JP5959781B2 - 超音波プローブ及び超音波処置具 - Google Patents

Description

本発明は、基端方向から先端方向へ超音波振動を伝達可能な超音波プローブ、及び、その超音波プローブを備える超音波処置具に関する。

特許文献１には、基端方向から先端方向へ超音波振動を伝達可能な超音波プローブを備える超音波処置具が開示されている。超音波プローブには、長手軸に沿って延設されるプローブ本体部が設けられている。また、超音波プローブの先端部には、伝達された超音波振動を用いて、生体組織等の処置対象を処置する先端処置部が設けられている。先端処置部には、板状部（ブレード部）が設けられている。板状部によって、超音波プローブの先端が形成さる。また、長手軸に対して垂直で（交差し）互いに対して反対のある２方向を幅方向とし、長手軸に垂直でかつ幅方向に垂直な２方向を厚さ方向とする。板状部では、幅方向についての幅寸法が、厚さ方向についての厚さ寸法より大きくなる。板状部には、幅方向を向く側方縁及び先端方向を向く先端縁から形成される縁表面が設けられ、縁表面に刃部が設けられている。また、長手軸に平行な長手方向についてプローブ本体部と板状部との間には、断面積減少部が連続している。断面積減少部では、基端方向から先端方向へ向かって厚さ方向についての厚さ寸法が減少し、基端方向から先端方向へ向かって長手軸に垂直な断面積が減少する。超音波プローブ（処置部）が超音波振動によって振動する状態で、板状部の刃部を処置対象に接触させることにより、処置対象が切開される。超音波振動を伝達する状態において、超音波プローブは、振動方向が長手軸に対して平行な縦振動を行う。

特表２０１０−５２２０３４号公報

前記特許文献１の超音波プローブでは、断面積減少部において、基端方向から先端方向へ向かって、厚さ方向についての厚さ寸法が減少するとともに、長手軸に垂直な断面積が減少する。このため、断面積減少部の先端から先端方向へ延設される板状部では、長手方向について全長に渡って、厚さ方向の厚さ寸法が小さくなり、かつ、長手軸に垂直な断面積が小さくなる。超音波振動によって振動方向が長手軸に平行な縦振動を超音波プローブが行う状態では、板状部に作用する厚さ方向についての外力に起因して振動方向が厚さ方向に平行な横振動が発生する。板状部において長手方向について全長に渡って長手軸に垂直な断面積が小さくなることにより、超音波振動によって超音波プローブが縦振動行う状態において、長手方向について全長に渡って板状部が、厚さ方向についての外力の影響を受け易くなる。このため、超音波振動によって超音波プローブが縦振動を行う状態において、板状部で発生する横振動の振幅が大きくなり、縦振動への発生した横振動の影響が大きくなる。超音波プローブにおいて縦振動への横振動の影響が大きくなることにより、超音波プローブでの振動が不安定になり、超音波振動の伝達性が低下するとともに、超音波振動に対する超音波プローブの強度が低下してしまう。

本発明は前記課題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、厚さ方向についての厚さ寸法が小さい板形状（ブレード形状）によって先端が形成される構成においても、超音波振動による振動の安定性が確保される超音波プローブを提供することにある。また、その超音波プローブを備える超音波処置具を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明のある態様は、長手軸を有する超音波プローブであって、前記長手軸に沿って延設され、基端方向から先端方向へ超音波振動を伝達するプローブ本体部と、前記プローブ本体部より先端方向側に設けられ、前記超音波プローブの先端を形成し、前記長手軸に対して垂直で互いに対して反対のある２方向を幅方向とし、前記長手軸に垂直でかつ前記幅方向に垂直な２方向を厚さ方向とした場合に、基端において、前記幅方向についての幅寸法が前記厚さ方向についての厚さ寸法より大きくなり、前記基端方向から前記先端方向に向かって前記幅寸法が減少することにより、前記基端方向から前記先端方向に向かって前記長手軸に垂直な断面積が減少する幅寸法減少部と、前記基端方向から前記先端方向へ向かって前記幅方向についての前記幅寸法が増加すると同時に前記厚さ方向についての前記厚さ寸法が減少する幅寸法増加部と、前記幅寸法増加部が設けられ、前記長手軸に平行な長手方向について前記プローブ本体部と前記幅寸法減少部との間に連続し、前記長手軸に垂直な断面積が、前記基端方向から前記先端方向に向かって一定の範囲で均一に維持されるか又は減少し、かつ、前記基端方向から前記先端方向へ向かって前記幅寸法減少部より小さい減少率で減少する中継部と、を備える。

本発明によれば、厚さ方向についての厚さ寸法が小さい板状部（ブレード部）によって先端が形成される構成においても、超音波振動による振動の安定性が確保される超音波プローブを提供することができる。また、その超音波プローブを備える超音波処置具を提供することができる。

