JP2015156892A - 流体噴射装置及びそれを用いた医療機器 - Google Patents

Abstract

【課題】流体噴射装置における流体の噴射の安定性を高めることができる技術を提供する。【解決手段】流体噴射装置１００は、ハンドピース１０と、流体供給部２０と、気泡発生部３０と、を備える。ハンドピース１０は、流体ＦＬが満たされている流体室１５と、流体室１５の流体ＦＬを噴射するためのノズル１４と、を有する。流体供給部２０は、供給用チューブ２１を介して、流体室１５に流体ＦＬを所定の流量で供給する。気泡発生部３０は、流体室１５内において周期的に気泡を発生させることによって、ノズル１４から流体ＦＬを噴射させる。気泡発生部３０によって気泡を発生させるときの周波数がｆ［Ｈｚ］であり、気泡発生部３０の１周期の駆動の間に気泡が最大になるときの気泡の最大体積がＶ［ｍｌ］である場合に、流体供給部２０は、Ｖ?ｆ［ｍｌ／ｓ］を超える所定の流量で流体ＦＬを流体室１５に供給する。【選択図】図１

Description

本発明は、流体噴射装置及びそれを用いた医療機器に関する。

流体噴射装置は、例えば、手術用メスなど、流体を患部の生体組織に当てて治療する医療機器に用いられる場合がある。特許文献１には、圧電素子の駆動によって流体室の容積を増減させ、噴射管から脈流（パルス流）を噴射させる流体噴射装置が開示されている。

特開２００８−８２２０２号公報

流体噴射装置に対しては、従来から、流体の噴射の安定性や制御性を高めることが要求されている。特に、医療用機器に用いられる流体噴射装置においては、一段と高いレベルでの流体噴射の安定性や制御性が確保されることに加えて、術者の使用感が改善されることなどが要求されている。そのほか、流体噴射装置に対しては、その小型化や簡易化、操作性の向上、低コスト化、省資源化、製造の容易化等が望まれている。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本発明の一形態によれば、流体を噴射する流体噴射装置が提供される。この形態の流体噴射装置は、噴射開口部と、流体室と、流体供給部と、気泡発生部と、制御部と、を備えて良い。前記噴射開口部は、前記流体を噴射して良い。前記流体室は、前記噴射開口部に連通して良い。前記流体供給部は、前記流体室に対して前記流体を所定の流量で供給して良い。前記気泡発生部は、前記流体室内において気泡を周期的に発生させることによって、前記流体室内の前記流体を前記噴射開口部から噴射させて良い。前記制御部は、前記流体供給部と前記気泡発生部とを制御して良い。前記気泡発生部によって気泡を発生させるときの周波数がｆ［Ｈｚ］であり、前記気泡発生部の１周期の駆動の間に気泡が最大になるときの気泡の最大体積がＶ［ｍｌ］である場合に、前記制御部は、前記流体供給部に、Ｖ×ｆ［ｍｌ／ｓ］を超える前記所定の流量で前記流体を供給させて良い。この形態の流体噴射装置によれば、流体室内の流体の不足が抑制され、流体の噴射の安定性が高められる。

（２）上記形態の流体噴射装置において、前記制御部は、前記周波数ｆと、前記最大体積Ｖと、を可変に制御して良く、前記周波数ｆの最大値がｆｍａｘ［Ｈｚ］であり、前記最大体積Ｖの最大値がＶ１［ｍｌ］である場合に、前記流体供給部に、Ｖ１×ｆｍａｘ［ｍｌ／ｓ］を超える前記所定の流量で前記流体を供給させて良い。この形態の流体噴射装置によれば、流体室内の流体の不足が抑制され、流体の噴射の安定性が高められる。

（３）上記形態の流体噴射装置において、前記制御部は、前記流体供給部に、Ｖ１×２．０×ｆｍａｘ［ｍｌ／ｓ］未満の前記所定の流量で前記流体を供給させて良い。この形態の流体噴射装置によれば、流体が過剰に流体室に供給されることが抑制され、流体の噴射の安定性が高められる。

