WO2016203861A1 - 超音波処置具 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an ultrasonic treatment instrument.
- An ultrasonic treatment tool used for such treatment is known.
- Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-229357 discloses a technique related to such an ultrasonic treatment instrument.
- the ultrasonic transducer is used repeatedly, while the tip side portion of the vibrating probe that contacts the living tissue is required to be exchangeable.
- the tip of the probe is fastened with a screw to the ultrasonic transducer side portion of the probe.
- an ultrasonic treatment instrument having a structure in which a spherical protrusion and a mortar-shaped concave portion are pressed against each other so as to change the extending direction of the probe. Is disclosed.
- the tip of the probe is simply the base rather than the tip of the probe is fixed to the base end with a screw.
- the tip of the probe can be easily replaced only by being pressed against the end portion.
- International Publication No. 98/27874 when the distal end side and the proximal end side are in contact with a spherical protrusion and a mortar-shaped concave portion, the contact portion becomes linear and vibration transmission efficiency is likely to decrease. . Further, considering the vibration transmission efficiency, it is necessary to examine the vibration characteristics and the positional relationship of the connecting portions.
- An object of the present invention is to provide an ultrasonic treatment instrument having high ultrasonic vibration transmission efficiency.
- an ultrasonic treatment instrument includes a first vibration transmission member configured to transmit vibration along a reference line, and a non-screw type with respect to the first vibration transmission member. And a second vibration transmission member configured to transmit vibration along the reference line together with the first vibration transmission member, and the first vibration transmission member and the second vibration.
- the boundary surface of the member includes a first contact region that is in contact with the second vibration transmission member by a surface, and a first non-contact region that is not in contact with the second vibration transmission member.
- FIG. 1 is a diagram illustrating an outline of a configuration example of an ultrasonic treatment system according to an embodiment.
- FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a configuration example of the handpiece body, the ultrasonic transducer, and the ultrasonic transmission member.
- FIG. 3 is a diagram showing an outline of a configuration example of the handpiece tip and the probe member.
- FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a state in which the handpiece main body and the ultrasonic transmission member, the handpiece tip portion, and the probe member are connected.
- FIG. 5 is a diagram illustrating an outline of a configuration example of the ultrasonic transducer, the ultrasonic transmission member, and the probe member in a connected state.
- FIG. 1 is a diagram illustrating an outline of a configuration example of an ultrasonic treatment system according to an embodiment.
- FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a configuration example of the handpiece body, the ultrasonic transducer, and the ultrasonic transmission member.
- FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a connection position in a state where the transducer-side transmission unit of the ultrasonic transmission member and the probe-side transmission unit of the probe member are connected.
- FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the first surface on the distal end side of the transducer-side transmission unit.
- FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a numerical calculation result of the anti-node position deviation amount with respect to the frequency difference.
- FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the configuration of the transducer-side transmission unit and the probe-side transmission unit in the first modification.
- FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the configuration of the transducer-side transmission unit and the probe-side transmission unit in the second modification.
- FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the configuration of the transducer-side transmission unit and the probe-side transmission unit in the third modification.
- FIG. 12 is a diagram illustrating an example of the configuration of the transducer-side transmission unit and the probe-side transmission unit in the fourth modification.
- FIG. 13 is a diagram illustrating an example of the configuration of the transducer-side transmission unit and the probe-side transmission unit in the fifth modification.
- FIG. 14 is a diagram illustrating an example of the configuration of the transducer-side transmission unit and the probe-side transmission unit in the sixth modification.
- FIG. 15 is a diagram illustrating an example of the configuration of the transducer-side transmission unit and the probe-side transmission unit in the seventh modification.
- the ultrasonic treatment system 1 includes a treatment instrument 10 for performing treatment by ultrasonic waves, a power supply device 80 for supplying power to the treatment instrument 10, and a foot switch 90.
- the treatment instrument 10 includes a handpiece 20 and a tip probe 180 protruding from the handpiece 20.
- an ultrasonic transducer described later is provided in the handpiece 20.
- the vibration generated by the ultrasonic transducer is transmitted to the tip probe 180 via an ultrasonic transmission member provided in the handpiece 20.
- the tip probe 180 vibrates ultrasonically.
- the distal probe 180 side is referred to as the distal end side
- the handpiece 20 side is referred to as the proximal end side.
- the handpiece 20 is provided with an input unit 22.
- the input unit 22 is a part for inputting an instruction for driving the ultrasonic transducer.
- the input unit 22 may include a plurality of switches so that a plurality of types of inputs corresponding to driving of a plurality of types of ultrasonic transducers are performed.
- the input unit 22 is connected to the power supply device 80. Further, the ultrasonic transducer in the handpiece 20 is connected to the power supply device 80.
- the power supply device 80 detects an input to the input unit 22 and supplies electric power corresponding to the input to the ultrasonic transducer.
- the foot switch 90 has the same function as the input unit 22 provided in the handpiece 20. That is, the foot switch 90 is provided with a switch similar to the input unit 22.
- the foot switch 90 may include a plurality of switches like the input unit 22.
- the user When performing the treatment, the user holds the handpiece 20 and brings the tip probe 180 that ultrasonically vibrates into contact with the living tissue to be treated. At this time, the user operates the input unit 22 or the foot switch 90 to vibrate the ultrasonic transducer. The vibration generated by the ultrasonic transducer is transmitted to the tip probe 180. When the vibrating tip probe 180 comes into contact with the living tissue, heat is generated by friction. This heat causes a treatment such as incision of a living tissue to be treated.
- the ultrasonic treatment system 1 may function not only as an ultrasonic vibration but also as a high-frequency treatment instrument using the tip probe 180 as an electrode. In this case, the ultrasonic treatment system 1 treats living tissue with ultrasonic vibration and high-frequency power.
- the portion including the tip probe 180 is preferably disposable for hygiene purposes.
- the portion including the ultrasonic transducer is expensive, it can be used repeatedly. Therefore, the treatment instrument 10 according to the present embodiment is configured such that the handpiece main body 30 that is the base end side of the handpiece 20 and the handpiece distal end portion 50 that supports the distal probe 180 are attached and detached.
- FIG. 2 shows an outline of a configuration example of the handpiece body 30 including the ultrasonic transducer 110.
- the handpiece main body 30 has a substantially cylindrical shape, and has a space inside along the central axis.
- the handpiece body 30 is preferably formed of a plastic material having heat resistance and electrical insulation.
- the ultrasonic vibrator 110 is disposed on the proximal end side of the internal space of the handpiece body 30.
- the ultrasonic transducer 110 is, for example, a bolt-clamped Langevin type transducer (BLT) type ultrasonic transducer.
- BLT Langevin type transducer
- the ultrasonic vibrator 110 is supplied with power from the power supply device 80 via the first wiring 111 and the second wiring 112.
- the ultrasonic transducer 110 vibrates ultrasonically according to this electric power.
- the ultrasonic transducer 110 is not limited to a BLT type transducer, and various types of transducers can be used.
- An ultrasonic transmission member 120 is provided on the distal end side of the ultrasonic transducer 110.
- the ultrasonic transmission member 120 includes a transducer connecting portion 122, a horn 124, a flange 126, and a transducer side transmitting portion 130.
- the distal end side of the ultrasonic transducer 110 is firmly fixed to the proximal end side of the transducer connection portion 122.
- a horn 124 is formed integrally with the transducer connecting portion 122 at the distal end side of the transducer connecting portion 122.
- the horn 124 has a shape that narrows from the proximal end side toward the distal end side along the central axis.
- the horn 124 expands the amplitude of the ultrasonic vibration generated by the ultrasonic vibrator 110.
