具有高温回火组织的不锈钢中，铁氧体F与碳化物粒子P混合。

铁氧体F被分为多个磁畴M。各磁畴M的用箭头示意性地表示的磁矩的方向与相邻的其他磁畴M不同，在彼此相邻的磁畴M之间形成有磁矩的方向转变的磁畴壁W。

但是，图4是示意图，因此并未准确地示出磁畴M的数量和大小以及碳化物粒子P的数量和大小。

从容易抑制发热的观点出发，更优选不锈钢中的晶粒的粒径不会过大。例如，晶粒的粒径更优选为1μm以上且10μm以下。

碳化物粒子P根据不锈钢中的碳含量而形成。碳化物粒子P具有与回火温度等析出条件相应的粒径，在金属晶体的内部相互分离地分布。

碳化物粒子P与铁氧体F的磁性质无关地随机析出，因此，若粒子数增多到一定程度，则一部分碳化物粒子P在磁畴壁W上析出。例如，在图4中，碳化物粒子Pa是磁畴M内的碳化物粒子P，碳化物粒子Pb表示磁畴壁W上的碳化物粒子P。

碳化物粒子Pb阻碍磁畴壁W的移动，因此磁畴壁W成为被碳化物粒子P钉扎的状态。

根据碳化物粒子P的粒子数，也有可能不存在碳化物粒子Pb，全部的碳化物粒子P为碳化物粒子Pa。但是，若碳化物粒子P的粒子间距离小于磁畴M的大小，则碳化物粒子P存在于各磁畴M的附近。在该情况下，即使磁畴壁W移动，若到达碳化物粒子Pa的位置，则磁畴壁W的移动被碳化物粒子Pa阻碍，因此磁畴壁W的移动停止。由此，磁畴壁W成为被存在于移动路径上的碳化物粒子Pa钉扎的状态。

这样，若碳化物粒子P适当地存在于晶体内，则磁畴壁W的移动受到限制。

更优选在用于探头1的不锈钢的高温回火组织中，在与磁畴壁W重叠的位置或磁畴壁W的附近形成更多的碳化物粒子P。

例如，更优选高温回火组织中的碳化物粒子P的粒子间距离的平均值为0.5μm以下。在该情况下，高温回火组织变得更致密，碳化物粒子P容易位于与磁畴壁W重叠的位置或磁畴壁W的附近。

在此，碳化物粒子P的粒子间距离由碳化物粒子P的中心间距离来定义。可以根据组织的图像来测量粒子间距离。

例如，更优选探头1所使用的不锈钢含有0.95质量％以上且1.2质量％以下的碳。在该情况下，高温回火组织中的碳化物粒子P的粒子数适当。由此，高温回火组织变得更致密，碳化物粒子P容易位于与磁畴壁W重叠的位置或磁畴壁W的附近。

若不锈钢中碳化物粒子P变多，则耐腐蚀性有可能降低。为了抑制耐腐蚀性的降低，更优选不锈钢含有16质量％以上且18质量％以下的铬。

对探头1的制造方法的例子进行说明。

探头1通过依次进行以下说明的第一工序、第二工序以及第三工序来制造。

在第一工序中，由不锈钢的原材料形成具有探头1的形状的基材。例如，在探头1的整体为基材的情况下，利用不锈钢的原材料形成探头1的形状。

作为不锈钢的原材料，更优选含有0.95质量％以上且1.2质量％以下的碳，进一步优选含有16质量％以上且18质量％以下的铬。

例如，作为不锈钢的原材料，也可以使用SUS440C。

在第一工序之后，进行第二工序。

在第二工序中，为了使在第一工序中形成的基材成为马氏体而进行淬火。例如，将基材保持在1010℃以上且1070℃以下的温度中，以临界冷却速度以上的冷却速度进行淬火。

在第二工序之后，进行第三工序。

在第三工序中，对基材进行回火使得由在第二工序中淬火后的基材的马氏体形成高温回火组织。例如，为了使高温回火组织主要成为屈氏体，只要将基材在350℃以上且450℃以下的温度下进行回火即可。在该情况下，能够使碳化物粒子的粒子间距离的平均值为0.5μm以下。

但是，在高温回火组织中含有索氏体的情况下，也可以在超过450℃且700℃以下的温度下进行回火。在该情况下，越成为高温，索氏体的比例越增大。

以上，能够制造由包含高温回火组织的不锈钢构成的探头1。

对本实施方式的超声波处置器具100的动作进行说明。

手术者操作电源单元40的输入部，设定超声波处置器具100的输出条件，例如高频能量的输出的设定功率、超声波能量的输出的设定功率等。超声波处置器具100可以分别设定各个值，也可以选择与手术方式对应的设定值的组。

