本發(fā)明涉及一種利用超聲波振動切削例如硬骨組織和軟骨組織的超聲波探頭。
背景技術(shù):
在專利文獻(xiàn)1中公開了一種具備超聲波探頭(超聲波變幅桿)的超聲波處理系統(tǒng)。在該超聲波處理系統(tǒng)中,在振動產(chǎn)生部(超聲波振動機(jī)構(gòu))產(chǎn)生的超聲波振動在超聲波探頭中從基端側(cè)向頂端側(cè)傳遞。在超聲波探頭的頂端部作為面狀的處理部位形成有手術(shù)刀部。在手術(shù)刀部,超聲波探頭的外表面形成為凸凹狀。在使手術(shù)刀部接觸到患部的狀態(tài)下,通過向手術(shù)刀部傳遞超聲波振動來切削患部?;疾坷缡枪恰⑵渌挠残越M織。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開2005-152098號公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的問題
作為處理,有時在利用內(nèi)窺鏡(硬性鏡)進(jìn)行觀察的條件下在關(guān)節(jié)切削患部。在這種情況下,將超聲波探頭的頂端部向狹窄的腔中插入,使超聲波探頭的處理部位與患部接觸。然后,在使處理部位接觸到患部的狀態(tài)下,通過向處理部位傳遞超聲波振動來切削患部。
所述專利文獻(xiàn)1的超聲波探頭具有彎曲部,該彎曲部配設(shè)在探頭主體部的頂端部,相對于探頭主體部在小于直角的范圍內(nèi)彎折。在從基端沿著長度軸線朝向頂端觀察探頭主體部時,彎曲部始終配置在探頭主體部的投影面外。因此,所述專利文獻(xiàn)1的超聲波探頭在接觸到患部之前有可能接觸到除患部之外的部位而損傷除患部之外的部位。這樣,超聲波探頭并不適合在狹窄的腔中處理患部,尋求一種在狹窄的空間中也能夠容易地接近患部的形狀。
本發(fā)明即是鑒于這些情況而完成的,其目的在于提供一種超聲波探頭,該超聲波探頭具有即使在狹窄的空間中也能夠容易地接近患部的形狀。
用于解決問題的方案
本發(fā)明的一個技術(shù)方案的超聲波探頭具備:探頭主體部,其沿著長度軸線延伸設(shè)置,在從基端側(cè)向頂端側(cè)傳遞超聲波振動的狀態(tài)下該探頭主體部以規(guī)定的頻率范圍中的頻率進(jìn)行振動;以及彎曲延伸設(shè)置部,其相對于所述探頭主體部設(shè)于所述頂端側(cè),在將與所述長度軸線交叉的1個方向設(shè)為第1交叉方向的情況下,該彎曲延伸設(shè)置部以相對于所述探頭主體部向第1交叉方向側(cè)彎曲的狀態(tài)延伸設(shè)置,所述彎曲延伸設(shè)置部具備朝向所述第1交叉方向側(cè)的第1彎曲外表面和朝向與所述第1交叉方向相反的相反側(cè)即第2交叉方向側(cè)的第2彎曲外表面,所述第1彎曲外表面開始相對于所述長度軸線向所述第1交叉方向側(cè)彎曲的第1彎曲開始位置位于比所述第2彎曲外表面開始相對于所述長度軸線向所述第1交叉方向側(cè)彎曲的第2彎曲開始位置靠所述頂端側(cè)的位置。
發(fā)明的效果
采用本發(fā)明,能夠提供一種超聲波探頭,該超聲波探頭具有即使在狹窄的空間中也能夠容易地接近患部的形狀。
附圖說明
圖1是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的超聲波處理系統(tǒng)的圖。
圖2是從第1寬度方向側(cè)觀察第1實(shí)施方式的振動體單元的概略圖。
圖3是從第1寬度方向側(cè)觀察第1實(shí)施方式的超聲波探頭的頂端部的概略圖。
圖4是從第2交叉方向側(cè)觀察第1實(shí)施方式的超聲波探頭的頂端部的概略圖。
圖5A是放大地表示第1實(shí)施方式的超聲波探頭的彎曲部的截面積減少部和其周邊的概略圖。
圖5B是圖5A的5B-5B線剖視圖。
圖6是放大地表示第1實(shí)施方式的超聲波探頭的彎曲部的處理部和其周邊的概略圖。
圖7是表示第1實(shí)施方式的振動體單元以規(guī)定的頻率范圍中的頻率進(jìn)行縱向振動的狀態(tài)下的、從頂端側(cè)數(shù)第2個振動波腹和最頂端側(cè)的振動波腹之間的縱向振動的振幅和由超聲波振動引起的應(yīng)力的概略圖。
圖8A是表示超聲波探頭的處理的一個例子的概略圖。
圖8B是表示超聲波探頭的處理的與圖8A不同的一個例子的概略圖。
圖9是從第1寬度方向側(cè)觀察第2實(shí)施方式的超聲波探頭的頂端部的概略圖。
圖10是從第2交叉方向側(cè)觀察第2實(shí)施方式的超聲波探頭的頂端部的概略圖。
圖11是放大地表示第2實(shí)施方式的超聲波探頭的彎曲的處理部和其周邊的概略圖以及11-11線剖視圖。
圖12是從第1寬度方向側(cè)觀察第3實(shí)施方式的超聲波探頭的頂端部的概略圖。
圖13是從第2交叉方向側(cè)觀察第3實(shí)施方式的超聲波探頭的頂端部的概略圖。
圖14是從圖12的箭頭XIV的方向觀察第3實(shí)施方式的第2彎曲延伸設(shè)置部的概略圖。
圖15是從第1寬度方向側(cè)觀察第3實(shí)施方式的第2彎曲延伸設(shè)置部的概略圖。
圖16是圖12的XVI-XVI線剖視圖。
圖17是從肩關(guān)節(jié)的前方側(cè)觀察利用第3實(shí)施方式的超聲波處理系統(tǒng)在肩關(guān)節(jié)切削骨的狀態(tài)的概略圖。
圖18是從肩關(guān)節(jié)的后方側(cè)觀察利用第3實(shí)施方式的超聲波處理系統(tǒng)在肩關(guān)節(jié)切削骨的狀態(tài)的概略圖。
圖19是表示第3實(shí)施方式的超聲波探頭的彎曲延伸設(shè)置部的第1切削面接觸到肩峰的下表面的狀態(tài)的概略圖。
圖20是表示第3實(shí)施方式的超聲波探頭的彎曲延伸設(shè)置部的第1切削面與肩峰的下表面接觸到與圖19不同的位置的狀態(tài)的概略圖。
圖21是從第1寬度方向側(cè)觀察第4實(shí)施方式的超聲波探頭的頂端部的概略圖。
圖22是從第2交叉方向側(cè)觀察第4實(shí)施方式的超聲波探頭的頂端部的概略圖。
圖23是從第1寬度方向側(cè)觀察第4實(shí)施方式的第2彎曲延伸設(shè)置部的概略圖。
圖24是圖23的XXIV-XXIV線剖視圖。
具體實(shí)施方式
(第1實(shí)施方式)
參照圖1~圖10說明本發(fā)明的第1實(shí)施方式。圖1是表示本實(shí)施方式的超聲波處理系統(tǒng)1的圖。如圖1所示,超聲波處理系統(tǒng)1具有超聲波處理器具(手持件)2、能量控制裝置3以及振子單元5。超聲波處理器具2具有長度軸線C。在此,將與長度軸線C平行的方向設(shè)為長度軸線方向。長度軸線方向的一個方向是頂端側(cè)(圖1的箭頭C1側(cè)),與頂端側(cè)相反的方向是基端側(cè)(圖1的箭頭C2側(cè))。
超聲波處理器具2包括保持單元6、護(hù)套7以及超聲波探頭8。保持單元6包括供手術(shù)人員保持的保持外殼11和安裝于保持外殼11且供手術(shù)人員操作的作為能量操作輸入部的能量操作按鈕12。在保持單元6的頂端側(cè)連結(jié)有沿著長度軸線C延伸設(shè)置的中空的筒狀構(gòu)件即護(hù)套7。在該護(hù)套7的內(nèi)部貫穿有超聲波探頭(振動傳遞構(gòu)件)8。另外,超聲波探頭8的頂端部從護(hù)套7的頂端朝向頂端側(cè)突出。
此外,在保持單元6的基端側(cè)連結(jié)有具有振子殼13的振子單元5。在振子單元5上連接有線纜15的一端。線纜15的另一端連接于能量控制裝置3。能量控制裝置3包括:電源、用于將來自電源的電力轉(zhuǎn)換為振動產(chǎn)生電力的轉(zhuǎn)換電路、具有CPU(Central Processing Unit:中央處理單元)或ASIC(application specific integrated circuit:專用集成電路)的處理器(控制部)、以及存儲器等存儲介質(zhì)。在保持外殼11的內(nèi)部設(shè)有開關(guān)(未圖示),該開關(guān)利用在能量操作按鈕12中輸入的能量操作而使開閉狀態(tài)發(fā)生變化。開關(guān)經(jīng)由穿過振子單元5和線纜15的內(nèi)部延伸設(shè)置的信號路徑與能量控制裝置3的處理器電連接。此外,在超聲波處理系統(tǒng)1中,振動體單元20穿過保持外殼11的內(nèi)部和振子殼13的內(nèi)部延伸設(shè)置。
圖2是表示振動體單元20的結(jié)構(gòu)的圖。如圖2所示,振動體單元20包括:前述的超聲波探頭8、作為振動產(chǎn)生部的由多個壓電元件構(gòu)成的超聲波振子21以及中繼傳遞構(gòu)件22。超聲波振子21和中繼傳遞構(gòu)件22配置在振子殼13的內(nèi)部,中繼傳遞構(gòu)件22被振子殼13支承。超聲波振子21安裝于中繼傳遞構(gòu)件22。在保持外殼11的內(nèi)部,在中繼傳遞構(gòu)件22的頂端側(cè)連接有超聲波探頭8。在中繼傳遞構(gòu)件22上設(shè)有與長度軸線C垂直的截面積隨著朝向頂端側(cè)而減少的截面積變化部23。截面積變化部(變幅桿部)23位于比超聲波振子21靠頂端側(cè)的位置。在超聲波振子21上連接有電布線25A、25B的一端。電布線25A、25B穿過線纜15的內(nèi)部延伸設(shè)置,其另一端連接于能量控制裝置3。
利用在能量操作按鈕12中輸入的能量操作而使開關(guān)成為關(guān)閉狀態(tài),從而在能量控制裝置3中,控制部控制轉(zhuǎn)換電路,經(jīng)由電布線25A、25B向超聲波振子21供給振動產(chǎn)生電力(振動產(chǎn)生電流)。由此,利用超聲波振子21產(chǎn)生超聲波振動,產(chǎn)生的超聲波振動經(jīng)由中繼傳遞構(gòu)件22被傳遞到超聲波探頭8。此時,在中繼傳遞構(gòu)件22的截面積變化部23,超聲波振動的振幅放大。
超聲波探頭8具備沿著長度軸線C延伸設(shè)置的探頭主體部31。探頭主體部31以長度軸線C為軸中心大致筆直地延伸設(shè)置。在探頭主體部31的基端側(cè)設(shè)有卡合連接部32。通過使卡合連接部32與設(shè)置于中繼傳遞構(gòu)件22的卡合槽(未圖示)卡合(例如利用內(nèi)螺紋和外螺紋之間的螺紋接合),從而在中繼傳遞構(gòu)件22的頂端側(cè)連接探頭主體部31。通過將探頭主體部31連接于中繼傳遞構(gòu)件22,從而使形成于探頭主體部31的基端的抵接面33與中繼傳遞構(gòu)件22抵接。從中繼傳遞構(gòu)件22經(jīng)由抵接面33向探頭主體部31傳遞超聲波振動。
通過向探頭主體部31傳遞超聲波振動,從而在探頭主體部31(超聲波探頭8)中從基端側(cè)向頂端側(cè)傳遞超聲波振動。在探頭主體部31傳遞超聲波振動的狀態(tài)下,振動體單元20以包含規(guī)定的頻率在內(nèi)的規(guī)定的頻率范圍中的頻率進(jìn)行振動方向與長度軸線方向平行的縱向振動。此時,作為縱向振動的振動波腹之一的振動波腹(最基端振動波腹)A1位于振動體單元20的基端(中繼傳遞構(gòu)件22的基端),作為縱向振動的振動波腹之一的振動波腹(最頂端振動波腹)A2位于振動體單元20的頂端(超聲波探頭8的頂端)。在此,振動波腹A1在縱向振動的振動波腹中位于最基端側(cè),振動波腹A2在縱向振動的振動波腹中位于最頂端側(cè)。在一個實(shí)施例中,振動體單元20被設(shè)計(jì)為通過傳遞超聲波振動而以47kHz(規(guī)定的頻率)進(jìn)行縱向振動的狀態(tài),實(shí)際上振動體單元20以46kHz以上且48kHz以下的頻率范圍(規(guī)定的頻率范圍)中的頻率進(jìn)行縱向振動。
超聲波探頭8在長度軸線方向上從頂端到基端(卡合連接部32的基端)具有全長L1。在一個實(shí)施例中,全長L1優(yōu)選為183.1mm。此外,超聲波探頭8在長度軸線方向上從頂端到抵接面33(探頭主體部31的基端)具有長度尺寸L2。在一個實(shí)施例中,長度尺寸L2優(yōu)選為177.1mm。
在探頭主體部31上設(shè)有變幅桿部(第1變幅桿部)35。在變幅桿部35中,與長度軸線C垂直的截面積隨著朝向頂端側(cè)而減少。變幅桿部(截面積減少部)35位于比抵接面33靠頂端側(cè)的位置,探頭主體部31在長度軸線方向上從抵接面33到變幅桿部35的基端(振動輸入端)E1具有長度尺寸L3。在一個實(shí)施例中,長度尺寸L3優(yōu)選為29mm。此外,變幅桿部(第1變幅桿部)35在長度軸線方向上從基端(振動輸入端)E1到頂端(振動輸出端)E2具有變幅桿長度尺寸(第1變幅桿長度尺寸)L4。在一個實(shí)施例中,變幅桿長度尺寸L4優(yōu)選為20mm。
探頭主體部31在長度軸線方向上從抵接面33到變幅桿部35的基端E1其外徑保持大致恒定。因而,在探頭主體部31中,在抵接面33和變幅桿部35的基端E1具有外徑D1。在一個實(shí)施例中,外徑D1優(yōu)選為7mm。此外,在變幅桿部35中由于截面積隨著朝向頂端側(cè)而減少,因此,在變幅桿部35的頂端E2,探頭主體部31具有比外徑D1小的外徑D2。即,在變幅桿部35中,探頭主體部31的外徑隨著朝向頂端側(cè)而從外徑D1減少到外徑D2。在一個實(shí)施例中,外徑D2優(yōu)選為3.8mm。
在振動體單元20以規(guī)定的頻率范圍(例如46kHz以上且48kHz以下)中的頻率進(jìn)行縱向振動的狀態(tài)下,作為縱向振動的振動波節(jié)之一的振動波節(jié)N1位于變幅桿部35的基端E1或者基端E1的附近,縱向振動的任一個振動波腹均位于在長度軸線方向上自變幅桿部35遠(yuǎn)離的位置。因此,在截面積隨著朝向頂端側(cè)而減少的變幅桿部35中,縱向振動(超聲波振動)的振幅放大。在一個實(shí)施例中,向變幅桿部35的基端E1傳遞振動波腹處的振幅為18μm的縱向振動,在變幅桿部35中縱向振動的振幅放大。另外,在振動體單元20以包含在規(guī)定的頻率范圍中的規(guī)定的頻率(例如47kHz)進(jìn)行縱向振動的狀態(tài)下,振動波節(jié)N1位于變幅桿部35的基端E1。
在探頭主體部31上設(shè)有變幅桿部(第2變幅桿部)36。在變幅桿部36中,與長度軸線C垂直的截面積隨著朝向頂端側(cè)而減少。變幅桿部(截面積減少部)36位于比變幅桿部(第1變幅桿部)35靠頂端側(cè)的位置,探頭主體部31在長度軸線方向上從抵接面33到變幅桿部36的基端(振動輸入端)E3具有長度尺寸L5。在一個實(shí)施例中,長度尺寸L5優(yōu)選為88.1mm。此外,變幅桿部(第2變幅桿部)36在長度軸線方向上從基端(振動輸入端)E3到頂端(振動輸出端)E4具有變幅桿長度尺寸(第2變幅桿長度尺寸)L6。在一個實(shí)施例中,變幅桿長度尺寸L6優(yōu)選為14mm。
探頭主體部31在長度軸線方向上從變幅桿部(第1變幅桿部)35的頂端E2到變幅桿部(第2變幅桿部)36的基端E3其外徑保持大致恒定。因而,在探頭主體部31中,在變幅桿部36的基端E3具有外徑D2。即,在變幅桿部35的頂端E2和變幅桿部36的基端E3,探頭主體部31的外徑為外徑D2,成為大致相同的大小。此外,由于在變幅桿部36中截面積隨著朝向頂端側(cè)而減少,因此,在變幅桿部36的頂端E4,探頭主體部31具有比外徑D2小的外徑D3。即,在變幅桿部36中,探頭主體部31的外徑隨著朝向頂端側(cè)而從外徑D2減少到外徑D3。在一個實(shí)施例中,外徑D3優(yōu)選為2.7mm。
在振動體單元20以規(guī)定的頻率范圍(例如46kHz以上且48kHz以下)中的頻率進(jìn)行縱向振動的狀態(tài)下,作為縱向振動的振動波節(jié)之一的振動波節(jié)N2位于變幅桿部36的基端E3或者基端E3的附近,縱向振動的任一個振動波腹均位于在長度軸線方向上自變幅桿部36遠(yuǎn)離的位置。因此,在截面積隨著朝向頂端側(cè)而減少的變幅桿部36中,縱向振動(超聲波振動)的振幅被放大。另外,在振動體單元20以包含在規(guī)定的頻率范圍中的規(guī)定的頻率(例如47kHz)進(jìn)行縱向振動的狀態(tài)下,振動波節(jié)N2位于變幅桿部36的基端E3。此外,在振動體單元20以規(guī)定的頻率范圍中的頻率進(jìn)行縱向振動的狀態(tài)下,振動波節(jié)N2位于比振動波節(jié)N1靠頂端側(cè)的位置。
在探頭主體部31上設(shè)有截面積增加部37。在截面積增加部37中,與長度軸線C垂直的截面積隨著朝向頂端側(cè)而增加。截面積增加部37位于比變幅桿部(第2變幅桿部)36靠頂端側(cè)的位置,探頭主體部31在長度軸線方向上從抵接面33到截面積增加部37的頂端(振動輸出端)E6具有長度尺寸L7。在一個實(shí)施例中,長度尺寸L7優(yōu)選為116.7mm。此外,截面積增加部37在長度軸線方向上從基端(振動輸入端)E5到頂端(振動輸出端)E6具有延伸設(shè)置尺寸L8。由于延伸設(shè)置尺寸L8較小,因此,在截面積增加部37中從基端E5到頂端E6的距離變小。
探頭主體部31在長度軸線方向上從變幅桿部(第2變幅桿部)36的頂端E4到截面積增加部37的基端E5其外徑保持大致恒定。因而,在探頭主體部31中,在截面積增加部37的基端E5具有外徑D3。即,在變幅桿部36的頂端E4和截面積增加部27的基端E5,探頭主體部31的外徑為外徑D3,成為大致相同的大小。此外,由于在截面積增加部37中截面積隨著朝向頂端側(cè)而增加,因此,在截面積增加部37的頂端E6,探頭主體部31具有比外徑D3大的外徑D4。即,在截面積增加部37中,探頭主體部31的外徑隨著朝向頂端側(cè)而從外徑D3增加到外徑D4。在一個實(shí)施例中,外徑D4與變幅桿部36的基端E3處的外徑D2大致相同。在這種情況下,外徑D4優(yōu)選為3.8mm。
在振動體單元20以規(guī)定的頻率范圍中的頻率進(jìn)行縱向振動的狀態(tài)下,作為縱向振動的振動波腹之一的振動波腹A3位于截面積增加部37。由于由超聲波振動引起的應(yīng)力為零的振動波腹A3位于截面積增加部37,因此,即使在截面積隨著朝向頂端側(cè)而增加的截面積增加部37中,縱向振動(超聲波振動)的振幅也基本上不減少。另外,在振動體單元20以規(guī)定的頻率范圍中的頻率進(jìn)行縱向振動的狀態(tài)下,振動波腹A3位于比振動波節(jié)N2靠頂端側(cè)的位置,在本實(shí)施方式中,振動波腹A3在縱向振動的振動波腹中位于頂端側(cè)數(shù)第2個。
