JP2002035001A - 超音波手術装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の目的は、プローブ先端からのキャビテ
ーションを消失させ、良好でより速やかな処置が行える
超音波処置装置の提供することにある。 【解決手段】本発明は、超音波振動を発生させる超音波
振動子と、超音波振動を伝達するプローブ４と、このプ
ローブ４によって伝達された超音波振動により組織を凝
固，切開するようにした超音波手術装置において、上記
超音波振動子として、捻り振動ランジュバン型振動子５
を用いたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波振動によ
り、組織を凝固，切開するようにした超音波手術装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＵＳＰ第５３２２０５５号明細書
には、振動伝達部材であるプローブの先端部に対置して
回転自在な把持部材を設け、そのプローブと把持部材と
の間に生体組織を把持して超音波処置を施すようにした
超音波凝固切開装置と呼ばれているものが提案されてい
る。

【０００３】また、特開平７−５１２８１号公報には、
超音波振動子と超音波振動するプローブをトロッカーの
内針とした超音波トロッカーが提案されている。

【０００４】いずれの装置も、縦振動を発生させる振動
素子を備えた超音波振動子と、その超音波振動を拡大す
るホーンと、その超音波振動を伝達する超音波伝達部材
によって構成されているが、いずれにも以下に述べるよ
うな共通の問題点があった。それは、プローブ先端から
発生するキャビテーションが超音波処置に悪影響を与え
る可能性がある。

【０００５】この種の超音波凝固切開装置を使用するに
あっては、術者は内視鏡の画像を見ながら処置を行う。
なぜなら、把持部先端が見え難いまま使用した場合、プ
ローブ先端から前方に向ってキャビテーションが発生す
ると、それに対処できないことがあるためである。

【０００６】そこで、超音波凝固切開装置の使用はキャ
ビテーションが発生して良い部位のものか、把持部位が
内視鏡の画像で確認できる場合のいずれかである。以上
の如く、従来の超音波凝固切開装置にあっては処置部位
に制限があり、適応が制限されてしまい、使い勝手が悪
くなるという問題があった。

【０００７】また、従来の超音波トロッカーでも、上記
超音波凝固切開装置と同様、プローブ先端にキャビテー
ションが発生する。プローブ先端にキャビテーションが
発生すると、腹壁穿刺時、特に、腹膜貫通時において筋
層と腹膜の間を剥離させてしまう虞があり、スムーズな
腹膜貫通を妨げることがあった。

【０００８】さらに、超音波トロッカーの場合には別の
問題がある。すなわち、縦振動しているプローブが生体
組織と一定以上の時間を超えて長時間接触し続けてしま
うと、凝固作用が必要以上に進行してしまい、結果とし
て軽度の熱傷に進展する可能性があった。

【０００９】この他にも以下のような問題がある。つま
り、超音波トロッカーを細径化、例えば５ｍｍ径以下に
すると、プローブ径が全長に対して細くなってしまい、
穿刺方向の剛性が不足し、穿刺時に撓んでしまうという
事態が起き、その場合には、縦振動に横振動が加わり、
異常な音が発生してしまっていた。

【００１０】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、プローブ先端からのキャビテーショ
ンを消失させ、良好でより速やかな処置が行える超音波
処置装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
超音波振動を発生させる超音波振動子と、超音波振動を
伝達する振動伝達部材と、この振動伝達部材によって伝
達された超音波振動により組織を処置する処置部とを有
する超音波手術装置において、上記超音波振動子とし
て、捻り振動型振動子を用いたことを特徴とするもので
ある。

【００１２】請求項２に係る発明は、超音波振動を発生
させる超音波振動子と、超音波振動を術部に伝達する内
針としての振動伝達部材と、この振動伝達部材が挿通さ
れる外套管とを有する超音波手術装置において、上記超
音波振動子として、捻り振動型振動子を用いたことを特
徴とするものである。