第１の実施形態に係る超音波処置システムを示す概略図である。 第１の実施形態に係る振動子ユニットの構成を概略的に示す断面図である。 第１の実施形態に係る超音波プローブの先端部の構成を厚さ方向に垂直な断面で概略的に示す断面図である。 第１の実施形態に係る超音波プローブの先端部の構成を幅方向に垂直な断面で概略的に示す断面図である。 第１の実施形態に係る超音波プローブの先端部での、長手方向についての位置の変化に対する、幅方向についての幅寸法の変化、厚さ方向についての厚さ寸法の変化、及び、長手軸に垂直な断面積の変化を示す概略図である。 比較例に係る超音波プローブの先端部の構成を厚さ方向に垂直な断面で概略的に示す断面図である。 比較例に係る超音波プローブの先端部の構成を幅方向に垂直な断面で概略的に示す断面図である。 比較例に係る超音波プローブの先端部での、長手方向についての位置の変化に対する、幅方向についての幅寸法の変化、厚さ方向についての厚さ寸法の変化、及び、長手軸に垂直な断面積の変化を示す概略図である。 比較例に係る超音波プローブの超音波振動を伝達している際の振動状態を説明する概略図である。 第１の実施形態に係る超音波プローブの超音波振動を伝達している際の振動状態を説明する概略図である。 第１の変形例に係る超音波プローブの先端部の構成を幅方向に垂直な断面で概略的に示す断面図である。 第１の変形例に係る超音波プローブの先端部での、長手方向についての位置の変化に対する、幅方向についての幅寸法の変化、厚さ方向についての厚さ寸法の変化、及び、長手軸に垂直な断面積の変化を示す概略図である。 第２の変形例に係る超音波プローブの先端部の構成を厚さ方向に垂直な断面で概略的に示す断面図である。 第２の変形例に係る超音波プローブの先端部の構成を幅方向に垂直な断面で概略的に示す断面図である。 第２の変形例に係る超音波プローブの先端部での、長手方向についての位置の変化に対する、幅方向についての幅寸法の変化、厚さ方向についての厚さ寸法の変化、及び、長手軸に垂直な断面積の変化を示す概略図である。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について、図１乃至図１０を参照して説明する。

図１は、本実施形態の超音波処置システム（超音波処置装置）１を示す図である。図１に示すように、超音波処置システム１は、超音波処置具２を備える。超音波処置具２は、真直ぐな長手軸Ｃを有する。長手軸Ｃに平行な方向の一方が先端方向（図１の矢印Ｃ１の方向）であり、先端方向とは反対方向が基端方向（図１の矢印Ｃ２の方向）である。また、長手軸Ｃに平行な（長手軸Ｃに沿った）２方向（先端方向及び基端方向）を長手方向とする。

超音波処置具２は、振動子ユニット３と、保持ユニット５と、シース６と、超音波プローブ７と、を備える。保持ユニット５は、長手軸Ｃに沿って延設される筒状ケース部１１を備える。筒状ケース部１１には、エネルギー操作入力部であるエネルギー操作入力ボタン１２が取付けられている。

振動子ユニット３は、振動子ケース１３を備える。振動子ケース１３が筒状ケース部１１の内部に基端方向側から挿入されることにより、振動子ユニット３が保持ユニット５に連結される。振動子ケース１３の基端部には、ケーブル１５の一端が接続されている。ケーブル１５の他端は、エネルギー源ユニット１０に接続されている。エネルギー源ユニット１０は、超音波エネルギー源（超音波電力源）１６と、エネルギー制御部１８と、を備える。エネルギー源ユニット１０は、例えばエネルギー生成器（電力生成器）であり、超音波エネルギー源１６は、例えばエネルギー生成器に設けられる電源である。

エネルギー制御部１８は、例えばエネルギー生成器に設けられ、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＡＳＩＣ(application specific integrated circuit)を含むプロセッサから形成されている。筒状ケース部１１の内部には、スイッチ部（図示しない）が設けられている。エネルギー制御部１８は、振動子ケース１３及びケーブル１５の内部を通って延設される信号経路（図示しない）を介して、スイッチ部に電気的に接続されている。エネルギー操作入力ボタン１２でのエネルギー操作が入力されることにより、スイッチ部が閉じられ、操作信号が信号経路を介してエネルギー制御部１８に伝達される。伝達された操作信号に基づいて、エネルギー制御部１８は、超音波エネルギー源１６からの超音波発生エネルギー（超音波発生電力）の出力状態を制御している。

図２は、振動子ユニット３の構成を示す図である。図２に示すように、振動子ユニット３は、前述の振動子ケース１３と、振動子ケース１３の内部に設けられる振動発生部である超音波振動子２１と、を備える。超音波振動子２１は、電流（交流電流）を超音波振動に変換する複数（本実施形態では４つ）の圧電素子２２Ａ〜２２Ｄを備える。このため、超音波振動子２１に超音波発生エネルギー（超音波発生電力）が伝達されることにより、超音波振動子２１で超音波振動が発生する。

また、振動子ケース１３の内部には、長手軸Ｃに沿って延設されるホーン部材２３が、設けられている。ホーン部材２３は、振動子装着部２５を備える。振動子装着部２５に、圧電素子２２Ａ〜２２Ｄ等の超音波振動子２１を形成する部材が装着される。また、ホーン部材２３には、断面積変化部２６が形成されている。断面積変化部２６では、先端方向に向かうにつれて、長手軸Ｃに垂直な断面積が小さくなる。断面積変化部２６によって、超音波振動の振幅が拡大される。ホーン部材２３の先端部には、雌ネジ部２７が設けられている。

図２に示すように、超音波プローブ７の基端部には、雄ネジ部２８が設けられている。雄ネジ部２８が雌ネジ部２７に螺合することにより、ホーン部材２３の先端方向側に超音波プローブ７が接続される。超音波プローブ７は、長手軸Ｃに沿って延設されている。ホーン部材２３は、筒状ケース部１１の内部で超音波プローブ７に接続されている。また、振動発生部である超音波振動子２１は、超音波プローブ７より基端方向側に位置している。

図１に示すように、シース６は、先端方向側から筒状ケース部１１の内部に挿入されることにより、保持ユニット５に連結される。そして、筒状ケース部１１の内部で、シース６が振動子ケース１３に連結される。また、超音波プローブ７は、シース６に挿通されている。このため、超音波プローブ７の先端部は、シース６の先端から先端方向へ向かって突出している。

