JP6036914B2

JP6036914B2 - 流体噴射装置

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Publication number: JP6036914B2
Application number: JP2015092668A
Authority: JP
Inventors: 瀬戸　毅; 毅瀬戸; 高山　和喜; 和喜高山; 敦寛中川; 徹中野; 裕朗山本
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2015-04-30
Filing date: 2015-04-30
Publication date: 2016-11-30
Anticipated expiration: 2031-03-11
Also published as: JP2015171547A

Description

本発明は、流体噴射装置に関する。

流体噴射装置の一例として、ノズルから液体（例えば水）を連続的に高速噴射して、生
体軟組織を切除（切開・剥離：dissect、あるいは破砕：debulk）する液体ジェットメス
が医療に用いられている。この液体ジェットメスを用いる切除方式では、熱損傷がなく、
組織選択性が高いという特徴があり、細血管や神経を温存できる。よって、この方式の治
療は、腹部外科を中心に臨床応用されている。

しかし、上述した液体ジェットメスは、連続流を用いているので、液体の噴射量が多く
、術野外への飛沫の飛散を伴う。このため医療従事者が感染の危険にさらされるおそれが
あり、また、術野内の気泡発生や水分貯留のために視野の確保が難しい。

そこで、連続流ではなく、液体を間欠的に噴射する液体パルスジェットメスが提案され
ている（例えば特許文献１、２参照）。これらの液体パルスジェットメスでは、液体を間
欠的に噴射するので、液体が衝突する部分には瞬間的に衝撃圧が発生する。従って、この
ような液体パルスジェットメスでは少ない流量で、連続流の液体ジェットメスと同等以上
の切除効果を得ることが可能である。なお、特許文献１、２は蒸気泡を発生させることに
よって液体を噴射するものであり、特許文献１では、電極からの放電によって蒸気泡を発
生させており、特許文献２では、レーザーによって蒸気泡を発生させている。

特表２００３−５０００９８号公報特開２００３−１１１７６６号公報

従来の蒸気泡によるパルスジェットの発生手段では、蒸気泡によって押された流体が、
ノズル方向に流れるのみでなく、流体の供給方向にも逆流してしまう。このため、ノズル
から噴射される流体の速度や量が減少する（つまり噴射強度が低下する）という問題点が
あった。
そこで、本発明は、流体の噴射強度の向上を図ることを目的とする。

上記目的を達成するための主たる発明は、
流体を収容する流体室と、
前記流体室に収容された流体を噴射するノズルと、
所定方向において前記流体室と接続し、前記流体室に流体を供給する流体供給路と、
前記流体室内に気泡を発生させる気泡発生部材と、
前記流体室と前記流体供給路とを隔て、かつ、前記気泡発生部材を支持し、かつ、前記
流体室と前記流体供給路とを連通する孔を少なくとも一つ有する隔壁部と、を備え、
前記所定方向と直交する断面における前記孔の総断面積を、前記所定方向における前記
孔の長さで除算した値が、前記断面における前記ノズルの断面積を、前記所定方向におけ
る前記ノズルの長さで除算した値よりも小さいことを特徴とする流体噴射装置である。
本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。

第１実施形態におけるウォータージェットメス１００の構成を示す概略図である。第１実施形態におけるウォータージェットメス１００の先端部分の長手方向の断面構造を示す図である。図２におけるＡ−Ａ断面図である。図４Ａ及び図４Ｂは、ウォータージェットメス１００の動作についての説明図である。孔に液体が流れるときの作用を説明するための図である。第２実施形態におけるウォータージェットメス２００の構成を示す概略図である。第２実施形態におけるウォータージェットメス２００の先端部分の長手方向の断面構造を示す図である。図７におけるＡ−Ａ断面図である。ウォータージェットメス２００を内視鏡に適用した場合を示す概略図である。ウォータージェットメス２００の隔壁部材２４０の変形例の説明図である。ウォータージェットメス２００の保護パイプ２５０の変形例の説明図である。

