JP5253673B2

JP5253673B2 - 手術装置

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Publication number: JP5253673B2
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Inventors: 典弘山田; 之彦沢田; 球貴渡邉
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Current assignee: Olympus Medical Systems Corp
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Filing date: 2011-11-08
Publication date: 2013-07-31
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Description

この発明は、超音波振動を用いて生体組織を処置する手術装置及び超音波処置方法に関する。

例えば特開２００２−５８６７９号公報には、振動伝達性や疲労強度に対する耐性が良好なチタン合金で形成された超音波プローブを有する超音波処置具が開示されている。この超音波処置具は超音波プローブの中心軸上に吸引路を有する。
例えば米国特許第４，９２２，９０２号明細書には、イリゲーション流体源が超音波処置具の１ｍから２ｍ程度上方に配置されることが開示されている。
例えば特開２００３−１０２０１号公報には、ニッケル−チタン系等の超弾性合金製パイプを、超音波を伝達するためのプローブとして用いた超音波処置具が開示されている。

しかし、軟骨や結石等は臓器に比べて硬いため、軟骨を削ったり、砕石するのに時間がかかり、特開２００２−５８６７９号公報や米国特許第４，９２２，９０２号明細書に記載の超音波処置具だけで処置するのは難しい。また、特開２００３−１０２０１号公報の超音波処置具は、チタン合金で形成されたプローブを用いる場合に比べて大きな超音波出力を期待することはできない。

この発明は、このような課題を解決するためになされたもので、軟骨や結石等、臓器に比べて硬い部位であっても、超音波処置具で処置可能な手術装置を提供することを目的とする。
本発明の第１の態様に係る手術装置は、超音波振動源と、前記超音波振動源から伝達される超音波振動により生体組織を処置する超音波処置部と、前記超音波処置部と前記生体組織との間に微粒子を含む微粒子含有溶液を供給する微粒子供給部であって、前記微粒子含有溶液を貯留する微粒子含有溶液源と、前記微粒子含有溶液を希釈するための希釈液を貯留する希釈液源と、前記微粒子含有溶液源から供給された前記微粒子含有溶液と前記希釈液源から供給された前記希釈液とを混合して前記微粒子含有溶液における前記微粒子の濃度を調整する濃度調節部と、を有する微粒子供給部と、を有する。

図１は、第１の実施形態に係る手術装置を示す概略図である。図２は、第１の実施形態に係る手術装置の超音波処置具を示す概略的な縦断面図である。図３Ａは、第１の実施形態に係る手術装置の超音波処置具のプローブの先端を生体組織に当接させた状態を示す概略的な縦断面図である。図３Ｂは、第１の実施形態に係る手術装置の超音波処置具のプローブの先端を生体組織に対峙させたときに微粒子を含む液体をプローブとシースとの間から供給して、プローブと生体組織との間に微粒子が配設された状態を示す概略的な縦断面図である。図３Ｃは、第１の実施形態に係る手術装置の超音波処置具のプローブの先端を生体組織に対峙させたときに微粒子を含む液体をプローブとシースとの間から供給して、プローブと生体組織との間に微粒子が配設された状態でプローブを超音波振動させて微粒子を生体組織に高速で衝突させた状態を示す概略的な縦断面図である。図４は、キャビテーション非発生時及び発生時の各周波数に対する電圧信号の周波数スペクトル分布を示す図である。図５Ａは、最大粒子径とキャビテーション増加量との関係を示す図である。図５Ｂは、最大粒子の質量とキャビテーション増加量との関係を示す図である。図６は、第２の実施形態に係る手術装置の超音波処置具を用いて軟骨を除去することを示す概略的な部分縦断面図である。図７Ａは、第３の実施形態に係る手術装置の超音波処置具を示す概略図である。図７Ｂは、第３の実施形態に係る手術装置の超音波処置具の先端チップの正面図である。図８Ａは、第３の実施形態に係る手術装置の超音波処置具の先端チップを脚の血管を通して心臓に向かって導く状態を示す概略図である。図８Ｂは、第３の実施形態に係る手術装置の超音波処置具の先端チップを心臓内の血管内のプラークに対峙させて、微粒子を含む液体を先端チップとプラークとの間に配置した状態を示す概略的な縦断面図である。図９は、第４の実施形態に係る手術装置を示す概略図である。図１０Ａは、第４の実施形態に係る手術装置の注射針を用いて粘膜下層に微粒子を含む液体を局注した状態を示す概略図である。図１０Ｂは、第４の実施形態に係る手術装置の超音波処置具を用いて粘膜及び粘膜下層を切除する状態を示す概略図である。図１１Ａは、第５の実施形態に係る手術装置のバスケット鉗子を示す概略図である。図１１Ｂは、第５の実施形態に係る手術装置のバスケット鉗子のバスケット部を拡大した状態を示す概略図である。図１２は、第５の実施形態に係る手術装置の側視型内視鏡のチャンネルを通して十二指腸の乳頭から管腔にバスケット部を導入した状態を示す概略図である。

