(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動数が２０乃至１００ＫＨｚの超音波振動を発振する超音波振動発振器と、
低周波振動発振器と、
超音波振動発振器によって超音波振動数で振動する超音波振動子、低周波振動発振器によって低周波振動数で振動する低周波振動子、および前記両振動子に連結された患部接触子を有するハンドピースと、
超音波振動子のみを振動させて力学的麻酔を行うように超音波振動発振器のみを作動させる作動状態において、前記患部接触子の軸線方向である縦方向の超音波振動に加えて低周波振動子によって前記縦方向に限定されない低周波振動を発生させて力学的麻酔と患部分離を促進する変調作動状態を得るように、前記低周波振動発振器を作動させる操作手段と、
を有することを特徴とする力学的麻酔兼患部分離装置。
【請求項２】
振動数が２０乃至１００ＫＨｚの超音波振動を発振する超音波振動発振器と、
低周波振動発振器と、
超音波振動発振器によって超音波振動数で振動する超音波振動子、低周波振動発振器によって低周波振動数で振動する低周波振動子、および前記両振動子に連結された患部接触子を有するハンドピースと、
超音波振動子のみを振動させて力学的麻酔を行うように超音波振動発振器のみを作動させる作動状態において、超音波振動子の超音波振動に加えて低周波振動子をも振動させて力学的麻酔と患部分離を促進する変調作動状態を得るように、前記低周波振動発振器を作動させる操作手段と、
を有し、
前記超音波振動子及び前記低周波振動子はそれぞれ電歪素子によって振動するように構成されていることを特徴とする力学的麻酔兼患部分離装置。
【請求項３】
前記超音波振動子は、前記患部接触子の軸線方向である縦方向に超音波振動を発生させ、
前記低周波振動子は、前記縦方向に限定されない低周波振動を発生させることを特徴とする請求項２記載の力学的麻酔兼患部分離装置。
【請求項４】
前記縦方向に限定されない低周波振動は前記縦方向以外の方向の振動であることを特徴とする請求項１又は３に記載の力学的麻酔兼患部分離装置。
【請求項５】
ハンドピースの超音波振動の振幅が、０．２７乃至４μｍの範囲にあることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の力学的麻酔兼患部分離装置。
【請求項６】
振動数が２０乃至１００ＫＨｚの超音波振動を発振する超音波振動発振器と、
低周波振動発振器と、
超音波振動発振器によって超音波振動数で振動する超音波振動子、低周波振動発振器によって低周波振動数で振動する低周波振動子、および前記両振動子に連結された患部接触子を有するハンドピースと、
超音波振動子のみを振動させて力学的麻酔を行うように超音波振動発振器のみを作動させる作動状態において、超音波振動子の超音波振動に加えて低周波振動子をも振動させて力学的麻酔と患部分離を促進する変調作動状態を得るように、前記低周波振動発振器を作動させる操作手段と、
を有し、
前記ハンドピースの超音波振動の振幅が、０．２７乃至４μｍの範囲にあることを特徴とする力学的麻酔兼患部分離装置。
【請求項７】
前記ハンドピースが術者により把持されるケースを有し、このケース先端から突出する前記患部接触子と同一軸線上にあるように、ケース内に前記超音波振動子および前記低周波振動子が設けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の力学的麻酔兼患部分離装置。
【請求項８】
前記低周波振動子の振動数が、１００Ｈｚから２２０Ｈｚの範囲にあることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の力学的麻酔兼患部分離装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、力学的麻酔兼患部分離装置に係り、特に、超音波振動子に接続した患部接触子を有するハンドピースを用いて行う力学的麻酔兼患部分離装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
