JPWO2012081337A1 - 生体組織を処置するプローブ及び超音波プローブの作動方法 - Google Patents

Abstract

生体組織を処置する処置具の挿入部を構成するプローブ（１０）は、長手方向と前記長手方向に比べて短い幅方向とにより規定される基面（２２ａ，２２ｂ）を有する基材（１２）と、前記基面の幅方向の幅よりも小さい幅を有する状態に前記基面に対して突出するとともに前記基面の長手方向に沿って延出され、先端部と基端部とを有し、前記先端部と基端部との間に配設された超音波振動子からの超音波振動を伝達可能な導波路（１４）と、前記導波路の先端部に設けられ、前記導波路を伝達した超音波振動により生体組織を処置するエンドエフェクタ（１６）とを有する。

Description

この発明は、超音波振動を用いて生体組織を処置するための処置具及び生体組織の処置方法に関する。

例えば米国特許第６，１２９，７３５号明細書に開示されているように、一般に、超音波振動を用いて生体組織を処置する超音波処置具は、細長いロッド状のプローブの後端に縦振動型の超音波振動子を密着させている。その超音波振動子を振動させることによりプローブに振動を伝達して、そのプローブの先端を生体組織に当接させて各種の処置を行う。このとき、プローブと超音波振動子とは同軸上にあり、生体組織の処置には、主として超音波振動子の振動によってプローブに伝達される縦振動を利用している。

例えば米国特許第７，２２９，４５５号明細書には、ねじり振動を発生させることが可能なねじり振動型の超音波振動子を有する超音波処置具が開示されている。

しかしながら、米国特許第６，１２９，７３５号明細書及び米国特許第７，２２９，４５５号明細書に記載のいずれの超音波処置具でも、プローブと同軸上の後端に超音波振動子が存在し、プローブの振動の節の位置で、プローブの外周が、プローブの外周を覆うシースに支持される。この場合、プローブからシースへの超音波振動の影響を抑制するために、振動絶縁構造による複雑化・外径増加と、絶縁部分により超音波振動エネルギの一部が熱に転換されるためのエネルギロスとシース外部の温度上昇などの不都合がある。

この発明は、超音波振動子により導波路を振動させたときに導波路の基材は実質的に振動せず、導波路のみが振動する新しい構造のプローブを提供することを目的とする。

生体組織を処置する処置具の挿入部を構成するプローブは、長手方向と前記長手方向に比べて短い幅方向とにより規定される基面を有する基材と、前記基面の幅方向の幅よりも小さい幅を有し前記基面に対して突出するとともに前記基面の長手方向に沿って延出された導波路本体と、前記導波路本体の先端部に設けられたエンドエフェクタとを有し、前記導波路本体に伝達される超音波振動を前記エンドエフェクタに伝達して前記エンドエフェクタで生体組織を処置する導波路とを有する。

図１Ａは、第１実施形態に係る超音波処置具を示す概略図である。 図１Ｂは、第１実施形態に係る超音波処置具の導波路に超音波振動子を取り付けた状態を、図１Ａに示す１Ｂ−１Ｂ線に沿う方向から見た状態を示す概略的な横断面図である。 図１Ｃは、第１実施形態に係る超音波処置具の導波路の後端にねじり振動又は横振動させる超音波振動子を固定した状態を示す概略図である。 図１Ｄは、第１実施形態に係る超音波処置具の導波路の左面及び右面にそれぞれバイモルフを固定した状態を示す概略図である。 図１Ｅは、第１実施形態に係る超音波処置具の導波路の左面に表面弾性波振動子を固定した状態を示す概略図である。 図２は、第１実施形態に係る超音波処置具を、図１Ａに示す２−２線に沿う位置で切断した状態を示す概略的な横断面図である。 図３は、第１実施形態に係る超音波処置具の基材及び導波路の一部を屈曲させた状態を示す概略的な斜視図である。 図４Ａは、第２実施形態に係る超音波処置具を示す概略的な横断面図である。 図４Ｂは、第２実施形態に係る超音波処置具を斜め上方から示すとともに、処置具の先端側の横断面を示す概略図である。 図４Ｃは、第２実施形態の変形例に係る超音波処置具を示す概略的な横断面図である。 図４Ｄは、第２実施形態の変形例に係る超音波処置具を斜め上方から示すとともに、処置具の先端側の横断面を示す概略図である。 図５Ａは、第２実施形態の更なる変形例に係る超音波処置具を示す概略的な横断面図である。 図５Ｂは、第２実施形態の更なる変形例に係る超音波処置具を示す概略的な横断面図である。 図６Ａは、第３実施形態に係る超音波処置具を斜め上方から示すとともに、処置具の先端側の横断面を示す概略図である。 図６Ｂは、第３実施形態の変形例に係る超音波処置具を示す概略的な横断面図である。 図７は、第４実施形態に係る超音波処置具を斜め上方から示すとともに、処置具の先端側の横断面を示す概略図である。 図８Ａは、第４実施形態に係る超音波処置具を示す概略的な横断面図であり、１対の導波路が基材に対して互いに逆位相に振動する状態を示す概略図である。 図８Ｂは、第４実施形態に係る超音波処置具を示す概略的な横断面図であり、１対の導波路が基材に対して互いに同位相に振動する状態を示す概略図である。 図９Ａは、第４実施形態の変形例に係る超音波処置具を斜め上方から示すとともに、処置具の先端側の横断面を示す概略図である。 図９Ｂは、第４実施形態の変形例に係る超音波処置具の先端側の側面図である。 図１０Ａは、第４実施形態の更なる変形例に係る超音波処置具を斜め上方から示すとともに、処置具の先端側の横断面を示す概略図である。 図１０Ｂは、第４実施形態の更なる変形例に係る超音波処置具を斜め上方から示すとともに、処置具の先端側の横断面を示す概略図である。 図１０Ｃは、第４実施形態の更なる変形例に係る超音波処置具を斜め上方から示すとともに、処置具の先端側の横断面を示す概略図である。 図１１Ａは、第５実施形態に係る超音波処置具の先端側を示す概略的な斜視図である。 図１１Ｂは、第５実施形態に係る超音波処置具の保護部材の下面に沿ってワイヤを配設した状態を示す概略的な横断面図である。 図１２は、第５実施形態の変形例に係る超音波処置具の先端側を示す概略的な斜視図である。