（４）上記形態の流体噴射装置において、前記気泡発生部の１回の駆動によってＶ１［ｍｌ］の体積の流体が前記噴射開口部から噴射される場合に、流体の慣性効果によってＶ１［ｍｌ］の体積の前記流体とともに前記噴射開口部から噴射される流体の体積がＶ２［ｍｌ］である場合に、前記制御部は、（Ｖ１＋Ｖ２）×ｆｍａｘ［ｍｌ／ｓ］以上の前記所定の流量で前記流体を供給させて良い。この形態の流体噴射装置によれば、流体噴射後の流体室において流体が不足してしまうことが抑制される。

（５）本発明の他の実施形態としては、医療機器が提供される。この形態の医療機器は、上記形態の流体噴射装置が用いられて良い。この形態の医療機器によれば、流体噴射の安定性が高められる。

上述した本発明の各形態の有する複数の構成要素はすべてが必須のものではなく、上述の課題の一部又は全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部又は全部を達成するために、適宜、前記複数の構成要素の一部の構成要素について、その変更、削除、新たな他の構成要素との差し替え、限定内容の一部削除を行うことが可能である。また、上述の課題の一部又は全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部又は全部を達成するために、上述した本発明の一形態に含まれる技術的特徴の一部又は全部を上述した本発明の他の形態に含まれる技術的特徴の一部又は全部と組み合わせて、本発明の独立した一形態とすることも可能である。

本発明は、流体噴射装置以外の種々の形態で実現することが可能である。例えば、流体噴射装置を備える医療機器、当該医療機器を備える医療システム等の形態で実現することができる。また、流体を噴射する方法や流体噴射装置の制御方法、それらの方法を実現するためのコンピュータープログラム、そのコンピュータプログラムを記録した一時的でない記録媒体等の形態で実現することができる。

流体噴射装置の構成を示す概略図。 ハンドピースの内部構成を示す概略断面図。 制御部から気泡発生部に送信される駆動信号の一例を示す概略図。 一周期分の駆動信号が印加されたときの流体室内の様子を時系列で示す模式図。 気泡の発生によって流体室から押し出される流体の体積を説明するための説明図。

Ａ．実施形態：
図１は、本発明の一実施形態としての流体噴射装置１００の構成を示す概略図である。流体噴射装置１００は、医療機関において利用される医療機器であり、患者の患部である生体組織に対して脈動が付与された流体を噴射することによって当該患部の切開または切除等を行なう手術用のメスとして機能する。本明細書では、「脈動が付与された流体」を、「脈流」または「パルス流」とも呼ぶ。流体噴射装置１００は、ハンドピース１０と、流体供給部２０と、流体容器２５と、気泡発生部３０と、制御部５０と、を備える。

ハンドピース１０は、使用者である術者が手に持って操作する略筒状の術具部であり、術者の操作に応じて、破線矢印によって図示されているように、その先端から流体を噴射する。ハンドピース１０は、筐体１１と、流体収容部１３と、ノズル１４と、条件切替部１６と、を備える。筐体１１は術者が把持可能に構成されているハンドピース１０の外装部であり、内部に流体収容部１３と、ノズル１４の一部と、を収容している。

流体収容部１３は流体が収容される流体室（図示は省略）を有する。流体収容部１３は、その後端側において、可撓性を有する樹脂製の供給用チューブ２１を介して流体供給部２０と接続され、可撓性を有するケーブル３１を介して気泡発生部３０と接続されている。ノズル１４は、流体収容部１３の流体室に連通している管状部材であり、流体収容室１３の先端側に接続されている。ノズル１４は、流体を噴射する噴射管であり、その先端開口部が噴射開口部として機能する。流体収容部１３の構成及び流体噴射のメカニズムについての詳細は後述する。

