专利名称：超声波处置装置和超声波处置装置用探头以及它们的制造方法
技术领域：
本发明涉及例如超声波凝固切幵装置或超声波抽吸装置那样的使用 超声波对活体组织进行处置的超声波处置装置。
背景技术：
以往，采用使用超声波对活体组织进行处置的超声波处置装置。例如在日本特开2004-321606号公报中公开了对活体组织进行凝固切开的 超声波凝固切开装置。日本特开2004-321606号公报的超声波凝固切开装 置具有产生超声波振动的超声波振子。在该超声波振子上连接有传递超 声波振动的细长的探头的基端部，在该探头的前端部上形成有通过传递 来的超声波振动来对缚体组织进行凝固切开处置的处置部。该处置部从 外插在探头上的护套的前端开口突出，在该护套的前端部配设有相对于 处置部开闭并与处置部协同动作来把持活体组织的爪。在通过超声波凝 固切开装置对活体组织进行处置时，利用处置部和爪来把持活体组织， 经由探头将由超声波振子产生的超声波振动传递到处置部，通过处置部 对所把持的活体组织进行凝固切开。
这里，当处置部在浸入体液、血液等液体中的状态下对活体组织进 行处置时，有时在处置部中会产生空穴而损伤活体组织。在美国专利第6， 7卯，216号说明书中，公开了抑制处置部中产生空穴的超声波凝固切开 装置。美国专利第6， 790， 216号说明书的超声波凝固切开装置具有与 日本特开2004-321606号公报的超声波凝固切开装置大致同样的结构，但 是在处置部中，在与爪面对的把持面的相反侧形成朝向前端侧倾斜的倾 斜形状。而且，在美国专利第6， 790, 216号说明书中，公开了通过减 小倾斜形状的倾斜角度，来抑制在处置部产生的空穴的技术。
另一方面，在日本特开2002-233533号公报中公开了对活体组织进行破碎抽吸的超声波抽吸装置。日本特开2002-233533号公报的超声波抽 吸装置具有与日本特开2004-321606号公报和美国专利第6， 790， 216 号说明书的超声波凝固切开装置同样的超声波振子、探头和护套。在曰 本特开2002-233533号公报的超声波抽吸装置的探头的前端部形成有使 活体组织乳化破碎的处置部。而且，在探头与护套之间，形成有在处置 部具有开口部、并抽吸破碎后的活体组织的抽吸路。在利用超声波抽吸 装置对活体组织进行处置时，经由探头将由超声波振子产生的超声波振 动传递到处置部，通过处置部使活体组织乳化破碎，经由抽吸路来抽吸 破碎后的活体组织。
如上所述，在对活体组织进行凝固切开时等，为了不损伤活体组织， 优选抑制在处置部中产生空穴。另一方面，在对活体组织进行破碎抽吸 时等，为了有效进行活体组织的破碎，优选促进空穴的产生。
在美国专利第6， 790， 216号说明书中，公开了通过减小处置部的
与把持部对置的倾斜形状的倾斜角度来抑制空穴的技术，但是，还没有 达到在对活体组织的处置中实现最佳的空穴状态。
发明内容
本发明是着眼于上述课题而完成的，其目的在于，提供一种在对活 体组织的处置中实现最佳的空穴状态的超声波处置装置。
本发明的一个实施方式的超声波处置装置的特征在于，该超声波处 置装置具有超声波振子，其产生超声波；探头，其连接在所述超声波 振子上，传递由所述超声波振子产生的超声波振动；以及处置部，其形 成在所述探头上，通过传递来的超声波振动对活体组织进行处置，所述 处置部具有空穴抑制部，该空穴抑制部形成为如下的形状在与液体内 的超声波振动有关的流体解析中，其外表面附近的压力比该液体的饱和 蒸汽压大。
在该超声波处置装置中，在通过处置部在液体内对活体组织进行处 置时，空穴抑制部的外表面附近的液体的压力比该液体的饱和蒸汽压大， 可抑制处置部中产生空穴。
本发明优选的一个实施方式的超声波处置装置的特征在于，所述空 穴抑制部形成为使得阻力系数变小的形状。
