WO2017126048A1 - 医療機器、医療機器システム - Google Patents

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WO2017126048A1
WO2017126048A1 PCT/JP2016/051536 JP2016051536W WO2017126048A1 WO 2017126048 A1 WO2017126048 A1 WO 2017126048A1 JP 2016051536 W JP2016051536 W JP 2016051536W WO 2017126048 A1 WO2017126048 A1 WO 2017126048A1
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cross
sectional area
central axis
vibration
medical device
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PCT/JP2016/051536
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English (en)
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庸高 銅
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オリンパス株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a medical device and a medical device system that perform treatment on a living tissue with energy such as ultrasonic vibration.
  • the ultrasonic treatment apparatus includes an ultrasonic probe that transmits ultrasonic vibrations and a jaw that opens and closes the ultrasonic probe.
  • the ultrasonic probe is formed with an asymmetrical portion such as a shape having an arcuate curved portion.
  • the ultrasonic treatment apparatus can perform incision of a biological tissue by transmitting ultrasonic vibration to the ultrasonic probe in a state where the biological tissue is held between the ultrasonic probe and the jaw.
  • the ultrasonic vibration is transmitted from a transducer that generates ultrasonic vibration for resonating the vibration transmitting member.
  • the medical device includes a vibration transmission member having a distal end portion, a proximal end portion provided on the transducer side, and an intermediate portion provided between the distal end portion and the proximal end portion, and the distal end portion
  • a first cross-sectional area reduction portion that is provided and has a cross-sectional area of the tip portion with respect to a surface intersecting with the central axis of the vibration transmitting member smaller than a cross-sectional area of the intermediate portion with respect to a surface intersecting with the central axis;
  • a node position closest to the tip of the ultrasonic vibration is positioned in a state where the vibration transmitting member is in resonance, and is provided on a side opposite to the first cross-sectional area reducing portion with respect to the central axis.
  • a second cross-sectional area decreasing portion be smaller than the cross-sectional area related to the intersecting plane.
  • a medical device capable of realizing efficient ultrasonic vibration can be provided.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the overall configuration of the medical device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a tip portion and a jaw of a vibration transmitting member of the handpiece of the medical device shown in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the vibrator unit of the medical device shown in FIG. 4 is an enlarged perspective view of the distal end portion and the intermediate portion of the probe of the medical device shown in FIG.
  • FIG. 5 is a plan view showing the distal end portion and the intermediate portion of the probe shown in FIG. 4 from the treatment surface side.
  • FIG. 6 is a side view showing the distal end portion, the intermediate portion, and the proximal end portion of the probe shown in FIG. 4 from the bending direction side of the bending portion.
  • FIG. 7 is a sectional view taken along line F7-F7 of the probe shown in FIG.
  • the energy treatment device 11 (medical device system) includes a handpiece 12 (medical device), a power supply unit 13, a cable 14 that connects the handpiece 12 and the power supply unit 13, A transducer unit 16 (transducer) that supplies ultrasonic vibration (ultrasonic energy) for resonating the probe 15 of the handpiece 12.
  • the vibrator unit 16 includes a case 17 that can be attached to and detached from the handpiece 12 (housing 21), and a vibration generator 18 that is housed in the case 17.
  • the medical device system disclosed in this embodiment includes a handpiece 12 and a transducer unit 16 (transducer) as an example.
  • one of the two directions parallel to the central axis C (longitudinal axis) of the probe 15 is a distal direction C1, and a direction opposite to the distal direction C1 is a proximal direction C2.
  • the handpiece 12 (medical device) includes a housing 21 constituting a part of the outer shell, a grip portion 22 protruding from the housing 21 in a rod shape, and a grip portion 22.
  • a movable handle 23 attached to the housing 21 so as to be rotatable, a rod-like probe 15 (vibration transmitting member) connected (fixed) to the vibration generating unit 18, and the housing 21 so as to cover the periphery of the probe 15.
  • a cylindrical sheath 24 attached to the sheath 24, a knob 25 fixed to the sheath 24, a jaw 26 rotatably provided with respect to the probe 15 and the sheath 24, and a jaw 26 provided inside the sheath 24.
  • the cylindrical movable pipe 27 that is advanced and retracted when opening and closing and the On / Off of the ultrasonic vibration provided in the housing 21 and output from the vibration generating unit 18 are turned off.
  • the seal member 33 is made of, for example, a rubber material.
  • a sheath-like portion 34 is configured by the sheath 24 and the movable pipe 27.
  • the power supply unit 13 includes an ultrasonic current supply unit 35 (ultrasonic energy supply unit) and a control unit 36 that controls the ultrasonic current supply unit 35.
  • the control unit 36 can control the supply of power from the ultrasonic current supply unit 35.
  • the control unit 36 supplies power (alternating current power) from the ultrasonic current supply unit 35 to the vibration generation unit 18.
  • the first button 31 located on the probe 15 side corresponds to, for example, a seal mode treatment (function) that outputs ultrasonic energy in which the amplitude of ultrasonic vibration is reduced to coagulate and stop hemostasis of a living tissue.
  • the second button 32 positioned on the movable handle side corresponds to, for example, a cut mode treatment (function) that mainly outputs an ultrasonic energy in which the amplitude of the ultrasonic vibration is increased to incise a living tissue.
  • the ultrasonic energy is used as an energy for the treatment, but the treatment energy is not limited to the ultrasonic energy alone.
  • High frequency current energy or heat energy can be used in combination with ultrasonic energy as treatment energy. That is, treatment energy combining ultrasonic energy and high-frequency current energy may be applied from the probe 15 to the living tissue, or treatment energy combining ultrasonic energy and thermal energy is applied from the probe 15 to the living tissue. May be.
  • the movable handle 23 is attached to the housing 21 so as to be movable (rotatable). The doctor moves the movable handle 23 closer to or away from the grip portion 22, thereby moving the movable pipe 27 forward and backward within the sheath 24, thereby opening and closing the jaw 26.
  • the sheath 24 is formed in a cylindrical shape from a metal material or the like, and protects the probe 15 located inside.
  • the proximal end C2 side of the sheath 24 is attached to the housing 21 so as to be rotatable with respect to the housing 21.
