JP4253605B2 - 超音波処置具 - Google Patents

Description

本発明は超音波を利用して生体組織の切開あるいは凝固等の処置を行う超音波処置具に関する。

従来、この種の超音波処置具は特許文献１（特開２００１−８４９３号公報）において知られている。こういった従来の超音波処置具は体腔内へ挿入するための長尺な挿入部と、術者が保持して操作を行うための操作部とを備える。操作部から挿入部にわたり先端に処置部を有したプローブが配設されている。操作部には２０ｋＨｚから６０ｋＨｚくらいの周波数の超音波振動を発生する振動子が設けられている。振動子で発生した超音波振動は上記プローブを介して先端処置部へ伝達され、生体組織の切開や凝固等の処置を行う。上記プローブには超音波振動を効率良く伝達すると同時に所定の強度も求められる。このため、上記プローブにはある程度以上の剛性のあるＴｉ合金等からなる棒状の部材を用いられていた。

一方、特許文献２（特表２００１−５０２２１６号公報）において知られる超音波処置具の挿入部は可撓性の部材が用いられている。このように可撓性の挿入部を備える種類の超音波処置具では超音波振動を伝達するプローブに挿入部内に配設するタイプの可撓性ロッド部材とする。また、可撓性ロッド部材による場合の振動伝達効率の低減を避けるために小さな振動子を挿入部先端部に取り付けるようにしたタイプもある。
特開２００１−８４９３号公報 特表２００１−５０２２１６号公報

切開あるいは凝固等の外科手術を行なう超音波処置具において、上述した何れのタイプのものでも、その処置対象部の種類や状況等によって先端処置部の形状が異なるプローブを使い分ける必要があった。このため、操作部毎に処置具全体を交換するか、プローブを振動子に組付け直す面倒な交換作業が必要であった。

また、内視鏡下外科手術においては、トロッカーと呼ばれる筒体を体壁に穿刺し、これに処置具を挿入して手術を行うようになっている。このため、その処置具の自由度が特に制限される状況にある。また、手術部位によって処置しにくいことがあり、挿入先端部が湾曲したりする構造が望まれていた。

しかしながら、前述したように、プローブが剛性で棒状のものとした超音波処置具にあっては、挿入部途中に湾曲機構を設けることは、構造上、困難である。また、剛性のない可撓性の挿入部を有するタイプの超音波処置具にあっては、可撓性の超音波伝達ロッドを用いる結果、超音波振動の伝達効率が低下してしまうという不都合があった。

従来、２０ｋＨｚから６０ｋＨｚくらいの周波数の超音波振動を与えていたが、この周波数域で十分な治療効果を得るためには、圧電素子を大きくする必要があり、振動子自体のみならず、これを組み込む操作部が大型化するという欠点があった。逆に、振動子を小さくした場合には治療効果が下がるという欠点があった。

さらに、挿入部の先端部に振動子を直接取り付けるタイプのものでは、次のような欠点があった。つまり、振動子の振動効率を高めるため、振動子自体が大きく、これに伴い、挿入部の外径を大きくする必要があった。処置能力の低下を招かないために、挿入部の外径を小さくできないという欠点があった。

本発明は前述した課題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、より使い勝手の良い操作性に優れた外科手術用超音波処置具を提供することにある。

請求項１に係る発明は、術者によって把持される把持部と、上記把持部と一端が接続された挿入部と、上記挿入部の他端に設けられた振動子取付部と、上記振動子取付部と着脱自在なプローブユニットと、を備え、
上記プローブユニットは、１００ｋＨｚ以上の振動周波数での振動を発生する振動子と、上記振動子に接続され、上記振動子で発生した超音波振動を伝達し、生体組織に直接接触して該生体組織の処置を行う処置部と、上記振動子取付部に上記振動子を電気的に接続する端子と、を有してなることを特徴とする超音波処置具である。

請求項２に係る発明は、上記振動子の振動周波数が、１００ｋＨｚ以上であって２００ｋＨｚ以下であることを特徴とする請求項１に記載の超音波処置具である。

請求項３に係る発明は、上記振動子取付部に上記プローブユニットが位置決め保持されたとき、上記プローブユニットの装着状態を電気的に検知する検知手段を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の超音波処置具である。

