JP3870237B2 - 連結可能な駆動シャフト・システム - Google Patents

Description

発明の分野
本発明は異常堆積物を患者の脈管内において同脈管から除去する機械装置に関する。より詳細には、本発明は駆動シャフトを前記の機械装置に対して取外し可能に連結するシステムに関する。
発明の背景
異常堆積物を身体の管路から除去する各種の医療装置が知られている。例えば、経管マイクロ手術装置(Transluminal Microdissection Device)と称される米国特許第４，９９０，１３４号と、閉じ込められた異常堆積物を除去する方法及び装置と称される米国特許第４，４４５，５０９号とはプラークを動脈から除去する回転機械システムを開示している。米国特許第４，９９０，１３４号は微小ダイヤモンド・チップ等の研磨材で被覆した楕円形カッティング・ヘッド、即ちバーの使用を開示している。カッティング・ヘッドは所定の先端速度で回転する。同所定の先端速度において、カッティング・ヘッドは微粒子（５マイクロメートル以下の大きさ）を形成し、かつ滑らかな脈管壁面を備えた組織ベースを異常堆積物除去後に形成する。
前記のシステムに代表される最近の回転機械システムは恒久的な結合部をバー／駆動シャフト組立体と、同組立体のためのアドバンサー・タービン組立体(advancer turbine assembly)との間に有する。更に、各システムは特定の直径、即ちサイズを備えたバーを有する。１種類以上のサイズのバーが殆どのアテレクトミー・プロシージャにおいて必要とされる。このため、必要とされる各サイズのバーを提供すべく全システムを交換する必要がある。更に、前記のシステムでは、密接な相互作用が任意の回転機械システムのバー／駆動シャフト組立体と、患者の血液との間に存在する。血液汚染及び伝染の問題並びに装置の複雑さの問題に起因して、前記の密接な相互作用は装置を再滅菌し、かつ一人を越す患者に対して再使用することを不可能にする。
異なる種類のバーを同一の患者に対して使用する必要が発生する度に、互いに結合されたバー／駆動シャフト及びアドバンサー・タービンからなる組立体全体を配置する必要性を排除すべく、バー／駆動シャフト組立体と、アドバンサー・タービン組立体との間の簡単な連結及び分離を可能にした回転機械装置が必要である。更に、一般的なコスト抑制の問題は任意の回転機械装置を使用して実施される各プロシージャのコストを低減する必要性を示す。本発明は前記の要求に取り組むとともに、従来の回転機械装置に代わる効果的、かつ有効な装置であって、１回のプロシージャに要する全体的なコストを更に低減し得る装置を提供する。
発明の概要
本発明は改善された回転機械装置を提供する。同装置において、バーはアドバンサー・タービン組立体によって高速で回転される駆動シャフト組立体に取付けられている。本発明における改善として、前記の駆動シャフト組立体は即時連結／分離手段を有する。即時連結／分離手段は装置のバー／駆動シャフト組立体を好ましくは同装置のアドバンサー・タービン組立体に近いポイントにおいて同アドバンサー・タービン組立体から簡単に取外すことを可能にする。この連結／分離ポイントは患者の体外であって、かつ患者の体液に常には接触するバー／駆動シャフト組立体の部分の外側に存在する。
本発明は連結／分離可能な駆動シャフトを提供する。連結／分離可能な駆動シャフトは互いに係合する対称な連結歯(Symmetrical mating interlocking teeth)を連結／分離ジョイントの基端部及び先端部にそれぞれ有する。この実施形態において、スライド・ロック・チューブは、完全なジョイントを形成すべく前記複数の連結歯上へ摺動する密着型チューブである。負荷を前記の完全にロックしたジョイントに対して回転方向及び軸方向に加え得る。
前記のメカニズムを構成する複数の部品は薄壁を備えたチューブから形成され、これにより小さな直径を備えた中空のジョイントが形成される。本発明の連結可能な駆動シャフト・システムのうちの互いに連結したジョイントの中空部分は必要とされるガイドワイヤを連結部分の中心を通って収容する。更に、連結部分の小さな直径（例．約０．０４５インチ（約１．１４３ｍｍ）の外径）は同連結部分の外側の周辺における注入物の円滑な流動を可能にする。
本発明に基づく連結部分の別の効果的な特徴としては、非常に軽量であって、かつ対称をなす形状を有する点が挙げられる。従って、本発明の連結部分は回転機械装置の慣性パフォーマンスに大きな影響を与えることがない。
更に、ルアー等の液密フィッティングの手段を介した簡単な連結／分離を駆動シャフト連結ポイントにおいて行い得るカテーテルを本発明の連結／分離可能な駆動シャフトとともに使用すべく提供する。前記の手段によるカテーテルの分離は駆動シャフト連結／分離ポイントへの簡単なアクセスを可能にする。