- a flange 126 is formed integrally with the horn 124 at the front end side of the horn 124.
- a transducer-side transmission unit 130 having an elongated cylindrical shape integrally with the flange 126 is formed.
- the diameter of the transducer-side transmission unit 130 is substantially the same along the longitudinal axis.
- a concave portion 133 is formed on the first surface 132 that is the tip-side surface of the transducer-side transmission portion 130.
- the ultrasonic transmission member 120 is formed of a metal material having good acoustic characteristics such as a titanium alloy material, a stainless alloy material, and an aluminum alloy material.
- the flange 126 is fixed to the handpiece body 30.
- the ultrasonic transducer 110 and the ultrasonic transmission member 120 are not in contact with the inner wall of the handpiece body 30 except for the flange 126. In this way, the ultrasonic transducer 110 and the ultrasonic transmission member 120 are fixed in the space inside the handpiece body 30.
- the transducer-side transmission unit 130 of the ultrasonic transmission member 120 is disposed in the internal space of the handpiece body 30 along the longitudinal axis, and the distal end portion of the transducer-side transmission unit 130 is connected to the handpiece body 30. Located near the tip.
- a groove 34 is formed on the inner surface near the tip of the handpiece body 30.
- the groove 34 is provided so that an opening is formed at the edge of the handpiece body 30 on the distal end side.
- the groove 34 is formed in a shape that extends from the opening toward the proximal end, tilts in the circumferential direction, extends obliquely toward the proximal end, further extends in the circumferential direction, and returns to the distal end side in the innermost portion. .
- the width of this groove is slightly larger than the outer diameter of the pin described later.
- the number of the grooves 34 may be one, but a plurality is preferable.
- FIG. 3 shows an outline of a configuration example of a portion including the tip probe 180 and the handpiece tip 50.
- the handpiece tip 50 has a substantially cylindrical shape, and has a space along the center axis thereof.
- the handpiece distal end portion 50 will be described by being divided into a distal end portion 51, a central portion 52, and a proximal end portion 53 along the longitudinal axis.
- the outer diameter of the handpiece tip 50 substantially matches the outer diameter of the handpiece body 30.
- the outer diameter of the handpiece distal end portion 50 gradually decreases toward the distal end direction.
- the outer diameter of the handpiece distal end portion 50 is smaller than the inner diameter of the handpiece main body 30.
- the base end portion 53 of the handpiece tip end portion 50 is provided with a recess 55 whose outer diameter is smaller than that of the base end portion 53.
- the recess 55 is fitted with a slider ring 60 so that the central axis of the handpiece tip 50 matches the central axis.
- the inner diameter of the slider ring 60 is slightly larger than the outer diameter of the recess. Accordingly, the slider ring 60 can move along its longitudinal axis within the recess 55.
- a pin 62 is provided on the outer periphery of the slider ring 60 so as to correspond to the groove 34 of the handpiece body 30. That is, for example, when the two grooves 34 are provided on the inner peripheral surface of the handpiece body at an interval of 180 °, two pins 62 are provided on the outer periphery of the slider ring at an interval of 180 °.
- the recess 55 is provided with a coil spring 68 so that the central axis of the handpiece tip 50 matches the central axis.
- the coil spring 68 is provided on the proximal end side with respect to the slider ring 60.
- the coil spring 68 applies a force to the slider ring 60 so as to push the slider ring 60 toward the tip side.
- the coil spring 68 applies a force to the surface on the proximal end side of the recess 55 so as to push the handpiece distal end portion 50 toward the proximal end side.
- a probe member 190 including a tip probe 180 is disposed inside the handpiece tip 50.
- the probe member 190 is formed of a metal material having good acoustic characteristics, such as a titanium alloy material, a stainless alloy material, and an aluminum alloy material.
- the probe member 190 includes a tip probe 180, a flange 172, and a probe side transmission unit 160 from the tip side. That is, the flange 172 is provided on the proximal end side of the distal probe 180. Further, a probe side transmission section 160 is provided on the proximal end side of the flange 172.
- the outer diameter of the probe-side transmission unit 160 is equal to the outer diameter of the transducer-side transmission unit 130.
- the outer diameter of the tip probe 180 is equal to or smaller than the outer diameter of the probe-side transmission unit 160. Therefore, when the outer diameter of the distal probe 180 and the outer diameter of the probe-side transmission portion 160 are different, the probe member 190 gradually becomes thinner from the proximal end side toward the distal end side in the portion where the flange 172 is provided. .
- the flange 172 of the probe member 190 is fixed to the handpiece tip 50. Parts other than the flange 172 portion of the probe member 190 are not in contact with the inner wall of the handpiece tip 50. Thus, the probe member 190 is supported in the internal space of the handpiece tip 50 so that the longitudinal axis thereof coincides with the longitudinal axis of the handpiece tip 50.
- the second surface 162 that is the proximal-side surface of the probe-side transmission unit 160 is positioned at the proximal-side portion of the handpiece distal end portion 50.
- FIG. 4 schematically shows a state where the handpiece tip 50 is mounted on the handpiece body 30.
- the pin 62 of the slider ring 60 is inserted into the innermost part of the groove 34 formed on the inner surface on the distal end side of the handpiece body 30. Since the slider ring 60 is applied with a force in the distal direction by the elastic force of the coil spring 68, the pin 62 is fixed to the innermost part of the groove 34.
- the inner wall on the distal end side of the handpiece main body 30 faces the outer wall on the distal end side of the proximal end portion 53 of the handpiece distal end portion 50. Further, the distal end surface of the handpiece body 30 faces the proximal end surface of the central portion 52 of the handpiece distal end portion 50.
- the elastic force of the coil spring 68 acts to push the proximal side surface of the recess 55 of the handpiece distal end portion 50 in the proximal direction. Therefore, the handpiece distal end portion 50 is pressed in the proximal direction as a whole.
- the probe member 190 Since the probe member 190 is fixed to the distal end portion 50 of the handpiece, the probe member 190 is pressed against the ultrasonic transmission member 120 in the proximal direction. That is, the ultrasonic transmission member 120 and the probe member 190 are installed such that the first surface 132 on the distal end side of the ultrasonic transmission member 120 and the second surface 162 on the proximal end side of the probe member 190 are pressed against each other. Is done. In this way, the vibration generated by the ultrasonic transducer 110 is transmitted to the probe member 190 via the ultrasonic transmission member 120.
- FIG. 5 schematically shows a state in which the ultrasonic transducer 110, the ultrasonic transmission member 120, and the probe member 190 are connected.
- the ultrasonic transducer 110 and the ultrasonic transmission member 120 are fixed to the handpiece body 30 at the flange 126.
- the probe member 190 is fixed to the handpiece tip 50 at the flange 172.
- the probe member 190 receives an external force in the proximal direction from the handpiece distal end portion 50 at the flange 172.
- the ultrasonic transmission member 120 and the probe member 190 are connected to each other at the connection position 150 by being pressed against each other.
- the ultrasonic transducer 110, the ultrasonic transmission member 120, and the probe member 190 are connected within the handpiece 20.
- the ultrasonic vibration generated by the ultrasonic transducer 110 is transmitted to the probe member 190 via the ultrasonic transmission member 120.
- the tip probe 180 vibrates.
- vibrator 110, the ultrasonic transmission member 120, and the probe member 190 comprise one vibration system as a whole.
- the vibration system is configured as follows so that vibration is not inhibited.
- the positions of the flange 126 of the ultrasonic transmission member 120 and the flange 172 of the probe member 190 are designed to coincide with the position of the vibration node. This is because the vibrating body is not displaced at the vibration node position. Since there is no displacement of the vibrating body at the node position, even if it is in contact with the handpiece main body 30 or the handpiece tip 50 at this portion, the vibration is not hindered by the handpiece main body 30 or the handpiece tip 50. . At the node position, the stress applied to the vibrating body is large, and local deformation of the vibrating body is large.