本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも、以下の事項が明らかとなる。

流体を収容する流体室と、
前記流体室に収容された流体を噴射するノズルと、
所定方向において前記流体室と接続し、前記流体室に流体を供給する流体供給路と、
前記流体室内に気泡を発生させる気泡発生部材と、
前記流体室と前記流体供給路とを隔て、かつ、前記気泡発生部材を支持し、かつ、前記
流体室と前記流体供給路とを連通する孔を少なくとも一つ有する隔壁部と、を備え、
前記所定方向と直交する断面における前記孔の総断面積を、前記所定方向における前記
孔の長さで除算した値が、前記断面における前記ノズルの断面積を、前記所定方向におけ
る前記ノズルの長さで除算した値よりも小さい、ことを特徴とする流体噴射装置。
このような流体噴射装置によれば、所定方向（流体の流れる方向と略平行な方向）と直
交する断面における孔の総断面積を、前記所定方向における孔の長さで除算した値が、前
記断面におけるノズルの断面積を、前記所定方向におけるノズルの長さで除算した値より
も小さくなっているため、気泡が発生したとき孔側よりもノズル側に流体が流れやすくな
る。すなわち、孔には流体が流れ難くい（逆流が起こりにくい）ため、気泡を発生させる
エネルギーをノズルからの流体の噴射に効率的に利用できる。よって、流体の噴射強度の
向上を図ることができる。

かかる流体噴射装置であって、前記気泡発生部材は、流体にレーザーを射出することに
よって気泡を発生させる光ファイバーであり、前記光ファイバーは、レーザーの射出面が
前記流体室内に突出するように前記隔壁部に支持されていることが望ましい。
このような流体噴射装置によれば、レーザーの射出面と隔壁部とを離すことができるた
め、気泡発生時に隔壁部がダメージを受けにくくすることができる。

かかる流体噴射装置であって、前記流体室と前記流体供給路との接続面よりも前記ノズ
ルに近い所定位置から、少なくとも前記隔壁部までの領域を前記レーザーから保護する保
護部を有することが望ましい。
このような流体噴射装置によれば、レーザーが照射される領域を保護部によって保護す
ることができるため、流体室を形成する材料として、レーザーによるダメージを受けやす
いものを使用することができる。

かかる流体噴射装置であって、前記断面における前記ノズルの断面積を、前記所定方向
における前記ノズルの長さで除算した値は、前記断面における前記孔の総断面積を、前記
所定方向における値の定数倍よりも大きく、前記定数は１００以下の値であることが望ま
しい。
このような流体噴射装置によれば、流体供給路の流路抵抗を増加しすぎないようにする
ことができ、安定して流体を流体室に供給できる。

以下の実施形態では、流体噴射装置として、流体の一種である液体（例えば水）を噴射
する液体ジェットメス（以下、ウォータージェットメスともいう）を例に挙げて説明する
。

＝＝＝第１実施形態＝＝＝
＜ウォータージェットメスの構成について＞
図１は、第１実施形態におけるウォータージェットメス１００の構成を示す概略図であ
る。第１実施形態のウォータージェットメス１００は、直接把持して患部の切除を行うも
のである。また、図２は、第１実施形態におけるウォータージェットメス１００の先端部
分の長手方向の断面構造を示す図であり、図３は、図２におけるＡ−Ａ断面図である。

図１に示す本実施形態のウォータージェットメス１００は、Ｙコネクター１１０と、液
体供給パイプ１２０、先端パイプ１３０、隔壁部材１４０を有している。

Ｙコネクター１１０は、内部が空洞の筒体であり、第一管部１１１と、第二管部１１２
と、光ファイバー固定部材１１３と、チューブ固定部材１１４とを有している。
第一管部１１１は、Ｙコネクター１１０の基部を構成する。
第二管部１１２は、第一管部１１１の途中位置から分岐して設けられている。そして、
第二管部１１２の開口には送液ユニット２０から柔軟な接続チューブ２１が接続されてい
る。なお、接続チューブ２１は、チューブ固定部材１１４によって第二管部１１２の開口
に固定されている。これにより、接続チューブ２１内の流路は、Ｙコネクター１１０の内
部の空洞と連通している。そして、Ｙコネクター１１０には、送液ユニット２０から接続
チューブ２１を通して液体（本実施形態では水）が供給される。

