本發(fā)明涉及液體的噴射。
背景技術(shù):
在噴射脈動(dòng)流(pulsating flow)的液體噴射單元中,已知將用于生成脈動(dòng)流的液體室設(shè)置在噴射管的開(kāi)口部附近的構(gòu)成(例如專(zhuān)利文獻(xiàn)1、2、3)。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專(zhuān)利文獻(xiàn)
專(zhuān)利文獻(xiàn)1:特開(kāi)2012-223266號(hào)公報(bào)
專(zhuān)利文獻(xiàn)2:特開(kāi)2012-187291號(hào)公報(bào)
專(zhuān)利文獻(xiàn)3:特開(kāi)2009-136519號(hào)公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題
本發(fā)明鑒于上述現(xiàn)有技術(shù),將在用于與內(nèi)窺鏡組合的用途的情況下,需要將液體室插入內(nèi)窺鏡作為要解決的技術(shù)問(wèn)題。如上述現(xiàn)有技術(shù)那樣,若將液體室設(shè)置在噴射管的開(kāi)口部附近,則會(huì)引起與內(nèi)窺鏡組合的用途中液體噴射單元的操作性變差、限制液體室的設(shè)計(jì)這樣的問(wèn)題。
用于解決技術(shù)問(wèn)題的方案
本發(fā)明用于解決上述技術(shù)問(wèn)題,并可作為以下方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。
(1)根據(jù)本發(fā)明的一方式,提供一種與內(nèi)窺鏡組合使用的液體噴射單元,所述內(nèi)窺鏡具備用于插入體內(nèi)的長(zhǎng)條狀(elongated)的管狀部和連接于所述管狀部的把持部。該液體噴射單元具備:液體室,在所述液體噴射單元與所述內(nèi)窺鏡組合了的情況下,所述液體室配置于所述內(nèi)窺鏡的外部;脈動(dòng)流產(chǎn)生部,使脈動(dòng)流在所述液體室產(chǎn)生;開(kāi)口部,用于噴射液體;以及連接流路,具有可撓性,并連接所述液體室和所述開(kāi)口部。根據(jù)該方式,在與內(nèi)窺鏡組合的用途中使用的情況下,液體室沒(méi)有插入內(nèi)窺鏡。其結(jié)果,液體噴射單元的操作性良好,并提高液體室的設(shè)計(jì)自由度。
(2)根據(jù)本發(fā)明的其它方式,提供一種與內(nèi)窺鏡組合使用的液體噴射單元,所述內(nèi)窺鏡具備用于插入體內(nèi)的長(zhǎng)條狀的管狀部和連接于所述管狀部的把持部。該液體噴射單元具備:脈動(dòng)流產(chǎn)生部,使脈動(dòng)流在液體室產(chǎn)生;開(kāi)口部,用于噴射液體;以及連接流路,具有可撓性,并連接所述液體室和所述開(kāi)口部,所述連接流路的長(zhǎng)度長(zhǎng)于所述管狀部的長(zhǎng)度。根據(jù)該方式,在用于與內(nèi)窺鏡組合的用途中的情況下,操作性良好。在這種方式的情況下,由于連接流路長(zhǎng)于管狀部,因此,即便將連接流路插入管狀部,連接流路也會(huì)從管狀部伸出。因此,能夠把持伸出的部位進(jìn)行操作、或者使開(kāi)口部從管狀部突出,進(jìn)而能夠得到上述效果。
(3)根據(jù)本發(fā)明的其它方式,提供一種液體噴射單元。該液體噴射單元具備:脈動(dòng)流產(chǎn)生部,使脈動(dòng)流在液體室產(chǎn)生;開(kāi)口部,用于噴射液體;連接流路,具有可撓性,并連接所述液體室和所述開(kāi)口部;以及液體供給流路,作為用于向所述液體室供給液體的流路而通至所述液體室,所述連接流路和所述液體供給流路的楊氏模量、外徑、壁厚和泊松比中至少任一是不同的。根據(jù)該方式,能夠使連接流路及液體供給流路的特征得當(dāng)。