JPH0367411B2 - - Google Patents
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- JPH0367411B2 JPH0367411B2 JP61506337A JP50633786A JPH0367411B2 JP H0367411 B2 JPH0367411 B2 JP H0367411B2 JP 61506337 A JP61506337 A JP 61506337A JP 50633786 A JP50633786 A JP 50633786A JP H0367411 B2 JPH0367411 B2 JP H0367411B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transducer
- surgical
- handpiece
- frequency
- linear
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F9/00—Methods or devices for treatment of the eyes; Devices for putting in contact-lenses; Devices to correct squinting; Apparatus to guide the blind; Protective devices for the eyes, carried on the body or in the hand
- A61F9/007—Methods or devices for eye surgery
- A61F9/00736—Instruments for removal of intra-ocular material or intra-ocular injection, e.g. cataract instruments
- A61F9/00745—Instruments for removal of intra-ocular material or intra-ocular injection, e.g. cataract instruments using mechanical vibrations, e.g. ultrasonic
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
- A61M1/00—Suction or pumping devices for medical purposes; Devices for carrying-off, for treatment of, or for carrying-over, body-liquids; Drainage systems
- A61M1/84—Drainage tubes; Aspiration tips
- A61M1/85—Drainage tubes; Aspiration tips with gas or fluid supply means, e.g. for supplying rinsing fluids or anticoagulants
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- Health & Medical Sciences (AREA)
- Ophthalmology & Optometry (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Surgery (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Surgical Instruments (AREA)
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
Description
請求の範囲
１ 高周波電気エネルギーを高周波機械振動に変
換可能な細長い直線型変換器と、該細長い変換器
の一端に不動に固定された一端を有する細長い結
合体と、該結合体の他端に着脱可能に装着される
細長い直線型手術チツプとを有する振動体を包含
し、該振動体が共振周波数Ｆで振動するときの縦
振動波の波長λにほぼ等しい長さを全長として該
振動体が有し、前記振動波が前記変換器と結合体
の結合端近傍に波腹面を、前記結合体の他端部近
傍に波節面を有し、窪んだ手術箇所から組織を切
離し除去するための超音波外科手術用ハンドピー
スにおいて、前記結合体は前記変換器の縦軸線Ｘ
と一致する縦軸線を有するほぼ直線状の第１部分
と、前記縦軸線Ｘに対して角度αの方向に延在す
る縦軸線X′を有するほぼ直線状の第２部分とを
有する屈曲した形状に形成されており、前記結合
体は全長のほぼ大部分が円形断面に形成され、前
記波節面近傍では結合体の表面の一部が切除さ
れ、結合体の質量が、同じ断面で且つ縦軸線Ｘと
縦軸線X′に沿う結合体の長さに等しい長さの直
線状結合体の質量に比して低減されていることを
特徴とする超音波外科手術用ハンドピース。
換可能な細長い直線型変換器と、該細長い変換器
の一端に不動に固定された一端を有する細長い結
合体と、該結合体の他端に着脱可能に装着される
細長い直線型手術チツプとを有する振動体を包含
し、該振動体が共振周波数Ｆで振動するときの縦
振動波の波長λにほぼ等しい長さを全長として該
振動体が有し、前記振動波が前記変換器と結合体
の結合端近傍に波腹面を、前記結合体の他端部近
傍に波節面を有し、窪んだ手術箇所から組織を切
離し除去するための超音波外科手術用ハンドピー
スにおいて、前記結合体は前記変換器の縦軸線Ｘ
と一致する縦軸線を有するほぼ直線状の第１部分
と、前記縦軸線Ｘに対して角度αの方向に延在す
る縦軸線X′を有するほぼ直線状の第２部分とを