在该超声波处置装置中，在通过处置部在液体内对活体组织进行处 置时，空穴抑制部的外表面附近的液体的压力梯度平缓，具有液体的压 力比该液体的饱和蒸汽压大的倾向。
本发明优选的一个实施方式的超声波处置装置的特征在于，该超声 波处置装置用于对活体组织进行凝固切开。
在该超声波处置装置中，通过可抑制产生空穴的处置部来进行凝固 切开处置。
本发明优选的一个实施方式的超声波处置装置的特征在于，该超声 波处置装置还具有爪，该爪相对于所述处置部开闭，与所述处置部协同 动作来把持活体组织。
在该超声波处置装置中，利用处置部和爪来把持活体组织，通过处 置部对所把持的活体组织进行处置。
本发明的另一个实施方式的超声波处置装置的特征在于，该超声波 处置装置具有超声波振子，其产生超声波；探头，其连接在所述超声
波振子上，传递由所述超声波振子产生的超声波振动；以及处置部，其
形成在所述探头上，通过传递来的超声波振动对活体组织进行处置，所
述处置部具有空穴促进部，该空穴促进部形成为如下的形状在与液体 内的超声波振动有关的流体解析中，其外表面附近的压力成为该液体的 饱和蒸汽压以下。
在该超声波处置装置中，在通过处置部在液体内对活体组织进行处 置时，空穴促进部的外表面附近的液体的压力成为该液体的饱和蒸汽压 以下，可促进处置部中产生空穴。
本发明优选的一个实施方式的超声波处置装置的特征在于，所述空 穴促进部形成为使得阻力系数变大的形状。
在该超声波处置装置中，在通过处置部在液体内对活体组织进行处 置时，空穴抑制部的外表面附近的液体的压力梯度陡峭，具有液体的压 力成为该液体的饱和蒸汽压以下的倾向。
本发明优选的一个实施方式的超声波处置装置的特征在于，该超声 波处置装置还具有对破碎后的活体组织进行抽吸的抽吸路，用于对活体 组织进行破碎抽吸。
在该超声波处置装置中，通过可促进产生空穴的处置部来进行破碎 处置，通过抽吸路来抽吸破碎后的活体组织。
本发明优选的一个实施方式的超声波处置装置的特征在于，所述处 置部形成为如下形状在与液体内的超声波振动有关的流体解析中，空 穴促进部的外表面附近的液体的速度方向相当于在对活体组织的处置中 从所述处置部朝向活体组织的方向。
在该超声波处置装置中，在通过处置部在液体内对活体组织进行处 置时，在空穴促进部的外表面附近产生的空穴朝向活体组织移动。
本发明的又一个实施方式的超声波处置用探头用于上述超声波处置 装置。
本发明的又一个实施方式的超声波处置装置用探头的制造方法的特 征在于，该制造方法具有以下工序对于通过超声波振动对活体组织进 行处置的处置部的至少一部分，制作预定的形状模型；对于所述形状模 型，通过与液体内的超声波振动有关的流体解析来求出该液体的压力分 布；对所述形状模型以下述方式进行变形使得在所述压力分布中成为 该液体的饱和蒸汽压以下的部分中的至少一部分的压力比该液体的饱和 蒸汽压大；重复进行所述求出该液体的压力分布的工序和对所述形状模 型进行变形的工序；以及将所述处置部形成为所述形状模型的形状。
本发明优选的一个实施方式的超声波处置装置用探头的制造方法的 特征在于，对所述形状模型进行变形的工序包括以阻力系数减小的方式 对所述形状模型进行变形的工序。
本发明的又一个实施方式的超声波处置装置用探头的制造方法的特
征在于，该制造方法具有以下工序对于通过超声波振动对活体组织进 行处置的处置部的至少一部分，制作预定的形状模型；对于所述形状模 型，通过与液体内的超声波振动有关的流体解析来求出该液体的压力分 布；对所述形状模型以下述方式进行变形使得在所述压力分布中成为
比该液体的饱和蒸汽压大的至少一部分的压力小于该液体的饱和蒸汽 压；重复进行所述求出该液体的压力分布的工序和对所述形状模型进行 变形的工序；以及将所述处置部形成为所述形状模型的形状。
