WO2013073675A1 - 超音波振動プローブ、超音波振動プローブの製造方法、及び超音波治療装置 - Google Patents

超音波振動プローブ、超音波振動プローブの製造方法、及び超音波治療装置 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to an ultrasonic vibration probe for transmitting ultrasonic vibration, a method for manufacturing the ultrasonic vibration probe, and an ultrasonic therapy apparatus including the ultrasonic vibration probe.
  • an ultrasonic treatment apparatus that performs an operation on a living body affected part by using ultrasonic vibration has been widely used.
  • the ultrasonic vibration generated from the ultrasonic vibration generating unit is amplified by the horn of the ultrasonic vibration probe, and the amplified ultrasonic vibration is transmitted to the tip of the ultrasonic vibration probe, thereby ultrasonic vibration.
  • an ultrasonic treatment apparatus for performing treatment By using such an apparatus, it is possible to press the tip of the ultrasonic vibration probe against the affected part of the living body and perform excision of the affected part by ultrasonic vibration.
  • the ultrasonic vibration probe is a component that amplifies the ultrasonic vibration generated by the ultrasonic vibrator with the horn of the ultrasonic vibration probe and transmits it to the tip of the ultrasonic vibration probe (the affected part of the living body).
  • performance required for an ultrasonic vibration probe durability against ultrasonic vibration, characteristics of transmitting vibration transmission stably and efficiently, good compatibility with a living body, and the like are required.
  • Pure titanium and titanium-based alloys are used as materials that satisfy this required characteristic. Pure titanium and titanium-based alloys have high strength and therefore have good durability and good compatibility with living bodies.
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, suppresses heat generated due to ultrasonic vibration, and has excellent durability, an ultrasonic vibration probe, a method of manufacturing an ultrasonic vibration probe, and An object of the present invention is to provide an ultrasonic therapy apparatus including an ultrasonic vibration probe.
  • an ultrasonic vibration probe for transmitting ultrasonic vibration wherein the first region having a relatively small crystal grain size and the second region having a relatively large crystal particle size are provided. Are formed at least in one place.
  • the base end connected to the ultrasonic vibration generating unit that generates the ultrasonic vibration, and the ultrasonic vibration transmitted from the base end One or more sets of the first region and the second region may be alternately arranged along a direction from the base end toward the tip.
  • the horn unit that amplifies the ultrasonic vibration, and the amplified ultrasonic vibration A probe part for transmitting, and the crystal grain size of the horn part and the crystal grain size of the probe part may be different from each other.
  • the crystal grain size of the horn part may be larger than the crystal grain size of the probe part.
  • pure titanium may be included in any one of the first to fifth aspects.
  • a titanium alloy may be included in any one of the first aspect to the fifth aspect.
  • the horn portion may include an aluminum alloy, and the probe portion may include a titanium alloy.
  • the second region has a crystal grain coarsening temperature equal to or higher than a material that forms the ultrasonic vibration probe.
  • the second region has a crystal grain coarsening temperature equal to or higher than a material that forms the ultrasonic vibration probe. It may be formed by heating and forging.
  • the method of manufacturing an ultrasonic vibration probe that transmits ultrasonic vibrations is relative to the first region having a relatively small crystal grain size.
  • a second region having a large crystal grain size is formed in at least one place, and a part of the ultrasonic vibration probe is heated at a temperature equal to or higher than a crystal grain coarsening temperature of a material constituting the ultrasonic vibration probe, Two regions are formed.
  • a part of the ultrasonic vibration probe is heated at a crystal grain coarsening temperature or higher of the material forming the ultrasonic vibration probe, The second region may be formed.
  • the second region is formed by heating and forging a part of the ultrasonic vibration probe. May be.
  • the ultrasonic vibration generating section that generates the ultrasonic vibration, and the first to fourth aspects connected to the ultrasonic vibration generating section.
  • the ultrasonic vibration probe according to any one of the aspects is provided.
  • the ultrasonic vibration probe at least one or more regions each having a relatively small crystal grain size and a relatively large crystal particle size are formed. Heat generated during ultrasonic vibration can be suppressed, and durability can be improved. Further, according to the above-described method for manufacturing an ultrasonic vibration probe, the ultrasonic vibration probe is partially heated at a temperature equal to or higher than the temperature at which the crystal grain size becomes coarse. It becomes possible to form reliably.
  • FIG. 1 is an overall view of an ultrasonic therapy apparatus according to an embodiment of the present invention. It is an enlarged view of the tip of the ultrasonic vibration probe. It is a schematic explanatory drawing of the ultrasonic vibration probe which concerns on one Embodiment of this invention. It is an optical microscope photograph of the metal structure of the horn part in the same ultrasonic vibration probe. It is an optical microscope photograph of the metal structure of the horn part in the same ultrasonic vibration probe. It is an optical microscope photograph of the metal structure
  • FIG. 3 is a schematic explanatory diagram of an ultrasonic vibration probe according to an embodiment of the present invention in which one or more pairs of regions having relatively small crystal grain sizes and regions having relatively large crystal grain sizes are alternately arranged.
  • the present embodiment relates to an ultrasonic vibration probe that amplifies ultrasonic vibration and transmits the vibration to the probe tip, a method for manufacturing the ultrasonic vibration probe, and an ultrasonic therapy apparatus including the ultrasonic vibration probe.
  • the ultrasonic treatment apparatus 1 is connected to a main body 10, an ultrasonic vibration generator 20 connected to the main body 10, and the ultrasonic vibration generator 20.
  • An ultrasonic vibration probe 30 and a handle 40 for holding the ultrasonic vibration probe 30 by hand are provided.
  • the ultrasonic vibration generating unit 20 and the ultrasonic vibration probe 30 are covered with the covering unit 50.
  • the main body 10 has a controller that controls the operation of the ultrasonic vibration generator 20 that generates ultrasonic waves.
  • the ultrasonic vibration probe 30 has a proximal end connected to the ultrasonic vibration generating unit 20 and a distal end for applying ultrasonic vibration transmitted from the proximal end.
  • the ultrasonic vibration generated from the ultrasonic vibration generating unit 20 is from the proximal end to the distal end of the ultrasonic vibration probe 30 (in this embodiment, the ultrasonic wave is indicated by an arrow in FIG. 2). It is a longitudinal wave that vibrates toward the longitudinal direction of the vibration probe 30.
  • a jaw portion 51 is provided at the tip of the covering portion 50. By operating the handle 40, the jaw portion 51 can move in the direction of the double arrow in FIG. 1B.
  • the ultrasonic vibration probe 30 is provided at a base end 30a, and a horn portion 31 that gradually decreases in diameter from a second end 31b (left side in FIG. 2) toward the first end 31a, and a tip 30b. And a probe part 32 extending from the first end 31a of the horn part 31 toward the tip 30b side.
  • the horn unit 31 has a second end (right side in FIG. 2) 31b connected to the above-described ultrasonic vibration generating unit 20, and the ultrasonic vibration is transmitted from the second end 31b of the horn unit 31 to the first end 31a. It is a configuration to be transmitted.
  • the horn portion 31 has a shape that gradually decreases in diameter from the second end 31b toward the first end 31a (that is, in a direction in which ultrasonic vibration is transmitted). With this configuration, the ultrasonic vibration is amplified while being transmitted through the horn unit 31.
  • the horn part 31 is comprised with high intensity
  • the second end 32b of the probe portion 32 is connected to the first end 31a of the horn portion 31, and has a shape extending toward the tip 30b side.
  • the outer diameter of the probe portion 32 is constant from the first end 32a to the second end 32b.