有する屈曲した形状に形成されており、前記結合
体は全長のほぼ大部分が円形断面に形成され、前
記波節面近傍では結合体の表面の一部が切除さ
れ、結合体の質量が、同じ断面で且つ縦軸線Ｘと
縦軸線X′に沿う結合体の長さに等しい長さの直
線状結合体の質量に比して低減されていることを
特徴とする超音波外科手術用ハンドピース。
２ 前記結合体は直径方向反対側の両側面の一部
がほぼ平行な平面に平削りにより除去されること
を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の超音
波外科手術用ハンドピース。
がほぼ平行な平面に平削りにより除去されること
を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の超音
波外科手術用ハンドピース。
３ 前記平削り平面は前記縦軸線Ｘ及びX′を含
む平面に平行な平面内に位置することを特徴とす
る特許請求の範囲第２項に記載の超音波外科手術
用ハンドピース。
む平面に平行な平面内に位置することを特徴とす
る特許請求の範囲第２項に記載の超音波外科手術
用ハンドピース。
４ 前記結合体は前記除去により以下の式
Ｍ〔2πD2／４ρ〕〔CB−CBcosα〕
ここで
Ｄ＝波節面上における結合体の直径
ρ＝結合体材質の体積密度
CB＝屈曲部の長さ
によつて決定される質量Ｍだけ低減されることを
特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の超音波
外科手術用ハンドピース。
特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の超音波
外科手術用ハンドピース。
５ 前記変換器は、その両端の中間位置に配置さ
れる波節面を有し、該変換器を支持するために該
変換器の波節面に配置される支持手段を有するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の超
音波外科手術用ハンドピース。
れる波節面を有し、該変換器を支持するために該
変換器の波節面に配置される支持手段を有するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の超
音波外科手術用ハンドピース。
６ 前記支持手段は冷却液を該支持手段を通して
流す手段を有することを特徴とする特許請求の範
囲第５項に記載の超音波外科手術用ハンドピー
ス。
流す手段を有することを特徴とする特許請求の範
囲第５項に記載の超音波外科手術用ハンドピー
ス。
７ 前記変換器用支持手段は前記変換器を囲む支
持部に半径方向内方に向く複数の突出部を有する
ことを特徴とする特許請求の範囲第６項に記載の
超音波外科手術用ハンドピース。
持部に半径方向内方に向く複数の突出部を有する
ことを特徴とする特許請求の範囲第６項に記載の
超音波外科手術用ハンドピース。
発明の背景
発明の分野
本発明は、生成組織の中から薄片状組織を取り
除くのに役立つ超音波外科手術用器械に関するも
のである。特に、本発明は変換器と屈曲型結合体
を有する超音波外科手術用ハンドピース及びその
製造方法に関するものである。
除くのに役立つ超音波外科手術用器械に関するも
のである。特に、本発明は変換器と屈曲型結合体
を有する超音波外科手術用ハンドピース及びその
製造方法に関するものである。
従来技術の説明
一般に、ハンドピースに関する超音波外科手術
用器械は、最初に目の手術、特に白内障の剥離に
使用されていたが、現在では様々な外科手術の中
で広く使用されている。この公知の超音波ハンド
ピースは、一般に高周波電気エネルギーを機械的
衝撃又は振動に変換する方式の圧電変換器又は磁
気歪変換器を用いている。この変換器は、本質的
には細長い結合体に対して鑞付又は熔接等により
一端を固定した変換器から成る。また、前記の結
合体は、その他端にて順番に細長い手術プローブ
又は手術チツプを支持している。
用器械は、最初に目の手術、特に白内障の剥離に
使用されていたが、現在では様々な外科手術の中
で広く使用されている。この公知の超音波ハンド
ピースは、一般に高周波電気エネルギーを機械的
衝撃又は振動に変換する方式の圧電変換器又は磁
気歪変換器を用いている。この変換器は、本質的
には細長い結合体に対して鑞付又は熔接等により
一端を固定した変換器から成る。また、前記の結
合体は、その他端にて順番に細長い手術プローブ
又は手術チツプを支持している。
変換器、結合部及びプローブを有する電気機械
式振動子本体は、架構部を機械振動から防ぐと共
に、冷却液部と、振動子本体と、及び変換器を駆
動するための電気エネルギー部とを相互に連関し
て結合するための結合手段を介して架構部によつ
て支持されている。この公知の超音波ハンドピー
スは、例えば、米国特許第3693613号及び第
3805787号に開示されている。
式振動子本体は、架構部を機械振動から防ぐと共
に、冷却液部と、振動子本体と、及び変換器を駆
動するための電気エネルギー部とを相互に連関し
て結合するための結合手段を介して架構部によつ
て支持されている。この公知の超音波ハンドピー
スは、例えば、米国特許第3693613号及び第
3805787号に開示されている。
一般に、架構部と同軸上の細長い手術プローブ
を有する公知の超音波ハンドピースは、3/4λの
長さの変換器、即ち変換器及び結合体の長さが波
長の3/4から成る変換器と波節面上又は波節面近
傍のチツプ結合面にて充分な波長が得られるよう
に組み付けられた1/4λの長さの手術プローブか
ら形成される。このハンドピースは、直線形状で
あるためにある一定の手術方法に制限されてしま
う。例えば、手術を施す患部が生物体内の奥深く
に位置する場合、このハンドピースの架構部とそ
の架後部を保持している外科医の手が手術チツプ
へ向けた視線を妨げるために良好な視界は必ずし
