JP5175491B2 - 超音波プローブの曲がりセンサ - Google Patents

Description

本開示は、一般に、外科手術用途のための超音波切開および凝固システムに関する。より特定すると、本開示は、超音波プローブの曲がりを検出するための検出回路を備える、超音波器具に関する。

外科手術用途のための超音波器具、およびこれらの器具に関連する利点は、周知である。例えば、超音波発電機を外科手術用小刀と一緒に使用することによって、生体組織のより迅速かつより容易な切断が促進され、そして凝固が加速される。改善された切断は、身体組織に対する小刀の刃の振動の周波数が高いことにより引き起こされる、身体組織と小刀との増加した接触から生じる。改善された凝固は、小刀の刃が高周波数で振動させられる際の、この小刀の刃と身体組織との間の接触によって発生する熱から生じる。

従来の超音波器具は、特別な医療手順のために適合された、種々のプローブ（例えば、切断刃、鋏、フック、ボールなど）を備える。超音波プローブは、この超音波器具の遠位端（外科医から最も遠い端部）に配置される。これらの超音波器具は、主として、内視鏡手順を伴う医療手順において使用される。この手順において、外科医は、周囲の組織に対して、限られたプローブの位置の可視化を有する。その結果、このプローブが、厚い組織または他の閉塞物と接触する危険があり、この接触は、このプローブに過度の応力を与え、そしてこのプローブが超音波器具から外れ得る。このような応力は、高価な医療設備に損傷を与えるのみでなく、外来破片（プローブの外れた先端）に外科手術部位を汚染させ得る。

従って、過度の応力がプローブに付与されていることを外科医に警告して、このプローブに対する損傷を防止する、超音波装置が必要とされている。

上記課題を解決するために、本発明は、以下を提供する：
（項目１）
超音波外科手術器具であって、その超音波外科手術器具は、
電気を伝導するように構成された超音波プローブであって、その超音波プローブは、少なくとも１つの管から所定の距離で位置付けられ、そして振動のために超音波発電機に作動的に接続されるように適合されている、超音波プローブ；ならびに
曲がり検出回路であって、その曲がり検出回路は、二次電源および指示器を備え、その電源は、その少なくとも１つの管、その超音波プローブ、およびその指示器に電流を供給するように構成されており、その回路は、その超音波プローブがその少なくとも１つの管の方へと曲がる場合に、その超音波プローブがその少なくとも１つの管と接触することに応答して閉じ、これによって、その指示器を作動させるように構成されている、曲がり検出回路、
を備える、超音波外科手術器具。
（項目２）
上記少なくとも１つの管が、ステンレス鋼およびチタンからなる群より選択される、医療等級の導電性材料から形成されている、項目１に記載の超音波外科手術器具。
（項目３）
上記超音波プローブが、ステンレス鋼およびチタンからなる群より選択される、医療等級の導電性材料から形成されている、項目１に記載の超音波外科手術器具。
（項目４）
上記少なくとも１つの管が、電気を伝導するように構成された細長管であり、その細長管は、ハウジングから延び、長手方向軸を規定し、そして近位部分および遠位部分、ならびにその細長管を通って延びる管腔を有し、上記超音波プローブが、その管腔内に配置される、項目１に記載の超音波外科手術器具。
（項目５）
上記器具が、
ハウジング；ならびに
そのハウジングに隣接して位置付けられた回転ノブであって、上記超音波プローブおよび上記少なくとも１つの管が、その回転ノブに作動的に接続されており、その回転ノブは、その少なくとも１つの管およびその超音波プローブを、上記長手方向軸の周りで回転させて、組織に対するその少なくとも１つの管およびその超音波プローブの配向を変化させるように、回転可能である、回転ノブ、
をさらに備える、項目４に記載の超音波外科手術器具。
（項目６）
上記器具が、上記ハウジングに取り外し可能に接続された変換機をさらに備える、項目４に記載の超音波外科手術器具。
（項目７）
上記変換機が、電気力学的材料、圧電材料、および磁気ひずみ材料からなる群より選択される材料から形成されている、項目６に記載の超音波外科手術器具。
（項目８）
上記指示器が、視覚的アラームである、項目１に記載の超音波外科手術器具。
（項目９）
上記視覚的アラームが、発光ダイオードおよび電球からなる群より選択される、項目８に記載の超音波外科手術器具。
（項目１０）
上記指示器が、聴覚的アラームである、項目１に記載の超音波外科手術器具。
（項目１１）
上記聴覚的アラームが、スピーカーである、項目１０に記載の超音波外科手術器具。
（項目１２）
上記指示器が、触覚的アラームである、項目１に記載の超音波外科手術器具。
（項目１３）
上記電源が、ＤＣ電源である、項目１に記載の超音波外科手術器具。
（項目１４）
上記ＤＣ電源が、電池である、項目１３に記載の超音波外科手術器具。
（項目１５）
上記ＤＣ電源が、上記超音波発生器に電気的に接続されている、項目１３に記載の超音波外科手術器具。
（項目１６）
上記プローブが、刃、鋏、フック、ボール、および吸引器からなる群より選択される、項目１に記載の超音波外科手術器具。
（項目１７）
上記所定の距離が、約１ミリメートル〜約４ミリメートルである、項目１に記載の超音波外科手術器具。
（項目１８）
上記少なくとも１つの管が、ストリップおよびワイヤのうちの１つである、項目１に記載の超音波外科手術器具。
（項目１９）
超音波外科手術器具であって、その超音波外科手術器具は、
少なくとも１つの振動結合器から所定の距離で位置付けられた超音波プローブであって、その振動結合器は、振動のために、変換機に作動的に接続されるように適合されている、超音波プローブ；ならびに
曲がり検出回路であって、その曲がり検出回路は、二次電源、磁気近接センサおよび指示器を備え、その電源は、その磁気近接センサおよびその指示器に電流を供給するように構成されており、その磁気近接センサは、その超音波プローブの曲がりを感知し、そしてその感知に応答してその指示器を作動させるように適合されている、曲がり検出回路、
を備える、超音波外科手術器具。
（項目２０）
超音波外科手術器具であって、その超音波外科手術器具は、
電気を伝導するように構成された超音波プローブであって、その超音波プローブは、少なくとも１つの管から所定の距離で位置付けられ、そして振動のために、変換機に作動的に接続されるように適合されている、超音波プローブ；ならびに
曲がり検出回路であって、その曲がり検出回路は、二次電源、インピーダンスセンサおよび指示器を備え、その電源は、電流を、その超音波プローブおよびその指示器に供給し、そのインピーダンスセンサは、その超音波プローブのインピーダンスの、所定の閾値からの偏差を感知し、そしてその感知に応答して、その指示器を作動させるように適合されている、曲がり検出回路、
を備える、超音波外科手術器具。

