JP2010523241A - 外科用骨ミリング器械 - Google Patents
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Abstract
骨の中に形成された孔の中で作業を行うのに適し、縦軸線(A)及び縦軸線(A)の周りで回転自在の前方部分を備えた骨を削るミリング要素(10)を有する外科用骨ミリング器械。器械は、ミリング要素(10)の内部に同軸に配置されしかもミリング要素(10)を通って長手方向に摺動できる細長いプローブ要素(20)を有し、それの前方部分はミリング要素(10)の前方部分に対して突出している。 ミリング要素(10)の前方部分を越えてプローブ要素(20)の前方部分を突出させるために、プローブ要素(20)を軸方向に押圧する押圧する手段が設けられる。本発明では、孔に対して装置の位置の制御を維持しながら、骨孔のミリング作業を完成することができる。プローブ要素の作用により、術者は、器械のミリング・ヘッドが前に形成した孔の端部又はミリング・ヘッドで形成した空洞の端部に到達する瞬時を視覚的にも知ることができる。ミリング・ヘッドの更なる軸方向前進動作は、プローブ要素で監視され得る。さらに、プローブ要素に加えられる軸方向圧力によって、この圧力がプローブ要素に加えられた力より低い破壊抵抗に達すると直ぐに、残留骨壁を分離できる。
【選択図】 図2
【選択図】 図2
Description
本発明は、外科用骨ミリング器械に関するものである。
本器械の目的は、広くは、例えば骨孔であって、その終端部分が特別に繊細な器官に接近して配置されているような孔を完成させるために、骨の微妙な部分近くにある骨領域を制御された仕方で除去することにある。
その典型的な用途としては、上顎腔の床を持ち上げて歯のインプラントの挿入のために骨に作られた孔を通して上顎腔を生体用物質で充填することを含む上顎洞腔のミニリフティングの外科的技法が挙げられる。
上顎洞腔は、頭蓋骨中の含気腔の中でも最大のものであり、上顎の上方の後方領域に配置されている。
上顎洞の床の形成は、大臼歯及び小臼歯の歯根の存在の影響を受ける場合がある。これらの歯根の頂点には、皮質骨の薄い層(上顎洞床)が存在する。上顎洞腔は、通常、単一であり、空気を含んでいる。この腔部の内部は、シュナイダー膜と呼ばれる粘膜で完全に覆われている。
上顎の後方領域への歯のインプラントの挿入は、ほとんど常に上顎洞の存在によって制約される。すなわち、長期間無歯状態にあったような患者では、上顎洞が、縦方向の骨の利用可能性の限定要因となる。
顎部の奥歯の欠損に続いて、「外部」骨の再吸収の過程が始まり、それに、「内部」上顎洞の床の同様な再吸収が組み合わされて、上顎洞腔の膨張が生じ、洞床が歯槽頂の「外部」縁に徐々に接近し、インプラントに利用できる骨の高さを低減させる。
1990年代、上に述べたような上顎洞のミニリフティングのための外科的技法が開発された。これは、実質的に、歯のインプラントの挿入のために顎に孔を開け、上顎洞の床を上に持ち上げ、上記孔を通して上顎洞に生体用物質を充填することを含むものである。
これらの技法は、シュナイダー膜を直接見ることができないため、その特定のために触覚及びX線写真を頼りにして上記膜まで進入するものである。
またこれらの技法は、高度な外科手術に比較的不慣れな歯科の外科医の関心を惹いた。上顎洞ミニリフティングの技法は、手術の範囲からみて、機能的な利点を提供するものである。
截流出リュウシュツ
上顎洞を持ち上げるためのこれらの技法がもつ主な難点は、洞腔を骨の組織(生体用物質)で充填できるようにするために、シュナイダー膜を「内部」の骨の表面から剥離/分離させ、骨の腔部の最終部分を生成することにある。膜の厚さが限られていたり、あるいは術者のわずかな誤りがあったりすると、掻き傷が生じ、洞腔の充填の成功を危うくする。
上顎洞を持ち上げるためのこれらの技法がもつ主な難点は、洞腔を骨の組織(生体用物質)で充填できるようにするために、シュナイダー膜を「内部」の骨の表面から剥離/分離させ、骨の腔部の最終部分を生成することにある。膜の厚さが限られていたり、あるいは術者のわずかな誤りがあったりすると、掻き傷が生じ、洞腔の充填の成功を危うくする。
現在のミニリフティングの技法は、用いられる器械によって分類することができる。用いられる器械は、オステオトーム(截骨器械)またはミルのいずれかである。