も得られない。また、このような従来技術の直線
型超音波ハンドピースは、このハンドピースと外
科医の手が手術用顕微鏡と干渉するために、顕微
手術において特にその使用が制限される。
を有する公知の超音波ハンドピースは、3/4λの
長さの変換器、即ち変換器及び結合体の長さが波
長の3/4から成る変換器と波節面上又は波節面近
傍のチツプ結合面にて充分な波長が得られるよう
に組み付けられた1/4λの長さの手術プローブか
ら形成される。このハンドピースは、直線形状で
あるためにある一定の手術方法に制限されてしま
う。例えば、手術を施す患部が生物体内の奥深く
に位置する場合、このハンドピースの架構部とそ
の架後部を保持している外科医の手が手術チツプ
へ向けた視線を妨げるために良好な視界は必ずし
も得られない。また、このような従来技術の直線
型超音波ハンドピースは、このハンドピースと外
科医の手が手術用顕微鏡と干渉するために、顕微
手術において特にその使用が制限される。
上述の直線型ハンドピースの困難な問題点を解
消する超音波外科手術用ハンドピースを提供する
１つの試みが米国特許第4526571号に開示されて
いる。この従来技術の装置では一般的な直線型変
換器本体は、結合体を介して手術チツプに対する
一般的な波節点に組み付けられているが、1/2λ
の曲型延長結合体は、手術プローブと、この手術
チツプの縦軸が変換器本体の縦軸と例えば、15°
の角度を成す事実上3/4λの延長結合体を形成し、
この変換器本体と結合する一般的な組み付け点と
の間に挿入されている。この変換器本体は、生物
体内の奥深く、かつ制限的な近傍した体の開口部
において手術をするとき、その手術を施す患部で
の視界の問題をうまく解消したが、全体に渡る変
換器本体の付加部分の長さは、ある一定の状態の
もとで手術用顕微鏡と共に用いられるために、こ
の装置の能力が低下する。更に、短い直線型ハン
ドピースの操作に慣れた外科医は、その操作性及
びバランスの違いから長いハンドピースに交換す
ることが困難であると認識する人もいる。このよ
うに、手術チツプに対しての改善された視界及び
手術用顕微鏡との最小限の干渉を考慮して設計さ
れ改善された外科手術用ハンドピースの必要性が
残されていた。
消する超音波外科手術用ハンドピースを提供する
１つの試みが米国特許第4526571号に開示されて
いる。この従来技術の装置では一般的な直線型変
換器本体は、結合体を介して手術チツプに対する
一般的な波節点に組み付けられているが、1/2λ
の曲型延長結合体は、手術プローブと、この手術
チツプの縦軸が変換器本体の縦軸と例えば、15°
の角度を成す事実上3/4λの延長結合体を形成し、
この変換器本体と結合する一般的な組み付け点と
の間に挿入されている。この変換器本体は、生物
体内の奥深く、かつ制限的な近傍した体の開口部
において手術をするとき、その手術を施す患部で
の視界の問題をうまく解消したが、全体に渡る変
換器本体の付加部分の長さは、ある一定の状態の
もとで手術用顕微鏡と共に用いられるために、こ
の装置の能力が低下する。更に、短い直線型ハン
ドピースの操作に慣れた外科医は、その操作性及
びバランスの違いから長いハンドピースに交換す
ることが困難であると認識する人もいる。このよ
うに、手術チツプに対しての改善された視界及び
手術用顕微鏡との最小限の干渉を考慮して設計さ
れ改善された外科手術用ハンドピースの必要性が
残されていた。
また、縦超音波振動が直線型と、曲型又は屈曲
型部分のうちいずれかから成る細長部を介して伝
達されることも知られている。例えば、米国特許
第3546498号では臨界位置、即ち伝達要素である
波節部又は波腹部の位置に配設された短い半径の
屈曲部によつて結合された一連の直線型環節から
成る伝達線を開示している。
型部分のうちいずれかから成る細長部を介して伝
達されることも知られている。例えば、米国特許
第3546498号では臨界位置、即ち伝達要素である
波節部又は波腹部の位置に配設された短い半径の
屈曲部によつて結合された一連の直線型環節から
成る伝達線を開示している。
本発明の第１の目的は、上述の従来技術のハン
ドピースの短所を補うように改善され、公知の曲
型ハンドピースより短く、直線型ハンドピースと
交換して同一周波数の制御装置を用いて使用で
き、かつ操作し易い屈曲型超音波外科手術用ハン
ドピースを提供することになる。
ドピースの短所を補うように改善され、公知の曲
型ハンドピースより短く、直線型ハンドピースと
交換して同一周波数の制御装置を用いて使用で
き、かつ操作し易い屈曲型超音波外科手術用ハン
ドピースを提供することになる。
もう１つの目的は、手術チツプの縦軸が変換器
の縦軸とある角度の成して配置されている係合体
の両端近傍の波節面及び波腹面の間に位置し、屈
曲した結合体を用いた超音波外科手術用ハンドピ
ースを提供することである。
の縦軸とある角度の成して配置されている係合体
の両端近傍の波節面及び波腹面の間に位置し、屈
曲した結合体を用いた超音波外科手術用ハンドピ
ースを提供することである。
もう１つの目的は、外科医の手に馴染む改善さ
れたバランスを有し、これによつてより操作し易
く、かつ使用上疲れにくい超音波外科手術用ハン
ドピースを提供することである。
れたバランスを有し、これによつてより操作し易
く、かつ使用上疲れにくい超音波外科手術用ハン
ドピースを提供することである。
もう１つの目的は、手術用顕微鏡と共に使用
し、少なくとも焦点距離300mmの対物レンズ使用
時にその顕微鏡の使用と事実上干渉しない超音波
外科手術用ハンドピースを提供することである。
し、少なくとも焦点距離300mmの対物レンズ使用
時にその顕微鏡の使用と事実上干渉しない超音波
外科手術用ハンドピースを提供することである。
もう１つの目的は、手術チツプと、直線型及び
屈曲型の両方のハンドピースの駆動系構成部品が
