JP5572780B2 - 超音波プローブ及び超音波プローブの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、超音波処置装置に用いられ、超音波振動が伝達されることにより振動方向が中心軸に平行な縦振動を行う超音波プローブ、及び、超音波プローブの製造方法に関する。

例えば、特許文献１には、超音波プローブを備える超音波処置装置が開示されている。この超音波処置装置の超音波プローブは、超音波振動が伝達されることにより、振動方向が中心軸に平行な縦振動を行う。特許文献１では、超音波プローブの長手方向に平行なＸ軸、Ｘ軸に直交するＹ軸、及び、Ｘ軸に直交し、かつ、Ｙ軸に直交するＺ軸が規定されている。超音波プローブは、中心軸がＸ軸と同軸なプローブ本体部と、プローブ本体部より先端方向側に設けられる先端非対称部（先端処置部）と、を備える。また、超音波処置装置は、先端処置部に対して開閉可能なジョーを備える。ジョーの開閉方向は、Ｚ軸に平行である。先端処置部とジョーとの間で生体組織等の処置対象を把持した状態で、超音波プローブが縦振動を行うことにより、把持された処置対象が凝固切開され、処置対象の処置が行われる。ここで、プローブ本体部は、Ｘ軸及びＺ軸によって規定されるＸ−Ｚ平面を中心として対称な形状に形成されている。また、処置対象の処置時の術者の視認性を確保する観点等から、先端処置部では、プローブ本体部に対してＹ軸に平行な方向に湾曲している。このため、先端処置部は、Ｘ軸とＺ軸とによって規定されるＸ−Ｚ平面を中心として非対称な形状に形成されている。

特許第４４９３８９３号公報

前記特許文献１の超音波プローブは、Ｘ−Ｚ平面を中心として対称な形状のプローブ本体部と、Ｘ−Ｚ平面を中心として非対称な形状の先端処置部と、を備える。Ｘ−Ｚ平面を中心として非対称な形状であるため、先端処置部の重心は、Ｙ軸に平行な方向についてＸ軸から離間する。このため、超音波プローブを縦振動させた状態で、振動方向が中心軸に対して垂直な横振動が縦振動に重畳される。横振動が重畳されることにより、超音波プローブが適切な振動モードで振動せず、処置対象の処置で用いられる縦振動が先端処置部に適切に伝達されない。すなわち、処置対象の処置に適切な振動モードとは異なる振動モードで超音波プローブが振動してしまう。また、横振動が重畳されることにより、例えば超音波プローブの外周部で多くのキャビテーションが発生する等して、処置性能が低下してしまう。

本発明は前記課題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、縦振動に横振動を重畳する先端非対称部が設けられる場合でも、処置対象の処置に適切な振動モードで振動する超音波プローブ及び超音波プローブの製造方法を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明のある態様は、長手方向に平行なＸ軸、前記Ｘ軸に直交するＹ軸、及び、前記Ｘ軸に直交し、かつ、前記Ｙ軸に直交するＺ軸を規定した場合に、前記Ｘ軸と前記Ｚ軸によって規定されるＸ−Ｚ平面を中心として非対称な形状の先端非対称部が先端方向側の部位に設けられ、基端から先端まで中心軸に沿って延設されるとともに、超音波振動が伝達されることにより振動方向が前記中心軸に対して平行な縦振動を行うことが可能な超音波プローブの製造方法であって、前記超音波プローブを前記縦振動させることにより前記先端非対称部の前記非対称な前記形状に起因して前記縦振動に重畳される第１の横振動であって、振動方向が前記Ｘ軸及び前記Ｙ軸によって規定されるＸ−Ｙ平面に対して平行で、かつ、前記中心軸に対して垂直な前記第１の横振動を解析することと、前記Ｘ−Ｙ平面に平行で、かつ、前記Ｘ軸に対して傾斜する状態に、前記超音波プローブの基端方向側の部位を屈曲させる屈曲位置であって、前記屈曲位置で屈曲させた状態で前記超音波プローブを前記縦振動させることにより、波長及び振動方向が前記第１の横振動と同一で、かつ、前記第１の横振動とは逆位相の第２の横振動が前記超音波プローブにおいて前記縦振動及び前記第１の横振動に重畳される前記屈曲位置を特定することと、特定された前記屈曲位置で前記超音波プローブを屈曲させ、前記中心軸が前記Ｘ軸に対して屈曲する基端側プローブ構成部を形成することと、を備える。

