(57)【要約】  超音波チップ（１６，１１６）及び患者に用いられる該超音波チップ（１６，１１６）を有する外科器具（１０，１１０）は、患者の外科部位に適用されるためにシャフト（１２，１１２）に連結されるように適合されたヘッド部分（３２，１３２）を備え、ヘッド部分（３２，１３２）は、遠位端（３８、１３８）に向かって長軸（３７，１３７）に沿って軸方向に延在し、遠位端（３８，１３８）は、患者の外科部位において組織を切除するために長軸（３７，１３７）に対して正のすくい角を備える切刃を有する。
2018518282.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外科器具（１０，１１０）用の超音波チップ（１６，１１６）であって、
シャフト（１２，１１２）に連結されるように適合され、遠位端（３８，１３８）に向かい長軸（３７，１３７）に沿って軸方向に延在し、かつ、切除のために前記遠位端（３８，１３８）に前記長軸（３７，１３７）に対する正のすくい角の切刃を有するヘッド部分（３２，１３２）を備える、超音波チップ。
【請求項２】
前記ヘッド部分（３２，１３２）は、複数の歯（３４，１３４）及び前記歯（３４，１３４）を互いに分離する複数の溝（３６，１３６）を備えている、請求項１に記載の超音波チップ。
【請求項３】
前記歯（３４，１３４）の各々は、前記切刃を備える前記遠位端（３８，１３８）を有しており、前記切刃は、遠位切刃（４４，１４４）である、請求項２に記載の超音波チップ。
【請求項４】
前記歯（３４，１３４）の各々は、前記切刃に対して角度をなす側切刃（４０，１４０）を備えている、請求項２〜３の何れか一項に記載の超音波チップ。
【請求項５】
前記歯（３４，１３４）の各々は、前記切刃に対して角度をなす内切刃（４２，１４２）を備えている、請求項２〜４の何れか一項に記載の超音波チップ。
【請求項６】
前記複数の溝（３６）は、何れも前記長軸（３７）の軸方向に沿って延在している、請求項２〜５の何れか一項に記載の超音波チップ（１６）。
【請求項７】
前記複数の溝（１３６）は、前記長軸（１３７）に対してオフセット角をなしているる、請求項２〜５の何れか一項に記載の超音波チップ（１１６）。
【請求項８】
前記溝（３６，１３６）は、前記正のすくい角をなす傾斜面を有している、請求項２〜７の何れか一項に記載の超音波チップ。
【請求項９】
前記超音波チップ（１６，１１６）の外径における前記溝（３６，１３６）の深さは、前記超音波チップ（１６、１１６）の内径における前記溝（３６，１３６）の深さと異なる、請求項２〜８の何れか一項に記載の超音波チップ。
【請求項１０】
前記ヘッド部分（３２，１３２）の表面にコーティングを備える、請求項１〜９の何れか一項に記載の超音波チップ。
【請求項１１】
外科器具（１０，１１０）であって、
近位端と遠位端との間に軸方向に延在するシャフト（１２，１１２）と、
前記シャフト（１２，１１２）の前記遠位端に連結された超音波チップ（１６，１１６）であって、前記超音波チップ（１６，１１６）は、遠位端（３８，１３８）に向かって長軸（３７，１３７）に沿って軸方向に延在するヘッド部分（３２，１３２）を有しており、前記超音波チップ（１６，１１６）の前記遠位端（３８，１３８）は、前記長軸（３７，１３７）に対して正のすくい角を備える切刃を有している、超音波チップ（１６，１１６）と、
を備える、外科器具。
【請求項１２】
前記ヘッド部分（３２，１３２）は、複数の歯（３４，１３４）及び前記歯（３４，１３４）を互いに分離する複数の溝（３６，１３６）を備えている、請求項１１に記載の外科器具。
【請求項１３】
前記歯（３４，１３４）の各々は、前記切刃を備える前記遠位端（３８，１３８）を有しており、前記切刃は、遠位切刃（４４，１４４）である、請求項１２に記載の外科器具。
【請求項１４】
前記溝（３６）は、前記長軸（３７）に対して軸方向に沿ってのみ軸方向に延在しているか、又は前記長軸（１３７）に対してオフセット角をなしているかのいずれかである、請求項１２〜１４の何れか一項に記載の外科器具（１０）。
