JPH1147143A

JPH1147143A - 超音波套管針アセンブリ

Info

Publication number: JPH1147143A
Application number: JP10156829A
Authority: JP
Inventors: Scott D Wampler; スコツト・デイ・ワンプラー; Salvatore Privitera; サルバトール・プリビテラ
Original assignee: Ethicon Endo Surgery Inc
Current assignee: Ethicon Endo Surgery Inc
Priority date: 1997-05-27
Filing date: 1998-05-22
Publication date: 1999-02-23
Also published as: AU6810298A; CA2238558A1; EP0880939A1

Abstract

(57)【要約】【課題】患者の外傷を最小にする。【解決手段】超音波の套管針アセンブリは、内視鏡下
の外科手術法を実施するために、患者に套管針カニュー
レを挿入するために、一緒に使用することができる、超
音波栓子及び連結した套管針カニューレを含む。該超音
波栓子は、超音波エネルギーを導波管の遠位末端効果器
に伝送する、細長い導波管を含み、該末端効果器は、穿
通孔を作成するために患者の体腔壁に接して配置可能で
ある。該超音波栓子は、最初に形成された穿通孔を拡
張、拡大させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、概括的には、内視
鏡下の外科手術法に関連する使用のための超音波套管針
アセンブリに関し、そしてより具体的には、栓子により
超音波を使用して形成される比較的小さい穿通孔の拡張
をもたらすための、その遠位端部に遮蔽物様のインター
フェイス（interface）部材を有する、超音波套管針栓
子を含む套管針アセンブリに関する。

【０００２】

【従来の技術】患者に対する外傷の縮小及び、それらの
著しい経費節約の本質を鑑みて、侵襲性の最少の、内視
鏡下の外科手術法がますます普及してきた。このような
方法のために、套管針アセンブリは、具体的に、患者の
体腔壁の穿通をもたらすために使用される。具体的な套
管針アセンブリは、外側の管状のカニューレ、及び内側
の組織穿通栓子を含む。使用のためには、套管針アセン
ブリは、栓子が前進して体腔壁を穿通し、その後、孔を
通してカニューレを挿入することができるように配置さ
れる。次に栓子をカニューレ内から取り出し、その後カ
ニューレは、実施される外科手術法に関連する手術器具
及びその他の装置の挿入のための出入り口を提供する。

【０００３】超音波手術器具の使用はまた、このような
装置の独特な性能特性のお陰でますます普及している。
このような装置は、具体的な器具の形態及び手術パラメ
ーターに応じて、組織の切断及びホメオスタシスを実質
的に同時に提供し、それにより望ましくは再度患者の外
傷を最小にすることができる。

【０００４】引用により本明細書に取り込まれている、
米国特許第５，４４９，３７０号明細書は、套管針アセ
ンブリの管状カニューレの、それに続く導入のための、
体腔壁の超音波による穿通をもたらすように形成された
超音波栓子を含む、超音波套管針アセンブリにつき公表
している。套管針アセンブリの栓子は、体腔の穿通に伴
う患者の外傷を最小にするために、太い又は丸い先端を
与えられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、患者の外傷
を最小にし、それにより多方面の用途を可能にし、患者
の早急な回復を促進するように形成された超音波套管針
アセンブリに関する。

【０００６】

【発明の構成】本発明の原理を表す超音波套管針アセン
ブリは、接続された管状套管針カニューレと一緒に使用
のために形成された、超音波套管針栓子を含む。栓子
は、患者の体腔壁の穿通をもたらすために超音波エネル
ギーを与えられる末端効果器（effector）部分を含む。
更に、栓子は、該末端効果器を囲みそしてそれから外側
に発散する（diverge）、非振動性の鞘様のインターフ
ェイス部材を含む。この組み合わせ装置（arrangemen
t）が体腔の超音波による穿通、それに続く、非振動性
のインターフェイス部材による穿通孔の拡張（dilatio
n）を可能にする。

【０００７】示された具体例に係る、套管針アセンブリ
の超音波栓子は、その中に超音波トランスジューサーア
センブリを配置されたハウジングを含む。概括的に細長
い超音波導波管はハウジングから伸びて、導波管を通る
超音波エネルギーの伝送のためのトランスジューサーア
センブリに、操作可能に連結された近位端部を含む。導
波管は、好ましくは、概括的に丸く太い又は尖っていな
い先端部として形成された、その遠位端部の末端効果器
を含む。

【０００８】本発明に係るインターフェイス部材は、導
波管の末端効果器を取り囲み、それから外側に発散して
いる。インターフェイス部材は好ましくは、それにより
その露出した末端部分を区画する、末端効果器の自由端
から隙間を空けて置かれた、遠位部分を含む。インター
フェイス部材は外側、後方に発散する形態を有し、概括
的に頭切り円錐型又は湾曲型の可能性があり、そして接
続された導波管の末端効果器により形成される穿通孔の
拡張をもたらすように形成されている。インターフェイ
ス部材は、栓子の導波管の中心線から約１０゜から約６
０゜の角度で外側に向かって細くなっていると考えられ
る。

【０００９】使用に際し、套管針アセンブリの超音波栓
子及び套管針カニューレは、管状のカニューレ内に栓子
が滑動可能に配置されて、相互に、概括的に望遠鏡の関
係のように同軸に配置されている。栓子は患者の体腔壁
に接触して配置され、栓子の導波管を通って超音波エネ
ルギーを適用することにより、壁に穿通孔を作成する。
次に、導波管の末端効果器を取り囲む鞘様インターフェ
イス部材が、最初に形成された孔を拡大するように働く
ように、栓子を遠位方向に前進させることにより穿通孔
を拡張する。その後、拡張、拡大された穿通孔中にアセ
ンブリの套管針カニューレを挿入することができ、次い
でカニューレの内側から栓子を取り出して、所望の内視
鏡による外科手術法の実施を可能にする。