本发明优选的一个实施方式的超声波处置装置用探头的制造方法的 特征在于，对所述形状模型迸行变形的工序包括以阻力系数增大的方式 对所述形状模型进行变形的工序。
本发明优选的一个实施方式的超声波处置装置用探头的制造方法的 特征在于，该制造方法还具有以下述方式对所述形状模型进行变形的工 序，即，使得在所述压力分布中小于该液体的饱和蒸汽压的部分中的至 少一部分的液体的速度方向相当于在对活体组织的处置中从所述处置部 朝向活体组织的方向。
本发明的又一个实施方式的超声波处置装置的制造方法具有上述超 声波处置装置用探头的制造方法。
在本发明的超声波处置装置中，在对活体组织的处置中可实现最佳 的空穴状态。
并且，根据本发明的超声波处置装置用探头的制造方法，能够制造 在对活体组织的处置中可实现最佳的空穴状态的超声波处置装置。
图1是表示本发明的第1实施方式的超声波凝固切开装置的侧视图。
图2是表示本发明的第1实施方式的超声波凝固切幵装置的前端部
的立体图。
图3A是在向前端侧的振动状态下表示本发明的第1实施方式的超声 波凝固切开装置的探头的立体图。
图3B是在向后端侧的振动状态下表示本发明的第1实施方式的超声 波凝固切开装置的探头的立体图。
图4是表示本发明的第1实施方式的超声波凝固切开装置的处置部 的设计方法中的、处置部的初始三维模型的立体图。
图5是关于本发明的第1实施方式的超声波凝固切开装置的处置部的设计方法中的、制作出流体解析的结果的初始三维模型的压力分布图。
图6是关于本发明的第1实施方式的超声波凝固切开装置的处置部
的设计方法中的、制作出流体解析的结果的初始三维模型的速度分布图。
图7是表示本发明的第1实施方式的超声波凝固切开装置的处置部
的设计方法中的、处置部的最终三维模型的立体图。
图8是关于本发明的第1实施方式的超声波凝固切开装置的处置部
的设计方法中的、制作出流体解析的结果的最终三维模型的压力分布图。
图9是在振动状态下表示本发明的第1实施方式的变形例的超声波
凝固切开装置的探头的立体图。
图10是表示本发明的第2实施方式的超声波抽吸装置的侧视图。
图11是表示本发明的第2实施方式的超声波凝固切开装置的处置部
的设计方法中的、处置部的初始三维模型的立体图。
图12是关于本发明的第2实施方式的超声波凝固切开装置的处置部
的设计方法中的、制作出流体解析的结果的初始三维模型的压力分布图。
图13是表示本发明的第2实施方式的超声波凝固切开装置的处置部
的设计方法中的、处置部的最终三维模型的立体图。
图14是关于本发明的第2实施方式的超声波凝固切开装置的处置部 的设计方法中的、制作出流体解析的结果的初始三维模型的压力分布图。
图15是表示关于各种形状的阻力系数Co相对于雷诺数Re的值的图。
具体实施例方式
以下，参照图1 图8说明本发明的第1实施方式。本实施方式的 超声波处置装置是可抑制产生空穴的超声波凝固切开装置16。如图1所 示，超声波凝固切开装置16具有产生超声波振动的超声波振子18。该超 声波振子18收纳在圆筒罩20中，从该圆筒罩20的基端部延伸出用于对 超声波振子18提供电力的软线22。并且，在超声波振子18的前端部的 输出端连接有传递超声波振动的细长的直线形状的探头24的基端部。在 该探头24的前端部上形成有通过传递来的超声波振动来凝固切开活体组织的处置部26a。
而且，在探头24上外插有护套28，在该护套28的前端部配设有相 对于处置部26a开闭并与处置部26a协同动作来把持活体组织的爪30。 另一方面，护套28的基端部以护套28在绕其中心轴的方向上旋转自如 的方式连接在操作部主体32上，在护套28的基端部配设有用于旋转操 作护套28的旋转旋钮34。而且，在操作部主体32上配设有用于对爪30 进行开闭操作的固定手柄36和可动手柄38。 g卩，可动手柄38相对于固 定手柄36开闭自如地枢转支承在操作部主体32上，并且枢转支承在操 作部主体32内的操作杆的基端部上。该操作杆进退自如地贯穿在操作部 主体32和护套28中，操作杆的前端部连接在爪30的基端部上。而且， 通过相对于固定手柄36开闭操作可动手柄38，并进退操作操作杆，从而 使爪30相对于处置部26a开闭。