  • the knob 25 is fixed to the sheath 24 and is rotatably attached to the housing 21. By rotating the knob 25 with respect to the housing 21, the sheath 24, the probe 15, the ultrasonic transducer 41, and the jaw 26 can be rotated integrally around the longitudinal axis C (center axis).
  • the jaw 26 is supported by a support pin 42 provided at the distal end portion of the sheath 24.
  • the jaw 26 can rotate around the support pin 42 between a contact position close to the probe 15 so as to contact or face the probe 15 and a spaced position separated from the probe 15.
  • the vibration generator 18 includes an ultrasonic transducer 41 and a horn member 43.
  • the ultrasonic transducer 41 includes a plurality of (for example, four) piezoelectric elements 44 that change the current into ultrasonic vibration.
  • One end of an electrical wiring 45 is connected to the ultrasonic transducer 41.
  • the electrical wiring 45 passes through the cable 14 and is connected to the ultrasonic current supply unit 35 of the power supply unit 13 at the other end.
  • ultrasonic vibration (vibration in the direction of the central axis C, that is, longitudinal vibration) is generated in the ultrasonic transducer 41. .
  • the vibration generator 18 can transmit this ultrasonic vibration to the probe 15 side to resonate.
  • the frequency of the ultrasonic vibration generated by the vibration generator 18 is, for example, 47 kHz, and in one embodiment, the frequency is any frequency from 46 kHz to 48 kHz.
  • the ultrasonic transducer 41 is attached to the horn member 43.
  • the horn member 43 is formed of a metal material.
  • the horn member 43 has a substantially conical cross-section changing portion whose cross-sectional area decreases as it goes in the distal direction C1 of the probe 15. The amplitude of the ultrasonic vibration generated by the ultrasonic transducer 41 is enlarged at the cross-section change portion.
  • the probe 15 (vibration transmitting member) is made of, for example, a biocompatible metal material (for example, a titanium alloy). As shown in FIGS. 4 to 6, the probe 15 includes a distal end portion 46 located on the distal end direction side, a proximal end portion 47 located on the proximal end side opposite to the distal end portion 46, and the distal end portion 46 A distal end surface 48 provided on the distal direction side, an intermediate portion 51 positioned between the distal end portion 46 and the proximal end portion 47, a treatment surface 52 provided across the distal end portion 46 and the intermediate portion 51, and a treatment The back surface 53 (opposite surface) located on the opposite side of the surface 52, the inclined portion 54 (first cross-sectional area reduced portion) provided on the distal end portion 46 and inclined with respect to the central axis C, are separated from the treatment surface 52.
  • a biocompatible metal material for example, a titanium alloy
  • the probe 15 includes two parts extending along the central axis C with the central axis C interposed therebetween, that is, a half part 15A on the treatment surface 52 side and a half part on the back surface 53 side. 15B.
  • the portion corresponding to the treatment surface 52 of the distal end portion 46 and the intermediate portion 51 constitutes a curved portion 56 that is curved leftward, for example, as it goes in the distal end direction of the probe 15.
  • the bending direction of the bending portion 56 is arbitrary, and the bending portion 56 may be bent in an appropriate direction according to the type of treatment.
  • the periphery of the probe 15 in the proximal direction C ⁇ b> 2 side is supported by a housing 21.
  • the proximal end side of the probe 15 is fixed to the horn member 43 so as to be pressed against the horn member 43 with a predetermined pressure via a screw 57.
  • the vicinity of the antinode position of the ultrasonic vibration is located in a state where the probe 15 resonates with the ultrasonic vibration.
  • the treatment surface 52 is flat and constitutes a portion that comes into contact with the living tissue during the treatment.
  • the treatment surface 52 is provided at a position opposite to the inclined portion 54 (first cross-sectional area decreasing portion) with respect to the central axis C.
  • the inclined portion 54 is provided on the back surface 53 side. Due to the inclined portion 54, the cross-sectional area of the distal end portion 46 with respect to the surface intersecting the central axis C of the probe 15 becomes smaller than the cross-sectional area of the intermediate portion 51 with respect to the surface intersecting with the central axis C. More specifically, the inclined portion 54 is formed so as to gradually reduce the cross-sectional area of the distal end portion 46 with respect to the surface intersecting the central axis C as it approaches the distal end surface 48 located on the most distal end side of the distal end portion 46.
  • the distal end portion 46 of the probe 15 is provided with a second inclined portion 61 that is inclined with respect to the central axis C also on the treatment surface 52 side. Therefore, the distal end portion 46 of the probe 15 has a tapered shape having the inclined portion 54 and the second inclined portion 61 on both sides.
  • the groove 55 (second cross-sectional area decreasing portion) is provided on the treatment surface 52 side of the proximal end portion 47, but is located away from the treatment surface 52 with respect to the central axis C direction (the proximal direction relative to the treatment surface 52). C2 side).
  • the node position N closest to the tip 46 of the ultrasonic vibration is located in a state where the probe 15 resonates with the ultrasonic vibration.
  • the groove 55 is provided on the side opposite to the inclined portion 54 (first cross-sectional area reducing portion) with respect to the central axis C.
  • the groove 55 is substantially 180 ° opposite to the inclined portion 54 with respect to the central axis C (for example, a position rotated by 175 ° to 185 ° from the inclined portion 54 around the central axis C). Is provided.
  • the groove 55 (second cross-sectional area). 6 is provided on the side opposite to the inclined portion 54 with respect to the plane P. As shown in FIG. 5, when considering a surface P that passes through the central axis C and includes the entire bending portion 56 (or a surface P substantially parallel to the bending direction of the bending portion 56), the groove 55 (second cross-sectional area). 6 is provided on the side opposite to the inclined portion 54 with respect to the plane P. As shown in FIG.
  • the cross-sectional shape (which is a shape excluding a true circle, for example, a triangle, a quadrangle, etc.) Polygonal shape, semicircular shape, semielliptical shape, parabolic shape, curved surface shape, and the like. It is more preferable that the groove 55 has a substantially semicircular cross-sectional shape when cut along a plane passing through the central axis C. As shown in FIG. 6, when the groove 55 (second cross-sectional area reducing portion) is cut along a plane passing through the central axis C, the cross-sectional shape (which is a shape excluding a true circle, for example, a triangle, a quadrangle, etc.) Polygonal shape, semicircular shape, semielliptical shape, parabolic shape, curved surface shape, and the like. It is more preferable that the groove 55 has a substantially semicircular cross-sectional shape when cut along a plane passing through the central axis C. As shown in FIG.
