JP2003525063A - 改良型超音波外科手術装置 - Google Patents

改良型超音波外科手術装置

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JP2003525063A JP2000576774A JP2000576774A JP2003525063A JP 2003525063 A JP2003525063 A JP 2003525063A JP 2000576774 A JP2000576774 A JP 2000576774A JP 2000576774 A JP2000576774 A JP 2000576774A JP 2003525063 A JP2003525063 A JP 2003525063A
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Abstract

(57)【要約】 改良型超音波外科手術装置が、超音波ハンドピースを有している。超音波切断ツールがハンドピース内に設けられており、このツールは、患者の外科手術部位の組織を超音波の作用で切断するようになった振動可能な先端部を有している。変換器が、コネクタ本体に連結された状態でハンドピース内に設けられている。コネクタ本体は、超音波を変換器から先端部に伝えるために先端部に連結されており、先端部とコネクタ本体は、チタン又はその合金製である。流体及び先端部により外科手術部位から切断された組織を吸引する吸引システムが、ハンドピースに連結されている。先端部により切断された組織を浮遊させる灌注流体を外科手術部位に送るための灌注システムが、ハンドピースに連結されている。好ましい実施形態は、約３６ｋＨｚ動作振動数を利用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 〔技術分野〕 本発明は、外科手術装置に関し、特に、組織を超音波の作用で切断する改良型
超音波外科手術装置に関する。
【０００２】 〔関連技術の背景〕 種々の用途について超音波エネルギを効果的に利用する装置が、多種多様な技
術分野において周知である。相当高い精度及び安全性をもって望ましくない組織
を切断して除去するのに用いられる超音波振動形外科手術器具により、多くの有
用な外科的処置が開発された。したがって、組織の切断及び本体からの身体から
の組織の外科的取出しを行うための超音波吸引装置を用いることが、知られるよ
うになっている。理想的には、外科的吸引方法は、白内障の組織の切断及び除去
のために利用された。後になって、かかる技術は、正確な制御で層ごとに行う方
式により組織を選択的に除去するための手持ち器具を用いる超音波法が実行可能
であるような神経外科及び他の外科分野に適用され、相当な成功を収めた。
【０００３】 当該技術分野で知られている装置の中には、所定の周波数（即ち、２０〜３０
ｋＨｚ）で実質的に一定の振幅を持つ連続振動を特徴的に生じさせるものがある
。かかる装置を広範な外科的処置に用いようとした場合、幾つかの問題が生じた
。例えば、先端部を連続的に振動させる方式では、或る特定の種類の身体組織、
骨等を破砕する場合に所望の効果が得られないことがある。超音波振動数は手持
ち器具の物理的性質によって制限されるで、先端部のところで得られる動作だけ
で特定の組織を破砕するのに必要な動作が得られる。かかる装置の対象は制限さ
れているので、手持ち器具により得られる振動では或る用途に関して効果がない
場合がある。或る特定の医療的手技の場合、多数の手持ち器具を用いることが必
要な場合があり、又は互いに異なる手持ち器具に電力を供給するための同一のコ
ンソールを用いることが必要な場合がある。
【０００４】 当該技術分野で知られている装置の中には、約２０〜約３０ｋＨｚから最高約
４０〜約５０ｋＨｚの周波数で実質的に一定の振幅を持つ連続振動を特徴的に生
じさせるものがある。この振幅は、振動数に反比例し、波長に正比例する。米国
特許第４，０６３，５５７号、第４，２２３，６７６号及び第４，４２５，１１
５号は、軟らかい組織の取出しに適していて、特に、血液と混じりあった柔軟性
が高くかつ弾力のある組織の取出しに適合した装置を開示している。かかる装置
は、外科医が組織を切断して除去したいと思った場合に連続的に動作されるよう
になっており、一般に、フートスイッチによって操作される。
【０００５】 手術部位のところに位置した組織の超音波による切断及び組織粒子及び流体の
手術部位からの吸引を行うための公知の器具は、ユナイテッド・ステート・サー
ジカル・コーポレイションの子会社であるコロラド州ブールダー所在のバレーラ
ブ社により製造販売されているＣＵＳＡモデルのシステム２００ウルトラソニッ
クアスピレータ（System 200 Ultrasonic Aspirator ）である。なお、これにつ
いては、米国特許第４，８２７，９１１号を参照されたい。かかる吸引装置の長
