JP2003153917A

JP2003153917A - 手術用具及びハンドピース

Info

Publication number: JP2003153917A
Application number: JP2001357517A
Authority: JP
Inventors: Eiji Mori; 榮司森; Hideyuki Torii; 秀幸鳥居; Toshiro Takahashi; 敏郎高橋; Asao Inagaki; 旭男稲垣
Original assignee: Aisin Kiko Co Ltd
Current assignee: Aisin Kiko Co Ltd
Priority date: 2001-11-22
Filing date: 2001-11-22
Publication date: 2003-05-27

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の縦振動型の手術用具及びハンドピース
では対応困難であった部位の手術又は加工を容易に行う
ことが可能な手術用具及びハンドピースを提供する。【解決手段】本発明の手術用具１０によれば、軸状の
ツール１２に伝達する振動が、捻り振動であるから、ツ
ール１２の側面は、軸方向と直交する方向で振動し、そ
のツール１２の側面に患部を押し当てることで、摩擦熱
にて止血が図られる。このとき、ツール１２の先端面
は、軸方向には振動せず、患部をつつかないから、従来
の縦振動型の手術用具に比べて、患部への刺激を抑える
ことができる。これにより、従来の縦振動型の手術用具
では対応困難であった患部の止血を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、振動したツール
を、被加工対象に宛って加工を行う手術用具及びハンド
ピースであって、特に、手術において止血を行うために
用いられる手術用具及びハンドピースに関する。

【０００２】

【従来の技術】振動したツールを被加工対象に宛って加
工する器具は、多分野で開発されているが、そのような
器具の一例として、特開平１１−１９２２３６号公報に
記載された手術用具がある。この手術用具は、図６に示
されており、超音波振動子２にホーン３を連結しかつこ
れらをハウジング４に収容してなるハンドピース１と、
そのハンドピース１のうち前記ホーン３の先端に連結さ
れる種々のツールとから構成されている。そして、超音
波素子２を駆動して振動させたツールを患部に宛い、止
血や切開等を行う。なお、上記公報以外に、同様の手術
用具が、特開平９−２６６９１２号公報にも記載されて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した従
来の手術用具の超音波振動子２は、ホーン３及びツール
を、軸方向で伸縮させる、所謂、縦波の超音波振動を生
成していた。詳細には、超音波振動子２は、図７に示す
ように、圧電素子５と電極板６とを多層に重ねた、所
謂、Ｌａｎｇｅｖｉｎ積み重ね構造をなしており、電極
板６に電圧が印加されると、各圧電素子５が積み重ね方
向（図７の左右方向）で伸縮して縦振動が生成され、こ
れにより、ホーン３及びツールが軸方向に縦振動する。

【０００４】ところが、上記した縦振動型の従来の手術
用具では、以下の問題が生じていた。即ち、従来の手術
用具を用いて止血を行う場合には、図８に示すように、
ツールＴの側面Ｔ１を患部に宛い、摩擦熱にて止血を図
るが、このとき、ツールＴの先端面Ｔ２が、軸方向に振
動し、患部をつついて刺激してしまう。特に、鼻腔内で
用いる先端径φ１ｍｍ程度のツールは、刺通能力が高い
ので、十分な注意を要し、作業性が悪かった。また、ツ
ールＴの先端面Ｔ１が、軸方向で振動して患部に接離す
るので、キャビテーションが生じ得た。

【０００５】さらに、図９に示すように、患部を切開し
てツールＴを挿入し、その挿入方向と直交する方向（図
９の左右方向）で、切断作業を行う場合に、切開口Ｓ１
を拡げる方向にツールＴを寝かす必要があったため作業
性が悪かった。

【０００６】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、従来の縦振動型の手術用具及びハンドピースでは対
応困難であった部位の手術又は加工を容易に行うことが
可能な手術用具及びハンドピースの提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
なされた請求項１の発明に係る手術用具は、所定の周波
数で振動する振動生成手段から、軸状のツールに振動を
伝達し、そのツールを患部に宛い、摩擦熱にて止血を図
る手術用具において、振動生成手段は、捻り振動をツー
ルに伝達するように構成されたところに特徴を有する。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１記載の手術用
具において、振動生成手段は、電力を受けて、超音波の
周波数で捻り振動する超音波捻り振動子を駆動源として
備えたところに特徴を有する。

