(57)【要約】【課題】処置する生体組織に応じて縦振動振幅とねじれ振動振幅を任意に変化可能な超音波処置装置を実現する。【解決手段】超音波処置装置１は、縦振動圧電素子２Ａ及びねじれ振動圧電素子２Ｂが積層された超音波振動子２を内蔵した超音波ハンドピース３と、この超音波ハンドピース３に超音波振動を発生させるための駆動信号を印加する信号発生装置４とを有して構成される。信号発生装置４は、縦振動用の駆動信号を発生する縦振動用信号発生回路３２と、ねじれ振動用の駆動信号を発生するねじれ振動用信号発生回路３３と、モータ部１７のモータ１８の駆動信号を発生するモータ駆動回路３４と、これら縦振動用信号発生回路３２と、ねじれ振動用信号発生回路３３と、モータ駆動回路３４の発生動作をそれぞれ独立に制御する制御回路３５とが設けられている【選択図】図１
2005040222.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に縦振動可能な縦振動圧電素子及び、この縦振動圧電素子の軸方向に対してねじれる方向に振動可能なねじれ振動圧電素子が積層された超音波振動子と、
前記超音波振動子に連結し、この超音波振動子で発生した超音波振動を伝達して結石や骨等の生体組織を破砕可能な処置部を設けた超音波伝達部材と、
前記超音波振動子を回動自在に回転させる回動駆動手段と、
前記超音波振動子の前記縦振動圧電素子を駆動する縦振動駆動手段と、
前記超音波振動子の前記ねじれ振動圧電素子を駆動するねじれ振動駆動手段と、
前記縦振動駆動手段と前記ねじれ振動駆動手段と前記回動駆動手段とをそれぞれ独立に制御する制御手段と、
を具備したことを特徴とする超音波処置装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記ねじれ振動圧電素子で発生したねじれ振動の振動速度よりも前記回動駆動手段の回転速度が遅くなるように制御することを特徴とする請求項１に記載の超音波処置装置。
【請求項３】
前記超音波伝達部材は、前記処置部に開口して生体組織を吸引するための吸引路を有し、
前記処置部は、前記吸引路から吸引される生体組織に対して前記ねじれ振動によるキャビテーションを発生するためのキャビテーション発生面を形成したことを特徴とする請求項１に記載の超音波処置装置。
【請求項４】
前記処置部は、少なくとも長手軸方向の断面の一部が非円形形状であることを特徴とする請求項１に記載の超音波処置装置。
【請求項５】
前記超音波伝達部材は、前記処置部の所定部位がスライド可能に形成されたことを特徴とする請求項３に記載の超音波処置装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波振動子を利用した手術用装置、特に結石や骨等の生体組織を破砕可能な超音波処置装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、尿路等にできた結石を内視鏡的に治療するための様々な手術装置が開発されている。そのなかで、超音波処置装置（或いは超音波砕石装置）は、広く使用されている。上記超音波処置装置は、超音波振動をプローブ（超音波伝達部材）に伝達してプローブ先端で結石を細かく破壊するものである。上記超音波処置装置は、超音波エネルギが結石だけに作用して周囲の生体組織に対して影響を与えないという特徴をもっている。これは生体組織などの柔らかい生体組織は振動を吸収して影響を受けないが、結石や骨等の硬い生体組織には振動エネルギが顕著に作用することを利用している。
【０００３】
このような従来の超音波処置装置は、例えば特開昭６２−２９８３４６（特公平０６−０８７８５６）号公報に記載されているように超音波振動を伝達するプローブの周囲にカバーを設けて、内視鏡のチャンネル内部を保護し、カバー先端からプローブ先端部を露出して結石を破砕可能なものが提案されている。
【０００４】
このような従来の超音波処置装置においては、超音波振動を伝達するプローブは、ワイヤ状のものやパイプ状のものが利用される。超音波振動子で発生した超音波振動は、軸方向に沿った実質的に縦方向の振動のみが、上記プローブ先端に伝わり、結石を砕く。このとき、縦振動のみでは効率的な結石の破壊が十分に行えない場合がある。例えば結石に縦に穴があくだけで、細かく粉砕できないため、結石を体外に容易に出せない、又は処置に時間がかかってしまう、という場合がある。
また、上記従来の超音波処置装置は、結石以外の生体組織、例えば骨に対して適用しようとしても、結石のときと同様に縦に穴があくだけで、細かく粉砕できないという場合がある。
【０００５】
