(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
近位端及び遠位端を有する超音波伝送部材と、
前記伝送部材の前記遠位端に取り付けられた超音波作動エンドエフェクターと、
少なくとも１つの流体源と連通している流体ノズルを含む加圧流体デリバリーシステムと、を含む、骨を治療するための超音波手術システムであって、軟組織が損傷することを避けながら前記軟組織を移動させて骨の治療領域を露出させるように、前記流体ノズルが、使用中、前記エンドエフェクターから、前記骨の前記治療領域上に配された軟組織に、前記軟組織を前記骨の前記治療領域の表面から移動させる速度で、加圧流体ジェットを供給するように配設及び構成されており、
前記骨を治療するための超音波手術システムはさらに、
前記超音波伝送部材の周囲に配置された内部シースと、
前記内部シースの周囲に配置され、前記内部シースから放射状に間隔を空けられて、前記加圧流体を前記流体ノズルに向けるための流体通路を画定する、外部シースと、
ユーザーが握ることのできるハンドピースであって、前記ハンドピースは導波管に動作可能に接続された超音波変換器を備え、前記ハンドピースはユーザーが加圧流体供給を制御できるようにする、前記ハンドピース上に位置するユーザー制御部を備えている、ハンドピースと、
を含む、骨を治療するための超音波手術システム。
【請求項２】
前記流体ノズルから、少なくとも約２０ｍｌ／秒の速度で流体を供給するように構成される、請求項１に記載の超音波手術システム。
【請求項３】
前記加圧流体デリバリーシステムが、複数の流体源を含む、請求項１に記載の超音波システム。
【請求項４】
前記複数の流体源が、第１の流体を含む第１の流体源と、前記第１の流体とは異なる第２の流体を含む第２の流体源と、を含む、請求項３に記載の超音波システム。
【請求項５】
前記複数の流体源が、第１の圧力で流体を提供するように構成された第１の流体源と、前記第１の圧力とは異なる第２の圧力で流体を提供するように構成された第２の流体源と、を含む、請求項３に記載の超音波システム。
【請求項６】
前記エンドエフェクターが、
第１の熱伝導率を有する第１の材料を含む第１の部分と、
前記第１の熱伝導率より高い第２の熱伝導率を有する第２の材料を含む第２の部分と、を含む複合エンドエフェクターである、請求項１に記載の超音波手術システム。
【請求項７】
前記エンドエフェクターが、
使用中に自己発熱して組織に熱を提供する損失性材料を含む第１の部分と、
使用中に組織に提供される熱を制限する非損失性材料を含む第２の部分と、を含む複合エンドエフェクターである、請求項１に記載の超音波手術システム。
【請求項８】
前記エンドエフェクターが、金属材料のマトリックス内に配置されたダイヤモンド粒子を含む複合エンドエフェクターであって、前記ダイヤモンド粒子が、使用中に組織と接触するために、前記エンドエフェクターの表面において露出している、請求項１に記載の超音波手術システム。
【発明の詳細な説明】
【開示の内容】
【０００１】
〔技術分野〕
本願は、概して手術システム、及びより詳しくは超音波手術システムに関する。
【０００２】
〔背景技術〕
外科医は、手術において、組織を切断及び凝固するために、超音波器具を使用する。圧電要素は、超音波器具の共振周波数で電気的に励起され、共振器を通って伝送され、増幅され、同一周波数の機械的な定在波振動を生成する、振動を作り出す。器具の超音波伝送アセンブリは、この振動を器具の遠位端上のエンドエフェクター（例えば、切れ刃）に伝送する、細長い伝送導波管を有する。いくつかの器具は、エンドエフェクターが、組織を処理するために、横（長手方向軸に対して垂直）又はねじれ（長手方向軸の周囲）方向のいずれかに主に振動するように特に設計されているが、エンドエフェクターは、主に長手方向に振動し、隣接した組織内に局部的熱を発生させてもよい。
【０００３】
エンドエフェクターの遠位端は、振動腹点に対応する。エンドエフェクターの近位端は、典型的に、超音波伝送アセンブリの最も遠位の振動節点のわずかに遠位にある導波管に取り付けられる。この配設は、エンドエフェクターに組織が載せられていない場合に、器具を好ましい共振周波数に調整できるようにする。いくつかの実施形態では、エンドエフェクターの長さは、特定の周波数の超音波エネルギー入力によって励起される際に、エンドエフェクター材料を通って伝播する音波長の４分の１よりわずかに短い。
【０００４】
異なる材料から形成された超音波手術エンドエフェクターは、大幅に異なる音響的及び機械的特徴を呈してもよい。これらの特徴は、超音波伝播波長、伝導性熱伝達、機械的疲労強度、及び音響伝送効率などの材料特性に関連し得る。例えば、比較的高い弾性率対密度比を有するセラミックなどの材料から形成されたエンドエフェクターは、比較的低い比を有する金属などの材料から形成されたエンドエフェクターより長い超音波伝播波長を有し得る。
【０００５】
いくつかの現行の超音波手術器具のエンドエフェクターは、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖチタン合金から作製される。チタン合金の超音波伝播波長は、５５．５ｋＨｚの超音波周波数で動作される際、エンドエフェクターの長さが約２２ｍｍになるように、約８７ｍｍである。特定の手術用途では、外科医が、現在入手可能なものよりわずかに長いエンドエフェクターを好む場合がある。
【０００６】
材料内の音波長は、超音波エネルギー入力の周波数（サイクル／秒）で除算した材料内の音の速度と同等である。したがって、より長いエンドエフェクターを有する器具を提供するための一方法は、超音波エネルギー入力の周波数を減少させることである。例えば、周波数を、約５５．５ｋＨｚから約２７．８ｋＨｚに低減すると、チタン合金内の固有波長は、約１７４ｍｍに増加する。しかしながら、励起周波数の実用下限値が存在する。２０ｋＨｚ未満で振動するエンドエフェクターは、ヒトにとって不快な可聴音を作り出す場合があり、明らかに、手術室に望ましくない。
【０００７】
より長いエンドエフェクターを有する器具を提供するための別の方法は、音がより早く移動するエンドエフェクター材料を選択することである。材料内の音の速度は、材料密度と弾性係数の関数である。基本的に、高い弾性率対密度比を有する材料は、比較的低い比を有する材料より速く超音波エネルギーを伝播する。アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）を含む、特定のセラミック材料は、いくつかのチタン合金の約２倍程度の固有波長を呈する。残念ながら、セラミック材料は、非常に脆性であり、セラミック製エンドエフェクターは、通常の取り扱い、セットアップ、及び操作中に破損しやすいであろう。
【０００８】
より長いエンドエフェクターを提供することに加え、エンドエフェクターの「自己発熱」並びに組織を切断及び凝固する時間を削減するために、エンドエフェクターの音響伝送効率を改善することが望まれる場合がある。サファイア、チタン、及びアルミニウムなどのいくつかの材料は、銅及びスチールなどの他の材料より効率的に超音波エネルギーを伝送し得る。手術用超音波エンドエフェクターの音響伝送効率は、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖチタン合金及びいくつかのアルミニウム合金では１０，０００〜２０，０００である、「Ｑ」係数として当該技術分野において既知のユニットレス音響係数と関連し得る。特定のスチールのＱ係数は、２５０と低くてもよい。エンドエフェクターの自己発熱が最小化されるべき用途では、エンドエフェクターは、高いＱ係数を有する材料から形成されてもよい。しかしながら、エンドエフェクターが体液に浸りながら使用される場合など、エンドエフェクターの急速自己発熱が望まれる、いくつかの手術用途が存在し得る。そのような用途では、エンドエフェクターは、組織内に熱を瞬時に発生させて、組織を切断及び凝固するために、より低いＱ係数を有する材料から形成されてもよい。