オステオトームは、手動式器械であり、サイズは大きくなってきているが、切断刃の付いた凹面点を備えたものである。オステオトームは、固定用ネジで手動調節する深さ限定用止め具リングと共に用いることができる。上記止め具は、X線写真で画定した利用可能な骨の高さに基づいて配置される。オステオトームは、手の圧力を用いて使用することもできるし、硬い骨の場合は、外科用マレットの助けを借りて使用することもできる。オステオトームの特殊な整合性によって、それを上顎洞の床から1〜2mmの距離につくられたインプラント用の孔の中に挿入しさえすれば、上記部位の壁部から少量の骨の組織を除去することができ、しかもそれをオステオトームの端末部分のものに集中させることができる。次に、マレットの衝撃によって上顎洞の床の骨の皮質が破砕され、必要な持ち上げが達成されるまで上記洞部の床が上方に上げられる。
この手術は、薄いシュナイダー膜を引っ掻く危険性を避けるため、きわめて繊細なタッチで行う必要がある。
上記膜の掻き傷の危険を低減するため、オステオトームのみを単独で使用する代わりに、骨の腔部の中に生体用物質を挿入し、それをオステオトーム点と骨の間で垂直方向に圧縮して詰めものとして作用させることが提案されている。
ミニリフティング用ミルは、電気タービンの上に取り付ける方式の回転式器械(500rpm)で、非切断点が取り付けられており、順次使用するためにさまざまな較正長(1mm毎に一つのミル)で利用できるようになっている。これらのミルは、上顎洞の床の先にある骨の皮質を磨耗させるように作用し、また、鋭利ではないため、骨の最後の部分に用いて、シュナイダー膜の損傷の危険を制限することができる。
部位の準備の後、また剥離及び角を丸めた手動器械を用いて膜を持ち上げた後、歯の挿入物を配置する前に生体用物質を挿入する。
この技法も、やはり、触覚及び術者の実践的な経験に依存している。
本発明の一つの目的は、上に述べた様々な欠点を克服することのできる装置を実現することにある。
これらの目的及び他の目的は、添付した請求の範囲で特徴づけられる本発明によって達成される。
本発明は、骨の腔部に対する装置器械の位置の制御を維持しながら、(標準の器械を用いて以前に形成した)骨の腔部の軸方向のミリング(削り)を行うことを可能にするものである。
本発明の器械のプローブ要素の作用によって、術者は、ミリング・ヘッドが以前に形成された孔の端部またはミリング・ヘッドによって形成された抜き孔の端部に達する瞬間を視覚的にも感知することができる。
本発明の器械のプローブ要素の作用によって、術者は、ミリング・ヘッドが以前に形成された孔の端部またはミリング・ヘッドによって形成された抜き孔の端部に達する瞬間を視覚的にも感知することができる。
さらに、ミリング・ヘッドを追加的に軸方向に前進させる操作は、プローブ要素によってチェックすることができる。付加的な軸方向溝部分を掘るためにミリング要素がさらに前進される間に、プローブ装置は端面の中央領域に対して軸方向に静止している(該部分はミリングを受けない)。プローブ要素にミリメートル単位の標を付けることにより、骨孔の端部の位置に対してミリング・ヘッドの軸方向位置を連続して制御し測る手段を作ることができる。
さらに、プローブ要素に加えられる軸方向の圧力によって、それがプローブ要素に加えられる力より小さい破壊抵抗値に達したときにすぐに、骨壁の残存部分の分離を達成することができる。
例として本発明を限定しない実施形態を例示している添付図面を参照して、本発明を以下詳細に説明する。
図1乃至図5に示す器械1は、特に本体が細長い形状をして縦軸線Aに沿って伸びるミリング要素10を備えている。ミリング要素10の前端は、縦軸線Aの周りで回転することができ、また骨を削るように作動することができる。特に、ミリング装置10の前端部は、ミリング・ヘッド11を形成し、ミリング・ヘッド11は、鋭利な立上げられたミリング用隆起部12を備え、回転しているときには軸方向に骨を削ることができる。
器械1は、特に細長い形状のプローブ要素20を備え、プローブ要素20は、ミリング要素10の内部を同軸状に通過し、同じくミリング要素10を通って軸線Aに沿って縦方向に滑動し、その前端21は、ミリング要素10の前端に対して突出する構成とされている。特に、プローブ要素20は、ミリング要素10内に形成された軸方向の貫通孔15の中に挿入され、また、この場合、立ち上げられたミリング用隆起部12は、ヘッド11の孔15の存在によって限定された径方向の延長部を有する。
特に、プローブ要素20は、少なくともその前方及び中間部分で、円筒状のロッドの形状を有し、できれば、前方部分21は、それと接触する組織を傷つけないように丸められている。
