(57)【要約】  制御装置、データ入力デバイス、動力付き外科用ハンドピース、および外科用ハンドピースに結合するように構成された外科用ツールを含むことができる、外科用システム。外科用ハンドピースは、モータ方向の制御およびフィードバック、安全止め機構、刺激および神経保全監視、様々な外科用ツールを保持するように構成されたツールコネクタ組立体、ならびに随意的なナビゲーションおよび／または電気式ラチェット機構を含むことができる。【選択図】図２Ｂ
2015511866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
握り部を形成するハウジングと、
前記ハウジングによって回転可能に維持された駆動軸と、
使用者によって所望された速度を示す信号を生成するように構成されたトリガ組立体であって、前記握り部によって維持されたトリガを含む、トリガ組立体と、
使用者によって所望された回転方向を示す信号を生成するように構成されたモード選択組立体であって、前記ハウジングにより前記握り部に隣接して維持されたカラーを含む、モード選択組立体と
を備える、外科用ハンドピースであって、
前記握り部が使用者の手の掌に握られたときに前記使用者の掌の人差し指が前記トリガおよび前記カラーと選択的に相互作用することができるように構成される、外科用ハンドピース。
【請求項２】
前記駆動軸の遠位端に取り付けられたツールコネクタ組立体をさらに備え、前記ツールコネクタ組立体が、外科用ツールのインターフェース端部を受け入れるように構成された、請求項１に記載の外科用ハンドピース。
【請求項３】
前記ツールコネクタ組立体が、ロック状態を含み、前記ツールコネクタ組立体が、前記ロック状態では裸のツール軸を有するツールを保持するように構成される、請求項２に記載の外科用ハンドピース。
【請求項４】
前記ツールコネクタ組立体が、
プランジャと、
前記プランジャによって支持された１つまたは複数のボールと、
前記プランジャを覆って配置された第２のカラーと、
前記ボールに位置合わせされた前記第２のカラーの領域を選択的に径方向内方に押しつけるために前記第２のカラーを覆って摺動可能に配置されたスリーブとを備え、
前記１つまたは複数のボールが、前記ツールのツールインターフェース端部を前記プランジャに対してロックするために、前記第２のカラーにより前記プランジャに対して選択的に径方向内方に付勢される、請求項３に記載の外科用ハンドピース。
【請求項５】
前記ツールコネクタ組立体が、前記ツール軸が前記ボールと最初に係合したとき前記ツール軸を固定するように構成される、請求項４に記載の外科用ハンドピース。
【請求項６】
前記第２のカラーが、前記ツールコネクタ組立体を前記駆動軸に取り付けるように構成された後領域を備える、請求項５に記載の外科用ハンドピース。
【請求項７】
歯車列を介して前記駆動軸を回転させるように構成されたモータ組立体をさらに含み、前記歯車列が、前記駆動軸の出力速度を低下させるとともに前記モータの出力トルクを高めるように構成された歯車減速システムを含む、請求項１に記載の外科用ハンドピース。
【請求項８】
前記トリガ組立体が、
前記トリガの位置を検知しかつ検知された位置を示す制御装置への信号を生成するように構成されたトリガ位置小組立体、および、
前記使用者の指が前記トリガに接触していること、または接触していないことを示す前記制御装置への信号を生成するように構成された容量性スイッチ小組立体を備える、請求項１に記載の外科用ハンドピース。
【請求項９】
前記トリガ位置小組立体が、磁石、ホールセンサ、および前記ホールセンサに接続されたプリント回路板（ＰＣＢ）を備え、
前記ホールセンサが、前記トリガに対してある位置に維持され、かつ、前記磁石の磁束密度を検知して前記検知された磁束密度に比例する電気信号を生成するように構成され、
前記ＰＣＢが、前記ホールセンサから前記制御装置へ信号を送るように構成された、請求項８に記載の外科用ハンドピース。
【請求項１０】
前記ホールセンサおよび前記ＰＣＢが、前記握り部内で液封される、請求項９に記載の外科用ハンドピース。
【請求項１１】
前記トリガ位置小組立体によって生成された前記信号、および前記容量性スイッチ小組立体によって生成された前記信号が反転される、請求項８に記載の外科用ハンドピース。
【請求項１２】
前記カラーが、前記駆動軸の軸線の周りで回転可能である、請求項１に記載の外科用ハンドピース。
【請求項１３】
外科用ハンドピースで使用するための外科用ツールであって、
２つの平坦面を含みさらに戻り止め、溝、またはくぼみを含まないインターフェース端部を有する軸を備える、外科用ツール。
【請求項１４】
前記軸が、裸の軸である、請求項１２に記載の外科用ツール。
【請求項１５】
モータを含む外科用ハンドピースと、
前記外科用ハンドピースに接続された外科用ツールと、
前記外科用ハンドピースに接続され、かつ前記外科用ハンドピースとインターフェースするようにプログラムされた制御装置であって、データ入力デバイスおよび表示画面を含み、前記外科用ハンドピースによって印加されたトルクを前記表示画面上に表示するようにプログラムされ、前記表示されるトルクがモータ電流のフィードバックに基づくものである制御装置とを備える、外科用システム。
【請求項１６】
前記制御装置が、前記外科用ハンドピースによって印加されるトルクの経時的な変化率を前記モータ電流フィードバックに基づいて制限するように構成される、請求項１５に記載の外科用システム。
【請求項１７】
前記制御装置が、前記トルクの経時的な変化率を監視して、前記外科用ツールの不具合、または前記外科用ツールが適用されている骨の不具合を検出するように構成され、また、
前記制御装置が、不具合が検出された場合には前記モータを停止するかまたは前記モータに送られる電流を制御するようにプログラムされる、請求項１６に記載の外科用システム。
【請求項１８】
前記駆動軸への、したがって前記外科用ツールへの電流刺激経路を提供するように構成された刺激器組立体をさらに備える、請求項１５に記載の外科用システム。
【請求項１９】
神経保全監視（ＮＩＭ）を実現するために前記駆動軸に刺激エネルギーを伝達するように構成された接点小組立体をさらに備える、請求項１８に記載の外科用システム。
【請求項２０】
前記駆動軸が、第１の静止状態および第２の回転状態を含み、また、前記外科用ハンドピースが、前記駆動軸が前記第１の状態および第２の状態の一方にあるときに前記外科用ツールに刺激エネルギーを提供するように構成される、請求項１９の外科用システム。
【請求項２１】
モータを含む外科用ハンドピースと、
前記外科用ハンドピースに接続され、かつ前記外科用ハンドピースとインターフェースするようにプログラムされた制御装置であって、前記ハンドピースに関連付けられた外科用ツールの不具合または前記外科用ツールが適用されている骨の不具合を検出するように構成され、かつ、それに応じて不具合が検出された場合には前記モータを停止するかまたは前記モータに送られる電流を制御するようにプログラムされた、制御装置と、
神経保全監視（ＮＩＭ）を実現するために前記駆動軸に電流刺激を提供するように構成された刺激器組立体と、
前記外科用ハンドピースに結合されたナビゲーションアダプタと
を備える、脊椎外科処置で使用するための外科用システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、その全体が参照により援用される、２０１２年３月１３日に出願された米国特許仮出願第６１／６１０，２０４号の利益を主張するものである。
【０００２】
[01]本開示は一般に、外科用の器具またはツールを駆動するための動力付きハンドピースに関する。より詳細には、本開示は、動力付き回転式外科用ハンドピースと、それとインターフェースしかつその動作を制御するための対応する制御システムとに関する。
【背景技術】
【０００３】
[02]動力付き外科用ハンドピースは、外科用ツールを駆動するために多くの医療分野で一般に使用される。例えば、動力付き外科用ハンドピースは、解剖学的組織の穿孔、穿刺、切除、切開、創面切除、切削、微粉砕、および整形を含む様々な異なる切断型の機能を実行するにあたって、外科用の穿孔器、刃、または切断器具を駆動させるために使用される。ＥＮＴ／頭／頸および脊椎の外科処置の分野では、ハンドピースは通常、特定の処置を実行するようにそれぞれが設計された様々な異なる回転式外科用器具と選択的に結合しかつその器具を駆動するように、構成される。使用時には、外科医は、特定の外科的処置に基づき、適切な外科用ツールを選択して、それを動力付きハンドピースに取り付ける。次いで、動力付きハンドピースは、その外科的処置を実行するのに必要とされるツールの１つまたは複数の構成要素を動かす（例えば、回転、揺動）ように操作される。種類が異なるツールを同一の動力付きハンドピースに取り付けることにより、処置に関する追加のステップを後から実行することができる。ちなみに、脊椎または他の硬骨の外科的処置のために動力付き外科用ハンドピースによって通常必要とされる回転速度は、約１０〜２５０ｒｐｍの範囲内である。ＥＮＴ／頭／頸の処置では、喉頭分離手術のための約５００ｒｐｍから、高速穿孔手術のための６０，０００ｒｐｍ超に及ぶ。
【０００４】
[03]ブラシレスＤＣモータを使用することなどのモータの改善に加えて、全体的なシステムが、動力付き回転式外科用ハンドピースおよび関連する外科用ツールとともに使用するために開発されてきた。典型的なシステムは、動力付きハンドピース、および１つまたは複数の回転式外科用ツールまたは器具に加えて、制御卓と、制御卓にハンドピースを接続するケーブルとを含む。制御卓は、他の点では動力付き外科用ハンドピースに関連付けられたモータの通電を有効にしかつ／または制御するように構成される。例えば、手動式または足踏み式のスイッチが、システムの一部として設けられうる。足踏み式または手動式のスイッチを外科医が操作するのに応じて、対応する信号が制御卓に送られ、制御卓は、対応する速度までハンドピースを付勢する。
【０００５】
