(57)【要約】【課題】噴射対象物と噴射先端との接触状態に応じて流体の噴射動作を制御するのに好適な流体噴射装置、流体噴射装置の駆動方法及び手術用器具を提供する。【解決手段】流体噴射装置１を、容積が変更可能な流体室５０１と、流体室５０１の容積を変更する容積変更部４０５と、流体室５０１からの脈動を先端のノズル２１１の流体噴射開口部２１２に伝達する接続流路管２００と、流体を供給するポンプ２０と、ノズル２１１を第１の接触部５０ａとした第１の電極５０と、噴射対象物に貼付可能な第２の接触部５１ａを有する第２の電極５１と、第１及び第２の電極５０及び５１の通電状態を判定する通電判定部３０ｂと、容積変更部４０５を駆動する駆動部３０とを含む構成とした。そして、駆動部３０は、通電状態のときに、容積変更部４０５を動作可能に制御し、通電していない状態のときに、容積変更部４０５を動作しないように制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を加圧する流体室と、
前記流体室に連通する出口流路と、
前記出口流路と連通し、第一の直径の外周面を有する接続管であって、流体を噴射するための流体噴射開口部を含む接続管と、
前記第一の直径より大きな第二の直径の内周面を有する吸引管であって、吸引開口部を含む先端部を有し、前記外周面と前記内周面との間に吸引経路を形成した吸引管と、
前記吸引管に吸引力を付与する吸引力付与手段と、
前記吸引管の前記先端部に設けられた第１の接触部を有する第１の電極と、
前記吸引管の前記先端部において前記第１の接触部との間に絶縁体を有する位置に設けられた第２の接触部を有する第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に高周波電流を印加する高周波電流印加手段と、
を備えたことを特徴とする流体噴射装置。
【請求項２】
請求項１に記載の流体噴射装置であって、
ケ）前記流体噴射開口部は、前記吸引開口部より突出していることを特徴とする流体噴射装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の流体噴射装置であって、
前記吸引管は、前記第２の電極を除いた外周が絶縁体で被覆されていることを特徴とする流体噴射装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の流体噴射装置を用いた手術器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体を高速で噴射する流体噴射装置に係り、特に、噴射対象物と噴射先端との接触状態に応じて流体の噴射動作を制御するのに好適な流体噴射装置、流体噴射装置の駆動方法及び手術用器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、生体組織を切開または切除する流体噴射装置として、本発明者らによる流体噴射装置がある（特許文献１を参照）。
かかる流体噴射装置は、容積が変更可能な流体室と、流体室に連通する入口流路及び出口流路と、駆動信号の供給に応じて流体室の容積を変更する容積変更部とを備える脈動発生部と、出口流路に一方の端部が連通され、他方の端部が出口流路の直径よりも縮小された流体噴射開口部（ノズル）が設けられた接続流路と、接続流路が穿設され流体室から流動される流体の脈動を流体噴射開口部に伝達し得る剛性を有する接続流路管と、入口流路に流体を供給する圧力発生部とを備え、圧力発生部により一定圧力で入口流路に流体を供給すると共に、容積変更部によって流体室の容積を変更して脈動を発生し流体の吐出動作を行う。
この流体噴射装置の流体室はその容積を変更しない場合、圧力発生部からの供給圧力と流路抵抗の釣り合った状態で流体が流れている。この状態ではノズルからの流体の吐出は連続的で、その速度が遅いために組織の切除能力はほとんどない。
【０００３】
一方、流体室を急激に縮小すると、流体室の圧力が上昇する。そのとき、入口流路から流体が流体室へ流入する流量の減少量よりも、出口流路から吐出される流体の増加量のほうが大きいため、接続流路に脈動流が発生する。この吐出の際の圧力変動が、接続流路管内を伝播して、先端のノズルの流体噴射開口部から高速で流体が噴射される。
この動作を繰り返すことで高速のパルス・ジェットによる流体の吐出が可能となる。流体室の縮小拡大動作を圧電素子で行うことによって、数［msec］以下での起動停止が可能である。
このことは、本出願人らによる圧力発生部が不要である別の発明（特許文献２を参照）の流体噴射装置においても同様である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−８２２０２号公報
【特許文献２】特開２００５−１５２１２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の流体噴射装置を、例えば、ウォーターメスとして手術に適用した場合に、手術は、ノズルがほとんど患部に密着した状態で行われる。そのため、高圧で流体を噴射中にノズルが患部から離れると、流体噴射による液滴の飛散が発生し、それとともに切除されたがん細胞等の組織片が辺りに飛び散ったりする恐れがあった。
そこで、本発明は、このような従来の技術の有する未解決の課題に着目してなされたものであって、噴射対象物と噴射先端との接触状態に応じて流体の噴射動作を制御するのに好適な流体噴射装置、流体噴射装置の駆動方法及び手術用器具を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
〔形態１〕
上記目的を達成するために、形態１の流体噴射装置は、容積が変更可能な流体室と、
前記流体室に連通する入口流路及び出口流路と、
前記流体室の容積を変更する容積変更手段と、
前記入口流路に流体を供給する流体供給手段と、
前記出口流路の前記流体室と連通する側の端部とは反対側の端部に設けられた流体噴射開口部と、
前記流体噴射開口部又はその近傍の部材に設けられた電源の付与部となる導電性の第１の接触部を有する所定極性の第１の電極と、
電源の付与部となる導電性の第２の接触部を有する、前記第１の電極と対となる前記所定極性とは異なる極性の第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極とが通電しているか否かを判定する通電判定手段と、
前記通電判定手段の判定結果に基づき、前記容積変更手段の動作を制御する動作制御手段と、を備える。
【０００７】
このような構成であれば、例えば、人体などの電流を流すことが可能な流体の噴射対象物に第２の接触部を接触させた状態で、流体噴射開口部又はその近傍の部材を同じ噴射対象物又はその近傍の液体などの、噴射対象物と導通可能な物体に接触させると、流体噴射開口部又はその近傍の部材に設けられた第１の接触部が噴射対象物又はこれと導通可能な物体に接触する。これにより、噴射対象物又は、噴射対象物及びこれと導通可能な物体を介して第１の電極と第２の電極とが通電し、通電判定手段において、通電しているという判定がなされる。
【０００８】
一方、第１の接触部又は第２の接触部の少なくとも一方が噴射対象物又はこれと導通可能な物体から離れると、第１の電極と第２の電極とが通電しなくなり、通電判定手段において、通電していないという判定がなされる。
つまり、第２の接触部が噴射対象物に接触している状態で、流体噴射開口部又はその近傍の部材が、噴射対象物又はこれと導通可能な物体に接触している場合は、第１の電極と第２の電極とが通電し、噴射対象物又はこれと導通可能な物体に接触していない場合は、第１の電極と第２の電極とが通電しない。
動作制御手段は、通電判定手段において通電していると判定されると、この判定結果に基づき、例えば、容積変更手段が容積の変更動作を行えるようにその動作を制御することが可能である。
【０００９】
また、動作制御手段は、通電判定手段において通電していないと判定されると、この判定結果に基づき、例えば、容積変更手段が容積の変更動作を行えないようにその動作を制御したり、流体の噴射力が弱まるようにその動作を制御したりすることが可能である。
従って、第１の電極と第２の電極とが通電していないときに、噴射動作をさせないようにしたり、噴射力を弱めるようにしたりできるので、流体噴射開口部又はその近傍の部材が、利用者（例えば、施術者）の操作ミス等によって、噴射対象物又はこれと導通可能な物体から離れたときに、思わぬ方向への流体の噴射や、それによる切除された物質の飛散などが生じるのを防ぐことができる。
【００１０】
〔形態２〕
更に、形態２の流体噴射装置は、形態１の流体噴射装置において、前記第２の電極は、自己を前記流体の噴射対象物に前記第２の接触部が接触するように取り付け可能な取付手段を備える。
このような構成であれば、第２の電極を取付手段によって、例えば、人体などの電流が流れる噴射対象物に第２の接触部が接触するように取り付けることができる。そして、第２の電極を取り付けた状態で、流体噴射開口部又はその近傍の部材を、噴射対象物又はその近傍の導通可能な物体に接触させることで、噴射対象物（及び導通可能な物体）を介して第１の電極と第２の電極とを通電させることができ、第１の電極を噴射対象物又はこれと導通可能な物体から離す（接触させない）ことで、第１の電極と第２の電極とを通電させないようにすることができる。
【００１１】
〔形態３〕
更に、形態３の流体噴射装置は、形態１又は２の流体噴射装置において、前記流体噴射開口部又はその近傍の部材を導電性を有する部材で形成し、該流体噴射開口部又はその近傍の部材を前記第１の接触部として前記第１の電極を構成した。
このような構成であれば、装置を構成する元々の部品によって第１の接触部を構成することができるので、新たに第１の接触部を設けることなく比較的低コストで第１の電極を構成することができる。
【００１２】
〔形態４〕
更に、形態４の流体噴射装置は、形態１の流体噴射装置において、前記第１の電極及び前記第２の電極の一方を前記流体噴射開口部に設け、他方を前記近傍の部材に設けた。
このような構成であれば、流体噴射開口部及びその近傍の部材を、例えば、人体などの電流が流れる噴射対象物に接触させることで、人体を介して第１の電極と第２の電極とを通電させることができ、流体噴射開口部及びその近傍の部材を人体から離すことで、第１の電極と第２の電極とを通電させないようにすることができる。
これにより、使用前に第２の電極を噴射対象物に取り付けるなどの手間を省くことができ、使い勝手を向上することができる。
【００１３】
〔形態５〕
