JP2011523884A - 外周近傍に連動結合部を配置した外科切除器具 - Google Patents

Abstract

携帯型外科切除器具（１０２）のためのブレード結合機構（１１６）は、第１のブレード接触面（１３０）と第１のブレード接触面に隣接する第１の外周側壁部（１３２）とを備える第１の結合部材（１１８）を具備する。また、ブレード結合機構（１１６）は、第１の結合部材の第１のブレード接触面に面する第２のブレード接触面（１６０）を備える第２の結合部材（１２０）も具備する。第２の結合部材は、第２のブレード接触面に隣接する第２の外周側壁部（１６４）を備える。第２のブレード接触面と第２の外周側壁部とが接して外側縁部（１６８）を規定する。第２の結合部材は、第２のブレード接触面の中を通る穴部（１５６）を備える。穴部および第２のブレード接触面は、接して内側縁部（１６６）を規定する。ブレード係合突起部（１７２）は、第１のブレード接触表面と第２のブレード接触表面のうちの少なくとも一方の面から突き出る。突起部は、内側縁部よりも外側縁部の近くに配置される。
【選択図】図５

Description

本発明は、外科切除器具に関し、より詳細には、外周近傍に連動結合部を配置した外科切除器具に関する。

矢状または振動式外科のこぎりなどの骨切除外科のこぎりは、例えば、毎分１００００〜４００００回転などの超高速で最も効率的に切除できる。これらの高速では大きなレベルの振動を招き、切除中にブレードがふらつく可能性がある。従って、一般にブレードの切除部分は実際のブレードの幅よりもかなり大きい厚さを有する。例えば、０．３８１ミリメートル（０．０１５インチ）の厚さを備える切除ブレードは、０．７６２ミリメートル（０．０３０インチ）未満の幅の溝部を切除することができないことがある。加えて、のこぎりはそのような高速で動作するので、過剰な振動によって外科医の手または手首はすぐに疲労しうる。疲労するにつれて、同一の精密さと精度を維持することが更に困難になりうる。

解決すべき課題は、ブレードをのこぎりへ取り付ける方法である。従来のシステムでは、ブレード取り付け部分の中心線の近くに位置するピンを使用しているので、ブレードを駆動するためのモーメントアームが小さくなる。従って、湾曲した切除またはのこぎりブレードの標準振動経路に沿わずに切除する場合などの不規則な切除では、ブレードの固定が緩むことがあるので、ブレードが若干たるむ可能性がある。このためにブレード幅よりもかなり大きい厚さを切除することになりうる。

明細書に開示されている装置は、従来技術の１つまたは複数の欠点を克服する。

第１の例示的な態様では、本発明は、外科切除器具に適合する形状の骨切除外科ブレードによって骨材料を切除するための携帯型外科切除器具を対象とする。切除器具は、切除器具を操作するために手で掴むことができる本体と、本体に取り付けられ、骨切除外科ブレードに取り付けられるように構成されるブレード結合機構と、を備える。ブレード結合機構は、第１のブレード接触面と第１のブレード接触面に隣接する第１の外周側壁部とを備える第１の結合部材を具備する。ブレード結合機構は、第１の結合部材の第１のブレード接触面に面する第２のブレード接触面を備える第２の結合部材も備える。第２の結合部材は、第２のブレード接触面に隣接する第２の外周側壁部を備える。第２のブレード接触面と第２の外周側壁部とが接して外側縁部を規定する。第２の結合部材は、第２のブレード接触面の中を通る穴部を備える。穴部と第２のブレード接触面とが接して内側縁部を規定する。ブレード係合突起部は、第１のブレード接触表面と第２のブレード接触表面のうちの少なくとも一方の面から突き出る。突起部は、内側縁部よりも外側縁部の近くに配置される。

別の例示的な態様では、本発明は、切除器具を操作するために手で掴むことができる本体と、本体に取り付けられ、骨切除外科ブレードに取り付けられるように構成されるブレード結合機構と、を備える外科切除器具を対象とする。ブレード結合機構は、軸および頭部を規定するシャンクを備える駆動シャフトを備える。頭部は、外側表面、外側表面に対向する第１のブレード接触面、および外側表面と第１のブレード接触面との間に延在する第１の外周側壁部を備える。第１のブレード接触面と第１の外周側壁部とが接して外側縁部を規定する。第１のブレード接触面とシャンクとが接して内側縁部を規定する。ブレード結合機構は、穴部が形成されたスリーブも備え、駆動シャフトのシャンクは、穴部の中に配置される。スリーブは、第１のブレード接触面に面する第２のブレード接触面と第２の外周側壁部とを備える。第２の外周側壁部の一部は、駆動シャフトの第１の外周側壁部の一部と実質的に合致する。第２のブレード接触面と第２の外周側壁部とが接して外側縁部を規定する。穴部と第２のブレード接触面とが接して内側縁部を規定する。ブレード結合機構は、第１のブレード接触面および第２のブレード接触面のうちの一方の面から延在するブレード係合突起部も備え、第１のブレード接触表面および第２のブレード接触表面のうちの他方の面に形成された少なくとも１つの受容凹部を備える。ブレード係合突起部および受容凹部は、内側縁部よりも外側縁部の近くに形成される。

さらに別の例示的な態様では、本発明は、切除器具を操作するために手で掴むことができる本体と、本体に取り付けられ、骨切除外科ブレードに取り付けられるように構成されるブレード結合機構と、を備える外科切除器具を対象とする。ブレード結合機構は、第１のブレード接触面を備える第１の結合部材と第１のブレード接触面に隣接する第１の外周側壁部とを備える。第１の外周側壁部は、第１のブレード接触面に垂直な中心軸を規定する。ブレード結合機構は、第１の結合部材の第１のブレード接触面に面する第２のブレード接触面を備える第２の結合部材も備える。第２の結合部材は、第２のブレード接触面に隣接する第２の外周側壁部を備える。第２の外周側壁部の一部は、第１の外周側壁部の一部と実質的に合致する。ブレード係合突起部は、第１のブレード接触面と第２のブレード接触面のうちの少なくとも一方の面から突き出る。突起部は、第１の外周側壁部に最も近くに配置される最も外側の部分を備える。最も外側の部分は、軸から第１の外周側壁部までの距離の少なくとも８０％中心軸から離れて配置される。

