JP2876415B2 - 医療用ドリルと内視鏡付きドリル装置 - Google Patents
医療用ドリルと内視鏡付きドリル装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、人体の所要箇所を穿設する場合等に使用さ
れる医療用ドリルと、その医療用ドリルを備えた内視鏡
付きドリル装置に関する。
れる医療用ドリルと、その医療用ドリルを備えた内視鏡
付きドリル装置に関する。
従来、手術等の際に人体の所要箇所を穿設する場合、
ステンレス等の耐腐食性の切削用ドリルとそのドリルを
備えた手動式、気動式又は電動式のドリル装置が使用さ
れていた。
ステンレス等の耐腐食性の切削用ドリルとそのドリルを
備えた手動式、気動式又は電動式のドリル装置が使用さ
れていた。
しかし、正確性を要求される人体の穿設作業において
は、切削状態を観察しながら加工する必要があり、かつ
ドリルを迅速かつ円滑に位置決めすることが必要である
が、従来の医療用ドリルやドリル装置にはそのような要
件を満たすものがなかった。
は、切削状態を観察しながら加工する必要があり、かつ
ドリルを迅速かつ円滑に位置決めすることが必要である
が、従来の医療用ドリルやドリル装置にはそのような要
件を満たすものがなかった。
また、従来の切削用ドリルでは、切削作業中に磨耗や
欠損を生じた場合に、生体に悪影響を及ぼすおそれがあ
るという問題点があった。
欠損を生じた場合に、生体に悪影響を及ぼすおそれがあ
るという問題点があった。
本発明は、以上の問題点に鑑み、被削部分を観察しな
がら切削することができ、磨耗や欠損が生じても人体に
悪影響を及ぼさない安全性のある医療用ドリルを提供す
ることを課題とすると共に、その医療用ドリルを多自由
度に所望箇所に迅速かつ円滑に位置決めし、切削状態を
正確に観察しながら安全な加工が行うことができる内視
鏡付きドリル装置を提供することを課題とする。
がら切削することができ、磨耗や欠損が生じても人体に
悪影響を及ぼさない安全性のある医療用ドリルを提供す
ることを課題とすると共に、その医療用ドリルを多自由
度に所望箇所に迅速かつ円滑に位置決めし、切削状態を
正確に観察しながら安全な加工が行うことができる内視
鏡付きドリル装置を提供することを課題とする。
本発明に係わる医療用ドリルは、前記課題を解決する
ために、少なくとも被削部分に面する側が透明に形成さ
れている。
ために、少なくとも被削部分に面する側が透明に形成さ
れている。
また、その医療用ドリルが生体材料で形成されていて
もよい。
もよい。
さらに、前記透明部分をアルミナ結晶体で形成しても
よく、中心部に内視鏡の挿入穴を設けてもよい。
よく、中心部に内視鏡の挿入穴を設けてもよい。
また、本発明に関わる内視鏡付きドリル装置は、前記
医療用ドリルと、その医療用ドリルを保持すると共に回
転駆動するドリル保持回転動力部と、前記医療用ドリル
をその軸線方向に沿って往復動させる送り装置部と、前
記ドリル保持回転動力部および送り装置部全体を多自由
度方向に移動位置決めする多自由度マニピュレータ部
と、前記ドリル保持回転動力部に係合し切削状態を撮影
する内視鏡を含む光学系装置部と、前記各部を同期制御
する制御部とを備えて構成されている。そして、前記内
視鏡への振動を制御する画像伝送法可変装置を備えて構
成してもよい。
医療用ドリルと、その医療用ドリルを保持すると共に回
転駆動するドリル保持回転動力部と、前記医療用ドリル
をその軸線方向に沿って往復動させる送り装置部と、前
記ドリル保持回転動力部および送り装置部全体を多自由
度方向に移動位置決めする多自由度マニピュレータ部
と、前記ドリル保持回転動力部に係合し切削状態を撮影
する内視鏡を含む光学系装置部と、前記各部を同期制御
する制御部とを備えて構成されている。そして、前記内
視鏡への振動を制御する画像伝送法可変装置を備えて構
成してもよい。
本発明の医療用ドリルは少なくとも被削材に面する所
が透明に形成されるため、内視鏡により切削状態を写し
出すことができる。生体材料で形成されている場合に
は、腐食されにくく、切削作業中に磨耗や欠損しても人
体に悪影響を及ぼすことはなく安全である。透明部分が
アルミナ結晶体で形成されている場合には、高純度であ
るため磨耗や欠損が少なく、ドリルの耐久性を高めるこ
とができる。
が透明に形成されるため、内視鏡により切削状態を写し
出すことができる。生体材料で形成されている場合に
は、腐食されにくく、切削作業中に磨耗や欠損しても人
体に悪影響を及ぼすことはなく安全である。透明部分が
アルミナ結晶体で形成されている場合には、高純度であ
るため磨耗や欠損が少なく、ドリルの耐久性を高めるこ
とができる。
一方、本発明のドリル装置は、多自由度マニピュレー
タ部により人体の任意の場所に迅速、かつ円滑に位置決
めでき、ドリル保持回転動力部と送り装置部とにより、
前記ドリルを確実に保持しながら正確かつ安定性のある
自動加工が行われる。また、ドリル保持回転動力部に係