【０００９】
また、エンドエフェクター材料の熱伝導率は、エンドエフェクターが、どれだけ迅速に組織を切断及び凝固するかに大幅に影響し得る。エンドエフェクターの組織への熱の伝導が速すぎると、組織が炭化する場合がある。しかし、エンドエフェクターの組織への熱の伝導が遅すぎると、装置の切断及び凝固が遅すぎる場合がある。手術用途により、約７Ｗ／（ｍ−Ｋ）の熱伝導率を有する、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金から形成されたエンドエフェクターは、過度の熱を保持する場合があり、一方で、約２００Ｗ／（ｍ−Ｋ）の熱伝導率を有する、アルミニウムから形成されたエンドエフェクターは、組織から過度の熱を奪う場合がある。
【００１０】
エンドエフェクター材料の機械的疲労強度は、エンドエフェクターの作動寿命、ひいては、外科手術中に何回エンドエフェクターを使用できるかに、大きく影響し得る。疲労強度は、材料の耐久限度と称される場合があり、材料に、実質的に無限のサイクルで可逆的に加えられ得る応力に対応する。Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ合金は、約４１３ｋＰａの疲労強度を有し、一方、アルミニウムの疲労強度は、約１３８ｋＰａである。また、アルミニウムは、チタン合金より柔らかく、使用中、他の手術器具によってより容易に破損され、エンドエフェクターの疲労抵抗を更に減少させ得る、亀裂発生をもたらす可能性がある。
【００１１】
明らかに、手術用超音波エンドエフェクターの設計は、特定の手術用途に望ましい音響的及び機械的特徴の組み合わせを有する単一エンドエフェクター材料に使用可能な選択肢が非常に限られているため、少なくとも多少困難であった。例えば、現行のエンドエフェクターより長い超音波伝播波長及び優れた疲労強度を有し、それにも関わらず、現行のエンドエフェクターの音響効率及び熱的特徴を維持する、手術用超音波エンドエフェクターを提供することが望ましい場合がある。
【００１２】
組織を切断するのに液体ジェットを使用する、別の手術器具が、米国特許第６，３７５，６３５号によって開示される。器具は、器具の遠位端に向けて高圧液体を導き、ジェット開口部を提供するノズルを含む、圧力ルーメンを含む。器具は、ジェット開口部の反対に、器具が動作している際に液体ジェットを受容するための排出ルーメンを更に含む。
【００１３】
〔課題を解決するための手段〕
一態様では、超音波手術システムは、近位端及び遠位端を有する、超音波伝送部材を含む。超音波作動エンドエフェクターは、伝送部材の遠位端に取り付けられる。加圧流体デリバリーシステムは、少なくとも１つの流体源と連通している、流体ノズルを含む。流体ノズルは、使用中、軟組織に、エンドエフェクターから軟組織を遠ざける速度で加圧流体を供給するように配設及び構成される。
【００１４】
別の態様では、超音波手術システムは、超音波伝送部材、及び伝送部材に取り付けられた超音波作動エンドエフェクターを含む。シースは、エンドエフェクターに対して可動式である。シースは、エンドエフェクターによる組織との相互作用を阻止するためにシースがエンドエフェクターを被覆する第１の構成と、エンドエフェクターが組織と相互作用するようにシースを越えて露出される第２の構成と、を有する。
【００１５】
第３の態様では、超音波手術システムを使用して組織を処理する方法が提供される。方法は、超音波伝送部材の遠位端に取り付けられた超音波作動エンドエフェクターを、組織に近接して設置する工程を含む。加圧流体は、少なくとも１つの流体源と連通している流体ノズルを含む加圧流体デリバリーシステムを使用して、軟組織に、エンドエフェクターから軟組織を遠ざける速度で向けられる。
【００１６】
第４の態様では、超音波手術システムは、患者に外科手術を実施するように適合された遠位端と、操作者が制御できるように適合された近位端と、を有する手術器具を含む。器具は、器具の遠位端に向けて高圧液体を導くのに十分なバースト強度を有する圧力ルーメンを含む。圧力ルーメンは、ジェット開口部を提供する少なくとも１つのノズルを含む。ノズルは、そのノズルを通って流れる高圧の液体として液体ジェットを形成するように形状化される。排出ルーメンは、器具が動作中の際に液体ジェットを受容するため、及び液体カラムの形で手術部位から液体を供給するために、断面積を有し、ジェット開口部と反対側に、そのジェット開口部から所定の距離で設置することができる、ジェット受容開口部を含む。超音波システムは、圧力ルーメン、液体ジェット、排出ルーメン、及び液体カラムのうちの１つ以上に超音波エネルギーを付与するように構成される。
【００１７】
第５の態様では、超音波手術システムは、近位端及び遠位端を有する超音波伝送部材を含む。超音波作動エンドエフェクターは、伝送部材の遠位端に取り付けられる。エンドエフェクターは、金属材料のマトリックス内に配置されたダイヤモンド粒子を含む、複合エンドエフェクターである。ダイヤモンド粒子は、使用中に組織と接触するために、エンドエフェクターの表面において露出している。
【００１８】
本発明の１つ以上の実施形態の詳細を、添付図及び以下の説明で明らかにする。本発明の他の特長、目的、及び利点は、説明及び図面、並びに特許請求の範囲から明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】加圧流体を供給することができる、超音波手術器具の実施形態。
【図２ａ】使用中の図１の手術装置の遠位端の詳細図。
【図２ｂ】使用中の図１の手術装置の遠位端の詳細図。
【図３】加圧流体を供給することができる超音波手術器具の別の実施形態。
【図４】可動式シースアセンブリを含む超音波手術器具の別の実施形態の斜視図。
【図５】延びた構成及び引っ込んだ構成の、図４の超音波手術器具の部分的な側断面図。
【図６】延びた構成及び引っ込んだ構成の、図４の超音波手術器具の部分的な側断面図。
【図７】組織と接触している、図５の超音波手術器具の遠位端の部分的な詳細側断面図。
【図８】骨を切断するための、引っ込んだ構成の図６の超音波手術器具の遠位端の部分的な詳細側断面図。
【図９】可動式シースアセンブリを含む、超音波手術器具の別の実施形態の部分図。
【図１０】可動式シースアセンブリを含む、超音波手術器具の別の実施形態の部分図。
【図１１】可動式シースアセンブリを含む、超音波手術器具の別の実施形態の部分図。
【図１２】加圧流体デリバリーシステム及び可動式シースアセンブリを含む、超音波手術器具の別の実施形態。
【図１３】延びた構成及び引っ込んだ構成の、図１２の線１３−１３に沿った、超音波手術器具の側断面図。
【図１４】延びた構成及び引っ込んだ構成の、図１２の線１３−１３に沿った、超音波手術器具の側断面図。
【図１５Ａ】超音波手術器具の別の実施形態の断面図。
【図１５Ｂ】超音波手術器具の別の実施形態の断面図。
【図１５Ｃ】超音波手術器具の別の実施形態の断面図。
【図１５Ｄ】超音波手術器具の別の実施形態の断面図。
【図１６】超音波伝送アセンブリの実施形態の斜視図。
【図１７】図１６の線１７−１７に沿った、超音波伝送アセンブリの断面図。
【図１８】超音波伝送アセンブリの別の実施形態の斜視図。
【図１９】超音波手術器具の別の実施形態の線図。
