JP5844814B2 - 遊星ギアシステムを備える手術器具 - Google Patents

Description

本出願は、回転力を部材に供給する手術器具を対象とし、より詳細には、遊星ギアシステムを有する手術器具に関する。

さまざまなタイプの構造要素が、外科手術中に患者に使用される。例として、脊椎部または骨折した椎大腿骨に取り付ける軸、細長い部材を骨に取り付けるための骨アンカー、骨または骨セクションを一緒に取り付けるためのピン、および、骨および／または組織に取り付ける柱部などを含むが、これに限定されるものではない。セットスクリューの頭部、または軸の余剰長などの、構造要素のセクションを除去することがしばしば必要になる。構造要素が患者に挿入された後に、除去することが何度も発生する。余剰セクションを除去するために、さまざまな器具が現在使用されている。しかしながら、該器具は外科手術を複雑にするさまざまな欠点を有する。

従来の器具のいくつかは、比較的大きなサイズである。構造要素の残余部から余剰セクションを除去するように、十分な力を生成するために大きなサイズが必要である。１つの例は、大きなレバーアームを有する器具である。大きなレバーアームは、器具が十分なせん断力を生成するために必要であるが、大きなサイズによって、器具を小さい手術部位で使用することを困難にする。さらに、器具が非常に大きいので、構造要素の残余部から、除去されるべきセクションがある手術部位の必要な領域へ到達することができない。

他の器具は、セクションを除去する時点で、制御できない。これは、セクションを除去するために比較的大きな力が必要であり、除去の瞬間に該力が解除されることが原因である。該力の解除によって、器具が「ジャンプ（ｊｕｍｐ）」または「バック（ｂｕｃｋ）」することがあり、これによって医師が制御することが困難となる。力の解除によって、患者にショックを与える可能性もある。

米国特許出願公開第２００７／０２７０８５９号 米国特許出願第１２／９１５，９４７号

本出願は、回転力を構造要素に適用するための手術器具を対象とする。該手術器具は、収容部を備えてもよく、および、一部が収容部の中に位置する入力部材を備えてもよく、および、収容部から外側に延在する入力部分を備えてもよい。入力部材は収容部に対して回転可能であってもよく、および、太陽ギアを備えてもよい。出力軸は、収容部の中に一部が位置してもよく、および、収容部から外側に延在する長さを有してもよく、並びに、部材と係合するように構成されるレセプタクルを備えてもよい。細長い出力軸は、収容部に対して回転可能であってもよい。遊星ギアシステムは収容部の中に位置してもよく、遊星ギアシステムは、太陽ギア、太陽ギアと係合して太陽ギアの周囲を回転する遊星ギア、並びに、太陽ギアおよび複数の遊星ギアの周囲に延在する円環リングギアを備えてもよい。リングギアは、遊星ギアと係合する内部歯部を備えてもよい。遊星ギアは、収容部に対して回転可能であってもよく、および、リングギアは収容部に対して回転不可能であってもよい。該入力部材、該出力軸、および該遊星ギアシステムは、第１の回転方向への入力部材の回転に対して動作可能に結合されてもよく、結果として第１の回転方向へ出力軸が回転する。

手術器具の縦軸と一直線であって、並びに、第１の歯部を有する太陽ギアを備える遠位端、および、対向する近位端を備えてもよい、細長い入力部材を、手術器具は備えてもよい。駆動部材は入力部材の遠位端に位置してもよく、並びに、駆動部材は、入力部材、および入力部材から離れて外側に延在する指状部に面する取り付け具を備えてもよい。取り付け具および指状部のそれぞれは、縦軸から半径方向外側に位置してもよい。遊星ギアは、駆動部材に取り付けられてもよく、および、それぞれの遊星ギアは、太陽ギアの第１の歯部と嵌合する第２の歯部を備える。それぞれの遊星ギアは、取り付け具の１つに取り付けられ、該遊星ギアは駆動部材に対して回転し、および、駆動部材の固定点に留まる。各遊星ギアは、縦軸から半径方向外側に位置してもよい。円環形であって内側表面に第３の歯部を有するリングギアは、遊星ギアの第２の歯部と係合してもよい。出力部材は縦軸と一直線になっていてもよく、および、第１の端部および第２の端部を備える細長い形状を有してもよい。第１の端部は、駆動部材の指状部を受容する間隙によって、空間を隔てて離れるアームを備えてもよい。第２の端部は、該部材と係合するように構成される取り付け具を備えてもよい。入力部材、駆動部材、および出力部材は、第１の回転方向への入力部材の回転と動作可能に結合されてもよく、結果として、第１の回転方向と同一の出力部材の回転を生じる。