图2所示的本实施方式的处置部26a具有在体液、血液等液体中进 行超声波振动的情况下可抑制空穴的产生的形状。以下，对这种处置部 26a的设计方法进行说明。
工序l:初始三维模型的制作
关于图3A和图3B所示的那种探头24，制作初始三维模型。在本实 施方式中，作为初始三维模型，采用以往的超声波凝固切开用探头。
工序2:基于三维模型的流体解析
关于使探头24在液体中进行超声波振动的情况进行流体解析。 探头24在液体中在自身的长轴方向以预定的振幅和周期进行纵向 振动。即，探头24重复进行图3A的箭头Bl所示的向前端侧的振动和 图3B的箭头B2所示的向基端侧的振动。在本实施方式中，利用固定于 探头24的坐标系进行解析。在该坐标系中，在以预定的振幅和周期在一 个方向上振动的液体场中，以静止状态配置探头24，并使该探头24的长 轴方向与液体的振动方向一致。即，液体重复进行图3A的箭头C1所示 的向基端侧的振动和图3B的箭头C2所示的向前端侧的振动。
在本实施方式中，为了削减流体解析的解析时间，仅对探头24的前 端部的处置部26a进行流体解析。具体而言，根据探头24的三维模型，
制作两端部与处置部26a为相同形状的处置部26a的三维模型。图4表 示所制作的处置部26a的三维模型的一例。该处置部26a的三维模型与 以往的超声波凝固切开用探头24的处置部26a所采用的圆柱形状相对 应。
而且，制作上述的在一个方向以预定的振幅和周期进行振动的液体 场的半周期部分的液体场模型，即制作如下的液体场模型在预定-, 期，振幅从0增大到最大振幅，从最大振幅减少到0，然后振幅不减小而 再次转变为增大。在该液体场模型中，以静止状态配置处置部26a的三 维模型，并使其长轴方向与液体的振动方向一致，来进行流体解析。这 里，在处置部26a的三维模型中，在液体场模型的振动方向的上游侧的 端部，对处置部26a向前端侧振动时的动作进行解析，在下游侧的端部， 对处置部26a向基端侧振动时的动作进行解析。在流体解析中，计算出 液体场模型的压力分布和速度分布。
根据液体场模型的压力分布，对空穴的产生进行分析。 一般地，空 穴在液体达到饱和蒸汽压时产生。例如，在水的情况下，在大气压 (101.3kPa)下温度上升到IO(TC时达到饱和蒸汽压，并且，在常温(20'C) 下减压到2kPa时达到饱和蒸汽压，产生空穴。在通过处置部26a在液体 中对活体组织进行处置的情况下，能够预想到在液体场模型中，在与减 压到该液体的饱和蒸汽压的部分对应的部分产生空穴。
图5表示制作出流体解析的结果的压力分布图的一例。在图5中， 用箭头D来表示液体的振动方向。作为液体场模型的液体，选择常温 (20°C)的水，.能够预想到在液体场模型中，在压力为饱和蒸汽压(2kPa) 以下的部分产生空穴。如图5所示，在处置部26a的三维模型的上游侧 的端部的边缘部分附近，液体场模型的压力为2kPa以下，在通过处置部 26a在液体中对活体组织进行处置的情况下，能够预想到在向前端侧振动 时，在处置部26a的边缘部分附近产生空穴。在对应的实际实验中，在 通过处置部26a在液体中对活体组织进行处置的情况下，也确认到在向 前端侧振动时，在处置部26a的边缘部分产生空穴。
图6表示制作出流体解析的结果的速度分布图的一例。在图6中，
用箭头D来表示液体的振动方向。如图6所示，可理解为在处置部26a
的三维模型的下游侧端部，液体场模型的液体的速度收敛于一点。艮口，
