JP7136713B2 - 外科手術用ドリル - Google Patents

Description

本発明は、人工関節置換術等の外科手術において用いられる外科手術用ドリルに関する。

従来から、人工関節置換術においては、骨に対してインプラントあるいはトライアル部材等を取付けるために、外科手術用ドリルを用いて骨に穴を設ける作業が術者によって行われている。しかし、術者が患者の骨に穴を設ける作業を行う際は、人体の奥まった箇所に設ける場合もあり、直線状の外科手術用ドリルを用いた場合、所望の位置に穴を設けることができない場合もある。

このような場合、術者は、屈曲させながら回転操作してトルクを伝達することができる外科手術用ドリルを用いている。そして、一度手術において用いられた外科手術用ドリルは、メンテナンス時において洗浄等が行われる。

例えば、特許文献１に開示されているトルクを伝達する装置は、複数のセグメントが接続されて細長く構成されている。そして、各セグメントは、第１の端においてオス型として形成され、第２の端においてオス型を受け入れるようにメス形の部分として形成されている。

また例えば、特許文献２には、コラム１の２８行目から２９行目に記載されているように、ドリル部に回転駆動力を伝えるため螺旋状に巻回された形態のシャフト部材が例示されている。

特表２００９－５４０９５２号公報 米国特許第８３６６５５９号明細書

しかしながら、特許文献１に記載の装置におけるシャフトでは、オス型とメス型のセグメントの連結部分で動きに制約が生じるため、トルクのスムーズな伝達を実現することが難しい。また、各セグメントの内側に付着した汚れを直接洗浄して除去することが容易ではない。

また、特許文献２に記載のシャフト部材は、螺旋状に巻回されて形成されているため、屈曲性が良くスムーズなトルクの伝達が可能であるが、シャフト部分を湾曲させた状態で使用することで内部に体液等が浸入して閉じ込められてしまう。これにより、シャフト部分の内部には、体液等が閉じ込められた状態で付着してしまい、メンテナンス時の洗浄が非常に困難になるという問題がある。

本発明は、上記課題を解決するためのものであり、その目的は、スムーズなトルクの伝達ができるとともにメンテナンス時の洗浄が容易な外科手術用ドリルを提供することである。

（１）上記課題を解決するため、本発明のある局面に係る外科手術用ドリルは、筒状で屈曲可能なシャフト部と、前記シャフト部の一端に配置されたドリル部と、前記シャフト部の他端に配置され、駆動力発生手段に係合する係合部と、を含み、前記ドリル部と、前記係合部は、前記シャフト部の筒状の部分の内部への液体の浸入を遮蔽するよう、前記シャフト部の各々の端部に気密に接合されており、前記シャフト部の筒状の部分の壁部は全周にわたって液体の透過を阻止する一体の金属で構成されていることを特徴とする。

上記の構成によると、外科手術用ドリルは、シャフト部の一端に配置されたドリル部と、シャフト部の他端に配置され、駆動力発生手段に係合する係合部と、を含んで構成されている。このため、シャフト部は、駆動力発生手段の駆動力をドリル部に伝達することができる。そして、シャフト部は、筒状で屈曲可能である。このため、シャフト部は、駆動力発生手段からの駆動力を筒状のシャフト部を屈曲させながらスムーズにドリル部に伝達することができる。

また、筒状で屈曲可能なシャフト部の端部の各々において、ドリル部と係合部に対して気密に接合されており、シャフト部の筒状の部分の壁部が液体の透過を阻止する一体の金属で全周にわたり構成されている。このため、体液等がシャフト部の内部に浸入することなく、メンテナンス時に洗浄等行う場合においても、容易に汚れを除去することができる。

従って、スムーズなトルクの伝達ができるとともにメンテナンス時の洗浄が容易な外科手術用ドリルを提供することができる。

（２）好ましくは、前記壁部は、蛇腹構造の部分を含むことを特徴とする。

この構成によると、壁部は、蛇腹構造の部分を含んで構成されている。このため、術者は、蛇腹構造の部分を伸縮させて壁部を屈曲させることができる。その結果、壁部に隙間を生じさせず気密性を保持することが実現できるため、壁部の内部への体液等の浸入が確実に防止されるとともにメンテナンス時の洗浄も容易に行うことができる。

