超音波処置具および超音波処置装置
【課題】意図する領域に選択的に超音波を作用させる。
【解決手段】周波数が異なる交番電圧が印加されることにより異なる振動モードの超音波振動を発生する柱状の超音波振動子５と、該超音波振動子５に一端が接続され超音波振動子５の長手方向に延びるプローブ３と、超音波振動子５を各振動モードにおける超音波振動の節の位置において保持可能な保持部８とを備える超音波処置具を提供する。また、超音波処置具と、超音波振動子５に周波数の異なる交番電圧を供給する電圧供給部と、該電圧供給部により超音波振動子５に供給される交番電圧を択一的に選択する振動モード選択手段とを備える超音波処置装置を提供する。
【解決手段】周波数が異なる交番電圧が印加されることにより異なる振動モードの超音波振動を発生する柱状の超音波振動子５と、該超音波振動子５に一端が接続され超音波振動子５の長手方向に延びるプローブ３と、超音波振動子５を各振動モードにおける超音波振動の節の位置において保持可能な保持部８とを備える超音波処置具を提供する。また、超音波処置具と、超音波振動子５に周波数の異なる交番電圧を供給する電圧供給部と、該電圧供給部により超音波振動子５に供給される交番電圧を択一的に選択する振動モード選択手段とを備える超音波処置装置を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波処置具および超音波処置装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、体内に挿入したプローブを超音波振動させることにより脂肪を乳化・破砕する装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４４７２７５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１においては、プローブの先端部の他にプローブの長手方向の略中心にも超音波振動の腹が存在し、プローブの前方の領域と側方の領域とに超音波が作用する。したがって、プローブの先端部によって脂肪を乳化・粉砕するように構成されているものの、プローブの側方に存在する組織にも超音波が意図せずに作用してしまうという不都合がある。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、意図する領域に選択的に超音波を作用させることができる超音波処置具および超音波処置装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、周波数が異なる交番電圧が印加されることにより異なる振動モードの超音波振動を発生する柱状の超音波振動子と、該超音波振動子に一端が接続され前記超音波振動子の長手方向に延びるプローブと、前記超音波振動子を各前記振動モードにおける超音波振動の節の位置において保持可能な保持部とを備える超音波処置具を提供する。
【０００７】
本発明によれば、超音波振動子が、印加された交番電圧の周波数に応じた振動モードで超音波振動を発生し、該超音波振動がプローブに伝達されることにより、プローブの近傍の組織を処置することができる。超音波振動子は、その超音波振動の節の位置において保持部により保持されることにより、安定して振動することができる。
【０００８】
この場合に、プローブのいずれの位置が超音波振動の腹となって十分に強く超音波振動するかが、振動モードによって異なる。したがって、超音波振動子を駆動する振動モードによって超音波を作用させる領域を選択し、意図する領域に選択的に超音波を作用させることができる。
【０００９】
上記発明においては、前記異なる振動モードが、前記超音波振動子が縦振動する縦振動モードと、前記超音波振動子が屈曲振動する屈曲振動モードであることとしてもよい。
このようにすることで、超音波振動子が長手方向に変位する縦振動モードにおいてはプローブの先端において強い超音波振動が発生するので、プローブ先端の前方に配置された組織を効率良く処置するができる。一方、超音波振動子が幅方向に変位する屈曲振動モードにおいては、プローブの途中位置において強い超音波振動が発生するので、プローブの側方に配置された組織を効率良く処置するができる。
【００１０】
また、上記発明においては、前記超音波振動子が、角柱状の弾性体と、該弾性体の一側面に固定された単一の圧電素子と、前記弾性体の他の一の側面に固定された一対の圧電素子とを備え、該一対の圧電素子が、分極方向が互いに逆方向となるように配置されていることとしてもよい。
このようにすることで、縦振動モードにおいては単一の圧電素子に交番電圧を印加して弾性体に１次の縦振動を発生させ、屈曲振動モードにおいては一対の圧電素子に交番電圧を印加することにより弾性体に２次の屈曲振動を発生させることができる。
【００１１】
また、上記発明においては、前記保持部が、前記超音波振動子の、前記縦振動モードと前記屈曲振動モードとに共通する節の位置を保持することとしてもよい。
このようにすることで、振動モードを変更した際に保持部によって保持する位置を変更する必要がなく、操作を容易にすることができる。
【００１２】
また、上記発明においては、前記保持部が、前記超音波振動子の前記節の位置を保持する保持位置と解放する解放位置との間で移動可能に設けられていることとしてもよい。
このようにすることで、振動モードによって節の位置が移動する場合に、各振動モードに応じて保持部により保持する節と解放する節とを容易に変更することができる。
【００１３】
また、上記発明においては、前記超音波振動子を収容し、前記節と対応する位置に壁厚方向に貫通するネジ穴が形成された筒状のケースを備え、前記保持部が、前記ネジ穴に締結されるネジを備えることとしてもよい。
このようにすることで、ネジ穴にネジを締めるまたは緩めることにより、超音波振動子の各節の位置をケースに対して容易に保持または解放させることができる。
【００１４】
また、上記発明においては、前記超音波振動子が、角柱状の弾性体と、該弾性体の一の側面に固定された圧電素子とを備え、該圧電素子の前記ネジ穴と対応する位置に、厚さ方向に貫通し前記ネジの先端部が挿入される貫通穴が形成されていることとしてもよい。
このようにすることで、ネジを締めたときに、ネジの先端部が圧電素子を貫通して弾性体の側面に押し当てられる。これにより、ネジの先端によって押圧されることによる圧電素子の破損を防ぐことができる。
【００１５】
また、上記発明においては、前記ネジに設けられ、該ネジと前記超音波振動子との接触を検知して報知する報知手段を備えることとしてもよい。
このようにすることで、ネジにより超音波振動子がケースに対して確実に保持されていること、および、いずれの位置のネジにより超音波振動子が保持されているかを操作者は容易に認識することができる。
【００１６】
また、上記発明においては、前記振動モードを示す表示部を備えることとしてもよい。
このようにすることで、現在いずれの振動モードによって超音波振動子が駆動されているかを操作者が容易に識別することができる。
【００１７】
また、上記発明においては、前記超音波振動子を収容する筒状のケースを備え、前記保持部が、ボールを半径方向内方に向けて前記ケースに設けられたボールプランジャを備え、前記超音波振動子は、側面の前記節の位置に前記ボールが嵌合する溝が形成されていることとしてもよい。
【００１８】
このようにすることで、ケース内で超音波振動子を長手方向に移動させると、溝にボールプランジャのボールが嵌る位置で超音波振動子の位置が保持され、超音波振動が節の位置においてボールプランジャによってケースに保持される。このように超音波振動子をスライドさせる簡便な操作のみでケースに保持させる超音波振動子の位置を容易に変更することができる。
【００１９】
また、上記発明においては、前記保持部が、前記超音波振動子の側面の前記節の位置に設けられたバルーンと、該バルーン内と連通し前記超音波振動子の基端側に延びる配管とを備えることとしてもよい。
