動的振幅越大,則第四傳遞區域104的楊氏模量(E)對試驗振動體100的諧振頻率(Fr)的影響越大。在使第五傳遞區域105的楊氏模量(E)變化的情況下,也能夠得到與使第四傳遞區域104的楊氏模量(E)變化的情況相同的結果。即,第五傳遞區域105中的超聲波振動的振幅越大(S卩、截面積減少部106中的超聲波振動的變換比越大),則第五傳遞區域105的楊氏模量(E)對試驗振動體100的諧振頻率(Fr)的影響越大。根據以上內容,證實了超聲波振動的振幅越大的區域,楊氏模量(E)對諧振頻率(Fr)造成的影響越大。
[0032]另外,在振動狀態的驗證中,還在各變換比下驗證了針對第三傳遞區域103中的楊氏模量(E)的變化的試驗振動體100的諧振頻率(Fr)的變化。關于第三傳遞區域103,由于設置有垂直于延設軸T的截面積S2變小的第二延設部108,因此第三傳遞區域103的體積比第四傳遞區域104的體積和第五傳遞區域105的體積小。因此,對在第三傳遞區域103中使楊氏模量(E)變化的情況與在第四傳遞區域104(第五傳遞區域105)中使楊氏模量(E)的情況進行比較,楊氏模量(E)與諧振頻率(Fr)的關系示出不同的傾向。
[0033]在所述驗證中,對在第三傳遞區域103中使楊氏模量(E)變化的情況與在第四傳遞區域104中使楊氏模量(E)變化的情況之間、楊氏模量(E)與諧振頻率(Fr)的關系所示的傾向不同的原因進行了調查。其結果,證實了除了使楊氏模量(E)變化的區域的振幅以外,使楊氏模量(E)變化的區域的體積也對楊氏模量(E)與諧振頻率(Fr)的關系造成影響。實際上,第三傳遞區域103的體積(S卩、第二延設部108中的垂直于延設軸T的截面積S2)對楊氏模量(E)與諧振頻率(Fr)的關系造成了影響。即,證實了體積越大的區域則楊氏模量(E)對諧振頻率(Fr)造成的影響越大。
[0034]以下,參照上述驗證的結果來說明本發明的實施方式。
[0035](第一實施方式)
[0036]參照圖2至圖5來說明本發明的第一實施方式。圖2是表示本實施方式的超聲波處置裝置I的結構的圖。如圖2所示,超聲波處置裝置I具備作為超聲波處置器具的手持件(處置單元)2和連結于手持件2的振子單元3。超聲波處置裝置I具有穿過手持件2和振子單元3的長邊軸C。在此,將與長邊軸C平行的方向中的一個方向設為前端方向(圖2中的箭頭Cl的方向),將與前端方向相反的方向設為基端方向(圖2中的箭頭C2的方向)。另外,前端方向和基端方向為與長邊軸C平行的軸平行方向。振子單元3從基端方向側連結于手持件2。手持件2是利用超聲波振動在生物體組織等處置對象凝固的同時將該處置對象切開的超聲波凝固切開處置器具。
[0037]手持件2具備保持單元5、護套6、作為前端側振動傳遞部的超聲波探頭7、以及鉗口
8。保持單元5具備沿長邊軸C延伸設置的筒狀殼體部11、與筒狀殼體部11 一體地形成的固定手柄12、以及以能夠轉動的方式安裝于筒狀殼體部11的可動手柄13。可動手柄13以安裝于筒狀殼體部11的安裝位置為中心進行轉動,由此可動手柄13相對于固定手柄12進行打開動作或關閉動作。另外,保持單元5具備安裝于筒狀殼體部11的前端方向側的旋轉操作鈕15。旋轉操作鈕15能夠以長邊軸C為中心相對于筒狀殼體部11進行旋轉。另外,在固定手柄12上安裝有作為供給操作輸入部的供給操作輸入按鈕16。
[0038]護套6沿長邊軸C延伸設置。護套6從前端方向側被插入到旋轉操作鈕15的內部和筒狀殼體部11的內部,由此護套6被安裝于保持單元5。作為前端側振動傳遞部的超聲波探頭7從筒狀殼體部11的內部朝向前端方向地沿長邊軸C延伸設置。另外,超聲波探頭7被插入到護套6中。在超聲波探頭7中設置有從護套6的前端朝前端方向突出的處置部17。
[0039]鉗口8以能夠轉動的方式安裝于護套6的前端部。可動手柄13在筒狀殼體部11的內部連接于護套6的可動筒狀部(未圖示)。可動筒狀部的前端連接于鉗口 8。通過使可動手柄13相對于固定手柄12打開和關閉來使可動筒狀部沿長邊軸C移動。由此,鉗口 8以安裝于護套6的安裝位置為中心進行轉動,相對于超聲波探頭7的處置部17進行打開動作或關閉動作。另外,護套6、超聲波探頭7以及鉗口 8能夠與旋轉操作鈕15—體地以長邊軸C為中心相對于筒狀殼體部11進行旋轉。
[0040]在振子單元3的基端處連接有線纜18的一端。線纜18的另一端連接于電源單元20。電源單元20具備輸出電流的電流供給部21和控制電流供給部21的供給控制部22。電流供給部21例如包括電源和放大電路(驅動電路)等,供給控制部22例如包括CPU(CentralProcessing Unit:中央處理單元)或ASIC(applicat1n specific integrated circuit:專用集成電路)、以及存儲器等存儲部。而且,電源單元20例如是具備形成電流供給部21和供給控制部22的部件、電路等的電源裝置。