探頭主體部31具備借助彈性構(gòu)件(未圖示)支承于護(hù)套7的被支承部38。被支承部38位于比截面積增加部37靠頂端側(cè)的位置。探頭主體部31在長度軸線方向上從截面積增加部37的頂端E6到被支承部38的基端E7具有長度尺寸L9。在一個實(shí)施例中,長度尺寸L9優(yōu)選為24.1mm。此外,被支承部38在長度軸線方向上從基端E7到頂端E8具有延伸設(shè)置尺寸L10。延伸設(shè)置尺寸L10較小,在一個實(shí)施例中,延伸設(shè)置尺寸L10為3mm。
探頭主體部31在長度軸線方向上從截面積增加部37的頂端E6到被支承部38的基端E7其外徑保持大致恒定。因而,在探頭主體部31中,在被支承部38的基端E7具有外徑D4。即,在截面積增加部37的頂端E6和被支承部38的基端E7,探頭主體部31的外徑為外徑D4,成為大致相同的大小。在被支承部38的基端部,探頭主體部31的外徑從外徑D4減少到外徑D5。在一個實(shí)施例中,外徑D5比外徑D4小0.4mm左右。在被支承部38中,在長度軸線方向上的大部分范圍內(nèi),探頭主體部31的外徑被保持為外徑D5且大致恒定。而且,在被支承部38的頂端部,探頭主體部31的外徑從外徑D5增加到外徑D6。由此,探頭主體部31在被支承部38的頂端E8具有外徑D6。被支承部38的頂端E8處的外徑D6與被支承部38的基端E7處的外徑D4大致相同。因此,在被支承部38的基端E7和頂端E8,與長度軸線C垂直的探頭主體部31的截面積大致相同。在一個實(shí)施例中,外徑D6優(yōu)選為3.8mm。
在振動體單元20以規(guī)定的頻率范圍中的頻率進(jìn)行縱向振動的狀態(tài)下,作為縱向振動的振動波節(jié)之一的振動波節(jié)N3位于被支承部38。因此,探頭主體部31(超聲波探頭8)即使在進(jìn)行縱向振動的狀態(tài)下,在被支承部38也借助彈性構(gòu)件安裝于護(hù)套7。此外,由于在縱向振動的振動波節(jié)N3處支承于護(hù)套7,因此,在振動體單元20以規(guī)定的頻率范圍中的頻率進(jìn)行縱向振動的狀態(tài)下,防止超聲波振動從被支承部38向護(hù)套7傳遞。在振動體單元20以規(guī)定的頻率范圍中的頻率進(jìn)行縱向振動的狀態(tài)下,振動波節(jié)(最頂端振動波節(jié))N3位于比振動波節(jié)N2靠頂端側(cè)的位置,在縱向振動的振動波節(jié)中位于最頂端側(cè)。此外,由于在被支承部38的基端E7和頂端E8中探頭主體部31的與長度軸線C垂直的截面積大致相同,因此,在被支承部38中,縱向振動的振幅基本上不變。
此外,護(hù)套7的頂端位于比被支承部38的頂端E8靠頂端側(cè)的位置。因而,在振動體單元20以規(guī)定的頻率范圍中的頻率進(jìn)行縱向振動的狀態(tài)下,在振動波節(jié)中位于最頂端側(cè)的振動波節(jié)N3位于護(hù)套7的內(nèi)部。
圖3和圖4是表示超聲波探頭8的頂端部的結(jié)構(gòu)的圖。在此,將與長度軸線C交叉(大致垂直)的某一個方向設(shè)為第1交叉方向(在圖2和圖3上分別是箭頭P1的方向),將與第1交叉方向(第1垂直方向)相反的方向設(shè)為第2交叉方向(在圖2和圖3上分別是箭頭P2的方向)。此外,將與長度軸線C交叉(大致垂直)且與第1交叉方向(第1垂直方向)和第2交叉方向(第2垂直方向)垂直(交叉)的兩個方向上的一個方向設(shè)為第1寬度方向(在圖4中是箭頭B1的方向)。而且,將與第1寬度方向相反的方向設(shè)為第2寬度方向(在圖4中是箭頭B2的方向)。在此,圖2和圖3是從第1寬度方向側(cè)觀察超聲波探頭8的圖,圖4是從第2垂直方向側(cè)觀察超聲波探頭8的圖。另外,在圖3中用虛線S1和虛線S2表示的范圍自護(hù)套7的頂端向頂端側(cè)突出。
如圖3和圖4所示,探頭主體部31延伸設(shè)置到比被支承部38靠頂端側(cè)的位置。即,探頭主體部31的頂端E9位于比被支承部38的頂端E8靠頂端側(cè)的位置。其中,被支承部38的頂端E8和探頭主體部31的頂端E9之間的長度軸線方向上的距離較小,在一個實(shí)施例中為0.6mm左右。
像前述那樣,在探頭主體部31中,在變幅桿部(第1變幅桿部)35和變幅桿部(第2變幅桿部)36中縱向振動的振幅放大,在截面積增加部37和被支承部38中縱向振動的振幅基本上不變。由于是前述那樣的結(jié)構(gòu),因此,在一個實(shí)施例中,在向探頭主體部31的基端(抵接面33)傳遞了振動波腹處的振幅為18μm的縱向振動的情況下,在探頭主體部31的頂端E9中成為振動波腹處的振幅為80μm的縱向振動。
在超聲波探頭8中,頂端結(jié)構(gòu)部31a與探頭主體部31的頂端側(cè)連續(xù)。例如探頭主體部31的比頂端E9靠前方的部位作為頂端結(jié)構(gòu)部31a發(fā)揮功能。
如圖3所示,頂端結(jié)構(gòu)部31a具有包含后述的刀尖部143的基準(zhǔn)面31b和配設(shè)在與基準(zhǔn)面31b相反側(cè)的相反面31c?;鶞?zhǔn)面31b是頂端結(jié)構(gòu)部31a的上表面,相反面31c是頂端結(jié)構(gòu)部31a的下表面。此外,基準(zhǔn)面31b朝向第1交叉方向側(cè),相反面31c朝向第2交叉方向側(cè)。基準(zhǔn)面31b和相反面31c以頂端結(jié)構(gòu)部31a隨著朝向頂端結(jié)構(gòu)部31a的頂端E50而變細(xì)的方式縮窄。如圖3和圖4所示,在基準(zhǔn)面31b和相反面31c中,縮窄開始位置S1在長度軸線C方向上處于自頂端E50離開長度尺寸L50的位置。長度尺寸L50優(yōu)選為32mm?;鶞?zhǔn)面31b和相反面31c的縮窄開始位置S3是錐形部101的基端和探頭主體部31的頂端E9之間的連續(xù)位置,處于探頭主體部31和錐形部101之間的交界位置。
如圖3和圖4所示,在頂端結(jié)構(gòu)部31a的圓周方向上,基準(zhǔn)面31b和相反面31c與頂端結(jié)構(gòu)部31a的兩側(cè)面31d連續(xù)。兩側(cè)面31d中的一者朝向第1寬度方向側(cè),兩側(cè)面31d中的另一者朝向第2寬度方向側(cè)。如圖4所示,兩側(cè)面31d的一部分以朝向頂端E50變細(xì)的方式縮窄。如圖3和圖4所示,在兩側(cè)面31d,兩側(cè)面31d的縮窄開始位置S4在長度軸線C方向上位于自頂端E50離開長度尺寸L51的位置。長度尺寸L51優(yōu)選為25mm。另外,在兩側(cè)面31d的比縮窄結(jié)束位置S5靠頂端側(cè)的位置,兩側(cè)面31d不縮窄,如圖4所示,縮窄結(jié)束位置S5處于自頂端E50離開長度尺寸L53的位置。長度尺寸L53優(yōu)選為10mm。此外,在從縮窄開始位置S3到縮窄開始位置S4之間,兩側(cè)面31d不縮窄。
如圖3和圖4所示,頂端結(jié)構(gòu)部31a具有錐形部101(截面積減少部)、中繼延伸設(shè)置部103以及彎曲部(彎曲延伸設(shè)置部)105。錐形部101的頂端部與中繼延伸設(shè)置部103的基端部連續(xù),中繼延伸設(shè)置部103的頂端部與彎曲部105的基端部連續(xù)。
如圖3和圖4所示,在錐形部101中,與長度軸線C垂直的截面積隨著朝向頂端側(cè)而減少。錐形部101的(縮窄開始位置S3處的)最大外徑D7優(yōu)選為3.8mm。錐形部101的(縮窄結(jié)束位置S5、S6處的)最小厚度(最小外徑)D8優(yōu)選為1.7mm。
如圖3所示,錐形部101的一部分101a包含在基準(zhǔn)面31b中,例如是錐形部101的上表面。錐形部101的一部分101b包含在相反面31c中,例如是錐形部101的下表面。一部分101b形成錐形部101中的朝向第1交叉方向側(cè)的第1縮窄外表面,一部分101a形成錐形部101中的朝向第2交叉方向側(cè)的第2縮窄外表面。一部分101a、101b從縮窄開始位置S3縮窄到縮窄結(jié)束位置S6。因此,在一部分(第1縮窄外表面)101b中,從長度軸線C朝向第1交叉方向的第1距離隨著從基端側(cè)朝向頂端側(cè)而減少。而且,在一部分(第2縮窄外表面)101a中,從長度軸線C朝向第2交叉方向的第2距離隨著從基端側(cè)朝向頂端側(cè)而減少。
縮窄結(jié)束位置S6位于比縮窄開始位置S3靠前方(頂端側(cè))的位置。從縮窄開始位置S3到縮窄結(jié)束位置S6的長度尺寸L54優(yōu)選為18mm。一部分101a、101b作為后述的縮窄部位發(fā)揮功能。
如圖3和圖4所示,在錐形部101中,兩側(cè)面31d從縮窄開始位置S4縮窄到縮窄結(jié)束位置S5。在錐形部101中,在比縮窄開始位置S4靠基端側(cè)的位置,兩側(cè)面31d不縮窄,該長度是從縮窄開始位置S3到縮窄開始位置S4的長度。
在錐形部101中,與長度軸線C垂直的截面積隨著朝向頂端側(cè)而減少。在振動體單元20以規(guī)定的頻率范圍(例如46kHz以上且48kHz以下)中的頻率進(jìn)行縱向振動的狀態(tài)下,作為縱向振動的振動波節(jié)之一的振動波節(jié)(最頂端振動波節(jié))N3位于被支承部38,且位于錐形部101的基端(E9)附近。而且,在振動體單元20以規(guī)定的頻率范圍中的頻率進(jìn)行縱向振動的狀態(tài)下,在長度軸線方向上縱向振動的任一個振動波腹均位于自錐形部101離開的位置。因此,在截面積隨著朝向頂端側(cè)而減少的錐形部101中,縱向振動(超聲波振動)的振幅放大。在一個實(shí)施例中,在振動波腹處的振幅為80μm的縱向振動傳遞到錐形部101的基端(E9)的情況下在頂端E50中成為振幅為140μm~150μm的縱向振動。
此外,在本實(shí)施方式中,錐形部101的從基端(E9)到頂端(S5)的長度軸線方向上的尺寸大于振動體單元20以規(guī)定的頻率范圍中的頻率進(jìn)行縱向振動的狀態(tài)下的8分之1波長(λ/8)。在一個實(shí)施例中,在振動體單元20以46kHz以上且48kHz以下(規(guī)定的頻率范圍)的頻率進(jìn)行縱向振動的狀態(tài)下,從振動波節(jié)(最頂端振動波節(jié))N3到作為振動波腹(最頂端振動波腹)A2的頂端E50的4分之1波長(λ/4)為34.4mm以上且35.2mm以下。相對于此,在該實(shí)施例中,錐形部101的從基端(E9)到縮窄結(jié)束位置S5的長度軸線方向上的尺寸為22mm左右,大于振動體單元20以46kHz以上且48kHz以下(規(guī)定的頻率范圍)的頻率進(jìn)行縱向振動的狀態(tài)下的8分之1波長。此外,在錐形部101中,在長度軸線方向上基端(E9)和縮窄結(jié)束位置S6之間的長度尺寸L54也為17.9mm以上且18.1mm以下。因而,長度尺寸L54也大于振動體單元20以46kHz以上且48kHz以下(規(guī)定的頻率范圍)的頻率進(jìn)行縱向振動的狀態(tài)下的8分之1波長。
如圖3所示,中繼延伸設(shè)置部103的基準(zhǔn)面31b和相反面31c不縮窄,而是沿著長度軸線C平行地配設(shè)。如圖4所示,在中繼延伸設(shè)置部103中,兩側(cè)面31d縮窄到縮窄結(jié)束位置S5。中繼延伸設(shè)置部103的長度是從縮窄結(jié)束位置S6到縮窄結(jié)束位置S5的長度。該部位作為后述的平行部位發(fā)揮功能。
如圖5A所示,彎曲部105具有相對于探頭主體部31的中心軸即長度軸線C彎折的中心軸線C0。彎曲部105的中心軸線C0以隨著從彎曲部105的基端部朝向彎曲部105的頂端部而自長度軸線C遠(yuǎn)離(朝向下方)的方式彎折。中心軸線C0呈直線狀延伸。而且,如圖3和圖5A所示,彎曲部(彎曲延伸設(shè)置部)105在探頭主體部31的頂端側(cè)相對于探頭主體部31(長度軸線方向)彎折。彎曲部105以自長度軸線C遠(yuǎn)離的方式向第1交叉方向側(cè)呈直線狀彎折。在沿著長度軸線C從基端朝向頂端觀察超聲波探頭8時(即在來自基端側(cè)的投影中),彎折了的彎曲部105始終配置在探頭主體部31的投影面內(nèi)。如圖4所示,在彎曲部105中,兩側(cè)面31d不縮窄,與具有長度尺寸L53的部分相當(dāng)。
如圖3、圖5A及圖6所示,彎曲部(彎曲延伸設(shè)置部)105具有朝向第1交叉方向側(cè)的第1彎曲外表面105a和朝向第2交叉方向側(cè)的第2彎曲外表面105b。第1彎曲外表面105a是相反面31c的一部分,第2彎曲外表面105b是基準(zhǔn)面31b的一部分。此外,彎曲部105具有朝向第1寬度方向側(cè)的第3彎曲外表面105c和朝向第2寬度方向側(cè)的第4彎曲外表面105d。彎曲部105具有截面積減少部110、截面積均勻部120以及處理部130。截面積減少部110的基端部與中繼延伸設(shè)置部103的頂端部連續(xù)。截面積均勻部120的基端部與截面積減少部110的頂端部連續(xù)。處理部130的基端部與截面積均勻部120的頂端部連續(xù)。截面積減少部110配設(shè)在彎曲部105的基端部,處理部130配設(shè)在彎曲部105的頂端部,截面積均勻部120配設(shè)在截面積減少部110和處理部130之間。處理部130用于處理(切削)例如作為膝關(guān)節(jié)的患部200的大腿骨。
如圖3和圖5A所示,截面積減少部110的一部分110a包含于基準(zhǔn)面31b和第2彎曲外表面105b,例如是截面積減少部110的上表面。一部分110a縮窄成錐形形狀。具體地講,一部分110a相對于中繼延伸設(shè)置部103的基準(zhǔn)面31b(一部分103a)向靠近長度軸線C的方向(朝向長度軸線C而向下方)呈直線狀彎折。彎折角度(銳角)θ50為5度以上且20度以下。
如圖3和圖5A所示,截面積減少部110的一部分110b包含于相反面31c和第1彎曲外表面105a,例如是截面積減少部110的下表面。一部分110b與長度軸線C平行地配設(shè)。一部分110b和長度軸線C之間的尺寸L56優(yōu)選為0.95mm。
如圖5A所示,利用一部分110a和一部分110b,包含于彎曲部105的中心軸線C0的、截面積減少部110的中心軸線C1向相對于長度軸線C自長度軸線C分離的方向(相對于長度軸線C朝向下方)呈直線狀彎折。即,截面積減少部110相對于長度軸線C向第1交叉方向側(cè)彎折。
如圖3和圖5A所示,截面積均勻部120粗細(xì)均勻。如圖5A和圖5B所示,截面積均勻部120的高度(厚度尺寸)H51優(yōu)選為1.4mm。截面積均勻部120的寬度(寬度尺寸)W51優(yōu)選為2.8mm。在截面積均勻部120的周圍,角R51為0.5mm。
如圖5A所示,截面積均勻部120的一部分120a包含于基準(zhǔn)面31b和第2彎曲外表面105b,例如是截面積均勻部120的上表面。一部分120a與截面積減少部110的一部分110a連續(xù),與一部分110a配設(shè)在同一條直線上。因此,一部分120a與一部分110a同樣相對于中繼延伸設(shè)置部103的基準(zhǔn)面31b(一部分103a)向靠近長度軸線C的方向(朝向長度軸線C而向下方)呈直線狀彎折。彎折角度(銳角)θ50為5度以上且20度以下。如圖3和圖6所示,一部分120a以一部分120a的頂端部與長度軸線C交叉的方式延伸到長度軸線C。
如圖3和圖5A所示,一部分120a與處理部130連續(xù),作為以靠近長度軸線C而與長度軸線C交叉的方式相對于中繼延伸設(shè)置部103的周面彎折的第1彎折面發(fā)揮功能。因而,一部分110a、120a成為以相對于探頭主體部31和錐形部101向第1交叉方向側(cè)彎曲的狀態(tài)延伸設(shè)置的延伸設(shè)置面。
如圖3和圖5A所示,截面積均勻部120的一部分120b包含于相反面31c和第1彎曲外表面105a,例如是截面積均勻部120的下表面。一部分120b與包含在相反面31c中的截面積減少部110的一部分110b連續(xù)。一部分120b相對于一部分110b向自長度軸線C遠(yuǎn)離的方向(相對于長度軸線C朝向下方)呈直線狀彎折。彎折角度(銳角)θ50與所述的彎折角度θ50同樣為5度以上且20度以下。這樣,彎折角度θ50是一部分110a以及截面積均勻部120的周面的彎折角度。由此,一部分120a與一部分120b平行地配設(shè)。如圖3和圖6所示,一部分120b的頂端部位于比長度軸線C靠下方的位置。
如圖5A所示,利用一部分120a和一部分120b,包含于彎曲部105的中心軸線C0的、截面積均勻部120的中心軸線C2相對于截面積減少部110的中心軸線C1向自長度軸線C遠(yuǎn)離的方向(相對于長度軸線C朝向下方)呈直線狀彎折。即,中心軸線C2相對于中心軸線C1向第1交叉方向側(cè)彎折。彎折角度θ50與所述的彎折角度θ50同樣為5度以上且20度以下。另外,彎曲部105的中心軸線C0優(yōu)選相對于探頭主體部31的長度軸線C(長度軸線方向)以5度以上且8度以下的角度彎折。也就是說,彎折角度(銳角)θ50優(yōu)選為5度以上且8度以下。
如圖3和圖5A所示,從頂端E50到相反面31c(第1彎曲外表面105a)的彎折開始位置(第1彎曲開始位置)E14的長度尺寸L55優(yōu)選為8.5mm。彎折開始位置E14是一部分110b和一部分120b之間的連續(xù)部位。因此,彎曲部105以彎折開始位置E14為基準(zhǔn)地形成。長度尺寸L55表示截面積均勻部120的長度和處理部130的長度之和。
在彎曲部(彎曲延伸設(shè)置部)105的彎折之中,作為彎曲部105的上表面的第2彎曲外表面105b包含作為處理部位的刀尖部143和后述的突出部137的周面,第2彎曲外表面105b相對于中繼延伸設(shè)置部103的上表面彎折。此外,作為彎曲部105的下表面的第1彎曲外表面105a與彎曲部105的上表面隔著彎曲部105的中心軸線C0地設(shè)于相反側(cè),第1彎曲外表面105a相對于中繼延伸設(shè)置部103的下表面彎折。彎曲部105的上表面例如包含基準(zhǔn)面31b的一部分110a、120a、130a。彎曲部105的下表面例如包含相反面31c的一部分110b、120b、130b。一部分103a包含于基準(zhǔn)面31b,例如是中繼延伸設(shè)置部103的上表面。一部分103b與一部分110b同樣包含于相反面31c。一部分103b是中繼延伸設(shè)置部103的下表面。彎曲部105的上表面相對于中繼延伸設(shè)置部103的上表面(長度軸線方向)的彎折開始位置(第2彎曲開始位置)E15是一部分103a和一部分110a之間的連續(xù)部位。彎曲部105的下表面相對于中繼延伸設(shè)置部103的下表面(長度軸線方向)的彎折開始位置(第1彎曲開始位置)E14是一部分110b和一部分120b之間的連續(xù)部位。彎折開始位置E14位于比彎折開始位置E15靠頂端側(cè)的位置。在從探頭主體部31向彎曲部105傳遞有超聲波振動的狀態(tài)下探頭主體部31和彎曲部105以規(guī)定的頻率范圍中的頻率進(jìn)行振動。在探頭主體部31和彎曲部105以規(guī)定的頻率范圍中的頻率進(jìn)行振動的狀態(tài)下,彎折開始位置E14、15位于比多個振動波節(jié)中的最頂端的振動波節(jié)N3靠前方的位置,也就是位于彎曲部105的頂端部側(cè)的位置。
