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JP2011156314A - Fluid injection apparatus - Google Patents

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JP2011156314A JP2010022843A JP2010022843A JP2011156314A JP 2011156314 A JP2011156314 A JP 2011156314A JP 2010022843 A JP2010022843 A JP 2010022843A JP 2010022843 A JP2010022843 A JP 2010022843A JP 2011156314 A JP2011156314 A JP 2011156314A
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Abstract

【課題】切除深さを安定させ、安全な手術が行える流体噴射装置を提供する。
【解決手段】流体噴射装置1は、流体室80と、流体室80に連通する入口流路81及び出口流路82と、流体室80の容積を変更する容積変更手段としての圧電素子30及びダイアフラム40と、出口流路82の流体室80に対して逆方向端部に設けられる流体噴射開口部96と、入口流路81に連通し、流体室80に流体を供給する流体供給部としてのポンプ10、とが備えられ、ポンプ10から供給される流体の平均流速に対して、パルス化され流体噴射開口部96から噴射される流体の流体噴射速度が4倍を超えるように設定される。このことにより、切除深さの変動が極めて少ないため、術者の手技によらず、残すべき組織を損傷する危険性を排除し、安全な手術を行える流体噴射装置1を提供できる。
【選択図】図2
A fluid ejecting apparatus capable of stabilizing a resection depth and performing a safe operation is provided.
A fluid ejecting apparatus includes a fluid chamber, an inlet passage and an outlet passage communicating with the fluid chamber, and a piezoelectric element and a diaphragm as volume changing means for changing the volume of the fluid chamber. 40, a fluid ejection opening 96 provided at the end opposite to the fluid chamber 80 of the outlet channel 82, and a pump as a fluid supply unit that communicates with the inlet channel 81 and supplies fluid to the fluid chamber 80 10 and is set so that the fluid ejection speed of the fluid that is pulsed and ejected from the fluid ejection opening 96 exceeds four times the average flow velocity of the fluid supplied from the pump 10. As a result, since the variation in the excision depth is extremely small, it is possible to provide the fluid ejecting apparatus 1 that can perform a safe operation by eliminating the risk of damaging the tissue to be left regardless of the operator's procedure.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、流体室の容積を容積変更手段によって変更し、流体をパルス化して噴射する流体噴射装置に関する。   The present invention relates to a fluid ejecting apparatus that changes a volume of a fluid chamber by a volume changing unit and pulsates and ejects a fluid.

従来、流体噴射装置を用いて生体組織の切除・切開・破砕する方法は、熱損傷がなく、血管等の細管組織を温存できるなど手術具として優れた特性を有している。
このような流体噴射装置としては、体腔内に導入されるチューブにポンプから液体を高圧で供給し、チューブ先端のノズルから液体を高速噴射し、その流体圧によって体腔内組織の切除を行う流体噴射装置がある(例えば、特許文献1参照)。
2. Description of the Related Art Conventionally, methods for excising, incising, and crushing biological tissue using a fluid ejecting apparatus have excellent characteristics as a surgical tool, such as being free from thermal damage and preserving tubule tissue such as blood vessels.
As such a fluid ejecting apparatus, fluid ejecting is performed by supplying liquid from a pump to a tube introduced into a body cavity at a high pressure, ejecting the liquid at a high speed from a nozzle at the distal end of the tube, and excising the tissue in the body cavity by the fluid pressure. There is an apparatus (for example, refer to Patent Document 1).

また、流体室の容積を容積変更手段により急激に変化させ流体を脈流に変換してノズルからパルス状に高速噴射させ、その衝撃圧によって生体組織の切除や切開を行う本出願人らによって提示された流体噴射装置がある(例えば、特許文献2参照)。   In addition, the volume of the fluid chamber is rapidly changed by the volume changing means, the fluid is converted into a pulsating flow, and is ejected from the nozzle at a high speed in a pulse form. There is a fluid ejecting apparatus (see, for example, Patent Document 2).

