JP2578004B2 - 超音波切断チップ集成体 - Google Patents

超音波切断チップ集成体

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、超音波外科用切断器具に関し、さらに詳し
くはその切断チップ集成体に関する。また、本発明は、
工具またはチューブをそれらの超音波遷移ホーンから取
り外し可能なまたは分離可能な超音波切断チップ集成体
に関する。
超音波エネルギーを種々の用途のために効果的に使用
する装置は、いくつかの種々の技術分野においてよく知
られている。不必要な組織を有意な精度および安全性を
保って破砕し、かつ除去するために使用される超音波振
動外科用装置が適用された結果、いくつかの貴重な外科
処置が開発されてきた。したがって、人体から組織を破
砕して手術により除去するために、超音波吸引装置を使
用することがよく知られるようになった。外科用吸引技
術は、当初、例えば米国特許第3,589,363号明細書に示
されているように、白内障組織を破砕しかつ除去するた
めに適用された。（前記米国特許およびこの明細書に記
載のその他の文献の各々は、それら全体をこの明細書中
に引用加入する。）このような技術は、その後神経外科
およびその他の外科専門の分野に十分な成功を収めて適
用された。これらの分野において、組織を層毎に精密に
制御して選択的に除去するための手で保持する小さい装
置を介して超音波技術を適用することが可能であること
が判明した。
この技術分野において知られている幾つかの装置は、
約20〜30KHZから約40〜50HZに達する周波数においてほ
ぼ一定の振幅を有する連続した振動を特徴として発生す
る。米国特許第3,589,363号明細書には、白内障の除去
に使用するために特に適応したこのような一つの装置が
記載され、一方、米国特許第4,063,557号明細書には、
血液と混合した極めて柔軟な弾性組織を除去するために
好適な装置が記載されている。このような装置は、外科
医が組織を破砕しかつ除去することを望むときに連続し
て作動し、かつ一般に外科医に容易に接近可能な足踏ス
イッチを制御することにより作動する。
別の超音波外科用器具は、ムリー（Murry）らに発行
された米国特許第3,990,452号明細書に開示されてい
る。この特許明細書には、円錐形または指数型の局部集
中装置用の一体のまたは２個のろう付けされたチップが
開示されている。スパナで締め付けるためのチップナッ
トの後ほど機械仕上げされる両側の平坦な部分は、直角
の切欠部である。これらの直角の切欠部のために手動器
具（handpiece）に付加的な荷重がかかり、かつ付加的
なキャビテーションによる気泡が発生する。さらに、ろ
う付けが製造方法にコスト高の工程を加えるのみでな
く、また銅および銀の含有量が患者の生きている組織に
有害な作用をおよぼすことがある。そのほかに、この器
具の大きい剛性のナットは良好な首尾一貫した低いイン
ピーダンスの音響結合をさらに困難にする。
ある制限が生じ、特に、有害な組織および特に堅い組
織、例えば白内障を完全にかつ効果的に乳化しかつ除去
することを保証すると共に隣接する健全な組織の損傷を
最小限にとどめることが、依然として十分にかつ事実上
達成されていない。従来技術の超音波外科用切断または
乳化用器具の多くは、それらを振動させるために供給さ
れた動力を効果的に使用せず、かつ製造コストが高くな
ることが判明した。さらに、ある器具の設計は、外科医
が手術部位における外科処置を容易に観察し、かつ外科
処置の各々の間に振動工具を正確にかつ首尾一貫して手
操作することができるようになっていない。したがっ
て、超音波切断チップ集成体の設計を改良することが必
要になった。
発明の目的 したがって、本発明の主な目的は、超音波変換器を有
する超音波外科用切断器具用の改良された超音波切断チ
ップ集成体を提供することにある。
本発明のさらに一つの目的は、実用上使い棄て可能で
あるために製造コストがより安い超音波切断チップ集成
体を提供することにある。
本発明のさらに別の目的は、チップのキャビテーショ
ンによる浸食を最小限にとどめ、かつそれにより手術部
位、例えば眼球内の金属微粒の付着をも最小限にとどめ
る改良された切断チップ集成体の設計を提供することに
ある。
本発明の別の一つの目的は、外科除去処置に悪影響を
およぼさないで、白内障の除去処置において角鞏膜の火
傷および乱視を生ずることがある隣接組織の加熱を減少
させる改良された切断チップ集成体を提供することにあ
る。
本発明のさらに一つの目的は、外科処置、例えば白内
障除去装置に視覚的な支障を与えるキャビテーションに
よる気泡の発生を最小限にとどめる改良された切断チッ
プ集成体の設計を提供することにある。
本発明のさらに別の目的は、工具チップの端部の振動
を発生させるために必要な動力を減少させる改良された
切断チップ集成体の設計を提供することにある。
本発明の別の一つの目的は、隣接する健全な組織が超
音波エネルギーに暴露されることを減少させる改良され
た切断チップ集成体の設計を提供することにある。
本発明のさらに一つの目的は、切断チップのためにさ
らに良好な流体シールを生ずる改良された切断チップ集
成体構造を提供することにある。
