JPH03228754A

JPH03228754A - 超音波治療器

Info

Publication number: JPH03228754A
Application number: JP2022241A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Ikeda; 裕一池田
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1990-02-02
Filing date: 1990-02-02
Publication date: 1991-10-09
Anticipated expiration: 2014-10-18
Also published as: JP2963714B2

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］本発明は超音波振動を利用して治療を行う超音波治療器
に関する。

［従来の技術］一般に超音波治療器は、超音波振動素子部、ホーン、及
び振動伝達部材を一体的に連結して構成された超音波振
動子と、この超音波振動子を全体的に覆うカバーとを備
え、このカバーは把持部を構成している。そして、超音
波振動素子部で発生する超音波振動をホーンで増幅して
振動伝達部材に伝達するように構成されている。この種
の超音波治療器は超音波メス、歯石を取るための歯科用
超音波スケーラ、超音波砕石器などに広く利用されてい
る。

ところで、特公昭５５−１５２７０号、特公昭３６−１
３９９６号公報示されているように、超音波振動子の基
準となる超音波振動の節部となる部位において、カバー
に対して超音波振動子を支持すれば、超音波振動のエネ
ルギーを無駄に消費することなく超音波振動素子部の超
音波振動が振動伝達部材の先端部まで伝わることが良く
知られている。さらにこのような構造の超音波治療器で
は、把持部となるカバーに超音波振動が伝わり難いため
、術者が把持したときに手に不快な超音波振動が伝わら
ず安全に手術を行うことができる。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、従来の超音波治療器では、基準モードで
の超音波振動における駆動しか設計上考慮にいれていな
いため、基準振動モードのほかに基準振動モードの２次
、３次などの高調波振動モードでの超音波振動が基準振
動モードに重なって発生する。つまり、超音波振動子に
おいては設計上設定した基準振動モードにおける超音波
振動の上に重なって、２次、３次、４次、・・・　と基
準振動モードの高調波振動成分が存在している。この高
調波振動成分は、次数が高くなるにつれて振動の強度、
すなわち、基準振動モードの振動の振幅に対する高調波
振動の振幅の大きさは小さくなるが、高振幅駆動時や超
音波振動伝達部材が屈曲したタイプの超音波振動子の駆
動では、基準振動モードの超音波振動の６０％から８０
％もの強度を持つ２次、３次の高調波振動モードが発生
することがある。

高調波振動モードでの超音波振動は、超音波治療器の先
端部での仕事にほとんど寄与しないが、従来の超音波治
療器では、多かれ少なかれ高調波振動モードでの振動は
必然的に発生している。よって、基準振動モードのほか
に高調波振動モードで振動子を駆動をさせるために超音
波振動素子部に余剰の電力を供給しなければならず、効
率が低下するという問題がある。特に、高振幅で使用す
る超音波治療器や超音波伝達部材が途中で屈曲したタイ
プの超音波治療器では、高調波振動モードの振動が発生
し易く、正常な基準振動モードでの駆動を妨げるという
問題がある。

本発明は上記課題に着目してなされたのもで、その目的
は高調波振動モードの振動を極力減らし、基準振動モー
ドの超音波振動を効率よく取り出すことのできる超音波
治療器を提供することにある。

［課題を解決するための手段］上記課題を解決するために、本発明の超音波治療器は、
超音波振動素子部、ホーン、及び振動伝達部材からなる
超音波振動子と、この超音波振動子を覆って把持部を構
成するカバーとを備え、基準モードの超音波振動の節部
となる１つ以上の部位で前記超音波振動よを弾性体によ
り前記力・くに対して支持し、かつ、基準モードの３次
高調波振動の腹部となる１つ以上の部位においても前記
超音波振動よを前記カバーに対して弾性体で支持してい
る。