請求項４に係る発明は、上記検知手段は上記振動子取付部に上記プローブユニットが位置決め保持されたとき、上記プローブユニットの電極用端子が上記挿入部の導電部に接触して導通する状態の電気的インピーダンスを検出して上記プローブユニットの装着状態を検知することを特徴とする請求項３に記載の超音波処置具である。
請求項５に係る発明は、上記処置部に対向して開閉動作可能な把持部材を上記挿入部の他端に取り付けてなり、上記把持部に設けた操作部によって上記把持部材を開閉操作するようにしたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかの超音波処置具である。

本発明によれば、操作性の良い外科手術用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説明する。図１に示すように、本実施形態に係る超音波処置具１は体腔内へ挿入可能な長尺の挿入部２と、術者が握持等により保持可能な手元部としての操作部３とを有したハンドピースユニット４と、このハンドピースユニット４の挿入部２の先端に取り付けられる小型の振動子５を含むプローブユニット６とを備えて構成されている。

図１に示すように、上記ハンドピースユニット４の操作部３は略筒状のケース部材３ａによって把持部を構成しており、この部分を手で把持してハンドピースユニット４を保持できるようになっている。操作部３の後端には、図示しない電源装置から高周波電流を供給するための接続コード７が取り付けられている。

図２（ａ）（ｂ）に示すように、上記挿入部２は、その軸中心に配置される金属棒１０と、この金属棒１０の外側に配置された第１の電気的絶縁性チューブ１１と、この第１の電気的絶縁性チューブ１１の外側に配置された金属製パイプ１２と、この金属製パイプ１２の外側に配置された第２の電気的絶縁性チューブ１３とを有しており、これら各層によって同軸ケーブル様の構造に構成されている。

挿入部２の先端部には上記プローブユニット６における振動子５の部分を嵌め込み、そのプローブユニット６を着脱自在に取り付けるための振動子取付部９が構成されている。この振動子取付部９は次のような構造のものとなっている。すなわち、図２（ａ）（ｂ）に示すように、上記金属棒１０の先端部には穴部１０ａが設けられ、この穴部１０ａ内には上記プローブユニット６における振動子５の後端部分が比較的緩く嵌め込まれている。金属棒１０の外側に位置する第１の電気的絶縁性チューブ１１の先端部分１１ａはその内側に位置する金属棒１０の先端よりも先まで延び、金属製パイプ１２の先端部分１２ａはその内側に位置する第１の電気的絶縁性チューブ１１の先端よりも先まで延びている。また、第２の電気的絶縁性チューブ１３の先端部は上記金属製パイプ１２の先端よりも先まで延びている。第２の電気的絶縁性チューブ１３の先端部分１３ａには筒状の電気的絶縁性先端キャップ１４の基端部が嵌め込まれていて、この先端キャップ１４の基端を、上記金属製パイプ１２の先端に突き当て、先端キャップ１４が位置決めされている。また、先端キャップ１４は第２の電気的絶縁性チューブ１３に対し固定的に取り付けられている。

第２の電気的絶縁性チューブ１３に嵌め込まれた先端キャップ１４の基端部分の厚さは、図２（ａ）及び図３に示す周方向の一部分を除き、図２（ｂ）に示すように、金属製パイプ１２の厚さと等しく形成されている。すなわち、図３に示すように、先端キャップ１４の基端部分では、上下に位置する部分のみ、他の部分よりも厚く形成されており、その厚み部分によって金属製パイプ１２の先端に位置する２つの段差が形成される。そして、この２つの各段差端面の部分が、後述するように、プローブユニット６を係止するための係止部１５となる。

図２（ａ）に示すように、振動子取付部９の側壁２ヶ所には上記プローブユニット６を挿入部２から取り外す際、工具を差し込むために使用する孔部１６が設けられている。この２つの孔部１６は後述するプローブユニット６の係止片に対応する位置に設けられており、上記金属製パイプ１２の先端部分１２ａと第２の電気的絶縁性チューブ１３の両者にわたり貫通して形成されている。