特開昭63−99853号公報JP 63-99853 A 特開2008−82202号公報JP 2008-82202 A

上述した特許文献1による流体噴射装置は、連続流を高速噴射する方式であって、パル流方式に比べて数倍から数十倍の流量を高圧ポンプで噴射し、生体組織の切除等を行う。よって、流体流量が多いことから術視野の確保が困難であり、その解決策としては強力な吸引が必要であった。
また、特許文献2による流体噴射装置は、パルス流を高速噴射する方式であって、連続流方式に比べ切除に要する流量が極めて少ないことから術視野を妨げることはない。
The fluid ejection device according to Patent Document 1 described above is a system that ejects a continuous flow at a high speed, and injects a flow rate several to several tens of times with a high-pressure pump as compared with the Pal flow method to perform excision of a living tissue. . Therefore, since the fluid flow rate is large, it is difficult to secure a visual field of view, and powerful suction is necessary as a solution.
Further, the fluid ejection device according to Patent Document 2 is a system that ejects a pulse flow at a high speed, and does not disturb the visual field of view because the flow rate required for resection is extremely small compared to the continuous flow system.

上述した2方式は、優れた組織選択性を有し、例えば、腫瘍内を貫通する血管のみを残して腫瘍を切除することが可能である。しかしながら、流体噴射装置を手術用メスとして用いる場合、電気メスや超音波メスのようにメス先端近傍のみが切除されるだけでなく、流体の噴射によって時間とともに噴射された流体の軸線方向に切除が進行する。   The two methods described above have excellent tissue selectivity, and for example, it is possible to excise a tumor while leaving only blood vessels that penetrate the tumor. However, when the fluid ejection device is used as a surgical scalpel, not only the vicinity of the scalpel tip, such as an electric scalpel or an ultrasonic scalpel, is cut off, but also the cutting is performed in the axial direction of the fluid jetted over time by the jet of fluid. proceed.

よって、実際の手術に用いる場合には、一定の速度で流体噴射装置の流体噴射部を動かし続ける必要があり、その速度が変動すると切除深さも変動する。さらに、その動きを止めてしまうと深さ方向に切除が進行して残すべき組織まで切除してしまうという危険性がある。   Therefore, when used in actual surgery, it is necessary to continue moving the fluid ejecting unit of the fluid ejecting apparatus at a constant speed, and when the speed varies, the excision depth also varies. Furthermore, if the movement is stopped, there is a risk that the tissue is to be excised in the depth direction and the tissue to be left is excised.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.

[適用例1]本適用例に係る流体噴射装置は、流体室と、前記流体室に連通する入口流路及び出口流路と、前記流体室の容積を変更する容積変更手段と、前記出口流路の前記流体室に対して逆方向端部に設けられる流体噴射開口部と、前記入口流路に連通し、前記流体室に流体を供給する流体供給部と、が備えられ、前記流体供給部から供給される流体の平均流速に対して、前記容積変更手段によってパルス化され前記流体噴射開口部から噴射される流体の流体噴射速度が4倍を超えることを特徴とする。   Application Example 1 A fluid ejecting apparatus according to this application example includes a fluid chamber, an inlet channel and an outlet channel communicating with the fluid chamber, volume changing means for changing the volume of the fluid chamber, and the outlet flow. A fluid ejection opening provided at an end opposite to the fluid chamber of the channel; and a fluid supply unit that communicates with the inlet channel and supplies the fluid to the fluid chamber. The fluid ejection speed of the fluid pulsed by the volume changing means and ejected from the fluid ejection opening with respect to the average flow velocity of the fluid supplied from the fluid exceeds 4 times.

ここで、平均流速とは、流体供給部から供給される流体の流量を流体噴射開口部の断面積で除した流速であって、容積変更手段を駆動しないとき、つまり流体室の容積が一定の状態のままで流体を連続流噴射したときの流速である。なお、平均流速で流体を噴射しているときには、生体組織の切除は行われない。   Here, the average flow rate is a flow rate obtained by dividing the flow rate of the fluid supplied from the fluid supply unit by the cross-sectional area of the fluid ejection opening, and when the volume changing unit is not driven, that is, the volume of the fluid chamber is constant. This is the flow rate when the fluid is jetted continuously in the state. Note that when the fluid is ejected at an average flow velocity, the living tissue is not excised.