【請求項１５】
超音波チップ（１６，１１６）を有する外科器具（１０，１１０）を操作する方法であって、
信号を前記外科器具（１０，１１０）に印加し、前記外科器具（１０，１１０）の前記超音波チップ（１６，１１６）を超音波励起するステップと、
前記超音波チップ（１６，１１６）を患者の外科部位において組織に接触するように移動させるステップであって、前記超音波チップ（１６，１１６）は、遠位端に向かって長軸（３７，１３７）に沿って軸方向に延在するヘッド部分（３２，１３２）を有しており、前記超音波チップ（１６，１１６）の前記遠位端は、前記軸（３７，１３７）に対して正のすくい角を備える切刃（４４，１４４）を有している、ステップと、
前記超音波チップ（１６，１１６）の前記ヘッド部分（３２，１３２）の前記切刃（４４，１４４）の前記正のすくい角に対向する組織の線維を切除するステップと、
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本願は、２０１５年６月１７日に出願された米国仮特許出願第６２／１８０，６５６号の利得を主張するものであり、その開示内容の全体が、参照することによって、ここに含まれるものとする。
【０００２】
［発明の分野］
本発明は、一般的に、外科器具に関し、さらに詳細には、超音波チップ及び患者に用いられる線維組織除去のための該超音波チップを有する外科器具に関する。
【背景技術】
【０００３】
医療施術者は、ある特定の外科処置の遂行を助長するために超音波外科器具を用いるのが有用であることを見出している。超音波外科器具は、患者の外科部位に適用されるように設計されている。施術者は、超音波外科器具を該器具が医療又は外科処置を行うべき患者の部位に位置決めすることになる。一般的に、超音波外科器具は、少なくとも１つの圧電ドライバを含む超音波ハンドピースを備えている。超音波チップは、現在利用可能な外科器具によって除去することが困難な組織、特に、線維性、弾性、粘性、及び靭性を有する腫瘍組織を除去するために、超音波ハンドピースと併せて用いられている。少なくとも一形式の外科処置において、外科医は、腫瘍組織を正確に除去するために超音波外科器具を用いている。
【０００４】
周知の超音波チップは、典型的には、ネジ接続端及び接触端を有している。ネジ接続端が超音波ハンドピースに取り付けられ、該超音波ハンドピースが超音波振動をチップに供給するようになっている。超音波ハンドピースは、チップを介する吸引（aspiration）をさらに可能にする。超音波工具システムは、通常、制御コンソールを備えている。制御コンソールは、駆動信号を超音波ハンドピースに供給する。駆動信号がドライバに印加されると、該ドライバは、周期的に伸縮する。ドライバのこの伸縮は、チップ、さらに具体的には、チップのヘッドに同様の運動を生じさせる。このエネルギーによって、チップが運動し、これによって、チップが振動すると考えられる。特定の外科又は医療処置を行うために、チップの振動するヘッドが組織に押し付けられる。例えば、チップヘッドの内には、硬質組織に対して適用されるものがある。硬質組織の１つの形態は、骨である。この種のチップヘッドが振動すると、チップ、すなわち、鋸の歯の前後振動が、隣接する硬質組織を除去することになる。さらに他のチップは、軟質組織を焼灼かつ除去するように設計されている。このようなチップは、多くの場合、キャビテーションを軟質組織内に引き起こし、及び／又は軟質組織を機械的に切除するように設計されている。
【０００５】
ハンドピース又は工具とも呼ばれることがある超音波外科器具を効果的に機能させるために、適切な特性を有する駆動信号が工具に印加されるべきである。もし駆動信号が適切な特性を有していなかったなら、チップのヘッドは、最適ではない振幅の振動を生じることがあり、及び／又は可能な最大振幅で振動しないことがある。もしハンドピースがこれらのいずれかの状態にあるなら、所定の瞬間において組織を除去するハンドピースの能力が、明らかに低下するだろう。超音波ハンドピースの効率的な操作を確実にする１つの方法として、ハンドピースの共鳴周波数にある駆動信号をハンドピースに印加することが挙げられる。この周波数の駆動信号の印加は、最大振幅の振動をチップに生じさせることになる。