更に、形態５の流体噴射装置は、形態４の流体噴射装置において、前記流体噴射開口部及びその近傍の部材を導電性を有する部材で形成し、該流体噴射開口部及びその近傍の部材の一方を前記第１の接触部として前記第１の電極を構成し、他方を前記第２の接触部として前記第２の電極を構成した。
このような構成であれば、装置を構成する元々の部品によって第１の接触部及び第２の接触部を構成することができるので、新たに第１の接触部及び第２の接触部を設けることなく比較的低コストで第１の電極及び第２の電極を構成することができる。
【００１４】
〔形態６〕
更に、形態６の流体噴射装置は、形態１の流体噴射装置において、前記第１の接触部及び前記第２の接触部を前記近傍の部材に設けた。
このような構成であれば、流体噴射開口部の近傍の部材を、例えば、人体などの電流が流れる噴射対象物に接触させることで、人体を介して第１の電極と第２の電極とを通電させることができ、流体噴射開口部の近傍の部材を人体から離すことで、第１の電極と第２の電極とを通電させないようにすることができる。
これにより、使用前に第２の電極を噴射対象物に取り付けるなどの手間を省くことができるので、使い勝手を向上することができる。
更に、近傍の部材のみに第１の接触部及び第２の接触部を設けるので、流体噴射開口部及びその近傍の部材の双方に設けた場合と比較して低コストで第１の電極及び第２の電極を構成することができる。
【００１５】
〔形態７〕
更に、形態７の流体噴射装置は、形態６の流体噴射装置において、前記近傍の部材を導電性を有する部材で形成し、前記第１の接触部及び前記第２の接触部を、前記第１の接触部及び前記第２の接触部が前記噴射対象物に接触していないときに前記第１の電極及び前記第２の電極が通電しないように絶縁体を介して前記近傍の部材に配設した。
このような構成であれば、流体噴射開口部の近傍の部材を構成する元々の部品に対して絶縁加工を施すことで、第１の接触部及び第２の接触部を構成することができる。
これにより、使用前に第２の電極を噴射対象物に取り付けるなどの手間を省くことができるので、使い勝手を向上することができる。
【００１６】
〔形態８〕
更に、形態８の流体噴射装置は、形態１又は２の流体噴射装置において、前記第１の電極及び前記第２の電極間に高周波電流を印加する高周波電流印加手段と、
前記高周波電流印加手段で高周波電流を印加するときに、前記第１の電極及び前記第２の電極を、前記通電判定手段から電気的に切り離すと共に前記高周波電流印加手段に電気的に接続する切替手段と、を備える。
このような構成であれば、高周波電流印加手段によって第１の電極及び第２の電極間に高周波電流を印加することができるので、流体噴射によるウォーターメスとしての機能に加えて、電気メスとしての機能を発揮させることができる。
これにより、例えば、手術中に思わぬ出血が生じたときに電気メスによって血液を凝固させて止血するなどの措置を行うことができる。
【００１７】
〔形態９〕
更に、形態９の流体噴射装置は、形態１乃至８のいずれか１の流体噴射装置において、前記流体噴射開口部の近傍に位置するように設けられた前記近傍の部材となる吸引用の開口部と吸引した物体の通路とを有する吸引管と、
前記吸引管の開口部近傍の物体を吸引する吸引力を付与する吸引力付与手段と、を備える。
このような構成であれば、吸引力付与手段によって吸引力が付与されると、流体噴射開口部から噴射した流体や、流体の噴射により切除又は除去された物体（例えば、組織片など）を吸引することができる。
これによって、例えば、本形態の流体噴射装置をウォーターメスとして手術に用いた場合に、切除した生体組織片や吐出した流体を吸引することができるので、良好な視野を確保しながら手術を行うことができる。
また、吸引管を導電性を有する部材で構成し、吸引管の開口部を第１の接触部にして第１の電極を設けることで、吸引管の通路部を介して流れる電流を流体室近傍まで送ることができるので、第１の電極を構成するのに必要な配線を簡素化することができる。
【００１８】
〔形態１０〕
更に、形態１０の流体噴射装置は、形態１乃至９のいずれか１の流体噴射装置において、前記出口流路に一方の端部が連通され、他方の端部に前記流体噴射開口部が設けられた、前記流体室から流動される流体の脈動を他方の端部に伝達する接続流路管を備える。
このような構成であれば、流体室から流体噴射開口部までの距離を長くすることができるので、例えば、本形態の流体噴射装置をウォーターメスとして手術に用いた場合に、脳手術等の術部が奥まった場所にある様々な手術において適用可能となる。
【００１９】
〔形態１１〕
更に、形態１１の流体噴射装置は、形態９の流体噴射装置において、前記接続流路管を導電性を有する部材で形成した。
このような構成であれば、流体噴射開口部に第１の接触部を有するように第１の電極を設けたときに、第１の接触部を介して流れる電流を接続流路管を介して流体室近傍まで送ることができるので、第１の電極を構成するのに必要な配線を簡素化することができる。
【００２０】
〔形態１２〕
更に、形態１２の流体噴射装置は、形態１乃至１２のいずれか１の流体噴射装置において、前記流体供給手段は、前記流体を流体室に供給する圧力を発生する圧力発生部を有する。
このような構成であれば、圧力発生部により一定圧力で入口流路に流体を供給することができるため、容積変更手段の駆動を停止した状態においても入口流路及び流体室に流体を供給することができる。
これによって、呼び水動作を必要とせず、初期動作を開始することができる。
ここで、圧力発生部としては、例えば、一定圧力で流体を吐出するポンプを採用することができる。
【００２１】
〔形態１３〕
更に、形態１３の流体噴射装置は、形態１乃至１２のいずれか１の流体噴射装置において、前記動作制御手段は、前記通電判定手段で通電していると判定されているときに前記容積変更手段の動作を許可し、前記通電判定手段で通電していないと判定されているときに前記容積変更手段の動作を禁止するように制御する。
このような構成であれば、第１の電極と第２の電極とが通電しているときに、流体の噴射を行わせることができ、第１の電極と第２の電極とが通電していないときに、噴射動作をさせないようにすることができる。
従って、流体噴射開口部又はその近傍の部材が、噴射対象物又はこれと導通可能な物体から離れたときに、思わぬ方向への高圧力の流体の噴射や、それによって切除又は除去された物質の飛散などが生じるのを防ぐことができる。
【００２２】
〔形態１４〕
一方、上記目的を達成するために、形態１４の流体噴射装置の駆動方法は、容積が変更可能な流体室と、前記流体室に連通する入口流路及び出口流路と、前記流体室の容積を変更する容積変更手段と、前記入口流路に流体を供給する流体供給手段と、前記出口流路の前記流体室と連通する側の端部とは反対側の端部に設けられた流体噴射開口部と、流体の噴射対象物と接触する導電性の第１の接触部を前記流体噴射開口部又はその近傍の部材に有するように設けられた第１の電極と、前記流体の噴射対象物と接触する導電性の第２の接触部を有する前記第１の電極とは極性の異なる第２の電極と、通電判定手段と、動作制御手段と、を備えた流体噴射装置の駆動方法であって、
前記通電判定手段に、前記第１の電極と前記第２の電極とが通電しているか否かを判定させる通電判定ステップと、
前記動作制御手段に、前記通電判定ステップの判定結果に基づき、前記容積変更手段の動作を制御させる動作制御ステップと、を含む。
これにより、上記形態１の流体噴射装置と同等の作用及び効果が得られる。
【００２３】
〔形態１５〕
また、上記目的を達成するために、形態１５の手術用器具は、流体の噴射によって患部の治療的措置を支援する手術用器具であって、
形態１乃至形態１３のいずれか１に記載の流体噴射装置を備える。
このような構成であれば、上記形態１乃至１３のいずれか１の流体噴射装置による流体の噴射によって、腫瘍などの患部の切除などの治癒的措置の支援を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る流体噴射装置１の概略構成を示す説明図である。
【図２】本発明に係る脈動発生部１００の構造を示す断面図である。
【図３】流体噴射装置１の流体噴射部分の分解図である。
【図４】入口流路５０３の形態を示す平面図である。
【図５】駆動部３０の詳細な構成を示すブロック図である。
【図６】第１の電極５０の構成を説明する説明図である。
【図７】第１の電極５０の電極線及び駆動信号の供給線の配線構成を示す図である。
【図８】電気メスの駆動スイッチがオフ状態で、第１の電極５０及び第２の電極５１の接続先が通電判定部３０ｂとなっている状態におけるフローチャートである。
【図９】駆動信号供給部３０ｆにおける駆動信号供給処理を示すフローチャートである。
【図１０】第２の実施の形態に係る流体噴射装置３の概略構成を示す説明図である。
【図１１】（ａ）は、第１の電極５０及び第２の電極５２の構成を説明する説明図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＢ−Ｂ’断面図である。
【図１２】（ａ）は、第１の電極及び第２の電極の第１の構成を説明するための断面図であり、（ｂ）は、第１の電極及び第２の電極の第２の構成を説明するための断面図である。
【図１３】（ａ）は、第１の電極及び第２の電極の第３の構成を説明するための断面図であり、（ｂ）は、ノズル２１１、接続流路管２００及び吸引管７００の（ａ）に示すＣ−Ｃ’方向の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
〔第１の実施の形態〕
以下、本発明の第１の実施の形態を図面に基づき説明する。図１〜図９は、本発明に係る流体噴射装置、流体噴射装置の駆動方法及び手術用器具の第１の実施の形態を示す図である。
なお、本発明による流体噴射装置は、インク等を用いた描画、細密な物体及び構造物の洗浄、物体の切断や切除、手術用メス等様々に採用可能であるが、以下に説明する実施の形態では、生体組織を切開または切除することに好適な流体噴射装置を例示して説明する。従って、実施の形態にて用いる流体は、水、生理食塩水、薬液等である。
【００２６】
まず、本発明に係る流体噴射装置の構成を図１に基づき説明する。図１は、本発明に係る流体噴射装置１の概略構成を示す説明図である。
流体噴射装置１は、図１に示すように、基本構成として、流体を収容する流体容器１０と、圧力発生部としてのポンプ２０と、ポンプ２０から供給される流体を脈動流動する脈動発生部１００と、脈動発生部１００を駆動する駆動部３０と、第１の電極５０と、第２の電極５１とを含んで構成されている。