筐体１１の側面には、条件切替部１６が設けられている。条件切替部１６は、流体の噴射のための駆動電圧の大きさや周波数を術者が切り替えるための操作部である。本実施形態では、条件切替部１６は、術者の片手の操作で駆動電圧及び周波数が簡易に選択できるようにダイヤル式の２つの切替スイッチによって構成されている。術者が条件切替部１６によって設定した駆動電圧や周波数の設定値は信号線５１を介して制御部５０に送信される。

流体供給部２０は、ポンプ（図示は省略）を備える。流体供給部２０は、当該ポンプの駆動によって、補給用チューブ２２を介して流体容器２５に貯留されている流体を吸引し、前述した供給用チューブ２１を介して流体収容部１３に供給する。流体供給部２０は信号線５２を介して制御部５０に接続されている。流体供給部２０は、制御部５０からの指令に応じて、流体収容部１３に対する流体の供給を開始する。なお、本実施形態では、流体容器２５には生理食塩水が貯留されている。また、補給用チューブ２２は樹脂によって構成されている。補給用チューブ２２は樹脂以外の材料（例えば金属）によって構成されても良い。

気泡発生部３０は、流体噴射の駆動力となる気泡を流体収容部１３の流体中に発生させる。本実施形態では、気泡発生部３０は、流体を気化させて気泡を生じさせるためのエネルギーを伝える電磁波ビームを生成する。気泡発生部３０は、光を増幅させる発振器を備え、波長が２．０６μｍであり、指向性が高い赤外線域の光メーザーを電磁波ビームとして発生させる。気泡発生部３０によって生成された電磁波ビームは光ファイバーによって構成されているケーブル３１を介してハンドピース１０に伝達される。気泡発生部３０は、信号線５３を介して制御部５０から送信される制御信号に応じて周期的に電磁波ビームを発生させる。

制御部５０は主記憶装置と中央処理装置とを備えるマイクロコンピューターによって構成されている。制御部５０は、流体供給部２０による流体の供給流量を制御するとともに、気泡発生部３０による電磁波ビームの発生周期や強さを制御する。制御部５０は、信号線５４を介して、術者が足元で操作するスイッチであるフットスイッチ６０に接続されている。術者がフットスイッチ６０を踏み、オンにすると、制御部５０は、流体供給部２０および気泡発生部３０に駆動信号を送信し、流体供給部２０に流体の供給を開始させるとともに、気泡発生部３０に気泡の発生を開始させる。

図２は、ハンドピース１０の内部構成を示す概略断面図である。図２では、便宜上、筐体１１と、条件切替部１６と、ノズル１４の一部の図示が省略されている。また、図２には、便宜上、流体供給部２０と、気泡発生部３０と、が図示されている。ハンドピース１０の内部に収容されている流体収容部１３は略円筒状の中空容体であり、内部に流体ＦＬが充填される流体室１５が形成されている。

流体室１５の後端側（紙面右側）には、流体供給部２０から流体ＦＬの供給を受け入れるために供給用チューブ２１の先端開口部が導入されている。また、流体室１５の後端側には、ケーブル３１の先端部が、気泡発生部３０において生成された電磁波ビームを流体ＦＬ中に射出可能なように導入されている。流体室１５の先端側には、ノズル１４が流体室１５と連通するように接続されている。なお、ケーブル３１の先端部とノズル１４とは、それぞれの中心軸が流体室１５の中心軸と一致するように配置されている。

ノズル１４の開口径は、流体室１５内における供給用チューブ２１の開口径よりも大きいことが望ましい。これによって、ノズル１４のイナータンスは、供給用チューブ２１のイナータンスよりも小さくなり、流体室１５内の圧力が高まったときに、流体ＦＬがノズル１４から押し出されやすくなる。

ケーブル３１の先端部から射出された電磁波ビーム（白抜きの矢印で図示）は、流体室１５内に満たされている流体ＦＬに吸収される。流体室１５内の流体ＦＬは吸収した電磁波ビームのエネルギーによって気化する。これによって、流体室１５内に気泡ＢＢが生じ、当該気泡ＢＢの急激な成長によって流体室１５内の圧力が瞬間的に高まり、ノズル１４から流体ＦＬが噴射される。気泡発生部３０による電磁波ビームの射出が停止されると、流体室１５内では、気泡が小さくなって圧力が低下する。この一連の動作の間には、流体室１５への供給用チューブ２１を介した流体ＦＬの補充が一定の供給流量（後述）で継続されている。

