(57)【要約】  頭部部分と一体的に成型された細長いシャフトを具備する超音波医用プローブであって；前記頭部部分は，前記シャフトの長軸に対して少なくとも部分的に垂直方向に向いた遠方先端面を有する。前記シャフトは，その内部に存在し，前記先端面まで延在する直線状の流路又は孔を有する。前記先端面は，前記遠方先端において，刻み目により前記流路又は孔と通じ；これにより，液体が，前記流路又は孔を通して前記先端面まで誘導される。前記頭部部分は，前記長軸に対して概ね平行になるように伸びる側面を有する。そして，前記側面は，外方向又は半径方向に突出した一つ以上の突起を有する。前記突起は，プローブ側面に接している組織表面に超音波キャビテーションのエネルギーを効率よく伝える働きをする。【選択図】  図３Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
頭部部分を持つ細長いシャフトを具備する超音波医用プローブであって；
前記頭部部分は，前記シャフトの長軸に対して少なくとも部分的に垂直方向に向いた遠方先端面を有し；
前記シャフトは，その内部に存在し，前記先端面まで延在する直線状の流路又は孔を有し；
前記先端面は，前記遠方先端において，刻み目により前記流路又は孔と通じ；
これにより，液体が，前記流路又は孔を通して前記先端面まで誘導される，超音波医用プローブ。
【請求項２】
前記頭部部分が前記長軸に対して概ね平行になるように伸びる側面を有し；
前記側面は，外方向又は半径方向に突出した一つ以上の突起を有する，請求項１に記載のプローブ。
【請求項３】
前記突起が，前記側面から突出したほぼ均一形の多数の突起中の一つである，請求項２に記載のプローブ。
【請求項４】
前記突起が，ピラミッド形，半円柱形，楔形，平面形，垂下形平板状，又は扁平平板状の中のいずれかの形を有する，請求項３に記載のプローブ。
【請求項５】
前記突起が畝及び刻み目からなる群から選ばれる，請求項３に記載のプローブ。
【請求項６】
前記側面が円周状平面を構成し，前記突起が円周上に配置される，請求項３に記載のプローブ。
【請求項７】
前記頭部が前記シャフトを横切るように延在する，請求項１に記載のプローブ。
【請求項８】
前記先端面は，細長い形状を有する，請求項７に記載のプローブ。
【請求項９】
前記刻み目は細長く，前記頭部の前記先端面において，溝を形成する請求項８に記載のプローブ。
【請求項１０】
前記刻み目が延在し，前記頭部の前記先端面において，溝を形成する請求項１に記載のプローブ。
【請求項１１】
前記頭部は，細長く，前記先端面の長手方向に対して平行に延在した前記溝を持つ，請求項１０に記載のプローブ。
【請求項１２】
前記流路又は孔が吸引源及び前記刻み目中で前記流路又は孔方向に流れる流体に接続可能なことを特徴とする請求項１に記載のプローブ。
【請求項１３】
前記流路又は孔が，洗浄液の供給源である，前記刻み目中で前記流路又は孔から流れ出てゆく液体に接続可能とされる，請求項１に記載のプローブ。
【請求項１４】
前記頭部は，前記シャフトの遠方先端部を構成する，請求項１に記載のプローブ。
【請求項１５】
前記先端面が前記長軸に対して傾斜している，請求項１に記載のプローブ。
【請求項１６】
前記プローブ頭部は，前記細長いシャフトから分離され，前記シャフトへ固定されている，請求項１に記載のプローブ。
【請求項１７】
頭部部分を持つ細長いシャフトを具備する超音波医用プローブであって，
前記頭部部分は，前記シャフトの長軸に対して少なくとも部分的に垂直方向に向いた遠方先端面を有し；
前記頭部部分は，前記長軸に対してほぼ平行になるように延在する側面を有し；
前記側面は，外方向又は半径方向に突出した一つ以上の突起を有する；
超音波医用プローブ。
【請求項１８】
前記突起が，前記側面から突出したほぼ均一形の多数の突起中の一つである，請求項１７に記載のプローブ。
【請求項１９】
前記突起がピラミッド形，半円柱形，楔形，平面形，垂下形平板状，又は扁平平板状の中のいずれかの形状である，請求項１８に記載のプローブ。
【請求項２０】
前記突起が，前記頭部において刻み目面を形成するように配置される，請求項１８に記載のプローブ。
【請求項２１】
前記頭部は，複数の平面側面を持ち，
前記突起は，前記側面のうち一部の面にだけ配置される，請求項１８に記載のプローブ。
【請求項２２】
前記突起が，前記側面のうちひとつだけに沿って配置される，請求項２１に記載のプローブ。
【請求項２３】
前記シャフトは，その内部に前記先端面まで延在する直線状の流路又は孔を有し；
前記先端面は，その遠方端において，前記流路又は孔に通じる刻み目が形成され；
前記刻み目は，前記流路又は孔に対して垂直に延在し；
これにより，前記流路又は孔を通して液体が前記先端面まで誘導される，請求項１７に記載のプローブ。
【請求項２４】