手方向に振動する先端部を組織に接触させると、これは穏やかに、しかも選択的
に且つ正確に組織を切断して除去する。この独特の特徴を備えた器具の利点とし
ては、腫瘍摘出処置及び血管のスケルトニング（skeletoning ）の際に健康な組
織の損傷が最小限に抑えられること、組織の治癒が迅速なこと、周囲組織の縁の
加熱又は健康な組織の引張が最小限なので周囲組織の縁の断裂が最小限に抑えら
れることが挙げられ、しかも選択的に制御された組織の切断及び除去に関する手
応えが良好である。
【０００６】 超音波切断器具が用いられる多くの外科的処置では、組織切断及び手術部位で
の止血を行うための追加の器具が必要である。例えば、多量の組織を乾燥させる
ための深部凝固のための乾燥法や組織の表面を乾燥させるためのスプレー凝固の
ための高周波療法では止血が必要である。
【０００７】 米国特許第４，９３１，０４７号及び第５，０１５，２２７号に開示された装
置は、超音波で振動する外科的切断器具及び吸引装置と組み合わせて止血を可能
にする。この装置は効果的に凝固を可能にすると共に周囲組織への外傷を減少さ
せる仕方で組織を切断して吸引することができる。
【０００８】 米国特許第４，７５０，４８８号並びにその２つの継続出願の米国特許第４，
７５０，９０１号及び４，９２２，９０２号は、超音波による切断法、吸引法及
び焼灼法の組み合わせを利用する方法及び装置を開示している。
【０００９】 ツール先端部の超音波振動により組織を切断する装置に関し、最適な効率及び
エネルギの最適利用を得るためには、超音波振動をもたらす変換器が共鳴振動数
で動作することが望ましい。変換器の設計は、システムの共鳴振動数を定め、発
生器は共鳴振動数に追従する。発生器は、電気的駆動信号を生じさせて変換器を
共鳴振動数で振動させる。しかしながら、動作パラメータの変化、例えば、温度
、熱膨張量及び負荷インピーダンスの変化の結果として、共鳴振動数に偏差が生
じることになる。したがって、共鳴振動数に追従するためには駆動信号の振動数
の制御された変化が必要である。これは発生器内で自動的に制御される。
【００１０】 外科手術中、切断器具、例えば上述のハンドピースは、患者の内部で用いられ
る。外科医は、ハンドピースを外科手術部位で手動操作し、したがって、ハンド
ピース自体が外科手術部位を見えにくくする場合がある。したがって、外科手術
部位に対する広い術野又は視野が外科医にもたらされるよう薄型で上述の特徴を
備えた装置を提供することが有利である。
【００１１】 〔発明の概要〕 小型の改良型超音波外科手術装置が、超音波ハンドピースを有する。超音波切
断ツールが、ハンドピース内に設けられ、このツールは、患者の外科手術部位の
ところの組織を超音波で切断するようになった振動可能な先端部を有する。変換
器が、連結本体に結合された状態でハンドピース内に設けられている。連結本体
は、超音波を変換器から先端部に伝えるよう先端部に結合され、先端部及び連結
本体は、チタン又はその合金で作られている。流体及び外科手術部位のところで
切断された組織を吸引する吸引システムが、ハンドピースに連結されている。切
断された組織を浮遊させる灌注流体を外科手術部位に隣接したところに送る灌注
システムが、ハンドピースに連結されている。
【００１２】 別の小型で改良型の超音波外科手術装置が、超音波ハンドピースを有する。超
音波切断ツールが、ハンドピース内に設けられ、このツールは、患者の外科手術
部位のところの組織を超音波で切断するようになった振動可能な先端部を有する
。変換器が、連結本体に結合された状態でハンドピース内に設けられている。連
結本体は、少なくとも３５，０００Ｈｚの振動数の超音波を変換器から先端部に
伝えるよう先端部に結合されている。流体及び先端部により外科手術部位のとこ
ろで切断された組織を吸引する吸引システムが、ハンドピースに連結されている
。先端部により切断された組織を浮遊させる灌注流体を外科手術部位に隣接した
ところに送る灌注システムが、ハンドピースに連結されている。
【００１３】 上述の超音波外科手術装置の変形実施形態では、変換器は、ハンドピース内に
長手方向に設けられていて、先端部を振動させるための入力振動数に応答する磁
歪プレートのスタックを有するのがよい。磁歪プレートは、平ら又はガセット付
きであるのがよく、また磁歪プレートは、ニッケル及びその合金から成る群から
選択された材料で作られたものであるのがよい。音響振動組立体全体（変換器及
びその関連構成要素）は、システム振動数を定める。また、冷却用流体を切断ツ
ール及び（又は）変換器に導入するための流体供給源を設けるのがよい。吸引シ
ステムは、取外し可能な吸引ラインを有し、吸引ラインは、ハンドピースから取
外し可能である。先端部には、外科手術部位に隣接したところに位置決め可能な
少なくとも１つの入口ポートと連通したキャビティを形成するのがよく、吸引シ
ステムは、流体及び先端部によって切断された組織を外科手術部位から入口ポー
