JP2006512149A

JP2006512149A - 二重プローブ

Info

Publication number: JP2006512149A
Application number: JP2004565323A
Authority: JP
Inventors: デュ，シュ; ピーターソン，トーマス・エム; ソン，タオ
Original assignee: サイバーソニックス・インコーポレーテッド
Priority date: 2002-12-30
Filing date: 2003-12-09
Publication date: 2006-04-13
Anticipated expiration: 2023-12-09
Also published as: US20040127925A1; HK1088803A1; ATE500788T1; ES2363013T3; CA2539963A1; WO2004060141A2; CN1756512A; EP1581125A4; DE60336342D1; EP1581125A2; US6875220B2; CA2539963C; AU2003297812A8; CN100382769C; RU2005120731A; EP1581125B1; JP4482458B2; WO2004060141A3; AU2003297812A1; RU2334477C2

Abstract

結石を砕き又は骨に穴を開けるための経皮的な外科用器具（１０）は、超音波周波数で振動を発生するためのアクチュエータ（１２）と、該アクチュエータの振動を増幅するために前記アクチュエータに結合されているホーン（２２）とを含んでいる。固定プローブ（３２）が、結石と係合し且つ該結石に超音波周波数を導くために前記ホーンに取り付けられている。浮動プローブ（４４）が、前記固定プローブと同心状に且つ該固定プローブの外周に配置されており且つ該固定プローブの外周を摺動可能である。結石に低周波数の衝撃をもたらすために、前記アクチュエータの振動に応答して前記ホーンと前記浮動プローブとの間で振動するために、前記ホーンと前記浮動プローブとの間に自由質量（５６）が配置されている。

Description

発明の分野

本発明は、概して、結石を崩壊し且つ砕くか又は結石もしくは骨に穴を開けるための外科用器具に関し、より特定すると、泌尿器科学の砕石術において使用するための経皮的な外科用器具に関する。

多くの人々は、彼らの総胆汁、泌尿器官系、腎臓器官系、尿道器官系内に結石を起こしている。このような結石は、管を閉塞させ及び／又は激しい痛みを生じさせるので除去しなければならない。

当初は、結石に接近し且つ除去するために多くの切開部が形成される切開手術がなされて来た。しかしながら、この治療方法は、比較的長い回復期間を要し且つ長い間不人気な方法であった。

現在においては、このような結石は、体内で破壊され、崩壊された結石はその後に自然に排泄され得る。このような結石を砕く種々の方法が当該技術において知られている。現在使用されている器具は、典型的には、固定の低周波数において作動する超音波固定プローブ器具又は空気圧衝撃プローブである。

２０ないし３０ｋＨｚの低いレンジで作動する固定の超音波プローブ装置は、小さい結石を崩壊するのに最良であり極めて高いエネルギであるが１秒間に５ないし２０回の比較的低い周波数のエネルギを供給する空気圧衝撃プローブである。

別の方法は、結石を砕くために体外衝撃波を使用している。この例においては、患者は、患者の皮膚を通過する衝撃波に曝され、この衝撃波は、熾烈を生じさせるので妊娠している女性には受け入れることができず、大きな結石に対して多くの処置をゆっくり行う必要がある。しかしながら、位置、体積若しくは組成又は患者の健康状態により、この方法によっては除去できない結石が存在する。

本発明は、２０ｋＨｚ以上の比較的高い周波数の衝撃と、例えば１ｋＨｚ未満の低い周波数で高いエネルギの衝撃とを組み合わせている二重プローブに関する。この同心状のプローブを使用することによって、患者から結石又は石、破壊物の破片を除去するための吸引が可能とされる。

本発明による結石を砕き又は骨に穴を開けるための経皮的な外科用器具は、概して、アクチュエータの振動を増幅するために該アクチュエータに結合されたホーンに沿って超音波周波数の振動を発生するためのアクチュエータを含んでいる。

