超声波振动装置.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103732166 A (43)申请公布日 2014.04.16 CN 103732166 A (21)申请号 201280037983.5 (22)申请日 2012.07.09 2011-172066 2011.08.05 JP A61B 18/00(2006.01) (71)申请人 奥林巴斯株式会社 地址 日本东京都 (72)发明人 舟窪朋树 鹤田博士 (74)专利代理机构 北京林达刘知识产权代理事 务所 ( 普通合伙 ) 11277 代理人 刘新宇 张会华 (54) 发明名称 超声波振动装置 (57) 摘要 本发明提供一种不仅在沿着探针的方向上而 且在与探针正交。

2、的方向上也能够产生振动、 并高 效地进行脂肪去除的超声波振动装置。提供一种 超声波振动装置， 该超声波振动装置包括 ： 棱柱 状弹性体 （11） ， 其由弹性体构成 ； 压电元件 （12） ， 其固定于棱柱状弹性体 （11） 的侧面， 被在板厚方 向上进行极化 ； 棒状触头 （13） ， 其固定于棱柱状 弹性体 （11） 的端部， 直径比棱柱状弹性体 （11） 的 直径小 ； 以及驱动脉冲产生电路， 其沿压电元件 （12） 的板厚方向施加交变电压而使棱柱状弹性体 （11） 产生弯曲振动， 使棒状触头 （13） 产生超声波 振动。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 201。

3、4.01.28 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/JP2012/067463 2012.07.09 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2013/021763 JA 2013.02.14 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 10 页 附图 18 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书10页 附图18页 (10)申请公布号 CN 103732166 A CN 103732166 A 1/1 页 2 1. 一种超声波振动装置， 该超声波振动装置包括 ： 柱状构件， 其由弹性体构成 ； 压电元件， 其固定于该柱状构件的侧面， 。

4、被在板厚方向上进行极化 ； 棒状构件， 其固定于上述柱状构件的端部， 直径比上述柱状构件的直径小 ； 以及 电压施加部， 其沿上述压电元件的板厚方向施加交变电压而使上述柱状构件产生弯曲 振动， 并使上述棒状构件产生超声波振动。 2. 根据权利要求 1 所述的超声波振动装置， 其中， 上述柱状构件为棱柱构件。 3. 根据权利要求 1 所述的超声波振动装置， 其中， 上述柱状构件为随着接近该柱状构件与上述棒状构件之间的连接位置而横截面积变 小的棱锥构件。 4. 根据权利要求 1 所述的超声波振动装置， 其中， 该超声波振动装置包括一对上述压电元件， 该一对上述压电元件相对配置， 并在该一 对上述压。

5、电元件之间夹着上述柱状构件， 该一对上述压电元件配置为一对上述压电元件的极化的方向成为相同的方向。 5. 根据权利要求 1 所述的超声波振动装置， 其中， 该超声波振动装置包括一对上述压电元件， 该一对上述压电元件相对配置， 并在该一 对上述压电元件之间夹着上述柱状构件， 该一对上述压电元件配置为一对上述压电元件的极化的方向成为相反方向。 6. 根据权利要求 1 所述的超声波振动装置， 其中， 该超声波振动装置包括多个上述压电元件， 多个上述压电元件以相邻的上述压电元件的极化的方向不同的方式沿上述柱状构件 的轴线方向排列配置。 7. 根据权利要求 1 所述的超声波振动装置， 该超声波振动装置包。

6、括 ： 壳体， 其用于收纳上述柱状构件 ； 以及 保持构件， 其设置在该壳体与上述柱状构件之间， 用于将上述柱状构件保持在弯曲振 动的波节部。 8. 根据权利要求 1 所述的超声波振动装置， 其中， 该超声波振动装置在上述棒状构件和上述柱状构件的内部包括用于抽吸组织的抽吸 路径。 9. 根据权利要求 8 所述的超声波振动装置， 其中， 该超声波振动装置在上述棒状构件和上述柱状构件的内部包括供水路径。 10. 根据权利要求 1 所述的超声波振动装置， 其中， 该超声波振动装置包括 ： 振动检测电极， 其用于检测上述柱状构件的振动 ； 以及 频率控制部， 其用于改变由上述电压施加部施加的交变电压的。

7、频率， 以使得由该振动 检测电极检测到的振动的振幅值成为预先设定的振幅值。 11. 根据权利要求 1 所述的超声波振动装置， 其中， 上述压电元件为层叠多个压电元件而成的层叠压电元件。 权 利 要 求 书 CN 103732166 A 2 1/10 页 3 超声波振动装置 技术领域 0001 本发明涉及一种使用了压电元件的超声波振动装置。 背景技术 0002 以往， 作为用于去除脂肪的设备， 公知有例如专利文献 1 中示出的动物脂肪组织 去除用超声波振动装置。该设备使用螺栓紧固朗之万型振子作为振子， 利用探针顶端的振 动使脂肪乳化， 从中央部的通孔进行乳化了的脂肪的抽吸。 0003 现有技术文。