前記刻み目は，細長く，前記頭部の前記先端面において溝を形成する，請求項２３に記載のプローブ。
【請求項２５】
前記頭部は，細長い形状を有し，前記先端面の長手方向に対して平行に延在する前記溝を持つ，請求項２４に記載のプローブ。
【請求項２６】
前記頭部は，前記シャフトに対して横方向に延在する，請求項１７に記載のプローブ。
【請求項２７】
前記先端面が細長い形状を有する，請求項２６に記載のプローブ。
【請求項２８】
前記刻み目は，細長く，前記頭部の前記先端面において溝を形成する，請求項２７に記載のプローブ。
【請求項２９】
前記先端面は，前記長軸に対して傾斜している請求項１７に記載のプローブ。
【請求項３０】
少なくとも一つの超音波周波数で振動可能なプローブであって，前記プローブは，前記シャフトの長軸に対して少なくとも部分的に横方向に向けられた遠方先端面を有するもの，を用意する工程と；
前記遠方先端面を患者の生体組織に接触させる工程と；
前記遠方先端面が前記組織に接触している間，前記先端面を前記超音波周波数で振動させるように前記プローブにエネルギーを加える工程と；
前記遠方先端面が前記組織と接触している間，垂直孔に通じている前記先端面の刻み目を介して，液体を前記接触組織と垂直孔の間に流す工程と；
を含む外科方法。
【請求項３１】
前記孔を吸引源に接続すること，液体を前記接触組織から前記孔に誘導することを含む液体の送流，を更に加えた請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記孔を洗浄液の供給源に接続すること，液体を前記孔から前記接触組織に誘導することを含む液体の送流を更に加えた請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
少なくとも一つの超音波周波数で振動可能なプローブであって，前記プローブは，前記シャフトの長軸に対して少なくとも部分的に横方向に向けられた遠方先端面を有し，前記プローブは，前記先端面に対してほぼ垂直及び前記長軸に対してほぼ平行に拡張された側面を持し，前記側面は，外方向又は半径方向に突出した一つ以上の突起を有するもの，を用意する工程と；
前記側面を患者の生体組織に接触させる工程と；
前記側面が前記組織に接触している間，前記先端面を前記超音波周波数で振動させるように前記プローブにエネルギーを加える工程と；
を含む外科方法。
【請求項３４】
前記側面を前記突起と共に患者の生体組織に接触させるということに，前記プローブの先端面を患者の生体組織中の裂傷又は陥凹部に挿入し，前記側面及び前記突起が裂傷又は陥凹部の壁面に接触するように前記プローブを動かすことを含む請求項３３に記載の前記方法。
【請求項３５】
前記側面を前記突起と共に患者の生体組織に接触させるということに，前記側面及び前記突起が前記生体組織と接触するより前に，前記側面が前記生体組織に対してほぼ平行になるように及び前記先端面が前記生体組織に対してほぼ垂直になるように素早く前記プローブを操作することを含む請求項３３に記載の前記方法。
【請求項３６】
前記突起が前記側面から突出したほぼ均一形の多数の突起中の一つであり，刻み目状，ピラミッド形，半円柱形，楔形，平面形，垂下形平板状又は扁平平板状の中のいずれかの形をしている請求項３３に記載の前記方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は超音波外科手術装置とその使用方法に関するものである。さらに詳しく述べると，この発明は，超音波手術における吸引のための高効率医療処置プローブに関するものである。これらのプローブは，不要な熱の発生と組織の損傷を低減しながら，生体組織の断片化や乳状化の効率を向上させるものである。
【背景技術】
【０００２】
過去３０年間，外科手術で組織の除去や切断を行うための様々な超音波装置が発明された。そのような装置は，Ｗｕｃｈｉｎｉｃｈら（米国特許番号；４２２３６７６）やＩｄｅｍｏｔｏら（米国特許番号；５１８８１０２）によって公表されている。
【０００３】
実際には，それらの手術器具は，２０ｋｃから１００ｋｃの周波数と３００マイクロメートル程度の振幅で振動する先端が丸みを帯びた空洞状のプローブを具備する。そのような装置は，組織内部で破裂し細胞を分裂させるキャビテーション気泡，組織を圧縮・緩和する応力（これをｊａｃｋｈａｍｍｅｒ効果と呼ぶことがある），又は，細胞基質内での微小気泡のストリーミングなどの力により組織を切断する。そうして溶解・分離された組織は，その後洗浄溶液によって乳化され，最後に吸引によって取り除かれる。大きな組織の摘出を行う場合には，取り除きたい組織の周りや下にエネルギーを加え，周囲の組織から分離する。分離された組織は，外科医により通常の鉗子用いて取り除くことができる。
【０００４】
