JP6003951B2 - 流体噴射部及び医療機器 - Google Patents

Description

本発明は、流体噴射装置、および当該流体噴射装置を備えた医療機器に関する。

流体噴射装置を用いて生体組織の切除・切開・破砕する方法は、熱損傷がなく、血管等の細管組織を温存できるなど手術具として優れた特性を有している。このような流体噴射装置を用いて手術等を行う場合、噴射された液体や切除組織等が術部に溜り視野が確保できないことがある。そのために液体や切除組織を吸引除去するための吸引管を併設するものがある。

このような流体噴射装置の１例としては、高圧流体を噴射する噴射管を、吸引管の吸引流路内に、吸引流路に対して同心となるように配設したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、他の例としては、高圧流体を噴射させる噴射管を、吸引管の内周面に対して偏心させた状態で内挿した流体噴射装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

また、流体室の容積を容積変更手段により急激に変化させ流体を脈流に変換して噴射開口部からパルス状に高速噴射させる流体噴射装置がある（例えば、特許文献３参照）。

特開平１−３１３０４７号公報 特開平６−９０９５７号公報 特開２００８−８２２０２号公報

しかしながら、特許文献１や特許文献２に記載の流体噴射装置では、流体を特許文献３に記載の方法でパルス状に高速噴射した場合、噴射管が振動してしまうという課題があった。具体的には、吸引管の内部に配設されている噴射管は、その根元部分以外に固定支持される部分が無いため、パルス状の高速噴射を行なった場合に、噴射管の先端部分に振動が発生した。その結果、位置精度の良い流体噴射ができなくなるという課題や、噴射管と噴射管を内挿する吸引管とが干渉して振動音が発生するなどの課題があった。これに対して、噴射管を吸引管の内部に支持部材を用いるなどして堅固に支える方法が取られたが、構造が複雑となり、また大きさや重量が増加して操作性が悪化してしまうという課題があった。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例にかかる流体噴射装置は、流体を脈流に変換する脈流発生部と、脈流発生部に流体を供給する流体供給部と、脈流発生部に連通する噴射開口部を有する噴射管と、噴射管を内部に遊挿する吸引管と、吸引管の内周面と噴射管の外周面との間に形成される吸引流路と、噴射開口部に近接する吸引流路の端部に形成される吸引開口部と、吸引開口部から、吸引流路を介して流体を吸引する吸引手段と、を備え、噴射開口部が吸引管の内周部分によって挟持されていることを特徴とする。

本適用例によれば、噴射管の噴射開口部が吸引管の内周部分によって挟持されているため、流体がパルス状に高速噴射された場合であっても、噴射管の先端部が振動しにくくなる。従って、噴射管が吸引管に遊挿される構造の流体噴射装置であっても、簡単な構造で、大きさや重量を増加させることもなく、流体噴射の位置精度が良く、異音が抑制された流体噴射装置を提供することができる。

［適用例２］上記適用例にかかる流体噴射装置において、吸引管の延在方向に対して直交する吸引開口部の断面形状が扁平形状であることを特徴とする。

本適用例によれば、吸引開口部の断面形状が扁平形状になっているため、吸引管の内周部分で噴射管を挟持しながら、扁平に広がる部分によって吸引開口部の開口面積を充分に確保することができる。また、吸引開口部の近傍（噴射管先端部分）が扁平になっているために、狭い術部に容易に差し入れることができる。そのため操作性がより向上する。

［適用例３］上記適用例にかかる流体噴射装置において、吸引管の延在方向に対して直交する吸引開口部の断面形状が略楕円であることを特徴とする。

本適用例によれば、吸引開口部の断面形状が略楕円になっているため、吸引開口部の楕円の短径部分で噴射管を挟持しながら、楕円の長径部分によって吸引開口部の開口面積を充分に確保することができる。また、吸引開口部の近傍が楕円形状により扁平になっているために、狭い術部に容易に差し入れることができる。そのため操作性がより向上する。また、略楕円になっているので、吸引開口部が術部に引っかかりにくく、たとえ術部に当たっても術部を傷つけにくい。