また、Ｙコネクター１１０の第一管部１１１の一端側（図の右側）の開口には、例えば
石英系の光ファイバー３１が光ファイバー固定部材１１３を貫通して通されている。なお
、光ファイバー３１と光ファイバー固定部材１１３の間、及び、光ファイバー固定部材１
１３とＹコネクター１１０の間は、それぞれ液体が漏れないように密封されている。光フ
ァイバー３１は、Ｙコネクター１１０の外部に延伸してレーザー源３０と接続されている
。なお、本実施形態では、レーザー源３０としてホルミヤグレーザー（Ho−YAGレーザー
：波長２．１μｍ）のパルス光を供給するものを用いている。

Ｙコネクター１１０の第一管部１１１の他端側（図の左側）には液体供給パイプ１２０
が接続されている。図２に示すように、液体供給パイプ１２０の端部にはフランジ部を持
つ隔壁部材１４０が挿入固定されている。さらに、隔壁部材１４０は、先端パイプ１３０
と接続されている。なお、液体供給パイプ１２０、隔壁部材１４０、先端パイプ１３０は
、それぞれ外周部が溶接されることによって固定されている。

液体供給パイプ１２０は、Ｙコネクター１１０から先端パイプ１３０に液体を供給する
ものであり、内部に液体の流路となる供給流路１２１（流体供給路に相当する）を有して
いる。

隔壁部材１４０（隔壁部に相当する）は、液体供給パイプ１２０と先端パイプ１３０の
間を隔てるように設けられ、その中心には光ファイバー３１が貫通して通されている。そ
して、隔壁部材１４０は、この状態（光ファイバー３１の先端３１Ａが、液体室１３１内
に突出した状態）で、光ファイバー３１を支持している。なお、光ファイバー３１の先端
３１Ａは、パルスレーザーの射出面に相当する。また、隔壁部材１４０において光ファイ
バー３１の外側には、液体供給パイプ１２０の供給流路１２１と、先端パイプ１３０の液
体室１３１（後述する）とを連通するキャピラリー流路１４１（孔に相当する）が設けら
れている。図に示すように、本実施形態では、キャピラリー流路１４１は、光ファイバー
３１の外側（図において光ファイバー３１よりも上側と下側）に２つ設けられている。

先端パイプ１３０は、液体を収容する液体室１３１（流体室に相当する）を有している
。この液体室１３１には、Ｙコネクター１１０から、液体供給パイプ１２０の供給流路１
２１、隔壁部材１４０のキャピラリー流路１４１を介して供給された液体が収容される。
さらに、先端パイプ１３０の端部（先端部）には、液体室１３１に収容された液体を噴射
するノズルＮｚを有するノズル部材１３２が固着されている。

＜ウォータージェットメスの動作について＞
図４Ａ及び図４Ｂは、ウォータージェットメス１００の動作についての説明図である。
以下、図４Ａ及び図４Ｂを参照しつつ、本実施形態におけるウォータージェットメス１０
０の動作について説明する。

まず、送液ユニット２０が液体の送液を開始する。これにより液体は、接続チューブ２
１を経て、Ｙコネクター１１０に圧送される。この送液ユニット２０からの送液により、
図４Ａに示すようにＹコネクター１１０の空洞部分、液体供給パイプ１２０の供給流路１
２１、隔壁部材１４０のキャピラリー流路１４１、先端パイプ１３０の液体室１３１が順
に液体で満たされる。その後、ノズル部材１３２のノズルＮｚから液体が流出し始めるが
、このとき、ノズルＮｚから流れる液体の流量は小さく（例えば０．２ｃｃ／ｓ）、速度
が遅い（例えば１ｍ／ｓ以下）。なお、この流れでは、手術装置として組織を切除するこ
とはできないため、ノズルＮｚから液体が流出していても安全である。

次に、液体室１３１が液体で満たされた状態で、光ファイバー３１の先端３１Ａからパ
ルスレーザーが液体中に射出されると、そのエネルギーは液体に吸収され、図４Ｂに示す
ように、瞬時に液体を気化させる。これにより、光ファイバー３１の先端３１Ａの周りに
蒸気泡が生成される。この蒸気泡の生成によって、液体室１３１の内部圧力は急速に上昇
し、この圧力により押された液体は、パルスジェットとして、一気にノズルＮｚから噴射
される。このときノズルＮｚから噴射されるパルスジェットの噴射速度は１０ｍ／ｓから
８０ｍ／ｓと高速であり、組織の切除能力を有する。

