(57)【要約】本発明は、手術用穿孔デバイスおよび方法を提供する。本発明に従う例示的手術用穿孔デバイスは、ハウジングと、格納可能なガイドチューブアセンブリと、柔軟性のあるケーブルドリルとを備えている。格納可能なガイドチューブアセンブリは、ハウジングの第１の弓形チャネルにスライドするように位置を決められる弓形ガイドチューブを備えている。弓形ガイドチューブはハウジングの第２の弓形チャネルにスライドするように位置を決められる作動ロッドに動作するように接続され、作動ロッドは弓形ガイドチューブを制御可能に前進させ格納する。柔軟性あるケーブルドリルは、弓形ガイドチューブにスライドするように位置を決められる第１の部分と、ハウジングの第３のチャネルにスライドするように位置を決められる第２の部分とを備えている。
2010508070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
該ハウジングの第１の弓形チャネルにスライドするように位置を決められる弓形ガイドチューブを備えている格納可能なガイドチューブアセンブリであって、該弓形ガイドチューブは該ハウジングの第２のチャネルにスライドするように位置を決められる作動ロッドに動作するように接続され、該作動ロッドは該弓形ガイドチューブを制御可能に前進させそして格納する、格納可能なガイドチューブアセンブリと、
該弓形ガイドチューブにスライドするように位置を決められる第１の部分と該ハウジングの第３のチャネルにスライドするように位置を決められる第２の部分とを有する、柔軟性のあるケーブルドリルと
を備えている、手術用穿孔デバイス。
【請求項２】
前記弓形ガイドチューブと前記作動ロッドとの間の接続は柔軟性のある接続を含む、請求項１に記載の手術用穿孔デバイス。
【請求項３】
前記柔軟性のある接続はケーブルを含む、請求項２に記載の手術用穿孔デバイス。
【請求項４】
前記柔軟性のある接続は１つ以上のヒンジを含む、請求項２に記載の手術用穿孔デバイス。
【請求項５】
前記弓形ガイドチューブのリーディングエッジは尖った部分を備えている、請求項１に記載の手術用穿孔デバイス。
【請求項６】
前記ケーブルドリルに動作するように接続されるモータをさらに備えている、請求項１に記載の手術用穿孔デバイス。
【請求項７】
穿孔方向に前記ケーブルドリルを制御可能に前進させる前進デバイスをさらに備えている、請求項６に記載の手術用デバイス。
【請求項８】
制御システムをさらに備えている、請求項７に記載の手術用デバイス。
【請求項９】
第１の弓形部分と第２の直線部分とを有する内部チャネルを備えているハウジングと、
該ハウジングの該チャネルの該弓形部分にスライドするように位置を決められる弓形ガイドチューブを備えている格納可能なガイドチューブアセンブリであって、該弓形ガイドチューブの一端は該ハウジングの該チャネルの該直線部分にスライドするように位置を決められる作動チューブの一端に動作するように接続される、格納可能なガイドチューブアセンブリと、
切断端部を有し、該弓形ガイドチューブにスライドするように位置を決められる第１の部分と該作動チューブにスライドするように位置を決められる第２の部分とを有する、柔軟性のあるケーブルドリルと
を備えている、手術用穿孔デバイス。
【請求項１０】
前記ケーブルドリルの前記切断端部はトロカールを備えている、請求項９に記載の手術用穿孔デバイス。
【請求項１１】
前記ケーブルドリルの前記切断端部はチゼルを備えている、請求項９に記載の手術用穿孔デバイス。
【請求項１２】
前記弓形ガイドチューブと前記作動ロッドとの間の接続は柔軟性のある接続を含む、請求項９に記載の手術用穿孔デバイス。
【請求項１３】
前記柔軟性のある接続は、１つ以上のスプリングと、布スリーブと、ゴムスリーブと、プラスチックスリーブとを含む、請求項１２に記載の手術用穿孔デバイス。
【請求項１４】
前記弓形ガイドチューブおよび前記作動チューブはモノリシック構造を含み、該弓形ガイドチューブと該作動チューブとの間の接続は該モノリシック構造と一体化している柔軟性ある部分を含む、請求項１２に記載の手術用穿孔デバイス。
【請求項１５】
手術用穿孔デバイス用ドライブシステムであって、該ドライブシステムは、
ハウジングと、
該ハウジングに対して直線経路に沿って平行移動可能なドライブモータと、
該ドライブモータのドライブシャフトに解放可能に連結される該ドライブシャフトを有する使い捨てドライブカップリングと、
該使い捨てドライブカップリングの該ドライブシャフトに作用する軸方向の力を感知する該使い捨てドライブカップリングに対して動作するように位置を決められるロードセルと
を備えている、ドライブシステム。
【請求項１６】
前記ドライブモータは、手術用穿孔デバイスにおけるドリルを前進させるために、制御された速度で前進される、請求項１５に記載のドライブシステム。
【請求項１７】
穿孔デバイスと組み合される請求項１５に記載のドライブシステム。
【請求項１８】
骨を穿孔する方法であって、該方法は、
ハウジングと、弓形の格納可能なガイドチューブにスライドするように位置を決められるケーブルドリルとを備えている手術用穿孔デバイスを提供するステップであって、該ケーブルドリルは切断端部を備えている、ステップと、
骨に対して該ケーブルドリルの該切断端部の位置を決めるステップと、
該ケーブルドリルを回転させるステップと、
該弓形の格納可能なガイドチューブを通って該ケーブルドリルをスライドするように前進させるステップと、
該弓形の格納可能なガイドチューブをスライドするように前進させるステップと
を包含する、方法。
【請求項１９】
前記ケーブルドリルを一定の速度で前進させることを包含する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
海綿質の骨および皮質の骨を含む骨物質を通って穿孔するステップをさらに包含する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