- connection position 150 which is the boundary between the ultrasonic transmission member 120 and the probe member 190 is designed to coincide with the position of the vibration antinode. This is because, at the antinode position of the vibration, the vibration body is largely displaced, but the stress applied to the vibration body is small, so the local deformation of the vibration body is small and the contact state between the two objects is unlikely to change. is there.
- connection position 150 By arranging the connection position 150 at the antinode position of vibration, vibration transmission from the ultrasonic transmission member 120 to the probe member 190 is efficiently performed.
- the probe side transmission part 160 of the probe member 190 has a cylindrical shape.
- the second surface 162 that is the surface on the proximal end side of the probe-side transmission unit 160 is a flat surface.
- the transducer side transmission part 130 of the ultrasonic transmission member 120 is also cylindrical.
- a concave portion 133 is provided in the central portion of the first surface 132 that is the tip-side surface of the transducer-side transmission unit 130.
- FIG. 7 shows the structure when the first surface 132 that is the boundary surface is viewed from the front end side.
- the contact surface 134 that is a portion in contact with the second surface 162 of the first surface 132 has an annular shape.
- a bottom surface portion 136 of the recess 133 is circular.
- the peripheral portion of the contact surface 134 is chamfered, and a chamfered portion 135 that is inclined with respect to the contact surface 134 is formed.
- An inclined surface 137 is also formed on the inner periphery of the contact surface 134 and is connected to the bottom surface portion 136.
- the bottom face part 136 of the recessed part 133 is circular here and the contact surface 134 is circular shape was shown here as an example, it is not restricted to this.
- the bottom surface portion 136 of the recess 133 may be a quadrangle, and the contact surface 134 may be an annular shape having corners at four corners.
- FIG. 8 shows an example of a simulation result of the relationship between the amount of displacement of the abdominal position with respect to the difference between the frequency change caused by the ultrasonic transmission member 120 and the frequency change caused by the probe member 190 (referred to as frequency difference). .
- the solid line indicates the relationship when the first surface 132 has the recess 133 as in the present embodiment.
- the broken line indicates a relationship when the first surface 132 has no recess 133, that is, when the first surface 132 is a flat surface.
- the frequency difference is 0, that is, when the frequency characteristic of the ultrasonic transmission member 120 and the frequency characteristic of the probe member 190 are appropriately adjusted, the recess 133 is formed on the first surface 132.
- the abdominal position coincides with the boundary position between the ultrasonic transmission member 120 and the probe member 190, whether or not there is. If the first surface 132 does not have the concave portion 133 and the frequency difference increases, the amount of displacement of the abdominal position increases accordingly.
- the first surface 132 has the recess 133, there is almost no shift in the antinode position even if the frequency difference is about ⁇ 1 kHz.
- the contact surface 134 is in contact with the second surface 162 of the first surface 132.
- Other portions, in particular, the bottom surface portion 136 are free ends. That is, the bottom surface portion 136 becomes a vibration antinode.
- a surface 164 of the second surface 162 that faces the bottom surface portion 136 is also a free end and becomes an antinode of vibration. Since the bottom surface portion 136 and the surface 164 facing the bottom surface portion 136 are antinodes of vibration, the connection position 150 including the contact surface 134 is likely to be antinode.
- connection position 150 including the contact surface 134 tends to be an abdominal position.
- the ultrasonic transmission member 120 and the probe member 190 are accurately manufactured as designed. However, errors may occur during manufacturing, and vibration characteristics may change depending on the number of times of use and elapsed time.
- the concave portion 133 on the first surface 132 of the ultrasonic transmission member 120 as in the present embodiment, even if a manufacturing error or a secular change occurs, a change in the abdominal position is suppressed. A reduction in efficiency is prevented.
- the first surface 132 is the same as the first vibration transmission member. This corresponds to the boundary surface of the first vibration transmission member at the boundary position with the second vibration transmission member. That is, the first surface 132 is a boundary surface that is visible when the first vibration transmission member is viewed from the second vibration transmission member side along the center line serving as a reference line.
- the contact surface 134 corresponds to a first contact region that is in surface contact with the second vibration transmission member, and the bottom surface portion 136 is not in contact with the second vibration transmission member. Corresponds to the area.
- the second surface 162 has the first vibration transmission member and the first vibration transmission member. This corresponds to the boundary surface of the first vibration transmission member at the boundary position with the second vibration transmission member. That is, the second surface 162 corresponds to a boundary surface that is visible when the first vibration transmission member is viewed from the second vibration transmission member side along the center line serving as a reference line.
- the surface of the second surface 162 that faces the contact surface 134 corresponds to the first contact region that is in contact with the second vibration transmitting member by the surface, and the surface 164 that faces the bottom surface portion 136 is: This corresponds to a first non-contact area that is not in contact with the second vibration transmitting member.
- the concave portion 133 is provided on the first surface 132 of the transducer-side transmission unit 130 of the ultrasonic transmission member 120, and the second surface 162 of the probe-side transmission unit 160 of the probe member 190 is a flat surface. It is.
- the first surface 132 of the transducer-side transmission unit 130 is a flat surface
- the recess 163 is provided on the second surface 162 of the probe-side transmission unit 160. ing.
- Other configurations are the same as those of the above-described embodiment.
- the first surface 132 and the second surface 162 are free ends in the portion where the recess 163 is provided. For this reason, as in the above-described embodiment, even if the frequency characteristics of the ultrasonic transmission member 120 or the probe member 190 are slightly changed, the connection position 150 that is the boundary between the ultrasonic transmission member 120 and the probe member 190 does not vibrate. The effect of becoming an abdominal position is acquired.
- the concave portion 133 is provided on the first surface 132 of the transducer-side transmission unit 130 of the ultrasonic transmission member 120, and the second surface 162 of the probe-side transmission unit 160 of the probe member 190 is a flat surface. It is.
- the second surface 162 of the probe-side transmission unit 160 is also provided with a recess 163.
- the recess 133 of the first surface 132 and the recess 163 of the second surface 162 are provided at positions corresponding to each other.
- Other configurations are the same as those of the above-described embodiment.
- both the first surface 132 and the second surface 162 are free ends. .
- the connection position 150 that is the boundary between the ultrasonic transmission member 120 and the probe member 190 does not vibrate. The effect of becoming an abdominal position is acquired.
- the contact surface 134 where the first surface 132 of the transducer-side transmitter 130 and the second surface 162 of the probe-side transmitter 160 are in contact with each other is the transducer-side transmitter 130 and the probe-side transmitter. It is perpendicular to the central axis of 160.
- the contact surface is not perpendicular to the central axis.
- the first surface 132 of the transducer-side transmission unit 130 is recessed so as to be deeper toward the center side, and the second surface 162 of the probe-side transmission unit 160 protrudes toward the center side.
- the first surface 132 of the transducer-side transmission unit 130 and the second surface 162 of the probe-side transmission unit 160 are in contact with the contacted part. And no part.
- the first surface 132 and the second surface 162 are free ends in the portion where the recess 133 is provided. For this reason, as in the above-described embodiment, even if the frequency characteristics of the ultrasonic transmission member 120 or the probe member 190 are slightly changed, the connection position 150 that is the boundary between the ultrasonic transmission member 120 and the probe member 190 does not vibrate. The effect of becoming an abdominal position is acquired.
- the first surface 132 of the transducer-side transmission unit 130 has a shape that protrudes toward the center side, and the second surface 162 of the probe-side transmission unit 160 is recessed so as to become deeper toward the center side. It may be. In this case, the same effect can be obtained.