以下、図面を参照しながらこの発明を実施するための最良の形態について説明する。
第１の実施の形態について図１Ａから図３を用いて説明する。
図１Ａに示すように、本実施形態に係る超音波処置具(ultrasonic surgical device又はultrasonic treatment device)１は、挿入部を構成するプローブ１０と、プローブ１０に超音波振動を伝達する超音波振動子(ultrasonic transducer)（振動入力部）１８とを有する。プローブ１０は、細長い基材(base member)１２と、基材１２に形成された細長い導波路(waveguide)（振動伝送路）１４とを有する。導波路１４は、超音波振動子１８により超音波振動が入力される導波路本体１５と、導波路本体１５の先端にエンドエフェクタ（処置部）１６とを有する。そして、基材１２及び導波路１４の外側には、基材１２及び導波路１４を保護するための管状体（保護部材）２０が着脱可能に配設されている。そして、このプローブ１０は、例えば体腔内等に、管状体２０で覆われた基材１２及び導波路本体１５と、管状体２０から突出したエンドエフェクタ１６とを挿入することができる。

基材１２は例えば横断面が長方形の板状に形成されている。基材１２は、面積が最も大きい、上面（第１面）２２ａ及び下面（第２面）２２ｂと、上面２２ａ及び下面２２ｂの側面に左側縁部（第３面）２４ａ及び右側縁部（第４面）２４ｂとを有する。なお、基材１２の上面２２ａ及び下面２２ｂの長手方向の長さは、幅方向に比べて例えば少なくとも数倍は長く形成されている。さらに、基材１２は先端部（一端）２６ａと基端部（他端）２６ｂ（図１Ｃ−図１Ｅ参照）とを有する。基材１２の先端部２６ａ及び基端部２６ｂは基材１２の軸（基軸）Ｃ１を規定する。

導波路１４は基材１２の片側の面（基面（base surface））である上面２２ａに一体化され、導波路１４自体は例えば横断面が長方形の板状に形成されている。導波路本体１５は基材１２の左右の幅方向の略中央に配置されていることが好ましい。このため、本実施形態では、図２に示すように、基材１２及び導波路本体１５を有するプローブ１０の横断面は、略“Ｔ”字状に形成されている。このような形状であれば、基材１２及び導波路１４を有するプローブ１０を容易に形成できる。なお、基材１２と導波路１４とを一体化させる場合、両者の界面を接着やスポット溶接、シーム溶接等の溶接により接続したり、押し出し成形、切削加工による成形等、種々の方法によって製作することを許容できる。このため、基材１２と導波路１４とが異なる素材で形成されることもあり得る。

なお、本実施形態では、基材１２及び導波路１４は例えばチタン合金等の金属材で形成されている。

導波路本体１５は、面積が最も大きい左面（第１面）３２ａ及び右面（第２面）３２ｂと、基材１２の上面２２ａに対して遠位の上面（第３面）３４とを有する。導波路本体１５の左面３２ａ及び右面３２ｂはそれぞれ基材１２の上面２２ａに対して概略直交し、導波路本体１５の上面３４は基材１２の上面２２ａに概略平行である。

さらに、導波路１４は先端部３６ａと基端部３６ｂ（図１Ｃ−図１Ｅ参照）とを有する。導波路１４の先端部３６ａ及び基端部３６ｂは導波路１４の軸Ｃ２を規定する。そして、基材１２の長手軸（基軸）Ｃ１と、導波路１４の長手軸Ｃ２とは平行な状態にある。

本実施形態のエンドエフェクタ１６は導波路１４の先端部３６ａ（導波路本体１５の先端側）にある。本実施形態ではエンドエフェクタ１６の厚さ（左右方向幅）は導波路１４の先端部３６ａよりも後側の導波路本体１５の左面３２ａと右面３２ｂとの間の距離（導波路１４の厚さ）と同じで、上下方向の高さは導波路本体１５の下面（基材１２の上面２２ａ）と上面３４との間の距離（導波路本体１５の高さ）と同じである。本実施形態のエンドエフェクタ１６の下面は基材１２の上面２２ａと面一に形成されている。このエンドエフェクタ１６は基材１２の先端部２６ａに対して前方に突出している。なお、後述するが、エンドエフェクタ１６が基材１２の上面２２ａに一体化されていても良い（図４Ｄ、６Ａ、７、１０Ｂ、１０Ｃ参照）。また、エンドエフェクタ１６の下面は基材１２の下面２２ｂと面一に形成されていることも好ましい。

そして、導波路１４は適宜の超音波振動子１８により励振されたときに導波路１４の長手軸Ｃ２に対して直交する方向に振動する弾性体であり、基材１２は導波路１４よりも剛性を高くして振動し難いように、構成されている。基材１２は例えば製振合金等の製振材料や防振合金等の防振材料等の難振材で形成されていることが好適である。

超音波振動子１８は、導波路本体１５に対して着脱可能としてもよい。この場合は用途に応じ大きさ、出力等の特性が種々の超音波振動子１８を用いることができる。ただし、超音波振動子１８は、導波路１４との関係で、超音波振動子１８を振動させたときに導波路１４の厚さが一波長よりも薄くなるものを用いることが好ましい。また、超音波として、定在波及び進行波、弾性表面波等を使用可能である。なお、進行波を用いる場合、エンドエフェクタ１６と生体組織との摩擦等で超音波振動を減衰させる。