  • the groove 55 has a cross-sectional area 15AA with respect to a plane intersecting the central axis C of the half portion 15A of the probe 15 on the side opposite to the inclined portion 54, and a half portion 15B on the inclined portion 54 side of the probe 15.
  • the cross-sectional area of the surface intersecting the central axis C is smaller than 15BA.
  • the groove 55 extends in a direction intersecting the central axis C (more specifically, a direction perpendicular to the central axis C). It is provided at a position (twisted position) deviated from the axis C by a predetermined distance.
  • the groove 55 is formed by cutting using a milling machine or the like, but can be formed by other processing methods.
  • the groove 55 has a bottom 55A.
  • the distance A from the bottom 55A to the central axis C is larger than the distance B from the treatment surface 52 to the central axis C.
  • the groove 55 has a shape different from that of the inclined portion 54 and can be said to be asymmetric with respect to the inclined portion 54 with respect to the central axis C.
  • channel 62 (recessed part) is provided in the position which overlaps with the groove
  • the second groove 62 is provided in an annular shape with respect to the probe 15. A part of the annular seal member 33 is disposed inside the second groove 62. For this reason, the groove 55 is covered with the seal member 33.
  • the doctor can hold the handpiece 12 of the energy treatment device 11 with the right hand (or the left hand).
  • the doctor rotates the jaw 26 by pulling the movable handle 23 toward the grip portion 22 with the middle finger, the ring finger, or the little finger of the right hand (or left hand) so that the jaw 26 abuts against the treatment surface 52 of the probe 15 or It can be made to oppose leaving a slight gap.
  • the living tissue can be held between the treatment surface 52 and the jaw 26 like a forceps.
  • the jaw 26 By returning the position of the movable handle 23 to the original position, the jaw 26 can be separated from the treatment surface 52 to release the living tissue. Further, when the doctor presses the first button 31 or the second button 32 with the index finger of the right hand (or the left hand), the control unit 36 controls the ultrasonic current supply unit 35 and the ultrasonic vibration from the ultrasonic transducer 41. Can be applied to the living tissue from the probe 15. The doctor can turn off the ultrasonic vibration output from the ultrasonic transducer 41 by releasing the pressing of the first button 31 or the second button 32.
  • the impedance of ultrasonic vibration was measured for an example (comparative example) in which the probe 15 was not provided with the groove 55 (second cross-sectional area reduced portion).
  • the probe (not shown) of the comparative example was connected to the transducer unit 16 (transducer), and the transducer unit 16 was driven to ultrasonically vibrate (resonate) the probe 15 and the transducer unit 16 at 47 kHz, for example.
  • the impedance was 275 ⁇ .
  • the probe 15 of this embodiment was connected to the transducer unit 16 (transducer).
  • the transducer unit 16 was driven and the probe 15 and the transducer unit 16 were ultrasonically vibrated (resonated) at 47 kHz, for example, the impedance of the ultrasonic vibration was reduced to 148 ⁇ .
  • the impedance of ultrasonic vibration was able to be reduced about 46% compared with the comparative example.
  • the medical device is a medical device in which the ultrasonic vibration is transmitted from a transducer that generates ultrasonic vibration for resonating the vibration transmitting member, and includes a distal end portion 46 and the transducer side.
  • the vibration transmission member having a base end portion 47 provided on the front end portion 46 and an intermediate portion 51 provided between the front end portion 46 and the base end portion 47, and provided on the front end portion 46, A first cross-sectional area decreasing portion that makes a cross-sectional area of the tip end portion 46 with respect to a surface intersecting the central axis C smaller than a cross-sectional area of the intermediate portion 51 with respect to a surface intersecting with the central axis C; In this state, a node position N closest to the tip of the ultrasonic vibration is located, and a second cross-sectional area reduction portion provided on the opposite side of the first cross-sectional area reduction portion with respect to the central axis C.
  • the cross-sectional area related to the plane intersecting the central axis of the half portion 15A of the vibration transmitting member on the side opposite to the one cross-sectional area decreasing portion is the center of the half portion 15B on the first cross-sectional area decreasing portion side of the vibration transmitting member.
  • a second cross-sectional area reduction portion that is smaller than the cross-sectional area relating to the plane intersecting the axis C.
  • the first cross-sectional area reduction portion causes the vibration transmitting member to start a fraudulent vibration other than the originally planned longitudinal vibration (bending vibration generated in a direction intersecting the central axis C, twisting generated around the central axis C). Vibration, harmonics having a frequency that is an integral multiple of the resonance frequency (second harmonic, third harmonic, etc.) are generated.
  • the second cross-sectional area reduction portion it is possible to generate an abnormal vibration having a phase opposite to that of the abnormal vibration (particularly, an abnormal vibration of a bending vibration generated in a direction crossing the central axis C). For this reason, the improper vibration caused by the first cross-sectional area reducing portion can be canceled (cancelled) by the improper vibration generated by the second cross-sectional area reducing portion.
  • the direction from the treatment surface 52 toward the back surface 53 is a thickness direction
  • bending vibration in the thickness direction caused by the first cross-sectional area reduction portion is generated due to the second cross-sectional area reduction portion. Will be offset by incorrect vibrations.
  • the second cross-sectional area decreasing portion is provided on the opposite side of 180 ° with respect to the first cross-sectional area decreasing portion with respect to the central axis C.
  • the second cross-sectional area reducing unit can generate the anti-phase abnormal vibration for canceling the improper vibration caused by the first cross-sectional area reducing unit most efficiently, thereby reducing the power consumption of the medical device.
  • the amount of generated heat can be reduced, the life can be extended, and the amount of bubbles generated can be reduced.
  • the second cross-sectional area decreasing portion forms a groove 55 extending in a direction intersecting with the central axis C. According to this configuration, the shape of the second cross-sectional area reduction portion can be simplified. As a result, the processing cost when processing the vibration transmission member can be reduced, and the decrease in rigidity of the vibration transmission member can be minimized.