このようにすることで、管路を介して流体をバルーンに供給してバルーンを膨張させることにより、バルーンを介して超音波振動子が周辺の組織によって支持され、超音波振動子の位置および姿勢を安定に保持することができる。また、振動モードに応じて膨張させるバルーンの位置を選択することにより、超音波振動子の節の位置を組織に対して保持させることができる。
【００２０】
また、上記発明においては、前記プローブの各振動モードにおける腹の位置に、対応する前記振動モードを示す表示が付されていることとしてもよい。
このようにすることで、各振動モードにおいて、プローブのいずれの位置において強い超音波振動が発生するかを容易に認識することができる。
【００２１】
また、本発明は、上記に記載の超音波処置具と、前記超音波振動子に前記周波数の異なる交番電圧を供給する電圧供給部と、該電圧供給部により前記超音波振動子に供給される前記交番電圧を択一的に選択する振動モード選択手段とを備える超音波処置装置を提供する。
【００２２】
本発明によれば、振動モード選択手段によって一方の振動モードを選択し、選択された振動モードと対応する周波数の交番電圧を電圧供給部が超音波振動子に印加することにより、所望の振動モードで超音波振動子を駆動し、プローブを超音波振動させることによって組織を処置することができる。
この場合に、プローブのいずれの位置が十分に強く超音波振動するかが振動モードによって異なる。したがって、超音波振動子を駆動する振動モードによって超音波を作用させる領域を選択し、意図する領域に選択的に超音波を作用させることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、意図する領域に選択的に超音波を作用させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る超音波処置装置の全体構成図である。
【図２】図１の超音波処置具が備える超音波発生部およびプローブの（ａ）平面図、（ｂ）ＩＩａ−ＩＩａ断面図、（ｃ）ＩＩｂ−ＩＩｂ断面図および（ｄ）ＩＩｃ−ＩＩｃ断面図である。
【図３】（ａ）縦振動モードおよび（ｂ）屈曲振動モードにおける超音波振動子およびプローブの動作を説明する図である。
【図４】図２の超音波振動子が備える圧電素子の変形例を示す斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る超音波処置装置が備える超音波発生部の構成を示す（ａ）平面図および（ｂ）Ｖ−Ｖ断面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る超音波処置装置が備える超音波発生部の構成を示す（ａ）平面図および（ｂ）ＶＩ−ＶＩ断面図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に係る超音波処置装置が備える超音波発生部の構成を示す（ａ）平面図、（ｂ）ＶＩＩａ−ＶＩＩａ断面図および（ｃ）ＶＩＩｂ−ＶＩＩｂ断面図である。
【図８】本発明の第５の実施形態に係る超音波処置装置が備える超音波発生部の構成を示す（ａ）平面図および（ｂ）ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ縦断面図である。
【図９】本発明の第６の実施形態に係る超音波処置装置が備える超音波振動子の構成を示す斜視図である。
【図１０】図９の超音波振動子の屈曲振動モードにおける動作を説明する図である。
【図１１】図９の超音波振動子を備える超音波発生部の縦断面図である。
【図１２】本発明の第７の実施形態に係る超音波処置装置が備える超音波発生部の構成を示す（ａ）平面図、（ｂ）側面図および（ｃ）正面図である。
【図１３】図１２の超音波発生部を備える超音波処置具の（ａ）縦振動モードおよび（ｂ）屈曲振動モードによる使用方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に、本発明の第１の実施形態に係る超音波処置具１および該超音波処置具１を備える超音波処置装置１００について図１〜図４を参照して説明する。
本実施形態に係る超音波処置装置１００は、図１に示されるように、超音波を発生する超音波発生部２と体内に挿入される直棒状のプローブ３とを備える超音波処置具１と、該超音波処置具１がケーブル４を介して接続された制御装置（電圧供給部）２０とを備えている。
【００２６】
超音波発生部２は、図２に示されるように、角柱状の弾性体５１と該弾性体５１の一側面に固定された平板状の圧電素子５２とを備える超音波振動子５と、該超音波振動子５を収容するケース６とを備えている。
弾性体５１は、ステンレス、チタン合金、アルミ等の金属からなり、一側面に鏡面処理が施されている。
【００２７】
圧電素子５２は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなる。圧電素子５２の表面および裏面には電極としての金属膜が形成され、矢印Ｐで示される表面側の正極から裏面側の負極へ向かう方向に分極している。圧電素子５２の裏面は、エポキシ樹脂等の接着剤によって弾性体５１の鏡面処理された一側面に接着されている。圧電素子５２に形成された正極と弾性体５１の基端面にはそれぞれ配線４ａ，４ｂが接続され、これらの配線４ａ，４ｂはケーブル４内を通って制御装置２０と接続されている。弾性体５１の先端面からは該弾性体５１の略中心軸に沿ってプローブ３が延びている。該プローブ３は、弾性体５１と一体に形成され、弾性体５１と同一の材料からなる。
【００２８】
ケース６は、硬質な材料からなり、用途に応じた長手方向の寸法を有している。すなわち、プローブ３および超音波発生部２を、例えば、軟性の内視鏡のチャネル内に挿入して使用する場合（内科的な治療に使用する場合）には、湾曲したチャネル内においても十分な操作性が得られるように、十分に短く形成される。一方、超音波発生部２を体外に配置してプローブ３のみを体内に挿入して使用する場合（外科的な治療に使用する場合）には、ケース６の寸法は特に制限されない。
【００２９】
ケース６の側壁には、超音波振動子５の４つの側面と対向し超音波振動子５の縦振動の節および屈曲振動の節（後述）と対応する位置に、壁厚方向に貫通したネジ穴７ａ，７ｂが形成され、これらのネジ穴７ａ，７ｂにはネジ（保持部）８が挿入されている。以下、縦振動の節の位置に設けられたネジ穴７ａを第１のネジ穴７ａ、屈曲振動の節の位置に設けられたネジ穴７ｂを第２のネジ穴７ｂともいう。
【００３０】
図２（ｃ）に示されるように、周方向に並ぶ４つのネジ８を締めて各ネジ８の先端が超音波振動子５の側面に接触する位置（保持位置）まで移動させることにより、超音波振動子５が節の位置においてケース６に保持される。一方、図２（ｄ）に示されるように、周方向に並ぶ４つのネジ８を緩めて各ネジ８の先端が超音波振動子５の側面から十分に離れる位置（解放位置）まで移動させることにより、超音波振動子５の節の位置がケース６内において解放される。
【００３１】
制御装置２０は、縦振動モードおよび屈曲振動モードのうち一方を選択する振動モード選択スイッチ（振動モード選択手段）２１と、超音波処置具１への交番電圧の出力を操作者による操作に従ってオンオフするフットスイッチ２２とを備えている。制御装置２０は、振動モード選択スイッチ２１により縦振動モードを示す「Ａ」が選択された場合には、超音波振動子５の１次の縦振動の共振周波数と略同一の周波数を有する第１の交番電圧を発生する。一方、制御装置２０は、振動モード選択スイッチ２１により屈曲振動モードを示す「Ｂ」が選択された場合には、超音波振動子５の１次の屈曲振動の共振周波数と略同一の周波数を有する第２の交番電圧を発生する。
【００３２】
図中、符号２３は、振動モード選択スイッチ２１により選択されている振動モードを表示するモード表示窓（表示部）を示している。符号２４は、制御装置２０からの交番電圧の出力の大きさを調節する出力調節ダイヤルを示している。符号２５は、制御装置２０からの交番電圧の出力の大きさを表示する出力表示窓を示している。
【００３３】
