JPH056460B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は外科用器具に関し、さらに詳しくは低
温の超音波メスに関する。

本発明は肝臓や、膵臓や、腎や、脾臓等の柔ら
かい組織及び実質的な器官の外科手術や神経外科
に使用されることができるものである。

〔従来の技術〕

公知の低温の外科用器具として、作動部材と超
音波振動源を連結する装置と、器具のベースと超
音波源との間に配置された冷媒循環のためのジヤ
ケツトと、冷媒の入口の調整されたオリフイスと
を具備したものがある。この器具は、組織を切除
することができないので外科手術に使用できない
という問題があつた。

公知の低温の超音波メスは、超音波振動源を収
めたハウジングと、この超音波振動源に振動伝達
部材を介して連結されたブレードと、冷媒をブレ
ードに供給しまたブレードから戻す管状の熱交換
器とを具備するものである。熱交換器はブレード
の側面に熱的に接触して設置され且つベローズに
よつて冷媒に入口パイプと出口パイプに連結され
たＵ形のチユーブであり、このベローズはブレー
ドと超音波振動源との結合部において形成された
領域の定在波領域に配置され、また熱交換器のチ
ユーブはメスの切断刃の方向に狭くなるようにな
つている。

このような従来の低温の超音波メスは、柔らか
くて実質的な組織の切除速度が不適当なほどに低
く且つ止血効果が不十分であるという問題点があ
つた。

低い切除速度は、従来の低温の超音波メスにお
いては切断手段が手術時に負の温度になるという
ことによるものである。これは組織が切断される
ときにメスの切断作用が超音波作用にのみ依存す
るものであり且つ前の切除によつて冷凍された硬
い層を切除するように期待された切断作用が実現
されていないということを意味するものである。
切除速度は、冷凍能力が不十分であり且つブレー
ドが非対称に冷却されるということにもよるので
ある。何となれば、冷凍がＵ形の熱交換器からで
ありそれによつて入口に近い側のブレードの側面
が他方の側面よりも冷却され、出口側の冷媒の温
度の方が高いからである。これは組織を切断手段
及び熱交換器に張り付かせる原因になる。さら
に、メスのブレードは強力な熱源である超音波振
動伝達部材と熱的に接触し、これはブレードの非
対称の冷却を増大させるためである。超音波振動
伝達部材からの熱はさらにメスのブレードの温度
を上げるのにも寄与し、従つて組織の切除の間に
冷却不足の理由を生じる。組織切除の速度はさら
に遅くなり、止血効果が低下して、実質的な手術
時間を長引かせるようになる。

さらに、冷媒の入口と出口が広く間を開けて配
置されたＵ形の熱交換器は器具を嵩張つたものに
して不便である。

さらに、従来の低温の超音波メスは切除された
組織の超音波及び低温効果のレベルを制御する能
力をもたず、そのために利く効率が低かつた。低
温作用のレベルが監視できないので、手術の間に
止血効果が不十分になり、又は手術される器官の
組織の手術後の壊死の原因ともなつた。

超音波作用のレベルを監視する手段がないこと
は例えば強烈な超音波作用に加えて切除組織の温
度が高すぎることによつて手術される器官を傷つ
ける原因になつた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は超音波及び低温作用が切除組織に空間
的に別に且つ時間的に継続的に付加れ、そして切
断手段の温度がセ氏の度合で正の値へ上げられ且
つ止血の程度が早められるようにした低温の超音
波メスを提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点は、ハウジングと、該ハウジングに
装着された超音波源と、該ハウジングから突出
し、該超音波源からの超音波振動が振動伝達部材
を介して供給され且つ切断刃を有する切断手段
と、冷媒の入口パイプ及びと出口パイプを持ち且
つ切断される組織に低温作用を与える管状の熱交
換器とを具備し、本発明によつて、前記管状の熱
交換器が前記切断手段の後方側に配置され、前記
切断手段と前記管状の熱交換器との間に断熱部が
設けられることを特徴とする低温の超音波メスに
よつて達成される。

好ましくは、切断手段が切断刃をもつプレート
又はフツクとして形成され、該プレート又はフツ
クが、相互の断熱のために前記管状の熱交換器か
らギヤツプが形成されるように該管状の熱交換器
の一端又は両端に保持される。

好ましくは、切断刃をもつ切断手段が振動伝達
部材に保持され又は振動伝達部材と同じ材料でユ
ニツトとして作られて切断手段、振動伝達部材及
び超音波源とともに単一のユニツトを形成し、該
単一のユニツトが相互の断熱のために前記管状の
熱交換器及びその冷媒の入口パイプと出口パイプ
から或る距離をもつて配置される。

合理的には、冷媒との熱交換表面を増加させる
ために管状の熱交換器の内部に部材が配置され、
この部材の長さに対する厚さの比が0.1から0.2の
範囲から選択され、また管状の熱交換器の内面の
面積に対する熱交換表面を増加させるための全て
の部材の側面の合計面積の比が２から５の範囲か
ら選択される。

さらに合理的には、加熱装置が振動伝達部材に
装着されて切断手段の温度をセ氏の度合で正に維
持するようにしている。

好ましくは、異なつたこわさと異なつた血液の
供給を有する組織の部分を低温の超音波メスによ
つて切除できるようにするために、切断手段と管
状の熱交換器との間のギヤツプが調節可能にされ
ており、切断手段がこの目的のために管状の熱交
換器に対して運動させる装置を備えている。

好ましくは、低温の超音波メスのハウジングに
は加熱部材が備えられ、前記管状の熱交換器から
の前記ハウジングへの低温効果にかかわらずに前
記ハウジングの快適な温度を確保するようにして
いる。

