JP2010501287A - 創傷治療用の可搬形の超音波器具 - Google Patents

Abstract

超音波エネルギを使用して創傷を治療する器具及び方法を開示する。可搬形の創傷治療器具は、超音波チップとの直接接触を介しておよび／または液体接触媒質を介して超音波エネルギを創傷へ送出する。超音波エネルギを集中させ集束させるように特別に設計されているいくつかの超音波チップを開示する。また、超音波チップは、研磨用周辺境界部が創傷を鮮創しおよび／または壊死組織を除去する際に補助するようにしてもよい。開示されている本発明は、創傷の殺菌、外出血の減少および／または痛みの緩和を提供するなど、創傷の治療において多数の有益な効果を有しても良い。
【選択図】図１

Description

本発明は、病院、医局、救急車で使用するための、および／または戦場で兵士が使用するための可搬形の超音波創傷治療器具に関する。

創傷を治療するための様々な器具及び方法が知られている。これらの方法には、創傷ドレッシング、高圧酸素治療、成長因子療法、抗生物質、外科手術、理学療法、負圧療法、電気刺激、生体工学組織、及び紫外線療法が含まれる。また、超音波エネルギを使用して創傷を治療する様々な器具及び方法が知られている。

超音波スプレーを用いて創傷を治療する器具及び方法を開示している米国特許に：Ｂａｂａｅｖによる６，４７８，７５４、Ｂａｂａｅｖによる６，７６１，７２９、Ｂａｂａｅｖによる６，５３３，８０３、Ｂａｂａｅｖによる６，５６９，０９９、Ｂａｂａｅｖによる６，６６３，５５４、最後にＢａｂａｅｖによる６，９６０，１７３がある。これらの器具及び方法は、目標領域と直に接触しないので、超音波エネルギを十分に与えられず制限的な結果のみしか達成できない。また、Ｓｏｒｉｎｇによる米国特許７，０２５，７３５及びＳｏｒｉｎｇによる６，９１６，２９６は、液体エアロゾルと直接接触との両方を用いる感染創傷の治療方法及び器具を開示している。しかしながら、Ｓｏｒｉｎｇの方法及び器具は、初期の又は深刻な創傷に使用することを意図していない。Ｂａｂａｅｖによる米国特許出願２００４／００３０２５４は、超音波チップにおける機械的な振動を介した超音波創傷デブリドマンの器具及び方法を開示している。

創傷を治療する可搬形の器具及び方法を開示している。可搬形の器具の一実施例は、超音波チップと、超音波トランスデューサと、ジェネレータと、電源と、流体供給器とを具える。超音波トランスデューサ、ジェネレータ、及び電源は、ハウジング部材内に配置してもよく、超音波チップは、外部ケーシング／ハウジング部材から突出していてもよい。超音波器具は、１又はそれ以上のバッテリによって電源を供給されるか、および／または外付の電源により電源を供給してもよい。

超音波チップは、一般的に２つの部分：集中部及び放射部を具える。放射部の最大径は、放射部に通じている集中部の最小径の約２倍以上である。集中部と放射部間のこの大きさの直径比は、水をイオン化しフリーラジカルを生成するのに十分である。放射部に連結している集中部の位置は、超音波チップを通過する超音波の節点にあるか、近くにあってもよい。放射部の遠位端部は、超音波チップを通過する超音波の節ではない点にあるか、近くにあってもよい。放射部の形状は、凹形、円錐形、特別な凹凸形構成、又は超音波チップに超音波エネルギを集束することを可能とする同様の形状にしても良い。また、平坦な遠位端部の放射部が、可搬形の創傷治療器具に使用されても良い。放射部の周辺境界部は、創傷の正確な鮮創と、壊死組織の削り取りを可能とするよう研磨部材を具えても良い。研磨部材は、制限ではないが、鋸歯状の突出部、鋭いエッジ、面の削り取りを可能にする全ての紙やすり状の材料を具えても良い。

超音波エネルギは、流体接触媒質を介して創傷へ送出されても良い。流体接触媒質は、器具の外部の手段によって送出されても良い。外部供給の一実施例は、創傷に送出しうる放射部分への流体接触媒質の適用例にしうる。また、流体接触媒質は、器具の内部の手段によって送出されても良い。内部供給は、超音波チップ内に配置され、流体の入口ポートから始まり超音波チップの放射部の遠位端部に位置するオリフィスで終端する管腔によって得られてもよい。流体の入口ポートは、超音波チップを通過する超音波の節点にあるか、近くにあってもよい。流体供給器は、器具から分離されていても良く、連結されていても良い。限定ではなく、例えば、水道水、蒸留水、生理食塩水、抗生物質、および／または抗炎症剤などの流体を器具に使用しても良い。