（３）好ましくは、前記シャフト部の内部に屈曲可能な補助軸を更に含むことを特徴とする。

この構成によると、シャフト部の内部に屈曲可能な補助軸が含まれている。このため、シャフト部は、屈曲性が確保されるとともに高い強度も兼ね備えることができる。また、補助軸は、シャフト部の内部に設けられることで、シャフト部の気密性を損なうこともなく、メンテナンス時の洗浄を容易に行うこともできる。

（４）好ましくは、前記ドリル部は、着脱可能なドリルビットとドリルビット取付け部を含むことを特徴とする。

この構成によると、ドリル部は、ドリルビットとドリルビット取付け部を含んでいる。そして、ドリルビットは、ドリルビット取付け部に対して着脱可能に構成されている。このため、手術に際して、種々の径や長さのドリルビットを交換して使用することができる。これにより、術者は、手術に際して多数の外科手術用ドリルを用意する必要がなくなる。また、使用後における外科手術用ドリルのメンテナンスの手間も大幅に軽減される。

本発明によると、スムーズなトルクの伝達ができるとともにメンテナンス時の洗浄が容易な外科手術用ドリルを提供することができる。

本発明の一実施形態に係る外科手術用ドリルを示す図である。 図１に示す外科手術用ドリルのドリル部について一部を省略して示す拡大図である。 図１に示す外科手術用ドリルのシャフト部について示す拡大図である。 図３に示すシャフト部の一部を拡大して壁部のみ断面にし、内部を模式的に示す図である。 図３に示すシャフト部をシャフト接合部とともに拡大して模式的に示す断面図である。 図３に示すシャフト部を係合部とともに拡大して模式的に示す断面図である。 図１に示す外科手術用ドリルの係合部について駆動力発生手段とともに模式的に示す図である。 図１に示すドリルガイドについて一部を拡大して示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、本発明は、人工関節置換術において用いられる外科手術用ドリルとして、広く適用することができるものである。

図１は、本発明の一実施形態に係る外科手術用ドリル１を示す図である。図１は、外科手術用ドリル１について、駆動力発生手段１００及びドリルガイド６とともに示す図である。外科手術用ドリル１は、例えば、締結部材としてのネジ部材を用いてインプラントを骨に固定する際に、骨にネジ部材を締結させるための下穴を設けるための道具として使用される。外科手術用ドリル１は、ドリル部２と、シャフト部３と、補助軸４と、係合部５と、を含んで構成されている。ドリル部２と、係合部５は、シャフト部３の各々の端部に気密に接合されている。尚、駆動力発生手段１００は、手術において、ドリル部２とともに使用される。駆動力発生手段１００は、回転方向の駆動力を発生させ、シャフト部３に駆動力を伝達することでドリル部２を駆動させる。

ドリル部２は、人工関節置換術において骨を切削するための部分である。ドリル部２は、ドリルビット２０と、ドリルビット取付け部２１と、シャフト接合部２２と、を含んで構成されている。

図２は、図１に示す外科手術用ドリル１のドリル部２について一部を省略して示す拡大図である。ドリルビット２０は、骨に穴を設けるための部分であり、所望の大きさと深さの穴を設けるため種々のサイズのものが用意される。ドリルビッド２０は、刃部２３と、排出溝２４と、一対のピン部２５、２５と、を有している。尚、図２では、一対のピン部２５、２５のうち一方のみが図示されている。

刃部２３は、ドリルビット２０の先端部分に形成されており、骨に穴を設ける際に骨に直接接触させて骨を切削する部分である。排出溝２４は、刃部２３で切削した骨の切り屑を排出するために設けられている。排出溝２４は、ドリルビット２０の本体部分の外周部分において螺旋状に設けられている。一対のピン２５、２５は、ドリルビット２０をドリルビット取付け部２１に対して取付けるための部分として構成されている。ドリルビット２０は、ドリルビット取付け部２１に着脱自在に取付けられる。一対のピン２５、２５は、ドリルビット２０の基端側に設けられている。一対のピン部２５、２５はそれぞれ、ドリルビット２０の中心軸に対して垂直な方向に棒状に延びている。

