JP2015509391A - 超音波を用いた外科手術用器具 - Google Patents
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Abstract
本発明は、超音波を用いた外科手術用器具に関し、超音波を発生させる振動子、円筒形のバー（ｂａｒ）形状で形成され、前記振動子から発生した超音波を前記振動子が連結された他端部から一端部に伝達する伝達ロッド、前記伝達ロッドの一端部から延びて形成され、前記伝達ロッドから伝達された超音波を用いて手術部位を切断する切断子であって、前記伝達ロッドの一端部から最も隣接した第１振動ノードから増幅ステップが始まるように、前記第１振動ノードに該当する地点から円形の断面積の一部が平坦に形成される切断子、前記伝達ロッドを介して超音波が伝達される時に形成される複数の振動ノードを連結点にして前記伝達ロッドを囲むロッドカバー、および前記ロッドカバーの一端部にチルト可能に結合され、前記切断子に対向する位置に備えられ、前記切断子と噛み合って前記手術部位を把持する顎を含んで構成される。
Description
本発明は、超音波を用いた外科手術用器具に関し、より詳しくは、増幅ステップが有することができる最大値を確保して超音波強さを極大化しつつ、最大作用長さを確保してより迅速で効果的に切断と止血ができる超音波を用いた外科手術用器具に関する。
今日、超音波を用いて外科手術を行う器具が次第に開発されている。その中、腹腔鏡手術（ｌａｐａｒｏｓｃｏｐｉｃ ｓｕｒｇｅｒｙ）に用いられる代表的な外科手術用器具としては、日本登録特許第４３０７８９０号に記載されたようなハーモニックスカルペル（Ｈａｒｍｏｎｉｃ Ｓｃａｌｐｅｌ）がある。
しかし、日本登録特許第４３０７８９０号に記載されたような従来のハーモニックスカルペルの場合においては、最大作用長さを確保するために増幅ステップが有することができる最大値を確保することができず、そのために超音波強さを極大化できないように構成されている。
しかし、日本登録特許第４３０７８９０号に記載されたような従来のハーモニックスカルペルの場合においては、最大作用長さを確保するために増幅ステップが有することができる最大値を確保することができず、そのために超音波強さを極大化できないように構成されている。
すなわち、従来のハーモニックスカルペルのように超音波を用いる外科手術用器具において、作用長さと増幅ステップが相反する要素として把握されてきたし、そのために手術部位に応じて２つのうちいずれか１つだけを選択して切断と止血ができる外科手術を行う器具だけが開発されてきた。
本発明の技術的課題は、増幅ステップが有することができる最大値を確保して超音波強さを極大化しつつ、最大作用長さを確保してより迅速で効果的に切断と止血ができる超音波を用いた外科手術用器具を提供することにある。
本発明が達成しようとする技術的課題は以上で言及した技術的課題に制限されず、言及していないまた他の技術的課題は下記の記載によって本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に明確に理解できるものである。
本発明が達成しようとする技術的課題は以上で言及した技術的課題に制限されず、言及していないまた他の技術的課題は下記の記載によって本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に明確に理解できるものである。
技術的課題を解決するために導き出された本発明による超音波を用いた外科手術用器具は、超音波を発生させる振動子、円筒形のバー（ｂａｒ）形状で形成され、前記振動子から発生した超音波を前記振動子が連結された他端部から一端部に伝達する伝達ロッド、前記伝達ロッドの一端部から延びて形成され、前記伝達ロッドから伝達された超音波を用いて手術部位を切断する切断子であって、前記伝達ロッドの一端部から最も隣接した第１振動ノードから増幅ステップが始まるように、前記第１振動ノードに該当する地点から円形の断面積の一部が平坦に形成される切断子、前記伝達ロッドを介して超音波が伝達される時に形成される複数の振動ノードを連結点にして前記伝達ロッドを囲むロッドカバー、および前記ロッドカバーの一端部にチルト可能に結合され、前記切断子に対向する位置に備えられ、前記切断子と噛み合って前記手術部位を把持する顎を含んで構成される。
この時、前記増幅ステップに該当する区間は、前記第１振動ノードから、前記振動子が連結された反対方向に前記振動子から発生した超音波の１周期に対する波長長さの４分の１に該当する距離だけ離隔した所に位置する第１振動アンチノードまでの距離であるように構成されても良い。
ここで、前記振動子から発生した超音波の周波数を５５．５ｋＨｚにし、前記伝達ロッドを円筒形のチタニウムで形成する時、前記増幅ステップは２０ｍｍとなり、前記手術部位と接して切断することになる作用長さは１５ｍｍとなっても良い。
ここで、前記振動子から発生した超音波の周波数を５５．５ｋＨｚにし、前記伝達ロッドを円筒形のチタニウムで形成する時、前記増幅ステップは２０ｍｍとなり、前記手術部位と接して切断することになる作用長さは１５ｍｍとなっても良い。
一方、平坦に形成された前記切断子の断面積の一部は、前記切断子の他面の中央部を中心に第１面と第２面に分けられ、前記第１面と前記第２面が全て前記顎と接する前記切断子の一面に反対な他面に備えられるように構成されても良い。