ト及びキャビティを通して吸引する。好ましくはハンドピースは長さが約４．５
インチ〜約６インチ（約１１．４３cm〜１５．２４cm）であり、好ましくはハン
ドピースは全体として円筒形であり、直径が約０．５インチ〜約０．７インチ（
約１．２７cm〜１．７７８cm）である。変換器は、波長λを有する定在波を生じ
させ、変換器の長さは約λ／２、先端部の長さは約λ／４、連結本体の長さは約
λ／４であるのがよい。
【００１４】 本発明の上記目的、特徴及び利点並びに他の目的、特徴及び利点は、添付の図
面と関連して以下の詳細な説明を読むと明らかになろう。 種々の実施形態を、図面を参照して以下に説明する。
【００１５】 〔好ましい実施形態の詳細な説明〕 本発明は、外科手術の際に組織を超音波の作用で切断し、これを吸引する装置
に関する。この装置は、外科医によって用いられて、切断を実施するハンドピー
スを有している。ハンドピースは、超音波で動作される先端部又はチップを有し
、この先端部は、吸引システムによって運び去られるべき組織を切断する。冷却
流体を先端部にもたらす灌注システムが、温度を許容範囲内に維持するために設
けられている。冷却流体をハンドピースの内部動作部品に送るための冷却システ
ムを更に設けるのがよい。ハンドピースは有利には、外科医による操作性を向上
させることができるようにすると共に内部外科手術中、開いた切開部を通して広
い視野又は術野が得られるようにするために小型化することが有利である。
【００１６】 次に、図面を詳細に参照し（図中、同一の符号は、同一又は類似の部分を示し
ている）、先ず最初に図１及び図２を参照すると、組織を超音波の作用で切断し
てこれを吸引するための装置の一実施形態が、全体を装置１０として示されてい
る。装置１０は、従来型手持ちハンドピース１２の状態で具体化されており、そ
の縦断面図は、図面の図３に示されている。ハンドピース１２は、滅菌可能なプ
ラスチック又は金属、例えばプラスチック製のハウジング１４を有している。ハ
ウジング１４は、遠位端部分に設けられた灌注導管１６に連結されている。導管
１６は、その遠位端部の開口部２０と連通した灌注ポート及び連結ライン１８を
有している。ハンドピース１２の遠位端には先端部又はチップ２２が示されてい
る。先端部２２は、外科手術中、組織を切断するために振動するようになってお
り、これについては以下に詳細に説明する。
【００１７】 吸引ライン２４が、ハウジング１４の外部に設けられた状態で示されている。
吸引ライン２４は、吸引ライン２４の遠位端部分を取り外すための解除タブ２６
を有している。さらに、吸引ライン２４の近位端部分には、タブ２８が設けられ
ている。タブ２６，２８は、吸引ライン２４及び灌注ライン１８をハウジング１
４に固定したり、吸引ライン２４及び灌注ライン１８のハウジング１４からの取
り外しを可能にする。
【００１８】 ハンドピース１２は有利には、既知のハンドピースと比べてサイズが著しく小
さく、本発明の開示にしたがって組織の選択度を向上させると共に視認性を高め
ている。ハンドピース１２は、長さが約４．５インチ〜約６インチ（約１１．４
３cm〜１５．２４cm）、直径が約０．５インチ〜約０．７インチ（約１．２７cm
〜１．７７８cm）に寸法決めされている。これにより、長さ及び幅が少なくとも
３０％小さくなり、それにより、ハンドピースの操作性が高められ、そして使用
中における外科医によるその操作が一層容易になる。
【００１９】 図３及び図４を参照すると、ハンドピース１２の側部縦断面図（図３）及び平
面断面図（図４）が示されている。ハウジング１４は、超音波範囲で振動する共
鳴振動子３０を包囲しており、この振動子は、約５ミル（０．００５インチ）を
越える縦振幅で超音波振動範囲でその先端部のところが振動する吸引ツールを含
む。外科医によって従来通り手持ちできる器具のかかる効果を達成するため、先
端部２２への励振作用の伝達は、かかる先端部２２がキャビティ３４を介する望
ましくない組織の外科的取出しを行う吸引入口として役立つのと同時に行われる
。予備吸引穴又は入口３２が、先端部２２内のキャビティ３４と連通している。
動作中、灌注流体が灌注ポート１８を通って導管１６内へ送られる。導管１６と
先端部２２との間には、環状キャビティ３６が形成されている。灌注流体は、先
端部２２の遠位端に送られ、入口３２内に吸い込まれ、そして吸引システムによ
りキャビティ３４及び吸引ライン３４を通して吸い出される。手術部位からの組
織及び血液は、キャビティ３４に通じる遠位の開口部を通して除去される。
【００２０】 血液と混合した状態の非常に柔らかい組織を吸引する場合、血液の凝固により
吸引導管が閉塞する恐れが高い。したがって、できるだけ広い吸引経路を得るこ
とが望ましい。さらに、振動は凝固速度を増加させるよう働くことは明らかであ
る。したがって、吸引経路又は導管が好ましくは最小の流れ方向の変化を呈し、
かかる変化が必要な場合にはこれらをできるだけなだらかにすることが更に望ま
