WO2015136883A1

WO2015136883A1 - 液体噴射装置および手術機器

Info

Publication number: WO2015136883A1
Application number: PCT/JP2015/001084
Authority: WO
Inventors: 醇中屋敷; 佐藤　元彦; 敦寛中川; 悌二冨永; 小島　英揮
Original assignee: セイコーエプソン株式会社
Priority date: 2014-03-12
Filing date: 2015-03-02
Publication date: 2015-09-17
Also published as: EP3117785A1; US20170014149A1; CN106102607A; EP3117785A4; JP2015171467A

Abstract

　噴射されたパルス流によって切除または破砕等された細胞等の生体組織が飛び散ることを抑制する液体噴射装置を提供する。　噴射管３から供給されるパルス状の第１液体１２をノズル４から噴射し、供給管２３からノズル４近傍に第２液体３１を供給する供給管２３を備える。さらに、ノズル４の近傍に配置された吸引口１５と、吸引口１５に吸引管１４を介して接続し第１液体１２及び第２液体３１を吸引する吸引ポンプ１８と、を備える。

Description

液体噴射装置および手術機器

　本発明は、液体噴射装置および手術機器に関するものである。

　噴射した流体を患部に当てて治療する医療機器が活用されている。例えば、特許文献１に液体噴射装置が記載されている。それによると液体噴射装置は圧電素子を駆動させることによって生理食塩水等の液体が供給された流体室の容積を増減させる。これにより流体室ではパルス流（脈流）が形成され、液体噴射装置は噴射管から生理食塩水等のパルス流を噴射させる。

　液体噴射装置は例えば医療用のメスとして用いられ、生体に向けて生理食塩水等のパルス流を噴射して生体を切除または破砕等することができる。

特開２００８－８２２０２号公報

　パルス流が当たった生体の部位にパルス流の運動エネルギーが加わる。そして、切除または破砕された細胞等の生体組織を含む飛沫が勢いよく移動する。その結果、切除または破砕等された細胞等の生体組織や、噴射されたパルス流が飛び散って術野を汚す。そこで、噴射されたパルス流によって切除または破砕等された細胞等の生体組織が飛び散ることを抑制する液体噴射装置が望まれていた。

　本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

　［適用例１］
　本適用例にかかる液体噴射装置は、噴射管の液体噴射開口部から第一の液体をパルス状に噴射する液体噴射装置であって、供給管から前記液体噴射開口部近傍に第二の液体を供給する第二の液体供給手段を備えたことを特徴とする。

　本適用例によれば、噴射管の液体噴射開口部から第一の液体がパルス状に噴射される。なお、ここでパルス状とは、流体の流れる方向が一定で、流体の流量または流速が周期的または不定期な変動を伴った流体の流動（脈動）を意味する。パルス流には、流体の流動と停止とを繰り返す間欠流も含むが、流体の流量または流速が周期的または不定期な変動をしていればよいため、必ずしも間欠流である必要はない。
　すなわち、第一の液体をパルス状に噴射する、または第一の液体のパルス流を噴射するとは、流量または流速が周期的または不定期な変動を伴って第一の液体を噴射すること意味する。パルス流が当たる場所では細胞等の生体組織が切除または破砕される。液体噴射開口部（ノズル部）に第二の液体を供給することにより、液体噴射開口部（ノズル先端）が第二の液体に浸漬された状態（水柱）、または、第二の液体による液体の壁（水壁）が液体噴射開口部の周囲に形成される。

　そして、第二の液体と液体噴射開口部との位置関係により、切除または破砕された細胞等の生体組織を含む飛沫が第二の液体によって減速する。その結果、噴射された第一の液体によって切除または破砕等された細胞等の生体組織が飛び散ることを抑制させることができる。

　［適用例２］
　上記適用例にかかる液体噴射装置において、前記液体噴射開口部の近傍に配置された液体吸引開口部と、前記液体吸引開口部に吸引管を介して接続し前記第一の液体及び前記第二の液体を吸引する吸引手段と、を含むことを特徴とする。

　本適用例によれば、液体噴射開口部の近傍に配置された液体吸引開口部から余分な第二の液体が吸引される。従って、術野を水浸しにしないようにすることができる。

　［適用例３］
　上記適用例にかかる液体噴射装置において、前記噴射管が前記供給管に内挿されたことを特徴とする。

　本適用例によれば、噴射管を供給管が内挿しているため、液体噴射開口部の周りから第二の液体を均等に供給することができる。このため、液体噴射装置は液体噴射開口部の周囲に第二の液体による液体の壁（水壁）を形成しやすい。従って、噴射された第一の液体によって切除または破砕等された生体組織や噴射された第一の液体を含む液体が液体噴射開口部の周囲の第二の液体を超えて飛び散ることを抑制させることができる。また、供給管が第二の液体を供給する方向を液体噴射開口部が第一の液体を噴射する方向に追従させることができる。

　［適用例４］
　上記適用例にかかる液体噴射装置において、前記噴射管が前記吸引管に内挿されたことを特徴とする。

　本適用例によれば、噴射管が吸引管に内挿されている為、液体噴射開口部に溜まる液体を均等に吸引することができる。液体噴射開口部（ノズル先端）が第二の液体に比較的偏りなく浸漬された状態（水柱）、または、第二の液体による液体の壁（水壁）が液体噴射開口部の周囲に形成される。吸引管は液体噴射開口部の周囲に位置する余分な第二の液体を比較的に均等に吸引する。従って、液体噴射開口部の周囲に均等に第二の液体を配置させる為、噴射する液体の飛び散りを抑制することができる。

　［適用例５］
　上記適用例にかかる液体噴射装置において、容積を変化させることによって前記第一の液体にパルス流を発生させる液体室と、前記液体室の容積の変化量を変化させる容積変更手段と、前記液体室の容積の変化量に基づき、前記第二の液体供給手段から供給する第前記二の液体の供給量を制御する制御手段と、を含むことを特徴とする。

　本適用例によれば、液体室の容積の変化量が大きいときは、パルス流の流速が早く、且つ噴射される第一の液体の量も増加するため、飛び散りも増加する。このとき、第二の液体供給手段から供給される第二の液体が増加される。従って、噴射された第一の液体によって切除または破砕等された生体組織や、噴射された第一の液体を含む液体が液体噴射開口部の周囲の第二の液体を超えて飛び散ることを抑制することができる。また、液体室の容積の変化量が小さいときは、パルス流の流速が遅く、且つ噴射される第一の液体の量も減少するため、飛び散りも小さくなる。このため、第二の液体供給手段から供給する第二の液体を少なくしても飛び散りを抑制することができる。その結果、第二の液体の消費量を少なくすることができる。

　［適用例６］
　上記適用例にかかる液体噴射装置において、前記容積変更手段が前記液体室の容積の変化量を大きくするときは、前記制御手段が前記第二の液体供給手段から供給する前記第二の液体を多くすることを特徴とする。

　本適用例によれば、液体噴射装置は第二の液体の供給量を制御する制御手段を備えている。液体室の容積の変化量を所定の変化量よりも大きくしたときは、パルス流の流速が早く、且つ噴射される第一の液体の量も増加するため、飛び散りも増加する。制御手段は第二の液体供給手段から供給する第二の液体の供給量を多くする為、第一の液体の飛び散りを抑制することができる。

　［適用例７］
　上記適用例にかかる液体噴射装置において、前記容積変更手段が前記液体室の容積の変化量を小さくするときは、前記制御手段が前記第二の液体供給手段から供給する前記第二の液体を少なくすることを特徴とする。

　本適用例によれば、液体噴射装置は第二の液体の供給量を制御する制御手段を備えている。液体室の容積の変化量を小さくしたときは、パルス流の流速が遅く、且つ噴射される第一の液体の量も減少するため、飛び散りも小さくなる。制御手段は第二の液体供給手段から供給する第二の液体の供給量を少なくして飛び散りを抑制する。従って、第二の液体の消費量を少なくすることができる。

　［適用例８］
　上記適用例にかかる液体噴射装置において、前記第一の液体の噴射と非噴射とを切り換えるためのスイッチを備え、前記第一の液体を噴射させる場合には、前記第二の液体供給手段が前記第二の液体を供給し、前記第一の液体の噴射を停止させる場合には、前記第二の液体供給手段が前記第二の液体を供給しない制御を行う制御手段を備えたことを特徴とする。

　本適用例によれば、第一の液体の噴射を停止させる場合には、第二の液体供給手段から第二の液体を供給しない。従って、第一の液体の非噴射時に無駄に第二の液体を供給しない。従って、第二の液体の消費量を少なくすることができる。

　［適用例９］
　上記適用例にかかる液体噴射装置において、前記液体噴射開口部から前記第一の液体の噴射される方向にある物体への距離を検出する距離検出手段を備え、前記制御手段は、前記距離検出手段から検出された距離が所定の距離より短い場合に、前記第二の液体供給手段から前記第二の液体を供給するように制御することを特徴とする。

