JP2023549358A - 骨アンカおよびスタイレット挿入のための動力モジュール - Google Patents

Abstract

本明細書に開示されているのは、カニューレ付き骨アンカおよびスタイレットの挿入のためのパワーモジュールおよび方法である。本明細書に開示されるパワーモジュールは、モータからの動力の下で骨アンカおよびスタイレットの挿入を調整可能に制御するように構成される。特定の実施形態において、モータは、パワーハンドピースに含まれることがある。本明細書に開示されるパワーモジュールは、被験者の骨に骨アンカおよびスタイレットを挿入するためにパワーハンドピースをネジ回しに解放可能に結合するようにさらに構成されることがある。

Description

（関連出願の参照）
本特許出願は、２０２０年１１月１２日に出願された米国特許仮出願第６３／１１２，８１６号および２０２１年４月１２日に出願された米国特許仮出願第６３／１７３，９４４号に対する優先権を主張する。

脊椎は、運動性、支持、および平衡のためにヒト生理学において重要である。脊髄損傷は、患者を衰弱させることができ、あるいは壊滅的であることができる。脊椎にある小さな不規則性さえも、壊滅的な痛みおよび協調の損失を引き起こし得る。

椎間板の位置ずれ、損傷、または変性の問題を矯正するために、外科的処置が一般的に行われる。幅広い脊椎手術は、骨アンカを挿入することを含む。挿入されるべき骨アンカの遠位先端を越えて延びるスタイレットを使用することは、骨アンカの正確かつ効率的な挿入を容易にすることがある。

本明細書に開示されているのは、骨内へのスタイレットおよび骨アンカの前進を可能にするデバイスである。本明細書に開示されるデバイスは、動力(電力)の下で２つの別個のモードで作動することができる。第１のモード、すなわち、スタイレット前進モードにおいて、スタイレットは、所定の速度で、例えば、第１のトルクを伴って毎分１５００回転で（ｒｍｐ）で、動力の下で前進および／または回転させられることができる。第２のモード、すなわち、ネジモードでは、クラッチ機構を使用してネジ回しを制御して、スタイレットモードよりも低い速度および第１のトルクよりも高い第２のトルクで骨アンカを駆動することができる。本明細書に開示されているのは、パワーハンドピース、および医療器具にその近位端で取り付けられることができるパワーモジュールである。適切な取り付け具(fitting)をその近位端に有する任意の器具、例えば、正方形のフラットを有するネジ回しが、例えば、ボール戻止めおよび／または嵌合する雌ネジ構成のような、パワーモジュール上の相補的な構成を使用して、任意に取り付けられることができる。次に、スタイレットは、医療器具の遠位端上の挿管を通じて並びにパワーモジュールを通じて挿入されることができる。パワーモジュール上のトリガを引っ張ってスタイレットを延出させることができる。トリガは、任意に、ボールベアリング、コレット、またはロック用傾斜コイルバネを用いて摩擦ロックを作動させて、スタイレットをドライブシャフトに接続することができる。動力の下で、パワーハンドピースのスピン設定でスタイレットを駆動することができる。ネジモードに切り替えるために、デバイスによって触覚またはオーディオフィードバックが提供されるまで、器具の遠位端にあるクラッチ機構を回転させることができる。この時点で、ドライブシャフトを遊星ギアシステムに連結させて、所定のギア比、例えば、５：１でパワーハンドピースの速度を減少させ、トルクを増加させることができる。ネジモードにおけるクラッチ機構は、遊星歯ギアを雌の正方形構成に結合して、ネジ回しを駆動させることがある。

本明細書に開示されているのは、動力の下で２つの別個のモードにおいてスタイレットおよび骨アンカの前進を可能にするデバイスである。動力の下でスタイレットを遠位に前進させることができる。保存構成が、スタイレットを自動的にロックすることができる。スタイレットをドライブシャフトに回転的に拘束して、スタイレットがパワーハンドピースの速度設定で回転されることを可能にすることができる。器具上のトリガを引っ張って、スタイレットを骨アンカの先端を越えた特定の深さまで前進させ、スタイレットを後退させて骨アンカ先端に近接するように戻すことができる。

本明細書に開示されているのは、スタイレットの迅速接続保持構成である。迅速接続保持構成は、動力の下で使用されるときに、スタイレットが高速、例えば、１５００ｒｐｍで回転し、椎弓根ネジの軌跡計画またはパイロット穴作成のために並進することを可能にすることがある。迅速接続保持構成は、スタイレットが、迅速接続保持のためにパワーモジュールの近位端に受動的に装填されることを可能にすることがある。スタイレットを遠位に押すことは、傾斜コイルバネをスタイレットにある溝と係合させることができる。ドライブシャフトの入力速度は、スタイレットに直接転送させて、同じ速度で回転させることができる。トリガまたはレバーを使用して、スタイレットおよびドライブシャフトの一部分を遠位に押して、スタイレットの前進を可能にすることができる。スタイレットは、トリガに対する押す力が取り除かれると後退することがある。

本明細書に開示されているように、いくつかの実施形態において、スタイレットは、スタイレットを回転的に拘束し得るように、パワーモジュールのドライブシャフトを通じる挿管と嵌合する断面形状、例えば、正方形断面を有する近位部分または構成要素を含む。近位部分または構成要素は、ｋ－ワイヤに結合され、例えば、溶接され、パワーモジュールへのｋ－ワイヤの結合を容易にすることがある。パワーモジュールが動力の下で駆動されるとき、スタイレットは、パワーハンドピースの速度と同じ速度で同時に自動的に回転するように構成される。エネルギ付勢要素、例えば、傾斜コイルバネを使用して、スタイレットにある溝と係合させて、使用のためにスタイレットを保持することがある。溝は、特定の実施形態において、近位部分または構成要素に配置されることがある。代替的に、エネルギ付勢要素は、スタイレットにある１つよりも多くの溝と共に使用されてよい。スタイレットを溝に装填することは、張力荷重からの永久的なロックを生むことがある。スタイレットを取り外すために、ユーザは、スタイレットを第２の溝内に遠位に押し込んで、エネルギ付勢要素を再配向して、容易な取り外しを可能にすることができる。スタイレットは、延出および／または引込のためのスタイレットの制御を可能にするために、例えば、３つのピースを有する、伸縮式ドライブシャフト内に装填されることができる。トリガの作動は、スタイレットを２つのドライブシャフト構成要素に沿って並進させるように構成されることがあり、２つのドライブシャフト構成要素は、全て互いに回転的に拘束される。

本明細書に開示されているものは、幾つかの実施形態において、２つの独立した駆動モードの間で切り替わるために、遠位キャップが駆動構成と係合するかあるいは駆動構成から外れるように回転されることを可能にするパワーモジュールの構造要素である。１つの駆動モードは、例えば、迅速接続カプリングのような、正方形カプリングを、遊星ギアシステムに結合して、減少した速度、例えば、約３００ｒｐｍ、および増大したトルク、例えば、約１００インチ－ポンド（ｉｎ－ｌｂ）で、骨アンカ、例えば、椎弓根ネジ内で駆動することができる。第２の駆動モードは、正方形の急速接続を遊星ギアシステムから切断して、増大した速度、例えば、約１５００ｒｐｍ、および減少したトルク、例えば、約２０ｉｎ－ｌｂで、スタイレットまたはｋワイヤ内で駆動することができる。パワーモジュール上の遠位キャップは、保持リングを介して遠位ハウジングまたはカバーに並進的に固定されることができる。遠位キャップを回転させることは、遠位カバーまたはハウジングに回転的に拘束されるプッシャ(pusher)構成要素を並進させることができる。プッシャ構成要素を並進させることは、例えば、クラッチおよびクラッチ係合を介して、ギアキャリアとの係合を可能にすることができる。遠位キャップを逆方向に回転させることは、プッシャ構成要素を後退させ、ギアキャリアから係合解除することができる。ボール戻止めを追加して、触覚およびオーディオフィードバックを提供し、クラッチ機構を２つの駆動モードにおいて保持してよい。バネは、使用時に２つのクラッチ面が自動的に整列されかつ適切に係合されることを可能にすることができる。