  • the vibration transmitting member has a treatment surface 52 provided on the side opposite to the first cross-sectional area reducing portion with respect to the central axis, and the central axis extends from the bottom 55A of the groove 55 formed by the second cross-sectional area reducing portion.
  • the distance to C is larger than the distance from the treatment surface 52 to the central axis C. According to this configuration, the depth dimension of the groove 55 can be reduced, and a decrease in rigidity generated in the vibration transmission member can be minimized.
  • the medical device includes a cylindrical sheath 24 covering the vibration transmission member, and an annular elastic member interposed between the sheath 24 and the vibration transmission member, and the vibration transmission member includes the second sheath.
  • An annular recess is provided at a position overlapping with the cross-sectional area reduction portion, and the elastic member is positioned in the recess.
  • decrease part can be arrange
  • the vibration transmitting member includes a curved portion 56 provided across the distal end portion 46 and the intermediate portion 51, and the second cross-sectional area reducing portion is a plane P (central axis) including the central axis C and the entire curved portion 56. It is provided on the opposite side of the first cross-sectional area decreasing portion with respect to a plane P) passing through C and substantially parallel to the bending direction of the bending portion 56.
  • the second cross-sectional area reducing portion can be provided on the side opposite to the first cross-sectional area reducing portion on the basis of the plane P, fraud that occurs due to the first cross-sectional area reducing portion.
  • the vibration can be canceled by the second cross-sectional area reduction portion on the opposite side.
  • the medical device includes a jaw 26 that faces the treatment surface 52 and can be opened and closed with respect to the treatment surface 52.
  • the vibration transmitting member can be ultrasonically vibrated (resonated) with the living tissue sandwiched between the jaw 26 and the vibration transmitting member, and the position of the living tissue is shifted during the treatment. Workability can be improved.
  • the second cross-sectional area decreasing portion is provided on the proximal direction C2 side with respect to the treatment surface 52.
  • the second cross-sectional area reducing portion can be formed at a position deviating from the treatment surface 52, and the flat treatment surface 52 can be realized even when the second cross-sectional area reducing portion is provided. Accordingly, the pressure applied to the living tissue when the vibration transmitting member is brought into contact with the living tissue can be made uniform. Thereby, the coagulation performance and incision performance of the living tissue can be made uniform on the treatment surface 52.
  • the medical device system includes the medical device and the transducer. According to this configuration, the ultrasonic vibration generated by the transducer can be efficiently resonated on the medical device side, so that the power of the medical device system is reduced, the heat generation amount of the vibration transmitting member is reduced and the life is extended, and vibration is transmitted during treatment. The amount of bubbles generated from the member can be reduced.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified without departing from the gist thereof.
