技术领域
[0001]本发明涉及在将因白内障等而白浊的水晶体核粉碎乳化 时使用的超声波手术用机头，以及安装在该机头的前端上使用的超声 波手术用刀头。
背景技术
[0002]在白内障手术中，使用的白内障手术装置是通过将超声波 振动传递到安装在具有超声波振动器的机头的前端上的管状的超声波 手术用刀头(下面简称刀头)，将水晶体核粉碎乳化，从刀头所具有的 吸引孔吸引取出已被粉碎乳化了的水晶体核。在这样的装置中，以往 向刀头传递的超声波振动是向刀头的长轴方向的直动振动(纵振动)。 最近，提出了有关向刀头传递朝向以刀头的长轴为中心的回旋方向的 回旋振动(扭转振动)的机头的方案(例如，参照美国专利第6077285 号)。而且，关于利用这样的回旋振动(扭转振动)的刀头，为了提高 水晶体核的粉碎效率，使用了前端部弯曲的结构。另外，也提出了有 关前端部被进行了模锻加工的刀头的方案(参照美国专利申请公开第 2006/217672号)。
[0003]但是，在前端部弯曲的刀头的情况下，存在着手术不熟练 的手术者在手术中难以观察刀头的前端位置的缺点。另一方面，在刀 头的前端部被进行了模锻加工的刀头的情况下，因为前端的吸引孔狭 窄，所以，伴随着水晶体核的吸附保持能力降低，粉碎效率也降低。 另外，由于吸引孔狭窄，能够吸引的核片(水晶体核的碎片)的大小 也比以往的小，因此，存在着已被粉碎的核片的清除作业性降低的缺 点。
[0004]本发明鉴于上述以往技术的问题点，以提供一种在手术中 容易识别超声波手术用刀头的前端位置，同时，不会导致核片的清除 作业性的降低，提高了水晶体核的粉碎效率的超声波手术用机头及超 声波手术用刀头为技术课题。
发明内容
为了解决课题的手段
[0005]为了解决上述课题，本发明的特征是具有下述那样的结 构。
一种超声波手术用机头，其特征在于，具有：产生往复的回旋振 动的超声波振动器；被安装在机头的前端，并被赋予基于上述超声波 振动器的往复的回旋振动，将眼的水晶体核粉碎乳化的超声波手术用 刀头；上述超声波手术用刀头具有细管和凸部；上述细管在内部形成 了可赋予来自机头的吸引压力的吸引路径，该细管的中心轴笔直地延 伸至前端；上述凸部为形成在上述细管的前端部的多个凸部，该凸部 咬入到由被赋予给上述吸引路径的吸引力吸引的平均的硬度的水晶体 核内，并是以使上述吸引路径成为大致封闭状态的长度形成的。
最好是，上述凸部在上述细管的前端部均等地至少配置六个，上 述凸部的前端外周的宽度W1被形成为与相邻的凸部之间的间隙W2 大致相等，或者比相邻凸部之间的间隙W2短。
最好是，上述细管的前端部具有直径为0.9～1.1mm的外径，上 述凸部的长度被形成为0.01～0.2mm。
最好是，上述凸部的侧面形状被形成为大致方形，凸部的长度被 形成为0.01～0.15mm。
最好是，形成了上述凸部的上述细管的前端部具有随着向前端去 而扩展的喇叭管形状。
最好是，上述凸部的径向的壁厚被形成为随着向前端去而成为尖 细的圆锥状。
最好是，上述凸部的侧面形状被形成为随着向前端去而成为尖细 的圆锥状。
最好是，上述凸部是以与基于上述超声波振动器的回旋振动的回 旋角度相对应的个数均等地配置的。
