JPH0256283A

JPH0256283A - 超音波発生伝達装置

Info

Publication number: JPH0256283A
Application number: JP63203844A
Authority: JP
Inventors: Satonori Shigihara; 学徳鴫原; Shunpei Fukuda; 福田　俊平
Original assignee: EROIKA CORP KK; TDK Corp
Current assignee: EROIKA CORP KK; TDK Corp
Priority date: 1988-08-18
Filing date: 1988-08-18
Publication date: 1990-02-26
Anticipated expiration: 2012-09-10
Also published as: JP2652209B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、超音波を生体の患部に当てて乳化、細分化し
て吸引する超音波外科用吸引装置等に使用するのに適し
た超音波発生伝達装置に関する。

（従来の技術）従来の超音波外科用吸引装置は、超音波発生源として磁
歪振動子を用い、磁歪振動子に振動伝達用チタンパイプ
を連結したものであった。

第８図は従来の超音波外科用吸引装置の先端部分の構造
を示し、１は単管構造の振動伝達用チタンパイプ（振動
チップであって超音波で破壊すべき生体患部に接触させ
る部分）、２はチップカバーである。この場合、チップ
カバー２に設けられた注水管３より生理食塩水をチタン
パイプ１とチップカバー２との隙間より生体患部に送出
し、単管のチタンパイプ１の軸方向振動で乳化、細分化
された患部の組織等はチタンパイプ１内部の貫通穴を通
して吸引除去される。

（発明が解決しようとする課題）ところで、上記のような超音波発生源として磁歪振動子
を用いると、大振幅の超音波振動を得るのには好都合で
あるが、磁歪振動子のコイルの冷却のために水冷構造を
採用したりする必要があり、構造が複雑化して高価とな
る問題点がある。また、生体患部の組織を破壊する振動
チップが単管であり、組織破壊のためには大振幅の超音
波振動が必要であり、組織破壊の能率が悪い欠点があっ
た。

一方、圧電素子を用いた電歪振動子を超音波発生源とし
て利用して腎臓等の結石を破壊する超音波治療共が本出
願人より実開昭６１−２０５５１９号で提案されている
。この圧電素子を用いた電歪振動子は構造が簡単で特殊
な冷却構造は不要である。しかし、実開昭６１−２０５
５１号は結石破壊を目的とした構造であり、生体中の腫
よう等の患部を乳化、細分化し、吸引除去するための超
音波外科用吸引装置の超音波発生伝達手段として使用す
るには、さらに工夫が必要である。

本発明は、上記の点に鑑み、圧電素子を利用したボルト
締め振動子で発生された超音波振動を生体中の腫よう等
の患部に伝える振動伝達部分の構造に改良を加えて、生
体中の腫よう等の患部を効果的に乳化、細分化する超音
波外科用吸引装置等に好適な構造とした超音波発生伝達
装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）本発明の超音波発生伝達装置は、圧電素子をホーンベー
スとバックブロックとの間にボルト軸で締め付けるとと
もに、振動伝達用細管又は細線を挿通した振動伝達用芯
管を先端部分に固着した芯管ホーンを前記ホーンベース
の中心部に連結し、前記ホーンベースの外周部に振動伝
達用外皮となる外管ホーンを接続したＮＩｔ戊により、
従来技術の問題点を解消している。

（作用）本発明の超音波発生伝達装置においては、ボルト締め振
動子の構造を持つ電歪振動子の超音波振動を、振動伝達
用細管又は細線、振動伝達用芯管及び外管ホーンの３者
で先端方向に伝達することができる。ここで、振動伝達
用芯管及び外管ホーンの先端は軸方向振動及び軸に垂直
な方向の振動（横波）を行い、また振動伝達用細管又は
細線は、振動伝達用芯管の内壁に途中で接触することに
よって芯管内壁からも超音波振動を受ける結果、振動伝
達用細管又は細線の先端は軸方向振動以外の横方向の動
きや回転方向の動きを含んだラング・ムな振動をする。