好ましくは、切断手段が管状の熱交換器と同じ
かそれよりも長い長さをもつ。

好ましくは、切断手段の厚さがその長手に沿つ
て変化する。

好ましくは、管状の熱交換器の断面が台形とし
て形成され、その短辺が切断手段に対面して配置
される。

好ましくは、切断手段の側面が前記管状の熱交
換器の側面の延長上にあり且つその交差部におい
て切断手段の切断刃を形成する。

好ましくは、切断手段と管状の熱交換器との間
の相互の断熱のためのギヤツプは0.5mmから４mm
の範囲から選択される。

好ましくは、切断手段は切断刃の反対側にテー
パーのついたエツジを有する。

好ましくは、切断手段と管状の熱交換器との間
の断熱を確保するために、断熱性と撥水性を有す
るプラスチツクの材料の層が切断手段と管状の熱
交換器との間に設けられる。

切断手段と管状の熱交換器との間に一定の距離
を維持するために、断熱材料で作られ且つ超音波
源から或る距離のところで前記冷媒の出口パイプ
に配置された固定部材を設け、該或る距離が、 ＝λ（2n−１）／４ の関係で定められ、 ここで、が超音波源から固定部材までの距
離、λが振動伝達部材と切断手段の超音波の波
長、ｎが振動伝達部材と切断手段上の固定部材が
装着される点までの距離に適合されることのでき
る超音波半波の数である。

好ましくは、低温の超音波メスは、切開される
組織との接触領域において管状の熱交換器の温度
センサを具備し、該温度のセンサが、切断手段と
対向する管状の熱交換器の壁の全長に沿つて管状
の熱交換器内で密封状にシールされたパイプの内
側に配置される。

好ましくは、低温の超音波メスは、切除される
組織に作用する低温の深度のセンサを具備し、該
冷凍深度センサが、丸い断面を有し且つ切断手段
と対向する管状の熱交換器の壁の全長に沿つて管
状の熱交換器の内部空間内で密封状にシールされ
た第２のパイプの内側に配置される。

好ましくは、低温深度センサが前記第２のパイ
プの内側同軸的に配置され且つ該第２のパイプ内
で誘電性のサポートに保持された同軸ケーブルか
らなり、該同軸ケーブルの外部導線の制限を越え
た内部導線の一部分が、円筒状の該第２のパイプ
を密封状にシールする誘電性のブツシユ内に配置
され、且つ低温深度センサのプローブとして作用
する。この低温深度センサのプローブは第２のパ
イプの１から２直径の範囲から選択された長さを
有する。

好ましくは、前記誘電性のブツシユがサフアイ
アから作られる。

以下本発明を図面を参照した実施例について詳
細に説明する。

〔実施例〕

本発明による低温の超音波メス（第１図及び第
２図）は、ハウジング１に装着された超音波源２
を具備する。超音波源２は公知のタイプのもので
形成されることができ、磁歪合金で作られた圧電
気、フエライト、又は金属で形成されることがで
きる。振動伝達部材３が超音波源２に連結され、
超音波振動を切断手段４へ伝達するように設計さ
れている。低温の超音波メスはさらに管状の熱交
換器５を具備し、これは冷媒のための入口パイプ
６と出口パイプ７を備えている。断熱部は切断手
段４と熱交換器５との間で特別に残されたギヤツ
プ８で設けられ、このギヤツプ８は切断手段４の
ほぼ全長に沿つて形成される。

断熱はあらゆる公知の方法でなされることがで
き、最も簡単なものは空気によるものであり、こ
の場合には切断手段４と熱交換器５との間にエア
ギヤツプ８が設けられる。低温の超音波メスのこ
れらの部分の断熱のために以降に他の断熱につい
て説明される。

断熱は切断手段４の温度を正に維持し、切開さ
れる組織の超音波及び低温作用を時間的及び空間
的に分離することを可能にするものである。

切断手段４は曲がつたプレート９（第３図）と
して作られ、その一端部１０が管状の熱交換器５
に保持される。断熱ギヤツプ８はプレート９と熱
交換器５との間に設けられる。振動伝達部材３は
管状の熱交換器５に連結される。

第１図を参照すると、もう１つの実施例では、
切断手段４はプレート１１として形成され、その
一端部１２が振動伝達部材３に保持され、熱交換
器５との間に断熱のためのギヤツプ８を形成す
る。

切断手段４（プレート９，１１）は切断刃１３
（第２，３図）を有し、プレート９，１１の他端
１４は自由端部である。プレート９，１１の長さ
は熱交換器５の長さを越える（第２図）かまたは
等しい（第３図）。いずれの場合にも、プレート
９，１１は全体的にまたは部分的に熱交換器５を
囲い込むようになつている。

低温の超音波メスの別の実施例（第４図）にお
いては、フツク１５として形成された切断手段４
の端部１４が熱交換器５に保持される。フツク１
５は熱交換器５を囲い込むようになつている。

第５図に示される実施例のプレート１６は、こ
のプレート１６の長さが熱交換器５の長さと等し
いので部分的にだけ熱交換器５を囲い込むように
なつている。

重要なことは、切断手段４がどのような形体で
実施されようとも、即ちプレート９，１１，１６
またはフツク１５で形成されようとも、切断手段
４と熱交換器５との間には常にギヤツプ８がある
ことである。

第１図は同軸上に形成されたチユーブ１７，１
８として作られた熱交換器５の実施例を示してお
り、これらのチユーブ１７，１８の内面には冷媒
との熱交換面積を増大させるためにリブ１９が設
けられている。

切開される組織上で超音波と低温の作用をより
効果的に分離するために、プレート１６（第５
図）は振動伝達部材３に固定的に保持され、さら
にこの振動伝達部材３が超音波源２に固定的に保
持され、これらが一緒になつて単一のユニツトを
形成し、このユニツトが熱交換装置５から距離ａ
の位置に配置される。従つて、熱交換器５からプ
レート１６の断熱を提供するギヤツプ８は熱交換
器５の入口パイプ６、出口パイプ７の端部まで延
び、従つて超音波振動を受ける低温の超音波メス
の部分、即ち超音波源２、振動伝達部材３、プレ
ート１６の組み合わせユニツトの熱から隔離され
る。