一种超声波手术用刀头，其特征在于，所述超声波手术用刀头被 安装在具有产生往复的回旋振动的超声波振动器的超声波手术用机头 的前端，并被赋予基于上述超声波振动器的往复的回旋振动，对眼的 水晶体核进行粉碎乳化；所述的超声波手术用刀头具有细管和凸部， 上述细管在内部形成了可赋予来自机头的吸引压力的吸引路径，该细 管的中心轴笔直地延伸至前端；上述凸部为形成在上述细管的前端部 的多个凸部，该凸部咬入到由被赋予给上述吸引路径的吸引力吸引的 平均的硬度的水晶体核内，并是以使上述吸引路径成为大致封闭状态 的长度形成的。
发明的效果
[0006]根据本发明，能够在手术中容易识别超声波手术用刀头的 前端位置，同时，不会导致核片的清除作业性降低，提高了水晶体的 粉碎效率。
附图说明
图1是将超声波手术用刀头安装在前端的机头和与机头连接的控 制系统的概略构成图。
图2是实施方式的超声波刀头60的立体图。
图3是超声波刀头60的主视图。
图4是超声波刀头60的侧视图。
图5A、图5B是作为变形例的超声波刀头70的外观图。
图6A、图6B是作为变形例的超声波刀头80的外观图。
具体实施方式
[0007]下面，根据附图，说明本发明的实施方式。图1是已将超 声波手术用刀头安装在前端上的机头和与机头连接的控制系统的概略 构成图。图2～4是对作为本发明的一个实施方式的超声波手术用刀头 60的前端形状进行说明的图。
[0008]由手术者把持的机头1是连接在省略了图示的装置主体上 使用的。在机头1的内部，保持着产生超声波振动的超声波振动器3， 振动器3具有使后述的刀头60直动振动的功能，同时，具有使刀头 60回旋振动(扭转振动(指以刀头60的长轴为轴的旋转往复运动)) 的功能。振动器3由经通电线缆4从驱动装置30供给的能量驱动。放 大部件(horn)5是将由振动器3产生的超声波振动增幅的部件，放 大部件5和振动器3由螺栓以及螺母等一体固定。另外，作为使用了 进行超声波振荡的振动器的刀头60的直动振动以及回旋(扭转)振动， 可以利用美国专利第6077285号说明书中记载的技术。
[0009]在放大部件5的前端固定着对水晶体核进行粉碎乳化的管 状的粉碎用的超声波刀头60。形成在刀头60的内部的吸引路径67与 在放大部件5以及振动器3等中形成的吸引路径7连通着，吸引路径 7的后端与吸引管8连接。在吸引管8中由吸引装置31赋予吸引压， 该吸引装置31由吸引泵等构成，所吸引的废物被排出到废液袋(省略 图示)内。
[0010]安装在机头1的前端的灌流用的套筒11，具有用于向眼内 供给灌流液的空心部，将刀头60的前端部向外伸出1mm左右，将刀 头60的后端部覆盖(参照图1以及图4的长度Y)。套筒11由具有充 分的弹力的硅树脂等构成，在其前端设有用于向眼球内供给灌流液的 流出孔。在安装了套筒11的机头1中，设置将灌流液向套筒11内引 导的灌流通路20，灌流通路20的后端与灌流管21连接。灌流液经灌 流管21，从具有进行灌流液的流出控制的灌流控制阀的灌流装置32 送出。
[0011]控制装置33具有输入部34，基于输入部34的设定等，分 别对连接的驱动装置30、吸引装置31以及灌流装置32进行驱动控制。 在这里，基于振动器3的刀头60的振动，由控制装置33以及驱动装 置30转换驱动成直动振动或者回旋振动中的任意一种。
[0012]接着，对作为本发明的一个实施方式的超声波手术用的刀 头60进行说明。图2是刀头60的前端部的立体图，图3是从前端部 侧看刀头60的主视图，图4是刀头60的侧视图。在图4中，套筒11， 其相对于刀头60的配置位置是示意性地以点划线进行表示的。