【０００９】請求項３の発明は、請求項１記載の手術用
具において、振動生成手段は、電力を受けて、超音波の
周波数で捻り振動する超音波捻り振動子と、超音波捻り
振動子に連結されて、その超音波捻り振動子から受けた
捻り振動を基端側から先端側に向けて伝達する軸状のホ
ーンと、ホーン及び超音波捻り振動子を収容し、ホーン
のうち捻り振動波の節に当たる部分を保持したハウジン
グとを備えてなり、ツールは、ホーンの先端部に、着脱
可能に連結されたところに特徴を有する。

【００１０】請求項４の発明に係るハンドピースは、電
力を受けて、超音波の周波数で捻り振動する超音波捻り
振動子と、超音波捻り振動子に連結されて、その超音波
捻り振動子から受けた捻り振動を基端側から先端側に伝
達する軸状のホーンとをハウジングに収容すると共に、
ホーンの先端に、軸状のツールを装着可能な構成とし、
装着されたツールに伝わる捻り振動により、被加工対象
を加工可能としたところに特徴を有する。

【００１１】

【発明の作用及び効果】請求項１の発明に係る手術用具
によれば、軸状のツールに伝達する振動が、捻り振動で
あるから、ツールの側面は、軸方向と直交する方向に振
動し、そのツールの側面を患部に宛うことで、ツールと
患部との間の摩擦熱にて止血が図られる。このとき、ツ
ールの先端面は、軸方向には振動せず、患部をつつかな
いから、従来の縦振動型の手術用具に比べて、患部への
刺激を抑えることができ、かつ、キャビテーションを防
ぐことができる。これにより、従来の縦振動型の手術用
具では対応困難であった患部の止血を図ることができ
る。

【００１２】具体的には、電力を受けて、超音波の周波
数で捻り振動する超音波捻り振動子を、振動生成手段の
駆動源として備えればよい（請求項２の発明）。なお、
この超音波捻り振動子は、圧電素子と電極板とを積み重
ねたＬａｎｇｅｖｉｎ型振動子で構成することができ
る。

【００１３】また、請求項３の発明のように、超音波捻
り振動子に連結したホーンのうち捻り振動波の節に当た
る部分を、ハウジングにて保持した構成にすれば、ハウ
ジングに捻り振動が伝達することが抑えられ、ハウジン
グを把持した作業者への負担が軽減される。

【００１４】なお、本発明は、以下のように応用するこ
とができる。即ち、所定の周波数で振動する振動生成手
段から、軸状のツールに振動を伝達し、そのツールに備
えた振動刃を患部に宛って、前記患部の切開又は切断す
る手術用具において、前記振動生成手段は、捻り振動を
前記ツールに伝達するように構成され、前記振動刃は、
前記ツールの軸方向と直交する方向に突出したことを特
徴とする構成にすれば、狭所の奥部にツールを挿入し、
その挿入方向と直交する方向で、切開又は切断する作業
を容易に行うことができる。

【００１５】請求項４の発明によれば、ハンドピースに
連結した軸状のツールに伝達する振動が、捻り振動であ
るから、従来の縦振動型のハンドピースでは実現できな
かったツール動作を実現することができる。即ち、本発
明に係るハンドピースに軸状のツールを連結すれば、軸
方向と直交する方向に振動するツールの側面を、患部を
宛って、摩擦熱にて止血を図ることができ、このとき、
ツールの先端面は、軸方向には振動せず、患部をつつか
ないから、患部への刺激を抑えることができ、かつ、キ
ャビテーションを防ぐことができる。また、本発明に係
るハンドピースに連結したツールから側方に振動刃を突
出させれば、狭所の奥部にツールを挿入し、その挿入方
向と直交する方向で、切開又は切断する作業を容易に行
うことができる。このように、本発明のハンドピースに
よれば、従来の縦振動型のハンドピースでは、対応困難
であった部位の手術又は加工を容易に行うことが可能に
なる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
〜図５に基づいて説明する。本実施形態の手術用具１０
は、図１に示すように、ペン型のハンドピース１１の一
端に、軸状のツール１２を連結した構造をなす。ハンド
ピース１１は、例えば、外形が概円柱状をなすハウジン
グ１３内に、超音波捻り振動子１４と、ホーン１５とを
収容して備える。

