JPH0371895B2 - - Google Patents

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JPH0371895B2
JPH0371895B2 JP61273042A JP27304286A JPH0371895B2 JP H0371895 B2 JPH0371895 B2 JP H0371895B2 JP 61273042 A JP61273042 A JP 61273042A JP 27304286 A JP27304286 A JP 27304286A JP H0371895 B2 JPH0371895 B2 JP H0371895B2
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ultrasonic
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Iriichi Aruperobichi Borisu
Mihairobuna Paramonoba Ryutsuia
Ibanobichi Toyurukofu Gennadei
Ibanobichi Sorobiefu Bareri
Ibanobichi Paramonofu Arekusandoru
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TOMUSUKI GOSU MEDEITSUINSUKI INST
TOMUSUKI GOSU UNIBERUSHITETO IMENI BUI BUI KUIBISHEBA
Original Assignee
TOMUSUKI GOSU MEDEITSUINSUKI INST
TOMUSUKI GOSU UNIBERUSHITETO IMENI BUI BUI KUIBISHEBA
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は一般的には外科用器具に関し更に特定
すれば低温超音波外科用メスに関するものであ
る。
本発明は柔軟な組織および柔軟な臓器すなわち
肝臓、膵臓、腎臓、肺臓、脾臓等の手術ならびに
神経外科手術に適用できる。
〔従来の技術〕
現在、低温超音波外科用器具としては特に深針
子が知られており、それは超音波振動源に超音波
振動の作動部を結合するための連結機構および、
器具基部と超音波振動源の間に冷却剤を導入する
ため冷却ジヤケツトを位置決めすることならびに
該器具の冷却剤取入口に設けたノズルから成つて
いる。｛参照例、としてソ連発明者証明第460869
号Int.Cl.A61F7／00、1975年、公報No.７、発明者
エー、エー、ピサレフスキー（A.A.Pisarevsky）
他｝。しかし本器具は人体組織の切開はできない
ので手術に適さない。
また公知の低温超音波メスがあり、これは超音
波振動源および振動変換素子を通して超音波振動
源に接続されたメス刀身ならびに該メス刀身に冷
却剤を導入しかつこれを回収する管状熱交換装置
を具備する低温超音波メスも公知である。上記の
熱交換装置はメス刀身の両側表面と熱的な接触が
可能となるように取付けられたＵ字管形熱交換器
が設けられ、そして該メス刀身が超音波振動源に
結合されるときに発生する定常波の区域内に配置
されたベローズを通して冷却剤が導入されかつ排
出されるようなＵ字管を連結される。このＵ字管
形熱交換装置の各供給管と排出管はメス刀身の切
断刃先に向かつて先細りに傾斜している。｛参照
例として、ソ連発明者証明No.825056Int.Cl.
A61B17／36、1981年、公報No.16、発明者エル．
エム．パラモノーバ（L.M.Paramonova et al）
他｝。
上記の低温超音波メスに固有な欠点は止血効果
が低いこと、および肝臓又は膵臓のような柔軟な
組織や臓器の手術において、Ｕ字管形熱交換装置
の冷却能力が低すぎるため組織の切開速度が不十
分であることである。これらの欠点はメス刀身が
熱交換器の相互連結点において交換器と直接に接
