JP6589732B2 - 手術用ハンドピース、液体噴射装置 - Google Patents

Description

本発明は、手術用ハンドピースに関する。

手術装置の一部として、液体を噴射するためのハンドピースが知られている（特許文献１）。特許文献１に開示されたハンドピースは、把持部や、把持部から突き出たノズル電極が、全体的に真っ直ぐに形成されている。

特開平９−２２４９５１号公報

先行技術文献１に開示された手術用ハンドピースは、把持のし易さについて考慮されていなかった。本願発明は、上記先行技術を踏まえ、手術用ハンドピースを把持し易くすることを解決課題とする。

本発明は、上記課題を解決するためのものであり、以下の形態として実現できる。

本発明の一形態は、液体を吸引するための吸引流路部材と；前記吸引流路部材に通じる孔を備える吸引力調整機構と；前記吸引流路部材および前記吸引力調整機構を有する筐体と、を備え；前記筐体は、上面側に前記吸引力調整機構が設けられ、ユーザーによって把持される把持部と、前記把持部の先端側に位置し、前記把持部に対して斜め下向きに屈曲する屈曲部と、を備え；前記把持部は、少なくとも一部が前記筐体の長手方向についての前記吸引力調整機構の中心よりも前記筐体の先端側、且つ前記筐体の下面側に位置し、前記先端側に向かうに連れて上面側に傾斜する傾斜部を備える手術用ハンドピースである。

この形態によれば、手術用ハンドピースが把持し易くなる。この形態の場合、第１指（親指）は、吸引力調整機構の孔を塞いだり開放したりする操作をするために、吸引力調整機構に接触するように配置される。そして、第２〜第５指の少なくとも何れか１つ（以下、特定指という）は、吸引力調整機構の中心よりも長手方向の先端側に位置する部位に接触するように配置される。このため、ユーザーは、手術用ハンドピースを親指と特定指とによって挟み込むように把持できるので、把持が安定する。

さらに、屈曲部の先端側を下に向けて把持する場合、傾斜部が鉛直方向に対して角度が付き、特定指が傾斜部に引っ掛かる。このため、屈曲部の先端側を下に向けて把持しても手術用ハンドピースが滑り落ちにくく、把持が安定する。屈曲部の先端側を下に向けて把持する場合に傾斜部が鉛直方向に対して角度が付く理由は、傾斜部が先端側に向かうに連れて上側に傾斜することと、屈曲部が把持部に対して斜め下に屈曲していることと、である。

上記形態において、前記把持部は、前記傾斜部に先端側で接続された谷部形成部を備え；前記筐体の下面側、且つ、前記傾斜部と前記谷部形成部との境界に位置し、前記吸引力調整機構に向かって凹んだ谷部を備えてもよい。この形態によれば、谷部に特定指を引っ掛けて把持することによって、把持が更に安定する。

上記形態において、前記把持部と前記屈曲部とがなす角度は、１０度以上３５度以下であってもよい。この形態によれば、ユーザーの筋肉の負担が軽減される。

上記形態において、手術に利用される液体を外部に供給するための供給管を備えてもよい。この形態によれば、手術に利用される液体を外部に供給できる。

上記形態において、前記供給管は、液体を間欠的に噴射するためのものであってもよい。この形態によれば、液体の間欠的な噴射を利用して手術ができる。

本発明は、上記以外の種々の形態で実現できる。例えば、上記の手術用ハンドピースを備えた液体噴射装置の形態で実現できる。

液体噴射装置の構成の概略図。 装着状態のハンドピースを示す斜視図。 分離状態のハンドピースを示す斜視図。 ノズルユニットを示す斜視図。 ノズルユニットの側面図。 ノズルユニットをジョイント部の側から見た図。 ハンドピースを示す断面図。 装着状態における拡大断面図。 分離状態における拡大断面図。 装着状態における液体室付近の拡大断面図。 分離状態における液体室付近の拡大断面図。 ダイヤフラムの溶接について説明するための図。 ハンドピースが把持される様子を示す図。 曲げ角度についての実験結果を示す棒グラフ（伸筋）。 曲げ角度についての実験結果を示す棒グラフ（屈筋）。 ケーブル類の反力を測定するための実験の様子を示す図。 ケーブル類の反力についての実験結果を示す棒グラフ（伸筋）。 ケーブル類の反力についての実験結果を示す棒グラフ（屈筋）。 ノズルユニットの側面図（他の実施形態）。 ハンドピースが把持される様子を示す図（他の実施形態）。 ノズルユニットの側面図（比較例）。 ハンドピースが把持される様子を示す図（比較例）。 筐体の形状についての実験結果を示す棒グラフ（屈筋）。 ハンドピースが右手で把持される様子を示す斜視図。 ハンドピースが左手で把持される様子を示す斜視図。

図１は、液体噴射装置２０の構成を概略的に示す。液体噴射装置２０は、液体を利用した手術を実現するための医療機器である。具体的には、液体噴射装置２０は、外部に液体を供給する機能を有する。より具体的には、液体噴射装置２０は、患部に対して液体を噴射することによって、患部を切除、剥離、洗浄する機能を有する。さらに、液体噴射装置２０は、噴射した液体や、切除した生体組織などを吸引する機能を有する。

液体噴射装置２０は、制御部３０と、アクチュエーター用ケーブル３１と、ポンプ用ケーブル３２、フットスイッチ３５と、吸引器４０と、吸引チューブ４１と、液体供給装置５０と、手術用ハンドピース（以下、ハンドピースという）１００とを備える。

液体供給装置５０は、給水バッグ５１と、スパイク針５２と、第１〜第５コネクター５３ａ〜５３ｅと、第１〜第４給水チューブ５４ａ〜５４ｄと、ポンプチューブ５５と、閉塞検出機構５６と、フィルター５７と、チューブポンプ６０と、を備える。ハンドピース１００は、ノズルユニット２００と、アクチュエーターユニット３００とを備える。ノズルユニット２００は、供給管２０５と、吸引管４００とを備える。