【００１０】

【実施例】本発明のその他の特徴及び利点は、下記の詳
細な説明、付記の図、及び付記の請求項から容易に明白
になるであろう。

【００１１】本発明は種々の形態の態様を許すが、現在
好ましい態様を図に示しその後にそれにつき説明する
が、本明細書は、本発明の例証として考えるべきで、本
発明を、示された特定の態様に限定する意図はないこと
が理解されるべきである。

【００１２】図１において、本発明に従って形成された
超音波外科手術システム１０を示している。超音波外科
手術システム１０は概括的に、超音波メスの形態で示さ
れているが、本発明の本超音波套管針アセンブリは、多
くの点において、超音波外科手術システム１０に従って
形成されていることが理解されるであろう。従って本明
細書の目的のためには、本発明の套管針アセンブリは、
別記されない限り、図示されたシステム１０に従って形
成されていると理解して、外科手術システム１０を詳細
に説明しよう。本超音波套管針アセンブリは、本套管針
アセンブリが、管状套管針カニューレと連接して使用可
能な超音波栓子を含む点において、図１に示された外科
手術システム１０と異なる。本発明の超音波栓子は超音
波外科手術システム１０の図示された機器と同様に形成
されそして機能するが、更に詳細に説明されるように、
本栓子の具体的な特徴は特に、内視鏡による外科手術法
のための患者の準備のために、套管針カニューレと協動
するように形成されている。

【００１３】図１において、外科手術システム１０の現
在好ましい態様を示している。外科手術システム１０は
概括的に、発電機３０、ハンドピースアセンブリ５０、
及び音波又は伝送アセンブリ８０を含む。発電機３０
は、発電機３０の制御システムにより決定される、選択
された振幅、振動数、及び位相において、ケーブル３２
を通って電気信号を送る。更に詳細に記載するように、
信号は、音波アセンブリ８０の１種類以上の圧電素子を
膨張、収縮させ、それにより電気エネルギーを機械的運
動に変換させる。機械的運動は、超音波エネルギーの縦
波をもたらして、それが音波の定常波中を音波アセンブ
リ８０を通って伝播して、選択された振動数及び振幅に
おいて音波アセンブリ８０を振動させる。音波アセンブ
リ８０の遠位端部の末端効果器８８を患者の組織に接し
て配置して、超音波エネルギーを組織に伝送する。音波
アセンブリ８０の末端効果器８８に接する組織細胞は、
末端効果器８８とともに動いて振動するであろう。

【００１４】末端効果器８８が組織と結合すると、組織
内の細胞間摩擦の結果として、熱エネルギー又は熱が発
生される。熱は蛋白質の水素結合を破壊させるのに十分
で、高度に結合した蛋白質（すなわち、コラーゲン及び
筋肉蛋白）を変性させる（すなわち、組織的構造を崩
す）。蛋白質が変性すると、凝塊（coagulum）が１００
℃未満になると、粘性の凝塊が形成して小血管を封じる
か又は詰まらせる。該効果が継続すると、より太い血管
の深部の凝塊がもたらされる。

【００１５】超音波エネルギーの組織への伝送は、機械
的断裂、切断、空洞細胞破壊、及び乳化（emulsificati
on）を含むその他の効果をもたらす。得られる凝結の程
度並びに切断の量は、末端効果器８８の振動振幅、使用
者が適用する圧力量、及び末端効果器８８の鋭さの度合
により変動する。外科手術システム１０の音波アセンブ
リ８０の末端効果器８８は、システム１０の振動エネル
ギーを末端効果器８８と接している組織上に焦点を結
び、熱及び機械エネルギーの配達を増強し局所化させる
傾向がある。

【００１６】図１に示すように、発電機３０は、発電機
３０に不可欠な制御システム１０、電力スイッチ３４、
及び引金機構３６を含む。電力スイッチ３４は、発電機
３０への電力を制御し、引金機構３６により起動される
と、発電機３０は、前以て決められた振動数において外
科手術システム１０の音波アセンブリ８０を駆動させ、
そして前以て決められた振動振幅レベルで末端効果器８
８を駆動させるエネルギーを与える。発電機３０は音波
アセンブリ８０のどんな適当な共鳴振動数においても、
音波アセンブリ８０を駆動もしくは励起させることがで
きる。

【００１７】発電機３０を引金機構３６を介して起動す
ると、電気エネルギーが音波アセンブリ８０のトランス
ヂューサーアセンブリ８２に発電機３０により連続的に
適用される。発電機３０の制御システムの位相ロックル
ープが、音波アセンブリ８０からのフィードバックを監
視する。位相ロックループは音波アセンブリ８０の前以
て選択された調和振動数に合致するように、発電機３０
により送電される電気エネルギーの振動数を調節する。
更に、制御システムの第２のフィードバックループが、
音波アセンブリ８０の末端効果器８８に、実質的に一定
の振動振幅を達成するために、音波アセンブリ８０へ供
給される電流を、前以て選択された一定レベルに維持す
る。音波アセンブリ８０に供給された電気信号は、例え
ば大体２０ｋＨｚから１００ｋＨｚの範囲、そして好ま
しくは約５４ｋＨｚから５６ｋＨｚの範囲、そして最も
好ましくは、約５５．５ｋＨｚにおいて、遠位端部を縦
に振動させるであろう。末端効果器８８の音波振動の振
幅は例えば、発電機３０により音波アセンブリ８０の変
換部分９０に適用された電気信号の振幅を調節すること
により調節することができる。

