JP4063424B2 - 二重回転機構による位置決め可能な超音波鉗子凝固装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【技術的分野】
本発明は一般に外科用超音波器具、特に付属の鉗子のアームに関し超音波末端エフエクタを回転させて位置決めを行い、それによって末端エフエクタ、鉗子のアーム、および付属の超音波駆動装置を装置のハウジングに関し割り出しを行う方法で選択的に回転できるクラッチ機構を含んだ、組織の切断および／または凝固を行うための外科用超音波鉗子凝固装置に関する。
【０００２】
【従来技術及びその課題】
外科用超音波器具はその独特な挙動特性のために外科手術の分野において次第に広く用いられるようになっている。その特有の器具の形態および操作パラメータに依存して、外科用超音波器具は、望ましくは患者の外傷を最小限度にして実質的に同時に組織の切断と凝固による止血とを行うことができる。切断作用は典型的には器具の遠い方の端にある末端エフエクタにより行われ、この末端エフエクタはそれと接触している組織に超音波エネルギーを与える。この種の超音波器具は直視下での外科手術、または腹腔鏡または内視鏡による外科手術に使用される形態をもっていることができる。
【０００３】
患者の組織へ送る超音波エネルギーと組み合わせるために、器具の末端エフエクタに対して組織を押し付けるクランプ機構を含んだ外科用超音波器具も開発されている。このような装置（しばしば超音波切開器と呼ばれる）は米国特許５，３２２，０５５号に記載されている。この特許は参考のため添付されている。しかし典型的な構成では、器具のハンドルまたは把持部材に対し固定された方向に取り付けられたクランプ機構が含まれている。従ってクランプ機構の回転の向きを変えるためには、外科医は典型的には器具全体を物理的に回転させることが必要であった。そのためこの器具は使用するのが不便である。また従来の超音波器具は組織を切断または凝固させる刃を１枚しか使用していない。従って種々の切断および凝固を行うために器具を取替えなければならない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の観点から、本発明においては外科手術の際に組織を切断し、凝固させ、また把持する外科用超音波鉗子凝固装置が提供される。この装置を便利かつ効率的に使用できるようにするために、クランプ機構は該鉗子凝固装置のハウジングに関して選択的に回転させて位置決めができるようになっており、従って外科医はハウジングを回転させることなく必要に応じ選択的にクランプ機構のの位置決めを行うことができる。このクランプ機構および末端エフエクタは一緒に回転し、クランプ機構と並んだ末端エフエクタの特定の配置形態を保つことができる。
【０００５】
本発明の外科用鉗子凝固装置は、クランプ機構に関し末端エフエクタを回転させて位置決めを行い、組織を望みどおりに切断し凝固させるために、クランプ機構と並んで末端エフエクタが種々の配置形態を保つことができるにするクラッチ機構を含んでいる。末端エフエクタ、クランプ機構、および付属の超音波駆動装置はそれ以後一つのユニットとして回転することができ、またハウジングに関してクランプ機構および末端エフエクタを割り出し回転（ｉｎｄｅｘｅｄ ｒｏｔａｔｉｏｎ）させ位置決めを行う機能をもった回り止め機構を備えることにより、該鉗子凝固装置の効率的で便利な使用がさらに促進される。
【０００６】
図示の具体化例に従えば、本発明の外科用超音波鉗子凝固装置は好ましくは手で掴む部分を有するハウジングを含んでいる。本発明の装置はさらに細長い部分（内視鏡を使用するためにつくられた部分）を含み、この部分は該ハウジングに回転し得るように結合された外側の筒形の鞘を含み、また組織の切断、凝固、および／または把持を行う区域に位置させ得る遠い方の端を含んでいる。好適具体化例においては、この外側の筒形の鞘には回転ノブが取り付けられ、装置のハウジングに関し外側の鞘が割り出し回転できるようになっている。
【０００７】
外側の筒形の鞘の内部には作動部材が往復運動を行い得るように取り付けられ、操作時には外側の鞘と連結されハウジングに関しそれと一緒に回転するようになっている。作動部材が往復運動すると、外側の鞘の遠い方の端に備えられている該鉗子凝固装置のクランプ機構が所望の動作を行う。
【０００８】
外側の筒形の鞘の内部には超音波のウエイブガイドが配置され、その長さに亙って延びている。この超音波ウエイブガイドはその遠い方の端に末端エフエクタを含んでいる。末端エフエクタは或る場合には「刃」とも呼ばれるが、付属の超音波駆動装置の変換器によって超音波的に駆動され、末端エフエクタの長手方向の超音波振動によって組織の切断および凝固が行われる。ウエイブガイドは回転できるように外側の鞘と結合され、駆動装置もまた回転できるようにそれと連結されている。ウエイブガイド並びに駆動装置はまた外側の筒形の鞘およびクランプ機構に関しても回転することができる。
【０００９】
本発明の鉗子凝固装置のクランプ機構は、それを末端エフエクタに関してピボット運動させるために、外側の筒形の鞘の遠い方の端にピボット回転し得るように取り付けられた鉗子のアーム含んでいる。鉗子のアームと末端エフエクタとの間で組織が把持され、組織は超音波的に末端エフエクタと連結され（超音波がかけられた際）るが、超音波のエネルギーがウエイブガイドを通って末端エフエクタに伝えられない場合には組織は単に掴まれ把持されるだけである。鉗子のアームは往復運動可能な作動部材と連結されて操作され、作動部材の往復運動によって末端エフエクタに関し鉗子のアームが動かされる。
【００１０】
装置のハウジングにピボット回転し得るように取り付けられた操作レバーによってクランプ機構を選択的に操作することができる。好適具体化例においては、操作レバー、および付属したハウジングの手で掴める部分には鋏に似た形状が備えられ、使用者の親指で操作レバーを便利に動かすことができる。操作レバーはアクチュエータのカラーによって往復運動可能な作動部材と連結され、操作レバーをピボット運動させると作動部材が往復運動を行い、鉗子凝固装置の鉗子のアームをピボット回転する。
【００１１】
本発明の鉗子凝固装置はまたハウジングに関し外側の鞘（および好ましくはウエイブガイドおよび付属の駆動装置）を割り出し回転させる回り止め機構を含んでいる。特に、クラッチ機構が回転ノブと切り離されている場合、ハウジングおよび外側の鞘に関しウエイブガイドを選択的に回転させるクラッチ機構が備えられている。このクラッチ機構は回転ノブと共同作用をするように係合し、クランプ機構と並んだ末端エフエクタの選ばれた配置状態が保持される。ウエイブガイドおよび末端エフエクタ、並びに付属の超音波駆動装置はこの時装置のハウジングに関し一つのユニットとしてクランプ機構と共に回転することができる。
【００１２】
クランプ機構に対し所望の割り出し回転を行わせるためには、回り止め機構は装置のハウジングの中にバネで偏らされた回り止めを少なくとも１個含んでおり、回転ノブは回り止めと係合した回り止めを受ける面を規定し、これと共同作用してクランプ部材に割り出し回転を行わせ、従って外側の鞘は装置のハウジングに関し回転を行う。回転ノブの回り止めを受ける面は周方向に間隔を置いて配置された多数の半径方向の凹部を規定し、この凹部がハウジングの上でバネで偏らされた回り止めを受けるようになっていることが好ましい。
【００１３】
本発明の他の特徴および利点は下記の詳細な説明、添付図面および特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【００１４】
【実施例】
本発明は種々の形で具体化することができ、以後においてはその好適具体化例を図面に示して説明するが、これらの具体化例は本発明を例示するに過ぎず、本発明はこれらの具体化例に限定されるものではないことを了解されたい。
【００１５】
本発明は特に外科手術中の組織の切断、凝固、および／または把持を行うようにつくられた改善された外科用超音波凝固用鉗子装置に関する。本発明の装置は直視下の手術、並びに腹腔鏡または内視鏡での手術の両方に使用されるように容易につくることができる。下記の説明から明らかになるように、本発明の鉗子凝固装置は特に簡単な構成のために使い捨て用につくられている。即ち本発明の装置は外科手術システムの超音波駆動装置と関連して使用され、この駆動装置から得られる超音波エネルギーにより鉗子凝固装置は所望のように超音波で作動する。鉗子凝固装置は使い捨てでないような形、および付属の超音波駆動装置と一体となった取外しできない形でつくることもできる。しかし一人の患者に対して使用する場合、付属の超音波駆動装置をもった本発明の鉗子凝固装置は取外し得るように連結して使用することが好ましい。
【００１６】
図１および３を参照すれば、一般的に番号１０が付けられた本発明の原理を具体化した超音波鉗子凝固装置を含む、本発明の外科手術システムの好適具体化例が示されている。最初にこの外科手術システム１０の超音波発生装置および付属した超音波駆動装置の好適な詳細点を説明し、次に割り出し回転ができるようにつくられたクランプ機構、およびこのクランプ機構に関し回転するようにつくられた末端エフエクタを含む外科用超音波鉗子凝固装置を詳細に説明する。
【００１７】
外科手術システム１０は超音波発生装置３０およびそれに付属した超音波外科手術装置を含んでいる。この外科手術装置は数字５０が付けられた超音波駆動装置、および本発明の原理を具体化した超音波鉗子凝固装置１２０を含んでいる。後でさらに詳細に説明するように、超音波変換器および駆動装置５０の取り付け装置、並びに鉗子凝固装置１２０のウエイブガイドが本発明の音響アセンブリーを構成し、この音響アセンブリーは超音波発生装置３０に動力が入れられた場合外科手術に対し超音波エネルギーを供給する。或る用途においては、超音波駆動装置５０は「ハードピース・アセンブリー」と呼ばれる。何故なら外科手術システム１０は種々の操作および手術の際に外科医が超音波駆動装置５０を掴みこれを操作するようにつくられているからである。図１に示したように、外科手術システムの鉗子凝固装置１２０は鋏の柄に似た把持装置を含み、これによって超音波駆動装置５０とは別に、容易に凝固装置の位置を決めこれを操作することができることが好ましい。
【００１８】
外科手術システムの超音波発生装置３０はその制御システムによって決定される選ばれた偏位、周波数および位相においてケーブル３２を通し電気信号を送り出す。後で説明するように、この信号は外科用器具の音響アセンブリーの１個またはそれ以上のピエゾ電気素子膨張および収縮させ、電気エネルギーは機械的運動に変換される。この機械的運動により音の定常波となって音響アセンブリーを通って伝播し、選ばれた振動数および偏位で音響アセンブリーを振動させる超音波エネルギーの縦波を生じる。音響アセンブリーのウエイブガイドの遠い方の端の所にある末端エフエクタを患者の組織に接触させ、超音波エネルギーを組織へ伝達する。後で説明するように、ジョーまたはクランプ機構（鉗子機構）のような外科用の器具を用いて該末端エフエクタに対し組織を圧し付けるようにすることが好ましい。
【００１９】
末端エフエクタが組織に連結されると、摩擦、音波の吸収および組織内部の粘性損失のために熱エネルギーが生じる。即ち発熱が起こる。この熱は蛋白質の水素結合を破壊し、高次構造をもった蛋白質（即ちコラーゲンおよび筋肉蛋白質）を変性（即ち低次の構造に変える）させるのに十分である。蛋白質が変性されると、粘着性の凝固体が生じ小さい血管を密封、即ち凝固させる。この効果が長く続くと、大きな血管の分厚い凝固が起こる。
【００２０】
超音波エネルギーが組織に伝達されると、機械的な引き裂け、切断、キャビテーション、細胞の破壊、および乳化を含む他の効果が起こる。切断の量並びに得られる凝固の程度は末端エフエクタの偏位、振動の周波数、使用者がかける圧力、末端エフエクタの鋭さ、および末端エフエクタと組織との連結の程度によって変化する。
【００２１】
図１に示されているように、超音波発生装置３０はそれと一体となった制御システム、電源スイッチ３４、およびトリガー機構３６を含んでいる。電源スイッチ３４は超音波発生装置３０への電力をコントロールし、トリガー機構３６によって作動されると、該発生装置３０は外科手術システム１０の音響アセンブリーを予め定められた周波数で駆動し、且つ予め定められた偏位レベルで末端エフエクタを駆動するエネルギーを生じる。該発生装置３０は、望ましくは適当な共鳴周波数で、音響アセンブリーを駆動または励起することができる。
【００２２】
超音波発生装置３０がトリガー機構３６によって作動されると、超音波発生装置３０によって図３に示されているような音響アセンブリーの変換装置群またはアセンブリー４０へ電気エネルギーが供給される。超音波発生装置３０の制御システムの中にある位相を固定されたループにより、音響アセンブリーからのフィードバックが監視される。この位相固定ループは超音波発生装置３０によって送り出された電気エネルギーの周波数を、組織の負荷を含む音響アセンブリーの振動の選ばれた縦方向のモードの共鳴周波数と一致させるように調節する。また制御システムの第２のフィードバック・ループは、音響アセンブリーに供給される電流を、音響アセンブリーの末端エフエクタの所で実質的に一定の偏位が得られるように予め定められたレベルに保つ。
【００２３】
音響アセンブリーに供給される電気信号によって末端エフエクタの遠い方の端は、例えば約２０〜２５０ｋＨｚ、好ましくは約５４〜５６ｋＨｚの範囲、最も好ましくは約５５．５ｋＨｚで縦方向に振動する。末端エフエクタの所での振動の偏位は、例えば超音波アセンブリーにより音響アセンブリーの変換アセンブリー４０へ送られる電気信号の振幅を調節することによって調節することができる。
【００２４】
上記のように、超音波発生装置３０のトリガー機構３６により該発生装置３０が作動され、電気エネルギーが連続的に音響アセンブリーへ供給できるようになる。トリガー機構３６は好ましくは足で作動するスイッチを含み、これはケーブルまたはコードによって超音波発生装置３０と切り離し得るように連結されるか取り付けられている。別法としてトリガー機構は超音波駆動装置５０の中に含まれた手で作動するスイッチであり、使用者はこれを用いて超音波発生装置３０を作動させることができる。
【００２５】
超音波発生装置３０は電気外科手術装置または通常の電線用の差し込みに装入する動力線３８をもっている。超音波発生装置３０はまた電池のような直流（ＤＣ）電源で駆動することができる。超音波発生装置３０はＥｔｈｉｃｏｎ Ｅｎｄｏ−Ｓｕｒｇｅｒｙ，Ｉｎｃ．製のＧＥＮＯ１型のような適当な発生装置であることができる。
【００２６】