このように、パルス化された流体の流体噴射速度を平均流速の4倍を超える速度にすることによって、優れた切除能力を有しながら、一定時間経過後に切除深さがほぼ一定となり、術者が一定の速度で流体噴射開口部の位置を動かし続けなくても、切除深さの変動が極めて少ないため、残すべき組織を損傷する危険性を排除することができる。   In this way, by setting the fluid ejection speed of the pulsed fluid to a speed exceeding 4 times the average flow velocity, the excision depth becomes substantially constant after a certain period of time while having excellent excision ability, and the operator Even if the position of the fluid ejection opening is not moved continuously at a constant speed, since the variation of the excision depth is extremely small, the risk of damaging the tissue to be left can be eliminated.

実施形態1に係る流体噴射装置を示す構成説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a configuration explanatory diagram illustrating a fluid ejection device according to a first embodiment. 実施形態1に係る脈流発生部を流体の噴射方向に沿って切断した切断面を示す断面図。Sectional drawing which shows the cut surface which cut | disconnected the pulsating flow generation part which concerns on Embodiment 1 along the injection direction of the fluid. ゼラチンを切除する試験方法を模式的に表す説明図。Explanatory drawing which represents typically the test method which excises gelatin. 切除時間と切除深さの関係をパルス流の場合と、連続流の場合を比較して表したグラフ。A graph showing the relationship between excision time and excision depth in the case of pulsed flow and continuous flow. 切除時間と切除深さの関係をノズル直径毎に表すグラフ。The graph which shows the relationship between cutting time and cutting depth for every nozzle diameter.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
(実施形態1)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)

図1は、実施形態1に係る手術具としての流体噴射装置を示す構成説明図である。図1において、流体噴射装置1は、流体を収容する流体供給容器2と、流体供給手段としてのポンプ10と、ポンプ10から供給される流体を脈流(以降、パルス流と表すことがある)に変換させる脈流発生部20と、を備えて構成されている。ポンプ10と脈流発生部20とは流体供給チューブ4によって接続されている。   FIG. 1 is a configuration explanatory view showing a fluid ejecting apparatus as a surgical instrument according to the first embodiment. In FIG. 1, a fluid ejecting apparatus 1 includes a fluid supply container 2 that contains a fluid, a pump 10 as a fluid supply means, and a fluid supplied from the pump 10 in a pulsating flow (hereinafter sometimes referred to as a pulse flow). And a pulsating flow generation unit 20 that converts the pulsating flow. The pump 10 and the pulsating flow generation unit 20 are connected by a fluid supply tube 4.

なお、脈流発生部としては、圧電素子を用いたピエゾ方式や、バブルジェット(登録商標)方式等、流体を脈流に変換してパルス状に噴射させることが可能な方式であれば適合可能であるが、以下に説明する脈流発生部はピエゾ方式を例示して説明する。   The pulsating flow generator can be adapted to any method that can convert fluid into pulsating flow and jet it in a pulsed manner, such as a piezo method using a piezoelectric element or a bubble jet (registered trademark) method. However, the pulsating flow generation unit described below will be described by exemplifying a piezo method.

脈流発生部20には、細いパイプ状の接続流路管90が接続され、接続流路管90の先端部には流路径が縮小された流体噴射開口部96を有するノズル95が挿着されている。なお、接続流路管90は、流体噴射時において変形しない程度の剛性を有している。   The pulsating flow generation unit 20 is connected with a thin pipe-shaped connection flow channel tube 90, and a nozzle 95 having a fluid ejection opening 96 with a reduced flow channel diameter is inserted into the distal end portion of the connection flow channel tube 90. ing. The connection channel tube 90 has such a rigidity that it does not deform during fluid ejection.