【００１８】上記したように、発電機３０の引金機構３
６は、使用者に、電気エネルギーが連続的に音波アセン
ブリ８０に供給され得るように発電機３０を起動させ
る。１つの態様においては、引金機構３６は好ましく
は、ケーブル又はコードにより発電機３０に、取り外し
可能に連接、又は固着された足起動スイッチ（foot act
ivating switch）を含んでなる。もう１つの態様におい
ては、ハンドピースアセンブリ５０中にハンドスイッチ
を取り込んで、使用者が発電機３０を起動させるように
することができる。

【００１９】発電機３０はまた、電気外科ユニット又は
通常の電気取出口中に挿入のための電線３８を有する。
発電機３０にはまた、電池のような直流（ＤＣ）電源に
より給電することもできると考えられる。発電機３０
は、Ethicon Endo-Surgery,Inc.社から発売されている
モデル番号ＧＥＮＯ１のような、どんな適当な発電機に
でもすることができる。

【００２０】更に図１において、ハンドピースアセンブ
リ５０はオペレーターを音波アセンブリ８０の振動から
隔離するようになっている、多部品ハウジング又は外側
容器５２を含む。ハウジング５２は好ましくは、円筒形
を有し、使用者が通常の方法で保持するようになってい
るが、使用者がつかむことができるどんな適当な形態及
びサイズにしてもよい。多部品ハウジング５２が図示さ
れているが、ハウジング５２は単一の又はユニットの構
成部品を含んでなることができる。

【００２１】ハンドピースアセンブリ５０のハウジング
５２は好ましくは、Ultem^(R)のような耐久性のプラスチ
ックから構成されている。更に、ハウジング５２はその
他のポリマー（すなわち高衝撃ポリスチレ又はポリプロ
ピレン）を含む種々の材料から製造され得ると考えられ
る。適当なハンドピースアセンブリ５０はEthicon Endo
-Surgery,Inc.社から発売のモデル番号ＨＰ０５０であ
る。

【００２２】更に図１において、ハンドピースアセンブ
リ５０は概括的に、近位端部５４、遠位端部５６、及
び、その中に縦に伸びる、中央に設けられた軸方向の孔
又は中空５８を含む。ハンドピースアセンブリ５０の遠
位端部５６は、外科手術システム１０の音波アセンブリ
８０がそこを通って伸びるような形状の開口部６０を含
み、そしてハンドピースアセンブリ５０の近位端部５４
はケーブル３２により発電機３０に連接されている。ケ
ーブル３２は、音波アセンブリ８０のトランスヂューサ
ーアセンブリ８２を冷却するために、空気をハンドピー
スアセンブリ５０中に導入させるための、ダクトもしく
は通風口６２を含むことができる。

【００２３】更に図１において、音波アセンブリ８０は
概括的に、トランスヂューサースタックもしくはアセン
ブリ８２、取り付け装置８４、伝送ロッドもしくは導波
管８６、及び、末端効果器もしくはアプリケーター８８
を含む。トランスヂューサーアセンブリ８２、取り付け
装置８４、伝送ロッド８６、及び末端効果器８８は好ま
しくは、各構成部品の波長が、システムの波長λが、音
波アセンブリ８０の、前以て選択された又は操作時の縦
振動数ｆの波長である場合、１／２システム波長の整数
倍（ｎλ／２）になるように音波調整されている。更
に、音波アセンブリ８０は音波素子のどんな適当な集成
装置（arrangement）をも取り込むことができると考え
られる。例えば、音波アセンブリ８０は、トランスヂュ
ーサーアセンブリ及び末端効果器を含んでなることがで
きる（すなわち、音波アセンブリ８０は取り付け装置及
び伝送ロッドなしで形成することができる）。

【００２４】音波アセンブリ８０のトランスヂューサー
アセンブリ８２は、発電機３０からの電気信号を、超音
波振動数において、末端効果器８８の縦振動運動をもた
らす機械エネルギーに変換する。音波アセンブリ８０に
通電すると、音波アセンブリ８０を通って、振動運動の
定常波が発生する。音波アセンブリ８０に沿ったあらゆ
る点における振動運動の振幅は、振動運動を測定する音
波アセンブリ８０の位置に左右される。振動運動の定常
波の最小又はゼロの横断（crossing）は概括的に、ノー
ドＮ（すなわち、軸方向運動が通常最小で、半径方向の
運動が通常小さい）と称され、定常波の最大絶対値又は
ピークは概括的に、アンチノードＡと称される。アンチ
ノードとその最も近いノードとの間の距離は１／４波長
（λ／４）である。

【００２５】図１に示すように、「ランゲビンスタック
（Langevin stack）」として知られる、音波アセンブリ
８０のトランスヂューサーアセンブリ８２は概括的に、
変換部分９０、第１の共鳴器９２、及び第２の共鳴器９
４を含む。トランスヂューサーアセンブリ８２はその長
さが好ましくは、１／２システム波長の整数倍（ｎλ／
２）である。本発明は、代替的に、磁気歪性、電磁性又
は静電気トランスヂューサーを含んでなるトランスヂュ
ーサーアセンブリを含むように形成できると理解でき
る。