- the concave portion 133 is provided on the first surface 132 of the transducer-side transmission unit 130 of the ultrasonic transmission member 120, and the second surface 162 of the probe-side transmission unit 160 of the probe member 190 is a flat surface. It is.
- the second surface 162 of the probe-side transmission unit 160 is provided with a convex portion 166 at a position corresponding to the concave portion 133 of the first surface 132. Yes. Therefore, the convex portion of the second surface 162 is fitted in the concave portion 133 of the first surface 132.
- the depth of the concave portion 133 of the first surface 132 is deeper than the height of the convex portion 166 of the second surface 162. For this reason, the bottom surface portion 136 of the concave portion 133 of the first surface 132 and the top portion 167 of the convex portion 166 of the second surface 162 are not in contact with each other.
- the bottom surface portion 136 of the concave portion 133 and the top portion 167 of the convex portion 166 are free ends.
- a convex portion may be provided on the first surface 132 and a concave portion may be provided on the second surface 162. In this case, the same effect can be obtained.
- the concave portion 133 is provided on the first surface 132 of the transducer-side transmission unit 130 of the ultrasonic transmission member 120, and the second surface 162 of the probe-side transmission unit 160 of the probe member 190 is a flat surface. It is.
- a convex portion 141 is provided at the center portion of the first surface 132 of the transducer-side transmission portion 130.
- the 2nd surface 162 of the probe side transmission part 160 is a plane.
- Other configurations are the same as those of the above-described embodiment.
- the first surface 132 and the second surface 162 are in contact with each other in the portion where the convex portion 141 is formed, but in the other portions, the first surface 132 is also the second surface.
- Surface 162 is also a free end.
- the connection position 150 that is the boundary between the ultrasonic transmission member 120 and the probe member 190 does not vibrate. The effect of becoming an abdominal position is acquired.
- the shape of the contact surface between the first surface 132 and the second surface 162 may be any shape. For example, it may be a circle or a polygon including a quadrangle.
- first surface 132 may be a flat surface
- second surface 162 may be provided with a convex portion
- convex portions may be provided on both the first surface 132 and the second surface 162. In these cases, the same effect can be obtained.
- the thickness of the transducer-side transmission unit 130 of the ultrasonic transmission member 120 and the thickness of the probe-side transmission unit 160 of the probe member 190 are the same. That is, the contour of the boundary surface that is visible when the transducer-side transmission unit 130 is viewed from the probe-side transmission unit 160 and the contour of the boundary surface that is visible when the probe-side transmission unit 160 is viewed from the transducer-side transmission unit 130 ,Match.
- the transducer-side transmission unit 130 is thicker than the probe-side transmission unit 160.
- the first surface 132 of the transducer-side transmission unit 130 includes a contact region 142 that contacts the second surface 162 of the probe-side transmission unit 160 and a non-contact region 143 that does not contact the second surface 162. Is formed.
- the first surface 132 is a free end in the non-contact region 143.
- the probe-side transmission unit 160 may be thicker than the transducer-side transmission unit 130. In this case, the same effect can be obtained.
- the thickness of the transducer-side transmission unit 130 of the ultrasonic transmission member 120 is the same as the thickness of the probe-side transmission unit 160 of the probe member 190, but the flange 144 is provided at the tip of the transducer-side transmission unit 130. Is provided. Therefore, as shown in FIG. 15, the first surface 132 of the transducer-side transmission unit 130 has a contact area 145 that contacts the second surface 162 of the probe-side transmission unit 160 and a non-contact area 146 that does not contact. And are formed.