本発明の別のある態様は、基端から先端まで中心軸に沿って延設され、超音波振動が伝達されることにより振動方向が前記中心軸に対して平行な縦振動を行うことが可能な超音波プローブであって、長手方向に平行なＸ軸、前記Ｘ軸に直交するＹ軸、及び、前記Ｘ軸に直交し、かつ、前記Ｙ軸に直交するＺ軸を規定した場合に、前記中心軸が前記Ｘ軸に同軸で、前記Ｘ軸と前記Ｚ軸によって規定されるＸ−Ｚ平面を中心として対称な形状のプローブ本体部と、前記プローブ本体部より前記先端方向側に設けられ、前記Ｘ−Ｚ平面を中心として非対称な形状の先端非対称部であって、前記先端非対称部の前記非対称な前記形状に起因して、前記超音波プローブを前記縦振動させることにより振動方向が前記Ｘ軸及び前記Ｙ軸によって規定されるＸ−Ｙ平面に対して平行で、かつ、前記中心軸に対して垂直である第１の横振動が前記超音波プローブにおいて前記縦振動に重畳される先端非対称部と、前記プローブ本体部より前記基端方向側に設けられ、前記Ｘ−Ｙ平面に平行で、かつ、前記Ｘ軸に対して傾斜する状態で屈曲位置において前記プローブ本体部に対して屈曲する基端側プローブ構成部であって、前記屈曲位置で前記プローブ本体部に対して前記基端側プローブ構成部が屈曲することに起因して、前記超音波プローブを前記縦振動させることにより、波長及び振動方向が前記第１の横振動と同一で、かつ、前記第１の横振動とは逆位相の第２の横振動が前記超音波プローブにおいて前記縦振動及び前記第１の横振動に重畳される基端側プローブ構成部と、を備える。

本発明によれば、縦振動に横振動を重畳する先端非対称部が設けられる場合でも、処置対象の処置に適切な振動モードで振動する超音波プローブ及び超音波プローブの製造方法を提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係る超音波処置装置を示す概略図である。 第１の実施形態に係る振動発生ユニットの構成を概略的に示す断面図である。 第１の実施形態に係る超音波プローブの構成を概略的に示す斜視図である。 第１の実施形態に係る超音波プローブの構成を概略的に示す断面図である。 第１の実施形態に係る超音波プローブの中心軸に沿った位置の変化に対する第１の振動の変化を示す概略図である。 第１の実施形態に係る超音波プローブの中心軸に沿ったそれぞれの位置での時間の変化に対する第１の横振動の変化を示す概略図である。 第１の実施形態に係る超音波プローブの中心軸に沿った位置の変化に対する第２の振動の変化を示す概略図である。 第１の実施形態に係る超音波プローブの中心軸に沿ったそれぞれの位置での時間の変化に対する第２の横振動の変化を示す概略図である。 第１の実施形態に係る超音波プローブの製造方法を示すフローチャートである。 第１の実施形態に係るプローブ準備体の構成を概略的に示す断面図である。 第１の変形例に係る超音波プローブの構成を概略的に示す断面図である。 第２の変形例に係る超音波プローブの先端非対称部の構成を概略的に示す断面図である。 第３の変形例に係る超音波プローブの先端非対称部の構成を概略的に示す断面図である。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について図１乃至図１０を参照して説明する。図１は、本実施形態の超音波処置装置１を示す図である。図１に示すように、超音波処置装置１は、中心軸Ｃを有する。ここで、中心軸Ｃに平行な２方向の一方を先端方向（図１の矢印Ｃ１の方向）とし、先端方向と反対方向を基端方向（図１の矢印Ｃ２の方向）とする。超音波処置装置１は、振動発生ユニット２と、基端から先端まで中心軸Ｃに沿って延設される超音波プローブ３とを備える。なお、図１、図３、図４、図１０では、理解の容易のため、超音波プローブ３の湾曲を誇張して図示している。そのため、実際の超音波プローブ３における湾曲の大きさとは異なる。

振動発生ユニット２は、振動子ケース１１を備える。振動子ケース１１の基端には、ケーブル５の一端が接続されている。ケーブル５の他端は、電源ユニット６に接続されている。電源ユニット６は、超音波発生電流供給部７と、入力部９とを備える。

図２は、振動発生ユニット２の構成を示す図である。図２に示すように、振動子ケース１１の内部には、電流を超音波振動に変換する圧電素子を備える振動発生部である超音波振動子１２が設けられている。超音波振動子１２には、電気配線１３Ａ，１３Ｂの一端が接続されている。電気配線１３Ａ，１３Ｂは、ケーブル５の内部を通って、他端が電源ユニット６の超音波発生電流供給部７に接続されている。超音波発生電流供給部７から電気配線１３Ａ，１３Ｂを介して超音波振動子１２に電流を供給することにより、超音波振動子１２で超音波振動が発生する。超音波振動子１２の先端方向側には、超音波振動の振幅を拡大するホーン１５が連結されている。ホーン１５は、振動子ケース１１に取付けられている。また、ホーン１５の先端部には、雌ネジ部１７が形成されている。

図３及び図４は、超音波プローブ３を示す図である。図３及び図４に示すように、超音波プローブ３は、プローブ本体部２１と、プローブ本体部２１より先端方向側に設けられる先端非対称部２２と、プローブ本体部２１より基端方向側に設けられる基端側プローブ構成部２３と、を備える。なお、先端非対称部２２には、生体組織を処置するための処置領域（処置部）が形成されている。