[0013]刀头60，是通过在作为呈圆柱状延伸的空心的细管的轴 61的前端部(一端)形成后述的凸部(突起)，在轴61的另一端连接 上述的放大部件5来使用的。轴61由外径0.9mm、内径0.7mm的壁 厚0.1mm(图2(c)的壁厚T)的金属成形，被做成向前端部扩展的 形状(喇叭管形状)，刀头60的前端部的外径被做成1.1mm。轴61 以中心轴(长轴)L为旋转轴，如图2中的箭头B所示，由振动器3 赋予往复的回旋振动。另外，轴61由振动器3在中心轴L方向赋予 如箭头A所示的那样的往复的直动振动。在这里，回旋振动采用最大 为约16度的回旋角(旋转角)，直动振动采用最大为0.1mm左右的往 复振动。
[0014]在轴61的前端部，以后端部方向为深度(高度)方向， 沿前端部的圆周，形成多个(在这里是22个)凸部65。凸部65是通 过对在前端部不具有倾斜的轴61，由使用细线的放电加工，切出与凸 部65对应的凹部(槽)，像图示的那样地形成的。在这里，将与凸部 65对应地切出的凹部的底面(后端部侧)称为基部66。在图4中，从 凸部65的前端部到基部66(在图3中用斜线表示)的长度(距离或 者高度)H，最好以从刀头60的前端部到套筒11的长度Y的一半以 下形成，更好的是在长度Y的三分之一以下。若以实际尺寸表示，则 长度H最好在0.5mm以下，更好的是在0.3mm以下。在本实施方式 中，长度H取为0.15mm。通过这样形成长度H，在对刀头60的吸引 路径67赋予由吸引装置31产生的吸引力，水晶体核抵接在刀头60 的前端部的情况下，凸部65咬入到水晶体核内，实质性地使刀头60 的吸引路径67成为封闭状态(水晶体核无泄漏地吸引、被吸附保持的 状态)。即，吸引路径67的长度H是以咬入到依靠被赋予给吸引路径 67的吸引力吸引的水晶体核(平均的硬度的水晶体核)内，使吸引路 径67成为大致封闭状态的长度形成的。
[0015]凸部65的回旋方向的形状(侧面形状)被做成从位于基 部66的凸部65的回旋方向(圆周方向)的宽度W向位于凸部65的 最前端的回旋方向的宽度W1成为尖细的圆锥状。在本实施方式中， 凸部65在从侧面看时被形成为大致三角形状。另外，凸部65的宽度 W1被形成为在相邻的凸部65之间的回旋方向的间隙W2以下。另外， 位于径向的凸部65的壁厚，被形成为随着从基部66(或者基部66与 最前端之间的途中)向前端部去而成为尖细的圆锥状。从轴61的壁厚 T向凸部65的前端的壁厚S被做成圆锥状。凸部65的回旋方向的宽 度(直径的外周侧的宽度)W被做成大约0.08mm，凸部65的前端的 壁厚S被做成0.05mm左右。
[0016]通过以这样的圆锥状形成凸部65，缩小了刀头60(凸部 65)的前端与水晶体核抵接的面积。因此，在对刀头60的吸引路径 67赋予由吸引装置31产生的吸引力，水晶体核抵接在刀头60的前端 部的情况下，凸部65容易刺入到水晶体核内，水晶体核容易一直咬入 到基部66。因此，刀头60容易成为封闭状态(水晶体核被刀头60吸 附保持的状态)。进而，若在封闭状态下回旋振动刀头60，则已咬入 到水晶体核内的凸部65分别被进行回旋振动，水晶体核被凸部65粉 碎(由凸部65的周缘切断水晶体核)。因此，若凸部65被形成为圆锥 状，则水晶体核的咬入量增加，水晶体核的粉碎效率提高。
[0017]进而，在刀头60的前端部的外周，由于凸部65的最前端 的宽度W1被做成在相邻的凸部65之间的间隙W2以下，所以，与水 晶体核抵接的刀头60的前端部的面积减小。由此，刀头60的前端部 容易咬入到水晶体核内，与前面的说明同样，由于刀头60容易成为封 闭状态，所以，提高了水晶体核的粉碎效率。