【００１７】超音波捻り振動子１４は、所謂、Ｌａｎｇ
ｅｖｉｎ型振動素子であって、圧電素子２０と電極板２
１とを積み重ねて固定したアセンブリ構造をなす。より
具体的には、圧電素子２０は、図３に示すように円環状
の強誘電結晶体で構成されており、その円環の軸方向
（図３の上下方向）に電圧が印加されたときに、圧電素
子２０が円環の周方向（図３の矢印の方向）に歪むよう
に結晶が配向されている。

【００１８】一方、電極板２１（図２参照）は、圧電素
子２０の形状に整合した円環体から側方にリード部を突
出させた構造をなす。そして、図２に示すように、これ
ら電極板２１と圧電素子２０とを、交互に配して多層に
積層すると共に、中心に貫通させたセットボルトＢ１
（ヘッド部が無いボルト）の両端部に、前側ナット２２
と裏打ナット２３とを螺合してある。これにより、圧電
素子２０、電極板２１、前側ナット２２及び裏打ナット
２３が一体的に固定されて、超音波捻り振動子１４にな
っている。

【００１９】各電極板２１の前記リード部には、電線が
接続されており、これら電線は、図１に示すように、ハ
ウジング１３の後端部に設けた貫通孔１３Ａを介して外
側に延ばされ、図示しない電源装置に接続されている。
そして、電源装置に備えた図示しないスイッチをオンす
ると、超音波の周波数で交番する電圧が、各圧電素子２
０に印加され、隣合う圧電素子２０が逆向きの周方向に
歪む。これにより、超音波捻り振動子１４全体が、超音
波の周波数で捻れ振動する。

【００２０】図２に示すように、ホーン１５は、大径部
１６と中径部１７と小径部１８とを長手方向に連ねて備
え、全体として先細りの円柱形状をなしている。また、
ホーン１５の基端面（大径部１６の端面）には、前記超
音波捻り振動子１４の前側ナット２２のねじ孔２２Ａと
同径同ピッチのねじ孔１５Ａが形成されている。そし
て、これらホーン１５及び前側ナット２２の両ねじ孔１
５Ａ，２２Ａに跨って、セットボルトＢ２を螺合し、ホ
ーン１５及び前側ナット２２の端面同士を密着させて連
結してある。これにより、超音波捻り振動子１４で生成
された捻り振動がホーン１５の基端側から先端側に伝達
される。

【００２１】ここで、図１の下側には、手術用具１０に
伝達する捻り振動が、横波にして概念的に示されてい
る。同図に示すように、捻り振動は、ホーン１５の基端
側から先細りの先端側に向かうに従って振幅が増す。即
ち、ホーン１５は、超音波捻り振動子１４で生成された
捻り振動を拡幅（又は、増幅）する役割を果たす。

【００２２】また、ホーン１５は、同図に示すように、
捻り振動波の節（ｎｏｄｅ）が、丁度、大径部１６と中
径部１７との境界部と、中径部１７と小径部１８との境
界部に位置し、かつ、捻り振動波の腹（ｌｏｏｐ）が、
ホーン１５の先端面１５Ｄに位置するように、各部位１
６，１７，１８の長さ及び径（剛性）等が設定されてい
る。

【００２３】図２に示すように、ハウジング１３は、例
えば、中空の概円柱体を縦割りにした１対のハウジング
構成体１３Ｗ，１３Ｗからなる。そして、これらハウジ
ング構成体１３Ｗ，１３Ｗの間に、前述した超音波捻り
振動子１４及びホーン１５を配して、ハウジング構成体
１３Ｗ，１３Ｗ同士の接合面が、例えば震動溶着されて
いる。ここで、各ハウジング構成体１３Ｗの内面には、
ホーン１５のうち超音波捻り振動子１４から受けた捻り
振動波の節（ｎｏｄｅ）に当たる部分、即ち、前記大径
部１６と中径部１７との境界部と、中径部１７と小径部
１８との境界部とに対応した部分に、保持突部１３Ｖが
設けられている。そして、前記した各境界部に、それぞ
れ図示しないシリコーンゴム製のリングを嵌着し、その
リングの外面から保持突部１３Ｖを押さえ付けて、ハウ
ジング１３内にホーン１５が保持されている。このよう
に、ホーン１５が捻り振動しても変位しない節を、ハウ
ジング１３にて保持したから、ホーン１５からハウジン
グ１３への振動の伝達が抑えられる。

