JP2014151083A - Ultrasonic treatment instrument - Google Patents
Ultrasonic treatment instrument Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014151083A JP2014151083A JP2013024876A JP2013024876A JP2014151083A JP 2014151083 A JP2014151083 A JP 2014151083A JP 2013024876 A JP2013024876 A JP 2013024876A JP 2013024876 A JP2013024876 A JP 2013024876A JP 2014151083 A JP2014151083 A JP 2014151083A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric elements
- unit
- ultrasonic
- vibration
- probe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Surgical Instruments (AREA)
Abstract
Description
本発明は、プローブを冷却するための機能を有する超音波処置具に関する。 The present invention relates to an ultrasonic treatment instrument having a function for cooling a probe.
超音波処置具を用いて行う治療法が知られている。一般に、超音波処置具は、ハンドピース部と超音波振動伝達部材であるプローブにより構成され、ハンドピース部には超音波振動子が組み込まれ、発生させた超音波振動をホーンで増幅してプローブに伝達している。 A treatment method using an ultrasonic treatment device is known. In general, an ultrasonic treatment instrument is composed of a handpiece part and a probe which is an ultrasonic vibration transmission member. An ultrasonic vibrator is incorporated in the handpiece part, and the generated ultrasonic vibration is amplified by a horn and a probe is used. To communicate.
このプローブは、先端を生体組織や結石等に接触させて超音波振動を与え、その振動エネルギにより、切除や乳化または破砕等の処置を行う。また、切除または破砕された組織や結石は、そのプローブやハンドピース部の内部に貫通して形成された吸引用通路を通じて、吸収ポンプによって吸引され除去される。 This probe gives ultrasonic vibration by bringing its tip into contact with a living tissue, a calculus, or the like, and performs treatment such as excision, emulsification, or crushing with the vibration energy. Further, the excised or crushed tissue or calculus is sucked and removed by an absorption pump through a suction passage formed through the probe or the handpiece.
一般に、このような超音波処置具は、超音波振動によって発熱を起こす。このため、超音波処置具の適正温度を維持させるために、例えば、特許文献1では、プローブに冷却水を供給する送水手段と、超音波振動子の超音波出力設定値に対応して送水手段の出力値を設定し、プローブの発熱を抑制する制御手段と、を有する超音波処置具を提案している。
Generally, such an ultrasonic treatment device generates heat by ultrasonic vibration. For this reason, in order to maintain the appropriate temperature of the ultrasonic treatment instrument, for example, in
前述した超音波処置具は、使用開始時及び使用中にプローブが規定された温度を超えないように、必要な送水量を確保して、プローブを冷却しているため、最適的な状態で使用でき、また装置の操作の容易化、及び確実な動作の遂行している。しかし、このプローブ冷却を確保するためには、少なくとも送水手段及び制御手段が必須であり、簡易な構成にできず、超音波処置具自体の小型化の実現を阻害する1つの要因となっている。 The ultrasonic treatment device described above is used in an optimal state because the probe is cooled by securing the necessary water supply amount so that the probe does not exceed the specified temperature at the start of use and during use. It is possible to carry out easy operation and reliable operation of the apparatus. However, in order to ensure the cooling of the probe, at least the water supply means and the control means are indispensable and cannot be simply configured, which is one factor that hinders the realization of downsizing of the ultrasonic treatment instrument itself. .
従って、本発明の目的は、大型化することなくプローブを十分に冷却できる超音波処置具を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an ultrasonic treatment instrument that can sufficiently cool a probe without increasing its size.