制御装置２０から超音波振動子５に配線４ａ，４ｂを介して第１または第２の交番電圧が印加されると、圧電素子５２が伸縮し、該圧電素子５２の伸縮に追従して弾性体５１が変形することにより、超音波振動子５が超音波振動を発生する。発生した超音波振動はプローブ３に伝達され、該プローブ３が超音波振動する。図３（ａ），（ｂ）は、超音波振動子５を縦振動モードおよび屈曲振動モードによりそれぞれ駆動したときの節と腹の位置を示している。
【００３４】
縦振動モードにおいては、図３（ａ）に示されるように、超音波振動子５がその長さ方向に変位させられる。このときに、超音波振動子５の長手方向の略中心位置およびプローブ３の途中位置が縦振動の節Ｎ１，Ｎ２となり、プローブ３の先端近傍が縦振動の腹Ｌ１となる。したがって、プローブ３の超音波振動の変移量は、先端近傍の領域Ｘ１において十分に大きくなる。
【００３５】
一方、屈曲振動モードにおいては、図３（ｂ）に示されるように、超音波振動子５がその幅方向に変位させられる。このときに、超音波振動子５の両端側およびプローブ３の途中位置が節Ｎ３〜Ｎ５となり、プローブ３の先端側が腹Ｌ２となる。したがって、プローブ３の超音波振動の変移量は、途中位置の側方の領域Ｘ２において十分に大きくなる。
【００３６】
ここで、各振動モードにおいてプローブ３がより強く超音波振動する位置、すなわち、各振動の腹Ｌ１，Ｌ２となる位置に、対応する振動モードを示す表示として、例えば、「Ａ」および「Ｂ」の文字９が付されていてもよい。また、ネジ穴７ａ，７ｂの近傍にも、各ネジ穴７ａ，７ｂがいずれの振動モードに対応しているかを示す表示として、「Ａ」および「Ｂ」の文字９が付されていてもよい。
【００３７】
次に、このように構成された超音波処置装置１００の作用について、体内の脂肪を超音波によるキャビテーション効果を利用して分解する場合を例に挙げて説明する。
本実施形態に係る超音波処置装置１００を使用して体内の脂肪を分解するには、まず、操作者は、分解すべき脂肪の位置に応じて使用する振動モードを振動モード選択スイッチ２１により選択し、選択した振動モードに対応する位置のネジ８を締める。
【００３８】
具体的には、プローブ３の挿入方向に対して前方に分解すべき脂肪が存在する場合は、モード切り替えスイッチ２１により縦振動モードである「Ａ」を選択し、第１のネジ穴７ａに挿入されているネジ８を締める。次いで、プローブ３を体内に挿入し、プローブ３の先端近傍の領域Ｘ１に分解すべき脂肪が配されるようにプローブ３の先端を脂肪に近接して配置し、フットスイッチ２２を踏む。これにより、制御装置２０から超音波振動子５へ第１の交番電圧の印加が開始され、プローブ３の先端部の近傍が振動し、脂肪が分解される。このときに、超音波振動子５は、縦振動の節の位置においてネジ８によりケース６に保持されているので、安定して振動することができる。
【００３９】
一方、プローブ３の挿入方向に対して側方に脂肪が存在する場合は、モード切り替えスイッチ２１により屈曲振動モードである「Ｂ」を選択し、第２のネジ穴７ｂに挿入されているネジ８を締める。次いで、プローブ３を体内に挿入し、プローブ３の側方の領域Ｘ２に分解すべき脂肪が配されるようにプローブ３の略中心位置を脂肪に近接して配置し、フットスイッチ２２を踏む。これにより、制御装置２０から超音波振動子５へ第２の交番電圧の印加が開始され、プローブ３の略中心位置から該略中心位置の近傍が振動し、脂肪が分解される。このときに、超音波振動子５は、屈曲振動の節の位置においてネジ８によりケース６に保持されているので、安定して振動することができる。
【００４０】
このように、本実施形態によれば、プローブ３と分解すべき脂肪との位置関係に応じて振動モードを選択することで、脂肪に効果的に超音波を作用させて分解することができるという利点がある。また、縦振動モードにおいてはプローブ３の長手方向の略中心位置が縦振動の節となり、プローブ３の先端近傍に配置された脂肪に選択的に超音波を作用させることができるという利点がある。
【００４１】
なお、本実施形態においては、１枚の圧電素子５２が用いられることとしたが、これに代えて、図４に示されるように、複数枚（図示する例では４枚）の圧電素子５２１が用いられることとしてもよい。この構成において、複数枚の圧電素子５２１は、矢印Ｐで示される分極方向が一致するように配置される。
このようにしても、超音波振動子５０１は、上述した圧電素子５２を用いた場合と同様に、１次の縦振動と１次の屈曲振動を発生することができる。
【００４２】
次に、本発明の第２の実施形態に係る超音波処置装置について図５を参照して説明する。
なお、第２の実施形態および後述する第３〜第７の実施形態については、上述した第１の実施形態と異なる点を主に説明し、第１の実施形態と共通する構成については説明を省略する。
本実施形態に係る超音波処置装置は、第１の実施形態に係る超音波処置装置１００において、超音波発生部２の構成を変更したものであり、図５（ａ），（ｂ）に示されるように、圧電素子５２２が、ネジ穴７ａ，７ｂに対応する位置に厚さ方向に貫通する貫通穴５２ａを有している。
【００４３】
本実施形態によれば、第１の実施形態による効果に加えて、ネジ８が締められたときにネジ８の先端は貫通穴５２ａ内を通って弾性体５１に押し付けられるので、ネジ８の締め付けによる圧電素子５２２の破損を防止することができる。
【００４４】
次に、本発明の第３の実施形態に係る超音波処置装置について図６を参照して説明する。
本実施形態に係る超音波処置装置は、第１の実施形態に係る超音波処置装置１００において、超音波発生部２の構成を変更したものである。すなわち、第１の実施形態においては、ケース６の、屈曲振動の２つの節Ｎ３，Ｎ４のうち一方に対応する位置に第２のネジ穴７ｂが形成されているが、これに代えて、本実施形態においては、図６（ａ），（ｂ）に示されるように、ケース６０１の、両方の節Ｎ３，Ｎ４に対応する位置に第２のネジ穴７ｂが形成されている。
【００４５】
本実施形態によれば、第１の実施形態による効果に加えて、超音波振動子５０３が屈曲振動する際に、ケース６０１に対して超音波振動子５０３をより安定に保持することができる。
【００４６】
次に、本発明の第４の実施形態に係る超音波処置装置について図７を参照して説明する。
本実施形態に係る超音波処置装置は、第１の実施形態に係る超音波処置装置１００において、超音波発生部２の構成を変更したものである。すなわち、第１の実施形態においては、超音波振動子５をケース６に保持する保持部としてネジ８を採用しているが、これに代えて、本実施形態においては、図７（ａ）〜（ｃ）に示されるように、ボール１０ａを半径方向内方に向けてケース６０２に設けられたボールプランジャ（保持部）１０を備え、超音波振動子５０４の側面の節Ｎ１，Ｎ３，Ｎ４の位置にボール１０ａが嵌合する溝５１ａが形成されている。
【００４７】
本実施形態によれば、第１の実施形態による効果に加えて以下の効果を奏する。すなわち、ケース６０２内において超音波振動子５０４を長手方向（矢印Ｂ参照。）にスライドさせると、ボール１０ａが溝５１ａに嵌合する位置で超音波振動子５０４がケース６０２に保持され、図中の破線が示す位置に超音波振動子５０４が位置決めされる。それと同時にプローブの表示Ｂがケース６０２の内部に隠れて表示Ａだけになるので、操作者は、制御装置２０のモード表示窓２３を視認しなくとも、破線が示す位置が縦振動モードであるということを認識できる。このように、超音波振動子５０４をスライドさせてボール１０ａを嵌合させる溝５１ａを変更するだけで、超音波振動子５０４のケース６０２に保持される位置を容易に変更することができる。
【００４８】
次に、本発明の第５の実施形態に係る超音波処置装置について図８を参照して説明する。
実施形態に係る超音波処置装置は、第１の実施形態に係る超音波処置装置１００において、超音波発生部２の構成を変更したものである。すなわち、本実施形態において、超音波発生部は、いずれのネジ８によって超音波振動子５が保持されているかを識別する機構を備えている。例えば、図８（ａ），（ｂ）に示されるように、各ネジ８は、＋端子がネジ８の先端に、−端子が弾性体５１にそれぞれ接続された電球（報知手段）１１を備える。ネジ８が締められてネジ８の先端が圧電素子５２に接触すると、その接触が電球１１によって検知されて該電球１１が点灯するようになっている。