これらのプローブやチューブは，電気信号を縦及び横方向振動に変換するピエゾ素子や磁歪振動子などの運動素子によって動作する。プローブが運動素子に取り付けられると，それらは連続的かつ平行な共振運動を生み出す一つのアクチュエータとして働く。設計者は所望の周波数を生み出すように，それら運動素子の機械的・電気的特性の設計を行う。
【０００５】
図１に示すように，多くの場合，それらのアクチュエータは直線状の長い中心軸とそれに垂直に切った平らな先端を持つ。これは，構造の簡略化と経済性の理由からである。医療現場でも工業用途でも，多くの実用の場面で，それらの実施例は実用的かつ有益である。しかし，熱傷や創傷，糖尿病性潰瘍，放射線処置による腫瘍によって引き起こされた死組織の除去においては，組織が再生するときに生成される硬い痂皮を取り除く必要があり，先端が鋭利でない直線状なプローブでは効果が薄いことが分かっている。正常な組織を露出させ傷口を塞ぎ，最小限の瘢痕組織で元の組織を完全に再生させるために，痂皮は極力取り除かれる必要がある。また，小さな半径を持つプローブ先端は，プラスチックチューブが挿入されるので，エネルギーを創傷に伝えるのを妨げる環状の制限範囲を持ってしまう。これは，手術時間を長くさせる原因となり，施術者の疲労と患者の不快感を増長させてしまう。
【特許文献１】米国特許４２２３６７６号明細書
【特許文献２】米国特許５１８８１０２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って，患部の加熱を抑えながらも組織の乳化効果を改善し，手術時間を短縮させるような超音波外科吸引装置の実現が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は，創面切除のための超音波外科装置，特に超音波外科吸引を同時に使用する超音波外科装置の改善を目的としたものである。さらに，本発明は創面切除においての施術時間短縮し手術効率を向上させるための改良型超音波外科装置の開発を目的としている。そのような超音波外科装置は，切創や穿刺といった深い創面を切除するために，高い洗浄能力や吸引能力を備えていることが必要とされる。本発明では，プローブと組織の接触面における液体の噴射・溶射を防ぐために，その先端部分に不要熱低減のための液滴導入流路を備えた改良型超音波外科装置を開発した。
【０００８】
超音波振動のために使用されるプローブは，垂直軸に一致した中心孔を具備している。前記中心孔の先端部分は，先行技術ですでに利用されている雄ネジ・雌ネジ組み合わせ法などの方法を利用した医用超音波ハンドピースの孔に通じている。プローブは，電源によって発生可能な範囲の共振周波数と適正な組織切除のための接触面における振幅を同時に実現するのに適した形状をしている。その振幅は，通常３０マイクロメートルから３００メートルに及ぶ。先にも述べたが，前記プローブ形状を計算するのに必要な方法は先行技術で一般的に利用されており本申請書での公表範囲を超えるものである。
【０００９】
本発明のプローブの頭部又は端部は対称又は非対称な形をしている。それぞれの末端は様々な組織の症状により効果的に対応できるような特質を持っている。
【００１０】
本発明のプローブ端は，組織のバルク温度低減及び流路の閉塞防止のため，プローブと組織の接触面における液体流動を改善するよう設計されている。さらに，このプローブ端は，プローブと組織の接触面からだけではなくプローブ側面からもエネルギーを伝達できるように，適切なエネルギーフローを考慮して設計されている。皮膚又は組織にプローブが接触したとき，このエネルギーフローは一定時間に処置できる組織量を増やし，その結果，施術時間を短縮させることができる。
【００１１】
本発明の一つの実施例として，頭部に結合された細長いシャフトを具備する超音波医療プローブを開発した。その頭部はシャフトの長軸に対して部分的に垂直に切った先端部分を持つ。そのシャフトは，内部に先端まで拡張された直線状の流路又は孔を具備する。先端面には流路又は孔に通ずる刻み目があり，それによって流体が前記流路又は孔を通ってプローブ先端まで到達することができる。
【００１２】
プローブ頭部は，シャフトに対して横方向に伸長することができる。その場合，先端面は細長い形になり，刻み目は伸びて頭部の先端面で溝を作る。この溝は先端面に対して平行又は，その長手方向に拡張する。
【００１３】
前記流路又は孔が吸引源に接続されたとき，刻み目中の流体はその流路又は孔に向かって流れる。そして，前記流路又は孔が洗浄液の供給源に接続されたときには，刻み目中の流体はその流路又は孔から流れ出てゆく。本発明の特長として，先端面はプローブの長軸に対して傾いているものがあげられる。
【００１４】
本発明のもう一つの実施例として，シャフトの長軸に対して少なくとも部分的に垂直方向に向いた先端面を持つ頭部を結合した細長いシャフトを具備する超音波医用プローブを開発した。前記頭部は，プローブの長軸に対して平行に拡張された側面を持つ。前記側面は，外方向又は半径方向に突出した一つ以上の突起を持つ。前記突起は，プローブ側面に接している組織表面に超音波キャビテーションのエネルギーを効率よく伝える働きをする。