[0041]圖3是表示振子單元3的結構的圖。如圖3所示,振子單元具備外側振子殼體25和位于外側振子殼體25的內部的內側振子殼體26。外側振子殼體25和內側振子殼體26沿長邊軸C延伸設置,從基端方向側被插入到保持單元5的筒狀殼體部11的內部。而且,外側振子殼體25和內側振子殼體26在筒狀殼體部11的內部連結于護套6。
[0042]在內側振子殼體26的內部設置有產生超聲波振動的振動產生單元30。由外側振子殼體25、內側振子殼體26以及振動產生單元30來形成振子單元3。振動產生單元30具備超聲波振子31。超聲波振子31具備將電流轉換為超聲波振動的(在本實施方式中為四個)壓電元件32A?32D以及兩個電極部33A、33B。
[0043]在此,將垂直于長邊軸C的截面中遠離長邊軸C的方向設為外周方向(離軸方向),將與外周方向相反的方向設為內周方向(近軸方向)。而且,將外周方向和周方向設為徑向。在內側振子殼體26上形成有沿徑向貫穿內側振子殼體26的兩個貫穿孔27A、27B。另外,在徑向上且外側振子殼體25與內側振子殼體26之間形成有間隙部28。電極部33A具備從貫穿孔27A朝向外周方向突出到間隙部28的突出部35A。另外,電極部33B具備從貫穿孔27B朝向外周方向突出到間隙部28的突出部35B。
[0044]在電極部33A的突起部35A上連接有電配線36A的一端。另外,在電極部33B的突起部35B上連接有電配線36B的一端。電配線36A、36B經過間隙部28和線纜18的內部地延伸設置。電配線36A、36B的另一端連接于電源單元20的電流供給部21。電流從電流供給部21經由電配線36A、36B被供給到超聲波振子31,由此在超聲波振子31中產生超聲波振動。
[0045]振動產生單元30具備用于安裝超聲波振子31的柱狀的變幅桿37。變幅桿37沿長邊軸C延伸設置。變幅桿37具備用于安裝超聲波振子31的振子安裝部38。另外,在變幅桿37中,在比振子安裝部38更靠前端方向側的位置處形成有截面積變化部41。在截面積變化部41中,隨著從基端方向去向前端方向,垂直于長邊軸C的截面積減少。在變幅桿38的前端部形成有內螺紋部42。內螺紋部42位于比截面積變化部41更靠前端方向側的位置處。在振子安裝部38的基端部形成有外螺紋部43。另外,振動產生單元30在振動安裝部38的基端方向側具備沿長邊軸C延伸設置的作為基端側振動傳遞部的柱狀的棒狀構件45。
[0046]超聲波探頭7連接于振動產生單元30的前端方向側。超聲波探頭7在筒狀殼體部11的內部連接于振動產生單元30。通過將超聲波探頭7連接于振動產生單元30,來形成通過超聲波振動來進行振動的振動體單元1。
[0047]圖4是表示振動體單元10的結構的圖。如圖4所示,在超聲波探頭7的基端部形成有外螺紋部46。通過使外螺紋部46與變幅桿37的內螺紋部42進行螺紋接合,來將超聲波探頭7連接于振動產生單元30的變幅桿37的前端方向側。在棒狀構件45的前端部形成有內螺紋部47。通過將振子安裝部38的外螺紋部43與內螺紋部47進行螺紋接合,來將棒狀構件45連接于變幅桿37的基端方向側。超聲波振子31以被夾在變幅桿37的截面積變化部41與棒狀構件45之間的狀態安裝于振子安裝部38。此外,超聲波探頭7、變幅桿37以及棒狀構件45由64鈦合金等超聲波振動的傳遞性尚的材料形成。
[0048]通過利用保持單元5的供給操作輸入按鈕16輸入供給操作,來經由經過內側振子殼體26和線纜18的內部地延伸設置的電信號路徑向電源單元20的供給控制部22傳遞操作信號。由此,供給控制部22控制電流供給部21,以使電流供給部21向超聲波振子31供給電流。然后,在超聲波振子31中產生超聲波振動。
[0049]在超聲波振子31中產生的超聲波振動經由變幅桿37被傳遞到超聲波探頭7。此時,超聲波振動的振幅通過變幅桿37的截面積變化部41而被放大。在超聲波探頭7中,從基端方向向前端方向傳遞超聲波振動。然后,設置于超聲波探頭7的前端部的處置部17使用所傳遞的超聲波振動對生物體組織等處置對象進行處置。另外,在超聲波振子31中產生的超聲波振動被傳遞到棒狀構件45。然后,在棒狀構件45中,從前端方向向基端方向傳遞超聲波振動。此外,通過超聲波振動,振動體單元10進行振動方向和傳遞方向平行于長邊軸C的縱向振動。
[0050]通過在超聲波探頭7的處置部17與鉗口8之間把持有處置對象的狀態下使振動體單元10進行振動,來使處置部17與處置對象之間產生摩擦熱。利用所產生的摩擦熱,在處置對象凝固的同時將該處置對象切開。
[0051]振動體單元10以具有波腹位置(例如Al?A3)和波節位置(例如N1、N2)的諧振頻率Fr進行振動。此時,振動體單元10的前端(超聲波探頭7的前端)處于