不通過(guò)脈動(dòng)流產(chǎn)生部對(duì)在液體供給流路流動(dòng)的液體賦予脈動(dòng)流,而通過(guò)脈動(dòng)流產(chǎn)生部對(duì)在連接流路流動(dòng)的液體賦予脈動(dòng)流。即,這種方式的情況下,關(guān)于通過(guò)脈動(dòng)流產(chǎn)生部產(chǎn)生的脈動(dòng)流的有無(wú)不同的流路彼此,楊氏模量、外徑、壁厚和泊松比中至少任一并不相同。其結(jié)果,能夠使流路的特征對(duì)應(yīng)于通過(guò)脈動(dòng)流產(chǎn)生部產(chǎn)生的脈動(dòng)流的有無(wú),因此,能夠得到上述效果。
(4)在上述方式中,也可以是,因規(guī)定的內(nèi)壓負(fù)載于所述連接流路而引起的流路截面積的增大量比因所述規(guī)定的內(nèi)壓負(fù)載于所述液體供給流路而引起的流路截面積的增大量小。根據(jù)該方式,能夠使連接流路及液體供給流路的特征更為得當(dāng)。為使通過(guò)脈動(dòng)流產(chǎn)生部產(chǎn)生的脈動(dòng)流沒(méi)有衰減地傳播到噴射管,優(yōu)選連接流路伴隨內(nèi)壓變動(dòng)的截面積的變動(dòng)小。另一方面,并不要求液體供給流路傳播脈動(dòng)流,因此,相比于減小伴隨內(nèi)壓變動(dòng)的截面積的增大量,優(yōu)選優(yōu)先流路阻力的降低、低成本化等來(lái)制造。根據(jù)該方式,易于實(shí)現(xiàn)這些特征。
(5)上述方式中,也可以是,所述液體室的容積能夠改變,并且,所述脈動(dòng)流產(chǎn)生部具備能改變所述液體室的容積的容積變更部。根據(jù)該方式,能夠通過(guò)容積變更來(lái)賦予脈動(dòng)流。
(6)在上述方式中,也可以是,所述脈動(dòng)流產(chǎn)生部具備用于在所述液體室內(nèi)產(chǎn)生氣泡的氣泡產(chǎn)生部。根據(jù)該方式,能夠通過(guò)氣泡的產(chǎn)生賦予脈動(dòng)流。
本發(fā)明能夠以各種方式實(shí)現(xiàn)。例如,能夠以具備液體供給機(jī)構(gòu)和控制裝置的液體噴射裝置、包括液體噴射單元的內(nèi)窺鏡裝置、利用它們的醫(yī)療設(shè)備的方式等實(shí)現(xiàn)。
附圖說(shuō)明
圖1是內(nèi)窺鏡裝置的構(gòu)成圖。
圖2是液體噴射單元的構(gòu)成圖。
圖3是脈動(dòng)流產(chǎn)生單元的內(nèi)部構(gòu)成的截面圖。
圖4是示出施加于壓電元件的驅(qū)動(dòng)電壓的波形的圖。
圖5是示出驅(qū)動(dòng)電壓的波形與隔膜的變形情況之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系的圖。
圖6是內(nèi)窺鏡的立體圖。
圖7是內(nèi)窺鏡的前端部的放大圖。
圖8是內(nèi)窺鏡裝置的構(gòu)成圖(實(shí)施方式二)。
圖9是液體噴射單元的構(gòu)成圖(實(shí)施方式二)。
圖10是脈動(dòng)流產(chǎn)生單元的內(nèi)部構(gòu)成的截面圖(實(shí)施方式二)。
具體實(shí)施方式
對(duì)實(shí)施方式一進(jìn)行說(shuō)明。圖1是內(nèi)窺鏡裝置10的構(gòu)成圖。內(nèi)窺鏡裝置10使液體噴射裝置20與內(nèi)窺鏡100相組合而構(gòu)成。內(nèi)窺鏡裝置10作為醫(yī)療設(shè)備使用。內(nèi)窺鏡裝置10具有如下功能:即、向做手術(shù)的人提供患者體內(nèi)的圖像的功能、以及通過(guò)從配置于前端部120內(nèi)的噴射管55對(duì)患部脈沖狀地噴射液體來(lái)切除患部的功能。在本實(shí)施方式中,患者是人。
如圖1所示,脈動(dòng)流產(chǎn)生單元30在液體噴射裝置20與內(nèi)窺鏡100組合了的狀態(tài)下,配置于內(nèi)窺鏡100的外部。
