JPH05501661A - 骨小腔からセメントを除去する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ハ　か゛セメント　、る　び１ 技術立野 本発明は外科的技術及び外科的処置に関し、より詳しくは、人工骨移植片の交換 及び／ＩＩ復時に、骨小管（ｂｏｎｅ　ｃａｎａｌｓ）から骨セメントを除去す る回転又は非回転吸引器を使用する方法に関する。

発里Φ宵景 測子、ナイフ及びへら等の外科的切断器具及び形成器具の性能を高めるのに超音 波振動を用いることは、当該分野において広く知られている（例えば、第８回国 際音響学会（１９７４年、ロンドン）の会報におけるＧｏｌｉａｍｉｎａ氏の論 文「超音波手術（υＩｔｒａｓｏｎｉｃ　Ｓｕｒｇｅｒｙ）　Ｊ　、第６３〜６ ９頁参照）、西ドイツ国特許第２０３、２２９号には、切開術の精度及び質の両 方を高めることを意図した一般的な外科用の超音波ナイフが開示されている。従 って、切断器具及び分断器具に機械的振動を通用することは外科的手法にとって 新しいことではなく、実際に、海綿賞及び皮質の切断に使用する少なくとも１つ の超音波動力形器具の商業的導入をもたらしている。

外科的処１に超音波吸引器を使用することも、当該分野において良く知られてい る。米国特許第３，５８９．３６３号には白内障の除去に使用する超音波吸引器 が開示されており、米国特許第４．２２３．６７６号は腫瘍性組織の除去に超音 波吸引器を使用することに関するものであり、米国特許第４，７５０．９０２号 は膀胱腫瘍及び結石を除去する内視鏡的処置を開示している。

ヒップ（股関節部）、膝、肘及び肩用の人工関節の開発により、超音波振動器具 の他への使用が提案されている。一般に、これらの人工関節は、骨に外科的に形 成された腔（キャビティ）内にセメント合着される。ヒップの場合には、大腿骨 の頭部及び首部を除去し、幹（ｓｈｉｆｔ）内に腔をリーマ孔穿けし、移植片の ステム（茎部）を腔内に合着する。使用されるセメントは、一般に、アクリル系 の熱可塑性プラスチックのメチルメタクリレートである。これらの人工関節は約 １０年の平均寿命を有しており、その後は交換しなければならない０通常、この 期間の経過後は、移植片自体がセメント内で緩むか、セメントの一部が骨から分 離してしまう。

人工関節の修復には、先ず移植片を除去し、次いで腔から全てのセメントを掘り 出すことが必要である。殆どの場合、移植片は緩んだ状態にある。しかしながら 、セメントは、通常、骨に強固に付着している。外科医が腔を完全に浄化する助 けをするのに、多数の動力形回転バー（ｂｕｒｒｓ）が開発されている。これら のバーはプラスチ７りを削り取るには有効であるが、プラスチックの骨セメント はこの周囲の皮質よりも　かに硬質であるため、バーを適正に使用するには広範 囲にわたる操作訓練が必要である。移植される人工関節を受け入れる腔は、骨内 に約１０インチ（約２５ｃ＋ｗ）はど延入している。高速回転するバーの先端部 が骨に誤って接触することのないようにして上記距離を案内することは非常に困 難である。

あらゆる残留セメント（該残留セメントはＸ線不透過性材料を含有している）を 確実に除去する助けとして、外科医はよ＜ｘ＆Ｉａ視を韻りにしている。しかし ながら、最良の条件下であっても、隣接する骨に成る損傷が及ぶことは避けられ ない、ソフト探査形バーにより形成されるメロンボール形骨ポケット（＋１ｌｅ ｌｏｎ−ｂ−ａｌｌ　ｂｏｎｅ　ｐｏｃｋｅｔｓ）は、整形外科医にとって常に 関心のあることである。なぜならば、メロンボール形骨ポケフ）は、新らしい移 植片を導入すべき腔を弱化する敗を招く危険がある。いかなる外科医もこのよう な修復を望まないことは当然であるが、元来専門的に行う場合でも外科医の用い る器具の制限を受ける。アクセスが制限されているので、通常強固に付着してい るセメントと大腿骨の残留構造との一体性を保存することが最良である。ヒップ 修正（この処置は既知である）を首尾よく完了するには約３〜４時間を要し、こ の時間の大半はセメントを慎重に除去するのに費やされる。

当該分野における最近の進歩として、移植片及び骨からプラスチックセメントを 分離させる超音波振動へら及びスタイラスがある（「関節形成修正処置における 超音波器具の使用（Ｔｈｅ　Ｕｓｅ　ｏｆυ１ｔｒａｓｏｎｉｃ　Ｔｏｏｌｓ　 ｉｎ　Ｒｅｖｉｓｉｏｎ　ＡｒｔｈｒｏｐｌａｓｔｙＰｒｏｃｅｄｕｒｅｓ）Ｊ 　２０　：　３、Ｃｏｎｔｅ＋５ｐｏｒａｒｙ　０ｒｔｈｏｐａｅｄｉｃｓ　、 第２７３〜２７９頁、１９９０年３月、参照）、これらの進歩は、プラスチック （より詳しくは熱可塑性プラスチック）が周期的変形をよく受けられない性質を 利用したものである。

金属及び成るセラミックは、音波の伝播を妨げない結晶質又は非晶質分子構造を 有している。しかしながら、プラスチックにおいては、音波の伝播に常に発熱が 伴う、超音波歯科用器具及び外科用吸引器に用いられているように、金属構造体 により容易に伝播される音圧に曝されると、実質的に全てのプラスチックは急速 に加熱され、溶融し更には蒸発してしまう。

超音波周波数で生じる強い振動に対する熱可塑性プラスチックの感受性は、玩具 から家庭用品に至るまで広範囲に使用されている成形プラスチック部品を結合す るのに工業的に広（使用されている超音波プラスチック融着をベースとするもの である（例えば、Ｅｎｓｍｉｎｇｅｒ著「超音波基礎技術の応用（Ｕｌｔｒａｓ ｏｎｉｃｓ＋　ｆｕｎｄ−ａａ＋ｅｎｔａｌｓ＋　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＋　ａ ｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ）　Ｊ、１９８８年、Ｍａｒｃｅｌ　Ｄｅｋｋｅｒ　Ｉ ｎｃ、■A 第４６２〜４６７頁参照）。通常、この方法では、プラスチック部品の２つの係 合半部が、これらの一方の半部の表面に一致する凹部（ネスト）内に置かれる。

次に、他方の部品の露出面に一致する面をもつ超音波ホーンに圧力を加えて、組 立体と緊密に接触させる。ホーンの振動が部品に伝達される。プラスチックの全 体が振動を受けるとはいえ、両半部の結合部は、他の均質部分より構造的に非常 に弱くなり、どこにも変形が生じる前に軟化され且つ溶融される。結合部の溶融 が生じると超音波振動を停止させる。これにより、溶融部が再結晶化し結合部が 凹部から取り出される。この方法によれば、最強に補強された熱可塑性プラスチ ックを数秒内に結合することができる。

振動器具の直接適用により、局部溶融を生じさせることもできる（Ｋｌａｐｐｅ ｒ氏及びＣａｌｌｌｏｕｅｔｔｅ氏の判り一参照）。接触圧力及び振幅の両方を 制で■することにより軟化を調節し、セメントがパテに変換されて移植片のステ ム又は皮質から優しく解放されるようにすることができる。骨はプラスチックで はないこと、及び実際に、歯のエナメル譬を除き、人体における最良の解剖学的 導音体であることから、スタイラスの接触により骨が変形されることはない。従 って、超音波振動では、回転バーにより得られる効果が得られない。超音波チッ プは、骨内に入るより　かに容易にプラスチック内に移動する。従って、金属以 外の材料を削り取るバーのような器具の性能と比べれば、超音波掘削は、１０〜 １２インチ（約２５〜３０ｃｍ）の距離にわたって容易に制御でき且つ不意に骨 に与える損傷を大幅に低減できる。

プラスチックの大きな繰返し歪み損から生じる相変換は、例えば）Ｉｕｅｂｓｃ ｈの米国特許第４，８７３，９６９号に開示された加熱千ノブにより生じる相変 換よりも　かに局部的である。音波はほぼ球状パターンで伝播するので、繰返し 応力レベルは接触点を越えて急速に消失する。従って、数ｎ＋ｍのチップ接触範 囲内の材料のみが軟化又は溶融される。一方、直接加熱形チップは、セメントの サーマルソンク（熱ひけ）に遭遇し、これにより、周囲の全構造体にエネルギが 引き出される。このことは、局部溶融を得るには多大の工享ルギを加える必要が あることを意味する。

この方法では、骨並びにセメントの温度上昇も生しる。骨に近接して作業すると 、腔の下方１／３において状態が優勢になり、それにより発生した温度によりＭ ｉ織が壊死する。

超音波吸引器の作動時のチップ温度は、予吸引装置によりある程度制御できる。

そのような予吸引装置はＷｕｃｈｉｎｉｃｈの米国特許第４．４９３．６９４号 に開示されており、中央の振動吸引部の周囲のスリーブと、該スリーブにより形 成された通路と連通している吸引管の孔とををしている。チップを冷却する洗浄 流体がスリーブを通して供給され、該洗浄流体は、小さな孔を通して吸引管内に 吸引される。

超音波外科用装置は、医療の外科プラクティスに多大の実用性を与えていること が実証されている。軟質組織は、現組織に損傷を与えることなく、非加熱的に切 開される。冷凍外科、電気外科及びレーザ処置において一般的な壊死は、超音波 手術の場合には、細胞破壊が単一層内に閉し込められるため最小になる。しかし ながら、弾力性のある結合組織は、超音波アタックに対して抵抗し、例えば、１ １１１１以上の直径の欠陥は、通常、超音波吸引器では切断することはできない 。前立腺切除においては、前立腺被膜に影響を及ぼすことなく、良性腺を完全に 除去できる（Ｋｒａｗｉｔｔ等の「前立腺、膀胱腫瘍及び結石の超音波吸引（Ｕ Ｉ　ｔｒａｓｏｎｉｃＡｓｐｉｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｐｒｏｓｔａｔｅ、Ｂｌａ ｄｄｅｒ　Ｔｕｏ＋ｏｒｓ　ａｎｄ　５ｔｏｎｅｓ）ｊ　、　１；１ノ［：！； ！|１．！；≧、（Ｉニジｉ−１３〇二　６．１９８７年、第５７８〜５８０頁 参照）。を髄腫蕩も、これに隣接する神経組織の解剖学的及び生理学的一体性を 保存しつつ、切開し且つ吸引することができる。