合する内視鏡を含む光学系装置部により切削状態がその
都度正確に撮影でき、安全な加工が進められる。
タ部により人体の任意の場所に迅速、かつ円滑に位置決
めでき、ドリル保持回転動力部と送り装置部とにより、
前記ドリルを確実に保持しながら正確かつ安定性のある
自動加工が行われる。また、ドリル保持回転動力部に係
合する内視鏡を含む光学系装置部により切削状態がその
都度正確に撮影でき、安全な加工が進められる。
さらに、内視鏡への振動を制御する画像伝送法可変装
置を備えたドリル装置の場合には、画像伝送法であるス
タティックスキャン法とダイナミックスキャン法のいず
れにも切り替えることができる。
置を備えたドリル装置の場合には、画像伝送法であるス
タティックスキャン法とダイナミックスキャン法のいず
れにも切り替えることができる。
以下、本発明の医療用ドリルおよび内視鏡付きドリル
装置の実施例を図面に基づいて説明する。
装置の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図乃至第３図は医療用ドリルに関する図面であ
り、第４図は前記内視鏡付きドリル装置の全体構造を説
明する構成図であり、第５図乃至第11図は前記内視鏡付
ドリル装置の各部の構造を説明するための図面である。
り、第４図は前記内視鏡付きドリル装置の全体構造を説
明する構成図であり、第５図乃至第11図は前記内視鏡付
ドリル装置の各部の構造を説明するための図面である。
まず、本発明の医療用ドリルの構成について説明す
る。
る。
第１図（ａ）は全体が透明体から形成されている医療
用ドリル1aを示すものである。その材料としては、例え
ばサファイヤのようなアルミナ結晶体（アルミナ単結晶
体、添加物を加えたアルミナ多結晶体）が用いられる。
これ等の材料は金属切削用の鋼性のドリルほどの強度は
ないが、骨材等を切削するには十分な高強度を有するも
のである。従って、摩耗や折損等の不具合は生じにく
い。たとえ磨耗しても人体に対しては安全である。
用ドリル1aを示すものである。その材料としては、例え
ばサファイヤのようなアルミナ結晶体（アルミナ単結晶
体、添加物を加えたアルミナ多結晶体）が用いられる。
これ等の材料は金属切削用の鋼性のドリルほどの強度は
ないが、骨材等を切削するには十分な高強度を有するも
のである。従って、摩耗や折損等の不具合は生じにく
い。たとえ磨耗しても人体に対しては安全である。
第１図（ｂ）は前記の材料からなるドリルのほぼ中央
に内視鏡が挿入される挿入穴２を穿設した医療用ドリル
1bを示す。挿入穴２は先端近くまで穿設された基端側に
開口する。
に内視鏡が挿入される挿入穴２を穿設した医療用ドリル
1bを示す。挿入穴２は先端近くまで穿設された基端側に
開口する。
第１図（ｃ）に示す医療用ドリル1cは前記の材料と他
の生体材料を組み合わせたものを示す。被削部分に面す
る側である先端部が前記したサファイヤ等からなる透明
の材料３で形成され、その他は高強度材料４で形成され
ている。高強度材料４は人体に悪影響を与えない生体材
料（人工骨のようなインプラント材料）等が使用され
る。本実施例ではその中央に内視鏡用の挿入穴２が穿設
されているが、これがないものも採用される。
の生体材料を組み合わせたものを示す。被削部分に面す
る側である先端部が前記したサファイヤ等からなる透明
の材料３で形成され、その他は高強度材料４で形成され
ている。高強度材料４は人体に悪影響を与えない生体材
料（人工骨のようなインプラント材料）等が使用され
る。本実施例ではその中央に内視鏡用の挿入穴２が穿設
されているが、これがないものも採用される。
第１図（ｄ）に示す医療用ドリル1dは、透明の材料3a
を図に示すようなクロス状態に配置したもので、その他
の部分は他の高強度材料4aで形成されている。本実施例
も中央に挿入穴２が穿設されているが、これがないもの
も採用される。
を図に示すようなクロス状態に配置したもので、その他
の部分は他の高強度材料4aで形成されている。本実施例
も中央に挿入穴２が穿設されているが、これがないもの
も採用される。
第１図（ｃ），第１図（ｄ）において透明な材料3,3a
と他の高強度材料4,4aとは接合により一体的に組み合わ
されるものである。これ等は、第１図（ａ），（ｂ）に
示すものに比較的高価値な透明の材料の部分が少ないた
め安価に形成される所にメリットが有る。
と他の高強度材料4,4aとは接合により一体的に組み合わ
されるものである。これ等は、第１図（ａ），（ｂ）に
示すものに比較的高価値な透明の材料の部分が少ないた
め安価に形成される所にメリットが有る。
生体材料を用いた医療用ドリル１としては、ステンレ
スやチタン等の生体金属材料からなるドリル、アルミナ
等の生体無機材料からなるドリル、本体を生体金属材料
4bで形成し刃先を生体無機材料4cで形成したドリル1e
（第１図（ｅ））、生体金属材料4bの本体に生体無機材
料4cをコーティングしたドリル1f（第１図（ｆ））、本