  • the probe unit 32 transmits ultrasonic vibration amplified by the horn unit 31 to the distal end of the probe unit 32, and presses the distal end of the probe unit 32 against an object to perform treatment, examination, or the like. I do.
  • the probe portion 32 is made of a metal material having high strength and good biocompatibility, such as a titanium alloy such as a 64 titanium alloy or pure titanium.
  • the ultrasonic vibration probe 30 has a relatively small crystal grain size along the direction from the proximal end 30a of the ultrasonic vibration probe 30 to the distal end 30b (longitudinal direction of the ultrasonic vibration probe 30).
  • a small region (first region) and a region (second region) having a relatively large crystal grain size are arranged.
  • the crystal grain size of the horn part 31 described above is larger than the crystal grain size of the probe part 32. That is, the horn portion 31 is formed with a region having a relatively large crystal grain size in which crystal grains are coarser than the probe portion 32.
  • the crystal grain size of the horn part 31 is 3 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less. More preferably, they are 3 micrometers or more and 300 micrometers or less.
  • FIGS. 3A and 3B show optical micrographs of the metal structure of the horn part. 3A and 3B are optical micrographs obtained by observing the surface of the horn portion in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the ultrasonic vibration probe 30. FIG. In FIG. 3A and FIG. 3B, the coarse grain comprised by accumulating acicular structure
  • the crystal grain size of the probe part 32 is set to 2 ⁇ m or less. More preferably, it is 1 ⁇ m or less.
  • FIGS. 4A and 4B show optical micrographs of the metal structure at one end of the probe portion 32. 4A and 4B are optical micrographs obtained by observing the surface of the probe portion 32 in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the ultrasonic vibration probe 30. FIG. In FIGS. 4A and 4B, an equiaxed structure of less than 2 ⁇ m is observed.
  • the ultrasonic vibration probe 30 of this embodiment is manufactured by electric upset processing which is a kind of forging.
  • the electric upset processing is performed by supplying electricity from a power source 70 to a portion to be processed in a metal bar 60 (heating by energization) (FIG. 5A) and pushing it into a mold 80.
  • the metal rod 60 is compressed in the longitudinal direction and expanded in the radial direction (FIG. 5B) to obtain a desired shape (FIG. 5C). That is, by heating only the part to be processed, the thermal influence on other parts can be suppressed.
  • a part of the bar is heated up to a crystal grain coarsening temperature (the transformation temperature of the metal material) at which the crystal grain size of the metal material constituting the ultrasonic vibration probe 30 becomes coarse, and upset processing is performed.
  • a crystal grain coarsening temperature is 990 ° C. or higher for 64 titanium, 885 ° C. or higher for pure titanium, and 480 ° C. or higher for 7075-T6 of duralumin.
  • the bar is cut to a predetermined length to obtain an ultrasonic vibration probe 30 having a horn part 31 and a probe part 32. In this way, the crystal grains of the horn portion 31 are coarser than the crystal grains of the probe portion 32, and a region having a relatively large crystal grain size is formed.
  • the surface oxide layer may be removed by pickling or cutting.
  • heat treatment may be performed in a vacuum atmosphere or an argon gas atmosphere.
  • the ultrasonic vibration probe 30 having such a configuration is used in the ultrasonic therapy apparatus 1 shown in FIGS. 1A and 1B.
  • the main body unit 10 is operated to generate ultrasonic vibration from the ultrasonic vibration generating unit 20 and transmit the vibration to the ultrasonic vibration probe 30.
  • the ultrasonic vibration is amplified by the horn unit 31 and further transmitted to the tip (one end) of the probe unit 32.
  • the operator of the ultrasonic therapy apparatus 1, for example, sandwiches the patient's excision affected part between the distal end of the ultrasonic vibration probe 30 and the jaw part 51 while holding the handle 40 by hand. Thereafter, the affected part can be excised by generating ultrasonic vibration.
  • the ultrasonic vibration is stopped, the handle 40 is operated, the excision piece is sandwiched between the tip 30b of the ultrasonic vibration probe 30 and the jaw portion 51, and can be taken out of the body.
  • the ultrasonic vibration probe 30 of the present embodiment configured as described above, since the crystal grain size of the horn part 31 is larger than the crystal grain size of the probe part 32, the horn generated when the ultrasonic vibration is amplified. Heat generation of the portion 31 can be suppressed, deterioration of the ultrasonic vibration probe 30 can be suppressed, and durability can be improved. Further, since the crystal grain size at the tip of the probe portion 32 is finer than that of the horn portion 31, the 0.2% yield strength is increased. Thereby, when the ultrasonic vibration probe 30 is actually used in the ultrasonic therapy apparatus 1, plastic deformation hardly occurs and durability is good.
  • the horn part 31 where the ultrasonic vibration is amplified is the part that generates the most heat in the ultrasonic vibration probe 30 (vibration energy is easily converted into thermal energy) because the vibration energy is amplified (densified). . Due to this heat generation, the horn part 31 and the probe part 32 become high temperature and easily deteriorate. This heat generation is considered to be caused by friction of the crystal interface due to vibration, and the crystal interface per unit cross-sectional area in the plane parallel to the diameter of the horn portion 31 is suppressed so that the heat generation of the horn portion 31 is suppressed. Less is preferable. Therefore, in this embodiment, the crystal grain size of the horn part 31 is 3 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less, more preferably 3 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less.
  • the crystal grain size of the horn part 31 is set to 3 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less, the heat generated when the ultrasonic vibration is amplified can be sufficiently suppressed, and the durability can be further improved. Moreover, when the crystal grain size of the horn part 31 is larger than 500 ⁇ m, heat generation during ultrasonic vibration is further suppressed. However, in this case, the mechanical strength (0.2% proof stress, etc.) is greatly reduced. For example, when used in an ultrasonic therapy apparatus, the durability is reduced due to strength reduction, such as breakage during use. Arise. Therefore, the upper limit value of the crystal grain size is in the above range.
  • the tip (first end) 32a of the probe unit 32 since the tip (first end) 32a of the probe unit 32 is in contact with the object, stress is applied to the tip 32a of the probe unit 32.
  • the ultrasonic vibration transmitted to the tip In order for the ultrasonic vibration transmitted to the tip to be transmitted to the target member (patient affected area, etc.), even if stress is applied, the ultrasonic transmission must not be interrupted by plastic deformation or the like. It must be able to withstand (0.2% proof stress).
  • the metal structure is preferably refined. Therefore, in this embodiment, the crystal grain size of the probe part 32 is 2 ⁇ m or less, more preferably 1 ⁇ m or less.
  • the crystal grain size of the tip 32a of the probe part 32 is 2 ⁇ m or less and the 0.2% proof stress is high, plastic deformation hardly occurs at the tip, and the durability of the ultrasonic vibration probe 30 is improved. be able to.
  • the horn portion 31 is formed by heating only the part to be processed. Thereby, it is possible to obtain the ultrasonic vibration probe 30 in which the crystal grain size of the horn part 31 is large and the crystal grain size of the probe part 32 is small.
  • the ultrasonic oscillating probe 30 is configured so that the crystal grain size of the horn part 31 is large and the crystal grain size at the tip of the probe part 32 is small. Heat generated in the horn unit 31 due to ultrasonic vibration can be suppressed. In addition, since the crystal grain size of the tip 32a of the probe part 32 is small, the strength is high, and even if stress is applied to the tip 32a of the probe part 32, plastic deformation hardly occurs. By these, deterioration of the ultrasonic vibration probe 30 can be suppressed, and the reliability of the ultrasonic therapy apparatus 1 that performs surgery or the like can be improved.
  • the ultrasonic vibration probe, the ultrasonic vibration probe manufacturing method, and the ultrasonic treatment apparatus according to the embodiment of the present invention have been described above.
  • the present invention is not limited to this, and the technical aspects of the invention are not limited thereto. Changes can be made as appropriate without departing from the spirit.