図２に示すように、超音波振動子２１には、電気配線２９Ａ，２９Ｂの一端が接続されている。電気配線２９Ａ，２９Ｂは、ケーブル１５の内部を通って、他端がエネルギー源ユニット１０の超音波エネルギー源１６に接続されている。超音波エネルギー源１６から電気配線２９Ａ，２９Ｂを介して超音波振動子２１に超音波発生電力が供給されることにより、超音波振動子２１で超音波振動が発生する。そして、発生した超音波振動は、超音波振動子２１からホーン部材２３を介して、超音波プローブ７に伝達される。ホーン部材２３及び超音波プローブ７によって、超音波振動子２１で発生した超音波振動を基端方向から先端方向へ伝達する振動伝達ユニット２０が形成されている。

振動伝達ユニット２０は、超音波振動子２１で発生した超音波振動を伝達することにより、処置時に用いられる既定の振動モード（振動状態）で振動する。既定の振動モードでは、振動伝達ユニット２０は、振動方向が長手軸Ｃ（長手方向）に対して平行な縦振動を行う。そして、既定の振動モードでは、振動伝達ユニット２０の先端（超音波プローブ７の先端）及び振動伝達ユニット２０の基端（ホーン部材２３の基端）は、縦振動の腹位置となる。ここで、振動伝達ユニット２０の先端に位置する腹位置（最先端腹位置）Ａ１は、縦振動の腹位置の中で最も先端方向側に位置し、振動伝達ユニット２０の基端に位置する腹位置（最基端腹位置）Ａ２は、縦振動の腹位置の中で最も基端方向側に位置する。また、既定の振動モードでは、振動伝達ユニット２０の先端と振動伝達ユニット２０の基端との間の縦振動の腹位置の数及び縦振動の節位置の数は、定まっており、振動伝達ユニット２０の先端と振動伝達ユニット２０の基端との間に少なくとも１つの縦振動の節位置が存在する。エネルギー制御部１８は、超音波振動子２１に供給される電流（交流電流）の周波数を調整することにより、振動伝達ユニット２０の共振周波数を調整し、既定の振動モードで振動伝達ユニット２０を縦振動させている。なお、既定の振動モード（すなわち、縦振動の節位置及び腹位置の数）は、用いられる振動伝達ユニット２０の長手方向についての寸法、処置に用いられる縦振動の共振周波数等に対応して、決定される。

図３及び図４は、超音波プローブ７の先端部を示す図である。ここで、長手軸Ｃに対して垂直で（交差し）互いに対して反対のある２方向を幅方向とする。幅方向の一方が第１の垂直方向である第１の幅方向（図３の矢印Ｂ１の方向）となり、第１の幅方向とは反対方向が第２の垂直方向である第２の幅方向（図３の矢印Ｂ２の方向）となる。また、長手軸Ｃに垂直で、かつ、幅方向に垂直な２方向を厚さ方向とする。厚さ方向の一方が第３の垂直方向である第１の厚さ方向（図４の矢印Ｔ１の方向）となり、第１の厚さ方向とは反対方向が第４の垂直方向である第２の厚さ方向（図４の矢印Ｔ２の方向）となる。図３では、厚さ方向に垂直な断面が示され、図４では、幅方向に垂直な断面が示されている。

図３及び図４に示すように、超音波プローブ７は、長手軸Ｃに沿って延設されるプローブ本体部３１を備える。超音波プローブ７に伝達された超音波振動は、プローブ本体部３１において基端方向から先端方向へ伝達される。超音波処置具２の長手軸Ｃは、プローブ本体部３１を含む超音波プローブ７の中心軸となる。したがって、超音波プローブ７は、プローブ本体部３１の中心軸となる長手軸Ｃを有する。超音波プローブ７では、プローブ本体部３１より先端方向側に先端処置部３２が、設けられている。先端処置部３２は、プローブ本体部３１を通して伝達された超音波振動を用いて、生体組織等の処置対象を処置する。先端処置部３２によって、超音波プローブ７（振動伝達ユニット２０）の先端が形成されている。超音波プローブ７は、先端処置部３２がシース６の先端から先端方向へ突出する状態で、シース６に挿通されている。

前述のように、既定の振動モードでは、縦振動の腹位置Ａ１が先端に位置している。また、既定の振動モードでの縦振動の節位置の中で最も先端側に位置する節位置（最先端節位置）Ｎ１を定義する。既定の振動モードでは、節位置Ｎ１は、先端処置部３２より基端方向側に位置し、プローブ本体部３１に位置している。したがって、縦振動の節位置Ｎ１は、シース６の内部に位置している。また、プローブ本体部３１より先端方向側に位置する先端処置部３２には、板状部（ブレード部）３３が設けられている。図５は、超音波プローブ７の先端部での、長手方向についての位置の変化に対する、幅方向についての幅寸法の変化、厚さ方向についての厚さ寸法の変化、及び、長手軸に垂直な断面積の変化を示す図である。図５では、プローブ本体部３１の先端部、及び、プローブ本体部３１の先端側に連続する先端処置部３２での長手軸Ｃに沿った、断面積の変化を実線で、幅寸法の変化を破線で、厚さ寸法の変化を一点鎖線で示している。

図３乃至図５に示すように、板状部３３は、基端方向（図３及び図４の矢印Ｃ２の方向）から先端方向（図３及び図４の矢印Ｃ１の方向）に向かって幅方向についての寸法である幅寸法が減少する幅寸法減少部３５を備える。基端方向から先端方向へ向かって幅寸法が減少することにより、幅寸法減少部３５では、基端方向から先端方向へ向かって長手軸Ｃに垂直な断面積が減少する。幅寸法減少部３５によって、超音波プローブ７の先端が形成されている。

