JP6094862B2 - 外科用工具を備えるハンドピースを脱着可能に接続するための外科用器具 - Google Patents

Description

本発明は、駆動部を備えるハンドピースと外科用工具とを有する外科用器具に関するものであり、前記外科用工具は、シャフトおよび工具ヘッドを備える作業部分とパイプとを有する。

ハンドピースに装着された外科用工具は、種々の構成形態で公知である。ハンドピースは通例、駆動部と接続されており、これにより工具または外科用工具の部分領域が駆動可能であり、たとえば回転させることができる。この種の外科用工具はたとえば、とりわけ脊柱の領域での最小侵襲性の内視鏡用の工具として構成することができる。

たとえば特許文献１のような従来技術から、この種のハンドピースに同心の孔部または切欠部が設けられており、その中に外科用工具の連結領域またはアタッチメント領域が差し込まれることが公知である。ここではハンドピースの対応の駆動連結部が外科用工具の連結部材と係合し、これにより回転運動が実現される。外科用工具のハンドピース内での差込みとロックは、ハンドピースに工具収容部が設けられており、この工具収容部が外科用工具のロックエレメントと脱着可能に係合できることによって行われる。このようなロックエレメントはたとえばリング溝の形に構成することができる。工具収容部内にあるリング溝へのロックエレメントの対向部材は、たとえばホック、ボールまたは同等の形に構成することができる。したがって外科用工具をハンドピースに差し込む際には、使用中に外科用工具がハンドピースから意図せずに外れてしまうことを阻止するロックまたは連結を行うことができる。外科用工具をハンドピースから取り外すためには、たとえばボタンまたはスライダのような操作装置が操作される。

外科用工具と駆動部との間の最適な結合を保証するために、外科用工具の端部には溝またはカムの形の連結部材が形成されており、この連結部材は駆動部の対向部材に係合する。このような連結は、特許文献２から公知であり、ここで外科用器具はクイックカップリングを有し、このクイックカップリングはバイオネットロックの形式の差込み接続部と装着すべき工具の近位にあるカップリングジャーナルとを含む。

しかし従来技術から公知の装置は何重にも複雑に構成されており、対応してコストが掛かり、製造が面倒であり、手術の使用条件下では様々な面で操作性が悪い。

ドイツ特許公開公報第１０２００６０６２４２１号 ドイツ実用新案第６９６２２５６３号

本発明の基礎とする課題は、構造が簡単で安価に製造でき、しかも確実かつ簡単に操作可能であるような冒頭に述べた形式の外科用工具を連結するための外科用器具を創作することである。

前記課題の解決のために本発明は上位概念による外科用器具において、外科用工具のパイプが第１の結合部材によってハンドピースと、作業部分のシャフトが第２の結合部材によって駆動部の駆動軸と、互いに同時に脱着可能に接続可能であることを特徴とする。

ここでとりわけ好ましい構成では、外科用工具が中空シリンダ形のパイプと、その中に存在するシャフトおよび工具ヘッドを備える作業部分とを有し、この作業部分は前記パイプ内で回転可能に支承されており、両者は接続されており、すなわち回転可能にとりわけ重ねられている。さらに本発明では、第１の結合部材が工具のパイプの近位に配置されており、第２の結合部材が工具のパイプ内に回転可能に支承されている。したがって外科用器具の使用時には、工具全体が回転するのではなく、駆動軸と係合した第２の結合部材によって作業部分だけが回転する。ここで駆動部の駆動軸は、外科用工具の作業部分を第２の結合部材によって運動、たとえば回転させる。作業部分から別々に脱着可能なパイプの接続部は、やはり回転しないハンドピースとともに、作業部分または作業領域の外周辺、すなわちたとえば脆弱な神経組織に対する保護部として用いられる。