以下、図面を参照しながらこの発明を実施するための形態について説明する。
第１の実施の形態について図１から図５Ｂを用いて説明する。
図１に示すように、この実施形態に係る手術装置１０は、超音波処置具１２と、制御部１４と、超音波駆動用電源１６と、液体供給部（微粒子供給部）１８と、吸引装置２０とを有する。制御部１４は超音波処置具１２、超音波駆動用電源１６、液体供給部１８および吸引装置２０にそれぞれ接続され、超音波処置具１２、電源１６、液体供給部１８および吸引装置２０をそれぞれ制御する。なお、制御部１４は図１に示すように、独立して設けられていても良いし、超音波駆動用電源１６、液体供給部１８および吸引装置２０のいずれかに設けられていても良い。

図１及び図２に示すように、超音波処置具１２は、超音波駆動用電源１６に電気的に接続され超音波振動源となる超音波振動子（ultrasonic transducer）３２と、この超音波振動子３２に基端が当接され超音波が伝達される硬質金属材製のプローブ（超音波処置部）３４と、プローブ３４を覆うシース３６と、シース３６の基端部に配設された保持部３８とを有する。プローブ３４は、振動伝達性が良好で疲労強度が高い材料である、例えばチタン合金等で形成されている。

超音波駆動用電源１６と超音波振動子３２とは電源ケーブル４２により着脱可能である。超音波振動子３２としては、例えば半波長（λ／２）共振のボルト締めランジュバン型振動子が用いられ、超音波駆動用電源１６から電源ケーブル４２を通して印加される電気エネルギを機械エネルギの超音波振動に変換する。超音波振動子３２は、図示しないが、例えば、圧電素子と電極板とが交互に積層され、積層された圧電素子及び電極板にボルトを貫通して配置し、このボルトの両側から前面板とナットで挟み込んで構成されている。

プローブ３４は、生体組織ＬＴに当接される先端部３４ａと、超音波振動子３２に当接される基端部３４ｂとを有する略ロッド状に形成されている。プローブ３４の中心軸Ｃ上にはその先端部３４ａから基端部３４ｂまで貫通した管路４６が形成され、吸引チューブ４８によって吸引装置２０に接続されている。シース３６は例えば樹脂材製で筒状に形成されている。そして、プローブ３４の外周面とシース３６の内周面との間は、液体を供給するための給液管路５２として形成されている。保持部３８は、プローブ３４が接続された超音波振動子３２を保持している。保持部３８は、給液管路５２に接続する口金５４を有する。口金５４は給液チューブ５６によって液体供給部１８に接続されている。
なお、給液チューブ５６は液体供給部１８及び超音波処置具１２の口金５４に対して着脱可能であり、吸引チューブ４８は吸引装置２０及び超音波処置具１２の吸引管路４６に対して着脱可能である。

この実施形態では管路４６は吸引用であるとして説明するが、微粒子を含む液体供給用に用いても良い。
図１に示すように、液体供給部１８は、イリゲーションユニット（濃度調節部）６２と、微粒子含有溶液源６４と、生理食塩水源６６とを有する。イリゲーションユニット６２の内部には、撹拌テーブル７２が配設され、撹拌テーブル７２上の容器７４内で微粒子含有溶液と生理食塩水とが混合されて溶液濃度が調整される。溶液（液体に微粒子を分散させたもの）の撹拌速度、溶液の濃度、溶液の単位時間あたりの供給量は使用者（例えば医師等）が適宜に設定可能である。

なお、イリゲーションユニット６２の内部には、微粒子含有溶液源６４から撹拌テーブル７２上の容器７４に溶液を取り出して供給する微粒子含有溶液供給源（微粒子含有溶液供給ポンプ）７６が配設され、生理食塩水源６６から撹拌テーブル７２上の容器７４に生理食塩水を取り出して供給する生理食塩水供給源（生理食塩水供給ポンプ）７８が配設されている。これら供給源７６，７８は制御部１４で容器７４への供給量が制御される。すなわち、これら供給源７６，７８は容器７４に溶液及び生理食塩水を供給したり、供給を止めたりして、使用者が設定した濃度に調整する。

イリゲーションユニット６２の筐体の表面には、撹拌テーブル７２上の溶液の撹拌速度を表示する撹拌速度表示部８２、超音波処置具１２に供給する溶液の濃度を表示する濃度表示部８４、超音波処置具１２に供給する単位時間あたりの液体供給量を表示する供給量表示部８６等が配設されている。これら撹拌速度表示部８２、濃度表示部８４及び供給量表示部８６は制御部１４によって制御される。

溶液の撹拌速度の設定、容器７４内で微粒子含有溶液と生理食塩水との濃度の設定、及び、溶液の単位時間あたりの供給量の設定は、制御部１４によって制御される、イリゲーションユニット６２の設定パネル８８によって行われる。すなわち、設定パネル８８は、撹拌速度設定部、濃度設定部、供給量設定部として機能する。設定パネル８８で設定した情報は、現在の情報とともに、撹拌速度表示部８２、濃度表示部８４及び供給量表示部８６に表示される。

そして、微粒子含有溶液源６４の溶液としては、例えばアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、二酸化チタン（ＴｉＯ_２）、ダイヤモンド、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、硫酸バリウム（ＢａＳＯ_４）等の微粒子が含まれた溶液（液体）が用いられる。

なお、制御部１４は、後述するように、プローブ３４、超音波振動子３２及び超音波駆動用電源１６と協働して、各周波数に対する電圧信号Ｓｖの周波数スペクトル分布を測定することによりキャビテーション量を検出する検出部を形成する。