　本適用例によれば、距離検出手段が液体噴射開口部と物体との距離を検出する。そして、制御手段は、距離検出手段から検出された距離が所定の距離より短い場合に、第二の液体供給手段から第二の液体を供給させる。液体噴射開口部が物体に近い場合には、液体噴射開口部（ノズル先端）は第二の液体に浸かった状態（水柱）、もしくは、第二の液体による液体の壁（水壁）が液体噴射開口部（ノズル先端）の周囲に形成されやすい。第二の液体供給手段から供給した第二の液体により、噴射された第一の液体によって切除または破砕等された生体組織や、噴射された第一の液体を含む液体の飛び散りを抑制することができる。制御手段は第二の液体の効果があるときに第二の液体を供給するので第二の液体の消費量を少なくすることができる。

　［適用例１０］
　上記適用例にかかる液体噴射装置において、前記液体噴射開口部から前記第一の液体の噴射される方向にある物体への距離を検出するための距離検出手段を備え、前記制御手段は、前記距離検出手段から検出された距離が所定の距離より長い場合に、前記第二の液体供給手段から前記第二の液体の供給を停止するように制御することを特徴とする。

　本適用例によれば、液体噴射開口部が物体から遠い場合には、液体噴射開口部（ノズル先端）が第二の液体に浸漬された状態（水柱）、もしくは、第二の液体による液体の壁（水壁）が液体噴射開口部の周囲に形成され難い。距離に応じて液体の供給を止めるため第二の液体が無駄にならない。制御手段は第二の液体の効果があるときに第二の液体を供給するので第二の液体の消費量を少なくすることができる。
　なお、液体噴射開口部が物体から遠い場合には、第二の液体の供給を停止することに加えて、第二の液体の供給を停止したことを液体噴射装置の使用者に対して音声等により報知することも有効である。さらに、第二の液体の供給を停止することに加えて、第一の液体の噴射を停止してもよい。さらに、第一の液体の供給を停止するときは、液体噴射装置の使用者に対して、第一の液体の供給を停止したことを音声等により報知してもよい。

　［適用例１１］
　上記適用例にかかる液体噴射装置において、前記第二の液体は前記第一の液体より表面張力が大きいことを特徴とする。

　本適用例によれば、第二の液体が第一の液体より表面張力が大きい。このため、液体噴射開口部では第二の液体の凝集力が向上し液体噴射開口部は第二の液体に浸漬された状態（水柱）、もしくは、第二の液体による液体の壁（水壁）が液体噴射開口部の周囲に形成されやすくなる。その結果、噴射する第一の液体の飛び散りを抑制し易くすることができる。

　［適用例１２］
　上記適用例にかかる液体噴射装置において、前記第二の液体供給手段が、前記第一の液体を前記液体噴射開口部近傍に供給することを特徴とする。

　本適用例によれば、液体噴射開口部から第一の液体が噴射され、供給管から第一の液体が供給される。従って、第一の液体と第二の液体を別々に用意しなくてもよい。その結果、第二の液体のための容器が不要となるので、液体噴射装置を小型な装置にすることができる。

　［適用例１３］
　上記適用例にかかる液体噴射装置において、前記液体噴射開口部から噴射される前記第一の液体の流量と前記第二の液体供給手段から供給する前記第二の液体の流量の和が、前記液体吸引開口部から吸引される液体の流量より大きくなるように、前記第二の液体及び前記吸引される液体のうち少なくとも一方の流量を調整する調整手段を含むことを特徴とする。

　本適用例によれば、調整手段が第一の液体、第二の液体及び吸引される液体の流量を調整する。液体噴射開口部から噴射される第一の液体の流量と第二の液体供給手段から供給する第二の液体の流量の和が、液体吸引開口部から吸引される液体の流量より大きければ、液体噴射開口部（ノズル先端）は第二の液体に浸漬された状態（水柱）、もしくは、第二の液体による液体の壁（水壁）が液体噴射開口部の周囲に形成されやすい。その結果、吸引量及び第二の液体の供給量が調整される為、水柱または水壁ができ易くすることができる。

　［適用例１４］
　上記適用例にかかる液体噴射装置において、前記第二の液体供給手段から供給する前記第二の液体の供給流量が５ｍｌ／分以上であることを特徴とする。

　本適用例によれば、第二の液体供給手段から供給する第二の液体の供給流量が５ｍｌ／ｍｉｎ以上である。切除または破砕したものを吸引するための吸引量を確保した状態で、第二の液体の供給流量が５ｍｌ／ｍｉｎ以上のときには液体噴射開口部（ノズル先端）は第二の液体に浸漬された状態（水柱）、もしくは、第二の液体による液体の壁（水壁）が液体噴射開口部（ノズル先端）の周囲に形成されやすくすることができる。従って、噴射する第一の液体や生体細胞の飛び散りを抑制させることができる。

　［適用例１５］
　本適用例にかかる手術機器であって、上記のいずれか一項に記載された液体噴射装置を備え、前記第一の液体を噴射し生体組織に外科的処置が行われることを特徴とする。

　本適用例によれば、手術機器には前記液体噴射装置が用いられている。従って、噴射された第一の液体によって切除または破砕等された生体組織や、噴射された第一の液体を含む液体が、飛び散ることを抑制可能である。その結果、切除または破砕等された生体組織や、噴射された第一の液体を含む液体が飛び散って術野を汚すことを防ぎながら、外科的処置（切開、切除、破砕等）を行うことができる。

第１の実施形態にかかわり、（ａ）は、液体噴射装置の構成を示すブロック図、（ｂ）は、液体噴射装置のノズルの構造を示す部分模式側面図。（ａ）及び（ｂ）はノズルにおける液体の挙動を説明するための模式図。（ａ）は、脈動付与部の内部構成を示す模式断面図、（ｂ）は、液体室の容積の推移を示すグラフ、（ｃ）は液体室の容積変化量に対する第２液体供給量の関係を示すグラフ。液体噴射装置の電気制御ブロック図。生体の表面を切断する切断方法のフローチャート。供給量調整工程のフローチャート。第２の実施形態にかかわり、（ａ）は、液体噴射装置の構成を示すブロック図、（ｂ）は、液体噴射装置のノズルの構造を示す部分模式側面図。ノズルにおける液体の挙動を説明するための模式図。第３の実施形態にかかわり、（ａ）は、液体噴射装置の構成を示すブロック図、（ｂ）は、液体噴射装置のノズルの構造を示す部分模式側面図。ノズルにおける液体の挙動を説明するための模式図。第４の実施形態にかかわる液体噴射装置の構成を示すブロック図。第５の実施形態にかかわる液体噴射装置の構成を示すブロック図。第６の実施形態にかかわり、（ａ）は、液体噴射装置の構成を示すブロック図、（ｂ）は、液体噴射装置のノズルの構造を示す部分模式側面図。ノズルにおける液体の挙動を説明するための模式図。

　本実施形態では、特徴的な液体噴射装置と、この液体噴射装置を用いて生体を切断する方法の特徴的な例について、図に従って説明する。以下、実施形態について図面に従って説明する。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。

　（第１の実施形態）
　本実施形態では手術機器である液体噴射装置について図１～図６に従って説明する。図１（ａ）は、液体噴射装置の構成を示すブロック図である。図１（ｂ）は、液体噴射装置のノズルの構造を示す部分模式側面図である。本実施形態の液体噴射装置１は、医療機関において利用される医療機器であり、患部に対して流体を噴射することによって患部の切開または切除を行なうメスとしての機能を有している。

　図１（ａ）に示すように、液体噴射装置１はハンドピース２を備えている。ハンドピース２は手術をするときに術者が手に持って操作する器具である。ハンドピース２には流体の流路である噴射管３が設置されている。噴射管３の一端には流体を噴射させる液体噴射開口部としてのノズル４が設置されている。噴射管３の他端には脈動付与部５が設置されている。脈動付与部５には第１チューブ６を介して第１フィルター７、第１流量計８、第１電磁弁９、第１ポンプ１０がこの順に接続されている。脈動付与部５は通過する流体をパルス流にする部位である。

　第１フィルター７は流体内の異物、細菌、気泡等を除去する機能を有している。第１流量計８は第１チューブ６を流動する流体の流量を測定する。第１流量計８には熱線式流量計や羽根車式流量計等を用いることができる。第１電磁弁９は電気信号で開閉を制御される弁である。第１電磁弁９にはモーターや電磁石で弁を開閉する方式の弁を用いることができる。

　第１ポンプ１０にはシリンジ式のポンプやチューブポンプを用いることができる。シリンジ式の場合にはシリンジ内に流体を供給する装置を設置するのが好ましい。これにより、連続して液体噴射装置１を駆動することができる。