穿孔されているチャネルの下部と前記弓形ガイドチューブの端部との間の最小の間隙を維持するステップをさらに包含する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
前記ハウジングの少なくとも一部分を骨髄内のロッド内に、そして前記ケーブルドリルの前記切断端部を該骨髄内のロッドの開口部に対して、位置を決めることをさらに包含する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
前記穿孔デバイスは、請求項１に記載の前記穿孔デバイスを含む、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の引用）
本出願は、２００６年１０月３０日に出願された米国仮出願第６０／８５５，３２５号に対する優先権を主張し、該仮出願の全内容がすべての目的のために本明細書に参考として援用される。
【０００２】
（技術分野）
本発明は、柔軟性ある切断ツールに関し、より詳細には外科的処置において用いられる切断ツールおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
（背景）
金属または他の材料から作られる構成要素を患者の骨に固定するために用いられ得る場合のように、外科的処置は、しばしば、骨、歯、または軟組織の中に穴またはチャネルを切るかまたは穿孔する（ｄｒｉｌｌｉｎｇ）ことを必要とする。例えば、これらの穴は、ねじ、縫合糸、または骨アンカーを受け、それによって、インプラントまたは他のデバイスが骨に固定されることを可能にするためか、または、靭帯もしくは腱の骨への再付着を提供するために用いられ得る。多数の種々の手術用穿孔デバイスがこの目的のために利用可能であり、それらのデバイスの多くは、モータと、所望の深さおよび直径の穴を提供し得るドリルビットとを含む。そのようなデバイスの例は、Ｊｏｈｎｓｏｎらへの特許文献１およびＪｏｈｎｓｏｎらへの特許文献２に説明されており、それらの開示がすべての目的のために本明細書に参考として援用される。Ｊｏｈｎｓｏｎらの参考文献は、ニチノールまたは別の超弾性合金などの金属から作られる螺旋状に巻かれたケーブルを使用することによって形成される柔軟性のある切断器具を説明する。このデバイスにおいて、ケーブルは、所定の曲げ半径に曲げられ、ケーブルの螺旋状に巻かれたファイバを締めようとする方向に回転される。穿孔された穴内に少なくとも部分的に切断手段を継続的に維持しかつケーブルをそのホルダを通って進ませながら、このデバイスを用いる穿孔が実行される。このタイプのデバイスは、多くの状況に対して十分な穿孔能力を提供し得るが、特定の外科的処置および状況に対するさらなる手術用穿孔ツールおよび方法に対する引続きのニーズがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第５，６９５，５１３号明細書
【特許文献２】国際公開第９７／３２５７７号パンフレット
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（概要）
本発明は、柔軟性のあるケーブルドリルと格納可能な弓形ガイドチューブとを有する手術用穿孔デバイスを提供する。柔軟性のあるケーブルドリルのための格納可能な弓形ガイドチューブは、ケーブルドリルのために大きな曲げ半径の使用を可能にし、外科処置中、ケーブルドリルが骨髄内の釘の内腔の限定された空間内に配置されることを可能にする。ケーブルドリルのための大きな曲げ半径は、ケーブルドリルの寿命を最大にすることを助ける。柔軟性あるケーブルドリルを有する格納可能なガイドチューブを有することは、外科処置中、骨の内部でケーブルドリルが破断する機会を有利に減少させるように助ける。
【０００６】
本発明に従う手術用穿孔は、穿孔プロセス中、格納可能な弓形ガイドチューブを通って軸方向に前進させられる柔軟性のあるケーブルドリルケーブルを用いる。ケーブルドリルの複数の部分は、プロセス全体を通じて弓形ガイドチューブに有利に露出される。本発明の例示的実施形態において、ケーブルドリルは、好ましくは、ケーブルドリルが弓形ガイドチューブにおいて特定の曲げ半径に対するケーブルドリルの寿命（回転数で測定される）より少ない回転数を遣う場合の速度で前進させられる。所望の場合、ケーブルドリル上の各点は、弓形ガイドチューブにおいて、特定の曲げ半径に対するケーブルドリルの寿命（所与のｒｐｍで時間によって測定される）より少ない滞留時間を受け得る。
【０００７】
本発明の一局面において、手術用穿孔デバイスが提供される。手術用穿孔デバイスは、ハウジングと、格納可能なガイドチューブアセンブリと、柔軟性のあるケーブルドリルとを備えている。格納可能なガイドチューブアセンブリは、ハウジングの第１の弓形チャネルにスライドするように位置を決められる弓形ガイドチューブを備えている。弓形ガイドチューブはハウジングの第２の弓形チャネルにスライドするように位置を決められる作動ロッドに動作するように接続され、作動ロッドは弓形ガイドチューブを制御可能に前進させ格納する。柔軟性あるケーブルドリルは、弓形ガイドチューブにスライドするように位置を決められる第１の部分と、ハウジングの第３のチャネルにスライドするように位置を決められる第２の部分とを備えている。
【０００８】
本発明の別の局面において、別の手術用穿孔デバイスが提供される。手術用穿孔デバイスは、ハウジングと、格納可能なガイドチューブアセンブリと、柔軟性のあるケーブルドリルとを備えている。ハウジングは、第１の弓形部分と第２の直線部分とを有する内部チャネルを備えている。格納可能なガイドチューブアセンブリは、ハウジングのチャネルの弓形部分にスライドするように位置を決められる弓形ガイドチューブを備えている。弓形ガイドチューブの端部は、ハウジングのチャネルの直線部分にスライドするように位置を決められる作動チューブの端部に動作するように接続される。柔軟性のあるケーブルドリルは、弓形ガイドチューブにスライドするように位置を決められる第１の部分と作動チューブにスライドするように位置を決められる第２の部分とを備えている。
【０００９】