8、献 0004 专利文献 0005 专利文献 1 ： 日本特公平 6 20462 号公报 发明内容 0006 发明要解决的问题 0007 但是， 根据专利文献 1 所公开的设备， 只能激发沿着探针的方向的振动， 当在例如 不切开胸腔地去除心脏表面的脂肪的手法中进行使用时， 在与探针正交的方向上无法激发 振动， 存在无法高效地去除脂肪这样的问题。 0008 本发明是鉴于上述情况而做成的， 其目的在于提供一种不仅在沿着探针的方向上 能够产生振动而且在与探针正交的方向上也能够产生振动， 从而能够高效地进行脂肪去除 的超声波振动装置。 0009 用于解决问题的方案 0010 为了达到上述目的， 本发明采。

9、用以下技术方案。 0011 本发明采用一种超声波振动装置， 该超声波振动装置包括 ： 柱状构件， 其由弹性体 构成 ； 压电元件， 其固定于该柱状构件的侧面， 被在板厚方向上进行极化 ； 棒状构件， 其固 定于上述柱状构件的端部， 直径比上述柱状构件的直径小 ； 以及电压施加部， 其沿上述压电 元件的板厚方向施加交变电压而使上述柱状构件产生弯曲振动， 并使上述棒状构件产生超 声波振动。 0012 根据本发明， 通过利用电压施加部沿压电元件的板厚方向施加交变电压， 由弹性 体构成的柱状构件产生弯曲振动。该振动传递到固定于柱状构件的端部的棒状构件， 该棒 状构件产生超声波振动。 通过将进行这样的超。

10、声波振动的棒状构件插入到例如心膜腔等体 腔内， 并使其与附着于体腔内壁的脂肪相接触， 能够利用超声波振动使该脂肪熔融 （乳化） 。 0013 在该情况下， 本发明中的、 柱状构件的弯曲振动、 即传递到棒状构件的振动是与棒 状构件的轴线正交的方向的振动。 因而， 在将棒状构件插入到体腔内的状态下， 不仅在棒状 构件的顶端面而且在侧面上能够利用超声波振动使脂肪熔融， 能够高效地使附着于体腔内 壁的脂肪熔融。 0014 在上述发明中， 也可以是， 上述柱状构件为棱柱构件。 0015 通过如此构成， 能够在棱柱构件的四个侧面上配置压电元件， 能够利用这些压电 说 明 书 CN 103732166 A 。

11、3 2/10 页 4 元件高效地使棱柱构件产生弯曲振动。 由此， 能够增大传递到棒状构件的振动， 能够高效地 使附着于体腔内壁的脂肪熔融。另外， 通过在柱状构件的两个相对的侧面上配置一对压电 元件， 从而能够谋求装置的小型化。 0016 在上述发明中， 也可以是， 上述柱状构件为随着接近该柱状构件与上述棒状构件 之间的连接位置而横截面积变小的棱锥构件。 0017 通过如此构成， 在棒状构件与棱锥构件之间的连接位置处， 能够使棒状构件的机 械阻抗与棱锥构件的机械阻抗相近似。这样能够良好地使两个构件的机械阻抗相匹配， 因 此能够将棱锥构件的振动能量高效地传递到棒状构件。 0018 另外， 通过采用。

12、棱锥构件， 能够在其基端侧增大棱锥构件的横截面积。由此， 能够 确保增大固定于棱锥构件的侧面的压电元件 12 的表面积， 能够增大使棱锥构件产生的振 动能量。 0019 另外， 由于能够将棱锥构件的顶端形成得较细， 因此能够提高向体腔内的插入性 等， 能够优化装置的使用方便性。 0020 在上述发明中， 也可以是， 该超声波振动装置包括一对上述压电元件， 该一对上述 压电元件相对配置， 并在该一对上述压电元件之间夹着上述柱状构件， 该一对上述压电元 件配置为该一对上述压电元件的极化的方向成为相同的方向。 0021 通过如此构成， 利用导线连接相对的一对压电元件， 能够使该一对压电元件相互 以反。

