(57)【要約】  骨インプラント用の打撃装置およびこの打撃装置の相対的な作動方法について説明され、この打撃装置は、打撃アンカー（５）の加速のために電磁コイルが内部に装着された、金属工具（２）のステムが突き出ている、ハウジング本体（１）と、前記電磁コイルのコアを貫通する音波ロッド（３）であって、前記音波ロッド（３）に沿って前記打撃アンカー（５）が摺動可能である、音波ロッド（３）と、前記アンカー（５）の移動端停止部として機能する、前記終端ヘッド（３ａ）の近傍に配設された浮動ヨーク（４）と、を備え、前記電磁コイルが、２０ミリ秒未満の短時間および０．８〜１．２ｋＷの範囲のエネルギーの電流でインパルスによりエネルギー供給され、これにより、前記アンカー（５）が前記ヨーク（４）に対して衝突し、これにより、前記工具（２）のステムに伝達されるエネルギーが発生する。
2014514083.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
打撃アンカー（５）の加速のために電磁コイルが内部に装着され、金属工具（２）のステムが突き出ているハウジング本体（１）を備える骨インプラントまたは外科的抜去のための打撃装置であって、
前記電磁コイルのコアを貫通する音波ロッド（３）であって、前記音波ロッド（３）に沿って前記打撃アンカー（５）が摺動可能であり、前記金属工具（２）のステムが少なくとも長手方向に一体的に係合可能な終端ヘッド（３ａ）を備える、音波ロッド（３）と、
前記アンカー（５）の移動端停止部として機能する、前記終端ヘッド（３ａ）の近傍に配設された浮動ヨーク（４）と、を備え、
前記電磁コイルが、２０ミリ秒未満の時間および０．８〜１．２ｋＷの範囲のエネルギーの電流で、単一インパルスにより過充電され、これにより、第１の方向に加速されて前記アンカー（５）が前記ヨーク（４）に対して衝突し、これにより、音波で伝搬する前記音波および移動運動量によって前記工具（２）のステムに伝達されるエネルギーが発生し、この発生する力が、６０〜２６０ｄａＮの範囲であり、このような衝撃エネルギーが、５０μ秒以下、好ましくは３０μ秒未満の時間で少なくとも８０％が分散することを特徴とする、打撃装置。
【請求項２】
前記アンカー（５）が、前記音波ロッド（３）と同軸的に取り付けられ、前記音波ロッド（３）に沿って摺動可能であり、かつ弾性手段（６）によって押されて、その移動端定位置に維持されている、請求項１に記載の打撃装置。
【請求項３】
前記音波ロッド（３）が、前記アンカー（５）の長さとその移動距離との合計を超える長さを有する、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記アンカー（５）が、８〜１５ｍｍ、好ましくは１０ｍｍの直径、２０〜４０ｍｍ、好ましくは３０ｍｍの長さ、および約６〜１７ｇ、好ましくは１０ｇの質量を有する中空円筒形状である、請求項２または３に記載の打撃装置。
【請求項５】
前記アンカー（５）の自由移動距離が、約３０〜５０ｍｍである、請求項４に記載の打撃装置。
【請求項６】
前記音波ロッド（３）が、前記ハウジング本体（１）に対して、約１ｍｍの短い移動距離の前記浮動ヨーク（４）と一体に軸方向に実質的に移動可能に取り付けられている、請求項１〜５の何れか１項に記載の打撃装置。
【請求項７】
前記音波ロッド（３）が、前記コイルが存在する領域の外側に配設されたＯリング（１０、１０Ａ）の適合によって、前記ハウジング本体（１）の両端部の近傍において前記ハウジング本体（１）に保持されている、請求項６に記載の打撃装置。
【請求項８】
前記音波ロッド（３）の遠位端部が、前記ハウジング本体（１）から少なくとも部分的に突き出たヘッド（３ａ）を有し、かつ前記工具（２）との結合のための座部として構成されている、請求項１〜７の何れか１項に記載の打撃装置。
【請求項９】
前記工具（２）の底部が、前記ヘッド（３ａ）に密着し、これらが、軸方向において一体となっている、請求項８に記載の打撃装置。
【請求項１０】
前記アンカー（５）が、前記コイルによって前記工具（２）の遠位端部に向かって加速される、請求項１〜９の何れか１項に記載の打撃装置。
【請求項１１】
前記浮動ヨーク（４）が、強磁性材料から形成されている、請求項１〜１０の何れか１項に記載の打撃装置。
【請求項１２】
前記浮動ヨーク（４）が、チタンから形成されている、請求項１〜１０の何れか１項に記載の打撃装置。
【請求項１３】
衝突を金属工具（２）のステムに伝達するのに適した浮動ヨーク（４）に対して第１の方向に電磁コイルによって加速される可動質量（５）を備えるタイプの骨インプラントまたは外科的抜去のための打撃装置の操作方法であって、