力学的麻酔原理は、本出願人の特公昭６０−２７２９８号公報、その他多数の特許公告公報に記載されていて公知である。特公昭６０−２７２９８号公報には歯牙切削装置が記載されており、この歯牙切削装置は、歯牙を切削する際に、歯牙の部分に超音波振動を伝達することによって患部に痛みを感じないようにする。この力学的麻酔の原理は、歯科の領域に限らず、一般的に外科および整形外科の領域にも応用可能であるが、歯牙切削の場合に例をとって力学的麻酔につき述べるに、力学的麻酔は、聴覚の伝達系に周波数特性があって超音波域の高い振動数の音声が聴こえないように、歯の動的挙動による痛覚の伝達系にも周波数特性があって、低い振動数による振動姿態は感知できるが、超音波領域の高い振動数で振動する歯の振動姿態は感知できなくなり、痛覚がなくなる特性があることに基づいている。それについては、上記特公昭６０−２７２９８号公報に詳しく記載されている。
【０００３】
患部としての歯牙に超音波振動を伝達して力学的麻酔を行うには、本出願人の例えば特公平４−６３７３号公報に記載されているように、振動数が２０乃至１００ＫＨｚで、４乃至１０μｍの片振幅をもつ超音波振動を行う振動子の先端に設けた接触子を歯牙に当て、その状態を維持する。振動子は、術者が把持するハンドピースのケース内に収容されており、かつケースの先端から突出している。
【０００４】
ところで、歯科の治療において、力学的麻酔の原理を用いて抜歯を行ったり、補綴物の除去を行う場合には、術者はかなり大きな力を用いる必要がある。例えば、抜歯の場合には、ハンドピースのケース先端から突出している接触子の先端は扁平形状にして（エレベーターとして機能させる）、術者はその扁平な先端を歯根膜の部分に強く挿入し、歯根膜を切断し歯槽骨から患歯を離すように操作する。そしてその間、振動子に超音波振動を継続させ、接触子を介して患歯に超音波振動が伝達されるようにし、麻酔効果を得る。この原理は、歯科の領域において患部である患歯の除去を行う場合に限らず、外科領域および整形外科領域で力学的麻酔を行いつつ患部を分離、除去する場合にも利用可能であるので、この種の器具を、以下力学的麻酔兼患部分離装置と呼ぶことにする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以上に述べた従来の力学的麻酔兼患部分離装置においては、例えば抜歯を行ったり補綴物の除去を行う場合、当然のこととして術者が力を入れることにより振動子の振幅が減少し、超音波振動が停止してしまうことが多かった。超音波振動が停止してしまうと麻酔効果が消失するので、患者にとっては痛みが発生し好ましくなく、しかも抜歯や補綴物除去手術が中断されるので一層好ましくない。このように超音波振動が停止するのは、力学的麻酔兼患部分離装置に、過度の力が作用して超音波振動の振幅が減少した時にそれを検出するセンサーが設けられていて、そのセンサーからの信号により超音波発振器が作動を停止するように構成されているからである。
【０００６】
本発明は、上述の問題を解決するためになされたもので、その課題は、術者が力を入れても超音波振動が停止してしまうことがないために手術が中断することがなく、しかも患者に対する麻酔効果の消失がなく、また術者が例えば抜歯や補綴物除去のために力を入れることが予想される場合には、低周波振動を生起させて、大きな力を加えることなく歯牙等の患部の分離を一層容易にすることができる力学的麻酔兼患部分離装置を得ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記課題は、振動数が２０乃至１００ＫＨｚの超音波振動を発振する超音波振動発振器と、低周波振動発振器と、超音波振動発振器によって超音波振動数で振動する超音波振動子、低周波振動発振器によって低周波振動数で振動する低周波振動子、および前記両振動子に連結された患部接触子を有するハンドピースと、超音波振動子のみを振動させて力学的麻酔を行うように超音波振動発振器のみを作動させる作動状態において、超音波振動子の超音波振動に加えて低周波振動子をも振動させて力学的麻酔と患部分離を促進する変調作動状態を得るように、前記低周波振動発振器を作動させる操作手段とを有することを特徴とする力学的麻酔兼患部分離装置によって達成される。
【０００８】
ハンドピースに術者により把持されるケースを設け、このケース先端から突出する前記患部接触子と同一軸線上にあるように、ケース内に前記超音波振動子および前記低周波振動子を設けるようにすることができる。
【０００９】
低周波振動子の振動数は、１００Ｈｚから２２０Ｈｚの範囲にあるようにするのが望ましい。
【００１０】
前記ハンドピースの超音波振動の振幅は、０．２７乃至４μｍの範囲にあるのが望ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態につき説明する。