前述の要約および以下の詳細な記述によれば、本開示の第１の態様では、パワーモジュールが提供され、パワーモジュールは、モータからの動力の下で、骨アンカおよびスタイレットの挿入を調整可能に制御するように構成される。モータは、例えば、パワーハンドピースの構成要素であることがある。パワーモジュールは、ドライブシャフトを含むことがあり、ドライブシャフトは、モータに動作的に結合され、モータの回転速度に等しい第１の速度で回転するように構成される。ドライブシャフトは、伸縮式ドライブシャフトであることがあり、第１のドライブシャフト部材、第２のドライブシャフト部材、および第３のドライブシャフト部材を含むことがあり、第２のドライブシャフト部材は、第１のドライブシャフト部材および第３のドライブシャフト部材に対して並進(平行移動)可能である。カニューレが、各ドライブシャフト部材を通じて設けられる。第１のエネルギ付勢要素が、第２のドライブシャフト部材のカニューレ内に配置され、第１のエネルギ付勢要素は、スタイレットに結合するように構成され、それによって、スタイレットを第２のドライブシャフト部材に並進的にかつ回転的にロックする。

カバーが、パワーモジュールの少なくとも一部分の上に配置されることがあり、伸縮式ドライブシャフトは、カバーに対して回転可能であり、第１のドライブシャフト部材および第３のドライブシャフト部材は、カバーに対して並進可能に固定される。カバーは、一体的に形成されてよく、あるいは２つ以上のカバー構成要素を含んでよく、2つ以上のカバー構成要素は、例えば、ネジ山付き接続、接着剤、または溶接によって互いに固定されることがある。

ドライブシャフトは、第１動作モード、例えば、スタイレット前進動作モードにおいて、カニューレ内のスタイレットに係合し、それによって、スタイレットを第１の回転速度で回転させるように構成される。スタイレットトリガが、第２のドライブシャフト部材に連結されることがあり、係合時に、スタイレットトリガは、第１および第３のドライブシャフト部材に対して遠位方向における第２のドライブシャフト部材の並進を引き起こすように構成される。

パワーモジュールは、その近位端でドライブシャフトに結合可能であり、かつその遠位端で医療器具、例えば、ネジ回しに結合可能であるように構成される、ギアシステムをさらに含むことがあり、ギアシステムおよび医療器具の各々は、軸方向に延びるカニューレを含み、スタイレットの少なくとも一部が、カニューレを通じて延在する。ギアシステムは、ドライブシャフトの遠位端に結合可能でありかつ第１の回転速度で回転するように構成される太陽ギアと、太陽ギアと結合しかつ第１の速度よりも遅い速度で回転するように構成されるギアキャリアと、ギアキャリアによって支持されかつギアキャリア上に固定される軸の周りで回転するように構成される１つ以上の遊星ギアと、ギアキャリアおよび１つ以上の遊星ギアの周りに配置されたリングギアとを含み、１つ以上の遊星ギアの各々は、カバーの内側表面上のリングギア上でより遅い速度で回転する。第１のクラッチ、すなわち、駆動クラッチが、ギアキャリアと係合するように構成されることがあり、遠位キャップの態様に対応する第２のクラッチが、第１のクラッチに対して軸方向に並進しかつ第１のクラッチと解放可能に係合するように構成されることがある。１つ以上のベアリングが、カバーとギアシステムとの間にあるいはカバーとドライブシャフトとの間に配置されることがある。

第１の動作モードにおいて、ギアシステムは、ドライブシャフトから係合解除されるように構成され、例えば、第２のクラッチは、遠位に並進しかつ第１のクラッチから係合解除されるように構成される。第２の動作モード、例えば、ネジ前進モードにおいて、ギアシステムは、ドライブシャフトと係合するように構成される。具体的には、第２のクラッチは、近位に並進しかつ第１のクラッチと係合するように構成される。第１のクラッチ、第２のクラッチ、ギアキャリア、および医療器具は、互いに回転的に固定される。これは、医療器具が第２回転速度で回転するように構成されるように、ドライブシャフトの入力第１回転速度から、第１速度よりも遅い出力第２回転速度への減少を引き起こす。

遠位キャップが設けられることがあり、遠位キャップは第２のクラッチと回転可能に係合するように構成され、それによって、パワーモジュールを第１の動作モードと第２の動作モードとの間でシフトさせる。遠位キャップは、第１の方向においてカバーに対して回転可能であるように構成され、それによって、第２のクラッチを遠位に並進させかつ第１のクラッチから係合解除させ、それによって、スタイレット前進モードで動作するようにデバイスを構成する。遠位キャップは、第２の反対方向においてカバーに対して回転可能であるようにさらに構成され、それによって、第２のクラッチを近位に並進させかつ第１のクラッチと係合させ、それによって、デバイスをネジモードにおける動作のために構成する。医療器具の近位端を第２のクラッチに可逆的に結合するように構成される迅速接続カプリングが設けられることがあり、器量器具は、医療器具の近位端が第２のクラッチに結合されるときに、第２のクラッチに回転的に固定される。

本開示の第２の態様によれば、パワーモジュールが提供され、パワーモジュールは、モータからの動力の下で骨アンカおよびスタイレットの挿入を調整可能に制御するように構成され、パワーモジュールは、カニューレをその中に含む伸縮式ドライブシャフトであって、カニューレは、スタイレットと係合するように構成される、伸縮式ドライブシャフトと、パワーモジュールを、モータを含むパワーハンドピースに解放可能に結合するように構成される、迅速接続構成とを含む。迅速接続構成は、管腔をその中に有する外側シャフトと、外側シャフトの管腔内に配置される内側シャフトとを含む。内側シャフトは、内側シャフトの長さに沿った第１の直径と、内側シャフトの遠位端における第２のより大きな直径と、第１の直径から第２の直径への移行をもたらすテーパ状の部分とを含む。テーパ状の部分は、滑らかにまたは連続的にテーパ状にされることがあり、あるいは湾曲したおよび／またはショルダ付きの表面構成を含むことがある。外側シャフトは、スタイレットの近位端を外側シャフトの遠位端に解放可能に連結するように構成されたテーパ状の保持クリップをさらに含むことがある。

パワーモジュールのさらなる構成は、伸縮式ドライブシャフト内のカニューレの内側表面に配置された第１の溝と、外側シャフト内の対応する溝と、内側シャフトのテーパ状の部分に隣接して外側シャフトの管腔内に配置された少なくとも１つのボールベアリングとを含む。接続された位置において、少なくとも１つのボールベアリングは、外側シャフト内の第２の対応する溝を通じて半径方向外向きに、伸縮式ドライブシャフト内の第１の溝内に延び、それによって、外側シャフトを伸縮式ドライブシャフトと軸線方向係合においてロックする。切断位置において、内側シャフトは、遠位方向に並進するように構成され、それによって、少なくとも１つのボールベアリングをテーパ状の部分に沿って半径方向内向きに移動させ、かつ第１の溝および第２の対応する溝を出させ、それによって、外側シャフトおよび伸縮式ドライブシャフトの軸方向係合を解除する。

本開示の第３の態様において、第１の態様および第２の態様の構成は、第１の態様に関して記載される構成ならびに第２の態様に関して記載される構成を含む単一のデバイスに組み合わされることがある。

本開示の第４の態様では、例えば、迅速接続構成によって、パワーハンドピースと接続されるパワーモジュールを含む、骨アンカ挿入のためのシステムが提供される。パワーモジュールは、スタイレット管理ユニット、減速ユニット、および駆動モードスイッチユニットを含むことがある。迅速接続ユニットが、パワーモジュールをネジ回しに可逆的に結合するためにさらに設けられることがある。システムは、本明細書に記載されるような骨アンカおよびパワーモジュール内に挿入されるスタイレット、および挿入されるべき骨アンカをさらに含むことがある。