曲がり検出回路を有する超音波外科手術器具が、開示される。この器具は、超音波プローブを備え、この超音波プローブは、電気を伝導するように構成され、そして１つ以上の管から所定の距離に位置付けられる。この超音波プローブは、振動のために、超音波発生器に作動的に接続されるように適合される。この器具はまた、曲がり検出回路を備え、この曲がり検出回路は、二次電源および指示器を備え、この電源は、管、プローブ、および指示器に電流を供給するように構成されており、この回路は、このプローブが管の方へと曲がった場合に、このプローブがこの管に接触することに応答して閉じ、これによって、この指示器を作動させるように構成されている。

（要旨）
本開示は、超音波プローブおよび曲がり検出回路を有する、超音波器具を提供する。この曲がり検出回路は、二次電源を備え、この二次電源は、超音波プローブ、管、ならびに視覚的アラームおよび／または聴覚的アラームに電流を供給する。この視覚的アラームおよび／または聴覚的アラームは、超音波プローブが過度に応力を受けると、外科医に知らせる。この知らせは、プローブにおける過度の応力を判断するために位置付けられた管にこのプローブが接触し、これによって検出回路が閉じる場合に起こる。

本開示の１つの実施形態によれば、超音波外科手術器具が提供される。この器具は、電気を伝導するように構成された超音波プローブを備える。この超音波プローブは、１つ以上の管から所定の距離で位置付けられる。この超音波プローブは、振動のために、超音波発生器に作動的に接続される。この器具はまた、曲がり検出回路を備え、この曲がり検出回路は、二次電源および指示器を有し、この電源は、管、プローブおよび指示器に電流を供給するように構成されており、この回路は、プローブが管の方へと曲がる場合に、このプローブがこの管に接触することに応答して閉じ、これによって、アラームを作動させるように構成される。

本開示の別の局面によれば、超音波外科手術器具が開示される。この器具は、少なくとも１つの管から所定の距離に位置付けられる、超音波プローブを備える。この超音波プローブは、振動のために、変換機に作動的に接続されるように適合される。この器具はまた、曲がり検出回路を備え、この曲がり検出回路は、二次電源、磁気近接センサおよび指示器を備える。この電源は、この磁気近接センサに電流を供給するように構成され、この磁気近接センサは、超音波プローブの曲がりを感知し、そしてこの感知に応答して、この指示器を作動させるように適合される。