前記磁気コイルが、２０ミリ秒未満の時間および０．８〜１．２ｋＷの範囲のエネルギーの電流でインパルスにより過充電され、これにより、アンカーおよびヨークが磁化され、前記可動質量（５）が前記ヨーク（４）に対して衝突し、これにより、音波および移動運動量によって前記工具（２）のステムに伝達されるエネルギーが発生し、この発生する力が、６０〜２６０ｄａＮの範囲であり、このような衝撃エネルギーの出力が、５０μ秒以下、好ましくは３０μ秒未満の時間で少なくとも８０％が分散し、前記コイルが、前記アンカーおよび前記ヨークを消磁して、第２の方向に駆動させて前記ヨークを定位置に戻すようにも動作することを特徴とする、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、骨インプラント、特に顎骨インプラントおよび整形外科用の打撃装置、ならびにその操作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
骨の手術、特に歯科技術の分野では、多くの場合、顎骨および下顎骨に対して、侵襲性および外傷性の手術を行う必要がある。
【０００３】
歯列弓および下側の骨構造を圧迫するにもかかわらず、１つの最も良く知られている非厳密外科手術（ｎｏｎ−ｓｔｒｉｃｔｌｙ−ｓｕｒｇｉｃａｌ  ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）は、歯のクラウンの除去である。実際のところ、歯の残根または骨の中に固定されたインプラントピンから人工クラウンを取り外すのは、かなりの労力が必要であり、残根または骨のインプラントピンを傷つけずに、一般的な接着剤またはセメントの結合を破壊する必要がある。より侵襲的な行為は、インプラント技術に関連したものであり、例えば、インプラントピンの下顎骨への挿入であり、この挿入は、現在では、歯科手術では日常的に行われている外科処置である。この最後の手術方式に関連して、特に、ここ数年、インプラントピンの歯槽への挿入が、骨の量および厚みが不十分である適切な体の部位でも使用されている。しかしながら、抜歯後の歯槽（図１を参照）において、このようなインプラント学的処置手順を行うことができるようにするために、骨に対して、インプラント用のハウジングを形成して、場合によっては、顎骨の遠位部における上顎洞の補強を行う必要がある（図２〜図４を参照）：顎骨の水平方向および垂直方向の拡張は、従来、手動外科用ハンマーと共に骨刀を用いて行われる。特に、この手術は、３つの異なるタイプであり得る：
ａ．上顎骨の骨頂部（ｂｏｎｅ  ｒｉｄｇｅ）の水平方向の拡張、
ｂ．顎骨床（ｊａｗｂｏｎｅ  ｆｌｏｏｒ）および顎骨洞の変形および移動を伴う、顎骨の垂直方向の拡張、
ｃ．顎骨の水平方向および垂直方向の拡張（残存骨頂部の口蓋の厚みの範囲内の近心−遠位方向における垂直方向溝、ならびに２つの解放骨内切開部（ｒｅｌｅａｓｉｎｇ  ｉｎｔｒａ−ｂｏｎｅ  ｉｎｃｉｓｉｏｎ）、近心切開部、および遠位切開部の形成）。
【０００４】
しかしながら、整形外科分野においても、打撃を行う必要がある外科技術が存在する。例えば、骨塊からの一時的なねじまたは釘の抜去では、ハンマーでの打撃を必要とする；このような作業は、骨内のねじまたは釘の石灰化によって困難になる場合が多い。
【０００５】
さらに、プロテーゼまたは連結手段の骨内への挿入では、骨塊を磨耗させる回転ミルの使用および生物学的に適していないｉｎ−ｓｉｔｕ過熱の代わりに、手動外科用ハンマーによって骨刀を叩いてインプラントの座部を形成する技術が確立されている。このような技術により、摺動および骨の圧縮により、小突きが達成され、常に結果が得られる医師の評価が可能となる。
【０００６】
骨の手術のすべてのこのようなケースでは、外科用ハンマーによって手動で加えることができる力／加速は、予め正確に決定することができない、しかも一定でも再現性もない弾性率（ｍｏｄｕｌｕｓ）および方向を有する。したがって、手術者は、常に調整を行わなければならないため、必要以上に作業が長くなり、必要以上の痛みを与えることになる。さらに、手動で加えられる力は、比較的長持ちするため（１０分の数秒程度）、その物理的性質から、この力は、極端に限定された形で骨の海綿状部分を変形させる；これは、力の大部分が伝達されて、病変骨構造、例えば、頭蓋−顔の骨構造全体が加速するために起こる。結果として、骨の一部に限局した有効な作用をもたらさないばかりか、頭蓋骨の骨構造全体に反映する慣性の衝突が、患者の耳の内部および痛みの状態に対する影響を決定し得る；実際のところ、患者の頭部が、著しい加速を受けるが、耳石は、慣性によってその状態を維持する傾向にある：耳石の斑に対する加速となる；この加速が、繊毛に対する付着の力を超える場合は、耳石の質量が系の初期速度と比較して大きいため、耳石の剥離が起こる。これにより、患者に眩暈が起こる（良性発作性頭位眩暈、またはクプラ結石症）。この主な症状は、耳石の剥離によって引き起こされる平衡感覚の喪失である。