この時、前記第１面と前記第２面は、互いに反対方向に前記切断子の他面の中央部において前記切断子の一面と他面との間の両側面に向かって傾けられるように構成されても良い。
この時、前記第１面と前記第２面は、互いに反対方向に前記切断子の他面の中央部において前記切断子の一面と他面との間の両側面に向かって傾けられるように構成されても良い。
また、前記第１面と前記第２面は、前記第１振動ノードから前記第１振動アンチノードまでつながる長さ方向に沿って連続して形成され、前記第１振動アンチノードに向かうほど傾きが大きくなるように構成されても良い。
なお、前記第１面と前記第２面は、同一の面積と同一の傾きを有するように互いに対称に形成されるように構成されても良い。
一方、平坦に形成された前記切断子の断面積の一部は、前記切断子の他面の中央部を中心に第３面と第４面に分けられ、前記第３面は前記顎と接する前記切断子の一面に反対な他面に備えられ、第４面は前記切断子の一面と他面との間の一側面に備えられるように構成されても良い。
なお、前記第１面と前記第２面は、同一の面積と同一の傾きを有するように互いに対称に形成されるように構成されても良い。
一方、平坦に形成された前記切断子の断面積の一部は、前記切断子の他面の中央部を中心に第３面と第４面に分けられ、前記第３面は前記顎と接する前記切断子の一面に反対な他面に備えられ、第４面は前記切断子の一面と他面との間の一側面に備えられるように構成されても良い。
この時、前記第３面は、前記切断子の他面の中央部において前記第４面が備えられた前記切断子の一側面に反対な前記切断子の一面と他面との間の他側面に向かって傾けられるように構成されても良い。
また、前記第３面は、前記第１振動ノードから前記第１振動アンチノードまでつながる長さ方向に沿って連続して形成され、前記第１振動アンチノードに向かうほど傾きが大きくなるように構成されても良い。
なお、前記第４面は、前記切断子の他面に垂直するように同一の断面長さを有し、前記第１振動ノードから前記第１振動アンチノードまでつながる長さ方向に沿って連続して形成されるように構成されても良い。
また、前記第３面は、前記第１振動ノードから前記第１振動アンチノードまでつながる長さ方向に沿って連続して形成され、前記第１振動アンチノードに向かうほど傾きが大きくなるように構成されても良い。
なお、前記第４面は、前記切断子の他面に垂直するように同一の断面長さを有し、前記第１振動ノードから前記第１振動アンチノードまでつながる長さ方向に沿って連続して形成されるように構成されても良い。
一方、前記顎は、前記切断子と噛み合って把持された前記手術部位が離脱するのを防止するために、前記切断子の一面に対向する内面に既に設定された間隔で形成された溝を備え、前記溝は、前記顎の長さ方向に垂直した方向を基準とする時、前記顎の長さ方向に向かって傾けられるように構成されても良い。
ここで、前記溝は、前記顎の長さ方向に垂直した方向の傾きを０度とする時、前記顎の長さ方向に１０度〜８０度傾けられるように構成されても良い。
ここで、前記溝は、前記顎の長さ方向に垂直した方向の傾きを０度とする時、前記顎の長さ方向に１０度〜８０度傾けられるように構成されても良い。
さらに、前記溝は、前記顎の内面に格子状で備えられるか、または前記顎の内面に中央部から両側部に向かう対称した折り曲げ状で備えられるように構成されても良い。
一方、本発明による超音波を用いた外科手術用器具は、前記振動子から発生する超音波を制御し、前記ロッドカバーおよび前記顎の動きを調節する作動部をさらに含み、前記作動部はコンピュータ統合ロボット手術システム（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ−ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｒｏｂｏｔｉｃ ｓｕｒｇｅｒｙ ｓｙｓｔｅｍ）を構成する制御ユニットの一部に含まれ、前記ロッドカバーおよび前記顎の動きが前記コンピュータ統合ロボット手術システムに含まれる他の外科手術用器具と共に複合的に自動で調節されるように構成されても良い。
一方、本発明による超音波を用いた外科手術用器具は、前記振動子から発生する超音波を制御し、前記ロッドカバーおよび前記顎の動きを調節する作動部をさらに含み、前記作動部はコンピュータ統合ロボット手術システム（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ−ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｒｏｂｏｔｉｃ ｓｕｒｇｅｒｙ ｓｙｓｔｅｍ）を構成する制御ユニットの一部に含まれ、前記ロッドカバーおよび前記顎の動きが前記コンピュータ統合ロボット手術システムに含まれる他の外科手術用器具と共に複合的に自動で調節されるように構成されても良い。
本発明による超音波を用いた外科手術用器具によれば、増幅ステップが有することができる最大値を確保して超音波強さを極大化しつつ、最大作用長さを確保することができるため、より迅速で効果的に切断と止血ができるという利点がある。
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明すれば次の通りである。但し、本発明を説明するにおいて、既に公知された機能あるいは構成に関する説明は本発明の要旨を明瞭にするために省略する。
本発明による超音波を用いた外科手術用器具の一実施形態は、図１〜図１８に示すように、振動子１００、伝達ロッド２００、切断子３００、ロッドカバー４００および顎（ｊａｗ）５００を含んで構成される。