次に、この実施形態に係る手術装置１０の作用について説明する。
図３Ａに示すように、生体組織ＬＴにプローブ３４の先端を押し当てる。そして、プローブ３４とシース３６との間から、プローブ３４に沿って微粒子を含む液体（溶液）を供給する。すると、図３Ｂに示すように、プローブ３４の先端と生体組織ＬＴとの間に微粒子が入り込む。この状態で超音波振動子３２を振動させる。このとき、微粒子がプローブ３４の先端と生体組織ＬＴとの間にあるので、図３Ｃに示すように、プローブ３４が振動することによって微粒子が生体組織ＬＴに高速で衝突する。このため、生体組織ＬＴにキャビテーションを効率的に発生させることができる。

したがって、例えばプローブ３４の先端部３４ａの振幅が小さい場合や周波数が大きい場合等、微粒子を用いない場合はキャビテーションが発生し難かった場合であっても、微粒子を用いることによって、生体組織ＬＴにキャビテーションを容易に発生させることができる。このように、プローブ３４が超音波振動してプローブ３４と生体組織ＬＴとの間の微粒子が生体組織ＬＴに高速で衝突するので、微粒子を含まない溶液を用いた場合に比べてより早期にキャビテーションを生じさせることができる。

図４は、超音波振動子３２によりプローブ３４を振動させて、生体組織ＬＴにキャビテーションを発生させないとき（キャビテーション非発生時）と、微粒子を用いて生体組織ＬＴにキャビテーションを発生させたとき（キャビテーション発生時）の電圧信号Ｓｖの周波数スペクトル分布を示す。図４においては、共振周波数ＲＦは４７ｋＨｚである。キャビテーションの発生の有無によらずに、共振周波数ＲＦ（４７ｋＨｚ）においては、電圧信号Ｓｖは最も大きいピークを持つ。

キャビテーション非発生時には、図４中の破線で示すように、共振周波数ＲＦ以外の周波数においては顕著なピークを持たない。これに対して、キャビテーション発生時には、図４中の実線で示すように、共振周波数ＲＦ以外の周波数において、キャビテーション非発生時よりもそのレベルが高くなっている。具体的には、キャビテーション発生時には、キャピテーション非発生時よりも共振周波数ＲＦの１／２、１／４などの約数、又はこれらの差分の周波数となる高調波（サブハーモニックジェネレーション）の検出レベルがキャビテーション非発生時に比べてかなり高くなっているとともに、高調波以外の周波数成分の検出レベルも、キャビテーション非発生時よりも高くなっている。このため、制御部（検出部）１４は、電圧信号Ｓｖにおけるその共振周波数ＲＦ近傍を除く信号レベルを検出することにより、キャビテーションの発生レベル（キャビテーション量）を検出することができる。

以下、実際に生体組織ＬＴを処置する場合について説明する。
液体供給部１８の操作パネル８８を操作して、予め微粒子を含む溶液の撹拌速度、濃度、単位時間あたりの供給量を設定しておく。そして、設定した濃度の溶液を撹拌テーブル７２上の容器７４内に入れて設定した撹拌速度で撹拌しておく。

まず、処置対象の生体組織ＬＴに対して超音波処置具１２のプローブ３４の先端を近づける。この状態で、超音波駆動用電源１６から超音波振動子３２を振動させる指示をすると、制御部１４は、先に液体供給部１８からプローブ３４の先端に向かって微粒子を含む液体を供給し、その直後（例えば１秒から２秒後）に超音波振動子３２の振動を開始する。このとき、溶液は操作パネル８８で設定した単位時間あたりの供給量にしたがって供給される。このため、図３Ｂに示すように、プローブ３４の先端と生体組織ＬＴとの間に微粒子が入り込み、その後にプローブ３４が超音波振動する。このため、プローブ３４の先端部３４ａの振動による微粒子の高速移動によって生体組織ＬＴにキャビテーションを発生させる。

そして、吸引装置２０を超音波振動と同時に、又は、超音波振動の停止後に動作させることにより、管路４６及び吸引チューブ４８を通して微粒子を含む液体を吸引して回収できる。このとき、キャビテーションを生じさせた生体組織ＬＴも一緒に回収できる。

なお、超音波処置具１２は組織選択性があり、脂肪等の実質組織は乳化され易く、繊維質組織は破砕され易い。微粒子の濃度が高いほど、処置能力が高まり、繊維質を切れ易くすることができる。

以上説明したように、生体組織ＬＴを超音波処置する際に、プローブ３４と生体組織ＬＴとの間に微粒子を介在させることによって、キャビテーション量を増加させることができるので、超音波振動子３２を振動させる時間を短くすることができる。このため、術者は患者に対して、より短時間で手術を行うことができる。また、処置対象に応じて操作パネル８８を用いて微粒子の濃度を設定することができるので、確実に処置を行うことができる。

この実施形態では、微粒子含有溶液供給源７６の微粒子としてアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）（アルミナ系粒子）を用いたが、例えば二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）（シリカ系粒子）、二酸化チタン（ＴｉＯ_２）（チタン系粒子）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）（マグネシウム系粒子）、硫酸バリウム（ＢａＳＯ_４）（バリウム系粒子）、ダイヤモンド粒子等、生体に対する毒性がない粒子状物質のいずれかを用いたり、これらを適宜に混合して用いても良い。