次に、上記プローブユニット６について説明する。すなわち、図２及び図４に示すように、プローブユニット６は小型の振動子５を含む振動子ユニット２１と、挿入部２の先端から突き出す先端処置部（先端作用部）２２とを備えてなる。上記振動子ユニット２１は高周波電流を超音波振動に変換する複数個の圧電素子２５と、先端処置部２２を有するホーン２６及びバックマス２７を備え、上記ホーン２６と上記バックマス２７の間で複数個の圧電素子２５を締め付けて固定する形式の超音波振動子である。各圧電素子２５の間には正の極となる電極板２８と負の極となる電極板２９が取り付けられている。

図４に示すように、電極板２８，２９は共通なもの同士がブリッジ部２８ａ，２９ａで電気的に接続され、各圧電素子２５の同じ極側に同じ極の電流が流れるようになっている。最後の電極板２８には端子２８ｂが設けられ、最前の電極板２９には端子２９ｂが設けられている。

そして、図４に示すように、挿入部２からプローブユニット６を取り外したフリーな状態では、後方の端子２８ｂの先端部と挿入部２の中心との距離は金属棒１０の穴部１０ａの内側半径よりも大きく、かつ、後述するフランジ部３２の半径より大きい。また、前方の端子２９ｂの先端部と挿入部２の中心との距離は金属製パイプ１２の内側半径よりも大きく、かつ後述するフランジ部３１の半径より大きい。このため、図２に示すように、挿入部２内に振動子ユニット２１を取り付けたとき、端子２８ｂの先端部分は振動子取付部９における金属棒１０の穴部１０ａの内面に弾性力により接触する。また、端子２９ｂの先端部は金属製パイプ１２の内面露出部に弾性力により接触する。

図２に示すように、振動子ユニット２１の振動の節部２ヶ所にはそれぞれ別々にフランジ部３１，３２が設けられている。先端側に位置するフランジ部３１は略円筒形であるが、上記係止部１５に対応した周部の２ヶ所は切り欠かれた互いに平行な平面部３１ａが形成されている。つまり、先端キャップ１４の内側には上記各平面部３１ａに対応する上下に位置する２ヶ所の部分のみ、部分的に他の部分よりも厚く形成されており、この小径部３３は上記平面部３１ａに係合する。このような平面部３１ａと小径部３３の両者の係合によって振動子ユニット２１は軸回りの回転が阻止され、かつ回転方向の位置決めがなされる。

上記小径部３３は上記金属製パイプ１２の内径より小さい。このため、小径部３３の壁部は他の壁部分よりも厚く形成され、小径部３３の端面は上記金属製パイプ１２の間に露出する段差を形成し、この段差の端面によって上記係止部１５を形成する。図２（ａ）に示すように、振動子ユニット２１を先端キャップ１４内に組み付けた状態では上記振動子ユニット２１の端子２９ｂの片状先端が上記係止部１５に係着する。また、図２（ａ）（ｂ）に示すように、端子２９ｂの腹部は上記振動子取付部９の孔部１６に向き合って位置する。

一方、圧電素子２５よりも基端側に位置する方のフランジ部３２は上記金属棒１０にある穴部１０ａ内にバックマス２７を嵌め込んだとき、その穴部１０ａの途中に形成した段差部３５に当り、振動子ユニット２１の差込み終端の位置が決まる。上記金属棒１０及び金属製パイプ１２の後端部は上記操作部３内で図示しない接続コード７内に配線されている２つの電線にそれぞれ別々に電気的に接続されている。

次に、上記構成のプローブユニット６をハンドピースユニット４に取り付ける場合について説明する。まず、プローブユニット６の振動子ユニット２１側を挿入部２の先端キャップ１４内に差し込み、端子２９ｂが先端キャップ１４内を通過するまで押し込むと、フランジ部３２が金属棒１０の穴部１０ａの段差部３５に突き当たり、端子２８ｂは一段と広くなった金属棒１０の穴部１０ａの内径まで広がり、その内面に弾性力により接触する。一方、端子２９ｂは金属製パイプ１２の先端部内面に弾性力により接触すると共に係止部１５に係止する。このため、振動子ユニット２１は振動子取付部９に位置決めされた状態で係着される。

