JP2004305366A - 超音波処置装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電線が摩損しても継続的に駆動可能な耐性に優れた超音波処置装置を提供する。
【解決手段】超音波処置装置１０は、超音波振動を生じる圧電素子２３と、圧電素子２３の各端面に配設される電極２４と、超音波振動を生体組織に向けて伝達するホーン部２０とを有する超音波振動子１６と、この超音波振動子１６の外周を覆うケーシング１５と、各電極２３にそれぞれ電気的に接続され、ケーシング１５と超音波振動子１６との間を通してケーシング１５の外側に導かれた複数の電線３２−３４と、電線３２−３４を通して電極２４に電気エネルギを供給する電源１２とを備えている。電線３３，３４は、マイナス電極２４ａ，２４ｃ，２４ｅ，２４ｇに接続され、これらマイナス電極２４ａ，２４ｃ，２４ｅ，２４ｇに接続された電線３３，３４がケーシング１５の外側まで別配線で導かれている。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば超音波手術等に用いられる超音波処置装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波処置装置は、電源装置から電気エネルギが供給されると超音波振動を発生するハンドピースを備えている。このハンドピースには、ランジュバン型ボルト締め超音波振動子が配設され、略円錐状のホーン部に超音波振動を伝達する。そして、このハンドピース（ホーン部）の先端部には、ハンドピースで発生させた超音波振動を伝達し、伝達された超音波振動で生体組織を処置する金属材製のプローブが配設されている。
【０００３】
このような超音波処置装置に関する技術として、例えば特許文献１ないし特許文献３がある。特許文献１は、超音波処置装置のハンドピース内の配線が工夫されたものである。これは、電極および圧電素子で形成されるブロック形状のランジュバン型ボルト締め超音波振動子の一部に電線埋め込み用の溝が形成されている。そして、これらの溝に電線（リード線）を埋め込むことで電線が配設される空間を縮小してハンドピースの小型化を実現している。
【０００４】
次に、特許文献２は、ランジュバン型ボルト締め超音波振動子を有するハンドピース内の一般的な配線が示されている。これは、電線（リード線）をそれぞれ電極に結線して電線をケーシングの末端まで導く構造である。
【０００５】
さらに、特許文献３は、超音波処置装置のハンドピース内の配線が工夫されたものである。これは、超音波振動子の電線（リード線）とケーシングとの間に絶縁性部材を介在させている。これにより、超音波振動子の電線とケーシングとの間に絶縁のためのスペースを空けることなく電気的な安全性を実現し、ハンドピースの小型化を実現している。
【０００６】
【特許文献１】
実開平５−７６５７２号公報
【０００７】
【特許文献２】
国際公開第９５／０９４４５号パンフレット
【０００８】
【特許文献３】
特開平５−９５９５７号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１では、上述したように、超音波振動子のブロック形状の一部に溝を掘ってこれらの溝に電線を埋め込むことでハンドピースの小型化を実現している。しかし、ブロック形状が部分的に異型形状になるので振動工学的に安定駆動（安定振動）させることが難しく、かつ、例えば溝の縁などで発熱するおそれもある。また、ハンドピースを連続駆動（超音波振動）させることにより、超音波振動しているブロック形状に電線が絶えずこすり付けられる状態で保持されるので、電線が摩損するおそれもある。
【００１０】
特許文献２では、それぞれの電線をケーシングの末端まで導くので、超音波振動子のブロック形状の周辺の配線は難雑になる。このため、超音波振動をしているブロック形状に電線が絶えずこすり付けられる状態で保持されるので、電線が摩損するおそれがある。
【００１１】
特許文献３では、上述したように、超音波振動子の電線とケーシングの間に絶縁部材を配置して内部構造を密にすることによってハンドピースの小型化を実現している。しかし、この場合も超音波振動しているブロック形状に電線が絶えずこすり付けられる状態で保持されるので、電線が摩損するおそれは残ったままである。
【００１２】
この発明は、このような課題を解決するためになされたもので、一部の電線が摩損しても継続的に駆動可能で耐久性に優れた超音波処置装置を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、この発明の超音波処置装置は、超音波振動を生じる少なくとも１つの圧電素子と、前記圧電素子の各端面に配設される電極と、前記圧電素子で発生させた超音波振動を増幅するホーン部と、前記圧電素子と電極とを貫通するボルトによって前記ホーン部とともに一体化された超音波振動ブロックが形成されるランジュバン型超音波振動子と、この超音波振動子を覆うケーシングとを備えている。そして、前記超音波振動子に電気エネルギを供給する電線の少なくとも２つがマイナス電極に接続され、これらマイナス電極に接続された電線がそれぞれ別配線で構成されていることを第１の特徴とする。
【００１４】
このような構成を有するので、マイナス側の電線の１つが摩損しても継続的に超音波処置装置を駆動させることができる。
【００１５】
また、好ましくは、前記少なくとも２つのマイナス電極は、前記ホーン部と電気的に導通した同一電位状態にあることを第２の特徴とする。
【００１６】
このような構成を有するので、電線の１つが摩損したときに振動可能な圧電素子間にかかる電圧を摩損する前に比べて略同一に保つことができ、かつ、ホーン部をマイナス側電線と同一電位状態にすることができる。
【００１７】
また、好ましくは、前記少なくとも２つのマイナス電極は、アース状態にあることを第３の特徴とする。