更に、脈動発生部１００には、細いパイプ状の接続流路管２００が接続され、接続流路管２００の先端部には接続流路管２００の流路径よりも小さい径のノズル２１１が挿着されている。
【００２７】
接続流路管２００は、導電性の部材から構成されており、外周を絶縁体によってコーティングされている。
ノズル２１１は、導電性の部材から構成されており、正電極となる第１の電極５０の第１の接触部としての役割を果たす。また、ノズル２１１は、挿着部を介して接続流路管２００と導通する。第１の電極５０の詳細な構成については後述する。
脈動発生部１００からは、第１の電極５０を構成する、第１の接触部となるノズル２１１と接続流路管２００を介して導通する電極線と、容積変更部４０５（図２参照）に駆動信号を供給する供給線とをひとまとめにしたケーブル４５が伸びており、該ケーブル４５の各線は、駆動部３０のそれぞれ対応する構成部と電気的に接続されている。
【００２８】
負電極となる第２の電極５１は、第２の接触部５１ａと、ケーブル５１ｂとを含んで構成されている。
第２の接触部５１ａは、人体などの流体の噴射対象物に、ケーブル５１ｂと電気的に接続された導電部分が接触するように貼り付けることができる粘着性の貼付部を有している。
ケーブル５１ｂは、一端が第２の接触部５１ａと導電部に電気的に接続され、他端が駆動部３０に電気的に接続されている。
【００２９】
次に、図１及び図２に基づき、流体噴射装置１における流体の流動を簡単に説明する。
ここで、図２は、本発明に係る脈動発生部１００の構造を示す断面図である。なお、図２において、左右方向が上下方向に対応する。また、図２は、後述する図４におけるＡ−Ａ'断面図である。
流体容器１０に収容された流体は、接続チューブ１５を介してポンプ２０によって吸引され、一定の圧力で接続チューブ２５を介して脈動発生部１００に供給される。脈動発生部１００には流体室５０１と、この流体室５０１の容積を駆動部３０からの駆動信号に応じて変更する容積変更部４０５とを備えており、この容積変更部４０５を駆動して脈動を発生し、接続流路管２００、ノズル２１１を通して流体を高速で噴射する。脈動発生部１００の詳しい説明については後述する。
【００３０】
なお、圧力発生部としてはポンプ２０に限らず、輸液バッグをスタンド等によって脈動発生部１００よりも高い位置に保持するようにしてもよい。従って、ポンプ２０は不要となり、構成を簡素化することができる他、消毒等が容易になる利点がある。
ポンプ２０の吐出圧力は概ね３気圧（０．３ＭＰａ）以下に設定する。また、輸液バッグを用いる場合には、脈動発生部１００と輸液バッグの液上面との高度差が圧力となる。輸液バックを用いるときには０．１〜０．１５気圧（０．０１〜０．１５ＭＰａ）程度になるように高度差を設定することが望ましい。
【００３１】
なお、この流体噴射装置１を用いて手術をする際には、術者が把持する部位は脈動発生部１００である。従って、脈動発生部１００までの接続チューブ２５はできるだけ柔軟であることが好ましい。そのためには、柔軟で薄いチューブで、流体を脈動発生部１００に送液可能な範囲で低圧にすることが好ましい。
また、特に、脳手術のときのように、機器の故障が重大な事故を引き起こす恐れがある場合には、接続チューブ２５の切断等において高圧な流体が噴出することは避けなければならず、このことからも低圧にしておくことが要求される。
【００３２】
次に、図２〜図４に基づき、脈動発生部１００の構造について説明する。
ここで、図３は、流体噴射装置１の流体噴射部分の分解図であり、図４は、入口流路５０３の形態を示す平面図であり、上ケース５００を下ケース３０１との接合面側から視認した状態を表している。
脈動発生部１００は、図２〜図４に示すように、４隅に螺子穴５００ａの穿設された上ケース５００と、４隅に螺子穴３０１ａ（図示は省略）の穿設された下ケース３０１とを備えている。そして、これら上ケース５００と下ケース３０１とがそれぞれ対向する面において、螺子穴５００ａ及び３０１ａが対向するように接合され、４本の固定螺子６００（図示は一部省略）を螺子穴５００ａ及び３０１ａに螺合することによって上ケース５００と下ケース３０１とが螺着されている。
【００３３】
下ケース３０１は、鍔部を有する中空筒状の部材であって、一方の端部は底板３１１で密閉されている。この下ケース３０１の内部空間に、容積変更部４０５を構成する部材の１つである圧電素子４０１が配設されている。
この圧電素子４０１は、積層型圧電素子であってアクチュエータを構成している。圧電素子４０１の一方の端部は上板４１１を介してダイアフラム４００に、他方の端部は底板３１１の上面３１２に固着されている。
また、ダイアフラム４００は、円盤状の金属薄板からなり、下ケース３０１の上面側に形成された円環状の凹部３０３内において周縁部が凹部３０３の底面に密着固着されている。ダイアフラム４００の上面には、中心部に円形の開口部を有する円盤状の金属薄板からなる補強板４１０が積層配設される。
【００３４】
この構成により、駆動部３０によって、圧電素子４０１に駆動信号を入力（動作電圧を印加）することで、圧電素子４０１が伸張、収縮し、その伸長時の上方向の力及び収縮時の下方向の力が上板４１１を上下方向に移動させる。そして、上板４１１が移動することでダイアフラム４００が変形し、流体室５０１の容積を変更する。
つまり、圧電素子４０１、上板４１１、ダイアフラム４００及び補強板４１０から容積変更部４０５が構成されている。
上ケース５００は、下ケース３０１と対向する面の中心部に円形の凹部が形成され、この凹部とダイアフラム４００とから構成され、内部に流体が充填された状態の回転体形状が流体室５０１となる。つまり、流体室５０１は、上ケース５００の凹部の封止面５０５と内周側壁５０１ａとダイアフラム４００によって囲まれた空間となる。流体室５０１の略中央部には出口流路５１１が穿設されている。
【００３５】
出口流路５１１は、流体室５０１から上ケース５００の一方の端面から突設された出口流路管５１０の端部まで貫通されている。出口流路５１１の流体室５０１の封止面５０５との接続部は、流体抵抗を減ずるために滑らかに丸められている。
なお、以上説明した流体室５０１の形状は、本実施形態では、両端が封止された略円筒形状としているが、側面視して円錐形や台形、あるいは半球形状等でもよく限定されない。例えば、出口流路５１１と封止面５０５との接続部を漏斗のような形状にすれば、後述する流体室５０１内の気泡を排出しやすくなる。
出口流路管５１０には接続流路管２００が接続されている。接続流路管２００には接続流路２０１が穿設されており、接続流路２０１の直径は出口流路５１１の直径より大きい。また、接続流路管２００の管部の厚さは、流体の圧力脈動を吸収しない剛性を有する範囲に形成されている。
【００３６】
接続流路管２００の先端部には、ノズル２１１が挿着されている。このノズル２１１には流体噴射開口部２１２が穿設されている。流体噴射開口部２１２の直径は、接続流路２０１の直径より小さい。
上ケース５００の側面には、ポンプ２０から流体を供給する接続チューブ２５を挿着する入口流路管５０２が突設されており、入口流路管５０２に入口流路側の接続流路５０４が穿たれている。この接続流路５０４は入口流路５０３に連通されている。入口流路５０３は、流体室５０１の封止面５０５の周縁部に溝状に形成され、流体室５０１に連通している。
【００３７】
上ケース５００と下ケース３０１との接合面において、ダイアフラム４００の外周方向の離間した位置には、下ケース３０１側にパッキンボックス３０４、上ケース５００側にパッキンボックス５０６が形成されており、パッキンボックス３０４，５０６にて形成される空間にリング状のパッキン４５０が装着されている。
ここで、上ケース５００と下ケース３０１とを組立てたとき、ダイアフラム４００の周縁部と補強板４１０の周縁部とは、上ケース５００の封止面５０５の周縁部と下ケース３０１の凹部３０３の底面によって密接されている。この際、パッキン４５０は上ケース５００と下ケース３０１によって押圧されて、流体室５０１からの流体漏洩を防止している。
流体室５０１内は、流体吐出の際に例えば３０気圧（３ＭＰａ）以上の高圧状態となり、ダイアフラム４００、補強板４１０、上ケース５００、下ケース３０１それぞれの接合部において流体が僅かに漏洩することが考えられるが、パッキン４５０によって漏洩を阻止している。
【００３８】
図２に示すようにパッキン４５０を配設すると、流体室５０１から高圧で漏洩してくる流体の圧力によってパッキン４５０が圧縮され、パッキンボックス３０４，５０６内の壁にさらに強く押圧されるので、流体の漏洩を一層確実に阻止することができる。このことから、駆動時において流体室５０１内の高い圧力上昇を維持することができる。
続いて、上ケース５００に形成される入口流路５０３についてさらに詳しく説明する。
入口流路５０３は、図４に示すように、上ケース５００の封止面５０５の周縁部に形成された溝部と封止面５０５に押圧固定される補強板４１０によって形成される。
入口流路５０３は、一方の端部が流体室５０１に連通し、他方の端部が接続流路５０４に連通している。入口流路５０３と接続流路５０４との接続部には、流体溜り５０７が形成されている。そして、流体溜り５０７と入口流路５０３との接続部は滑らかに丸めることによって流体抵抗を減じている。
【００３９】
また、入口流路５０３は、流体室５０１の内周側壁５０１ａに対して略接線方向に向かって連通している。ポンプ２０から一定の圧力で供給される流体は、内周側壁５０１ａに沿って（図中、矢印で示す方向に）流動して流体室５０１に旋回流を発生する。旋回流の遠心力により、流体室５０１内に含まれる低密度の気泡は旋回流の中心部に集中する。
そして、中心部に集められた気泡は、出口流路５１１から排除される。このことから、出口流路５１１は旋回流の中心近傍、つまり回転形状体の軸中心部に設けられることがより好ましい。図４の例では、入口流路５０３は平面形状が渦巻状に湾曲されている。入口流路５０３は、直線で流体室５０１に連通させてもよいが、狭いスペースの中で所望のイナータンスを得るために、入口流路５０３の流路長を長くする必要性から湾曲させている。
【００４０】
なお、図２に示したように、ダイアフラム４００と入口流路５０３が形成されている封止面５０５の周縁部との間には、補強板４１０が配設されている。補強板４１０を設ける意味は、ダイアフラム４００の耐久性を向上することである。入口流路５０３の流体室５０１との接続部には切欠き状の接続開口部５０９が形成されるので、ダイアフラム４００が高い周波数で駆動されたときに、接続開口部５０９近傍において応力集中が生じて疲労破壊を発生することが考えられる。そこで、切欠き部がない連続した開口部を有している補強板４１０を配設することで、ダイアフラム４００に応力集中が発生しないようにしている。