【００４９】
本実施形態によれば、第１の実施形態による効果に加えて以下の効果を奏する。すなわち、操作者は、制御装置２０のモード表示窓２３を視認しなくとも、超音波振動子５を保持しているネジ８が、振動モードを示す表示「Ａ」および「Ｂ」（符号９）のどちらにあるかを確認するだけで、振動モードの状態を容易に認識することができる。また、電球１１の点灯により、各ネジ８が十分に締められていることを確認することができる。
【００５０】
次に、本発明の第６の実施形態に係る超音波処置装置について図９〜図１１を参照して説明する。
実施形態に係る超音波処置装置は、第１の実施形態に係る超音波処置装置１００において、超音波振動子５の構成を変更したものである。すなわち、第１の実施形態においては、縦振動と屈曲振動とを共通の圧電素子５２を利用して発生させているが、これに代えて、本実施形態においては、図９に示されるように、弾性体５１の２つの側面に圧電素子５２５，５２６が固定され、一方の側面の圧電素子５２５により縦振動を発生させ、他方の側面の圧電素子５２６により屈曲振動を発生させる。ここで、他方の側面には、２次の屈曲振動が発生するように、一対の圧電素子５２６は、矢印Ｐで示される分極方向が互いに反対となるように配置される。
【００５１】
本実施形態によれば、第１の実施形態による効果に加えて以下の効果を奏する。すなわち、このように構成された超音波振動子５０５の圧電素子５２６に第２の交番電圧を印加すると、図１０に示されるように、超音波振動子５０５には２次の屈曲振動が発生する。ここで、２次の屈曲振動の節Ｎ６〜Ｎ１０のうち、超音波振動子５０５の略中心位置の節Ｎ７は、１次の縦振動の節Ｎ１と共通である。したがって、図１１に示されるように、この１つの節Ｎ７（節Ｎ１）と対応する位置にネジ穴７を設け、超音波振動子５０５の節Ｎ７の位置をネジ８で保持することにより、両方の振動モードにおいて超音波振動子５０５はケース６０３に安定に保持される。これにより、振動モードの変更に伴うネジ８の操作を不要にし、超音波発生部２を体内に挿入したまま振動モードを変更することができる。
【００５２】
次に、本発明の第７の実施形態に係る超音波処置装置について図１２および図１３を参照して説明する。
実施形態に係る超音波処置装置は、第１の実施形態に係る超音波処置装置１００において、超音波発生部２の構成を変更したものである。すなわち、第１の実施形態においては、超音波振動子５をケース６に保持する保持部としてネジ８を採用することとしたが、これに代えて、本実施形態においては、図１２（ａ）〜（ｃ）に示されるように、ケース６を省略し、各振動の節の位置において超音波振動子の側面に設けられたバルーン１２を備えている。
【００５３】
図１２（ａ）〜（ｃ）には、図９に示される超音波振動子５０５の節Ｎ７の位置にバルーン１２を設けた構成を例示している。バルーン１２は、プローブ３の節Ｎ９（Ｎ２）の位置にも設けられていてもよい。各バルーン１２には、該バルーン１２内と体外に配置される図示しないポンプとの間で流体を搬送するチューブ（配管）１３が接続されている。
【００５４】
管腔などの比較的狭い空間においてバルーン１２内に流体を加圧しながら供給してバルーン１２を膨張させることにより、図１３（ａ），（ｂ）に示されるように、超音波振動子５０５がバルーン１２を介して腔壁などの周辺の組織Ｙに支持される。これにより、超音波振動子５０５およびプローブ３の節の位置が組織Ｙに対して保持されるようになっている。図１３（ａ）は、縦振動モードによりプローブ３の前方に配置される脂肪Ｚを分解する場合、図１３（ｂ）は、屈曲振動モードによりプローブ３の側方に配置される脂肪Ｚを分解する場合を示している。なお、図１３（ａ），（ｂ）において配線４ａ，４ｂおよびチューブ１３の図示は省略されている。
【００５５】
本実施形態によれば、第１の実施形態による効果に加えて以下の効果を奏する。すなわち、このようにしてケース６を省略して超音波振動子５０５、バルーン１２およびチューブ１３から超音波発生部２０１を構成することにより、超音波発生部２０１を細径化して管腔のような比較的狭い体腔内にも容易に挿入可能な構成とすることができる。また、膨張させるバルーン１２の大きさを調節することにより、超音波発生部２０１およびプローブ３を所望の姿勢に容易に維持することができる。
【００５６】
以上、本発明に係る超音波処置具および超音波処置装置の第１〜第７の実施形態について説明したが、これらの実施形態を適宜組み合わせて実施することもできる。
【符号の説明】
【００５７】
１ 超音波処置具
２，２０１ 超音波発生部
３ プローブ
４ ケーブル
４ａ，４ｂ 配線
５，５０１〜５０５ 超音波振動子
６，６０１〜６０３ ケース
７ａ，７ｂ ネジ穴
８ ネジ（保持部）
９ 文字（表示）
１０ ボールプランジャ（保持部）
１０ａ ボール
１１ 電球（報知手段）
１２ バルーン（保持部）
１３ チューブ（配管）
２０ 制御装置（電圧供給部）
２１ 振動モード選択スイッチ（振動モード選択手段）
２２ フットスイッチ
２３ モード表示窓
２４ 出力調節ダイヤル
２５ 出力表示窓
５１，５１１ 弾性体
５１ａ 溝
５２，５２１〜５２６ 圧電素子
５２ａ 貫通穴
１００ 超音波処置装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波処置具および超音波処置装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、体内に挿入したプローブを超音波振動させることにより脂肪を乳化・破砕する装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４４７２７５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１においては、プローブの先端部の他にプローブの長手方向の略中心にも超音波振動の腹が存在し、プローブの前方の領域と側方の領域とに超音波が作用する。したがって、プローブの先端部によって脂肪を乳化・粉砕するように構成されているものの、プローブの側方に存在する組織にも超音波が意図せずに作用してしまうという不都合がある。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、意図する領域に選択的に超音波を作用させることができる超音波処置具および超音波処置装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、周波数が異なる交番電圧が印加されることにより異なる振動モードの超音波振動を発生する柱状の超音波振動子と、該超音波振動子に一端が接続され前記超音波振動子の長手方向に延びるプローブと、前記超音波振動子を各前記振動モードにおける超音波振動の節の位置において保持可能な保持部とを備える超音波処置具を提供する。
【０００７】
本発明によれば、超音波振動子が、印加された交番電圧の周波数に応じた振動モードで超音波振動を発生し、該超音波振動がプローブに伝達されることにより、プローブの近傍の組織を処置することができる。超音波振動子は、その超音波振動の節の位置において保持部により保持されることにより、安定して振動することができる。
【０００８】
この場合に、プローブのいずれの位置が超音波振動の腹となって十分に強く超音波振動するかが、振動モードによって異なる。したがって、超音波振動子を駆動する振動モードによって超音波を作用させる領域を選択し、意図する領域に選択的に超音波を作用させることができる。
【０００９】
上記発明においては、前記異なる振動モードが、前記超音波振動子が縦振動する縦振動モードと、前記超音波振動子が屈曲振動する屈曲振動モードであることとしてもよい。
