JPH07313520A - 流体ジェット外科切断工具 - Google Patents

流体ジェット外科切断工具

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JPH07313520A
JPH07313520A JP6171080A JP17108094A JPH07313520A JP H07313520 A JPH07313520 A JP H07313520A JP 6171080 A JP6171080 A JP 6171080A JP 17108094 A JP17108094 A JP 17108094A JP H07313520 A JPH07313520 A JP H07313520A
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fluid
pressure
chamber
surgical cutting
cannula
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JP6171080A
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Scott Bair
ベア スコット
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Original Assignee
Sentinel Medical Inc
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    • A61B17/32—Surgical cutting instruments
    • A61B17/3203—Fluid jet cutting instruments
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A61B2017/00017—Electrical control of surgical instruments
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    • A61F9/00—Methods or devices for treatment of the eyes; Devices for putting-in contact lenses; Devices to correct squinting; Apparatus to guide the blind; Protective devices for the eyes, carried on the body or in the hand
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    • A61F9/007—Methods or devices for eye surgery
    • A61F9/00736—Instruments for removal of intra-ocular material or intra-ocular injection, e.g. cataract instruments

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 外科切断及び切除用パルス流体ジェット器具
を提供することにあり、組織への高圧流体の放出を防止
することによって本質的に安全であるように設計され、
その上、使用される流体の量を最小にしながら、切断及
び乳化を最適にするパルス特性を有する如くする。 【構成】 流体入口を有するハウジングと、ハウジング
から延び、ハウジングの流体入口から間隔を隔てた遠位
端を有するカニューレと、ハウジング内に配置された増
圧機構と、を有する流体ジェット外科切断器具におい
て、ハウジングはガス源に連結でき、増圧機構はガス源
に応答して流体入口を通して供給された低圧流体をカニ
ューレの遠位端において高圧流体出力に変換することを
特徴とする流体ジェット外科切断器具。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般的には、外科用切断
工具に関し、より詳細には、活性切断材として流体ジェ
ットを使用する切断工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近では、外科用メスのような伝統的な
外科用切断工具に取って代わる新しい技術に大きな関心
がある。レーザを基本とした工具、電気外科カッター、
プラズマジェット、及び流体ジェットが全て種々の外科
及び医療処置を改善するのに導入されてきた。各技術は
特定の処置には利点と固有の欠点を有している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】流体ジェットカッター