【００１２】
図１は、本発明による力学的麻酔兼患部分離装置の歯科における一実施の形態を示している。同図において、符号２は力学的麻酔兼患部分離装置のハウジングを、また３ａ、３ｂは術者が把持する１対のハンドピースを示す。ハンドピース３ａ、３ｂは、ハウジング２内に収容されている後述の電気的発振器にコード４ａ、４ｂにより接続されている。ハウジング２の両側壁には、ハンドピース３ａ、３ｂの不使用時にハンドピース３ａ、３ｂをそれぞれ挿入して支持しておく筒状のハンドピース掛け５ａ、５ｂが取り付けられている。ハンドピース３ａ、３ｂは基本的構造が同一であるが、一例として、ハンドピース３ａは、ハンドピース３ｂの先端の患部接触子が届かないところに使用できるような患部接触子をもっており、ハンドピース３ｂは特に前歯、子供に使用するのに適した患部接触子を備えている。
【００１３】
ハンドピース３ａ、３ｂはその一方をハンドピース掛け５ａ、５ｂから引き抜いて使用する。ハンドピース３ａを使用のために引き抜いた状態を仮想線で示してある。ハウジング２には、その内部の電気的発振器や制御装置への給電コード６が接続されている。また、ハウジング２の前面には操作兼表示部７が設けられている。なお、各ハンドピース掛け５ａ、５ｂの先端には筒状の消毒容器８が取り付けられており、ハンドピース３ａ、３ｂをハンドピース掛け５ａ、５ｂに挿入している時に、、ハンドピース先端の後述の患部接触子が消毒されるようになっている。
【００１４】
図２には、ハンドピース３ａ（ハンドピース３ｂについても同様）の使用例を示している。ハンドピース３ａは、術者が把持する筒状ケース９の先端から患部接触子１０が突出する構成を有している。そして、ハンドピース３ａは、例えば抜歯の場合、図２に示すようにその患部接触子１０により歯牙１２と歯槽骨１３の間にある歯根膜１４を切削し切断するのに用いられ、それによって、患部である歯牙１２は歯槽骨１３から分離される。
【００１５】
ハンドピース３ａとハンドピース３ｂは基本的構造が同一であるので、以下、ハンドピース３ａのみについてその詳細を図３を参照して説明する。同図において、９は既に説明した筒状ケースであり、１０は上記した患部接触子である。ケース９の内部には、第１および第２の電歪素子２０Ａ、２０Ｂがケースの長手方向に隣接して取り付けられている。そして、ケース９の先端側にある第１電歪素子２０Ａの長手方向先端側に隣接して第１のホーンすなわち振動子２１Ａが設けられ、また、ケース９の後端側にある第２の電歪素子２０Ｂの長手方向後端側に隣接して第２のホーンすなわち振動子２１Ｂが設けられている。第１の電歪素子２０Ａおよび第１の振動子２１Ａは、超音波振動を発生するためのものであり、第２の電歪素子２０Ｂおよび第２の振動子２１Ｂは、低周波振動を発生するためのものである。第１の電歪素子２０Ａおよび振動子２１Ａは縦振動（長手方向振動）を発生するのに対し、第２の電歪素子２０Ｂおよび振動子２１Ｂは縦方向に限定されない不定の振動を発生するようになっている。
【００１６】
電歪素子２０Ａ、２０Ｂは絶縁板２２により隔離されている。振動子２１Ｂ、電歪素子２０Ｂ、２０Ａ、および振動子２１Ａを貫通して後側から固定ボルト２３が挿入され、これらの４部材は固定ボルト２３により一体的に固定されている。電歪素子２０Ａ、２０Ｂの内側を貫通して絶縁パイプ２４が設置され、固定ボルト２３と電歪素子２０Ａ、２０Ｂを絶縁している。
【００１７】
振動子２１Ｂの外周には環状フランジ２６が形成され、このフランジ２６によって振動子２１Ｂはケース９内に同心的に支持されている。また、振動子２１Ａの外周には環状フランジ２７が形成され、このフランジ２７によって振動子２１Ａがケース９内に同心的に支持されるとともに、このフランジ２７がケース９の内側段部２８に当接して、振動子２１Ａ、振動子２１Ｂ、電歪素子２０Ａ、２０Ｂを含む一体的組立体のケース９内での長手方向位置決めをしている。ケース９の後部の開口には後部キャップ２９がねじ込みにより施され、ねじ込まれた後部キャップ２９の先縁部と、振動子２１Ｂの前記フランジ２６との間にはスペーサリング３０が挿入されている。このようにして振動子２１Ａ、振動子２１Ｂ、電歪素子２０Ａ、２０Ｂを含む一体的組立体は、ケース９内の所定位置に固定される。
【００１８】