【００２６】第１の共鳴器９２の遠位端部は、変換部分
（section）９０の近位端部に連結されており、第２の
共鳴器９４の近位端部は、変換部分９０の遠位端部に連
結されている。第１及び第２の共鳴器９２及び９４は好
ましくは、チタン、アルミナム、鋼、又はその他の適当
な材料から製造されている。第１及び第２の共鳴器９２
及び９４は変換部分９０の厚さ、共鳴器９２及び９４に
使用された材料の密度及び弾性率、及びトランスヂュー
サーアセンブリ８２の基本振動数を含む、幾つかの変数
により決定される長さを有する。第２の共鳴器９４は、
超音波の振動振幅を増幅させるためにその近位端部から
その遠位端部に向かって内側に狭くすることができる。

【００２７】トランスヂューサーアセンブリ８２の変換
部分９０は好ましくは、陽極９６及び陰極９８を交番す
る圧電部分（section）を含んでなり、圧電素子１００
は電極９６と９８の間を交番する。圧電素子１００は、
ジルコン酸鉛、チタン酸鉛、又はセラミック結晶材料の
ようなどんな適当な材料からでも製造することができ
る。陽極９６、陰極９８、及び圧電素子１００はそれぞ
れ、中央を通って伸びる中空をもつことができる。陽極
及び陰極９６及び９８は、それぞれ電線１０２及び１０
４に電気的に接続されている。電線１０２及び１０４は
発電機３０からの電気信号を電極９６及び９８に伝送す
る。

【００２８】図１に示すように、圧電素子１００は、ボ
ルト１０６により、第１及び第２の共鳴器９２及び９４
の間に圧縮して固定されている。ボルト１０６は好まし
くは、頭部、シャンク、及びねじの付いた遠位端部を有
する。ボルト１０６は第１の共鳴器９２、電極９６及び
９８及び圧電素子１００の中空を通って、第１の共鳴器
９２の近位端部から挿入されている。ボルト１０６のね
じの付いた遠位端部は、第２の共鳴器９４の近位端部の
ねじ穴に留められている。

【００２９】圧電素子１００は、発電機３０から供給さ
れる電気信号に反応して通電されて、音波アセンブリ８
０に音波の定常波を生成する。電気信号は、物質の内部
に大きな圧縮力をもたらす、繰り返す小さい変位の形態
で、圧電素子１００に乱れを引き起こす。この繰り返す
小さい変位が、圧電素子１００を電位の傾きの軸に沿っ
て連続的に膨張、収縮させ、それにより、超音波エネル
ギーの高振動数の縦波をもたらす。超音波エネルギーは
音波アセンブリ８０を通って末端効果器８８に伝送され
る。

【００３０】音波アセンブリ８０の取り付け装置８４
は、近位端部、遠位端部を有し、そして１／２システム
波長の整数倍に実質的に等しい長さを有する可能性があ
る。取り付け装置８４の近位端部は好ましくは、アンチ
ノードに又はその周辺で内部のねじ連結により、第２の
共鳴器９４の遠位端部と同軸に並べられて連接されてい
る。取り付け装置８４はどんな適当な装置によっても第
２の共鳴器９４に固定されることができ、そして第２の
共鳴器９４及び取り付け装置９４は単一の又はユニット
の構成部品として形成することができるとも考えられ
る。

【００３１】取り付け装置８４はノードの周辺でハンド
ピースアセンブリ５０のハウジング５２に連接されてい
る（この明細書の目的に対し、「周辺」の術語は、「正
確にその場所に」又は「その近辺に」として定義され
る）。取り付け装置８４はまた、その周囲に配置された
一体リング１０８を含む可能性もある。一体リング１０
８は好ましくは、ハンドピースアセンブリ５０のハウジ
ング５２に形成された環状溝１１０内に配置されて、ハ
ウジング５８に取り付け装置８４を連接させる。碍子
（stand-offs）により取り付けられている１対のシリコ
ーンのＯリングのような、柔軟な（compliant）部材又
は物質１１２を、ハウジング５２の環状溝１１０と、取
り付け装置８６の一体リング１０８との間に設置して、
超音波の振動が、取り付け装置８４からハウジング５２
に伝送されることを減少又は防止することができる。

【００３２】取り付け装置８４は、複数の、好ましくは
４本のピン１１４、により、前以て決められた軸の位置
に固定することができる。ピン１１４は取り付け装置８
４の外側円周上に、相互に９０゜離して、縦方向に配置
されている。ピン１１４はハンドピースアセンブリ５０
のハウジング５２に連接されており、取り付け装置８４
の一体リング１０８にノッチにより配置されている。ピ
ン１１４は好ましくは、ステンレス鋼から製造されてい
る。

【００３３】取り付け装置８４は好ましくは、音波アセ
ンブリ８０を通って末端効果器８８の遠位端部に伝送さ
れる超音波振動振幅を増幅させるように形成されてい
る。１つの好ましい態様においては、取り付け装置８４
は、硬い、次第に細くなる角笛形を含んでなる。超音波
エネルギーが取り付け装置８４を通って伝送される時、
取り付け装置８４を通って伝送される音波の速度は増幅
される。取り付け装置８４は、段の付いた角笛形、円錐
角笛形、指数関数状の角笛形、等のようなどんな適当な
形態にもすることができると考えられる。