【０００７】
これらの実施により、外科医が、整列を維持すること、および骨の海綿状塊の厚みを正確に圧縮することが困難であることが分かった。
【０００８】
手動での実施の別の重要な側面は、「スプリットクレスト」技術の実施である：手動による衝突は、骨頂部の拡張に殆ど役立たず、骨頂部の破壊を含む合併症が起きやすく、インプラントピンの位置決めの問題が生じる。
【０００９】
顎骨および上顎の最も内部、臼歯の座部へのアクセスに関する問題に加えて、この問題がある。
【００１０】
従来技術は既に、外科医が手動で加えることができる力の代わりとなる、より再現性の高い機械的動作を発生させるのに適したいくつかの電気装置を提供している。
【００１１】
典型的には、リニアモータまたは磁気コイルを備えた適切な構造の動作により長手方向に移動可能なカーソル（または質量）を備えた器具が、既に提供されている。
【００１２】
しかしながら、これまでのところ、このような器具は、様々な理由から十分に満足できることが証明されていない。このような器具は、切削／鋸動作を実質的に可能にし、どんな場合にも、得られる骨塊が磨耗する侵食機能を有する作業工具の交互の振動運動を最小の力で、および交互の連続運動で実施すると一般に考えられる。これらの器具は、大量のエネルギーを吸収して発生させるようには設計されていないため、本処置で言及される要望とは完全に異なっている。交互動作が連続しているため、大量のエネルギーを送達することができない。したがって、このような装置の短時間の連続的な交互運動は、たとえ上に列記した悪い臨床状態を引き起こさないとしても、局所骨構造に対して所望に作用することができないし、また石灰化ブリッジ、クラウン、またはねじを効果的に取り外すこともできない。
【００１３】
例えば、英国特許第３１６，４７８号に、ハンマーのように動作する可動スライダを含む工具作動装置が記載されている。この工具は、ハウジング本体の終端部で一体となっている。このスライダは、圧縮ばねによって定位置に維持され、かつ管状要素内を案内され：このスライダは、ソレノイドリールによって、工具に対して直接加速される。加硫ゴム要素が、磁気付着を回避するためにスライダと工具との間にさらに設けられている：これにより、スライダの工具に対する衝撃動作が大幅に減衰される。さらに、低い動作電圧（６Ｖまたは２４Ｖのバッテリ）および一定の周波数でオン・オフ電力を供給するための複雑な機構の存在により、装置は、僅かなエネルギーで、一定の周波数で連続的に動作し、本明細書で考えられる用途には有効でないことが証明されているこの長時間の交互動作を正確に行う。
【００１４】
米国特許第２，４８０，４５１号に、交流のインパルスの下で、同様に、工具の低エネルギーの振動／揺動運動を行う装置が例示されている。このような装置は、変化する存在物の交互圧力（ａｌｔｅｒｎａｔｅ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ）を加え、この力は最小限で長時間であるが、例えば、歯の中の充填物を圧縮するのに十分であると考えられる。
【００１５】
米国特許第６，１７１，３１２号は、制御された骨刀に関する。この場合、この工具は、カムシステム内を移動し、衝撃力を一切加えることはできないが、反復的な低い弾性力（ｌｏｗ−ｍｏｄｕｌｕｓ  ｆｏｒｃｅ）を加えることができる。慣性の力および多数の結合が、短時間での移動運動量の伝達を妨げるため、歯車およびクランク歯車を介して、有効な衝撃力を伝達することは不可能である。駆動系と同様に、励起モード／非励起モードで交互に動作するソレノイドの作用の下で移動可能なカーソルの使用では、一般的に次のことが提案される；特定の構造もソレノイド動作モードも備えない；さらに、ソレノイドがどのように示されているかに基づいて、カーソルが、大きな動作を加えることができるようには見えない：実際のところ、磁場の形状により、カーソルは、ソレノイドの中心に向かって常に引き寄せられ、このソレノイドからその長さの半分を超えて突き出ることができない。
【００１６】
これらの装置はすべて、主に浸食作用を果たすよう、連続的な低弾性運動（ｌｏｗ−ｍｏｄｕｌｕｓ  ｍｏｖｅｍｅｎｔ）を有するように設計されている。この結果は、外科用ハンマーによって叩かれる骨刀の手技によって得られるものとは正反対である。この手技は、骨塊の圧縮を達成するための最も有効な技術の１つであると見なすことができるが、上記の不都合を有する。
【００１７】
本出願者は、このような装置によって、交互の弱い力で長時間に亘って伝達されるエネルギーが、この特定の分野で有効な結果を得るには十分でないことに気付いた。