［適用例４］上記適用例にかかる流体噴射装置において、噴射開口部は、吸引開口部の略中央に配置されることを特徴とする。

本適用例によれば、噴射開口部は、吸引管の長径の略中央に配置されているため、噴射開口部の位置を認識しやすく狙いの術部に流体を噴射することが容易となる。

［適用例５］上記適用例にかかる流体噴射装置において、吸引開口部を含む吸引管の先端部分は、吸引管の軸回り方向に回転できるように、吸引管に嵌着されていることを特徴とする。

本適用例によれば、吸引管の先端部分を吸引管の軸回り方向に回転させることができるため、術部の形状に合わせて先端部分の向きを調整することができる。その結果、更に操作性が向上する。

［適用例６］上記に記載の流体噴射装置を備える医療機器。

医療機器として上記の流体噴射装置を用いることにより、手術具としての優れた特性をより効果的なものとして提供することができる。

実施形態１に係る流体噴射装置を示す構成説明図。 （ａ）；第１実施例に係る脈流発生部、噴射管及び吸引管の構成を示す側断面図。（ｂ）；噴射管及び吸引管の先端部構造を示す斜視図。（ｃ）；噴射管及び吸引管先端部分を、先端方向（図示Ｅ方向）から視認した正面図。 （ａ）；第２実施例に係る噴射管及び吸引管の先端部構造を示す斜視図。（ｂ）；（ａ）におけるＡ−Ａ断面図。 （ａ）；第３実施例に係る噴射管及び吸引管先端部分を、先端方向から視認した正面図。（ｂ）；第４実施例に係る噴射管及び吸引管先端部分を、先端方向から視認した正面図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各部材の尺度を実際とは異ならしめている。

（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る流体噴射装置を示す構成説明図である。なお、本実施形態では、医療機器に好適な流体噴射装置として説明するが、切除・切開・剥離・破砕などの機能においては、医療分野での活用に限定するものではない。

図１において、流体噴射装置１は、流体を収容する流体供給容器２と、流体供給部としての供給ポンプ１０と、供給ポンプ１０から供給される流体を脈流に変換させる脈流発生部２０と、脈流発生部２０に連通する噴射管７０と、脈流発生部２０に突設される吸引管８０と、吸引手段としての吸引ポンプ１１と、吸引された排液や切除組織を収容する排液容器３と、から構成されている。脈流発生部２０と供給ポンプ１０と流体供給容器２とは流体供給チューブ４によって接続されている。また、吸引管８０と吸引ポンプ１１と排液容器３とは吸引チューブ５によって接続されている。

なお、脈流発生部としては、圧電素子を用いたピエゾ方式や、バブルジェット（登録商標）方式等、流体を脈流に変換してパルス状に噴射させることが可能な方式であれば適合可能であるが、以下に説明する脈流発生部はピエゾ方式を例示して説明する。また、流体としては、好適な例として生理食塩水を用いている。

噴射管７０は、脈流発生部２０の内部に形成される流体室６０に連通する噴射流路７１を有し、先端部には流路が縮小された噴射開口部７２が開口されている。

噴射管７０は、吸引管８０に遊挿され、噴射開口部７２の近傍で吸引管８０の内周面の一部によって挟持されている。吸引管８０の内周面と噴射管７０の外周面との間に形成される隙間が吸引流路８１であり、吸引流路８１の噴射開口部７２側の端部に吸引開口部８２が設けられている。なお、噴射管７０は、流体噴射時の流体圧力によって変形しない程度の剛性を有し、吸引管８０は、吸引ポンプ１１の負圧に対し変形しない程度に高い剛性を有することが望ましい。

次に、このように構成された流体噴射装置１における流体の流動を簡単に説明する。流体供給容器２に収容された流体は、供給ポンプ１０によって吸引され、一定の圧力で流体供給チューブ４を介して脈流発生部２０に供給される。脈流発生部２０には、流体室６０と、この流体室６０の容積を変化させる容積変更手段としての圧電素子３０とダイアフラム４０と、が備えられており、圧電素子３０を駆動して流体室６０内において脈流を発生させ、噴射流路７１を通って噴射開口部７２から流体をパルス状に高速噴射する。

