JP3670676B2 - 人工装具を除去するための装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば修正関節形成（revision arthroplasty)の最中に、生骨（living bone)に接合された装具から人工骨（プロテーゼ）を取り除くための超音波手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波によって修正関節形成中における骨セメント（ＰＭＭＡ）の除去を容易ならしめる技術は、米国特許第4,248,232 号や米国特許第5,151,099 号に開示されている。超音波エネルギを優先的に吸収することによる局部的な加熱で、小容積のセメントの温度がガラス転移温度以上に上昇する。したがって、セメントは、液状化して、修正位置から容易に除去され得る形状もしくは状態に処理される。プロテーゼに直接に超音波を適用することによって、プロテーゼと周囲のセメントとの間の接合（セメント接合用でないプロテーゼの場合には、プロテーゼと内側に向かう骨の成長部位である網状組織との間の接合）を破壊する技術が米国特許第5,045,054 号（Hood,et al.)の請求項に開示されている。供給される超音波エネルギの方向は、埋め込まれたプロテーゼ装置の中心軸（例えば、股関節（hip-joint)交換のボールを支持する柄の部分の軸）に向いている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、エネルギを直線的に供給するHood,et al. のごとき技術では、患者が反力を受けることになり、患者に外傷を負わせてしまう虞がある。
【０００４】
本発明の目的は、修正関節形成を行なう必要のある患者に外傷を負わせることなく、取り付けられた人工骨を除去する装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び作用】
本発明は、特に、大腿骨に埋め込まれる股関節プロテーゼの修正関節形成に適用される。本発明によれば、複雑な手術を強いることなく信頼できる性能の良好な装置が提供される。また、本発明は、一般に使用される全てのプロテーゼに対して適用することができる。
【０００６】
本発明の好ましい実施例において、比較的大きな質量（容積）を有する環状本体は、大腿骨の髄管内にセメント固定された股関節プロテーゼの露出した基端部の周囲に強固にチャックされる。大抵の場合、この露出した基端部は、柄の部分の突出端部の球もしくはボールであることが多い。この球もしくはボールはプロテーゼ装置の埋め込まれた残部と一体に形成されている。環状本体は、機械的な振動の方向軸を有する駆動部によって超音波のラジアルモード（radial-mode)振動に励磁される。前記方向軸は、好ましくは、本体の材料を介して本体の軸へと径方向内側に向いている。さらに好ましくは、前記方向軸は、露出した球の中心もしくは除去されるべきプロテーゼの上端部に方向付けられている。このような励磁に応じて、環状本体はラジアルモード共振で動作する。この場合、径方向に強制的に変調された超音波エネルギが、チャックされた係合部位で、プロテーゼの周方向に連続的に供給される。患者の手足に対してセメント（或いは骨の内方に向かう成長）のごとき取り付け手段の塑性変形によってプロテーゼはラジアルモード共振で動作する。その結果、プロテーゼとの界面のセメントプラスチックを溶解したり或いはプロテーゼとの界面の骨の成長部位を機械的に破壊したりするに十分な熱が発生する。超音波駆動される環状本体は、チャック係合されるあらゆる寸法のプロテーゼ頭部を収容できるように形成されている。すなわち、環状本体は、破壊されもしくは埋め込まれたプロテーゼ断片に対して十分な超音波エネルギを供給することができる状態でプロテーゼシャフトの破壊された断片の埋め込まれた端部に連結でき且つ埋め込まれた断片を完全かつ十分に除去できるような特定の工具を収容することができる。
【０００７】