パルスジェット発生後、液体室１３１の一部が空洞になるが、送液ユニット２０からの
送液によって、短時間で液体が液体室１３１に充填される。そして、再び図４Ａの状態に
なり、パルスジェットの噴射が可能になる。

なお、本実施形態では、パルスジェットをレーザーのエネルギーで効率的に発生させる
ために、隔壁部材１４０にキャピラリー流路１４１を設けている。キャピラリー流路１４
１は、蒸気泡の生成時に、液体が液体室１３１から供給流路１２１に逆流するのを抑制し
、ノズルＮｚから噴射されるパルスジェットの噴射強度を強める効果がある。

＜ノズルとキャピラリー流路との関係について＞
次に、ノズルＮｚとキャピラリー流路１４１との関係について説明する。なお、以下の
説明において、供給流路１２１からノズルＮｚへの液体の流れを順方向とし、その方向の
下流側を前方、上流側を後方ともいう。

ノズルＮｚは光ファイバー３１の先端３１Ａよりも前方に設けられた孔であり、キャピ
ラリー流路１４１は、光ファイバー３１の先端３１Ａよりも後方の隔壁部材１４０に設け
られた孔である。そして、液体室１３１に蒸気泡が発生すると、流体室１３１の内部圧力
が高まるため、ノズルＮｚに向けた液体の流れと、キャピラリー流路１４１に向けた液体
の流れが生じる。
そこで、孔に液体が流れるときの作用について考える。

図５は、孔に液体が流れるときの作用を説明するための図である。一定断面積の流路を
考え、その断面積をＳ、長さをＬ、液体の密度をρとする。この流路の両端に差圧ΔＰ（
圧力Ｐ）が生じたとする。圧力Ｐの印加によって、流路内の液体は流れ出す。その流量の
単位時間あたりの変化量をΔＱとする。
流路内の液体の速度変化をΔｕとすると、ΔＱ＝Ｓ・Δｕで表される。
したがって、運動方程式は、
Ｐ・Ｓ＝Ｓ・Ｌ・ρ・Δｕ・・・・・（１）
の関係が成り立つ。よって、
ΔＱ＝（Ｐ・Ｓ）／（Ｌ・ρ）・・・・・（２）
となり、Ｓが小さいほど、またＬが大きいほどΔＱが小さくなる（つまり、液体が流れ難
くなる）。

液体室１３１で蒸気泡が発生した場合に、供給流路１２１への逆流を防ぐには、液体室
１３１よりも上流側（キャピラリー流路１４１）のΔＱが小さく、下流側（ノズルＮｚ）
のΔＱが大きいことが必要となる。ここで、ρおよびＰは双方とも同一なので、式（２）
より、ノズル断面積をＮＳ、長さをＮＬ、キャピラリー長さをＣＬ、キャピラリーの総断
面積（複数の合計）をＣＳとすると、
ＮＳ／ＮＬ＞Ａ×ＣＳ／ＣＬ・・・・・（３）
を満たす必要がある。

なお、ＮＳ及びＣＳは、液体の流れる方向と略平行な方向に直交する断面における断面
積であり、ＮＬ及びＣＬは、液体の流れる方向と略平行な方向における長さである。ここ
で、Ａは係数（定数）であり、本実施形態ではこの係数Ａを少なくとも１以上（望ましく
は５以上）にしている。この場合、キャピラリー流路１４１への流量（逆流）の変化量は
ノズルＮｚへの流量の変化量よりも小さくなる。例えば、係数Ａが５のときには、キャピ
ラリー流路１４１への流量の変化量は、ノズルＮｚへの流量の変化量の１／５になる。こ
のため、蒸気泡が発生することによるエネルギーの大半をジェットの生成に用いることが
できる。これにより、逆流を防止しつつ、ノズルＮｚからの液体の噴射強度を強めること
ができる。