本開示のさらなる局面によれば、超音波外科手術器具が開示される。この器具は、電気を伝導するように構成され、細長振動結合器から延びる、超音波プローブを備える。この超音波プローブは、少なくとも１つの管から所定の距離で位置付けられる。この振動結合器は、振動のために、変換機に作動的に接続されるように適合される。この器具はまた、曲がり検出回路を備え、この曲がり検出回路は、二次電源、インピーダンスセンサ、および指示器を備える。この電源は、超音波プローブおよび指示器に電流を供給するように構成され、このインピーダンスセンサは、超音波プローブのインピーダンスの、所定の閾値からの偏差を感知し、そしてこの感知に応答して、この指示器を作動させるように適合される。

本開示のこれらおよび他の局面、特徴、および利点は、添付の図面と組み合わせて読まれる場合に、以下の詳細な説明を考慮すると、より明らかになる。

本発明により、過度の応力がプローブに付与されていることを外科医に警告して、このプローブに対する損傷を防止する、超音波装置が提供される。

（詳細な説明）
本開示の好ましい実施形態は、本明細書中以下で、添付の図面を参照して、記載される。以下の説明において、周知の機能または構成は、本開示を不必要な細部において不明瞭にすることを回避するために、詳細には記載されない。本明細書中で使用される場合、用語「遠位」とは、使用者から遠い方の部分をいい、一方で、用語「近位」とは、使用者または外科医に近い方の部分をいう。

本開示は、曲がり検出回路を有する超音波器具を提供し、この曲がり検出回路は、超音波プローブが過度の応力を受ける場合（例えば、このプローブが、その正常な動作範囲外で使用される場合、または所定のモーメントがこのプローブに付与される場合）、警告を発する。この警告は、触覚的であっても、聴覚的であっても、そして／または視覚的であってもよい。応力が付与される場合、このプローブは、管または他の隣接構造体（例えば、管状本体、接点など）と接触する。二次電源から供給される電流が、このプローブおよびこの外側の管に流れる。その結果、このプローブは、スイッチとして働き、そして検出回路を閉じ、そして警告を発する。

図１は、一般に１０として示される、超音波切開および凝固システムを図示する。切開および凝固システム１０は、超音波器具１２、発電機モジュール１４、および遠隔アクチュエータ１６を備える。発電機モジュール１４は、導電性ケーブル１８によって、超音波器具１２に作動的に接続され、そして超音波器具１２に供給される電力および電流の周波数を制御するように機能する。電力を超音波器具１２に送達し得る任意の適切な制御器が、使用され得る。遠隔アクチュエータ１６（例えば、ペダルアクチュエータ）は、導電性ケーブル２０によって、発電機モジュール１４に作動的に接続され、そして作動されると、発電機モジュール１４を介する超音波器具１２への電力の供給を開始させ、組織を切断し、そして組織を凝固させるために、超音波器具１２の振動運動を生じさせ得る。

超音波器具１２は、ハウジング２２、およびこのハウジングから遠位に延びる細長本体部分２４を備える。ハウジング２２は、好ましくは、成形されたハウジング半セクション２２ａおよび２２ｂから形成され、そしてバレル部分２６および静止ハンドル部分２８を備え、このバレル部分２６は、本体部分２４の長手方向軸と整列する長手方向軸を有し、そしてこの静止ハンドル部分２８は、バレル部分２６から斜めに延びる。超音波変換機３０は、ハウジング２２の近位端の内部に支持され、そしてこの近位端から延び、そしてケーブル１８を介して、発電機モジュール１４に接続される。変換機３０は、超音波器具１２とは別の構成要素であっても、超音波器具１２に組み込まれてもよい。発電機モジュール１４は、超音波周波数を有する電気エネルギーを変換機３０に供給して、この変換機の振動を引き起こす。変換機３０（これは、種々の電気機械的型のもの（例えば、電気力学的型、圧電型、磁気ひずみ型）であり得る）は、超音波プローブ２１（図１）に接続され、この超音波プローブの振動を引き起こす。

超音波プローブ２１は、細長本体部分２４を通って延びる。可動ハンドル３６および静止ハンドル部分２８は、それぞれ開口部３８および４０を備えて、超音波器具１２の把持および作動を容易にし得る。細長本体２４は、回転可能ノブ３４内に支持され、そしてノブ３４をハウジング２２に対して回転させることによって、選択的に回転され、超音波器具１２の遠位端の配向を変化させ得る。