給水バッグ５１は、透明な合成樹脂製であり、内部に液体（具体的には生理食塩水）が充填されている。なお、本願では、水以外の液体が充填されていても、給水バッグ５１と呼ぶ。スパイク針５２は、第１コネクター５３ａを介して、第１給水チューブ５４ａに接続されている。給水バッグ５１にスパイク針５２が刺されると、給水バッグ５１に充填された液体が第１給水チューブ５４ａに供給可能な状態になる。

第１給水チューブ５４ａは、第２コネクター５３ｂを介して、ポンプチューブ５５に接続されている。ポンプチューブ５５は、第３コネクター５３ｃを介して、第２給水チューブ５４ｂに接続されている。チューブポンプ６０は、ポンプチューブ５５を、ステーターとローターとで挟み込んでいる。チューブポンプ６０は、内蔵するモーターの回転によって、ローター上の複数のローラーを回転させることで、ポンプチューブ５５を扱（しご）く。このように扱かれることによって、ポンプチューブ５５内の液体は、第１給水チューブ５４ａ側から、第２給水チューブ５４ｂ側に送り出される。なお、チューブポンプ６０に内蔵されたモーターを回転させることを「チューブポンプ６０を駆動する」と言う。

閉塞検出機構５６は、第２給水チューブ５４ｂ内の圧力を測定することで、第２〜第４給水チューブ５４ｂ〜５４ｄ内の流路の閉塞を検出する。

第２給水チューブ５４ｂは、第４コネクター５３ｄを介して、第３給水チューブ５４ｃに接続されている。第３給水チューブ５４ｃにはフィルター５７が接続されている。フィルター５７は、液体に含まれる異物を捕集する。

第３給水チューブ５４ｃは、第５コネクター５３ｅを介して、第４給水チューブ５４ｄに接続されている。第４給水チューブ５４ｄは、ハンドピース１００に接続されている。第４給水チューブ５４ｄを通じてハンドピース１００に供給された液体は、アクチュエーターユニット３００の駆動によって、供給管２０５の先端に設けられたノズル２０７から間欠的に噴射される。このように液体が間欠的に噴射されることによって、少ない流量で切除能力が確保できる。

供給管２０５及び吸引管４００は、供給管２０５を内管、吸引管４００を外管とする二重管を構成する。吸引チューブ４１は、ノズルユニット２００に接続されている。吸引器４０は、吸引チューブ４１を通じて、吸引管４００内を吸引する。この吸引によって、吸引管４００の先端付近の液体や切除片などが吸引される。

制御部３０は、チューブポンプ６０と、アクチュエーターユニット３００とを制御する。具体的には、制御部３０は、フットスイッチ３５が踏まれている間、アクチュエーター用ケーブル３１と、ポンプ用ケーブル３２とを介して駆動信号を送信する。アクチュエーター用ケーブル３１を介して送信された駆動信号は、アクチュエーターユニット３００を駆動させる。ポンプ用ケーブル３２を介して送信された駆動信号は、チューブポンプ６０を駆動させる。よって、ユーザーがフットスイッチ３５を踏んでいる間は液体が間欠的に噴射され、ユーザーがフットスイッチ３５を踏んでいない間は液体の噴射が停止する。

図２及び図３は、ハンドピース１００の斜視図である。図２は、アクチュエーターユニット３００がノズルユニット２００に装着された状態（以下「装着状態」という）を示す。図３は、アクチュエーターユニット３００とノズルユニット２００とが分離された状態（以下「分離状態」という）を示す。

アクチュエーターユニット３００は、ノズルユニット２００に対して着脱できるように構成されている。アクチュエーターユニット３００がノズルユニット２００に対して装着されて、アクチュエーターユニット３００とノズルユニット２００とが一体となることで、ハンドピース１００として機能する。

ノズルユニット２００は、内部に液体が流れるので、手術毎に交換される。さらに、液体供給装置５０に含まれる構成要素のうち、内部に液体が流れるもの（給水バッグ５１、第１〜第４給水チューブ５４ａ〜５４ｄ、ポンプチューブ５５等）は、手術毎に交換される。アクチュエーターユニット３００は、液体に触れないので、滅菌処理や洗浄処理を施すことにより複数回の手術で使用できる。

ノズルユニット２００は、先述した供給管２０５と吸引管４００とに加え、筐体２１０と、ジョイント部２５０と、吸引力調整機構５００とを備える。筐体２１０は、ユーザーに把持されるグリップとしての機能と、流路を内部に保持する機能とを有する。この流路とは、先述したように、噴射される液体および吸引される液体が流れる流路のことである。

吸引力調整機構５００は、ハンドピース１００に設けられており、孔５２２を備える。孔５２２の開口面積が変化すると、吸引管４００による吸引力が変化する（図７と共に詳述）。ジョイント部２５０は、ノズルユニット２００に対してアクチュエーターユニット３００を着脱するための部位である。

アクチュエーターユニット３００は、連結部３１０と駆動部３５０とを備える。連結部３１０は、アクチュエーター用ケーブル３１と駆動部３５０とを、機械的および電気的に連結している。駆動部３５０は、液体を間欠的に噴射するための駆動力を発生する。

図２に示すように、装着状態においては、結束部材４５によって、アクチュエーター用ケーブル３１、吸引チューブ４１及び第４給水チューブ５４ｄ（以下、これらを総称する場合、ケーブル類という）が結束される。ケーブル類が結束されているため、ユーザーは、ハンドピース１００を操作しやすい。

図４は、ノズルユニット２００を示す斜視図である。図４は、吸引管４００が筐体２１０から取り外された状態を示す。ハンドピース１００は、吸引管４００が取り外された状態で使用されてもよい。吸引管４００が取り外された状態では、吸引管４００を用いた吸引はできないものの、供給管２０５からの液体の噴射はできる。