本発明の別の局面において、手術用穿孔デバイス用ドライブシステムが提供される。ドライブシステムは、ハウジングと、第１および第２のモータと、使い捨てドライブカップリングと、ロードセルとを備えている。第１のモータは、親ねじに動作するように連結されたドライブシャフトを備えている。第１のモータおよび親ねじはハウジング内に取り付けられる。第２のモータは本体部分とドライブシャフトとを備え、本体部分は親ねじに取り付けられ、それで第２のモータは、親ねじによって駆動されるように直線の経路に沿って平行移動可能である。使い捨てドライブカップリングは、第２のモータの本体部分に解放可能に係合される。使い捨てのドライブカップリングは、第２のモータのドライブシャフトに解放可能に連結されたドライブシャフトを含む。ロードセルは、使い捨てドライブカップリングのドライブシャフト上で作用する軸方向の力を感知する使い捨てドライブカップリングに対して動作するように位置を決められる。
【００１０】
本発明のさらに別の局面において、骨を穿孔する方法が提供される。方法は、ハウジングと、弓形格納可能なガイドチューブにスライドするように位置を決められるケーブルドリルとを備えている手術用穿孔デバイスを提供するステップであって、ケーブルドリルは切断端部を備えている、ステップと、弓形格納可能なガイドチューブをスライドするように前進させるステップと、骨に対してケーブルドリルの切断端部の位置を決めるステップと、ケーブルドリルを回転させるステップと、弓形格納可能なガイドチューブを通ってケーブルドリルをスライドするように前進させるステップとを包含する。
【００１１】
本発明は、添付の図を参照してさらに説明され、いくつかの図を通して、同様な構造は同様な数字によって表される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明に従う、アーチ形の格納可能なガイドチューブを有する例示的な手術用穿孔デバイスの斜視図である。
【図２】図２は、図１の手術用穿孔デバイスの側面図である。
【図３】図３は、図１の手術用穿孔デバイスの断面斜視図である。
【図４】図４は、図１の手術用穿孔デバイスのハウジングの断面斜視図である。
【図５】図５は、図１の手術用穿孔デバイスの断面斜視図であり、特に、格納された位置におけるアーチ形のガイドチューブを示す。
【図６】図６は、本発明に従う、アーチ形の格納可能なガイドチューブを有する別の例示的な手術用穿孔デバイスの断面斜視図である。
【図７】図７は、本発明に従う、アーチ形のガイドチューブを有するさらに別の例示的な手術用穿孔デバイスの断面図である。
【図８】図８は、図７の手術用穿孔デバイスの部分断面斜視図であり、特に、延長された位置におけるアーチ形のガイドチューブおよびアーチ形のガイドチューブから延びるケーブルドリルを示す。
【図９】図９は、図７の手術用穿孔デバイスの部分断面斜視図であり、特に、格納された位置におけるアーチ形のガイドチューブを示す。
【図１０ａ】図１０ａ〜図１０ｄは、本発明に従う、柔軟性あるケーブルドリルの遠位端すなわち穿孔端部用に用いられ得る例示的な切断エッジの側面図である。
【図１０ｂ】図１０ａ〜図１０ｄは、本発明に従う、柔軟性あるケーブルドリルの遠位端すなわち穿孔端部用に用いられ得る例示的な切断エッジの側面図である。
【図１０ｃ】図１０ａ〜図１０ｄは、本発明に従う、柔軟性あるケーブルドリルの遠位端すなわち穿孔端部用に用いられ得る例示的な切断エッジの側面図である。
【図１０ｄ】図１０ａ〜図１０ｄは、本発明に従う、柔軟性あるケーブルドリルの遠位端すなわち穿孔端部用に用いられ得る例示的な切断エッジの側面図である。
【図１１】図１１は、本発明に従う、例示的なケーブルドリルドライブの斜視図である。
【図１２】図１２は、本発明に従う、図１１のケーブルドリルドライブの斜視図であり、特に、使い捨てのドライブカップリングを示す。
【図１３】図１３は、図１１および図１２のケーブルドリルドライブの斜視図であり、特に、ドリルドライブのハウジング内に位置を決められる第１および第２のモータおよび親ねじを示す。
【図１４】図１４は、図１１および図１２のケーブルドリルドライブの側面図であり、ドリルドライブから取り外された使い捨てのドライブカップリングを示す。
【図１５】図１５は、図１１および図１２に示されるケーブルドリルドライブの断面側面図である。
【図１６】図１６は、本発明に従う、柔軟性のあるドリルをドリルドライブのドライブモータに結合させるために用いられる例示的な使い捨てドライブカップリングの断面斜視図である。
【図１７】図１７は、図１１および図１２のドリルドライブの端部の斜視図であり、特に、使い捨てドライブカップリングのための受部を示す。
【図１８】図１８は、図１１および図１２のドリルドライブの側面図であり、使い捨てドライブカップリングに連結され、延長された位置におけるメインドライブを示す。
【図１９】図１９〜図２０はそれぞれ、図１１および図１２のドリルドライブの側面図および斜視図であり、使い捨てドライブカップリングに連結され、格納された位置におけるメインドライブを示す。
【図２０】図１９〜図２０はそれぞれ、図１１および図１２のドリルドライブの側面図および斜視図であり、使い捨てドライブカップリングに連結され、格納された位置におけるメインドライブを示す。
【図２１】図２１は、本発明に従う、別の例示的な手術用穿孔デバイスの概略図である。
【図２２】図２２は、例示的なモノリシックの弓形ガイドチューブ、および、間に柔軟性のある領域を有する作動しているチューブ構造の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（詳細な説明）