　第１ポンプ１０には入水管１０ａが設置され、入水管１０ａの一端は第１貯水槽１１に接続されている。第１貯水槽１１には第一の液体としての第１液体１２が入っている。第１液体１２には例えば生理食塩水が用いられる。生理食塩水は生体に対して害が無いので、外科手術に用いることができる。

　液体噴射装置１は制御手段としての制御装置１３を備え、制御装置１３は液体噴射装置１の動作を制御する。脈動付与部５、第１流量計８、第１電磁弁９及び第１ポンプ１０はケーブル１３ａにより制御装置１３と接続されている。

　噴射管３と平行に吸引管１４が設置されている。吸引管１４の先端には液体吸引開口部及び吸引手段としての吸引口１５が設置されている。吸引口１５では吸引管１４が開口している。ノズル４と吸引口１５とは略同じ面上に位置し吸引口１５はノズル４の近傍に配置されている。吸引管１４には吸引用チューブ１６が接続されている。そして、吸引管１４には吸引用チューブ１６を介して、吸引流量計１７、吸引ポンプ１８がこの順に接続されている。

　吸引流量計１７には第１流量計８と同様の流量計を用いることができる。吸引ポンプ１８は特に限定されないが、例えば、チューブポンプを用いることができる。吸引ポンプ１８には排水管１８ａが設置され、排水管１８ａは排水槽２１に接続されている。排水槽２１には排水管１８ａから排出された排液２２が貯水されている。吸引流量計１７及び吸引ポンプ１８はケーブル１３ａにより制御装置１３と接続されている。吸引口１５、吸引管１４、吸引ポンプ１８等により吸引手段が構成されている。

　噴射管３及び吸引管１４と平行に供給管２３が設置されている。供給管２３においてノズル４を向く側には供給口２４が設置され、供給口２４では供給管２３が開口している。供給口２４はノズル４の近傍に配置されている。供給管２３において脈動付与部５を向く側には第２チューブ２５が設置されている。供給管２３には第２チューブ２５を介して第２フィルター２６、第２流量計２７、第２電磁弁２８、第２ポンプ２９がこの順に接続されている。

　第２フィルター２６は第１フィルター７と同様の機能を有し同様の物を用いることができる。第２流量計２７は第１流量計８と同様の機能を有し同様の物を用いることができる。第２電磁弁２８は第１電磁弁９と同様の機能を有し同様の物を用いることができる。

　第２ポンプ２９は特に限定されないが例えばチューブポンプを用いることができる。第２ポンプ２９には入水管２９ａが設置され、入水管２９ａの一端は第２貯水槽３０に接続されている。第２貯水槽３０には第二の液体としての第２液体３１が入っている。第２液体３１には例えば純水が用いられる。純水は生体に対して害が無いので、外科手術に用いることができる。第２流量計２７、第２電磁弁２８及び第２ポンプ２９はケーブル１３ａにより制御装置１３と接続されている。供給口２４、供給管２３、第２ポンプ２９等により第二の液体供給手段が構成されている。

　吸引管１４の側面には距離検出手段としての近接センサー３２が設置され、近接センサー３２はケーブル１３ａにより制御装置１３と接続されている。ハンドピース２はノズル４を生体に近づけて使用される。近接センサー３２はノズル４の近くに位置する生体との距離を計測する。これにより、近接センサー３２は、ノズル４から第１液体１２の噴射される方向にある生体とノズル４との距離を検出する。近接センサー３２は静電容量式、光学式、超音波式等の各種の方式のセンサーを用いることができる。

　制御装置１３にはメインスイッチ３３やスイッチとしての噴射スイッチ３４等が設置されている。メインスイッチ３３は液体噴射装置１を起動させるスイッチである。メインスイッチ３３をＯＮにすると制御装置１３に電力が供給される。噴射スイッチ３４はノズル４から流体の噴射と非噴射とを切り換えるスイッチである。噴射スイッチ３４は術者が足で踏んで操作するスイッチになっている。

　術者がメインスイッチ３３を入れると制御装置１３は初期設定される。そして、術者が噴射スイッチ３４をＯＮにする。第１ポンプ１０が起動し、第１ポンプ１０は第１液体１２を第１電磁弁９に流動させる。そして、制御装置１３が第１電磁弁９を開くとき圧力の高い第１液体１２が流体となって第１チューブ６を進行する。そして、第１流量計８が第１チューブ６を進行する流体の流量を検出して制御装置１３に出力する。

　第１チューブ６を進行する流体は第１フィルター７を通過する。第１フィルター７では第１液体１２から塵、気泡、塩分の結晶等が除去される。脈動付与部５に到達した第１液体１２は脈動付与部５により脈動が加えられる。脈動付与部５を通過した第１液体１２は噴射管３を通過しノズル４から噴射される。ノズル４を通過した第１液体１２には脈動が加えられているのでパルス状の噴射となっている。

　術者が噴射スイッチ３４をＯＮにするとき、第１ポンプ１０の起動と並行して吸引ポンプ１８が起動される。吸引ポンプ１８は吸引口１５に位置する液体を吸引する。吸引された液体は吸引口１５から吸引管１４に入り吸引用チューブ１６を通って吸引ポンプ１８に到達する。そして、吸引された液体は排液２２として排水槽２１に排出される。吸引流量計１７は吸引用チューブ１６を進行する流体の流量を検出して制御装置１３に出力する。

　術者が噴射スイッチ３４をＯＮにするとき、第１ポンプ１０の起動と並行して第２ポンプ２９が起動される。第２ポンプ２９が起動されると第２ポンプ２９は第２液体３１を第２電磁弁２８に流動させる。そして、制御装置１３が第２電磁弁２８を開くとき第２液体３１が流体となって第２チューブ２５を進行する。そして、第２流量計２７が第２チューブ２５を進行する流体の流量を検出して制御装置１３に出力する。

　第２チューブ２５を進行する流体は第２フィルター２６を通過する。第２フィルター２６では第２液体３１から塵等が除去される。第２フィルター２６から第２チューブ２５及び供給管２３を通って供給口２４に到達した第２液体３１はノズル４の近傍に供給される。

　ノズル４から噴射された第１液体１２と供給口２４から供給された第２液体３１の一部は吸引口１５から吸引される。

　図１（ｂ）に示すように、ノズル４を中心として吸引口１５が同心円上に配置されえている。そして、噴射管３が吸引管１４に内挿された構造となっている。これにより、ノズル４に溜まる液体を均等に吸引することができる。従って、ノズル４の周囲に均等に第２液体３１を配置させる為、噴射する第１液体１２の飛び散りを抑制することができる。

　吸引管１４の外周には円筒状の供給管２３が配置されている。そして、ノズル４を中心として供給口２４の反対側の吸引管１４の外周には近接センサー３２が配置されている。近接センサー３２は供給口２４から離れているので、供給口２４から供給される第２液体３１の影響を少なくすることができる。

　図２（ａ）及び図２（ｂ）はノズルにおける液体の挙動を説明するための模式図である。図２（ａ）に示すように、術者はハンドピース２を操作してノズル４を物体としての生体３５に接近させる。術者が噴射スイッチ３４をＯＮにするとき供給口２４から第２液体３１が供給される。そして、第２液体３１はノズル４と生体３５との間に進行する。第２液体３１には表面張力が作用するので、第２液体３１はノズル４と生体３５との間で滞留し液だまり３６を形成する。

　第２液体３１は純水であり、第１液体１２は生理食塩水である。従って、第２液体３１は第１液体１２より表面張力が大きい。このため、ノズル４では第２液体３１の凝集力が向上しノズル４は第２液体３１に浸漬された状態（水柱）、もしくは、第２液体３１による液体の壁（水壁）がノズル４の周囲にできやすくなる。図は水柱を示している。噴射管３と対向する場所の液だまり３６に空洞ができるときには液だまり３６が円筒状になる。この状態を水壁と称す。

　液だまり３６では供給口２４から供給される第２液体３１の流量より吸引口１５から吸引される液体の流量が少なくなるように制御装置１３が制御する。これにより、ノズル４と生体３５との間には液だまり３６が安定して形成されるようになっている。

　ノズル４から噴出される第１液体１２は生体３５の衝突点３５ａに衝突する。そして、生体３５の一部の細胞群３７が生体３５から分離する。生体３５に衝突した第１液体１２や細胞群３７は液だまり３６を移動するときに減速する。このため、生体３５に衝突した第１液体１２や細胞群３７は液だまり３６内に留まり、衝突点３５ａから遠く飛び散ることが抑制される。

　供給口２４から供給する第２液体３１の供給流量は５ｍｌ／分以上となっている。切除または破砕した細胞群３７を吸引するための吸引量を確保した状態で、第２液体３１の供給流量が５ｍｌ／ｍｉｎ以上のときにはノズル４の先端は第２液体３１に浸漬された状態（水柱）、もしくは、第２液体３１による液体の壁（水壁）がノズル４の周囲にできやすくすることができる。従って、噴射する第１液体１２や細胞群３７の飛び散りを抑制させることができる。