超音波吸引したｍ織の組織学的アッセイ　（検定）によれば、細胞形態学な保存 により、標本の病理学的分析を自信をもって行うことができることを証明してい る（Ｒｉｃｈｍｏｎｄ等の「超音波吸引により得られた脳ｌ１ｆｆｉ瘍組織の組 織学的評価（Ｅｖａｌｕ−ａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｈｉｓｔｏｐａｔｈｏｌ ｏｇｙ　ｏｆ　Ｂｒａｉｎ　Ｔｕｍｏｒ　Ｔｉ５ｓｕｅ　０ｂｔａｉｎｅｄ　ｂ ｙ　Ｕ撃狽窒≠唐盾獅奄■ Ａｓｐｉｒａｔｉｏｎ）Ｊ　、Ｎｅｕｒｏｓｕｒｇｅｒｙ、　１３：　４．１９ ８３年１、第４１５〜４１９頁参照）。

超音波技術の進歩の結果として、上記のような処置を受けた人は、従来の処置を 受けた人よりも早期に凹復すること及び通常の機能を良好に保てることを報告し ている（Ｍａｌｌｏｙ等の「前立腺、膀胱［１瘍及び結石の内視鏡的超音波吸引 （Ｅｎｄ−ｏｓｃｏｐｉｃ　Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ　Ａｓｐｉｒａｔｉｏｎ　ｏ ｆ　ｔｈｅ　Ｐｒｏｓｔａｔｅ、　Ｂｌａｄｄｅｒ　Ｔｕｍｏｒｓ　ａ獅п@５ ｔｏｎｅ− ｓ）Ｊ　、　Ｊｏｕｎａｌ　ｏｆ　ＵｒｏＩｏｇｙ　Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ、１ ９８９年、５月、参照）、星状細胞腫瘍の外科的管理のような場合には、超音波 吸引は、安全且つ有効に除去できる唯一の既知の方法である（Ｅｐｓｔｅｉｎ等 の「子供の大きなを髄内星状細胞腫の外科的管理（Ｓｕｒｇｉｃａｌ　Ｍａｎａ ｇｅｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｅｘｔｅｎｓｉｖｅ　ＩｎｔｒａｍｅｄｕＨａｒｙ　５ｐ ｉｎａｌ　Ｃｏｒｄ　Ａ唐狽窒潤| ｃｙｔｏｍａ　ｉｎ　Ｃｈｉｌｄｒｅｎ）　Ｊ　、Ｃｏｎｃｅ　ｔｓ　ｉｎ　Ｐ ｅｄｉａｔｒｉｃ　Ｎｅｕｒｏｓｕｒ　トＬ−Ｌ＝　１９８Q 年、第２９〜４４頁参照）。この技術は、最初に眼の外科及び広範な心臓血管外 科に適用され、この分野では、最近、石灰化した心臓弁の成功裏の壊死組織切除 が実証されている（Ｓｔｅｒｎｌｉｅｂ等の「酷く石灰化した大動脈弁の超音波 修復（Ｕ−１ｔｒａｓｏｎｉｃ　Ｒｅ５ｔｏｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　５ｅｖｅｒｅ ｌｙ　Ｃａ１ｃｉｆｉｅｄ＾ｏｒｔｉｃ　Ｖａｌｖｅ）　Ｊ　、Ｔｈｅ@Ｌａｎ ｃｅｔ、 ８／２０／８８　、第４４６頁参照）。

米国特許第４，７５０，９０２号には、当該技術の広範囲のレビュー、及び当該 技術の基礎を形成する文献が含まれている。ここに示された本質的に全ての通用 において、器具の使用により、細い中空プリズム管の制御された拡大共鳴が励起 （励振）され且つ維持され、これにより定在波（定在波の興味ある主な特性は外 科チップの往復運動にある）が発生される。プリズム管及び運動を励起する電気 −機械トランスデユーサ（変換器）の寸法により決定される振動周波数は、一般 に、１０〜５０ｋＨｚ　（１秒間につき１０，０００〜５０，０００サイクル） の範囲内に選択される。振動数がこの周波数帯域内で充分に大きい場合には、筋 肉のような軟質組織にチ・ノブを直接適用することにより、接触軌跡の箇所で細 胞構造の分離が生しることが発見されている。この現象を生しさせるのに必要な ビークビーク振幅は、考察する特定組織によって定まり、通常は６〜１８ミル（ ０，００６〜０．０１８インチ、又は１５０〜４６０Ｘ１０−’ｎ＋）の範囲内 にある。中空チップのボア内に真空源が同時適用される場合には、振動により切 断された組織を分離して、適当な収集容器内に吸い込むことができる。

観察された現象に応答する物質は、細胞間の水すなわち自由水のキャビテーショ ンである。キャビテーションは、例えば船舶のプロペラ等の装置に腐食を生しさ せるものとして良く知られている。また、キャビテーションは、装置の超音波洗 浄にも便利に用いられている。外科的適用の場合には、細胞間の自由水は、振動 の１／２サイクルの間にチップが迅速に後退するとき、ミクロンサイズ（１０− ’耐の気泡として証明されている気相に入る。チップが次の半サイクルに戻ると 、気泡が潰れ、これにより、以上に高圧であるけれども非常に局部的な圧力が発 生する。一般に、この発生圧力は１００万気圧のオーダである。チップに隣接す る細胞壁は破裂して、観察できる切開部が形成される。

鈍（中空で且つ強く振動する管を用いた切開及び吸引が大きな外科的実用性かを もつことは実証されているけれども、殆ど水和性のない＆Ｉ織はアタックに対す る抵抗性が大きいため、上記管の使用は厳格に制限される０例えば、半月又は両 膜を部分的に除去して負傷後に機能を修復させる膝の手術においては、現在のと ころこの技術は、この処置を行うのに利用できる小力又は他の切断装置に対する 競争相手とはなっていない。円板（関節円板）及びを髄についても、同じ状況が 支配的である。−船に、身体内では、努力からの肉体的酷使を吸収すべく意図さ れたこれらの構造を外科的に作ることは困難である。外科的実務のこれらの専門 分野において、超音波吸引が特に成功していない。

現在の超音波器具の他の制限は、親構造から形成される＆ｌＩ′ｌａの「芯Ｊを きれいに切開できる能力が低いことである。この固辞性は、被験者（患者）の解 剖が千ノブに対して垂直又は鋭角である場合に特に顕著である。チップのボアを 充満するＭｉ織は、チップを傾斜させて「根元部Ｊアタッチメントを切り離さな い限り容易には分離できず、成る処置の場合には解剖学的制限からこのような移 動が行えないことがある。その−例は、脳の基部に位置する下垂体の腺の吸引で ある。直線状の超音波チップが、口のルーフに形成された開口を通して腺のこの 部分を完全に除去できない理由の一部はチップが鋭角になっているからである。

現在の超音波器具の他の制限は、外科医の視野が望遠鏡により与えられ且つ遠近 法が非常に重要な内視鏡的処置にあることは明白である。外科医は、全体的目標 に対して切断器具の位置を判断できなくてはならない０例えば、米国特許第４゜ ７５０、９０２号に開示されたような超音波チップと望遠鏡レンズとの間の空間 的固定関係は、そのような遠近法を形成するものではない。視野の一部はチップ （チップは常に見えることが必要である）により常に妨げられ、チップを視野の 中に入れて、関連する解剖学的構造に対するそのサイズを判断することはできな い。従って、外科医は「彼の鼻の前方右側」で手術をしなければならない。

米国特許第３，５２６．２１９号には、超音波トランスデユーサに取り付けられ た多数のナイフに振動を付与することにより切断性を向上できる超音波振動の明 らかな能力が示されている。振動のこのような使用により、キャビテーションは 切開において全く悪影響を及ぼさない。むしろ、組織中への切刃（ブレード縁部 ）の進入を高める往復運動を切刃に付加する。しかしながら、あらゆる超音波吸 引器は、管（その開口がその軸線及び適用方向に対してほぼ直角の位置にある管 ）を使用している。開口が傾斜していれば、Ｍｉ繊織中の進入は容易になるけれ ども、芯の根元部は切離しがより困難な状態に維持される。

外科医にとっての他の興味は、超音波チップに、電気焼灼無線周波数電位（ｅ− Ｉｅｃｔｒｏｃａｕｔｅｒｉｚｉｎｇ　ｒａｄｉｏ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｐｏ ｔｅｎｔｉａｌ）を付与できる可能性にある。そのような電位により生じる１ｔ ｆＬは、チップから組織を通して戻り電極に流すと、出血血管を有効に止血でき ることが長く知られている。米国特許第４．７５０．９０２号には、超音波吸引 器のチップにそのような電位を付与する１つの方法が開示されている。他の例と して、膝の線維軟骨構造の内視鏡切開に電気凝集電流を用いることを評価するも のがある（Ｃａｓｐａｒｉの「関節鏡用器具の現在の開発（ＣｕｒｒｅｎｔＤｅ ｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　Ａｒｔ ｒｏｓｃｏｌｌｙ）ｊ　、Ｃ１１ｎｉｃｓ　ｉｎ　Ｓ　盾窒狽刀@Ｍｅｄ− ｉｃｉｎｅ、６；３．１９８７年、第６２６〜６２７頁参照、及びＪｏｈｎｓｏ ｎの「関節鏡による手術（＾ｒｔｈｒｏｓｃｏｐｉｃ　Ｓｕｒｇｅｒｙ）　Ｊ　 、Ｐｒ１ｎｃｉｏｌｅｓ　ａｎｄ　Ｐｒａｃｔｉｃｅ　（第３版）、Ｖｅｒｌａ ｇ　Ｓｐｒｉｎｇｅｒ　、１９８６年、第２４４〜２４５頁参照）。

米国特許第４，８３８，８５３号には、半月除去用の超音波ハンドピースが開示 されている。中空チップが広範囲に振動され、同時に、チップのボアには真空源 が連結されていて切断片を除去できるようになっている。