は、これを魅力のある新しい技術にする幾つかの特性を
有している。例えば、パルス流体ジェットカッターは、
デリケートな手術において安全性の危険因子になること
がある電流や電圧を伴わない。なおその上、流体ジェッ
トによって熱は殆ど発生されない。又、電気外科工具及
び或るレーザ器具と違って、パルス流体ジェットの作用
を極端に局部化することができ且つその作用は指向性に
なる。その上、流体ジェットカッターは、高圧パルスジ
ェットが柔らかい組織を乳化する傾向があるため、柔ら
かい組織を除去することに優れており、又乳化した組織
は手術区域から吸引により容易に移送される。これに対
して、レーザカッター及び電気外科カッターのような競
合技術は切除又は電気熱分解にらり組織を除去する。こ
れらの作用の両方は、副行熱損傷及び壊死を引き起こす
傾向があり、これは一般的には、医療の目的に好ましく
なく、しばしば耐えられない。実際、流体ジェット切断
装置がその一体部分として吸引及び排出を有する事実
は、多くの外科目的にとって付加益である。外科切断及
び切除はしばしば、手術区域を塞ぐ放血を伴い、外科医
は、適切な視覚化を可能にするために、アシスタントを
使って手術区域を吸引しなければならない。流体及び乳
化した組織を吸引する流体ジェット装置は又、外科医に
よる視覚化に影響を及ぼすかもしれない血液及びその他
の流体を除去し、流体ジェット装置は人を更に伴うこと
なくそれを行う。
【０００４】しかしながら、先行技術で知られた流体ジ
ェット装置は、それらの有用性を制限するある負の特性
を有している。身体の細い腔や器官内では、切断器具に
よって導入される流体の容積は器具の吸引能力を超え、
有害な副作用がある膨張や拡張をもたらしてしまう。乳
化作用は主として、高圧流体ジェットをパルスにする結
果であり、パルスのパラメータは組織を効率的に乳化す
る上において重要である。一般的に言って、先行技術の
流体ジェット工具は、組織を効果的に且つ完全に乳化す
るのに十分に短い完全な高圧流体パルスを達成すること
ができなかった。高圧で送出されない流体パルスのいか
なる部分も有効ではなく、単に流体を手術区域に加える
に過ぎない。その結果、大量の流体が所定の切断又は切
除処置のために消費され、外科医はより多くの時間を必
要とし、工具にもっと強い吸引能力を講ずる必要があ
る。安全対策として、流体ジェット切断工具が、柔らか
い組織に深く迅速に浸入し、破滅的な損傷を引き起こす
ことがある高圧流体の定常流を放出しないようにするこ
とは重要である。或る先行技術のパルス流体ジェット器
具は、高圧流を本質的に防止するように設計されておら
ず、重大な事故を回避するために、外部装置によって入
念に制御されなければならない。
【０００５】本発明は一般的には、外科切断及び切除用
パルス流体ジェット器具からなる。器具の顕著な特徴
は、器具が、組織への高圧流体の定常流の放出を防止す
ることによって本質的に安全であるように設計されるこ
とである。その上、器具は、使用される流体の量を最小
にしながら、切断及び乳化を最適にする優れたパルス特
性を有する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の器具はハンドピ
ースから延びるカニューレを有し、カニューレは切断及
び乳化の目的でパルス流体ジェットを放出するように設
計された内側ニードルと、流体及び組織の吸引及び排出
のため、負圧源に連結された同心の外側ニードル又はチ
ューブとを有する。ハンドピースは、比較的低圧で流体
を受け、各々ほぼ矩形の圧力波形を有する一連の高圧パ
ルスでジェットニードルから流体を圧送するように往復
的に且つ反復的に作動する増圧ピストン装置を特徴とす
る。増圧ピストンはＴ─形であって、駆動ボアを作動室
と引っ込み室とに分割する広いヘッドを有する。双安定
性バルブは、ピストンを駆動して移動させるために、高
圧ガスを作動室に流入させるように連結される。ピスト
ンの狭い端が、流体供給部に連結された流体ポンプ室に
配置される。
【０００７】
【作用】移動するピストンは流体をポンプ室から第１逆
止弁を介して流体ジェットニードルに押し入れ、流体ジ
ェットニードルは高圧流体パルスを組織の標的に差し向
ける。双安定性弁が切り替わって加圧ガスを引っ込み室
に流入させ、ピストンを逆に駆動し、ポンプ室に第２逆
止弁を介して流体を再び満たす。ハンドピースには高圧
流体が供給されず、ピストンの増圧ポンプ作用だけが高
圧流体パルスを作る。その上、ピストンを駆動するガス
供給部は比較的低圧であるから、ガス圧力は患者に対す
る安全上の危険にはならない。かくして、ピストン機構
の故障により、高圧流体流を放出することがなく、器具
は、高圧流体源に連結される先行技術の器具よりも本質
的に安全である。
【０００８】
【実施例】本発明は、一般的には、切断、切除、組織の
乳化及び除去用のパルス流体ジェット式外科器具からな