このように構成される流体噴射装置1における流体の流動を簡単に説明する。流体供給容器2に収容された流体は、ポンプ10によって吸引され、一定の圧力で流体供給チューブ4を介して脈流発生部20に供給される。脈流発生部20には、流体室80(図2、参照)と、この流体室80の容積を変化させる容積変更手段としての圧電素子30とダイアフラム40と、が備えられており、圧電素子30を駆動して流体室80内において脈流を発生させ、接続流路管90、ノズル95を介して流体噴射開口部96から流体をパルス状に高速噴射する。   The flow of fluid in the fluid ejecting apparatus 1 configured as described above will be briefly described. The fluid stored in the fluid supply container 2 is sucked by the pump 10 and supplied to the pulsating flow generation unit 20 through the fluid supply tube 4 at a constant pressure. The pulsating flow generation unit 20 includes a fluid chamber 80 (see FIG. 2), and a piezoelectric element 30 and a diaphragm 40 as volume changing means for changing the volume of the fluid chamber 80. Is driven to generate a pulsating flow in the fluid chamber 80, and the fluid is ejected from the fluid ejection opening 96 in a pulsed manner at a high speed via the connection channel tube 90 and the nozzle 95.

なお、脈流発生部20が駆動を停止している場合、つまり、流体室80の容積を変更させないときには、ポンプ10から一定の圧力で供給された流体は流体室80を通って、流体噴射開口部96から連続流噴射される。   When the pulsating flow generation unit 20 stops driving, that is, when the volume of the fluid chamber 80 is not changed, the fluid supplied from the pump 10 at a constant pressure passes through the fluid chamber 80 and flows into the fluid ejection opening. The continuous flow is ejected from the section 96.

ここで脈流とは、流体の流れる方向が一定で、流体の流量または流速が周期的または不定期な変動を伴った流体の流動を意味する。脈流には、流体の流動と停止とを繰り返す間欠流も含むが、流体の流量または流速が周期的または不定期な変動をしていればよいため、必ずしも間欠流である必要はない。   Here, the pulsating flow means a fluid flow in which the fluid flow direction is constant and the fluid flow rate or flow velocity is accompanied by periodic or irregular fluctuations. The pulsating flow includes an intermittent flow in which the flow and stop of the fluid are repeated. However, since the flow rate or flow velocity of the fluid only needs to fluctuate periodically or irregularly, the pulsating flow is not necessarily an intermittent flow.

同様に、流体をパルス状に噴射するとは、噴射する流体の流量または移動速度が周期的または不定期に変動した流体の噴射を意味する。パルス状の噴射の一例として、流体の噴射と非噴射とを繰り返す間欠噴射が挙げられるが、噴射する流体の流量または移動速度が周期的または不定期に変動していればよいため、必ずしも間欠噴射である必要はない。   Similarly, ejecting fluid in pulses means ejecting fluid in which the flow rate or movement speed of the fluid to be ejected varies periodically or irregularly. An example of pulsed injection is intermittent injection in which fluid injection and non-injection are repeated. However, since the flow rate or moving speed of the fluid to be injected only needs to fluctuate periodically or irregularly, it is not always intermittent injection. Need not be.

次に、本実施形態に係る脈流発生部20の構造について説明する。
図2は、本実施形態に係る脈流発生部を流体の噴射方向に沿って切断した切断面を示す断面図である。なお、図2は、図示の便宜上、部材ないし部分の縦横の縮尺は実際のものとは異なる模式図である。脈流発生部20は、ポンプ10から流体供給チューブ4を介して流体室80に流体を供給する入口流路81と、流体室80の容積を変化させる容積変更手段としての圧電素子30及びダイアフラム40と、流体室80に連通する出口流路82と、を有して構成されている。入口流路81には流体供給チューブ4が接続されている。
Next, the structure of the pulsating flow generation unit 20 according to this embodiment will be described.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a cut surface obtained by cutting the pulsating flow generation unit according to the present embodiment along the fluid ejection direction. Note that FIG. 2 is a schematic diagram in which the vertical and horizontal scales of members or portions are different from actual ones for convenience of illustration. The pulsating flow generation unit 20 includes an inlet channel 81 that supplies a fluid from the pump 10 to the fluid chamber 80 via the fluid supply tube 4, a piezoelectric element 30 that serves as a volume changing unit that changes the volume of the fluid chamber 80, and the diaphragm 40. And an outlet channel 82 communicating with the fluid chamber 80. The fluid supply tube 4 is connected to the inlet channel 81.