能够设想为，在处置部26a向前端侧振动时，在处置部26a的边缘部分 产生的空穴在处置部26a向基端侧的振动中，从处置部26a的边缘部分 朝向前端侧移动。在对应的实际实验中，也确认到在处置部26a向基端 侧的振动中，空穴从处置部26a的边缘部分朝向前端侧移动。 工序3:三维模型的变形
对处置部26a的三维模型以下述方式进行变形使得在液体场模型 中成为该液体的饱和蒸汽压以下的部分的压力比饱和蒸汽压大。在本实 施方式中，使在液体场模型中成为该液体的饱和蒸汽压以下的部分的附 近的三维模型的形状变形为阻力系数小的形状。如果阻力系数小，则压 力梯度平缓，能够减少液体场模型中的液体的压力的降低。具体而言， 在图5中，在处置部26a的三维模型的上游侧的端部的边缘部分附近， 液体场模型的压力成为饱和蒸汽压(2kPa)以下，使该边缘部分变形为 阻力系数小的形状即流线形形状。当然，对应于上游侧的端部的边缘部 分的变形，也使下游侧的端部的边缘部分变形。另外，图15表示关于各 种形状的阻力系数CD相对于雷诺数Re的值。
工序4:基于三维模型的流体解析和三维模型的变形的重复 重复进行工序2的基于三维模型的流体解析和工序3的三维模型的 变形。
工序5:最终三维模型的确定
在液体场模型中，在减压到该液体的饱和蒸汽压的部分大体上消失 后，结束三维模型的变形，确定处置部26a的最终三维模型。
图7表示处置部26a的最终三维模型的一例。如图7所示，该处置 部26a的三维模型具有接近流线形形状的形状。图8表示制作出该处置 部26a的三维模型的流体解析的结果的压力分布图。在图8中，用箭头D 来表示液体的振动方向。如图8所示，成为饱和蒸汽压(2kPa)以下的 部分几乎消失，在通过处置部26a在液体中对活体组织进行处置的情况 下，能够预想到可抑制空穴的产生。在对应的实际实验中，在通过处置
部26a在液体中对活体组织进行处置的情况下，也确认到可抑制空穴的 产生。
这样，在本实施方式中，处置部26a的前端部分成为抑制空穴的产 生的空穴抑制部39。
接着，说明本实施方式的超声波凝固切开装置16的作用。在通过超 声波凝固切开装置16处置活体组织时，利用处置部26a和爪30来把持 活体组织，经由探头24将由超声波振子18产生的超声波振动传递到处 置部26a，通过处置部26a凝固切开所把持的活体组织。此时，存在处置 部26a浸入体液、血液等液体中的情况，但是在处置部26a的外表面附 近，液体的压力梯度平缓，液体的压力成为该液体的饱和蒸汽压以下的 部分少，从而可抑制在处置部26a中产生空穴。
因此，本实施方式的超声波凝固切开装置16发挥如下效果。本实施 方式的处置部26a形成为如下形状在与液体内的超声波振动有关的流 体解析中，处置部26a的外表面附近的压力比该液体的饱和蒸汽压大。 而且，也可抑制实际上通过处置部26a在液体内凝固切开活体组织时在 处置部26a中产生空穴，可实现凝固切开中的最佳的空穴状态。
以下，参照图9说明本发明的第1实施方式的变形例。在本变形例 中，关于三维振动的处置部26a，实现最佳的空穴状态。
在第1实施方式那种直线形状的探头24中，处置部26a进行一维振 动，但是在通常的探头24中，处置部26a进行三维振动。即，处置部26a 的振幅矢量能够使用X、 Y、 Z轴方向的各轴方向的矢量分量如下那样表 示。
A=Ax.i+Ayj +Az'k
i、 j、 k:各轴方向的单位矢量
Ax、 Ay、 Az:各轴方向的振幅的大小
各轴方向的振幅的大小可以通过数值解析来计算，根据这些各轴方 向的振幅的大小，来制作处置部26a的设计中的用于流体解析的液体场 模型。
例如，在图9所示的那种曲线形状的探头24中，处置部26a进行二 维振动。在该情况下，通过数值解析来计算出X轴和Y轴的各轴方向的 振幅的大小，如箭头C3所示那样制作处置部26a的设计方法中的用于流 体解析的液体场模型。
