JP5379501B2 - 超音波処置具 - Google Patents

Description

本発明は、骨などを処置する整形外科用の超音波処置具に関する。

一般に整形外科手術における骨や軟骨などの硬組織が切除または切削される場合、機器が用いられる。この機器は、例えばコールドナイフ、手動式のパンチ鉗子、電動モータによって駆動するシェーバー、ドリルである。

例えば特許文献１には、超音波ハンドピースとこれに使用する超音波ホーンが開示されている。超音波ホーンは、超音波ハンドピースの構成部材である。超音波ホーンは、少なくとも１以上の面部からなる作業部と、作業部により微細に破砕された骨組織を掻き取るためのエッジ部とを有している。超音波ハンドピースと超音波ホーンとは、硬組織の切削に使用する超音波ハンドピースにおいて、メス部の被切削部位へに過刺に起因する種々の弊害を防止して、広い視野の下にメス部の動きを精妙にコントロールし治療目的に則した正確な骨などの硬組織の切削を実現する。

米国特許第６，４９７，７１５ Ｂ２号明細書

一般的に、上述した機器による硬組織（処置対象部位）の処置（切除または切削）では、繊細な処置が困難であり、硬組織の周囲の軟組織を巻き込んでしまうために、意図しない損傷が生じてしまう。

そのため本発明は、上記課題を鑑みて、処置対象部位を容易且つ繊細に処置することができ、軟組織を巻き込むことなく処置でき、意図しない損傷を生じさせることなく処置できる超音波処置具を提供することを目的とする。

本発明は、超音波振動を発生する超音波振動子ユニットと、前記超音波振動子ユニットと基端側にて接続し、前記超音波振動子ユニットにて発生した超音波振動を基端側から先端側に伝達する伝達部材と、前記伝達部材が挿通されるシースと、前記シースの先端から突出するように前記伝達部材の先端に配設され、前記伝達部材から伝達される超音波振動によって処置対象部位を処置する処置部と、前記処置部に配設され、前記処置対象部位を処置する処置部本体部と、前記伝達部材の長手軸方向に沿って前記処置部と前記処置本体部とを含む前記伝達部材に対してスライド可能なせん断部材であり、前記シースの先端から突出するように前記シースの中に配設され、前記処置対象部位を処置する処置部材と、前記処置部材の先端に配設され、前記処置対象部位を処置するせん断部である処置部材本体部と、を具備し、前記処置部は、前記伝達部材の長手軸方向に長径なループ形状を有し、前記ループ形状は、前記処置部の厚み方向において前記処置部を貫通し、前記処置対象部位が配置される開口部を形成し、前記処置部本体部は、ループ内の前記伝達部材の長手軸方向の先端側にて、前記伝達部材の長手軸方向に対して所望に傾いて配設され、前記処置部材がスライドして、前記処置部材本体部が前記処置部本体部と重なることで、前記処置部材本体部と前記処置部本体部とは前記処置対象部位をせん断によって処置する超音波処置具を提供する。

本発明によれば、処置対象部位を容易且つ繊細に処置することができ、軟組織を巻き込むことなく処置でき、意図しない損傷を生じさせることなく処置できる超音波処置具を提供することができる。

図１は、本発明に係る第１の実施形態における整形外科用の超音波処置具の概略図である。 図２は、図１に示すＡ−Ａ線における超音波処置具の断面を示す断面図である。 図３は、図１に示すＢ−Ｂ線における超音波処置具の断面を示す断面図である。 せん断部材の先端と処置部との断面図である。 図５は、せん断部材の先端と処置部との斜視図である。 図６Ａは、処置部の変形例を示す図である。 図６Ｂは、処置部の変形例を示す図である。 図７は、本発明に係る第２の実施形態における処置部の斜視図である。 図８は、せん断部材の先端と処置部との斜視図である。 図９は、本発明に係る第３の実施形態における整形外科用の超音波処置具の概略図である。 図１０は、処置部と切断部材の横断面図である。 図１１は、処置部と切断部材の縦断面図である。 図１２は、処置部の斜視図である。 図１３は、処置部と処置部に対して回動する切断部材との状態を示す斜視図である。 図１４は、処置部の変形例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１から図５を参照し、第１の実施形態について説明する。
図１に示すように整形外科用の超音波処置具１は、例えば整形外科手術における処置対象部位を処置する。処置対象部位とは、例えば骨や軟骨などの硬組織等である。処置とは、例えば切除や切削などである。