【実施例】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。比較的大きな質量の好ましくはステンレス鋼からなる環状本体１０を備えた放射式（ｒａｄｉａｌ−ｍｏｄｅ) 発振器（振動子）が図１に示されている。通常、本体１０は真直ぐな円筒形状を成している。また、本体１０には、下方に向かって僅かに収束する中央孔１１がチャックもしくはコレット部材１２を嵌挿するために設けられている。中央孔１１の上端は反対側に形成された座ぐり穴１３によって広がっている。座ぐり穴１３にはコレット部材１２の径方向に突出した頭部１４が収容される。チャックもしくはコレット部材１２は末端に向かって細くなるようにして延びる下端部を有しており、この下端部は例えばスリット１５で長手方向に裂けられている。これによって、２つのフィンガ部が形成されている。なお、ここでは、これらのフィンガ部は、１つのスリット１５によって形成された２つのフィンガ部１６，１７として示されている。
【０００８】
図１に示すように、ヒッププロテーゼ１９の露出した球状ヘッドもしくはボール１８は、コレット部材１２の末端すなわちフィンガ端部内に形成された凹部状の球形状を用いて係合される。すなわち、２つのフィンガ部１６，１７にはそれぞれ互いに向き合うようにして凹部状の球面が形成されており、これらの球面が共同してボールヘッド１６を密に嵌め込む半球状のソケットを形成している。フィンガ部１６，１７の外面は好ましくは本体１０の中央孔１１に沿うように形成される。この場合、フィンガ部１６，１７の凹部状の球面によって形成され強制的な力が付与されていない状態のソケット内にボールヘッド１６が挿入されると、コレットもしくはチャック部材１２が下方に動かされてボールヘッド１６と周面全体に亘って接触してボールヘッド１６を把持する。このような把持を行なう動作は、フランジ状の上端部１４に対して軸方向に加えられるハンマーブロー（槌打ち）によって行なわれる。この動作中、フィンガ部１６，１７は、収束する凹部と凸状のテーパー面との間のくさび結合（くさびのごとく押し込まれる結合）によって、内方へと押し込められる。そして、最終的に、図１のようなチャック位置で、ボールヘッド１８はフィンガ部１６，１７によってその半球の赤道部位のみが把持されているだけではなく、この赤道部位よりも上方及び下方に位置する周面領域の全体にわたって把持されているものである。また、外科医は患者に外傷を負わせる可能性のあるハンマーブローを観察することができる。この場合、外傷の危険性を減らすために、本体１０の底部環状面に対してチャック部材１２のフランジ部を押し込むのに用いられる１対の向き合ったＣ状クランプが必要とされる。
【０００９】
強固にチャックされたプロテーゼ装置１９と本体１０とを励磁するために、機械電気式トランスデューサ２０が本体１０の周面に固定されている。トランスデューサ２０は、好ましくは、特許出願ＮＯ．08/199,112（１９９４年２月２２日出願）に詳細に記載され、あるいは、米国特許第5,151,099 号に（参照符号１で）記載されているような圧電磁器（piezoelectric ceramic)のごときものから成る。トランスデューサ２０は、円筒形状を成しており、２０kHz 〜４０kHz の周波数で機械的に共振する振動の中心軸２１を有している。トランスデューサ２０は、後述する電気回路機構（図９参照）による電気的な負荷によって駆動されるが、ここでは、周波数をハイクオリティーで自動的に切換えるための位相ロックループ（phase-locked loop)について説明する。周波数同調範囲は、本体１０の機械的な共振特性と、本体１０とプロテーゼ１９との良好なチャック結合とに最も依存しており、本体１０とプロテーゼ１９とのチャック結合はさらに嵌め込まり状態に依存しており、その結果、関節鏡観察下において交換すべき大腿部の部位を処置することができる。
【００１０】
寸法に関して説明すると、直径１インチのボールヘッドを収容する放射式（radial-mode)の共振体１０は、直径が好ましくは５〜６インチであり、軸方向の厚さが２インチである。トランスデューサ２０は、全長が３〜３．５インチであり、直径が１．６インチである。このような部材に適したハウジングが米国特許出願 NO.08/199,112に開示されている。このハウジングは超音波手術中において安全に取り扱うことができる。図中、仮想線２２はこのハウジングを示しており、ここには添字２３，２３´，２４で示されたＯリングが設けられている。ハウジング２２は、取り外し可能であり、トランスデューサ２０を円筒状に取り囲んで、トランスデューサ２０の共振から機械的に遮断されるハンドルとしての役割を果たす。また、ハウジング２２は、取り外し可能なその上部のループ状のリング部がチャックもしくはコレット部材１２のフランジ状の上端部を取り囲むとともに、ここを中心として延在している。
