JP7297949B2 - 超音波プローブ及び処置システム - Google Patents

Description

本発明は、超音波処置具に用いられる超音波プローブ及び処置システムに関する。

従来、超音波プローブを備えた超音波処置具によって膝関節などの骨に骨孔をあけることが知られている。

特許文献１には、超音波プローブの軸線方向の先端側に設けられた矩形状の先端処置部に段差を有する超音波処置具が開示されている。この超音波処置具では、超音波振動させた超音波プローブの先端処置部によって振動方向に骨を切削して骨孔をあけていく。

国際公開第２０１９／００８７１２号

しかしながら、特許文献１に開示された超音波処置具は、一方向に骨の切削を行うものであり、前記振動方向への切削と、前記振動方向と直交する方向への切削とを途切れなく行うことについては想定されておらず、複数方向への切削ができなかった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、振動方向への切削と前記振動方向と直交する方向への切削とを途切れなく行うことができる超音波プローブ及び処置システムを提供することである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る超音波プローブは、入力された振動エネルギーを伝達する伝達部の先端に形成され、所定の振幅によって振動することにより、処置対象物を切削処置する処置部を有し、前記処置部は、前記処置対象物に対向する第１の打面と、前記第１の打面から軸線方向の基端側に離れた位置にて、前記処置対象物に対向する第２の打面と、前記軸線方向にて前記第１の打面及び前記第２の打面を繋ぐ、前記軸線方向に所定の長さを有する第１の側面と、を有し、前記第１の側面の長さは、前記入力された振動エネルギーによる前記処置部の振動振幅以下である。

また、本発明に係る超音波プローブは、上記の発明において、前記第１の側面が凹んでいる。

また、本発明に係る超音波プローブは、上記の発明において、前記第１の側面と前記第２の打面とのなす角が９０度である。

また、本発明に係る超音波プローブは、上記の発明において、前記処置部は、前記第２の打面の縁から前記軸線方向の基端側に延在して設けられ、前記軸線方向に前記第１の側面とは異なる長さを有する第２の側面を有する。

また、本発明に係る超音波プローブは、上記の発明において、前記第２の側面の前記軸線方向の長さは、２００［μｍ］以上である。

また、本発明に係る処置システムは、上記の発明の超音波プローブと、前記超音波プローブに供給する前記振動エネルギーを制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、駆動モードを切り替える指示を行う切り替え指示部と、前記切り替え指示部からの指示に応じて、振幅の異なる超音波振動を生じる前記振動エネルギーを供給するエネルギー供給部と、を有する。

本発明に係る超音波プローブ及び処置システムにおいては、振動方向への切削と、前記振動方向と直交する方向への切削とを途切れなく行うことができるという効果を奏する。

図１は、実施の形態に係る超音波処置具のシステム構成例を示す図である。 図２は、実施の形態に係る超音波処置具を備えた処置システムの構成例を示す図である。 図３Ａは、実施の形態に係る超音波プローブの先端処置部を斜め上方向から見た外観形状を示す図である。 図３Ｂは、実施の形態に係る超音波プローブの先端処置部を軸線方向と直交する方向から見た側面図である。 図３Ｃは、実施の形態に係る超音波プローブの先端処置部を軸線方向の先端側から見た正面図である。 図４は、図３Ｃ中のＭ－Ｍ断面での先端処置部の断面図である。 図５Ａは、処置対象部位に対する縦切削時に、超音波振動によって軸線方向の先端側へ先端処置部が最も押し出された状態を示した図である。 図５Ｂは、図５Ａの状態から、超音波振動によって軸線方向の基端側に最も引き戻された先端処置部が、処置対象部位から離間した状態を示した図である。 図５Ｃは、図５Ｂの状態から、先端処置部を横に移動させた状態を示した図である。 図５Ｄは、図５Ｃの状態から、超音波振動によって軸線方向の先端側に最も押し出された先端処置部が、処置対象部位を新たに穿孔している状態を示した図である。 図６Ａは、処置対象部位に長孔をあける際の先端処置部の動きを示した図である。 図６Ｂは、図６Ａにおける矢視Ｐでの処置対象部位にあけた長孔を示した図である。 図７は、先端処置部における側面と打面とのなす角が鋭角の場合を示した図である。 図８は、先端処置部における側面の一部分が軸線方向と直交する方向に凹んでいる場合を示した図である。 図９は、先端処置部における第１の側面と第２の側面との軸線方向の長さを異ならせた場合を示した図である。 図１０Ａは、先端処置部を超音波振動させる際の振幅の制御の第１の例を示した図である。 図１０Ｂは、先端処置部を超音波振動させる際の振幅の制御の第２の例を示した図である。 図１０Ｃは、先端処置部を超音波振動させる際の振幅の制御の第３の例を示した図である。 図１１Ａは、実施の形態２に係る超音波プローブの先端処置部を軸線方向と直交する方向から見た側面図である。 図１１Ｂは、処置対象部位に対して先端処置部を前進させて切削している状態を示した図である。 図１１Ｃは、処置対象部位に対して先端処置部を前後させて切削している状態を示した図である。 図１２Ａは、実施の形態３に係る超音波プローブの先端側を示した斜視図である。 図１２Ｂは、実施の形態３に係る超音波プローブの先端処置部を軸線方向の先端側から見た図である。 図１３Ａは、実施の形態４に係る超音波プローブの先端側を示した斜視図である。 図１３Ｂは、実施の形態４に係る超音波プローブの先端処置部を軸線方向の先端側から見た図である。 図１４Ａは、実施の形態５に係る超音波プローブの先端側を示した斜視図である。 図１４Ｂは、実施の形態５に係る超音波プローブの先端処置部を軸線方向の先端側から見た図である。 図１５Ａは、実施の形態６に係る超音波プローブの先端側を示した斜視図である。 図１５Ｂは、実施の形態６に係る超音波プローブの先端処置部を軸線方向の先端側から見た図である。 図１６は、実施の形態７に係る超音波プローブを軸線方向に沿って切断した断面図である。