しい。
【００２１】 次に、共鳴振動子３０の構造を参照すると、振動子３０は、ハンドピース１２
内に設けられた機械的振動システムとして機能する。振動システムは、磁界に応
動する好ましくは平らな又はガセット付きのニッケル合金プレートのニッケル合
金サンドイッチで構成された磁歪スタック４１を備えた変換器４０を有する。コ
イル３９の巻線に印加される電気振動電流は、変換器４０内に機械的振動をもた
らし、かかる振動は好ましくは、共振振動数状態にあり、約３６ｋＨｚの振動数
で約０．０００２インチ（０．２ミル：約０．００５０８ｍｍ）の最大実用ピー
クツーピークストローク（最高最低振幅）を有している。システムの物理学的特
性により課される制約に起因して、振動数が超音波範囲内で増大すると、変換器
中で得ることができるストロークは減少する。
【００２２】 しかしながら、当該技術分野においては、変換器から利用可能なストロークを
得たり、ストロークを変化させようとする場合、超音波機械的トランスフォーマ
（transformer ）を使用すればよいことが知られている。変化器の磁歪ストロー
クに固着されたかかるトランスフォーマの設計は、例えば米国再発行特許第２５
，０３３号に教示されており、かかる米国再発行特許の内容を本明細書の一部を
形成するものとしてここに援用する。
【００２３】 トランスフォーマ部分の設計は、共鳴振動子３０の出力部分のところに好まし
い特性を持つと共にこれを生じさせなければならない。この点に関し、振動子３
０の出力部分（ツール４４の遠位端）は、少なくとも０．００５〜０．００８５
インチ（５〜８．５ミル：約０．１２７〜０．２１５９ｍｍ）の所望のストロー
ク（ピークツーピーク）で超音波で振動できる。出力部分はまた、外科手術上の
要件に関し、かなり長尺であって且つ細長く、これに対し吸引目的に関しては、
できるだけ流れ断面積が大きく、それにより吸引導管を閉塞させる恐れを最小限
に抑えることが好ましい。
【００２４】 共鳴振動子３０は、連結本体４２及びツール４４を更に有している。スタック
４１、連結本体４２及びツール４４は、三体系（three body system ）として機
能する。したがって、これら本体の長さを共鳴振動数の半波長に比例させること
が有利である。システムの全長は、λ／２の倍数に等しい長さを有している。振
動数を増大させると、全長を短くすることができる（λ＝ｃ／振動数）。好まし
い実施形態では、スタック４１、コネクタ本体４２及びツール４４の長さはそれ
ぞれ、約λ／２、λ／４及びλ／４である。ハンドピース１２を外科医が片手で
持って操作するとき、ハンドピース１２の寸法及び重さは、器具を慎重に持って
操作する際の手際の度合いによって制限される。ハンドピース１２は、外科医に
よる操作を良好にすると共に外科手術中の外科医の視野を広げることができるよ
う望ましくは寸法が小さいので、小型の装置１０が好ましい。装置１０の小型化
は物理的制約により達成が困難である。従来型ハンドピースの構成部品を単に小
型化することによってはその結果として設計上の出力又はパワーが不足すること
になる（先端部の変位が最小限に抑えられる）が、利得は高くなる（コネクタ本
体の変位振幅と比べたツールの変位振幅として定義される）。
【００２５】 共鳴波長に対する比例関係及び寸法の減少による振動数の増大は、振動数の高
い長さの短い器具を設けることにより装置１０によって解決されている。有利に
は、連結本体４２及びツール４４は、強度の高い実質的に同一密度の材料を有す
るものとして設けられる。そのようにする場合、出力（先端部変位）は、利得を
犠牲にしてツール４４につき際立って増加する。驚くべきことに、この減少にも
かかわらず、従来型ハンドピースと比べて装置１０では利得が依然として著しく
増大する。ツールは、その遠位端部分に先端部を有している。したがって、先端
部２２は、ツール４４の最大振幅を受ける。達成された変位量は、約０．００５
インチ〜約０．００８５インチ（約０．１２７mm〜０．２１５９mm）に達した。
この振幅の変位は、約３５ｋＨｚ以上の振動数について達成された。
【００２６】 ツール４４及び連結本体４２中に誘起される応力を上述の振動数に対応するた
めには強度の高い材料を用いることが好ましい。したがって、例えばチタン及び
その合金のような金属が好ましい。さらに、ツール４４は高い応力を受けるので
、ツール４４をその長さの大部分にわたってテーパさせ、それにより好ましくは
金属の受ける応力を減少させる。特性向上のためツール４４にコーティングを施
すのがよい。
【００２７】 ツール４４は、その長さ及びその分布質量の面から見ると、共鳴振動子３０の
動的部分であり、これは、変換器４０の磁歪スタック中に誘起される０．０００
２インチ（０．００５０８mm）のストローク入力を先端部２２のところにおける
０．００５インチ（０．１２７mm）の出力を越えるレベルまで大きくすることが