この結果、振動伝達用細管又は細線、振動伝達用芯管及
び外管ホーンの３者のそれぞれの先端の振動の位相差及
び方向差のある超音波振動の組み合わせにより、生体の
患部を攪はん、はさみ込み、すり潰して効果的に乳化、
細分化する作用を行うことができる。

さらに、従来の磁歪振動子で強力な超音波振動を発生さ
せる場合には、磁歪振動子のコイルの冷却が水冷構造と
なって複雑化するが、本発明の場合には圧電素子を利用
した電歪振動子であり、放熱に特別な配慮は不要で、構
造が簡単で安価となる。

（実施例）以下５２本発明に係る超音波発生伝達装置の実施例を図
面に従って説明する。

第１図は超音波発生伝達装置の全体構成を示す。

この図において、ｌＯは金属等のホーンベース（振動子
へラグ−）であり、先端部外周に外管ホーン螺着用の雄
螺子部１１が形成され、先端部中央に芯管ホーン螺着用
の雌螺子部１２が形成されている。また、ホーンベース
１０の後側に圧電素子等を締め付けるためのボルト軸１
３が一体化されている。ホーンベース１０及びボルト軸
１３にはそれらの中心輪を通るように貫通穴１４が形成
され、また前記雄螺子部１１に吸水溝１５が形成されて
いる。前記ボルト軸１３には締め付は螺子部１８が形成
され、後端部が注水チューブ接続部１６となっている。

前記ホーンベース１０には前記吸水＄１５に連通ずる吸
水管１７が接続されている。

前記ホーンベース１０の先端面の中心部に装着されるべ
き芯管ホーン（金属等）２０の先端部には振動伝達用芯
管（材質はチタン、ジルコニウム、ステンレス等の金属
）２１が固着されている。この振動伝達用芯管２１の内
側には第２図のように複数本の振動伝達用細管（材質は
ステンレス等の金属）２２が予め挿通されている。ここ
で、各振動伝達用細管２２は第３図のように波打って多
少曲がった形状が好ましい。この理由は後述する。

また、振動伝達用芯管２１の末端には、振動伝達用細管
２２と同材質、同径で長さの短い注水用細管２３が複数
本挿入され、第４図の如く各振動伝達用細管２２及び各
注水用細管２３は振動伝達用芯管２１の末端部分Ｐにて
銀ろう融着や溶接等で結束一体化される。なお、この結
束部分以外においては各細管２２．２３は相互に接着、
溶接したすせず、充分な可撓性を保持できるようにして
いる。

第５図は前記振動伝達用細管２２と注水用細管２３の芯
管２１内の配置例であり、細管２２の間に細管２３が配
置されるようにするのが好ましい。

前記細管２２．２３を末端部分で結束一体化した振動伝
達用芯管２１は、第６図の如く、芯管ホーン２０の貫通
穴２４の先端部分に差し込まれ、銀ろう融着や溶接等で
芯管ホーン２０に固着される。該芯管ホーン２０は後端
部に雄螺子部２５を有し、該雌螺子部２５はホーンベー
ス１０側の雌螺子部１２に螺着される。芯管ホーン２０
とホーンベース１０とを一体化した状態ではホーンベー
ス側貫通穴１４と芯管ホーン側貫通穴２４は連通するよ
うになっている。

第１図の如く、前記ホーンベース１０の外周部、すなわ
ち雄螺子部１１には外皮振動部分となる中空の金属等の
二段ステップホーン（外管ホーン）２６が螺着される。

この際、ステップホーン２６の装着端面に形成した円環
溝２７にＯ−リング２８を配置してホーンベース１０と
ステップホーン２６との接続面を水密に保持する。

第７図は振動伝達用芯管２１及び外管ホーン２６の先端
側の構成を拡大して示すもので、振動伝達用芯管２１の
先端は外管ホーン２６の先端よりも好ましくは０．７５
ｍｍ乃至１ｆｆｌＩ１１程度後退している。このように
振動伝達用芯管２１と外管ホーン２６先端との間に段差
りを設けたのは、振動伝達用芯管２１と外管ホーン２６
の先端が完全に一致していると、外管ホーン２６の内部
を吸水管１７を通して吸水した際に、生体患部（腫よう
等の組ａ）で外管ホーン２６の先端開口がふさがれると
ともに振動伝達用芯管２１の開口もふさがれて水の循環
が止まる不都合が発生するからである。前記振動伝達用
細管２２の先端と外管ホーン２６の先端とは一致してい
ることが好ましい。

