[发明专利]超声外科手术设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种超声外科手术设备，并且具体涉及一种可以低驱动电压使用的超声外科手术设备。

背景技术

通常，有一种被称作ESD(内窥镜粘膜下剥离术，Endoscopic Submucosal Dissection)的已经可以应用的治疗方式，当在胃或肠(例如，大肠或小肠)中发现息肉或早期肿瘤时，所述ESD通过使用对活体伤害最小的内窥镜来局部切除诸如息肉、早期胃部肿瘤、大肠肿瘤或小肠肿瘤之类的肿瘤组织。在这种ESD治疗中，手术员对要被切除的膜区域进行标记，然后通过局部注射使得该病变膜区域膨胀。手术员然后通过使用高频处置装置(超声处置装置)沿着标记的区域切除膜，并且切断构成粘膜层的纤维以使膜与肌肉层分离。

专利文献1(日本专利申请公开No.61-279239)公开了一种超声外科手术设备(作为这种超声处置装置)，一旦用喇叭增加超声波的幅度时，该超声外科手术设备就利用朗之万换能器将超声波发送至处置装置。专利文献2(日本专利申请公开No.2002-186627)公开了一种超声外科手术设备，其将由超声换能器产生的超声振动发送至喇叭、将由该喇叭放大的超声振动发送至探针、然后将振动发送至探针尖端上的固定刀片。

非专利文献1(Minoru Kurosawa和Takeshi Sasanuma的“Enhancement of Vibration Speed of Micro Ultrasonic Scalpel using PZT Film”，The Institute of Electronics，Technical Report of IEICE，US2009-109(213)31)公开了对超声手术刀应用由热液合成形成的压电膜的技术。

发明内容

专利文献1和2所公开的超声处置装置都使用通过堆叠块状压电材料获得的朗之万换能器。这种布置导致了压电膜尺寸的增加。这使得不可能将朗之万换能器直接插入体内。出于这个原因，在身体之外提供朗之万换能器，并且将其设计为通过其尖端的喇叭将超声波传递至病变区域，从而执行处置。为了通过使用喇叭将振动线性地传递至病变区域，处置装置需要具有线性结构。因而，在此装置中还需要进一步的改进。

另外，使用根据非专利文献1(Mi noru Kurosawa和Takeshi Sasanuma的“Enhancement of Vibration Speed of Micro Ultrasonic Scalpel using PZT Film”，The Institute of Electronics，Technical Report of IEICE，US2009-109(213)31)由热液合成形成的材料的压电膜的装置还没有获得令人满意的性能。为了获得7m/sec的振动速度(这对于手术刀是足够的性能)，需要将驱动电压设置为40V或更高。考虑到安全问题，需要设置在体内驱动操作的低驱动电压。

考虑到上述情况做出本发明，并且其目的在于提供一种紧凑且轻便的超声外科手术设备，其能够以低驱动电压驱动，并且即使直接在体内振动时也能够保证安全。

为了获得本发明的上述目的，提供了一种超声外科手术设备，其包括：处置部分；驱动部分，其通过共振对所述处置部分进行驱动；操作部分主体，其对所述驱动部分进行驱动和控制；以及连接部分，其对所述处置部分和所述操作部分主体进行连接，其中所述驱动部分包括压电膜并且形成在所述连接部分内部的所述处置部分上，并且所述压电膜具有钙钛矿结构，构成该钙钛矿结构的晶体在(100)方向和(001)方向中的一个方向上以不少于60％的取向度取向。应当注意，诸如(100)或(001)这样的表述是由密勒指数(Miller index)表示的晶体的晶格平面。

根据本发明，将压电膜用作对处置部分进行驱动的驱动部分，并且形成压电膜的晶体结构在(100)方向或(001)方向上以80％或更大的取向度取向。由于可以通过增加取向度来改进压电常数d₃₁(pm/V)，所以可以以低驱动电压来驱动处置部分。以低电压驱动处置部分允许将驱动部分设置在插入活体内的部分上。这可以增加对设备主体和处置部分进行连接的结构设计上的自由度。

在本发明中，所述压电膜优选地具有不大于0.4的介电损失。

根据本发明，将压电膜的介电损失设置为0.4或更小可以抑制发热。这使得即使将驱动部分设置在插入体内的部分上也能够安全地对设备进行操作。

在本发明中，优选地，所述压电膜具有柱状结构，其晶粒不大于1μm。