本発明の構成及び明白な効果は添付図面に基づく以下の実施の形態から最も適切に理解できる。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の連結可能な駆動シャフト・システムの側面図であり、分離した状態にある各部品を示す。
図２は本発明の連結可能な駆動シャフト・システムの別の側面図であり、手動操作によるシャフト先端部及びシャフト基端部の連結を示す。
図３は本発明の連結可能な駆動シャフト・システムの更に別の側面図であり、互いに連結された２つの駆動シャフト端部を示す。
図４は本発明の連結された駆動シャフトの側面図であり、スライド・ロック・チューブの位置決めを示す。
図５は本発明の連結された駆動シャフト・システムを示す別の側面図であり、連結された駆動シャフトをスライド・ロック・チューブとともに示し、同スライド・ロック・チューブは閉鎖位置にあり、かつゴム・スライド・チューブ・グリップを取外した状態にある。
図６は本発明の連結可能な駆動シャフト・システムの基端部の詳細を示す部分縦断面図であり、連結歯及びガイド・チューブを示す。
図７は本発明の連結可能な駆動シャフト・システムの先端部の詳細を示す別の部分縦断面図であり、先端側連結歯を示す。
図８は本発明の別の実施の形態に基づく連結可能な駆動シャフト・システムの部分側面図であり、分離した状態にあるチューブ・インターロックを示す。
図９は本発明の別の実施の形態に基づく起動シャフト・システムの部分側面図であり、連結位置にあるインターロックと、所定位置に配置されたスライド・チューブとを示す。
図１０は本発明の分離可能な駆動シャフト・システムと併用できる分離可能なカテーテルの基端を示す部分縦断面図である。
図１１あ図１３に示すカテーテル基端部の平面図である。
図１２は本発明の別の実施の形態に基づくシステムの斜視図である。
図１３は１３−１３線における横断面図である。
図１４は１４−１４線における横断面図である。
図１５はロック位置にある図１２のシステムの縦断面図である。
発明の詳細な説明
図１に示す本発明の好ましい実施の形態に基づく装置は駆動シャフト基端部１０及び先端部１２を有する。基端部１０は基端側連結歯１４、基端側停止部１６及びガイド・チューブ１８を有する。先端部は先端側連結歯２０、先端側停止部２２及びスライド・ロック・チューブ２４を有する。スライド・チューブ・グリップ２６はスライド・ロック・チューブ２４に対して取外し可能に取付けられている。装置の先端部１２はカテーテル・シース２８を有する。カテーテル・シース２８はルーアー等のフィッティング３０を基端に有する。フィッティング３０はアドバンサー組立体３４の先端に位置するコンパニオン・フィッティング３２に係合する。フィッティング３２は基端部１０の基端側に位置する駆動シャフト基端部分の先端に対して同心をなし、かつ同先端を包囲している。カテーテル・シース２８は先端部１２の先端側に位置する駆動シャフトの部分に対して同心をなし、かつ同駆動シャフトの部分を包囲している。
図２は本発明の連結可能な駆動シャフト・システムの基端部１０及び先端部１２を構成する複数の部品をオペレータの指３６の相対的位置とともに示す。装置の先端部及び基端部は分離された状態にある。
図３は本発明の分離された駆動シャフト・システムの基端部１０及び先端部１２を示し、ガイド・チューブ１８は先端チップ内に挿入され、基端側連結歯１４は先端側連結歯２０に連結した状態にある。図３に示す装置は連結状態にあるが、スライド・ロック・チューブ２４はロック位置に配置されていない。オペレータの複数の指３６はスライド・ロック・チューブ２４を互いに係合した基端側連結歯１４及び先端側連結歯２０上のロック位置まで基端方向に摺動させるための準備をすべく、先端部及び取外し可能なスライド・チューブ・グリップをそれぞれ把持している。
図４は本発明の分離可能な駆動シャフト・システムの側面図であり、基端部１０及び基端側停止部１６を閉鎖位置にあるスライド・ロック・チューブ２４と、取外し可能なスライド・チューブ・グリップ２６を取外すべく同スライド・チューブ・グリップ２６のハンドル３７を把持しているオペレータの片方の手の複数の指３６とともに示す。スライド・チューブ・グリップ２６の取外しはカテーテル２８のルーアー端３０をアドバンサー組立体３４上の係合するルーアー端３２に対して連結する前に行われる。