なお、この実施形態では手術装置１０が制御部１４に制御される液体供給部１８を有するものとして説明したが、液体供給部１８の代わりに給液チューブ５６に特定の濃度の微粒子を含む溶液が入れられた液体供給用のシリンジ（図示せず）等が接続されていることも好適である。

ところで、図５Ａには実験による最大粒子径とキャビテーション量との関係を示し、図５Ｂには実験による最大径、かつ、最大質量の粒子とキャビテーション量との関係を示す。図５Ａ、図５Ｂ中の“１００％”は微粒子が存在しない場合を示す。図５Ａに示すように、微粒子の最大粒子径が１０μｍ以下である場合、それよりも粒径が大きい場合よりもキャビテーション量の増加率が高いことが実験的に認識できる。図５Ｂに示すように、微粒子の最大質量が６ｎｇ以下である場合、それよりも粒子質量が大きい場合よりもキャビテーション量の増加率が高いことが実験的に認識できる。したがって、共振周波数や振幅等の実験条件にもよるが、超音波処置の際に用いられる微粒子は、粒径が例えば１０μｍ以下、重量が６ｎｇ以下であることが好ましい。なお、通常、超音波振動子３２としては共振周波数が例えば２０ｋＨｚから１００ｋＨｚ程度で、本実施形態では共振周波数が９８ｋＨｚで振幅が２０μｍ程度である。

図５Ａに示すように、最大粒子径が２５μｍのとき、粒子が存在しない場合に比べてキャビテーション量が減少することが認識される。この実験では、超音波振動子３２の振幅が２０μｍであり、振幅よりも粒径が大きい粒子が存在すると、キャビテーションの生成や成長を妨げる可能性があることが認識される。このため、微粒子の粒径は超音波振動の振幅と同じか、それよりも小さい粒子を含むことが好ましい。

図５Ｂに示すように、粒子の最大質量が略３０ｎｇのとき、粒子が存在しない場合に比べてキャビテーション量が減少することが認識される。その原因は質量が大きい粒子が存在すると、プローブ３４が超音波振動したとしても、粒子自体の重さでその場に留まろうとしてキャビテーションの生成や成長を妨げ、その結果、キャビテーション量が減少しているのではないかと考えられる。

次に、第２の実施形態について図６を用いて説明する。この実施形態は第１の実施形態の変形例である。
この実施形態は、プローブ３４の先端部の形状が第１の実施形態のプローブ３４の先端部３４ａとは異なる。
この実施形態のプローブ３４の先端部３４ｃは、先端近傍で例えば略６０度から９０度程度屈曲している。その他の構造は第１実施形態と同様である。
この実施形態に係る手術装置１０の作用について説明する。ここでは関節内の軟骨ＣＡを除去する手術に用いる場合について説明する。

図６に示すように、プローブ３４の先端部３４ｃの近傍を曲げているのは、骨Ｂ１，Ｂ２の間に存在する軟骨ＣＡ等にアクセスし易くするためである。そして、プローブ３４の先端部３４ｃを軟骨ＣＡに当接させる。そして、微粒子を含む液体をプローブ３４の先端部３４ｃと軟骨ＣＡとの間に供給する。この状態で超音波振動子３２を振動させて、プローブ３４を超音波振動させる。このため、微粒子が軟骨ＣＡに高速で衝突してキャビテーションが発生し、成長する。すなわち、プローブ３４の先端部３４ｃで軟骨ＣＡが削られる。そして、プローブ３４の中心軸Ｃ上の管路４６を通して軟骨ＣＡおよび微粒子を含む液体を吸引する。このため、軟骨ＣＡが除去される。

この場合、微粒子を含む液体を用いることにより、超音波処置によるキャビテーション量を増加させることができるので、微粒子を含む液体を用いない場合に比べて、軟骨ＣＡを削る速度を向上させることができる。したがって、より短時間で手術を終えることができる。しかも、超音波振動を用いるので、軟骨ＣＡを除去してもバリが出難く、滑らかに仕上げることができる。

次に、第３の実施形態について図７Ａから図８Ｂを用いて説明する。この実施形態は第１及び第２の実施形態の変形例である。
図７Ａに示すように、この実施形態の手術装置１１０は、超音波処置具１１２と、微粒子含有溶液源としてのシリンジ（微粒子供給部）１１４とを有する。すなわち、この実施形態では、第１及び第２の実施形態で説明した制御部１４及び液体供給部１８を用いない。

超音波処置具１１２は、保持部１１６と、超音波伝達部材（超音波処置部）１１８と、カバーチューブ１２０とを有する。保持部１１６は使用者に保持される部位であり、超音波振動子（超音波振動源）１２２が内部に配置され、かつ、シリンジ１１４が口金１２４によって着脱可能に接続される。保持部１１６には、後述する吸引チューブ１４４の後端が接続され、かつ、吸引装置２０に直接接続された外部の吸引チューブ４８（図１参照）に接続される吸引用の口金１２６が配設されている。保持部１１６には、さらに、後述する先端チップ１３４のガイドワイヤ挿通孔（第３の開口）１３６ｃからカバーチューブ１２０の内部を通してガイドワイヤ（ガイド部）１４６を延出する口金１２８が配設されている。