明細書では、患者内に配置される構造要素のセクションを除去する方法を含む。該方法は、出力軸のレセプタクルを、除去されるべき構造要素のセクションに取り付ける工程を含むことができる。該方法は、遊星ギアシステムに対して軸方向に出力軸を移動させる工程、および、出力軸を遊星ギアシステムに係合させる工程を含んでもよい。該方法は、遊星ギアシステムと係合する入力部材を、第１の方向へ回転させ、および、遊星ギアシステムを回転させる工程を含んでもよい。該方法は、遊星ギアシステムを介して第１の方向へ出力軸を回転させる工程、および、力を構造要素のセクションに適用する工程を含んでもよい。

種々の実施形態のさまざまな態様は、要望に合わせて、単独またはいずれかの組み合わせで使用されてもよい。なお、本発明は、以下の態様に関し得るものである。
（態様１）回転力を構造要素に適用する手術器具であって、収容部と、前記収容部の中に一部が位置し、且つ、当該収容部から外側に延在する入力部分を備える入力部材であって、当該収容部に対して回転可能であり、更に太陽ギアを備える入力部材と、
前記収容部の中に一部が位置し、且つ、当該収容部から外側に延在する長さを有し、並びに、前記要素と係合するように構成されたレセプタクルを備える細長い出力軸であって、当該収容部に対して回転可能である細長い出力軸と、前記収容部に位置し、前記太陽ギアと係合して当該太陽ギアの周囲を回転する複数の遊星ギアと、当該太陽ギアおよび当該複数の遊星ギアの周囲に延在し、当該複数の遊星ギアと係合する内部歯部を備える円環リングギアと、を備える遊星ギアシステムであって、当該複数の遊星ギアは当該収容部に対して回転可能であり、且つ、当該円環リングギアが当該収容部に対して回転不可能である、遊星ギアシステムと、を備え、前記入力部材、前記出力軸、および、前記遊星ギアシステムは、第１の回転方向への当該入力部材の回転に対して動作可能に結合し、結果として、当該第１の回転方向へ当該出力軸が回転する、手術器具。
（態様２）態様１の手術器具において、前記遊星ギアシステムと前記出力軸との間の前記収容部に位置する付勢部材を更に備え、前記付勢部材は、前記遊星ギアシステムから離れた前記出力軸を押しつける、手術器具。
（態様３）態様２の手術器具において、前記出力軸は、前記遊星ギアシステムから空間的に離れた当該出力軸の近位端の第１の位置、および、当該遊星ギアシステムに空間的に近接する当該近位端の第２の位置から、前記収容部に対して軸方向に移動可能である、手術器具。
（態様４）態様２の手術器具において、前記遊星ギアシステムは、前記複数の遊星ギアの中央開口部に適合する柱部であって軸方向に延在する柱部を備える第１の側面、および、前記出力軸のギアと係合する指状部出逢って軸方向に延在する指状部を備える第２の側面を有する駆動板を具備する、手術器具。
（態様５）態様４の手術器具において、前記第２の側面は、前記指状部の間に位置し、前記付勢部材の中央セクション内に位置し、軸方向に延在する柱部を更に備える、手術器具。
（態様６）態様４の手術器具において、前記駆動板は、前記収容部に対して回転可能である、手術器具。
（態様７）態様１の手術器具において、前記太陽ギアは、前記入力部材の遠位端に位置する、手術器具。
（態様８）態様１の手術器具において、前記出力軸を超えて延在する外側軸を更に備え、前記外側軸は、前記収容部に固定され、当該収容部に対して当該外側軸が回転することを防止し、および、当該収容部に対して当該外側軸が軸方向に運動することを防止する、手術器具。
（態様９）態様１の手術器具において、前記出力軸は、中空内部を備え、前記レセプタクルは、前記中空内部に形成される、手術器具。
（態様１０）回転力を構造要素に適用する手術器具であって、前記手術器具は、縦軸に沿って延在する細長い形状を有し、前記手術器具は、前記縦軸に並ぶ細長い入力部材であって、第１の歯部を有する太陽ギアを備える遠位端と対向する近位端とを具備する細長い入力部材と、前記入力部材の前記遠位端に位置する駆動部材であって、当該入力部材に対向する取り付け具、および、当該入力部材から外側に離れて対向する指状部を備え、当該取り付け具および当該指状部のそれぞれが前記縦軸から放射状に位置する、駆動部材と、
前記駆動部材に取り付けられる遊星ギアであって、当該遊星ギアのそれぞれが前記太陽ギアの前記第１の歯部と嵌合する第２の歯部を備え、当該遊星ギアのそれぞれが前記取り付け具の１つに取り付けられて当該遊星ギアが当該駆動部材に対して回転すると共に、当該駆動部材の固定点に留まり当該遊星ギアのそれぞれが前記縦軸から放射状に位置する、遊星ギアと、前記遊星ギアの前記第２の歯部と係合する第３の歯部を備えた内側表面を有する円環形状のリングギアと、前記縦軸と並ぶ出力部材であって、第１の端部と第２の端部とを有する細長い形状を備え、当該第１の端部が前記駆動部材の前記指状部を受容する間隙によって空間を隔てて離れるアームを備え、当該第２の端部が前記要素と係合するように構成される取り付け具を備える、出力部材と、を具備し、前記入力部材、前記駆動部材、および前記出力部材は、第１の回転方向への当該入力部材の回転に対して動作可能に結合し、結果として、当該第１の回転方向と同一方向に当該出力部材が回転する、器具。
（態様１１）態様１０の器具において、前記遊星ギアおよび前記リングギアの周囲に延在する収容部をさらに備え、前記入力部材の前記遠位端は、前記収容部内に位置し、前記入力部材の前記近位端は、前記収容部から外側へ離れるように位置する、器具。
（態様１２）態様１０の器具において、前記出力部材から離れるように前記駆動部材を付勢する付勢部材をさらに備える、器具。
（態様１３）態様１２の器具において、前記付勢部材は、前記縦軸の周囲に位置する、器具。
（態様１４）態様１２の器具において、前記出力部材は、前記縦軸に沿って軸方向に移動可能である、器具。