吸引管４００は、凸部４１０を備える。凸部４１０は、吸引管４００を筐体２１０に装着するための部位である（図７参照）。

図５は、ノズルユニット２００の側面図である。図６は、ノズルユニット２００を、ジョイント部２５０の側から見た図である。図５及び図６では、吸引チューブ４１及び第４給水チューブ５４ｄの図示を省略している。

図５に示すように、筐体２１０に対して長手方向が定義される。長手方向とは、基部２１８（後述）の中心軸線Ｏ１に平行な方向である。長手方向において、筐体２１０から吸引管４００への向きを先端側、逆向きを後端側と呼ぶ。さらに、筐体２１０に対して上下方向が定義される。上下方向は、長手方向を水平にし、且つ、図５に示すように吸引力調整機構５００を真上に向けた際における鉛直方向である。

さらに、図５に示すように、ノズルユニット２００に対して、直交座標系を定義する。Ｘ方向は、先端部２１３（後述）の中心軸線Ｏ２と平行な方向であり、筐体２１０から吸引管４００への向きがプラス側である。Ｙ方向は、長手方向および上下方向に直交する方向であり、長手方向先端側をＸ方向プラス側、鉛直方向上側をＺ方向プラス側とする座標系を想定した場合、右手系でプラス側が定義される。図５においては、紙面の奥から手前の向きがＹ方向プラス側である。Ｚ方向は、Ｘ方向とＹ方向とから、右手系によって定義される。

図５に示すように、筐体２１０は、屈曲部２１２と把持部２１５とに区分される。把持部２１５は、上面側で仮想平面Ｕ１に接する部位である。仮想平面Ｕ１は、上下方向と直交する仮想平面である。把持部２１５の上面側とは、把持部２１５において、おおよそ、上下方向の上側に位置する部位のことである。このため、吸引力調整機構５００は、把持部２１５の上面側に設けられていると表現できる。逆に、把持部２１５において、おおよそ、上下方向の下側に位置する部位のことを、把持部２１５の下面側と呼ぶ。

これに対し、屈曲部２１２は、仮想平面Ｕ１には接しない一方、仮想平面Ｕ２に接する部位であり、把持部２１５に対して斜め下向きに屈曲した部位である。斜め下向きへの屈曲とは、先端側に向かうに連れ、仮想平面Ｕ１から離れていくように屈曲することである。仮想平面Ｕ２は、Ｘ−Ｙ平面と平行な平面であり、Ｚ方向プラス側において屈曲部２１２に接する平面である。

把持部２１５は、谷部形成部２１６と、第２縮径部２１７と、基部２１８と、に区分される。基部２１８は、ジョイント部２５０が接続される部位であり、筐体２１０において最も大きな外径である外径Ｄ１を有する部位である。第２縮径部２１７は、基部２１８の先端側に接続された部位であり、先端に向かって径が縮小する部位である。

なお、本実施形態における「径」は、円の直径に限られず、断面における代表長さを含む意味で用いられている。第２縮径部２１７及び後述する第１縮径部２１４の断面は、必ずしも円ではない。代表長さは、例えば、断面を２分割する線分の中で、最も長い線分の長さとして定義される。なお、他の形態において、楕円形の断面であれば、その断面における長径が代表長さとなる。

第２縮径部２１７は、図５に示すように、傾斜部２２１を備える。傾斜部２２１は、第２縮径部２１７の下面側の部位である。傾斜部２２１は、長手方向についての少なくとも一部が、筐体２１０の先端側に向かうに連れて上側に傾斜する部位である。本実施形態における傾斜部２２１は、その全部が、筐体２１０の先端側に向かうに連れて上側に傾斜する。傾斜部２２１と仮想平面Ｕ１とがなす角度は、図５に示すように角度θ３である。本実施形態においては、角度θ３が３４度に設定されている。このため、傾斜部２２１と中心軸線Ｏ２とがなす角度は、θ１＋θ３＝５４度である。

傾斜部２２１は、少なくとも一部が、中心線Ｃよりも筐体２１０の先端側に位置する。中心線Ｃとは、上下方向に平行な仮想線であり、長手方向についての吸引力調整機構５００の長さを２等分する線のことである。本実施形態における傾斜部２２１は、一部が、中心線Ｃよりも筐体２１０の先端側に位置する。

谷部形成部２１６は、第２縮径部２１７と屈曲部２１２とを接続する部位であり、図５に示すように、上下方向の幅が変化しない部位である。谷部形成部２１６と第２縮径部２１７との境界には、谷部２２２が形成される。谷部２２２は、筐体２１０の下面側に位置し、吸引力調整機構５００に向かって凹んだ部位である。

屈曲部２１２は、先端部２１３と、第１縮径部２１４と、に区分される。第１縮径部２１４は、把持部２１５に接続された部位であり、先端に向かって径が縮小する部位である。先端部２１３は、第１縮径部２１４に接続され、先端に吸引管４００を保持する部位である。先端部２１３は、径がほぼ一定である。

図５は、長手方向とＸ方向とがなす角度θ１が２０度である場合を例示する。図５に示された角度θ２は、仮想平面Ｕ１と仮想平面Ｕ２とがなす角度である。角度θ１は、角度θ２と同じ角度である。後述するように、角度θ１は、様々な角度を取り得る。

図７は、ハンドピース１００を示す断面図である。第４給水チューブ５４ｄは、入口流路管２４２と接続されている。入口流路管２４２は、筐体２１０内部でＵ字状に屈曲し、液体室２４０に接続されている。入口流路管２４２内の入口流路２４１は、液体室２４０（図１０、図１１参照）を介して、供給管２０５に通じている。