触しているためである。このような場合、電気的
超音波のエネルギを機械的力に変換するときの損
失が大きいために振動変換素子および励振コアか
ら発生する多量の熱量はメス刀身に伝達し、それ
によつてメス刀身の温度が上昇する。その結果と
して、メス刀身だけでなく、多量に輸血をうけて
手術される臓器（例えば肝臓）は熱的に接触する
Ｕ字管形熱交換装置の冷却能力は、特に長時間に
わたる手術において、不十分となり、そのため組
織がメス刀身に付着して離れにくくなり、組織の
切開手術速度を遅くし、止血治療効果に悪影響を
及ぼすのである。
更に、Ｕ字管形熱交換装置の冷却剤流入管と流
出管との相互間隔が幾分離れて接続されているた
め、この手術器具は余りにも扱いにくく手術には
不便である。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の目的は切開中の組織がメス刀身に張り
付くことなく、かつ普通の手術用メスの組織切開
速度と同程度の手術速度が得られる如き低温超音
波メスを提供することにある。
本発明の他の目的は手術中大きな止血効果が得
られるような低温超音波メスを提供することであ
る。
更に他の目的はメス刀身に組織を張り付かせな
いためにメス刀身を絶対温度130K以下に保持す
ることである。
なお更に他の目的はメス刀身が嵩張らずに手術
中操作容易にすることである。
更に本発明の別の目的は手術を受けた臓器組織
上に生ずべき外傷性の傷害を減少せしめることで
ある。
本発明の追加的目的は組織の最大凍結深さが２
mmである低温超音波メスを提供するものであり、
これにより組織の凍結による傷害作用を減少す
る。又本発明の目的はメス刀身に流入する伝達熱
量を減少することである。
同時に本発明の目的は超音波振動の電気的動力
を機械力に変換する場合にその損失を減少せしめ
ることにより超音波振動周波数を自動的に制御す
ることである。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的は超音波振動源および振動変換素子を
通し上記超音波振動源に連結されていたメス刀身
ならびに冷却剤を上記メス刀身に導入しかつ還流
させる管状熱交換器とを内蔵せしめた胴体から成
る低温超音波メスにおいて、本発明によれば、上
記管状熱交換装置は少なくとも２個の共軸的な互
いに通じ合う二重管形の熱交換器として構成され
ており、超音波振動源の一部をなす振動交換素子
は上記二重管形熱交換器の外側管に連結されて超
音波振動が上記外側管へ伝達される事実によつて
達成される。上記振動変換素子は中空回転体とし
て形成され、該中空回転体の内腔が二重管形熱交
換器の共軸的配置の外側管外周に嵌着結合され
る。この場合に上記振動変換素子を構成する中空
回転体は円錐台形状をなしかつその大きな底面は
超音波振動源の励振コアに接続されると主に小さ
い底面は二重管計熱交換器の外側管外周に強固に
結合される。それによつて超音波振動がメス刀身
に伝達される。縦長のスリツトが二重管計熱交換
器の外側管の下部側面に切り込まれこの切込みス
リツト内にメス刀身が嵌め込まれて一体的に固定
化される。
上記外側管の下部に固定されたメス刀身の内部
背面には少なくとも一列の櫛歯状冷却フインが形
成される。
本発明に係る低温超音波メスは励振コイルとそ
の振動子を構成する励振コア及び上記励振コアに
結合された振動変換素子とから成る超音波振動源
が収容ケースを構成する胴体内部に組込まれ、更
に上記胴体内部の中心軸線に沿つて相互に連通す
る少なくとも２個の同心配置の複合管を具備する
二重管形熱交換器が組込まれて超音波メス刀身に
冷却剤を導入しかつ排出するように形成される。
この場合上記熱交換器の外側管下部にはメス刀身
が結合されると共に上記振動変換素子は中空回転
体から形成されその中空内腔が上記外側管外周に
嵌着結合され、これにより上記超音波振動源から
伝達された機械的変位運動は上記振動変換素子を
経て熱交換器の外側管へ伝達され、次いで低温超
音波メス刀身へ伝達される。好ましくは上記振動
