(57)【要約】  外科用器具。外科用器具は、トランスデューサ及びエンドエフェクタを備えることができる。トランスデューサは、長手方向軸に沿って所定の周波数で振動を提供するように構成することができ、長手方向軸に沿って配置される圧電スタックを備えることができる。トランスデューサは、長手方向軸に沿って圧電スタックの第１の端に隣接して配置される第１の金属端マスと、長手方向軸に沿って圧電スタックの第２の端に隣接して配置される第２の金属端マスとを備えることができる。トランスデューサの長さは、一波長の１／４以上かつ一波長の１／２以下である場合がある。エンドエフェクタはトランスデューサに結合することができ、長手方向軸に沿って延びることができる。トランスデューサ及びエンドエフェクタの長さは一波長の１／２の倍数である。
2010535089.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外科用器具であって、
長手方向軸に沿って所定の周波数で振動を提供するように構成されているトランスデューサであって、
前記長手方向軸に沿って配置される圧電スタックと、
前記長手方向軸に沿って前記圧電スタックの第１の端に隣接して配置される第１の金属端マスと、
前記長手方向軸に沿って前記圧電スタックの第２の端に隣接して配置される第２の金属端マスと、
を備え、前記トランスデューサの長さが、一波長の１／４以上かつ一波長の１／２未満である、トランスデューサと、
前記トランスデューサに結合される、前記長手方向軸に沿って延びるエンドエフェクタであって、前記トランスデューサ及び前記エンドエフェクタの長さが一波長の１／２の倍数である、エンドエフェクタと、
を備える、外科用器具。
【請求項２】
前記エンドエフェクタが導波管を備える、請求項１に記載の外科用器具。
【請求項３】
前記圧電スタックが複数の圧電素子を備える、請求項１に記載の外科用器具。
【請求項４】
前記圧電スタックが概ね前記トランスデューサの節に配置され、前記節が前記トランスデューサの端から前記長手方向軸に沿って一波長の約１／４の点である、請求項１に記載の外科用器具。
【請求項５】
前記器具の長さが約一波長である、請求項１に記載の外科用器具。
【請求項６】
手術用の外科用器具を処理する方法であって、
請求項１に記載の外科用器具を入手することと、
前記外科用器具を滅菌することと、
滅菌容器に前記外科用器具を格納することと、
を含む、方法。
【請求項７】
外科用器具であって、
長手方向軸に沿って所定の周波数で振動を提供するように構成されているトランスデューサであって、
前記長手方向軸に沿って配置される圧電スタックと、
前記長手方向軸に沿って前記圧電スタックの第１の端に隣接して配置される第１の金属端マスと、
前記長手方向軸に沿って前記圧電スタックの第２の端に隣接して配置される第２の金属端マスと、
を備え、前記トランスデューサの振幅利得が１に等しい、トランスデューサと、
前記トランスデューサに結合される、前記長手方向軸に沿って延びるエンドエフェクタと、
を備える、外科用器具。
【請求項８】
前記エンドエフェクタが導波管を備える、請求項７に記載の外科用器具。
【請求項９】
前記超音波外科用器具の振幅利得が約１０〜約５０である、請求項７に記載の外科用器具。
【請求項１０】
手術用の外科用器具を処理する方法であって、
請求項７に記載の外科用器具を入手することと、
前記外科用器具を滅菌することと、
滅菌容器に前記外科用器具を格納することと、
を含む、方法。
【請求項１１】
外科用器具であって、
長手方向軸に沿って所定の周波数で振動を提供するように構成されているトランスデューサであって、
前記トランスデューサの第１の端から一波長の約１／４に前記長手方向軸に沿って配置される圧電スタックと、
前記長手方向軸に沿って前記圧電スタックの第１の端に隣接して配置される第１の金属端マスと、
前記長手方向軸に沿って前記圧電スタックの第２の端に隣接して配置される第２の金属端マスと、
を備え、前記トランスデューサの長さが約一波長に等しく、前記トランスデューサが第１の取付け点及び第２の取付け点を画定し、前記第１の取付け点が前記トランスデューサの前記第１の端から一波長の１／４に前記長手方向軸に沿って位置し、前記第２の取付け点が前記トランスデューサの第２の端から一波長の１／４に前記長手方向軸に沿って位置する、トランスデューサと、
前記第１の取付け点及び前記第２の取付け点において前記トランスデューサに結合されるハウジングと、
を備える、外科用器具。
【請求項１２】
前記第２の金属端マスが単位利得共振器を備える、請求項１１に記載の外科用器具。
【請求項１３】
前記第１の取付け点がフランジを備える、請求項１１に記載の外科用器具。
【請求項１４】
前記第１の取付け点が溝を備える、請求項１１に記載の外科用器具。
【請求項１５】
前記第１の取付け点が、溝を画定する一対のフランジを備え、前記溝が前記トランスデューサの前記第１の端から一波長の約１／４に前記長手方向軸に沿って位置する、請求項１１に記載の外科用器具。
【請求項１６】
前記第１の取付け点が前記第２の取付け点の直径よりも大きい直径を有する、請求項１１に記載の外科用器具。
【請求項１７】
手術用の外科用器具を処理する方法であって、
請求項１１に記載の外科用器具を入手することと、
前記外科用器具を滅菌することと、
滅菌容器に前記外科用器具を格納することと、
を含む、方法。
【請求項１８】
たわみ部材と、
前記たわみ部材の遠位部に結合されるトランスデューサであって、前記トランスデューサは長手方向軸に沿って所定の周波数で振動を提供するように配置され、前記トランスデューサは、
前記長手方向軸に沿って配置される圧電スタックと、
前記長手方向軸に沿って前記圧電スタックの第１の端に隣接して配置される第１の金属端マスと、
前記長手方向軸に沿って前記圧電スタックの第２の端に隣接して配置される第２の金属端マスと、
を備える、トランスデューサと、
前記トランスデューサから遠位に配置されるエンドエフェクタと、
を備える、外科用器具。
【請求項１９】
手術用の外科用器具を処理する方法であって、
請求項１８に記載の外科用器具を入手することと、
前記外科用器具を滅菌することと、
滅菌容器に前記外科用器具を格納することと、
を含む、方法。
【請求項２０】
外科用デバイスであって、
長手方向軸に沿って所定の周波数で振動を提供するように配置されるトランスデューサと、
前記トランスデューサから遠位に配置されるエンドエフェクタと、
を備える、外科用デバイスと、
前記外科用デバイスを受け入れるように構成されているスリーブと、
前記スリーブの内側部分に沿って配置されるレールと、
を備える外科用器具であって、
前記外科用デバイスが前記レールを受け入れる機能を備え、前記外科用デバイスが前記レールに沿ってスライド可能である、外科用器具。
【請求項２１】
前記第１のスリーブに平行の第２のスリーブを更に備え、前記第２のスリーブが内視鏡を受け入れるように構成されている、請求項２０に記載の外科用器具。
【請求項２２】
前記外科用デバイスから遠位に延びるアームと、
前記アーム上に配置されるクランプパッドと、を更に備え、
前記アームが前記エンドエフェクタに対してスライド可能であり、それによって、前記エンドエフェクタを前記クランプパッドに向けて移動させる、請求項２０に記載の外科用器具。
【請求項２３】
前記外科用器具がケーブルループを更に備え、前記ケーブルループが、前記ケーブルループを前記エンドエフェクタに向けて移動させるように収縮可能である、請求項２０に記載の外科用器具。
【請求項２４】
手術用の外科用器具を処理する方法であって、
請求項２０に記載の外科用器具を入手することと、
前記外科用器具を滅菌することと、
滅菌容器に前記外科用器具を格納することと、
を含む、方法。
【請求項２５】
第１の操作部材と、
第２の操作部材であって、前記第１の操作部材及び前記第２の操作部材が旋回点を中心にして互いに向かって旋回可能である、第２の操作部材と、
前記第１の操作部材の長手方向軸に沿って配置されて所定の周波数で前記長手方向軸に沿って振動を提供するトランスデューサと、
前記トランスデューサに結合されるとともに前記長手方向軸に沿って遠位に延びるエンドエフェクタと、
前記第２の操作部材に結合されるクランプパッドと、を備え、
前記第１の操作部材及び前記第２の操作部材が前記旋回点を中心として互いに向かって旋回すると、前記クランプパッドが前記エンドエフェクタに向かって動く、外科用器具。
【請求項２６】
前記旋回点から遠位の点において前記第１の操作部材に結合される第１のフィンガーリングを更に備える、請求項２５に記載の外科用器具。
【請求項２７】
前記第１のフィンガーリングが、前記長手方向軸に対して垂直な軸を中心に回転可能である、請求項２６に記載の外科用器具。
【請求項２８】
