JPH0481461B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、超音波振動で前立腺切除、結石破
壊等の処置を行なう超音波処置装置の改善に関す
る。

〔従来の技術〕

最近、超音波処置装置を用いて、前立腺の切除
術、結石の破壊術といつた処置が行なわれるよう
になつてきた。これには、従来より、振動子にホ
ーンを連結するとともに、そのホーンの先端にパ
イプ（振動伝達部材）を連結した構造が用いられ
ている。こうした超音波処置装置は、振動子から
発生する振動をホーンで増幅（集中）したのち、
パイプに伝達させるようにしていて、パイプ先端
を生体内の患部組織に押し当てることにより、先
端の振動で組織を破壊、切除したり、乳化させた
りする。

ところで、超音波処置装置においては、従来よ
り、第７図に示されるようにパイプａ上にパイプ
先端ｔを振幅の腹とした超音波振動ｂを伝えるこ
とが行われている。そして、パイプ先端ｔで最大
振幅を得て、各種処置を行なうようにしている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、超音波処置装置ではパイプａが全長
に渡り同径であるために、パイプ先端ｔの最大振
幅を大きくするにはパイプａ上の振幅を大きくし
なければならない。このため、パイプ先端ｔの振
幅を大きくすると、その大きくなつた振幅分の応
力ｒがそのまま節に集中して、節の位置で疲労破
壊が起る。それ故、振幅を容易に大きくできない
ものであつた。

この発明はこのような問題点に着目してなされ
たもので、振動伝達部材の耐久性の向上を図りつ
つ、振動伝達部材の先端の振幅を大きくすること
を目的とする。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕

この装置では、振動伝達部材３の長さをｎ／
２・λ（ｎは自然数）とし、振動の節部に集中す
る応力が小さくなるよう、振動伝達部材の先端か
ら略λ／４（λはいずれも波長）の長さ４を、振
動伝達部材３の長手方向と直交する断面積が先端
部に向かつて連続的に小さくなるように形成した
ので、ホーン効果で振動伝達部材３の先端部に超
音波振動を集中させて先端部のみの振幅を大きく
し、節に集中する応力が小さくてすむようにす
る。

〔実施例〕

以下、この発明を第１図に示す一実施例にもと
づいて説明する。第１図は超音波処置装置の全体
を示し、１はランジユバン型の振動子（圧電素
子、電極、ブロツクを連接してなる）、２はコニ
カル型のホーン、３はそのホーン２の先端に連結
されたパイプ（振動伝達部材に相当）である。ホ
ーン２およびパイプ３の両者は、引抜加工、研削
加工を用いた成形方法、鋳造方法により、一体に
成形されている。詳しくは、前者は円筒ブロツク
の軸心部に、あらかじめ一端側を小径部、他端側
を大径部とした貫通孔を設けておき、この円筒ブ
ロツクをその大径部側を加熱しながら、所定の肉
厚になるまで軸心方向へ引き延ばす。これによ
り、大径部側の外形が細くなり、外径ならびに内
径共、必要なパイプ寸法になつていく。そして、
その後、小径部側との境界の段部部分を必要なホ
ーン形状に研磨あるいは研削することにより、ホ
ーン２とパイプ３とが一体となつた成形品を成形
する方法である。また後者は、ホーン２とパイプ
３とが接ながつた形状の鋳型を設け、この鋳型内
に例えばチタン合金を流し込み、その後、冷却し
て鋳型品を取り出す。そして、研磨、研削により
整形した後、熱処理を施して、ホーン２とパイプ
３とが一体となつた成形品を成形する方法であ
る。

そして、こうして成形されたホーン２の基部側
が振動子１に連結されている。またパイプ３の長
さはｎ／２・λ（ｎは自然数、λは波長）の関係
が成立するよう設定されている他、振動子１から
発する超音波振動Ａの腹が、ホーン２とパイプ３
との境界部に位置するように定められていて、パ
イプ先端を振幅の腹として超音波振動Ａをパイプ
３へ伝達させることができるようにしている。