共に交換できる超音波外科手術用ハンドピースを
提供することである。
屈曲型の両方のハンドピースの駆動系構成部品が
共に交換できる超音波外科手術用ハンドピースを
提供することである。
更に、もう１つの目的は、外科医の手に馴染む
操作し易く、かつ疲れにくいように充分短く、手
術用顕微鏡の使用と事実上干渉ぜず、かつ1/4λ
の手術チツプが使用されている屈曲型超音波外科
手術用ハンドピースの製造方法を提供することで
ある。
操作し易く、かつ疲れにくいように充分短く、手
術用顕微鏡の使用と事実上干渉ぜず、かつ1/4λ
の手術チツプが使用されている屈曲型超音波外科
手術用ハンドピースの製造方法を提供することで
ある。
発明の要約
この発明の進歩性、従来とは違つた目的及び有
利性を得るために、本発明の重要な特徴は、手間
取ることなく手術室の職員により公知の直線型ハ
ンドピースと交換して使用できる改善された屈曲
型超音波外科手術用ハンドピースを提供すること
にある。このハンドピースは同一周波数の業務上
使用しているコンパチ式制御装置にプラグを差し
込んで動作し、また業務上使用しているコンパチ
式直線型ハンドピースに使用している現存の外科
手術チツプに機能するように設計されている。こ
のことは、結合体の両端の中間点、即ちこの結合
体の両端に位置する波節面及び波腹面の中間点に
変換器の縦軸に対してある角度を成して屈曲した
結合部材を用いることにより、またコンパチ式直
線型変換器及び望ましい動作周波数にて交換可能
なチツプに対して合致する振動インピーダンスに
よつて達成される。また、これを達成するため
に、屈曲型及び直線型結合体は同じ軸長であり、
かつ屈曲型結合体の一部が波節面上又は波節面近
傍、即ち手術チツプの結合点近傍において切除さ
れる。好ましくは、この一部の材料は、結合体の
直線部及び屈曲部における夫々の縦軸を包含する
平面に対して平行な平面に位置する平面部を平削
りすることによつて取り除かれる。
利性を得るために、本発明の重要な特徴は、手間
取ることなく手術室の職員により公知の直線型ハ
ンドピースと交換して使用できる改善された屈曲
型超音波外科手術用ハンドピースを提供すること
にある。このハンドピースは同一周波数の業務上
使用しているコンパチ式制御装置にプラグを差し
込んで動作し、また業務上使用しているコンパチ
式直線型ハンドピースに使用している現存の外科
手術チツプに機能するように設計されている。こ
のことは、結合体の両端の中間点、即ちこの結合
体の両端に位置する波節面及び波腹面の中間点に
変換器の縦軸に対してある角度を成して屈曲した
結合部材を用いることにより、またコンパチ式直
線型変換器及び望ましい動作周波数にて交換可能
なチツプに対して合致する振動インピーダンスに
よつて達成される。また、これを達成するため
に、屈曲型及び直線型結合体は同じ軸長であり、
かつ屈曲型結合体の一部が波節面上又は波節面近
傍、即ち手術チツプの結合点近傍において切除さ
れる。好ましくは、この一部の材料は、結合体の
直線部及び屈曲部における夫々の縦軸を包含する
平面に対して平行な平面に位置する平面部を平削
りすることによつて取り除かれる。
この発明の進歩性、従来とは違つた特徴及び有
利性は以下の添付図面と図面に関連した詳細説明
より明らかである。
利性は以下の添付図面と図面に関連した詳細説明
より明らかである。
第１図は、本発明が改善しようとする従来技術
の直線型超音波外科手術用ハンドピースの縦断面
図である。
の直線型超音波外科手術用ハンドピースの縦断面
図である。
第２図は、本発明を用いた超音波外科手術用ハ
ンドピースの変換器本体及び手術チツプ部分の平
面図である。
ンドピースの変換器本体及び手術チツプ部分の平
面図である。
第３図は、第２図に示した器械の側面図であ
る。
る。
第４図は、第３図に示した器械の結合体部分の
拡大側面図である。
拡大側面図である。
第５図は、第４図の矢視５−５における断面図
である。
である。
第６図は、直線型及び屈曲型ハンドピースの縦
軸を示した合成図である。
軸を示した合成図である。
第７Ａ図は、波節面に配設された支持方法を示
した本発明の屈曲型ハンドピースの部分断面にお
ける部分側面図である。
した本発明の屈曲型ハンドピースの部分断面にお
ける部分側面図である。
第７Ｂ図は、波節面Ｚ−Ｚにおける第７Ａ図に
示した実施例の断面図である。
示した実施例の断面図である。
好適実施例の説明
図面に従つて詳細に説明すると、第１図は例え
ば、米国特許第3693613号において開示されてい
る一般型超音波吸引器を示している。この吸引器
は、まだ広く外科手術で使用されているが、本発
明はこれを改善するものである。この超音波外科
手術用ハンドピースは、参照符号１０で示され、
一般に参照符号１４で示される振動誘起体の周囲
を包み支持している架構部１２を有している。振
動誘起体１４は、磁気歪変換器要素１６及びその
末端に装着された着脱可能な手術チツプ２０を有
する増幅部又は結合部、或は増幅体又は結合体１
８から形成される。変換器を駆動するための高周
波エネルギーは、架構部１２の中に位置する変換
器１６の周囲に巻かれたコイル２４に接続された
導線２２を介して供給される。冷却液は、夫々流
入導管２６及び流出導管２８によつて架構部を通
つて循環される。
ば、米国特許第3693613号において開示されてい
る一般型超音波吸引器を示している。この吸引器
は、まだ広く外科手術で使用されているが、本発
明はこれを改善するものである。この超音波外科
手術用ハンドピースは、参照符号１０で示され、
一般に参照符号１４で示される振動誘起体の周囲
を包み支持している架構部１２を有している。振
動誘起体１４は、磁気歪変換器要素１６及びその
末端に装着された着脱可能な手術チツプ２０を有
する増幅部又は結合部、或は増幅体又は結合体１
８から形成される。変換器を駆動するための高周