超音波伝達部材１１８は、可撓性線材１３２と、可撓性線材１３２の先端に固定された先端チップ（超音波処置部）１３４とを有する。
超音波伝達部材１１８は、この実施形態では第１実施形態で説明した例えばチタン合金製のプローブ３４の代わりに、例えば形状記憶性合金及び超弾性合金として用いられるニッケル−チタン合金（ニチノール）等の可撓性を有する素材が用いられる。そして、可撓性線材１３２の先端には、例えばチタン合金等で形成された硬質の先端チップ１３４が固定されている。

なお、超音波伝達部材１１８の後端には、超音波振動子１２２が配設され、超音波振動子１２２が振動すると、可撓性線材１３２を通して先端チップ１３４に超音波振動が伝達される。

先端チップ１３４は例えば略円盤状又は略円柱状に形成され、かつ、その先端は例えば半球状に形成されていることが好ましい。可撓性線材１３２の先端は先端チップ１３４の中心軸Ｃ上に固定されていることが好ましいが、可撓性線材１３２は先端チップ１３４の中心軸Ｃに対してずれた位置に固定されていても良い。

カバーチューブ１２０は円筒状に形成され、その先端は先端チップ１３４の外周面に固定され、後端は保持部１１６の外周面又は内周面に固定されている。カバーチューブ１２０は例えばＰＴＦＥなどのフッ素樹脂等の樹脂材で形成されている。

そして、先端チップ１３４には例えば３つの開口１３６ａ，１３６ｂ，１３６ｃが形成されている。これら第１から第３開口１３６ａ，１３６ｂ，１３６ｃは先端チップ１３４の中心に対して等距離、等角度離れた位置に形成されている。すなわち、第１から第３開口１３６ａ，１３６ｂ，１３６ｃは例えば正三角形の頂点の位置に中心を有することが好適である。
これら第１の開口（送水孔）１３６ａには送水チューブ１４２の先端が固定されている。第２の開口（吸引孔）１３６ｂには、吸引チューブ１４４の先端が固定されている。第３の開口（ガイドワイヤ挿通孔）１３６ｃは、ガイドワイヤ１４６を挿通可能である。

送水チューブ１４２の後端は保持部１１６の口金１２４に接続されている。このため、シリンジ１１４、保持部１１６の口金１２４、送水チューブ１４２、先端チップ１３４の第１の開口１３６ａを通して生体組織ＬＴの内部に微粒子を含む液体を供給可能である。すなわち、先端チップ１３４の第１の開口１３６ａは送液部として機能する。また、吸引チューブ１４４の後端は保持部１１６の口金１２６、超音波処置具１１２の外部の吸引チューブ４８を通して吸引装置２０（図１参照）に接続されている。このため、先端チップ１３４の第２の開口１３６ｂ、吸引チューブ１４４、保持部１１６の口金１２６、超音波処置具の外部の吸引チューブ４８を通して吸引装置２０によって、微粒子を含む液体やプラークＰ等を吸引可能である。また、第３の開口１３６ｃ及び保持部１１６の口金１２８を通してガイドワイヤ１４６を超音波処置具１１２に対して挿通させる。このため、ガイドワイヤ１４６の先端を血管Ｖ内のプラークＰ等まで挿通させることができ、このガイドワイヤ１４６に沿って、先端チップ１３４をプラークＰ等に対向する位置に導くことができる。
なお、シリンジ１１４により液体中に入れられる微粒子としては、１μｍのアルミナ粉末等が用いられることが好ましい。

次に、この実施の形態に係る手術装置１１０の作用について、例えば心臓Ｈ内の血管Ｖ内のプラークＰを除去する場合について説明する。
シリンジ１１４に適当な微粒子を含む液体を入れる。
図８Ａに示すように、例えば患者Ｐａの脚の血管からガイドワイヤ１４６の先端を心臓Ｈ内の血管Ｖの内部のプラークＰに対峙するまで導入しておく。ガイドワイヤ１４６の先端を動かさないように維持しながら、先端チップ１３４の第３の開口１３６ｃにガイドワイヤ１４６の後端を通して、超音波処置具１１２の先端チップ１３４をプラークＰに向けて移動させる。そして、図８Ｂに示すように、先端チップ１３４を血管Ｖ内のプラークＰに対して近接させる。

この状態で、ガイドワイヤ１４６の先端を先端チップ１３４の第３の開口１３６ｃを通して引き抜く。そして、シリンジ１１４を超音波処置具１１２の保持部１１６の口金１２４に接続する。シリンジ１１４から口金１２４、送水チューブ１４２を通して微粒子を含む液体を先端チップ１３４から吐出させる。

超音波振動子１２２を振動させて、可撓性線材１３２を通して先端チップ１３４に超音波振動を伝達する。このため、先端チップ１３４とプラークＰとの間の微粒子がプラークＰに高速で衝突して、プラークＰにキャビテーションを生じる。このようにして、プラークＰを除去していく。

一方、吸引装置２０を作動させて、プラークＰ及び血管Ｖ内に吐出させた微粒子を含む液体を、第２の開口（吸引孔）１３６ｂ、吸引チューブ１４４、保持部１１６の口金１２６、超音波処置具１１２の外部の吸引チューブ４８を通して吸引装置２０（図１参照）に吸引する。