[04]動力付き外科用ハンドピースの性能の向上、ならびに現在利用可能な膨大な数の外科用ツールは、外科医が単一の外科用システムを利用して行うことのできる脊椎およびＥＮＴ／頭／頸の処置の数を、明らかに大幅に増加させてきた。しかし、こうした改善があっても、外科医は目下、単一の動力付きハンドピースでのさらに高められた能力、操作性能、および安全性を望んでいる。例えば、外科医は、回転の速度および方向を制御するのに外科医の指のみを使用して、選択された外科用ツールを低速度／高トルク条件下で回転させる機能を所望する。他の点では外科用器具を操作するのと同一の動力付きハンドピースを介した神経保全監視（ｎｅｒｖｅ  ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ  ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ）、安全オーバーライド（ｓａｆｅｔｙ  ｏｖｅｒ−ｒｉｄｅｓ）、一定の操作フィードバック、等もまた、多くの外科医が強い関心を寄せる機能である。従来の工学技術でも、既存の動力付きハンドピースおよび／または対応する制御卓にこれらの機能のうちの１つを付加することができると考えられるが、知られた動力付きハンドピースの構成では、所望される全ての機能に適合することができない。ちなみに、動力付き外科用ハンドピースは、外科用器具の操作に対する必要な制御を提供しなければならないだけでなく、外科医によって長時間にわたって楽に保持および操作されるように、人間工学的なサイズおよび形状とされなければならない。
【０００６】
[05]上記のことに照らして、人間工学的なサイズとされたハウジングにおける向上された性能機能ならびに制御卓対応のフィードバックおよび制御を提供する回転式動力付き外科用ハンドピースが、必要とされている。
【発明の概要】
【０００７】
[06]一実施形態では、外科用ハンドピースが、握り部を形成するハウジングと、ハウジングによって回転可能に維持された駆動軸と、使用者によって所望された速度を示す信号を生成するように構成されたトリガ組立体であって、握り部によって維持されたトリガを含む、トリガ組立体と、使用者によって所望された回転方向を示す信号を生成するように構成されたモード選択組立体であって、ハウジングにより握り部に隣接して維持されたカラーを含む、モード選択組立体とを備え、ハンドピースは、握り部が使用者の手の掌に握られたときに使用者の掌の人差し指がトリガおよびカラーと選択的に相互作用することができるように構成される。カラーは、駆動軸の軸線の周りで回転可能であるものとすることができる。
【０００８】
[07]別の実施形態では、外科用システムが、モータを有する外科用ハンドピースと、外科用ハンドピースに接続され、かつ外科用ハンドピースとインターフェースするようにプログラムされた制御装置であって、データ入力デバイスおよび表示画面を含むことができ、外科用ハンドピースによって印加されたトルクを表示画面上に表示するようにプログラムすることができ、また、表示されるトルクがモータ電流のフィードバックに基づくものである、制御装置とを含む。
【０００９】
[08]別の実施形態では、脊椎外科処置で使用するための外科用システムが、外科用ハンドピースと、外科用ハンドピースに接続され、かつ外科用ハンドピースとインターフェースするようにプログラムされた制御装置であって、ハンドピースに関連付けられた外科用ツールの不具合または外科用ツールが適用されている骨の不具合を検出するように構成され、かつ、それに応じて不具合が検出された場合にはモータを停止するかまたはモータに送られる電流を制御するようにプログラムされた、制御装置と、神経保全監視（ＮＩＭ）を実現するために駆動軸に電流刺激を提供するように構成された刺激器組立体と、外科用ハンドピースに結合されたナビゲーションアダプタとを備える。
【００１０】
[09]本開示による外科用ツールは、様々な作業端を含むことができ、また、裸のツール軸を有する（外科用ハンドピースの一部分と接合するように構成された）インターフェース端部を含むことができ、裸の軸は、インターフェース端部において、または外科用ツール全体に沿って、戻り止め、溝、もしくはくぼみを含まない。外科用ツールはまた、平坦面を含むことができ、また、本開示に有用な外科用ツールは、従来のインターフェース端部を含むことができる。
【００１１】
[10]本開示の外科用ハンドピースは、外科用ハンドピースへの取付けに適しかつ様々な外科用ツールを保持するように構成された、ツールコネクタ組立体を含むことができる。ツールコネクタ組立体は、ロック状態およびロック解除状態を含むことができ、ロック状態では、組立体は外科用ツールを保持する。ツールコネクタ組立体は、１つまたは複数のボールを含むことができ、ツールコネクタ組立体は、ツール軸がボールと最初に係合したとき外科用ツールのツール軸を固定するように構成される。
【００１２】
[11]本開示の外科用ハンドピースは、歯車列を介して駆動軸を回転させるように構成されたモータ組立体を含むことができ、歯車列は、駆動軸の出力速度を低下させるとともにモータの出力トルクを高めるように構成された歯車減速システムを含む。
【００１３】
[12]本開示の外科用ハンドピースは、トリガの位置を検知しかつ検知された位置を示す制御装置への信号を生成するように構成されたトリガ組立体を含むことができ、さらに、使用者の指がトリガに接触していること、または接触していないことを示す制御装置への別の信号を生成するように構成されうる。トリガ組立体によって生成される信号は、互いに反転されてもよい。
【００１４】
[13]外科用ハンドピースの一部は、場合により、または有利には、外科用ハンドピース内で液封されうる。
[14]本開示の外科用システムで使用される制御装置は、外科用ハンドピースによって印加されるトルクの経時的な変化率を外科用ハンドピースのモータのモータ電流フィードバックに基づいて制限するように構成することができる。本開示の制御装置はまた、トルクの経時的な変化率を監視して、外科用ハンドピースに取り付けられた外科用ツールの不具合、または外科用ツールが適用されている（すなわち、作用しているまたは治療している）骨の不具合を検出することができる。制御装置が、外科用ツールもしくは骨の不具合が検出された場合にはモータを停止するかまたはモータに送られる電流を制御するように、プログラムされうる。
【００１５】
[15]本開示の外科用システムまたは外科用ハンドピースは、外科用ハンドピースに関連付けられ、かつ、外科用ハンドピースの駆動軸への、したがって外科用ハンドピースに関連付けられた外科用ツールへの電流刺激経路を提供するように構成された、刺激器組立体を含むことができる。刺激エネルギーは、神経保全監視を実現することができる。駆動軸は、第１の静止状態、および第２の回転状態を含むことができ、外科用ハンドピースは、駆動軸がどちらかの状態にあるときに外科用ツールに刺激エネルギーを提供するように構成される。
【００１６】
[16]本開示の外科用システムおよびハンドピースは、場合により、画像誘導システムと相互作用するように構成され、したがって、外科用ハンドピースは、任意のナビゲーションアダプタを受け入れるように構成されうる。本開示の外科用ハンドピースはまた、電気式ラチェット機構を含みうる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】[17]本開示の原理による、回転式動力付き外科用ハンドピースを含む外科用システムのブロック図である。
【図２Ａ】[18]図２Ａは、本開示の原理による回転式動力付き外科用ハンドピースの斜視図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本開示の原理による回転式動力付き外科用ハンドピースの斜視図である。
【図３Ａ】[19]図３Ａは、図２Ａのハンドピースの横方向垂直断面図である。
【図３Ｂ】[20]図３Ｂは、図２Ａのハンドピースの主駆動軸構成要素を通過する面に沿った長手方向断面図である。
【図３Ｃ】[21]図３Ｃは、図３Ａのハンドピースのモータ構成要素を通過する面に沿った側方向垂直断面図である。
【図３Ｄ】[22]図３Ｄは、ハンドピースのツールコネクタ組立体を示す、図３Ａのハンドピースの一部分の拡大図である。
【図４】[23]図４Ａは、図３Ｄのツールコネクタ組立体のプランジャ構成要素の正面斜視図である。[24]図４Ｂは、図４Ａのプランジャの後面斜視図である。[25]図４Ｃは、図４Ａのプランジャの側面図である。[26]図４Ｄは、図４Ａのプランジャの長手方向断面図である。[27]図４Ｅは、図４Ａのプランジャの横方向断面図である。[28]図４Ｆは、図４Ａのプランジャの正面端面図である。
【図５】[29]図５Ａは、本開示の原理による、図１のシステムに有用な外科用ツールの一部分の斜視図である。[30]図５Ｂは、図５Ａのツールの側面図である。[31]図５Ｃは、図５Ａのツールの端面図である。[32]図５Ｄは、本開示の原理による、図１のシステムに有用な別の外科用ツールの一部分の斜視図である。
【図６】[33]図３Ｄのツールコネクタ組立体を用いた図５Ａのツールの取付けを示す拡大斜視図である。
【図７】[34]ハンドピースのトリガ組立体を示す、図３Ａのハンドピースの一部分の拡大図である。
【図８】[35]図２Ａのハンドピースの一部分の拡大上面図である。
【図９】[36]図３Ａのハンドピースのモード選択組立体の概略図である。
【図１０】[37]図３Ａのハンドピースの歯車列部分の概略図である。
【図１１】[38]図３Ａのハンドピースの刺激器組立体部分の概略図である。
【図１２】[39]図３Ａのハンドピースの各構成部品の電気的絶縁を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