なお、第１図のように、圧電素子群３０は電気的に並列
接続される４枚の円板状圧電素子３０Ａ。

３０Ｂ、３０Ｃ，３０Ｄからなり、前記ホーンベース１
０と金属等のバックブロック３３との間に前記ボルト軸
１３及びナツト３４を用いて締め付は保持されている。

すなわち、各圧電素子３０Ａ乃至３０Ｄ及びバックブロ
ック３３の貫通穴にボルト軸１３を挿通し、ボルト軸１
３の螺子部１８にナツト３４を螺合して締め付ける。そ
して、各圧電素子３０Ａ乃至３０Ｄは高周波型ＷＰＷに
並列に接続されている。

以上の実施例の構成において、圧電素子群３０の超音波
振動、主として各圧電素子の厚み方向の振動（縦波）は
、ホーンベース１０及び芯管ホーン２０を介して振動伝
達用芯管２１及びこの内側に挿通された複数本の振動伝
達用細管２２に伝達されるとともに、ホーンベース１０
を介して振動伝達用外皮となる二段ステップホーン（外
管ホーン）２６に伝達される。また、厚み方向の振動と
同時に同様の周波数で圧電素子の径方向の超音波振動（
横波）も発生してホーンベース１０に伝わり、この横波
も振動伝達用芯管２１、振動伝達用細管２２及び外管ホ
ーン２６の先端に伝わっていく。ここで、ホーンベース
１０のたわみ振動等に起因して振動伝達用芯管２１先端
の超音波振動と外管ホーン２６先端の超音波振動との間
に位相差を生じさせることができる。また、振動伝達用
細管２２は波状に曲がっていて振動伝達用芯管２１とは
全艮が異なり、しかも振動伝達用芯管２１の内壁に数箇
所で接触して芯管径方向の振動を受は取るため、振動伝
達用細管２２の先端の振動は、縦方向の振動、横方向の
振動及び回転方向の振動が混在したものとなり振動伝達
用芯管２１の先端の振動とは異なった振動姿態となる。

換言すれば外管ホーン２６と振動伝達用芯管２１と振動
伝達用細管２２の各先端部分は相互に異なった振動姿態
で超音波振動を行い、生体患部の肉片等の組織を攪はん
し、はさみ込み、すり潰し、乳化、細分化する作用を単
管の場合（従来の第８図の構造）よりも格段に効果的に
実行することができる。

そして、注水路となる貫通穴１４．２４、振動伝達用細
管２２と注水用細管２３及び振動伝達用芯！２１の内部
空間を通して第７図矢印Ｑの如（生理食塩水等を患部の
乳化対象部分に供給して冷却、洗浄することが可能であ
る。この注水動作により振動伝達用芯管２１及び振動伝
達用細管２２自体の冷却も実施している。また、乳化、
細分化された生体患部の組織は、外管ホーン２６と振動
伝達用芯管２１との間の空間を吸水溝１５及び吸水管１
７の経路で第７図矢印Ｒの如く吸水することにより、吸
引、除去される。この際、外管ホーン２６先端に対し振
動伝達用芯管２１の先端が後退して段差りを形成してい
るから、外管ホーン２６と患部組織が密着状態に近くな
っても、生理食塩水等は段差りを通して循環するから外
管ホーン２６に患部組織が吸着されて目づまりを起こす
ことはない。

上記実施例の構造は、以下の特長を持つ。

（１）貫通穴２４を通り、振動伝達用細管２２の内部を
経由する第１の注水系統と、注水用細管２３の内部及び
振動伝達用芯管２１の内部（振動伝達用細管２２の周囲
）を経由する第２の注水系統との２つの独立した注水系
統を持ち、注水用細管２３の本数を用途に応じて変える
ことにより、最適な注水量とすることができる。

