JP2019524275A

JP2019524275A - 電気的干渉を低減した超音波外科装置

Info

Publication number: JP2019524275A
Application number: JP2019505395A
Authority: JP
Inventors: サルヴァトーレパンタノ，
Original assignee: ミソニクスインコーポレイテッド
Priority date: 2016-08-02
Filing date: 2017-07-31
Publication date: 2019-09-05
Also published as: WO2018026712A1; EP3493753B1; CN109561910B; EP3493753A4; ES2953098T3; CN109561910A; EP3493753A1; US10543012B2; US20180036030A1; CA3032805A1

Abstract

超音波外科装置は、ハンドピースと、プローブと、ハンドピース内に配置された電気機械変換器アセンブリとを有する。プローブは、ハンドピースの遠位端に取り付けられて、変換器アセンブリに動作可能に接続されている。電気回路がハンドピースに少なくとも間接的に取り付けられ、同時に電気回路がプローブを電気コネクタに電気的に又は作用可能に接続する。ワイヤ又はケーブルは、一端で電気コネクタに、他端で電気接地に作用可能に結合されている。

Description

本発明は、超音波外科装置に関する。本発明はまた、関連する外科的方法に関する。本発明は、超音波外科装置の電気機械的エネルギーシステムと術中神経モニタリング装置（ＩＯＮＭ）との間の電気的干渉を低減するのに特に有用である。

器具と標的組織の直接的な接触の結果としての組織の超音波除去は、ハンドピースと、多くのハンドピース付属品のいずれか又はプローブとを含む手持ち式の装置の助けを借りて行われる。

ハンドピースでは、ハンドピースとプローブのアセンブリの共振周波数と等しい周波数の高電圧信号が、機械的振動運動に変換される。電気機械変換は、磁歪スタック又は圧電スタックを使用することによって達成される。典型的には、ハンドピースには圧電スタックが取り付けられる。

圧電スタックは、１つ以上の圧電セラミックディスクを使用して作られることができる。そのセラミックディスクは、ハンドピースケーブルにより確実に超音波発生器へ電気的に接続する電極間に挟まれている。

身体の神経系の一部である重要な構造のすぐ近くに位置する組織の除去のために使用される超音波システムは、装着部であるプローブから圧電スタックが電気的に絶縁された電気的配置を使用し得る。これはフローティング出力と呼ばれ、神経系に悪影響を及ぼす可能性がある望ましくない漏洩電流を最小限にするために行われる。しかしながら、安全基準によって定められた限度内に十分にある漏洩電流レベルは、手術野内の他の装置との電気的干渉を引き起こす可能性がある。そのような他の装置には、術中神経モニタリング装置又はＩＯＮＭ装置が含まれる。

術中神経モニタリングは、手術での処置による神経系の病的状態を最小限に抑えるために利用されている。そのようなモニタリングの目的は、不可逆的な損傷の前に、脳、脊髄及び末梢神経機能での変化を明らかにすることである。術中モニタリングはまた、切開時に外科医を導くことを助ける、末梢神経及び感覚運動皮質を含む解剖学的構造の位置を特定することにおいても有効となっている。

プローブと組織との直接的な接触による組織の超音波除去の間に、安全作動レベルの電流を下回るときでも、漏洩電流がＩＯＮＭに干渉してＩＯＮＭの適切な作動を妨げる可能性がある。

本発明は、手術野内の他の電気装置との電気的干渉を低減又は排除する改良された超音波外科装置を提供することを目的とする。より具体的には、本発明は、望ましくない漏洩電流を低減又は排除する、そのような外科装置を提供することを目的とする。本発明は、手術部位又はその近くにおいて、超音波手術器具と他の電気装置との間の電気的干渉が排除されないとしても低減される、超音波手術のための方法を可能にする。

本発明は、超音波手術における望ましくない干渉に対する解決策を提供する。本発明は、基本的には、患者の組織に当てられるか又はそれと接触するようにして配置される器具の一部であるプローブを、接地に接続することからなる。（ａ）浮遊スタック及び非接地プローブを使用する圧電ハンドピースと、（ｂ）接地プローブで浮遊スタックを使用する圧電ハンドピースとの間での比較測定は、当てられる部分を通って流れる漏洩電流が、約１桁の大幅な減少を示した。ＩＯＭＮシステムでテストすると、以前の許容されない干渉が、通常の作動状況となった。

