JP5851992B2 - 外科用やすり - Google Patents

Description

本発明は、患者から骨を除去するための外科手術で使用される外科用やすり器具に関し、特に、骨を切削、除去、研削、成形および彫刻するやすりおよび案内／遮蔽部と、往復運動するやすりが使用時に中心に維持され、かつぐらつかないようにするためのやすりおよび案内／遮蔽部の構造に関する。

本願は、デービッド ナルデゥッチ、スティーブン ブキーナ、マイケル メナード、エディー デル リオによって発明され、本願と同時に出願されて同じ譲渡人に譲渡された、名称「回転運動を往復運動に変換する機構を備えた外科用やすり器具構造」（代理人整理番号Ｎ１３４８）の特許出願に関連し、この特許出願は参照によってその全体が本願に組み込まれる。

多くの外科用やすり器具が市販されており、当業者であれば分かるように、外科用やすり器具のやすりのブレードが動作時に中心に維持され、その平面からぐらつかないことが非常に重要である。換言すると、骨を正確に除去するためにはやすりを動作平面内で中心線上に維持する必要がある。さらに、手術しない身体部分を不用意に傷つけないようにやすりのブレードを遮蔽する必要がある。やすりは、精密な外科手術を行うために、一般に接近が困難な非常に狭くかつ接近した体内領域で使用できるような寸法を有する必要がある。

市販されている外科用やすり器具には、ある種の病理学の治療のために外科医によって使用可能な様々な用途を有するものがある。例えば、特許文献１は、本発明で説明する外科用やすり器具と類似する外科用やすり器具に本質的に関連する。しかし、本願に記載された発明は、特許文献１に開示された外科用やすりとは特許可能に区別されるものである。特許文献１は、遮蔽された往復動外科用やすり装置を開示しており、使用者が接近が困難な患者の身体部分へとやすりを進めることを可能とする。特許文献１は、また、モータの回転運動を往復運動に変換する変換機構、ポンプ機構および外科手術部位に流体を供給する灌注システムを提供する。

特許文献１の一実施例では、例えば、遮蔽された外科用やすりを提供するように、切削ブレードの５つの面が遮蔽されている。やすりは、長手方向軸に沿って実質的に直線状、曲線状、斜めにあるいは屈曲して延在するような寸法を有しうる。やすりは、人間あるいは哺乳類の身体部分に適合する必要がある。やすりの厚みは、神経と神経が通る孔との間などの小さい空間に入るように薄いことが必要であり、切削ブレードは成形あるいは形状づけることができる。本発明は、より単純なやすりによってこのような種類の手術を行うことができる。換言すると、本発明は、製造が比較的簡単であり、比較的コストが低く、かつ有効である。

特許文献１に開示された構造では、回転運動から往復運動を得るために、一体型シャフトまたは固定されたシャフトを含みうるトーラストランスミッション装置を使用する。トーラスドライブおよび駆動シャフトは、中心回転軸を中心に回転可能であり、トーラス中心軸がオフセット角になっている略円形または曲線のカム部分を有する。トーラスカム表面の厚みが可変なので、ハイブリッド二重または二元トーラスが形成される。特許文献１と同様に、本発明は、特に神経外科、整形外科および形成外科の分野に一般に属する多くの医療処置に有用である。例えば、神経外科では、神経孔は拡張が必要なことがあり、やすりは、硬い骨質脊椎構造を除去して神経根を通過させる手段となりうる。整形外科では、膝に彫刻が必要となることがある。また、形成外科では、鼻の再形成および鼻形成術に骨と組織の彫刻が必要となりうる。

このような種類の外科用やすり器具では、やすりが使用時にぐらついたり線上から外れたりしないことが重要である。本出願人は、案内／遮蔽部の中央部にブレードの下面に接触する頂部を有するくぼみを設け、やすりのブレードがこれに対して摺動する、頂部から延在するくぼみの側部を特有の形状とすることで、外科用やすりおよびブレードが往復運動状態において固定された平面内に維持されることを見いだした。