【０００６】
使用時に、外科医又は助手は、最初、チップを超音波ハンドピースの超音波ドライバの音響ホーンの嵌合端内に取り付ける。これは、チップを嵌合端内にねじ込み、適切なトルクを加えることによって達成される。いったん取り付けたなら、外科医は、必要に応じて、すなわち、手術の必要性に応じて、手術が始まる前に、灌注スリーブ又は灌注送管を接触端の後方のチップの周りに配置する。灌注スリーブによって、超音波ハンドピースは、灌注流体を該ハンドピースを通して外科部位に供給することができる。外科処置中、外科医は、除去することが望まれる組織又は腫瘍の近くに接触端を配置する。いったん配置したなら、外科医は、必要に応じて、超音波ハンドピース及び真空吸引システムに通電することになる。これによって、接触端に伝達された超音波エネルギーがチップの軸に対して超音波場を生成する。この超音波場は、その周囲の液体又は組織に対してキャビテーション及び／又は破壊をもたらすようなエネルギー場である。また、チップは、線維組織を切除する。これによって、真空吸引を介するチップの内側チューブ部分を通る材料の除去が可能になる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
外科医は、現在利用可能な超音波チップ及び装置の線維組織除去率が、いくつかの用途に対して適切であるが、一部の腫瘍を含むある特定の組織に対して不十分であることを見出している。また、標準的な超音波チップを用いることによって、線維性かつ強靭な組織は、より強靭になり、さらに除去し難くなることも見出されている。概して、現在用いられている装置は、除去制御及び除去時間に関して、ある特定の線維性腫瘍を除去するのに不十分である。それ故、当技術分野において、新規の超音波チップ及び患者に用いられる線維組織除去のための該超音波チップを有する超音波外科器具を提供することが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
従って、本発明は、患者に用いられる外科器具用の超音波チップを提供する。超音波チップは、患者の外科部位に適用されるためにシャフトに連結されるように適合されたヘッド部分を備えており、ヘッド部分は、遠位端に向かって長軸に沿って軸方向に延在しており、遠位端は、患者の外科部位において組織を切除するために長軸に対して正のすくい角を備える切刃を有している。
【０００９】
また、本発明は、患者に用いられる外科器具を提供する。外科器具は、近位端と遠位端との間に軸方向に延在するシャフトを備えている。外科器具は、患者の外科部位に適用されるためにシャフトの遠位端に連結された超音波チップも備えている。超音波チップは、遠位端に向かって長軸に沿って軸方向に延在するヘッド部分を有しており、超音波チップの遠位端は、患者の外科部位において組織を切除するために長軸に対して正のすくい角を備える切刃を有している。
【００１０】
さらに、本発明は、超音波チップを有する外科器具を操作する方法を提供する。本方法は、信号を外科器具に印加し、外科器具の超音波チップを超音波励起させるステップと、超音波チップを患者の外科部位において組織と接触するように移動させるステップであって、超音波チップは、遠位端に向かって長軸に沿って軸方向に延在するヘッド部分を有しており、超音波チップの遠位端は、長軸に対して正のすくい角を備える切刃を有している、ステップと、超音波チップのヘッド部分の切刃の正にのすくい角に対向する組織の線維を切除するステップと、を含んでいる。
【００１１】
本発明の１つの利点は、患者に用いられる線維組織除去のための外科器具用の新規の超音波チップが提供されることにある。本発明の他の利点は、超音波チップを有する外科器具が、線維組織、主として、安全に除去することが困難又は不可能な線維性の強靭な腫瘍組織の除去を可能にすることにある。本発明のさらに他の利点は、超音波チップを有する外科器具が、組織を効率的に切断かつ切除することによって、著しく向上した切除率で線維組織の制御された除去を可能にすることにある。本発明のさらに他の利点は、超音波チップを有する外科器具が適用された時、線維組織がより堅くならず、従って、切除し難くならないことにある。