切断手段、即ちプレート１６（第５図）は公知
の手段、例えばねじ結合２０によつて振動伝達部
材３に脱着可能に且つ固定的に取りつけられる。

脱着可能な切断手段、即ちプレート１６（第５
図）の結合部での超音波出力のロスは、切断プレ
ート１６の長さが超音波振動の四分の一波長の奇
数によつて割ることができるとき、及びさらに切
断手段が振動伝達部材３に保持される場所が次の
条件を基に選択されるときに最小になる。

Ｌ＝λ（2n＋１）／４ (1) ここで、Ｌは超音波源２からプレート１６が保
持される場所までの距離、 λは振動伝達部材３の超音波波長、 ｎは超音波源２から脱着可能なプレート１６が
振動伝達部材３に保持される場所までの距離に適
合されることのできる超音波半波の数である。

プレート１６と振動伝達部材３（第６図）は同
じ材料で単一の部分２１として作られることがで
きる。これはプレート１６への途中の超音波出力
のロスの低下を助け、従つて切断効率を高めるこ
とを助けるものである。

全ての実施例において、切断手段の厚さはその
長さに沿つて変化する。

超音波源２、振動伝達部材３、プレート１６が
単一のユニツトとして作られているときには、プ
レート１６からなる切断手段（第５，６図）の正
の温度は、振動伝達部材３に、加熱部材２２、即
ち電気的な渦巻き部材を装着することによつて維
持される。

ギヤツプ８は固定されたもの（第１，３，４，
５図）として形成されることができ、或いは、例
えば超音波源２とパイプ７との間に挿入された可
変エキセントリツク装置２３（第６図）によつて
調節可能なものとして形成されることができる。
この目的のために同様の方法でその他の装置を使
用することができる。

ギヤツプ８は0.5から４mmの範囲から選択され
る。ギヤツプ８が0.5mmよりも小さいと、熱交換
器５の低温効果が切断手段４に伝達されてそれを
負の温度まで冷却し、これは切断に悪影響を与え
る。ギヤツプ８が４mmを越えると、超音波と低温
の作用の間のタイムラグが長くなりすぎて止血効
果が悪化する。

肝臓の手術のためには、ギヤツプ８は２mmほど
であるのが好ましい。

所望のギヤツプ８を維持するために、断熱材料
で作られた固定部材２４（第６図）が管状の熱交
換器５と振動伝達部材３を切断手段４に組合わせ
るユニツトとの間に設けられる。固定部材２４
は、超音波源２で励起されたときに振動伝達部材
３とプレート１６で発生する定在超音波２５の点
ｂ（第７図）に装着される。

第７図を参照すると、定在超音波２５の振幅が
縦軸にプロツトされ、超音波源２から振動伝達部
材３と切断手段４との組み合わせユニツトへの各
部の距離が横軸にプロツトされている。

この実施例においては、固定部材２４は超音波
源２から最初の定在超音波２５の点ｂに装着され
る。しかしながら、固定部材２４は次の式で示さ
れるように超音波源２から異なつた位置に配置さ
ることができる。

＝λ（2n−１）／４ (2) ここで、は超音波源２から固定部材２４まで
の距離、λは振動伝達部材３とプレート１６にお
ける超音波２５の波長、ｎは超音波源２から固定
部材２４が装着される場所までの距離に適合され
ることのできる超音波半波の数である。

冷媒との熱交換面積を増加させ、従つて或る低
温レベルを維持するときの冷媒の消費を低下させ
るための各部材（リブ）１９は、ｃが部材１９の
厚さ、ｄがその長さとしたときに、ｃ／ｄ比が
0.1から0.2の範囲内になるように選択される。
ｃ／ｄ比が0.1よりも小さいと、部材１９が薄す
ぎるのでその冷却容量が切開されるべき組織を高
速で冷凍させるほど十分にはならないので切開さ
れるべき組織が管状の熱交換器５にくつつき始め
る。ｃ／ｄ比が0.2よりも大きいと、別の理由で
切開されるべき組織が管状の熱交換器５にくつつ
き始める。即ち、ガス層が部材１９上に形成さ
れ、熱交換器５の冷却容量に影響を与える。

最適なｃ／ｄ比は0.15と考えられる。

熱交換面積を増加させることの他に、S₁が全て
の部材１９の側面の面積、S₂が熱交換器５の内面
の面積として、S₁／S₂比が選択される。選択範囲
は２から５である。

この場合には、S₁／S₂比が２よりも小さいなら
ば、管状の熱交換器５の冷却容量が不十分になる
ので組織切開の速度が遅くなる。S₁／S₂比が５よ
りも大きい場合には、部材１９が熱交換器５の壁
面上で非常に多くの表面を占め且つ冷媒体に対す
る流体抵抗が大きくなり、よつて管状の熱交換器
５の冷却容量に影響を与えるようになるので、切
開されるべき組織が管状の熱交換器５にくつつく
ようになるであろう。

管状の熱交換器５の横断面形状は第８図から第
１０図に示されるように台形２６として形成され
る。台形２６の短辺２７が切断手段４に対面し、
その形状は、切断手段４の全長に沿つて、第２図
に示されるようにその全長に沿つてテーパーのつ
いている切断手段４の形状に反復する。

管状の熱交換器５の側面（第８，９，１０図）
は切断手段４，２８，２９の側面と適合し、台形
２６の斜辺の延長がその交差部において切断手段
４、又は２８（第９図）、又は２９（第１０図）
の切断刃１３と一致するようになつている。

