本发明专利技术提供了一种超声外科手术设备，其包括处置部分、利用共振对处置部分进行驱动的驱动部分、对驱动部分进行驱动和控制的操作部分主体、以及对处置部分和操作部分主体进行连接的连接部分。驱动部分包括压电膜并且形成在连接部分内的处置部分上。压电膜具有钙钛矿结构，构成该钙钛矿结构的晶体在(100)方向或(001)方向中的一个方向上以不少于60％的取向度取向。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术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。
技术介绍
通常，有一种被称作ESD (内窥镜粘膜下剥离术，Endoscopic SubmucosalDissection)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I (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I (Minoru Kurosawa 和 Takeshi Sasanuma 的“Enhancement ofVibration Speed of Micro Ultrasonic Scalpel using PZT Film”， The Institute ofElectronics, 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。
技术实现思路
专利文献I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I (Mi noru Kurosawa和Takeshi Sasanuma的“Enhancement of Vibration Speed of Micro Ultrasonic Scalpel using PZT Film，，,TheInstitute 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专利技术，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。为了获得本专利技术的上述目的，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(Millerindex)表不的晶体的晶格平面。根据本专利技术，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。在本专利技术中，所述压电膜优选地具有不大于O. 4的介电损失。根据本专利技术，将压电膜的介电损失设置为O. 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。在本专利技术中，优选地，所述压电膜具有柱状结构，其晶粒不大于I μ m。根据本专利技术，将压电膜形成为柱状结构可以使得振动方向与垂直于柱的方向一致。这可以提高耐久性。另外，由于在一个方向上布置材料，因此与具有无规则结构的压电膜相比可以抑制发热。注意“晶粒不大于I μ m”表示晶粒可以包括I μ m或更大的晶粒，只要I μ m或更小的晶粒占主导地位即可。I μ m或更小的晶粒优选地占据全部晶粒的60%。在本专利技术中，优选地，所述压电膜通过下电极形成在所述处置部分上，并且所述下电极和所述处置部分由不同的材料形成。根据本专利技术，压电膜通过下电极连接至处置部分，并且针对下电极和处置部分使用不同的材料。提供下电极可以防止在压电膜和处置部分之间形成氧化物膜。因此，可以防止驱动电压的增加。在本专利技术中，所述下电极优选地包括贵金属。根据本专利技术，使用贵金属作为下电极可以防止氧化。这可以防止由于氧化所引起的电阻增加，并因而可以防止驱动电压的增加。在本专利技术中，所述压电膜优选地具有不大于10 μ m的厚度。根据本专利技术，压电膜的厚度是ΙΟμπι或更小。压电膜厚度的减小可以实现驱动电压的降低。 在本专利技术中，所述压电膜优选地包括钙钛矿型氧化物，其包括锆钛酸铅(PZT)和钠铌酸钾(KNN)中的一种。 本专利技术针对压电膜限定了材料，并且通过使用上述材料允许形成具有良好压电性能的膜。在本专利技术中，优选地还包括在所述压电膜上的上电极和覆盖所述上电极或者覆盖所述上电极和所述压电膜的树脂。根据本专利技术，覆盖上电极可以防止在将上电极插入活体内时发生电击。另外，当针对压电膜使用铅材料时，优选地利用树脂来覆盖压电膜。在本专利技术中，优选地，所述压电膜形成在所述处置部分的两个表面上，并且通过向所述压电膜施加15V的驱动电压所获得的振动速度不小于8m/s。根据本专利技术，在两个表面上形成压电膜可以形成以低驱动电压操作的外科手术设备，并且可以获得具有令人满意性能的8m/s的振动速度。在本专利技术中，优选地，所述处置部分的宽度从在其上形成所述驱动部分的部分向所述处置部分的尖端逐渐减小。根据本专利技术，由于处置部分的宽度从在其上形成驱动部分的部分向处置部分的尖端逐渐减小，所以能够增加处置部分的尖端的振动速度。根据本专利技术的超声外科手术设备，通过使用压电膜形成驱动部分，能够实现尺寸 和重量的减小。另外，由于可以以低驱动电压操作处置部分，所以即使将驱动部分插入体内并直接振动时也能够安全地使用处置部分。附图说明图I是示出了超声外科手术设备的整体布置的示图；图2是溅射设备的示意截面图；以及图3是示出了取向度与压电常数d31之间的关系的曲线图。具体实施例方式下面将参考附图对根据本专利技术的超声外科手术设备的优选实施例进行说明。[超声外科手术设备的整体布置]图I是示出了本专利技术的超声外科手术设备10的整体布置的示图。本本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
2011.02.22 JP 2011-0358201.一种超声外科手术设备,其包括 处置部分； 驱动部分，其利用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)方向中的ー个方向上以不少于60%的取向度取向。2.根据权利要求I的超声外科手术设备，其中所述压电膜具有不大于0.4的介电损失。3.根据权利要求I的超声外科手术设备，其中所述压电膜具有柱状结构，其晶粒不大于 I U m。4.根据权利要求I的超声外科手术设备，其中所述压电膜通过下电极形...
【专利技术属性】
技术研发人员：藤井隆满，平林恭稔，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：
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