図において構成要素はいくつかの図を通して同様な数字でラベル付けされているが、ここで図、最初に図１〜図３を参照すると、本発明に従う、格納可能なケーブルガイドアセンブリを備えている手術用穿孔デバイス３０の好ましい構成が例示される。デバイス３０は、示されるように、概して、ハウジング１と、格納可能なガイドチューブ２と、柔軟性あるカップリング３と、プッシュロッド４と、ケーブルドリル５と、ケーブルキャリア６とを含む。ハウジング１は、示されるように、概して円筒形であり、図４の破断図に見られ得る空洞７、８、９、および１０を備えている。空洞７は、概して、例えば、トーラスの断面のような形状であり得、格納可能なガイドチューブ２をスライドするように導くために用いられる。トーラス形状は、旋回点として作用するピンジョイントを提供する必要なく、格納可能なガイドチューブ２（これもトーラスの断面のように同様に形作られ得る）をスライドするように導くように機能する。すなわち、そのような旋回点は、大半径のガイドチューブ２をハウジング１の領域内にフィットさせるために、典型的にはハウジング１外に位置が定められる必要がある。ハウジング１の外のピンジョイントは望ましくない。なぜなら、そのようなアセンブリは、骨髄内の釘の空洞内にフィットしないからである。しかしながら、概してトーラス形状の空洞７によって、そのような目的のためにハウジング１外に物理的な点を提供する必要が無く、ハウジング１外に旋回点を有することが有利に可能である。
【００１４】
ハウジング１は、ケーブルドリル５をスライドして導きかつ支持するような大きさである細長い空洞８をさらに含む。空洞８の軸方向に隣接するさらに別の空洞９はケーブルキャリア６をスライドするように導くために用いられ、空洞１０はプッシュロッド４をスライドして導くような大きさである。
【００１５】
デバイス３０を骨髄内の釘の空洞の中に挿入するために、プッシュロッド４は、参照数字１００で示される方向に引かれ、図５に示されるように、柔軟性のあるカップリング３が格納可能なガイドチューブ２をハウジング１の中に引き込むようにする。一旦デバイス３０が骨髄内の釘の中に正しく位置を決められると、プッシュロッドは、図３に示されるように、反対方向に押され、柔軟性あるカップリング３が格納可能なガイドチューブ２をハウジング１から外に押し出すようにする。この位置において、格納可能なガイドチューブ２の端部１１は、ハウジング１の空洞８に整列させられるようになり、それによって、図３に示されるように、ケーブルドリル５が空洞８から格納可能なガイドチューブ２の中に前進させられることを可能にする。
【００１６】
柔軟性のあるカップリング３は、格納可能なガイドチューブ２が空洞７内において回転かつ／またはスライドすることを可能にするほど十分に柔軟性があるように設計される。一例示的な実施形態において、柔軟性あるカップリング１２は、図６に示されるように、ヒンジ付カップリング１２を備えている。ヒンジ付カップリング１２は、第１の間隔の空いたヒンジ１３および第２の間隔の空いたヒンジ１４を含み、それらのヒンジは、例示されるように、ヒンジ付カップリング１２の細くなった部分、または、例えばピンジョイントのヒンジなどのヒンジとして機能する任意の他の所望のデバイスまたは機構を備え得る。任意の数のヒンジ領域が用いられ得る。
【００１７】
本発明に従う格納可能なケーブルガイドアセンブリを備えている手術用穿孔デバイス３３の別の実施形態は、図７、図８および図９に例示されている。この実施形態において、格納可能なガイドチューブ１５は、拡大端部１６を有する。作動チューブ１７もまた、拡大端部１８を有する。拡大端部１６および１８は、ガイドチューブ１５と作動チューブ１７との間の突合せ面の接触を提供し、該突合せ面の接触は、ガイドチューブ１５が格納された位置にあるときなど、ガイドチューブ１５と作動チューブ１７との間にずれ（ｍｉｓａｌｉｇｎｍｅｎｔ）があるときでさえ、接触を可能にする。ガイドチューブ１５と作動チューブ１７との間にずれがある場合、拡大端部１６はまた、ケーブルドリル３２を導く漏斗として働く。作動チューブ１７は、延長された位置にガイドチューブ１５を押すために用いられ、同時にケーブルガイドとしても働く。このようにして、図８に示される延長された位置にあるとき、ケーブルドリル３２は作動チューブ１７を通って、ガイドチューブ１５の中に入る。
【００１８】
図７に示される延長された位置において、作動チューブ１７の拡大端部１８は、ガイドチューブ１５の拡大端部１６に接しているかまたはそれを押している。ガイドチューブ１５の格納中、ケーブルドリル３２はまず、図８において参照数字３１によって示される方向にデバイスから引き出され、次いで作動チューブ１７が同じ方向に引かれる。このことは、コイルスプリング１９が作動チューブ１７と一緒に引かれるようにする。コイルスプリング１９は同様に、ガイドチューブ１５を引き、図９に示されるようにガイドチューブ１５が格納するようにする。コイルスプリング１９の柔軟性は、格納中、異なる軌道に続いて、ガイドチューブ１５と作動チューブ１７による、格納中のガイドチューブ１５の端部と作動チューブ１７の端部との間に生じ得るずれに対処する。
【００１９】
ガイドチューブ１５の延長中、作動チューブ１７は、方向３１とは反対の方向に押される。作動チューブ１７からの力は、一次的に拡大部分１６を通って、二次的にコイルスプリング１９を通って、ガイドチューブ１５に伝えられる。作動チューブ１７が方向３１とは反対の方向に押されていると、ガイドチューブ１５の拡大部分は作動チューブ１７の拡大部分１８に徐々に整列されるようになる。代替の構成において、コイルスプリング１９は、引張荷重を取り上げかつ横に動かす能力を提供し得る適切な柔軟性ある要素または部分に取り替えられ得る。この一例は、布または他の材料から作られるスリーブである。
【００２０】
ガイドチューブ１５の先端は、好ましくは、海綿質の骨の中への切り込みを助け得る尖ったエッジ２０を含む。この構成は、延長中にガイドチューブ１５が骨髄内釘の外側に突き出るとき、特に有利である。このことは、ガイドチューブ１５が十分に延長されることを可能にし、かつ海綿質の骨においてガイドチューブ１５を安定させる。
【００２１】
本発明の別の例示的実施形態において、ガイドチューブ１５および作動チューブ１７は、きつく巻かれた延長スプリング１９ａによって接続され、該延長スプリングは、圧縮荷重を取り上げ得る（すなわち、延長スプリングは圧縮しない）が、図２１に示されるように、なおも横に変形するように柔軟性があり、ガイドチューブ１５および作動チューブ１７の種々の軌道に対処する。同時に、延長スプリング１９ａは、格納するときに引張荷重を取り上げ、ガイドチューブ１５を引くことが可能である。