開示されている器具は、超音波エネルギ、機械的エネルギ、及び流体接触媒質を創傷上へ集束するようにしてもよい。流体が、高圧で器具内へ導入される場合、これらは、ジェット気流の噴霧形態となるようにしてもよい。流体が、低圧で導入される場合、自動噴霧されるようにしてもよい。接触媒質がオリフィスから放射部分上へ送出されるように、空洞が接触媒質内に作り出されても良く、および／または、接触媒質が創傷の表面に蓄積するように、空洞は接触媒質内に作り出されても良い。超音波エネルギは、放射部との接触を介して創傷へ送出されるようにしてもよい。

開示された器具を使用する創傷の治療方法は、治療される創傷の種類および／または状態によって変更しうる。初めに、超音波エネルギが流体接触媒質を介して創傷からある距離をおいて送出されることが好ましい。超音波で活性化された流体が、創傷を洗浄し、より痛みの少ない治療を提供する。洗浄後、超音波チップは創傷と接触するよう望まれうる。創傷を超音波チップの放射部の遠位端部に接触させるようにしてもよいが、特に、周辺境界部が研磨部材を有するときに、放射部の周辺境界部と創傷を接触させるようにすることが好ましい。超音波チップは、創傷を鮮創しおよび／または壊死組織を除去するよう創傷面にわたって可動であってもよい。開示されている方法は、流体接触媒質と超音波チップの両方からの超音波エネルギーと同様に、創傷を治療するための機械的エネルギーも使用する。

図１ａは、創傷治療用の可搬形の超音波器具の一実施例の断面図である。 図１ｂは、図１ａに示した可搬形の超音波器具の実施例のチップを介した超音波の伝播を示す。 図１ｃは、図１ａに示した可搬形の超音波器具の実施例の斜視図である。 図２ａは、図１に示した可搬形の超音波器具に使用しうる、平坦な遠位端部の放射部と、中央オリフィスとを具える超音波チップの一実施例の断面図である。 図２ｂは、図１に示した可搬形の超音波器具に使用しうる、凹形の遠位端部の放射部と、中央オリフィスとを具える超音波チップの一実施例の断面図である。 図２ｃは、図１に示した可搬形の超音波器具に使用しうる、特別な凹凸形の遠位端部の放射部と、中央オリフィスとを具える超音波チップの一実施例の断面図である。 図２ｄは、図１に示した可搬形の超音波器具に使用しうる、円錐形の遠位端部の放射部と、中央オリフィスとを具える超音波チップの一実施例の断面図である。 図２ｅは、図１に示した可搬形の超音波器具に使用しうる、凹形及び面取りした遠位端部の放射部を具え、オリフィスを具えていない超音波チップの一実施例の断面図である。 図３ａは、図１に示した可搬形の超音波器具に使用しうる、鋸歯状の突出部を具える超音波チップの周辺境界部の一実施例の断面図である。 図３ｂは、図１に示した可搬形の超音波器具に使用しうる、鋭い切断エッジを具える超音波チップの周辺境界部の一実施例の断面図である。 図３ｃは、図１に示した可搬形の超音波器具に使用しうる、紙やすり状の面を具える超音波チップの周辺境界部の一実施例の断面図である。

創傷を治療するための方法及び器具について開示する。開示されている器具及び方法の好適な実施例を図に示しており、以下に詳細に記述する。

図１ａは、可搬形の超音波創傷治療器具の一実施例の断面図である。本実施例は、電線１０３によってジェネレータ１０２に連結されている電源１０１と、電線１０５によって超音波トランスデューサ１０４に連結されているジェネレータ１０２と、超音波チップ１０６とを具える。電源１０１は、１又は複数のバッテリにしてもよく、この１又は複数のバッテリは再充電可能にしてもよい。図示した実施例において、電源１０１は器具内に配置されている。他の実施例においては、器具は、外付の電源に連結するようにしても良い。電源１０１は、トランスデューサ１０４を駆動するための交流電圧の信号を送るジェネレータ１０２へ電流を供給する。トランスデューサ１０４は、交流電圧の信号を、超音波エネルギを創傷へ最終的に送出する超音波チップ１０６内の機械的な運動へ変換する。電源１０１、ジェネレータ１０２、トランスデューサ１０４、および／または電線１０３及び１０５は、外部ケーシング１１３に内包されている。