この実施形態では、血管Ｖ内のプラークＰに対して超音波振動を用いて微粒子を高速で衝突させることによりキャビテーションを発生させてプラークＰの除去を行う。そして、超音波振動が伝達し難い可撓性線材１３２を用いても、キャビテーションの発生能力を大きく向上させることができているので、軟らかいプラークだけでなく、硬いプラークを除去することができる。また、超音波振動を用いて処置を行うので、脂肪等の実質組織は乳化され易いが、血管Ｖなどの繊維質組織は破砕され難いので、血管Ｖを温存できる。したがって、超音波振動を用いた生体組織の処置の際に微粒子を用いる超音波処置具１１２は、安全性を向上させつつ、処置能力を飛躍的に向上させることができる。

なお、この実施形態では、振動伝達部材１１８の可撓性線材１３２をロッド状とし吸引チューブ１４４を振動伝達部材１１８とは別に設ける例について説明したが、振動伝達部材１１８がその中心軸Ｃ上に吸引管路を有する円筒状に形成されていることも好ましい（図２参照）。
また、この実施形態では脚から心臓Ｈに向かってガイドワイヤ１４６を導入する例について説明したが、腕から心臓Ｈに向かってガイドワイヤ１４６を導入しても良い。

次に、第４の実施形態について図９から図１０Ｂを用いて説明する。この実施形態は、第１から第３の実施形態の変形例である。
この実施形態に係る手術装置２１０は、内視鏡１５２と、注射針（微粒子含有溶液源としての微粒子供給部）１５４と、超音波処置具１５６とを有する。この実施形態においても、第１及び第２の実施形態で説明した制御部１４及び液体供給部１８を用いない。

内視鏡１５２は、挿入部１６２と、操作部１６４とを有する。挿入部１６２は、その先端側から基端側に向かって順に、先端硬質部１７２と、湾曲部１７４と、可撓部１７６とを有する。挿入部１６２には図示しないが、観察光学系およびチャンネルが形成されている。操作部１６４には挿入部１６２のチャンネルに連通したチャンネル口１７８が形成されている。

注射針１５４は、シース１８２と、シース１８２の先端に対して出し入れ可能な針部１８４とを有する。図示しないが、微粒子を含む液体を針部１８４の先端から吐出可能である。すなわち、注射針１５４は液体導出部としての機能を有する。そして、針部１８４がシース１８２の内部に入れられた状態で、注射針１５４は、内視鏡１５２のチャンネル口１７８からチャンネルに挿通可能である。このため、内視鏡１５２の挿入部１６２の先端硬質部１７２から注射針１５４のシース１８２の先端及び針部１８４を突出可能である。したがって、処置対象の生体組織ＬＴの内部に注射針１５４の針部１８４により、微粒子を含む液体を生体組織の内部に供給可能である。

超音波処置具１５６は、超音波振動子（超音波振動源）１９２と、プローブ（超音波処置部）１９４と、電源ケーブル１９６とを有する。プローブ１９４の長さは例えば１／２波長の長さである。なお、プローブ１９４は例えばチタン合金等の金属材で形成され、生体組織との接触面積を大きくするように円盤状部１９４ａが形成されていても良いし、単なる軸状に形成されていても良い。そして、超音波処置具１５６は、内視鏡１５２のチャンネル口１７８からチャンネルに挿通可能である。なお、電源ケーブル１９６は超音波処置具１５６を内視鏡１５２のチャンネルに挿通できるように、適度なコシを有するように形成されている。このため、電源ケーブル１９６を保持して内視鏡１５２のチャンネル口１７８に対して押し込んだときにはプローブ１９４の先端が先端硬質部１７２に向かって移動し、チャンネル口１７８に対して引っ張ったときにはプローブ１９４の先端がチャンネル口１７８に近接する。
なお、図示しないが、内視鏡１５２のチャンネルを用いた吸引機能によって、生体組織を吸引可能である。

次に、この実施形態に係る手術装置２１０の作用について説明する。
まず、内視鏡１５２の挿入部１６２の先端硬質部１７２を処置対象の生体組織の粘膜Ｍに対峙する位置に配置する。この状態で、内視鏡１５２のチャンネル口１７８からチャンネルを通して注射針１５４の針部１８４の先端を生体組織の粘膜Ｍに穿刺して粘膜Ｍと筋層ＴＭとの間の粘膜下層ＳＭに配置する。そして、微粒子を含む液体を注射針１５４を通して粘膜下層ＳＭに局注する。このため、図１０Ａに示すように、粘膜Ｍと筋層ＴＭとの間の粘膜下層ＳＭが微粒子を含む液体によって膨らむ。その後、内視鏡１５２の挿入部１６２の先端硬質部１７２の位置を動かさずに、チャンネル口１７８から注射針１５４を引き抜く。

注射針１５４の代わりに、超音波処置具１５６をチャンネル口１７８からチャンネルを通してプローブ１９４の先端を生体組織の粘膜Ｍに対峙させる。この状態で超音波振動子１９２を振動させて、粘膜Ｍを通して粘膜下層ＳＭにプローブ１９４の先端を配置する。このとき、プローブ１９４の超音波振動により微粒子が生体組織に高速で衝突し、粘膜下層ＳＭにキャビテーションを生じさせる。そして、内視鏡１５２の挿入部１６２の先端硬質部１７２の位置を動かしたり、内視鏡１５２のチャンネルに対して超音波処置具１５６を動かしたりして、粘膜下層ＳＭを含む粘膜Ｍを略円形状等に剥離させる。