【００１２】
本発明のさらなる利点は、超音波チップが正のすくい角の切刃を利用する遠位端を有し、これによって、線維組織の効率的な切除を達成することにある。本発明のさらに他の利点は、超音波チップが、効率的な線維切除を可能にする遠位端形状を有する外刃を備える遠位端を有することにある。本発明のさらに他の利点は、超音波チップが、切除能力を高めることができる捻れ運動又は縦運動と捻れ運動との合成運動を行う遠位端を有することにある。本発明のさらに他の利点は、超音波チップが内径に正のすくい角の切刃を有し、組織が中心管腔内に引き込まれた時に該組織を薄切りし、これによって、切除された組織の大きさをチップの内径よりも小さくし、その結果、吸引経路を詰まらせるおそれを低減させることにある。
【００１３】
本発明の他の利点は、超音波チップが、互いに異なる面に配向された遠位端面を有し、チップの遠位部分の側面が垂直面をなしていないことにある。本発明のさらに他の利点は、超音波チップが、チップと組織との間の摩擦を低減させて鋭利な切刃を維持するために、コーティングによって被覆されることにある。本発明のさらに他の利点は、超音波チップを有する外科部位が、腫瘍組織を迅速に除去し、これに応じて、手術時間を短縮することを可能にすることにある。
【００１４】
本発明の他の特徴及び利点は、後述の説明を読むことによってよく理解されたなら、容易に分かるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明による線維組織除去のための超音波チップを有する外科器具の一実施形態の斜視図である。
【図２】図１の外科器具の立面図である。
【図３】図２の外科器具の断面図である。
【図４】図１の外科器具の近位側の端面図である。
【図５】図１〜４の外科器具用の本発明による超音波チップの拡大斜視図である。
【図６】図５の超音波チップの立面図である。
【図７】図５の超音波チップの遠位側の端面図である・
【図８】本発明による線維組織除去のための超音波チップを有する外科器具の他の実施形態の斜視図である。
【図９】図８の外科器具の立面図である。
【図１０】図９の外科器具の断面図である。
【図１１】図８の外科器具の近位側の端面図である。
【図１２】図８〜１１の外科器具用の本発明による超音波チップの拡大斜視図である。
【図１３】図１２の超音波チップの立面図である。
【図１４】図１２の超音波チップの遠位側の端面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１，２を参照すると、患者（不図示）に対する医療処置に用いられる本発明による外科器具１０の一実施形態が示されている。図示されるように、外科器具１０は、近位端と遠位端との間に延在する１２で総称的に示されるホーン又はシャフトと、近位端における超音波振動機構１４と、遠位端における患者の線維組織除去のための１６で総称的に示される本発明による超音波チップと、を備えている。線維組織の例として、脳の腫瘍部、脊髄、又は患者の他の重篤な生体構造、例えば、神経外科において除去される腫瘍が挙げられる。超音波振動機構１４が超音波チップ１６に対して超音波振動を生じることを理解されたい。また、このような超音波振動機構の例は、佐藤等に付与された米国特許第６，９５５，６８０号に開示されていることを理解されたい。この開示内容は、参照することによって、その全体がここに含まれるものとする。さらに、外科器具１０は、（図示されない）ユーザー、例えば、外科医によって操作されることを理解されたい。
【００１７】
