(57)【要約】【課題】創傷と接触し同時に創傷の清浄化を行うようにデザインされ、増大した接触領域を使用して超音波装置によって行われる切断の深さのコントロールを強め、創傷領域へまたはそれから医学的または非医学的の流体及び物質を伝達または除去する超音波創傷清浄化のための装置及び方法の提供。【解決手段】清浄化のために形成された非平滑表面に超音波をもたらす段階、非平滑表面の振動を生じさせるために超音波を伝播する段階、そして清浄化のために形成された振動表面と創傷組織とを接触させる段階からなる創傷組織を清浄化する方法及び装置。
2005534451.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波外科装置により発生かつ伝播される超音波を受け取る手段、及び少なくとも１つの非平滑表面からなる創傷表面の組織を清浄化する手段、及び少なくとも１つの非平滑表面を振動するために少なくとも１つの非平滑表面へ受け取った超音波を伝播する手段からなり、少なくとも１つの非平滑振動表面が創傷表面上の組織と接触し清浄化するように形成されていることを特徴とする超音波外科装置へ接続されるように形成されしかも必要な大きさを有するエンドエフェクター。
【請求項２】
少なくとも１つの非平滑表面が少なくとも１つの突出物を含む請求項１のエンドエフェクター。
【請求項３】
少なくとも１つの突出物が少なくとも１つの歯状物を含む請求項２のエンドエフェクター。
【請求項４】
少なくとも１つの非平滑表面が歯状物の二次元の配列を含む請求項１のエンドエフェクター。
【請求項５】
少なくとも１つの非平滑表面が、創傷表面と接触し清浄化する接触域を含み、接触域が予定された長さ及び幅を有する請求項１のエンドエフェクター。
【請求項６】
少なくとも１つの非平滑表面が少なくとも１つの鋭いエッジを含む請求項１のエンドエフェクター。
【請求項７】
伝播する手段が、少なくとも１つの非平滑表面の少なくとも一部を回転させるねじり波及び回転波からなる群からの超音波の少なくとも一部を形成するためのくぼみを少なくとも部分的に周辺に有するチャンネルを含む請求項１のエンドエフェクター。
【請求項８】
エンドエフェクターが、それに治療効果をもたらすために創傷表面にねじり波及び回転波からなる群から選ばれた超音波の少なくとも一部を直接伝播するように形成されしかも必要な大きさを有する請求項７のエンドエフェクター。
【請求項９】
エンドエフェクターが、その超音波処理のために創傷に超音波の少なくとも一部を直接伝播するように形成されしかも必要な大きさを有する請求項１のエンドエフェクター。
【請求項１０】
超音波が１０ｋＨｚ−１０６ＭＨｚの範囲の周波数を有する請求項１のエンドエフェクター。
【請求項１１】
超音波が２０−１００ｋＨｚの範囲の周波数を有する請求項１のエンドエフェクター。
【請求項１２】
超音波が５−３０ミクロンの範囲の振幅を有する請求項１のエンドエフェクター。
【請求項１３】
超音波が１−１００ミクロンの範囲の振幅を有する請求項１のエンドエフェクター。
【請求項１４】
超音波が３０−３００ミクロンに及ぶことができる振幅を有する請求項１のエンドエフェクター。
【請求項１５】
超音波が３０−１２０ミクロンの範囲の振幅を有する請求項１のエンドエフェクター。
【請求項１６】
超音波が、変調周波数及びパルス周波数からなる群から選ばれる周波数を有する請求項１のエンドエフェクター。
【請求項１７】
超音波が、正弦波、方形波、台形波、三角波及びこれらの組み合わせからなる群から選ばれる波形を有する請求項１のエンドエフェクター。
【請求項１８】
エンドエフェクターの少なくとも１つ及び受け取った超音波が、創傷表面に治療効果を生ずるために受け取った超音波により音圧及び機械圧の少なくとも１つを形成するように形成されしかも必要な大きさを有する請求項１のエンドエフェクター。
【請求項１９】
少なくとも１つの非平滑表面が、少なくとも１つの鋭いエッジを含み、そしてエンドエフェクターが超音波を少なくとも１つの鋭いエッジに導くように形成されしかも必要な大きさを有する請求項１のエンドエフェクター。
【請求項２０】