本発明の超音波外科装置は、ハンドピースと、プローブと、ハンドピース内に配置された電気機械変換器アセンブリとを含み、その変換器アセンブリは、超音波周波数の電気波形エネルギーを超音波振動エネルギーに変換するように構成される。プローブはハンドピースの遠位端に取り付けられて、変換器アセンブリに動作可能に接続されている。電気コネクタがハンドピースに少なくとも間接的に取り付けられ、そして電気回路がプローブを電気コネクタに電気的に又は作用可能に接続する。ワイヤ又はケーブルは、一端で電気コネクタに、他端で電気接地に作用可能に結合される。

変換器アセンブリが、前部駆動部と、圧電ディスクのスタックと、後部駆動部と、後部駆動部を前部駆動部に接続するボルトとを含む場合、電気回路は、その前部駆動部と、ボルトと、後部駆動部とを含む。通常は、変換器素子にエネルギーを与えるための電気回路を除く全ての装置の構成要素は、接地回路に接続されることができる。

上述の超音波外科装置を使用する方法は、ワイヤ又はケーブルを与えることと、ワイヤ又はケーブルの一端を電気コネクタに、他端を電気接地に作用可能に結合すること、患者の有機組織と接触させてプローブの作用先端を配置することとを含む。作用先端が有機組織と接触している間に、変換器アセンブリに交流電圧を伝導して、変換器アセンブリにプローブでの超音波周波数の機械的な定在波を発生させる。それと同時に、電気回路、コネクタ及びワイヤ又はケーブルを通して漏洩電流をプローブから接地へ伝導する。

その方法は更に、術中神経モニタリング装置を与えることと、その術中神経モニタリング装置を、プローブの作用先端と患者の有機組織との接触点に近接して患者に作用可能に接続することと、神経系の活性化又は刺激を検出するために術中神経モニタリング装置を作動させることとを想定する。

本発明の超音波外科用システムの図であり、超音波手術器具又は装置を接地するための青い単極ケーブルを示す。図１の超音波外科用システムのためのパワーコンソールの後面パネルの部分図であり、後面パネルの接地端子に接続された図１の青い単極ケーブルの端部を示す。本発明の超音波吸引器具の正面及び側面の等角図であり、作動する構成要素を示すためにハウジングの中央部分が取り除かれている。図３の器具の拡大での詳細図である。図４と同様だが、その器具の反対側の詳細図である。図３〜５の器具の部分的な等角図及び部分的な縦断面図又は軸方向の断面図である。図３〜６の器具の背面及び側面の等角図である。

図１に示されるように、超音波外科用システムは、ハンドピース１０４を含む超音波外科装置１０２と、プローブ１０６と、電気機械変換器アセンブリ１０８とを含む。変換器アセンブリ１０８は、ハンドピース１０４内に配置されて、波形発生器１１０からの超音波周波数の電気波形エネルギーを超音波振動エネルギーに変換するように構成される。

プローブ１０６はハンドピース１０４の遠位端に取り付けられ、更に変換器アセンブリ１０８に動作可能に接続されている。１１２で概略的に示される電気コネクタ又はスパッドが、ハンドピース１０４の後端又は近位端に備えられる。変換器アセンブリ１０８の選択された部分を含む電気回路１１４は、プローブ１０６を電気コネクタ１１２に電気的に又は作用可能に接続する。ワイヤ又はケーブル１１６は、一端で電気コネクタ１１２に作用可能に結合され、他端で電気接地１１８に作用可能に結合される。

その開示内容が参照により本明細書に援用される米国特許第５，３７１，４２９号に記載されるように、変換器アセンブリ１０８は、前部駆動部１２０と、圧電ディスク１２２のスタックと、後部駆動部１２４と、後部駆動部を前部駆動部に接続するボルト１２６とを含む。電気回路１１４は、前部駆動部１２０と、ボルト１２６と、後部駆動部１２４とを含む。通常は、圧電ディスク１２２にエネルギーを与える回路要素を除いて、装置１０２の様々な構成要素を接地回路１１４に含めるか、又は接地回路１１４に接続することができる。それらの回路要素は、リード線１２８、１３０及び電極１３２を含み、その電極のうちのいくつかは隣接する圧電ディスク１２２の間に配置され、その電極のうちの２つはそれぞれの圧電ディスク１２２と絶縁体ディスク１３８との間及び圧電ディスク１２２と絶縁体ディスク１４０との間にそれぞれ配置される。