如圖4所示,處理部130的寬度W52(處理部130處的第3彎曲外表面105c和第4彎曲外表面105d之間的第1寬度方向和第2寬度方向上的寬度尺寸)與截面積均勻部120的寬度W51同樣優(yōu)選為2.8mm。
如圖3和圖6所示,處理部130的一部分130a包含于基準(zhǔn)面31b和第2彎曲外表面105b,例如是處理部130的上表面。一部分130a相對于包含在基準(zhǔn)面31b中的截面積均勻部120的一部分(延伸設(shè)置面)120a向自長度軸線C遠(yuǎn)離的方向(相對于長度軸線C朝向下方)呈直線狀彎折。一部分130a配設(shè)在處理部130,作為相對于第1彎折面(延伸設(shè)置面)朝向第1彎折面即一部分120a的彎折方向且是自長度軸線C遠(yuǎn)離的方向(即向第1交叉方向側(cè))彎折的第2彎折面發(fā)揮功能。
如圖3和圖6所示,該一部分130a呈圓弧狀平滑地彎曲,與包含于基準(zhǔn)面31b和第2彎曲外表面105b的一部分131a連續(xù)。一部分131a配設(shè)在處理部130,作為第3彎折面發(fā)揮功能,該第3彎折面相對于第2彎折面即一部分130a朝向作為與第1彎折面即一部分120a的彎折方向相反側(cè)的靠近長度軸線C的方向(即向第2交叉方向側(cè))彎折,并且朝向第1彎折面即一部分120a的延長線125延伸。該一部分131a相對于一部分130a朝向長度軸線C延伸到與一部分(延伸設(shè)置面)120a的延長線125抵接的位置、或者比延長線125靠下方的位置。一部分131a例如是處理部130的上表面。
如圖6所示,從兩側(cè)面31d的各個側(cè)觀察,一部分130a、131a之間的彎曲面部132a具有角R52,角R52為0.5mm。在彎曲面部132a中,一部分131a相對于一部分130a具有角度θ51,角度θ51為90度。一部分131a相對于一部分130a的高度H52優(yōu)選為0.6mm。形成在長度軸線C方向和一部分131a之間的角度(銳角)θ52為55度以上且85度以下。
如圖6所示,利用一部分130a、131a,在基準(zhǔn)面31b(第2彎曲外表面105b)的頂端部形成凹部(凹表面)127。凹表面127相對于一部分(延伸設(shè)置面)120a向第1交叉方向側(cè)凹陷。
如圖3和圖6所示,處理部130的一部分130b包含于相反面31c和第1彎曲外表面105a,例如是處理部130的下表面。一部分130b與包含在相反面31c中的截面積均勻部120的一部分120b連續(xù),與一部分120b配設(shè)在同一條直線上。一部分130b延伸到比彎曲面部132a靠前方(頂端側(cè))的位置。一部分130b朝向長度軸線C且是后方呈圓弧狀平滑地彎曲,與包含于基準(zhǔn)面31b和第2彎曲外表面105b的一部分134a連續(xù)。一部分134a例如是處理部130的上表面。
如圖6所示,從兩側(cè)面31d的各個側(cè)觀察,一部分130b、134a的彎曲面部132b具有角R53,角R53為0.5mm。一部分134a相對于一部分130b以角度θ53傾斜。角度θ53為55度。如圖4所示,從基準(zhǔn)面31b側(cè)觀察,彎曲面部132b具有角R54,角R54為0.5mm。
如圖6所示,一部分130b和彎曲面部132b之間的交界點(diǎn)133在頂端結(jié)構(gòu)部31a的厚度方向(徑向)上是處理部130中的距長度軸線C最遠(yuǎn)的部位。該交界點(diǎn)133在頂端結(jié)構(gòu)部31a的厚度方向上位于長度軸線C與具有最大外徑D7的錐形部101的一個部位(例如E9)處的相反面31c之間。即,交界點(diǎn)133相對于在錐形部101的基端朝向外表面的第1交叉方向側(cè)的部位而言位于第2交叉方向側(cè)。也就是說,在沿著長度軸線C從基端觀察頂端時(在長度軸線方向上來自基端側(cè)的投影中),包含具有交界點(diǎn)133的處理部130的彎曲部105始終配置在錐形部101(探頭主體部31)的投影面內(nèi)。
如圖3和圖6所示,一部分134a朝向后方彎折,與包含于基準(zhǔn)面31b(第2彎曲外表面105b)的一部分135a連續(xù)。該連續(xù)部位(彎折部分)成為交界部141。交界部141沿著處理部130的寬度方向(箭頭B1和B2方向)形成為線狀,是一部分134a和一部分135a的端部(交界)。一部分135a例如是處理部130的上表面。
如圖6所示,一部分135a相對于延長線125以角度θ54彎折。角度(銳角)θ54為25度。換言之,一部分135a相對于截面積均勻部120的中心軸線C2呈角度θ54傾斜。
如圖3和圖6所示,一部分135a與一部分131a連續(xù)。一部分135a以一部分135a和一部分131a之間的連續(xù)部位為中心地朝向一部分134a(以自長度軸線C遠(yuǎn)離的方式(以朝向下方的方式))以角度θ55傾斜。角度θ55為30度以上且45度以下。這樣的一部分135a作為切削面發(fā)揮功能,該切削面相對于第3彎折面即一部分131a向第1彎折面即一部分120a的彎折方向彎折。另外,在本實(shí)施方式中,一部分134a配設(shè)于比一部分135a靠前方(頂端側(cè))的位置,作為相對于一部分135a向自長度軸線C遠(yuǎn)離的方向彎折的延伸設(shè)置面發(fā)揮功能。因而,切削面即一部分135a以隨著朝向頂端側(cè)而位于第1交叉方向側(cè)的狀態(tài)相對于長度軸線方向傾斜。此外,延伸設(shè)置面即一部分134a與一部分135a的頂端側(cè)連續(xù)。而且,一部分135a以其相對于長度軸線方向所成的銳角大于一部分134a相對于長度軸線方向所成的銳角的狀態(tài)相對于一部分135a向第1交叉方向側(cè)彎折。
如圖3和圖6所示,一部分135a和一部分131a之間的連續(xù)部位作為刀尖部143發(fā)揮功能。因此,一部分135a具有刀尖部143。而且,一部分135a以刀尖部143為中心地相對于刀尖部143向一部分120a的彎折方向且是自一部分120a的延長線125遠(yuǎn)離的方向彎折。此外,一部分134a、135a相對于長度軸線C傾斜。因而,切削面即一部分135a從刀尖部143朝向頂端側(cè)延伸設(shè)置。
如圖6所示,在長度方向上形成于彎曲面部132b的頂端E50(一部分134a的頂端)和刀尖部143之間的長度尺寸L57優(yōu)選為0.6mm。如圖3、圖4及圖6所示,刀尖部143沿著處理部130的寬度方向形成為線狀,是一部分131a和一部分135a的端部(交界)。刀尖部143和交界點(diǎn)133(第1彎曲外表面105a)之間的高度H53(厚度方向上的厚度尺寸)優(yōu)選為1.4mm。高度H13是處理部130的包含后述的突出部137的頂端部的高度,高度H53短于處理部130的寬度W52。即,在突出部137的突出端(143)的長度軸線方向上的位置,突出端(143)和第1彎曲外表面105a之間在彎曲延伸設(shè)置部105的厚度方向上的厚度尺寸(H13)小于第3彎曲外表面105c和第4彎曲外表面105d之間在第1寬度方向和第2寬度方向上的寬度尺寸(W52)。另外,像所述那樣,寬度W52為2.8mm。一部分135a(切削面)的沿著長度軸線C的長度為從刀尖部143(處理部位)到彎曲部105的頂端E50的長度尺寸L57的25%以上。刀尖部143配設(shè)在處理部130、一部分131a以及一部分135a中的最高的位置。如圖6所示,包含刀尖部143的一部分135a位于一部分120a的延長線125上或者比延長線125靠下方(第1交叉方向側(cè))的位置。刀尖部143設(shè)置在第3彎折面即一部分131a和切削面(處理面)即一部分135a之間的連續(xù)部位。刀尖部143作為處理部位發(fā)揮功能,如圖6所示該處理部位于第1彎折面即一部分120a的延長線125上或者以第1彎折面即一部分120a的延長線125為邊界地與長度軸線C隔著邊界位于相反側(cè)。也就是說,刀尖部143配設(shè)在與延長線125抵接的位置或者比延長線125靠下方的位置。此外,刀尖部143相對于探頭主體部31的長度軸線位于第1交叉方向側(cè)。
如圖6所示,在所述的處理部130的形狀中,處理部130具有:向與彎曲部105的中心軸線C0相對于長度軸線C的彎折方向相反側(cè)(即朝向第2交叉方向側(cè))突出的突出部137、和通過配設(shè)在突出部137的端部而配設(shè)在與中心軸線C0相對于長度軸線C的彎折方向相反側(cè)的位置且作為處理膝關(guān)節(jié)的處理部位的刀尖部143。即,刀尖部143成為突出部137的突出端,利用一部分131a和切削面即一部分135a形成了突出部137的突出端。突出部137成為第2彎曲外表面105b的一部分。此外,由一部分130a、131a形成的凹部(凹表面)127在第2彎曲外表面105b上在延伸設(shè)置面即一部分120a和切削面即一部分135a之間連續(xù),凹部(凹表面)127相對于一部分135a向第1交叉方向側(cè)凹陷。
突出部137例如是彎曲面部132a和一部分131a、135a、134a所包圍的區(qū)域部分。彎曲面部132a和一部分131a、135a、134a是突出部137的周面。突出部137的端部(突出端)是一部分131a和一部分135a之間的連續(xù)部位。突出部137的最大高度是一部分131a相對于一部分130a的高度H52。
頂端結(jié)構(gòu)部31a具有所述那樣的錐形部101、中繼延伸設(shè)置部103以及彎曲部(彎曲延伸設(shè)置部)105。換個角度來講,超聲波探頭8具有縮窄部位、平行部位以及交叉部位。
如圖3所示,縮窄部位配設(shè)在頂端結(jié)構(gòu)部31a,其朝向長度軸線C縮窄成頂端細(xì)??s窄部位具有一部分101a、101b。一部分101a、101b以長度軸線C為中心上下對稱地配設(shè),它們具有彼此相同的長度、形狀以及傾斜。因此,上表面(第2縮窄外表面)的縮窄角度(第2縮窄角)與下表面(第1縮窄外表面)的縮窄角度(第1縮窄角)相同。縮窄部位與探頭主體部31和彎曲部105一同在從探頭主體部31經(jīng)由縮窄部位向彎曲部105傳遞超聲波振動的狀態(tài)下以規(guī)定的頻率范圍中的頻率進(jìn)行振動。在縮窄部位與探頭主體部31和彎曲部105一同以規(guī)定的頻率范圍中的頻率進(jìn)行振動的狀態(tài)下,縮窄部位的長度尺寸L54和從縮窄部位的基端(E9)到縮窄結(jié)束位置S5的尺寸大于振動的8分之1波長??s窄部位和配設(shè)在比縮窄部位靠頂端側(cè)的位置的處理部130配設(shè)在振動的4分之1波長中。
如圖3和圖5A所示,在探頭主體部31的頂端部且是比縮窄部位靠前方(頂端側(cè))的位置設(shè)有平行部位,其與縮窄部位連續(xù),一部分103a、103b、110b與長度軸線C平行。平行部位例如具有中繼延伸設(shè)置部103中的基準(zhǔn)面31b和相反面31c、以及截面積減少部110中的相反面31c。換言之,平行部位例如具有中繼延伸設(shè)置部103的一部分103a、103b和截面積減少部110的一部分110b。一部分103a在一部分(第2縮窄外表面)101a和第2彎曲外表面105b之間連續(xù),其是與長度軸線C平行的上表面(第2軸平行外表面)。一部分103b、110b在一部分(第1縮窄外表面)101b和第1彎曲外表面105a之間連續(xù),其是與上表面隔著長度軸線C配設(shè)在相反側(cè)的下表面(第2軸平行外表面)。一部分103b、110b與長度軸線C平行,長于形成上表面(第2軸平行外表面)的一部分103a。一部分103a和一部分103b以長度軸線C為中心上下對稱地配設(shè),它們具有彼此相同的長度和形狀。由于配設(shè)有一部分110b,因此,平行部位的下表面長于平行部位的上表面,延伸到比平行部位的上表面靠頂端側(cè)的位置。
如圖5A和圖6所示,交叉部位配設(shè)于彎曲部105,其與平行部位連續(xù),與長度軸線C交叉。交叉部位例如具有彎曲部105的基準(zhǔn)面31b。換言之,交叉部位具有截面積均勻部120的一部分120a。
像所述那樣,在沿著長度軸線C從基端朝向頂端觀察超聲波探頭8時,彎折的彎曲部105始終配置在探頭主體部31的投影面內(nèi)。而且,一部分101b朝向長度軸線C縮窄。連續(xù)的一部分103b與一部分101b的頂端連續(xù),且與長度軸線C平行,一部分110b與一部分103b的頂端連續(xù),且與長度軸線C平行。一部分103b、110b始終配置在探頭主體部31的投影面內(nèi)。一部分120b、130b向自長度軸線C遠(yuǎn)離的方向呈直線狀彎折,但與一部分103b、110b同樣始終配置在探頭主體部31的投影面內(nèi)。因此,如圖3所示,在相反面31c側(cè)且是探頭主體部31的投影面內(nèi)形成有空間145??臻g145在長度軸線C方向上位于基端E9(一部分101a的基端)和一部分130b的頂端之間,而且位于頂端結(jié)構(gòu)部31a的側(cè)方。空間145與刀尖部143隔著頂端結(jié)構(gòu)部31a配設(shè)在相反側(cè)。
接著,說明本實(shí)施方式的超聲波探頭8的作用和效果。
例如在膝關(guān)節(jié)的經(jīng)內(nèi)窺鏡觀察手術(shù)中,一般來講,為了接近患部200而配設(shè)的未圖示的端口部(開口部)選定在預(yù)定的位置。
對于超聲波探頭8的形狀而言,在沿著超聲波探頭8的長度軸線從超聲波探頭8的基端部朝向頂端部觀察超聲波探頭8時,與本實(shí)施方式不同,超聲波探頭8的頂端部以始終配置在基端部的投影面外的方式使頂端部相對于基端部彎折。而且,處理部130配置在頂端部。在這種情況下,一般來講,端口部狹窄,筒狀構(gòu)件較細(xì),膝關(guān)節(jié)的腔狹窄,大腿骨的周面形成為曲面狀。因此,就所述的超聲波探頭8的形狀而言,超聲波探頭8相對于筒狀構(gòu)件的插入性和超聲波探頭8的處理部位對于患部200的接近性有可能下降。在超聲波探頭8中,根據(jù)振動方向來決定能夠處理的方向。若超聲波探頭8未以適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)與患部200接觸,則處理的效率下降。此外,腔狹窄,患部形成為曲面狀。因此,就所述的超聲波探頭8的形狀而言,并不適合在狹窄的腔中處理患部200。此外,就所述的超聲波探頭8的形狀而言,存在在與患部接觸之前就與除患部之外的部位接觸而損傷除患部之外的部位的可能。這樣,超聲波探頭并不適合在狹窄的腔中處理患部。
在本實(shí)施方式中,彎曲部105相對于探頭主體部31彎折。在該彎曲部105中,在沿著長度軸線C方向從基端觀察頂端時,包含具有交界點(diǎn)133的處理部130的彎曲部105始終配置在錐形部101的投影面內(nèi)。彎曲部105的中心軸線相對于探頭主體部31的長度軸線C以5度以上且8度以下的角度彎折。
由此,即使口部狹窄且筒狀構(gòu)件較細(xì),只要探頭主體部31插入到筒狀構(gòu)件中,就能夠在具有彎曲部105的超聲波探頭8中提升超聲波探頭8向筒狀構(gòu)件的插入性。此外,由于彎曲部105的彎曲程度,具有彎曲部105的超聲波探頭8能夠貫穿筒狀構(gòu)件,在貫穿時彎曲部105不與筒狀構(gòu)件的內(nèi)周面抵接即可。而且,如圖8A和圖8B所示,能夠提升作為超聲波探頭8的處理部位的刀尖部143向作為患部200的大腿骨接近的接近性和對于患部200的處理效率。在本實(shí)施方式中,如圖8A和圖8B所示,通過使超聲波探頭8繞探頭主體部31的軸線旋轉(zhuǎn)而改變刀尖部143的朝向,從而無論是大腿骨的哪個部位,都能夠容易地處理,能夠提升處理效率和處理品質(zhì)。在患部200存在于十字韌帶的深處的情況下,能夠使刀尖部143容易地接近患部200。
在本實(shí)施方式中,作為第1彎折面(延伸設(shè)置面)的一部分120a以靠近長度軸線C而與長度軸線C接觸的方式相對于探頭主體部31的周面彎折。而且,作為處理部位的刀尖部143(突出部137的突出端)位于第1彎折面即一部分120a的延長線125上,或者以第1彎折面即一部分120a的延長線125為邊界地與長度軸線C隔著邊界位于相反側(cè)的位置(即位于比延長線125靠第1交叉方向側(cè)的位置)。刀尖部143沿著處理部130的寬度方向形成為線狀。
因此,即使大腿骨和脛骨之間的腔狹窄,大腿骨的下表面形成為曲面狀,超聲波探頭8也能夠利用超聲波探頭8的形狀適當(dāng)?shù)靥幚砘疾?00。此外,并不限定于膝關(guān)節(jié),在除膝關(guān)節(jié)之外的關(guān)節(jié)(例如肩關(guān)節(jié))的狹窄的腔中,超聲波探頭8也能夠利用超聲波探頭8的形狀適當(dāng)?shù)靥幚砘疾?00。此外,如圖8A和圖8B所示,能夠提升作為超聲波探頭8的處理部位的刀尖部143向作為患部200的大腿骨接近的接近性和對于患部200的處理效率。特別是,即使超聲波探頭8(探頭主體部31)相對于患部200傾斜地接近該患部200,由于刀尖部143是傾斜的,因此,也能夠提升處理效率。此外,在本實(shí)施方式中,如圖8A和圖8B所示,通過使探頭主體部31繞探頭主體部31的軸線旋轉(zhuǎn)而改變刀尖部143的朝向,從而無論是大腿骨的哪個部位,都能夠容易地處理,能夠提升處理效率和處理品質(zhì)。此外,在患部200存在于十字韌帶的深處的情況下,能夠容易地使刀尖部143接近患部200。
作為處理部位的刀尖部143配設(shè)在與彎曲部105的中心軸線C0的彎折方向相反側(cè)的位置。因此,能夠始終將刀尖部143配置在探頭主體部31的投影面積內(nèi)。在探頭主體部31插入到較細(xì)的筒狀構(gòu)件時,能夠使刀尖部143不與筒狀構(gòu)件的內(nèi)周面抵接。此外,無論是大腿骨的哪個部位,都能夠提升刀尖部143的接近性。