一方、これに対して、従来の超音波処置装置は、例えば特開平２００２−２０９９０６号公報に記載されているように軸方向に対して回転する振動、所謂ねじれ振動を発生させて結石や骨等の生体組織を破砕するものが提案されている。    上記公報に記載の超音波処置装置は、超音波振動子を有する超音波発振機構とのホーンとの間にらせん状溝部を形成した振動変換機構により、超音波振動子で発生する単純な縦振動をねじれ振動に変換させるものである。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭６２−２９８３４６（特公平０６−０８７８５６）号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開平２００２−２０９９０６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平２００２−２０９９０６号公報に記載の超音波処置装置は、プローブ先端でのねじれ振動の発生に限界がある。
ここで、上記公報に記載の超音波処置装置において、縦−ねじれ変換率は、らせん状溝部の中心軸に対する角度で決まる。
【０００９】
このため、上記公報に記載の超音波処置装置は、縦振動振幅とねじれ振動振幅との比率を変えたい場合、振動変換機構を付け替える必要がある上に、縦振動０％、ねじれ振動１００％の振動を得ることが不可能である。
また、上記公報に記載の超音波処置装置は、縦振動からねじれ振動への変換効率が１００％ということはありえず、変換によるエネルギー損失により結石や骨等の硬い生体組織を切削・破壊することが困難である。
【００１０】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、処置する生体組織に応じて縦振動振幅とねじれ振動振幅を任意に変化可能な超音波処置装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の超音波処置装置は、軸方向に縦振動可能な縦振動圧電素子及び、この縦振動圧電素子の軸方向に対してねじれる方向に振動可能なねじれ振動圧電素子が積層された超音波振動子と、前記超音波振動子に連結し、この超音波振動子で発生した超音波振動を伝達して結石や骨等の生体組織を破砕可能な処置部を設けた超音波伝達部材と、前記超音波振動子を回動自在に回転させる回動駆動手段と、前記超音波振動子の前記縦振動圧電素子を駆動する縦振動駆動手段と、前記超音波振動子の前記ねじれ振動圧電素子を駆動するねじれ振動駆動手段と、前記縦振動駆動手段と前記ねじれ振動駆動手段と前記回動駆動手段とをそれぞれ独立に制御する制御手段と、を具備したことを特徴としている。
また、本発明の請求項２は、請求項１に記載の超音波処置装置において、前記制御手段は、前記ねじれ振動圧電素子で発生したねじれ振動の振動速度よりも前記回動駆動手段の回転速度が遅くなるように制御することを特徴としている。
また、本発明の請求項３は、請求項１に記載の超音波処置装置において、前記超音波伝達部材は、前記処置部に開口して生体組織を吸引するための吸引路を有し、前記処置部は、前記吸引路から吸引される生体組織に対して前記ねじれ振動によるキャビテーションを発生するためのキャビテーション発生面を形成したことを特徴としている。
また、本発明の請求項４は、請求項１に記載の超音波処置装置において、前記処置部は、少なくとも長手軸方向の断面の一部が非円形形状であることを特徴としている。
また、本発明の請求項５は、請求項３に記載の超音波処置装置において、前記超音波伝達部材は、前記処置部の所定部位がスライド可能に形成されたことを特徴としている。
この構成により、処置する生体組織に応じて縦振動振幅とねじれ振動振幅を任意に変化可能な超音波処置装置を実現する。
【００１２】
【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を説明する。
（第１の実施の形態）
図１ないし図７は本発明の第１の実施の形態に係り、図１は第１の実施の超音波処置装置を示す全体構成図、図２は図１のモータ部を取り外した際の超音波処置装置を示す全体構成図、図３は図１の処置部の構造を示す拡大図、図４は図１の超音波伝達部材とホーンとの接続部付近を示す説明図、図５は超音波振動子及びモータ部と、超音波振動子に縦振動及びねじれ振動を発生させる部分と、超音波振動子を回動自在に回転させる部分との構成を示す回路ブロック図、図６は図１の信号発生装置の操作パネルを示す正面図、図７は本実施の形態の作用を説明する図であり、図７（ａ）は縦振動及びモータ回転による処置部の動作を示す説明図、図７（ｂ）はねじれ振動及びモータ回転による処置部の動作を示す説明図である。
【００１３】
図１に示すように本発明の第１の実施の形態の超音波処置装置１は、ねじれ振動と縦振動とを発生する超音波振動子２を内蔵した超音波ハンドピース３と、この超音波ハンドピース３に超音波振動を発生させるための駆動信号を印加する超音波駆動信号発生装置（信号発生装置ともいう）４と、超音波ハンドピース３に形成した後述の吸引路を介して生体組織を吸引する吸引装置５とから構成される。
【００１４】