これらの特徴および他の特徴は、以下の記述により明らかになるであろう。

例示的な振動式骨切除外科システムを示す図である。 図１の外科システムの例示的なコレット組立部を示す図である。 図２の例示的なコレット組立部の横断面を示す図である。 図２のコレット組立部の例示的な駆動シャフトを示す図である。 図２のコレット組立部の例示的なスリーブを示す図である。 図１の骨切除外科システムの例示的なマイクロのこぎりブレードを示す図である。 図１の骨切除外科システムの例示的なマイクロのこぎりブレードを示す図である。 マイクロのこぎりブレードを備える図３の駆動シャフトを示す図である。 マイクロのこぎりブレードが適切な位置に配置された図４のスリーブを示す図である。 骨切除外科システムに使用される追加の例示的なマイクロのこぎりブレードを示す図である。 骨切除外科システムに使用される追加の例示的なマイクロのこぎりブレードを示す図である。 骨切除外科システムに使用される追加の例示的なマイクロのこぎりブレードを示す図である。 複数のマイクロのこぎりブレードを備える例示的なブレードセットを示す図である 代替コレット組立部の部品を示す図である。 代替コレット組立部の部品を示す図である。 例示的な矢状骨切除外科システムを示す図である。

本発明の原理の理解を促進する目的で、実施形態または図面に示される実施例が参照され、特定の用語が同一のものを記述するために使用される。しかし、これによって本発明の範囲を制限するものと理解されるべきではない。ここに記載された実施形態のいかなる変更形態およびさらなる修正形態、並びに本明細書に記載の本発明の原理のいかなる他の用途も、本発明に関する分野の当業者であれば容易に想到することができる。

一般に、本発明は矢状または振動のこぎりなどの携帯型で、高速の、骨切除外科のこぎり、および切除マイクロのこぎりブレードを備える骨切除外科システムに関する。のこぎりは、切除ブレードの開口部と嵌合するまたは切除ブレードの開口部の中に延在するピンまたはこぶが突き出るコレット組立部を備えるので、コレット組立部の適切な位置でブレードを固定する。ブレードが回転する場合にブレードの内側のモーメント力を最小化するために、コレット組立部の突起部およびのこぎりブレードの開口部は、コレット組立部の外側周辺部およびのこぎりブレードの外側周辺部の方向に配置される。一実施形態では、開口部は、のこぎりブレードの外側縁部に沿って形成された切り欠きである。モーメント力をのこぎりブレードの外側の方向に移動させることによって、ブレード振動を低減することができる。振動が低減することによって、切除精度が向上し、外科医の疲労を低減するだけではなく、患者の外傷を低減して、回復期間を短縮できる。いくつかの実施形態では、マイクロのこぎりブレードは、コレット組立部と接する減衰外側被覆を備える。これによってもブレード振動を低減することができる。加えて、外側被覆は、ブレードの識別を補助することができる。

図１を参照すると、本発明は、外科のこぎり１０２と、選択的に着脱可能なマイクロのこぎりブレード１０４と、を備える骨切除外科システム１００を対象とする。外科のこぎり１０２は、ハンドピース１０６、コード１０８、および電源と着脱可能に結合されるように構成される連結部１１０を備える。連結部１１０は、単に例示的なものであり、任意の好適な連結部を使用できること、およびいくつかの実施形態では、コード１０８それ自体を連結部を使用せずに電源と直接結合させてもよいことは、当業者にとって明らかである。追加の想定される実施形態では、電池式のハンドピースなどのようにハンドピース１０６の一部として電源を備える。

ハンドピース１０６は、モータ組立部１１２、グリップ部１１４、およびコレット組立部１１６を備える。いくつかの実施形態では、モータ組立部１１２は、グリップ部１１４の中に収容され、他の実施形態では、グリップ部１１４に隣接して配置される。外科のこぎり１０２を制御するための任意の好適なシステムが使用されてもよいことが意図されている。例えば、いくつかの実施形態では、切除速度を手動制御するためのハンドピース１０６の上に配置されるトリガーシステム、または代わりに、制御入力を供給するために電源を通じてハンドピース１０６に付随するフットペダルを備える。他の制御システムも想定される。

図２〜図５は、例示的なコレット組立部１１６の一部を示す。コレット組立部１１６は、のこぎりブレード１０４を外科のこぎり１０４に固定し、モータからブレードに駆動力を伝達する。この実施形態では、コレット組立部１１６は、長手コレット軸１２２を規定する駆動シャフト１１８とスリーブ１２０とを備える。スリーブ１２０は、駆動シャフト１１８を受容し、駆動シャフト１１８の周囲に延在し、駆動シャフト１１８に対してコレット軸１２２に沿って軸方向に移動でき、ブレード１０４と選択的に結合できる。

駆動シャフト１１８は、図３および図４により詳細に示される。ここでは、駆動シャフトは、駆動シャフトの遠位端を形成する頭部１２４と頭部１２４から近位に延在するシャンク１２６とを備える。これらは、シャフトの中を通って長手方向に延在するシャフト軸１２７（図４）を一緒に規定する。

図３および図４を参照すると、頭部１２４は、遠位対向外側表面１２８、シャンク１２６に隣接する近位対向ブレード接触面１３０、およびそれらの間に延在する外周部１３２を備える。ブレード接触面１３０は、この実施形態ではシャンク１２６とブレード接触面１３０とが接触する部分で規定される内側縁部１３４を備える。ブレード接触面１３０は、この実施形態では外周部１３２とブレード接触面１３０とが接触する部分で規定される外側縁部１３６も備える。これらの内側縁部１３４および外側縁部１３６は、ブレード接触面１３０上のそれらの中間にある参照中央線１３８を規定する。