處理部130是彎曲部105的較細(xì)的頂端部。由于處理部130的頂端部(突出部137的突出端)處的高度小于處理部130的寬度,因此,在處理部130較薄的狀態(tài)下能夠確保處理部130的強(qiáng)度。由于確保了強(qiáng)度,因此,即使利用錐形部101放大了縱向振動的振幅V,也能夠防止處理部130折斷。而且,能夠在防止了折斷的狀態(tài)下利用放大了的縱向振動的振幅V處理骨頭等較硬的患部200。此外,由于處理部130較薄,因此,能夠容易地使處理部130接近患部200。
彎折開始位置(第2彎曲開始位置)E15位于比彎折開始位置(第1彎曲開始位置)E14靠基端側(cè)的位置。因此,能夠形成作為退讓部的空間145,因此,能夠在狹窄的腔中提升向患部200接近的接近性。具體地講,處理例如作為患部200的大腿骨的下表面。通過形成空間145,從而能夠防止例如相反面31c抵接于與大腿骨的下表面相對的脛骨的上表面。也就是說,能夠防止除患部200之外的部位被意外地處理以及防止除患部200之外的部位損傷。而且,超聲波探頭8即使在狹窄的空間中也能夠容易地接近患部200。此外,能夠使彎曲部105的頂端部較細(xì)且較輕,能夠提升狹窄的腔中的處理效率。
彎折開始位置E14、E15位于比最頂端的振動波節(jié)N3靠彎曲部105的頂端部側(cè)的位置。因此,能夠?qū)⒃阱F形部101放大了的縱向振動的振幅V向刀尖部143傳遞,能夠提升處理效率。
利用縮窄部位、平行部位及交叉部位,能夠使探頭主體部31的頂端部頂端細(xì),能夠提升接近性。并且,由于能夠形成作為退讓部的空間145,因此,能夠提升狹窄的腔中的處理效率。具體地講,處理例如作為患部200的大腿骨的下表面。通過形成空間145,從而能夠防止例如相反面31c抵接于與大腿骨的下表面相對的脛骨的上表面。也就是說,能夠防止除患部200之外的部位被意外地處理以及防止除患部200之外的部位損傷。而且,超聲波探頭8即使在狹窄的空間中也能夠容易地接近患部200。此外,能夠使彎曲部105的頂端部較細(xì)且較輕,能夠提升狹窄的腔中的處理效率。
在患部200例如像骨頭那樣較硬的情況下,需要放大縱向振動的振幅V。在本實(shí)施方式中,利用包含縮窄部位的錐形部101能夠可靠地放大縱向振動的振幅V。
包含刀尖部143的一部分135a相對于長度軸線C以刀尖部143為中心地朝向一部分134a呈角度θ55傾斜。因此,在探頭主體部31沿著長度軸線C方向進(jìn)退時,利用包含刀尖部143的一部分135a能夠處理例如患部200的曲面狀的側(cè)面。此外,通過利用一部分135a切削患部200,從而防止僅是由刀尖部143切削的部位凹陷,防止在患部200的周面形成臺階。
利用一部分131a、一部分135a及一部分134a形成突出部137,也就是說突出部137中比刀尖部(突出端)143靠頂端側(cè)的部分形成兩段。因此,在本實(shí)施方式中,與在刀尖部143的頂端側(cè)傾斜不變的情況相比,能夠確保處理部130的厚度和強(qiáng)度。此外,切削面(處理面)的長度是從刀尖部143到彎曲部105的頂端E50(一部分134a的頂端)的長度尺寸L57的25%以上。因此,能夠確保突出部137(處理部130)的厚度和強(qiáng)度。由于確保了強(qiáng)度,因此,即使利用錐形部101放大了縱向振動的振幅V,也能夠防止突出部137折斷。而且,能夠在防止了折斷的狀態(tài)下利用放大了的縱向振動的振幅V處理骨頭等較硬的患部200。
在本實(shí)施方式中,配設(shè)有錐形部101和中繼延伸設(shè)置部103,確保了預(yù)定的長度。因此,即使振幅放大,也能夠防止應(yīng)力集中在頂端結(jié)構(gòu)部31a的預(yù)定部位,能夠?qū)?yīng)力分散到頂端結(jié)構(gòu)部31a整體。
圖7表示振動體單元20以規(guī)定的頻率范圍中的頻率進(jìn)行縱向振動的狀態(tài)下的、從頂端側(cè)數(shù)第二個振動波腹A3和最頂端側(cè)的振動波腹A2之間的、縱向振動的振幅V和由超聲波振動引起的應(yīng)力σ。在圖7中,橫軸表示長度軸線方向上的位置,縱軸表示振幅V和應(yīng)力σ。此外,在圖7中,用實(shí)線表示縱向振動的振幅V的變化,用單點(diǎn)劃線表示應(yīng)力σ的變化。
如圖7所示,在振動體單元20以規(guī)定的頻率范圍中的頻率進(jìn)行縱向振動的狀態(tài)下,錐形部101位于比最頂端側(cè)的振動波節(jié)N3靠頂端側(cè)的位置,利用錐形部101放大縱向振動的振幅V。例如,利用錐形部101將振動波腹處的振幅為80μm的縱向振動放大為振動波腹處的振幅為140μm以上且150μm以下的縱向振動。此外,由超聲波振動引起的應(yīng)力σ在振動波節(jié)以及與超聲波振動的傳遞方向垂直的截面積減少的部分變大,在振動波腹處變?yōu)榱?。因而,如圖7所示,在振動波節(jié)N3和作為錐形部101的頂端的縮窄結(jié)束位置S5之間應(yīng)力σ變大。
在此,在本實(shí)施方式中,從錐形部101的基端(E9)到縮窄結(jié)束位置S5的長度軸線方向上的尺寸大于振動體單元20以規(guī)定的頻率范圍中的頻率進(jìn)行縱向振動的狀態(tài)下的8分之1波長(λ/8)。而且,在錐形部101中,基端(E9)和縮窄結(jié)束位置S6之間的長度軸線方向上的長度尺寸L54也大于振動體單元20以規(guī)定的頻率范圍中的頻率進(jìn)行縱向振動的狀態(tài)下的8分之1波長。通過使從錐形部101的基端(E9)到縮窄結(jié)束位置S5(縮窄結(jié)束位置S6)的長度軸線方向上的尺寸變大,從而能夠在振動波節(jié)N3和錐形部101的縮窄結(jié)束位置S5之間的全長范圍內(nèi)將由超聲波振動引起的應(yīng)力σ保持為大致均勻。即,有效地防止在振動波節(jié)N3和錐形部101的縮窄結(jié)束位置S5之間應(yīng)力局部地變大(即產(chǎn)生峰值)。例如,在一個實(shí)施例中,即使振動波腹處的振幅變大的(例如為80μm的)縱向振動向錐形部101的基端(E9)傳遞,在振動體單元20以規(guī)定的頻率范圍(例如46kHz以上且48kH以下)中的頻率進(jìn)行縱向振動的狀態(tài)下,也在振動波節(jié)N3和錐形部101的縮窄結(jié)束位置S5之間將應(yīng)力σ大致均勻地保持為300Mpa左右。即,在本實(shí)施方式中,防止在振動波節(jié)N3和錐形部101的縮窄結(jié)束位置S5之間(例如在作為錐形部101的頂端的縮窄結(jié)束位置S5)應(yīng)力局部地變大到700Mpa左右。由于防止了應(yīng)力σ局部地變大,因此,能夠有效地防止由超聲波振動引起的超聲波探頭8破損。
在本實(shí)施方式中,在超聲波探頭8利用超聲波振動處理骨頭等較硬的患部200的情況下,需要利用錐形部101放大縱向振動的振幅V,需要將刀尖部143按壓于患部200。在處理時,包含縮窄部位的錐形部101和彎曲部105有可能因放大了的振幅V和按壓而折斷。在本實(shí)施方式中,長度尺寸L54大于超聲波探頭8的振動體單元20進(jìn)行縱向振動的狀態(tài)下的8分之1波長??s窄部位和處理部130配設(shè)在振動體單元20進(jìn)行縱向振動的狀態(tài)下的4分之1波長中。因此,在長度尺寸L54中應(yīng)力分散,也就是說像所述那樣防止應(yīng)力局部地變大。此外,在中繼延伸設(shè)置部103和彎曲部105應(yīng)力減少。因而,能夠有效地防止由超聲波振動引起的超聲波探頭8的破損,能夠同時滿足振幅V的放大和折斷的防止。
在本實(shí)施方式中,以沒有形成臺階的方式形成探頭主體部31和頂端結(jié)構(gòu)部31a,只是頂端結(jié)構(gòu)部31a縮窄。由此,能夠抑制空化的產(chǎn)生,能夠防止在處理患部200時空化妨礙觀察視野,換言之,能夠提升手術(shù)人員的視覺識別性。而且,能夠防止空化損傷患部200,能夠防止空化損傷探頭主體部31和頂端結(jié)構(gòu)部31a。
在截面積均勻部120的周圍形成有角R51,在彎曲面部132a形成有角R52,在一部分130b的彎曲面部132b形成有角R53和角R54。因此,在截面積均勻部120和彎曲面部132b能夠抑制空化的產(chǎn)生,能夠防止空化損傷患部200。此外,在所述內(nèi)容中,即使截面積均勻部120、彎曲面部132a及彎曲面部132b與患部200接觸,也能夠利用角R51、R52、R53、R54防止患部200受損。
(第2實(shí)施方式)
在本實(shí)施方式中,參照圖9、圖10及圖11僅記載與第1實(shí)施方式的不同點(diǎn)。
全長L1優(yōu)選為183.2mm。長度尺寸L2優(yōu)選為177.2mm。長度尺寸L53為9.95mm以上且10.05mm以下,優(yōu)選為10mm。
如圖9和圖11所示,在彎曲面部132a中,例如角R52為0.4mm。一部分131a相對于一部分130a的高度H52優(yōu)選為0.7mm。
如圖11所示,從基準(zhǔn)面31b側(cè)觀察的情況下的彎曲面部132b的角R54為1mm。
如圖11所示,形成在一部分135a和與一部分130a的平面方向正交的正交方向之間的角度θ56為70度。一部分135a的長度尺寸L60優(yōu)選為0.2mm。
如圖11所示,彎曲面部132b朝向長度軸線C且是后方呈圓弧狀平滑地彎曲,與包含于基準(zhǔn)面31b(第2彎曲外表面105b)中的一部分134a連續(xù)。在與寬度方向(第1寬度方向和第2寬度方向)垂直的截面中,彎曲面部132b和一部分134a之間的彎曲部132c具有角R55,角R55為0.4mm。一部分134a相對于長度軸線C以角度θ57彎曲。角度θ57為55度。
如圖11所示,一部分134a朝向長度軸線C且是后方呈圓弧狀平滑地彎曲,與一部分135a連續(xù)。在與寬度方向垂直的截面中,一部分134a和一部分135a之間的彎曲部132d具有角R56,角R56為0.4mm。一部分135a相對于長度軸線C以角度θ58彎曲。角度θ58為25度。
如圖11所示,在長度方向上形成于彎曲面部132b的頂端E50(一部分134a的頂端)和刀尖部143之間的長度尺寸L61優(yōu)選為0.6mm。
如圖11所示,一部分135a以包含刀尖部143的一部分135a的整個面配置在一部分120a的延長線125上的方式以刀尖部143為中心地相對于刀尖部143向一部分120a的彎折方向彎折?;蛘?,一部分135a以包含刀尖部143的一部分135a的整個面以一部分120a的延長線125為邊界地與長度軸線C隔著邊界位于相反側(cè)的方式以刀尖部143為中心地相對于刀尖部143向一部分120a的彎折方向彎折。也就是說,包含刀尖部143的一部分135a的整個面配設(shè)在與延長線125同一個平面上或者比延長線125靠下方的平面上。
如圖11所示,包含刀尖部143的一部分131a和一部分135a形成為圓弧狀。在這種情況下,形成刀尖部143的圓弧的中心位置和刀尖部143之間的長度尺寸L62優(yōu)選為2mm。中心位置形成在一部分130a側(cè)(基端側(cè))。
在本實(shí)施方式中,能夠獲得與第1實(shí)施方式同樣的效果。在本實(shí)施方式中,在一部分135a和一部分134a之間形成沒有角的彎曲部132d而替代形成交界部141,能夠利用彎曲部132c、132d進(jìn)一步抑制空化的產(chǎn)生。包含刀尖部143的一部分131a和一部分135a形成為圓弧狀。因此,能夠提升對于患部200的處理性。
(第3實(shí)施方式)
接著,參照圖12~圖20說明本發(fā)明的第2實(shí)施方式。第2實(shí)施方式是將第1實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)如下地變形而成的。另外,對與第1實(shí)施方式相同的部分標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記,省略其說明。
在本實(shí)施方式中,探頭主體部31也與第1實(shí)施方式同樣包括變幅桿部35、變幅桿部36、截面積增加部37以及被支承部38。在一個實(shí)施例中,超聲波探頭8的全長L1為182.9mm。此外,在一個實(shí)施例中,從超聲波探頭8的頂端到抵接面33(探頭主體部31的基端)的長度軸線方向上的長度尺寸L2優(yōu)選為177.5mm。
此外,在本實(shí)施方式的一個實(shí)施例中,從抵接面33到變幅桿部35的基端(振動輸入端)E1的長度軸線方向上的長度尺寸L3優(yōu)選為29mm。此外,變幅桿部(第1變幅桿部)35從基端(振動輸入端)E1到頂端(振動輸出端)E2在長度軸線方向上的變幅桿長度尺寸(第1變幅桿長度尺寸)L4優(yōu)選為20mm。在本實(shí)施方式中也是,在變幅桿部35中,探頭主體部31的外徑隨著朝向頂端側(cè)而從外徑D1減少到外徑D2。在一個實(shí)施例中,外徑D1優(yōu)選為7mm。而且,外徑D2優(yōu)選為3.8mm。
此外,在本實(shí)施方式的一個實(shí)施例中,從抵接面33到變幅桿部36的基端(振動輸入端)E3的長度軸線方向上的長度尺寸L5優(yōu)選為88.1mm。而且,變幅桿部(第2變幅桿部)36的從基端(振動輸入端)E3到頂端(振動輸出端)E4在長度軸線方向上的變幅桿長度尺寸(第2變幅桿長度尺寸)L6為13.9mm以上且14.1mm以下,優(yōu)選為14mm。在本實(shí)施方式中也是,在變幅桿部36中,探頭主體部31的外徑隨著朝向頂端側(cè)而從外徑D2減少到外徑D3。在一個實(shí)施例中,外徑D3優(yōu)選為2.7mm。
在本實(shí)施方式的一個實(shí)施例中,從抵接面33到截面積增加部37的頂端(振動輸出端)E6的長度軸線方向上的長度尺寸L7優(yōu)選為116.7mm。此外,截面積增加部37的從基端(振動輸入端)E5到頂端(振動輸出端)E6的長度軸線方向上的延伸設(shè)置尺寸L8變小。在本實(shí)施方式中也是,在截面積增加部37中,探頭主體部31的外徑隨著朝向頂端側(cè)而從外徑D3增加到外徑D4。在一個實(shí)施例中,外徑D4與變幅桿部36的基端E3處的外徑D2大致相同,外徑D4優(yōu)選為3.8mm。
在本實(shí)施方式的一個實(shí)施例中,從截面積增加部37的頂端E6到被支承部38的基端E7的長度軸線方向上的長度尺寸L9優(yōu)選為24.1mm。此外,被支承部38從基端E7到頂端E8的長度軸線方向上的延伸設(shè)置尺寸L10為3mm。而且,在被支承部38中,在基端部外徑從外徑D4減少到外徑D5,在頂端部外徑從外徑D5增加到外徑D6。在一個實(shí)施例中,外徑D5稍稍(0.4mm左右)小于外徑D4。而且,外徑D6與外徑D4大致相同,優(yōu)選為3.8mm。
此外,在振動體單元20以規(guī)定的頻率范圍(46kHz以上且48kHz以下)中的頻率進(jìn)行縱向振動的狀態(tài)下,振動波節(jié)N1位于變幅桿部35的基端E1或者基端E1的附近,振動波節(jié)N2位于變幅桿部36的基端E3或者基端E3的附近。此外,在振動體單元20以規(guī)定的頻率范圍中的頻率進(jìn)行縱向振動的狀態(tài)下,振動波腹A3位于截面積增加部37,振動波腹(最頂端振動波腹)A2位于超聲波探頭8的頂端。而且,在振動體單元20以規(guī)定的頻率范圍中的頻率進(jìn)行縱向振動的狀態(tài)下,作為縱向振動的振動波節(jié)之一的振動波節(jié)(最頂端振動波節(jié))N3位于被支承部38。通過像前述那樣構(gòu)成,從而在本實(shí)施方式的一個實(shí)施例中也是,在振動波腹處的振幅為18μm的縱向振動傳遞到探頭主體部31的基端(抵接面33)的情況下,在探頭主體部31的頂端E9中也成為振動波腹處的振幅為80μm的縱向振動。
圖12和圖13是表示超聲波探頭8的頂端部的結(jié)構(gòu)的圖。圖12是從第1寬度方向側(cè)(圖13的箭頭B1側(cè))觀察超聲波探頭8的圖,圖13是從第2交叉方向側(cè)(圖12的箭頭P2側(cè))觀察超聲波探頭8的圖。另外,在圖12中用虛線S1和虛線S2表示的范圍自護(hù)套7的頂端向頂端側(cè)突出。
如圖12和圖13所示,在本實(shí)施方式中也是,探頭主體部31的頂端E9位于比被支承部38的頂端E8靠頂端側(cè)的位置。其中,被支承部38的頂端E8和探頭主體部31的頂端E9之間的長度軸線方向上的距離較小,在一個實(shí)施例中為0.6mm左右。
在本實(shí)施方式中,錐形部(截面積減少部)41與探頭主體部31的頂端側(cè)連續(xù)。在錐形部(第3變幅桿部)41中,與長度軸線C垂直的截面積隨著朝向頂端側(cè)而減少。錐形部41的基端與探頭主體部31的頂端E9連續(xù)。因而,探頭主體部31的頂端E9成為探頭主體部31和錐形部41之間的交界位置。超聲波探頭8在長度軸線方向上從頂端到錐形部41的基端(E9)具有長度尺寸L11。在一個實(shí)施例中,長度尺寸L11優(yōu)選為32.5mm。
錐形部41具備朝向第1交叉方向側(cè)(圖12的箭頭P1側(cè))的第1縮窄外表面51。在錐形部41中,在長度軸線方向上在基端(E9)和第1縮窄結(jié)束位置(第1距離減少結(jié)束位置)E10之間,從長度軸線C到第1縮窄外表面51的朝向第1交叉方向的距離(第1距離)δ隨著從基端側(cè)朝向頂端側(cè)而減少。第1縮窄結(jié)束位置E10位于比錐形部41的基端(E9)靠頂端側(cè)的位置。因此,錐形部41在長度軸線方向上在基端(E9)和第1縮窄結(jié)束位置E10之間具有第1縮窄尺寸(第1距離減少尺寸)L12。在一個實(shí)施例中,第1縮窄尺寸L12優(yōu)選為18mm。在本實(shí)施方式中,錐形部41的基端(E9)成為第1縮窄外表面51的基端,第1縮窄結(jié)束位置E10成為第1縮窄外表面51的頂端。
此外,錐形部41具備朝向第2交叉方向側(cè)的第2縮窄外表面52。在錐形部41中,在長度軸線方向上在基端(E9)和第2縮窄結(jié)束位置(第2距離減少結(jié)束位置)E11之間,從長度軸線C到第2縮窄外表面52的朝向第2交叉方向的距離(第2距離)δ'隨著從基端側(cè)朝向頂端側(cè)而減少。第2縮窄結(jié)束位置E11位于比第1縮窄結(jié)束位置E10靠頂端側(cè)的位置。因此,錐形部41在長度軸線方向上在基端(E9)和第2縮窄結(jié)束位置E11之間具有比第1縮窄尺寸L12大的第2縮窄尺寸(第2距離減少尺寸)L13。在一個實(shí)施例中,第2縮窄尺寸L13優(yōu)選為23mm。在本實(shí)施方式中,錐形部41的基端(E9)成為第2縮窄外表面52的基端,第2縮窄結(jié)束位置E11成為第2縮窄外表面52的頂端。因此,在錐形部41中,第1縮窄外表面51的頂端(第1縮窄結(jié)束位置E10)與第2縮窄外表面52的頂端(第2縮窄結(jié)束位置E11)相比位于基端側(cè),第1縮窄外表面51的頂端(第1縮窄結(jié)束位置E10)在長度軸線方向上自第2縮窄外表面52的頂端遠(yuǎn)離。