【００１５】
本発明の特長に従うと，前記突起は側面から突出した多くの突起中の一つである。それらはすべて同じ形状をしており，プローブ頭部の側面に沿って互い違いに配置されている。その形状にはピラミッド型，半円柱型，楔型，平面型のものがある。前記突起は魚のうろこや垂れ下がった形，扁平な板状といった性質を持つため，プローブ頭部の側面に対して横たわることがある。
【００１６】
前記突起は畝状の形を取ることもある。その突起又は畝はプローブ頭部を円周上に取り巻くように配置されているが，プローブ頭部の片側だけに沿って配置されるのが望ましい（応用例によっては両側に配置するほうが良い）。プローブ頭部は，その側面の片側（又は両側）に沿って配置された突起や畝を持つ角柱形であることもある。術者に前記突起の進路を保持しやすくし，それらを確実に目的の除去組織にのみ接触させることができるという理由から，エネルギー伝達突起の配置は外科手術におけるプローブの利用をより有用なものにしている。
【００１７】
刻みの入った表面を形成するように前記突起はプローブ頭部の側面に効率よく配置されている。この刻み目の入った表面は鉄製の綴じ込み器具に見られるものとよく似ている。
【００１８】
前述したように，シャフト及びプローブ頭部は内部に先端面まで拡張された流路又は孔を具備する。また前記先端面には，その終端が前記流路又は孔に通じる刻み目がある。前記の刻み目は，液体を前記流路又は孔の先端面まで誘導するために，前記流路又は孔に対して横方向に配置されている。
【００１９】
前記突起は，伸張され，頭部の先端面に溝を作ることがある。頭部は横に伸長された形をしているため，前記溝は先端面の長手方向に対して平行に拡張されることがある。
【００２０】
本発明を利用した外科方法は，少なくとも一つの超音波周波数によるプローブの振動を利用している。そして前記プローブは，シャフトの長軸に対して少なくとも部分的に垂直方向に向いた先端面を持つ。この方法は，まず患者の生体組織にプローブ先端面を接触させ，組織と先端面が接触している間にエネルギーをプローブに加えて先端面を超音波周波数で振動させる。そして，接触している組織とプローブの長手方向に開けられた孔との間に，孔に通じる先端面に配置された刻み目を経由して液体を流す。
【００２１】
前記孔が吸引源に接続されると，液体を接触している組織から孔方向に誘導することができる。前記孔が洗浄液の供給源に接続されると，液体を孔から接触している組織の方向に誘導することができる。本発明のもう一つの特長を利用した外科方法は，少なくとも一つの超音波周波数によるプローブ周波数を利用している。ここで，前記プローブはシャフトの長軸に対して少なくとも部分的に垂直方向に向いた先端面と，その先端面に対して垂直及び長軸に対して平行な側面，そしてその側面から外方向又は半径方向に突出した一つ以上の突起を持つ。この方法は，まず患者の生体組織に側面と突起を同時に接触させ，組織が突起と側面に接触している間にエネルギーをプローブに加えて側面と突起を超音波周波数で振動させる。
【００２２】
本発明のもう一つの特長に従うと，患者の生体組織に側面と突起を同時に接触させることとは，プローブの先端部分を患者の臓器の亀裂部や陥凹部に挿入し，側面及び突起が亀裂部や陥凹部の壁部に接触するようプローブを動かすことである。
【００２３】
本発明のもう一つの特長によると，患者の生体組織に側面と突起を同時に接触させることとは，側面及び突起が生体組織と接触するより前に速やかに側面が生体組織に対して完全に平行になるよう及び終端面が生体組織に対して完全に垂直になるようプローブを操作することである。本発明の一つの実施例として，シャフトの長軸に対して少なくとも部分的に垂直方向に向いた先端面を持つ頭部を結合した細長いシャフトを具備する超音波医用プローブを開発した。前記シャフトは内部に先端まで拡張された直線状の流路又は孔を具備する。先端面には流路又は孔に通ずる刻み目が刻んであり，それによって流体が前記流路又は孔を通ってプローブ先端まで到達することができる。
【００２４】
プローブ頭部はシャフトに対して横方向に伸長することができる。その場合，先端面は細長い形になり，刻み目も伸びて頭部の先端面で溝を作る。この溝は先端面に対して平行又は，その長手方向に拡張する。
【００２５】
前記流路又は孔が吸引源に接続されたとき，刻み目中の流体はその流路又は孔に向かって流れる。そして，前記流路又は孔が洗浄液の供給源に接続されたとき，刻み目中の流体はその流路又は孔から流れ出てゆく。本発明の特長として，先端面はプローブの長軸に対して傾いているものがあげられる。
【００２６】