入口流路２４１の流路径は、供給管２０５の流路径よりも小さい。このため、液体室２４０内の圧力が変動しても（後述）、液体室２４０内の液体が入口流路２４１に逆流することが抑制される。

筐体２１０は、先端に凹部２１１を備える。吸引管４００の装着は、凸部４１０が凹部２１１に嵌合することで実現される。装着された吸引管４００は、吸引流路部材２３０に通じている。吸引流路部材２３０は、吸引力調整機構５００を介して、吸引チューブ４１に接続されている。

円形の拡大図に示すように、先端部２１３の中心軸線Ｏ２は、吸引管４００の中心軸線と平行であり、且つ、供給管２０５の中心軸線Ｏ３と平行である。さらに言えば、中心軸線Ｏ２は、吸引管４００の中心軸線と一致する。よって、角度θ１は、基部２１８の中心軸線Ｏ１と吸引管４００の中心軸線とがなす角度と等しく、且つ、中心軸線Ｏ１と中心軸線Ｏ２とがなす角度に等しい。

吸引力調整機構５００には、吸引流路部材２３０内の流路と連通する孔５２２が設けられている。ユーザーは、孔５２２を利用して、吸引管４００による吸引力の調整ができる。具体的には、孔５２２が開放されている面積を小さくすれば、孔５２２から流入する空気の流量も小さくなるので、吸引管４００を介して吸引される流体（空気や液体等）の流量が大きくなる。つまり、吸引管４００による吸引力が大きくなる。逆に、孔５２２が開放されている面積を大きくすれば、孔５２２から流入する空気の流量も大きくなるので、吸引管４００による吸引力が小さくなる。通常、ユーザーは、孔５２２の開放面積の調整を、親指によって孔５２２を塞ぐ面積を調整することによって実現する。孔５２２が全く覆われていない状態では、吸引管４００による吸引力が微小になるように、又は吸引力が全く作用しないように、孔５２２の形状が設計されている。本実施形態においては、吸引管４００の流路面積が孔５２２の開口面積より大きいものの、吸引管４００の長さを孔５２２の長さよりも長くすることで吸引管４００の流路抵抗を孔５２２の流路抵抗よりも大きくしている。こうすることで孔５２２が全く覆われていない場合に、吸引管４００による吸引力を微小（０を含む）とすることができる。

図８及び図９は、ジョイント部２５０及びアクチュエーターユニット３００付近を拡大して示す断面図である。図８は、装着状態を示す。図９は、分離状態を示す。

駆動部３５０は、ハウジング３５１と、固定部材３５３と、圧電素子３６０と、可動板３６１とを備える。ハウジング３５１は、円筒状の部材である。可動板３６１は、ピストン３６２と、駆動側ダイヤフラム３６４とを含む。

圧電素子３６０は、積層型圧電素子である。圧電素子３６０は、伸縮する方向がハウジング３５１の長手方向に沿うように、ハウジング３５１内に配置されている。本実施形態における圧電素子３６０は、ほぼ正四角柱形状であり、３．５ｍｍ四方で、高さが１８ｍｍである。

固定部材３５３は、ハウジング３５１の一端に固定されている。圧電素子３６０は、固定部材３５３に接着剤によって固定されている。

駆動側ダイヤフラム３６４の素材は、金属であり、具体的にはステンレス鋼であり、さらに具体的にはＳＵＳ３０４又はＳＵＳ３１６Ｌである。駆動側ダイヤフラム３６４は、圧電素子３６０のプリロード（後述）を実施するために厚めに形成される（例えば３００μｍ）。また、圧電素子３６０が金属製で、且つ厚めに形成されているので、ピストン３６２に押された際に、滑らかに湾曲する。このため、装着状態において、液体室側ダイヤフラム２６０も滑らかに変形させることができる。

駆動側ダイヤフラム３６４は、ハウジング３５１の他端を覆うように配置され、ハウジング３５１に溶接によって固定されている。

ピストン３６２は、圧電素子３６０の一端に接着剤によって固定されていると共に、駆動側ダイヤフラム３６４に接触するように配置されている。ピストン３６２は、異なる径の円柱が、同心円として積層したような形状をしている。小さい径の方が、駆動側ダイヤフラム３６４と接触している。このため、駆動側ダイヤフラム３６４は、端の方が押されず、溶接箇所には大きな力が作用しないようになっている。ピストン３６２及び駆動側ダイヤフラム３６４は、接着剤等によって固定されてはおらず、接触しているのみである。

ハウジング３５１の外周には、雄ネジ部３５１ａが設けられている。分離状態から装着状態への移行は、雄ネジ部３５１ａを、ジョイント部２５０に設けられた雌ネジ部２５３に締め付けることで実現される。

連結部３１０は、第１ケース３１１と、第２ケース３１２と、第３ケース３１３と、保持部材３１４と、金属板３１５と、第１ネジ３１６と、第２ネジ３１７と、第３ネジ３１８とを備える。

第１ケース３１１は、第１ネジ３１６によって、固定部材３５３に固定されている。第２ケース３１２は、第２ネジ３１７と第３ネジ３１８とによって、第１ケース３１１に固定されている。２枚の金属板３１５は、第１ケース３１１内に挿入（収容）されている。

保持部材３１４は、アクチュエーター用ケーブル３１の端部付近に加締められることによって固定されている。第３ケース３１３は、第２ケース３１２と保持部材３１４とを連結するための部材である。第３ケース３１３は、保持部材３１４の外径が膨らんだ部位を引っ掛けた状態で、第２ケース３１２に固定されている。

アクチュエーター用ケーブル３１は、上記のように固定された状態で、２枚の金属板３１５と導通するように接続される。金属板３１５は、圧電素子３６０の正極、負極それぞれに、配線（図示しない）によって接続される。