  • the crystal grain size of the horn portion is large and the crystal grain size of the tip of the probe portion is small has been described.
  • the crystal grain size is relatively large compared with the region where the crystal grain size is relatively small.
  • the region may be an ultrasonic vibration probe having a configuration in which at least one region is formed.
  • one or more sets of a region a having a small crystal grain size and a region b having a large crystal grain size are arranged in the direction (on the line) from the base end 130 a to the tip end 130 b of the ultrasonic vibration probe 130. You may be set as the structure which has the site
  • ultrasonic vibration probes having different lengths are used depending on the affected area.
  • the ultrasonic vibration transmitted from the ultrasonic vibration generating portion is converted into thermal energy and attenuated while being transmitted through the ultrasonic vibration probe 130, and the tip portion exhibits a desired vibration. Problems that cannot be obtained may occur.
  • the damped ultrasonic vibration is amplified by providing a horn part in the middle from the base end to the front end of the ultrasonic vibration probe 130. In the horn part on the way from the proximal end to the distal end of the probe, heat generation occurs due to amplification of ultrasonic vibration. it can.
  • the area other than the horn portion may be composed of a region having a small crystal grain size, the region a having a small crystal grain size and the region b having a large crystal grain size are alternately arranged.
  • a plurality of horn portions provided in the middle from the probe proximal end to the distal end may be provided.
  • One set means a combination of one region having a relatively small crystal grain size and one region having a relatively large crystal grain size.
  • the horn portion and the probe portion are manufactured by cutting a metal material heated to a temperature higher than the crystal grain size. May be.
  • the metal material may be cut to produce a horn portion and a probe portion, and then heat treatment may be performed on a predetermined portion at a temperature higher than the temperature at which the crystal grains become coarse.
  • the ultrasonic vibration probe may be manufactured by heating to a temperature at which crystal grains become coarser and joining a metal material having coarse crystal grains and a metal material having a fine structure, followed by cutting.
  • other hot forging methods may be used.
  • the heat treatment method for manufacturing the ultrasonic vibration probe is energization heating
  • an electric furnace, a burner, high-frequency heating, or the like may be used.
  • the structure may be rapidly cooled by a rapid cooling means such as water cooling.
  • Example 1 Using a commercially available 64 titanium alloy bar, one end of the bar was electrically upset, and the surface was chamfered by cutting to remove the surface oxide layer, thereby producing a horn part and a probe part.
  • the electric upsetting process was performed at a maximum heat treatment temperature of 1105 ° C. (measured with a radiation thermometer).
  • vacuum heating was performed at a maximum temperature of 650 ° C. to obtain an ultrasonic vibration probe.
  • Example 2 Using a commercially available 64 titanium alloy bar, one end of the bar was electrically upset, and the surface was chamfered by cutting to remove the surface oxide layer, thereby producing a horn part and a probe part.
  • the electric upsetting process was performed at a maximum heat treatment temperature of 1046 ° C. (measured with a radiation thermometer).
  • vacuum heating was performed at a maximum temperature of 650 ° C. to obtain an ultrasonic vibration probe.
  • Comparative Example 1 A commercially available 64 titanium alloy bar was cut to produce a horn part and a probe part. Thereafter, vacuum heating was performed at a maximum temperature of 650 ° C. to obtain an ultrasonic vibration probe.
  • (A) Vibration characteristics The second end of the horn part of the ultrasonic vibration probe obtained under each manufacturing condition was connected to the ultrasonic vibration generation part, and the temperature of the ultrasonic vibration probe was measured.
  • the condition of ultrasonic vibration was continuous vibration for 5 minutes with 60 kHz ultrasonic waves, and the maximum exothermic temperature at that time was measured. The temperature was measured with a radiation thermometer.
  • (B) Crystal grain size The crystal grain size was measured in accordance with JIS G 0551 using an optical microscope to observe the metal structure of the cross section in the direction parallel to the diameter of the horn part.
  • (C) 0.2% yield strength Tensile test pieces were produced from the same crystal grain size as the horn part. The test method was performed according to JIS Z2201 and Z2241.
  • Example 1 shows the evaluation results of Example 1, Example 2, and Comparative Example 1.
  • Example 1 and Example 2 since the crystal grain size of the horn part was large, heat generation during ultrasonic vibration was small, and 0.2% proof stress was high, showing good performance.
  • Comparative Example 1 since the crystal grain size was small, heat generation during ultrasonic vibration was large, and the performance of the ultrasonic vibration probe was inferior compared to Examples 1 and 2.
  • Example 3 Using a commercially available JIS type 4 pure titanium bar, electric upset was applied to one end of the bar, and the surface was chamfered by cutting to remove the surface oxide layer to produce a horn part and a probe part. .
  • the electric upsetting process was performed at a maximum heat treatment temperature of 1468 ° C. (measured with a radiation thermometer).
  • vacuum heating was performed at a maximum temperature of 650 ° C. to obtain an ultrasonic vibration probe.
  • Example 3 shows the results of the above evaluation tests for Example 3 and Comparative Example 2.
  • Example 3 since the crystal grain size was large, the maximum temperature reached during ultrasonic vibration was low, and the 0.2% proof stress was high, showing good performance.
  • Comparative Example 2 had a high maximum temperature at the time of ultrasonic vibration due to the small crystal grain size, and the performance was inferior to Example 3.
  • Example 4 Using a commercially available duralumin (7075-T6) bar, one end of the bar was electrically upset, and the surface was chamfered by cutting to remove the surface oxide layer and processed into a horn shape. The electric upset process was performed at a maximum heat treatment temperature of 615 ° C. (measured with a radiation thermometer). Next, in order to remove the processing stress on the surface at the time of chamfering, vacuum heating was performed at a maximum temperature of 420 ° C. to obtain a horn part. Next, a commercially available 64 titanium alloy bar was cut into a probe shape. In order to remove the processing stress on the surface at the time of cutting, vacuum heat treatment was performed at a maximum temperature of 650 ° C. And the one end of the produced horn part and the base end of the probe part were connected by screwing, and the ultrasonic vibration probe was obtained.
  • Example 3 A commercially available duralumin bar was cut to produce a horn shape. Then, in order to remove the processing stress on the surface at the time of cutting, vacuum heating was performed at a maximum temperature of 420 ° C. to obtain a horn part. Next, a commercially available 64 titanium alloy was cut into a probe shape and further subjected to vacuum heat treatment at a maximum temperature of 650 ° C. in order to remove surface processing stress.
  • Example 3 shows the results of the above evaluation tests for Example 4 and Comparative Example 3.
  • the test piece was produced from the horn part and implemented.
  • Example 4 since the crystal grain size was large, the maximum temperature reached during ultrasonic vibration was low, and the 0.2% proof stress was high. Further, the ultrasonic vibration probe having such a configuration can reduce the cost.
  • Comparative Example 3 had a high maximum temperature at the time of ultrasonic vibration due to the small crystal grain size of the horn part, and the performance was inferior to that of Example 4.
  • the ultrasonic vibration probe at least one or more regions each having a relatively small crystal grain size and a relatively large crystal particle size are formed. Heat generated during ultrasonic vibration can be suppressed, and durability can be improved. Further, according to the above-described method for manufacturing an ultrasonic vibration probe, the ultrasonic vibration probe is partially heated at a temperature equal to or higher than the temperature at which the crystal grain size becomes coarse. It becomes possible to form reliably.