【図２０】図１９の超音波手術器具の遠位端の詳細図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の詳細を説明する前に、本発明は、その用途又は使用において、添付の図面及び説明に例示される部品の構成並びに配設の詳細に制限されないことが留意されるべきである。例示的な実施形態は、他の実施形態、変形物、及び修正物に導入又は組み込まれてもよく、様々な方法で実践又は実施されてもよい。更に、特に指示がない限り、本明細書に採用される用語及び表現は、読者の便宜上、例示的な実施形態を説明するために選択されており、本発明を制限するためではない。
【００２１】
図１を参照すると、例示的な超音波システム１０は、超音波変換器１４を有する超音波信号発生器１２、及びハンドピースハウジング１６を含む。超音波変換器１４は、超音波信号発生器１２からの電気信号を機械的エネルギーに変換し、結果として、超音波変換器１４及び超音波エンドエフェクター１８の、超音波周波数での主に長手方向振動運動を生じる。好適な発生器は、オハイオ州シンシナティ（Cincinnati）にあるエチコン・エンド−サージェリー社（Ethicon Endo-Surgery, Inc.,）から、モデル番号ＧＥＮ０４として入手可能である。音響アセンブリ２０にエネルギーが加えられると、音響アセンブリ２０を通して振動運動定在波が発生する。超音波エンドエフェクター１８の遠位端は、５５．５ｋＨｚの超音波周波数で、約１０〜２００マイクロメートルのピーク間振幅で、長手方向に振動してもよい。細長い内部シース２２は、導波管２４及び超音波エンドエフェクター１８の近位端を保持する。音響アセンブリ２０に沿ったいずれかの点での振動運動の振幅は、振動運動が測定される音響アセンブリに沿った位置に依存する。振動運動定在波内の最小又はゼロ交差は、一般に、節（node）（すなわち、通常、長手方向運動が最小である場所）と称され、長手方向定在波内の最大絶対値又はピークは、一般に、腹（anti-node）と称される。いくつかの実施形態では、腹とその腹に最も近い節との間の距離は、４分の１波長（λ／４）である。
【００２２】
音響アセンブリ２０のコンポーネントは、いずれかのアセンブリの長さが波長の２分の１の整数（ｎλ／２）となるように、音響的に調整されてもよく、式中、波長λは、音響アセンブリ２０の予め選択された波長、又は動作する長手方向振動駆動周波数ｆdであり、ｎは、いずれかの正の整数である。また、音響アセンブリ２０は、いずれかの好適な音響要素の配設を組み込んでもよいことが熟慮される。エンドエフェクターへの振動運動の付与に関する詳細は、例えば、米国特許第６，２５４，６２３号、同第６，９７６，９６９号、同第７，１６３，５４８号、及び２００５年１０月７日に出願された、名称が「超音波手術器具で使用するための作動機構（Actuation Mechanism For Use With An Ultrasonic Surgical Instrument）」の米国特許出願公開第１１／２４６，８２６号に記載され、これらの全ての詳細は、本明細書に完全に説明されるかのように、参照によって本明細書に組み込まれる。
【００２３】
更に図１を参照すると、超音波システム１０は、流体デリバリーシステム３０を更に含む。流体デリバリーシステム３０は、加圧流体源３２（例えば、ポンプ、圧縮器などを含む）、加圧流体源からの加圧流体をハンドピースハウジング１６に向けるための導管３４を含む。導管３４は、バルブ３８（例えば、ソレノイドバルブ）によって、外部シース３６に接続される。外部シース３６は、内部シース２２の外径より大きな内径を有し、外部シース３６と内部シース２２との間を通って加圧流体が移動することができる流体通路を形成する。流体通路は、外部シース３６の遠位端に位置する流体出口４０と連通している。例示されている実施形態では、流体出口４０は、エンドエフェクター１８の遠位端４１の近位に位置するノズルを形成する。
【００２４】
いくつかの実施形態では、超音波システム１０は、ユーザーが流体供給を制御できるようにする、制御部（この場合、ボタン４２の形態）を含む。図示されるように、ボタン４２は、ハンドピースハウジング１６上に位置する。一実施例として、ボタン４２を押す（例えば、ユーザーの指を使用して）と、バルブを開かせる信号をバルブ３８に送信し、流体を、内部シース２２と外部シース３６との間の流体通路に入れる。ボタン４２が開放されると、信号が中断され、バルブ３８が閉まり、それによって流体が流体通路に入るのを防止する。他の実施例も考えられる。例えば、制御部４２は、制御部からの信号に基づいてバルブの動作を制御するコントローラ（図示せず）に接続されてもよい。制御部４２は、ユーザーが多数の流体供給パラメーターを制御できるようにする多重設定に対応する多重入力（例えば、ボタン、スイッチ、ダイヤルなど）を含んでもよい。一実施例として、流体デリバリーシステム３０は、異なる流体の種類（例えば、液体及び気体）の複数の流体源を含んでもよい。制御部４２は、ユーザーが、流体出口４０に向けて流体通路を通して供給する、異なる流体種類又は加圧流体の種類の組み合わせを選択できるようにしてもよい。別の実施形態では、ボタン４２は、ボタンを押すこと及び開放することによって開けること並びに閉じることができる、押しボタン式機械的バルブであってもよい。
【００２５】
別のシステム実施形態では、超音波システム１０は、内部シース２２を含まず、流体通路は、外部シース３６を使用して形成され、加圧流体は、導波管２４と外部シースとの間を流れる。別のシステム実施形態では、加圧流体を供給するために、導波管２４を通って延びる中央ルーメン（要素３５）及び超音波エンドエフェクター１８が使用される。
【００２６】
別の実施例として、点線で図示されるように、それぞれの加圧流体源が異なる種類の流体を提供する多重加圧流体源３２ａ及び３２ｂが提供されてもよい。例えば、流体源３２ａは空気（又は他の気体）を提供してもよく、流体源３２ｂ（fluid source 32）は生理食塩水（又は他の液体）を提供してもよい。いくつかの実施形態では、流体源３２ａ及び３２ｂは、異なる圧力で流体を提供してもよい。一実施形態では、ハンドピースハウジング１６は、導管３４ａ及び３４ｂの端部に位置するコネクタ５６（例えば、液体密封を形成する、ねじ付き、クサビ嵌合など）と噛み合うことができる、接続／切断ポート５４を含んでもよい。ユーザーは、所望の加圧流体源３２ａ、３２ｂをポート５４に接続することによって、異なる流体種類の間で選択を行ってもよく、場合によっては、望ましくない圧力流体源を切断してもよい。
【００２７】
今、図２ａ及び図２ｂを参照すると、加圧流体ジェット４４を、軟組織を移動させる速度で、エンドエフェクター１８を越えて軟組織４６の近隣に向けることができる。図２ａは、移動させられた軟組織４６を示し、図２ｂは、骨４８を露出するために、加圧流体を使用して移動させられた軟組織４６を示す。軟組織４６の移動は、例えば、軟組織を損傷することを避けながら、骨４８などのより硬質の物質を処理することが望ましい場合に有利であり得る。例えば、脊椎の手術などの整形外科手術では、エンドエフェクター１８を使用して、周囲の軟組織の切断を避けながら、骨を切断する必要がある場合がある。エンドエフェクター１８によって流体を向けることは、使用中に、エンドエフェクター１８を冷却するという、更なる利点を提供し得る。
【００２８】
組織を損傷することなく軟組織４６を移動させるための流体が供給される速度は、所望の組織移動量、周囲組織の種類、移動される組織の量、並びに流体及び流体圧力の種類などのいくつかの要因に依存し得る。流体の速度は、出口４０の寸法及び圧力の組み合わせによって制御されてもよい。いくつかの実施形態では、使用され、約５０ｍｌ／秒等、約２０ｍｌ／秒〜１００ｍｌ／秒で供給される流体は、生理食塩水であってもよい。別の実施形態では、使用され、約６９ｋＰａ（１０ｐｓｉ）のように、約３５ｋＰａ〜１３８ｋＰａ（５ｐｓｉ〜２０ｐｓｉ）で供給される流体は、空気であってもよい。いくつかの実施では、制御部４２（図１）は、ユーザーが流体出口速度を調節できるようにする調整可能な圧力システムを提供することによって、ユーザーによって圧力を調節できるようにしてもよい。別の実施形態では、加圧流体源で圧力調節することができてもよい。