　図２（ｂ）に示すように、ノズル４が生体３５から所定の間隔以上に離れるとき、第２液体３１に作用する表面張力より重力の影響が大きくなり水柱や水壁が形成されない。このとき、生体３５に衝突した第１液体１２や細胞群３７は衝突点３５ａから遠く飛び散ることになる。

　図３（ａ）は、脈動付与部の内部構成を示す模式断面図である。脈動付与部５には、第１チューブ６から供給された第１液体１２が通過する入口流路３８、液体室４１、出口流路４２が設置されている。入口流路３８及び出口流路４２は第１ケース４３に形成されている。液体室４１を第１ケース４３とダイアフラム４４で挟むようにダイアフラム４４が設置されている。入口流路３８には、第１チューブ６が接続されており、出口流路４２には、噴射管３が接続されている。

　第１ケース４３の図中右側には第１ケース４３と接して筒状の第２ケース４５が設置されている。ダイアフラム４４は円盤状の金属薄板であり、ダイアフラム４４の外周部分が第１ケース４３と第２ケース４５との間に挟まれて固定されている。第２ケース４５の図中右側には第２ケース４５と接して第３ケース４６が設置されている。ダイアフラム４４と第３ケース４６との間には積層型圧電素子である容積変更手段としての圧電素子４７が配置されている。圧電素子４７の一端はダイアフラム４４に固定され、他端は第３ケース４６に固定されている。圧電素子４７はケーブル１３ａにより制御装置１３に接続されている。

　制御装置１３から駆動電圧が印加されると、ダイアフラム４４と第１ケース４３との間に形成された液体室４１の容積を圧電素子４７が変化させる。圧電素子４７に印加される駆動電圧が大きくなると圧電素子４７が伸長し、ダイアフラム４４が圧電素子４７に押されて図中第１方向４８である液体室４１側に撓む。ダイアフラム４４が第１方向４８に撓むと、液体室４１の容積が小さくなる。そして、液体室４１内の流体は液体室４１から押し出される。出口流路４２の内径は、入口流路３８の内径よりも大きい。すなわち、出口流路４２の流体抵抗は、入口流路３８の流体抵抗よりも小さい。そして、入口流路３８は出口流路４２より第１ポンプ１０に近いので入口流路３８における水圧は出口流路４２における水圧より高い水圧になっている。従って、液体室４１内の流体の大部分は、出口流路４２を通って液体室４１から押し出される。

　一方、圧電素子４７に印加される駆動電圧が小さくなると、圧電素子４７が収縮し、ダイアフラム４４が圧電素子４７に引かれて図中第２方向４９である第３ケース４６側に撓む。圧電素子４７が縮小して液体室４１の容積が大きくなり、入口流路３８から液体室４１内に流体が供給される。

　圧電素子４７に印加される駆動電圧は、高い周波数（例えば３００Ｈｚ）でオン（最大電圧）とオフ（０Ｖ）とを繰り返すので、液体室４１の容積の拡大と縮小が繰り返され、流体に脈動が与えられる。液体室４１から押し出された流体は、噴射管３の先端のノズル４から噴射される。

　図３（ｂ）は、液体室の容積の推移を示すグラフである。図３（ｂ）において縦軸は液体室４１の容積を示し図中上側が下側より小さな容積となっている。横軸は時間の推移を示し時間は図中左側から右側へ推移する。第１推移線５０は液体室４１の容積を大きく変化させるときの容積の推移を示す。第２推移線５１は液体室４１の容積を小さく変化させるときの容積の推移を示す。

　第１推移線５０及び第２推移線５１は同じ周期５２で繰り返される。第１推移線５０と第２推移線５１とは類似した形状であり、第１推移線５０にて容積変化の推移を説明する。１つの周期５２は立上り区間５３、立下り区間５４、休止区間５５に区分される。立上り区間５３では第１推移線５０はサイン波形に類似した形状となっている。このとき、圧電素子４７に電圧が印加されて圧電素子４７が伸長する。これにより、ダイアフラム４４が第１方向４８に移動して液体室４１の容積が減少する。そして、液体室４１の第１液体１２が出口流路４２に移動する。

　立下り区間５４では第１推移線５０はサイン波形に類似した形状となっている。このとき、圧電素子４７に印加された電圧が減少して圧電素子４７が収縮する。これにより、ダイアフラム４４が第２方向４９に移動して液体室４１の容積が増加する。そして、第１液体１２が入口流路３８から液体室４１に流入する。立下り区間５４は立上り区間５３より長い時間となっている。これにより、第１液体１２は勢いよく出口流路４２に流出し、低速で入口流路３８から流入する。休止区間５５は圧電素子４７が収縮した状態を維持する区間である。休止区間５５の長さを変更することにより周期５２を調整することができる。

　第１推移線５０における容積の変化量を第１変化量５０ａとし、第２推移線５１における容積の変化量を第２変化量５１ａとする。第１変化量５０ａや第２変化量５１ａ等の変化量は制御装置１３が圧電素子４７を制御することにより調整することが可能になっている。

　図３（ｃ）は液体室の容積変化量に対する第２液体供給量の関係を示すグラフである。図３（ｃ）において、縦軸は供給口２４から供給される第２液体３１の供給量を示している。図中上側が下側より多量になっている。横軸は液体室４１の容積の変化量を示し、図中右側が左側より変化量が大きくなっている。

　容積供給量相関線５６は液体室４１の容積の変化量と第２液体３１の供給量との関係を示している。図中容積供給量相関線５６は直線となっているが曲線や折れ線でも良い。液体室４１の容積の変化量が第１変化量５０ａのときの第２液体３１の供給量を第１供給量５７とする。そして、液体室４１の容積の変化量が第２変化量５１ａのときの第２液体３１の供給量を第２供給量５８とする。

　第１変化量５０ａは第２変化量５１ａより大きいので、ノズル４から吐出される第１液体１２におけるパルス流の体積の変動が大きくなる。そして、パルス流の体積の変動が大きい程生体３５に衝突した後で移動する第１液体１２のエネルギーが大きくなる。従って、第１液体１２は衝突点３５ａから遠くに飛びやすくなる。

　一方、第２変化量５１ａに対応する第２供給量５８より第１変化量５０ａに対応する第１供給量５７の方が多量になっている。従って、第１液体１２のパルス流に加えられるエネルギーが大きくても第２液体３１が多量になるので液だまり３６の体積が大きくなる。従って、第１液体１２が液だまり３６から飛び散ることを抑制することができる。

　一方、第１変化量５０ａから第２変化量５１ａへ制御装置１３が液体室４１の容積の変化量を小さくするときは、制御装置１３が供給口２４から供給する第２液体３１を第１供給量５７から第２供給量５８へ少なくする。液体室４１の容積の変化量を小さくしたときは、噴射される第１液体１２のパルス流の流速が遅くなり、且つ噴射される第１液体１２の量も減少するため、飛び散りも小さくなる。制御装置１３は供給口２４から供給する第２液体３１の供給量を少なくして飛び散りを抑制する。従って、第２液体３１の消費量を少なくすることができる。

　図４は液体噴射装置１の電気制御ブロック図である。図４において、液体噴射装置１は液体噴射装置１の動作を制御する制御装置１３を備えている。そして、制御装置１３はプロセッサーとして各種の演算処理を行うＣＰＵ６１（中央演算処理装置）と、各種情報を記憶するメモリー６２とを備えている。ポンプ駆動装置６３、第１流量計８、第２流量計２７、吸引流量計１７、脈動付与部５及び近接センサー３２は入出力インターフェイス６４及びデータバス６５を介してＣＰＵ６１に接続されている。さらに、メインスイッチ３３、噴射スイッチ３４、脈動量入力装置６６、吸引設定入力装置６７、出力装置６８及び入力装置６９も入出力インターフェイス６４及びデータバス６５を介してＣＰＵ６１に接続されている。

　ポンプ駆動装置６３は第１ポンプ１０、第２ポンプ２９、吸引ポンプ１８、第１電磁弁９及び第２電磁弁２８を駆動する装置である。ポンプ駆動装置６３はＣＰＵ６１の指示信号を入力する。そして、指示信号に示す圧力または流量でポンプ駆動装置６３は第１ポンプ１０、第２ポンプ２９、吸引ポンプ１８を駆動する。さらに、ポンプ駆動装置６３は第１電磁弁９及び第２電磁弁２８を駆動して弁を開閉する。

　脈動量入力装置６６は術者が第１液体１２の脈動の変動量を入力する装置である。脈動量入力装置６６は、例えば、液体室４１の容積変化量を例えば第１変化量５０ａや第２変化量５１ａに設定するための装置である。脈動量入力装置６６は例えば、可変抵抗器と可変抵抗器の抵抗値を電圧に変換する回路等や複数のスイッチ等により構成することができる。