本発明のさらに別の目的は、より大きい張力および加
速度を取り扱う改良された切断チップ集成体の設計を提
供することにある。
本発明の別の一つの目的は、改良された音響利得の変
動および安定性を有する切断チップ集成体を提供するこ
とにある。
本発明のさらに一つの目的は、改良された乳化力を発
生する改良された超音波切断チップ集成体を提供するこ
とにある。
本発明のさらに別の目的は、隣接する健全な組織の損
傷をより少なくして、より堅い組織、例えば白内障の水
晶体の組織に対する組織切除を遂行可能ならしめる超音
波切断チップ集成体を提供することにある。
本発明のさらに一つの目的は、製造する場合に低コス
ト金属成形技術が使用され、かつより小さい入力に対し
てより高い行程を効率的に提供できる切断チップ集成体
を提供することにある。
本発明のその他の目的および利点は、当業者には添付
図面に関する以下の説明からさらに明らかであろう。
図面の簡単な説明 第１図は本発明の第１実施例の分解斜視図、 第２図は第１図の実施例の長手方向横断面図、 第３図は第１図の実施例の止めナットおよびチューブ
の長手方向横断面図、 第４図は第３図の止めナットおよびチューブの端面
図、 第５図は本発明の第１チューブの設計の立面図、 第６図は第５図のチューブの端面図、 第７図は本発明の第２チューブの設計の立面図、 第８図は第７図のチューブの端面図、 第９図は本発明の第２実施例の分解斜視図、 第10図は第９図の実施例の長手方向横断面図、 第11図は第10図を11−11線に沿って裁った横断面図、 第12図は一緒に組み立てられた状態で示した第９図の
実施例の止めナットおよびチューブの横断面図、 第13図は第12図の組み立てられた止めナットおよびチ
ューブの端面図、 第14図は本発明の第３実施例の分解斜視図、 第15図は第14図の実施例の長手方向横断面図、 第16図は分離して示した第14図の集成体の一体に組み
合わせたナットおよびチューブ部材の拡大横断面図、 第17図は図示した実施例のいずれか一つの実施例のホ
ーンに対して止めナットを締め付けるためのスパナの平
面図、 第18図は第17図のスパナの右側端面図、 第19図は第９図ないし第13図の超音波切断チップ集成
体を使用した超音波外科用試料切断器具の部分側面図で
ある。
好適な実施例の詳細な説明 第１図ないし第４図について述べると、一般に任意の
超音波外科用切断器具、すなわち手動器具に適応可能な
超音波切断チップ集成体の全体を符号30で示してある。
超音波切断チップ集成体30は、第19図に関する後述する
説明からさらに明らかになる超音波外科用切断器具、す
なわち手動器具の超音波変換器に作用する関係に結合可
能な遷移ホーン32を含む。前記変換器は、高周波電気エ
ネルギーを手術部位に伝達される高周波の機械的な振動
に変換する。例えば、公開番号WO87/05793号で公開され
た「超音波外科破砕方法および装置」と題する国際出願
PCT/US87/00696号を参照されたい。この集成体は、さら
に、第１図に最も明瞭に示したように、ホーン32から分
離可能な全体を符号34で示した薄肉の細長い振動伝達チ
ューブを含む。全体を符号36で示した止めナットが、チ
ューブ34の近位端部38および遷移ホーン32を一緒に保持
するために所定の位置にねじ込まれ、それにより超音波
変換器からの超音波振動をチューブ34に効率的に伝達
し、かつチューブ34の遠位端部40から手術部位における
組織に発出することができるようになっている。
ホーン32は、その遠位端部においてその外面に形成さ
れたねじを切った部分44を有している。止めナット36
は、同様に、その近位端部において第２図に最も明瞭に
示したような内側ねじ46を有している。内側ねじ46は、
ホーンのねじを切った部分44にねじ込まれるようになっ
ている。チューブ34は、その近位端部において環状フラ
ンジ50および該フランジから外方に延びた三つの等間隔
置きに形成されたタブ52を有している。止めナット36
は、強度を付与し、改良された製造上の寸法精度、最適
の仕上げ、生物学的適合性が得られ、かつ工具コスト低
減のために、3AL−2.5Vまたは6AL−4Vチタンナットから
構成されることが好ましく、かつチタンの中実片または
管状片から機械仕上げすることができる。止めナット36
は、長手方向に貫通して延びる開口部54を有し、かつ第
２図に最も明瞭に示したように環状フランジ50がチュー
ブ34の環状の内側肩部56と係合するまで、チューブ34の
遠位端部40が開口部54から突出することが好ましい。肩
部56は、タブ52の外径よりも僅かに小さく形成されてお
り、それによりチューブ34をナット36にさらに強固に保
持し、かつ遷移ホーン32に取り付ける間に分離しないよ
うに締りばめがなされる。
図から理解できるように、集成体30は、チューブ34の
壁部が止めナット36と最小限で接触し、それにより細幅
リボン状の腐食を最小限にとどめることができ、かつチ
ューブ34の長く延びる部分の長さを使用できるように設
計されている。第３図について述べると、ナット36は、
符号57a,57b,57c,57d,57e,57fおよび50gでそれぞれ示し
た0.30インチ、0.240インチ、0.140インチ、0.055イン