- the first surface 132 is a free end in the non-contact region 146.
- a flange may be provided on the probe-side transmission unit 160. In this case, the same effect can be obtained.
- the ultrasonic transmission member 120 and the probe member 190 are pressed against each other by the elastic force of the coil spring 68.
- the ultrasonic transmission member 120 and the probe member 190 may be pressed against each other by the elastic force of another elastic body. Further, the ultrasonic transmission member 120 and the probe member 190 may be pressed by another force such as a magnetic force. This can be applied to any modification.
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Abstract
振動子からプローブ側へ、ねじ固定によらず効率よく超音波振動を伝達する超音波処置具を提供する。第1の振動伝達部材(130)と第2の振動伝達部材(160)とによって伝達された振動を用いて生体組織を処置する超音波処置具(10)において、第1の振動伝達部材(130)と第2の振動伝達部材(160)との境界位置の第1の振動伝達部材(130)の境界面は、第2の振動伝達部材(160)と面で接触している接触領域(134)と、第2の振動伝達部材(160)と接触していない非接触領域(136)とを含む。
Description
本発明は、超音波処置具に関する。
超音波振動を利用して、生体組織を処置する方法がある。このような処置に用いられる超音波処置具が知られている。例えば日本国特開2008-229357号公報には、このような超音波処置具に係る技術が開示されている。超音波処置具では、超音波振動子は繰り返し使用されるのに対して、振動するプローブの生体組織と接触する先端側の部分は交換可能であることが求められる。日本国特開2008-229357号公報に開示された超音波処置具では、プローブの先端部は、プローブの超音波振動子側の部分に対してねじで締結されている。また、例えば国際公開第98/27874号には、プローブの延伸方向を変化させられるように、プローブの一部に球状の突起とすり鉢状の凹部とが互いに押し付けられた構造を有する超音波処置具が開示されている。
日本国特開2008-229357号公報に開示されている超音波処置具のように、プローブの先端部が基端側の部分に対してねじで固定されるよりも、単にプローブの先端部が基端側の部分に対して押し付けられているだけの方がプローブの先端部の交換は容易である。また、国際公開第98/27874号のように、先端側と基端側とが球状の突起とすり鉢状の凹部とで接していると、接触部分は線状となり振動の伝達効率が低下しやすい。また、振動の伝達効率を考えると振動特性と接続部分の位置関係とを検討する必要がある。
本発明は、超音波振動の伝達効率がよい超音波処置具を提供することを目的とする。
本発明の一態様によれば、超音波処置具は、基準線に沿って振動を伝達するように構成された第1の振動伝達部材と、前記第1の振動伝達部材に対して非ねじ式で接続されて前記第1の振動伝達部材とともに前記基準線に沿って振動を伝達するように構成された第2の振動伝達部材とを備え、前記第1の振動伝達部材と前記第2の振動伝達部材とによって伝達された振動を用いて生体組織を処置する超音波処置具であって、前記第1の振動伝達部材と前記第2の振動伝達部材との境界位置における前記第1の振動伝達部材の境界面は、前記第2の振動伝達部材と面で接触している第1の接触領域と、前記第2の振動伝達部材と接触していない第1の非接触領域とを含む。
本発明によれば、超音波振動の伝達効率がよい超音波処置具を提供できる。
本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態に係る超音波処置システム1の構成例の概略を図1に示す。この図に示すように、超音波処置システム1は、超音波によって処置を行うための処置具10と、処置具10に電力を供給する電源装置80と、フットスイッチ90とを備える。
処置具10は、ハンドピース20と、ハンドピース20から突出している先端プローブ180とを含む。ハンドピース20内には、後述する超音波振動子が設けられている。超音波振動子で発生した振動は、ハンドピース20内に設けられた超音波伝達部材を介して先端プローブ180へと伝達される。その結果、先端プローブ180は、超音波振動する。以降の説明では、先端プローブ180側を先端側と称し、ハンドピース20側を基端側と称することにする。
ハンドピース20には、入力部22が設けられている。入力部22は、超音波振動子を駆動させるための指示を入力するための部位である。入力部22は、複数種類の超音波振動子の駆動に対応した複数種類の入力が行われるように、複数のスイッチを含んでいてもよい。入力部22は、電源装置80に接続されている。また、ハンドピース20内の超音波振動子は、電源装置80に接続されている。電源装置80は、入力部22への入力を検出し、それに応じた電力を超音波振動子に供給する。
フットスイッチ90は、ハンドピース20に設けられた入力部22と同様の機能を有する。すなわち、フットスイッチ90には、入力部22と同様にスイッチが設けられている。フットスイッチ90は、入力部22と同様に複数のスイッチを含んでいてもよい。電源装置80は、フットスイッチ90への入力を検出したら、それに応じた電力を超音波振動子に供給する。
処置を行う際には、ユーザは、ハンドピース20を保持し、超音波振動する先端プローブ180を処置対象である生体組織に接触させる。このとき、ユーザは、入力部22又はフットスイッチ90を操作して超音波振動子を振動させる。超音波振動子で発生した振動は、先端プローブ180に伝達される。振動する先端プローブ180と生体組織が接触すると、摩擦によって熱が発生する。この熱によって、処置対象である生体組織の切開などの処置がなされる。なお、超音波処置システム1は、超音波振動のみならず、先端プローブ180を電極とする高周波処置具としても機能するものであってもよい。この場合、超音波処置システム1は、超音波振動と高周波電力とによって生体組織を処置する。
先端プローブ180を含む部分は、衛生のため、使い捨てであることが好ましい。一方で、超音波振動子を含む部分は、高価であるため、繰り返し使えることが好ましい。そこで、本実施形態に係る処置具10では、ハンドピース20の基端側であるハンドピース本体30と、先端プローブ180を支持するハンドピース先端部50とが着脱するように構成されている。
ハンドピース本体30とハンドピース先端部50との接続、並びに、超音波振動子及び超音波伝達部材と先端プローブ180との接続について、図2乃至図4を参照して説明する。
図2は、超音波振動子110を含むハンドピース本体30の構成例の概略を示す。ハンドピース本体30は、およそ円筒形状をしており、その中心軸に沿って内部に空間を有する。ハンドピース本体30は、耐熱性を有するとともに電気絶縁性を有するプラスチック材などで形成されていることが好ましい。
ハンドピース本体30の内部空間の基端側には、超音波振動子110が配置されている。超音波振動子110は、例えばボルト締めランジュバン振動子(bolt-clamped Langevine type transducer;BLT)型の超音波振動子である。超音波振動子110には、第1の配線111及び第2の配線112を介して電源装置80から電力が供給される。この電力に応じて超音波振動子110は、超音波振動する。超音波振動子110には、BLT型の振動子に限らず、各種振動子が用いられ得る。
超音波振動子110の先端側には、超音波伝達部材120が設けられている。超音波伝達部材120は、振動子接続部122と、ホーン124と、フランジ126と、振動子側伝達部130とを含む。超音波振動子110の先端側は、振動子接続部122の基端側に強固に固定されている。振動子接続部122の先端側には、振動子接続部122と一体的にホーン124が形成されている。ホーン124は、その中心軸に沿って基端側から先端側に向かって細くなる形状を有している。ホーン124は、超音波振動子110で発生する超音波振動の振幅を拡大する。ホーン124の先端側には、ホーン124と一体的にフランジ126が形成されている。フランジ126の先端側には、フランジ126と一体的に細長い円筒形状をした振動子側伝達部130が形成されている。振動子側伝達部130の直径は、その長手軸に沿ってほぼ同一となっている。なお、後に詳述するように、振動子側伝達部130の先端側の面である第1の面132には、凹部133が形成されている。超音波伝達部材120は、例えばチタン合金材やステンレス合金材、アルミニウム合金材等の音響特性が良好な金属材で形成されている。