本発明による超音波を用いた外科手術用器具の一実施形態は、図１〜図１８に示すように、振動子１００、伝達ロッド２００、切断子３００、ロッドカバー４００および顎（ｊａｗ）５００を含んで構成される。
ここで、振動子１００は、入力端子１２０から超音波を発生できる電気的な信号を受けて超音波を発生させる構成要素である。（但し、図面においては、振動子１００と入力端子１２０との間の信号伝達のための回路、電線などの図示は省略した。）
振動子１００から発生する超音波の振動数は後述する伝達ロッド２００、切断子３００の条件に応じて異なる。すなわち、伝達ロッド２００をどのような形状でどのような材料で形成するか、または切断子３００から発生できる増幅ステップおよび作動長さをどのように設計するかに応じ、振動子１００においては最適な超音波を発生させる。
振動子１００から発生する超音波の振動数は後述する伝達ロッド２００、切断子３００の条件に応じて異なる。すなわち、伝達ロッド２００をどのような形状でどのような材料で形成するか、または切断子３００から発生できる増幅ステップおよび作動長さをどのように設計するかに応じ、振動子１００においては最適な超音波を発生させる。
例えば、伝達ロッド２００を円筒形のチタニウムで形成し、切断子３００から発生できる増幅ステップを約２０ｍｍにし、作動長さを約１５ｍｍに設定しようとすれば、振動子１００においては約５５．５ｋＨｚの振動数を有する超音波を発生させるように設定される。
また、振動子１００から発生する超音波の強さ（振幅、変位）は、切断しなければならない手術部位を考慮し、後述する第２スイッチ６３０を介して調節することができる。
また、振動子１００から発生する超音波の強さ（振幅、変位）は、切断しなければならない手術部位を考慮し、後述する第２スイッチ６３０を介して調節することができる。
例えば、手術部位が厚い組織になっていたり血管が通る部位であったりする場合は超音波の強さを強くなるように調節し、そうでない所の場合は切断時に発生する副産物などによる手術の妨害を受けないように超音波の強さを弱くなるように調節することができる。
一方、伝達ロッド２００は、振動子１００と切断子３００を連結して、振動子１００から発生した超音波を切断子３００に伝達する役割をする構成である。
このような伝達ロッド２００は、切断子３００が腹腔鏡手術に用いられるトロカール（ｔｒｏｃａｒ）に形成されたホール（ｈｏｌｅ）に挿入されて手術部位にまで到達できるように、薄くて長く形成された円筒形のバー（ｂａｒ）形状であっても良い。
一方、伝達ロッド２００は、振動子１００と切断子３００を連結して、振動子１００から発生した超音波を切断子３００に伝達する役割をする構成である。
このような伝達ロッド２００は、切断子３００が腹腔鏡手術に用いられるトロカール（ｔｒｏｃａｒ）に形成されたホール（ｈｏｌｅ）に挿入されて手術部位にまで到達できるように、薄くて長く形成された円筒形のバー（ｂａｒ）形状であっても良い。
この時、伝達ロッド２００の長さは使用者が腹腔鏡手術をするのに好適な長さに形成されるが、振動子１００から発生した超音波の振動ノード（ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｎｏｄｅ、実質的に超音波の強さが０の地点を意味する。）と振動アンチノード（ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ａｎｔｉ−ｎｏｄｅ、振動ノードに反対な概念として、実質的に超音波の強さが最大な地点を意味する。）が複数回繰り返される程度の長さに形成されることができる。また、本発明による切断子３００の増幅ステップに該当する区間が後述するように超音波４分の１周期に該当する距離となることができるという点も考慮しなければならないのは当然である。
また、伝達ロッド２００は様々な材質で形成されるが、前述したように、振動子１００から発生した５５．５ｋＨｚの振動数を効果的に伝達するためにはチタニウム素材で形成されるのが有利である。
一方、切断子３００は超音波を用いて手術部位を切断する構成であり、伝達ロッド２００の一端部に備えられ、振動子１００によって発生した超音波の伝達を受けて手術部位を切断することができる。
一方、切断子３００は超音波を用いて手術部位を切断する構成であり、伝達ロッド２００の一端部に備えられ、振動子１００によって発生した超音波の伝達を受けて手術部位を切断することができる。
このような切断子３００は超音波を用いるため、一般的な切断道具と異なり、必ずしも鋭く形成される必要はない。すなわち、切断子３００は超音波によって発生する振動エネルギーと熱エネルギーを用いて手術部位を切断できるように形成されており、これによって血管が通る手術部位を切断するのに効果的である。
例えば、切断子３００は、図面に示すように、伝達ロッド２００の一端部から延びた形態で形成されることができ、対向する側に備えられた後述する顎（ｊａｗ）５００と共に手術部位を圧搾して振動エネルギーと熱エネルギーで手術部位を切断することができる。
例えば、切断子３００は、図面に示すように、伝達ロッド２００の一端部から延びた形態で形成されることができ、対向する側に備えられた後述する顎（ｊａｗ）５００と共に手術部位を圧搾して振動エネルギーと熱エネルギーで手術部位を切断することができる。