13、相位进行伸缩， 能够使柱状构件高效地产生弯曲振动。 0022 在上述发明中， 也可以是， 该超声波振动装置包括一对上述压电元件， 该一对上述 压电元件相对配置， 并在该一对上述压电元件之间夹着上述柱状构件， 该一对上述压电元 件配置为一对上述压电元件的极化的方向成为相反方向。 0023 通过如此构成， 不用利用导线连接相对的一对压电元件， 就能够使该一对压电元 件相互以反相位进行伸缩， 能够使柱状构件产生弯曲振动。 由此， 能够减少连接压电元件的 导线的条数。 0024 在上述发明中， 也可以是， 该超声波振动装置包括多个上述压电元件， 多个上述压 电元件以相邻的上述压电元件的极化的方向不同的。

14、方式沿上述柱状构件的轴线方向排列 配置。 0025 通过如此构成， 能够使柱状构件产生更高次的模式的弯曲振动。 由此， 能够增加棒 状构件的腹部、 即振幅成为最大的位置， 能够更高效地使附着于体腔内壁的脂肪熔融。 0026 在上述发明中， 也可以是， 该超声波振动装置包括 ： 壳体， 其用于收纳上述柱状构 件 ； 以及保持构件， 其设置在该壳体与上述柱状构件之间， 用于将上述柱状构件保持在弯曲 振动的波节部。 0027 通过如此构成， 能够借助保持构件将柱状构件保持于壳体。通过如此利用弯曲振 动的波节部保持柱状构件， 能够防止柱状构件产生的振动能量向壳体的外部泄漏。 由此， 能 够高效地使棒状。

15、构件产生超声波振动。 0028 在上述发明中， 也可以是， 该超声波振动装置在上述棒状构件和上述柱状构件的 内部包括用于抽吸组织的抽吸路径。 0029 通过如此构成， 能够将通过棒状构件的超声波振动而熔化的组织 （例如乳化的脂 肪成分） 经由抽吸路径排出到外部。 说 明 书 CN 103732166 A 4 3/10 页 5 0030 在上述发明中， 也可以是， 该超声波振动装置在上述棒状构件和上述柱状构件的 内部包括供水路径。 0031 通过如此构成， 能够从供水路径将用于容易地使棒状构件的超声波振动向生物体 传递的、 例如生理盐水等液体供给到体腔内。 由此， 能够容易地使棒状构件的超声波振。

16、动向 脂肪传递， 能够提高脂肪的乳化效率。 0032 在上述发明中， 也可以是， 该超声波振动装置包括 ： 振动检测用电极， 其用于检测 上述柱状构件的振动 ； 以及频率控制部， 其用于改变由上述电压施加部施加的交变电压的 频率， 以使得由该振动检测电极检测到的振动的振幅值成为预先设定的振幅值。 0033 通过如此构成， 利用振动检测用电极对柱状构件的振动进行检测， 改变由电压施 加部施加的交变电压的频率， 以使得检测到的振动的振幅值成为预先设定的振幅值。 由此， 即使在振动振幅存在负荷变动的情况下， 也能够将柱状构件的弯曲振动的振幅值、 即棒状 构件的超声波振动的振幅值维持为恒定， 能够进行。

17、稳定的脂肪熔化。 0034 在上述发明中， 也可以设为， 上述压电元件为层叠有多个压电元件的层叠压电元 件。 0035 通过使用层叠压电元件作为压电元件， 能够使驱动电压降低为大致层叠张数的倒 数的量。例如， 在使用了 3 层构造的层叠压电元件的情况下， 能够将驱动电压设为原驱动电 压的 1/3。 0036 发明的效果 0037 根据本发明， 起到不仅在沿着探针的方向上而且在与探针正交的方向上也能够产 生振动、 并高效地进行脂肪去除这样的效果。 附图说明 0038 图 1 是本发明的第 1 实施方式的超声波外科手术装置的整体结构图。 0039 图 2 是图 1 的振子的俯视图。 0040 图 。

18、3 是图 1 的振子的侧视图。 0041 图 4 是图 2 和图 3 的压电元件的外观图。 0042 图 5 是图 1 的超声波外科手术装置的主要部分的俯视图。 0043 图 6 是图 5 的 A A剖视图。 0044 图 7 是表示使图 1 的振子进行动作时的腹部的旋转运动的图。 0045 图 8 是表示使图 1 的振子进行动作时的 XZ 面内的弯曲振动的图。 0046 图 9 是表示使图 1 的振子进行动作时的 YZ 面内的弯曲振动的图。 0047 图 10 是说明图 1 的超声波外科手术装置的作用的图。 0048 图 11 是说明图 1 的超声波外科手术装置的作用的图。 0049 图 1。