図３は、制御部５０から気泡発生部３０に送信される駆動信号ＤＳの一例を示す概略図である。図３には、駆動信号ＤＳが縦軸を電圧とし、横軸を時間とするグラフによって表されている。本実施形態では、駆動信号ＤＳは、最大電圧Ｅ_Dを示す駆動期間ＤＰと、最小電圧（０Ｖ）を示す休止期間ＩＰとを周期Ｔ_Dで繰り返す矩形波によって構成されている。気泡発生部３０は駆動信号ＤＳが付与されている間には断続的に駆動と休止とを繰り返し、ハンドピース１０内において周期的に気泡を発生させる。

最大電圧Ｅ_Dおよび周期Ｔ_Dはそれぞれ、条件切替部１６（図１）によって設定された駆動電圧および駆動周波数に応じた値である。条件切替部１６によって駆動電圧が変更された場合には、最大電圧Ｅ_Dが変更され、駆動周波数が変更された場合には周期Ｔ_Dが変更される。以下では、最大電圧Ｅ_Dを「駆動電圧Ｅ_D」とも呼び、周期Ｔ_Dを「駆動周期Ｔ_D」とも呼ぶ。また、駆動周期Ｔ_Dから求まる周波数ｆ_D（ｆ_D＝１／Ｔ_D）を「駆動周波数ｆ_D」とも呼ぶ。本実施形態では、条件切替部１６によって設定可能な駆動電圧Ｅ_D及び駆動周波数ｆ_Dは、以下のとおりである。
駆動電圧Ｅ_D： ０〜１００Ｖ
駆動周波数ｆ_D： １００〜４００Ｈｚ

図４は、一周期分の駆動信号ＤＳが印加されたときの流体室１５内の様子を示す模式図である。図４には、ハンドピース１０内の様子が（ａ）欄〜（ｅ）欄の各欄に時系列で図示されている。駆動期間ＤＰ（図３）において気泡発生部３０に駆動電圧Ｅ_Dの電圧が印加されると、駆動電圧Ｅ_Dに応じたエネルギーを有する電磁波ビームがケーブル３１の先端部から射出される（（ａ）欄）。これによって、ケーブル３１の先端部において、気泡ＢＢが生成されノズル１４から流体ＦＬが押し出され始める（（ｂ）欄）。

気泡ＢＢは、駆動期間ＤＰの間に、流体供給部２０の駆動電圧Ｅ_Dに応じて決まる最大のサイズまで成長する（（ｃ）欄）。休止期間ＩＰに入ると、電磁波ビームの射出が停止されるため、気泡ＢＢが収縮し、流体室１５内の圧力が低下する（（ｄ）欄）。駆動期間ＤＰの間にノズル１４から押し出された流体ＦＬのかたまりは流体室１５から押し出されたときの慣性力によって、ノズル１４の開口方向に飛翔する（（ｅ）欄）。

駆動信号ＤＳ（図３）によって気泡発生部３０が周期的に駆動すると、上述のメカニズムによる流体ＦＬの噴射が連続して行われ、ハンドピース１０のノズル１４からは流体ＦＬの脈流が噴射される。駆動信号ＤＳにおける駆動電圧Ｅ_Dが大きいほど、ノズル１４から噴射される脈流は大きくなり、勢いが強くなる。また、駆動周波数ｆ_Dが大きいほど、脈流の脈動頻度が増大する。

図５は、気泡ＢＢの発生によって流体室１５から押し出される流体ＦＬの体積を説明するための説明図である。図５には、流体室１５内において気泡ＢＢが最大径になっている状態の流体室１５と、気泡ＢＢと同体積の流体ＦＬと、を対比して図示してある。本明細書では、駆動信号ＤＳの１周期の期間中に気泡ＢＢによって流体室１５から押し出されて排除される流体ＦＬの体積を「排除体積Ｖｅ」とも呼ぶ。排除体積Ｖｅは、流体室１５において気泡ＢＢのサイズが最大となったときの気泡ＢＢの体積Ｖｂ（以下、「最大体積Ｖｂ」とも呼ぶ。）に相当する。

