JP5974183B2 - 超音波プローブ及び超音波処置装置 - Google Patents

Description

本発明は、超音波振動を伝達する超音波プローブ、及び、その超音波プローブを備える超音波処置装置に関する。

特許文献１には、基端方向から先端方向へ超音波振動を伝達する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では、超音波プローブは、長手軸を軸中心として長手軸に沿って延設されるプローブ本体部と、プローブ本体部より先端方向側に設けられる先端処置部と、を備える。また、超音波処置装置には、先端処置部に対して開閉可能なジョーが、設けられている。超音波プローブでは、プローブ本体部を介して先端処置部に超音波振動が伝達されることにより、振動方向が長手軸に平行な縦振動が発生する。縦振動を用いて、ジョーと先端処置部との間で把持された生体組織等の処置対象が処置される。ここで、長手軸に垂直で、かつ、ジョーの開閉方向に垂直な方向の一方を、第１の垂直方向とする。先端処置部には、長手軸に沿った真直ぐな状態から第１の垂直方向へ長手軸に対して湾曲するプローブ湾曲部が、設けられている。プローブ湾曲部を設けることにより、処置時における術者の視認性が確保されるとともに、術者が処置対象を把持可能な位置まで先端処置部を到達させ易くなる。すなわち、プローブ湾曲部を設けることにより、処置において術者が超音波プローブを使用し易くなる。

特表２０１１−５００１６１号公報

前記特許文献１では、プローブ湾曲部において、超音波プローブが長手軸に沿った真直ぐな状態から第１の垂直方向へ長手軸に対して湾曲する。このため、プローブ湾曲部の重心は、長手軸より第１の垂直方向側に位置している。重心が長手軸より第１の垂直方向側に位置するプローブ湾曲部が設けられるため、先処置部に超音波振動が伝達された状態では、処置で用いられる縦振動に加えて、振動方向が第１の垂直方向に平行な横振動等の不正振動が発生してしまう。前述の横振動を含む不正振動の影響が大きくなることにより、超音波プローブでの超音波振動の安定性が低下してしまう。これにより、超音波プローブでの超音波振動の伝達性が低下してしまうとともに、超音波振動を用いた処置での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、術者が使用し易く、超音波振動の安定性が確保される超音波プローブを提供することにある。また、その超音波プローブを備える超音波処置装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明のある態様は、基端方向から先端方向へ縦振動を含む超音波振動を伝達する超音波プローブであって、断面重心を連続的に通る長手軸を有し、先端が前記縦振動の節位置又は前記節位置の近傍に位置するプローブ本体部と、前記プローブ本体部より先端方向側を構成する先端処置部と、前記長手軸に垂直な第１の垂直方向へ前記長手軸に対して湾曲する状態で前記先端処置部に設けられ、重心が前記長手軸より第１の垂直方向側に位置するプローブ湾曲部と、前記先端処置部から前記プローブ本体部の基端までに渡って前記第１の垂直方向を向く状態で延設される第１の外表面と、前記先端処置部から前記プローブ本体部の前記基端までに渡って前記第１の垂直方向とは反対方向の第２の垂直方向を向く状態で延設される第２の外表面と、を備え、前記先端処置部から前記プローブ本体部の前記基端までに渡って前記長手軸から前記第２の外表面までの距離が一定であるとともに、前記先端処置部から前記プローブ本体部の前記先端までに渡って、前記長手軸から前記第２の外表面までの距離に比べて、前記長手軸から前記第１の外表面までの距離が小さくなり、前記先端処置部から前記プローブ本体部の前記先端までに渡って断面重心が前記プローブ本体部の前記断面重心より第２の垂直方向側に連続的に位置する状態から、前記プローブ湾曲部が前記長手軸に対して前記第１の垂直方向側に湾曲する。

本発明によれば、術者が使用し易く、超音波振動の安定性が確保される超音波プローブを提供することができる。また、その超音波プローブを備える超音波処置装置を提供することができる。

第１の実施形態に係る超音波処置装置の構成を示す概略図である。 第１の実施形態に係る振動子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先端部、シースの先端部及びジョー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ジョーの開閉方向に垂直な断面で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プローブ本体部の長手軸に垂直な断面での第１の断面形状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プローブ中継部の長手軸に垂直な断面での第２の断面形状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が超音波振動を伝達する状態で縦振動とは別に発生する不正振動について説明する概略図である。 第１の変形例に係る超音波プローブのプローブ中継部の長手軸に垂直な断面での第２の断面形状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プローブ中継部の長手軸に垂直な断面での第２の断面形状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プローブ中継部の長手軸に垂直な断面での第２の断面形状を概略的に示す断面図である。 第４の変形例に係る超音波プローブのプローブ中継部の長手軸に垂直な断面での第２の断面形状を概略的に示す断面図である。 第５の変形例に係る超音波プローブのプローブ中継部の長手軸に垂直な断面での第２の断面形状を概略的に示す断面図である。 第６の変形例に係る超音波プローブのプローブ本体部の長手軸に垂直な断面での第１の断面形状を概略的に示す断面図である。 第６の変形例に係る超音波プローブのプローブ中継部の長手軸に垂直な断面での第２の断面形状を概略的に示す断面図である。 第７の変形例に係る超音波プローブの構成をジョーの開閉方向に垂直な断面で概略的に示す断面図である。 第８の変形例に係る超音波処置装置を概略的に示す斜視図である。 第８の変形例に係る超音波プローブを第３の垂直方向及び第４の垂直方向に垂直な断面で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８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の構成を示す図である。図１に示すように、超音波処置装置１を通る、長手軸Ｃを規定する。長手軸Ｃに平行な方向の一方が先端方向（図１の矢印Ｃ１の方向）であり、先端方向とは反対方向が基端方向（図１の矢印Ｃ２の方向）である。そして、先端方向及び基端方向が、長手軸Ｃに平行な軸平行方向となる。本実施形態では、超音波処置装置１は、超音波振動を用いて生体組織等を凝固と同時に切開する処置を行う超音波凝固切開処置装置である。