固定プローブは、結石と係合し且つ該結石に超音波周波数を導くためのホーンに取り付けられている。
浮動プローブが前記固定プローブに対して且つ該固定プローブの外周に同心状に配置されて設けられ、該浮動プローブは前記固定プローブの周囲を摺動可能である。自由質量が、浮動プローブと結石とに低周波数の衝撃を生じさせるためにアクチュエータの振動に応答してホーンと浮動プローブとの間で振動するように、ホーンと浮動プローブとの間に設けられている。浮動プローブはまた、外側の固定プローブの内側で且つ該固定プローブと同心状とすることができる。

固定プローブによって導入される超音波周波数及び低周波数の衝撃の振動を変えるために、アクチュエータを、所望の周波数、パルスサイクル及びデューティサイクルで駆動するために発振器が設けられても良い。

更に、固定プローブは、ホーンの内腔と連通している固定プローブの内腔によって崩壊された結石又は骨を吸引するために貫通内腔を含んでいても良い。
浮動プローブは、固定プローブよりも短くても長くても良く、固定プローブよりも短いときには浮動プローブの振動中に固定プローブの末端長さを越えて延びる。

カラーが設けられ且つ自由質量から衝撃を受け取るためにその基端が浮動プローブに固定されていても良い。更に、前記アクチュエータを囲繞するためのハウジングが設けられても良く、該ハウジングは、固定プローブの末端と浮動プローブの末端とから隔置された距離のところで固定プローブと浮動プローブとを包囲している末端を含んでいる。

付勢ばね要素が、該カラーを自由質量に対して付勢するために、カラーとハウジングの末端との間に配置されるのが好ましく、ばねの圧縮は自由質量の振動中に生じる。
固定プローブと浮動プローブとは、ホーンから取り外し可能であっても良く、更に、複数の固定プローブと浮動プローブとを使用しても良い。この複数の固定プローブ及び浮動プローブは、異なる設計及び発振器駆動周波数の種々の切り刃を含んでいるのが好ましく、パルスサイクル及びデューティサイクルは、選択された固定プローブ及び浮動プローブの切断／崩壊効率を最適化するように選択するのが好ましい。更に、ばね常数を変えることによって、衝撃エネルギ及びサイクル周波数は影響を受けるであろう。

発明の詳細な説明

本発明の利点及び特徴は、添付図面と組み合わせて考えたときに以下の説明によってより良く理解されるであろう。
図１乃至４ｃを参照すると、結石を砕くか又は骨に穴を開け／芯を抜くための経皮的な外科用器具１０が示されており、該器具は、概して、複数の圧電変換素子アセンブリ又は磁歪素子アセンブリ１６とバックプレート１８とによって形成された超音波周波数の振動を発生するためのアクチュエータ１２を含んでいる。

更に、変換器アセンブリ１６は、絶縁されたスタック状態で圧電変換素子の容量性作用を低減させるような構造とすることができる。これは、すぐ傍で作動せしめられている他の感応性電気機器に対する影響を有するかも知れない。これは、逆極性を形成するので各端部に絶縁体２０を配置し且つ極性化された変換器１６の中心に１つ絶縁体２０を配置することによって達成される。

ホーン２２は、当接部２６及びホーン２２の基端２８を介してアクチュエータ１２に結合されている。この構造は、アクチュエータ１２の振動を増幅するために設けられている。

固定プローブ３２が、該固定プローブに超音波周波数を導き且つ超音波周波数を受け取り且つ結石（図示せず）と係合するために、嵌合部３８によってホーン２２の末端３６に取り付けられている。

上記したように、固定プローブとアクチュエータとは、小さな石又は結石を崩壊するために一般的に１８ｋＨｚの周波数で作動する。
浮動プローブ４４は、固定プローブ３２に対して同心状で且つ固定プローブ３２の上方／下方に配置されており且つ固定プローブの周囲を摺動可能である。

固定プローブ及び浮動プローブは、テフロン（Ｔｅｆｌｏｎ：登録商標）のように潤滑要素又は親水性のコーティングによってコーティングされても良い。
カラー４８が、浮動プローブ４４の基端に取り付けられており且つホーン２２と浮動プローブ４４との間でアクチュエータ１２の振動に応答して振動するためにホーン２２と浮動プローブ４４との間に配置されている自由質量５６から衝撃を受け取るための手段を提供している。これは、浮動プローブ４４に低周波数の衝撃を生じさせ、これは次いで、浮動プローブ４４の末端５８が固定プローブ３２の末端６０を越えて駆動されたときに結石に衝撃力を伝える。