[40]本開示の原理による回転式動力付き外科用ハンドピース２０の１つの実施形態が、図１に示されている。いくつかの実施形態では、ハンドピース２０は、制御装置２４をさらに含むシステム２２の一部として提供および／または操作される。制御装置２４が設けられる場合、制御装置２４は、マイクロプロセッサを有し、かつ、データ入力デバイス２６および表示画面２８などの１つまたは複数の構成要素を含む（または、それらに電気的に接続される）ことができる。いずれにしても、大まかに言えば、ハンドピース２０は、下記のように外科用の器具またはツール３０を選択的に受け入れるように構成される。制御装置２４に接続されると、システム２２は、また具体的にはハンドピース２０は、所望の外科的処置を実施するにあたって器具３０を回転的に駆動するように使用者によって駆動され、制御装置２４は、ハンドピース２０から自動的に送られる情報に基づいて、所望のフィードバックおよびハンドピース２０に対する任意のオーバーライド制御を提供する。下記のように、モータの制御およびフィードバック、刺激エネルギーまたは神経保全監視、ハンドピース２０とツール３０との間の迅速な接続／分離、使用者の指の検知に基づく安全オーバーライド、ハンドピース２０におけるモード機能方向制御、非常な低速および高速での高トルク操作、等を含んだ様々な機能を、ハンドピース２０にかつ／または全体としてシステム２２に組み込むことができる。
【００１９】
[41]動力付きハンドピース２０の１つの実施形態が、図２Ａおよび図２Ｂにさらに詳細に示されている。大まかに言えば、ハンドピース２０は、下記の様々な内部構成要素（例えば、モータ、歯車列、等）を内蔵しかつ握り部または取手５０、頭部５１、および突出部５２を形成する、ハウジング４０を含む。ツールコネクタ組立体５４が、突出部５２に結合され、かつ、一般にツール３０（図１）との選択的な結合を容易にするように構成される。トリガ組立体５６（全体的に参照される）が、ハウジング４０に結合され、かつ、取手５０に沿って配置された作動器またはトリガ５８を含む。トリガ５８の作動または動作が、ハンドピース２０に、トリガ５８の運動の程度に対応した速度での取り付けられたツール３０の回転を促す。この点において、トリガ５８は、握り部５０が使用者の手の中に保持されるときに使用者の手の指（例えば、人差し指）がトリガ５８と容易に界接することができるように、握り部５０に対して配置される。この配置は、トリガ５８の上側前方にツール３０を位置決めする頭部５１／突出部５２とともに、動力付きハンドピース２０に拳銃の握把様の形状を提供する。モード選択組立体６０（全体的に参照される）が、突出部５２によって支持された作動器または回転式モード選択組立体カラー６２を含む第１のカラーを具備する。手動でのカラー６２の作動または回転が、動力付きハンドピース２０に、選択された方向またはモード（例えば、順方向、逆方向、または揺動）でのツール３０の回転を促す。電気ケーブリング６４が、ハウジング４０の下端部６６から延在し、かつ、動力付きハンドピース２０の様々な内部構成要素に接続された１つもしくは複数の線またはケーブルを支持する。例えば、ケーブリング６４は、ハンドピースのモータ（隠れている）に電力を送る給電用のケーブルまたは電線、トリガ組立体５６および／またはモード選択組立体６０に設けられた様々なセンサ（図示せず）に接続された信号用のケーブルまたは電線、等を支持することができる。さらに、刺激器組立体６８（全体的に参照される）が、下端部６６に取り付けられる構成要素を含み、かつ、一般に、神経保全監視動作モードで使用するための刺激エネルギーを提供するケーブリング（図示せず）に電気的に接続するように構成される。
【００２０】
[42]動力付きハンドピース２０の内部構成要素が、図３Ａ〜図３Ｃにより詳細に示され、かつ、一般に、ツールコネクタ組立体５４、トリガ組立体５６、モード選択組立体６０、モータ８０、歯車列８２、および主駆動軸８４を含む。構成要素のそれぞれは、下記においてより詳細に説明される。大まかに言えば、ツールコネクタ組立体５４は、選択されたツール３０（図１）を駆動軸８４に選択的に取り付けるかまたは連結する。モータ８０は、トリガ組立体５６を操作する使用者によって促されるにつれて、歯車列８２を介して駆動軸８４（したがって、駆動軸８４に接続されたツール３０）を回転させるように動作する。この点について、モード選択組立体６０は、所望の回転方向または回転モードを促すように、使用者によって操作可能である。最後に、ケーブリング６４を介して、動力付きハンドピース２０へ、また、動力付きハンドピース２０から、様々な電気信号が伝えられる。ハンドピース２０は、１つもしくは複数の追加的な構成要素または組立体、例えばハウジング４０によって支持されかつ駆動軸８４を回転可能に支持する構成要素を、さらに含むことができる。
【００２１】
[43]図３Ａおよび図３Ｂに最もよく示されるように、駆動軸８４は、遠位領域９０を画定し、かつ、中心内腔９２を形成する。内腔９２は、図示のように駆動軸８４の全長にわたって延在してもよく、あるいは、遠位領域９０のみに形成されてもよい。内腔９２が駆動軸８４の全長に延在する実施形態では、ハンドピース２０は、駆動軸８４（およびツールコネクタ組立体５４）を通してカニューレやガイドワイヤ等を挿入することができる挿管機能を提供する。いずれにしても、遠位領域９０は、外科用ツール（図示せず）のアダプタまたはインターフェース端部と係合するように構成された内部係合面９４を形成する。係合面９４は、図示のようなスクエアドライブなどの、動力付き外科用ハンドピースに通常用いられる様々な形態を取ることができる。
【００２２】
ツールコネクタ組立体
[44]駆動軸８４の遠位領域９０は、突出部５２から突出し、かつ、ツールコネクタ組立体５４を受け入れるように構成された外側表面を提供する。この点を考慮して、いくつかの実施形態では、ツールコネクタ組立体５４は、図３Ｄにより詳細に示されるように、プランジャ１１０、１つまたは複数のボール１１２、第２の、またはツールコネクタ組立体カラー１１４、スリーブ１１６、ばね１１８、１つまたは複数のピン１２０、およびカバー１２２を含む。大まかに言えば、プランジャ１１０は、回転式外科用ツール（例えば、図１のツール３０）のインターフェース端部（図示せず）を受け入れるように構成される。ボール１１２は、プランジャ１１０によって支持され、かつ、ツールインターフェース端部をプランジャ１１０に対してロックするために、カラー１１４によりプランジャ１１０に対して径方向内方に選択的に付勢される。スリーブ１１６は、カラー１１４の（他の場合にはボール１１２に位置合わせされる）領域を径方向内方に選択的に付勢するために、カラー１１４を覆って摺動可能に配置される。ばね１１８は、ピン１２０がカラー１１４およびスリーブ１１６を互いに捕捉した状態で、スリーブ１１６を図に示される（カラー１１４に対する）前方配置またはロック配置に付勢する。最後に、カバー１２２は、ピン１２０をカラー１１４に対して捕捉する。
【００２３】
[45]プランジャ１１０の１つの実施形態が、図４Ａ〜図４Ｆにより詳細に示されている。プランジャ１１０は、硬化材料（例えば、ステンレス鋼）で形成された全体的に円筒体のものであり、かつ、前端部１３２と後端部１３４との間に延在しそれらの位置で開口している中心穴１３０を画定する。穴１３０は、いくつかの構成では約１０度の夾角を付けて、全体的に円錐形の形状とされうる。いずれにしても、穴１３０は、下記のようにツールインターフェース端部（図示せず）の表面特徴または形状に対応する曲線形状を、横断面（図４Ｅに最もよく示される）に有することができる。例えば、図４Ｅの断面に関して、他の場合には穴１３０を画定するプランジャ１１０の内部表面１３６が、対向した平坦な面１３８ａ、１３８ｂと、対向した曲線状または弓形の面１４０ａ、１４０ｂとを含みうる。２つの平坦な面１３８ａ、１３８ｂと、２つの弓形の面１４０ａ、１４０ｂとが示されているが、より少ない数でもより多い数でも、任意の他の数が許容される。以下で明らかになるように、内部表面１３６によって画定された曲線形状は、ツールインターフェース端部によって提供される外側形状に対応する。図４Ａに最もよく示されるように、場合により、案内溝１４１が、前端部１３２の平坦な面１３８ａ、１３８ｂに合わせられた場所に形成されて、平坦な面１３８ａ、１３８ｂの場所に関する視覚的な案内を使用者に提供する。
【００２４】
[46]図４Ｅは、プランジャ１１０の厚さにわたって径方向に延在しかつ穴１３０に開口している穴１４２ａ〜１４２ｄを最もよく示す。穴１４２ａ〜１４２は、対応するボール１１２（そのうちの１つが図４Ｅに仮想線で示される）のうちの１つを摺動可能に受け入れるためのサイズおよび形状となされる。穴１４２ａ〜１４２ｄは、長手方向に整列させることができ、また、先端部１３２に近接して配置されることが好ましい。穴１４２ａ〜１４２ｄのサイズおよび形状は、対応するボール１１２の一部分が穴１３０内に突き出るのを可能にし、さらに、ボール１１２がそれぞれの穴１４２ａ〜１４２ｄを完全に通り抜けるのを防止する。４つの穴１４２ａ〜１４２ｄが示されているが、それより大きい数でも小さい数でも、任意の他の数が許容され、また、ボール１１２の数に対応する。図４Ｅの１つの実施形態によれば、穴１４２ａ〜１４２ｄは、平坦な面１３８ａ、１３８ｂのうちの１つと弓形の面１４０ａ、１４０ｂのうちの対応する１つとの間に画定された隅部のすぐ隣に各穴１４２ａ〜１４２ｂが位置決めされた状態で、弓形の面１４０ａ、１４０ｂに沿って配置される。
【００２５】
[47]プランジャ１１０は、後端部１３４に隣接した円周溝１５０を形成する。溝１５０は、プランジャ１１０の外側に開口し、かつ、対向した側壁１５２ａ、１５２ｂによって画定される。以下で明らかになる理由から、溝１５０は、ピン１２０（図３Ａ）を摺動可能に受け入れるためのサイズおよび形状となされる。
【００２６】
[48]図３Ｄに戻り参照すると、ボール１１２は、プランジャの穴１４０ａ〜１４０ｄのうちの対応する１つの穴の中に受け入れられるように構成され、かつ、硬化材料で形成される。いくつかの構成では、ボール１１２は、プランジャ１１０をツールコネクタ組立体５４の他の構成要素から電気的に絶縁するために、非導電性の材料（例えば、セラミック）で形成されうる。あるいは、鋼鉄などの他の硬化材料も許容される。
【００２７】