［作用］本発明に係わる超音波治療器では、基準振動モトの１つ
以上の節部、及び３次高調波振動モードの１つ以上の腹
部を弾性体によってカバーに対して支持することによっ
て、高調波振動成分の発生が抑制される。すなわち、基
準振動モードの節部は、物理的に必ず２次、４次、・・
・、の偶数次の高調波振動モードの節部と一致している
が、基準振動モードの節部を支持している１つ以上の弾
性体によって同時に偶数次の高調波振動モードの腹を支
持することになるので、振動の振幅が最大である腹部の
変位が弾性体によって抑制されるために偶数次高調波振
動モードの強度は小さくなる。

さらに、３次高調波振動モードの腹部となる部位も弾性
体によって支持されるために、上記と同じ理由によって
、３次高調波振動モードの強度が抑制される。３次高調
波振動モードの腹部は、基準振動モードの節部と腹部の
間の部位にあり、この基準振動モードの変位が存在して
いる部位を弾性体によって押さえるが、３次高調波振動
モードに比べ基準振動モードの強度は大きく、さらに弾
性体により支持するため基準振動モードの超音波振動を
大きく減衰させることはない。

以上によって偶数次、及び３次高調波振動モードの強度
が抑制される。また、５次以上の奇数次の高調波振動モ
ードの強度は小さいので、その存在が基準振動モードの
超音波振動の妨げにはならない。

［実施例］以下図面を参照しながら本発明の実施例について説明す
る。

第１図には本発明に係わる超音波治療器の第１実施例が
示されている。この超音波治療器１は、超音波振動素子
部１０とホーン７と振動伝達部材３とからなる超音波振
動子２を備え、超音波振動子２は、把持部としての本体
カバー４の内部に設置されている。超音波振動素子部１
０は、複数の圧電素子５と、これらの圧電素子５の間に
複数の電極６を配置して重ね合わせ、振動増幅作用を有
するホーン７と金属ブロック８で両側から挟み込むこと
により形成されている。圧電素子５、電極６、ホーン７
、および金属ブロック８の軸中心部には、通孔１２を有
するボルト１３が挿通されている。そして、このボルト
１３の前端は、ホーン７に螺着され、後端にはナツト１
４が螺着されていて、ホーン７と金属ブロック８との間
で圧電素子５と電極６が強固に締結されている。

上記ボルト１３の後端部には筒状部１５が一体に形成さ
れている。この筒状部１５の端部は、本体カバー４の後
壁に形成されたねじ孔を通して外部に突出している。こ
のねじ孔には吸引口体１６が螺着され、吸引口体１６と
筒状部１５との間には、この隙間を液密にシールするＯ
リング１７が配設されている。また、吸引口体１６の後
端部には図示しない吸引チューブが接続される。

上記超音波振動素子部１０の電極６には、圧電素子５に
高周波電圧を印加するための電源コード２０が接続され
ている。この電源コード２０は折止め２２を有し、折止
め２４は吸引口体１６と同様に本体カバー４の後壁に螺
着されている。

このように構成された超音波振動子２は、本体カバー４
とホーン７との間をシールするためのＯリング２５を備
えたシールリング２４と固定具２６により本体カバー４
に保持固定されている。

一方、本体カバー４の前端には、先端カバ２９が装着さ
れ、先端カバー２９の内部には、超音波振動子２の振動
伝達部材３が挿通されている。

そして、振動伝達部材３と先端カバー２９との間の空間
３０には潅流液が送水される。そのため、先端カバー２
９の中間部分には図示しない送水チューブを装着するた
めの口金３２が設けられている。口金３２が取付けられ
た部位よりやや基端側には第１のＯリング３４が配設さ
れている。

更に、本発明の第１実施例では、第１図に示すようにホ
ーン７の周面に第２のＯリング３６を装着し、本体カバ
ー４とホーン７とを弾性的に接触させている。

上記超音波治療器１では、超音波振動を発生されるため
の超音波振動素子部１０において発生した軸方向の超音
波振動は、ホーン７によって超音波振動の振幅が拡大さ
れ、拡大された超音波振動は超音波伝達部材３に伝達さ
れる。そして、超音波伝達部材３の先端により、図示し
ない患部組織のカッティング、乳化、あるいは、結石の
破砕等の作業を行うことができる。