  • the vibration transmitting member having a distal end portion, a proximal end portion provided on a transducer side that generates ultrasonic vibrations, and an intermediate portion provided between the distal end portion and the proximal end portion; A first cross-sectional area reduction that is provided at the front end portion and that makes a cross-sectional area of the front end portion with respect to a surface intersecting the central axis of the vibration transmitting member smaller than a cross-sectional area of the intermediate portion with respect to a surface intersecting with the central axis And
  • the node position closest to the tip of the ultrasonic vibration is located in a state where the vibration transmitting member is in the resonance, and is provided on the opposite side of the central axis from the first cross-sectional area decreasing portion.
  • a second cross-sectional area reduction portion wherein a cross-sectional area relating to a plane intersecting the central axis of the half of the vibration transmission member opposite to the first cross-sectional area reduction portion is defined as the first cross-section area of the vibration transmission member.
  • a second cross-sectional area reduction portion that is smaller than a cross-sectional area related to a plane intersecting the central axis of the half portion on the side of the cross-sectional area reduction portion;
  • a medical device comprising: [2] The medical device according to [1], wherein the second cross-sectional area reducing portion forms a groove and has a substantially semicircular cross-sectional shape when cut along a plane passing through the central axis.

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Abstract

医療機器は、先端部と、前記トランスデューサ側に設けられる基端部と、前記先端部と前記基端部との間に設けられた中間部と、を有する前記振動伝達部材と、前記先端部に設けられるとともに、前記振動伝達部材の中心軸と交差する面に関する前記先端部の断面積を前記中心軸と交差する面に関する前記中間部の断面積よりも小さくする第1断面積減少部と、前記振動伝達部材が前記共振をした状態で前記超音波振動の最も前記先端部寄りの節位置が位置されるとともに、前記中心軸に対して前記第1断面積減少部とは反対側に設けられる第2断面積減少部であって、前記第1断面積減少部とは反対側の前記振動伝達部材の半部の前記中心軸と交差する面に関する断面積を、前記振動伝達部材の前記第1断面積減少部側の半部の前記中心軸と交差する面に関する断面積よりも小さくする第2断面積減少部と、を備える。

Description

医療機器、医療機器システム
 本発明は、超音波振動等のエネルギーによって生体組織に処置を行う医療機器および医療機器システムに関する。
 特許文献1に開示されるように、超音波を利用して生体組織の切開、切除、凝固等の処置を行う超音波処置装置がある。超音波処置装置は、超音波振動が伝達される超音波プローブと、超音波プローブに対して開閉するジョーと、を有する。超音波プローブには、円弧状の湾曲部を有する形状のように、非対称形状の部位が形成される。超音波処置装置は、超音波プローブとジョーとの間に生体組織を把持した状態で、超音波プローブに超音波振動を伝達させることで、生体組織の切開等を行うことができる。
特表2008-264565号公報
 超音波を用いる医療機器において、超音波振動の安定性が確保され、効率的な超音波振動を実現可能な医療機器に対する要望があった。
 前記目的を達成するため、本発明の一つの形態に係る医療機器は、振動伝達部材を共振させるための超音波振動を発生するトランスデューサから前記超音波振動が伝達される。医療機器は、先端部と、前記トランスデューサ側に設けられる基端部と、前記先端部と前記基端部との間に設けられた中間部と、を有する前記振動伝達部材と、前記先端部に設けられるとともに、前記振動伝達部材の中心軸と交差する面に関する前記先端部の断面積を前記中心軸と交差する面に関する前記中間部の断面積よりも小さくする第1断面積減少部と、前記振動伝達部材が前記共振をした状態で前記超音波振動の最も前記先端部寄りの節位置が位置されるとともに、前記中心軸に対して前記第1断面積減少部とは反対側に設けられる第2断面積減少部であって、前記第1断面積減少部とは反対側の前記振動伝達部材の半部の前記中心軸と交差する面に関する断面積を、前記振動伝達部材の前記第1断面積減少部側の半部の前記中心軸と交差する面に関する断面積よりも小さくする第2断面積減少部と、を備える。
 上記の構成によれば、効率的な超音波振動を実現可能な医療機器を提供できる。
図1は、第1実施形態の医療機器の全体構成を示した模式図である。 図2は、図1に示す医療機器のハンドピースの振動伝達部材の先端部およびジョーを示した斜視図である。 図3は、図1に示す医療機器の振動子ユニットを示す断面図である。 図4は、図1に示す医療機器のプローブの先端部および中間部を拡大して示した斜視図である。 図5は、図4に示すプローブの先端部および中間部を処置面側から示した平面図である。 図6は、図4に示すプローブの先端部、中間部および基端部を湾曲部の湾曲方向側から示した側面図である。 図7は、図6に示すプローブのF7-F7線に沿った断面図である。
 [第1の実施形態]