とくに好ましい構成では、ハンドピースが実質的にシリンダ状に構成されており、ハンドピースは工具用の収容部を備えるグリップと、工具収容部内にある締付け固定部とを有し、ハンドピースのロックリング内には工具の収容部を密閉するためにリングパッキンが設けられている。さらに好ましい構成では、ハンドピースには操作スライダが配置されており、この操作スライダは、少なくとも１つのバネ、好ましくは３つまたは４つのバネを備えるリング形の押圧プレートによって荷重され、前記操作スライダはロック位置と解除位置とを軸方向に移動可能である。

外科用工具の確実で迅速なロックは、工具収容部の直径が、第１の結合部材を備える円形パイプを有する交換可能な外科用工具の直径に適合しており、前記第１の結合部材によってわずかな遊びを以て工具収容部に導入することができることにより達成される。そのためにとりわけ好ましい構成では、第１の結合部材が工具の近位に、固定およびロックのためのリング溝を有する。ロックのためにとりわけ好ましい構成では、締付け固定部が設けられており、少なくとも１つの締付けピンが、収容部の内壁に半径方向斜めに長手にフライス加工された溝内にあって、円弦形に前記収容部の内側に突き出ている。ここで締付けピンは、これがロック位置では第１の結合部材のリング溝に形状的に結合して係合するように寸法設定されている。

外科用工具をハンドピース内で駆動部、好ましくは電気モータの駆動軸と接続するために、第２の結合部材は軸方向孔部によって実質的にシリンダ形に形成されており、第２の結合部材は半径方向に貫通孔部を有し、この貫通孔部は前記軸方向孔部に対して垂直に配置されており、これを閉鎖している。工具部材のシャフトは、軸方向孔部に力結合および／または材料結合で差し込むことができる。

とくに好ましい構成では、第２の結合部材の近位端部領域には、少なくとも２つの溝が互いに垂直に刻み込まれており、それら溝の幅と深さは駆動軸の長手のほぞの形状に対応する。さらに第２の結合部材を駆動軸のほぞ上に簡単に位置決めするために、刻み込まれた溝によって形成されるカムが前記溝に向いた軸方向エッジを有する。結合部材をハンドピースに装着する際には、ほぞを第２の結合部材の２つの溝の一方にスライドさせることができる。これにより、作業部分と駆動軸との迅速かつ簡単な接続が得られる。

第２の結合部材の直径は、第１の直径が、使用される外科用工具の直径に対応し、この外科用工具に第２の結合部材の直径が差込み可能であるように寸法設定されており、第２の結合部材は、該第２の結合部材の前記外科用工具のシャフトへの導入を容易にするため遠位に軸方向の傾斜面を有する。さらに第２の結合部材の第２の直径が前記第１の直径よりも大きく、該第１の直径への段を有し、この段が差込み可能な工具に対するストッパとして用いられ、第２の結合部材の第３の直径が第１の直径よりも小さく、形成されたシリンダ形の切欠部にはパッキンを収容することができる。この構成により、第２の結合部材を外科用工具のシャフトに簡単かつ確実にはめ込むことができ、かつ駆動部の駆動軸に確実に座すことが保証される。

非常に好ましい構成では、少なくとも１つの結合部材が金属、とりわけ特殊鋼からなり、少なくとも１つの別の結合部材が多層プラスチックからなり、この多層プラスチックはメタクリル樹脂およびスチレンをベースにするブタジエン含有の共重合体からなる。この材料からなる結合部材は簡単に作製することができ、型に射出することができ、この材料が消毒処理中に、使用される外科用工具に対してハンドピース内に、嵌合がもはや生じないように変形するというさらなる利点を有する。これによりこの工具の洗浄および消毒の問題が全くなくなる。これによりどのような骨処理でも、理想的に鋭利な工具が保証される。

本発明のさらなる利点および特徴は、請求項および以下の記述から明らかであり、以下の記述で本発明の実施例を図面を参照して個別に説明する。

本発明の外科用器具の縦断面図であり、工具がハンドピースにロックされている。 図３の断面Ａ−Ａによる本発明の外科用器具の部分的縦断面図である。 本発明の外科用器具のハンドピースの導入開口部の正面図である。 本発明の外科用器具の第２の結合部材の側面図である。 第２の結合部材の近位端部の正面図である。 図４ａの断面Ｂ−Ｂによる第２の結合部材の縦断面図である。 本発明の外科医用器具とともに使用するための外科用工具のセット図である。