【００１８】
このような構成を有するので、感電を防止することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の好ましい実施の形態について説明する。超音波処置装置は、大きくは超音波凝固切開装置と超音波吸引装置とに大別される。本実施の形態の超音波処置装置は、その両方に利用可能であるが、ここでは特に、超音波凝固切開装置に適用した例について実施の形態を説明する。
【００２０】
まず、第１の実施の形態について図１および図２を参照して説明する。
図１に示すように、この実施の形態に係わる超音波処置装置１０は、術者が把持するハンドピース１１と、このハンドピース１１に電気エネルギを供給する電源装置（出力装置）１２とを備えている。この電源装置１２には、電源装置１２から出力される電気エネルギを選択的に制御するフットスイッチ１３が接続されている。
【００２１】
図２は、ハンドピース１１の内部構成を示すものである。図２に示すように、ハンドピース１１は、略円筒状に形成されたケーシング１５と、このケーシング１５の内部に内挿されたランジュバン型ボルト締め超音波振動子１６とを備えている。ケーシング１５の先端側は開口し、基端側は略閉塞されている。このケーシング１５は、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）材など、非導電性を備えた硬質樹脂材で形成されている。また他に、ケーシング１５の芯材が金属材（導電性部材）によって形成され、この芯材の内周面および外周面に非導電性部材（例えばＰＴＦＥ材）が被覆される構成にしても良い。
【００２２】
ランジュバン型ボルト締め超音波振動子１６は、略テーパ状に先細に形成された金属材製のホーン部２０と、このホーン部２０に超音波振動を伝達する超音波振動ブロック２１とを備えている。ホーン部２０の基端側には、テーパ状に先細となる円錐状の円錐状部２０ａが設けられている。この円錐状部２０ａの先端側には、円柱状の円柱状部２０ｂの基端部が段差なく一体的に形成されている。ホーン部２０（円錐状部２０ａ）の基端部には、軸中心から外方側に突出したフランジ部２０ｃが形成されている。ホーン部２０の基端面の軸心部には、円柱状部２０ｂと同一軸上にねじ孔２０ｄが形成され、このねじ孔２０ｄには、後述するボルト２８が螺着されるようになっている。一方、ホーン部２０（円柱状部２０ｂ）の先端部には、後述するプローブ４２の基端部が連結される。
【００２３】
超音波振動ブロック２１は、例えばセラミックス材で略ドーナツ状に形成された複数（この実施の形態では６つ）の圧電素子（圧電セラミックス）２３ａ−２３ｆ（以下、代表して主に符号２３を付す）と、中心に貫通孔が形成された略円盤状の複数（この実施の形態では７つ）の電極２４ａ−２４ｇ（以下、代表して主に符号２４を付す）とを備えている。なお、電極２４は、チタンやアルミニウム、銅、黄銅などの電気を通しやすい薄い金属材で形成されていることが好適である。
【００２４】
そして、各電極２４間には、貫通孔（中心軸）を揃えた状態で圧電素子２３が配設されている。すなわち、６つの圧電素子２３と、７つの電極２４とが交互に積層される状態で並設されている。この積層体の圧電素子２３および電極２４の貫通孔には、ボルト２８が貫通されている。さらに、ボルト２８の先端部は、ホーン部２０の上述したねじ孔２０ｄに強くねじ込まれている。このように、ボルト２８がホーン部２０に対して強くねじ込まれることによって、各圧電素子２３および各電極２４がボルト２８とホーン部２０とによって例えば万力で固定するように強固に挟み込まれている。このため、各圧電素子２３の両端面には、それぞれ電極２４が強固に密着された状態にある。このように、ホーン部２０には、超音波振動ブロック２１が強固に固定されている。なお、ボルト２８の軸部外周面と各圧電素子２３および各電極２４の貫通孔の内周面との間には、絶縁材からなるスペーサ２９が配設されている。このため、隣接する電極２４同士がボルト２８を介して電気的に導通しないようになっている。
【００２５】
ケーシング１５の先端部側の内周には、フランジ受部３０が内方側に突設されている。また、フランジ受部３０の前方側の内周面には、めねじ部３０ａが形成されている。そして、このフランジ受部３０には、上述したホーン部２０のフランジ部２０ｃが前方側から当接されている。なお、ホーン部２０のフランジ部２０ｃとケーシング１５のフランジ受部３０との間に例えばゴム材からなるＯリング（図示せず）が配設されている。この状態で、ケーシング１５のめねじ部３０ａに螺着するおねじ部（図示せず）を備えた固定リング３０ｂが嵌められている。このため、ケーシング１５の内部に水や血液等の液体が浸入することが防止される。
【００２６】
すなわち、ケーシング１５のフランジ受部３０に当接するようにホーン部２０のフランジ部２０ｃが配設されている。さらにホーン部２０のフランジ部２０ｃの前方側から固定リング３０ｂが螺挿されてホーン部２０がケーシング１５に固定されている。このように、ランジュバン型ボルト締め超音波振動子１６がケーシング１５に固定されている。このため、ケーシング１５は、術者が支持する支持部となり、かつ、水密を確保する土台となってランジュバン型ボルト締め超音波振動子１６を保護することができる。
【００２７】