このような切断子３００は、伝達ロッド２００から受けた超音波を用いて手術部位を切断しなければならないため、増幅ステップ（ｇａｉｎ ｓｔｅｐ；実質的に増幅比率が１以上であることを意味する。）を有しなければならない。
この時、切断子３００が増幅ステップを有するようにするための方案として切断子３００の形状および構造を様々にすることができ、本発明においては、切断子３００の横断面積の広さを振動ノードにおいてより小さくして、横断面積比率に応じて超音波が有するエネルギーを増幅できるようにする。したがって、切断子３００が伝達ロッド２００から延びた形態で形成される時、円形の断面積の一部を平坦にして断面積を減少させることによって増幅ステップが形成されるようにする。
この時、切断子３００が増幅ステップを有するようにするための方案として切断子３００の形状および構造を様々にすることができ、本発明においては、切断子３００の横断面積の広さを振動ノードにおいてより小さくして、横断面積比率に応じて超音波が有するエネルギーを増幅できるようにする。したがって、切断子３００が伝達ロッド２００から延びた形態で形成される時、円形の断面積の一部を平坦にして断面積を減少させることによって増幅ステップが形成されるようにする。
一方、切断子３００を形成するにおいて、増幅ステップを有することができるように形成することほど重要なのは、どれほどの作用長さ（ａｃｔｉｖｅ ｌｅｎｇｔｈ）を有するかである。すなわち、切断子３００から増幅ステップが形成されて超音波が有するエネルギーを増幅するとしても、作用長さが短ければ、言い換えれば、実質的に手術部位を切断できる程度の強さを有しなければ、手術部位を切断しようとする使用者には無意味であろう。
このような重要な意味を有する作用長さを確保するために、従来には、図１９に示すように作用長さを最大限に確保できるように増幅ステップが開始する地点と振動ノードとの間の距離が５％以上離隔するように構成された（この時、従来の超音波を用いた外科手術用器具に関する説明は背景技術で言及した日本登録特許第４３０７８９０号に記載された内容ではないが、実際に外科手術を行う医師たちに広く用いられている製品から明らかに確認できる内容である。）。
すなわち、従来の超音波を用いた外科手術用器具において、切断子３０も円形の断面積の一部を平坦にして断面積を減少させることによって増幅ステップが形成されるように構成されたが、増幅ステップが開始する地点と振動ノードとの間の距離が５％以上離隔するように構成された。
したがって、従来の超音波を用いた外科手術用器具において、切断子３０の場合、増幅ステップが終了する地点が振動アンチノードに表れる超音波の最大振幅（変位）が到達する地点まで形成されることができず、これは最大作用長さを確保するために増幅ステップが有することができる最大値を諦めたということであろう。
したがって、従来の超音波を用いた外科手術用器具において、切断子３０の場合、増幅ステップが終了する地点が振動アンチノードに表れる超音波の最大振幅（変位）が到達する地点まで形成されることができず、これは最大作用長さを確保するために増幅ステップが有することができる最大値を諦めたということであろう。
しかし、本発明による超音波を用いた外科手術用器具の一実施形態において、切断子３００は、増幅ステップが開始する地点を振動ノードと一致させることによって増幅ステップが有することができる最大値を確保しつつ、最大作用長さを確保できるように構成される。
すなわち、本発明による超音波を用いた外科手術用器具の一実施形態において、以下で説明するように切断子３００を構成すれば、増幅ステップに該当する区間および最大作用長さに該当する長さは、同様に第１振動ノードＮ１から振動子１００が連結された反対方向に振動子１００から発生した超音波の１周期に対する波長長さの４分の１に該当する距離だけ離隔した所に位置する第１振動アンチノードＡ１までの距離であっても良い。
すなわち、本発明による超音波を用いた外科手術用器具の一実施形態において、以下で説明するように切断子３００を構成すれば、増幅ステップに該当する区間および最大作用長さに該当する長さは、同様に第１振動ノードＮ１から振動子１００が連結された反対方向に振動子１００から発生した超音波の１周期に対する波長長さの４分の１に該当する距離だけ離隔した所に位置する第１振動アンチノードＡ１までの距離であっても良い。
先ず、図２〜図１０に示された切断子３００の一例を説明すれば、切断子３００の平坦に形成された断面積の一部は切断子３００の他面（顎５００と接する切断子３００の一面の反対面）の中央部を中心に第１面３１０と第２面３２０に分けられて構成されることができる。
ここで、第１面３１０と第２面３２０はいずれも切断子３００の他面に備えられても良く、第１面３１０と第２面３２０は船舶の下段部の形状と類似するように、互いに反対方向に切断子３００の他面の中央部において切断子３００の一面と他面との間の両側面に向かって傾けられていても良い。
ここで、第１面３１０と第２面３２０はいずれも切断子３００の他面に備えられても良く、第１面３１０と第２面３２０は船舶の下段部の形状と類似するように、互いに反対方向に切断子３００の他面の中央部において切断子３００の一面と他面との間の両側面に向かって傾けられていても良い。
この時、第１面３１０と第２面３２０は第１振動ノードＮ１から第１振動アンチノードＡ１までつながる長さ方向に沿って連続して形成されることができ、第１振動アンチノードＡ１に向かうほど傾きが大きくなるように構成されることができる。