【００４１】
また、以上説明した流体噴射装置１においては、上ケース５００の外周隅部に、４箇所の螺子穴５００ａが開設されており、この螺子穴位置において、上ケース５００と下ケース３０１とを螺合接合するようにしたがこの構成に限らない。例えば、図示は省略するが、補強板４１０とダイアフラム４００とを接合し、一体に積層固着することができる。固着手段としては、接着剤を用いる貼着としても、固層拡散接合、溶接等を採用することが可能であるが、補強板４１０とダイアフラム４００とが、接合面において密着されていることがより好ましい。
【００４２】
また、以上説明した流体噴射装置１においては、出口流路５１１とノズル２１１とを接続流路管２００を介して接続する構成としているが、この構成に限らず、接続流路管２００を用いずに、出口流路管５１０の流体室５０１とは反対側の端部にノズル２１１を挿着することも可能である。この場合は、より簡素な構成が可能になる。
また、手術に用いる場合には、接続流路管２００を用いてハンドピースと流体噴射開口部２１２までの距離が適度に長くなるように構成にしたほうが好適である。
【００４３】
次に、本実施形態の脈動発生部１００の流体吐出の原理について説明する。
本実施形態の脈動発生部１００の流体吐出は、入口流路側のイナータンスＬ１（合成イナータンスＬ１と呼ぶことがある）と出口流路側のイナータンスＬ２(合成イナータンスＬ２と呼ぶことがある）との差によって行われる。
まず、イナータンスについて説明する。
イナータンスＬは、流体の密度をρ、流路の断面積をＳ、流路の長さをｈとしたとき、Ｌ＝ρ×ｈ／Ｓで表される。流路の圧力差をΔＰ、流路を流れる流体の流量をＱとした場合に、イナータンスＬを用いて流路内の運動方程式を変形することで、ΔＰ＝Ｌ×ｄＱ／ｄｔという関係が導き出される。
【００４４】
つまり、イナータンスＬは、流量の時間変化に与える影響度合いを示しており、イナータンスＬが大きいほど流量の時間変化が少なく、イナータンスＬが小さいほど流量の時間変化が大きくなる。
また、複数の流路の並列接続や、複数の形状が異なる流路の直列接続に関する合成イナータンスは、個々の流路のイナータンスを電気回路におけるインダクタンスの並列接続、または直列接続と同様に合成して算出することができる。
なお、入口流路側のイナータンスＬ１は、接続流路５０４が入口流路５０３に対して直径が十分大きく設定されているので、イナータンスＬ１は、入口流路５０３のイナータンスのみ算出すればよい。また、ポンプ２０と入口流路を接続する接続チューブは柔軟性を有するため、イナータンスＬ１の算出から除かれる。
【００４５】
また、出口流路側のイナータンスＬ２は、接続流路２０１の直径が出口流路よりもはるかに大きく、接続流路管２００の管部（管壁）の厚さが薄い場合イナータンスＬ２への影響は軽微である。従って、出口流路側のイナータンスＬ２は出口流路５１１のイナータンスに置き換えてもよい。
接続流路管２００の管壁の厚さが厚い場合には、イナータンスＬ２は、出口流路５１１、接続流路２０１及びノズル２１１の合成イナータンスとなる。
そして、本実施形態では、入口流路側のイナータンスＬ１が出口流路側のイナータンスＬ２よりも大きくなるように、入口流路５０３の流路長及び断面積、出口流路５１１の流路長及び断面積を設定している。
【００４６】
次に、図５に基づき、駆動部３０の詳細な構成を説明する。
ここで、図５は、駆動部３０の詳細な構成を示すブロック図である。
駆動部３０は、図５に示すように、動作制御部３０ａと、通電判定部３０ｂと、高周波電流印加部３０ｃと、接続切替部３０ｄと、データ記憶部３０ｅと、駆動信号供給部３０ｆと、同期信号発生部３０ｇとを含んで構成されている。
動作制御部３０ａは、流体噴射装置１の入力装置（不図示）からの操作入力に応じて、各構成部に動作指令を与える役割を担うもので、高周波電流印加部３０ｃの電流印加処理、接続切替部３０ｄの切替処理、駆動信号供給部３０ｆの駆動信号の供給処理などの各種動作処理を制御する機能を有している。
【００４７】
具体的に、動作制御部３０ａは、ウォーター・パルス・メスの駆動スイッチ（不図示）がオンの状態からオフの状態になったときに、駆動信号供給部３０ｆに対して駆動信号の供給を停止するように停止指令を出力する。これによって、駆動信号供給部３０ｆによる駆動信号の供給が停止する。
そして、ウォーター・パルス・メスの駆動スイッチがオフの状態のときに、電気メスの駆動スイッチ（不図示）がオンになると、接続切替部３０ｄに対して、第１の電極５０及び第２の電極５１の接続先を、通電判定部３０ｂから高周波電流印加部３０ｃに切り替えるように制御信号を出力する。なお、第１の電極５０及び第２の電極５１の接続先が始めから高周波電流印加部３０ｃになっているときは、この動作は省略される。
【００４８】
更に、高周波電流印加部３０ｃに接続先が切り替えられると、高周波電流印加部３０ｃに対して、高周波電流の印加指令を出力する。これにより、高周波電流印加部３０ｃから第１の電極５０及び第２の電極５１間に高周波電流が印加される。つまり、ノズル２１１を人体に近づけることで、その先端からアークが発生し、電気メスとして機能する。
また、電気メスの駆動スイッチがオンの状態からオフの状態になると、高周波電流印加部３０ｃに対して、停止指令を出力する。これにより、高周波電流印加部３０ｃから第１の電極５０及び第２の電極５１間に対する高周波電流の印加が停止される。
【００４９】
そして、電気メスの駆動スイッチがオフの状態のときに、ウォーター・パルス・メスの駆動スイッチ（不図示）がオンになると、接続切替部３０ｄに対して、第１の電極５０及び第２の電極５１の接続先を、高周波電流印加部３０ｃから通電判定部３０ｂに切り替えるように制御信号を出力する。なお、第１の電極５０及び第２の電極５１の接続先が始めから通電判定部３０ｂになっているときは、この動作は省略される。
更に、通電判定部３０ｂに接続先が切り替えられると、通電判定部３０ｂの判定結果に基づき、駆動信号供給部３０ｆに対して、駆動信号の供給指令又を停止指令を出力する。これにより、通電判定部３０ｂの判定結果に基づく指令信号が、駆動信号供給部３０ｆに対して出力される。
【００５０】
通電判定部３０ｂは、微弱な印加電圧及び印加電流を出力する電源と通電検出用の負荷とを含み、接続切替部３０ｄを介して、電源の高電位側端子と第１の電極５０とが電気的に接続され、電源の低電位側端子と第２の電極５０とが電気的に接続されている。なお、電源は、直流電源及び交流電源のいずれでもよい。
更に、通電判定部３０ｂは、通電検出用の負荷を流れる電流又は負荷にかかる電圧を検出することによって、第１の電極と第２の電極との通電状態を検出し、この検出結果から、第１の電極５０と第２の電極５０とが通電しているか否かを判定する。そして、通電していると判定したときは通電していることを示す信号（例えば、ハイレベルの信号）を動作制御部３０ａに出力し、通電していないと判定したときは通電していないことを示す信号（例えば、ローレベルの信号）を動作制御部３０ａに出力する。
【００５１】
高周波電流印加部３０ｃは、動作制御部３０ａからの動作指令に応じて、接続切替部３０ｄを介して、第１の電極５０及び第２の電極５１間に高周波電流を印加する。これによって、第１の電極５０がアクティブ電極となり、第２の電極５１が帰還電極となって、第１の電極５０を構成するノズル２１１からアークが発生し、電気メスとしての機能を発揮させる。
接続切替部３０ｄは、動作制御部３０ａからの制御信号に基づき、第１の電極５０及び第２の電極５１と通電判定部３０ｂとの電気的な接続と、第１の電極５０及び第２の電極５１と高周波電流印加部３０ｃとの電気的な接続とを切り替える。
【００５２】
接続の切替は、機械的なスイッチを用いてもよいし、パワートランジスタなどのスイッチング素子を用いてもよい。
データ記憶部３０ｅは、設定される噴射強さに対応する、周期や振幅の異なる複数種類の信号波形の波形情報、それ他各構成部の処理に用いるデータなどを記憶する記憶媒体を含んで構成され、各構成部からの読み出し要求に応じて記憶媒体に記憶されたデータを読み出し、各構成部からの書き込み要求に応じて記憶媒体にデータを書き込む機能を有している。
【００５３】
駆動信号供給部３０ｆは、動作制御部３０ａから駆動信号の供給指令に応じて、同期信号発生部３０ｇからの同期信号に同期させて、駆動信号を容積変更部４０５の圧電素子４０１に供給する機能を有している。
具体的に、供給指令に含まれる波形指定情報に基づき、該当する波形情報（デジタルの波形データ）をデータ記憶部３０ｅから読み出し、該読み出した波形情報をＤＡ変換してアナログの駆動信号を生成し、該生成した駆動信号を同期信号に同期させて圧電素子４０１に供給する。なお、波形指定情報は、噴射強さに応じた信号波形に付された識別情報などとなる。
【００５４】
更に、動作制御部３０ａから駆動信号の停止指令に応じて、駆動信号の供給を停止する機能を有している。本実施の形態では、駆動信号の供給途中で動作制御部３０ａから停止指令が入力されたときは、供給途中の１周期の波形を最後まで圧電素子４０１に供給してから駆動信号の供給を停止するようになっている。
同期信号発生部３０ｇは、セラミック振動子、水晶振動子などの発振子、カウンタ（又はＰＬＬ回路）などを含み、発振子から出力される信号を基準クロック信号clkとして、該clkから同期信号を生成する機能を有している。そして、基準クロック信号及び同期信号を駆動信号供給部３０ｆに供給する。
【００５５】
なお、駆動部３０は、上記各構成部の機能をソフトウェアを用いて実現するため、および上記各機能の実現に必要なハードウェアを制御するソフトウェアを実行するためのコンピュータシステムを備えている。このコンピュータシステムのハードウェア構成は、図示しないが、プロセッサ（Ｐｒｏｃｅｓｓｅｒ）と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）とを有し、これらの間を各種内外バスで接続した構成となっている。
【００５６】
更に、バスには、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、パラレルポート等の入出力インターフェース（Ｉ／Ｆ）を介して、例えば、ＣＲＴまたはＬＣＤモニター等の表示装置、操作パネル、マウス、キーボード等の入力装置が接続されている。