（実施の形態１）
以下に、本発明に係る超音波プローブを備えた超音波処置具を有する処置システムの実施の形態１について説明する。なお、本実施の形態により本発明が限定されるものではない。

図１は、実施の形態１に係る超音波処置具システム１を示した図である。実施の形態１に超音波処置具システム１は、主として、超音波処置具２と、制御装置３と、超音波振動のオンオフを指示するフットスイッチ４と、によって構成されている。超音波処置具２と制御装置３とは、ケーブル１９により接続され、駆動電力の供給や制御信号の通信が行われる。制御装置３の前面１８には、ケーブル１９と接続するための複数のコネクタ２０と、各種の操作スイッチ２１と、処置に必要な情報を表示する表示画面２２とが設けられている。操作スイッチ２１は、例えば、超音波処置具２の駆動モードを切り替える指示を行う切り替え指示部として機能する。

超音波処置具２は、デバイス本体１１と、超音波プローブ１４とによって構成されている。デバイス本体１１は、把持可能な径で筒形状を成し、超音波プローブ１４が貫通して配置されたハウジング１１ａと、ハウジング１１ａに着脱可能な超音波発生部である超音波振動子ユニット１１ｂとによって構成されている。超音波振動子ユニット１１ｂは、内部に、圧電体等の超音波振動素子からなる超音波発生部１２、及び、超音波を効率よく伝達するホーン１３が収容されている。ハウジング１１ａに超音波振動子ユニット１１ｂが装着された状態においては、超音波プローブ１４の基端側とホーン１３の先端側とが音響的に接続され、超音波発生部１２によって発生された超音波振動が、超音波プローブ１４の後述する先端処置部１５まで伝達される。ハウジング１１ａの上面には、超音波振動のオンオフを術者の指操作により指示する操作スイッチ１７が設けられている。フットスイッチ４は、超音波振動のオンオフを術者の足操作によって指示する機能を有している。

超音波プローブ１４は、超音波振動を伝達する細長い棒状の軸部材（プローブ本体）であって、金属材料、例えば、チタン合金等により形成されている。超音波プローブ１４の基端部は、超音波発生部１２から供給された振動エネルギー（超音波振動）が入力される振動入力部である。超音波プローブ１４の先端には、所定の振幅にて振動することによって処置対象物である骨を切削処置する先端処置部１５が形成されている。超音波プローブ１４の基端部と先端処置部１５とは、前記基端部に入力された振動エネルギー（超音波振動）を先端処置部１５に伝達する伝達部であるプローブ本体によって接続されている。

超音波プローブ１４は、ハウジング１１ａから任意の長さまでシース１６に覆われている。シース１６は、超音波プローブ１４に対して密着しておらず、超音波振動を減衰させないように、超音波プローブ１４との間に僅かな隙間が設けられている。シース１６は、ハウジング１１ａの先端側であって超音波振動の節位置にて固定されている。

図２は、実施の形態１に係る処置システム１０の構成を示したブロック図である。実施の形態１に係る処置システム１０は、大腿骨などの処置対象物における処置対象部位１００に骨孔をあける処置を行うものであって、超音波処置具システム１と、内視鏡システム３０とによって構成されている。超音波処置具システム１は、前述したように、超音波処置具２と、制御装置３と、フットスイッチ４とを備えている。

内視鏡システム３０は、内視鏡の一種である硬性鏡からなる関節鏡３１と、照明光の光源として、可視光の照明光を照射する光源３２と、内視鏡システム３０の全体を制御する制御部３３と、キーボードやタッチパネル等の入力部３４と、撮影された処置状況を含む処置情報を表示する表示部３５と、処置対象部位１００を含む周辺に生理食塩水を送水、排水または灌流する送水排水部３６と、によって構成されている。本実施の形態では、送水排水部３６が関節鏡３１を通じて処置対象部位１００を含む周辺に生理食塩水を送水及び排水する構成であるが、超音波処置具２から生理食塩水等を含む灌流液を送水及び排水する構成であってもよい。

ここで、超音波処置具２を用いて処置対象部位１００に骨孔１１０（図５参照）をあける際に、海綿骨のセル構造を破砕していく場合には、海綿骨のセル構造のセル幅よりも超音波振動の振幅が大きくなると、破砕よりもセル構造を破壊してしまうことが多くなる。そのため、超音波処置具２を用いて処置対象部位１００に骨孔１１０をあける際には、超音波振動の振幅を２００［μｍ］以下にすることが望ましい。

次に、超音波プローブ１４の先端処置部１５の構造について説明する。図３Ａは、実施の形態に係る超音波プローブ１４の先端処置部１５を斜め上方向から見た外観形状を示す図である。なお、図３Ａ、図３Ｂ、及び図３Ｃにおいて、矢印Ｚは軸線方向であって、Ｚ１は先端側を示し、Ｚ２は基端側を示している。また、図３Ａ、図３Ｂ、及び図３Ｃにおいて、矢印Ｘは軸線方向Ｚと直交する第１の直交方向であって、Ｘ１は一方側を示し、Ｘ２は他方側を示している。また、図３Ａ、図３Ｂ、及び図３Ｃにおいて、矢印Ｙは軸線方向Ｚ及び第１の直交方向Ｘと直交する第２の直交方向であって、Ｙ１は一方側を示し、Ｙ２は他方側を示している。

図３Ｂは、実施の形態に係る超音波プローブ１４の先端処置部１５を軸線方向Ｚと直交する方向から見た側面図である。図３Ｃは、実施の形態に係る超音波プローブ１４の先端処置部１５を軸線方向Ｚの先端側Ｚ１から見た正面図である。

図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃに示すように、本実施の形態の先端処置部１５は、略四角錐形状であって、底面が超音波プローブ１４のプローブ本体と接続されており、４つの側面にはそれぞれ階段状に段差が設けられている。