【００１１】
術中、トランスデューサ２０を励磁することによって、本体１０に放射状（radial-mode)の共振が引き起こされ、チャックとボールヘッドが本体１０内で振動する。したがって、ボールヘッドがこの機械的な共振の軌跡を辿り、この共振がプロテーゼ１９に伝達される。その結果生じる機械的な振動は、プロテーゼ１９のすね部と前述したプラスチックセメント或いはその他の接着剤（骨の内部に向かう成長のごとく）との間の界面で発生する。こうした振動伝達は数秒で急速に行なわれ、その結果、セメントを溶かし、骨の内部に向かう成長を削りとって、放射式（radial-mode)システムとプロテーゼ１９を手動で引っ込めることができる。
【００１２】
比較的急速に行なわれ得る（埋め込まれたプロテーゼの柄の部分がテーパー状を有しているため）このような引っ込め中においては、トランスデューサ２０が励磁されていようがいまいがどちらでも良い。その理由は、患者に埋め込まれた接着剤が分離されるからである。
【００１３】
注目すべきことは、図示のプロテーゼ装置１９は一体成型された１つの部材であるという点である。その結果、除去が装置全体で行なわれる。しかしながら、股関節（hip-joint)交換に類する交換を行ない得る他の装置構成も考えられる。例えば、ボールヘッド１８が別個に製造されたボールであり、この別個に製造されたボールは、プロテーゼに一体形成された露出スタッドに対する“永久的な”モールス・テーパー・フィットのためのラジアルボアを有している。この場合においては、プロテーゼ装置の露出ボールの前述した超音波放射式（radial-mode)励磁によって、ボールがモールス・テーパー・フィットから外れ、患者に埋め込まれたままの装置のテーパー状のスタッド部が露出する。このような状態では、図１に示されたような別の放射式（radial-mode)システムが手元にあり、このシステムにはチャックもしくはコレットが設けられており、このチャックもしくはコレットは、軸方向に広がってプロテーゼの露出スタッド端部に周方向に連続的に係合するのに適する内部に窪んだ形状を有している。チャックされるスタッドの超音波励磁によって、プロテーゼを素早く且つ効果的に引っ込めることができるような機械的な動作が、埋め込まれた界面もしくは本体１０内の界面で引き起こされる。
【００１４】
プロテーゼが取り除かれると、外科医を補助する者はチャックもしくはチャックされたプロテーゼが放射式（radial-mode)本体から外れたかどうかを指摘することができる。このため、チャックのフランジ端部に一定角度離間して設けられた複数のねじ穴２５には、座ぐり穴１３の平らな内側環状端面に対して軸方向に押し上げるための図示しないボルトが捩じ込められる。十分に押し上げられた位置で、チャック状態が解除され、プロテーゼ１９とチャック１２とが互いに外されるとともに、本体１０からも外される。
【００１５】
図２の構成は図１の構成の変形例である。図１と同一の部材については同一の符号が付してある。図１と異なる点は、トランスデューサ２０による超音波励磁の方向軸２１´が径方向内側に向いているだけでなく、フィンガ１６，１７の窪んだ球状内面の球の中心もしくはその付近を通るように斜め下方に向いているという点である。すなわち、方向軸２１´は、ボールもしくはボールヘッド１８の球の中心もしくはその付近を通るように斜め下方に向いているものである。このため、励磁を放射状（radial-mode)の機械的振動に変換する環状本体１０は円錐台形状（frusto-conical) の外面２７を有している。これによって、トランスデューサ２０の傾斜した駆動端面を、円錐台形状の外面２７に上側からフライス削り等の加工を施して成る平面（locally milled flat)２７´に装着することができる。さらに、図２に示すように、別個の座ぐり穴２８が本体１０の中央孔の下端部に設けられている。
【００１６】
