JPWO2014024550A1

JPWO2014024550A1 - 超音波プローブ及び超音波プローブの製造方法

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Publication number: JPWO2014024550A1
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Inventors: 庸高銅
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Priority date: 2012-08-07
Filing date: 2013-05-31
Publication date: 2016-07-25
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Abstract

超音波振動による縦振動を、基端及び先端により規定される長手軸に沿って前記基端から前記先端に向かって伝達可能な超音波プローブは、基端部と先端部と前記基端部及び先端部により規定され前記長手軸に平行な中心軸とを有し、振動の腹位置が前記先端部にある第１の領域と、前記第１の領域の先端部に対して先端側にあり、前記第１の領域の中心軸に対してずれた位置に重心がある処置部と、前記第１の領域の先端部と前記処置部との間で前記第１の領域の先端部に連続的に配置され、前記第１の領域の中心軸に平行で且つ前記処置部の重心を通る位置に重心軸を有するように構成され、前記第１の領域の中心軸と前記重心軸とが前記第１の領域の先端部でずらされた第２の領域とを有する。

Description

この発明は、超音波振動が伝達されることにより長手軸に平行な縦振動が伝達される超音波プローブ、及び、超音波プローブの製造方法に関する。

例えば、WO 2010/047395 A1には、超音波プローブの先端部の処置部の形状をフック形状にした処置具が開示されている。この処置具は、生体組織に処置部を引っかけた状態で超音波振動を発振して、その処置部を手元側に引くことにより生体組織を処置することができる。

この処置具は、処置部の形状によりプローブ全体のバランスを取っている。具体的には、WO 2010/047395 A1では、プローブ本体部の先端に配設された処置部の上面側に先端フック部を形成し、下面側に凹部を形成している。このようにして、処置部の重心位置とプローブ本体部の重心位置とを、処置部を適宜に形成することにより一致させて振動の安定化を図っている。

上述したように、WO 2010/047395 A1の処置具は、処置部の上面側に先端フック部を形成し下面側に凹部を形成して、処置部の重心位置を超音波プローブのプローブ本体部の重心位置に一致させている。このため、処置部の形状に自由度が少なく、例えば処置対象の生体組織に合わせて適宜に処置部を形成することが困難となる場合がある。したがって、振動の安定化を図るために処置部の重心位置をプローブ本体部の重心位置に一致させつつ、処置部を適宜の形状に形成できる超音波プローブが望まれている。

この発明は、振動の安定化を図りつつ、処置部の形状を適宜に形成することができ、かつ、低コストで製造可能な超音波プローブ及び超音波プローブの製造方法を提供することを目的とする。

この発明の一態様に係る、超音波振動による縦振動を、基端及び先端により規定される長手軸に沿って前記基端から前記先端に向かって伝達可能な超音波プローブは、基端部と先端部と前記基端部及び先端部により規定され前記長手軸に平行な中心軸とを有し、振動の腹位置が前記先端部にある第１の領域と、前記第１の領域の先端部に対して先端側にあり、前記第１の領域の中心軸に対してずれた位置に重心がある処置部と、前記第１の領域の先端部と前記処置部との間で前記第１の領域の先端部に連続的に配置され、前記第１の領域の中心軸に平行で且つ前記処置部の重心を通る位置に重心軸を有するように構成され、前記第１の領域の中心軸と前記重心軸とが前記第１の領域の先端部でずらされた第２の領域とを有する。

