(57)【要約】手術用具の基端に、剪断ねじれモードの超音波震動を生成する第１の手段（３）が存在する。また、縦疎密モードの超音波震動を生成する第２の手段（２）も存在する。導波部（４）は、両生成手段に動作可能に接続され、そこから切開手段、凝結手段またはその両方を有する先端へ距離ｎλ／２だけ延びている。縦疎密波と剪断ねじれ波との波長の比であるλＣ：λＴは奇数である。好適には、λＣ＝ＮｘλＴである（ここで、Ｎは奇数であり、ｘは整数である）。剪断超音波振動モードの微弱な剪断運動の利点が、より強力な縦疎密波超音波震動の励起と組み合わせられる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基端にて、剪断ねじれモードの超音波震動を生成する第１の手段と、縦疎密モードの超音波震動を生成する第２の手段と、前記第１および第２の手段に動作可能に接続され、そこから切開手段、凝結手段またはその両方を有する先端へ距離ｎλ／２だけ延びている導波部とを備え、縦疎密波と剪断ねじれ波との波長の比であるλＣ：λＴは奇数である手術用具。
【請求項２】
前記比においてλＣ＝ＮｘλＴであり、Ｎは奇数であり、ｘは整数である請求項１に記載の手術用具。
【請求項３】
Ｎは３であり、ｘは１であり、前記比は３：１である請求項２に記載の手術用具。
【請求項４】
波長のより長い疎密波は、波長のより短い剪断波の節のうちの少なくとも一部と一致する節を有する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の手術用具。
【請求項５】
導波部の支持、隔離またはその両方は共通の節点にて行われる請求項４に記載の手術用具。
【請求項６】
あるときには縦振動モードで動作可能であり、あるときには剪断振動モードで動作可能である請求項１乃至５のいずれか一項に記載の手術用具。
【請求項７】
動作中、任意のときに、手術者または装置の使用者によって振動モードが選択される請求項６に記載の手術用具。
【請求項８】
振動モードを切り替えるように適合されている請求項６に記載の手術用具。
【請求項９】
振動モードが所定の周波数で一方から他方へ切り替わる請求項６に記載の手術用具。
【請求項１０】
前記所定の周波数は０．５〜５ｋＨｚであり、好適には２ｋＨｚの領域である請求項９に記載の手術用具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、肉または血管など柔軟な物質の切開、切除またはその両方のための超音波手術用具に関する。より詳細には、本発明は、次に限定されないが、特に腹腔鏡手術システムにおける、柔軟な物質の凝固切開（ｈａｅｍｏｓｔａｔｉｃ  ｃｕｔｔｉｎｇ）用の用具に関する。
【背景技術】
【０００２】
縦モードで振動する超音波用具によって、組織の切断、焼灼またはその両方を行うことは知られている。それらの用具には、そのようなモードで長期間使用すると、使用されている用具の端部の向こうに延びている領域において組織に影響を与える可能性があるという欠点が存在する。第１の理由により、出願人らによる特許文献１に記載のように、剪断モードの超音波震動を利用する用具が開発された。そのような剪断振動可能な装置を使用すると、非常に正確に特定の点へ出力を向けることが可能である。しかしながら、対処される組織が大きい場合には、導波部の先端の口部の寸法を大きくすることが有利である。この場合、振動の剪断モードの波長が比較的短いことが利点となり得る。
【０００３】
剪断超音波振動モードの微弱な剪断運動の利点が、より強力な縦疎密波超音波震動の励起と組み合わせられる場合、有利である。
単一の周波数活性化が、その有効長が動作周波数の４分の１波長に関連する先端ブレードに提供される。周波数が大きいほど、ブレードの有効長は短い。このため、剪断モードにて５０ｋＨｚで動作するチタン導波部では、ブレードの長さは、第１の先端モード位置を規定する４分の１波長である１５．５ｍｍまでに限定される。５０ｋＨｚの疎密波についての対応するブレード長さは、２４．５ｍｍになる。
【０００４】
各振動モードにはそれぞれ利点が存在するが、どのような場合であっても、両方のモードを同時に使用して用具を動作させることは不適切である。