なお、超音波振動を用いた組織切開や組織剥離は組織選択性を有し、この実施形態では筋層ＴＭに影響を与え難いので、生体組織の切除または剥離能力を向上させることができる。すなわち、超音波振動を用いた組織切開や組織剥離の利点である組織選択性はキャビテーション量によらない。このため、粘膜Ｍ及び粘膜下層ＳＭを切除又は剥離させるが、筋層ＴＭを温存する組織選択性は維持したまま、キャビテーションの発生を増加させて、処置対象の生体組織に対する切除能力を向上させることができる。

そして、例えば内視鏡１５２を用いて、微粒子を含む液体、および、キャビテーションを生じさせた生体組織を吸引して除去したり、内視鏡１５２のチャンネルを通して剥離させた組織を鉗子等を用いて除去する。
したがって、この実施形態によれば、微粒子を用いた超音波処置を行うことにより、処置能力の向上を図りつつ、処置の安全性を向上させることができる。

次に、第５の実施形態について図１１Ａから図１２を用いて説明する。この実施形態は、第１から第４の実施形態の変形例である。
この実施形態に係る手術装置３１０は、側視型内視鏡３１２（図１２参照）と、超音波処置具３１４とを有する。なお、この実施形態では、側視型内視鏡３１２の図示しないチャンネルを通してシリンジ（微粒子含有溶液源としての微粒子供給部）等により、処置対象の生体組織に微粒子を含有する液体を供給することができる。すなわち、この実施形態においても、第１及び第２の実施形態で説明した制御部１４及び液体供給部１８を用いない。なお、この実施形態のシリンジは、第３の実施形態で説明したシリンジ１１４（図７Ａ参照）を用いることができる。

側視型内視鏡３１２は、挿入部３２２と、操作部（図示せず）とを有する。挿入部３２２は、その先端側から基端側に向かって順に、先端硬質部３３２と、湾曲部３３４と、可撓部３３６とを有する。挿入部３２２には図示しないが、観察光学系および超音波処置具３１４が挿通されるチャンネルが形成されている。

超音波処置具３１４は、側視型内視鏡３１２のチャンネルに挿通されるシース（挿入部）３４２と、超音波処置部（超音波振動源）３４４と、例えば４つのワイヤ３４６ａでかご状に形成されたバスケット部（結石把持部）３４６と、操作部３４８とを有する。操作部３４８には、超音波放射ジェネレータ（超音波振動子用電源）３５０が電源ケーブル３５０ａを介して接続されている。なお、バスケット部３４６のワイヤ３４６ａの先端にはＸ線不透過性のチップ３４６ｂが固定されている。

バスケット部３４６は、操作部３４８の操作によりシース３４２の先端に対して出し入れ可能である。そして、通常、バスケット部３４６の内部に胆管結石等の結石（図示せず）を配置した状態で、バスケット部３４６をシース３４２の内部に収容しようとすると、結石に力が加えられて結石が砕石される。

超音波処置部３４４としては、例えば、圧電素子、ボルト締めランジュバン型トランスデューサ（ＢＬＴ）、マイクロマシン超音波トランスデューサ（Micromachined Ultrasonic Transducer）（ＭＵＴ）等がシース３４２の先端に固定されている。ここで、超音波処置部３４４はバスケット部３４６の内部に結石を配置した状態で、バスケット部３４６をシース３４２の内部に収容しようとしたときに、結石に当接される位置にある。そして、超音波放射ジェネレータ３５０から電源ケーブル３５０ａを通して超音波処置部３４４に通電されると、超音波処置部３４４が超音波振動する。

なお、超音波処置部３４４は、例えば図９に示す第４の実施形態で説明した超音波処置具１５６と同様のものが用いられることも好ましい。この場合、シース３４２の先端に対して超音波処置具１５６のプローブ１９４の先端を出し入れ可能である。

次に、この実施形態に係る手術装置３１０の作用について説明する。
胆管（管腔）ＢＤ内の結石を十二指腸の乳頭ＤＰから側視型内視鏡３１２を用いて取り出す際、通常はバスケット部３４６で結石を破砕してから取り出す。この実施形態では、バスケット部３４６による結石の破砕に際して、超音波振動を併用させる。

側視型内視鏡３１２の挿入部３２２の先端部を十二指腸の乳頭ＤＰに対峙させた状態で、ガイドワイヤ（図示せず）を用いて結石が存在する胆管ＢＤにカテーテル（図示せず）を入れて、例えばＸ線造影用の硫酸バリウム微粒子を結石に塗布する。

カテーテルを抜去した後、ガイドワイヤを用いて胆管ＢＤ内の結石に向かってバスケット部３４６を導入する。このとき、Ｘ線を照射すると、バスケット部３４６のチップ３４６ｂと硫酸バリウム微粒子を塗布した結石を観察でき、バスケット部３４６を操作して結石を保持できる。このように、バスケット部３４６で結石を保持した状態で、操作部３４８を操作してバスケット部３４６をシース３４２の先端に引き込もうとすると、結石に超音波処置部３４４が当接する。そして、超音波放射ジェネレータ３５０から電源ケーブル３５０ａを通して超音波処置部３４４に通電すると、超音波処置部３４４が超音波振動する。すなわち、超音波処置部３４４は超音波振動源としても機能する。

