JP3179960B2

JP3179960B2 - 外科手術用具

Info

Publication number: JP3179960B2
Application number: JP05386494A
Authority: JP
Inventors: 総一近藤; 守人出本
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 1994-03-24
Filing date: 1994-03-24
Publication date: 2001-06-25
Anticipated expiration: 2016-06-25
Also published as: JPH07255736A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、超音波振動により生物
組織の骨化した組織、硬組織等を切削、分離する外科手
術用具に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、生物組織、特に硬骨組織及び軟骨
組織の切断分離には外科用メスが用いられているが、切
断作業の効率が悪く、長時間を要し、手術者に多大の労
力がかかり、且つ切断分離に高度の技術を必要とすると
言う欠点があった。

【０００３】また、超音波を利用した外科手術用具も多
数開発されており、超音波振動源に接続された作業部を
超音波振動させ、接触した生物組織を破砕し、吸引除去
する為の外科手術用具（例えば、特公昭４７−３９１９
７号公報）や、硬質及び軟質の生物組織の切断分離用と
して開発された、超音波振動源に接続されたのこぎり状
の操作部分を有する外科手術用具などが知られている。
しかし、振動方向に対して垂直な平面の作業部を有した
振動体が、軟質の生物組織の表面層を超音波振動によっ
て破砕、乳化、吸引除去する外科手術用具は、超音波周
波数の機械的振動によって生物組織の表面層をたたく作
用で組織を破砕しているため、作業部を生物組織に深く
くい込ませて組織を切断分離する作業は難しく、更に硬
い生物組織を切断するには不適当であった。

【０００４】また、超音波振動するのこぎり状の作業部
分によって生物組織を切断分離する外科手術用具は、切
断効率を向上させるために作業部の形状を工夫してる
が、切断に必要とされる３０〜５０μｍ程度の作業部の
振幅によって、作業部と切断される生物組織との間に摩
擦熱が発生し、作業部、例えば熱伝導性の優れたチタン
合金の場合でも数百度の表面温度に達し、切断されてい
る組織は炭化される。更に、刃形状等の肉厚の薄い作業
部は摩擦熱によって劣化し、破砕する恐れがあった。

【０００５】硬組織を超音波振動で切断する作業をミク
ロ的に観察した場合、図７（ａ）に示したように、矢印
Ｂの振動方向で骨（２１）を切断する場合は、刃形状振
動伝達具（２０）の先端部（２２）で剪断力によって、
微細破断部（２４）を連続的に発生させているのである
が、マクロ的には切断しているような形状となる。図７
（ｂ）は刃形状振動伝達具（２０）の先端部を正面方向
より見た図で、厚みの薄い刃形状で骨を微細剪断する場
合、振動伝達具（２０）の先端部（２２）の角度を鋭角
にするに従って剪断力は上昇するが、切断部以外の変性
層（２５）が広く発生し、術後の切断部の骨の再生状態
が悪化するという欠点があった。また、切断幅を広くと
る場合、刃形状振動伝達具（２０）では肉厚を厚くする
結果、側面の接触面積が大きくなりすぎて、切断速度が
落ちたり、また、超音波振動による摩擦熱が多量に発生
する恐れがあった。

【０００６】一方、生物組織と作業部との摩擦熱の冷却
を目的として、外部よりシリンジで生理食塩水を切削部
位に注加するか、または、作業部近傍の外周に設置され
たカバーと外科手術用具との間隙より生理食塩水を噴出
する方法が試行されている。しかし、前者は、シリンジ
等の用具や保持している助手の手等が外科手術用具を操
作する術者の視野を妨害し、更に生物組織とは接触しな
い部分に生理食塩水がかゝった時に発生する霧も視野の
妨げとなる。

【０００７】後者においては、術者の視野の妨げとなる
用具は用いないが、生物組織と接触している作業部以外
の部分にも生理食塩水が無作為に噴出されるため、切削
部分の周囲を判別するのが難しくなり、作業を中断して
切削位置を確認するなどの余分な労力が必要となり、術
者を疲労させる原因となる。