この発明の他の一態様に係る、基端及び先端を有する超音波プローブの製造方法は、前記基端及び前記先端により規定される長手軸に沿って長い準備体のうち、超音波プローブの処置部となる部位を残して、前記超音波プローブの基端に隣接する第１の領域を作製して前記第１の領域の中心軸を規定すること、前記超音波プローブの先端にある処置部とする部位を加工して前記超音波プローブの先端の処置部の重心位置を前記第１の領域の中心軸に対してずらした位置に規定すること、前記第１の領域と前記処置部との間の第２の領域の重心位置を前記第１の領域の中心軸に平行で前記処置部の重心位置を通る位置とするように前記第２の領域を加工することを有する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る超音波処置システムを示す概略図である。図２は、本発明の一実施の形態に係る超音波処置システムの超音波振動発生ユニットの一部、及び、超音波プローブユニットを示す概略的な縦断面図である。図３Ａは、本発明の一実施の形態に係る超音波処置システムの超音波プローブユニットの超音波プローブを示す概略図である。図３Ｂは、本発明の一実施の形態に係る超音波処置システムの超音波プローブユニットの超音波プローブの図３Ａ中の３Ｂ−３Ｂ線に沿う概略的な横断面図である。図３Ｃは、本発明の一実施の形態に係る超音波処置システムの超音波プローブユニットの超音波プローブの変形例を示す概略図である。図４Ａは、本発明の一実施の形態に係る超音波処置システムの超音波プローブユニットの超音波プローブを作製する場合の、準備体を示す概略図である。図４Ｂは、本発明の一実施の形態に係る超音波処置システムの超音波プローブユニットの超音波プローブを作製する場合の、図４Ａに示す準備体のうちプローブ本体部の第１及び第２の領域とする部位を加工して第１の領域を形成し、かつ、処置領域とする部位をそのまま残した状態を示す概略図である。図４Ｃは、本発明の一実施の形態に係る超音波処置システムの超音波プローブユニットの超音波プローブを作製する場合の、図４Ｂに示す第２の領域とする部位を加工し、かつ、処置領域とする部位をそのまま残した状態を示す概略図である。図４Ｄは、図４Ｃに示す処置領域とする部位を加工してフック状の処置領域を形成した状態を示す概略図である。図４Ｅは、図４Ｄに示す第２の領域とする部位の一部を除去加工して第２の領域を形成した状態を示す概略図である。図５Ａは、本発明の一実施の形態に係る超音波処置システムの超音波プローブユニットの超音波プローブを作製する場合の、準備体を示す概略図である。図５Ｂは、本発明の一実施の形態に係る超音波処置システムの超音波プローブユニットの超音波プローブを作製する場合の、図５Ａに示す準備体のうちプローブ本体部の第１及び第２の領域とする部位を加工して第１の領域を形成し、かつ、処置領域とする部位をそのまま残した状態を示す概略図である。図５Ｃは、本発明の一実施の形態に係る超音波処置システムの超音波プローブユニットの超音波プローブを作製する場合の、図５Ｂに示す第２の領域とする部位を加工し、かつ、処置領域とする部位をそのまま残した状態を示す概略図である。図５Ｄは、図５Ｃに示す第２の領域とする部位を加工して第２の領域を形成した状態を示す概略図である。図５Ｅは、図５Ｄに示す処置領域とする部位を加工してフック状の処置領域を形成した状態を示す概略図である。図６Ａは、本発明の一実施の形態に係る超音波処置システムの超音波プローブユニットの超音波プローブの変形例であって、ヘラ状の処置領域の図６Ｂに示す矢印６Ａ方向から見た状態を示す概略的な上面図である。図６Ｂは、本発明の一実施の形態に係る超音波処置システムの超音波プローブユニットの超音波プローブの変形例であって、ヘラ状の処置領域の図６Ａに示す矢印６Ｂ方向から、図６Ｃに示す矢印６Ｂ方向から見た状態を示す概略的な側面図である。図６Ｃは、本発明の一実施の形態に係る超音波処置システムの超音波プローブユニットの超音波プローブの変形例であって、ヘラ状の処置領域の図６Ｂに示す矢印６Ｃ方向から見た状態を示す概略的な上面図である。図７は、本発明の一実施の形態に係る超音波処置システムの超音波プローブユニットの超音波プローブの変形例であって、シザース型の処置領域を示す概略的な側面図である。図８Ａは、本発明の一実施の形態に係る超音波処置システムの超音波プローブユニットの超音波プローブの変形例であって、第２の領域を示す概略的な横断面図である。図８Ｂは、本発明の一実施の形態に係る超音波処置システムの超音波プローブユニットの超音波プローブの変形例であって、第２の領域を示す概略的な横断面図である。図８Ｃは、本発明の一実施の形態に係る超音波処置システムの超音波プローブユニットの超音波プローブの変形例であって、第２の領域を示す概略的な横断面図である。図８Ｄは、本発明の一実施の形態に係る超音波処置システムの超音波プローブユニットの超音波プローブの変形例であって、第２の領域を示す概略的な横断面図である。図８Ｅは、本発明の一実施の形態に係る超音波処置システムの超音波プローブユニットの超音波プローブの変形例であって、第２の領域を示す概略的な横断面図である。図８Ｆは、本発明の一実施の形態に係る超音波処置システムの超音波プローブユニットの超音波プローブの変形例であって、第２の領域を示す概略的な横断面図である。図９Ａは、本発明の一実施の形態に係る超音波処置システムの超音波プローブユニットの超音波プローブの変形例であって、プローブ本体部の第１の領域を正六角形に形成し、第２の領域を正六角形の一部を除去加工して第１の領域に対して重心をずらした状態を示す概略的な横断面図である。図９Ｂは、本発明の一実施の形態に係る超音波処置システムの超音波プローブユニットの超音波プローブの変形例であって、プローブ本体部の第１の領域を正五角形に形成し、第２の領域を正五角形の一部を除去加工して第１の領域に対して重心をずらした状態を示す概略的な横断面図である。