本発明の発明者は、駆動信号ＤＳの１周期の期間中にノズル１４から噴射される流体の体積Ｉｖ（以下、「噴射体積Ｉｖ」とも呼ぶ。）は排除体積Ｖｅよりも大きいことを見出した（Ｉｖ＞Ｖｅ）。図４の（ｅ）欄に示されているように、ノズル１４から流体ＦＬのかたまりが飛翔するときには、流体ＦＬの慣性効果によって、流体ＦＬのかたまりに引きずられた筋状の流体ＦＬが流体室１５から排出される。この結果、駆動信号ＤＳの１周期の期間中には、排除体積Ｖｅに相当する量よりも多い流体ＦＬがノズル１４から噴射されることになる。従って、噴射体積Ｉｖは排除体積Ｖｅよりも大きくなる。

ここで、上述したように、駆動信号ＤＳによって周期的にノズル１４から流体ＦＬが噴射されている間には、流体室１５内には流体供給部２０によって一定の供給流量で流体ＦＬが補充される。流体供給部２０による供給流量が小さい場合には、流体室１５内の流体ＦＬが不足し、ノズル１４からの流体ＦＬの噴射が不安定になってしまう可能性がある。そこで、本実施形態の流体噴射装置１００では、制御部５０は、ノズル１４から脈流が噴射されている間には、流体供給部２０に以下に説明する供給流量ＦＲで流体ＦＬを流体室１５に供給させる。

条件切替部１６によって設定できる駆動電圧Ｅ_Dの最大値Ｖｍａｘおよび駆動周波数ｆ_Dの最大値ｆｍａｘで気泡発生部３０を駆動させたときの排除体積ＶｅをＶ１［ｍｌ］とする。このとき、１秒間に流体室１５から気泡ＢＢによってノズル１４から押し出される流体ＦＬの体積、すなわち、単位時間あたりの排除体積Ｖｅｆ［ｍｌ／ｓ］は、下記の式（１）によって表される。
Ｖｅｆ＝Ｖ１×ｆｍａｘ …（１）

これに対して、１秒間にノズル１４から噴射される流体ＦＬの噴射体積Ｉｖ１（以下、「単位時間あたりの噴射体積Ｉｖ１」とも呼ぶ。）は、単位時間あたりの排除体積Ｖｅｆよりも大きくなる。制御部５０は、流体供給部２０に、単位時間あたりの排除体積Ｖｅｆを越える供給流量ＦＲ（ＦＲ＞Ｖｅｆ）で流体室１５に流体ＦＬを供給させる。

これによって、気泡発生部３０を最大の駆動電圧Ｅｍａｘ及び駆動周波数ｆｍａｘで駆動させている場合であっても、流体室１５内の流体ＦＬが不足してしまうことが抑制される。従って、条件切替部１６によって、駆動電圧Ｅ_D及び駆動周波数ｆ_Dが最大の駆動電圧Ｅｍａｘ及び周波数ｆｍａｘよりも小さく設定されている場合にも、流体室１５における流体ＦＬの不足が抑制される。

流体供給部２０による供給流量ＦＲは、以下に説明する流量の最小値ＦＲｍｉｎ以上の値に設定されることが望ましい（ＦＲ≧ＦＲｍｉｎ）。排除体積Ｖ１の流体ＦＬとともにノズル１４から噴射される流体ＦＬの体積をＶ２［ｍｌ］とする。このとき、流量の最小値ＦＲｍｉｎは、下記の式（２）から導出される。
ＦＲｍｉｎ＝（Ｖ１＋Ｖ２）×ｆｍａｘ …（２）