超音波ハンドピース３は、その後端側の振動子用ケーシング３ａ内部に超音波振動子２を回動自在に配設している。そして、超音波ハンドピース３は、超音波振動子２で発生した超音波振動を増幅するホーン１１と、このホーン１１を介して超音波振動子２に締結し、超音波振動を伝達する長尺の超音波伝達部材１２とを有して構成される。尚、符号１３は裏打板であり、超音波振動子２は、裏打板１３とホーン１１とで後述する縦振動圧電素子２Ａとねじれ振動圧電素子２Ｂとを挟持されて形成されている。
【００１５】
超音波伝達部材１２は、超音波振動子２で発生した超音波振動を伝達して結石や骨等の生体組織を破砕可能な処置部１４を先端側に設けている。また、超音波伝達部材１２は、処置部１４に開口して生体組織を吸引するための吸引路１５が形成されている。この吸引路１５は、超音波伝達部材１２からホーン１１，超音波振動子２，裏打板１３まで通過して超音波ハンドピース３の後端部から延出する吸引ケーブル１６に連通している。この吸引ケーブル１６は吸引装置５に着脱自在に接続され、超音波伝達部材１２の処置部１４から吸引した生体組織を吸引するようになっている。
【００１６】
また、超音波ハンドピース３は、超音波伝達部材１２と共に超音波振動子２を回動自在に回転させるモータ部１７を超音波振動子２の背面側に配設している。
モータ部１７は、回動自在な電磁モータ（以下、単にモータ）１８と、超音波振動子２の裏打板１３に接続してモータ１８の回転を伝達する回転軸１９と、超音波振動子２に接続された信号線及び吸引路１５がモータ１８の回転時においてよじれるのを防止するためのスリップリング２０とから構成され、モータ用ケーシング３ｂに収納配設されている。そして、超音波ハンドピース３は、超音波振動子２に接続された信号線及びモータ部１７に接続された信号線が挿通する駆動ケーブル２１を信号発生装置４に着脱自在で接続されるようになっている。
【００１７】
そして、超音波ハンドピース３は、信号発生装置４からの駆動信号によりモータ部１７のモータ１８に駆動信号が印加されて超音波伝達部材１２と共に超音波振動子２を回動自在に回転される。と同時に、超音波ハンドピース３は、信号発生装置４からの超音波振動子用の駆動信号が超音波振動子２に印加される。すると、超音波振動子２は、縦振動又はねじれ振動又はこれらの合成振動が発生する。その振動エネルギは、超音波伝達部材１２を介して処置部１４まで伝達される。そして、処置部１４を結石や骨等の硬い生体組織に当接させると、超音波振動エネルギが生体組織に与えられて破壊される。
【００１８】
尚、超音波ハンドピース３は、処置対象が筋肉組織・内臓・軟骨等の比較的柔らかい生体組織のみである場合、超音波振動のみで処置可能である。この場合、図２に示すように超音波ハンドピース３は、モータ部１７を取り外して超音波振動子１を信号発生装置４に直接接続することも可能である。
【００１９】
ここで、従来の超音波処置装置では縦振動だけが与えられるようになっていたが、本実施の形態では更に能動的にねじれ振動が加えられるようにすることで、結石や骨等の硬い生体組織を有効に破壊できるようにしている。
【００２０】
図３は、図１の処置部１４の構造を示す拡大図である。
図３に示すように処置部１４は外周に溝２１が形成されており、この溝２１のエッジにて生体組織を破砕できるようになっている。
【００２１】
そして、処置部１４は、従来の縦振動だけを作用させた場合において、結石がプローブ（振動伝達部材）の先のほうに逃げてしまうという欠点があったが、ねじれ振動を作用させることで、結石は処置部１４から殆ど逃げることが無く、振動エネルギを結石に与えることができるようになっている。
また、処置部１４は吸引路１５が開口しており、この開口から生体組織を吸引し、吸引路１５を経てハンドピース外部の吸引装置５へ吐出可能になっている。
【００２２】
また、図４は、図１の超音波伝達部材１２とホーン１１との接続部付近を示す説明図である。
図４で示すように超音波伝達部材１２の基端側には凹部２２が形成されると共に、雄ねじ部２３が形成されている。一方、ホーン１１の先端側には超音波伝達部材１２の凹部２２に嵌りこむ凸部２４が形成されると共に、超音波伝達部材１２の雄ねじ部２３と螺合する図示しない雌ねじ部が内周側に形成されたリング部材２５を設けている。このリング部材２５は、ホーン１１の先端側を軸方向に移動可能なように取り付けられ、ストッパー部材２６でその位置を規制されている。尚、凹部２２と凸部２４との中心には、吸引路１５が設けられている。
【００２３】
そして、ホーン１１の凸部２４を超音波伝達部材１２の凹部２２に嵌め込み、リング部材２５を超音波伝達部材１２の雄ねじ部２３に螺合することで、これら両者が嵌合してホーン１１とこれに接合される超音波伝達部材１２の軸回りの回転が規制されるようになっている。
【００２４】
図５は超音波振動子２及びモータ部１７と、超音波振動子２に縦振動及びねじれ振動を発生させる部分と、超音波振動子２を回動自在に回転させる部分との構成を示す回路ブロック図である。
本実施の形態における超音波振動子２は複数の圧電素子を積層して構成される。ここでは４枚の圧電素子から構成される場合で説明する。