少なくとも１つの突出物のなかの突出物が、突出物の近位の末端で取り付け表面に取り付けられ、そして突出物の幅が突出物の遠位の末端でよりも近位の末端で大きい取り付け表面をさらに含む請求項２のエンドエフェクター。
【請求項２１】
創傷表面へまたはそれから物質を移動させるために創傷表面に隣接する域と流体で連絡する少なくとも１つのチャンネルをさらに含む請求項１のエンドエフェクター。
【請求項２２】
エンドエフェクターの少なくとも１つ及び受け取った超音波が、創傷表面の下に移動した物質の浸透を生じさせるために超音波を受け取ると音圧及び機械圧の少なくとも１つを形成するように形成されしかも必要な大きさを有する請求項２１のエンドエフェクター。
【請求項２３】
清浄化のために形成された非平滑表面に超音波をもたらす段階、非平滑表面の振動を生じさせるために超音波を伝播する段階、そして清浄化のために形成された振動表面と創傷組織とを接触させる段階からなることを特徴とする創傷組織を清浄化する方法。
【請求項２４】
非平滑表面へ超音波をもたらす前にチャンネルに沿って超音波を伝播する段階、超音波の少なくとも一部をねじり波及び回転波の少なくとも１つとして形成させるためにチャンネルの少なくとも一部を少なくとも部分的に囲んでくぼみを設ける段階、そして振動表面の少なくとも一部を回転させるためにねじり波及び回転波の少なくとも１つを使用する段階をさらに含む請求項２３の方法。
【請求項２５】
それに治療効果をもたらすために創傷にねじり波及び回転波の少なくとも１つの少なくとも一部を直接適用する段階をさらに含む請求項２４の方法。
【請求項２６】
その超音波処理のために創傷表面に超音波を導く段階をさらに含む請求項２３の方法。
【請求項２７】
創傷表面に治療効果を生じさせるために超音波により音圧及び機械圧の少なくとも１つを形成する段階をさらに含む請求項２３の方法。
【請求項２８】
非平滑表面に少なくとも１つの鋭いエッジを設ける段階、そして超音波を少なくとも１つの鋭いエッジに導く段階をさらに含む請求項２３の方法。
【請求項２９】
創傷へまたはそれから物質を移動する段階をさらに含む請求項２３の方法。
【請求項３０】
創傷表面へ伝達した物質の浸透を生じさせるために超音波によって音圧及び機械圧の少なくとも１つを形成する段階をさらに含む請求項２９の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波の医学的処理を行う装置及び方法に関し、そして特に創傷の超音波清浄化を行う装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
創傷を治癒する方法は、しばしば、創傷の領域における生育不能な失活した壊死性組織の存在により複雑になる。そして、清浄化方法は、感染を予防し創傷の治癒を促進させるための壊死性組織の除去を含む。
【０００３】
創傷の治癒を顕著に増大させる創傷の清浄化のための新しい外科装置が長い間望まれてきている。レーザーまたは酵素の清浄化のような最近のものを含む機械的、水力／流体及び他の外科の清浄化方法及び装置のすべてには、明らかに不利益さがある。例えば、外科用ナイフ、はさみまたは他の鋭いエッジを有する装置を使用する機械的清浄化方法では、装置と生物学的組織との間に高い機械的力が必要なために、出血が生じ、機械的外傷が生成し、そして残骸の除去の深さをコントロールするのが困難になり勝ちである。レーザーによる創傷の清浄化は、非常に遅く、下層の組織を損傷し勝ちであり、そして温度に基づいて「レーザー蒸発」または「レーザー切除」からメス効果に及ぶ。レーザー清浄化の一例は、特許文献１に記載されている。
【０００４】
酵素的清浄化方法は、創傷表面上の変性した蛋白のような処方物の残存物の形成、肉芽組織の減少そして局所または全身の毒性の発生のような不利益が生ずる可能性がある。酵素的清浄化の一例は、特許文献２に記載されている。
【０００５】
超音波外科方法は、特許文献３（軟骨組織の分離のための三角形の歯状物を有する超音波ナイフを記載している）、特許文献４−６（洗浄、吸引及び乳化とともに軟組織細胞の切離のための超音波の使用を記載している）に記載されている。特許文献７は、超音波の切離及び凝固系を記載している。