フランジ126は、ハンドピース本体30に対して固定されている。なお、超音波振動子110及び超音波伝達部材120は、フランジ126以外においては、ハンドピース本体30の内壁と接触していない。このようにして、超音波振動子110及び超音波伝達部材120は、ハンドピース本体30の内部の空間に固定されている。超音波伝達部材120の振動子側伝達部130は、ハンドピース本体30の内部空間に長手軸に沿って配置されることになり、振動子側伝達部130の先端部は、ハンドピース本体30の先端部付近に位置している。
ハンドピース本体30の先端部付近の内面には、溝34が形成されている。溝34は、ハンドピース本体30の先端側の縁部に開口が形成されるように設けられている。溝34は、開口から基端側に延びた後に、円周方向に傾いて基端側に斜めに延び、さらに円周方向に延びて、最奥部において先端側に戻る形状に形成されている。この溝の幅は、後述するピンの外径よりもわずかに大きい。溝34は、1つであってもよいが、複数であることが好ましい。
図3は、先端プローブ180及びハンドピース先端部50を含む部分の構成例の概略を示す。ハンドピース先端部50は、およそ円筒形状をしており、その中心軸に沿って内部に空間を有する。ハンドピース先端部50について、その長手軸に沿って先端部分51、中央部分52及び基端部分53に分けて説明する。中央部分52において、ハンドピース先端部50の外径は、ハンドピース本体30の外径とほぼ一致している。中央部分52よりも先端側の先端部分51において、ハンドピース先端部50の外径は、先端方向に向かって徐々に細くなっている。中央部分52よりも基端側の基端部分53において、ハンドピース先端部50の外径は、ハンドピース本体30の内径よりも細くなっている。
ハンドピース先端部50の基端部分53には、基端部分53よりもさらに外径が細くなっているくぼみ55が設けられている。このくぼみ55には、ハンドピース先端部50の中心軸とその中心軸が一致するようにスライダリング60が嵌め込まれている。スライダリング60の内径は、くぼみの外径よりもわずかに大きい。したがって、スライダリング60は、くぼみ55内で、その長手軸に沿って移動できる。スライダリング60の外周には、ハンドピース本体30の溝34に対応してピン62が設けられている。すなわち、例えば2つの溝34がハンドピース本体の内周面に180°の間隔で設けられているとき、スライダリングの外周には、2つのピン62が180°の間隔で設けられる。
また、くぼみ55には、ハンドピース先端部50の中心軸とその中心軸が一致するようにコイルバネ68が設けられている。コイルバネ68は、スライダリング60よりも基端側に設けられている。コイルバネ68は、スライダリング60を先端側に押すように、スライダリング60に力を加える。また、コイルばね68は、ハンドピース先端部50を基端側に押すように、くぼみ55の基端側の面に力を加える。
ハンドピース先端部50の内部には、先端プローブ180を含むプローブ部材190が配置されている。プローブ部材190は、例えばチタン合金材、ステンレス合金材、アルミニウム合金材等の音響特性が良好な金属材で形成されている。プローブ部材190は、先端側から、先端プローブ180と、フランジ172と、プローブ側伝達部160とを含む。すなわち、先端プローブ180の基端側には、フランジ172が設けられている。さらにフランジ172の基端側には、プローブ側伝達部160が設けられている。
本実施形態では、プローブ側伝達部160の外径は、振動子側伝達部130の外径と等しい。先端プローブ180の外径は、プローブ側伝達部160の外径以下である。したがって、先端プローブ180の外径とプローブ側伝達部160の外径とが異なるとき、フランジ172が設けられている部分において、プローブ部材190は、基端側から先端側に向けて徐々に細くなる。
プローブ部材190のフランジ172は、ハンドピース先端部50に固定されている。プローブ部材190のフランジ172部分以外の部位は、ハンドピース先端部50の内壁と接触していない。このように、プローブ部材190は、ハンドピース先端部50の内部空間に、その長手軸とハンドピース先端部50の長手軸とを一致させるように支持されている。また、プローブ側伝達部160の基端側の面である第2の面162は、ハンドピース先端部50の基端側の部分に位置することになる。
図4は、ハンドピース本体30にハンドピース先端部50が装着された状態の概略を示す。図4に示すように、スライダリング60のピン62は、ハンドピース本体30の先端側の内面に形成された溝34の最奥部に挿入されている。コイルバネ68の弾性力によって、スライダリング60には、先端方向への力が掛かっているので、ピン62は、溝34の最奥部に掛かって固定される。このとき、ハンドピース本体30の先端側の内壁は、ハンドピース先端部50の基端部分53の先端側の外壁と対向することになる。また、ハンドピース本体30の先端の面は、ハンドピース先端部50の中央部分52の基端側の面と対向することになる。
スライダリング60はハンドピース本体30に対して固定されるので、コイルバネ68の弾性力は、ハンドピース先端部50のくぼみ55の基端側の面を基端方向に押すように作用する。したがって、ハンドピース先端部50は、全体として基端方向に押し付けられる。
プローブ部材190はハンドピース先端部50に固定されているので、プローブ部材190は、超音波伝達部材120に対して基端方向に押し付けられる。すなわち、超音波伝達部材120とプローブ部材190とは、超音波伝達部材120の先端側の第1の面132とプローブ部材190の基端側の第2の面162とが互いに押し付けられるように設置される。このようにして、超音波振動子110で発生した振動は、超音波伝達部材120を介してプローブ部材190に伝達されるようになる。
超音波振動子110と、超音波伝達部材120と、プローブ部材190とが接続された状態の概略を図5に示す。上述のとおり、超音波振動子110及び超音波伝達部材120は、フランジ126においてハンドピース本体30に固定されている。また、プローブ部材190は、フランジ172においてハンドピース先端部50に固定されている。プローブ部材190は、フランジ172においてハンドピース先端部50から基端方向への外力を受けている。この外力によって、超音波伝達部材120とプローブ部材190とは接続位置150において互いに押し付けられることで接続している。このように、超音波振動子110と、超音波伝達部材120と、プローブ部材190とは、ハンドピース20内で接続される。
超音波振動子110で発生した超音波振動は、超音波伝達部材120を介してプローブ部材190に伝達される。その結果、先端プローブ180は振動する。このように、超音波振動子110、超音波伝達部材120及びプローブ部材190は、全体として1つの振動系を構成する。ここで、この振動系は、振動が阻害されないように、次のように構成されている。
超音波伝達部材120のフランジ126及びプローブ部材190のフランジ172の位置は、振動の節の位置と一致するように設計されている。これは、振動の節位置においては、振動体は変位しないからである。節位置においては、振動体の変位がないので、この部分において、ハンドピース本体30又はハンドピース先端部50と接触していても、ハンドピース本体30又はハンドピース先端部50によって振動は妨げられない。なお、節位置においては、振動体に加わる応力が大きく、振動体の局所的な変形は大きくなる。
一方で、超音波伝達部材120とプローブ部材190との境界である接続位置150は、振動の腹の位置と一致するように設計されている。これは、振動の腹位置においては、振動体の変位が大きい一方で、振動体に加わる応力が小さいため振動体の局所的な変形が小さく、2つの物体の接触状態の変化が生じにくいからである。接続位置150を振動の腹位置に配置することで、超音波伝達部材120からプローブ部材190への振動の伝達は効率的に行われる。
次に、プローブ部材190と超音波伝達部材120との接続位置150の詳細について図6を参照して説明する。プローブ部材190のプローブ側伝達部160は、円筒形状をしている。プローブ側伝達部160の基端側の面である第2の面162は、平面である。超音波伝達部材120の振動子側伝達部130も、円筒形状をしている。振動子側伝達部130の先端側の面である第1の面132の中央部分には、凹部133が設けられている。
境界面である第1の面132を先端側から見たときの構造を図7に示す。図7に示すように、第1の面132のうち、第2の面162と接する部分である接触面134は、円環形状をしている。凹部133の底面部分136は、円形である。接触面134の周縁部は面取りされており、接触面134に対して傾斜を成す面取り部分135が形成されている。また、接触面134の内周にも傾斜面137が形成され、底面部分136につながっている。なお、ここでは、凹部133の底面部分136が円形であり、接触面134が円環形状である場合も例を示したが、これに限らない。例えば凹部133の底面部分136は、四角形であり、接触面134は、四隅に角を有する環形状であってもよい。
第1の面132に凹部133が設けられていることによって、振動系の実際の共振周波数が理論値と異なることになった場合でも、超音波伝達部材120とプローブ部材190との接続位置150が振動の腹位置となり、超音波伝達部材120からプローブ部材190への振動伝達の効率が低下しにくくなる。図8に、超音波伝達部材120に起因する周波数変化とプローブ部材190に起因する周波数変化との差(周波数差分と称することにする)に対する腹位置のずれ量の関係のシミュレーション結果の一例を示す。図8において、実線は、本実施形態のように第1の面132に凹部133がある場合の関係を示す。破線は、比較例として、第1の面132に凹部133がない場合、すなわち第1の面132が平面である場合の関係を示す。図8に示すように、周波数差分が0のとき、すなわち、超音波伝達部材120の周波数特性とプローブ部材190の周波数特性とが適切に調整されているとき、第1の面132に凹部133があってもなくても、腹位置は超音波伝達部材120とプローブ部材190との境界位置と一致する。第1の面132に凹部133がない場合、周波数差分が大きくなると、それに伴って腹位置のずれ量が大きくなる。これに対して、第1の面132に凹部133がある場合、周波数差分が±1kHz程度あっても腹位置のずれ量はほとんどない。