基端側プローブ構成部２３の外周部には、雄ネジ部２５が形成されている。雄ネジ部２５がホーン１５の雌ネジ部１７と螺合することにより、超音波プローブ３が振動発生ユニット２に取付けられる。超音波プローブ３が振動発生ユニット２に取付けられることにより、超音波振動子１２で発生した超音波振動が超音波プローブ３に伝達される。超音波プローブ３に超音波振動が伝達されることにより、超音波プローブ３は振動方向及び伝達方向が中心軸Ｃに対して平行な縦振動を行うことが可能となる。

プローブ本体部２１は、長手方向に沿って延設されている。プローブ本体部２１では、中心軸Ｃが長手方向に平行なＸ軸に対して同軸である。ここで、Ｘ軸に直交するＹ軸と、Ｘ軸に直交し、かつ、Ｙ軸に直交するＺ軸と、を規定する。そして、Ｙ軸に平行な方向の一方を第１のＹ軸方向（図４の矢印Ｙ１の方向）とし、第１のＹ軸方向と反対方向を第２のＹ軸方向（図４の矢印Ｙ２の方向）とする。図４は、Ｘ軸とＹ軸によって規定されるＸ−Ｙ平面での、超音波プローブ３の断面図を示している。プローブ本体部２１は、Ｘ軸とＺ軸によって規定されるＸ−Ｚ平面を中心として対称な形状に形成されている。

また、先端非対称部２２は、Ｘ軸に対して第１のＹ軸方向に向かって湾曲する湾曲部位２７を備える。湾曲部位２７を設けることにより、先端非対称部２２での処置対象の処置において、術者の視認性が確保される。また、湾曲部位２７が設けられるため、先端非対称部２２はＸ−Ｚ平面を中心として非対称な形状に形成される。このため、先端非対称部２２の重心は、Ｙ軸に平行な方向の一方である第１のＹ軸方向にＸ軸から離間して位置している。

基端側プローブ構成部２３は、屈曲位置Ｂ１においてプローブ本体部２１に対して屈曲している。基端側プローブ構成部２３は、Ｘ−Ｙ平面に平行で、かつ、Ｘ軸に対して傾斜する状態で、延設されている。屈曲位置Ｂ１では、プローブ本体部２１（Ｘ軸）に対して屈曲角度α１で、基端側プローブ構成部２３が屈曲している。基端側プローブ構成部２３は、Ｙ軸に平行な方向の他方である第２のＹ軸方向側にＸ軸に対して傾斜している。このため、基端側プローブ構成部２３の重心は、第２のＹ軸方向にＸ軸から離間して位置している。

また、基端側プローブ構成部２３は、超音波プローブ３の基端から中心軸Ｃに沿って屈曲位置Ｂ１まで延設されている。プローブ本体部２１の中心軸Ｃ（Ｘ軸）に沿った第１の寸法Ｌ１は、基端側プローブ構成部２３の中心軸Ｃに沿った第２の寸法Ｌ２より大きくなっている。したがって、屈曲位置Ｂ１は、超音波プローブ３の基端方向側の部位に位置している。

次に、超音波処置装置１及び超音波プローブ３の作用について説明する。超音波プローブ３の先端非対称部２２で生体組織等の処置対象の処置を行う際には、入力部９での操作により、超音波発生電流供給部７から電気配線１３Ａ，１３Ｂを介して超音波振動子１２に電流を供給する。これにより、超音波振動子１２で超音波振動が発生し、ホーン１５を通って超音波プローブ３に超音波振動が伝達される。超音波プローブ３に超音波振動が伝達されることにより、超音波プローブ３は振動方向及び伝達方向が中心軸Ｃに対して平行な縦振動を行う。超音波プローブ３が縦振動を行う状態で、先端非対称部２２が処置対象の処置を行う。例えば、先端非対称部２２を処置対象に接触させた状態で超音波プローブ３が縦振動を行うことにより、先端非対称部２２によって処置対象の凝固切開（cutting and coagulation）が行われる。この際、先端非対称部２２に湾曲部位２７が設けられているため、術者の視認性が確保される。なお、図示はしないが、処置対象の組織を把持して処置するために、先端非対称部２２に対して開閉するジョーを設けてもよい。

ここで、湾曲部位２７が設けられているため、先端非対称部２２はＸ−Ｚ平面を中心として非対称な形状である。すなわち、先端非対称部２２の重心は、Ｙ軸に平行な方向の一方である第１のＹ軸方向にＸ軸から離間して位置している。先端非対称部２２の非対称な形状に起因して、超音波プローブ３が縦振動を行う状態で、第１の横振動が超音波プローブ３において縦振動に重畳される。第１の横振動の振動方向は、Ｘ−Ｙ平面に対して平行で、かつ、中心軸Ｃに対して垂直である。