圖2示出液體噴射裝置20。液體噴射裝置20具備脈動(dòng)流產(chǎn)生單元30、液體供給機(jī)構(gòu)50、流路51、液體供給流路52、連接流路53、液體容器59、控制裝置70、信號(hào)線71、信號(hào)線72和腳踏開(kāi)關(guān)75。脈動(dòng)流產(chǎn)生單元30、液體供給流路52、連接流路53及噴射管55構(gòu)成液體噴射單元21。液體噴射單元21是每個(gè)手術(shù)均進(jìn)行更換的模塊。為了進(jìn)行該更換,液體供給流路52可裝卸地連接于液體供給機(jī)構(gòu)50,信號(hào)線72可裝卸地連接于脈動(dòng)流產(chǎn)生單元30。
液體供給機(jī)構(gòu)50經(jīng)由流路51吸入液體容器59中儲(chǔ)存的液體,并經(jīng)由液體供給流路52向脈動(dòng)流產(chǎn)生單元30供給。該液體為生理鹽水。液體供給流路52為聚丙烯制,具有可撓性。脈動(dòng)流產(chǎn)生單元30使被供給的液體產(chǎn)生脈動(dòng)流(pulsating flow)。產(chǎn)生了脈動(dòng)流的液體經(jīng)由連接流路53而從噴射管55噴射。
控制裝置70控制脈動(dòng)流產(chǎn)生單元30和液體供給機(jī)構(gòu)50的動(dòng)作??刂蒲b置70在啟動(dòng)過(guò)程中總是經(jīng)由信號(hào)線71向液體供給機(jī)構(gòu)50發(fā)送用于供給液體的信號(hào)??刂蒲b置70在踩下腳踏開(kāi)關(guān)75的期間,經(jīng)由信號(hào)線72向脈動(dòng)流產(chǎn)生單元30發(fā)送用于產(chǎn)生脈動(dòng)流的信號(hào)。
連接流路53由PEEK(注冊(cè)商標(biāo))樹(shù)脂形成。PEEK樹(shù)脂為絕緣體,具有可撓性且楊氏模量高。噴射管55為不銹鋼制,是設(shè)置在連接流路53的前端的噴嘴。
由于在供給至噴射管55的液體中產(chǎn)生有脈動(dòng)流,因此,如前所述,液體以脈沖狀噴射。需要注意的是,本申請(qǐng)的脈沖狀噴射是指,在伴隨有流量或流速變動(dòng)的狀態(tài)下噴射,不限于反復(fù)進(jìn)行液體的噴射和停止。換言之,包括在噴射和噴射之間噴射完全中止的方式、在噴射之間還存在低壓力的流動(dòng)的方式等各種噴射方式。
為實(shí)現(xiàn)上述脈沖狀的噴射,連接流路53優(yōu)選設(shè)計(jì)成盡可能地不使脈動(dòng)流衰減。為減少脈動(dòng)流的衰減,優(yōu)選因脈動(dòng)流引起的連接流路53的變形小。作為關(guān)于連接流路53的變形的代表值,下文將討論流路的截面積的變化。
因脈動(dòng)流引起的截面積的增大量ΔS以下述式(1)表示。
ΔS=π{(rin+UrMAX)2-(rin+UrMIN)2}…(1)
式(1)中,rin表示內(nèi)壓為零時(shí)的內(nèi)半徑,urMAX表示最大內(nèi)壓PMAX時(shí)的內(nèi)半徑的增大量,urMIN表示最小內(nèi)壓PMIN時(shí)的內(nèi)半徑的增大量。內(nèi)半徑的增大量是指以內(nèi)壓為零時(shí)為標(biāo)準(zhǔn)的增量。整理式(1),得到式(2)。
ΔS=π{2rin(urMAX-urMIN)+urMAX2-urMIN2}…(2)
在內(nèi)壓為Pin的情況下,內(nèi)徑的增大量ur以關(guān)于厚圓筒的式子、即下述式(3)表示。
[數(shù)學(xué)式1]
式(3)中的E表示楊氏模量,rout表示內(nèi)壓為零時(shí)的外半徑,ν表示泊松比。根據(jù)式(2)和式(3),可以說(shuō)截面積的增大量ΔS取決于楊氏模量E、內(nèi)半徑rin、外半徑rout和泊松比ν。由于內(nèi)半徑rin為(外半徑rout-壁厚),因此,截面積的增大量ΔS也可以說(shuō)取決于楊氏模量E、外半徑rout、壁厚和泊松比ν。