【００２９】
いくつかの実施形態では、流体デリバリーシステム３０と共に吸入システム５０が使用されてもよい。吸入システム５０は、示されるように、超音波システム１０から分離されてもよく、又は吸入システムは、超音波システムに取り付けられる、若しくはその一部であってもよい。吸入システム５０は、吸入ルーメン内に負の圧力を生じることができる真空源（図示せず）に接続される、吸入ルーメン５２を含む。吸入システム５０は、使用中に処理部位から流体及び／又は破片を取り出すために使用される。
【００３０】
図１〜図２ｂによって、外部シース３６が内部シース２２を包囲し、内部シース２２と同一の広がりを有する、同軸設計が示される一方、他の実施形態も考えられる。例えば、図３は、加圧流体を供給して軟組織を移動させるために、高圧導管５４、及び隣接したシース２２が使用される実施形態を図示する。別の実施形態では、加圧流体を供給して軟組織を移動させるために、多重高圧導管５４が使用されてもよい。更なる代替として、内部シース２２と外部シース３６との間、超音波エンドエフェクター１８と外部シース３６との間、又はエンドエフェクターを通して形成されたルーメン（図示せず）を通して、吸入が提供されてもよい。
【００３１】
図４は、軟組織を移動させることができる、超音波システム６０の別の実施形態を示す。超音波システム６０は、単に例示的なものでしかなく、他のシステムが採用されてもよい。超音波システム６０は、エンドエフェクター６２、ハンドピース６４、器具ハンドル６６、及び超音波伝送ロッドアセンブリ６８を含む。ハンドピース６４は、信号発生器からの電気信号（例えば、５５，０００Ｈｚの正弦波形）を機械的振動に変換するための超音波変換器６９（例えば、圧電変換器）を含む。例示的な信号発生器は、エチコン・エンド−サージェリー社（Ethicon Endo-Surgery, Inc）から市販される、ウルトラシジョン（Ultracision）（登録商標）モデルＨＰ０５４である。エンドエフェクター６２は、同様にエチコン・エンド−サージェリー社（Ethicon Endo-Surgery, Inc）から入手可能なモデルＤＨ１０５によって提供されるものなどの解剖用フックであってもよい。
【００３２】
ここで図５を参照すると、超音波システム６０は、固定結節点７６で導波管７４に固定されるコネクタコンポーネント７２を含む可動式シースアセンブリ７０を含む。導波管７４は、コネクタコンポーネントの導波管に対する軸方向移動を防止するために、コネクタコンポーネント７２の環状チャネル８０内に受容される取り付けセグメント７８を含む。コネクタコンポーネント７２は、環状チャネル８０と放射状部分８４とを含む軸部分８２を含む。放射状部分８４は、可動式シースアセンブリ７０のためのストップを形成する。
【００３３】
可動式コンポーネント８６は、コネクタコンポーネント７２に摺動して接続される。可動式コンポーネント８６は、コネクタコンポーネント７２の遠位に位置する遠位部８８と、コネクタコンポーネントの近位に位置する近位部９０と、を含む。放射状部分８４は、可動式コンポーネント８６の内側表面９４内に形成されるスロット９２内に受容される。スロット９２は、軸方向に延び、可動式コンポーネントがコネクタコンポーネント７２に対して軸方向に移動できるようにする。
【００３４】
偏倚部材９６（本実施形態では、バネ）は、コネクタコンポーネント７２と可動式コンポーネント８６との間に位置する。偏倚部材９６は、放射状に延びる可動式コンポーネント８６の着座面９８及びコネクタコンポーネント７２の放射状部分８４に着座する。放射状に延びる着座面９８は、スロット９２の遠位端を画定する。偏倚部材９６は、図５に示されるような延びた構成に向けて、可動式コンポーネント８６を偏倚させる。延びた構成では、可動式コンポーネント８６は、エンドエフェクター６２を越えて遠位に延びる。放射状に延びる着座面１００は、コネクタコンポーネント７２の放射状部分８４を嵌合することによって、偏倚部材９６によって印加される偏倚力による、可動式コンポーネント８６の軸方向移動を更に防止する。着座面１００は、スロット９２の近位端を形成する。
【００３５】
図６は、力Ｆが、偏倚部材９６によって可動式コンポーネント８６に印加される軸方向偏倚力を上回る、引っ込んだ構成の可動式シースアセンブリ７０を示す。この力Ｆは、導波管７４に対して近位で可動式コンポーネント８６を軸方向移動させ、スロット９２を有するコネクタコンポーネント７２は、コネクタコンポーネントの放射状部分９４に対して移動する。スロット９２は、エンドエフェクター６２が可動式コンポーネントの遠位端１０２を越えて露出されるように、可動式コンポーネント８６が十分に軸方向移動できるような寸法である。
【００３６】
組織を損傷することなく軟組織４６を移動させるために偏倚部材９６によって可動式コンポーネント８６に提供される所望の偏倚力は、所望の組織移動量、周囲組織の種類、移動される組織の量などのいくつかの要因に依存し得る。しかしながら、偏倚力は、可動式コンポーネント８６が、遠位端１０２が骨などの比較的硬質の物質と接触する際、例えば、手動で印加される力の下で、軸方向に引っ込むように選択されるべきである。例えば、図７は、可動式コンポーネント８６の遠位端１０２がエンドエフェクター６２の遠位に位置し、硬膜１０４などの軟組織と接触しており、可動式コンポーネント８６の遠位端を前方に移動させると、組織を移動させる、延びた構成の可動式シースアセンブリ７０を示す。遠位端１０２が、骨１０６などの比較的硬質の物質と接触すると、器具の継続的な前方への移動は、エンドエフェクター６２を、遠位端１０２を越えて延ばし、エンドエフェクターを露出し、可動式シースアセンブリを、図８に示されるように引っ込んだ位置に置く。器具を骨１０６から移動させ、エンドエフェクター６２は、可動式コンポーネント８６に対して移動し、可動式コンポーネントに引っ込んで戻る。
【００３７】
図９を参照すると、可動式シースアセンブリ１１０の別の実施形態は、導波管に接続される（例えば、コネクタコンポーネント７２と類似する方法で）コネクタコンポーネント１１２と、コネクタコンポーネント１１２に回転可能に接続される可動式コンポーネント１１４と、を含む。可動式コンポーネント１１４は、可動式コンポーネント１１４が周囲を回転することができる、旋回軸を画定する、本実施形態ではピン１１６によって、コネクタコンポーネント１１２に回転可能に接続される。図９に示されるような湾曲していない構成に向けて可動式コンポーネント１１４を偏倚させるために、偏倚部材（図示せず、ねじりバネなど）が使用されてもよい。代替として、可動式コンポーネント材料は、可動式コンポーネントを湾曲していない構成に向けて偏倚させるために、可動式コンポーネント１１４自体を片持ちバネとして使用できるように、十分な曲げ剛性を有するように選択されてもよい。
【００３８】
ここで図１０及び図１１を参照すると、可動式コンポーネント１１４は、エンドエフェクター６２が通過できる寸法のスロット１１８を含む。特に図１１を参照すると、偏倚力を上回るのに十分な力Ｆが可動式コンポーネント１１４に印加されると、可動式コンポーネントは、矢印１２０の方向に回転する。スロット１１８の位置及び寸法は、例えば、切断作業のために、エンドエフェクターが露出されるまで可動式コンポーネント１１４が回転する際、エンドエフェクター６２を通過させる。上記のように、偏倚部材によって可動式コンポーネント１１４に提供される偏倚力は、組織を損傷することなく軟組織を移動させるように、及び可動式コンポーネント１１４が骨などの比較的硬質の物質と接触すると、例えば、手動で印加される力を使用して可動式部材１１４が回転できるように、選択されてもよい。