体積Ｖ１，Ｖ２の合計は、噴射体積Ｉｖに相当する（Ｉｖ＝Ｖ１＋Ｖ２）。すなわち、最小値ＦＲｍｉｎには、流体ＦＬの慣性効果によって排除体積Ｖｅに対して過剰に噴射される流体の量が反映されている。従って、供給流量ＦＲが最小値ＦＲｍｉｎ以上に設定されていれば、流体の慣性効果によって排除体積Ｖｅに対して過剰に噴射される流体の量が考慮された適切な流量で流体ＦＬが流体室１５に供給される。よって、ノズル１４からの脈流の噴射の安定性および制御性が高められる。

また、流体供給部２０による供給流量ＦＲは、以下に説明する流量の最大値ＦＲｍａｘ未満の値に設定されることが望ましい（ＦＲ＜ＦＲｍａｘ）。流体の慣性効果によって噴射される流体の体積Ｖ２は、排除体積Ｖ１よりも小さいことが実験的に確認された。従って、気泡発生部３０に対して１周期分の駆動信号ＤＳが印加されたときにノズル１４から噴射される噴射流体の体積である噴射体積Ｉｖ（＝Ｖ１＋Ｖ２）は、Ｖ１×２．０未満（Ｉｖ＜Ｖ１×２．０）となる。そのため、流体供給部２０による流体ＦＬの供給流量ＦＲは、下記の式（３）から導出される供給流量の最大値ＦＲｍａｘ未満であることが好ましい。
ＦＲｍａｘ＝Ｖ１×２．０×ｆｍａｘ …（３）

供給流量ＦＲが最大値ＦＲｍａｘ未満の値に設定されていれば、流体室１５に過剰に流体ＦＬが供給されてしまうことが抑制され、流体室１５に対する流体ＦＬの過剰供給に起因して脈動を伴わない連続流がノズル１４から噴射されてしまうことが抑制される。流体ＦＬの連続流は患部の切開や切除等にはほとんど寄与しないばかりか、患部に滞留する流体の増加の原因となり、術野を狭めてしまう原因となる。本実施形態の流体噴射装置１００によれば、連続流の発生が抑制されるため、術者が安定した使用感を感じることができる。

以上のように、本実施形態の流体噴射装置１００によれば、ハンドピース１０のノズル１４から脈流が噴射される際に、流体室１５内に適切な供給流量ＦＲで流体ＦＬが補充される。従って、流体室１５内の流体ＦＬが不足することによって所望の強さや脈動頻度を有する脈流が噴射されなくなることが抑制される。特に、供給流量ＦＲが最小値ＦＲｍｉｎ以上に設定されていれば、より確実に、流体室１５内の流体ＦＬの不足が抑制される。加えて、供給流量ＦＲが最大値ＦＲｍａｘ未満に設定されていれば、流体室１５に流体ＦＬが過剰に供給されることが抑制され、脈動を伴わない連続流がノズル１４から噴射されることが抑制される。よって、本実施形態の流体噴射装置１００によれば、ノズル１４からの流体ＦＬからの噴射の安定性および制御性が高められ、術者が安定した使用感を感じることができる。ところで、本実施形態の流体供給部２０による一定の供給流量ＦＲは、実測したときに、例えば±１０％の範囲で変動していても良い。流体供給部２０が備えるポンプがローラーポンプやプランジャ―ポンプ等であって、流量の瞬間的な変動を伴う場合であっても、マクロ的な時間周期の中で平均的な流量が一定であれば、本発明の効果が損なわれることはほとんどない。