この実施形態では、ブレード接触面１３０は、１つまたは複数の突起部を受容するために受容凹部１４０として形成された受容開口部を備え、スリーブ１２０に関連して以下に記述される。ここでは、受容凹部１４０は、シャフト軸１２７の周囲の同心円状の単一の溝部として形成され、シャンク１２６よりも外周部１３２の近くに配置される。従って、図４に示すように、受容凹部１４０は、ブレード接触面１３０の内側縁部１３４および外側縁部１３６によって規定される中央線１３８からずれている。図示された例では、受容凹部１４０の最も外側の縁部（外周部１３２に最も近い縁部）は、中央線１３８と外側縁部１３６との間の距離の少なくとも半分より外側縁部１３６側に位置する。前記別の方法では、受容凹部１４０の最も外側の縁部は、内側縁部１３４から外側縁部１３６までの距離の少なくとも４分の３すなわち７５％より外側縁部１３６側に位置する。いくつかの実施形態では、受容凹部の最も外側の縁部は、内側縁部１３４と外側縁部１３６との間の距離の８０％近くになる。図示される実施形態では、受容凹部１４０の最も内側の縁部（シャンク１２６に最も近い縁部）は、同様に最も外側の縁部１３６までの距離の半分を超える部分に位置するので、受容凹部１４０の全体が中央線１３８から外側に配置され、すなわち内側縁部１３４から外側縁部１３６までの距離の半分を超える位置に配置される。

さらに、図４の例では、受容凹部１４０の最も外側の縁部は、シャフト軸１２７から外側縁部１３６までの距離の８０％を超えて外側縁部１３６側に配置され、いくつかの実施形態では、シャフト軸１２７から外側縁部１３６までの距離の９０％を超えて配置される。

シャンク１２６は、頭部１２４または近位端１４４に接続されている遠位端１４２、または頭部１２４および近位端１４４と一体になっている遠位端１４２を備える。遠位端１４２では、シャンクは、ブレード受容半径方向溝部すなわち凹部１４６（図３）を備える。溝部１４６は、頭部１２４のブレード接触面１３０が溝部１４６の一側面を形成し、対向する側面がシャンク１２６の肩部分１４８（図３）によって形成されるように形成される。図示される実施形態では、溝部１４６は、のこぎりブレード１０４の一部と結合して受容する大きさの円形の直径を有するように形成される。しかしながら、他の実施形態では、溝部１４６は非円形であり、例えば、連続した平坦な表面として形成されてもよく、または、例えば、シャンク１２６に対向する側面として形成された２つの溝部として形成されてもよい。軸方向に細長いスロット１５０は、シャンク１２６の中を通って延在する。これによって、シャンク１２６をスリーブ１２０に接続させるピン（図示せず）を受容することができ、さらにスリーブ１２０とシャンク１２６との間の軸方向の摺動を制限することができる。この実施形態では、近位端１４４は、要求される切除振動を供給するためにモータと直接または協同的に接続される通路を通るピン受容部として示されるモータ結合特徴部１４７を備える。

図３および図５は、スリーブ１２０を更に詳細に示す。スリーブ１２０は、駆動シャフト１１８と同様に、頭部１５２およびシャンク１５４を備えるが、図３に最も良く示されるように、駆動シャフト１１８のシャンク１２６を受容する大きさの中央穴部１５６が形成される。スリーブ１２０は、図５に示されるスリーブ軸１５８を規定する。頭部１５２は、実質的に平面の遠位対向ブレード接触面１６０、近位対向表面１６２、および外周部１６４を備える。この実施形態では、スリーブ外周部１６４は、駆動シャフト外周部１３２と実質的に同一の直径を有する大きさである。さらに、図３に示すように、スリーブ１２０の遠位対向ブレード接触面１６０は、駆動シャフト１１８の近位対向ブレード接触面１３０と向かい合う。

遠位対向ブレード接触面１６０は、この実施形態では、中央穴部１５６と遠位対向ブレード接触面１６０とが接する部分で規定される内側縁部１６６を備える。遠位対向ブレード接触面１６０は、この実施形態では、外周部１６４と遠位対向ブレード接触面１６０とが接する部分で規定される外側縁部１６８も備える。これらの内側縁部１６６および外側縁部１６８は、それらの中間に延在する参照中央線１７０を遠位対向ブレード接触面１６０上に規定する。

図５を参照すると、スリーブ１２０の遠位対向ブレード接触面１６０は、遠位対向ブレード接触面１６０に形成された複数の突起部１７２を備える。これらは、スリーブ軸１５８の周りに対称的に配置され、さらに以下に記述されるように、のこぎりブレード１０４と接するように構成される。ここでは、スリーブ１２０は、スリーブ軸１５８の周囲に間隔を置いて、そこから延在する８つの突起部を備える。更に多くのまたは更に少ない突起部が存在してもよいことが意図される。突起部１７２は、スリーブ１２０と一体化して形成されてもよく、または、製造の利便性のために、遠位対向ブレード接触面１６０の中に形成された受容ポート１７１（図３参照）の中に例えば締まりばめによって適合する分離した部品であってもよい。明確にするために、突起部１７２は、図３に示されないが、図５に示される。この実施形態では、これらの突起部１７２は、実質的に平面の遠位対向ブレード接触面１６０から延在する円筒状のピンとして形成される。しかしながら、他の例では、突起部１７２は、正方形、長方形、三角形またはダイアモンド形状の横断面を有する。他の形状の突起部も想定される。

突起部１７２は、遠位対向ブレード接触面１６０上の中央線１７０からずれて配置される。図示された例では、突起部１７２は、突起部の最も外側の部分（周辺部１６４に最も近い突起部の一部）が中央線１３８と外側縁部１６８との間の距離の少なくとも半分だけ外側縁部１６８８の方向に位置するように配置される。前記別の方法では、突起部１７２の最も外側の部分は、内側縁部１６６から外側縁部１６８までの距離の少なくとも４分の３すなわち７５％だけ外側縁部１６８の方向に位置する。いくつかの実施形態では、突起部１７２の最も外側の部分は、中央線１７０と外側縁部１６８との間の距離の８０％に近い。

図示される実施形態では、突起部１７２の最も内側の部分（内側縁部１６６に最も近い部分）は、同様に最も外側の縁部１３６の方向に位置し、突起部１７２の全てが中央線１７０から外側に配置され、内側縁部１６６から外側縁部１６８までの距離の半分を超えて配置される。