４枚の圧電素子のうち例えば２枚を縦方向のひずみが発生するように分極させた縦振動圧電素子２Ａ、残り２枚をねじれ方向のひずみが発生するように分極させたねじれ振動圧電素子２Ｂとから構成している。
それぞれの素子の両面には電極３１ａ、３１ｂが配置されており、駆動信号を印加する信号線を接続し易くするためにその一部を外部に突出させている。
【００２５】
一方、信号発生装置４には縦振動駆動手段として縦振動用の駆動信号を発生する縦振動用信号発生回路３２と、ねじれ振動駆動手段としてねじれ振動用の駆動信号を発生するねじれ振動用信号発生回路３３とが設けられている。また、信号発生装置４には、モータ部１７のモータ１８の駆動信号を発生するモータ駆動回路３４が設けられている。尚、モータ部１７とモータ駆動回路３４とは、回動駆動手段を構成している。
【００２６】
そして、信号発生装置４には、縦振動用信号発生回路３２と、ねじれ振動用信号発生回路３３と、モータ駆動回路３４との発生動作をそれぞれ独立に制御する制御回路３５が設けられている。この制御回路３５は、操作パネル３６での操作により発生される振動モードを選択できるようにしている。即ち、制御回路３５は、操作パネル３６による選択に応じて、縦振動用信号やねじれ振動用信号及びモータ用信号の強度及びＯＮ／ＯＦＦを任意に制御することができる。
【００２７】
操作パネル３６には、図６に示すように各振動モードにおける設定ボタン（或いは設定部）が設けてある。
図６に示すように、オートボタン４１と、マニュアルボタン４２と、モード選択ボタン４３と、出力設定ボタン４４と、ねじれ振動出力調節ボタン４５と、縦振動出力調節ボタン４６と、モータ回転数調節ボタン２４とが設けられている。
【００２８】
ここで、信号発生装置４は、オートボタン４１を押下操作すると、表１に示すように予め設定してある各モード１〜６から好みのものを選択できるようになっている。
【表１】
2005040222.tif 000003
この表１に記載された各モードの数値は、出力１００％時の縦振動圧電素子２Ａ及びねじれ振動圧電素子２Ｂに供給される電流値と、モータ１８の回転数を示す。尚、表１に示す適用例はモード選択の目安を示すが、あくまで参考であり、処置対象部位の状況によって任意に選択して良い。
そして、信号発生装置４は、モード選択ボタン４３で１〜６のモードを選択した後、出力設定ボタン４４により出力１０〜１００％を１０％刻みで設定可能である。
【００２９】
一方、信号発生装置４は、マニュアルボタン４２を押下操作すると、縦振動圧電素子２Ａ及びねじれ振動圧電素子２Ｂに供給される電流値と、モータ１８の回転数とを、それぞれ縦振動出力調節ボタン４６及びねじれ振動出力調節ボタン４５、モータ回転数調節ボタン４７にて個別に設定することが可能となる。
【００３０】
続振動出力調節ボタン２３及びねじれ振動出力調節ボタン４５の設定可能な範囲は、０〜１．０Ａである。また、モータ回転数調節ボタン４７の設定可能な範囲は、０〜１，０００ｒｐｍである。これら調節ボタン２２〜２４は、０Ａもしくは０ｒｐｍを選択すると超音波振動もしくはモータＯＦＦの状態となる。
【００３１】
このように構成される第１の実施の形態の作用について説明する。
先ず、図１に示すモータ部１７を接続した超音波処置装置１を使用して、結石や骨等の硬い生体組織を処置する場合を示す。
【００３２】
術者は、患者体内の処置対象組織を図示していない硬性内視鏡等により確認する。術者は、硬性内視鏡に設けた処置具挿通用チャンネル内、或いはトラカール等を介して図１に示す超音波処置装置１の超音波伝達部材１２を挿通する。
【００３３】
そして、術者は、内視鏡観察下で、処置対象組織の生体組織に超音波伝達部材１２の処置部１４を押し付ける。そして、術者は、図６で説明した操作パネル３６のオートボタン４１を押下操作する。術者は、モード選択ボタン４３にて例えば、表１のモード２を選択する。ここで、モード２は、縦振動とモータ回転との組み合わせである。
【００３４】
すると、制御回路３５は、縦振動用信号発生回路３２及びモータ駆動回路３４を制御駆動する。そして、縦振動用信号発生回路３２は、縦振動用駆動信号を生成してこの生成した信号を超音波振動子２へ出力する。同時に、モータ駆動回路３４は、モータ駆動信号を生成してこの生成した信号をモータ１８へ出力する。
【００３５】
すると、超音波振動子２は、縦振動用駆動信号を縦振動圧電素子２Ａに印加されて縦振動すると共に、モータ１８の回転力を回転軸１９から伝達されて回転する。同時に、超音波振動子２で発生した縦振動が超音波伝達部材１２の処置部１４に伝達される。
【００３６】
そして、図７（ａ）に示すように処置部１４は、超音波伝達部材１２が軸方向に縦振動することで、処置対象組織の生体組織４９に先端が繰り返し衝突する。これに加え、処置部１４は、モータ１８の回転により処置部１４の溝２１が処置対象組織の生体組織４９を削ることで、穿孔することが可能となる。削り屑は、吸引路１５から吸引装置５へ排出される。