より具体的には、第１面３１０と第２面３２０は、第１振動ノードＮ１においては図４に示すように切断子３００の他面の中央部に同一の１つの面で構成されるが、第１振動アンチノードＡ１に向かうほど図５〜図７に示すように切断子３００の他面の中央部から両側面に向かって次第に傾きが大きく傾くように構成される。
より具体的には、第１面３１０と第２面３２０は、第１振動ノードＮ１においては図４に示すように切断子３００の他面の中央部に同一の１つの面で構成されるが、第１振動アンチノードＡ１に向かうほど図５〜図７に示すように切断子３００の他面の中央部から両側面に向かって次第に傾きが大きく傾くように構成される。
このように構成される第１面３１０と第２面３２０は第１振動アンチノードＡ１に隣接する時には図８〜図１０に示すように互いに平行に構成されることができ、手術の便宜上、振動アンチノードＡ１に隣接した切断子３００の一部が曲げられていても第１面３１０と第２面３２０の構成は変更されずに同一の形状を維持することができる。
また、第１面３１０と第２面３２０は同一の面積と同一の傾きを有するように互いに対称に形成されることができる。この時、互いに対称しないように構成されていても本発明の権利範囲を逸脱しなのは勿論であり、このように互いに対称に形成する場合、超音波が顎５００と接する切断子３００の一面によりよく向かうようにすることができる。
また、第１面３１０と第２面３２０は同一の面積と同一の傾きを有するように互いに対称に形成されることができる。この時、互いに対称しないように構成されていても本発明の権利範囲を逸脱しなのは勿論であり、このように互いに対称に形成する場合、超音波が顎５００と接する切断子３００の一面によりよく向かうようにすることができる。
次に、図１１〜図１５に示された切断子３００の変形例を説明すれば、切断子３００の平坦に形成された断面積の一部は、切断子３００の他面（顎５００と接する切断子３００一面の反対面）の中央部を中心に第３面３３０と第４面３４０に分けられて構成されることができる。
ここで、第３面３３０は顎５００と接する切断子３００の他面に備えられる面であり、第４面３４０は切断子３００の一面と他面との間の一側面に備えられる面である。
ここで、第３面３３０は顎５００と接する切断子３００の他面に備えられる面であり、第４面３４０は切断子３００の一面と他面との間の一側面に備えられる面である。
より具体的には、第３面３３０は、前述したような図２〜図１０に示された切断子３００の一例の第１面３１０と類似するように、切断子３００の他面の中央部から切断子３００の側面に向かって傾けられており、第１振動ノードＮ１から第１振動アンチノードＡ１に向かうほど傾きが大きくなるように連続して形成された面である。
しかし、第４面３４０は、前述したような図２〜図１０に示された切断子３００の一例とは異なり、切断子３００の他面に垂直するように同一の断面長さを有し、第１振動ノードＮ１から第１振動アンチノードＡ１まで傾きの変化なしに連続して形成された面である。
しかし、第４面３４０は、前述したような図２〜図１０に示された切断子３００の一例とは異なり、切断子３００の他面に垂直するように同一の断面長さを有し、第１振動ノードＮ１から第１振動アンチノードＡ１まで傾きの変化なしに連続して形成された面である。
すなわち、図１１〜図１５から確認できるように、切断子３００の変形例は、切断子３００の一面と他面との間の両側面のうち一側面だけが傾きの変化を有し、第１振動ノードＮ１から第１振動アンチノードＡ１まで連続して形成されるように構成されたものである。
この時、傾きの変化を有する一側面、すなわち、第３面３３０は、手術の便宜上、振動アンチノードＡ１に隣接した切断子３００の一部が曲げられる方向に対応する方向の一側面であっても良いが、必ずしもこれに制限されるものではない。
この時、傾きの変化を有する一側面、すなわち、第３面３３０は、手術の便宜上、振動アンチノードＡ１に隣接した切断子３００の一部が曲げられる方向に対応する方向の一側面であっても良いが、必ずしもこれに制限されるものではない。
このように切断子３００の変形例を構成する場合、前述したような図２〜図１０に示された切断子３００の一例に比べて、超音波が顎５００と接する切断子３００の一面によりよく向かうのか否かに対する差があるのみであって、本発明が解決しようとする技術的課題である増幅ステップが有することができる最大値を確保して超音波強さを極大化しつつ、最大作用長さを確保してより迅速で効果的に切断と止血ができる超音波を用いた外科手術用器具を提供することには差がないと言える。
一方、ロッドカバー４００は、伝達ロッド２００を介して超音波が伝達されることを保護するために伝達ロッド２００を囲む構成である。
このようなロッドカバー４００は伝達ロッド２００と接触しないのが理想的ではあるが、伝達ロッド２００が長く形成される場合は接触して連結される必要がある。この時、どの地点でも連結点にするのではなく、伝達ロッド２００を介して超音波が形成される複数の振動ノード（例えば、第１振動ノードＮ１、第２振動ノードＮ２）を連結点にするのが有利である。
このようなロッドカバー４００は伝達ロッド２００と接触しないのが理想的ではあるが、伝達ロッド２００が長く形成される場合は接触して連結される必要がある。この時、どの地点でも連結点にするのではなく、伝達ロッド２００を介して超音波が形成される複数の振動ノード（例えば、第１振動ノードＮ１、第２振動ノードＮ２）を連結点にするのが有利である。