図３及び図４は図２の変形例を示すものである。トランスデューサ２０から本体１０への超音波励磁の方向軸２１´は、径方向内側に向いており、且つ、チャックされたボールヘッド１８の球の中心に向けて下方に傾いている。図３に示すように、本体１０は図１と同じように円柱状に環状形成されている。また、トランスデューサ２０の駆動端部は、本体１０の外面に浅く好ましくは斜め方向に形成された孔内に嵌め込まれている。本体１０に対する機械的な振動の平面対平面の端面伝達を実現するために、図３に示すように、トランスデューサ２０の駆動端面に設けられた小径のスタッド部３０が本体１０のトランスデューサ嵌込み孔の底部に形成されたねじ穴に螺合される。その結果、本体１０から露出ボール及び対応する骨部へと向かう超音波エネルギが非常に収束する。
【００１７】
図３は、本発明の全ての実施例に共通するさらなる特徴を示すものである。スタッドによる捩じ込み装着は、トランスデューサ２０から放射型（radial-mode)本体１０への平面体平面の端部接続を成して、３０の部位で行なわれる。このような平面体平面の接続は、全ての実施例にとって好ましいように行なわれる。トランスデューサ２０の長さＬは、トランスデューサ２０の媒質内での音響伝送の半波長の整数倍である。この媒質は、無論、トランスデューサの中心横断面から外方にオフセットされる圧電磁器ディスクとその薄いウエハ電極を除いて、従来のアルミニウム合金のサントイッチやステンレス鋼板部材であることが好ましい。放射型（radial-mode)本体１０の平均直径Ｄmは、幾何学的に平均的な周方向の範囲で前記波長のおよそ整数倍であることが好ましい。本体１０の孔内の僅かに収束するテーパ角αは１度〜２度であることが好ましい。ボールもしくはボールヘッド１８に対するチャックもしくはコレットフィンガ１６，１７の容易な球凹凸面係合を実現するため、フィンガ１６，１７が最終的にチャック状態となる程度まで径方向内側に配置された時に、フィンガ１６，１７の凹部状球面が形成される。チャックフィンガ１６，１７の外面は、槌打ちやその他のジャッキ手段によって十分にチャックされる位置へと軸方向に移動される間にフィンガ１６，１７が内方に向かって片持ち梁のごとく曲がりながらボールもしくはボールヘッド１８をロックするような形状に形成されている。
【００１８】
図３は本発明の全ての実施例における放射型（radial-mode)システムの使用態様を示している。すなわち、プロテーゼ装置１９のテーパ状の柄の部分３１の周囲には、大腿骨３３の好ましくは中心部もしくは所定の基端部で髄内腔にプロテーゼを固定するプラスチックセメント３２が存在する。プラスチックセメント３２の多量の使用は大袈裟のようではあるが股関節（hip-joint)プロテーゼ１９を受ける大腿骨３３の場合には頻繁に行なわれる。骨の内方への成長をプロテーゼ内で行なわしめるように、プロテーゼ装置１９のテーパ状の柄の部分３１が、少なくとも部分的に骨組織に隣接して取り付けられる。
【００１９】
セメントを使用しない関節形成（ arthroplasty)の場合、プロテーゼは骨の内方への成長によって取り付けられる。このような取り付けは骨ー金属接続においては振動によって緩んだり破壊されたりする。
【００２０】
図５の実施例では、放射型（radial-mode)本体１０が真直ぐな円筒形状を成している。また、本体１０の軸方向厚さはトランスデューサ２０の直径と一致している。チャック１２のフランジ状の頭部が収容される座ぐり穴（図１ないし図３の座ぐり穴１３）は設けられていない。しかし、プロテーザボールもしくはボールヘッド１８のチャック用クランプのためのクリアランスとなる下側座ぐり穴２８が設けられている。この場合、ボールヘッド１８の球の中心は、径方向に向かうトランスデューサの超音波機械振動の軸上にある。図５に示された寸法は、本体１０の外径Ｄと、平均直径Ｄm である。また、寸法Δは、トランスデューサ２０と本体１０との間のフラットな接続を行なうために外径Ｄの円筒本体が所定部位でコーダル・フラット（chordal flat) に研削される径方向厚さである。また、トランスデューサ２０と本体１０は、螺合手段３０によって強固に固定される。図６の実施例では、本発明に係る放射型（radial-mode)環状本体４０が幾何学的に円筒形状に形成されておらず、複数のトランスデューサが本体４０の外周に一定の角度間隔離間された状態で設けられている。各トランスデューサが本体４０の機械的振動の軸は、取り付けられたプロテーゼ１９のボールもしくはボールヘッド１８の中心に方向付けられている。