アクチュエータ１２の振動によって誘起された自由質量の動きは、ばね６４によって提供される付勢力に抗する自由質量５６の前方への動きを生じさせる。ばね６４は、自由質量５６をホーン２２の末端３６に当接する元の位置へと戻す。これらの振動は、例えば１ｋＨｚ未満のような極めて低い周波数で起こる。

従って、これらの低い周波数で作動する浮動プローブ４４は、大きな結石を効率良く破壊して小さい部片にし、次いで、超音波駆動の固定プローブ３２は、破壊された結石を崩壊してより細かい部片にするのに有効であり、次いで、この細かい部片は、固定プローブ３２の内腔及び真空源（図示せず）と連結されている吸引ポート７４とホーン２２を通る内腔７０を介して吸引することができる。

図示されている固定プローブ３２と浮動プローブ４４とは、複数の固定プローブ及び浮動プローブを表しており、これらは、鋸若しくは鋸歯８８、外側面取りｌ９０又は内側面取りｌ９２を含んでいても良い種々の先端８０，８２，８４を有することができる。先端５８は、８８，９０又は９２のような仕上げられた切り刃を有することができる浮動先端である。先端８０，８２，８４は、結石、肉又は異なる密度及び構造を切断し又は穴を開けるのに適した種々の構造の例を提供している。

固定プローブ３２と浮動プローブ４４とは、図示されている圧入嵌合かねじ切り、銀鑞若しくは溶接のような他のあらゆる一般的な結合構造によって、ホーン２２と交換できるようになされているのが好ましい。

固定プローブ３２と浮動プローブ４４とは、プラスチック等級を含む種々の材料によって作ることができる。浮動プローブの外径は、砕石術において使用するためには４ｍｍとすることができ、外側の浮動プローブ４４は、固定プローブ３２よりも約０乃至１ｍｍ短くても良く且つ上記したように励起されたときに長手方向に固定プローブ３２を通り過ぎて伸長するであろう。

アクチュエータ１２を所望の周波数で駆動するために発振器／制御装置９６が設けられている。この発振器は、最も好都合で且つ有効な崩壊を確保するために、結石その他の物質のタイプ及び大きさに適合するようにパルス周波数を変えるために設けられている。実際には、アクチュエータ１２は、器具１０の効率を最大にするために、種々の周波数、パルスサイクル及びデューティサイクルで駆動される。

アクチュエータ１２は、例えば切り刃８０，８２，８４の各々の効率を最大にするために、種々の周波数、パルスサイクル周波数及びデューティサイクルで発振器９６によって駆動されても良い。

アクチュエータ１２を囲繞するためにハウジング１００が設けられており、該ハウジングは、固定プローブ３２及び浮動プローブ４４の末端６０，５８からある距離の位置で固定プローブ３２及び浮動プローブ４４を包囲している末端１０２を有している。内側面１０４は、上記したように、カラー４８とハウジングの末端１０２との間に付勢要素を提供するばね６４のための支持手段を提供している。

以上においては、本発明が有利に使用することができる方法を図示する目的で本発明による特別な二重プローブを説明したけれども、本発明はこれに限定されないことは理解されるべきである。すなわち、本発明は、ここに開示された要素を適切に含むか、これらの要素によって構成されるか又は本質的に構成されても良い。更に、ここに例示的に開示された本発明は、本明細書に特別に開示されていない要素がなくても適切に実施できるかも知れない。従って、当業者が想到できるかも知れない如何なる及び全ての変形、変更又はこれらと等価な構造が特許請求の範囲に規定されている本発明の範囲に含まれると考えられるべきである。