前記旋回点に配置されるとともに、前記第１の操作部材及び前記第２の操作部材にトルクを加えるように構成されている支持部材を更に備え、前記トルクが、前記第１の操作部材及び前記第２の操作部材を互いから離れるように旋回させる傾向がある、請求項２５に記載の外科用器具。
【請求項２９】
前記第１の操作部材が、前記旋回点から近位に延びており、前記旋回点から近位に配置されるフィンガーループを備える、請求項２５に記載の外科用器具。
【請求項３０】
前記第１の操作部材が、前記旋回点から近位に位置する点において前記長手方向軸から遠ざかるように傾く、請求項２９に記載の外科用器具。
【請求項３１】
手術用の外科用器具を処理する方法であって、
請求項２５に記載の外科用器具を入手することと、
前記外科用器具を滅菌することと、
滅菌容器に前記外科用器具を格納することと、
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【開示の内容】
【０００１】
〔背景技術〕
中空コア及び中実コアの器具を含む超音波器具は、数多くの病状を安全かつ効果的に治療するのに用いられている。超音波器具、特に中実コアの超音波器具は、外科用エンドエフェクタに超音波周波数で伝達される機械的振動の形のエネルギーを利用して生体組織の切削及び／又は凝固するのに用いることができるので有用である。超音波振動は、適切なエネルギーレベルで適当なエンドエフェクタにより器官組織に伝達される場合に、組織を切除、切開、若しくは凝固するために、又は筋組織を骨から分離するために使用することができる。超音波器具は、エンドエフェクタが外科手術部位にトロカールを通じて到達する内視鏡手術又は腹腔鏡手術のような開腹処置（open procedures）又は最少の侵襲性の処置において使用され得る。
【０００２】
そのような器具の単一要素型又は複数要素型エンドエフェクタ（例えば、切断ブレード、ボール状凝固装置）を超音波周波数で作動又は励起させることによって、隣接する組織内で局部的な熱を生成する長手方向、横方向又はねじれ振動の動作を誘起し、切断と凝固との両方を容易にする。超音波器具の性質のために、特定の超音波によって作動されるエンドエフェクタは、例えば切断及び凝固を含む、多数の機能を実行するように設計することができる。
【０００３】
超音波振動は、例えば、トランスデューサを外科用エンドエフェクタの中において電気的に励起することにより誘発される。トランスデューサは器具のハンドピース内において１つ又は複数の圧電素子又は磁歪素子から構成することができる。このトランスデューサ部分により発生される振動が当該トランスデューサ部分から外科用エンドエフェクタまで延在している超音波導波管を介して外科用エンドエフェクタに伝達される。これらの導波管及びエンドエフェクタはトランスデューサと同一の周波数において共振するように設計することができる。それゆえ、エンドエフェクタをトランスデューサに取り付ける際に、全体のシステムの周波数がトランスデューサ自体の周波数と同一に保たれる。
【０００４】
トランスデューサ及びエンドエフェクタは、２つの異なる周波数において共振し、結合又は連結された際に第３の周波数において共振するように設計することができる。エンドエフェクタの末端部分における長手方向の超音波振動のゼロ−トゥ−ピーク振幅ｄは以下のように与えられる共振振動数における単純な正弦波として機能する。
ｄ＝Ａ  ｓｉｎ（ωｔ）
式中、
ω＝周期的な周波数ｆの２π倍に等しい角周波数であり、
Ａ＝ゼロ−トゥ−ピーク振幅である。
長手方向の動作範囲はピーク−トゥ−ピーク（ｐ−ｔ−ｐ）振幅として定められ、この値は上記正弦波の振幅のちょうど２倍すなわち２Ａである。
【０００５】
超音波外科用器具は２種類の装置、すなわち、単一要素型のエンドエフェクタ装置及び複数要素型のエンドエフェクタ装置に分けることができる。単一要素のエンドエフェクタ装置はメス（例えば、ブレード、鋭利なフックブレード、切開フックブレード、カーブブレード）及びボール状凝固装置等の器具を含む。例えば、単一要素のエンドエフェクタ器具は組織が軟質であり緩やかに支持されている場合にブレードから組織に圧力を加える能力が制限されている。超音波エネルギーを組織に効果的に伝達するためには十分な圧力が必要である。このように組織を確実に捕らえることができなければ、超音波エネルギーの供給中に組織表面に対して完全に接着することができなくなり、結果的に不十分な止血及び組織の結合をもたらす。このような場合、複数要素型のエンドエフェクタ装置を用いることができる。クランプ式凝固装置等の複数要素型エンドエフェクタは超音波ブレードに対して組織を押し当てるための機構を含み、この機構により上記のような欠点が解消できる。
【０００６】
〔発明の概要〕
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の超音波器具の欠点の１つはその大きさである。従来の超音波器具のサイズが大きいこと及び嵩張ることによって、臨床医が細かい動作が必要とされる外科的手術環境において器具を操作するのがより困難になる可能性があり、また臨床医の視界を妨げる可能性もある。このことによって、狭い外科手術部位において従来の超音波器具の有用性が制限される場合がある。また、従来のトランスデューサの嵩高性のために、多くの従来の超音波器具はエンドエフェクタから近位にトランスデューサを配置するが、それによって、拡張された、またしばしば比較的柔軟性のない導波管が必要になる。結果的に、エンドエフェクタ及びブレードの接合は、困難又は不可能になり得る。このことによって、内視鏡及び腹腔鏡を用いる外科的手術の環境下において従来の超音波器具の有用性が制限される。
【０００７】
〔課題を解決するための手段〕
１つの一般的な態様では、種々の実施形態は外科用器具に関する。外科用器具は、トランスデューサ及びエンドエフェクタを備えることができる。トランスデューサは、長手方向軸に沿って所定の周波数で振動を提供するように構成することができ、長手方向軸に沿って配置される圧電スタックを備えることができる。トランスデューサはまた、長手方向軸に沿って圧電スタックの第１の端に隣接して配置される第１の金属端マス（first metallic end mass）と、長手方向軸に沿って圧電スタックの第２の端に隣接して配置される第２の金属端マスとを備えることができる。トランスデューサの長さは、一波長の１／４以上かつ一波長の１／２未満である場合がある。エンドエフェクタはトランスデューサに結合することができ、長手方向軸に沿って延びることができる。トランスデューサ及びエンドエフェクタの長さは一波長の１／２の倍数であり得る。
【０００８】
別の一般的な態様では、種々の実施形態は、トランスデューサ及びエンドエフェクタを備える別の外科用器具に関する。トランスデューサは、長手方向軸に沿って所定の周波数で振動を提供するように構成することができる。トランスデューサは、長手方向軸に沿って配置される圧電スタックと、長手方向軸に沿って圧電スタックの第１の端に隣接して配置される第１の金属端マスと、長手方向軸に沿って圧電スタックの第２の端に隣接して配置される第２の金属端マスとを備え得る。エンドエフェクタはトランスデューサに結合することができ、長手方向軸に沿って延びることができる。種々の実施形態によれば、トランスデューサの振幅利得は１に等しい場合がある。
【０００９】
更に別の一般的な態様では、種々の実施形態は外科用器具に関する。外科用器具は、長手方向軸に沿って所定の周波数で振動を提供するように構成されるトランスデューサと、トランスデューサに結合されたハウジングと、を備えることができる。トランスデューサは、圧電スタック、第１の金属端マス、及び第２の金属端マスを備えることができる。圧電スタックは、トランスデューサの第１の端から一波長の約１／４に長手方向軸に沿って配置することができる。第１の金属端マス及び第２の金属端マスは、圧電スタックの第１および第２のそれぞれの端に隣接して長手方向軸に沿って配置することができる。種々の実施形態によれば、トランスデューサの長さは約一波長に等しい。また、トランスデューサは第１の取付け点及び第２の取付け点を画定することができ、第１の取付け点はトランスデューサの第１の端から一波長の１／４に長手方向軸に沿って配置され、第２の取付け点は前記トランスデューサの第２の端から一波長の１／４に長手方向軸に沿って配置される。ハウジングは、第１の取付け点及び第２の取付け点においてトランスデューサに結合することができる。
【００１０】