波エネルギーは、架構部１２の中に位置する変換
器１６の周囲に巻かれたコイル２４に接続された
導線２２を介して供給される。冷却液は、夫々流
入導管２６及び流出導管２８によつて架構部を通
つて循環される。
前記の振動体本体１４は、順番に架構部１２の
端に組み付けられ、その中に突出している支持要
素３２の空洞部３０の中に位置し組み付けられて
いる。半径方向に拡がつたフランジ３４の両側面
に夫々１個ずつ配設された１対の弾性ガスケツト
部３６は、振動体本体１４から誘起される振動か
ら支持要素３２及び架構部１２を効率的に防ぐと
共に振動体１４を支持している。
端に組み付けられ、その中に突出している支持要
素３２の空洞部３０の中に位置し組み付けられて
いる。半径方向に拡がつたフランジ３４の両側面
に夫々１個ずつ配設された１対の弾性ガスケツト
部３６は、振動体本体１４から誘起される振動か
ら支持要素３２及び架構部１２を効率的に防ぐと
共に振動体１４を支持している。
洗浄及び吸引時の液体架構部３８は、ねじ結合
手段４０等によつて支持要素３２の端に組み付け
られ、確実に弾性ガスケツト部３６を保持してい
る。液体流入口４２は、液体架構部３８の中空円
筒体４６と結合体１８の細長い管状部分４８の外
面との中間にある円筒形液体室４４と連絡してい
る。弾性Ｏリングシール５０は、このハンドピー
スへの洗浄液の流出を防ぐために中空円筒体４６
と管状部分４８の間に圧着形成されている。着脱
式スリーブ５２は、液体架構部３８の末端に取り
付けられ、手術チツプ２０の周囲を覆つている。
手段４０等によつて支持要素３２の端に組み付け
られ、確実に弾性ガスケツト部３６を保持してい
る。液体流入口４２は、液体架構部３８の中空円
筒体４６と結合体１８の細長い管状部分４８の外
面との中間にある円筒形液体室４４と連絡してい
る。弾性Ｏリングシール５０は、このハンドピー
スへの洗浄液の流出を防ぐために中空円筒体４６
と管状部分４８の間に圧着形成されている。着脱
式スリーブ５２は、液体架構部３８の末端に取り
付けられ、手術チツプ２０の周囲を覆つている。
吸引通路５６は、その自由端から手術プローブ
２０の中心軸を通つて結合体１８の細長い管状部
４８の軸方向通路と連絡している。この通路５８
は、Ｏリング５０とガスケツト３６の間に位置す
る液体架構部３８の吸引室６０と連絡する吸出口
を有する。この吸出口導管６２は、手術部から洗
浄液や乳化した組織を吸い出すために真空室へ接
続されている。
２０の中心軸を通つて結合体１８の細長い管状部
４８の軸方向通路と連絡している。この通路５８
は、Ｏリング５０とガスケツト３６の間に位置す
る液体架構部３８の吸引室６０と連絡する吸出口
を有する。この吸出口導管６２は、手術部から洗
浄液や乳化した組織を吸い出すために真空室へ接
続されている。
本発明による超音波外科手術用ハンドピースの
構造及び動作は振動誘導体本体の形状を除いては
従来技術の装置と事実上類似している。よつて、
本発明の超音波外科手術用ハンドピースの振動体
構成部品のみを図示し記述することにする。
構造及び動作は振動誘導体本体の形状を除いては
従来技術の装置と事実上類似している。よつて、
本発明の超音波外科手術用ハンドピースの振動体
構成部品のみを図示し記述することにする。
本発明の好適実施例を示した第２図において、
振動体６８は、上述した方法で支持要素及び架構
部に組み付けるのに適した伝達要素又は結合体７
２によつて緊密に組み付けられ支持された磁気歪
変換器７０を有する。この磁気歪変換器７０と結
合体７２とによつて3/4λの長さの変換器が形成
される。また、1/4λの長さの手術チツプ７４が
波節面上又は波節面近傍のチツプ７４と結合体７
２との結合部分で充分な波長が得られるように結
合体の他端に組み付けられている。第１図に示し
た従来技術の直線型変換器及び第２図乃至第６図
に示した本発明の屈曲型変換器のいずれもが適切
に設計された手術チツプが結合体に装着されると
き、所定の共振周波数で共振するように設計され
ている。
振動体６８は、上述した方法で支持要素及び架構
部に組み付けるのに適した伝達要素又は結合体７
２によつて緊密に組み付けられ支持された磁気歪
変換器７０を有する。この磁気歪変換器７０と結
合体７２とによつて3/4λの長さの変換器が形成
される。また、1/4λの長さの手術チツプ７４が
波節面上又は波節面近傍のチツプ７４と結合体７
２との結合部分で充分な波長が得られるように結
合体の他端に組み付けられている。第１図に示し
た従来技術の直線型変換器及び第２図乃至第６図
に示した本発明の屈曲型変換器のいずれもが適切
に設計された手術チツプが結合体に装着されると
き、所定の共振周波数で共振するように設計され
ている。
直線型結合体を有する変換器及び屈曲型結合体
を有する変換器のいずれもが同じ周波数にて特別
な手術チツプの縦軸に沿つてこの手術チツプを共
振するために、この変換器のいずれもが手術チツ
プに対して望ましい周波数又は計算された周波数
にて手術チツプを共振するのに適した振動インピ
ーダンスを持たなければならない。実際、周波数
Ｆにて共振するように設計された手術チツプに対
して、変換器がうまく動作してくれる計算された
周波数帯域の上限及び下限が存在する。この周波
数帯域は、2ΔF又は周波数ＦはF0±ΔFとして表
わされる。このように超音波発生器又は駆動ユニ
ツトは、F0±ΔFの帯域における周波数にて変換
器を駆動するように設計されている。
を有する変換器のいずれもが同じ周波数にて特別
な手術チツプの縦軸に沿つてこの手術チツプを共
振するために、この変換器のいずれもが手術チツ
プに対して望ましい周波数又は計算された周波数
にて手術チツプを共振するのに適した振動インピ
ーダンスを持たなければならない。実際、周波数
Ｆにて共振するように設計された手術チツプに対