米国特許第４，５０４，２６４号には、洗浄及び吸引の両方を行なうことができ 、５〜６０’の特定弧にわたってチップを回転できる超音波外科装置が開示され ている。

この特許のハンドピースは、嵩張っていて正確な外科的処置を行うのが困難であ る。

また、米国特許第４，２０３．４４４号には、組織除去用の連続回転器具が開示 されている。この器具では、保護ソース（鞘）内での中空管の回転を用いて吸引 し、これにより、（１）窓内での＆ｌｌ織の捕捉、（２）チップの回転による捕 捉標本の切断、及び（３）真空による切断片の収集容器内への吸引を行うように なっている。

回転超音波トランスデユーサは、金属加工又は鉱物抽出の分野においても広く知 られている。米国特許第３，６１４，４８４号には、広範囲に振動する超音波ト ランスデユーサに連続回転を導入して材料の機械加工性を高める方法が開示され ている。

この超音波トランスデユーサは、大きな超音波振動の存在が知られている箇所に おいて、回転する非振動フレームに取り付けられている。この支持により誘起さ れる磨耗により、器具の寿命が制限される。より最近の米国特許第４，８２８． ０５２号には、非常に硬質な材料の改善されたドリリング用の同軸洗浄を可能に する回転超音波トランスデユーサへのアタッチメントが開示されている。

従って、当該分野においては、現在の装置の欠点を低減できる外科用器具を提供 する必要がある。また、このような装置を用いて骨小腔（ｂｏｎｅ　ｃａｖｉｔ ｉｅｓ）からセメントを除去する現在の方法を改善する必要がある。

発咀塁！約 従って本発明の目的は、骨小腔からセメントを除去する方法であって、骨白体に 損傷を与える可能性を低減できる方法を提供することにある。この点についての 本発明の特徴は、機械的振動を用いてセメントの破壊及び溶融を行うことである 。本発明の更に他の特徴は、セメントの周囲の骨との接触がなされた場合でも、 骨に損傷を与えることなくセメントに機械的振動を付与できる外科用装置にある 。

これらの特徴は外科医に要求される精度を低下でき、従って処置の速度及び有効 性を増大させることができる。

本発明の他の目的は、容易に操作でき、同時に冷却し且つ該装置の横方向振動を 減衰できる外科用装置を用いて、骨小腔内のセメントを吸引する手段を提供する ことにある。従って本発明の特徴は、冷却及び吸引を行う同心状手段にある。

これにより、冷却を必要とする箇所に冷却流体を正確に指向させることができ、 同時に、セメントに接触する装置及び器具のサイズを最小に維持できる。また、 所望ならば冷却流体を洗浄に使用できる。

本発明の更に他の目的は、除去すべきセメントに剪断力を付与して、除去の有効 性を増大させることにある。従って本発明の特徴は、セメントを剪断できる形状 をもつチップを備えた回転器具にある。このようにすれば、周囲の骨に損傷を与 える可能性を増大させることな（、セメントの除去速度を増大させることができ る。

本発明によれば、上記及び他の目的は、骨小腔からセメントを除去する方法であ って、次の段階（ステップ）すなわち、機械的振動が可能な長い中空器具の端部 を骨セメントに適用（当てる）段階と、器具の振動によりセメントの領域を溶融 する段階と、器具を通して供給される吸引力により溶融セメントを吸引する段階 とを有する方法により達成される。成る適用例に対しては、セメントに剪断力を 付与する段階と、セメントに接触する中空器具を回転させて剪断力を加える段階 と、中空器具を冷却し且つ中空器具の横方向振動を減衰させる段階と、溶融セメ ントの領域を洗浄する段階とからなる別の方法がある。

本発明による外科用装置は、第１端部及び第２端部を備えたハンドピースを有し ており、該ハンドピースが第１端部により形成された第１開口を備えており、骨 小腔内のセメントと接触できるように第１開口から延びている長い中空器具と、 加えられる電流に応答して機械的振動を発生する、ハンドピース内の振動源と、 骨小腔から溶融セメントを吸引する吸引手段とを更に有している。振動源は長い 中空器具に作動連結されており、中空器具は振動が生じない位置においてハンド ピースに取り付けられている。

本発明による振動源は、電気的接触手段を備えた管状の圧電クリスタルと、該圧 電クリスタルを長い中空器具に連結するユニオンと、中空器具から反対方向に延 びているステムとを備えている。本発明の装置の好ましい実施例においては、ス テムが、圧電クリスタルの作動周波数では共振しない長さを有しており、長い中 空器具が、ｒ　／　４　＋　ｎ　ｒ　／　２の長さを有している。ここで、ｎは ０又は整数、ｒ’＝ｆ／ｃ（ここで、ｆば作動周波数、Ｃは長い中空器具の伸長 波（ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ−ａｌ　ｗａｖｅｓ）の速度）である。

本発明の装置の別の一実施例においては、前記回転手段が、長い中空器具をその 長手方向軸線の回りで少なくとも１回転させることができるように振動源に作動 連結されており、また、前記回転手段は、中空器具がセメントに剪断力を加える ことを可能にしている。中空器具の端部には、セメントと接触できる小さな孔を 設けることができる。更に、中空器具を切削して、セメントを剪断する長手力量 縁部を備えた半円形状トラフを形成してもよい。

本発明の外科用装置の他の実施例は、長い中空器具を冷却する手段を有している 。好ましい実施例においては、この冷却手段が、長い中空器具を包囲する中空ス リーブを備えており、該中空スリーブが中空器具との間に空間を形成している。

更に、冷却手段は、ステム内に配置された中空管を備えており、該中空管はステ ムとの間に第２空間を形成している。スリーブはハンドピースの第１開口と連通 しており、一方、中空管はユニオン部材の中央通路と連通しており、吸引した物 質を通すことができるようになっている。第２空間は、ユニオン部材により形成 された冷却ポートを介して第１空間と連通しており、冷却流体を通すことができ るようになっている。中空器具の作業側端部において、第１空間は、スリーブの 端部内の位置で中空器具の内部と連通している。

他の実施例においては、長い器具手段が傾斜チップを備えており、生物学的物質 に対する強い剪断力を与えることができるようになっている。別の構成として、 長い器具手段が閉［４部を有しており、該閉鎖端部がここから間隔を隔てた位置 に少なくとも１つの孔を備えている。この孔は、生物学的物質の除去を更に容易 にする窓を器具手段に形成している。

本発明の外科用装置はまた、ハンドピース内に配置された支持構造体を有してお り、該支持構造体は、振動源及び回転手段がハンドピースに対して独立して長手 方向に移動できるように、これらの振動源及び回転手段を取り付けている。この 振動源は、内面及び外面に電極が設けられた圧電クリスタルと、該圧電クリスタ ルを長い器具手段に連結するユニオンと、回転手段まで延びているステムとによ り構成するのが好ましい、圧電クリスタルは、管状又はディスク状にすることが できる０回転手段は、回転力を発生するモータと、回転力を振動源のステム及び 長い器具手段に伝達して、これらを時計回り方向又は反時計回り方向のいずれの 方向にも回転する手段とを有している。ステムは、圧電クリスタルの作動周波数 では共振しない長さを有しており、長い器具手段は、ｒ　／　４　＋　ｎ　ｒ　 ／　２の長さを有している。ここで、ｎはＯ又は整数、ｒ＝ｆ／ｃ（ここで、ｆ は作動周波数、Ｃは長い中空器具の伸長波の速度）である。

別の実施例においては、長い器具手段を包囲する長いシースが設けられている。

この場合には、ハンドピースから手術箇所（作業箇所）を覗く手段（視認手段） を設け、器具を内視鏡装置として使用できるようにするのが有利である。覗き装 置には更に照明手段を設け、容易に視認できるようにするのが好ましい、覗き手 段は、装置の作業端の全体的サイズを小さくできるように、シースの内部に配置 するＣ、！、もてきる。また、ン〜スには、その前端部にフード部材を設けて、 １１ｉ！き手ＶＪ、４１−介（／１′“手ｊ、ｌＩ］箇所の妨げのない視野が得 らλする。（・ｊにしても−ｌミい。

本発明の更に別の実施例は、次のような構成の外科用器具すムわぢ、ハンドビ、 ｌと、ｔＪｌｌえられる電流に応答１２、て機械的振動を発生ず、５、前記・＼ ンドピー・−ス内の振動源と、該振動源に作動連結されており且つ本質的に振動 運動がベニ（，７ない位置乙において・＼ンドじ−ス１、−取すイ旧すられた長 い器具手段５、ビを有しており、ン奈器見手段がハンドピースから手術箇所まで 延びており、前記器具手段の振動により水和された生物学的物質の分解及び除去 を行い、ハンドピースに対１−７で独立（〜た長手方向移動ができるように振動 源を取り付けるための、ハンドピース内に配置された支持構造体と、ハンドピー スの移動とは独立して、前記支持構造体及び長い器具手段を手術箇所に近づく方 向及び遠ざかる方向に向かって長手方向に往復移動させる手段と、除去された生 物学的物質を手術箇所から吸い込む助けをするため手術箇所を流体で洗浄する手 段と、洗浄流体及び除去した生物学的物質を手術箇所から吸い込むための吸引手 段とを更に有し２ている外科用器具に関するものである。

本発明の更に他の実施例さして、水和されない生物学的物質を除去する助けがで きるように、上記外科用器具に、長い器具手段を回転させる手段を設けることが できる。また１、二の舊）」用器具に電気焼灼手段及び覗き手段を組み込むこと により、該外科用器具を内視鏡装置に変換することもできる。

凹皿９周連奏説剛 本発明の特徴及び利点は、添付図面に関連して述べる本発明の以下の詳細な説明 により容易に明らかになるであろう。

第１図は、本発明の装置及び方法の一実施例を示す概略図であり、装置は断面で 示しである。

第２図は、本発明の装置の別の実施例を示す断面図である。

第３図は、第１図の装置の一部を示す拡大断面図である。

第４図は、第２図の装置の一部を示す拡大断面図である。

第５ａ図及び第５ｂ図は、第４図の装置に使用できる２つのチップ端の実施例を 示す斜世図である７、 第６図−１、チ、、　７’端の冷却及び椹方向振勅の減衰を行うチップ端の実施 例を示す断面図である、 第７し］１よ、本発明による内規端式紹音波回転電気、焼灼吸引器の形態をなす り）科用器具の一部を断面で側面図である、 第８図（シ、第７間の吸引器の超音波及び回転構成部品の一部を断面で示す拡大 側面図である。