接続位置において、外側シャフトは、伸縮式ドライブシャフトの一部分およびカニューレ内のスタイレットの近位端と係合するように構成され、切断位置において、外側シャフトは、伸縮ドライブシャフトおよびスタイレットの近位端から係合解除するように構成される。

本発明のこれらおよび他の態様、利点、および顕著な構成は、添付の図面と併せて理解されるときに、本発明の実施形態を開示する以下の詳細な説明から明らかになるであろう。図面において、同等の部分は、図面を通じて同等の参照符号によって示される。

本開示の実施形態による、パワーモジュール、パワーハンドピース、スタイレット、およびネジ回しを含む、システムの斜視図を示している。

本開示の実施形態による、図１に示すようなパワーモジュールの断面図を示している。

本開示の実施形態による、図２に示すパワーモジュールのスタイレット管理ユニットの断面図を示している。

本開示の実施形態による、図３Ａのスタイレット管理ユニット内に配置されたスタイレットの一部分の拡大断面図を示している。

本開示の実施形態による、図２に示すパワーモジュールの減速ユニットの断面図を示している。

本開示の実施形態による、図２に示すパワーモジュールの駆動モードスイッチユニットおよび迅速接続ユニットの断面図を示している。

本開示の実施形態による、骨アンカの態様の斜視図を示している。

本開示の実施形態による、骨アンカの態様の斜視図を示している。

本開示の実施形態による、骨アンカの態様の側面図を示している。

本開示の実施形態による、骨アンカの態様の断面図を示している。

本開示の実施形態による、その遠位先端から見たときの骨アンカの態様の頂面図を示している。

本開示の実施形態による、パワーハンドピース、スタイレット、およびネジ回しに結合された、パワーモジュールの断面図を示している。

本開示の実施形態による、図７に示すパワーモジュールのスタイレット管理ユニットの拡大断面図を示している。

本開示の実施形態による接続状態における、迅速接続機能を含む、図８におけるスタイレット管理ユニットの態様の断面図を示している。

本開示の実施形態による、切断状態における迅速接続機能を含む、図８および図９Ａにおけるスタイレット管理ユニットの態様の断面図を示している。

本開示の実施形態による、図８におけるスタイレット管理ユニットの態様の拡大断面図を示している。

本開示の実施形態による視覚インジケータを含む、図２のパワーモジュール１００の部分の斜視図を示している。 本開示の実施形態による視覚インジケータを含む、図２のパワーモジュール１００の部分の斜視図を示している。

本開示の図面は、必ずしも縮尺通りではないことに留意されたい。図面は、本開示の典型的な態様のみを示すことを意図しており、従って、本開示の範囲を限定するものと考えられるべきでない。図面において、同等の番号付けは、図面間で同等の要素を表している。

本開示の態様は、骨アンカ、例えば、カニューレ付き骨アンカ、およびその中に配置されたスタイレットの挿入を含む処置における使用のために構成されたデバイスおよびモジュールを含む。

本明細書に開示されるとき、骨アンカ(bone anchor)という用語は、骨ファスナ、ファスナ、固定ネジ、脊椎固定ネジ、骨ネジ、椎弓根ネジ、および当該技術分野で知られている他の用語と交換可能に使用され、これらの用語と均等および同義であると考えられる。ネジ回し(driver)という用語は、当業者に理解されるように、ネジ回し(screw driver)または骨アンカの挿入を駆動する任意のデバイスと交換可能に使用され、これらと均等および同義であると考えられる。スタイレット(stylet)という用語は、ｋワイヤ(k-wire)、ガイドワイヤ、およびワイヤという用語と交換可能に使用され、均等および同義語であると考えられる。近位(proximal)という用語の使用は、方向Ｐとして図（例えば、図１）に示される被験体(subject)への要素の取り付けから離れる方向を指す一方で、遠位(distal)という用語の使用は、方向Ｄとして図（例えば、図１）に示される被験体への要素の取り付けに向かう近位方向とは反対の方向を指す。

図を参照すると、カニューレ付き骨アンカ、および骨アンカのカニューレ付き構成内に配置されたスタイレットの挿入のための、パワーモジュール(電力モジュール)が本明細書に開示されている。図１は、骨アンカおよびスタイレット挿入システム１０の文脈におけるパワーモジュール１００を図示している。パワーモジュール１００は、パワーモジュール１００の近位端でパワーハンドピース４００(電力ハンドピース)に結合されるように構成される。パワーハンドピース４００は、出力速度で軸方向回転を駆動するように構成されたモータ４１０を含むことがある。パワーモジュール１００は、スタイレット２００および骨アンカ５００（図６Ａ～図６Ｅ）を被験体の骨に挿入するために、パワーモジュール１００の遠位端でネジ回し３００に結合するように構成されることがある。

図２に示すように、パワーモジュール１００は、スタイレット管理ユニット６００、減速ユニット７００、駆動モードスイッチユニット８００、および迅速接続ユニット９００(quick connect unit)のうちの１つ以上を含むことがある。いくつかの実施形態において、パワーモジュール１００は、カバー１０２の内腔内に、各ユニットに関して全体的にまたは部分的に、スタイレット管理ユニット６００、減速ユニット７００、および駆動モードスイッチユニット８００を囲む、ハウジングまたはカバー１０２を含むこともある。様々な実施形態において、カバー１０２は、一体的に形成されることがあり、あるいは、カバー１０２は、２つ以上のカバー構成要素から形成されることがある。例えば、カバー１０２は、第１のカバー構成要素１０２ａ、第２のカバー構成要素１０２ｂ、および一部の実施形態では第３のカバー構成要素１０２ｃから構成されることがあり、これらの各々は、例えば、相補的な雄および雌のネジ山付き接続によって、当技術分野で知られている別の相補的な接続によって、あるいは接着剤または溶接の使用によって、互いに結合されるように構成されることがある。図２に示される例示的な実施形態において、第１のカバー構成要素１０２ａは、スタイレット管理ユニット６００の少なくとも一部分を覆う。第２のカバー構成要素１０２ｂは、例えば、相補的なネジ山付きコネクタの嵌め合い係合(mating engagement)、溶接、接着または他の手段によって、第１のカバー構成要素１０２ａの遠位端に結合部１１９ａ(coupling)で結合されるように構成される。第２のカバー構成要素１０２ｂは、第３のカバー構成要素１０２ｃの近位端に、その遠位端で同様の方法で、結合部１１９ｂで結合さるようにさらに構成されることがある。カバー１０２は、本明細書においてさらに議論される遠位キャップ１０３と結合するようにさらに構成されることがある。

軸方向安定性を提供および／またはし維持し、パワーモジュール１００の使用中の揺れ(wobble)を防止し、本明細書に記載される方法で互いに対する構成要素の接続および整列を維持するために、ベアリング(軸受)が、カバー１０２と、パワーモジュール１００の内部ユニット、例えば、ユニット６００、７００、８００および／または９００との間にさらに配置されることがある。例えば、図２および図３Ａに示す実施形態では、第１のベアリング１２０ａが、カバー１０２とスタイレット管理ユニット６００の構成要素との間に配置されることがある。より具体的には、第１のベアリング１２０ａは、第１のカバー構成要素１０２ａとドライブシャフト１０６、例えば、第１のドライブシャフト部材１０６ａとの間に配置されることがある。図２および図４に示すように、第２のベアリング１２０ｂが、カバー１０２と減速ユニット７００の構成要素との間に配置されることがある。より具体的には、第２のベアリング１２０ｂは、第２のカバー構成要素１０２ｂとギアキャリア１０７との間に配置されることがある。さらに、図２および図５に示すように、第３のベアリング１２０ｃが、カバー１０２と駆動モードスイッチユニット８００の構成要素との間に配置されることがある一方で、第４のベアリング１２０ｄが、カバー１０２と駆動モードスイッチユニット８００および／または迅速接続ユニット９００の構成要素との間に、例えば、遠位キャップ１０３とシャフト１１８との間に、それぞれ配置されることがある。