図５は、中心軸Ｃに沿った位置（Ｓ）の変化に対する第１の横振動（ｖ１）の変化を示す図である。図６は、それぞれの位置Ｓ１〜Ｓ４での時間（ｔ）の変化に対する第１の横振動（ｖ１）の変化を示す図である。ここで、位置Ｓ１〜Ｓ４は、図４の位置Ｓ１〜Ｓ４に対応している。また、図５では、時間（ｔ）がｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４のそれぞれの状態での、中心軸Ｃに沿った位置（Ｓ）の変化に対する第１の横振動（ｖ１）の変化を示している。

図５及び図６に示すように、位置Ｓ１，Ｓ３が第１の横振動の腹位置（anti-node position）となり、位置Ｓ２，Ｓ４が第１の横振動の節位置（node position）となる。位置Ｓ１での時間の変化に対する第１の横振動の変化は、位置Ｓ３での時間の変化に対する第１の横振動の変化とは逆位相（anti-phase）である。また、位置Ｓ２での時間の変化に対する第１の横振動の変化は、位置Ｓ４での時間の変化に対する第１の横振動の変化とは逆位相である。第１の横振動は、第１の振幅Ｖ１を有する。

また、基端側プローブ構成部２３は、Ｘ−Ｙ平面に平行で、かつ、Ｘ軸に対して傾斜する状態で屈曲位置Ｂ１においてプローブ本体部２１に対して屈曲している。すなわち、基端側プローブ構成部２３の重心は、Ｙ軸に平行な方向の他方である第２のＹ軸方向にＸ軸から離間して位置している。屈曲位置Ｂ１でプローブ本体部２１に対して基端側プローブ構成部２３が屈曲することに起因して、超音波プローブ３が縦振動を行う状態で、第２の横振動が超音波プローブ３において縦振動及び第１の横振動に重畳される。第２の横振動の振動方向は、Ｘ−Ｙ平面に対して平行で、かつ、中心軸Ｃに対して垂直である。すなわち、第２の横振動の振動方向は、第１の横振動の振動方向と同一である。

図７は、中心軸Ｃに沿った位置（Ｓ）の変化に対する第２の横振動（ｖ２）の変化を示す図である。図８は、それぞれの位置Ｓ１〜Ｓ４での時間（ｔ）の変化に対する第２の横振動（ｖ２）の変化を示す図である。ここで、位置Ｓ１〜Ｓ４は、図４の位置Ｓ１〜Ｓ４に対応している。また、図７では、時間（ｔ）がｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４のそれぞれの状態での、中心軸Ｃに沿った位置（Ｓ）の変化に対する第２の横振動（ｖ２）の変化を示している。

図７及び図８に示すように、位置Ｓ１，Ｓ３が第２の横振動の腹位置となり、位置Ｓ２，Ｓ４が第２の横振動の節位置となる。位置Ｓ１での時間の変化に対する第２の横振動の変化は、位置Ｓ３での時間の変化に対する第２の横振動の変化とは逆位相である。また、位置Ｓ２での時間の変化に対する第２の横振動の変化は、位置Ｓ４での時間の変化に対する第２の横振動の変化とは逆位相である。

第１の横振動と比較すると（図５及び図６参照）、位置Ｓ１での時間の変化に対する第２の横振動の変化は、位置Ｓ１での時間の変化に対する第１の横振動の変化とは逆位相である。位置Ｓ２〜Ｓ４についても、位置Ｓ１と同様である。すなわち、第２の横振動の波長は第１の横振動の波長と同一であり、第２の横振動は第１の横振動とは逆位相である。

また、第２の横振動は第２の振幅Ｖ２を有する。第２の振幅Ｖ２の大きさは、屈曲位置Ｂ１でのプローブ本体部２１に対する基端側プローブ構成部２３の屈曲角度α１に依存する。屈曲角度α１は、第２の振幅Ｖ２を第１の振幅Ｖ１と同一とする状態に、設定されている。

以上のように、超音波プローブ３が縦振動を行う状態では、波長及び振動方向が第１の横振動と同一で、かつ、第１の横振動と逆位相の第２の横振動が、第１の横振動に加えて縦振動に重畳される。このため、第１の横振動及び第２の横振動が互いに対して干渉し合うことにより、超音波プローブ３の縦振動への第１の横振動及び第２の横振動の影響が抑制される。すなわち、少なくとも先端非対称部２２において、第１の横振動及び第２の横振動の影響が抑制される。このように第１の横振動及び第２の横振動の影響が抑制されることにより、超音波プローブ３は処置に適切な振動モードで振動する。すなわち、超音波プローブ３は適切に縦振動を行い、処置で用いられる縦振動が先端非対称部２２に適切に伝達される。また、第１の横振動及び第２の横振動の影響が抑制されることにより、超音波プローブ３の外周部でのキャビテーションの発生が効率的に防止され、処置性能の低下が防止される。