下文示出基于具體的數(shù)值的截面積的增大量ΔS的計(jì)算例。關(guān)于連接流路53,設(shè)楊氏模量E=3.6GPa、內(nèi)半徑rin=1mm、外半徑rout=2mm、泊松比ν=0.4。設(shè)最大內(nèi)壓PMAX=1MPa、最小內(nèi)壓PMIN=0MPa。這種情況下,截面積的增大量ΔS根據(jù)式(2)及式(3)算出為3.6×10-3mm2。因此,流動(dòng)方向每1m的流路的體積增大量為3.6mm3。
通過(guò)相同的計(jì)算方法,也能夠算出相同壓力條件下液體供給流路52的截面積的增大量ΔS。關(guān)于液體供給流路52,設(shè)楊氏模量E=1.5GPa、內(nèi)半徑rin=2mm、外半徑rout=3mm、泊松比ν=0.4。因此,相對(duì)于連接流路53,楊氏模量E、內(nèi)半徑rin及外半徑rout不同,而壁厚(1mm)及泊松比ν相同。這種情況下,截面積的增大量ΔS算出為5.03×10-2mm2。因此,流動(dòng)方向每1m的流路的體積增大量為50.3mm3。
需要注意的是,式(2)中,若忽視ur的2次項(xiàng),則得到下面的式(4)。
ΔS=2πrin(urMAX-urMIN)…(4)
一般,由于與rin相比ur為很小的值,因此,即便使用式(4),也和使用式(2)時(shí)算出大致相同的值。將式(3)代入式(4),得到下式(5)。式(5)中包含的ΔP是最大內(nèi)壓PMAX-最小內(nèi)壓PMIN。
[數(shù)學(xué)式2]
根據(jù)式(5),可以說(shuō),減小內(nèi)半徑rin和泊松比ν、以及增大外半徑rout和楊氏模量E將有助于減小截面積的增大量ΔS。連接流路53與液體供給流路52相比,外半徑rout更小,但由于內(nèi)半徑rin小、且楊氏模量E大,因此在相同壓力條件下截面積的增大量ΔS變小。
需要注意的是,若內(nèi)半徑rin過(guò)小,則流路阻力增大。若外半徑rout過(guò)大,則難以插入內(nèi)窺鏡100。若楊氏模量E過(guò)大,則可撓性差。作為考慮這些平衡而進(jìn)行設(shè)計(jì)的結(jié)果,本實(shí)施方式的連接流路53采用上述值。
如圖2所示,連接流路53的長(zhǎng)度為長(zhǎng)度L1。連接流路53和噴射管55合起來(lái)的長(zhǎng)度為長(zhǎng)度L1a。如圖2所示,這些長(zhǎng)度是設(shè)計(jì)成使得在將連接流路53和噴射管55插入內(nèi)窺鏡100并將噴射管55配置于前端部120附近的狀態(tài)下連接流路53從內(nèi)窺鏡100伸出的值。
圖3是脈動(dòng)流產(chǎn)生單元30、連接流路53和具備用于噴射液體的開(kāi)口部56的噴射管55的截面圖。脈動(dòng)流產(chǎn)生單元30具備脈動(dòng)流產(chǎn)生部31和液體室42。脈動(dòng)流產(chǎn)生部31具備隔膜32和壓電元件33作為容積變更部。
如上所述,在液體噴射裝置20與內(nèi)窺鏡100組合了的狀態(tài)下,脈動(dòng)流產(chǎn)生單元30配置于內(nèi)窺鏡100的外部。因此,脈動(dòng)流產(chǎn)生單元30包括的液體室42在液體噴射裝置20與內(nèi)窺鏡100組合了的狀態(tài)下也配置于內(nèi)窺鏡100的外部。
液體室42是第一殼體34與隔膜32之間的空間,形成液體供給流路52與連接流路53之間的流路。隔膜32為圓盤(pán)狀的金屬薄板,其外周部分夾在第一殼體34和第二殼體36之間而被固定。第一殼體34、第二殼體36及后述的第三殼體38為不銹鋼制。
如圖3所示,通至液體室42的出口流路45設(shè)置為從第一殼體34伸出。出口流路45及連接流路53通過(guò)連接環(huán)57a連接。連接流路53及噴射管55通過(guò)連接環(huán)57b連接。連接環(huán)57a、57b是不銹鋼制的環(huán)形狀的部件。連接環(huán)57a通過(guò)粘接劑固定于出口流路45和連接流路53各自上。連接環(huán)57b通過(guò)粘接劑固定于連接流路53和噴射管55各自上。
