JPH11128238A - 超音波治療装置 - Google Patents

超音波治療装置

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JPH11128238A
JPH11128238A JP9295070A JP29507097A JPH11128238A JP H11128238 A JPH11128238 A JP H11128238A JP 9295070 A JP9295070 A JP 9295070A JP 29507097 A JP29507097 A JP 29507097A JP H11128238 A JPH11128238 A JP H11128238A
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JP
Japan
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ultrasonic
vibration
transmitting member
coating
vibration transmitting
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JP9295070A
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English (en)
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Manabu Ishikawa
学 石川
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Olympus Corp
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Olympus Optical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐磨耗性にすぐれ、かつ十分な強度を有する
振動伝達部材を有する超音波治療装置を提供する。 【解決手段】 超音波振動子で発生される超音波振動を
伝達すると共に対象部位に接触して超音波振動を印加す
るための振動伝達部材6を備えた超音波治療装置におい
て、前記振動伝達部材6の少なくとも一部に複数層の表
面加工処理層を積層して形成した超音波治療装置とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波振動によっ
て生体内の患部組織を切除する等の処置を行う超音波治
療装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、超音波治療装置を用いて前立
腺の切除や結石の破砕あるいは肝臓切除等が行われてい
る。かかる超音波治療装置は、超音波振動子、ホーン、
振動伝達部材を連結して構成されており、超音波振動子
から発生される超音波振動をホーンで機械的に増幅して
振動伝達部材に伝達し、この振動伝達部材の先端部近傍
に生体の患部組織を接触させて処置を行っている。この
ような超音波治療装置には、超音波振動によって組織を
乳化、吸引して患部を破砕除去する例えばパイプ状のプ
ローブを有する超音波吸引装置や、超音波振動によって
発生する熱を利用して凝固切開を行う例えばハサミ状の
プローブを有する超音波凝固切開装置等がある。超音波
吸引装置の使用中においては、振動伝達部材は対象物等
と接触した際に横方向の外力を受けることがあり、この
場合、プローブ即ち振動伝達部材はその外周側に間隔を
持って配設された同心のシースに接触してその接触部分
が磨耗してしまうこととなる。あるいは、超音波凝固切
開装置においては、それぞれがハサミの刃の片側ずつの
如き構成となる振動伝達部材と超音波振動を行わない把
持部材との間に生ずる摩擦により磨耗が発生してしま
う。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この磨耗を防止する方
法として、特開平5−95955号公報に、振動伝達部
材の表面に表面硬化処理を行う技術が開示されている。
即ち、振動伝達部材には、通常、チタン合金が用いられ
ており、その表面にコーティングを施す場合には、イオ
ンプレーティング等の物理蒸着(PVD法)やCVD等
の化学蒸着が行われる。しかしながら、CVDは、高温
下の環境中でコーティングを行うため、母材との密着性
は良好であるものの、母材の相状態に影響を及ぼすた
め、母材であるチタン合金の物性が変化してしまい、超
音波伝達性能に影響を及ぼすことがわかっている。従っ
て、実際に使用されているコーティングは、PVD法で
ある。しかしながら、PVD法によるコーティングで
は、コスト等を考慮すれば、実用上、膜厚が3μm程度
のコーティング層としかすることができないため、例え
ば上述のように振動伝達部材とシースが長時間接触した
ような場合には、振動伝達部材にコーティングを施して
いてもそのコーティング部分が容易に磨耗してしまい、
母材が露出してしまう。その結果、振動伝達部材は、加
えられる超音波振動による内部応力、曲げ応力により磨
耗した部分に応力が集中し、その状態のままさらに超音
波振動を印加し続けることでやがて疲労破壊の耐久限度
に達して磨耗部分から初期亀裂が発生し、疲労破壊に至
る。さらには、3μmという非常に薄いコーティング部