本発明の変形例を含む一実施形態について、図１から図９Ｂを参照しながら説明する。

図１に示すように、超音波処置システム１０は、電源ユニット１２と、超音波処置具としての超音波処置ユニット１４とを有する。超音波処置ユニット１４は、超音波振動発生ユニット１６と、超音波プローブユニット１８とを有する。

電源ユニット１２は、超音波振動発生ユニット１６に電流を供給する電流供給部２２と、入力部２４とを有する。入力部２４は、例えば図示しないフットスイッチ等に接続され、電流供給部２２で電流を供給する状態及び供給を停止する状態を切り替え可能である。また、フットスイッチの操作状態により、後述する超音波振動子３４を適宜の振幅で振動させることができる。

図２に示すように、超音波振動発生ユニット１６は、外殻となる振動子ケース３２と、振動子ケース３２の内部に配置された振動発生部である超音波振動子３４と、振動子ケース３２の基端から延出され電源ユニット１２に着脱可能に接続されるケーブル３６とを有する。振動子ケース３２は例えば絶縁性を有する樹脂材等で形成されている。

超音波振動子３４は例えばＢＬＴ型が用いられる。超音波振動子３４には、電気配線３８ａ，３８ｂの一端が接続されている。電気配線３８ａ，３８ｂは、ケーブル３６の内部を通って、他端が電源ユニット１２の電流供給部２２に接続されている。電流供給部２２は、ケーブル３６内の電気配線３８ａ，３８ｂを介して超音波振動子３４に電流を供給する。これにより、超音波振動子３４は超音波振動を発生させる。超音波振動子３４の先端方向側には、超音波振動の振幅を拡大するホーン４０が連結されている。ホーン４０は、例えば振動子ケース３２に取り付けられている。また、ホーン４０の先端部には、雌ネジ部４２が形成されている。

図２に示すように、超音波プローブユニット１８は、超音波プローブ５２と、シース５４とを有する。シース５４は電気絶縁性を有する樹脂材等で形成されている。シース５４は、超音波プローブ５２の後述する第１の領域７２及び第２の領域７４の外周面全体を覆い、処置領域６４をシース５４の先端５４ａに対して露出させるように形成されている。シース５４の基端５４ｂは振動子ケース３２に着脱可能に固定されている。また、超音波プローブ５２とシース５４との間には、振動の節位置に例えば絶縁性を有するゴム材などで形成されたリング５６が配設されている。このため、超音波プローブ５２の外周面とシース５２の内周面との間を離間しておくことができる。超音波プローブ５２に振動の節位置が複数ある場合、節位置ごとにリング５６が配設されていることが好ましい。超音波プローブ５２のうち、リング５６が配設される位置（振動の節位置）に例えば環状の凹部が形成されていることも好ましい。

なお、この実施形態に係るシース５４及びリング５６は、超音波処置ユニット１４の使用状態によっては不要な場合があり得る。

図３Ａに示す超音波プローブ５２は、例えばチタン合金等で形成されている。超音波プローブ５２は、プローブ本体部６２と、プローブ本体部６２より先端方向側に設けられ生体組織を処置するための処置領域（処置部）６４とを有する。

プローブ本体部６２の基端の外周部には、雄ネジ部６６が形成されている。雄ネジ部６６は、図２に示すように、ホーン４０に形成された雌ネジ部４２と螺合する。これにより、超音波プローブ５２は、超音波振動発生ユニット１６に取り付けられる。超音波プローブ５２が超音波振動発生ユニット１６に取り付けられることにより、超音波振動子３４で発生した超音波振動が超音波プローブ５２に伝達される。超音波プローブ５２に超音波振動が伝達されることにより、超音波プローブ５２は振動方向及び伝達方向が中心軸Ｃに対して平行な縦振動を行うことが可能となる。図３Ａに示すように、プローブ本体部６２は、中心軸Ｃに沿って長手方向に延設されている。プローブ本体部６２は、長手方向の基端側にあり最も基端に雄ネジ部６６が形成された第１の領域７２と、第１の領域７２の先端方向側に設けられた第２の領域７４とを有する。第１の領域７２は真っ直ぐに形成され、横断面が同じ大きさ及び同じ形状を有することが好ましい。また、第２の領域７４は真っ直ぐに形成され、横断面が同じ大きさ及び同じ形状を有することが好ましい。第２の領域７４の先端方向側には処置領域６４が形成されている。なお、例えば第１の領域７２及び第２の領域７４のいずれにおいても、基端側の横断面が先端側の横断面に比べて大きく形成される、先細形状に形成されていても良い。