このようにすることで、超音波振動子が長手方向に変位する縦振動モードにおいてはプローブの先端において強い超音波振動が発生するので、プローブ先端の前方に配置された組織を効率良く処置するができる。一方、超音波振動子が幅方向に変位する屈曲振動モードにおいては、プローブの途中位置において強い超音波振動が発生するので、プローブの側方に配置された組織を効率良く処置するができる。
【００１０】
また、上記発明においては、前記超音波振動子が、角柱状の弾性体と、該弾性体の一側面に固定された単一の圧電素子と、前記弾性体の他の一の側面に固定された一対の圧電素子とを備え、該一対の圧電素子が、分極方向が互いに逆方向となるように配置されていることとしてもよい。
このようにすることで、縦振動モードにおいては単一の圧電素子に交番電圧を印加して弾性体に１次の縦振動を発生させ、屈曲振動モードにおいては一対の圧電素子に交番電圧を印加することにより弾性体に２次の屈曲振動を発生させることができる。
【００１１】
また、上記発明においては、前記保持部が、前記超音波振動子の、前記縦振動モードと前記屈曲振動モードとに共通する節の位置を保持することとしてもよい。
このようにすることで、振動モードを変更した際に保持部によって保持する位置を変更する必要がなく、操作を容易にすることができる。
【００１２】
また、上記発明においては、前記保持部が、前記超音波振動子の前記節の位置を保持する保持位置と解放する解放位置との間で移動可能に設けられていることとしてもよい。
このようにすることで、振動モードによって節の位置が移動する場合に、各振動モードに応じて保持部により保持する節と解放する節とを容易に変更することができる。
【００１３】
また、上記発明においては、前記超音波振動子を収容し、前記節と対応する位置に壁厚方向に貫通するネジ穴が形成された筒状のケースを備え、前記保持部が、前記ネジ穴に締結されるネジを備えることとしてもよい。
このようにすることで、ネジ穴にネジを締めるまたは緩めることにより、超音波振動子の各節の位置をケースに対して容易に保持または解放させることができる。
【００１４】
また、上記発明においては、前記超音波振動子が、角柱状の弾性体と、該弾性体の一の側面に固定された圧電素子とを備え、該圧電素子の前記ネジ穴と対応する位置に、厚さ方向に貫通し前記ネジの先端部が挿入される貫通穴が形成されていることとしてもよい。
このようにすることで、ネジを締めたときに、ネジの先端部が圧電素子を貫通して弾性体の側面に押し当てられる。これにより、ネジの先端によって押圧されることによる圧電素子の破損を防ぐことができる。
【００１５】
また、上記発明においては、前記ネジに設けられ、該ネジと前記超音波振動子との接触を検知して報知する報知手段を備えることとしてもよい。
このようにすることで、ネジにより超音波振動子がケースに対して確実に保持されていること、および、いずれの位置のネジにより超音波振動子が保持されているかを操作者は容易に認識することができる。
【００１６】
また、上記発明においては、前記振動モードを示す表示部を備えることとしてもよい。
このようにすることで、現在いずれの振動モードによって超音波振動子が駆動されているかを操作者が容易に識別することができる。
【００１７】
また、上記発明においては、前記超音波振動子を収容する筒状のケースを備え、前記保持部が、ボールを半径方向内方に向けて前記ケースに設けられたボールプランジャを備え、前記超音波振動子は、側面の前記節の位置に前記ボールが嵌合する溝が形成されていることとしてもよい。
【００１８】
このようにすることで、ケース内で超音波振動子を長手方向に移動させると、溝にボールプランジャのボールが嵌る位置で超音波振動子の位置が保持され、超音波振動が節の位置においてボールプランジャによってケースに保持される。このように超音波振動子をスライドさせる簡便な操作のみでケースに保持させる超音波振動子の位置を容易に変更することができる。
【００１９】
また、上記発明においては、前記保持部が、前記超音波振動子の側面の前記節の位置に設けられたバルーンと、該バルーン内と連通し前記超音波振動子の基端側に延びる配管とを備えることとしてもよい。
このようにすることで、管路を介して流体をバルーンに供給してバルーンを膨張させることにより、バルーンを介して超音波振動子が周辺の組織によって支持され、超音波振動子の位置および姿勢を安定に保持することができる。また、振動モードに応じて膨張させるバルーンの位置を選択することにより、超音波振動子の節の位置を組織に対して保持させることができる。
【００２０】
また、上記発明においては、前記プローブの各振動モードにおける腹の位置に、対応する前記振動モードを示す表示が付されていることとしてもよい。
このようにすることで、各振動モードにおいて、プローブのいずれの位置において強い超音波振動が発生するかを容易に認識することができる。
【００２１】
また、本発明は、上記に記載の超音波処置具と、前記超音波振動子に前記周波数の異なる交番電圧を供給する電圧供給部と、該電圧供給部により前記超音波振動子に供給される前記交番電圧を択一的に選択する振動モード選択手段とを備える超音波処置装置を提供する。
【００２２】
本発明によれば、振動モード選択手段によって一方の振動モードを選択し、選択された振動モードと対応する周波数の交番電圧を電圧供給部が超音波振動子に印加することにより、所望の振動モードで超音波振動子を駆動し、プローブを超音波振動させることによって組織を処置することができる。
この場合に、プローブのいずれの位置が十分に強く超音波振動するかが振動モードによって異なる。したがって、超音波振動子を駆動する振動モードによって超音波を作用させる領域を選択し、意図する領域に選択的に超音波を作用させることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、意図する領域に選択的に超音波を作用させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る超音波処置装置の全体構成図である。
【図２】図１の超音波処置具が備える超音波発生部およびプローブの（ａ）平面図、（ｂ）ＩＩａ−ＩＩａ断面図、（ｃ）ＩＩｂ−ＩＩｂ断面図および（ｄ）ＩＩｃ−ＩＩｃ断面図である。
【図３】（ａ）縦振動モードおよび（ｂ）屈曲振動モードにおける超音波振動子およびプローブの動作を説明する図である。
【図４】図２の超音波振動子が備える圧電素子の変形例を示す斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る超音波処置装置が備える超音波発生部の構成を示す（ａ）平面図および（ｂ）Ｖ−Ｖ断面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る超音波処置装置が備える超音波発生部の構成を示す（ａ）平面図および（ｂ）ＶＩ−ＶＩ断面図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に係る超音波処置装置が備える超音波発生部の構成を示す（ａ）平面図、（ｂ）ＶＩＩａ−ＶＩＩａ断面図および（ｃ）ＶＩＩｂ−ＶＩＩｂ断面図である。
【図８】本発明の第５の実施形態に係る超音波処置装置が備える超音波発生部の構成を示す（ａ）平面図および（ｂ）ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ縦断面図である。
【図９】本発明の第６の実施形態に係る超音波処置装置が備える超音波振動子の構成を示す斜視図である。
【図１０】図９の超音波振動子の屈曲振動モードにおける動作を説明する図である。
【図１１】図９の超音波振動子を備える超音波発生部の縦断面図である。
【図１２】本発明の第７の実施形態に係る超音波処置装置が備える超音波発生部の構成を示す（ａ）平面図、（ｂ）側面図および（ｃ）正面図である。
【図１３】図１２の超音波発生部を備える超音波処置具の（ａ）縦振動モードおよび（ｂ）屈曲振動モードによる使用方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に、本発明の第１の実施形態に係る超音波処置具１および該超音波処置具１を備える超音波処置装置１００について図１〜図４を参照して説明する。