　吸引設定入力装置６７は術者が吸引口１５から吸引される液体の吸引量を設定する装置である。出力装置６８は液晶式の表示装置の他、異常を知らせるライトやスピーカー、外部コンピューターと有線及び無線の通信を行う装置等が含まれる。これにより、制御装置１３は液体噴射装置１の状態や術者が設定した設定状態を出力可能になっている。

　入力装置６９にはキーボードやマウス型入力装置、ペン型入力装置の他、外部コンピューターと有線及び無線の通信を行う装置が含まれる。これらの入力装置６９によりメモリー６２には各種のデータが入力される。

　メモリー６２は、ＲＡＭ、ＲＯＭ等といった半導体メモリーや、ハードディスク、ＤＶＤ－ＲＯＭといった外部記憶装置を含む概念である。機能的には、液体噴射装置１の動作の制御手順が記述されたプログラムソフト７０を記憶する記憶領域や、第２液体３１の供給量を演算するときに用いるデータである供給量演算データ７１を記憶するための記憶領域が設定される。他にも、各種の制御を行うときの判定に用いるデータである判定値データ７２を記憶するための記憶領域が設定される。他にも、ＣＰＵ６１のためのワークエリアやテンポラリーファイル等として機能する記憶領域やその他各種の記憶領域が設定される。

　ＣＰＵ６１は、メモリー６２内に記憶されたプログラムソフト７０に従って、ハンドピース２のノズル４から第１液体１２を噴射する制御を行うものである。具体的な機能実現部としてポンプ制御部７３を有する。ポンプ制御部７３はポンプ駆動装置６３に指示信号を出力し、第１ポンプ１０、第２ポンプ２９及び吸引ポンプ１８を駆動させて第１液体１２及び第２液体３１を流動させて吸引させる制御を行う。さらに、ポンプ制御部７３は第１電磁弁９及び第２電磁弁２８を開閉させて第１液体１２及び第２液体３１の流動と流動停止とを制御する。

　他にも、ＣＰＵ６１は脈動制御部７４を有する。脈動制御部７４は脈動量入力装置６６により設定された脈動量を入力する。そして、脈動制御部７４は脈動付与部５の圧電素子４７を制御することにより、液体室４１の変動量を制御する。

　他にも、ＣＰＵ６１は調整手段としての吸引量演算部７５を有する。吸引量演算部７５は第２液体３１の供給量に応じて適切な吸引量を演算する。吸引量演算部７５はノズル４から噴射される第１液体１２の流量と供給口２４から供給される第２液体３１の流量の和である液体総流量を演算する。そして、吸引口１５から吸引される液体の流量が液体総流量より少なくなるように吸引量演算部７５は吸引される液体の流量である吸引量を演算する。そして、演算した吸引量をポンプ制御部７３に出力する。

　ノズル４から噴射される第一の液体の流量と供給口２４から供給する第２液体３１の流量の和が、吸引口１５から吸引される吸引量より大きければ、ノズル４の先端は第２液体３１に浸漬された状態（水柱）、もしくは、第２液体３１による液体の壁（水壁）がノズル４の周囲にできやすい。吸引量が調整される為、噴射する第１液体１２の飛び散りを軽減させることができる。

　他にも、ＣＰＵ６１は調整手段としての供給量演算部７６を有する。供給量演算部７６は液体室４１の容積の変化量に基づき容積供給量相関線５６を用いて供給口２４から供給する第２液体３１の供給量を演算する。そして、供給量をポンプ制御部７３に出力する。供給量演算部７６及びポンプ制御部７３により供給量が制御される。

　液体室４１の容積の変化量が大きいときは、第１液体１２のパルス流の速度が早く、且つ噴射される第１液体１２の量も増加するため、飛び散りも大きくなる。このとき、供給口２４から供給される第２液体３１が増加される。従って、噴射された第１液体１２によって切除または破砕等された細胞群３７や、噴射された第１液体１２を含む液体が飛び散ることを抑制することができる。また、液体室４１の容積の変化量が小さいときは、第１液体１２のパルス流の速度が遅く、且つ噴射される第１液体１２の量も減少するため、飛び散りも小さくなる。このため、供給口２４から供給する第２液体３１を少なくしても飛び散りを抑制することができる。その結果、第２液体３１の消費量を少なくすることができる。

　他にも、ＣＰＵ６１は液供給判定部７７を有する。液供給判定部７７は近接センサー３２を駆動させてノズル４と生体３５との距離であるノズル生体間距離を検出させる。そして、液供給判定部７７はノズル生体間距離と判定値とを比較する。液供給判定部７７はノズル生体間距離が判定値より短い場合に、供給口２４から第２液体３１を供給するように制御する。液供給判定部７７はノズル生体間距離が判定値より長い場合に、供給口２４から第２液体３１を供給することを停止するように制御する。

　ノズル４が生体３５に近い場合には、ノズル４の先端は第２液体３１中に浸かった状態（水柱）、もしくは、第２液体３１の壁ができた状態（水壁）になりやすい。供給口２４から供給した第２液体３１により、噴射された第１液体１２によって切除または破砕等された細胞群３７や、噴射された第１液体１２を含む液体の飛び散りを抑制することができる。液供給判定部７７は第２液体３１の効果があるときに限って第２液体３１を供給するので第２液体３１の消費量を少なくすることができる。

　尚、本実施形態では、上記の各機能がＣＰＵ６１を用いてプログラムソフトで実現することとしたが、上記の各機能がＣＰＵ６１を用いない単独の電子回路（ハードウェア）によって実現できる場合には、そのような電子回路を用いることも可能である。

　次に上述した液体噴射装置１を用いて生体３５の表面を切断する切断方法について図５及び図６にて説明する。図５は、生体の表面を切断する切断方法のフローチャートであり、図６は供給量調整工程のフローチャートである。図５のフローチャートにおいて、ステップＳ１は開始判定工程に相当する。この工程では術者がメインスイッチ３３をＯＮにしたかを判定する工程である。術者がメインスイッチ３３をＯＮにするまで待機し、術者がメインスイッチ３３をＯＮにしたとき次にステップＳ２に移行する。

　ステップＳ２は吸引開始工程に相当する。この工程ではポンプ制御部７３がポンプ駆動装置６３に吸引ポンプ１８を駆動させる工程である。この時点では第２液体３１を供給していないので吸引ポンプ１８は空気を吸い込む。次にステップＳ３に移行する。

　ステップＳ３は噴射判定工程に相当する。この工程では噴射スイッチ３４がＯＮであるかＯＦＦであるかをＣＰＵ６１が検出する。そして、噴射スイッチ３４がＯＮのときＣＰＵ６１は第１液体１２を噴射する判断をして、次にステップＳ４に移行する。噴射スイッチ３４がＯＦＦのときＣＰＵ６１は第１液体１２を噴射しない判断をして、次にステップＳ１０に移行する。

　ステップＳ４は第１液体供給開始工程に相当する。この工程ではポンプ制御部７３がポンプ駆動装置６３に第１ポンプ１０を駆動させる工程である。そして、第１ポンプ１０は第１液体１２を脈動付与部５に向けて流動させる。次にステップＳ５に移行する。

　ステップＳ５は脈動開始工程に相当する。この工程では脈動制御部７４が脈動量入力装置６６に設定された脈動設定量を入力する。脈動量は予め術者が設定しておく。術者は作業の途中で脈動量を変更することもできる。脈動制御部７４は設定された脈動量で第１液体１２が噴射されるように脈動付与部５を駆動する。次にステップＳ６に移行する。

　ステップＳ６は供給量調整工程に相当する。この工程では供給量演算部７６が供給口２４から供給する第２液体３１の供給量を演算する。そして、ポンプ制御部７３がポンプ駆動装置６３に第２ポンプ２９を駆動させる。そして、ポンプ制御部７３は演算した供給量の第２液体３１を供給口２４から供給させる。ステップＳ４～ステップＳ６は略同時に行われる。従って、第１液体１２を噴射させる場合には、第２ポンプ２９が第２液体３１を供給口２４から供給する。

　術者はノズル４を生体３５に接近させる。これにより、生体３５に第１液体１２が噴射され生体３５の細胞群３７が部分的に生体３５から除去される。そして、術者が所定の場所の細胞群３７を生体３５から除去することにより生体３５が切断される。次にステップＳ７に移行する。

　ステップＳ７は噴射停止判定工程に相当する。この工程では噴射スイッチ３４がＯＮであるかＯＦＦであるかをＣＰＵ６１が検出する。そして、噴射スイッチ３４がＯＮのときＣＰＵ６１は第１液体１２の噴射を継続する判断をして、次にステップＳ６に移行する。噴射スイッチ３４がＯＦＦのときＣＰＵ６１は第１液体１２の噴射を停止する判断をして、次にステップＳ８に移行する。