当業者は、超音波プローブ２１が、超音波プローブの例示的な実施形態であること、ならびに他の型および／または形態の超音波器具（例えば、刃、フック、もしくはボール、および／または吸引器アセンブリ）が予測されることを理解する。超音波吸引器具の例は、同一人に譲渡された、米国特許第４，９２２，９０２号（発明の名称「ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＲＥＭＯＶＩＮＧ ＣＥＬＬＵＬＡＲ ＭＡＴＥＲＩＡＬ ＷＩＴＨ ＥＮＤＯＳＣＯＰＩＣ ＡＳＰＩＲＡＴＯＲ」、この全開示は、本明細書中に参考として援用される）に図示および記載されている。

図２および図３は、細長本体部分２４を、部品を分解して図示する。細長本体部分２４は、外側管４２を備え、この外側管は、好ましくは、円筒形であり、そして近位に位置する環状フランジ４４を有する。この環状フランジ４４は、以下に記載されるように、回転可能ノブ３４（図１）と係合するような寸法にされる。細長アクチュエータ管４６（これもまた、好ましくは、円筒形である）は、外側管４２の内部にスライド可能に受容されるように構成され、そして近位に位置する環状フランジ４８を備える。この環状フランジ４８は、以下に詳細に記載されるように、ハウジング２２（図１）内に支持される結合部材９８（図４）と係合するような寸法にされる。超音波プローブ２１は、細長結合器５０を備え、この細長結合器５０は、細長アクチュエータ管４６および切断顎５８を通って延びるような寸法にされる。細長結合器５０の近位端５２は、変換機３０（図４）と係合するように構成された、直径が減少した部分５４を有し、そして遠位端５６は、切断顎５８に作動的に接続されるように適合される。他の実施形態において、超音波プローブ２１は、複数の部品ではなく、１つの部品として形成される。複数のシリコンリング５１が、超音波プローブ２１に沿った節点に成形されるか、または他の様式で取り付けられて、超音波プローブ２１とアクチュエータ管４６との間をシールし得る。好ましくは、切断顎５８は、内部の近位めねじボア（図示せず）を備え、このめねじボアは、超音波プローブ２１のねじ切りされた遠位端５６を受容するような寸法にされる。あるいは、切断顎５８は、細長結合器５０と一体的に形成され得るか、切断顎５８は、細長結合器５０に形成されたねじ切りされたボアに受容されるように構成された、ねじ切りされた近位端を備え得るか、または他の取り付けデバイスが、使用され得る。

クランプ体６２と、クランプ体６２に固定された組織接触部材６４とを有する、クランプ６０は、外側管４２およびアクチュエータ管４６の遠位端に、作動的に接続される。クランプ体６２は、１対の組織係合止め７１を、露出した刃表面５９の近位端に備える。組織接触部材６４は、好ましくは、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）から構成され、そして好ましくは、さねはぎアセンブリ（それぞれ、参照番号６１および６５）によって、クランプ体６２に固定されるが、他の固定アセンブリもまた、予測される。組織接触部材６４は、クランプ６０（これは、好ましくは、金属である）を、顎５８（これもまた、好ましくは、金属である）から絶縁して、金属と金属との接触を防止するように機能する。

組織接触部材６４はまた、組織を把持して、振動する切断顎５８と一緒に組織が動くことを防止するように機能する。あるいは、少なくとも１列の歯が、クランプ６０上に位置付けられて、組織を把持し得る。旋回部材（ここでは、ピン６６として示され、クランプ体６２の近位端に位置する）が、外側管４２の遠位端に形成された開口部６８内に受容されるように構成される。アクチュエータ管４６の遠位端に形成された案内スロット７０は、アクチュエータ管４６がピン６６に対して移動することを可能にすることによって、アクチュエータ管４６とクランプ体６２との間の相対運動を可能にする。１対のカム部材（ここでは、突出部７２として示される）もまた、クランプ体６２に形成され、そしてアクチュエータ管４６の遠位端に形成されたカムスロット７４内に受容されるように位置付けられる。アクチュエータ管４６とクランプ６０との動きは、以下に詳細に記載される。