ただし、ノズルＮｚの直径は切除の目的から、０．１ｍｍ〜０．８ｍｍ程度と小さい（
すなわち断面積ＮＳが小さい）。また、ジェットパルスの直進性のために、ノズルＮｚの
長さＮＬは、少なくとも直径の１倍から５倍程度の長さを必要とする（仮に、長さＮＬが
前述した範囲よりも短いと、ノズルＮｚから噴射される液体が直進せず、スプレー状に広
がってしまう）。つまり、式（３）において、ＮＳ／ＮＬは非常に小さい値である。従っ
て、係数Ａの値を大きくしすぎると、ＣＳ／ＣＬがさらに小さい値であることが必要にな
る。すると、キャピラリー流路１４１において、流路抵抗の増加を招くことになり、供給
流路１２１側から液体室１３１に液体が流れ難くなる。その結果、必要な送液を行うため
の送液ユニット２０の負荷が大きくなる。このような理由のため、係数Ａは１００以下で
あることが望ましい。

＜ノズル−光ファイバー先端間距離ＳＤについて＞
次に、ノズルＮｚと光ファイバー３１の先端３１Ａとの間の距離ＳＤ（図２参照）につ
いて考察する。液体室１３１内部に発生した蒸気泡がノズルＮｚから外部に出ると、ジェ
ットの発生が不安定になる。場合によっては、高エネルギーのパルスレーザー光がノズル
Ｎｚから出ることになり危険である。このため、光ファイバー３１の先端３１Ａからノズ
ルＮｚまでの距離ＳＤは、液体室１３１内の液体によってレーザー光を吸収するための十
分な長さを確保することが必要である。具体的には、距離ＳＤは５ｍｍ以上であることが
望ましい。ただし、距離ＳＤが長くなりすぎると、先端パイプ１３０内（液体室１３１内
）部でエネルギーの減衰が生じる。このため、距離ＳＤは２００ｍｍ以下が望ましい。

＜隔壁−光ファイバー先端間距離ＦＤについて＞
次に、隔壁部材１４０と光ファイバー３１の先端３１Ａとの間の距離ＦＤ（図２参照）
について考察する。光ファイバー３１の先端３１Ａで発生する蒸気泡は、先端３１Ａの前
方のみでなく後方にも広がる。このため距離ＦＤが小さいと、先端３１Ａからパルスレー
ザーを射出する時に隔壁部材１４０にダメージを与えてしまう。そこで、パルスレーザー
射出時に隔壁部材１４０にダメージを与えないようにするため、光ファイバー３１の先端
３１Ａは、隔壁部材１４０よりも０．５ｍｍ以上突出させることが望ましい。つまり、隔
壁部材１４０と光ファイバー３１の先端３１Ａとの間の距離ＦＤは０．５ｍｍ以上である
ことが望ましい。ただし、距離ＦＤが長すぎる場合は、蒸気泡発生時に光ファイバー３１
の先端３１Ａが振動するため、距離ＦＤは５ｍｍ以下であることが望ましい。

以上説明したように、本実施形態のウォータージェットメス１００は、液体（水）を収
容する液体室１３１と、液体室１３１に収容された液体を噴射するノズルＮｚと、液体室
１３１に液体を供給する供給流路１２１と、液体の気泡を発生させる光ファイバー３１と
、液体室１３１と供給流路１２１とを隔てる隔壁部材１４０を備えている。また、隔壁部
材１４０は、液体室１３１で蒸気泡が発生するように光ファイバー３１を支持するととも
に、液体室１３１と供給流路１２１とを連通するキャピラリー流路１４１を２つ有してい
る。そして、このような、構成において、２つのキャピラリー流路１４１の総断面積ＣＳ
をキャピラリー流路１４１の長さＣＬで除算した値が、ノズルＮｚの断面積ＮＳをノズル
Ｎｚの長さＮＬで除算した値よりも小さくなるようにしている。こうすることで、液体の
逆流が起こりにくくなり、蒸気泡が発生する際のエネルギーの大半をジェットの生成に用
いることができる。よって、ノズルＮｚからの液体の噴射強度の向上を図ることができる
。また、同等の噴射強度を得るためのレーザーのエネルギーを小さくすることができる。