なお、脈流発生部２０が駆動を停止している場合、つまり、流体室６０の容積を変更させないときには、供給ポンプ１０から一定の圧力で供給された流体は流体室６０を通って、噴射開口部７２から連続流噴射される。

ここで脈流とは、流体の流れる方向が一定で、流体の流量または流速が周期的または不定期な変動を伴った流体の流動を意味する。脈流には、流体の流動と停止とを繰り返す間欠流も含むが、流体の流量または流速が周期的または不定期な変動をしていればよいため、必ずしも間欠流である必要はない。

同様に、流体をパルス状に噴射するとは、噴射する流体の流量または移動速度が周期的または不定期に変動した流体の噴射を意味する。パルス状の噴射の一例として、流体の噴射と非噴射とを繰り返す間欠噴射が挙げられるが、噴射する流体の流量または移動速度が周期的または不定期に変動していればよいため、必ずしも間欠噴射である必要はない。

次に、吸引について説明する。噴射開口部７２から噴射された流体は、術部において排液として滞留する。また、術部には切除された生体組織（以降、切除組織と表す）が存在する。これら排液や切除組織は、吸引ポンプ１１によって吸引開口部８２から吸引され、吸引流路８１及び吸引チューブ５を通って排液容器３に収容される。吸引ポンプ１１の駆動は、脈流発生部２０の駆動に連動させてもよく、定期的に間欠駆動させても、必要性が生じたときに駆動してもよい。

なお、噴射管７０及び吸引管８０の形状及び構造は、いくつか複数通りのものが考えられる。そこで、それらを具体的な実施例として図面を参照して説明する。

（第１実施例）
図２（ａ）は、第１実施例に係る脈流発生部、噴射管及び吸引管を流体の流動方向に沿って切断した面を示す側断面図である。（ｂ）は、噴射管及び吸引管の先端部構造を示す斜視図である。（ｃ）は、噴射管及び吸引管先端部分を、先端方向（図２（ａ）に示すＥ方向）から視認した正面図である。

図２（ａ）に示すように、脈流発生部２０は、供給ポンプ１０から流体供給チューブ４を介して流体室６０に流体を供給する入口流路６１と、流体室６０の容積を変化させる容積変更手段としての圧電素子３０及びダイアフラム４０と、流体室６０に連通する出口流路６２と、を有している。

ダイアフラム４０は、円盤状の金属薄板からなり、下ケース５０と上ケース５２によって密着固定されている。圧電素子３０は、本実施形態では積層型圧電素子を例示しており、両端部の一方が上板３５を介してダイアフラム４０に、他方が底板５１に固着されている。

流体室６０は、上ケース５２のダイアフラム４０に対向する面に形成される凹部とダイアフラム４０とによって形成される空間である。流体室６０の略中央部には出口流路６２が開口されている。

上ケース５２と下ケース５０とは、それぞれ対向する面において接合一体化されている（図２（ａ）ではダイアフラム４０を介在させている）。上ケース５２には、出口流路６２に連通する噴射流路７１を有する噴射管７０が圧入され、噴射管７０の先端部には流路径が縮小された噴射開口部７２が開口されている。なお、噴射開口部７２をノズルで構成してもよい。

また、上ケース５２には、噴射管７０の外套管としての吸引管８０が突設されている。吸引管８０の脈流発生部２０側の基端部付近には管壁を貫通する開口部８３が開口され、吸引チューブ５がこの開口部８３に連通するよう取り付けられている。なお、術者は脈流発生部２０を把持して操作するため、吸引チューブ５の脈流発生部２０付近の延在方向は、流体供給チューブ４と同じ方向にすることで、操作性を向上させることができる。また、噴射管７０および吸引管８０は、直線状に構成しても良いが、図２（ａ）に示すように、把持する術者の手、指により視野を遮ることがないように、噴射管７０および吸引管８０を曲げて、噴射開口部７２付近を見やすい位置にすることが好ましい。