图10 图14表示本发明的第2实施方式。对于具有与第1实施方 式同样功能的结构，标以同一参照标号并省略说明。本实施方式的超声 波处置装置是对活体组织进行破碎抽吸的超声波抽吸装置40。如图10所 示，该超声波抽吸装置40的超声波振子18收纳在手柄构件42中。而且， 在该超声波振子18的输出端上连接有探头24的基端部，在该探头24的 前端部形成有通过传递来的超声波振动来使活体组织乳化破碎的处置部 26b。
进而，在探头24和超声波振子18中，在探头24和超声波振子18 的长轴方向贯通形成有用于抽吸破碎后的活体组织的抽吸路43。该抽吸 路43的前端部在处置部26b开口，形成抽吸开口部44。而且，抽吸路 43的基端部连通到形成于手柄构件42上的抽吸接头，该抽吸接头连接在 抽吸装置上。
并且，在探头24上外插有护套28，通过探头24与护套28之间的 间隙，来形成用于进行送液的送液路46。该送液路46的前端部在护套 28的前端部与探头24之间呈环状开口，形成送液开口部48。而且，送 液路46的基端部连通到配设于手柄构件上的送液接头50，该送液接头 50连接在送液装置上。
本实施方式的处置部26b具有在生理盐水等液体中进行超声波振动 时促进空穴的产生的形状。以下，对这种处置部26b的设计方法进行说 明。另外，对于与第1实施方式的设计方法同样的工序，省略其说明。
工序l:初始三维模型的制作
在本实施方式中，作为初始三维模型，采用以往的超声波抽吸用探头。
工序2:基于三维模型的流体解析
如图11所示，根据探头24的三维模型，制作两端部与处置部26b
为相同形状的大致圆筒状的处置部26b的三维模型。
图12表示制作出流体解析的结果的压力分布图的一例。在图12中，
用箭头D来表示液体的振动方向。如图12所示，在处置部26b的三维模 型的下游侧的端部的圆环状端面附近，液体场模型的压力为2kPa以下。 因此，在通过处置部26b在液体中对活体组织进行处置的情况下，能够 预想到在向后端侧振动时，在处置部26b的圆环状端面附近产生空穴。 工序3:三维模型的变形
对处置部26b的三维模型以下述方式进行变形关于希望在通过处 置部26b在液体中对活体组织进行处置时产生空穴的部分，使得在液体 场模型中相对应的部分的压力成为饱和蒸汽压以下。在本实施方式中， 使希望在液体场模型中成为该液体的饱和蒸汽压以下的部分的附近的三 维模型的形状变形为阻力系数大的形状。如果阻力系数大，则压力梯度 陡峭，能够增大液体场模型中的液体的压力的降低。具体而言，参照图 12，在液体场模型中，在希望处置部26b的三维模型的两端部的圆环状 端面附近的部分成为饱和蒸汽压(2kPa)以下的情况下，为了相对于液 体场的振动方向增大阻力系数，对三维模型以使得处置部26b的三维模 型的外周部的两端部具有同一凸缘形状的方式进行变形。
工序4:基于三维模型的流体解析和三维模型的变形的重复
工序5:最终三维模型的确定
在液体场模型中，在希望成为该液体的饱和蒸汽压以下的部分成为 饱和蒸汽压以下之后，结束三维模型的变形，确定处置部26b的最终三 维模型。
图13表示处置部26b的最终三维模型的一例。如图13所示，该处 置部26b的三维模型成为在端部具有凸缘形状的形状。图14表示关于该 处置部26b的三维模型的制作出流体解析的结果的压力分布图。在图14 中，用箭头D来表示液体的振动方向。如图14所示，在处置部26b的三 维模型的两端部的圆环状端面附近，形成有成为饱和蒸汽压(2kPa)以 下的部分，在通过处置部26b在液体中对活体组织进行处置的情况下， 能够预想到促进空穴的产生。在对应的实际实验中，也能确认在通过处
置部26b在液体中对活体组织进行处置的情况下，促进空穴的产生。