【００３７】
一方、術者は、モード選択ボタン４３にて例えば、表１のモード４を選択する。ここで、モード４は、ねじれ振動とモータ回転との組み合わせである。
すると、制御回路３５は、ねじれ振動用信号発生回路３３及びモータ駆動回路３４を制御駆動する。そして、ねじれ振動用信号発生回路３３は、ねじれ振動用駆動信号を生成してこの生成した信号を超音波振動子２へ出力する。同時に、モータ駆動回路３４は、モータ駆動信号を生成してこの生成した信号をモータ１８へ出力する。
【００３８】
すると、超音波振動子２は、ねじれ振動用駆動信号を縦振動圧電素子２Ｂに印加されてねじれ振動すると共に、モータ１８の回転力を回転軸１９から伝達されて回転する。同時に、超音波振動子２で発生したねじれ振動が超音波伝達部材１２の処置部１４に伝達される。
【００３９】
そして、図７（ｂ）に示すように処置部１４は、処置対象組織の生体組織４９に対して超音波伝達部材１２がねじれ振動による数１０μｍの径方向の往復運動を行うことができる。これに加え、処置部１４は、モータ１８の回転により処置部１４の溝２１が処置対象組織の生体組織４９を削ることで、硬い生体組織がスムーズに切開できる。
【００４０】
ここで、モード４は、出力設定１００％で、ねじれ振動の振動速度が約５ｍ／ｓｅｃ、モータ回転速度が約０．２ｍ／ｓｅｃである。
上記のようにモータ１８の回転速度がねじれ振動速度より遅いように設定しているので、超音波ハンドピース３は、処置最中に処置対象組織の生体組織４９が処置部１４に弾かれることを防止でき、処置対象組織の生体組織４９が処置部１４に常に接触することで、確実に組織の処置が行うことが可能である。
【００４１】
また、硬い生体組織の穿孔と切開が繰り返される処置、もしくは同時に行う処置の場合においては、例えば、表１に示したモード６が有効である。
このモード６をモード選択ボタン４３にて選択することにより、超音波ハンドピース３は、縦振動とモータ回転とにより穿孔を行えると同時に、ねじれ振動とモータ回転とにより切開が行うことができる。
【００４２】
また、処置対象組織の生体組織４９が皮膚、粘膜、筋肉、内臓、軟骨等の柔らかい組織の場合には、処置最中の処置部１４への負荷が小さいためモータ１８の回転は不要である。
このとき、穿孔の場合はモード１を、切開の場合はモード３、穿孔と切開を同時に行う場合はモード５をモード選択ボタン４３にて選択すると良い。
【００４３】
尚、処置対象が骨、結石であっても、大きさと形状等によっては、モータ回転ＯＮに比べて多少処置時間は掛かるがモータ回転ＯＦＦのモード１，３，５でも処置は可能である。また、極めて軟らかい生体組織例えば筋肉、内臓等の場合はモード１のみで穿孔と切開が可能な場合もある。
尚、言うまでも無いが図２に示すようにモータ部１７を取り外した超音波ハンドピース３を用いる場合、モータ回転ＯＮのモード２，４，６を選択できないようになっている。
【００４４】
この結果、第１の実施の形態の超音波処置装置１は、縦振動、ねじれ振動、モータ回転出力を自在に操作できることで、様々な生体組織の処置が可能となる。また、第１の実施の形態の超音波処置装置１は、モータ回転速度をねじれ振動の振動速度より遅くすることで、処置最中に処置対象組織が処置部１４に弾かれることを防止し、処置対象組織が処置部１４に常に接触することで、確実に組織の処置が行うことが可能となる。
従って、第１の実施の形態の超音波処置装置１は、処置する生体組織に応じて縦振動振幅とねじれ振動振幅を任意に変化可能である。
【００４５】
（第２の実施の形態）
図８及び図９は本発明の第２の実施の形態に係り、図８は第２の実施の超音波処置装置の処置部の構造を示す拡大図、図９は図８の処置部の変形例を示す拡大図である。
本第２の実施の形態は、処置部１４にねじれ振動によるキャビテーションを発生するためのキャビテーション発生面を形成して構成する。それ以外の構成は上記第１の実施の形態と同様であるので説明を省略し、同一構成には同じ符号を付して説明する。
【００４６】
即ち、図８に示すように本第２の実施の形態の超音波処置装置は、ねじれ振動によるキャビテーションを発生するためのキャビテーション発生面を形成した処置部１４Ｂを設けて構成される。
【００４７】
処置部１４Ｂは、先端側に軸方向に対して水平な切欠面５１をキャビテーション発生面として形成している。また、処置部１４Ｂは、切欠面５１の基端側に吸引路１５の開口を形成した開口面５２を設けている。
【００４８】
また、処置部は、図９に示すように構成しても良い。
処置部１４Ｃは、先端側を半円形状に形成して切欠面５１ｃをキャビテーション発生面として形成している。そして、処置部１４Ｃは、切欠面５１ｃの基端側に吸引路１５の開口を形成した開口面５２ｃを半円形状に形成している。
【００４９】
このことにより、処置部１４Ｂ，１４Ｃは、切欠面５１，５１ｃから発生するキャビテーションにより生体組織を破壊・乳化することが可能となる。