そして、電源を投入すると、ＲＯＭ等に記憶されたシステムプログラムが、ＲＯＭに予め記憶された上記各部の機能を実現するための各種専用のコンピュータプログラムをＲＡＭにロードし、ＲＡＭにロードされたプログラムに記述された命令に従ってプロセッサが各種リソースを駆使して所定の制御および演算処理を行うことで前述したような各機能を実現するようになっている。
【００５７】
次に、図６〜図７に基づき、第１の電極５０の詳細な構成を説明する。
ここで、図６は、第１の電極５０の構成を説明する説明図であり、図７は、第１の電極５０の電極線及び駆動信号の供給線の配線構成を示す図である。
図６及び図７に示すように、第１の電極５０は、第１の接触部５０ａとなるノズル２１１と、脈動発生部１００までの導電路５０ｂとなる接続流路管２００と、脈動発生部１００の内部に配線された電極線５０ｃとを含んで構成される。
電極線５０ｃは耐熱性を有する絶縁被膜で覆われており、一端が導電路５０ｂに電気的に接続され、他端が接続切替部３０ｄのスイッチに電気的に接続されている。
【００５８】
電極線５０ｃは、図７に示すように、脈動発生部１００の内部に形成された通路を通って配線されている。同様に、圧電素子４０１の高電位側に接続された供給線PZT（＋）と、圧電素子４０１の低電位側に接続された供給線PZT（−）は耐熱性を有する絶縁被膜で覆われており、脈動発生部１００の内部に形成された通路を通って配線されている。
これら電極線５０ｃ、供給線PZT（＋）及びPZT（−）の配線通路は出口付近で合流しており、電極線５０ｃ、供給線PZT（＋）及びPZT（−）は、ケーブル４５としてひとまとめにされる。
先述したように、ノズル２１１は導電性の部材から形成され、接続流路管２００も導電性の部材から形成されているので、第１の接触部５０ａ、導電路５０ｂ及び電極線５０ｃは導通する。
【００５９】
従って、第２の電極５１の第２の接触部５１ａを人体に接触させた状態で、ノズル２１１（第１の接触部５０ａ）を人体における噴射対象部又はそれと接触する導電体（液体など）に接触させると、第１の電極５０と第２の電極５１とが通電する。
一方、先述したように、接続流路管２００の外周を絶縁コーティングしているため、接続流路管２００の外周が、人体における噴射対象部又はそれと接触する導電体に接触しても第１の電極と第２の電極とは通電しない。
【００６０】
次に、図８に基づき、動作制御部３０ａにおける駆動信号供給部３０ｆの動作制御処理の流れを説明する。
ここで、図８は、動作制御部３０ａにおける駆動信号供給部３０ｆの動作制御処理を示すフローチャートである。但し、図８は、電気メスの駆動スイッチがオフ状態で、第１の電極５０及び第２の電極５１の接続先が通電判定部３０ｂとなっている状態におけるフローチャートである。
プロセッサによって専用のプログラムが実行され、駆動信号供給部３０ｆの動作制御処理が開始されると、図８に示すように、まず、ステップＳ１００に移行する。
【００６１】
ステップＳ１００では、動作制御部３０ａにおいて、ウォーター・パルス・メス（以下、ＷＰＳと称す）の駆動スイッチがオンになったか否かを判定し、オンになったと判定した場合(Yes)は、ステップＳ１０２に移行し、そうでない場合(No)は、オンになるまで判定処理を繰り返す。
ステップＳ１０２に移行した場合は、動作制御部３０ａにおいて、通電判定部３０ｂからの判定信号に基づき、第１の電極５０と第２の電極５１とが通電状態か否かを判定し、通電状態である（判定信号がハイレベル）である場合(Yes)は、ステップＳ１０４に移行し、そうでない場合(No)は、ステップＳ１１０に移行する。
【００６２】
つまり、第１の電極５０と第２の電極５１とが通電状態では無い場合は、駆動スイッチがオンにされても、駆動信号の供給指令を駆動信号供給部３０ｆに出力しないようにする。
ステップＳ１０４に移行した場合は、動作制御部３０ａにおいて、駆動信号供給部３０ｆに対して、駆動信号の供給指令を出力して、ステップＳ１０６に移行する。
ステップＳ１０６では、動作制御部３０ａにおいて、駆動スイッチがオフになったか否かを判定し、オフになったと判定した場合(Yes)は、ステップＳ１０８に移行し、そうでない場合(No)は、ステップＳ１０２に移行する。
【００６３】
ステップＳ１０８に移行した場合は、動作制御部３０ａにおいて、駆動信号供給部３０ｆに対して、駆動信号の供給停止指令を出力して、ステップＳ１００に移行する。
一方、ステップＳ１０２において、通電状態ではなくステップＳ１１０に移行した場合は、動作制御部３０ａにおいて、駆動信号の供給を停止させる供給停止指令を、駆動信号供給部３０ｆに出力して、ステップＳ１００に移行する。なお、通電状態ではないと判定されたときに、駆動信号の供給が行われていないときは、供給停止指令を出力せずにステップＳ１００に移行するように構成してもよい。
【００６４】
次に、図９に基づき、駆動信号供給部３０ｆにおける駆動信号供給処理の流れを説明する。
ここで、図９は、駆動信号供給部３０ｆにおける駆動信号供給処理を示すフローチャートである。
プロセッサにより専用のプログラムが実行され、駆動信号供給処理が開始されると、図９に示すように、まず、ステップＳ２００に移行する。
ステップＳ２００では、駆動信号供給部３０ｆにおいて、動作制御部３０ａからの駆動指令が入力されたか否かを判定し、入力されたと判定した場合(Yes)は、ステップＳ２０２に移行し、そうでない場合(No)は、入力されるまで判定処理を繰り返す。
【００６５】
ステップＳ２０２に移行した場合は、駆動信号供給部３０ｆにおいて、駆動指令に含まれる指定波形の識別情報に基づき、圧電素子４０１の駆動に用いる波形種類の波形データをデータ記憶部３０ｅから読み出して、ステップＳ２０４に移行する。
ステップＳ２０４では、駆動信号供給部３０ｆにおいて、ステップＳ２０２で読み出した波形データのデジタルの波形信号をアナログの波形信号にＤＡ変換して、ステップＳ２０６に移行する。
ステップＳ２０６では、駆動信号供給部３０ｆにおいて、同期信号発生部３０ｇからの同期信号に同期して、ステップＳ２０４でＤＡ変換して得られたアナログの信号波形からなる駆動信号を、圧電素子４０１に出力して、ステップＳ２０８に移行する。
【００６６】
ステップＳ２０８では、駆動信号供給部３０ｆにおいて、動作制御部３０ａから停止指令が入力されたか否かを判定し、入力されたと判定した場合(Yes)は、ステップＳ２１０に移行し、そうでない場合(No)は、ステップＳ２０４の駆動信号の出力処理を続行する。
ステップＳ２１０に移行した場合は、駆動信号供給部３０ｆにおいて、１周期分の信号を全て出力後に、駆動信号の供給を停止して、ステップＳ２００に移行する。
【００６７】
次に、本実施の形態の流体噴射装置１の具体的な動作を説明する。
まず、流体噴射装置１を駆動する前に、第２の電極５１を人体の腕などに貼り付ける。その後、流体噴射装置１の電源をオンにすると初期化動作が行われる。このとき、ＷＰＳの駆動スイッチ及び電気メスの駆動スイッチの少なくとも一方がオンになっていると、流体噴射装置１は、不図示のスピーカから警告音を鳴らしたり、表示装置に警告メッセージを表示したり、不図示のランプを点灯させたりなどして、スイッチをオフにするように利用者に促す。
【００６８】
一方、ＷＰＳの駆動スイッチ及び電気メスの駆動スイッチがオフのときは、初期化の後に駆動待機状態へと移行する。なお、第１の電極５０及び第２の電極５１は、通電判定部３０ｂに接続されていることとする。
この状態において、ＷＰＳの駆動スイッチがオンにされると（ステップＳ１００の「Ｙｅｓ」の分岐）、動作制御部３０ａは、通電判定部３０ｂからの判定信号に基づき、第１の電極５０と第２の電極５１とが通電状態であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。
このとき、ノズル２１１が患部などに接触していないときは、通電状態にないので（ステップＳ１０２の「Ｎｏ」の分岐）、判定処理を繰り返す。
【００６９】
一方、施術者の手によって、ノズル２１１が、患部やその周辺の液体などの第２の電極５１と導通可能な物体に接触すると、患部などを介して第１の電極５０及び第２の電極５１が通電し、通電判定部３０ｂからは通電していることを示す判定信号（ハイレベル）が動作制御部３０ａに出力される。これにより、動作制御部３０ａは、第１の電極５０及び第２の電極５１が通電状態にあると判定し（ステップＳ１０２の「Ｙｅｓ」の分岐）、駆動信号供給部３０ｆに、駆動信号の供給指令を出力する（ステップＳ１０４）。
一方、駆動信号供給部３０ｆは、駆動信号の供給指令を受けると（ステップＳ２００の「Ｙｅｓ」の分岐）、供給指令に含まれる波形情報の識別情報に基づき、該当の波形情報をデータ記憶部３０ｅからＲＡＭなどのワークメモリに読み出す（ステップＳ２０２）。
次に、ワークメモリに読み出した波形データをＤＡ変換し、アナログの駆動信号を生成する（ステップＳ２０４）。
【００７０】
次に、同期信号発生部３０ｇからの同期信号に同期して、生成したアナログの駆動信号を圧電素子４０１に出力する（ステップＳ２０６）。
ここで、駆動信号の供給前は、ポンプ２０によって入口流路５０３には、常に一定圧力の液圧で流体が供給されている。その結果、圧電素子４０１が動作を行わない場合、ポンプ２０の吐出力と入口流路側全体の流体抵抗値の差とによって流体は流体室５０１内に流動する。
ここで、圧電素子４０１に駆動信号が入力され、急激に圧電素子４０１が伸張したとすると、流体室５０１内の圧力は、入口流路側及び出口流路側のイナータンスＬ１，Ｌ２が十分な大きさを有していれば急速に上昇して数十気圧に達する。
【００７１】
この圧力は、入口流路５０３に加えられていたポンプ２０による圧力よりはるかに大きいため、入口流路側から流体室５０１内への流体の流入はその圧力によって減少し、出口流路５１１からの流出は増加する。
しかし、入口流路５０３のイナータンスＬ１は、出口流路５１１のイナータンスＬ２よりも大きいため、入口流路５０３から流体が流体室５０１へ流入する流量の減少量よりも、出口流路から吐出される流体の増加量のほうが大きいため、接続流路２０１にパルス状の流体吐出、つまり、脈動流が発生する。この吐出の際の圧力変動が、接続流路管２００内を伝播して、先端のノズル２１１の流体噴射開口部２１２から流体が噴射される。
【００７２】
ここで、ノズル２１１の流体噴射開口部２１２の直径は、出口流路５１１の直径よりも小さいので、流体は、高速のパルス状の液滴として噴射される。