【００１３】請求項３に係る発明は、超音波振動を発生
させる超音波振動子と、超音波振動を伝達する振動伝達
部材と、この振動伝達部材の先端近傍に、該振動伝達部
材と相対的に開閉可能に配設され、振動伝達部材との間
で生体組織を把持する把持部材とを有する超音波手術装
置において、上記超音波振動子として、捻り振動型振動
子を用いたことを特徴とするものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）本発明の第１実
施形態について図１から図８を参照して説明する。図１
は本実施形態に係る超音波処置装置のシステム構成を示
すものであり、このシステムはハンドピース１と、超音
波発振装置２と、出力を制御するスイッチ３とを備え
る。ハンドピース１には生体に接触させる振動伝達部材
としてのプローブ４が設けられている。

【００１５】ハンドピース１の構成は図２で示す如く、
捻じり振動ボルト締めランジュバン型振動子（ＢＬＴ）
５、コーン６、上記プローブ４が接続されるプローブ接
続部７を有したホーン８によって構成されている。コー
ン６及びホーン８の材質はチタン合金（６Ａｌ４Ｖ）が
好ましい。また、コーン６とホーン８はどちらか１つを
有するだけの構成のものでも良い。

【００１６】捻じり振動ボルト締めランジュバン型振動
子（ＢＬＴ）５にはＰＺＴ素子（チタン酸ジルコン酸
鉛）９が組み込まれている。ＰＺＴ素子９はプローブ４
の軸回りに捻じり振動を起すように構成されている。例
えば図３の（ａ）で示すようにリング状のＰＺＴ素子部
１０に扇形の切欠き部分を残し、この切欠き部分に扇形
のピース１１を密に嵌め込むようにする。ＰＺＴ素子９
の周方向の両端には電極１２を設ける。そして、電極１
２間に交互電圧を印加すれば、図４にて矢印で示すよう
に軸回りに交互に向きが変わる捻じり振動を起す。捻じ
り振動を起させる方式としてはそれ以外に素子自体の特
性で捻じり振動を起すもの等、他の方式のものであって
もよい。

【００１７】また、捻じり振動ボルト締めランジュバン
型振動子５、コーン６、及びホーン８はカバー１４によ
って覆われ、そのカバー１４の外周面部分を術者が手で
把持できるようになっている。プローブ４が接続される
プローブ接続部７はハンドピース１のカバー１４の先端
開口部分から露出している。

【００１８】ＰＺＴ素子９では超音波発振装置２から与
えられた電圧に応じた振幅で超音波振動が発生し、この
超音波振動はコーン６、ホーン８を通じて数倍から数十
倍に振幅が拡大される。ホーン８のプローブ接続部７に
は上記プローブ４が接続固定されている。

【００１９】プローブ接続部７は具体的に図１５で示す
ように構成されている。すなわち振動子５側の部材４１
の先端とこれに接合されるプローブ４の基端の一方の端
面には凸部４２が形成され、他方の端面には上記凸部４
２が嵌り込む凹部４３が形成されている。ここでの凸部
４２と凸部４２は直線的に形成されている。両者が嵌合
することにより振動子５側の部材４１とこれに接合され
るプローブ４の軸まわりの回転が規制される。

【００２０】また、振動子５側の部材４１の先端部外周
途中には雄ねじ４４が形成されている。一方、プローブ
４側には締付けナット４５が被嵌して装着されている。
締付けナット４５はプローブ４の軸方向に移動自在であ
るが、そのプローブ４の外周に形成されたフランジ４６
に当たる位置でそれ以上プローブ側への移動が規制され
る。

【００２１】そして、上記凸部４２と凹部４３を噛み合
わせて振動子５側の部材４１の先端にプローブ４の基端
を突き当て締付けナット４５の雌ねじ４７を、振動子５
側の部材４１の雄ねじ４４に螺合することにより両部材
を締め付ける。すると、振動子５側の部材４１とプロー
ブ４は凸部４２と凹部４３の係合及び締付けナット４５
の締付け力によりプローブ４と振動子５を軸まわりの回
転及び軸方向に移動しないように規制され、両部材はガ
タツキなく密着した状態で接続固定される。つまり上記
振動子５と処置部の接続部は互いに嵌合し回転方向の相
対移動が規制される係合機構と、上記振動子と処置部を
軸方向に固定する固定部材とを有する。