絶縁体ディスク１３８、１４０は、圧電ディスク１２２のスタックをプローブ１０６から電気的に絶縁するように働き、そのスタックをフローティング出力にする。

上述の超音波外科装置を使用する方法は、ワイヤ又はケーブル１１６を与えることと、そのワイヤ又はケーブルの一端を電気コネクタ１１２に作用可能に結合し、他端を電気接地１１８に作用可能に結合することと、患者ＰＴの有機組織ＯＴと接触してプローブ１０６の作用先端１３４を配置することとを含む。作用先端１３４が有機組織ＯＴと接触している間に、変換器アセンブリにプローブ１０６での超音波周波数の機械的な定在波を発生させるために、波形発生器１１０から変換器アセンブリ１０８に交流電圧を伝導する。それと同時に、電気回路１１４、コネクタ１１２及びワイヤ又はケーブル１１６を通じて、プローブ１０６から接地１１８へ漏洩電流を伝導する。

その方法は更に、術中神経モニタリング装置１３６を与えることと、その術中神経モニタリング装置を、プローブ１０６の作用先端１３４と患者ＰＴの有機組織ＯＴとの接触点に近接して患者ＰＴに作用可能に接続することと、患者の神経系の活性化又は刺激を検出するために術中神経モニタリング装置１３６を作動させることとを想定する。

変換器アセンブリ１０８は、２枚の絶縁ディスク１３８、１４０を含み、これらは圧電ディスク又は圧電セラミックディスク１２２のスタックと、前部駆動部１２０及び後部駆動部１２４との間にそれぞれ備えられる。絶縁ディスク１３８、１４０は、金属のプローブ１０６をディスク１２２及び通電又は電圧印加回路要素１２８、１３０、１３２から絶縁するように働く。本発明は、そうでなければ変換器アセンブリ１０８からプローブ１０６を通って患者に入るかもしれない漏洩電流を低減又は排除する。

ハンドピース１０４後部の金属のコネクタ又はスパッド１１２は、プローブ１０６がＲＦ電流のための搬送体になるように、ＲＦ焼灼装置の結合を可能にするために従来技術の器具に備えられる。ワイヤ又はケーブル１１６は、青い単極焼灼ケーブル（部品番号ＣＦＳＭ６−Ｃ１３０）の形態を取り得る。ケーブル１１６は通常、パワーコンソール又はキャビネット１４６の後面パネル１４４ｆでのねじ端子１４２（図２）を介して接地１１８に接続される。その場合、アダプタ又はシャント部材１４８が備えられる。アダプタ又はシャント部材１４８は、一端をケーブル１１６内に挿入可能なピンであり、他端に接地ねじ端子１４２の周りに挿入するためのアイレット又はループ１５０を備えている。

図３〜７は、神経系の手術で特に有用な超音波吸引装置である装置１０２の特定の実施形態を示す。ミソニクスインコーポレイテッドのSonastar FLV-12801は、そのような吸引装置である。図３〜７に示された部品と上述の部品は、上述された同じ参照符号を付されている。ハンドピース１０４は、電気ソケット１５６を有する端部キャップ１５４を備えたハウジング１５２を含み、電気ソケット１５６を通じてリード線１２８、１３０（図１、図４、及び図５）との接続がなされる。端部キャップ１５４はまた、破壊された組織を吸引するための出口又は結合部１５８を有する。その装置の遠位端は、潅注チューブ（図示せず）を取り付けるためのポート又はコネクタ１６２を有するシース１６０を含む。

別の実施形態（図示せず）では、接地への接続は、用いられる回路に電気的に接続された導体によってハンドピースケーブル（１５６で接続される）を通じてなされる。その場合、電気ソケット１５６は、プローブ１０６の接地及びプローブでの超音波定在波の発生を可能にするコネクタを形成する。そして、ワイヤ又はケーブル１１６は、電気ソケット１５６を介して器具に接続される。

図６は、近位方向にわずかに取り外された端部キャップ１５４を示す。端部キャップ１５４は、ボルト１２６の延長部に機械的かつ電気的に接続された金属ライナ１６４を内部に備える。ライナ１６４は、後部駆動部１２４を覆って取り付けられており、後部駆動部１２４に係合してもよい。ライナ１６４は、後方に延びる金属のフィンガ１６６を有し、それはその外端においてコネクタ又はスパッド１１２（図７も参照）として働く。