【００３９】
図１２を参照すると、上述された機構のいくつかが、超音波システム１２２に統合される。超音波システム１２２は、流体デリバリーシステム１２４及び可動式シースアセンブリ１２６の両方を含む。流体デリバリーシステムは、流体源３２と、例えば、バルブ１３２を使用して流体入口１３０に連結される導管１２８と、を含む。可動式シースアセンブリ１２６は、コネクタコンポーネント１３４と、そこに摺動して接続される可動式コンポーネント１３６と、を含む。上記の可動式コンポーネント１１４のように、可動式コンポーネント１３６は、例えば、切断作業のために、エンドエフェクターを露出するために、エンドエフェクター１８に対して引っ込めることができる。
【００４０】
図１３及び図１４は、延びた構成（図１３）及び引っ込んだ構成（図１４）の可動式コンポーネント１３６を示す。図１３に見ることができるように、延びた構成では、流体開口部１３８は、コネクタコンポーネント１３４の軸方向部分１３５と可動式コンポーネント１３６との間に形成される。流体開口部１３８は、加圧流体が流体出口に向かって流体通路１４０に流れ込むことができるようにする。いくつかの実施形態では、加圧流体は、可動式コンポーネント１３６に偏倚力を提供して、延びた位置に向けて可動式コンポーネントを偏倚させるために使用されてもよい。図１４は、引っ込んだ構成の可動式コンポーネント１３６を示す。引っ込んだ構成では、可動式コンポーネント１３６の表面１４２は、コネクタコンポーネント１３４の表面１４４と嵌合し、それによって流体開口部１３８を閉じ、流体が流体通路１４０に流れ込むのを防止する密封を形成する。理解できるように、本実施形態では、可動式コンポーネント１３６及びコネクタコンポーネント１３４は、流体出口への流量を制御できるようにする機械的バルブを形成する。いくつかの実施では、可動式コンポーネント１３６及びコネクタコンポーネント１３４によって形成される機械的バルブは、流体開口部１３８寸法の調節によって、加圧流量の段階的制御を提供してもよい。これは、「全開」流速と「全閉」流速との間で流量を調節できるようにする。
【００４１】
別の実施形態では、可動式コンポーネント１３６は、手動で調節され、それによって手動で調節可能な機械的バルブを形成し、ユーザーは、流体開口部１３８の寸法を手動で制御することができる。更に別の実施形態では、シースが引っ込められた際にのみ（例えば、切断中）流体を流す延びた位置の可動式シースを用いて流れを遮断するために、可動式コンポーネント１３６が使用される。
【００４２】
図１５Ａ〜図１５Ｄは、コンポーネント１４１及び１４３の１つ又は両方を、もう一方に対して回すことによって開閉することができる、調節可能な機械的バルブを含む、例示的な実施形態を示す。コンポーネント１４１及び１４３は、それぞれ、流体を流体出口に供給するために使用される流体通路１４５及び１４７を含む。図１５Ｃは、互いに対して９０度回転されたそれぞれの通路１４５及び１４７と閉じた構成で接続されたコンポーネント１４１及び１４３を示す。図１５Ｄは、互いに対して回転されており、それによって流体流路１４９及び１５１を開く、コンポーネント１４１及び１４３を示す。
【００４３】
戻って図１〜図１４を参照すると、エンドエフェクター１８及び６２、並びに関連する導波管は、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖなどのチタン合金、アルミニウム合金、又はいずれかの他の好適な材料から単一形成されてもよい。あるいは、エンドエフェクターは、導波管と同一の材料、又は代替材料から別個に形成されてもよい。次いでエンドエフェクターは、例えば、ねじ接続又は溶接によって、導波管に取り付けられてもよい。当該技術分野において周知であるように、エンドエフェクターの近位端は、最も遠位の導波管の振動節点の近くに位置してもよい。エンドエフェクターの遠位端は、振動腹点の位置に対応する。したがって、エンドエフェクターの長さは、特定の超音波エネルギー入力周波数でのエンドエフェクターの材料組成物の特徴である音波長の４分の１にほぼ等しい。例えば、エンドエフェクターが、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖから形成される場合、固有波長は約８７ｍｍであり、エンドエフェクターの長さは約２２ｍｍである。
【００４４】
しかしながら、エンドエフェクター１８、６２を混合材料から形成し、それによって複合エンドエフェクターを提供することが望ましい場合がある。今、図１６を参照すると、超音波手術器具のための超音波伝送アセンブリ１５０の第１の実施形態の遠位部の斜視図が示されている。図１７は、図１６の線１７−１７で切り取ったアセンブリ１５０の断面図である。アセンブリ１５０は、上述される導波管と類似してもよい導波管１５２を含む。導波管１５２の遠位端は、第１の振動節点１５６の近くの複合エンドエフェクター１５４の近位端に取り付けられる。また、節点１５６は、エンドエフェクターの近位端１５４のわずかに近位に定置されてもよい。図１６に示される座標系は、アセンブリ１５０の長手方向軸１５８がｚ軸に対して平行となるように定義される。複合エンドエフェクター１５４は、円形断面を有する円筒形の第１の部分１６０を含む。第１の部分１６０は、長手方向軸１５８と同軸でありエンドエフェクター１５４の遠位端と近位端との間に延びる穴１６２（空洞とも称される）を有する。円筒形の第２の部分１６４は、穴１６２の内部に定置されてもよく、穴１６２を実質的に充填してもよい。第１の部分１６０内の穴１６２は、振動節点１５６の近くに延びるように示されるが、この手段の別の実施形態は、穴１６２を、材料を通る単一又は多重波長の一部から最大導波管１５２全体を含むまで延ばすことができることに留意するべきである。
【００４５】
第１の部分１６０は、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖなどのチタン合金及び７０７５−Ｔ６などのアルミニウム合金を含む、多数の好適な材料のうちのいずれか１つであってもよい、第１の材料から形成されてもよい。第１の部分１６０は、超音波手術器具の通常の取り扱い、セットアップ、及び操作中の構造的応力に耐えるために、第２の部分１６４に比較的頑丈な外装を提供する。第１の部分１６０は、超音波手術器具の超音波駆動ユニットによって提供されてもよいものなどの超音波エネルギー入力によって励起されると、例えば、第１の波長で、特徴的に（「特徴的に」は、通常、材料によって呈される音響特性を指す）振動する。超音波エネルギー入力の一実施例は、約５５．５ｋＨｚの周波数で約３ワットである。第１の波長の一実施例は、約８７ｍｍである。
【００４６】
第２の部分１６４は、アルミナ、窒化アルミニウム、ジルコニア、炭化ケイ素、窒化シリコーン、サファイア、及びルビーを含む、多数の好適な材料のうちのいずれか１つであってもよい、第２の材料から形成される。第２の部分１６４は、エンドエフェクター１５４の一部分にのみ延びてもよく、又は長さ全体に延びてもよい。第２の部分１６４は、超音波エネルギー入力によって別々に励起されると、例えば、第２の波長で特徴的に振動する。第２の波長は、第１の部分１６０の第１の波長より実質的に大きくてもよい。第２の波長の一実施例は、約１７４ｍｍである。
【００４７】