超音波処置装置１は、振動子ユニット２と、保持ユニット３と、を備える。保持ユニット３は、長手軸Ｃに沿って延設される筒状ケース部５と、筒状ケース部５と一体に形成される固定ハンドル６と、筒状ケース部５に対して回動可能に取付けられる可動ハンドル７と、を備える。筒状ケース部５への取付け位置を中心として可動ハンドル７が回動することにより、可動ハンドル７が固定ハンドル６に対して開動作又は閉動作を行う。また、保持ユニット３は、筒状ケース部５の先端方向側に取付けられる回転操作ノブ８を備える。回転操作ノブ８は、筒状ケース部５に対して長手軸Ｃを中心として回転可能である。また、固定ハンドル６には、エネルギー操作入力部であるエネルギー操作入力ボタン９が取付けられている。

超音波処置装置１は、長手軸Ｃに沿って延設されるシース１０を備える。シース１０が先端方向側から回転操作ノブ８の内部及び筒状ケース部５の内部に挿入されることにより、シース１０が保持ユニット３に取付けられる。シース１０の先端部には、ジョー１１が回動可能に取付けられている。可動ハンドル７は、筒状ケース部５の内部でシース１０の可動筒状部（図示しない）に接続されている。可動筒状部の先端は、ジョー１１に接続されている。固定ハンドル６に対して可動ハンドル７を開閉することにより、可動筒状部が長手軸Ｃに沿って移動する。これにより、ジョー１１が、シース１０への取付け位置を中心として回動する。また、シース１０及びジョー１１は、回転操作ノブ８と一体に、筒状ケース部５に対して長手軸Ｃを中心として、回転可能である。

振動子ユニット２は、長手軸Ｃに沿って延設される振動子ケース１２を備える。振動子ケース１２が基端方向側から筒状ケース部５の内部に挿入されることにより、振動子ユニット２が保持ユニット３に取付けられる。振動子ケース１２は、筒状ケース部５の内部において、シース１０に連結されている。振動子ケース１２は、回転操作ノブ８と一体に、筒状ケース部５に対して長手軸Ｃを中心として、回転可能である。また、振動子ユニット２には、ケーブル１３の一端が接続されている。ケーブル１３の他端は、制御ユニット１５に接続されている。制御ユニット１５は、電流供給部１６及びエネルギー制御部１８を備える。ここで、制御ユニット１５は、例えば電源装置であり、電流供給部１６は、例えば電源装置に設けられる電源及びアンプ回路から形成されている。また、エネルギー制御部１８は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＡＳＩＣ(application specific integrated circuit)、及び、メモリ等の記憶部から形成されている。

図２は、振動子ユニット２の構成を示す図である。図２に示すように、振動子ユニット２では、振動子ケース１２の内部に、電流が供給されることにより超音波振動を発生する超音波発生部である超音波振動子２１が、設けられている。超音波振動子２１は、電流を振動に変換する複数の（本実施形態では４つの）圧電素子２２Ａ〜２２Ｄを備える。超音波振動子２１は、長手軸Ｃに沿って延設されるホーン部材２３に装着されている。超音波振動子２１で発生した超音波振動は、ホーン部材２３に伝達される。ホーン部材２３には、断面積変化部２６が形成されている。断面積変化部２６では、先端方向に向かうにつれて、長手軸Ｃに垂直な断面積が小さくなる。このため、断面積変化部２６では、超音波振動の振幅が拡大される。ホーン部材２３の先端部には、雌ネジ部２７が設けられている。

ホーン部材２３の先端方向側には、超音波プローブ３１が延設されている。本実施形態では、超音波プローブ３１は、柱状（中肉）に形成されている。また、長手軸Ｃは、超音波プローブ３１を通過する。超音波プローブ３１の基端部には、雄ネジ部３２が設けられている。雄ネジ部３２が雌ネジ部２７に螺合することにより、ホーン部材２３の先端方向側に超音波プローブ３１が接続される。ホーン部材２３は、筒状ケース部５の内部まで延設され、筒状ケース部５の内部で、ホーン部材２３に超音波プローブ３１が接続されている。超音波プローブ３１は、筒状ケース部５の内部から、回転操作ノブ８の内部及びシース１０の内部を通って延設されている。そして、図１に示すように、シース１０の先端から先端方向に向かって突出する状態で、超音波プローブ３１はシース１０に挿通されている。なお、超音波振動子２１、ホーン部材２３及び超音波プローブ３１は、回転操作ノブ８と一体に筒状ケース部５に対して、長手軸Ｃを中心として回転可能である。

超音波振動子２１には、電気配線２５Ａ，２５Ｂの一端が接続されている。電気配線２５Ａ，２５Ｂは、ケーブル１３の内部を通って、他端が制御ユニット１５の電流供給部１６に接続されている。電流供給部１６から電気配線２５Ａ，２５Ｂを介して超音波振動子２１に電流（交流電流）が供給されることにより、超音波プローブ３１より基端方向側に位置する超音波振動子２１で、超音波振動が発生する。そして、発生した超音波振動は、ホーン部材２３を介して超音波プローブ３１に伝達される。そして、超音波プローブ３１において基端方向から先端方向へ超音波振動が伝達される。超音波プローブ３１において超音波振動が伝達される状態では、振動方向が長手軸Ｃに平行な縦振動が発生する。ここで、ホーン部材２３の基端（超音波振動子２１の基端）及び超音波プローブ３１の先端は、縦振動の腹位置となる。

エネルギー制御部１８は、エネルギー操作入力ボタン９でのエネルギー操作の入力に基づいて、電流供給部１６からの電流の供給状態を制御している。固定ハンドル６の内部には、スイッチ（図示しない）が設けられている。エネルギー操作入力ボタン９が押圧され、エネルギー操作が入力されることにより、スイッチが閉じられる。スイッチは、エネルギー制御部１８に電気的に接続されている。スイッチが閉じられることにより、電気信号がエネルギー制御部１８に伝達され、エネルギー操作の入力が検出される。エネルギー操作の入力が検出されることにより、電流供給部１６から超音波振動子２１に電流が供給され、超音波振動子２１で超音波振動が発生する。