さらに、図５の例では、突起部の最も外側の部分は、スリーブ軸１５８から外側縁部１６８までの距離の８０％を超えて外側縁部１６８の方向に配置され、いくつかの実施形態では、スリーブ軸から外側縁部１６８までの距離の９０％を超えて配置される。

スリーブシャンク１５４は、頭部１５２の近位対向表面１６２（図３）から延在し、スリーブ１２０と駆動シャフト１１８とを接続するピン（図示せず）を受容する大きさでそれぞれの側面にある横方向貫通孔１７４を備える。駆動シャフト１１８と組み立てられると、孔１７４は、駆動シャフト１１８のスロット１５０と摺動可能に合致し、ピン止めされて位置決めされる。

図３を参照すると、図に示すように、スリーブ１２０の遠位対向ブレード接触面１６０と駆動シャフト１１８のブレード接触面１３０とは、互いに向き合っている。部品は、軸方向に離れて移動してブレード１０４を受容し、次に、ブレード接触面の間でブレード１０４をクランプするように一緒になる。組み立てられると、駆動シャフト１１８のシャフト軸１２７（図４）とスリーブのスリーブ軸１５８（図５）とは、同軸上で長手コレット軸１２２（図３）と合致する。これらは、のこぎりブレード１０４がその周囲で振動できる中心線を形成する。遠位対向ブレード接触面１６０から延在する突起部１７２（明確にするために図３には示さない）は、駆動シャフト１１８の頭部に形成された受容凹部１４０の中に適合し、以下に記述するように、のこぎりブレード１０４を固定して位置を合わせる。

ここでは、受容凹部１４０は、シャフト軸１２７の半径方向の周囲に形成され、近位対向ブレード接触面１３０まで延在する単一の溝部として示されている。いくつかの実施形態では、コレット組立部１１６は、受容凹部を具備しないが、突起部が延在し、実質的に平面の近位対向ブレード接触面１３０に直接隣接する。

図６および図７は、図１の外科のこぎり１０２に使用され、図２〜図５のコレット組立部１１６に固定できる例示的なマイクロのこぎりブレード１０４を示す。

マイクロのこぎりブレード１０４は、コレット組立部１１６と相互接続されることを容易にする近位端１８０と、遠位端１８２に形成された複数の切除歯１８４を備える切除縁部を備える遠位端１８２と、を具備する。

この例では、近位端１８０は、相対的に膨隆した頭部１８６によって規定され、のこぎりブレード１０４の近位端から頭部１８６は、長手軸１９０に沿って内側に延在するスロット１８８を備える。スロット１８８は、長手軸１９０に面している実質的に直線状の縁部１９４によって規定される漏斗状の開口部１９２によって形成される。直線状の縁部は、のこぎりブレード１０４をコレット組立部の中に設置することを補助することができ、７０度から１６０度の間の角度、より詳細には、約９０度から約１２０度の間の範囲の角度を形成する。スロット１８８は、駆動シャフト１１８のブレード受容溝部１４６（図３）に適合する形状のスロット縁部１９６も備える。ブレード受容溝部１４６は円筒形状なので、スロット縁部１９６は、膨隆頭部１８６によって規定される中心点１９８の周りに半円で形成され、スロット縁部から漏斗状の開口部１９２の方向に近位に延在する実質的に平行な側面を備える。スロット縁部１９６は、少なくとも部分的に膨隆頭部１８６の内側縁部を規定する。部分的に円形状の外周部２００は、この実施形態では、スロット縁部１９６と同心円状にあり、膨隆頭部１８８の外側縁部を規定する。いくつかの実施形態では、外周部２００は、駆動シャフト頭部１２４およびスリーブ頭部１５２の直径と実質的に同一、またはわずかに小さい直径を有する。参考までに、図７の同心円状の中央線２０２は、外周部２００とスロット縁部１９６との間の距離を分割する。

のこぎりブレード１０４は、外周部２００に形成されブレード１０４を通り抜けて延在する開口部２０４によって、外科のこぎりコレット組立部１１６に固定される。図示される実施形態では、開口部２０４は、中心点１９８の周囲に対称的に配置される。ここでは、少なくとも２つの開口部２０４は、中心点に対向する側面であって長手軸１９０の横方向側面の真上にある。中央に配置されている開口部２０６は、長手軸１９０に沿って位置する。中央開口部２０６は、中心点１９８から周辺開口部２０４と同一の距離に配置される。図示された例では、開口部２０４、開口部２０６は、互いに４５度ずれており、スリーブ１２０の遠位対向表面上の突起部１７２に適合する大きさである。しかしながら、他のずれ角で所望のコレット組立部に合致することも想定される。

開口部２０４および開口部２０６は、膨隆頭部１８６の外周部２００とスロット縁部１９６とで規定される中央線２０２からずれて配置される。図示された例では、開口部２０４、開口部２０６は、最も内側の縁部分（中心点１９８に最も近い縁部分）がスロット縁部１９６よりも外周部２００の近くに配置されるように形成される。従って、開口部の最も内側の縁部は、スロット縁部１９６から外周部２００とスロット縁部１９６との間の距離の半分を超えた位置に配置される。いくつかの実施形態では、開口部２０４、開口部２０６の最も内側の縁部分は、外周部２００とスロット縁部と間の距離の約７０％を超えて周辺縁部の方向に配置される。

さらに、中心点１９８から測定されると、開口部の最も内側の縁部分は、周辺部２００と中心点１９８との間の距離の８０％を超えて外周部２００の方向に位置してもよく、他の実施形態では、周辺部２００と中心点１９８との間の距離の９０％を超えてもよい。

それぞれの開口部２０４、開口部２０６は、スロットに類似する形状であり、半円形の内側端部２０８と、相対的に短い距離ではあるが半円形の端部２０８から外周部２００に向かって延在する実質的に平行な側面２１０と、を備える。面取りがされたまたは丸みを帯びた縁部２１２は、開口部２０４から外周部２００に滑らかに移行する。これによって、のこぎりブレード１０４の近位端１８０上の外科手袋をかぎ裂きする機会、または穴を開ける機会が減少する。外周部２００は、駆動シャフトおよびスリーブの頭部の外周部とほぼ一致する、またはわずかに小さいので、これは非常に有用である。外周部２００からスロット開口部１９２の直線状の縁部１９４への移行も面取りまたは丸みを帯びていることに留意されたい。