第１の部分１６０及び第２の部分１６４は、ろう着、フリッティング、及び機械的連結を含むが、これらに限定されない多数の好適なプロセスのうちのいずれか１つ又はその組み合わせを用いて、共に接合されてもよい。第１の部分１６０及び第２の部分１６４が共に接合され、超音波エネルギー入力によって励起されると、複合エンドエフェクター１５４は、第１の波長と第２の波長との間である複合波長で、特徴的に振動する。
【００４８】
同様に、熱伝導率、超音波出力伝送効率、及び疲労強度を含む、エンドエフェクター１５４の他の材料特性のうちの１つ以上は、複合固有値を有してもよい。更に、材料特性に関連するそれぞれの複合固有値は、第１の部分１６０及び第２の部分１６４の材料特性の固有値によって定義される範囲内であってもよい。
【００４９】
例えば、いくつかの実施形態では、チタン合金などの第１の部分１６０を形成する材料は比較的低い熱伝導率を有するように選択されてもよく、アルミニウム合金などの第２の部分１６４を形成する材料は比較的高い熱伝導率を有するように選択されてもよい。一実施形態では、第２の部分１６４はエンドエフェクター１５４の幅Ｗ全体の約３０〜７０パーセント（例えば、約５０パーセント）であり、第１の部分１６０が幅Ｗの残りを構成してもよい。この例示的な配設は、いずれかの材料単体から作製されたエンドエフェクターの熱伝達係数間のいずれかの複合熱伝達係数を提供するべきである。有利なことに、活動領域内の組織から離れて熱を伝達することができるエンドエフェクターが提供されてもよいが、それ程速くはないため、高速の組織離断は不可能である。
【００５０】
図１７に示されるように、第２の部分１６４は、長さ全体に沿って、均一の直径を有してもよい。他の実施では、第２の部分１６４及び／又は第１の部分１６０は、直径を、均一に、又は更には互いに一定に、先細にしてもよい。複合エンドエフェクター１５４の最適性能を継続して保証するために、第１の部分１６０及び第２の部分１６４は、強力な固着で、接触面間の全領域内の空隙が最小となるように、共に接合されてもよい。複合エンドエフェクター１５４を作製するための方法は、チタン合金などの第１の材料から形成された第１のロッドを提供し、せん孔プロセスなどによって第１のロッドの近位端と遠位端との間に延びる長手方向穴を作る工程を含んでもよい。例えば、第１のロッドは約５ミリメートルの外径を有してもよく、長手方向穴は約４ミリメートルの直径を有してもよい。方法は、人工サファイアなどの第２の材料から形成された第２のロッドを提供し、第２のロッドの直径を第１のロッドの長手方向穴にぴったりと嵌まるように寸法化する工程を更に含んでもよい。方法は、接合プロセスによって、第１のロッドを第２のロッドに接合する工程を更に含んでもよい。接合プロセスは、例えば、フリッティングプロセス、ろう着プロセス、機械プロセス、又はそのようなプロセスの組み合わせであってもよい。
【００５１】
ペースメーカーハウジングを通る、生体適合性の密閉された長持ちする電気導線「フィードスルー」を作製するためのフリッティングプロセス及びろう着プロセスは、心臓ペースメーカー産業界において周知である。フリッティングプロセスは、９５％アルミナ又は１００％アルミナ（サファイア）などのセラミックを、チタン、ステンレススチール、又はモリブデンなどの金属に固着するために使用されてもよい、セラミックを金属に密封するプロセスを含む。セラミック（図１７のエンドエフェクター１５４の第２の部分１６４など）は、粉末高融点金属又は薄膜スパッタ金属化技術を使用して、金属化されてもよい。次いで、金属化セラミックは、高圧で金属（図１７のエンドエフェクター１５４の第１の部分など）に保持され、セラミックと金属を共に固着するために、ある期間、高熱が施されてもよい。
【００５２】
また、そのようなろう着合金は、超音波エネルギー入力の伝播に関して、一般に、「損失性」（すなわち、ろう着合金は、音響エネルギーを効率的に伝播せず、急速に熱を発生させる傾向がある）であるが、ろう着合金（例えば、銀、金、又は金−銅）を用いて、第２の部分１６４と第１の部分１６０を共にろう着することも可能である。しかしながら、銀、金、及び同類のものなどの損失性材料からの第２の部分１６４の形成を含む、エンドエフェクター１５４の組成物への損失性材料の使用は、エンドエフェクター１５４を、流体環境で使用するのに特に好適なものにする可能性がある。例えば、外科医は、体液下の組織を切断及び／又は凝固するために、エンドエフェクターから迅速に熱を放散する、超音波手術器具を頻繁に用いる。結果として、組織を切断及び／又は凝固するのに必要とされる時間が大幅に増加し、これは、患者にとって非常に費用のかかるものであり得る。エンドエフェクターが体液に浸水する場合にさえ、そのような外科手術に、損失性材料から構成され、組織を切断及び凝固するために特に適合したエンドエフェクターを有する超音波器具が提供されてもよい。損失性材料の自己発熱を、エンドエフェクター１５４と接触している組織の自己発熱に組み合わせることによって、システムが、組織内のタンパク質を変性させるため、及び組織を切断／凝固するために必要な熱を提供できるようにしてもよい。更に、損失性の材料の内側芯の周囲にチタン合金又は他の非損失性合金の外部シースを利用することによって、複合エンドエフェクターの自己発熱量を制御することができる。
【００５３】
第２の部分１６４を第１の部分１６０に機械的に接合又は連結する工程は、第２の部分を第１の部分１６０の穴の中に圧入する工程、又は第１の部分を第２の部分上に機械的に押し付ける工程を含んでもよい。あるいは、例えば、穴の直径を大きくするために、第２の部分１６４を穴の中に定置する前に、第１の部分１６０が加熱される、熱プロセスが使用されてもよい。次いでアセンブリは、第１の部分１６０が第２の部分１６４上にきつく収縮するように、冷却されてもよい。別の実施形態では、第１の部分１６０及び第２の部分１６４は、共にねじ止めされる。また、当業者にとって明らかであるように、様々な他の周知の機械プロセスが使用されてもよい。
【００５４】
当業者は、複合エンドエフェクターが、複数個の部分を含んでもよく、それぞれの部分が多数の構成のうちのいずれか１つを有してもよく、部分が多数の配設のうちのいずれか１つで共に接合されてもよいことを認識するであろう。それぞれの部分は、いずれかの他の部分の材料と同一又は異なる材料で作製されてもよい。したがって、超音波エネルギー入力によって励起したときの複合波長、構造強度、構成（長さを含む）、質量分布、製造原価、動作寿命、熱伝導、及び熱発生に関するが、これらに限定されない、特性の所望の組み合わせを有する複合エンドエフェクターを提供することができる。それぞれの部分は複数の材料のうちの１つから形成されてもよく、それぞれの材料が、超音波エネルギー入力によって励起されると材料特性の固有値を呈し、複合エンドエフェクターが、超音波エネルギー入力によって励起されるとそれぞれの材料の固有値のうちのいずれか１つと異なる複合固有値を呈する。
【００５５】
また、複合エンドエフェクターが、超音波エネルギー入力によって励起されるとエンドエフェクターを通しての破壊伝播に対して向上した耐性を呈するように、材料から形成されて共に接合された複数個の部分を有する複合エンドエフェクターを超音波手術器具に提供することも可能である。部分のうちの少なくとも１つは、積層部分内で生じた破壊が隣接した部分を通して伝播しないように、隣接した部分に接合された積層部分であってもよい。
【００５６】
