超音波手術用のフレキシブルな大振幅超音波伝送路の開発－機械的拘束と静的曲げ変形による振動モード変換の影響の検討

摘要

内視鏡手術に用いられる超音波手術器は、現在のところその切開部付近での柔軟性を持ったものが存在せず、このため治療範囲が限定されるという問題がある。 そこで、フレキシブルな伝送線路（直径0.5mm）を持つ超音波手術器の開発を試みた。 約53kHzの共振周波数を持つ振動子を用いて、一般的な超音波メスの振幅と同水準である40μm{sub}(0-p)の線路先端振幅の観測を目標とした。しかし、線路の曲げ実験を行ったところ、曲げ角度50°～70°の間で先端振幅の落ち込みが観測された。 この現象が、曲げたときに共振周波数や、振動モードが変化しているためではないかと考えて、その原因を探るために線路の数値解析を行うことにした。 解析の対象は共振周波数を約61kHzで2.5波長の共振をする203mmのステンレス線とし、線路上の振動分布を調べた。