超音波チップ１０６は、集中部１０７と、放射部１０８とを具える。集中部１０７の近位端部はトランスデューサ１０４と接触している。集中部１０７の遠位端部は、放射部１０８の近位端部と接触している。放射部１０８の遠位端部の最大径Ｄは、放射部１０８の遠位端部に通じている集中部１０７の最小径ｄより大きいか、等しくすべきであり、直径Ｄは、直径ｄの約２倍以上である。また、直径Ｄは、少なくとも１３ミリメートルであることが好ましい。図示した実施例はさらに、流体供給器１０９を具える。例示的な流体供給器１０９は、シリンジである。流体供給器１０９は、創傷治療器具から分離されていても良く、および／または器具に取り付けられてもよい。止め具１１０を用いて創傷治療器具に流体供給器１０９を取り付けている。流体接触媒質は、いくつかの方法で流体供給器１０９から創傷へ送出されうるものであり：流体は、流体供給器１０９から超音波チップ１０６の放射部１０８の遠位端部へ直に送出されてもよく、および／または、流体は、流体供給器１０９から集中部１０７の近位側の超音波チップ１０６のラジアル面の入口ポート１１１へ送出されてもよい。流体の入口ポート１１１へ送り出される流体は、超音波チップ１０６内に位置する管腔１１２を通して送られ、超音波チップ１０６の放射部１０８の遠位端部でオリフィス１１３を通して創傷へ最終的に送出される。オリフィス１１３は、放射部１０８の遠位端部の中央に位置することが好ましい。代替的に又は組み合わせて、流体の入口ポート１１１が器具の近位端部に位置し、および／または、管腔１１２が超音波チップ１０６の近位面で始まりオリフィス１１３で終端するようにしてもよい。限定ではなく、例えば、水道水、蒸留水、生理食塩水、抗生物質、および／または抗炎症剤などの流体が使用されても良い。

図１ｂは、上述した実施例の超音波チップを通過する超音波の振幅の伝播を図示している。流体の入口ポート１１１及び放射部１０８の近位端部と接触している集中部１０７の遠位端部の部分は、節点にあるか、近くにあるようにしてもよい。放射部１０８の遠位端部は、節ではない点にあるか、近くにあるようにしてもよい。

図１ｃは、図１ａに示した実施例の斜視図である。また、図示するように、器具は、外部ケーシング１１３に位置する電源スイッチ１１４を具える。

図２ａ乃至図２ｅは、図１に示した実施例に使用しうる、超音波チップの様々な実施例を示す。図２ａは、平坦な遠位端部２０２を具える放射部２１２と、流体の供給ポート１１１と、オリフィス１１３とを具える超音波チップ２０２を示す。図２ｂは、凹形の遠位端部２０４を具える放射部２１３と、流体の供給ポート１１１と、オリフィス１１３とを具える超音波チップ２０３を示す。図２ｃは、凹凸形に設計された遠位端部２０６を具える放射部２１４と、流体の供給ポート１１１と、オリフィス１１３とを具える超音波チップ２０５を示す。図２ｄは、円錐形の遠位端部２０８を具える放射部２１５と、流体の供給ポート１１１と、オリフィス１１３とを具える超音波チップ２０７を示す。図２ｅは、流体の外部の送出を便利にするよう面取り部を有する凹形の遠位端部２１０を具える放射部２１６を具える超音波チップ２０９を示す。図示した実施例において、流体は、出口ポート２１１から放射部２１６の遠位端部２１０へ直に送出される。好ましくは、出口ポート２１１と超音波チップ２０９の放射部２１６の遠位端部２１０の間の距離ｘは、出口ポート２１１から送出される液滴２１７の直径より小さくされるべきである。