図１〜４を参照すると、シャフト１２は、略中空円筒であり、略円断面形状を有している。シャフト１２は、近位端から遠位端に中心軸に沿って軸方向に延在し、それぞれ、近位部分１８、中間部分２０、及び遠位部分２２を有している。近位部分１８は、中間部分２０の直径よりも大きい直径を有し、中間部分２０は、遠位部分２２の直径よりも大きい直径を有している。この実施形態では、遠位部分２２は、超音波チップ１６に向かってテーパが付されている。シャフト１２は、近位端から超音波チップ１６に向かって該シャフトを軸方向に貫通する通路又は中心管腔２４を有している。近位部分１８は、超音波振動機構１４に接続するために軸方向に延在する接続部分２５を有している。超音波振動機構１４は、シャフト１２の近位部分１８の接続部分２５に接続されることを理解されたい。また、シャフト１２は、超音波チップ１６までのシャフトの長さに沿って振幅ゲインをもたらす幾何学的外部輪郭を有することを理解されたい。さらに、シャフトは、線状であってもよいし、又は円弧状であってもよいことを理解されたい。
【００１８】
シャフト１２は、用途に応じて、チタン合金、ステンレス鋼、等の金属材料、又は複合材のような非金属材料から作製されている。シャフト１２は、一体化された単一片である。一実施形態では、シャフト１２及びチップ１６は、一体化された単一片であるとよい。他の実施形態では、チップ１６の遠位端が、（図示されない）ネジのような適切な機構によってシャフト１２に取り付けられていてもよい。高出力超音波成分に関して金属が当技術分野において知られていることを理解されたい。また、シャフト１２の遠位部分２２及び超音波チップ１６は、それぞれ、患者の小切開口内において作用するために比較的小径、例えば、１ｃｍ未満の直径を有することを理解されたい。シャフト１２及び超音波チップ１６は、用途に応じて、より大きくされてもよいし、又はより小さくされてもよいことをさらに理解されたい。
【００１９】
また、外科器具１０は、２６で総称的に示される振動変換機構をシャフト１２の中間部分２０に備えている。振動変換機構２６は、超音波振動機構１４から伝達された振動を、シャフト１２の中心軸方向の縦振動と遠位部分２２の近傍の支点としてシャフト１２の中心軸を有する捻れ振動とから構成される（縦振動―捻れ振動）の合成振動に変換するためのものである。一実施形態では、振動変換機構２６は、シャフト１２の中間部分２０の周面に巻かれるように形成された複数の溝２８を備えている。振動変換機構２６は、シャフト１２の他の部分に配置されてもよいし、他の設計を有してもよいことを理解されたい。
【００２０】
図５〜７を参照すると、超音波チップ１６は、接続部分又は移行部分３０と、移行部分３０から軸方向に延在するヘッド部分又は接触部分３２とを備えている。移行部分３０は、軸方向において半径方向外方にテーパが付されている。移行部分３０は、中空であり、通路２４に連通している。ヘッド部分３２は、軸方向に延在している。ヘッド部分３２は、略中空であり、円断面形状を有している。ヘッド部分３２は、開いており、移行部分３０及び通路２４に連通している。ヘッド部分３２は、シャフト１２の遠位部分２２の端の直径よりも大きい一定直径を有している。
【００２１】
また、超音波チップ１６は、ヘッド部分３２の遠位端に形成された複数の歯３４を備えている。歯３４は、以下に述べる機能を果たすために、ヘッド部分３２の壁内に延在する切込み又は溝３６によって、ヘッド部分３２の周りに周方向において互いに離間するように形成されている。超音波チップ１６のヘッド部分３２の外面における溝３６の深さは、内面における溝３６の深さよりも大きく、その結果、内面に正のすくい角の切刃をもたらす傾斜面が生じることになる。
【００２２】
この実施形態では、これらの溝３６は、いずれも、チップ軸又は長軸３７の方向に延在するように、軸方向に沿って形成されている。ヘッド部分３２は、どのような数の歯３４を備えていてもよい。遠位端の幾何学構造を形成する１つの方法として、（図示されない）回転切断ディスクを用いる方法が挙げられる。幾何学的切断構造は、正のすくい角が外面と溝３６を画定する側面との間に生じるような溝３６の軸方向パターンを超音波チップ１６の遠位端に組み入れていることを理解されたい。また、超音波チップ１６は、超音波振動と組合せて線維組織の切除率の著しい向上をもたらす遠位端形状を有していることを理解されたい。