体を生体金属材料4bで形成し刃先を生体無機材料4cで形
成し研磨方式で穴あけするドリル1g（第１図（ｇ））等
がある。
スやチタン等の生体金属材料からなるドリル、アルミナ
等の生体無機材料からなるドリル、本体を生体金属材料
4bで形成し刃先を生体無機材料4cで形成したドリル1e
（第１図（ｅ））、生体金属材料4bの本体に生体無機材
料4cをコーティングしたドリル1f（第１図（ｆ））、本
体を生体金属材料4bで形成し刃先を生体無機材料4cで形
成し研磨方式で穴あけするドリル1g（第１図（ｇ））等
がある。
内視鏡の挿入穴を有しない医療用ドリル1aの場合に
は、内視鏡６はドリル以外の装置（図示しない）に固定
される。この場合、第２図（ａ）に示すように、医療用
ドリル1aの先端面５と内視鏡６の端部７とは、光学的条
件により、平行に形成されていてもよい。そして、先端
面５の寸法m2は内視鏡６の端部７の寸法m1よりも長く形
成される。これは内視鏡６の全視野での撮影を可能にす
るためである。内視鏡６の挿入穴２を有する医療用ドリ
ル1bの場合では、第２図（ｂ）に示すように、内視鏡６
の端部７は挿入穴２の穴底まで挿入され、先端面５に対
峙して配設される。内視鏡６は実施例のようにドリル1b
と非接触状態にあってもよく、また、ベアリング等を介
して内視鏡を回転しないようにドリル1bに保持してもよ
い。なお、医療用ドリル1bの先端面５と内視鏡６の端部
７とは、光学的条件により、平行に形成されていてもよ
く、先端面５の寸法m2は内視鏡６の端部７の寸法m1より
も長く形成されていてもよい。
は、内視鏡６はドリル以外の装置（図示しない）に固定
される。この場合、第２図（ａ）に示すように、医療用
ドリル1aの先端面５と内視鏡６の端部７とは、光学的条
件により、平行に形成されていてもよい。そして、先端
面５の寸法m2は内視鏡６の端部７の寸法m1よりも長く形
成される。これは内視鏡６の全視野での撮影を可能にす
るためである。内視鏡６の挿入穴２を有する医療用ドリ
ル1bの場合では、第２図（ｂ）に示すように、内視鏡６
の端部７は挿入穴２の穴底まで挿入され、先端面５に対
峙して配設される。内視鏡６は実施例のようにドリル1b
と非接触状態にあってもよく、また、ベアリング等を介
して内視鏡を回転しないようにドリル1bに保持してもよ
い。なお、医療用ドリル1bの先端面５と内視鏡６の端部
７とは、光学的条件により、平行に形成されていてもよ
く、先端面５の寸法m2は内視鏡６の端部７の寸法m1より
も長く形成されていてもよい。
医療用ドリル1a等の先端面５には、第３図（ｂ）に示
すように、ネジリ剛性と切りくず排出性を向上させるた
めに直刃８が形成され、その刃先中心部分（一般的には
チゼル刃部分）には、ドリル回転中心線と垂直な平面部
分5aが形成されている。また、第３図（ａ）に示すよう
に、医療用ドリル1a等は直刃８の長い案内部９を有する
ものから形成されている。すなわち、ガンドリルのよう
に、案内部９を後述する案内手段により支持可能にし、
ドリルの振れを防止し、求心性を得るようにしている。
すように、ネジリ剛性と切りくず排出性を向上させるた
めに直刃８が形成され、その刃先中心部分（一般的には
チゼル刃部分）には、ドリル回転中心線と垂直な平面部
分5aが形成されている。また、第３図（ａ）に示すよう
に、医療用ドリル1a等は直刃８の長い案内部９を有する
ものから形成されている。すなわち、ガンドリルのよう
に、案内部９を後述する案内手段により支持可能にし、
ドリルの振れを防止し、求心性を得るようにしている。
次に、本発明の内視鏡付きドリル装置10の構成につい
て説明する。内視鏡付きドリル装置10は、第４図に示す
ように、ドリル保持回転動力部11、送り装置部12、送り
装置部12に連結した多自由度マニピュレータ部13、光学
系装置部14、これ等各部を制御する制御部15等とから構
成される。なお、光学系装置部14をケーブル14aを介し
てモニタテレビ16に接続している。
て説明する。内視鏡付きドリル装置10は、第４図に示す
ように、ドリル保持回転動力部11、送り装置部12、送り
装置部12に連結した多自由度マニピュレータ部13、光学
系装置部14、これ等各部を制御する制御部15等とから構
成される。なお、光学系装置部14をケーブル14aを介し
てモニタテレビ16に接続している。
また、多自由度マニピュレータ13の基端側とモニタテ
レビ16はタイヤ17上を有する移動台18上に搭載されてい
る。
レビ16はタイヤ17上を有する移動台18上に搭載されてい
る。
ドリル保持回転動力部11は、例えば、第５図に示すよ
うに、医療用ドリル1a等を把持するチャック19、チャッ
ク19に連結する回転軸20（第７図）、回転軸20を駆動す
る駆動手段21（第５図）、ガイド部25、これらを収納す
る本体22等とから構成され、全体がケーシング23内に収
納される。
うに、医療用ドリル1a等を把持するチャック19、チャッ
ク19に連結する回転軸20（第７図）、回転軸20を駆動す