圧電素子３６０は、アクチュエーター用ケーブル３１、金属板３１５及び上記の配線を介して入力される駆動信号に応じて伸縮する。圧電素子３６０が伸縮すると、ピストン３６２が圧電素子３６０の長手方向に振動する。ピストン３６２が振動すると、駆動側ダイヤフラム３６４は、この振動に追従して変形する。なお、第１駆動信号によって圧電素子３６０を伸縮させることを、アクチュエーターユニット３００を駆動させる、と言う。

圧電素子３６０は、伸縮を適切に実施するために、プリロードされた状態で組み付けられている。プリロードされた状態とは、圧電素子３６０が駆動側ダイヤフラム３６４に向けて押しつけられ、圧電素子３６０が伸縮方向に圧縮された状態（予圧状態）のことである。プリロードの荷重は、圧電素子３６０の最大発生力の１０〜５０％であり、具体的には４０〜２００Ｎである。このため、圧電素子３６０に駆動信号が入力されていない状態においても、駆動側ダイヤフラム３６４は、ピストン３６２を介して、圧電素子３６０から力を受ける。駆動側ダイヤフラム３６４が金属製で、液体室側ダイヤフラム２６０よりも厚く形成されているのは、プリロードを保持するためである。

上記のように駆動側ダイヤフラム３６４が変形しているため、駆動側ダイヤフラム３６４は、ピストン３６２と接着されていなくても、圧電素子３６０の収縮に追従して変形できる。

図１０及び図１１は、液体室２４０付近を拡大して示す断面図である。図１０は、装着状態を示す。図１１は、分離状態を示す。

ジョイント部２５０の内部には、液体室２４０が設けられている。液体室２４０は、窪み２４４に、液体室側ダイヤフラム２６０が覆い被さることで形成される。窪み２４４は、ジョイント部２５０において、薄く円形状に窪んだ部位である。液体室側ダイヤフラム２６０は、圧電素子３６０の伸縮に応じて変形し易いように、駆動側ダイヤフラム３６４よりも薄く形成される（例えば５０〜１００μｍ）。液体室側ダイヤフラム２６０は、直径が１３〜１５ｍｍであり、ジョイント部２５０に溶接によって固定されている。溶接位置は、図１１に示される溶接Ｙ１として示されている。液体室側ダイヤフラム２６０の素材は、金属であり、具体的にはステンレス鋼であり、さらに具体的にはＳＵＳ３０４又はＳＵＳ３１６Ｌである。

図１０に示すように、液体室側ダイヤフラム２６０及び駆動側ダイヤフラム３６４は、装着状態において接触する。このため、先述したように駆動側ダイヤフラム３６４が変形すると、液体室側ダイヤフラム２６０も同様に変形する。

駆動側ダイヤフラム３６４が変形すると、液体室２４０の容積が変動する。この変動によって、液体室２４０内に満たされた液体の圧力が変動する。液体室２４０内の圧力が低下した際には、入口流路２４１から液体が液体室２４０に流入する。液体室２４０内の圧力が上昇した際には、液体が液体室２４０から供給管２０５に流出する。供給管２０５に流出した液体は、供給管２０５の先端から噴射される。液体室２４０内の圧力が上昇するのは間欠的なので、供給管２０５からの液体の噴射は間欠的に実施される。

上記のように、液体室側ダイヤフラム２６０及び駆動側ダイヤフラム３６４は、一体となって変形する。つまり、液体室側ダイヤフラム２６０及び可動板３６１は、一体となって変形する。図１０に示された符号４６０は、このように一体となって変形する液体室側ダイヤフラム２６０と可動板３６１とを合わせた合成ダイヤフラム４６０を示す。合成ダイヤフラム４６０は、装着状態において、１つのダイヤフラムと捉えることができる。

図１２は、液体室側ダイヤフラム２６０及び駆動側ダイヤフラム３６４の溶接について説明するための図である。ハウジング３５１には、図１２に示すように面取り３５１ｂが設けられている。面取り３５１ｂは、液体室側ダイヤフラム２６０を固定する溶接Ｙ１とハウジング３５１とが干渉しないように設けられている。

図１２に示すように、ハウジング３５１の先端は、駆動側ダイヤフラム３６４の先端よりも寸法Ｃだけ引っ込んでいる。この結果、装着状態において、液体室側ダイヤフラム２６０とハウジング３５１との間にクリアランスが発生する。駆動側ダイヤフラム３６４を固定する溶接Ｙ２の溶接痕が、このクリアランスに位置するように、溶接を実施することで、溶接Ｙ２と液体室側ダイヤフラム２６０との干渉が回避されている。

図１２に示された符号２５５は、他の形態において設けられる逃がし部２５５を示す。本実施形態では、図１０，図１１等に示すように、逃がし部２５５は設けられていない。逃がし部２５５は、ジョイント部２５０の内周において、壁が内部に向かってえぐれた部位である。逃がし部２５５を設けることによって、雌ネジ部２５３の加工が容易になる。

図１３は、ハンドピース１００が把持される様子を示す。図１３は、親指が孔５２２を塞いでいる様子を示す。図１３の紙面における下向きは、鉛直方向下向きである。

図１３に示すように、ユーザーは、谷部２２２に中指を引っ掛けるようにしてハンドピース１００を把持する。このため、ハンドピース１００が滑り落ちにくい。谷部２２２に中指が引っ掛かるのは、傾斜部２２１が鉛直方向に対して角度が付いているからである。具体的には、図１３は中心軸線Ｏ２を鉛直方向に対して２０度、傾けた状態を示しているため、傾斜部２２１と鉛直方向とがなす角度θ４は、２０度＋θ１＋θ３＝７４度である。

中指は、上記のように、筐体２１０の下面側に接触して、ハンドピース１００を把持する。このような指のことを特定指という。特定指は、傾斜部２２１のうち、吸引力調整機構５００の中心よりも長手方向の先端側に位置する部位に接触するように配置される指であると表現することもできる。

