JPWO2018193701A1 - Liquid injection device - Google Patents

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龍彦 荒船
龍彦 荒船
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Abstract

部品点数の増加がない簡単な構成で、噴流出力を調整・制御する液体噴射装置を提供する。筒状の液体室(140)と、前記液体室の端部を開口(142)して該液体室内の液体(132)を外部に噴射するノズル(141)と、前記液体室内に液体を供給する液体供給路(130)と、前記液体室内にパルスレーザ光を照射して、該液体室内の液体を気化させるレーザ光照射部(120)と、を備え、前記液体室または前記ノズルには、前記ノズルと前記レーザ光照射部までの間の周縁に前記液体室外と連通する孔(151)が形成されていることを特徴とする。Provided is a liquid ejecting apparatus that adjusts and controls a jet output with a simple configuration without increasing the number of parts. A cylindrical liquid chamber (140), a nozzle (141) for opening the end of the liquid chamber (142) and ejecting the liquid (132) in the liquid chamber to the outside, and supplying the liquid into the liquid chamber A liquid supply path (130); and a laser beam irradiation unit (120) for irradiating the liquid chamber with pulsed laser light to vaporize the liquid in the liquid chamber. The liquid chamber or the nozzle includes: A hole (151) communicating with the outside of the liquid chamber is formed in a peripheral edge between the nozzle and the laser beam irradiation unit.

Description

本発明は、液体噴射装置に関するものである。   The present invention relates to a liquid ejecting apparatus.

癌の外科治療において、腫瘍を切除することと、神経や細血管を傷つけずに温存すること(機能温存)とを1つの治療手法や治療機器で両立させる事は難しい.この課題を解決する治療機器としてパルスジェットメスが開発されている。パルスジェットメスは、微量な液体を高速かつ間欠式(パルス式)に治療箇所へ射出する液体噴射装置である。   In surgical treatment of cancer, it is difficult to achieve both resection of the tumor and preservation without damaging nerves and small blood vessels (function preservation) with a single treatment method or treatment device. A pulse jet scalpel has been developed as a therapeutic device to solve this problem. The pulse jet scalpel is a liquid ejecting apparatus that ejects a small amount of liquid to a treatment site at high speed and intermittently (pulse type).

パルスジェットメス(以下「液体噴射装置」とも言う)は、射出されるジェット液の速度・量などを調整することで、腫瘍のみを破砕し、同時に正常組織や神経・細血管の温存する二つの作用を両立させることができる。すなわち、パルスジェットメスは、超音波破砕吸引機などの従来機器に比べ、より細い血管や神経の温存が可能な技術である。これまでに脳下垂体良性腫瘍の治療用としてパルスジェットメスの開発がスタートし、日本国内の下垂体治療のハイボリュームセンターにおいて臨床研究が実施され、100名以上の患者の治療が行われその優位性が示されている。   A pulse jet scalpel (hereinafter also referred to as a “liquid ejector”) crushes only the tumor by adjusting the speed and volume of the jet liquid to be ejected, and at the same time preserves the normal tissues, nerves, and small blood vessels. Both effects can be achieved. That is, the pulse jet scalpel is a technique capable of preserving thinner blood vessels and nerves as compared with conventional devices such as an ultrasonic crusher and aspirator. Until now, the development of pulse jet scalpel for the treatment of pituitary benign tumors has started, and clinical research has been conducted at a high-volume pituitary treatment center in Japan, and more than 100 patients have been treated. Sex is shown.

現在開示されているパルスジェットメスの技術は、主に2種類ある。すなわち、液体内にパルス的にレーザを照射し、液体を気化させ、膨張による圧力上昇を利用して液体を噴射するレーザ駆動型(特許文献1参照)および、応答性が高い圧電素子を利用したシリンジ式のポンプやチューブポンプによってパルス的に液体を噴射するポンプ駆動型(特許文献2参照)である。   Currently, there are two main types of pulse jet scalpel technologies. That is, a laser drive type (see Patent Literature 1), which irradiates a pulsed laser into a liquid to vaporize the liquid and ejects the liquid by using a pressure increase due to expansion, and a piezoelectric element having high responsiveness are used. It is a pump drive type (see Patent Document 2) in which a liquid is injected in a pulsed manner by a syringe pump or a tube pump.

国際公開第2015/125394号WO 2015/125394 特開2015−171547号公報JP-A-2015-171547

パルスジェットメスは、要求される治療の条件によって、射出されるジェット液の速度・量などを微妙に調整することが必要となる。しかしながら、特許文献2に記載されたポンプ駆動型のパルスジェットメスにおいては、ポンプの出力調整の精度および液体の応答性の限度等の理由から、パルス的に液体を噴射させる上で噴流の出力を微妙に調整することは困難であった。このため、微妙な噴流出力の制御を要するような、腫瘍を切除すると同時に神経や細血管を傷つけずに温存する(機能温存)ことは困難であった。   In the pulse jet scalpel, it is necessary to finely adjust the speed and amount of the jet liquid to be ejected depending on the required treatment conditions. However, in the pump-driven pulse jet scalpel described in Patent Literature 2, the output of the jet flow is required to eject the liquid in a pulsed manner due to the accuracy of the output adjustment of the pump and the limit of the responsiveness of the liquid. It was difficult to fine-tune. For this reason, it was difficult to resect the tumor and to preserve it without damaging nerves and small blood vessels (function preservation), which would require delicate control of jet output.

一方、特許文献1に記載されたレーザ駆動型のパルスジェットメスにおいては、液体の噴射口であるノズルとレーザ光照射部までの間の距離を調整する調整手段を備え、レーザ光照射部によるパルスレーザ光の照射前または照射時に、調整手段によりノズルとレーザ光照射部までの間の距離を調整することで、噴流出力の調整を行っている。しかし、この技術構成は、調整手段という可動部分を有するため構成およびその制御が複雑になるとともに装置が大型化するおそれがあった。   On the other hand, the laser-driven pulse jet scalpel described in Patent Literature 1 includes an adjusting unit that adjusts a distance between a nozzle serving as a liquid ejection port and a laser light irradiation unit, and a pulse generated by the laser light irradiation unit. Before or during the irradiation of the laser beam, the jet output is adjusted by adjusting the distance between the nozzle and the laser beam irradiating section by the adjusting means. However, since this technical configuration has a movable portion as an adjusting unit, the configuration and its control are complicated, and the apparatus may be enlarged.

本発明は、前記背景におけるこれらの実情に鑑みてなされたものであり、部品点数の増加がない簡単な構成で、噴流出力を調整・制御する液体噴射装置を提供することをその目的とする。   The present invention has been made in view of these circumstances in the above background, and has as its object to provide a liquid ejecting apparatus that adjusts and controls a jet output with a simple configuration without increasing the number of components.

本発明は、液体の噴流を生成する液体噴射装置であって、筒状の液体室と、前記液体室の端部を開口して該液体室内の液体を外部に噴射するノズルと、前記液体室内に液体を供給する液体供給路と、前記液体室内にパルスレーザ光を照射して、該液体室内の液体を気化させるレーザ光照射部と、を備え、前記液体室または前記ノズルには、前記ノズルと前記レーザ光照射部までの間の周縁に前記液体室外と連通する孔が形成されていることを特徴としている。   The present invention is a liquid ejecting apparatus that generates a liquid jet, comprising: a cylindrical liquid chamber; a nozzle that opens an end of the liquid chamber to eject liquid in the liquid chamber to the outside; A liquid supply path for supplying liquid to the liquid chamber, and a laser light irradiation unit for irradiating the liquid chamber with pulsed laser light to vaporize the liquid in the liquid chamber, and wherein the liquid chamber or the nozzle includes the nozzle A hole communicating with the outside of the liquid chamber is formed in a peripheral edge between the liquid chamber and the laser beam irradiation unit.

本発明は、一般的なレーザ駆動型パルスジェットメスと同様に、光ファイバからレーザを照射することによって、液体室内の液体へ急速に熱を伝達して、照射箇所に在る液体を気化させる構成を備えている。さらに、付加的な構成として液体室またはノズルのノズルとレーザ光照射部との間の周縁に液体室外と連通する孔を形成している。   The present invention employs a configuration in which, similarly to a general laser-driven pulse jet scalpel, a laser is emitted from an optical fiber, whereby heat is rapidly transmitted to the liquid in the liquid chamber to vaporize the liquid present at the irradiation location. It has. Further, as an additional configuration, a hole that communicates with the outside of the liquid chamber is formed at a peripheral edge between the nozzle of the liquid chamber or the nozzle and the laser beam irradiation unit.