分のビッカース硬度は約1200である一方、母材であ
るチタン合金のビッカース硬度は約600であり、この
硬度差によって、例えば、強い衝撃が振動伝達部材のコ
ーティング表面に加わった場合、コーティング部分は無
傷であっても、母材に衝撃が加わり母材から亀裂が発生
することがある。この場合には、コーティング層と母材
との間の傷となるので超音波振動伝達時に応力が集中し
やすくなり、破壊につながる初期亀裂発生の要因とな
る。本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、耐磨
耗性にすぐれ、かつ十分な強度を有する振動伝達部材を
有する超音波治療装置を実現することを目的としてい
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の超音波治療装置
は、超音波振動子で発生される超音波振動を伝達すると
共に対象部位に接触して超音波振動を印加するための振
動伝達部材を備えた超音波治療装置において、前記振動
伝達部材の少なくとも一部に複数層の表面加工処理層を
積層して形成したことを特徴とするものである。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図1乃至図4は本発明の第1の実
施の形態に係り、図1は本発明の超音波治療装置のハン
ドピースの斜視図、図2はハンドピース先端部分の拡大
図、図3は振動伝達部材の断面図、図4はコーティング
による応力分布の説明図である。
【0006】図1のハンドピース1は、超音波振動によ
って発生する熱を利用して凝固切開を行うハサミ状のプ
ローブを有する超音波凝固切開装置に用いられるもので
ある。ハンドピース1は、内部に超音波振動子を配設す
る把持部2と、この把持部2に連設されその内部に超音
波振動伝達部材を配設するシース3とを有しており、把
持部2の後端からは超音波振動子に電力を供給するため
の図示しない電源装置に接続されるケーブル4が延出し
ている。超音波振動子と振動伝達部材との間には超音波
振動子で発生された超音波振動を機械的に増幅して振動
伝達部材に伝達するホーンが設けられている。シース3
の先端は開口しており、その内部からジョー5および振
動伝達部材6がシース3の先端面から突出して設けられ
ている。ジョー5は図2に示す回転軸7を中心として回
動自在であり、回動することによって振動伝達部材6と
の間に患部を挟むことができる。ジョー5は機械的にハ
ンドル8に連結されており、ジョー5の回動動作即ちジ
ョー5と振動伝達部材6とで構成されるハサミ状の構成
の開閉操作は、把持部2に設けられたハンドル8を図中
の矢印方向に動作させることによって行うことができ
る。ジョー5は、テフロン等の従順部材もしくは金属で
構成される。
【0007】図3は、振動伝達部材6の断面図であり、
振動伝達部材6の周囲にはその中心側から順にそれぞれ
が3μmの厚さを有する3層のコーティング11、1
2、13が設けられている。コーティングを施す部分は
振動伝達部材6の長手方向において少なくとも振動伝達
部材6が他の部材と摺動して磨耗が発生する可能性があ
る部位を含み、また、シース3から突出して露出する部
分をも含む。超音波振動の節部を含む構成としても良
く、振動伝達部材6の全長にわたってコーティングを施
しても良い。振動伝達部材6がジョー5と接触して発生
する磨耗は、通常、5〜6μm程度となることが最も多
く、一方、コーティングの厚さは単層では約3μmであ
るので、振動伝達部材6にコーティングを1層のみしか
施さない場合には、磨耗により母材が容易に露出してし
まうこととなる。振動伝達部材としては、6μm以上の
コーティング厚が必要であり、最も好ましいコーティン
グ層の構成は、実験の結果から、コーティング層が3層
以上であってかつ合計のコーティング膜の厚さが8μm
以上である。
【0008】図4は、図3に示す振動伝達部材6の各部
位O〜Dにおける応力分布をあらわすグラフである。A
は母材とコーティング層11との境界面、Bはコーティ
ング層11とコーティング層12との境界面、Cはコー
ティング層12とコーティング層13との境界面を示し
ている。コスト等の実用上の要件を全く無視すれば、P
VD法によって単層で6μm以上のコーティング層を蒸
着させることは不可能ではないものの、例えば、結果と
して同じコーティング厚さの2種類のプローブ、即ち例
えば9μmの単層からなるコーティングと本願発明の如
き複数即ちそれぞれが3μmの3つの層からなる合計9
μmの厚さのコーティングとを比較した場合には、実験
を行った結果、超音波振動を印加した場合に、単層から
なるコーティングを施したプローブの方が、複数の層か
らなるコーティングを施したプローブに比較して容易に
母材からコーティングが剥がれ落ちてしまうことが確認
されている。応力分布についてみれば、単層からなるコ
ーティングを施したものに比較して、図4からも明らか
なように、複数のコーティングを重ねたものの方が応力
勾配の差を小さくできるため、各層間に発生する応力に
よって生ずる亀裂の発生を抑制することができる。ま
た、コーティング層は10μm以上の厚さとすると、コ
ーティング層自身と母材との応力勾配によって割れ易く
なることが実験によって確認されている。
【0009】次に、この実施の形態の作用を説明する。
ハンドピース1の振動伝達部材6を、処置を行う患者の
所望の部位に当接させた後、ハンドル8を操作して、超