また、図１に示すように、ハンドピース１１の先端部には、細長い金属材製のプローブ４２が配設されている。このプローブ４２の基端部には、ホーン部２０の円柱状部２０ｂ（ハンドピース１１）の先端部に接続されている。そして、超音波振動ブロック２１で発生させた超音波振動をホーン部２０を介してプローブ４２に伝達するようになっている。ケーシング１５には、ホーン部２０の先端部からプローブ４２の先端部までを覆うように、シース４３が配設されている。シース４３は、振動するプローブ４２に術者が接触しないように保護するものである。また、このシース４３の先端部には、プローブ４２の先端部と対向する位置に、ジョー４３ａの基端部が回動可能に枢支されている。シース４３の基端側の操作部４３ｂには、ジョー４３ａを開閉操作するハンドル４３ｃが設けられている。このハンドル４３ｃの操作時には、シース４３内に配設された例えば操作ロッド（図示せず）を牽引操作してジョー４３ａを開閉させる。この操作によりジョー４３ａは、プローブ４２に対して開閉操作される。そして、ジョー４３ａとプローブ４２との間に生体組織の処置位置を挟み込むなどして、プローブ４２の振動を処置位置に効率良く伝達する。
【００２８】
一方、ケーシング１５（ハンドピース１１）の後端部には、ケーブル１８の一端が配設されている。ケーシング１５の後端部には、このケーブル１８の一端の屈曲を防止する折れ止め１９が配設されている。このケーブル１８の他端は、超音波振動子１６に電気エネルギを供給する電源装置１２（図１参照）に接続されている。図１に示すように、このケーブル１８の他端には、コネクタ３１が設けられている。このコネクタ３１は上述した電源装置１２のコネクタ受部（図示せず）に着脱自在である。すなわち、ハンドピース１１と電源装置１２とは、着脱自在である。
【００２９】
電源装置１２には、超音波出力レベルを設定する制御回路（図示せず）が設けられている。そして、少なくとも２段階以上に超音波出力レベルを設定可能な出力レベル設定ボタン３８が設けられている。このため、電源装置１２は、出力レベル設定ボタン３８によって、ハンドピース１１に対する出力を調整することができる。また、電源装置１２には、さらに電源装置１２自体の電源をＯＮ／ＯＦＦに切り換える電源スイッチ（メインスイッチ）３９が設けられている。
【００３０】
そして、この電源装置１２には、ケーブル４０によってフットスイッチ１３が接続されている。フットスイッチ１３には、超音波設定出力ペダル１３ａと、超音波最大出力ペダル１３ｂとが設けられている。超音波設定出力ペダル１３ａが足踏み操作されると、電源装置１２から出力レベル設定ボタン３８で設定した値の電気エネルギ（電力）が出力される。超音波最大出力ペダル１３ｂが足踏み操作されると、電源装置１２の出力レベル設定ボタン３８で設定した値に関わらず、ハンドピース１１が許容する最大の電気エネルギ（電力）が電源装置１２から出力される。
【００３１】
また、図２に示すように、上述したケーブル１８には、例えば３本の芯線３２，３３，３４（第１の芯線３２、第２の芯線３３および第３の芯線３４）が内挿されている。そして、第１の芯線３２がプラス側芯線、第２の芯線３３がマイナス側芯線、第３の芯線３４がアース側芯線となっている。第２および第３の芯線３３，３４は、ケーブル１８の後方側（上述したコネクタ３１（図１参照）近傍）または、電源装置１２内で電気的に接続されている。すなわち、第２および第３の芯線３３，３４は、同一電位状態である。また、この実施の形態でマイナス側とは、アース状態である。つまり、第２および第３の芯線３３，３４は、アースされた状態にある。
【００３２】
そして、第１の芯線３２には、第１の芯線３２を例えば３本に分岐したリード線（電線）３２ａ，３２ｂ，３２ｃを介して電極２４ｂ，２４ｄ，２４ｆがそれぞれ電気的に接続されている。また、第２の芯線３３には、第２の芯線３３を例えば３本に分岐したリード線（電線）３３ａ，３３ｂ，３３ｃを介して電極２４ｃ，２４ｅ，２４ｇがそれぞれ電気的に接続されている。さらに、第３の芯線３４には、第３の芯線３４のリード線（電線）３４ａを介して電極２４ａが電気的に接続されている。そうすると、電極２４は、ボルト２８の基端部側から先端部に向けて、マイナス（アース）、プラス、マイナス（アース）、…、マイナス（アース）のように交互に配設されている。このため、ホーン部２０と接触する位置の電極２４ａにはマイナス（アース）が接続されている。
【００３３】
次に、このような構成を有する第１の実施の形態に係わる超音波処置装置１０の作用について説明する。
図１に示す電源装置１２の電源スイッチ３９をＯＮにする。そして、電源装置１２の超音波出力レベル設定ボタン３８を操作して電源装置１２のハンドピース１１への電気エネルギ出力を設定しておく。その後、フットスイッチ１３の超音波設定出力ペダル１３ａを足踏み操作して電源装置１２の出力をＯＮに切り換える。すると、電源装置１２からハンドピース１１に所定の電気エネルギが供給される。
【００３４】
続いて、電源装置１２からハンドピース１１への電気エネルギの流れについて説明する。
電源装置１２から出力される電気エネルギは、プラス側の芯線３２からプラス側のリード線３２ａ−３２ｃを通してそれぞれ電極２４ｂ，２４ｄ，２４ｆに流れる。その後、圧電素子２３を介し、電極２４ｃ，２４ｅ，２４ｇ，２４ａからマイナスのリード線３３ａ−３３ｃ，３４ａを経てマイナス側の芯線３３，３４を通して電源装置１２に流れる。
【００３５】
このとき、各圧電素子２３は、両極の電位差による圧電効果によって振動する。したがって、振動ブロック２１全体から超音波振動が生じる。そして、振動ブロック２１に密着したホーン部２０に超音波振動が伝達される。このとき伝達される超音波振動は、ホーン部２０の先端（円柱状部２０ｂ）に向けて振幅拡大されて伝達される。さらに、ホーン部２０（円柱状部２０ｂ）の先端からプローブ４２に超音波振動が伝達される。
【００３６】
このようにしてプローブ４２の先端側に超音波振動を伝達させる。このとき、シース４３のジョー４３ａとプローブ４２とで生体の処置したい部位を挟み込んだ状態でハンドピース１１に超音波振動を生じさせることにより、処置したい部位に対して容易に切開などの処置を行うことができる。
【００３７】