【００２２】
本発明のさらに別の例示的実施形態において、ガイドチューブ１５、延長スプリング１９ａおよび作動チューブ１７は、図２２に示されるように、単一のモノリシック本体３９に一体化され得る。本体３９は、示されるように、弓形部分４１と、柔軟性のある領域４３と、直線領域４７とを備えている。本体３９は、例えば、ステンレス鋼または超弾性材料などの柔軟性ある材料から作られるチューブを備え得る。チューブの一端は、曲げられるかまたは形作られ得、その結果、チューブ全体が、概して要素１５、１９ａおよび１７の集合形状のように形作られる。この実施形態において、柔軟性ある領域４３は、要素１５、１９ａおよび１７の集合形状におけるスプリング１９ａに対応する位置にスリットを機械加工することによって作られ得る。スリットは、例えば、レーザ機械加工または放電加工（ＥＤＭ）によって提供され得る。このようにして構造のこの部分は比較的に柔軟性があり、それによって、上に論議された延長スプリング１９ａと類似した方法で機能する。
【００２３】
さらに、ケーブルの切断端部は、好ましくは、ケーブルに対する切断力を減少させることによって切断作用を改善するように構成され、それによって、ケーブルがまっすぐ切ることを可能にする。図１０ａ〜図１０ｄは、例えばケーブルドリル５（図１）およびケーブルドリル３２（図８）などの、本発明に従うケーブルドリルの先端用に用いられ得る例示的構成を示す。特に、図１０ａは、互いに対して傾斜している複数の（例えば３個以上の）切断表面または切断エッジを含むトロカール先端３４を例示する。図１０ｂは、正方形先端３６を例示する。図１０ｃはくさび形先端３８を例示する。図１０ｄは、鋤形先端４０を例示する。トロカール先端の一実施形態において、３側面の先端は、ケーブル軸から１３度〜１５度の方向付けされている地表面が備えられている。ただし、これらの角度より大きいかまたは小さい角度が本発明によって考えられる。
【００２４】
（柔らかい海綿質の骨および堅い皮質の骨から構成される人間の骨または動物の骨などの）種々の機械的特性を有する物質を含む複合物質を通って穿孔するとき、ケーブルがより柔らかい物質からより堅い物質に境界を横切ると、ケーブルドリルは逸れる傾向があり得る。ケーブルドリルの逸れる傾向は、ケーブルドリルがそれが穿孔している物質からの、ケーブルドリルが遭遇する軸方向の抵抗（切断力）の量によって影響を受ける。従って、本発明に従って、特定の送り速度（すなわち、ケーブルドリルの長さ方向にケーブルドリルを前進させる速度）で、ケーブルドリルの切断力は、ケーブルドリルの回転速度が増加すると、減少する。ケーブルドリルがより柔らかい物質からより堅い物質に境界を横切るときケーブルドリルが逸れないようにするために、より堅い物質においてケーブルドリルが遭遇する切断力が切断端部の後からついて行くケーブルドリルの全長をより柔らかい物質が支持するために十分に低くなるように、ケーブルドリルは十分に高速で回転させられなければならない。このことは、比較的まっすぐな穿孔方向を提供する。切断力が大き過ぎると、より柔らかい物質は、ケーブルドリルを支持しそれをまっすぐに保つことが可能でなくなる。
【００２５】
穿孔のパラメータは用いられるデバイスによって大幅に変動し得るが（例えば、速度、ケーブルドリルの寸法および材料特性など）、特定のデバイスを用いて海綿質および皮質のウシの骨を通って穿孔する一例示的処置において、ケーブルドリルが海綿質の骨と皮質の骨との間の境界を横切るとき所望の経路（例えば直線）からケーブルドリルが逸れることを最小限にするために、回転速度は、好ましくは、ケーブルドリルの切断力が、例えば約０．２  ｌｂ（０．９Ｎ）、または少なくとも０．５  ｌｂ（２．２Ｎ）未満など比較的低くなるほど十分な速度である。大きな切断力などの特定の条件の下で、ケーブルドリルは、所望の経路に沿って骨を通って骨を穿孔することが可能でなくなり得る。本発明に従って穿孔するために用いられ得る例示的なパラメータは、１．３ｍｍ／秒の送り速度で、末梢大腿のウシの骨に対して約１２０，０００ｒｐｍ〜１４０，０００ｒｐｍの回転速度を含む。人間の末梢脛骨に関して、速度は、１．３ｍｍ／秒の送り速度で、７０，０００ｒｐｍ〜１００，０００ｒｐｍであり得る。所望の速度および送り速度は、種々の種類の骨または種々の動物種および種々の解剖学的部位の骨に関して変化し得る。ケーブルドリルの寸法、およびケーブルドリルの撚りならびに他の特性もまた、最適な切断速度および送り速度に影響を有し得る。
【００２６】
ケーブルドリルが向けられる所望の軌道（例えば、骨髄内の釘に垂直）に追従するようにするために、ケーブルドリルが穿孔する物質と弓形ガイドチューブとの間に間隙がないことが好ましい。弓形ガイドチューブと穿孔されている物質との間のあらゆる間隙は、最小限にされることが好ましい（例えば、約２ｍｍ未満）。ケーブルドリルと弓形ガイドチューブの端部の内径との間に最小の遊び（ケーブルドリルが存在する端部から約２ｍｍ）があることが好ましい。
【００２７】
図１１および図１２は、本発明の例示的ケーブルドリルドライブ４４を示す。ケーブルドリルドライブ４４は、上記の穿孔デバイスのための回転力の供給源として用いられ得る。ケーブルドリルドライブ４４はまた、所望の穿孔経路に沿ってケーブルドリルを前進させる（そして格納する）ように機能する。図１３および図１４は、ドリルドライブ４４内の構成要素を示し、一般的に、ハウジング４５と、メインドライブ４６と、フィードモータ４８と、親ねじ５０と、使い捨てドライブカップリング５２とを含む。
【００２８】