ユーザーは、ハンドピース１００を把持するために、且つ、吸引力調整機構５００を操作するために、親指で吸引力調整機構５００を押さえる。この結果、ユーザーは、親指と中指とで挟み込むようにして、ハンドピース１００を把持することになる。このような把持の仕方によって、ハンドピース１００の把持が安定する。

谷部２２２に中指を引っ掛けるようにハンドピース１００を把持すれば、中指は傾斜部２２１及び谷部形成部２１６にも接触することになる。このため、中指の長手方向の位置も安定し、把持が更に安定する。

図１４及び図１５は、ハンドピース１００の曲げ角度によって、ユーザーの筋肉の使い方がどのように変化するかを調べた実験結果を示す棒グラフである。ハンドピース１００の曲げ角度とは、角度θ１のことであり、角度θ２のことである。図１４は、長橈側手根伸筋（以下、伸筋と略す）の実験結果を示す。図１５は、橈側手根屈筋（以下、屈筋と略す）の実験結果を示す。縦軸は、％ＭＶＣ（Maximal Voluntary Contraction）である。％ＭＶＣについては後述する。

実験の条件は次の通りである。実験の準備として、被験者の利き腕の伸筋と屈筋との筋電図を測定するための電極を、被験者に取り付ける。そして、被験者に利き手でハンドピース１００を把持させ、所定の動作をさせる。所定の動作とは、用紙等に描かれた図形を、ノズル２０７（供給管２０５の先端）によって空中でなぞるように、ハンドピース１００を動かすことである。上記の動作を実行中に、筋電図を取得し続ける。

上記の筋電図の取得を、曲げ角度が異なるハンドピース１００それぞれについて実施する。具体的には０度、１０度、２０度、３５度、５０度のテストピースを用意した。曲げ角度が０度のテストピースは比較例として、１０度、２０度、３５度、５０度のテストピースは実施形態として用意した。

上記の動作の終了後、最大筋力発揮時における筋電図を計測する。つまり、被験者に、伸筋と屈筋とのそれぞれについて最大の力を入れさせ、その際の筋電図を取得する。その後、最大筋力発揮時における筋電図における値を基準に、上記動作中の筋電図の値を正規化することによって、％ＭＶＣを取得する。そして、取得した値について、平均値および標準偏差を求める。図１４及び図１５は、このようにして求めた平均値±標準偏差を示す。

図１４に示すように、伸筋の％ＭＶＣは、０度の場合は５．０１±０．３４、１０度の場合は４．６３±０．１７、２０度の場合は４．７２±０．２８、３５度の場合は４．３８±０．１７、５０度の場合は４．２７±０．３３となった。

図１５に示すように、屈筋の％ＭＶＣは、０度の場合は２．２３±０．１３、１０度の場合は２．１６±０．０４、２０度の場合は２．１７±０．０８、３５度の場合は２．２６±０．１６、５０度の場合は２．３７±０．２９となった。

伸筋については、概ね、角度が大きくなればなる程、％ＭＶＣが低下する傾向にある。一方、屈筋については、概ね、角度が大きくなればなる程、％ＭＶＣが増大する傾向にある。このため、両方の筋肉の負担を軽減するためには、中間的な角度が好ましいと言える。具体的には、１０度以上、３５度以下が好ましい。

図１６は、ケーブル類の反力を測定するための実験の様子を模式的に示す。ユーザーがハンドピース１００を操作する際、ケーブル類から反力を受ける。この反力によって、ユーザーの筋肉の使い方がどのように変化するかを調べる実験の準備として、この反力を測定した。本実施形態では、この反力を、トルクとして測定した。具体的には、ハンドピース１００の角度ωを０度から８０度まで回転させるためのトルクを測定した。角度ωとは、仮想平面Ｕ１と水平面とがなす角度である。

ケーブル類の反力を変化させるために、ケーブル類の剛性や質量を変化させ、６種類のトルク値が得られる組み合わせを用意した。そのトルク値とは、１４ｍＮｍ（ミリニュートンメートル）、１７ｍＮｍ、２０ｍＮｍ、２７ｍＮｍ、３２ｍＮｍ及び３６ｍＮｍである。トルク値は全て、角度ωを８０度に保持した時の値を表す。これらの組み合わせに加え、ケーブル類を全て取り除いたハンドピース１００を、トルク値がゼロｍＮｍのものとしてテストピースに加えた。

図１７及び図１８は、ケーブル類の反力によって、ユーザーの筋肉の使い方がどのように変化するかを調べた実験結果を示す棒グラフである。実験は、ハンドピース１００の角度についての実験と同じ手順で実施した。図１７は、伸筋の実験結果を示す。図１８は、屈筋の実験結果を示す。

図１７に示すように、伸筋については、３６ｍＮｍの場合は５．６８±０．３６、３２ｍＮｍの場合は５．２３±０．３７、２７ｍＮｍの場合は５．５０±０．２９、２０ｍＮｍの場合は４．９２±０．２２、１７ｍＮｍの場合は５．７１±０．３７、１４ｍＮｍの場合は５．５０±０．２３、０ｍＮｍの場合は５．９１±０．２９であった。

図１８に示すように、屈筋については、３６ｍＮｍの場合は３．４９±０．１０、３２ｍＮｍの場合は３．５６±０．２９、２７ｍＮｍの場合は３．６７±０．１９、２０ｍＮｍの場合は３．３６±０．２３、１７ｍＮｍの場合は３．５９±０．２６、１４ｍＮｍの場合は３．４３±０．１６、０ｍＮｍの場合は３．２１±０．１４であった。

次に、ハンドピース１００の筐体の形状によって、ユーザーの筋肉の使い方がどのように変化するかを調べた実験について説明する。図１９は、他の実施形態としてのノズルユニット２００ａを示す。ノズルユニット２００ａは、筐体２１０ａを備える。