一方、流体室５０１内は、入口流路５０３からの流体流入量の減少と出口流路５１１からの流体流出の増加との相互作用で、圧力上昇直後に真空状態となる。
そして、伸長状態にある圧電素子４０１は駆動波形の立ち下がり波形形状に応じた速度で収縮していき、最終的に流体の流れは、駆動信号を供給する前の定常状態へと復帰する。
なお、流体室５０１が、略回転体形状を有し、入口流路５０３を備えていることと、出口流路５１１が略回転体形状の回転軸近傍に開設されていることから、流体室５０１内において旋回流が発生し、流体内に含まれる気泡（真空泡及びガス泡）は速やかに出口流路５１１から外部に排出される。
【００７３】
駆動信号を連続で圧電素子４０１に供給することで、ノズル２１１からの脈動流を継続して噴射することができる。
このように、連続して駆動信号を供給し脈動流を継続して噴射しているときに、施術者が脈動発生部１００を動かして、ノズル２１１が患部又はその周辺の液体から離れると、通電判定部３０ｂから、通電していないことを示す判定信号（ローレベル）が動作制御部３０ａに出力される。
これにより、動作制御部３０ａは、第１の電極５０と第２の電極５１とが通電状態にないと判定し（ステップＳ１０２の「Ｎｏ」の分岐）、駆動信号供給部３０ｆに、供給停止指令を出力する（ステップＳ１１０）。
【００７４】
駆動信号供給部３０ｆは、動作制御部３０ａから供給停止指令が入力されると（ステップＳ２０８の「Ｙｅｓ」の分岐）、現在供給中の駆動信号を、１周期分すべて供給してから、駆動信号の供給を停止する（ステップＳ２１０）。
また、ＷＰＳの駆動スイッチがオンの状態で、再びノズル２１１が患部やその周辺の液体に接触すると、第１の電極５０と第２の電極５１とが通電状態となって（ステップＳ１０２の「Ｙｅｓ」の分岐）、駆動信号の供給指令が駆動信号供給部３０ｆに出力される。これによって、圧電素子４０１に駆動信号が供給され、脈動流の噴射が再開される。
この状態において、施術者によってＷＰＳの駆動スイッチがオフにされると、動作制御部３０ａは、駆動スイッチがオフになったと判定して（ステップＳ１０６の「Ｙｅｓ」の分岐）、駆動信号供給部３０ｆに供給停止指令を出力する（ステップＳ１０８）。
【００７５】
これによって、駆動信号供給部３０ｆは、現在供給中の駆動信号を、１周期分すべて供給してから、駆動信号の供給を停止する（ステップＳ２１０）。駆動信号の供給が停止されると、脈動流の噴射も停止する。
一方、ＷＰＳの駆動スイッチがオフの状態のときに、電気メスの駆動スイッチがオンになると、動作制御部３０ａは、接続切替部３０ｄに対して、第１の電極５０及び第２の電極５１の接続先を、通電判定部３０ｂから高周波電流印加部３０ｃに切り替える制御信号を出力する。
これによって、第１の電極５０及び第２の電極５１の接続先が、高周波電流印加部３０ｃへと切り替えられる。
【００７６】
高周波電流印加部３０ｃに接続先が切り替えられると、動作制御部３０ａは、高周波電流印加部３０ｃに対して、高周波電流の印加指令を出力する。これにより、高周波電流印加部３０ｃから第１の電極５０及び第２の電極５１間に高周波電流が印加される。
これによって、ノズル２１１を第２の電極が貼り付けられた人体の患部に近づけることで、ノズル２１１の先端からアークが発生し、流体噴射装置１は電気メスとして機能し、患部を切除したり、組織を凝固させて止血したりするなどの措置が可能となる。
以上、本実施の形態の流体噴射装置１は、第１の電極５０と第２の電極５１とが通電状態のときに、ＷＰＳの駆動スイッチがオンにされると、流体の噴射動作を行うように駆動信号供給部３０ｆ及び容積変更部４０５の動作を制御する。一方、第１の電極５０と第２の電極５１とが通電状態では無いときは、ＷＰＳの駆動スイッチがオンにされても、流体の噴射動作を行わないように駆動信号供給部３０ｆ及び容積変更部４０５の動作を制御する。
【００７７】
更に、流体の噴射動作中に、第１の電極５０と第２の電極５１とが通電状態では無くなったときに、流体の噴射動作を停止するように駆動信号供給部３０ｆ及び容積変更部４０５の動作を制御する。
これによって、第１の電極５０と第２の電極５１とが通電していないときに、噴射動作をさせないようにできるので、ノズル２１１が、患部やその周辺の液体などから離れたときに、思わぬ方向へ（例えば、手術室内にいる人や切除したくない部位などに向けて）の高圧力の脈動流の噴射や、思わぬ方向又は位置からの噴射による切除された組織片の飛散などが生じるのを防ぐことができる。
【００７８】
更に、本実施の形態の流体噴射装置３は、ノズル２１１及び接続流路管２００を導電性の部材から形成し、第１の電極５０をノズル２１１、接続流路管２００及び電極線５０ｃから構成したので、流体噴射装置１を構成する元々の部材を利用していることから、別途設ける構成と比較して低コストで第１の電極５０を構成することができる。
更に、本実施の形態の流体噴射装置１は、高周波電流印加部３０ｃによって、第１の電極５０及び第２の電極５１間に高周波電流を印加してノズル２１１の先端にアークを発生し、流体噴射装置１を電気メスとして機能させることができる。
【００７９】
上記第１の実施の形態において、ノズル２１１及び流体噴射開口部２１２は、形態１、３、１０及び１４のいずれか１に記載の流体噴射開口部に対応し、容積変更部４０５及び駆動信号供給部３０ｆは、形態１、１３及び１４のいずれか１に記載の容積変更手段に対応し、流体容器１０及びポンプ２０は、形態１、１２及び１４のいずれか１に記載の流体供給手段に対応し、動作制御部３０ａは、形態１、１３及び１４のいずれか１に記載の動作制御手段に対応し、通電判定部３０ｂは、形態１、８、１３及び１４のいずれか１に記載の通電判定手段に対応し、高周波電流印加部３０ｃは、形態８に記載の高周波電流印加手段に対応し、接続切替部３０ｄは、形態８に記載の切替手段に対応する。
【００８０】
〔第２の実施の形態〕
以下、本発明の第２の実施の形態を図面に基づき説明する。図１０〜図１１は、本発明に係る流体噴射装置、流体噴射装置の駆動方法及び手術用器具の第２の実施の形態を示す図である。
本実施の形態は、上記第１の実施の形態と比較して、接続流路管２００を覆うように設けられた、ノズル２１１の近傍の物体を吸引するための吸引管及びポンプなどを備え、第２の電極を構成する第２の接触部が吸引管の開口部に設けられている点が異なる。従って、他の構成部については、上記第１の実施と同様となるので、以下、異なる部分を詳細に説明し、重複する部分は適宜説明を省略する。
【００８１】
まず、本実施の形態に係る流体噴射装置の構成を図１０に基づき説明する。図１０は、本実施の形態に係る流体噴射装置３の概略構成を示す説明図である。
流体噴射装置３は、図１０に示すように、基本構成として、流体を収容する流体容器１０と、圧力発生部としてのポンプ２０と、吸引物を収容する吸引容器７０と、吸引力付与手段としての吸引ポンプ６０と、ポンプ２０から供給される流体を脈動流動する脈動発生部１００と、脈動発生部１００を駆動する駆動部３０と、第１の電極５０と、第２の電極５２とを含んで構成されている。
脈動発生部１００には、細いパイプ状の接続流路管２００が接続され、接続流路管２００の先端部には接続流路管２００の流路径よりも小さい径のノズル２１１が挿着されている。
【００８２】
更に、脈動発生部１００には、接続流路管２００を内包する、該接続流路管２００の径よりも大きい径のパイプ状の吸引管７００が接続されている。
吸引管７００の内周面と接続流路管２００の外周面との間には、両者の径の大きさの相違によって、吐出された液体や組織片などの吸引物の通路が形成される。
吸引管７００の脈動発生部１００側には、吸引物を吸引容器７０へと送り出すための出口流路管７０２が突設されており、吸引物は、出口流路管７０２に接続された接続チューブ６５を介して吸引ポンプ６０によって吸引され、接続チューブ７５を介して吸引容器７０に放出される。
接続流路管２００及び吸引管７００は、導電性の部材から構成されており、吸引管７００は、その先端部（開口端面を含む任意の範囲）を除き外周を絶縁体によってコーティングされている。
【００８３】
ノズル２１１は、導電性の部材から構成されており、正電極となる第１の電極５０の第１の接触部としての役割を果たす。また、ノズル２１１は、挿着部を介して接続流路管２００と導通する。
吸引管７００の先端部（絶縁コーティングされていない部分）は、負電極となる第２の電極５２の第２の接触部としての役割を果たす。第２の電極５２の詳細な構成は後述する。
脈動発生部１００からは、第１の電極５０を構成する、第１の接触部となるノズル２１１と接続流路管２００を介して導通する電極線５０ｃと、第２の電極を構成する、第２の接触部を先端部に有する吸引管７００と導通する電極線５２ｂと、容積変更部４０５に駆動信号を供給する供給線PZT（＋），PZT（−）とをひとまとめにしたケーブル４７が伸びており、該ケーブル４７の各線は、駆動部３０のそれぞれ対応する構成部と電気的に接続されている。
【００８４】
次に、図１１に基づき、第１の電極５０及び第２の電極５２の詳細な構成を説明する。
ここで、図１１（ａ）は、第１の電極５０及び第２の電極５２の構成を説明する説明図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＢ−Ｂ’断面図である。
図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１の電極５０は、第１の接触部５０ａとなるノズル２１１と、脈動発生部１００までの導電路５０ｂとなる接続流路管２００と、脈動発生部１００の内部に配線された電極線５０ｃとを含んで構成される。
第２の電極５２は、先端部が第２の接触部５２ａとなり、本体部が脈動発生部１００までの導電路となる吸引管７００と、脈動発生部１００の内部に配線された電極線５２ｂとを含んで構成される。
電極線５０ｃは耐熱性を有する絶縁被膜で覆われており、一端が導電路５０ｂに電気的に接続され、他端が接続切替部３０ｄのスイッチに電気的に接続されている。
【００８５】
電極線５２ｂは耐熱性を有する絶縁被膜で覆われており、一端が吸引管７００に電気的に接続され、他端が接続切替部３０ｄのスイッチに電気的に接続されている。
電極線５０ｃ及び５２ｂは、脈動発生部１００の内部に形成された通路（図示省略）を通って配線されている。同様に、圧電素子４０１の高電位側に接続された供給線PZT（＋）と、圧電素子４０１の低電位側に接続された供給線PZT（−）は耐熱性を有する絶縁被膜で覆われており、脈動発生部１００の内部に形成された通路（図示省略）を通って配線されている。