本発明は、やすりが線上に確実に維持される構造を提供する一方で、この特徴は、遊星ギア装置およびスラスト制御を行うカムを有する特定の運動変換器や細長い外側管状ケーシング、遠位端にブレードを有し、かつ近位端にタングを有する細長い斜めのシャフト部を備えるやすりアセンブリ、および密閉されたプラスチック材料の細長い円筒状の中実管を備える外科用やすり器具と組み合わされるものである。中実管には、長手方向に延びる細長い略“無限大記号”形状の開口部と、内腔が形成される。“無限大記号形状”の内腔は、外科用やすりのシャフトの通路として機能し、他の内腔は、手術部位に接近するための通路を定める。

米国特許第７３９０３３０号明細書

本発明の目的は、改良された外科用やすりを提供することである。

本発明の１つの特徴は、外科用やすり用の改良された遮蔽部の構造を提供することであり、この構造では、遮蔽部の中央部にやすりに対して摺動するくぼみが形成される。

本発明の他の特徴は、遠位端において、やすりのブレードと接触するように延在して、やすりの案内／遮蔽部を定める平坦部として整形される外側管状ケーシングである。

本発明の特徴は、回転運動を往復運動に変換する運動変換器と、往復運動状態でブレードを確実に線上に維持するように、やすりのブレードに対して摺動する案内／遮蔽部に形成された長手方向に延在するくぼみを含む外科用やすりアセンブリと、の組合せである。運動変換器は、遊星ギア装置、カム、ドームおよびスラスト制御を含み、外科用やすりアセンブリは、長手方向に延在する管状ケーシング、管状ケーシング内で長手方向に延在する中実のインサートおよび中実のインサート内で長手方向に延在するやすりを含む。

本発明の上述および他の特徴は、以下の実施形態および添付の図面によりさらに明らかになる。

本発明の分解斜視図である。 図１に示す外科用やすり器具を組み立てた状態の断面図である。 図２の２Ａ−２Ａ線に沿った断面図である。 本発明の運動変換器の一部断面を示す部分拡大斜視図である。 図３に示すドラムの拡大斜視図である。 本発明のやすりアセンブリを示す分解立面図である。 やすり、やすりのブレード、やすりの遮蔽部およびやすりアセンブリの部分拡大斜視図である。 図６の７−７線に沿った断面図である。 図６の８−８線に沿った断面図である。

本発明の好適実施例には、外側管状ケーシングが特定の形状および複数の内腔を有する中実のプラスチック製の管を含むやすりアセンブリの構造が示されている。外科用やすり器具技術の当業者であれば分かるように、内腔の形状および数は本発明の範囲から逸脱せずに変更可能である。やすりアセンブリの種々の寸法および角度についても同様であり、角度のない形状の形態とすることもでき、幅および厚みを含む寸法は手術を受ける患者の体に左右される。やすりのブレードの種類は、好適実施例で示したものと異なってもよく、例えば、本願で示す微小孔ではなく、研磨用の切削面を含みうる。

本発明は、図１〜図４に最もよく示されており、これらの図では、外側分割ケーシング１２、バッテリ１４、電気モータ１６、運動変換器１８およびやすりアセンブリ２０を備える外科用やすり器具の全体が参照符号１０として示されている。図２に示す組立状態では、ケーシング１２は、ねじ付きラグ２８と螺合するねじ２６によって適切に連結された２つの略円筒形部材２２，２４により構成されている。端子３０，３２がモータ１６をバッテリ１４に接続し、モータに電力を供給し、駆動シャフト３４を駆動する。次いで、駆動シャフト３４は、以下に詳細に説明するように、運動変換器１８に回転運動を与える。図２に示すように、駆動シャフト３４は連結器に取り付けられており、連結器は運動変換器１８の遊星ギア装置４０の駆動シャフト３８に連結され、これを回転させる。以下で説明するように、遊星ギア装置４０は、カム６９を回転させ、従動子（図３参照）を介して、次いで往復運動を与えるようにドラム８８とシャフト４８とを直動させる。やすりアセンブリ２０は、角度のついたシャフト５２、ブレード５４およびタング５６を含むやすり５０を備える。タング５６は、分岐した端部６２（図３参照）に設けられた相補的なねじ付孔６０および適切なボルト（図示省略）と協働する孔５８（図５参照）を有し、ボルトは、孔５８に挿入されて孔６０に螺合され、やすり５０をドラム８８に連結してやすりに往復運動を与える。当然のことながら、ケーシングは、やすりアセンブリと往復動変換機構のドームとの連結部への接近のために二分割されている。