台形２６の斜辺は第８図及び第１０図に示され
るように真つ直ぐとすることができ、又は第９図
に示されるように凹面とすることができる。

切断手段４の切断刃１３の反対側のエツジ（第
８図）は丸められた角とすることができる。

切断手段２８は切断刃１３の反対側に鋭いエツ
ジ３０（第９図）を有し、管状の熱交換器５の側
面と切開される組織との接触を改善するようにな
つている。

プラスチツク材料の層３１（第１０図）が切断
手段２９と管状の熱交換器５との間に設けられ
る。これは例えばフツ素ベアリング材料からな
る。このプラスチツク材料の層３１は切断手段２
９と管状の熱交換器５の間の断熱を保持しつつ装
置の構造をより剛性化するものである。プラスチ
ツク材料の層３１の側面３２は切断手段２９の側
面とともに管状の熱交換器５の側面と適合する。

本発明による低温の超音波メス（第１１図）は
切開される組織との接触領域において温度センサ
３３と低温深度センサ３４とを備えている。これ
らのセンサは切開される組織の制御された低温作
用によつて切断速度の最適の選択を確保し、組織
の切開の間に所望の超音波と低温条件を維持せし
めるものである。

温度センサ３３はパイプ３５内に装着され、こ
のパイプ３５は管状の熱交換器５内での台形２６
（第８，９，１０図）の長辺である壁の全長に沿
つて設けられ且つ管状の熱交換器５の内部空間に
関して密封シールされる（第１１図）。パイプ３
５の断面形状は任意に定められ、この実施例にお
いては、パイプ３５は丸いものである。温度セン
サ３３は熱伝導材料、例えばフイラーを含むエポ
キシ複合物で作られたブツシユ３６によつてパイ
プ３５に保持される。出力導線３７が温度センサ
３３からパイプ３５内を延びる。温度センサ３３
は次の装置のいずれとして構成することもでき
る。温度感応抵抗、熱電対、ボロメーター、又は
77から300Kの範囲の温度で作用するのに適した
温度感応器具等である。温度センサ３３は管状の
熱交換器５が切開される組織にもはや接触しない
領域で温度を監視するように配置されるべきであ
り、よつて切開された組織の温度に関する信頼性
の優れた情報を得ることができる。

低温深度センサ３４は管状の熱交換器５内でパ
イプ３５と同じ壁の全長に沿つて配置された他の
パイプ３８内に配置される。パイプ３８は丸い断
面を有し、管状の熱交換器５の内部空間から密封
シールされている。パイプ３８の入口開口はブツ
シユ３９によつてシールされる。同軸ケーブルが
パイプ３８内で誘電性のサポート４０上に配置さ
れる。この同軸ケーブルの内側導線４１は外側導
線４２を越えて延び、且つ切開される組織上のメ
スの低温効果の深度に感応する低温深度センサ３
４のプローブ４３である。プローブ４３はサフア
イアで作られた誘電性のブツシユ３９の内側に配
置される。低温深度センサ３４のプローブ４３は
パイプ３８の１から２直径の範囲で選択された長
さをもつべきである。

プローブ４３の長さがパイプ３８の２直径より
も小さいと、その感度が低すぎ、低温深度センサ
３４が所望の深度の範囲で低温を適切に監視する
ことができなくなる。これはメスの効率に悪影響
する。

プローブ４３の長さがパイプ３８の直径よりも
大きいと、検出装置の誤差が増加し、同様にメス
の効率に悪影響する。

プローブ４３の最適な長さはパイプ３８の1.42
直径であるのが好ましい。

加熱部材４４（第１図）がハウジング１の内側
でその内面に取りつけられ、このハウジング１を
温めてオペレータに対して快適なハウジングの温
度を与えるようになつている。加熱部材４４は公
知のあらゆるタイプのものとすることができる
が、恐らく、最も効率的なのはリボン又はストリ
ツプ加熱部材である。

第１２図を参照すると、管状の熱交換器５の温
度を監視するための回路は抵抗センサ３３を利用
したものである。この抵抗センサ３３は抵抗４
６，４７，４８とで作られるブリツジ回路４５に
挿入され、定電圧がブリツジの対向する２つのコ
ーナーを結ぶ対角線のアームの一方に加えられ
る。抵抗センサ３３の抵抗が変わるときに生成さ
れるブリツジ回路４５の出力バランス信号が、電
圧増幅器４９へ供給され、その出力がパワー増幅
器５０とインジケータランプ５２をもつた増幅器
５１に接続される。

電圧増幅器４９はフイードバツク回路及び反転
入力への抵抗５３，５４を含む演算増幅器であ
る。

パワー増幅器５０はトランジスタ５５，５６及
び抵抗５７，５８で構成され、装荷抵抗５９を設
置されている。

増幅器５１はトランジスタ６０，６１及び抵抗
６２，６３で構成されている。

柔らかい組織及び実質器官の手術のために、管
状の熱交換器５の作動温度は上に延べた回路（第
１２図）によつて所定のレベルに維持される。し
かしながら、それにもかかわらず、解剖の特有性
のために、これは所望のレベルの低温作用を種々
の組織に維持するわけにはいかなかつた。従つ
て、例えば、低温作用の深度は血液の供給の乏し
い人の組織と比べて血液の供給の大きい人の組織
では小さくなる。血液の供給の大きい人の組織の
場合には、低温効果は止血のために不十分とな
り、血液の供給の乏しい人の組織の場合には、冷
凍の深度が必要以上となるので広い領域の手術後
の壊死が生じる結果となるのである。切開される
組織上で低温効果の深度を監視するために、提案
される低温の超音波メスはセンサ３４を備えてい
る。