器具および骨に取り付けられる留め具の概略図である。 器具の斜視図である。 器具の分解斜視図である。 駆動ギアの側面図である。 駆動板の遠位側の斜視図である。 収容部本体の遠位側の斜視図である。 第１の軸の斜視図である。 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿って切断した、第１の軸の断面図である。

本出願は、外科手術中に構造要素に回転力を加えるための手術器具を対象とする。器具は、拡大された出力を生成するために、入力される力を増大するように設計される。拡大されて出力される力は、構造要素の残余部から、細長い部材の余剰セクションをねじ切るのに十分な力である。図１に概略図で示したように、通常、器具１０は、外部から回転入力される力を受容する入力機構１１、入力された力を増大する遊星ギアシステム１２、並びに、構造要素１００の余剰セクションに取り付けられ、および、構造要素１００の余剰セクションに増大された回転出力を伝達する出力機構１３を備える。適用される出力によって、構造要素１００の余剰セクション１００ｂが、患者の中に残存するセクション１００ａから構造要素ねじ切られる。出力機構１３は、分離された余剰セクション１００ｂを捕捉するように構成できる。器具１０は、外科手術中に把持および操作するためのハンドル１５を備える外側収容部１４を具備できる。

器具１０が作用する構造要素１００の１つの例は、図１に示されるセットスクリューである。セットスクリューは、アンカー２０２の頭部２０４の中に位置する第１のセクション１００ａを備え、第１のセクション１００ａは、細長い部材２０１および第２のセクション１００ｂを保持する。セットスクリューの第２のセクション１００ｂは、最初の位置決めのために、および／または、第１のセクション１００ａをアンカー２０２に最初に取り付けるために必要である。その後、第２のセクション１００ｂは不必要になり、および、第１のセクション１００ａから取り除くことができる。セットスクリューを受容するアンカー２０２は、骨２００に取り付けられる軸２０３も含む。

図２は、器具１０の外観図を示す。器具１０は、収容部１４の第１の端部から外側に延在する入力機構１１、および、収容部１４に対向する第２の端部から外側に延在する出力機構１３を含む。遊星ギアシステム（図２には図示されない）は、収容部１４の内部に収容され、および、入力機構１１および出力機構１３と動作可能に接続される。ハンドル１５が、外科手術中の利用を容易にするために設けられてもよい。器具１０は、入力機構１１の第１の回転方向への回転Ａによって、結果として、出力機構１３に同一回転方向への回転Ｂを生じるように構成される。

図３は、入力機構１１、遊星ギアシステム１２、および、出力機構１３を含む器具１０の分解図を示す。これらの部材１１、１２、１３は、しばしば狭い空間で働くことが必要とされる手術室での器具１０の使用を容易にするように、比較的小さい外形寸法を有する。

入力機構１１は、器具１０の近位端に位置する駆動ギア２０を含む。図４に更に詳細に記載されているように、駆動ギア２０は、近位端２１、対向する遠位端２２、および、中間軸２３を備える細長い形状を有する。近位端２１は、外部駆動力と係合するように構成される。図４は、多くの平坦面を備える、多角形の断面形状を有する近位端２１を示す。平坦面は、外部から入力される力を容易に受容するように構成される。近位端２１は、収容部１４（図２）を越えて外側に延在し、および、外側から入力される力と連結できるように構成される。駆動ギア２０の長さは、器具１０によって異なるようにしてもよい。一実施形態では、近位端２１と遠位端２２との間の長さは約５．７２ｃｍ（２．２５インチ）である。別の実施形態では、長さは約７．６２ｃｍ（３．００インチ）である。