図１５は、メインドライブ４６内の構成要素をより詳細に例示する。メインドライブ４６は、使い捨てドライブカップリング５２においてシャフト５６を駆動する高速ブラシレスＤＣモータ５４を含む。メインドライブ４６はまた、過負荷状態を感知するために用いられるロードセル５８を含む。使い捨てドライブカップリング５２は、ロードセル５８に連結され、その結果、シャフト５６が受ける実質的にすべての軸方向の力は、ロードセル５８に伝えられる。使い捨てドライブカップリング５２は、ベアリング６０と、チューブ６４をモータに連結するシャフト５６を含む（図１６を参照されたい）。ケーブル（図示されていない）はチューブ６４の空洞内に取り付けられ（例えば、接着剤または他の手段によって）、その結果、ケーブルの全長はチューブ６４を超えて延びる。このチューブ６４は、格納可能な湾曲したガイドチューブアセンブリにおいて、より大きなチューブにはまり込む。使い捨てドライブカップリング５２をメインドライブ４６に連結するために、使い捨てドライブカップルの弾力のあるフィンガ６６は、使い捨てドライブカップリング５２の長手方向の軸の方に押され、使い捨てドライブカップリング５２は、次いでメインドライブ４６の中に挿入され、使い捨てドライブカップリング５２をメインドライブ４６に固定するために、フィンガが解放される。
【００２９】
フィードモータ４８は親ねじ５０を駆動し、親ねじ５０はメインドライブ４６を所定のフィード速度で前後に平行移動させる。２つのモータは、ユーザ入力およびロードセル５８からの入力に基づき、制御装置（図示されていない）によって制御される。制御装置は、ケーブルドリルドライブ４４から分離した別個のユニットであり得るか、またはケーブルドリルドライブ４４に一体化され得る。ケーブルドリルドライブ４４は、オプションで、一行程の終点を制御装置に示す信号を提供するために用いられ得るリミットスイッチ（図示されていない）を含む。例示的手順の開始時に、図１８に示されるように、メインドライブ４６は前方に動かされ、使い捨てドライブカップリング５２が挿入される。メインドライブ４６は、次いで、使い捨てドライブカップリング５２と共に、図１９に示されるように格納される。図２０は、メインドライブ４６の格納された位置の別の例示的図を示す。ケーブルドリル（図示されていない）は次いで、骨髄内の釘の内部のガイドチューブアセンブリの中に挿入される（事前に挿入されていない場合）。制御装置は次いで、好ましくはユーザが開始ボタンかまたは他の機構を起動するとき、穿孔シーケンスを開始する。穿孔手順の終了時、モータは、好ましくは制御装置によって制御されるように自動的に停止する。モータはまた、好ましくは、手順中にいつでもロードセル５８がケーブルドリルを破壊し得る過負荷状態を検出した場合、停止する。オプションの前後手動スイッチもまた、使い捨てドライブカップリング５２を付着するために用いられるために、ケーブルドリルドライブ４４および／または制御装置の中に組み込まれ得る。
【００３０】
本発明のドリルドライブを用いることによって続けられ得る本発明の一例示的穿孔シーケンスは、図１９に関して説明される。メインドライブ４６の格納された位置において、メインドライブ４６は、事前設定されたｒｐｍ（例えば、約９０，０００ｒｐｍ）で回転され得る。メインドライブ４６は次いで、例えば１．３ｍｍ／秒の一定の速度で前進され得る。この速度でメインドライブ４６は、リミットスイッチ（図示されていない）が起動され所定の長さ（例えば、２インチ）の一行程の終了の信号を送るまで、前進させられる。手順中にいつでもロードセル５８が所定のレベル（例えば、０．５ポンド）を超える負荷を検出した場合、メインドライブモータ５４およびフィードモータ４８の両方が自動的に停止され、好ましくはＬＥＤが点滅しエラーの信号を送る。このことが発生した場合、ユーザは、典型的にはケーブルおよびガイドチューブアセンブリを取り替え、再び穿孔を試みる必要がある。このサブシーケンスは、ケーブルが骨を通って最小に前進するかまたは前進しない場合、ケーブルの破断を防ぐ予防対策としてインストールされ得る。これらの説明されたステップのすべては、これらのステップを続けるようにプログラムされた制御装置によって電子的に制御され得る。
【００３１】
上記に提供される説明は、主として骨の中への穿孔を伴う処置に関するが、同じ概念は、等しく、軟骨、皮膚、筋肉、脂肪などの他の組織および体組織に適用可能であるように意図される。さらに、これらの様々な構造の任意のものの互いの組合せおよび／または骨構造との組合せは、本明細書において提供される説明に包含されることが意図される。
【００３２】
本発明は、ここで本発明のいくつかの実施形態に関して説明された。本明細書において認定された任意の特許または特許出願の全開示は、本明細書によって参考として援用される。上記の詳細な説明および例示は、理解の明快さのみのために与えられた。この説明からいかなる不要な限定も理解されるべきではない。説明された実施形態において、本発明の範囲から逸脱することなく多くの変更がなされ得ることは当業者にとって明らかである。従って、本発明の範囲は、本明細書に説明される構造に限定されるべきでなく、特許請求の範囲およびそれらの構造の均等物の言葉によって説明される構造によってのみ限定されるべきである。
【図１】
2010508070.tif 000003
【図２】
2010508070.tif 000004
【図３】
2010508070.tif 000005
【図４】
2010508070.tif 000006
【図５】
2010508070.tif 000007
【図６】
2010508070.tif 000008
【図７】
2010508070.tif 000009
【図８】
2010508070.tif 000010
【図９】
2010508070.tif 000011
【図１０ａ】
2010508070.tif 000012
【図１０ｂ】
2010508070.tif 000013
【図１０ｃ】
2010508070.tif 000014
【図１０ｄ】
2010508070.tif 000015
【図１１】
2010508070.tif 000016
【図１２】
2010508070.tif 000017
【図１３】
2010508070.tif 000018
【図１４】
2010508070.tif 000019
【図１５】