図１は、本発明の外科用器具１を縦断面図に示す。外科用器具１は、特殊鋼からなる実質的にシリンダ形のハンドピース２を有し、このハンドピース２には外科用工具３、とりわけ骨用フライスを破壊することなく脱着可能に差込むことができる。工具３は、外部のシリンダパイプ４と、この中で回転可能な作業部分５とを有する。作業部分５は、シリンダ形のシャフト５．１と工具ヘッド５．２から形成されている。パイプ４は第１の結合部材６により、ハンドピース２のシリンダ形のグリップ７の外側にしっかり取り付けられた収容部１１と接続可能である。作業部分５は第２の結合部材８を介して、ハンドピース２内に配置された駆動部１０のほぞ３１の形の駆動軸９と接続可能であり、同時にパイプ４内を回転可能に支承されている。駆動部１０はモータ、好ましくは電気モータによって駆動可能である。

シリンダ形に成型されたハンドピース２のグリップ７は、同様にシリンダ形に形成された収容部１１と、第２のシリンダネジ１２によって接続されている。ハンドピース２は遠位の端面側に、ネジ山の設けられたロックリング１３と、これを取り囲むエンドキャップ１４とを有する。収容部１１の外側縁部に沿って、操作スライダ１５が軸方向に円筒型コイル状のバネ１６の作用に抗して移動可能であり、バネ１６は収容部１１内にある円筒型の切欠部１７にそれぞれ配置されている（図２）。この構成では、４つのバネ１６が互いに対向して収容部１１のハウジング内に設けられている。バネ１６は、図１と２の図示の実施例では、一方でハンドピース２の切欠部１７内の近位に支持部を、他方では可動のリング形押圧プレート１８の遠位に支持部を獲得し、したがってバネ１６はこの押圧プレート１８を遠位方向に予荷重し、または押し付ける。

図２は、図３の断面Ａ−Ａによる外科用器具１のさらなる部分的縦断面図である。収容部１１の内壁に半径方向斜めに長手にフライス加工された対向する２つの溝１９内に２つの締付けピン２０があり、この締付けピン２０はロック位置では円弦形に収容部１１の内側に突き出ている。ここには、バネ１６によってバネ負荷された押圧プレート１８が締付けピン２０に対して押し付けられていることが図示されている。ここで操作スライダ１５は解除位置で図示されており、操作スライダ１５はエンドキャップ１４のショルダ２１にストッパを獲得する。

図１は、収容部１１の内径が、交換可能な外科用工具３がわずかな遊びを以て収容部１１に導入可能であるように構成されていることを示し、外科用工具３の円形パイプ４は、力結合および／または材料結合して取り付けられた金属製の第１の結合部材６を有する。金属結合部材６は、収容部内を確実に案内して固定するために用いられる。ここで第１の結合部材６はシリンダ形に構成されており、周回するリング溝２２を有し、このリング溝２２には締付けピン２０がロック位置で係合する。さらに、ハンドピース２内をパイプ４が回転し、工具３が正常に座ることを保証するために、第１の結合部材６の近位に案内スリット２３が設けられており、この案内スリット２３は収容部１１内面に形成される細長い突起状の捩れ保護部２４の上に係合する。第１の結合部材６は別の周回溝２５を有し、この周回溝２５には、外科用工具３をより良好に区別するために着色したリングを装着することができる。ハンドピース２内での使用される工具３の密閉性を保証するため、リングパッキンが２つの位置に設けられている。１つのリングパッキン２６は、工具３の収容部１１を外に対して密閉するためにハンドピース２のロックリング１３内に設けられている。もう１つのリングパッキン２７は、第１の結合部材６を駆動部１０に対して密閉するために収容部１１内に配置されている。