図３Ａは、パワーモジュール１００（図１）のスタイレット管理ユニット６００の特定の構成を図示している。図１に関して記載したように、スタイレット管理ユニット６００は、スタイレット２００をパワーモジュール１００にロックし、スタイレット２００をパワーモジュール１００に対して前進させるか(advance)あるいは後退させ(retract)、スタイレット２００をパワーモジュール１００から除去する、ように構成される。スタイレット管理ユニット６００は、２つ以上のドライブシャフト部材１０６ａ、１０６ｂなどを含む、伸縮式ドライブシャフト１０６を含むことがある。図３Ａに図示するように、伸縮式ドライブシャフト１０６は、第１のドライブシャフト部材１０６ａ、第２のドライブシャフト部材１０６ｂ、および第３のドライブシャフト部材１０６ｃを含むことがある。しかしながら、ドライブシャフト１０６は、本開示から逸脱することなく任意の数のドライブシャフト部材１０６ａ、１０６ｂなどを含み得ることが理解されるべきである。ドライブシャフト１０６のドライブシャフト部材１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃは、組み立てられると連続カニューレを提供するように構成される、各部材を通じて配置される、挿管１２１(cannulation)を含むことがあり、カニューレ１２１(cannula)は、スタイレット２００の挿入を受け入れるように構成される。

スタイレット２００は、その近位端で非円形断面の幾何学的形状を含むように構成および成形されることがある。例えば、スタイレット２００の近位部分または端は、当該技術分野で知られているように、正方形、長方形、六角形、星形、または他の非円形である断面形状を有することがある。ドライブシャフト部材１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃなどにおける挿管１２１は、相補的な非円形の断面形状を有することがある。具体的には、幾つかの場合において、スタイレット２００（図１および図３Ｂ）は、伸縮式ドライブシャフト１０６を通じて挿管１２１の雌断面幾何学的形状と嵌合する、かつ／あるいは挿管１２１の雌断面幾何学的形状との相補的適合を有する、その近位部分における雄断面幾何学的形状、例えば、正方形または六角形断面を含むことがある。これは、ドライブシャフト１０６に結合されると、ドライブシャフト１０６へのスタイレット２００の回転的な固定を容易にすることがある。

パワーモジュール１００（図１）が、動力(電力)の下で、例えば、パワーハンドピース４００（図１）によって駆動されるとき、スタイレット２００は、パワーハンドピース４００によって出力される方向および速度でスピンする(spin)、すなわち、回転する(rotate)ように構成されることがある。例えば、傾斜コイルバネであることがある、エネルギバイアス要素１０４（図３Ａ～図３Ｂ）が、スタイレット２００にある溝２０１（図３Ｂ）と係合してスタイレット２００を第２のドライブシャフト部材１０６ｂにロックするために使用されることがある。代替的に、スタイレット２００は、エネルギバイアス要素１０４がスタイレット２００にある１つよりも多くの溝と係合することがあるように、１つよりも多くの溝を含むことができる。例えば、図３Ｂに示すように、スタイレット２００は、第１の溝２０１と、第１の溝２０１に近接して位置付けられる第２の溝２０２とを含むことがある。この例では、第１の溝２０１を使用する装填スタイレット２００(loading stylet)が、引張荷重からロックを作り出すことがある。スタイレット２００を除去するために、ユーザは、エネルギバイアス要素１０４を再位置決め(再配向)して、近位方向における容易な除去を可能にするために、第１の溝２０１に対して近位に位置する第２の溝２０２に到達するように、スタイレット２００を遠位に押すことができる。図３Ｂに図示する実施形態に示すように、スタイレット２００は、例えば、溶接を介して、近位端接続部に結合される、ｋワイヤを含むことがあり、溝２０１および２０２は、もし存在するならば、ｋワイヤに結合されるスタイレット２００の近位部分に配置されることがある。よって、スタイレット２００は、以下にさらに記載するように、ｋワイヤとドライブシャフト１０６との間の回転結合を容易にする。

スタイレット２００は、延出(extension)および引込(retraction)のためのスタイレット２００の制御を可能にするために、伸縮式ドライブシャフト１０６の管腔または挿管１２１内に装填されることができる。第２のドライブシャフト部材１０６ｂは、第１のドライブシャフト部材１０６ａおよび第３のドライブシャフト部材１０６ｃに対して並進(平行移動)可能であるように構成される一方で、第１のドライブシャフト部材１０６ａおよび第３のドライブシャフト部材１０６ｃは、例えば、保持リングおよび半径方向ベアリングを介して、カバー１０２に並進的に固定される。伸縮式ドライブシャフト１０６は、パワーモジュール１００（図１）のカバー１０２に対して回転可能であるように構成されることがある。互いに対して回転制約される伸縮式ドライブシャフト１０６およびスタイレット２００は、例えば、毎分約１５００回転（ＲＰＭ）であることがある、パワーハンドピース４００（図１）の出力速度で回転するように構成される。スタイレットトリガ１０１は、トリガ１０１を近位方向に引っ張ることが、第２のドライブシャフト部材１０６ｂを第１のドライブシャフト部材１０６ａおよび第３のドライブシャフト部材１０６ｃに対して遠位方向に並進させ、それによって、スタイレット２００が遠位方向に前進することを可能にするように、第２のドライブシャフト部材１０６ｂに接続するように構成されることができる。

引き続き図３Ａを参照すると、スタイレット管理ユニット６００は、例えば、圧縮バネであることがある、エネルギバイアス要素１０５を含むことがある。エネルギバイアス要素１０５は、第２のドライブシャフト部材１０６ｂの管腔または挿管１２１内に配置されることがある。エネルギバイアス要素１０５は、ユーザがスタイレット２００とパワーモジュール１００との間の接続を解放すると、触覚フィードバックおよび／またはオーディオフィードバックをユーザに提供することがある。例えば、波形バネであることがある、別のバイアス要素１０１ａが、カバー１０２の管腔内に配置されることがある。バイアス要素１０１ａは、図２に示すように、トリガ１０１をその静止位置に復帰させるように構成された方法でバイアスされることがある。

図４を参照すると、パワーモジュール１００（図１）の減速ユニット７００の構成が図示されている。減速ユニット７００は、ドライブシャフトの速度を減速し、減速した速度での回転運動を、例えば、ネジ回し３００（図１）に出力する、ように構成される。減速ユニット７００は、スタイレット管理ユニット６００に対して遠位に配置されることがあり、これらの機能を実行するように構成された遊星歯車システムを含むことがある。具体的には、減速ユニット７００は、スタイレット管理ユニット６００（図３Ａ）の第３のドライブシャフト部材１０６ｃの遠位端に結合されるように構成された、その近位端にある太陽ギア１０８を含むことがある。太陽ギア１０８は、第３のドライブシャフト部材１０６ｃと同じ速度で、よって、パワーハンドピース４００（図１）の出力速度で回転するように構成される。ギアキャリア１０７が、対応するギア比に従って、太陽ギア１０８に結合し、太陽ギア１０８の速度よりも遅い第２の速度で回転する、ように構成されることがある。そのようなギア比は、特定の実施形態において、例えば、５：１であることがある。ギアキャリア１０７は、１つ以上の遊星ギア１１０を保持することがあり、遊星ギア１１０の回転軸は、ギアキャリア１０７に固定されることがある。１つ以上の遊星ギア１１０は、太陽ギア１０８と同一の速度で回転することもある。遊星ギア１１０は、カバー１０２の内面にあるリングギア１０９上で回転することができる。１つの特定の実施形態において、減速ユニット７００は、太陽ギア１０８の周りに均等に離間して分配された３つの遊星ギア１１０を含み、太陽ギア１０８は中央に配置される。ギアキャリア１０７は、実質的に円形である断面形状を含むことがある。

図５を参照すると、駆動モードスイッチユニット８００の構成が図示されている。駆動モードスイッチユニット８００は、駆動クラッチおよびネジ回しを作動させるために、第１のスタイレット前進モードと第２のネジモードとの間を切り替わるように構成される。いくつかの実施形態において、駆動モードスイッチユニット８００は、モード間でユーザによって移動可能であるように構成される遠位キャップ１０３を含むことがある。キャップとして本明細書に記載されているが、遠位キャップ１０３は、ノブまたは他の類似の構造であると考えられてもよい。遠位キャップ１０３は、並進可能であることがあるが、カバー１０２に回転的に固定されない。