19、2 是第 1 变形例的振子的俯视图。 0050 图 13 是图 12 的振子的侧视图。 0051 图 14 是第 2 变形例的振子的俯视图。 0052 图 15 是图 14 的振子的侧视图。 0053 图 16 是表示使第 3 变形例的振子进行动作时的 XZ 面内的弯曲振动的图。 0054 图 17 是图 16 的压电元件的外观图。 说 明 书 CN 103732166 A 5 4/10 页 6 0055 图 18 是第 4 变形例的振子的俯视图。 0056 图 19 是图 18 的振子的侧视图。 0057 图 20 是第 5 变形例的振子的俯视图。 0058 图 21 是图 20 的振子的侧。

20、视图。 0059 图 22 是本发明的第 2 实施方式的振子的俯视图。 0060 图 23 是图 22 的振子的侧视图。 0061 图 24 是本发明的第 2 实施方式的超声波外科手术装置的主要部分的剖视图。 0062 图 25 是第 6 变形例的振子的俯视图。 0063 图 26 是图 25 的振子的侧视图。 0064 图 27 是将图 26 的棒状触头局部放大后的纵剖视图。 0065 图 28 是本发明的第 3 实施方式的压电元件的外观图。 0066 图 29 是本发明的第 3 实施方式的超声波外科手术装置的整体结构图。 0067 图 30 是表示利用图 29 的超声波外科手术装置执行的处。

21、理的流程图。 0068 图 31 是说明图 29 的超声波外科手术装置的作用的曲线图。 0069 图 32 是本发明的第 4 实施方式的压电元件的外观图。 0070 图 33 是图 32 的压电元件的展开图。 0071 图 34 是图 32 的压电元件的 A A剖视图。 具体实施方式 0072 第 1 实施方式 0073 以下使用图 1 图 21 来对本发明的第 1 实施方式进行说明。以后， 说明将本发明 的超声波振动装置应用于用于去除体腔内的脂肪的超声波外科手术装置的例子。 0074 如图 1 所示， 本实施方式的超声波外科手术装置 1 包括 ： 振子 10， 其插入到体腔 内 ； 驱动脉冲。

22、产生电路 （电压施加部） 21， 其用于产生驱动脉冲 ； 90移相器 22， 其用于使驱 动脉冲的相位发生变化， 该驱动脉冲来自驱动脉冲产生电路 21 ； 以及驱动器 IC23， 其用于 将驱动脉冲进行放大后向振子 10 输出。 0075 将在本实施方式中使用的振子10在图2和图3中示出。 图2是振子10的俯视图， 图 3 是振子 10 的侧视图。 0076 如图 2 和图 3 所示， 振子 10 包括 ： 棱柱状弹性体 （柱状构件） 11， 其由弹性体构成 ； 压电元件 12， 其固定于棱柱状弹性体 11 的四个侧面， 分别被在板厚方向上极化 ； 以及棒状 触头 （棒状构件） 13， 其固定。

23、于棱柱状弹性体 11 的端部， 直径比棱柱状弹性体 11 的直径小。 0077 棱柱状弹性体 11 的材质由钛合金、 不锈钢材料等 Q 值较大的构件构成。在棱柱状 弹性体11的四个侧面上使用环氧树脂粘接有板状的压电元件12。 在棱柱状弹性体11的上 端部设有孔部， 通过压入或粘接而插入固定有棒状触头 13。 0078 将压电元件 12 的外观在图 4 中示出。压电元件 12 的材料为钛酸锆酸铅 （PZT） 。 压电元件 12 形成为方板形状， 在表面、 背面设有电极， 被沿板厚方向实施极化。极化的方向 用极化矢量 P 表示， 如图 4 所示， 极化矢量 P 成为从面 （表面） 朝向面 （背面）。

24、 的矢量。在 将该压电元件 12 粘贴于四个侧面时， 如图 2 所示， 留意极化的方向， 极化矢量 P 在棱柱状弹 性体 11 的相对的面上成为相同的方向。 说 明 书 CN 103732166 A 6 5/10 页 7 0079 如图 3 所示， 用于对压电元件 12 施加交变电压的导线 14 利用导电性粘接剂或焊 锡接合于压电元件12的电极面。 用于激发X方向的振动的一对压电元件中的压电元件12a 的导线 14a 和压电元件 12b 的导线 14b 相互结合而形成 A 端子。用于激发 Y 方向的振动的 一对压电元件中的压电元件 12c 的导线 14c 和压电元件 12d 的导线 14d 相。

25、互结合而形成 B 端子。成为共同电极的 GND 端子利用导电性粘接剂接合于棱柱状弹性体 11 的下表面。 0080 将本实施方式的超声波外科手术装置 1 的主要部分在图 5 和图 6 中示出。图 5 是 超声波外科手术装置 1 的主要部分的俯视图， 图 6 是图 5 的 A A剖视图。 0081 如图 5 和图 6 所示， 在振子 10 的外侧， 以包入振子 10 的方式设有方形的壳体 15。 在振子 10 与壳体 15 之间， 在后面说明的振子 10 的节点附近设有橡胶 （保持构件） 16。即， 振子 10 借助橡胶 16 保持于壳体 15。通过如此在节点附近保持振子 10， 能够防止振动的。