＝＝＝第２実施形態＝＝＝
図６は、第２実施形態におけるウォータージェットメス２００の構成を示す概略図であ
る。なお、図６において、第１実施形態（図１）と同一構成の部分には同一符号を付し、
説明を省略する。

第２実施形態のウォータージェットメス２００は、内視鏡を含み生体の治療や手術に用
いられる内視鏡ユニットに備えられ、生体（人間、動物等）の体内に挿入して、内視鏡手
術に用いることを前提とした流体噴射装置である。生体の体内に挿入するために、第２実
施形態のウォータージェットメス２００は、第１実施形態の液体供給パイプ１２０と先端
パイプ１３０に代えて、柔軟な液体供給チューブ２２０と先端チューブ２３０を用いてい
る。

図７は、第２実施形態におけるウォータージェットメス２００の先端部分の長手方向の
断面構造を示す図であり、図８は、図７におけるＡ−Ａ断面図である。第２実施形態の、
ウォータージェットメス２００は、液体供給チューブ２２０、先端チューブ２３０、隔壁
部材２４０、保護パイプ２５０を有している。

液体供給チューブ２２０は、Ｙコネクター１１０側から先端チューブ２３０側に液体を
供給するものであり、内部に液体の流路となる供給流路２２１を有している。

隔壁部材２４０は、液体供給チューブ２２０と先端チューブ２３０の間を隔てるように
設けられ、その中心には光ファイバー３１が貫通して通されている。そして、隔壁部材２
４０は、この状態（光ファイバー３１の先端３１Ａが、先端チューブ２３０側に突出した
状態）で、光ファイバー３１を支持している。また、隔壁部材２４０において光ファイバ
ー３１の外側には、液体供給チューブ２２０の供給流路２２１と、先端チューブ２３０の
液体室２３１とを連通するキャピラリー流路２４１が設けられている。図に示すように、
本実施形態では、隔壁部材２４０において、光ファイバー３１の外側にキャピラリー流路
２４１が２つ設けられている。

先端チューブ２３０は、液体を収容する液体室２３１を有している。この液体室２３１
には、Ｙコネクター１１０から、液体供給チューブ２２０の供給流路２２１、隔壁部材２
４０のキャピラリー流路２４１を介して液体が供給される。さらに、先端チューブ２３０
の端部（先端部）には、液体室２３１に収容された液体を噴射するノズルＮｚが設けられ
ている。

液体供給チューブ２２０と先端チューブ２３０は、双方に保護パイプ２５０が挿入され
熱融着で接続されている。双方のチューブにおいて保護パイプ２５０の形成部分は、後述
する内視鏡の鉗子口４３へウォータージェットメス２００を入れる時に障害とならないよ
う、保護パイプ２５０の外径に合わせて薄く形成されていることが望ましい。

保護パイプ２５０は、樹脂で形成された先端チューブ２３０及び液体供給チューブ２２
０をパルスレーザーから保護するためのものである。第２実施形態では、この保護パイプ
２５０を設けているので、液体室２３１（すなわち先端チューブ２３０）を形成する材料
として樹脂を用いることができる。保護パイプ２５０内には、隔壁部材２４０が圧入され
て、固定されている。なお、第２実施形態における隔壁部材２４０も、第１実施形態の隔
壁部材１４０と同様に、中心で光ファイバー３１を支持している。また、隔壁部材２４０
において光ファイバー３１の外側には、液体供給チューブ２２０の供給流路２２１と、先
端チューブ２３０の液体室２３１とを連通するキャピラリー流路２４１が設けられている
。本実施形態において、保護パイプ２５０と隔壁部材２４０は、金属もしくはセラミック
等の耐熱性の高い材料で製作されている。

なお、第２実施形態のウォータージェットメス２００の動作（液体噴射の動作）につい
ては第１実施形態と同様である。よって説明を省略する。

図９は、第２実施形態のウォータージェットメス２００を内視鏡に適用した場合の一例
を示す概略図である。

内視鏡は操作部（不図示）と、挿入部（不図示）と、先端部４０を有して構成される。
操作部は、内視鏡の操作者が把持し、操作を行う部分である。挿入部は、操作部から延出
して体内に挿入される部分であり、可塑性があり受動的に屈曲する。先端部４０は、挿入
部の先端に設けられ、操作部からその屈曲を遠隔的に操作できるようになっている。