レーザ照射によって液体が蒸発して発達した気泡は、液体室内の圧力を高めて、液体をノズルから噴出させる。液体の流れはノズルに近づくにつれて、十分に発達して噴流になる。ノズルから噴射された液体は、本発明の孔を備えない構成であっても、はじめに水塊を噴出し、その後その水塊よりもサイズの小さい水滴が水塊を追うように噴出される。   Bubbles developed by evaporating the liquid by laser irradiation increase the pressure in the liquid chamber and cause the liquid to be ejected from the nozzle. As the liquid flow approaches the nozzle, it develops well into a jet. Even if the liquid ejected from the nozzle is not provided with the holes according to the present invention, the liquid is ejected first, and then a water droplet smaller in size than the water is ejected so as to follow the water.

水塊は標的となる組織に衝突して、水塊の運動量と組織の弾性に応じて、組織の深部へ到達する。その後多くの水滴が水塊衝突部分を押圧するように作用する。しかし、水滴の運動量は小さいことから、液体がさらなる深部へ到達することはなく、標的箇所周辺、例えば多層状態の組織であれば、液体は到達した深さにある層間へ広がっていく。   The body of water collides with the target tissue and reaches deep into the tissue, depending on the momentum of the body of water and the elasticity of the tissue. Thereafter, many water droplets act to press the water mass collision portion. However, since the momentum of the water droplet is small, the liquid does not reach a further deep portion, and the liquid spreads around the target portion, for example, in the case of a multi-layered tissue, between layers at the reached depth.

このように液体噴射装置は、射出されるジェット液の速度・量などを調整することで、腫瘍のみを破砕することと同時に正常組織や神経・細血管の温存することの二つの作用を両立させている。   In this way, the liquid ejecting device adjusts the speed and volume of the jet liquid to be ejected, thereby crushing only the tumor and at the same time preserving the normal tissues, nerves and small blood vessels. ing.

本発明の一態様は、従来技術と比較して、液体室またはノズルのノズルとレーザ光照射部との間の周縁に液体室外と連通する孔を設けている。液体流は液体室管内において十分に発達しているため、液体室の外部と連通している孔近傍においては、外環境の圧力状態と比べ相対的に負圧になる。そのため、液体はこの孔から漏れることはなく、エゼクタ効果によって周囲から孔を通して液体室へ空気を引き込み、気泡を含んだ噴流が形成される。   One embodiment of the present invention is different from the related art in that a hole communicating with the outside of the liquid chamber is provided at a peripheral edge between the nozzle of the liquid chamber or the nozzle and the laser beam irradiation unit. Since the liquid flow is sufficiently developed in the liquid chamber tube, the pressure near the hole communicating with the outside of the liquid chamber becomes relatively negative compared to the pressure state of the external environment. Therefore, the liquid does not leak from the hole, but draws air from the surroundings to the liquid chamber through the hole by the ejector effect, and a jet containing bubbles is formed.

この態様は、孔の位置によって任意に水塊の大きさを変えられる特徴を有している。すなわち、孔の位置がノズルさらにノズルの液体を噴出する開口に近づくにつれて、孔から引き込まれる気泡によって、レーザ照射後に射出される水塊が小さくなる。さらに、この小さくなった水塊が液体室やノズルを通りノズルの開口で噴出されるまでの距離は短くなり、水塊に負荷される配管抵抗(ずり抵抗)も小さくなる。この結果、水塊の噴出速度が上昇して、標的となる組織に衝突する瞬間の力が大きくなり、液体はより深い位置に到達する。   This embodiment has a feature that the size of the water mass can be arbitrarily changed depending on the position of the hole. That is, as the position of the hole approaches the nozzle and the opening for ejecting the liquid from the nozzle, the water mass ejected after laser irradiation becomes smaller due to the bubbles drawn from the hole. Further, the distance until the reduced water mass passes through the liquid chamber or the nozzle and is ejected at the opening of the nozzle is shortened, and the pipe resistance (shear resistance) applied to the water mass is also reduced. As a result, the jetting speed of the water mass increases, the force at the moment of colliding with the target tissue increases, and the liquid reaches a deeper position.

一方、孔の位置がノズルから遠ざかることで、水塊は大きくなり、配管抵抗も大きくなる。この結果、水塊の噴出速度が低下して、標的となる組織への到達深度は小さくなる。   On the other hand, as the position of the hole moves away from the nozzle, the water mass increases, and the pipe resistance also increases. As a result, the jetting speed of the water mass is reduced, and the reaching depth to the target tissue is reduced.

ただし、液体の噴出力のトータルは、液体室内の圧力とノズルの噴出口もしくはスロート部分(流路内の断面積が最も小さな部分)の断面積の積に応じた反力であるため、水塊の大きさにかかわらず、ずり抵抗等に依存して多少の差異はあっても、大きく変わることはない。   However, since the total ejection power of the liquid is a reaction force according to the product of the pressure in the liquid chamber and the cross-sectional area of the nozzle orifice or throat portion (the portion with the smallest cross-sectional area in the flow path), Irrespective of the size, there is no significant change even if there is a slight difference depending on the shear resistance or the like.

すなわち、本態様では、孔の位置に応じて、小さな水塊にすることで組織の深い部分まで液体を到達させるとともに周囲への影響を小さくした局所的な治療を可能にし、一方、大きな水塊にすることで浅くかつ広い部分の治療を可能にしている。さらに前記したように、この構成においては、標的となる組織への噴流出力の総計は、孔の位置によって大きく変わることはないため、組織に想定外の損傷を与えることなく、安全な操作を実現させている。   That is, in this embodiment, depending on the position of the hole, a small body of water allows the liquid to reach the deep part of the tissue and enables local treatment with a small effect on the surroundings, while a large body of water This makes it possible to treat shallow and wide areas. Further, as described above, in this configuration, the total jet power to the target tissue does not greatly change depending on the position of the hole, so that safe operation can be achieved without causing unexpected damage to the tissue. Let me.

前記態様において、前記孔が、前記液体室または前記ノズルの長尺方向に複数形成されており、前記孔のそれぞれに開閉機構を備えている構成とすることができる。   In the aspect, a plurality of the holes may be formed in a longitudinal direction of the liquid chamber or the nozzle, and each of the holes may include an opening / closing mechanism.

この態様によれば、癌の外科治療に要求される破砕力に応じて、いずれかの孔を選択できる。そして、不要な孔については開閉機構によって閉じた状態とすることができる。孔の開閉機構は、複雑な機構を要することはなく、例えば、テープ等で孔を塞ぐものでも良い。また、微妙な調整を行うために、選択された複数の孔を外部と連通させるように開いた状態とすることもできる。そのため、この態様は、細かな治療要求を実現させることができる。   According to this aspect, one of the holes can be selected according to the crushing force required for the surgical treatment of cancer. Unnecessary holes can be closed by the opening / closing mechanism. The hole opening / closing mechanism does not require a complicated mechanism. For example, a mechanism that closes the hole with a tape or the like may be used. In order to perform fine adjustment, a plurality of selected holes may be opened so as to communicate with the outside. Therefore, this aspect can realize a detailed treatment request.

前記態様において、前記孔が、前記液体室または前記ノズルの前記周縁方向に複数形成されており、前記孔のそれぞれに開閉機構を備えている構成とすることができる。   In the aspect, a plurality of the holes may be formed in the peripheral direction of the liquid chamber or the nozzle, and each of the holes may include an opening / closing mechanism.

この態様によれば、噴流出力の微妙な調整・制御をすることができる。また、液体室の上下方向に対する姿勢に応じて、例えば上側の孔を開放状態にして、下側の孔を閉鎖状態にすることで、レーザ照射前の液体室に液体が充填された状態において、液漏れを最小限にすることができる。そのため、レーザ照射前に常に液が液体室に充填された状態を維持することができる。   According to this aspect, fine adjustment and control of the jet flow output can be performed. Further, according to the attitude of the liquid chamber in the up-down direction, for example, by opening the upper hole, by closing the lower hole, in a state where the liquid is filled in the liquid chamber before laser irradiation, Liquid leakage can be minimized. Therefore, it is possible to always maintain a state in which the liquid is filled in the liquid chamber before the laser irradiation.