26、能 量向壳体 15 等的外部泄漏。 0082 另外， 在壳体 15 的下表面上设有导线 14 用的连接器 17。在连接器 17 上连接有保 持线 18。虽未图示， 但是在保持线 18 的内部纳入有导线 14。另外， 保持线 18 也兼备对壳 体 15（及其内部的振子 10） 进行保持、 操作的作用。 0083 如图1所示， 驱动脉冲产生电路21输出两个与预定的弯曲共振频率对应的频率的 驱动脉冲。通过如此设置， 驱动脉冲产生电路 21 经由导线 14 沿压电元件 12 的板厚方向施 加交变电压， 使棱柱状弹性体 11 产生弯曲振动， 使棒状触头 13 产生超声波振动。另外， 后 面说明使棱柱状弹。

27、性体 11 产生弯曲振动时的详细动作。 0084 90移相器22使两个从驱动脉冲产生电路21输出的驱动脉冲中的一个驱动脉冲 的相位偏移 90。 0085 驱动器 IC23 将来自驱动脉冲产生电路 21 的驱动脉冲和利用 90移相器 22 使相 位偏移了 90的驱动脉冲进行放大后向振子 10 输出。 0086 如上所述， 通过将两个由驱动器 IC23 放大、 且相位偏移了 90的驱动脉冲分别施 加于振子 10 的 A 相、 B 相， 如图 7 所示， 能够使振子 10（棒状触头 13） 的腹部旋转运动。 0087 以下说明具有上述结构的本实施方式的超声波外科手术装置 1 的作用。 0088 首先。

28、， 使用图 8 和图 9 说明振子 10 的动作。 0089 如图 8 所示， 若向 A 端子与 GND 端子之间施加交变电压， 则压电元件 12 的极化的 方向在相对的面上不同， 因此在一个面 （在图 8 中为压电元件 12b） 上产生伸长的力， 在另一 个面 （在图 8 中为压电元件 12a） 上产生收缩的力， 产生使棱柱状弹性体 11 和与其相连结的 棒状触头 13 弯曲那样的力。 0090 弯曲共振模式存在有从低次的弯曲共振模式到高次的弯曲共振模式， 但是图 8 中 示出的弯曲共振模式表示在棱柱状弹性体11的两个部位和棒状触头13的两个部位共计四 个部位存在有波节部S的模式。 若着眼于。

29、棒状触头13， 则振动的腹部R存在三个部位， 沿与 棒状触头 13 的轴线 L 正交的方向振动。该振动是 XZ 面内的弯曲振动。 0091 图 9 中示出的弯曲共振模式在向 B 端子与 GND 端子间施加了交变电压的情况下， 在 YZ 面内， 产生与上述 XZ 面内的弯曲振动相同的振动。而且， 通过同时向 A 相、 B 相施加 交变电压， 从而能够合成振动， 进而能够产生较大的振动。另外， 通过将 A 相和 B 相的相位 差设为 90， 能够使棒状触头 13 如图 7 所示旋转运动， 而不是单纯的往返振动。 0092 以下说明该情况下的驱动电路的控制。 说 明 书 CN 103732166 A。

30、 7 6/10 页 8 0093 如图 1 所示， 两个与预定的弯曲共振频率对应的频率的驱动脉冲自驱动脉冲产生 电路 21 输出。两个驱动脉冲中的一个驱动脉冲被 90移相器 22 偏移了 90相位。而且， 这两个驱动脉冲被驱动器 IC23 放大。被驱动器 IC23 放大后的信号分别施加于 A 相、 B 相， 如图 7 所示， 使振子 10（棒状触头 13） 的腹部 R 旋转运动。 0094 使用图 10 和图 11 说明具有进行上述动作的振子 10 的超声波外科手术装置 1 的 作用。 0095 在图 10 中， 借助护套等将振子 10 插入作为心膜 B 与心外膜 （心脏的外表面的膜） A 之。

31、间的空间的心膜腔 C 内。一般来说， 导致心肌梗塞等的是附着于心肌表面的脂肪 D。进行 弯曲旋转振动的棒状触头 13 能够通过与脂肪 D 相接触而利用超声波振动使脂肪 D 熔融 （乳 化） 。另外， 如图 11 所示， 也可以仅将棒状触头 13 放入心膜腔 C 内来进行能量处理 （脂肪去 除） 。 0096 像以上那样， 根据本实施方式的超声波外科手术装置 1， 通过利用驱动脉冲产生电 路 21 沿压电元件 12 的板厚方向施加交变电压， 棱柱状弹性体 11 产生弯曲振动。该振动传 递到棒状触头 13， 棒状触头 13 产生超声波振动， 该棒状触头 13 固定于棱柱状弹性体 11 的 端部。通。