第９図は、第７図の吸引器のハンドピースの一部を断面で示す拡大側面図である 。

第１０図は、第７図の吸引器の好ましいナツプと、該チップに沿う応力波形とを 示す概略図である。

第１１図は、関節鏡手術に使用できるように特に設計された第７図の吸引器の別 の好ましいチップの一部を断面で示す側面図である。

第１２図は、従来の装置による一連の組織切開段階と、本発明の吸引器による一 連の組織切開段階とを比較して示す図面である。

第１３図は、手術のために用意された第７図の吸引器とこれに関連する器具とを 示す概略図である。

第１４圓は、洗浄ポートを介して吸引が行えるようにした第７図の吸引器の変更 例の一部を断面で示す側面図である。

第１５図は、第７図の吸引器に使用できる好ま１．いチップの概略図であり、こ のチップにより発生される速度成分を示すものである。

第１６図は、フレキシブルシャフトドライブを備えており且つ側方吸引を利用す る別の内視鏡式超音波吸引器の一部を断面で示す側面図である。

第１７図及び第１８図は、超音波トランスデユーサを回転させるフレキシブルケ ーブルを介してハンドピースに外的に連結する部分を断面で示す拡大図である。

好末旦於実施男Ω詳礪巻説所 超音波振動は骨セメントを液状化するのに特に適しているけれども、本発明のの 目的は骨小弦からセメントを除去することにある。振動のみの付与により固体プ ラス千ツクを流動性材料に変換できるが、本発明の原理を完全に利用するには、 液状上メントを骨から収容容器まで搬送する方法を導入しなければならない。

以下、第１図を参照して本発明による装置及び方法を説明する。大腿骨１は、人 工移植片３を除去した後の状態が示されている。粋（キャビティ）４は、その壁 にセメント２が付着した状態にある。このセメント２は、矢印１５で示す方向に 振動する中空の超音波子ツブ６を備えた装置３０により掘削される。チアプロは 、ハンドピース１７に取り付けられた長い中空器具である。第１図に示す装置３ ０は本発明の一実施例である。この実施例によるハンドピース１７は、第３図に 詳細に示されている。本発明による別の実施例が第２図に示されており、参照番 号３０ａで示されている。この装置１１ｆ３０ａのハンドピース１７ａは、第３ 図に示されている。残余の部品に殆ど変更を加えなくても、第１図の装置、３０ を装置３０ａに置換できることは当業者ならば容易に理解されよう。しかしなが ら、必要な変更については後述する。

トランスデユーサ及び千ノブに沿う超音波運動の形態に特別な関心を向けられた い。第２図には、トランスデユーサ及びチップ６の構成部品内での伸び（ｅｘｔ −ｅｎｓｉｏｎ、　ｊｌ大振幅）及びこれに伴う応力ＣＳ位面積当たりの力）の 両方が示されている。組立体に対する振動方向は矢印１５で示されている。振動 が小さい位置に設けられたユニオン（ｗＩ手）３２から延びているステム３４は 振動しないウ　トランスゲ１．−サとチップＧとの組立体は、全体として、設計 振動周波数で共振する。殆ど又は全く振動しない位置（運動の「節」と呼ばれて いる）においてハウジング等の剛性構造体に取り付けることにより、振動の妨げ のない状態が達成される。超音波振動速度の大きさは極めて大きい０例えば、２ ０ｋｌ（ｚの周波数における０、００１インチ（約０．０２５ａｉ＋ｗ）のピー クビークエクスカーションは、１秒間当たり４４インチ（約１１２ｃｍ＋）すな わち１時間当たり２．５マイル（約４　ｋｍ）の実効速度を有している。従って 、磨耗及び発熱が最小限に留められるならば、静止溝道体と接触するトランスデ ユーサの部品は非常に低レベルの運動を呈する０作動周波数で共振しない長さを もつステム３４は、そのような１つの位置にある。ユニオン３２上のＯリングは 他の例である。チップの隆起部５０は別の節であり、この節に、スリーブ６２の 支持体を得ることができる。チップ６は、形式上のスリーブ支持体６０以外のい かなる位置においてもスリーブ６２と接触することはな（、過度の発熱を防止で きる。

ステム３４の長さ及びトランスデユーサへの連結は、設計上の重要点である。

ステム３４は、選択された作動周波数で共振しないこと及び超音波変位の消滅位 置でトランスデユーサに連結されていることから、トランスデユーサ及びチップ ６の振動特性にいかなる影響も及ぼさない。また、同じ理由によりステム３４の 全体が静止しており、所望ならばモータ軸に取り付けることも可能である。実際 に、もしもステムの長さがＦ／４（ここで、Ｆは伸長波の波長である）であるか 、或いは、その長さがいかなる長さであっても、大きな超音波連動を呈する位置 でトランスデユーサに取り付けられている場合には、モータ軸の連結部に振動は 存在しないであろうし、従って、満足できる作動は維持されないであろう。超音 波振動周波数での振動を受けると、モータのベアリング、Ｗｋ線及び絶縁体は急 速に劣化するであろう。ステム３４に振動が存在しないと、トランスデユーサに 慣用的な支持ベアリング５を使用できる。

チップ６は波長（ｒ）の３７４の長さを有しているけれども、次のような境界条 件を満たす任意の長さにすることができる。すなわちこれらの境界条件とは、（ １）トランスデユーサのユニオンへの取付は位置において運動が消滅すること、 及び（２）その開放端において応力が消滅することである。これらの条件を受け る均一プリズム管に関する波動方程式によれば、チップの波長しは次式からめこ こで、ｎは整数（０，１、’ｌ　・−−）　、「＝ｆ／ｃ　（ここで、ｒは周波 数、Ｃはチップの伸長波の速度）である。

着脱自在のチップは、１／４波長の位置でトランスデユーサに取り付けられてい る状態が示されている。これにより、トランスデユーサとチップとの間の断面積 に大きな差異を生じさせ、振幅を大きくできる利点が得られる。このような構造 に対しては、この増大すなわちゲイン（利得）を次のように表すことができる。

Ｇ＝　（４Ｆ、ｃ−Ｓ−）／　（ｃｔ　ｃｔ　Ｓｔ　）　（２）ここで、σは密 度、Ｃは音速、Ｓは断面積である。添字ｅ及びｔは、それぞれトランスデユーサ 及びチップに対する有効値に関するものである。この断面積の減少がなされない 場合には、トランスデユーサにより発生される運動は、組織を切開するのに充分 なものとはならない。一般に、圧電トランスデユーサは、２０ｋＨｚの周波数で 約０．００１インチ（約０．０２５　ｍｍ）のピークピーク変位を発生する。

ｒ／４位置での断面積の減少により、ピークピークで０．００１〜０．０２０イ ンチ（約０．０２５〜０．５　ｍｍ）のチップ端変位を容易に達成できる。

本発明による装置は、１９８９年１１月１７日付米国特許出願第０７／４３９． １１４号に記載の原理に従って全体的に構成されてり、本発明はこの米国特許出 願の内容を参考とした。

第３図には、本発明の装置の超音波／回転構成部品が示されている。第４図に示 す実施例は、本発明の特徴である回転構成部品を使用しないものであるが、第３ 図及び第４回において、同類の構成部品には同一の参照番号が使用されている。

超音波トランスデユーサ組立体は、外科用（手術用）チップ６が取り付けられた ユニオン３２を有している。ユニオン３２は、モータカップリング１６に延入し ているステム３４と一体である。ステム３４の自由端は、管１１の取付けを可能 にする取付は臭（フィッティング）２２内に終端している。再装置３０．３０ａ において、取付は具２２は回転しない。ユニオン３２には、スピンドル３６が、 プレストレスナンド３８を用いて螺着されており、振動の伸長及び収縮（ｅｘｔ ｅｎｓｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｒａｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｖｉｂｒａｔｉｏｎ） 下で組立体を一体に保持している。管状の圧電クリスタル１０の各側で、適当な セラミック絶縁リング４０がサンドインチされている。

一般に、圧電クリスタルＩＯは多結晶質のチタン酸ジルコニウムで作られ、その 内面４２及び外面４４を覆っている電極を存している。内側電極は、左側縁部の 周囲で外径上に包まれている。内側電極は、電気的絶縁体であるエアギヤ、プ４ ６によりスピンドル３６から分離されている。第３閏において、ブラソフは、ば ねによりこれらの電極と接触した状態に保持されている。第４図に示す実施例は 回転しないので、電気的接続７は、電極４２．４４に接続する必要なく、直接圧 電クリスタル１０に接続されている。図示の形式のクリスタルにおいては、電極 間に印加される電圧により、管の軸線方向長さに変化が生じ、これにより、振動 を励起する手段が与えられる。

ステム３４は振動しないため、第３図に示すように、絶縁されたモータカップリ ング１６を介して電気モータ９に取り付けることができる。モータ９は、回転す るステータ捲線４８及びアーマチャ５０等の多数の形式のうちの任意のもので構 成することができる。ヘアリング５２は、モータハウジング５４内でアーマチャ ５０の回転を支持する。トランスデユーサはカンプリング１６を介してモータ９ により回転駆動され、トランスデユーサ自体はベアリング８及び○リング５６上 に支持されている。もちろん、第４図に示された実施例は回転の必要がないため モータを使用してはいない。

使用される絶縁材料は、真空と同等の誘電特性を有するべきである。絶縁リング ４０は振動周波数での大きな繰返し応力に曝されるため、そのの材料は、圧電材 料１０の音響特性と同等又はこれ以上の音響特性を有するべきである。例えば、 振動を受けないカップリング１６の絶縁材料としてナイロンを使用できるが、絶 縁リング４０には、自由空間の誘電定数の数倍の誘電定数と、金属にみられる弾 性損失との両方を備えたＭＡＣＯＲにューヨーク州、Ｃｏｒｎｉｎｇ社のＣｏｒ ｎｉｎｇ　Ｇ−Ｉａｓｓ　Ｗｏｒｋｓの登録商標）のようなセラミックを使用で きる。トランスデユーサにより発生される大きさをもつｌＯ〜５０ｋＨｚの周波 数での繰返し応力に曝されると、事実上全ての一般的なプラスチックは溶融又は 分解されるであろう。