そして、超音波処置装置１０（ハンドピース１１）を使用し（振動させ）続けると、ケーシング１５の内周面にリード線３２ａ−３２ｃ，３３ａ−３３ｃ，３４ａが接触して摩損することがある。一般に、振動ブロック２１は、ケーシング１５のフランジ受部３０では殆ど振動せず、振動量はボルト２８の基端部側に近づくほど大きくなる。すなわち、複数のリード線３２ａ−３２ｃ，３３ａ−３３ｃ，３４ａのうち、最も断線する可能性が高いのは、ボルト２８の最も基端部側に設けられた電極２４ｇに結線されたリード線３３ｃである。このため、この実施の形態では、最もボルト２８の基端部に近い電極２４ｇに接続されたリード線３３ｃが断線した場合、すなわち芯線３３が断線した場合の作用について説明する。
【００３８】
リード線３３ｃが断線すると、圧電素子２３ｂ−２３ｆを振動させることができなくなる。このとき、最もホーン部２０に近接する側に配設された圧電素子２３ａには、マイナス側（アース側）のリード線３４ａが結線された電極２４ａが配設されている。このため、圧電素子２３ａの両極である電極２４ａ，２４ｂによって、電位差を生じさせることができる。そうすると、ハンドピース１１は、圧電効果により圧電素子２３ａを超音波振動させ続けることができ、圧電素子２３ａの超音波振動がホーン部２０を介してプローブ４２に伝達される。したがって、リード線３３ｃが断線しても、マイナス側（アース側）の別配線を介して電気エネルギが流れる通電状態を保持することができ、生体組織に対して超音波処置を行える。
【００３９】
なお、このとき、上述したフットスイッチ１３の超音波最大出力ペダル１３ｂを踏むと、圧電素子２３ａに上述した出力レベル設定ボタン３８で設定した出力よりも大きな出力を与えることができる。このため、圧電素子２３ａの超音波振動の出力を大きくすることができる。なお、出力レベル設定ボタン３８を設定し直して出力レベルを大きくするように設定した後、超音波設定出力ペダル１３ａを踏んでも良い。このように、圧電素子２３ａの超音波振動の出力を大きくすることができるので、超音波振動の出力をあまり落とすことなく生体組織に超音波処置のための振動を伝達することができる。
【００４０】
また、リード線３４ａ、電極２４ａおよびホーン部２０はアース状態で互いに電気的に接続されているので、術者が感電することは防止される。
【００４１】
以上説明したように、この実施の形態によれば、以下の効果が得られる。
ホーン部２０が常にアース状態にあるので、術者が感電する危険性を低く抑えることができる。また、リード線３３ｃが断線したとしても圧電素子２３ａを超音波駆動させ続けることができるので、生体組織に対して処置を続けることができる。したがって、ハンドピース１１の耐性を向上させることができる。すなわち、一部の電線（リード線）が摩損など、断線しても継続的に駆動可能で耐性に優れた超音波処置装置１０を提供することができる。
【００４２】
また、振動ブロック２１が段差なく円筒状に形成されているので、局部的な発熱のおそれを低くすることができる。このため、ハンドピース１１を連続的に超音波振動させても、ハンドピース１１の故障を防止することができる。
【００４３】
また、高周波処置具等を近くで使用しても、ケーシング１５が非導電性部材で覆われているので、術者が感電することを防止することができる。
【００４４】
次に、第２の実施の形態について図３を用いて説明する。この実施の形態は第１の実施の形態のハンドピース１１の変形例である。
【００４５】
図３に示すように、この実施の形態では、図２に示すホーン部２０に当接した電極２４ａの代わりに、ケーシング１５のフランジ受部３０と、導電性のホーン部２０のフランジ部２０ｃとの間に金属材製（導電性）のワッシャー２５ａが配設されている。そして、このワッシャー２５ａには、電極２４ａと同様にリード線３４ａが結線されている。したがって、リード線３４ａ、ワッシャー２５ａおよびホーン部２０は、電気的に接続されている。なお、ゴム材製のＯリング（図示せず）がケーシング１５のフランジ受部３０と、ホーン部２０のフランジ部２０ｃとの間に嵌められている。他の構成は第１の実施の形態と同様である。
【００４６】
なお、この実施の形態に係わる超音波処置装置１０の作用および効果は第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【００４７】
次に、第３の実施の形態について図４（Ａ）ないし図４（Ｃ）を用いて説明する。この実施の形態は第１の実施の形態の変形例である。このため、同一の部材には同一の符号を付し、詳しい説明を省略する。
【００４８】
図４（Ａ）に示す筒状のケーシング４８は、導電体で形成されている。図４（Ａ）に示すように、第１の実施の形態と同様に、複数の圧電素子２３が配設されている。プラス側の電極４９は、図４（Ｂ）および図４（Ｃ）に示すように、３つの電極が一体的に形成されている。電極４９は、Ｌ字状に形成され、各端部には、中央に貫通孔を有する円盤状の電極が設けられている。そして、電極４９は、図４（Ｂ）に示すＬ字状の状態から図４（Ｃ）に示す矢印ａ，ｂに示すように折り曲げられて３つの電極の貫通孔が１つの軸上に配設されるように形成されている。つまり、図４（Ｂ）中の中央の電極に対して上側の電極が奥側に、左側の電極が手前側に折り返されている。
【００４９】
マイナス側の電極５０は、図示しないが、４つの電極５０がプラス側の電極４９と同様に一体的に形成されている。例えば、電極５０は、コ字状に形成され、各端部には、中央に貫通孔を有する円盤状の電極が設けられている。そして、電極５０は、図４（Ｃ）に示すプラス側の電極４９と同様に折り返されて４つの電極の貫通孔が１つの軸上に配設されるように形成されている。
【００５０】
また、この実施の形態において、ケーブル１８内に内挿される芯線３２，５２は２本である。一方の芯線３２は、リード線３２ｄを介してプラス側の電極４９に結線されている。他方の芯線５２は、リード線５２ａを介して筒状のケーシング４８に結線されている。すなわち、このケーシング４８には、ホーン部２０を通してマイナス側の電極５０が接続されている。