スライド・チューブ・グリップ２６はスリット（図示略）等のピール・オフ・フィーチャー(Peel-off feature)、即ち、引き剥がし構造を有することが好ましい。これにより、スライド・チューブ・グリップ２６を連結された組立体から取外し得る。図５に示すように、チューブ・グリップ２６を取外した後、本発明の分離可能な駆動シャフト・システムの基端部１０及び先端部１２は互いに連結され、かつスライド・ロック・チューブ２４は基端側停止部１６に当接したロック位置にある。
本発明の分離可能な駆動シャフト・システムはスライド・ロック・チューブ２４が停止部２２に当接するまで、同スライド・ロック・チューブ２４を先端部１２に向けて先端方向に移動させることにより分離可能である。次いで、複数の部分１４，２０は図１に示すように分離できる。
図６はガイド・チューブ１８と、基端側連結歯１４と、基端部１０及び駆動シャフト４０の間の溶接結合部３８とともに、本発明の１つの実施の形態に基づく分離可能な駆動シャフト・システムの基端部１０の詳細を示す。同様に、図７は先端側連結歯２０と、先端部１２及び駆動シャフト４０の間のレーザー溶接結合部３８とともに、本発明の分離可能な駆動シャフト・システムの先端部１２を示す。
図８及び図９はガイド・チューブを使用しない本発明の別の実施の形態に基づく連結可能な駆動シャフト・システムの基端部１０及び先端部１２をそれぞれ示す。基端側連結歯１４は先端側連結歯２０に対して係合し、スライド・ロック・チューブ２４は閉鎖位置にある。本実施の形態に基づく駆動シャフト・システムの部分的に分離した状態を描いた図８に詳細を示すように、基端部１０は基端側連結歯１４を通って延びる基端側駆動シャフト４０の延長部によって支持されており、同延長部は先端側連結歯２０との係合前に先端部１２内に挿入されている。図８では、スライド・ロック・チューブ２４は解放位置にある。図９は同一装置を示しており、スライド・ロック・チューブ２４は閉鎖位置にある。
図１０及び図１１は１つの実施の形態に基づく分離可能なカテーテル端部２８の詳細を示す図であり、ルーアー・タイプのフィッティング３０の先端と、カテーテル２８の本体内を通って延びる駆動シャフトを挿入するための先端開口４２とを示す。
一般的に、２つの連結歯を互いに係合させ、かつスライド・ロック・チューブをロック位置まで摺動させた際、本発明の好ましい実施の形態に基づく即時連結／分離ジョイントは約２インチ（約５０．８ｍｍ）またはそれ以下の長さを有する。
互いに係合する２つの連結歯をロックするために使用するスライド・ロック・チューブの外径は約０．０４５インチ（約１．１４３ｍｍ）である。スライド・ロック・チューブの外径はほぼ卵形をなす内部横断面をスライド・ロック・チューブの少なくとも一部分に形成すべく設定されている。同卵形横断面はスライド・ロック・チューブをアンロック位置まで摺動させるために十分な力を加えない限り同チューブが移動することを防止すべく、十分な内部摩擦をスライド・ロック・チューブの内壁と、ジョイントの互いに連結された複数の連結歯の外壁との間に形成する。
図８及び図９に示す実施の形態において、スライド・ロック・チューブの各端部または中央部の横断面は僅かに卵形をなす。この結果、卵形端部は約０．０３５インチ（約０．８８９ｍｍ）の外径を有する。
図１２〜図１５は本発明の別の実施の形態に基づくコネクタ・システムの詳細を示す。このコネクタ・デザインは複数の連結構造体を互いに整合させるためのインデキシング(Indexing)を要することなく、軸方向への円滑な移動によってロック状態に完全に連結される点において効果的である。
コネクタ１０１はアドバンサー側コネクタ１０３及び駆動シャフト側コネクタ１０５を有する。アドバンサー側コネクタ１０３は基端部１０７を有する。基端部１０７はアドバンサー（図示略）、凹部１０９及び雄コネクタ部材１１１に対して連結されている。雄コネクタ１１１の先端部は図１３に示すような卵形の横断面を有する。駆動シャフト側コネクタ１０５はコレット１１３と、先端方向に延びる駆動シャフトに取付けられた先端部１１５と、スライド部材１１７とを有する。図１４の横断面に示すように、先端部１１５は卵形横断面を備えた内腔１１９を有する。その一方、スライド部材１１７はほぼ円形の横断面を有する。
図１５に示す連結状態において、トルクは駆動シャフト側に位置する卵形横断面を備えた内腔１１９に係合するアドバンサー側コネクタ１０３上の卵形横断面を備えたチューブ１１１プロフィールの手段によってコネクタ１０１を介して伝達される。不均一な横断面は複数のチューブ間の相対的移動を防止することにより、トルクの伝達を可能にする。これらのセクションは幾何学的形状を制御すべく特定の直径を備えたマンドリルをチューブの内側に配置し、次いでチューブがマンドリルに対して当接するまで同チューブの外側をマイクロメータリングで押圧することによって形成されている。プロトタイプに使用したマンドリルのサイズは前記の複数のセクション（１３−１３線）及び（１４−１４線）においてそれぞれ０．０１０インチ（約０．２４５ｍｍ）び０．０１９インチ（約０．４８３ｍｍ）である。当業者は前記の寸法を効果的な範囲内で変更できることを認識し得る。