チ、0.050インチ、0.025インチおよび0.010インチの長
さ、符号58aおよび58bで示した45゜の角度、符号58cで
示した６゜27′30″の角度、符号59で示した0.015イン
チの幅、第４図において符号61aおよび61bで示した0.01
5インチおよび0.030インチの幅、ならびに符号62a,62b,
62c,62dおよび62eで示した0.095インチ、0.054インチ、
0.150インチ、0.002インチおよび0.115インチの直径を
有している。
チューブ34の遠位チップ40は、超音波エネルギーを手
術部位に効果的に伝達する形状に形成されており、かつ
例示したように平坦な90゜の角度を有することが好まし
いが、別の態様として湾曲した形状または所定角度に切
断された形状または任意のその他の好適な形状に形成す
ることができる。例えば、米国特許第3,990.452号明細
書を参照されたい。遠位チップそれ自体は薄肉の非常に
鋭利な切刃を形成している。チューブ34は、その単価お
よび重量を最小限にとどめ、その仕上げを最適化し、よ
り大きい強度を付与し、かつ設計上の融通性を持たせる
ために、ステンレス鋼で形成されることが好ましい。チ
ューブ34は中空であり、それにより長手方向の流路63を
形成して、第19図について後述する説明からさらに明ら
かになるようにその遠位チップ40を通じて吸引された流
体および物質をチューブ34の全長を通して吸引し、その
後ホーン32の長手方向の流路64を通して好適な容器（図
示せず）中に吸引することができるようになっている。
第５図は、第１図の集成体30と共に使用することがで
きかつその中空の構造を示すために小さい端部を破断し
て示したチューブ66の立面図である。チューブ66は単に
0.0025インチの肉厚および0.042インチの外径を有する
シリンダ68からなることが理解されよう。チューブ66の
フランジ70は、0.004インチの厚さを有し、またチュー
ブ66は1.15インチの長さを有している。フランジ70は0.
092インチの外径を有し、かつフランジの３個の半径方
向のタブ72は0.003インチの半径方向の長さおよび0.105
インチの幅を有している。この点について、従来技術の
チューブが代表的には0.75インチより短い長さおよび0.
004インチよりも厚い肉厚を有していることに留意され
たい。フランジ70は約５゜ないし90゜の範囲に形成する
ことができる。
集成体30と共に使用することができ、また同様に好ま
しくはステンレス鋼で形成されたチューブの第２実施例
の全体を、第７図および第８図に符号74で示してある。
チューブ74は小さい切開処置のために使用することがで
き、かつ遠位部分の外径を有する円筒形の遠位部分76
と、端末フランジ80と隣接しかつ近位部分の外径を有す
る円筒形の近位部分78とを備えていることが理解されよ
う。近位部分の外径は遠位部分の外径よりも大きく、ま
た近位部分と遠位部分との間にあってこれらを連結しか
つ７゜±３゜の角度で先細になった円錐形部分82が設け
られており、円錐形部分82の外径は近位部分78から遠位
部分76まで先細になっている。端末フランジ80にはタブ
84を設けることができる。好ましい構造においては、遠
位部分の外径は0.030インチであり、遠位部分の肉厚は
0.0025インチであり、かつ近位部分の外径は0.042イン
チである。チューブは1.150インチの長さを有し、かつ
遠位部分は0.900インチの長さを有している。これらの
チューブの実施例のいずれか一方のフランジはスエージ
加工により形成することができる。
好ましい第２の超音波切断工具集成体の全体を第９図
ないし第11図において符号90で示してある。第５図また
は第７図のチューブの設計のいずれか一方を集成体90に
使用することができるが、タブ72,86を省略することが
好ましい。切断工具集成体90は、遠位端部に球状の拡大
した部材96が形成された円筒形部分94を有する遷移ホー
ン92を含む。円筒形部分94と拡大部材96との間の湾曲し
た連結面98は、22.5゜よりも小さいかまたは等しい接線
を有している。拡大部材96は、第10図から最も明瞭に理
解されるように、その約3/4の範囲にわたって延在する
大きい開口部100を有し、かつその表面に沿って内側ね
じ102を有している。ねじ102はほぼ拡大開口部の端部10
4まで延び、かつ開口部100は拡大部材96の残りの部分お
よび円筒形部分94を貫通して延びている狭い吸引管路10
6と連絡している。この集成体90の止めナット108は、先
細になった前端部110およびその近位端部に形成された
短く太い部分112を有する全体として円筒形の形状に構
成されている。止めナット108の後側部分はその外面に
外側の４−80ねじ116を有しており、外側ねじ116はホー
ン92の内側ねじ102にねじ込まれるようになっている。
管路118が、図示したように、止めナット108の長手方向
に貫通して延びている。
止めナット108の前側の表面には前側切欠部120が対向
して配置され、かつ切欠部120は、ナット108を拡大部材
96とねじ込み係合するように手で回転するために、後述
するようにスパナにより係合されるようになっている。
第12図および第13図についてのべると、止めナット108