図１および３を参照すれば、この外科用器具の超音波駆動装置５０は操作員を音響アセンブリーの振動から切り離す多重ハウジング５２を含んでいる。駆動装置のハウジング５２は使用者が便利な方法で把持することができる形をしているが、本発明の鉗子凝固装置１２０は原理的には下記に説明するように鉗子凝固装置のハウジングによって与えられる鋏状の配置により把持され操作されるようになっている。多重ハウジング５２が図示されているが、このハウジング５２は単一のまたは一体となった部品から成っていることもできる。
【００２７】
超音波駆動装置５０のハウジング５２は一般に近い方の端、遠い方の端、およびその中に長手方向に延びたキャビティを含んでいる。ハウジング５２の遠い方の端は外科手術システム１０の音響アセンブリーがそれを通して延び出している開口部６０をもつようにつくられ、ハウジング５２の近い方の端はケーブル３２により発生装置３０に連結されている。ケーブル３２は、超音波駆動装置５０のハウジング５２の中に空気を導入し、音響アセンブリーの変換器アセンブリー４０を冷却するダクトまたは排気孔６２を含んでいることが好ましい。
【００２８】
超音波駆動装置５０のハウジング５２は好ましくは耐久性プラスティックス、例えばＵｌｔｅｍ（ R ）からつくられる。また別法としてハウジング５２は他のプラスティックスを含む種々の材料（即ち液晶重合体（ＬＣＰ）、ナイロンまたはポリカーボネート）からつくることもできる。適当な超音波駆動装置５０はＥｔｈｉｃｏｎ Ｅｎｄｏ−Ｓｕｒｇｅｒｙ，Ｉｎｃ製のＨＰ０５０型である。
【００２９】
図３に示されているように、音響アセンブリーは変換器装置群またはアセンブリー４０および取り付け装置８４を含み、これらは超音波駆動装置５０に取り付けるられていることが好ましい。また音響アセンブリーは超音波鉗子凝固装置に取り付けられた伝達機材部品または作業部材を含んでおり、これらは以後末端エフエクタをもったウエイブガイドと呼ぶことにする。音響アセンブリーの部品は、各部品の長さが半波長（ｎλ／２）の整数倍になるようにに同調がとられていることが好ましい。ここで波長λは音響アセンブリーの予め定められたまたは動作時の縦方向の振動周波数ｆ0の波長であり、ｎは任意の負でない整数である。また音響アセンブリーは音響素子の任意の適当な配置を含んでいることができる。
【００３０】
音響アセンブリーの変換器アセンブリー４０は、超音波発生装置３０からの電気信号を超音波の振動数で末端エフエクタの縦方向の振動運動を生じる機械的エネルギーに変換する。音響アセンブリーが励起されると、音響アセンブリーを通して振動運動の定常波が生じる。音響アセンブリーに沿った任意の点における振動運動の偏位は、音響アセンブリーに沿った振動運動を測定する場所に依存している。振動運動の定常波における最低の値即ちゼロと交差する点は一般にノードと呼ばれ（即ち運動が通常最低になる点）、定常波の絶対値の最大値即ちピークは一般にアンチノードと呼ばれる。アンチノードとそれに最も近いノードとの間の距離は波長の１／４（λ／４）である。
【００３１】
図３に示されているように、「Ｌａｎｇｅｖｉｎ ｓｔａｃｋ」として知られている音響アセンブリーの変換器アセンブリー４０は一般に変換部９０、第１の共鳴器９２、および第２の共鳴器９４を含んでいる。変換器アセンブリーは好ましくは長さがシステムの半波長（ｎλ／２）の整数倍である。本発明はまた別法として磁歪的、電磁的または静電的な変換器を含む変換器アセンブリーを含むようにつくることができる。
【００３２】
第１の共鳴器９２の遠い方の端は変換部９０の近い方の端に連結され、第２の共鳴器９４の近い方の端は変換部９０の遠い方の端に連結されている。第１および第２の共鳴器９２および９４は好ましくはチタン、アルミニウム、鋼、または任意の他の適当な材料からつくられる。最も好ましくは第１の共鳴器９２は３０３ステンレス鋼からつくられ、第２の共鳴器９４は７０７５−Ｔ６５１アルミニウムからつくられている。第１および第２の共鳴器９２および９４は、変換部９０、共鳴器９２および９４に使用される材料の音速、および変換器アセンブリー４０の所望の基本周波数ｆ0を含むいくつかの変数によって決定される長さをもっている。第２の共鳴器９４はその近い方の端から遠い方の端へと内側にテーパーが付けられ、変速器としての作用をし、超音波の振動偏位を増幅する。
【００３３】
変換器アセンブリー４０の変換部９０は好ましくは交互に正の電極９６と負の電極９８が存在するピエゾ電気部分を含み、電極９６と９８との間にピエゾ電気素子１００が交互に入っている。ピエゾ電気素子１００は任意の適当な材料、例えばジルコン酸チタン酸鉛、メタニオブ酸鉛、チタン酸鉛、または他のピエゾ電気材料からつくることができる。正の電極９６、負の電極９８、およびピエゾ電気素子１００は中心を通る孔をもっている。正および負の電極９６および９８はそれぞれ電線１０２および１０４に連結されている。電線１０２および１０４は超音波発生装置３０からの電気信号を電極９６および９８に伝える。
【００３４】
図３に示されているように、ピエゾ電気素子１００はボルト１０６により第１および第２の共鳴器９２および９４の間に圧縮されて保持されている。ボルト１０６は好ましくは頭部、軸、およびネジが切られた遠い方の端を有している。ボルト１０６は第１の共鳴器９２の孔、電極９６および９８、およびピエゾ電気素子１００を通して第１の共鳴器の近い方の端から挿入される。ボルト１０６のネジが切られた遠い方の端は第２の共鳴器の遠い方の端のネジが切られた孔の中にねじ込まれている。このボルトは鋼、チタン、アルミニウム、または他の適当な材料、好ましくはＴｉ−６Ａｌ−４Ｖチタン、最も好ましくは４０３７低合金鋼からつくることができる。
【００３５】
ピエゾ電気素子１００は超音波発生装置３０からの電気信号に応答して励起され、音響アセンブリーの中に音響定常波をつくる。この電気信号によりピエゾ電気素子１００を横切る電磁場が生じ、これによって電圧の勾配に沿いピエゾ電気素子は連続的に膨張および収縮し、超音波エネルギーをもつ高周波の縦波が生じる。超音波エネルギーは音響アセンブリーを通って末端エフエクタへ伝えられる。
【００３６】
音響アセンブリーの取り付け装置８４は近い方の端、遠い方の端を有し、その長さは好ましくはシステムの半波長の整数倍に等しい。取り付け装置８４の近い方の端は軸方向に並び、アンチノードの近くでネジが切られた連結部材により第２の共鳴器９４の遠い方の端に連結されていることが好ましい。（本発明を説明する目的に対し、「近い」とい言葉は「正確にその場所の所で」、或いは「それに近接して」という意味をもつものとして定義される）。また取り付け装置８４は適当な方法により第２の共鳴器９４に取り付けられ、第２の共鳴器９４および取り付け装置８４は単一のまたは一体となった部品としてつくられていることができるものとする。
【００３７】
取り付け装置８４はノードの近くで超音波駆動装置５０のハウジング５２に連結されている。取り付け装置８４は好ましくはその周辺に配置された一体となった取り付けフランジ１０８を含んでいる。この取り付けフランジ１０８は超音波駆動装置５０のハウジング５２の中につくられた環状の溝孔１１０の中に配置され、取り付け装置８４をハウジング５２に連結していることが好ましい。隔離部材によって取り付けられたシ一対のリコーン・ゴムのＯ−リングのような柔軟な部材または材料がハウジング５２の環状の溝孔１１０と取り付け装置８４の一体となったフランジ１０８の間に配置され、超音波の振動が取り付け装置８４からハウジング５２へと伝達されるのを防止するかまたはその程度を減少させている。
【００３８】
取り付け装置８４は多数の、好ましくは４本のピン１１４により予め定められた軸方向の位置に固定されていることが好適である。ピン１１４は長手方向において取り付け装置８４の外側の周辺部の周りに互いに９０°離されて配置されている。ピン１１４は超音波駆動装置５０のハウジング５２に連結され、取り付け装置８４のフランジ１０８のノッチを通して配置されている。ピン１１４はステンレス鋼からつくられていることが好ましい。
【００３９】
取り付け装置８４は音響アセンブリーを通して末端エフエクタの遠い方の端に贈られる超音波振動の偏位を増幅するようにつくられている。一好適具体化例においては、取り付け装置８４は中身の詰まったテーパー付きのホーンを含んでいる。取り付け装置８４を通って超音波エネルギーが伝えられると、取り付け装置８４を通って伝播される音波の速度が増加する。取り付け装置８４は任意の適当な形、例えば階段状のホーン、円錐形のホーン、指数関数型のホーン、一体となったゲイン・ホーン（ｇａｉｎ ｈｏｒｎ）等の形をもつようにつくることができる。
【００４０】
図３に示されているように、取り付け装置８４は超音波鉗子凝固装置１２０に取り付けられたウエイブガイド１８０と音響的に連結されていることが好ましい。取り付け装置８４の遠い方の端は好ましくはアンチノードの近くのネジを切られた連結部材によりウエイブガイド１８０の近い方の端に連結されているが、他の連結配置を行うこともできる。
【００４１】
図４を参照すれば、クランプ機構が開いた位置にある外科手術システムの超音波鉗子凝固装置１２０の拡大部分図が示されている。超音波鉗子凝固装置１２０の近い方の端は好ましくは、超音波駆動装置を鉗子凝固装置のハウジングに挿入することにより超音波駆動装置５０の遠い方の端を受け、これにはめ込まれている。超音波鉗子凝固装置１２０は一つのユニットとして超音波駆動装置５０に取り付けられ、またそれから取外されることが好ましい。超音波鉗子凝固装置１２０は一回使用した後に廃棄することができる。
【００４２】
超音波鉗子凝固装置１２０は好ましくは連結用のハウジング部分および細長い内視鏡部分１５０から成るハンドル・アセンブリーまたはハウジング１３０を含んでいることが好適である。超音波鉗子凝固装置１２０の細長い部分１５０はハウジング１３０から直角に延び出している。細長い部分１５０は後でさらに説明するようにハウジング１３０に関して選択的に回転させることができる。超音波鉗子凝固装置が内視鏡と共に使用されるようにつくられている場合、内視鏡部分１５０の外径が約５．５ｍｍであるような寸法でつくることができる。
【００４３】
図１、３および４に示されているように、細長い部分１５０は外側の筒状部材または鞘１６０、内側の筒状部材１７０、および末端エフエクタ１８０’を有するウエイブガイド１８０を含んでいることが好ましい。下記に説明するように、外側の鞘１６０、作動部材１７０およびウエイブガイド１８０は好ましくは一緒になり、一つのユニットとして（超音波駆動装置５０と一緒に）ハウジング１３０に対し割り出し回転ができるようになっている。ウエイブガイド１８０はまた外側の鞘１６０およびクランプ機構に対して回転するようにつくられている。
【００４４】
図４に示されているように、音響アセンブリーのウエイブガイド１８０の近い方の端は、上記のようにアンチノードの近くで超音波駆動装置５０の取り付け装置８４に取外し得るように連結されていることが好ましい。ウエイブガイド１８０は好ましくはシステムの半波長の整数倍（ｎλ／２）に等しい長さをもっている。ウエイブガイド１８０は好ましくは超音波エネルギーを効率的に伝達する材料、例えばチタン合金（即ちＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ）またはアルミニウム合金からつくられた中身の詰まった芯のシャフトから製作されている。ウエイブガイド１８０はまた任意の他の材料からつくることもできる。
【００４５】
ウエイブガイドは実質的に半可撓性をもっていることが好ましい。別法としてウエイブガイドは実質的に剛体であるか、または可撓性の針金から成っていることもできる。当業界の専門家には公知のように、ウエイブガイドはそれを通って伝達される機械的な振動を増強するような形でつくられていることができる。
【００４６】
ウエイブガイド１８０は任意の断面の寸法をもっていることができる。例えばウエイブガイドは実質的に均一の断面をもっているか、或いは種々の部分においてテーパーが付けられているか、またはその全長に沿ってテーパーが付けられていることができる。さらにウエイブガイドはウエイブガイドに沿った長手方向の振動の利得を制御する特徴、およびウエイブガイドをシステムの共鳴周波数に同調させる特徴をもっていることができる。
【００４７】
図４に示されているように、ウエイブガイド１８０は一般に第１の部分１８２、第２の部分１８４、および第３の部分１８６をもっている。ウエイブガイドの第１の部分１８２は取り付け装置８４の遠い方の端から遠去かる方へと延びており、実質的に均一な断面をもっている。
【００４８】
第１の部分１８２はそれを通して直径方向に、実質的にウエイブガイド１８０の軸に対して垂直に延びた少なくとも１個の半径方向の孔または開口部１８８を含んでいる。この開口部１８８はノードの所に位置していることが好ましいが、他の場所にあってもよい。開口部１８８は任意の適当な深さをもち、また任意の適当な形をもっていることができる。この開口部は下記に説明するようにウエイブガイド１８０を往復運動可能なクラッチ機構２２０に連結する連結ピン部材を受けるような形をしている。
【００４９】
ウエイブガイド１８０の第２の部分１８４は第１の部分１８２から遠去かる方へと延びている。第２の部分１８４も実質的に連続した断面をもっていることが好ましい。第２の部分１８４の直径は第１の部分１８２の直径よりも小さく、第３の部分１８６の直径よりも大きい。超音波エネルギーがウエイブガイド１８０の第１の部分１８２から第２の部分１８４へと通り過ぎる際、第２の部分１８４が狭くなっているためにその中を通る超音波エネルギーの振幅が増加する。
【００５０】
第３の部分１８６は第２の部分１８４の遠い方の端から遠去かる方へと延びている。第３の部分１８６も実質的に連続した断面をもっている。第３の部分はまたその長さに沿って直径が僅かに変化していることができる。超音波エネルギーがウエイブガイド１８０の第２の部分１８４から第３の部分１８６へと通り過ぎる際、第３の部分１８６が狭くなっているためにその中を通る超音波エネルギーの振幅が増加する。
【００５１】
第３の部分１８６はその外側の周辺部につくられた多数の溝孔またはのノッチ（図示せず）をもっていることができる。この溝孔はウエイブガイド１８０のノードの所にあり、製造時に減衰用の鞘（図示せず）および安定化用のシリコーン・リングまたは柔軟性をもった支持物を装着するための配置指標としての役目を果たしている。好ましくは末端エフエクタ１８０’に最も近い最も遠くにあるノードの所に密封部が備えられ、ウエイブガイドと作動部材１７０との間の区域に組織、血液、および他の材料が入るのを防止している。
【００５２】