図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、噴射開口部７２の噴射管７０先端部は、扁平な吸引管８０の内周部分によって挟持されている。具体的には、吸引管８０は、吸引開口部８２付近の挟持領域Ｌにおいて、その断面が長径Ｄｈ、短径Ｄｖの略楕円形状となっており、その短径Ｄｖの部分が、噴射管７０の直径両端付近を挟持している。尚、吸引管は略楕円形状によって扁平しているが、扁平の方向はこれにかぎらず、例えば、長径をＤｖ、短径をＤｈとした略楕円形状としても構わない。また、吸引管８０の先端部が略楕円形状になっているが、少なくとも噴射管の噴射開口部近傍が、吸引管の内周部分によって挟持されていればよいので、吸引管８０は先端だけではなく、全体が略楕円形状であっても構わない。

吸引流路８１および吸引開口部８２は、噴射管７０の外周と吸引管８０の内周との隙間部分で形成されるため、図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、挟持領域Ｌにおいては、略楕円筒形状をした吸引管８０の長径Ｄｈが長いほど、吸引流路８１および吸引開口部８２が拡大する。また、吸引管８０の短径Ｄｖの部分が、噴射管７０の直径両端付近を挟持しているため、噴射開口部７２を挟んだ両側に略同じ開口面積の吸引開口部８２が確保される。換言すると、噴射開口部７２は、長径Ｄｈの略中央部に位置している。

吸引管８０による噴射管７０の固定方法には、吸引管８０内周が噴射管７０外周を挟持する部分に、接着剤、ロウ材などの固定手段を用いることができる。また、噴射管７０を遊挿した後に、吸引管８０の挟持領域Ｌの部分が略楕円筒の扁平形状となるように押圧して変形させ、噴射管７０を挟持して固定保持する方法を用いても良い。なお、挟持領域Ｌは、噴射管７０が確実に固定保持される長さであれば良く、従って噴射管７０の先端部分だけであってもよい。

以上述べたように、本実施例に係る流体噴射装置によれば、以下の効果を得ることができる。
噴射開口部７２近傍において、吸引管８０の内部に新たな支持部材を設けることもなく、簡便に噴射管７０を固定保持することができる。また、簡単な構造でありながらも、噴射管７０の直径部分の両端付近が挟持されるため、より堅固に固定保持することができる。

また、噴射開口部７２の近傍で挟持されるため、パルス状の高速噴射を行なった場合であっても、噴射管７０の先端部の振動が抑制される。従って、噴射管７０が吸引管８０に遊挿される構造の流体噴射装置であっても、術部位置に正確に精度良くパルス状の高速な流体噴射を行なうことができる。また、直接吸引管８０の内周が噴射管７０の外周を挟持するため、振動により噴射管７０と吸引管８０とが当たって異常な音が発生することも防止できる。

また、挟持領域Ｌの部分の吸引管８０の断面が略楕円形状になっているため、長径Ｄｈを大きくすることで吸引開口部８２の開口面積を充分に確保しながら、噴射管７０を固定保持することができる。

また、挟持領域Ｌの部分が楕円形状によって扁平になっているために、切開部や剥離部などの狭い術部に容易に差し入れることができる。そのため、手術の際の操作性がより向上する。

また、噴射開口部７２は、吸引管８０の長径Ｄｈの略中央に配置されているため、術者は噴射開口部の位置を認識しやすく狙いの術部に流体を噴射することが容易となる。

よって、本実施例によれば、大きさや重量の増加が無い簡単な構造によって、噴射管の先端部分の振動やこれに伴う異音の発生を抑制することができ、その結果、位置精度の良い流体噴射が可能で操作性の良い流体噴射装置を提供することができる。