は第12図に符号122,124,126,128,130,132,134および136
でそれぞれ示した0.175インチ、0.140インチ、0.100イ
ンチ、0.090インチ、0.025インチ、0.005インチ、0.040
インチ、0.020インチの好ましい寸法、0.062インチの半
径138、0.008インチの最小半径139、符号140,142および
144でそれぞれ示した0.113インチ、0.092インチおよび
0.045インチの直径、符号146および148で示した二つの4
5゜の角度および符号116で示した４−80ねじを有してい
る。集成体90をこのように設計することにより、チュー
ブ150の外径と良好に接触させることができ、かつ比較
的容易にかつ安価に製造することができる。
この集成体90のチューブ150は、第５図ないし第８図
について前述したように、止めナット108の管路118に貫
挿されるように適合された円筒形部分152と、その近位
端部に形成されたフランジ154とを有している。チュー
ブ150の円筒形部分152を止めナット108の管路118を通し
て突出させ、かつ止めナット108が拡大部材96中にねじ
込まれたときに、フランジ154が拡大部材96の内側肩部1
56に対して押し込まれその内部にしっかりと保持され、
かつチューブ150の管路158がホーン92の管路106に整合
するように位置決めされる。
本発明の超音波切断チップ集成体の第３実施例の全体
を、第14図ないし第16図において符号160で示してあ
る。この実施例が、これらの図から、中央の円筒形部分
164と内側ねじ167を有する球形の拡大部材166とを備え
たホーン162を有している点で、切断工具集成体90に非
常に類似していることが理解されよう。しかしながら、
外側ねじ170を有する止めナット168が、この実施例にお
いては、チューブ172を有する全体を符号171で示した単
一の部材として形成され、また好ましくは押出しされた
3AL−2.5Vチタンから製造されている。ナット168は、そ
の近位端部において、直ぐ隣りに形成されたねじを切っ
た部分170と全般的に同一の直径を有する短い円筒形部
分174を有しており、かつ円錐形部分176が円筒形部分17
4から後方に延びている。第15図に最も明瞭に示したよ
うに、止めナット168の円筒形部分174および円錐形部分
176は、拡大部材166の開口部内の同様な形状を有する内
側の円筒形部分178および円錐形部分180のそれぞれに緊
密に嵌合する。止めナット168が拡大部材166内に緊密に
ねじ込まれた場合に、超音波振動が一体に構成された止
めナット168を介してチューブ172に効率的に伝達され
る。
また、この実施例の止めナット168はその前側の表面
に１対のスパナ用切欠部184を有している。これらの切
欠部184は締付けスパナのための係合面を構成してい
る。締付けスパナは、切欠部184内の所定位置に滑り入
れることができ、かつ止めナット168をホーン162の長手
方向の軸線のまわりに回転させるように回動させるとき
に切欠部184の側部と係合する。第16図について述べる
と、一体に構成されたチューブ／ナット部材171は符号1
86,188,190,192,194,196および198で示した0.040イン
チ、0.095インチ、0.110インチ、0.175インチ、0.205イ
ンチ、1.055インチ、0.015インチの好ましい寸法、符号
200,202,204,206,208および210でそれぞれ示した0.044
インチ、0.085インチ、0.115インチ、0.054インチ、0.0
36インチ（チューブの内側半径）および0.044インチ
（チューブの外側半径）の長手方向中心線までの距離、
45゜以下、好ましくは30゜の角度212、45゜から90゜ま
での範囲内好ましくは45゜の角度214、および符号216で
示した最小0.030インチの半径を有している。切欠部、
すなわちスロット184の各々は0.036インチの幅を有し、
かつ相互に180゜隔置されている。
第17図および第18図において全体を符号217で示した
好適なスパナは、ビール缶のタブの形状に構成され、か
つ使い捨てまたは再使用可能になっている。このスパナ
217は、その前部または後部のいずれか一方からチップ
ナット168（または36または108）に嵌合せしめられる。
スパナ217は好適な材料、例えば金属または強固なプラ
スチック材料の細長い平坦な本体部材219により形成さ
れ、かつその前端部にその中心に向って長手方向に所定
距離だけ延びるスロット218を有している。スロット218
は、該スロットにより形成されたみぞの中に横方向に延
びる１対の対向した円形または半円形のビブ（bib）22
0,222を有している。これらのビブ220,222は切欠部184
内に滑り込み、かつ係合する形状に形成されており、ま
た本体部材219が把持されかつ回転せしめられたときに
止めナット168をホーン162に対して回動し、かつねじ込
むことができる。スパナ217をより軽量に構成し、かつ
オートクレーブ処理後にさらに急速に冷却させるため
に、スパナ217には貫通孔226,228が形成されている。ビ
ブ220,222の前縁および後縁は尖っており、かつスパナ
のすべてのその他の端縁は十分に丸く形成されている。