それ以外の構成は、上記第１の実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【００５０】
このように構成される第２の実施の形態の作用について説明する。
上記第１の実施の形態で説明したのと同様に超音波処置装置を使用し、ねじれ振動を利用したモード３〜６にて処置対象組織の生体組織を切開する場合を示す。
【００５１】
ここで、上述した図７（ｂ）に示すようにねじれ振動を利用したモード３〜６にて生体組織４９を切開する場合、処置部１４Ｂ，１４Ｃは、切欠面５１，５１ｃが軸方向に対して水平であるため、切欠面５１，５１ｃからねじれ振動によるキャビテーションが効率よく放出される。
【００５２】
この結果、処置部１４Ｂ，１４Ｃは、処置対象組織の生体組織４９を削り取ることに加えて、切欠面５１，５１ｃから発生するキャビテーションによる生体組織４９を破壊・乳化することでより素早く処置を行うことができる。尚、それ以外の作用は、上記第１の実施の形態と同様なので説明を省略する。
【００５３】
これにより、本第２の実施の形態の超音波処置装置は、上記第１の実施の形態で説明したのと同様な効果を得ることに加え、ねじれ振動によるキャビテーションを利用して生体組織を乳化・破壊することが可能となる。
【００５４】
（第３の実施の形態）
図１０ないし図１２は本発明の第３の実施の形態に係り、図１０は第３の実施の超音波処置装置の処置部の構造を示す拡大図であり、図１０（ａ）は進退部が後退している際の処置部の構造を示す拡大図、図１０（ｂ）は同図（ａ）に対して進退部が先端側に進出している際の処置部の構造を示す拡大図、図１１は図１０の処置部の変形例を示す拡大図であり、図１１（ａ）は進退部が後退している際の処置部の構造を示す拡大図、図１１（ｂ）は同図（ａ）に対して進退部が先端側に進出している際の処置部の構造を示す拡大図、図１２は図１１の処置部の変形例を示す拡大図である。
【００５５】
本第３の実施の形態は、上記第２の実施の形態において、切欠面に対して開口面をスライド可能に構成している。それ以外の構成は上記第２の実施の形態と同様であるので説明を省略し、同一構成には同じ符号を付して説明する。
【００５６】
即ち、図１０（ａ）に示すように本第３の実施の形態の超音波処置装置は、切欠面５１に対してこの切欠面５１上をスライド可能な進退部５３を設けて処置部１４Ｄを構成される。進退部５３は、この先端面に吸引路１５の開口を形成した開口面５２ｄを設けている。
【００５７】
進退部５３は、例えば、図示しないリニアモータの駆動により切欠面５１に対して長手軸方向にスライド可能に構成されている。尚、この場合、リニアモータは、制御回路３５の制御により駆動制御されるようになっている。
そして、処置部１４Ｄは、ねじれ振動を利用した例えば、表１に示すモード３〜６の場合、もしくはマニュアルモードでねじれ振動が出力されている場合において、進退部５３が後退して切欠面５１が露出されている状態として用いられる。
【００５８】
一方、処置部１４Ｄは、例えば、表１に示すモード１の場合、もしくはマニュアルモードで縦振動のみ出力されている場合において、制御回路３５の制御によりリニアモータが制御駆動されて進退部５３が進出し、図１０（ｂ）に示すように切欠面５１が隠れた状態として用いられる。
それ以外の構成は、上記第２の実施の形態と同様であるので説明を省略する。
【００５９】
このように構成される第３の実施の形態の作用について説明する。
上記第１の実施の形態で説明したのと同様に超音波処置装置を使用し、ねじれ振動を利用したモード３〜６にて処置対象組織の生体組織を切開する場合を示す。
【００６０】
ここで、上述した図７（ｂ）に示すようにねじれ振動を利用したモード３〜６にて生体組織４９を切開する場合、処置部１４Ｄは、切欠面５１が軸方向に対して水平であるため、切欠面５１からねじれ振動によるキャビテーションが効率よく放出される。
【００６１】
このことにより、処置部１４Ｄは、処置対象組織の生体組織４９を削り取ることに加えて、切欠面５１から発生するキャビテーションによる生体組織４９を破壊・乳化することでより素早く処置を行うことができる。
【００６２】
一方、図７（ａ）に示すように縦振動のみを利用したモード１にて生体組織４９を穿孔する場合、処置部１４Ｄは、図１０（ｂ）に示すように進退部５３を進出させて用いる。そして、処置部１４Ｄは、この先端から一様に縦振動によるキャビテーションが放出されることで、生体組織４９を穿孔することができる。尚、それ以外の作用は、上記第１の実施の形態と同様なので説明を省略する。
【００６３】
尚、処置部１４Ｄは、図示しないが進退部５３を含めた外周部を図３で説明した溝２１もしくはドリル形状にすることで、縦振動及びモータ回転を利用したモード２で、より硬い生体組織の穿孔を効果的に行うように構成しても良い。
【００６４】
尚、本第３の実施の形態の変形例として、図１１（ａ），（ｂ）に示すようにパイプの一部を進退自在とした処置部１４Ｅを設けて構成しても良い。