【００１８】
徹底した研究およびそれに続く比較試験により、本出願者は、既知の工具と同等の全出力レベルを使用するにもかかわらず（医療手術で利用可能な従来の電力供給を利用することができる）、この特定の用途により有効である、明らかに異なる独特の方式でエネルギーを分散させる工具を提供することによって、問題へのアプローチを完全に変えることがより有効であると判断した。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
したがって、本発明の目的は、手動での実施および従来技術の装置の欠点を解消するために装置を提供することにある。この装置は、歯科の分野および一般的な骨の手術の分野における有効な動作を達成することを可能にし、これにより、患者の健康に対する問題がなく、かつ外科医の作業を容易にする、骨インプラント手術およびブリッジもしくはクラウンの抜去、骨塊からの釘の除去またはねじの脱石灰化に適した力を決定する。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
このような課題に直面して、出願者は、骨構造に対する外科手術において、材料典型的な塑性変形、すなわち荷重量および荷重の時間分布によって特徴が異なる、時間と共に材料の形状の変化をもたらす現象を考慮することが重要であることに気付いた。顎骨および上顎の変形挙動は、本質的に適した荷重（力）によって与えられる影響の結果であり、このような力が加えられる時間に関係し、加えられる時間により、分子のクリープが容易になる、または分子のクリープが困難になる。特に、このような力が加えられる時間は、塑性変形が起こる質量の重心に不所望の加速の影響を与えることなく、所望の変形を得るために必須となる。
【００２１】
したがって、本発明による装置は、連続動作の基本に反して、移動運動量が後に続く音波成分で、限られた時間の衝突によって工具（骨刀、またはクラウン除去フック、またはねじリムーバ）中を伝搬する単一の高強度衝撃動作を発生させるように、構成されている。
【００２２】
本発明の第１の態様によると、特に、骨インプラント、釘の除去、骨結合ねじの脱石灰化、またはクラウンもしくはブリッジ除去のための打撃装置が提供され、この装置は、打撃アンカーの加速のために電磁コイルが内部に装着されたハウジング本体を備え、このコイルが、このアンカーを一方向および反対方向に制御するようにこのアンカーおよびヨークを磁化および消磁するように動作し、ハウジング本体からさらに金属工具のステムが突き出ており、
前記電磁コイルのコアを貫通する音波ロッドであって、この音波ロッドに沿って前記打撃アンカーが摺動し、前記金属工具のステムが、少なくとも長手方向に一体的に結合することができる終端ヘッドを備える、音波ロッドと、
前記アンカーの移動端停止部として機能する、前記終端ヘッドの近傍に配設された浮動ヨークと、をさらに備え、
前記電磁コイルが、２０ミリ秒未満の時間および８００〜１２００Ｗの範囲のエネルギーを有する電流でインパルスにより過充電され、これにより、第１の方向に前記アンカーが制御され、前記アンカーが前記ヨークに衝突し、電磁流が遮断され、これにより、音波およびこれに続く移動運動量によって前記工具のステムに伝達されるエネルギーが発生し、この発生する力が、６０〜２６０ｄａＮの範囲であり、このような衝撃エネルギーが、その最大ピークにおいて、５０μ秒以下、好ましくは３０μ秒未満の時間で少なくとも８０％が分散される。
【００２３】
本発明の別の特有の態様によると、電磁コイルによって、衝突を金属工具のステムに伝達するのに適した浮動ヨークに向かって加速される可動質量を備えるタイプの、骨インプラント、または骨塊からの釘の除去およびねじの脱石灰化用の打撃装置の作動方法が提供され、前記磁気コイルが、２０ミリ秒未満の時間および８００〜１２００Ｗの範囲のエネルギーを有する電流でインパルスにより過充電され、これにより、前記可動質量が前記ヨークに衝突し、これにより、音波および移動運動量によって前記工具のステムに伝達されるエネルギーが発生し、この発生する力が、６０〜２６０ｄａＮの範囲であり、このような衝撃エネルギーが、その最高ピークにおいて、５０μ秒以下、好ましくは３０μ秒未満の時間で少なくとも８０％が分散する。
【００２４】
本発明による装置のさらなる特徴および利点は、添付の図面に例として例示されるいくつかの好適な実施形態の以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】骨刀による例示的な外科手術の順序を示す顎骨の略断面図である。
【図２】骨刀による例示的な外科手術の順序を示す顎骨の略断面図である。