Ｂ．変形例：
Ｂ１．変形例１：
上記実施形態では、流体供給部２０は、駆動電圧Ｅ_Dおよび駆動周波数ｆ_Dの最大値Ｅｍａｘ，ｆｍａｘに基づいて規定された一定の供給流量ＦＲで流体室１５に流体ＦＬを供給している。これに対して、供給流量ＦＲは、駆動電圧Ｅ_Dおよび駆動周波数ｆ_Dの最大値Ｅｍａｘ，ｆｍａｘに基づいて規定されていなくても良い。供給流量ＦＲは、気泡発生部３０が流体室１５に気泡を発生させる周波数がｆ［Ｈｚ］であり、気泡発生部３０の１周期の駆動の間に流体室１５において気泡が最大になるときの気泡の最大体積がＶ［ｍｌ］である場合に、Ｖ×ｆ［ｍｌ／ｓ］を超える値に設定されていれば良い。最大体積Ｖは、気泡発生部３０の１周期の駆動の間に流体室１５に収容されている流体ＦＬの体積の変化幅に相当する。また、流体供給部２０による供給流量ＦＲは、条件切替部１６によって設定されている駆動電圧Ｅ_Dおよび駆動周波数ｆ_Dに応じて変更されても良い。この場合には、制御部５０は、駆動電圧Ｅ_Dに対して供給流量ＦＲが決まる対応関係や、駆動周波数ｆ_Dに対して供給流量ＦＲが決まる対応関係、あるいは、駆動電圧Ｅ_D及び駆動周波数ｆ_Dの組み合わせに対して供給流量ＦＲが決まる対応関係などが表されたマップを用いて、供給流量ＲＦを設定しても良い。この構成であれば、流体ＦＬの噴射量に応じた量の流体ＦＬが流体室１５に適切に補充される。流体供給部２０による供給流量ＦＲは、上記実施形態のように、予め設定されている一定の値でも良く、本変形例のように適宜変更される制御値であっても良い。流体供給部２０はこれらの値を含む所定の流量で流体ＦＬを供給すれば良い。

Ｂ２．変形例２：
上記実施形態では、気泡発生部３０は、波長が２．０６μｍであり、指向性が高い赤外線域の光メーザーによって、流体室１５に気泡を発生させている。これに対して、気泡発生部３０は、他の波長の光メーザーや、光メーザー以外の他の電磁波ビームによって流体室１５に気泡を発生させても良い。あるいは、気泡発生部３０は、電磁波ビーム以外の他の手段によって流体室１５に気泡を発生させても良い。光メーザーは、赤外線域の光メーザーに代えて、可視領域の光メーザーが用いられても良いし、紫外線域の光メーザーが用いられても良い。光メーザー以外の電磁波ビームとしては、例えば、コヒーレントなマイクロ波が用いられても良い。この場合には、ケーブル３１として光ファイバーに代えて導波管が採用される。また、気泡発生部３０は、コヒーレントでないマイクロ波や遠赤外光を用いて流体室１５に気泡を発生させても良い。気泡発生部３０は、抵抗体ヒーターやセラミックヒーターなどの電熱素子による瞬間的な加熱によって流体室１５に気泡を発生させても良い。

Ｂ３．変形例３：
上記実施形態では、流体噴射装置１００は、手術用のメスとして用いられている。これに対して、流体噴射装置１００は、他の医療機器として用いられても良い。流体噴射装置１００は、例えば、術野を洗浄するための医療機器として用いられても良い。また、流体噴射装置１００は、医療機器以外の他の機器や装置において用いられても良い。流体噴射装置１００は、例えば、流体の噴射対象の汚れを除去する清掃装置や、流体の噴射対象を切断する加工装置、噴射した流体によって文字や絵等の画像を形成する画像形成装置として利用されてもよい。

Ｂ４．変形例４：
上記実施形態では、流体噴射装置１００は生理食塩水を噴射している。これに対して、流体噴射装置１００は生理食塩水に代えて、純水や薬液など、生体組織に対して有害でない他の液体を噴射しても良い。流体噴射装置１００が噴射する流体は液体でなくても良く、例えば、気体や粉体が用いられても良い。流体噴射装置１００が噴射する流体はその使用用途に応じて適宜決められれば良い。