幅寸法減少部３５の基端では、超音波プローブ７（幅寸法減少部３５）の幅方向についての幅寸法は、超音波プローブ７（幅寸法減少部３５）の厚さ方向についての寸法である厚さ寸法より大きくなる。幅寸法減少部３５の基端では、超音波プローブ７の幅寸法が極大となり、幅寸法減少部３５の基端での幅寸法は、極大幅寸法Ｗ０となる。また、本実施形態では、長手方向について幅寸法減少部３５の全長に渡って、厚さ寸法は均一（略一定）に保たれる。なお、寸法が均一になる場合には、長手方向について全長に渡って寸法が同一になる場合に加えて、設計及び製造における誤差によって長手方向に沿って寸法が変化するが、変化量が微小であるため、長手方向について全長に渡って寸法が同一とみなせる場合も含まれる。例えば、超音波特性として特に問題がない変化量が±０．１ｍｍの範囲であれば、長手方向について全長に渡って寸法が同一とみなす。

先端処置部３２では、幅寸法減少部３５の基端方向側に中継部３６が連続している。中継部３６は、長手軸Ｃに平行な長手方向についてプローブ本体部３１と幅寸法減少部３５との間に連続している。中継部３６は、幅寸法減少部３５の基端方向側に連続する寸法均一部３７と、長手方向についてプローブ本体部３１と寸法均一部３７との間に連続する幅寸法増加部３８と、を備える。寸法均一部３７は、板状部３３の一部を形成している。寸法均一部３７では、基端方向から先端方向へ向かって超音波プローブ７の幅方向についての幅寸法及び厚さ方向についての厚さ寸法が変化せず、長手方向について寸法均一部３７の全長に渡って幅寸法及び厚さ寸法が均一（略一定）に保たれる。このため、寸法均一部３７では、長手方向について全長に渡って長手軸Ｃに垂直な断面積が均一になる。

なお、断面積が均一になる場合には、長手方向について全長に渡って断面積が同一になる場合に加えて、設計及び製造における誤差によって長手方向に沿って断面積が変化するが、変化量が微小であるため、長手方向について全長に渡って断面積が同一とみなせる場合も含まれる。例えば、超音波特性として特に問題がない変化量が±０．１ｍｍ^２の範囲であれば 、長手方向について全長に渡って断面積が同一とみなす。

寸法均一部３７での超音波プローブ７の幅寸法は、幅寸法減少部３５の基端での幅寸法である極大幅寸法Ｗ０と一致する。また、寸法均一部３７での超音波プローブ７の厚さ寸法は、幅寸法減少部３５の厚さ寸法と一致する。このため、寸法均一部３７では、幅方向についての幅寸法が、厚さ方向についての厚さ寸法より大きくなる。寸法均一部３７及び幅寸法減少部３５から形成される板状部（ブレード部）３３では、厚さ方向について厚さ寸法が均一（一定）に保たれ、厚さ方向についての厚さ寸法が小さくなる。また、長手軸Ｃ（超音波プローブ７の中心軸）を通り、かつ、幅方向に垂直な基準面Ｐ０を規定する。幅寸法減少部３５を含む板状部３３では、長手方向について全長に渡って基準面Ｐ０を中央面として（基準面Ｐ０に対して）面対称である。

幅寸法増加部３８では、基端方向から先端方向に向かって幅方向についての幅寸法が増加する。また、幅寸法増加部３８では、基端方向から先端方向へ向かって厚さ方向についての厚さ寸法が減少する。幅寸法増加部３８の先端での厚さ方向についての厚さ寸法は、板状部３３（幅寸法減少部３５及び寸法均一部３７）での厚さ寸法と一致する。また、幅寸法増加部３８の先端での幅方向についての幅寸法は、幅寸法減少部３５の基端での幅寸法である極大幅寸法Ｗ０と一致する。したがって、幅寸法増加部３８では、極大幅寸法Ｗ０まで基端方向から先端方向へ向かって幅寸法が増加する。ただし、幅寸法増加部３８では、前述のように長手方向に沿って幅寸法及び厚さ寸法が変化するが、長手方向について全長に渡って長手軸Ｃに垂直な断面積が均一になる。すなわち、幅寸法増加部３８では、長手方向について全長に渡って長手軸Ｃに垂直な断面積が均一になる状態に、幅寸法及び厚さ寸法が変化する。

寸法均一部３７及び幅寸法増加部３８が前述のような構成であるため、寸法均一部３７及び幅寸法増加部３８から形成される中継部３６では、基端方向から先端方向へ向かって幅方向についての幅寸法が増加するか又は一定の範囲で均一に維持されて、減少しない。また、本実施形態の中継部３６では、長手方向について全長に渡って、長手軸Ｃに垂直な断面積が均一になる。したがって、中継部３６では、長手軸Ｃに垂直な断面積が、基端方向から先端方向へ向かって一定の範囲で均一に維持され、すなわち、基端方向から先端方向へ向かって増加せず、かつ、基端方向から先端方向へ向かって減少しない。このため、幅寸法減少部３５の基端方向側の部位では、厚さ方向についての厚さ寸法は小さくなるが、長手軸Ｃに垂直な断面積は小さくならない。

また、幅寸法減少部３５の長手方向についての寸法を第１の長手寸法Ｌ１とし、中継部３６の長手方向についての寸法を第２の長手寸法Ｌ２とする。第１の長手寸法Ｌ１は、第２の長手寸法Ｌ２より大きくなる。幅寸法減少部３５の第１の長手寸法Ｌ１が大きくなることにより、幅寸法減少部３５では、基端方向から先端方向へ向かって小さい減少率で（緩やかに）幅方向についての幅寸法が減少する。したがって、幅寸法減少部３５では、長手軸Ｃに垂直な断面積が、基端方向から先端方向へ向かって小さい減少率で（緩やかに）減少し、基端方向から先端方向へ向かって急激に（大きい減少率で）減少しない。