切断顎５８は、湾曲した刃表面５９を備え、この湾曲した刃表面は、遠位方向に下向きおよび外向きに傾斜し、そして切断縁部を備え得る。好ましくは、刃表面５９全体が組織に対して曝露される。すなわち、刃表面５９の、組織係合止め７１と刃表面５９の遠位端との間の部分は、細長本体部分２４の長手方向軸に対して、刃表面５９の長さに沿って約５°から約７５°まで変化する角度を規定する接線を有する。理想的には、刃表面の接線と細長本体部分２４の長手方向軸とによって規定される角度は、この刃表面の長さに沿って、約５°から約４５°まで変化する。この湾曲した刃表面は、外科手術部位における、より良好な可視性を提供する。クランプ６０は、開位置からクランプ位置まで移動可能である。この開位置において、組織接触部材６４は、刃表面５９から間隔を空けており、そしてこのクランプ位置において、組織接触部材は、刃表面５９に並置して精密に整列し、組織接触部材と刃表面との間に組織をクランプする。組織接触部材６４の内部表面は、刃表面５９に対応するように湾曲している。開位置からクランプ位置へのクランプ６０の作動は、以下に詳細に記載される。

ここで図４および図５を参照して、ハンドルアセンブリおよび回転アセンブリが、ここで議論される。ハウジングの半セクション２２ａおよび２２ｂは、超音波変換機３０の一部分を受容するように構成された、チャンバ７６を規定する。チャンバ７６は、ハウジング２２の内部と連絡する開口部７８を有する。超音波変換機３０は、超音波プローブ２１の近位端５２を受容するように構成されたボア８０を備える。組み立てられた状態において、近位端５２は、開口部７８を通ってボア８０内へと延びる。超音波変換機３０は、公知の取り付け装置のいずれか（例えば、トルクレンチ）を使用して、振動結合器５０に固定され得る。これらの図に開示されるように、変換機３０の近位端は、トルクレンチと係合するように構成され得る。可動ハンドル３６は、ハウジングの半セクション２２ａと２２ｂとの間に、旋回ピン８２の周りで旋回可能に接続される。この旋回ピン８２は、可動ハンドル３６のレッグ８６に形成された穴８４を通って延びる。各レッグ８６に形成されたカムスロット８８は、結合部材９８（図５）から外向きに突出する突出部９０を受容するように構成される。

図５に図示されるように、結合部材９８は、可動ハンドル３６をアクチュエータ管４６に作動的に接続し、そして好ましくは、成形された半セクション９８ａおよび９８ｂから形成されて、貫通ボア１００を規定する。この貫通ボアは、超音波プローブ２１の近位端をスライド可能に受容するような寸法にされる。結合部材９８は、遠位に位置する内側の環状溝１０２および近位に位置する外側の環状溝１０４を有し、この内側の環状溝１０２は、アクチュエータ管４６の環状フランジ４８を受容するような寸法にされる。溝１０４は、スイベル部材１０８（図４）の内壁に形成された、環状リブ１０６を受容するように位置付けられる。スイベル部材１０８は、好ましくは、成形された半セクション１０８ａおよび１０８ｂから形成され、そして可動ハンドル３６に対する結合部材９８の回転を可能にする。突出部９１は、スイベル部材１０８の側壁から外向きに突出し、そして可動ハンドル３６のカムスロット８８（図４）を通って延びる。

図４および図５を参照すると、回転ノブ３４は、好ましくは、成形された半セクション３４ａおよび３４ｂから形成され、そして結合部材９８をスライド可能に支持するための近位空洞１１０、および外側管４２を受容するような寸法にされた遠位ボア１１２を備える。ボア１１２内に形成された環状溝１１４は、外側管４２の環状フランジ４４を受容するように位置付けられる。ノブ３４の外壁は、近位に位置する環状リング１１６を有し、この環状リングは、ハウジング２２の開口部１２０に形成された環状スロット１１８内に回転可能に受容されるような寸法にされる。ノブ３４の外壁はまた、回転可能ノブ３４の把持を容易にするための、襞を付けられた表面１１２を備える。環状リング１１６は、ハウジング２２に対するノブ３４の回転を可能にし、一方で、このハウジングに対する軸方向の動きを防止する。１対の円柱形の棒１２４が、半セクション３４ａと３４ｂとの間で、結合部材９８に形成された矩形開口部１２６を通って延びる。棒１２４は、超音波プローブ２１の取付具１３０に形成された１対の凹状凹部１２８と係合し、その結果、ノブ３４の回転が、超音波プローブ２１の回転を引き起こし、従って、顎５８およびクランプ６０の回転を引き起こす。あるいは、凹部１２８は、超音波プローブ２１とモノリシックに形成され得る。