できる。連結本体４２は、一体構造体であり、これまた、変換器４０をツール４
４に連結するのに役立つと共に、さらに重要なこととして、ストロークを伝える
と共にストロークを変換器からツールに動的に伝えているときにストロークを修
正するのに役立つ共鳴振動子３０の一部をなす動的構成部分である。
【００２８】 共鳴振動子３０の動作のノード（node of motion）は、連結本体４２とツール
４４との間のインターフェースのところで連結本体４２の遠位端の近くに位置し
ている。ノードは、変換器により超音波の作用で生じる定在波に起因する高応力
及び最小変位の場所である。振動数が大きいと、外科手術中における組織の選択
度が高くなる。また、出力は、増大した歪みをツール４４及び連結本体４２の材
料に及ぼすことにより増大する（変位の増大）。
【００２９】 出力は、力に速度を掛け算したものに等しく、力は、応力と面積の積に比例す
る。かくして、機械的共鳴構造体の出力を最大限にするためには、システム中の
力を、システム構成部品をこれらの耐久強さに合わせて設計することにより最大
にすべきである。共鳴構造体の速度もまた、変位を最大にすることにより最大に
すべきである。これは、依然としてツール４４の遠位端部のところにおける所望
の変位を可能にするよう利得振動子（連結本体４２及びスタック４１）を小さく
設計することによって達成できる。
【００３０】 振動子３０及び連結本体４２を収納したハンドピース１２は、ツール４４と連
結本体４２の両方について実質的に同一の密度を有する高強度材料を用いること
により、寸法を減少させると有利である。そのようにする際、約３０％の寸法の
減少と動作の振動数の増大を達成することができる。かかる寸法の減少により、
外科医は、片手で楽にハンドピース１２を持ってこれを一層正確に操作すること
ができ、それにより、外科手術、例えば神経外科手術の際に良好な結果が得られ
る。
【００３１】 連結本体４２は、振動子３０をハンドピース１２内に位置決めするよう働くフ
ランジ４８を有している。フランジ４８の周りにはＯリング４５が設けられ、そ
れにより、冷却用流体の循環を可能にするようハウジング１４の遠位端部を密封
隔離している。Ｏリング５２は、連結本体４２に係合し、灌注流体を導管１６内
に封止する。ツール４４及びスタック４１は、図３に示すようにコネクタ本体４
２と螺合している。
【００３２】 ハンドピース１２の操作中、熱が生じる。この熱を除去するため、変換器ハウ
ジング（巻型）５４はスタック４１を収容しており、スタックを冷却用流体に当
てて温度を下げるためのポート５６が近位端部分に設けられている。ハウジング
５４は、電力を変換器５０の回路に供給するための接近ポート５６を更に有して
いる。
【００３３】 図５は、ツール４４の図３の線５−５における横断面図であり、図６は、ツー
ル４４の図３の線６−６における横断面図である。ツール４４は実質的に円形で
あって、導管１６内に設けられている（図５）。導管１６は、灌注流体を外科手
術中、外科手術部位に送る（図６）。導管１６は中空の部材なので、剛性を高め
るために***部が設けられ、これはツール４４に接触することができる。***部
５７は、導管１６とツール４４を互いに同心状態に維持するのに役立つ。
【００３４】 図７は、図３に示す線７−７の断面で見たコネクタ本体４２の横断面図である
。吸引ライン２４は、コネクタ本体４２を通ることによりツール４４のキャビテ
ィ３４と連通している。空間６０が、コネクタ本体４２とキャップ６２との間に
形成されており、このキャップ６２は、導管１６（図３）に係合し、それにより
、キャップ６２とコネクタ本体４２とを接触させないでシステムの振動を可能に
する。また、灌注ポート１８が示されている。
【００３５】 図８を参照すると、図３に示す線８−８の断面で見たコネクタ本体４２の横断
面図である。連結本体４２は、変換器ハウジング５４から間隔を置いた状態で示
されており、それによりこれら相互間の振動が可能になる。吸引ライン２４は、
タブ２６を押し下げた時に吸引ライン２４を解除するための継手６４を有する状
態で示されている。
【００３６】 図９は、図３の線９−９における断面図であり、複数の磁歪プレート６８から
成るスタック４１を示している。スタック４１は、管７０内に設けられた変換器
ハウジング５４内に収納されている。導体７２が、変換器ハウジング５４に形成
された溝７４内に納められている。導電板７１が、導体７２の周りに設けられて
いる。コイル３９が、これによって生じた磁界を延長させるために変換器ハウジ
ング５４に巻き付けられている。ハウジング１４も又、示されている。
【００３７】 図１０を参照すると、スタック４１の近位端は、導体７２の近位端と共に示さ
れている。係合ピン７６が断面で示されていて導体７２に係合し、それによりこ
れと電気的な接続関係を形成している。変換器ハウジング５４からはフランジ７
７が延びており、各フランジには、導体７２を受け入れる開口部７８が形成され