また、既定の振動モードでは、節位置（最先端節位置）Ｎ１は、プローブ本体部３１に位置しているため、節位置Ｎ１は、中継部３６の基端より基端方向側に位置している。前述のように、幅寸法減少部３５及び中継部３６では、長手軸Ｃに垂直な断面積が基端方向から先端方向へ向かって一定の範囲で均一に維持されるか又は減少し、増加することはない。また、プローブ本体部３１では、節位置Ｎ１より先端方向側の部位において、幅寸法、厚さ寸法、および、長手軸Ｃに垂直な断面積は長手方向に沿って変化しない。このため、長手方向について節位置（最先端節位置）Ｎ１と腹位置（最先端腹位置）Ａ１との間において、超音波プローブ７の長手軸Ｃに垂直な断面積は、基端方向から先端方向へ向かって一定の大きさで均一に維持されるか又は減少し、増加しない。長手軸Ｃに垂直な断面積が基端方向から先端方向へ向かって増加しないため、節位置Ｎ１より先端方向側の部位において、縦振動の振幅が減少することはない。

幅寸法減少部３５は、第１の厚さ方向を向く第１の外表面４１と、第２の厚さ方向を向く第２の外表面４２と、を備える。そして、幅寸法減少部３５では、第１の外表面４１と第２の外表面４２との間に、縁表面４３が連続している。縁表面４３の少なくとも一部には、刃部（ブレード）４５が形成されている。縁表面４３は、第１の幅方向を向く第１の側方縁４６と、第２の幅方向を向く第２の側方縁４７と、先端方向を向く先端縁４８と、を備える。先端縁４８によって、超音波プローブ７の先端が形成されている。

次に、本実施形態の超音波プローブ７及び超音波処置具２の作用及び効果について説明する。超音波処置システム１を用いて生体組織（血管）等の処置対象を処置する際には、超音波プローブ７及びシース６を体腔内に挿入する。そして、エネルギー操作入力ボタン１２でエネルギー操作を入力する。これにより、エネルギー制御部１８によって、超音波エネルギー源１６から超音波発生エネルギー（超音波発生電力）が出力される。

超音波振動子２１に超音発生エネルギー（交流電流）が供給されることにより、超音波振動子２１で超音波振動が発生する。そして、発生した超音波振動は、ホーン部材２３を介して、超音波プローブ７に伝達される。そして、超音波プローブ７（プローブ本体部３１）において、基端方向から先端方向へ、先端処置部３２まで超音波振動が伝達され、超音波プローブ７を含む振動伝達ユニット２０は縦振動する。振動方向が長手軸Ｃに平行な縦振動を先端処置部３２が行う状態において、幅寸法減少部３５の縁表面４３に設けられる刃部４５を処置対象に接触させることにより、処置対象が切開される。

なお、処置において、超音波振動と同時に高周波電力（高周波電流）が先端処置部３２に伝達されてもよい。この場合、例えば、エネルギー源ユニット１０に、超音波エネルギー源１６とは別のエネルギー源（電源等）が設けられ、エネルギー源から高周波電力（高周波エネルギー）が出力される。そして、ケーブル１５の内部に延設される電気配線２９Ａ，２９Ｂとは別の電気配線（図示しない）、ホーン部材２３及び超音波プローブ７を通して、出力された高周波電力が先端処置部３２に供給される。また、体外に配置される対対極板（図示しない）に、エネルギー源から高周波電力が供給される。これにより、板状部３３と体外の対極板との間に高周波電流が流れ、幅寸法減少部３５の刃部４５に接触した処置対象に高周波電流が流れる。これにより、処置対象の切開（切断）と同時に凝固（封止）が行われる。

ここで、本実施形態の比較例の超音波プローブ７Ａを図６及び図７に示す。図６は、厚さ方向（図７の矢印Ｔ´１の方向及び矢印Ｔ´２の方向）に垂直な断面を示し、図７は、幅方向（図６の矢印Ｂ´１の方向及び矢印Ｂ´２の方向）に垂直な断面を示している。また、図８は、超音波プローブ７Ａの先端部での、長手方向（図６及び図７において矢印Ｃ´１の方向及び矢印Ｃ´２の方向）についての位置の変化に対する、幅方向についての幅寸法の変化、厚さ方向についての厚さ寸法の変化、及び、長手軸Ｃ´に垂直な断面積の変化を示す図である。図８では、断面積の変化を実線で、幅寸法の変化を破線で、厚さ寸法の変化を一点鎖線で示している。

比較例の超音波プローブ７Ａでは、第１の実施形態の超音波プローブ７と同様に、先端処置部３２Ａに板状部（ブレード部）３３Ａが設けられ、板状部３３Ａによって超音波プローブ７Ａの先端が形成されている。また、プローブ本体部３１Ａに、縦振動の節位置の中で最も先端方向側に位置する節位置Ｎ´１が位置している。ただし、比較例では、第１の実施形態とは異なり、長手方向についてプローブ本体部３１Ａと板状部３３Ａとの間に断面積減少部３６Ａが連続している。断面積減少部３６Ａでは、基端方向から先端方向へ向かって、厚さ方向についての厚さ寸法が急激に減少する。また、断面積減少部３６Ａでは、幅方向についての幅寸法は、長手方向に沿って変化せず、基端方向から先端方向へ向かって増加することはない。したがって、断面積減少部３６Ａでは、長手軸Ｃ´に垂直な断面積が、基端方向から先端方向へ向かって急激に（大きい減少率で）減少する。

また、断面積減少部３６Ａの先端方向側に連続する板状部３３Ａでは、基端方向から先端方向へ向かって幅寸法及び厚さ寸法が増加せず、長手軸Ｃ´に垂直な断面積が、基端方向から先端方向へ向かって増加しない。このため、板状部３３Ａでは、長手方向について全長に渡って、厚さ方向についての厚さ寸法が小さくなり、かつ、長手軸Ｃ´に垂直な断面積が小さくなる。したがって、比較例の板状部３３Ａには、本実施形態の板状部３３に設けられる幅寸法減少部３５及び中継部３６は存在していない。