図面では、トランスデューサが２つ設けられ、本体４０の中心軸の回りに１８０度の角度間隔をあけて各トランスデューサが設けられている。本体４０の形状は環状を成し、前述した実施例と同様、中央孔とチャックもしくはコレット手段１２とが設けられている。環状本体４０は、その上部に設けられた凹部状のフラスト・コニカル（frusto-conical) な端面４１が特徴であり、この端面４１は下部に設けられた凹部状のフラスト・コニカルな端面４２から軸方向に離れて位置している。本体４０の外面は、コーダル・フラット（chordal flat) ４３ａ，４３ｂを除いて、フラスト・コニカルに形成されている。コーダル・フラット４３ａ，４３ｂは、本体４０の各接続部においてトランスデューサ２０ａ，２０ｂをフラットに接続する。上面４１の凹部状の傾斜は、本体４０の中心軸に関して径方向の平面からかなりオフセットされている。下面４２の場合はさほどオフセットされていない。この関係によって、本体４０が好ましい皿型形状になり、本体４０の軸方向の厚さはチャック１２が取り付けられる中央孔に近付くほど減少する。したがって、放射状（ｒａｄｉａｌ−ｍｏｄｅ) 振動は、プロテーゼ１９のエネルギ移動の好ましい位置で共振エネルギが収束する。チャック１２のクランプ状態を解除する軸方向の押上げ力（jacking force)を得るために、各捩じ込みジャッキ孔２５付近には僅かな面取り４４がそれぞれ設けられ、この面取り４４によって、挿入されたジャッキボルトが対応する面取り４４と直角をなして駆動することができる。
【００２１】
股関節（hip-joint)プロテーゼもしくは他のプロテーゼを患者から除去する場合、時として、プロテーゼの柄の部分が破損してしまい、図８に添字５０で示すように、埋め込まれた柄の断片が末端で残ってしまう。図８に示すような場合には、大腿骨５２の基端部内の骨セメントが選択的に取り除かれて広い開口部５３が形成される。すなわち、プロテーゼの基端部の除去によって残された骨セメントの受け口から開口部５３が広げられる。この開口作業は埋め込まれた断片５０の破損位置からさらにｄ1 の深さの所まで行なわれる。特許出願ＮＯ．08/199,112（１９９４年２月２２日出願）に開示された骨セメント除去工具は、迅速かつ効果的に骨セメントを除去して、埋め込まれた断片５０の破損位置からさらにｄ1 の所定深さの所まで前述した開口部を形成する場合に適している。
【００２２】
上記特許出願に記載された技術に基づく工具８０が図１１および図１２に示されている。断片５０の端部外周に存在する少量の骨セメントを溶解除去して広い開口部５３を形成するために、鉤爪プローブ８１が使用される。この工具は、端部に小さな受け皿状のカップ８１を有する柄部８２を備えている。また、カップ８１には開口８３が形成されており、柄部８２を介して駆動されるカップ８１の超音波振動によって溶かされたセメントが前記開口８３を通過する。セメントや他の材料を取り除くために、工具は定期的に回収される。これによって、広い開口部が形成される。このようにして、工具は、破損されたプロテーゼの端部にプロテーゼ除去具が係合できるような空間を形成するスクレーパーとして機能する。形成された空間によって、広いスプーン状の端部を有する工具がプロテーゼに横付けにされて挿入され、プロテーゼの端部の真下に係合する。
【００２３】
大腿骨５２の基端部の骨セメント内に形成され且つ埋め込まれた断片５０の破損位置からさらにｄ1 の所定深さの所まで形成された開口部５３を設けることによって、図７に示すような特定の工具を使用することができる。図７に示す工具は図１，２，５，６，８の実施例のどのチャックもしくはコレット部材１２とも交換することができる。なお、図７は、図６のチャック１２と交換した例を示している。
【００２４】
