JP7462351B2 - 脂肪吸引装置のための軽量電動ハンドピース及びそれを含む医療機器 - Google Patents
脂肪吸引装置のための軽量電動ハンドピース及びそれを含む医療機器 Download PDFInfo
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Description
(a)入口端と出口端との間に長さ方向軸(X)に沿って延びる中空管であって、長手方向軸(X)に沿って距離(ΔX)だけハウジングに関して前後に並進するように構成され、入口端は中空管を中空カニューレに同軸に連結するように構成された中空管と、
(b)中空管に剛体的に連結され、平面(X,Y)上に、第一の横方向軸(Y)に沿って測定される長さLと、長手方向軸(X)に沿って測定される幅Wを有し、Y⊥Xであるリングと、
(c)カムであって、平面(X,Y)の法線方向の第二の横方向軸(Z)に平行な(すなわち、X⊥Y⊥Z)、平面(X,Y)上のカムの重心から距離(δP)だけオフセットされ、ハウジングに関して固定位置に設定された回転アクスル)に取り付けられ、開口内に係合され、回転アクスルの周囲で回転すると、リング内で回転し、平面(X,Y)上で画定される最大回転半径(ρ)を画定するように構成され、最大回転半径(ρ)は開口の長さLの半分以下であり(ρ≦1/2L)、開口の幅Wより大きいカム、
を少なくとも部分的に収容し、
リングの開口内に係合するカムの回転は、中空管をハウジングに関して距離(ΔX)だけ長手方向軸(X)に沿って前後に往復並進するように駆動する。
・回転アクスルに剛体的に取り付けられた第一の歯車と、第一の回転軸の周囲で回転し、第一の歯車と機械的に相互作用して第一の歯車の回転アクスルの周囲での回転を駆動するように構成された第二の歯車を含む食い違い軸歯車、又は
・第一の回転軸の周囲で回転するウォーム歯車と係合する第一の歯車、又は
・カルダンジョイント、好ましくは同速回転リンク、より好ましくはダブルカルダンジョイント
から選択できる。
・出口管に関して剛体的に固定されるチャンバであって、ハウジングに関する中空管の前後並進中に中空管とチャンバの壁との界面をシールするダイナミックシーリング要素を含むチャンバ、
・中空管及び出口管にシールされるか、又はそれらと一体のベロー、又は
・中空管及び出口管にシールされるか、又はそれらと一体のフレキシブル材料で製作され、好ましくはフレキシブル材料はエラストマ材料であるシース
から選択できる。
(a)前述の電動ハンドピースと、
(b)ルーメンを含み、中空管の入口端に連結されるように構成される連結端と、自由端と、を有する中空カニューレと、
(c)カムに機械的に連結された、回転アクスルの周囲でのカムの回転を駆動するモータ)と、
(d)中空管の出口端と流体連通する柔軟管を介して、好ましくは出口管の遠位端を介して連結され、カニューレのルーメン内に、脂肪組織を体内のある部位から引き込むのに十分な真空を確立するように構成された真空ポンプと、
(e)カニューレを通じて除去された脂肪組織を回収し、真空ポンプにシール状態で結合されるように構成され、柔軟管の下流端を受けるための開口を含む回収容器と、
を含む。
・前述の電動ハンドピースと、
・連結端と自由端との間に延びる中空カニューレであって、連結端は中空管の入口端に、中空カニューレが長手方向軸(X)に沿って伸び、自由端が電動ハンドピースの外に配置されるように固定される中空カニューレと、
・カムを回転アクスルの周囲で回転させ、それゆえ長手方向軸(X)に沿った中空管と中空カニューレの両方の前後並進を駆動するように構成されたモータと、
を含む。
本発明の電動ハンドピースは、医療機器のカニューレに長手方向軸(X)に沿った振幅ΔXの往復運動を付与するように構成される。図1(a)~1(d)に示されるように、電動ハンドピースは、以下の要素を少なくとも部分的に収容するハウジング(1)を含む。