図９は、超音波振動を伝達している状態での超音波プローブ７Ａの振動状態を説明する図である。図９に示すように、超音波振動によって振動方向が長手軸に平行な縦振動を既定の振動モードで超音波プローブ７Ａが行う状態では、板状部３３Ａに作用する厚さ方向（図９の矢印Ｔ´１の方向及び矢印Ｔ´２の方向）についての外力（モーメント）に起因して、振動方向が厚さ方向に平行な横振動が発生する。板状部３３Ａにおいて長手方向について全長に渡って厚さ寸法及び長手軸Ｃ´に垂直な断面積が小さくなることにより、超音波振動によって超音波プローブ７Ａが縦振動行う状態において、長手方向について全長に渡って板状部３３Ａが、厚さ方向についての外力の影響を受け易くなる。このため、超音波振動によって超音波プローブ７Ａが縦振動を行う状態において、板状部３３Ａで発生する横振動の振幅が大きくなり、縦振動への発生した横振動の影響が大きくなる。超音波プローブ７Ａにおいて縦振動への横振動の影響が大きくなることにより、超音波プローブ７Ａでの振動が不安定になる。

これに対し本実施形態では、長手方向について幅寸法減少部３５とプローブ本体部３１との間の中継部３６に、基端方向から先端方向に向かって厚さ寸法が減少すると同時に幅寸法が増加する幅寸法増加部３８が設けられ、中継部３６では、基端方向から先端方向へ向かって幅方向についての幅寸法が減少しない。そして、中継部３６では、長手軸Ｃに垂直な断面積が、基端方向から先端方向へ向かって減少しない。このため、幅寸法減少部３５の基端方向側の部位では、厚さ方向についての厚さ寸法は小さくなるが、長手軸Ｃに垂直な断面積は小さくならない。すなわち、幅寸法減少部３５では、長手方向について全長に渡って厚さ寸法は小さくなるが、長手軸Ｃに垂直な断面積は、先端側の部位でのみ小さくなる。また、幅寸法減少部３５では、比較例の断面積減少部３６Ａに比べて、基端方向から先端方向へ向かって減少する長手軸Ｃに垂直な断面積の減少の度合いが緩やかになる。

図１０は、超音波振動を伝達している状態での超音波プローブ７の振動状態を説明する図である。前述のように、幅寸法減少部３５の基端方向側の部位では長手軸Ｃに垂直な断面積が小さくならず、幅寸法減少部３５では、基端方向から先端方向へ向かって減少する断面積の減少の度合いが、比較例の断面積減少部３６Ａに比べて、緩やかである。すなわち、本実施形態のプローブ本体部３１と比較例のプローブ本体部３１Ａとが同じ大きさ、形状であるとすると、幅寸法減少部３５の基端は、比較例の板状部３３Ａの基端に比べて断面積が大きくなり、幅寸法減少部３５の基端と先端近傍との間の範囲では、比較例の板状部３３Ａの基端と先端近傍との間の範囲に比べて、断面積が大きくなる。このため、図１０に示すように、超音波振動によって超音波プローブ７が縦振動行う状態において、幅寸法減少部３５の基端方向側の部位（板状部３３の基端部）は、厚さ方向についての外力（モーメント）の影響を受け難くなる。このため、超音波振動によって超音波プローブ７が縦振動を行う状態において、幅寸法減少部３５（板状部３３）で発生する横振動の振幅は大きくならず、縦振動への発生した横振動の影響は小さい。

例えば、あるシミュレーションでは、図６乃至図９の比較例の超音波プローブ７Ａを既定の振動モードで縦振動させた際に、縦振動の振幅に対する横振動の振幅が８．５％程度になったのに対し、本実施形態の超音波プローブ７を既定の振動モードで縦振動させた際は、縦振動の振幅に対する横振動の振幅が２％程度となった。また、ある実験では、図６乃至図９の比較例の超音波プローブ７Ａの先端処置部３２Ａ及び本実施形態の超音波プローブ７の先端処置部３２のそれぞれが既定の振動モードで縦振動している状態において、厚さ方向の一方から外表面に水（液体）を垂らし、発生するミスト量を検出した。具体的には、超音波プローブ７Ａの先端処置部３２Ａ及び超音波プローブ７の先端処置部３２を縦振動させた状態で、所定量の水（液体）をそれぞれの先端処置部３２Ａ，３２に垂らす。そして、それぞれの先端処置部３２Ａ，３２の外表面に付着した水（液体）を回収し、水の回収量を計測する。そして、垂らした水の所定量から回収量を減算することにより、それぞれの先端処置部３２Ａ，３２において発生したミスト量を推定した。この場合、発生するミスト量が多いほど、前述の横振動の振幅が大きくなる。実験による検証では、図６乃至図９の比較例の超音波プローブ７Ａを既定の振動モードで縦振動させた際に発生するミスト量が、本実施形態の超音波プローブ７を既定の振動モードで縦振動させた際に発生するミスト量の２倍以上となった。

超音波プローブ７において縦振動への横振動の影響が小さくなることにより、超音波プローブ７での振動の安定性が確保される。これにより、超音波プローブ７において超音波振動の伝達性が確保されるとともに、超音波振動に対する超音波プローブ７の強度を確保することができる。

また、本実施形態では、幅寸法減少部３５を含む板状部（ブレード部）３３において、厚さ方向についての厚さ寸法は、長手方向について全長に渡って小さくなる。このため、幅寸法減少部３５の刃部４５で処置対象を切開する処置等の処置性能を確保することができる。

また、本実施形態では、幅寸法減少部３５の第１の長手寸法Ｌ１が大きくなり、幅寸法減少部３５では、基端方向から先端方向へ向かって小さい減少率で（緩やかに）幅方向についての幅寸法が減少する。したがって、幅寸法減少部３５では、長手軸Ｃに垂直な断面積が、基端方向から先端方向へ向かって小さい減少率で（緩やかに）減少し、基端方向から先端方向へ向かって急激に（大きい減少率で）減少しない。このため、幅寸法減少部３５の基端方向側の部位（板状部３３の基端部）は、厚さ方向についての外力（モーメント）の影響をさらに受け難くなり、超音波プローブ７において縦振動への横振動の影響をさらに小さくすることができる。