前記態様において、前記孔の形状が、前記液体が気化するまで、前記液体の粘度・ぬれ性に応じて決定される表面張力によって、前記液体を前記液体室に保持するように設定されている構成とすることができる。   In the above aspect, a configuration in which the shape of the hole is set such that the liquid is held in the liquid chamber by surface tension determined according to the viscosity and wettability of the liquid until the liquid is vaporized. It can be.

この態様によれば、液体室内に圧力が負荷されていないときには、充填された液体のぬれ性、粘度等の物性に基づき、孔の大きさ・方向を設定することで、表面張力によって液漏れを起こさせない構成とすることができる。そのため、レーザ照射前に常に液が液体室に充填された状態を維持することができる。   According to this aspect, when pressure is not applied to the liquid chamber, liquid leakage due to surface tension is set by setting the size and direction of the hole based on the wettability of the filled liquid, physical properties such as viscosity, etc. It is possible to adopt a configuration that does not cause the rise. Therefore, it is possible to always maintain a state in which the liquid is filled in the liquid chamber before the laser irradiation.

本発明は、部品点数の増加がない簡単な構成で、噴流出力を調整・制御する液体噴射装置を提供することができる。   The present invention can provide a liquid ejecting apparatus that adjusts and controls a jet output with a simple configuration without increasing the number of components.

本発明の第1実施形態に係る液体噴射装置の全体構成を説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of a liquid ejecting apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明に係る液体噴射装置の作用を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating the operation of the liquid ejecting apparatus according to the present invention. 本発明の第1実施形態に係る液体噴射装置の作用を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an operation of the liquid ejecting apparatus according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係る液体噴射装置の作用を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an operation of the liquid ejecting apparatus according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係る液体噴射装置の実施例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the liquid ejecting apparatus according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係る液体噴射装置の実施例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the liquid ejecting apparatus according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係る液体噴射装置の作用を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an operation of the liquid ejecting apparatus according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係る実施例と、比較例の作用を示す図である。It is a figure showing an example concerning a 1st embodiment of the present invention, and an operation of a comparative example. 本発明の第1実施形態に係る複数の実施例と、比較例との比較結果を説明する図である。It is a figure explaining the comparative example of a plurality of examples concerning a 1st embodiment of the present invention, and a comparative example. 本発明の第2実施形態に係る液体噴射装置の側断面図および側面図である。It is a side sectional view and a side view of a liquid ejecting apparatus according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第3実施形態に係る液体噴射装置の側面図である。It is a side view of a liquid ejecting device according to a third embodiment of the present invention. 本発明の第4実施形態に係る液体噴射装置の側面図である。FIG. 14 is a side view of a liquid ejecting apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. 本発明の第5実施形態に係る液体噴射装置の側面図である。It is a side view of a liquid ejecting device according to a fifth embodiment of the present invention. 本発明の第6実施形態に係る液体噴射装置の側面図である。It is a side view of a liquid ejecting device according to a sixth embodiment of the present invention.

以下、図面を参照しながら、本発明の液体噴射装置に係る好適な実施の形態について説明する。以下の説明において、異なる図面においても同じ符号を付した構成は同様のものであるとして、その説明を省略する場合がある。   Hereinafter, preferred embodiments according to the liquid ejecting apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, configurations denoted by the same reference numerals in different drawings are the same, and description thereof may be omitted.

本発明に係る一態様は、液体の噴流を生成する液体噴射装置であって、筒状の液体室と、前記液体室の端部を開口して該液体室内の液体を外部に噴射するノズルと、前記液体室内に液体を供給する液体供給路と、前記液体室内にパルスレーザ光を照射して、該液体室内の液体を気化させるレーザ光照射部と、を備え、前記液体室または前記ノズルには、前記ノズルと前記レーザ光照射部までの間の周縁に前記液体室外と連通する孔が形成されていることを特徴としているものであれば、その具体的態様はいかなるものであっても構わない。   One aspect according to the present invention is a liquid ejecting apparatus that generates a liquid jet, comprising: a tubular liquid chamber; and a nozzle that opens an end of the liquid chamber and ejects the liquid in the liquid chamber to the outside. A liquid supply path for supplying liquid into the liquid chamber, and a laser light irradiation unit that irradiates the liquid chamber with pulsed laser light to vaporize the liquid in the liquid chamber. Any specific mode may be adopted as long as a hole communicating with the outside of the liquid chamber is formed in a peripheral edge between the nozzle and the laser beam irradiation unit. Absent.

(第1実施形態)
はじめに、図1を参照して、本発明の第1実施形態に係る液体噴射装置の主要構成について説明する。次に、図2,3を参照して、本発明の第1実施形態に係る液体噴射装置の作用について説明する。そして、図4〜9を参照して、液体室に、ノズルとレーザ光照射部までの間の周縁に液体室外と連通する孔を形成したときの作用について、実施例と比較例との比較結果について説明する。
(1st Embodiment)
First, a main configuration of a liquid ejecting apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Next, an operation of the liquid ejecting apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Referring to FIGS. 4 to 9, a comparison result between the example and the comparative example with respect to an operation when a hole communicating with the outside of the liquid chamber is formed in a peripheral edge between the nozzle and the laser beam irradiation part in the liquid chamber. Will be described.

(全体構成の説明)
図1は、本発明の第1実施形態に係る液体噴射装置の全体構成を説明する図であり、図2は、本発明に係る液体噴射装置の作用を説明する図であり、図3、4は、本発明の第1実施形態に係る液体噴射装置の作用を説明する図であり、図5、6は、本発明の第1実施形態に係る液体噴射装置の実施例を示す図であり、図7は、本発明の第1実施形態に係る液体噴射装置の作用を説明する図であり、図8は、本発明の第1実施形態に係る実施例と、比較例の作用を示す図であり、図9は、本発明の第1実施形態に係る複数の実施例と、比較例との比較結果を説明する図である。
(Description of overall configuration)
FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of a liquid ejecting apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram illustrating an operation of the liquid ejecting apparatus according to the present invention. FIGS. 5A and 5B are diagrams illustrating an operation of the liquid ejecting apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIGS. 5 and 6 are diagrams illustrating examples of the liquid ejecting apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 7 is a diagram illustrating the operation of the liquid ejecting apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a diagram illustrating the operation of the example according to the first embodiment of the present invention and a comparative example. FIG. 9 is a diagram illustrating a comparison result between a plurality of examples according to the first embodiment of the present invention and a comparative example.

図1を参照すると、本発明の第1実施形態に係る液体噴射装置100は、液体室140と、液体室140へ液体を供給する送液装置130と、液体室100内でレーザ照射を行うレーザ装置120と、送液装置130およびレーザ装置120を制御する制御装置110とからなる。   Referring to FIG. 1, a liquid ejecting apparatus 100 according to a first embodiment of the present invention includes a liquid chamber 140, a liquid feeding device 130 that supplies liquid to the liquid chamber 140, and a laser that performs laser irradiation in the liquid chamber 100. It comprises a device 120 and a control device 110 for controlling the liquid sending device 130 and the laser device 120.

液体室140は、例えば、円筒形状のステンレス、チタン、金、銀などの金属、または、セラミックスなどの材料を用いた内径は0.5mm〜3.0mm程度の細管を適用することができるが、これに限定されることはない。   As the liquid chamber 140, for example, a thin tube using a material such as stainless steel, titanium, gold, and silver having a cylindrical shape, or a material such as ceramics and having an inner diameter of about 0.5 mm to 3.0 mm can be used. It is not limited to this.