本実施の形態におけるドリルビット取付け部２１は、ドリル部２のドリルビット２０をシャフト部３に対して着脱自在に固定するための部分として構成されている。ドリルビット取付け部２１は、シャフト部３の先端部分に配置されている。ドリルビット取付け部２１は、ドリルビット受け部２６と、スライド部２７と、を有している。

ドリルビット受け部２６は、ドリルビット２０の基端側の部分を収容する部分として構成されている。ドリルビット受け部２６は、略円筒状に形成されており、シャフト部３の先端側に設けられている。より具体的には、ドリルビット受け部２６は、シャフト部３の先端に取付けられたシャフト接合部２２の先端に設けられている。ドリルビット受け部２６は、軸心がシャフト部３の軸心と同軸になるように配置されている。ドリルビット受け部２６の周壁部分には、先端側において、ドリルビット２０の一対のピン部２５、２５が嵌め込まれる一対の第１切り欠き溝２８、２８が形成されている。

一対の第１切り欠き溝２８、２８は、ドリルビット受け部２６の周壁において、先端側からシャフト部３側に向かって延びるとともに、ドリルビット受け部２６の中途位置において周方向に屈曲して延びている。即ち、一対の第１切り欠き溝２８、２８は、図２に示すように、略Ｌ字状に形成されている。尚、図２では、一対の第１切り欠き溝２８、２８のうち一方のみが図示されている。

スライド部２７は、ドリルビット受け部２６に収容されたドリルビット２０を固定するための部分として構成されている。スライド部２７は、ドリルビット受け部２６よりも一回り大きい略円筒状に形成されており、シャフト部３の先端側に設けられている。より具体的には、スライド部２７は、シャフト部３の先端に取付けられたシャフト接合部２２の先端側に設けられており、また、ドリルビット受け部２６の外周側にバネ部材（図示省略）を介して配置されている。スライド部２７は、軸心がドリルビット受け部２６の軸心と同軸になるように、即ち、シャフト部３の軸心と同軸になるように配置されている。

スライド部２７は、ドリルビット受け部２６に対して、ドリルビット受け部２６の軸心方向にスライド自在に設けられている。スライド部２７は、バネ部材によってシャフト部３の先端側に向かって押圧されており、スライド部２７の先端部分がドリルビット受け部２６の先端部分と揃う位置に保持される。スライド部２７の周壁部分の先端側には、一対の第２切り欠き溝２９、２９が形成されている。一対の第２切り欠き溝２９、２９は、一対の第１切り欠き溝２８、２８に嵌められた一対のピン部２５、２５をドリルビット受け部２６に対して固定するための部分として構成されている。一対の第２切り欠き溝２９、２９は、スライド部２７の周壁の先端側に形成されており、スライド部２７の周壁の先端側からシャフト部３側に向かってスライド部２７の周壁の中途位置まで直線状に延びている。尚、図２では、一対の第２切り欠き溝２９、２９のうち一方のみが図示されている。

ドリルビット２０をシャフト部３に取付ける際には、図２に示すように、スライド部２７がシャフト部３側にスライドされた状態において、ドリルビット２０の一対のピン部２５、２５がドリルビット受け部２６の一対の第１切り欠き溝２８、２８にそれぞれ挿入される。そして、一対の第１切り欠き溝２８、２８に挿入された一対のピン部２５、２５は、ドリルビット受け部２６に形成された一対の第１切り欠き溝２８、２８に沿って周方向に回転される。このとき、一対のピン部２５、２５は、ドリルビット受け部２６の外周面から径方向外側に突出した状態となる。そして、スライド部２７に形成された一対の第２切り欠き溝２９、２９が、ドリルビット受け部２６の外周面から突出した一対のピン部２５、２５に対して嵌められて、ドリルビット２０がシャフト部３に固定される。

シャフト接合部２２は、シャフト部３の先端に接合される部分である。シャフト接合部２２は、ドリルビット取付部２１のドリルビット受け部２６を支持している。

図３は、図１に示す外科手術用ドリル１のシャフト部３について示す拡大図である。図４は、図３に示すシャフト部３の一部を拡大して壁部のみ断面にし、内部を模式的に示す図である。図５は、図３に示すシャフト部３をシャフト接合部２２とともに拡大して模式的に示す断面図である。図６は、図３に示すシャフト部３を係合部５とともに拡大して模式的に示す断面図である。