また、図９に示すように、内視鏡の先端部４０には、撮像素子４１と、照射部４２と、
鉗子口４３が設けられている。
撮像素子４１は、臓器の状態を、例えばカラー映像で撮像するためのものである。
照射部４２は、光源（不図示）からの光で、体内を照らし、検査や治療をスムーズに行
えるようにするものである。
鉗子口４３は、組織採取や処置、異物回収などに用いる処置具を通すための開口である
。本実施形態では、鉗子口４３にウォータージェットメス２００を通している。

なお、前述したように先端部４０は、操作部からの操作によって屈曲できるようになっ
ている。それらの屈曲の妨げにならないように（先端部４０内で屈曲できるように）、ウ
ォータージェットメス２００で用いられる液体供給チューブ２２０と先端チューブ２３０
は柔軟な樹脂で構成されている。

内視鏡においては、先端部４０の曲率が大きくなるので、保護パイプ２５０は、内視鏡
の挿入部（すなわち先端部４０よりも奥側）に位置することが望ましい。さらに挿入部も
屈曲するので、図７における保護パイプ２５０の長さＰＬは、なるべく短いほうが望まし
く、その長さは２０ｍｍ以下（望ましくは１０ｍｍ以下）である。

一方、保護パイプ２５０は、樹脂で形成された先端チューブ２３０及び液体供給チュー
ブ２２０をパルスレーザーから保護する目的で設けてある。このため、保護距離ＧＤは少
なくとも２ｍｍ（望ましくは５ｍｍ）必要である。

なお、ノズルＮｚとキャピラリー流路２４１との関係（すなわちＮＳ／ＮＬとＣＳ／Ｃ
Ｌの関係）、及び、距離ＦＤの長さの範囲については、第１実施形態と同様である。

以上、説明したように、第２実施形態のウォータージェットメス２００は、内視鏡に適
用することができる。また、第２実施形態のウォータージェットメス２００は、第１実施
形態と同様に、蒸気泡が発生する際のエネルギーの大半をジェットの生成に用いることが
できる。すなわち、逆流を防止でき、ノズルＮｚからの液体の噴射強度の向上を図ること
ができる。これにより、血管を温存し、病変部を切除する等の内視鏡手術が実現できる。

＜第２実施形態の変形例＞
図１０Ａ、図１０Ｂは、第２実施形態のウォータージェットメス２００の隔壁部材２４
０の変形例の説明図である。

図１０Ａでは、隔壁部材２４０を、外周の一部分（上端、下端）を直線的に切り落とし
た形状にしている。そして、その隔壁部材２４０と保護パイプ２５０との間にキャピラリ
ー流路２４１が形成されている。このため、図１０Ａに示す変形例のキャピラリー流路２
４１は、断面が円ではなく円弧状である。

図１０Ｂの場合も同様に、隔壁部材２４０を、外周の一部分（上端、下端）を矩形状に
切り落とした形状にしている。このため、図１０Ｂに示す変形例のキャピラリー流路２４
１はその隔壁部材２４０と保護パイプ２５０との間に略四角形に形成されている。

これらの変形例においても、前述の実施形態と同様に、キャピラリー流路２４１の総断
面積（ＣＳ）と長さ（ＣＬ）の関係が、前述した式（３）を満たすようにすればよい。こ
うすることで、液体の噴射強度の向上を図ることができる。

この変形例のように、隔壁部材２４０の外周と保護パイプ２５０の間にキャピラリー流
路２４１を形成すると、前述の実施形態のように隔壁部材２４０に穿孔して形成する場合
と比べて製造の簡易化が可能である。

また、図１１は、第２実施形態のウォータージェットメス２００の保護パイプ２５０の
変形例の説明図である。

この変形例では、図７の場合よりも、保護パイプ２５０の長さ（ＰＬ）が短くなってい
る。なお、保護パイプ２５０は、隔壁部材２４０の前方側（流路の下流側）の端面（液体
室２３１と供給流路２２１との接続面）よりもノズルＮｚに近い位置から、少なくとも隔
壁部材２４０までの領域に設けられていれば良い。これにより、先端チューブ２３０及び
液体供給チューブ２２０をパルスレーザーから保護することができる。