　ステップＳ８は脈動停止工程に相当する。この工程では脈動制御部７４が脈動付与部５の駆動を停止させる。次にステップＳ９に移行する。

　ステップＳ９は液体供給停止工程に相当する。この工程ではポンプ制御部７３がポンプ駆動装置６３に第１ポンプ１０及び第２ポンプ２９の駆動を停止させる工程である。これにより、ノズル４からの第１液体１２の噴射は停止され、供給口２４からの第２液体３１の供給も停止される。次にステップＳ３に移行する。

　ステップＳ７～ステップＳ９は略同時に行われる。第１液体１２の噴射を停止させる場合には、供給口２４から第２液体３１を供給しないようにポンプ制御部７３が第１ポンプ１０及び第２ポンプ２９を制御する。従って、第１液体１２の非噴射時に無駄に第２液体３１を供給しない。従って、第２液体３１の消費量を少なくすることができる。

　ステップＳ１０は終了判定工程に相当する。この工程では術者がメインスイッチ３３をＯＦＦにしたかを判定する工程である。術者がメインスイッチ３３をＯＮにしたままのとき、作業を継続し終了しないと判断する。次にステップＳ３に移行する。術者がメインスイッチ３３をＯＦＦにしたとき作業を終了すると判断する。次にステップＳ１１に移行する。

　ステップＳ１１は吸引終了工程に相当する。この工程はポンプ制御部７３がポンプ駆動装置６３に吸引ポンプ１８の駆動を停止させる工程である。以上の工程で、生体の表面を切断する工程を終了する。

　次に、図６を用いてステップＳ６の供給量調整工程を詳しく説明する。図６において、ステップＳ１２は距離計測工程に相当する。この工程では液供給判定部７７が近接センサー３２を駆動させる。そして、液供給判定部７７はノズル４と生体３５との距離であるノズル生体間距離を検出させる。次にステップＳ１３に移行する。

　ステップＳ１３は第２液判定工程に相当する。この工程では液供給判定部７７がノズル生体間距離と判定値とを比較する。ノズル生体間距離が判定値より短い場合には、液供給判定部７７は供給口２４から第２液体３１を供給する判断をする。次にステップＳ１４に移行する。ノズル生体間距離が判定値より長い場合に、供給口２４から第２液体３１を供給しない判断をする。そして、制御装置１３は出力装置６８を駆動して、術者にノズル４を生体３５に接近させるように注意を促しても良い。例えば、スピーカーから警告音を発しても良く、警告を示す文字または図を表示しても良い。次にステップＳ１５に移行する。

　ステップＳ１４は第２液供給開始工程に相当する。この工程ではポンプ制御部７３がポンプ駆動装置６３に第２ポンプ２９を駆動させる工程である。そして、第２ポンプ２９は第２液体３１を供給口２４に向けて流動させる。次にステップＳ１５に移行する。

　ステップＳ１５は供給量測定工程に相当する。この工程では吸引量演算部７５が第１流量計８及び第２流量計２７を駆動する。第１流量計８は第１液体１２の流量を検出して吸引量演算部７５に出力する。第２流量計２７は第２液体３１の流量を検出して吸引量演算部７５に出力する。次にステップＳ１６に移行する。

　ステップＳ１６は吸引量調整工程に相当する。この工程では吸引量演算部７５が液体総流量を演算する。そして、吸引口１５から吸引される液体の流量が液体総流量より少なくなるように吸引量演算部７５は吸引される液体の流量である吸引量指示値を演算する。そして、演算した吸引量指示値をポンプ制御部７３に出力する。吸引ポンプ１８は吸引口１５からの吸引量が吸引量指示値になるように吸引量を調整する。

　ステップＳ１２～ステップＳ１６と並行して術者が生体３５を切断する作業が行われる。従って、術者はハンドピース２から第１液体１２を噴射し生体３５に外科的処置を行う。以上でステップＳ６の供給量調整工程の説明を終了する。

　上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
　（１）本実施形態によれば、供給口２４からノズル４に第２液体３１を供給することにより、ノズル４の先端が第２液体３１に浸漬された状態（水柱）、または、第２液体３１による液体の壁（水壁）がノズル４の周囲に形成される。その結果、噴射された第１液体１２によって切除または破砕等された細胞群３７や噴射された第１液体１２を含む液体がノズル４の先端の周囲の第２液体を超えて飛び散ることを抑制させることができる。

　（２）本実施形態によれば、ノズル４の先端に第２液体３１を供給することにより、ノズル４が第２液体３１に浸漬され、ノズル４の振動による騒音を第２液体３１に吸収させて低減させることができる。

　（３）本実施形態によれば、ノズル４の近傍に配置された吸引口１５により、余分な第２液体３１を吸引できる。従って、術野を水浸しにしないようにすることができる。

　（４）本実施形態によれば、噴射管３が吸引管１４に内挿されている為、ノズル４に溜まる液体を均等に吸引することができる。ノズル４の先端が第２液体３１に比較的偏りなく浸漬された状態（水柱）、または、第２液体３１による液体の壁ができた状態（水壁）がノズル４の周囲に形成される。吸引管１４はノズル４の周囲に位置する余分な第２液体３１を比較的に均等に吸引する為、噴射する第１液体１２の飛び散りを抑制することができる。

　（５）本実施形態によれば、液体室４１の容積の変化量が大きいときは、第１液体１２のパルス流の流速が早く、且つ第１液体１２の飛び散りも大きくなる。このとき、供給口２４から供給される第２液体３１が増加される。従って、噴射された第１液体１２によって切除または破砕等された細胞群３７や、噴射された第１液体１２を含む液体が飛び散ることを抑制することができる。また、液体室４１の容積の変化量が小さいときは、第１液体１２のパルス流の速度が遅く且つ噴射される第１液体１２の量も減少するため、飛び散りも小さくなる。このため、供給口２４から供給する第２液体３１を少なくしても飛び散りを抑制することができる。その結果、第２液体３１の消費量を少なくすることができる。

　（６）本実施形態によれば、液体噴射装置１は第２液体３１の供給量を制御する供給量演算部７６及びポンプ制御部７３を備えている。液体室４１の容積の変化量を大きくしたときは、第１液体１２のパルス流の速度が早く且つ噴射される第１液体１２の量も増加するため、飛び散りも大きくなる。供給量演算部７６は供給口２４から供給する第２液体３１の供給量を多くする為、第１液体１２の飛び散りを抑制することができる。

　（７）本実施形態によれば、液体室４１の容積の変化量を小さくしたときは、第１液体１２のパルス流の流速が遅く且つ噴射される第１液体１２の量も減少するため、飛び散りも小さくなる。供給量演算部７６は供給口２４から供給する第２液体３１の供給量を少なくして飛び散りを抑制する。従って、第２液体３１の消費量を少なくすることができる。

　（８）本実施形態によれば、第１液体１２の噴射を停止させる場合には、供給口２４から第２液体３１を供給しない。従って、第１液体１２の非噴射時に無駄に第２液体３１を供給しない。従って、第２液体３１の消費量を少なくすることができる。

　（９）本実施形態によれば、近接センサー３２がノズル４と生体３５との距離を検出する。そして、近接センサー３２から検出された距離が判定値より短い場合に、液供給判定部７７は供給口２４から第２液体３１を供給させる。ノズル４が生体３５に近い場合にはノズル４の先端は第１液体１２に浸かった状態、もしくは、第１液体１２の壁がノズル４の周囲にできやすい。供給口２４から供給した第２液体３１により噴射された第１液体１２によって切除または破砕等された細胞群３７や噴射された第１液体１２を含む液体の飛び散りを抑制することができる。液供給判定部７７は第２液体３１を供給する効果があるときに第２液体３１を供給するので第２液体３１の消費量を少なくすることができる。

　（１０）本実施形態によれば、ノズル４が生体３５から遠い場合にはノズル４の先端は第２液体３１に浸漬された状態（水柱）、もしくは、第２液体３１による液体の壁（水壁）がノズル４の周囲にでき難い。このときには供給口２４から供給した第２液体３１が無駄になる。ノズル４が生体３５から遠い場合には第２液体３１の供給を止めるため、第２液体３１が無駄にならない。従って、液供給判定部７７は第２液体３１の効果があるときに第２液体３１を供給するので第２液体３１の消費量を少なくすることができる。

　（１１）本実施形態によれば、第２液体３１は純水であり第１液体１２は生理食塩水である。第２液体３１は第１液体１２より表面張力が大きい。このため、ノズル４では第２液体３１の凝集力が向上しノズル４は第２液体３１に浸漬された状態（水柱）、もしくは、第２液体３１による液体の壁（水壁）がノズル４の周囲にできやすくなる。その結果、噴射する第１液体１２の飛び散りを抑制し易くすることができる。