実施の形態１に係る先端処置部１５は、軸線方向Ｚの先端側Ｚ１に凸となる打面部５０を有している。打面部５０は、軸線方向Ｚの先端側Ｚ１に面した打面５１ａ～打面５１ｉと、打面５１ａ～打面５１ｉの縁から軸線方向Ｚの基端側Ｚ２に延在する側面５２ａ～側面５２ｈと、を有している。そして、これら打面５１ａ～打面５１ｉ及び側面５２ａ～側面５２ｈによって、打面部５０の外周面には、階段状の段差が形成されている。また、打面５１ａは、先端処置部１５における先端面であって、四角形状の平面を成して設けられている。

なお、以下の説明において、打面５１ａ～打面５１ｉを特に区別しないときには、単に打面５１ともいう。また、側面５２ａ～側面５２ｈを特に区別しないときには、単に側面５２ともいう。

ここで、打面部５０では、軸線方向Ｚにて前後する打面５１同士を側面５２によって繋いでおり、軸線方向Ｚの先端側Ｚ１に位置する打面５１を第１の打面とし、軸線方向Ｚの基端側Ｚ２に位置する打面５１を第２の打面と定義する。例えば、打面部５０において、軸線方向Ｚにて前後する打面５１ａと打面５１ｂとでは、軸線方向Ｚの先端側Ｚ１に位置する打面５１ａが第１の打面であり、軸線方向Ｚの基端側Ｚ２に位置する打面５１ｂが第２の打面である。そして、打面部５０では、側面５２と第２の打面とのなす角が９０度になっている。また、打面部５０では、第１の打面と第２の打面とを繋ぐ側面５２を第１の側面と定義する。例えば、打面５１ａと打面５１ｂとを繋ぐ側面５２ａが、第１の側面である。

図４は、図３Ｃ中のＭ－Ｍ断面での先端処置部の断面図である。なお、図４には、先端処置部１５における軸線方向Ｚの先端側Ｚ１の一部分のみを示している。また、図４中、「ｈ」は、先端処置部１５における打面部５０の側面５２の軸線方向Ｚの長さ、言い換えれば、軸線方向Ｚにて前後する打面同士の段差の高さである。

実施の形態１では、先端処置部１５における打面部５０の軸線方向Ｚにて前後する打面同士を繋ぐ側面５２の軸線方向Ｚの長さｈを、０＜ｈ≦２００［μｍ］、より好ましくは、５０［μｍ］≦ｈ≦２００［μｍ］としている。

先端処置部１５は、超音波振動によって軸線方向Ｚに振動し、打面部５０の打面５１ａ～打面５１ｉを処置対象部位１００に繰り返し打ち付けることにより、処置対象部位１００を切削する機能を有している。

図５Ａに示すように、先端処置部１５によって処置対象部位１００を切削すると、打面部５０の打面５１によって、骨孔１１０の内面が打面部５０の外周面に沿った階段状に切削される。そのため、階段状に切削された骨孔１１０の内面に形成された段差Ｈは、打面部５０の外周面に形成された段差の高さ（側面５２の軸線方向Ｚの長さｈ）と同じになる。そして、図５Ａに示すように、超音波振動によって軸線方向Ｚの先端側Ｚ１に先端処置部１５が最も押し出された状態では、骨孔１１０の内面と先端処置部１５とが接触している。

なお、図５Ａ中の「Ａ」は、超音波振動によって先端処置部１５が軸線方向Ｚに振動したときの振幅である。また、振幅Ａは、超音波振動によって先端処置部１５が、軸線方向Ｚの先端側Ｚ１に最も押し出されたときの先端位置と、軸線方向Ｚの基端側Ｚ２に最も引き戻された位置と、の間の軸線方向Ｚの距離に相当する。そして、実施の形態１では、先端処置部１５における打面部５０の外周面に形成された段差の高さ（側面５２の軸線方向Ｚの長さ）が、振幅Ａ以下となるようにしている。例えば、先端処置部１５が軸線方向Ｚに振動したときの振幅Ａを３０［μｍ］としたときに、側面５２の軸線方向Ｚの長さｈを１５［μｍ］の長さにする。また、振幅Ａを６０［μｍ］としたときに、長さｈを４０［μｍ］の長さにする。さらに、振幅Ａを１２０［μｍ］としたとき、長さｈを９０［μｍ］の長さにするなど、切削に応じて、先端処置部１５が軸線方向Ｚに振動したときの振幅Ａと、側面５２の軸線方向Ｚの長さｈとを設計すればよい。以下の実施形態においても、同様な考えに基づいて、振幅Ａに対する側面５２の長さｈを決めることができる。

図５Ｂに示すように、図５Ａの状態から、超音波振動によって先端処置部１５が、軸線方向Ｚの基端側Ｚ２に最も引き戻された状態では、打面部５０の打面５１及び側面５２が骨孔１１０の内面と接触しなくなる。この際、骨孔１１０の内面と先端処置部１５との間には、打面部５０の打面５１が骨孔１１０の内面に形成され段差を乗り越えて、先端処置部１５が軸線方向Ｚと直交する方向に移動可能な隙間が形成される。よって、本実施の形態では、図５Ｃに示すように、超音波振動によって先端処置部１５が、軸線方向Ｚの基端側Ｚ２に最も引き戻された状態のときに、先端処置部１５を軸線方向Ｚと直交する方向に骨孔１１０内にて移動させることができる。そして、図５Ｃの状態から、図５Ｄに示すように、超音波振動によって先端処置部１５が、軸線方向Ｚの先端側Ｚ１に押し出されることにより、先端処置部１５における打面部５０の打面５１によって骨孔１１０の内面がさらに切削される。

このように、本実施の形態では、図６Ａに示すように、処置対象部位１００に対して先端処置部１５の軸線方向Ｚ（振動方向）の切削である縦切削と、先端処置部１５の軸線方向Ｚ（振動方向）と直交する方向の切削である横切削とを、途切れなく行うことができる。これにより、図６Ｂに示したような長孔形状の骨孔１１０を処置対象部位１００にあける際に、術者の超音波処置具２の操作性を向上させることができる。