回転アクスル(4r)の周囲でのカム(4)の回転は、モータ(50)のモータアクスルにより駆動される。モータ(50)は好ましくは、電気モータ、空気圧モータ、又は油圧モータである。モータは好ましくは、電気モータである。図4(a)及び4(b)に示される第一の実施形態において、モータ(50)は電動ハンドピースから分離され、モータアクスルをカム(4)の回転アクスル(4r)に機械的に連結して、回転アクスルの周囲でのカムの回転を駆動するように構成される。ハンドピースのモータに関する運動自由度を持たせるために、モータは好ましくはカムの回転アクスルに、運動自由度を持たせるのに十分に柔軟であり、モータアクスルの回転トルクをカム(4)の回転アクスル(4r)に伝達するのに十分に高いねじりモーメントを有するケーブル(50c)によって連結される。ケーブルは、鋼鉄、好ましくはステンレス鋼等の金属又は、ポリアミド(例えば、PA6、PA66、PA12、及びその他)等のポリマで製作できる。モータを電動ハンドピースから分離するこの実施形態には幾つかの利点がある。第一に、電動ハンドピースははるかに軽量であり、それゆえ特に長時間にわたる手術の場合の医師による使用のための人間工学が改善される。第二に、それによって電動ハンドピースの製造コストが削減され、第三に、それによって、モータをハンドピースと同じポリマでは製作できず、リサイクルする前にハンドピースから除去する必要があるため、電動ハンドピースのリサイクル可能性が向上する。
モータ(50)のトルクをカム(4)に、又は第二の歯車(7)に伝達するためのケーブル(50c)を含む実施形態において、ケーブルはカムの、又は第二の歯車の回転軸(4r、7r)に異なる方法で結合できる。図7(a)~7(c)は、ケーブル(50c)を第二の歯車の回転アクスル(7r)に結合するための3つのそのような方式を示している。同じ方式がカム(4)の回転アクスル(4r)にも相応に適用できることは明らかである。
中空管(2)はリング(3)に剛体的に固定され、それによってカム(4)の回転により駆動されるリングの往復並進運動が中空管(2)に伝達される。中空管(2)は、カニューレ(10)に剛体的に固定されるように構成された入口端(2i)と、体内から除去された脂肪組織を回収するためにより低圧で回収容器(40)に流体連結された柔軟管(20t)と流体連通状態に連結されるように構成された出口端を有する。使用時に、中空管の入口及び出口端(2i、2o)はどちらも振動して入ったり出たりする。柔軟管(20t)は、図1(b)に示されるように、中空管の出口端(2o)に直接連結できる。これはもちろん、ハンドピースの設計を大幅に簡素化するが、この解決策は医師にとって快適ではなく、それは、中空管の出口端(2o)の往復運動によって柔軟管(20t)が強く振動し、それが不快なほどに動揺する可能性がある。したがって、柔軟管(20t)の振動を防止するためのシステムを提供することが好ましい。例えば、このようなシステムは、ハウジング(1)に剛体的に固定され、中空管(2)と同軸に位置付けられた出口管(20)を含むことができ、近位端(20p)はハウジングの中に配置されて、中空管(2)の出口端(2o)と接触せずに対向し、遠位端(20d)はハウジングの外まで延びる。出口管(20)の遠位端(20d)は、柔軟管(20t)に連結するように構成される。シーリングコンポーネント(9b、9c、9s)は中空管と出口管との間に配置されて、中空管(2)の振動する出口端(2o)を出口管(20)の静止近位端と流体連通させ、他方で、それら2つ間の連続的な流体経路が確保される。シーリングコンポーネントについては幾つかの解決策がある。