即ち、図１１（ａ）に示すように処置部１４Ｅは、中空状のパイプの一部を切り欠いて切欠面５１ｅを形成すると共に、この切欠面５１ｅ上をスライド可能に進退自在とした進退部５３ｅを設けて構成される。
【００６５】
そして、処置部１４Ｅは、ねじれ振動を利用した例えば、表１に示すモード３〜６の場合、もしくはマニュアルモードでねじれ振動が出力されている場合において、進退部５３ｅが後退して切欠面５１ｅが露出されている状態として用いられる。このとき、処置部１４Ｅは、切欠面５１ｅにエネルギが集中してより硬い生体組織の切開が行うことができる。
【００６６】
一方、処置部１４Ｅは、例えば、表１に示すモード１の場合、もしくはマニュアルモードで縦振動のみ出力されている場合において、制御回路３５の制御によりリニアモータが制御駆動されて進退部５３ｅが進出し、図１１（ｂ）に示すように切欠面５１ｅが隠れて通常のハイプとして用いられる。
また、図１２に示すように処置部１４Ｆは、切欠面５１ｆを鋸状に形成して構成しても良い。この場合、処置部１４Ｆは、更により硬い生体組織を切り取り易くなる。
【００６７】
この結果、本第３の実施の形態の超音波処置装置は、上記第２の実施の形態で説明したのと同様な効果を得ることに加え、縦振動用とねじれ振動用との切り替えが可能となる。
尚、本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【００６８】
［付記］
（付記項１）  軸方向に縦振動可能な縦振動圧電素子及び、この縦振動圧電素子の軸方向に対してねじれる方向に振動可能なねじれ振動圧電素子が積層された超音波振動子と、
前記超音波振動子に連結し、この超音波振動子で発生した超音波振動を伝達して結石や骨等の生体組織を破砕可能な処置部を設けた超音波伝達部材と、
前記超音波振動子を回動自在に回転させる回動駆動手段と、
前記超音波振動子の前記縦振動圧電素子を駆動する縦振動駆動手段と、
前記超音波振動子の前記ねじれ振動圧電素子を駆動するねじれ振動駆動手段と、
前記縦振動駆動手段と前記ねじれ振動駆動手段と前記回動駆動手段とをそれぞれ独立に制御する制御手段と、
を具備したことを特徴とする超音波処置装置。
【００６９】
（付記項２）  前記回動駆動手段の回転速度は、前記ねじれ振動圧電素子で発生したねじれ振動の振動速度より遅いことを特徴とする付記項１に記載の超音波処置装置。
【００７０】
（付記項３）  前記超音波伝達部材は、前記処置部に開口して生体組織を吸引するための吸引路を有し、
前記処置部は、前記吸引路から吸引される生体組織に対して前記ねじれ振動によるキャビテーションを発生するためのキャビテーション発生面を形成したことを特徴とする付記項１に記載の超音波処置装置。
【００７１】
（付記項４）  前記処置部は、少なくとも長手軸方向の断面の一部が非円形形状であることを特徴とする付記項１に記載の超音波処置装置。
【００７２】
（付記項５）  前記超音波伝達部材は、前記処置部の所定部位がスライド可能に形成されたことを特徴とする付記項３に記載の超音波処置装置。
【００７３】
（付記項６）  前記処置部の所定部位は、長手軸方向にスライド可能に形成され、長手軸方向に進退自在であることを特徴とする付記項５に記載の超音波処置装置。
【００７４】
（付記項７）  超音波振動により結石や骨等の生体組織に対する処置を行う超音波処置装置において、
軸方向に縦振動可能な縦振動圧電素子及び、この縦振動圧電素子の軸方向に対してねじれる方向に振動可能なねじれ振動圧電素子が積層された超音波振動子と、
前記超音波振動子に連結し、この超音波振動子で発生した超音波振動を伝達して結石や骨等の生体組織を破砕可能な処置部を設けた超音波伝達部材と、
前記超音波振動子を回動自在に回転させる回動駆動手段と、
前記超音波振動子の前記縦振動圧電素子を駆動する縦振動駆動手段と、
前記超音波振動子の前記ねじれ振動圧電素子を駆動するねじれ振動駆動手段と、
前記縦振動駆動手段と前記ねじれ振動駆動手段と前記回動駆動手段とをそれぞれ独立に制御する制御手段と、
を具備したことを特徴とする超音波処置装置。
【００７５】
（付記項８）  超音波振動を発生する超音波振動子に連結し、この超音波振動子で発生した超音波振動を伝達して結石や骨等の生体組織を破砕可能な処置部を有し、この処置部の少なくとも長手軸方向の断面の一部が非円形形状であることを特徴とする超音波処置装置。
【００７６】
（付記項９）  前記回動駆動手段の回転速度は、前記ねじれ振動圧電素子で発生したねじれ振動の振動速度より遅いことを特徴とする付記項７又は８に記載の超音波処置装置。
【００７７】
（付記項１０）  前記超音波伝達部材は、前記処置部に開口して生体組織を吸引するための吸引路を有し、
前記処置部は、前記吸引路から吸引される生体組織に対して前記ねじれ振動によるキャビテーションを発生するためのキャビテーション発生面を形成したことを特徴とする付記項７又は８に記載の超音波処置装置。
【００７８】