如圖3所示,出口流路45、連接流路53及噴射管55的內(nèi)徑相等。但是,此處所說(shuō)的噴射管55的內(nèi)徑是連接流路53和噴射管55的連接部位處的內(nèi)徑。由此,從出口流路45到噴射管55的連接部位,流路沒(méi)有階梯差,因此,抑制脈動(dòng)流的衰減。
壓電元件33是通過(guò)自控制裝置70施加的驅(qū)動(dòng)電壓而動(dòng)作的致動(dòng)器。壓電元件33通過(guò)使在隔膜32和第一殼體34之間形成的液體室42的容積變動(dòng)而使液體室42內(nèi)的液體的壓力發(fā)生變動(dòng)。壓電元件33為層疊型壓電元件,其一端固定于隔膜32,另一端固定于第三殼體38。
當(dāng)施加于壓電元件33的驅(qū)動(dòng)電壓增大時(shí),壓電元件33伸長(zhǎng),隔膜32被壓電元件33推壓而向液體室42側(cè)撓曲。當(dāng)隔膜32向液體室42側(cè)撓曲時(shí),液體室42的容積變小,從液體室42向連接流路53壓出液體室42內(nèi)的液體。
另一方面,當(dāng)施加于壓電元件33的驅(qū)動(dòng)電壓變小時(shí),壓電元件33縮小,液體室42的容積增大,液體從液體供給流路52流入液體室42內(nèi)。
由于從控制裝置70施加于壓電元件33的驅(qū)動(dòng)電壓以規(guī)定的頻率(例如400Hz)反復(fù)接通(最大電壓)和切斷(0V),因此,液體室42的容積也反復(fù)進(jìn)行擴(kuò)大和縮小,從而在液體中產(chǎn)生脈動(dòng)流。
圖4示出對(duì)壓電元件33施加的驅(qū)動(dòng)電壓的波形的一個(gè)例子。在圖4中,橫軸表示時(shí)間,縱軸表示驅(qū)動(dòng)電壓。驅(qū)動(dòng)電壓的波形的一周期由電壓增大的上升沿期間(b)、電壓最大的時(shí)刻(c)、電壓減小的下降沿期間(d)、以及不施加電壓的休止期間(a)、(e)構(gòu)成。
驅(qū)動(dòng)電壓的上升沿期間的波形是在正電壓方向上偏移且相位錯(cuò)開(kāi)-90度的sin波形的1/2周期的波形。驅(qū)動(dòng)電壓的下降沿期間的波形是在正電壓方向上偏移且相位錯(cuò)開(kāi)+90度的sin波形的1/2周期的波形。而且,下降沿期間的sin波形的周期比上升沿期間的sin波形的周期更大。
當(dāng)驅(qū)動(dòng)電壓的大小改變時(shí),圖4所示的波形的最大值也會(huì)改變。而且,當(dāng)驅(qū)動(dòng)電壓的頻率改變時(shí),上升沿期間和下降沿期間的波形不變,而休止期間的長(zhǎng)度會(huì)改變。
圖5示出驅(qū)動(dòng)電壓的波形與隔膜32的變形情況之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。另外,圖5中,在壓電元件33與隔膜32之間設(shè)置有加強(qiáng)部件39。在休止期間(a)中,由于未施加驅(qū)動(dòng)電壓,從而壓電元件33不會(huì)伸長(zhǎng),隔膜32不會(huì)撓曲。在上升沿期間(b)中,由于驅(qū)動(dòng)電壓增大,從而壓電元件33伸長(zhǎng),隔膜32向液體室42側(cè)撓曲,液體室42的容積減小。
在時(shí)刻(c),驅(qū)動(dòng)電壓為最大,因此,壓電元件33的長(zhǎng)度也變成最大,液體室42的容積變成最小。在下降沿期間(d)中,由于驅(qū)動(dòng)電壓減小,從而壓電元件33開(kāi)始恢復(fù)成原有大小,液體室42的容積也開(kāi)始恢復(fù)成原有大小。在休止期間(e),由于未施加驅(qū)動(dòng)電壓,從而壓電元件33恢復(fù)至原有大小,液體室42的容積也恢復(fù)至原有大小。通過(guò)重復(fù)進(jìn)行該(a)至(e)所示的一系列動(dòng)作,液體室42中的液體產(chǎn)生脈動(dòng)流。