振動子２１Ａの先端は、ケース９の先端から突出して患部接触子１０となっている。図３に示す患部接触子１０は、図２に示すように歯根膜１４のある隙間に挿入する関係上、先端部が偏平で先端縁１０ａが円弧状をなす（側面形状を仮想線で示す）ように形成されている。なお、図３において、３１は、電歪素子２０Ａ、２０Ｂをハウジング２内の電気的発振器や制御機器に接続する線を示す。
【００１９】
図４に示すように、ハウジング９内には、電気的発振器や制御機器  が設けられる。電気的発振器は、振動数が２０乃至１００ＫＨｚの超音波振動を発振する超音波振動発振器４０Ａと、低周波振動を発振する低周波発振源器４０Ｂとからなっている。超音波振動発振器４０Ａは、振幅変調操作部４１の操作によって、制御部４２を介して例えば「高」（１００％）および「低」（５０％）の２段階の振幅変調が可能なように構成されている。また、低周波発振器４０Ｂは、制御部４３と作動停止操作部兼周波数切換え操作部４４とを備え、この操作部４４の操作によって制御部４３を介して任意に作動させたり停止させたりできるようになっており、また、操作部４４の操作によって、制御部４３を介して例えば１００Ｋｚ、１５０Ｋｚ，２２０Ｋｚの３段階の低周波を発振するように切り替え可能となっている。超音波振動発振器４０Ａには、患部接触子１０に作用する力によって患部接触子１０の超音波振動の振幅が所定値より減少すると、それを検出して超音波振動発振器４０Ａを停止させるセンサー４７が接続されている。
【００２０】
次に、以上に説明した力学的麻酔兼患部分離装置の作用を抜歯の場合について説明する。抜歯の場合にはまず、抜歯の際にエレベーターとして用いうる先端が偏平形状の患部接触子１０をもつハンドピース、例えばハンドピース３ａを使用する。このためには、まず図１において、ハウジング２のメインスイッチ５０を投入し、次いで例えばハンドピース３ａをハンドピース掛け５ａから抜いて把持する。ハンドピース３ａを図１に仮想線で示すようにハンドピース掛け５ａから抜くと、他方のハンドピース３ｂは仮にハンドピース掛け５ｂから抜いても作動不能となる。
【００２１】
この状態では、前記メインスイッチ５０の投入によって、図４において制御部４２を介して超音波発振器４０Ａが作動を開始しており、したがって超音波発振器４０Ａからの発振電流が前記電歪素子２０Ａに流れ、これにより電歪素子２０Ａが発振電流に応じた縦方向（長手方向）の超音波振動をしている。したがって、電歪素子２０Ａに連結された振動子２１Ａは電歪素子２０Ａの超音波振動と同じ超音波周波数で振動し、それが患部接触子１０に伝達され、患部接触子１０は超音波周波数で縦方向に振動する。
【００２２】
そして、このように患部接触子１０が超音波周波数で振動している状態では、直列配置の複数のランプからなる周波数表示ランプ部５１（図１）が、超音波周波数に対応する特定の順序で点灯して超音波周波数の振動が発生するようにセットされていることを表示する。この状態で術者がハンドピース３ａを把持して、例えば図２に示すようにハンドピース３ａの患部接触子１０を、歯牙１２と歯槽骨１３の間の隙間に挿入し、歯根膜１４を切削し切断する。この際、あまり大きな力を要せずに歯根膜１４を切削して切断でき、歯牙１２を歯槽骨１３から分離することができれば、そのままで済む。
【００２３】
ところが、歯根膜１４の切削、切断に大きな力を要する場合には、従来は、センサー４７（図４）が患部接触子１０に作用している超音波振動の振幅の減少を検知して、超音波発振器４０Ａを停止してしまっていた。これでは、麻酔作用が停止するので抜歯作用を中断しなければならなくなる。この問題を解消するために、本発明においては、歯根膜１４の切削、切断に大きな力を要することが予想される場合には、術者は予め、図１に示す操作スイッチ５２を押すようになっている。
【００２４】
この操作スイッチ５２は複数（図示の実施の形態では３個）の操作ボタンからなり、これらの操作ボタンの押圧の組み合わせによって、前記１００Ｈｚ、１５０Ｈｚ、２２０Ｈｚのいずれかの低周波数で、前記低周波発振器４０Ｂ（図４）が発振を行い、その低周波発振電流が前記電歪素子２０Ｂに流れ、これによって振動子２１Ｂが同じ低周波で振動を行う。そして、この低周波振動がボルト２３を介して振動子２１Ａに伝達され、振動子２１Ａに連結されている患部接触子１０は超音波振動に加えて、１００Ｈｚ、１５０Ｈｚ、２２０Ｈｚのいずれかの低周波数で低周波振動をも行う。これにより、患部接触子１０が挿入されている歯根膜の部分はもとより、歯牙および歯槽骨に超音波振動が伝達され続けて、公知の原理により麻酔作用が得られる。