[0018]接着，说明回旋振动的回旋角和凸部65的配置关系。在 图中，间隔P表示凸部65的中心部之间的距离(外径侧)，角度α(大 约16度)表示刀头60的回旋角。在刀头60的前端配置22个凸部65， 将间隔P做成刀头60的前端外周的凸部65的配置数量分之一，即， 二十二分之一。在刀头60的前端的直径为1.1mm的情况下，间隔P 为大约0.16mm。此时，因为角度α是360度除以凸部65的配置数量 的值，即，与(360/22)度＝约16度相对应，所以，刀头60的前端部， 通过角度α量的回旋振动，其外周部分向回旋方向移动大约0.16mm。
[0019]因此，通过以与角度α对应的间隔P配置凸部65，依靠 角度α的回旋振动，凸部65移动到邻近的凸部65的位置。通过配置 在刀头60的前端的所有的凸部65仅移动与角度α相当的移动量(相 当于间隔P的移动量)，水晶体核相应地在已咬入的凸部65的直径(刀 头60的前端直径)的全周上被粉碎(由凸部65的周缘切断)。由此， 提高了在一次回旋振动中粉碎水晶体核的概率，提高了粉碎效率。
[0020]图1～图4所示的凸部65的形状以及个数是最好的一例， 图3所示的间隔P也可以不是与角度α对应的值。只要是在已使刀头 成为封闭状态的情况下，伴随着回旋振动，通过咬入到水晶体核内的 凸部65的回旋方向的移动，将水晶体核粉碎的结构即可。这取决于存 在着即使与刀头的前端抵接(咬入)的水晶体核在全周上未被粉碎， 已粉碎的水晶体核也被吸引的情况、还有通过反复回旋振动，凸部65 周边的水晶体核被粉碎的情况。
[0021]另外，最好以点对称的方式配置(凸部以中心轴L为基准 相向地配置)。由此，因为在通过使用细线的放电加工形成凸部的情况 下，只要使细线以轴的中心轴为中心旋转地进行加工即可，所以，容 易定位。由此，前端部的加工变得容易。
[0022]如上述已说明的那样，通过将刀头60(轴61)做成前端 部未弯曲的直线状的细管，在回旋振动中，仅是刀头60的外周以中心 轴L为中心旋转。因此，手术者容易把握刀头60的前端部的位置， 手术中的刀头的识别性提高。另外，刀头60的前端部不像尖弯曲的刀 头那样，相对于旋转轴较大地进行描绘圆弧的回旋振动。因此，刀头 60意外地与后囊接触的情况减少，在手术中对后囊产生损伤的可能性 减小。
[0023]另外，刀头60的吸引孔(吸引路径67的前端)，通过将 轴61的前端部做成了喇叭管的形状，比在专利文献2中所示的进行了 模锻加工的刀头的吸引孔宽阔。因此，与模锻加工的刀头相比，刀头 60的吸附保持能力高。由此，凸部65容易咬入到水晶体核内，刀头 60容易成为封闭状态。因此，与前面的说明同样，提高了由回旋振动 进行的水晶体核的粉碎效率。进而，因为刀头60的吸引孔比模锻加工 的刀头的吸引孔宽阔，所以，在核片(水晶体核的碎片)的清除中， 刀头60能够吸引清除大的核片。因此，提高了清除作业性。另外，因 为刀头60的前端部被做成喇叭管形状，所以，与刀头60的回旋振动 相伴的凸部65的旋转(回旋)半径增大，提高了水晶体核的粉碎效率。 另外，在上述的说明中，列举了通过将刀头60做成喇叭管形状的相对 于通过模锻加工的刀头的优点，但是，刀头60也可以不是喇叭管形状。 只要相对于像模锻加工刀头的那样地前端窄的刀头而言，是前端的直 径大的刀头即可。例如，轴61也可以是圆柱状(直线状)。