32、过将进行这样的超声波振动的棒状触头 13 插入到例如心膜腔等体腔内， 并使其与 附着于体腔内壁的脂肪相接触， 能够利用超声波振动使脂肪熔融 （乳化） 。 0097 在该情况下， 根据本实施方式的超声波外科手术装置 1， 棱柱状弹性体 11 的弯曲 振动、 即传递到棒状触头 13 的振动是与棒状触头 13 的轴线正交的方向的振动。因而， 在将 棒状触头 13 插入到体腔内的状态下， 不仅能够在棒状触头 13 的顶端面利用超声波振动使 脂肪熔融， 而且能够在棒状触头 13 的侧面上利用超声波振动使脂肪熔融， 从而能够高效地 使附着于体腔内壁的脂肪熔融。 0098 第 1 变形例 0099 以下， 。

33、说明本实施方式的超声波外科手术装置的第 1 变形例。另外， 以下， 关于各 个变形例的超声波外科手术装置， 对与上述实施方式共同之处标注相同的附图标记并省略 说明， 主要说明说明本实施方式与上述实施方式的不同之处。 0100 在上述实施方式中， 在棱柱状弹性体 11 的四个侧面粘接了压电元件 12， 但是作为 本实施方式的第 1 变形例， 如图 12 和图 13 所示， 通过在棱柱状弹性体 11 的两个相对的侧 面上粘贴一对压电元件即压电元件 12a、 压电元件 12b， 从而能够使振子 10 小型化。另外， 也可以设为在棱柱状弹性体 11 的两个相对的侧面上粘贴一对压电元件即压电元件 12c。

34、、 压 电元件 12d。 0101 第 2 变形例 0102 作为本实施方式的第 2 变形例， 在上述实施方式中， 使用了棱柱状弹性体 11 作为 弹性体 （柱状构件） ， 但是如图 14 和图 15 所示， 也可以使用越朝向顶端横截面积越小的棱锥 状弹性体 31。在该情况下， 压电元件 12 使用具有梯形的平面形状的压电元件。 0103 根据本变形例的超声波外科手术装置， 在棒状触头 13 与棱锥状弹性体 31 之间的 连接位置附近， 能够使棒状触头 13 的机械阻抗与棱锥状弹性体 31 的机械阻抗相近似。这 样， 能够良好地取得机械阻抗的匹配， 因此能够将棱锥状弹性体 31 的振动能量更高。

35、效地传 递到棒状触头 13。 0104 另外， 通过采用棱锥状弹性体 31， 能够在其基端侧增大棱锥状弹性体 31 的横截面 说 明 书 CN 103732166 A 8 7/10 页 9 积。由此， 能够确保增大压电元件 12 的与棱锥状弹性体 31 的侧面相接合的表面积， 能够增 大使棱锥状弹性体 31 产生的振动能量。 0105 另外， 由于能够将振子 10 的顶端形成得较细， 因此能够提高向体腔内的插入性 等， 能够优化装置的使用方便性。 0106 第 3 变形例 0107 作为本实施方式的第 3 变形例， 如图 16 所示， 也可以采用在棱柱状弹性体 11 上存 在三个波节部 S、 。

36、在棒状触头 13 上存在三个波节部 S（四个腹部 R） 那样的、 更高次的模式。 在该情况下， 压电元件 12 如图 17 所示， 需要例如以中央部为界预先将极化方向 （极化矢量 P 的方向） 反过来。 0108 根据本变形例的超声波外科手术装置， 能够增加棒状触头 13 的腹部 R、 即成为振 幅最大的位置， 能够更高效地使附着于心肌表面的脂肪 D 熔融。 0109 第 4 变形例 0110 将本实施方式的第 4 变形例表示在图 18 和图 19 中。图 18 是本变形例的振子 10 的俯视图， 图 19 是本变形例的振子 10 的侧视图。在本变形例的情况下， 使相对的压电元件 12 的极化。

37、的方向 （极化矢量 P 的方向） 彼此相反， 将压电元件 12 粘接于棱柱状弹性体 11。 0111 另外， 关于导线14， 取消共同的GND线， 将相对的一对压电元件12的一侧作为A （B ） 端子进行驱动、 将另一侧作为 A （B ） 端子进行驱动。如果如此设置， 则相对的一 对压电元件 12 彼此以反相位进行伸缩， 因此能够使棱柱状弹性体 11 激发弯曲振动。即， 根 据本变形例的超声波外科手术装置， 能够减少导线 14 的条数。 0112 第 5 变形例 0113 将本实施方式的第 5 变形例在图 20 和图 21 中示出。 0114 在本变形例中， 在棱柱状弹性体 11 与棒状触头 。