さらに、超音波プローブ７では、長手方向について節位置（最先端節位置）Ｎ１と腹位置（最先端腹位置）Ａ１との間において、超音波プローブ７の長手軸Ｃに垂直な断面積は、基端方向から先端方向へ向かって増加しない。長手軸Ｃに垂直な断面積が基端方向から先端方向へ向かって増加しないため、節位置Ｎ１より先端方向側の部位において、縦振動の振幅が減少することはない。このため、処置に適した振幅で板状部３３が縦振動し、処置性能を向上させることができる。

（変形例）
なお、第１の実施形態では、幅寸法減少部３５において、長手方向について全長に渡って、厚さ寸法は均一（略一定）に保たれるが、これに限るものではない。例えば、第１の変形例として図１１及び図１２に示すように、基端方向から先端方向へ向かって超音波プローブ７の厚さ方向（図１１の矢印Ｔ１の方向及び矢印Ｔ２の方向）についての厚さ寸法が減少する厚さ寸法減少部５１が、幅寸法減少部３５に設けられてもよい。なお、図１１は、幅方向に垂直な断面を示している。また、図１２は、超音波プローブ７の先端部での、長手方向についての位置の変化に対する、幅方向についての幅寸法の変化、厚さ方向についての厚さ寸法の変化、及び、長手軸に垂直な断面積の変化を示す図である。図１２では、断面積の変化を実線で、幅寸法の変化を破線で、厚さ寸法の変化を一点鎖線で示している。

本変形例の厚さ寸法減少部５１では、基端方向から先端方向へ向かって、幅方向についての幅寸法が減少するとともに、厚さ寸法が減少する。また、本変形例でも、第１の実施形態と同様に、厚さ寸法減少部５１を含む幅寸法減少部３５において、長手軸Ｃに垂直な断面積が、基端方向から先端方向へ向かって減少する。また、本変形例でも、第１の実施形態と同様に、長手方向について中継部３６の全長に渡って、長手軸Ｃに垂直な断面積が均一である。

また、第１の実施形態では中継部３６に寸法均一部３７が設けられているが、これに限るものではない。例えば、第２の変形例として図１３乃至図１５に示すように、図３に示す寸法均一部（３７）が設けられなくてもよい。なお、図１３は、厚さ方向（図１４の矢印Ｔ１の方向及び矢印Ｔ２の方向）に垂直な断面を示し、図１４は、幅方向（図１３の矢印Ｂ１の方向及び矢印Ｂ２の方向）に垂直な断面を示している。また、図１５は、超音波プローブ７の先端部での、長手方向（図１３及び図１４において矢印Ｃ１の方向及び矢印Ｃ２の方向）についての位置の変化に対する、幅方向についての幅寸法の変化、厚さ方向についての厚さ寸法の変化、及び、長手軸に垂直な断面積の変化を示す図である。図１５では、断面積の変化を実線で、幅寸法の変化を破線で、厚さ寸法の変化を一点鎖線で示している。

本変形例では、長手方向について幅寸法減少部３５とプローブ本体部３１との間に連続する中継部３６は、幅寸法増加部３８のみから形成されている。したがって、幅寸法増加部３８の先端方向側に、幅寸法減少部３５が連続し、幅寸法増加部３８の基端方向側に、プローブ本体部３１が連続している。また、中継部３６が幅寸法増加部３８のみから形成されるため、長手方向について中継部３６の全長に渡って、基端方向から先端方向へ向かって、幅寸法が増加するとともに、厚さ寸法が減少する。また、本変形例でも第１の実施形態と同様に、幅寸法減少部３５の長手方向についての第１の長手寸法Ｌ１は、中継部３６の長手方向についての第２の長手寸法Ｌ２より大きくなる。

また、本変形例では、幅寸法増加部３８（中継部３６）において、幅寸法の増加率に比べて、厚さ寸法の減少率が大きくなる。このため、中継部３６では、長手軸Ｃに垂直な断面積が、基端方向から先端方向へ向かって減少する。ただし、中継部３６では、基端方向から先端方向へ向かって幅寸法が増加するため、長手軸Ｃに垂直な断面積の中継部３６での減少率は、幅寸法減少部３５での断面積の減少率に比べて小さい。したがって、中継部３６では、長手軸Ｃに垂直な断面積が基端方向から先端方向へ向かって小さい減少率で（緩やかに）減少し、急激に減少することはない。また、中継部３６の第２の長手寸法Ｌ２は小さいため、中継部３６での長手軸Ｃに垂直な断面積の減少量は小さい。すなわち、中継部３６の基端と中継部３６の先端との間での長手軸Ｃに垂直な断面積の差は、小さい。

中継部３６での長手軸Ｃに垂直な断面積の減少量が小さくなるため、本変形例でも第１の実施形態と同様に、幅寸法減少部３５の基端方向側の部位では長手軸Ｃに垂直な断面積が小さくならない。このため、超音波振動によって超音波プローブ７が縦振動行う状態において、幅寸法減少部３５の基端方向側の部位（板状部３３の基端部）は、厚さ方向についての外力（モーメント）の影響を受け難くなる。したがって、第１の実施形態と同様に、超音波振動によって超音波プローブ７が縦振動を行う状態において、幅寸法減少部３５（板状部３３）で発生する横振動の振幅は大きくならず、縦振動への発生した横振動の影響は小さくなる。