[0024]另外，通过做成将前端部设置在这样的直线状的轴61上 的结构，降低了因前端部弯曲的刀头引起的粉碎水晶体核的弹飞，减 少了与乳化吸引手术相伴的对眼内组织的损伤(尤其是角膜内皮的损 伤)。
[0025]另外，在上面说明的本实施方式中，轴61做成了喇叭管 形状，但并不限定于此。只要是在刀头60回旋振动的情况下，前端部 为容易识别的形状即可，也可以是将凸部65设置在直线状的轴61上 的结构。
[0026]另外，在上面说明的本实施方式中，凸部65做成了具有 作为从基部66朝向前端部的圆锥状的大致三角形的形状的结构，但是 并不限定于此。只要是凸部容易咬入到水晶体核内，能够使刀头60 成为大致封闭状态的形状即可。例如，可以列举出从侧面看为方形状 的凸部，或者在方形状的前端具有大致三角形的突起的凸部等。
[0027]接着，对作为本发明的变形例的超声波刀头70以及80， 以与刀头60的区别为中心进行说明。图5是刀头70的外观图，图6 是刀头80的外观图。
[0028]首先，进行刀头70的说明。图5A表示刀头70的立体图， 图5B表示刀头70的侧视图。刀头70具有以中心轴L为长轴，呈直 线状地形成的轴71；和在轴71的前端部，回旋方向的形状(侧面形 状)为大致方形的凸部75。与刀头60同样，与凸部75的形成对应地 形成的凹部的底面(后端部侧)被做为基部76。凸部75沿轴71的外 周均等(点对称)地配置六个。凸部75被做成在回旋方向具有宽度的 方形，从基部76到凸部75的前端为止的长度(高度)被做成H1。下 面，对比刀头60和刀头70，列举其差异。第一，因为凸部75的侧面 为大致方形，配置数量为六个，所以，刀头70容易加工。第二，因为 凸部75的径向的壁厚一定(没有被做成圆锥状)，所以，刀头70的加 工容易。第三，因为凸部75的径向的壁厚以及回旋方向的宽度大，所 以，刀头70的前端的刚性高。
[0029]接着，进行刀头80的说明。图6A表示刀头80的立体图， 图6B表示刀头80的侧视图。与刀头70同样，在刀头80中，在轴81 的前端部设置凸部85、基部86。凸部85与刀头70同样配置六个，回 旋方向的形状被做成朝向前端成为尖细的圆锥状(侧面形状为大致三 角形)，径向的壁厚也是被形成为向前端变得尖细的圆锥状。在这里， 从基部86到凸部85的前端为止的长度被做成H2。另外，长度H1和 长度H2取H1＜H2的关系。若比较刀头80和刀头70，则因为凸部 85在径向以及回旋方向被做成圆锥状，所以，相对于刀头70，刀头 80具有容易咬入(容易刺入)到水晶体核内的优点。
[0030]将这样地构成的刀头70和刀头80进行对比。刀头70和 刀头80的差异在于凸部75、85的形状和凸部75、85的长度。凸部 75的与水晶体核之间的抵接部，由于凸部75是方形状，所以是线状， 而凸部85的与水晶体核之间的抵接部，由于凸部85被做成大致三角 形形状，所以是大致点状。因此，刀头80的前端成为比刀头70锋利 的构造。由此，在吸引动作中，刀头70与刀头80相比，不容易咬入 到水晶体核内。因此，为了由刀头70和刀头80使水晶体核的封闭状 态达到同等程度，可以将长度H2做得比长度H1长。
[0031]这样做，通过减小刀头相对于水晶体核的抵接面积，能够 增长凸部的长度(向后端部方向的深度)。另外，在水晶体核咬入到刀 头上，凸部被进行回旋振动的情况下，水晶体核在凸部的长度回旋方 向相应地被粉碎。因此，凸部的长度长，能够提高水晶体核的粉碎效 率。