る駆動手段21（第５図）、ガイド部25、これらを収納す
る本体22等とから構成され、全体がケーシング23内に収
納される。
第６図（ａ），（ｂ）はドリル保持回転動力部11のケ
ーシング23の先端部（被削材と対峙する側）にガイド部
25を取り付けたものを示す。ガイド部25は医療用ドリル
1a等の直刃状の案内部９を保持し、医療用ドリル1a等に
直進性と求心性を与えるものである。
ーシング23の先端部（被削材と対峙する側）にガイド部
25を取り付けたものを示す。ガイド部25は医療用ドリル
1a等の直刃状の案内部９を保持し、医療用ドリル1a等に
直進性と求心性を与えるものである。
ガイド部25はケーシング23端に着脱可能又は固着され
る透明材料からなるガイド部材31を有し、そのガイド部
材31には医療用ドリル1aの案内部９を摺動可能に支持す
る貫通孔32と、ガイド部材31により閉止されたケーシン
グ23の内部と外部とを連通させる切粉除孔33が穿設され
ている。チャック19により把持された医療用ドリル1aは
ガイド部25により振れ防止されて保持される。従って、
医療用ドリル1aが細長なものでも、ドリル振れを防止し
高精度加工を行うことができる。なお、ガイド部25は第
６図（ａ）に示すような形状のものからなるが、被削材
の表面形状に合わせ、適宜形状なものが採用される。ま
た、ガイド部15等をケーシング23の先端側に配置するこ
とにより、ケーシング23の先端に重量が集中する場合に
は、装置の先端部分にアーム等の部材を取り付け、重量
を分散させてもよい。
る透明材料からなるガイド部材31を有し、そのガイド部
材31には医療用ドリル1aの案内部９を摺動可能に支持す
る貫通孔32と、ガイド部材31により閉止されたケーシン
グ23の内部と外部とを連通させる切粉除孔33が穿設され
ている。チャック19により把持された医療用ドリル1aは
ガイド部25により振れ防止されて保持される。従って、
医療用ドリル1aが細長なものでも、ドリル振れを防止し
高精度加工を行うことができる。なお、ガイド部25は第
６図（ａ）に示すような形状のものからなるが、被削材
の表面形状に合わせ、適宜形状なものが採用される。ま
た、ガイド部15等をケーシング23の先端側に配置するこ
とにより、ケーシング23の先端に重量が集中する場合に
は、装置の先端部分にアーム等の部材を取り付け、重量
を分散させてもよい。
ガイド部25の近傍には、第６図（Ａ）に示すように、
吸気装置34が着脱可能に設けられる。吸気装置34はガイ
ド部25の内部に堆積した切りくず等を吸引するもので、
その吸引口35はガイド部材31の切粉掃除孔33と対峙する
位置に配設される。医療用ドリル1aの切削加工によって
生じた切りくずは、医療用ドリル1aの直刃８の刃溝に沿
って上昇し、ガイド部材31とチャック19との間の空間36
に堆積してしまい、堆積を重ねることにより円滑な切削
加工ができなくなる。そこで吸気装置34を作動し、内部
に堆積した切りくずを吸引除去する。なお、吸気装置34
の動作中の振動が内視鏡付きドリル装置10側に伝達され
ないように吸気装置も弾性支持することが必要となる。
吸気装置34が着脱可能に設けられる。吸気装置34はガイ
ド部25の内部に堆積した切りくず等を吸引するもので、
その吸引口35はガイド部材31の切粉掃除孔33と対峙する
位置に配設される。医療用ドリル1aの切削加工によって
生じた切りくずは、医療用ドリル1aの直刃８の刃溝に沿
って上昇し、ガイド部材31とチャック19との間の空間36
に堆積してしまい、堆積を重ねることにより円滑な切削
加工ができなくなる。そこで吸気装置34を作動し、内部
に堆積した切りくずを吸引除去する。なお、吸気装置34
の動作中の振動が内視鏡付きドリル装置10側に伝達され
ないように吸気装置も弾性支持することが必要となる。
送り装置部12はドリル保持回転動力部11を上下動させ
る装置であり、第５図に示すように、ドリル保持回転動
力部11の本体22に固定されるボールナット部26に螺合す
るボールねじ部27と、モータ28と、モータ28の回転をボ
ールねじ部27に伝える歯車機構29等とから構成され、ケ
ーシング23と連結するケーシング30内に収納される。
る装置であり、第５図に示すように、ドリル保持回転動
力部11の本体22に固定されるボールナット部26に螺合す
るボールねじ部27と、モータ28と、モータ28の回転をボ
ールねじ部27に伝える歯車機構29等とから構成され、ケ
ーシング23と連結するケーシング30内に収納される。
多自由度マニピュレータ13は可撓性リンク部材からな
り、その先端部にはケーシング30が連結し、基端側に移
動台18に連結される。そして、ケーシング30をX,Y,Z方
向の任意の位置に移動可能に支持するとともに、医療用
ドリル１等を所望の方向に自由に向けられるように形成
されている。
り、その先端部にはケーシング30が連結し、基端側に移
動台18に連結される。そして、ケーシング30をX,Y,Z方