【０００６】
上記の従来技術の超音波外科装置は、鋸歯のエッジを有する歯状物が一次元の配列を形成しているただ１つの列に沿って整列している、直線または鋸歯の何れかの鋭いエッジを有する刃を有する。切断のために刃に施される力は、組織と接触している表面の領域にわたって分布している。超音波の振動は、実質的な切断が刃に弱い力のみを施すことにより行われるように、刃の切断力を増加する。切断力の増加並びに比較的狭い接触表面の領域に及ぶ施された力の分布により、切断の深さのコントロールを達成することが困難である。その上、従来技術の超音波外科装置は、大きな接触領域を有する１つ以上の刃により最も良く行われる清浄化方法に適していない。
【０００７】
【特許文献１】米国特許５３４２３５２
【特許文献２】米国特許５１４５６８１
【特許文献３】米国特許４１８８９５２
【特許文献４】米国特許３５８９３６３
【特許文献５】米国特許４４２８７４８
【特許文献６】米国特許６２７０４７１
【特許文献７】米国特許６２８０４０７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、超音波創傷清浄化のための装置及び方法を提供するのが本発明の目的である。
創傷と接触し同時に創傷の清浄化を行うようにデザインされた超音波装置を使用する創傷を治癒するための創傷の治療方法が本発明の他の目的である。
【０００９】
増大した接触領域を使用して超音波装置によって行われる切断の深さのコントロールを強めるのが本発明の他の目的である。
創傷領域へまたはそれから医学的または非医学的の流体及び物質を伝達または除去するための装置及び方法を提供するのが本発明の他の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、超音波外科装置に接続されるように形成されしかも必要な大きさを有するエンドエフェクターが提供される。エンドエフェクターは、超音波外科装置により発生かつ伝播された超音波を受け取るための手段、及び創傷表面上の組織を清浄化するための手段を含む。組織を清浄化するための手段は、少なくとも１つの非平滑表面、及び少なくとも１つの非平滑表面を振動するための少なくとも１つの非平滑表面へ受け取った超音波を伝播する手段を含み、少なくとも１つの非平滑振動表面は、創傷表面上の組織と接触し清浄化するように形成されている。
【００１１】
好ましい態様では、少なくとも１つの非平滑表面は、少なくとも１つの突出物及び少なくとも１つの鋭いエッジを含む。さらに好ましい態様では、少なくとも１つの非平滑表面は、歯状物の二次元配列を含む。好ましい態様では、伝播のための手段は、少なくとも１つの非平滑表面の少なくとも一部を回転させるために、超音波の少なくとも一部がねじり波及び回転波からなる群から形成されるように、くぼみが少なくとも部分的にその周辺を囲むチャンネルを含む。好ましくは、エンドエフェクターは、その超音波処理のためにそして創傷に治療効果をあたえるために、創傷表面に超音波の少なくとも一部を直接伝播するように形成されしかも必要な大きさを有する。
【００１２】
本発明の他の態様では、創傷組織を清浄化する方法が提供される。方法は、超音波を清浄化のために形成された非平滑表面にもたらす段階、非平滑表面の振動を生じさせるために超音波を伝播する段階、そして清浄化のために形成された振動表面と創傷組織とを接触させる段階を含む。
【００１３】
本発明の種々の態様は、図面を参照して以下に説明されるだろう。
本発明は、美容または外科一般に使用されるような創傷を清浄化し治療する方法及び系を提供する。超音波により創傷を同時に治療しつつ（超音波処理）、創傷表面及び残骸に超音波を生成し、導きそして伝達する超音波系が提供される。超音波は、創傷の清浄化及び治療のために、超音波チップの鋭いエッジに導かれる。超音波系は、さらに、コントロール可能な深さでの創傷の清浄化、並びに創傷領域での残骸例えばフラグメント化壊死性組織、外来物質及び／または汚染物の洗浄及び吸引を提供する。超音波系は、さらに、洗浄用医薬を活性化し、そして創傷の表面の下に医薬を浸透させる。超音波は、音圧及び機械圧を生成し、治療効果をもたらす及び／または創傷の表面の下への医薬の方向づけ及び医薬の浸透を増大する。