 本発明のエネルギー処置装置の実施形態について、図1乃至図7を参照して説明する。
 図1、図3に示すように、エネルギー処置装置11(医療機器システム)は、ハンドピース12(医療機器)と、電源ユニット13と、ハンドピース12と電源ユニット13とを接続するケーブル14と、ハンドピース12のプローブ15を共振させるための超音波振動(超音波エネルギー)を供給する振動子ユニット16(トランスデューサ)と、を備える。
 振動子ユニット16は、ハンドピース12(ハウジング21)に対して着脱可能なケース17と、ケース17内に収納された振動発生部18と、を有する。また、本実施形態が開示する医療機器システムは、一例として、ハンドピース12と、振動子ユニット16(トランスデューサ)と、を備える。本実施形態では、プローブ15の中心軸C(長手軸)に平行な2方向の一方を先端方向C1とし、先端方向C1とは反対方向を基端方向C2とする。
 図1から図3、図6に示すように、ハンドピース12(医療機器)は、外殻の一部を構成するハウジング21と、ハウジング21からロッド状に突出したグリップ部22と、グリップ部22に対して回動可能にハウジング21に取り付けられた可動ハンドル23と、振動発生部18に接続(固定)された棒状のプローブ15(振動伝達部材)と、プローブ15の周囲を覆うようにハウジング21に取り付けられた円筒形のシース24と、シース24に固定されたノブ25と、プローブ15およびシース24に対して回動可能に設けられたジョー26と、シース24の内部に設けられジョー26を開閉する際に進退される円筒形の可動パイプ27と、ハウジング21に設けられ振動発生部18から出力される超音波振動のOn/Offを切り替える第1ボタン31および第2ボタン32と、プローブ15と可動パイプ27との間に介在された環状のシール部材33(弾性部材)と、を有する。シール部材33は、例えばゴム材料によって形成されている。シース24と可動パイプ27とによって、シース状部34が構成される。
 図1に示すように、電源ユニット13は、超音波電流供給部35(超音波エネルギー供給部)と、これを制御する制御部36と、を有する。制御部36は、超音波電流供給部35からの電力の供給を制御できる。医師によって第1ボタン31または第2ボタン32が押し込まれると、制御部36は、超音波電流供給部35から振動発生部18に電力(交流電力)を供給する。プローブ15側に位置する第1ボタン31は、例えば、超音波振動の振幅を小さくした超音波エネルギーを出力して、生体組織の凝固・止血を行うシールモードの処置(機能)に対応する。可動ハンドル側に位置する第2ボタン32は、例えば、超音波振動の振幅を大きくした超音波エネルギーを出力して、主として生体組織の切開を行うカットモードの処置(機能)に対応する。
 本実施形態では、超音波エネルギーを処置に用いるエネルギーとしているが、処置エネルギーとしては超音波エネルギー単独に限られるものではない。処置エネルギーとして超音波エネルギーに組み合わせて、高周波電流エネルギーや熱エネルギーを用いることもできる。すなわち、超音波エネルギーと高周波電流エネルギーとを組み合わせた処置エネルギーをプローブ15から生体組織へ付与してもよいし、超音波エネルギーと熱エネルギーとを組み合わせた処置エネルギーをプローブ15から生体組織へ付与しても良い。
 可動ハンドル23は、ハウジング21に対して移動可能(回動可能)に取り付けられる。医師は、グリップ部22に対して可動ハンドル23を近づけたり遠ざけたりすることで、シース24内部で可動パイプ27を進退させ、それによってジョー26の開閉を操作できる。
 シース24は、金属材料等により円筒形に形成され、内部に位置されるプローブ15を保護している。シース24の基端方向C2側は、ハウジング21に対して回転可能な状態でハウジング21に取り付けられている。ノブ25は、シース24に固定されており、ハウジング21に対して回転可能に取り付けられている。ハウジング21に対してノブ25を回転させることにより、シース24、プローブ15、超音波振動子41、及びジョー26を長手軸C(中心軸)回りに一体的に回転できる。
 ジョー26は、シース24先端部に設けられた支持ピン42に支持される。ジョー26は、プローブ15と当接ないし対向するように近接した当接位置と、プローブ15から離隔した離隔位置と、の間で、支持ピン42を中心に回動可能である。
 図3に示すように、振動発生部18は、超音波振動子41と、ホーン部材43と、を備える。超音波振動子41には、電流を超音波振動に変化させる複数(例えば、4つ)の圧電素子44が含まれる。超音波振動子41には、電気配線45の一端が接続される。電気配線45は、ケーブル14の内部を通り他端で電源ユニット13の超音波電流供給部35に接続される。電気配線45を介して超音波電流供給部35から超音波振動子41に電力が供給されると、超音波振動子41において超音波振動(中心軸C方向の振動、すなわち縦振動)が発生する。振動発生部18は、この超音波振動をプローブ15側にも伝えて共振させることができる。振動発生部18が発生する超音波振動の周波数は、例えば、47kHzであり、ある実施例では、46kHz以上48kHz以下のいずれかの周波数となる。
 図3に示すように、超音波振動子41は、ホーン部材43に取付けられる。ホーン部材43は、金属材料によって形成される。ホーン部材43は、プローブ15の先端方向C1へ向かうにつれて断面積が減少する略円錐形の断面変化部を有する。超音波振動子41で発生した超音波振動の振幅は、断面変化部において拡大される。
 プローブ15(振動伝達部材)は、例えば生体適合性のある金属材料(例えば、チタン合金等)によって形成される。図4から図6に示すように、プローブ15は、先端方向側に位置する先端部46と、先端部46とは反対の基端方向側に位置する基端部47と、先端部46の最も先端方向側に設けられた先端面48と、先端部46と基端部47との間に位置する中間部51と、先端部46と中間部51とに跨って設けられる処置面52と、処置面52とは反対側に位置する背面53(反対面)と、先端部46に設けられ中心軸Cに対して傾斜した傾斜部54(第1断面積減少部)と、処置面52から外れた位置に設けられた溝55(第2断面積減少部)と、溝55と重複する位置に設けられた環状の第2溝62(窪み部)と、を有する。また図7に示すように、プローブ15は、中心軸Cを間に挟んで中心軸Cに沿って延びる2個の部分、すなわち、処置面52側の半部15Aと、背面53側の半部15Bと、を有する。
 図5に示すように、先端部46および中間部51のうち、処置面52に対応する部分は、プローブ15の先端方向に行くにつれて例えば左方向に湾曲した湾曲部56を構成する。なお、湾曲部56の湾曲方向は任意であり、処置の種類に応じて適切な方向に湾曲させてもよい。図1、図2に示すように、プローブ15の基端方向C2側の周囲は、ハウジング21によって支持される。また、図3に示すように、プローブ15の基端側は、ねじ57を介してホーン部材43に対して所定の圧力で押し付けられるようにホーン部材43に固定される。先端面48および先端部47には、プローブ15が超音波振動の共振をした状態で、超音波振動の腹位置付近が位置される。
 処置面52は、平坦に構成され処置の際に生体組織に当接する部分を構成する。処置面52は、中心軸Cに対して傾斜部54(第1断面積減少部)とは反対側の位置に設けられる。
 傾斜部54は、背面53側に設けられている。傾斜部54によって、プローブ15の中心軸Cと交差する面に関する先端部46の断面積は、中心軸Cと交差する面に関する中間部51の断面積よりも小さくなる。より詳細には、傾斜部54は、先端部46の最も先端側に位置した先端面48に近づくにつれて、中心軸Cと交差する面に関する先端部46の断面積を徐々に小さくするように形成される。プローブ15の先端部46には、処置面52側にも中心軸Cに対して傾斜する第2傾斜部61が設けられている。したがって、プローブ15の先端部46は、いわゆる両面側に傾斜部54および第2傾斜部61を有する先細りの形状を有する。