（第２実施例）
続いて、第２実施例について図面を参照して説明する。図３（ａ）は、第２実施例に係る噴射管及び吸引管の先端部構造を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。第１実施例では、吸引管８０が一体構造であったのに対して、第２実施例は、吸引管８０の先端部分が別体として形成され、吸引管８０の軸回りに回転させることができるように吸引管８０に嵌着されていることを特徴としている。なお、第１実施例と同一の構成部位については、同一の符号を使用し、重複する説明は省略する。

図３（ａ）に示すように、吸引管８０は、その先端部分８０ｂと、脈流発生部２０から先端部分８０ｂまでの吸引管８０ａで構成されており、先端部分８０ｂは、吸引管８０ａに挿嵌する構成となっている。

先端部分８０ｂは、挟持領域Ｌの部分と、吸引管８０ａに挿嵌し回転摺動するジョイント部８０ｂｊ、および挟持領域Ｌとジョイント部８０ｂｊとの間の略楕円筒の短径Ｄｖが徐々に拡径し略円形となる嵌合部までの部分とから成る。

ジョイント部８０ｂｊは、先端部分８０ｂと吸引管８０ａとの嵌合部分を成す円筒であり、先端部分８０ｂの吸引管８０ａに接する側に延設されている。その外周は、吸引管８０ａの嵌合部の内周に回転摺動するように接している。また、ジョイント部８０ｂｊの延設部分には、ストッパー８０ｂｔと８０ｂｋとを備えている。ストッパー８０ｂｔは、吸引管８０ａに挿嵌した先端部分８０ｂが、吸引ポンプ１１の負圧により吸引管８０ａの内部に入り込まないようにする部分であり、ストッパー８０ｂｋは、吸引管８０ａに挿嵌した先端部分８０ｂが抜け落ちないようにする部分である。吸引管８０ａには、ストッパー８０ｂｋに対応したノッチ８０ａｋが設けられている。

ジョイント部８０ｂｊの外周部分は、吸引管８０ａの内周部分に摺動し、また、挟持領域Ｌの部分では、噴射管７０の外周部分が先端部分８０ｂの内周部分に摺動して、先端部分８０ｂを吸引管８０ａに対して軸回りに回転させることができる。なお、第１実施例では、吸引管８０内周が噴射管７０外周を挟持する部分に、接着剤、ロウ材などの固定手段を用いることができるとして説明したが、本実施例では、この部分の摺動を可能とするため、これらの固定手段は用いていない。

本実施例に係る流体噴射装置によれば、以下の効果を得ることができる。
先端部分８０ｂを吸引管８０ａに対して軸回りに回転させることができるため、術者は、術部の形状に合わせて吸引開口部の向きを調整することができる。具体的には、扁平形状をした先端部分８０ｂを、切開部などの狭い術部の形状に合わせて向きを変えたり、術部の視野を確保し易い方向に扁平な先端部分８０ｂの向きを変えたりすることができる。
その結果、第１実施例で得られる効果に加えて、更に操作性の良い流体噴射装置を提供することができる。

（第３実施例）
続いて、第３実施例について図面を参照して説明する。図４（ａ）は、第３実施例に係る噴射管及び吸引管先端部分を、先端方向（図２（ａ）に示すＥ方向）から視認した正面図である。第１、第２実施例では、吸引管８０は、挟持領域Ｌにおいて、その断面が略楕円形状となっている（図２（ｃ））として説明したが、それぞれの実施例において、図４（ａ）に示す吸引管８０ｖのような形状であっても良い。なお、説明において、上記実施例と同一の構成部位については、同一の符号を使用し、重複する説明は省略する。

吸引管８０ｖは、挟持領域Ｌにおいて、第１、第２実施例で示した略楕円形状の吸引管８０をさらに噴射管７０に対して押圧して扁平にした体を成す形状をしており、噴射管７０の外周の曲率に略沿った面で噴射管７０を挟持している。本実施例では、挟持部（挟持領域Ｌ）における噴射管７０の外周面の約半分を占める部分が吸引管８０ｖの内周によって挟持されている。

よって、本実施例によれば、吸引管８０ｖは、噴射管７０をより堅固に挟持することができる。また、より扁平な形状とすることで、切開部や剥離部などのより狭い術部に容易に差し入れることができ、手術の際の操作性が向上する。