交換素子を構成する中空回転体は中空円錐台形を
なし、その大なる底面側が励振コア側に結合され
ると共に小なる底面側の中空内腔面は二重管形熱
交換器の外側管外周に嵌着結合して超音波振動を
メス刀身へ伝達するのがよい。また上記メス刀身
は二重管形熱交換器の胴体から下方に突き出す熱
交換器外側管の下部側面に施した縦長のスリツト
に嵌め込まれ強固に固定化されると共にメス刀身
の内部背面には少なくとも一列の櫛歯状冷却フイ
ンが形成される。
又上記櫛歯状冷却フインに対面する熱交換器の
内側管側には冷却剤の噴出開口が形成される。更
に又上記超音波振動源の励振コアには振動検出子
としてのピツクアツプが設けられ、このピツクア
ツプは最も効果的な超音波振動が得られるように
自動制御される。このとき上記ピツクアツプの設
置位置は上記励振コアの共鳴振動を生ずるように
音波の波腹部に位置決めすることはその検知感度
を高める上で好ましい。
〔実施例〕
本発明の低温超音波外科用メスは収容ケーシン
グを構成する胴体１およびその内部に収容される
超音波振動源２を含んで形成され、該超音波振動
源２は励振コイル３および、磁歪形振動子を構成
する励振コア４を具備している。
上記超音波振動源２に連結される振動変換素子
５は中空回転体として作られている。上記振動変
換素子５の最も有効な形状は中空円錐台形が試験
で有効なことが実証されており、その場合その大
きい方の底面は超音波振動源２の励振コア４の側
に接続される。二重管形熱交換器７は胴体１の上
方から下方に向かつて胴体１を貫通し内部中心線
に沿つて配置され、少なくとも２個の互いに連通
する冷却剤の供給側内側管８と同軸配置の排出側
外側管９から成る。該熱交換器の外側管８の外周
には上記振動変換素子５の小さい円錐台底面側が
嵌め込まれて結合されている。このようにして上
記超音波振動は励振コア４から振動変換素子５を
経て、二重管形熱交換器７の外側管９へと伝達さ
れる。二重管形熱交換装置７は２個以上の複数個
の内外側管から構成しうるが、冷却管の個数は熱
交換器７の冷却能力に従つて選択される。添付の
図面は外側管９と内側管８の２個の二重管から成
る二重管型熱交換器７の実施例を示すが、しかし
より効果的にする場合には、３個、４個、あるい
は、それ以上の複数個数の冷却管を使用すること
が可能である。熱交換器７の外側管８が胴体１の
下部から突き出して設けられており、この突出し
た下部外側管の側壁に形成した縦長のスリツト内
にメス刀身が嵌め込まれ強固に保持されている。
熱交換器７の外側管８の下部内腔に臨ませたメ
ス刀身１１の内部背面には冷却剤の接触表面を増
大するための櫛歯形の冷却フイン１２が少なくと
も一列は形成されている。冷却剤の接触面積を更
に増加させたい場合は一列以上複数列の櫛歯形冷
却フイン１２例えば第２図に示すような３列の櫛
歯列を持たせることができる。冷却剤を上記冷却
フイン１２に供給するための複数個の噴射開口１
３が上記冷却フイン１２に対面する長さに亘つて
内側管９に形成される。
二重管形熱交換器７の内側管９おび、外側管８
は弾性変形可能なベローズ１６と１７を通してそ
れぞれ供給側スリーブ１４および排出側スリーブ
１５に接続されている。
超音波振動源２の励振コア４上に配置された振
動検知用のピツクアツプ１８は胴体１内に収容さ
れており、超音波振動の周波数を制御するために
設けられている。該ピツクアツプ１８は超音波振
動源２の励振コア４に生ずる超音波の波腹部に取
付けるのが最も有効である。
胴体１の上端は閉鎖蓋１９と封止部材２０によ
り閉鎖される。
ここに掲げた実施例においてメス刀身１１はそ
の切刃２１を外方に突き出して取り付けられてい
る。低温超音波メスを手術に使用するための準備
は以下のように行われる。
冷却剤は矢印２２の方向に供給スリーブ１４に
沿い導入されベローズ１７を通つて、熱交換器７
の内側管９へ送られ、内側管９の下側に形成され
た冷却剤の噴射開口１３を通つてメス刀身背部の
櫛歯形冷却フイン１２に向かつて射出される。次
いでメス刀身の冷却に使われた使用済みの蒸気液
体混合物となつて形成された冷却剤は熱交換器７