る。図１を参照すると、外科器具は、手で用いられるよ
うになったハンドピース２１を有し、カニューレ２２が
このハンドピースから延びている。カニューレは外科切
断及び組織乳化用の高圧流体のパルスジェットを出す。
カニューレ２２は吸引装置２３に連結され、吸引装置
は、外科器具によって導入れさる流体や体液及び乳化し
た組織を除去する真空吸引を作る。ハンドピース２１は
又低圧流体供給部２６に連結され、この低圧流体供給部
は高圧のパルス切断ジェットを形成する流体を提供す
る。低圧流体供給部２６は又ハンドピース２１に連結さ
れて、ハンドピースに動力を与えて高圧流体パルスを生
じさせる。外科器具は図２に示すように外科医によって
用いられて、治療目的で外科切断及び切除作用を生じさ
せる。最初、ハンドピース２１はいかなる種類の高圧源
との連結も成されておらず、従って、高圧流体流を患者
に導入することはない。かくして、本器具は先行技術に
おいて知られた多くの類似き器具よりも本質的に安全で
ある。
【０００９】図３について、ハンドピース２１は内部ガ
スリザーバ３１を有し、このリザーバはポート３２を介
して低圧ガス供給部２６に連結される。ハンドピースは
又、ボア３３の中に圧力密封、直動の仕方で同心に配置
された広いヘッド３７を有するピストン３６を備える。
ヘッド３７はボア３３を駆動室３４と引っ込み室３８と
に分割する。引っ込み室はポート３９を介して作動弁
（図示せず）に通じ、作動弁は引っ込み室３８を選択的
に通気し、装置のパルス操作を可能にする。ハンドピー
スは更に、ボア４２内に摺動自在に配置されたバルブピ
ントル４１からなる双安定性バルブ組立体４０を有す
る。ボア４２は通路４３を介してボア３３の引っ込み室
３８に連結されている。バルブポート４４は駆動室３４
からガスリザーバ３１まで延び、バルブピントル４１の
先端は、ガスリザーバから駆動室へのガスの流れを選択
的に阻止するためにボート４４に着座する。圧縮ばねが
ボア４２内に配置されてポート４４を閉鎖すべくピント
ルを押す。ピストン３６は、ポンプ室５１内に配置され
た細いポンプ端５２を有する。ポンプ室５１は出口通路
５０を介して逃がし弁５３に通じ、逃がし弁５３は、ジ
エット出口ポートに連結されたチューブ５４に通じてい
る。逃がし弁５３は比較的高い圧力で開くように設定さ
れているから、流体の流れは、ポンプ室内に圧力が高い
値を得るまでジエット出口ポートに許されない。この構
成では、ジエットパルスは専ら高圧流体からなり、各パ
ルスの圧力対時間のプロフィールは矩形の波形に近づ
く。無菌の塩水溶液、リンゲルの溶液等のような流体が
供給部２４から入口ポート５６及びボール逆止弁５７を
介してポンプ室に供給される。
【００１０】図３に示す装置を操作するために、ポート
３９に連結された作動弁を開き、引っ込み室を周囲の圧
力に通気する。ボア４２内の圧力も、通路４３の連通に
より、低下し、リザーバ３１内のガス圧力はピントル４
１に作用するばね力に打ち勝つ。ピントル４１はボア４
２の中へ押し入れられポート４４を開き、加圧ガスをリ
ザーバ３１から駆動室３４へ流入させる。ピストンはジ
ェットチューブ５４に向かって移動し、ポンプ室５１内
の流体を圧縮する。流体室内の圧力が逃がし弁５３の閾
値を超えるとき、流体がジェットチューブ５４から高圧
流体パルスとして追い出される。注目すべきこととし
て、ピストンヘッド３７の駆動面の面積がポンプ端５２
よりも遙に大きく、ヘッド３７に生じた力がポンプ室の
遙に小さい流体表面積に伝達される。その結果、ピスト
ンを駆動するガス圧力は大きく拡大され（十倍又はそれ
以上に）、それによって、低圧流体供給部及び低圧ガス
供給部から高圧パルスを作る。例えば、流体はほぼ１０
０psigで供給され、逃がし弁は３００psig又はそれ以上
で開くように設定されるのがよい。器具に供給されるガ
ス圧力が１００─１２０psigであるとしても、圧力パル
ス中に生じた最大圧力は１０００psigを超えるかも知れ
ない。
【００１１】作動弁が閉じられるとき、ピントル４１を
通り越して漏れて通路４３の中を通るガス圧力は引っ込
み室３８内で圧力を高め始める。圧力は又ボア４２でも
高まり、ピントルを押して移動させ入口ポート４４を密
封する。ガス圧力は駆動室３４からブリード通路５６を
通って流出し、ピストンは引っ込む。逃がし弁５３は、
ピストンが引っ込み始めるときに閉じ、入口弁５７が開
いてポンプ室を再び満たす。かくして、１つの高圧流体
ジェットパルスを完了し、装置は他のパルスを送出する
ように設定される。しかしながら、他のパルスを開始す
るには作動弁を再び開かなければならず、機構は自由に
作動していないことに気づくべきである。かくして、停
止後器具が追加のパルスを送出する可能性はなく、装置
は他の重要な特性において本質的に安全である。図４に
ついて、ハンドピースの更なる態様１２１が、効率的な
製造、清掃及び保守のために器具の機械的設計を最適に