由于是前述那樣的結(jié)構(gòu),因此,在錐形部41中,在長度軸線方向上在基端(E9)和第2縮窄結(jié)束位置E11之間,第1交叉方向和第2交叉方向上的超聲波探頭8的厚度(尺寸)T隨著朝向頂端側(cè)而減少。因而,錐形部41的基端(E9)成為厚度減少開始位置,第2縮窄結(jié)束位置E11成為厚度減少結(jié)束位置。此外,在來自第1寬度方向(寬度方向的一側(cè))的投影中,作為第1縮窄外表面51相對于長度軸線方向的縮窄角(銳角)的第1縮窄角α1大于作為第2縮窄外表面52相對于長度軸線方向的縮窄角(銳角)的第2縮窄角α2,第1縮窄角α1與第2縮窄角α2不同。
此外,錐形部41具有朝向第1寬度方向的第3縮窄外表面53和朝向第2寬度方向(圖13的箭頭B2側(cè))的第4縮窄外表面54。在錐形部41中,在長度軸線方向上在寬度減少開始位置E12和寬度減少結(jié)束位置E13之間,從長度軸線C到第3縮窄外表面53的朝向第1寬度方向的距離和從長度軸線C到第4縮窄外表面54的朝向第2寬度方向的距離隨著從基端側(cè)朝向頂端側(cè)而減少。因此,在錐形部41中,在長度軸線方向上在寬度減少開始位置E12和寬度減少結(jié)束位置E13之間,超聲波探頭8在第1寬度方向和第2寬度方向上的寬度(尺寸)W隨著朝向頂端側(cè)而減少。超聲波探頭8在長度軸線方向上從頂端到寬度減少開始位置E12具有長度尺寸L14。長度尺寸L14小于超聲波探頭8在長度軸線方向上從頂端到錐形部41的基端(E9)的長度尺寸L11。因而,寬度減少開始位置E12位于比錐形部41的基端(E9)靠頂端側(cè)的位置。其中,錐形部41的基端(E9)和寬度減少開始位置E12之間在長度軸線方向上的距離較小。在一個實(shí)施例中,長度尺寸L14優(yōu)選為32mm。而且,在該實(shí)施例中,錐形部41的基端(E9)和寬度減少開始位置E12之間在長度軸線方向上的距離為0.5mm左右。在本實(shí)施方式中,寬度減少開始位置E12成為第3縮窄外表面53和第4縮窄外表面54的基端,寬度減少結(jié)束位置E13成為第3縮窄外表面53和第4縮窄外表面54的頂端。
超聲波探頭8在長度軸線方向上從頂端到寬度減少結(jié)束位置E13具有長度尺寸L15。在本實(shí)施方式中,寬度減少結(jié)束位置E13位于比第2縮窄結(jié)束位置E11靠頂端側(cè)的位置。而且,寬度減少結(jié)束位置E13成為錐形部41的頂端。其中,第2縮窄結(jié)束位置(第2縮窄外表面52的頂端)E11和寬度減少結(jié)束位置E13之間的長度軸線方向上的距離較小。在一個實(shí)施例中,長度尺寸L15優(yōu)選為9mm。而且,在該實(shí)施例中,第2縮窄結(jié)束位置E11和寬度減少結(jié)束位置E13之間的長度軸線方向上的距離為0.5mm左右。
在長度軸線方向上在錐形部41的基端(E9)和第1縮窄結(jié)束位置E10之間,從長度軸線C到第1縮窄外表面51(超聲波探頭8的外周面)的朝向第1交叉方向(第1垂直方向)的距離(第1距離)δ減少到距離δ1。因而,在第1縮窄結(jié)束位置(第1縮窄外表面51的頂端)E10中,超聲波探頭8具有從長度軸線C到第1縮窄外表面51的朝向第1交叉方向的距離(第1距離)δ1。距離δ1小于探頭主體部31的頂端E9處的外徑D6的2分之1值。在一個實(shí)施例中,距離δ1為0.45mm以上且0.5mm以下。
在長度軸線方向上在錐形部41的基端(E9)和第2縮窄結(jié)束位置E11之間,超聲波探頭8在第1交叉方向和第2交叉方向上的厚度(尺寸)T減少到厚度T1。因而,在第2縮窄結(jié)束位置(第2縮窄外表面52的頂端)E11中,超聲波探頭8在第1交叉方向(第1垂直方向)和第2交叉方向(第2垂直方向)上具有厚度T1。厚度T1小于探頭主體部31的頂端E9處的外徑D6。在一個實(shí)施例中,厚度T1優(yōu)選為1.65mm。
在長度軸線方向上在寬度減少開始位置E12和寬度減少結(jié)束位置E13之間,超聲波探頭8在第1寬度方向和第2寬度方向上的寬度(尺寸)W減少到寬度尺寸W1。因而,在寬度減少結(jié)束位置(第3縮窄外表面53和第4縮窄外表面54的頂端)E13中,超聲波探頭8在第1寬度方向和第2寬度方向上具有寬度尺寸W1。寬度尺寸W1小于探頭主體部31的頂端E9處的外徑D6。在一個實(shí)施例中,寬度尺寸W1優(yōu)選為2.8mm。
由于錐形部41像前述那樣地構(gòu)成,因此,在錐形部41中與長度軸線C垂直的截面積隨著朝向頂端側(cè)而減少。在振動體單元20以規(guī)定的頻率范圍(例如46kHz以上且48kHz以下)中的頻率進(jìn)行縱向振動的狀態(tài)下,作為縱向振動的振動波節(jié)之一的振動波節(jié)(最頂端振動波節(jié))N3位于被支承部38,位于錐形部41的基端(E9)的附近。而且,在振動體單元20以規(guī)定的頻率范圍中的頻率進(jìn)行縱向振動的狀態(tài)下,縱向振動的任一個振動波腹均位于在長度軸線方向上自錐形部41遠(yuǎn)離的位置。因此,在截面積隨著朝向頂端側(cè)而減少的錐形部41中,縱向振動(超聲波振動)的振幅放大。在一個實(shí)施例中,在傳遞了錐形部41處的振幅為80μm的縱向振動的情況下,超聲波探頭8的頂端處的縱向振動的振幅為140μm以上且150μm以下。
此外,在本實(shí)施方式中,錐形部41的從基端(E9)到頂端(E13)在長度軸線方向上的錐形尺寸大于振動體單元20以規(guī)定的頻率范圍中的頻率進(jìn)行縱向振動的狀態(tài)下的8分之1波長(λ/8)。即,振動體單元20以規(guī)定的頻率范圍中的頻率進(jìn)行縱向振動的狀態(tài)下的8分之1波長(λ/8)小于錐形部41的從基端(E9)到頂端(E13)在長度軸線方向上的錐形尺寸。在一個實(shí)施例中,在振動體單元20以46kHz以上且48kHz以下(規(guī)定的頻率范圍)的頻率進(jìn)行縱向振動的狀態(tài)下,從振動波節(jié)(最頂端振動波節(jié))N3到振動波腹(最頂端振動波腹)A2的4分之1波長(λ/4)為34mm以上且35mm以下。相對于此,在該實(shí)施例中,錐形部41的從基端(E9)到頂端(E13)在長度軸線方向上的錐形尺寸為23.5mm左右,大于振動體單元20以46kHz以上且48kHz以下(規(guī)定的頻率范圍)的頻率進(jìn)行縱向振動的狀態(tài)下的8分之1波長。此外,在錐形部41中,基端(E9)和第1縮窄結(jié)束位置E10之間在長度軸線方向上的第1縮窄尺寸L12也優(yōu)選為18mm。因而,第1縮窄尺寸L12(即第1縮窄外表面51的長度軸線方向上的尺寸)也大于振動體單元20以46kHz以上且48kHz以下(規(guī)定的頻率范圍)的頻率進(jìn)行縱向振動的狀態(tài)下的8分之1波長。另外,第1縮窄結(jié)束位置E10在錐形部41的外周面(縮窄外表面51~54)上位于縮窄結(jié)束的位置(例如E10、E11、E13)中的最基端側(cè)的位置。
在超聲波探頭8中,在比錐形部41(和探頭主體部31)靠頂端側(cè)的位置設(shè)有彎曲延伸設(shè)置部40。彎曲延伸設(shè)置部40以相對于探頭主體部31和錐形部41(即長度軸線C)向第1交叉方向側(cè)彎曲的狀態(tài)延伸設(shè)置。彎曲延伸設(shè)置部40具有朝向第1交叉方向側(cè)(彎曲延伸設(shè)置部40彎曲的一側(cè))的第1彎曲外表面55和朝向第2交叉方向側(cè)(與彎曲延伸設(shè)置部40彎曲的一側(cè)相反側(cè))的第2彎曲外表面56。此外,彎曲延伸設(shè)置部40具有朝向第1寬度方向側(cè)的第3彎曲外表面57和朝向第2寬度方向側(cè)的第4彎曲外表面58。另外,通過從探頭主體部31經(jīng)由錐形部41向彎曲延伸設(shè)置部40傳遞超聲波振動,從而彎曲延伸設(shè)置部40與探頭主體部31和錐形部41一起以規(guī)定的頻率范圍中的頻率進(jìn)行縱向振動。
在第1寬度方向(寬度方向的一側(cè))的投影中,在彎曲延伸設(shè)置部40的第1彎曲外表面55中,比第1彎曲開始位置E14靠頂端側(cè)的部位相對于長度軸線方向(探頭主體部31)向第1交叉方向側(cè)彎曲。此外,在第1寬度方向的投影中,在彎曲延伸設(shè)置部40的第2彎曲外表面56中,比第2彎曲開始位置E15靠頂端側(cè)的部位相對于長度軸線方向向第1交叉方向側(cè)彎曲。即,第1彎曲外表面55在第1彎曲開始位置E14開始相對于長度軸線C向第1交叉方向側(cè)彎曲,第2彎曲外表面56在第2彎曲開始位置E15開始相對于長度軸線C向第1交叉方向側(cè)彎曲。在本實(shí)施方式中,第2彎曲開始位置(第2彎曲外表面56的基端)E15位于比第1彎曲開始位置(第1彎曲外表面55的基端)E14靠頂端側(cè)的位置,第2彎曲開始位置(第2彎曲外表面56的基端)E15位于在長度軸線方向上自第1彎曲開始位置E14分開的位置。其中,在本實(shí)施方式中,第1彎曲開始位置E14和第2彎曲開始位置E15之間在長度軸線方向上的距離較小,在一個實(shí)施例中為0.3mm左右。此外,在與本實(shí)施方式不同的一個變形例中,在彎曲延伸設(shè)置部40中,第1彎曲開始位置(第1彎曲外表面55的基端)E14也可以位于比第2彎曲開始位置(第2彎曲外表面56的基端)E15靠頂端側(cè)的位置。
彎曲延伸設(shè)置部40以第1彎曲開始位置E14為基端(彎曲基端)地朝向頂端側(cè)延伸設(shè)置。超聲波探頭8在長度軸線方向上從頂端到彎曲延伸設(shè)置部40的基端(E14)具有長度尺寸L16。長度尺寸L16小于從超聲波探頭8的頂端到寬度減少結(jié)束位置E13在長度軸線方向上的長度尺寸L15。因此,彎曲延伸設(shè)置部40的基端(E14)位于比寬度減少結(jié)束位置E13靠頂端側(cè)的位置。在一個實(shí)施例中,長度尺寸L16為8.4mm以上且8.5mm以下。
此外,在超聲波探頭8中,中繼延伸設(shè)置部43在長度軸線方向上在錐形部41和彎曲延伸設(shè)置部40之間連續(xù)。中繼延伸設(shè)置部43從寬度減少結(jié)束位置E13(錐形部41的頂端)延伸設(shè)置到第1彎曲開始位置E14(彎曲延伸設(shè)置部40的基端)。在此,寬度減少結(jié)束位置E13和彎曲延伸設(shè)置部40的基端(E14)之間在長度軸線方向上的距離較小。因此,中繼延伸設(shè)置部43在長度軸線方向上的尺寸變小。在一個實(shí)施例中,中繼延伸設(shè)置部43在長度軸線方向上的尺寸為0.5mm左右。
朝向第1交叉方向的第1軸平行外表面61在長度軸線方向上在第1縮窄外表面51和第1彎曲外表面55之間連續(xù)。第1軸平行外表面61在第1縮窄結(jié)束位置E10和第1彎曲開始位置E14之間與長度軸線C平行(大致平行)地延伸設(shè)置。因而,第1縮窄結(jié)束位置E10成為第1軸平行外表面61的基端,第1彎曲開始位置E14成為第1軸平行外表面61的頂端。而且,第1軸平行外表面61在長度軸線方向上具有延伸設(shè)置尺寸(第1延伸設(shè)置尺寸)L19。在第1軸平行外表面61中,從第1縮窄結(jié)束位置E10到第1彎曲開始位置E14,從長度軸線C朝向第1交叉方向的距離δ被保持為距離δ1且大致恒定。
此外,朝向第2交叉方向的第2軸平行外表面62在長度軸線方向上在第2縮窄外表面52和第2彎曲外表面56之間連續(xù)。第2軸平行外表面62在第2縮窄結(jié)束位置E11和第2彎曲開始位置E15之間與長度軸線C平行(大致平行)地延伸設(shè)置。因而,第2縮窄結(jié)束位置E11成為第2軸平行外表面62的基端,第2彎曲開始位置E15成為第2軸平行外表面62的頂端。而且,第2軸平行外表面62在長度軸線方向上具有延伸設(shè)置尺寸(第2延伸設(shè)置尺寸)L20。第1軸平行外表面61的延伸設(shè)置尺寸L19大于第2軸平行外表面62的延伸設(shè)置尺寸L20。在第2軸平行外表面62中,從第2縮窄結(jié)束位置E11到第2彎曲開始位置E15,從長度軸線C朝向第2交叉方向的距離δ'保持大致恒定。
由于是前述那樣的結(jié)構(gòu),因此,在長度軸線方向上的第2縮窄結(jié)束位置E11和第1彎曲開始位置(彎曲延伸設(shè)置部40的基端)E14之間,超聲波探頭8在第1交叉方向和第2交叉方向上的厚度T被保持為厚度T1且大致恒定。此外,在長度軸線方向上的寬度減少結(jié)束位置E13和超聲波探頭8的頂端之間,超聲波探頭8在第1寬度方向和第2寬度方向上的寬度W被保持為寬度尺寸W1且大致恒定。因而,在從寬度減少結(jié)束位置E13延伸設(shè)置到第1彎曲開始位置(彎曲延伸設(shè)置部40的基端)E14的中繼延伸設(shè)置部43中,在長度軸線方向上的全長范圍內(nèi),是寬度尺寸W1且大致恒定,并且是厚度T1且大致恒定。而且,在中繼延伸設(shè)置部43中,在長度軸線方向上的全長范圍內(nèi),與長度軸線C垂直的截面積大致恒定。
在此,限定了穿過長度軸線C且與第1交叉方向和第2交叉方向垂直(大致垂直)的基準(zhǔn)面(第1基準(zhǔn)面)Y1。在中繼延伸設(shè)置部43中,從長度軸線C到第1軸平行外表面61(超聲波探頭8的外周面)的朝向第1交叉方向的距離(第1距離)δ1小于超聲波探頭8在第1交叉方向和第2交叉方向上的厚度T1的2分之1值。因此,在錐形部41和中繼延伸設(shè)置部43中,超聲波探頭8以基準(zhǔn)面Y1為中央面地非對稱。而且,在錐形部41和中繼延伸設(shè)置部43中,與長度軸線C垂直的截面中的截面重心自長度軸線C向第2交叉方向側(cè)偏離。特別是,在第1縮窄結(jié)束位置E10和第1彎曲開始位置E14之間,截面重心相對于長度軸線C向第2交叉方向側(cè)的偏離變大。此外,限定了穿過長度軸線C且與第1寬度方向和第2寬度方向垂直(大致垂直)的基準(zhǔn)面(第2基準(zhǔn)面)Y2。在錐形部41和中繼延伸設(shè)置部43中,超聲波探頭8以基準(zhǔn)面Y2為中央面地大致對稱。
彎曲延伸設(shè)置部40具有第1彎曲延伸設(shè)置部42,該第1彎曲延伸設(shè)置部42從作為彎曲延伸設(shè)置部40的基端的第1彎曲開始位置E14朝向頂端側(cè)延伸設(shè)置,相對于探頭主體部31和錐形部41向第1交叉方向側(cè)彎曲。在來自第1寬度方向(寬度方向的一側(cè))的投影中,在第1彎曲延伸設(shè)置部42的外周面的朝向第1交叉方向側(cè)的部位,第1彎曲開始位置E14處的切線相對于長度軸線方向具有銳角θ1。此外,在第1寬度方向的投影中,在第1彎曲延伸設(shè)置部42的外周面的朝向第2交叉方向側(cè)的部位,第2彎曲開始位置E15處的切線相對于長度軸線方向具有銳角θ2。銳角θ1和銳角θ2大于0°且小于等于10°。在一個實(shí)施例中,銳角θ1為5°,與此相對,銳角θ2為7.5°,銳角θ2大于銳角θ1。
在彎曲延伸設(shè)置部40中,第2彎曲延伸設(shè)置部45與第1彎曲延伸設(shè)置部42的頂端側(cè)連續(xù)。第2彎曲延伸設(shè)置部45以相對于第1彎曲延伸設(shè)置部42向第1交叉方向側(cè)彎曲的狀態(tài)延伸設(shè)置。在第1寬度方向(寬度方向的一側(cè))的投影中,第2彎曲延伸設(shè)置部45的外周面的朝向第1交叉方向側(cè)的部位延伸設(shè)置為角R1的圓弧狀。此外,在第1寬度方向的投影中,第2彎曲延伸設(shè)置部45的外周面的朝向第2交叉方向側(cè)的部位延伸設(shè)置為角R2的圓弧狀。
角R1的圓弧和角R2的圓弧的中心O1位于比彎曲延伸設(shè)置部40(超聲波探頭8)靠第1交叉方向側(cè)的位置。因此,在第1寬度方向(第2寬度方向)的投影中,在第2彎曲延伸設(shè)置部45的外周面的朝向第1交叉方向側(cè)的部位,與長度軸線方向所成的銳角隨著朝向頂端側(cè)而變大。同樣,在第1寬度方向(第2寬度方向)的投影中,在第2彎曲延伸設(shè)置部45的外周面的朝向第2交叉方向側(cè)的部位,與長度軸線方向所成的銳角隨著朝向頂端側(cè)而變大。因而,在第2彎曲延伸設(shè)置部45中,與長度軸線方向所成的銳角隨著朝向頂端側(cè)而變大。
在第2彎曲延伸設(shè)置部45的外周面的朝向第1交叉方向側(cè)的部位,頂端處的切線相對于長度軸線方向具有銳角θ3。此外,在第2彎曲延伸設(shè)置部45的外周面的朝向第2交叉方向側(cè)的部位,頂端處的切線相對于長度軸線方向具有銳角θ4。即,在第1彎曲外表面55的頂端,彎曲延伸設(shè)置部40相對于長度軸線方向具有銳角θ3。而且,在第2彎曲外表面56的頂端,彎曲延伸設(shè)置部40相對于長度軸線方向具有銳角θ4。在一個實(shí)施例中,角R1為15mm,銳角θ3為15°。此外,與角R2相對應(yīng)地限定銳角θ4。例如在角R2為12.5mm的情況下,銳角θ4為25°,在角R2為16.5mm的情況下,銳角θ4為20°。而且,在角R2為30mm的情況下,銳角θ4為15°。在一個實(shí)施例中,在第2彎曲外表面56(第2彎曲延伸設(shè)置部45的外周面的朝向第2交叉方向側(cè)的部位),頂端處的切線與長度軸線方向所成的銳角θ4為10°以上且30°以下,優(yōu)選為20°以上且25°以下。
此外,在超聲波探頭8中將與延伸設(shè)置方向垂直(大致垂直)且與寬度方向垂直(大致垂直)的方向設(shè)為厚度方向。在彎曲延伸設(shè)置部40中,由于超聲波探頭8的延伸設(shè)置方向與長度軸線不平行,因此,在彎曲延伸設(shè)置部40中,厚度方向與第1交叉方向和第2交叉方向不平行。超聲波探頭8在厚度方向上的厚度尺寸T2在長度軸線方向上從第2彎曲開始位置E15到頂端保持大致恒定。即,在第2彎曲開始位置E15和超聲波探頭8的頂端之間,第1彎曲外表面55和第2彎曲外表面56之間的距離即厚度尺寸T2保持大致恒定。在一個實(shí)施例中,厚度尺寸T2為1.5mm。因而,將銳角θ1~θ4和角R1、R2決定為超聲波探頭8的厚度尺寸T2從第2彎曲開始位置E15到頂端大致恒定的狀態(tài)。