図４ａから４ｃは、パイプ４に差込み可能な第２の結合部材８の好ましい構成を示す。第２の結合部材８はシリンダ形に構成された形状を示し、プラスチックからなる。ここでプラスチックは、少なくともメタクリル樹脂−スチレン成分とブタジエン成分を含む。ここで図４ａは、第２の結合部材８の側面図であり、正面図４ｂと同じように交差して刻まれた２つの溝２８を示す。溝２８は、図４ｂの正面図に示されるのと同じように互いに垂直である。さらにこれにより形成されるカム２９は傾斜したエッジ３０を有し、この傾斜したエッジ３０は第２の結合部材８がほぞ３１の形の駆動軸上に容易に載置されることを保証する。第２の結合部材８は第１の直径Ｄ１を有し、この第１の直径Ｄ１は、使用される工具３の結合部材６の内径に対応し、これにより第２の結合部材８をこの結合部材６に差し込むことができるように寸法設定されている。さらに第１の直径Ｄ１より大きな第２の直径Ｄ２が設けられており、第１の直径Ｄ１への段３２が差込み可能な外科用工具３に対するストッパとして用いられる。さらに第２の結合部材８の第３の直径Ｄ３が第１の直径Ｄ１より小さく構成されており、形成されたシリンダ形の切欠部３３にたとえばパッキンを収容することができる。第２の結合部材８は遠位に軸方向の傾斜面３４を有し、この傾斜面は第１の直径Ｄ１から第４の直径Ｄ４に下降するように構成されており、第２の結合部材８の外科用工具３の結合部材６への導入を改善する。さらに第２の結合部材８の内部には、互いに垂直の２つの孔部が設けられており、図４ｃに示すように軸方向の孔部３５は半径方向の貫通孔部３６により打ち抜かれている。さらに両者を介して、切削された骨材料が吸引される。そのためにグリップ７の壁と中空室３７を通って横孔部が案内されており、この横孔部には吸引ホースを接続することができ、この吸引ホースを介して吸引が行われる。軸方向の孔部３５は、外科用工具３のシャフト５．１を収容するために用いられる。

図５は、例として外科用工具３のセットを示し、とりわけ脊柱外科学用のフライスまたはドリルであり、遠位に装着された第１の結合部材６とパイプ４内に配置された回転可能な作業部分５とを備えるパイプ４をそれぞれ有しており、作業部分５はシャフト５．１を備えていて、シャフト５．１の遠位端部は第２の結合部材８の内部に強固に接続されている（場合により防水加工されている）。第２の結合部材８は、ここではパイプ４内を回転可能に支承されている。これらの結合部材の組合せによって、本発明の外科用器具１に対して多数の異なる外科用工具３を使用することができる。

対応する外科用工具３は次のようにハンドピース２とともに使用される。

外科用工具３がハンドピース２の収容部１１に慎重に導入される。このとき締付けピン２０がその溝１９の中で押圧プレート１８の方向に移動され、押圧プレート１８はバネ１６のバネ作用に抗して近位にずらされる。さらに第１の結合部材６がハンドピース２の収容部１１に導入され、そのとき軽く回転され、これにより第１の結合部材６の案内スリット２３が捩れ保護部２４上に押し込まれる。同時に工具３の軽い回転は、第２の結合部材８が溝２８の１つによってほぞ３１上に押し込まれるように作用し、これにより駆動軸９に噛み合う。第２の結合部材８が正常にほぞ３１の上に座すと、リング溝２２と締付けピン２０とは同じ高さになり、したがって締付けピン２０は第１の結合部材６のリング溝２２に係合することができる。押圧プレート１８はバネ１６のバネ負荷によって遠位で前方に移動される。これにより操作スライダ１５がバネ作用の下でロック位置へ、ハンドピース２の遠位端部の方向に軸方向で移動される。接続を解除するためには、操作スライダ１５が解除位置へ、ハンドピース２の近位方向で軸方向に移動される。このとき操作スライダ１５は押圧プレート１８、したがってバネ１６を同様に近位方向に移動させ、または押し込む。このとき締付けピン２０がその溝１９の中で押圧プレート１８の方向に移動され、外科用工具３を除去するための経路を開放する。一方では締付けピン固定部が外科用工具３のパイプ４の第１の結合部材に係合し、他方では第２の結合部材８が、作業部分５のシャフト５．１と駆動部１０のほぞ３１の形の駆動軸９との間の回転可能な接続を保証するという外科用工具３の二重連結によって、外科用工具３と対応するハンドピース２との間で確実な連結が得られる。