シャフト部３は、駆動力発生手段１００からの駆動力を、ドリル部２に伝達するための部分として構成されている。本実施の形態におけるシャフト部３は、筒状に構成されている。より具体的には、シャフト部３は、管状に形成されている。そして、シャフト部３は、駆動力発生手段１００による回転方向及び軸方向の駆動力をドリル部２に伝達する。また、シャフト部３は、屈曲可能に構成されており、シャフト部３が屈曲した状態であっても、駆動力発生手段１００による回転方向及び軸方向の駆動力をドリル部２に伝達することができる。シャフト部３は、一端である先端側には、ドリル部２が配置されている。また、シャフト部３は、他端である基端側には、駆動力発生手段１００が配置されている。シャフト部３の基端側は、係合部５を介して駆動力発生手段１００に接続される。

図３乃至図６に示すように、シャフト部３は、筒状の部分として構成された壁部３０を有している。壁部３０は、全周にわたって液体の透過を阻止するように一体の金属で構成されている。壁部３０は、シャフト部３が屈曲可能となるように薄い金属で構成されている。より具体的には、壁部３０は、蛇腹構造の部分を含んで構成されている。尚、壁部３０の蛇腹構造の部分は、波型形状に加工した平板材料の端辺同士を接合して円筒状に形成することによって作製してもよく、また、円筒状の管をプレス加工等することによって蛇腹状の部分が形成されるようにして作製してもよい。

図４乃至図６を参照して、壁部３０の蛇腹構造の部分は、縮径部３１と、拡径部３２と、連結部３３と、を有している。縮径部３１は、壁部３０の２種類の大きさの円筒状の部分のうち径が小さい方の円筒状の部分である。拡径部３２は、壁部３０の２種類の大きさの円筒状の部分のうち径が大きい方の円筒状の部分である。壁部３０の蛇腹構造の部分は、複数の縮径部３１と、拡径部３２とがそれぞれ交互に軸方向に並ぶように連結部３３によって一体に連結されて構成されている。即ち、互いに隣接する縮径部３１と、拡径部３２とはそれぞれ、連結部３３によって一体に連結されている。尚、縮径部３１と、拡径部３２と、連結部３３とは、同じ厚みで一体に形成されており、弾性変形可能に構成されている。

壁部３０は、換言すると、シャフト部３の軸方向に沿った断面における形状が、断面視において波型に形成されている。即ち、壁部３０は、シャフト部３の軸方向に沿った断面において、内側にへこむ谷部として形成される縮径部３１と、谷部に対して外側に突出する山部として形成される拡径部３２とが連結部３３を介して連続することによって形成されている。

シャフト部３は、先端側において接合部３４によってシャフト結合部２２に接合されている。また、シャフト部３は、基端側において接合部３４によって係合部５に接合されている。接合部３４は溶接によって接合する部分である。接合部３４は、シャフト部３を、シャフト接合部２２、及び係合部５に対して気密な状態で接合する。接合部３４は、第１接合部３５と、第２接合部３６と、を有する。

図５を参照して、第１接合部３５は、シャフト部３がシャフト接合部２２に接合される部分として設けられている。壁部３０は、先端側の端部が折返されてシャフト接合部２２に対して面接触した状態で第１接合部３５によって接合されている。即ち、シャフト部３とドリル部２とは、シャフト部３の筒状の部分の内部への液体の浸入を遮蔽するように、第１接合部３５によって気密に接合されている。

また、図６を参照して、第２接合部３６は、シャフト部３が係合部５に接合される部分として設けられている。壁部３０は、基端側の端部が折返されて係合部５に対して面接触した状態で第２接合部３６によって接合されている。即ち、シャフト部３と係合部５とは、シャフト部３の筒状の部分の内部への液体の浸入を遮蔽するように、第２接合部３６によって気密に接合されている。