音波振動を印加すべき組織をジョー5との間に挟み込
む。図示しないスイッチ手段からの入力に対応して、超
音波振動子が振動を開始し、超音波振動は振動伝達部材
6に伝達される。超音波振動により生ずる摩擦熱の作用
によって患者の組織に凝固切開等の所望の処置が行われ
る。振動伝達部材6には、十分な耐磨耗性と強度を有す
るコーティングが施されていることから、磨耗に起因す
る応力集中によって亀裂が発生する可能性は飛躍的に低
減されており、手術中にプローブが破損する可能性を著
しく低減出来て、手術の効率、安全性を向上出来る。
【0010】本実施の形態によれば、加工上でのコスト
等の実用性の要件をクリアしながら、振動伝達部材に十
分な耐磨耗性と強度を付与することが出来て、効率的で
安全性の高い手術を行う超音波治療装置を実現すること
ができる。衝撃等の強い外力に対しても母材に亀裂が発
生することも防止できる。また、ハンドピース自体の耐
久性を高くすることができることから、装置自体の長寿
命化をも達成できて、コスト面でも有利である。
【0011】なお、第1の実施の形態では、3μmのコ
ーティングを3層重ねる構成としたが、重ねるそれぞれ
のコーティングの厚さは3μmに限定されるものではな
く、コスト等の実用性をクリアした厚さであれば良い。
重ねる層の数も3層に限定されるものではなく4層以上
であっても良いし、2層であっても一定の効果を奏する
のはもちろんである。なお、本願は、単層のみで形成し
たコーティング層に比べて、同じコーティング厚さを複
数のコーティング層を重ねることにより形成した構成で
は、母材からのはがれ易さが飛躍的に向上するものであ
るが、コーティング層の数は多ければ多いほどコスト的
に負担となることから、必要最小限の適正な数のコーテ
ィング層とするのは当然のことである。
【0012】次に、本発明の第2の実施の形態を図5を
参照して説明する。第2の実施の形態は、第1の実施の
形態と振動伝達部材の構成のみが相違するものである。
【0013】図5の振動伝達部材16は、その先端面1
6dに続く外表面に第1の実施の形態と同様のコーティ
ングを施したものであり、コーティングを施す領域に特
徴を有するものである。即ち、母材に対して、まず第1
層となるコーティングを振動伝達部材16の16a、1
6b、16cの領域にわたって施す。続いて、その上に
重ねて領域16b、16cにのみ第2層となるコーティ
ングを施す。さらに続いて、その上に重ねて領域16c
にのみ第3層となるコーティングを施したものである。
従って、領域16aは第1層のみがコーティングされた
部分、領域16bは第1層および第2層が重ねてコーテ
ィングされた部分、領域16cは第1層、第2層および
第3層の3つのコーティングが重ねて施された部分とな
る。即ち、上に重ねるコーティングの領域を順次狭くし
て行ったものである。この実施の形態の作用は第1の実
施の形態と同じである。
【0014】コーティングの領域を順次狭くしていった
ことにより、その境界となる部分がラインで示されるこ
とになる。これは、コーティング作業を行う際に、コー
ティングを施さない部分にはマスキングを行うために必
ずラインとなる部分が形成されることによるものであ
る。従って、各コーティング層の存在が目視によって容
易に確認出来、コーティング作業のモレの発見が容易に
行える他、すべてのコーティング作業が終了した後から
でも各コーティング層の厚さを容易に測定することがで
きる。必要な部分にのみ必要な厚さのコーティングを施
すようにすることもできる。
【0015】次に、本発明の第3の実施の形態を図6を
参照して説明する。第3の実施の形態は、第1の実施の
形態と振動伝達部材の構成のみが相違するものである。
【0016】図6は、振動伝達部材17の断面図であ
り、振動伝達部材17の周囲にはPVD法によるコーテ
ィング層19が設けられている。また、母材とコーティ
ング層19との間には例えばニッケルメッキ層からなる
中間層が設けられている。中間層のビッカース硬度は、
この場合、約800から1000程度が好ましい。この
実施の形態の作用は第1の実施の形態と同じである。
【0017】この実施の形態によれば、第1の実施の形
態の応力分布よりもさらに緩やかな応力勾配とすること
ができるため、各層の間から応力集中による亀裂が発生
することを、さらに効率的に抑制することが可能とな
り、耐久性の向上をはかることができる。
【0018】次に、本発明の第4の実施の形態を図7を
参照して説明する。図7は本発明の超音波治療装置を示
す断面図である。
【0019】図7のハンドピース21は、超音波振動に
よって組織を乳化、吸引して患部を破砕除去するパイプ
状のプローブを有する超音波吸引装置に用いられるもの
である。ハンドピース21は、内部に超音波振動子22
を配設する把持部23と、この把持部23に連設されそ
の内部に超音波振動伝達部材24を配設するシース25
とを有しており、把持部23の後端からは超音波振動子
22に電力を供給するための図示しない電源装置に接続
されるケーブル26および高周波電流を印加するための
ケーブル27が延出している。超音波振動子22と振動
伝達部材24との間には超音波振動子22で発生された
超音波振動を機械的に増幅して振動伝達部材24に伝達
するホーン28が設けられている。シース25の先端は
開口しており、その内部からパイプ状の振動伝達部材2
4がシース25の先端面から突出して設けられている。
振動伝達部材24は高周波電流をも通電可能である。振