超音波処置具１は、超音波処置具１の基端側に配設される略円筒形状のケース１１と、ケース１１の先端側に配設されているシース２０とを有している。

ケース１１の基端側には、出力用接続ケーブル２が接続している。ケース１１は、出力用接続ケーブル２を通じて図示しない超音波振動駆動装置と接続している。

図１と図２とに示すようにケース１１には、超音波振動子ユニット１２がケース１１の内部に固定されている。超音波振動子ユニット１２は、超音波振動を発生する圧電素子と、ケース１１の長手軸方向において、超音波振動子ユニット１２の先端側に配設され、超音波振動を増幅するホーン１２ａとを有している。

超音波振動子ユニット１２は、電力を超音波振動に変換する部材である。この電力は、図示しない超音波振動駆動装置にて発生し、超音波振動駆動装置から出力用接続ケーブル２を通じて超音波振動子ユニット１２に供給され、超音波振動に変換される。

超音波振動子ユニット１２は、例えばボルト締めのランジュバン型振動子（Ｂｏｌｔ−ｃｌａｍｐｅｄ Ｌａｎｇｅｖｉｎ ｔｙｐｅ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ（ＢＬＴ））である。

ホーン１２ａは、例えばチタンやジュラルミンやステンレス等の金属材料である。

ホーン１２ａの先端には、プローブ３０がシース２０を挿通するように取り付けられている。プローブ３０は、ホーン１２ａで増幅された超音波振動を超音波処置具１の先端側に伝達する伝達部材である。プローブ３０は、ホーン１２ａに対して例えばネジなどによって着脱自在に締結（固定）されている。つまりプローブ３０は、プローブ３０の基端側にてホーン１２ａを介して超音波振動子ユニット１２と接続し、超音波振動子ユニット１２にて発生した超音波振動をプローブ３０の基端側からプローブ３０の先端側（超音波処置具１の先端側）に伝達することとなる。

プローブ３０は、例えばチタンやジュラルミンやステンレス等の金属材料である。

プローブ３０は、プローブ３０の基端側に、超音波振動子ユニット１２（ホーン１２ａ）から伝達される超音波振動をさらに増幅するホーン３０ｄを有している。

プローブ３０の先端には、処置部３１がシース２０の先端から突出するように配設されている。処置部３１は、超音波振動子ユニット１２にて発生しプローブ３０から伝達される超音波振動によって処置対象部位を処置する。処置部３１は、略平板形状を有している。処置部３１は、処置対象部位と接触することで、超音波振動によって処置対象部位を処置する。

またプローブ３０は、超音波振動の腹位置において、プローブ３０をシース２０内に固定するための支持部材（ゴムライニング）３０ｅを有している。支持部材３０ｅは、例えばシリコンゴムなどの樹脂である。

また処置部３１は、ケース１１の長手軸方向（プローブ３０の長手軸方向）に長径なループ形状を有している。そのため処置部３１には、処置部３１の厚み方向に貫通している開口部３１ａが形成されている。プローブ３０の長手軸方向における開口部３１ａの先端側には、後述する外刃２１ａと共に処置対象部位をせん断するせん断エッジ３１ｂ（図４参照）がプローブ３０の長手軸方向に対して所望に傾いて形成されている。せん断エッジ３１ｂは、ループ内のプローブ３０の長手軸方向の先端側にて、プローブ３０の長手軸方向に対して所望に傾いて配設されている。言い換えると、せん断エッジ３１ｂは、処置部３１の一方の面（例えば上面３１ｃ）から他方の面（例えば下面３１ｄ）に向けて所望に傾いて配設されている。せん断エッジ３１ｂは、後述する外刃２１ａと共に処置対象部位をせん断により処置する処置部本体部であり、せん断部である。