【００２２】なお、凸部４２と凹部４３にそれぞれテー
パーまたは勾配を付与すれば、より密着した状態で両者
を固定することができる。また、図１６で示すように凸
部４２と凹部４３を嵌合させた後、振動子５側の部材４
１の先端とこれに接合されるプローブ４の基端の間を溶
接によって接続してもよい。このように溶接部４８を形
成すれば両部材を強固に接続することができる。

【００２３】以上の如く、プローブ接続部７に互いに嵌
合する凸部４２と凹部４３を形成し、軸まわりの回転
（振動方向）に移動しないように規制して両部材がガタ
ツキなく固定することにより、振動による接続部の緩み
を防止することができると共に、振動伝達効率を向上さ
せることが可能となる。さらには、振動子５側の部材４
１とプローブ４を溶接によって固定した場合、その溶接
部の疲労強度を向上できる。

【００２４】図７は上記ハンドピース１を超音波トロッ
カー１５として使用する例を示すものである。ハンドピ
ース１にはプローブ４が接続され、このプローブ４を覆
う形で外套管１６がハンドピース１と接続されている。

【００２５】このプローブ４は振幅を拡大しない、単な
る先端チップとして使用している。したがって、使用上
必要な長さに任意に設定できるが、超音波の波長に比べ
て充分短く設定する必要がある。

【００２６】この場合、プローブ４の最先端部分１７は
例えば略円錐形状に形成されており、この最先端部分１
７が外套管１６の先端から露出する。

【００２７】また、プローブ４の最先端部分１７はその
円錐部外周面に図５または図６で示すような凹凸形状を
形成してもよい。図５で示すものは最先端部分１７の円
錐部外表面に筋（縦）状の溝（または突条）１８を前後
軸方向に沿って形成しており、図６で示すものは最先端
部分１７の外表面に多数の小さな突起１９を形成したも
のである次に、ハンドピース１を超音波トロッカーとし
て使用する場合の作用について説明する。外套管１６に
ハンドピース１のプローブ４を差し込み、外套管１６の
基端にハンドピース１を接続する。プローブ４の最先端
部分１７は外套管１６の先端から露出する。

【００２８】そこで、ハンドピース１を持ち、プローブ
４の最先端部分１７を体壁２０に押し当て、プローブ４
を振動させて穿刺方向に力を加えると、プローブ４の最
先端部分１７が体壁２０に穿刺され、外套管１６を体壁
２０に貫通することができる。図７はこの様子を示して
いる。

【００２９】すなわち捻じり振動ボルト締めランジュバ
ン型振動子５で発生された捻じり振動は、コーン６、ホ
ーン８によって拡大され、プローブ４に伝達される。プ
ローブ４の最先端部分１７には体壁を掻き分ける方向に
捻じり振動が与えられているため、最先端部分１７が体
壁２０に穿刺する際、体壁２０とプローブ４との摩擦を
大幅に軽減させる。そのため、従来の超音波トロッカー
穿刺時の長時間接触時に発生していた摩擦熱による熱影
響を大きく低減することが可能となる。

【００３０】また、本実施形態のプローブ４にあっては
その最先端部分１７の外表面が溝１８や突起１９等の形
状により凸凹を有するため、捻じり振動方向の切除能が
向上し、より一層、穿刺力量を大きく低減することがで
きる。

【００３１】この結果、腹壁貫通時の力量変動を極力抑
えることが可能となり、貫通をスムーズかつ正確に行な
うことができる。

【００３２】また、プローブ４の最先端部分１７の外表
面が図５で示す溝１８の凹形状ではなく、図６で示す突
起１９のような凸形状のものでも同等の効果が得られ
る。つまり、突部でもディンプル形状のものでもよい。