相互に連結されて、脂肪吸引手術を実行するためのアセンブリを形成するように構成されたコンポーネントが図4(a)~4(d)に示されている。これらは、中空管(2)を含む前述のような電動ハンドピースを含む。中空カニューレ(10)はルーメンを含み、中空管(2)の入口端(2i)に連結されるように構成された連結端と、カニューレのルーメンにアクセスできるようにする開口が設けられた自由端を有する。前述のように、モータ(50)は回転アクスル(4r)の周囲でのカム(4)の回転を駆動するために、カム(4)に機械的に連結される。真空ポンプ(30)は、中空管(2)の出口端(2o)と流体連通する柔軟管(20t)を介して、好ましくは出口管(20)の遠位端(20d)を介して連結されるように構成される。真空ポンプは、カニューレ(10)のルーメン内に、体内のある部位から脂肪組織を引き込むのに十分な真空を確立するように構成される。回収容器(40)は、カニューレ(10)を通じて除去された脂肪組織を回収し、真空ポンプ(30)にシール状態で連結されるように構成される。回収容器(40)は、柔軟管(20t)の下流端を受けるための開口を含む。様々なタイプの回収容器が知られており、市販されている。
本発明による、体内から組織を取り除くための医療機器は、以下のコンポーネントを含む。前述のような電動ハンドピースは、中空管(2)を含む。中空カニューレ(10)は連結された端と自由端との間に延び、連結端は中空管(2)の入口端(2i)に固定されて、中空可カニューレは長手方向軸(X)に沿って延び、自由端は電動ハンドピースの外部にある。カニューレは、中空管の入口端(2i)に別のコネクタとすることのできるコネクタ(10c)により固定されるか、又はカニューレ若しくは中空管の何れかと一体とすることができる。コネクタ(10c)はバヨネット、ねじ、スナップフィット、又は何れかとすることができる。
・カニューレの長さ、直径、断面形状、壁厚、及び材料に依存するカニューレ(10)の曲げモーメント
・カニューレの先端の振動運動の軌道成分のための条件を満たせなくするような各行程終了時の衝撃を回避しなければならない、中空管の長手方向軸に沿った往復並進のスムーズさ、振幅、及び周波数。カム及びリングの本願の機構は、特に直径2R=Wの円形カムが使用される場合にきわめてスムーズな往復運動を提供できる。
・第一の横方向軸(Y)に沿ったリング(3)及び中空管(2)のわずかな振動は、カニューレ(10)の自由端の軌道成分をトリガできる。これは、カムの最大回転半径ρがリング開口(3o)の長さLよりわずかに大きくなるように((ρ-L)>0)往復運動機構を設計することによって、又は回転アクスル(4r)をリング開口の長さLの中心からわずかにオフセットさせることによって実現できる。振動は非常に小さくなければならず、大きさ(ρ-L)又はオフセットは、リング開口の長さLの3%を超えるべきではなく、好ましくはLの1%を超えるべきではない。
・カニューレの運動の振動成分が半径方向に展開し得る程度を制御できる、ハンドピースの入口端におけるカニューレ(10)のクリアランス
・例えば体内部位に導入される際に周囲の組織によって、カニューレの表面に加えられる機械的圧力(上述のパラメータは、中空管(2)への固定点ではなく、拘束されていないカニューレに関することに留意されたい)。
2 中空管
2i 中空管の入口
2o 中間管の出口
3 リング
3o リング開口
4 カム
4r カムの回転アクスル
5 中空管の軸受
6 第一の歯車
7 第二の歯車
7r 第二の歯車の回転アクスル
7s 金属スエージ管
7w ウォーム歯車
9b ベロー
9c チャンバ
9s シース
10 カニューレ
10c カニューレと中空管との間のコネクタ
20 出口管
20d 出口管の遠位端
20p 出口管の近位端
20t 柔軟管
30 真空ポンプ
40 回収容器
50 モータ
50c ケーブル
50m 第二の歯車のための射出成型用金型
50j ケーブル50cと、カムのアクスル4r又は第二の歯車のアクスル7aとの間の結合部分
C カムの重心
L Yに沿ったリング開口の長さ
W Xに沿ったリング開口の幅
R 円形カムの半径
X 長手方向軸
Y 第一の横方向軸
Z 第二の横方向軸
δΡ アクスルからカムの重心までのオフセット距離
ΔX カニューレ先端の往復運動の振幅
θ カムの回転角度
ρ カムの最大回転半径
Claims (15)