圧電クリスタル１０を他の全ての導電性構成部品から絶縁することにより、超音 波発生器も外科用チップ６から絶縁され、これにより、意図しない電流が被験者 を通って流れないようにすることができる。超音波発生器を手術室の使用電源か ら絶縁できるとはいえ、絶縁リング４０は付加的な保護（通常は所望レベルの保 護）が得られるものが好ましい。

第１図を参照すれば、容器として働く真空キャニスタ１４にはチューブ１１が連 結されている。キャニスタ１４は真空源に連結されている。吸引源は、中央手術 室の真空システム又は別の制御形真空ポンプへの標準壁連結により得ることもで きる。チューブ１１を通過する固形物を収集するのに、任意のトラップ１３を設 けることができる。

前述のよ・うに、第２図及び第４図に示された装置３０ａの別の実施例は、チッ プ６の回転を利用しない。しかしながら、この装置３０ａは、図示のように、同 心状の冷却、横方向振動の減衰及び吸引が行えるように設計されている。冷却及 び横方向振動の減衰は通用に際し任意的なものである。当業者には、回転チップ を採用する装置３０の実施例にも同心状の冷却、横方向振動の減衰及び吸引を等 しく適用できることが容易に理解されよう。

第４図に最も良く示すように、ユニオン３２が形成された千ノブ６を介して吸引 が行われる。ステム３４内の吸引管２１は、ユニオン３２を介してチップ６と連 通している。冷却及び減衰用流体の流れは、千ツブ６に連結されたトランスデユ ーサの端部を通って直角にドリリングされたポート６６により、スリーブ６２と チップ６との間の空間６４に導かれる。スリーブ６２は、チップ６の振動が生じ ない位置における節スリーブ支持体６０により支持されている。取付は具２２に は、第１図に示したチューブ１１と同様なフレキシブルチューブであって第４図 に示すように吸引と冷却及び減衰用流体との両方が同心状に流れることを可能に するフレキシブルチューブが取り付けられている。

冷却流は、チンプロの冷却に加え、チップ６の端部５における過大な振動を減衰 させるのに使用される。冷却及び減衰は、第６図に示すようにチップ端５ａによ り達成される。スリーブ６２により形成される開口内にトラフ１９ａが延入して いる。これにより、冷却流体は、チップ端５ａと接触することなく且つ手術領域 での外科医の視野を覆うことなく、空間６４からチップ６内へと自由に流れるこ とができる。第６図に示すように構成されたチップ端５ａは、チップ６の冷却に 加え、チップ端５ａの横方向振動を最小にする重要な機能を有している。空間６ ４内の流体は、チップ６をその端部５ａで包囲し、これにより横方向振動に対す るバッファとして作用する。

トラフ１９ａの背部の位置は、当該位置においてチップ６を流れる冷却流体の量 を制御すべく変化させることができる。この方法により、及び流体の全体的流量 を制御することにより、所望ならば、冷却流体を洗浄に使用することもできる。

作動に際し、ハンドピースは、ケーブル１２を介して、装置Ｆ３０のトランスデ ユーサに電力を供給し且つモータ９を回転させる超音波周波数電源に接続される 。

次に、振動チップ６をセメント２のリムに適用する。チップ６の適用によりセメ ント材料２が局部的に溶融され、セメント材料２は、適用される吸引力によりチ ップ６内に吸引される。セメント２はチップ６内で再結晶して固体スライバとな り、真空キャニスタ１４内に堆積される。セメント２は急速にリフォームして固 体になるので、第５ａ図に示すように、超音波チップ６の端部５は小さな開口を 有している。開口がこのように小さくなっているため、セメント２がチップ６内 に留まることが防止される。これは、セメント２が、後続の導管よりも小さな直 径をもつ環状部により掘削されるからである。

チップ６が回転する実施例においては、チップ６の端部５を第５ｂ図に示すよう に半円形状断面１９にすることもできる。チップ６はモータにより回転されるた め、このような変更を施しても有効な液化及び吸引が可能である。しかしながら 、このようなチップ（チップの軸線に平行な縁部をもつチップ）は、セメントを 剪断力並びに伸長振動に曝す。ある場合には、この剪断力すなわち切断作用がセ メントの急速切開に極めて有効である。

本発明により使用される超音波周波数の好ましい範囲は、１０〜５０ｋＨｚであ る。セメントの除去に適した振動の大きさは、ピークピークで０．００１〜０． ０２０インチ（約０．０２５〜０．５　ｍ＋＋ｎ）の範囲である。チップ６は、 １／４波長又は（１／４波長＋１／２波長の整数倍の波長）にすることができる 。例えば、チップ６がチタンで作られており且つ作動周波数が２Ｑｋ）Ｉｚであ る場合には、チップの長さを２．５．７．５．１２．訃・インチ（約６．４．１ ９．３２・・ｃａ）にすることができる。

溶融セメントが通るチップ端５の開口は、０．０６２インチ（約１．６　ｍｍ） 程度に小さくするか、１／２インチ（約１３ａ＋ｍ）程に大きくしてもよい。

別の実施例から明らかなように、本発明を使用する関節形成術は、必ずしもチッ プを回転させる必要はない。装置３０の場合でも、超音波トランスデユーサを付 勢している間にモータを停止させておくことができる。しかしながら、成る場さ には、千、ブを回転させるとより迅速且つ有効にセメントを除去でき、特に骨の 近くの領域において有効である。これらの状況において、半円形状チップを用い て全での縁部を完全に露出させ、完全に３６０’の範囲のセメントに、振動剪断 作用及び伸長作用の両方を及ぼすことができる。回転を用いる場合、好ましい回 転速度は０．００１〜１０，０ＯＯｒｐ１１の範囲内にある。

前述のように、装置３０ａのチップの長さは、１／４波長の任意の奇数倍にする ことができる。従って、作動周波数が２０ｋＨｚであり且つチップがチタンで作 られでいる場合乙こは、千ノグの長さを２．５．７．５．１２．５・・インチ（ 約６，４．１９、′３２・　ｃｍ）にすることができる、、また、千ノブの振動 運動の範囲は、２０ｋＨｚで０．０（’１１−０．０２０インチ（約０．０２５ 〜０．５ｍｍ）の範囲（ビークビーク）である。

また、本発明の別科用装置は、関節形成術以外の内視鏡処置にも使用でき１．そ のような１つの処置として、病気又は好ましくない生物学的物質すなわちＭｉ織 の内視鏡切開及び除去がある。

第７図には、内′ｆＭ鏡式芯式超音波回転電気焼灼吸引ＩＬ　（ｅｎｄｏｓｃｏ ｐｉｃ　ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｒｏｔａｒｙ　ｅｌｅｃｔｒｏ−ｃａｕｔｅｒｉ ｚ＋ｎｇ　ａｓｐｉｒａｔｃｒ　ａｐｐａｒａｔｕｓ）として好ましい形態にし た本発明の外科用装置が示されている。この装置は、超音波及び回転構成部品を 収容し、且−５）使用者の７ｔめの把手９３を形成するハ゛、／ドビースと、組 織の振動及び回転を行）ことがでｉ）る作業チ・ブ１２３と、ハウジングの後部 から作業手ノブまで延びている望遠鏡８７の形態をなす覗き手段と　作業チップ １２３に隣接する領域を照明する尤ａｓ９と、作業手ノブ１２３の内部ボアと連 通ずる吸引器取付目見９０と、作業手ノブ１２３に流体を導入する洗浄弁９５と 、作業チップ１２３を前後に直線方向に往復させるべく超音波及び回転構成部品 の支持体乙こ取り付けられた親指１−リガ９１とを有している。これらの各構成 部品について、以下に詳細に説明する。

第８図には、超音波及び回転構成部品が示されている。超音波トランスデューリ ′紺立体は、外科用（＋′ニー術用）チア・ブが取り付けられたユニオン７８を 有している。このユニオン７８は、モータカフブリ゛２／グ６７ｆ：Ｊされたス テム６８と一体である。スピンドル６つが、プレスト］／スナノト７２を用いて ねじでユニオン７８に取り付けられており且つ振動の伸長及び収縮下で組立体を 一体に保持する。

管状の圧電クリスタル７６の各側でセラミ−ツクの絶縁リングＴｏがサンドイッ チされている。圧電クリスタル７６は−Ｃに多結晶質のチタン酸ジルコニウムで 作られており、その内面７４及び外面７３を覆う電極を有している。内側電極は 、右側縁部の外径の回？Ｊ６１″、巻かれている。内側電極は、電気的絶縁体で あるＩアギャノブ７７によりスピンドル６９から分離されている。ブラソフ９は 、ばね８゜によりこれらの電極と接触した状態に保持されている。図示の形式の 圧電クリスタル７Ｇの場合には、両電極間に印加される電Ｈａこよｊつ管の柚線 方向門さに変化が生ｊ７、ごれムこより振動を励起する手段が形成されろ。

ステム６８は回転しないため、絶縁されたモータカッブリソゲ６７に通してモー タ８１に取り付けることができる６モータ８１は、ステータ捲線８４及び回転す るアーマチャ８３等からなる多数の形式のモ・〜りのうち任意のものを使用でき る。モータハウジング８１内でのアーマチャ８３の回転はヘアリング８２により 支持される。

回転又は振動とは独立して電気焼灼電流を供給す２場自（、゛は、ユニーすシフ ８ステム６８及びスピンドル６９からアーマチ？８３及び圧電・クリスタル７６ を箱縁する必要がある。電気焼灼発生器に通常使用さね、る無線周波数７王＋： ！１．ＯＯＶ以上であり、この電圧レベルは、モータ及びトランスデー１−サの 電源の１常の作動に容易に干渉を与えるレベルである。

圧電クリスタル７６を他の全ての導電性構成部品からへ色縁することにより、超 音波発生器を外科用チップ９８から絶縁でき、これによｉ′ｌ意４１．ない；ｌ Ｌが被験者に流れないよう乙コ確保できる。超音波発生器を手術室の使用電流源 から絶縁する、ことはできるけれども、絶縁リング７０は、通常、所望の保護レ ー・ルを与えるものが好ましい。