【図３】骨刀による例示的な外科手術の順序を示す顎骨の略断面図である。
【図４】骨刀による例示的な外科手術の順序を示す顎骨の略断面図である。
【図５】関連した可能な工具を備える骨刀構造における本発明による装置の部分断面斜視図である。
【図６】クラウン除去構造における本発明による装置の部分断面斜視図である。
【図６Ａ】本発明による装置の可能な用途を示す略断面図である。
【図７Ａ】本発明の動作原理を例示する略図である。
【図７Ｂ】本発明の動作原理を例示する略図である。
【図８】本発明による完全な装置の例示的な実施形態の正面絵画図である。
【図９】時間の関数として加えられた力の比較を示す図表である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図５を参照すると、骨の圧縮機として機能するように構成された、本発明による装置の第１の実施形態が例示されている。
【００２７】
この装置は、収容ハウジング１を必ず備え、このハウジングは、装置のハンドルも構成することができるような形状および大きさであり、このハンドルから、手術工具２が突き出ており、この工具を介して所望の力が、歯または骨の組織／膜に伝達される。
【００２８】
ハウジング１は、電線によって供給される電磁コイルまたはソレノイドを内部に保持し、この電磁コイルまたはソレノイドの中心において、音波ロッド３および強磁性材料のアンカー５が、このロッドの軸に沿って、好ましくは前記ロッドと同軸上に摺動可能に取り付けられ、収容されている。
【００２９】
アンカー５の一方の移動端に、アバットメントヨークが設けられており、このアバットメントヨークに対して、アンカー５が衝突するようになっている。このヨークは、少なくとも長手方向において、音波ロッド３と一体であり、電磁流を遮断するように、電磁コイルによって生成された磁場の中に入っている。
【００３０】
電磁コイルは、アンカーおよびヨークを磁化および消磁するように動作して、アンカーが、ヨークに向かう第１の方向、およびアンカーがその定位置に戻るその反対の第２の方向にインパルスにより制御される。
【００３１】
アンカー５は、ロッド３に沿って摺動可能に取り付けられ、好ましくは、ばね６または別の弾性手段を用いてその一方の移動端の定位置に維持される。アンカー５は、適度な大きさおよび重量、例えば、８〜１５ｍｍ、好ましくは１０ｍｍの直径、２０〜４０ｍｍ、好ましくは３０〜３５ｍｍの長さ、および約６〜１７ｇ、好ましくは１０ｇの質量の、小さい中空シリンダの形状である。さらに、十分な運動エネルギー（大きさと送達エネルギーは同じである）を発生できるようにするために、アンカー５の定位置と衝突移動端位置（以下に詳細に説明する）との間のアンカー５の自由移動に適している距離は、約３０〜５０ｍｍである。
【００３２】
有用な移動運動量を得るためには、与えられる範囲内で、アンカーの質量および移動距離を相応に変更することがなお可能であることを考慮しなければならない；例えば、移動運動量に関する同じ結果を、質量を減少させて移動距離を増大（コイルおよびロッド３の長さを相応に増大）させることによって達成することができ、この逆も同様である。したがって、得られる力の範囲は、非常に広くなる。
【００３３】
図５に例示されている実施形態では、アンカー５の定位置は、工具２の反対側、すなわちハンドル１の近位端部の方である。実際のところ、骨圧縮機として機能する装置の動作では、アンカー５を、工具２の自由端に向かって、したがって図５の表現の上方に加速しなければならない。
【００３４】
電磁コイルは、ボビン７を備え、このボビン７の上にソレノイド８が巻かれ、このソレノイド８が、スカート９によって包囲されている。
【００３５】
ロッド３は、ハウジング１および電磁コイルに対して約１ｍｍの短い距離、ハンドル１に対して軸方向に実質的に移動可能に取り付けられ、前記コイルの端部を超えて突き出ている。ロッド３は、好ましくは、コイルが存在する領域の外側の、２つの相反した側の２つのＯリング１０と１０Ａとの間に配設されることによって、その両端部の近傍においてハウジング１上に維持される。
【００３６】
ロッド３の遠位端部は、ハウジング１の本体から、ハウジング１の出口ポートを介して部分的に突き出たヘッド３ａを示している。ヘッド３ａの底部において、フランジ部分３ａ’が、ハウジング１内に配設され：フランジ部分３ａ’の最も外側には、ハウジング１の壁部に対するバッファおよびスペーサとして機能するＯリング１０が装着され、最も内側には、音波ロッド３に対して軸方向に拘束され、音波ロッド３と共に浮動する浮動ヨーク４が配設されている。ハウジング１の外側に突き出たヘッド部分３ａは、該当する規則に準拠した工具２、特に、鋼製骨刀または「骨拡張器」との結合座を画定することができるように構成されている。工具２は、行われる外科手術によって様々な形状（数字２’、２’’、および２’’’で参照される）をとることができる。