ウエイブガイド１８０のノードの末端エフエクタ１８０’は単一のユニットとしてウエイブガイドと一体となってつくられていることが好ましい。別法として末端エフエクタはネジによる連結部材により、或いは熔接された接合部によって連結されていることができる。音響アセンブリーに組織の負荷がかかっていない場合、音響アセンブリーを好適共鳴振動数ｆ0に同調させるために，末端エフエクタの遠い方の端はアンチノードの近くに配置されている。変換器アセンブリーが励起された場合、末端エフエクタの遠い方の端は予め定められた振動周波数ｆ0において例えばピーク間距離が約１０〜５００μ、好ましくは約１０〜約１００μの範囲で長手方向に動くような形をしている。
【００５３】
特に図２を参照すれば、本発明の超音波鉗子凝固装置１２０のクランプ機構が図示されているが、これはウエイブガイド１８０の末端エフエクタ１８０’と共同作用するようにつくられている。このクランプ機構はピボット回転する鉗子のアーム１９０を含み、このアームは外側の筒状の鞘１６０の遠い方の端にピボット回転し得るように連結されている。鉗子のパッド１９２は好ましくはテフロンまたは他の適当な摩擦の小さい材料からつくられており、鉗子のアームの表面に取り付けられて末端エフエクタ１８０’と共同作用し、鉗子のアームがピボット運動をすると鉗子のパッドは末端エフエクタ１８０’に対して実質的に平行になり、且つそれと接触する。この構成により把持すべき組織はパッド１９２と末端エフエクタ１８０’との間で掴まれる。
【００５４】
図示のように、クランプ機構のパッド１９２は鋸状の形状をし、末端エフエクタ１８０’と共同作用して組織を把持する作用を補強することが好ましい。またパッドはその長さ方向に沿って長手方向の溝孔（即ちＵ字型またはＶ字型の溝孔）をもち、それを鋸状の形状の間に凹ませて配置することもできる。後でさらに説明するように、末端エフエクタ１８０’は鉗子のアーム１９０に関して回転し、末端エフエクタ１８０’の狭いまたは鋭い縁１９１ａまたは幅広い縁１９１ｂを鉗子のパッド１９２と並べるようにすることができる。
【００５５】
末端エフエクタ１８０’に関する鉗子のアーム１９０のピボット運動は、鉗子のアーム１９０の近い方の端の所に少なくとも一つ、好ましくは一対のレバー部分１９３を取り付けることによって行われる。このレバー部分は末端エフエクタ１８０’のそれぞれの相対する側にあり、操作時には往復運動可能な作動部材１７０の駆動部分と係合される。このようにして外側の筒状の鞘１６０および末端エフエクタ１８０’に関する作動部材の往復運動により、末端エフエクタに対する鉗子のアームのピボット運動が行われる。レバー部分１９３は駆動部分１９４によって規定される一対の開口部の中にそれぞれ位置させるか、または適当に機械的方法でそれと連結させ、作動部材１７０の往復運動によって駆動部分１９４およびレバー部分１９３により鉗子のアームがピボット運動を行うようにする。
【００５６】
特に図３、４、５および８を参照すれば、作動部材１７０の往復運動は、超音波鉗子凝固装置１２０のハウジング１３０の中に往復運動およびピボット運動可能なようにアクチュエータのカラー２００を取り付けることによって行われる。アクチュエータのカラー２００は一対の連結ピン２０２（図４参照）により作動部材１７０の近い方の端に連結され、一緒に回転するようにされている。アクチュエータのカラー２００は周辺部の溝孔２０６を規定する一対の軸方向に間隔をおいて配置された周方向ののフランジ２０４を含んでいる（図５参照）。
【００５７】
アクチュエータのカラー２００は超音波鉗子凝固装置１２０の操作レバー２２２と連結されて動作する。この操作レバーは往復運動し得るアクチュエータのカラー２００で相互に連結された駆動部材またはトリガーエフエクタ２３０を含んでいる（図５参照）。操作レバー２２２は、鋏の場合のようにハウジング１３０の手で把持する部分２２４と共同作用するように鉗子凝固装置のハウジング１３０にピボット回転し得るように連結されている（ピボット取り付け部２２３により）。
【００５８】
操作レバー２２２の駆動部材２３０は駆動用の突起２３２を含み、これはアクチュエータのカラー２００の周方向の溝孔２０６の中にはめ込まれ、レバー２２２を動かした場合アクチュエータのカラー２００が往復運動をするようになっている。図５に示されているように、手で把持する部分２２４へのレバー２２２の運動により、駆動部材２３０およびアクチュエータのカラー２００が動かされ、連結ピン２０２が作動部材１７０を近い方へと滑らせ、鉗子のアーム１９０を末端エフエクタ１８０’の方へピボット回転させる。作動レバー２２２が手で把持する部分２２４から離れるように動くと、駆動部材２３０およびアクチュエータのカラー２００は作動部材１７０を前方へ滑らせ、図４に示されているようにクランプ機構を開く。
【００５９】
操作レバーの駆動部材２３０は、クラッチ機構２２０の周方向のフランジ２４６の中につくられたノッチ２４４の内部にはめ込むための回転固定部材２４２（図８参照）、およびアクチュエータのカラー２００の周辺部のフランジ２５２の中につくられたノッチ２５０の内部にはめ込むための回転固定部材２４８を含んでおり、これらの固定部材２４２および２４８は図５に示すように鉗子のアームが閉じた位置にある場合、鉗子凝固装置の内視鏡部分１５０の回転を阻止する。操作レバー２２２が手で把持する部分から遠去かるように動いてクランプ機構が開かれた場合、固定部材２４２および２４８はそれぞれノッチ２４４および２５０から外側へ動き、クランプ機構と共に末端エフエクタを回転させる。
【００６０】
操作を行うために駆動部材２３０と操作レバー２２２の親指を挿入する部分とを連結させるには、制限バネ２６０、好ましくは圧縮コイル・バネを用いる。バネ２６０は駆動部材２３０によって規定されるバネの溝孔２６２の内部にはめ込まれ、該部材２３０は操作レバー２２２の一対のバネ保持用フランジ２６４の間に位置している。駆動部材２３０は各バネのフランジ２６４によって規定されるバネの溝孔の表面に押し付けられて取り付けられた圧縮コイル・バネに逆らい、バネのフランジ２６４に関してピボット回転するように動く（ハウジング１３０のピボット取り付け部２２３の周りに）。このようにして、操作レバー２２２のピボット運動によって駆動部材２３０およびアクチュエータのカラー２００を通しての作用によって作動部材１７０にかかる力は、バネ２６０がバネのフランジ２６４に対して及ぼす力によって制限される。過剰の力がかかると、バネ２６０に抗して操作レバー２２２のバネのフランジに対し駆動部材２３０をピボット回転させて変位させる。本発明の好適具体化例においては、バネ２６０は鉗子のアーム１９０の所で鉗子の力を約２ポンドに制限するように選ばれる。ハウジング１３０の回り止め部分は操作レバー２２２の移動を制限し、バネ２６０が過剰に圧縮されるのを防いでいる。
【００６１】
回転ノブ２７０は外側の筒形の鞘１７０に取り付けられ、鉗子凝固装置のハウジング１３０に関する細長い部分１５０が回転して或る位置をとるのを容易にしている。図８に示されているように、回転ノブ２７０の近い方の端は一対の相対する細長い開口部または溝孔２７２を含み、クラッチ機構２２０の遠い方の端の所で適当な固定用の回し金２７４と共同作用するように係合していることが好ましい。クラッチ機構２２０は通常バネ部材２８０によって偏らされ、図４および７に示されているように固定用の回し金２７４を回転ノブ２７０の相対する溝孔２７２と駆動的に連結させる。バネ部材２８０がクラッチ機構２２０の周辺部のフランジ２４６とハウジング１３０の壁との間に配置されている。好ましくはバネ部材２８０は圧縮コイルバネから成っている。クラッチ機構はノブ２７０の付属した溝孔２７２によって駆動される駆動面（回し金２７４によってつくられた）を含むような形をしている。
【００６２】
回転ノブ２７０の細長い溝孔２７２によりその中を通って連結ピン２０２を延ばすことができ、アクチュエータのカラー２００がウエイブガイド１８０に対し軸方向に動く際連結ピンを往復運動させる。ノブ２７０の細長い溝孔２７２がクラッチ機構２２０の固定用の回し金２７４と連結された場合、回転ノブ２７０が回転することによりクランプ機構および末端エフエクタ１８０’を含む細長い部分１５０、および同調させるべき付属した超音波駆動装置を一つのユニットとして、選ばれたまたは所望の角度位置へと回転させる。
【００６３】
鉗子凝固装置１２０の細長い部分１５０は該鉗子凝固装置に組み込まれた回し止め機構を備えることにより割り出し回転を行うことができる。回転ノブ２７０は回り止めを受ける表面を規定する軸方向のフランジ２９２を含んでいる。回り止めを受ける表面は一般的に回転ノブ２７０のフランジの周りで周方向に間隔を置いて配置された多数の回り止めを受ける凹部または凹み２９４を規定している。図示の具体化例においては、８個の凹みが示されている。しかし１２個の凹みを備え、鉗子凝固装置のハウジング１３０に関し３０°の間隔で装置の細長い部分１５０の位置で割り出しを行うこともできる。
【００６４】
鉗子凝固装置のハウジングの中に少なくとも１個の回り止め２９６を取り付けることにより割り出し回転を行うことができる。回り止め２９６はボールから成り、これがバネ部材２９３（即ちコイルバネ）により回転ノブ２７０のフランジ２９２と係合するように偏らせ、その凹部と係合するようになっていることが好ましい。このボールは回転ノブ２７０によって規定される半径方向の凹部と共同作用し、約５〜２０インチ・オンスより小さい相対回転トルクに抵抗する。このようにして鉗子凝固装置の細長い部分１５０は、この予め選ばれた値を越えるトルク（例えば回転ノブによるトルク）がかけられない限り、ハウジング１３０に関し選ばれた割り出し回転位置に保たれる。
【００６５】
回転ノブ２７０の近い方の端がクラッチ機構２２０の遠い方の端と係合し、ノブ２７０が回転すると、末端エフエクタ１８０’および鉗子のアーム１９０は同時に回転する。駆動装置５０が近い方へ引き寄せられ、バネ２８０を圧縮し、図６に示されているようにクラッチ機構２２０の回し金２７４の係合を回転ノブ２７０の細長い溝孔２７２から外すと、駆動装置５０は回転し末端エフエクタ１８０’を回転させてクランプ機構の鉗子のアーム１９０に関し末端エフエクタ１８０’の縁を選択的な方向をとらせる。連結ピン２９９はクラッチ機構２２０をウエイブガイド１８０に結合し、ハウジング１３０に関して一緒に回転させる。
【００６６】
駆動装置５０が約１８０°回転すると、クラッチ機構２２０の回し金２７４は回転ノブ２７０の細長い溝孔２７２と再び係合する。従って使用者は駆動装置５０を回転させてクランプ機構２２０に関して末端エフエクタ１８０’（しばしば刃と呼ばれる）を含むウエイブガイド１８０を回転させ、末端エフエクタ１８０’の狭い縁１９０ａおよび広い縁１９１ｂをクランプ機構のパッドと共に或る方向に向けることができる。これによって外科医は種々の形状の末端エフエクタ１８０’を用いることにより末端エフエクタ１８０’を取替えたり鉗子凝固装置を変えることをしないで組織に対し種々の効果を得ることができる。例えば末端エフエクタ１８０’の広い縁１９１ｂは切断を行うよりも多くの量を凝固させるが、狭い縁１９１ａは組織を速く切断し、しかもそれを凝固させる。末端エフエクタ１８０’は組織を切断または凝固させるための縁を任意の適当な数だけもっていることができる（即ち末端エフエクタは１２０°の間隔で３個の縁を、また９０°の間隔で４個の縁をもっていることができる）。また末端エフエクタ１８０’は当業界に公知の適当な表面処理を受けていることができる。クラッチ機構が再び回転ノブ２７０と係合すると、鉗子凝固装置のウエイブガイド１８０（末端エフエクタ１８０’を含む）および付属の超音波駆動装置５０はハウジング３０に対し一つのユニットとして回転することができる。このような回転は操作レバー２２２が動かされる前で許容される。何故なら固定部材２４２および２４８はそれぞれノッチ２４４（クラッチ機構２２０の）およびノッチ２５０（フランジ２５２の）から係合が外されているからである。ノッチ２４４および２５０は並んでおり、その数は回り止めの凹部２９４に対応しており、クランプ機構およびウエイブガイドの割り出しが行われた位置において固定部材２４２および２４８はそれぞれノッチ２４４および２５０の中にあることができる。
【００６７】
次に図９および１０を参照すれば、外科手術システムの他の具体化例４００が示されている。この外科手術システム４００は多くの点でその構成および機能が前に図１に示した外科手術システムに対応している。図１の外科手術システム１００の構成部品に一般的に対応した外科手術システム４００の構成部品には４００台の番号が付けられている。この代替具体化例においては、固定用の回し金４７２が回転ノブ４７０に取り付けられているが、同時に往復運動し得るクラッチ機構４２０には固定用の回し金４７２が取り付けられている。従ってクラッチ機構の駆動面は溝孔４９４によって与えられている。
【００６８】
図１０に示されているように、図１０における鉗子凝固装置の回転ノブ４７０はクラッチ機構４２０の相対する溝孔４７４と連結された固定用の回し金４７０をもっている。この駆動装置が回転すると、細長い部分が回転し、それによって末端エフエクタおよび鉗子のアームは一緒に回転する。駆動装置が後方に移動すると、クラッチ機構４２０は後方に滑ってバネ部材４８０を圧縮し、相対する溝孔４７０をノブ４７０の回し金４７２から切り離す。このようにして末端エフエクタの選ばれた縁をクランプ機構に関し所望の操作位置へと回転させることができる。
【００６９】
次に図１〜４を参照して外科手術システムの動作を説明する。医師が鉗子凝固装置１２０を使用しようとする場合、医師は単に鉗子凝固装置１２０を駆動装置５０の上に引き寄せる。鉗子凝固装置を超音波駆動装置５０と超音波を伝達する関係位置で結合させるためには、外側の筒形の鞘１６０に一対のレンチ・フラット（ｗｒｅｎｃｈ ｆｌａｔ）（図示せず）を取り付けることが好ましい。このレンチ・フラットにより適当なトルク・レンチ等によりトルクがかけられ、ウエイブガイド１８０を超音波駆動装置５０の取り付け装置に結合させることができる。
【００７０】
次いで外科医は回転ノブ２７０を回転させ、末端エフエクタ１８０’およびクランプ機構を所望の角度位置に調節することができる。これにより超音波駆動装置並びに細長い部分１５０は、回転ノブ２７０を適当に手で操作することにより装置のハウジング１３０に関し一つの装置として回転可能になる。ノブ２７０が回転すると、回り止め機構のボールはノブ２７０のフランジの凹部の上を滑り、隣接した凹部の中に入る。その結果外科医はクランプ機構および末端エフエクタを所望の方向をとらせその位置に保つことができる。
【００７１】