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Abstract

　この超音波振動プローブは、超音波振動を伝達する超音波振動プローブであって、相対的に結晶粒径が小さい第１領域と相対的に結晶粒径が大きい第２領域が、それぞれ少なくとも一か所以上形成されている。超音波振動プローブの製造方法は、相対的に結晶粒径が小さい第１領域と相対的に結晶粒径が大きい第２領域とをそれぞれ少なくとも一か所に形成し、前記超音波振動プローブを成す材質の結晶粒粗大化温度以上で前記超音波振動プローブの一部を加熱し、前記第２領域を形成する。

Description

超音波振動プローブ、超音波振動プローブの製造方法、及び超音波治療装置
　本発明は、超音波振動を伝達する超音波振動プローブ、超音波振動プローブの製造方法、及び、この超音波振動プローブを備えた超音波治療装置に関する。
　本願は、２０１１年１１月１７日に、日本に出願された特願２０１１－２５１５３０号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　近年、超音波振動を利用して、生体患部の手術を行う超音波治療装置が、広く使用されている。例えば特許文献１には、超音波振動発生部より発生された超音波振動を超音波振動プローブのホーンで増幅させ、増幅された超音波振動を超音波振動プローブの先端に伝達させ、超音波振動により治療を行う超音波治療装置が開示されている。このような装置を用いることにより、超音波振動プローブの先端を生体の患部に押し当てて、超音波振動によって患部の切除などを行うことが可能である。
　超音波振動プローブは、超音波振動子にて発生した超音波振動を、超音波振動プローブのホーンで増幅させ、超音波振動プローブの先端（生体の患部）に伝える部品である。超音波振動プローブに求められる性能として、超音波振動に対する耐久性、振動伝達を安定的に効率良く伝える特性、生体への良好な適合性等が求められている。この要求特性を満足する材料として、純チタン及びチタン系の合金が使用されている。純チタン及びチタン系の合金は、高強度なので耐久性が良好で、生体への適合性も良好である。

日本国特許第２５３２７８０号公報

　ところで、超音波振動プローブにおいては、伝達される超音波振動によって自己発熱する。特に超音波振動を増幅するホーン部において自己発熱が顕著である。超音波振動プローブが自己発熱により高温化すると、超音波振動プローブが劣化して共振周波数が外れて振動が停止したり、超音波振動プローブ自身が破断してしまったりする等の問題が生じる。

　この発明は前述した事情に鑑みてなされたものであって、超音波振動に起因して発生する熱を抑制し、耐久性に優れた超音波振動プローブ、超音波振動プローブの製造方法、及び、超音波振動プローブを備えた超音波治療装置を提供することを目的とする。

　本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、金属組織中の結晶粒径を粗大化させることで、超音波振動により発生する熱を抑制できることを見出し、本発明を完成させた。

　本発明の第１の態様によれば、超音波振動を伝達する超音波振動プローブであって、相対的に結晶粒径が小さい第１領域と相対的に結晶粒径が大きい第２領域とが、それぞれ少なくとも一か所に形成されている。

　本発明の第２の態様によれば、上記第１の態様において、前記超音波振動を発生させる超音波振動発生部に接続される基端と、前記基端から伝達された前記超音波振動を外部に作用する先端と、を有し、前記基端から前記先端に向かう方向に沿って、前記第１領域と前記第２領域とが一組以上交互に配置されていてもよい。

　本発明の第３の態様及び第４の態様によれば、上記第１の態様、または、上記第２の態様において、前記超音波振動を増幅するホーン部と、増幅された前記超音波振動を伝達するプローブ部と、を備え、前記ホーン部の結晶粒径と前記プローブ部の結晶粒径とが互いに異なっていてもよい。