図３ａ乃至図３ｃは、図２ａ乃至図２ｅに示した超音波チップを使用しうる、研磨用の周辺エッジの様々な実施例を示す。図示した研磨用の周辺エッジは、代替的に又は組み合わせて使用されてもよい。図３ａは、鋸歯状の突出部３０１を具える周辺境界部を有する超音波チップの一実施例を示す。図３ｂは、鋭い切断エッジ３０２を具える超音波チップの一実施例を示す。図３ｃは、紙やすり状の面３０３を具える超音波チップの一実施例を示す。図示した研磨用の周辺エッジによって、創傷の正確なデブリドマン及び望ましくない表面組織の削り取りが可能となる。

創傷治療の方法では、初めに、超音波エネルギが流体接触媒質を介して創傷から一定の距離をおいて送出される。超音波によって活性化された流体接触媒質が、創傷を洗浄し、創傷のより痛みの少ない治療が可能となる。洗浄後、超音波チップを創傷と接触させてもよい。創傷が超音波チップの放射部の遠位端部と接触するようにしてもよいが、創傷を研磨用の周辺境界部と接触させるようにすることが好ましい。創傷を継続的に鮮創するとともに超音波による治療している間に、壊死組織を研磨用の周辺境界部によって除去するように超音波器具が縦に動くようにしてもよい。器具は、単一方向に動くようにしてもよく、又は、前後に動いてもよい。超音波エネルギを送出する手段は、治療する創傷の種類および／または状態に依存するようにしてもよい。

超音波エネルギの強度は、周波数、振幅、及び治療時間などの超音波のパラメータにおけるバリエーションによって制御してもよい。超音波エネルギの強度は、少なくとも０．１ｗａｔｔ／ｃｍ^２にすべきである。好適な強度範囲は、約１ｗａｔｔ／ｃｍ^２乃至１０ｗａｔｔ／ｃｍ^２であり、より好適な強度範囲は、約１ｗａｔｔ／ｃｍ^２乃至２ｗａｔｔ／ｃｍ^２である。超音波エネルギの推奨される強度は、約２ｗａｔｔ／ｃｍ^２である。トランスデューサは、周波数範囲２０ｋＨｚ乃至４０ＭＨｚで動作してもよい。トランスデューサが動作する好適な周波数範囲は、３０ｋＨｚ乃至５０ｋＨｚ、及びトランスデューサが動作する推奨される周波数値は、３０ｋＨｚである。トランスデューサは、少なくとも１ミクロンの振幅で変位してもよい。好適な振幅範囲は、約５ミクロン乃至１５０ミクロンであり、より好適な振幅範囲は約６０ミクロン乃至８０ミクロンである。推奨される振幅値は、約８０ミクロンである。ジェネレータは、治療されるべき創傷に依存して、連続の、パルスの、固定の、および／または変調された周波数を生成できるようにしてもよい。また、ジェネレータは、例えば、限定ではないが、シヌソイド、矩形、台形、三角形など様々な種類の波形を生成できるようにしてもよい。

「ある（ａ，ａｎ）」および／または「その（ｔｈｅ）」などの単一の物品で記述されている、および／または別に、単独で記載されている部材は、複数で使用されてもよいと理解されるべきである。複数で記載された部材は、単一で使用されてもよいと理解されるべきである。

装置および方法の特定の実施例が、本書に示され記載されているが、同じ目的を達成するように計算されている任意の構成、組合せ、および／またはその配列が、図示した特定の実施例のために置き換えられてもよいと、当業者によって理解されうる。上記記述は、例示であり、制限ではないと理解されるべきである。上記実施例及び他の実施例の組合せと、上記方法及び他の使用方法の組合せ及び順序は、本発明の開示の検討の際に当業者に明らかであろう。

請求している装置及び方法の範囲は、クレームによって与えられる全範囲の均等物とともに、添付したクレームに準拠して決定されるべきである。

開示されている超音波器具及びその使用方法は、可搬形の創傷治療システムを可能とする。

Claims (22)