【００３７】
可能な結合方式が、図５に例示されている：ヘッド３ａの外面は、マンドレルまたは締め付けブシュ１１の対応する雌ねじに螺合するのに適した雄ねじ面を有する。工具は、ヘッド３ａに当接させて単純に配置し、工具とヘッド３ａとの間の密着および材料の連続性を達成し、工具２の底端部をヘッド３ａの中空座に挿入して、マンドレル１１を締め付けることによって工具２をヘッド３ａに固定することができる。マンドレルが締め付けられると、工具２と音波ロッド３が、ヘッド３ａによって軸方向に完全に固定される。
【００３８】
装置の正確な動作のためには、細長い工具２の長手方向軸は、音波ロッド３の長手方向軸と同軸上でなければならない。
【００３９】
浮動ヨーク４は、強磁性材料または非磁性材料から形成された別個の要素（例えば、質量５ｇ、直径１２ｍｍ、および高さ５．５ｍｍ）として調達しても良いし、または音波ロッド３と一体として調達しても良い。ヨーク４は、音波ロッド３に締め付けられて固定され、音波および移動運動量の両方を利用できるようにするために、ヨーク４自体が、装置のハウジングに対して軸方向に約１ｍｍの距離移動が可能であるという点で浮動である。
【００４０】
ヨーク４は、２つの目的を有し得る。一方においては、ヨーク４が、強磁性材料から形成される場合、ヨーク４は、アンカーまたは可動質量５を、その移動端まで有効に加速することができる磁場を生成するように、電磁コイルの電磁流を遮断することができ、この遮断にはアンカー５も関与する。他方においては、ヨーク４は、可動アンカー５がその移動端に衝突する移動端停止部の役割を果たし：衝突の伝達におけるその良好な持続時間または異なる挙動を保証するために、ヨーク４は、硬化性強磁性材料またはチタンから形成することができる。
【００４１】
ヨークの組成によって、衝突衝撃の伝達の性質が異なることにも留意されたい。実際のところ、ヨークが強磁性材料から形成されている場合は、磁場の遮断により、アンカーがヨークに衝突するときに反対の磁力が発生し、工具に伝達される移動運動量が減少することになる（このような場合、音波によって伝達される衝撃成分が、非強磁性ヨークの場合よりも大きな割合を占める）。
【００４２】
ヨークが硬化性のグレード５のチタンから形成される場合は、非強磁性であるため、移動運動量当たりの伝達される衝撃が、強磁性ヨークの場合よりも大きな割合を占める。
【００４３】
電磁コイルに十分な電流（例えば、約１０〜２０ミリ秒の時間で０．８〜１．２ｋＷ）が過剰供給されることにより、衝撃磁場が生成され、この磁場により、強磁性アンカー５がコイルのコアに向かって引き寄せられ、アンカー５は、その定位置（図５に例示）からヨーク４の方向に移動する。アンカー５に作用する力が、その小さい質量に著しい加速をもたらし、したがって、アンカー５は、音波ロッド３と一体の浮動ヨーク４に対して高エネルギーかつ高速度で衝突する。
【００４４】
実際のところ、過剰供給の概念は、コイルに送達される電力を、連続動作でコイルが耐え得る（サイズ選択および加熱の点で）設計電力供給よりも遥かに高くすることである。したがって、過剰供給は、装置の衝撃動作によって可能となり、これにより、外科医が次の衝撃を加える前に、質量５のヨーク４に対する衝突および離散時間（約１秒以上）が可能となる。
【００４５】
一般的な規則として、前記応力が伝達される加速が約数万ｍ／ｓ２、衝撃の印加時間が約数マイクロ秒でなければならず、動いているときの力は、破砕または可塑性圧縮が望まれる材料の破壊をもたらす応力レベルに達し得る。これらのパラメータの範囲は、いずれの場合も、本明細書で明示される用途および要件によって変更しなければならない。
【００４６】
音波ロッド３に拘束されたヨーク４に対するアンカー５の衝突により、エネルギーが、音波ロッドのヘッド３ａ、したがって工具２に伝達され、この伝達は、２つの方式に従って行われる：当初は、エネルギーは、音波によって伝達され、続いて移動運動量（約１ｍｍ未満の移動距離の定量可能な、音波ロッドおよび工具の短距離の長手方向の変位）としても伝達される。
【００４７】
音波は、弾性揺動の固有の機械伝達系を構成し、かつロッド３のステム（送り管として機能する）の一方の部分から他方の部分へ衝撃エネルギーを伝達することが可能である。上記の部分間のエネルギー交換は、金属では約数千ｍ／秒である音速（材料によって異なる）で行われる。伝達可能なエネルギーの限度は、意図とする手段の極限引張応力によって表され、これは、選択される材料では、約千Ｎ／ｍｍ２である。
【００４８】