プローブ要素20は、器械の使用時に、ミリング・ヘッド11が、それが挿入されている孔の端部に達した時、できれば視覚的にそのことを術者に知らせ、さらに、その時点以降も、それを軸方向の更に前進させる操作の中でミリング・ヘッド11の位置を術者に知らせる。
さらに、プローブ要素20に加えられる軸方向の圧力によって、骨壁がプローブ要素20に加えられる力より小さい破壊抵抗値に達した時、プローブ要素20は、骨壁の残存部分を分離させることができる。
器械1は、ネジ山付き管状要素30を備え、ミリング要素10はこの管状要素30の中に同軸に挿入され、ミリング・ヘッド11は、管状要素30の端部を越えて突出する。特に、管状要素30は、円筒状の管状本体を有し、管状本体の外表面は、円形の断面を示し、またネジ山31aを有し、このネジ山31aは、骨に形成された孔とらせん状に結合して係合する。
ミリング要素10は、管状要素30と連結されており、管状要素30に対して縦軸線Aのまわりで回転自在であり、またそれに対して軸方向に並進自在である。
特に、ミリング要素10は、同軸に管状要素を通過する後方部分を有し、特に、この後方部分は、ミリング・ヘッド11の背後に配置された断面が一定の管状ロッド14を備え、その円筒状の外表面は、ネジ山付き管状要素30の円筒状の内表面32と結合しまた寸法的に整合している。管状ロッド14の長さは、管状要素30の長さより長い。ミリング・ヘッド11の外径は、管状ロッド14の直径より大きく、またミリング・ヘッド11の後方部分は、管状要素30の前端部30aの円形の縁部と接触して停止するように構成された径方向の後縁部11bを有する。ヘッド11の外径は、管状要素30の外径とほぼ等しいが、特に、ネジ山31aの外径よりは小さい。
ミリング装置すなわちミリング要素10は、管状要素30の後方に同軸状に配置された駆動要素40に固定されており、駆動要素40は、ミリング要素を回転駆動し、またそれを管状要素30に対して軸方向に並進させる。特に、駆動要素40は、ロッド14の後方部分に同軸状に強固に連結されており、直径の小さい前方シャンク41とミリング要素10を回転及び軸方向に並進させる手動操作のための円形ハンドルとして形成された直径の大きい後方部分42とを有している。後方部分42は、また、器械1の全体を取扱うためのハンドルの役目を果たす。
図示実施形態において、駆動要素40はまた、管状要素30に対してトルクを伝達してそれを回転させるように作用する。
特に、駆動要素40は、管状要素30に対して一定距離だけ軸方向に滑動自在であり、また、管状要素30に対して回転自在であって、駆動要素40を360度より小さい角度だけ回転自在とさせ、また管状要素30に対して軸方向にシフト自在とさせる相互係合手段によって管状要素30とねじり係合している。
とくに、これらの相互係合手段は、それぞれ管状要素30の後端の円形縁部30bから及び駆動要素のシャンク42の前端の円形縁部42aから軸方向に互いに伸びている切り出し立上げ部分(ならい削りによって立上げ部分)35及び45(一方が後方を向き、他方は前方を向いている)を備えている。相互係合手段のこれらの立上げ部分は、相互に回転した後、相互に接触してトルクを伝達するように構成されている。
器械は、管状要素30に対する駆動要素40と組み合わされたミリング要素10の軸方向の並進を制限するための手段を備える。
図1〜図7に示す実施形態にあっては、これらの手段は、管状要素30の長さに対して、その上で管状要素30が滑動できるロッド14の自由な軸部分の長さによって決定される。ミリング要素10は、ミリング・ヘッド11が管状要素30から可能最大距離D1だけ前方に突出する(図1、図2、及び図2A参照)完全前進位置とミリング・ヘッド11が管状要素30から可能最小距離D2にあって特に管状要素と接触している(D2がゼロに等しい)(図2B参照)完全後退位置との間で、管状要素30に対して軸方向に移動自在である。
特に、切り出し立上げ部分35及び45は、それらが相互にねじり接触している時(図4Aの状態)に、管状要素30及び駆動要素40を所定の軸方向最大距離(これは、上述のミリング要素10の完全後退位置にほぼ対応する)に維持するような形状とされている。さらに、それらは、二つの要素30及び40を、相互ねじり接触位置に対する角並進によって、軸方向最小距離(これは、上述のミリング要素10の完全前進位置にほぼ対応する)まで接近させることができる(図4Bの状態)。