ダイアフラム40は、円盤状の金属薄板からなり、ケース50とケース70によって密着されている。圧電素子30は、本実施形態では積層型圧電素子を例示しており、両端部の一方が上板35を介してダイアフラム40に、他方が底板60に固着されている。   The diaphragm 40 is made of a disk-shaped thin metal plate and is in close contact with the case 50 and the case 70. In the present embodiment, the piezoelectric element 30 is an example of a laminated piezoelectric element, and one of both end portions is fixed to the diaphragm 40 via the upper plate 35 and the other is fixed to the bottom plate 60.

流体室80は、ケース70のダイアフラム40に対向する面に形成される凹部とダイアフラム40とによって形成される空間である。流体室80の略中央部には出口流路82が開口されている。   The fluid chamber 80 is a space formed by a recess formed on the surface of the case 70 facing the diaphragm 40 and the diaphragm 40. An outlet channel 82 is opened at a substantially central portion of the fluid chamber 80.

ケース70とケース50とは、それぞれ対向する面において接合一体化されている。ケース70には、出口流路82に連通する接続流路91を有する接続流路管90が嵌着され、接続流路管90の先端部にはノズル95が挿着されている。そして、ノズル95には、流路径が縮小された流体噴射開口部96が開口されている。   The case 70 and the case 50 are joined and integrated on opposite surfaces. In the case 70, a connection flow channel pipe 90 having a connection flow channel 91 communicating with the outlet flow channel 82 is fitted, and a nozzle 95 is inserted in the tip of the connection flow channel pipe 90. The nozzle 95 has a fluid ejection opening 96 having a reduced flow path diameter.

次に、本実施形態における脈流発生部20のパルス流噴射動作について図1、図2を参照して説明する。ポンプ10によって入口流路81には、一定の圧力で流体が供給されている。なお、ポンプ10からの流体供給量はパルス流噴射量とほぼ等しい量であればよい。ここで、圧電素子30が動作を行わない場合、ポンプ10の吐出力と入口流路81側全体の流路抵抗の差によって流体は流体室80内に流動する。   Next, the pulse flow ejection operation of the pulsating flow generation unit 20 in this embodiment will be described with reference to FIGS. A fluid is supplied to the inlet channel 81 at a constant pressure by the pump 10. In addition, the fluid supply amount from the pump 10 may be an amount substantially equal to the pulse flow injection amount. Here, when the piezoelectric element 30 does not operate, the fluid flows into the fluid chamber 80 due to the difference between the discharge force of the pump 10 and the channel resistance on the entire inlet channel 81 side.

圧電素子30に駆動信号が入力され、圧電素子30がダイアフラム40の流体室80側の面に対して垂直方向(矢印A方向)に急激に伸長すると流体室80の容積が縮小され、流体室80内の圧力は、急速に上昇して数十気圧に達する。   When a drive signal is input to the piezoelectric element 30 and the piezoelectric element 30 suddenly expands in a direction perpendicular to the surface of the diaphragm 40 on the fluid chamber 80 side (arrow A direction), the volume of the fluid chamber 80 is reduced, and the fluid chamber 80 The internal pressure rises rapidly and reaches several tens of atmospheres.

このとき、入口流路81から流体が流体室80へ流入する流量の減少量よりも、出口流路82から吐出される流体の増加量の方が大きいため接続流路91に脈動流が発生する。この吐出の際の圧力変動が接続流路管90内を伝播して、先端のノズル95の流体噴射開口部96からパルス化された流体が高速で噴射される。   At this time, since the increase amount of the fluid discharged from the outlet channel 82 is larger than the decrease amount of the flow rate of the fluid flowing into the fluid chamber 80 from the inlet channel 81, a pulsating flow is generated in the connection channel 91. . The pressure fluctuation at the time of discharge propagates in the connection flow channel tube 90, and the fluid fluid pulsed from the fluid ejection opening 96 of the nozzle 95 at the tip is ejected at high speed.