図７の工具は、好ましくはステンレス鋼であり、フランジ状の頭部５５と、この頭部５５と一体に形成された複数の延出脚５６，５７とを備えた比較的重いピンセット状のものである。円筒形状の外径Ｄ2 はこの工具の製造においては一定寸法に製造される。この円筒形状の外面の内側では、次第に傾斜する孔が、脚５６，５７の先端部の内側に形成された先端へと収束する凹部５６´´，５７´´によって特徴づけられる先端残部ｄ2 を除く全ての部位で、脚５６ａ，５７の凹状内面５６´，５７´を形成している。円筒形状の直径Ｄ2は、放射型（radial-mode)本体の収束する中央孔の上端部を通じて脚５６，５７の先端部が挿入され得るように設定される。中央孔を通じて挿入する際、脚５６，５７には内側にカム力が付与される。この内方へのカム力（camming action)の付与によって、脚５６，５７は互いの方向に付勢され、脚５６，５７が本体４０の孔を完全に通過するまで脚５６，５７の先端部が互いに径方向に接触させられる。この段階で、脚５６，５７の間にスクリュードライバーブレードを捩じったり挿入したりすることによって、脚５６，５７の先端部同志を離間させて広げる。この場合、脚５６，５７の先端部を開口５３内に挿入でき且つ脚５６，５７の先端部が埋め込まれた破損断片５０の上端部を通り過ぎることができる程度に広げる。このような挿入は、断片５０との最初の接触位置からさらにｄ1 の深さの所まで行なわれる。その後、スクリュードライバーもしくは他の拡径部材が取り除かれると、脚５６，５７は断片５０の基端部を強固に把持することができる。この段階における脚５６，５７による断片５０の把持状態は、放射型（radial-mode)本体１０からの超音波エネルギを図７の工具を介して断片５０に直接に伝達するのに十分である。これによって、骨セメントとの界面あるいは内側に向かう骨の成長部位との界面を溶解して破壊するための超音波エネルギが断片５０に伝達される。無論、この界面で溶解と破壊を行なう場合は、脚５６，５７による把持によって、埋め込まれた断片５０を即座に摘出する態勢が整えられている。
【００２５】
骨の内部に埋められもしくは嵌め込まれたままの状態にある断片５０のごとく露出したり破損したりした人口骨（プロテーゼ）を除去する方法及び装置の実施例は多数ある。こうした装置や方法は、プロテーゼの球状頭部や円柱状もしくはモールステーパの基端部に圧縮状態で連結された高質量（high-mass)の放射型（radial-mode)共振器によって実施される。このシステムは主要な特徴を有している。すなわち、放射型（radial-mode)共振器によれば、ボールもしくはボールヘッドと埋め込まれた柄の部分の中心軸に関して、プロテーゼ装置の直接の超音波装置の外傷を引き起こす危険なく、プロテーゼに対する堅い固体物（rigid mass) の取り付けが可能となる。この結果は、比較的小さな共振周波数の変化をもって達成される。そして、図９に示されたような完全自動式の調整システムを使用することができる。
【００２６】
図９は励磁回路機構を示している。この回路機構では、回路パラメータの与えられた設定値に関して、制限内において、機械的な共振周波数を変化させるため、フェイズロック制御がシステムの帯域幅の許容誤差を広げる。特に、電力供給ユニット６０が通常のＡＣ電源６１（家庭のコンセント等から得られる）に接続されている。ユニット６０は高電圧（ＨＴ）と低電圧（ＬＴ）を自動同調回路機構に供給する。超音波励磁電圧がＬＯＡＤ６２として示されたトランスデューサ２０に供給される。ＨＴ供給は、出力変成器６６の一次側の向こう側で方形波を形成する同調された高周波切換え装置６３，６４によって阻止される。その周波数は、フェイズロックループ（ＰＬＬ）６９から好ましくは６８で増幅された第１の入力６７と、マイクロプロセッサ（μＰ）で制御されるＬＣＲネットワーク７１からの第２の入力７０とによって決定される。ＬＣＲ同調回路７１は出力変成器６５の低電圧２次巻線に接続線７４を介して接続されている。マイクロプロセッサ（μＰ）の同調機能は、広い周波数領域にわたって自動同調が可能なＥＥＰＲＯＭもしくはこれに類する装置のソフトウエアにより規定される。出力変成器６５からＬＯＡＤ６２への供給においては、ＬＯＡＤ６２内で正弦曲線の電流波形及び電圧波形が得られ且つ一定のロード電流特性を提供できるように、インダクタンス（Ｌ）とキャパシタンス（Ｃ）の整合値が選択される。ライン７２におけるフィードバックは、インピーダンス・マッチング・ネットワーク７３からの瞬時の出力を回収してこれを連続的にフェイズロックループ（ＰＬＬ）６９に供給する。その結果が図１０に実線で示されている。フェイズロック自動同調は、手動調整を行なうことなく同調される機械的共振の領域を示すｆ1 からｆ2 にわたる共振周波帯において見られる。これに対し、フェイズロックループと自動同調がされない機構および励磁値が一点鎖線でしめされている。これは、実質的に単一同調周波数特性を提供するものである。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、修正関節形成を行なう必要のある患者に外傷を負わせることなく、取り付けられた人工骨を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るプロテーゼ除去装置の要部を示す断面図。