本発明のもう一つの実施例として，シャフトの長軸に対して少なくとも部分的に垂直方向に向いた先端面を持つ頭部を結合した細長いシャフトを具備する超音波医用プローブを開発した。前記頭部は，プローブの長軸に対して平行に拡張された側面を持つ。前記側面は，外方向又は半径方向に突出した一つ以上の突起を持つ。前記突起は，プローブ側面に接している組織表面に超音波キャビテーションのエネルギーを効率よく伝える働きをする。
【００２７】
本発明の特長に従うと，前記突起は側面から突出した多くの突起中の一つである。それらはすべて同じ形状をしており，プローブ頭部の側面に沿って互い違いに配置されている。その形状にはピラミッド型，半円柱型，くさび型，平面型のものがある。前記突起は魚のうろこや垂れ下がった形，扁平な板状といった性質を持つため，プローブ頭部の側面に対して横たわることがある。
【００２８】
前記突起は畝状の形を取ることもある。その突起は，プローブ頭部の側面だけに沿って配置される。例えば，プローブ頭部は，三角形以上の角柱形であり，エネルギー伝達突起は，プローブ頭部の側面に配置されている。その突起は，プローブ頭部の片面又は両面に沿って配置される。
【００２９】
前述したように，シャフト及びプローブ頭部は内部に先端面まで拡張された流路又は孔を具備する。また前記先端面には，その終端が前記流路又は孔に通じる刻み目が刻まれている。前記刻み目は，液体を前記流路又は孔の先端面まで誘導するために，前記流路又は孔に対して横方向に配置されている。
【００３０】
前記突起は，伸張され，頭部の先端面に溝を作ることがある。頭部は横に伸長された形をしているため，前記溝は先端面の長手方向に対して平行に拡張されることがある。
【００３１】
本発明を利用した外科方法は，少なくとも一つの超音波周波数によるプローブの振動を利用している。そして前記プローブは，シャフトの長軸に対して少なくとも部分的に垂直方向に向いた先端面を持つ。この方法は，まず患者の生体組織にプローブ先端面を接触させ，組織と先端面が接触している間にエネルギーをプローブに加えて先端面を超音波周波数で振動させる。そして，接触している組織とプローブの長手方向に開けられた孔との間に，孔に通じる先端面に配置された刻み目を経由して液体を流す。
【００３２】
前記孔が吸引源に接続されると，液体を接触している組織から孔方向に誘導することができる。前記孔が洗浄液の供給源に接続されると，液体を孔から接触している組織の方向に誘導することができる。
【００３３】
本発明のもう一つの特長を利用した外科方法は，少なくとも一つの超音波周波数によるプローブ周波数を利用している。ここで，前記プローブはシャフトの長軸に対して少なくとも部分的に垂直方向に向いた先端面と，その先端面に対して垂直及び長軸に対して平行な側面，そしてその側面から外方向又は半径方向に突出した一つ以上の突起を持つ。この方法は，まず患者の生体組織に側面と突起を同時に接触させ，組織が突起と側面に接触している間にエネルギーをプローブに加えて側面と突起を超音波周波数で振動させる。
【００３４】
本発明のもう一つの特長に従うと，患者の生体組織に側面と突起を同時に接触させることとは，プローブの先端部分を患者の臓器の亀裂部や陥凹部に挿入し，側面及び突起が亀裂部や陥凹部の壁部に接触するようプローブを動かすことである。
【００３５】
本発明のもう一つの特長によると，患者の生体組織に側面と突起を同時に接触させることとは，側面及び突起が生体組織と接触するより前に速やかに側面が生体組織に対して完全に平行になるよう及び終端面が生体組織に対して完全に垂直になるようプローブを操作することである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
ここに，記載された改良点を具現したいくつかのプローブを開示する。図１は，超音波吸引機と共に使用する目的で現在量産されている従来技術のプローブ１０を示す。このプローブ１０は，従来，指数関数型又はガウス分布型のテーパを持った形をしている。プローブ１０は，カニューレが挿入され，近接端部（術者に最も近い部分）に雄ネジ（図中に示されていない）が切ってある。このネジ部は，変換器１２の雌ネジを切った孔（図中に示されていない）に連結されている。最後の締め付けにレンチを使って変換器１２にプローブ１０を強く固定することで，変換器とプローブは共振する一つの部品となる。プローブ１０と変換器１２の孔は互いに連結する。プローブ１０は，一般的に超音波を伝えやすい金属やセラミックでできている。プローブの金属材料としてチタンが最もよく使われているが，他の材料でも代用できることが知られている。この公開された実施例に関して，材料選択はそれほど重要な要素ではない。
【００３７】