スパナ217は0.38インチの幅、0.75インチの長さおよび
0.040インチないし0.062インチの厚さを有している。ス
ロット218は、0.075インチのビブの中央から後側の寸法
および0.15インチのビブの中央から前方の前側寸法を有
している。ビブ220,222の各々は、第15図に最も明瞭に
示したように、0.125インチの半径と、0.054インチのビ
ブの最も内側の点の間の距離とを有している。
第19図においては、第９図ないし第11図の集成体90が
全体を符号230で示した超音波切断工具器械、すなわ
ち、手動器具内の所定位置に配置された状態で示してあ
る。多くの手動器具、例えば、ザ、クーパー、カンパニ
ーズ、インク．の「モデル500超音波外科用手動器
具」、またはサイトTXR超音波手動器具、あるいはオプ
キトン超音波手動器具が知られており、この切断チップ
集成体90（または30または160）は実用的にこれらの手
動器具のいずれにも適用できるようになっているので、
切断チップ集成体90を囲繞する手動器具230の前側部分
のみを示してある。超音波変換器232およびコネクタ234
を概略的に示してある。コネクタ234は、変換器232と遷
移ホーン（段付局部集中装置（stepped sectional conc
entrator）92との間を作動可能に連結し、また例えば変
換器232にホーン92を装着する強固な取付け台のみから
なることができる。
手動器具230は、切断チップ集成体90を囲繞しかつそ
の端部にねじ238を有する外側胴体236を含む。内側ねじ
242を有するチップキャップスリーブ240は、外側胴体23
6にねじ込まれ、また止めナット108を囲繞しかつチュー
ブ150を囲繞する狭い細長い円筒形部分246まで先細にな
った外側円筒形部分244を有している。好適な潅注流体
供給源（図示せず）と連絡した潅注管248が、外側胴体2
36の外側に沿って延び、次いで遷移ホーン92と隣接した
外側胴体236の開口部を通して延びている。潅注流体は
チューブ248から外側胴体236とホーン92との間に形成さ
れた通路250中に流入し、その後止めナット108とチップ
キャップスリーブ240との間に形成された通路252中に流
入し、そしてチップキャップスリーブ240とチューブ150
との間の環状スペース254中に流入し、その後、端部256
から手術部位258に向かって流出する。異なるマニホル
ドおよび付属具の設計が公開番号WO87/06116号で公開さ
れた「超音波外科用吸引装置用の潅注／吸引マニホルド
および付属具」と題する国際出願PCT/US87/00795号に開
示されている。フッド（Hood）らに発行された米国特許
第4,681,561号明細書に教示された超音波減結合スリー
ブ（図示せず）も同様に設けることができる。
吸引圧力供給源（図示せず）が遷移ホーン92の吸引管
路106と連絡し、それによりこの流路内に吸込圧力を発
生し、それにより、チューブ150のチップの超音波エネ
ルギーにより取り除かれかつ切断もしくは乳化され、か
つ潅注流体または体液内に浮遊した手術部位258におけ
る物質は、チューブ150、止めナット108および遷移ホー
ン92の内部を通して取り出され、それにより手術部位25
8から好適な収集容器（図示せず）内に収集される。潅
注および吸引流体の流れを制御する装置は、公開番号WO
86/07249号で公開された国際出願PCT/US86/01186号に記
載され、また米国特許第3,693,613号明細書にも記載さ
れている。
45゜よりも大きいすべての露出したチップナットの表
面の角度をなくすようにこれらの切断チップ集成体の実
施例の各々を独特に設計することにより、流体動力学的
性能の実質的な改良が達成される。超音波工具の運動に
対して90゜をなす表面積が大きければ大きい程、工具の
負荷がより大きくなり、工具のチップ端部の行程を得る
ために必要な動力が大きくなり、かつ外科処置、殊に白
内障除去処置を視覚的におおい隠すキャビテーションに
より発生する気泡が増大する。また、チューブの長さを
増大し、かつ肉厚を減少させる本発明の切断チップ集成
体の設計により、チューブチップの行程の振幅を50％よ
りも大きく増大することができる。チップのピーク行程
は少なくとも0.008インチ、好ましくは0.04インチであ
り、またチップは20KHZないし250KHZの範囲内、好まし
くは60KHZの周波数で振動している。白内障水晶体除去
処置において、このチップナットの負荷の減少とチップ
チューブの行程の増大との組合わせにより、超音波手動
器具に必要な動力を減少し、かつその結果生ずる眼の望
ましくない加熱および眼の超音波への暴露を、白内障水
晶体除去処置の性能の低下をなんら伴わないで50％より
も大きく減少することが予想される。また、外科処置中
に使用される超音波エネルギーの減少により、従来技術
の手動器具において経験された隣接する組織が加熱され
る度合が減少する。この加熱は角鞏膜の焼け焦げ、乱視
およびその他の問題を引き起こすことが知られている。
さらに、従来経験されたキャビテーションによる侵食を
減少させることにより、眼球内の金属微粒の付着が減少
せしめられる。
超音波遷移ホーンと超音波工具のチップとの間の改良