筐体２１０ａは、屈曲部２１２と把持部２１５ａとに区分される。屈曲部２１２の形状は、先述した筐体２１０と同じである。つまり、屈曲部２１２は、先端部２１３と第１縮径部２１４とに区分される。

把持部２１５ａは、第２縮径部２１７ａと基部２１８とに区分される。基部２１８の形状は、先述した筐体２１０と同じである。把持部２１５ａは、先述した把持部２１５と異なり、谷部形成部２１６に該当する部位を有しない。よって、ノズルユニット２００ａには、谷部２２２が形成されない。

第２縮径部２１７ａは、屈曲部２１２と、基部２１８とを接続する部位であり、長手方向の先端側に向かって縮径する部位である。第２縮径部２１７ａは、傾斜部２２１ａを形成する。傾斜部２２１ａは、傾斜部２２１と同様、第２縮径部２１７ａの下面側に位置し、少なくとも一部が、筐体２１０の先端側に向かうに連れて吸引力調整機構５００に向かって接近する。本実施形態における傾斜部２２１ａは、その全部が、筐体２１０の先端側に向かうに連れて吸引力調整機構５００に向かって接近する。図１９に例示された筐体２１０ａの場合、傾斜部２２１ａと仮想平面Ｕ１とがなす角度θ３ａは、１６度に設定されている。

傾斜部２２１ａは、少なくとも一部が、長手方向について吸引力調整機構５００の中心線Ｃよりも筐体２１０の先端側に位置する。本実施形態における傾斜部２２１ａは、その一部が、吸引力調整機構５００の中心線Ｃよりも筐体２１０の先端側に位置する。

図２０は、ハンドピース１００ａが把持される様子を示す。図２０は、ユーザーの親指が、孔５２２を塞いでいる様子を示す。図２０の紙面における下向きは、鉛直方向下向きである。

図２０に示すように、ユーザーは、傾斜部２２１ａに中指を配置してハンドピース１００ａを把持する。図２０においても、中心軸線Ｏ２と鉛直方向とがなす角度が２０度であるので、傾斜部２２１ａと鉛直方向とがなす角度θ４ａは５４度になる。角度θ４ａが５４度であれば、ハンドピース１００の場合と同様、中指を引っ掛けるようにしてハンドピース１００を把持できる。さらに、ハンドピース１００の場合と同様、ユーザーは、親指と中指とで挟み込むようにしてハンドピース１００を把持するので、把持が安定する。

図２１は、比較例としてのハンドピース１００ｂを示す。ハンドピース１００ｂの筐体２１０ｂの断面は、概ね円形である。ハンドピース１００ｂの長手方向は、ハンドピース１００ｂが最も長く見えるように見た際において、その長さの方向として定義される。筐体２１０ｂは、長手方向に、全体的に真っ直ぐな形状をしており、径の変化は僅かである。筐体２１０ｂにおいて最も太い部位の外径は、外径Ｄ２である。外径Ｄ２は、ノズルユニット２００，２００ａの基部２１８における外径Ｄ１よりも細い。

ハンドピース１００ｂの内部構造は、概ね、ハンドピース１００と同じである。ハンドピース１００ｂは、ハンドピース１００と同様に、吸引力調整機構５００を備える。

図２２は、ハンドピース１００ｂが把持される様子を示す。図２２は、ユーザーの親指が、孔５２２を塞いでいる様子を示す。図２２の紙面における下向きは、鉛直方向下向きである。

図２２に示すように、ハンドピース１００，１００ａの場合と異なり、ユーザーは、吸引力調整機構５００を下に向けて、ハンドピース１００ｂを把持する。ここでいう「吸引力調整機構５００を下に向ける」とは、長手方向を中心にして筐体２１０ｂを回転させることによって、吸引力調整機構５００が鉛直方向の最も下に位置するように把持することである。

ハンドピース１００ｂの場合、指が引っ掛かる部位がない。このため摩擦力によって保持しなければならないので、ユーザーは、力を入れて把持することになる。しかも、ハンドピース１００ｂの場合、親指と人差し指との付け根付近で握り込む部位の外径が細い（外径Ｄ２）ので、対応する部位（基部２１８）の外径（外径Ｄ１）が太いハンドピース１００に比べ、握りにくい。

図２３は、ハンドピース１００の筐体の形状がユーザーの筋肉に与える影響について調べた実験を示す棒グラフである。この実験は、上記のハンドピース１００，１００ａ，１００ｂをテストピースとし、先述した実験と同じ手法を用いて、屈筋を対象に実施したものである。なお、ハンドピース１００，１００ａにおける角度θ１は、２０度に設定した。また、ハンドピース１００，１００ａの場合、ケーブル類のトルク値は１７ｍＮｍ、ハンドピース１００ｂの場合は３６ｍＮｍに設定した。

比較例としてのハンドピース１００ｂの場合は８．５±５．３、実施形態としてのハンドピース１００ａの場合は４．５±１．８、実施形態としてのハンドピース１００の場合は５．６±２．３であった。

上記の結果から、ハンドピース１００ａが最も筋肉の負担が小さいといえる。ハンドピース１００であっても、ハンドピース１００ｂに比べれば、十分に筋肉の負担は軽減されている。また、ハンドピース１００については、先述したように、中指を引っ掛けるようにして把持することで、ハンドピース１００が滑り落ちにくいという利点がある。

図２４は、右手でハンドピース１００が把持された様子を示す斜視図である。図２５は、左手でハンドピース１００が把持された様子を示す斜視図である。ユーザーは、左右いずれの手で把持しても、ユーザーにとって自然な姿勢で、供給管２０５及び吸引管４００を下に向けることができる。このような効果を得ることができるのは、把持部２１５に対して、供給管２０５および吸引管４００が下向きに屈曲しているからである。

本発明は、本明細書の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現できる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、先述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、先述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことができる。その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除できる。例えば、以下のものが例示される。