図３は、超音波プローブ３１の先端部、シース１０の先端部及びジョー１１の構成を示す図である。図３に示すように、超音波プローブ３１は、シース１０の先端から先端方向へ突出する先端処置部３３を備える。先端処置部３３では、伝達された超音波振動を用いて、生体組織等の処置対象の処置が行われる。ジョー１１がシース１０に対して回動することにより、ジョー１１が先端処置部３３に対して開動作又は閉動作を行う。ジョー１１の開閉方向は、長手軸Ｃに対して交差する（垂直である）。

図４及び図５は、超音波プローブ３１の構成を示す図である。図４は、斜視図であり、図５は、ジョー１１の開閉方向に垂直な断面を示す断面図である。図３乃至図５に示すように、超音波プローブ３１は、長手軸Ｃを軸中心として長手軸Ｃに沿って延設されるプローブ本体部３５を備える。プローブ本体部３５では、基端方向から先端方向へ長手軸Ｃに沿って超音波振動が伝達される。

ここで、長手軸Ｃに垂直なある１つの方向を第１の垂直方向（図３及び図４の矢印Ｂ１の方向）とし、第１の垂直方向とは反対方向を第２の垂直方向（図３及び図４の矢印Ｂ２の方向）とする。そして、長手軸Ｃに垂直で、かつ、第１の垂直方向及び第２の垂直方向に垂直な方向の一方を第３の垂直方向（図３及び図４の矢印Ｂ３の方向）とし、第３の垂直方向とは反対方向を第４の垂直方向（図３及び図４の矢印Ｂ４の方向）とする。本実施形態では、第１の垂直方向及び第２の垂直方向は、ジョー１１の開閉方向に対して垂直であり、第３の垂直方向及び第４の垂直方向は、ジョー１１の開閉方向に対して平行である。

また、長手軸Ｃを通り、かつ、第１の垂直方向及び第２の垂直方向に垂直な第１の基準面Ｐ１を規定するとともに、長手軸Ｃを通り、かつ、第３の垂直方向及び第４の垂直方向（すなわち、ジョー１１の開閉方向）に垂直な第２の基準面Ｐ２を規定する。プローブ本体部３５は、第１の基準面Ｐ１を中央面として面対称であるとともに、第２の基準面Ｐ２を中央面として面対称である。なお、図５は、第２の基準面Ｐ２で切断した断面を示している。

超音波プローブ３１では、プローブ本体部３５より先端方向側に先端処置部３３が位置している。先端処置部３３には、プローブ湾曲部３７が、設けられている。プローブ湾曲部３７は、長手軸Ｃに沿った真直ぐな状態から第１の垂直方向へ長手軸Ｃに対して湾曲している。プローブ湾曲部３７によって、超音波プローブ３１の先端が形成されている。プローブ湾曲部３７が長手軸Ｃに対して第１の垂直方向へ湾曲するため、プローブ湾曲部３７は、第１の基準面Ｐ１を中央面として非面対称に、形成されている。そして、プローブ湾曲部３７の湾曲部重心（重心）ＧＢは、長手軸Ｃより第１の垂直方向側に位置している。なお、ジョー１１も、先端処置部３３のプローブ湾曲部３７に対応する位置で、第１の垂直方向へ湾曲している。ジョー１１は、プローブ湾曲部３７に対応する形状に湾曲している。

長手軸Ｃに平行な軸平行方向についてプローブ本体部３５と先端処置部３３との間には、プローブ中継部３８が連続している。プローブ中継部３８は、長手軸Ｃに沿って延設されている。プローブ中継部３８と先端処置部３３との間の第１の境界位置Ｚ１が、プローブ中継部３８の先端となり、プローブ本体部３５とプローブ中継部３８との第２の境界位置（境界位置）Ｚ２が、プローブ中継部３８の基端となる。第２の境界位置Ｚ２には、超音波プローブ３１の長手軸Ｃに垂直な断面積が変化する断面変化部４１が、設けられている。

図６は、プローブ本体部３５の長手軸Ｃに垂直な断面での第１の断面形状を示す図であり、図７は、プローブ中継部３８の長手軸Ｃに垂直な断面での第２の断面形状を示す図である。図６に示すように、プローブ本体部３５の第１の断面形状は、長手軸Ｃを中心とする円形状に形成されている。したがって、プローブ本体部３５の第１の断面形状は、第１の基準面Ｐ１を中央面として面対称であるとともに、第２の基準面Ｐ２を中央面として面対称である。このため、第１の断面形状では、プローブ本体部３５の断面重心Ｇｄ１が長手軸Ｃ上に位置している。なお、第１の断面形状は、基準寸法Ｒ０となる半径を有するとともに、第１の断面積Ｓ１を有する。

図７に示すように、プローブ中継部３８の第２の断面形状では、円弧曲面４２及び中継面４３によって、外周面が形成されている。円弧曲面４２は、第１の断面形状の半径と同一の基準寸法Ｒ０だけ長手軸Ｃから離れた円弧状に形成されている。中継面４３は、平面状に形成され、長手軸Ｃより第１の垂直方向側（図７の矢印Ｂ１の方向側）に位置している。また、本実施形態では、中継面４３は、第３の垂直方向及び第４の垂直方向に対して平行である。中継面４３では、長手軸Ｃからの距離が、基準寸法Ｒ０より小さくなる。前述のように中継面４３が設けられることにより、プローブ中継部３８の第２の断面形状は、プローブ本体部３５の第１の断面形状と比べて、長手軸Ｃより第１の垂直方向側の部位で断面積が減少する。したがって、第２の断面形状の第２の断面積Ｓ２は、第１の断面形状の第１の断面積Ｓ１に比べて、小さくなる。