詳細には、管状要素30と一体の切り出し立上げ部分35は、傾斜して互いに近づき合う二つの面36aをもつ広い基部36と、上記基部36に対して軸方向に突出する軸方向の延長部37aとして二つの平行な側部をもち中央に立ち上げられた真直部分37とを有している。駆動要素40と一体の他方の立上げ部分45は、軸方向の延長部45aとしての二つの平行な側部をもち中央に立上げ部分として形成される(図4A、図4B)。
代わりに、管状要素30と結合した立上げ部分は、駆動要素40に接合された立上げ部分について本明細書の中で説明したと同様な形状をもつものとすることができる。この記述は、その逆にも適用される。
駆動要素40を管状要素30に対して回転させると、立上げ部分45は、まず、浮き出た部分(立上げ部分)35の基部36と接触し、次に、傾斜面36aの一方に沿って滑動し、さらに、それが中央の立上げ部分37に接近するにしたがって、二つの要素30及び40は、軸方向に互いに遠ざかり合う。軸方向の側部37a及び45aが相互に接触すると、管状要素30と駆動要素40は、(ミリング・ヘッド11の完全後退位置に対応する)所定の距離に置かれ、中央の立上げ部分37の基部では二つの部分36bが(軸方向に対して90度の)横方向の平面上に配置されて、立上げ部分45の最高位置の停止装置として働き、上記部分が軸方向に近づくのを防ぐため、それ以上互いに接近することはない。
二つの浮き出た部分35及び45が互いに離れるように管状要素30に対して駆動要素40を回転させると、上記要素40の回転運動は、360度より小さいある角度Mまで、要素30に対して独立したものとなる(図5)。さらに、これらの要素は、浮き出た部分37の上方頂点が要素40のシャンク40の縁部40aと接触して停止する(すなわち、浮き出た部分45の上方頂点が要素30の縁部30bと接触して停止する)まで軸方向に互いに接近する。これによって、要素30及び40の間の最小距離が決定する (図4B)。
軸方向の貫通孔15には、ほぼ同じ直径の同軸の孔46が続き、孔46は、駆動要素40の中を通って続いている。整合する直径のプローブ装置20は、孔15及び46の内に取り付けられている。プローブ装置20は、それを軸方向に押す要素の動作に支配されてその前方部分21がミリング要素の前方部分より先に突出するようになる。
プローブ要素20は、術者が見ることのできる後方部分22を有する。
特に、プローブ要素の後方部分22は、駆動要素40の後方部分42によって形成されるハンドルの後方で見えるように構成されている。
プローブ要素20は、ミリング要素10及びハンドル42に対して軸方向に並進させることができる。
この並進は、その後方部分22に加えられる圧力によって生成される動きであり、その前方部分21を、ミリング要素10の前方部分に対して所定の距離だけ突出させるものである。上に挙げた各図に示した実施形態にあっては、プローブ要素20の後方部分22は、前方端部に向うプローブ要素20の軸方向動きに対する停止面23aを備えており、そして後方部分22は、予め圧縮された渦巻きスプリング16の軸方向の圧力に支配されて、プローブ要素20を前方へ押す作用をする。特に、後方部分22は、軸方向の孔46より直径が大きく、従って停止面23aを形成している。
特に、後方部分22は、軸Aと同軸で後方を向いた後方部分42の中に形成された円筒状の凹部43の中に収容されている。スプリング16は、この凹部43の内部に配置されて、後方部分22に形成した径方向の立上げ部分23と凹部43とらせん状に結合した停止要素44との間で圧縮されており、それによって、その軸方向の位置、従ってスプリング16の事前圧縮のレベル、及びその結果としてのプローブ要素20に働く軸方向の圧力を調節することができる。
図8には、本発明の第二の実施形態を示す。
この第二の実施形態は、主として駆動要素40が、ミリング要素10のみを回転させ、管状要素30は回転させず、したがって上述した切り出し立上げ部分35及び45は存在せず、また、駆動要素40は、管状要素30に対して回転自在であるという点で、第一の実施形態とは異なっている。
この第二の実施形態は、主として駆動要素40が、ミリング要素10のみを回転させ、管状要素30は回転させず、したがって上述した切り出し立上げ部分35及び45は存在せず、また、駆動要素40は、管状要素30に対して回転自在であるという点で、第一の実施形態とは異なっている。
代わりに、管状要素30は、第一の駆動要素40から独立した専用の第二の駆動要素50によって回転駆動される。
特に、駆動要素50は、駆動要素40の前方に配置され、管状要素30の後端部分に同軸状に固定される。ミリング要素10のロッド14は、駆動要素50の中に形成された整合する軸方向の貫通孔57を通っている。