続いて、流体噴射装置1を用いて組織切除を行う場合について説明する。
図3は、生体組織の代替としてのゼラチンを切除する試験方法を模式的に表す説明図である。ここでは、水中でゼラチン100と流体噴射装置(ノズル95)との距離を一定にして、切除時間と切除深さDとを測定した。
図4は、切除開始からの経過時間(横軸:s)と切除深さD(縦軸:mm)の関係をパルス流の場合と、連続流の場合を比較して表したグラフである。なお、パルス流に対して切除能力が劣る連続流の単位時間当たりの流量を、パルス流の4倍にして測定した。
Next, a case where tissue excision is performed using the fluid ejecting apparatus 1 will be described.
FIG. 3 is an explanatory view schematically showing a test method for excising gelatin as an alternative to living tissue. Here, the excision time and excision depth D were measured with the distance between gelatin 100 and the fluid ejection device (nozzle 95) constant in water.
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the elapsed time from the start of excision (horizontal axis: s) and the excision depth D (vertical axis: mm) in the case of pulse flow and the case of continuous flow. In addition, the flow rate per unit time of the continuous flow inferior to the pulse flow was measured at 4 times the pulse flow.

図4に示すように、パルス流では切除開始直後から切除が急速に進む。よって切除深さDが短時間で急速に深くなる。そして、切除深さDがある深さに達すると切除が進行しなくなる。一方、連続流の場合は、切除の進行が遅く、しかも経過時間とともに切除深さDが深くなっていく。   As shown in FIG. 4, in the pulse flow, the ablation proceeds rapidly immediately after the start of the ablation. Therefore, the excision depth D increases rapidly in a short time. When the excision depth D reaches a certain depth, the excision does not proceed. On the other hand, in the case of a continuous flow, the progress of excision is slow, and the excision depth D becomes deep with the elapsed time.

従って、連続流では、切除深さを一定にするにはノズル95の平面方向の移動速度を一定にするという高い手技が要求され、動きを止めると切除深さが進行し、残すべき組織まで切除してしまうという危険性がある。よって、切除時間の経過に伴う切除深さの変動が極めて少ないパルス流を用いる方が、血管等の細管組織近傍の組織切除に有効である。なお、パルス流による切除は、流体噴射速度と平均流速の比に依存することから、そのことについて説明する。   Therefore, in the continuous flow, in order to make the excision depth constant, a high technique of making the moving speed in the plane direction of the nozzle 95 constant is required. When the movement is stopped, the excision depth advances, and the tissue to be left is excised. There is a danger of doing it. Therefore, the use of a pulse flow with very little change in the excision depth with the passage of the excision time is more effective for the excision of the tissue in the vicinity of the tubule tissue such as a blood vessel. In addition, since the ablation by the pulse flow depends on the ratio of the fluid ejection speed and the average flow velocity, this will be described.

表1は、ポンプ10からの流体供給量を毎分5mlとした場合の、ノズル95の直径(流体噴射開口部96の直径dのこと:mm)と、ノズル直径毎の平均流速V0(m/s)と、パルス化された流体噴射速度V1(m/s)と、流体噴射速度V1と平均流速V0との比(V1/V0)を表している。
なお、流体噴射速度V1は、パルス化された流体を高速度カメラで測定した結果であり、平均流速V0は、ポンプ10から供給される流体の流量を流体噴射開口部96の断面積で序して求めた値である。
Table 1 shows the diameter of the nozzle 95 (the diameter d of the fluid ejection opening 96: mm) and the average flow velocity V0 (m / m) for each nozzle diameter when the fluid supply amount from the pump 10 is 5 ml per minute. s), the pulsed fluid ejection speed V1 (m / s), and the ratio (V1 / V0) between the fluid ejection speed V1 and the average flow velocity V0.
The fluid ejection speed V1 is a result of measuring a pulsed fluid with a high-speed camera, and the average flow speed V0 is an order of the flow rate of the fluid supplied from the pump 10 by the cross-sectional area of the fluid ejection opening 96. This is the value obtained.