の外側管８に沿いベローズ１６と排出側スリーブ
１５を通り、矢印２３の方向に排出される。
低温超音波メスの作業温度設定時間は冷却剤と
して液体窒素を80kで使用しかつ供給タンクの内
圧は0.2×105Pa又は0.5×105Paにおいて３分から
５分の範囲である。冷却されたメス刀身は最初白
霜で覆われそして温度が80kに到達すると、この
霧状になつた大気ガスはメス刀身上で液化し、胴
体１から下方に突き出る熱交換器７の外側管８お
よび該外側管の縦長スリツトにしつかり保持され
ているメス刀身１１には液体空気の薄膜が形成さ
れるようになる。
一旦メス刀身が作業温度に達すると、超音波振
動源２が励振される。次いでメス刀身の振動振幅
が最大になるように、超音波振動源２の周波数は
検出用ピツクアツプ１８から送信される検出信号
により電力供給源回路に設けた周波変換器の送信
周波数を調節制御して励振コイル３に供給される
電流周波数は自動的に共鳴レベルに調整される。
これによつてメス刀身１１の振動は最大振幅に達
し、手術される組織は冷却されたメス刀身１１に
付着されることなくかつ止血効果を増強して臓器
手術が遂行される。
柔軟な組織又は柔軟な臓器を手術する場合のメ
ス刀身の作業温度は120k以内とする。そうすれ
ば熱交換器７によるメス刀身１１の冷却熱量は手
術する臓器から伝達される熱量より大となる。
高い止血効果はメス刀身１１が手術中の臓器内
に完全に没入されたときも観察される。この場合
に上記熱交換器７から突き出ている外側管の縦長
スリツト内にメス刀身１１をしつかりと嵌め込ん
だ刀身部分に触れている組織は高度に冷却され
る。組織切開の速度は冷却剤の供給圧力を適正に
選定することによつて調整される。それによつて
手術される臓器の組織が刀身１１に付着すること
がなくなる。これが本発明に係る低温超音波メス
をして、肝臓や膵臓のような臓器に対し長時間を
要する手術の場合にも、従来の外科用メスと同一
の切開速度で組織を切開することができる理由と
なる。
〔発明の効果〕
低温超音波メスの胴体１から下方に突き出す熱
交換器７の外側管８の縦長スリツト内にメス刀身
が一体的に固着されていること、そしてこのメス
刀身１１の内部背面が熱交換器７の内側管９の内
腔下部に臨ませて、複数列の櫛歯形冷却フイン１
２が設けられ、かつ熱交換器７の内側管９の下部
には上記気冷却フイン１２の全長に対応する位置
に冷却剤の噴出開口１３が形成されている。その
結果、冷却剤とメス刀身１１間の伝熱面積が増加
し、それによつて低温超音波メスの刀身１１に対
する冷却作用が一層効果的に行われる。更に、超
音波振動源２の励振コア４の励振作用により生じ
る超音波の波腹域内に付属的に具備されたピツク
アツプ１８がメス稼働中における超音波振動源２
の周波数の自動調整を可能にする。
この結果振動変換素子５からの熱放出が従来の
１／３から1/5にも減少し（これは超音波の電気的エ
ネルギーが機械的エネルギーに変換するときの損
失が減少するためである）、結局メス刀身１１へ
の熱の流入が減少する。これとは別に、手術され
る臓器の組織が刀身１１に付着することがなくな
り、組織切開速度が大となり治療時の止血効果が
増強される。二重管形熱交換器７は外側管と内側
管から成る複数の管が同心状配置に形成され、か
つその外側管８および内側管９の双方共に中空の
振動変換素子５の嵌め込んだ内腔の内部側に内蔵
される構成をとるため、低温超音波メス全体の寸
法を小型に形成し得る。従つてそれを使つての手
術を一層容易にしかつ手術中柔軟な臓器を実質的
に損傷することがない。そのほか、組織が刀身１
１に付着することがないので、切開速度を増進し
かつ術後に併発症を生じさせる可能性も減少す
る。
本低温超音波メスは12匹の実験用動物によつて
実験的に試験され、そのときに各種規模の肝臓切
除が行われた。本発明に係る低温超音波メスは作
業温度に達した後、従来の外科用メスに匹敵する
切開速度で組織の切開ができ、組織はメス刀身１
１に付着することなく直径２mmまでの肝臓組織の
血管について止血効果が得られることが確認され
