JP7205052B2 - 超音波手術用チップ - Google Patents

Description

本開示は、白内障等によって白濁した水晶体核を破砕乳化する際に使用される超音波手術用チップに関する。

特許文献１には、ハンドピースに取り付けられることにより、長手方向及び／または横方向（ねじれ方向）に振動可能な切断チップが開示されている。

特許第５６２４１３４号公報

特許文献１の切断チップにて例示されるようなねじれ振動を行うチップにおいて、チップの一部又は全体がねじれ振動によって発熱することがあった。チップは治療対象組織のみならず、チップ外周にあるスリーブを介して、他の眼組織（角膜，虹彩等）にも接触する可能性がある。この発熱が大きくなるほど、チップに接触する他の眼組織への負担になる恐れがあった。

そこで、本開示は上記した問題点を解決するためになされたものであり、ねじれ振動時のチップの発熱を抑制した超音波手術用チップを提供することを目的とする。

（１） 眼組織を破砕する超音波手術用チップであって、
回転軸を中心軸として筒状に形成され、振動子により前記回転軸を中心にして所定角度の範囲内を往復するように回転する軸部と、
前記軸部に対して前記回転軸と交差する傾斜軸の方向に折り曲げられ、前記傾斜軸を中心軸として前記軸部の先端に接続される筒状の破砕部であって、前記回転軸と前記傾斜軸とがなす角度が２０～３０°の範囲となるように軸部に対して折り曲げられた破砕部と、
前記破砕部の先端に形成される破砕端と、を備え、
前記破砕端の少なくとも一部は、前記折り曲げ途中又は前記折り曲げ直後に形成されており、
前記破砕端は、傾斜軸に直交する面に対して前記回転軸の先端方向に傾斜した傾斜面上に形成されており、
前記傾斜面は、前記回転軸に直交する面に対して前記回転軸の基端方向に１５～３０°の範囲で傾斜しており、
前記破砕部の先端には前記眼組織を吸引するための吸引孔が形成されており、
破砕した前記眼組織が前記破砕部内で詰まり難くするために前記回転軸は前記吸引孔を貫通する、
ことを特徴とする。

本開示の超音波手術用チップによれば、ねじれ振動時の眼組織のチップの発熱を抑制できる。

本実施形態のＵＳハンドピースの左側面図（一部断面図）である。 本実施形態のチップの左側面図である。 本実施形態のチップの平面図である。 本実施形態のチップの正面図である。 本実施形態のチップの先端付近の断面図である。 ねじれ振動時に受ける水圧の説明図である。 変容例のチップの図であり、先端付近の左側面図である。

本開示の典型的な実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態のＵＳハンドピース１は、白内障によって白濁した水晶体核を超音波振動により破砕乳化し、破砕乳化した水晶体核を吸引して除去する手術器具である。図１に示すように、本実施形態のＵＳハンドピース１は、ＵＳハンドピース本体１１とスリーブ１２を有する。

本実施形態のＵＳハンドピース本体１１は、ホーン２１、チップ２２（超音波手術用チップ）、及び吸引通路２３を備えている。ホーン２１は、振動子（不図示）で発生した超音波振動を増幅する。

本実施形態のチップ２２は筒状（例えば、円筒状）に形成され、ホーン２１の先端に固定されている。なお本実施形態のチップ２２は、ホーン２１に対して着脱可能である。チップ２２は、水晶体核（「眼組織」の一例）を破砕乳化するものであり、例えばチタン合金により形成されている。本実施形態のチップ２２は、吸引孔３１と吸引通路３２を備えている。本実施形態の吸引孔３１はチップ２２の先端（眼組織を吸引する側の端部）に形成されており、吸引通路３２に連通している。吸引孔３１は一例として、破砕乳化した水晶体核と、スリーブ１２に設けられる流出孔（不図示）から眼内に供給された灌流液（例えば、生理食塩水）とを吸引できる。本実施形態の吸引通路３２は、吸引通路２３（図１参照）に連通している。チップ２２については、さらに後述する。