このような器具では、手術部位に灌注を行うことが一般的である。このため、ケーシング１２は、ポート４２と、やすりアセンブリ２０に形成された内腔４６に接続された潤滑剤伝達管４４を含む。

続いて、本発明の運動変換器１８のカム／ドラム構造について説明する。スタブシャフト６６は、モータ１６の駆動シャフト３４に適切に連結されており、遠位端にピニオンギアを有する。このような連結部はスタブシャフトを用いずに直接連結によっても同様に得られる。ピニオンギアは、次いで（３つの）各々の遊星ギア７０と噛み合い、遊星ギア７０は固定リングギア７２と噛み合う。リングギア７２は、フランジ７９に形成されたスロット７７に配置されたドエルピン７５によってカム外側ケーシング７３に固定される。リングギアは、カム外側ケーシングと一体に形成してもよい。図３より明らかなように、各々の遊星ギア７０は、プラテン７６に適切にピン止めされたスタブシャフト７４によって回転可能に支持されている。プラテン７６は、遊星ギア７０の回転により回転するカム６９の一部である。カム６９は、以下の説明により明らかになるように、往復運動を生じさせるように設計されたカムスロット８０が形成された本体７１を有する。カムスロット８０に嵌入された従動子４４は、ピン８６でドラム８８に止められている。本発明によれば、駆動ドラム８８の駆動には、単一のカム従動子のみが必要である。ドラム８８は、周囲側面に形成された孔９２を有する中空のスリーブ９０（図４参照）を備える。従動子４４は、リセス９８を介して中空のスリーブ９０にローラ９６を固定するスタブシャフト９４を有する。シャフト９４を中心とするローラの回転が損なわれないように、ローラが十分な間隔を有することを確実にするためにワッシャ１００が使用可能である。本発明によれば、２本のスラストピン１０２，１０４が、カムに形成された環状溝１０６に嵌入される。スラストピン１０２，１０４は、カムケーシング１０８に接触しており、スラスト荷重を吸収して外科用やすりが効率的に動作するように機能する。

動作時には、モータがシャフト６６およびピニオンギアを駆動し、ピニオンギアが、３つの遊星ギア７０と噛み合い、遊星ギア７０が固定リングギア７２と噛み合う。上述の全てのギアの相互作用により、プラテン７６を介してカム６９が回転する。これにより、カム６９と一体に設けられたプラテン７６は回転する。この動作は、次いで従動子４４によって往復運動に変換され、これにより、ドラムが往復運動するように駆動される。明らかなように、この運動は上述の連結部によって外科用やすりに伝達される。

さらに、以下に説明するように、本発明の外科用やすりは特有のものである。上述したように、やすりアセンブリは、長手方向に延在する外側管１１２を有し、外側管の１１２の遠位端には平坦なすなわち平たい形状の遮蔽／案内部材１１５が形成されている。長手方向に延在する中実のロッド１１４が、管１１２内に嵌入されており、ロッド１１４には、“無限大記号形状”のスロット１１６および一対の内腔４６，４７が形成されている（図２Ａ参照）。ほぼ長手方向に延在するやすり５０が、無限大記号形状のスロット１１６に嵌入されて中実のロッド１１４の遠位端を超えて延び、ブレードが案内／遮蔽部と相補的な寸法を有するとともに、案内／遮蔽部の上面部分と接触し、これに対して長手方向に摺動するように設けられている。好適実施例では、外科用やすりアセンブリの要素は、近位端の近傍で３０度曲げられており、遠位端の近傍でも同じ角度で曲げられている。明らかなように、外科用やすりアセンブリの要素の特定の形状および寸法は、その特定の用途によって決まる。