図１Ｂに示すように、本実施形態の超音波振動子１８は、ランジュバン型振動子４４ａと、この振動子４４ａに取り付けられたホーン４４ｂとを有する。この超音波振動子１８は基部１２の例えば左側縁部２４ａ（右側縁部２４ｂでも良い）に固定された治具４２によって導波路１４の例えば左面３２ａ（右面３２ｂでも良い）に固定されている。この場合、治具４２は振動子４４ａのホーン４４ｂを振動させたときの振動の節の位置を保持するように設定されている。導波路本体１５に対する超音波振動子１８の取付位置は、導波路１４の先端部３６ａと基端部３６ｂ（図１Ｃ−図１Ｅ参照）との間の位置にある。そして、ランジュバン型振動子４４ａで発生させた超音波振動をホーン４４ｂを通して導波路１４に入力（伝達）する。

なお、ここでは、超音波振動子１８を導波路本体１５の左面３２ａに対して概略直交する方向に取り付ける例を示したが、導波路１４に所定の周波数、強度の超音波振動を励振することが目的なので、この限りではない。
導波路１４は生体組織の処置のためにエンドエフェクタ１６から体内に挿入するので、体壁等に引っ掛からないように、超音波振動子１８は導波路１４の先端部３６ａと基端部３６ｂとの中間よりも基端側に配置されることが好ましい。超音波振動子１８はその大きさによっては管状体２０の内部に配設されても良いし、管状体２０を貫通して配設されても良い。

超音波振動子１８は図１Ｂに示す超音波振動子１８に加えて、又は、図１Ｂに示す超音波振動子１８の代わりに、例えば図１Ｃから図１Ｅに示す超音波振動子１９ａ，１９ｂ，１９ｃを用いて導波路１４に超音波振動を励振することも好ましい。
図１Ｃは、例えば導波路本体１５の後端にねじり振動や横振動を発生させる超音波振動子１９ａを配置した例である。
図１Ｄは、例えば薄い圧電体を２枚貼り合わせた構造を有する１対のバイモルフ１９ｂ，１９ｂを導波路本体１５の例えば左面３２ａ及び右面３２ｂに配置した例である。この場合、バイモルフ１９ｂ，１９ｂは導波路本体１５を挟んで対向した位置にあっても、導波路本体１５の軸方向にずれていても、軸方向に直交する上下方向にずれていても良い。
図１Ｅは、表面弾性波を発生させる超音波振動子（表面弾性波素子）１９ｃを導波路本体１５の右面３２ｂに配置した例である。図示しないが、超音波振動子（表面弾性波素子）１９ｃを導波路本体１５の左面３２ａ及び右面３２ｂの両者に配置しても良い。

なお、超音波振動子１９ａ，１９ｂ，１９ｃを導波路本体１５に配置する場合、適宜の接着剤を用いた接着等で固定しても良いし、ネジ留めで固定しても良い。

導波路１４には、上述した超音波振動子１８，１９ａ，１９ｂ，１９ｃに限らず、種々の超音波振動子を配置して超音波振動を励振することができる。この場合、処置に合わせて超音波振動子を選択することも可能である。

また、図１Ａ及び図１Ｂに示す超音波振動子１８に加えて図１Ｃから図１Ｅに示す超音波振動子１９ａ，１９ｂ，１９ｃを用いる場合、組み合わせを調整することにより、多くの振動モードを発生させることができる。もちろん、超音波振動子１８を用いず、超音波振動子１９ａ，１９ｂ，１９ｃ同士だけを組み合わせることも可能である。

なお、以下では、図１Ａ及び図１Ｂに示す超音波振動子１８を用いる場合について説明する。
図２に示すように、管状体２０の内部には、基材１２の左側縁部２４ａ及び右側縁部２４ｂを支持する支持部５２ａ，５２ｂが形成されている。これら支持部５２ａ，５２ｂは、基材１２の例えば先端部２６ａから基端部２６ｂまで連続して支持する連続状、又は、基材１２の先端部２６ａから基端部２６ｂまで適宜の間隔ごとに不連続に支持する不連続状に形成されている。支持部５２ａ，５２ｂが連続状である場合、支持部５２ａ，５２ｂは管状体２０の内部で互いに対向するレール状に形成されている。支持部５２ａ，５２ｂが不連続状である場合、それぞれ複数の支持部５２ａ，５２ｂが管状体２０の内部で対向し、又は、互い違いの位置に形成されている。図示しないが、支持部５２ａ，５２ｂの例えば先端部には基材１２の先端部２６ａがそれ以上先端側に移動しないように保持するストッパが形成されている。また、基材１２は支持部５２ａ，５２ｂによって管状体２０の内部で支持された状態で、管状体２０に対して固定される構造であることが好ましい。

なお、管状体２０及び支持部５２ａ，５２ｂはプラスチック材で形成されていても良いし、金属材で形成されていても良いが、管状体２０と基材１２及び導波路１４との間の電気的絶縁性を考慮すると、絶縁性材料が用いられることが好ましい。支持部５２ａ，５２ｂは絶縁性を有するゴム材で形成されていることも好ましい。

このように形成されたプローブ１０は、導波路１４に固定した超音波振動子１８を振動させると、図２に示すように、基材１２はほとんど振動せず、導波路１４が図２中の矢印Ｖに沿って左右方向に振動する。このとき、基材１２は難振部（全く振動しない状態だけを意味するのではなく、生体組織に当接したときに生体組織に影響を与えない程度に振動する状態を含む）を形成し、導波路１４が振動部を形成する。なお、導波路１４の厚さが一波長よりも薄い場合は、ラム波(Lamb wave)と称される板波(plate wave)が生じる。この板波によって導波路１４が横振動して導波路１４の先端部３６ａのエンドエフェクタ１６が振動する。

そして、振動した状態のエンドエフェクタ１６を生体組織に当接させると、エンドエフェクタ１６の振動により生体組織に熱を発生させる。このため、この超音波処置具１で生体組織を乳化、破砕したり、凝固、切開したりする処置を行うことができる。