【００２３】
図５〜７に示されるように、歯３４は、遠位端３８，側切刃４０，内切刃４２、及び遠位刃４４を有している。歯３４の遠位端３８は、正方形と対照的な略三角形であり、その結果、外面の鋭利な切断点及び単一内切刃４２が生じることになる。遠位切刃４４は、正のすくい角を有している。図示される実施形態では、歯３４は、切刃４０，４２，４４の全てが同一方向かつ同一軸方向パターンにあるように、配置されている。図示される実施形態では、多数の遠位端３８の表面は、平面的であり、又は同一面に配向されている。また、遠位部分３２の側面は、垂直面をなしている。溝３６は、一直線状の軸方向区域を有する側切刃４０と円弧区域及び逃げ縁４５とによって、外面上に画定されている。溝３６は、一直線状の軸方向逃げ縁４７と結合する円弧区域を有する内切刃４２によって、内面上に画定されている。逃げ縁４５，４７間に逃げ面が画定されることを理解されたい。また、遠位切刃４４が図７において矢印５０によって示されるような捻れ運動を受けた時、該遠位切刃４４は、鈍角で腫瘍と交差し、これによって、正のすくい角をもたらし、切断が生じることを理解されたい。
【００２４】
超音波チップ１６は、適切なコーティング、例えば、窒化チタン（ＴｉＮ）又はダイヤモンド状コーティング（ＤＬＣ）によって被覆されるとよい。超音波チップ１６は、ヘッド部分３２の歯３４の遠位端３８が捻れ運動又は縦運動と捻れ運動との組合せで振動する時、最大切除率を達成することを理解されたい。さらに、外科器具１０の最大切除率は、振動が超音波チップ１６の正のすくい角の切刃と直交する時に生じることを理解されたい。
【００２５】
（図示されない）制御コンソールもシステムの一部である。制御コンソールは、駆動信号を（図示されない）ケーブルを通して外科器具１０に供給する。駆動信号は、（図示されない）ドライバに印加される。所定の瞬間に、同一の駆動信号が各ドライバに印加される。駆動信号の印加によって、ドライバは、同時に周期的に伸縮する。重ねられた多数のドライバは、多くの場合、１ｃｍから５ｃｍの間の長さを有している。ドライバの単一伸縮サイクル当たりの移動距離、すなわち、振幅は、１μｍから１０μｍの間であるとよい。シャフト１２は、この運動を増幅する。その結果、チタン合金から作製された超音波チップ１６の場合、シャフト１２の遠位端、従って、該チップ１６のヘッド部分３２は、完全な収縮位置から完全な伸張位置に移動する時、典型的には、最大５００μｍ、多くの場合、３５０μｍ未満にわたって移動する。チップ１６は、チップステムの長手方向の伸張／後退がヘド部分３２の回転運動も生じさせるようにさらに設計されてもよいことを理解されたい。また、多くの場合、シャフト１２がチップ１６の周期的な運動を生じさせるための周期的運動にある時、ヘッド部分３２は、振動していると見なされることも理解されたい。
【００２６】
操作時に、超音波チップ１６は、超音波振動機構１４及び振動変換機構２６によって超音波励起される。超音波チップ１６の端における振幅は、最大４００μｍの範囲内とすることができる。中心管腔２４を通して、組織を超音波チップ１６に当接させるのを促進する吸引を行うことができる。超音波チップ１６のヘッド部分３２の歯３４の遠位端３８が、組織に接触する。組織の焼灼（ablation）が、標準的な超音波吸入器に共通の方法（キャビテーション、圧力波、機械的衝撃）によって部分的に生じる。これは、組織が振動する表面に最近接した時に生じる。超音波チップ１６の振動するヘッド部分３２の溝３６内に、高強度超音波場が存在する。図６において、歯３４の遠位端３８の最適な運動が矢印Ａ（実線）によって示されており、歯３４の底の運動が矢印Ｂ（点線）によって示されている。本発明の超音波チップ１６の切除機構は、歯３４の正のすくい角の切刃に対向する組織の線維の機械的切除であることを理解されたい。また、歯３４の超音波振動する縁が組織線維に衝撃及び応力を与え、その結果、線維の切除をもたらすことを理解されたい。さらに、超音波チップ１６の切刃４０，４２，４４は、線維組織の効率的な切除を可能にし、通常の超音波焼灼機構及び制御された吸引との組合せによって、組織の制御された切除をもたらすことを理解されたい。