遠位キャップ１０３は、嵌合クラッチ１１２との係合を容易にする構成を含むことがある。例えば、遠位キャップ１０３は、半径方向内向きに延びる１つ以上の螺旋スロット１１３を含むことがある。ピン１１４は、１つ以上の螺旋スロット１１３の各々の内に存在することがあり、その対応するスロット１１３内で半径方向内向きに延びるように構成することがある。各ピン１１４は、遠位キャップ１０３がユーザによって回転されると、プッシャ１１３ａ(pusher)上の対応する螺旋ピンスロット１１３内を進行するようにさらに構成されることがある。プッシャ１１３ａは、嵌合クラッチ１１２に並進的に固定されるように構成されることがある。

遠位キャップ１０３が、ユーザによって第1の方向、例えば、時計回りまたは反時計回りにネジモード位置まで回転されると、この回転は、カバー１０２に対して近位方向におけるプッシャ１１３ａおよび嵌合クラッチ１１２の並進を引き起こすので、嵌合クラッチ１１２は、ギアキャリア１０７（図４）の遠位端で駆動クラッチ１１１と係合する。例えば、波形バネであることがある、エネルギバイアス要素１１５は、嵌合クラッチ１１２を付勢して駆動クラッチ１１１と係合させるように構成されることがある。この係合が生じると、嵌合クラッチ１１２は、駆動クラッチ１１１およびギアキャリア１０７と同じ方向および同じ速度で回転するように構成されることがあり、それによって、嵌合クラッチ１１２とギアキャリア１０７およびネジ回し３００の各々との間の回転的に固定の関係の故に、ネジ回し３００（図１）も同じ方向および同じ速度で回転させる。このようにして、骨アンカ５００（図６Ａ～図６Ｅ）は、ネジ回し３００の遠位端に結合されることがあり、ネジモードの下で挿入されることがある。

遠位キャップ１０３が、上述のようなネジモードの方向とは反対の第２の方向、例えば、時計回り方向または反時計回り方向の他方に回転されると、ピン１１４の回転およびプッシャ１１３ａの並進は、嵌合クラッチ１１２が駆動クラッチ１１１から係合解除されるように、嵌合クラッチ１１２を遠位に移動させるように構成される。その結果、ネジ回し３００は、パワーハンドピース４００（図１）から外れ、ネジの回転および挿入は、停止する。

図５をさらに参照すると、パワーモジュール１００は、ネジ回し３００の近位端をパワーモジュール１００に結合するように構成される迅速接続ユニット９００を含むことがある。迅速接続ユニット９００は、プランジャ１１７と、その近位端でネジ回し３００の対応する構成と嵌合するように構成されたポケット１１６とを含むことがある。ポケット１１６は、プッシャ１１３ａおよび嵌合クラッチ１１２に回転的に固定される。ポケット１１６は、正方形の形状であることがあり、特定の実施形態では、具体的には、０．２５インチ正方形のポケットであることがある。しかしながら、他の幾何学的形状および寸法が使用されることもある。ボールベアリングおよび嵌合する雌構成、例えば、嵌合する雌の正方形の構成を使用して、迅速接続ユニット９００への結合を可能にしてよい。プランジャ１１７は、ボールベアリング１１７ａを押し出す傾斜した幾何学的形状を含んで、シャフト１１８との干渉嵌めをもたらすことがある。ポケット１１６は、ネジ回し３００の近位部分と嵌合し、サドルジョイント(鞍関節)を介してクラッチ機構との係合を維持する、ように構成されることがある。

図１～図５を参照して、次に、スタイレット前進モードのさらなる詳細を記載する。スタイレット前進モードにおいて、パワーモジュール１００は、骨内へのスタイレット２００の前進を引き起こすように構成される。このモードにおいて、スタイレット２００は、パワーモジュール１００の近位端から挿入されることができ、スタイレット管理ユニット６００によって所定の場所に回転的にロックされることができる。ロックされると、スタイレット２００は、パワーハンドピース４００の出力速度およびトルクで回転するように構成される。スタイレット２００は、骨アンカ５００（図６Ａ～図６Ｅ）の挿入のための骨調製(bone preparation)を容易にするために使用されることがある。出力速度は、例えば、約１５００ｒｐｍまでであることがあり、出力トルクは、例えば、約２０インチ－ポンド（in-lb.）であることがある。トリガ１０１は、ロックされたスタイレット２００を、骨アンカ５００の先端を越えて、例えば、切断部５０３、５０４(cuts)（図６Ａ、６Ｃ）を越えて遠位に延長するように、近位に引っ張られるように構成される。トリガが解放されると、スタイレット２００は、骨アンカ５００の遠位先端に近接する、例えば、切断部５０３、５０４に対して近位である、その元の位置に後退して戻る。

図１～図５を依然として参照すると、ネジモードにおいて、パワーモジュール１００は、骨アンカ５００（図６Ａ～６Ｅ）を骨内に前進させるように構成される。スタイレット前進モードからネジモードに切り替えるために、遠位キャップ１０３は、パワーモジュール１００によって触覚および／またはオーディオフィードバックが生成されるまで、上述のように第１の方向において回転されることがある。

図１１Ａ～図１１Ｂに示すように、ユーザは、現在のモードおよびスタイレット２００が延出されているか引き込まれているかを容易に視覚的に決定することができるように、視覚インジケータ１２３が、カバー１０２の外部に含まれることがある。図１１Ａは、スタイレット２００が引き込まれ、ネジモードがオフであることを示す位置にある、例示的インジケータを図示している一方で、図１１Ｂは、スタイレット２００が延出され、ネジモードがオンであることを示す位置にある、例示的インジケータを図示している。

ネジモードにおいて、パワーハンドピース４００の出力速度は、ドライブシャフト１０６の回転を同時に駆動するように構成される。減速ユニット７００は、駆動クラッチ１１１と嵌合クラッチ１１２との結合された係合を通じて、ドライブシャフト１０６における速度をより低い速度およびより大きいトルクに減速するように構成される。特定のより低い速度は、遊星歯車１１０、ギアキャリア１０７、太陽ギア１０８、およびリングギア１０９のギア比によって予め決定されることがある。予め決定されるより低い速度は、ネジ回し３００が回転する速度であり、従って、骨アンカ５００を、パワーハンドピース４００よりも低い速度で、しかしながら、挿入を容易にするより大きなトルクで、回転させる。例えば、ネジモードにおいて、ネジ回し３００は、例示的な５：１ギア比に従って、例えば１００インチ－ポンドのトルクを伴って、例えば、約３００ｒｐｍの速度で回転することがある。

図６Ａ～図６Ｅは、本明細書に記載される使用のための骨アンカ５００の例示的実施形態を示している。図示のように、骨アンカ５００は、外傷先端(trauma tip)を有するシャンク５０１を含むことがある。特定の実施形態において、骨アンカ５００は、直線状からネジ挿入のためにカスタマイズされたシャンク５０１（図６Ｃ）を含んで、有利には、如何なる椎弓根前処置(pedicle preparation)の必要性も排除する。その遠位端でのシャンク５０１の幾何学的形状は、スカイビング(skiving)を最小限に抑え、即時の骨係合(bone engagement)、自己タッピング(self-tapping)、および自己始動(self-starting)を可能にするように、カスタマイズされることができる。