此外,第2彎曲延伸設(shè)置部45的外周面的朝向第1交叉方向側(cè)的部位在頂端具有從長度軸線C朝向第1交叉方向的分開距離T3。在一個實(shí)施例中,分開距離T3優(yōu)選為1.9mm。
第2彎曲延伸設(shè)置部45具有形成超聲波探頭8的頂端的頂端面46。在第1寬度方向(寬度方向的一側(cè))的投影中,第1彎曲外表面55(第2彎曲延伸設(shè)置部45的外周面的朝向第1交叉方向側(cè)的部位)和頂端面46之間形成為角R3的曲面狀。此外,在第1寬度方向的投影中,第2彎曲外表面56(第2彎曲延伸設(shè)置部45的外周面的朝向第2交叉方向側(cè)的部位)和頂端面46之間形成為角R4的曲面狀。在一個實(shí)施例中,角R3為0.5mm,角R4為0.9mm。此外,在第2交叉方向(交叉方向的一側(cè))的投影中,第3彎曲外表面57(第2彎曲延伸設(shè)置部45的外周面的朝向第1寬度方向側(cè)的部位)和頂端面46之間以及第4彎曲外表面58(第2彎曲延伸設(shè)置部45的外周面的朝向第2寬度方向側(cè)的部位)和頂端面46之間形成為角R5的曲面狀。在一個實(shí)施例中,角R5為1.25mm。
圖14是從圖12的箭頭XIV的方向觀察第2彎曲延伸設(shè)置部45(彎曲延伸設(shè)置部40的頂端部)的圖,是從厚度方向的一側(cè)觀察第2彎曲延伸設(shè)置部45的圖。此外,圖15是從第1寬度方向側(cè)觀察第2彎曲延伸設(shè)置部45的圖。而且,圖16是圖12的XVI-XVI線剖視圖,表示與第2彎曲延伸設(shè)置部45的延伸設(shè)置方向垂直的截面。在此,箭頭XIV的方向與在第1寬度方向的投影中從頂端側(cè)朝向第2交叉方向側(cè)轉(zhuǎn)動了銳角θ5后的方向一致。銳角θ5例如為75°。
如圖12~圖16所示,在第2彎曲延伸設(shè)置部45設(shè)有切削面(處理面)47~49。第1切削面47設(shè)于第2彎曲外表面56(彎曲延伸設(shè)置部40的外表面中的朝向第2交叉方向側(cè)的部位)。而且,第2切削面48設(shè)于第3彎曲外表面57(彎曲延伸設(shè)置部40的外表面中的朝向第1寬度方向側(cè)的部位),第3切削面49設(shè)于第4彎曲外表面58(彎曲延伸設(shè)置部40的外表面中的朝向第2寬度方向側(cè)的部位)。在切削面47~49中分別形成有后述的多個槽。此外,切削面47~49分別從彎曲延伸設(shè)置部40的頂端(頂端面46)朝向基端側(cè)延伸設(shè)置。在第2彎曲延伸設(shè)置部45且是第2彎曲外表面56設(shè)有第1切削面47。因此,在第1寬度方向和所述第2寬度方向的各自的投影中,第1切削面47形成為中心(O1)位于比彎曲延伸設(shè)置部40靠第1交叉方向側(cè)的位置的圓弧狀。
第2彎曲延伸設(shè)置部45在第1切削面47和第1彎曲外表面55之間具有彎曲延伸設(shè)置部40的厚度方向上的厚度尺寸T6。第1切削面47和第1彎曲外表面55之間的厚度尺寸T6是與厚度尺寸T2大致相同的大小。此外,第2彎曲延伸設(shè)置部45在第2切削面48(第3彎曲外表面57)和第3切削面49(第4彎曲外表面58)之間具有第1寬度方向和第2寬度方向上的寬度尺寸W5。第2切削面48和第3切削面49之間的寬度尺寸W5是與寬度尺寸W1大致相同的大小。因此,在第1切削面47所延伸設(shè)置的范圍(第2彎曲延伸設(shè)置部45)內(nèi),第1切削面47和第1彎曲外表面55之間在彎曲延伸設(shè)置部40的厚度方向上的厚度尺寸T6(T2)小于第3彎曲外表面57和第4彎曲外表面58之間在第1寬度方向和第2寬度方向上的寬度尺寸W5(W1)。
在第2切削面48上形成有多個(在本實(shí)施方式中是5個)延伸設(shè)置槽(第1延伸設(shè)置槽)63A~63E。延伸設(shè)置槽63A~63E分別與彎曲延伸設(shè)置部40的延伸設(shè)置方向大致垂直地延伸設(shè)置,在本實(shí)施方式中沿著彎曲延伸設(shè)置部40的厚度方向延伸設(shè)置。此外,延伸設(shè)置槽63A~63E在彎曲延伸設(shè)置部40的延伸設(shè)置方向上并列設(shè)置,延伸設(shè)置槽63A~63E分別在各自與在彎曲延伸設(shè)置部40的延伸設(shè)置方向上相鄰設(shè)置的延伸設(shè)置槽(63A~63E的對應(yīng)的1個或兩個)之間具有間隔q1。此外,限定延伸設(shè)置槽63A~63E中的位于最頂端側(cè)的最頂端延伸設(shè)置槽63A。第2彎曲延伸設(shè)置部45在彎曲延伸設(shè)置部40的延伸設(shè)置方向上從超聲波探頭8的頂端到最頂端延伸設(shè)置槽63A具有延伸設(shè)置尺寸L17。在一個實(shí)施例中,間隔q1為0.9mm,延伸設(shè)置尺寸L17為0.45mm。
此外,在限定了穿過長度軸線C且與第1寬度方向和第2寬度方向垂直的基準(zhǔn)面(第2基準(zhǔn)面)Y2時,延伸設(shè)置槽63A~63E的各自的底部位置位于自基準(zhǔn)面Y2向第1寬度方向離開寬度方向距離W2的位置。在一個實(shí)施例中,寬度方向距離W2為1.1mm。此外,在從厚度方向的一側(cè)(第1切削面47側(cè))觀察時,延伸設(shè)置槽(第1延伸設(shè)置槽)63A~63E分別成為由直徑的圓的半圓部分形成的半圓形。在一個實(shí)施例中,直徑為0.5mm。
在第3切削面49上形成有多個(在本實(shí)施方式中是5個)延伸設(shè)置槽(第2延伸設(shè)置槽)65A~65E。延伸設(shè)置槽65A~65E分別以基準(zhǔn)面Y2為中央面地與對應(yīng)的延伸設(shè)置槽(63A~63E的對應(yīng)的1個)大致對稱。因此,與延伸設(shè)置槽(第1延伸設(shè)置槽)63A~63E同樣,延伸設(shè)置槽65A~65E分別沿著彎曲延伸設(shè)置部40的厚度方向延伸設(shè)置,與延伸設(shè)置槽(第2延伸設(shè)置槽)65A~65E相關(guān)聯(lián)地限定間隔q1、延伸設(shè)置尺寸L17、寬度方向距離W2以及直徑
此外,第1切削面47與第2切削面48及第3切削面49在槽的延伸設(shè)置圖案上有所不同。在第1切削面47上形成有多個(在本實(shí)施方式中是5個)傾斜槽(第1傾斜槽)66A~66E和多個(在本實(shí)施方式中是5個)傾斜槽(第2傾斜槽)67A~67E。傾斜槽66A~66E分別以相對于彎曲延伸設(shè)置部40的延伸設(shè)置方向傾斜銳角(第1銳角)θ6的狀態(tài)延伸設(shè)置。即,傾斜槽(第1傾斜槽)66A~66E分別在來自第1切削面47側(cè)的投影中相對于長度軸線方向傾斜。在此,在來自第1切削面47側(cè)的投影中,傾斜槽66A~66E的各自的延伸設(shè)置方向的一側(cè)與從基端側(cè)朝向第2寬度方向側(cè)轉(zhuǎn)動了銳角θ6后的方向一致。此外,傾斜槽67A~67E分別以相對于彎曲延伸設(shè)置部40的延伸設(shè)置方向傾斜銳角(第2銳角)θ7的狀態(tài)延伸設(shè)置。即,傾斜槽(第2傾斜槽)67A~67E分別在來自第1切削面47側(cè)的投影中相對于長度軸線方向向與傾斜槽(第1傾斜槽)66A~66E相反側(cè)傾斜。在此,在來自第1切削面47側(cè)的投影中,傾斜槽67A~67F的各自的延伸設(shè)置方向的一側(cè)與從基端側(cè)朝向第1寬度方向側(cè)轉(zhuǎn)動了銳角θ7后的方向一致。在第1切削面47中,傾斜槽66A~66E分別與對應(yīng)的傾斜槽(67A~67E的對應(yīng)的1個)交叉,形成網(wǎng)格結(jié)構(gòu)(交叉結(jié)構(gòu))。在一個實(shí)施例中,銳角(第1銳角)θ6和銳角(第2銳角)θ7為45°以上且65°以下,優(yōu)選為60°左右。
傾斜槽(第1傾斜槽)66A~66E分別在各自與(在與傾斜槽66A~66E的延伸設(shè)置方向垂直的方向上)相鄰設(shè)置的傾斜槽(66A~66E的對應(yīng)的兩個或1個)之間具有間隔q2。此外,限定傾斜槽66A~66E中的位于從頂端側(cè)數(shù)第3個的基準(zhǔn)傾斜槽(第1基準(zhǔn)傾斜槽)66C。第2彎曲延伸設(shè)置部45在彎曲延伸設(shè)置部40的延伸設(shè)置方向上從超聲波探頭8的頂端到基準(zhǔn)傾斜槽66C的頂端位置具有延伸設(shè)置尺寸L18。在一個實(shí)施例中,間隔q2為0.8mm,延伸設(shè)置尺寸L18為2.25mm。此外,傾斜槽66A~66E各自具有深度T4和寬度此外,在從第2切削面48側(cè)(寬度方向的一側(cè))觀察時,傾斜槽66A~66E的各自的底面形成為角/2的圓弧形。在一個實(shí)施例中,傾斜槽66A~66E的各自的深度T4為0.35mm,寬度為0.35mm。
傾斜槽(第2傾斜槽)67A~67E分別以基準(zhǔn)面Y2為中央面地與對應(yīng)的第1傾斜槽(66A~66E的對應(yīng)的1個)大致對稱。因此,與傾斜槽66A~66E同樣,與傾斜槽67A~67E相關(guān)聯(lián)地限定間隔q2、延伸設(shè)置尺寸L18、深度T4以及寬度
此外,延伸設(shè)置槽(第1延伸設(shè)置槽)63A~63E和延伸設(shè)置槽(第2延伸設(shè)置槽)65A~65E各自與對應(yīng)的傾斜槽(66A~66E的對應(yīng)的1個)和對應(yīng)的傾斜槽(67A~67E的對應(yīng)的1個)之間交叉的交叉部分在長度軸線方向上位置一致。例如,延伸設(shè)置槽63C、65C各自與傾斜槽(第1傾斜槽)66C和傾斜槽(第2傾斜槽)67C之間交叉的交叉部分在長度軸線方向上的位置一致。
在第2彎曲延伸設(shè)置部45中,在與延伸設(shè)置方向垂直的截面中,第1彎曲外表面55(外表面的朝向第1交叉方向側(cè)的部位)和第2切削面48之間以及第1彎曲外表面55和第3切削面49之間形成為角R6的曲面狀。此外,在第2彎曲延伸設(shè)置部45中,在與延伸設(shè)置方向垂直的截面中,第1切削面47和第2切削面48之間以及第1切削面47和第3切削面49之間形成為角R7的曲面狀。在一個實(shí)施例中,角R6為0.5mm,角R7為0.9mm。
角R6的曲面部分在長度軸線方向上形成在圖3的范圍S1內(nèi),角R7的曲面部分在長度軸線方向上形成在圖3的范圍S2內(nèi)。即,角R6的曲面部分和角R7的曲面部分在長度軸線方向上從超聲波探頭8的頂端延伸設(shè)置到錐形部41,在超聲波探頭8中的自護(hù)套7的頂端的突出部分(露出部分)形成有角R6的曲面部分和角R7的曲面部分。因此,在錐形部41的一部分和彎曲延伸設(shè)置部40中,在與延伸設(shè)置方向垂直的截面中,外表面的朝向第1交叉方向側(cè)的部位和外表面的朝向第1寬度方向側(cè)的部位之間以及外表面的朝向第1交叉方向側(cè)的部位和外表面的朝向第2寬度方向側(cè)的部位之間形成為角R6的曲面狀。而且,在錐形部41的一部分和彎曲延伸設(shè)置部40中,在與延伸設(shè)置方向垂直的截面中,外表面的朝向第2交叉方向側(cè)的部位和外表面的朝向第1寬度方向側(cè)的部位之間以及外表面的朝向第2交叉方向側(cè)的部位和外表面的朝向第2寬度方向側(cè)的部位之間形成為角R7的曲面狀。
接著,說明本實(shí)施方式的超聲波探頭8的作用和效果。圖17和圖18是表示利用超聲波處理系統(tǒng)1在肩關(guān)節(jié)300中切削骨頭的狀態(tài)的圖。圖17是從前方側(cè)(胸側(cè))觀察肩關(guān)節(jié)300的圖,圖18是從后方側(cè)(脊背側(cè))觀察肩關(guān)節(jié)300的圖。如圖17和圖18所示,肩關(guān)節(jié)300是上腕骨301和肩甲骨302之間的關(guān)節(jié)。肩甲骨302具有肩峰303。在肩峰303上連結(jié)有鎖骨305。肩甲下肌306、岡上肌307、岡下肌308以及小圓肌309從肩甲骨302起始。在肩峰303的下側(cè)作為肩甲下肌306、岡上肌307、岡下肌308以及小圓肌309的腱形成有回旋肌腱板311。上腕骨301從回旋肌腱板311延伸設(shè)置。此外,在肩峰303的下表面312和回旋肌腱板311之間形成有腔313。
在本實(shí)施方式中,向肩峰303和回旋肌腱板311之間的腔313中插入硬性鏡(關(guān)節(jié)鏡)315的頂端部和超聲波探頭8的頂端部。硬性鏡315和超聲波探頭8分別從人體外穿過前方側(cè)的插入部位、側(cè)方側(cè)的插入部位以及后方側(cè)的插入部位中的任一處向腔313中插入。其中,硬性鏡315的插入部位與超聲波探頭8的插入部位不同。在圖17和圖18中,硬性鏡315從前方側(cè)的插入部位向腔313插入,超聲波探頭8從側(cè)方側(cè)的插入部位向腔313插入。然后,在利用硬性鏡315進(jìn)行觀察的條件下在腔313中使超聲波探頭8的切削面47~49中的任一者與肩峰303的下表面312接觸。通過在切削面47~49中的任一者與肩峰303的下表面312接觸的狀態(tài)下向切削面47~49傳遞超聲波振動,從而在肩峰303的下表面312切削骨刺(骨頭)。另外,在將第2彎曲延伸設(shè)置部45浸漬在液體(生理食鹽水)中的狀態(tài)下在肩峰303的下表面312切削骨刺。
圖19和圖20表示超聲波探頭8的第2彎曲延伸設(shè)置部45的第1切削面47與肩峰303的下表面312接觸的狀態(tài)的圖。在圖20中,在肩峰303的下表面312中的與圖19不同的位置使第1切削面47接觸。在此,在超聲波探頭8中,第1彎曲延伸設(shè)置部42相對于沿著長度軸線C延伸設(shè)置的探頭主體部31向第1垂直方向側(cè)彎曲,第2彎曲延伸設(shè)置部45相對于第1彎曲延伸設(shè)置部42進(jìn)一步向第1垂直方向側(cè)彎曲。而且,在第2彎曲延伸設(shè)置部45中,與長度軸線方向所成的銳角隨著朝向頂端側(cè)而變大,在第2彎曲延伸設(shè)置部45中且是第2彎曲外表面56設(shè)有第1切削面47。因此,在本實(shí)施方式中,在第1寬度方向的投影和所述第2寬度方向的投影中,第1切削面47形成為中心(O1)位于比彎曲延伸設(shè)置部40靠第1交叉方向側(cè)的位置的圓弧形。肩峰303和回旋肌腱板311之間的腔313狹窄,肩峰303的下表面312形成為曲面狀。通過像前述那樣形成第1彎曲延伸設(shè)置部42和第2彎曲延伸設(shè)置部45,從而能夠適當(dāng)?shù)厥沟?切削面47也與形成為曲面狀的肩峰303的下表面312接觸。
例如,在圖19和圖20中,由于肩峰303的下表面312中的與第1切削面47接觸的位置互不相同,因此,第1切削面47相對于肩峰303的下表面312的接觸角有所不同。在本實(shí)施方式中,由于像前述那樣形成第1彎曲延伸設(shè)置部42和第2彎曲延伸設(shè)置部45,因此,即使第1切削面47相對于肩峰303的下表面312的接觸角發(fā)生變化,也能夠適當(dāng)?shù)厥沟?切削面47與肩峰303的下表面312接觸。例如在圖10和圖11中也是,第1切削面47適當(dāng)?shù)嘏c肩峰303的下表面312接觸。即,在肩峰303的下表面312的任何位置(即無論第1切削面47相對于肩峰303的下表面312的接觸角是何角度)都能夠適當(dāng)?shù)厥沟?切削面47與肩峰303的下表面312接觸。
此外,在本實(shí)施方式中,第1切削面47設(shè)于彎曲延伸設(shè)置部40的第2彎曲外表面56,在第2彎曲外表面56(彎曲延伸設(shè)置部40的外周面的朝向第2交叉方向側(cè)的部位),頂端處的切線與長度軸線方向所成的銳角θ4為10°以上且30°以下(優(yōu)選為20°以上且25°以下)。通過將銳角θ4設(shè)為10°以上且30°以下(特別是20°以上且25°以下),從而第1切削面47成為與肩峰303的下表面312相對應(yīng)的形狀,在肩峰303的下表面312的任何位置都能夠更加容易且適當(dāng)?shù)厥沟?切削面47與肩峰303的下表面312接觸。
此外,在第1切削面47中,傾斜槽(第1傾斜槽)66A~66E分別與對應(yīng)的第2傾斜槽(67A~67E的對應(yīng)的1個)交叉,形成網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。由于在第1切削面47上形成網(wǎng)格結(jié)構(gòu),因此,通過在使第1切削面47接觸的狀態(tài)下使第2彎曲延伸設(shè)置部45利用超聲波振動進(jìn)行縱向振動,從而適當(dāng)?shù)厍邢鞴穷^(骨刺)。即,能夠適當(dāng)?shù)厍邢鬏^硬的骨頭。此外,在本實(shí)施方式中,傾斜槽(第1傾斜槽)66A~66E分別相對于超聲波探頭8的延伸設(shè)置方向(即縱向振動的振動方向)的銳角θ6和傾斜槽(第2傾斜槽)67A~67F分別相對于超聲波探頭8的延伸設(shè)置方向(即縱向振動的振動方向)的銳角θ7為45°以上且65°以下。通過使銳角θ6、θ7分別在前述的范圍內(nèi),從而在利用超聲波振動由第1切削面47切削肩峰303的下表面112時,骨頭的切削性上升。
在本實(shí)施方式中,也可以使第2切削面48或第3切削面49與肩峰303的下表面312接觸而切削骨頭。此外,在使第1切削面47與肩峰303的下表面312接觸而切削骨頭(骨刺)時,在由第1切削面47切削的部位的附近,由第2切削面48和第3切削面49切削骨頭。通過由切削面48、49切削骨頭,從而防止僅是由第1切削面47切削的部位凹陷,防止在肩峰303的下表面312形成臺階。
此外,第2切削面48的延伸設(shè)置槽63A~63E和第3切削面49的延伸設(shè)置槽65A~65E與超聲波探頭8的延伸設(shè)置方向(即縱向振動的振動方向)大致垂直(沿著彎曲延伸設(shè)置部40的厚度方向)地延伸設(shè)置。由于延伸設(shè)置槽(第1延伸設(shè)置槽)63A~63E與縱向振動的振動方向大致垂直地延伸設(shè)置,因此,在利用超聲波振動由第2切削面48進(jìn)行切削時,骨頭的切削性上升。同樣,由于延伸設(shè)置槽(第2延伸設(shè)置槽)65A~65E與縱向振動的振動方向大致垂直地延伸設(shè)置,因此,在利用超聲波振動由第3切削面49進(jìn)行切削時,骨頭的切削性上升。