超声波处置器具100的处置部10和轴20例如通过腹壁插入腹腔内。手术者操作可动手柄33而使处置部10开闭，利用探头处置部1a和钳爪部2把持作为处置对象的生物体组织。

手术者在利用处置部10把持了生物体组织后，对输出开关35进行操作。在2个输出开关35中的一个按钮被按压时，输出开关35输出用于通过处置部10进行高频电压的施加和超声波振子的驱动的信号。在该情况下，电源单元40的控制部41向超声波驱动部42以及高频驱动部43送出驱动信号。

高频驱动部43根据来自控制部41的控制信号，对处置部10的探头处置部1a和钳爪部2施加高频电压，使高频电流流过作为处置对象的生物体组织。当高频电流流动时，根据生物体组织的电阻，在生物体组织中产生热，生物体组织的温度上升。此时的生物体组织的温度例如为100℃左右。其结果，生物体组织的蛋白质变性，生物体组织凝固并被密封。

超声波驱动部42基于来自控制部41的控制信号，驱动超声波振子52。由此，探头处置部1a根据超声波振子52的驱动频率，在长度方向上进行超声波振动。此时，若由于驱动频率接近探头1的固有振动频率而使得探头1共振，则超声波振动被放大。在共振状态下，超声波振动的能量有效地传递到生物体组织。

由于进行超声波振动的探头处置部1a与生物体组织之间的摩擦热，生物体组织的温度上升。其结果，生物体组织的蛋白质变性，生物体组织凝固并被密封。

基于超声波振动的对生物体组织的密封效果比基于高频电压的施加的密封效果弱。另外，生物体组织的温度例如为200℃左右。其结果，生物体组织崩解，生物体组织被切断。这样，由处置部10把持的生物体组织在凝固并被密封的状态下被切断。

这样，超声波处置器具100对生物体组织的处置结束。

已知在超声波处置器具中的以往的不锈钢制的探头中，例如与钛合金制的探头相比，超声波振动时的发热量多。若以往的不锈钢的探头以某种程度连续地进行超声波振动，则由于探头整体的温度上升而杨氏模量降低，探头的固有振动频率发生变化。由此，共振频率也发生变化，因此存在超声波振动的振幅变得格外小，无法持续进行处置的问题。

本发明人以将超声波处置器具中的不锈钢制的探头的发热抑制到不妨碍处置的程度为目的进行了深入研究，结果发现，通过使用包含高温回火组织的不锈钢形成探头，能够抑制发热，从而完成了本发明。

本发明人着眼于如下的能量损失而想到使碳化物粒子分布于金属晶体中：对于该能量损失，估计为不锈钢的发热成分起因于超声波振动引起的磁畴壁的移动。

首先，对使用了不存在碳化物粒子P的不锈钢的比较例的探头的作用进行说明。

图5是表示比较例的超声波处置器具用探头的作用的示意图。

图5中的(a)示意性地示出使用了不存在碳化物粒子P的不锈钢的比较例的探头的金属晶体。在比较例的探头的金属晶体中，形成磁畴M1、M2、M3。

当使比较例的探头进行超声波振动时，由于强磁性体的磁致伸缩逆效应，磁畴壁根据由超声波振动产生的应力而移动。例如，磁畴M1、M2之间的磁畴壁Wa和磁畴M2、M3之间的磁畴壁Wb分别向空心箭头所示的方向移动。在该情况下，当磁畴壁Wa、Wb的移动结束时，如图5中的(b)所示，磁畴M1、M3消失，仅剩余磁畴M2。

由于磁畴壁Wa、Wb移动，磁矩的方向变化，由此在金属晶体内产生涡电流损失(eddy current loss)，或产生磁滞型的磁-机械磁滞损失(magnetomechanicalhysteresis loss)。这些能量损失也被称为磁内部摩擦(magnetic damping)。根据这样的磁内部摩擦，在比较例的探头中产生发热。

图6中的(a)所示的本实施方式的探头1的金属晶体除了析出有碳化物粒子P以外，其他与比较例的探头的金属晶体相同。

位于磁畴壁Wa、Wb上的碳化物粒子Pb具有阻碍磁畴壁Wa、Wb的移动的功能。由此，即使使探头1进行超声波振动，如图6中的(b)所示，磁畴壁Wa、Wb也不移动，磁畴M1、M2、M3在进行超声波振动的期间不变化。