ている。ハウジング１４に形成された凹部８０が、吸引ライン２４をハウジング
１４に固定するためのクリップ８２を受け入れる。クリップ８２に設けられたタ
ブ２８は、導管１８をハンドピースのハウジング１４に固定するのに用いられる
。クリップ８２は、取り外すことによりハウジング１４から除去可能である。
【００３８】 図１１に示すように、係合ピン７６は、電力を導体７２及びコイル３９（図３
）を介してスタック４１に供給する電気コネクタのプラグ（図示せず）を受け入
れるような寸法形状になっている。スタック４１に隣接したキャビティに接近で
きるようにするための２つのポート８４が設けられている。手術中にスタック４
１の温度を下げるために冷却用流体を熱伝達媒体として出し入れするのがよい。
回転防止ブロック８６が、ハウジング１４内のエンドキャップ７３の回転を防止
するよう設けられている。吸引ライン２４には、外科手術部位のところの吸引力
を維持しやすくするために大きい直径の管が被せてある。
【００３９】 スタック組立体４３が、図１２に分解詳細図で示されている。スタック４１は
、プレート６８を積み重ねて連結し、スリーブ９０及びエンドキャップ９２をこ
れに取り付けることにより組み立てられる。ねじ付きエンドキャップ９４は、ス
タック４１の遠位端部分に連結される。エンドキャップ９４は、コネクタ本体４
２に螺合する。スタック組立体４３の要素を互いにろう付けして分離しないよう
にするのがよい。
【００４０】 図１３及び図１４を参照すると、変換器ハウジング組立体８８の分解図及び組
立図がそれぞれ示されている。変換器ハウジング（巻型）５４は、溝７４及び導
体７２を収納状態で受け入れる開口部７８を備えたフランジ７７を有している。
導電板７１が、巻型５４の周りに配置されている。係合ピン７６が、変換器ハウ
ジング（巻型）５４の近位端部分に形成された穴９８に差し込まれている。ピン
７６は、導体７２に係合し、それにより、電流をコイル３９に印加し、それによ
りこれを付勢する。導電板７１は好ましくは、導電率の高い金属、例えば銅製で
ある。導電板７１は、係合ピン７６に連結される延長部分９８を有している。電
流は、係合ピン７６により、コイル３９を貫通した導体７２に送られ、他の導体
７２を介して係合ピン７６に戻される。このように、電流はコイル３９を通って
送られて磁束を生じさせる。
【００４１】 変換器ハウジング（巻型）５４は、管７０内に挿入状態で設けられ、ハウジン
グ５４の近位端部分のところに設けられたフランジ１０１に係合している。ハウ
ジング５４は、Ｏリング１００によって管７０内に密封状態で維持されている。
締結具１０２が、ハウジング５４の遠位端部分に設けられた溝１０３内にスナッ
プ動作で嵌め込むことにより変換器ハウジング５４の遠位端部分を管７０内に一
段と固定している。図１４は、導電板７１及び導体７２の配置状態を示すために
部分的に組立て状態の変換器ハウジング５４を示している。延長部分９８は、戻
りピン９９に係合し、残りのピン７６は導体７２に係合している。
【００４２】 図１５は、ツール４４をスタック組立体４３にねじ込んで振動子３０（図３）
の３つの構成部品を形成することによるハンドピース１２の組立て方法を示して
いる。変換器ハウジング組立体８８をハウジング１４内に挿入し、スタック組立
体４３及び変換器ハウジング組立体８８をハウジング１４に取り付ける。ツール
４４と連結本体４２のインターフェースをノードの近傍に配置する。スタック組
立体４３をハウジング１４の内部で変換器ハウジング組立体８８内に滑り込ませ
る。スタック組立体４３とハウジング組立体８８との連結領域には、Ｏリングシ
ール１０２を用い、クリップ１０４を用いてハウジング１４の遠位端部分に設け
られた開口部内に固定する。差込み（バヨネット）形継手１０６によってハウジ
ング１４に結合する。Ｏリング１０１′が、キャップ６２に対してコネクタ本体
４２の遠位端部を封止している。キャップ６２の近位端部分は、Ｏリング１０９
で封止されている。導管１６は、キャップ６２に取り付けられている。
【００４３】 案内プレート１１０が、栓（図示せず）との係合により冷却用流体及び電力を
変換器組立体８８に送ることができるようにポート５６の位置（図３）及び係合
ピン７６の位置（図３）に通じる。エンドキャップ７３及び栓１１２は、ハウジ
ング１４の遠位端部分に嵌まり込む。Ｏリング１１４は、エンドキャップ７３と
ハウジング１４との間の密封体となっている。
【００４４】 吸引ライン２４は、先端部２２と連通した状態で連結本体４２に連結されてい
る。継手６４は、吸引ライン２４をキャップ６２に着脱自在に連結している。ク
リップ２８は、段付き管１１６への連結により吸引ライン２４をハウジング１４
に固定するようハウジング１４の溝８０に嵌まり込む。大きい直径の管１１５も
又、段付き管１１６に連結されている。
【００４５】 図１６及び図１７を参照すると、装置１０は、これを支持するための保持具１