圖6是內(nèi)窺鏡100的立體圖。內(nèi)窺鏡100是公知的軟性內(nèi)窺鏡。圖6示出的是與液體噴射裝置20組合后的狀態(tài)、具體而言、連接流路53和噴射管55插入內(nèi)窺鏡100后的狀態(tài)。
內(nèi)窺鏡100具備管狀部110、連接流路插入口130、把持部140、操作部150和連接部160。管狀部110是插入患者體內(nèi)的部位,其具備軟性部113、彎曲部115和前端部120。
圖6所示的軟性部113是以柔軟彎曲的原材料形成的長(zhǎng)條(尺寸長(zhǎng))狀的部位,連接流路53和噴射管55插入其內(nèi)部。彎曲部115隨著操作部150的操作而改變彎曲方向。連接流路插入口130是用于讓連接流路53及噴射管55插入管狀部110內(nèi)的開(kāi)口部。
如圖6所示,管狀部110的長(zhǎng)度為長(zhǎng)度L2,從連接流路插入口130到前端部120的長(zhǎng)度為長(zhǎng)度L2a。長(zhǎng)度L2比長(zhǎng)度L2a短。長(zhǎng)度L2a比長(zhǎng)度L1a短、且比長(zhǎng)度L1短。因此,連接流路53的長(zhǎng)度L1比管狀部110的長(zhǎng)度L2長(zhǎng)。另外,由于長(zhǎng)度L2a比長(zhǎng)度L1a短,從而如上所述,在將連接流路53和噴射管55插入內(nèi)窺鏡100并將噴射管55配置在前端部120附近的狀態(tài)下,連接流路53從連接流路插入口130伸出,成為易于把持連接流路53的配置。
圖7是前端部120的放大圖。在前端部120設(shè)有燈121、物鏡122、送氣送水口123、吸氣吸水口124和開(kāi)口部125。物鏡122是為了觀察前端部120附近而設(shè)置的,與通過(guò)軟性部113內(nèi)的光纖(未圖示)連接。燈121發(fā)出用于該觀察的光。
送氣送水口123是用于排出空氣、生理鹽水等液體的開(kāi)口部。吸氣吸水口124是用于吸入周?chē)目諝?、液體的開(kāi)口部。開(kāi)口部125是為了使噴射管55露出而設(shè)置的。圖7中示出插入的噴射管55和噴射管55的開(kāi)口部56。
如圖6所示,把持部140連接于管狀部110,是用于做手術(shù)的人把持的部位。在把持部140的上部設(shè)置有操作部150。操作部150設(shè)置有用于操作彎曲部115的朝向的旋鈕、和用于操作送氣送水、吸氣吸水的按鈕。連接部160與用于實(shí)現(xiàn)上述燈121的照明、送氣送水、吸氣吸水等的控制設(shè)備、顯示通過(guò)物鏡122拍攝到的圖像的顯示器等連接。
通過(guò)組合上述液體噴射裝置20和內(nèi)窺鏡100,從而做手術(shù)的人能夠邊將管狀部110插入患者的體內(nèi)而觀察患部附近的圖像的同時(shí),邊從插入管狀部110內(nèi)的噴射管55的開(kāi)口部56噴射脈沖流(パルス流)而切除患部。
根據(jù)以上說(shuō)明的實(shí)施方式一,至少能夠獲得以下效果。
(A)通過(guò)在液體噴射裝置20與內(nèi)窺鏡100組合了的狀態(tài)下,使包括液體室42的脈動(dòng)流產(chǎn)生單元30配置于內(nèi)窺鏡100的外部,從而至少實(shí)現(xiàn)以下三個(gè)效果。
(A-1)即便做手術(shù)的人為了調(diào)節(jié)噴射管55的位置而操作連接流路53,液體室42不會(huì)移動(dòng)。因此,做手術(shù)的人能夠容易地操作連接流路53。
(A-2)由于包括液體室42的脈動(dòng)流產(chǎn)生單元30的重量沒(méi)有負(fù)載于內(nèi)窺鏡100,從而能夠容易地把持內(nèi)窺鏡100。