向の任意の位置に移動可能に支持するとともに、医療用
ドリル１等を所望の方向に自由に向けられるように形成
されている。
光学系装置部14はドリル保持回転動力部11の回転軸20
の挿入孔24および医療用ドリル1b等の挿入穴２内に挿入
され、その先端の端部７を医療用ドリル1bの先端近傍に
配設する内視鏡６と、内視鏡６の画像を写し出すモニタ
テレビ16と、内視鏡６とモニタテレビ16との間に介設さ
れるケーブル14aから構成される。モニタテレビ16の画
面には内視鏡６の写し出した画像がそのまま表示され
る。
の挿入孔24および医療用ドリル1b等の挿入穴２内に挿入
され、その先端の端部７を医療用ドリル1bの先端近傍に
配設する内視鏡６と、内視鏡６の画像を写し出すモニタ
テレビ16と、内視鏡６とモニタテレビ16との間に介設さ
れるケーブル14aから構成される。モニタテレビ16の画
面には内視鏡６の写し出した画像がそのまま表示され
る。
第７図（ａ），（ｂ）は内視鏡６の振れ防止用の内視
鏡保持手段を示す。内視鏡６は医療用ドリル1b等および
回転軸６の挿入孔24内に緩挿される。内視鏡６は医療用
ドリル1b等か回転しても回転しないことが必要であると
共に、挿入孔24等に接触すると振動し、正確な撮影がで
きない問題点が生ずる。内視鏡保持手段はそれを防止す
るものである。第７図（ａ）は回転軸20の挿入孔20にベ
アリング37,38を設け、内視鏡６を支持するようにした
ものである。また、第７図（ｂ）は回転軸20等とから離
れた装置の固定部39にガイドベアリング40を設け内視鏡
６を保持するものである。
鏡保持手段を示す。内視鏡６は医療用ドリル1b等および
回転軸６の挿入孔24内に緩挿される。内視鏡６は医療用
ドリル1b等か回転しても回転しないことが必要であると
共に、挿入孔24等に接触すると振動し、正確な撮影がで
きない問題点が生ずる。内視鏡保持手段はそれを防止す
るものである。第７図（ａ）は回転軸20の挿入孔20にベ
アリング37,38を設け、内視鏡６を支持するようにした
ものである。また、第７図（ｂ）は回転軸20等とから離
れた装置の固定部39にガイドベアリング40を設け内視鏡
６を保持するものである。
なお、医療用ドリル1aのように挿入穴２のないもので
は第２図（ａ）に示すように先端から離れた位置に内視
鏡６は配設支持されるが、医療用ドリル1aが透明のため
切削中の状態を写し出すことが可能である。
は第２図（ａ）に示すように先端から離れた位置に内視
鏡６は配設支持されるが、医療用ドリル1aが透明のため
切削中の状態を写し出すことが可能である。
光学系装置部14において内視鏡６の画像をモニタテレ
ビ16側に伝送する画像伝送法としてはスタティックスキ
ャン法およびダイナミックスキャン法が用いられる。い
ずれの伝送方法も公知のものであるが、スタティックス
キャン法はチャート、伝送系を静止して画像評価を行う
ものであり、ダイナミックスキャン法はチャート，伝送
系をランダムに動かして画像評価を行うものである。画
像伝送法の操作法（スタティックスキャン法とダイナミ
ックスキャン法を切り替える方法）では、ドリル装置自
体を振動させる方法と、内視鏡だけを振動させる方法が
ある。前者は内視鏡の保持方法がいかなる場合でも適用
でき、後者は内視鏡がドリル及びドリル装置の回転部分
以外の部分に保持される場合に適用される。いずれの場
合も、以下述べるように、画像伝送法可変装置を用いて
振動の制御を行い、スタティックスキャン法によるとき
は振動を与えず、ダイナミックスキャン法によるときは
適度な振動を与えることにより、両者を使い分けること
ができる。
ビ16側に伝送する画像伝送法としてはスタティックスキ
ャン法およびダイナミックスキャン法が用いられる。い
ずれの伝送方法も公知のものであるが、スタティックス
キャン法はチャート、伝送系を静止して画像評価を行う
ものであり、ダイナミックスキャン法はチャート，伝送
系をランダムに動かして画像評価を行うものである。画
像伝送法の操作法（スタティックスキャン法とダイナミ
ックスキャン法を切り替える方法）では、ドリル装置自
体を振動させる方法と、内視鏡だけを振動させる方法が
ある。前者は内視鏡の保持方法がいかなる場合でも適用
でき、後者は内視鏡がドリル及びドリル装置の回転部分
以外の部分に保持される場合に適用される。いずれの場
合も、以下述べるように、画像伝送法可変装置を用いて
振動の制御を行い、スタティックスキャン法によるとき
は振動を与えず、ダイナミックスキャン法によるときは
適度な振動を与えることにより、両者を使い分けること
ができる。
第８図と第９図は内視鏡６のみを振動させる場合の画
像伝送法可変装置の配置図であり、第10図と第11図は画
像伝送法可変装置の詳細図である。
像伝送法可変装置の配置図であり、第10図と第11図は画
像伝送法可変装置の詳細図である。
第８図と第９図において、50は垂直方向固定装置、51
は金属バネ51aとダンパ51bとからなり垂直方向の振動を