第1の面132に凹部133が設けられることによって腹位置のずれが抑制される理由について説明する。図6に示すように第1の面132のうち、第2の面162と接触しているのは、接触面134である。それ以外の部分、特に底面部分136は、自由端となっている。すなわち、底面部分136は振動の腹となる。同様に、第2の面162のうち底面部分136と対向する面164も、自由端となっており、振動の腹となる。底面部分136及び底面部分136と対向する面164が振動の腹となることで、接触面134を含む接続位置150も腹位置となりやすい。すなわち、超音波伝達部材120及びプローブ部材190の周波数特性が変化しても、底面部分136及び底面部分136と対向する面164は、自由端であり振動の腹となる。このため、超音波伝達部材120及びプローブ部材190の周波数特性が変化しても、接触面134を含む接続位置150は、腹位置となりやすい。
超音波伝達部材120とプローブ部材190とは設計通りに正確に作製されることが好ましい。しかしながら、製造時に誤差が生じることや、使用回数や経過時間によって振動特性に変化が生じることがある。本実施形態のように超音波伝達部材120の第1の面132に凹部133が設けられることで、製造誤差や経年変化が生じても、腹位置の変化が抑制され、その結果、振動伝達の効率の低下が防止される。
このように、振動子側伝達部130を第1の振動伝達部材とし、プローブ側伝達部160を第2の振動伝達部材としたときに、第1の面132は、第1の振動伝達部材と前記第2の振動伝達部材との境界位置の第1の振動伝達部材の境界面に相当する。すなわち、第1の面132は、基準線となる中心線に沿って第2の振動伝達部材側から第1の振動伝達部材を見たときに見える境界面である。そして、接触面134は、第2の振動伝達部材と面で接触している第1の接触領域に相当し、底面部分136は、第2の振動伝達部材と接触していない第1の非接触領域に相当する。
また、プローブ側伝達部160を第1の振動伝達部材とし、振動子側伝達部130を第2の振動伝達部材としたときに、第2の面162は、第1の振動伝達部材と前記第2の振動伝達部材との境界位置の第1の振動伝達部材の境界面に相当する。すなわち、第2の面162は、基準線となる中心線に沿って第2の振動伝達部材側から第1の振動伝達部材を見たときに見える境界面に相当する。そして、第2の面162のうち接触面134と対向する面は、第2の振動伝達部材と面で接触している第1の接触領域に相当し、底面部分136と対向する面164は、第2の振動伝達部材と接触していない第1の非接触領域に相当する。
[変形例]
上述の実施形態のいくつかの変形例について説明する。ここでは、上述の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。
上述の実施形態のいくつかの変形例について説明する。ここでは、上述の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。
[第1の変形例]
第1の変形例の構成の概略を図9を参照して説明する。上述の実施形態では、超音波伝達部材120の振動子側伝達部130の第1の面132に凹部133が設けられており、プローブ部材190のプローブ側伝達部160の第2の面162は平面である。これに対して本変形例では、図9に示すように、振動子側伝達部130の第1の面132は平面であり、プローブ側伝達部160の第2の面162に凹部163が設けられている。その他の構成は、上述の実施形態と同様である。
第1の変形例の構成の概略を図9を参照して説明する。上述の実施形態では、超音波伝達部材120の振動子側伝達部130の第1の面132に凹部133が設けられており、プローブ部材190のプローブ側伝達部160の第2の面162は平面である。これに対して本変形例では、図9に示すように、振動子側伝達部130の第1の面132は平面であり、プローブ側伝達部160の第2の面162に凹部163が設けられている。その他の構成は、上述の実施形態と同様である。
本変形例によっても、凹部163が設けられている部分において、第1の面132も第2の面162も自由端となっている。このため、上述の実施形態と同様に、超音波伝達部材120又はプローブ部材190の周波数特性が多少変化しても、超音波伝達部材120とプローブ部材190との境界である接続位置150が振動の腹位置となるという効果が得られる。
[第2の変形例]
第2の変形例の構成の概略を図10を参照して説明する。上述の実施形態では、超音波伝達部材120の振動子側伝達部130の第1の面132に凹部133が設けられており、プローブ部材190のプローブ側伝達部160の第2の面162は平面である。これに対して本変形例では、図10に示すように、プローブ側伝達部160の第2の面162にも凹部163が設けられている。第1の面132の凹部133と第2の面162の凹部163とは、互いに対応した位置に設けられている。その他の構成は、上述の実施形態と同様である。
第2の変形例の構成の概略を図10を参照して説明する。上述の実施形態では、超音波伝達部材120の振動子側伝達部130の第1の面132に凹部133が設けられており、プローブ部材190のプローブ側伝達部160の第2の面162は平面である。これに対して本変形例では、図10に示すように、プローブ側伝達部160の第2の面162にも凹部163が設けられている。第1の面132の凹部133と第2の面162の凹部163とは、互いに対応した位置に設けられている。その他の構成は、上述の実施形態と同様である。
本変形例によっても、第1の面132の凹部133と第2の面162の凹部163とが設けられている部分において、第1の面132も第2の面162も自由端となっている。このため、上述の実施形態と同様に、超音波伝達部材120又はプローブ部材190の周波数特性が多少変化しても、超音波伝達部材120とプローブ部材190との境界である接続位置150が振動の腹位置となるという効果が得られる。
[第3の変形例]
第3の変形例の構成の概略を図11を参照して説明する。上述の実施形態では、振動子側伝達部130の第1の面132とプローブ側伝達部160の第2の面162とが接触する接触面134は、振動子側伝達部130及びプローブ側伝達部160の中心軸に対して垂直である。これに対して、本変形例では、当該接触する面が中心軸に対して垂直でない。例えば図11に示すように、振動子側伝達部130の第1の面132が、中心側程深くなるように窪んでおり、プローブ側伝達部160の第2の面162が、中心側程突出するような形状をしている。その他の構成は、上述の実施形態と同様である。例えば第1の面に凹部133が設けられることによって、振動子側伝達部130の第1の面132とプローブ側伝達部160の第2の面162とは、接触している部分と接触していない部分とを有する。
第3の変形例の構成の概略を図11を参照して説明する。上述の実施形態では、振動子側伝達部130の第1の面132とプローブ側伝達部160の第2の面162とが接触する接触面134は、振動子側伝達部130及びプローブ側伝達部160の中心軸に対して垂直である。これに対して、本変形例では、当該接触する面が中心軸に対して垂直でない。例えば図11に示すように、振動子側伝達部130の第1の面132が、中心側程深くなるように窪んでおり、プローブ側伝達部160の第2の面162が、中心側程突出するような形状をしている。その他の構成は、上述の実施形態と同様である。例えば第1の面に凹部133が設けられることによって、振動子側伝達部130の第1の面132とプローブ側伝達部160の第2の面162とは、接触している部分と接触していない部分とを有する。
本変形例によっても、凹部133が設けられている部分において、第1の面132も第2の面162も自由端となっている。このため、上述の実施形態と同様に、超音波伝達部材120又はプローブ部材190の周波数特性が多少変化しても、超音波伝達部材120とプローブ部材190との境界である接続位置150が振動の腹位置となるという効果が得られる。
なお、振動子側伝達部130の第1の面132が、中心側程突出するような形状をしており、プローブ側伝達部160の第2の面162が、中心側程深くなるように窪んでいてもよい。この場合も同様の効果が得られる。
[第4の変形例]
第4の変形例の構成の概略を図12を参照して説明する。上述の実施形態では、超音波伝達部材120の振動子側伝達部130の第1の面132に凹部133が設けられており、プローブ部材190のプローブ側伝達部160の第2の面162は平面である。これに対して本変形例では、図12に示すように、プローブ側伝達部160の第2の面162には、第1の面132の凹部133に対応した位置に凸部166が設けられている。したがって、第2の面162の凸部は、第1の面132の凹部133に嵌合している。ここで、第1の面132の凹部133の深さは第2の面162の凸部166の高さよりも深い。このため、第1の面132の凹部133の底面部分136と第2の面162の凸部166の頂部167とは接触しない。