[49]カラー１１４は、プランジャ１１０上に受け入れられるサイズとなされた中心通路１６０を形成する、全体的に管状体のものである。カラー１１４は、後領域１６２、中間領域１６４、および前領域１６６を画定すると見なされうる。後領域１６２は、径方向に延在するフランジ１６８を形成する。さらに、後領域は、駆動軸８４、具体的には駆動軸８４の遠位領域９０に取り付けられるように構成される。例えば、カラーの後領域１６２、および駆動軸の遠位領域９０は、図示のように相補的なねじ山を形成することができる。ねじによる接続を伴うか伴わない、また、追加の構成要素を含むか含まない、カラー１１４を駆動軸８４に取り付けるための他の構成も想定される。
【００２８】
[50]中間領域１６４は、後領域１６２から延在し、かつ、受入表面１７０を画定する。受入表面１７０は、フランジ１６８から径方向にオフセットされ、かつ、下記のようにばね１１８を受け入れるように構成される。さらに、それぞれがピン１２０のうちの対応する１つのピンを摺動可能に受け入れるためのサイズとなされた１つまたは複数の谷部１７２が、中間領域の厚さにわたって形成される。
【００２９】
[51]前領域１６６は、中間領域１６４から延在して、前端部１７４で終わる。カラー１１４の内面１７６（他の部分は通路１６０を画定する）が、前端部１７４に向かって直径を漸減させる。少なくとも前領域１６６は、径方向に弾力性を持ち、径方向に（すなわち、図３Ｄに反映されている直径に）繰り返し圧縮されることが可能であり、また、いくつかの実施形態では、径方向外方の偏向を表す。例えば、前領域１６６に（例えばスリーブ１１６によって）加えられた圧縮力が取り除かれると、前領域１６６は、径方向外方に自動で膨張する。いくつかの構成では、この弾性の偏向は、前領域１６６を一連の整列したばねアームとして形成することによって生み出される。内面１７６は、ボール１１２とインターフェースするように構成される。さらに、溝１７８が、前領域１６６の外面に沿って形成され、かつ、以下で明らかになる理由により、スリーブ１１６の対応する特徴を選択的に受け入れるように構成される。
【００３０】
[52]スリーブ１１６は、カラー１１４上に摺動可能に受け入れられるように構成され、かつ、中心通路１８４に加えて、後部分１８０および前部分１８２を画定する。後部分１８０沿いの通路１８４の直径は、前部分１８２沿いの直径よりも大きく、かつ、一般にフランジ１６８の外径に相応する。最終組立が行われると、後部分１８０とカラーの受入表面１７０との間に、ばね１１６を維持するためのサイズとなされた間隙が形成される。当接表面１８６が、前部分１８２への移行部に画定される。
【００３１】
[53]前部分１８２は、後部分１８０から延在して、端部１９０で終わる。通路１８４は、カラー１１４と摺動可能にインターフェースするように、前部分１８２に沿って一定の直径を有することができる。ピン１２０のうちの対応する１つを受け入れるためのサイズおよび形状となされた１つまたは複数の穴１９２が、前部分１８２の厚さにわたって形成される。
【００３２】
[54]ばね１１８は、圧縮コイル型ばねとすることができ、かつ、カラー１１４上に受け入れられるサイズとなされる。以下に説明するように、最終組立が行われると、ばね１１８は、スリーブ１１６上にカラー１１４に対する付勢力を生じさせる。あるいは、所望の付勢力を生成するために、ばねを含むかまたは含まない他の構成要素もしくは機構を用いることができる。
【００３３】
[55]カバー１２２は、スリーブ１１６上に受け入れられるように構成され、かつ、様々な形状および構造を取ることができる。いくつかの実施形態では、カバー１２２およびスリーブ１１６は、最終組立（例えば、スナップ嵌め）が行われるとカバー１２２がスリーブ１１６に摩擦的にロックされるように、図示の相補的な構造を有する。
【００３４】
[56]ツールコネクタ組立体５４の組立には、カラー１１４を駆動軸８４に取り付けることが含まれる。各ボール１１２は、プランジャの穴１４２ａ〜１４２ｄ（図４Ｅ）のうちのそれぞれ１つの穴内に設置され、また、プランジャ１１０は、溝１５０をカラーの谷部１７２と長手方向に位置合わせした状態で、カラーの通路１６０内に配置される。ばね１１８は、フランジ１６８に対接して、カラー１１４上に配置される。スリーブ１１６は、フランジ１６８と当接表面１８６との間にばね１１８を捕捉して、カラー１１４上に組み付けられる。さらに、スリーブの穴１９２は、カラーの谷部１７２に位置合わせされる。この位置合わせした位置では、ピン１２０のそれぞれ１つのピンは、穴１９２のうちの対応する１つの穴に挿入され、対応する谷部１７２を通過して、プランジャの溝１５０に挿入される。挿入されると、ピン１２０のそれぞれの胴２００がプランジャの溝１５０内に突出する一方で、頭部２０２がスリーブの穴１９２内に据え付けられる。この配置によれば、ピン１２０は、スリーブ１１６をカラー１１４に対して摺動可能に接続または捕捉し、かつ、カラー１１４をプランジャ１１０に対して摺動可能に接続または捕捉する。最後に、カバー１２２は、ピン１２０を捕捉するようにスリーブ１１６上に組み付けられる。
【００３５】
[57]ばね１１８は、ツールコネクタ組立体５４を図３Ｄに反映されるロック状態に付勢する。具体的には、カラー１１４は、長手方向において駆動軸８４に固定され、また、ばね１１８は、カラーのフランジ１６８とスリーブの当接表面１８６とに対接するので、ばね１１８は、スリーブ１１６をカラー１１４に対して遠位に付勢する。ピン１２０は、ロック状態においてプランジャの側壁１５２ｂに対接して、カラー１１４およびプランジャ１１０に対するスリーブ１１６の前方位置または遠位位置を限定する。このスリーブ１１６の前方位置では、スリーブの前部分１８２は、カラーの内面１７６をボール１１２に径方向に押しつけて、カラーの前領域１６６に対接する。すると、ボール１１２は、プランジャの穴１３０に押し込まれて、穴１３０に挿入された物体（例えば、ツールのインターフェース端部）と摩擦係合する。
【００３６】
[58]ボール１１２は、スリーブ１１６をカラー１１４に対して手動で引き込むことを含めて、ツールコネクタ組立体５４を解放状態に移行することにより、プランジャの穴１３０から解放されうる。ばね１１８の力を克服するのに十分な押す力がスリーブ１１６に加えられて、スリーブ１１６をカラー１１４に沿って近位に摺動させる。この近位への運動により、スリーブの前部分１８２は、カラーの前領域１６６上から引っ込められて、カラーの前領域１６６がボール１１２との堅固な係合から脱して径方向に拡大することが可能になる。カラーの前領域１６６の径方向外方への拡大は、カラーの溝１７８内に受け入れられているスリーブの端部１９０によって増大されうる。ボール１１２に対する内方への偏向が取り除かれると、ボール１１２によって予め係合されていた物体をツールコネクタ組立体５４から容易に取り外すことができる。
【００３７】
外科用ツール
[59]ハンドピース２０（図１）は、現在利用可能なまたは将来開発される大量の外科用ツール３０を駆動するかあるいは他の方法でそれらとインターフェースするために使用することができる。係属出願によって想定されるツール３０の限定的ではない例には、穿孔器、タップ、ドライバ、減速ナットドライバ（ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  ｎｕｔ  ｄｒｉｖｅｒ）、トルク倍力装置、ポスト切断器、ロッド切断器、止めねじ折取りツール、切除器、創面切除器、バー、等が含まれる。
【００３８】
[60]上述のように、いくつかの実施形態では、プランジャの穴１３０のサイズおよび形状（例えば、図４Ｅの平坦な面１３８ａ、１３８ｂ）は、ハンドピース２０に使用されるツールのインターフェース端部のサイズおよび形状に対応する。例えば、図５Ａ〜図５Ｃは、本開示のハンドピースに有用な回転式外科用ツール２１０、２１０’の一部分を示す。ツール２１０は一般に、ハンドピースインターフェース端部もしくは端部セクション２１４を形成または画定する、ツール軸２１２を含む。インターフェース端部セクション２１４は、ポスト２２０、係合部分２２２、および肩２２４を含むかまたは画定する。ポスト２２０は、駆動軸の係合面９４（図３Ａと接続するように構成され、したがって、２つ以上の平坦な面２２６を形成しうる。ポスト２２０は、少なくともインターフェース端部セクション２１４に沿って、ツール軸２１２の残りの部分の外径／外側寸法よりも小さい外径／外側寸法を有する。係合部分２２２は、プランジャの穴１３０に対応したサイズおよび形状となされ、したがって、曲面２３０によって円周方向に分離された外側平坦部２２８を形成または画定する。ツール２１０は、平坦部２２８が肩２２４で終わっている従来のインターフェース端部２１４を備えることができるが、それでもなおツール２１０は、図６を参照して以下で説明されるように、本開示のプランジャ１１０と相互作用することができる。図５Ｄは、ハンドピースインターフェース端部セクション２１４’を有する別のツール２１０’の一代替実施形態を示す。ツール２１０’は、２つ以上の平坦な面２２６、２２８を含む。平坦部２２６、２２８は、ツール２１０と同様に、曲面２３０によって円周方向に分離されうる。しかし、ツール２１０とは異なり、ツール２１０’は有利には、通常はツール２１０’またはツールインターフェース端部２１４’の表面から内方に突出する部分を形成する肩２２４などの戻り止め、溝、くぼみ、または他の幾何形状を含まなくてもよい。一般に知られているそのような戻り止め、溝、くぼみ等は、ツールを器具に結合するために、ハンドピースまたは動力付き外科用器具と相互作用するように構成されうる。それとは対照的に、ハンドピース２０、特にツール２１０’の構成によれば、ツール２１０’またはツールインターフェース端部２１４’は、「裸の」軸と見なされうる。この構成によれば、ツール２１０’は、プランジャ１１０と有利に相互作用することができ、それにより、プランジャ１１０は、以下に詳細に説明されるように、ボール１１２との最初の係合が行われると、平坦面（例えば、２２６、２２８）においてツール軸２１２を固定することができる。説明されたような裸の軸（および／またはインターフェース端部２１４’）を提供することにより、ツール（例えば、２１０’）のより経済的な設計および製造可能性を有利にもたらすこともできる。いくつかの限定的ではない実施形態では、ツール軸２１２、２１２’は、約７．９４ｍｍ（５／１６インチ）の直径を有し、平坦部２２８は、平坦部２２８にわたって約７ｍｍの大きさを持つ。ツール２１０’は、４つの平坦部２２８を有するものとして示されているが、それより少ないまたは多い数（例えば、２��の平坦部２２８）も許容される。インターフェース端部２１４’は本明細書において説明または参照されるいかなるタイプのツールにも含まれうることが、理解されるべきである。