其结果是，不会产生由磁畴壁Wa、Wb的移动引起的能量损失，因此能够抑制伴随磁畴壁Wa、Wb的移动的发热。

这样，在探头1中，在传递超声波振动时，能够抑制伴随磁畴壁的移动的发热，因此能够降低温度上升。由此，能够抑制探头1的固有振动频率随着温度上升而变化，因此即使超声波驱动部42的驱动频率恒定，也能够向生物体组织稳定地传递超声波振动。

根据本实施方式的探头1以及具备探头1的超声波处置器具100，由于在探头1所包含的不锈钢的组织中包含屈氏体以及索氏体中的一方或者两方，因此能够抑制探头1的不锈钢中的发热。因此，例如不进行探头1的温度控制或调整超声波驱动部42的驱动频率，就能够长时间地持续进行处置。例如，在以往的不锈钢制的探头中，仅能够持续处置20秒左右，但根据探头1，能够连续地持续处置4分钟左右。

探头1抑制超声波振动时的温度变化，因此不需要具有固有振动频率的调整机构等。因此，通过简单的结构，能够不进行温度控制而长时间地使用。

根据本实施方式所涉及的超声波处置器具用探头的制造方法，通过对标准品的不锈钢进行热处理，能够形成包含屈氏体和索氏体中的一方或两方的组织。由此，能够在不使用含有稀有金属元素等的昂贵的合金的情况下抑制发热，因此能够降低探头1的制造成本。能够在将不锈钢的形状形成为探头1的形状之后进行探头1的热处理，因此无论探头的形状如何，都能够抑制发热。

能够廉价地制造这样的本实施方式的探头1，因此适合于能够节省灭菌处理的工夫的一次性型。

如以上说明的那样，根据探头1以及具备探头1的超声波处置器具100，能够在探头的材料包含不锈钢的情况下抑制发热，能够不进行温度控制而长时间地使用。

另外，在上述实施方式的说明中，以超声波处置器具的处置部10夹持生物体组织进行处置的钳子型的例子进行了说明。但是，超声波处置器具的种类并不限定于钳子型。例如，超声波处置器具的处置部也可以是不利用处置部夹持生物体组织而将探头按压于生物体组织来进行处置的锯型、尖刺型、捶肉型等。

[实施例]

接着，与比较例1～3一起对与实施方式相关的实施例1～4进行说明。

在下述[表1]中示出制造了实施例1～4和比较例1～3的探头的不锈钢的组成。

[表1]

在下述[表2]中示出实施例1～4和比较例1～3的探头的热处理条件和评价结果。

[表2]

[实施例1]

如[表1]所示，作为制造实施例1的探头1的不锈钢的原材料，使用SUS440C。原材料的形状为直径8mm的圆棒材。

原材料的组成为：碳(C)为0.98质量％、硅(Si)为0.27质量％、锰(Mn)为0.31质量％、磷(P)为0.02质量％、硫(S)为0.002质量％、镍(Ni)为0.15质量％、铬(Cr)为16.9质量％。

原材料通过车床加工而形成为图3所示那样的探头1的形状(第一工序)。

之后，基于[表1]所示的热处理条件对形成为探头1的形状的部件淬火(第二工序)。

在第二工序中，将部件在1040℃的淬火温度下在热处理炉中保持10分钟。然后，以临界冷却速度以上的冷却速度对部件进行油冷。由此，结束零件的淬火。

之后，基于[表1]所示的热处理条件将淬火后的部件进行回火(第三工序)。

在第三工序中，将部件在400℃的回火温度下在热处理炉中保持1小时。之后，将部件油冷至常温。由此，部件的回火结束。

以上，制造了实施例1的探头1。

[实施例2～4]

如[表1]所示，制造实施例2～4的探头1的不锈钢的原材料与实施例1的原材料相同。

如[表2]所示，实施例2～4的探头1的制造方法除了回火温度不同以外，其他与实施例1相同。

在实施例2的第三工序中，回火温度为350℃。

在实施例3的第三工序中，回火温度为450℃。

在实施例4的第三工序中，回火温度为500℃。

[比较例1]

如[表1]所示，作为制造比较例1的探头的不锈钢的原材料，使用SUS304。原材料的形状为直径8mm的圆棒材。

原材料的组成为：碳(C)为0.04质量％、硅(Si)为0.5质量％、锰(Mn)为1.5质量％、磷(P)为0.02质量％、硫(S)为0.015质量％、镍(Ni)为9.2质量％、铬(Cr)为19质量％。