鉗子凝固装置１２０が駆動装置５０に取り付けられると、クランプ機構に対し末端エフエクタ１８０’を回転させて末端エフエクタの所望の縁を鉗子のアームの鉗子のパッドに相対する位置に置くことができる。鉗子のアームが開いた位置にある場合、外科医は駆動装置５０の上でバネ部材２８０を引き戻して圧縮し、クラッチ機構２２０の回し金２７４を回転ノブ２７０の溝孔２７２から解き離す。次に外科医は、回し金２７４がバネ部材２８０により偏らされて溝孔２７２へと戻され、選ばれた刃の縁が鉗子のアームと動作する位置に来るまで、鉗子凝固装置のハウジング１３０に関し駆動装置５０を回転させることができる。
【００７２】
次に外科医は手術部位へと外科用器具を動かすことができる。次いで末端エフエクタ１８０’を患者の体内の切開部またはポートへ挿入し、超音波エネルギーを選ばれた組織へ伝達する。鉗子のアームは操作レバー２２２を動かすことによって操作することができる。操作レバー２２２を指を挿入する把持部の方へ動かすと、アクチュエータのカラー２００は手による把持部の方へ滑り、作動部材１７０を後方へ動かし、クランプ機構を閉じた位置へと動かす。操作レバー２２２を反対方向へ動かすと、アクチュエータのカラー２００が動いて作動部材を反対方向、即ち前方へと滑らせ、従ってクランプ機構を開いた位置へとピボット回転させる。外科医の望みどおりにクランプ機構をハウジングに関して回転させることができ、また末端エフエクタをクランプ機構に関して回転させることができる。
【００７３】
従って本発明の鉗子凝固装置は高度に効率的で融通性に富んだ使用ができるような形をもち、一人の患者だけに使用できるような十分に簡単で経済的な構成をもっている。この装置の構成部品は外科用に適した材料からつくることができる。回転ノブと共同作用することにより取り付けられている回り止め機構によって、装置の細長い部分およびそれに付属した超音波駆動装置を装置のハウジングに関し選ばれた角度位置にもって来ることができる。該回り止め機構はハウジング１３０に関し超音波駆動装置およびそれに付属したケーブル・アセンブリーの回転を阻止するが、回転ノブ２１６に十分なトルクをかけることによりこの回転の阻止を容易に且つ便利に解除することができる。
【００７４】
クラッチ機構によって末端エフエクタを鉗子のアームに関して回転させ、末端エフエクタの所望の縁を鉗子のパッドと並べて配置することができ、それ以後はクランプ機構、超音波のウエイブガイドおよび超音波駆動装置を装置のハウジングに関し割り出しを行うように選択的な位置に回転させることができる。操作レバーおよびそれと共同作用する手で把持する部分をピボット回転させることによって得られる鋏に似た作用により、装置を容易に便利且つ効率的に位置させ、装置の遠い部分でのクランプ機構の操作が容易になり、組織を末端エフエクタに対して効率的に押し付けることができる。
【００７５】
本発明の外科手術システムは、超音波エネルギーをかけた場合には組織を凝固させまた切断するのに使用され、超音波エネルギーをかけない場合には組織を把持するのに使用することができ、またクランプ・アセンブリーを開き組織を把持しないで凝固／切断が行われ、また超音波エネルギーをかけないで組織を検査または処理するのに使用し、またクランプ機構を閉じて組織を切開するのに使用することができる。
【００７６】
以上の説明から本発明の新規概念の精神および範囲を逸脱することなく種々の変更および変形を行い得ることは明らかであろう。本明細書に示された特定の具体化例は本発明を限定するものではない。これらの説明は添付特許請求の範囲に包含されており、上記のすべての変形は特許請求の範囲内に入るものである。
【００７７】
本発明の主な特徴および態様は次の通りである。
【００７８】
１．ハウジングを有する鉗子凝固装置、
該ハウジングに取り付け得る駆動装置、
該ハウジングに回転し得るように結合される近い方の端、および遠い方の端を有する外側の筒形の鞘、
該外側の筒形の鞘の内部に往復運動し得るように位置し、それと共に該ハウジングに関して回転する作動部材、
該外側の筒形の鞘の内部に位置し、該外側の筒形の鞘の該遠い方の端から遠去かるように延びている末端エフエクタをもった超音波ウエイブガイド、
該外側の筒形の鞘の該遠い方の端にピボット回転するように取り付けられ、該末端エフエクタに関してピボット回転するように動く鉗子のアームであって、該鉗子のアームはそれと該末端エフエクタとの間で組織を把持し、さらに該鉗子のアームは該作動部材の往復運動によって該末端エフエクタに対する該鉗子のアームのピボット運動が行われるように該作動部材に連結されて動作する鉗子のアーム、
該ハウジングにピボット回転するように取り付けられた操作レバー、
該操作レバーを該作動部材に連結し、該操作レバーのピボット運動により該作動部材が往復運動し、それによって該鉗子のアームをピボット運動させるアクチュエータのカラー、
外側の筒形の鞘に取り付けられ、該外側の鞘を回転させる回転ノブ、および
ウエイブガイドに連結されそれと一緒に回転するクラッチ機構を具備し、該クラッチ機構は該ノブの回転運動によりクラッチ機構、ウエイブガイドおよび鉗子のアームが回転するように共同作用する回転ノブと係合した遠い方の端を有し、該クラッチ機構は、駆動装置の回転によってクラッチ機構が回転し鉗子のアームに関してウエイブガイドを回転させるように駆動装置が近い方へと動く場合、回転ノブとの係合が解除されるように動くことができる超音波外科用装置。
【００７９】
２．該ハウジングに関し回転ノブおよび筒形の外側の鞘の回転運動の割り出しを指示する少なくとも１個の回り止め部材を含む上記第１項記載の超音波外科用装置。
【００８０】
３．該回転ノブの上にある該クラッチ機構の一つは回し金を含み、他のものは該回し金を受ける開口部を含んでいる上記第１項記載の超音波外科用装置。
【００８１】
４．アクチュエータのカラーは周方向の溝孔を規定する一対の周方向のフランジを含んでいる上記第１項記載の超音波外科用装置。
【００８２】
５．操作レバーは周辺部の溝孔と共同作用してアクチュエータのカラーを往復運動させる駆動用の突起を含んでいる上記第４項記載の超音波外科用装置。
【００８３】
６．操作レバーは少なくとも１個の固定部材を含み、該固定部材はクラッチ機構の一つおよびアクチュエータのカラーと共同作用して鉗子のアームが閉じた位置にある際ウエイブガイドの動きを防ぐ上記第１項記載の超音波外科用装置。
【００８４】
７．ハウジング、
該ハウジングに回転し得るように結合される近い方の端、および遠い方の端を有する外側の鞘、
外側の筒形の鞘に取り付けられ、該ハウジングに関し該外側の鞘を回転させる回転ノブ、
該外側の筒形の鞘の内部に往復運動し得るように位置し、それと共に該ハウジングに関して回転する作動部材、
該外側の筒形の鞘の内部に位置し、該外側の筒形の鞘の該遠い方の端から遠去かるように延びている末端エフエクタをもった超音波ウエイブガイド、
該外側の筒形の鞘の該遠い方の端にピボット回転するように取り付けられ、該末端エフエクタに関してピボット回転するように動く鉗子のアームであって、該鉗子のアームはそれと該末端エフエクタとの間で組織を把持し、さらに該鉗子のアームは該作動部材の往復運動によって該末端エフエクタに対する該鉗子のアームのピボット運動が行われるように該作動部材に連結されて動作する鉗子のアーム、
該ハウジングにピボット回転するように取り付けられた操作レバー、
該操作レバーを該作動部材に連結し、該操作レバーのピボット運動により該作動部材が往復運動し、それによって該鉗子のアームをピボット運動させるアクチュエータのカラー、および
回転ノブが回転することにより鉗子のアームおよびウエイブガイドがハウジングに関して動くように回転ノブの方へ偏らせられた駆動面を有するクラッチ機構を具備し、該クラッチ機構は該駆動面と該回転ノブとの係合を解除するように往復運動をすることができ、それによって該クラッチ機構の回転により末端エフエクタが鉗子のアームに関して回転する外科用超音波鉗子凝固装置。
【００８５】
８．該ハウジングに関し回転ノブおよび筒形の外側の鞘の回転運動の割り出しを指示する少なくとも１個の回り止め部材を含む上記第７項記載の外科用超音波鉗子凝固装置。
【００８６】
９．該クラッチ機構の駆動面はさらに該回転ノブと共同作用するように係合し得る少なくとも１個の回し金を含んでいる上記第７項記載の外科用超音波鉗子凝固装置。
【００８７】
１０．ハウジング、
該ハウジングに回転し得るように連結された外側の鞘、
外側の鞘の内部に位置し、末端エフエクタをもっている超音波ウエイブガイド、および
該ウエイブガイドに連結されたクラッチ機構を具備し、該クラッチ機構は該クラッチ機構が回転すると外側の鞘および末端エフエクタがハウジングに対して回転するような第１の位置と、該クラッチ機構が回転すると該外側の鞘に対して末端エフエクタが回転する第２の位置とをもっている外科用超音波鉗子装置。
【００８８】
１１．さらに、外側の鞘に取り付けられ、ハウジングに連結された操作レバーによって操作し得る外科用器具を具備している上記第１０項記載の外科用超音波鉗子装置。
【００８９】
１２．該外科用器具は鉗子のアームを具備している上記第１１項記載の超音波外科用鉗子装置。
【００９０】
１３．さらに、該外側の鞘に取り付けられている回転ノブを含んでいる上記第１１項記載の外科用超音波鉗子装置。
【００９１】
１４．さらに、該ハウジングに関する外側の鞘の回転運動の割り出しを指示する回り止め機構を具備している上記第１０項記載の外科用超音波鉗子装置。
【００９２】
１５．さらに、該外側の鞘の内部に往復運動をし得るように位置した内側の作動部材を具備している上記第１０項記載の外科用超音波鉗子装置。
【００９３】
１６．回転ノブはクラッチ機構の少なくとも一つの固定用のフランジと共同作用するように形づくられた少なくとも１個の溝孔を有している上記第１３項記載の外科用超音波鉗子装置。
【００９４】
１７．さらに、回転ノブの端に対してクラッチ機構を偏らせるバネ部材を含んでいる上記第１３項記載の外科用超音波鉗子装置。
【００９５】
１８．さらに、クラッチ機構をウエイブガイドに連結する連結ピンを含んでいる上記第１０項記載の外科用超音波鉗子装置。
【００９６】
１９．クラッチ機構は、超音波の振動の伝播方向にクラッチ機構に対してかけられる力によって回転ノブとの係合が解除される上記第１３項記載の外科用超音波鉗子装置。
【００９７】
２０．さらに、アクチュエータのカラーを作動部材に連結する少なくとも１本の連結ピンを含んでいる上記第１０項記載の外科用超音波鉗子装置。
【００９８】
２１．該回り止め機構は装置の回り止めを受ける面に対しバネによって偏らせられるボールから成るクラッチ機構をウエイブガイドに連結する連結ピンを含んでいる上記第１４項記載の外科用超音波鉗子装置。
【００９９】
２２．さらに、ハウジングに連結された駆動装置を含むクラッチ機構をウエイブガイドに連結する連結ピンを含んでいる上記第１０項記載の超音波外科用鉗子装置。
【０１００】
２３．該末端エフエクタは、該末端エフエクタの軸の周りに一般的に超音波の振動の長手方向に平行に延び互いに周方向に間隔をおいて配置された少なくとも２個の細長い縁を有するクラッチ機構を、ウエイブガイドに連結する連結ピンを含んでいる上記第１０項記載の外科用超音波鉗子装置。
【０１０１】
２４．該回り止めを受ける表面は回り止めを受ける多数の凹部を規定し、
また該装置は該クラッチ機構の上の多数のノッチの一つの中に位置し得る固定部材を含み、該ノッチは該凹部と並びかつその数が対応している上記第２１項記載の外科用超音波鉗子装置。
【０１０２】
２５．ハウジングおよびそこから延び出した外側の鞘を有し、該外側の鞘はそこから延び出した末端エフエクタおよび該末端エフエクタと共同作用するように係合した外科用器具を有する鉗子凝固装置を準備し、
該外科用器具に関し末端エフエクタを回転させ、
鉗子凝固装置のハウジングに関し末端エフエクタおよび外科用器具を回転させ、
選ばれた振動数で末端エフエクタを振動させ、
末端エフエクタを患者の組織に接触させる工程から成る患者の組織に超音波エネルギーを与える方法。
【０１０３】
２６．さらに、該外科用器具を該末端エフエクタの方へ、および末端エフエクタから選択的に移動させる工程を含んでいる上記第２５項記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の超音波鉗子凝固装置を含む超音波外科手術システムの透視図。
【図２】図１に示した鉗子凝固装置のクランプ機構の拡大部分透視図。
【図３】図１の外科手術システムの超音波駆動装置との連携操作を示す本発明の鉗子凝固装置の部分的断面図を含んだ側立面図。
【図４】クランプ機構が開いた位置にある本発明の鉗子凝固装置の拡大部分図。
【図５】クランプ機構が閉じた位置にある本発明の鉗子凝固装置の拡大部分図。
【図６】クランプ機構に関する末端エフエクタの回転運動を示す本発明の鉗子凝固装置の拡大部分図。
【図７】末端エフエクタの運動をさらに示すために図６の線４Ａに関して採った末端エフエクタの断面図。
【図８】本発明の鉗子凝固装置のアクチュエータのカラー、回転ノブ、およびクラッチ機構を示す拡大図。
【図９】鉗子凝固装置の他の具体化例を示す拡大部分図。
【図１０】図９の鉗子凝固装置のアクチュエータのカラー、回転ノブ、およびクラッチ機構を示す拡大図。
【符号の説明】
１０ 外科手術システム
３０ 超音波発生装置
３６ トリガー機構
５０ 超音波駆動装置
１２０ 超音波鉗子凝固装置
【技術的分野】
本発明は一般に外科用超音波器具、特に付属の鉗子のアームに関し超音波末端エフエクタを回転させて位置決めを行い、それによって末端エフエクタ、鉗子のアーム、および付属の超音波駆動装置を装置のハウジングに関し割り出しを行う方法で選択的に回転できるクラッチ機構を含んだ、組織の切断および／または凝固を行うための外科用超音波鉗子凝固装置に関する。
【０００２】
【従来技術及びその課題】
外科用超音波器具はその独特な挙動特性のために外科手術の分野において次第に広く用いられるようになっている。その特有の器具の形態および操作パラメータに依存して、外科用超音波器具は、望ましくは患者の外傷を最小限度にして実質的に同時に組織の切断と凝固による止血とを行うことができる。切断作用は典型的には器具の遠い方の端にある末端エフエクタにより行われ、この末端エフエクタはそれと接触している組織に超音波エネルギーを与える。この種の超音波器具は直視下での外科手術、または腹腔鏡または内視鏡による外科手術に使用される形態をもっていることができる。
【０００３】