また、図１１に示す変形例では、先端チューブ２３０と液体供給チューブ２２０との境
界が図７の場合と異なっている。より具体的には、先端チューブ２３０の液体供給チュー
ブ２２０との境界が隔壁部材２４０の端部の位置と異なっている。このように、先端チュ
ーブ２３０の液体供給チューブ２２０との境界が隔壁部材２４０の端部の位置と異なって
いても良い。

また、保護パイプ２５０と隔壁部材２４０とが一体に形成されていてもよい。さらに、
本実施形態では隔壁部材２４０にキャピラリー流路２４１を設けていたが、これには限ら
れず、例えば保護パイプ２５０にキャピラリー流路を設けるようにしてもよい。

＝＝＝その他の実施形態＝＝＝
上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解
釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得
ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは言うまでもない。

＜流体噴射装置について＞
前述した実施形態では、ウォ−タージェットメスを例に挙げて説明していたが、これに
は限られず他の流体噴射装置にも適用することが可能である。

＜流体について＞
前述した実施形態では、流体として水を用いていたがこれには限られず、生理的食塩水
を用いても良い。また、血液などの他の液体や、水蒸気や窒素などの気体を用いても良い
。この場合、レーザーとして、流体の種類に応じた吸収バンドを有するものを用いるよう
にすればよい。

＜光ファイバーについて＞
前述した実施形態では、光ファイバー３１を用いて蒸気泡を発生させていたがこれには
限られない。例えば電極からの放電を用いて蒸気泡を発生させても良い。また、例えばヒ
ーターを用いて蒸気泡を発生させても良い。

２０送液ユニット、２１接続チューブ、３０レーザー源、３１光ファイバー、
４０先端部、４１撮像素子、４２照射部、４３鉗子口、１００ウォータージェ
ットメス、１１０Ｙコネクター、１１１第一管部、１１２第二管部、１１３光フ
ァイバー固定部材、１１４チューブ固定部材、１２０液体供給パイプ、１２１供給
流路、１３０先端パイプ、１３１液体室、１３２ノズル部材、１４０隔壁部材、
１４１キャピラリー流路、２００ウォータージェットメス、２２０液体供給チュー
ブ、２３０先端チューブ。

Claims

流体を収容する流体室と、
前記流体室に収容された流体を噴射するノズルと、
前記流体室と接続し、前記流体室に流体を供給する流体供給路と、
前記流体室内に気泡を発生させる気泡発生部材と、
前記流体室と前記流体供給路とを隔てる隔壁部と、
前記流体室内に設けられた保護パイプと、を備え、
前記隔壁部は、前記流体室と前記流体供給路とを連通させる連通部を有し、
前記気泡発生部材は、レーザー光を射出する光ファイバーを有し、
前記光ファイバーは、先端が前記流体室内に突出するように前記隔壁部に支持されており、
前記隔壁部と前記先端との間の距離が、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、
前記流体が流れる方向と直交する断面における前記連通部の総断面積を、前記流体が流れる方向における前記連通部の長さで除算した値が、前記断面における前記ノズルの断面積を、前記流体が流れる方向における前記ノズルの長さで除算した値よりも小さい、
ことを特徴とする流体噴射装置。
請求項１に記載の流体噴射装置であって、
前記流体供給路を有する第１チューブと、
前記流体室を有する第２チューブと、を備え、
前記第１チューブ及び前記第２チューブが樹脂で形成されており、
前記保護パイプが金属又はセラミックで形成されている、流体噴射装置。
請求項２に記載の流体噴射装置であって、
前記流体が流れる方向における、前記隔壁部の下流側の端部の位置と、前記第１チューブ及び第２チューブの境界部分の位置と、が異なる、
ことを特徴とする流体噴射装置。
請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の流体噴射装置であって、
前記隔壁部は、前記光ファイバーが挿入される貫通孔を有し、
前記隔壁部において前記貫通孔と前記連通部とが離間している、
ことを特徴とする流体噴射装置。