実質的に（図６Ａ）、本発明の装置は、音波ロッド３の部分Ａ１に対して衝撃応力Ｉを短時間ＴＩ発生させるように動作し、これにより、工具２の末端部分Ａ２Ｓに対して多量の同じエネルギーが所定時間Ｔ２で加わり、穿孔または圧縮に必要な幾何学的形状が得られるようにする。
【００４９】
骨の塑性変形に最適な所望の弾性波を工具の先端部に発生させるのに適した衝撃を得ることができるようにするために、装置の移動質量の重量およびサイズについてバランスのとれた選択を行った。
【００５０】
質量およびエネルギーが示されたように選択され、かつ音波ロッド３が適切にサイズ選択された（コイルの長さよりも長く、かつアンカー４の質量の移動距離に少なくとも等しい）本発明の構造は、非常に短時間の適用時間および高強度によって特徴付けられる衝撃応力の分野で機能することができる。これらは、骨塊（特に、顎骨、したがって脳頭蓋）、したがって音響装置および患者の感受性に過度にストレスを加えることなく、骨を圧縮する動作を行う、骨内の石灰化したねじを緩める、または一般的な接着剤またはセメントの結合を破壊するのに最も適したものである。これらから、衝突を伝達する構成要素（電磁流によって移動される）の質量、配置、および形状を、高い衝撃エネルギーを伝達することを基本的な目的として、様々な組み合わせで選択できることが導かれる。
【００５１】
使用の際は、歯科医または整形外科医は、行われる手術の種類に適したヘッド３ａを工具２に取り付け、次いで装置のハウジング１を把持する。次いで、装置を作動させ、例えば、スイッチボタンＰ（考えられる装置の構成全体を例示する図８を参照）を押して、場合によっては対応する制御ノブＣ（例えば、ポテンシオメータ）によって調整可能なインパルス型電気エネルギーを用いて１〜２．５Ω（好ましくは１．８）の値を電磁コイルに供給する。次いで、非常に短い時間、例えば、１〜４０ミリ秒間、１２〜６０Ｖの電圧をコイルに印加し、これにより、ばね６の作用に打ち勝つ、アンカー５をリール内に移動させる非常に大きな力を発生させることができる。アンカーは、ステム３の軸（運動の第１の方向）に沿って非常に迅速に移動し、浮動ヨーク４に強く衝突して電磁流を遮断する。
【００５２】
短時間の強い衝突が、音波を発生させ、この音波が、ロッド３の終端部および工具２のステムに沿って伝搬し、次いで急に減速されたアンカーの移動運動量が伝達される。
【００５３】
最初の音波により、理論上の流れ管（ロッド３）が、その形成に使用された材料の種類に応じて弾性的に伸長する。既に述べたように、このような目的のために、音波ロッド３は、個別の長さを有しなければならず、そうでない場合は、有意な効果が得られないであろう。ロッド３は、ソレノイド全体を長手方向に貫通して、その端部から延出し、一側は、アバットメントヨーク４と結合するフランジを画定するのに十分であり、他側は、定位置にあるソレノイドの外側のアンカーを案内し、支持するのに十分である。実質的に、ロッド３は、アンカー５の長さとその移動距離との合計に少なくとも等しい長さ、すなわち５０〜９０ｍｍの範囲を超える長さを有する。
【００５４】
上記のサイズ選択により、約５０〜３０μ秒の時間枠における衝撃信号のエネルギーの８０％を含み、最大の力が６０〜２６０ｄａＮである、約数十マイクロ秒持続するピーク力を金属工具の先端部に発生させることが可能である。
【００５５】
アンカーを第１の方向に加速させる磁化の後、コイルによりアンカーをその定位置に戻すことによって再び消磁させる。装置が交互に動作するようにはしない。なぜなら、交互動作は、急速な過熱（供給される電力が、装置のサイズを限定するにもかかわらず所望の衝撃エネルギーを得るのに十分であるが、連続的な動作に絶えられない過充電である）を引き起こし、最終的に制御不能な動作となるためである。第１の衝撃エネルギーの後、外科医は、その効果を評価しなければならず、次いで次の衝撃エネルギーを１回または次々に印加することができる。図６の図面を参照すると、本発明の装置は、クラウンまたはブリッジの除去用の装置の外観を有するため、クラウンまたはブリッジと骨構造に埋め込まれた歯の残根との間に配置された接着手段（通常は接着剤またはセメント）を破壊するのに適している。
【００５６】
この場合、手術工具は、先細ステムＳの形状であり、その端部に、クラウンまたはブリッジに所望の衝撃動作を加えるようになっている除去手段、例えば、フックＧを備えている（図７Ｂも参照）。
【００５７】
その他に関しては、クラウン除去装置は、図５を参照して例示されたものと実質的に同一であるが、移動質量が、衝撃動作の決定において逆の運動をするようになっている点が異なる。特に、可動アンカーは、ハウジング１の遠位端部の近傍に定位置を有し、かつハンドルの近位端部に向かって加速する、すなわち工具から離れる方向に移動する。したがって、浮動ヨーク４’も、上記の第１の実施形態とは反対側に配設されている。