(A-3)包括液體室42的脈動(dòng)流產(chǎn)生單元30由于無(wú)需在內(nèi)窺鏡裝置10的使用中移動(dòng)、或者插入管狀部110,因此,無(wú)需小型化。
(B)相比于從連接流路插入口130到前端部120的長(zhǎng)度L2,連接流路53的長(zhǎng)度L1更長(zhǎng)。因此,做手術(shù)的人在將連接流路53插入管狀部110內(nèi)而將噴射管55配置于了前端部120附近的狀態(tài)下,能夠把持連接流路53。
(C)連接流路53設(shè)計(jì)為即便內(nèi)壓變化,流路截面積也不易變化。因此,通過(guò)脈動(dòng)流產(chǎn)生單元30產(chǎn)生的脈動(dòng)流不會(huì)大的衰減地傳播到噴射管55。其結(jié)果,發(fā)揮高的切除能力。
(D)液體供給流路52無(wú)需設(shè)計(jì)成抑制脈動(dòng)流的衰減。因此,既可以為楊氏模量低的材質(zhì),也可以增大內(nèi)半徑rin,還可以減小外半徑rout。如果楊氏模量低也行,則能夠如本實(shí)施方式這樣選擇聚丙烯等廉價(jià)的材質(zhì)。如果內(nèi)半徑rin大,能夠降低流路阻力。如果外半徑rout小,則由于壁厚變薄,因而實(shí)現(xiàn)輕便化和低成本化的同時(shí),提高可撓性,使操作性變優(yōu)。
對(duì)實(shí)施方式二進(jìn)行說(shuō)明。圖8是內(nèi)窺鏡裝置10a的構(gòu)成圖。內(nèi)窺鏡裝置10a通過(guò)使液體噴射裝置20a組合于內(nèi)窺鏡100而構(gòu)成。內(nèi)窺鏡100和實(shí)施方式一中說(shuō)明的相同。內(nèi)窺鏡裝置10a具有和實(shí)施方式一的內(nèi)窺鏡裝置10同樣的功能。
圖9示出液體噴射裝置20a。液體噴射裝置20a具備液體噴射單元21a以代替液體噴射單元21。液體噴射單元21a具備脈動(dòng)流產(chǎn)生單元300以代替脈動(dòng)流產(chǎn)生單元30。其它構(gòu)成成分沒(méi)有特別說(shuō)明的話,和實(shí)施方式一相同。
圖10是液體供給流路52、連接流路53和脈動(dòng)流產(chǎn)生單元300的截面圖。脈動(dòng)流產(chǎn)生單元300具備管310、光纖320和光脈澤源500。在不銹鋼的管310的內(nèi)部形成液體室420。液體室420連接于液體供給流路52及連接流路53。
光纖320連接液體室420內(nèi)和光脈澤源500。當(dāng)從控制裝置70經(jīng)由信號(hào)線72向光脈澤源500施加驅(qū)動(dòng)電壓時(shí),光脈澤源500輸出光脈澤。本實(shí)施方式的光脈澤的波長(zhǎng)為2.1μm。輸出的光脈澤通過(guò)光纖320而導(dǎo)入液體室420內(nèi)。
若向液體室420內(nèi)發(fā)出光脈澤,則光纖320的前端附近的液體吸收光脈澤的能量而汽化(氣化)。在本實(shí)施方式中,由于間歇性地實(shí)施光脈澤的輸出,因此,也間歇性地發(fā)生該汽化。由此,在光纖320的前端附近間歇性地生成氣泡。通過(guò)該間歇性地生成氣泡,液體室420的壓力變動(dòng)。通過(guò)該壓力變動(dòng),在連接流路53中產(chǎn)生脈動(dòng)流。通過(guò)該脈動(dòng)流,與實(shí)施方式一的液體噴射裝置20同樣地能夠切除患部。需要說(shuō)明的是,如上所述,光脈澤源500作為脈動(dòng)流產(chǎn)生部及氣泡產(chǎn)生部發(fā)揮功能。另外,液體室420作為使脈動(dòng)流產(chǎn)生的場(chǎng)所存在即可,也可以是液體供給流路52或連接流路53的一部分,形狀、材質(zhì)等不限于此。
在實(shí)施方式二中同樣,通過(guò)在液體噴射裝置20a與內(nèi)窺鏡100組合了的狀態(tài)下將包括液體室420的脈動(dòng)流產(chǎn)生單元300配置于內(nèi)窺鏡100的外部,從而能夠得到在實(shí)施方式一中作為(A)說(shuō)明的效果。