された結合が本発明の実施例によって得られる。４−40
ねじを４−80ねじに取り替えることにより、トルクのた
めにより高い圧縮力を作用させることが可能になる。こ
のより高い圧縮力は、チューブおよびホーンの界面の横
断面積の減少、すなわち0.138インチの外径から0.092イ
ンチの外径までの減少と相俟って、チューブチップおよ
びホーンの改良された低インピーダンスの超音波エネル
ギー結合およびチューブチップとホーンとの間のより良
好な流体シールを提供する。この４−80ねじの設計によ
り、超音波ホーンの横断面積の変化が減少し、かつそれ
により音響利得の変化を減少させ、かつ手動器具の安定
性を高める。このチューブチップおよび止めナットの設
計は30,000psiよりも大きい引張圧力および最小300,000
Gの加速度を許容する。
チューブ壁部の薄い肉厚および先細になっていずかつ
段のついていない一定の内径および外径を有するこの明
細書に述べたチューブの設計により、チップのより線形
的な利得または行程の増大、より一様なチップ応力分布
およびより低い熱抵抗が許容される。チューブの切刃の
鋭利さが高められていると共に切刃の横断面積が減少し
ていることにより、白内障の水晶体またはその他の材料
を一緒に保持する結合を破断するように作用する圧力が
可成り高められる。300,000G程度の高い加速度、および
切破の薄肉の壁部および極めて鋭利な構造により形成さ
れたチップの切刃の最小の横断面積により、非常に高い
慣性による固定を行うことができ、これはより堅い白内
障水晶体の組織の一部分の切除を周囲の組織に対する障
害をより少なくして行うことができることを意味する。
この明細書に記載した超音波切断チップ集成体は、先
づ第一に眼の白内障水晶体の除去手術に使用されるけれ
ども、孔あけせずかつ潤滑性が優れた使い捨てチップを
有する痛みを与えることが少ない皮下注射器インジェク
ター、一般的な外科用高速組織切除器具または同様な器
具に適合し、かつ使用することができる。また、本発明
のチューブ−ナットの設計の改良のうちのあるものは、
公知のワンピースのチタン製のチップ−ナット構造に使
用することができる。
長さ、角度およびその他の寸法は、特に重要であると
記載しまたは臨界的であると記載しないかぎり、例示の
目的のために記載した値である。
前記の詳細な説明から、当業者が思いつくいくつかの
変更、適合および変型があることは明らかであろう。し
かしながら、本発明の精神から逸脱しないすべてのこの
ような変更、変型は、添附の請求の範囲によってのみ制
限される本発明の範囲内にあると考慮されるべきであ
る。

Claims (54)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ねじを切ったホーン部分を有し、超音波変
    換器に動作連結可能な遷移ホーンと、 該ホーンから分離可能であり、かつチューブ近位端部お
    よびチューブ遠位端部を有する振動伝達チューブと、 ねじを切ったナット部分を有し、かつ前記チューブの近
    位端部および前記遷移ホーンを一緒に保持するために前
    記ナットのねじを切った部分を前記ホーンのねじを切っ
    た部分とねじ込み可能に係合させることができ、それに
    より超音波振動を前記チューブに伝達しかつ前記チュー
    ブの遠位端部から手術部位に発出することができるよう
    に構成された止めナット とからなる超音波変換器を有する超音波外科用切断器具
    用の超音波切断チップ集成体。
  2. 【請求項２】前記遷移ホーンが、ホーン遠位端部を有
    し、かつ該ホーン遠位端部においてホーン端末開口部を
    形成し、前記ホーンのねじを切った部分が前記ホーンの
    端末開口部内に配置され、かつ前記止めナットのねじを
    切った部分が前記止めナットの外面上に配置されている
    請求項１記載の集成体。
  3. 【請求項３】前記チューブの近位端部が前記ホーン端末
    開口部内に配置されている請求項２記載の集成体。
  4. 【請求項４】前記ホーン端末開口部がその近位端部にお
    いて内側肩部を有し、該内側肩部に対して前記チューブ
    が前記止めナットにより保持されている請求項３記載の
    集成体。
  5. 【請求項５】前記チューブがその近位端部において環状
    フランジを有し、前記チューブおよび前記遷移ホーンが
    前記止めナットにより一緒に保持されるときに前記環状
    フランジが前記内側肩部と衝接する請求項４記載の集成
    体。
  6. 【請求項６】前記ホーンのねじを切った部分が外側ねじ
    からなり、かつ前記止めナットのねじを切った部分が前
    記止めナットを前記ホーン上にねじ込むように内側ねじ
    からなる請求項１記載の集成体。
  7. 【請求項７】前記止めナットの露出したチップナットの
    表面のすべてが前記チューブの長手方向中心線に対して
    平行な線に対して45゜よりも大きくない角度を有する請
    求項１記載の集成体。
  8. 【請求項８】前記チューブが0.850インチの長さを有
    し、かつその遠位チューブ端部において0.0025インチの
    肉厚を有する請求項１記載の集成体。