絶縁する振動絶縁装置、52はバネ定数制御装置、53は画
像伝送法可変装置である。画像伝送法可変装置53は、第
10図、第11図に示すように、外ケーシング54、中ケーシ
ング55、金属バネ56aとダンパ56bとからなる防振部56、
内視鏡保護リンク57、上蓋58、バネ定数可変部59からな
る。なお、第８図は上蓋58を離脱している状態を示す。
そして、ドリルの切削等により発生する振動を垂直方向
に対しては振動絶縁装置51によって絶縁し、水平方向に
対しては画像伝送法可変装置53によって振動の絶縁度を
変化させる。振動の絶縁度を変化させるにはバネ定数制
御装置52を操作して、金属バネ56aのバネ定数を調整す
ることにより行う。
は金属バネ51aとダンパ51bとからなり垂直方向の振動を
絶縁する振動絶縁装置、52はバネ定数制御装置、53は画
像伝送法可変装置である。画像伝送法可変装置53は、第
10図、第11図に示すように、外ケーシング54、中ケーシ
ング55、金属バネ56aとダンパ56bとからなる防振部56、
内視鏡保護リンク57、上蓋58、バネ定数可変部59からな
る。なお、第８図は上蓋58を離脱している状態を示す。
そして、ドリルの切削等により発生する振動を垂直方向
に対しては振動絶縁装置51によって絶縁し、水平方向に
対しては画像伝送法可変装置53によって振動の絶縁度を
変化させる。振動の絶縁度を変化させるにはバネ定数制
御装置52を操作して、金属バネ56aのバネ定数を調整す
ることにより行う。
なお、ドリル装置10にはあらゆる防振法が用いられて
いるため、前記振動源では不十分の場合があるので、第
９図に示すように、内視鏡６を適度に振動させるため
に、公知の加振装置60を設けてもよい。また、前記述べ
た振動絶縁制御構造を多重に構成して、振動を加振装置
60だけで行うようにしてもよい。
いるため、前記振動源では不十分の場合があるので、第
９図に示すように、内視鏡６を適度に振動させるため
に、公知の加振装置60を設けてもよい。また、前記述べ
た振動絶縁制御構造を多重に構成して、振動を加振装置
60だけで行うようにしてもよい。
ドリル装置10自体を振動させる場合には、振動の制御
は送り装置部12と多自由度マニピュレータ13との間に前
記画像伝送法可変装置53を配置して行うのが望ましい。
更に、ダイナッミックスキャン法で画像伝送する場合、
内視鏡６による観察位置の切削中心からのずれを確認で
きる方が便利なため、リミットスイッチのような位置検
出スイッチなどを用いた位置検出センサを備えることが
望ましい。
は送り装置部12と多自由度マニピュレータ13との間に前
記画像伝送法可変装置53を配置して行うのが望ましい。
更に、ダイナッミックスキャン法で画像伝送する場合、
内視鏡６による観察位置の切削中心からのずれを確認で
きる方が便利なため、リミットスイッチのような位置検
出スイッチなどを用いた位置検出センサを備えることが
望ましい。
制御部15はドリル保持回転動力部11の駆動機構21や送
り装置部12のモータ28や、場合により光学系装置部の光
学機構および多自由度マニピュレータ13に電気的機構が
付設されている場合には該電気的機構にそれぞれ連結
し、それ等の同期制御を行うもので、図略のコントロー
ル盤等が付設される。
り装置部12のモータ28や、場合により光学系装置部の光
学機構および多自由度マニピュレータ13に電気的機構が
付設されている場合には該電気的機構にそれぞれ連結
し、それ等の同期制御を行うもので、図略のコントロー
ル盤等が付設される。
以上の構造の内視鏡付きドリル装置10により人体の骨
材等の加工を行う場合には、移動台をまず人体の近傍ま
で移動し、制御部15又は手動により多自由度マニピュレ
ータ13を動かし、医療用ドリル1a等を被削材と対応する
位置に位置決めする。次に、制御部15によりドリル保持
回転動力部11および送り装置部12を同期制御しながら切
削加工を行う。加工状態は内視鏡６を介して、モニタテ
レビ16に写し出されるため、モニタテレビ16を見ながら
骨材等の穿設作業ができ、より正確な穿設を行うことが
できる。
材等の加工を行う場合には、移動台をまず人体の近傍ま
で移動し、制御部15又は手動により多自由度マニピュレ
ータ13を動かし、医療用ドリル1a等を被削材と対応する
位置に位置決めする。次に、制御部15によりドリル保持
回転動力部11および送り装置部12を同期制御しながら切
削加工を行う。加工状態は内視鏡６を介して、モニタテ
レビ16に写し出されるため、モニタテレビ16を見ながら
骨材等の穿設作業ができ、より正確な穿設を行うことが
できる。
本発明によれば、次のような効果が上げられる。
（１）医療用ドリルは、少なくとも被削部分に面する側
に透明に形成されているので、内視鏡により切削中にそ
の切削状態を観察することが可能である。
に透明に形成されているので、内視鏡により切削中にそ
の切削状態を観察することが可能である。
（２）医療用ドリルは、生体材料で形成されているた
め、腐食されにくく、たとえ摩耗や切損を生じても、人