図示のモータは多相誘導磯とＬ７て作動するものでも６といし、７一マチ士軸ム 二整流子を設けて直流機として作動するものでもよい。モータがニア流電流によ り作動される場合には、ステータ電流の周波数及び大きさを変えることにより速 度制御する。また、モータが直流機である場合には、ステータ電流又はアーマチ ャ電流のい４″れか一方又は両方の大きさを変えることにより速度制御する。

モータは、圧縮ガスの供給により駆動されるものでもよい。そのような動力源を 用いる場合には、千〜・夕をその制御及び動力源に連結するケーブルは、トラン スデユーサ及びチップを電気的に付勢する導電ワイヤ以外に圧縮ガスの導入及び 排出を行う可溌性ホースを備えたものである。使用時には、器具自体を殺菌状態 に維持し且つ殺菌環境内で作動しなければならないため、使用済みガスはハンド ピースから遠い位置で排出させる。

また、モータは、制御及び動カーＬニア）内に配置して、回転を伝達できる可撓 性軸により１・一覧／スデューサのステム６８に連結してもよい。このような軸 は、ハンド器具を回転させるのに一船的に使用されており、自動車のスピードメ ータ等の装置に広く使用されている。モータをハンドピースの外部に配置するこ とにより、器具の重量を低減できるだけでなく、ハンドピース自体の長さを縮小 できる。これらの両変更により、外科医の疲労を低減でき且つ装置の操作性を向 上できるため、外科的処置が助けられる。可撓性軸を使用する場合には、吸引を ハン）′ピースの別の箇所で行い、切開されたＭｉ織の無菌性を維持しなければ ならない。

必要なす７・プＪすｊを生しさせるのに、第８図に示す構造に代えて他の設計を 利用ずろことができる。断面積又は材料の変化又はこれらの両方を変化させる１ ７４波長増幅（拡友）の原理は、適度の変換変位を、意図した作業を行う充分に 強いレベルに変換する上で好ましい。

また、チップは均一断面の管として示されているけれども、その開放端に付加的 な運動の強さが得られる形状にすることができる。そのような形状が米国特許第 ４．７５０．９０２号に示されており、該米国特許の開示を本願の参考とする。

従って、特定の周波数における指数関数状、カテノイド（懸垂面）状及びガウヌ 油線状のテーバをもたせる設計も、本発明の有効な他の実施例を構成する。

第９図に示すハンドピースは、内側の可動（但し回転はできない）ハウジング１ １６と、外側の静止ハウジング１０３とを有している。キャビティ１１０内には トランスデユーサブラシが支持されている。ばね接点１０９により、電気焼灼電 流が、ヘアリング７１を介してステム６８　（従ってチップ１１７）に導かれる 。

このヘアリング７１は電気焼灼電流を導くのに便利な装置であるが、この電気焼 灼電流は、ステム自体への又はトランスデユーサの０リング７５の間でのブラシ 接触により供給することができる。内側ハウジング内への入口１０７は、モータ 配線の通路である。）・ランスデューサブラシ、へ・アリング及びモータへの電 気接続は、直線状ハウジングにフライス切削したチャンネルに入るケーブル１０ ６により行われるう ノ＼ンドビースの軸線に沿う内側ハウ・ソングの移動は、該内側ハウジングに取 り付けられた可動の親指トリガ９１と、外側ハウジングに連結された静止フィン ガグリップ（把手部）９３とにより行われる。ベローズジ〜ル１１１は内側及び 列側の両ハウジング（これらは回転しない）を連結しており、内側ハウジングの 軸線方向移動は許容するが、洗浄流体がハンドピース内に流入することは防止し ている。トランスデユーサのＯリング７５ば、水分の侵入を防止する回転う・− ルをも形成している。外側ハウジングの溝内に配置されたシール１１５はガスケ ットであり、トリガ機構９１の近くにおいて流体かハウパ・′ング内に流入する こたを防（ｆ　（−ている。、二のツールは完全な滑り形シールである。

吸引は、ステノ、６１、カップリン〃゛６７と、モータのアーマ千ヤ８３とを通 して行われる。アーマ千ヤ８３の最左方部分は、Ｏリンゲパノール１０５（この Ｏリングシールもハンドピースから流体を排除する機能を有ｊ２ている）を通っ て外側ハウジングから出ているウ　トリガの操作により内側ｌ＼ウジングと該内 側ハウジング内の全ての構成部品とが移動されるため、０リングシール１０５は 回転バリヤ及び摺動バリヤの両方の機能をする。

内側ハウジングの軸線方向移動は、外側ハウジングのスロット１０２と、内側ハ ウジングのビン１０１とにより制限される。この機構はまた、内側ハウジングの 回転（この回転は、アーマチャ８３のトルクに対する反作用として生しる）をも 防止する。吸引器取付は具９０及び電気ケーブル１００を収容している後部隔壁 １１２は、ナフト１１４と外側の静止ハウジング１０３に永久固定された取付け 具１１３とにより、外側ハウジングに対してシールされている。

洗浄流体又は体液と接触しないハウジングの部分の流体シールは、器具の作動に とって非常に重要ではないけれども、実際には必要なものである。あらゆる外科 用器具は、蒸気による殺菌又は室温での洗浄溶液又は殺菌溶液中への浸漬に耐え 得るように設計されなければならない、水渾気や洗浄溶液がハンドピースの内部 に入ると、電気部品及び機械部品が汚染され、感電又は誤作動するハンドピース の使用により引き起こされる医原性の負傷により、外科医及び患者が危険に曝さ れる。

医療用望遠鏡８７は、第７図に示すようにしてハンドピースに取り付けることが できる。この望遠鏡８７は、人体外の位置から外科医がその処Ｉを除くことを可 能にする。望遠鏡組立体はシース９７と一体であるのが好ましく、セルフロック 形テーバ取付は具１４６を備えたナフト１４９及び保持ピン１４７によりハンド ピースに取り付けられている。光学的構成部品として、アイピース、リレーレン ズ８８．９４、プリズム９６、光フアイバ照明ケーブル９２、及び光源８９の取 付は具がある。シース９７に接合された隔絶フード９８により、互いに隣接して いるけれども肉体的には別の組織が分離され、これにより、手術箇所の視野が妨 げられないように外科医を助ける。特に、Ｍｉ織がきつく閉し込められた腔内に おける手術の場合に遠近法による明瞭な視野が得られるこのフードの重要性は、 強調し過ぎることはない。

チップ１２３には弁９９により洗浄流体が供給される。弁９９は、外側／Ｓ＋’ ７ジング内に延入しており且つ流体源゛に連結するためのルア取付は具を収容し ている。

図示の例では吸引が同心状に行われるようになっているけれども、モータに中空 軸が設けられていない場合には、洗浄取付は具（洗浄弁）９５を介して吸引を行 うこともできる。これは、トランスデユーサユニオンを、第１４回の装置に関連 して後述のように変更することにより達成される。

第１１図は関節鏡手術に使用することを意図したチップを示すものである。チッ プのシース１４８は、第７図の望遠鏡及びそのシース９７と取り替えられるもの であり、同一のセルフロックテーパを用いて外側ノλウジングに取り付けられる 。

関節鏡処置（手術）を行うとき、望遠鏡は膝の別の開口を通して挿入される。シ ースの内面には、ポリウレタン等の電気絶縁材料１１８の層が接合されている。

器具の外科的操作により付与される力に耐え得るように、シース９７は金属管で 作られ、導電性を有している。絶縁しない場合には、チップの端部が接触してい る組織に向けられた電気焼灼電流が、チップのシースの接触により流れて、意図 しない解剖がなされることがある。第７図に示すシースにもこの絶縁を施すこと ができる。シースの窓は、組織を、チップ（チップ自体は傾斜終端部を有してい る）内に吸い込むことができる。チップのボアに供給される真空力により捕捉さ れる物ｔ（組織）は、チップの回転（矢印１２０）及び振動（矢印１２１）によ り切断される。第１１図には傾斜チップが示されているが、本発明は、内視鏡式 回転切開器用に開発されており且つ例えば米国特許第４，２０３，４４４号に開 示された「窓」及び「鋸歯状窓」を含む多数のチップのうちの任意のものを使用 できる。

本発明の装置により得られるｍ織の切断における改良が第１２図に示されている 。第１２図の上列には、従来の非回転吸引チップを用いて組織を切断する試みが 示されている。時点０で、振動チップは目標構造（Ｍｉ織）に入りこれを分離し 始める。次に、時点１でＭｉ織芯の切開が始まる。この部分を切断すべく、時点 ２で外科医はチップを持ち上げ、芯の基部すなわち根元部を切り離そうと試みる 。

このようにしている間、チップの下縁部は基部に押しつけられ、これにより時点 ２において、親組織に付いた状態にある全体的部分が解放されてしまう。

第１２図の下列には、本発明による超音波吸引器を用いた同し手順が示されてい る。この場合も、時点０及び時点１において組織部分の形成が生じる。次に、チ ップを回転させて徐々に切開を続ける。しかしながら、時点２において、傾斜チ ップの回転により根元部が切断され、縁部に存在する接線方向の運動成分により 切開が完了され、このため、時点３においてチップ内に組織が完全に保持される 。

回転を与える方法は、速度又は方向についてどのような特定範囲にも限定されな い。例えば、モータは０〜２００ｒｐｍ（１分間当たりの回転数）の範囲で作動 でき、適当なヘアリングを使用すれば３．００Ｏｒｐｍ程度の回転数で回転でき る。回転方向は、＆１ＩＶａの切開速度に影響を及ぼすことなく逆転させること ができる。実際に、一方の側より他方の側からの方が容易に分離できる非対称的 な形Ｌｉ　（ｍａｒ−ｐｈｏｌｏｇのを呈する成るｍ織構造を切断する場合には 、周期的に逆転させるのが有利である。

一般に、殆どの目的に対しては６１〜３６０°の弧にわたって逆転させれば充分 なことが判明している。しかしながら、モータの適当な制御により任意の弧にわ たる回転が可能である。

第１５図には、本発明の装置の作業チップの超音波振動の速度成分が示されてい る。■はチップ表面の伸長速度であり、２πＦＥに等しい。ここで、Ｆは振動周 波数、Ｅはピーク変位振幅である。Ｖ、は、縁部に垂直な速度成分であり且つ細 胞間自由水のキャビテーションを形成すべく応答する作用力（ａｇｅｎｔ）であ る。