【００３４】取り付け装置８４の遠位端部は内部ねじ連
結により伝送ロッド８６の近位端部に連結することがで
きる。伝送ロッド８６はどんな適当な装置によっても取
り付け装置８４に取り付けられると考えられる。取り付
け装置８４は好ましくは、アンチノードの近辺もしくは
ちょうどその部位で伝送ロッド８６に連接されている。

【００３５】伝送ロッド８６は例えば、１／２システム
波長の整数倍（ｎλ／２）に実質的に等しい長さを有す
る。伝送ロッド８６は好ましくは、チタン合金（すなわ
ち、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ）又はアルミナム合金のよう
な、超音波エネルギーを効率的に伝播させる材料から構
成された硬いコアシャフトから製造されている。伝送ロ
ッド８６はその他の適当な材料から製造することができ
る。伝送ロッド８６はまた、当該技術分野で周知のよう
に、伝送ロッド８６を通って末端効果器８８に伝送され
た機械振動を増幅することもできる。

【００３６】図１に示すように、伝送ロッド８６は複数
のノードに配置されている安定化シリコーンリング又は
柔軟な支持体１１６を含む。シリコーンリング１１６は
望ましくない振動を切り捨て、取り外し可能なシース１
２０の管状部材から超音波エネルギーを隔離して、最大
の効率で、末端効果器８８の遠位端部への、縦方向の超
音波エネルギーの流れを確保する。

【００３７】図１に示すように、取り外し可能なシース
１２０はハンドピースアセンブリ５０の遠位端部５６に
連接している。シース１２０は概括的に、それを通って
縦に伸びる開口部をもつ、細長い管状部材１２４に取り
付けられたアダプターもしくはノーズコーン部１２２を
含む。シース１２０はハウジング５２の遠位端部上にね
じで留めるか又はスナップ嵌めにすることができる。音
波アセンブリ８０の伝送ロッド８６は管状部材１２４の
開口部を通って伸び、シリコーンリング１１６がその中
の伝送ロッド８６を支持している。シース１２０のアダ
プター１２２は好ましくはUltem^(R)から構成されてお
り、管状部材１２４はステンレス鋼から製造されてい
る。代替的に、伝送ロッド８６はそれを外部の接触から
隔離するために伝送ロッド８６を囲むポリマー材料を有
することができる。

【００３８】伝送ロッド８６の遠位端部は、好ましくは
アンチノードの部位もしくはその近辺で、内部ねじ連結
により、末端効果器８８の近位端部に連接されている。
末端効果器８８は、溶接結合等のようなどんな適当な方
法によっても伝送ロッド８６に取り付けることができる
と考えられる。末端効果器８８は伝送ロッド８６から取
り外し可能にすることができるが、末端効果器８８及び
伝送ロッド８６は単一のユニットとして形成することが
できるとも考えられる。

【００３９】末端効果器８８はその近位領域８８ａより
も小さい切断面をもつ遠位領域８８ｂを有し、それによ
り、振動振幅の増幅用接合部を形成することができる。
増幅接合部は、末端効果器８８の近位領域８８ａから遠
位領域８８ｂへ伝送される超音波振動の規模を増幅させ
ることにより、当該技術分野で既知の変速機として働
く。

【００４０】末端効果器８８は好ましくは、１／２シス
テム波長の整数倍（ｎλ／２）に実質的に等しい長さを
もつ。末端効果器８８は、遠位端部の最大の縦のたわみ
をもたらすために、アンチノードに配置されている。ト
ランスジューサーアセンブリ８２に通電すると、末端効
果器８８の遠位端部は、前以て決められた振動数におい
て、例えばピークからピークの幅が約１０から５００ミ
クロンの範囲、そして好ましくは、約３０から１００ミ
クロンの範囲で、そして最も好ましくは、約９０ミクロ
ンにおいて縦に運動するように形成されている。

【００４１】末端効果器８８は好ましくは、チタン合金
（すなわち、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ）又はアルミナム合金
のような、超音波エネルギーを伝播させる材料から構成
された硬いコアシャフトから製造されている。該末端効
果器８８はその他の適当な材料から製造することができ
る。更に、該末端効果器８８はエネルギーの配達及び所
望の組織効果を改善するために表面処理を施すことがで
きると考えられる。例えば、末端効果器８８は組織の凝
塊を高めるために、ミクロ仕上げ、被覆、メッキ、溶
蝕、グリットブラスト仕上げ、荒削り又は刻み目を付け
ることができる。更に、末端効果器８８は研いだり、そ
のエネルギー伝送特性を増強するように形成することが
できる。例えば、末端効果器８８は刃を研いだり、フッ
ク形にしたり、又はボール形にすることができる。

【００４２】今度は特に図２において、本発明の原理を
表す超音波套管針アセンブリが示されている。本套管針
アセンブリは、多数の点において、外科手術システム１
０の前記の音波アセンブリの構造及び機能に対応する、
栓子１８０として形成された音波アセンブリを含む。概
括的に、外科手術システム１０のこれらの構成部品に対
応する本套管針アセンブリの構成部品は、１００及び２
００代の類似の参照番号により表されている。

【００４３】本套管針アセンブリの栓子１８０は、前記
のトランスジューサーアセンブリ８２と同様な形状のト
ランスジューサーアセンブリ１８２をその中に配置した
ハウジング１５２を含む。栓子１８０の操作を容易化す
るために、好ましくは該装置のハウジングに接合されて
いる、ハンドグリップ１５３を提供している。本套管針
アセンブリの套管針カニューレ１５９の近位ハウジング
１５７と共働してリリース可能で、それとロック結合す
るための、１組の手動操作可能なロック用クリップ１５
５を好ましくは、ハンドグリップ１５３の上部に提供し
ている。管状カニューレ１６１を含む套管針カニューレ
１５９は、栓子１８０を管状カニューレ１６１内に概括
的に望遠鏡関係に同軸に配置して、本アセンブリの栓子
１８０と、リリース可能なロック結合で配置可能であ
る。