そして、このパイプ３の先端から、パイプ３先
端に最も近い節の位置までのλ／４長さの部分
（但し、λは波長）に、先端に向かう程、肉厚が
薄くなるように変化させて（振動伝達部材３の長
手方向と直交する断面積が先端部に向かつて連続
的に小さくなる）、細径となるテーパ状部４が形
成されている。そして、このテーパ状部４にてパ
イプ先端にホーンを形成している。

なお、この実施例では、パイプ３の肉厚Ｄを従
来のパイプの肉厚に比べ厚くしている。

しかして、こうした超音波処置装置は振動子１
に駆動電圧を印加すれば、振動子１からの超音波
振動Ａがホーン２を通じパイプ３へ伝達されてい
く。そして、この超音波振動Ａがテーパ状部４で
集中され、肉厚の薄くなつたパイプ３の先端部を
最大の振幅で振動させることになる。

これにより、各節の位置における振幅を小さく
抑えつつ、先端部のみの振幅を大きくすることが
できるようになる。これはテーパ状部４で超音波
振動Ａを強める分、パイプ３上を伝わる振動の振
幅が小さくてすむことでわかる。具体的には、従
来の振幅と同一振幅を得る場合、パイプ３上を伝
わる振動の振幅は、従来の振幅分布（第７図に示
す線図）ではパイプ先端と同じ振幅であるが、テ
ーパ状部４を用いたものでは第１図に示す振幅分
布のようにパイプ先端の振幅より小さくなる。

この結果、パイプ先端の振幅を効果的に大きく
することができ、結石等の破壊効率を高めること
ができる。しかも、パイプ３上の振幅が小さくて
すむから、その分、第１図の応力Ｂに示すように
各節の位置に集中する応力が小さくなつて、パイ
プ３の耐久性を高めることができる。

なお、一実施例に示すテーパ状部４の他、第２
図、第３図あるいは第４図に示すような外周側の
肉厚を変化させて先端を尖頭部としたテーパ形
状、内周側の肉厚を変化させて先端を尖頭部とし
たテーパ形状、内外周両側の肉厚を変化させて先
端を尖頭部としたテーパ形状にしてもよい。

さらに第５図に示すように、パイプ３の先端か
ら、パイプ先端に最も近い節の位置までのλ／４
長さの部分を、同じ肉厚で先端に向かう程、細径
となるテーパ状部４を形成させても、上記実施例
と同様の作用効果が得られる。

また一実施例ではコニカル型のホーン２を用い
たが、第６図に示すようなエキスポネンシヤルホ
ーン型のホーン３、あるいは図示しないがカラノ
イダル型のホーンを用いてもよい。

なお、Ｓ(x)＝S₁・exp γ・ｘ γ＝１／ｌ・log ｅ S₂／S₁ Ｓ：断面積 上述の変形例においても、振動伝達部材の長手
方向と直交する断面積が先端部に向かつて連続的
に小さくなるものである。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明によれば、振動伝
達部材の先端部のみ振幅を大きくすることができ
る。しかも、節の位置の振幅は振動伝達部材の先
端部より小さくてすむから、応力の集中が少なく
てすみ、振動伝達部材の耐久性ならびに結石の破
壊等の処置効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は超音波処置装置を振動ならびに応力の
分布と共に示す側面図、第２図、第３図、第４
図、第５図は異なる振動伝達部材の先端部のテー
パ状部を示す断面図、第６図は異なるホーンを示
す側面図、第７図は従来の超音波処置装置を振動
ならびに応力の分布と共に示す側面図である。 １…振動子、２…ホーン、３…パイプ（振動伝
達部材）、４…テーパ状部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 振動子にホーンを介して振動伝達部材を連結
   し、前記振動伝達部材の長さをｎ／２・λ（ｎは
   自然数）としてなる超音波処置装置において、振
   動の節部に集中する応力が小さくなるよう、前記
   振動伝達部材の先端から略λ／４（λはいずれも
   波長）の長さを、振動伝達部材の長手方向と直交
   する断面積が先端部に向かつて連続的に小さくな
   るように形成したことを特徴とする超音波処置装
   置。