  9. 【請求項９】前記ホーンのねじを切った部分および前記
    ナットのねじを切った部分が４−80ねじを有する請求項
    １記載の集成体。
  10. 【請求項１０】前記止めナットがチタンで形成されてい
    る請求項１記載の集成体。
  11. 【請求項１１】前記チタンが3AL−2.5Vチタンである請
    求項10記載の集成体。
  12. 【請求項１２】前記チューブがそのチップの近位端部に
    おいて環状の半径方向フランジを有する請求項１記載の
    集成体。
  13. 【請求項１３】前記チューブが前記環状の半径方向のフ
    ランジの円周から半径方向に外方に延びた少なくとも２
    個の隔置されたタブを有する請求項12記載の集成体。
  14. 【請求項１４】前記ホーンのねじを切った部分が外側ね
    じからなり、前記止めナットのねじを切った部分が前記
    止めナットを前記ホーン上にねじ込むように内側ねじか
    らなり、また前記の少なくとも１個のタブが、前記チュ
    ーブおよび前記止めナットが一緒に組み立てられるとき
    に締りばねにより一緒に保持されるように前記タブの外
    径が前記チップナットの内径よりも大きい複数個のタブ
    からなる請求項13記載の集成体。
  15. 【請求項１５】前記の少なくとも２個のタブが、相互に
    120゜±５゜隔置された３個のタブからなる請求項13記
    載の集成体。
  16. 【請求項１６】前記タブの各々が約0.003インチの半径
    方向の長さおよび約0.105インチの幅を有する請求項15
    記載の集成体。
  17. 【請求項１７】前記フランジが約0.092インチの外径を
    有する請求項16記載の集成体。
  18. 【請求項１８】前記チューブが近位端部に前記フランジ
    が装着されたシリンダを形成する請求項12記載の集成
    体。
  19. 【請求項１９】前記チューブが約1.15インチの長さを有
    し、前記フランジが約0.004インチの厚さを有し、かつ
    前記シリンダが約0.0025インチの肉厚および約0.042イ
    ンチの外径を有する請求項18記載の集成体。
  20. 【請求項２０】前記フランジがスエージ加工により形成
    されている請求項12記載の集成体。
  21. 【請求項２１】前記チューブがステンレス鋼で形成され
    ている請求項20記載の集成体。
  22. 【請求項２２】前記チューブが、遠位部分の外径を有す
    る円筒形の遠位部分と、前記フランジと隣接し、かつ前
    記遠位部分の外径より大きな近位部分の外径を有する円
    筒形の近位部分と、前記近位部分と前記遠位部分との間
    に形成されかつ前記近位部分および前記遠位部分を連結
    する円錐形の部分とを備え、前記円錐形部分の外径が前
    記近位部分から前記遠位部分まで先細になっている請求
    項１記載の集成体。
  23. 【請求項２３】前記遠位部分の外径が約0.030インチで
    あり、かつ前記近位部分の外径が約0.042インチである
    請求項22記載の集成体。
  24. 【請求項２４】前記チューブが約1.15インチの長さを有
    し、かつ前記遠位部分が約0.900インチの長さを有する
    請求項23記載の集成体。
  25. 【請求項２５】前記チューブがその近位端部に形成され
    た半径方向の環状のフランジと該フランジから外方に延
    びる円筒形部分とを有し、前記止めナットがそれを貫通
    した通路を有し、前記止めナットの開口した近位端部が
    その内部に前記ホーンを受け入れるように構成されてお
    り、前記止めナットのねじを切った部分が内側ねじ部分
    からなり、前記止めナットの開口した遠位端部が前記チ
    ューブの円筒形部分を貫通させて受け入れるように構成
    されており、かつ前記止めナットが前記通路内に前記フ
    ランジが衝接する環状肩部を有する請求項１記載の集成
    体。
  26. 【請求項２６】前記チューブがその近位端部に形成され
    た半径方向の環状のフランジと該フランジと連結された
    円筒形部分とを備え、前記止めナットが外面と、貫通し
    て延びる通路と、前記通路が貫通しているナット近位端
    部とを有し、前記ナットのねじを切った部分が前記外面
    上に配置され、前記通路が前記円筒形部分を貫通させて
    受け入れるように構成されており、かつ前記フランジが
    前記ナットの近位端部と衝接する請求項１記載の集成
    体。
  27. 【請求項２７】前記止めナットが前記チューブから分離
    可能である請求項１記載の集成体。
  28. 【請求項２８】前記止めナットおよび前記チューブが単
    一の部材として形成され、かつ前記チューブが前記止め
    ナットから外方に延出している請求項１記載の集成体。
  29. 【請求項２９】前記止めナットおよび前記チューブが、
    均一の直径を有する貫通して延びる円筒形の通路を形成
    している請求項28記載の集成体。
  30. 【請求項３０】前記止めナットがナットの外面を有し、
    前記ナットのねじを切った部分が前記ナットの外面上に