前述のように中継面４３を設けることにより、プローブ中継部３８の第２の断面形状は、第１の基準面Ｐ１を中央面として非面対称となる。そして、第２の断面形状では、プローブ中継部３８の断面重心Ｇｄ２が、長手軸Ｃより第２の垂直方向側に連続的に位置している。ただし、第２の断面形状は、第２の基準面Ｐ２を中央面として面対称となる。このため、第２の断面形状では、プローブ中継部３８の断面重心Ｇｄ２が、第３の垂直方向及び第４の垂直方向について長手軸Ｃに対してずれていない。すなわち、第２の断面形状では、プローブ中継部３８の断面重心Ｇｄ２が、第３の垂直方向及び第４の垂直方向について長手軸Ｃと位置が略一致している。ここで、略一致するとは、第３の垂直方向及び第４の垂直方向についてプローブ中継部３８の断面重心Ｇｄ２が長手軸Ｃと位置が完全に一致していることを、意味するわけではない。すなわち、第３の垂直方向及び第４の垂直方向についてプローブ中継部３８の断面重心Ｇｄ２が長手軸Ｃに対して実質的にずれていないとみなせる程度の位置の微差は、許容される。

前述のように、第２の断面形状でのプローブ中継部３８の断面重心Ｇｄ２は、第１の断面形状でのプローブ本体部３５の断面重心Ｇｄ１に対して、第２の垂直方向へのみ、ずれて位置している。すなわち、プローブ本体部３５とプローブ中継部３８との第２の境界位置（境界位置）Ｂ２に設けられる断面変化部４１では、長手軸Ｃに垂直な断面での断面重心（Ｇｄ１，Ｇｄ２）が、第２の垂直方向へのみ、変化する。

図５に示すように、超音波プローブ３１では、プローブ湾曲部３７の先端（超音波プローブ３１の先端）が、縦振動の腹位置Ａ１となる。腹位置Ａ１は、縦振動の腹位置の中で最も先端方向側に位置する最先端腹位置である。また、本実施形態では、プローブ本体部３５とプローブ中継部３８との第２の境界位置Ｚ２は、縦振動の節位置Ｎ１に位置している。したがって、断面変化部４１は、縦振動の腹位置とは異なる節位置（断面変化節位置）Ｎ１に位置している。

ここで、プローブ湾曲部３７より基端方向側に位置する縦振動の腹位置の中で最も先端方向側に位置する腹位置Ａ２を、基準腹位置とする。断面変化節位置である節位置Ｎ１は、腹位置（最先端腹位置）Ａ１と腹位置（基準腹位置）Ａ２との間に位置している。そして、節位置Ｎ１は、長手軸Ｃに平行な軸平行方向について腹位置Ａ２と先端処置部３３の基端との間に、位置している。前述のような構成にすることにより、プローブ中継部３８とプローブ本体部３５との第２の境界位置Ｚ２は、腹位置（基準腹位置）Ａ２より先端方向側に位置している。また、節位置Ｎ１は、縦振動の節位置の中で最も先端方向側に位置する最先端節位置である。なお、超音波プローブ３１は、超音波振動子２１からホーン部材２３を通して超音波振動が伝達されることにより、前述の腹位置（Ａ１，Ａ２）及び節位置（Ｎ１）が規定される所定の周波数で縦振動する。すなわち、超音波プローブ３１は、腹位置Ａ１，Ａ２を含む腹位置及び節位置Ｎ１を含む節位置のそれぞれが軸平行方向について所定の位置に定まる所定の周波数で縦振動する。

また、超音波処置装置１では、プローブ中継部３８は、シース１０の内部に位置している。したがって、腹位置（基準腹位置）Ａ２及び節位置（断面変化節位置）Ｎ１は、シース１０の内部に位置している。

次に、本実施形態の超音波処置装置１及び超音波プローブ３１の作用及び効果について、説明する。超音波処置装置１を用いて生体組織等の処置対象の処置を行う際には、ジョー１１、超音波プローブ３１及びシース１０を体腔内に挿入する。そして、ジョー１１が先端処置部３３に対して開いた状態で、ジョー１１と先端処置部３３との間で処置対象を把持可能な位置に、先端処置部３３を配置する。ここで、先端処置部３３には、長手軸Ｃに対して第１の垂直方向へ湾曲するプローブ湾曲部３７が、設けられている。このため、ジョー１１と先端処置部３３との間で処置対象を把持可能な位置まで、先端処置部３３を到達させ易い。

そして、ジョー１１と先端処置部３３との間に処置対象が位置する状態で、可動ハンドル７を固定ハンドル６に対して閉じる。これにより、ジョー１１が先端処置部３３に対して閉動作を行い、ジョー１１と先端処置部３３との間で処置対象が把持される。先端処置部３３にプローブ湾曲部３７が設けられることにより、ジョー１１と先端処置部３３との間で処置対象が把持される処置時において、術者の視認性が確保される。

ジョー１１は、先端処置部３３のプローブ湾曲部３７に対応する位置で、第１の垂直方向へ湾曲している。そして、ジョー１１は、プローブ湾曲部３７に対応する形状に湾曲している。このため、ジョー１１と先端処置部３３との間で処置対象が把持される処置時において、術者の視認性が向上する。

そして、エネルギー操作入力ボタン９でエネルギー操作が入力されることにより、電流供給部１６から超音波振動子２１に電流が供給され、超音波振動子２１で超音波振動が発生する。発生した超音波振動は、ホーン部材２３を介して超音波プローブ３１に伝達される。そして、超音波プローブ３１において基端方向から先端方向へ先端処置部３３まで超音波振動が伝達され、超音波プローブ３１は振動方向が長手軸Ｃに平行な縦振動を行う。ジョー１１と先端処置部３３との間で処置対象が把持された状態で先端処置部３３が縦振動することにより、先端処置部３３と処置対象との間に摩擦熱が発生する。摩擦熱によって、処置対象が凝固と同時に切開される。