図６〜図８に示すように、やすり５０のブレード５４の切削面は、歯先１２２として機能する径方向に突出する複数のリング状要素すなわち微小孔１２０を含む。上述したように、本発明では、特定のやすりヘッド部は重要ではなく、案内／遮蔽部１１５の形状とやすりヘッド部との関係が重要である。遮蔽部１１５には、遮蔽部１１５の中央部に沿って長手方向に延びる細長いくぼみ（ｄｉｍｐｌｅ）が形成されている。このくぼみは、頂部１２６と頂部から両側に延在する直線状の傾斜部１２８，１３０を含む。この特定の形状は、やすりを中心に位置決めし、その運動を直線上に維持するレールを定めており、これは、言うまでもなく、外科用やすり器具が使用される細心の注意を要する精密な手術で重要である。遮蔽部１１５の下部１１９，１２１は、やすり５０のブレード５４の外縁部に向かって径方向に延在するとともに、やすり５０のブレード５４の側縁部と連続的に接触するように僅かに上向きに折り曲げられる。上記の説明により明らかなように、案内／遮蔽部は、やすり５０のブレード５４を効果的に支持するとともに、手術部位に隣接する組織や身体部分が傷つくのを確実に防ぐ。

本発明は、詳細な実施例を参照して開示および説明したが、当業者には明らかなように、本発明の趣旨および範囲から逸脱せずにその形態および詳細を変更することができる。

Claims (3)

1. 一方の端部にブレードを有し、かつ他方の端部にタングを有する外科用やすり器具の外科用やすりであって、前記外科用やすりは、切削面を提供する上面と、滑らかな下面と、を有するほぼ平らな本体と、
   前記ブレードと平行に配置され、該ブレードと同じ幅に設けられた、ほぼ平坦な本体を有する案内／遮蔽部と、
   前記案内／遮蔽部の平坦な本体の中央部に長手方向に形成され、前記外科用やすりを連続的な直線上に保持するように、長手方向軸に沿って前記滑らかな下面に接触するくぼみと、を備えており、
   前記くぼみは、前記滑らかな下面と接触する頂部を含み、
   前記頂部の両側から前記案内／遮蔽部の平坦な本体に向かって側壁が直線状に延在しており、
   前記案内／遮蔽部の平坦な本体の側縁部が、長手方向に延在するとともに、前記滑らかな下面に接触するように、前記頂部よりも低い高さまで前記平坦な本体から上向きに曲げられていることを特徴とする外科用やすり。
2. 外科用やすりアセンブリと共に運動変換器を含む外科用やすり器具であって、
   前記外科用やすりアセンブリは、外側管状ケーシングと、中実のプラスチック製ロッドインサートと、一端にブレードを有するとともに他端にタングを有し、遠位端が前記中実のプラスチック製ロッドインサートの遠位端を超えて延び、かつ他端において前記タングが前記中実のプラスチック製ロッドインサートを超えて延在する前記外科用やすりと、
   前記遠位端において前記ブレードの案内／遮蔽部を定める前記外側管状ケーシングの平坦部と、
   前記ブレードに設けられた滑らかな下面と、
   前記平坦部の中央部に形成され、かつ該平坦部まで延在する直線状の側壁を有するとともに、前記滑らかな下面と接触する頂部を定める長手方向に延在するくぼみと、
   回転運動を生じさせるバッテリ式のモータと、を備えており、
   前記運動変換器は、前記モータに回転可能に接続された遊星ギア装置と、
   前記遊星ギア装置に動作可能に接続されたカムスロットを備えるカムと、
   前記カムに隣接して配置されたドラムと、
   前記ドラムに往復運動を与えるように前記スロットに動作可能に接続された従動子と、
   前記ドラムに設けられ、かつ前記外科用やすりに往復運動を与えるように前記タングに連結された連結器と、を備えており、
   前記くぼみは、往復運動状態において前記ブレードを線上に維持するとともにぐらつかないようにし、
   前記平坦部の側縁部は、前記滑らかな下面と接触するように前記頂部よりも低い高さまで前記平坦な本体から上向きに整形されていることを特徴とする外科用やすり器具。
3. 前記遊星ギア装置用のケーシングを含み、
   前記遊星ギア装置のスラスト負荷を吸収するために、一対のピンが前記ケーシングから前記カムに形成された環状スロット内に延在していることを特徴とする請求項２記載の外科用やすり器具。

Images