軸方向における保持はアドバンサー側コネクタ１０３上の凹部１０９領域に対して係合する駆動シャフト側コネクタ１０５上に位置するコレット１１３の幾何学形状の手段によって実現される。コレット１１３は同コレット１１３の両側面にそれぞれ形成された複数のスリット１２１に起因して可撓性を有する。この結果、コレット１１３は雄コネクタ１１１の“弾丸(Bullet)”形状部分に対する係合が可能である。そして、コレット１１３は同コレット１１３上に配置されたスライド・チューブ１１７の手段によって移動が制限される、即ち所定位置にロックされる。
スライド・チューブをコレット１１３上へ摺動させ、かつ“ロック”位置に配置すべく同スライド・チューブに力を加えるまで、コレット１１３を“弾丸”上に付勢し、かつアドバンサー側コネクタ１０３の凹部領域内に配置すべく、“アンロック”位置にあるスライド・チューブは適切な摩擦力を駆動シャフト側コネクタ上に提供する幾何学形状を有する。この摩擦力の作用はスライド・チューブを前記と同じ要領で僅かに押圧することによって形成される。スライド・チューブに使用するマンドリルの直径は０．０３０インチ（約０．７６２ｍｍ）である。当業者は前記の寸法を用途に応じて変更できることを確認し得る。
本発明の即時連結／分離手段の連結歯及び密着型スライド・ロック・チューブを形成するための材料としては、ステンレス鋼等の生理学的に許容し得る適切な金属または他の生物学的適合性を備えた材料が挙げられる。３０４ステンレス鋼等のステンレス鋼は特に適する材料である。
当業者は特定の実施の形態に関連して詳述した本発明に基づく改善が本発明の精神及び範囲内において本明細書に開示した以外の装置にも適用されることを認識し得る。
ディレクトリ
Ｎｏ． エレメント
１０ 駆動シャフト基端部
１２ 駆動シャフト先端部
１４ 基端側連結歯
１６ 基端側停止部
１８ ガイド・チューブ
２０ 先端側連結歯
２２ 先端側停止部
２４ スライド・ロック歯
２６ スライド・チューブ・グリップ
２８ カテーテル・シース
３０ 液密フィッティング
３２ コンパニオン・フィッティング
３４ アドバンサー組立体
３６ オペレータの指
３７ ハンドル
３８ 溶接結合部
４０ 駆動シャフト
４２ 先端開口
１０１ コネクタ
１０３ アドバンサー側コネクタ
１０５ 駆動シャフト側コネクタ
１０７ コネクタ基端部
１０９ 凹部
１１１ 雄コネクタ部材
１１３ コレット
１１５ コネクタ部材先端部
１１７ スライド部材
１１９ コネクタ部材内腔
１２１ コレット・スリット

Claims (5)

1. 異常堆積物を患者の脈管内において同脈管から差別的に切除し得る回転機械装置であって、アドバンサー組立体（３４）に連結されたバー／駆動シャフト組立体を含む回転機械装置において、
   前記回転機械装置は、前記バー／駆動シャフト組立体を前記アドバンサー組立体（３４）に連結するための即時連結／分離手段を備え、
   前記即時連結／分離手段は、互いに係合する対称な一対の連結歯（１４，２０）と、密着型スライド・ロック・チューブ（２４）とを含み、前記スライド・ロック・チューブ（２４）は、回転方向及び軸方向の両方向へ負荷を加えることのできる完全なジョイントを形成するために、互いに係合した前記一対の連結歯（１４，２０）上へ摺動可能に移動する、
   回転機械装置。
2. 前記互いに係合する対称な一対の連結歯（１４，２０）は薄壁チューブからなる請求項１に記載の回転機械装置。
3. 前記互いに係合する対称な一対の連結歯（１４，２０）は前記スライド・ロック・チューブ（２４）の移動を制限すべく停止手段（１６，２２）をそれぞれ有する請求項２に記載の回転機械装置。
4. 前記即時連結／分離手段を構成する前記互いに係合する対称な一対の連結歯（１４，２０）は前記装置のバー／駆動シャフト組立体の端部と、前記装置のアドバンサー組立体の端部とに対してレーザー溶接によってそれぞれ取付けられている請求項１に記載の回転機械装置。
5. 前記スライド・ロック・チューブ（２４）はオペレータが同スライド・ロック・チューブ（２４）をロック位置へ簡単に移動させることを可能にすべく、取外し可能なスライド・チューブ・グリップ（２６）を備えている請求項１に記載の回転機械装置。

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