またシース２０には、超音波処置具１を把持するための把持部（グリップ）１３が配設されている。把持部１３は、弾性力を有している。把持部１３は、処置部３１を含むプローブ３０に対して後述するせん断部材２１を、プローブ３０の長手軸方向に沿ってスライド（摺動）させる操作部でもある。

またケース１１には、上述したようにプローブ３０が挿通されるシース２０がケース１１の先端側において配設されている。言い換えるとシース２０は、プローブ３０を覆っていることとなる。

シース２０は、図１乃至図３に示すように支持部材３０ｅを覆う内側チューブ２０ｂと、内側チューブ２０ｂを覆う外側チューブ２０ｃとを有している。

内側チューブ２０ｂと外側チューブ２０ｃとは、例えばステンレス等の金属材料である。

図３に示すように外側チューブ２０ｃは略円筒形状を有しており、内側チューブ２０ｂは非円形筒形状を有している。そのため外側チューブ２０ｃと内側チューブ２０ｂと間には、空間部２０ｄが形成される。空間部２０ｄは、シース２０の長手軸方向に沿って配設されている。この空間部２０ｄには、せん断部材２１が配設されている。せん断部材２１の基端は、図１に示すように把持部１３と連結している。またせん断部材２１の先端は、図１と図２に示すように処置部３１と同様にシース２０の先端から突出しており、金属製の外刃２１ａを有している。つまりせん断部材２１は、シース２０の先端から突出するようにシース２０の中に配設され、処置対象部位をせん断するせん断部材である。言い換えると、せん断部材２１は、処置対象部位をせん断により処置する処置部材である。また外刃２１ａは、せん断エッジ３１ｂと共に処置対象部位をせん断により処置する処置部材本体部となる。

せん断部材２１は、把持部１３の操作によって、プローブ３０の長手軸方向に沿って処置部３１を含むプローブ３０に対してスライド可能である。把持部１３の操作とは、把持部１３が術者によって握られたり、握りを離されることである。つまりせん断部材２１は、把持部１３の操作によって、処置部３１を含むプローブ３０に対して、シース２０の長手方向に沿って、シース２０内（外側チューブ２０ｃと内側チューブ２０ｂとの間、つまり空間部２０ｄ内）をスライド可能な形状を有している。そのためせん断部材２１の形状は、空間部２０ｄの形状と同一である必要はない。

せん断部材２１がシース２０の長手方向に沿って処置部３１を含むプローブ３０に対してスライドする際、外刃２１ａは、図５に示すように処置部３１（上面３１ｃと下面３１ｄ）をスライドし、せん断エッジ３１ｂまでに移動することとなる。そのとき外刃２１ａがせん断エッジ３１ｂと重なることで、外刃２１ａとせん断エッジ３１ｂとは処置対象部位をせん断する。

次に本実施形態における動作方法について説明する。
処置部３１が生体組織の処置対象部位に接触する。この状態で図示しない超音波振動駆動装置にて発生した電力は、図示しない超音波振動駆動装置から出力用接続ケーブル２を通じて超音波振動子ユニット１２に供給され、超音波振動子ユニット１２によって超音波振動に変換される。超音波振動は、ホーン１２ａによって増幅され、プローブ３０に伝達される。このとき超音波振動は、ホーン３０ｄによってさらに増幅され、プローブ３０から処置部３１を通じて処置対象部位に伝達される。つまり超音波振動は、プローブ３０の基端側から先端側に伝達される。これにより処置対象部位は、処置部３１にて超音波振動によって処置される。

また把持部１３が術者によって握られると、せん断部材２１がプローブ３０の長手軸方向に沿って処置部３１の先端側に向かってスライドする。これにより外刃２１ａは処置部３１（上面３１ｃと下面３１ｄ）をスライドし、せん断エッジ３１ｂまでに移動することとなる。そのとき外刃２１ａがせん断エッジ３１ｂと重なり、処置対象部位は、外刃２１ａと超音波振動しているせん断エッジ３１ｂとによってせん断される。