上記課題を解決するために、実施形態の一態様に係る超音波処置具は、超音波振動を発振する複数の圧電素子と、複数の圧電素子が発振した超音波振動を増幅する共振部と、複数の圧電素子の発振を制御する制御部とを有する。制御部は、共振部を縦振動させる処置モードと、共振部を縦振動の方向に対し、垂直な方向へ振動する横振動を生じさせ、共振部の先端部を扇状に駆動させ共振部を冷却する冷却モードと、を有する。
前述した一態様で、大型化することなくプローブを十分に冷却できる超音波処置具が提供される。
In order to solve the above problems, an ultrasonic treatment device according to an aspect of an embodiment includes a plurality of piezoelectric elements that oscillate ultrasonic vibrations, a resonance unit that amplifies ultrasonic vibrations oscillated by the plurality of piezoelectric elements, and And a control unit that controls oscillation of the plurality of piezoelectric elements. The control unit generates a treatment mode in which the resonance unit is longitudinally vibrated and a transverse vibration in which the resonance unit vibrates in a direction perpendicular to the direction of the longitudinal vibration, and drives the tip of the resonance unit in a fan shape to cool the resonance unit. And a cooling mode.
In one aspect described above, an ultrasonic treatment instrument that can sufficiently cool the probe without increasing its size is provided.
発明の超音波処置具は、大型化することなくプローブを十分に冷却できるという効果を奏する。 The ultrasonic treatment instrument of the invention has an effect that the probe can be sufficiently cooled without increasing its size.
本実施形態では、一態様について図を参照して説明する。
図1は、第1の実施形態の超音波処置具1の概要図である。図1に示すように、超音波処置具1は、超音波トランスデューサ2と、超音波トランスデューサ2に基端部を連結するハンドルユニット3と、ハンドルユニット3の先端部から長手軸に沿って延設されるプローブ21と、電源ユニット(制御部)7に制御信号を送出するスイッチ部49と、を有している。超音波トランスデューサ2は、ハンドルユニット3への装着側の反対側から電源ケーブル6が引き出されて電源ユニット(制御部)7にコネクタ接続され、駆動用電源が供給される。
In this embodiment, one aspect will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram of an
また、プローブ21は、後述する共振部20の一部分である。プローブ21は、先端部に生体組織等に当接して処置する部分である先端部28を有している。以下で、長手軸に沿って、プローブ21側を先端側とし、超音波トランスデューサ2側を後端側とする。
Further, the
ハンドルユニット3は、ケース11と、ケース11に設けられる把持部13とで構成される。把持部13は、例えば、図1に示すように、一方がケース11に一体に固定される固定ハンドルと、もう一方が固定ハンドルに対して可動する可動ハンドルとで構成されていてもよい。
The
図1に示すように、例えば、ハンドルユニット3の把持部13の先端側にスイッチ部49が設けられている。本実施形態では、スイッチ部49として、例えば、押下式のボタンスイッチ(モーメンタリスイッチ)を用いており、配線ケーブル(図示せず)を介して、電源ユニット(制御部)7に電気的に接続されている。
As shown in FIG. 1, for example, a
スイッチ部49は、押圧することによって発生するトリガ信号等の制御信号が電源ユニット(制御部)7へ送出され、その制御信号を受けて、電源ユニット(制御部)7から所定電流値の交流電源が超音波トランスデューサ2に供給される。また、スイッチ部49は、電源ユニット(制御部)7から任意の位相がずれた駆動電源(本実施形態では、逆位相を一例としている)を供給させるための制御信号を送出する設定も可能である。この場合には、切り換えスイッチまたは複数の専用スイッチを配置してもよい。