シャンク５０１は、スタイレット２００（図１）またはｋワイヤをその中に挿入するための挿管５０７（図６Ｄ）を含むことがある。いくつかの実施態様において、シャンク５０１は、海綿質骨(cancellous bone)のために使用される。シャンク５０１は、二重リードネジ山(dual-lead thread)形態５０５を含むことがある。特定の実施形態において、ネジ山形態は、例えば、約０．１０８インチのピッチと、例えば、約０．２１６インチのリードとを有することがある。シャンク５０１は、シャンク５０１の遠位端または先端に２つの切断部５０３、５０４(cuts)を含むことがある。切断部５０３、５０４は、図６Ａに示されるように切断平面(cut plane)上にあることがあり、切断平面は、様々な実施形態において、約２５～約４５度、約３０～約４０度、または約３５度もしくは約４５度の範囲内の角度であることがある。図６Ａに示される特定の実施形態において、切断部５０３、５０４は、図６Ａに示されるように、３０度または４０度の切断面上にあることがある。いくつかの実施形態において、１つまたは２つの切断溝５０６(setting flutes)（図６Ａ～６Ｂ）が、自己タッピングおよび／または自己始動を可能にするために、シャンク５０１上に含まれることがある。シャンク５０１は、１つ以上の貫通穴５０２（図６Ａ、図６Ｃ、図６Ｄ）をさらに含むことがある。いくつかの実施態様において、溝５０６および先端切断部５０３、５０４は、両方とも、図６Ｅに示すように、シャンク５０１のネジ山５０５の始まりでクロックされる(clocked)。溝５０６は、図６Ａ～図６Ｂおよび図６Ｅに示されるように、大径が開始する場所をちょうど過ぎたところまで伸びて、より多くの材料が移動されるにつれて、材料の解放および自己タッピングを可能にすることがある。特定の実施形態では、１つ以上の溝５０６が、シャンク５０１の中心軸Ｏ（図６Ｅ）から約０．１インチのオフセット５０６ａを有することがある。切断溝５０６は、図６Ｅにも示されるように、ネジ５０５の始まりでクロックされることができ、２つの先端切断部５０３、５０４は、ネジ５０５の始まりでクロックされることができる。２つの切断先端５０３、５０４は、互いに対向する関係において配置されることがある。

１つまたは２つの溝５０６は、遠位先端からシャンク５０１の近位端に向かって延びる長さＬ（図６Ａ）を含むことがある。長さＬは、例えば、０．３インチ～０．６インチの範囲内、０．４インチ～０．５インチの範囲内、または約０．４３５インチであることがある。さらなる実施形態において、２つの切断先端５０３、５０４（図６Ｃ）の間の距離は、例えば、約０．１０インチ、約０．０９インチ、約０．０８インチ、約０．０７インチ、または約０．０６インチであることがある。さらに、骨アンカ５００のヘッド５０８（図６Ｂ）は、実質的に球形の形状を有することがあり、例えば、約０．２６９インチの直径を有することがある。１つ以上の貫通穴５０２がシャンク５０１に存在することがあり、例えば、３つの貫通穴５０２が存在することがある。特定の実施形態において、１つの貫通穴５０２は、骨アンカ５００の遠位先端から所定の距離、例えば、シャンク５０１の遠位先端から約０．３６インチ、シャンク５０１の遠位先端から約０．２８８インチ、またはシャンク５０１の遠位先端から約０．２１６インチ離間することがある。

図６Ａ～図６Ｄに見られるように、小プロファイルの直径ｄ１（図６Ａ）は、一定であることができ、あるいはテーパ状であることができ、約０．１２３～約０．３００インチの範囲内にあることがある。大プロファイルの直径ｄ２（図６Ａ）は、一定であることがあり、あるいはテーパ状であることがあり、約０．１８５～約０．４１５インチの範囲内にあることがある。テーパ角度ａ２（図６Ｄ）は、約５度～約２０度であることができる。近位端から遠位端までの骨アンカ５００の長さは、約１．３４８～約４．１６０インチであることができる。しかしながら、前述の測定値は、特定の例示的な実施形態を記載しており、本開示を如何様にも制限するものとみなされないことに留意されたい。本明細書に記載される特定の範囲の外側の寸法および角度を有する骨アンカ５００も、本明細書に記載される方法およびデバイスに従って挿入されることがある。

図７は、本開示の例示的実施形態による骨アンカ挿入のためのシステム１０の断面図を提供する。図７は、パワーハンドピース４００に接続されたパワーモジュール１００を示している。図示されるように、パワーモジュール１００は、上述のように、スタイレット管理ユニット６００、減速ユニット７００、駆動モードスイッチユニット８００、および迅速接続ユニット９００を含む。

図８は、図７に示すようなスタイレット管理ユニット６００の一部分の拡大断面図を示している。スタイレット管理ユニット６００は、スタイレット２００をパワーモジュール１００にロックして、スタイレット２００をパワーモジュール１００に対して前進または後退させ、スタイレット２００をパワーモジュール１００からロック解除して取り外すように構成される。スタイレット管理ユニット６００は、本明細書に記載されるような、伸縮式ドライブシャフト１０６を含むように構成されることがある。図示のように、ドライブシャフト１０６は、第１のドライブシャフト部材１０６ａ、第２のドライブシャフト部材１０６ｂ、および第３のドライブシャフト部材１０６ｃを含む。しかしながら、ドライブシャフト１０６は、本開示から逸脱することなく、任意の数のドライブシャフト部材を含むように構成されてよいことが理解されるべきである。第１の断面幾何学的形状を有する挿管１２１は、各ドライブシャフト部材１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ内に設けられることができる。幾つかの場合において、スタイレット２００（図１および図７）は、その近位部分に、非円形であり、スタイレット２００がドライブシャフト１０６に対して回転的に拘束されることができるように、伸縮式ドライブシャフト１０６を通じて挿管１２１の幾何学的形状と嵌合するおよび／または挿管１２１の幾何学的形状と相補的である断面幾何学的形状を含んでよい。例示的な形状は、正方形、六角形、および当技術分野で知られている他の形状を含んでよい。パワーモジュール１００（図１および図７）が、パワーハンドピース４００（図１および図７）によって動力の下で駆動されるときに、スタイレット２００は、パワーハンドピース４００によって同じ方向に同じ速度出力で回転するように構成される。

スタイレット２００は、延出および引込のためのスタイレット２００の制御を可能にするために、伸縮式ドライブシャフト１０６内に装填されるように構成される。上述のように、伸縮式ドライブシャフト１０６は、スタイレット２００の挿入を可能にする管腔１２１で、カニューレ挿入される。第２のドライブシャフト部材１０６ｂは、第１のドライブシャフト部材１０６ａおよび第３のドライブシャフト部材１０６ｃに対して並進するように構成されるが、第１および第３のドライブシャフト部材１０６ａ、１０６ｃは、例えば、保持リングおよび半径方向ベアリングを介して、カバー１０２（図２）に対して並進的に固定されるように構成される。伸縮式ドライブシャフト１０６は、パワーモジュール１００のカバー１０２（図１および図７）に対して回転するように構成される。伸縮式ドライブシャフト１０６の回転速度は、パワーハンドピース４００（図１および図７）の出力速度と同一であるように構成され、例えば、毎分約１５００回転（ｒｐｍ）であることがある。回転速度は、スタイレット２００の回転速度と同じであるように構成される。何故ならば、スタイレット２００および伸縮式ドライブシャフト１０６は、互いに対して回転的に拘束されるからである。スタイレットトリガ１０１（図７）は、トリガ１０１を近位に引っ張ることが第２のドライブシャフト部材１０６ｂを第１および第３のドライブシャフト部材１０６ａ、１０６ｃに対して遠位に並進させ、それによって、スタイレット２００が遠位に前進するのを可能にするように、第２のドライブシャフト部材１０６ｂに結合されるように構成される。