本実施形態の吸引通路２３は、ホーン２１及び振動子等に形成されている。本実施形態の吸引通路２３は、一方の端部がチップ２２の吸引通路３２に連通し、他方の端部が吸引装置（不図示）に連通している。本実施形態では吸引通路３２の基端と吸引通路２３の先端が接続され、吸引流路が形成される。

本実施形態のスリーブ１２は、筒状（例えば、円筒状）に形成され、ＵＳハンドピース本体１１に固定されている。なお本実施形態のスリーブ１２は、ＵＳハンドピース本体１１に対して着脱可能である。本実施形態のスリーブ１２は軟性を有し、シリコン樹脂等の材質で形成されている。本実施形態のスリーブ１２は、チップ２２の先端を突出（露出）させた状態でチップ２２を被覆している。

一例として、以上のような構成のＵＳハンドピース１は、ＵＳハンドピース１に接続された機器の駆動信号にて振動子が駆動される。振動子は駆動信号に基づく超音波振動を発生し、チップ２２を振動させる。チップ２２が眼内に差し込まれた状態では、ＵＳハンドピース１は、振動するチップ２２の先端で水晶体核に衝撃を加え、水晶体核を破砕乳化できる。本実施形態のＵＳハンドピース１は更に、破砕乳化した水晶体核と、スリーブ１２に設けられる流出孔から眼内に供給する灌流液とを、チップ２２の先端の吸引孔３１から吸引できる。つまり本実施形態のＵＳハンドピース１は、水晶体核と灌流液を体外に排出できる。水晶体核と灌流液は、吸引装置により吸引通路３２と吸引通路２３を介して吸引される。このように、本実施形態のＵＳハンドピース１は、水晶体核を超音波振動により破砕乳化できる。また本実施形態のＵＳハンドピース１は、破砕乳化した水晶体核を吸引して除去できる。

次に、図２～６を用いて、本実施形態のチップ２２を更に説明する。本実施形態のチップ２２は、軸部４１と破砕部４２を備える。

本実施形態の軸部４１は、回転軸Ｒ（仮想軸）を中心軸として円筒状に形成される中空の細管である。つまり本実施形態の軸部４１の断面形状は、回転軸Ｒに対して対称である。これにより、軸部４１は、チップ２２がねじれ振動しても水圧を受け難い。軸部４１の一端（先端側）には、破砕部４２が接続されている。詳細は後述するが、本実施形態の破砕部４２の断面形状は、回転軸Ｒに対して非対称である。これにより軸部４１は、チップ２２がねじれ振動すると水圧を受け易い。

軸部４１の他端（基端側）には、ホーン２１（図１参照）が接続されている。本実施形態の軸部４１は、図４の矢印Ａに示されるように、振動子により回転軸Ｒを中心にして所定角度の範囲内を往復するように回転（ねじれ振動）する。詳細には、本実施形態のチップの基端（軸部４１の基端）は２°回転し、チップ２２の先端（破砕部４２の先端）は１４°回転（振れ幅０．２ｍｍ）する。つまり、チップの基端と先端の間でもねじれが生じる。本実施形態の軸部４１は３０ｋＨｚで往復回転する。なお、軸部４１は、振動子により、回転軸Ｒ方向に沿って直進するように振動可能であるとしてもよい。

本実施形態の破砕部４２は、回転軸Ｒに対して傾斜する傾斜軸Ｉ（仮想軸）を中心軸として、円筒状に形成される中空の細管である。本実施形態の破砕部４２を傾斜軸Ｉの先端側から見ると、破砕部４２の先端に形成されている破砕端４２ａの輪郭形状は円形である。なお、図２に示すように互いに直交するＸＹＺ軸を定義する場合、回転軸ＲがＸ軸方向に沿って形成されているとしたときに、傾斜軸ＩはＸＺ軸面において回転軸Ｒに対してＺ軸方向側に傾斜するように形成されている。本実施形態の破砕部４２の一端（先端側）には、水晶体核に接触するための破砕端４２ａが形成されている。一方、破砕部４２の他端（基端側）には、軸部４１が接続されている。なお、破砕部４２と軸部４１は滑らかな形状（曲面）で接続されている。本実施形態の破砕部４２は傾斜軸Ｉと平行に伸びる筒状部と、筒状部と軸部４１をつなぐ所定方向に湾曲した折り曲げ部を有する。折り曲げ部の横断面形状は円形である。