【００５１】
このため、ホーン部２０にマイナス側の電極５０が電気的に接続された状態にあり、電気的に接続されたケーシング４８およびホーン部２０がマイナス側の電極として作用する。なお、ケーシング４８（リード線５２ａおよび芯線５２）はアースされた状態にある。このため、各圧電素子２３の端面間に電位差を生じさせると各圧電素子２３は、圧電効果を発揮する。
【００５２】
次に、このような超音波処置装置１０の作用について説明する。第１の実施の形態と同様に、図１に示す電源装置１２から電気エネルギを供給したときのハンドピース１１の電気エネルギの流れについて説明する。
電源装置１２から出力される電気エネルギは、プラス側の芯線３２からプラス側のリード線３２ｄを通して電極４９に流れる。その後、圧電素子２３を介して電極５０からホーン部２０、ケーシング４８、リード線５２ａを経てマイナス側の芯線５２を通して電源装置１２に流れる。このため、振動ブロック２１全体に超音波振動が生じ、ホーン部２０からプローブ４２に超音波振動が伝達される。
【００５３】
なお、超音波処置装置１０（ハンドピース１１）を使用し（振動させ）続けると、例えばリード線３２ｄ，５２ａの金属疲労による断線や、ケーシング４８の内周にリード線３２ｄ，５２ａが接触して摩損することがある。すなわち、リード線３２ｄ，５２ａが断線することがある。
【００５４】
ここでは、リード線３２ｄ，５２ａのいずれかが断線した場合、すなわち、いずれかの芯線３２，５２が断線した場合の作用について説明する。
例えば、圧電素子２３を駆動させた状態で芯線３２に断線が生じると、電気回路が遮断される。このため、超音波振動が停止する。このように、芯線３２断線が生じると、超音波振動が自動的に停止する。また、他の芯線５２が断線した場合も同様である。
【００５５】
以上説明したように、この実施の形態によれば、以下の効果が得られる。
マイナス側のリード線５２ａを電極５０に直接接続する必要がないので、圧電素子２３からの振動が直接リード線５２ａに伝わらない。このため、リード線５２ａが破損することを防止でき、ハンドピース１１の耐性を向上させることができる。また、リード線５２ａが破損したとしても、電気回路が遮断されるので、超音波振動が停止する。このため、術者および患者に対して安全に（危険なく）手術を停止することができる。
【００５６】
マイナス側の芯線５２は、電極５０（振動ブロック２１）に直接結線される構造ではないので、従来よりも芯線５２（リード線５２ａ）の耐性を大きく向上させることができる。また、第１の実施の形態で説明したように、多くのリード線３２ａ−３２ｃ，３３ａ−３３ｃ（図１参照）をケーシング４８と振動ブロック２１との間に配設する必要がないので、ケーシング４８と振動ブロック２１との間のクリアランスを小さく形成することができる。また、煩雑な配線を必要としないので、リード線３２ｄ，５２ａが他のリード線と絡み合ったり、摩損しにくい構造となっている。したがって、ハンドピース１１の耐性を大きく向上させることができ、かつ、ケーシング４８を小型化することができる。すなわち、ハンドピース１１の耐性を向上させ、かつ、小型化することができる。
【００５７】
なお、この実施の形態では、ケーシング４８を金属材としたが、このケーシング４８の少なくとも外周面に非導電性部材が被覆されていることが好適である。そうすると、例えば、高周波処置時の漏れ電流などがハンドピース１１に流れることがなくなるので、さらに安全性を高めることができる。
【００５８】
また、この実施の形態で説明した図４（Ｂ）および図４（Ｃ）に示すプラス側の電極４９を第１の実施の形態で説明した図２に示す電極２４ｂ，２４ｄ，２４ｆの代わりに用いても良い。同様に、第１の実施の形態で説明した図２に示すマイナス側の電極２４ｃ，２４ｅ，２４ｇの代わりに電極４９を用いても良い。そうすると、図２に示すケーシング１５と超音波振動ブロック２１との間に配設されるリード線の数を少なく抑えることができ、ケーシング１５と振動ブロック２１との間の距離を小さくすることができる。したがって、ケーシング１５の小型化を図ることができる。延いては、ハンドピース１１の小型化を図ることができる。
【００５９】
次に、第４の実施の形態について図５を用いて説明する。この実施の形態は、第１の実施の形態の変形例である。このため、同一の部材には同一の符号を付し、詳しい説明を省略する。
【００６０】
図５に示すように、ホーン部２０の基端部には、圧電素子２３ａが直接密着されている。すなわち、第１の実施の形態に対して電極２４ａ（図２参照）が除去された構造である。また、ケーブル１８の内部には、３本の芯線３２，５５，５６が内挿されている。芯線５５は、ボルト２８に接触するマイナス側の電極２４ｇに結線されるリード線５５ａを備えている。また、他の芯線５６は、他のマイナス側の電極２４ｃ，２４ｅに結線されるリード線５６ａ，５６ｂを備えている。
【００６１】
ケーブル１８の基端部には、外観が円柱状のコネクタ３１（図１参照）が設けられている。図５に示すように、コネクタ３１は、非導電性のケーシング５８を備えている。このケーシング５８の平面状の一側は、開口されている。この開口された一側には、ケーシング５８の内周で嵌合され、開口された一側から外方に突出した嵌合部材５９が配設されている。この嵌合部材５９は、ケーブル１８の端部を覆うように縮径されている。また、この嵌合部材５９には、ケーブル１８の折れ止め６０が装着されている。このため、ケーブル１８に内挿された芯線３２，５５，５６は、ケーシング５８の開口からケーシング５８の内部に向かって延びている。
【００６２】