 溝55(第2断面積減少部)は、基端部47の処置面52側に設けられているが、中心軸C方向に関して、処置面52から外れた位置(処置面52よりも基端方向C2側)に設けられている。この溝55には、プローブ15が超音波振動の共振をした状態で、前記超音波振動の最も先端部46寄りの節位置Nが位置される。溝55は、中心軸Cに対して、傾斜部54(第1断面積減少部)とは反対側に設けられる。より具体的には、溝55は、中心軸Cに対して、傾斜部54とは略180°反対側(例えば、中心軸Cを中心に傾斜部54から175°ないし185°回転した位置)に設けられている。ここで、図5に示すように、中心軸Cを通り湾曲部56全体を含む面P(或いは、湾曲部56の湾曲方向に略平行な面P)を考えると、溝55(第2断面積減少部)は、図6に示すように、面Pに対して傾斜部54とは反対側に設けられる。
 図6に示すように、溝55(第2断面積減少部)は、中心軸Cを通る平面で切断したとき、異形の断面形状(真円形を除く形状であって、例えば、三角形、四角形等の多角形状、半円形状、半楕円形状、放物線形状、曲面形状等)を有する。溝55は、中心軸Cを通る平面で切断したとき、略半円形の断面形状を有することがより好適である。図7に示すように、溝55は、傾斜部54とは反対側のプローブ15の半部15Aの中心軸Cと交差する面に関する断面積15AAを、プローブ15の傾斜部54側の半部15Bの中心軸Cと交差する面に関する断面積15BAよりも小さくする。図4、図6に示すように、溝55は、中心軸Cと交差する方向(より具体的には直交する方向)に延びているが、実際には中心軸Cとは交差せずに中心軸Cから所定距離ずれた位置(ねじれの位置)に設けられる。溝55は、フライス盤等を用いた切削加工等によって形成されるが、他の加工方法でも形成できる。溝55は、底部55Aを有する。この底部55Aから中心軸Cまでの距離Aは、処置面52から中心軸Cまでの距離Bよりも大きい。溝55は、傾斜部54とは異なる形状をなしており、中心軸Cに対して傾斜部54とは非対称な形状といえる。
 第2溝62(窪み部)は、溝55(第2断面積減少部)と重複する位置に設けられている。このため、溝55(第1溝)は、第2溝62からさらに窪むように設けられる。第2溝62は、プローブ15に対して環状に窪んで設けられている。第2溝62の内部に環状のシール部材33の一部が配置される。このため、溝55は、シール部材33によって覆われている。
 続いて、本実施形態のエネルギー処置装置11で行う動作について説明する。医師は、例えば、エネルギー処置装置11のハンドピース12を右手(左手でもよい)で保持することができる。医師は、右手(若しくは左手)の中指、薬指、小指によって可動ハンドル23をグリップ部22側に引き付けることで、ジョー26を回動させてプローブ15の処置面52に対してジョー26を当接あるいはわずかに隙間を残して対向させることができる。また、ジョー26と処置面52との間に生体組織が存在する場合には、鉗子のように処置面52とジョー26との間で生体組織を挟んで保持できる。可動ハンドル23の位置を元に戻すことで、ジョー26が処置面52から離間して生体組織を解放できる。さらに医師は、右手(若しくは左手)の人差し指で第1ボタン31または第2ボタン32を押し込むと、制御部36が超音波電流供給部35を制御して、超音波振動子41からの超音波振動の出力をOnとし、プローブ15から生体組織に超音波振動を付与することができる。医師は、第1ボタン31または第2ボタン32の押込みを解除することで、超音波振動子41からの超音波振動の出力をOffできる。
 本実施形態のエネルギー処置装置11の作用について説明する。まず、プローブ15に溝55(第2断面積減少部)を設けない例(比較例)について、超音波振動のインピーダンスを測定した。比較例のプローブ(図示しない)を振動子ユニット16(トランスデューサ)に接続し、振動子ユニット16を駆動してプローブ15と振動子ユニット16とを例えば47kHzで超音波振動(共振)させた。この状態で、超音波振動の共振を維持するための抵抗(振動ロス)として考慮できる超音波振動のインピーダンスを測定したところ、インピーダンスは、275Ωであった。
 次に、比較例のプローブに代えて、本実施形態のプローブ15を振動子ユニット16(トランスデューサ)に接続した。この状態で、振動子ユニット16を駆動してプローブ15と振動子ユニット16とを例えば47kHzで超音波振動(共振)させたところ、超音波振動のインピーダンスは、148Ωにまで低減した。このため、本実施形態のエネルギー処置装置11によれば、比較例と比べて、超音波振動のインピーダンスを約46%低減させることができた。
 第1実施形態によれば、医療機器は、振動伝達部材を共振させるための超音波振動を発生するトランスデューサから前記超音波振動が伝達される医療機器であって、先端部46と、前記トランスデューサ側に設けられる基端部47と、先端部46と基端部47との間に設けられた中間部51と、を有する前記振動伝達部材と、先端部46に設けられるとともに、前記振動伝達部材の中心軸Cと交差する面に関する先端部46の断面積を中心軸Cと交差する面に関する中間部51の断面積よりも小さくする第1断面積減少部と、前記振動伝達部材が前記共振をした状態で前記超音波振動の最も前記先端部寄りの節位置Nが位置されるとともに、中心軸Cに対して前記第1断面積減少部とは反対側に設けられる第2断面積減少部であって、前記第1断面積減少部とは反対側の前記振動伝達部材の半部15Aの前記中心軸と交差する面に関する断面積を、前記振動伝達部材の前記第1断面積減少部側の半部15Bの中心軸Cと交差する面に関する断面積よりも小さくする第2断面積減少部と、を備える。
 上記のような医療機器では、振動伝達部材を中心軸Cに沿う方向に振動させるいわゆる縦振動を用いて生体組織の切開、切除、凝固等を行うことができる。上記構成によれば、第1断面積減少部によって、振動伝達部材に当初予定した縦振動以外の不正振動(中心軸Cと交差する方向に生じる曲げ振動、中心軸C回りのねじれ方向に生じるねじり振動、共振周波数の整数倍した周波数を有する高調波(2倍波、3倍波等)等)が発生する。しかし、第2断面積減少部を設けることによって、上記不正振動とは逆位相の不正振動(特に、中心軸Cと交差する方向に生じる曲げ振動の不正振動)を発生させることができる。このため、第1断面積減少部に起因して生じた不正振動を第2断面積減少部で発生させた不正振動によって相殺(キャンセル)することができる。特に、処置面52から背面53に向かう方向を厚さ方向とすると、第1断面積減少部に起因して生じた厚さ方向についての曲げ振動が、第2断面積減少部に起因して発生する不正振動によって相殺される。この場合、超音波振動の節位置N近傍では、他の部分(例えば腹位置)に比して応力が高くなっているために、この位置に第2断面積減少部を設けると特に相殺効果が高いことが分かっている。
 これによって、振動ロスの指標となる超音波振動のインピーダンスを低減でき、超音波振動の安定性が確保されるとともに、超音波振動の効率を向上できる。このため、医療機器の省電力化を図ることができるとともに、振動ロスから生じる発熱量を低減できる。また、不正振動によって振動伝達部材に生じる繰り返し曲げ(撓み)を低減でき、医療機器の長寿命化を図ることができる。さらに、振動伝達部材を液中で使用する際に不正振動に起因して発生する気泡の量を低減できる。
 前記第2断面積減少部は、中心軸Cを基準に前記第1断面積減少部に対して180°反対側に設けられる。この構成によれば、第1断面積減少部に起因して生じた不正振動を相殺するための逆位相の不正振動を第2断面積減少部によって最も効率よく発生でき、医療機器の省電力化、発熱量低減、長寿命化、気泡発生量の低減を図ることができる。