　（１２）本実施形態によれば、吸引量演算部７５が吸引される液体の流量を調整する。ノズル４から噴射される第１液体１２の流量と供給口２４から供給する第２液体３１の流量の和が吸引口１５から吸引される液体の流量より大きければ、ノズル４の先端は第２液体３１に浸漬された状態（水柱）、もしくは、第２液体３１による液体の壁（水壁）がノズル４の周囲にできやすい。吸引量演算部７５により吸引量が調整される為、水柱もしくは水壁ができ易くすることができる。その結果、噴射する第１液体１２の飛び散りを軽減させることができる。

　（１３）本実施形態によれば、供給口２４から供給する第２液体３１の供給流量が５ｍｌ／ｍｉｎ以上である。切除または破砕した細胞群３７を吸引するための吸引量を確保した状態で、第２液体３１の供給流量が５ｍｌ／ｍｉｎ以上のときにはノズル４の先端は第２液体３１に浸漬された状態（水柱）、もしくは、第２液体３１による液体の壁（水壁）がノズル４の周囲にできやすくすることができる。従って、噴射する第１液体１２や細胞群３７の飛び散りを抑制させることができる。

　（１４）本実施形態によれば、手術機器には液体噴射装置１が用いられている。従って、噴射された第１液体１２によって切除または破砕等された細胞群３７や、噴射された第１液体１２を含む液体が、飛び散ることを抑制可能である。その結果、切除または破砕等された細胞群３７や、噴射された第１液体１２を含む液体が飛び散って術野を汚すことを防ぎながら、外科的処置（切開、切除、破砕等）を行うことができる。

　（第２の実施形態）
　次に、液体噴射装置の一実施形態について図７及び図８を用いて説明する。図７（ａ）は、液体噴射装置の構成を示すブロック図である。図７（ｂ）は、液体噴射装置のノズルの構造を示す部分模式側面図である。図８はノズルにおける液体の挙動を説明するための模式図である。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、図１に示した吸引管１４と供給管２３との配置が異なる点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。

　すなわち、本実施形態では、図７（ａ）に示すように、液体噴射装置８０はハンドピース８１を備えている。噴射管３を囲んで吸引管１４が設置され、吸引管１４を囲んで供給管８２が設置されている。供給管８２の先端には供給口８３が設置されている。ノズル４、吸引口１５及び供給口８３は同一面に配置されている。図７（ｂ）に示すように、吸引管１４及び供給管８２は噴射管３を中心として同心円状に配置されている。つまり、噴射管３は供給管８２に内挿されている。

　図８に示すように、供給口８３から供給された第２液体３１は吸引口１５から吸引管１４に吸引される。そして、ノズル４、吸引口１５及び供給口８３と生体３５との間には液だまり３６が形成される。そして、液だまり３６の中でノズル４から衝突点３５ａに向けて第１液体１２が噴射される。

　上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
　（１）本実施形態によれば、噴射管３を供給管８２が内挿しているためノズル４の周りから液体を均等に供給することができる。このため、液体噴射装置８０はノズル４の周囲に第２液体３１による液体の壁（水壁）を形成しやすい。従って、噴射された第１液体１２によって切除または破砕等された細胞群３７や噴射された第１液体１２を含む液体がノズル４の先端の周囲の第二の液体を超えて飛び散ることを抑制させることができる。また、供給管８２が第２液体３１を供給する方向をノズル４が第１液体１２を噴射する方向に追従させることができる。

　（第３の実施形態）
　次に、液体噴射装置の一実施形態について図９及び図１０を用いて説明する。図９（ａ）は、液体噴射装置の構成を示すブロック図である。図９（ｂ）は、液体噴射装置のノズルの構造を示す部分模式側面図である。図１０はノズルにおける液体の挙動を説明するための模式図である。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、図１に示した吸引管１４と供給管２３との配置が異なる点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。

　すなわち、本実施形態では、図９（ａ）に示すように、液体噴射装置８６はハンドピース８７を備えている。噴射管３を囲んで供給管８８が設置され、供給管８８の先端には供給口８９が設置されている。供給管８８を囲んで吸引管９０が設置され、吸引管９０の先端には吸引口９１が設置されている。ノズル４、供給口８９及び吸引口９１は同一面に配置されている。図９（ｂ）に示すように、供給管８８及び吸引管９０は噴射管３を中心として同心円状に配置されている。つまり、噴射管３は供給管８８に内挿されている。

　図１０に示すように、供給口８９から供給された第２液体３１は吸引口９１から吸引管９０に吸引される。そして、ノズル４、供給口８９及び吸引口９１と生体３５との間には液だまり３６が形成される。そして、液だまり３６の中でノズル４から衝突点３５ａに向けて第１液体１２が噴射される。

　上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
　（１）本実施形態によれば、噴射管３を供給管８８が内挿しているため、ノズル４の周りから液体を均等に供給することができる。このため、液体噴射装置８６はノズル４の周囲に第２液体３１による液体の壁（水壁）を形成しやすい。従って、噴射された第１液体１２によって切除または破砕等された細胞群３７や噴射された第１液体１２を含む液体がノズル４の周囲の第２液体を超えて飛び散ることを抑制させることができる。また、供給管８８が第２液体３１を供給する方向をノズル４が第１液体１２を噴射する方向に追従させることができる。

　（第４の実施形態）
　次に、液体噴射装置の一実施形態について図１１を用いて説明する。図１１は、液体噴射装置の構成を示すブロック図である。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、図１に示した第１ポンプ１０及び第２ポンプ２９が同じ液体を流動させる点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。

　すなわち、本実施形態では、図１１に示すように、液体噴射装置９４は第１貯水槽１１に第１液体１２が溜められている。そして、第１ポンプ１０の入水管１０ａ及び第２ポンプ２９の入水管２９ａが第１貯水槽１１に接続されている。従って、第１ポンプ１０及び第２ポンプ２９は第１液体１２を流動する。そして、ノズル４からは第１液体１２が噴出され、供給口２４からも第１液体１２が供給される。

　上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
　（１）本実施形態によれば、第１液体１２と第２液体３１を別々に用意しなくてもよい。従って、第２液体３１のための容器が不要となるので、液体噴射装置９４を小型な装置にすることができる。

　（第５の実施形態）
　次に、液体噴射装置の一実施形態について図１２を用いて説明する。図１２は、液体噴射装置の構成を示すブロック図である。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、図１に示した第１ポンプ１０が同じ液体を噴射管３及び供給管２３に流動させる点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。

　すなわち、本実施形態では、図１２に示すように、液体噴射装置９７では第１フィルター７と脈動付与部５とを接続する第１チューブ６に第３チューブ９８が接続されている。そして、第３チューブ９８は第１チューブ６と供給管２３とを接続している。

　第１ポンプ１０が流動させる第１液体１２は脈動付与部５及び供給管２３に供給される。第１ポンプ１０は第１液体１２を流動する。そして、ノズル４からは第１液体１２が噴出され、供給口２４からも第１液体１２が供給される。

　上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
　（１）本実施形態によれば、第１液体１２と第２液体３１を別々に用意しなくてもよい。従って、第２液体３１のための容器が不要となるので、液体噴射装置９７を小型な装置にすることができる。

　（２）本実施形態によれば、液体噴射装置９７は第１ポンプ１０が第１液体１２を脈動付与部５及び供給管２３に流動させる。従って、脈動付与部５に第１液体１２を流動させる第１ポンプ１０の他に供給管２３に第１液体１２を流動させるポンプを備えるときに比べてポンプの個数を減らすことができる。従って、液体噴射装置９７を小型な装置にすることができる。

　（第６の実施形態）
　次に、液体噴射装置の一実施形態について図１３及び図１４を用いて説明する。図１３（ａ）は、液体噴射装置の構成を示すブロック図である。図１３（ｂ）は、液体噴射装置のノズルの構造を示す部分模式側面図である。図１４はノズルにおける液体の挙動を説明するための模式図である。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、図１に示した吸引管１４がハンドピース２とは別体となっている点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。

　すなわち、本実施形態では、図１３（ａ）に示すように、液体噴射装置１０１は第１ハンドピース１０２及び第２ハンドピース１０３を備えている。第１ハンドピース１０２には脈動付与部５が設置され、脈動付与部５と接続して噴射管３が設置されている。そして、噴射管３と平行に供給管２３及び近接センサー３２が設置されている。

　噴射管３には第１ポンプ１０が流動させた第１液体１２が供給される。そして、ノズル４から第１液体１２のパルス流が噴射される。供給管２３には第２ポンプ２９が流動させた第２液体３１が供給される。そして、供給口２４から第２液体３１が供給される。

　第２ハンドピース１０３は吸引管１０４を備えており、吸引管１０４の先端には吸引口１０５が設置されている。吸引口１０５では吸引管１０４が開口している。吸引管１０４には吸引用チューブ１６が接続されている。そして、吸引管１０４には吸引用チューブ１６を介して吸引流量計１７、吸引ポンプ１８が接続されている。