図示された例では、膨隆頭部１８６は、５個の開口部２０４と開口部２０６とを備える。しかしながら、他の実施形態では、開口部は更に多く、または更に少なくともよい。漏斗状の開口部１９２が図示された角度よりも小さい角度を有する場合には、図示された４５度の間隔を維持しながら追加の開口部が設けられてもよい。

のこぎりブレード１０４は、近位端１８０と遠位端１８２との間に入るシャンク２１４を備える。のこぎりブレード１０４の遠位端１８２は、６０度の角度で形成された複数の歯１８４を備えるが、更に大きい角度と更に小さい角度の両方の他の角度も想定される。切除歯の角度は、少なくとも部分的には外科用途に応じて異なってもよい。図示される実施形態では、歯の先端は、全体で歯が基準線２１６で示される円軌道を規定するように形成される。

図８および図９は、それぞれ駆動シャフト１１８およびスリーブ１０４に関連するブレード１０４を示す。ブレード１０４は、シャフトおよびスリーブのそれぞれに対して分離して示されているが、駆動シャフト１１８とスリーブ１０４とが一緒に接合されてコレット組立部１１６を形成する場合には、同時に単一のブレードが使用されることを意図しているが、他の配置も可能である。最初に、図８を参照して、ブレード１０４の膨隆頭部１８６を部分的にブレード受容溝部１４６の中に適合させる。適合を確実にするために、スロット１８８（図７）は、受容溝部１４６の内側部分を容易に受容できる直径に形成されるが、ブレード１０４を安定して支持するために十分なほどの間隔も有する。のこぎりブレード１０４の膨隆頭部１８６は、駆動シャフトの頭部の外周部と実質的に同一の大きさを有し、またはわずかに小さい。ブレード１０４が受容溝部１４６に適切に受容されると、ブレード１０４の中心点１９８は、シャフト軸１２７と合致し、ブレード１０４の外周部２００とシャフト頭部１２４の外周部１３２とが同心となることに留意されたい。組立中に、ブレード１０４は、最初にシャフト頭部１２４のブレード接触面１３０に隣接する受容溝部１４６に挿入され、矢印で示されるように、膨隆頭部１８６は、ブレード接触面１３０と同一平面となる。次にスリーブ１２０が軸方向にシャフト１１８に沿って摺動し、突起部１７２（図８では示されない）は、ブレード１０４の開口部１０４および開口部１０６と係合する。

図９は、駆動シャフト１１８が無い状態で、マイクロのこぎりブレード１０４の膨隆頭部１８６の開口部２０４および開口部２０６と適合するスリーブ１２０の突起部１７２を示す。いくつかの実施形態では、駆動シャフト１１８と組み立てられる場合は、突起部１７２は、開口部２０４および開口部２０６の中を通って延在し、少なくとも部分的に駆動シャフト１１６の受容凹部１４０（図３）の中に延在する。他の実施形態では、突起部１７２は、膨隆ブレード頭部１８６の厚さと実質的に同一の長さを有し、突起部は、駆動シャフト１１８の近位対向ブレード接触面１３０（図４）と隣接するか、または実質的に同一平面となる。

図示された例では、のこぎりブレード１０４は、５個の開口部だけを備え、５個の突起部１７２を受容する。他の実施形態では、のこぎりブレード１０４は、突起部を受容する、更に多くの、または更に少ない開口部を備える。一例では、ブレード１０４は、７つの開口部を備え、７つの突起部を受容する。突起部は、４５度離れて配置されるので、ブレード１０４は、取り外すことができ、８つの異なる位置でスリーブに固定できる。いくつかの実施形態では、例えば、スリーブは、４個の突起部または６個の突起部だけを備え、ブレード１０４の開口部は、突起部と一致するように選択される。

ブレード１０４がスリーブ１２０に適切に配置されると、ブレード１０４の中心点１９８は、スリーブ軸１５８と合致し、ブレード１０４の外周部２００とスリーブ１２０の頭部の外周部１６４とは、同心となることに留意されたい。

スリーブ突起部１７２は、内側縁部１６６よりも外側縁部１６８の近くに配置され、同様に、ブレード開口部２０４も、スロット縁部１９６よりも周辺部２００の近くに配置されるので、突起部１７２は、従来のシステムよりも更に長いモーメントアームを備え、同一の力で更に大きいトルクを供給する。同様に、これによって、のこぎりブレード１０４の遠位端１８２でのトルクを増大させるので、電動力を減少させても同等のトルクを発生させることができ、または代わりに、同一の電動力を使用して切除力を増加させることができる。加えて、ブレード中心点から突起部までのモーメントアーム距離を増加させることで、振動する場合にブレードの内側部分にかかるモーメントが小さくなる。これによって、他の方法では発生するであろう振動を減少させることができ、同様に潜在的に遊び量を減少させ、切除ブレード１０４によって達成可能な精度を高める。シャフトの中心点から比較的遠方にブレード１０４の開口部２０４および開口部２０６を備えることによって、ブレード１０４の遠位端１８２でのモーメント力を最小化することができる。

図１０は、参照番号３００で参照されるマイクロのこぎりブレードの代替実施形態を示す。マイクロのこぎりブレード３００の多くの特徴は、前述したマイクロのこぎりブレード１０４の特徴と類似する。従って、差異のみを詳細にここに記述する。ここでは、のこぎりブレード３００は、遠位切除端部３０２を提供する単一の印材などの第１の材料で形成されるとともに、第１の材料とは異なる近位端３０４の少なくとも一部を形成する第２の材料でも形成される。この例では、遠位端３０２を形成するとともに、第１の材料は、膨隆頭部３０６の一部を構成する。第２の材料は、第１の材料の周囲に外側被覆され、膨隆頭部３０６の一部も構成する。いくつかの例では、膨隆頭部３０６の第２の材料は、ブレード材料よりも柔軟な材料から形成される。いくつかの例では、外側被覆は、外科用鋼から形成された切除ブレード部分を被覆するポリマー材料である。外側被覆のための材料のいくつかの例には、例えば、生体適合性低密度ポリエチレンまたはポリプロピレンが挙げられる。他の例では所望の強度または耐久性を獲得するために混合物を含むエラストマーから形成される。しかしながら、いかなる生体適合性材料が使用されてもよい。