【００１４】
図１に関し、超音波発生系１０が図示される。超音波発生系１０は、電力、ディスプレイ、強度などをコントロールするための種々の制御コントロールを有するフロントパネル１４を有する超音波発生器１２を含む。超音波発生器１２は、ケーブル１８によって超音波変換器１６に接続される。超音波変換器１６は、変換器１６により生成される超音波を受け取るチップ２０を含む。チップ２０は、特にデザインされた遠位の末端２２（清浄化のために形成された創傷清浄化表面３０を有する）を含む。創傷清浄化表面３０は、好ましくは、非平滑表面である。好ましい態様では、創傷清浄化表面３０は、少なくとも１つの突出物を含む。
【００１５】
他の好ましい態様では、少なくとも１つの突出物は、好ましくは配列３１で形成された少なくとも１つの歯状物３２を含み、好ましくは配列３１は、二次元である。好ましくは、歯状物３２は、好ましくは切断及び／または切削のために剃刀の鋭さに研ぎあげた１つ以上のエッジまたは点を有し、ここでは鋭いエッジで表されている。
【００１６】
矢印３４により示されている方向に移動する縦の超音波は、超音波変換器１６が使用者により操作されそして創傷の表面に変換器のチップ２０を軽く接触するためにかすかな機械的タッチを適用するとき、エッジ３２をして創傷を清浄化させ、そして超音波は創傷を超音波処理する。使用者は、さらに、矢印３６によって示される方向に運動を施すことにより、超音波変換器１６を操作できる。サンドイッチ形変換器のデザインから形成された超音波変換器１６が図示され、そして当業者にとり周知のように、他のデザイン例えば超音波治療変換器から形成できる。
【００１７】
生成された超音波は、好ましくは、１０ｋＨｚ−１０６ＭＨｚそして好ましくは２０−１００ｋＨｚに及ぶ周波数を有し、それらは、１−３００ミクロン、好ましくは３０−２００ミクロン、さらに好ましくは３０−１５０ミクロンそして最も好ましくは３０−１００ミクロンに及ぶ振幅を達成できる。振幅が５−３０ミクロンに及ぶ作業範囲は、多くの応用に充分であるが、３０−３００ミクロンに及ぶ高い振幅は、以下に説明されるように、清浄化及び／または治療中利益をもたらす。より低い周波数は、より高い振幅をより良く達成でき、そして望ましい振幅は応用例えば治療される創傷の症状に依存する。周波数は、変調されるかまたはパルス化される。超音波チップを駆動する超音波は、正弦波、方形波、台形波、三角波及びこれらの組み合わせのような波形を有し、方形が好ましい波形である。
【００１８】
図２に関し、二次元の配列３１の例が図示される。チップ２０は、取り付け表面を含み、歯状物３２は、それぞれの歯状物の近位の末端で取り付け表面に取り付けられる。それぞれの歯状物３２は、清浄化中創傷の表面と接触するための接触表面を含む。好ましくは、それぞれの歯状物３２の組み合わせた接触表面を含む全接触領域は、実質的な長さ及び幅を有する。全接触領域は、二次元の配列３１の面積にほぼ相当する領域にわたって分布している。
【００１９】
組織を分離し、引きはがし、切断し、切開するなどのような方法にデザインされた従来の超音波外科装置では、鋭いエッジは、歯状物の一次元の配列を含む、連続する鋭いエッジまたは不連続な鋭いエッジを有する一次元の構造で配置される。従って、鋭いエッジの全接触領域は、一次元の鋭いエッジの集合した接触表面に相当し、全接触領域は、歯状物または連続する鋭いエッジの一次元の配列の面積にほぼ相当する領域にわたって分布する。
【００２０】
本発明の超音波創傷清浄化系１０の創傷清浄化表面３０の配列３１の二次元の構造は、同様な長さの鋭いエッジの一次元の構造を有する超音波外科装置に比べて増大した全接触表面領域をもたらす。本発明の系を使用して使用者によって施される超音波エネルギー及び機械力により提供される切断力は、増大した全接触表面領域にわたって分布する。二次元配列３１により占められる領域に関する多数の接触表面の分布は、切断力のさらなる分布を生ずる。切断力の分布は、望まない組織の浸透及び望まない出血を防ぐ一方、強化した深さのコントロール並びに清浄化かつ超音波処理の能力をもたらす。配列３１にもたらされる超音波のエネルギーレベル及び／または機械力の変更は、配列３１の歯状物３２のなかに分布し、個々の歯状物３２の振動及び清浄化方法の精妙なコントロールを可能にする。