第二の駆動要素50は、管状要素30の後端部に同軸に固定された管状シャンク51と上記シャンク51に対してより大きい直径の後方部分52とを備え、後方部分52は、円状のハンドルとして形成され、それによって、術者は、指での手動作動によりミリング要素10を回転させまた軸方向に並進させることができる。後方部分52は、対応する部分42よりも大きい直径を有することが好ましい。
二つの駆動要素40及び50は、相互に接触しているときでも、相互に回転自在である。
本実施形態も、管状要素30に対するミリング要素10の軸方向の移動を所定の範囲に限定するように作動する要素を含んでいる。
特に、ミリング要素10は、駆動要素40と共に、ミリング・ヘッド11が管状要素30から可能最大距離D1だけ突出する最大前進位置と、ミリング・ヘッド11が管状要素30から可能最小距離D2のところにあってとくに管状要素30と接触している(D2がゼロに等しい)完全後退位置の間で、管状要素30及び第二の駆動要素50に対して軸方向に移動自在である。
要素10及び30間の軸方向の移動範囲は、管状要素30の前方縁部30aとミリング・ヘッド11の後方縁部11bとの接触点(これは、最大前進位置を決定する)(図2A)と、後方部分52の横方向後表面52bとシャンク42の前方円形突出部42aの接触点(これは、最大後退位置を決定する)(図2B)との間に限定される。
以下、器械の使用例を説明する。
図示の器械の典型的な使用例としては、顎骨の中にすでに形成されている当初はブラインドホール(盲孔)であった孔の最終部分を広げることが挙げられる。図6Aは、孔の予備ブラインドであった部分71を示す。これは、公知技術によって(例えばモーター駆動式のミリング器械を用いて、できればX線写真で目視する方法により)顎骨75の中に形成されたもので、その端部表面72は、上顎洞77の底部にあるシュナイダー膜76から比較的短い、しかし安全な距離(数mm)のところにある。
図示の器械の典型的な使用例としては、顎骨の中にすでに形成されている当初はブラインドホール(盲孔)であった孔の最終部分を広げることが挙げられる。図6Aは、孔の予備ブラインドであった部分71を示す。これは、公知技術によって(例えばモーター駆動式のミリング器械を用いて、できればX線写真で目視する方法により)顎骨75の中に形成されたもので、その端部表面72は、上顎洞77の底部にあるシュナイダー膜76から比較的短い、しかし安全な距離(数mm)のところにある。
この器械1は、孔71の最終部分を、膜76に有害な外傷を生じることなく、端部表面72を膜76から隔てている骨皮質の上方薄壁74を破壊また破断するまで広げることに適している。
この目的のため、まず(図6A)、管状要素30を孔71の内部で回転させて、鋭利ならせん状のネジ山31aが、孔71の側部の円筒状表面に進入してそれと係合するようにする。この時点で、ミリング・ヘッド11は、管状要素30に対して上述の後退位置にある(特に、それらは接触している)。
第一の相(前進相)では、要素30を回転させることにより、孔71の内部での器械1の前方部分(ミリング・ヘッド11及び管状要素30の前方部分)の進入が誘起される。器械は、ミリング・ヘッド11の前方部分が端部表面72と接触するまで、孔の中で軸方向に前進する(図6B)。この点において、プローブ要素20の前方部分21は表面72に対して止まり、ミリング・ヘッド11の前方部分と整列し、それでプローブ要素20の後方部分22は、最初の基準位置として用いることのできる駆動要素40の後方部分に対する位置となる。
ミリング・ヘッド11と端部表面72の接触が達成した時点を、術者は認知することができる。というのは、プローブ要素20が孔15内に押し戻され、それの後方部分22が基準位置へ戻り、この動きを術者が感知でき、そして器械の前進が止められるからである。さらに、術者は、管状要素30の回転に対する抵抗が増大したことを認知することとミリング・ヘッド11が上に述べた後退位置で軸方向にロックされてそれ以上軸方向前方に移動できないことを感知する。
器械の第一の実施形態にあっては、管状要素30の回転は、駆動要素40の手動回転が相互に係合する要素35及び45を介して管状要素30にトルクを伝達することよって生成される。
器械の第二の実施形態にあっては、管状要素30の回転は、駆動要素50の手動回転が要素30のみを駆動することによって生成される。ミリング・ヘッド11は、回転駆動されない。