図１０に示すように、外側被覆材料は、切除ブレードと実質的に同一の側面を備えるように形成されるので、コレット組立部の突起部は、切除ブレード１０４と同一の方法で切除ブレード３００に確実に取り付けられる。さらに、使用中、外側被覆材料は、のこぎりブレード３００に対して若干の減衰材および緩衝材となる。この減衰材によって外科医が経験する振動が減少し、手および腕の疲労を若干軽減し、ブレード揺れも減少させ、切除精度を高める。外側被覆は、のこぎりブレード３００の近位端３０４の周囲に位置しうる尖った、または硬い縁部に対して追加の保護を提供することができるので、外側被覆は、外科医の指および外科手袋に対しても追加の保護を提供する。

図示される実施形態では、のこぎりブレード３００は、８つの中の５個の突起部１７２によって上記で論じたスリーブ１２０に固定されてよく、膨隆頭部３０６の最も近位の部分は、テーパ状の開口部を形成する。しかしながら、代替の実施形態では、図１１に示すように、３５０として明細書で参照されるのこぎりブレードは、さらにスロット開口部３５６の周囲に延在する膨隆頭部３５４の一部を形成する外側被覆３５２を備えるので、のこぎりブレード３５０のスロット３６０の内側端部３５８を少なくとも部分的に覆う。膨隆頭部３５４の中心のスロット３６０は、駆動シャフト１１８のシャンクをさらに受容する。図１１に示すように、のこぎりブレード３５０のブレード部分３６２は、上記で論じたのと実質的に同じ大きさであるように思われるが、外側被覆３５２自体は、さらに周囲に延在し、部分的にスロット３６０を覆う。駆動シャフト１１８のシャンク１２６がスロット３６０に入るように、のこぎりブレード３５０が取り付けられまたはコレット組立部１１６から取り外される場合に、この外側被覆３５２は変形する。別の実施形態では、外側被覆３５２がスロット３６０を完全に覆い、駆動シャフト１１８のシャンク１２６の周囲に３６０度完全に延在することで、適切な位置でブレード３５０を保持する。

図１１の外側被覆された部分は、図１０の外側被覆された部分と同様に、コレット組立部の隆起した突起部と合致する開口部３６２を備える。この外側被覆された樹脂の配置によって、ブレード３５０は、７つの突起部１７２、またはいくつかの実施形態では８つの突起部１７２を受容する。コレット組立部は、ブレード３５０を適切な位置で保持し、さらに柔軟で変形可能な外側被覆は、ブレードの取り外しが容易である。さらに、追加の材料によって接触部分が増えることによって、さらに摩擦によって、ブレードを適切な位置で固定し、外科医が正確な切除をするために更に正確な制御をすることができる。

図１２は、番号３７０によって明細書で参照される例示的なのこぎりブレードの追加の実施形態を示す。ここでは、のこぎりブレード３７０は、上記で論じたのこぎりブレード３００と同様に、遠位切除端部３７２、近位端３７４、および膨隆頭部３７６を備える。参考までに、図１２では、シャンク３７８および膨隆頭部３７６の外周部３８０を特定する。第２の材料は、第１の材料の周囲に外側被覆され膨隆頭部３７６の一部も形成する。ここでは、第２の材料は、ブレード３７０の上に形成され、主として膨隆頭部３７６を覆う。このために、第２の材料は、遠位端３７２の方向にシャンク３７８までは延在しないが、膨隆頭部３７６の外周部３８０の半径３８４と実質的に合致する半径３８２を有する。従って、コレット組立部１１６に配置されると、第２の材料は、２つのブレード接触面の間に実質的に収容され、シャンクだけがコレット組立部１１６から外側に延在する。

図１０〜図１２の外側被覆は、スリーブ１２０および駆動シャフト１１８材料よりも柔らかい材料で形成されてもよい。従って、更に激しい材料摩耗が始まる前にへこむことによって、外側被覆は、スリーブ１２０および駆動シャフト１１８の摩擦摩耗を低減できる。コレット組立部１１６のスリーブ１２０および駆動シャフト１１８は、のこぎりブレードよりも製造費用がかかりうるので、コレット組立部を守ることは顧客にとって有益でありえ、関連する外科のこぎりの耐用年数を延長できる。

一実施形態では、外側被覆は着色され、例えば、ブレードの大きさ、歯型、またはブレード厚さに関して外科医に情報を提供する。例えば、のこぎりブレードの厚さが０．２５４ｍｍ（０．０１０インチ）である場合には、外側被覆は青色であり、ブレードの厚さが３．８１ｍｍ（０．１５インチ）である場合には、外側被覆は赤色である。従って、場合によっては、それぞれのブレードは、特定の厚さ、大きさ、または歯型に対応して着色された外側被覆を有するので、外科医は、複数のブレードのブレードセットから所望のブレードを選択することができる。

図１３は、明細書に開示されるコレット組立部１１６に使用される例示的なブレードセット４００の側面図を示す。ブレードセット４００のそれぞれのブレードは、膨隆頭部から形成された近位端４０２、シャンク４０４、および遠位切除端部４０６を備える。しかしながら、この実施形態では、ブレードセット４００のそれぞれのブレードの近位端４０２は同一の厚さを有するが、シャンク４０４および切除縁部４０６の厚さは異なる。近位端４０２は、同一の厚さであるので、セットのそれぞれのブレードの頭部は、駆動シャフト１１８のシャンク１２６の受容溝部１４６の中に適合し、一貫性および再現性に対して同一量の間隔すなわち遊びを有する。さらにブレードシャンク４０４および遠位切除縁部４０６は異なるので、外科医は、特定の外科用途のために所望の厚さのブレードを選択できる。例えば、いくつかのブレードセットは、厚さが０．１７８ｍｍ（０．００７インチ）から０．６８６ｍｍ（０．０２７インチ）の範囲で異なるブレードを備えることができる。近位端４０２の厚さは、図１０および図１１に関連した上記のような外側被覆の結果でありえ、あるいは代替的に積層して、または単一の一体材料で一体的に形成されてもよい。このブレードセット４００では、着色された外側被覆は、それぞれの切除ブレードの厚さを特定できるので、外科医は、ブレードを１つ１つ区別することができる。