本実施形態に係る超音波処置装置１００は、図１に示されるように、超音波を発生する超音波発生部２と体内に挿入される直棒状のプローブ３とを備える超音波処置具１と、該超音波処置具１がケーブル４を介して接続された制御装置（電圧供給部）２０とを備えている。
【００２６】
超音波発生部２は、図２に示されるように、角柱状の弾性体５１と該弾性体５１の一側面に固定された平板状の圧電素子５２とを備える超音波振動子５と、該超音波振動子５を収容するケース６とを備えている。
弾性体５１は、ステンレス、チタン合金、アルミ等の金属からなり、一側面に鏡面処理が施されている。
【００２７】
圧電素子５２は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなる。圧電素子５２の表面および裏面には電極としての金属膜が形成され、矢印Ｐで示される表面側の正極から裏面側の負極へ向かう方向に分極している。圧電素子５２の裏面は、エポキシ樹脂等の接着剤によって弾性体５１の鏡面処理された一側面に接着されている。圧電素子５２に形成された正極と弾性体５１の基端面にはそれぞれ配線４ａ，４ｂが接続され、これらの配線４ａ，４ｂはケーブル４内を通って制御装置２０と接続されている。弾性体５１の先端面からは該弾性体５１の略中心軸に沿ってプローブ３が延びている。該プローブ３は、弾性体５１と一体に形成され、弾性体５１と同一の材料からなる。
【００２８】
ケース６は、硬質な材料からなり、用途に応じた長手方向の寸法を有している。すなわち、プローブ３および超音波発生部２を、例えば、軟性の内視鏡のチャネル内に挿入して使用する場合（内科的な治療に使用する場合）には、湾曲したチャネル内においても十分な操作性が得られるように、十分に短く形成される。一方、超音波発生部２を体外に配置してプローブ３のみを体内に挿入して使用する場合（外科的な治療に使用する場合）には、ケース６の寸法は特に制限されない。
【００２９】
ケース６の側壁には、超音波振動子５の４つの側面と対向し超音波振動子５の縦振動の節および屈曲振動の節（後述）と対応する位置に、壁厚方向に貫通したネジ穴７ａ，７ｂが形成され、これらのネジ穴７ａ，７ｂにはネジ（保持部）８が挿入されている。以下、縦振動の節の位置に設けられたネジ穴７ａを第１のネジ穴７ａ、屈曲振動の節の位置に設けられたネジ穴７ｂを第２のネジ穴７ｂともいう。
【００３０】
図２（ｃ）に示されるように、周方向に並ぶ４つのネジ８を締めて各ネジ８の先端が超音波振動子５の側面に接触する位置（保持位置）まで移動させることにより、超音波振動子５が節の位置においてケース６に保持される。一方、図２（ｄ）に示されるように、周方向に並ぶ４つのネジ８を緩めて各ネジ８の先端が超音波振動子５の側面から十分に離れる位置（解放位置）まで移動させることにより、超音波振動子５の節の位置がケース６内において解放される。
【００３１】
制御装置２０は、縦振動モードおよび屈曲振動モードのうち一方を選択する振動モード選択スイッチ（振動モード選択手段）２１と、超音波処置具１への交番電圧の出力を操作者による操作に従ってオンオフするフットスイッチ２２とを備えている。制御装置２０は、振動モード選択スイッチ２１により縦振動モードを示す「Ａ」が選択された場合には、超音波振動子５の１次の縦振動の共振周波数と略同一の周波数を有する第１の交番電圧を発生する。一方、制御装置２０は、振動モード選択スイッチ２１により屈曲振動モードを示す「Ｂ」が選択された場合には、超音波振動子５の１次の屈曲振動の共振周波数と略同一の周波数を有する第２の交番電圧を発生する。
【００３２】
図中、符号２３は、振動モード選択スイッチ２１により選択されている振動モードを表示するモード表示窓（表示部）を示している。符号２４は、制御装置２０からの交番電圧の出力の大きさを調節する出力調節ダイヤルを示している。符号２５は、制御装置２０からの交番電圧の出力の大きさを表示する出力表示窓を示している。
【００３３】
制御装置２０から超音波振動子５に配線４ａ，４ｂを介して第１または第２の交番電圧が印加されると、圧電素子５２が伸縮し、該圧電素子５２の伸縮に追従して弾性体５１が変形することにより、超音波振動子５が超音波振動を発生する。発生した超音波振動はプローブ３に伝達され、該プローブ３が超音波振動する。図３（ａ），（ｂ）は、超音波振動子５を縦振動モードおよび屈曲振動モードによりそれぞれ駆動したときの節と腹の位置を示している。
【００３４】
縦振動モードにおいては、図３（ａ）に示されるように、超音波振動子５がその長さ方向に変位させられる。このときに、超音波振動子５の長手方向の略中心位置およびプローブ３の途中位置が縦振動の節Ｎ１，Ｎ２となり、プローブ３の先端近傍が縦振動の腹Ｌ１となる。したがって、プローブ３の超音波振動の変移量は、先端近傍の領域Ｘ１において十分に大きくなる。
【００３５】
一方、屈曲振動モードにおいては、図３（ｂ）に示されるように、超音波振動子５がその幅方向に変位させられる。このときに、超音波振動子５の両端側およびプローブ３の途中位置が節Ｎ３〜Ｎ５となり、プローブ３の先端側が腹Ｌ２となる。したがって、プローブ３の超音波振動の変移量は、途中位置の側方の領域Ｘ２において十分に大きくなる。
【００３６】
ここで、各振動モードにおいてプローブ３がより強く超音波振動する位置、すなわち、各振動の腹Ｌ１，Ｌ２となる位置に、対応する振動モードを示す表示として、例えば、「Ａ」および「Ｂ」の文字９が付されていてもよい。また、ネジ穴７ａ，７ｂの近傍にも、各ネジ穴７ａ，７ｂがいずれの振動モードに対応しているかを示す表示として、「Ａ」および「Ｂ」の文字９が付されていてもよい。
【００３７】
次に、このように構成された超音波処置装置１００の作用について、体内の脂肪を超音波によるキャビテーション効果を利用して分解する場合を例に挙げて説明する。
本実施形態に係る超音波処置装置１００を使用して体内の脂肪を分解するには、まず、操作者は、分解すべき脂肪の位置に応じて使用する振動モードを振動モード選択スイッチ２１により選択し、選択した振動モードに対応する位置のネジ８を締める。
【００３８】
具体的には、プローブ３の挿入方向に対して前方に分解すべき脂肪が存在する場合は、モード切り替えスイッチ２１により縦振動モードである「Ａ」を選択し、第１のネジ穴７ａに挿入されているネジ８を締める。次いで、プローブ３を体内に挿入し、プローブ３の先端近傍の領域Ｘ１に分解すべき脂肪が配されるようにプローブ３の先端を脂肪に近接して配置し、フットスイッチ２２を踏む。これにより、制御装置２０から超音波振動子５へ第１の交番電圧の印加が開始され、プローブ３の先端部の近傍が振動し、脂肪が分解される。このときに、超音波振動子５は、縦振動の節の位置においてネジ８によりケース６に保持されているので、安定して振動することができる。
【００３９】
一方、プローブ３の挿入方向に対して側方に脂肪が存在する場合は、モード切り替えスイッチ２１により屈曲振動モードである「Ｂ」を選択し、第２のネジ穴７ｂに挿入されているネジ８を締める。次いで、プローブ３を体内に挿入し、プローブ３の側方の領域Ｘ２に分解すべき脂肪が配されるようにプローブ３の略中心位置を脂肪に近接して配置し、フットスイッチ２２を踏む。これにより、制御装置２０から超音波振動子５へ第２の交番電圧の印加が開始され、プローブ３の略中心位置から該略中心位置の近傍が振動し、脂肪が分解される。このときに、超音波振動子５は、屈曲振動の節の位置においてネジ８によりケース６に保持されているので、安定して振動することができる。
【００４０】
このように、本実施形態によれば、プローブ３と分解すべき脂肪との位置関係に応じて振動モードを選択することで、脂肪に効果的に超音波を作用させて分解することができるという利点がある。また、縦振動モードにおいてはプローブ３の長手方向の略中心位置が縦振動の節となり、プローブ３の先端近傍に配置された脂肪に選択的に超音波を作用させることができるという利点がある。
【００４１】