また、■、は、縁部の接線方向速度成分であり、その作用は剪断により組織を切 断するものである。ｖ、　、Ｖ、とＶとの関係は次の通りである。

Ｖ、　＝Ｖ　ｃｏｓα　（３） ７、＝Ｖ　５ａｎｅｔ　（４） ここで、αは第１５図に定義する傾斜角度であり、例えばαが４５″であるとき 、■７と■、とが等しくなる。この角度において、キャビテーション効果と剪断 効果とが等しい速度により発生される。■１及び■、には、回転速度の成分Ｖ。

を付加しなければならない。しかしながら、回転は、超音波周波数に近い速度で 逆転されることはないため、Ｖｌは単方向であり、振動の１サイクル内では往復 運動しない。従って、右がキャビテーションを増大させることはない。ｖｒの接 線方向成分は、チップの縁部に一定の剪断速度を与える。この剪断速度に交番成 分■１が重畳される。しかしながら、■、の主機能は、単にｆＬｊｉ織の全体を ｖｔに曝すことである。

第１３図には、ハンドピースと、手術のために準備された関連機器とが示されて いる。制御ユニットはハンドピースコネクタ１２９を有しており、該ノｈンドピ ースコネクタ１２９は、モータの制御及び速度調節装置１２６、超音波発生器の 制御及び調節装置１２７及び電気外科発生器の制御及び調節装置１２８から、そ れぞれ、モータワイヤ１４２、超音波トランスデユーサライン１４３及び電気外 科導管１４１に適当な電圧及び電流を供給する。制御ユニットには、振動、回転 及び電気焼灼機能を付勢する足踏みスイッチ１３３も、コネクタ１４０を介して 接続されている。電気焼灼電流は、患者を通って、電極１３４に、従ってコネク タ１３９を介して電気外科発生器に戻される。望遠鏡取付は具８９には、ケーブ ル及びコネクタ１３５を介して、光フアイバ照明源及び強さ調節装置１３６が接 続されている。

吸引は、真空キャニスタ１３１を吸引源１３０に連結することにより行われる。

このキャニスタ１３１は標本トラップ１３２を有しており、該標本トラップ１３ ２は、ＩＩ’＋Ｂユニットのピンチ弁１３８に入っているチューブと直接連通し ている。

このピンチ弁１３８は、これを開放すると、第７図に示す取付は具９０に直接連 結された吸引ラインに真空を供給する。

洗浄流体は、患者の上の成る固定高さに吊り下げられたリザーバ１３７により与 えられる。このキャニスタ（リザーバ）１３７には、処置に適した流体が入れら れている。例えば、泌尿器の手術の場合にはグリシン、内視鏡手術の場合には食 塩水又は蒸留水である。弁９５は、洗浄流体の流れをシースからチップに、更に 手術箇所に流し或いは止める働きをする。

使用に際し、外科医は、シース９７を本来のオリフィス又は外科的に導入された オリフィスに挿入する。次に、外科医は、弁９５を操作するか、或いは溶液リザ ーバの高さを変えることにより洗浄流体の流れを調節して、充分な視認性が得ら れるようにする。制御ユニットの調節と共に足踏みスイッチを操作することによ り、最適な組織切開速度が得られるように振幅及び回転速度を選択できる。必要 ならば、再び足踏みスイッチを操作することにより電気焼灼電流を流すことがで きる。第１３図の下方の足踏みスイッチペダルは３つの位置を有している。第１ 位置は吸引器のピンチ弁を開放させ、第２位置は超音波振動を付勢し、第３位置 はチップを回転させる。上方の足踏みスイッチペダルは、電気焼灼電流を制御す る。

本発明の重要な特徴は、全ての療法すなわち、吸引、振動、回転、電気焼灼及び チップの伸長及び収縮を独立的に操作できることである。図示の足踏ろス・（ｙ 子は、これらの別々の機能を辿み合わせる便利な方法の一例である。

本発明は、中空軸を偏えたモータの使用に限定されないことに留意すべきである 。成る場合には、同心状の通路をもたないモータにギア列が股？、ｆられる。１ ランスデ−プ、−サを第１４図に示すように変更すれば、洗浄ポート９５を真空 源にｉ！結することにより、洗浄ボート９５を通し２て吸引することが可能にな る。第８図（ζ連続的に示されたトランスデユーサの吸引通路は、第１４図に番 号１７０で示ｔ′箇所にＰ端している６ＦＪＪ断された組織は、チップを通って 進み、交差孔１６９を通り、１゛号１７１で示す部分を通ってポートに至る。

第１４図には、圧電材料の別の用途も示されでいる９この実施例では、クリスタ ルが管ではなくディスク１６７であり、該ディスク１６７の電極が両面にメ７・ キされている。これらの両面は、セラミックスペーサ１６８により１ランスデコ ーサの残部から絶縁されている金属リング１６６に当接している。これらの金属 リング１６６には、クリスタルを励起できるようにブラシが接触している。この 形式のクリスタルにおいては、電極間に印加される電圧により厚さに変化が生し 、伸長振動が再度励起される。

シースのサーイズは、人体の殆どの本来の開口に通すことができるように、約９ ５フレンチ（約３２開）が好ましい。また、この比較的小さなサイズにすること により、装置を例えば膝の手術に使用するときに、外科医が形成する外科的開口 を小さくすることができる。本発明の装置は、理想的には、関節鏡手術において 半月を切断するのに適している。

第１５図には、超音波トランスデユーサを回転させるフレキンプルケーブルを介 してハンドピースに外的に連結されるモータの使用法が示されている。ケーブル １７７自体は、可撓性を有するけれども静止した導管１７９を有しており、該導 管１７９は、可撓性軸１７８　（該可撓性軸１７８は導管１７９により形成され る湾曲路を通って回転を伝達できるマルチストランドワイヤで作るのが好ましい ）を閉じ込め且つ保護している。

導管１７９は、その一端がモータハウジングに対して着脱自在に連結され、他端 が保持カラー１８１を介してパン１−ピースの後部隔壁２１２に連結される。保 持カラー１８１は、ナツト１８０とハウジングとの間６、ニザ゛７ノドイツチさ れ、導管１７９にせメン）・止めされるか永久的に固定される７ハンドビースの 外部で、可撓性軸１７８は千−夕のアーマチャに連結される。

、−のケーブルは、導管を通ってハンドピースに入り、番＝ｔａ′？、でボずよ らなビン係合乙こ終端している。この保合は、正方形、長方形ヌは楕円形の形状 をもつビン１８３を介して行われ、相手キャビティ１８２内に挿入したときに絶 縁カップリング１８７に回転を伝達できると同時に、ビン１８３とギヤビーティ １８２との軸線方向の相対変位をも可能にしている。キャビテ、１８２を含むチ ャックが、保合時にケーブルの撓みによりヰし、るスラストその他の力を受け止 めるベアリング１８６に支持されている。ビン１８３はキャビ・ディ１日２内で 軸線方向に自由に摺動できるため、超音波トランスデユーサ及びチップは、２モ ータにより回転が維持されている間に親指ｌ・リガを操作することにより、軸線 方向に変位することができる。

この実施例は、同心状吸引を除く前述の全ての機能を保有している。殺菌流、体 及び組織がチップにより吸引されること、及び収集容器への搬送中のそれらの殺 菌状態を維持しなければならないことのため、吸引は、第１４図に詳細に示した 機能をもつトランスデユーサユニオンの交差孔を通して第」６図の装置により行 われる。従って、第１６図において、トランスデユーサのステムは中実体として 示しである。

本願において説明した上記装置は本発明の目的を満たし得るように良く意図され たものであることは明らかである。当業者には種々の変更を考え得るであろうが 、それらの全ての変更は本発明の精神及び範囲内に含まれるものである。

ＦＩＧＵＲＥ　１ ＦＩＧ、５ｂ　ＦＩＧ、５゜ ｎ 国際調査報告

Claims (43)