ここで図１８を参照すると、いくつかの実施形態では、エンドエフェクター１７０は、焼結した若しくはＨＩＰ処理されたチタン又はアルミニウム合金などの金属マトリックス１７４内に配置された、ダイヤモンド、酸化アルミニウム粒子などの小さな硬質粒子１７２を含んでもよい。粒子は、接着剤を用いて、又はコーティングの一部として、適用することができる。粒子１７２は、組織と接触できるように、エンドエフェクター１７０の表面において露出している。粒子１７２の追加は、組織と接触しているエンドエフェクター１７０の磨耗作用を増加する。いくつかの実施では、増加した磨耗作用のため、使用中にエンドエフェクター１７０に水を注ぐことが望ましい場合がある。
【００５７】
図１９を参照すると、液体ジェット手術システム１８０の実施形態が示されている。液体ジェット手術システム１８０は、ユーザーの手中に定置するように構成された握り領域１８８を有する、本体１８６を含む近位端を有する手術用ハンドピースである、液体ジェット手術器具１８２を利用する。手術器具１８２は、圧力ルーメン１９２及び排出ルーメン１９４を含む、遠位端１９０を有する。
【００５８】
図示されている実施形態では、手術器具１８２は、圧力ルーメン１９２及び排出ルーメン１９４を少なくとも部分的に包囲し、器具１８２が動作中の際、圧力ルーメン１９２と排出ルーメン１９４との間の幾何学的構成を維持するのを助長するためにルーメンに支持体を供給する、シース１９６を更に含む。圧力ルーメン１９２は、その遠位端に、圧力ルーメン１９２によって供給され、圧力ルーメン１９２を通って流れる高圧液体として液体ジェットを形成する、ノズル１９８を更に含む。排出ルーメン１９４は、器具１８２が動作中の際、液体ジェットを受容するために、その遠位端に位置し、ジェットノズル１９８の反対側に、ジェットノズル１９８から所定の距離で定置される、ジェット受容開口部２００を含む。
【００５９】
いくつかの実施形態では、もはやジェット受容開口部２００の上に入射せず、したがって患者に、意図的ではない組織の損傷をもたらす可能性がある液体ジェットの狙い誤りにつながる可能性がある湾曲が、例えば、外科手術空間内の表面と接触することによって、ルーメンに生じるのを防ぐのに十分なほどルーメンの遠位端が剛性であるように、圧力ルーメン１９２及び排出ルーメン１９４は、構成及び支持される。圧力ルーメン１９２は、高圧液体供給導管２０６を介して、高圧ポンプ２０４と流体連通している。また、高圧液体供給導管２０６は、特定の手術用途に器具１８２を使用するために考えられる最も高い液体圧力に耐えることができるバースト強度を有さなければならない。いくつかの実施形態では、高圧液体供給導管２０６は、少なくとも３４４．７４ＭＰａ（５０，０００ｐｓｉ）に耐えるように構成された、バースト耐性ステンレススチールハイポチューブを含む。いくつかの実施形態では、ハイポチューブは、手術器具１８２の可撓性及び取り扱い性を改善するために、らせん状に巻かれてもよい。一実施形態では、高圧液体供給導管２０６は、圧力ルーメン１９２に接続することができる、ケブラー（Kevlar）強化ナイロンチューブを含む。
【００６０】
所望の外科手術を実施するのに要求される液体圧力を供給することができる、いずれかの好適なポンプであってよい、高圧ポンプ２０４は、高圧液体供給導管２０６と流体連通している。当業者は、本目的のために、ピストンポンプ及びダイヤフラムポンプを含むが、これらに限定されない、多くの種類の高圧ポンプが利用されてもよいことを、容易に理解するであろう。いくつかの実施形態では、高圧ポンプ２０４は、再利用可能なポンプ駆動コンソール２１０に連結される、使い捨てピストン又はダイヤフラムポンプを含む。高圧ポンプ２０４は、液体供給リザーバ２１４から液体を受容する、低圧力液体供給線２１２と流体連通している入口を有する。ポンプ駆動コンソール２１０は、好ましくは、液体供給導管２０６内に高圧液体を供給するための駆動力を高圧ポンプ２０４に提供するために利用することができる電動モータを含む。液体ジェット手術システム１８０の様々な他の詳細は、米国特許第７，１２２，０１７号に記載され、この詳細は、本明細書に完全に説明されるかのように、参照によって組み込まれる。
【００６１】
超音波システム２２０は、液体ジェット手術システム１８０の特定の機構に超音波エネルギーを付与するように位置する。超音波システム２２０は、超音波変換器２２４を有する超音波信号発生器２２２を含む。超音波変換器２２４は、超音波信号発生器２２２からの電気信号を機械的エネルギーに変換し、結果として、超音波変換器の主に振動運動を生じる。変換器２２４は、システムを長手方向に、横方向に、又はねじれを伴って振動させるように設計することができる。一実施形態では、変換器は、例えば、加圧流に圧力パルスを付与するために圧力ルーメン１９２の周囲に位置する放射モード変換器である。
【００６２】
ここで図２０を参照すると、超音波変換器２２４（図１９）は、圧力ルーメン１９２、排出ルーメン１９４、高圧液体ジェット２０２、及び排出ルーメン内の吸引チューブ水カラムのうちのいずれか１つ以上に振動エネルギーを付与してもよい。最初に、超音波エネルギーは、圧力ルーメン１９２に付与されてもよい。これは、例えば、圧力ルーメン１９２を長手方向に振動させ、それによって定在波による圧力ルーメンの収縮及び膨張運動を作り出すことによって達成されてもよい。先端部１９５の動的運動は、圧力パルスを作り出す。別の実施例として、変換器２２４は、圧力ルーメン１０２を包囲、又は圧力ルーメンの一部を形成し、放射モードで励起されてもよい。この励起は、変換器２２４に、圧力ルーメン１０２（可撓性である）の直径、又は変換器がルーメンの一部である場合は流体、を収縮させ、それによって圧力パルスを作り出す。超音波エネルギーを圧力ルーメン１９２に付与することによって、液体ジェット切断が向上されてもよい。場合によっては、圧力ルーメン１９２は、それ自体が、組織を切断又は凝固するために使用されてもよい。
【００６３】
いくつかの実施形態では、例えば、上述されるものと類似する方法で、排出ルーメン１９４に超音波エネルギーが付与されてもよい。超音波エネルギーを排出ルーメン１９４に付与することによって、排出ルーメン１９４内の目詰まりが防止され得る。場合によっては、排出ルーメン１９４は、それ自体が、組織を切断又は凝固するために使用されてもよい。
【００６４】
いくつかの実施形態では、高圧水ジェット２０２に超音波エネルギーが加えられてもよい。これは、圧力ルーメン１９２を長手方向に振動させ、それによって定在波による圧力ルーメンの収縮及び膨張運動を作り出すことによって、達成されてもよい。先端部１９５の動的運動は、水流２０２に振動運動を付与する圧力パルスを作り出す。別の実施例として、変換器２２４は、圧力ルーメン１０２を包囲するか又は圧力ルーメンの一部を形成し、放射モードで励起されてもよい。この励起は、変換器２２４に圧力ルーメン１０２（可撓性である）の直径、又は変換器がルーメンの一部である場合は流体、を収縮させ、それによって水流２０２に伝達される圧力パルスを作り出す。いくつかの実施形態では、上述されるものと類似する方法で、排出ルーメン１９４内の液体カラムに超音波エネルギーが加えられてもよい。
【００６５】
多数の詳細な実施形態が記載されてきた。それでもなお、様々な修正が行われてもよいことが理解されるであろう。したがって、他の実施形態は下記の特許請求の範囲の範疇にある。
【００６６】
〔実施態様〕
（１）  近位端及び遠位端を有する超音波伝送部材と、
前記伝送部材の前記遠位端に取り付けられた超音波作動エンドエフェクターと、
少なくとも１つの流体源と連通している流体ノズルを含む加圧流体デリバリーシステムと、を含む超音波手術システムであって、前記流体ノズルが、使用中、軟組織に、前記エンドエフェクターから前記軟組織を遠ざける速度で加圧流体を供給するように配設及び構成される、超音波手術システム。
（２）  前記超音波伝送部材の周囲に配置された内部シースと、
前記内部シースの周囲に配置され、前記内部シースから放射状に間隔を空けられて、前記加圧流体を前記流体ノズルに向けるための流体通路を画定する、外部シースと、を更に含む、実施態様１に記載の超音波手術システム。