なお、前述の超音波振動を用いた処置に加えて、高周波電流を用いた処置が超音波処置装置１によって行われてもよい。高周波電流を用いた処置では、ジョー１１及び先端処置部３３を電極として、把持された処置対象が処置される。

図８は、超音波プローブ３１が超音波振動を伝達する状態で縦振動とは別に発生する不正振動について説明する図である。超音波プローブ３１の先端処置部３３には、長手軸Ｃより第１の垂直方向側に湾曲部重心（重心）ＧＢが位置するプローブ湾曲部３７が設けられている。このため、図８に示すように、プローブ本体部３５を介してプローブ中継部３８及び先端処置部３３に超音波振動が伝達されることにより、処置に用いられる縦振動とは別に、第１の横振動（ｖ１）が不正振動として発生する。第１の横振動は、プローブ湾曲部３７の湾曲に起因して発生し、振動方向が第１の垂直方向及び第２の垂直方向に平行である。

また、第２の境界位置（境界位置）Ｚ２に設けられる断面変化部４１では、長手軸Ｃに垂直な断面での断面重心（Ｇｄ１，Ｇｄ２）が、変化する。ここで、超音波プローブ３１が超音波振動を伝達する状態において、縦振動の腹位置（例えばＡ１，Ａ２）とは異なる位置では、超音波振動による応力が発生する。断面変化部４１が位置する節位置Ｎ１は、縦振動の腹位置とは異なる位置であり、超音波振動による応力が発生する。したがって、断面変化部４１では、超音波振動による応力が作用する位置で、長手軸Ｃに垂直な断面での断面重心（Ｇｄ１，Ｇｄ２）が変化する。このため、図８に示すように、プローブ本体部３５を介してプローブ中継部３８及び先端処置部３３に超音波振動が伝達されることにより、縦振動及び第１の横振動とは別に、第２の横振動（ｖ２）が不正振動として発生する。

なお、図８では、第１の横振動をｖ１で示し、第２の横振動をｖ２で示している。そして、第１の横振動（ｖ１）及び第２の横振動（ｖ２）が干渉し合った状態をｖ０で示している。また、図８では、超音波プローブ３１の先端を基準とした基端方向への距離を、Ｓで示している。また、ｔは、時間を示し、…→ｔ１→ｔ２→ｔ３→ｔ４→ｔ１→ｔ２→…の順に状態（振動状態）が変化する。

プローブ中継部３８の断面重心Ｇｄ２は、第３の垂直方向及び第４の垂直方向について長手軸Ｃに対してずれてなく、第２の垂直方向へのみ長手軸Ｃに対してずれている。このため、第２の横振動の振動方向は、第１の垂直方向及び第２の垂直方向に平行となり、第１の横振動と一致する。そして、第２の横振動の周波数は、第１の横振動の周波数と同一になる。

また、腹位置（基準腹位置）Ａ２は、プローブ湾曲部３７より基端方向側に位置する腹位置の中で最も先端方向側の腹位置であり、断面変化部４１が設けられる節位置Ｎ１は、腹位置Ａ２より先端方向側に位置している。すなわち、超音波プローブ３１では、腹位置Ａ２より先端方向側の断面変化部４１で、プローブ中継部３８の断面重心Ｇｄ２が第２の垂直方向へのみ長手軸Ｃに対してずれる。このため、第１の横振動及び第２の横振動が干渉によって互いに対して打消し合う状態に、第２の横振動が発生する。

第１の横振動及び第２の横振動が干渉によって打消し合うことにより、第１の横振動及び第２の横振動等の不正振動の縦振動への影響が軽減される。不正振動の影響が小さくなるため、超音波プローブ３１での超音波振動の安定性が確保される。これにより、超音波プローブ３１において超音波振動が適切に伝達され、前述した凝固と同時に切開する処置等の超音波振動を用いた処置での処置性能が確保される。

また、断面変化部４１が設けられる節位置Ｎ１は、腹位置（最先端腹位置）Ａ１と縦振動の半波長だけ腹位置Ａ１から基端方向へ離れた腹位置（基準腹位置）Ａ２との間に、位置している。すなわち、超音波振動の節位置の中で最も先端方向側の節位置Ｎ１に、断面変化部４１が位置している。節位置Ｎ１でプローブ中継部３８の断面重心Ｇｄ２が第２の垂直方向へ長手軸Ｃに対してずれるため、第２の横振動は、第１の横振動に対して逆位相となる。このため、第１の横振動の振幅と第２の横振動の振幅とを同一にすることにより、第１の横振動及び第２の横振動が実質的に発生しない状態となる。これにより、第１の横振動及び第２の横振動の縦振動への影響がなくなり、不正振動の縦振動への影響がさらに小さくなる。したがって、超音波プローブ３１での超音波振動の安定性がさらに確実に確保される。

なお、第２の横振動の振幅は、プローブ中継部３８の断面重心Ｇｄ２の長手軸Ｃからの第２の垂直方向への距離に対応して、変化する。したがって、プローブ中継部３８の第２の断面形状に対応して、第２の横振動の振幅は変化する。このため、節位置Ｎ１に断面変化部４１が位置する（第２の横振動が第１の横振動に対して逆位相となる）本実施形態では、第１の横振動の振幅と第２の横振動の振幅とが同一となる状態に、第２の断面形状が形成されることが好ましい。

前述のように、本実施形態では、術者が使用し易く、超音波振動の安定性が確保される超音波プローブ３１を提供することができる。また、その超音波プローブ３１を備える超音波処置装置１を提供することができる。

（変形例）
なお、第１の実施形態では、処置においてエネルギーとして超音波振動のみが設けられているが、これに限るものではない。例えば、処置において、超音波振動に加えて高周波電流が用いられてもよい。この場合、エネルギー制御部１８は、電流供給部１６から超音波振動子２１への超音波振動を発生させる電流の供給状態を制御するとともに、制御ユニット１５からの高周波電流の出力状態を制御する。制御ユニット１５から高周波電流が出力されることにより、先端処置部３３及びジョー１１の導電部（図示しない）が電極として機能する。先端処置部３３とジョー１１との間で処置対象を把持した状態で先端処置部３３及びジョー１１に高周波電流が出力されることにより、処置対象に高周波電流が流れる。高周波電流によって、処置対象が変成され、処置対象の凝固性が向上する。