以上のような軸部４１と破砕部４２を有するチップ２２において、軸部４１は、振動子により、図４の矢印Ａに示されるように回転軸Ｒを中心にして所定角度の範囲内で往復するように回転する。すると、これにより、破砕部４２の破砕端４２ａは、当該破砕端４２ａの径方向（図２や図４に示すＹ軸方向）について、所定角度（本実施形態では１４°（振れ幅０．２ｍｍ））の範囲内で往復するように回転（ねじれ振動）する。本実施形態のチップ２２の先端ＰＡ（図４参照）は、回転軸Ｒの周方向へと２００μｍの範囲内でねじれ振動する。先端ＰＡは、チップ２２の最先端（回転軸Ｒの先端方向）であり、また、回転軸Ｒから最も離れた破砕端４２ａの部位である。このようにして、本実施形態のチップ２２は、ねじれ振動（トーショナル・バイブレーション）を行うことができる。

図５，６を更に併用して、本実施形態のチップ２２をより詳細に説明する。本実施形態のチップ２２の全長ＬＡ（図２参照）は２５ｍｍである。本実施形態の軸部４１の外径ＴＨは０．８ｍｍである。本実施形態では、筒状の軸部４１と筒状の破砕部４２とが接続されて吸引通路３２が形成されている。本実施形態の吸引通路３２の通路径ＤＰ（図５参照）は０．６ｍｍである。本実施形態では破砕端４２ａの基端から軸部４１の基端まで、吸引通路３２の横断面面積と横断面形状が一定である。本実施形態では破砕部４２の長さＬＢ（回転軸Ｒと平行な方向）は１．１ｍｍである。破砕部４２の長さＬＢは、チップ２２の全長ＬＡの１０％以下が好ましく、本実施形態ではより好ましい５％以下としている。なお、前述したチップ２２の形状は一例である。

本実施形態のチップ２２を換言するなら、チップ２２の基端から先端まで筒状に形成されており、その先端部分が、回転軸Ｒに対して傾斜する傾斜軸Ｉの方向に折り曲げられている。つまり、本実施形態のチップ２２は筒状部材の先端部分を折り曲げて破砕部４２を形成している。本実施形態のチップ２２は筒状部材の先端を折り曲げて成形されており、例えば、チップ２２の製造が容易である。折り曲げ部（湾曲部）は破砕部４２の基端に配置されている。折り曲げ部は回転軸Ｒに沿って伸びる筒状部材（軸部４１）と傾斜軸Ｉに沿って伸びる筒状部材（破砕部４２の讃嘆側）を滑らかに接続する湾曲形状の筒状領域である。なお本実施形態のチップ２２は折り曲げ直後に吸引孔３１の少なくとも一部が形成されている。また破砕部４２と軸部４１とは滑らかに接続されている。なお本実施形態では折り曲げ箇所及び折り曲げ箇所の前後で、吸引通路３２の横断面面積と横断面形状が一定である。本実施形態のチップ２２は、例えば、破砕端４２ａで破砕乳化した水晶体核が、破砕部４２に詰まり難い。なぜなら、例えば、曲げが破砕部４２（破砕端４２ａ）に近く、曲げによる流れ（吸引）の影響を小さく出来るためである。

回転軸Ｒと傾斜軸Ｉとがなす角度Ｂ（図５参照）は２０～３０°の範囲内が好ましい。本実施形態の角度Ｂは２５°である。一例として、角度Ｂを小さくするほど長さＬＢ（図２参照）が長くなり易く、ねじれ振動中に水圧を受け易い。なお長さＬＢを維持したまま角度Ｂを小さくすると、ねじれ振動時に水圧を受け難いが、ねじれ振幅自体が減少してしまい易い。一方、角度Ｂを大きくするほど長さＬＢを短くし易いが、角度Ｅが鋭角になり易い。角度Ｅが鋭角になるほど、破砕部４２を眼に挿入する際に、眼組織に負担をかける恐れが増し易い。