動伝達部材24の中空部は、ホーン28および超音波振
動子22に設けられた中空の吸引管路に連通しており、
図示しない吸引源に接続された吸引チューブ29に連通
している。振動伝達部材24の周囲には、図3に示した
のと同様のコーティングが施されている。
【0020】次に、この実施の形態の作用を説明する。
ハンドピース21の振動伝達部材24を、処置を行う患
者の所望の部位に当接させた後、図示しないスイッチ手
段からの入力に対応して、超音波振動子が振動を開始
し、超音波振動は振動伝達部材24に伝達される。超音
波振動によって患者の組織を乳化、吸引し、患部を破砕
除去する。また、出血時には、高周波電流を印加して患
部を高周波焼灼することもできる。振動伝達部材24に
は、十分な耐磨耗性と強度を有するコーティングが施さ
れていることから、磨耗に起因する応力集中によって亀
裂が発生する可能性は飛躍的に低減されており、手術中
にプローブが破損する可能性を著しく低減出来て、手術
の効率、安全性を向上出来る。
【0021】本実施の形態によれば、加工上でのコスト
等の実用性の要件をクリアしながら、振動伝達部材に十
分な耐磨耗性と強度を付与することが出来て、効率的で
安全性の高い手術を行う超音波治療装置を実現すること
ができる。振動伝達部材24に対して治療処置の最中
に、横方向の外力が加わって、振動伝達部材24とシー
ス25が接触しても、十分な耐久性を有していることか
ら、母材に亀裂が発生することも防止できる。また、ハ
ンドピース自体の耐久性を高くすることができることか
ら、装置自体の長寿命化をも達成できて、コスト面でも
有利である。
【0022】以上詳述したように本発明の実施態様によ
れば、以下のような構成を得ることができる。 [付記項1]超音波振動子で発生される超音波振動を伝
達すると共に対象部位に接触して超音波振動を印加する
ための振動伝達部材を備えた超音波治療装置において、
前記振動伝達部材の少なくとも一部に複数層の表面加工
処理層を積層して形成したことを特徴とする超音波治療
装置。 [付記項2]前記振動伝達部材はチタン合金からなり、
前記表面加工処理層はPVDであることを特徴とする付
記項1に記載の超音波治療装置。 [付記項3]前記表面加工処理層は3層積層されたもの
であり、3層積層された合計の表面加工処理層の厚さは
約8μmであることを特徴とする付記項1に記載の超音
波治療装置。 [付記項4]前記表面加工処理層は振動伝達部材が超音
波治療装置の他の部材と接触する可能性のある部位に形
成されることを特徴とする付記項1に記載の超音波治療
装置。 [付記項5]前記表面加工処理層の面積は下層に比べ上
層側が狭いことを特徴とする付記項1に記載の超音波治
療装置。 [付記項6]前記表面加工処理層の面積は下層に比べ上
層側が順次狭く形成されることを特徴とする付記項5に
記載の超音波治療装置。 [付記項7]前記表面加工処理層の少なくとも表面とな
る最上層を除く中間層をメッキ層で形成したことを特徴
とする付記項1に記載の超音波治療装置。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、加
工上でのコスト等の実用性の要件をクリアしながら、振
動伝達部材に十分な耐磨耗性と強度を付与することが出
来て、効率的で安全性の高い手術を行う超音波治療装置
を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の超音波治療装置の
ハンドピースの斜視図。
【図2】図1のハンドピース先端部分の拡大図。
【図3】本発明の第1の実施の形態の振動伝達部材の断
面図。
【図4】本発明の第1の実施の形態のコーティングによ
る応力分布の説明図。
【図5】本発明の第2の実施の形態の超音波治療装置の
振動伝達部材の斜視図。
【図6】本発明の第3の実施の形態の超音波治療装置の
振動伝達部材の断面図。
【図7】本発明の第4の実施の形態の超音波治療装置の
ハンドピースの断面図。
【符号の説明】
1,21 ハンドピース 3,25 シース 6,16,17,24 振動伝達部材

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】超音波振動子で発生される超音波振動を伝
    達すると共に対象部位に接触して超音波振動を印加する
    ための振動伝達部材を備えた超音波治療装置において、
    前記振動伝達部材の少なくとも一部に複数層の表面加工
    処理層を積層して形成したことを特徴とする超音波治療
    装置。
JP9295070A 1996-06-21 1997-10-28 超音波治療装置 Pending JPH11128238A (ja)

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JP9295070A JPH11128238A (ja) 1997-10-28 1997-10-28 超音波治療装置
US09/170,266 US6129735A (en) 1996-06-21 1998-10-13 Ultrasonic treatment appliance
US09/563,264 US6887252B1 (en) 1996-06-21 2000-05-01 Ultrasonic treatment appliance

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