患者の組織へ送る超音波エネルギーと組み合わせるために、器具の末端エフエクタに対して組織を押し付けるクランプ機構を含んだ外科用超音波器具も開発されている。このような装置（しばしば超音波切開器と呼ばれる）は米国特許５，３２２，０５５号に記載されている。この特許は参考のため添付されている。しかし典型的な構成では、器具のハンドルまたは把持部材に対し固定された方向に取り付けられたクランプ機構が含まれている。従ってクランプ機構の回転の向きを変えるためには、外科医は典型的には器具全体を物理的に回転させることが必要であった。そのためこの器具は使用するのが不便である。また従来の超音波器具は組織を切断または凝固させる刃を１枚しか使用していない。従って種々の切断および凝固を行うために器具を取替えなければならない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の観点から、本発明においては外科手術の際に組織を切断し、凝固させ、また把持する外科用超音波鉗子凝固装置が提供される。この装置を便利かつ効率的に使用できるようにするために、クランプ機構は該鉗子凝固装置のハウジングに関して選択的に回転させて位置決めができるようになっており、従って外科医はハウジングを回転させることなく必要に応じ選択的にクランプ機構のの位置決めを行うことができる。このクランプ機構および末端エフエクタは一緒に回転し、クランプ機構と並んだ末端エフエクタの特定の配置形態を保つことができる。
【０００５】
本発明の外科用鉗子凝固装置は、クランプ機構に関し末端エフエクタを回転させて位置決めを行い、組織を望みどおりに切断し凝固させるために、クランプ機構と並んで末端エフエクタが種々の配置形態を保つことができるにするクラッチ機構を含んでいる。末端エフエクタ、クランプ機構、および付属の超音波駆動装置はそれ以後一つのユニットとして回転することができ、またハウジングに関してクランプ機構および末端エフエクタを割り出し回転（ｉｎｄｅｘｅｄ ｒｏｔａｔｉｏｎ）させ位置決めを行う機能をもった回り止め機構を備えることにより、該鉗子凝固装置の効率的で便利な使用がさらに促進される。
【０００６】
図示の具体化例に従えば、本発明の外科用超音波鉗子凝固装置は好ましくは手で掴む部分を有するハウジングを含んでいる。本発明の装置はさらに細長い部分（内視鏡を使用するためにつくられた部分）を含み、この部分は該ハウジングに回転し得るように結合された外側の筒形の鞘を含み、また組織の切断、凝固、および／または把持を行う区域に位置させ得る遠い方の端を含んでいる。好適具体化例においては、この外側の筒形の鞘には回転ノブが取り付けられ、装置のハウジングに関し外側の鞘が割り出し回転できるようになっている。
【０００７】
外側の筒形の鞘の内部には作動部材が往復運動を行い得るように取り付けられ、操作時には外側の鞘と連結されハウジングに関しそれと一緒に回転するようになっている。作動部材が往復運動すると、外側の鞘の遠い方の端に備えられている該鉗子凝固装置のクランプ機構が所望の動作を行う。
【０００８】
外側の筒形の鞘の内部には超音波のウエイブガイドが配置され、その長さに亙って延びている。この超音波ウエイブガイドはその遠い方の端に末端エフエクタを含んでいる。末端エフエクタは或る場合には「刃」とも呼ばれるが、付属の超音波駆動装置の変換器によって超音波的に駆動され、末端エフエクタの長手方向の超音波振動によって組織の切断および凝固が行われる。ウエイブガイドは回転できるように外側の鞘と結合され、駆動装置もまた回転できるようにそれと連結されている。ウエイブガイド並びに駆動装置はまた外側の筒形の鞘およびクランプ機構に関しても回転することができる。
【０００９】
本発明の鉗子凝固装置のクランプ機構は、それを末端エフエクタに関してピボット運動させるために、外側の筒形の鞘の遠い方の端にピボット回転し得るように取り付けられた鉗子のアーム含んでいる。鉗子のアームと末端エフエクタとの間で組織が把持され、組織は超音波的に末端エフエクタと連結され（超音波がかけられた際）るが、超音波のエネルギーがウエイブガイドを通って末端エフエクタに伝えられない場合には組織は単に掴まれ把持されるだけである。鉗子のアームは往復運動可能な作動部材と連結されて操作され、作動部材の往復運動によって末端エフエクタに関し鉗子のアームが動かされる。
【００１０】
装置のハウジングにピボット回転し得るように取り付けられた操作レバーによってクランプ機構を選択的に操作することができる。好適具体化例においては、操作レバー、および付属したハウジングの手で掴める部分には鋏に似た形状が備えられ、使用者の親指で操作レバーを便利に動かすことができる。操作レバーはアクチュエータのカラーによって往復運動可能な作動部材と連結され、操作レバーをピボット運動させると作動部材が往復運動を行い、鉗子凝固装置の鉗子のアームをピボット回転する。
【００１１】
本発明の鉗子凝固装置はまたハウジングに関し外側の鞘（および好ましくはウエイブガイドおよび付属の駆動装置）を割り出し回転させる回り止め機構を含んでいる。特に、クラッチ機構が回転ノブと切り離されている場合、ハウジングおよび外側の鞘に関しウエイブガイドを選択的に回転させるクラッチ機構が備えられている。このクラッチ機構は回転ノブと共同作用をするように係合し、クランプ機構と並んだ末端エフエクタの選ばれた配置状態が保持される。ウエイブガイドおよび末端エフエクタ、並びに付属の超音波駆動装置はこの時装置のハウジングに関し一つのユニットとしてクランプ機構と共に回転することができる。
【００１２】
クランプ機構に対し所望の割り出し回転を行わせるためには、回り止め機構は装置のハウジングの中にバネで偏らされた回り止めを少なくとも１個含んでおり、回転ノブは回り止めと係合した回り止めを受ける面を規定し、これと共同作用してクランプ部材に割り出し回転を行わせ、従って外側の鞘は装置のハウジングに関し回転を行う。回転ノブの回り止めを受ける面は周方向に間隔を置いて配置された多数の半径方向の凹部を規定し、この凹部がハウジングの上でバネで偏らされた回り止めを受けるようになっていることが好ましい。
【００１３】
本発明の他の特徴および利点は下記の詳細な説明、添付図面および特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【００１４】
【実施例】
本発明は種々の形で具体化することができ、以後においてはその好適具体化例を図面に示して説明するが、これらの具体化例は本発明を例示するに過ぎず、本発明はこれらの具体化例に限定されるものではないことを了解されたい。
【００１５】
本発明は特に外科手術中の組織の切断、凝固、および／または把持を行うようにつくられた改善された外科用超音波凝固用鉗子装置に関する。本発明の装置は直視下の手術、並びに腹腔鏡または内視鏡での手術の両方に使用されるように容易につくることができる。下記の説明から明らかになるように、本発明の鉗子凝固装置は特に簡単な構成のために使い捨て用につくられている。即ち本発明の装置は外科手術システムの超音波駆動装置と関連して使用され、この駆動装置から得られる超音波エネルギーにより鉗子凝固装置は所望のように超音波で作動する。鉗子凝固装置は使い捨てでないような形、および付属の超音波駆動装置と一体となった取外しできない形でつくることもできる。しかし一人の患者に対して使用する場合、付属の超音波駆動装置をもった本発明の鉗子凝固装置は取外し得るように連結して使用することが好ましい。
【００１６】
図１および３を参照すれば、一般的に番号１０が付けられた本発明の原理を具体化した超音波鉗子凝固装置を含む、本発明の外科手術システムの好適具体化例が示されている。最初にこの外科手術システム１０の超音波発生装置および付属した超音波駆動装置の好適な詳細点を説明し、次に割り出し回転ができるようにつくられたクランプ機構、およびこのクランプ機構に関し回転するようにつくられた末端エフエクタを含む外科用超音波鉗子凝固装置を詳細に説明する。
【００１７】
外科手術システム１０は超音波発生装置３０およびそれに付属した超音波外科手術装置を含んでいる。この外科手術装置は数字５０が付けられた超音波駆動装置、および本発明の原理を具体化した超音波鉗子凝固装置１２０を含んでいる。後でさらに詳細に説明するように、超音波変換器および駆動装置５０の取り付け装置、並びに鉗子凝固装置１２０のウエイブガイドが本発明の音響アセンブリーを構成し、この音響アセンブリーは超音波発生装置３０に動力が入れられた場合外科手術に対し超音波エネルギーを供給する。或る用途においては、超音波駆動装置５０は「ハードピース・アセンブリー」と呼ばれる。何故なら外科手術システム１０は種々の操作および手術の際に外科医が超音波駆動装置５０を掴みこれを操作するようにつくられているからである。図１に示したように、外科手術システムの鉗子凝固装置１２０は鋏の柄に似た把持装置を含み、これによって超音波駆動装置５０とは別に、容易に凝固装置の位置を決めこれを操作することができることが好ましい。
【００１８】
外科手術システムの超音波発生装置３０はその制御システムによって決定される選ばれた偏位、周波数および位相においてケーブル３２を通し電気信号を送り出す。後で説明するように、この信号は外科用器具の音響アセンブリーの１個またはそれ以上のピエゾ電気素子膨張および収縮させ、電気エネルギーは機械的運動に変換される。この機械的運動により音の定常波となって音響アセンブリーを通って伝播し、選ばれた振動数および偏位で音響アセンブリーを振動させる超音波エネルギーの縦波を生じる。音響アセンブリーのウエイブガイドの遠い方の端の所にある末端エフエクタを患者の組織に接触させ、超音波エネルギーを組織へ伝達する。後で説明するように、ジョーまたはクランプ機構（鉗子機構）のような外科用の器具を用いて該末端エフエクタに対し組織を圧し付けるようにすることが好ましい。
【００１９】
末端エフエクタが組織に連結されると、摩擦、音波の吸収および組織内部の粘性損失のために熱エネルギーが生じる。即ち発熱が起こる。この熱は蛋白質の水素結合を破壊し、高次構造をもった蛋白質（即ちコラーゲンおよび筋肉蛋白質）を変性（即ち低次の構造に変える）させるのに十分である。蛋白質が変性されると、粘着性の凝固体が生じ小さい血管を密封、即ち凝固させる。この効果が長く続くと、大きな血管の分厚い凝固が起こる。
【００２０】
超音波エネルギーが組織に伝達されると、機械的な引き裂け、切断、キャビテーション、細胞の破壊、および乳化を含む他の効果が起こる。切断の量並びに得られる凝固の程度は末端エフエクタの偏位、振動の周波数、使用者がかける圧力、末端エフエクタの鋭さ、および末端エフエクタと組織との連結の程度によって変化する。
【００２１】
図１に示されているように、超音波発生装置３０はそれと一体となった制御システム、電源スイッチ３４、およびトリガー機構３６を含んでいる。電源スイッチ３４は超音波発生装置３０への電力をコントロールし、トリガー機構３６によって作動されると、該発生装置３０は外科手術システム１０の音響アセンブリーを予め定められた周波数で駆動し、且つ予め定められた偏位レベルで末端エフエクタを駆動するエネルギーを生じる。該発生装置３０は、望ましくは適当な共鳴周波数で、音響アセンブリーを駆動または励起することができる。
【００２２】
超音波発生装置３０がトリガー機構３６によって作動されると、超音波発生装置３０によって図３に示されているような音響アセンブリーの変換装置群またはアセンブリー４０へ電気エネルギーが供給される。超音波発生装置３０の制御システムの中にある位相を固定されたループにより、音響アセンブリーからのフィードバックが監視される。この位相固定ループは超音波発生装置３０によって送り出された電気エネルギーの周波数を、組織の負荷を含む音響アセンブリーの振動の選ばれた縦方向のモードの共鳴周波数と一致させるように調節する。また制御システムの第２のフィードバック・ループは、音響アセンブリーに供給される電流を、音響アセンブリーの末端エフエクタの所で実質的に一定の偏位が得られるように予め定められたレベルに保つ。
【００２３】
音響アセンブリーに供給される電気信号によって末端エフエクタの遠い方の端は、例えば約２０〜２５０ｋＨｚ、好ましくは約５４〜５６ｋＨｚの範囲、最も好ましくは約５５．５ｋＨｚで縦方向に振動する。末端エフエクタの所での振動の偏位は、例えば超音波アセンブリーにより音響アセンブリーの変換アセンブリー４０へ送られる電気信号の振幅を調節することによって調節することができる。
【００２４】
上記のように、超音波発生装置３０のトリガー機構３６により該発生装置３０が作動され、電気エネルギーが連続的に音響アセンブリーへ供給できるようになる。トリガー機構３６は好ましくは足で作動するスイッチを含み、これはケーブルまたはコードによって超音波発生装置３０と切り離し得るように連結されるか取り付けられている。別法としてトリガー機構は超音波駆動装置５０の中に含まれた手で作動するスイッチであり、使用者はこれを用いて超音波発生装置３０を作動させることができる。
【００２５】
超音波発生装置３０は電気外科手術装置または通常の電線用の差し込みに装入する動力線３８をもっている。超音波発生装置３０はまた電池のような直流（ＤＣ）電源で駆動することができる。超音波発生装置３０はＥｔｈｉｃｏｎ Ｅｎｄｏ−Ｓｕｒｇｅｒｙ，Ｉｎｃ．製のＧＥＮＯ１型のような適当な発生装置であることができる。
【００２６】
図１および３を参照すれば、この外科用器具の超音波駆動装置５０は操作員を音響アセンブリーの振動から切り離す多重ハウジング５２を含んでいる。駆動装置のハウジング５２は使用者が便利な方法で把持することができる形をしているが、本発明の鉗子凝固装置１２０は原理的には下記に説明するように鉗子凝固装置のハウジングによって与えられる鋏状の配置により把持され操作されるようになっている。多重ハウジング５２が図示されているが、このハウジング５２は単一のまたは一体となった部品から成っていることもできる。
【００２７】
超音波駆動装置５０のハウジング５２は一般に近い方の端、遠い方の端、およびその中に長手方向に延びたキャビティを含んでいる。ハウジング５２の遠い方の端は外科手術システム１０の音響アセンブリーがそれを通して延び出している開口部６０をもつようにつくられ、ハウジング５２の近い方の端はケーブル３２により発生装置３０に連結されている。ケーブル３２は、超音波駆動装置５０のハウジング５２の中に空気を導入し、音響アセンブリーの変換器アセンブリー４０を冷却するダクトまたは排気孔６２を含んでいることが好ましい。
【００２８】
超音波駆動装置５０のハウジング５２は好ましくは耐久性プラスティックス、例えばＵｌｔｅｍ（ R ）からつくられる。また別法としてハウジング５２は他のプラスティックスを含む種々の材料（即ち液晶重合体（ＬＣＰ）、ナイロンまたはポリカーボネート）からつくることもできる。適当な超音波駆動装置５０はＥｔｈｉｃｏｎ Ｅｎｄｏ−Ｓｕｒｇｅｒｙ，Ｉｎｃ製のＨＰ０５０型である。
【００２９】