図３Ａ及び図３Ｂに示す第１の領域７２は、この実施形態では、例えば円柱状に形成されている。このため、第１の領域７２は、その中心軸Ｃと、中心軸Ｃに直交する各横断面位置での重心（重心軸）とが一致する。すなわち、第１の領域７２の先端から基端のうち、いずれの位置においても、中心軸Ｃと、中心軸Ｃに直交する横断面の重心位置とは一致する。言い換えると、第１の領域７２の長手方向に直交するそれぞれ円形状の横断面の重心位置が各横断面の中心であるので、中心軸Ｃは第１の領域７２の先端部７３ａと基端部７３ｂとの間の各断面の重心の集合体により規定される。

第１の領域７２と第２の領域７４との境界、すなわち、第１の領域７２の先端部７３ａ及び第２の領域７４の基端部７５ｂは、振動の腹位置となるように調整されている。例えば、駆動周波数が４７ｋＨｚ、超音波プローブ５２が6-4Ti製で外径6ｍｍ程度である場合、半波長の長さが５１ｍｍから５２ｍｍ程度である。このため、超音波振動発生ユニット１６と超音波プローブ５２とを振動の腹で接合した場合、超音波振動子３４の先端（ホーン４０の基端）からプローブ本体部６２の第１の領域７２の先端部７３ａまでの長さは、５１ｍｍ〜５２ｍｍ×ｎ（ｎ：１以上の整数）になる。つまり、超音波振動子３４の先端（ホーン４０の基端）からプローブ本体部６２の第１の領域７２の先端部７３ａまでの長さは、半波長の整数倍（ｎ倍）である。第２の領域７４及び処置領域６４を合わせた長さは、半波長の整数倍（ｎ倍）であることが好ましい。
なお、超音波振動子３４の共振周波数が２３．５ｋＨｚの場合、半波長が１０２ｍｍから１０４ｍｍ程度である。この場合、超音波振動子３４の先端（ホーン４０の基端）からプローブ本体部６２の第１の領域７２の先端部７３ａまでの長さは、例えば１０２ｍｍ〜１０４ｍｍの整数倍である。また、第２の領域７４及び処置領域６４を合わせた長さは、例えば１０２ｍｍ〜１０４ｍｍの整数倍である。

図３Ａに示す処置領域６４は、プローブ本体部６２の第２の領域７４の先端部７５ａに対して曲げられている。この実施形態では、処置領域６４は、フック状に形成されている。そして、処置領域６４は、第１の領域７２の中心軸Ｃに対して図３Ａ中に符号Ｇ_０で示す位置に重心位置が変位させられている。特に、図３Ａ中の処置領域６４の重心位置Ｇ_０は、中心軸Ｃに対して図３Ａ及び図３Ｂ中の上側に変位させられている。

第２の領域７４における第１の領域７２の中心軸Ｃに直交する各横断面の重心の集合は、図３Ａ及び図３Ｂ中に符号Ｇで示す直線状である。この符号Ｇで示した直線は、第１の領域７２の中心軸Ｃに平行であるが、中心軸Ｃとは一致しない異なる位置にある。例えば図３Ａに示すように処置領域６４が形成され、中心軸Ｃに対して図３Ａ及び図３Ｂ中の上側に処置領域６４の重心Ｇ_０がずれている場合、第２の領域７４は、第１の領域７４の中心軸Ｃに直交する各横断面の重心の集合である直線Ｇが処置領域６４の重心Ｇ_０を通る、もしくは中心軸Ｃより重心Ｇ_０に近くなるように加工されて形成されている。すなわち、第２の領域７４の重心を通る直線Ｇ（中心軸）は、第１の領域の重心を通る中心軸Ｃと平行であり、且つ中心軸Ｃとは一致しない異なる位置にある。換言すれば、第２の領域の中心軸（直線Ｇ）は、第１の領域の中心軸Ｃと平行であり、且つ重心Ｇ_０を通る、もしくは中心軸Ｃより重心Ｇ_０に近い。

なお、第１の領域７２と第２の領域７４との境界で重心Ｇをずらしているが、その境界位置は振動の腹位置である。振動の腹位置は他の位置に比べて大きく変位するが、その付近の媒質の状態は波がないときと変わらず応力が発生しない。したがって、このように振動の腹位置で重心をずらしても、振動に影響を与えないか、殆ど影響を与えない。また、第１の領域７２及び第２の領域７４ともに半波長単位で重心位置が中心軸Ｃに平行な直線上にあって一定である。このため、縦振動を安定化させることができる。