手術用ハンドピースは、液体を利用した手術を実現するための医療機器に用いられるものであってもよい。例えば、超音波を利用して生体組織を破砕するタイプのものであってもよい。このような手術装置であっても、供給管２０５から液体を供給し、液体や切除した生体組織を吸引管４００から吸引する構成は、実施形態で説明したものと同様なものを採用してもよい。筐体上面に吸引力調整機構が設けられていなくとも、ユーザーが本実施形態と同様の把持を行う手術装置であってもよい。

特定指は、中指（第３）のみでなくてもよく、第２指から第５指までの何れか１本でもよいし、２本以上でもよい。

実施形態においてはアクチュエーターとして圧電素子を用いる構成を採用したが、レーザーや光メーザーを用いて液体を噴射する構成や、ポンプ等により液体を加圧し、液体を噴射する構成を採用してもよい。光メーザーを用いて液体を噴射する構成とは、光メーザーを液体に照射して液体中に気泡を発生させ、この気泡の発生によって引き起こされる液体の圧力上昇を利用する構成である。

実施形態においては間欠的に液体を噴射する構成を採用したが、連続的に液体を噴射する機能を備えた構成を採用してもよい。例えば、間欠的な噴射と連続的な噴射とを使い分けることができる構成でもよい。実施形態のハードウエア構成を利用して連続的な噴射を実施するために、アクチュエーターユニットの駆動を停止または低下させた状態でチューブポンプのみを駆動させてもよい。この構成の場合、間欠的な噴射を切除のために実施し、連続的な噴射を洗浄のために実施してもよい。
或いは、連続的な噴射のみが実施できる構成でもよい。この構成の場合、連続的な噴射によって切除を実施してもよい。

実施形態として説明したハンドピースは、吸引装置に用いてもよい。吸引装置とは、液体等を吸引するための装置であり、液体を供給する機能を有しない装置のことである。

ノズルユニットとアクチュエーターユニットとが一体に構成されていてもよい。このように一体となって構成されたものを、ノズルユニットと捉えてもよいし、ハンドピースと捉えてもよい。この構成では、ダイヤフラムは１枚でもよい。
噴射する液体は、純水でもよいし薬液でもよい。

２０…液体噴射装置、３０…制御部、３１…アクチュエーター用ケーブル、３２…ポンプ用ケーブル、３５…フットスイッチ、４０…吸引器、４１…吸引チューブ、４５…結束部材、５０…液体供給装置、５１…給水バッグ、５２…スパイク針、５３ａ…第１コネクター、５３ｂ…第２コネクター、５３ｃ…第３コネクター、５３ｄ…第４コネクター、５３ｅ…第５コネクター、５４ａ…第１給水チューブ、５４ｂ…第２給水チューブ、５４ｃ…第３給水チューブ、５４ｄ…第４給水チューブ、５５…ポンプチューブ、５６…閉塞検出機構、５７…フィルター、６０…チューブポンプ、１００…ハンドピース、１００ａ…ハンドピース、１００ｂ…ハンドピース、２００…ノズルユニット、２００ａ…ノズルユニット、２０５…供給管、２０７…ノズル、２１０…筐体、２１０ａ…筐体、２１０ｂ…筐体、２１１…凹部、２１２…屈曲部、２１３…先端部、２１４…第１縮径部、２１５…把持部、２１５ａ…把持部、２１６…谷部形成部、２１７…第２縮径部、２１７ａ…第２縮径部、２１８…基部、２２１…傾斜部、２２１ａ…傾斜部、２２２…谷部、２３０…吸引流路部材、２４０…液体室、２４１…入口流路、２４２…入口流路管、２５０…ジョイント部、２５３…雌ネジ部、２５５…逃がし部、２６０…液体室側ダイヤフラム、３００…アクチュエーターユニット、３１０…連結部、３１１…第１ケース、３１２…第２ケース、３１３…第３ケース、３１４…保持部材、３１５…金属板、３１６…第１ネジ、３１７…第２ネジ、３１８…第３ネジ、３５０…駆動部、３５１…ハウジング、３５１ａ…雄ネジ部、３５３…固定部材、３６０…圧電素子、３６１…可動板、３６２…ピストン、３６４…駆動側ダイヤフラム、４００…吸引管、４１０…凸部、４６０…合成ダイヤフラム、５００…吸引力調整機構、５２２…孔

Claims (6)

1. 液体を吸引するための吸引流路部材と、
   前記吸引流路部材に通じる孔を備える吸引力調整機構と、
   前記吸引流路部材および前記吸引力調整機構を有する筐体と、を備え、
   前記筐体は、上面側に前記吸引力調整機構が設けられ、ユーザーによって把持される把持部と、前記把持部の先端側に位置し、前記把持部に対して斜め下向きに屈曲する屈曲部と、を備え、
   前記把持部は、少なくとも一部が前記筐体の長手方向についての前記吸引力調整機構の中心よりも前記筐体の先端側、且つ前記筐体の下面側に位置し、前記先端側に向かうに連れて上面側に傾斜する傾斜部を備える
   手術用ハンドピース。
2. 前記把持部は、前記傾斜部に先端側で接続された谷部形成部を備え、
   前記筐体の下面側、且つ、前記傾斜部と前記谷部形成部との境界に位置し、前記吸引力調整機構に向かって凹んだ谷部を備える
   請求項１に記載の手術用ハンドピース。
3. 前記把持部と前記屈曲部とがなす角度は、１０度以上３５度以下である
   請求項１又は請求項２に記載の手術用ハンドピース。
4. 手術に利用される液体を外部に供給するための供給管を備える
   請求項１から請求項３までの何れか一項に記載の手術用ハンドピース。
5. 前記供給管は、液体を間欠的に噴射するためのものである
   請求項４に記載の手術用ハンドピース。
6. 請求項５に記載の手術用ハンドピースを備えた液体噴射装置。

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