- 医療機器のカニューレに長手方向軸(X)に沿った振幅(Δx)の往復運動を付与する電動ハンドピースにおいて、前記電動ハンドピースはハウジング(1)を含み、これは、
(a)入口端(2i)と出口端(2o)との間に前記長手方向軸(X)に沿って延びる中空管(2)であって、前記長手方向軸(X)に沿って距離(ΔX)だけ前記ハウジング(1)に関して前後に並進するように構成され、前記入口端(2i)は前記中空管(2)を中空カニューレ(10)に同軸に連結するように構成された中空管(2)と、
(b)前記中空管(2)に剛体的に連結され、平面(X,Y)上に画定される開口(3o)を含み、第一の横方向軸(Y)に沿って測定される長さLと、前記長手方向軸(X)に沿って測定される幅Wを有し、Y⊥Xであるリング(3)と、
(c)カム(4)であって、前記平面(X,Y)の法線方向の第二の横方向軸(Z)に平行な(すなわち、X⊥Y⊥Z)、前記平面(X,Y)上の前記カムの重心(C)から距離(δΡ)だけオフセットされ、前記ハウジング(1)に関して固定位置に設定された回転アクスル(4r)上に取り付けられ、前記開口(3o)内に係合され、前記回転アクスルの周囲で回転すると、前記リング内で回転し、前記平面(X,Y)上で画定される最大回転半径(ρ)を画定するように構成され、前記最大回転半径(ρ)は前記開口の前記長さLの半分以下であり(ρ≦1/2L)、前記開口の幅Wより大きいカム(4)、
を少なくとも部分的に収容し、
前記リング(3)の前記開口(3o)内に係合する前記カム(4)の前記回転は、前記中空管(2)を前記ハウジング(1)に関して前記距離(ΔX)だけ前記長手方向軸(X)に沿って前後に往復並進するように駆動することを特徴とする電動ハンドピース。 - 請求項1に記載の電動ハンドピースにおいて、モータ(50)により駆動される前記第二の長手方向軸(Z)を横切る第一の回転軸の周囲での回転を、前記回転アクスル(4r)の周囲での前記カムの前記回転を駆動する、前記第二の横方向軸(Z)に平行な第二の回転軸の周囲での回転に変換するための伝達システムを含むことを特徴とする電動ハンドピース。
- 請求項2に記載の電動ハンドピースにおいて、前記伝達システムは、
・前記回転アクスル(4r)に剛体的に取り付けられた第一の歯車(6)と、前記第一の回転軸の周囲で回転し、前記第一の歯車と機械的に相互作用して前記第一の歯車の前記回転アクスル(4r)の周囲での回転を駆動するように構成された第二の歯車(7)を含む食い違い軸歯車又は
・前記第一の回転軸の周囲で回転するウォーム歯車と係合する前記第一の歯車(6)又は
・カルダンジョイント
から選択されることを特徴とする電動ハンドピース。 - 請求項1~3の何れか1項に記載の電動ハンドピースにおいて、
・前記ハウジング(1)に剛体的に固定され、前記中空管(2)と同軸に位置付けられた出口管(20)であって、近位端(20p)は前記中空管(2)の前記出口端(2o)と接触せずに対向し、遠位端(20d)は前記ハウジングの外へと延びる出口管(20)と、
・前記中空管(2)の前記出口端(2o)と前記出口管(20)の前記近位端(20p)との間にある空間を外部大気からシールし、前記中空管(2)が前記ハウジング(1)及び前記出口管(20)に関して前後に並進できるようにするシーリングコンポーネント(9b、9c、9s)と、
を含むことを特徴とする電動ハンドピース。 - 請求項4に記載の電動ハンドピースにおいて、前記シーリングコンポーネント(9b、9c、9s)は、
・前記出口管(20)に関して剛体的に固定されるチャンバ(9c)であって、前記ハウジング(1)に関する前記中空管(2)の前記前後並進中に前記中空管(2)と前記チャンバ(9c)の壁との界面をシールするダイナミックシーリング要素を含むチャンバ(9c)、
・前記中空管(2)及び前記出口管(20)にシールされるか、又はそれらと一体のベロー(9b)、又は
・前記中空管(2)及び前記出口管(20)にシールされるか、又はそれらと一体のフレキシブル材料で製作されたシース(9s)