第二の相(ミリング相)では、ミリング要素10のみが回転駆動され、管状要素30に対して軸方向前方へ移動し、軸方向に、孔71の底に、立上げられたミリング用隆起部12の作用によって、端部表面72の円形領域72aを取巻く円形チャンネルの形態の溝73を孔15に対向させて形成し、ミリング用隆起部12の作用によって影響を受けないままである(図6C参照)。
第一の実施形態にあっては、操作は、駆動要素40を用いて手動で行われる。立上げ部分45は、立上げ部分35から隔てられており、ミリング要素10は、管状要素30に対して回転駆動され、立上げ部分35と係合しないような上に述べた角度Mの範囲に含まれるある角度で交互回転する。同時に、ミリング・ヘッド11は手動で前方へ押され、これらの動作(軸方向の圧力及び回転)が組み合わされて、立上げられたミリング用隆起部12の接触点での骨の組織の除去が行われる。
第二の実施形態にあっては、操作は、ミリング・ヘッド11の上の駆動要素50を用いて手動で行われ、ミリング・ヘッド11が回転駆動され、同時に、それが軸方向前方へ押され、これらの動作(軸方向の圧力及び回転)が組み合わされて、立上げられたミリング用隆起部12の接触点での骨の組織の除去が行われる。
この削りの動作は、最大で、ミリング・ヘッド11が最大前進位置に達するまで継続される。最大前進位置は、最大距離D1と最小距離D2との間の差Dに等しい深さにある。
その結果、底表面72に軸方向に最大深さDの周方向の円形溝73が生成され、それが底表面72の周囲に沿って延長され、軸方向に膜76に接近する。
それに続く相(第三相、前進相)では、管状要素30がさらに回転駆動され、器械は、加えられた回転に比例する量だけ軸方向にさらに前進する。
特に、第一の実施形態にあっては、管状要素30は駆動要素40を用いて新たに手動で回転駆動され、相互係合要素35及び45を介して管状要素30に作用し、加えられた回転に比例する量だけ要素30の軸方向にさらに前進する。この相では、立上げ部分35及び45が接近して互いに接触した後、ミリング要素10が、まず管状要素30に対して完全後退位置へ戻され、その立上げられたミリング用隆起部12は、溝73から引き戻される(図6D参照)。従って、管状要素30が回転して孔71の中にねじ込まれていても、ミリング用隆起部12が骨を削ることはない。
代わりに、(第二の実施形態では)管状要素30に直接作動する駆動要素50によって管状要素30に回転が加えられる。この場合には、ミリング・ヘッド11は、静止状態を保ち、立上げられたミリング用隆起部12が骨を削ることはない。
ミリング・ヘッド11が周方向の溝の端部表面と接触したとき(図6E参照)、この接触は、管状要素30の抵抗が増大しかつ駆動要素40がもはや軸方向に摺動しないことにより術者に感知される。術者はまた、プローブ要素の後方部分が初期基準位置に対して測定可能な距離だけ動いたことを知ることができる。この時点で、管状要素30の貫通は止められる。
それに続く相(第四相、ミリング相)では、ミリング要素10だけが回転駆動され、前の相で生成された円形溝72(図6F)の深さを、さらに軸方向にある距離だけ増大させる。実際には、ミリング要素10は、第二の相について上に説明したと同様にして操作される。
上に述べた管状要素30の前進及びそれに続く削りのサイクルをさらに繰り返して、壁74の溝によって範囲が限定されまた比較的きわめて薄い骨の残留層78によって顎骨75に付着した小さな円盤状の残存部分74’が確定するまで溝73の深さを徐々に増大させることも可能である(図6F参照)。
孔71を塞いでいるこの残存部分74’を最終的に骨75から分離するために、プローブ要素20に予定の軸方向圧力が掛けられ得る。この圧力は、層78を自動的に破壊し、上記部分を分離し、膜76に向かう孔71を開けるように構成されたスプリング16によって生成することができる。プローブ要素20は、先端が丸められた構成となっているため、膜76が損傷することはない。
代わりに、プローブ要素20には術者が手動で軸方向の圧力を加えるように構成し、術者は、例えば、駆動要素40の外側に伸びているプローブ要素20の後方部分を指で押すようにして圧力を加えるようにすることもできる。
代わりに、骨壁74の残存部分が充分弱くなっている場合には、管状要素30を回転駆動して、残存部分74’が分離するまでミリング・ヘッド11を端部表面に対して軸方向に前進させるようにすることもできる。
さらに他の(図示しない)実施形態にあっては、駆動要素40は、例えば器械の後方部分に配設された駆動伝達要素によって機械的に回転駆動される。