図９Ａ～図９Ｂは、スタイレット管理ユニット６００の迅速接続構成６１０の形態における、パワーモジュール１００とパワーハンドピース４００との間の接続の一実施形態の詳細を図示している。本明細書に記載されるような迅速接続構成６１０は、例えば、スタイレット２００をスタイレット管理ユニット６００（図３Ａ）に結合するために、溝２０１、２０２（図３Ｂ）の代わりに使用されることがある。図９Ａは、迅速接続構成６１０がパワーモジュール１００をパワーハンドピース４００に接続するように構成される、接続された状態または位置におけるデバイスの態様を示している。図９Ｂは、迅速接続構成６１０がパワーハンドピース４００から切断される、切断された状態または位置におけるデバイスの態様を示している。迅速接続構成６１０は、その中に配置された管腔を有する外側シャフト６１５と、外側シャフト６１５の管腔内に配置された内側シャフト６１１とを含むことがある。内側シャフト６１１は、例えば、図９Ａ～図９Ｂおよび図１０に示すように、テーパ状の遠位端６１２を有する。テーパ状の遠位端６１２は、その遠位端で最も広い直径を有し、遠位端から離れて近位側に移動するより小さい直径へ先細るあるいは移行する。内側シャフト６１１の長さの大部分は、テーパ状の遠位端６１２の近位にあり、一定の、または実質的に一定の、より小さな外径６２１（図１０）を有する。エネルギ付勢要素６１３は、内側シャフト６１１を近位端に向かって付勢するように構成され、例えば、内側シャフト６１１の周りに配置されたコイルバネであることがある。

１つ以上のボールベアリング６１４は、外側シャフト６１５の管腔内に配置されることがあり、内側シャフト６１１が外側シャフト６１５内で近位に移動されるときに、ボールベアリング６１４がテーパ状の遠位端６１２のより大きな直径のテーパ状の表面またはショルダ表面によっても近位に支持されるように、内側シャフト６１１のテーパ状の遠位端６１２の少なくとも一部分に対して近位に位置付けられることがある。外側シャフト６１５にある１つ以上の溝６２２が設けられてよく、そこでは、ボールベアリング６１４が、図９Ａに示す位置に静止する。溝６２２は、ボールベアリング６１４が外側シャフト６１５の外面を越えて半径方向外向きに延びることを可能にするように構成される。

対応する溝１２２が、第２のドライブシャフト部材１０６ｂ（図８）のカニューレ１２１の内面に設けられることがある。ボールベアリング６１４は、ボールベアリング６１４が溝６２２内で静止状態にあり、外側シャフト６１５から外向きに延びるときに、第２のドライブシャフト部材１０６ｂにある対応する溝１２２と係合するように構成されることがある。図９Ｂに示すように、内側シャフト６１１が付勢要素６１３の力に対して遠位に押されると、内側シャフト６１１の遠位端６１２は、遠位に並進する。テーパ状の遠位端６１２が遠位に並進すると、これは、ボールベアリング６１４が、テーパ状の遠位端６１２のテーパ状の表面またはショルダ表面に沿って内側シャフト６１１に向かって半径方向内向きに溝６２２から進行することを可能にする。この動きの結果として、ボールベアリング６１４は、もはや外側シャフト６１５から外向きに延びることはなく、第２のドライブシャフト部材１０６ｂにある溝１２２との係合から除去される。この構成は溝１２２に対するボールベアリング６１４の分離(disassociation)を可能にする。何故ならば、ボールベアリング６１４は、外側シャフト６１５内に収容されているからである。次に、パワーモジュール１００は、パワーハンドピース４００から切断されることがある。

内側シャフト６１１が、力を受けて遠位に押されない、付勢されない、あるいは動かされないときに、あるいは、図９Ａに示すようなその近位の静止位置にあるときに、テーパ状の遠位端６１２は、ボールベアリング６１４が、図９Ａに示すように、溝６２２を通じて、外側シャフト６１５を越えて延びるように、ボールベアリング６１４を外側に押してよい。溝６２２を通じて外側シャフト６１５の外側に延びる各ボールベアリング６１４の部分は、ドライブシャフト部材１０６ｂにある溝１２２と係合するように構成される。この位置において、迅速接続構成６１０は、ハンドピース４００への接続を可能にする。スタイレット２００は、外側シャフト６１５の嵌合要素６１６ａに結合するかあるいは外側シャフト６１５の嵌合要素６１６ａから外れることがある、テーパ状の保持クリップ６１６を用いて、パワーモジュール１００に迅速に取り付けられることができる。スタイレット２００を挿入することは、パワーモジュール１００へのスタイレット２００の安全かつ確実な取り付けを有利に保証するテーパ状の保持クリップ６１６の形状およびサイズの故に、スタイレット２００を取り外す力よりも小さい力を必要とすることがある。

図１０の実施形態は、図９Ａ～図９Ｂの実施形態に類似しているが、内側シャフト６１１のテーパ状の端６１２の別の可能な幾何学的形状を示している。図１０の実施形態において、図９Ａ～図９Ｂの実施形態と同様に、テーパ状の端６１２は、その遠位端に、内側シャフト６１１の直径６２１よりも大きく、テーパに沿った任意の点の直径よりも大きい、第１の直径６１７を有する。しかしながら、より大きい遠位端の直径からより小さい内側シャフトの直径への連続的なテーパではなく（図９Ａ～９Ｂ）、テーパ状の遠位端６１２は、その直径および幾何学的形状における１つ以上の変化を含む。図１０の実施形態において、第１のショルダ６１８は、第１の直径６１７の近位に設けられて、ボールベアリング６１４の曲率半径を補完する曲率半径を有する湾曲した表面を提供する。ボールベアリング６１４は、図９Ａに示される接続位置と類似する接続位置で、相補的なショルダ表面６１８に対して位置する。ショルダ表面６１８に沿って、直径は、第１の直径６１７から、第２のより小さい直径６１９に移行する。第２のショルダ６２０が、第２の直径６１９の近位に設けられて、ボールベアリング６１４の曲率半径を補完する曲率半径を有する湾曲した表面を提供する。ボールベアリング６１４は、図９Ｂに示される切断位置と類似する切断位置で、相補的なショルダ表面６２０に対して位置する。ショルダ表面６２０に沿って、直径は、第２のより小さい直径６１９から、第３のさらに小さい直径６２１に移行し、それは、内側シャフト６１１の長さに沿って近位に延びて維持されることがある。

別段の定義がない限り、本明細書で使用される全ての技術用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書および添付の特許請求の範囲で使用されるとき、単数形の表現は、文脈が別のことを明確に指示しない限り、複数の言及を含む。本明細書における「または」へのあらゆる言及は、特に断わりのない限り、「および／または」を含むことが意図されている。本明細書および特許請求の範囲で使用されるとき、特に断りのない限り、「約(about)」、「約(approximately)」、「概ね(generally)」および「実質的に(substantially)」という用語は、実施形態に依存して、＋／－１％、＋／－２％、＋／－３％、＋／－４％、＋／－５％、＋／－６％、＋／－７％、＋／－８％、＋／－９％、＋／－１０％、＋／－１１％、＋／－１２％、＋／－１４％、＋／－１５％、＋／－１６％、＋／－１７％、＋／－１８％、＋／－１９％または＋／－２０％以下の変動を指す。さらなる非限定的な例として、約１００ミリメートルは、実施形態に依存して、９５ミリメートル～１０５ミリメートル、９０ミリメートル～１１０ミリメートル、または８５ミリメートル～１１５ミリメートルの範囲を表す。

本発明の好ましい実施形態が本明細書に図示されかつ記載されたが、そのような実施形態が一例として提供されているにすぎないことが当業者に明らかであろう。多数の変化、変更、および置換が、本発明から逸脱することなく、当業者の心に浮かぶであろう。本明細書に記載される本発明の実施形態に対する様々な代替物が本発明を実施するに際して利用されてよいことが理解されるべきである。以下の特許請求の範囲が本発明の範囲を定義すること並びにこれらの特許請求の範囲およびそれらの均等物の範囲内の方法および構造がそれらによってカバーされることが意図されている。

Claims (20)