従来技術のプローブ１０の遠方端は，平面Ｐ１で共振体（プローブと変換器）の長軸１４に対して垂直に断ち切られている。カニューレが前記プローブ１０に挿入されると，遠方端面１６は小さな断面積を持った環状平面となる。前記プローブ１０の形状によって，プローブは速度変換器としての性質を持つ。つまり前記プローブは，その形状によって決まるゲインファクターという数値の分だけ変換器１２からの入力振動を増幅する役割を果たしている。例えば，前記プローブ１０がゲインファクター１０を持つとすると，振幅３０ミクロンの入力振動が最終的に先端面において３００ミクロンの振幅を持つ振動へと増幅される。この現象は先行技術においてよく知られている。プローブ１０の先端面１６を患者の生体組織に接触させると，キャビテーションや機械力によって組織は破壊されてしまう。生理食塩水や純水を生体組織とプローブの接触面に流すことで，組織は冷却され乳化され易くなり，中心孔が吸引機に接続されているときにはプローブ１０を通して，中心孔が洗浄液の供給源に接続されているときには別に用意された吸引カニューレによってより吸引排除され易くなる。
【００３８】
しかし，従来構造のプローブ１０の先端は，短時間に大量の組織を切除するのには適した形状ではない。先端面１６の表面積を広げることで，プローブはより効率的に組織を切除でき手術時間を短縮することができる。これは，褥瘡や糖尿病性潰瘍，熱傷などの創傷を切除する際に大きな利点となる。
【００３９】
図２Ａから図２Ｃは，シャフト１９を具備したプローブ１８と，頭部２０の拡大図を示す。より詳しく説明すると，図２Ｂに示されるように，プローブ頭部２０は長方形型や楕円形型の断面形状を持つといったように非対称な形状をしていてもよい。この非対称形状によって，プローブ１８はより大きなゲインファクターを持つようになり，より小さな創傷へも挿入しやすくなる。プローブ頭部２０の遠方先端面（ｄｉｓｔａｌ  ｅｎｄ  ｆａｃｅ）２２の表面積は，従来のもの（図１）に比べて十分に大きくなっている。これにより，このプローブは高効率に組織を切除することができる。プローブ頭部２０の形状は，細長い開口部を持った切傷や裂傷などの複雑な形状の創傷床に対しても挿入し易いように設計されている。
【００４０】
既に図２Ａから図２Ｃのプローブは，従来のものに比べて高い性能を示しているが，本発明は，更なる改良を有する。図３Ａは，シャフト２５と，プローブの長軸３０に対して垂直になっていない平面Ｐ２において断ち切られた遠方先端面２８を持つ非対称な拡張型プローブ頭部２６と，を具備するプローブ２４を表している。前記プローブ２４は，熱傷によって形成された硬い痂皮を取り除くことに適している。ここで痂皮は，正常な組織を露出させるために取り除かれなければならないものである。
【００４１】
そのようなプローブ設計によって起こりうる問題は，プローブ頭部が頭部２０のように垂直平面Ｐ１で断ち切られていても，プローブ頭部２６のように軸３０に対して傾いた平面Ｐ２で斜めに断ち切られていても，開口部３２や３４が組織によって塞がれてしまうことである。開口部が組織によって塞がれることにより，乳化された組織を吸引することが妨げられる。これは，孔３６や孔３８がそれぞれ吸引源（図中に示されていない）に接続されていても，プローブ外の冷却液の流れを止めても，孔が加圧液体の供給源に接続されていても，同様である。圧力の上昇によって，プローブと組織の接触面において液体の噴射や溶射が起こりやすくなる。このため，洗浄液が創傷床ではなく周りの空間に噴射してしまうという問題が発生する。また，プローブ先端の開口部３２及び３４が塞がれていなくても，プローブ先端面が大きければ液体は表面全体を覆うことができるとは限らない。
【００４２】
この点についてプローブ２４の性能を改善するために，図３Ｂ，３Ｃ及び３Ｄに示されているように，流路や溝，刻み目及び切り込み４０がプローブ表面２８に施される。この流路４０は，開口部や出力口をプローブ頭部２６の先端面２８の近傍に配置することで，プローブ孔３８の開口部４２の閉塞の可能性を減少させている。一方で，液体が流路４０を満たし，残りの先端面をより完全に覆うことができるようになっている。同様の機能を持つならば，他にも様々な流路形状が超音波プローブの先端面に適用可能である。ここで示されている例では，流路及び溝４０が先端面２８に対して平行であるか又は長手方向に向かって延在している。
【００４３】
孔３８が吸引源（図中に示されていない）に接続されたとき，前記流路４０中の流体は孔３８に向かって流れる。前記流路又は孔３８が洗浄液の供給源（図中に示されていない）に接続されたとき，前記流路４０中の流体は前記孔３８から流れ出る。
【００４４】
前述したようにプローブ先端面又は終端面の形状に関わらず，ただ遠方先端面と接触している範囲でのみ組織の切除が進行するため，プローブが組織を除去する能力には限界がある。プローブ側面は総じて，プローブの長軸及び圧縮超音波の送信方向に平行に配置されている。組織がそれらの側面に接触したとき，組織の乳化及び切除を発生させるのに十分なエネルギーを伝えることができない滑り運動や摩擦運動が起こってしまい，組織は切除されない。そのため，プローブ頭部の側面からもエネルギーを伝えることができ，単位時間により多量の組織を切除できるような改良型超音波組織切除プローブの実現が切望されている。