図６を参照すると、超音波プローブ２１から所定の距離だけ離れた位置に、接触構造体２０１が配置される。この接触構造体２０１は、電気を伝導するように構成され、そして好ましくは、医療等級の伝導性材料（例えば、ステンレス鋼、チタンなど）から形成される。接触構造体２０１は、接触ストリップの形状を有し、そして超音波プローブ２１から約１ｍｍ〜約４ｍｍ離れた所定の距離に位置し、そしてこの超音波プローブの任意の面に位置付けられ得る。１つより多くの接触構造体２０１が、超音波プローブ２１の周りに位置付けられ得ることもまた、予測される。接触構造体２０１は、複数の形状および形態（例えば、湾曲したストリップ、ワイヤなど）を有し得ることが、さらに予測される。アクチュエータ管４６は、接触ストリップ２７の代わりに使用され得、そして接触ストリップ２７の機能を実施し得ることが、さらに予測される。

図６は、二次電源２０２および視覚的アラーム指示器２０４を備える、曲がり検出回路２００を示す。１つの実施形態において、検出回路２００は、アクチュエータ管４６と超音波プローブ２１と（これらは全て、電源２０２に接続される）の間の電気回路であることが予測される。超音波プローブ２１が過度の応力を受ける場合、この超音波プローブ２１は、接触構造体２０１および／またはアクチュエータ管４６に接触し、これによって、この回路を閉じ、そして指示器２０４を起動させる。

別の実施形態において、検出回路２００は、電源２０２を備え、この電源は、接触構造体２０１および少なくとも１つの超音波プローブ２１に電気エネルギーを供給する。この実施形態において、過度の応力を受けたプローブ２１は、接触構造体２０１と接触し、そしてアクチュエータ管４６とは接触しない。

電源２０２は、発電機モジュール１４に電気的に接続されたＤＣ電源であっても、独立した電池であってもよい。さらに、電源２０２は、アラーム指示器２０４に電力を供給するためには充分であるが、発電機２５によって超音波プローブ２１に供給される一次電力に干渉する（例えば、患者を感電死させる）ほど充分に大きくはない、低電圧電流を供給するように構成される。当業者は、この目的のために適切な電圧範囲を、容易に理解する。電源２０２は、独立型であっても、発電機モジュール１４内に備えられてもよい。

アラーム指示器２０４は、ハウジング部分１８に埋め込まれる発光デバイス（例えば、発光ダイオードまたは電球）であり得る。アラーム指示器２０４は、検出回路２００が閉じると作動する。この回路の閉じは、プローブ２１が管状本体２０と接触する場合に起こる。当業者は、視覚的アラーム指示器２０４が、聴覚的アラーム（例えば、スピーカー）または別のアラームデバイス（例えば、触覚的アラームデバイス（例えば、ハウジング部分２２の内部に配置される振動機構（明白には示さない）））で置き換えられ得ることを理解する。

第一の実施形態を参照して、アクチュエータ管４６および超音波プローブ２１は、器具１０の正常な動作の（例えば、超音波プローブ２１が過度の応力を受けていない）間は、物理的に接触しない。さらに、アクチュエータ管４６および超音波プローブ２１は、絶縁される。なぜなら、これらは、シリコンリング５１によって離して維持されるからである。その結果、器具１０の正常な動作の間は、検出回路２００は開いているので、アラーム指示器２０４は、作動しない。

図６を参照すると、超音波プローブ２１が過度の応力を受ける場合、この超音波プローブは、アクチュエータ管４６の内側表面と接触する。正常な動作の間、超音波プローブ２１は、アクチュエータ管４６の底部および頂部において、それぞれギャップ距離Ａおよびギャップ距離Ｂだけ、アクチュエータ管４６から離れている。ギャップ距離Ａ、Ｂは、約１ｍｍ〜約４ｍｍであり得る。一旦、超音波プローブ２１が過度の付加を受けると、超音波プローブ２１は、外側管４２の内側表面と接触する。例えば、下向きの圧力が付与される場合、超音波プローブ２１は、点２０６ａにおいて、アクチュエータ管４６と接触する。同様に、上向きの圧力が付与される場合、超音波プローブ２１は、点２０６ｂにおいて、接触する。当業者は、超音波プローブ２１が、この超音波プローブに対して付与される圧力に依存して、任意の方向に傾斜し得、そして点２０６ａ、２０６ｂは例示であることを理解する。