使用以上述的图5所示的形状为基础制作的刀头70，确认了因白 内障导致白浊的水晶体核的粉碎手术。制作出的刀头70是，将具有直 径为0.9mm的外径的细管71的前端部扩展成喇叭管形状，使最前端 的直径成为0.98mm。在图5A、5B中，使相邻的凸部75之间的间隙 (槽)76a的距离W2(外周的长度)为0.25mm，此时，凸部75的外 周的宽度W1是大约0.26mm，为与距离W2大致相等的长度。从基 部76到凸部75的前端为止的长度H1是以0.135mm制作的。在使用 此刀头70进行了平均的硬度的水晶体核的粉碎手术时，通过赋予吸引 力，刀头70的前端的凸部75咬入到水晶体核内，使形成在刀头70 中的吸引路径成为大致封闭状态，水晶体核被良好地吸附在刀头70 的前端部上。当在此状态下对刀头60赋予回旋振动而粉碎了水晶体核 时，与未形成凸部75的情况相比，水晶体核的粉碎效率提高，能够缩 短手术时间。
与此相对，在制作凸部75的长度H1长的刀头，进行了水晶体核 的粉碎手术时可知，形成在刀头70中的吸引路径77不容易成为封闭 状态。另外，已使长度H1增长的凸部75与图5所示的稍微不同，以 将刀头的前端倾斜(30°的角度)切掉了的结构为基础，通过在两个部 位形成凹部(槽)的外周的距离W2为0.5mm的结构，使凸部75成 为两个，另外，以0.6mm来形成长度H1的最大长度。根据此刀头中 的前端部的封闭状态的确认结果，如图5所示，在做成六个凸部75 的刀头70中，若至少凸部75的长度在0.15mm以下，在平均的水晶 体核吸附时，刀头70的前端部的吸引路径就能够被封闭。
另外，根据上述的确认结果，在凸部85的前端成为尖细的在图6 中所示的刀头80以及在图2中所示的刀头60中，就其长度H2以及 H1而言，若在0.3mm以下，在平均的水晶体核的吸附时，刀头70的 前端部的吸引路径就容易被封闭，若在0.2mm以下，则刀头70的前 端部更可靠地被封闭。
[0032]若根据上述说明的情况，则最好将设置在刀头的前端部上 的凸部以如下的方式确定。凸部若其个数少，则水晶体核的粉碎效率 降低。为了确保实用的粉碎效率，凸部的个数最好至少有六个。但是， 若比与刀头60的回旋角α对应的个数(22个)多，则其不容易制作， 反而没有提高粉碎效果，因此，最好是在与刀头60的回旋角α对应的 个数以下。凸部的长度，从确保粉碎效率的观点出发，最好是凸部依 靠被赋予给吸引路径的吸引力咬入到水晶体核内、吸引路径能够被封 闭的长度，且被设定得尽量地长。另外，凸部的最短长度最好是至少 在0.01mm以上。若为在其以下，则即使进行刀头的回旋振动，也不 能期待通过形成了凸部带来的粉碎效率的提高。
另外，为了使凸部容易咬入到水晶体核内，最好如图2的刀头60 以及图6的刀头80的那样，随着向前端去而变得尖细。进而，最好如 图2～4的刀头60的那样，为凸部的径向的壁厚朝向前端变薄的形状。
另外，如上述已说明的那样，通过在刀头的前端部设置多个凸部， 缩小了刀头的前端和水晶体核的抵接面积。因此，刀头的前端容易刺 入到水晶体核内，通过水晶体核的吸引等，刀头的前端容易成为封闭 状态。由此，即使是在刀头被进行直动振动的情况下，也能够提高水 晶体核的粉碎效率。另外，在对刀头的前端不容易成为封闭状态的那 样的硬的水晶体核进行粉碎的情况下，因为刀头的前端容易刺入，所 以通过凸部的直动振动容易磨削水晶体核。因此，即使在直动振动中， 也能够提高水晶体核的粉碎效率。