38、13 之间设有圆锥形状的变幅杆构 件35， 该圆锥形状的变幅杆构件35随着从棱柱状弹性体11靠近棒状触头13而横截面积逐 渐地变小。 通过插入这种变幅杆构件35， 能够取得棱柱状弹性体11的机械阻抗与棒状触头 13 的机械阻抗的匹配， 能够增大棒状触头 13 的振幅。 0115 第 2 实施方式 0116 接着， 参照图 22 图 27 说明本发明的第 2 实施方式的超声波外科手术装置 2。以 下， 关于各个实施方式的超声波外科手术装置， 对与上述实施方式共同之处标注相同的附 图标记并省略说明， 主要说明本实施方式与上述实施方式的不同之处。 0117 将本实施方式的振子 10 的俯视图在图 2。

39、2 中示出， 将本实施方式的振子 10 的侧视 图在图23中示出。 在棱柱状弹性体11的下端部设有后端突起部37。 另外， 在棒状触头13、 棱柱状弹性体 11、 后端突起部 37 设有沿这些构件的轴线方向一气贯穿的通孔 （抽吸路径） 36。而且， 在棒状触头 13 的侧面设有多个与通孔 36 连通的侧部孔 38。 0118 图 24 是本实施方式的超声波外科手术装置 2 的主要部分的纵剖视图。后端突起 部 37 利用连接器 17 与抽吸软管 39 相连接， 通孔 36 与抽吸软管 39 相连通。另外， 抽吸软 管 39 与保持线 18 以被集束起来的状态延长。另外， 虽未图示， 但是在抽吸软。

40、管 39 的另一 个端部具有抽吸用泵。 0119 接着， 说明本实施方式的超声波外科手术装置 2 的动作。 0120 首先， 与上述实施方式相同地， 借助护套等将本实施方式的超声波外科手术装置 2 说 明 书 CN 103732166 A 9 8/10 页 10 的主要部分插入到作为心膜 B 与心外膜 A 之间的空间的心膜腔 C 内 （参照图 10） 。在该状态 下， 若利用驱动脉冲产生电路21沿压电元件12的板厚方向施加交变电压， 则棱柱状弹性体 11 产生弯曲振动， 棒状触头 13 产生超声波振动， 该棒状触头 13 连接于棱柱状弹性体 11 的 顶端。 0121 进行超声波振动的棒状触头。

41、 13 能够通过与脂肪 D 相接触而使脂肪 D 乳化。利用 棒状触头 13 乳化的脂肪 D 被抽吸软管 39 从在棒状触头 13 的顶端面开口的通孔 36 或在侧 面开口的侧部孔 38 抽吸， 并向外部排出。 0122 像以上那样， 根据本实施方式的超声波外科手术装置 2， 除了具有与上述实施方式 相同的效果以外， 还能够将利用棒状触头 13 的超声波振动乳化的脂肪成分排出到体外。另 外， 在本实施方式中， 为了便于制图， 侧部孔 38 仅设置在 X 方向上， 但是也可以设置在 Y 方 向上， 优选的是呈放射状设置在多个方向上。 0123 第 6 变形例 0124 将本实施方式的第 6 变形例。

42、在图 25 图 27 中示出。 0125 在本变形例中， 如图 25 和图 26 所示， 作为通孔， 单独设置了供水用通孔 （供水路 径） 36a 和抽吸用通孔 （抽吸路径） 36b。在棱柱状弹性体 11 的下端面设有后端供水突起部 37a 和后端抽吸突起部 37b。而且， 如图 27 所示， 在棒状触头 13 的侧面设有分别与供水用 通孔 36a 和抽吸用通孔 36b 相连通的侧部孔 38。 0126 根据本变形例的超声波外科手术装置， 能够经由供水用通孔 36a 向体腔内供给生 理盐水等液体， 并使液体 （生理盐水） 可靠地介于脂肪部位与棒状触头 13 之间。由此， 能够 使超声波振动容易。

43、地向脂肪传播， 能够提高脂肪的乳化效率。另外， 在本变形例中， 为了便 于制图， 侧部孔 38 仅设置在 X 方向上， 但是也可以设置在 Y 方向上， 优选的是呈放射状设置 在多个方向上。 0127 第 3 实施方式 0128 接着， 参照图 28 图 31 说明本发明的第 3 实施方式的超声波外科手术装置 3。 0129 图28是在本实施方式中使用的压电元件40。 该压电元件40的特征在于电极隔着 绝缘区域 43 被一分为二这一点。压电元件 40 的上部是驱动电极 41， 压电元件 40 的下部是 振动检测电极42。 该压电元件40只要设置在粘贴于棱柱状弹性体11的四个侧面的压电元 件 12。