　図１３（ｂ）に示すように、第１ハンドピース１０２にはノズル４、供給口２４が設置され、第２ハンドピース１０３には吸引口１０５が設置されている。従って、術者はノズル４と吸引口１０５とを別々に操作することができる。

　図１４に示すように、術者は第１ハンドピース１０２を操作してノズル４を生体３５に接近させる。術者が噴射スイッチ３４をＯＮにするとき供給口２４から第２液体３１が供給される。そして、第２液体３１はノズル４と生体３５との間に供給される。第２液体３１には表面張力が作用するので、第２液体３１はノズル４と生体３５との間で滞留し液だまり３６を形成する。

　術者または補助者は第２ハンドピース１０３を操作して吸引口１０５を液だまり３６に挿入する。吸引口１０５から液だまり３６に位置する液体や細胞群３７が吸引される。液だまり３６では供給口２４から供給される第２液体３１の流量より吸引口１０５から吸引される液体の流量が少なくなるように制御装置１３が制御する。これにより、ノズル４と生体３５との間には液だまり３６が安定して形成されるようになっている。

　上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
　（１）本実施形態によれば、ノズル４が設置された第１ハンドピース１０２と吸引口１０５が設置された第２ハンドピース１０３とが別体となっている。そして、術者が第１ハンドピース１０２を操作してノズル４の位置を調整する。このとき、吸引口１０５が設置された第２ハンドピース１０３を補助者が操作することができる。従って、術者はノズル４の位置調整に専念し、補助者は吸引口１０５の位置調整に専念することができる。生体３５の表面には凹凸があるので第２液体３１が生体３５の凹みに流れることがある。このときにも補助者が第２ハンドピース１０３を操作して余分な第２液体３１を容易に吸引することができる。

　尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
　（変形例１）
　前記第１の実施形態では、吸引量演算部７５が第１液体１２の噴射量と第２液体３１の供給量とから吸引量を演算して調整した。これに限らず、吸引口１５から吸引される吸引量を一定に固定しても良い。そして、第１液体１２の噴射量と第２液体３１の供給量との液体総流量が吸引量より多くなるように供給量演算部７６が第２液体３１の供給量を演算しても良い。そして、供給量演算部７６が第１液体１２の流量と第２液体３１の流量とを調整しても良い。吸引量を一定にするので吸引量の制御を容易にすることができる。

　（変形例２）
　前記第１の実施形態では、図３（ｃ）に示すように供給量演算部７６は容積供給量相関線５６を用いて第２液体３１の供給量を演算した。供給量演算部７６は液体室４１の容積変化量を判定する判定値を用いて第２液体３１の供給量を演算しても良い。つまり、液体室４１の容積変化量が判定値を越えて増加したときに供給量演算部７６は第２液体３１の供給量を増加させる。また、液体室４１の容積変化量が判定値を越えて減少したときに供給量演算部７６は第２液体３１の供給量を減少させてもよい。制御を連続的でなく段階的に行うので制御を容易にすることができる。このときの判定値は１つでも良く、複数設けても良い。

　（変形例３）
　前記第１の実施形態では、圧電素子４７を伸縮させて第１液体１２を脈動させた。他にも電磁石、静電気力等の駆動力を用いて第１液体１２を脈動させても良い。または、圧電素子に代えて、所定の容積を有する流体室内に供給された第１液体に対して気泡を発生させて第１液体１２を脈動させるものであってもよい。生産性の良い構造にしても良い。

　（変形例４）
　前記第１の実施形態では、液体噴射装置１は生体３５を切断する医療機器として用いられた。液体噴射装置１は他の用途に用いても良い。例えば、肉、野菜、豆腐等の食材の他、木材やコンクリート等の各種構造物を加工するときに液体噴射装置１を用いても良い。このときにも被加工物が飛び散るのを防止することができる。

　１…手術機器としての液体噴射装置、３…噴射管、４…液体噴射開口部としてのノズル、１２…第一の液体としての第１液体、１３…制御手段としての制御装置、１４…吸引手段としての吸引管、１５…液体吸引開口部及び吸引手段としての吸引口、１８…吸引手段としての吸引ポンプ、２３…第二の液体供給手段としての供給管、２４…第二の液体供給手段としての供給口、２９…第二の液体供給手段としての第２ポンプ、３１…第二の液体としての第２液体、３２…距離検出手段としての近接センサー、３４…スイッチとしての噴射スイッチ、３５…物体としての生体、４１…液体室、４７…容積変更手段としての圧電素子、７５…調整手段としての吸引量演算部、７６…調整手段としての供給量演算部。

Claims

　噴射管の液体噴射開口部から第一の液体をパルス状に噴射する液体噴射装置であって、
　供給管から前記液体噴射開口部近傍に第二の液体を供給する第二の液体供給手段を備えたことを特徴とする液体噴射装置。
　請求項１に記載の液体噴射装置であって、
　前記液体噴射開口部の近傍に配置された液体吸引開口部と、
　前記液体吸引開口部に吸引管を介して接続し前記第一の液体及び前記第二の液体を吸引する吸引手段と、を含むことを特徴とする液体噴射装置。
　請求項２に記載の液体噴射装置であって、
　前記噴射管が前記供給管に内挿されたことを特徴とする液体噴射装置。
　請求項１～３のいずれか一項に記載の液体噴射装置であって、
　前記噴射管が前記吸引管に内挿されたことを特徴とする液体噴射装置。
　請求項１～４のいずれか一項に記載の液体噴射装置であって、
　容積を変化させることによって前記第一の液体にパルス流を発生させる液体室と、
　前記液体室の容積の変化量を変化させる容積変更手段と、
　前記液体室の容積の変化量に基づき、前記第二の液体供給手段から供給する前記第二の液体の供給量を制御する制御手段と、を含むことを特徴とする液体噴射装置。
　請求項５に記載の液体噴射装置であって、
　前記容積変更手段が前記液体室の容積の変化量を大きくするときは、
　前記制御手段が前記第二の液体供給手段から供給する前記第二の液体を多くすることを特徴とする液体噴射装置。
　請求項５または６に記載の液体噴射装置であって、
　前記容積変更手段が前記液体室の容積の変化量を小さくするときは、
　前記制御手段が前記第二の液体供給手段から供給する前記第二の液体を少なくすることを特徴とする液体噴射装置。
　請求項１～７のいずれか一項に記載の液体噴射装置であって、
　前記第一の液体の噴射と非噴射とを切り換えるためのスイッチを備え、
　前記第一の液体を噴射させる場合には、前記第二の液体供給手段が前記第二の液体を供給し、
　前記第一の液体の噴射を停止させる場合には、前記第二の液体供給手段が前記第二の液体を供給しない制御を行う制御手段を備えたことを特徴とする液体噴射装置。
　請求項１～７のいずれか一項に記載の液体噴射装置であって、
　前記液体噴射開口部から前記第一の液体の噴射される方向にある物体への距離を検出する距離検出手段を備え、
　前記制御手段は、前記距離検出手段から検出された距離が所定の距離より短い場合に、前記第二の液体供給手段から前記第二の液体を供給するように制御することを特徴とする液体噴射装置。
　請求項１～７のいずれか一項に記載の液体噴射装置であって、
　前記液体噴射開口部から前記第一の液体の噴射される方向にある物体への距離を検出するための距離検出手段を備え、
　前記制御手段は、前記距離検出手段から検出された距離が所定の距離より長い場合に、前記第二の液体供給手段から前記第二の液体の供給を停止するように制御することを特徴とする液体噴射装置。
　請求項１～１０のいずれか一項に記載の液体噴射装置であって、
　前記第二の液体は前記第一の液体より表面張力が大きいことを特徴とする液体噴射装置。
　請求項１～１０のいずれか一項に記載の液体噴射装置であって、
　前記第二の液体供給手段が、前記第二の液体に代えて前記第一の液体を前記液体噴射開口部近傍に供給することを特徴とする液体噴射装置。
　請求項２に記載の液体噴射装置であって、
　前記液体噴射開口部から噴射される前記第一の液体の流量と前記第二の液体供給手段から供給する前記第二の液体の流量の和が、前記液体吸引開口部から吸引される液体の流量より大きくなるように、前記第二の液体及び前記吸引される液体のうち少なくとも一方の流量を調整する調整手段を含むことを特徴とする液体噴射装置。
　請求項１～１３のいずれか一項に記載の液体噴射装置であって、
　前記第二の液体供給手段から供給する前記第二の液体の供給流量が５ｍｌ／分以上であることを特徴とする液体噴射装置。
　請求項１～１４のいずれか一項に記載された液体噴射装置を備え、
　前記第一の液体を噴射し生体組織に外科的処置が行われることを特徴とする手術機器。