【００２７】
超音波チップ１６の外面における溝３６の深さが内面における溝３６の深さよりも大きく、その結果、傾斜面をもたらすことによって、組織がシャフト１２の中心管腔２４内に引き込まれたとき、内面の振動する鋭利な刃が該組織を薄切りする。切除された組織の大きさは、超音波チップ１６の内径よりも小さく、その結果、吸引経路の詰まりの可能性が低減する。超音波振動によって、組織は、超音波チップの周りに巻き付かれず、組織の塊に望ましくない歪をもたらすことなく、制御された切除が生じることになる。歯３４の鋭利な切刃４０，４２，４４は、清浄な切除を確実なものとし、嵩張る組織の引込みを最小限に抑えることを理解されたい。
【００２８】
超音波チップ１６の外面における溝３６の深さが内面における溝３６の深さよりも大きく、その結果、傾斜面をもたらすことによって、チップ１６の両側を通る空気流れが、吸引がなされた時に低減する。これは、吸引損失を低減させ、組織に対する超音波チップ１６の良好な当接をもたらすことになる。超音波チップ１６の外面における溝３６の深さが内面における溝３６の深さよりも大きく、その結果、傾斜面をもたらすことによって、内切刃４２による組織の薄切りの前にチップ１６が組織内に押し入る深さを制御することができる。この特徴によって、組織の塊への望ましくない応力が最小限に抑えられることを理解されたい。
【００２９】
図８〜１１を参照すると、本発明による外科器具１０の他の実施形態が示されている。外科器具１０の部品と同様の部品に１００を加えた同様の参照番号が付されている。この実施形態では、外科器具１１０は、近位端と遠位端との間に延在するシャフト１１２と、近位端における超音波振動機構１１４と、遠位端における患者の線維組織除去のための超音波チップ１１６とを備えている。シャフト１１２は、近位部分１１８と、中間部分１２０と、遠位部分１２２とを備えている。シャフト１１２は、近位端から超音波チップ１１６に向かって該シャフトを軸方向に貫通する通路１２４も備えている。また、外科器具１１０は、超音波振動機構１１４から伝達された振動を変換するための振動変換機構１２６をシャフト１１２の中間部分１２０に備えていることを理解されたい。
【００３０】
図１２〜１４を参照すると、超音波チップ１１６は、移行部分１３０と、移行部分１３０から軸方向に延在するヘッド部分１３２とを備えている。超音波チップ１１６は、ヘッド部分１３２の遠位端に形成された複数の歯１３４を備えている。歯１３４は、ヘッド部分１３２の壁内に延在する切込み又は溝１３６によって、ヘッド部分１３２の周りに周方向において互いに離間するように形成されている。超音波チップ１１６の外面における溝１３６の深さが内面における溝１３６の深さよりも大きく、その結果、内面に正のすくい角の切刃をもたらす傾斜面が生じている。この実施形態では、多数の溝１３６は、互いにずれた角度で形成されている（この場合、外面における切刃は、チップ軸１３７と平行の外面に沿って鋭角をなしている）。ヘッド部分１３２は、どのような数の歯１３４を備えていてもよい。幾何学的切断構造は、正のすくい角が外面と溝１３６の側面との間に生じるような溝１３６の軸方向パターンを超音波チップ１１６の遠位端に組み入れていることを理解されたい。
【００３１】
図１０〜１２に示されるように、歯１３４は、遠位端１３８、側切刃１４０、内切刃１４２、及び遠位切刃１４４を有している。遠位端１３８は、正方形と対照的な略三角形であり、その結果、外径の鋭利な切除点及び単一の遠位側内切刃が生じることになる。この実施形態では、歯１３４は、切刃１４０，１４２，１４４の方向が異なり、切刃１４０，１４２，１４４の全てが同一の軸方向パターンにないように、配置されている。図示される実施形態では、多数の遠位端１３８のそれぞれの表面は、互いに異なる平面上に配向されている。図示される実施形態では、遠位部分１３２の側面は、垂直面をなしておらず、これによって、効率的な切除及び下側組織の捕捉が確実なものになる。また、遠位切刃１４４が図１４に矢印１５０によって示される捻れ運動を受けたとき、遠位切刃１４４は、鈍角で腫瘍と交差し、これによって、正のすくい角をもたらし、切除が行われることを理解されたい。