更なる一般的な態様によれば、種々の実施形態はたわみ部材、トランスデューサ、及びトランスデューサから遠位に配置されるエンドエフェクタを備える外科用器具に関する。トランスデューサは、たわみ部材の遠位部に結合することができ、長手方向軸に沿って所定の周波数で振動を提供するように配置することができる。トランスデューサは、長手方向軸に沿って配置される圧電スタックと、第１の金属端マスと、第２の金属端マスとを備えることができる。第１の金属端マス及び第２の金属端マスは、圧電スタックの第１および第２のそれぞれの端に隣接して長手方向軸に沿って配置することができる。
【００１１】
別の一般的な態様では、種々の実施形態は、外科用装置、外科用装置を受け入れるように構成されるスリーブ、及びスリーブ内側部分に沿って配置されるレールを備える外科用器具に関する。外科用装置は、レールを受け入れるための機能を備えることができ、レールに沿ってスライド可能とすることができる。また、外科用装置は、長手方向軸に沿って所定の周波数で振動を提供するように配置されるトランスデューサと、トランスデューサから遠位に配置されるエンドエフェクタを備えることができる。
【００１２】
更に別の一般的な態様では、種々の実施形態は、第１の操作部材及び第２の操作部材を備える外科用器具に関する。第１の操作部材及び第２の操作部材は、旋回点を中心に互いに向かって旋回可能とすることができる。外科用器具は、第１の操作部材の長手方向軸に沿って所定の周波数で振動を提供するようにその長手方向軸に沿って配置されるトランスデューサも備えることができる。更に、外科用器具は、トランスデューサに結合されるとともに長手方向軸に沿って遠位に延びるエンドエフェクタを備えることができる。クランプパッドは第２の操作部材に結合することができ、第１の操作部材及び第２の操作部材が旋回点を中心として互いに向かって旋回する場合、クランプパッドはエンドエフェクタに向けて動くことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
種々の実施形態の新規特徴は、特に添付の「特許請求の範囲」に記載される。しかしながら、その更なる目的及び利点とともに、組織及び操作方法に関して、種々の実施形態自体は、添付図面とともに、以下の説明を参照することにより最良に理解され得る。
【図１】超音波システムの一実施形態。
【図２】超音波器具の接続ユニオン／ジョイントの一実施形態。
【図３】図１に示す超音波システムとともに用いることができる超音波外科用器具の一実施形態の分解斜視図。
【図４】全波長にわたる定在波形の変位を示す線図の一実施形態。
【図５】フランジを備える２つの取付け点を有する全波長超音波トランスデューサの一実施形態。
【図６】溝を画定する２つの取付け点を有する全波長超音波トランスデューサの一実施形態。
【図７】フランジを備える１つの取付け点及び溝を画定する１つの取付け点を有する全波長超音波トランスデューサの一実施形態。
【図８】フランジを備える１つの取付け点及び溝を画定する１つの取付け点を有する全波長超音波トランスデューサの一実施形態。
【図９】それぞれ一対のフランジを備える２つの取付け点を有する全波長超音波トランスデューサの一実施形態。
【図１０】ハウジング、トランスデューサ、及びエンドエフェクタを備える超音波装置の部分の一実施形態。
【図１１】超音波トランスデューサ及びエンドエフェクタを備える超音波装置の部分の一実施形態。
【図１２】四分の一波長超音波トランスデューサの一実施形態。
【図１２Ａ】図１２に示す四分の一波長超音波トランスデューサの一実施形態の切欠図。
【図１３】超音波トランスデューサの一実施形態。
【図１４】第１の圧電スタック及び第２の圧電スタックを有する超音波トランスデューサの一実施形態。
【図１５】超音波器具の一実施形態。
【図１６】フィンガーループを有する超音波器具の一実施形態。
【図１７】図１６に示す超音波器具の一実施形態。
【図１８】超音波器具の一実施形態。
【図１９】図１８に示す超音波器具の一実施形態。
【図２０】たわみ部材の遠位端に配置される超音波エンドエフェクタ及びトランスデューサアセンブリの一実施形態。
【図２１】内視鏡又は腹腔鏡の環境で用いるための外科用器具の一実施形態。
【図２２】図２１に示す超音波器具の一実施形態。
【図２３】図２１に示す超音波器具の一実施形態。
【図２４】図２１に示す、たわみ部材の投げ縄を備える外科用器具の一実施形態。
【図２５】図２４に示す超音波器具の一実施形態。
【図２６】図２４に示す超音波器具の一実施形態。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
種々の実施形態の詳細を説明する前に、これらの実施形態は、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。例えば、以下に開示される外科用器具及びブレードの構成は例示に過ぎず、その精神又は開示を限定することを意図するものではない。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。
【００１５】
超音波外科用器具及びブレードの例は、米国特許第５，３２２，０５５号及び同第５，９５４，７３６号、同第６，３０９，４００  Ｂ２号、同第６，２７８，２１８  Ｂ１号、同第６，２８３，９８１  Ｂ１号、並びに同第６，３２５，８１１  Ｂ１号に開示され、それらの全体を参照として本明細書に援用する。これらの参照は、ブレードの縦モードが励起される超音波外科手術器具の設計及びブレードの設計を開示する。結果は器具内における長手方向定在波である。したがって、器具は長手方向の動作がゼロに等しい節（nodes）、及び長手方向の動作がその最大値である腹（anti-nodes）を有する。器具の組織エフェクタは、しばしば腹に配置され、その長手方向の動作を最大化させる。
【００１６】
本明細書に開示される装置及び方法の、構造、機能、製造並びに使用の原理について、総合的な理解を提供するために、種々の実施形態を以後記載する。これらの実施形態の１以上の例を付属の図面に示す。当業者は、本明細書で明確に記載され、添付の図面に示される装置及び方法が、非限定の例示的な実施形態であり、種々の実施形態の範囲は、特許請求の範囲のみにより定義されることを理解するであろう。１つの例示的な実施形態に関連して示されるか述べられる特徴は、他の実施形態の特徴と組み合わせてもよい。こうした改変及び変形は特許請求の範囲の範囲内に含まれるものとする。
【００１７】
図１は、超音波システム１０の一実施形態を示す。超音波システム１０は、超音波トランスデューサ１４に結合される超音波信号発生器１２、ハンドピースハウジング１６を備えるハンドピースアセンブリ６０、及び超音波で作動可能な単一素子エンドエフェクタすなわち超音波で作動可能なブレード５０を備えることができる。超音波トランスデューサ１４は「ランジュバァン・スタック（Langevin stack）」として知られており、一般にトランスダクション部分１８、第１の共振器部分すなわちエンド−ベル２０、及び第２の共振器部分すなわちフォア−ベル２２、及び補助部品を備えている。これらの部分の全体での構成は共振器である。超音波トランスデューサ１４は後に詳述するようにシステム波長の１／２の整数倍の長さ（ｎλ／２）であることが好ましい（ｎλ／２：ここで、「ｎ」は任意の正の整数である。例えば、ｎ＝１，２，３．．．）。音響組立体２４は上記の超音波トランスデューサ１４、ノーズコーン２６、速度トランスフォーマ２８及び表面部分３０を備える。
【００１８】
用語「近位」及び「遠位」は本明細書で、臨床医がハンドピースアセンブリ６０を把持することに関して用いられることに留意されたい。したがって、エンドエフェクタ５０は、より近位にあるハンドピースアセンブリ６０に対して遠位である。便宜上、また明確にするために、「上位」及び「下位」のような空間的な用語も、本明細書において臨床医がハンドピースアセンブリ６０を把持することに関して用いられることに更に留意されたい。しかしながら、外科用器具は多数の方向及び位置で用いられ、これらの用語は制限及び絶対的なものを意図するものではない。
【００１９】
エンド−ベル２０の遠位端はトランスダクション部分１８の近位端に接続され、フォア−ベル２２の近位端は、トランスダクション部分１８の遠位端に接続される。フォア−ベル２２及びエンド−ベル２０は、トランスダクション部分１８の厚さ、エンド−ベル２０及びフォア−ベル２２を製造するために用いられる材料の密度及び弾性係数、並びに超音波トランスデューサ１４の共振周波数を含む、多数の変数によって決定される長さを有する。フォア−ベル２２は、近位端から遠位端に向かって内側に向けて先細にされ、速度トランスフォーマ２８のような超音波震動振幅を増幅させてもよく、又は代替的には増幅を有さなくともよい。例えば、適切な振動周波数の範囲は、約２０Ｈｚ〜１２０ｋＨｚであり、最適な振動周波数の範囲は約３０〜１００ｋＨｚであり、一例の実用可能な振動周波数は概ね５５．５ｋＨｚである場合がある。
【００２０】