これは、振動ノードでない点では強さが０にならないため、振動ノードでない点において伝達ロッド２００とロッドカバー４００が連結されれば、伝達ロッド２００を介して伝達されていた超音波が少量ではあるもののロッドカバー４００にも伝達されて損失されることがあるためである。
一方、顎５００は、切断子３００に対向する位置に配置され、切断子３００と噛み合って手術部位を把持する役割をする構成である。
一方、顎５００は、切断子３００に対向する位置に配置され、切断子３００と噛み合って手術部位を把持する役割をする構成である。
仮にこのような顎５００がなければ、手術部位を切断するために切断子３００を押す時に支える構成がないため、手術部位が押されてろくに切断できないことがある。すなわち、顎５００は、切断子３００を補助して手術部位を切断するようにする構成である。
このような役割をする顎５００は伝達ロッド２００に結合して構成されることもできるが、切断子３００への超音波の伝達を妨害し得るため、ロッドカバー４００の一端部に結合して構成されるのが有利である。
このような役割をする顎５００は伝達ロッド２００に結合して構成されることもできるが、切断子３００への超音波の伝達を妨害し得るため、ロッドカバー４００の一端部に結合して構成されるのが有利である。
また、手術部位を容易に把持またはリリースするためにロッドカバー４００にチルト（ｔｉｌｔｉｎｇ）可能に結合するように構成されることができ、使用者が調節し易いように第１スイッチ６２０とも連動するように構成されることができる。
それのみならず、顎５００は、切断子３００と噛み合って把持された手術部位が離脱するのを防止できるように、切断子３００の一面に対向する内面に既に設定された間隔で形成された溝５１０を備えることができる。
それのみならず、顎５００は、切断子３００と噛み合って把持された手術部位が離脱するのを防止できるように、切断子３００の一面に対向する内面に既に設定された間隔で形成された溝５１０を備えることができる。
この時、溝５１０は、顎５００の長さ方向に垂直した方向を基準とする時、顎５００の長さ方向に向かって傾けられているように構成されることができる。
すなわち、顎５００において第１振動ノードＮ１と第１振動アンチノードＡ１を連結する方向と平行した方向を長さ方向とする時、前記長さ方向に垂直した方向の傾きを０度とすれば、溝５１０は顎５００の長さ方向に一定角度傾いて形成されることができる。
言い換えれば、前記一定角度が小さければ、顎５００の長さ方向に垂直した方向に溝５１０が形成されているといい、前記一定角度が大きければ、顎５００の長さ方向に溝５１０が形成されていると言える。
すなわち、顎５００において第１振動ノードＮ１と第１振動アンチノードＡ１を連結する方向と平行した方向を長さ方向とする時、前記長さ方向に垂直した方向の傾きを０度とすれば、溝５１０は顎５００の長さ方向に一定角度傾いて形成されることができる。
言い換えれば、前記一定角度が小さければ、顎５００の長さ方向に垂直した方向に溝５１０が形成されているといい、前記一定角度が大きければ、顎５００の長さ方向に溝５１０が形成されていると言える。
この時、前記一定角度の範囲は顎５００の内面の形状が長方形に近いので０度〜９０度になっても良いが、後述するような図２０に示すように従来の超音波を用いた外科手術用器具の顎５００の内面に形成された溝５１との効果上の差を確認できる程度になるためには１０度以上でなければならず、把持した手術部位が把持する方向に滑らないようにするためには８０度以下になるのが有利である。
このように一定角度傾いていれば、溝５１０はその形状に対して制限はないと言える。しかし、より詳細な説明のために図面を参照して例を挙げてみれば、溝５１０は図１６に示すように顎５００の内面に格子状で備えられることができる。
このように一定角度傾いていれば、溝５１０はその形状に対して制限はないと言える。しかし、より詳細な説明のために図面を参照して例を挙げてみれば、溝５１０は図１６に示すように顎５００の内面に格子状で備えられることができる。
このような形状を有する溝５１０は切断子３００と顎５００が手術部位を把持するのに把持力を高めるという長所はあるが、製作するのに困難があるところ、図１７または図１８に示された変形例のような形状を有することができる。すなわち、図１７または図１８に示すように、溝５１０’，５１０’’は顎５００の内面の中央部から両側部に向かう対称した折り曲げ状で形成されることができる。
以上で説明したように顎５００を構成すれば、図２０に示されたような溝５１を有する従来の超音波を用いた外科手術用器具の顎５００によって手術部位を把持する時に発生し得る問題を解決することができる。
以上で説明したように顎５００を構成すれば、図２０に示されたような溝５１を有する従来の超音波を用いた外科手術用器具の顎５００によって手術部位を把持する時に発生し得る問題を解決することができる。
すなわち、図２０に示されたような溝５１を有する従来の超音波を用いた外科手術用器具の顎５００によって手術部位を把持すれば、把持した手術部位は把持する方向に凝集し得るため、切断子３００が手術部位を切開および焼灼するのに妨害となり得る。
しかし、本発明による超音波を用いた外科手術用器具の顎５００によって手術部位を把持すれば、把持した手術部位が把持する方向でない顎５００の両側部方向に凝集し得るため、切断子３００が手術部位を切開および焼灼するのに妨害とはならず、それにより、より迅速で効果的な手術部位の切開および焼灼が可能である。