また、第１の実施形態では、プローブ中継部３８の第２の断面形状の中継面４３は、第３の垂直方向及び第４の垂直方向に対して平行な平面状に形成されるが、これに限るものではない。例えば、第１の変形例として図９に示すように、及び、第２の変形例として図１０に示すように、中継面４３が曲面状に形成されてもよい。第１の変形例のプローブ中継部３８の第２の断面形状の中継面４３では、第３の垂直方向及び第４の垂直方向について長手軸から離れた位置ほど、第２の垂直方向側に位置している。一方、第２の変形例のプローブ中継部３８の第２の断面形状の中継面４３では、第３の垂直方向及び第４の垂直方向について長手軸から離れた位置ほど、第１の垂直方向側に位置している。

また、第３の変形例として図１１に示すように、中継面４３が、底平面５１及び側平面５２Ａ，５２Ｂから形成されてもよい。本変形例では、底平面５１の第３の垂直方向側の端と円弧曲面４２との間に側平面５２Ａが連続し、底平面５１の第４の垂直方向側の端と円弧曲面４２との間に側平面５２Ｂが連続している。また、第４の変形例として図１２に示すように、中継面４３が、傾斜平面５３Ａ，５３Ｂから形成されてもよい。傾斜平面５３Ａでは、第３の垂直方向へ向かうにつれて、第１の垂直方向側に位置している。傾斜平面５３Ｂでは、第４の垂直方向へ向かうにつれて、第１の垂直方向側に位置している。

前述の第１の変形例乃至第４の変形例では、第１の実施形態と同様に、プローブ中継部３８の第２の断面形状において、長手軸Ｃより第１の垂直方向側に、中継面４３が設けられている。中継面４３を設けることにより、プローブ中継部３８の第２の断面形状は、プローブ本体部３５の第１の断面形状と比べて、長手軸Ｃより第１の垂直方向側の部位で断面積が減少する。これにより、第２の断面形状では、プローブ中継部３８の断面重心Ｇｄ２が、長手軸Ｃより第２の垂直方向側に位置する。また、前述の第１の変形例乃至第４の変形例では、第１の実施形態と同様に、プローブ中継部３８の第２の断面形状は、第２の基準面Ｐ２を中央面として面対称となる。このため、第２の断面形状では、プローブ中継部３８の断面重心Ｇｄ２が、第３の垂直方向及び第４の垂直方向について長手軸Ｃに対してずれていない。

また、第５の変形例として図１３に示すように、プローブ中継部３８の第２の断面形状が、第２の基準面Ｐ２を中央面として非面対称であってもよい。本変形例でも、中継面４３によって、プローブ中継部３８の第２の断面形状は、プローブ本体部３５の第１の断面形状と比べて、長手軸Ｃより第１の垂直方向側の部位で断面積が減少する。これにより、第２の断面形状では、プローブ中継部３８の断面重心Ｇｄ２が、長手軸Ｃより第２の垂直方向側に位置する。また、本変形例では、第２の断面形状が第２の基準面Ｐ２を中央面として非面対称であるが、第２の断面形状でのプローブ中継部３８の断面重心Ｇｄ２が、第３の垂直方向及び第４の垂直方向について長手軸Ｃに対してずれていない。すなわち、プローブ中継部３８の断面重心Ｇｄ２が、第３の垂直方向及び第４の垂直方向について長手軸Ｃに対してずれない形状に、プローブ中継部３８の第２の断面形状が形成される。

また、第１の実施形態では、プローブ本体部３５の第１の断面形状が円形状であるが、これに限るものではない。例えば、第６の変形例として図１４及び図１５に示すように、プローブ本体部３５の第１の断面形状が、長手軸Ｃを中心とする正方形状に形成されてもよい。本変形例でも、プローブ本体部３５の第１の断面形状は、第１の基準面Ｐ１を中央面として面対称であるとともに、第２の基準面Ｐ２を中央面として面対称である。このため、第１の断面形状では、プローブ本体部３５の断面重心Ｇｄ１が長手軸Ｃ上に位置している。

また、本変形例でも第１の実施形態と同様に、プローブ中継部３８の第２の断面形状において、長手軸Ｃより第１の垂直方向側に、中継面４３が設けられ、プローブ中継部３８の第２の断面形状は、プローブ本体部３５の第１の断面形状と比べて、長手軸Ｃより第１の垂直方向側の部位で断面積が減少する。これにより、第２の断面形状では、プローブ中継部３８の断面重心Ｇｄ２が、長手軸Ｃより第２の垂直方向側に位置する。また、本変形例でも第１の実施形態と同様に、第２の断面形状では、プローブ中継部３８の断面重心Ｇｄ２が、第３の垂直方向及び第４の垂直方向について長手軸Ｃに対してずれていない。

また、第１の実施形態では、断面変化部４１が節位置（最先端節位置）Ｎ１に位置するが、これに限るものではない。例えば、第７の変形例として図１６に示すように、節位置Ｎ１より基端方向側に断面変化部４１が設けられてもよい。したがって、本変形例では、プローブ本体部３５とプローブ中継部３８との第２の境界位置（境界位置）Ｚ２が、節位置Ｎ１より基端方向側に位置している。ただし、本変形例でも第１の実施形態と同様に、腹位置（基準腹位置）Ａ２より先端方向側に位置している。なお、前述したように、腹位置（基準腹位置）Ａ２は、プローブ湾曲部３７より基端方向側に位置する腹位置の中で最も先端方向側の腹位置である。