この実施の形態に係る超音波プローブ５２の製造手順（製造方法）について図４Ａから図４Ｅを用いて説明する。ここでは、処置領域６４が図３Ａに示すフック形状を有する例について説明する。
まず、図４Ａに示すように、長手方向（長手軸）Ｌに沿って長い真っ直ぐの、例えばチタン合金材製のロッド状部材（準備体）５２ａを準備する。このロッド状部材５２ａの長手方向に直交する横断面の外周面は例えば円形状や多角形状のいずれでも良い。ロッド状部材５２ａの長さは、用いられる超音波振動子３４の共振周波数や、接続されるホーン４０の長さ、更には生体組織の処置対象等により決定される。

ロッド状部材５２ａの横断面の外周面が円形状でない場合、旋盤等で、ロッド状部材５２ａの外周面を円形に加工することが好ましい。なお、ロッド状部材５２ａの最大外径は、超音波プローブ５２の外周にシース５４を配置するか否かや、シース５４の厚さによっても異なるが、例えば体腔に穿刺されるトロッカーの内径（例えば５ｍｍ、１０ｍｍ、１２ｍｍ等）により適宜に決定される。

図４Ａに示すロッド状部材５２ａを旋盤に配置し、第１の領域７２とする部位７２ａの外周面の形状を、図４Ｂに示すように第１の領域７２とするように切削する。このとき、第２の領域７４とする部位７４ａの外周面も第１の領域７２と同様の外径に加工することが好ましい。また、第２の領域７４とする部位７４ａの先端方向側に処置領域６４を形成する円柱状部分６４ａを残す。この段階で第１の領域７２が形成される。

雄ネジ部６６とする部位６６ａはこの段階で形成しても良いし、処置領域６４及び第２の領域７４を形成した後に形成しても良い。または、雄ネジ部６６とする部位６６ａを第１の領域７２を形成する前に形成しても良い。雄ネジ部６６とする部位６６ａのネジ切はこの後、いずれの段階で行っても良い。

そして、図４Ｃに示すように、第２の領域７４とする部位７４ａの外周面をさらに切削し、第２の領域７４とする部位７４ａの外径を第１の領域７２よりも小さくする。なお、このときは未だ、第１の領域７２と第２の領域７４とする部位７４ａとの重心位置はともに第１の領域７２の中心軸Ｃ上の同軸上にある。

そして、図４Ｄに示すように、処置領域６４とする部位６４ａを例えば５軸のＮＣ旋盤や鍛造等により適宜に加工して処置領域６４を作製する。例えば内径が５ｍｍのトロッカーに用いられる超音波プローブ５２を作製する場合、処置領域６４は中心軸Ｃに対して２．５ｍｍの範囲を超えないように形成される。つまり、処置領域６４を内径が５ｍｍのトロッカーに挿通できるように、処置領域６４は、中心軸Ｃに対して図４Ｄの上側が２．５ｍｍを超えず、且つ下側が２．５ｍｍを超えない範囲となるように形成される。このように、処置領域６４の形状が決まると、処置領域６４の重心位置Ｇ_０が決まる。ここでは、処置領域６４の重心Ｇ_０が中心軸Ｃに対して図４Ｄ中の上側にある。第２の領域７４とする部位７４ａの重心は第１の領域７２の中心軸Ｃ上の同軸上にあるので、処置領域６４の重心Ｇ_０と第２の領域７４とする部位７４ａの重心とはずれている。

図４Ｅに示すように、第２の領域７４とする部位７４ａは、中心軸Ｃに平行で処置領域６４の重心Ｇ_０を通る仮想的な直線Ｇが第２の領域７４の重心の集合体となるように、例えばフライス盤で一部が削られる。この実施形態では、図４Ｄ中の下側部分の一部を平面状に削って図３Ａ、図３Ｂ及び図４Ｅに示す平面７６を形成する。すなわち、第２の領域７４の重心Ｇを第２の領域７４とする部位７４ａの重心に対して図４Ｅ中の上側にずらしている。
例えば図４Ｄに示すフック状等の処置領域６４を形成すると、その影響で処置領域６４の重心位置Ｇ_０が第１の領域７２の中心軸Ｃからずれた位置に規定される。このため、図４Ｅに示すように第２の領域７４を先端から基端まで加工して、第２の領域７４の重心位置を、中心軸Ｃに平行で、処置領域６４の重心位置Ｇ_０を通る、もしくは中心軸Ｃより重心Ｇ_０に近くなる位置に合わせている。