なお、実施の形態１の先端処置部１５においては、図４に示したような、打面部５０の側面５２と第２の打面とのなす角が９０度に限定されるものではない。例えば、図７に示すように、側面５２と第２の打面とのなす角θが、９０度よりも小さくてもよい。言い換えれば、側面５２が、軸線方向Ｚに対して先端側Ｚ１（第１の打面側）から基端側Ｚ２（第２の打面側）に向かって下り勾配にて傾斜していてもよい。

また、実施の形態１の先端処置部１５においては、図８に示すように、打面部５０の側面５２の一部分が、軸線方向Ｚと直交する方向に凹んでいてもよい。例えば、打面部５０において、第１の打面である打面５１ａと第２の打面である打面５１ｂとを軸線方向Ｚにて繋ぐ側面５２ａの一部分が、軸線方向Ｚと直交する方向に凹んでいてもよい。具体的には、側面５２ａが、第１の打面である打面５１ａと繋がった側面部５２１ａと、第２の打面である打面５１ｂと繋がった側面部５２２ａとに、軸線方向Ｚにて区分けされており、側面部５２２ａを側面部５２１ａよりも第１の直交方向Ｘにて内側に設けてもよい。また、側面５２ｂ～５２ｄも同様に、側面部５２２ｂ～５２２ｄを側面部５２１ｂ～５２１ｄよりも第１の直交方向Ｘにて内側に設けてもよい。

また、実施の形態１の先端処置部１５においては、図９に示すように、打面部５０の軸線方向Ｚにて前後する側面５２同士の軸線方向Ｚの長さを異ならせてもよい。例えば、打面５１ａと打面５１ｂとを繋ぐ第１の側面である側面５２ａの軸線方向Ｚの長さｈ_１に対して、打面５１ｂと打面５１ｃとを繋ぐ第２の側面である側面５２ｂの軸線方向Ｚの長さｈ_２を、ｈ_１＜ｈ_２の関係を満たすようにしてもよい。この際には、例えば、０＜ｈ_１≦２００［μｍ］とし、ｈ_２＞２００［μｍ］とすることができる。

図１０Ａは、先端処置部１５を超音波振動させる際の振幅の制御の第１の例を示した図である。図１０Ａでは、超音波処置具２によって処置対象部位１００に骨孔１１０をあける際に、先端処置部１５における打面部５０の側面５２の軸線方向Ｚの長さｈ（段差の高さ）よりも大きい振幅Ａ_１だけによって、先端処置部１５を超音波振動させる。

図１０Ｂは、先端処置部を超音波振動させる際の振幅の制御の第２の例を示した図である。図１０Ｂでは、超音波処置具２によって処置対象部位１００に骨孔１１０をあける際に、先端処置部１５における打面部５０の側面５２の軸線方向Ｚの長さｈ（段差の高さ）よりも大きい振幅Ａ_１と、前記長さｈ（段差の高さ）よりも小さい振幅Ａ_２とを、選択的に切り替えて、先端処置部１５を超音波振動させる場合を示している。図１０Ｂにおいては、振幅Ａ１にて超音波振動させる駆動モードと、振幅Ａ２にて超音波振動させる駆動モードとを、制御装置３の操作スイッチ２１を術者が操作することによって切り替えている。

超音波処置具２によって処置対象部位１００に骨孔１１０をあける際に、振幅Ａ_１にて先端処置部１５を超音波振動させているときには、骨孔１１０の内面に形成された段差を打面５１が乗り越えられるため、骨孔１１０内にて先端処置部１５を、第１の直交方向Ｘや第２の直交方向Ｙなどの軸線方向Ｚと直交する方向に移動させて横切削を行うことができる。また、超音波振動の振幅を振幅Ａ_１から振幅Ａ_２に切り替えることにより、骨孔１１０の内面に形成された段差を打面５１が乗り越えられず、骨孔１１０内にて先端処置部１５を、第１の直交方向Ｘや第２の直交方向Ｙなどの軸線方向Ｚと直交する方向に移動させて横切削を行うことができなくなる。一方、振幅Ａ_２にて先端処置部１５を超音波振動させることにより、振幅Ａ_１にて先端処置部１５を超音波振動させる場合よりも、縦切削での直進性が良くなるため、縦切削の加工性を向上させることができる。

そのため、実施の形態１に係る超音波処置具２では、例えば、次のようにして処置対象部位１００に骨孔１１０をあけることができる。まず、振幅Ａ_１にて超音波振動させた先端処置部１５によって、図６Ａに示したように横切削を行い、一定の深さの長孔形状の骨孔１１０を処置対象部位１００にあける。その後、超音波振動の振幅を振幅Ａ_１から振幅Ａ_２に切り替えて、先端処置部１５を軸線方向Ｚに移動させて縦切削により骨孔１１０を所望の深さまでさらに深く掘っていく。そして、所望の深さまで掘った後、超音波振動の振幅を振幅Ａ_２から振幅Ａ_１に切り替えて、骨孔１１０の長手方向にわたって、骨孔１１０の深さが前記所望の深さとなるように、骨孔１１０内にて先端処置部１５を前記長手方向に移動させて横切削を行う。これにより、前記長さｈ（段差の高さ）よりも大きい振幅Ａ_１だけによって、先端処置部１５を超音波振動させる場合よりも、処置対象部位１００に対して骨孔１１０を深く掘るために要する時間を短くすることができ、ひいては処置に要する時間の短縮化を図ることができる。