補助軸４は、図３及び図４に示すように、シャフト部３の屈曲強度を一定以上に保つために、シャフト部３を補助する部材として設けられている。補助軸４は、シャフト部３の内部に設けられており、屈曲可能に構成されている。補助軸４は、コイル状に巻き回されて形成されている。補助軸４のコイル部分は、巻回されて隣り合う部分が互いに接触するように密な状態で形成されている。補助軸４は、一端側である先端側においてシャフト結合部２２に結合されており、他端側である基端側において係合部５に結合されている。シャフト結合部２２から係合部５に亘って延びている。

図７は、図１に示す外科手術用ドリル１の係合部５について駆動力発生手段１００とともに模式的に示す図である。係合部５は、シャフト部３を駆動力発生手段１００に係合するための部分として構成されている。係合部５は、シャフト部３の他端である基端側に設けられている。より具体的には、係合部５は、駆動力発生手段１００の出力軸１０２に対して嵌合する。係合部５は、嵌合部５０と、キー部材５１と、を有している。

嵌合部５０は、駆動力発生手段１００の出力軸１０２に設けられた嵌合穴（図示省略）に挿入される部分として構成されている。嵌合部５０は、円柱状に形成されている。また、嵌合部５０には、図７に示すように、嵌合部５０の軸方向と平行に延びるキー部材５１が一体に形成されている。即ち、嵌合穴に挿入された嵌合部５０は、出力軸１０２の回転に従って回転するように構成されている。尚、嵌合部５０は、図示が省略されたピン等の固定部材によって、キー結合された状態で出力軸１０２に固定されている。

図１及び図７を参照して、駆動力発生手段１００は、ドリル部２に骨を切削するための駆動力を発生させるための部分である。駆動力発生手段１００は、回転モータ１０１と、出力軸１０２と、を有している。駆動力発生手段１００は、回転モータ１０１によって駆動力が発生し出力軸１０２から回転方向の駆動力が出力されるように構成されている。また、駆動力発生手段１００には、術者の手によって軸方向の力が加えられる。駆動力発生手段１００に発生した回転方向及び軸方向の駆動力は、シャフト部３を介してドリル部２に伝達される。駆動力発生手段１００の出力軸１０２には、係合部５によってシャフト部３が係合されている。

図８は、図１に示すドリルガイド６について一部を拡大して示す図である。ドリルガイド６は、骨に穴をあける際に回転によって刃部２３がずれないようにドリルビット２０を保持するための部分として構成されている。ドリルガイド６は、ドリルビット２０に取付けられる。ドリルガイド６は、回転保持部６０と、把持部６１と、を有する。

回転保持部６０は、図１に示すように、ドリルビット２０を回転自在に保持する部分として構成されている。即ち、回転保持部６０は、図１及び図８に示すように、円筒状に形成されており、ドリルビット２０が挿通される。例えば、回転保持部６０は、骨に穴を設ける際、骨の穴を設ける箇所にあてがって使用される。

把持部６１は、板状に形成されており回転保持部６０から片持状に延びている。把持部６１は、穴を設ける箇所から刃部２３がずれないように、骨の切削作業中に術者によって把持される部分として構成されている。術者は、ドリルガイド６を使用することで、シャフト部３が屈曲した状態で使用された場合であっても、ドリル部２を保持して所望の位置に所望の向きの穴を設けることができる。

［本実施形態の作用及び効果］
本実施形態における、外科手術用ドリル１は、シャフト部３の一端に配置されたドリル部２と、シャフト部３の他端に配置され、駆動力発生手段１００に係合する係合部５と、を含んで構成されている。このため、シャフト部３は、駆動力発生手段１００からの駆動力をドリル部２に伝達することができる。そして、シャフト部３は、筒状で屈曲可能である。このため、シャフト部３は、駆動力発生手段１００からの駆動力を筒状のシャフト部３を屈曲させながらスムーズにドリル部２に伝達することができる。

また、筒状で屈曲可能なシャフト部３の端部の各々において、ドリル部２と係合部５に対して気密に接合されており、シャフト部３の筒状の部分の壁部３０が液体の透過を阻止する一体の金属で全周にわたり構成されている。このため、体液等がシャフト部３の内部に浸入することなく、メンテナンス時に洗浄等行う場合においても、容易に汚れを除去することができる。