　本発明の第５の態様によれば、上記第３の態様において、前記ホーン部の前記結晶粒径が、前記プローブ部の前記結晶粒径よりも大きくてもよい。

　本発明の第６の態様によれば、上記第１の態様から上記第５の態様のいずれか一項において、純チタンを含んでいてもよい。

　本発明の第７の態様によれば、上記第１の態様から上記第５の態様のいずれか一項において、チタン合金を含んでいてもよい。

　本発明の第８の態様によれば、上記第３の態様から上記第５の態様のいずれか一項において、前記ホーン部はアルミニウム合金を含み、前記プローブ部はチタン合金を含んでいてもよい。

　本発明の第９の態様によれば、上記第１の態様から上記第５の態様のいずれか一項において、前記第２領域が、前記超音波振動プローブを成す材質の結晶粒粗大化温度以上で加熱され、形成されていてもよい。

　本発明の第１０の態様によれば、上記第１の態様から上記第５の態様のいずれか一項において、前記第２領域が、前記超音波振動プローブを成す材質の結晶粒粗大化温度以上で加熱され鍛造されることにより、形成されていてもよい。

　本発明の第１１の態様の超音波振動プローブの製造方法によれば、超音波振動を伝達する超音波振動プローブの製造方法であって、相対的に結晶粒径が小さい第１領域と相対的に結晶粒径が大きい第２領域とをそれぞれ少なくとも一か所に形成し、前記超音波振動プローブを成す材質の結晶粒粗大化温度以上で前記超音波振動プローブの一部を加熱し、前記第２領域を形成する。
　上記第２の態様から上記第５の態様の超音波振動プローブの製造方法においても、前記超音波振動プローブを成す材質の結晶粒粗大化温度以上で前記超音波振動プローブの一部を加熱し、前記第２領域を形成してもよい。

　本発明の第１２の態様の超音波振動プローブの製造方法によれば、上記第１１の態様において、前記超音波振動プローブの一部を加熱して鍛造することにより、前記第２領域を形成してもよい。

　本発明の第１３の態様の超音波治療装置によれば、前記超音波振動を発生させる超音波振動発生部と、前記超音波振動発生部に接続される上記第１の態様から上記第４の態様のいずれか一項に記載の超音波振動プローブとを備えている。
　上記の超音波振動プローブによれば、相対的に結晶粒径が小さい領域と相対的に結晶粒径が大きい領域が、それぞれ少なくとも一か所以上形成されているので、結晶粒径が大きい領域において、超音波振動時に発生する熱を抑制することができ、耐久性を向上させることが可能となる。