なお、本実施形態においては、１枚の圧電素子５２が用いられることとしたが、これに代えて、図４に示されるように、複数枚（図示する例では４枚）の圧電素子５２１が用いられることとしてもよい。この構成において、複数枚の圧電素子５２１は、矢印Ｐで示される分極方向が一致するように配置される。
このようにしても、超音波振動子５０１は、上述した圧電素子５２を用いた場合と同様に、１次の縦振動と１次の屈曲振動を発生することができる。
【００４２】
次に、本発明の第２の実施形態に係る超音波処置装置について図５を参照して説明する。
なお、第２の実施形態および後述する第３〜第７の実施形態については、上述した第１の実施形態と異なる点を主に説明し、第１の実施形態と共通する構成については説明を省略する。
本実施形態に係る超音波処置装置は、第１の実施形態に係る超音波処置装置１００において、超音波発生部２の構成を変更したものであり、図５（ａ），（ｂ）に示されるように、圧電素子５２２が、ネジ穴７ａ，７ｂに対応する位置に厚さ方向に貫通する貫通穴５２ａを有している。
【００４３】
本実施形態によれば、第１の実施形態による効果に加えて、ネジ８が締められたときにネジ８の先端は貫通穴５２ａ内を通って弾性体５１に押し付けられるので、ネジ８の締め付けによる圧電素子５２２の破損を防止することができる。
【００４４】
次に、本発明の第３の実施形態に係る超音波処置装置について図６を参照して説明する。
本実施形態に係る超音波処置装置は、第１の実施形態に係る超音波処置装置１００において、超音波発生部２の構成を変更したものである。すなわち、第１の実施形態においては、ケース６の、屈曲振動の２つの節Ｎ３，Ｎ４のうち一方に対応する位置に第２のネジ穴７ｂが形成されているが、これに代えて、本実施形態においては、図６（ａ），（ｂ）に示されるように、ケース６０１の、両方の節Ｎ３，Ｎ４に対応する位置に第２のネジ穴７ｂが形成されている。
【００４５】
本実施形態によれば、第１の実施形態による効果に加えて、超音波振動子５０３が屈曲振動する際に、ケース６０１に対して超音波振動子５０３をより安定に保持することができる。
【００４６】
次に、本発明の第４の実施形態に係る超音波処置装置について図７を参照して説明する。
本実施形態に係る超音波処置装置は、第１の実施形態に係る超音波処置装置１００において、超音波発生部２の構成を変更したものである。すなわち、第１の実施形態においては、超音波振動子５をケース６に保持する保持部としてネジ８を採用しているが、これに代えて、本実施形態においては、図７（ａ）〜（ｃ）に示されるように、ボール１０ａを半径方向内方に向けてケース６０２に設けられたボールプランジャ（保持部）１０を備え、超音波振動子５０４の側面の節Ｎ１，Ｎ３，Ｎ４の位置にボール１０ａが嵌合する溝５１ａが形成されている。
【００４７】
本実施形態によれば、第１の実施形態による効果に加えて以下の効果を奏する。すなわち、ケース６０２内において超音波振動子５０４を長手方向（矢印Ｂ参照。）にスライドさせると、ボール１０ａが溝５１ａに嵌合する位置で超音波振動子５０４がケース６０２に保持され、図中の破線が示す位置に超音波振動子５０４が位置決めされる。それと同時にプローブの表示Ｂがケース６０２の内部に隠れて表示Ａだけになるので、操作者は、制御装置２０のモード表示窓２３を視認しなくとも、破線が示す位置が縦振動モードであるということを認識できる。このように、超音波振動子５０４をスライドさせてボール１０ａを嵌合させる溝５１ａを変更するだけで、超音波振動子５０４のケース６０２に保持される位置を容易に変更することができる。
【００４８】
次に、本発明の第５の実施形態に係る超音波処置装置について図８を参照して説明する。
実施形態に係る超音波処置装置は、第１の実施形態に係る超音波処置装置１００において、超音波発生部２の構成を変更したものである。すなわち、本実施形態において、超音波発生部は、いずれのネジ８によって超音波振動子５が保持されているかを識別する機構を備えている。例えば、図８（ａ），（ｂ）に示されるように、各ネジ８は、＋端子がネジ８の先端に、−端子が弾性体５１にそれぞれ接続された電球（報知手段）１１を備える。ネジ８が締められてネジ８の先端が圧電素子５２に接触すると、その接触が電球１１によって検知されて該電球１１が点灯するようになっている。
【００４９】
本実施形態によれば、第１の実施形態による効果に加えて以下の効果を奏する。すなわち、操作者は、制御装置２０のモード表示窓２３を視認しなくとも、超音波振動子５を保持しているネジ８が、振動モードを示す表示「Ａ」および「Ｂ」（符号９）のどちらにあるかを確認するだけで、振動モードの状態を容易に認識することができる。また、電球１１の点灯により、各ネジ８が十分に締められていることを確認することができる。
【００５０】
次に、本発明の第６の実施形態に係る超音波処置装置について図９〜図１１を参照して説明する。
実施形態に係る超音波処置装置は、第１の実施形態に係る超音波処置装置１００において、超音波振動子５の構成を変更したものである。すなわち、第１の実施形態においては、縦振動と屈曲振動とを共通の圧電素子５２を利用して発生させているが、これに代えて、本実施形態においては、図９に示されるように、弾性体５１の２つの側面に圧電素子５２５，５２６が固定され、一方の側面の圧電素子５２５により縦振動を発生させ、他方の側面の圧電素子５２６により屈曲振動を発生させる。ここで、他方の側面には、２次の屈曲振動が発生するように、一対の圧電素子５２６は、矢印Ｐで示される分極方向が互いに反対となるように配置される。
【００５１】
本実施形態によれば、第１の実施形態による効果に加えて以下の効果を奏する。すなわち、このように構成された超音波振動子５０５の圧電素子５２６に第２の交番電圧を印加すると、図１０に示されるように、超音波振動子５０５には２次の屈曲振動が発生する。ここで、２次の屈曲振動の節Ｎ６〜Ｎ１０のうち、超音波振動子５０５の略中心位置の節Ｎ７は、１次の縦振動の節Ｎ１と共通である。したがって、図１１に示されるように、この１つの節Ｎ７（節Ｎ１）と対応する位置にネジ穴７を設け、超音波振動子５０５の節Ｎ７の位置をネジ８で保持することにより、両方の振動モードにおいて超音波振動子５０５はケース６０３に安定に保持される。これにより、振動モードの変更に伴うネジ８の操作を不要にし、超音波発生部２を体内に挿入したまま振動モードを変更することができる。
【００５２】
次に、本発明の第７の実施形態に係る超音波処置装置について図１２および図１３を参照して説明する。
実施形態に係る超音波処置装置は、第１の実施形態に係る超音波処置装置１００において、超音波発生部２の構成を変更したものである。すなわち、第１の実施形態においては、超音波振動子５をケース６に保持する保持部としてネジ８を採用することとしたが、これに代えて、本実施形態においては、図１２（ａ）〜（ｃ）に示されるように、ケース６を省略し、各振動の節の位置において超音波振動子の側面に設けられたバルーン１２を備えている。
【００５３】
図１２（ａ）〜（ｃ）には、図９に示される超音波振動子５０５の節Ｎ７の位置にバルーン１２を設けた構成を例示している。バルーン１２は、プローブ３の節Ｎ９（Ｎ２）の位置にも設けられていてもよい。各バルーン１２には、該バルーン１２内と体外に配置される図示しないポンプとの間で流体を搬送するチューブ（配管）１３が接続されている。
【００５４】
管腔などの比較的狭い空間においてバルーン１２内に流体を加圧しながら供給してバルーン１２を膨張させることにより、図１３（ａ），（ｂ）に示されるように、超音波振動子５０５がバルーン１２を介して腔壁などの周辺の組織Ｙに支持される。これにより、超音波振動子５０５およびプローブ３の節の位置が組織Ｙに対して保持されるようになっている。図１３（ａ）は、縦振動モードによりプローブ３の前方に配置される脂肪Ｚを分解する場合、図１３（ｂ）は、屈曲振動モードによりプローブ３の側方に配置される脂肪Ｚを分解する場合を示している。なお、図１３（ａ），（ｂ）において配線４ａ，４ｂおよびチューブ１３の図示は省略されている。