Ｂ５．変形例５：
上記実施形態では、条件切替部１６によって設定可能な駆動電圧Ｅ_Dの範囲は、０〜１００Ｖであり、駆動周波数ｆ_Dの範囲は、１００〜４００Ｈｚである。これに対して、条件切替部１６によって設定可能な駆動電圧Ｅ_Dおよび駆動周波数ｆ_Dの範囲は、上記範囲以外の範囲であってもよい。例えば、駆動電圧Ｅ_Dの範囲は、１０〜８０Ｖであっても良く、駆動周波数ｆ_Dの範囲は、８０〜１０００Ｈｚであっても良い。

Ｂ６．変形例６：
上記実施形態では、条件切替部１６は、ハンドピース１０の側面に設けられている。これに対して、条件切替部１６は、ハンドピース１０の端面など、ハンドピース１０の他の位置に設けられていても良い。また、条件切替部１６は、ハンドピース１０以外の部位に設けられても良く、例えば、フットスイッチ６０に設けられても良い。この場合には、条件切替部１６はダイヤル式のスイッチでなくても良く、例えば、足で操作可能なスライダースイッチであっても良い。条件切替部１６は、流体噴射装置１００において省略されても良い。

Ｂ７．変形例７：
上記実施形態において気泡発生部３０は流体室１５の外部において気泡発生のためのエネルギーを発生させて、ケーブル３１を介して流体室内に当該エネルギーを伝達していた。これに対して、気泡発生のためのエネルギーを発生させる気泡発生部３０は流体室１５内に収容されていても良い。

本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

１０…ハンドピース
１１…筐体
１３…流体収容部
１４…ノズル
１６…条件切替部
１５…流体室
２０…流体供給部
２１…供給用チューブ
２２…補給用チューブ
３０…気泡発生部
３１…ケーブル
５０…制御部
５１〜５４…信号線
６０…フットスイッチ
ＢＢ…気泡
ＦＬ…流体
ＭＳ…駆動信号

Claims (5)

1. 流体を噴射する流体噴射装置であって、
   前記流体を噴射する噴射開口部と、
   前記噴射開口部に連通する流体室と、
   前記流体室に対して前記流体を所定の流量で供給する流体供給部と、
   前記流体室内において周期的に気泡を発生させることによって、前記流体室内の前記流体を前記噴射開口部から噴射させる気泡発生部と、
   前記流体供給部と前記気泡発生部とを制御する制御部と、
   を備え、
   前記気泡発生部によって気泡を発生させるときの周波数がｆ［Ｈｚ］であり、前記気泡発生部の１周期の駆動の間に気泡が最大になるときの気泡の最大体積がＶ［ｍｌ］である場合に、
   前記制御部は、前記流体供給部に、Ｖ×ｆ［ｍｌ／ｓ］を超える前記所定の流量で前記流体を供給させる、流体噴射装置。
2. 請求項１に記載の流体噴射装置であって、
   前記制御部は、前記流体室に前記気泡を発生させる周波数ｆと、前記最大体積Ｖと、を可変に制御し、
   前記周波数ｆの最大値がｆｍａｘ［Ｈｚ］であり、前記最大体積Ｖの最大値がＶ１［ｍｌ］である場合に、
   前記制御部は、前記流体供給部に、Ｖ１×ｆｍａｘ［ｍｌ／ｓ］を超える前記所定の流量で前記流体を供給させる、流体噴射装置。
3. 請求項２に記載の流体噴射装置であって、
   前記制御部は、前記流体供給部に、Ｖ１×２．０×ｆｍａｘ［ｍｌ／ｓ］未満の前記所定の流量で前記流体を供給させる、流体噴射装置。
4. 請求項２または請求項３に記載の流体噴射装置であって、
   前記気泡発生部の１回の駆動によってＶ１［ｍｌ］の体積の流体が前記噴射開口部から噴射される場合において、流体の慣性効果によってＶ１［ｍｌ］の体積の前記流体とともに前記噴射開口部から噴射される流体の体積がＶ２［ｍｌ］である場合に、
   前記制御部は、前記流体供給部に、（Ｖ１＋Ｖ２）×ｆｍａｘ［ｍｌ／ｓ］以上の前記所定の流量で前記流体を供給させる、
   流体噴射装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の流体噴射装置を用いた医療機器。

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