1. モータからの動力の下で骨アンカおよびスタイレットの挿入を調整可能に制御するように構成されるパワーモジュールであって、
   前記モータに動作的に結合され、前記モータの回転速度に等しい第１の回転速度で回転するように構成される、ドライブシャフトと、
   前記ドライブシャフトにその近位端で結合可能であり、医療器具にその遠位端で結合可能である、ギアシステムと、
   第１の動作モードにおいて、前記ギアシステムは、前記ドライブシャフトから係合解除されるように構成され、
   第２の動作モードにおいて、前記ギアシステムは、前記ドライブシャフトと係合し、前記ドライブシャフトの前記第１の回転速度を前記第１の回転速度より遅い第２の回転速度に下げるように構成され、前記医療器具は、前記第２の回転速度で回転するように構成され、
   パワーモジュール。
2. 前記ドライブシャフトは、前記ドライブシャフト内に配置されるカニューレを含み、前記カニューレは、前記第１の動作モードにおいて前記カニューレ内の前記スタイレットと係合し、それによって、前記スタイレットを前記第１の回転速度で回転させるように構成され、
   前記ギアシステム及び前記医療器具の各々は、軸方向に延在するカニューレを含み、前記スタイレットの少なくとも一部分が、前記軸方向に延在するカニューレを通じて延在し、
   前記ドライブシャフトは、伸縮式ドライブシャフトを含み、前記伸縮式ドライブシャフトは、第１のドライブシャフト部材、第２のドライブシャフト部材、および第３のドライブシャフト部材を含む、
   請求項１に記載のパワーモジュール。
3. 前記第２のドライブシャフト部材は、前記第１のドライブシャフト部材および前記第３のドライブシャフト部材に対して並進可能である、請求項２に記載のパワーモジュール。
4. 前記第２のドライブシャフト部材に結合されるスタイレットトリガをさらに含み、
   前記スタイレットトリガは、前記第１のドライブシャフト部材および前記第２のドライブシャフト部材に対して遠位方向において前記第２のドライブシャフト部材および前記スタイレットの並進を引き起こすように構成される、
   請求項３に記載のパワーモジュール。
5. 当該パワーモジュールの少なくとも一部分を覆って配置されるカバーをさらに含み、
   前記伸縮式ドライブシャフトは、前記カバーに対して回転可能であり、前記第１のドライブシャフト部材および前記第３のドライブシャフト部材は、前記カバーに対して並進的に固定される、
   請求項２に記載のパワーモジュール。
6. 前記カバーは、第１のカバー構成要素および第２のカバー構成要素を含み、
   前記第１のカバー構成要素は、ネジ山付き接続、接着剤、または溶接によって、前記第２のカバー構成要素に固定される、
   請求項５に記載のパワーモジュール。
7. 前記ギアシステムは、前記ドライブシャフトの遠位端に結合される太陽ギアを含み、前記太陽ギアは、前記第１の回転速度で回転する、請求項５に記載のパワーモジュール。
8. 前記ギアシステムは、
   前記太陽ギアに結合され、前記第１の回転速度よりも遅い速度で回転するように構成される、ギアキャリアと、
   前記ギアキャリアによって支持され、前記ギアキャリア上に固定される軸の周りで回転するように構成される、１つ以上の遊星ギアと、
   前記ギアキャリアおよび前記１つ以上の遊星ギアの周りに配置され、前記１つ以上の遊星ギアと係合するように構成される、リングギアとを含み、
   前記１つ以上の遊星ギアの各々は、前記カバーの内側表面上の前記リングギア上で前記より遅い第２の回転速度で回転する、
   請求項７に記載のパワーモジュール。
9. 前記第２の回転速度は、前記第１の回転速度の１／５である、請求項８に記載のパワーモジュール。
10. 前記ギアキャリアに結合される第１のクラッチと、
    前記第１のクラッチに対して軸方向に並進し、前記第１のクラッチと解放可能に係合するように構成される、第２のクラッチとを含み、
    前記第１の動作モードにおいて、前記第２のクラッチは、遠位に並進し、前記第１のクラッチから係合解除されるように構成され、
    前記第２の動作モードにおいて、前記第２のクラッチは、近位に並進し、前記第１のクラッチと係合するように構成され、
    前記第１のクラッチ、前記第２のクラッチ、前記ギアキャリア、および前記医療器具は、互いに回転的に固定される、
    請求項８に記載のパワーモジュール。
11. 前記第２のクラッチの軸方向並進を作動し、それによって、当該パワーモジュールを前記第１の動作モードと前記第２の動作モードとの間でシフトさせるように構成される、遠位キャップをさらに含む、請求項１０に記載のパワーモジュール。
12. 前記遠位キャップは、第１の方向において回転可能であり、それによって、前記第２のクラッチを遠位に並進させ、前記第１のクラッチから係合解除させるように構成され、
    前記遠位キャップは、第２の反対方向において回転可能であり、それによって、前記第２のクラッチを近位に並進させ、前記第１のクラッチと係合させる、
    請求項１１に記載のパワーモジュール。
13. 前記医療器具の近位端を前記第２のクラッチに可逆的に結合するように構成される迅速接続カプリングをさらに含み、前記医療器具は、前記医療器具の前記近位端が前記第２のクラッチに結合されるときに、前記第２のクラッチに回転的に固定される、請求項１０に記載のパワーモジュール。
14. 前記カバーと前記ギアシステムとの間にあるいは前記カバーと前記ドライブシャフトとの間に配置される１つ以上のベアリングをさらに含む、請求項５に記載のパワーモジュール。
15. 前記第１の動作モードにおいて前記スタイレットを骨内に前進させるようにさらに構成される、請求項２に記載のパワーモジュール。
16. 前記第２の動作モードにおいて前記骨アンカを骨内に前進させるようにさらに構成される、請求項２に記載のパワーモジュール。
17. 前記医療器具は、ネジ回しである、請求項１に記載のパワーモジュール。
18. モータからの動力の下で骨アンカおよびスタイレットを挿入するように構成されるパワーモジュールであって、
    スタイレットと係合するように構成されるカニューレをその中に含む伸縮式ドライブシャフトと、
    前記伸縮式ドライブシャフトに結合され、前記伸縮式ドライブシャフトの回転に応答して回転するように構成される、ネジ回しと、
    当該パワーモジュールを、前記モータを含むパワーハンドピースに解放可能に結合するように構成される、迅速接続構成と、を含み、
    前記迅速接続構成は、
    管腔をその中に有する外側シャフトと、
    前記外側シャフトの前記管腔内に配置される内側シャフトと、を含み、
    前記内側シャフトは、前記内側シャフトの長さに沿う第１の直径と、前記内側シャフトの遠位端にあるより大きい第２の直径と、前記第１の直径から前記第２の直径へのテーパ状の部分と、を含み、
    接続位置において、前記外側シャフトの遠位端が、前記カニューレ内に挿入されて前記伸縮式ドライブシャフトの一部分と係合し、前記スタイレットの近位端と係合するように構成され、
    切断位置において、前記外側シャフトの前記遠位端は、前記伸縮式ドライブシャフトおよび前記スタイレットの前記近位端から係合解除するように構成される、
    パワーモジュール。
19. 前記伸縮式ドライブシャフト内の前記カニューレの内側表面に配置される第１の溝と、
    前記外側シャフトにある対応する溝と、
    前記内側シャフトの前記テーパ状の部分に隣接して、前記外側シャフトの前記管腔内に配置される、少なくとも１つのボールベアリングと、をさらに含み、
    前記接続位置において、前記少なくとも１つのボールベアリングは、前記外側シャフトにある第２の前記対応する溝を通じて、前記伸縮式ドライブシャフトにある前記第１の溝内に、半径方向外向きに延び、それによって、前記外側シャフトを前記伸縮式ドライブシャフトとの軸方向係合においてロックし、
    前記切断位置において、前記内側シャフトは、遠位方向に並進し、それによって、前記少なくとも１つのボールベアリングを、前記テーパ状の部分に沿って半径方向内向きに移動させ、前記第１の溝および第２の前記対応する溝から出させ、それによって、前記外側シャフトおよび前記伸縮式ドライブシャフトの前記軸方向係合を解放するように構成される、
    請求項１８に記載のパワーモジュール。
20. 前記スタイレットの前記近位端を前記外側シャフトの遠位端に解放可能に結合するように構成されるテーパ状の保持クリップをさらに含む、請求項１８に記載のパワーモジュール。

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