【００３９】
[61]図６は、ツールインターフェース端部セクション２１４とプランジャ１１０との関係を示す。この図では、ツールインターフェース端部セクション２１４は、２つの平坦部２２８を有するように構成されており、かつ、プランジャの穴１３０に挿入されようとしている。さらに図４Ｅおよび図５Ｂも参照すると、平坦部２２８は、平坦な面１３８ａ、１３８ｂのうちのそれぞれ１つと位置合わせされる。プランジャ１１０上の案内溝１４１は、平坦な面１３８ａ、１３８ｂの場所を識別するにあたって、視覚的に使用者の役に立つ。ツールインターフェース端部セクション２１４がプランジャの穴１３０に挿入されるにつれて、平坦部２２８は、平坦な面１３８ａ、１３８ｂに沿って摺動する（また、曲面は、弓形の面１４０ａ、１４０ｂに沿って摺動する）。ポスト２２０が駆動軸８４（図３Ａ）によって係合されると、挿入が完了し、ツールコネクタ組立体５４は、上述のロック状態に移行することが可能になる。ロック状態では、ボール１１２は、事実上カラー１１４（図３Ｄ）とツール軸２１２との間に挟まれた状態で、係合部分２２２に径方向内方の力を印加して、ツール軸２１２をプランジャ１１０に摩擦的に固定する。この手法によれば、ツールコネクタ組立体５４は、「裸の」ツール軸を保持することが有益に可能となる（すなわち、ツール軸２１２には、戻り止めまたは他の幾何形状が必要とされない）。これにより、ボール１１２と最初に係合したときツール軸２１２を固定することができることにより、特有の安全機能が提供される。
【００４０】
トリガ組立体
[62]図３Ａおよび図３Ｂに戻り参照すると、トリガ組立体５６は一般に、使用者によって所望された可変速度でモータ８０の動作を（したがって、モータ８０に組み付けられた駆動軸８４およびツールの回転を）促すように構成される。ちなみに、いくつかの実施形態では、トリガ組立体５６は、モータ８０に直接接続されるのではなく、他の場合にはトリガ組立体５６と界接する使用者によって所望される動作を示す制御装置２４（図１）への情報を生成するかまたは制御装置２４に信号で伝え、制御装置２４は、受信した情報に応じて、モータ８０の動作を促すかまたは動力を供給する。
【００４１】
[63]図７により詳細に示されるように、トリガ組立体５６は、トリガ５８、トリガ位置小組立体２５０（全体的に参照される）、および容量性スイッチ小組立体２５２（全体的に参照される）を含む。大まかに言えば、握り部５０に対するトリガ５８の位置は、トリガ位置小組立体２５０によって検知され、トリガ位置小組立体２５０は、制御装置２４（図１）への検知された位置を示す信号を生成する。トリガ５８が握り部５０に対して動かされると、例えば、使用者の指によってトリガ５８が押されると、制御装置２４は、トリガ位置小組立体２５０からの位置変化情報を、対応するモータ駆動速度または駆動率と相関させて、モータ８０（図３Ａ）をこの所定の率で動作するように促すかまたは動力を供給する。容量性スイッチ小組立体２５２は、使用者の指がトリガ５８と接触している（または、接触していない）ことを示す情報を、制御装置２４に信号で伝える。したがって、容量性スイッチ小組立体２５２は、使用者の指がトリガ５８と接触していないことを容量性スイッチ小組立体２５２が示すときにモータ２４の動作を自動的に停止するようにプログラムされた制御装置２４により、安全停止デバイスとして機能する。
【００４２】
[64]トリガ５８は、使用者の指による人間工学的に的確なインターフェースをもたらす様々な形態を取ることができ、また、以下で明らかになる理由から、高分子材料で作られうる。いくつかの実施形態では、トリガ５８は、トリガ組立体５６の構成要素である仕切り２５４によって支持され、この仕切り２５４は、握り部５０に取り付けられる。あるいは、トリガ５８は、握り部５０に直接組み付けられてもよい。いずれにしても、トリガ５８は、ヒンジピン２５６により握り部５０に対して枢動可能に維持され、かつ、ヒンジピン２５６によって画定された軸線の周りで回転することができる。場合により、たとえ組織や異物で汚染された場合でもハンドピース２０の寿命を通じてトリガ５８の確実な動作を提供するために、低摩擦で耐久性のある高温熱可塑性のスリーブ２５８が、ヒンジピン２５６を取り囲む。
【００４３】
[65]トリガ５８は、ばね２６０により、握り部５０に対して、図示された通常の回転位置へと付勢されうる。ばね２６０は、トリガ５８と仕切り２５４との間に配置され、かつ、トリガ５８を図示の「停止」位置へ押しやる。ばね２６０によって生成される反力は、該当する使用者人口の生物測定学的限界の範囲内である（すなわち、ばねの付勢力は、他の場合では握り部５０を握る使用者の手の人差し指を介してトリガ５８に加えられる圧迫力により、克服されうる）。
【００４４】
[66]トリガ位置小組立体２５０は、握り部５０に対するトリガ５８の回転位置を示す信号を生成するのに役立つ様々な形態を取ることができ、また、いくつかの実施形態では、磁石２６２、ホールセンサ２６４、およびプリント回路板（ｐｒｉｎｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ  ｂｏａｒｄ、ＰＣＢ）２６６を含む。磁石２６２は、希土類材料から作られ、かつ、トリガ５８に固定される。磁石２６２は、静磁束アレイを提供する。ホールセンサ２６４は、トリガ５８に対して固定された位置に維持され、かつ、磁石２６２の磁束密度を検知して、その検知した磁束密度に比例する電気信号を生成するように構成される。したがって、トリガ５８が移動するにつれて、ホールセンサ２６４によって検知される磁束密度が変化する。ＰＣＢ２６６は、ホールセンサ２６４を支持するかまたはそれに接続され、かつ、ホールセンサ２６４からの信号をケーブリング６４（図２Ａ）によって支持された他の配線（図示せず）に送達し最終的には制御装置２４（図１）に送達する電気回路（図示せず）を提供する。ホールセンサ２６４およびＰＣＢ２６６は、仕切り２５４の「裏側」または仕切り２５４の内部に（あるいは、握り部５０の内部に）配置することができ、液封がもたらされる。トリガ５８、ヒンジピン２５６、ばね２６０、および磁石２６２は、密閉された握り部５０の外側に配置され、かつ、容易に洗浄される（例えば、加圧滅菌器の蒸気および洗浄剤にさらされる）。
【００４５】
[67]いくつかの実施形態では、トリガ位置ホールセンサ２６４へのモータの磁場の干渉を軽減するために、追加的な環境ホールセンサ２６８（図３Ａ）が組み込まれる。この随意的な構成によれば、制御装置２４（図１）は、トリガ位置ホールセンサ２６４の出力から環境ホールセンサ２６８の電圧出力を減算するようにプログラムされ、位置小組立体回路２６６のモータ磁場の干渉を大幅に軽減して、より滑らかな速度制御を可能にする。環境ホールセンサ２６８は、トリガ磁石２６２による信号干渉を最小限に抑えるために、トリガ位置ホールセンサ２６４から少し離れた固定位置に配置される。
【００４６】
[68]容量性スイッチ小組立体２５２は、トリガ５８上の使用者の指の存在を検知することが可能な様々な形態を取ることができ、また、いくつかの実施形態では、トリガ接触板２７０、ばね２６０、外側仕切り接触板２７２、内側仕切り接触板２７４（全体的に参照される）、およびＰＣＢ２６６を含む。
【００４７】
[69]トリガ接触板２７０は、トリガ５８内部に取り付けられた導電性の容量性パッドである。図示のように、トリガ接触板２７０は、トリガ５８の外面２７６にごく近接して配置され、したがって、他の場合には使用者が意図的にトリガ５８を作動させているかまたはトリガ５８に接触しているときに予想される使用者の指の位置にごく近接して配置される。
【００４８】
[70]外側および内側の仕切り板２７２、２７４もまた、導電性の容量性パッドであり、仕切り２５４の両側に取り付けられる。仕切り２５４は、高分子材料のものとすることができ、仕切り板２７２、２７４が、この高分子材料の仕切り２５４にまたがる。したがって、内側仕切り板２７４は、液封された握り部５０の内部に位置する。さらに、内側仕切り板２７４は、ＰＣＢ２６６によって支持された電気回路（図示せず）に電気的に接続され、電気回路は、内側仕切り板２７４からの信号をケーブリング６４（図２Ａ）によって支持された他の配線（図示せず）に送達し、最終的には制御装置２４（図１）に送達する。
【００４９】
[71]３つの接触板２７０、２７２、２７４を導電性の容量性パッドとして形成することにより、直列した２つのコンデンサが作り出される。ばね２６０は、トリガ接触板２７０と外側仕切り接触板２７２との間の容量変化を導通する働きをし、仕切り２５４にまたがる仕切り板２７２、２７４は、ばね２６０とＰＣＢ２６６との間の直接連続性を効果的に提供する。
【００５０】
[72]上記の構成によれば、トリガ５８と接触している使用者の指によって生じるトリガ外面２７６における電荷（またはその欠如）は、板２７０、２７２およびばね２６０により、静電容量の変化として「検知」される。容量性スイッチ小組立体２５２は、この静電容量の変化に応じて制御装置２４（図１）に信号を送り、したがって、使用者の指がトリガ５８と接触していること、または接触していないことを示す。制御装置２４は、トリガ５８上に使用者の指がないという判定を、使用者がモータ８０（図３Ａ）を動作させたいと望んでいないことを示すものとして指定するようにプログラムすることができ、したがって、直ちにモータ８０を止める。言い換えれば、制御装置２４は、容量性スイッチ小組立体２５２の信号がトリガ５８から使用者の指が外されていることに相当するときにモータ８０を停止するようにプログラムすることができる。したがって、容量性スイッチ小組立体２５２は、安全止めとして機能する。トリガの静電容量は、導電性構成要素ならびに単一もしくは複数の導電性かつ／または容量性の板を介してＰＣＢ２６６に（したがって、制御装置２４に）伝えられ、場合によりばね２６０を含む。容量性の板（例えば、板２７０〜２７４）は、密封された圧力容器にまたがることができ、パススルーシール（ｐａｓｓ−ｔｈｒｕ  ｓｅａｌ）の必要性をなくす（すなわち、潜在的リークパスを排除する）。