The
図2は、超音波トランスデューサ2の構成を示す図である。図2に示すように、超音波トランスデューサ2は、振動子ケース12と、振動子ケース12の内部に設けられる共振体20と、を設けられている。超音波トランデューサ2は、基端方向からハンドルユニット3内に挿入され、ハンドルユニット3のケース11に着脱可能に装着されている。
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the
図3は、共振体20の構成を示す図である。共振体20は、プローブ21と、プローブ21の基端側に設置され、(後述する第1及び第2の圧電素子25、26が発振する)超音波振動を増幅する共振体であるホーン22と、ホーン22の基端側に設けられる超音波振動伝達部23と、電源ユニット(制御部)7から電流が供給されることによって超音波振動を発振する超音波振動子である第1の圧電素子25及び第2の圧電素子26と、超音波振動伝達部23を固定するためのバックマス27と、を有している。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the
本実施形態の電源ユニット(制御部)7では、第1及び第2の圧電素子25、26に逆位相の電圧からなる駆動電源(交流電源)を供給している。但し、位相のずれは、後述する逆位相(πred)であれば、最も振幅が大きい振動が得られるが、特に限定されるものではなく、適宜設定することは可能である。また、電源ユニット(制御部)7は、第1及び第2の圧電素子25、26へ供給される駆動電圧を制御する制御部も一体に組み込まれている。尚、制御部は、電源ユニット7と分離されて設けられてもよい。
In the power supply unit (control unit) 7 of the present embodiment, the first and second
プローブ21は、超音波トランスデューサ2の内部で、ホーン22の先端側に取り付けられ、ハンドルユニット3の先端側から延出している。処置の際に、プローブ21の先端部28が、血管等の生体組織に当接された状態で超音波振動することによって、プローブ21の先端部と生体組織との間に摩擦熱が発生する。発生した摩擦熱によりプローブ21の先端部で生体組織の凝固切開等が行われる。尚、プローブ21の先端部には、生体組織を把持するジョーが設けられていても良い。また、プローブ21及びジョーは、ケース11に対して長手軸回りに回転可能である。
The
超音波振動伝達部23は、円筒形状を成し、例えば、金属部材により形成されている。超音波伝達部23は、先端部をホーン22の基端部側に嵌合し、基端部側からバックマス27によって一体的に固定される。超音波振動伝達部23、ホーン22、バックマス27、プローブ21、は一体的に成型されていてもよい。超音波振動伝達部23は、周側面上の径方向の対向する位置に2つの溝部24A、24Bが形成され、各溝部24A、24B内に第1及び第2の圧電素子25、26が装着されている。この配置により、2つの第1の圧電素子25と第2の圧電素子26は、超音波振動伝達部23の中心軸を挟んで対向した構成となっている。第1及び第2の圧電素子25、26は、それぞれに電源ケーブル6内に束ねられた配線(図示せず)によって電源ユニット(制御部)7と接続されている。
The ultrasonic
前述したように、圧電素子25、26は、スイッチ部49を操作することによって、電源ユニット(制御部)7から同位相または逆位相の駆動電圧が供給され、超音波振動を発生する。
また、第1及び第2の圧電素子25、26の各々は、溝部24A、24Bに収納され装着されている。このため、第1及び第2の圧電素子25、26と共振部20とは、一体として振動するために、同一の共振周波数となる。第1及び第2の圧電素子25、26の各々は、電荷を印加されることによって一方向に超音波振動を生じる、例えば、長手軸に平行な方向な振動を生じる。本実施形態において、第1及び第2の圧電素子25、26を振動させる場合、スイッチ部49は、電源ユニット(制御部)7に対して、同位相の駆動電源と、異なる位相(逆位相)の駆動電源との切り換えを指示することで、第1及び第2の圧電素子25、26が縦振動または、横振動(屈曲振動)を行う。
As described above, the
In addition, each of the first and second
以下に、これらの縦振動及び横振動について説明する。
図4は、第1及び第2の圧電素子25、26に同位相交流電圧を印加した場合の波形を示している。図5A、図5B及び図5Cは、第1及び第2の圧電素子25、26に同位相交流電圧が印加された場合の共振部20の振動状態を示している。
Hereinafter, the longitudinal vibration and the lateral vibration will be described.