また把持部１３が術者によって握りを離されると、把持部１３は、把持部１３が有する弾性力によって、把持部１３が術者によって握られる前の状態に戻る。これによりせん断部材２１がプローブ３０の長手軸方向に沿ってシース２０の先端側に向かってスライドする。

このように本実施形態では、超音波振動によって処置部３１にて処置対象部位を容易に処置することができる。また本実施形態では、把持部１３を把持することによって、せん断部材２１をスライドさせることができ、外刃２１ａと超音波振動しているせん断エッジ３１ｂとによって処置対象部位をせん断することができる。これにより本実施形態では、処置対象部位を容易且つ繊細に処置することができ、軟組織を巻き込むことなく処置でき、意図しない損傷を生じさせることなく処置できる。

また本実施形態では、開口部３１ａ内に処置対象部位を配置することで、超音波振動によって容易に切削等の処置を行うことができる。

このように本実施形態では、超音波振動による切削とせん断との２種類の処置方法を提供することができる。

また本実施形態では、せん断エッジ３１ｂにおける超音波振動により処置対象部位のせん断面を滑らかにすることができ、術後における患者の痛みをやわらげることができる。

また本実施形態では、せん断部材２１をスライドさせて処置対象部位を処置できるために、軟組織を巻き込むことなく処置でき、意図しない損傷を生じさせることなく処置できる（処置対象部位を損傷することを防止することができる）。

また本実施形態では、把持部１３を把持することで、処置対象部位をせん断することができるために、せん断のための操作が容易である。

なおせん断エッジ３１ｂは、図４に示す形状に限定する必要はない。

例えば図６Ａに示すようにせん断エッジ３１ｂは、処置部３１の上面３１ｃからプローブ３０の長手軸方向にむけて斜めに、また処置部３１の下面３１ｄからプローブ３０の長手軸方向にむけて斜めに形成されていても良い。

また図６Ｂに示すように、せん断エッジ３１ｂは、処置部３１の上面３１ｃから下面３１ｄに向けて、プローブ３０の長手軸方向に対して略垂直に配設されていても良い。

次に本発明に係る第２の実施形態について図７と図８を参照して説明する。なお上述した第１の実施形態とその変形例との同一の構成については第１の実施形態と同一の参照符号を付すことにより説明を省略する。
本実施形態の処置部３３は、開口部３１ａを有しておらず、プローブ３０の長手軸方向に対して略垂直方向に起上している突起部３３ａを一体的に有している。つまり突起部３３ａを含む処置部３３は、鉤形状を有している。突起部３３ａは、上述した略垂直方向における突起部３３ａの先端にせん断エッジ３１ｂと同様のせん断部であるせん断エッジ３３ｂ（処置部本体部）を有している。突起部３３ａは、上述した略垂直方向において、せん断エッジ３３ｂが外刃２１ａと重なる所望な高さを有している。

処置部３３が処置対象部位を処置する際、処置部３３はシース２０の先端から突出した状態で、処置部３３を含む超音波処置具１全体が移動する。処置部３３は、突起部３３ａを処置対象部位に接触させることで、超音波振動によって処置対象部位を処置する。

また把持部１３が術者によって握られると、図８に示すようにせん断部材２１がプローブ３０の長手軸方向に沿って突起部３３ａに向かってスライドする。これにより外刃２１ａはせん断エッジ３３ｂに向かって移動することとなる。そのとき外刃２１ａがせん断エッジ３３ｂと重なることで、処置対象部位は外刃２１ａとせん断エッジ３３ｂによって切断または処置される。

このように本実施形態では、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

また本実施形態の処置部３３は鉤形状を有している。そのため本実施形態では、処置部３３を容易に処置対象部位に引っ掛けることができ、処置をまでの動作を簡略化することができる。