このようにして、第２の領域７４の先端から基端までの重心位置（重心軸）Ｇを中心軸Ｃに対して平行にずらし、かつ、処置領域６４の重心Ｇ_０と一致させる、もしくは中心軸ＣよりＧ_０に近くなるように超音波プローブ５２を作製することができる。

ここでは、処置領域６４を形成してから第２の領域７４を加工する例について説明したが、先に第２の領域７４を加工してから処置領域６４を形成することができることはもちろんである。これについて、図５Ａから図５Ｅを用いて簡単に説明する。図５Ａは図４Ａに対応し、図５Ｂは図４Ｂに対応し、図５Ｃは図４Ｃに対応するので、図５Ａから図５Ｃについての説明を省略する。

ここで、図４Ｄとは異なり、図５Ｄに示すように、処置領域６４を加工して形成するよりも前に第２の領域７４を形成し、第１の領域７２の中心軸Ｃに対して第２の領域７４の重心軸Ｇをずらした位置に規定する。これは、例えば同形状の超音波プローブ５２を多数形成したことによる経験や設計等により処置領域６４が加工された後の重心位置Ｇ_０を容易に認定することができるためである。

そして、図４Ｅとは異なり、図５Ｅに示すように、第２の領域７４を形成した後に処置領域６４を所定の形状（設計により規定した形状）に加工して形成する。このとき、第２の領域７４の重心軸Ｇが、処置領域６４の重心Ｇ_０を通る、もしくは中心軸Ｃより重心Ｇ_０に近くなるように処置領域６４を形成することができる。

例えば図４Ａから図４Ｅ又は図５Ａから図５Ｅを用いて説明した工程により作製した超音波プローブ５２を有する、図１に示す超音波処置システム１０を用いる場合の作用について簡単に説明する。
超音波プローブ５２の基端の雄ネジ部６６をホーン４０の雌ネジ部４２に螺合させる。

図示しないトロッカーを例えば腹壁等に穿刺して固定する。この状態で、超音波プローブユニット１８の処置領域６４をトロッカーを介して体腔内等の処置対象の生体組織に向かって導入していく。例えばフック形状等の処置領域６４で生体組織を引っかけながら、図示しないフットスイッチを操作して入力部２４から電流供給部２２に信号を伝達して電流供給部２２から電流を供給する状態に切り替える。このため、超音波振動子３４が振動して、ホーン４０を介して超音波プローブ５２に振動が伝達される。すなわち、超音波プローブ５２は、超音波振動による縦振動を基端及び先端により規定される長手軸Ｌに沿ってその基端から先端に向かって伝達していく。

このとき、ホーン４０の基端から超音波プローブ５２の第１の領域７２の先端部７３ａまで中心軸（重心）Ｃが真っ直ぐで位置ズレがない。このため、超音波振動子３４からの縦振動はホーン４０を通して第１の領域７２の先端部７３ａまで振動のロスが生じないように安定した振動が伝達される。

第１の領域７２の先端部７３ａと第２の領域７４の基端部７５ｂとの境界で重心位置にズレが生じているが、上述したようにこの境界は振動の腹位置であるので、振動に影響を与えない。そして、第２の領域７４の基端部７５ｂから先端部７５ａまで重心軸Ｇが真っ直ぐで位置ズレがない。このため、超音波振動子３４からの縦振動はホーン４０、第１の領域７２を通して第２の領域７４の先端部７５ａまで振動のロスが生じないように安定した振動が伝達される。そして、処置領域６４の重心位置Ｇ_０も第２の領域７４の重心軸Ｇを延長した軸上にある。このため、超音波振動子３４からの縦振動はホーン４０、第１の領域７２、第２の領域７４を通して処置領域６４の先端まで振動のロスが生じないように安定した振動が伝達される。
したがって、処置領域６４を通して引っかけた生体組織に超音波振動のロスを極力少なくした状態で伝達することができるので、その処置領域６４を手元側に引くことにより生体組織が切開等、適宜に処置される。

処置領域６４の形状を適宜に形成する場合、それに合わせて第２の領域７４の重心位置を調整すれば良いので、処置領域６４の形状の自由度を確保することができる。例えば、図３Ａに示すフック形状に限らず、図６Ａから図６Ｃに示すヘラ型や図７に示すシザース型の処置領域６４を用いることは好適である。第２の領域７４における第１の領域７２の中心軸Ｃに直交する各横断面の重心の集合により規定される重心軸Ｇを、処置領域６４の重心Ｇ_０と一致させる、若しくは中心軸Ｃより重心Ｇ_０に近くなるように第２の領域７４の重心位置を調整する。これにより、第１の領域７２、第２の領域７４、更には処置領域７４に安定した縦振動を伝達させることができる。