Figure 2011156314
Figure 2011156314

表1に示すように、平均流速V0はノズル直径dが小さいほど大きくなり、パルス化された流体噴射速度V1も同様にノズル直径dが小さいほど大きくなる。この結果、パルス化された流体噴射速度V1と平均流速V0の比は、ノズル直径dが0.1mmの場合の比は4.0、ノズル直径dが0.12mmの場合の比は4.6、ノズル直径dが0.15mmの場合の比は6.4で表される。これは、ノズル直径dが小さいほど流路抵抗成分が大きくなるため、パルス化された流体噴射速度V1と平均流速V0の比は小さくなるためである。   As shown in Table 1, the average flow velocity V0 increases as the nozzle diameter d decreases, and the pulsed fluid ejection speed V1 also increases as the nozzle diameter d decreases. As a result, the ratio of the pulsed fluid jet velocity V1 to the average flow velocity V0 is 4.0 when the nozzle diameter d is 0.1 mm, and 4.6 when the nozzle diameter d is 0.12 mm. The ratio when the nozzle diameter d is 0.15 mm is represented by 6.4. This is because the flow path resistance component increases as the nozzle diameter d decreases, and the ratio between the pulsed fluid ejection speed V1 and the average flow speed V0 decreases.

続いて、表1の条件で前述した(図3、参照)ゼラチンを切除した場合における切除開始からの経過時間(ms)と、切除深さD(mm)との関係について説明する。
図5は、切除時間と切除深さの関係をノズル直径毎に表すグラフである。図5に示すように、切除深さDはノズル直径dが大きいほど深くなり、また、各ノズル直径ともに経過時間が20msを超える付近から切除深さDの変動が小さくなることを示している。
Next, the relationship between the elapsed time (ms) from the start of excision and the excision depth D (mm) when gelatin described above is excised under the conditions of Table 1 (see FIG. 3) will be described.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the cutting time and the cutting depth for each nozzle diameter. As shown in FIG. 5, the cutting depth D becomes deeper as the nozzle diameter d increases, and the variation in the cutting depth D decreases from the vicinity where the elapsed time exceeds 20 ms for each nozzle diameter.

また、表1及び図5によれば、パルス化された流体噴射速度V1と平均流速V0の比が4.0を超えるとき、つまり、パルス化された流体噴射速度V1が平均流速V0の4倍より大きい領域で切除が急速に進み、切除深さDの漸近線に到達することを示している。このことは、流体噴射装置1(ノズル95)の移動速度によらず、一定の切除深さを保てることを意味する。   Further, according to Table 1 and FIG. 5, when the ratio of the pulsed fluid ejection speed V1 to the average flow velocity V0 exceeds 4.0, that is, the pulsed fluid ejection speed V1 is four times the average flow velocity V0. It shows that the resection progresses rapidly in a larger area and reaches the asymptote of the resection depth D. This means that a constant excision depth can be maintained regardless of the moving speed of the fluid ejecting apparatus 1 (nozzle 95).

ここで、パルス化された流体噴射速度V1と平均流速V0の比の適正範囲についてさらに説明する。なお、表2及び図5を参照して説明する。
表2は、前述した表1の条件下で、ノズル直径(流体噴射開口部96の直径dのこと:mm)と、パルス化された流体噴射速度V1と平均流速V0との比と、流体噴射後50msを経過した切除深さD(mm)と100ms経過後の切除深さD(mm)と、それぞれの時間経過後の切除深さの比(50ms経過後の切除深さ/100ms経過後の切除深さ:表2中、比率と表す)と、を表している。なお、図5も参照する。
Here, the appropriate range of the ratio of the fluidized jet velocity V1 and the average flow velocity V0 will be further described. This will be described with reference to Table 2 and FIG.
Table 2 shows the nozzle diameter (diameter d of the fluid ejection opening 96: mm), the ratio between the pulsed fluid ejection speed V1 and the average flow velocity V0, and the fluid ejection under the conditions of Table 1 described above. The ratio of the excision depth D (mm) after 50 ms and the excision depth D (mm) after 100 ms, and the excision depth after each time (excision depth after 50 ms / 100 ms after Resection depth: In Table 2, expressed as a ratio). Reference is also made to FIG.