44、 中的、 至少一个部位即可。另外， 在将压电元件 40 设置于多个部位的情况下， 输出只 要并列连接即可。 0130 接着， 说明本实施方式的超声波外科手术装置 3 的动作。 0131 若施加电压， 则压电元件 40 变形 （逆压电效应） ， 若压电元件 40 变形， 则产生电压 （压电效应） 。因此， 通过观测振动检测电极 42 的电压， 能够检测到与振动的大小成比例的 交变电压。 0132 图 29 中表示使用了该振动检测电极 42（振动检测相） 的驱动电路。 0133 从驱动脉冲产生电路 21 输出初始值的频率的交变驱动脉冲， B 相的驱动脉冲被 90移相器 22 转换为 90相位的不同。

45、信号。来自驱动脉冲产生电路 21 的 A 相的驱动脉冲 和来自 90移相器 22 的 B 相的驱动脉冲被驱动器 IC23 放大。放大后的这些驱动脉冲施加 于振子 10 的 A 相、 B 相。 0134 若振子 10 振动， 则从振动检测相输出交变电压。其信号被振动检测电路 24 检测 说 明 书 CN 103732166 A 10 9/10 页 11 到， 被以预定的放大率放大后输出到振幅比较电路 26。在振幅比较电路 26 中， 对预先设定 为振幅设定值 25 的振幅值和来自振动检测电路 24 的振幅值进行比较， 其判断信号输出到 频率控制电路 （频率控制部） 27。在此， 确定应设定的频率。

46、， 其结果输出到驱动脉冲产生电路 21， 更新驱动频率。其结果， 由驱动脉冲产生电路 21 产生的驱动脉冲始终被控制为优选的 振动振幅值。 0135 以下， 使用图 30 的流程图说明上述控制。 0136 如图30所示， 若将由振动检测电路24检测到的驱动脉冲的振幅值 （以下， 称作 “检 测振幅值” 。 ） 设为 a， 将预先设定为振幅设定值 25 的振幅值 （以下， 称作 “设定振幅值” 。 ） 设 为 b， 则在振幅比较电路 26 中， 对检测振幅值 a 的大小与设定振幅值 b 的大小进行比较 （步 骤 S1） 。 0137 在设定振幅值 b 比检测振幅值 a 大的情况下， 利用频率控制。

47、电路 27 使由驱动脉冲 产生电路21产生的驱动脉冲的驱动频率降低 （步骤S2） 。 另一方面， 在设定振幅值b比检测 振幅值 a 小的情况下， 利用频率控制电路 27 使由驱动脉冲产生电路 21 产生的驱动脉冲的 驱动频率升高 （步骤 S3） 。 0138 在此， 如图 31 所示， 棒状触头 13 和棱柱状弹性体 11 的振动振幅在共振频率 （fr） 下成为最大值。若对棒状触头 13 施加负荷， 则振幅特性整体降低。因此， 在此时， 使驱动频 率接近于共振频率， 产生相同的振幅。另外， 预先将频率控制范围设定得比共振频率高。 0139 像以上那样， 根据本实施方式的超声波外科手术装置 3，。

48、 通过设置振动检测电极 42 作为压电元件 40 的电极， 始终检测振子 10 的振动， 以其值成为恒定的方式始终对频率 进行控制， 从而即使在振动振幅存在负荷变动的情况下， 也能够将棱柱状弹性体 11 的振幅 值、 即棒状触头 13 的超声波振动的振幅值维持为恒定， 能够进行稳定的脂肪熔化。 0140 第 4 实施方式 0141 接着， 参照图 32 图 34 说明本发明的第 4 实施方式的超声波外科手术装置。 0142 图 32 是在本实施方式中使用的压电元件 50 的外观图， 图 33 是图 32 的压电元件 的展开图， 图 34 是图 32 的 A A剖视图。 0143 如图 32 图 34 所示， 在本实施方式中使用的压电元件 50 是具有层叠构造的压电 元件、 即层叠压电元件。如图 33 所示， 层叠压电元件 12， 在具有数十微米的厚度的压电片 51、 52、 53 的面上分别设置局部绝缘部并形成内部电极 （银钯） 54。如图 33 所示将其层叠， 之后进行烧制。最后， 如图 33 所示， 烧结外部电极 （银） 55。 0144 根据如上所述使用了层叠压电元件的本实施方式的超声波外科手术装置， 通过使 用层叠压电元件， 能够使驱动电压降。