第１３図を参照すると、回路図は低温効果の深
度を監視するためのセンサ３４の接続回路を示し
ている。センサ３４は抵抗６４，６５とコンデン
サ６６とを備えている。これは可変の高周波数源
６７及びダイオード６８に接続される。ダイオー
ド６８の出力はRC回路６９，７０に供給され、
そして抵抗７２，７３，７４とマスター抵抗７５
とからなる演算増幅器７１の入力に接続される。
演算増幅器７１の出力は、トランジスタ７７，７
８，７９，８０，８１，８２，８３、ダイオード
８４，８５、コンデンサ８６，８７及び抵抗８
８，８９，９０，９１，９２，９３を採用した公
知の構成の音声周波数ジエネレータ７６の入力に
接続される。音声周波数ジエネレータ７６の出力
はダイナミツクスピーカ９４に接続される。

低温の超音波メスは手術のために次のようにし
て準備される。

冷媒、例えば、液体窒素が矢印９５の方向（第
１図）にパイプ６を通つて管状の熱交換器５に供
給される。冷媒はパイプ７に至り、管状の熱交換
器５の内壁及びそこに配置された部材１９に沿つ
て流れ、管状の熱交換器５の内部をパイプ１８及
びパイプ７を通つて矢印９６によつて示される方
向に流れて液体と気体の混合物として除去され
る。

最初には、冷媒がまさに供給され始めたとき
に、熱交換器５は正の温度をもち、ブリツジ回路
４５はセンサ３３の抵抗と抵抗４７とが等しくな
いので最大にアンバランスしている。抵抗４７は
可変であり、従つて、熱交換器５の温度は80から
150Kの範囲内で制御可能である。ブリツジ回路
４５のアウトオブバランス信号が増幅器４９へ送
られ、それからパワー増幅器５０へ送られ、この
ようにして装荷抵抗５９の加熱を行い、これは管
状の熱交換器５への冷媒の供給の増加をもたらし
熱交換器５の強い冷却を開始させる。同時に、増
幅器４９の出力電圧が増幅器５１の出力ステージ
を無力化する。熱交換器５が冷却されるにつれ
て、アウトオブバランス信号が消滅し、そして装
荷抵抗５９によつて生成されたヒートパワーが低
下し、少量の冷媒が熱交換器５に供給されるよう
になる。熱交換器５がその作用温度に達するとき
に、ブリツジ回路４５の出力におけるアウトオブ
バランス信号が零まで低下する。抵抗５９はもは
や加熱されなくなり、低温作用に関する限りにお
いてメスの手術の準備ができたことをしめすため
にランプ５２が点灯する。

液体窒素が冷媒として使用されるときに、低温
の超音波メスが作用温度に達するまでの期間は、
供給タンク内の過剰圧力が0.2・10⁵Paから0.5・
10⁵Paの範囲内で1.5から３分である。

熱交換器５が作用温度に達すると、超音波源２
にスイツチが入れられ、手術の介入が開始される
ことができる。

低温の超音波メスによる柔らかくて実質の組織
の切除は、止血がわずか２mm直径までの血管しか
達成できないので、目標の器官の継続的切開と大
きい血管の分離とによつて実施される。分離され
た大きな直径の血管は切開に先立つて従来的な外
科方法によつて、例えば切除平面における結紮に
よつて処理される。

最初に、切断手段が組織に貫入され、そして部
分的な止血を与えながら超音波作用にさらされ
る。メスが切除線に沿つて進められるにつれて、
すでに超音波作用にさらされた組織の領域が今度
は熱交換器５からの低温にさらされ、これは切除
された組織の破壊によつて止血を増加させる。メ
スの長手軸線と切除される組織の間の角度は、超
音波と低温効果にさらされる領域が切除の間に重
なるように選択される。直径２mmまでの血管から
の出血は制止できる。切除領域においては組織は
2.5mmの深度まで凍らされる。

凍らされた組織の中にメスをさらに導入するこ
とは次のようにして実施される。

正の温度をもつ切断手段が組織に接触せしめら
れてその温度を上げさせ、それによつてメスの鋭
い刃によつて容易に切除される。超音波効果は凍
らされた組織のより速い切除に寄与し上述した止
血を確実にする。高い切除速度における安定的な
止血は、切断手段４と管状の熱交換器５との間の
断熱を提供するギヤツプ８によつても確保され、
それによつて、超音波作用と低温作用とが空間的
に分離され、時間的に分散され、そして、同時
に、切断手段の温度が、該切断手段の切断刃と接
触せしめられる位置における切除組織の正の温度
に相当するレベルへもたらされる。手術される器
官の解剖の特有性に従つて、組織の異なつた冷凍
深度において安定的な止血が起こる。切断手段４
と管状の熱交換器５との間の断熱を提供するギヤ
ツプ８は、メスの冷蔵性能を確保し、各器官に対
して最適の組織の冷凍深度が組織の冷凍温度及び
深度を監視するセンサ３３，３４によつて達成さ
れる。組織が切除されていくのにつれて、冷凍深
度センサ３４が所望のレベルの組織の冷凍を維持
するために使用され、これが安定的な止血のため
には十分であり、同時に切除された組織の大きな
領域で手術後の壊死を生じさせない。