【００５８】
この適用例では、浮動ヨーク４’は、歯のクラウンの取り外し機能が、衝撃力の音波成分の影響によって主に行われるため、強磁性材料から形成すると有利であろう。
【００５９】
上記の説明から分かるように、本発明による打撃装置は、前置きで説明した目的を完全に達成する。実際のところ、本装置は、多数の骨インプラント用途、特に歯科用途において、骨構造を変形させて圧縮するため、および一般的な接着剤またはセメントで接着された要素／プロテーゼを取り外す、または骨内の石灰化したねじを緩めるために、様々な種類の工具と共に使用することができる。
【００６０】
骨刀および手動外科用ハンマーを使用する作業を、加速度が格段に大きくて（マイクロ秒の範囲）いずれの場合も所定の調整可能かつ再現可能な力で置き換えることにより、骨塊の所望の部分のみが、塑性変形する結果となり；塑性変形することにより、患部の骨塊が、衝突を局所的に吸収することができ、これにより、患者の顎骨および内耳の残りの部分が影響を受けなくなる。したがって、この結果として、患者の眩暈のあらゆる問題がなくなり、骨の可塑性減少における骨折を回避する貫入性能（ｒａｄｉａｌ  ｐｅｒｆｏｒａｍａｎｃｅ）を得ることができる。
【００６１】
このような利点に加えて、手術中の視界が広くなり、外科医の一層の精度が保証され、そして片手のみで骨の圧縮を行うため動きやすい。
【００６２】
実質的に、本装置は、予め設定可能なエネルギー成分で音波および移動運動量によって骨構造にエネルギーを伝達する短時間の衝撃力を用いることによって既知の欠点を克服する。
【００６３】
音波および工具の非常に短い距離の変位（移動運動量）によるエネルギーの伝達により、湾曲した形状の新型の骨刀工具（図５の工具２’を参照）を使用することが可能となり、これにより、顎骨の最も内側の部分（臼歯の座部）および下顎全体への手術者によるアクセスが保証され、したがって、このような部位でも骨の拡張作業を行うことが可能となる。
【００６４】
同様に、新たなハウジング工具（図５の２’’’）を利用することが可能となり、インプラントピンのハウジング用の凹部の存在により、手術者が、装置によって発生させることができる音波および衝突波を用いて、目的の骨空洞部内にハウジング工具を挿入することができる。したがって、ピンをねじ込む前のピンの挿入が単純になる。
【００６５】
同様に、クラウンのリムーバまたは抜去装置として適用例を参照すると、本発明による装置を使用すると、弾性波をプロテーゼ構造に送って、弾性変形およびセメント／接着剤または石灰化の相対的な崩壊を引き起こし、結果的にこれが剥離するが、エネルギーがその先に伝搬して歯の残根が破壊されること、またはインプラントピンが損傷して歯根（ｒａｄｉｃｏｌａｒ）−歯槽構造が外傷を負うことを防止することが可能である。
【００６６】
適切なアジャスタＣにより、外科医が、どんな場合にも衝撃力を所定の範囲（６０〜２６０ｄａＮ）内で調整して、所望の手術に最も適した動作を決定することができることに留意しなければならない。図９は、異なるレベルの力に対する衝撃信号を例示する様々な曲線を示し、手動ハンマーで得ることができる従来の衝撃力との比較も示している。説明されたものと異なる他のものは、考えられる処置および装置の実施形態であっても良いことを理解されたい。このような実施形態およびその変更形態は、もちろん、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲内に含まれる。
【００６７】
最後に、戻しばねの代わりに、別の補助コイルまたは永久磁石によってアンカーをその定位置に案内して戻すことができることを排除するものではない。後者は、アンカーを主コイルの外部に引き出す機能のみを有するであろう。このような目的のために、力の弱い補助コイルを、アンカーの定位置に対応する装置のハウジング内に収容することができる。実際の手術段階では、このような補助コイルを用いてアンカー質量を磁化して、主コイル内への誘引効果を増幅させることができ、これが、衝撃エネルギーをアンカーに加えるのに役立つ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図６Ａ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図９】
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【図８】
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【国際調査報告】
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