圧電スタック３１は１つ又は複数の圧電素子３２を含んでもよく、圧電素子３２は、例えば、チタンジルコン酸鉛、メタニオブ酸鉛、チタン酸鉛、チタン酸バリウム、又は他の圧電セラミック材料のような、任意の適切な材料で製作することができる。陽極３４、陰極３６、及び圧電素子３２はそれぞれ、その中心を貫通している中ぐり穴を有していてもよい。陽極３４及び陰極３６はそれぞれ、ワイヤ３８及び４０に電気的に接続される。ワイヤ３８及び４０は、ケーブル４２に入れられ、超音波システム１０の超音波信号発生器１２に電気的に接続される。
【００２１】
音響組立体２４の超音波トランスデューサ１４は、超音波信号発生器１２からの電気的信号を機械エネルギーに変換し、このエネルギーが超音波周波数における、主に、超音波トランスデューサ１４及びエンドエフェクタ５０の長手方向の振動動作の音響定在波（standing acoustic wave）を結果としてもたらす。別の実施形態では、超音波トランスデューサの振動動作は異なる方向において動作することもできる。例えば、振動動作は、超音波システム１０の先端部のより複雑な動作の局所的長手方向の成分を含んでもよい。適切な発生器が、オハイオ州シンシナティのエティコン・エンドーサージェリィ・インコーポレイテッド（Ethicon Endo-Surgery, Inc.）から型番ＧＥＮ０１として入手可能である。音響組立体２４が励起すると、音響組立体２４を通じて振動動作の定在波が生成される。超音波システム１０は、所定の振幅の音響定在波パターンが生成されるような共振で動作するように設計することができる。音響組立体２４に沿う任意の点における振動動作の振幅は、その振動動作を測定する音響組立体２４に沿う場所により決めることができる。振動運動定在波内の最小又はゼロ交差は、一般に、節（例えば、通常、運動が最小である場所）と称され、定在波内の局在的最大絶対値又はピークは、一般に、腹（例えば、通常、運動が最大である場所）と称される。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】
ワイヤ３８及び４０は、超音波信号発生器１２から陽極３４及び陰極３６に電気的信号を伝送する。圧電素子３２は、スイッチ４４に対応して超音波信号発生器１２から供給される電気的信号によって励起されて、音響組立体２４において音響定在波を生成する。スイッチ４４は、臨床医の足によって作動するように構成してもよい。電気的信号によって圧電素子３２が電圧勾配の軸に沿って連続的な様式で膨張及び収縮し、超音波エネルギーの長手方向の波が生じる。素子にひずみを与えることによって、材料における、交互に生じる大きな圧縮力及び張力がもたらされる。圧電素子３２におけるこれらの力は、繰り返し状態の小さな変位の形態で表出され、結果として、材料内で大きな、交互に生じる圧縮力及び張力がもたらされる。繰り返し状態の小さな変位によって圧電素子３２が電圧勾配の軸に沿って連続的な様式で膨張及び収縮し、超音波エネルギーの長手方向の波が生じる。超音波エネルギーは音響組立体２４を通じて、伝送部分すなわち超音波伝送導波管１０４を介してエンドエフェクタ５０に伝送される。種々の実施形態によれば、導波管１０４、エンドエフェクタ５０、及びブレード５２は全て、一般にエンドエフェクタとして言及してもよい。
【００２３】
音響組立体２４がエネルギーをエンドエフェクタ５０に供給するために、音響組立体２４の全ての部分がエンドエフェクタ５０に音響的に結合されていなければならない。超音波トランスデューサ１４の遠位端は、表面部分３０において、スタッド４８等のねじ付きの接続手段によって、超音波伝送導波管１０４の近位端に音響的に結合することができる。
【００２４】
音響アセンブリ２４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、音響的に調整されることが好ましく、式中、波長λは、音響アセンブリ２４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２４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。
【００２５】
超音波エンドエフェクタ５０は、１／２システム波長の整数倍（λ／２）にほぼ等しい長さを有していてもよい。超音波エンドエフェクタ５０のブレード５２の遠位端は、遠位端の最大長手方向の動作範囲を提供するように、腹の近くに配置することができる。トランスデューサアセンブリが励起されると、超音波エンドエフェクタ５０の遠位端５２は所定の振動周波数において、例えば、概ね１０〜５００マイクロメートルの範囲内でピーク−トゥ−ピーク、好ましくは約３０〜１５０マイクロメートルの範囲内で動作するように構成することができる。
【００２６】
超音波エンドエフェクタ５０は、超音波伝送導波管１０４に結合することができる。超音波エンドエフェクタ５０及び超音波伝送導波管１０４は、図示するように、例えば、Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ（アルミニウム及びバナジウムを含むチタン合金）、アルミニウム、ステンレススチール、又は他の適切な材料のような、超音波エネルギーの伝送に適した材料から単一のユニット構造として形成される。代替的に、超音波エンドエフェクタ５０は超音波伝送導波管１０４から分離できる（及び異なる構成で）ようにすることもでき、例えば、スタッド、溶接、糊、簡単な接続（quick connect）、又は他の適切な既知の方法で結合することができる。超音波伝送導波管１０４は例えば、１／２システム波長の整数倍（λ／２）にほぼ等しい長さを有していてもよい。超音波伝送導波管１０４は好ましくは、例えば上述のチタン合金（例えば、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ）若しくは任意の適切なアルミニウム合金、又は他の合金等の超音波エネルギーを効率的に伝搬するのに適切な材料から作成される中実コア軸から製造することができる。
【００２７】
超音波伝送導波管１０４は、近位端に、長手方向に突き出ている取り付けポスト５４を備え、それによって、スタッド４８等のねじ付きの接続手段によって超音波伝送導波管１０４の表面部分３０に結合する。図１に示される実施形態では、超音波伝送導波管１０４は、複数の節に配置される複数の安定化シリコーンリングすなわち適合する支持５６を備える。シリコーンリング５６は望ましくない振動を減衰させ、超音波エネルギーを外部シース５８から絶縁して、超音波エネルギーが長手方向にエンドエフェクタ５０の遠位端５２に向けて最大の効果で流れるのを確実にする。
【００２８】
図１に示すように、外側シース５８は超音波器具１０のユーザ及び患者を超音波伝送導波管１０４の超音波振動から保護する。シース５８は、一般にハブ６２及び細長い管状部材６４を備える。管状部材６４はハブ６２に取り付けられ、長手方向に管状部材６４を貫く開口部を有する。シース５８は、ハウジング１６の遠位端にねじ留めされるか又は留め金で留められる（snap）。超音波伝送導波管１０４は管状部材６４の開口部を通って延び、シリコーンリング５６は超音波伝送導波管１０４を外側シース５８から絶縁する。外側シース５８はアイソレーターピン１１２を用いて導波管１０４に接続される。導波管１０４の正孔は名目上変位において起こり得る。導波管１０４は、ハンドピースアセンブリ６０にスタッド４８によってねじ留めされるか又は留め金で留められる。ハブ６２の平坦な部分によって、アセンブリに必要なレベルでトルクを与えることが可能になるようにすることができる。
【００２９】
シース５８のハブ６２は、好ましくはＵＬＴＥＭ（登録商標）から作成され、管状部材６４はステンレススチールから製造される。代替的には、超音波伝送導波管１０４は、当該超音波伝送導波管１０４を囲む高分子材料を有して、外部との接触を避けることができる。
【００３０】
超音波伝送導波管１０４の遠位端は、内部のねじ付きの接続手段によって、好ましくは腹に又は腹の近くにおいてエンドエフェクタ５０の近位端に結合することができる。エンドエフェクタ５０は、溶接継手等の任意の適切な手段で超音波伝送導波管１０４に接続することができることを留意されたい。エンドエフェクタ５０は超音波伝送導波管１０４から分離可能とすることができるが、エンドエフェクタ５０及び超音波伝送導波管１０４は単一の一体型の部品として形成することができることも留意されたい。
【００３１】