ところで、例えば米国特許第６，１２９，７３５号明細書や米国特許第７，２２９，４５５号明細書に開示された超音波処置具では、一般にプローブの振動の節の位置で、プローブが、プローブの外周を覆うシースに支持されている。この場合、振動伝送路としてのプローブ自体が振動するため、プローブからシースへの超音波振動の影響を抑制するために、振動絶縁構造による複雑化・外径増加と、絶縁部分により超音波振動エネルギの一部が熱に転換されるためのエネルギロスとシース外部の温度上昇などの不都合がある。

一方、この実施形態によるプローブ１０は、超音波振動によって導波路１４のみが励振し、基材１２は実質振動しない。このため、シースに対応する管状体２０の支持部５２ａ，５２ｂで基材１２を支持しているが、基材１２は実質振動しないので、基材１２は超音波振動による影響を管状体２０に与えない。したがって、特段の振動絶縁構造を用いずに超音波処置具１を構成することができる。

なお、基材１２は実質振動しないので、基材１２自体に生体組織が当接したとしても、超音波振動による影響をその当接した生体組織に及ぼすのを防止できる。このため、例えば基材１２の下面２２ｂに生体組織が当接されたとしても、その生体組織に超音波振動による影響を及ぼすことを防止できる。

また、体腔内等に挿入する挿入部（プローブ１０）として、基材１２とエンドエフェクタ１６を有する導波路１４とを含む構造を一体的に作製することができる。このため、本実施形態の超音波処置具１は、例えば米国特許第６，１２９，７３５号明細書や米国特許第７，２２９，４５５号明細書に開示された超音波処置具よりも構造を単純にすることができる。したがって、本実施形態の処置具１は、例えば米国特許第６，１２９，７３５号明細書や米国特許第７，２２９，４５５号明細書に開示された超音波処置具に対して、体腔内への挿入部（プローブ）の外径縮小とコストダウンを図ることができる。

このように基材１２の上面２２ａ（又は基材１２の下面２２ｂ）にある細長い突起状の導波路１４は主にトポグラフィック導波路と称されている。トポグラフィック導波路は基材１２の上面２２ａに対する突起部分（本実施形態における導波路１４）の形状により、リッジ型やウェッジ型などに分類されるが、本実施形態ではリッジ型導波路を用いている。そして、リッジ導波路１４は横断面が長方形状のものだけでなく、横断面が例えば台形状や三角形も含む。すなわち、本実施形態では最も単純な横断面が長方形のものについて説明したが、横断面が台形状であることも好適である。横断面が台形状である場合、導波路１４の根本側（上面２２ａ側）の（下底）の幅が上底の幅よりも大きい場合だけでなく、下底の幅が上底の幅に比べて小さい場合もある。

また、基材１２及び導波路１４は真っ直ぐである場合に限らず、例えばＳ字状や一部に屈曲された部位２８ａ，２８ｂがある構造（図３参照）であっても良い。この場合、基材１２の軸Ｃ１及び導波路１４の軸Ｃ２はそれぞれその曲がりに沿って規定される。基材１２及び導波路１４にこのような形状を許容できるので、例えば体表から処置対象の生体組織までの経路が曲がっている場合などであっても、本実施形態のプローブ１０を用いた処置具１によって処置したい生体組織を容易に処置することができる。このため、内視鏡やトロッカーを用いた処置を行う際に、処置を行い易い。

一方、例えば米国特許第６，１２９，７３５号明細書や米国特許第７，２２９，４５５号明細書に開示された超音波処置具では、このようなＳ字状や屈曲された部位を有する構造は、外装や機構部品の作製が困難で、振動を絶縁するのも困難である。しかし、本実施形態のプローブ１０は、管状体２０を必要としてもその構成は単純で、振動の絶縁も必要としないので、処置具１を軽量ないしプローブ１０を細径に構成できるため、術式をより容易にし、施術者の疲労の軽減に貢献できる。

また、基材１２の第１面（上面）２２ａ自体は、導波路１４を振動させたときに実質振動しない状態を維持できれば、平面に限らず、曲面であっても良い。この場合、導波路１４を確実に載置して固定（一体化）できるのであれば、基材１２の横断面が楕円形状や円柱状等の一部である曲面として基材の第１面２２ａが形成されていても良い。また、基材１２の横断面はＶ字ブロックやＭ字ブロック状に形成されていることも好適である。

また、本実施形態では基材１２の横断面が長方形であると説明したが、左側縁部２４ａ及び右側縁部２４ｂが必ずしも平面である必要はなく、例えば部分円筒状など、管状体２０の支持部５２ａ，５２ｂで支持できる形状であれば良い。

また、基材１２の上面２２ａに対する導波路１４の遠位部（上面）３４は、リッジ導波路１４の横断面が長方形状や台形であると平面状となるが、例えば部分円筒状など、エッジが存在しない曲面であっても良い。

なお、本実施形態では、プローブ１０の横断面は略“Ｔ”字状として説明したが、これに限らず、例えば略十字状(crisscross)であっても良い。プローブ１０の横断面が略十字状である場合、後述する第４実施形態（図７参照）で説明するように、基材１２の上面２２ａに第１の導波路１４ａが、下面２２ｂに第２の導波路１４ｂが形成されている。この場合、プローブ１０の外側に管状体２０が配設され、基材１２が管状体２０の支持部５２ａ，５２ｂに支持されることが好ましい。

次に、第２実施形態について図４Ａから図５Ｂを用いて説明する。第２実施形態は第１実施形態の変形例であって、第１実施形態と同一の部材又は同一の機能を有する部材にはできる限り同じ符合を付し、それらの部材の説明を省略する。これは第３実施形態から第５実施形態も同様である。