（付記項１１）  前記処置部は、少なくとも長手軸方向の断面の一部が非円形形状であることを特徴とする付記項７に記載の超音波処置装置。
【００７９】
（付記項１２）  前記超音波伝達部材は、前記処置部の所定部位がスライド可能に形成されたことを特徴とする付記項１０に記載の超音波処置装置。
【００８０】
（付記項１３）  前記処置部の所定部位は、長手軸方向にスライド可能に形成され、長手軸方向に進退自在であることを特徴とする付記項１２に記載の超音波処置装置。
【００８１】
（付記項１４）  超音波振動により人体組織及び結石等の人体に存在する異物に対する処置を行う超音波処置装置において、
軸方向に縦振動可能な第１の圧電素子と、前記軸に対してねじれ方向のねじれ振動可能な第２の圧電素子とが積層された超音波振動子と、
前記超音波振動子の超音波振動を伝達可能に一端が前記超音波振動子に連結されるとともに、伝達された超音波振動で人体組織に対する処置を行う処置部が他端に設けられた超音波伝達部材と、
前記超音波振動子全体を回転させる電磁モータと、
前記超音波振動子の前記第１の圧電素子を駆動する縦振動駆動手段と、
前記超音波振動子の前記第２の圧電素子を駆動するねじれ振動駆動手段と、
前記縦振動駆動手段と前記ねじれ振動駆動手段と前記電磁モータとの出力電力を独立に制御する制御手段と、
を具備したことを特徴とする超音波処置装置。
（付記項１５）  前記電磁モータの回転速度は、ねじれ振動の振動速度より遅いことを特徴とする付記項１４に記載の超音波処置装置。
【００８２】
（付記項１６）  前記処置部は、先端側に開口して生体組織を吸引するための吸引路を有し、この吸引路より先端側でねじれ振動によるキャビテーションが発する面を形成されていることを特徴とする付記項１４に記載の超音波処置装置。
【００８３】
（付記項１７）  前記処置部は、先端の一部が進退自在であることを特徴とする付記項１４に記載の超音波処置装置。
【００８４】
（付記項１８）  超音波を発生させる超音波振動子を備え、該超音波振動子より発生される超音波振動により人体組織及び結石等の人体に存在する異物に対する処置を行う超音波処置装置において、
一端が前記超音波振動子に接続され、他端が人体組織及び結石等の人体に存在する異物に対する処置を行う処置部を備え、前記処置部の形状の少なくとも一部の長手方向の断面が非円形形状を有することを特徴とする超音波処置装置。
【００８５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、処置する生体組織に応じて縦振動振幅とねじれ振動振幅を任意に変化可能な超音波処置装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の超音波処置装置を示す全体構成図
【図２】図１のモータ部を取り外した際の超音波処置装置を示す全体構成図
【図３】図１の処置部の構造を示す拡大図
【図４】図１の超音波伝達部材とホーンとの接続部付近を示す説明図
【図５】超音波振動子及びモータ部と、超音波振動子に縦振動及びねじれ振動を発生させる部分と、超音波振動子を回動自在に回転させる部分との構成を示す回路ブロック図
【図６】図１の信号発生装置の操作パネルを示す正面図
【図７】本実施の形態の作用を説明する図
【図８】第２の実施の超音波処置装置の処置部の構造を示す拡大図
【図９】図８の処置部の変形例を示す拡大図
【図１０】第３の実施の超音波処置装置の処置部の構造を示す拡大図
【図１１】図１０の処置部の変形例を示す拡大図
【図１２】図１１の処置部の変形例を示す拡大図
【符号の説明】
１…超音波処置装置
２…超音波振動子
２Ａ…縦振動圧電素子
２Ｂ…ねじれ振動圧電素子
３…超音波ハンドピース
４…信号発生装置（超音波駆動信号発生装置）
５…吸引装置
１１…ホーン
１２…超音波伝達部材
１４…処置部
１５…吸引路
１７…モータ部
１８…モータ
１９…回転軸
２０…スリップリング
３２…縦振動用信号発生回路
３３…ねじれ振動用信号発生回路
３４…モータ駆動回路
３５…制御回路
３６…操作パネル
【図１】
2005040222.tif 000004
【図２】
2005040222.tif 000005
【図３】
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【図４】
2005040222.tif 000007
【図５】
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【図６】
2005040222.tif 000009
【図７】
2005040222.tif 000010
【図８】
2005040222.tif 000011
【図９】
2005040222.tif 000012
【図１０】
2005040222.tif 000013
【図１１】
2005040222.tif 000014
【図１２】
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