センサ３４は次のように作用する。交流高周波
数電圧が外部電源６７から２つの導線４１，４２
を形成する同軸ケーブルを介してセンサ３４へ供
給される。センサ３４のプローブ４３の領域で切
除された組織との交流高周波数電圧の相互作用の
結果によつて同軸ケーブルの外側導線４２とパイ
プ３８に生成される電圧は、組織が凍つている深
度に依存するものである。この交流電圧はダイオ
ード６８によつて検出され、増幅器７１によつて
増幅され、そして制御された音声周波数ジエネレ
ータ７６に供給される。音声周波数ジエネレータ
７６の周波数は冷凍深度を検出するセンサ３４か
ら供給された信号によつて聞きとられる。この信
号が抵抗７５によつて設定されたレベルから逸れ
るときに、切除される組織の低温作用の深度が定
められた深度よりも小さいならば音声周波数ジエ
ネレータ７６の周波数が下がり、低温作用の深度
が定められた深度を越えるならば音声周波数ジエ
ネレータ７６の周波数が増加する。切除される組
織の低温作用の所望のレベルは抵抗７５を調節す
ることによつて設定することができる。ラウドス
ピーカ９４によつて生成された信号の周波数は、
手術の間冷凍深度を所望のレベルに維持するため
に不変に保たれる。

手術される組織の解剖の特有性は切断手段４と
熱交換器５との間の断熱のためのギヤツプ８を調
節可能にすることを要求する。激しい血液の供給
をもつを伴う器官のときにはギヤツプ８は狭くさ
れるべきであり、血液の供給レベルが低いときに
は増加されるべきである。ギヤツプ８の調節は手
術される組織の解剖の特有性から見て切除される
組織の超音波及び低温作用を最適にバランスさせ
ることを確保するものである。

低温の超音波メスを用いた多くの臨床試験及び
手術が行われ、その採用は肝臓やその他の実質器
官の外科介入に非常に有効であることが分かつ
た。

本発明による低温の超音波メスは８匹の犬に対
して異なつた容量の肝臓切除を行う試験が行われ
た。

正中線開腹に対しては、肝臓の左中葉が切開か
ら除かれ、左中葉のベースにおける切除が実施さ
れた。手術の間、冷凍深度は従来のメスの解剖速
度に近い解剖速度を確保するレベルに維持され
た。解剖の間に出血は観察されなかつた。冷凍深
度は約２から2.5mmであり、切断面の組織の温度
は−140℃を越えなかつた。解剖された組織が温
められたときに２mmを越える直径の血管から幾ら
かの出血が観察され、追加の結紮が必要であつ
た。小さい血管からの出血は注目するほどではな
かつた。生化学的、温度的、及び形態的な面がダ
イナミツクに研究された。傷の治癒が最初に意図
され、出血、胆汁分泌、腹膜炎は観察されなかつ
た。このメスは種々のこわさと血液供給の組織の
部分を従来のメスと同様の解剖速度で使用される
ことが分かつた。さらに、切断手段の長さと同じ
深さまで組織表面に対して種々のメスの角度で組
織を解剖することができることが分かつた。解剖
される組織は切断手段に張りつかなくなり、直径
２mmまでの血管の完全な止血が達成された。さら
に、本発明によつて提案された低温の超音波メス
の使用によつて手術の間に温度及び冷凍深度を制
御することができそしてその結果最適の条件を達
成することができるので、手術後の開腹期間が実
質的に低下したことが分つた。

臨床試験はアルベオコツクス症やエキノコツク
ス症等の寄生虫病気、腫瘍や化膿等のために半葉
の除去を含む肝臓の切除を行つた。前に行つた低
温の超音波メスの有効性の試験で得られた試験デ
ータが正しいと確認された。全ての患者が成功を
信じて手術を受けることができ、合併症を発生す
ることなく開腹することができる。新しいメスに
よつて手術に必要な時間が明確に短縮できること
が分かつた。その他の特徴は前述した止血効果
（実質的な出血の阻止）と手術された器官に追加
の障害がないことを含むのである。入院の期間が
平均的に15日は短縮されるであろう。

〔発明の効果〕

本発明による低温の超音波メスの利点の一つは
手段装置４と熱交換器５の間に設けられた断熱部
が超音波と低温作用を時間及び空間的に分離でき
ることにある。超音波振動の止血効果が低温によ
つて改善され、止血の度合いを増大させる。さら
に、一連の連続的な解剖がなされるときには、超
音波周波数で振動し且つ正の温度をもつ切断手段
４が前の切断作用によつて冷凍された組織を容易
に解剖し、従つて確実に止血効果を達成すること
ができる。止血と解剖の速度が高くなるにつれ
て、本発明によつて切除がなされる手術の時間が
実質的に低下する。

切断手段４から熱交換器５への熱の入力が断熱
部の設置によつて消滅するので、切除される組織
への低温作用の速度並びに止血効果が高くなり、
一方、解剖された組織の手術後の壊死症の面積が
より小さくなる。

その後の低温作用が高出力超音波振動の有害な
熱の影響を除去するので、切断手段４と熱交換器
５の間に設けられた断熱部が解剖される組織に高
いレベルの超音波止血効果を許容する。これは手
段装置４に供給される超音波出力と熱交換器５の
冷凍能力との間の比を適切に選択することによつ
て達成される。

切断手段４がプレート９，１１，１５やフツク
１６として形成され、その一端又は両端が管状の
熱交換器５にギヤツプ８が維持されるように保持
されているときには、病理学的組織のこわい部
分、例えば石灰質の部分が解剖されることができ
る。この場合に要求される解剖の努力は切断手段
４が熱交換器５に固定的に保持されてギヤツプ８
が一定に維持されることを意味する。固定部材２
４はこの目的のために設けられることができ、そ
して超音波振動が励起されたときに振動伝達部材
３及び切断手段１６に生成される超音波定在波２
５の点ｂに配置されるものである。プラスチツク
材料の層３１も同じ目的のためにギヤツプ８に設
けられる。プラスチツク材料の撥水性は、プラス
チツクの層３１が熱交換器５の負の温度と切断手
段の正の温度との間の中間の温度に維持されるの
で、解剖される組織がそこに張りつかなくなるの
を補償する。