超音波プローブ２１は、超音波プローブ２１に充分な圧力が付与される場合に、アクチュエータ管４６の内側表面と接触し、これによって、検出回路２００を閉じ、これにより、アラーム指示器２０４が作動する。これは、外科医に、超音波プローブ２１が過度に応力を受けていること、ならびに超音波プローブ２１の損傷および／または外れを回避するために、器具１０の現在の使用を中止しなければならないことを警告する。

第二の実施形態を参照すると、接触構造体２０１および超音波プローブ２１は、超音波プローブ２１の正常な動作の間には物理的に接触せず、従って、互いから絶縁される。超音波プローブ２１が過度の応力を受ける場合（例えば、プローブ２１が正常パラメータ外で動作している場合）、正常範囲外である振動運動を生じ得る。過度の応力はまた、プローブに付与される、大きいモーメントの結果であり得る。正常動作の間、超音波プローブ２１が傾斜し得る最大範囲は、ギャップ距離Ｃにより表される。ギャップ距離Ｃは、超音波プローブ２１と接触構造体２０１との間の距離であり、これは、約１ミリメートル〜約４ミリメートルである。正常動作パラメータは、超音波プローブ２１が過度の応力を受け、これによって、超音波プローブ２１が接触構造体２０１の方へと傾斜し、点２０６ｃにおいてギャップ距離Ｃを閉じる場合に、超過される。検出回路２００がまた閉じ、そしてアラーム指示器２０４に電力を供給する。

１つより多くの接触構造体２０１が、超音波プローブ２１の周囲に位置付けられて、曲がり検出を容易にし得ることが、さらに予測される。

図７は、検出回路２００の別の実施形態を示し、これは、電源２０２およびアラーム指示器２０４に接続された、磁気近接センサ２０８を備える。磁気近接センサ２０８は、超音波プローブ２１の近くに配置される。磁気近接センサ２０８は、超音波プローブ２１が、その所定の移動範囲の外側で振動する場合（これにより、超音波プローブ２１は、磁気近接センサ２０８に接近する）に検出するように、校正される。この検出に応答して、磁気近接センサ２０８は、アラーム指示器２０４の起動を誘発する。

図８は、検出回路２００の別の実施形態を示し、これは、超音波プローブ２１に接続されたインピーダンスセンサ２１０を備える。インピーダンスセンサ２１０は、超音波プローブ２１内のインピーダンスを測定する。これは、低電圧電流を、超音波プローブ２１に（例えば、電源２０２を介して）流すことによって、達成され得る。インピーダンスセンサ２１０は、超音波プローブ２１を通る電圧信号および電流信号に基づいて、インピーダンスを測定する。正常な動作の間、超音波プローブ２１のインピーダンスは、所定の範囲内のままである。超音波プローブ２１が正常パラメータ外で動作している場合（例えば、超音波プローブ２１が（例えば、応力に起因して）過熱している場合）、この超音波プローブのインピーダンスもまた同様に、変化する。なぜなら、インピーダンスは、温度とともに変化するからである。インピーダンスセンサ２１０は、インピーダンスのこのような変化を感知するように較正され、そして一旦検出されると、インピーダンスセンサ２１０は、アラーム指示器２０４に信号を送る。

図９は、検出回路２００の１つの他の実施形態を示し、これは、超音波変換機３０および発電機モジュール１４に接続されたセンサ回路２１２を備える。センサ回路２１２は、超音波変換機３０および発電機モジュール１４の内部の、種々の電気パラメータを測定する。センサ回路２１２は、発電機モジュール１４の内部電圧、電流、電力、および周波数を測定するように構成される。超音波プローブ２１の異常動作の間、電圧は、超音波変換機３０の圧電スタックにわたって低下する。さらに、発電機モジュール１４の周波数、電力、電圧および電流もまた、超音波プローブ２１が通常パラメータ外で動作する場合に、変動する。センサ回路２１２は、超音波変換機３０および発電機モジュール１４における、電圧、周波数、および電力の偏差を検出し、そしてアラーム指示器２０４を作動させる。

本開示の記載された実施形態は、限定ではなく例示であることが意図され、そして本開示の全ての実施形態を代表することを意図されない。種々の改変および変更が、以下の特許請求の範囲において文言により、および法律上認識される均等物において記載されるような本開示の精神または範囲から逸脱することなくなされ得る。