1. 創傷を治療するための可搬形超音波器具において：
   ａ．電源と；
   ｂ．前記電源に電気的に連結されるジェネレータと；
   ｃ．遠位端部を具え、前記ジェネレータに電気的に連結される超音波トランスデューサと；
   ｄ．前記超音波トランスデューサの遠位端部に取り付けられた超音波チップであって、
   ｉ．前記トランスデューサと接触している近位の集中部と、
   ｉｉ．前記集中部の遠位端部に取り付けられており、前記集中部の最小径の約２倍以上である最大径を有し、周辺境界部を具える遠位端部の放射部と、
   を具える超音波チップと；
   ｅ．流体を前記放射部へ送出可能な流体供給器と；
   を具えることを特徴とする可搬形超音波器具。
2. 請求項１に記載の器具がさらに、前記トランスデューサが、周波数範囲約２０ｋＨｚ乃至４０ＭＨｚで動作可能であることを特徴とする器具。
3. 請求項１に記載の器具がさらに、前記トランスデューサが、好適な周波数範囲約３０ｋＨｚ乃至５０ｋＨｚで動作可能であることを特徴とする器具。
4. 請求項１に記載の器具がさらに、前記トランスデューサが、約３０ｋＨｚの推奨される周波数値で動作可能であることを特徴とする器具。
5. 請求項１に記載の器具がさらに、前記トランスデューサが、少なくとも１ミクロンの振幅で変位可能であることを特徴とする器具。
6. 請求項１に記載の器具がさらに、前記トランスデューサが、約５ミクロン乃至１５０ミクロンの好適な振幅範囲で変位可能であることを特徴とする器具。
7. 請求項１に記載の器具がさらに、前記トランスデューサが、約６０ミクロン乃至８０ミクロンの最も好適な振幅範囲で変位可能であることを特徴とする器具。
8. 請求項１に記載の器具がさらに、前記トランスデューサが、約８０ミクロンの振幅値で変位可能であることを特徴とする器具。
9. 請求項１に記載の器具がさらに、前記超音波チップ内に、前記超音波チップのラジアル面で始まり前記流体供給器から流体を受けることができる前記遠位端部の放射部分内のオリフィスで開いている管腔を具えることを特徴とする器具。
10. 請求項１に記載の器具がさらに、前記超音波チップ内に、前記超音波チップの近位面で始まり前記流体供給器から流体を受けることができる前記遠位端部の放射部分内のオリフィスで開いている管腔を具えることを特徴とする器具。
11. 請求項９に記載の器具がさらに、前記流体供給器を前記管腔に連結している流体入口ポートを具えることを特徴とする器具。
12. 請求項１０に記載の器具がさらに、前記流体供給器を前記管腔に連結している流体入口ポートを具えることを特徴とする器具。
13. 請求項１に記載の器具がさらに、前記遠位端部の放射部分の直径が、約１３ミリメートルであることを特徴とする器具。
14. 請求項１に記載の器具がさらに、前記放射部が、粗面の周辺境界部を具えることを特徴とする器具。
15. 請求項１に記載の器具がさらに、前記超音波チップが、平坦な遠位端部の放射部を具えることを特徴とする器具。
16. 請求項１に記載の器具がさらに、前記超音波チップが、凹形の遠位端部の放射部を具えることを特徴とする器具。
17. 請求項１に記載の器具がさらに、前記超音波チップが、凹凸形の遠位端部の放射部を具えることを特徴とする器具。
18. 請求項１に記載の器具がさらに、前記超音波チップが、円錐形の遠位端部の放射部を具えることを特徴とする器具。
19. 請求項１に記載の器具がさらに、前記ジェネレータが連続又はパルスの周波数を生成可能であることを特徴とする器具。
20. 請求項１に記載の器具がさらに、前記ジェネレータが固定又は変調された周波数を生成可能であることを特徴とする器具。
21. 請求項１に記載の器具がさらに、前記ジェネレータが、シヌソイド、矩形、台形、及び三角形の波形を含むグループから選択される波形を生成可能であることを特徴とする器具。
22. 創傷を治療する方法において：
    ａ．超音波チップであって、
    ｉ．集中部と、
    ｉｉ．前記集中部の遠位端部に取り付けられており、前記集中部の最小径の約２倍以上である最大径を有し、研磨部材を有する周辺境界部を具える遠位端部の放射部と、
    を具える超音波チップを提供するステップと；
    ｂ．流体接触媒質を前記放射部へ送出可能な流体供給器を提供するステップと；
    ｃ．超音波エネルギを前記超音波チップから前記流体接触媒質を介して送出するステップと；
    ｄ．目標物を前記超音波チップの前記放射部の前記周辺境界部と接触させるステップと；
    ｅ．超音波エネルギを前記超音波チップの直接接触を介して前記目標物へ送出するステップと；
    ｆ．前記超音波チップを移動させるステップと；
    を具えることを特徴とする方法。

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