【００２１】
低い周波数例えば２０−１００ｋＨｚで発生し高い振幅例えば３０−３００ミクロンを有する超音波の使用は、創傷の表面下の超音波のキャビテーション及び超音波の浸透を促進して治癒処理を促進する。
【００２２】
図３に関して、歯状物３２について種々の歯状物の構造が図示される。配列３１は、図示された構造の１つまたはそれらの組み合わせを有する歯状物３２を含む。好ましくは、個々の歯状物３２は、清浄化中より大きな抵抗を促進しそして浸透をコントロールするために、歯状物３２の幅が歯状物の遠位の末端よりも近位の末端で大きくなるように先細になっている。図示された歯状物の構造は、円筒形、ある角度で曲げられたカットを有する円筒形、ピラミッド形、円錐形、くさび形、先細のくさび形、切頭かつ先細のくさび形などを含む。
【００２３】
その上、使用される超音波エネルギーの周波数及び振幅の選択と組み合わされた変換器チップ２０の形状及びサイズの選択は、望ましい超音波処理の効果及び清浄化の効果を達成するのに有利である。
【００２４】
図４は、洗浄及び／または吸引のためのチャンネル４０２を含む超音波変換器チップ２０を図示する。超音波変換器チップ２０は、サンドイッチ形変換器のデザインにより形成されるが、しかし他の変換器の構造も使用できる。チャンネル４０２は、洗浄及び／または吸引の源に接続される。洗浄では、洗浄の源は、粉末または流体例えば塩水、液状医薬品、抗生物質などを創傷の領域にもたらす。吸引では、切断及び／または清浄化の組織及び／または外来物質または汚染物を、チャンネル４０２を経て創傷から吸引して除去する。好ましくは、吸引及び／または洗浄は、変換器１６の操作者によって作動及び／またはコントロールされ、一方創傷の清浄化を行い、そして最も好ましくは、変換器１６を操作する同じ手により行うことができる。
【００２５】
図４のＡに図示される好ましい態様では、チャンネル４０２の開口は、チップの創傷清浄化表面３０内に配置される。図４のＢに図示される他の態様では、チャンネル４０２の開口は、チップの創傷清浄化表面３０の近位の末端に配置される。図４のＣに図示される他の態様では、チャンネル４０２の開口は、チップの創傷清浄化表面３０の遠位の末端に配置される。別々のチャンネルは、洗浄及び吸引のために設けられるか、または１つのチャンネルは、洗浄及び吸引のための選択的な交替の使用に設けられる。洗浄及び／または吸引は、清浄化中行うことができるか、または清浄化とは別に行うことができる。
【００２６】
変換器チップ２０の形状及びサイズ、配列の大きな接触面積は、超音波エネルギーを治療に使用でき、及び／または低い周波数例えば２０−１００ｋＨｚ及び高い振幅例えば３０−３００ミクロンの使用は、紫外線波の力及び圧力並びにそのキャビテーションの形成を促進し、組織中への超音波の浸透を生じさせ、治療的効果をもたらす。流体または粉末の形の薬剤が組織に施されるとき、形成される圧力及び超音波のキャビテーションは、組織中への薬剤の浸透を生じさせ、治癒処理を加速するためのさらなる治療効果をもたらす。
【００２７】
図５は、本発明の別の態様に従って超音波変換器１６ａを図示し、変換器１６ａは図１の変換器１６と似ているが、但し超音波変換器は超音波治療変換器として形成されている。変換器１６ａは、図１の変換器１６に類似した、歯状物３２の二次元の配列３１及びケーブル１８を含む。図５のＢでは、超音波変換器１６ａは、図４のチャンネル４０２に類似した洗浄及び／または吸引の目的のためのチャンネル５１０を含むことが図示される。
【００２８】