【００４５】
図４及び４Ａは，図３Ｂから３Ｄに示されたプローブ２４とほぼ同形であるが，プローブ頭部５０の側面４８のうち少なくとも一つの側面に沿ってエネルギーを伝達する役割を果たす，外方向又は半径方向に突出した突起４６を付け加えたプローブ４４を表している。プローブ頭部５０は，４つの面からなる側面４８とそのうち一つ又は二つの側面にだけ配置された突起４６を持った角柱形であることが望ましい。図４に示されているように，エネルギー伝達突起４６は側面４８のうち反対側に位置する２面だけにそって配置されている。突起が側面４８のうち１面又は２面にそって配置されているのは，目的外組織への接触回避を容易にするためである。
【００４６】
プローブ頭部５０は，プローブ４４のシャフト部分４９と結合されて一体となっている。プローブ５０は，例えば雄ネジ・雌ネジ（図中に示されていない）の締め付け力や摩擦力などによってシャフト４９に固く固定されているが，その一方で個別の部品としても扱うことができる。同じようなことが，プローブ頭部２０，２６及び６６にもあてはまる。
【００４７】
突起４６は，例えば鉄製の綴じ込み器具に見られるような表面の刻み目を個別の側面４８に構成するため，その形状や配置に工夫が施されている。そして，突起４６はプローブ頭部５０上に配置された連続した畝や刻み目を構成する。図４Ｂに示されているように，エネルギー伝達突起４６は，プローブ４４の基盤部分からプローブ長軸５１に対して垂直方向に突出したピラミッド型の部分である。さらに詳しく述べると，エネルギー伝達突起４６は，その三角形状断面が超音波伝播方向に対して横向きに配置された連続した畝や刻み目を構成する。エネルギー伝達突起４６は，第一平行畝部４６ａ及びそれと互い違いに配置された第二平行畝部４６ｂを含む。楔状又は三角形状の突起又は畝部４６ａ及び４６ｂはそれぞれ，その三角形状断面が超音波伝播方向に対して横向きに配置された一連の溝の配列を構成する。プローブ４４が振動すると，角柱状に加工された突起又は畝部４６ａ及び４６ｂの表面はそのエネルギーを目的組織に伝え，組織の泡状化及び乳化を引き起こす。
【００４８】
図４Ｂから図４Ｅに示されているように，側面４８は異なる形状のエネルギー伝達突起又は畝部５２，５４及び５６を具備している。突起又は畝部５２は，凸状又は半円柱状の形状をしている。突起又は畝部５４は，凹状の溝又は陥凹５８を形成する。突起５６は，側面４８に鱗状に配置された平面状の形状をしている。これらのエネルギー伝達突起５２，５４及び５６は，プローブ４４の先端においてより多くの振動面を作り組織切除を促進する。
【００４９】
傷口が小さくて深い褥瘡又は創傷を切除しなければならないような前記実施例においては，プローブ先端はそれより小さくなければならない。そして，そのような小先端プローブによって，切除効率を改善することができる。図５は管状終端又は頭部６２から構成されるプローブ６０を表している。プローブ６０は，周囲に沿って円筒状の側面６４又は複数個のピラミッド形エネルギー伝達突起６６を備えるプローブ頭部６２を具備する。突起６６は，金属製綴じ込み器具に見られるような刻み目表面を形成するため，十分に小さくなければならない。前記エネルギー伝達突起６６は，創面に接触しているとき，プローブ先端と同様にプローブ周囲でも組織の乳化・切除が起こるほどエネルギーを効率良く組織に伝える。そのようなプローブは組織切除速度を上げ，それに伴って施術時間を大幅に短縮できる。重要なのは，それらエネルギー伝達突起が均一なピラミッド形であること又は凹凸面を持っていることである。
【００５０】
この実施例におけるすべてのプローブは，既知の装置に使われている技術に習熟した者によって設計されるべきである。
【００５１】
前記プローブを創傷や潰瘍の切除・洗浄に適用する際の使用法として，施術者は超音波外科吸引機をプローブに取り付け，その中心孔をプローブ先端から制御流を発生させることができるように調節可能な加圧液体供給源に接続，その後電源を入れ，プローブが３０から３００ミクロンの変位で振動するようにシステムを調節し，先端及びエネルギー伝達突起を目的組織に接触させる。プローブは，発生したキャビテーションや機械力を組織に伝え，創面の切除・洗浄を行う。吸引は，超音波切除と同時又はその後行われる。図６に示されているように，吸引機の送気口をプローブに接続し，乳化された組織は環状孔を通って吸引される。反対に，送気口は排除され吸引物は別の吸引カニューレ経由で取り除かれる。
【００５２】