図２は、超音波器具の接続ユニオン／ジョイント７０の一実施形態を示す。接続ユニオン／ジョイント７０は、音響組立体２４の遠位端において、超音波伝送導波管１０４の取り付けポスト５４と速度トランスフォーマ２８の表面部分３０との間に形成することができる。取り付けポスト５４の近位端は、内部にねじ付きスタッド４８の部分を受け入れるために雌ねじを切られた実質的に円筒状の穴６６を備える。速度トランスフォーマ２８の遠位端も、内部にねじ付きスタッド４０の部分を受け入れるために雌ねじを切られた実質的に円筒状の穴６８を備える。穴６６、６８は、実質的に周囲方向及び長手方向に整列されている。別の実施形態（図示せず）では、スタッドは一体式の、超音波振動子の端部の構成要素である。例えば、ねじ付きスタッド及び速度トランスフォーマは、音響アセンブリの遠位端において速度トランスフォーマの遠位面から突き出すスタッドを有する単一のユニット構造としてもよい。この実施形態では、スタッドは別個の構成要素ではなく、トランスデューサの端部に穴を必要としない。
【００３２】
図３は滅菌済み超音波外科用器具１００の一実施形態の分解斜視図を示す。超音波外科用器具１００は、上述した超音波システム１０とともに用いることができる。しかしながら、本明細書に記載するように、当業者は、本明細書に開示される超音波外科用器具の種々の実施形態及びその等価な構造は、その精神から離れることなく他の既知の超音波外科用器具と関連して効果的に用いられ得ると想定されることを理解されたい。したがって、本明細書に開示される種々の超音波外科用ブレードの実施形態に与えられる保護は、上述の例示的な超音波外科用器具にのみ関連して用いることに限定されるべきではない。
【００３３】
超音波外科用器具１００は、例えば、ガンマ線滅菌、エチレンオキサイドプロセス、オートクレーブ、消毒液への浸漬又は他の既知のプロセス等の、当該分野で既知の方法によって滅菌することができる。図示する実施形態では、超音波伝送アセンブリ１０２は、エンドエフェクタとして一般に言及されることができ、超音波エンドエフェクタ５０及び超音波伝送導波管１０４を備えていてもよい。超音波エンドエフェクタ５０及び超音波伝送導波管１０４は、例えば、Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ（アルミニウム及びバナジウムを含むチタン合金）、アルミニウム、ステンレススチール、又は他の既知の材料のような、超音波エネルギーの伝送に適した材料からの単一のユニット構造として図示される。代替的に、超音波エンドエフェクタ５０は超音波伝送導波管１０４から分離できる（及び異なる構成で）ようにすることもでき、例えば、スタッド、溶接、糊、簡単な接続、又は他の既知の方法で結合することができる。超音波伝送導波管１０４は例えば、１／２システム波長の整数倍（ｎλ／２）にほぼ等しい長さを有していてもよい。超音波伝送導波管１０４は好ましくは、例えばチタン合金（例えば、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ）若しくはアルミニウム合金等の超音波エネルギーを効率的に伝搬する材料から作成される中実コア軸から製造することができる。
【００３４】
図３に図示する実施形態では、超音波伝送導波管１０４は、取付けＯリング１０８及び封着リング１１０によって外側シース１０６に位置付けられている。１つ又は複数の追加のダンパ又は支持部材（図示せず）も、超音波伝送導波管１０４に沿って備えることができる。超音波伝送導波管１０４は、外側シース１０６の取付け穴部１１４と超音波伝送導波管１０４の取付けスロット１１６とを貫通する取付けピン１１２によって外側シース１０６に固定される。
【００３５】
図４は、全波長トランスデューサに形成されるような、定在波形４００の一周波又は一波長を示す。波形４００の長さ、したがってトランスデューサの長さは、システム周波数及びトランスデューサを作る材料に拠って決まる場合がある。例えば、チタンから作られ５５．５ｋＨｚの周波数で励起するトランスデューサにおいて、一波長は概ね８．７ｃｍ（３．４４インチ）である場合がある。全波長であるために、波形４００は変位がゼロである２つの節４０２を含む。これらはゼロ変位の節４０２であり、これらはｘ軸状の波形４００のそれぞれの縁からλ／４及び３λ／４、又はλ／４において発生する。トランスデューサの取付け点は、ゼロ変位の節４０２に対応するように配置することができる。
【００３６】
図５〜図９は、例えば上述のシステム１０を含む、任意の適切な超音波システムにおいて用いることができる全波長超音波トランスデューサの実施形態を示す。全波長トランスデューサは、典型的な半波長トランスデューサよりも長いため、より長い圧電スタックを有する場合がある。この理由のため、全波長トランスデューサは、従来のより大きい直径半波長トランスデューサの出力に匹敵する出力を供給することができる。また、図５〜図９に示す実施形態のような全波長トランスデューサは、複数の取付け点を備えることができる。このことによって、抵抗を高くして、トランスデューサがエンドエフェクタに加えられる力に応答してハンドピースハウジング内で旋回するのを防ぐことができ、また減衰を増大させて、横の動き及びねじれの動きのような、不必要な振動動作を防ぐことができる。
【００３７】
図５は、フランジ５１４、５１６を備える２つの取付け点５０６、５０８を有する、全波長超音波トランスデューサ５００の一実施形態を示す。トランスデューサ５００は一般に圧電スタック５１０を備えていてもよく、圧電スタック５１０は、一連の圧電素子５１２を備えていてもよい。所望により、トランスデューサ５００は、圧電スタック５１０を備えるアクティブステージ５０４、及び振幅利得をもたらすことができる利得ステージ５０２に分割することができる。利得ステージ５０２は、例えば、ゼロ変位の節４０２の近くに配置されるトランスデューサ５００の断面における変化に関することができる。上述したように、取付け点５１４、５１６はトランスデューサ５００におけるそれぞれのゼロ変位の節に位置することができる。このことによって、横の振動のかなりの量がトランスデューサ５００からハンドピースハウジング（図示せず）に送られるのを防ぐことができる。
【００３８】
取付け点５０６、５０８は適切な形態を取ることができる。例えば、図５に示す実施形態では、取付け点５０６、５０８は、トランスデューサ５００の表面上に形成されたフランジ５１４、５１６を備える。ハンドピースハウジング、又は他のフレーム部材は、ここでフランジ５１４、５１６を受け入れる対応する形状を備えることができる。図６は溝５３０、５２８を画定する２つの取付け点５０６、５０８を有する全波長超音波トランスデューサ６００の一実施形態を示す。ハンドピースハウジング又は他のフレーム部材（図示せず）は、溝５３０、５２８と結合するための対応する特徴を備えることができる。また、例えば、Ｏリング又は他の種類のエラストマー部材（図示せず）は、溝５３０、５２８の一方又は双方内に配置することができる。Ｏリングは、ハンドピースハウジング又は他のフレーム部材とつなぐことができる。図７は、溝５２６を画定する１つの取付け点５０６及びフランジ５２４を備える１つの取付け点５０８を有する全波長超音波トランスデューサ７００の一実施形態を示す。図８は、フランジ５２２を備える１つの取付け点５０６及び溝５２０を画定する１つの取付け点５０８を有する全波長超音波トランスデューサ８００の一実施形態を示す。図９は、２つの取付け点５０６、５０８を有する全波長超音波トランスデューサ９００の一実施形態を示す。取付け点５０６、５０８はそれぞれ、溝５３２、５３４をともに画定するフランジ対を備えることができる。このように、Ｏリングは、トランスデューサ５００内に延びる溝を必要とすることなくフランジによって固定することができる。
【００３９】
図１０は、ハウジング１００２、トランスデューサ１００４、及びエンドエフェクタ１００６を備える超音波装置の部分１０００の一実施形態を示す。トランスデューサ１００４は、異なる寸法の取付け点１００８及び１００９を備えていてもよい。例えば、図１０に示す実施形態では、遠位の取付け点１００８は、近位の取付け点１００９よりも小さい寸法を有して示される。このことによって、トランスデューサが近位端からハウジング１００２内に挿入されることを可能にすることによって、製造が容易になる可能性がある。
【００４０】