【００２５】
一方、歯根膜、歯牙および歯槽骨には低周波振動も患部接触子１０によって伝達される。このように超音波振動に加えて低周波振動が与えられることによって、固有振動数が異なる歯根膜、歯牙および歯槽骨は、振動に位相差が生じることなどによって互いに離され、歯根膜の破壊が起こり、歯牙は歯槽骨から浮き上がって抜ける。このように、歯牙が歯槽骨から分離され易くなるので、結果的に患部接触子１０に大きな力を作用させなくても済み、これにより患部接触子１０への大きな力の作用による超音波発振器の停止は起きることがなくなる。
【００２６】
なお、患部接触子１０の超音波振動の振幅に関しては、本発明の場合には０．２７〜４μｍとなるように設定するのが好ましい。この振幅範囲は、本出願人の従来技術における片振幅４〜１０μｍ（特公平４−６３７３号公報）に比しかなり小さい。このように患部接触子の超音波振動の振幅を小さくすることによって、患部接触子等における発熱量が減少し、かつ患者の超音波振動の感じ方が少なくなる効果が得られる。
【００２７】
本発明では、上述のように超音波振動に低周波振動を重畳して超音波振動の変調を行うわけであるが、この変調の度合い、すなわち変調度は、例えば５０％および１００％の２段階に調節することができるようにする。変調度を変える操作は、図１に示す操作スイッチ５２の複数の操作ボタンの押圧の異なる組み合わせによって行うことができる。
【００２８】
歯科治療における抜歯や補綴物除去に関連して本発明の実施の形態の構成および作用を以上に説明したが、本発明の原理は、歯科のみでなく外科や整形外科の分野において麻酔を行いつつ人体組織の一部を除去または切除する場合にも使用することができる。したがって、本発明は外科や整形外科の分野での利用をも含むものである。
【００２９】
【発明の効果】
以上に実施の形態について説明したところから明らかなように、本発明によれば、超音波振動子のみを振動させて力学的麻酔を行うように超音波振動発振器のみを作動させる作動状態において、超音波振動子の超音波振動に加えて低周波振動子をも振動させる変調作動状態を得られるようにしたので、患部接触子に力を入れなければならない状況が予測されるときには、低周波振動子をも振動させて患部の分離を容易にし、患部接触子に大きな力を加えずに患部の分離を、従来のように患部接触子の超音波振動の停止を起こすことなく確実に行うことが可能となる。
【００３０】
また、前記ハンドピースのケース先端から突出する患部接触子と同一軸線上に、ケース内に超音波振動子および低周波振動子を設けることによって、患部接触子へ超音波振動のみの伝達、および超音波振動と低周波振動の双方の伝達を確実に効率よく行うことができる。
【００３１】
さらに、低周波振動子の振動数を、１００Ｈｚから２２０Ｈｚの範囲にあるようにすることによって、患部の分離をもっとも効果的に行うことができる。
【００３２】
また、ハンドピースの超音波振動の振幅が、０．２７乃至４μｍの範囲にあるようにすることによって、発熱量を少なくし、かつ患者の超音波振動に対する感じ方を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による力学的麻酔兼患部分離装置の一実施の形態を示す斜視図。
【図２】図１に示す力学的麻酔兼患部分離装置のハンドピースによる抜歯の状況を示す図。
【図３】図２に示すハンドピースの詳細断面図。
【図４】図１に示す力学的麻酔兼患部分離装置のハウジング内部の超音波発信器、低周波発振器、その他の素子の関係を示すブロック線図。
【符号の説明】
２  力学的麻酔兼患部分離装置のハウジング
３ａ  第１のハンドピース
４ａ  第１のコード
５ａ  第１のハンドピース掛け
３ｂ  第２のハンドピース
４ｂ  第２のコード
５ｂ  第２のハンドピース掛け
９  ハンドピースのケース
１０  患部接触子
１２  歯牙
１３  歯槽骨
１４  歯根膜
２０Ａ  第１の電歪素子
２０Ｂ  第２の電歪素子
２１Ａ  第１の振動子
２１Ｂ  第２の振動子
２２  絶縁板
２３  固定ボルト
２４  絶縁パイプ
４０Ａ  超音波振動発振器
４０Ｂ  低周波振動発振器
５０  メインスイッチ
５１  周波数表示ランプ部
５２  操作スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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