図1において、液体室140は直線的な円筒形状としているが、例えば、一実施例として示した図5のように屈曲部145を備えている構成としてもよい。この屈曲部145を備えることで、液体噴射装置100の使用時に、使用者が標的箇所を視認することを妨げないようにすることができる。ただし、液体室140に内挿されるレーザ装置120の光ファイバ121は、許容できる屈曲量が限られているため、光ファイバ121が内挿されている範囲については、直線的な円筒形状の液体室140とすることが好ましい。   In FIG. 1, the liquid chamber 140 has a linear cylindrical shape. However, for example, the liquid chamber 140 may be provided with a bent portion 145 as shown in FIG. The provision of the bent portion 145 can prevent the user from visually recognizing the target portion when using the liquid ejecting apparatus 100. However, since the allowable amount of bending of the optical fiber 121 of the laser device 120 inserted into the liquid chamber 140 is limited, the range in which the optical fiber 121 is inserted is limited to a linear cylindrical liquid chamber. It is preferably 140.

液体室140の一端には液体噴流を噴出する開口142と、円筒状の液体室140から開口142へとつなぐノズル141が形成されている。図1では、液体室140の内径を絞るようにノズル141および開口142を形成しているが、液体室140の内径を維持したストレート状のノズル141、開口142としても良い。なお、ノズル141の材料は液体室140と同様にステンレス、チタン、金、銀などの金属、または、セラミックスなどを適用することができるが、これらに限定はされない。   At one end of the liquid chamber 140, an opening 142 for ejecting a liquid jet and a nozzle 141 connecting the cylindrical liquid chamber 140 to the opening 142 are formed. In FIG. 1, the nozzle 141 and the opening 142 are formed so as to narrow the inner diameter of the liquid chamber 140. However, the nozzle 141 and the opening 142 may be a straight nozzle maintaining the inner diameter of the liquid chamber 140. The material of the nozzle 141 can be a metal such as stainless steel, titanium, gold, or silver, or a ceramic, as in the liquid chamber 140, but is not limited thereto.

液体室140には、送液装置130から供給管131を経由して供給される噴射する液体132が満たされている。液体132は、水、電解質輸液、薬液、生理食塩水などを選択することができ、ホルミウム・ヤグレーザなどのパルスレーザ光のエネルギ吸収性を有する液体の使用が好適である。   The liquid chamber 140 is filled with a liquid 132 to be supplied, which is supplied from the liquid supply device 130 via a supply pipe 131. The liquid 132 can be selected from water, an electrolyte infusion, a drug solution, a physiological saline, and the like, and it is preferable to use a liquid having a pulse laser beam energy absorbing property such as a holmium / yag laser.

レーザ装置120は、例えば、医療用で一般的に使用されている赤外線域のホルミウム・ヤグレーザ装置(Ho:YAGレーザ:波長2.06μm) などのレーザ発振器を適用することができる。Ho:YAGレーザは高いピークパワーを持つパルス発振レーザであり、医療用として好適である。しかしながらHo:YAGレーザに限定されることはなく、CO2レーザやネオジウム・ヤグレーザ等の他のレーザ装置を適用しても良い。   As the laser device 120, for example, a laser oscillator such as a holmium-Yag laser device (Ho: YAG laser: wavelength 2.06 μm) in an infrared region generally used for medical use can be applied. Ho: YAG laser is a pulse oscillation laser having a high peak power and is suitable for medical use. However, the laser is not limited to the Ho: YAG laser, and another laser device such as a CO2 laser or a neodymium-Yag laser may be applied.

レーザ装置120は、制御装置110からのパルスレーザ光のパルスエネルギー・パルス幅・パルス繰り返し周波数を変化させる信号111により、パルスレーザ光を出力する。パルスレーザ光は、液体室140に内挿された光ファイバ121の先端122から、液体132に満たされた液体室140へ射出される。   The laser device 120 outputs pulsed laser light in response to a signal 111 from the control device 110 that changes the pulse energy, pulse width, and pulse repetition frequency of the pulsed laser light. The pulsed laser light is emitted from the tip 122 of the optical fiber 121 inserted into the liquid chamber 140 to the liquid chamber 140 filled with the liquid 132.

送液装置130は、液体132を制御装置110からの指令によって供給管131と接続部143を経由して液体室140へ供給する。制御装置110は、液体室140に液体132が満たされていない状態で、レーザ装置120がレーザ光を出力することがないように制御している。   The liquid sending device 130 supplies the liquid 132 to the liquid chamber 140 via the supply pipe 131 and the connection part 143 according to a command from the control device 110. The control device 110 performs control so that the laser device 120 does not output laser light when the liquid chamber 140 is not filled with the liquid 132.

液体室140には、ノズル141とレーザ光照射部となる光ファイバ121の先端122までの間の周縁に液体室外と連通する吸気孔151が形成されている。この吸気孔151の作用については後記する。   In the liquid chamber 140, an intake hole 151 communicating with the outside of the liquid chamber is formed at a peripheral edge between the nozzle 141 and a tip 122 of the optical fiber 121 serving as a laser beam irradiation unit. The function of the intake hole 151 will be described later.

(パルスジェットメスの作用の説明)
次に、主に図2,3を参照して、本発明の第1実施形態に係る液体噴射装置100のレーザ駆動型パルスジェットメスの作用について説明する。
(Explanation of the function of pulse jet knife)
Next, an operation of the laser-driven pulse jet knife of the liquid ejecting apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention will be described mainly with reference to FIGS.

図2(A)を参照すると、制御装置110からの指令により、レーザ装置120がパルスレーザ光を出力して、光ファイバ121の先端122からレーザが照射されている(EXで示す)。例えば、波長が2100nmのレーザ光において、水中での吸収係数は、約50c m-1であることから、レーザ光が水中を1ミリメートル進行する間にレーザ光のエネルギの99.3%が水に吸収される。   Referring to FIG. 2A, the laser device 120 outputs a pulsed laser beam in response to a command from the control device 110, and the laser is emitted from the tip 122 of the optical fiber 121 (shown by EX). For example, in a laser beam having a wavelength of 2100 nm, the absorption coefficient in water is about 50 cm-1, so that 99.3% of the energy of the laser beam is absorbed in water while the laser beam travels 1 mm in water. Absorbed.

図2(B)に示すように、液体132にエネルギが吸収されることにより、液体132は熱せられ、液相から気相へと相転移が行われ、気泡EGが発生する。相転移に伴う急激な体積の増加は、液体室140の圧力を上昇させて、液体132をノズル141そして開口142へ押し出す力として働く。   As shown in FIG. 2B, when the energy is absorbed by the liquid 132, the liquid 132 is heated, a phase transition is performed from a liquid phase to a gas phase, and bubbles EG are generated. The rapid increase in volume due to the phase transition increases the pressure in the liquid chamber 140 and acts as a force to push the liquid 132 to the nozzle 141 and the opening 142.

そして、図2(C)に示すように、液体132は開口142から噴出される。すなわち、パルスレーザ光から液体132へは極めて短時間で大きなエネルギが伝達されることから、急激な相転移によって、液体132は開口142から噴流(ジェット流)として、噴出される。なお、この液体の噴出力は、液体室内の圧力とノズルの噴出口もしくは液体室140内の最も内径が絞られている部分(スロート部分)の断面積の積に応じた反力に相当する。なお、噴流は制御装置110からのパルスレーザ光のパルスエネルギー・パルス幅によって制御される。   Then, as shown in FIG. 2C, the liquid 132 is ejected from the opening 142. That is, since a large amount of energy is transmitted from the pulse laser beam to the liquid 132 in a very short time, the liquid 132 is ejected from the opening 142 as a jet (jet stream) due to rapid phase transition. The ejection power of the liquid corresponds to a reaction force corresponding to the product of the pressure in the liquid chamber and the cross-sectional area of the ejection port of the nozzle or the portion of the liquid chamber 140 having the smallest inner diameter (throat portion). The jet is controlled by the pulse energy and pulse width of the pulse laser beam from the control device 110.

次に図3(A)に示すように、発明者等は、膨張する気泡EGによって、開口142から初めに水塊WBが噴出され、その後水塊WBの後を追うように多くの水滴DWが噴出されることを、観測によって確認した。このような構成の噴流は、標的となる生体組織180に向かって射出される。   Next, as shown in FIG. 3 (A), the present inventors swell out the water chunk WB first from the opening 142 by the expanding bubble EG, and thereafter, many water droplets DW follow the water chunk WB. The eruption was confirmed by observation. The jet having such a configuration is ejected toward the target living tissue 180.