【０００８】また、精密な切削作業が要求される頸椎等
の手術では、従来の刃形状型は、切削始動時に、超音波
振動と刃形状接触部分となる椎弓等の表面状態によって
は、作業部が切削予定部位よりはずれる恐れがあった。
また、腰椎深部の骨棘を切除する際には、骨棘と接触し
ていない作業部が周囲の馬尾神経等に接触する恐れがあ
った。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の外科
手術用具のこのような問題点を解決することを目的とし
たもので、ホーンの発熱により生物組織を炭化させ、あ
るいはホーン自体が劣化するという問題を解消すると共
に、切断部の変性を最小限に抑えて、切断部の位置を確
認しながら、かつ視野を確保しながら、細かい作業を安
全に行なうのに適した形状の外科手術用具を提供しよう
とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】即ち本発明は、超音波振
動により生体組織の骨化した組織もしくは硬組織を切
削、分離する外科手術装置の、後端部が超音波振動源に
接続され、先端部は超音波振動の腹となり生体組織に接
する作業部を有し、長さ方向に延びた液体通路を有する
振動伝達具であって、該作業部は、振動の腹となるへら
状の先端部に長さ方向の軸に対して一方側に突き出した
突起部が形成され、該突起部の手元側の面には長さ方向
の軸に対して２０〜９０度の角度をなす少なくとも１つ
の平面部を有すると共に、該突起部に続く後端側近傍に
は挿入部を有し、前記液体通路の先端側には該挿入部の
後方近傍に開口し前記作業部の突起部の方向にイリゲー
ション液を噴出する液体噴出孔を設け、更には前記一方
側に突き出して形成された突起部の反対側頂部に傾斜面
を設けたことを特徴とする外科手術用具である。

【００１１】以下、図面を参照して、本発明を詳細に説
明する。図１は本発明の一実施例となる外科手術用具の
全体を示す図で、図２はその先端作業部の形状を示す図
である。

【００１２】振動伝達具（１）は、後端部の接続ネジ
（４）により同じ共振周波数の超音波振動源（図示して
いない）に接続され、超音波振動源に共振周波数の高周
波電力を加えることにより発生させた超音波振動を、先
端の作業部（２）を介して生物組織に伝える。超音波振
動源と振動伝達具（１）の接続は、超音波振動の腹面で
行なえば、ネジ接続の他、溶接、圧着等の方法が可能で
あり、特に限定されない。また、振動伝達具自体にネジ
部を設けず、袋ナット等を用いて接続しても良い。

【００１３】超音波振動源としては、内部に液体通路を
有する電歪型、磁歪型のいずれの振動子も使用でき、特
に限定はされないが、電気、機械変換効率の優れたＢＬ
Ｔ振動子を用いるのが好ましい。超音波振動源で発生し
た超音波振動は、振動伝達具（１）によって伝達拡大さ
れ、作業部（２）の先端で最大振幅となるが、その振幅
は１００〜２００μｍに達する。これ以上に振幅を上げ
ると、切削速度は見かけ上より大きくなるが、切削部の
焦げや作業部（２）の耐久性や切削音等の問題を生ずる
ので、上限振幅は２００μｍとするのが好ましいが、技
術的には特に限定されるものではない。また、共振周波
数は２０〜４５ＫＨｚが好ましく、２２〜４０ＫＨｚで
特に良い振動が得られる。

【００１４】振動伝達具（１）の内部には、超音波振動
源内部の液体通路に連通して長さ方向に延びた液体通
路（５）を有し、液体通路（５）の先端側は作業部
（２）の後方近傍に設けられた液体噴出孔（６）で開
口している。そして、作業部（２）の形状は、図２に示
したように、断面積が一定で直線状をなす挿入部
（７）の先端部はへら状をなし、長さ方向の軸に対して
一方側に突き出した突起部（３）が設けられ、突起部
（３）の手元側の面には長さ方向の軸に対して角度を
なす平面部（８）が設けられている。

【００１５】図４は、振動伝達具（１）の断面積を変化
させて、超音波振動の振幅を拡大させる形状の例を示し
たものであるが、切削に必要な振幅が振動体で発生した
振幅にほゞ等しい場合には、作業部（２）までの断面積
を変化させず、（ｃ）図に示すように細い形状にするの
が良い。

【００１６】図４（ａ）（ｂ）のように、振動伝達具
（１）の後方側の径を太くする場合でも先端側は細くす
る。さらにそれに続く挿入部（７）は、特に限定はされ
ないが、超音波振動に対する耐久性や、施術対象となる
脊椎等の生体構造に応じて先端から３〜５０mmの範囲で
断面積を一定にするのが良い。これによって、図６に示
すような深溝形状（１４）の切削時や、脊椎手術におけ
ける椎弓間の隙間から挿入して内部骨棘部を切削する時
に、作業部の先端突起部（３）を深く挿入することがで
きる。挿入部（７）の外形形状は、特に限定されるもの
ではなく、円筒形や、図２に示すような角柱形、角椎形
等の対称形であればいずれでも良い。また、挿入部
（７）の幅を、先端突起部（３）の幅と同一、もしくは
突起部の幅より小さくするのも、切削時の作業がし易く
好ましい。

【００１７】作業部（２）あるいは挿入部（７）の幅
は、術式や、生体の施術対象部位の構造等によっても異
なるが、刃形状とは異なり、１．５〜４．０mm程度とす
るのが好ましい。これによって、切断部以外の変性層の
広がりが抑えられる。