在實(shí)施方式二中同樣,由于液體供給流路52及連接流路53與實(shí)施方式一相同地設(shè)計(jì),因此,能夠得到在實(shí)施方式一中作為(B)、(C)、(D)說(shuō)明的效果。
本發(fā)明并不限于本說(shuō)明書(shū)的實(shí)施方式、實(shí)施例、變形例,在不脫離其宗旨的范圍內(nèi),可用各種構(gòu)成實(shí)現(xiàn)。例如,為了解決上述技術(shù)問(wèn)題的一部分或全部、或者為了達(dá)到上述效果的一部分或全部,可對(duì)記載于發(fā)明內(nèi)容部分的各方式中的技術(shù)特征所對(duì)應(yīng)的實(shí)施方式、實(shí)施例、變形例中的技術(shù)特征適當(dāng)進(jìn)行替換、組合。如果該技術(shù)特征在本說(shuō)明書(shū)中不是作為必須特征被說(shuō)明,則可將其適當(dāng)刪除。例如,例示以下內(nèi)容。
也可以構(gòu)成為能夠選擇短時(shí)間內(nèi)以大流量噴射的模式和長(zhǎng)時(shí)間地以小流量噴射的模式中任一模式。在這種構(gòu)成時(shí),當(dāng)作為醫(yī)療設(shè)備使用的情況下,做手術(shù)的人也可以根據(jù)癥狀選擇模式。
噴射管、連接流路、液體供給流路等的材質(zhì)也可以適當(dāng)變更。例如,也可以從金屬、樹(shù)脂等中選擇。
內(nèi)窺鏡可以不是上述的軟性型,也可以為硬性型。
噴射的液體也可以為純水、藥液等。
用于氣泡產(chǎn)生部的加熱單元也可以不是光脈澤器,也可以是電阻加熱器、陶瓷加熱器、微波等。
連接流路和液體供給流路的楊氏模量、外徑、壁厚、泊松比中至少任一可以不同,也可以它們?nèi)肯嗤?/p>
包括液體室的脈動(dòng)流產(chǎn)生部既可以懸掛配置于內(nèi)窺鏡的附近,也可以懸掛于內(nèi)窺鏡。這樣的配置也包含在本申請(qǐng)中配置于內(nèi)窺鏡外部的方式之內(nèi)。根據(jù)這樣的配置,能夠?qū)⑦B接流路設(shè)計(jì)得短,因此能夠更加抑制衰減。
實(shí)施方式二的液體噴射單元既可以與實(shí)施方式一同樣地每個(gè)手術(shù)均全部更換,也可以僅更換一部分。例如,可以不更換光脈澤源及光纖。即,也可以在更換管、連接流路、液體供給流路時(shí),將光纖從已使用的管上另?yè)Q到新的管上。這樣,能夠降低昂貴的光脈澤源的更換頻率。
液體噴射單元的使用目的也可以不是人的治療。
例如,既可以治療除人之外的動(dòng)物,也可以用于研究、教育來(lái)切除人體組織。
或者,液體噴射單元既可以用于通過(guò)噴射的液體除去污漬的清洗裝置,也可以用于通過(guò)噴射的液體畫(huà)線等的描繪裝置。
附圖標(biāo)記說(shuō)明
10…內(nèi)窺鏡裝置 10a…內(nèi)窺鏡裝置 20…液體噴射裝置 20a…液體噴射裝置 21…液體噴射單元 21a…液體噴射單元 30…脈動(dòng)流產(chǎn)生單元 31…脈動(dòng)流產(chǎn)生部 32…隔膜 33…壓電元件 34…第一殼體 36…第二殼體 38…第三殼體 39…加強(qiáng)部件 42…液體室 45…出口流路 50…液體供給機(jī)構(gòu) 51…流路 52…液體供給流路 53…連接流路 55…噴射管 56…開(kāi)口部 57a…連接環(huán) 57b…連接環(huán) 59…液體容器 70…控制裝置 71…信號(hào)線 72…信號(hào)線 75…腳踏開(kāi)關(guān) 100…內(nèi)窺鏡 110…管狀部 113…軟性部 115…彎曲部 120…前端部 121…燈 122…物鏡 123…送氣送水口 124…吸氣吸水口 125…開(kāi)口部 130…連接流路插入口 140…把持部 150…操作部 160…連接部 300…脈動(dòng)流產(chǎn)生單元 310…管320…光纖 420…液體室 500…光脈澤源。