図１１は、超音波トランスデューサ１１００及びエンドエフェクタ１１０２を備える超音波装置の部分の一実施形態を示す。トランスデューサ１１００は、１つ又は複数の圧電ディスク１１０６を備える圧電スタック１１０４を備える。トランスデューサ１１００は、単位利得トランスデューサ又は近似単位利得トランスデューサとして構成することができる。例えば、トランスデューサ１１００の遠位端における定在波の振幅が、トランスデューサ１１００の近位端における定在波の振幅に概ね等しい場合がある。一例の実施形態では、トランスデューサ１１００の遠位端における定在波の振幅は、１〜５マイクロメートルのピーク−トゥ−ピークである場合がある。上述したように、エンドエフェクタ１１０２が、例えば１０〜１００マイクロメートルのピーク−トゥ−ピークの振幅において変位することが望ましい場合がある。したがって、エンドエフェクタ１１０２が近位端と遠位端との間で振幅利得を実施するように構成することが望ましい場合がある。エンドエフェクタ１１０２は、一連の比較的大きな直径のセクション１１１０及び比較的小さな直径のセクション１１０８を有して示される。大きな直径のセクション１１１０から小さな直径のセクション１１０８へのそれぞれの遷移は、ゼロ変位の節の近くで遷移が発生する場合、約１振幅利得をもたらす場合がある。種々の実施形態によれば、トランスデューサ１１００及びエンドエフェクタ１１０２の全体の振幅利得は、約１０〜５０である場合がある。例えば、全体の振幅利得は約４０である場合がある。
【００４１】
図１２〜図１４は、一波長の半分（１／２）より短い長さを有する種々のトランスデューサの実施形態を示す。サイズが小さいために、図１２〜図１４に示す実施形態は、より低い超音波出力が必要とされるより小さい超音波用途において有用であり得る。一般に、超音波外科用器具の構成要素は、半波長の整数倍（ｎλ／２）として大きさが決まる。例えば、トランスデューサ、導波管、及びエンドエフェクタは通常、λ／２の整数倍である長さを有する。しかしながら、システム全体として（例えば、トランスデューサ及び任意のエンドエフェクタ）λ／２の倍数である長さを有する場合、個別の構成要素は、λ／２より短い長さを有する場合がある。例えば、種々の実施形態によれば、トランスデューサはλ／４〜λ／２の長さを有することができる。
【００４２】
図１２は、四分の一波長（λ／４）超音波トランスデューサ１２００の一実施形態を示す。トランスデューサ１２００は、その間に圧電スタック１２０４を配置するフランジ１２０８及びマス１２１０を備えることができる。フランジ１２０８及びマスは、例えばチタン又はその合金等の金属材料を含む任意の適当な材料から作成することができる。種々の実施形態によれば、フランジ１２０８は、フランジ１２０８内での封着と振動の減衰とを提供することができる、Ｏリング又は他のエラストマー材部材（図示せず）を備えることができる。Ｏリングは、例えば、図５〜図９において上記で示されたような、溝又はフランジの他の機能（図示せず）の内部に取り付けることができる。また、種々の実施形態によれば、フランジ１２０８は、圧電スタック１２０４及びマス１２１０の寸法に類似の放射状の寸法を有する第２のマスで置き換えることができる。図１２Ａは、スタッド１２１２を示す四分の一波長超音波トランスデューサ１２００の一実施形態の切欠図を示す。スタッド１２１２は、圧電スタック１２０４の構成要素１２０６と係合して、構成要素１２０６に圧力をかける。このことによって、別個の圧電素子１２０６が、機械の故障をもたらす可能性のある張力にさらされることを防ぐことができる。
【００４３】
図１２に示す実施形態では、トランスデューサ１２００のゼロ変位節１２０２が示されている。節１２０２は、トランスデューサ１２００の対向するエッジ１２２０から四分の一波長に位置する場合がある。図１３は、四分の一波長よりも長い場合がある超音波トランスデューサ１３００の一実施形態を示す。例えば、トランスデューサ１３００は、節１２０２がフランジ１２０８に入るように大きさを決めることができる。このようにして、トランスデューサスタック１２０４を、節１２０２により近付けることができる。これによって、スタック１２０４の有効性を向上させることができる。図１４は、第１の圧電スタック１４０４及び第２の圧電スタック１４０８を有する超音波トランスデューサ１４００の一実施形態を示す。スタック１４０４及び１４０８は、フランジ１４１６によって分離することができ、マス１４１２及び１４１４がそれぞれの端に位置する。種々の実施形態によれば、トランスデューサ１４００は長さλ／４〜λ／２であり得る。
【００４４】
図１５〜図１９は、旋回点を中心にして互いに向かって旋回可能な第１の操作部材及び第２の操作部材を有する超音波外科用装置の実施形態を示す。第１の操作部材は、トランスデューサ及び当該トランスデューサに結合されるエンドエフェクタを備えることができる。第２の操作部材はクランプパッドを備えることができる。操作部材が互いに向かって旋回する際、クランプパッドはエンドエフェクタに向けて移動することができる。外科用器具は、任意の適切な構成によって配置することができる。例えば、図１５〜図１７に示される実施形態は、ピンセット状の構成に配置することができる。また、例えば、図１８及び図１９に示す実施形態ではハサミ又はピストル状把持部を有するように配置することができる。
【００４５】
図１５は、第１の部材１５０４及び第２の部材１５０２を有する外科用器具１５００の一実施形態を示す。部材１５０２は旋回点１５２０を中心に互いに向かって旋回可能とすることができる。支持部材１５１２は、旋回点１５２０に配置することができ、部材１５０４、１５０２の互いに近づく動作又は遠ざかる動作の影響を受けずにいることができる。種々の実施形態によれば、部材１５０２は、トランスデューサアセンブリ１５０５及びエンドエフェクタ１５０６を備えることができる。エンドエフェクタ１５０６は、導波管アセンブリ１５０７及びブレード１５０８を備えることができる。ポート１５０９は、トランスデューサアセンブリ１５０５を信号発生器（図１５に図示せず）に接続する１つ又は複数のワイヤ（図示せず）を受け入れることができる。エンドエフェクタ１５０６は、導波管及び導波管が組織に接触することを防ぐための保護シースを備えることができる。ブレード１５０８は、上述したように組織を切断及び／又は凝固するように動作することができる。部材１５０４及び１５０２がともに旋回する際、エンドエフェクタ１５０８はクランプパッド１５１０に接触し、臨床医がブレード１５０８と接触している組織に圧力をかけることを可能にすることができる。
【００４６】
図１６は、器具１５００に類似であり、フィンガーループ１６０４を備える超音波器具１６００の一実施形態を示す。外科用器具１６００は旋回点１５２０にヒンジ１６０２も備えることができる。ヒンジ１６０２は、部材１５０２、１５０４が旋回点１５２０を中心にして自由に旋回することを可能にすることができる。フィンガーループ１６０４は、旋回点１５２０から遠位に部材１５０２、１５０４に配置することができる。臨床医は、フィンガーループ１６０４を用いて部材１５０２、１５０４を操作することができる。また、種々の実施形態によれば、フィンガーループ１６０４は、部材１５０２、１５０４に関して回転可能とすることができる。例えば、図１７はフィンガーループ１６０４が、図１６の実施形態に示される位置に対して９０度で回転する器具１６００の一実施形態を示す。フィンガーループ１６０４は、複数の指に十分な大きさの穴を備えることもできることに留意されたい。
【００４７】
図１８及び図１９は、超音波器具１８００の一実施形態を示す。器具１８００は、旋回点１８０６を中心に互いに向かって旋回可能である第１の部材１８０２及び第２の部材１８０４を備える。第１の部材１８０２はトランスデューサアセンブリ１８１２及びエンドエフェクタ１８０８を備えることができる。エンドエフェクタ１８０８は、導波管アセンブリ１８１０及びブレード１８１１を備える。第２の部材１８０４は、ブレード１８１１に対向するクランプパッド１８１４を備えることができる。部材１８０２、１８０４が互いに向けて旋回する際、クランプパッド１８１４はブレード１８１１と接触することができる。このようにして、臨床医はエンドエフェクタ１８０８と接触している組織に圧力をかけることができる。フィンガーループ１８１６及び１８１８は、旋回点１８０６に対して配置されて、臨床医が部材１８０２及び１８０４を、旋回点１８０６を中心にはさみのように旋回させることを可能にする。フィンガーループ１８１６及び１８１８は、示すように、「ピストル把持部」構成を形成するように所望により角度をつけることができる。フィンガーループ１８１８及び１８１６は、複数の指に十分な大きさの穴を備えることができることに留意されたい。
【００４８】
図２０は、超音波エンドエフェクタ２００６及びたわみ部材２００２の遠位端に配置される変換器アセンブリ２００４の一実施形態を示す。使用する際に、ハンドルのような他の構成要素は、部分２０００に接続することができる。
【００４９】
図２１〜２６は、内視鏡又は腹腔鏡の環境において用いることができる外科用器具の種々の実施形態を示す。外科用器具は、トランスデューサ及びエンドエフェクタを備える外科用装置を備えることができる。外科用器具は、外科用装置を受け入れるように構成されるスリーブも備えることができる。スリーブはその内側部分に沿って配置されるレールを備えることができる。外科用装置は、レールを受け入れる機能を備えることができる。使用の際に、外科用装置はレールに沿ってスリーブ内でスライドすることができる。このことによって、外科用装置を内視鏡又は腹腔鏡の手術手順の間に手術部位に挿入すること及び手術部位から取り除くことが可能になる。