駆動ギア２０の遠位端２２は、外周の周りで外側に延在する、放射状に広がる歯部２４を含む。歯部２４の一端または両端は、軸２３の縦軸に対して垂直でない角度に位置する傾斜面２５を備えてもよい。一実施形態では、面２５は軸に対して約４５°対向する角度に位置する。以下に詳細に説明されるように、駆動ギア２０は遊星ギアシステム１２の太陽ギアを形成する。

駆動板３０は、駆動ギア２０の遠位端２２に位置する。駆動板３０は、その面が駆動板３０に対向する近位側面３１を備える。図３および図５は、円形形状である駆動板３０、および、実質的に平面である近位側面３１を含む。シート３３は、側面３１の表面に位置する。シート３３は、遠位端２２を受容する形状とサイズの凹部を表面に備えてもよい。図３は、円形形状であって、側面３１の中央に位置するシート３３を示す。

柱部３２は、駆動ギア２０に向かう近位方向に、側面３１から外側に延在する。柱部３２は真っ直ぐであって、円形断面形状を有してもよい。柱部３２の長さは、ギア４０のサイズによって異なるようにしてもよい。他の実施形態では、３つより多い柱部３２を備えるが、図３は、３つの柱部３２を備える。１つの実施形態は、側面３１から外側に延在する２つの柱部３２を備える。別の実施形態は、５つの柱部３２を備える。柱部３２は側面３１の中央部の周囲に均等に分布する。３つの柱部３２を備える実施形態は、それぞれが約１２０°異なって配置される柱部３２を備えてもよい。それぞれの柱部３２は、同一または異なる断面形状およびサイズを有してもよい。

近位側面３１は、外縁の周りに延在する肩部３６を備えてもよい。肩部は、リングギア５０に対する駆動板３０の回転を容易にするブッシング７７を受容するように構成される。軸受け部は、駆動板３０とリングギア５０の間に配置されてもよく、回転を容易にする。

ギア４０は、駆動板３０に取り付けられ、駆動ギア２０と嵌合する。各ギア４０は、柱部３２の１つに入る中央開口部４２を備える。柱部３２は、駆動板３０の側面３１の固定された位置で、ギア４０を保持する。開口部４２および柱部３２の断面形状に応じて、ギア４０は柱部３２の周りを回転する。一実施形態では、それぞれは円形断面形状を有する。ギア４０は、放射状に延在し、および、駆動ギア２０の歯部２４と嵌合する形状と大きさである歯部４１を備える。

駆動板３０の遠位側３７は、駆動ギア２０から離れて対向する。図５に示されるように、遠位側３７は、駆動ギア２０から離れる方向で、外側に延在する指状部３４を備える。指状部３４は実質的に真っ直ぐであって、および、さまざまな長さであってもよい。以下に詳細に説明されるように、それぞれの指状部３４は、出力機構１３の第１の軸８０のギア８４に嵌合する１つまたは複数の平坦面を備えてもよい。指状部３４は、先端にいくほど狭くなるテーパ形状を備え、ギア８４との嵌合を容易にしてもよい。指状部３４は、等間隔に並び、ギア８４の形状に適合する。他の実施形態では、異なる数の指状部３４を備えてもよいが、一実施形態では、駆動板３０は４つの指状部３４を備える。

柱部３５は、遠位側３７の中央部から末端方向に向かって外側に延在する。柱部３５は、指状部３４によって形成される領域の中に位置する。柱部３５は、指状部３４よりも長い長さを有し、遠位側３７から外側に延在してもよい。図５に示されるように、柱部３５は、円形断面形状を備えてもよい。

付勢部材７０は、出力機構１３の第１の軸８０から離れるように駆動板３０を付勢する。付勢部材７０の近位端７１は、遠位側３７に対して接触し、および、遠位端７２は、第１の軸８０の近位端８１に対して接触する。付勢部材７０は、外部からの力が器具１０に作用しない場合には、第１の軸８０から軸方向に離れるように駆動板３０を保持する圧縮ばねであってもよい。図３は、柱部３５の周囲に延在する、中央チャネルを有するコイルばねである付勢部材７０を示す。

円環リングギア５０は、ギア４０と係合する。リングギア５０は、ギア４０の周囲に延在する大きさの中央開口部を備える。リングギア５０は、ギア４０の歯部４１の形状およびサイズに適合する歯部５３を有する内部表面５２を備える。歯部５３は内部表面５２の周囲全面に延在する。