这样，在本实施方式中，处置部26b的前端部成为促进空穴的产生
的空穴促进部52。
接着，说明本实施方式的超声波抽吸装置40的作用。在通过超声波 抽吸装置40处置活体组织时，在抽吸接头和送液接头50上连接抽吸装 置和送液装置。而且， 一边从送液开口部48输送生理盐水等，通过生理 盐水等液体浸渍处置部26b和活体组织， 一边经由探头24将由超声波振 子18产生的超声波振动传递到处置部26b，将处置部26b按压在活体组 织上，使处置部26b乳化破碎。此时，处置部26b浸入生理盐水等液体 中，在处置部26b的外表面附近，液体的压力梯度陡峭，液体的压力成 为该液体的饱和蒸汽压以下，促进处置部26a中产生空穴，可有效进行 乳化破碎。从抽吸开口部44经由抽吸路43抽吸被乳化破碎的活体组织。
因此，本实施方式的超声波抽吸装置40发挥如下效果。本实施方式 的处置部26b形成为如下形状在与液体内的超声波振动有关的流体解 析中，处置部26b的外表面附近的压力成为该液体的饱和蒸汽压以下。 而且，也可促进实际上通过处置部26b在液体内乳化破碎活体组织时在 处置部26b产生空穴，可实现乳化破碎中的最佳的空穴状态。
以下，说明本发明的第2实施方式的变形例。本变形例的处置部26b 具有如下形状在生理盐水等液体中进行超声波振动时，所产生的空穴 朝向活体组织移动。
在这种处置部26b的设计方法中，在三维模型的变形工序中，对处 置部26b的三维模型以下述方式进行变形使得在液体场模型中压力成 为该液体的饱和蒸汽压以下的部分的液体的速度方向相当于在对活体组 织的处理中从处置部26b朝向活体组织的方向。具体而言，参照图14, 在液体场模型中，对三维模型以下述方式进行变形使得处置部26b的 三维模型的两端部附近的饱和蒸汽压(2kPa)以下的部分的液体的速度 方向成为相当于在对活体组织的处理中从处置部26b朝向活体组织的方 向，即朝向处置部26b的长轴方向外方。
通过本变形例的超声波抽吸装置40处置活体组织时，处置部26b产
17生的空穴朝向活体组织移动，到达活体组织，促进乳化破碎。这样，在 本实施方式的处置部26b中，由于处置部26b产生的空穴有效到达活体 组织，所以可促进活体组织的乳化破碎。
本发明提供一种在对活体组织的处置中实现最佳的空穴状态的、例 如超声波凝固切开装置或超声波抽吸装置那种使用超声波对活体组织进 行处置的超声波处置装置。
权利要求
1.一种超声波处置装置，其特征在于，该超声波处置装置具有超声波振子(18)，其产生超声波；探头(24)，其连接在所述超声波振子(18)上，传递由所述超声波振子(18)产生的超声波振动；以及处置部(26a)，其形成在所述探头(24)上，通过传递来的超声波振动对活体组织进行处置，所述处置部(26a)具有空穴抑制部(39)，该空穴抑制部(39)形成为如下的形状在与液体内的超声波振动有关的流体解析中，其外表面附近的压力比该液体的饱和蒸汽压大。
2. 根据权利要求1所述的超声波处置装置，其特征在于， 所述空穴抑制部(39)形成为使得阻力系数变小的形状。
3. 根据权利要求1或2所述的超声波处置装置，其特征在于， 该超声波处置装置用于对活体组织进行凝固切开。
4. 根据权利要求3所述的超声波处置装置，其特征在于， 该超声波处置装置还具有爪(30)，该爪(30)相对于所述处置部(26a)开闭，与所述处置部(26a)协同动作来把持活体组织。
5. —种超声波处置装置，其特征在于，该超声波处置装置具有 超声波振子(18)，其产生超声波；探头(24)，其连接在所述超声波振子(18)上，传递由所述超声波 振子(18)产生的超声波振动；以及处置部(26b)，其形成在所述探头(24)上，通过传递来的超声波振动对活体组织进行处置，所述处置部(26b)具有空穴促进部(52)，该空穴促进部(52)形成为如下的形状在与液体内的超声波振动有关的流体解析中，其外表 面附近的压力成为该液体的饱和蒸汽压以下。