して、変換器がうまく動作してくれる計算された
周波数帯域の上限及び下限が存在する。この周波
数帯域は、2ΔF又は周波数ＦはF0±ΔFとして表
わされる。このように超音波発生器又は駆動ユニ
ツトは、F0±ΔFの帯域における周波数にて変換
器を駆動するように設計されている。
仮に、屈曲型変換器の結合体が事実上直線型結
合体を曲げることによつて形成され、手術チツプ
が直線型変換器と同じ周波数Ｆにて共振するもの
とした場合、屈曲型結合体に装着されたこのチツ
プは、異なる周波数F′にて動作することになる。
また、この周波数の変化は、直線型結合体を短く
した場合にも同様に起こり得る。
合体を曲げることによつて形成され、手術チツプ
が直線型変換器と同じ周波数Ｆにて共振するもの
とした場合、屈曲型結合体に装着されたこのチツ
プは、異なる周波数F′にて動作することになる。
また、この周波数の変化は、直線型結合体を短く
した場合にも同様に起こり得る。
第６図において、直線型変換器の縦中心軸Ｘ及
び本発明による変換器の屈曲部７６の縦軸X′は、
互いに点Ｃにて交差し角度αを成して配置されて
いる。特に、変換器１６の一端は、第２の波腹面
にて直線型結合部の結合端に結合され、この変換
器の他端又は末端は、第１の波腹面に位置してい
る。第１の波節面は、この磁気歪変換器の概して
真中である第１及び第２の波節面の中間に位置し
ている。第２の波節面は、結合体の自由端近傍に
位置している。
び本発明による変換器の屈曲部７６の縦軸X′は、
互いに点Ｃにて交差し角度αを成して配置されて
いる。特に、変換器１６の一端は、第２の波腹面
にて直線型結合部の結合端に結合され、この変換
器の他端又は末端は、第１の波腹面に位置してい
る。第１の波節面は、この磁気歪変換器の概して
真中である第１及び第２の波節面の中間に位置し
ている。第２の波節面は、結合体の自由端近傍に
位置している。
第６図に示すように、直線型結合体１８及び屈
曲型結合体７２の縦中心軸は、点Ａにて示された
第２の波腹面に位置している。本発明によると、
屈曲型ハンドピースの結合体は、直線型ハンドピ
ースの縦軸Ｘと角度αを成して延長形成した縦軸
X′に沿つて共振し、同一の手術チツプを使用す
るように設計された直線型及び屈曲型の両方の変
換器と共に共振するように作られている。仮に、
直線型及び屈曲型の結合体の縦中心軸が同じ長さ
であるならば、直線型変換器は周波数Ｆで共振
し、屈曲型変換器は周波数F′で共振する。この周
波数F′が短い長さの直線型結合体の周波数に相当
する。
曲型結合体７２の縦中心軸は、点Ａにて示された
第２の波腹面に位置している。本発明によると、
屈曲型ハンドピースの結合体は、直線型ハンドピ
ースの縦軸Ｘと角度αを成して延長形成した縦軸
X′に沿つて共振し、同一の手術チツプを使用す
るように設計された直線型及び屈曲型の両方の変
換器と共に共振するように作られている。仮に、
直線型及び屈曲型の結合体の縦中心軸が同じ長さ
であるならば、直線型変換器は周波数Ｆで共振
し、屈曲型変換器は周波数F′で共振する。この周
波数F′が短い長さの直線型結合体の周波数に相当
する。
第６図において、ABは直線型結合体の全長を
表わし、ADは波腹面の点Ａから屈曲型結合体の
自由端近傍の波節面までの距離を表わす。点Ｃ
は、縦軸Ｘ及びX′の交差する点を表わし、点Ｅ
は縦軸X′に沿つた屈曲型結合部の自由端を表わ
す。この図から読み取れるように、AD＝AC＋
CE×cosα＝AC＋CDである。このように屈曲型
結合体のＸ軸線に投影した長さADは直線型結合
体の長さABより短いためこの屈曲型結合体の周
波数F′は直線型結合体の周波数より高い。公知の
超音波外科手術用ハンドピースの振動音響要素
は、通常その能力損失を最小に押さえるために波
節面上又は波節面近傍にて支持されている。仮
に、共振周波数Ｆにて音響要素を振動するように
機械設計されているならば、この周波数が少しで
も変化すると、波節点の位置もまた変化し、結果
的に能力損失が増加し効率の低下に継がる。しか
しながら、前述したように、このタイプのシステ
ムは一般に最多頻度周波数F0を中心にその上下
に拡げた狭周波数帯域にて動作するように設計さ
れている。即ち、許容動作周波数Ｆ＝最多頻度周
波数F0±ΔFとなる。この狭周波数帯域内では、
効率は事実上実用目的に即して絶えず一定してい
るが、この狭周波数帯域外では、超音波発生器の
安定性は予知できない。
表わし、ADは波腹面の点Ａから屈曲型結合体の
自由端近傍の波節面までの距離を表わす。点Ｃ
は、縦軸Ｘ及びX′の交差する点を表わし、点Ｅ
は縦軸X′に沿つた屈曲型結合部の自由端を表わ
す。この図から読み取れるように、AD＝AC＋
CE×cosα＝AC＋CDである。このように屈曲型
結合体のＸ軸線に投影した長さADは直線型結合
体の長さABより短いためこの屈曲型結合体の周
波数F′は直線型結合体の周波数より高い。公知の
超音波外科手術用ハンドピースの振動音響要素
は、通常その能力損失を最小に押さえるために波
節面上又は波節面近傍にて支持されている。仮
に、共振周波数Ｆにて音響要素を振動するように
機械設計されているならば、この周波数が少しで
も変化すると、波節点の位置もまた変化し、結果
的に能力損失が増加し効率の低下に継がる。しか
しながら、前述したように、このタイプのシステ
ムは一般に最多頻度周波数F0を中心にその上下
に拡げた狭周波数帯域にて動作するように設計さ
れている。即ち、許容動作周波数Ｆ＝最多頻度周
波数F0±ΔFとなる。この狭周波数帯域内では、
効率は事実上実用目的に即して絶えず一定してい
るが、この狭周波数帯域外では、超音波発生器の
安定性は予知できない。
従来のシステム及び手術チツプと互換性がある
ように直線型及び屈曲型の両方のハンドピースの
夫々の結合体の周波数を合致するために、屈曲型
変換器は、第６図に示した長さACEを変えるこ