するように設計されている。ハンドピース１２１は内部
ガスリザーバ１３１を有し、このリザーバはサイドポー
ト１３２を介して低圧ガス供給部２６に連結される。ハ
ンドピースは、ボア１３３の中に圧力密封、直動の仕方
で同心に配置された広いヘッド１３７を有するピストン
１３６を備える。ヘッド１３７はボア１３３を駆動室１
３４と引っ込み室１３８とに分割する。引っ込み室はポ
ート１３９を介して作動弁（図示せず）に通じ、作動弁
は引っ込み室１３８を選択的に通気し、装置のパルス操
作を可能にする。作動弁はハンドピースに設けられた空
気スイッチからなってもよいし、或いはポート１３９に
チューブによって接続されたフットスイッチからなって
もよい。ブリードポート１５６が駆動室１３４から周囲
大気まで延びる。ハンドピースは更に、ボア１４２内に
摺動自在に配置されたバルブピントル１４１からなる双
安定性バルブ組立体１４０を有する。バルブポート１４
４が駆動室１３４からポート１６１を介してガスリザー
バ１３１まで延び、バルブピントル１４１の先端は、ガ
スリザーバから駆動室へのガスの流れを選択的に阻止す
るためにボート１４４に着座する。圧縮ばね１４５がボ
ア１４２内に配置されてポート１４４を閉鎖すべくピン
トルを押す。連結体１６０がボア１４２の外端に連結さ
れ、そしてボア１４２を引っ込み室１３８のポート１３
９と連通状態にするように連結される。
【００１２】ピストン１３６は、ポンプ室１５１内に配
置された細いポンプ端１５２を有する。ポンプ室１５１
は出口通路１５０を介して逃がし弁１５３に通じ、逃が
し弁１５３は、ジエット出口ポートに連結されたチュー
ブ１５４に通じている。逃がし弁１５３は比較的高い圧
力で開くように設定されているから、流体の流れは、ポ
ンプ室内に圧力が高い値を得るまでジエット出口ポート
に許されない。この構成では、ジエットパルスは専ら高
圧流体からなり、各パルスの圧力対時間のプロフィール
は矩形の波形に近づく。無菌の塩水溶液、リンゲルの溶
液等のような流体が供給部２４から入口ポート１５６及
び逆止弁１５７を介してポンプ室に供給される。装置１
２１を操作するために、ポート１３９及び１６０に連結
された作動弁を開き、引っ込み室を周囲の圧力に通気す
る。ボア１４２内の圧力も、ポート１３９と連結体１６
０との間の連結により、低下し、リザーバ１３１からポ
ート１６１を介して送出されるガス圧力はピントル１４
１に作用するばね力に打ち勝つ。ピントル１４１はボア
１４２の中へ押し入れられ、ポート１４４を開き、加圧
ガスをリザーバ１３１から駆動室１３４へ流入させる。
ピストンはジェットチューブ１５４に向かって移動し、
ポンプ室１５１内の流体を圧縮する。流体室内の圧力が
逃がし弁１５３の閾値を超えるとき、流体がジェットチ
ューブ１５４から高圧流体パルスとして追い出される。
【００１３】作動弁が閉じられるとき、ピントル１４１
を通り越して連結部を通してポート１３９に漏れるガス
圧力は引っ込み室１３８内で圧力を高め始める。圧力は
又ボア１４２でも高まり、ばね１４５がピントルを押し
て移動させ入口ポート１４４を密封する。ガス圧力は駆
動室１３４からブリード通路１５６を通って流出し、引
っ込み室内のより高い圧力により、ピストンを引っ込め
させる。逃がし弁１５３は、ピストンが引っ込み始める
ときに閉じ、入口弁１５７が開いてポンプ室を再び満た
す。かくし１つの高圧流体ジェットパルスを完了し、装
置は他のパルスを送出するように設定される。前の実施
例におけるように、他のパルスを開始するには作動弁を
再び開かなければならず、機構は自由に作動していな
い。かくして、停止を望んだ後器具が追加のパルスを送
出する可能性はない。図５及び６について、本発明のカ
ニューレ組立体２２はハウジング２０２から同軸にそし
て遠位方向に延びる吸引チューブ２０１を有する。ジェ
ットチューブ２０３が吸引チューブ内に同心的にそして
同軸的に配置され、ハウジング２０２内に固着されたマ
ンドレル２０４によって支持されている。ジェットチュ
ーブの遠位端は吸引チューブの遠位端内に僅かに引っ込
められ、ジェットチューブの近位端は上述した高圧パル
ス出力５４又は１５４に連結される。ハウジング２０２
の内部は吸引チューブ２０１の内部空間と連通し、ポー
ト２０６は吸引チューブを上述した吸引装置２３に連結
する。ハウジング２０２は上記のハンドピース２１又は
１２１のいずれにも結合される。
【００１４】ジェットチューブ２０３の遠位端はハンド
ピース装置から高圧流体の一列に続くパルスを放出し、
目標の組織を切断させそして乳化させる。吸引チューブ
によって行われる吸引はジェットチューブによって放出
された流体や乳化した組織及び体液を除去し、従って、
外科切断及び組織切除及び除去を迅速且つ効率的に行う
ことができる。
【００１５】
【発明の効果】本発明による外科切断及び切除用パルス
流体ジェット器具は、組織への高圧流体の定常流の放出