【特許請求の範囲】
1. １．セメントを収容している骨又は骨小腔からセメントを除去する方法において 、被験者の骨又は骨小腔に存在するセメントに機械的振動を加えてセメントの領 域を振動により溶融し、 吸込みすなわち吸引により、骨又は骨小腔から溶融セメントを除去することを特 徴とする方法。
2. ２．更に、骨又は骨小腔からセメントを剪断することを特徴とする請求の範囲第 １項に記載の方法。
3. ３．骨又は骨小腔に機械的振動を加えている間に、セメントを剪断することを特 徴とする請求の範囲第２項に記載の方法。
4. ４．更に、被験者の骨又は骨小腔から除去後に、溶融セメントを収集することを 特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。
5. ５．更に、セメントの除去を助けるため、セメント及び骨又は骨小腔を洗浄する ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。
6. ６．溶融セメントの除去を助けるため、吸込みすなわち吸引とほぼ同時に超音波 による機械的振動をセメントに加えることを特徴とする請求の範囲第１項に記載 の方法。
7. ７．機械的振動が可能な長い中空器具の端部を骨セメントに適用し、前記管の振 動によりセメントの領域を溶融し、前記管を通して供給される吸引力により溶融 セメントを吸引する段階を有していることを特徴とする請求の範囲第１項に記載 の方法。
8. ８．セメントに適用される長い中空器具が外科用装置の一部であり、該外科用装 置が更に、 第１端部及び第２端部を備えたハンドピースを有しており、該ハンドピースが第 １端部により形成された第１開口を備えており、前記器具が前記第１開口から延 びており、 加えられる電流に応答して機械的振動を発生する、ハンドピース内の振動源を有 しており、該振動源が、振動が生じない位置においてハンドピースに取り付けら れた前記長い中空器具と作動連結されており、骨小腔から溶融セメントを吸い込 む吸引手段を更に有しており、前記方法が振動の付与を制御する段階を有してい ることを特徴とする請求の範囲第７項に記載の方法。
9. ９．前記装置が更に、前記長い中空器具をその長手方向軸線の回りで少なくとも １回転させることができるように前記振動源に作動連結された回転手段を有して おり、該回転手段がまた、前記器具がセメントに剪断力を加えることを可能にし 、前記方法が、骨セメントに剪断力を加えるために前記器具を回転させる段階を 有していることを特徴とする請求の範囲第８項に記載の方法。
10. １０．溶融すべきセメントの領域に機械的振動が当てられるようにするため、セ メントに適用される長い中空器具の端部の開口が、前記中空器具の残部より小さ な直径部分をもつように選択する端階を更に有していることを特徴とする請求の 範囲第９項に記載の方法。
11. １１．長い中空器具の長手方向縁部を備えた半円形状トラフを形成する小径部分 により、器具が回転している間の溶融セメントの剪断力を増大させる段階を更に 有していることを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の方法。
12. １２．モータにより回転力を発生させ、該回転力を前記振動源及び前記長い中空 器具に伝達してこれらを回転させる段階を更に有していることを特徴とする請求 の範囲第９項に記載の方法。
13. １３．前記長い中空器具を冷却する段階及び前記中空器具の端部における横方向 振動を減衰させる段階を更に有していることを特徴とする請求の範囲第８項に記 載の方法。
14. １４．溶融セメントの除去を助けるため、溶融セメントの領域を洗浄する段階を 更に有していることを特徴とする請求の範囲第１３項に記載の方法。
15. １５．溶融セメントの除去を助けるため、前記吸引手段と同心状に配置された、 前記中空器具を冷却し且つ減衰させる配向及び位置決め手段を更に有しているこ とを特徴とする請求の範囲第１３項に記載の方法。
16. １６．骨又は骨小腔からセメントを除去する外科用装置において、被験者の骨又 は骨小腔に存在するセメントに機械的振動を加えてセメントを振動により溶融さ せる長い中空器具と、該中空器具を通して、吸込みすなわち吸引により骨又は骨 小腔から溶融セメントを除去する手段と、 第１端部及び第２端部を備えたハンドピースとを有しており、該ハンドピースが 第１端部により形成された第１開口を備えており、前記器具が前記第１開口から 延びており、 加えられる電流に応答して機械的振動を発生する、ハンドピース内の振動源を有 しており、該振動源が、振動が生じない位置においてハンドピースに取り付けら れた前記長い中空器具と作動連結されており、セメントに剪断力を付与すべく前 記中空器具を回転させる回転手段を更に有していることを特徴とする外科用装置 。
17. １７．前記回転手段が、前記長い中空器具をその長手方向軸線の回りで少なくと も１回転させることができるように前記振動源に作動連結されており、前記回転 手段がまた、前記器具がセメントに剪断力を加えることを可能にしていることを 特徴とする請求の範囲第１６項に記載の外科用装置。
18. １８．セメントに適用される長い中空器具の端部の開口が、前記中空器具の残部 より小さな直径部分を有していることを特徴とする請求の範囲第１７項に記載の 外科用装置。
19. １９．長い中空器具の小径部分が、セメントを剪断するための長手方向縁部を備 えた半円形状トラフを形成していることを特徴とする請求の範囲第１８項に記載 の外科用装置。
20. ２０．前記回転手段が、回転力を発生させるモータと、回転力を前記振動源及び 前記長い中空器具に伝達してこれらを回転させる手段とを備えていることを特徴 とする請求の範囲第１７項に記載の外科用装置。
21. ２１．前記振動源が、 電気的接触手段を備えた管状の圧電クリスタルと、該圧電クリスタルを前記長い 中空器具に連結するユニオン手段であって、前記長い中空器具と連通する中央の 貫通通路を備えたユニオン手段と、前記圧電クリスタル内に配置されており且つ 前記長い中空器具とは反対側に延びている中空ステムとを備えていることを特徴 とする請求の範囲第１６項に記載の外科用装置。
22. ２２．前記ステムが前記圧電クリスタルの作動周波数では共振しない長さを有し ており、前記長い中空器具手段がГ／４＋ｎГ／２（ここで、ｎは０又は整数、 Г＝ｆ／ｃ（ここで、ｆは作動周波数、ｃは長い中空器具の伸長波の速度）であ る）の長さを有していることを特徴とする請求の範囲第２１項に記載の外科用装 置。
23. ２３．溶融セメントの除去を助けるべく、前記中空器具を冷却し且つ該中空器具 の端部における横方向振動を減衰させる冷却及び減衰手段を更に有していること を特徴とする請求の範囲第１７項に記載の外科用装置。
24. ２４．前記冷却及び減衰手段が、吸引手段の回りで同心状に配向及び配置されて いることを特徴とする請求の範囲第２３項に記載の外科用装置。
25. ２５．前記冷却及び減衰手段が、 第１端部及び第２端部を備えた中空スリーブを有しており、該中空スリーブが前 記長い中空器具を包囲して該中空器具との間に空間を形成しており、前記中空ス リーブの第１端部が前記ハンドピースの第１開口と連通しており、前記中空器具 が前記中空スリーブの第２端部を越えて延びており、セメントと接触する端部に おける前記中空器具の一部が切り欠かれており、該切欠きが前記中空スリーブの 第２端部の内側から開始しており、前記中空ステムの内部に配置された中空管を 更に有しており、該中空管が前記ステムとの間に第２空間を形成しており、前記 中空管が前記中央通路と連通していて吸引した物質を通すことができ、前記第２ 空間が、ユニオン部材により形成された冷却ポートを介して前記第１空間と連通 していて冷却及び減衰流体を通すことができることを特徴とする請求の範囲第２ ２項に記載の外科用装置。
26. ２６．前記ステムが前記圧電クリスタルの作動周波数では共振しない長さを有し ており、前記長い中空器具手段がГ／４＋ｎГ／２（ここで、ｎは０又は整数、 Г＝ｆ／ｃ（ここで、ｆは作動周波数、ｃは長い中空器具の伸長波の速度）であ る）の長さを有していることを特徴とする請求の範囲第２５項に記載の外科用装 置。
27. ２７．ハンドピースと、 加えられる電流に応答して機械的振動を発生する、前記ハンドピース内の振動源 と、 該振動源に作動連結されており且つ本質的に振動運動が生じない位置においてハ ンドピースに取り付けられた長い器具手段とを有しており、該器具手段がハンド ピースから手術箇所まで延びており、前記器具手段の振動により水和された生物 学的物質の分解及び除去を行い、前記長い器具手段をその周囲で少なくとも１回 転させることができるように前記振動源に作動連結された回転手段を有しており 、該回転手段は、前記器具手段が水和されていない生物学的物質を除去すること を可能にし、除去された生物学的物質を手術箇所から吸い込む助けをするため、 手術箇所を流体で洗浄する手段と、 洗浄流体及び除去した生物学的物質を手術箇所から吸い込むための吸引手段とを 更に有していることを特徴とする外科用器具。
28. ２８．前記長い器具手段が、生物学的物質に大きな剪断力を付与する傾斜チップ を備えていることを特徴とする請求の範囲第２７項に記載の外科用器具。
29. ２９．前記長い器具手段が閉鎖チップ部分を備えており、該閉鎖チップ部分が、 ここから間隔を隔てた位置に設けられた少なくとも１つの孔を備えており、該孔 が、生物学的物質の除去を更に容易にする窓を前記器具手段に形成していること を特徴とする請求の範囲第２７項に記載の外科用器具。
30. ３０．前記ハンドピース内に配置された、前記振動源及び回転手段を取り付ける ための支持構造体を更に有しており、該支持構造体が、前記ハンドピースに対し て独立した長手方向移動が可能であることを特徴とする請求の範囲第２７項に記 載の外科用器具。
31. ３１．前記振動源が管状の圧電クリスタルを備えており、該圧電クリスタルの内 面及び外面には電極が設けられており、前記振動源が更に、前記圧電クリスタル を前記長い器具手段に連結するユニオンと、前記回転手段まで延びているステム とを備えていることを特徴とする請求の範囲第３０項に記載の外科用器具。
32. ３２．前記回転手段が、回転力を発生させるモータと、回転力を前記振動源のス テム及び前記長い器具手段に伝達してこれらを回転させる手段とを備えているこ とを特徴とする請求の範囲第３１項に記載の外科用器具。
33. ３３．前記ステムが前記圧電クリスタルの作動周波数では共振しない長さを有し ており、前記長い器具手段がГ／４＋ｎГ／２（ここで、ｎは０又は整数、Г＝ ｆ／ｃ（ここで、ｆは作動周波数、ｃは前記器具手段の伸長波の速度）である） の長さを有していることを特徴とする請求の範囲第３２項に記載の外科用器具。
34. ３４．前記ステム及びユニオンから前記圧電クリスタル及びモータの各々を電気 的に絶縁する絶縁手段を更に有していることを特徴とする請求の範囲第３３項に 記載の外科用器具。
35. ３５．前記絶縁手段がセラミックスペーサを備えており、除去されない生物学的 物質を焼灼する電流を供給すべく前記長い器具手段を付勢する手段を更に有して いることを特徴とする請求の範囲第３４項に記載の外科用器具。
36. ３６．前記付勢手段がばね部材を備えており、該ばね部材が電流源に接続されて おり且つベアリング手段を介して前記ステムに接触していることを特徴とする請 求の範囲第３５項に記載の外科用器具。
37. ３７．前記振動源手段が圧電ディスクを備えており、該圧電ディスクの両面に電 極が設けられていることを特徴とする請求の範囲第２７項に記載の外科用器具。
38. ３８．前記長い器具手段を包囲する長いシースを更に有していることを特徴とす る請求の範囲第２７項に記載の外科用器具。
39. ３９．請求の範囲第３９項に記載の外科用器具を有しており、前記ハンドピース から前記手術箇所を覗く覗き手段を更に有していることを特徴とする内視鏡式超 音波吸引器。
40. ４０．前記覗き手段が、手術箇所を見易くするため、前記手術箇所を照明する手 段を更に備えていることを特徴とする請求の範囲第３９項に記載の内視鏡式超音 波吸引器。
41. ４１．前記覗き手段が前記シース内に配置されていることを特徴とする請求の範 囲第３９項に記載の内視鏡式超音波吸引器。
42. ４２．前記シースがその前端部にフード部材を備えており、前記覗き手段を介し て前記手術箇所の妨げのない視野が得られるようにしたことを特徴とする請求の 範囲第３９項に記載の内視鏡式超音波吸引器。
43. ４３．前記回転手段が、前記長い器具を時計回り方向又は反時計回り方向のいず れの方向にも回転できることを特徴とする請求の範囲第２７項に記載の外科用器 具。