体に悪影響を及ぼすことはなく安全である。
め、腐食されにくく、たとえ摩耗や切損を生じても、人
体に悪影響を及ぼすことはなく安全である。
（３）透明部分をアルミナ結晶体で形成されている場合
には、高強度であるため磨耗や欠損が少なく、ドリルの
耐久性を高めることができる。
には、高強度であるため磨耗や欠損が少なく、ドリルの
耐久性を高めることができる。
（４）ドリル装置は、多自由度マニピュレータにより、
所望の加工位置に医療用ドリルを迅速に、かつ高精度に
位置決めすることができる。
所望の加工位置に医療用ドリルを迅速に、かつ高精度に
位置決めすることができる。
（５）ドリル装置は、ドリル保持回転動力部と送り装置
部およびこれ等を制御する制御部により、安定した自動
加工が行われる。
部およびこれ等を制御する制御部により、安定した自動
加工が行われる。
（６）内視鏡を有する光学系装置部により切削状態を観
察しながら加工でき、正確な、かつ安全な穿設作業が行
われる。
察しながら加工でき、正確な、かつ安全な穿設作業が行
われる。
（７）内視鏡への振動を制御する画像伝送法可変装置を
備えたドリル装置の場合には、画像伝送法であるスタテ
ィックスキャン法とダイナミックスキャン法のいずれに
も切り替えることができる。
備えたドリル装置の場合には、画像伝送法であるスタテ
ィックスキャン法とダイナミックスキャン法のいずれに
も切り替えることができる。
第１図（ａ）乃至（ｇ）は本発明の医療用ドリルの各種
の実施例を示す平面図、第２図（ａ），（ｂ）は医療用
ドリルの先端部の形成を示す拡大平面図、第３図（ａ）
は医療用ドリルの直刃の案内部を示す一拡大一部平面
図、第３図（ｂ）は第３図（ａ）のIII矢視の正面図、
第４図は内視鏡付のドリル装置の全体構造を示す構成
図、第５図はドリル保持回転動力部と送り装置部との詳
細を示す側面図、第６図（ａ）はドリル保持回転動力部
に付設されたガイド部を示す一部軸断面図、第６図
（ｂ）は第６図（ａ）のIV矢視の正面図、第７図
（ａ），（ｂ）は内視鏡の保持手段を示す一部軸断面
図、第８図は内視鏡を振動させる場合の画像伝送法可変
装置の配置図であり、第９図は要部一部切欠断面図、第
10図は画像伝送法可変装置の側断面図、第11図は第10図
のＡ矢視図である。 1a,1b,1c,1d,1e,1f,1g……医療用ドリル、 ２……挿入穴、3,3a……透明な材料、 4,4a……高強度材料、 4b……生体金属材料 4c……生体無機材料 ５……平面部、６……内視鏡、 ７……端部、８……直刃、 ９……案内部、10……内視鏡付きドリル装置、 11……ドリル保持回転動力部、 12……送り装置部、13……多自由度マニピュレータ部、
14……光学系装置部、 15……制御部、17……タイヤ、 18……移動台、19……チャック、 20……回転軸、21……駆動手段、 22……本体、23,30……ケーシング、 24……挿入孔、25……ガイド部、 26……ボールナット部、 27……ボールねじ部、 28……モータ、29……歯車機構、 31……ガイド部材、32……貫通孔、 33……切粉掃除孔、34……吸気装置、 35……吸引口、36……空間、 37,38……ベアリング、 39……固定部、40……ガイドベアリング、 53……画像伝送法可変装置。
の実施例を示す平面図、第２図（ａ），（ｂ）は医療用
ドリルの先端部の形成を示す拡大平面図、第３図（ａ）
は医療用ドリルの直刃の案内部を示す一拡大一部平面
図、第３図（ｂ）は第３図（ａ）のIII矢視の正面図、
第４図は内視鏡付のドリル装置の全体構造を示す構成
図、第５図はドリル保持回転動力部と送り装置部との詳
細を示す側面図、第６図（ａ）はドリル保持回転動力部
に付設されたガイド部を示す一部軸断面図、第６図
（ｂ）は第６図（ａ）のIV矢視の正面図、第７図
（ａ），（ｂ）は内視鏡の保持手段を示す一部軸断面
図、第８図は内視鏡を振動させる場合の画像伝送法可変
装置の配置図であり、第９図は要部一部切欠断面図、第
10図は画像伝送法可変装置の側断面図、第11図は第10図
のＡ矢視図である。 1a,1b,1c,1d,1e,1f,1g……医療用ドリル、 ２……挿入穴、3,3a……透明な材料、 4,4a……高強度材料、 4b……生体金属材料 4c……生体無機材料 ５……平面部、６……内視鏡、 ７……端部、８……直刃、 ９……案内部、10……内視鏡付きドリル装置、 11……ドリル保持回転動力部、 12……送り装置部、13……多自由度マニピュレータ部、
14……光学系装置部、 15……制御部、17……タイヤ、 18……移動台、19……チャック、 20……回転軸、21……駆動手段、 22……本体、23,30……ケーシング、 24……挿入孔、25……ガイド部、 26……ボールナット部、 27……ボールねじ部、 28……モータ、29……歯車機構、 31……ガイド部材、32……貫通孔、 33……切粉掃除孔、34……吸気装置、 35……吸引口、36……空間、 37,38……ベアリング、 39……固定部、40……ガイドベアリング、 53……画像伝送法可変装置。