FIG. 4 shows a waveform when an in-phase AC voltage is applied to the first and second
図5に示すように、第1及び第2の圧電素子25、26に駆動電源となる同位相交流電圧が印加された場合には、第1及び第2の圧電素子25、26は、同位相で同じ周波数と電荷により縦振動モードが励起され、共振部20は、図5A乃至図5Cに示すように、縦振動を行う。このとき、共振部20の縦振動は、無振動の節の位置が固定されている。例えば、共振部20は、ホーン22の基端部に振動の節が位置するように振動する。
As shown in FIG. 5, when an in-phase AC voltage serving as a driving power source is applied to the first and second
操作者は、縦振動するプローブ21の先端の先端部28を生体組織に接触させて、所望の処置、例えば、剥離、吻合、接合などを実行する。以下の説明において、共振部20が縦振動する状態を処置モードと称している。
The operator brings the
図6は、第1及び第2の圧電素子25、26に逆位相の交流電圧を印加した場合の波形を示している。図7A及び図7Bは、第1及び第2の圧電素子25、26に逆位相の交流電圧を印加した場合の共振部20の振動状態を示している。
FIG. 6 shows a waveform when an AC voltage having an opposite phase is applied to the first and second
図6に示されるように、第1及び第2の圧電素子25、26に逆位相の交流電圧が印加された場合には、第1及び第2の圧電素子25、26は、逆位相で同じ周波数と電荷により横振動モードが励起され、共振部20は、図7A乃至図7Bに示すように、縦振動の振動方向に垂直な方向の振動である横振動を行う。このとき、共振部20の横振動の節の位置は、所定の位置、例えば、ホーン22の基端部で縦振動と同じ位置となっている。従って、共振部20は、縦振動と横振動とで、所定の位置で振動の節の位置が同一である。共振部20は、超音波振動によって表面から熱を外部に拡散する。従って、共振部20が、横振動することによって冷却される。例えば、共振部20の横振動によって、先端部28が扇状に(高速で)駆動され、そのためプローブ21全体が(高速で)横振動をするために、少なくとも摩擦による発熱部分の熱が放出される。以下で、共振部20が、横振動する状態を冷却モードと称する。共振部20は、処置モードと、冷却モードとで、第1及び第2の圧電素子25、26に供給される交流電圧の位相が同位相と逆位相とで異なるとともに、縦振動と横振動との(共振)周波数も異なる。また、共振部20において、溝部24A、24Bの各々に収納される第1及び第2の圧電素子25、26は、処置モードと冷却モードとで、所定の位置で振動の節の位置が同一であるように設けられる。
As shown in FIG. 6, when an alternating voltage of opposite phase is applied to the first and second
図8を参照して、以下で本実施形態の超音波処置具1による処置・冷却工程について説明する。
まず、スイッチ部49をオン操作することによって、電源ユニット7が、第1及び第2の圧電素子に同位相の交流電圧を供給する(ステップS1)。この電源供給によって、圧電素子25、26により発生された超音波振動は、長手軸に沿って、ホーン22及びプローブ21を通じて、プローブ21の先端まで伝達される。
With reference to FIG. 8, the treatment / cooling process by the
First, when the
超音波振動するプローブ21の先端部28を処置対象の部位に接触させることにより処置を開始する(ステップS2)。そして、処置が終了したならば(ステップS3)、スイッチ部49をオフ操作して、第1及び第2の圧電素子に供給される同位相の交流電圧の通電を停止して処置モードを終了する(ステップS4)。
The treatment is started by bringing the
その処置モードの終了直後に、スイッチ部49のオン操作によって、第1及び第2の圧電素子に対して、逆位相の交流電圧を通電して(ステップS5)、前述したような冷却モードによる振動を行い、冷却を開始する(ステップS6)。所定時間経過後で、先端部28の温度が所定の温度までに冷却した場合に、スイッチ部49のオフ操作によって冷却モードを終了する(ステップS7)。
Immediately after the end of the treatment mode, the first and second piezoelectric elements are energized with opposite phase AC voltages by turning on the switch unit 49 (step S5), and the vibration in the cooling mode as described above is performed. To start cooling (step S6). When the temperature of the
処置モードと同様、スイッチ部49をオフ操作して、第1及び第2の圧電素子に供給される逆位相の交流電圧の通電を停止して処置モードを終了する(ステップS8)。
その後、処置を継続するかしないかを選択し、処置を継続する場合は、ステップS1に戻り、処置を継続しない場合は、終了となる(ステップS9)。
As in the treatment mode, the
Thereafter, whether to continue the treatment is selected. If the treatment is continued, the process returns to step S1, and if the treatment is not continued, the process is terminated (step S9).