図３に示されているように、音響アセンブリーは変換器装置群またはアセンブリー４０および取り付け装置８４を含み、これらは超音波駆動装置５０に取り付けるられていることが好ましい。また音響アセンブリーは超音波鉗子凝固装置に取り付けられた伝達機材部品または作業部材を含んでおり、これらは以後末端エフエクタをもったウエイブガイドと呼ぶことにする。音響アセンブリーの部品は、各部品の長さが半波長（ｎλ／２）の整数倍になるようにに同調がとられていることが好ましい。ここで波長λは音響アセンブリーの予め定められたまたは動作時の縦方向の振動周波数ｆ0の波長であり、ｎは任意の負でない整数である。また音響アセンブリーは音響素子の任意の適当な配置を含んでいることができる。
【００３０】
音響アセンブリーの変換器アセンブリー４０は、超音波発生装置３０からの電気信号を超音波の振動数で末端エフエクタの縦方向の振動運動を生じる機械的エネルギーに変換する。音響アセンブリーが励起されると、音響アセンブリーを通して振動運動の定常波が生じる。音響アセンブリーに沿った任意の点における振動運動の偏位は、音響アセンブリーに沿った振動運動を測定する場所に依存している。振動運動の定常波における最低の値即ちゼロと交差する点は一般にノードと呼ばれ（即ち運動が通常最低になる点）、定常波の絶対値の最大値即ちピークは一般にアンチノードと呼ばれる。アンチノードとそれに最も近いノードとの間の距離は波長の１／４（λ／４）である。
【００３１】
図３に示されているように、「Ｌａｎｇｅｖｉｎ ｓｔａｃｋ」として知られている音響アセンブリーの変換器アセンブリー４０は一般に変換部９０、第１の共鳴器９２、および第２の共鳴器９４を含んでいる。変換器アセンブリーは好ましくは長さがシステムの半波長（ｎλ／２）の整数倍である。本発明はまた別法として磁歪的、電磁的または静電的な変換器を含む変換器アセンブリーを含むようにつくることができる。
【００３２】
第１の共鳴器９２の遠い方の端は変換部９０の近い方の端に連結され、第２の共鳴器９４の近い方の端は変換部９０の遠い方の端に連結されている。第１および第２の共鳴器９２および９４は好ましくはチタン、アルミニウム、鋼、または任意の他の適当な材料からつくられる。最も好ましくは第１の共鳴器９２は３０３ステンレス鋼からつくられ、第２の共鳴器９４は７０７５−Ｔ６５１アルミニウムからつくられている。第１および第２の共鳴器９２および９４は、変換部９０、共鳴器９２および９４に使用される材料の音速、および変換器アセンブリー４０の所望の基本周波数ｆ0を含むいくつかの変数によって決定される長さをもっている。第２の共鳴器９４はその近い方の端から遠い方の端へと内側にテーパーが付けられ、変速器としての作用をし、超音波の振動偏位を増幅する。
【００３３】
変換器アセンブリー４０の変換部９０は好ましくは交互に正の電極９６と負の電極９８が存在するピエゾ電気部分を含み、電極９６と９８との間にピエゾ電気素子１００が交互に入っている。ピエゾ電気素子１００は任意の適当な材料、例えばジルコン酸チタン酸鉛、メタニオブ酸鉛、チタン酸鉛、または他のピエゾ電気材料からつくることができる。正の電極９６、負の電極９８、およびピエゾ電気素子１００は中心を通る孔をもっている。正および負の電極９６および９８はそれぞれ電線１０２および１０４に連結されている。電線１０２および１０４は超音波発生装置３０からの電気信号を電極９６および９８に伝える。
【００３４】
図３に示されているように、ピエゾ電気素子１００はボルト１０６により第１および第２の共鳴器９２および９４の間に圧縮されて保持されている。ボルト１０６は好ましくは頭部、軸、およびネジが切られた遠い方の端を有している。ボルト１０６は第１の共鳴器９２の孔、電極９６および９８、およびピエゾ電気素子１００を通して第１の共鳴器の近い方の端から挿入される。ボルト１０６のネジが切られた遠い方の端は第２の共鳴器の遠い方の端のネジが切られた孔の中にねじ込まれている。このボルトは鋼、チタン、アルミニウム、または他の適当な材料、好ましくはＴｉ−６Ａｌ−４Ｖチタン、最も好ましくは４０３７低合金鋼からつくることができる。
【００３５】
ピエゾ電気素子１００は超音波発生装置３０からの電気信号に応答して励起され、音響アセンブリーの中に音響定常波をつくる。この電気信号によりピエゾ電気素子１００を横切る電磁場が生じ、これによって電圧の勾配に沿いピエゾ電気素子は連続的に膨張および収縮し、超音波エネルギーをもつ高周波の縦波が生じる。超音波エネルギーは音響アセンブリーを通って末端エフエクタへ伝えられる。
【００３６】
音響アセンブリーの取り付け装置８４は近い方の端、遠い方の端を有し、その長さは好ましくはシステムの半波長の整数倍に等しい。取り付け装置８４の近い方の端は軸方向に並び、アンチノードの近くでネジが切られた連結部材により第２の共鳴器９４の遠い方の端に連結されていることが好ましい。（本発明を説明する目的に対し、「近い」とい言葉は「正確にその場所の所で」、或いは「それに近接して」という意味をもつものとして定義される）。また取り付け装置８４は適当な方法により第２の共鳴器９４に取り付けられ、第２の共鳴器９４および取り付け装置８４は単一のまたは一体となった部品としてつくられていることができるものとする。
【００３７】
取り付け装置８４はノードの近くで超音波駆動装置５０のハウジング５２に連結されている。取り付け装置８４は好ましくはその周辺に配置された一体となった取り付けフランジ１０８を含んでいる。この取り付けフランジ１０８は超音波駆動装置５０のハウジング５２の中につくられた環状の溝孔１１０の中に配置され、取り付け装置８４をハウジング５２に連結していることが好ましい。隔離部材によって取り付けられたシ一対のリコーン・ゴムのＯ−リングのような柔軟な部材または材料がハウジング５２の環状の溝孔１１０と取り付け装置８４の一体となったフランジ１０８の間に配置され、超音波の振動が取り付け装置８４からハウジング５２へと伝達されるのを防止するかまたはその程度を減少させている。
【００３８】
取り付け装置８４は多数の、好ましくは４本のピン１１４により予め定められた軸方向の位置に固定されていることが好適である。ピン１１４は長手方向において取り付け装置８４の外側の周辺部の周りに互いに９０°離されて配置されている。ピン１１４は超音波駆動装置５０のハウジング５２に連結され、取り付け装置８４のフランジ１０８のノッチを通して配置されている。ピン１１４はステンレス鋼からつくられていることが好ましい。
【００３９】
取り付け装置８４は音響アセンブリーを通して末端エフエクタの遠い方の端に贈られる超音波振動の偏位を増幅するようにつくられている。一好適具体化例においては、取り付け装置８４は中身の詰まったテーパー付きのホーンを含んでいる。取り付け装置８４を通って超音波エネルギーが伝えられると、取り付け装置８４を通って伝播される音波の速度が増加する。取り付け装置８４は任意の適当な形、例えば階段状のホーン、円錐形のホーン、指数関数型のホーン、一体となったゲイン・ホーン（ｇａｉｎ ｈｏｒｎ）等の形をもつようにつくることができる。
【００４０】
図３に示されているように、取り付け装置８４は超音波鉗子凝固装置１２０に取り付けられたウエイブガイド１８０と音響的に連結されていることが好ましい。取り付け装置８４の遠い方の端は好ましくはアンチノードの近くのネジを切られた連結部材によりウエイブガイド１８０の近い方の端に連結されているが、他の連結配置を行うこともできる。
【００４１】
図４を参照すれば、クランプ機構が開いた位置にある外科手術システムの超音波鉗子凝固装置１２０の拡大部分図が示されている。超音波鉗子凝固装置１２０の近い方の端は好ましくは、超音波駆動装置を鉗子凝固装置のハウジングに挿入することにより超音波駆動装置５０の遠い方の端を受け、これにはめ込まれている。超音波鉗子凝固装置１２０は一つのユニットとして超音波駆動装置５０に取り付けられ、またそれから取外されることが好ましい。超音波鉗子凝固装置１２０は一回使用した後に廃棄することができる。
【００４２】
超音波鉗子凝固装置１２０は好ましくは連結用のハウジング部分および細長い内視鏡部分１５０から成るハンドル・アセンブリーまたはハウジング１３０を含んでいることが好適である。超音波鉗子凝固装置１２０の細長い部分１５０はハウジング１３０から直角に延び出している。細長い部分１５０は後でさらに説明するようにハウジング１３０に関して選択的に回転させることができる。超音波鉗子凝固装置が内視鏡と共に使用されるようにつくられている場合、内視鏡部分１５０の外径が約５．５ｍｍであるような寸法でつくることができる。
【００４３】
図１、３および４に示されているように、細長い部分１５０は外側の筒状部材または鞘１６０、内側の筒状部材１７０、および末端エフエクタ１８０’を有するウエイブガイド１８０を含んでいることが好ましい。下記に説明するように、外側の鞘１６０、作動部材１７０およびウエイブガイド１８０は好ましくは一緒になり、一つのユニットとして（超音波駆動装置５０と一緒に）ハウジング１３０に対し割り出し回転ができるようになっている。ウエイブガイド１８０はまた外側の鞘１６０およびクランプ機構に対して回転するようにつくられている。
【００４４】
図４に示されているように、音響アセンブリーのウエイブガイド１８０の近い方の端は、上記のようにアンチノードの近くで超音波駆動装置５０の取り付け装置８４に取外し得るように連結されていることが好ましい。ウエイブガイド１８０は好ましくはシステムの半波長の整数倍（ｎλ／２）に等しい長さをもっている。ウエイブガイド１８０は好ましくは超音波エネルギーを効率的に伝達する材料、例えばチタン合金（即ちＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ）またはアルミニウム合金からつくられた中身の詰まった芯のシャフトから製作されている。ウエイブガイド１８０はまた任意の他の材料からつくることもできる。
【００４５】
ウエイブガイドは実質的に半可撓性をもっていることが好ましい。別法としてウエイブガイドは実質的に剛体であるか、または可撓性の針金から成っていることもできる。当業界の専門家には公知のように、ウエイブガイドはそれを通って伝達される機械的な振動を増強するような形でつくられていることができる。
【００４６】
ウエイブガイド１８０は任意の断面の寸法をもっていることができる。例えばウエイブガイドは実質的に均一の断面をもっているか、或いは種々の部分においてテーパーが付けられているか、またはその全長に沿ってテーパーが付けられていることができる。さらにウエイブガイドはウエイブガイドに沿った長手方向の振動の利得を制御する特徴、およびウエイブガイドをシステムの共鳴周波数に同調させる特徴をもっていることができる。
【００４７】
図４に示されているように、ウエイブガイド１８０は一般に第１の部分１８２、第２の部分１８４、および第３の部分１８６をもっている。ウエイブガイドの第１の部分１８２は取り付け装置８４の遠い方の端から遠去かる方へと延びており、実質的に均一な断面をもっている。
【００４８】
第１の部分１８２はそれを通して直径方向に、実質的にウエイブガイド１８０の軸に対して垂直に延びた少なくとも１個の半径方向の孔または開口部１８８を含んでいる。この開口部１８８はノードの所に位置していることが好ましいが、他の場所にあってもよい。開口部１８８は任意の適当な深さをもち、また任意の適当な形をもっていることができる。この開口部は下記に説明するようにウエイブガイド１８０を往復運動可能なクラッチ機構２２０に連結する連結ピン部材を受けるような形をしている。
【００４９】
ウエイブガイド１８０の第２の部分１８４は第１の部分１８２から遠去かる方へと延びている。第２の部分１８４も実質的に連続した断面をもっていることが好ましい。第２の部分１８４の直径は第１の部分１８２の直径よりも小さく、第３の部分１８６の直径よりも大きい。超音波エネルギーがウエイブガイド１８０の第１の部分１８２から第２の部分１８４へと通り過ぎる際、第２の部分１８４が狭くなっているためにその中を通る超音波エネルギーの振幅が増加する。
【００５０】
第３の部分１８６は第２の部分１８４の遠い方の端から遠去かる方へと延びている。第３の部分１８６も実質的に連続した断面をもっている。第３の部分はまたその長さに沿って直径が僅かに変化していることができる。超音波エネルギーがウエイブガイド１８０の第２の部分１８４から第３の部分１８６へと通り過ぎる際、第３の部分１８６が狭くなっているためにその中を通る超音波エネルギーの振幅が増加する。
【００５１】
第３の部分１８６はその外側の周辺部につくられた多数の溝孔またはのノッチ（図示せず）をもっていることができる。この溝孔はウエイブガイド１８０のノードの所にあり、製造時に減衰用の鞘（図示せず）および安定化用のシリコーン・リングまたは柔軟性をもった支持物を装着するための配置指標としての役目を果たしている。好ましくは末端エフエクタ１８０’に最も近い最も遠くにあるノードの所に密封部が備えられ、ウエイブガイドと作動部材１７０との間の区域に組織、血液、および他の材料が入るのを防止している。
【００５２】
ウエイブガイド１８０のノードの末端エフエクタ１８０’は単一のユニットとしてウエイブガイドと一体となってつくられていることが好ましい。別法として末端エフエクタはネジによる連結部材により、或いは熔接された接合部によって連結されていることができる。音響アセンブリーに組織の負荷がかかっていない場合、音響アセンブリーを好適共鳴振動数ｆ0に同調させるために，末端エフエクタの遠い方の端はアンチノードの近くに配置されている。変換器アセンブリーが励起された場合、末端エフエクタの遠い方の端は予め定められた振動周波数ｆ0において例えばピーク間距離が約１０〜５００μ、好ましくは約１０〜約１００μの範囲で長手方向に動くような形をしている。
【００５３】
特に図２を参照すれば、本発明の超音波鉗子凝固装置１２０のクランプ機構が図示されているが、これはウエイブガイド１８０の末端エフエクタ１８０’と共同作用するようにつくられている。このクランプ機構はピボット回転する鉗子のアーム１９０を含み、このアームは外側の筒状の鞘１６０の遠い方の端にピボット回転し得るように連結されている。鉗子のパッド１９２は好ましくはテフロンまたは他の適当な摩擦の小さい材料からつくられており、鉗子のアームの表面に取り付けられて末端エフエクタ１８０’と共同作用し、鉗子のアームがピボット運動をすると鉗子のパッドは末端エフエクタ１８０’に対して実質的に平行になり、且つそれと接触する。この構成により把持すべき組織はパッド１９２と末端エフエクタ１８０’との間で掴まれる。
【００５４】
図示のように、クランプ機構のパッド１９２は鋸状の形状をし、末端エフエクタ１８０’と共同作用して組織を把持する作用を補強することが好ましい。またパッドはその長さ方向に沿って長手方向の溝孔（即ちＵ字型またはＶ字型の溝孔）をもち、それを鋸状の形状の間に凹ませて配置することもできる。後でさらに説明するように、末端エフエクタ１８０’は鉗子のアーム１９０に関して回転し、末端エフエクタ１８０’の狭いまたは鋭い縁１９１ａまたは幅広い縁１９１ｂを鉗子のパッド１９２と並べるようにすることができる。