【００５１】
[73]いくつかの実施形態では、また、さらなる安全のために、制御装置２４（図１）は、トリガ位置小組立体２５０および容量性スイッチ小組立体２５２からの信号が反転されるようにプログラムされうる。例えば、制御装置２４は、有効な（例えば、モータ８０が作動される）「運転」条件が、２つの信号のうちの一方が電圧の高まりを有する一方で他方の信号が電圧の低下を有することを必要とするように、プログラムされうる。指定された時間内にこれらの条件が満たされなかった場合、制御装置２４は、モータ８０の動作を阻止する。あるいは、制御装置２４は、一方の信号からの情報を他方の信号からの情報と相関させることを含む場合もあれば含まない場合もある様々な他の態様で、トリガ位置小組立体２５０および容量性スイッチ小組立体２５２からの信号を解釈してそれに応じて動作するようにプログラムされうる。
【００５２】
モード選択組立体
[74]図３Ａおよび図３Ｂに戻り参照すると、モード選択組立体６０は一般に、使用者による所望の動作モードまたは回転方向の選択を容易にするように、また、選択されたモード／方向を制御装置２４（図１）に信号で伝えるように、構成される。そして、制御装置２４は、選択されたモード／方向に従ってモータ８０の動作を促すようにプログラムされる。このことを考慮して、いくつかの実施形態では、モード選択組立体６０は、カラー６２、リング３００、磁石３０２、１つまたは複数のホールセンサ３０４、およびプリント回路板（ＰＣＢ）３０６を含む。大まかに言えば、リング３００は、磁石３０２を支持し、かつ、カラー６２に取り付けられる。そして、カラー６２は、突出部５２においてまたは突出部５２に沿ってハウジング４０に回転可能に結合され、かつ、軸８４の軸線の周りで回転することができる。ホールセンサ３０４は、カラー６２の回転による磁石３０２の位置の変化を検出し、かつ、ＰＣＢ３０６を介して、対応する情報を制御装置２４に信号で伝える。
【００５３】
[75]カラー６２は、様々な構成を取ることができ、また、いくつかの実施形態では、他の場合には握り部５０を握る使用者の手の指によるカラー６２との人間工学的インターフェースを促進するように、構成される。例えば、カラー６２は、トリガ５８のすぐ近くでまたは「上方」でハウジング４０に組み付けられるように構成されうる。この位置では、他の場合にはトリガ５８を操作するのに用いられる使用者の指（例えば、人差し指）が、カラー６２と界接することもできる。図２Ａおよび図２Ｂにより詳細に示されるように、カラー６２は、基部３１４からほぼ径方向に突出する翼３１０、３１２を支持するかまたはそれらの翼を形成することができる。最終組立が行われると、翼３１０、３１２は、使用者の指を受け止めるように都合良く配置されて、使用者が所望の方向にカラー６２を回転させるのを容易にする（例えば、使用者の指が、第１の翼３１０を圧迫してカラー６２を第１の方向に回転させ、また、第２の翼３１２を圧迫してカラー６２を反対方向に回転させる）。
【００５４】
[76]図８により詳細に反映されるように、ハウジング４０は、個々の動作モードまたは回転方向によるハウジング４０に対するカラー６２の回転位置を視覚的に関連付ける印を表示することができる。例えば、印は、「順方向」の印３２０（例えば、時計回りの回転方向）、「逆方向」の印３２２（例えば、反時計回りの回転方向）、および「揺動」の印３２４（例えば、揺動動作モード）を含むことができる。カラー６２は、選択器の印３２６を持つかまたは表示する。以下で明らかになるように、制御装置２４（図１）は、選択器の印３２６が順方向の印３２０に合わせられていることを示す情報が伝えられたときには順方向の回転方向モードで、選択器の印３２６が逆方向の印３２２に合わせられていることを示す情報が伝えられたときには逆方向の回転方向モードで、また、選択器の印３２６が揺動の印３２４に合わせられていることを示す情報が伝えられたときには揺動モードで、モータ８０（図３Ａ）を動作させるようにプログラムされる。モード選択組立体６０は、例えばリング３００に関連して以下で説明されるように、ハウジング４０に対するカラー６２の回転運動の機械的制御を提供する、追加的な構成要素を含むことができる。
【００５５】
[77]特に図３Ａおよび図３Ｂを参照すると、リング３００は、カラー６２に取り付けられ、かつ、ハウジング４０上に摺動可能に受け入れられる。磁石３０２は、リング３００に対して固定される（例えば、磁石３０２は、リング３００に埋め込まれてもよい）。次いで、最終組立が行われると、磁石３０２は、リング３００を介してカラー６２に静的に固定される。
【００５６】
[78]上述のように、モード選択組立体６０は、リング３００とインターフェースする追加的な構成要素を含んで、カラー６２の動作の機械的な制御を提供することができる。例えば、図３Ａに最もよく示されるように、リング３００は、ハウジング４０に取り付けられたピン３３２を摺動可能に受け入れるように構成された溝３３０を形成することができる。ピン３３２は、溝３３０の端に接触するので、リング３００の移動距離を制限し、したがってカラー６２の移動距離を制限する。さらに、リング３００は、ハウジング４０に組み付けられるプランジャデバイス３３６を選択的に受け入れるように構成されたくぼみ３３４（そのうちの１つが図３Ａに示される）を形成することができる。プランジャデバイス３３６は、ばね３３８、座部３４０、およびボール３４２を含むことができる。ボール３４２は、座部３４０によって支持され、かつ、くぼみ３３４のそれぞれの内部に受け入れられるサイズとなされる。ばね３３８は、座部３４０を、したがってボール３４２を、リング３００の方へ付勢する。最後に、くぼみ３３４のそれぞれの位置は、各動作モードのそれぞれ１つのモードに対応する。例えば、カラーの選択器の印３２６（図８）が順方向の印３２０（図８）に合わせられるようにカラー６２が配置されると、くぼみ３３４のうちの第１のくぼみ３３４が、ボール３４２と位置合わせされ、ボール３４２は、くぼみ３３４と係合するように付勢される。したがって、プランジャデバイス３３６は、くぼみ３３４と相まって、選択された各モードまたは動作方向におけるカラー６２の確実な係合を提供し、また、耳に聞こえかつ触覚で感知できるフィードバックを提供する金属から作ることができる。さらに、図面には明確に示されていないが、モード選択組立体６０は、カラー６２から指の力が取り除かれたときにリング３００またはカラー６２に力を加えてカラー６２を順方向位置へ付勢する、圧縮コイルばねを含むことができる。
【００５７】
[79]磁石３０２は、希土類材料から作られ、かつ、静磁束アレイを提供する。このアレイは、磁石３０２に対して静的であり、また、磁石３０２は、リング３００を介してカラー６２に固定される。カラー６２が回転するにつれて、磁束アレイは、磁石３０２とともに回転する。
【００５８】
[80]ホールセンサ３０４は、ハウジング４０に対して固定された位置でＰＣＢ３０６に取り付けられ、かつ、磁石３０２の磁束密度を検知するように構成される。ホールセンサ３０４によって生成される電気信号が、検知された磁束密度に比例する。ＰＣＢ３０６は、ホールセンサ３０４を支持するかまたはそれに接続され、かつ、ホールセンサ３０４からの信号をケーブリング６４によって支持された他の配線（図示せず）に送達し最終的には制御装置２４（図１）に送達する、電気回路（図示せず）を提供する。
【００５９】
[81]図９は、モード選択組立体６０を概略的に示す。カラー６２は、使用者の人差し指または他の指３５０による作動を介して、ハウジング４０に対して３つのモード位置の間で回転する。使用者の人差し指３５０の完全屈曲からその指３５０の完全伸長まで展開する３つのモードは、順方向モード、揺動モード、および逆方向モードである。カラー６２は、該当する使用者の生物測定学に適した人差し指の力を介して、回転する。ホールセンサ３０４はそれぞれ、検知された磁石３０２の磁束密度に比例した電気信号を生成し、この磁束密度は、カラー６２の回転位置に応じる。制御装置２４（図１）は、そのように生成された信号を使用者によって所望されるモードまたは動作方向の判定に変えて解釈し、次いでモータ８０（図３Ａ）にこの選択に従った動作を促すように、プログラムされる。
【００６０】
[82]より一般的な言葉で言うと、モード選択組立体６０は、他の場合には握り部５０（図２Ａ）を握る使用者の人差し指が届く範囲内にある電気機械式スイッチとして回転可能なカラー６２を提供するように構成される。組立体６０は、モータ／ツールの方向（例えば、順方向、逆方向、または揺動）、モータの安全停止、制御装置２４内の値の初期化、および／または単一の制御装置２４に電気的に接続された複数のハンドピース間での作動、非作動、もしくは繰返しなどのフィードバックを、制御装置２４（図１）に提供する。磁石３０２（または、互いに対して固定された磁石３０２のアレイ）の配列、および複数のホールセンサ３０４は、互いに対して固定され、磁石／磁石アレイは、手を使った操作によりセンサ／センサアレイに対して移動する。相対移動が、制御装置２４内の機能を制御する電圧信号に変換される。相対運動は、単一の回転または並進であってもよく、または、最大で３つの直交軸の周りでの回転および３つの直交軸に沿った並進を含むより複雑なものであってもよい。
【００６１】
[83]場合により、さらなる安全のために、ホールセンサ３０４からの各信号は、順方向および逆方向に対して個別に反転させることができる。例えば、順方向の状態またはモードでは、ホールセンサ３０４のうちの第１のホールセンサ３０４が高電圧を示す必要がある一方で、ホールセンサ３０４のうちの第２のホールセンサ３０４が低電圧を示す必要があり、逆方向状態では、第１のホールセンサ３０４は低電圧を示す必要があり、一方で第２のホールセンサ３０４は高電圧を示す必要がある。この手法によれば、一度だけの短絡により順方向の「命令」が逆方向の「命令」として（また、逆の場合も同様に）制御装置２４（図１）に誤って伝えられる可能性が低くなる。