図１３および図１４は、代替コレット組立部の部品を示し、図１４は、駆動シャフトのシャンク５０２の周囲に配置される代替スリーブ５００を示し、図１５は、シャンク５０２から分離した駆動シャフト頭部５５０を示す。スリーブ５００の突起部５０４および頭部５５０は、上記で論じた方法でそれぞれ周辺縁部５０６、周辺縁部５５２の方向に配置される。従って、突起部の配置および受容溝部の配置に関する上記の記載は、図１３および図１４の実施形態に同じように適用可能である。

図１４のスリーブは、上記で論じた方法で周辺縁部５０６の方向に配置される、突起部５０４と凹状の受容開口部５１０との両方を備える遠位対向ブレード接触面５０８を備える。この実施形態では、突起部５０４は、上記で論じた円筒状のピンというよりも長方形または正方形である。駆動シャフト頭部５５０およびスリーブ５００は、対応する形状の開口部を備えるのこぎりブレードを固定するために使用されることが意図されている。いくつかの実施形態では、突起部または受容開口部は、駆動シャフトにあり、他の実施形態では、スリーブはいくつかの突起部を備え、駆動シャフトは、他の突起部を備える。

図１５では、頭部５５０は、駆動シャフトのシャンクから取り外し可能であるが、ねじなどの締め具を使用して取り付けられうる。頭部５５０は、のこぎりブレードと適合する場合に、対応する開口部に係合するための突起部５０４を備える近位対向ブレード接触面５５４を具備する。この実施形態では、上述したように、突起部５０４は、外周縁部の方向に配置される。

図１６は、のこぎりブレード１０４を駆動する矢状のこぎり６００を示す。この実施形態では、コレット組立部６０２は、のこぎりハンドル６０４に対して軸方向にブレード１０４を固定するように配置される。従って、近位対向ブレード接触面および遠位対向ブレード接触面を備える代わりに、コレット組立部は、隣り合うブレード接触面を備える。しかしながら、図１〜図６に開示された振動のこぎり１０２と同様に、矢状のこぎり６００は、コレット取り付け具の外側縁部に隣接して配置される突起部を備え、ブレード１０４は、のこぎりブレードの頭部の外周部がコレット組立部の縁部に実質的に対応する大きさである。

いくつかの例示的な実施形態だけについて詳細に上述されたが、当業者であればこの発明による新規な教示および利点から逸脱することなく、例示的な実施形態において多くの修正形態が可能であることを容易に想到することができる。従って、全てのそのような修正形態および代替実施形態は、以下の特許請求の範囲に定義されるように本発明の範囲内に含まれることが意図される。当業者であれば、そのような修正形態および均等な構成または方法は本発明の精神および範囲から逸脱するものではなく、本発明の精神および範囲を逸脱しない範囲で多様な変更、置換、および代替が可能であることを理解するべきである。

Claims (22)