３０内に設けられている。保持具１３０は、ハンドピース１２を連結本体４２に
設けられた節目のところ又はその近傍に支持するためのブラケット１３２を有し
ている。支持固定具１３０及び装置１０を安定化させるための取手１３６が設け
られている。支持保持具は、ツール４４の着脱を容易にする。
【００４６】 本明細書に開示した実施形態の種々の設計変更例を想到できることは明らかで
ある。例えば、装置１０内に定在波を維持するために、組織切断の補償手段を設
けるのがよい。さらに、先端部２２が組織と接触状態にあるときに追加の電流を
送って定在波を維持する補償回路によって補償を行ってもよい。また、外科手術
中、特に神経外科の手術中に外科医を支援するための誘導システムを利用しても
よい。したがって、上記の説明は、限定的記載として解釈されるべきではなく、
好ましい実施形態の例示的記載に過ぎない。当業者であれば、特許請求の範囲に
記載された本発明の範囲及び精神内で他の設計変更例を想到できよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に従って構成された超音波外科手術装置の斜視図である。
【図２】 本発明の図１の超音波外科手術装置の別の斜視図である。
【図３】 図１の外科手術装置の断面側面図である。
【図４】 図１の外科手術装置の断面平面図である。
【図５】 図３の線５−５における断面図であり、先端部及びマニホルドを稼働関係で示
す図である。
【図６】 図３の線６−６における断面図であり、先端部及びマニホルドを示す図である
。
【図７】 図３の線７−７における断面図であり、コネクタ本体及び吸引ラインを示す図
である。
【図８】 図３の線８−８における断面図であり、コネクタ本体及び吸引ラインを示す図
である。
【図９】 図３の線９−９における断面図であり、超音波変換器の積重ね状態のプレート
を示す図である。
【図１０】 図３の線１０−１０における断面図であり、変換器を作動させるための導体を
示す図である。
【図１１】 図３の線１１−１１における断面図であり、冷却用流体及び電力をそれぞれ装
置に供給するためのポート及び受け具を示す図である。
【図１２】 スタック組立体の分解斜視図である。
【図１３】 変換器巻型組立体の分解斜視図である。
【図１４】 部分的に組み立てられた状態の変換器巻型組立体の斜視図である。
【図１５】 本発明のハンドピースの分解斜視図である。
【図１６】 図１の外科手術装置を先端部トルク付与装置内に設置した状態で示す斜視図で
ある。
【図１７】 図１の外科手術装置を先端部トルク付与装置内に設置した状態で示す斜視図で
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＵ，ＣＡ，Ｊ Ｐ

Claims (25)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 超音波外科手術装置であって、超音波ハンドピースと、連結
    本体に結合された状態でハンドピース内に設けられた変換器とを有し、連結本体
    は、振動可能な先端部を備えたツールに結合可能であって超音波を変換器から先
    端部に伝えるようになっており、連結本体は、チタン又はその合金で作られてお
    り、前記外科手術装置は、ハンドピースに連結されていて、流体及び外科手術部
    位のところで切断された組織を吸引する吸引システムと、前記ハンドピースに連
    結されていて、切断された組織を浮遊させる灌注流体を外科手術部位に隣接した
    ところに送る灌注システムとを更に有することを特徴とする超音波外科手術装置
    。
  2. 【請求項２】 変換器は、ハンドピース内に長手方向に設けられていて、先
    端部を振動させるための入力振動数に応答する磁歪プレートのスタックを有する
    ことを特徴とする請求項１記載の超音波外科手術装置。
  3. 【請求項３】 磁歪プレートは、平らであることを特徴とする請求項２記載
    の超音波外科手術装置。
  4. 【請求項４】 磁歪プレートは、ガセット付きであること特徴とする請求項
    ２記載の超音波外科手術装置。
  5. 【請求項５】 磁歪プレートは、ニッケル及びその合金から成る群から選択
    された材料で作られていることを特徴とする請求項２記載の超音波外科手術装置
    。
  6. 【請求項６】 灌注システムは、冷却用流体を切断ツールに導入するための
    流体供給源を更に有していることを特徴とする請求項１記載の超音波外科手術装
    置。
  7. 【請求項７】 冷却用流体を変換器に導入するための流体供給源を更に有す
    ることを特徴とする請求項１記載の超音波外科手術装置。
  8. 【請求項８】 吸引システムは、着脱自在な吸引ラインを有し、吸引ライン
    は、ハンドピースから取外し可能であることを特徴とする請求項１記載の超音波
    外科手術装置。