から選択されることを特徴とする電動ハンドピース。 - 請求項1~5の何れか1項に記載の電動ハンドピースにおいて、前記電動ハンドピースの脂肪組織の脂肪吸引のための使用にとって必要不可欠な少なくとも1つのコンポーネントを含み、100℃を超える温度で劣化し、それによって前記電動ハンドピースが100℃を超える温度での滅菌作業後に使用できないことを特徴とする電動ハンドピース。
- 請求項3に記載の電動ハンドピースにおいて、前記伝達システムが、同速回転リンクおよびダブルカルダンジョイントから選択されたカルダンジョイントであることを特徴とする電動ハンドピース。
- 脂肪組織の脂肪吸引のための部品のキットにおいて、
(a)請求項1~7の何れか1項に記載の電動ハンドピースと、
(b)ルーメンを含み、前記中空管(2)の前記入口端(2i)に連結されるように構成される連結端と、自由端と、を有する中空カニューレ(10)と、
(c)前記カム(4)に機械的に連結された、前記回転アクスル(4r)の周囲での前記カム(4)の前記回転を駆動するモータ(50)と、
(d)前記中空管(2)の前記出口端(2o)と流体連通する柔軟管(20t)を介して連結され、前記カニューレ(10)の前記ルーメン内に、脂肪組織を体内のある部位から引き込むのに十分な真空を確立するように構成された真空ポンプ(30)と、
(e)前記カニューレ(10)を通じて除去された脂肪組織を回収し、前記真空ポンプ(30)にシール状態で結合されるように構成され、前記柔軟管(20t)の下流端を受けるための開口を含む回収容器(40)と、
を含むことを特徴とする部品のキット。 - 請求項8に記載の部品のキットにおいて、前記モータ(50)は前記ハウジングから分離され、前記カム(4)に直接又は、前記回転アクスル(4r)の周囲での前記カム(4)の前記回転を駆動するために回転トルクを伝達するように構成されたケーブル(50c)を介して間接に機械的に連結されることを特徴とする部品のキット。
- 請求項8又は9に記載の部品のキットにおいて、前記モータ(50)は電気モータ、空気圧モータ、又は油圧モータであることを特徴とする部品のキット。
- 体内から組織を取り除くための医療機器において、
・請求項1~7の何れか1項に記載の電動ハンドピースと、
・連結端と自由端との間に延びる中空カニューレ(10)であって、前記連結端は前記中空管(2)の前記入口端(2i)に、前記中空カニューレが前記長手方向軸(X)に沿って伸び、前記自由端が前記電動ハンドピースの外に配置されるように固定される中空カニューレ(10)と、
・前記カム(4)を前記回転アクスル(4r)の周囲で回転させ、それゆえ前記長手方向軸(X)に沿った中空管(2)と中空カニューレ(10)の両方の前記前後並進を駆動するように構成されたモータ(50)と、
を含むことを特徴とする医療機器。 - 請求項11に記載の医療機器において、脂肪吸引のための機器であることを特徴とする医療機器。
- 請求項12に記載の医療機器において、前記中空管(2)が前記長手方向軸(Z)に沿って前後に並進する際に前記中空カニューレの前記自由端に掻把運動を付与するように構成されることを特徴とする医療機器。
- 請求項11~13の何れか1項に記載の医療機器において、前記ハウジングに関して固定された外側カニューレを含み、前記カニューレ(10)は前記外側カニューレ内に収容され、前記外側カニューレに関して前記長手方向軸(X)に沿って往復運動するように構成された内側カニューレであることを特徴とする医療機器。
- 請求項11~13の何れか1項に記載の医療機器において、前記モータ(50)は前記ハウジングから分離され、前記カム(4)に直接、又は、前記回転アクスル(4r)の周囲での前記カム(4)の前記回転を駆動するために回転トルクを伝達するように構成されたケーブル(50c)を介して間接に機械的に連結されることを特徴とする医療機器。
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