【００１８】また、挿入部（７）の先端側に設けられた
突起部（３）の手元側の面は、図２に示したように、長
さ方向の軸、即ち超音波振動方向に対して２０〜９０度
の角度をなす平面部（８）になっており、さらに、突起
部（３）の先端には細長い平面状の接触面（９）が設け
られていて、施術時には、図５に示したように、生体組
織（１３）の表面を引掻くようにして切削、分離する構
造となっている。また、接触面（９）の縁は直線には限
らず、曲線でも、複数の直線と曲線の組合せた、例えば
のこ刃状でも良く、また、接触面（９）は複数個の面で
構成されていても良く、平面部（８）の一辺が含まれて
いれば良い。

【００１９】突起部（３）の先端あるいは接触面（９）
の両脇部は、曲面形状（１１）にするのが好ましい。切
削する際、超音波振動を利用した従来の刃形状の切削具
は、切削始動時に超音波振動と刃形状の接触部分となる
椎弓等の表面状態によって、作業部が切削対象部位より
はずれる恐れがあった。しかし、本発明の作業部先端形
状では、突起部（３）の平面部（８）に、切削、分離し
ようとする骨棘等の突起部を引掛けて位置決めを行なっ
た後、切削始動するため、目標部位よりはずれる恐れが
なくなった。また、曲面形状（１１）によって、接触面
（９）の中央部分から先に骨に埋まるような形で切削が
始まるため、切削始動時の術者に与える衝撃が軽減され
る。

【００２０】尚、曲面形状（１１）の曲率半径は０．１
〜１．５mmの範囲とするのが好適であるが、必ずしもこ
れに限定されるものではない。

【００２１】作業部（２）あるいは挿入部（７）の後方
近傍に設けられた液体噴出孔（６）は、作業部（２）の
先端突起部（３）の方向に向ってイリゲーション液を噴
出するように調整されている。液体噴出孔（６）より超
音波振動によって噴出したイリゲーション液は、図５に
示すように、作業部先端の突起部（３）もしくは生体組
織（１３）の切削部位周辺に噴出し、超音波振動によっ
て切削する際の摩擦熱の冷却と、術部の洗浄に使用され
る。

【００２２】この時、術者は突起部（３）とは反対側の
上面を通して術部を観察操作しており、突起部（３）の
反対側頂部を傾斜面（１０）とすることによって視野が
良好となる。また、液体噴出孔（６）の開口径について
は、特に限定はないが、流体通路（５）の直径より小さ
い方が好ましい。

【００２３】

【発明の効果】本発明に従うと、超音波振動により生体
組織の骨化した組織や硬組織を切削、分離する作業を、
従来の外科手術用具に比べて技術の熟練を必要とせず、
かつ迅速に切断、分離でき、また、切削面周辺の骨細胞
組織の摩擦熱による変質や、機械的な圧追による組織の
変性を防いで、術後の治療の促進を図り、更に術者が安
全にかつ視野を妨害されることなく、精密な幅広い切削
作業ができ、長時間連続して高振幅で使用できるので外
科手術用具として好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例となる外科手術用具の全体構
造を示す示す図である。

【図２】本発明の一実施例となる外科手術用具の、先端
作業部の形状を示す図である。

【図３】本発明の外科手術用具の、他の実施例となる先
端作業部の形状を示す図である。

【図４】本発明の外科手術用具の、振動伝達具後方側の
形状の例を示す図である。

【図５】本発明の外科手術用具の、使用状況とイリゲー
ション液の噴出方向を示す図である。

【図６】本発明の外科手術用具の、他の使用状況を示す
図である。

【図７】従来の外科手術用具のミクロ的な切削状態を示
す図で、（ａ）は振動方向に垂直な刃形状の振動伝達具
の例、（ｂ）は振動方向に平行な刃形状の振動伝達具の
例である。

【符号の説明】

１振動伝達具２作業部３突起部５液体通路６液体噴出孔７挿入部８平面部９接触面１０傾斜面１１曲面形状１２術者の視野

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 17/22 A61B 18/00 - 18/28

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】超音波振動により生体組織の骨化した組
織もしくは硬組織を切削、分離する外科手術装置の、後
端部が超音波振動源に接続され、先端部は超音波振動の
腹となり生体組織に接する作業部を有し、長さ方向に延
びた液体通路を有する振動伝達具であって、該作業部
は、振動の腹となるへら状の先端部に長さ方向の軸に対
して一方側に突き出した突起部が形成され、該突起部の
手元側の面には長さ方向の軸に対して２０〜９０度の角
度をなす少なくとも１つの平面部を有すると共に、該突
起部に続く後端側近傍には挿入部を有し、前記液体通路
の先端側には該挿入部の後方近傍に開口し前記作業部の
突起部の方向にイリゲーション液を噴出する液体噴出孔
を設け、更には前記一方側に突き出して形成された突起
部の反対側頂部に傾斜面を設けたことを特徴とする外科
手術用具。
【請求項２】一方側に突き出して形成された突起部の
幅が１．５〜４．０ｍｍであることを特徴とする、請求
項（１）記載の外科手術用具。