本実施形態では破砕部４２の先端に、破砕端４２ａが形成されている。破砕端４２ａは傾斜軸Ｉと交差する傾斜面４４上に形成されている。本実施形態では破砕端４２ａの少なくとも一部が、チップ２２の折り曲げ直後に形成されている。詳細には、破砕端４２ａの基端部位ＰＢは、折り曲げ終端である終端部位ＰＣよりも回転軸Ｒの先端側に設けられている（図５参照）。本実施形態では回転軸Ｒと平行な方向において、終端部位ＰＣから基端部位ＰＢまでの長さＬＤは、折り曲げ開始部位である開始部位ＰＤから終端部位ＰＣまでの長さＬＣよりも短い。このように、本実施形態では折り曲げ直後に破砕端４２ａの少なくとも一部が形成されている。

なお、基端部位ＰＢが折り曲げ途中に形成されていてもよい。図７は変容例のチップ２２であり、終端部位ＰＣ（折り曲げ終端）よりも回転軸Ｒの基端側に基端部位ＰＢ’（破砕端４２ａの少なくとも一部）が形成されている。なお図７では変容例のチップ２２の形状を実線で示し、本実施形態のチップ２２の形状を点線で示している。基端部位ＰＢ’を折り曲げ途中に形成することで、例えば、ねじれ振動中に受ける水圧をより低減し易い。また、破砕乳化した水晶体核が破砕部４２でより詰まり難くなり易い。

このように、基端部位（ＰＢ又はＰＢ’）を折り曲げ直後又は折り曲げ途中に形成することで、例えば、ねじれ振動時の水圧の影響を抑制しつつ、水晶体核を効率よく破砕乳化し易い。つまり基端部位ＰＢを折り曲げ直後又は折り曲げ途中に形成することで、ねじれ振動時の水圧の影響を抑制でき、チップ２２の意図せぬ変形を抑制できる。従って、チップ２２の発熱を抑制し易い。

引続き本実施形態のチップ２２の形状をより詳細に説明する。本実施形態の傾斜面４４は、傾斜軸Ｉに直交する面に対して回転軸Ｒの先端方向（図５では紙面右側）に傾斜している。換言するなら、本実施形態の傾斜面４４は、回転軸Ｒに直交する面に対して回転軸Ｒの基端方向（図５では紙面左側）に角度Ｄで傾斜している。なお本実施形態では、傾斜軸Ｉに平行な線分と傾斜面４４とがなす角度を角度Ｅとする。前述した角度Ｄを大きくするほど角度Ｅが鋭角になり易く、ねじれ振動中に水晶体核を破砕し易くなる。しかし角度Ｅが鋭角になるほど、患者眼の角膜に形成された切開創にチップ２２を挿入する際に、患者眼の角膜を傷付け易い恐れがある。角度Ｄは０～３０°の範囲内が好ましく、本実施形態では１５°である。また、角度Ｅは４５～５５°の範囲内が好ましく、本実施形態では５０°である。

次いで図６を用いて、破砕部４２が受ける水圧を説明する。なお図６では、本実施形態の破砕部４２を点線で示し、比較用の破砕部１４２を実線で示している。比較用の破砕部１４２は、本実施形態の破砕部４２を回転軸Ｒの先端方向に引き伸ばした形状と言える。比較用の破砕部１４２の長さＬＥは、本実施形態の破砕部４２の長さＬＢの２倍である。比較用の破砕部１４２の傾斜軸Ｊと回転軸Ｒとがなす角度は、本実施形態の傾斜軸Ｉ（図５参照）と回転軸Ｒとがなす角度よりも小さい。なお、本実施形態の先端ＰＡと比較用の破砕部１４２先端ＰＡ’とは、回転軸Ｒからの距離Ｈが同じである。