を防止するため本質的に安全であり、その上、器具は、
使用される流体の量を最小にしながら、切断及び乳化を
最適にする優れたパルス特性を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の流体ジェット外科器具の機能的なブロ
ック図である。
【図２】使用中の流体ジェット外科器具を示す斜視図で
ある。
【図３】本発明の流体ジェット外科器具の増圧部分の断
面図である。
【図４】流体ジェット外科器具の増圧部分の他の実施例
の断面図である。
【図５】流体ジェット外科器具のカニューレ部分の断面
図である。
【図６】流体ジェット外科器具のカニューレ部分の端面
図である。
【符号の説明】
２１ ハンドピース ２２ カニューレ ３３ ボア ３４ 作動室 ３６ 増圧ピストン ３８ 引っ込み室 ４０ 双安定性バルブ ５１ ポンプ室 ５２ ピストンの狭い端 ５３ 第１逆止弁 ５７ 第２逆止弁 １２１ ハンドピース １２２ カニューレ １３３ ボア １３４ 作動室 １３６ 増圧ピストン １３８ 引っ込み室 １４０ 双安定性バルブ １５１ ポンプ室 １５２ ピストンの狭い端 １５３ 第１逆止弁 １５７ 第２逆止弁

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 流体入口を有するハウジングと、 ハウジングから延び、ハウジングの流体入口から間隔を
    隔てた遠位端を有するカニューレと、 ハウジング内に配置された増圧機構と、を有する流体ジ
    ェット外科切断器具において、 ハウジングはガス源に連結でき、増圧機構はガス源に応
    答して流体入口を通して供給された低圧流体をカニュー
    レの遠位端において高圧流体出力に変換する、ことを特
    徴とする流体ジェット外科切断器具。
  2. 【請求項２】 増圧機構は流体出力をパルスにする、請
    求項１による流体ジェット外科切断器具。
  3. 【請求項３】 増圧機構は、ハウジングの内部を少なく
    とも駆動室と引っ込み室とに分離するピストンを有し、
    駆動室及び引っ込み室は、高圧流体出力をパルスにすべ
    くピストンの往復運動を行わせるためにガス源に連結さ
    れる、請求項２に記載の流体ジェット外科切断器具。
  4. 【請求項４】 増圧機構は、ハウジングの内部を少なく
    とも駆動室と流体室とに分離するピストンを有し、ピス
    トンの第１の端は加圧ガスによって往復的に駆動される
    ようになっており、ピストンの第２の端は前記低圧流体
    を圧送し且つ前記高圧流体パルスを形成するようになっ
    ており、ガス源は駆動室と連通し、流体源は流体室と連
    通し、流体室はカニューレと連通する、請求項１に記載
    の流体ジェット外科切断器具。
  5. 【請求項５】 流体室とカニューレとの間に配置された
    圧力逃がし弁を有し、逃がし弁は駆動室内の最大圧力よ
    りも小さい閾値圧力を有し、最大圧力が閾値圧力を超え
    るとき、逃がし弁が開き、流体は高圧でカニューレから
    追い出される、請求項４に記載の流体ジェット外科切断
    器具。
  6. 【請求項６】 ガス源は低圧であり、低圧ガス及び低圧
    流体がハウジングに供給されて増圧機構から高圧流体出
    力を生じさせる、請求項１に記載の流体ジェット外科切
    断器具。
  7. 【請求項７】 流体出力は、流体源からハウジングへの
    流体圧力入力よりも少なくとも５倍大きい圧力である、
    請求項６に記載の流体ジェット外科切断器具。
  8. 【請求項８】 引っ込み室は駆動室と理希有帯室との間
    に配置され、ピストンが内部を、駆動室を有する近位部
    分と、引っ込み室及び流体室を有する遠位部分とに分離
    する、請求項４に記載の流体ジェット外科切断器具。
  9. 【請求項９】 流体室は剛直室である、請求項１に記載
    の流体ジェット外科切断器具。
  10. 【請求項１０】 ピストン機構の往復運動を行わせるた
    めに、ガスを排出するための通気装置を更に有する、請
    求項３に記載の流体ジェット外科切断器具。
  11. 【請求項１１】 カニューレは複数の高圧流体パルスを
    組織の標的に差し向け、流体及び乳化した組織を組織の
    標的近くから吸引し、 前記ハウジングは前記カニューレを支持するための手段
    を有し、前記増圧機構は、前記ハウジング内で前記低圧
    流体及び加圧ガスから前記高圧流体パルスを発生させ、
    前記高圧流体パルスを、前記組織の標的に送出する前記
    カニューレ手段に送出するため、前記ハンドピース内に
    配置されている、請求項１に記載の流体ジェット外科切
    断器具。
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