生体組織180は、いくつかの層で構成されており、図3では第1層181、第2層182として示している。例えば、第1層181は角質層、第2層182は顆粒層が該当する。角質層や顆粒層は細胞間脂質(セラミド)を介して小さな細胞が並んで配された状態となっている。   The living tissue 180 is composed of several layers, and is shown as a first layer 181 and a second layer 182 in FIG. For example, the first layer 181 corresponds to the stratum corneum, and the second layer 182 corresponds to the granular layer. The stratum corneum and granular layer are in a state where small cells are arranged side by side via intercellular lipid (ceramide).

図3(B)を参照すると、水塊WBが第1層181に衝突して、第1層181を破砕する。さらに水塊WBは、生体組織180内の深部にまで掘削CRを行う。すなわち、生体組織180の抵抗力が水塊WBの破砕力を超えるまで、水塊WBは生体組織180の内部まで進入する。図3(B)では、第1層181の中間部に到達する例を示している。   Referring to FIG. 3B, the water body WB collides with the first layer 181 and crushes the first layer 181. Further, the water body WB performs the excavation CR to a deep part in the living tissue 180. That is, the water mass WB enters the inside of the living tissue 180 until the resistance of the living tissue 180 exceeds the crushing force of the water mass WB. FIG. 3B illustrates an example in which the first layer 181 reaches an intermediate portion.

そして、図3(C)に示すように、深さ方向に進入できなくなった水塊WBは生体組織180内の、例えば第1層181の抵抗力が弱い部分へ広がり浸透PEした状態になる。水塊WBが広がった形に変形した液体層(浸透PE)には、後続の水滴DWがこの液体層を押すように衝突する。   Then, as shown in FIG. 3 (C), the water mass WB that has become unable to enter in the depth direction spreads to, for example, a portion of the living tissue 180 where the resistance of the first layer 181 is weak, and is in a state of permeation PE. A subsequent water droplet DW collides with the liquid layer (penetration PE) deformed into a shape in which the water mass WB spreads so as to push the liquid layer.

すなわち、水塊WBは、標的となる生体組織180に衝突後に、水塊WBの運動量と生体組織180の抵抗力・弾性とに応じて、生体組織180の深部へ到達する。その後水滴DWが水塊WBの生体組織180へ衝突した部分を押圧するように作用するが、液体132が生体組織180のさらなる深部へ到達することはない。すなわち、標的箇所周辺、例えば第1層181、第2層182からなるような多層状態の生体組織180であれば、液体132は到達した深さにある層間もしくは層を形成する細胞、ゼラチン質のセラミド等の間へ広がっていく。   That is, the water body WB reaches the deep portion of the living tissue 180 according to the momentum of the water body WB and the resistance / elasticity of the living tissue 180 after colliding with the target living tissue 180. Thereafter, the water droplet DW acts to press the portion of the water body WB that has collided with the living tissue 180, but the liquid 132 does not reach a deeper portion of the living tissue 180. That is, in the case of the living tissue 180 in a multi-layered state around the target portion, for example, the first layer 181 and the second layer 182, the liquid 132 is formed of cells or gelatinous cells forming an interlayer or a layer at the reached depth. It spreads between ceramides.

このように、本発明の第1実施形態に係る液体噴射装置は、射出されるジェット液の速度・量などを調整することで、腫瘍のみを破砕し、同時に正常組織や神経・細血管の温存する二つの作用を両立させている。   As described above, the liquid ejecting apparatus according to the first embodiment of the present invention crushes only the tumor by adjusting the speed and amount of the jet liquid to be ejected, and at the same time preserves normal tissues, nerves, and small blood vessels. The two functions are compatible.

次に図4を参照すると、本発明の第1実施形態に係る一態様は、液体室140のノズル141とレーザ光照射部となる光ファイバ121の先端122との間の周縁に液体室140外と連通する吸気孔151を設けている。気泡EGの膨張に伴い、液体室140内の液体の管内流は十分に発達していくため、液体室140の外部と連通している管内の吸気孔151近傍においては、外環境の圧力状態と比べ相対的に負圧になる。そのため、エゼクタ効果によって外環境の周囲から吸気孔151を通して液体室140へ空気を引き込み、気泡BLを含んだ噴流が形成される。   Next, referring to FIG. 4, an aspect according to the first embodiment of the present invention is that an outer periphery of the liquid chamber 140 is provided on a periphery between a nozzle 141 of the liquid chamber 140 and a tip 122 of an optical fiber 121 serving as a laser beam irradiation unit. And an intake hole 151 communicating with the intake port 151. With the expansion of the bubble EG, the flow of the liquid in the liquid chamber 140 in the pipe develops sufficiently. Therefore, in the vicinity of the intake hole 151 in the pipe communicating with the outside of the liquid chamber 140, the pressure state of the external environment is changed. The pressure becomes relatively negative. Therefore, air is drawn into the liquid chamber 140 from the surroundings of the external environment through the intake hole 151 by the ejector effect, and a jet including bubbles BL is formed.

この態様は、吸気孔151の位置によって任意に水塊WBの大きさを変えられる特徴を有している。すなわち、図4(A)に示すように吸気孔151の位置がノズル141に近い距離L1の形成されている場合には、吸気孔151から引き込まれる気泡によって、噴流が分断されて、レーザ照射後に射出される水塊WB1が小さくなる。   This embodiment has a feature that the size of the water body WB can be arbitrarily changed depending on the position of the intake hole 151. That is, when the position of the suction hole 151 is formed at a distance L1 close to the nozzle 141 as shown in FIG. 4A, the jet flow is divided by the bubbles drawn from the suction hole 151, and after the laser irradiation, The injected water mass WB1 becomes smaller.

さらに、この小さくなった水塊WB1が液体室140を通りノズル141で噴出されるまでの距離は短くなるため、水塊WB1に負荷される配管抵抗(ずり抵抗)も小さくなる。この結果、水塊WB1の噴出速度が上昇して、標的となる生体組織180に衝突する瞬間の力が大きくなり、液体132の水塊WB1は生体組織180のより深い位置に到達する。   Furthermore, since the distance until the reduced water body WB1 passes through the liquid chamber 140 and is ejected by the nozzle 141 becomes shorter, the pipe resistance (shear resistance) applied to the water body WB1 also becomes smaller. As a result, the jetting speed of the water mass WB1 increases, the force at the moment of collision with the target living tissue 180 increases, and the water mass WB1 of the liquid 132 reaches a deeper position in the living tissue 180.

一方、図4(B)(C)に示すように吸気孔151の位置が距離L2,L3のようにノズル141から遠ざかることで、水塊WB2,WB3は大きくなり、配管抵抗も大きくなる。この結果、水塊の噴出速度が低下して、標的となる組織への到達深度は小さくなる。   On the other hand, as shown in FIGS. 4B and 4C, when the position of the intake hole 151 moves away from the nozzle 141 as the distances L2 and L3, the water bodies WB2 and WB3 increase, and the pipe resistance also increases. As a result, the jetting speed of the water mass is reduced, and the reaching depth to the target tissue is reduced.

ただし、液体132が噴出されるトータルの力は、液体室140内の圧力とノズル141の開口142の内径Dの断面積の積に応じた反力であるため、水塊WB1〜WB3の大きさにかかわらず、ずり抵抗に依存して多少の差異はあっても、大きく変わることはない。すなわち、図4(A)〜(C)の水塊WB1〜WB3が生体組織180に衝突する力と、水塊WB1〜WB3が生体組織180内で浸透PEした状態で、水滴DWが水塊WB1〜WB3の衝突部分を押圧するように作用する力はほぼ同等となる。   However, since the total force from which the liquid 132 is ejected is a reaction force corresponding to the product of the pressure in the liquid chamber 140 and the cross-sectional area of the inner diameter D of the opening 142 of the nozzle 141, the size of the water masses WB1 to WB3 Irrespective of this, there is no significant change even though there is some difference depending on the shear resistance. That is, in the state where the water masses WB1 to WB3 of FIGS. 4A to 4C collide with the living tissue 180 and the water masses WB1 to WB3 penetrate into the living tissue 180, the water droplets DW form the water mass WB1. To WB3 are substantially equal.