固定部材２４は超音波出力のロスを低下させる
ために定在波２５の点ｂに配置される。同じこと
は振動伝達部材３と切断手段４が単一のユニツト
２１として組み合わせられているときに達成され
る。この場合には、それらは熱交換器５及びその
入口パイプ６と出口パイプ７に関してギヤツプ８
をもつて装着される。従つて、熱交換器５には超
音波は伝達されず超音波出力のロスはない。それ
は超音波源２から熱交換器５への熱の入力を低減
させるという追加の利点を有し、これが特定の冷
却能力を達成するのに要求される冷媒を節約させ
る。

組織の表面に対して種々の角度で組織を解剖す
ることを可能にするために、切断手段４の長さは
熱交換器５と等しいか又はそれよりも長い。従つ
て、例えばパイプ６と等しい長さのプレート９と
して形成された切断手段を備えたメスは引く動作
によつて45度から80度の範囲で組織を解剖するこ
とができる。切断手段が熱交換器５よりも長いフ
ツク１５として形成されたメスは負のチルト角
度、又は押し動作によつて使用されることができ
る。全ての場合に、超音波及び低温領域の完全な
オーバーラツプが切除される組織で達成されなけ
ればならない。

本発明による低温の超音波メスは切断手段４と
熱交換器５との間にギヤツプ８を備えることがで
きるものであり、熱交換面積を大きくするために
部材１９が設けられている。このメスはより高い
冷凍能力を有し、切断の深さに沿つて一様な低温
効果を補償しながら深い解剖に使用されることが
できる。部材１９の大きさ及びその側面の面積に
関する適切な選択が熱交換器５の内部空間の壁上
で熱交換器５の冷却能力を低下させ且つ熱交換器
５に沿つたかなりの温度勾配を生じさせるガス冷
媒層の生成を防止するのを助ける。この低温の超
音波メスは切断手段４が熱交換器５とともに完全
に組織に貫入するときにさえ切除される組織に一
様な低温効果を与えるものである。これは手術後
の壊死領域を低下させるのを助ける。