　また、上記の超音波振動プローブの製造方法によれば、結晶粒径が粗大化する温度以上で部分的に超音波振動プローブを加熱する構成としているので、相対的に結晶粒径が大きい領域を確実に形成することが可能となる。
本発明の一実施形態に係る超音波治療装置の全体図である。 同超音波振動プローブの先端の拡大図である。 本発明の一実施形態に係る超音波振動プローブの概略説明図である。 同超音波振動プローブにおけるホーン部の金属組織の光学顕微鏡写真である。 同超音波振動プローブにおけるホーン部の金属組織の光学顕微鏡写真である。 同超音波振動プローブにおけるプローブ部の先端の金属組織の光学顕微鏡写真である。 同超音波振動プローブにおけるプローブ部の先端の金属組織の光学顕微鏡写真である。 本発明の一実施形態に係る超音波振動プローブの製造方法の概略説明図である。 同超音波振動プローブの製造方法の概略説明図である。 同超音波振動プローブの製造方法の概略説明図である。 本発明の一実施形態に係る相対的に結晶粒径が小さい領域と相対的に結晶粒径が大きい領域が一組以上交互に配置されている超音波振動プローブの概略説明図である。
　以下に、本発明の実施の形態について添付した図面を参照して説明する。
　本実施形態は、超音波振動を増幅させてプローブ先端へと振動を伝える超音波振動プローブ、超音波振動プローブの製造方法、及び、超音波振動プローブを備えた超音波治療装置に関する。
　本実施形態である超音波治療装置１は、図１Ａに示すように、本体部１０と、この本体部１０に接続される超音波振動発生部２０と、超音波振動発生部２０に接続される超音波振動プローブ３０と、超音波振動プローブ３０を手で把持するハンドル４０と、を備えている。そして、超音波振動発生部２０と超音波振動プローブ３０は、被覆部５０に覆われている。
　本体部１０は、超音波を発生させる超音波振動発生部２０の動作を制御する制御部を有している。超音波振動プローブ３０は、超音波振動発生部２０に接続される基端と、基端から伝達された超音波振動を作用させる先端を有している。なお、本実施形態では、超音波振動発生部２０から発生される超音波振動は、図２の矢印で示されている、超音波振動プローブ３０の基端から先端（本実施形態では、超音波振動プローブ３０の長手方向）に向けて振動する縦波である。
　被覆部５０の先端には、図１Ｂに示すように、ジョー部５１が設けられており、ハンドル４０を操作することでジョー部５１が図１Ｂの両矢印方向に可動できる。
　超音波振動プローブ３０は、図２に示すように、基端３０ａに設けられ、第二端３１ｂ（図２において左側）から第一端３１ａに向けて漸次縮径するホーン部３１と、先端３０ｂに設けられ、ホーン部３１の第一端３１ａから先端３０ｂ側に向けて延在するプローブ部３２と、を備えている。
　ホーン部３１は、第二端（図２において右側）３１ｂが上述の超音波振動発生部２０に接続されており、超音波振動は、ホーン部３１の第二端３１ｂから第一端３１ａへと伝達される構成である。
　ホーン部３１は、上述のように、第二端３１ｂから第一端３１ａに向けて（すなわち、超音波振動が伝達される方向に向けて）漸次縮径する形状とされている。この構成により、超音波振動はホーン部３１を伝達する間に増幅される。
　本実施形態では、ホーン部３１は、６４チタン合金をはじめとするチタン合金、純チタン、ジュラルミン等の高強度な金属材料で構成である。ホーン部３１にチタン合金及び純チタンを用いた場合には、特に強度が高く耐久性に優れる。また、ホーン部３１にジュラルミンに代表されるアルミニウム合金を用いた場合には、コストを低く抑えることができる。
　プローブ部３２の第二端３２ｂが、ホーン部３１の第一端３１ａに連結され、先端３０ｂ側に向けて延在した形状をしている。本実施形態では、プローブ部３２の外径は第一端３２ａから第二端３２ｂまで一定である。このプローブ部３２は、具体的には、ホーン部３１で増幅された超音波振動がプローブ部３２の先端へと伝達され、プローブ部３２の先端を対象物へと押し当てることで治療や検査等を行う。本実施形態では、プローブ部３２は、６４チタン合金等のチタン合金、純チタン等の高強度で生体適合性が良好な金属材料で構成されている。
　そして、本実施形態である超音波振動プローブ３０は、超音波振動プローブ３０の基端３０ａから先端３０ｂに向かう方向（超音波振動プローブ３０の長手方向）に沿って、相対的に結晶粒径が小さい領域（第１領域）と相対的に結晶粒径が大きい領域（第２領域）とが配置されている。本実施形態においては、上述のホーン部３１の結晶粒径が、プローブ部３２の結晶粒径に比べて大きい。つまり、ホーン部３１には、プローブ部３２と比べて結晶粒が粗大とされている相対的に結晶粒径が大きい領域が形成されている。
　具体的には、本実施形態では、６４チタン合金の場合、ホーン部３１の結晶粒径は、３μｍ以上５００μｍ以下とされている。より好ましくは、３μｍ以上３００μｍ以下である。具体例として、図３Ａ、図３Ｂにホーン部の金属組織の光学顕微鏡写真を示す。
　図３Ａ、図３Ｂは、超音波振動プローブ３０の長手方向に対して垂直方向におけるホーン部の面を観察した光学顕微鏡写真である。図３Ａ、図３Ｂでは、針状組織の集積により構成されている粗大粒が、１００μｍ以上の大きさで観察されている。
　また、プローブ部３２の結晶粒径は、２μｍ以下とされている。より好ましくは、１μｍ以下である。具体例として、図４Ａ、図４Ｂにプローブ部３２の一端の金属組織の光学顕微鏡写真を示す。なお、図４Ａ、図４Ｂは、超音波振動プローブ３０の長手方向に対して垂直方向におけるプローブ部３２の面を観察した光学顕微鏡写真である。図４Ａ、図４Ｂでは、２μｍ未満の等軸状組織が観察されている。なお、６４チタン合金が工業生産される場合、板状や棒形状で市場に出回り、この板形状や棒形状に加工される際に結晶粒が微細化され、２μｍ以下の結晶粒径となっているのが一般的である。
　次に、本実施形態の超音波振動プローブ３０の製造方法について説明する。
　本実施形態の超音波振動プローブ３０は、鍛造の一種である電気アプセット加工により製造される。電気アプセット加工とは、図５Ａから図５Ｃに示すように、金属の棒材６０のうち加工する部位に電源７０から電気を流して加熱（通電加熱）し（図５Ａ）、金型８０に押し込んで金属の棒材６０の長手方向に圧縮して径方向に広げ（図５Ｂ）、所望の形状を得る（図５Ｃ）加工方法である。すなわち、加工する部位のみを加熱することで、他の部位への熱影響を抑えることができる。
　本実施形態では、超音波振動プローブ３０を構成する金属材料の結晶粒径が粗大化する結晶粒粗大化温度（金属材料の変態点温度）以上で、棒材の一部を加熱し、アプセット加工を施して所望の結晶粒径とされたホーン部３１を作製する。結晶粒の粗大化する温度は、具体的には、６４チタンの場合は９９０℃以上、純チタンの場合は８８５℃以上、ジュラルミンの７０７５－Ｔ６の場合は４８０℃以上である。そして棒材を所定の長さに切断してホーン部３１とプローブ部３２とを有する超音波振動プローブ３０とする。このようにして、ホーン部３１の結晶粒をプローブ部３２の結晶粒よりも粗大とし、相対的に結晶粒径が大きい領域を形成している。
　加工時に超音波振動プローブ３０の表面に酸化等が生じた場合には、酸洗いや切削などにより表面酸化層を除去すれば良い。また、表面層の酸化を抑制するために、真空雰囲気やアルゴンガス雰囲気で熱処理を行うようにしても良い。
　このような構成とされた超音波振動プローブ３０は、図１Ａ及び図１Ｂに示す超音波治療装置１において使用される。
　次に、超音波治療装置１の使用方法について説明する。まず、本体部１０を操作して、超音波振動発生部２０から超音波振動を発生させ超音波振動プローブ３０へと振動を伝える。そして、超音波振動はホーン部３１で増幅され、さらにプローブ部３２の先端（一端）へと伝達される。超音波治療装置１の操作者は、手でハンドル４０を把持しながら、例えば、患者の切除患部を超音波振動プローブ３０の先端とジョー部５１により挟み込む。その後、超音波振動を発生させることで患部を切除できる。次いで、超音波振動を停止させ、ハンドル４０を操作して超音波振動プローブ３０の先端３０ｂとジョー部５１とにより切除片を挟み、体外に取り出すことができる。
　以上のような構成とされた本実施形態である超音波振動プローブ３０によれば、ホーン部３１の結晶粒径がプローブ部３２の結晶粒径よりも大きいので、超音波振動の増幅時に生じるホーン部３１の発熱を抑えることができ、超音波振動プローブ３０の劣化を抑制し、耐久性を向上させることが可能となる。また、プローブ部３２の先端の結晶粒径がホーン部３１よりも微細であるため、０．２％耐力が高くなる。これにより、実際に超音波治療装置１に超音波振動プローブ３０を用いたときに、塑性変形が生じ難く耐久性が良い。
　すなわち、超音波振動が増幅されるホーン部３１は、振動エネルギーが増幅（高密度化）されるため、超音波振動プローブ３０において最も発熱する（振動エネルギーが熱エネルギーに変換されやすい）部位である。この発熱により、ホーン部３１やプローブ部３２が高温となり劣化しやすくなる。この発熱は、振動による結晶界面の摩擦により発生していると考えられ、ホーン部３１の発熱が抑制されるように、ホーン部３１の径と平行方向の面における単位断面積あたりの結晶界面が少ない方が好ましい。そのため、本実施形態では、ホーン部３１の結晶粒径は、３μｍ以上５００μｍ以下、より好ましくは、３μｍ以上３００μｍ以下とされている。
　このように、ホーン部３１の結晶粒径が３μｍ以上５００μｍ以下とされているので、超音波振動の増幅時に生じる発熱を十分に抑制し、耐久性をさらに向上させることができる。また、ホーン部３１の結晶粒径が５００μｍよりも大きい場合、超音波振動時の発熱はさらに抑制される。しかし、この場合には、機械的強度（０．２％耐力等）の低下が大きく、例えば、超音波治療装置に使用した際に、使用中に破断が生じるなど、強度低下による耐久性低下が生じる。そのため、結晶粒径の上限値が上記の範囲とされている。