リングギア５０は、リングギア５０の中央部から放射状に離れて延在する１つまたは複数の爪部５４を有する外面５１も備える。リングギア５０の近位セクション５６は、遠位セクション５７よりも直径が小さくてもよい。肩部５５は、これらのセクション５６、５７の交差部に形成される。図３に示されるように、爪部５４は遠位セクション５７に限られてもよい。

入力される力を遊星ギアシステム１２が増大させる範囲は、ギア４０、駆動ギア２０、およびリングギア５０の構造によって異なる。増大の範囲は、入力される力の３倍から１１倍であり得る。一実施形態では、遊星ギアシステム１２は、入力される力を約３．６５倍にする。

収容部１４は、遊星ギアシステム１２並びに入力機構１１および出力機構１３の一部の周囲に延在する。図２に示されるように、収容部１４は器具１０の外側を形成し、または、別の部材に完全または部分的に覆われる内部収容部であってもよい。図３および図６に示されるように、収容部１４は、開口近位端９１、および、密閉された遠位端９２を有する収容部本体９０を備える。遠位端９２は、それを介して出力機構１３が延在する開口部９６を備える。収容部本体９０は、単一の部品材料から形成、または、一緒に取り付けられる複数の部品から形成されてもよい。一実施形態では、収容部本体９０は、近位セクション９７および遠位セクション９８から構成される。

収容部本体９０は、遊星ギアシステム１２、並びに、入力機構１１および出力機構１３の一部分を受容する開口内部９３を備える。棚部９９は、近位端９１から内部軸方向に位置し、および、側壁から内部半径方向に延在する。棚部９９は、駆動板３０の近位側面３７に接触するためのシートを形成する。付勢部材７０を押しつぶす並進力が印加された場合に、棚部９９は、駆動板３０が軸方向で遠位方向に移動することを防止する。ネジ山部９５の背後に、駆動板３０の軸方向の近位方向への運動範囲を制限する第２の棚部が位置する。

くぼみ部９４は、近位端９１で、収容部本体９０の側壁の中に放射状に延在する。くぼみ部９４は、近位端９１から内側に放射状に延在し、および、棚部９９から空間的に軸方向に離れている。くぼみ部９４は、リングギア５０の爪部５４を収容するサイズと形状を有する。近位端９１およびリングギア５０の形状およびサイズによって、リングギア５０は、内部９３で、くぼみ部９４の中に放射状に延在する爪部５４と適合する。この構造によって、収容部本体９０は、リングギア５０を固定して保持する（すなわち、リングギア５０が内部９３内で回転することを防止する）。近位端９１は、ネジ山部９５を備えてもよい。

くぼみ部９４は、収容部本体９０に対するリングギア５０の移動量を可変にできるサイズである。図３に示されるように、くぼみ部９４は爪部５４より意図的に大きなサイズであり、リングギア５０は、収容部本体９０に対して数度自由に回転でき、ギア８４が指状部３４と嵌合することを補助する。別の実施形態の特徴では、くぼみ部９４は、爪部５４と近いサイズで、収容部本体９０に対してリングギア５０をよりしっかりと保持する。

キャップ６０は、近位端９１に収まり、近位端９１を閉じるサイズである。キャップ６０は、近位端９１の円形断面形状に、実質的に適合する円形断面形状を備える。ネジ山部６２は、外周の周囲に延在し、および、対応するネジ山部９５に係合し、キャップ６０を収容部本体９０に取り付ける。開口部６１は、キャップ６０の中央部を介して、駆動ギア２０の近位セクションが通過できるようにしてもよい。

トルクアダプタ６５が、キャップ６０に取り付けられてもよい。アダプタ６５は、キャップ６０の対向する側面に沿って延在し、および、キャップ６０の対向する側面に取り付けられる一対のフランジ６６を備える。グリップ６７は、近位端に位置し、器具１０の取り扱い、操作を容易にする。グリップ６７は、駆動ギア２０の近位端の周囲に延在する円環形状であってもよい。アダプタ６５は、外側部材（たとえば、テーブル、支持構造体）に取り付けられる１つ以上の取付特徴部６８を備え、回転力が駆動ギア２０に印加される場合に、反対のトルク力を器具１０に供給する。図３は、グリップ６８の切り欠き部である取付特徴部６８を示すが、特徴部６８は、他の構造を備えてもよく、および、アダプタ６５に沿って他の位置に配置されてもよい。

第１の軸８０は、近位端８１および遠位端８２を備える。遠位端８２は、除去されるべき構造要素１００のセクションと係合されるレセプタクル８５を備える。近位端８１は、放射状に広がる多くの突起部を有するギア８４を備える。ギア８４は、駆動板３０から外側に延在する指状部３４と係合するサイズである。近位端８１および／またはギア８４の表面は、付勢部材７０の遠位端７２と接触するシート８３を形成する。シート８３は、軸方向に延在するリム部を有するくぼみ部を備えてもよく、該リム部は、付勢部材７０の遠位端７２を収容するサイズの外周部の周囲に延在する。