【００６２】
モータ組立体
[84]図３Ａ〜図３Ｃに戻り参照すると、モータ８０は、モータ組立体３８０の一部分として設けられ、モータ組立体３８０はさらに、出力軸３８２、端部キャップ３８４ａ、３８４ｂ、および電線３８６ａ〜３８６ｃを含むことができる。モータ８０は、出力軸３８２に十分な機械的動力を提供するように構成された、ブラシレス電気モータである。場合により、モータ８０内にホールセンサが存在してもよい。モータ８０は、場合により、各位相につき１本の、３本の電線３８６ａ〜３８６ｃのみに接続される。
【００６３】
[85]出力軸３８２は、モータ８０によって回転自在に駆動される。以下で説明されるように、歯３８８が、歯車列８２とインターフェースしかつピニオンとして機能するように、出力軸３８２内に直接形成されうる。
【００６４】
[86]端部キャップ３８４ａ、３８４ｂは、機械式軸封３９０および注入可能な高分子封止剤３９２と相まって、モータ８０を蒸気および復水から遮断する。平らな高分子パッキン３９４を設けることができ、この高分子パッキン３９４は、封止剤３９２がモータ８０の玉軸受を汚染するのを防ぎ、かつ、端部キャップ３８４ａ、３８４ｂにあるモータ取付けねじ穴を封止する。したがって、端部キャップ３８４ａ、３８４ｂは、モータ８０を封止するのに役立ち、かつ、軸封３９０、封止剤３９２、およびパッキン３９４のための位置決め特徴を提供する。
【００６５】
歯車列
[87]歯車列８２は、モータ出力軸３８２の回転を駆動軸８４に伝達するのに適した様々な形態を取ることができる。係属出願によって想定される１つの実施形態では、歯車列８２は、第１の段の遊星歯車組４００、第２の段の傘歯車組４０２、および第３の段の遊星歯車組４０４を含む、歯車減速システムである。図１０の簡易化した概略図をさらに参照すると、段４００〜４０４は、最低限の出力軸８４の速度要求を満たしながら、モータ８０のトルクを必要とされる出力軸のトルクまで増大させる。
【００６６】
[88]モータ出力軸３８２によって設けられたピニオン３８８は、第１の段の遊星歯車組４００の太陽歯車として機能する。ピニオン／太陽歯車３８８は、遊星歯車４１０とねじ込み式にインターフェースし、他の部分は、第１の段４００のためのキャリヤとして機能する内歯歯車４１２内に維持される。第１の段４００の歯車のピッチ、減速比、および材料は、歯の応力を許容可能な水準内に維持しながらも高い減速比と小さなサイズを実現するように選択される。
【００６７】
[89]第２の段４０２の傘歯ピニオン歯車４３０が、第１の段４００のキャリヤと直接係合する。ちなみに、傘歯ピニオン歯車４３０は、モータ出力軸３８２と同じ速度では回転しない。傘歯車４３２の歯が傘歯ピニオン歯車４３０の歯とインターフェースして、傘歯車４３２が、第３の段４０４への出力として機能する。第２の段４０２のピッチおよび減速比、ならびに材料は、歯の応力を許容可能な水準内に維持しながらも高い減速比と小さなサイズを実現するように選択される。さらに、傘歯車４３０、４３２のそれぞれは、傘歯車４３０、４３２が受ける半径方向荷重およびスラスト荷重に十分に対処することが可能な軸受によって支持される。
【００６８】
[90]第３の段４０４は、傘歯車４３２と直接係合するスプラインドライブとして機能する歯を形成する、太陽歯車４４０を含む。太陽歯車４４０は、さらに、駆動軸８４と直接係合するキャリヤ４４４を有する遊星歯車組立体４４２の一部を形成する。
【００６９】
刺激器組立体
[91]特に図３Ａを参照すると、刺激器組立体６８は一般に、駆動軸８４への、したがって駆動軸８４に取り付けられた外科用ツール（図示せず）への電流刺激経路を提供するように構成される。いくつかの実施形態では、また、さらに図１１を参照すると、刺激器組立体６８は、囲い板またはポート４６０、ピン４６２、配線４６４（図３Ａでは隠れている）、および接点小組立体４６６を含む。囲い板４６０は、ハウジング４０に（例えば、ねじ山４６８を介して）取り付けられるように構成され、かつ、ピン４６２を維持する。ピン４６２は、黄銅などの導電性材料で作られる。反対に、囲い板４６０は、金属製のピン４６２を保護しかつ金属製のピン４６２をハウジング４０から隔離する、耐久性のある高温断熱材料で構成される。囲い板４６０およびピン４６２は、独立した刺激電源からの従来の入力プラグ（図示せず）を受け入れかつそれと電気的にインターフェースするための形状およびサイズとなされる。
【００７０】
[92]配線４６４は、ピン４６２から接点小組立体４６６へ刺激エネルギーを伝達する絶縁電線を含む。電線は、ピン４６２および接点小組立体４６６に直接ハンダ付けすることができる。
【００７１】
[93]接点小組立体４６６は、配線４６４から駆動軸８４へ刺激エネルギーを伝達するように構成された様々な形態を取ることができる。１つの実施形態では、接点小組立体４６６は、接点ハウジング４７０、およびスリップリング４７２を含む。スリップリング４７２は、導電性で腐食および摩耗に耐性のある金属材料（例えば、青銅）で構成され、かつ、駆動軸８４を覆って配置されるサイズとなされる。接点ハウジング４７０は、スリップリング４７２を保持し、かつ、配線４６４と接続するためのソルダーカップを提供する。
【００７２】
[94]上記の構成によれば、刺激器組立体６８は、駆動軸８４に適正な刺激エネルギーを送達することが可能である。そのように提供された刺激エネルギーは、駆動軸８４から、神経保全監視（ＮＩＭ）などの様々な外科的プロトコルを行うために軸８４に取り付けられた導電性ツールへ伝えられる。刺激エネルギーは、軸８４が回転していても静止していても、ツールに提供することができる。ハンドピース２０は、駆動軸８４に刺激エネルギーを送達するためにスリップリング４７２を用いるものとして説明されてきたが、電気接点は、傾斜コイルばねやブラシなどの他の構成で確立されてもよい。いずれにしても、図面に示されるように、駆動軸８４は、高分子またはセラミックのシース、チューブ、もしくは軸受により、ハンドピース２０の（接点小組立体４６６は別として）他の構成要素から電気的に絶縁される。いくつかの実施形態による様々な他の電気的絶縁特徴が、図１２にさらに示されている。
【００７３】
[95]図１２に概略的に示されるように、ハンドピース２０は、ケーブル絶縁体５０２、トリガ絶縁体５０８、ＰＣＢ３０６を絶縁するための絶縁体５１０、軸絶縁体５１４、軸受スペーサ絶縁体５１６、歯車絶縁体５１８、および端部キャップ絶縁体５２０などの様々な絶縁体を含みうる。上記の絶縁体のそれぞれは、様々な適切な材料で形成することができ、限定的ではない１つの例は、ポリエーテルエーテルケトン（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｅｔｈｅｒｋｅｔｏｎｅ、ＰＥＥＫ）である。
【００７４】
さらなる随意的なハンドピースの特徴
[96]図３Ａを参照すると、ハンドピース２０は、加圧滅菌器／蒸気による滅菌用に構成されうる（例えば、全ての露出した構成要素が、繰り返し行われる高圧蒸気滅菌に耐えるほどに十分に頑丈である）。場合により、ハウジング４０の内部と周囲空気との間の流体連通を提供するように構成された逆止め弁組立体４８０が、ハウジング４０に取り付けられうる。逆止め弁組立体４８０は、滅菌を受けることによりハウジング４０の内部圧力がハウジング４０に作用する外部圧力を上回ったときに開状態を取ってハウジング４０からの排気を可能にするように、構成される。本ハンドピース２０に有用な逆止め弁組立体の実例は、例えば、「Ｃｈｅｃｋ  Ｖａｌｖｅ  Ｖｅｎｔｅｄ  Ｓｔｅｒｉｌｉｚａｂｌｅ  Ｐｏｗｅｒｅｄ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｈａｎｄｐｉｅｃｅ」と題された米国特許出願第１３／４１９、１２９号に見ることができ、その全体が参照により本明細書に援用される。
【００７５】
[97]場合により、ハンドピース２０は、画像誘導システムと関係するように構成される。したがって、ハンドピース２０は、場合により、任意のナビゲーションアダプタを受け入れるように構成される。例えば、突出部５２は、ナビゲーションアダプタ（例えば、Ｍｅｄｔｒｏｎｉｃ，Ｉｎｃ．から入手可能である）に内蔵された、ナビゲーションアダプタの回転を防ぐのに十分な摩擦を生成する構成要素（例えば、Ｏリング）との締まり嵌めを提供するためのサイズおよび形状となされる。
【００７６】
ハンドピース２０はまた、場合により、電気式ラチェット機構を含むように構成される。例えば、参照によりその全体が本明細書に援用される米国特許出願公開第２０１２−０２７４２５３号「Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｒａｔｃｈｅｔ  ｆｏｒ  ａ  Ｐｏｗｅｒｅｄ  Ｓｃｒｅｗｄｒｉｖｅｒ」に記載の電気式ラチェット機構は、本開示に有用でありうる。
【００７７】
制御装置
[98]制御装置２４は、関連する記憶装置および関連する入力／出力回路を含む、マイクロプロセッサを基礎としたコンピュータである。入力デバイス２６および表示画面２８は、制御装置２４と一緒に収容するか、または、別個の構成要素とすることができる。さらに、入力デバイス２６および表示画面２８は、グラフィカル・ユーザ・インターフェースまたはタッチスクリーンなどにより組み合わせることができる。いくつかの実施形態では、制御装置２４は、Ｍｉｎｎｅａｐｏｌｉｓ、ＭＮのＭｅｄｔｒｏｎｉｃ，Ｉｎｃ．からＩＰＣ（登録商標）の商標名で発売されている統合型パワーコンソール（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  ｐｏｗｅｒ  ｃｏｎｓｏｌｅ）であり、かつ、上記のようにハンドピース２０とインターフェースするようにプログラムされる（例えば、ソフトウェア）。
【００７８】