この超音波振動子２の超音波振動の形態は、第１図下段
のグラフに示されている。すなわち、基準振動モード、
波長が基準振動モードの半分の２次高調波振動モード、
３分の２の３次高調波振動モード、・・・、のように高
調波振動モードが無限に重なった振動形態を持っている
。従って、第１図に示すように本発明の超音波治療器で
は、複数の０リング２５が装着されたシールリング２４
と、第１のＯリング３４によって超音波振動子２が基準
振動モードの２カ所の節部で本体カバー４及び先端カバ
ー２９に支持されている。そのため、この支持部が振動
の腹部となっている２次、４次、・・・　のような偶数
次の高調波振動モードの変位は抑制され、これらの強度
は相対的に低くなる。

上述のように本発明の第１実施例では、ホーン７にある
３次高調波モードの腹部の位置に第２のＯリング３６を
配置し、先端カバー２９とホーン７を弾性的に接触させ
ている。従って、第２の０リング３６によって３次高調
波モードの変位が抑制され、３次高調波モードの振動の
強度は低くなる。ホーン７において第２の０リング３６
で抑えられている位置は、基準振動モードにおいては腹
部と、節部との間で、完全に基準振動モードの変位は０
ではなく、基準振動モードでの振動の強度が大きいため
、また更に抑制は弾性体で行っているため、基準振動モ
ードの振動が大きく減衰されることはない。

このようにして、偶数次及び３次高調波モードの振動は
、基準振動モードに比べ抑制される。５次以上の高次高
調波モードの振動強度は本来小さいために、電気エネル
ギーを無駄に消費するような問題はない。

以上の構成、作用によって、高調波振動モードの強度の
小さい、純粋に近い基準振動モードでの超音波振動の発
生が可能となり高調波振動モードの発生のために消費し
ていた電力が節約でき効率の良い超音波治療器とするこ
とができる。またさらに、超音波振動素子部に供給され
る電力が小さいために電気的安全性が確保され易くなる
という効果もある。

第２図には、本発明の第２実施例が示されている。この
第２実施例における第１実施例と同一の部材には、同一
の符号を付して、その説明を省略する。

この第２実施例に係わる超音波治療器では、金属ブロッ
ク８の中にある３次高調波モードの腹部の位置に本体カ
バー４の内面から突起した弾性体のブロック部材４０を
設け、金属ブロック８のこの位置での軸方向の動きを抑
制している。ただし、ブロック部材４０は弾性体である
ため、金属ブロック８の動きをまったく止めるものでは
ない。

従って、第１実施例と同様に３次高調波の強度を抑制す
る効果がある。

本発明は上記実施例に限定されることなく、様々に変形
して実施できることは当然のことである。

［発明の効果コ以上説明したように本発明に係わる超音波治療器では、
高調波振動モードの強度の小さい純粋に近い基準モード
での超音波振動の発生が可能となり、高調波振動モード
の発生のために消費していた電力が節約でき、超音波治
療の効率を向上させることができる。さらに、超音波振
動素子部に供給される電力が小さいために電気的安全性
が確保され易く、結果として経済性及び安全性を向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例に係わる超音波治療器と
その振動波形を示す図、第２図は、本発明の第２実施例
に係わる超音波治療器とその振動波形を示す図である。１・・・超音波治療器、２・・・超音波振動子、４・・
・本体カバー　７・・・ホーン、１０・・・超音波振動
素子部、９・・・先端カバー２５゜３４゜６　・・・０リング（弾性体）

Claims

【特許請求の範囲】

超音波振動素子部、ホーン、及び振動伝達部材からなる
超音波振動子と、この超音波振動子を覆って把持部を構
成するカバーとを備えた超音波治療器において、基準モ
ードの超音波振動の節部となる１つ以上の部位、及び基
準モードの３次高調波振動の腹部となる１つ以上の部位
で、前記超音波振動子を弾性体により前記カバーに対し
て支持したことを特徴とする超音波治療器。