第4の変形例の構成の概略を図12を参照して説明する。上述の実施形態では、超音波伝達部材120の振動子側伝達部130の第1の面132に凹部133が設けられており、プローブ部材190のプローブ側伝達部160の第2の面162は平面である。これに対して本変形例では、図12に示すように、プローブ側伝達部160の第2の面162には、第1の面132の凹部133に対応した位置に凸部166が設けられている。したがって、第2の面162の凸部は、第1の面132の凹部133に嵌合している。ここで、第1の面132の凹部133の深さは第2の面162の凸部166の高さよりも深い。このため、第1の面132の凹部133の底面部分136と第2の面162の凸部166の頂部167とは接触しない。
本変形例によっても、凹部133の底面部分136と凸部166の頂部167とは自由端となっている。このため、上述の実施形態と同様に、超音波伝達部材120又はプローブ部材190の周波数特性が多少変化しても、超音波伝達部材120とプローブ部材190との境界である接続位置150が振動の腹位置となるという効果が得られる。
なお、第1の面132に凸部が設けられ、第2の面162に凹部が設けられてもよい。この場合も同様の効果が得られる。
[第5の変形例]
第5の変形例の構成の概略を図13を参照して説明する。上述の実施形態では、超音波伝達部材120の振動子側伝達部130の第1の面132に凹部133が設けられており、プローブ部材190のプローブ側伝達部160の第2の面162は平面である。これに対して本変形例では、図13に示すように、振動子側伝達部130の第1の面132の中央部分に、凸部141が設けられている。プローブ側伝達部160の第2の面162は平面である。その他の構成は、上述の実施形態と同様である。
第5の変形例の構成の概略を図13を参照して説明する。上述の実施形態では、超音波伝達部材120の振動子側伝達部130の第1の面132に凹部133が設けられており、プローブ部材190のプローブ側伝達部160の第2の面162は平面である。これに対して本変形例では、図13に示すように、振動子側伝達部130の第1の面132の中央部分に、凸部141が設けられている。プローブ側伝達部160の第2の面162は平面である。その他の構成は、上述の実施形態と同様である。
本変形例によっても、凸部141が形成されている部分において第1の面132と第2の面162とが接触しているが、それ以外の部分において、第1の面132も第2の面162も自由端となっている。このため、上述の実施形態と同様に、超音波伝達部材120又はプローブ部材190の周波数特性が多少変化しても、超音波伝達部材120とプローブ部材190との境界である接続位置150が振動の腹位置となるという効果が得られる。なお、第1の面132と第2の面162との接触面の形状は、どのような形状でもよい。例えば、円形でもよいし、四角形を含む多角形でもよい。
また、第1の面132が平面であり、第2の面162に凸部が設けられていてもよい。また、第1の面132と第2の面162との両方に凸部が設けられていてもよい。これらの場合も同様の効果が得られる。
[第6の変形例]
第6の変形例の構成の概略を図14を参照して説明する。上述の実施形態では、超音波伝達部材120の振動子側伝達部130の太さとプローブ部材190のプローブ側伝達部160の太さとは同一である。すなわち、プローブ側伝達部160から振動子側伝達部130を見たときに見える境界面の輪郭と、振動子側伝達部130からプローブ側伝達部160を見たときに見える境界面の輪郭とは、一致している。これに対して本変形例では、図14に示すように、振動子側伝達部130は、プローブ側伝達部160よりも太い。このため、振動子側伝達部130の第1の面132には、プローブ側伝達部160の第2の面162と接触する接触領域142と、第2の面162と接触しない非接触領域143とが形成される。
第6の変形例の構成の概略を図14を参照して説明する。上述の実施形態では、超音波伝達部材120の振動子側伝達部130の太さとプローブ部材190のプローブ側伝達部160の太さとは同一である。すなわち、プローブ側伝達部160から振動子側伝達部130を見たときに見える境界面の輪郭と、振動子側伝達部130からプローブ側伝達部160を見たときに見える境界面の輪郭とは、一致している。これに対して本変形例では、図14に示すように、振動子側伝達部130は、プローブ側伝達部160よりも太い。このため、振動子側伝達部130の第1の面132には、プローブ側伝達部160の第2の面162と接触する接触領域142と、第2の面162と接触しない非接触領域143とが形成される。
本変形例によっても、非接触領域143において、第1の面132が自由端となっている。このため、上述の実施形態と同様に、超音波伝達部材120又はプローブ部材190の周波数特性が多少変化しても、超音波伝達部材120とプローブ部材190との境界である接続位置150が振動の腹位置となるという効果が得られる。
なお、プローブ側伝達部160が振動子側伝達部130よりも太くてもよい。この場合も同様の効果が得られる。
[第7の変形例]
第7の変形例の構成の概略を図15を参照して説明する。本変形例では、超音波伝達部材120の振動子側伝達部130の太さとプローブ部材190のプローブ側伝達部160の太さとは同一であるが、振動子側伝達部130の先端部にフランジ144が設けられている。このため、図15に示すように、振動子側伝達部130の第1の面132には、プローブ側伝達部160の第2の面162と接触する接触領域145と、接触しない非接触領域146とが形成される。
第7の変形例の構成の概略を図15を参照して説明する。本変形例では、超音波伝達部材120の振動子側伝達部130の太さとプローブ部材190のプローブ側伝達部160の太さとは同一であるが、振動子側伝達部130の先端部にフランジ144が設けられている。このため、図15に示すように、振動子側伝達部130の第1の面132には、プローブ側伝達部160の第2の面162と接触する接触領域145と、接触しない非接触領域146とが形成される。
本変形例によっても、非接触領域146において、第1の面132が自由端となっている。このため、上述の実施形態と同様に、超音波伝達部材120又はプローブ部材190の周波数特性が多少変化しても、超音波伝達部材120とプローブ部材190との境界である接続位置150が振動の腹位置となるという効果が得られる。
なお、プローブ側伝達部160にフランジが設けられてもよい。この場合も同様の効果が得られる。
なお、上述の実施形態では、超音波伝達部材120とプローブ部材190とは、コイルバネ68の弾性力により互いに押し付けられているものとした。しかしながら、非ねじ式に接続されていれば、これに限らない。超音波伝達部材120とプローブ部材190とは、他の弾性体の弾性力により、互いに押し付けられてもよい。また、超音波伝達部材120とプローブ部材190とは、磁力など、他の力により押し付けられてもよい。これは、何れの変形例にも適用され得る。
Claims (11)
- 基準線に沿って振動を伝達するように構成された第1の振動伝達部材と、
前記第1の振動伝達部材に対して非ねじ式で接続されて前記第1の振動伝達部材とともに前記基準線に沿って振動を伝達するように構成された第2の振動伝達部材と
を備え、前記第1の振動伝達部材と前記第2の振動伝達部材とによって伝達された振動を用いて生体組織を処置する超音波処置具であって、
前記第1の振動伝達部材と前記第2の振動伝達部材との境界位置における前記第1の振動伝達部材の境界面は、前記第2の振動伝達部材と面で接触している第1の接触領域と、前記第2の振動伝達部材と接触していない第1の非接触領域とを含む、
超音波処置具。 - 前記第1の振動伝達部材と前記第2の振動伝達部材との前記境界位置は、前記振動の腹位置となるように構成されている、請求項1に記載の超音波処置具。
- 前記第1の接触領域は、前記基準線に対して垂直な面を含む、請求項1に記載の超音波処置具。
- 前記第1の接触領域の形状は、環形状である、請求項3に記載の超音波処置具。
- 前記第1の振動伝達部材の前記第1の接触領域は、前記第1の接触領域に囲まれた前記第1の非接触領域よりも前記第2の振動伝達部材側に突出している、請求項4に記載の超音波処置具。
- 前記境界位置における前記第2の振動伝達部材の境界面は、前記第1の振動伝達部材と面で接触している第2の接触領域と、前記第1の振動伝達部材と接触していない第2の非接触領域とを含み、
前記第2の振動伝達部材の前記第2の接触領域は、前記第2の接触領域に囲まれた前記第2の非接触領域よりも前記第1の振動伝達部材側に突出している、
請求項5に記載の超音波処置具。 - 前記境界位置における前記第2の振動伝達部材の境界面は、前記第1の振動伝達部材と面で接触している第2の接触領域と、前記第1の振動伝達部材と接触していない第2の非接触領域とを含み、
前記第2の振動伝達部材の前記第2の接触領域に囲まれた前記第2の非接触領域は、前記第2の接触領域よりも前記第1の振動伝達部材側に突出している、
請求項5に記載の超音波処置具。 - 前記第1の非接触領域は、前記基準線に対して垂直な面を含む、請求項1に記載の超音波処置具。
- 前記第1の接触領域は、前記基準線に対して垂直な面を含み、
前記境界面において、前記第1の非接触領域は、前記第1の接触領域の周縁に設けられている、
請求項8に記載の超音波処置具。 - 前記境界位置について、前記第1の振動伝達部材の境界面の輪郭と、前記第2の振動伝達部材の境界面の輪郭とは、一致している、請求項1に記載の超音波処置具。
- 前記第1の振動伝達部材と前記第2の振動伝達部材とは、互いに押し付けられることで接続されている、請求項1に記載の超音波処置具。
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