前述の実施形態等（比較例を除く）の超音波プローブ（７）は、長手軸（Ｃ）に沿って延設され、基端方向（Ｃ２）から先端方向（Ｃ１）へ超音波振動を伝達するプローブ本体部（３１）と、プローブ本体部（３１）より先端方向（Ｃ１）側に設けられ、超音波プローブ（７）の先端を形成する幅寸法減少部（３５）と、を備える。幅寸法減少部（３５）の基端では、幅方向（Ｂ１，Ｂ２）についての幅寸法が厚さ方向（Ｔ１，Ｔ２）についての厚さ寸法より大きくなる。幅寸法減少部（３５）では、基端方向（Ｃ２）から先端方向（Ｃ１）に向かって幅寸法が減少することにより、基端方向（Ｃ２）から先端方向（Ｃ１）に向かって長手軸（Ｃ）に垂直な断面積が減少する。長手軸（Ｃ）に平行な長手方向（Ｃ１，Ｃ２）についてプローブ本体部（３１）と幅寸法減少部（３５）との間には、中継部（３６）が連続している。中継部（３６）は、基端方向（Ｃ２）から先端方向（Ｃ１）へ向かって幅方向（Ｂ１，Ｂ２）についての幅寸法が増加すると同時に厚さ方向（Ｔ１，Ｔ２）についての厚さ寸法が減少する幅寸法増加部（３８）を備える。中継部（３６）では、いずれの部位においても、長手軸（Ｃ）に垂直な断面積が、長手方向（Ｃ１，Ｃ２）に沿って変化しないか、又は、基端方向（Ｃ２）から先端方向（Ｃ１）に向かって幅寸法減少部（３５）より小さい減少率で減少するか、である。すなわち、中継部（３６）では、長手軸（Ｃ）に垂直な断面積が、基端方向（Ｃ２）から先端方向（Ｃ１）に向かって増加せず、かつ、基端方向（Ｃ２）から先端方向（Ｃ１）へ向かって幅寸法減少部（３５）より大きい減少率で減少しない。

以上、本発明の実施形態等について説明したが、本発明は前述の実施形態等に限るものではなく、発明の趣旨を逸脱することなく種々の変形ができることは、もちろんである。

Claims (9)

1. 長手軸を有する超音波プローブであって、
   前記長手軸に沿って延設され、基端方向から先端方向へ超音波振動を伝達するプローブ本体部と、
   前記プローブ本体部より先端方向側に設けられ、前記超音波プローブの先端を形成し、前記長手軸に対して垂直で互いに対して反対のある２方向を幅方向とし、前記長手軸に垂直でかつ前記幅方向に垂直な２方向を厚さ方向とした場合に、基端において、前記幅方向についての幅寸法が前記厚さ方向についての厚さ寸法より大きくなり、前記基端方向から前記先端方向に向かって前記幅寸法が減少することにより、前記基端方向から前記先端方向に向かって前記長手軸に垂直な断面積が減少する幅寸法減少部と、
   前記基端方向から前記先端方向へ向かって前記幅方向についての前記幅寸法が増加すると同時に前記厚さ方向についての前記厚さ寸法が減少する幅寸法増加部と、
   前記幅寸法増加部が設けられ、前記長手軸に平行な長手方向について前記プローブ本体部と前記幅寸法減少部との間に連続し、前記長手軸に垂直な断面積が、前記基端方向から前記先端方向に向かって一定の範囲で均一に維持されるか又は減少し、かつ、前記基端方向から前記先端方向へ向かって前記幅寸法減少部より小さい減少率で減少する中継部と、
   を具備する超音波プローブ。
2. 前記中継部では、前記基端方向から前記先端方向へ向かって前記幅方向についての前記幅寸法が一定の範囲で均一に維持されるか又は増加し、
   前記幅寸法減少部の前記基端での前記幅方向についての前記幅寸法を極大幅寸法とした場合に、前記幅寸法増加部では、前記極大幅寸法まで前記基端方向から前記先端方向へ向かって前記幅寸法が増加する、
   請求項１の超音波プローブ。
3. 前記幅寸法減少部は、前記基端方向から前記先端方向へ向かって前記厚さ方向についての前記厚さ寸法が減少する厚さ寸法減少部を備える、
   請求項１の超音波プローブ。
4. 前記幅寸法減少部は、前記長手軸を通り、かつ、前記幅方向に垂直な基準面を中央面として前記長手方向について全長に渡って面対称である、請求項１の超音波プローブ。
5. 前記プローブ本体部を通して前記超音波振動が伝達される状態において、縦振動の腹位置の中で最も前記先端方向側の最先端腹位置は、前記超音波プローブの先端に位置し、
   前記プローブ本体部を通して前記超音波振動が伝達される前記状態において、前記縦振動の節位置の中で最も前記先端方向側の最先端節位置は、前記中継部の基端より基端方向側に位置する、
   請求項１の超音波プローブ。
6. 前記幅寸法減少部は、前記厚さ方向の一方である第１の厚さ方向を向く第１の外表面と、前記第１の厚さ方向とは反対方向である第２の厚さ方向を向く第２の外表面と、前記第１の外表面と第２の外表面との間に連続する縁表面と、を備え、
   前記縁表面は、刃部を備える、
   請求項１の超音波プローブ。
7. 前記縁表面は、前記幅方向の一方である第１の幅方向を向く第１の側方縁と、前記第１の幅方向とは反対方向である第２の幅方向を向く第２の側方縁と、前記先端方向を向き、前記超音波プローブの前記先端を形成する先端縁と、を備える、請求項６の超音波プローブ。
8. 前記幅寸法減少部の前記長手方向についての第１の長手寸法は、前記中継部の前記長手方向について第２の長手寸法より大きい、請求項１の超音波プローブ。
9. 請求項１の超音波プローブと、
   超音波発生電力が供給されることにより、前記超音波プローブに伝達される前記超音波振動を発生する振動発生部と、
   を具備する超音波処置具。

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