となく手術チツプの周波数Ｆに合致され得ること
が判明した。このことは、波節面近傍の結合体７
２の屈曲部７６の一部で部分的切除により所定の
質量だけ低減することによつて、好ましくは結合
体全体の長さに渡る事実上円形断面である結合体
の互いに正反対の表面に相当する平面部７８及び
８０を夫々平削りすることによつて達成される。
この平面部、好ましくは結合体の屈曲部及び直線
部の縦軸を包含する平面に対して平行な平面に位
置している。この平削りによつて削り取つて低減
される質量及び形状は次の方程式を解くことによ
つて算出される。
ように直線型及び屈曲型の両方のハンドピースの
夫々の結合体の周波数を合致するために、屈曲型
変換器は、第６図に示した長さACEを変えるこ
となく手術チツプの周波数Ｆに合致され得ること
が判明した。このことは、波節面近傍の結合体７
２の屈曲部７６の一部で部分的切除により所定の
質量だけ低減することによつて、好ましくは結合
体全体の長さに渡る事実上円形断面である結合体
の互いに正反対の表面に相当する平面部７８及び
８０を夫々平削りすることによつて達成される。
この平面部、好ましくは結合体の屈曲部及び直線
部の縦軸を包含する平面に対して平行な平面に位
置している。この平削りによつて削り取つて低減
される質量及び形状は次の方程式を解くことによ
つて算出される。
（ρSdx）∂2ξ／∂2t2＝（SY∂2ξ／∂x2）dx
ここにおいて、
ρ＝体積密度
Ｓ＝斜線部面積
（ρSdx）＝微分量dxの質量
ξ＝排水量
Ｙ＝ヤング率
上記の方程式を正確に解くことは窮めて難解で
あり、事実上この方程式を解くには、振動体に負
荷された質量に対して適切な境界条件を設けるた
めに取られるべき多数の近似値を必要とする。こ
の方程式の解は、切除により低減される質量を近
似するために次の計算式によつて導かれる。
あり、事実上この方程式を解くには、振動体に負
荷された質量に対して適切な境界条件を設けるた
めに取られるべき多数の近似値を必要とする。こ
の方程式の解は、切除により低減される質量を近
似するために次の計算式によつて導かれる。
Ｍ［2πD2／４ρ］［CB−CBcosα］
ここにおいて、
Ｄ＝波節面上における結合体の直径
ρ＝結合体材質の体積密度
CB＝屈曲部の長さ
この方法を用いると、直線型結合体と同じ長さ
を有する屈曲型結合体は、波節面及び波腹面の中
間点に配設された結合体の曲部又は屈曲部と共に
直線型結合体と同じ周波数にてその軸X′に沿つ
て共振するように設計される。前述したように、
音響振動子は、通常この振動子に沿つて振動して
いるチツプに対し直線軸方向のベクトル力を伝達
することを許容するために波節点支持部に対して
直交して設計されている。そこでたとえどんな音
響振動子の曲部が用いられたとしてもこの振動子
の曲部は、通常前述の米国特許第3546498号に開
示されているように波節点支持部又は波接点支持
部の後部に配設されていた。
を有する屈曲型結合体は、波節面及び波腹面の中
間点に配設された結合体の曲部又は屈曲部と共に
直線型結合体と同じ周波数にてその軸X′に沿つ
て共振するように設計される。前述したように、
音響振動子は、通常この振動子に沿つて振動して
いるチツプに対し直線軸方向のベクトル力を伝達
することを許容するために波節点支持部に対して
直交して設計されている。そこでたとえどんな音
響振動子の曲部が用いられたとしてもこの振動子
の曲部は、通常前述の米国特許第3546498号に開
示されているように波節点支持部又は波接点支持
部の後部に配設されていた。
この波節面支持部Ｙ−Ｙの後部における音響振
動子の曲部によつて、この音響振動子の動作周波
数に移動して、振動子の共振を誘起するのに伴い
過度の振動子の振動損失が生じる。
動子の曲部によつて、この音響振動子の動作周波
数に移動して、振動子の共振を誘起するのに伴い
過度の振動子の振動損失が生じる。
この損失は、主に結合体の曲部によつて生じる
非軸線方向の負荷による。この非軸線方向の負荷
により軸方向成分はもちろん半径方向成分をも持
つベクトル力が発生する。この半径方向成分は必
要としない成分である。前記の損失は、次の方法
により最小限に押さえることができる。
非軸線方向の負荷による。この非軸線方向の負荷
により軸方向成分はもちろん半径方向成分をも持
つベクトル力が発生する。この半径方向成分は必
要としない成分である。前記の損失は、次の方法
により最小限に押さえることができる。
１ 手術チツプの動作行程の水準を望ましい外科
手術方法に充分適した選定水準に低く押さえる
ことにより。
手術方法に充分適した選定水準に低く押さえる
ことにより。
２ 充分な冷却水の流れを妨げることのないよう
に必要としない横方向の積重なつた運動を制御
することにより。
に必要としない横方向の積重なつた運動を制御
することにより。
３ 機械上の適合だけでなく外科手術の使用形態
に合うように結合体の質量による振動インピー
ダンスを充分調整することにより。
に合うように結合体の質量による振動インピー
ダンスを充分調整することにより。
このように、顕微手術を困難にしている緻密な
手術にて超音波外科手術用ハンドピースの使用を
可能とするような器械が待ち望まれていた。更
に、この器械は、手術室の職員が多くの練習又は
再練習を積まなくても容易にこの屈曲型ハンドピ
ースと従来の直線型ハンドピースを交換すること
ができるように従来の駆動装置及び手術チツプの
使用を可能にしている。
手術にて超音波外科手術用ハンドピースの使用を
可能とするような器械が待ち望まれていた。更
に、この器械は、手術室の職員が多くの練習又は
再練習を積まなくても容易にこの屈曲型ハンドピ
ースと従来の直線型ハンドピースを交換すること
ができるように従来の駆動装置及び手術チツプの
使用を可能にしている。
第７Ａ図及び第７Ｂ図に示された本発明の好適