比较例1的制造方法如[表2]所示，除了原材料的材料不同以外，其他与实施例1相同。

[比较例2]

如[表1]、[表2]所示，比较例2的探头除了回火温度为300℃以外，其他与实施例1同样地制造。

[比较例3]

如[表1]、[表2]所示，比较例3的探头除了未实施回火以外，其他与实施例1同样地制造。

[评价]

使用所制造的各实施例、各比较例的探头，实施组织的判定、碳化物粒子的粒子间距离的测量、以及探头的温度上升的测量。

[组织的判定]

关于组织的判定，判定是否包含X射线衍射测量(XRD)奥氏体，在不包含奥氏体的情况下，实施显微镜观察。

由各实施例和各比较例的探头制作X射线衍射测量用的试样。

对于各试样截面，使用X射线衍射装置Smartlab(注册商标)(商品名；(公司)Rigaku制)进行图谱(profile)测量。使用Cu(20kV)作为管球，在扫描步长为0.03°、扫描速度为20°/min的条件下得到30°～110°的范围的XRD图谱(2θ扫描)。

根据本测量，在含有奥氏体的情况下，除了44.5°附近的峰值以外，在43°附近还存在峰值。可知在不出现两峰值的情况下，不包含奥氏体。

图7是表示不含奥氏体时的XRD图谱的例子的图表。图表的横轴为2θ(度)，纵轴为强度(counts)。

图7所示的图表为实施例4的XRD图谱。在43°附近没有出现峰值，因此实施例4的探头1中不含有奥氏体。

接着，对实施的显微镜观察进行说明。

由各实施例和各比较例的探头制作显微镜观察用的试样。

在各试样被环氧树脂填埋后，用截面研磨机进行研磨。使用耐水研磨纸(～#1500)进行粗研磨后，使用金刚石浆料(～0.25μm)将试样表面精加工成镜面，制作观察用样品。

对判别有无马氏体的组织观察法I进行说明。

在组织观察法I中，将观察用样品浸渍在腐蚀液(硫酸铜5g、盐酸100mL、乙醇100mL、水100mL)中，使其腐蚀。

使用数字显微镜DSX510(商品名；奥林巴斯(Olympus)(公司)制造)拍摄经腐蚀后的观察用样品的组织的照片。拍摄是在物镜的倍率为40倍、变焦倍率为6倍的条件下进行的。

在得到的组织照片(灰度)中，观察80μm见方的测量区域，判别测量区域中是否含有马氏体。

在含有马氏体的情况下，观察到深黑色的组织。在不含马氏体的情况下，观察到灰色的组织。

对在不含马氏体的情况下判别了组织的组织观察法II进行说明。

图8是表示由铁氧体和渗碳体构成的组织的观察例的照片。图9是表示包含屈氏体和索氏体的组织的观察例的照片。图10是表示索氏的观察例的基于扫描型电子显微镜的照片。

除了将腐蚀液变更为王水以外，与组织观察法I同样地拍摄观察用样品。但是，在组织观察法II中，拍摄了全彩色的组织照片。

在所得到的组织照片(全彩色)中，观察80μm见方的测量区域，判别铁氧体+渗碳体和屈氏体(索氏体)。

在铁氧体+渗碳体的情况下，碳化物为层状或粒子状，但在粒子状的情况下，粒径也超过1μm。与此相对，就屈氏体(索氏体)而言，碳化物为粒子状，粒径为1μm以下。

在铁氧体+渗碳体的情况下，拍摄例如图7所示的照片。在全彩色照片的情况下，图7的观察例中，在白色的基体(铁氧体)中观察到大量的边缘发黑的圆(球状渗碳体)，粒径大，因此，区别于屈氏体和索氏体。

在屈氏体(索氏体)的情况下，例如，拍摄图8所示的照片。在全彩色照片的情况下，观察到带茶色的基体(屈氏体/索氏体)和白色的粒子(碳化物)，碳化物粒子的粒径小，因此区别于铁氧体+渗碳体的组织。

屈氏体与索氏体的区别在通过用王水腐蚀后用扫描型电子显微镜(SEM)观察来进行。例如，图10所示的组织由于碳化物粒子独立于铁氧体而存在，因此为索氏体。

关于贝氏体，虽然没有特别示出照片，但由于粒子形状为针状，因此能够通过显微镜观察，将其与铁氧体+渗碳体和屈氏体(索氏体)判别开。

[碳化物粒子的粒子间距离的测量]