本発明を特定の実施形態及び用途について説明したが、当業者は、この教示に照らして、本発明の精神を逸脱し又はその範囲を超えることなく、更なる実施形態及び改良をもたらすことが可能である。したがって、本明細書における図面及び説明は、本発明の理解を容易にするために例として提供されており、本発明の範囲を限定するように解釈されるべきではないことを理解されたい。

１０２超音波外科装置
１０４ハンドピース
１０６プローブ
１０８電気機械変換器アセンブリ
１１０波形発生器
１１２電気コネクタ又はスパッド
１１４電気回路
１１６ワイヤ又はケーブル
１１８電気接地
１２０前部駆動部
１２２圧電ディスク
１２４後部駆動部
１２６ボルト
１２８、１３０リード線
１３２電極
１３４プローブの作用先端
１３６術中神経モニタリング装置
１３８、１４０絶縁体ディスク
１４２ねじ端子
１４４ｆ後面パネル
１４６パワーコンソール又はキャビネット
１４８アダプタ又はシャント部材
１５０アイレット又は円形構造
１５２ハウジング
１５４端部キャップ
１５６電気ソケット
１５８端部キャップの出口又は結合部
１６０シース
１６２シースのポート又はコネクタ
１６４金属ライナ
１６６フィンガ
ＯＴ有機組織
ＰＴ患者

Claims

ハンドピースと、
前記ハンドピース内に配置された電気機械変換器アセンブリと、
前記ハンドピースの遠位端に取り付けられたプローブと、
前記ハンドピースに少なくとも間接的に取り付けられた電気コネクタと、
前記プローブを前記電気コネクタに電気的に接続する電気回路と、
ワイヤ又はケーブルと
を含み、前記変換器アセンブリは、超音波周波数の電気波形エネルギーを超音波振動エネルギーに変換するように構成され、前記プローブは、前記変換器アセンブリに動作可能に接続され、前記ワイヤ又はケーブルは、一端で電気コネクタに、他端で電気接地に作用可能に結合される、超音波外科装置。
前記変換器アセンブリは、前部駆動部と、圧電ディスクのスタックと、後部駆動部と、前記後部駆動部を前記前部駆動部に接続するボルトとを含み、前記電気回路は、前記前部駆動部と、前記ボルトと、前記後部駆動部とを含む、請求項１に記載の外科装置。
前記圧電ディスクのスタックがフローティングスタックである、請求項２に記載の外科装置。
前記ハンドピースは近位端に端部キャップを有し、該端部キャップは金属ライナを含み、該金属ライナは、前記電気コネクタまで延びる突出フィンガを含み、前記電気回路は、前記金属ライナと前記突出フィンガとを更に含む、請求項２に記載の外科装置。
超音波外科装置を使用する方法であって、該超音波外科装置は、ハンドピースと、前記ハンドピース内に配置された電気機械変換器アセンブリと、前記ハンドピースの遠位端に取り付けられたプローブと、前記ハンドピースに少なくとも間接的に取り付けられた電気コネクタと、前記プローブを前記電気コネクタに電気的に接続する電気回路とを含み、前記変換器アセンブリは、超音波周波数の電気波形エネルギーを超音波振動エネルギーに変換するように構成され、前記プローブは、前記変換器アセンブリに動作可能に接続され、前記方法は、ワイヤ又はケーブルを与えることと、該ワイヤ又はケーブルの一端を前記電気コネクタに、他端を接地に作用可能に結合すること、患者の有機組織と接触させて前記プローブの作用先端を配置することと、前記作用先端が前記有機組織と接触している間に、前記変換器アセンブリに交流電圧を伝導して、前記変換器アセンブリに前記プローブでの超音波周波数の機械的な定在波を発生させることと、前記作用先端が前記有機組織と接触している間に、前記電気回路、前記コネクタ及び前記ワイヤ又はケーブルを通して漏洩電流を前記プローブから接地へ伝導することとを含む、方法。
術中神経モニタリング装置を与えることと、該術中神経モニタリング装置を前記プローブの前記作用先端と前記患者の前記有機組織との接触点に近接して前記患者に作用可能に接続すること、神経系の活性化を検出するために前記術中神経モニタリング装置を作動させることを更に含む、請求項５に記載の方法。