（第４実施例）
続いて、第４実施例について図面を参照して説明する。図４（ｂ）は、第４実施例に係る噴射管及び吸引管先端部分を、先端方向から視認した正面図である。第１、第２実施例で説明した吸引管８０は、挟持領域Ｌにおいて、その断面が図４（ｂ）に示す吸引管８０ｗのような形状であっても良い。なお、説明において、上記実施例と同一の構成部位については、同一の符号を使用し、重複する説明は省略する。

噴射開口部７２近傍の噴射管７０先端部は、扁平な吸引管８０ｗの内周部分によって挟持されている。具体的には、吸引管８０ｗは、挟持領域Ｌにおいて、その断面は略長方形の形状をしており、短辺の長さは、挟持する噴射管７０の外径に略等しい。また、吸引管８０ｗは、２つの長辺の略中央部分で噴射管７０の直径部分を挟持している。なお、略長方形の断面において、その４つの角の部分は、接触する術部を保護するために丸みを持たせることが好ましい。

本実施例によると、吸引開口部８２付近の吸引管８０ｗの幅が、吸引管８０（図２（ｃ））や吸引管８０ｖ（図４（ａ））と同一であっても、吸引開口部８２の開口面積をさらに大きくすることができるため、流体や切除組織をより効率的に吸引除去することができる。

（医療機器）
医療機器としては、前述した流体噴射装置１を活用することにより、手術具としての優れた特性をより効果的なものとして提供することができる。具体的には、流体噴射装置１は、生体組織の切除・切開・破砕などを行なう際に熱損傷がなく、血管等の細管組織を温存できるなど手術具として優れた特性を有している。また、少量の生理食塩水で手術を行なうことができるパルス状の噴射と、噴射管７０の周囲に配置される吸引管８０により、流体や切除組織に視界を妨げられることの少ない良好な視認性を確保することができる。噴射管７０は、吸引管８０の略中央に配置されているため、術者は噴射開口部７２の位置を認識しやすく、狙いの術部に流体を噴射することが容易である。また、パルス状の高速噴射において、噴射開口部７２が挟持されているため、先端部の振動が抑制されており、術部位置に精度良くパルス状の高速な流体噴射を行なうことができる。また振動に伴う異音が発生しないため、術者は手術に集中することができる。

１…流体噴射装置、１０…供給ポンプ、１１…吸引ポンプ、２０…脈流発生部、７０…噴射管、７１…噴射流路、７２…噴射開口部、８０…吸引管、８１…吸引流路、８２…吸引開口部。

Claims (6)

1. 流体を脈流に変換する脈流発生部と連通可能な噴射管と、
   前記噴射管が内部に配置される吸引管と、
   前記吸引管の内周面と前記噴射管の外周面との間に形成され、流体を吸引する吸引手段と連通可能な吸引流路と、を備え、
   前記噴射管は、流体を噴射可能な噴射開口部を先端部に有し、
   前記噴射管の先端部が、前記吸引管の先端部の内周部分によって挟持されている、流体噴射部。
2. 前記吸引管の延在方向に対して直交する前記吸引管の先端部の断面形状が扁平形状である、請求項１に記載の流体噴射部。
3. 前記吸引管の延在方向に対して直交する前記吸引管の先端部の断面形状が略楕円である、請求項１に記載の流体噴射部。
4. 前記吸引管の先端部の内周部分は、前記噴射管の先端部の外周の曲率に沿った内周面を有し、
   前記噴射管の先端部が、前記吸引管の前記噴射管の先端部の外周の曲率に沿った内周面で挟持されている、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の流体噴射部。
5. 前記吸引管は、
   先端部を有する第１部分と、
   前記第１部分と接続された第２部分と、を備え、
   前記第１部分が前記第２部分に対して回転可能である、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の流体噴射部。
6. 流体を脈流に変換する脈流発生部と、
   請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の流体噴射部と、を備える医療機器。

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