次に本発明に係る第３の実施形態について図９乃至と図１３を参照して説明する。なお上述した第１の実施形態とその変形例との同一の構成については第１の実施形態と同一の参照符号を付すことにより説明を省略する。
本実施形態の超音波処置具１は、操作部４０が回動操作された際に、操作部４０の回動操作に応じて、処置部４２に対して回動する切断部材４４を有している。切断部材４４は、処置部４２に対して回動可能であり、処置対象部位を切断により処置する処置部材である。

処置部４２は、略平板形状を有しており、処置対象部位と接触することで、超音波振動によって処置対象部位を処置する。処置部４２は、ケース１１の長手軸方向（プローブ３０の長手軸方向）に長径なループ形状を有している。そのため処置部４２には、処置部４２の厚み方向に貫通している開口部４２ａが形成されている。開口部４２ａは、開口部４２ａの外径において、後述する刃４４ａと共に処置対象部位を切断する切断部である切断エッジ４２ｂを有している。言い換えると切断エッジ４２ｂは、ループ内にて、プローブ３０の長手軸方向に沿って配設される。切断エッジ４２ｂは、後述する刃４４ａと共に処置対象部位を切断により処置する処置部本体部である。

この開口部４２ａには、処置部４２に対して回動する切断部材４４が挿入する。切断部材４４は、開口部４２ａ側に向けて形成される金属製の刃４４ａを有している。刃４４ａは、処置部材本体部となる。

切断部材４４は、操作部４０の操作によって、処置部４２を含むプローブ３０に対して回動可能である。操作部４０の操作に応じて切断部材４４を回動させる回動機構は、図面の簡略化のために省略するが、当業者に周知の回動機構を備えることはいうまでもない。

切断部材４４が回動すると、刃４４ａは切断エッジ４２ｂに向かって移動することとなる。そのとき刃４４ａが切断エッジ４２ｂと重なり、刃４４ａと切断エッジ４２ｂとが処置対象部位を挟むことで、刃４４ａと切断エッジ４２ｂとは処置対象部位を切断する。

次に本実施形態における動作方法について説明する。

操作部４０が術者によって握られると、切断部材４４が開口部４２ａに向かって回動する。これにより刃４４ａは切断エッジ４２ｂに向かって移動することとなる。

このとき処置部４２と切断部材４４との間には、生体組織の処置対象部位が配置される（挟み込まれる）。この状態からさらに切断部材４４が開口部４２ａに向かい回動する。また超音波振動駆動装置にて発生した電力は、第１の実施形態と同様に超音波振動に変換される。超音波振動は、第１の実施形態と同様に増幅され、プローブ３０に伝達される。このとき超音波振動は、処置部４２を通じて処置対象部位に伝達される。

そのとき刃４４ａが切断エッジ４２ｂと重なり、刃４４ａと切断エッジ４２ｂとが処置対象部位を挟むことで、処置対象部位は刃４４ａと切断エッジ４２ｂとによって切断される。

このように本実施形態では、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

また本実施形態では、切断部材４４を開口部４２ａに向かって回動させ、刃４４ａと切断エッジ４２ｂとによって処置対象部位を挟むことで、処置対象部位をぶれることなく切断できる。また本実施形態では、処置対象部位を挟み込んで処置するために、厚みを有する処置対象部位でも容易に切断することができる。

なお本実施形態の処置部４２の形状は、上記に限定されない。例えば図１４に示すように、処置部４２は、プローブ３０の長手軸方向の略垂直な方向から平面視した際に、略Ｕ字形状を有していてもよい。処置部４２は、処置部４２を平面視した際に相対する辺の一方である第１の切断エッジ４６ａと、平面視した際に相対する辺の他方である第２の切断エッジ４６ｂとを有している。第１の切断エッジ４６ａと第２の切断エッジ４６ｂとは、処置部本体部である。つまり、第１の切断エッジ４６ａと第２の切断エッジ４６ｂとは、平面視した際に相対するＵ字形状の一方の辺とＵ字形状の他方の辺とにそれぞれ配設されていることとなる。また第１の切断エッジ４６ａと第２の切断エッジ４６ｂとは、プローブ３０の長手軸方向に沿って略平行に配設されている。第１の切断エッジ４６ａと第２の切断エッジ４６ｂの間の空間部４８には、処置部４２に対して回動する切断部材４４が挿入される。