このとき、硫酸バリウム微粒子を例えば炭酸カルシウム結石等の結石に高速で衝突させる破壊作用と、微粒子を用いた超音波処置によるキャビテーションの増大作用とにより、結石に対してより大きなダメージを与えて、バスケット部３４６で保持した結石を破砕し易くすることができる。すなわち、バスケット部３４６により破砕のための力を加えつつ、超音波振動で結石を破砕する作用を補助することで、結石の破砕能力を向上させることができる。

なお、この実施形態ではカテーテルを用いて硫酸バリウム微粒子を結石に塗布する場合について説明したが、バスケット部３４６にチャンネルを並設し、そのチャンネルを通して微粒子を含有する液体を超音波振動の直前に結石に塗布するようにしても良い。
また、この実施形態では、バスケット部３４６と超音波処置部３４４とを別に配置する構造について説明したが、バスケット部３４６自体を超音波振動可能に構成しても良い。

これまで、いくつかの実施の形態について図面を参照しながら具体的に説明したが、この発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で行なわれるすべての実施を含む。

１０…手術装置、１２…超音波処置具、１４…制御部、１６…超音波駆動用電源、１８…液体供給部、２０…吸引装置、３２…超音波振動子、３４…プローブ、３４ａ…先端部、３４ｂ…基端部、３６…シース、３８…保持部、４２…電源ケーブル、４６…吸引管路、４８…吸引チューブ、５２…給液管路、５４…口金、５６…給液チューブ、６２…イリゲーションユニット、６４…微粒子含有溶液源、６６…生理食塩水源、７２…撹拌テーブル、７４…容器、７６…微粒子含有溶液供給源、７８…生理食塩水供給源、８２…撹拌速度表示部、８４…濃度表示部、８６…供給量表示部、８８…設定パネル（操作パネル）。

Claims

手術装置であって、
超音波振動源と、
前記超音波振動源から伝達される超音波振動により生体組織を処置する超音波処置部と、
前記超音波処置部と前記生体組織との間に微粒子を含む微粒子含有溶液を供給する微粒子供給部であって、前記微粒子含有溶液を貯留する微粒子含有溶液源と、前記微粒子含有溶液を希釈するための希釈液を貯留する希釈液源と、前記微粒子含有溶液源から供給された前記微粒子含有溶液と前記希釈液源から供給された前記希釈液とを混合して前記微粒子含有溶液における前記微粒子の濃度を調整する濃度調節部と、を有する微粒子供給部と、
を具備することを特徴とする手術装置。
前記微粒子含有溶液に含まれるすべての前記微粒子は、前記超音波振動の振幅と同じか又はそれよりも小さい粒子径を有する、ことを特徴と請求項１に記載の手術装置。
前記希釈液源に貯留される希釈液は、生理食塩水である、ことを特徴とする請求項１に記載の手術装置。
前記生体組織の処置中に生じるキャビテーション量を検出する検出部を備え、
前記濃度調節部は、前記検出部により検出されたキャビテーション量に応じて前記微粒子含有溶液における前記微粒子の濃度を調整する、ことを特徴とする請求項１に記載の手術装置。
前記濃度調整部は、
前記微粒子含有溶液源から供給された前記微粒子含有溶液と前記希釈液源から供給された前記希釈液とを貯留する容器と、
前記容器に貯留された前記微粒子含有溶液及び前記希釈液を撹拌する撹拌器と、
を備える、ことを特徴とする請求項１に記載の手術装置。
前記微粒子供給部は、前記超音波振動源が駆動する前に、前記微粒子含有溶液を前記超音波処置部と前記生体組織との間に供給する、ことを特徴とする請求項１に記載の手術装置。
前記微粒子の最大粒子径は、２０μｍ以下である、ことを特徴とする請求項１に記載の手術装置。
前記微粒子の質量は、６ｎｇ以下である、ことを特徴とする請求項１に記載の手術装置。
前記微粒子は、アルミナ系粒子、シリカ系粒子、チタン系粒子、マグネシウム系粒子、バリウム系粒子、ダイヤモンド系粒子のうち、少なくとも１つの粒子を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の手術装置。
前記微粒子供給部に接続され、前記生体組織の内部に前記微粒子含有溶液を導出する針部を有する液体導出部を具備する、ことを特徴とする請求項１に記載の手術装置。
前記超音波処置部は、
その先端に設けられ前記超音波振動が伝達される先端チップと、
前記先端チップを処置対象の生体組織まで導くガイド部と、
前記先端チップに設けられ、前記微粒子供給部から供給される前記微粒子含有溶液を前記処置対象の生体組織に供給可能な送液部と、
をさらに具備する、ことを特徴とする請求項１に記載の手術装置。
前記先端チップは、前記ガイド部を挿脱可能なガイド部挿通孔を有する、ことを特徴とする請求項１１に記載の手術装置。
前記超音波処置部に並設され、結石を把持する結石把持部をさらに具備する、ことを特徴とする請求項１に記載の手術装置。
前記結石把持部は、ワイヤでバスケット型に形成されている、ことを特徴とする請求項１３に記載の手術装置。