従って、スムーズなトルクの伝達ができるとともにメンテナンス時の洗浄が容易な外科手術用ドリル１を提供することができる。

また、本実施形態によると、壁部３０は、蛇腹構造の部分を含んで構成されている。このため、術者は、蛇腹構造の部分を伸縮させて壁部３０を屈曲させることができる。その結果、壁部３０に隙間を生じさせず気密性を保持することが実現できるため、壁部３０の内部への体液等の浸入が確実に防止されるとともにメンテナンス時の洗浄も容易に行うことができる。

また、本実施形態によると、シャフト部３の内部に屈曲可能な補助軸４が更に含まれている。このため、シャフト部３は、屈曲性が確保されるとともに高い強度も兼ね備えることができる。また、補助軸４は、シャフト部３の内部に設けられることで、シャフト部３の気密性を損なうこともなく、メンテナンス時の洗浄等を容易に行うこともできる。

また、本実施形態によると、ドリル部２は、ドリルビット２０とドリルビット取付け部２１を含んでいる。そして、ドリルビット２０は、ドリルビット取付け部２１に対して着脱可能に構成されている。このため、手術に際して、種々の径や長さのドリルビット２０を交換して使用することができる。これにより、術者は、手術に際して多数の外科手術用ドリル１を用意する必要がなくなる。また、使用後における外科手術用ドリル１のメンテナンスの手間も大幅に軽減される。

［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができるものである。例えば、次のような変形例が実施されてもよい。

（１）前述の実施形態では、本実施の形態における駆動力発生手段１００は、回転モータ１０１によって回転方向の駆動力を発生させる場合を例に説明したが、この通りでなくてもよい。例えば、手動によって回転方向の駆動力を発生させるものであってもよい。

（２）また、前述の実施形態では、補助軸４は、コイル状に巻き回されて形成されている形態を例に説明したが、この通りでなくてもよい。例えば、補助軸４は、細い丸棒、あるいは、軸状に形成されるものであってもよい。

（３）また、前述の実施形態では、シャフト部３の内部に屈曲可能な補助軸４を有する場合を例に説明したが、この通りでなくてもよい。例えば、シャフト部３が中空の管状に構成されているものであってもよい。

（４）また、前述の実施形態では、一対のピン２５、２５に一対の第１切り欠き溝２８、２８に嵌め込まれた後に、一対の第２切り欠き溝２９、２９が嵌め込まれることによってドリル部２０が、ドリルビット取付け部２１に取付けられる場合を例に説明したが、この通りでなくてもよい。例えば、ドリルビット取付部２１は、ドリルビット２０の基端側を外周側から直接挟持する機構で構成されるものであってもよい。

（５）また、前述の実施形態では、ドリル部２が、ドリルビット２０と、ドリルビット取付け部２１と、シャフト接合部２２と、を含んで構成されている形態を例に説明したが、この通りでなくてもよい。例えば、ドリル部２は、一体の部材として構成されるものであってもよい。

本発明は、人工関節置換術において用いられる外科手術用ドリルとして、広く適用することができるものである。

１ 外科手術用ドリル１
２ ドリル部２
２０ ドリルビット２０
２１ ドリルビット取付け部２１
３ シャフト部３
３０ 壁部３０
４ 補助軸４
５ 係合部５
１００ 駆動力発生手段１００

Claims (4)

1. 外科手術用ドリルであって、
   筒状で屈曲可能なシャフト部と、
   前記シャフト部の一端に配置されたドリル部と、
   前記シャフト部の他端に配置され、駆動力発生手段に係合する係合部と、を含み、
   前記ドリル部と、前記係合部は、前記シャフト部の筒状の部分の内部への液体の浸入を遮蔽するよう、前記シャフト部の各々の端部に気密に接合されており、
   前記シャフト部の筒状の部分の壁部は全周にわたって液体の透過を阻止する一体の金属で構成されている、
   外科手術用ドリル。
2. 請求項１に記載の外科手術用ドリルであって、前記壁部は、蛇腹構造の部分を含む、
   外科手術用ドリル。
3. 請求項１または請求項２に記載の外科手術用ドリルであって、前記シャフト部の内部に屈曲可能な補助軸を更に含む、
   外科手術用ドリル。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の外科手術用ドリルであって、
   前記ドリル部は、着脱可能なドリルビットとドリルビット取付け部を含む、
   外科手術用ドリル。

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