このように本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。

１…超音波処置具、２…出力用接続ケーブル、１１…ケース、１２…超音波振動子ユニット、１２ａ…ホーン、１３…把持部、２０…シース、２０ｂ…内側チューブ、２０ｃ…外側チューブ、２０ｄ…空間部、２１ａ…外刃（処置部材本体部）、２１…せん断部材（処置部材）、３０…プローブ（伝達部材）、３０ｄ…ホーン、３０ｅ…支持部材、３１…処置部、３１ａ…開口部、３１ｂ…せん断エッジ（処置部本体部）、３１ｃ…上面、３１ｄ…下面、３３…処置部、３３ａ…突起部、３３ｂ…せん断エッジ（処置部本体部）、４０…操作部、４２…処置部、４２ａ…開口部、４２ｂ…切断エッジ（処置部本体部、切断部）、４４…切断部材（処置部材、切断部材）、４４ａ…刃（処置部材本体部）、４６ａ…第１の切断エッジ、４６ｂ…第２の切断エッジ、４８…空間部。

Claims (5)

1. 超音波振動を発生する超音波振動子ユニットと、
   前記超音波振動子ユニットと基端側にて接続し、前記超音波振動子ユニットにて発生した超音波振動を基端側から先端側に伝達する伝達部材と、
   前記伝達部材が挿通されるシースと、
   前記シースの先端から突出するように前記伝達部材の先端に配設され、前記伝達部材から伝達される超音波振動によって処置対象部位を処置する処置部と、
   前記処置部に配設され、前記処置対象部位を処置する処置部本体部と、
   前記伝達部材の長手軸方向に沿って前記処置部と前記処置本体部とを含む前記伝達部材に対してスライド可能なせん断部材であり、前記シースの先端から突出するように前記シースの中に配設され、前記処置対象部位を処置する処置部材と、
   前記処置部材の先端に配設され、前記処置対象部位を処置するせん断部である処置部材本体部と、
   を具備し、
   前記処置部は、前記伝達部材の長手軸方向に長径なループ形状を有し、
   前記ループ形状は、前記処置部の厚み方向において前記処置部を貫通し、前記処置対象部位が配置される開口部を形成し、
   前記処置部本体部は、ループ内の前記伝達部材の長手軸方向の先端側にて、前記伝達部材の長手軸方向に対して所望に傾いて配設され、
   前記処置部材がスライドして、前記処置部材本体部が前記処置部本体部と重なることで、前記処置部材本体部と前記処置部本体部とは前記処置対象部位をせん断によって処置することを特徴とする超音波処置具。
2. 前記処置部本体部は、前記処置部の上面から下面に延びていることを特徴とする請求項１に記載の超音波処置具。
3. 前記シースは、前記伝達部材が挿通される非円形筒形状の内側チューブと、前記内側チューブを覆う略円筒形状の外側チューブとを有し
   前記処置部材は、前記シースの径方向において前記内側チューブと前記外側チューブと間、且つ前記シースの長手軸方向に沿って配設され、
   前記処置部材は、前記伝達部材の長手軸方向に沿って前記内側チューブの内周面と前記外側チューブの外周面と対してスライドすることを特徴とする請求項２に記載の超音波処置具。
4. 前記処置部材を前記伝達部材の長手軸方向に沿ってスライドさせる弾性力を有する弾性部材をさらに具備することを特徴とする請求項３に記載の超音波処置具。
5. 前記処置部本体部は、前記処置部の上面と下面とから前記伝達部材の長手軸と前記処置部の先端とに向かって、前記伝達部材の長手軸に対して斜めに形成されることを特徴とする請求項４に記載の超音波処置具。

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