尚、本実施形態において、先端部28の温度を計測する温度センサを設けて、先端部の温度を測定し、測定温度が所定温度を超えた場合には、使用者に警告を告知し、測定温度が所定温度を下回った場合には、スイッチ部49を自動でオフして、冷却終了を制御してもよい。
In this embodiment, a temperature sensor for measuring the temperature of the
本実施形態によれば、超音波処置具1は、スイッチ操作により処置モードと冷却モードとに選択的に駆動させることができる。冷却モードでは、共振体20に対して、横振動による超音波振動を行い、先端部28を扇状に高速に駆動させて、周囲の空気に放熱を効果的に行い、所定の温度まで冷却される。また、本実施形態の超音波処置具1は、新たな構成部品を追加する必要がないため、大型化せずに冷却機能を有することができる。
According to the present embodiment, the
尚、本実施形態では、超音波伝達部23の溝部24A、24Bに装着した第1及び第2の圧電素子25、26を用いたが、縦振動と横振動発生させることが可能で、且つ、異なる周波数で、縦振動と横振動が駆動できるのでれば、他の振動子を用いても良い。例えば、圧電素子を2個ではなく複数用いても、あるいは2つに分離されたランジュバン型振動子を用いても良い。
In the present embodiment, the first and second
第1の実施形態の変形例について説明する。
第1の実施形態の変形例は、第1の実施形態の超音波処置具1とほぼ同等の構成であるが、プローブ21の構成が異なる。従って、第1の実施形態の超音波処置具1と同一の構成要素は、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
A modification of the first embodiment will be described.
The modification of the first embodiment has a configuration substantially equivalent to that of the
図9は、変形例の共振部20の斜視図である。図10は、変形例の共振部20の上面図である。
変形例の超音波処置具1は、共振部20のプローブ21に空気の通路となるフィン31が形成されている。フィン31は、プローブ21の側面で一方向にプローブ21を貫通して形成される複数の溝である。フィン31は、プローブ21の先端部28の基端側の所定の位置に形成されている。
FIG. 9 is a perspective view of a
In the
図11A及び図11Bは、変形例の共振部20の冷却モードの駆動を示している。図11A及び図11Bに示す様に、処置対象に接触する部分を除いたプローブ21に対して、横振動の振動方向に対して平行となる複数のフィン31を形成して、プローブ21の放熱面積を増加させて、放熱効果を高めている。本変形例では、フィン31は、プローブ21の周側面に複数の凹溝を配列するように形成し、プローブ21の径は大径化していない。
11A and 11B show driving in the cooling mode of the
処置モードにおいては、第1及び第2の圧電素子25、26に同位相交流電圧を印加させて、先端部28のフィン31が形成されている先端部分で対象部位に対して処置を実施する。
In the treatment mode, an in-phase AC voltage is applied to the first and second
また、冷却モードにおいては、第1及び第2の圧電素子25、26に逆位相の交流電圧を印加して横振動させて、フィン31の配列されている向きに空気が流れるように形成されている。変形例によれば、プローブ21に複数のフィン31を配置させることで放熱面積を増加させて冷却効率を高めて、処置モード時の温度上昇を緩やかにして、冷却モードにおいては、短時間で温度低下を実現することができる。
Further, in the cooling mode, the first and second
1…超音波処置具、2…超音波トランスデューサ、3…ハンドルユニット、6…電源ケーブル、7…電源ユニット(制御部)、11…ケース、12…振動子ケース、13…把持部、20…共振部、21…プローブ、22…ホーン、23…超音波振動伝達部、24A、24B…溝部、25、26…圧電素子、27…バックマス、28…先端部、31…フィン、49…スイッチ部。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記制御部は、共振部を縦振動させる処置モードと、共振部を縦振動の方向に対し、垂直な方向へ振動する横振動を生じさせ、共振部の先端部を扇状に駆動させ共振部を冷却する冷却モードと、を有することを特徴とする超音波処置具。 A plurality of piezoelectric elements that oscillate ultrasonic vibration; a resonance unit that amplifies ultrasonic vibrations oscillated by the plurality of piezoelectric elements; and a control unit that controls oscillation of the plurality of piezoelectric elements.