【特許文献１】英国特許２３３３７０９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明の１つの目的は、一方は剪断モード、他方は縦モードで励起する、異なる２つの切り替えられる周波数で間欠的に導波部を動作させることができる用具を提供することである。実用的なシステムを製造するには、当然のことながら、充分に規定された節面にて導波部を隔離する必要がある。これは、２つの動作モードにおいて節点変位が一致するようにすることによってのみ、達成可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様では、基端にて、剪断ねじれモードの超音波震動を生成する第１の手段と、縦疎密モードの超音波震動を生成する第２の手段と、両生成手段に動作可能に接続され、そこから切開手段、凝結手段またはその両方を有する先端へ距離ｎλ／２だけ延びている導波部とを備え、縦疎密波と剪断ねじれ波との波長の比であるλＣ：λＴは奇数である手術用具を提供する。
【０００７】
この比は、好適にはλＣ＝ＮｘλＴである。ここで、Ｎは奇数であり、ｘは整数である。
好適には、Ｎは３であり、ｘは１であり、この場合、比は３：１である。
【０００８】
いずれの場合にも、波長がより長い疎密波は、波長がより短い剪断波の節のうちの少なくとも一部と一致する節を有する。
この場合、導波部の支持、隔離またはその両方は共通の節点にて行われる。
【０００９】
有利には、この用具は、あるときには縦振動モードで動作可能であり、あるときには剪断振動モードで動作可能である。
動作中、任意のときに、手術者または装置の使用者によって振動モードが選択されてよい。
【００１０】
これに代えて、この用具は振動モードを切り替えるように適合されてよい。
振動モードが所定の周波数で切り替わってよい。
この所定の周波数は０．５〜５ｋＨｚ、好適には２ｋＨｚの領域であってよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
ここで、例として、添付の図面を参照し、本発明の一実施形態についてより詳細に説明する。
図面を参照する。図１には、主として腹腔鏡術における使用のための手術用具を示す。
【００１２】
この手術用具は、その基端にて、２つの圧電セラミックトランスデューサ超音波駆動部に接続された変換ホーン１と、長手軸方向に波長λＣの縦疎密波を生成するように機能する第１の駆動部２と、正接方向に波長λＴの剪断波を生成するように機能する第２の駆動部３とを備える。
【００１３】
動作中、これらの波形のうちのいずれかが導波部４に沿って送出される。導波部４は、λＣおよびλＴの両方に対しｎλ／２の長さを有する。
導波部４の先端には、導波部によって形成される口部の振動可能な１つの腕と、導波部の覆い（図示せず）にヒンジによって取り付けられ、この口部の振動可能な腕と係合するように移動し、また係合を解くように動作可能な口部の振動可能でない他のパッシブ腕５とによる、ヒンジを有する口部構成が存在する。
【００１４】
ここで、用具の長さに沿って両モードにおける代表的な波形を示す図２を参照すると、口部の先端に伝達される出力は次式によって与えられることが分かる。
剪断波出力ＰＴは次式によって規定される：
【００１５】
【数１】
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【００１６】
ここで、ξＴ０は先端チップにおける粒子速度であり、φは先端からの位相角を表し、Ｗは組織のインピーダンスである。Ｗはρ・ｃと等しく、ここで、ρは組織の密度であり、ｃは組織中での音速である。なお、先端チップではφ＝０°、口部ピボットではφ１＝１８０°である。
【００１７】
疎密波出力ＰＣは次式によって規定される：
【００１８】
【数２】
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【００１９】
ここで、ξＣ０は疎密波の粒子速度であり、Ｆはブレード／組織界面における平均摩擦力である。Ｆはｐ・ａ・μと等しく、ｐは組織に加えられる圧力であり、ａはブレードと組織との間の接触面積であり、μは摩擦界面における摩擦係数である。
【００２０】
各波形は、順番に、好適には約２ｋＨｚの波切替周波数で、適用される。伝達出力は、積ＰＴ・Ｔ１およびＰＣ・Ｔ２の和であり、ここで、Ｔ１およびＴ２は、それぞれ剪断波間隔および疎密波間隔である。しかしながら、間隔は対処される間隔に応じて、所定のプログラムによって変更可能であってよい。
【００２１】
本発明を具体化した用具を使用すると、通常の場合よりも大きい物質に対し非常に特定的な剪断モード技術を利用して機能することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明を具体化した超音波によって出力供給される手術用具の概略図。
【図２】図１の手術用具に沿って生成可能な波形を示す図。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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