同様な機械的駆動解決法は、上に述べた第二の実施形態の第二の駆動要素50にも適用することができる。
本発明は、孔に対する装置の位置の制御を維持しながら、骨孔を軸方向に削る作業を行うことを可能にするものである。
器械1では、術者は、孔71に沿ったねじ込みによってまたおそらくはプローブ20の作用を介して軸方向に前進しているときに遭遇する抵抗によって、ミリング・ヘッド11がすでに形成されている孔71の端部72またはミリング・ヘッド11によって生成された空洞の底部に達した時点を感知することを可能にするものである。さらに、管状要素30が静止している間にミリング要素10が回転駆動される各相において、溝73(または全表面11aに亘って径方向に延び立上げられたミリング用隆起部12を有するヘッドの場合には孔71の延長部)が生成され、その深さは、所定の一定値、とくに、最大後退位置から最大前進位置へ進むヘッド11の軸方向の並進の完了によって得られる値(D1−D2)に等しい。
前進相が行われて終わる時点(ミリング・ヘッド11がすでに形成されている孔71の底またはそれによって生成された空洞の底に到達する時点)を感知しまたミリング相(ミリング・ヘッド11によって実現した空洞)の深さを知ることによって、常時、生成されている空洞の深さを知りまたそれを制御することができる。
さらに、ミリング・ヘッド11のさらなる軸方向の前進作業は、プローブ要素20でチェックすることができる。特に、ミリング要素10をさらに前進させて空洞の軸方向部分をさらにくり抜いている間、プローブ要素20は、(削られることのない)端部表面72の中央領域に対して軸方向に静止状態を保っている。その結果、プローブ要素20は、ミリメートルの印を有するように構成されているため、ミリング・ヘッド11を常時制御しまた骨孔の端部72の位置に対してミリング・ヘッド11の測定位置を決定するための手段となる。
さらに、プローブ要素20に加えられる軸方向の圧力によって、骨壁の残存部分74’が、駆動要素40に加えられる力より小さい程度の破壊抵抗値に達したとき、ただちに残留部分74’を分離することができる。
特に、立上げられた切削用隆起部12が僅かに一点でも壁74の厚さを超える前に、この分離が起こるように構成することができる。従って、分離は、切削用隆起部が繊細なシュナイダー膜と接触する前に生じることになる。
さらに、孔71の軸に沿った管状要素30の進入は、ネジ山31aのピッチを用いた管状要素30に加えられる回転の制御によって達成されるその回転角に直接依存しているため、管状要素30の軸方向の進入程度、したがって孔71の中の器械の前端位置の制御を維持することが可能となる。
本発明に関して、以下の請求項で示される本発明の範囲から逸脱することなく、実用的−技術的性質のさまざまな修正を行うことができる。
1: 器械
10: ミリング要素
11: ミリング・ヘッド
12: ミリング用隆起部
14: 管状ロッド
16: スプリング
30: 管状要素
30a: 前端部
31a: ネジ山
35: 切り出し立上げ部分
40: 駆動要素
42: 後方部分
45: 切り出し立上げ部分
50: 第二の駆動要素
71: 孔
72: 端部表面
73: 円形溝
74: 骨壁
74’: 残存部分
75: 顎骨
76: シュナイダー膜
78: 残留層
10: ミリング要素
11: ミリング・ヘッド
12: ミリング用隆起部
14: 管状ロッド
16: スプリング
30: 管状要素
30a: 前端部
31a: ネジ山
35: 切り出し立上げ部分
40: 駆動要素
42: 後方部分
45: 切り出し立上げ部分
50: 第二の駆動要素
71: 孔
72: 端部表面
73: 円形溝
74: 骨壁
74’: 残存部分
75: 顎骨
76: シュナイダー膜
78: 残留層
Claims (21)
- 縦軸線(A)及び骨を削るために縦軸線(A)の周りで回転自在のミリング要素(10)を有する外科用骨ミリング器械において、
ミリング要素(10)の内部に同軸に配置されしかもミリング要素(10)を通って長手方向に摺動できるプローブ要素(20)を有し、それの前方部分がミリング要素(10)の前方部分に対して突出していることを特徴とする器械。 - ミリング要素(10)の前方部分を越えてプローブ要素(20)の前方部分を突出させるために、プローブ要素(20)を軸方向に押圧する押圧する押圧手段を有することを特徴とする請求項1記載の器械。
- プローブ要素(20)に加えられる軸方向圧力を調整する手段を有することを特徴とする請求項2記載の器械。