プローブ２４，４４又はその先端面に流路４０のような流路や溝，刻み目および切り込みを具備する他のプローブを利用する外科方法は，まず，ある超音波周波数でプローブが振動するように操作する。そして，前記プローブの先端面２２，２８を患者の生体組織に接触させる。前記プローブにエネルギーを加えて，組織に接触している間，前記先端面２２，２８を超音波振動させる。そして，組織と先端面が接触している間，刻み目又は流路４０を経由して液体を接触組織と垂直孔３６，３８の間に流す。
【００５３】
プローブ４０，６０を利用した外科方法は，側面４８又は６４を突起，溝，刻み目４６，６６と共に患者の生体組織に接触させ，組織と側面及び突起が接触している間，プローブにエネルギーを加え前記側面４８，６４及び前記突起４６，６６を決められた超音波周波数で振動させる。この方法では，プローブの先端面を患者の生体組織中の切傷，裂傷又は陥凹部に挿入し，前記側面４８，６４及び前記突起４６，６６が裂傷部又は陥凹部の壁面に接触するようにプローブを動かす。
【００５４】
ここで，側面４８，６４及び突起４６，６６が生体組織と接触するより前に，側面４８，６４が生体組織に対して完全に平行になるように及び先端面が生体組織に対して完全に垂直になるように素早くプローブを操作する。
【００５５】
本発明は特異な実施例及び応用例の用語で記述されているが，教示に照らし合わせると，請求範囲に記載されている本発明の趣旨から外れることなく，また本発明の範囲を超えることなく，当該技術分野における通常の技術によってさらなる実施例や改良が見込める。従って，ここでの図や記述は本発明の理解を容易にするための例証として提供されているのであって，その範囲を制限するものと解釈されるべきではない。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
この発明は超音波外科手術装置とその使用方法に関するものである。さらに詳しく述べると，この発明は，超音波手術における吸引のための高効率医療処置プローブに関するものである。これらのプローブは，不要な熱の発生と組織の損傷を低減しながら，生体組織の断片化や乳状化の効率を向上させるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】図１は，超音波吸引機と共に使用される従来技術の超音波プローブの断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは，本発明に基づいた超音波プローブの一部が側面図及び他部分が断面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは，図２Ａのプローブ端面図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは，図２Ａのプローブの一部分が平面図及び他の部分が断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは，本発明に基づいたもう一つの超音波プローブの一部が側面図及び他部分が断面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは，プローブ頭部先端面に刻まれた細長い溝の正面の改良点を示した図３Ａのプローブの端面図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは，図３Ｂの溝を示した図３Ａに似た図である。
【図３Ｄ】図３Ｄは，図３Ｃの直線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿って切り出した一部分の断面図である。
【図４】図４は，本発明に基づいた別のもう一つの超音波プローブの一部が側面図及び他部分が断面図である。
【図４Ａ】図４Ａは，図４のＩＶ−ＩＶの範囲を取り出した図４のプローブ頭部の側面の拡大図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは，図４のプローブ頭部の側面に沿って施された各改良点を示した図４のプローブ頭部の側面図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは，図４のプローブ頭部の側面に沿って施された各改良点を示した図４のプローブ頭部の側面図である。
【図４Ｄ】図４Ｄは，図４のプローブ頭部の側面に沿って施された各改良点を示した図４のプローブ頭部の側面図である。
【図４Ｅ】図４Ｅは，図４Ｄに示されたプローブ頭部の斜視図である。
【図５】図５は，本発明に基づいたさらにもう一つの超音波プローブの一部が側面図及び他部分が断面図である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図５】
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【国際調査報告】
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