[99]上記の説明によって示されるように、制御装置２４は、様々な操作のためにハンドピース２０とインターフェースするようにプログラムされ、使用者からの入力を受信し、かつ、実時間のフィードバックを使用者に提供することができる。例えば、いくつかの実施形態では、制御装置２４は、モータ電流のフィードバックに基づいて、印加されたトルクをグラフィカル・ユーザ・インターフェース上に表示するようにプログラムされる。制御装置２４は、モータ電流のフィードバックに基づいてトルクの経時的な変化率を制限することができ、かつ、トルクの経時的な変化率を監視することにより、ねじ、ツール、および／または骨の不具合を検出することができる。これらと同様の考えに沿って、制御装置２４は、モータ８０（図３Ａ）を停止すること、および／またはモータ８０に送られる電流を制御することにより、ねじ、ツール、もしくは／または骨の不具合に対処するように、構成されうる。制御装置２４は、モータ位置のフィードバックおよびねじのリード（ねじ山のピッチ）に基づいて、ねじの進み／変位をグラフィカル・ユーザ・インターフェース上に表示するように、プログラムされうる。制御装置２４は、安全止めが（容量性スイッチ小組立体２５２（図３Ａ）を介して）作動された（例えば、使用者の指がトリガ５８（図３Ａ）から離れた）ときに、モータ８０への電力の送達を停止することにより、能動的な制動をもたらすことができる。刺激組立体６８（図３Ａ）から受信した情報に関連して、制御装置２４は、供給された刺激エネルギーが閾値に達したときに、モータ８０を停止することができる。また、制御装置２４は、時間的なモータ電流の２乗を積分することによりモータの巻線温度を推定するアルゴリズムを介してモータの温度過昇防止を提供するように、プログラムされうる。さらに、アルゴリズムは、温度推定を使用して、巻線抵抗が変化することに起因する電流損失を補償することができる。
【００７９】
[100]回転式動力付きハンドピース、ならびに対応するシステムおよび使用方法は、これまでの設計に対する著しい改善を提供する。単一の手／指だけを使用することにより、外科医は、所望の動作方向および／またはモードを迅速に選択することの他に、回転速度を直接制御することができる。上記その他の特徴は、他の場合には７Ｎｍを超える最大トルクとともに０〜２５０ｒｐｍの可変速度で動作することが可能なハンドピースに組み込まれる。
【００８０】
[101]本開示は、好ましい実施形態を参照して説明されたが、当業者は、開示の精神および範囲から逸脱することなく形式および細部において変更がなされうることを、理解するであろう。
【図１】
2015511866.tif 000003
【図２Ａ】
2015511866.tif 000004
【図２Ｂ】
2015511866.tif 000005
【図３Ａ】
2015511866.tif 000006
【図３Ｂ】
2015511866.tif 000007
【図３Ｃ】
2015511866.tif 000008
【図３Ｄ】
2015511866.tif 000009
【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
2015511866.tif 000011
【図４Ｃ】
2015511866.tif 000012
【図４Ｄ】
2015511866.tif 000013
【図４Ｅ】
2015511866.tif 000014
【図４Ｆ】
2015511866.tif 000015
【図５Ａ】
2015511866.tif 000016
【図５Ｂ】
2015511866.tif 000017
【図５Ｃ】
2015511866.tif 000018
【図５Ｄ】
2015511866.tif 000019
【図６】
2015511866.tif 000020
【図７】
2015511866.tif 000021
【図８】
2015511866.tif 000022
【図９】
2015511866.tif 000023
【図１０】
2015511866.tif 000024
【図１１】
2015511866.tif 000025
【図１２】
2015511866.tif 000026
【手続補正書】
【提出日】平成26年11月13日(2014.11.13)
【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】
握り部を形成するハウジングと、
前記ハウジングによって回転可能に維持された駆動軸と、
使用者によって所望された速度を示す信号を生成するように構成されたトリガ組立体であって、前記握り部によって維持されたトリガを含む、トリガ組立体と、
使用者によって所望された回転方向を示す信号を生成するように構成されたモード選択組立体であって、前記ハウジングにより前記握り部に隣接して維持されたカラーを含む、モード選択組立体と
を備える、外科用ハンドピースであって、
前記握り部が使用者の手の掌に握られたときに前記使用者の掌の人差し指が前記トリガおよび前記カラーと選択的に相互作用することができるように構成される、外科用ハンドピース。
【請求項２】
外科用ツールのインターフェース端部を受け入れるように構成された前記駆動軸の遠位端に取り付けられたツールコネクタ組立体をさらに備え、前記ツールコネクタ組立体が、ロック状態を含み、
前記ロック状態では、前記ツールコネクタ組立体が、裸のツール軸を有するツールを保持するように構成される、請求項１に記載の外科用ハンドピース。
【請求項３】
前記ツールコネクタ組立体が、
プランジャと、
前記プランジャによって支持された１つまたは複数のボールと、
前記プランジャを覆って配置された第２のカラーと、
前記ボールに位置合わせされた前記第２のカラーの領域を選択的に径方向内方に押しつけるために前記第２のカラーを覆って摺動可能に配置されたスリーブとを備え、
前記１つまたは複数のボールが、前記ツールのツールインターフェース端部を前記プランジャに対してロックするために、前記第２のカラーにより前記プランジャに対して選択的に径方向内方に付勢される、請求項２に記載の外科用ハンドピース。
【請求項４】
前記ツールコネクタ組立体が、前記ツール軸が前記ボールと最初に係合したとき前記ツール軸を固定するように構成される、請求項３に記載の外科用ハンドピース。
【請求項５】
前記トリガ組立体が、
前記トリガの位置を検知しかつ検知された位置を示す制御装置への信号を生成するように構成されたトリガ位置小組立体、および、
前記使用者の指が前記トリガに接触していること、または接触していないことを示す前記制御装置への信号を生成するように構成された容量性スイッチ小組立体を備える、請求項１に記載の外科用ハンドピース。
【請求項６】
前記トリガ位置小組立体が、磁石、ホールセンサ、および前記ホールセンサに接続されたプリント回路板（ＰＣＢ）を備え、
前記ホールセンサが、前記トリガに対してある位置に維持され、かつ、前記磁石の磁束密度を検知して前記検知された磁束密度に比例する電気信号を生成するように構成され、
前記ＰＣＢが、前記ホールセンサから前記制御装置へ信号を送るように構成された、請求項５に記載の外科用ハンドピース。
【請求項７】
前記トリガ位置小組立体によって生成された前記信号、および前記容量性スイッチ小組立体によって生成された前記信号が反転される、請求項５に記載の外科用ハンドピース。
【請求項８】
外科用ハンドピースで使用するための外科用ツールであって、
２つの平坦面を含みさらに戻り止め、溝、またはくぼみを含まないインターフェース端部を有する軸を備える、外科用ツール。
【請求項９】
前記軸が、裸の軸である、請求項８に記載の外科用ツール。
【請求項１０】
駆動軸を回転させるように動作するモータを含む外科用ハンドピースと、
前記駆動軸に接続された外科用ツールと、
前記外科用ハンドピースに接続され、かつ前記外科用ハンドピースとインターフェースするようにプログラムされた制御装置であって、データ入力デバイスおよび表示画面を含み、前記外科用ハンドピースによって印加されたトルクを前記表示画面上に表示するようにプログラムされ、前記表示されるトルクがモータ電流のフィードバックに基づくものである制御装置とを備える、外科用システム。
【請求項１１】
前記制御装置が、前記外科用ハンドピースによって印加されるトルクの経時的な変化率を前記モータ電流フィードバックに基づいて制限するように構成される、請求項１０に記載の外科用システム。
【請求項１２】
前記制御装置が、前記トルクの経時的な変化率を監視して、前記外科用ツールの不具合、または前記外科用ツールが適用されている骨の不具合を検出するように構成され、また、
前記制御装置が、不具合が検出された場合には前記モータを停止するかまたは前記モータに送られる電流を制御するようにプログラムされる、請求項１１に記載の外科用システム。
【請求項１３】
前記駆動軸に、したがって前記外科用ツールに刺激エネルギーを送達するように構成された刺激器組立体をさらに備える、請求項１０に記載の外科用システム。
【請求項１４】
前記駆動軸が、第１の静止状態および第２の回転状態を含み、また、前記外科用ハンドピースが、前記駆動軸が前記第１の状態および第２の状態の一方にあるときに前記外科用ツールに刺激エネルギーを提供するように構成される、請求項１３の外科用システム。
【請求項１５】
モータを含む外科用ハンドピースと、
前記外科用ハンドピースに接続され、かつ前記外科用ハンドピースとインターフェースするようにプログラムされた制御装置であって、前記ハンドピースに関連付けられた外科用ツールの不具合または前記外科用ツールが適用されている骨の不具合を検出するように構成され、かつ、それに応じて不具合が検出された場合には前記モータを停止するかまたは前記モータに送られる電流を制御するようにプログラムされた、制御装置と、
神経保全監視（ＮＩＭ）を実現するために前記駆動軸に電流刺激を提供するように構成された刺激器組立体と、
前記外科用ハンドピースに結合されたナビゲーションアダプタと
を備える、脊椎外科処置で使用するための外科用システム。
【国際調査報告】
2015511866.tif 000027
2015511866.tif 000028
2015511866.tif 000029
2015511866.tif 000030