此外,延伸設(shè)置槽(第1延伸設(shè)置槽)63A~63E和延伸設(shè)置槽(第2延伸設(shè)置槽)65A~65E各自與對應(yīng)的傾斜槽(66A~66E的對應(yīng)的1個)和對應(yīng)的傾斜槽(67A~67E的對應(yīng)的1個)之間交叉的交叉部分在長度軸線方向上位置一致。通過像前述那樣地配置延伸設(shè)置槽63A~63E、65A~65E和傾斜槽66A~66E、67A~67E,從而在由切削面47~49切削骨頭時,能夠沒有不均而均勻地切削骨頭,切削性進(jìn)一步上升。
此外,在本實(shí)施方式中,第1縮窄外表面51的頂端(第1縮窄結(jié)束位置E10)與第2縮窄外表面52的頂端(第2縮窄結(jié)束位置E11)相比位于基端側(cè)的位置,第1軸平行外表面61的延伸設(shè)置尺寸L19大于第2軸平行外表面62的延伸設(shè)置尺寸L20。因此,在使第1切削面47移動到能夠與肩峰303的下表面312接觸的位置時,彎曲延伸設(shè)置部40、錐形部41以及中繼延伸設(shè)置部43中的外表面的朝向第1交叉方向側(cè)的部位(背面?zhèn)鹊牟课?不易與除處理對象(肩峰303的下表面)之外的生物體組織等接觸。因而,易于使第1切削面47移動到能夠與肩峰303的下表面312接觸的位置。
此外,在本實(shí)施方式中,在振動體單元20以規(guī)定的頻率范圍中的頻率進(jìn)行縱向振動的狀態(tài)下,錐形部41位于比最頂端側(cè)的振動波節(jié)N3靠頂端側(cè)的位置,利用錐形部41放大縱向振動的振幅V。例如,利用錐形部41將振動波腹處的振幅為80μm的縱向振動放大為振動波腹處的振幅為140μm以上且150μm以下的縱向振動。此外,由超聲波振動引起的應(yīng)力σ在振動波節(jié)以及與超聲波振動的傳遞方向垂直的截面積減少的部分變大,在振動波腹處變?yōu)榱?。因而,在本?shí)施方式中,在振動波節(jié)N3和錐形部41的頂端(E13)之間應(yīng)力σ變大(參照圖7)。
在此,在本實(shí)施方式中,從錐形部41的基端(E9)到頂端(E13)在長度軸線方向上的尺寸大于振動體單元20以規(guī)定的頻率范圍中的頻率進(jìn)行縱向振動的狀態(tài)下的8分之1波長(λ/8)。而且,在錐形部41中,基端(E9)和第1縮窄結(jié)束位置E10之間在長度軸線方向上的第1縮窄尺寸L12也大于振動體單元20以規(guī)定的頻率范圍中的頻率進(jìn)行縱向振動的狀態(tài)下的8分之1波長。通過從錐形部41的基端(E9)到頂端(E13)在長度軸線方向上的尺寸變大,從而能夠在振動波節(jié)N3到錐形部41的頂端(E13)之間的全長范圍內(nèi)將由超聲波振動引起的應(yīng)力σ保持為大致均勻。即,有效地防止在振動波節(jié)N3和錐形部41的頂端(E13)之間應(yīng)力局部地變大(即產(chǎn)生峰值)。例如,在一個實(shí)施例中,即使振動波腹處的振幅變大(例如80μm)的縱向振動傳遞到錐形部41的基端(E9),在振動體單元20以規(guī)定的頻率范圍(例如46kHz以上且48kH以下)中的頻率進(jìn)行縱向振動的狀態(tài)下,也能夠在振動波節(jié)N3和錐形部41的頂端(E13)之間將應(yīng)力σ大致均勻地保持為300Mpa左右。即,在本實(shí)施方式中,防止在振動波節(jié)N3和錐形部41的頂端(E13)之間(例如在錐形部41的頂端(E13))應(yīng)力局部地變大到700Mpa左右。由于防止應(yīng)力σ局部地變大,因此,能夠有效地防止由超聲波振動引起的超聲波探頭8破損。
此外,在本實(shí)施方式中,在錐形部41和中繼延伸設(shè)置部43中,與長度軸線C垂直的截面中的截面重心自長度軸線C向第2垂直方向側(cè)偏離。特別是,在第1縮窄結(jié)束位置E10和第1彎曲開始位置(彎曲基端)E14之間,截面重心相對于長度軸線C向第2交叉方向側(cè)的偏離變大。因此,在本實(shí)施方式中,利用由錐形部41和中繼延伸設(shè)置部43引起的重心向第2交叉方向側(cè)的偏離抵消由彎曲延伸設(shè)置部40相對于長度軸線方向的彎曲引起的重心向第1交叉方向側(cè)的偏離。由此,能夠在超聲波探頭8將超聲波振動向頂端側(cè)傳遞的狀態(tài)下減少產(chǎn)生除縱向振動之外的不正當(dāng)振動(橫向振動、扭轉(zhuǎn)振動)。
在本實(shí)施方式中,在第1寬度方向(寬度方向的一側(cè))的投影中,第1彎曲外表面55和頂端面46之間形成為角R3的曲面狀。此外,在第1寬度方向的投影中,第2彎曲外表面56和頂端面46之間形成為角R4的曲面狀。而且,在第2交叉方向(交叉方向的一側(cè))的投影中,第3彎曲外表面57和頂端面46之間以及第4彎曲外表面58和頂端面46之間形成為角R5的曲面狀。由此,在超聲波探頭8的頂端面46,與超聲波探頭8的延伸設(shè)置方向(即縱向振動的振動方向)垂直的表面(外表面)的比例變小。通過使與縱向振動的振動方向垂直的表面的比例變小,從而即使在將第2彎曲延伸設(shè)置部45浸漬在液體(生理食鹽水)中的狀態(tài)下使超聲波探頭8縱向振動,也能夠減少在頂端面46的附近產(chǎn)生空化。通過減少產(chǎn)生空化,從而使處理過程中的手術(shù)人員的視覺識別性上升。
此外,在超聲波探頭8中的自護(hù)套7的頂端突出的突出部分(露出部分),在與延伸設(shè)置方向垂直的截面中,外表面的朝向第1交叉方向側(cè)的部位和外表面的朝向第1寬度方向側(cè)的部位之間以及外表面的朝向第1交叉方向側(cè)的部位和外表面的朝向第2寬度方向側(cè)的部位之間為形成為角R6的曲面狀。而且,在超聲波探頭8中的自護(hù)套7的頂端突出的突出部分(露出部分),在與延伸設(shè)置方向垂直的截面中,外表面的朝向第2交叉方向側(cè)的部位和外表面的朝向第1寬度方向側(cè)的部位之間以及外表面的朝向第2交叉方向側(cè)的部位和外表面的朝向第2寬度方向側(cè)的部位之間形成為角R7的曲面狀。因此,在錐形部41、中繼延伸設(shè)置部43以及彎曲延伸設(shè)置部40的外周面沒有形成角。因而,即使超聲波探頭8中的自護(hù)套7的頂端突出的突出部分(露出部分)與除處理對象之外的生物體組織等接觸,也能夠有效地防止生物體組織的損傷。
(第4實(shí)施方式)
接著,參照圖21~圖24說明本發(fā)明的第4實(shí)施方式。第4實(shí)施方式是將第3實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)如下地變形而成的。另外,對與第3實(shí)施方式相同的部分標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記,省略其說明。
在本實(shí)施方式中,與第3實(shí)施方式同樣,超聲波探頭8也包括探頭主體部31、錐形部41以及彎曲延伸設(shè)置部40(第1彎曲延伸設(shè)置部42和第2彎曲延伸設(shè)置部45)。而且,探頭主體部31與第1實(shí)施方式同樣包括變幅桿部35、變幅桿部36、截面積增加部37以及被支承部38。在一個實(shí)施例中,超聲波探頭8的全長L1優(yōu)選為183.4mm。此外,在一個實(shí)施例中,從超聲波探頭8的頂端到抵接面33(探頭主體部31的基端)在長度軸線方向上的長度尺寸L2優(yōu)選為177.5mm。
此外,在本實(shí)施方式的一個實(shí)施例中,從抵接面33到變幅桿部35的基端(振動輸入端)E1在長度軸線方向上的長度尺寸L3優(yōu)選為29mm。此外,變幅桿部(第1變幅桿部)35從基端(振動輸入端)E1到頂端(振動輸出端)E2在長度軸線方向上的變幅桿長度尺寸(第1變幅桿長度尺寸)L4優(yōu)選為20mm。在本實(shí)施方式中也是,在變幅桿部35中,探頭主體部31的外徑隨著朝向頂端側(cè)而從外徑D1減少到外徑D2。在一個實(shí)施例中,外徑D1優(yōu)選為7mm。而且,外徑D2優(yōu)選為3.8mm。
此外,在本實(shí)施方式的一個實(shí)施例中,從抵接面33到變幅桿部36的基端(振動輸入端)E3在長度軸線方向上的長度尺寸L5優(yōu)選為88.1mm。而且,變幅桿部(第2變幅桿部)36從基端(振動輸入端)E3到頂端(振動輸出端)E4在長度軸線方向上的變幅桿長度尺寸(第2變幅桿長度尺寸)L6優(yōu)選為14mm。在本實(shí)施方式中也是,在變幅桿部36中,探頭主體部31的外徑隨著朝向頂端側(cè)而從外徑D2減少到外徑D3。在一個實(shí)施例中,外徑D3優(yōu)選為2.7mm。
在本實(shí)施方式的一個實(shí)施例中,從抵接面33到截面積增加部37的頂端(振動輸出端)E6在長度軸線方向上的長度尺寸L7優(yōu)選為116.7mm。此外,截面積增加部37從基端(振動輸入端)E5到頂端(振動輸出端)E6在長度軸線方向上的延伸設(shè)置尺寸L8較小。在本實(shí)施方式中也是,在截面積增加部37中,探頭主體部31的外徑隨著朝向頂端側(cè)而從外徑D3增加到外徑D4。在一個實(shí)施例中,外徑D4與變幅桿部36的基端E3處的外徑D2大致相同,外徑D4優(yōu)選為3.8mm。
在本實(shí)施方式的一個實(shí)施例中,從截面積增加部37的頂端E6到被支承部38的基端E7在長度軸線方向上的長度尺寸L9優(yōu)選為24.1mm。此外,被支承部38從基端E7到頂端E8在長度軸線方向上的延伸設(shè)置尺寸L10為3mm。而且,在被支承部38中,在基端部外徑從外徑D4減少到外徑D5,在頂端部外徑從外徑D5增加到外徑D6。在一個實(shí)施例中,外徑D5比外徑D4稍小(0.4mm左右)。而且,外徑D6與外徑D4大致相同,優(yōu)選為3.8mm。
此外,在振動體單元20以規(guī)定的頻率范圍(46kHz以上且48kHz以下)中的頻率進(jìn)行縱向振動的狀態(tài)下,振動波節(jié)N1位于變幅桿部35的基端E1或者基端E1的附近,振動波節(jié)N2位于變幅桿部36的基端E3或者基端E3的附近。此外,在振動體單元20以規(guī)定的頻率范圍中的頻率進(jìn)行縱向振動的狀態(tài)下,振動波腹A3位于截面積增加部37,振動波腹(最頂端振動波腹)A2位于超聲波探頭8的頂端。而且,在振動體單元20以規(guī)定的頻率范圍中的頻率進(jìn)行縱向振動的狀態(tài)下,作為縱向振動的振動波節(jié)之一的振動波節(jié)(最頂端振動波節(jié))N3位于被支承部38。通過設(shè)為前述那樣的結(jié)構(gòu),從而在本實(shí)施方式的一個實(shí)施例中也是,在振動波腹處的振幅為18μm的縱向振動傳遞到探頭主體部31的基端(抵接面33)的情況下,在探頭主體部31的頂端E9中也成為振動波腹處的振幅為80μm的縱向振動。
圖21和圖22是表示超聲波探頭8的頂端部的結(jié)構(gòu)的圖。圖21是從第1寬度方向側(cè)觀察超聲波探頭8的圖,圖22是從第2交叉方向側(cè)觀察超聲波探頭8的圖。另外,圖21中虛線S1和虛線S2所示的范圍自護(hù)套7的頂端向頂端側(cè)突出。
如圖21和圖22所示,在本實(shí)施方式中也是,探頭主體部31的頂端E9位于比被支承部38的頂端E8靠頂端側(cè)的位置。而且,在一個實(shí)施例中,被支承部38的頂端E8和探頭主體部31的頂端之間在長度軸線方向上的距離為1.2mm左右。此外,探頭主體部31的頂端E9與錐形部41的基端連續(xù)。在本實(shí)施方式的一個實(shí)施例中,從超聲波探頭8的頂端到錐形部41的基端(E9)在長度軸線方向上的長度尺寸L11優(yōu)選為32.5mm。
在本實(shí)施方式中也是,錐形部41具有朝向第1交叉方向側(cè)的第1縮窄外表面51,在錐形部41中,在長度軸線方向上的基端(E9)和第1縮窄結(jié)束位置(第1距離減少結(jié)束位置)E10之間,從長度軸線C到第1縮窄外表面51的朝向第1交叉方向的距離(第1距離)δ隨著從基端側(cè)朝向頂端側(cè)而減少。在一個實(shí)施例中,錐形部41的基端(E9)和第1縮窄結(jié)束位置E10之間在長度軸線方向上的第1縮窄尺寸L12優(yōu)選為18mm。此外,在本實(shí)施方式中也是,錐形部41具有朝向第2交叉方向側(cè)的第2縮窄外表面52,在錐形部41中,在長度軸線方向上的基端(E9)和第2縮窄結(jié)束位置(第2距離減少結(jié)束位置)E11之間,從長度軸線C到第2縮窄外表面52的朝向第2交叉方向的距離(第2距離)δ'隨著從基端側(cè)朝向頂端側(cè)而減少。與第2縮窄結(jié)束位置E11(第2縮窄外表面52的頂端)相比,第1縮窄結(jié)束位置E10(第1縮窄外表面51的頂端)位于基端側(cè)。在一個實(shí)施例中,錐形部41的基端(E9)和第2縮窄結(jié)束位置E11之間在長度軸線方向上的第2縮窄尺寸L13優(yōu)選為21mm。由于是前述那樣的結(jié)構(gòu),因此,在本實(shí)施方式的錐形部41中也是,在長度軸線方向上在錐形部41的基端(厚度減少開始位置)和第2縮窄結(jié)束位置(厚度減少結(jié)束位置)E11之間,超聲波探頭8在第1交叉方向和第2交叉方向上的厚度(尺寸)T隨著朝向頂端側(cè)而減少。此外,在本實(shí)施方式中也是,在第1寬度方向(寬度方向的一側(cè))的投影中,第1縮窄外表面51相對于長度軸線方向的縮窄角(銳角)即第1縮窄角α1大于第2縮窄外表面52相對于長度軸線方向的縮窄角(銳角)即第2縮窄角α2,第1縮窄角α1與第2縮窄角α2不同。
在本實(shí)施方式中也是,錐形部41包括朝向第1寬度方向的第3縮窄外表面53和朝向第2寬度方向的第4縮窄外表面54。而且,在錐形部41中,在長度軸線方向上在寬度減少開始位置E12和寬度減少結(jié)束位置E13之間,超聲波探頭8在第1寬度方向和第2寬度方向上的寬度(尺寸)W隨著朝向頂端側(cè)而減少。而且,寬度減少結(jié)束位置E13成為第3縮窄外表面53和第4縮窄外表面54的頂端,成為錐形部41的頂端。在一個實(shí)施例中,從超聲波探頭8的頂端到寬度減少開始位置E12在長度軸線方向上的長度尺寸L14優(yōu)選為32mm。而且,寬度減少開始位置E12位于比錐形部41的基端(E9)稍靠頂端側(cè)(0.5mm左右)的位置。此外,在一個實(shí)施例中,從超聲波探頭8的頂端到寬度減少結(jié)束位置E13在長度軸線方向上的長度尺寸L15優(yōu)選為9mm。而且,寬度減少結(jié)束位置E13位于比第2縮窄結(jié)束位置E11靠頂端側(cè)2mm左右的位置。
第1縮窄結(jié)束位置E10處的從長度軸線C到第1縮窄外表面51(超聲波探頭8的外周面)的朝向第1交叉方向的距離(第1距離)δ1小于探頭主體部31的頂端E9處的外徑D6的2分之1值,在一個實(shí)施例中,距離δ1為0.45mm以上且0.5mm以下。此外,第2縮窄結(jié)束位置E11處的超聲波探頭8在第1交叉方向和第2交叉方向上的厚度T1小于探頭主體部31的頂端E9處的外徑D6,在一個實(shí)施例中,厚度T1優(yōu)選為1.7mm。而且,在寬度減少結(jié)束位置E13中,超聲波探頭8在第1寬度方向和第2寬度方向上的寬度W1小于探頭主體部31的頂端E9處的外徑D6,在一個實(shí)施例中,寬度W1優(yōu)選為2.8mm。
由于像前述那樣地構(gòu)成錐形部41,因此,在錐形部41中,與長度軸線C垂直的截面積隨著朝向頂端側(cè)而減少。而且,在振動體單元20以規(guī)定的頻率范圍(例如46kHz以上且48kHz以下)中的頻率進(jìn)行縱向振動的狀態(tài)下,振動波節(jié)(最頂端振動波節(jié))N3位于錐形部41的基端(E9)的附近,縱向振動的任一個振動波腹均位于在長度軸線方向上自錐形部41遠(yuǎn)離的位置。因此,在截面積隨著朝向頂端側(cè)而減少的錐形部41中,縱向振動(超聲波振動)的振幅放大。在一個實(shí)施例中,在振動波腹處的振幅為80μm的縱向振動傳遞到錐形部41的情況下,在探頭的頂端中成為振幅為140μm~150μm的縱向振動。
此外,在本實(shí)施方式中也是,振動體單元20以規(guī)定的頻率范圍中的頻率進(jìn)行縱向振動的狀態(tài)下的8分之1波長(λ/8)小于從錐形部41的基端(E9)到頂端(E13)在長度軸線方向上的尺寸。此外,在錐形部41中,基端(E9)和第1縮窄結(jié)束位置E10之間在長度軸線方向上的第1縮窄尺寸L12也大于振動體單元20以46kHz以上且48kHz以下(規(guī)定的頻率范圍)的頻率進(jìn)行縱向振動的狀態(tài)下的8分之1波長。另外,第1縮窄結(jié)束位置E10在錐形部41的外周面(縮窄外表面51~54)上縮窄結(jié)束的位置(例如E10、E11、E13)中位于最基端側(cè)。
在本實(shí)施方式中也是,包含第1彎曲延伸設(shè)置部42和第2彎曲延伸設(shè)置部45的彎曲延伸設(shè)置部40以相對于探頭主體部31(即長度軸線C)向第1交叉方向側(cè)彎曲的狀態(tài)延伸設(shè)置。而且,彎曲延伸設(shè)置部40具有朝向第1交叉方向側(cè)(彎曲延伸設(shè)置部40彎曲的一側(cè))的第1彎曲外表面55,在第1寬度方向(寬度方向的一側(cè))的投影中,第1彎曲外表面55上的比第1彎曲開始位置E14靠頂端側(cè)的部位相對于長度軸線方向(探頭主體部31)向第1交叉方向側(cè)彎曲。此外,彎曲延伸設(shè)置部40具有朝向第2交叉方向側(cè)(與彎曲延伸設(shè)置部40彎曲的一側(cè)相反側(cè))的第2彎曲外表面56,在第1寬度方向的投影中,第2彎曲外表面56上的比第2彎曲開始位置E15靠頂端側(cè)的部位相對于長度軸線方向向第1交叉方向側(cè)彎曲。即,第1彎曲外表面55在第1彎曲開始位置E14開始相對于長度軸線C向第1交叉方向側(cè)彎曲,第2彎曲外表面56在第2彎曲開始位置E15開始相對于長度軸線C向第1交叉方向側(cè)彎曲。此外,在本實(shí)施方式中也是,彎曲延伸設(shè)置部40包括朝向第1寬度方向側(cè)的第3彎曲外表面57和朝向第2寬度方向側(cè)的第4彎曲外表面58。
在本實(shí)施方式中,第1彎曲開始位置E14相對于第2彎曲開始位置E15位于頂端側(cè)。因而,彎曲延伸設(shè)置部40以第2彎曲開始位置E15為基端(彎曲基端)地朝向頂端側(cè)延伸設(shè)置。超聲波探頭8在長度軸線方向上從頂端到第1彎曲開始位置E14具有長度尺寸L16。長度尺寸L16小于從超聲波探頭8的頂端到寬度減少結(jié)束位置E13在長度軸線方向上的長度尺寸L15。因此,第1彎曲開始位置E14位于比寬度減少結(jié)束位置E13靠頂端側(cè)的位置。在一個實(shí)施例中,長度尺寸L16為8.5mm。