た。
また、本低温超音波メスを使用して化膿性突起
と同様にいくつかの寄生虫疾患（Alveoloccosis、
エキノコツカスによる包虫症）に対する臨床条件
下において、 合計７例の肝臓切除（葉摘出および一部切除）
が行われ、該メスによる手術の特徴を記したすべ
ての実験データが上記の手術中に完全に確証され
た。手術を受けた患者は首尾よく手術に耐え無事
に回復した。手術中には公言されていた止血効果
（すなわち臓器組織の出血阻止）が観察されつつ
患者の入院期間も短縮された。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による低温超音波メスの概略縦
断面図、第２図は第１図に示したメス刀身の−
線に沿う横断面図である。 １……胴体、２……超音波振動源、３……励振
コイル、４……磁歪振動子又は励振コア、５……
振動変換素子、７……二重管形状熱交換器、８…
…外側管、９……内側管、１１……メス刀身、１
２……櫛歯状冷却フイン、１３……内腔、１６，
１７……ベローズ、１８……超音波振動ピツクア
ツプ、１９……閉鎖蓋、２０……封止部材。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 生体組織切開用のメス器具を形成する胴体内
    部に超音波振動源を内蔵し、該超音波振動源に振
    動変換素子を介してメス刀身が接続され、前記メ
    ス刀身に冷却剤を供給しかつ排出する熱交換器を
    具備する低温超音波メスにおいて、前記熱交換器
    は冷却剤の供給往路と排出帰路とを互に連通する
    同心配置の外側管８と内側管９とから成る複合管
    形熱交換器７として形成され、かつ前記振動変換
    素子５は軸対称の中空回転成形体として形成さ
    れ、その中空内腔は前記熱交換器の外側管８の外
    周を同心状に取巻き固着されると共に前記メス刀
    身１１は胴体１の下方に露出する外側管８の下側
    に固定して結合されていることを特徴とする低温
    超音波メス。 ２ 前記振動変換素子５は中空の円錐台形状に形
    成され、該台形円錐体の大なる底面６が超音波振
    動源２の励振コア４に結合されると共にその小な
    る底面１０は前記熱交換器７の外側管８の外周に
    一体的に嵌め込まれて、超音波振動をメス刀身１
    １へ伝達するようにした特許請求の範囲１に記載
    の低温超音波メス。 ３ 前記複合管形熱交換器の下部に突き出した外
    側管８に長手方向のスリツトが形成され、該スリ
    ツト内にメス刀身１１が強固に嵌着固定されてい
    る特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の低温
    超音波メス。 ４ 前記複合管形熱交換器７の外側管８の内腔に
    対面するメス刀身１１の内部背面には少なくとも
    単列の櫛歯形冷却フイン１２が植立されている特
    許請求の範囲第３項に記載の低温超音波メス。 ５ 前記複合管形熱交換器７の内側管９には前記
    メス刀身１１の櫛歯状冷却フイン１２に対面する
    範囲区域に冷却剤噴出開口１３が穿設されている
    特許請求の範囲第４項に記載の低温超音波メス。 ６ 前記胴体１内に内蔵された超音波振動源２に
    は超音波振動検出用のピツクアツプ１８が結合さ
    れ、これにより超音波振動の周波数が制御される
    ようにした特許請求の範囲第１項から第５項まで
    のいずれかに記載の低温超音波メス。 ７ 前記超音波振動源２に結合されるピツクアツ
    プ１８は超音波振動源２の振動に伴つて生ずる超
    音波の波腹区域に位置決め設置される特許請求の
    範囲第６項に記載の低温超音波メス。
JP61273042A 1985-11-20 1986-11-18 低温超音波メス Granted JPS62142544A (ja)

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