前述のような構成にすることにより、本変形例でも第１の実施形態と同様に、腹位置Ａ２より先端方向側の断面変化部４１で、プローブ中継部３８の断面重心Ｇｄ２が第２の垂直方向へのみ長手軸Ｃに対してずれる。このため、超音波プローブ３１が超音波振動を伝達する状態において、第１の横振動及び第２の横振動が干渉によって互いに対して打消し合う状態に、第２の横振動が発生する。第１の横振動及び第２の横振動が干渉によって打消し合うことにより、第１の横振動及び第２の横振動等の不正振動の縦振動への影響が軽減される。

なお、本変形例では、断面変化部４１が節位置（最先端節位置）Ｎ１に設けられていないため、第２の横振動は第１の横振動に対して逆位相ではない。ただし、断面変化部４１が腹位置（基準腹位置）Ａ２より先端方向側に位置するため、第１の横振動及び第２の横振動が干渉によって打消し合う状態に、第２の横振動が発生する。

また、節位置Ｎ１を含む縦振動の節位置では、節位置以外の位置と比較して、超音波振動による応力が大きくなる。そして、腹位置（基準腹位置）Ａ２と先端処置部３３の基端との間では、長手軸Ｃに平行な軸平行方向について節位置Ｎ１からの距離が近いほど、超音波振動による応力が大きくなる。ここで、長手軸Ｃに垂直な断面での断面重心（Ｇｄ１，Ｇｄ２）が変化する断面変化部４１において作用する超音波振動による応力の大きさに対応して、第２の横振動の振幅は変化する。すなわち、断面積変化部４１で作用する超音波振動による応力が大きくなるほど、第２の横振動の振幅が大きくなる。したがって、軸平行方向について節位置Ｎ１から断面変化部４１までの距離が近いほど、第２の横振動の振幅が大きくなる。

また、第１の実施形態の超音波処置装置１では、先端処置部３３とジョー１１との間で把持される処置対象が超音波振動を用いて処置されるが、これに限るものではない。例えば、第８の変形例として図１７及び図１８に示すように、超音波処置装置１にジョーが設けられなくてもよい。本変形例の超音波処置装置１では、超音波プローブ３１の先端処置部３３に超音波振動及び高周波電流が伝達され、先端処置部３３を生体組織等の処置対象に接触させた状態で、超音波振動及び高周波電流を用いて処置対象が処置される。本変形例でも、超音波振動子２１への電流の供給状態、及び、先端処置部３３への高周波電流の供給状態は、エネルギー制御部１８によって制御される。

本変形例でも第１の実施形態と同様に、超音波処置装置１に、保持ユニット３、振動子ケース１２、シース１０及び超音波プローブ３１が設けられている。そして、振動子ケース１２の内部には、超音波振動子２１及びホーン部材２３が設けられ、超音波振動子２１で発生した超音波振動が、ホーン部材２３を介して超音波プローブ３１に伝達される。また、超音波プローブ３１の先端処置部３３は、シース１０の先端から先端方向（図１７の矢印Ｃ１の方向）へ突出する状態で、設けられている。ただし、本実施形態では、保持ユニット３に、固定ハンドル６、可動ハンドル７及び回転操作ノブ８は、設けられていない。そして、筒状ケース部５に、エネルギー操作入力部であるエネルギー操作入力ボタン９が、取付けられている。

本変形例でも、先端処置部３３にプローブ湾曲部３７が設けられ、プローブ湾曲部３７の湾曲部重心ＧＢは長手軸Ｃより第１の垂直方向側（図１８の矢印Ｂ１の方向側）に位置している。本実施形態では、プローブ湾曲部３７は、フック状（Ｌ字状）に形成されている。そして、長手軸Ｃに平行な軸平行方向についてプローブ本体部３５と先端処置部３３との間に、プローブ中継部３８が連続している。プローブ中継部３８とプローブ本体部３８との第２の境界位置Ｚ２は、腹位置（基準腹位置）Ａ２より先端方向側で、かつ、縦振動の腹位置とは異なる位置に位置している。

プローブ本体部３５とプローブ中継部３８との第２の境界位置Ｚ２には、プローブ本体部３５の第１の断面形状の第１の断面積Ｓ１に比べて、プローブ中継部３８の第２の断面形状の第２の断面積Ｓ２を小さくする断面変化部４１が、設けられている。本変形例でも第１の実施形態と同様に、断面変化部４１での第１の断面形状から第２の断面形状への変化によって、プローブ中継部３８の第２の断面形状での断面重心Ｇｄ２は、長手軸Ｃより第２の垂直方向側で、かつ、第３の垂直方向及び第４の垂直方向について長手軸Ｃに対してずれていない位置に位置する。前述のような構成にすることにより、第１の横振動及び第２の横振動が干渉によって打消し合う状態に、第２の横振動が発生する。

前述の実施形態及び変形例では、超音波プローブ（３１）の先端処置部（３３）は、長手軸（Ｃ）に沿った真直ぐな状態から第１の垂直方向（Ｂ１）へ長手軸に対して湾曲するプローブ湾曲部（３７）を備え、プローブ湾曲部（３７）の湾曲部重心（ＧＢ）は長手軸（Ｃ）より第１の垂直方向（Ｂ１）側に位置する。また、プローブ中継部（３８）は、軸平行方向（Ｃ１，Ｃ２）についてプローブ本体部（３５）と先端処置部（３３）との間に長手軸（Ｃ）に沿って連続し、プローブ中継部（３８）とプローブ本体部（３５）との境界位置（Ｚ２）は、基準腹位置（Ａ２）より先端方向（Ｃ１）側で、かつ、縦振動の腹位置（Ａ１，Ａ２）とは異なる位置に位置している。プローブ本体部（３５）とプローブ中継部（３８）との境界位置（Ｚ２）には、プローブ本体部（３５）の第１の断面形状の第１の断面積（Ｓ１）に比べて、プローブ中継部（３８）の第２の断面形状の第２の断面積（Ｓ２）を小さくする断面変化部（４１）が、設けられている。そして、断面変化部（４１）での第１の断面形状から第２の断面形状への変化によって、プローブ中継部（３８）の第２の断面形状での断面重心（Ｇｄ２）は、長手軸（Ｃ）より第２の垂直方向（Ｂ２）側に連続的に位置している。