また、第２の横振動の第２の振幅Ｖ２は、第１の横振動の第１の振幅Ｖ１と同一である。したがって、第１の横振動及び第２の横振動が干渉し合うことにより、超音波プローブ３の縦振動への第１の横振動及び第２の横振動の影響がなくなる。第１の横振動及び第２の横振動の影響がなくなることにより、超音波プローブ３はさらに適切に縦振動を行い、処置で用いられる縦振動が先端非対称部２２にさらに適切に伝達される。

また、先端非対称部２２の重心は、Ｙ軸に平行な方向の一方である第１のＹ軸方向にＸ軸から離間して位置している。また、基端側プローブ構成部２３は、第１のＹ軸方向とは反対方向である第２のＹ軸方向側にＸ軸に対して傾斜している。このため、基端側プローブ構成部２３の重心は、第２のＹ軸方向にＸ軸から離間して位置している。先端非対称部２２の重心がＸ軸から第１のＹ軸方向に離間し、かつ、基端側プローブ構成部２３の重心がＸ軸から第２のＹ軸方向に離間しているため、超音波プローブ３全体の重心は、Ｘ軸の近傍に位置する。超音波プローブ３の重心がＸ軸の近傍に位置することにより、超音波プローブ３の重量バランスが保たれ、術者は超音波プローブ３の移動等を行い易くなる。

また、プローブ本体部２１の中心軸Ｃに沿った第１の寸法Ｌ１は、基端側プローブ構成部２３の中心軸Ｃに沿った第２の寸法Ｌ２より大きくなっている。したがって、屈曲位置Ｂ１は、超音波プローブ３の基端方向側の部位に位置している。中心軸ＣがＸ軸と同軸のプローブ本体部２１の中心軸Ｃに沿った第１の寸法Ｌ１が大きくなることにより、超音波プローブ３の重量バランスが保たれ、術者は超音波プローブ３の移動等を行い易くなる。

次に、超音波プローブ３の製造方法について説明する。図９は、超音波プローブ３の製造方法を示すフローチャートである。図９に示すように、超音波プローブ３を製造する際には、まず、プローブ準備体３Ａを形成する（ステップＳ１０１）。

図１０は、Ｘ−Ｙ平面でのプローブ準備体３Ａの断面図である。なお、プローブ準備体３ＡにおいてＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、超音波プローブ３と同様に規定される。図１０に示すように、プローブ準備体３Ａは、中心軸ＣがＸ軸と同軸な対称部３０と、対称部３０の先端方向側に設けられる先端非対称部２２とを備える。先端非対称部２２は、超音波プローブ３の先端非対称部２２と同様の形状に形成され、超音波プローブ３の先端非対称部２２となる。したがって、先端非対称部２２の重心は、Ｙ軸に平行な方向の一方である第１のＹ軸方向にＸ軸から離間して位置している。対称部３０は、Ｘ−Ｚ平面を中心として対称な形状に形成されている。対称部３０が超音波プローブ３のプローブ本体部２１及び基端側プローブ構成部２３となる。対称部３０は、プローブ準備体３Ａの基端からＸ軸（中心軸Ｃ）に沿って延設されている。

プローブ準備体３Ａを形成すると、プローブ準備体３Ａに超音波振動を伝達することにより、プローブ準備体３Ａを縦振動させる。そして、図９に示すように、プローブ準備体３Ａを縦振動させた状態で、縦振動に重畳される第１の横振動を解析する（ステップＳ１０２）。Ｘ−Ｚ平面を中心として非対称な先端非対称部２２の形状に起因して、第１の横振動が縦振動に重畳される。第１の横振動の振動方向、波長、腹位置、節位置、位相等の振動特性は、図５及び図６を参照して前述した通りである。

そして、対称部３０を屈曲させる屈曲位置Ｂ１を特定する（ステップＳ１０３）。屈曲位置Ｂ１では、屈曲位置Ｂ１より基端方向側の基端側プローブ構成部２３がＸ−Ｙ平面に平行で、かつ、Ｘ軸に対して傾斜する状態に、対称部３０を屈曲させる。対称部３０を屈曲位置Ｂ１で屈曲させた状態でプローブ準備体３Ａを縦振動させることにより、第２の横振動が縦振動及び第１の横振動に重畳される。第２の横振動は、波長及び振動方向が第１の横振動と同一で、かつ、第１の横振動とは逆位相である。第２の横振動の振動方向、波長、腹位置、節位置、位相等の振動特性は、図７及び図８を参照して前述した通りである。

屈曲位置Ｂ１を特定する際は、例えば対称部３０を任意の仮位置で屈曲させ、仮位置で屈曲した状態でプローブ準備体３Ａを縦振動させた場合の振動特性を、シミュレーションにより解析する。そして、解析された第１の横振動の振動特性等に基づいて、中心軸Ｃ（Ｘ軸）に沿って対称部３０を屈曲させる仮位置を変化させ、プローブ準備体３Ａを縦振動させた場合の振動特性のシミュレーションを繰返す。