The control unit generates a treatment mode for longitudinally vibrating the resonance unit and a transverse vibration that vibrates the resonance unit in a direction perpendicular to the direction of the longitudinal vibration, and drives the tip of the resonance unit in a fan shape to An ultrasonic treatment device comprising: a cooling mode for cooling.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013024876A JP2014151083A (en) | 2013-02-12 | 2013-02-12 | Ultrasonic treatment instrument |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013024876A JP2014151083A (en) | 2013-02-12 | 2013-02-12 | Ultrasonic treatment instrument |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014151083A true JP2014151083A (en) | 2014-08-25 |
Family
ID=51573549
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013024876A Pending JP2014151083A (en) | 2013-02-12 | 2013-02-12 | Ultrasonic treatment instrument |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014151083A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019071990A (en) * | 2017-10-12 | 2019-05-16 | レナード株式会社 | Cosmetic apparatus |
CN113950297A (en) * | 2019-06-05 | 2022-01-18 | 奥林巴斯株式会社 | Drive device |
-
2013
- 2013-02-12 JP JP2013024876A patent/JP2014151083A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019071990A (en) * | 2017-10-12 | 2019-05-16 | レナード株式会社 | Cosmetic apparatus |
CN113950297A (en) * | 2019-06-05 | 2022-01-18 | 奥林巴斯株式会社 | Drive device |
CN113950297B (en) * | 2019-06-05 | 2024-05-03 | 奥林巴斯株式会社 | Driving device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5905178B1 (en) | Ultrasound system, energy source unit, and method of operating energy source unit for treating bone | |
JP3999715B2 (en) | Ultrasonic treatment device | |
KR100818730B1 (en) | A surgical handpiece with a surgical blade | |
KR100879248B1 (en) | Pulsed Ultrasonic Device and Method | |
US8439938B2 (en) | Variable frequency phacoemulsification handpiece | |
US20100004667A1 (en) | Ultrasonic surgical tool | |
RU2003137226A (en) | DEVICE FOR FORMING USING ULTRASOUND | |
KR20170039726A (en) | Ultrasonic surgical tool capable of vibrating in plural modes and a drive system that induces non-linear vibrations in the tool tip | |
JP2014151083A (en) | Ultrasonic treatment instrument | |
JP6157747B2 (en) | Vibrating body unit and ultrasonic probe | |
JP4455402B2 (en) | Ultrasonic treatment device | |
WO2019097840A1 (en) | Handpiece-type high-frequency vibration cutting device | |
JP6873494B2 (en) | Handpiece type high frequency vibration device | |
JP6086704B2 (en) | Laser ablation equipment | |
KR20200024678A (en) | A high intensity focused ultrasound device of wireless probe type with transducer resonant frequency matching function | |
JP2009045345A (en) | Ultrasonic toothbrush | |
JP3774477B2 (en) | Surgical device | |
JPH1156867A (en) | Ultrasonic medical operation system | |
JP6828929B1 (en) | Vibration type removal device | |
JP2004041431A (en) | Calculus treatment apparatus | |
JP2006312032A (en) | Apparatus utilizing ultrasonic waves | |
JP4166458B2 (en) | Method for driving an ultrasonic system to improve the capture of blade resonance frequency at start-up | |
JP4147064B2 (en) | Ultrasonic treatment device | |
JPS62213744A (en) | Ultrasonic treatment apparatus | |
JPH08299352A (en) | Ultrasonic and laser operation device |