【００５５】
末端エフエクタ１８０’に関する鉗子のアーム１９０のピボット運動は、鉗子のアーム１９０の近い方の端の所に少なくとも一つ、好ましくは一対のレバー部分１９３を取り付けることによって行われる。このレバー部分は末端エフエクタ１８０’のそれぞれの相対する側にあり、操作時には往復運動可能な作動部材１７０の駆動部分と係合される。このようにして外側の筒状の鞘１６０および末端エフエクタ１８０’に関する作動部材の往復運動により、末端エフエクタに対する鉗子のアームのピボット運動が行われる。レバー部分１９３は駆動部分１９４によって規定される一対の開口部の中にそれぞれ位置させるか、または適当に機械的方法でそれと連結させ、作動部材１７０の往復運動によって駆動部分１９４およびレバー部分１９３により鉗子のアームがピボット運動を行うようにする。
【００５６】
特に図３、４、５および８を参照すれば、作動部材１７０の往復運動は、超音波鉗子凝固装置１２０のハウジング１３０の中に往復運動およびピボット運動可能なようにアクチュエータのカラー２００を取り付けることによって行われる。アクチュエータのカラー２００は一対の連結ピン２０２（図４参照）により作動部材１７０の近い方の端に連結され、一緒に回転するようにされている。アクチュエータのカラー２００は周辺部の溝孔２０６を規定する一対の軸方向に間隔をおいて配置された周方向ののフランジ２０４を含んでいる（図５参照）。
【００５７】
アクチュエータのカラー２００は超音波鉗子凝固装置１２０の操作レバー２２２と連結されて動作する。この操作レバーは往復運動し得るアクチュエータのカラー２００で相互に連結された駆動部材またはトリガーエフエクタ２３０を含んでいる（図５参照）。操作レバー２２２は、鋏の場合のようにハウジング１３０の手で把持する部分２２４と共同作用するように鉗子凝固装置のハウジング１３０にピボット回転し得るように連結されている（ピボット取り付け部２２３により）。
【００５８】
操作レバー２２２の駆動部材２３０は駆動用の突起２３２を含み、これはアクチュエータのカラー２００の周方向の溝孔２０６の中にはめ込まれ、レバー２２２を動かした場合アクチュエータのカラー２００が往復運動をするようになっている。図５に示されているように、手で把持する部分２２４へのレバー２２２の運動により、駆動部材２３０およびアクチュエータのカラー２００が動かされ、連結ピン２０２が作動部材１７０を近い方へと滑らせ、鉗子のアーム１９０を末端エフエクタ１８０’の方へピボット回転させる。作動レバー２２２が手で把持する部分２２４から離れるように動くと、駆動部材２３０およびアクチュエータのカラー２００は作動部材１７０を前方へ滑らせ、図４に示されているようにクランプ機構を開く。
【００５９】
操作レバーの駆動部材２３０は、クラッチ機構２２０の周方向のフランジ２４６の中につくられたノッチ２４４の内部にはめ込むための回転固定部材２４２（図８参照）、およびアクチュエータのカラー２００の周辺部のフランジ２５２の中につくられたノッチ２５０の内部にはめ込むための回転固定部材２４８を含んでおり、これらの固定部材２４２および２４８は図５に示すように鉗子のアームが閉じた位置にある場合、鉗子凝固装置の内視鏡部分１５０の回転を阻止する。操作レバー２２２が手で把持する部分から遠去かるように動いてクランプ機構が開かれた場合、固定部材２４２および２４８はそれぞれノッチ２４４および２５０から外側へ動き、クランプ機構と共に末端エフエクタを回転させる。
【００６０】
操作を行うために駆動部材２３０と操作レバー２２２の親指を挿入する部分とを連結させるには、制限バネ２６０、好ましくは圧縮コイル・バネを用いる。バネ２６０は駆動部材２３０によって規定されるバネの溝孔２６２の内部にはめ込まれ、該部材２３０は操作レバー２２２の一対のバネ保持用フランジ２６４の間に位置している。駆動部材２３０は各バネのフランジ２６４によって規定されるバネの溝孔の表面に押し付けられて取り付けられた圧縮コイル・バネに逆らい、バネのフランジ２６４に関してピボット回転するように動く（ハウジング１３０のピボット取り付け部２２３の周りに）。このようにして、操作レバー２２２のピボット運動によって駆動部材２３０およびアクチュエータのカラー２００を通しての作用によって作動部材１７０にかかる力は、バネ２６０がバネのフランジ２６４に対して及ぼす力によって制限される。過剰の力がかかると、バネ２６０に抗して操作レバー２２２のバネのフランジに対し駆動部材２３０をピボット回転させて変位させる。本発明の好適具体化例においては、バネ２６０は鉗子のアーム１９０の所で鉗子の力を約２ポンドに制限するように選ばれる。ハウジング１３０の回り止め部分は操作レバー２２２の移動を制限し、バネ２６０が過剰に圧縮されるのを防いでいる。
【００６１】
回転ノブ２７０は外側の筒形の鞘１７０に取り付けられ、鉗子凝固装置のハウジング１３０に関する細長い部分１５０が回転して或る位置をとるのを容易にしている。図８に示されているように、回転ノブ２７０の近い方の端は一対の相対する細長い開口部または溝孔２７２を含み、クラッチ機構２２０の遠い方の端の所で適当な固定用の回し金２７４と共同作用するように係合していることが好ましい。クラッチ機構２２０は通常バネ部材２８０によって偏らされ、図４および７に示されているように固定用の回し金２７４を回転ノブ２７０の相対する溝孔２７２と駆動的に連結させる。バネ部材２８０がクラッチ機構２２０の周辺部のフランジ２４６とハウジング１３０の壁との間に配置されている。好ましくはバネ部材２８０は圧縮コイルバネから成っている。クラッチ機構はノブ２７０の付属した溝孔２７２によって駆動される駆動面（回し金２７４によってつくられた）を含むような形をしている。
【００６２】
回転ノブ２７０の細長い溝孔２７２によりその中を通って連結ピン２０２を延ばすことができ、アクチュエータのカラー２００がウエイブガイド１８０に対し軸方向に動く際連結ピンを往復運動させる。ノブ２７０の細長い溝孔２７２がクラッチ機構２２０の固定用の回し金２７４と連結された場合、回転ノブ２７０が回転することによりクランプ機構および末端エフエクタ１８０’を含む細長い部分１５０、および同調させるべき付属した超音波駆動装置を一つのユニットとして、選ばれたまたは所望の角度位置へと回転させる。
【００６３】
鉗子凝固装置１２０の細長い部分１５０は該鉗子凝固装置に組み込まれた回し止め機構を備えることにより割り出し回転を行うことができる。回転ノブ２７０は回り止めを受ける表面を規定する軸方向のフランジ２９２を含んでいる。回り止めを受ける表面は一般的に回転ノブ２７０のフランジの周りで周方向に間隔を置いて配置された多数の回り止めを受ける凹部または凹み２９４を規定している。図示の具体化例においては、８個の凹みが示されている。しかし１２個の凹みを備え、鉗子凝固装置のハウジング１３０に関し３０°の間隔で装置の細長い部分１５０の位置で割り出しを行うこともできる。
【００６４】
鉗子凝固装置のハウジングの中に少なくとも１個の回り止め２９６を取り付けることにより割り出し回転を行うことができる。回り止め２９６はボールから成り、これがバネ部材２９３（即ちコイルバネ）により回転ノブ２７０のフランジ２９２と係合するように偏らせ、その凹部と係合するようになっていることが好ましい。このボールは回転ノブ２７０によって規定される半径方向の凹部と共同作用し、約５〜２０インチ・オンスより小さい相対回転トルクに抵抗する。このようにして鉗子凝固装置の細長い部分１５０は、この予め選ばれた値を越えるトルク（例えば回転ノブによるトルク）がかけられない限り、ハウジング１３０に関し選ばれた割り出し回転位置に保たれる。
【００６５】
回転ノブ２７０の近い方の端がクラッチ機構２２０の遠い方の端と係合し、ノブ２７０が回転すると、末端エフエクタ１８０’および鉗子のアーム１９０は同時に回転する。駆動装置５０が近い方へ引き寄せられ、バネ２８０を圧縮し、図６に示されているようにクラッチ機構２２０の回し金２７４の係合を回転ノブ２７０の細長い溝孔２７２から外すと、駆動装置５０は回転し末端エフエクタ１８０’を回転させてクランプ機構の鉗子のアーム１９０に関し末端エフエクタ１８０’の縁を選択的な方向をとらせる。連結ピン２９９はクラッチ機構２２０をウエイブガイド１８０に結合し、ハウジング１３０に関して一緒に回転させる。
【００６６】
駆動装置５０が約１８０°回転すると、クラッチ機構２２０の回し金２７４は回転ノブ２７０の細長い溝孔２７２と再び係合する。従って使用者は駆動装置５０を回転させてクランプ機構２２０に関して末端エフエクタ１８０’（しばしば刃と呼ばれる）を含むウエイブガイド１８０を回転させ、末端エフエクタ１８０’の狭い縁１９０ａおよび広い縁１９１ｂをクランプ機構のパッドと共に或る方向に向けることができる。これによって外科医は種々の形状の末端エフエクタ１８０’を用いることにより末端エフエクタ１８０’を取替えたり鉗子凝固装置を変えることをしないで組織に対し種々の効果を得ることができる。例えば末端エフエクタ１８０’の広い縁１９１ｂは切断を行うよりも多くの量を凝固させるが、狭い縁１９１ａは組織を速く切断し、しかもそれを凝固させる。末端エフエクタ１８０’は組織を切断または凝固させるための縁を任意の適当な数だけもっていることができる（即ち末端エフエクタは１２０°の間隔で３個の縁を、また９０°の間隔で４個の縁をもっていることができる）。また末端エフエクタ１８０’は当業界に公知の適当な表面処理を受けていることができる。クラッチ機構が再び回転ノブ２７０と係合すると、鉗子凝固装置のウエイブガイド１８０（末端エフエクタ１８０’を含む）および付属の超音波駆動装置５０はハウジング３０に対し一つのユニットとして回転することができる。このような回転は操作レバー２２２が動かされる前で許容される。何故なら固定部材２４２および２４８はそれぞれノッチ２４４（クラッチ機構２２０の）およびノッチ２５０（フランジ２５２の）から係合が外されているからである。ノッチ２４４および２５０は並んでおり、その数は回り止めの凹部２９４に対応しており、クランプ機構およびウエイブガイドの割り出しが行われた位置において固定部材２４２および２４８はそれぞれノッチ２４４および２５０の中にあることができる。
【００６７】
次に図９および１０を参照すれば、外科手術システムの他の具体化例４００が示されている。この外科手術システム４００は多くの点でその構成および機能が前に図１に示した外科手術システムに対応している。図１の外科手術システム１００の構成部品に一般的に対応した外科手術システム４００の構成部品には４００台の番号が付けられている。この代替具体化例においては、固定用の回し金４７２が回転ノブ４７０に取り付けられているが、同時に往復運動し得るクラッチ機構４２０には固定用の回し金４７２が取り付けられている。従ってクラッチ機構の駆動面は溝孔４９４によって与えられている。
【００６８】
図１０に示されているように、図１０における鉗子凝固装置の回転ノブ４７０はクラッチ機構４２０の相対する溝孔４７４と連結された固定用の回し金４７０をもっている。この駆動装置が回転すると、細長い部分が回転し、それによって末端エフエクタおよび鉗子のアームは一緒に回転する。駆動装置が後方に移動すると、クラッチ機構４２０は後方に滑ってバネ部材４８０を圧縮し、相対する溝孔４７０をノブ４７０の回し金４７２から切り離す。このようにして末端エフエクタの選ばれた縁をクランプ機構に関し所望の操作位置へと回転させることができる。
【００６９】
次に図１〜４を参照して外科手術システムの動作を説明する。医師が鉗子凝固装置１２０を使用しようとする場合、医師は単に鉗子凝固装置１２０を駆動装置５０の上に引き寄せる。鉗子凝固装置を超音波駆動装置５０と超音波を伝達する関係位置で結合させるためには、外側の筒形の鞘１６０に一対のレンチ・フラット（ｗｒｅｎｃｈ ｆｌａｔ）（図示せず）を取り付けることが好ましい。このレンチ・フラットにより適当なトルク・レンチ等によりトルクがかけられ、ウエイブガイド１８０を超音波駆動装置５０の取り付け装置に結合させることができる。
【００７０】
次いで外科医は回転ノブ２７０を回転させ、末端エフエクタ１８０’およびクランプ機構を所望の角度位置に調節することができる。これにより超音波駆動装置並びに細長い部分１５０は、回転ノブ２７０を適当に手で操作することにより装置のハウジング１３０に関し一つの装置として回転可能になる。ノブ２７０が回転すると、回り止め機構のボールはノブ２７０のフランジの凹部の上を滑り、隣接した凹部の中に入る。その結果外科医はクランプ機構および末端エフエクタを所望の方向をとらせその位置に保つことができる。
【００７１】
鉗子凝固装置１２０が駆動装置５０に取り付けられると、クランプ機構に対し末端エフエクタ１８０’を回転させて末端エフエクタの所望の縁を鉗子のアームの鉗子のパッドに相対する位置に置くことができる。鉗子のアームが開いた位置にある場合、外科医は駆動装置５０の上でバネ部材２８０を引き戻して圧縮し、クラッチ機構２２０の回し金２７４を回転ノブ２７０の溝孔２７２から解き離す。次に外科医は、回し金２７４がバネ部材２８０により偏らされて溝孔２７２へと戻され、選ばれた刃の縁が鉗子のアームと動作する位置に来るまで、鉗子凝固装置のハウジング１３０に関し駆動装置５０を回転させることができる。
【００７２】
次に外科医は手術部位へと外科用器具を動かすことができる。次いで末端エフエクタ１８０’を患者の体内の切開部またはポートへ挿入し、超音波エネルギーを選ばれた組織へ伝達する。鉗子のアームは操作レバー２２２を動かすことによって操作することができる。操作レバー２２２を指を挿入する把持部の方へ動かすと、アクチュエータのカラー２００は手による把持部の方へ滑り、作動部材１７０を後方へ動かし、クランプ機構を閉じた位置へと動かす。操作レバー２２２を反対方向へ動かすと、アクチュエータのカラー２００が動いて作動部材を反対方向、即ち前方へと滑らせ、従ってクランプ機構を開いた位置へとピボット回転させる。外科医の望みどおりにクランプ機構をハウジングに関して回転させることができ、また末端エフエクタをクランプ機構に関して回転させることができる。
【００７３】
従って本発明の鉗子凝固装置は高度に効率的で融通性に富んだ使用ができるような形をもち、一人の患者だけに使用できるような十分に簡単で経済的な構成をもっている。この装置の構成部品は外科用に適した材料からつくることができる。回転ノブと共同作用することにより取り付けられている回り止め機構によって、装置の細長い部分およびそれに付属した超音波駆動装置を装置のハウジングに関し選ばれた角度位置にもって来ることができる。該回り止め機構はハウジング１３０に関し超音波駆動装置およびそれに付属したケーブル・アセンブリーの回転を阻止するが、回転ノブ２１６に十分なトルクをかけることによりこの回転の阻止を容易に且つ便利に解除することができる。