【００３３】さらに、図７で示すように、プローブ４が
軸回りで振動する捻じり振動を利用することにより、従
来の超音波トロッカーで発生していたプローブ先端のキ
ャビテーションが防止できる。プローブ先端のキャビテ
ーションは腹膜貫通時に筋層と腹膜の間をキャビテーシ
ョンで剥離させてしまうことがあり、スムーズな腹膜貫
通を妨げる場合があったが、本発明によれば、捻じり振
動を利用することにより、プローブ先端からのキャビテ
ーションの発生がない。

【００３４】また、従来の縦振動に比較してプローブ４
の剛性の制限が大幅に緩和されるため、プローブ４の細
径化が可能となる。例えば、直径がΦ３ｍｍ以下の超音
波トロッカーにも適用可能となる。

【００３５】（第２実施形態）本発明の第２実施形態に
ついて図９から図１２を参照して説明する。本実施形態
は本発明の超音波処置装置を超音波凝固切開装置に適用
したものであって、捻じり振動の超音波を利用して生体
組織を凝固切開するものである。

【００３６】図９は超音波凝固切開装置を示すものであ
って、捻じり振動系を有したハンドピース２１と、超音
波振動を伝達するプローブ２２と、このプローブ２２の
間で組織を把持する把持部材２３と、この把持部材２３
を開閉するための開閉機構を備えたハンドル２４とで構
成されている。プローブ２２と把持部材２３はシース２
５の先端から突き出して露出する。

【００３７】図１０で示すように、プローブ２２の少な
くとも先端部表面にはその全周にわたり軸方向に沿った
溝２６が形成されている。また、図１１で示すように、
プローブ２２の表面に突起２７を設けるものでもよい。
さらに、図１２で示すように、把持部材２３の内面に凸
凹２８を設けるようにしてもよい。尚、ハンドピース２
１の他の構成は前述した第１実施形態のものと同じであ
る。

【００３８】本実施形態においても超音波発振装置から
与えられた電圧に応じて、捻じり振動系で発生した捻じ
り振動は拡大され、プローブ２２の先端部に伝達され
る。プローブ２２の先端部分と把持部材２３との間に組
織２９を入れ、ハンドル２４を握ることで把持部材２３
を閉じ、プローブ２２と把持部材２３との間で組織２９
を把持する。このプローブ２２が捻じり振動と把持部材
２３との間で生じる摩擦熱によって組織２９が凝固され
た後、組織２９を切除することができる。

【００３９】本実施形態において、図１０で示すプロー
ブ２２の表面の溝２６により発生する切除能はプローブ
２２の表面が平滑な場合に比べ数倍も向上させることが
できるため、短時間で凝固・切除が可能となる。

【００４０】また、プローブ２２の表面の溝２６の大き
さを１ｍｍ以下レベルに極めて小さく形成することで、
平滑と比較して、より大きな摩擦熱を発生させることも
可能となり、良好な凝固能を得ることもできる。

【００４１】以上の効果で、本実施形態によれば、凝固
切除時間を短縮することで、処置時間の短縮に寄与し、
術者あるいは患者に対するメリットも大きくなる。

【００４２】また、図１１で示す様な凹凸形状によって
も同様の効果が得られる。さらには図１２で示す様に把
持部材２３の表面上に凹凸２８があっても同じく同様の
効果が期待できる。

【００４３】超音波凝固切開装置において、捻じり振動
を用いることの最大の利点はプローブ２２の先端からの
キャビテーションが発生しないことである。従来の超音
波凝固切開装置はブラインド下で使用した場合、プロー
ブ２２の先端から発生したキャビテーションの影響によ
り、意図しない出血を生じる可能性があった。このた
め、処置に使用できる部位、適応が制限されており、使
い勝手が悪いという問題があった。しかしながら、捻じ
り振動ではプローブ２２の先端部前方に向ってキャビテ
ーションは発生しない。そのため、臓器や血管近傍の処
置を良好に行え、また、前後方向の意図しない動きに対
しても良好に処置できるというメリットがある。