Figure 2011156314
Figure 2011156314

表2に示すように、流体噴射速度V1と平均流速V0との比が4.0の場合では、切除深さの比率は88%となり、90%を割り込んでしまう。流体噴射速度V1と平均流速V0との比が4.6の場合では、切除深さの比率は95%であり、また、流体噴射速度V1と平均流速V0との比が6.4の場合では、切除深さの比率は94%である。よって、切深さの比率が90%を割る場合には時間の経過に対する切除深さの進行が大きいため安定した切除深さは望めず、90%以上であれば極めて高い安定性が得られる。   As shown in Table 2, when the ratio between the fluid ejection speed V1 and the average flow velocity V0 is 4.0, the ratio of the excision depth is 88%, which is 90%. When the ratio between the fluid ejection speed V1 and the average flow velocity V0 is 4.6, the ratio of the cutting depth is 95%, and when the ratio between the fluid ejection speed V1 and the average flow velocity V0 is 6.4, The excision depth ratio is 94%. Therefore, when the ratio of the cutting depth is less than 90%, since the progress of the cutting depth with respect to the passage of time is large, a stable cutting depth cannot be expected, and when it is 90% or more, extremely high stability is obtained.

このように、パルス化された流体の流体噴射速度V1を平均流速V0の4倍を超える速度にすることによって、優れた切除能力を有しながら、一定時間経過後に切除深さがほぼ一定となり、術者が一定の速度で流体噴射開口部の位置を動かし続けなくても、切除深さの変動が極めて少ないため、術者の手技によらず、残すべき組織を損傷する危険性を排除し、安全な手術を行える流体噴射装置1を提供できる。   Thus, by setting the fluid ejection speed V1 of the pulsed fluid to a speed exceeding 4 times the average flow velocity V0, the excision depth becomes substantially constant after a certain period of time while having excellent excision ability, Even if the operator does not keep moving the position of the fluid ejection opening at a constant speed, the excision depth variation is extremely small, eliminating the risk of damaging the tissue that should remain, regardless of the operator's procedure, The fluid ejecting apparatus 1 that can perform a safe operation can be provided.

1…流体噴射装置、10…ポンプ、30…圧電素子、40…ダイアフラム、80…流体室、81…入口流路、82…出口流路、96…流体噴射開口部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fluid injection apparatus, 10 ... Pump, 30 ... Piezoelectric element, 40 ... Diaphragm, 80 ... Fluid chamber, 81 ... Inlet flow path, 82 ... Outlet flow path, 96 ... Fluid injection opening part.

Claims (1)

流体室と、前記流体室に連通する入口流路及び出口流路と、前記流体室の容積を変更する容積変更手段と、
前記出口流路の前記流体室に対して逆方向端部に設けられる流体噴射開口部と、
前記入口流路に連通し、前記流体室に流体を供給する流体供給部と、が備えられ、
前記流体供給部から供給される流体の平均流速に対して、前記容積変更手段によってパルス化され前記流体噴射開口部から噴射される流体の流体噴射速度が4倍を超えることを特徴とする流体噴射装置。
A fluid chamber, an inlet channel and an outlet channel communicating with the fluid chamber, and a volume changing means for changing the volume of the fluid chamber;
A fluid ejection opening provided at an end in a direction opposite to the fluid chamber of the outlet channel;
A fluid supply unit that communicates with the inlet channel and supplies fluid to the fluid chamber;
Fluid ejection characterized in that the fluid ejection speed of the fluid pulsed by the volume changing means and ejected from the fluid ejection opening exceeds 4 times the average flow velocity of the fluid supplied from the fluid supply section apparatus.
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