これら電極線５０ｃ、電極線５２ｂ、供給線PZT（＋）及びPZT（−）の配線通路は出口付近で合流しており、電極線５０ｃ、電極線５２ｂ、供給線PZT（＋）及びPZT（−）は、ケーブル４７としてひとまとめにされる。
【００８６】
先述したように、ノズル２１１は導電性の部材から形成され、接続流路管２００も導電性の部材から形成されているので、第１の接触部５０ａ、導電路５０ｂ及び電極線５０ｃは導通する。
更に、吸引管７００は導電性の部材から形成されているので、第２の接触部５２ａ及び電極線５２ｂは導通する。
上記構成によって、ノズル２１１（第１の接触部５０ａ）及び吸引管７００の先端部（第２の接触部５２ａ）の両方を、人体における噴射対象部（患部）又はそれと接触する導電体（液体など）に接触させると、第１の電極５０と第２の電極５１とが通電する。
【００８７】
第１の電極５０と第２の電極５１とが通電状態の場合は、通電判定部３０ｂの判定信号がハイレベルとなり、動作制御部３０ａは、この状態において、ＷＰＳの駆動スイッチがオンになると、駆動信号供給部３０ｆに駆動信号の供給指令を出力する。
これによって、容積変更部４０５の圧電素子４０１が駆動して、高圧力の流体（脈動流）の噴射が行われる。
一方、上記構成によって、ノズル２１１（第１の接触部５０ａ）及び吸引管７００の先端部（第２の接触部５２ａ）が、人体における噴射対象部（患部）又はそれと接触する導電体（液体など）から離れると、第１の電極５０と第２の電極５１とが通電しなくなる。
【００８８】
第１の電極５０と第２の電極５１とが通電状態ではない場合は、通電判定部３０ｂの判定信号がローレベルとなり、動作制御部３０ａは、この状態において、ＷＰＳの駆動スイッチがオンになっても、駆動信号供給部３０ｆに駆動信号の供給指令を出力しない。また、駆動スイッチがオンの状態であった場合は、駆動信号供給部３０ｆに駆動信号の供給停止指令を出力する。
以上、本実施の形態の流体噴射装置３は、第１の電極５０と第２の電極５２とが通電状態のときに、ＷＰＳの駆動スイッチがオンにされると、流体の噴射動作を行うように駆動信号供給部３０ｆ及び容積変更部４０５の動作を制御する。一方、第１の電極５０と第２の電極５２とが通電状態では無いときは、ＷＰＳの駆動スイッチがオンにされても、流体の噴射動作を行わないように駆動信号供給部３０ｆ及び容積変更部４０５の動作を制御する。
【００８９】
更に、流体の噴射動作中に、第１の電極５０と第２の電極５１とが通電状態では無くなったときに、流体の噴射動作を停止するように駆動信号供給部３０ｆ及び容積変更部４０５の動作を制御する。
これによって、第１の電極５０と第２の電極５１とが通電していないときに、噴射動作をさせないようにできるので、ノズル２１１が、患部やその周辺の液体などから離れたときに、思わぬ方向へ（例えば、手術室内にいる人や切除したくない部位などに向けて）の高圧力の脈動流の噴射や、思わぬ方向又は位置からの高圧力の噴射による切除された組織片の飛散などが生じるのを防ぐことができる。
【００９０】
更に、本実施の形態の流体噴射装置３は、ノズル２１１、接続流路管２００及び吸引管７００を導電性の部材から形成し、第１の電極５０をノズル２１１、接続流路管２００及び電極線５０ｃから構成し、第２の電極５２を吸引管７００及び電極線５２ｂから構成したので、流体噴射装置３を構成する元々の部材を利用していることから、別途設ける構成と比較して低コストで第１の電極５０及び第２の電極５２を構成することができる。
【００９１】
上記第２の実施の形態において、ノズル２１１及び流体噴射開口部２１２は、形態１、３、４、５、９、１０及び１４のいずれか１に記載の流体噴射開口部に対応し、容積変更部４０５及び駆動信号供給部３０ｆは、形態１、１３及び１４のいずれか１に記載の容積変更手段に対応し、流体容器１０及びポンプ２０は、形態１、１２及び１４のいずれか１に記載の流体供給手段に対応し、吸引容器７０及びポンプ６０は、形態９に記載の吸引力付与手段に対応し、動作制御部３０ａは、形態１、１３及び１４のいずれか１に記載の動作制御手段に対応し、通電判定部３０ｂは、形態１、８、１３及び１４のいずれか１に記載の通電判定手段に対応し、高周波電流印加部３０ｃは、形態８に記載の高周波電流印加手段に対応し、接続切替部３０ｄは、形態８に記載の切替手段に対応する。
【００９２】
〔第２の実施の形態の変形例〕
以下、本発明の第２の実施の形態の変形例を図面に基づき説明する。図１２〜図１３は、本発明に係る流体噴射装置、流体噴射装置の駆動方法及び手術用器具の第２の実施の形態の変形例を示す図である。
本実施の形態は、上記第２の実施の形態と比較して、吸引管７００に第１の電極の第１の接触部及び第２の電極部の第２の接触部を設けた点が異なる。従って、他の構成部については、上記第２の実施と同様となるので、以下、異なる部分を詳細に説明し、重複する部分は適宜説明を省略する。
【００９３】
まず、図１２に基づき、本変形例の第１の電極及び第２の電極の第１及び第２の構成を説明する。図１２（ａ）は、本変形例における第１の電極及び第２の電極の第１の構成を説明するためのノズル２１１、接続流路管２００及び吸引管７００の断面図であり、（ｂ）は、第１の電極及び第２の電極の第２の構成を説明するためのノズル２１１、接続流路管２００及び吸引管７００の断面図である。
最初に、図１２（ａ）に基づき、本変形例における第１の電極及び第２の電極の第１の構成を説明する。
図１２（ａ）に示すように、正極となる第１の電極５３は、導電性の部材から形成された吸引管７００の先端部に形成された第１の接触部５３ａと、脈動発生部１００の内部に配線され、吸引管７００の後端部に電気的に接続された電極線５３ｂとを含んで構成される。
【００９４】
負極となる第２の電極５４は、吸引管７００の先端部に形成された第１の接触部５４ａと、脈動発生部１００の内部に配線され、吸引管７００の後端部に電気的に接続された電極線５４ｂとを含んで構成される。
吸引管７００は、第１の電極５３の導電路となる第１管壁部７００ａと、第２の電極５４の導電路となる第２管壁部７００ｂと、円筒形状の絶縁体５５とを含んで構成されており、絶縁体５５によって、第１管壁部７００ａと第２管壁部７００ｂとが絶縁されている。
電極線５３ｂは、耐熱性を有する絶縁被膜で覆われており、一端が第１管壁部７００ａに電気的に接続され、他端が接続切替部３０ｄのスイッチに電気的に接続されている。従って、第１の接触部５３ａ及び電極線５３ｂは導通する。
【００９５】
電極線５４ｂは、耐熱性を有する絶縁被膜で覆われており、一端が第２管壁部７００ｂに電気的に接続され、他端が接続切替部３０ｄのスイッチに電気的に接続されている。従って、第２の接触部５４ａ及び電極線５４ｂは導通する。
また、電極線５３ｂ及び５４ｂは、脈動発生部１００の内部に形成された通路（図示省略）を通って配線されている。同様に、圧電素子４０１の高電位側に接続された供給線PZT（＋）と、圧電素子４０１の低電位側に接続された供給線PZT（−）は耐熱性を有する絶縁被膜で覆われており、脈動発生部１００の内部に形成された通路（図示省略）を通って配線されている。
そして、脈動発生部１００からは、電極線５３ｂと、電極線５４ｂと、供給線PZT（＋）及び供給線PZT（−）とをひとまとめにしたケーブル４７が伸びており、該ケーブル４７の前記各線は、駆動部３０のそれぞれ対応する構成部と電気的に接続されている。
【００９６】
次に、図１２（ｂ）に基づき、本変形例における第１の電極及び第２の電極の第２の構成を説明する。
図１２（ｂ）に示すように、正極となる第１の電極５３は、導電性の部材から形成された吸引管７００の先端部に形成された第１の接触部５３ａと、第１の接触部５３ａに電気的に接続された電極線５３ｂとを含んで構成される。
負極となる第２の電極５４は、吸引管７００の先端部に形成された第１の接触部５４ａと、脈動発生部１００の内部に配線され、吸引管７００の後端部に電気的に接続された電極線５４ｂとを含んで構成される。
【００９７】
吸引管７００は、第１の電極５３の第１の接触部５３ａとなる第１管壁部７００ａと、第２の電極５４の導電路となる第２管壁部７００ｂと、円筒形状の絶縁体５５とを含んで構成されており、絶縁体５５によって、第１管壁部７００ａと第２管壁部７００ｂとが絶縁されている。
電極線５３ｂは、耐熱性を有する絶縁被膜で覆われており、一端が第１の接触部５３ａに電気的に接続され、他端が接続切替部３０ｄのスイッチに電気的に接続されている。従って、第１の接触部５３ａ及び電極線５３ｂは導通する。
【００９８】
電極線５４ｂは、耐熱性を有する絶縁被膜で覆われており、一端が第２管壁部７００ｂに電気的に接続され、他端が接続切替部３０ｄのスイッチに電気的に接続されている。従って、第２の接触部５４ａ及び電極線５４ｂは導通する。
また、電極線５４ｂは、脈動発生部１００の内部に形成された通路（図示省略）を通って配線されており、脈動発生部１００からは、電極線５４ｂ、供給線PZT（＋）及び供給線PZT（−）をひとまとめにしたケーブル４７が伸びており、該ケーブル４７の前記各線は、駆動部３０のそれぞれ対応する構成部と電気的に接続されている。
なお、電極線５３ｂは、吸引管７００の外周面に這わせて固定するなど、手術中に邪魔にならないように配設される。
【００９９】
上記第１及び第２の構成によって、吸引管７００の先端部に形成された第１の接触部５３ａ及び第２の接触部５４ａの両方を、人体における噴射対象部（患部）又はそれと接触する導電体（液体など）に接触させると、第１の電極５３と第２の電極５４とが通電する。
第１の電極５３と第２の電極５４とが通電状態の場合は、通電判定部３０ｂの判定信号がハイレベルとなり、動作制御部３０ａは、この状態において、ＷＰＳの駆動スイッチがオンになると、駆動信号供給部３０ｆに駆動信号の供給指令を出力する。
これによって、容積変更部４０５の圧電素子４０１が駆動して、高圧力の流体（脈動流）の噴射が行われる。
【０１００】
一方、第１の接触部５３ａ及び第２の接触部５４ａの少なくとも一方が、人体における噴射対象部（患部）又はそれと接触する導電体（液体など）から離れると、第１の電極５３と第２の電極５４とが通電しなくなる。
第１の電極５３と第２の電極５４とが通電状態ではない場合は、通電判定部３０ｂの判定信号がローレベルとなり、動作制御部３０ａは、この状態において、ＷＰＳの駆動スイッチがオンになっても、駆動信号供給部３０ｆに駆動信号の供給指令を出力しない。また、駆動スイッチがオンの状態であった場合は、駆動信号供給部３０ｆに駆動信号の供給停止指令を出力する。