また、超音波処置具２によって処置対象部位１００に骨孔１１０をあける際に、先端処置部１５における打面部５０の側面５２の軸線方向の長さｈ（段差の高さ）よりも大きい振幅Ａ_１と、前記長さｈ（段差の高さ）よりも小さい振幅Ａ_２とを、選択的に切り替える超音波振動の振幅として、振幅Ａ_１と振幅Ａ_２との２水準に限るものではない。例えば、図１０Ｃに示すように、超音波振動の振幅は、振幅Ａ_１と振幅Ａ_２とに、振幅Ａ_２よりも小さい振幅Ａ_３をさらに加えた、３水準の振幅から選択的に切り替えてもよい。この際、超音波振動の振幅の切り替えは、例えば、振幅Ａ_１，Ａ_２，Ａ_３にてそれぞれ超音波振動させる各駆動モードを、制御装置３の操作スイッチ２１を術者が操作することによって切り替えて、振幅Ａ_１と振幅Ａ_２と振幅Ａ_３とを段階的に切り替えてもよいし、振幅Ａ_１と振幅Ａ_２との間、または、振幅Ａ_１と振幅Ａ_３との間にて切り替えてもよい。

（実施の形態２）
以下に、本発明に係る超音波プローブを備えた超音波処置具を有する処置システムの実施の形態２について説明する。なお、実施の形態２において、実施の形態１と共通する部分の説明は適宜省略する。

図１１Ａは、実施の形態２に係る超音波プローブ１４の先端処置部１５を軸線方向Ｚと直交する方向から見た側面図である。図１１Ｂは、処置対象部位１００に対して先端処置部１５を前進させて切削している状態を示した図である。図１１Ｃは、処置対象部位１００に対して先端処置部１５を前後させて切削している状態を示した図である。

実施の形態２に係る先端処置部１５は、軸線方向Ｚの先端側Ｚ１に凸となる先端側打面部１５０と、軸線方向Ｚの基端側Ｚ２に凸となる基端側打面部１５５とを有しており、先端側打面部１５０と基端側打面部１５５とが軸線方向Ｚにて繋がって設けられている。

先端側打面部１５０は、それぞれが軸線方向Ｚの先端側Ｚ１に面した打面１５１ａ～打面１５１ｉと、それぞれが軸線方向Ｚと直交する方向に面しており、軸線方向Ｚにて前後する２つの打面同士をそれぞれ繋ぐ側面１５２ａ～側面１５２ｉと、を有している。そして、これら打面１５１ａ～打面１５１ｉ及び側面１５２ａ～側面１５２ｉによって、先端側打面部１５０の外周面には、階段状の段差が形成されている。また、打面１５１ａは、先端処置部１５における先端面であって、四角形状の平面を成して設けられている。

なお、以下の説明において、打面１５１ａ～打面１５１ｉを特に区別しないときには、単に打面１５１ともいう。また、側面１５２ａ～側面１５２ｉを特に区別しないときには、単に側面１５２ともいう。

ここで、先端側打面部１５０では、軸線方向Ｚにて前後する打面同士のうち、軸線方向Ｚの先端側Ｚ１に位置する打面１５１を第１の打面とし、軸線方向Ｚの基端側Ｚ２に位置する打面１５１を第２の打面と定義する。例えば、先端側打面部１５０において、軸線方向Ｚにて前後する打面１５１ａと打面１５１ｂとでは、軸線方向Ｚの先端側Ｚ１に位置する打面１５１ａが第１の打面であり、軸線方向Ｚの基端側Ｚ２に位置する打面１５１ｂが第２の打面である。また、先端側打面部１５０において、軸線方向Ｚにて前後する打面１５１ｂと打面１５１ｃとでは、軸線方向Ｚの先端側Ｚ１に位置する打面１５１ｂが第１の打面であり、軸線方向Ｚの基端側Ｚ２に位置する打面１５１ｃが第２の打面である。そして、先端側打面部１５０では、側面１５２と第２の打面とのなす角が９０度になっている。なお、前記なす角としては、９０度より小さくてもよい。また、側面１５２の一部分が軸線方向Ｚと直交する方向に凹んでいてもよい。

基端側打面部１５５は、それぞれが軸線方向Ｚの基端側Ｚ２に面した打面１５６ａ～打面１５６ｆと、それぞれが軸線方向Ｚと直交する方向に面しており、軸線方向Ｚにて前後する２つの打面同士をそれぞれ繋ぐ側面１５７ａ～側面１５７ｅと、を有している。そして、これら打面１５６ａ～打面１５６ｆ及び側面１５７ａ～側面１５７ｅによって、基端側打面部１５５の外周面には、階段状の段差が形成されている。また、打面１５６ａは、先端処置部１５における基端面であって、四角形状の平面を成して設けられている。そして、打面１５６ａに、超音波プローブ１４のプローブ本体が接続されている。

なお、以下の説明において、打面１５６ａ～打面１５６ｆを特に区別しないときには、単に打面１５６ともいう。また、側面１５７ａ～側面１５７ｅを特に区別しないときには、単に側面１５７ともいう。

ここで、基端側打面部１５５では、軸線方向Ｚにて前後する打面同士のうち、軸線方向Ｚの基端側Ｚ２に位置する打面１５６を第１の打面とし、軸線方向Ｚの先端側Ｚ１に位置する打面１５６を第２の打面と定義する。例えば、基端側打面部１５５において、軸線方向Ｚにて前後する打面１５６ａと打面１５６ｂとでは、軸線方向Ｚの基端側Ｚ２に位置する打面１５６ａが第１の打面であり、軸線方向Ｚの先端側Ｚ１に位置する打面１５６ｂが第２の打面である。また、基端側打面部１５５において、軸線方向Ｚにて前後する打面１５６ｂと打面１５６ｃとでは、軸線方向Ｚの基端側Ｚ２に位置する打面１５６ｂが第１の打面であり、軸線方向Ｚの先端側Ｚ１に位置する打面１５６ｃが第２の打面である。そして、基端側打面部１５５では、側面１５７と第２の打面とのなす角が９０度になっている。なお、前記なす角としては、９０度より小さくてもよい。また、側面１５７の一部分が軸線方向Ｚと直交する方向に凹んでいてもよい。