図４Ａ及び図４Ｂに示すように、本実施形態のプローブ１０では、基材１２の左側縁部２４ａ及び右側縁部２４ｂには、導波路本体１５に平行に１対の保護部材（枠部材）６２ａ，６２ｂが一体的に形成されている。保護部材６２ａ，６２ｂは導波路１４と同様に板状に形成されている。エンドエフェクタ１６は導波路本体１５の先端側にあり、基材１２の先端部２６ａ及び１対の保護部材６２ａ，６２ｂの先端に対して突出している。超音波振動子１８は、１対の保護部材６２ａ，６２ｂの片方又は両方に開けた孔あるいは切り欠き（図示せず）のいずれかを通して図１Ｂに示すように、適宜に着脱することが可能である。

そして、このプローブ１０は、例えば体腔内等に、保護部材６２ａ，６２ｂで覆われた基材１２及び導波路本体１５と、保護部材６２ａ，６２ｂから突出したエンドエフェクタ１６とを挿入することができる。

図４Ａ中では、基材１２に平面として形成された上面２２ａに対する導波路本体１５の突出長（高さ）と基材１２の上面２２ａに対する保護部材６２ａ，６２ｂの突出長とは、同一である。基材１２の上面２２ａに対する導波路本体１５の突出長（高さ）が基材１２の上面２２ａに対する保護部材６２ａ，６２ｂの突出長よりも小さいことも好ましい。導波路本体１５と１対の保護部材６２ａ，６２ｂとがこれらのような関係に形成されていれば、第１実施形態で説明した図２に示す管状体２０をプローブ１０の最外周に配設する必要はなくなる。これは、生体組織が導波路本体１５の上面３４に接触し難くなるからである。

そして、このように保護部材６２ａ，６２ｂが形成されているので、超音波振動子１８から導波路本体１５を通してエンドエフェクタ１６に超音波振動を誘導する際に、超音波振動子１８からエンドエフェクタ１６の間の中間経路において、周囲から受ける影響、周囲に与える影響を低く抑えることができる。このため、例えば生体組織に対して処置（治療）を行う際に、十分な出力の振動を与えることができる。

一方、基材１２の上面２２ａに対する導波路本体１５の突出長（高さ）が保護部材６２ａ，６２ｂの突出長よりも大きい場合、導波路本体１５の上面３４が生体組織に接触するのを防止するため、例えば第１実施形態で説明した管状体２０等、導波路本体１５を保護する部材が設けられていることが好ましい。

なお、本実施形態では、図４Ａに示すように、保護部材６２ａ，６２ｂは導波路本体１５に対して平行に形成されているものと説明したが、図４Ｃに示すように、導波路本体１５と保護部材６２ａ，６２ｂとの根本側同士の距離（基材１２の上面２２ａ上での距離）が、導波路本体１５と保護部材６２ａ，６２ｂの上側同士の距離よりも大きいなど、平行に設けられていなくても良い。この場合、導波路本体１５と保護部材６２ａ，６２ｂの上側同士の距離は、使用中に導波路本体１５および保護部材６２ａ，６２ｂが変形したときに、導波路本体１５と保護部材６２ａ，６２ｂが接触しない状態であれば良い。また、保護部材６２ａ，６２ｂの外側の面は平面に限らず、曲面であっても良い。

また、上述した第１実施形態及び第２実施形態では、図１Ａに示すエンドエフェクタ１６は基材１２の先端部２６ａに対して図１Ａ中の左側（処置具１の先端側）に突出している。これに対して、図４Ｄに示すように、導波路１４のエンドエフェクタ１６の先端と基材１２の先端部２６ａとが同一面上にあることも好ましい。すなわち、基材１２の先端部２６ａがエンドエフェクタ１６の先端（導波路１４の先端）まで延出されて基材１２に延出部１７が形成され、導波路１４の先端部３６ａがエンドエフェクタ１６として用いられることも好ましい。また、エンドエフェクタ１６の先端及び基材１２の先端部２６ａは、第２実施形態で説明した１対の保護部材６２ａ，６２ｂの先端に対して突出していることが好ましい。言い換えると、１対の保護部材６２ａ，６２ｂの先端は、エンドエフェクタ１６の先端（導波路１４の先端部３６ａ）及び基材１２の先端部２６ａに対して、後端側の位置にある。

プローブ１０の先端をこのように形成しても、第１実施形態及び第２実施形態で説明したように、導波路１４の先端部３６ａのエンドエフェクタ１６を同様に用いることができる。

基材１２に平面として形成された上面２２ａに対する導波路１４の突出長（高さ）に対応して、基材１２の上面２２ａに対する保護部材６２ａ，６２ｂの突出長を十分に高くすることにより、第１実施形態で説明した管状体２０等、導波路１４を保護する部材の構成をより容易にすることが可能である。すなわち図５Ａに示す管状体２０を単にプローブ１０の保護部材として用いることができる。この場合、基材１２の下面２２ｂと１対の保護部材６２ａ，６２ｂとで形成されるプローブ１０の軸方向に長い角部６４ａ、及び、１対の保護部材６２ａ，６２ｂのうち左側縁部２４ａ及び右側縁部２４ｂにそれぞれ沿った位置に形成され下面２２ｂから離れた位置の、プローブ１０の軸方向に長い角部６４ｂは、円筒状の管状体２０の内周面に接触していることが好ましい。この場合、プローブ１０が管状体２０に対して軸方向に移動可能であったり、周方向に移動可能であったりしても良いし、プローブ１０が管状体２０に対して固定された状態であっても良い。なお、図５Ａは角部６４ａ，６４ｂと管状体２０の内周面との間に隙間がないように描いたが、１つ又は複数の角部６４ａ，６４ｂと管状体２０の内周面との間に隙間が形成されていることも好適である。角部６４ａ，６４ｂと管状体２０の内周面との間の隙間に、プローブ１０と管状体２０との相対的な移動を防止する支持部（例えばゴム材等の振動防止部材）を配置しても良い。