切除される組織の温度及び冷凍深度を調べるた
めにメスに設けられるセンサ３３，３４は切除過
程を制御し、各特定の場合に対して最適の条件を
選択する利点を提供する。さらに、切除される組
織に所望のレベルの超音波及び冷凍効果を自動的
に維持させることを可能にするものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による低温の超音波メスの長手
方向断面図、第２図は第１図の矢印Ａから見た低
温の超音波メスの平面図、第３図はプレートで形
成された切断手段を設け且つハウジングを省略し
た実施例を示す第１図と同様の低温の超音波メス
を示す図、第４図はフツクで形成された切断手段
を設け且つハウジングを省略した実施例を示す第
１図と同様の低温の超音波メスを示す図、第５図
は振動伝達部材と切断手段ユニツトとして結合さ
れ且つハウジングを省略した実施例を示す第１図
と同様の低温の超音波メスを示す図、第６図は同
じ材料で作られた振動伝達部材と切断手段を取り
つけた低温の超音波メスの実施例を示す図、第７
図は第６図の低温の超音波メスとマツチした超音
波波形図、第８図は第１図の低温の超音波メスの
線−に沿つた断面図、第９図は別の切断手段
を取りつけた第８図と同様の低温の超音波メスを
示す図、第１０図はプラスチツクの材料の層で作
られた断熱部を取りつけた第８図と同様の低温の
超音波メスを示す図、第１１図は第１図の低温の
超音波メスの線−に沿つた断面図、第１
２図は温度センサのための電気回路図、第１３図
は冷凍深度センサのための電気回路図である。 １……ハウジング、２……超音波源、３……振
動伝達部材、４……切断手段、５……熱交換器、
８……断熱ギヤツプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ハウジング１と、該ハウジングに装着された
   超音波源２と、該ハウジングから突出し、該超音
   波源２からの超音波振動が振動伝達部材３を介し
   て供給され且つ切断刃を有する切断手段４と、冷
   媒の入口パイプ６と出口パイプ７を持ち且つ切除
   される組織に低温作用を与える管状の熱交換器５
   とを具備し、前記管状の熱交換器５が前記切断手
   段４の後方側に配置され、前記切断手段４と前記
   管状の熱交換器５との間に断熱部が設けられるこ
   とを特徴とする低温の超音波メス。 ２ 前記切断手段が切断刃１３をもつプレート９
   として形成され、該プレート９が、相互の断熱の
   ために前記管状の熱交換器５からギヤツプ８が形
   成されるように該管状の熱交換器５に保持される
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   低温の超音波メス。 ３ 前記切断手段が切断刃１３をもつフツク１５
   として形成され、該フツク１５が、相互の断熱の
   ために前記管状の熱交換器５からギヤツプ８が形
   成されるようにその一端部又は両端部１２，１４
   において該管状の熱交換器５に保持されることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の低温の
   超音波メス。 ４ 前記切断手段４が切断刃１３をもち且つ前記
   振動伝達部材３に保持されて該振動伝達部材３及
   び超音波源２とともに単一のユニツトを形成し、
   該単一のユニツトが相互の断熱のために前記管状
   の熱交換器５及びその冷媒の入口パイプ６と出口
   パイプ７から或る距離をもつて配置されることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の低温の
   超音波メス。 ５ 前記切断手段４が脱着可能であることを特徴
   とする特許請求の範囲第４項に記載の低温の超音
   波メス。 ６ 前記切断手段４及び前記振動伝達部材３が単
   一のユニツト２１と同じ材料で作られることを特
   徴とする特許請求の範囲第４項又は第５項に記載
   の低温の超音波メス。 ７ 前記切断手段４が前記管状の熱交換器５と同
   じかそれよりも長い長さをもつことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項から第３項のいずれか１項
   に記載の低温の超音波メス。 ８ 加熱装置２２が前記振動伝達部材３に装着さ
   れて前記切断手段４の温度をセ氏の度合で正に維
   持するようにしたことを特徴とする特許請求の範
   囲第４項から第７項のいずれか１項に記載の低温
   の超音波メス。 ９ 前記切断手段４と前記管状の熱交換器５との
   間のギヤツプ８が調節可能にされており、前記切
   断手段４がこの目的のために前記管状の熱交換器
   ５に対して運動させる装置２３を備えていること
   を特徴とする特許請求の範囲第２項から第８項の
   いずれか１項に記載の低温の超音波メス。 １０ 前記管状の熱交換器５の内部空間には冷媒
   と熱交換表面を増加させるための部材１９が設け
   られていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項から第９項のいずれか１項に記載の低温の超音
   波メス。 １１ 熱交換表面を増加させるための部材１９の
   長さに対する厚さの比が0.1から0.2の範囲から選
   択されることを特徴とする特許請求の範囲第１０
   項に記載の低温の超音波メス。 １２ 前記管状の熱交換器５の内面の面積に対す
   る熱交換表面を増加させるための全ての部材１９
   の側面の合計面積の比が２から５の範囲から選択
   されることを特徴とする特許請求の範囲第１０項
   又は第１１項に記載の低温の超音波メス。 １３ 前記管状の熱交換器５の断面が台形２６と
   して形成され、その短辺２７が前記切断手段４に
   対面して配置されることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項から第９項のいずれか１項に記載の低
   温の超音波メス。 １４ 前記切断手段４の側面が前記管状の熱交換
   器５の側面の延長上にあり且つその交差部におい
   て切断手段４の切断刃１３を形成することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項から第１３項のいず
   れか１項に記載の低温の超音波メス。 １５ 前記切断手段４の厚さがその長手に沿つて
   変化することを特徴とする特許請求の範囲第２項
   から第１４項のいずれか１項に記載の低温の超音
   波メス。 １６ 前記切断手段４と前記管状の熱交換器５と
   の間の相互の断熱のためのギヤツプ８は0.5mmか
   ら４mmの範囲から選択されることを特徴とする特
   許請求の範囲第２項から第１５項のいずれか１項
   に記載の低温の超音波メス。 １７ 前記切断手段４に対面する前記管状の熱交
   換器５の表面は前記切断手段４の形状を反復する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項から第１
   ６項のいずれか１項に記載の低温の超音波メス。 １８ 前記切断手段２８は切断刃１３の反対側に
   鋭いエツジ３０を有することを特徴とする特許請
   求の範囲第２項から第１７項のいずれか１項に記
   載の低温の超音波メス。 １９ 前記切断手段２９と前記管状の熱交換器５
   との間の断熱を確保するために、断熱性と撥水性
   を有するプラスチツクの材料の層３１が前記切断
   装置２９と前記管状の熱交換器５との間に設けら
   れることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は
   範囲第１０項から第１８項のいずれか１項に記載
   の低温の超音波メス。 ２０ 前記ハウジング１には加熱部材４４が備え
   られ、前記管状の熱交換器５からの前記ハウジン
   グ１への低温効果にかかわらずに前記ハウジング
   １の快適な温度を確保するようにしたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項から第１９項のいず
   れか１項に記載の低温の超音波メス。 ２１ 前記切断手段２０と前記管状の熱交換器５
   との間に一定の距離を維持するために、断熱材料
   で作られ且つ超音波源２から或る距離のところで
   前記冷媒の出口パイプ７に配置された固定部材２
   ４を設け、該或る距離が、 ＝λ（2n−１）／４ で定められ、 ここで、が超音波源２から固定部材２４まで
   の距離、λが振動伝達部材３と切断手段２１の超
   音波２５の波長、ｎが振動伝達部材３と切断手段
   ２４上の固定部材２４が装着される点までの距離
   に適合されることのできる超音波半波の数であ
   る、ことを特徴とする特許請求の範囲第４項から
   第８項、及び第１０項から第１９項のいずれか１
   項に記載の低温の超音波メス。 ２２ 切開される組織との接触領域において前記
   管状の熱交換器５の温度センサ３３を具備し、該
   温度センサ３３が、前記切断手段４と対向する前
   記管状の熱交換器５の壁の全長に沿つて前記管状
   の熱交換器５の内部空間に配置され且つ密封状に
   シールされたパイプ３５の内側に配置されること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項から第２１項
   のいずれか１項に記載の低温の超音波メス。 ２３ 切除される組織に作用する低温深度センサ
   ３４を具備し、該低温深度センサ３４が、丸い断
   面を有し且つ前記切断手段４と対向する前記管状
   の熱交換器５の壁の全長に沿つて前記管状の熱交
   換器５の内部空間内で密封状にシールされた第２
   のパイプ３８の内側に配置されることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項から第２２項のいずれか
   １項に記載の低温の超音波メス。 ２４ 前記低温深度センサ３４が前記第２のパイ
   プ３８の内側に同軸的に配置され且つ該第２のパ
   イプ３８内で誘電性のサポート４０に保持された
   同軸ケーブルからなり、該同軸ケーブルの外部導
   線４２の制限を越えた内部導線３８の一部分が、
   円筒状の該第２のパイプ３８を密封状にシールす
   る誘電性のブツシユ３９内に配置され、且つ前記
   低温深度センサ３４のプローブ４３として作用す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第２３項に記
   載の低温の超音波メス。 ２５ 前記低温深度センサ３４の前記プローブ４
   ３が前記第２のパイプ３８の１から２直径の範囲
   から選択された長さを有することを特徴とする特
   許請求の範囲第２４項に記載の低温の超音波メ
   ス。 ２６ 前記誘電性のブツシユ３９がサフアイアか
   ら作られることを特徴とする特許請求の範囲第２
   ４項又は第２５項に記載の低温の超音波メス。