【００４４】この、プローブ２２の先端のキャビテーシ
ョンの消失は、超音波凝固切開装置の使用制限、適応の
大幅な拡大につながるものである。

【００４５】（第３実施形態）本発明の第３実施形態に
ついて図１３及び図１４を参照して説明する。本実施形
態は第２実施形態を若干変更したシステム構成のもので
ある。

【００４６】本実施形態では図１３に示すように、ハン
ドル２４を開閉させると、プローブ２２の先端下部に備
えられたＬ字状の把持部材３１が軸方向に進退可能とな
っており、プローブ２２の先端面３２と、上記把持部材
３１との間で組織を把持し、その組織を凝固・切離する
システムである。

【００４７】図１４にはそのプローブ２２の先端面３２
を拡大して示している。プローブ２２の先端面３２には
放射状の溝３３を形成した凹凸形状になっている。

【００４８】そして、プローブ２２と把持部材３１との
間に組織２９を嵌み込み、この後に、ハンドル２４の操
作で把持部材３１を手元方向に移動し、プローブ２２と
把持部材３１との間に組織２９を挟み込み、その組織２
９をプローブ２２の先端面３２に押し付ける。その結
果、プローブ２２の振動により発生した摩擦熱によって
組織２９は凝固され、やがて切離される。

【００４９】また、図１４で示すように放射状の溝３３
の凹凸により、組織２９に対する切除能が高まり、短時
間での凝固・切離が可能となる。

【００５０】また、第２実施形態と同様にプローブ２２
の先端面３２の表面の溝３３の大きさを１ｍｍ以下レベ
ルに極めて小さく形成することで、平滑と比較して、よ
り大きな摩擦熱を発生させることも可能となり、良好な
凝固能を得ることもできる。凝固切除時間を短縮するこ
とで、処置時間の短縮に寄与し、術者あるいは患者に対
するメリットも大きくなる。

【００５１】従来はプローブ先端からのキャビテーショ
ンが生じていたが、本システム形態においても第２実施
形態と同様に捻じり振動を用いることにより、キャビテ
ーションの発生を抑制できる。

【００５２】本発明は上記の実施形態のものに限定され
るものではない。上記説明によれば以下の付記に挙げる
各項およびそれらの項を任意に組み合わせたものが得ら
れる。

【００５３】〔付記〕（付記項１）超音波振動を発生さ
せる超音波振動子と、超音波振動を伝達する振動伝達部
材と、この振動伝達部材によって伝達された超音波振動
により組織を処置する処置部とを有する超音波手術装置
において、上記超音波振動子として、捻り振動型振動子
を用いたことを特徴とする超音波手術装置。

【００５４】（付記項２）超音波振動を発生させる超音
波振動子と、超音波振動を術部に伝達する内針としての
振動伝達部材と、この振動伝達部材が挿通される外套管
とを有する超音波手術装置において、上記超音波振動子
として、捻り振動型振動子を用いたことを特徴とする超
音波手術装置。

【００５５】（付記項３）超音波振動を発生させる超音
波振動子と、超音波振動を伝達する振動伝達部材と、こ
の振動伝達部材の先端近傍に、該振動伝達部材と相対的
に開閉可能に配設され、振動伝達部材との間で生体組織
を把持する把持部材とを有する超音波手術装置におい
て、上記超音波振動子として、捻り振動型振動子を用い
たことを特徴とする超音波手術装置。

【００５６】（付記項４）上記振動伝達部材における先
端部の表面に、突起が配置されていることを特徴とする
付記項１乃至付記項３に記載の超音波手術装置。

【００５７】（付記項５）上記振動伝達部材における先
端部の表面に、振動伝達部材の延出方向に延びる突起が
配置されていることを特徴とする付記項１乃至付記項３
に記載の超音波手術装置。

【００５８】（付記項６）上記振動伝達部材における先
端部の表面に、溝が配置されていることを特徴とする付
記項１乃至付記項３に記載の超音波手術装置。

【００５９】（付記項７）上記振動伝達部材における先
端部の表面に、振動伝達部材の延出方向に延びる長溝が
配置されていることを特徴とする付記項１乃至付記項３
に記載の超音波手術装置。