【００３２】
超音波チップ１１６は、適切な機能コーティング、例えば、窒化チタン（ＴｉＮ）又はダイヤモンド状コーティング（ＤＬＣ）によって被覆されるとよい。図１３において、歯１３４の遠位端１３８の最適な運動が矢印Ａ（実線）よって示され、歯１３４の底の運動が矢印Ｂ（点線）によって示されている。遠位部分１３２が捻れ運動又は縦運動と捻れ運動との組合せで振動する時、最大切除率を達成することを理解されたい。振動の成分が超音波チップ１１６の正のすくい角の切刃と直交する時、外科器具１１０の最大切除率が生じることをさらに理解されたい。さらに、外科器具１１０の操作は、外科器具１０の操作と同様であることを理解されたい。
【００３３】
加えて、本発明は、超音波チップ１６，１１６を有する外科器具１０，１１０を操作する方法を開示している。この方法は、信号を外科器具１０，１１０に印加し、外科器具１０，１１０の超音波チップ１６，１１６を超音波励起させるステップと、超音波チップ１６，１１６を患者の外科部位において組織に接触するように移動させるステップと、を含んでいる。超音波チップ１６，１１６は、遠位端に向かって長軸３７，１３７に沿って軸方向に延在するヘッド部分３２，１３２を有しており、超音波チップ１６，１１６の遠位端は、軸３７，１３７に対して正のすくい角を備える切刃４４，１４４を有している。また、本方法は、超音波チップ１６，１１６のヘッド部分３２，１３２の切刃４４，１４４の正のすくい角に対向する組織の線維を切除することを含んでいる。本方法は、他のステップを含むことを理解されたい。
【００３４】
従って、本発明の外科器具１０，１１０は、正のすくい角の歯３４，１３４を有する超音波チップ１６，１１６を組み入れている。溝３６，１３６が超音波チップ１６，１１６の振動の方向と直交する時、より大きい切除を得ることができる。超音波チップ１６，１１６の歯３４，１３４の遠位端３８，１３８の表面が互いに異なる面上に配向されている時、組織に対する接触面及び圧力を低減させることができる。これによって、チップ面と組織との間の摩擦熱が低下する。超音波チップ１６，１１６の遠位部分３２，１３２の側面が垂直面をなしていない時、組織に対する接触面積及び圧力の低減を達成することができる。その結果、チップ面と組織との間の摩擦熱が低下することになる。
【００３５】
本発明の以上の説明は、例示的なものである。用いられた専門用語は、制限のための用語というよりもむしろ、説明のための用語であることが意図されていることを理解されたい。本発明の多くの修正及び変更が、前述の示唆に照らして可能である。それ故、本発明は、具体的に記載されている方法以外の方法によって実施されてもよい。
【図１】
2018518282.tif 000003
【図２】
2018518282.tif 000004
【図３】
2018518282.tif 000005
【図４】
2018518282.tif 000006
【図５】
2018518282.tif 000007
【図６】
2018518282.tif 000008
【図７】
2018518282.tif 000009
【図８】
2018518282.tif 000010
【図９】
2018518282.tif 000011
【図１０】
2018518282.tif 000012
【図１１】
2018518282.tif 000013
【図１２】
2018518282.tif 000014
【図１３】
2018518282.tif 000015
【図１４】
2018518282.tif 000016
【国際調査報告】
2018518282.tif 000017
2018518282.tif 000018
2018518282.tif 000019
2018518282.tif 000020