しかし、本発明による超音波を用いた外科手術用器具の顎５００によって手術部位を把持すれば、把持した手術部位が把持する方向でない顎５００の両側部方向に凝集し得るため、切断子３００が手術部位を切開および焼灼するのに妨害とはならず、それにより、より迅速で効果的な手術部位の切開および焼灼が可能である。
それのみならず、従来の超音波を用いた外科手術用器具は、最大作用長さを確保するために増幅ステップが有することができる最大値を確保することができなかったため、切断子３００と顎５００との間に手術部位の把持力が高くなってこそ切開および焼灼が行われるところ、図２０に示されたような溝５１が有する間隔ｔ１を非常に細かくして前記把持力を高めなければならなかった。
しかし、本発明による超音波を用いた外科手術用器具は、最大作用長さを確保しつつ増幅ステップが有することができる最大値を確保したため、従来の超音波を用いた外科手術用器具より前記把持力が低くても良く、溝５１０が有する間隔ｔ２を広げることができる。
しかし、本発明による超音波を用いた外科手術用器具は、最大作用長さを確保しつつ増幅ステップが有することができる最大値を確保したため、従来の超音波を用いた外科手術用器具より前記把持力が低くても良く、溝５１０が有する間隔ｔ２を広げることができる。
このように溝５１０が有する間隔ｔ２が広くなれば、顎５００の内面を製作するのにより少ない努力および費用がかかるのは当然である。
一方、作動部６００は、前述したような振動子１００を制御し、ロッドカバー４００および顎５００の動きを調節できるようにする構成であり、使用者の便宜に応じて多様に構成されることができる。
例えば、本発明による超音波を用いた外科手術用器具の一実施形態においては、作動部６００を取っ手６１０、第１スイッチ６２０、第２スイッチ６３０、および第３スイッチ６４０で構成することができる。
一方、作動部６００は、前述したような振動子１００を制御し、ロッドカバー４００および顎５００の動きを調節できるようにする構成であり、使用者の便宜に応じて多様に構成されることができる。
例えば、本発明による超音波を用いた外科手術用器具の一実施形態においては、作動部６００を取っ手６１０、第１スイッチ６２０、第２スイッチ６３０、および第３スイッチ６４０で構成することができる。
ここで、取っ手６１０は、使用者が片手で本発明による超音波を用いた外科手術用器具を把持して、切断子３００を手術部位に持っていって手術するのに容易になるように拳銃（ｈａｎｄｇｕｎ）の取っ手と類似するように構成されることができる。
また、第１スイッチ６２０は、振動子１００が超音波を発生させるのをオン／オフする役割をすると同時に、切断子３００と共に手術部位を把持して切断するように顎５００を動かす役割をするように構成されることができる。
また、第１スイッチ６２０は、振動子１００が超音波を発生させるのをオン／オフする役割をすると同時に、切断子３００と共に手術部位を把持して切断するように顎５００を動かす役割をするように構成されることができる。
また、第２スイッチ６３０は振動子１００から発生する超音波の強さを調節する役割をするように構成されることができ、第３スイッチ６４０は使用者の人差し指のためにロッドカバー４００を回転させて切断子３００または／および顎５００を回転できるように構成されることができる。
一方、このような本発明の超音波を用いた外科手術用器具は使用者が手術時に直接手動で利用したりもするが、それに制限されず、外科手術用器具が取り付けられた自動化ロボットにも拡張して利用できるのは当然である。
一方、このような本発明の超音波を用いた外科手術用器具は使用者が手術時に直接手動で利用したりもするが、それに制限されず、外科手術用器具が取り付けられた自動化ロボットにも拡張して利用できるのは当然である。
より具体的な説明のために例を挙げてみれば、作動部６００をコンピュータ統合ロボット手術システム（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ−ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｒｏｂｏｔｉｃ ｓｕｒｇｅｒｙ ｓｙｓｔｅｍ）を構成する制御ユニット（図示せず）の一部に含ませることを考えることができ、このように作動部６００を構成する場合、これ以上作動部６００を取っ手６１０、第１スイッチ６２０、第２スイッチ６３０、および第３スイッチ６４０で構成する必要はない。
すなわち、作動部６００をコンピュータ統合ロボット手術システムを構成する制御ユニット（図示せず）の一部に含ませれば、ロッドカバー４００および顎５００の動きをコンピュータ統合ロボット手術システムに含まれる他の外科手術用器具と共に複合的に自動で調節することができる。
以上では本発明の特定の実施形態が説明し図示されたが、本発明は記載された実施形態に限定されるものではなく、本発明の思想および範囲を逸脱せずに多様に修正および変形できるのは本技術分野で通常の知識を有する者に明らかなことである。したがって、このような修正例または変形例は本発明の技術的思想や観点から個別的に理解されてはならず、変形された実施形態は本発明の特許請求の範囲に属するとみなすべきである。
以上では本発明の特定の実施形態が説明し図示されたが、本発明は記載された実施形態に限定されるものではなく、本発明の思想および範囲を逸脱せずに多様に修正および変形できるのは本技術分野で通常の知識を有する者に明らかなことである。したがって、このような修正例または変形例は本発明の技術的思想や観点から個別的に理解されてはならず、変形された実施形態は本発明の特許請求の範囲に属するとみなすべきである。