この実施形態に係る超音波プローブ５２は、超音波プローブ５２の先端側の半波長部分のみ又はこれの整数倍で重心を真っ直ぐの状態に合わせれば、縦振動の乱れを生じなくする、又は、生じ難くすることができる。この実施の形態の超音波プローブ５２は、第１の領域７２と第２の領域７４との境界が振動の腹位置に相当する部分であり、第１の領域７２と第２の領域７４との境界で重心をずらし、第１の領域７２で重心が中心軸Ｃ上にあり、第２の領域７４及び処置領域６４で重心が中心軸Ｃに平行な直線Ｇ上にあるので、超音波振動子３４からの縦振動を超音波プローブ５２を介して安定した状態で処置領域６４に伝達することができる。すなわち、超音波プローブ５２の先端側の半波長部分又はその整数倍の重心を調整するだけで、縦振動の乱れを生じ難くすることができるので、加工コストを大きくせずに、特に超音波プローブ５２のプローブ本体部６２において、横波等の望まない振動が生じることを防止することができる。

また、超音波プローブ５２の上述した製造手順において、ここでは図４Ｃや図５Ｃに示すように、第２の領域７４とする部位７４ａの外径を第１の領域７２の外径よりも小さく形成する工程について説明したが、この工程は省略できる。すなわち、図３Ｃに示すように、第２の領域７４とする部位７４ａを加工して例えば平面７６を形成して重心軸Ｇを中心軸Ｃに対してずらすことができれば、必ずしも小径化をする必要はない。逆に第２の領域７４を大径化しても良い。

なお、例えば円柱状の第１の領域７２の中心軸Ｃに対して、第２の領域７４の中心軸をずらした円柱状に形成（すなわち偏心させて形成）することもできる。すなわち、第２の領域７４も円柱状に形成できる。しかしながら、第１の領域７２に対して重心をずらした円柱状の第２の領域７４を形成するには、上述した図４Ａから図４Ｅや図５Ａから図５Ｅに示す例に比べて加工コストが増大する。このため、ともに円柱状の第１及び第２の領域７２，７４の中心軸を一定にした後、第２の領域７４の一面（例えば平面７６）の切削加工により第２の領域７４の重心位置を調整するのがコストの面で有利である。

ここで、第２の領域７４の形状は、円柱の一部を切削して図３Ｂに示す平面７６を形成するほか、図８Ａから図８Ｆに示す状態に形成することも好適である。図８Ａから図８Ｆに示す状態に加工する場合、公知の種々の工作機械を用いることができる。図８Ａから図８Ｆに示すように除去された加工部（除去面）７６ａ，７６ｂ，７６ｃ，７６ｄ，７６ｅ，７６ｆによって、各図の仮想円の中心Ｃに対して上側に重心Ｇをずらすことができる。すなわち、第２の領域７４は、第１の領域７２の中心軸Ｃに対して点対称でない、例えば符号７６，７６ａ，７６ｂ，７６ｃ，７６ｄ，７６ｅ，７６ｆで示すような円形以外の異形状部分を形成して、重心Ｇをずらすことができる。符号７６ａ，７６ｂ，７６ｃ，７６ｄ，７６ｅ，７６ｆで示すような場合も、第２の領域７４の形状を円柱状に保つよりもコストを安く超音波プローブ５２を形成することができる。

上述した超音波プローブ５２の第１の領域７２は、第１の領域７２の中心軸Ｃに対して点対称に形成されていると言える。第２の領域７４は、その重心軸Ｇが処置領域６４の重心Ｇ_０を通るように、重心軸Ｇに対して非対称に形成されている。

この実施形態では第１の領域７２の外周面が円形状であり、第２の領域７４の外周面の一部が円形の一部である場合について説明した。その他、図９Ａに示すように符号１７２で示す第１の領域が六角形等の２ｎ角形（ｎ：自然数）であったり、図９Ｂに示すように符号２７２で示す第１の領域が五角形等の２ｎ＋１角形（ｎ：自然数）であることも好ましい。また、図９Ａに示すように符号１７４で示す第２の領域が六角形から一部を除去加工して加工部（ここでは平面７６）が形成されることも好ましい。同様に、図９Ｂに示すように符号２７４で示す第２の領域が五角形から一部を除去加工して加工部（ここでは平面７６）が形成されることも好ましい。

なお、図９Ｂに示す第１の領域２７２が正五角形の場合、第１の領域２７２の重心位置すなわち中心軸Ｃは、ある辺（第１の辺）の中点の垂線をその辺に対向する頂点（第１の頂点）に伸ばし、他のある辺（第２の辺）の中点の垂線をその辺に対向する頂点（第２の頂点）に伸ばしたときに交差する位置にある。