また、プローブ１０は、図５Ｂに示す構造であっても良い。図５Ｂに示すプローブ１０は、上面（第１面）２２ａを有する基材１２ａと、上面２２ａに形成された導波路１４と、基材１２の左右の縁部２４ａ，２４ｂに形成された保護部材６２とを有する。

図５Ｂに示す基材１２ａの横断面は略半円状に形成されている。また、保護部材６２は基材１２と一体的に、略ハーフパイプ状に形成されている。この場合、基材１２ａの外周面２２ｃ及び保護部材６２が第１実施形態で説明した管状体２０と同じ役割を果たす。

なお、図示しないが、超音波振動子は保護部材６２の内部に配設されていても良いし、保護部材６２を貫通して配置されていても良い。

このとき、導波路１４が振動しても基材１２ａは実質振動しないので、超音波振動により基材１２ａや保護部材６２に接触した生体組織に導波路１４の振動の影響を与えることを抑制できる。

第３実施形態について、図６Ａおよび図６Ｂを用いて説明する。
図６Ａに示すように、ここでは、図４Ｂに示す第２実施形態とは異なり、エンドエフェクタ１６の外周を１対の枠体（保護部材）７２ａ，７２ｂで覆っている。これら枠体７２ａ，７２ｂは、基材１２の先端部２６ａ及び１対の保護部材６２ａ，６２ｂの先端に一体的に形成されている。

さらに、枠体７２ａ，７２ｂとエンドエフェクタ１６との間には、それぞれ滑らかな凹面状の曲面で形成された反射面（超音波集束ミラー）７４ａ，７４ｂが形成されている。

これら反射面７４ａ，７４ｂは、例えばエンドエフェクタ１６の周囲が、例えば生体組織から生じた血液を含む水中等の液中に配設されたときに、エンドエフェクタ１６から放射された超音波振動を反射する。このとき、反射面７４ａ，７４ｂの形成角度にもよるが、反射面７４ａ，７４ｂは、エンドエフェクタ１６自体ではなく、図６Ａ中のエンドエフェクタ１６の前方及び／又は図６Ｂ中のエンドエフェクタ１６の上側で超音波エネルギを集束する。すなわち、反射面７４ａ，７４ｂは、エンドエフェクタ１６ではなく、処置対象の生体組織に超音波を集束するように形成されている。

このように、エンドエフェクタ１６から生じた超音波処置におけるエネルギを反射面７４ａ，７４ｂで反射させて利用できるので、生体組織の接触表面よりも内部の組織にエネルギを印加することができる。

なお、ここでは１対の保護部材６２ａ，６２ｂ及び枠体７２ａ，７２ｂを用いるものと説明したが、図５Ｂに示す保護部材６２を用いる場合も、同様に反射面７４ａ，７４ｂを形成することができる。

第４実施形態について図７から図１０Ｃを用いて説明する。
図７に示すように、本実施形態に係るプローブ１０は、基材１２と１対の導波路１４ａ，１４ｂと１対の保護部材６２ａ，６２ｂとを有する。基材１２は上面２２ａ及び下面２２ｂを有し、上面２２ａに一方の導波路（第１の導波路）１４ａが、下面２２ｂに他方の導波路（第２の導波路）１４ｂが形成されている。導波路１４ａ，１４ｂのそれぞれの先端部３６ａにはエンドエフェクタ１６が形成されている。また、基材１２の先端部には、延出部１７が形成されている。そして、１対の保護部材６２ａ，６２ｂが基材１２の左側縁部２４ａ及び右側縁部２４ｂに形成されている。保護部材６２ａ，６２ｂは基材の上面２２ａ及び下面２２ｂに対してそれぞれ導波路１４ａ，１４ｂの高さと同一か、それよりも高く形成されている。

なお、この実施形態では、プローブ１０は、基材１２の上面２２ａ及び下面２２ｂの図示しない面（中立面）に対して対称に形成されている。

そして、導波路１４ａ，１４ｂは、図８Ａに示す逆位相に振動させても良く、図８Ｂに示す同位相に振動させても良い。

導波路１４ａ，１４ｂを逆位相に振動させる場合、例えば１つのねじり型の超音波振動子を用いるか、図８Ａに示す２つの縦振動型の超音波振動子１８ａ，１８ｂを用いる。導波路１４ａ，１４ｂを逆位相に振動させる場合、例えば２つの導波路１４ａ，１４ｂのうち、一方の導波路（例えば上側の導波路１４ａ）の基材１２の近傍位置（根本側位置）にねじり型の超音波振動子を配置する。又は、図８Ａに示すように、一方の縦振動型の超音波振動子１８ａを基材１２の上側の導波路１４ａの左面３２ａに、他方の縦振動型の超音波振動子１８ｂを基材１２の下側の導波路１４ｂの右面３２ｂにそれぞれ保護部材６２ａ，６２ｂの４つの開口７６ａ，７６ｂ，７６ｃ，７６ｄのうち、２つの開口７６ａ，７６ｄを通して配置する。なお、これら超音波振動子１８ａ，１８ｂは同一であることが好ましい。

これら超音波振動子１８ａ，１８ｂを同時に出力させると、互いに逆位相となるように２つの導波路１４ａ，１４ｂが振動する。このため、エンドエフェクタ１６は、基材１２の上側と下側とで逆方向に振動する。すなわち、エンドエフェクタ１６を全体としてねじり方向に振動させることができる。

導波路１４ａ，１４ｂを同位相に振動させる場合、例えば図８Ｂに示す２つの縦振動型の超音波振動子１８ａ，１８ｂを用いる。一方の超音波振動子１８ａを例えば保護部材６２ａの開口７６ａを通して上側の導波路１４ａの左面３２ａに、他方の超音波振動子１８ｂを例えば保護部材６２ａの開口７６ｂを通して下側の導波路１４ｂの左面３２ａに配置する。