 前記第2断面積減少部は、中心軸Cと交差する方向に延びる溝55をなす。この構成によれば、第2断面積減少部の形状を簡単にすることができる。これによって、振動伝達部材を加工する際の加工コストを低減できるとともに、振動伝達部材の剛性の低下を最小限にできる。
 前記振動伝達部材は、前記中心軸に対して前記第1断面積減少部とは反対側に設けられる処置面52を有し、前記第2断面積減少部のなす溝55の底部55Aから中心軸Cまでの距離は、処置面52から中心軸Cまでの距離よりも大きい。この構成によれば、溝55の深さ寸法を小さくすることができ、振動伝達部材に生じる剛性低下を最小限にすることができる。
 医療機器は、前記振動伝達部材を覆う筒状のシース24と、シース24と前記振動伝達部材との間に介在される環状の弾性部材と、を備え、前記振動伝達部材には、前記第2断面積減少部と重複する位置に環状の窪み部が設けられ、前記窪み部内に前記弾性部材が位置される。この構成によれば、弾性部材で覆われる箇所に第2断面積減少部を配置することができる。このため、この第2断面積減少部内に生体組織の破片等がたまってしまうことがなく、振動伝達部材を清浄な状態に維持しやすくできる。
 前記振動伝達部材は、先端部46と中間部51とに跨って設けられる湾曲部56を備え、前記第2断面積減少部は、中心軸Cと湾曲部56全体とを含む平面P(中心軸Cを通り、かつ、湾曲部56の湾曲方向に略平行な平面P)に対して前記第1断面積減少部とは反対側に設けられる。この構成によれば、当該平面Pを基準に、第1断面積減少部とは反対側に第2断面積減少部を設けることができるため、第1断面積減少部に起因して発生する不正振動を反対側にある第2断面積減少部によって相殺することができる。
 医療機器は、処置面52と対向し、処置面52に対して開閉可能なジョー26を備える。この構成によれば、ジョー26と振動伝達部材との間に生体組織を挟んだ状態で振動伝達部材を超音波振動(共振)させることができ、処置中に生体組織の位置がずれてしまうことがなく作業性を良好にできる。
 第2断面積減少部は、処置面52よりも基端方向C2側に設けられる。この構成によれば、処置面52から外れた位置に第2断面積減少部を形成することができ、第2断面積減少部を設けた場合でも、フラットな形状の処置面52を実現できる。これによって、生体組織に振動伝達部材を当接させる際に生体組織にかかる圧力を均一にすることができる。これによって、生体組織の凝固性能および切開性能を処置面52上において均一にすることができる。
 医療機器システムは、上記医療機器と、前記トランスデューサと、を備える。この構成によれば、トランスデューサで発生した超音波振動を医療機器側において効率よく共振できるため、医療機器システムの省電力化と、振動伝達部材の発熱量の低減および長寿命化、処置時に振動伝達部材から発生する気泡量の低減が図られる。
 本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変形実施することができる。
 以下に、本願の他の例にかかる医療機器について記載する。
[1] 先端部と、超音波振動を発生するトランスデューサ側に設けられる基端部と、前記先端部と前記基端部との間に設けられた中間部と、を有する前記振動伝達部材と、
 前記先端部に設けられるとともに、前記振動伝達部材の中心軸と交差する面に関する前記先端部の断面積を前記中心軸と交差する面に関する前記中間部の断面積よりも小さくする第1断面積減少部と、
 前記振動伝達部材が前記共振をした状態で前記超音波振動の最も前記先端部寄りの節位置が位置されるとともに、前記中心軸に対して前記第1断面積減少部とは反対側に設けられる第2断面積減少部であって、前記第1断面積減少部とは反対側の前記振動伝達部材の半部の前記中心軸と交差する面に関する断面積を、前記振動伝達部材の前記第1断面積減少部側の半部の前記中心軸と交差する面に関する断面積よりも小さくする第2断面積減少部と、
 を備える医療機器。
[2] 前記第2断面積減少部は、溝をなすとともに、前記中心軸を通る平面で切断したとき略半円形の断面形状を有する[1]に記載の医療機器。
[3] 前記第2断面積減少部は、前記弾性部材で覆われる[1]に記載の医療機器。
[4] 前記第2断面積減少部は、前記中心軸を中心に前記第1断面積減少部から175°ないし185°回転した位置に設けられる請求項1に記載の医療機器。
[5] 前記振動伝達部材を覆うシース状部を有する[1]に記載の医療機器。
[6] 前記シース状部は、前記第2断面積減少部が設けられた部分を覆う[5]に記載の医療機器。
[7] [1]に記載の医療機器と、
 前記トランスデューサと、
 を備える医療機器システム。
[8] [7]に記載の医療機器システムと、
 前記トランスデューサに電力供給する電源ユニットと、
 を備えるエネルギー処置装置。

Claims (10)

  1.  振動伝達部材を共振させるための超音波振動を発生するトランスデューサから前記超音波振動が伝達される医療機器であって、
     先端部と、前記トランスデューサ側に設けられる基端部と、前記先端部と前記基端部との間に設けられた中間部と、を有する前記振動伝達部材と、
     前記先端部に設けられるとともに、前記振動伝達部材の中心軸と交差する面に関する前記先端部の断面積を前記中心軸と交差する面に関する前記中間部の断面積よりも小さくする第1断面積減少部と、
     前記振動伝達部材が前記共振をした状態で前記超音波振動の最も前記先端部寄りの節位置が位置されるとともに、前記中心軸に対して前記第1断面積減少部とは反対側に設けられる第2断面積減少部であって、前記第1断面積減少部とは反対側の前記振動伝達部材の半部の前記中心軸と交差する面に関する断面積を、前記振動伝達部材の前記第1断面積減少部側の半部の前記中心軸と交差する面に関する断面積よりも小さくする第2断面積減少部と、
     を備える医療機器。
  2.  前記第2断面積減少部は、前記中心軸を基準に前記第1断面積減少部に対して180°反対側に設けられる請求項1に記載の医療機器。
  3.  前記第2断面積減少部は、前記中心軸と交差する方向に延びる溝をなす請求項1に記載の医療機器。
  4.  前記第2断面積減少部は、溝をなすとともに、前記中心軸を通る平面で切断したとき異形の断面形状を有する請求項1に記載の医療機器。
  5.  前記振動伝達部材は、前記中心軸に対して前記第1断面積減少部とは反対側に設けられる処置面を有し、
     前記第2断面積減少部のなす溝の底部から前記中心軸までの距離は、前記処置面から前記中心軸までの距離よりも大きい請求項1に記載の医療機器。
  6.  前記振動伝達部材を覆う筒状のシース状部と、
     前記シース状部と前記振動伝達部材との間に介在される環状の弾性部材と、
     を備え、
     前記振動伝達部材には、前記第2断面積減少部と重複する位置に環状の窪み部が設けられ、前記窪み部内に前記弾性部材の一部が位置される請求項1に記載の医療機器。
  7.  前記振動伝達部材は、前記先端部と前記中間部とに跨って設けられる湾曲部を備え、
     前記第2断面積減少部は、前記中心軸と前記湾曲部とを含む平面に対して前記第1断面積減少部とは反対側に設けられる請求項1に記載の医療機器。
  8.  前記処置面と対向し、前記処置面に対して開閉可能なジョーを備える請求項5に記載の医療機器。
  9.  前記振動伝達部材は、前記中心軸に対して前記第1断面積減少部とは反対側に設けられる処置面を有し、
     前記第2断面積減少部は、前記処置面よりも基端方向側に設けられる請求項1に記載の医療機器。
  10.  請求項1に記載の医療機器と、
     前記トランスデューサと、
     を備える医療機器システム。
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