図１は、超音波器具がカニューレを通して部分的に挿入されている、超音波切開および凝固システムの斜視図である。 図２は、図１の超音波器具のクランプの、部品を分解した斜視図である。 図３は、図１の超音波器具の細長本体部分の、部品を分解した斜視図である。 図４は、図１の超音波器具の、部品を分解した斜視図である。 図５は、図１の超音波器具の回転アセンブリの、部品を分解した斜視図である。 図６は、本開示の１つの実施形態を図示する、図１の超音波器具の断面概略図である。 図７は、本開示の別の実施形態を図示する、図１の超音波器具の断面概略図である。 図８は、本開示の別の実施形態を図示する、図１の超音波器具の断面概略図である。 図９は、本開示の別の実施形態を図示する、図１の超音波器具の概略図である。

符号の説明

１０ 超音波切開および凝固システム
１２ 超音波器具
１４ 発電機モジュール
１６ 遠隔アクチュエータ
１８、２０ 導電性ケーブル
２１ 超音波プローブ
２２ ハウジング
２２ａ、２２ｂ ハウジング半セクション
２４ 細長本体部分
２６ バレル部分
２８ 静止ハンドル部分
３０ 超音波変換機

Claims (18)

1. 超音波外科手術器具であって、該超音波外科手術器具は、
   電気を伝導するように構成された超音波プローブであって、該超音波プローブは、少なくとも１つの管から所定の距離で位置付けられ、そして振動のために超音波発電機に作動的に接続されるように適合されている、超音波プローブ；ならびに
   曲がり検出回路であって、該曲がり検出回路は、二次電源および指示器を備え、該電源は、該少なくとも１つの管、該超音波プローブ、および該指示器に電流を供給するように構成されており、該回路は、該超音波プローブが該少なくとも１つの管の方へと曲がる場合に、該超音波プローブが該少なくとも１つの管と接触することに応答して閉じ、これによって、該指示器を作動させるように構成されている、曲がり検出回路、
   を備える、超音波外科手術器具。
2. 前記少なくとも１つの管が、ステンレス鋼およびチタンからなる群より選択される、医療等級の導電性材料から形成されている、請求項１に記載の超音波外科手術器具。
3. 前記超音波プローブが、ステンレス鋼およびチタンからなる群より選択される、医療等級の導電性材料から形成されている、請求項１に記載の超音波外科手術器具。
4. 前記少なくとも１つの管が、電気を伝導するように構成された細長管であり、該細長管は、ハウジングから延び、長手方向軸を規定し、そして近位部分および遠位部分、ならびに該細長管を通って延びる管腔を有し、前記超音波プローブが、該管腔内に配置される、請求項１に記載の超音波外科手術器具。
5. 前記器具が、
   ハウジング；ならびに
   該ハウジングに隣接して位置付けられた回転ノブであって、前記超音波プローブおよび前記少なくとも１つの管が、該回転ノブに作動的に接続されており、該回転ノブは、該少なくとも１つの管および該超音波プローブを、前記長手方向軸の周りで回転させて、組織に対する該少なくとも１つの管および該超音波プローブの配向を変化させるように、回転可能である、回転ノブ、
   をさらに備える、請求項４に記載の超音波外科手術器具。
6. 前記器具が、前記ハウジングに取り外し可能に接続された変換機をさらに備える、請求項４に記載の超音波外科手術器具。
7. 前記変換機が、電気力学的材料、圧電材料、および磁気ひずみ材料からなる群より選択される材料から形成されている、請求項６に記載の超音波外科手術器具。
8. 前記指示器が、視覚的アラームである、請求項１に記載の超音波外科手術器具。
9. 前記視覚的アラームが、発光ダイオードおよび電球からなる群より選択される、請求項８に記載の超音波外科手術器具。
10. 前記指示器が、聴覚的アラームである、請求項１に記載の超音波外科手術器具。
11. 前記聴覚的アラームが、スピーカーである、請求項１０に記載の超音波外科手術器具。
12. 前記指示器が、触覚的アラームである、請求項１に記載の超音波外科手術器具。
13. 前記電源が、ＤＣ電源である、請求項１に記載の超音波外科手術器具。
14. 前記ＤＣ電源が、電池である、請求項１３に記載の超音波外科手術器具。
15. 前記ＤＣ電源が、前記超音波発生器に電気的に接続されている、請求項１３に記載の超音波外科手術器具。
16. 前記プローブが、刃、鋏、フック、ボール、および吸引器からなる群より選択される、請求項１に記載の超音波外科手術器具。
17. 前記所定の距離が、１ミリメートル〜４ミリメートルである、請求項１に記載の超音波外科手術器具。
18. 前記少なくとも１つの管が、ストリップおよびワイヤのうちの１つである、請求項１に記載の超音波外科手術器具。

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