チップ２２がねじれ振動すると、回転軸Ｒに対して非対称な形状である破砕部（４２，１４２）は、ねじれ振動中に水圧の影響を受け易い。図６では、比較用の破砕部１４２にて、水圧の影響を受け易いチップ２２の領域ＳＢをハッチングで示している。本実施形態の破砕部４２の領域ＳＡの面積は、領域ＳＢの面積よりも小さい。なお領域ＳＡは領域ＳＢに対応する。本実施形態の破砕部４２は、比較用の破砕部１４２よりも、ねじれ振動中に水圧を受け難い。つまり本実施形態のチップ２２は、ねじれ振動中に受ける水圧が抑制されており、ねじれ振動中のチップ２２の意図せぬ変形又は振動が抑制されている。したがって本実施形態のチップ２２は、チップ２２の一部又は全体の発熱が抑制されている。

以上説明したように、眼組織を破砕する本開示のチップ２２は、回転軸Ｒを中心軸として筒状に形成される軸部４１と、軸部４１に対して回転軸Ｒと交差する傾斜軸Ｉの方向に折り曲げられ、軸部４１の先端に接続される筒状の破砕部４２と、破砕部４２の先端に形成される破砕端４２ａとを備える。破砕端４２ａの少なくとも一部は、折り曲げ途中又は折り曲げ直後に形成されている。これにより、例えば、ねじれ振動中に受ける水圧が低減し、ねじれ振動時のチップ２２の発熱が抑制される。

また本実施形態のチップ２２にて、破砕端４２ａは、傾斜軸Ｉに直交する面に対して回転軸Ｒの先端方向に傾斜した傾斜面４４上に形成されている。これにより、破砕端４２ａが傾斜面４４上に形成されていることで、例えば、チップ２２の発熱の抑制と水晶体核の破砕乳化とを両立し易い。また本実施形態のチップ２２は、破砕部４２の先端には眼組織を吸引するための吸引孔３１が形成されており、回転軸Ｒは開口孔を貫通する。これにより、例えば、破砕乳化した水晶体核が破砕部４２内（吸引通路内）で詰まり難い。

また本実施形態のチップ２２は、筒状に形成される軸部４１の横断面形状は円形であり、傾斜軸Ｉの開口側からみると、吸引孔３１の形状は円形である。これにより、例えば、破砕乳化した水晶体核が破砕部４２内（吸引通路内）でより詰まり難い。また、本実施形態のチップ２２は、折り曲げによらず、筒状にて形成される中空部の横断面面積は一定である。これにより、これにより、例えば、破砕乳化した水晶体核が破砕部４２内（吸引通路内）で詰まり難い。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲及びこれと均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

２２ チップ
４１ 軸部
４２ 破砕部
４２ａ 破砕端
Ｉ 傾斜軸
Ｒ 回転軸

Claims (3)

1. 眼組織を破砕する超音波手術用チップであって、
   回転軸を中心軸として筒状に形成され、振動子により前記回転軸を中心にして所定角度の範囲内を往復するように回転する軸部と、
   前記軸部に対して前記回転軸と交差する傾斜軸の方向に折り曲げられ、前記傾斜軸を中心軸として前記軸部の先端に接続される筒状の破砕部であって、前記回転軸と前記傾斜軸とがなす角度が２０～３０°の範囲となるように軸部に対して折り曲げられた破砕部と、
   前記破砕部の先端に形成される破砕端と、を備え、
   前記破砕端の少なくとも一部は、前記折り曲げ途中又は前記折り曲げ直後に形成されており、
   前記破砕端は、傾斜軸に直交する面に対して前記回転軸の先端方向に傾斜した傾斜面上に形成されており、
   前記傾斜面は、前記回転軸に直交する面に対して前記回転軸の基端方向に１５～３０°の範囲で傾斜しており、
   前記破砕部の先端には前記眼組織を吸引するための吸引孔が形成されており、
   破砕した前記眼組織が前記破砕部内で詰まり難くするために前記回転軸は前記吸引孔を貫通する、
   ことを特徴とする超音波手術用チップ。
2. 請求項１に記載の超音波手術用チップであって、
   筒状に形成される前記軸部の横断面形状は円形であり、
   前記傾斜軸の開口側からみると、前記吸引孔の形状は円形である、
   ことを特徴とする超音波手術用チップ。
3. 請求項２に記載の超音波手術用チップであって、
   前記折り曲げによらず、筒状にて形成される中空部の横断面面積は一定である、
   ことを特徴とする超音波手術用チップ。

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