また、先端側打面部１５０の打面１５１ｉと、基端側打面部１５５の打面１５６ｆとは、軸線方向Ｚに沿った側面１５２ｉによって繋がっている。

実施の形態２の先端処置部１５では、先端側打面部１５０の外周面に形成された段差の高さ（側面１５２の軸線方向Ｚの長さ）と、基端側打面部１５５の外周面に形成された段差の高さ（側面１５７の軸線方向Ｚの長さ）とが、先端処置部１５を超音波振動させる際の振幅Ａ以下となるようにしている。

これにより、超音波処置具２によって処置対象部位１００に骨孔１１０をあける際に、振幅Ａにて先端処置部１５を超音波振動させているときには、骨孔１１０の内面に形成された段差を、先端側打面部１５０の打面１５１または基端側打面部１５５の打面１５６が乗り越えられるため、骨孔１１０内にて先端処置部１５を、第１の直交方向Ｘや第２の直交方向Ｙなどの軸線方向Ｚと直交する方向に移動させて横切削を行うことができる。よって、長孔形状の骨孔１１０を処置対象部位１００にあける際に、術者の超音波処置具２の操作性を向上させることができる。

実施の形態２に係る先端処置部１５では、超音波振動によって先端処置部１５が軸線方向Ｚの先端側Ｚ１へ押しだされたときに、先端側打面部１５０の打面１５１を処置対象部位１００に打ち付けて、処置対象部位１００を切削することができる。また、超音波振動によって先端処置部１５が軸線方向Ｚの基端側Ｚ２へ引き戻されたときに、基端側打面部１５５の打面１５６を処置対象部位１００に打ち付けて、処置対象部位１００を切削することができる。

また、実施の形態２に係る超音波処置具２を用いて処置対象部位１００に骨孔１１０をあけるときには、例えば、図１１Ａに示すように、処置対象部位１００の表面に対して先端処置部１５の軸線を傾けた状態にて、処置対象部位１００の切削を行うことが可能である。すなわち、図１１Ｂに示すように、超音波振動している先端処置部１５を骨孔１１０内にて前進させて、先端側打面部１５０によって処置対象部位１００を切削することができる。なお、この際、先端処置部１５は、軸線方向Ｚだけではなく、軸線方向Ｚと直交する方向にも押し付けられる。

また、実施の形態２に係る超音波処置具２では、図１１Ｃに示すように、超音波振動している先端処置部１５を骨孔１１０内にて後進させて、先端側打面部１５０と基端側打面部１５５とにより、処置対象部位１００に対して切削を行うことができる。これにより、長孔形状の骨孔１１０を処置対象部位１００にあける際に、術者の超音波処置具２の操作性を向上させることができる。

（実施の形態３）
以下に、本発明に係る超音波プローブを備えた超音波処置具を有する処置システムの実施の形態３について説明する。なお、実施の形態３において、実施の形態１と共通する部分の説明は適宜省略する。

図１２Ａは、実施の形態３に係る超音波プローブ１４の先端側Ｚ１を示した斜視図である。図１２Ｂは、実施の形態３に係る超音波プローブ１４の先端処置部１５を軸線方向Ｚの先端側Ｚ１から見た図である。

図１２Ａに示すように、実施の形態３の超音波プローブ１４では、先端処置部１５の軸線Ｃまわりの半分に設けられた打面部５０と、先端処置部１５の軸線まわりの残りの半分に設けられた側面部６０とを有している。

打面部５０は、打面５１ａ～打面５１ｊと側面５２ａ～側面５２ｈとによって階段状に形成されており、軸線方向Ｚにて前後する第１の打面と第２の打面とを繋ぐ側面の長さ（段差の高さ）が超音波振動の振幅Ａ以下である。そのため、振幅Ａにて超音波振動して骨孔１１０を切削中の先端処置部１５は、図１２Ｂ中の矢印で示すように、軸線方向Ｚと直交する方向において、第１の直交方向Ｘの一方側Ｘ１などの打面部５０が設けられた側に移動することができる。これに対して、振幅Ａにて超音波振動して骨孔１１０を切削中の先端処置部１５は、側面部６０が設けられた第１の直交方向Ｘの他方側Ｘ２への移動ができず、先端処置部１５の移動方向が制限されている。これにより、振幅Ａにて超音波振動している先端処置部１５が、骨孔１１０内での切削中に意図しない向きへ移動することを抑制することができる。

また、実施の形態３の先端処置部１５では、第１の直交方向Ｘの他方側Ｘ２に設けた側面部６０を、骨孔１１０の内面に沿わせることによって、振動方向への切削での直進性を向上させることができる。

（実施の形態４）
以下に、本発明に係る超音波プローブを備えた超音波処置具を有する処置システムの実施の形態４について説明する。なお、実施の形態４において、実施の形態１と共通する部分の説明は適宜省略する。

図１３Ａは、実施の形態４に係る超音波プローブ１４の先端側Ｚ１を示した斜視図である。図１３Ｂは、実施の形態４に係る超音波プローブ１４の先端処置部１５を軸線方向Ｚの先端側Ｚ１から見た図である。

実施の形態４の先端処置部１５は、図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、第１の直交方向Ｘに、軸線Ｃを中心にして対称な段差を有する第１の打面部５０１及び第２の打面部５０２からなる打面部５０が設けられている。また、実施の形態４の先端処置部１５には、第２の直交方向Ｙの一方側Ｙ１及び他方側Ｙ２に、それぞれ平面に形成された側面部６１，６２が設けられている。