図１は、本発明による経皮的外科用器具の断面図であり、超音波周波数の振動を発生するためのアクチュエータ、アクチュエータの振動を増幅するためにアクチュエータに結合されたホーン、結石（図示せず）と係合するためにホーンに取り付けられた固定プローブ、固定プローブに対して該固定プローブの外側に配置された浮動プローブ、ホーンと浮動プローブとの間にこれらの間で振動するために設けられた自由質量、アクチュエータを所望の周波数で駆動するための発振器／制御装置が示されている。図２は、図１に示された器具の末端の拡大図であり、固定プローブの先端を露出させる後方位置にある浮動プローブを示している。図３は、図２と類似の断面図であり、自由質量によって、ばね又はばね状材料に抗して動かされた前方位置にある浮動プローブを示しており、浮動プローブの先端は固定プローブの先端を通過している。図４ａは、固定プローブ及び浮動プローブの先端の拡大断面図であり、異なる切断及び崩壊過程のための種々の構造を示している。図４ｂは、固定プローブ及び浮動プローブの先端の拡大断面図であり、異なる切断及び崩壊過程のための種々の構造を示している。図４ｃは、固定プローブ及び浮動プローブの先端の拡大断面図であり、異なる切断及び崩壊過程のための種々の構造を示している。

Claims

結石を砕き又は骨に穴を開けるための経皮的な外科用器具であって、
超音波周波数で振動を発生するためのアクチュエータと、
前記アクチュエータの振動を増幅するために前記アクチュエータに結合されているホーンと、
前記結石と係合し且つ該結石に超音波周波数を導入するために前記ホーンに取り付けられた固定プローブと、
前記固定プローブと同心状に且つ該固定プローブの外周に配置され且つ前記固定プローブの外周を摺動可能である浮動プローブと、
前記アクチュエータの振動に応答して、結石に低周波数の衝撃をもたらすために前記ホーンと前記浮動プローブとの間に設けられてこれらの間で振動するための自由質量と、を含む外科用器具。
請求項１に記載の外科用器具であって、
前記固定プローブが、崩壊された結石又は骨を吸引するための貫通内腔を含んでいる外科用器具。
請求項２に記載の外科用器具であって、
前記ホーンが前記固定プローブの内腔と連通している貫通内腔を含んでいる外科用器具。
請求項１に記載の外科用器具であって、
前記浮動プローブが前記固定プローブよりも長い外科用器具。
請求項１に記載の外科用器具であって、
前記浮動プローブが、前記固定プローブよりも短く且つ前記浮動プローブの振動中に前記固定プローブの末端を超えて伸長する外科用器具。
請求項１に記載の外科用器具であって、
前記自由質量から衝撃を受け取るために前記固定プローブに固定されたカラーを基端に更に含んでいる外科用器具。
請求項１に記載の外科用器具であって、
前記固定プローブによって導入された超音波周波数と前記低周波数の衝撃の振動との両方を変化させるために、前記アクチュエータを所望の周波数、パルスサイクル及びデューティサイクルで駆動するための発振器を更に含んでいる外科用器具。
請求項６に記載の外科用器具であって、
前記アクチュエータを含むためのハウジングであって、前記固定プローブと前記浮動プローブとを、前記固定プローブと前記浮動プローブとの末端から隔置された距離のところで包囲している末端を有しているハウジングを更に含んでいる外科用器具。
請求項８に記載の外科用器具であって、
前記カラーと前記ハウジングの末端との間に設けられた付勢部材を更に含んでいる外科用器具。
請求項１に記載の外科用器具であって、
前記固定プローブと浮動プローブとが、前記ホーンから取り外し可能である外科用器具。
請求項１０に記載の外科用器具であって、
複数の固定プローブと浮動プローブとを更に含んでいる外科用器具。
請求項１０に記載の外科用器具であって、
前記複数の固定プローブと浮動プローブとが異なる設計の切り刃を含んでいる外科用器具。
請求項１に記載の外科用器具であって、
前記複数の固定プローブのうちの選択された一つと前記複数の浮動プローブのうちの選択された一つとに応じて、前記固定プローブによって導入された超音波周波数と前記低周波数の衝撃の振動との両方を変化させるために、前記アクチュエータを所望の周波数、パルスサイクル及びデューティサイクルで駆動するための発振器を更に含んでいる外科用器具。