【００５０】
図２１は、内視鏡又は腹腔鏡の環境において用いるための超音波器具２１０１の一実施形態を示す。外科用器具２１０１は、スリーブ２１０４内に収容することができる。スリーブ２１０４は、内視鏡２１００を収容するための内視鏡スリーブ２１０２に接続することができる。外科用器具２１０１の部分、例えば制御線が、スリーブ２１０４の中を通って外科用器具２１０１を制御することができる臨床医へと延びることもできる。外科用器具２１０１は、示すように、内視鏡２１００の視界内の位置に、スリーブ２１０４内でスライド可能とすることができる。
【００５１】
外科用器具２１０１は、トランスデューサ２１１２、エンドエフェクタ２１１０、及びクランプアーム２１０６を備えることができる。クランプアーム２１０６はクランプパッド２１０８を備えることができる。使用の際、クランプパッド２１０８はエンドエフェクタ２１１０と接触されて、組織とエンドエフェクタ２１１０との間に型締力をもたらすことができる。例えば、外科用器具は、組織に関する配置に操作することができる。エンドエフェクタ２１１０はここで励起され、組織と接触させられることができる。種々の実施形態によれば、エンドエフェクタ２１１０をクランプアーム２１０６に向けて動かすことができるか、又はクランプアーム２１０６をエンドエフェクタ２１１０に向けて動かすことができる。図２２及び図２３は、クランプアーム２１０６が２つの支持部材２１１４、２１１６を備える外科用器具２１０１の実施形態を示す。図２２及び図２３の実施形態は、２つの支持部材の間に組織のループ又はウェッジを引き寄せることによって用いることができる。
【００５２】
図２４〜図２６は、可撓性投げ縄２４０２を備える外科用器具２４０１の実施形態を示す。投げ縄２４０２は、外科用器具２４０１から伸長可能かつ収縮可能とすることができ、それによって、組織をエンドエフェクタ２１１０に接触させることができる。例えば、臨床医は投げ縄２４０２を伸ばしてポリープ又は他の種類の組織を捉えることができる。臨床医はその後投げ縄２４０２を収縮させて、エンドエフェクタ２１１０と接触しているポリープ又は他の組織を引っ張る。エンドエフェクタ２１１０は励起されて、組織を切断及び／又は凝固することができる。投げ縄２４０２は、ケーブル、又は他の剛性のリボン状材料として実施することができる。剛性のリボン状材料で作られた投げ縄２４０２は、組織をエンドエフェクタ２１１０の先端に導くのを助けることに留意されたい。
【００５３】
本明細書に開示される器具は、一度の使用の後廃棄されるものとして設計することができるか、又は複数回用いられるように設計することができる。しかしながら、いずれの場合にも、器具は最低でも一回の使用後に再利用のため再調整する場合がある。再調整は、器具の分解、その後の特定の構成要素の洗浄又は取換、並びに引き続いての再組み立てというステップの任意の組み合わせを含み得る。具体的には、器具は分解され、任意の数の、器具の特定の構成要素又は部品を、選択的に任意の組み合わせで取換又は除去することができる。特定の部品を洗浄及び／又は取換る際に、外科手術手順の直前に、器具は再調整施設において、又は外科手術チームによって、引き続いて使用するために再組み立てすることができる。当業者は、器具の再調整が、分解、洗浄及び／又は取換、並びに再組み立てに関する種々の技法を用いることができることに留意されたい。このような技法の使用、及び結果としての再調整された器具は、全て本特許出願の精神の範囲内にある。
【００５４】
好ましくは、本明細書に記載される種々の実施形態は、手術前に処理される。初めに、新品又は使用済みの器具が得られ、必要に応じて清浄化される。器具はその後滅菌することができる。１つの滅菌法では、プラスチック又はＴＹＶＥＫ（登録商標）バッグのような、閉鎖かつ密閉された容器に器具を入れる。次いで容器及び器具を、ガンマ線、Ｘ線又は高エネルギー電子などの容器を貫通することができる放射線野の中に置く。この放射線によって器具及び容器内の細菌が殺菌される。次いで、滅菌された器具を滅菌容器内で保存することができる。密封された容器は容器が医療施設において開封されるまで器具を滅菌状態に保つ。
【００５５】
器具を滅菌することが好ましい。これは、ベータ線又はガンマ線、エチレンオキシド、蒸気を含む、当業者に既知の任意の数の方法によって行うことができる。
【００５６】
本明細書に種々の実施形態が説明されてきたが、これらの実施形態に対する多数の変更及び変形を実施することができる。例えば、異なる種類のエンドエフェクタを使用することができる。また、特定の部品に材料が開示されているが、他の材料を用いてもよい。上述の詳細な説明及び添付の特許請求の範囲は、そのようなすべての修正及び変形を包含することを意図している。
【００５７】
動作例がない限り、又は別段の指示がない限り、本明細書及び特許請求の範囲において使用する、成分の量、処理条件等を表す全ての数値は、いかなる場合においても、「約」という語で修飾されるものとして理解されるべきである。したがって、そうでない旨の指示がない限り、以下の明細書及び添付の特許請求の範囲において記載された数値パラメータは、得ようと求める望ましい特性に応じて変化し得る概算値である。
【００５８】
本開示の広範囲で示す数値的範囲及びパラメータは、近似値であるが、具体例に記載の数値は可能な限り正確に報告する。しかしながら、任意の数値は、本質的に、例えば機器及び／又はオペレーターの誤差のようないくらかの誤差を含むものであり、それらの誤差は、それぞれの試験測定値に見られる標準偏差から必然的に生じる。
【００５９】
また、本明細書に引用されるいかなる数値の範囲も、それらに包摂される全てのサブレンジを含むことを意図していることに留意されたい。例えば、「１〜１０」の範囲は、１の列挙された最小値及び１０の列挙された最大値の間（及び両端を含む）の全てのサブレンジを含むよう意図される。すなわち、１以上の最小値及び１０以下の最大値を有する。
【００６０】
全体又は部分的に、本明細書に参照として援用されると述べられている、いかなる特許、出版物、又は他の開示資料も、本明細書に詳述されている存在する定義、言明、又は開示資料と矛盾しない限りにおいて本明細書に援用される。そのように、また必要である限り、本明細書に明示的に詳述される本開示は、本明細書に参照として援用されるいかなる矛盾する資料にも勝るものである。本明細書に参照として援用されると述べられているが、本明細書において存在する定義、言明、又は開示資料と矛盾するいかなる資料又はその一部は、援用される資料と開示資料との間に矛盾が生じない限りにおいてのみ援用される。
【００６１】
〔実施態様〕
（１）  外科用器具であって、
長手方向軸に沿って所定の周波数で振動を提供するように構成されているトランスデューサであって、
前記長手方向軸に沿って配置される圧電スタックと、
前記長手方向軸に沿って前記圧電スタックの第１の端に隣接して配置される第１の金属端マスと、
前記長手方向軸に沿って前記圧電スタックの第２の端に隣接して配置される第２の金属端マスと、
を備え、前記トランスデューサの長さが、一波長の１／４以上かつ一波長の１／２未満である、トランスデューサと、
前記トランスデューサに結合される、前記長手方向軸に沿って延びるエンドエフェクタであって、前記トランスデューサ及び前記エンドエフェクタの長さが一波長の１／２の倍数である、エンドエフェクタと、
を備える、外科用器具。
（２）  前記エンドエフェクタが導波管を備える、実施態様１に記載の外科用器具。
（３）  前記圧電スタックが複数の圧電素子を備える、実施態様１に記載の外科用器具。
（４）  前記圧電スタックが概ね前記トランスデューサの節に配置され、前記節が前記トランスデューサの端から前記長手方向軸に沿って一波長の約１／４の点である、実施態様１に記載の外科用器具。
（５）  前記器具の長さが約一波長である、実施態様１に記載の外科用器具。
（６）  手術用の外科用器具を処理する方法であって、
実施態様１に記載の外科用器具を入手することと、
前記外科用器具を滅菌することと、
滅菌容器に前記外科用器具を格納することと、
を含む、方法。
（７）  外科用器具であって、
長手方向軸に沿って所定の周波数で振動を提供するように構成されているトランスデューサであって、
前記長手方向軸に沿って配置される圧電スタックと、
前記長手方向軸に沿って前記圧電スタックの第１の端に隣接して配置される第１の金属端マスと、
前記長手方向軸に沿って前記圧電スタックの第２の端に隣接して配置される第２の金属端マスと、