第１の打面部５０１は、打面５１ａ～打面５１ｅ１と側面５２ａ１～側面５２ｄ１とによって階段状に形成されており、軸線方向Ｚにて前後する第１の打面と第２の打面とを繋ぐ側面の長さ（段差の高さ）が超音波振動の振幅Ａ以下である。また、第２の打面部５０２は、打面５１ａ～打面５１ｅ２と側面５２ａ２～側面５２ｄ２とによって階段状に形成されており、軸線方向Ｚにて前後する第１の打面と第２の打面とを繋ぐ側面の長さ（段差の高さ）が超音波振動の振幅Ａ以下である。そのため、振幅Ａにて超音波振動して骨孔１１０を切削中の先端処置部１５は、図１３Ｂ中の矢印で示すように、第１の打面部５０１が設けられた第１の直交方向Ｘの一方側Ｘ１への移動と、第２の打面部５０２が設けられた第１の直交方向Ｘの他方側Ｘ２への移動とを行うことができる。これに対して、振幅Ａにて超音波振動して骨孔１１０を切削中の先端処置部１５は、側面部６１，６２がそれぞれ設けられた第２の直交方向Ｙの一方側Ｙ１及び他方側Ｙ２への移動ができず、先端処置部１５の移動方向が制限されている。これにより、振幅Ａにて超音波振動している先端処置部１５が、骨孔１１０内での切削中に意図しない向きへ移動することを抑制することができる。

また、実施の形態４の先端処置部１５では、第２の直交方向Ｙの一方側Ｙ１及び他方側Ｙ２に設けた側面部６１，６２の少なくとも一方を、骨孔１１０の内面に沿わせることによって、振動方向への切削での直進性を向上させることができる。

（実施の形態５）
以下に、本発明に係る超音波プローブを備えた超音波処置具を有する処置システムの実施の形態５について説明する。なお、実施の形態５において、実施の形態１と共通する部分の説明は適宜省略する。

図１４Ａは、実施の形態５に係る超音波プローブ１４の先端側Ｚ１を示した斜視図である。図１４Ｂは、実施の形態５に係る超音波プローブ１４の先端処置部１５を軸線方向Ｚの先端側Ｚ１から見た図である。

実施の形態５の先端処置部１５は、図１４Ａ及び図１４Ｂに示すように、軸線Ｃを中心にして、第１の直交方向Ｘの一方側Ｘ１に第１の打面部５０１が設けられており、第１の直交方向Ｘの他方側Ｘ２に第２の打面部５０２が設けられている。また、実施の形態５の先端処置部１５には、軸線Ｃを中心にして、第２の直交方向Ｙの一方側Ｙ１及び他方側Ｙ２に、それぞれ平面に形成された側面部６３，６４が設けられている。

第１の打面部５０１と第２の打面部５０２とは、軸線方向Ｚにて前後する第１の打面と第２の打面とを繋ぐ側面の長さ（段差の高さ）が異なっている。すなわち、第１の打面部５０１において打面５１ａと打面５１ｂ１とを繋ぐ側面５２ａ１の長さｈ_３は、０＜ｈ_３≦２００［μｍ］であって超音波振動の振幅Ａ以下としている。一方、第２の打面部５０２において打面５１ａと打面５１ｂ２とを繋ぐ側面５２ａ２の長さｈ_４は、ｈ_４＞２００［μｍ］であって超音波振動の振幅Ａよりも大きくしている。

そのため、振幅Ａにて超音波振動して骨孔１１０を切削中の先端処置部１５は、図１４Ｂ中の矢印で示すように、第１の直交方向Ｘにおいて第１の打面部５０１が設けられた一方側Ｘ１に移動することができる。これに対して、振幅Ａにて超音波振動して骨孔１１０を切削中の先端処置部１５は、第１の直交方向Ｘにおいて第２の打面部５０２が設けられた他方側Ｘ２と、第２の直交方向Ｙにおいて側面部６３，６４がそれぞれ設けられた一方側Ｙ１及び他方側Ｙ２への移動ができず、先端処置部１５の移動方向が制限されている。これにより、振幅Ａにて超音波振動している先端処置部１５が、骨孔１１０内での切削中に意図しない向きへ移動することを抑制することができる。

また、実施の形態５の先端処置部１５では、第２の直交方向Ｙの一方側Ｙ１及び他方側Ｙ２に設けた側面部６３，６４の少なくとも一方を、骨孔１１０の内面に沿わせることによって、振動方向への切削での直進性を向上させることができる。

（実施の形態６）
以下に、本発明に係る超音波プローブを備えた超音波処置具を有する処置システムの実施の形態６について説明する。なお、実施の形態５において、実施の形態１と共通する部分の説明は適宜省略する。

図１５Ａは、実施の形態６に係る超音波プローブ１４の先端側Ｚ１を示した斜視図である。図１５Ｂは、実施の形態６に係る超音波プローブ１４の先端処置部１５を軸線方向Ｚの先端側Ｚ１から見た図である。

実施の形態６の先端処置部１５は、図１５Ａ及び図１５Ｂに示すように、軸線Ｃを中心にして、第１の直交方向Ｘの一方側Ｘ１に打面部５０が設けられており、第１の直交方向Ｘの他方側Ｘ２に側面部６５が設けられている。また、実施の形態６の先端処置部１５には、軸線Ｃを中心にして、第２の直交方向Ｙの一方側Ｙ１及び他方側Ｙ２に、それぞれ平面に形成された側面部６６，６７が設けられている。

打面部５０は、打面５１ａ～打面５１ｅと側面５２ａ～側面５２ｄとによって階段状に形成されており、軸線方向Ｚにて前後する第１の打面と第２の打面とを繋ぐ側面の長さ（段差の高さ）が超音波振動の振幅Ａ以下である。そのため、振幅Ａにて超音波振動して骨孔１１０を切削中の先端処置部１５は、図１５Ｂ中の矢印にて示すように、第１の直交方向Ｘにおいて打面部５０が設けられた一方側Ｘ１に移動することができる。これに対して、振幅Ａにて超音波振動して骨孔１１０を切削中の先端処置部１５は、第１の直交方向Ｘにおいて側面部６５が設けられた他方側Ｘ２と、第２の直交方向Ｙにおいて側面部６６，６７がそれぞれ設けられた一方側Ｙ１及び他方側Ｙ２への移動ができず、先端処置部１５の移動方向が制限されている。これにより、振幅Ａにて超音波振動している先端処置部１５が、骨孔１１０内での切削中に意図しない向きへ移動することを抑制することができる。