（３）  ユーザーが握ることのできるハンドピースを更に含み、前記ハンドピースが、導波管に動作可能に接続された超音波変換器を含み、前記ハンドピースは、ユーザーが加圧流体供給を制御できるようにする、前記ハンドピース上に位置するユーザー制御部を含む、実施態様２に記載の超音波手術システム。
（４）  前記超音波伝送部材の周囲に配置されて、前記加圧流体を前記流体ノズルに向けるための流体通路を画定する、外部シースを更に含む、実施態様１に記載の超音波手術システム。
（５）  前記流体ノズルから、少なくとも約２０ｍｌ／秒の速度で流体を供給するように構成される、実施態様１に記載の超音波手術システム。
（６）  前記加圧流体デリバリーシステムが、複数の流体源を含む、実施態様１に記載の超音波システム。
（７）  前記複数の流体源が、第１の流体を含む第１の流体源と、前記第１の流体とは異なる第２の流体を含む第２の流体源と、を含む、実施態様６に記載の超音波システム。
（８）  前記複数の流体源が、第１の圧力で流体を提供するように構成された第１の流体源と、前記第１の圧力とは異なる第２の圧力で流体を提供するように構成された第２の流体源と、を含む、実施態様６に記載の超音波システム。
（９）  前記エンドエフェクターが、
第１の熱伝導率を有する第１の材料を含む第１の部分と、
前記第１の熱伝導率より高い第２の熱伝導率を有する第２の材料を含む第２の部分と、を含む複合エンドエフェクターである、実施態様１に記載の超音波手術システム。
（１０）  前記エンドエフェクターが、
使用中に自己発熱して組織に熱を提供する損失性材料を含む第１の部分と、
使用中に組織に提供される熱を制限する非損失性材料を含む第２の部分と、を含む複合エンドエフェクターである、実施態様１に記載の超音波手術システム。
（１１）  前記エンドエフェクターが、金属材料のマトリックス内に配置されたダイヤモンド粒子を含む複合エンドエフェクターであって、前記ダイヤモンド粒子が、使用中に組織と接触するために、前記エンドエフェクターの表面において露出している、実施態様１に記載の超音波手術システム。
（１２）  超音波伝送部材と、
前記伝送部材に取り付けられた超音波作動エンドエフェクターと、
前記エンドエフェクターに対して可動式であるシースと、を含む超音波手術システムであって、前記シースが、前記エンドエフェクターによる組織との相互作用を防止するために前記シースが前記エンドエフェクターを被覆する第１の構成、及び、組織と相互作用するために前記エンドエフェクターが前記シースを越えて露出される第２の構成を有する、超音波手術システム。
（１３）  前記シースが、前記第１の構成に向けて偏倚されるように、前記シースに動作可能に接続される偏倚部材を更に含む、実施態様１２に記載の超音波手術システム。
（１４）  前記伝送部材に固定して接続されるコネクタ部材を更に含み、前記コネクタ部材が、軸方向部分と、前記軸方向部分から外向きに延びる放射状部分と、を含み、前記第１の構成に向けて前記シースを偏倚させるために、前記コネクタ部材と前記シースとの間に前記偏倚部材が位置する、実施態様１３に記載の超音波手術システム。
（１５）  前記偏倚部材がバネである、実施態様１４に記載の超音波手術システム。
（１６）  流体デリバリーシステムを更に含み、前記シースの遠位端が、使用中に加圧流体を組織に供給するための流体ノズルを画定する、実施態様１２に記載の超音波手術システム。
（１７）  前記エンドエフェクターが、
第１の熱伝導率を有する第１の材料を含む第１の部分と、
前記第１の熱伝導率より高い第２の熱伝導率を有する第２の材料を含む第２の部分と、を含む複合エンドエフェクターである、実施態様１２に記載の超音波手術システム。
（１８）  超音波手術システムを使用して組織を処理する方法であって、
超音波伝送部材の遠位端に取り付けられた超音波作動エンドエフェクターを、組織に近接して設置する工程と、
少なくとも１つの流体源と連通している流体ノズルを含む加圧流体デリバリーシステムを使用して、軟組織上に、前記エンドエフェクターから前記軟組織を遠ざける速度で加圧流体を向ける工程と、を含む、方法。
（１９）  前記流体ノズルが、前記超音波伝送部材を包囲するシースによって画定される、実施態様１８に記載の方法。
（２０）  前記エンドエフェクターによる組織との相互作用を防止するために前記シースが前記エンドエフェクターを被覆する第１の構成、及び、組織と相互作用するために前記エンドエフェクターが前記シースを越えて露出される第２の構成、から前記シースを移動する工程を更に含む、実施態様１９に記載の方法。
（２１）  前記シースを、前記第１の構成に向けて偏倚させる工程を更に含む、実施態様２０に記載の方法。
（２２）  患者に外科手術を実施するために適合された遠位端と、操作者が制御できるように適合された近位端と、を有する手術器具であって、前記器具が、前記器具の前記遠位端に、高圧液体を導くのに十分なバースト強度を有する圧力ルーメンを含み、前記圧力ルーメンが、ジェット開口部を提供する少なくとも１つのノズルを含み、前記ノズルが、高圧で前記ノズルを通って流れる液体として液体ジェットを形成するように形状化される、手術器具と、
前記器具が動作中の際に液体ジェットを受容するために、及び液体カラムの形で手術部位から前記液体を供給するために、断面積を有し、前記ジェット開口部の反対側に、前記ジェット開口部から所定の距離で設置することができる、ジェット受容開口部を含む、排出ルーメンと、
前記圧力ルーメン、液体ジェット、排出ルーメン、及び液体カラムのうちの１つ以上に超音波エネルギーを付与するように構成された、超音波システムと、を含む、超音波手術システム。
（２３）  前記超音波システムが、前記圧力ルーメンに接続された超音波変換器を含み、前記超音波変換器が、高圧液体が前記圧力ルーメンを通って流れる間、前記圧力ルーメンに長手方向振動運動を付与するように構成される、実施態様２２に記載の超音波システム。
（２４）  前記超音波システムが、前記圧力ルーメンに接続された超音波変換器を含み、前記超音波変換器が、高圧液体が前記圧力ルーメンを通って流れる間、多重振動パルスで前記圧力ルーメンの直径を縮小するように構成される、実施態様２２に記載の超音波システム。
（２５）  前記超音波システムが、前記排出ルーメンに接続された超音波変換器を含み、前記超音波変換器が、高圧液体が前記圧力ルーメンを通って流れる間、前記圧力ルーメンに長手方向振動運動を付与するように構成される、実施態様２２に記載の超音波システム。
（２６）  前記超音波システムが、前記排出ルーメンに接続された超音波変換器を含み、前記超音波変換器が、前記液体カラムが前記排出ルーメンを通って流れる間、多重振動パルスで前記排出ルーメンの直径を縮小するように構成される、実施態様２２に記載の超音波システム。
（２７）  近位端及び遠位端を有する超音波伝送部材と、
前記伝送部材の前記遠位端に取り付けられた超音波作動エンドエフェクターと、を含む超音波手術システムであって、前記エンドエフェクターが、金属材料のマトリックス内に配置されたダイヤモンド粒子を含む複合エンドエフェクターであり、前記ダイヤモンド粒子が、使用中に組織と接触するために、前記エンドエフェクターの表面において露出している、超音波手術システム。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１５Ｄ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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