第１の軸８０は、構造要素１００の余剰セクションを受容する内部穴部７５も備える。遠位端８２のレセプタクル８５は、内部穴部７５の一部分を形成する。レセプタクル８５は、除去されるセクションの多角形断面形状を収容する平坦面を備えてもよい。平坦面は、限られた距離、または、内部穴部７５の全長に延在してもよい。出口７６は、内部穴部７５に沿って、レセプタクル８５から反対に位置する。出口７６は、除去されたセクションを第１の軸８０から排除するために備えられる。図８に示されるように、内部穴部７５の近位端は、出口７６に向かって屈曲し、余剰セクションの排除を容易にする。

１つまたは複数の柔軟性指状部７４は、第１の軸８０の長さ方向に沿って位置してもよい。柔軟性指状部７４は、実質的にＵ字状の伸長部を備え、該伸長部は、遠位固定端、および、第１の軸８０から切り離された近位自由端を備える。指状部７４の近位自由端は、内部穴部７５の中に所定の長さが延在してもよい。この構造によって、構造要素１００から除去されたセクションは、内部穴部７５を通って出口７６の近位方向へ移動することができ、不注意によって遠位端８２から出てしまう遠位方向への移動を防止する。

図８に示されるように、第１の軸８０の近位端８１は、入り口８８を備えてもよい。第１の軸８０が駆動板３０と係合する場合に、入り口８８は、柱部３５の遠位セクションを受容するサイズである。図８は、後壁を有し、および、内部穴部７５から分離されている入り口８８を含む。

第１の軸８０は、単一の部品、または、複数の部品で形成されてもよい。図７および図８は、遠位セクション８６、および、分離した近位セクション８７を有する第１の軸８０を示す。さらに、ギア８４は、近位セクション８７の近位端８１にねじ込まれる別部品である。

第１の軸８０は、収容部本体９０の遠位端９２の開口部９６の中に延在する。第１の軸８０は、開口部９６の中で、収容部本体９０に対して軸方向に移動可能である。ギア８４は、開口部９６よりも大きな断面サイズを有し、収容部本体９０に対する第１の軸８０の軸方向の運動の範囲を制限する。一実施形態では、軸８０が付勢部材７０によって遠位方向に付勢されると、収容部本体９０の内部９３の対応する方形エッジと結合するギア８４の近傍の方形エッジによって、軸８０は回転して固定される。

第２の軸１１０は、空洞であり、および、第１の軸８０の外側周囲に延在する。第２の軸１１０は、遠位端１１１および近位端１１２を備える。患者の体内に残る構造要素１００の一部分と係合する対向する側面に、遠位端１１１は、１つまたは複数のレセプタクル１１３を備える。近位端１１２は、収容部本体９０に取り付けられる。近位端１１２は、収容部本体９０の開口部９６の爪部７９の間に形成される間隙７８に収まる放射状に広がる突起部１１４を備えてもよい（図６参照）。近位端１１２は、収容部本体９０に取り付けられ、および、収容部本体９０に対して回転して固定される。

第１の軸８０は、第２の軸１１０の中で軸方向に移動可能である。第１の軸８０は、第１の軸８０の遠位端８２が第２の軸１１０の遠位端１１１を超えて外側に延在する第１の伸長位置との間で、配置可能である。この配置によって、除去されるべき構造要素１００のセクションと係合する遠位端８２のレセプタクル８５が露出する。第１の軸８０は、遠位端８２が第２の軸１１０の遠位端１１１と揃う、または、第２の軸１１０の遠位端１１１から内側に奥まった第２の収縮位置にも配置可能である。これによって、１つまたは複数のレセプタクル１１３は、第２の軸１１０の遠位端１１１で露出できる。

器具１０は、多くの異なる方法で使用可能である。１つの方法は、回転力を構造要素１００のセクションに伝達し、患者にセクションを取り付ける工程を含む。図１の構造要素１００の実施例を使用すると、器具１０をセットスクリュー１００に取り付けて、器具１０をアンカー２０２の頭部２０４に取り付けてもよい。特に、第１の軸８０の遠位端８２のレセプタクル８５は、セットスクリューのセクション１００ｂと係合する。器具１０は、医師によって操作され、および、アンカー２０２の頭部２０４に結合される。一旦結合されると、アンカー２０２に向かって、軸方向の力が器具１０に加えられる。この軸方向の力は、付勢部材７０の力よりも大きく、および、第１の軸８０を収容部本体９０の中で軸方向に移動させる。軸方向の運動によって、ギア８４は駆動板３０の指状部３４に係合する。さらに、駆動板３０の柱部３５は、第１の軸８０の遠位端８２の入り口８８に挿入されてもよい。次に回転力が入力機構１１に加えられる。回転力によって、駆動ギア２０および遊星ギアシステム１３が回転する。この回転が第１の軸８０に伝達されて、アンカー２０２の頭部２０４のセットスクリューを回転させる。