【００７４】
クラッチ機構によって末端エフエクタを鉗子のアームに関して回転させ、末端エフエクタの所望の縁を鉗子のパッドと並べて配置することができ、それ以後はクランプ機構、超音波のウエイブガイドおよび超音波駆動装置を装置のハウジングに関し割り出しを行うように選択的な位置に回転させることができる。操作レバーおよびそれと共同作用する手で把持する部分をピボット回転させることによって得られる鋏に似た作用により、装置を容易に便利且つ効率的に位置させ、装置の遠い部分でのクランプ機構の操作が容易になり、組織を末端エフエクタに対して効率的に押し付けることができる。
【００７５】
本発明の外科手術システムは、超音波エネルギーをかけた場合には組織を凝固させまた切断するのに使用され、超音波エネルギーをかけない場合には組織を把持するのに使用することができ、またクランプ・アセンブリーを開き組織を把持しないで凝固／切断が行われ、また超音波エネルギーをかけないで組織を検査または処理するのに使用し、またクランプ機構を閉じて組織を切開するのに使用することができる。
【００７６】
以上の説明から本発明の新規概念の精神および範囲を逸脱することなく種々の変更および変形を行い得ることは明らかであろう。本明細書に示された特定の具体化例は本発明を限定するものではない。これらの説明は添付特許請求の範囲に包含されており、上記のすべての変形は特許請求の範囲内に入るものである。
【００７７】
本発明の主な特徴および態様は次の通りである。
【００７８】
１．ハウジングを有する鉗子凝固装置、
該ハウジングに取り付け得る駆動装置、
該ハウジングに回転し得るように結合される近い方の端、および遠い方の端を有する外側の筒形の鞘、
該外側の筒形の鞘の内部に往復運動し得るように位置し、それと共に該ハウジングに関して回転する作動部材、
該外側の筒形の鞘の内部に位置し、該外側の筒形の鞘の該遠い方の端から遠去かるように延びている末端エフエクタをもった超音波ウエイブガイド、
該外側の筒形の鞘の該遠い方の端にピボット回転するように取り付けられ、該末端エフエクタに関してピボット回転するように動く鉗子のアームであって、該鉗子のアームはそれと該末端エフエクタとの間で組織を把持し、さらに該鉗子のアームは該作動部材の往復運動によって該末端エフエクタに対する該鉗子のアームのピボット運動が行われるように該作動部材に連結されて動作する鉗子のアーム、
該ハウジングにピボット回転するように取り付けられた操作レバー、
該操作レバーを該作動部材に連結し、該操作レバーのピボット運動により該作動部材が往復運動し、それによって該鉗子のアームをピボット運動させるアクチュエータのカラー、
外側の筒形の鞘に取り付けられ、該外側の鞘を回転させる回転ノブ、および
ウエイブガイドに連結されそれと一緒に回転するクラッチ機構を具備し、該クラッチ機構は該ノブの回転運動によりクラッチ機構、ウエイブガイドおよび鉗子のアームが回転するように共同作用する回転ノブと係合した遠い方の端を有し、該クラッチ機構は、駆動装置の回転によってクラッチ機構が回転し鉗子のアームに関してウエイブガイドを回転させるように駆動装置が近い方へと動く場合、回転ノブとの係合が解除されるように動くことができる超音波外科用装置。
【００７９】
２．該ハウジングに関し回転ノブおよび筒形の外側の鞘の回転運動の割り出しを指示する少なくとも１個の回り止め部材を含む上記第１項記載の超音波外科用装置。
【００８０】
３．該回転ノブの上にある該クラッチ機構の一つは回し金を含み、他のものは該回し金を受ける開口部を含んでいる上記第１項記載の超音波外科用装置。
【００８１】
４．アクチュエータのカラーは周方向の溝孔を規定する一対の周方向のフランジを含んでいる上記第１項記載の超音波外科用装置。
【００８２】
５．操作レバーは周辺部の溝孔と共同作用してアクチュエータのカラーを往復運動させる駆動用の突起を含んでいる上記第４項記載の超音波外科用装置。
【００８３】
６．操作レバーは少なくとも１個の固定部材を含み、該固定部材はクラッチ機構の一つおよびアクチュエータのカラーと共同作用して鉗子のアームが閉じた位置にある際ウエイブガイドの動きを防ぐ上記第１項記載の超音波外科用装置。
【００８４】
７．ハウジング、
該ハウジングに回転し得るように結合される近い方の端、および遠い方の端を有する外側の鞘、
外側の筒形の鞘に取り付けられ、該ハウジングに関し該外側の鞘を回転させる回転ノブ、
該外側の筒形の鞘の内部に往復運動し得るように位置し、それと共に該ハウジングに関して回転する作動部材、
該外側の筒形の鞘の内部に位置し、該外側の筒形の鞘の該遠い方の端から遠去かるように延びている末端エフエクタをもった超音波ウエイブガイド、
該外側の筒形の鞘の該遠い方の端にピボット回転するように取り付けられ、該末端エフエクタに関してピボット回転するように動く鉗子のアームであって、該鉗子のアームはそれと該末端エフエクタとの間で組織を把持し、さらに該鉗子のアームは該作動部材の往復運動によって該末端エフエクタに対する該鉗子のアームのピボット運動が行われるように該作動部材に連結されて動作する鉗子のアーム、
該ハウジングにピボット回転するように取り付けられた操作レバー、
該操作レバーを該作動部材に連結し、該操作レバーのピボット運動により該作動部材が往復運動し、それによって該鉗子のアームをピボット運動させるアクチュエータのカラー、および
回転ノブが回転することにより鉗子のアームおよびウエイブガイドがハウジングに関して動くように回転ノブの方へ偏らせられた駆動面を有するクラッチ機構を具備し、該クラッチ機構は該駆動面と該回転ノブとの係合を解除するように往復運動をすることができ、それによって該クラッチ機構の回転により末端エフエクタが鉗子のアームに関して回転する外科用超音波鉗子凝固装置。
【００８５】
８．該ハウジングに関し回転ノブおよび筒形の外側の鞘の回転運動の割り出しを指示する少なくとも１個の回り止め部材を含む上記第７項記載の外科用超音波鉗子凝固装置。
【００８６】
９．該クラッチ機構の駆動面はさらに該回転ノブと共同作用するように係合し得る少なくとも１個の回し金を含んでいる上記第７項記載の外科用超音波鉗子凝固装置。
【００８７】
１０．ハウジング、
該ハウジングに回転し得るように連結された外側の鞘、
外側の鞘の内部に位置し、末端エフエクタをもっている超音波ウエイブガイド、および
該ウエイブガイドに連結されたクラッチ機構を具備し、該クラッチ機構は該クラッチ機構が回転すると外側の鞘および末端エフエクタがハウジングに対して回転するような第１の位置と、該クラッチ機構が回転すると該外側の鞘に対して末端エフエクタが回転する第２の位置とをもっている外科用超音波鉗子装置。
【００８８】
１１．さらに、外側の鞘に取り付けられ、ハウジングに連結された操作レバーによって操作し得る外科用器具を具備している上記第１０項記載の外科用超音波鉗子装置。
【００８９】
１２．該外科用器具は鉗子のアームを具備している上記第１１項記載の超音波外科用鉗子装置。
【００９０】
１３．さらに、該外側の鞘に取り付けられている回転ノブを含んでいる上記第１１項記載の外科用超音波鉗子装置。
【００９１】
１４．さらに、該ハウジングに関する外側の鞘の回転運動の割り出しを指示する回り止め機構を具備している上記第１０項記載の外科用超音波鉗子装置。
【００９２】
１５．さらに、該外側の鞘の内部に往復運動をし得るように位置した内側の作動部材を具備している上記第１０項記載の外科用超音波鉗子装置。
【００９３】
１６．回転ノブはクラッチ機構の少なくとも一つの固定用のフランジと共同作用するように形づくられた少なくとも１個の溝孔を有している上記第１３項記載の外科用超音波鉗子装置。
【００９４】
１７．さらに、回転ノブの端に対してクラッチ機構を偏らせるバネ部材を含んでいる上記第１３項記載の外科用超音波鉗子装置。
【００９５】
１８．さらに、クラッチ機構をウエイブガイドに連結する連結ピンを含んでいる上記第１０項記載の外科用超音波鉗子装置。
【００９６】
１９．クラッチ機構は、超音波の振動の伝播方向にクラッチ機構に対してかけられる力によって回転ノブとの係合が解除される上記第１３項記載の外科用超音波鉗子装置。
【００９７】
２０．さらに、アクチュエータのカラーを作動部材に連結する少なくとも１本の連結ピンを含んでいる上記第１０項記載の外科用超音波鉗子装置。
【００９８】
２１．該回り止め機構は装置の回り止めを受ける面に対しバネによって偏らせられるボールから成るクラッチ機構をウエイブガイドに連結する連結ピンを含んでいる上記第１４項記載の外科用超音波鉗子装置。
【００９９】
２２．さらに、ハウジングに連結された駆動装置を含むクラッチ機構をウエイブガイドに連結する連結ピンを含んでいる上記第１０項記載の超音波外科用鉗子装置。
【０１００】
２３．該末端エフエクタは、該末端エフエクタの軸の周りに一般的に超音波の振動の長手方向に平行に延び互いに周方向に間隔をおいて配置された少なくとも２個の細長い縁を有するクラッチ機構を、ウエイブガイドに連結する連結ピンを含んでいる上記第１０項記載の外科用超音波鉗子装置。
【０１０１】
２４．該回り止めを受ける表面は回り止めを受ける多数の凹部を規定し、
また該装置は該クラッチ機構の上の多数のノッチの一つの中に位置し得る固定部材を含み、該ノッチは該凹部と並びかつその数が対応している上記第２１項記載の外科用超音波鉗子装置。
【０１０２】
２５．ハウジングおよびそこから延び出した外側の鞘を有し、該外側の鞘はそこから延び出した末端エフエクタおよび該末端エフエクタと共同作用するように係合した外科用器具を有する鉗子凝固装置を準備し、
該外科用器具に関し末端エフエクタを回転させ、
鉗子凝固装置のハウジングに関し末端エフエクタおよび外科用器具を回転させ、
選ばれた振動数で末端エフエクタを振動させ、
末端エフエクタを患者の組織に接触させる工程から成る患者の組織に超音波エネルギーを与える方法。
【０１０３】
２６．さらに、該外科用器具を該末端エフエクタの方へ、および末端エフエクタから選択的に移動させる工程を含んでいる上記第２５項記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の超音波鉗子凝固装置を含む超音波外科手術システムの透視図。
【図２】図１に示した鉗子凝固装置のクランプ機構の拡大部分透視図。
【図３】図１の外科手術システムの超音波駆動装置との連携操作を示す本発明の鉗子凝固装置の部分的断面図を含んだ側立面図。
【図４】クランプ機構が開いた位置にある本発明の鉗子凝固装置の拡大部分図。
【図５】クランプ機構が閉じた位置にある本発明の鉗子凝固装置の拡大部分図。
【図６】クランプ機構に関する末端エフエクタの回転運動を示す本発明の鉗子凝固装置の拡大部分図。
【図７】末端エフエクタの運動をさらに示すために図６の線４Ａに関して採った末端エフエクタの断面図。
【図８】本発明の鉗子凝固装置のアクチュエータのカラー、回転ノブ、およびクラッチ機構を示す拡大図。
【図９】鉗子凝固装置の他の具体化例を示す拡大部分図。
【図１０】図９の鉗子凝固装置のアクチュエータのカラー、回転ノブ、およびクラッチ機構を示す拡大図。
【符号の説明】
１０ 外科手術システム
３０ 超音波発生装置
３６ トリガー機構
５０ 超音波駆動装置
１２０ 超音波鉗子凝固装置
Claims (2)
- ハウジングを有する鉗子凝固装置、
該ハウジングに取り付け得る駆動装置、
該ハウジングに回転し得るように結合される近い方の端、および遠い方の端を有する外側の筒形の鞘、
該外側の筒形の鞘の内部に往復運動し得るように位置し、それと共に該ハウジングに関して回転する作動部材、
該外側の筒形の鞘の内部に位置し、該外側の筒形の鞘の該遠い方の端から遠去かるように延びている末端エフエクタをもった超音波ウエイブガイド、
該外側の筒形の鞘の該遠い方の端にピボット回転するように取り付けられ、該末端エフエクタに関してピボット回転するように動く鉗子のアームであって、該鉗子のアームはそれと該末端エフエクタとの間で組織を把持し、さらに該鉗子のアームは該作動部材の往復運動によって該末端エフエクタに対する該鉗子のアームのピボット運動が行われるように該作動部材に連結されて動作する鉗子のアーム、
該ハウジングにピボット回転するように取り付けられた操作レバー、
該操作レバーを該作動部材に連結し、該操作レバーのピボット運動により該作動部材が往復運動し、それによって該鉗子のアームをピボット運動させるアクチュエータのカラー、
外側の筒形の鞘に取り付けられ、該外側の鞘を回転させる回転ノブ、および
ウエイブガイドに連結されそれと一緒に回転するクラッチ機構を具備し、該クラッチ機構は該ノブの回転運動によりクラッチ機構、ウエイブガイドおよび鉗子のアームが回転するように共同作用する回転ノブと係合した遠い方の端を有し、該クラッチ機構は、駆動装置の回転によってクラッチ機構が回転し鉗子のアームに関してウエイブガイドを回転させるように駆動装置が近い方へと動く場合、回転ノブとの係合が解除されるように動くことができることを特徴とする超音波外科用装置。 - ハウジング、
該ハウジングに回転し得るように結合される近い方の端、および遠い方の端を有する外側の鞘、
外側の筒形の鞘に取り付けられ、該ハウジングに関し該外側の鞘を回転させる回転ノブ、
該外側の筒形の鞘の内部に往復運動し得るように位置し、それと共に該ハウジングに関して回転する作動部材、
該外側の筒形の鞘の内部に位置し、該外側の筒形の鞘の該遠い方の端から遠去かるように延びている末端エフエクタをもった超音波ウエイブガイド、
該外側の筒形の鞘の該遠い方の端にピボット回転するように取り付けられ、該末端エフエクタに関してピボット回転するように動く鉗子のアームであって、該鉗子のアームはそれと該末端エフエクタとの間で組織を把持し、さらに該鉗子のアームは該作動部材の往復運動によって該末端エフエクタに対する該鉗子のアームのピボット運動が行われるように該作動部材に連結されて動作する鉗子のアーム、
該ハウジングにピボット回転するように取り付けられた操作レバー、
該操作レバーを該作動部材に連結し、該操作レバーのピボット運動により該作動部材が往復運動し、それによって該鉗子のアームをピボット運動させるアクチュエータのカラー、および
回転ノブが回転することにより鉗子のアームおよびウエイブガイドがハウジングに関して動くように回転ノブの方へ偏らせられた駆動面を有するクラッチ機構を具備し、該クラッチ機構は該駆動面と該回転ノブとの係合を解除するように往復運動をすることができ、それによって該クラッチ機構の回転により末端エフエクタが鉗子のアームに関して回転することを特徴とする外科用超音波鉗子凝固装置。
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