（２）上記の２つの注水系統で患部の乳化対象面を冷却
、洗浄することができる。

（３）外管ホーン２６先端に対し振動伝達用芯管２１の
先端が後退した段差りの存在により、乳化動作時の目づ
まり防止ができる。

（４）振動伝達用細管２２の先端の振動は、縦方向の振
動、横方向の振動及び回転方向の振動が混在したものと
なり振動伝達用芯Ｗ２１や外管ホーン２６の先端の振動
とは大きく異なった振動姿態となり、患部の乳化、細分
化を特に効率的に実行できる。

なお、上記実施例では、振動伝達用細管２２を振動伝達
用芯管２１内に複数本挿通したが、細管２２の代わりに
振動伝達用芯ａ（波打った形状に曲げた加工を施したも
の）を複数本挿通する構造を採用することができる。こ
の場合には、用途に応じて振動伝達用細線としてがなり
小径のものを用いて振動伝達用芯管２１内に挿通する本
数を増加できる利点がある。

（発明の効果）以上説明したように、本発明の超音波発生伝達装置によ
れば、ボルト締め振動子の構造を持っ電歪振動子の超音
波振動を、振動伝達用細管又は細線、振動伝達用芯管及
び外管ホーンの３者で先端方向に伝達することができ、
しがも振動伝達用細管又は細線、振動伝達用芯管及び外
管ホーンの３者のそれぞれの先端の振動の位相差及び方
向差のある超音波振動の組み合わせにより、生体の患部
を攪はん、はさみ込み、すり潰して効果的に乳化、細分
化する作用を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る超音波発生伝達装置の実施例を示
す一部を断面とした構成図、第２図は実施例において振
動伝達用芯管に細管を設ける場合の分解斜視図、第３図
は振動伝達用細管の形状の１例を示す正面図、１＃４図
は細管を一体化した振動伝達用芯管を示す斜視図、第５
図は第４図のＶ−■断面図、第６図は振動伝達用芯管を
一体化した芯管ホーンを示す正断面図、第７図は外管ホ
ーン及び振動伝達用芯管の先端部分の構成を示す拡大斜
視図、第８図は従来の超音波外科用吸引装置の先端部分
の構成を示す斜視図である。１０・・・ホーンベース、１３・・・ボルト紬、１４゜
２４・・・貫通穴、１５・・・吸水溝、１７・・・吸水
管、２０・・・芯管ホーン、２１・・・振動伝達用芯管
、２２・・・振動伝達用細管、２３・・・注水用細管、
２６・・・二段ステップホーン（外管ホーン）、３０・
・・圧電素子群、３０Ａ乃至３０Ｄ・・・圧電素子、３
３・−・バックブロック、３４・・・ナツト。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）圧電素子をホーンベースとバックブロックとの間
にボルト軸で締め付けるとともに、振動伝達用細管又は
細線を挿通した振動伝達用芯管を先端部分に固着した芯
管ホーンを前記ホーンベースの中心部に連結し、前記ホ
ーンベースの外周部に振動伝達用外皮となる外管ホーン
を接続したことを特徴とする超音波発生伝達装置。
（２）前記ボルト軸、ホーンベース及び芯管ホーンは前
記振動伝達用芯管の内部に連通する貫通穴を有している
請求項１記載の超音波発生伝達装置。
（３）前記ホーンベースには前記外管ホーンの内部に連
通する吸水路が設けられている請求項１記載の超音波発
生伝達装置。
（４）前記振動伝達用芯管の末端部分には長さの短い注
水用細管が挿入されている請求項１記載の超音波発生伝
達装置。
（５）前記振動伝達用細管又は細線は波打って曲がって
いる請求項１記載の超音波発生伝達装置。
（６）前記振動伝達用芯管の先端は前記外管ホーンの先
端よりも後退位置にある請求項１記載の超音波発生伝達
装置。