実施例において、磁気歪変換器７０は、これを緊
密に締め付けるために波節平面Ｚ−Ｚに配設され
た支持手段によつて確実に支持されている。この
支持手段は支持要素３２の内壁部８６の上に設け
られた半径方向に互いに内向する複数の突出部８
４によつて形成される。また、この支持手段は、
変換器７０の周囲に充分な冷却液の流れを保障す
るために意図された手段を有する。この冷却液の
流れを可能とする手段は、複数の突出部８４の間
に設けられた間〓８８によつて形成される。
実施例において、磁気歪変換器７０は、これを緊
密に締め付けるために波節平面Ｚ−Ｚに配設され
た支持手段によつて確実に支持されている。この
支持手段は支持要素３２の内壁部８６の上に設け
られた半径方向に互いに内向する複数の突出部８
４によつて形成される。また、この支持手段は、
変換器７０の周囲に充分な冷却液の流れを保障す
るために意図された手段を有する。この冷却液の
流れを可能とする手段は、複数の突出部８４の間
に設けられた間〓８８によつて形成される。
本発明により、結合体は変換器の縦軸線Ｘと一
致する縦軸線を有するほぼ直線状の第１部分と、
前記縦軸線Ｘに対して角度αの方向に延在する縦
軸線X′を有するほぼ直線状の第２部分とを有す
る屈曲形状の屈曲型振動体を形成し、前記結合体
は全長のほぼ大部分が円形断面に形成され、波節
面近傍では結合体の表面の一部が切除され結合体
のその部分の質量が、同じ断面で且つ縦軸線Ｘと
縦軸線X′に沿う結合体の長さに等しい長さの直
線状結合体の質量に比して低減されることによ
り、直線型変換器と同じ長さをもつた屈曲型変換
器であつても部分的切除により低減する質量を算
出しておくことにより、共振周波数を直線型と同
じにすることが可能になつた。従つて同じ長さの
直線型と屈曲型の変換器を有する外科手術用ハン
ドピースを交換使用することを可能にした。
致する縦軸線を有するほぼ直線状の第１部分と、
前記縦軸線Ｘに対して角度αの方向に延在する縦
軸線X′を有するほぼ直線状の第２部分とを有す
る屈曲形状の屈曲型振動体を形成し、前記結合体
は全長のほぼ大部分が円形断面に形成され、波節
面近傍では結合体の表面の一部が切除され結合体
のその部分の質量が、同じ断面で且つ縦軸線Ｘと
縦軸線X′に沿う結合体の長さに等しい長さの直
線状結合体の質量に比して低減されることによ
り、直線型変換器と同じ長さをもつた屈曲型変換
器であつても部分的切除により低減する質量を算
出しておくことにより、共振周波数を直線型と同
じにすることが可能になつた。従つて同じ長さの
直線型と屈曲型の変換器を有する外科手術用ハン
ドピースを交換使用することを可能にした。
本発明の好適実施例は詳細に渡つて開示され記
述されたが、本発明はこれによつて制限されるも
のでなく、むしろこの技術的創作において熟達し
たことが明らかなすべての実施例及び本発明の考
え方、見地から来ることが明らかなすべての実施
例を含むものと考えられる。
述されたが、本発明はこれによつて制限されるも
のでなく、むしろこの技術的創作において熟達し
たことが明らかなすべての実施例及び本発明の考
え方、見地から来ることが明らかなすべての実施
例を含むものと考えられる。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/808,573 US4634419A (en) | 1985-12-13 | 1985-12-13 | Angulated ultrasonic surgical handpieces and method for their production |
| US808,573 | 1985-12-13 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63501845A JPS63501845A (ja) | 1988-07-28 |
| JPH0367411B2 true JPH0367411B2 (ja) | 1991-10-22 |
Family
ID=25199148
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61506337A Granted JPS63501845A (ja) | 1985-12-13 | 1986-11-24 | 超音波外科手術用ハンドピース |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4634419A (ja) |
| EP (1) | EP0248844B1 (ja) |
| JP (1) | JPS63501845A (ja) |
| CA (1) | CA1258021A (ja) |
| DE (1) | DE3687459T2 (ja) |
| IL (1) | IL80941A (ja) |
| WO (1) | WO1987003467A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9070308B2 (en) | 2007-10-11 | 2015-06-30 | Southwire Company, Llc | Labeled armored electrical cable |
| US12381021B2 (en) | 2013-08-23 | 2025-08-05 | Southwire Company, Llc | System and method of printing indicia onto armored cable |
Families Citing this family (606)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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