このように、本態様では、吸気孔151の位置に応じて、小さな水塊WB1にすることで生体組織180の深い部分まで液体を到達させるとともに周囲への影響を小さくした局所的な治療を可能にし、一方、大きな水塊WB3にすることで生体組織180の浅くかつ広い部分の治療を可能にしている。さらにこの構成においては、前記のように標的となる生体組織180への噴流出力の総計は、孔の位置によって大きく変わることはないため、組織に想定外の損傷を与えることなく、安全な操作を実現させている。   As described above, in this embodiment, a small water body WB1 is formed according to the position of the intake hole 151 to allow the liquid to reach a deep part of the living tissue 180 and to perform a local treatment with a small influence on the surroundings. On the other hand, a large water body WB3 makes it possible to treat a shallow and wide portion of the living tissue 180. Furthermore, in this configuration, since the total jet power to the target living tissue 180 does not greatly change depending on the position of the hole as described above, safe operation can be performed without causing unexpected damage to the tissue. Has been realized.

吸気孔151の形状・サイズは、液体132が気化して、開口142から射出されるまで、液体132の粘度・ぬれ性に応じて決定される表面張力によって、液体132を液体室140に保持するように設定するようにしても良い。   The shape and size of the intake hole 151 are such that the liquid 132 is held in the liquid chamber 140 by surface tension determined according to the viscosity and wettability of the liquid 132 until the liquid 132 is vaporized and ejected from the opening 142. May be set as follows.

このように設定することで、液体室140内に圧力が負荷されていないときには、充填された液体132のぬれ性、粘度等の物性に基づき、吸気孔151の大きさ・方向を設定することで、表面張力によって液漏れを起こさせない構成とすることができる。そのため、レーザ照射前に常に液体132が液体室140に充填された状態を維持することができる。   With this setting, when the pressure is not applied to the liquid chamber 140, the size and direction of the suction hole 151 are set based on the wettability, viscosity, and other physical properties of the filled liquid 132. In addition, liquid leakage due to surface tension can be prevented. Therefore, the state where the liquid 132 is always filled in the liquid chamber 140 before the laser irradiation can be maintained.

次に、図5〜9を参照して、本発明の第1実施形態に係る実施例を説明する。図5に示す液体噴射装置100は、試験に供したものであり、屈曲部145を有した液体室140と、吸引装置170を備えた構成としている。屈曲部145は、液体噴射装置100の使用時に、使用者が標的箇所を視認することを妨げないようにするものである。吸引装置170は制御装置110の指令によって液体室140内の液体132を必要に応じて吸引するものである。いずれも本発明の第1実施形態に付加することを妨げることはない。なお、その他の構成については、図1にて説明した通りであるが、光ファイバ121は曲げ許容性が少ないことから、屈曲部145の手前側(レーザ装置120寄り)に配置している。   Next, an example according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The liquid ejecting apparatus 100 shown in FIG. 5 has been subjected to a test, and includes a liquid chamber 140 having a bent portion 145 and a suction device 170. The bent portion 145 does not prevent the user from visually recognizing the target portion when using the liquid ejecting apparatus 100. The suction device 170 suctions the liquid 132 in the liquid chamber 140 as needed according to a command from the control device 110. Neither does not prevent addition to the first embodiment of the present invention. The other configuration is the same as that described with reference to FIG. 1. However, since the optical fiber 121 has a low bending tolerance, it is arranged on the near side of the bent portion 145 (closer to the laser device 120).

図6は、液体室140のノズル141とレーザ光照射部となる光ファイバ121の先端122との間の周縁に液体室140外と連通する吸気孔151を設けた実施例を示している。実施例は図5、6に示す供試体を使用し、図4に示した吸気孔151の開口142からの距離をL1=3mm,L2=6mm,L3=12mmとした実施例1、2,3と、吸気孔151を備えていない従来型の比較例との比較試験を行った。   FIG. 6 shows an embodiment in which a suction hole 151 communicating with the outside of the liquid chamber 140 is provided on a peripheral edge between a nozzle 141 of the liquid chamber 140 and a tip 122 of an optical fiber 121 serving as a laser beam irradiation unit. In the embodiment, the specimens shown in FIGS. 5 and 6 were used, and the distances from the opening 142 of the intake hole 151 shown in FIG. 4 were set to L1 = 3 mm, L2 = 6 mm, and L3 = 12 mm. And a comparative test with a conventional comparative example having no air inlet 151.

比較試験は、図7に示すように、容器に満たされた液体内に液体室140を挿入し、図2,3で説明したようにパルスレーザ光を照射している。そして、開口142から噴射される気泡BSを有する噴流の大きさを、視覚的に気泡BSの到達深度として計測している。気泡BSを有する噴流が大きければ、より深い位置に気泡BSが到達することから、気泡BSの到達深度によって水塊WBによる破砕力を確認することができる。   In the comparative test, as shown in FIG. 7, the liquid chamber 140 is inserted into the liquid filled in the container, and pulse laser light is irradiated as described in FIGS. Then, the size of the jet having the bubble BS ejected from the opening 142 is visually measured as the reaching depth of the bubble BS. If the jet having the bubble BS is large, the bubble BS reaches a deeper position, so that the crushing force of the water mass WB can be confirmed from the reaching depth of the bubble BS.

図8(A)は比較例、図8(B)は実施例1(L1=3mm)の比較試験結果を示す。比較例の気泡流BSRと実施例1の気泡流BSEとを比較すると、明らかに実施例1の気泡流BSEの方が大きい到達深度となっていることが示されている。   FIG. 8A shows the results of a comparative test of the comparative example, and FIG. 8B shows the results of a comparative test of Example 1 (L1 = 3 mm). Comparison of the bubble flow BSR of the comparative example with the bubble flow BSE of Example 1 clearly shows that the bubble flow BSE of Example 1 has a larger reaching depth.

図9は、実施例1〜3と比較例の試験結果をまとめたものを示している。実施例1(L1=3mm)は、比較例や実施例2,3と比べて大きな到達深度となっている。また、実施例3(L1=12mm)では、比較例よりも到達深度を小さくできることが確認された。このように、本発明の第1実施形態に係る態様は、吸気孔151の位置によって任意に水塊の大きさを変えられる特徴を有していることを確認できた。   FIG. 9 shows a summary of test results of Examples 1 to 3 and a comparative example. Example 1 (L1 = 3 mm) has a larger reaching depth than the comparative example and Examples 2 and 3. In addition, in Example 3 (L1 = 12 mm), it was confirmed that the reaching depth can be made smaller than in the comparative example. Thus, it was confirmed that the aspect according to the first embodiment of the present invention has a feature that the size of the water mass can be arbitrarily changed depending on the position of the intake hole 151.

本態様では、吸気孔の位置に応じて、小さな水塊にすることで組織の深い部分まで液体を到達させるとともに周囲への影響を小さくした局所的な治療を可能にし、一方、大きな水塊にすることで浅くかつ広い部分の治療を可能にしている。さらにこの構成においては、標的となる組織への噴流出力の総計は、孔の位置によって大きく変わることはないため、組織に想定外の損傷を与えることなく、安全な操作を実現させている。そして、本態様は、部品点数の増加がない簡単な構成で、噴流出力を調整・制御する液体噴射装置を提供することができる。   In this embodiment, depending on the position of the air inlet, a small body of water allows the liquid to reach the deep part of the tissue and enables local treatment with a small effect on the surroundings. This makes it possible to treat shallow and wide areas. Furthermore, in this configuration, the total jet output to the target tissue does not greatly change depending on the position of the hole, thereby achieving safe operation without causing unexpected damage to the tissue. According to this aspect, it is possible to provide a liquid ejecting apparatus that adjusts and controls the jet output with a simple configuration without increasing the number of components.

(第2実施形態)
次に、図10を参照して、本発明の第2実施形態について説明する。図10は、本発明の第2実施形態に係る液体噴射装置の側断面図および側面図である。本発明の第2実施形態は、吸気孔の配置に係る実施形態であり、その他の構成については第1実施形態と同じであるため、以下の説明において、第1実施形態と重複する構成についてはその説明を省略する。
(2nd Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a side sectional view and a side view of a liquid ejecting apparatus according to a second embodiment of the present invention. The second embodiment of the present invention is an embodiment relating to the arrangement of the intake holes, and the other configuration is the same as the first embodiment. Therefore, in the following description, the configuration overlapping with the first embodiment will be described. The description is omitted.