を備え、前記トランスデューサの振幅利得が１に等しい、トランスデューサと、
前記トランスデューサに結合される、前記長手方向軸に沿って延びるエンドエフェクタと、
を備える、外科用器具。
（８）  前記エンドエフェクタが導波管を備える、実施態様７に記載の外科用器具。
（９）  前記超音波外科用器具の振幅利得が約１０〜約５０である、実施態様７に記載の外科用器具。
（１０）  手術用の外科用器具を処理する方法であって、
実施態様７に記載の外科用器具を入手することと、
前記外科用器具を滅菌することと、
滅菌容器に前記外科用器具を格納することと、
を含む、方法。
【００６２】
（１１）  外科用器具であって、
長手方向軸に沿って所定の周波数で振動を提供するように構成されているトランスデューサであって、
前記トランスデューサの第１の端から一波長の約１／４に前記長手方向軸に沿って配置される圧電スタックと、
前記長手方向軸に沿って前記圧電スタックの第１の端に隣接して配置される第１の金属端マスと、
前記長手方向軸に沿って前記圧電スタックの第２の端に隣接して配置される第２の金属端マスと、
を備え、前記トランスデューサの長さが約一波長に等しく、前記トランスデューサが第１の取付け点及び第２の取付け点を画定し、前記第１の取付け点が前記トランスデューサの前記第１の端から一波長の１／４に前記長手方向軸に沿って位置し、前記第２の取付け点が前記トランスデューサの第２の端から一波長の１／４に前記長手方向軸に沿って位置する、トランスデューサと、
前記第１の取付け点及び前記第２の取付け点において前記トランスデューサに結合されるハウジングと、
を備える、外科用器具。
（１２）  前記第２の金属端マスが単位利得共振器を備える、実施態様１１に記載の外科用器具。
（１３）  前記第１の取付け点がフランジを備える、実施態様１１に記載の外科用器具。
（１４）  前記第１の取付け点が溝を備える、実施態様１１に記載の外科用器具。
（１５）  前記第１の取付け点が、溝を画定する一対のフランジを備え、前記溝が前記トランスデューサの前記第１の端から一波長の約１／４に前記長手方向軸に沿って位置する、実施態様１１に記載の外科用器具。
（１６）  前記第１の取付け点が前記第２の取付け点の直径よりも大きい直径を有する、実施態様１１に記載の外科用器具。
（１７）  手術用の外科用器具を処理する方法であって、
実施態様１１に記載の外科用器具を入手することと、
前記外科用器具を滅菌することと、
滅菌容器に前記外科用器具を格納することと、
を含む、方法。
（１８）  たわみ部材と、
前記たわみ部材の遠位部に結合されるトランスデューサであって、前記トランスデューサは長手方向軸に沿って所定の周波数で振動を提供するように配置され、前記トランスデューサは、
前記長手方向軸に沿って配置される圧電スタックと、
前記長手方向軸に沿って前記圧電スタックの第１の端に隣接して配置される第１の金属端マスと、
前記長手方向軸に沿って前記圧電スタックの第２の端に隣接して配置される第２の金属端マスと、
を備える、トランスデューサと、
前記トランスデューサから遠位に配置されるエンドエフェクタと、
を備える、外科用器具。
（１９）  手術用の外科用器具を処理する方法であって、
実施態様１８に記載の外科用器具を入手することと、
前記外科用器具を滅菌することと、
滅菌容器に前記外科用器具を格納することと、
を含む、方法。
（２０）  外科用デバイスであって、
長手方向軸に沿って所定の周波数で振動を提供するように配置されるトランスデューサと、
前記トランスデューサから遠位に配置されるエンドエフェクタと、
を備える、外科用デバイスと、
前記外科用デバイスを受け入れるように構成されているスリーブと、
前記スリーブの内側部分に沿って配置されるレールと、
を備える外科用器具であって、
前記外科用デバイスが前記レールを受け入れる機能を備え、前記外科用デバイスが前記レールに沿ってスライド可能である、外科用器具。
【００６３】
（２１）  前記第１のスリーブに平行の第２のスリーブを更に備え、前記第２のスリーブが内視鏡を受け入れるように構成されている、実施態様２０に記載の外科用器具。
（２２）  前記外科用デバイスから遠位に延びるアームと、
前記アーム上に配置されるクランプパッドと、を更に備え、
前記アームが前記エンドエフェクタに対してスライド可能であり、それによって、前記エンドエフェクタを前記クランプパッドに向けて移動させる、実施態様２０に記載の外科用器具。
（２３）  前記外科用器具がケーブルループを更に備え、前記ケーブルループが、前記ケーブルループを前記エンドエフェクタに向けて移動させるように収縮可能である、実施態様２０に記載の外科用器具。
（２４）  手術用の外科用器具を処理する方法であって、
実施態様２０に記載の外科用器具を入手することと、
前記外科用器具を滅菌することと、
滅菌容器に前記外科用器具を格納することと、
を含む、方法。
（２５）  第１の操作部材と、
第２の操作部材であって、前記第１の操作部材及び前記第２の操作部材が旋回点を中心にして互いに向かって旋回可能である、第２の操作部材と、
前記第１の操作部材の長手方向軸に沿って配置されて所定の周波数で前記長手方向軸に沿って振動を提供するトランスデューサと、
前記トランスデューサに結合されるとともに前記長手方向軸に沿って遠位に延びるエンドエフェクタと、
前記第２の操作部材に結合されるクランプパッドと、を備え、
前記第１の操作部材及び前記第２の操作部材が前記旋回点を中心として互いに向かって旋回すると、前記クランプパッドが前記エンドエフェクタに向かって動く、外科用器具。
（２６）  前記旋回点から遠位の点において前記第１の操作部材に結合される第１のフィンガーリングを更に備える、実施態様２５に記載の外科用器具。
（２７）  前記第１のフィンガーリングが、前記長手方向軸に対して垂直な軸を中心に回転可能である、実施態様２６に記載の外科用器具。
（２８）  前記旋回点に配置されるとともに、前記第１の操作部材及び前記第２の操作部材にトルクを加えるように構成されている支持部材を更に備え、前記トルクが、前記第１の操作部材及び前記第２の操作部材を互いから離れるように旋回させる傾向がある、実施態様２５に記載の外科用器具。
（２９）  前記第１の操作部材が、前記旋回点から近位に延びており、前記旋回点から近位に配置されるフィンガーループを備える、実施態様２５に記載の外科用器具。
（３０）  前記第１の操作部材が、前記旋回点から近位に位置する点において前記長手方向軸から遠ざかるように傾く、実施態様２９に記載の外科用器具。
【００６４】
（３１）  手術用の外科用器具を処理する方法であって、
実施態様２５に記載の外科用器具を入手することと、
前記外科用器具を滅菌することと、
滅菌容器に前記外科用器具を格納することと、
を含む、方法。
【図１】
2010535089.tif 000003
【図２】
2010535089.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010535089.tif 000006
【図５】
2010535089.tif 000007
【図６】
2010535089.tif 000008
【図７】
2010535089.tif 000009
【図８】
2010535089.tif 000010
【図９】
2010535089.tif 000011
【図１０】
2010535089.tif 000012
【図１１】
2010535089.tif 000013
【図１２】
2010535089.tif 000014
【図１２Ａ】
2010535089.tif 000015
【図１３】
2010535089.tif 000016
【図１４】
2010535089.tif 000017
【図１５】
2010535089.tif 000018
【図１６】
2010535089.tif 000019
【図１７】
2010535089.tif 000020
【図１８】
2010535089.tif 000021
【図１９】
2010535089.tif 000022
【図２０】
2010535089.tif 000023
【図２１】
2010535089.tif 000024
【図２２】
2010535089.tif 000025
【図２３】
2010535089.tif 000026
【図２４】
2010535089.tif 000027
【図２５】
2010535089.tif 000028
【図２６】
2010535089.tif 000029
【国際調査報告】
2010535089.tif 000030
2010535089.tif 000031
2010535089.tif 000032
2010535089.tif 000033
2010535089.tif 000034