【図２】 図１の第１の変形例を示す断面図。
【図３】 図２のプロテーゼ除去装置の分解図。
【図４】 図３のプロテーゼ除去装置の平面図。
【図５】 図１の第２の変形例を示す断面図。
【図６】 図１の第３の変形例を示す断面図。
【図７】 中途部で破断されたプロテーゼの断片を除去する工具の縦断面図。
【図８】 図６のプロテーゼ除去装置に図７の工具を適用した場合の断面図。
【図９】 プロテーゼ除去装置の励磁を行なう励磁回路図。
【図１０】 図９の回路を使用した場合の超音波動作の周波数帯域特性を示すグラフ図。
【図１１】 セメントを除去する工具の正面図。
【図１２】 図１１の工具の側面図。
【図１３】図１１の工具の平面図。
【符号の説明】
１０…本体、２０…トランスデューサ、１９…プロテーゼ。

Claims (6)

1. 関節形成を修正する場合に、少なくとも一部が骨セメントによって塞がれている人工装具を除去するために使用する装置であって、前記装置は、中央孔（１１）と同心である周方向に連続的な皿状の環状本体（１０）を備え、前記皿状の環状本体は、前記中央孔(１１)の一方の端部に円錐状の凹部である第１の端面を有するとともに、前記中央孔(１１)の反対側端部に円錐状の第２の端面を有し、前記本体(１０)はまた、人工装具（１９）の露出されたもしくは露出可能な部位と前記本体（１０）とを選択的に係合させることができるコレット部材（１２）とを備えること、
   機械的共振の中心軸（２１）を有する少なくとも１つの超音波駆動部（２０）が前記本体（１０）に連結され、これによって、中心軸（２１）が前記中央孔（１１）に対して径方向内側に方向付けられ、更に、振動軸（２１）は、前記中央孔（１１）に対して径方向内側に方向付けられるだけでなく、前記第１及び第２の端面の円錐状の傾斜に応じて傾けられていること、および、超音波振動が前記人工装具（１９）に伝達されること、
   を特徴とする装置。
2. 前記人工装具（１９）の露出部は、露出された柄の部分の端部に設けられた略球状のボールを備え、前記人工装具（１９）が本体（１０）と係合された状態で、前記超音波駆動部（２０）の振動軸上に人工装具（１９）の前記ボールが位置することを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記本体（１０）が内径と外径との平均である平均径を有し、前記平均径は、少なくとも１つの超音波駆動部の機械的な共振周波数で波長の整数倍である環状の周方向の広がりを有していることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
4. 前記第１の端面は、その円錐形の頂角が前記第２の端面の頂角よりも小さく、また、振動軸（２１）は、前記第１の端面の傾斜角と第２の傾斜角との中間の傾斜角で内側に向けて方向付けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載の装置。
5. 前記コレット部材（１２）には長手方向に延びる少なくとも２つのフィンガ手段が設けられ、これらのフィンガ手段はその長手方向の一端部で互いに連結されるとともにその長手方向の他端部で人工装具の一部の部位と係合できるように設けられ、前記人工装具の部位を係合し且つ解除可能にクランプすることができるように前記中央孔の面上もしくは前記フィンガ手段の外部領域上に共働カム等の形成手段が成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載の装置。
6. 前記本体（１０）は円筒状の孔（１１）を有し、前記共働カム形成手段は、前記孔のフラスト・コニカル・テーパ及び／又は前記コレット部材の長手方向端部の径方向外側に向かうフランジ部、あるいは前記フランジ部に作用する捩じ込み手段を備えていることを特徴とする請求項５に記載の装置。

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