【００４４】前記のように、栓子１８０は概括的に、外
科手術システム１０の前記の音波アセンブリ８０と同様
に形成されている。この目的のために、栓子１８０は遠
位の末端効果器部分１８８を有する概括的に細長い導波
管１８６を含む。末端効果器１８８は導波管の残りの長
さをもつユニット状でもよいし（即ち、一体の）、又は
該末端効果器は、ねじ留め連結等によるような、細長い
導波管に連結された、分離構成部品にすることもでき
る。導波管１８６は適当な取り付け素子１８４によりト
ランスジューサーアセンブリ１８２に、操作可能に連接
されており、そこで超音波エネルギーが、トランスジュ
ーサーアセンブリから導波管を通って伝送される。

【００４５】本発明に従うと、概括的に導波管１８６の
末端効果器１８８を囲むように、概括的に頭切り円錐形
の鞘様のインターフェイス部材１８９が提供されてい
る。該インターフェイス部材１８９は、非振動性であ
る、すなわち、ハウジング１５２内に配置されたトラン
スジューサーアセンブリから導波管１８６を通って導入
された超音波エネルギーから実質的に隔離されている。

【００４６】好ましい形態においては、細長い導波管１
８６は、導波管１８６の周囲に概括的に同軸状に配置さ
れた、概括的に管状で、鞘様の、非振動性のハウジング
内に収容されている。図示された態様においては、この
好ましい集成装置は望ましくは、導波管１８６により運
搬された超音波エネルギーから管状シース部材を隔離す
るように機能する、複数の柔軟な隔離支持体２１６をそ
の中に擁する、複数の管状シース部材２２０の形態で提
供されている。このように、支持体２１６は、前記の外
科手術システム１０の音波アセンブリ８０の支持体１１
６と同様に機能する。管状部材２２０はスナップ嵌め込
み、ねじ連接、又は適当な方法により集成することがで
きる。

【００４７】本套管針アセンブリの図示された態様それ
ぞれにおいて、栓子１８０の遠位端部分の外側の鞘様ハ
ウジングのアセンブリは、連接部材２１３と共働関係で
組み合わさる１対のシース部分２２１の提供により容易
化されている。割れ目の付いたスリーブとして図２に示
されたそして、代替的には、１対の分割されたスリーブ
２１３’として図３の態様に示された、連接部材２１３
は、必要に応じて、連接部２１３、２１３’から最も遠
位の（distal-most）シース部分２２１を取り外すこと
を可能にしながら、共働してシース部分２２１を収容す
る。

【００４８】栓子１８０の外側管状ハウジングは更に、
最も遠位のシース部分２２１と操作可能に連結されてい
るインターフェイス本体２１７を含み、再度、好ましく
は、内部に配置された導波管１８６の振動エネルギーか
らインターフェイス本体２１７を隔離するために、隔離
支持体２１６が提供されている。インターフェイス部材
１８９は概括的に、図５に詳細を示すように、インター
フェイス本体２１７の自由端部内に設置可能であり、イ
ンターフェイス部材１８９の、好ましくは頭切り円錐形
の外側面は、インターフェイス本体２１７の、好ましく
は頭切り円錐形の外側遠位面にはまり込むように配置さ
れている。

【００４９】インターフェイス部材１８９はユニット状
であり得ると考えられるが、図３の１８９’に示された
ような２分された形態のインターフェイス部材を提供す
ることは、本発明の範囲内にある。インターフェイス部
材が、図３に示すような１対の、半分の部分１８９’を
含んでなるように形成されている場合は、図６に示すよ
うな、連接した末端効果器１８８’の外径より小さい内
径を一緒に区画するように、半分の部分１８９’を提供
することができる。このように、インターフェイス部材
は末端効果器の「輪郭（profile）」の下側に「隠す（r
ecessed）」ことができ、末端効果器の外径より小さい
その遠位末端の外径を有することができる。インターフ
ェイス部材は広範な種類の材料から形成することが出来
るが、該部材は好ましくは、Ultem^(R)、又はその他の適
当なポリマー又は金属材料を含んでなる。

【００５０】図５に示すように、インターフェイス部材
１８９は、それにより末端効果器の露出した末端部分を
区画するために、末端効果器１８８の自由端から隙間を
空けて置かれた遠位部分を含んでなる。インターフェイ
ス部材の、図示された、概括的に頭切り円錐形態によ
り、インターフェイス部材は末端効果器１８８を取り囲
み、インターフェイス部材の外側、後方に発散した形態
が、末端効果器１８８により超音波により、最初に形成
された貫通孔に、所望の拡大、拡張をもたらす。

【００５１】好ましい態様においては、末端効果器の露
出した末端部分は、丸く、太い（すなわち、尖っていな
い）形態をもち、好ましくは、約１．０ｍｍから約３．
０ｍｍ、最も好ましくは、約２．５ｍｍの直径をもつ。
末端効果器は好ましくは、実質的に末端効果器の前方に
面している面のみが身体組織の穿通をもたらして穿通孔
を作成するように形成されている。末端効果器により形
成された穿通孔の所望の拡張、拡大は、インターフェイ
ス部材を、導波管１８６の中心線から約１０゜から約６
０゜の角度で外側を狭くするように形成することにより
容易化される。インターフェイス部材１８９（及び１８
９’）の外径に対する末端効果器１８８（及び１８
８’）の自由端の外径の比率は、約１：５から約１：２
である（すなわち、末端効果器がインターフェイス部材
の外径の約２０％から約５０％の外径を有する）と考え
られる。