これら超音波振動子１８ａ，１８ｂを同時に出力させると、互いに同位相となるように２つの導波路１４ａ，１４ｂが振動する。このため、エンドエフェクタ１６は、基材１２の上面２２ａ及び下面２２ｂに対して直交する方向に振動する。そして、同位相に導波路１４ａ，１４ｂを振動させる。

なお、２つの超音波振動子１８ａ，１８ｂの出力タイミングをずらしたり、出力の大小を設定したりすることにより、導波路１４ａ，１４ｂに対して同位相、逆位相の振動を適宜につくり出すことができる。

また、保護部材６２ａ，６２ｂに適当な厚さが必要となるが、超音波振動子１８ａ，１８ｂの外周面に雄ネジ部（図示せず）を、開口７６ａ，７６ｂ，７６ｃ，７６ｄに雌ネジ部（図示せず）を形成しておけば、超音波振動子１８ａ，１８ｂを処置具１０に容易に固定できる。

図９Ａ及び図９Ｂに示すように、エンドエフェクタ１６と、基材１２の先端部２６ａとの間の位置には、例えば半円状の開口７８が形成されていることが好ましい。そうすると、基材１２の先端部２６ａで振動が拘束されることがないので、超音波振動子からの振動を効果的にエンドエフェクタ１６に伝達することができる。すなわち、エンドエフェクタ１６の基端と基材１２の先端部２６ａとの境界に形成された開口７８の存在によって、振動のロスを低減できる。なお、この開口７８の形状は、半円状に限らず、略三角形状等でも良い。この場合、図９Ｂと同様に基材１２の先端部２６ａを底面とし、三角形の高さ方向をエンドエフェクタ１６の先端側に配置する。

また、図１０Ａに示すように、先細にしたエンドエフェクタ１６ａを用いることも好適である。エンドエフェクタ１６ａは、図１０Ａに示すように導波路本体１５の先端からエンドエフェクタ１６の先端に向かうにつれて線形的に先細にするテーパ状に形成するほか、図示しないが、例えば曲面を形成したり、適宜の間隔で段差を形成しながら次第に先細に形成することも好ましい。このようなエンドエフェクタ１６ａを有するプローブ１０を用いることにより、細かい部分を対象とする治療デバイス（処置具１）として、より効果を発揮させることができる。

図１０Ｂは図４Ｄ及び図７と同様に、基材１２の先端部２６ａを保護部材６２ａ，６２ｂの先端に対して突出させた延出部１７ａを形成した例である。この場合、延出部１７ａは、保護部材６２ａ，６２ｂから離れるにつれて先細に形成されている。すなわち、基材１２は保護部材６２ａ，６２ｂから基材１２の先端部２６ａに向かうにつれて先細に形成されていることが好ましい。そして、基材１２の先端部２６ａの幅はエンドエフェクタ１６の厚さと同じか僅かに大きい程度であることが好ましい。

図１０Ｃに示すエンドエフェクタ１６ｂは図１０Ｂに示すエンドエフェクタ１６ａの先端を切断し、かつ、基材１２の先端部２６ａをエンドエフェクタ１６ｂの厚さと同じにした例である。この場合、エンドエフェクタ１６ｂの先端の高さ方向は図１０Ｂに示すエンドエフェクタ１６ａの先端の高さ方向に比べて高い。

なお、図１０Ｂ及び図１０Ｃに示す導波路１４は、基材１２に対して対称に形成されていることが好ましい。
また、この実施形態では処置具１０は、基板２２の上面２２ａ及び下面２２ｂの中間の図示しない面（中立面）に対して対称であるとして説明したが、導波路１４ａ，１４ｂの高さが異なっていたり、導波路１４ａ，１４ｂの厚さが異なっているなど、基板２２の上面２２ａ及び下面２２ｂの中間の図示しない面（中立面）に対して対称でなくても良い。

また、この実施形態では、対向する板状の１対の保護部材６２ａ，６２ｂを用いるものとして説明したが、保護部材６２ａ，６２ｂ同士が基材１２の上方で繋がった状態（図５Ｂ参照）だけでなく、図示しない基材１２の下方で繋がった状態のものも使用することができる。

第５実施形態について図１１Ａ及び図１１Ｂを用いて説明する。
図１１Ａに示すように、本実施形態に係る超音波処置具１は、後述する構造を有するプローブ１０と、プローブ１０のエンドエフェクタ１６ａに対して接離可能なジョー（生体組織把持部）９２と、ジョー９２を動かすワイヤ９４とを有する。プローブ１０は、基材１２と、先端に先細のエンドエフェクタ１６ａ（図１０Ａ参照）を有する１対の導波路１４ａ，１４ｂと、１対の保護部材６２ａ，６２ｂとを有する。

なお、ワイヤ９４は保護部材６２ａの下面等に図１１Ｂに示す例えばハーフパイプ状のガイド部材９６を配設して、保持することが好ましい。

この実施形態では、１対の保護部材６２ａ，６２ｂの外側に、ジョー９２がピン９８を介して回動可能に支持されている。そして、ジョー９２は、ワイヤ９４の先端に接続され、ワイヤ９４は基材１２の後端側に向かって延出されている。このため、ワイヤ９４を後端側に移動させる（引っ張る）と、ジョー９２の先端がエンドエフェクタ１６ａに近づく。ワイヤ９４を基材１２の先端側に移動させると、ジョー９２の先端がエンドエフェクタ１６ａに対して離れる。このため、ジョー９２は、エンドエフェクタ１６ａとの間で生体組織を把持／開放することができる。

本実施形態では、基材１２と同様に実質振動しない保護部材６２ａ，６２ｂにジョー９２を配置することができる。このため、第１実施形態で説明した管状体２０は不要であり、かつ、管状体２０を配置した場合にその先端でジョー９２を支持する部材が不要である。したがって、上述した米国特許第６，１２９，７３５号明細書や米国特許第７，２２９，４５５号明細書の超音波処置具に対して部品点数を少なくすることができ、容易に小型化を図ることができる利点がある。