以上、本発明の実施形態等について説明したが、本発明は前述の実施形態等に限るものではなく、発明の趣旨を逸脱することなく種々の変形ができることは、もちろんである。

Claims (14)

1. 基端方向から先端方向へ縦振動を含む超音波振動を伝達する超音波プローブであって、
   断面重心を連続的に通る長手軸を有し、先端が前記縦振動の節位置又は前記節位置の近傍に位置するプローブ本体部と、
   前記プローブ本体部より先端方向側を構成する先端処置部と、
   前記長手軸に垂直な第１の垂直方向へ前記長手軸に対して湾曲する状態で前記先端処置部に設けられ、重心が前記長手軸より第１の垂直方向側に位置するプローブ湾曲部と、
   前記先端処置部から前記プローブ本体部の基端までに渡って前記第１の垂直方向を向く状態で延設される第１の外表面と、
   前記先端処置部から前記プローブ本体部の前記基端までに渡って前記第１の垂直方向とは反対方向の第２の垂直方向を向く状態で延設される第２の外表面と、
   を具備し、
   前記先端処置部から前記プローブ本体部の前記基端までに渡って前記長手軸から前記第２の外表面までの距離が一定であるとともに、前記先端処置部から前記プローブ本体部の前記先端までに渡って、前記長手軸から前記第２の外表面までの距離に比べて、前記長手軸から前記第１の外表面までの距離が小さくなり、前記先端処置部から前記プローブ本体部の前記先端までに渡って断面重心が前記プローブ本体部の前記断面重心より第２の垂直方向側に連続的に位置する状態から、前記プローブ湾曲部が前記長手軸に対して前記第１の垂直方向側に湾曲する、
   超音波プローブ。
2. 前記プローブ湾曲部より基端方向側に位置する前記縦振動の腹位置の中で最も前記先端方向側の腹位置を基準腹位置とした場合に、前記プローブ本体部の前記先端は、前記基準腹位置より前記先端方向側で、かつ、前記縦振動の腹位置とは異なる位置に位置し、
   前記超音波プローブは、前記プローブ本体部の前記先端に設けられ、前記プローブ本体部の前記長手軸に垂直な断面である第１の断面形状の第１の断面積に比べて、前記第１の外表面及び前記第２の外表面を通る前記長手軸に垂直な断面である第２の断面形状の第２の断面積を小さくする断面変化部をさらに備え、
   前記断面変化部での前記第１の断面形状から前記第２の断面形状への変化によって、前記第２の断面形状での断面重心は、前記長手軸よりも前記第２の垂直方向側に連続的に位置する、
   請求項１の超音波プローブ。
3. 前記長手軸に垂直で、かつ、前記第１の垂直方向及び前記第２の垂直方向に垂直な方向を第３の垂直方向及び第４の垂直方向とした場合に、前記第２の断面形状での前記断面重心は、前記第３の垂直方向及び前記第４の垂直方向について前記長手軸と略一致する位置に位置する、請求項２の超音波プローブ。
4. 前記第１の外表面及び前記第２の外表面を通る前記第２の断面形状は、前記プローブ本体部の前記第１の断面形状と比べて、前記長手軸より前記第１の垂直方向側の部位で断面積が減少する、請求項３の超音波プローブ。
5. 前記長手軸を通り、かつ、前記第３の垂直方向及び前記第４の垂直方向に垂直な基準面を規定した場合に、前記第２の断面形状は、前記基準面を中央面として面対称である、請求項４の超音波プローブ。
6. 前記断面変化部は、前記縦振動の前記節位置の１つである断面変化節位置に位置し、
   前記断面変化節位置は、前記長手軸に沿う方向について前記基準腹位置と前記先端処置部の基端との間に位置する、
   請求項２の超音波プローブ。
7. 前記断面変化節位置は、前記縦振動の前記節位置の中で最も前記先端方向側に位置する最先端節位置である、請求項６の超音波プローブ。
8. 前記超音波振動が前記プローブ本体部を介して前記先端処置部に伝達された状態において、前記プローブ湾曲部の湾曲に起因して発生し、振動方向が前記第１の垂直方向及び前記第２の垂直方向に平行な第１の横振動、及び、前記断面変化部での前記第１の断面形状から前記第２の断面形状への変化に起因して発生し、振動方向が前記第１の横振動と同一である第２の横振動が、干渉によって互いに対して打消し合う、請求項２の超音波プローブ。
9. 前記第２の横振動は、前記第１の横振動に対して逆位相である、請求項８の超音波プローブ。
10. 請求項１の前記超音波プローブと、
    前記超音波プローブより基端方向側に設けられ、電流が供給されることにより、前記超音波プローブに伝達される前記超音波振動を発生する振動発生部と、
    を具備する超音波処置装置。
11. 前記超音波振動を発生させる前記電流の前記振動発生部への供給状態、及び、前記先端処置部への高周波電流の供給状態を制御するエネルギー制御部をさらに具備する、請求項１０の超音波処置装置。
12. 前記長手軸に垂直で、かつ、前記第１の垂直方向及び前記第２の垂直方向に垂直な方向を第３の垂直方向及び第４の垂直方向とした場合に、前記超音波プローブの前記先端処置部に対して開閉可能で、開閉方向が前記第３の垂直方向及び前記第４の垂直方向に対して平行であるジョーをさらに具備する、請求項１０の超音波処置装置。
13. 前記超音波振動を発生させる前記電流の前記振動発生部への供給状態、及び、前記先端処置部及び前記ジョーへの高周波電流の供給状態を制御するエネルギー制御部をさらに具備する、請求項１２の超音波処置装置。
14. 前記第１の外表面及び前記第２の外表面のそれぞれは、前記プローブ本体部と前記先端処置部との間で連続する、請求項１の超音波プローブ。

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