器具１０は、構造要素１００の余剰セクションを除去するために使用できる。このプロセスは、遠位端８２が収容部本体９０の遠位端９２を超えた伸長位置にある第１の軸８０から開始される。遠位端８２のレセプタクル８５が、除去されるべき構造要素１００のセクションに取り付けられる。除去されるべきセクションは、その長さによって異なるが、第１の軸８０の軸方向穴７５に挿入させることができる。

軸方向の力が器具１０に加えられると、第１の軸８０は収縮位置に移動させられる。この軸方向の運動によって、ギア８４は、駆動板３０の遠位側３７の指状部３４と係合する。この軸方向の運動によって、残存する構造要素１００のセクションに取り付けるために、第２の軸１１０の遠位端１１１が露出される。一実施形態では、遠位端１１１の１つまたは複数のレセプタクル１１３が、細長い部材２０１に取り付けられるように構成される。

回転力が駆動ギア２０の近位端２１に加えられる。この力によって、ギア４０が駆動板３０の柱部３２の周囲で回転する。ギア４０は、収容部本体９０に固定して取り付けられるリングギア５０と係合する。これによって、駆動板３０が収容部本体９０の中で回転する。指状部３４を介した駆動板３０の回転によって、除去されるべき構造要素１００のセクションと係合する第１の軸８０を回転させる。駆動ギア２０に加えられる力は、遊星ギアシステム１２によって増大され、および、第１の軸８０に伝達されて構造要素の残余部１００からセクションをねじ切る。第２の軸１００に構造要素１００の残りのセクションを取り付けることによって、構造要素の残余部１００からセクションをねじ切る瞬間に発生する、「バッキング（ｂｕｃｋｉｎｇ）」または「ジャーキング（ｊｅｒｋｉｎｇ）」を防止する。

除去された構造要素１００のセクションは、内部穴部７５に保持することができる。器具１０は、レセプタクル８５または出口７６を介してセクションを除去するように操作され得る。または、器具１０が他の構造要素１００の他のセクションを除去するために使用される間は、除去された分離部分は、内部穴部７５に残ってもよい。内部穴部７５の長さは、多くの除去されたセクションを保持するために十分な長さであり得る。

駆動ギア２０は、さまざまな異なる方法で入力される力を受容するように構成できる。駆動ギア２０の近位端２１に取り付けられる回転器具を介して、１種類の駆動力が供給される。近位端２１の形状は、回転器具と係合するように構成される。１つの種類の回転器具は、メドトロニック社（Ｍｅｄｔｒｏｎｉｃ，Ｉｎｃ．），ミネアポリス、ミネソタ州から入手可能である、ＰＯＷＥＲＥＡＳＥ（登録商標）Ｔａｐｐｅｒ−Ｄｒｉｖｅｒである。駆動力は医師から与えられてもよい。入力回転力を与える医師が接触しやすいように、近位端２１は、ハンドル（図示せず）および／または粗い表面であってもよい。

器具１０は、さまざまな異なる構造要素１００に使用できる。図１は、軸２０１を骨２００に取り付けるためのアンカー２０２と共に使用されるセットスクリューとしての構造要素１００を示す。第１の分離部分１００ａをねじ切り、除去するために設計される、第１のセクション１００ａおよび第２のセクション１００ｂを有する１つの種類のセットスクリューは、メドトロニック社（Ｍｅｄｔｒｏｎｉｃ，Ｉｎｃ．），ミネアポリス、ミネソタ州から入手可能なＳＥＴ ＳＣＲＥＷ、ＢＲＥＡＫ−ＯＦＦである。

さまざまな他の構造要素１００が、器具１０と共に使用することが可能である。別の実施形態は、剥離ドライブヘッドを有するネジである構造要素１００を示す。ネジは、第１の頭部セクションおよび第２の頭部セクションを有するネジ山軸を備える。第１の頭部セクションは、最初にネジを骨に取り付ける工具を受容するレセプタクルを備える。第１の頭部セクションは、骨に取り付け後に除去される第２の頭部セクションと共に構成される。剥離ドライブヘッドを有するネジの１つの実施例が、参照によってその全体が本明細書に援用される米国特許出願公開第２００７／０２７０８５９号に開示される。