なお、本実施形態では、屈曲位置Ｂ１より基端方向側の基端側プローブ構成部２３が第１のＹ軸方向とは反対方向である第２のＹ軸方向側にＸ軸に対して傾斜する状態に、屈曲位置Ｂ１が特定される。また、プローブ本体部２１の中心軸Ｃ（Ｘ軸）に沿った第１の寸法Ｌ１が基端側プローブ構成部２３の中心軸Ｃに沿った第２の寸法Ｌ２より大きくなる状態に、屈曲位置Ｂ１が特定される。

そして、特定された屈曲位置Ｂ１で対称部３０を屈曲させる（ステップＳ１０４）。これにより、超音波プローブ３のプローブ本体部２１及び基端側プローブ構成部２３が形成される。この際、屈曲位置Ｂ１でのプローブ本体部２１（Ｘ軸）と基端側プローブ構成部２３との間を、屈曲角度α１に調整する（ステップＳ１０５）。これにより、第２の横振動の第２の振幅Ｖ２が第１の横振動の第１の振幅Ｖ１と同一に調整される。以上のようにして、超音波プローブ３が製造される。

そこで、前記構成の超音波プローブ３及び超音波プローブ３の製造方法では、以下の効果を奏する。すなわち、Ｘ−Ｙ平面に平行で、かつ、Ｘ軸に対して傾斜する状態で、屈曲位置Ｂ１においてプローブ本体部２１に対して基端側プローブ構成部２３が屈曲している。これにより、超音波プローブ３が縦振動を行う状態では、波長及び振動方向が第１の横振動と同一で、かつ、第１の横振動と逆位相の第２の横振動が、第１の横振動に加えて縦振動に重畳される。このため、第１の横振動及び第２の横振動が互いに対して干渉し合うことにより、超音波プローブ３の縦振動への第１の横振動及び第２の横振動の影響が抑制される。第１の横振動及び第２の横振動の影響が抑制されることにより、超音波プローブ３は処置に適切な振動モードで振動する。すなわち、超音波プローブ３は適切に縦振動を行い、処置で用いられる縦振動を先端非対称部２２に適切に伝達することができる。また、第１の横振動及び第２の横振動の影響が抑制されることにより、超音波プローブ３の外周部でのキャビテーションの発生が効率的に防止され、処置性能の低下を防止することができる。

また、超音波プローブ３では、屈曲位置Ｂ１においてプローブ本体部２１と基端側プローブ構成部２３との間が、屈曲角度α１に調整されている。これにより、第２の横振動の第２の振幅Ｖ２は、第１の横振動の第１の振幅Ｖ１と同一に調整される。したがって、第１の横振動及び第２の横振動が干渉し合うことにより、超音波プローブ３の縦振動への第１の横振動及び第２の横振動の影響がなくなる。第１の横振動及び第２の横振動の影響がなくなることにより、超音波プローブ３はさらに適切に縦振動を行い、処置で用いられる縦振動が先端非対称部２２にさらに適切に伝達することができる。

（変形例）
なお、第１の実施形態では、基端側プローブ構成部２３は、第２のＹ軸方向側にＸ軸に対して傾斜する状態で、屈曲位置Ｂ１においてプローブ本体部２１に対して屈曲するが、これに限るものではない。例えば、第１の変形例として図１１に示すように、屈曲位置Ｂ２において、基端側プローブ構成部２３をプローブ本体部２１に対して屈曲させてもよい。なお、図１１は、理解の容易のため、超音波プローブ３の湾曲を誇張して図示している。そのため、実際の超音波プローブ３における湾曲の大きさとは異なる。

屈曲位置Ｂ２は、中心軸Ｃに沿って屈曲位置Ｂ１とは異なる位置である。本変形例でも第１の実施形態と同様に、基端側プローブ構成部２３は、Ｘ−Ｙ平面に平行で、かつ、Ｘ軸に対して傾斜する状態で、屈曲位置Ｂ２においてプローブ本体部２１に対して屈曲する。

ただし、本変形例では、基端側プローブ構成部２３は、第１のＹ軸方向側にＸ軸に対して傾斜する状態で、屈曲位置Ｂ２においてプローブ本体部２１に対して屈曲する。したがって、本変形例では、先端非対称部２２の重心がＸ軸から第１のＹ軸方向に離間し、かつ、基端側プローブ構成部２３の重心がＸ軸から第１のＹ軸方向に離間している。このため、超音波プローブ３全体の重心は、第１の実施形態に比べ、Ｘ軸から第１のＹ軸方向に離間して位置する。これにより、第１の実施形態に比べ、超音波プローブ３の重量バランスが低下してしまう。

本変形例では、屈曲位置Ｂ２でプローブ本体部２１に対して基端側プローブ構成部２３が屈曲することに起因して、超音波プローブ３が縦振動を行う状態で、第２の横振動が超音波プローブ３において縦振動及び第１の横振動に重畳される。第１の実施形態で前述したように、第２の横振動は、波長及び振動方向が第１の横振動と同一で、かつ、第１の横振動とは逆位相となる。以上のように、縦振動及び第１の横振動に第２の横振動を重畳する起因となる屈曲位置（Ｂ１，Ｂ２）は、１つに限るものではない。