結石を砕き又は骨に穴を開けるための経皮的な外科用器具であって、
超音波周波数で振動を発生するためのアクチュエータと、
前記アクチュエータの振動を増幅するために前記アクチュエータに結合されているホーンと、
前記結石又は骨と係合し且つ該結石に超音波周波数を導入するために前記ホーンに取り付けられた固定プローブであって、崩壊された結石又は骨を吸引するために貫通内腔を有している固定プローブと、
前記固定プローブと同心状に且つ該固定プローブの外周に配置され且つ該固定プローブの外周を摺動可能である浮動プローブと、
前記アクチュエータの振動に応答して、結石又は骨に低周波数の衝撃をもたらすために前記ホーンと前記浮動プローブとの間に設けられてこれらの間で振動するための自由質量と、を含む外科用器具。
請求項１４に記載の外科用器具であって、
前記ホーンが前記固定プローブの内腔と連通している貫通内腔を含んでいる外科用器具。
請求項１４に記載の外科用器具であって、
前記浮動プローブが前記固定プローブよりも長い外科用器具。
請求項１４に記載の外科用器具であって、
前記浮動プローブが、前記固定プローブよりも短く且つ前記浮動プローブの振動中に前記固定プローブの末端を超えて伸長する外科用器具。
請求項１４に記載の外科用器具であって、
前記自由質量から衝撃を受けるために、その基端において前記浮動プローブに固定されたカラーを更に含んでいる外科用器具。
請求項１４に記載の外科用器具であって、
前記固定プローブによって導入された超音波周波数と前記低周波数の衝撃の振動との両方を変化させるために、前記アクチュエータを所望の周波数、パルスサイクル及びデューティサイクルで駆動するための発振器を更に含んでいる外科用器具。
請求項１９に記載の外科用器具であって、
前記アクチュエータを含むためのハウジングであって、前記固定プローブと前記浮動プローブとを、前記固定プローブと前記浮動プローブとの末端から隔置された距離の位置で包囲している末端を有しているハウジングを更に含んでいる外科用器具。
請求項２０に記載の外科用器具であって、
前記カラーと前記ハウジングの末端との間に設けられた付勢部材を更に含んでいる外科用器具。
請求項１４に記載の外科用器具であって、
前記固定プローブと浮動プローブとが、前記ホーンから取り外し可能である外科用器具。
請求項２２に記載の外科用器具であって、
複数の固定プローブと浮動プローブとを更に含んでいる外科用器具。
請求項２３に記載の外科用器具であって、
前記複数の固定プローブのうちの選択された一つと前記複数の浮動プローブのうちの選択された一つとに応じて、前記固定プローブによって導入された超音波周波数と前記低周波数の衝撃の振動との両方を変化させるために、前記アクチュエータを所望の周波数、パルスサイクル及びデューティサイクルで駆動するための発振器を更に含んでいる外科用器具。
経皮的に結石を砕き又は骨に穴を開ける方法であって、
結石又は骨と係合するために同心状のプローブを経皮的に挿入するステップと、
結石又は骨を粉砕するために、前記同心状のプローブのうちの外側のプローブを低周波数で駆動するステップと、
破壊された結石又は骨を崩壊するために、前記同心状のプローブのうちの内側のプローブを高い周波数で駆動するステップと、
崩壊された結石又は骨を前記内側のプローブの内腔を介して吸引するステップと、を含む方法。
結石を砕き又は骨に穴を開けるための経皮的な外科用器具であって、
超音波周波数で振動を発生するためのアクチュエータと、
前記アクチュエータの振動を増幅するために前記アクチュエータに結合されているホーンと、
前記結石と係合し且つ該結石に超音波周波数を導くために前記ホーンに取り付けられた固定プローブと、
前記固定プローブと同心状に且つ該固定プローブの内側に配置され且つ前記固定プローブの内側を摺動可能である浮動プローブと、
前記アクチュエータの振動に応答して、結石に低周波数の衝撃をもたらすために前記ホーンと前記浮動プローブとの間に設けられてこれらの間で振動するための自由質量と、を含む外科用器具。
請求項１に記載の外科用器具であって、
前記アクチュエータが、前記ホーンに対する容量性作用を低減するための極性化されていない絶縁体によって構成されている外科用器具。