在通过组织观察法II能够判别碳化物粒子的情况下，进行由碳化物粒子的中心间距离定义的粒子间距离的测量。由10μm见方的SEM像的测量区域内的30个粒子间距离算出平均值，记载于[表2]的“碳化物粒子的平均粒子间距离”栏。

[探头的温度上升的测量]

将各实施方式和各比较例的探头与超声波驱动部42连接，使探头超声波振动5分钟。超声波驱动部42的驱动条件为振幅30μm、驱动频率47kHz。使用辐射温度计测量超声波振动开始前和刚结束后的探头的温度，测量由超声波振动引起的温度上升。

[评价结果]

根据上述的组织的判定，如[表2]所示，实施例1～3的组织主要是屈氏体。实施例4的组织主要为索氏体。

比较例1、2、3的组织分别为奥氏体、贝氏体和马氏体。

[表2]如所示，实施例1～4中的粒子间距离的平均值分别为0.4μm、0.3μm、0.5μm、0.7μm。

组织主要为屈氏体的实施例1～5中的粒子间距离的平均值均为0.5μm以下。组织主要为索氏体的实施例4中的粒子间距离的平均值超过0.5μm。

在比较例1～3中，未析出碳化物粒子。

如[表2]所示，实施例1～4中的温度上升分别为45度、30度、60度、80度。

比较例1～3中的温度上升分别为300度、175度、200度。

基于温度上升的测量值对各实施例和各比较例进行评价。温度上升为0度以上且75度以下的情况定义为“非常好”(very good，[表2]中记载为“A”)，超过75度且150度以下的情况定义为“好”(good，[表2]中记载为“B”)，超过150度的情况定义为不好(not good，[表2]中记载为“C”)。

如[表2]所示，实施例1～3的探头1判定为“非常好”。实施例4的探头1判定为“好”。

与此相对，比较例1～3均判定为“不良”。

作为实施例4的温度上升比实施例1～3大的理由，可举出组织主要为索氏体，结果碳化物粒子的粒子间距离的平均值大至0.7μm。认为由于碳化物粒子的粒子间距离大，被碳化物粒子阻碍了移动的磁畴壁的数量减少。

在比较例1～3的情况下，由于没有阻碍磁畴壁的移动的碳化物粒子的析出本身，因此认为温度上升比实施例1～4大。

以上，与各实施例一起说明了本发明的优选实施方式，但本发明并不限定于这些实施方式、各实施例。在不脱离本发明宗旨的范围内，可对构成进行增加、省略、替换以及其他变更。

另外，本发明并不限定于上述的说明，仅由所附的权利要求书限定。

产业上的可利用性

根据上述实施方式，能够提供一种超声波处置器具用探头、其制造方法以及超声波处置器具，能够在探头的材料包含不锈钢的情况下抑制发热，能够不进行温度控制而长时间地使用。

标记说明

1探头(超声波处置器具用探头、基材)

42 超声波驱动部

52 超声波振子

100 超声波处置器具

P、Pa、Pb碳化物粒子。

Claims

1.一种超声波处置器具用探头，其向生物体组织传递超声波振动，其中，

所述超声波处置器具用探头具备具有不锈钢的基材，所述不锈钢包含屈氏体和索氏体中的一方或两方作为组织。

2.根据权利要求1所述的超声波处置器具用探头，其中，所述屈氏体和所述索氏体中的一方或两方中的碳化物粒子的粒子间距离的平均值为0.5μm以下。

3.根据权利要求1所述的超声波处置器具用探头，其中，所述不锈钢含有0.95质量％以上且1.2质量％以下的碳。

4.根据权利要求3所述的超声波处置器具用探头，其中，所述不锈钢含有16质量％以上且18质量％以下的铬。

5.一种超声波处置器具用探头的制造方法，具备：

第一工序，由不锈钢的原材料形成具有超声波处置器具用探头的形状的基材；

第二工序，在1010℃以上且1070℃以下的温度下保持所述基材，以临界冷却速度以上的冷却速度进行淬火；以及

第三工序，在350℃以上且700℃以下的温度下对所述基材进行回火。

6.根据权利要求5所述的超声波处置器具用探头的制造方法，其中，在所述第三工序中，在350℃以上且450℃以下的温度下对所述基材进行回火。

7.一种超声波处置器具，其具备权利要求1所述的超声波处置器具用探头。