- ミリング要素(10)に対してプローブ要素(20)の変位を信号化する手段を有することを特徴とする請求項1記載の器械。
- プローブ要素(20)が術者の見ることのできる後方部分を備えていることを特徴とする請求項4記載の器械。
- 器械を操作するハンドル(42、52)を有し、プローブ要素(20)の後方部分がハンドル(42、52)の後方で見えるように構成されていることを特徴とする請求項1記載の器械。
- プローブ要素(20)が、それの後方部分に加えられる圧力によって軸方向に動かされて、プローブ要素(20)の後方部分を、ミリング要素(10)の前方端部を越えて予定の距離突出させることを特徴とする請求項6記載の器械。
- プローブ要素(20)が、骨孔の端部(72)の位置に対してミリング・ヘッド(11)の測定位置を一定に制御しかつ決めるmm単位のマーキングを備えていることを特徴とする請求項1記載の器械。
- ミリング要素(10)が同軸に通る管状要素(30)を有し、ミリング要素(10)のミリング・ヘッド(11)が管状要素(30)の前方に配置され、管状要素(30)が、骨に形成した孔に螺旋状結合により係合するように構成したねじ山を備えた断面円形の外面を備えていることを特徴とする請求項1記載の器械。
- ミリング要素(10)が、管状要素(30)に対してミリング要素(10)の長手方向軸線のまわりに回転可能に組み合わされ、管状要素(30)に対して軸方向に並進できることを特徴とする請求項9記載の器械。
- 管状要素(30)の後方に配置した駆動要素(40)を有し、駆動要素(40)が、ミリング要素(10)に固定され、管状要素(30)に対して軸方向にミリング要素(10)を変位し回転することを特徴とする請求項10記載の器械。
- 管状要素(30)に対してミリング要素(10)の軸方向変位を予定の範囲に制限する手段を有することを特徴とする請求項10記載の器械。
- 駆動要素(40)が管状要素(30)に捩りトルクを伝達することを特徴とする請求項11記載の器械。
- 駆動要素(40)が、管状要素(30)に対して軸方向に摺動かつ回転自在であり、そして360°より小さい角度回転させかつ管状要素(30)に対して軸方向に変位させる往復係合する手段を介して管状要素(30)に捩り係合されることを特徴とする請求項13記載の器械。
- 往復係合する手段が、それぞれ管状要素(30)から及び駆動要素(40)から軸方向に突出する切り出し立上げ部分(35、45)を備え、切り出し立上げ部分(35、45)が、捩りトルク駆動を伝達するために往復回転の続く往復接触するように構成されていることを特徴とする請求項14記載の器械。
- 切り出し立上げ部分(35、45)は、管状要素(30)及び駆動要素(40)が往復捩り接触で位置決めされる際には予定の最大軸方向距離に管状要素(30)及び駆動要素(40)を維持し、また往復捩り接触の位置に対する角度変位によって管状要素(30)及び駆動要素(40)を最小軸方向距離に近づけるように形成されていることを特徴とする請求項15記載の器械。
- 管状要素(30)に固定されかつ管状要素(30)を回転させる第二の駆動要素(50)を有することを特徴とする請求項11記載の器械。
- 第二の駆動要素(50)が第一の駆動要素(40)の前方に同軸に配置されていることを特徴とする請求項17記載の器械。
- 予備的部分がすでに実現されている孔の最終部分を請求項1記載の器械を用いて実現するための方法において、
管状要素(30)を回転駆動し、ミリング要素(10)の前方端部が端部表面(72)に接触し、ミリング要素(10)が端部表面(72)到着したことを現す信号をプローブ要素(20)が発生するまで孔の初期部分(71)の中で軸方向に上記器械を前進させる第一段階と、
ミリング素(10)を回転駆動して管状要素(30)に対して軸方向に移動させ、孔(71)の端部に円形チャンネルのような形状の溝(73)を形成させる第二段階と
を含むことを特徴とする方法。 - 管状要素(30)をさらに回転駆動し、与えられた回転に比例する器械のさらなる軸方向の前進を行う第三段階と、
ミリング要素(10)のみを回転駆動し、すでに形成された円形溝(73)の軸方向深さを増大させる第四段階と
を含むことを特徴とする請求項19記載の方法。 - 軸方向圧力をプローブ要素(20)に加え、軸方向圧力が孔を塞いでいる骨壁(74)の残存部分を分離することを特徴とする請求項19記載の方法。
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