1. 外科切除器具に適合する形状の骨切除外科ブレードによって骨材料を切除するための携帯型外科切除器具であって、
   前記切除器具を操作するために手で掴むことができる本体と、
   前記本体に取り付けられ、前記骨切除外科ブレードに取り付けられるように構成されるブレード結合機構と、を具備し、
   前記ブレード結合機構は、
   第１のブレード接触面と当該第１のブレード接触面に隣接する第１の外周側壁部とを備える第１の結合部材と、
   前記第１の結合部材の前記第１のブレード接触面に面する第２のブレード接触面を備える第２の結合部材であって、当該第２の結合部材は前記第２のブレード接触面に隣接する第２の外周側壁部を備え、前記第２のブレード接触面と当該第２の外周側壁部とは接して外側縁部を規定し、前記第２の結合部材は前記第２のブレード接触面の中を通る穴部を備え、当該穴部と前記第２のブレード接触面とは接して内側縁部を規定する第２の結合部材と、
   前記第１のブレード接触面および前記第２のブレード接触面のうちの少なくとも一方の面から突き出るブレード係合突起部であって、前記内側縁部よりも前記外側縁部の近くに距離をあけて配置されるブレード係合突起部と、を具備する外科切除器具。
2. 請求項１記載の外科切除器具において、
   前記突起部は、前記内側縁部に最も近い内側側面部分と前記外側縁部に最も近い外側側面部分とを具備し、
   前記内側側面部分は、前記内側縁部から前記外側縁部までの距離の少なくとも約６０％前記内側縁部から距離をあけて配置される、外科切除器具。
3. 請求項１記載の外科切除器具において、
   前記突起部は、前記内側縁部に最も近い内側側面部分と前記外側縁部に最も近い外側側面部分とを具備し、
   前記外側側面部分は、前記内側縁部から前記外側縁部までの距離の少なくとも約８０％前記内側縁部から距離をあけて配置される、外科切除器具。
4. 請求項３記載の外科切除器具において、
   前記外側側面部分は、前記内側縁部から前記外側縁部までの距離の少なくとも約９０％前記内側縁部から距離をあけて配置される、外科切除器具。
5. 請求項１記載の外科切除器具において、
   前記第１の結合部材は、前記第１のブレード接触面から垂直に延在するシャンクを具備し、
   前記シャンクは、前記第２のブレード接触面の前記穴部の中を通って延在する、外科切除器具。
6. 請求項５記載の外科切除器具において、
   前記第１のブレード接触面および前記第２のブレード接触面のうちの前記少なくとも一方の面の他の面には、そこに形成された少なくとも１つの受容凹部を具備し、
   前記受容凹部は、前記ブレード係合突起部と合致し、当該ブレード係合突起部を受容する大きさである、外科切除器具。
7. 請求項６記載の外科切除器具において、
   前記第１のブレード接触面と前記第１の外周側壁部とが接して外側縁部を規定し、
   前記第１のブレード接触面と前記シャンクとが接して内側縁部を規定し、
   前記受容凹部は、前記内側縁部よりも前記外側縁部の近くに距離をあけて配置される、外科切除器具。
8. 請求項６記載の外科切除器具において、
   前記受容凹部は、それぞれの外周部と実質的に同心円状にある溝部である、外科切除器具。
9. 請求項１記載の外科切除器具において、
   前記突起部は、第２のブレード接触面にあり、
   前記器具はさらに、前記第１のブレード接触面の受容凹部を具備し、
   前記受容凹部は、ブレード係合突起部の少なくとも一部を受容するように配置される、外科切除器具。
10. 請求項１記載の外科切除器具において、
    第１の外周部および第２の外周部は、実質的に円筒状であり、
    前記ブレード係合突起部は、前記第１のブレード接触面および前記第２のブレード接触面のうちの前記少なくとも一方の面の周囲に対称的に配置される、外科切除器具。
11. 請求項１記載の外科切除器具において、
    前記第１のブレード接触面および前記第２のブレード接触面のうちの前記少なくとも一方の面は、前記ブレード係合突起部を受容するために形成された穴部を具備し、
    前記ブレード係合突起部は、前記穴部の中に固定される、外科切除器具。
12. 外科切除器具に適合する形状の骨切除外科ブレードによって骨材料を切除するための携帯型外科切除器具であって、
    前記切除器具を操作するために手で掴むことができる本体と、
    前記本体に取り付けられ、前記骨切除外科ブレードに取り付けられるように構成されるブレード結合機構と、を具備し、
    前記ブレード結合機構は、
    軸および頭部を規定するシャンクを備える駆動シャフトであって、前記頭部は外側表面、前記外側表面に対向する第１のブレード接触面、当該外側表面と前記第１のブレード接触面との間に延在する第１の外周側壁部を備え、当該第１のブレード接触面と前記第１の外周側壁部とは接して外側縁部を規定し、前記第１のブレード接触面および前記シャンクは内側縁部を規定する駆動シャフトと、
    穴部が形成されたスリーブであって、前記駆動シャフトの前記シャンクは当該穴部の中に配置され、前記スリーブは前記第１のブレード接触面に面する第２のブレード接触面と第２の外周側壁部を備え、当該第２の外周側壁部の一部は前記駆動シャフトの前記第１の外周側壁部の一部と実質的に合致し、前記第２のブレード接触面と前記第２の外周側壁部とは接して外側縁部を規定し、前記穴部と前記第２のブレード接触面とは接して内側縁部を規定するスリーブと、
    前記第１のブレード接触面および前記第２のブレード接触面のうちの一方の面から延在するブレード係合突起部と、
    前記第１のブレード接触表面および前記第２のブレード接触表面のうちの他方の面に形成された少なくとも１つの受容凹部と、を具備し、
    前記ブレード係合突起部および前記受容凹部は、前記内側縁部よりも前記外側縁部の近くに形成される、外科切除器具。
13. 請求項１２記載の外科切除器具において、
    前記突起部は、前記内側縁部に最も近い内側側面部分と前記外側縁部に最も近い外側側面部分とを具備し、
    前記内側側面部分は、前記内側縁部から前記外側縁部までの距離の少なくとも約６０％前記内側縁部から距離をあけて配置される、外科切除器具。
14. 請求項１３記載の外科切除器具において、
    前記少なくとも１つの受容凹部は、前記内側縁部に最も近い内側部分と前記外側縁部に最も近い外側部分とを備え、
    前記外側側面部分は、前記内側縁部から前記外側縁部までの距離の少なくとも約８０％当該内側縁部から距離をあけて配置される、外科切除器具。
15. 請求項１２記載の外科切除器具において、
    前記受容凹部は、前記駆動シャフトの外周縁部と同心円状にある単一の溝部である、外科切除器具。
16. 請求項１２記載の外科切除器具において、
    前記受容凹部は、前記ブレード係合突起部と同一の横断面形状を有する複数の独立した凹部である、外科切除器具。
17. 請求項１２記載の外科切除器具において、
    前記ブレード係合突起部は、前記第２のブレード接触面の受容穴部の中に固定される円筒状のピンである、外科切除器具。
18. 請求項１２記載の外科切除器具において、
    前記ブレード係合突起部は、長方形形状の突起部である、外科切除器具。
19. 請求項１２記載の外科切除器具において、
    互いに４５度ずつ半径方向にずれている８つのブレード係合突起部を具備する、外科切除器具。
20. 外科切除器具に適合する形状の骨切除外科ブレードによって骨材料を切除するための携帯型外科切除器具であって、
    前記切除器具を操作するために手で掴むことができる本体と、
    前記本体に取り付けられ、前記骨切除外科ブレードに取り付けられるように構成されるブレード結合機構と、を具備し、
    前記ブレード結合機構は、
    第１のブレード接触面と当該第１のブレード接触面に隣接する第１の外周側壁部を備える第１の結合部材であって、前記第１の外周側壁部は前記第１のブレード接触面に垂直な中心軸を規定する第１の結合部材と、
    前記第１の結合部材の前記第１のブレード接触面に面する第２のブレード接触面を備える第２の結合部材であって、前記第２のブレード接触面に隣接する第２の外周側壁部を備え、当該第２の外周側壁部の一部は前記第１の外周側壁部の一部と実質的に合致する第２の結合部材と、
    前記第１のブレード接触面および前記第２のブレード接触面のうちの少なくとも一方の面から突き出るブレード係合突起部であって、前記第１の外周側壁部に最も近く配置される最も外側の部分を備えるブレード係合突起部と、を具備し、
    前記最も外側の部分は、前記軸から前記第１の外周側壁部までの距離の少なくとも８０％前記中心軸から離れて配置される、外科切除器具。
21. 請求項２０記載の外科切除器具において、
    前記第１のブレード接触面と前記第２のブレード接触面のうちの前記少なくとも一方の面の他の面に突起部受容凹部を具備し、
    前記受容凹部は、前記第１の外周側壁部に最も近い最も外側の部分を備え、
    前記第１の最も外側の部分は、前記軸から前記第１の外周側壁部までの距離の少なくとも８０％前記中心軸から離れて配置される、外科切除器具。
22. 請求項２１記載の外科切除器具において、
    前記ブレード係合突起部および前記受容凹部の前記最も外側の部分は、前記軸から前記外周側壁部までの距離の少なくとも９０％前記中心軸から離れて配置される、外科切除器具。

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