6. 根据权利要求5所述的超声波处置装置，其特征在于， 所述空穴促进部(52)形成为使得阻力系数变大的形状。
7. 根据权利要求5或6所述的超声波处置装置，其特征在于， 该超声波处置装置还具有对破碎后的活体组织进行抽吸的抽吸路(43)，用于对活体组织进行破碎抽吸。
8. 根据权利要求5或6所述的超声波处置装置，其特征在于， 所述处置部(26b)形成为如下形状在与液体内的超声波振动有关的流体解析中，空穴促进部(52)的外表面附近的液体的速度方向相当 于在对活体组织的处置中从所述处置部(26b)朝向活体组织的方向。
9. 一种超声波处置装置用探头，该超声波处置装置用探头用于权利 要求1 8中的任一项所述的超声波处置装置。
10. —种超声波处置装置用探头的制造方法，其特征在于，该制造 方法具有以下工序对于通过超声波振动对活体组织进行处置的处置部的至少一部分， 制作预定的形状模型；对于所述形状模型，通过与液体内的超声波振动有关的流体解析来 求出该液体的压力分布；对所述形状模型以下述方式进行变形使得在所述压力分布中成为 该液体的饱和蒸汽压以下的部分中的至少一部分的压力比该液体的饱和 蒸汽压大；重复进行所述求出该液体的压力分布的工序和对所述形状模型进行 变形的工序；以及将所述处置部形成为所述形状模型的形状。
11. 根据权利要求10所述的超声波处置装置用探头的制造方法，其 特征在于，对所述形状模型进行变形的工序包括以阻力系数减小的方式对所述 形状模型进行变形的工序。
12. —种超声波处置装置用探头的制造方法，其特征在于，该制造 方法具有以下工序对于通过超声波振动对活体组织进行处置的处置部的至少一部分，制作预定的形状模型；对于所述形状模型，通过与液体内的超声波振动有关的流体解析来 求出该液体的压力分布；对所述形状模型以下述方式进行变形使得在所述压力分布中成为 比该液体的饱和蒸汽压大的至少一部分的压力小于该液体的饱和蒸汽 压；重复进行所述求出该液体的压力分布的工序和对所述形状模型进行 变形的工序；以及将所述处置部形成为所述形状模型的形状。
13. 根据权利要求12所述的超声波处置装置用探头的制造方法，其 特征在于，对所述形状模型进行变形的工序包括以阻力系数增大的方式对所述 形状模型进行变形的工序。
14. 根据权利要求12或13所述的超声波处置装置用探头的制造方 法，其特征在于，该制造方法还具有以下述方式对所述形状模型进行变形的工序，艮口， 使得在所述压力分布中小于该液体的饱和蒸汽压的部分中的至少一部分的液体的速度方向相当于在对活体组织的处置中从所述处置部朝向活体组织的方向。
15. —种超声波处置装置的制造方法，该超声波处置装置的制造方 法具有权利要求10 14中的任一项所述的超声波处置装置用探头的制造 方法。
全文摘要
本发明涉及使用超声波对活体组织进行处置的超声波处置装置和超声波处置装置用探头以及它们的制造方法，其目的在于提供在对活体组织的处置中可实现最佳的空穴状态的超声波处置装置。该超声波处置装置具有超声波振子(18)，其产生超声波；探头(24)，其连接在超声波振子(18)上，传递由超声波振子(18)产生的超声波振动；以及处置部(26a)，其形成在探头(24)上，通过传递来的超声波振动对活体组织进行处置。处置部(26a)具有空穴抑制部(39)，该空穴抑制部(39)形成为如下的形状在与液体内的超声波振动有关的流体解析中，其外表面附近的压力比该液体的饱和蒸汽压大。
文档编号A61B18/00GK101198286SQ20068002134
公开日2008年6月11日 申请日期2006年5月22日 优先权日2005年6月16日
发明者酒井涼次 申请人:奥林巴斯医疗株式会社