【００２４】図１に示すように、ホーン１５の先端部
は、ハウジング１３の先端面に形成した貫通孔１３Ｂか
ら外側に突出している。そして、そのホーン１５の先端
面に形成したねじ孔１５ＢにセットボルトＢ３の一端側
を螺合する一方、そのセットボルトＢ３の他端を、ツー
ル１２の基端部に形成したねじ孔１２Ａに螺合し、ホー
ン１５及びツール１２の端面同士を密着させて連結して
ある。これにより、超音波捻り振動子１４で生成された
捻り振動が、ホーン１５を介してツール１２に伝達され
る。

【００２５】ツール１２には、種々の構造のものが揃え
られており、その一例として図１に示したツール１２
は、軸方向の途中から先端に向かうに従って、テーパー
状に先細りになっている。この構造により、図１下側の
概念波形で示すように、ホーン１５からツール１２の基
端側に伝達した捻り振動波は、ツール１２の先端側に向
かうに従って拡幅される。また、ツール１２の長さは、
捻り振動波の腹（ｌｏｏｐ）が、ツール１２の先端面に
位置するように設定されている。これにより、ツール１
２の先端部が宛われた部分に、効率良く振動エネルギー
を与えることができる。なお、このツール１２の先端の
直径は、例えばφ１ｍｍになっている。

【００２６】上記ツール１２以外に、例えば、図５に示
したツール３０がハンドピース１１に連結可能となって
いる。このツール３０は、例えば、ツール１２と同形状
の軸体３１の先端に円板状の振動刃３２を備える。な
お、振動刃３２は、円板状以外に、例えば、扇状や長円
状をなして、軸体３１から側方に片持ち梁状に突出した
構造にしてもよい。

【００２７】次に、上記構成からなる本実施形態の手術
用具１０の作用効果について説明する。この手術用具１
０を用いて、例えば、鼻炎患者の鼻腔内の止血を行うに
は、図１に示した先端先細りのツール１２を、ハンドピ
ース１１に装着し、手術用具１０が連なる図示しない電
源装置のスイッチをオンする。すると、超音波捻り振動
子１４が捻り振動し、この振動がホーン１５で拡幅され
て、ツール１２に伝達される。ここで、本実施形態のハ
ンドピース１１では、ホーン１５のうち捻り振動波の節
に当たる部分を、ハウジング１３にて保持したから、ホ
ーン１５からハウジング１３への振動の伝達が抑えら
れ、ハウジング１３を把持した作業者への負担が軽減さ
れる。

【００２８】さて、ツール１２が捻り振動すると、ツー
ル１２の側面が、軸方向と直交する方向に振動する。そ
して、図４に示すように、ツール１２を鼻腔（図４の符
合５０参照）に挿入して、ツール１２の側面を、出血し
た患部に宛う。すると、ツール１２の側面と患部との間
に摩擦熱が発生して止血が図られる。このとき、ツール
１２の先端面１２Ｂ（図４参照）は、軸方向には振動せ
ず、患部をつつかないから、従来の縦振動型の手術用具
に比べて、患部への刺激を抑えることができ、かつ、キ
ャビテーションも防ぐことができる。これにより、従来
の縦振動型の手術用具では対応困難であった患部の止血
を図ることができる。なお、ツール１２の先端面１２Ｂ
を平坦にすれば、その先端面１２Ｂと患部との間で、摩
擦熱を発生させることも期待できる。

【００２９】一方、上記した止血用のツール１２に代え
て、図５に示した切開切断用のツール３０をハンドピー
ス１１に取り付ければ、狭所の奥部にツール３０を挿入
して、その挿入方向と直交する方向で、患部の切開又は
切断する作業を容易に行うことができる。