【００５５】
本実施形態によれば、第１の実施形態による効果に加えて以下の効果を奏する。すなわち、このようにしてケース６を省略して超音波振動子５０５、バルーン１２およびチューブ１３から超音波発生部２０１を構成することにより、超音波発生部２０１を細径化して管腔のような比較的狭い体腔内にも容易に挿入可能な構成とすることができる。また、膨張させるバルーン１２の大きさを調節することにより、超音波発生部２０１およびプローブ３を所望の姿勢に容易に維持することができる。
【００５６】
以上、本発明に係る超音波処置具および超音波処置装置の第１〜第７の実施形態について説明したが、これらの実施形態を適宜組み合わせて実施することもできる。
【符号の説明】
【００５７】
１ 超音波処置具
２，２０１ 超音波発生部
３ プローブ
４ ケーブル
４ａ，４ｂ 配線
５，５０１〜５０５ 超音波振動子
６，６０１〜６０３ ケース
７ａ，７ｂ ネジ穴
８ ネジ（保持部）
９ 文字（表示）
１０ ボールプランジャ（保持部）
１０ａ ボール
１１ 電球（報知手段）
１２ バルーン（保持部）
１３ チューブ（配管）
２０ 制御装置（電圧供給部）
２１ 振動モード選択スイッチ（振動モード選択手段）
２２ フットスイッチ
２３ モード表示窓
２４ 出力調節ダイヤル
２５ 出力表示窓
５１，５１１ 弾性体
５１ａ 溝
５２，５２１〜５２６ 圧電素子
５２ａ 貫通穴
１００ 超音波処置装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数が異なる交番電圧が印加されることにより異なる振動モードの超音波振動を発生する柱状の超音波振動子と、
該超音波振動子に一端が接続され前記超音波振動子の長手方向に延びるプローブと、
前記超音波振動子を各前記振動モードにおける超音波振動の節の位置において保持可能な保持部とを備える超音波処置具。
【請求項２】
前記異なる振動モードが、前記超音波振動子が縦振動する縦振動モードと、前記超音波振動子が屈曲振動する屈曲振動モードである請求項１に記載の超音波処置具。
【請求項３】
前記超音波振動子が、角柱状の弾性体と、該弾性体の一の側面に固定された単一の圧電素子と、前記弾性体の他の一の側面に固定された一対の圧電素子とを備え、
該一対の圧電素子が、分極方向が互いに逆方向となるように配置されている請求項２に記載の超音波処置具。
【請求項４】
前記保持部が、前記超音波振動子の、前記縦振動モードと前記屈曲振動モードとに共通する節の位置を保持する請求項３に記載の超音波処置具。
【請求項５】
前記保持部が、各前記超音波振動子の前記節の位置を保持する保持位置と解放する解放位置との間で移動可能に設けられている請求項１に記載の超音波処置具。
【請求項６】
前記超音波振動子を収容し、前記節と対応する位置に壁厚方向に貫通するネジ穴が形成された筒状のケースを備え、
前記保持部が、前記ネジ穴に締結されるネジを備える請求項５に記載の超音波処置具。
【請求項７】
前記超音波振動子が、角柱状の弾性体と、該弾性体の一の側面に固定された圧電素子とを備え、
該圧電素子の前記ネジ穴と対応する位置に、厚さ方向に貫通し前記ネジの先端部が挿入される貫通穴が形成されている請求項６に記載の超音波処置具。
【請求項８】
前記ネジに設けられ、該ネジと前記超音波振動子との接触を検知して報知する報知手段を備える請求項６または請求項７に記載の超音波処置具。
【請求項９】
前記振動モードを示す表示部を備える請求項１に記載の超音波処置具。
【請求項１０】
前記超音波振動子を収容する筒状のケースを備え、
前記保持部が、ボールを半径方向内方に向けて前記ケースに設けられたボールプランジャを備え、
前記超音波振動子は、側面の前記節の位置に前記ボールが嵌合する溝が形成されている請求項１に記載の超音波処置具。
【請求項１１】
前記保持部が、前記超音波振動子の側面の前記節の位置に設けられたバルーンと、該バルーン内と連通し前記超音波振動子の基端側に延びる配管とを備える請求項１に記載の超音波処置具。
【請求項１２】
前記プローブの各振動モードにおける腹の位置に、対応する前記振動モードを示す表示が付されている請求項１に記載の超音波処置具。
【請求項１３】
請求項１に記載の超音波処置具と、
前記超音波振動子に前記周波数の異なる交番電圧を供給する電圧供給部と、
該電圧供給部により前記超音波振動子に供給される前記交番電圧を択一的に選択する振動モード選択手段とを備える超音波処置装置。
【請求項１】
周波数が異なる交番電圧が印加されることにより異なる振動モードの超音波振動を発生する柱状の超音波振動子と、
該超音波振動子に一端が接続され前記超音波振動子の長手方向に延びるプローブと、
前記超音波振動子を各前記振動モードにおける超音波振動の節の位置において保持可能な保持部とを備える超音波処置具。
【請求項２】
前記異なる振動モードが、前記超音波振動子が縦振動する縦振動モードと、前記超音波振動子が屈曲振動する屈曲振動モードである請求項１に記載の超音波処置具。
【請求項３】
前記超音波振動子が、角柱状の弾性体と、該弾性体の一の側面に固定された単一の圧電素子と、前記弾性体の他の一の側面に固定された一対の圧電素子とを備え、
該一対の圧電素子が、分極方向が互いに逆方向となるように配置されている請求項２に記載の超音波処置具。
【請求項４】
前記保持部が、前記超音波振動子の、前記縦振動モードと前記屈曲振動モードとに共通する節の位置を保持する請求項３に記載の超音波処置具。
【請求項５】
前記保持部が、各前記超音波振動子の前記節の位置を保持する保持位置と解放する解放位置との間で移動可能に設けられている請求項１に記載の超音波処置具。
【請求項６】
前記超音波振動子を収容し、前記節と対応する位置に壁厚方向に貫通するネジ穴が形成された筒状のケースを備え、
前記保持部が、前記ネジ穴に締結されるネジを備える請求項５に記載の超音波処置具。
【請求項７】
前記超音波振動子が、角柱状の弾性体と、該弾性体の一の側面に固定された圧電素子とを備え、
該圧電素子の前記ネジ穴と対応する位置に、厚さ方向に貫通し前記ネジの先端部が挿入される貫通穴が形成されている請求項６に記載の超音波処置具。
【請求項８】
前記ネジに設けられ、該ネジと前記超音波振動子との接触を検知して報知する報知手段を備える請求項６または請求項７に記載の超音波処置具。
【請求項９】
前記振動モードを示す表示部を備える請求項１に記載の超音波処置具。
【請求項１０】
前記超音波振動子を収容する筒状のケースを備え、
前記保持部が、ボールを半径方向内方に向けて前記ケースに設けられたボールプランジャを備え、
前記超音波振動子は、側面の前記節の位置に前記ボールが嵌合する溝が形成されている請求項１に記載の超音波処置具。
【請求項１１】
前記保持部が、前記超音波振動子の側面の前記節の位置に設けられたバルーンと、該バルーン内と連通し前記超音波振動子の基端側に延びる配管とを備える請求項１に記載の超音波処置具。
【請求項１２】
前記プローブの各振動モードにおける腹の位置に、対応する前記振動モードを示す表示が付されている請求項１に記載の超音波処置具。
【請求項１３】
請求項１に記載の超音波処置具と、
前記超音波振動子に前記周波数の異なる交番電圧を供給する電圧供給部と、
該電圧供給部により前記超音波振動子に供給される前記交番電圧を択一的に選択する振動モード選択手段とを備える超音波処置装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−９９４１８（Ｐ２０１３−９９４１８Ａ）
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４４６１９（Ｐ２０１１−２４４６１９）
【出願日】平成２３年１１月８日（２０１１．１１．８）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月８日（２０１１．１１．８）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]