【００５２】インターフェイス部材１８９は、プレス嵌
め、適当なねじ連結、粘性の接着、熔融、又はその他の
適当な連接装置によりインターフェイス本体２１７に嵌
め込むことができる。導波管１８６及びその末端効果器
１８８がシステムを通して超音波エネルギーを伝送する
が、インターフェイス部材１８９及びインターフェイス
本体２１７は、導波管の周囲に嵌め込まれた鞘様の管状
ハウジングの構成部品と同様に、非振動性で、導波管を
通して伝送される振動エネルギーから隔離されている
（隔離支持体２１６により）と考えられる。

【００５３】前記の説明から、本発明の套管針アセンブ
リの使用は容易に理解されるであろう。アセンブリの超
音波栓子１８０を套管針カニューレ１５９の管状カニュ
ーレ１６１内に顕微鏡状に配置する。ロック用クリップ
１５５は好ましくは、套管針カニューレ１５９の近位の
ハウジング１５７と組み合わさっており、それにより機
器全体がハンドグリップ１５３によりユニットとして容
易に操作可能になる。カニューレ内に栓子を配置される
と、末端効果器１８８及びインターフェイス部材１８９
を含む栓子の自由端が、管状カニューレ１６１の遠位末
端部分から突き出す。

【００５４】次に、套管針アセンブリを、超音波栓子の
自由端部分が穿通される体腔壁に接して配置されるよう
に配置する。このような配置の前又は後に、超音波シス
テムに通電し、それによりハウジング１５２内のトラン
スジューサーアセンブリから、導波管取り付け台１８４
を通って、導波管及び末端効果器を通って超音波エネル
ギーを伝送させる。ハンドグリップ１５３を介して適当
な圧力をかけると、導波管を通って伝送される超音波エ
ネルギーが壁の細胞構造に作用する時に、末端効果器１
８８が体腔壁を穿通させ得る。

【００５５】前記のように、末端効果器１８８の露出し
た末端部分は約１．０ｍｍから約３．０ｍｍ、好ましく
は約２．５ｍｍの直径をもち、作業時の先端変位又は振
幅は約３０から約１２０ミクロンの次元であると考えら
れる。体腔壁の穿通孔の超音波による形成に伴って、イ
ンターフェイス部材１８９は、末端効果器の周囲のシー
ス又はキャップとしての役目をもつ。穿通孔のホメオス
タシスは望ましくは、超音波による切断効果により補強
（aided）される。

【００５６】末端効果器１８８の超音波切断による、穿
通孔の形成後に、超音波システムの操作を終結すること
ができる。栓子１８０は、後方に分散するインターフェ
イス部材１８９、及び連接したインターフェイス本体２
１７が、患者の外傷を最小にしながら、最初に形成され
た穿通孔と協力して、孔を拡張、拡大するように遠位方
向に前進する。栓子１８０が遠位方向に前進するに従っ
て、最初に形成された穿通孔は十分に拡大されて、それ
に続く套管針カニューレ１５９の管状カニューレ１６１
の導入を可能にする。次いでカニューレを拡張、拡大さ
れた孔を通って前進させ、拡大された穿通孔を通る管状
カニューレ１６０の導入の前又は後に超音波栓子１８０
を取り出す。ロック用クリップ１５５の操作により、栓
子１８０を套管針カニューレ１５９から外して完全に取
り除かせ、そして所望の内視鏡下の外科手術法を実施さ
せる。望ましくは、超音波穿通後の、カニューレの前進
中にもたらされた半径方向の拡張のため、管状カニュー
レを取り出すのに必要な、いわゆる引き出し力が増加さ
れ、それにより内視鏡法の間中、カニューレを定位置に
保持するように作用する。

【００５７】比較的小さい穿通孔が超音波により形成さ
れる、本発明の使用は、該方法の完了後に残る孔が、孔
の外科的閉鎖の必要を排除するのに十分小さくなるであ
ろう点において内視鏡法を更に容易化させるであろうと
考えられる。更に、本発明の使用は、套管針カニューレ
を該システムの唯一の廃棄可能な部品として、超音波栓
子を再利用できる（滅菌サイクルの限度内で）点におい
て、経費面で有効な方法を容易にさせるであろうと考え
られる。本発明を、この構成部品を安価で処分可能なよ
うに、標準の套管針カニューレを使用するように具体化
することができると考えられる。

【００５８】組織の拡張をもたらすインターフェイス部
材（１８９、１８９’）が、異なったサイズの套管針ア
センブリ（例えば、５ｍｍ、７／８ｍｍ、１０／１１ｍ
ｍ、１１／１２ｍｍ）とともに、異なったサイズのイン
ターフェイス部材の使用のために、取り外し可能である
ことが好ましい。インターフェイス部材は頭切り円錐形
である可能性があるが、該部材は特定の拡張を「達成す
る（engineer）」するために外側に湾曲する「魚の尾
（fish tail）」の形態のような、その他の形態にする
ことができる。