【０１０１】
次に、図１３に基づき、本変形例の第１の電極及び第２の電極の第３の構成を説明する。図１３（ａ）は、本変形例における第１の電極及び第２の電極の第３の構成を説明するための断面図であり、（ｂ）は、流体噴射装置３における、ノズル２１１、接続流路管２００及び吸引管７００の（ａ）に示すＣ−Ｃ’方向の断面図である。
図１３（ａ）及び（ｂ）に示すように、吸引管７００は、絶縁体で形成された、それぞれ径の異なる円筒形状の第１、第２及び第３の絶縁管壁部５５ａ、５５ｂ及び５５ｃと、第１及び第２の絶縁管壁部５５ａ及び５５ｂの間に導電体によって同心に形成された円筒形状の第１の導電管壁部７００ｃ（５５ａの径＞７００ｃの径＞５５ｂの径）と、第２及
び第３の絶縁管壁部５５ｂ及び５５ｃの間に、導電体によって同心に形成された円筒形状の第２の導電管壁部７００ｄ（５５ｂの径＞７００ｄの径＞５５ｃの径）と、を含んで構
成される。
【０１０２】
つまり、第１の絶縁管壁部５５ａの径Ｒ１と、第２の絶縁管壁部５５ｂの径Ｒ２と、第３の絶縁管壁部５５ｃの径Ｒ３と、第１の導電管壁部７００ｃの径Ｒ４と、第２の導電管壁部７００ｄの径Ｒ５とは、「Ｒ１＞Ｒ４＞Ｒ２＞Ｒ５Ａ＞Ｒ３」の関係となる。
正極となる第１の電極５６は、吸引管７００を構成する第１の導電管壁部７００ｃの先端部に形成された第１の接触部５６ａと、第１の導電管壁部７００ｃの本体部から構成される導電路５６ｂと、脈動発生部１００の内部に配線され、第１の導電管壁部７００ｃの後端部に電気的に接続された電極線５６ｃとを含んで構成される。
負極となる第２の電極５４は、吸引管７００を構成する第２の導電管壁部７００ｄの先端部に形成された第２の接触部５７ａと、第２の導電管壁部７００ｄの本体部から構成される導電路５７ｂと、脈動発生部１００の内部に配線され、第２の導電管壁部７００ｄの後端部に電気的に接続された電極線５７ｃとを含んで構成される。
【０１０３】
電極線５６ｃは、耐熱性を有する絶縁被膜で覆われており、一端が第１の導電管壁部７００ｃに電気的に接続され、他端が接続切替部３０ｄのスイッチに電気的に接続されている。従って、第１の接触部５６ａ及び電極線５６ｃは導電路５６ｂを介して導通する。
電極線５７ｃは、耐熱性を有する絶縁被膜で覆われており、一端が第２の導電管壁部７００ｄに電気的に接続され、他端が接続切替部３０ｄのスイッチに電気的に接続されている。従って、第２の接触部５７ａ及び電極線５７ｃは導電路５７ｂを介して導通する。
また、電極線５６ｃ及び５７ｃは、脈動発生部１００の内部に形成された通路（図示省略）を通って配線されており、脈動発生部１００からは、電極線５６ｃ、電極線５７ｃ、供給線PZT（＋）及び供給線PZT（−）をひとまとめにしたケーブル４７が伸びており、該ケーブル４７の前記各線は、駆動部３０のそれぞれ対応する構成部と電気的に接続されている。
【０１０４】
上記第３の構成によって、第１の導電管壁部７００ｃの先端部に形成された第１の接触部５６ａと、第２の導電管壁部７００ｄの先端部に形成された第２の接触部５７ａとの両方を、人体における噴射対象部（患部）又はそれと接触する導電体（液体など）に接触させると、第１の電極５６と第２の電極５７とが通電する。
第１の電極５６と第２の電極５７とが通電状態の場合は、通電判定部３０ｂの判定信号がハイレベルとなり、動作制御部３０ａは、この状態において、ＷＰＳの駆動スイッチがオンになると、駆動信号供給部３０ｆに駆動信号の供給指令を出力する。
これによって、容積変更部４０５の圧電素子４０１が駆動して、高圧力の流体（脈動流）の噴射が行われる。
【０１０５】
一方、第１の接触部５６ａ及び第２の接触部５７ａの少なくとも一方が、人体における噴射対象部（患部）又はそれと接触する導電体（液体など）から離れると、第１の電極５６と第２の電極５７とが通電しなくなる。
第１の電極５６と第２の電極５７とが通電状態ではない場合は、通電判定部３０ｂの判定信号がローレベルとなり、動作制御部３０ａは、この状態において、ＷＰＳの駆動スイッチがオンになっても、駆動信号供給部３０ｆに駆動信号の供給指令を出力しない。また、駆動スイッチがオンの状態であった場合は、駆動信号供給部３０ｆに駆動信号の供給停止指令を出力する。
【０１０６】
以上、本変形例の上記第１〜第３の構成例を適用した流体噴射装置３は、第１の電極５３及び第２の電極５４（または第１の電極５６及び第２の電極５７）が通電状態のときに、ＷＰＳの駆動スイッチがオンにされると、流体の噴射動作を行うように駆動信号供給部３０ｆ及び容積変更部４０５の動作を制御する。一方、第１の電極５３及び第２の電極５４（または第１の電極５６及び第２の電極５７）が通電状態では無いときは、ＷＰＳの駆動スイッチがオンにされても、流体の噴射動作を行わないように駆動信号供給部３０ｆ及び容積変更部４０５の動作を制御する。
【０１０７】
更に、流体の噴射動作中に、第１の電極５３及び第２の電極５４（または第１の電極５６及び第２の電極５７）が通電状態では無くなったときに、流体の噴射動作を停止するように駆動信号供給部３０ｆ及び容積変更部４０５の動作を制御する。
これによって、第１の電極５３及び第２の電極５４（または第１の電極５６及び第２の電極５７）が通電していないときに、噴射動作をさせないようにできるので、吸引管７００の先端部（及びノズル２１１）が、患部やその周辺の液体などから離れたときに、思わぬ方向へ（例えば、手術室内にいる人や切除したくない部位などに向けて）の高圧力の脈動流の噴射や、思わぬ方向又は位置からの高圧力の噴射による切除された組織片の飛散などが生じるのを防ぐことができる。
【０１０８】
更に、本変形例の上記第１〜第３の構成は、第１の電極５３（又は５６）及び第２の電極５４（又は５７）の第１の接触部５３ａ（又は５６ａ）及び第２の接触部５３ａ（又は５７ａ）を、両方とも吸引管７００に設ける構成としたので、ノズル２１１及び接続流路管２００は従来のものをそのまま利用することができる。
なお、上記第１〜第２の実施の形態及び上記変形例において、高周波電流印加部３０ｃ及び接続切替部３０ｄによって、流体噴射装置１又は３を電気メスとしても機能する構成としたが、この構成に限らず、ウォーター・パルス・メスとしての機能だけを持たせる構成としてもよい。その場合は、高周波電流印加部３０ｃ及び接続切替部３０ｄが不要となる。
【０１０９】
また、上記第１〜第２の実施の形態及び上記変形例において、第１の電極を正極とし、第２の電極を負極としたが、逆の極性としてもよい。
また、上記第１の実施の形態において、第１の電極５０をノズル２１１が第１の接触部５０ａとなるように構成し、第２の電極５１の第２の接触部５１ａを、人体などの噴射対象物に貼り付ける構成としたが、この構成に限らず、上記第２の実施の形態の変形例のような構成で、ノズル２１１及び接続流路管２００に対して、第１の接触部５０ａ及び第２の接触部５１ａの両方を形成する構成としてもよい。
【０１１０】
また、上記第１〜第２の実施の形態及び上記変形例は、本発明の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、上記の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。また、上記の説明で用いる図面は、図示の便宜上、部材ないし部分の縦横の縮尺は実際のものとは異なる模式図である。
また、本発明は上記第１〜第２の実施の形態及び上記変形例に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１１１】
１…流体噴射装置、２…流体噴射部、２０…圧力発生部としてのポンプ、３０…駆動部、５０，５３，５６…第１の電極、５０ａ，５３ａ，５６ａ…第１の接触部、５１，５２，５４，５７…第２の電極、５１ａ，５２ａ，５４ａ，５７ａ…第２の接触部、６０…吸引ポンプ、３０ａ…動作制御部、３０ｂ…通電判定部、３０ｃ…高周波電流印加部、３０ｄ…接続切替部、３０ｅ…データ記憶部、３０ｆ…駆動信号供給部、１００…脈動発生部、２００…接続流路管、２０１…接続流路、４００…ダイアフラム、４０１…圧電素子、５０１…流体室、２１１…ノズル、２１２…流体噴射開口部、５０３…入口流路、５１１…出口流路。
【図１】
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【図２】
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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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【手続補正書】
【提出日】平成27年1月29日(2015.1.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を噴射するための流体噴射開口部を有する流路管と、
吸引開口部を含む先端部を有し、前記流路管の少なくとも一部が内部に配置された吸引管と、
前記吸引管の前記先端部に設けられた第１の接触部を有する第１の電極と、
前記吸引管の前記先端部において前記第１の接触部と離間して設けられた第２の接触部を有する第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に設けられた絶縁体と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に高周波電流を印加する高周波電流印加手段と、
を備える、流体噴射装置。
【請求項２】
請求項１に記載の流体噴射装置であって、
前記流体噴射開口部と連通可能な流体室と、
前記流体室内の流体を加圧するための加圧手段と、を備え、
前記加圧手段の駆動が停止した状態で前記高周波電流が印加される、流体噴射装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の流体噴射装置であって、
前記吸引管は、
前記第１の接触部を有する第１管壁部と、
前記第２の接触部を有する第２管壁部と、
前記第１管壁部と前記第２管壁部との間に設けられ、絶縁体で形成された第３管壁部と、を備え、
前記第１管壁部及び前記第２管壁部のうち一方の径が他方の径よりも小さい、流体噴射装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の流体噴射装置であって、
前記吸引管の長手方向において、前記第１の接触部及び前記第２の接触部が前記絶縁体よりも突出している、流体噴射装置。