第５実施形態の変形例について図１２を用いて説明する。
図１２に示す超音波処置具１は、保護部材６２ａ，６２ｂをエンドエフェクタ１６ａの先端付近まで突出させた突出部１００ａ，１００ｂを有する。突出部１００ａ，１００ｂの先端は生体組織に引っ掛かるのを防止するため曲面１０２ａ，１０２ｂが形成されていることが好ましい。突出部１００ａ，１００ｂのうち、ジョー９２に近接する面には、それぞれ滑り止め１０４ａ，１０４ｂが形成されている。なお、図１２中には、滑り止め１０４ａ，１０４ｂとして歯列が形成されている。滑り止め１０４ａ，１０４ｂは、歯列の代わりに、又は、歯列に加えて、滑り止め作用を有するものであれば例えば梨地等でも良い。このような滑り止め１０４ａ，１０４ｂがエンドエフェクタ１６ａに近接した位置に形成されることにより、生体組織をジョー９２と滑り止め１０４ａ，１０４ｂとの間に挟んだとき、すなわち、ジョー９２とエンドエフェクタ１６ａとの間に生体組織を挟んだときに、エンドエフェクタ１６ａに対して生体組織を確実に固定できる。

本変形例では、生体組織を把持するための滑り止め１０４ａ，１０４ｂを保護部材６２ａ，６２ｂの突出部１００ａ，１００ｂに一体に形成することによって、部品点数を増やすことなく、生体組織の把持を確実に行うことができる。このため、エンドエフェクタ１６ａにより生体組織の処置を確実に行うことができる。

これまで、いくつかの実施の形態について図面を参照しながら具体的に説明したが、この発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で行なわれるすべての実施を含む。

Ｃ１…長手軸（基軸）、Ｃ２…長手軸、１…超音波処置具、１０…プローブ（挿入部）、１２…基材、１２ａ…基材、１４…導波路、１５…導波路本体、１６…エンドエフェクタ、１８…超音波振動子、２２…基板、２２ａ…上面、２２ｂ…下面、２４ａ…左側縁部、２４ｂ…右側縁部、２６ａ…先端部、２６ｂ…基端部、３２ａ…左面、３２ｂ…右面、３４…上面、３６ａ…先端部、３６ｂ…基端部。

この発明は、超音波振動を用いて生体組織を処置するためのプローブ及び器具の作動方法に関する。

この発明は、超音波振動を用いて生体組織を処置するためのプローブ及び超音波プローブの作動方法に関する。

Claims (15)

1. 生体組織を処置する処置具の挿入部を構成するプローブであって、
   長手方向と前記長手方向に比べて短い幅方向とにより規定される基面を有する基材と、
   前記基面の幅方向の幅よりも小さい幅を有し前記基面に対して突出するとともに前記基面の長手方向に沿って延出された導波路本体と、前記導波路本体の先端部に設けられたエンドエフェクタとを有し、前記導波路本体に伝達される超音波振動を前記エンドエフェクタに伝達して前記エンドエフェクタで生体組織を処置する導波路と
   を具備する、プローブ。
2. 前記導波路は弾性体であり、
   前記基材は前記導波路よりも振動を伝達し難い難振体であり、
   前記導波路及び前記エンドエフェクタは、先端部と、基端部と、前記先端部及び基端部により規定される長手軸とを有し、前記超音波振動により前記導波路の長手軸に対して直交する方向に振動する、請求項１に記載のプローブ。
3. 前記基材及び前記導波路を合わせた状態の、前記基材の長手方向に対して直交した横断面は、略Ｔ字状である、請求項１に記載のプローブ。
4. 前記基材及び前記導波路を合わせた状態の、前記基材の長手方向に対して直交した横断面は、略十字状である、請求項１に記載のプローブ。
5. 前記基材の前記基面の前記幅方向の縁部に、前記導波路を保護する保護部材を具備する、請求項１に記載のプローブ。
6. 前記エンドエフェクタは、前記基材及び前記保護部材の先端に対して突出している、請求項５に記載のプローブ。
7. 前記基材の基面及び前記保護部材の少なくとも一方は、前記導波路から伝達された超音波振動を反射させて集束する反射面を有する、請求項５に記載のプローブ。
8. 前記保護部材には、前記エンドエフェクタとの間で生体組織を把持する把持部が配設されている、請求項５に記載のプローブ。
9. 前記保護部材は管状である、請求項５に記載のプローブ。
10. 前記保護部材は前記基材に一体化されている、請求項５に記載のプローブ。
11. 前記導波路が延出された方向に対して外れる方向に着脱可能な少なくとも１つの超音波振動子をさらに具備する、請求項１に記載のプローブ。
12. 生体組織を処置する処置具の挿入部を構成するプローブであって、
    基面を有する基材と、
    前記基材の基面に配置され細長い板状を有する導波路本体と、前記基材の先端に対して突出するとともに前記導波路の先端部に設けられ、前記板波を生体組織に付与可能なエンドエフェクタとを有し、前記導波路本体の少なくとも１つの面から超音波振動が入力されたときに板波を伝達可能な導波路と
    を具備する、プローブ。
13. 請求項１２に記載のプローブであって、
    前記導波路は、先端部と、基端部と、前記先端部及び基端部により規定される長手軸とを有し、
    前記導波路の長手軸に対して外れる方向に着脱可能な超音波振動子をさらに具備する、プローブ。
14. 請求項１２に記載のプローブであって、
    前記基材には、前記導波路を保護する保護部材が配設されている、プローブ。
15. 基材上の細長い導波路を用いて生体組織を処置する方法であって、
    前記基材を前記導波路よりも振動し難い状態に保ちつつ、その基材上の細長い導波路に、前記導波路の軸方向から外れる方向から超音波振動を付与し、
    前記導波路の一端に形成したエンドエフェクタに処置対象の生体組織を当接させて、前記超音波振動により生体組織を処置する、方法。

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