一方、ケーシング５８の他側には、金属材製（導電性）の３つの接続ピン６２ａ，６２ｂ，６２ｃがケーシング５８を貫通した状態で装着されている。このうち、接続ピン６２ａには、プラス側の芯線３２のリード線３２ｅが電気的に接続されている。また、接続ピン６２ｂには、マイナス側の芯線５５のリード線５５ｂおよび電気回路６３を介してリード線５５ｃが電気的に接続されている。電気回路６３には、コイル６４と、ダイオード６５とが並列に接続されている。また、接続ピン６２ｃには、マイナス側の芯線５６のリード線５６ｃが開閉スイッチ６６を介して電気的に接続されている。そして、電気回路６３（コイル６４およびダイオード６５）と、開閉スイッチ６６とで開閉スイッチ６６のＯＮ／ＯＦＦの切り換えを行うリレー回路６７が形成されている。
【００６３】
なお、上述したように、芯線３２はプラス側であるので、接続ピン６２ａはプラス側である。一方、芯線５５，５６はマイナス側であるので、接続ピン６２ｂ，６２ｃはマイナス側である。
【００６４】
次に、この実施の形態に係わる超音波処置装置１０の作用について説明する。まず、電源装置１２からハンドピース１１への電気エネルギの流れについて説明する。
【００６５】
電源装置１２から出力される電気エネルギは、プラス側の接続ピン６２ａ、プラス側の芯線３２からプラス側のリード線３２ａ−３２ｃを通してそれぞれ電極２４ｂ，２４ｄ，２４ｆに流れる。その後、圧電素子２３ｆを介し、電極２４ｇからマイナス側のリード線５５ａを通してマイナス側の芯線５５からリード線５５ｃに電気エネルギが流れる。リード線５５ｃに電気エネルギが流れると、さらに並列状態のコイル６４およびダイオード６５と、リード線５５ｂとを通して接続ピン６２ｂを経て電源装置１２に電気エネルギが流れる。すると、リレー回路６７により、開閉スイッチ６６が閉じる。
【００６６】
そうすると、電源装置１２から出力される電気エネルギは、圧電素子２３ｂ−２３ｅの両極に電位差を生じさせるので、上述した圧電素子２３ｆとともに圧電効果により圧電素子２３が振動する。そして、振動ブロック２１全体から超音波振動が生じ、振動ブロック２１に密着したホーン部２０を介してプローブ４２の先端に超音波振動が伝達される。
【００６７】
次に、リード線５５ａが断線した場合の作用について説明する。
リード線５５ｂに電流が流れている間は、リレー回路６７により、開閉スイッチ６６が閉じた状態（閉ループ状態）にある。しかし、例えばリード線５５ａが断線すると、開閉スイッチ６６が開いてリード線５６ｃに電気エネルギが流れなくなり、圧電素子２３ｂ−２３ｅの超音波振動が停止する。
【００６８】
このように、リード線５５ａに断線が生じると他のリード線５６ａ，５６ｂが接続された開閉スイッチ６６が開いて速やかに回路が遮断される。したがって、安全にハンドピース１１の振動を停止することができる。
【００６９】
したがって、例えば連続駆動することによりリード線５５ａが摩損したとすると、リレー回路６７で電気エネルギの流れを常に監視しているので、安全に超音波処置装置１０を停止することができる。
【００７０】
次に、第５の実施の形態について図６を用いて説明する。この実施の形態は、上述した図４および図５を用いて説明した第３および第４の実施の形態の変形例である。このため、上述した部材と同一の部材には同一の符号を付し、詳しい説明を省略する。
【００７１】
この実施の形態に係わるハンドピース１１のケーシング４８は、導電体で形成されている。
図６に示すように、ケーブル１８には、３本の芯線６９，７０，５２が内挿されている。このうち、符号６９，７０で示す２本の芯線はプラス側芯線である。また、プラス側の電極は、図４（Ｂ），（Ｃ）を用いて説明した電極４９を変形させた符号４９ｂで示すように形成されている。この変形例では、電極４９ｂは一体的に形成され、圧電素子２３ｃ，２３ｄ間と、圧電素子２３ｅ，２３ｆ間とに配設されている。
【００７２】
上述した芯線６９からのリード線６９ａは、開閉スイッチ６６を介してリード線６９ｂに接続され、さらにこのリード線６９ｂの先端が電極２４ｂに結線されている。また、芯線７０からのリード線７０ａは、並列に接続された電気回路６３を介してリード線７０ｂに接続され、このリード線７０ｂの先端が電極４９ｂに結線されている。
【００７３】
この実施の形態に係わる超音波処置装置１０の作用について説明する。図１に示す電源装置１２から電気エネルギを供給したときのハンドピース１１の電気エネルギの流れについて説明する。
電源装置１２から出力される電気エネルギは、プラス側の芯線７０からプラス側のリード線７０ａ、電気回路６３、リード線７０ｂを通して電極４９ｂに流れる。その後、圧電素子２３ｃ−２３ｆを介し、電極５０からホーン部２０およびケーシング４８を通してリード線５２ａから芯線５２を経て電源装置１２に電気エネルギが流れる。
【００７４】
リード線７０ａから電気回路６３を通してリード線７０ｂに電気エネルギが流れると、リレー回路６７の作用により、開閉スイッチ６６が閉じる。そうすると、各圧電素子２３ａ，２３ｂの両極間に圧電効果が生じる。各圧電素子２３の圧電効果により、振動ブロック２１全体から超音波振動が生じる。そして、振動ブロック２１に密着したホーン部２０に超音波振動が伝達される。
【００７５】
次に、リード線６９ａが断線した場合の作用について説明する。
リード線７０ａ，７０ｂに電流が流れている間は、リレー回路６７により、開閉スイッチ６６が閉じた状態（閉ループ状態）にある。しかし、例えばリード線７０ａが断線すると、リード線６９ｂに電気エネルギが流れなくなり、コイル６４によって開閉スイッチ６６を閉じた状態とすることができなくなる。このため、開閉スイッチ６６が開いてリード線６９ａ，６９ｂに電気エネルギが流れなくなる。
【００７６】
このように、リード線７０ａに断線が生じると他のリード線６９ａ，６９ｂが接続された開閉スイッチ６６が開いて速やかに回路が遮断される。そして、安全にハンドピース１１の振動を停止することができる。
【００７７】