Claims (15)
- 超音波を発生させる振動子、
円筒形のバー（ｂａｒ）形状で形成され、前記振動子から発生した超音波を前記振動子が連結された他端部から一端部に伝達する伝達ロッド、
前記伝達ロッドの一端部から延びて形成され、前記伝達ロッドから伝達された超音波を用いて手術部位を切断する切断子であって、前記伝達ロッドの一端部から最も隣接した第１振動ノードから増幅ステップが始まるように、前記第１振動ノードに該当する地点から円形の断面積の一部が平坦に形成される切断子、
前記伝達ロッドを介して超音波が伝達される時に形成される複数の振動ノードを連結点にして前記伝達ロッドを囲むロッドカバー、および
前記ロッドカバーの一端部にチルト可能に結合され、前記切断子に対向する位置に備えられ、前記切断子と噛み合って前記手術部位を把持する顎を含む、超音波を用いた外科手術用器具。 - 前記増幅ステップに該当する区間は、
前記第１振動ノードから、前記振動子が連結された反対方向に前記振動子から発生した超音波の１周期に対する波長長さの４分の１に該当する距離だけ離隔した所に位置する第１振動アンチノードまでの距離であることを特徴とする、請求項１に記載の超音波を用いた外科手術用器具。 - 前記振動子から発生した超音波の周波数を５５．５ｋＨｚにし、前記伝達ロッドを円筒形のチタニウムで形成する時、前記増幅ステップは２０ｍｍとなり、前記手術部位と接して切断することになる作用長さは１５ｍｍとなることを特徴とする、請求項２に記載の超音波を用いた外科手術用器具。
- 平坦に形成された前記切断子の断面積の一部は、前記切断子の他面の中央部を中心に第１面と第２面に分けられ、前記第１面と前記第２面が全て前記顎と接する前記切断子の一面に反対な他面に備えられることを特徴とする、請求項２に記載の超音波を用いた外科手術用器具。
- 前記第１面と前記第２面は、
互いに反対方向に前記切断子の他面の中央部において前記切断子の一面と他面との間の両側面に向かって傾けられていることを特徴とする、請求項４に記載の超音波を用いた外科手術用器具。 - 前記第１面と前記第２面は、
前記第１振動ノードから前記第１振動アンチノードまでつながる長さ方向に沿って連続して形成され、前記第１振動アンチノードに向かうほど傾きが大きくなることを特徴とする、請求項５に記載の超音波を用いた外科手術用器具。 - 前記第１面と前記第２面は、
同一の面積と同一の傾きを有するように互いに対称に形成されることを特徴とする、請求項５に記載の超音波を用いた外科手術用器具。 - 平坦に形成された前記切断子の断面積の一部は、前記切断子の他面の中央部を中心に第３面と第４面に分けられ、前記第３面は前記顎と接する前記切断子の一面に反対な他面に備えられ、第４面は前記切断子の一面と他面との間の一側面に備えられることを特徴とする、請求項２に記載の超音波を用いた外科手術用器具。
- 前記第３面は、
前記切断子の他面の中央部において前記第４面が備えられた前記切断子の一側面に反対な前記切断子の一面と他面との間の他側面に向かって傾けられていることを特徴とする、請求項８に記載の超音波を用いた外科手術用器具。 - 前記第３面は、
前記第１振動ノードから前記第１振動アンチノードまでつながる長さ方向に沿って連続して形成され、前記第１振動アンチノードに向かうほど傾きが大きくなることを特徴とする、請求項８に記載の超音波を用いた外科手術用器具。 - 前記第４面は、
前記切断子の他面に垂直するように同一の断面長さを有し、前記第１振動ノードから前記第１振動アンチノードまでつながる長さ方向に沿って連続して形成されることを特徴とする、請求項８に記載の超音波を用いた外科手術用器具。 - 前記顎は、
前記切断子と噛み合って把持された前記手術部位が離脱するのを防止するために、前記切断子の一面に対向する内面に既に設定された間隔で形成された溝を備え、
前記溝は、前記顎の長さ方向に垂直した方向を基準とする時、前記顎の長さ方向に向かって傾けられていることを特徴とする、請求項２に記載の超音波を用いた外科手術用器具。 - 前記溝は、
前記顎の長さ方向に垂直した方向の傾きを０度とする時、前記顎の長さ方向に１０度〜８０度傾けられていることを特徴とする、請求項１２に記載の超音波を用いた外科手術用器具。 - 前記溝は、
前記顎の内面に格子状で備えられているか、または前記顎の内面に中央部から両側部に向かう対称した折り曲げ状で備えられていることを特徴とする、請求項１３に記載の超音波を用いた外科手術用器具。 - 前記振動子から発生する超音波を制御し、前記ロッドカバーおよび前記顎の動きを調節する作動部をさらに含み、
前記作動部はコンピュータ統合ロボット手術システム（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ−ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｒｏｂｏｔｉｃ ｓｕｒｇｅｒｙ ｓｙｓｔｅｍ）を構成する制御ユニットの一部に含まれ、前記ロッドカバーおよび前記顎の動きが前記コンピュータ統合ロボット手術システムに含まれる他の外科手術用器具と共に複合的に自動で調節されることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の超音波を用いた外科手術用器具。
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