また、屈曲位置Ｂ２では、プローブ本体部２１（Ｘ軸）に対して屈曲角度α２で、基端側プローブ構成部２３が屈曲している。すなわち、屈曲位置Ｂ２においてプローブ本体部２１と基端側プローブ構成部２３との間が、屈曲角度α２に調整されている。これにより、第２の横振動の第２の振幅Ｖ２は、第１の横振動の第１の振幅Ｖ１と同一に調整される。

以上、第１の変形例から、基端側プローブ構成部２３が、Ｘ−Ｙ平面に平行で、かつ、Ｘ軸に対して傾斜する状態で、屈曲位置（Ｂ１；Ｂ２）においてプローブ本体部２１に対して屈曲すればよい。そして、屈曲位置（Ｂ１；Ｂ２）でプローブ本体部２１に対して基端側プローブ構成部２３が屈曲することに起因して、超音波プローブ３を縦振動させることにより、波長及び振動方向が第１の横振動と同一で、かつ、第１の横振動とは逆位相の第２の横振動が超音波プローブ３において縦振動及び第１の横振動に重畳されればよい。これにより、第１の横振動及び第２の横振動が互いに対して干渉し合い、超音波プローブ３の縦振動への第１の横振動及び第２の横振動の影響が抑制される。

また、第１の実施形態では、先端非対称部２２は湾曲部位２７を備えるが、これに限るものではない。例えば、第２の変形例として図１２に示すように、湾曲部位２７の代わりに先端非対称部２２がフック状部３２を備えてもよい。本変形例では、例えば、先端非対称部２２を生体組織等の処置対象に引掛けた状態で超音波振動が縦振動を行うことにより、引掛けられた処置対象の切除（resection）が行われる。

フック状部３２が設けられているため、先端非対称部２２はＸ−Ｚ平面を中心として非対称な形状である。先端非対称部２２の非対称な形状に起因して、超音波プローブ３が縦振動を行う状態で、第１の横振動が超音波プローブ３において縦振動に重畳される。第１の横振動の振動方向は、Ｘ−Ｙ平面に対して平行で、かつ、中心軸Ｃに対して垂直である。本変形例でも、第１の実施形態で前述したように、超音波プローブ３を縦振動させることにより、波長及び振動方向が第１の横振動と同一で、かつ、第１の横振動とは逆位相の第２の横振動が超音波プローブ３において縦振動及び第１の横振動に重畳される。

また、例えば、第３の変形例として図１３に示すように、湾曲部位２７の代わりに先端非対称部２２が切欠き部３３を備えてもよい。本変形例では、例えば、先端非対称部２２を生体組織等の処置対象に引掛けた状態で超音波振動が縦振動を行うことにより、引掛けられた処置対象の切除が行われる。

切欠き部３３が設けられているため、先端非対称部２２はＸ−Ｚ平面を中心として非対称な形状である。先端非対称部２２の非対称な形状に起因して、超音波プローブ３が縦振動を行う状態で、第１の横振動が超音波プローブ３において縦振動に重畳される。第１の横振動の振動方向は、Ｘ−Ｙ平面に対して平行で、かつ、中心軸Ｃに対して垂直である。本変形例でも、第１の実施形態で前述したように、超音波プローブ３を縦振動させることにより、波長及び振動方向が第１の横振動と同一で、かつ、第１の横振動とは逆位相の第２の横振動が超音波プローブ３において縦振動及び第１の横振動に重畳される。

以上、第２の変形例及び第３の変形例から、先端非対称部２２は、Ｘ−Ｚ平面を中心として非対称な形状であればよい。そして、先端非対称部２２の非対称な形状に起因して、超音波プローブ３を縦振動させることにより振動方向がＸ−Ｙ平面に対して平行で、かつ、中心軸Ｃに対して垂直である第１の横振動が、超音波プローブ３において縦振動に重畳されればよい。

以上、本発明の実施形態及び変形例について説明したが、本発明は前述の実施形態及び変形例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形ができることは勿論である。

Claims (8)