また、実施の形態６の先端処置部１５では、第１の直交方向Ｘの他方側に設けた側面部６５と、第２の直交方向Ｙの一方側Ｙ１及び他方側Ｙ２に設けた側面部６６，６７とのうちの少なくとも１つを、骨孔１１０の内面に沿わせることによって、振動方向への切削での直進性を向上させることができる。

（実施の形態７）
以下に、本発明に係る超音波プローブを備えた超音波処置具を有する処置システムの実施の形態７について説明する。なお、実施の形態７において、実施の形態１と共通する部分の説明は適宜省略する。

図１６は、実施の形態７に係る超音波プローブ１４を軸線方向Ｚに沿って切断した断面図である。なお、図１６では、超音波プローブ１４の先端側Ｚ１を示している。

実施の形態７の先端処置部１５は、矩形状であって、底面が超音波プローブ１４のプローブ本体と接続されている。

実施の形態７に係る先端処置部１５は、軸線方向Ｚの先端側Ｚ１に凸となる打面部５０を有している。打面部５０は、それぞれが軸線方向Ｚの先端側Ｚ１に面した第１の打面である打面５１ａ及び第２の打面である打面５１ｂと、それぞれが軸線方向Ｚと直交する方向に面しており、軸線方向Ｚにて前後する打面同士をそれぞれ繋ぐ第１の側面である側面５２ａ及び第２の側面である側面５２ｂと、を有している。

打面５１ａは、先端処置部１５における先端面であって、四角形状の平面を成して設けられている。側面５２ａと打面５１ｂとのなす角は、９０度になっている。なお、側面５２ａと打面５１ｂとのなす角としては、９０度より小さくてもよい。

打面部５０の外周面には、打面５１ａ及び打面５１ｂと、側面５２ａ及び側面５２ｂとによって、階段状の段差が形成されている。

実施の形態７の先端処置部１５においては、図１６に示すように、側面５２ａの軸線方向Ｚの長さｈ_５よりも、側面５２ｂの軸線方向Ｚの長さｈ_６のほうが長くなっている。側面５２ａの軸線方向Ｚの長さｈ_５は、０＜ｈ_５≦２００［μｍ］であって超音波振動の振幅Ａ以下である。一方、側面５２ｂの軸線方向Ｚの長さｈ_６は、ｈ_６＞２００［μｍ］であって超音波振動の振幅Ａよりも大きい。なお、上記した各実施の形態の先端処置部１５は、先端処置部１５の段差が例えば２００［μｍ］であるのに対して、先端処置部１５は数［ｍｍ］以上の大きさのため、実際の先端処置部１５の段差は、目視では非常に小さい段差に見える。

これにより、打面部５０に形成された段差によって、超音波振動した先端処置部１５によって骨孔１１０内にて縦切削と横切削とを途切れなく行うことができるとともに、側面５２ｂによって縦切削を行う際の直進性を高めることができる。

本発明は、整形外科にて大腿骨を切削する切削用処置具である超音波処置具や切削処置について説明した上記の各実施の形態に限らず、他の切削用処置具や切削処置に応用することも当然可能である。すなわち、本発明は、他の診療科、例えば、歯科での切削用処置具や、人工骨、人工歯などの大小様々な切削処置に関して応用した場合にも、上記の各実施の形態にて説明したのと同様の効果を奏する。

以上のように、本発明は、振動方向への切削と前記振動方向と直交する方向への切削とを途切れなく行うことができる超音波プローブ及び処置システムを提供することができる。

１ 超音波処置具システム
２ 超音波処置具
３ 制御装置
４ フットスイッチ
１０ 処置システム
１１ デバイス本体
１１ａ ハウジング
１１ｂ 超音波振動子ユニット
１２ 超音波発生部
１３ ホーン
１４ 超音波プローブ
１５ 先端処置部
１６ シース
１７ 操作スイッチ
１８ 前面
１９ ケーブル
２０ コネクタ
２１ 操作スイッチ
２２ 表示画面
３０ 内視鏡システム
３１ 関節鏡
３２ 光源
３３ 制御部
３４ 入力部
３５ 表示部
３６ 送水排水部
５０ 打面部
１００ 処置対象部位
１１０ 骨孔
１５０ 先端側打面部
１５５ 基端側打面部

Claims (6)

1. 入力された振動エネルギーを伝達する伝達部の先端に形成され、所定の振幅によって振動することにより、処置対象物を切削処置する処置部を有し、
   前記処置部は、
   前記処置対象物に対向する第１の打面と、
   前記第１の打面から軸線方向の基端側に離れた位置にて、前記処置対象物に対向する第２の打面と、
   前記軸線方向にて前記第１の打面及び前記第２の打面を繋ぐ、前記軸線方向に所定の長さを有する第１の側面と、
   を有し、
   前記第１の側面の長さは、前記入力された振動エネルギーによる前記処置部の振動振幅以下である、
   超音波プローブ。
2. 前記第１の側面が凹んでいる請求項１に記載の超音波プローブ。
3. 前記第１の側面と前記第２の打面とのなす角が９０度である請求項１に記載の超音波プローブ。
4. 前記処置部は、
   前記第２の打面の縁から前記軸線方向の基端側に延在して設けられ、前記軸線方向に前記第１の側面とは異なる長さを有する第２の側面を有する請求項１に記載の超音波プローブ。
5. 前記第２の側面の前記軸線方向の長さは、２００［μｍ］以上である請求項４に記載の超音波プローブ。
6. 請求項１に記載の超音波プローブと、
   前記超音波プローブに供給する前記振動エネルギーを制御する制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、
   駆動モードを切り替える指示を行う切り替え指示部と、
   前記切り替え指示部からの指示に応じて、振幅の異なる超音波振動を生じる前記振動エネルギーを供給するエネルギー供給部と、
   を有する処置システム。

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