１ 外科用器具
２ ハンドピース
３ 外科用工具
４ パイプ
５ 作業部分
５．１ シャフト
５．２ 工具ヘッド
６ 第１の結合部材
７ グリップ
８ 第２の結合部材
９ 駆動軸
１０ 駆動部
１１ 収容部
１２ シリンダネジ
１３ ロックリング
１４ エンドキャップ
１５ 操作スライダ
１６ バネ
１７ 切欠部
１８ 押圧プレート
１９ 溝
２０ 締付けピン
２１ ショルダ
２２ リング溝
２３ 案内スリット
２４ 捩れ保護部
２５ リング溝
２６ リングパッキン
２７ リングパッキン
２８ 溝
２９ カム
３０ エッジ
３１ ほぞ
３２ 段
３３ 切欠部
３４ 傾斜面
３５ 軸方向の孔部
３６ 半径方向の孔部
３７ 中空室
Ｄ１ 第１の直径
Ｄ２ 第２の直径
Ｄ３ 第３の直径
Ｄ４ 第４の直径

Claims (13)

1. 駆動部（１０）を備えるハンドピース（２）と外科用工具（３）とを有する外科用器具であって、
   前記外科用工具（３）は、シャフト（５．１）および工具ヘッド（５．２）を備える作業部分（５）とパイプ（４）とを有し、
   前記外科用工具（３）の前記パイプ（４）は第１の結合部材（６）によって前記ハンドピース（２）と、前記作業部分（５）の前記シャフト（５．１）は第２の結合部材（８）によって前記駆動部（１０）のほぞ（３１）の形の駆動軸（９）と、互いに同時に脱着可能に接続可能であり、
   さらに前記ハンドピース（２）内に前記工具（３）の第１の結合部材（６）を収容するための収容部（１１）を有し、
   前記ハンドピース（２）は、斜めの溝（１９）内に移動可能な２つの締付けピン（２０）を有し、
   前記２つの締付けピン（２０）が、バネ作用下で前記収容部（１１）の内側に突き出ており、
   前記工具（３）の装着の際に、前記締付けピン（２０）は、バネ作用に抗して前記斜めの溝（１９）に可動であり、
   前記ハンドピース（２）には操作スライダ（１５）が配置されており、該操作スライダ（１５）は、少なくとも１つのバネ（１６）を備えるリング形の押圧プレート（１８）によって荷重がかけられ、およびロック位置と解除位置へ軸方向に移動可能であり、少なくとも１つの押圧プレート（１８）と共にリング形に構成され、
   前記第１の結合部材（６）は案内スリット（２３）を有し、前記案内スリット（２３）が前記ハンドピース（２）の収容部（１１）内の捩れ保護部（２４）の形状に対応して構成されることにより、前記第１の結合部材（６）は捩れ保護部（２４）と係合し、
   前記操作スライダ（１５）がロック位置から解除位置へ移行する場合、前記締付けピン（２０）は斜めの溝（１９）の中で近位方向に移動することにより、前記外科用工具（３）を除去するための経路を開放するが、前記ハンドピース（２）と前記外科用工具（３）の接続は、維持されることを特徴とする外科用器具。
2. 前記外科用工具（３）は、中空シリンダ形のパイプ（４）と、その中にあって前記シャフト（５．１）および前記工具ヘッド（５．２）を備える作業部分（５）とを有し、該作業部分（５）は回転可能に支承されている、ことを特徴とする請求項１に記載の外科用器具。
3. 前記第１の結合部材（６）は、前記外科用工具（３）のパイプ（４）の近位に配置されている、ことを特徴とする請求項１または２に記載の外科用器具。
4. 前記ハンドピース（２）は、前記工具（３）用の収容部（１１）と該収容部（１１）内にある前記締付けピン（２０）と、を備えるグリップ（７）を有し、および／または前記ハンドピース（２）にはロックリング（１３）が遠位にネジ留めされており、装着されたエンドキャップ（１４）により閉鎖されている、ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の外科用器具。