此外,在本實(shí)施方式中,第2彎曲開始位置(彎曲基端)E15位于比第1彎曲開始位置E14靠基端側(cè)的位置,并且位于比寬度減少結(jié)束位置E13靠基向側(cè)的位置。因而,在本實(shí)施方式中,彎曲延伸設(shè)置部40的基端(E15)位于比錐形部41的頂端(E13)靠基端側(cè)的位置。因此,在本實(shí)施方式中,錐形部41的一部分由彎曲延伸設(shè)置部40(第1彎曲延伸設(shè)置部42)的一部分形成。在此,在一個實(shí)施例中,第2彎曲開始位置(彎曲基端)E15和寬度減少結(jié)束位置E13之間在長度軸線方向上的尺寸為1mm左右,寬度減少結(jié)束位置E13和第1彎曲開始位置E14之間在長度軸線方向上的尺寸為0.5mm左右。
在本實(shí)施方式中也是,朝向第1交叉方向的第1軸平行外表面61在長度軸線方向上在第1縮窄外表面51和第1彎曲外表面55之間連續(xù)。第1軸平行外表面61在第1縮窄結(jié)束位置E10和第1彎曲開始位置E14之間與長度軸線C平行(大致平行)地延伸設(shè)置。而且,第1軸平行外表面61在長度軸線方向上具有延伸設(shè)置尺寸(第1延伸設(shè)置尺寸)L19。在第1軸平行外表面61中,從第1縮窄結(jié)束位置E10到第1彎曲開始位置E14,從長度軸線C朝向第1交叉方向的距離δ被保持為距離δ1且大致恒定。此外,在本實(shí)施方式中也是,朝向第2交叉方向的第2軸平行外表面62在長度軸線方向上在第2縮窄外表面52和第2彎曲外表面56之間連續(xù)。第2軸平行外表面62在第2縮窄結(jié)束位置E11和第2彎曲開始位置E15之間與長度軸線C平行(大致平行)地延伸設(shè)置。而且,第2軸平行外表面62在長度軸線方向上具有延伸設(shè)置尺寸(第2延伸設(shè)置尺寸)L20。第1軸平行外表面61的延伸設(shè)置尺寸L19大于第2軸平行外表面62的延伸設(shè)置尺寸L20。在第2軸平行外表面62中,從第2縮窄結(jié)束位置E11到第2彎曲開始位置E15,從長度軸線C朝向第2交叉方向的距離δ'保持大致恒定。
由于是前述那樣的結(jié)構(gòu),因此,在長度軸線方向上在第2縮窄結(jié)束位置E11和第2彎曲開始位置E15之間,超聲波探頭8在第1交叉方向和第2交叉方向上的厚度T被保持為厚度T1且大致恒定。此外,在長度軸線方向上在寬度減少結(jié)束位置E13和超聲波探頭8的頂端之間,超聲波探頭8(彎曲延伸設(shè)置部40)在第1寬度方向和第2寬度方向上的寬度W被保持為寬度W1且大致恒定。
在本實(shí)施方式中也是,在錐形部41的頂端部,從長度軸線C到超聲波探頭8的外周面的朝向第1交叉方向的距離(第1距離)δ1小于超聲波探頭8在第1交叉方向和第2交叉方向上的厚度T1的2分之1值。因此,在限定了穿過長度軸線C且與第1交叉方向和第2交叉方向垂直的基準(zhǔn)面(第1基準(zhǔn)面)Y1的情況下,在錐形部41中,超聲波探頭8以基準(zhǔn)面Y1為中央面地非對稱。而且,在錐形部41中,與長度軸線C垂直的截面中的截面重心自長度軸線C向第2交叉方向側(cè)偏離。特別是,在第1縮窄結(jié)束位置E10和第2彎曲開始位置(彎曲基端)E15之間,截面重心相對于長度軸線C向第2交叉方向側(cè)的偏離變大。此外,在限定了穿過長度軸線C且與第1寬度方向和第2寬度方向垂直的基準(zhǔn)面(第2基準(zhǔn)面)Y2的情況下,在錐形部41中,超聲波探頭8以基準(zhǔn)面Y2為中央面地大致對稱。
在第1寬度方向(寬度方向的一側(cè))的投影中,在第1彎曲延伸設(shè)置部42的外周面的朝向第1交叉方向側(cè)的部位,第1彎曲開始位置E14處的切線相對于長度軸線方向具有銳角θ1。此外,在第1寬度方向的投影中,在第1彎曲延伸設(shè)置部42的外周面的朝向第2交叉方向側(cè)的部位,第2彎曲開始位置(彎曲基端)E15處的切線相對于長度軸線方向具有銳角θ2。銳角θ1和銳角θ2大于0°且小于等于10°,在一個實(shí)施例中,銳角θ1為5°,銳角θ2為5°。
在本實(shí)施方式中也是,第2彎曲延伸設(shè)置部45與第1彎曲延伸設(shè)置部42的頂端側(cè)連續(xù),第2彎曲延伸設(shè)置部45以相對于第1彎曲延伸設(shè)置部42向第1交叉方向側(cè)彎曲的狀態(tài)延伸設(shè)置。在第1寬度方向(寬度方向的一側(cè))的投影中,第2彎曲延伸設(shè)置部45的外周面的朝向第1交叉方向側(cè)的部位延伸設(shè)置為角R1的圓弧狀,第2彎曲延伸設(shè)置部45的外周面的朝向第2交叉方向側(cè)的部位延伸設(shè)置為角R2的圓弧狀。而且,角R1的圓弧和角R2的圓弧的中心O1位于比彎曲延伸設(shè)置部40(超聲波探頭8)靠第1交叉方向側(cè)的位置。因此,在本實(shí)施方式中也是,在第2彎曲延伸設(shè)置部45中,與長度軸線方向所成的銳角隨著朝向頂端側(cè)而變大。
在第2彎曲延伸設(shè)置部45的外周面的朝向第1交叉方向側(cè)的部位,頂端處的切線相對于長度軸線方向具有銳角θ3,在第2彎曲延伸設(shè)置部45的外周面的朝向第2交叉方向側(cè)的部位,頂端處的切線相對于長度軸線方向具有銳角θ4。即,在第1彎曲外表面55的頂端,彎曲延伸設(shè)置部40相對于長度軸線方向具有銳角θ3。而且,在第2彎曲外表面56的頂端,彎曲延伸設(shè)置部40相對于長度軸線方向具有銳角θ4。在一個實(shí)施例中,角R1為15mm,銳角θ為15°。此外,在一個實(shí)施例中,角R2為16.5mm,銳角θ4為20°。在本實(shí)施方式中也是,與第1實(shí)施方式同樣,在第2彎曲外表面56(第2彎曲延伸設(shè)置部45的外周面的朝向第2垂直方向側(cè)的部位)中,頂端處的切線相對于長度軸線方向的銳角θ4為10°以上且30°以下,優(yōu)選為20°以上且25°以下。
此外,若與第1實(shí)施方式同樣地限定超聲波探頭8的厚度方向,則在本實(shí)施方式中,超聲波探頭8在長度軸線方向上從第1彎曲開始位置E14到頂端,在厚度方向上被保持為厚度尺寸T2且大致恒定。即,在第1彎曲開始位置E14和超聲波探頭8的頂端之間,第1彎曲外表面55和第2彎曲外表面56之間的距離即厚度尺寸T2保持大致恒定。在一個實(shí)施例中,厚度尺寸T2為1.5mm。因而,將銳角θ1~θ4和角R1、R2決定為從第1彎曲開始位置E14到頂端超聲波探頭8的厚度尺寸T2大致恒定的狀態(tài)。此外,在本實(shí)施方式中也是,第2彎曲延伸設(shè)置部45的外周面的朝向第1交叉方向側(cè)的部位在頂端具有從長度軸線C朝向第1交叉方向的分開距離T3。在一個實(shí)施例中,分開距離T3優(yōu)選為1.9mm。
而且,在本實(shí)施方式中也是,在第1寬度方向(寬度方向的一側(cè))的投影中,第1彎曲外表面55和頂端面46之間形成為角R3的曲面狀。此外,在第1寬度方向的投影中,第2彎曲外表面56和頂端面46之間形成為角R4的曲面狀。在一個實(shí)施例中,角R3為0.5mm,角R4為0.9mm。此外,在第2交叉方向(交叉方向的一側(cè))的投影中,第3彎曲外表面57和頂端面46之間以及第4彎曲外表面58和頂端面46之間形成為角R5的曲面狀。在一個實(shí)施例中,角R5為1.25mm。
圖23是從第1寬度方向側(cè)觀察第2彎曲延伸設(shè)置部45(彎曲延伸設(shè)置部40的頂端部)的圖。而且,圖24是圖23的XXIV-XXIV線剖視圖,表示彎曲延伸設(shè)置部40的與延伸設(shè)置方向垂直的截面。如圖21~圖24所示,在本實(shí)施方式中也是,與第1實(shí)施方式同樣,在第2彎曲延伸設(shè)置部45設(shè)有切削面47~49。在第2彎曲延伸設(shè)置部45且是第2彎曲外表面56設(shè)有第1切削面47。而且,在第1寬度方向的投影和所述第2寬度方向的投影中,第1切削面47形成為中心(O1)位于比彎曲延伸設(shè)置部40靠第1交叉方向側(cè)的位置的圓弧狀。此外,第2切削面48設(shè)置在第3彎曲外表面57,第3切削面49設(shè)置在第4彎曲外表面58。
第2彎曲延伸設(shè)置部45在第1切削面47和第1彎曲外表面55之間具有彎曲延伸設(shè)置部40的厚度方向上的厚度尺寸T6,厚度尺寸T6是與厚度尺寸T2大致相同的大小。此外,第2彎曲延伸設(shè)置部45在第2切削面48(第3彎曲外表面57)和第3切削面49(第4彎曲外表面58)之間具有在第1寬度方向和第2寬度方向上的寬度尺寸W5,寬度尺寸W5是與寬度尺寸W1大致相同的大小。因此,在第1切削面47延伸設(shè)置的范圍(第2彎曲延伸設(shè)置部45)內(nèi),第1切削面47和第1彎曲外表面55之間的彎曲延伸設(shè)置部40在厚度方向上的厚度尺寸T6(T2)小于第3彎曲外表面57和第4彎曲外表面58之間在第1寬度方向和第2寬度方向上的寬度尺寸W5(W1)。
在本實(shí)施方式中也是,在第2切削面48上形成有多個(在本實(shí)施方式中是6個)延伸設(shè)置槽(第1延伸設(shè)置槽)63A~63F,在第3切削面49上形成有多個(在本實(shí)施方式中是6個)延伸設(shè)置槽(第2延伸設(shè)置槽)65A~65F。延伸設(shè)置槽63A~63F分別與彎曲延伸設(shè)置部40的延伸設(shè)置方向大致垂直地延伸設(shè)置,在本實(shí)施方式中沿著彎曲延伸設(shè)置部40的厚度方向延伸設(shè)置。此外,延伸設(shè)置槽63A~63F在彎曲延伸設(shè)置部40的延伸設(shè)置方向上并列設(shè)置。延伸設(shè)置槽63A~63F各自與在彎曲延伸設(shè)置部40的延伸設(shè)置方向上相鄰設(shè)置的延伸設(shè)置槽(63A~63F的對應(yīng)的1個或兩個)之間具有銳角γ1。即,延伸設(shè)置槽63A~63F各自的延伸設(shè)置方向相對于相鄰設(shè)置的延伸設(shè)置槽(63A~63F的對應(yīng)的1個或兩個)的延伸設(shè)置方向錯開銳角γ1。此外,限定延伸設(shè)置槽63A~63F中的位于最基端側(cè)的最基端延伸設(shè)置槽63F。最基端延伸設(shè)置槽63F的延伸設(shè)置方向相對于基端側(cè)具有鈍角θ8。在一個實(shí)施例中,銳角γ1為3°,鈍角θ8為95°。由于延伸設(shè)置槽(第1延伸設(shè)置槽)63A~63F像前述那樣地延伸設(shè)置,因此,在來自第1寬度方向的投影中,延伸設(shè)置槽63A~63F以與圓弧狀的第1切削面47正交的狀態(tài)延伸設(shè)于第2切削面48,該圓弧狀的第1切削面47的中心(O1)位于比彎曲延伸設(shè)置部40靠第1交叉方向側(cè)的位置。因而,在本實(shí)施方式中,在第1寬度方向的投影中,延伸設(shè)置槽63A~63F分別與第1切削面47之間形成角度α3,角度α3為90°。而且,延伸設(shè)置槽63A~63F在第1切削面47的圓弧的中心(O1)交叉。延伸設(shè)置槽63A~63F各自具有寬度并且具有深度W3。在一個實(shí)施例中,寬度為0.5mm,并且深度W3為0.35mm。
延伸設(shè)置槽(第2延伸設(shè)置槽)65A~65F分別以基準(zhǔn)面Y2為中央面地與對應(yīng)的延伸設(shè)置槽(63A~63F的對應(yīng)的1個)大致對稱。因此,在第2寬度方向的投影中,延伸設(shè)置槽65A~65F以與圓弧狀的第1切削面47正交的狀態(tài)延伸設(shè)于第3切削面49,該圓弧狀的第1切削面47的中心位于比彎曲延伸設(shè)置部40靠第1交叉方向側(cè)。此外,與延伸設(shè)置槽63A~63F同樣,與延伸設(shè)置槽65A~65F相關(guān)聯(lián)地限定銳角γ1、鈍角θ8、寬度以及深度W3。此外,第2彎曲延伸設(shè)置部45從延伸設(shè)置槽63A~63F的各自的底部位置到對應(yīng)的延伸設(shè)置槽(65A~65F的對應(yīng)的1個)的底部位置在第1寬度方向和第2寬度方向上具有寬度方向尺寸W4。在一個實(shí)施例中,寬度方向尺寸W4為2.1mm左右。
此外,在第1切削面47上形成有多個(在本實(shí)施方式中是6個)中繼槽71A~71F。中繼槽71A~71F分別與彎曲延伸設(shè)置部40的延伸設(shè)置方向大致垂直地延伸設(shè)置,在本實(shí)施方式中沿著彎曲延伸設(shè)置部40的寬度方向(第1寬度方向和第2寬度方向)延伸設(shè)置。中繼槽71A~71F的各自的一端與對應(yīng)的延伸設(shè)置槽(63A~63F的對應(yīng)的1個)連續(xù),中繼槽71A~71F的各自的另一端與對應(yīng)的延伸設(shè)置槽(65A~65F的對應(yīng)的1個)連續(xù)。中繼槽71A~71F具有與延伸設(shè)置槽63A~63F、65A~65F相同的寬度并且具有深度T5。在一個實(shí)施例中,深度T5為0.3mm左右。此外,在從第2切削面48側(cè)(寬度方向的一側(cè))觀察時,中繼槽71A~71F的各自的底面形成為角/2的圓弧狀。
在第2彎曲延伸設(shè)置部45中,在與延伸設(shè)置方向垂直的截面中,第1彎曲外表面55(外表面的朝向第1垂直方向側(cè)的部位)和第2切削面48之間以及第1彎曲外表面55和第3切削面49之間形成為角R6的曲面狀。此外,在第2彎曲延伸設(shè)置部45中,在與延伸設(shè)置方向垂直的截面中,第1切削面47和第2切削面48之間以及第1切削面47和第3切削面49之間形成為角R7的曲面狀。在一個實(shí)施例中,角R6為0.5mm,角R7為0.9mm。角R6的曲面部分在長度軸線方向上形成在圖3的范圍S1內(nèi),角R7的曲面部分在長度軸線方向上形成在圖3的范圍S2內(nèi)。即,在本實(shí)施方式中也是,角R6的曲面部分和角R7的曲面部分在長度軸線方向上從超聲波探頭的頂端延伸設(shè)置到錐形部41,在超聲波探頭8中的自護(hù)套7的頂端突出的突出部分(露出部分)形成有角R6的曲面部分和角R7的曲面部分。
此外,在本實(shí)施方式中,在與第2彎曲延伸設(shè)置部45的延伸設(shè)置方向垂直的截面中,中繼槽71A~71F各自與對應(yīng)的延伸設(shè)置槽(63A~63F的對應(yīng)的1個)之間以及中繼槽71A~71F各自與對應(yīng)的延伸設(shè)置槽(65A~65F的對應(yīng)的1個)之間形成為角R8的曲面狀。在一個實(shí)施例中,角R8為0.55mm。
由于是前述那樣的結(jié)構(gòu),因此,在本實(shí)施方式中也起到與第3實(shí)施方式同樣的作用和效果。
此外,在本實(shí)施方式中,中繼槽71A~71F與彎曲延伸設(shè)置部40的延伸設(shè)置方向(即縱向振動的振動方向)大致垂直地延伸設(shè)置。由于中繼槽71A~71F與縱向振動的振動方向大致垂直地延伸設(shè)置,因此,在利用超聲波振動由第1切削面47進(jìn)行切削時,骨的切削性上升。
此外,中繼槽71A~71F分別與對應(yīng)的延伸設(shè)置槽(63A~63F的對應(yīng)的1個)以及對應(yīng)的延伸設(shè)置槽(65A~65F的對應(yīng)的1個)連續(xù)。因此,在由切削面47~49切削骨時,沒有不均而均勻地切削骨頭,切削性進(jìn)一步上升。
此外,在第2切削面48上以與圓弧狀的第1切削面47正交的狀態(tài)延伸設(shè)置有延伸設(shè)置槽(第1延伸設(shè)置槽)63A~63F,在第3切削面49上以與圓弧狀的第1切削面47正交的狀態(tài)延伸設(shè)置有延伸設(shè)置槽(第2延伸設(shè)置槽)65A~65F。因此,在由第2切削面48或者第3切削面49進(jìn)行切削時,骨頭的切削性上升。
此外,在本實(shí)施方式中,中繼槽71A~71F各自與對應(yīng)的延伸設(shè)置槽(63A~63F的對應(yīng)的1個)之間以及中繼槽71A~71F各自與對應(yīng)的延伸設(shè)置槽(65A~65F的對應(yīng)的1個)之間形成為角R8的曲面狀。因此,有效地防止在中繼槽71A~71F各自與對應(yīng)的延伸設(shè)置槽(63A~63F的對應(yīng)的1個)之間以及中繼槽71A~71F各自與對應(yīng)的延伸設(shè)置槽(65A~65F的對應(yīng)的1個)之間骨頭未被切削而殘留。
此外,在本實(shí)施方式中,第1彎曲外表面55的第1彎曲開始位置E14位于比第2彎曲外表面56的第2彎曲開始位置E15靠頂端側(cè)的位置。因此,在使第1切削面47移動到可與肩峰303的下表面312接觸的位置時,彎曲延伸設(shè)置部40和錐形部41中的外表面的朝向第1交叉方向側(cè)的部位(背面?zhèn)鹊牟课?更加難以與除處理對象(肩峰303的下表面)之外的生物體組織等接觸。因而,使第1切削面47更加易于移動到能夠與肩峰303的下表面312接觸的位置。
(變形例)
在前述的實(shí)施方式等中,超聲波探頭(8)包括:探頭主體部(31),其沿著長度軸線(C)延伸設(shè)置,在從基端側(cè)向頂端側(cè)傳遞超聲波振動的狀態(tài)下以規(guī)定的頻率范圍中的頻率進(jìn)行振動;以及錐形部(101;41),其相對于探頭主體部(31)設(shè)于頂端側(cè),并且與長度軸線(C)垂直的截面積隨著從基端側(cè)朝向頂端側(cè)而減少,在從探頭主體部(31)傳遞超聲波振動的狀態(tài)下與探頭主體部(31)一同以規(guī)定的頻率范圍中的頻率進(jìn)行振動。在探頭主體部(31)和錐形部(101;41)以規(guī)定的頻率范圍中的頻率進(jìn)行振動的狀態(tài)下,振動波節(jié)中的位于最頂端側(cè)的最頂端振動波節(jié)(N3)位于比錐形部(101;41)的基端(E9)靠基端側(cè)的位置,并且振動的8分之1波長(λ/8)小于從錐形部(101;41)的基端(E9)到錐形部(101;41)的頂端(S5;E13)在長度軸線方向上的錐形尺寸。
以上,對本發(fā)明的實(shí)施方式等進(jìn)行了說明,但本發(fā)明并不限定于前述的實(shí)施方式等,能夠不脫離發(fā)明的主旨地進(jìn)行各種變形是不言而喻的。