また、図９Ａに示す六角形や図９Ｂに示す五角形を適宜に組み合わせて第１及び第２の領域を形成することも好適である。すなわち、例えば第１の領域７２を五角形で形成し、第２の領域７４を六角形の一部を除去加工したものを用いてプローブ本体部６２を形成することも好適である。また、例えば第１の領域７２を六角形で形成し、第２の領域７４を五角形の一部を除去加工したものを用いてプローブ本体部６２を形成することも好適である。

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。

この発明の一態様に係る、基端及び先端により規定される長手軸に沿って前記基端から前記先端に向かって超音波振動を伝達可能な超音波プローブは、基端部と先端部と前記基端部及び前記先端部により規定され前記長手軸に平行な中心軸とを有し、前記先端部に超音波振動の腹位置があり、前記中心軸に直交する径方向における前記中心軸から前記超音波プローブの外周面までの最大距離が第１の距離である第１の領域と、前記第１の領域の先端部に対して先端側にあり、前記第１の領域の中心軸に対してずれた位置に重心がある処置部と、前記第１の領域と前記処置部との間で前記第１の領域の先端部に連続的に配置され、前記第１の領域の中心軸に平行で且つ前記処置部の重心を通る位置又は前記中心軸より前記重心に近くなる位置に重心軸を有するように構成され、前記中心軸に直交する径方向における前記中心軸から前記超音波プローブの外周面までの最大距離が前記第１の距離と同じかそれよりも小さい第２の距離である第２の領域とを有する。

Claims

超音波振動による縦振動を、基端及び先端により規定される長手軸に沿って前記基端から前記先端に向かって伝達可能な超音波プローブであって、
基端部と先端部と前記基端部及び先端部により規定され前記長手軸に平行な中心軸とを有し、振動の腹位置が前記先端部にある第１の領域と、
前記第１の領域の先端部に対して先端側にあり、前記第１の領域の中心軸に対してずれた位置に重心がある処置部と、
前記第１の領域の先端部と前記処置部との間で前記第１の領域の先端部に連続的に配置され、前記第１の領域の中心軸に平行で且つ前記処置部の重心を通る位置に重心軸を有するように構成され、前記第１の領域の中心軸と前記重心軸とが前記第１の領域の先端部でずらされた第２の領域と
を具備する超音波プローブ。
請求項１に記載の超音波プローブであって、
前記第２の領域は柱状体の一部を除去して、前記第２の領域の重心を前記中心軸に対して外れた位置に規定するようにした、超音波プローブ。
請求項１に記載の超音波プローブであって、
前記第１の領域の先端部から前記処置部が連続的に配置される前記第２の領域の先端部まで、前記重心軸に直交する横断面が同一形状である、超音波プローブ。
請求項１に記載の超音波プローブであって、
前記第２の領域の、前記重心軸に直交する横断面の外形は、円形とは異なる異形状である、超音波プローブ。
請求項１に記載の超音波プローブであって、
前記第１の領域の、前記中心軸に直交する横断面の外形は、円形状である、超音波プローブ。
請求項１に記載の超音波プローブであって、
前記処置部は、フック形状を有する、超音波プローブ。
超音波処置ユニットであって、
請求項１に記載の超音波プローブと、
前記超音波プローブの基端側に配設され前記超音波プローブに超音波振動を入力可能な超音波振動子と
を具備する、超音波処置ユニット。
基端及び先端を有する超音波プローブの製造方法であって、
前記基端及び前記先端により規定される長手軸に沿って長い準備体のうち、超音波プローブの処置部となる部位を残して、前記超音波プローブの基端に隣接する第１の領域を作製して前記第１の領域の中心軸を規定すること、
前記超音波プローブの先端にある処置部とする部位を加工して前記超音波プローブの先端の処置部の重心位置を前記第１の領域の中心軸に対してずらした位置に規定すること、
前記第１の領域と前記処置部との間の第２の領域の重心位置を前記第１の領域の中心軸に平行で前記処置部の重心位置を通る位置とするように前記第２の領域を加工すること
を具備する、製造方法。
基端及び先端を有する超音波プローブの製造方法であって、
前記基端及び前記先端により規定される長手軸に沿って長い準備体のうち、超音波プローブの処置部となる部位を残して、前記超音波プローブの基端に隣接する第１の領域を作製して前記第１の領域の中心軸を規定すること、
前記第１の領域の先端側に連続する第２の領域の重心軸を、前記第１の領域の中心軸に対してずらした位置に規定するように加工すること、
前記第２の領域の先端側に連続する処置部となる部位を加工して処置部を所定の形状に形成すること
を具備する、製造方法。