  9. 【請求項９】 超音波ハンドピースは、ハンドピース内に設けられた超音波
    切断ツールを更に有し、ツールは、患者の外科手術部位にある組織を超音波の作
    用で切断するようになった振動可能な先端部を有していることを特徴とする請求
    項１記載の超音波外科手術装置。
  10. 【請求項１０】 先端部には、外科手術部位に隣接したところに位置決め可
    能な少なくとも１つの入口ポートと連通したキャビティが形成されており、吸引
    システムは、流体及び先端部によって切断された組織を外科手術部位から入口ポ
    ート及びキャビティを通して吸引することを特徴とする請求項９記載の超音波外
    科手術装置。
  11. 【請求項１１】 ハンドピースは長さが約４．５インチ〜約６インチ（約１
    １．４３cm〜１５．２４cm）であることを特徴とする請求項１記載の超音波外科
    手術装置。
  12. 【請求項１２】 ハンドピースは全体として円筒形であり、直径が約０．５
    インチ〜約０．７インチ（約１．２７cm〜１．７７８cm）であることを特徴とす
    る請求項１記載の超音波外科手術装置。
  13. 【請求項１３】 変換器は、波長λを有する定在波を生じさせ、変換器の長
    さは約λ／２、先端部の長さは約λ／４、連結本体の長さは約λ／４であること
    を特徴とする請求項１記載の超音波外科手術装置。
  14. 【請求項１４】 高い組織選択度を有する超音波外科手術装置であって、超
    音波ハンドピースと、ハンドピース内に設けられていて、患者の外科手術部位の
    ところの組織を超音波の作用で切断するようになった振動可能な先端部を備えた
    超音波切断ツールと、連結本体に連結された状態でハンドピース内に設けられた
    変換器とを有し、連結本体は、少なくとも３５，０００Ｈｚの振動数の超音波を
    変換器から先端部に伝えるよう先端部に結合されており、前記超音波外科手術装
    置は、ハンドピースに連結されていて、流体及び外科手術部位のところで先端部
    により切断された組織を吸引する吸引システムと、前記ハンドピースに連結され
    ていて、先端部により切断された組織を浮遊させる灌注流体を外科手術部位に送
    る灌注システムとを更に有することを特徴とする超音波外科手術装置。 。
  15. 【請求項１５】 変換器は、ハンドピース内に長手方向に設けられていて、
    先端部を振動させるための入力振動数に応答する磁歪プレートのスタックを有す
    ることを特徴とする請求項１４記載の超音波外科手術装置。
  16. 【請求項１６】 磁歪プレートは、平らであることを特徴とする請求項１５
    記載の超音波外科手術装置。
  17. 【請求項１７】 磁歪プレートは、ガセット付きであること特徴とする請求
    項１４記載の超音波外科手術装置。
  18. 【請求項１８】 磁歪プレートは、ニッケル及びその合金から成る群から選
    択された材料で作られていることを特徴とする請求項１５記載の超音波外科手術
    装置。
  19. 【請求項１９】 灌注システムは、冷却用流体を切断ツールに導入するため
    の流体供給源を更に有していることを特徴とする請求項１４記載の超音波外科手
    術装置。
  20. 【請求項２０】 ハンドピースは、冷却用流体を変換器に導入するための流
    体供給源を更に有することを特徴とする請求項１４記載の超音波外科手術装置。
  21. 【請求項２１】 吸引システムは、着脱自在な吸引ラインを有し、吸引ライ
    ンは、ハンドピースから取外し可能であることを特徴とする請求項１４記載の超
    音波外科手術装置。
  22. 【請求項２２】 先端部には、外科手術部位に隣接したところに位置決め可
    能な少なくとも１つの入口ポートと連通したキャビティが形成されており、吸引
    システムは、流体及び先端部によって切断された組織を外科手術部位から入口ポ
    ート及びキャビティを通して吸引することを特徴とする請求項１４記載の超音波
    外科手術装置。
  23. 【請求項２３】 ハンドピースは長さが約４．５インチ〜約６インチ（約１
    １．４３cm〜１５．２４cm）であることを特徴とする請求項１４記載の超音波外
    科手術装置。
  24. 【請求項２４】 ハンドピースは全体として円筒形であり、直径が約０．５
    インチ〜約０．７インチ（約１．２７cm〜１．７７８cm）であることを特徴とす
    る請求項１４記載の超音波外科手術装置。
  25. 【請求項２５】 変換器は、波長λを有する定在波を生じさせ、変換器の長
    さは約λ／２、先端部の長さは約λ／４、連結本体の長さは約λ／４であること
    を特徴とする請求項１４記載の超音波外科手術装置。
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