　一方、プローブ部３２の先端（第一端）３２ａは、対象物に接触されるため、プローブ部３２の先端３２ａに応力が負荷される。先端部へと伝達された超音波振動が対象部材（患者の患部等）に伝わるためには、応力が負荷されても塑性変形する等して超音波伝達が遮断されてはならず、応力に耐えられる強度（０．２％耐力）が必要である。この強度を高めるために、金属組織は微細化されていることが好ましい。そのため、本実施形態では、プローブ部３２の結晶粒径は、２μｍ以下、より好ましくは１μｍ以下である。
　このように、プローブ部３２の先端３２ａの結晶粒径が２μｍ以下とされており、０．２％耐力が高いので、先端に塑性変形が生じにくく、超音波振動プローブ３０の耐久性を向上させることができる。
　本実施形態である超音波振動プローブ３０の製造方法によれば、加工する部位にのみ加熱を行ってホーン部３１を形成している。これにより、ホーン部３１の結晶粒径が大きく、プローブ部３２の結晶粒径が小さい超音波振動プローブ３０を得ることが可能である。
　本実施形態である超音波治療装置１によれば、ホーン部３１の結晶粒径が大きく、プローブ部３２の先端の結晶粒径が小さい構成とされた超音波振動プローブ３０を備えているので、超音波振動によりホーン部３１に発生する発熱を抑制することができる。また、プローブ部３２の先端３２ａの結晶粒径が小さいので強度が高く、プローブ部３２の先端３２ａに応力が負荷されても塑性変形が生じ難い。これらによって、超音波振動プローブ３０の劣化を抑制し、手術等を行う超音波治療装置１の信頼性を向上させることができる。
　以上、本発明の一実施形態である超音波振動プローブ、超音波振動プローブの製造方法、及び超音波治療装置について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
　上記の実施の形態では、ホーン部の結晶粒径が大きく、プローブ部の先端の結晶粒径が小さい場合について説明したが、相対的に結晶粒径が小さい領域と相対的に結晶粒径が大きい領域とが、それぞれ少なくとも一か所以上形成されている構成の超音波振動プローブとされていれば良い。
　また、図６で示すように、超音波振動プローブ１３０の基端１３０ａから先端１３０ｂへと向かう方向（線上）に、結晶粒径の小さい領域ａと結晶粒径の大きい領域ｂが、一組以上交互に配置されている部位を有する構成とされても良い。例えば、腹腔鏡手術などで使用される超音波処置具は処置患部に応じて長さの異なった超音波振動プローブが使用される。超音波振動プローブが長い場合には、超音波発生振動部から伝達された超音波振動は、超音波振動プローブ１３０を伝達する間に熱エネルギーに変換されて減衰し、先端部では所望の振動を得られない不具合が生じることがある。この不具合を避ける為に、超音波振動プローブ１３０の基端から先端にかけての途中にホーン部を設けることによって、減衰した超音波振動を増幅させる。このプローブの基端から先端にかけての途中のホーン部では、超音波振動の増幅に伴う発熱が生じる為、相対的に結晶粒径が大きい領域で構成されるのが好ましく、発熱を抑制することができる。ホーン部以外は、結晶粒径が小さい領域で構成されていても良いため、結晶粒径の小さい領域ａと結晶粒径が大きい領域ｂとが交互に配置される構成である。なお、プローブ基端から先端にかけての途中で設けられるホーン部は複数設けられていても良い。
　上記のような理由により、図６で示すような結晶粒径の小さい領域ａと結晶粒径が大きい領域ｂとが一組以上交互に配置されている構成が求められる場合がある。一組とは、相対的に結晶粒径が小さい領域１つと、相対的に結晶粒径が大きい領域１つの組み合わせのことを意味している。
　また、上記実施の形態では、アプセット加工によってプローブ部が形成される場合について説明したが、結晶粒が粗大化する温度以上に加熱した金属材料に切削加工を施してホーン部及びプローブ部を作製しても良い。
　また、金属材料を切削加工してホーン部及びプローブ部を作製し、その後に結晶粒が粗大化する温度以上で熱処理を所定の部位に施しても良い。
　また、結晶粒が粗大化する温度以上に加熱して、結晶粒が粗大化した金属材料と微細組織をもつ金属材料を接合した後に切削加工を施して超音波振動プローブを作製しても良い。
　また、金属材料に結晶粒が粗大化する温度以上に熱処理を行い、電気アプセット法により、超音波振動プローブを製造する方法について説明したが、他の熱間鍛造方法を用いても良い。
　また、上記の実施の形態では、超音波振動プローブを製造する際の熱処理方法が通電加熱の場合について説明したが、電気炉、バーナー、高周波加熱等を用いても良い。
　また、上記の実施の形態において、熱処理を行い、結晶粒を粗大化させた後に、水冷などの急冷手段により急冷する構成としても良い。
　以下、本発明の実施例について詳細に説明するが、本発明はこれに限定されることはなく、技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
（実施例１）
　市販の６４チタン合金の棒材を用いて、棒材の一端に電気アプセット加工を施し、さらに表面を切削加工で面削して表面酸化層を除去してホーン部とプローブ部を作製した。電気アプセット加工の条件は、最高熱処理温度１１０５℃（放射温度計で測定）で行った。次に、面削時の表面の加工応力を除去するために最高到達温度６５０℃で真空加熱を行い、超音波振動プローブを得た。
（実施例２）
　市販の６４チタン合金の棒材を用いて、棒材の一端に電気アプセット加工を施し、さらに表面を切削加工で面削して表面酸化層を除去してホーン部とプローブ部とを作製した。電気アプセット加工の条件は、最高熱処理温度１０４６℃（放射温度計で測定）で行った。
　次に、面削時の表面の加工応力を除去するために最高到達温度６５０℃で真空加熱を行い、超音波振動プローブを得た。
（比較例１）
　市販の６４チタン合金の棒材に切削加工を施して、ホーン部とプローブ部とを作製した。その後、最高到達温度６５０℃で真空加熱を行い、超音波振動プローブを得た。
　次に、本発明の実施例の性能の評価方法について説明する。
（Ａ）振動特性
　各製造条件で得た超音波振動プローブのホーン部の第二端を超音波振動発生部に接続し、超音波振動プローブの温度を測定した。超音波振動の条件は、６０ｋＨｚの超音波にて５分間の連続振動を行い、その際の最高発熱温度を測定した。温度については、放射温度計で測定した。
（Ｂ）結晶粒径
　結晶粒径は、ホーン部の径と平行方向の断面の金属組織の観察を光学顕微鏡で行い、光学顕微鏡の観察写真を用いてＪＩＳ　Ｇ　０５５１に準拠して測定した。
（Ｃ）０．２％耐力
　結晶粒径がホーン部と同様の箇所から引張試験片を作製した。試験方法は、ＪＩＳ　Ｚ２２０１及びＺ２２４１に準拠して行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に、実施例１、実施例２、比較例１の評価の結果を示す。
　実施例１及び実施例２では、ホーン部の結晶粒径が大きいために超音波振動時の発熱が小さく、また０．２％耐力が高く、良好な性能を示した。一方、比較例１では、結晶粒径が小さいために超音波振動時の発熱が大きく、超音波振動プローブの性能が実施例１及び実施例２と比較して劣った。
（実施例３）
　市販のＪＩＳ４種の純チタンの棒材を用いて、棒材の一端に電気アプセット加工を施し、さらに表面を切削加工で面削して表面酸化層を除去してホーン部とプローブ部を作製した。電気アプセット加工の条件は、最高熱処理温度１４６８℃（放射温度計で測定）で行った。次に、面削時の表面の加工応力を除去するために最高到達温度６５０℃で真空加熱を行い、超音波振動プローブを得た。
（比較例２）
　市販のＪＩＳ４種の棒材に切削加工を施して、ホーン部とプローブ部を作製した。その後、最高到達温度６５０℃で真空加熱を行い、超音波振動プローブを得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　実施例３と比較例２について、上記の評価試験を行った結果を表２に示す。
　実施例３は、結晶粒径が大きいため超音波振動時の最高到達温度が低く、また０．２％耐力が高く、良好な性能を示した。一方、比較例２は、結晶粒径が小さいために超音波振動時の最高到達温度が高く、実施例３と比較して性能が劣った。
（実施例４）
　市販のジュラルミン（７０７５－Ｔ６）棒材を用いて、棒材の一端に電気アプセット加工を施し、さらに表面を切削加工で面削して表面酸化層を除去してホーン形状に加工した。電気アプセット加工の条件は、最高熱処理温度６１５℃（放射温度計で測定）で行った。次に、面削時の表面の加工応力を除去するために最高到達温度４２０℃で真空加熱を行い、ホーン部を得た。
　次に、市販の６４チタン合金の棒材に切削加工を施して、プローブ形状に加工した。切削加工時の表面の加工応力を除去するために最高到達温度６５０℃で真空加熱処理を行った。
　そして、作製したホーン部の一端とプローブ部の基端とを、ネジ留めにて連結を行い、超音波振動プローブを得た。
（比較例３）
　市販のジュラルミンの棒材に切削加工を施して作製してホーン形状に加工した。その後、切削時の表面の加工応力を除去するために最高到達温度４２０℃で真空加熱を行い、ホーン部を得た。次に、市販の６４チタン合金に切削加工を行いプローブ形状とし、さらに表面の加工応力を除去するために、最高到達温度６５０℃で真空加熱処理を行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　実施例４と比較例３について、上記の評価試験を行った結果を表３に示す。なお、引張試験については、ホーン部から試験片を作製し、実施した。
　実施例４は、結晶粒径が大きいため超音波振動時の最高到達温度が低く、また０．２％耐力が高く、良好な性能を示した。また、このような構成の超音波振動プローブはコストを低減することが可能である。一方、比較例３は、ホーン部の結晶粒径が小さいために超音波振動時の最高到達温度が高く、実施例４と比較して性能が劣った。
　上記の超音波振動プローブによれば、相対的に結晶粒径が小さい領域と相対的に結晶粒径が大きい領域が、それぞれ少なくとも一か所以上形成されているので、結晶粒径が大きい領域において、超音波振動時に発生する熱を抑制することができ、耐久性を向上させることが可能となる。