図６は、本発明の他の態様による超音波変換器１６ｂを図示する。超音波変換器１６ｂは、図１の変換器１６に類似しているが、但し遠位のチップ２２に超音波を伝播するためのチャンネル例えば首状部６０２を含む。チャンネルは、用途に応じて形成または形作られる。チャンネルには、チャンネルの回りに少なくとも部分的に形成される少なくとも１つのくぼみを設ける。くぼみは、例えば、ねじやま、スロット、みぞまたはそれらの組み合わせである。くぼみの１つ以上の壁は、１つ以上の壁を含むことができ、１つ以上の壁は、直線状及び／または曲線状であり、そしてくぼみの長さに沿った点でのくぼみの断面の形状は、正方形、方形、台形、三角形などの形状である。図示された態様では、首状部６０２の長さの少なくとも一部に沿って形成されるらせん状の連続したみぞ６０４の構造のくぼみが設けられる。変換器１６ｂが、変換器１６に類似した歯状物３２の配列３１を含むことが図示される。チップ２０が、１つ以上の歯状物、１つ以上の歯のない刃、平らな接触表面領域などの一次元配列により交互に形成できることも考えられる。
【００２９】
みぞ６５４は、矢印６０６により示される方向に動くねじり波及び回転波を生成し、それらは、矢印３４により示される方向に動くように示される縦波に加えて、歯状物３２に働く。縦波は、歯状物３２に働いて、歯状物３２をして前と後との一次元運動で振動させる。ねじり波及び回転波は、歯状物３２に働いて、歯状物３２をして二次元運動について２成分の運動を有する回転運動で振動させる。歯状物３２の回転的振動は、清浄化を行うために歯状物３２の有効性を改善する。使用者は、さらに、矢印３６によって示される方向に超音波変換器１６ｂを動かす。回転波及びねじり波は、さらに、治療効果をもたらすために創傷の組織に働く。
【００３０】
体内の清浄化が体内の使用用に形成された超音波変換器１６、１６ａまたは１６ｂを用いて行うことも考えられる。
本発明の記述された態様は、制限することよりむしろ説明することを目的としており、そして本発明のすべての態様を表示することを目的としていない。種々の変化及び修飾は、特許請求の範囲そのもの及び法律により認められているその均等の範囲に示されている本発明の趣旨または範囲から離れることなく、行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明による超音波創傷清浄化系の透視図である。
【図２】図１に画かれた超音波創傷清浄化系のための超音波チップの透視図である。
【図３】図２に画かれた超音波チップのための種々の歯状物の形成の透視図である。
【図４】図２に画かれた超音波チップを図示し、Ａは第一の態様によって形成された洗浄または吸引のための流れチャンネルを有する超音波チップの概略側面断面図であり、Ｂは第二の態様によって形成された洗浄または吸引のための流れチャンネルを有する超音波チップの概略側面断面図であり、Ｃは第三の態様によって形成された洗浄または吸引のための流れチャンネルを有する超音波チップの概略側面断面図である。
【図５】図２に画かれた超音波チップを図示し、Ａは他の態様による超音波チップの概略側面断面図であり、Ｂは洗浄または吸引のための流れチャンネルを有するＡで画かれた超音波チップの概略側面断面図である。
【図６】本発明によるチップを有する超音波変換器の概略図であり、Ａは本発明の好ましい態様によるチップを有する超音波変換器の概略図であり、Ｂは清浄化中のＡに図示されたチップの概略図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０    超音波発生系
１２    超音波発生器
１４    フロントパネル
１６    超音波変換器
１６ａ  変換器
１６ｂ  変換器
１８    ケーブル
２０    チップ
２２    ２０の遠位の末端
３０    創傷清浄化表面
３１    配列
３２    歯状物（エッジ）
３４    矢印
３６    矢印
４０２  チャンネル
５１０  チャンネル
６０２  首状部
６０４  みぞ
６０６  矢印
６５４  みぞ
【図１】
2005534451.tif 000003
【図２】
2005534451.tif 000004
2005534451.tif 000005
2005534451.tif 000006
2005534451.tif 000007
2005534451.tif 000008
【国際調査報告】
2005534451.tif 000009
2005534451.tif 000010
2005534451.tif 000011
2005534451.tif 000012