1. 長手方向に平行なＸ軸、前記Ｘ軸に直交するＹ軸、及び、前記Ｘ軸に直交し、かつ、前記Ｙ軸に直交するＺ軸を規定した場合に、前記Ｘ軸と前記Ｚ軸によって規定されるＸ−Ｚ平面を中心として非対称な形状の先端非対称部が先端方向側の部位に設けられ、基端から先端まで中心軸に沿って延設されるとともに、超音波振動が伝達されることにより振動方向が前記中心軸に対して平行な縦振動を行うことが可能な超音波プローブの製造方法であって、
   前記超音波プローブを前記縦振動させることにより前記先端非対称部の前記非対称な前記形状に起因して前記縦振動に重畳される第１の横振動であって、振動方向が前記Ｘ軸及び前記Ｙ軸によって規定されるＸ−Ｙ平面に対して平行で、かつ、前記中心軸に対して垂直な前記第１の横振動を解析することと、
   前記Ｘ−Ｙ平面に平行で、かつ、前記Ｘ軸に対して傾斜する状態に、前記超音波プローブの基端方向側の部位を屈曲させる屈曲位置であって、前記屈曲位置で屈曲させた状態で前記超音波プローブを前記縦振動させることにより、波長及び振動方向が前記第１の横振動と同一で、かつ、前記第１の横振動とは逆位相の第２の横振動が前記超音波プローブにおいて前記縦振動及び前記第１の横振動に重畳される前記屈曲位置を特定することと、
   特定された前記屈曲位置で前記超音波プローブを屈曲させ、前記中心軸が前記Ｘ軸に対して屈曲する基端側プローブ構成部を形成することと、
   を具備する製造方法。
2. 前記対称部を屈曲させることは、前記第１の横振動の第１の振幅と前記第２の横振動の第２の振幅とが同一となる状態に、前記屈曲位置での前記基端側プローブ構成部の前記Ｘ軸に対する屈曲角度を調整すること備える、請求項１の製造方法。
3. 前記超音波プローブの前記先端非対称部では、前記Ｙ軸に平行な方向の一方である第１のＹ軸方向に前記先端非対称部の重心が前記Ｘ軸から離間して位置し、
   前記超音波プローブにおいて前記屈曲位置を特定することは、前記基端側プローブ構成部が前記第１のＹ軸方向とは反対方向である第２のＹ軸方向側に前記Ｘ軸に対して傾斜する状態に、前記屈曲位置を特定することを備える、
   請求項１の製造方法。
4. 前記超音波プローブにおいて前記屈曲位置を特定することは、前記中心軸に沿った前記先端非対称部の基端と前記基端側プローブ構成部の先端との間の第１の寸法が、前記基端側プローブ構成部の前記中心軸に沿った第２の寸法より大きくなる状態に、前記屈曲位置を特定することを備える、
   請求項１の製造方法。
5. 基端から先端まで中心軸に沿って延設され、超音波振動が伝達されることにより振動方向が前記中心軸に対して平行な縦振動を行うことが可能な超音波プローブであって、
   長手方向に平行なＸ軸、前記Ｘ軸に直交するＹ軸、及び、前記Ｘ軸に直交し、かつ、前記Ｙ軸に直交するＺ軸を規定した場合に、前記中心軸が前記Ｘ軸に同軸で、前記Ｘ軸と前記Ｚ軸によって規定されるＸ−Ｚ平面を中心として対称な形状のプローブ本体部と、
   前記プローブ本体部より前記先端方向側に設けられ、前記Ｘ−Ｚ平面を中心として非対称な形状の先端非対称部であって、前記先端非対称部の前記非対称な前記形状に起因して、前記超音波プローブを前記縦振動させることにより振動方向が前記Ｘ軸及び前記Ｙ軸によって規定されるＸ−Ｙ平面に対して平行で、かつ、前記中心軸に対して垂直である第１の横振動が前記超音波プローブにおいて前記縦振動に重畳される先端非対称部と、
   前記プローブ本体部より前記基端方向側に設けられ、前記Ｘ−Ｙ平面に平行で、かつ、前記Ｘ軸に対して傾斜する状態で屈曲位置において前記プローブ本体部に対して屈曲する基端側プローブ構成部であって、前記屈曲位置で前記プローブ本体部に対して前記基端側プローブ構成部が屈曲することに起因して、前記超音波プローブを前記縦振動させることにより、波長及び振動方向が前記第１の横振動と同一で、かつ、前記第１の横振動とは逆位相の第２の横振動が前記超音波プローブにおいて前記縦振動及び前記第１の横振動に重畳される基端側プローブ構成部と、
   を具備する超音波プローブ。
6. 前記基端側プローブ構成部は、前記第１の横振動の第１の振幅と前記第２の横振動の第２の振幅とを同一にする屈曲角度で、前記屈曲位置において前記プローブ本体部に対して屈曲する、請求項５の超音波プローブ。
7. 前記先端非対称部は、前記Ｙ軸に平行な方向の一方である第１のＹ軸方向に重心が前記Ｘ軸から離間して位置し、
   前記基端側プローブ構成部は、前記第１のＹ軸方向とは反対方向である第２のＹ軸方向側に前記Ｘ軸に対して傾斜する状態で、前記屈曲位置で前記プローブ本体部に対して屈曲する、
   請求項５の超音波プローブ。
8. 前記基端側プローブ構成部は、前記超音波プローブの前記基端から前記中心軸に沿って延設され、
   前記プローブ本体部の前記中心軸に沿った第１の寸法は、前記基端側プローブ構成部の前記中心軸に沿った第２の寸法より大きい、
   請求項５の超音波プローブ。

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