　また、上記の超音波振動プローブの製造方法によれば、結晶粒径が粗大化する温度以上で部分的に超音波振動プローブを加熱する構成としているので、相対的に結晶粒径が大きい領域を確実に形成することが可能となる。
１　超音波治療装置
３０、１３０　超音波振動プローブ
３１　ホーン部
３２　プローブ部　

Claims (13)

  1. 　超音波振動を伝達する超音波振動プローブであって、
    　相対的に結晶粒径が小さい第１領域と相対的に結晶粒径が大きい第２領域とが、それぞれ少なくとも一か所に形成されている
    超音波振動プローブ。
  2. 　前記超音波振動を発生させる超音波振動発生部に接続される基端と、前記基端から伝達された前記超音波振動を外部に作用する先端と、を有し、
    　前記基端から前記先端に向かう方向に沿って、前記第１領域と前記第２領域とが一組以上交互に配置されている
    請求項１に記載の超音波振動プローブ。
  3. 　前記超音波振動を増幅するホーン部と、増幅された前記超音波振動を伝達するプローブ部と、を備え、
    　前記ホーン部の結晶粒径と前記プローブ部の結晶粒径とが互いに異なる
    請求項１に記載の超音波振動プローブ。
  4. 　前記超音波振動を増幅するホーン部と、増幅された前記超音波振動を伝達するプローブ部と、を備え、
    　前記ホーン部の結晶粒径と前記プローブ部の結晶粒径とが互いに異なる
    請求項２に記載の超音波振動プローブ。
  5. 　前記ホーン部の前記結晶粒径が、前記プローブ部の前記結晶粒径よりも大きい
    請求項３に記載の超音波振動プローブ。
  6. 　純チタンを含む
    請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の超音波振動プローブ。
  7. 　チタン合金を含む
    請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の超音波振動プローブ。
  8. 　前記ホーン部がアルミニウム合金を含み、
    　前記プローブ部がチタン合金を含む
    請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の超音波振動プローブ。
  9. 　前記第２領域が、前記超音波振動プローブを成す材質の結晶粒粗大化温度以上で加熱され、形成されている
    請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の超音波振動プローブ。
  10. 　前記第２領域が、前記超音波振動プローブを成す材質の結晶粒粗大化温度以上で加熱され鍛造されることにより、形成されている
    請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の超音波振動プローブ。
  11. 　超音波振動を伝達する超音波振動プローブの製造方法であって、
    　相対的に結晶粒径が小さい第１領域と相対的に結晶粒径が大きい第２領域とをそれぞれ少なくとも一か所に形成し、
    　前記超音波振動プローブを成す材質の結晶粒粗大化温度以上で前記超音波振動プローブの一部を加熱し、前記第２領域を形成する
    超音波振動プローブの製造方法。
  12. 　前記超音波振動プローブの一部を加熱して鍛造することにより、前記第２領域を形成する
    請求項１１に記載の超音波振動プローブの製造方法。
  13. 　前記超音波振動を発生させる超音波振動発生部と；
    　前記超音波振動発生部に接続される請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の超音波振動プローブと；
    を備えている超音波治療装置。
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