2010508070.tif 000020
【図１６】
2010508070.tif 000021
【図１７】
2010508070.tif 000022
【図１８】
2010508070.tif 000023
【図１９】
2010508070.tif 000024
【図２０】
2010508070.tif 000025
【図２１】
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【図２２】
2010508070.tif 000027
【手続補正書】
【提出日】平成21年6月1日(2009.6.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
該ハウジングの第１の弓形チャネルにスライドするように位置を決められる弓形ガイドチューブを備えている格納可能なガイドチューブアセンブリであって、該弓形ガイドチューブは該ハウジングの第２のチャネルにスライドするように位置を決められる作動ロッドに動作するように接続され、該作動ロッドは該弓形ガイドチューブを制御可能に前進させそして格納する、格納可能なガイドチューブアセンブリと、
該弓形ガイドチューブにスライドするように位置を決められる第１の部分と該ハウジングの第３のチャネルにスライドするように位置を決められる第２の部分とを有する、柔軟性のあるケーブルドリルと
を備えている、手術用穿孔デバイス。
【請求項２】
前記弓形ガイドチューブと前記作動ロッドとの間の接続は柔軟性のある接続を含む、請求項１に記載の手術用穿孔デバイス。
【請求項３】
前記柔軟性のある接続はケーブルを含む、請求項２に記載の手術用穿孔デバイス。
【請求項４】
前記柔軟性のある接続は１つ以上のヒンジを含む、請求項２に記載の手術用穿孔デバイス。
【請求項５】
前記弓形ガイドチューブのリーディングエッジは尖った部分を備えている、請求項１に記載の手術用穿孔デバイス。
【請求項６】
前記ケーブルドリルに動作するように接続されるモータをさらに備えている、請求項１に記載の手術用穿孔デバイス。
【請求項７】
穿孔方向に前記ケーブルドリルを制御可能に前進させる前進デバイスをさらに備えている、請求項６に記載の手術用デバイス。
【請求項８】
制御システムをさらに備えている、請求項７に記載の手術用デバイス。
【請求項９】
第１の弓形部分と第２の直線部分とを有する内部チャネルを備えているハウジングと、
該ハウジングの該チャネルの該弓形部分にスライドするように位置を決められる弓形ガイドチューブを備えている格納可能なガイドチューブアセンブリであって、該弓形ガイドチューブの一端は該ハウジングの該チャネルの該直線部分にスライドするように位置を決められる作動チューブの一端に動作するように接続される、格納可能なガイドチューブアセンブリと、
切断端部を有し、該弓形ガイドチューブにスライドするように位置を決められる第１の部分と該作動チューブにスライドするように位置を決められる第２の部分とを有する、柔軟性のあるケーブルドリルと
を備えている、手術用穿孔デバイス。
【請求項１０】
前記ケーブルドリルの前記切断端部はトロカールを備えている、請求項９に記載の手術用穿孔デバイス。
【請求項１１】
前記ケーブルドリルの前記切断端部はチゼルを備えている、請求項９に記載の手術用穿孔デバイス。
【請求項１２】
前記弓形ガイドチューブと前記作動ロッドとの間の接続は柔軟性のある接続を含む、請求項９に記載の手術用穿孔デバイス。
【請求項１３】
前記柔軟性のある接続は、１つ以上のスプリングと、布スリーブと、ゴムスリーブと、プラスチックスリーブとを含む、請求項１２に記載の手術用穿孔デバイス。
【請求項１４】
前記弓形ガイドチューブおよび前記作動チューブはモノリシック構造を含み、該弓形ガイドチューブと該作動チューブとの間の接続は該モノリシック構造と一体化している柔軟性ある部分を含む、請求項１２に記載の手術用穿孔デバイス。
【請求項１５】
手術用穿孔デバイス用ドライブシステムであって、該ドライブシステムは、
ハウジングと、
該ハウジングに対して直線経路に沿って平行移動可能なドライブモータと、
該ドライブモータのドライブシャフトに解放可能に連結される該ドライブシャフトを有する使い捨てドライブカップリングと、
該使い捨てドライブカップリングの該ドライブシャフトに作用する軸方向の力を感知する該使い捨てドライブカップリングに対して動作するように位置を決められるロードセルと
を備えている、ドライブシステム。
【請求項１６】
前記ドライブモータは、手術用穿孔デバイスにおけるドリルを前進させるために、制御された速度で前進される、請求項１５に記載のドライブシステム。
【請求項１７】
穿孔デバイスと組み合される請求項１５に記載のドライブシステム。
【請求項１８】
骨を穿孔するシステムであって、該システムは、
ハウジングと、弓形の格納可能なガイドチューブにスライドするように位置を決められるケーブルドリルとを備えている手術用穿孔デバイスであって、該ケーブルドリルは切断端部を備えている、手術用穿孔デバイスと、
骨に対して該ケーブルドリルの該切断端部の位置を決める手段と、
該ケーブルドリルを回転させる手段と
を備え、
該ケーブルドリルは、該弓形の格納可能なガイドチューブを通ってスライドするように前進し、
該弓形の格納可能なガイドチューブは、スライドするように前進する、システム。
【請求項１９】
前記ケーブルドリルは、一定の速度で前進する、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
海綿質の骨および皮質の骨を含む骨物質を通って穿孔する手段をさらに備える、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２１】
穿孔されているチャネルの下部と前記弓形ガイドチューブの端部との間の最小の間隙を維持する手段をさらに備える、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２２】