【００６０】（付記項８）上記超音波振動伝達部材は、
波長と比較して充分短い長さであることを特徴とする付
記項１乃至付記項３に記載の超音波手術装置。

【００６１】（付記項９）上記振動子と処置部の接続部
は、互いに嵌合し回転方向の相対移動が規制される係合
機構と、上記振動子と処置部を軸方向に固定する固定部
材とを有することを特徴とする付記項１乃至付記項３に
記載の超音波手術装置。

【００６２】（付記項１０）上記振動子と処置部の接続
部は、互いに嵌合し回転方向の相対移動が規制される係
合機構を有すると共に、両者が溶接されていることを特
徴とする付記項１乃至付記項３に記載の超音波手術装
置。

【００６３】（付記項１１）上記係合機構は、凸部と該
凸部が嵌合する凹部とからなることを特徴とする付記項
９乃至付記項１０に記載の超音波手術装置。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、プ
ローブ先端からのキャビテーションを消失させ、良好で
より速やかな処置が行える超音波処置装置を提供するこ
とにある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る超音波処置装置の
システム構成の説明図。

【図２】上記超音波処置装置のハンドピースの縦断面
図。

【図３】上記超音波処置装置におけるハンドピースのＰ
ＺＴ素子の説明図。

【図４】上記超音波処置装置におけるハンドピースのＰ
ＺＴ素子の振動動作説明図。

【図５】上記超音波処置装置におけるハンドピースのプ
ローブの最先端部分の側面図。

【図６】上記超音波処置装置におけるハンドピースのプ
ローブの最先端部分の側面図。

【図７】上記超音波処置装置におけるハンドピースを用
いた超音波トロッカーの使用時の説明図。

【図８】上記超音波処置装置におけるハンドピースのプ
ローブの最先端部分の作用説明図。

【図９】本発明の第２実施形態に係る超音波凝固切開装
置の斜視図。

【図１０】上記超音波凝固切開装置の先端部の斜視図。

【図１１】上記超音波凝固切開装置のプローブ先端部の
斜視図。

【図１２】上記超音波凝固切開装置の把持部材の斜視
図。

【図１３】本発明の第１３実施形態に係る超音波凝固切
開装置の斜視図。

【図１４】上記超音波凝固切開装置のプローブ先端部の
斜視図。

【図１５】上記超音波凝固切開装置のプローブ接続部の
展開斜視図。

【図１６】上記超音波凝固切開装置の他の例のプローブ
接続部の側面図。

【符号の説明】

１…ハンドピース、２…超音波発振装置、４…プロー
ブ、５…捻じり振動ボルト締めランジュバン型振動子
（ＢＬＴ）、６…コーン、８…ホーン、９…ＰＺＴ素
子、１４…カバー、１７…プローブの最先端部分、１８
…溝（または突条）、１９…突起。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超音波振動を発生させる超音波振動子
   と、超音波振動を伝達する振動伝達部材と、この振動伝
   達部材によって伝達された超音波振動により組織を処置
   する処置部とを有する超音波手術装置において、 上記超音波振動子として、捻り振動型振動子を用いたこ
   とを特徴とする超音波手術装置。
2. 【請求項２】 超音波振動を発生させる超音波振動子
   と、超音波振動を術部に伝達する内針としての振動伝達
   部材と、この振動伝達部材が挿通される外套管とを有す
   る超音波手術装置において、 上記超音波振動子として、捻り振動型振動子を用いたこ
   とを特徴とする超音波手術装置。
3. 【請求項３】 超音波振動を発生させる超音波振動子
   と、超音波振動を伝達する振動伝達部材と、この振動伝
   達部材の先端近傍に、該振動伝達部材と相対的に開閉可
   能に配設され、振動伝達部材との間で生体組織を把持す
   る把持部材とを有する超音波手術装置において、 上記超音波振動子として、捻り振動型振動子を用いたこ
   とを特徴とする超音波手術装置。