【００５９】米国特許第５，４４９，３７０号明細書に
公表のような、負荷の変動に対応して超音波エネルギー
レベルを調整するためのフィードバックシステムを提供
することは、本発明の範囲内にある。図示されてはいな
いが、本発明は、ばね、ラッチ、シールド、等を含む、
栓子の穿通を調節するために使用できる、いずれのこれ
までに既知の種々の機械的機構をも含むように形成する
ことができることは認識されるであろう。

【００６０】上記のことから、本発明の新規な概念の精
神及び範囲から逸脱することなしに、多数の修正及び変
更を実施し得ることが認められよう。本明細書は、本発
明の典型例として意図され、そして、示された具体的な
態様に本発明を限定する意図はないことが理解されなけ
ればならない。本明細書は付記の請求項により、特許請
求の範囲内に入るすべての変更事項を含むことを意図し
ている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本超音波套管針アセンブリを提供するために、
本発明に従って変更することができる超音波による外科
手術システムの略図である。

【図２】本発明の原理を示す超音波套管針アセンブリの
破断遠近図である。

【図３】本超音波套管針アセンブリの代替的態様の破断
遠近図である。

【図４】図２の態様と同様な、本発明の原理を示す超音
波套管針アセンブリの部分断面図である。

【図５】図２の態様と同様な、本套管針アセンブリの超
音波栓子の遠位端部の部分断面図である。

【図６】図３に示された、本超音波套管針アセンブリの
代替的態様を更に示す、図５と同様の図である。

【符号の説明】

１０手術システム３６引金機構５０ハンドピースアセンブリ８０音波アセンブリ８２トランスヂューサアセンブリ８８末端効果器９０変換部分１００圧電部分

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】協働する套管針カニューレとともに使用
するための、超音波套管針栓子であって、ハウジング；前記のハウジング内に配置された超音波ト
ランスジューサーアセンブリ；前記のハウジングから伸
びている超音波の導波管であって、前記の導波管は、前
記導波管を通る超音波エネルギーの伝送のための前記の
トランスジューサーアセンブリに操作可能に連結された
近位端部を含み、前記導波管は更に、その遠位端部の末
端効果器を含む導波管；並びに前記の末端効果器の、実
質的に前方に面する表面のみが身体組織の穿通をもたら
し、穿通孔を作成するように、前記の導波管の末端効果
器を囲み、それから外側に発散しているインターフェイ
ス部材であって、前記のインターフェイス部材は、その
後に、協働する套管針カニューレの挿入を容易にするた
めに、前記の栓子の遠位方向への運動により穿通孔を拡
張させるインターフェイス部材：を含んでなる栓子。
【請求項２】前記の超音波導波管を囲み、前記のハウ
ジングから前記のインターフェイス部材に伸びている管
状シースを含む、請求項１に記載の超音波栓子。
【請求項３】前記の管状シースを超音波導波管から隔
離するための、前記の管状シースと前記の超音波導波管
との間に配置された、少なくとも１種類の隔離素子を含
む、請求項２記載の超音波栓子。
【請求項４】前記のインターフェイス部材が、前記の
前方に面する表面を提供する露出したその末端部分を区
画する、前記の末端効果器の自由端から隙間を空けて置
かれた遠位部分を含んでなり、前記のインターフェイス
部材の前記の遠位部分が、前記の穿通孔の拡張をもたら
すための、外側、後方に発散する形態をもち、前記のイ
ンターフェイス部材の外径に対する前記の末端効果器の
前記の自由端の外径の比率が、約１：５から約１：２で
ある、請求項１記載の超音波栓子。
【請求項５】前記の末端効果器の前記の露出した末端
部分が約２．５ｍｍの直径を有する、請求項４記載の超
音波栓子。
【請求項６】前記のインターフェイス部材の前記の遠
位部分が、約１０゜から約６０゜の角度で外側に狭くな
る、請求項４記載の超音波栓子。
【請求項７】前記のインターフェイス部材が、前記の
末端効果器の外径より小さい内径を一緒に区画する、１
対の半分の部分を含んでなる、請求項１記載の超音波栓
子。
【請求項８】体腔中に套管針カニューレを挿入する方
法であって、その遠位端部に末端効果器を含む超音波導
波管を有する超音波套管針栓子、並びに、前記のインタ
ーフェイス部材の外径に対する、前記の末端効果器の自
由端の外径の比率が約１：５から１：２である、前記の
末端効果器を囲み、それから外側に発散しているインタ
ーフェイス部材を提供する行程；套管針カニューレ内に
前記の套管針栓子を配置する行程；前記の体腔壁に接し
て前記の套管針栓子を配置し、そして、前記の末端効果
器が穿通孔を作成するように、超音波により振動する前
記の導波管を配置する行程；前記の超音波栓子を前記の
穿通孔中へ遠位方向に前進させることにより、前記のイ
ンターフェイス部材により前記の穿通孔を拡張させる行
程；並びに前記の套管針カニューレを、拡張した穿通孔
中に前進させることにより、前記の体腔中に前記の套管
針カニューレを再挿入する行程：の行程を含んでなる方
法。
【請求項９】前記の拡張された穿通孔中への前記のカ
ニューレの挿入後に、套管針カニューレ内から、前記の
超音波套管針栓子を取り出すことを含む、請求項８記載
の、套管針カニューレの挿入方法。
【請求項１０】前記の超音波套管針栓子を提供する前
記の行程が、前記のインターフェイス部材を、前記の末
端効果器の外径よりも小さい、その遠位端部の外径をも
つように形成することを含む、請求項８記載の、套管針
カニューレを挿入する方法。