図10(A)を参照すると、本発明の第2実施形態に係る液体噴射装置200は、液体室240のノズル141とレーザ光照射部となる光ファイバ121の先端122との間の周縁に液体室240外と連通する複数の吸気孔251,252,253,254を備えている。   Referring to FIG. 10A, a liquid ejecting apparatus 200 according to a second embodiment of the present invention includes a liquid ejecting apparatus at a periphery between a nozzle 141 of a liquid chamber 240 and a tip 122 of an optical fiber 121 serving as a laser beam irradiation unit. A plurality of intake holes 251, 252, 253, 254 communicating with the outside of the chamber 240 are provided.

この実施例では、4つの吸気孔251,252,253,254は、液体132が噴射される方向に沿って直列に並んでおり、それぞれの吸気孔は同じサイズとしているが、吸気孔のサイズ、数量はこの形態に限定されない。   In this embodiment, the four intake holes 251, 252, 253, and 254 are arranged in series along the direction in which the liquid 132 is ejected, and each intake hole has the same size. The quantity is not limited to this form.

次に図10(B)を参照すると、吸気孔253を除いて、吸気孔251,252,254には、パッチ260が貼付され、孔を閉鎖している。すなわち、吸気箇所として機能するのは吸気孔253だけとなる。   Next, referring to FIG. 10B, a patch 260 is attached to the intake holes 251, 252, and 254 except for the intake holes 253, and the holes are closed. That is, only the intake hole 253 functions as an intake portion.

この態様によれば、癌の外科治療等に要求される破砕力に応じて、いずれかの吸気孔を選択できる。そして、不要な吸気孔についてはパッチ260(開閉機構)によって閉じた状態とすることができる。   According to this aspect, any one of the suction holes can be selected according to the crushing force required for the surgical treatment of cancer or the like. Unnecessary intake holes can be closed by the patch 260 (opening / closing mechanism).

吸気孔の開閉機構は、複雑な機構を要することはなく、例えば、テープ等で孔を塞ぐものでも良い。また、微妙な調整を行うために、選択された複数の孔を外部と連通させるように開いた状態とすることもできる。このように、この態様は、細かな治療要求を実現させることができる。   The opening and closing mechanism of the intake hole does not require a complicated mechanism, and may be, for example, one that closes the hole with a tape or the like. In order to perform fine adjustment, a plurality of selected holes may be opened so as to communicate with the outside. As described above, this embodiment can realize a detailed treatment request.

(第3実施形態)
次に、図11を参照して、本発明の第3実施形態について説明する。図11は、本発明の第3実施形態に係る液体噴射装置の側面図である。本発明の第3実施形態は、吸気孔の配置に係る実施形態であり、その他の構成については第1、2実施形態と同じであるため、以下の説明において、第1、2実施形態と重複する構成についてはその説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a side view of the liquid ejecting apparatus according to the third embodiment of the present invention. The third embodiment of the present invention is an embodiment relating to the arrangement of the intake holes, and the other configuration is the same as the first and second embodiments. Therefore, in the following description, the third embodiment overlaps with the first and second embodiments. The description of the configuration is omitted.

図11を参照すると、本発明の第3実施形態に係る液体噴射装置300は、液体室340のノズル141とレーザ光照射部となる光ファイバ(図示せず)の先端との間の周縁に液体室340外と連通する複数の吸気孔351,352,353,354を備えている。   Referring to FIG. 11, a liquid ejecting apparatus 300 according to a third embodiment of the present invention includes a liquid ejecting apparatus on a periphery between a nozzle 141 of a liquid chamber 340 and a tip of an optical fiber (not shown) serving as a laser beam irradiation unit. A plurality of intake holes 351, 352, 353, 354 communicating with the outside of the chamber 340 are provided.

この実施例では、3つの吸気孔351,352,353は、液体室340の周縁状に並んでおり、吸気孔354だけは、他の3つの吸気孔351,352,353に対し、液体132が噴射される方向に沿って光ファイバの先端に近い位置に配されている。なお、それぞれの吸気孔は同じサイズとしているが、吸気孔のサイズ、数量はこの形態に限定されない。   In this embodiment, the three suction holes 351, 352, and 353 are arranged in a peripheral shape of the liquid chamber 340, and only the suction hole 354 receives the liquid 132 with respect to the other three suction holes 351, 352, and 353. It is arranged at a position close to the tip of the optical fiber along the jetting direction. In addition, although each intake hole has the same size, the size and quantity of the intake holes are not limited to this mode.

そして、吸気孔352を除いて、吸気孔351,353,354には、パッチ360が貼付され、孔を閉鎖している。すなわち、吸気箇所として機能するのは吸気孔352だけとなる。   Except for the intake hole 352, a patch 360 is attached to the intake holes 351, 353, and 354 to close the holes. That is, only the intake hole 352 functions as an intake portion.

この態様によれば、吸気孔を適宜選択することで、噴流出力の微妙な調整・制御をすることができる。また、液体室340の上下方向に対する姿勢に応じて、例えば上側の孔を開放状態にして、下側の孔を閉鎖状態にすることで、レーザ照射前の液体室340に液体が充填された状態において、液漏れを最小限にすることができる。そのため、レーザ照射前に常に液が液体室に充填された状態を維持することができる。   According to this aspect, it is possible to finely adjust and control the jet output by appropriately selecting the intake port. Also, according to the attitude of the liquid chamber 340 in the vertical direction, for example, the upper hole is opened and the lower hole is closed, so that the liquid is filled in the liquid chamber 340 before laser irradiation. In, liquid leakage can be minimized. Therefore, it is possible to always maintain a state in which the liquid is filled in the liquid chamber before the laser irradiation.

(第4実施形態)
次に、図12を参照して、本発明の第4実施形態について説明する。図12は、本発明の第4実施形態に係る液体噴射装置の側面図である。本発明の第4実施形態は、吸気孔の配置に係る実施形態であり、その他の構成については第1〜3実施形態と同じであるため、以下の説明において、第1〜3実施形態と重複する構成についてはその説明を省略する。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a side view of a liquid ejecting apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. The fourth embodiment of the present invention is an embodiment relating to the arrangement of the intake holes, and the other configuration is the same as the first to third embodiments. Therefore, in the following description, the fourth embodiment overlaps with the first to third embodiments. The description of the configuration is omitted.

図12を参照すると、本発明の第4実施形態に係る液体噴射装置400は、液体室440のノズル141とレーザ光照射部となる光ファイバ(図示せず)の先端122との間に、液体の噴射方向(液体室440の長尺方向)に沿った液体室440と外環境とを連通させた開口となるスリット460を備えている。   Referring to FIG. 12, a liquid ejecting apparatus 400 according to a fourth embodiment of the present invention is configured such that a liquid is ejected between a nozzle 141 of a liquid chamber 440 and a tip 122 of an optical fiber (not shown) serving as a laser beam irradiation unit. And a slit 460 serving as an opening that allows the liquid chamber 440 to communicate with the external environment along the ejection direction of the liquid chamber 440 (the long direction of the liquid chamber 440).

そして、このスリット460は、平板461によって閉塞されている。平板461には、吸気孔451が形成されており、液体室440と外環境とを連通させているのは、この吸気孔451だけとなる。   The slit 460 is closed by the flat plate 461. An intake hole 451 is formed in the flat plate 461, and only the intake hole 451 communicates the liquid chamber 440 with the external environment.

平板461は、液体室440の長尺方向に移動自在としており、長尺方向に対する吸気孔451の位置を自在に選択することができる。この態様によれば、癌の外科治療等に要求される破砕力に応じて、長尺方向の適正な位置に吸気孔を設定するとともに微妙な調整を可能にしている。   The flat plate 461 is movable in the longitudinal direction of the liquid chamber 440, and the position of the intake hole 451 in the longitudinal direction can be freely selected. According to this aspect, the suction hole is set at an appropriate position in the longitudinal direction according to the crushing force required for surgical treatment of cancer and the like, and fine adjustment is enabled.