そして、端子２８ｂは金属棒１０に電気的に導通され、端子２９ｂは金属製パイプ１２に電気的に導通される。どちらの端子２８ｂ，２９ｂも各々の電気的通電路に導通された状態になる。これにより接続コード７の内側に配線されている図示しない２つの電線、金属棒１０、金属製パイプ１２、端子２８ｂ、端子２９ｂ、電極板２８、電極板２９を通じて各圧電素子２５に高周波電流が供給可能である。圧電素子２５に高周波電流を供給すると、振動子ユニット２１の振動子５に超音波振動が発生し、プローブとしての先端処置部２２に超音波振動が伝わり、処置できる。

また、ハンドピースユニット４にプローブユニット６を取り付けてある場合、端子２９ｂが先端キャップ１４の内端にある係止部１５に係合されているため、振動子ユニット２１は軸方向先端側への移動が阻止され、また、フランジ部３２は金属棒１０にある穴部１０ａ内の段差部３５に当り、振動子ユニット２１は軸方向基端側への移動も規制される。各フランジ部３１，３２によって径方向の動きも規制される。また、各フランジ部３１，３２は振動の節部に配設されているので、特に、支持安定性が良好である。

また、振動子ユニット２１を振動子取付部９に装着したとき、所定の装着状態に取り付けられたかどうかの確認を行なうことができる。これは上記通電路の電気的インピーダンスを測定することで判断する。すなわち、振動子ユニット２１が所定の状態に装着されていない場合は端子２８ｂまたは端子２９ｂが各々対応する金属棒１０や金属製パイプ１２に接触していないことになり、通電路のインピーダンスの値が高まり、これを電源装置本体で測定することで、それを判定することができる。

一方、振動子ユニット２１をハンドピースユニット４から取り外す場合には、図５に示すように、専用の分解治具４０を使用すると便利である。この専用分解治具４０は弾性変形可能なＵ字型板状部材４１の両先端部内側部分に、上記振動子取付部９の孔部１６の径よりも小さい径のピン４２を対向するように取り付けたものである。

そして、図５に示すように、専用分解治具４０で挿入部２の先端部分を挟み込むようにして各ピン４２を、各孔部１６にそれぞれ差し入れる。すると、端子２９ｂが内側に変形し、係止部１５から外れ、振動子ユニット２１が先端方向に移動できるようになる。このため、プローブユニット６をハンドピースユニット４から引き抜き、取り外すことができる。

本実施形態で使用される超音波振動の周波数は特に１００ｋＨｚ以上であって、好ましくは２００ｋＨｚ近くの周波数のものである。このように１００ｋＨｚ以上の周波数であるため、処置機能を低下させずに振動子ユニット２１を小型化することが可能である。また、振動子ユニット２１の振動の節部２ヶ所に対応して設けるフランジ部３１，３２の間隔も小さくすることができ、振動子ユニット２１を複数のフランジ部３１，３２によってよりコンパクトに取り付けることができる。

図６、図７、及び図８は、先端処置部２２の形状が異なるプローブユニット６のバリエーションを示す。図６に示すプローブユニット６は、先端処置部２２を鉤状に形成したものである。図７に示すプローブユニット６は、先端処置部２２をナイフ状に形成したものである。図８に示すプローブユニット６は、先端処置部２２を球状に形成したものである。

また、本実施形態では、図９に示すように長尺な挿入部２の途中に湾曲部４５を設けた形式のハンドピースユニット４にも適用が可能である。このハンドピースユニット４は挿入部２の基端部に取り付けられている操作部３に上記湾曲部４５を湾曲操作するためのノブ４６を取り付け、このノブ４６を回転操作することにより、この回転操作に連動して上記湾曲部４５を湾曲させることができるようになっている。

なお、上記各構成において、振動子ユニット２１の代わりにバイポーラ処置機能を有するユニットを取り付けて使用するようにしても良い。この場合には振動子取付部９にある２極を利用して高周波電流を流すことで通常のバイポーラ処置具として機能させることができる。