Claims (6)
- 【請求項１】少なくとも被削部分に面する側が透明に形
成されていることを特徴とする医療用ドリル。 - 【請求項２】生体材料で形成されていることを特徴とす
る請求項（１）記載の医療用ドリル。 - 【請求項３】前記透明部分がアルミナ結晶体で形成され
ていることを特徴とする請求項（１）記載の医療用ドリ
ル。 - 【請求項４】中心部に内視鏡の挿入穴を設けたことを特
徴とする請求項（１）、（２）又は（３）記載の医療用
ドリル。 - 【請求項５】請求項（１）記載の医療用ドリルと、その
医療用ドリルを保持すると共に回転駆動するドリル保持
回転動力部と、前記医療用ドリルをその軸線方向に沿っ
て往復動させる送り装置部と、前記ドリル保持回転動力
部および送り装置部全体を多自由度方向に移動位置決め
する多自由度マニピュレータ部と、前記ドリル保持回転
動力部に係合し切削状態を撮影する内視鏡を含む光学系
装置部と、前記各部を同期制御する制御部とを備えたこ
とを特徴とする内視鏡付きドリル装置。 - 【請求項６】前記内視鏡への振動を制御する画像伝送法
可変装置を備えたことを特徴とする請求項（５）記載の
内視鏡付きドリル装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020019A JP2876415B2 (ja) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | 医療用ドリルと内視鏡付きドリル装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020019A JP2876415B2 (ja) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | 医療用ドリルと内視鏡付きドリル装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03224553A JPH03224553A (ja) | 1991-10-03 |
| JP2876415B2 true JP2876415B2 (ja) | 1999-03-31 |
Family
ID=12015387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020019A Expired - Lifetime JP2876415B2 (ja) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | 医療用ドリルと内視鏡付きドリル装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2876415B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5524180A (en) * | 1992-08-10 | 1996-06-04 | Computer Motion, Inc. | Automated endoscope system for optimal positioning |
| US5755718A (en) * | 1996-06-04 | 1998-05-26 | Sklar; Joseph H. | Apparatus and method for reconstructing ligaments |
| DE19653966C2 (de) * | 1996-12-21 | 1999-06-10 | Juergen Dr Ing Wahrburg | Vorrichtung zum Positionieren und Führen eines chirurgischen Werkzeuges bei orthopädischen Eingriffen |
| JP4440491B2 (ja) * | 2001-04-18 | 2010-03-24 | 衛 光石 | 骨切削装置 |
| US10238400B2 (en) | 2013-03-15 | 2019-03-26 | DePuy Synthes Products, Inc. | Soft tissue displacer tool with inclined groove and methods |
| JP6860896B2 (ja) * | 2016-10-17 | 2021-04-21 | 長田電機工業株式会社 | 歯科用治療装置 |
-
1990
- 1990-01-30 JP JP2020019A patent/JP2876415B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03224553A (ja) | 1991-10-03 |
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