したがって、例えば連続駆動することによりリード線７０ａが摩損したとすると、リレー回路６７により電気エネルギの流れを常に監視しているので、安全に超音波処置装置１０を停止することができる。
【００７８】
また、ケーシング４８と振動ブロック２１との間に配設されるリード線の数を減らすことができるので、ケーシング４８を小型化することができる。すなわち、ハンドピース１１を小型化することができる。
【００７９】
これまで、いくつかの実施の形態について図面を参照しながら具体的に説明したが、この発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で行なわれるすべての実施を含む。
【００８０】
上記説明によれば、下記の事項の発明が得られる。また、各項の組み合わせも可能である。
【００８１】
［付記］
（付記項１） 円盤状に形成されて２つの平行端面間に電位差が与えられると超音波振動を生じる少なくとも１つの圧電素子と、前記圧電素子の各端面に配設される電極と、前記圧電素子で発生させた超音波振動を生体組織に向けて伝達するホーン部と、前記圧電素子と電極とを貫通して超音波振動ブロックを形成するとともにこの超音波振動ブロックの前記電極の１つを前記ホーン部に接触させた状態で維持するボルトとを備えたランジュバン型超音波振動子と、
この超音波振動子を覆うケーシングと、
各電極にそれぞれ電気的に接続され、前記ケーシングと超音波振動子との間を通して前記ケーシングの外側に導かれたプラス側およびマイナス側の電線と、
前記電線を通して前記電極に電気エネルギを供給する電源と
を備えた超音波処置装置において、
前記電線は、少なくとも３つ設けられ、そのうちの少なくとも２つがマイナス側として前記電極に接続され、
これらマイナス側の電線が前記ケーシングの外側まで別配線で導かれていることを特徴とする超音波処置装置。
【００８２】
（付記項２） 前記少なくとも２つのマイナス側の電線は、前記ホーン部と電気的に導通した状態にあることを特徴とする付記項１に記載の超音波処置装置。
【００８３】
（付記項３） 前記少なくとも２つのマイナス側の電線は、互いに同一電位状態にあることを特徴とする付記項１もしくは付記項２に記載の超音波処置装置。
【００８４】
（付記項４） 前記少なくとも２つのマイナス側の電線は、アース状態にあることを特徴とする付記項１ないし付記項３のいずれか１に記載の超音波処置装置。
【００８５】
（付記項５） 前記少なくとも２つのマイナス側の電線は、前記ケーシングに電気的に接続されていることを特徴とする付記項１ないし付記項４のいずれか１に記載の超音波処置装置。
【００８６】
（付記項６） 前記ケーシングは、非導電性部材からなることを特徴とする付記項５に記載の超音波処置装置。
【００８７】
（付記項７）前記少なくとも２つのマイナス側の電線は、前記ケーシングの外側で結線されていることを特徴とする付記項１ないし付記項６のいずれか１に記載の超音波処置装置。
【００８８】
（付記項８） 超音波処置用ハンドピース内に内蔵される超音波振動を生じさせる少なくとも１つ以上の圧電素子と、
その振動を拡大させて伝達するホーン部と、
その圧電素子を両側から挟み込む複数の電極と、
前記圧電素子と電極とを貫通したボルトと
からなり、前記ホーン部と前記圧電素子と前記電極とが一体のブロック構造をなしているランジュバン型ボルト締め超音波振動子において、
外観金属部に電気的に導通しているマイナスの電極に、少なくとも２本以上の電線が結線され、かつその２本以上のマイナスの電線がそれぞれハンドピース外観まで別配線で構成されていることを特徴とする超音波処置装置。
【００８９】
（付記項９） 付記項８において、それぞれ別配線されているマイナスの電線のうち少なくとも２つは、前記ホーン部に電気的に導通していることを特徴とする超音波処置装置。
【００９０】
（付記項１０） 超音波処置用ハンドピース内に内蔵される超音波振動を生じさせる少なくとも１つ以上の圧電素子と、
その振動を拡大させて伝達するホーン部と、
その圧電素子を両側から挟み込む複数の電極と、
前記圧電素子と電極とを貫通してボルトと
からなり、前記ホーン部と前記圧電素子と前記電極とが一体のブロック構造をなしているランジュバン型ボルト絞め超音波振動子において、
前記複数の電極に接続されるプラス側の電気的導通経路と、導電性のケーシングを経由しているマイナスの電気的導通経路とを持つことを特徴とする超音波処置装置。
【００９１】
（付記項１０の解決しようとする課題）
従来の超音波処置装置において、連続駆動すると電線が例えば摩損などにより破損する可能性があった。
【００９２】
この発明は、このような課題を解決するためになされたもので、耐久性に優れた超音波処置装置を提供することを目的としている。
【００９３】
（付記項１１） 超音波ハンドピース内に内蔵され、超音波振動を生じさせる少なくとも１つの圧電素子と、
この圧電素子によって生じた振動を拡大させて伝達するホーン部と、
前記圧電素子を両側から挟み込むように配設された複数の電極と、
前記圧電素子と電極とを貫通するボルトと
を備え、前記ホーン部と圧電素子と電極とが一体のブロック構造をなしているランジュバン型ボルト締め超音波振動子において、
外観金属部に電気的に導通しているプラスもしくはマイナス電極のいずれか一方に少なくとも２本以上の電線が結線され、かつ、前記電線がそれぞれのハンドピース外の断線検出部に接続されていることを特徴とする超音波処置装置。
【００９４】
（付記項１１の解決しようとする課題）
従来の超音波処置装置において、電線が例えば摩損などにより破損すると、超音波振動子に供給される高電圧が浮遊金属に飛ぶ可能性がある。
【００９５】
このような課題を解決するために、連続駆動することにより電線が破損しても、安全に停止する構造の超音波処置装置を提供することを目的としている。
【００９６】