    配置されている請求項28記載の集成体。
  31. 【請求項３１】前記超音波外科用切断器具が、前記止め
    ナットを囲繞しかつ前記止めナットを越えて前方にかつ
    前記チューブのまわりに延びるスリーブを含む請求項１
    記載の集成体。
  32. 【請求項３２】前記止めナットが、該ナットの前端部か
    ら長手方向に延びかつ前記止めナットを前記ホーンのね
    じを切った部分にねじ込むためにスパナにより係合され
    るように構成された少なくとも１個のナット係合スパナ
    用切欠部を有する請求項１記載の集成体。
  33. 【請求項３３】前記止めナットが水平線に対して45゜よ
    りも大きくない前面角度を有する請求項１記載の集成
    体。
  34. 【請求項３４】前記前面角度が30゜である請求項33記載
    の集成体。
  35. 【請求項３５】前記ナットのねじを切った部分が外側ね
    じを形成し、かつ前記止めナットが一般的に45゜ないし
    90゜の範囲内の後面角度を有する請求項33記載の集成
    体。
  36. 【請求項３６】前記後面角度が45゜である請求項35記載
    の集成体。
  37. 【請求項３７】前記止めナットがその前面および後面の
    間にかつ前記前面および後面と隣接した全体として円筒
    形の部分を有し、かつ前記ナットのねじを切った部分が
    前記円筒形部分上に配置されている請求項35記載の集成
    体。
  38. 【請求項３８】前記ホーンが円筒形の前側部分と前記円
    筒形部分の遠位チップに形成された拡大部分とを有し、
    かつ前記ホーンのねじを切った部分が前記拡大部分の内
    側に配置されている請求項33記載の集成体。
  39. 【請求項３９】前記拡大部分が22.5゜よりも大きくない
    後面角度を有する請求項38記載の集成体。
  40. 【請求項４０】前記ナットのねじを切った部分が内側ね
    じを形成し、かつ前記止めナットが45゜よりも大きくな
    い後面角度を有する請求項33記載の集成体。
  41. 【請求項４１】前記後面角度が30゜である請求項40記載
    の集成体。
  42. 【請求項４２】前記前面角度が30゜である請求項41記載
    の集成体。
  43. 【請求項４３】前記ホーンが円筒形の前側部分を有し、
    かつ前記ホーンのねじを切った部分が前記円筒形前側部
    分の遠位端部に配置されている請求項40記載の集成体。
  44. 【請求項４４】前記チューブの遠位端部が約0.0025イン
    チの肉厚および約0.042インチの外径を有する請求項１
    記載の集成体。
  45. 【請求項４５】超音波外科用切断器具がスリーブを有
    し、前記チューブが前記スリーブ内に配置されかつ該チ
    ューブと該スリーブの間に環状通路を形成する請求項１
    記載の集成体。
  46. 【請求項４６】超音波外科用切断器具が潅注流体を供給
    するための潅注装置を含み、かつ前記環状通路が潅注装
    置と流体連結してそれにより潅注流体を環状通路を通じ
    て前記チューブの遠位端部に配置された手術部位に送る
    ことができるようにした請求項45記載の集成体。
  47. 【請求項４７】前記チューブが破砕された組織および流
    体を手術部位から引き離して吸引するための貫通した吸
    引通路を形成する請求項１記載の集成体。
  48. 【請求項４８】前記チューブの遠位端部が、平坦であり
    かつ前記チューブに対して垂直をなすチップを形成して
    いる請求項１記載の集成体。
  49. 【請求項４９】前記チューブおよび前記止めナットが3
    0,000psiよりも大きい力および少なくとも300,000Gの加
    速度を許容するように構成されている請求項１記載の集
    成体。
  50. 【請求項５０】超音波外科用器具が潅注マニホルドを含
    み、前記止めナットが該マニホルドにより囲繞され、前
    記チューブが該マニホルド内に配置され、かつ潅注流体
    通路が該マニホルトと前記チューブとの間に前記チュー
    ブに沿って形成されている請求項１記載の集成体。
  51. 【請求項５１】前記チューブが、チューブ近位端部に形
    成された半径方向のフランジと、該フランジからチュー
    ブ遠位端部まで延びるシリンダとを含む請求項１記載の
    集成体。
  52. 【請求項５２】前記ホーンが超音波変換器の前端部に強
    固に連結されている請求項１記載の集成体。
  53. 【請求項５３】前記止めナットが、その外面上に１対の
    隔置されたスパナと係合可能な切欠部を有する請求項１
    記載の集成体。
  54. 【請求項５４】さらに、一端部に形成されたスロット
    と、該スロット内に形成されかつ前記止めナットを前記
    ホーンに対して回転するために前記切欠部内に係合可能
    な一対の対向したノッチ部材とを有する細長いスパナを
    備えている請求項53記載の集成体。
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