さまざまな構造要素１００は、第１のセクション１００ａと第２のセクション１００ｂとの間に位置する、弱くなった破砕帯１０１を備える。弱くなった破砕帯１０１は、小さな断面サイズ、特定断面形状、セクション１００ａ、１００ｂとは異なる材料組成物、または、さまざまな他の機械的態様を備えてもよい。破砕帯１０１は、セクション１００ａ、１００ｂのどちらよりも、ねじれ強さが弱い。これらの結果から、構造要素１００はこの領域でネジ切れし、第１のセクション１００ａと第２のセクション１００ｂが分離する。

図１は、脊椎外科手術中に使用される器具１０を示す。器具１０は、さまざまな他の手術室でも使用できる。さらに、器具１０は、患者に取り付けられない細長い部材１０を切断するために使用してもよい。

構造要素のセクションを除去するための器具の別の実施形態が、本出願と同じ譲受人に譲渡された、同時係属の米国特許出願第１２／９１５，９４７号に開示される。

器具１０は、生きている患者の外科手術中に使用できる。器具１０は、死体、モデル、および同種のものなどの非生存状態に使用してもよい。非生存状態は、試験、訓練、および実演目的の１つまたは複数であり得る。

空間的に相対的な用語である「下に（ｕｎｄｅｒ）」、「下に（ｂｅｌｏｗ）」、「低い（ｌｏｗｅｒ）」、「上に（ｏｖｅｒ）」、「上に（ｕｐｐｅｒ）」、および同種の用語は、第２の部材に対する第１の部材の位置を説明するように、記載を容易にするために使用される。これらの用語は、図に示される方向とは異なる方向に加えて、デバイスの異なる方向を包含することが意図される。さらに、「第１の（ｆｉｒｓｔ）」、「第２の（ｓｅｃｏｎｄ）」、および同種の用語などの用語は、さまざまな部材、領域、セクション等を説明するために使用されることもでき、および、限定的であることを意図するものではない。類似する用語は、明細書を通じて類似する部材を参照する。

本明細書で使用する場合、用語「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、「備える（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」、「備える（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」および同種のものは、非限定的用語であって、説明される部材または特徴の存在ばかりではなく、追加の部材または特徴の存在を排除しない。冠詞「１つ（ａ）」、「１つ（ａｎ）」および「前記（ｔｈｅ）」は、文脈上明らかに他の意味に解すべき場合を除き、単数ばかりではなく複数を含むことが意図される。

本発明は、本発明の範囲および本質的な特性を逸脱することなく、本明細書に記載されている方法ではない他の特定の方法で実施することができる。したがって、本発明の実施形態は、あらゆる点で例示であり、非限定的なものであり、および添付の特許請求の範囲の意味および均等の範囲内のすべての変更は、本明細書に記載されているものとして意図される。

Claims (1)

1. 回転力を構造要素に適用する手術器具であって、
   収容部と、
   前記収容部の中に一部が位置し、且つ、当該収容部から外側に延在する入力部分を備える入力部材であって、当該収容部に対して回転可能であり、更に太陽ギアを備える入力部材と、
   前記収容部の中に一部が位置し、且つ、当該収容部から外側に延在する長さを有し、並びに、前記要素と係合するように構成されたレセプタクルを備える細長い出力軸であって、当該収容部に対して回転可能である細長い出力軸と、
   前記収容部に位置し、前記太陽ギアと係合して当該太陽ギアの周囲を回転する複数の遊星ギアと、当該太陽ギアおよび当該複数の遊星ギアの周囲に延在し、当該複数の遊星ギアと係合する内部歯部を備える円環リングギアと、を備える遊星ギアシステムであって、当該複数の遊星ギアは当該収容部に対して回転可能であり、且つ、当該円環リングギアが当該収容部に対して回転不可能である、遊星ギアシステムと、
   を備え、
   前記入力部材、前記出力軸、および、前記遊星ギアシステムは、第１の回転方向への当該入力部材の回転に対して動作可能に結合し、結果として、当該第１の回転方向へ当該出力軸が回転し、
   前記遊星ギアシステムと前記出力軸との間の前記収容部に位置する付勢部材を更に備え、前記付勢部材は、前記遊星ギアシステムから離れるように前記出力軸を押しつけ、
   前記出力軸は、前記遊星ギアシステムから空間的に離れた当該出力軸の近位端の第１の位置、および、当該遊星ギアシステムに空間的に近接する当該近位端の第２の位置から、前記収容部に対して軸方向に移動可能であり、
   前記第１の位置は、前記出力軸の遠位端が該出力軸の外側に延在する外側軸の遠位端を越えて延びる伸長位置であり、前記第２の位置は、前記出力軸の遠位端が前記外側軸の遠位端と揃う、または前記外側軸の遠位端から内側に奥まった収縮位置である、
   手術器具。

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