また、図１０は生体組織を把持して超音波振動により凝固切開を行う先端処置部２２を有した超音波凝固切開装置５０を示す。この超音波凝固切開装置５０の挿入部５１の先端には前述したようなプローブユニット６が取り付けられており、挿入部５１の先端にはプローブユニット６の振動子ユニット２１の先端処置部２２に対向して開閉動作する把持部材５２が回動自在に取り付けられている。また、挿入部５１の基端部には把持部材５２を開閉操作するためのハンドル５３を備えた操作部５４が設けられている。上記把持部材５２と先端処置部２２との間で生体組織を挟み、超音波振動により凝固・切開する。

また、操作部５４には、挿入部５１を軸回りに回転操作するためのノブ５５が設けられている。
さらに、操作部５４には給電用端子５６が設けられ、この給電用端子５６を通じて前述したようにプローブユニット６に高周波電流を供給するように構築し、超音波振動により処置のほかに高周波電流による処置も併せて行なうことができるようになっている。

また、図１１に示すものは、上記超音波凝固切開装置５０の挿入部５１に先端近傍に位置して湾曲部５７を設けたものである。操作部５４には図９で示したハンドピースユニットのものと同様、上記湾曲部５７を湾曲操作するためのノブ５８が設けられている。

上述した実施形態によれば、周波数が１００ｋＨｚを超える超音波振動を使用することで振動子の大きさを内視鏡下手術で使用される処置具の挿入部外径（φ１２ｍｍ以下）よりも小型化し、この振動子ユニットを挿入部先端で着脱可能にする。

この振動子ユニットは先端処置部を有し、超音波振動を増幅しながら先端処置部へ伝達するためのホーン部とを一体化した処置部ユニットを作成する。こうすることで先端処置形状の違うものへの交換が容易になる。また、操作部は従来のように振動子の大きさに影響されなくなるため、操作性の良い形状での作成が可能になる。さらに、内視鏡下外科手術用のものには細長い挿入部途中に湾曲部を設けることが可能となる。こういったユニットを先端部で着脱可能にした場合、取付け状態を電気的インピーダンスの検知により確認することができる。

なお、本発明は上述した形態のものに限定されない。また、上述したものによれば、次のような事項のものが得られる。また、異なる群の事項を適宜組み合わせることも可能である。

１．超音波振動を発生させる振動子とホーンおよび先端処置部が一体的に設けられた振動子ユニットと、長尺な挿入部と挿入部の基端部に設けられた操作部とを有するハンドピースユニットとを備え、上記挿入部の先端部に、上記振動子ユニットが着脱可能に取り付けられることを特徴とする超音波処置具。
２．上記振動子ユニットの外径が挿入部外径より小さいことを特徴とする第１項に記載の超音波処置具。
３．上記振動子ユニットが操作部より先端側で着脱可能であることを特徴とする第１〜２項に記載の超音波処置具。
４．上記振動子ユニットの電極部と着脱係合部が一体化していることを特徴とする第１〜３項に記載の超音波処置具。
５．上記振動子ユニットの取り外しに専用治具が必要なことを特徴とする第１〜４項に記載の超音波処置具。
６．上記ハンドピースユニットの挿入部途中に屈曲部があることを特徴とする第１〜５項に記載の超音波処置具。
７．上記振動子ユニットの取り付け状態を電気的インピーダンスにより検知することを特徴とする第１〜６項に記載の超音波処置具。
８．超音波振動が１００ｋＨｚ以上であることを特徴とする第１〜７項に記載の超音波処置具。
９．上記ハンドピースユニットに双極の高周波電流による処置ユニットが取り付け可能なことを特徴とする第１項に記載の処置具。
１０．上記操作部には回動操作可能なハンドル部が設けられており、上記挿入部の先端部には上記振動子ユニットにある先端処置部に対向して開閉動作するジョーが取り付けられており、上記ジョーは上記ハンドルの回動操作に連動して開閉操作が可能であり、さらに上記振動子ユニットが着脱可能に取り付けられることを特徴とする第１項に記載の超音波処置具。
１１．上記振動子ユニットの外径が挿入部外径より小さいことを特徴とする第９項に記載の超音波処置具。
１２，上記振動子ユニットが操作部より先端側で着脱可能なことを特徴とする第９〜１０項に記載の超音波処置具。
１３．上記振動子ユニットの電極部と着脱係合部が一体化していることを特徴とする第９〜１１項に記載の超音波処置具。
１４．上記振動子ユニットの取り外しに専用治具が必要なことを特徴とする第９〜１２項に記載の超音波処置具。
１５．上記ハンドピースユニットの挿入部途中に屈曲部がある第９〜１３項に記載の超音波処置具。
１６．上記振動子ユニットの取り付け状態を電気的インピーダンスにより検知することを特徴とする第９〜１４項に記載の超音波処置具。
１７．超音波振動が１００ｋＨｚ以上のものであることを特徴とする第９〜１５項に記載の超音波処置具。
１８．上記ハンドピースユニットに双極の高周波電流による処置ユニットが取り付け可能なことを特徴とする第１項に記載の超音波処置具。
１９．上記振動子ユニットの電極用端子を用いて上記挿入部の振動子ユニット取付部に上記振動子ユニットを係着することを特徴とする第１〜１９項に記載の超音波処置具。