5. 前記収容部（１１）の直径は、前記工具（３）の直径に適合されており、前記工具（３）の近位に配置された前記第１の結合部材（６）には、前記締付けピン（２０）に割り当てられたリング形の溝（２２）が設けられている、ことを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の外科用器具。
6. 前記第１の結合部材（６）は、近位に案内スリット（２３）を有し、該案内スリット（２３）は前記収容部（１１）内面に形成される細長い突起状の捩れ保護部（２４）の形状に対応して構成されている、ことを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載の外科用器具。
7. 前記ハンドピース（２）の前記ロックリング（１３）内には、前記工具の収容部（１１）を密閉するためのリングパッキン（２６）が設けられており、および／または前記収容部（１１）内には前記第１の結合部材（６）を前記駆動軸（９）に対して密閉するためのリングパッキン（２７）が設けられている、ことを特徴とする請求項４に記載の外科用器具。
8. 前記ハンドピース（２）は、駆動部（１０）の駆動軸（９）を有し、該駆動軸（９）はほぞ（３１）を備えており、該ほぞ（３１）は前記第２の結合部材（８）に係合する、ことを特徴とする請求項１から７までのいずれか１項に記載の外科用器具。
9. 前記第２の結合部材（８）は軸方向孔部（３５）により実質的にシリンダ形に形成されており、前記作業部分（５）のシャフト（５．１）は、前記軸方向孔部（３５）内に近位で強固に結合されており、とりわけ前記第２の結合部材（８）は、半径方向に貫通する半径方向孔部（３６）を有し、該半径方向孔部（３６）は前記軸方向孔部（３５）に対して垂直に配置されており、これを閉鎖する、ことを特徴とする請求項１から８までのいずれか１項に記載の外科用器具。
10. 前記第２の結合部材（８）の端部領域には近位で、少なくとも２つの溝（２８）が互いに垂直に刻み込まれており、該溝の幅と深さは、前記駆動軸（９）の前記ほぞ（３１）の形状に対応し、前記刻み込まれた溝（２８）により形成されるカム（２９）が、前記第２の結合部材（８）を前記駆動軸（９）の前記ほぞ（３１）上に簡単に位置決めするために、それぞれ１つの軸方向のエッジの中に前記溝（２８）に移行する傾斜したエッジ（３０）を有する、ことを特徴とする請求項１から９までのいずれか１項に記載の外科用器具。
11. 前記第２の結合部材（８）の直径は、第１の直径（Ｄ１）が使用される前記工具（３）のパイプ（４）の内径に対応し、該工具内に前記第２の結合部材（８）を差込みことができ、および／または前記第２の結合部材（８）の第２の直径（Ｄ２）が前記第１の直径（Ｄ１）より大きく、該第１の直径（Ｄ１）に向かって段を有し、該段は差込み可能な前記工具（３）に対するストッパとして用いられ、および／または前記第２の結合部材（８）の第３の直径（Ｄ３）が前記第１の直径（Ｄ１）より小さく、形成されたシリンダ切欠部にパッキンが収容可能である、ことを特徴とする請求項１から１０までのいずれか１項に記載の外科用器具。
12. 前記第１の結合部材（６）および／または前記第２の結合部材（８）は、多層プラスチックからなる領域を少なくとも１つ有し、該領域はとりわけメタクリル樹脂およびスチレンをベースにする共重合体、ならびに一部にブタジエンを含む、ことを特徴とする請求項１から１１までのいずれか１項に記載の外科用器具。
13. 外科用工具（３）を備えるハンドピース（２）を脱着可能に接続するための、請求項１から１２までのいずれか１項に記載の外科用器具を備える外科用工具セット。