【００３０】このように、本発明の手術用具１０によれ
ば、ツール１２，３０に伝達する振動が、捻り振動であ
るから、従来の縦振動型の手術用具では対応困難であっ
た患部の手術を容易に行うことが可能になった。なお、
先端径φ１ｍｍのツール１２を、従来の縦振動型の手術
用具に取り付けたものと、本実施形態の手術用具１０と
で、同条件の下、刺通能力を比較実験してみた。する
と、所定の被験物を刺通する際の抵抗力（刺通抵抗）
が、縦振動型の従来の手術用具に比べて、本実施形態の
手術用具１０では、約１０倍となり、刺通能力を極めて
低く抑えることができるという実験結果を得た。

【００３１】＜他の実施形態＞本発明は、前記実施形態
に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するよ
うな実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、
下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実
施することができる。（１）前記実施形態では、超音波捻り振動子１４に、ホ
ーン１５とツール１２とを連結した構成であったが、超
音波捻り振動子にツールを直接連結してもよい。具体的
には、例えば、前記実施形態におけるホーン１５とツー
ル１２とを一体形成したツールを設けて、超音波捻り振
動子に直接連結してもよい。

【００３２】（２）前記実施形態では、ハンドピース１
１に止血用のツール１２又は切開切断用のツール３０を
連結したものを例示したが、ツールは、これらに限定さ
れるものではなく、どのようなツールを連結してもよ
い。また、手術以外の用途に用いるツールを装着しても
よく、具体的には、例えば、合成樹脂を摩擦熱溶着した
り、切断するためのツールを本発明に係るハンドピース
に装着してもよい。

【００３３】（３）前記実施形態の超音波捻り振動子１
４は、超音波の周波数の捻り振動を生成していたが、音
波の周波数以下の捻り振動を生成してツールに伝達する
構成にしてもよい。

【００３４】（４）前記実施形態のハンドピース１１は
ペン型であったが、ハンドピースの形状はペン型に限定
されるものではなく、例えばピストル型であってもよ
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る手術用具の側断面図

【図２】その手術用具を分解した状態の側断面図

【図３】超音波捻り振動子を備えた圧電素子の斜視図

【図４】手術用具で止血作業を行った状態の概念図

【図５】手術用具で切断作業を行った状態の概念図

【図６】従来の手術用具の側断面図

【図７】縦波振動を生成する超音波振動子の側断面図

【図８】従来の手術用具で止血作業を行った状態の概念
図

【図９】従来の手術用具で切断作業を行った状態の概念
図

【符号の説明】

１０…手術用具１１…ハンドピース１２，３０…ツール１３…ハウジング１４…超音波捻り振動子１５…ホーン２０…圧電素子２１…電極板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高橋敏郎愛知県幡豆郡吉良町大字友国字池上70番地６アイシン機工株式会社内 (72)発明者稲垣旭男愛知県幡豆郡吉良町大字友国字池上70番地６アイシン機工株式会社内Ｆターム(参考） 4C060 FF32 JJ23

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の周波数で振動する振動生成手段か
ら、軸状のツールに前記振動を伝達し、そのツールを患
部に宛い、摩擦熱にて止血を図る手術用具において、前記振動生成手段は、捻り振動を前記ツールに伝達する
ように構成されたことを特徴とする手術用具。
【請求項２】前記振動生成手段は、電力を受けて、超
音波の周波数で捻り振動する超音波捻り振動子を駆動源
として備えたことを特徴とする請求項１記載の手術用
具。
【請求項３】前記振動生成手段は、電力を受けて、超音波の周波数で捻り振動する超音波捻
り振動子と、前記超音波捻り振動子に連結されて、その超音波捻り振
動子から受けた捻り振動を基端側から先端側に向けて伝
達する軸状のホーンと、前記ホーン及び前記超音波捻り振動子を収容し、前記ホ
ーンのうち捻り振動波の節に当たる部分を保持したハウ
ジングとを備えてなり、前記ツールは、前記ホーンの先端部に、着脱可能に連結
されたことを特徴とする請求項１記載の手術用具。
【請求項４】電力を受けて、超音波の周波数で捻り振
動する超音波捻り振動子と、前記超音波捻り振動子に連
結されて、その超音波捻り振動子から受けた捻り振動を
基端側から先端側に伝達する軸状のホーンとをハウジン
グに収容すると共に、前記ホーンの先端に、軸状のツー
ルを装着可能な構成とし、装着された前記ツールに伝わる捻り振動により、被加工
対象を加工可能としたことを特徴とするハンドピース。