（付記項１２） 円盤状に形成されて２つの端面間に電位差が与えられると超音波振動を生じる少なくとも１つの圧電素子と、この圧電素子の各端面に配設される電極と、前記圧電素子で発生させた超音波振動を伝達するホーン部と、前記圧電素子と電極とを貫通してブロック形状を形成し、電極の１つにホーン部を接触させた状態で維持するボルトとを備えたランジュバン型超音波振動子と、
この超音波振動子を覆うケーシングと、
前記ケーシングと超音波振動子との間に配設されて前記電極に電気的に接続された電線と
前記電線に接続された電源と
を備えた超音波処置装置において、
前記電線は、少なくとも３つ設けられ、そのうちの少なくとも２つの一端部がプラスもしくはマイナス側の電極のいずれか一方に結線され、
前記電線の他端部には、電線の断線を検出する断線検出部を設けたことを特徴とする超音波処置装置。
【００９７】
（付記項１３） 前記断線検出部は、リレー回路であることを特徴とする付記項１２に記載の超音波処置装置。
【００９８】
（付記項１４） 付記項１２において、それぞれ別配線されているマイナスの電線のうち少なくとも２つは、前記ホーン部に電気的に導通していることを特徴とする超音波処置装置。
【００９９】
（付記項１５） 超音波ハンドピース内に内蔵される超音波振動を生じさせる少なくとも１つの圧電素子と、
その振動を拡大させて伝達するホーン部と、
その圧電素子を両側から挟み込む複数の電極と、
前記圧電素子と電極とを貫通したボルトと
からなり、前記ホーン部と前記圧電素子と前記電極とが一体のブロック構造をなしているランジュバン型ボルト締め超音波振動子において、
前記複数の電極のいずれかが電気的導通路としてのケーシングに接続されていることを特徴とする超音波処置装置。
【０１００】
（付記項１６） 電源と、この電源に接続された複数の電線と、各電線にそれぞれ接続されるとともに並設された電極と、各電極間に配設され、隣接する電極間に電位差を与えると超音波振動を生じる少なくとも１つの圧電素子と、前記圧電素子に生じさせた超音波振動を拡大させて被検部に伝達するホーン部とを備えた超音波処置装置において、
前記電源は、第１の電位状態と、この第１の電位よりも低い第２の電位状態と、これら第１および第２の電位状態と異なる第３の電位状態とに前記電線および各電線に接続された電極に電位差を与える電力供給手段を備え、かつ、前記電線のうちの少なくとも１つが前記第３の電位状態で前記電極に接続されていることを特徴とする超音波処置装置。
【０１０１】
（付記項１７） 前記第３の電位状態は、アース状態にあることを特徴とする付記項１６に記載の超音波処置装置。
【０１０２】
（付記項１８） 前記第３の電位状態を有する電線に接続された電極は、前記ホーン部に電気的に接続されていることを特徴とする付記項１７に記載の超音波処置装置。
【０１０３】
（付記項１９） 前記電線は、前記電源に接続される側でそれぞれ第１の電位状態の電線と、第２の電位状態の電線と、第３の電位状態の電線とにそれぞれ束ねられて電線束が形成されていることを特徴とする付記項１６ないし付記項１８のいずれか１に記載の超音波処置装置。
【０１０４】
（付記項２０） 前記第１の電位状態の電線と、第２の電位状態の電線と、第３の電位状態の電線とは、前記電極に接続される側でそれぞれ分岐されていることを特徴とする付記項１６ないし付記項１８のいずれか１に記載の超音波処置装置。
【０１０５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、電線が摩損しても継続的に駆動可能で耐性に優れた超音波処置装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係わる超音波処置装置の概略図。
【図２】第１の実施の形態の超音波処置装置におけるハンドピースの概略的な部分断面図。
【図３】第２の実施の形態に係わる超音波処置装置におけるハンドピースの要部構成を示す縦断面図。
【図４】（Ａ）は第３の実施の形態に係わる超音波処置装置におけるハンドピースの要部構成を示す縦断面図、（Ｂ）は電極の展開図、（Ｃ）は（Ｂ）に示す電極を折り曲げて圧電素子間に配設するときの形状を示す斜視図。
【図５】第４の実施の形態に係わる超音波処置装置におけるハンドピースの要部構成を示す縦断面図。
【図６】第５の実施の形態に係わる超音波処置装置におけるハンドピースの要部構成を示す縦断面図。
【符号の説明】１０…超音波処置装置、１１…ハンドピース、１２…電源装置、１５…ケーシング、１６…超音波振動子、１８…ケーブル、２０…ホーン部、２１…超音波振動ブロック、２３…圧電素子、２４…電極、３２…第１の芯線、３２ａ−３２ｃ…リード線、３３…第２の芯線、３３ａ−３３ｃ…リード線、３４…第３の芯線、３４ａ…リード線

Claims (3)

1. 超音波振動を生じる少なくとも１つの圧電素子と、前記圧電素子の各端面に配設される電極と、前記圧電素子で発生させた超音波振動を増幅するホーン部と、前記圧電素子と電極とを貫通するボルトによって前記ホーン部とともに一体化された超音波振動ブロックが形成されるランジュバン型超音波振動子と、
   この超音波振動子を覆うケーシングと
   を備えた超音波処置装置において、
   前記超音波振動子に電気エネルギを供給する電線の少なくとも２つがマイナス電極に接続され、これらマイナス電極に接続された電線がそれぞれ別配線で構成されていることを特徴とする超音波処置装置。
2. 前記少なくとも２つのマイナス電極は、前記ホーン部と電気的に導通した同一電位状態にあることを特徴とする請求項１に記載の超音波処置装置。
3. 前記少なくとも２つのマイナス電極は、アース状態にあることを特徴とする請求項１もしくは請求項２に記載の超音波処置装置。

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