(第5実施形態)
次に、図13を参照して、本発明の第5実施形態について説明する。図13は、本発明の第5実施形態に係る液体噴射装置の側面図である。本発明の第5実施形態は、吸気孔の配置に係る実施形態であり、その他の構成については第1〜4実施形態と同じであるため、以下の説明において、第1〜4実施形態と重複する構成についてはその説明を省略する。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a side view of the liquid ejecting apparatus according to the fifth embodiment of the present invention. The fifth embodiment of the present invention is an embodiment relating to the arrangement of the intake holes, and the other configuration is the same as the first to fourth embodiments. Therefore, in the following description, the fifth embodiment overlaps with the first to fourth embodiments. The description of the configuration is omitted.

図13を参照すると、本発明の第5実施形態に係る液体噴射装置500は、液体室540のノズル141とレーザ光照射部となる光ファイバ(図示せず)の先端122との間に、液体の噴射方向(液体室540の長尺方向)に沿った液体室540と外環境とを連通させた開口となるスリット560を備えている。   Referring to FIG. 13, a liquid ejecting apparatus 500 according to a fifth embodiment of the present invention is configured such that a liquid is ejected between a nozzle 141 of a liquid chamber 540 and a tip 122 of an optical fiber (not shown) serving as a laser beam irradiation unit. And a slit 560 serving as an opening for communicating the liquid chamber 540 with the external environment along the ejection direction of the liquid chamber 540 (the long direction of the liquid chamber 540).

そして、このスリット560は、長尺方向に並んだ二つの平板561、562によって閉塞されている。平板561、562は長尺方向に移動自在とされており、平板561、562の位置を適宜設定することで、吸気孔551を形成する。   The slit 560 is closed by two flat plates 561 and 562 arranged in the longitudinal direction. The flat plates 561 and 562 are movable in the longitudinal direction, and the intake holes 551 are formed by appropriately setting the positions of the flat plates 561 and 562.

この態様によれば、長尺方向に対する吸気孔451の位置を自在に選択することができることから、癌の外科治療等に要求される破砕力に応じて、長尺方向の適正な位置に吸気孔を設定するとともに微妙な調整を可能にしている。   According to this aspect, since the position of the intake hole 451 with respect to the longitudinal direction can be freely selected, the intake hole is located at an appropriate position in the longitudinal direction according to the crushing force required for surgical treatment of cancer or the like. And allows for fine adjustments.

(第6実施形態)
次に、図14を参照して、本発明の第6実施形態について説明する。図14は、本発明の第6実施形態に係る液体噴射装置の側面図である。本発明の第6実施形態は、吸気孔の配置に係る実施形態であり、その他の構成については第1〜5実施形態と同じであるため、以下の説明において、第1〜5実施形態と重複する構成についてはその説明を省略する。
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a side view of the liquid ejecting apparatus according to the sixth embodiment of the present invention. The sixth embodiment of the present invention is an embodiment relating to the arrangement of the intake holes, and other configurations are the same as those of the first to fifth embodiments. Therefore, in the following description, the sixth embodiment is the same as the first to fifth embodiments. The description of the configuration is omitted.

図14を参照すると、本発明の第6実施形態に係る液体噴射装置600は、液体室640のノズル141に外環境とを連通させた開口となる通気口651を備えている。   Referring to FIG. 14, a liquid ejecting apparatus 600 according to a sixth embodiment of the present invention includes a vent hole 651 serving as an opening communicating a nozzle 141 of a liquid chamber 640 with an external environment.

この態様によれば、孔の位置をノズルの液体を噴出する開口に近づけることで、孔から引き込まれる気泡によって、レーザ照射後に射出される水塊を小さくすることができる。さらに、この小さくなった水塊が液体室やノズルを通りノズルの開口で噴出されるまでの距離は短くなり、水塊に負荷される配管抵抗(ずり抵抗)も小さくなる。この結果、水塊の噴出速度が上昇して、標的となる組織に衝突する瞬間の力が大きくなり、液体はより深い位置に到達さえることができる。   According to this aspect, by bringing the position of the hole closer to the opening for ejecting the liquid of the nozzle, the water mass ejected after the laser irradiation can be reduced by the bubbles drawn from the hole. Further, the distance until the reduced water mass passes through the liquid chamber or the nozzle and is ejected at the opening of the nozzle is shortened, and the pipe resistance (shear resistance) applied to the water mass is also reduced. As a result, the jetting speed of the body of water increases, and the force at the moment of colliding with the target tissue increases, so that the liquid can even reach a deeper position.

以上で説明を終えるが、本発明の態様は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、実施例で説明したように、液体室に屈曲部を設けたり、吸引装置を付加したりすることもできる。   Although the description has been completed above, aspects of the present invention are not limited to the above-described embodiment. For example, as described in the examples, a bent portion may be provided in the liquid chamber, or a suction device may be added. it can.

100,200,300,400,500,600・・・液体噴射装置
110・・・制御装置
111・・・信号
120・・・レーザ装置
121・・・光ファイバ
122・・・先端
130・・・送液装置
131・・・供給管
140,240,340,440,540,640・・・液体室
141・・・ノズル
142・・・開口
143・・・接続部
145・・・屈曲部
151,251,252,253,254,351,352,353,354,451,551,651・・・吸気孔
170・・・吸引装置
180・・・生体組織
181・・・第1層
182・・・第2層
260,360・・・パッチ(開閉装置)
460,560・・・スリット
461,561,562・・・平板
D・・・内径
EG、BL・・・気泡
WB・・・水塊
DW・・・水滴
CR・・・掘削
PE・・・浸透
100, 200, 300, 400, 500, 600 ... liquid ejecting device 110 ... control device 111 ... signal 120 ... laser device 121 ... optical fiber 122 ... tip 130 ... sending Liquid device 131 ... supply pipes 140, 240, 340, 440, 540, 640 ... liquid chamber 141 ... nozzle 142 ... opening 143 ... connecting part 145 ... bending part 151, 251, 252, 253, 254, 351, 352, 353, 354, 451, 551, 651 ... Inhalation hole 170 ... Suction device 180 ... Living tissue 181 ... First layer 182 ... Second layer 260, 360 ... patch (opening and closing device)
460, 560: slit 461, 561, 562: flat plate D: inner diameter EG, BL: air bubble WB: water mass DW: water droplet CR: drilling PE: penetration

Claims (4)

液体の噴流を生成する液体噴射装置であって、
筒状の液体室と、
前記液体室の端部を開口して該液体室内の液体を外部に噴射するノズルと、
前記液体室内に液体を供給する液体供給路と、
前記液体室内にパルスレーザ光を照射して、該液体室内の液体を気化させるレーザ光照射部と、を備え、
前記液体室または前記ノズルには、前記ノズルと前記レーザ光照射部までの間の周縁に前記液体室外と連通する孔が形成されていることを特徴とする液体噴射装置。
A liquid ejecting apparatus for generating a liquid jet, comprising:
A cylindrical liquid chamber;
A nozzle that opens the end of the liquid chamber and ejects the liquid in the liquid chamber to the outside,
A liquid supply path for supplying a liquid into the liquid chamber,
Irradiating the liquid chamber with pulsed laser light, a laser light irradiating unit for vaporizing the liquid in the liquid chamber,
A liquid ejecting apparatus, wherein a hole communicating with the outside of the liquid chamber is formed in a periphery of the liquid chamber or the nozzle between the nozzle and the laser beam irradiation unit.
前記孔が、前記液体室または前記ノズルの長尺方向に複数形成されており、前記孔のそれぞれに開閉機構を備えていることを特徴とする請求項1に記載の液体噴射装置。   2. The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein a plurality of the holes are formed in a longitudinal direction of the liquid chamber or the nozzle, and each of the holes has an opening / closing mechanism. 3. 前記孔が、前記液体室または前記ノズルの前記周縁方向に複数形成されており、前記孔のそれぞれに開閉機構を備えていることを特徴とする請求項1または2に記載の液体噴射装置。   The liquid ejecting apparatus according to claim 1, wherein a plurality of the holes are formed in the peripheral direction of the liquid chamber or the nozzle, and each of the holes has an opening / closing mechanism. 前記孔の形状が、前記液体が気化するまで、前記液体の粘度・ぬれ性に応じて決定される表面張力によって、前記液体を前記液体室に保持するように設定されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の液体噴射装置。

The shape of the hole is set so as to hold the liquid in the liquid chamber by surface tension determined according to the viscosity and wettability of the liquid until the liquid is vaporized. The liquid ejecting apparatus according to claim 1.

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