前記ハウジングの少なくとも一部分を骨髄内のロッド内に、そして前記ケーブルドリルの前記切断端部を該骨髄内のロッドの開口部に対して、位置を決める手段をさらに備える、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２３】
前記穿孔デバイスは、請求項１に記載の前記穿孔デバイスを含む、請求項１８に記載のシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明は、添付の図を参照してさらに説明され、いくつかの図を通して、同様な構造は同様な数字によって表される。
本発明はさらに以下の項目を提供する。
（項目１）
ハウジングと、
該ハウジングの第１の弓形チャネルにスライドするように位置を決められる弓形ガイドチューブを備えている格納可能なガイドチューブアセンブリであって、該弓形ガイドチューブは該ハウジングの第２のチャネルにスライドするように位置を決められる作動ロッドに動作するように接続され、該作動ロッドは該弓形ガイドチューブを制御可能に前進させそして格納する、格納可能なガイドチューブアセンブリと、
該弓形ガイドチューブにスライドするように位置を決められる第１の部分と該ハウジングの第３のチャネルにスライドするように位置を決められる第２の部分とを有する、柔軟性のあるケーブルドリルと
を備えている、手術用穿孔デバイス。
（項目２）
上記弓形ガイドチューブと上記作動ロッドとの間の接続は柔軟性のある接続を含む、項目１に記載の手術用穿孔デバイス。
（項目３）
上記柔軟性のある接続はケーブルを含む、項目２に記載の手術用穿孔デバイス。
（項目４）
上記柔軟性のある接続は１つ以上のヒンジを含む、項目２に記載の手術用穿孔デバイス。
（項目５）
上記弓形ガイドチューブのリーディングエッジは尖った部分を備えている、項目１に記載の手術用穿孔デバイス。
（項目６）
上記ケーブルドリルに動作するように接続されるモータをさらに備えている、項目１に記載の手術用穿孔デバイス。
（項目７）
穿孔方向に上記ケーブルドリルを制御可能に前進させる前進デバイスをさらに備えている、項目６に記載の手術用デバイス。
（項目８）
制御システムをさらに備えている、項目７に記載の手術用デバイス。
（項目９）
第１の弓形部分と第２の直線部分とを有する内部チャネルを備えているハウジングと、
該ハウジングの該チャネルの該弓形部分にスライドするように位置を決められる弓形ガイドチューブを備えている格納可能なガイドチューブアセンブリであって、該弓形ガイドチューブの一端は該ハウジングの該チャネルの該直線部分にスライドするように位置を決められる作動チューブの一端に動作するように接続される、格納可能なガイドチューブアセンブリと、
切断端部を有し、該弓形ガイドチューブにスライドするように位置を決められる第１の部分と該作動チューブにスライドするように位置を決められる第２の部分とを有する、柔軟性のあるケーブルドリルと
を備えている、手術用穿孔デバイス。
（項目１０）
上記ケーブルドリルの上記切断端部はトロカールを備えている、項目９に記載の手術用穿孔デバイス。
（項目１１）
上記ケーブルドリルの上記切断端部はチゼルを備えている、項目９に記載の手術用穿孔デバイス。
（項目１２）
上記弓形ガイドチューブと上記作動ロッドとの間の接続は柔軟性のある接続を含む、項目９に記載の手術用穿孔デバイス。
（項目１３）
上記柔軟性のある接続は、１つ以上のスプリングと、布スリーブと、ゴムスリーブと、プラスチックスリーブとを含む、項目１２に記載の手術用穿孔デバイス。
（項目１４）
上記弓形ガイドチューブおよび上記作動チューブはモノリシック構造を含み、該弓形ガイドチューブと該作動チューブとの間の接続は該モノリシック構造と一体化している柔軟性ある部分を含む、項目１２に記載の手術用穿孔デバイス。
（項目１５）
手術用穿孔デバイス用ドライブシステムであって、該ドライブシステムは、
ハウジングと、
該ハウジングに対して直線経路に沿って平行移動可能なドライブモータと、
該ドライブモータのドライブシャフトに解放可能に連結される該ドライブシャフトを有する使い捨てドライブカップリングと、
該使い捨てドライブカップリングの該ドライブシャフトに作用する軸方向の力を感知する該使い捨てドライブカップリングに対して動作するように位置を決められるロードセルと
を備えている、ドライブシステム。
（項目１６）
上記ドライブモータは、手術用穿孔デバイスにおけるドリルを前進させるために、制御された速度で前進される、項目１５に記載のドライブシステム。
（項目１７）
穿孔デバイスと組み合される項目１５に記載のドライブシステム。
（項目１８）
骨を穿孔する方法であって、該方法は、
ハウジングと、弓形の格納可能なガイドチューブにスライドするように位置を決められるケーブルドリルとを備えている手術用穿孔デバイスを提供するステップであって、該ケーブルドリルは切断端部を備えている、ステップと、
骨に対して該ケーブルドリルの該切断端部の位置を決めるステップと、
該ケーブルドリルを回転させるステップと、
該弓形の格納可能なガイドチューブを通って該ケーブルドリルをスライドするように前進させるステップと、
該弓形の格納可能なガイドチューブをスライドするように前進させるステップと
を包含する、方法。
（項目１９）
上記ケーブルドリルを一定の速度で前進させることを包含する、項目１８に記載の方法。
（項目２０）
海綿質の骨および皮質の骨を含む骨物質を通って穿孔するステップをさらに包含する、項目１８に記載の方法。
（項目２１）
穿孔されているチャネルの下部と上記弓形ガイドチューブの端部との間の最小の間隙を維持するステップをさらに包含する、項目１８に記載の方法。
（項目２２）
上記ハウジングの少なくとも一部分を骨髄内のロッド内に、そして上記ケーブルドリルの上記切断端部を該骨髄内のロッドの開口部に対して、位置を決めることをさらに包含する、項目１８に記載の方法。
（項目２３）
上記穿孔デバイスは、項目１に記載の上記穿孔デバイスを含む、項目１８に記載の方法。
【国際調査報告】
2010508070.tif 000028
2010508070.tif 000029