本発明の一実施形態に係る超音波処置具の全体を示す外観図である。 （ａ）（ｂ）は同実施形態に係る超音波処置具の先端部分の縦断面図。 図２（ａ）のＡ−Ａ線に沿う横断面図である。 本発明の一実施形態に係る超音波処置具の振動子ユニットをハンドピースユニットから外した状態の説明図である。 本発明の一実施形態に係る超音波処置具において振動子ユニットを取り外す際の分解治具の使用状態の説明図である。 本発明の一実施形態に係る超音波処置具の振動子ユニットの先端処置部の形状を示し、（ａ）はその側面図あり、（ｂ）はその平面図である。 本発明の一実施形態に係る超音波処置具の振動子ユニットの先端処置部の他の形状を示し、（ａ）はその側面図あり、（ｂ）はその平面図である。 本実施形態の一実施形態に係る超音波処置具の振動子ユニットの先端処置部のさらに他の形状のものの側面図ある。 本発明の他の実施形態として挿入部に湾曲機構を設けたタイプの超音波処置具全体を示す外観図である。 本発明の他の実施形態として先端処置部に組織を把持して凝固切開するための把持部を設けた超音波処置具の全体を示す外観図である。 本発明のさらに他の実施形態として先端処置部に組織を把持して凝固切開するための把持部を設けた超音波処置具の全体を示す外観図である。

符号の説明

１…超音波処置具、２…挿入部、３…操作部、４…ハンドピースユニット
５…振動子、６…プローブユニット、９…振動子取付部、１５…係止部
１６…孔部、２１…振動子ユニット、２２…先端処置部、２５…圧電素子

Claims (5)

1. 術者によって把持される把持部と、
   上記把持部と一端が接続された挿入部と、
   上記挿入部の他端に設けられた振動子取付部と、
   上記振動子取付部と着脱自在なプローブユニットと、
   を備え、
   上記プローブユニットは、１００ｋＨｚ以上の振動周波数での振動を発生する振動子と、
   上記振動子に接続され、上記振動子で発生した超音波振動を伝達し生体組織に直接接触して該生体組織の処置を行う処置部と、
   上記振動子取付部に上記振動子を電気的に接続する端子と、
   を有してなることを特徴とする超音波処置具。
2. 上記振動子の振動周波数が、１００ｋＨｚ以上であって２００ｋＨｚ以下であることを特徴とする請求項１に記載の超音波処置具。
3. 上記振動子取付部に上記プローブユニットが位置決め保持されたとき、上記プローブユニットの装着状態を電気的に検知する検知手段を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の超音波処置具。
4. 上記検知手段は上記振動子取付部に上記プローブユニットが位置決め保持されたとき、上記プローブユニットの電極用端子が上記挿入部の導電部に接触して導通する状態の電気的インピーダンスを検出して上記プローブユニットの装着状態を検知することを特徴とする請求項３に記載の超音波処置具。
5. 上記処置部に対向して開閉動作可能な把持部材を上記挿入部の他端に取り付けてなり、上記把持部に設けた操作部によって上記把持部材を開閉操作するようにしたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかの超音波処置具。

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