(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者に対し外科的処置法を行い得るようにされた末端と、オペレータが制御可能であるようにされた基端とを有する外科機器を備える装置において、
該外科機器が、
高圧の液体を前記機器の前記末端に向けて運ぶのに十分な破裂強度を有する圧力管腔であって、ジェット開口部を提供する少なくとも１つのノズルを含む、圧力管腔と、
断面積を有するジェット受け入れ開口部を含む排出管腔であって、当該排出管腔は、前記機器が作用しているときに、液体ジェットを受け入れ得るように、前記ジェット開口部から所定の距離にて前記ジェット開口部と対向する位置に配置可能である、排出管腔と、
ノズルであって、高圧の液体が前記ノズルを通って流れるときに、前記ノズルは、液体ジェットを形成するような形状とされ、前記液体ジェットが、移動する液体の吸収領域を形成し、前記機器が作用しているときに、前記吸収領域内を移動する液体の実質的に全てが、前記ジェット受け入れ開口部内に向けられる、ノズルとを備え、
前記機器が作用しているときに、前記吸収領域が、前記ジェット受け入れ開口部の断面積の５０％乃至１００％の範囲を占めるように、前記ジェット受け入れ開口部の断面積及び前記所定の距離が選ばれる、装置。
【請求項２】
請求項１の装置において、前記所定の距離が調節可能である、装置。
【請求項３】
請求項１の装置において、前記圧力管腔及び前記排出管腔の少なくとも一方が他方に対して可動である、装置。
【請求項４】
請求項３の装置において、前記圧力管腔及び前記排出管腔の少なくとも一方の動きにより前記所定の距離が変化し、当該所定の距離の変化により、前記機器が作用しているときに、前記液体ジェットの長さがそれに相応して変化する、装置。
【請求項５】
請求項１の装置において、前記液体ジェットの少なくとも中央領域の方向を画定する軸線及び前記外科機器の前記基端の長手方向軸線は、前記機器が作用しているときに、実質的に平行である、装置。
【請求項６】
請求項１の装置において、前記機器が少なくとも約３４．４７３８ＭＰａ（約５，０００ｐｓｉｇ）の圧力にて作用しているときに、前記高圧の液体が前記ジェット開口部に供給される、装置。
【請求項７】
請求項１の装置において、前記機器が作用しているときに、少なくとも前記ジェット開口部及び前記ジェット受け入れ開口部が、ガスによって実質的に完全に取り巻かれるガス状環境内で、前記外科機器が作用可能な構造及び配置とされ、
前記機器が作用しているときに、前記ジェット受け入れ開口部から前記ガス状環境内への噴霧又は液体霧の逆流が実質的に解消されるように、前記ノズル及び前記ジェット受け入れ開口部が、互いに対してそのような形状とされ且つ配置可能である、装置。
【請求項８】
請求項１の装置において、前記排出管腔は、領域を前記ジェット受け入れ開口部の内部に及び前記ジェット受け入れ開口部の下流の少なくとも一方に含み、前記機器が作用しているときに、前記領域は、当該領域内の液体が当該液体中に吸収された組織の少なくとも一部を複数の粒子に融解させ得るような、形状とされる、装置。
【請求項９】
請求項１の装置において、前記液体ジェットが、移動する液体の吸収領域を形成し、当該吸収領域内の前記移動する液体の実質的に全てが、前記機器が作用しているときに、前記ジェット受け入れ開口部内に向けられる、装置。
【請求項１０】
請求項１の装置において、前記排出管腔が、前記ジェット受け入れ開口部に隣接し且つ前記ジェット受け入れ開口部の下流に配置されたジェット偏向部分を備え、前記機器が作用しているときに、前記ジェット偏向部分の基端側の領域内における前記排出管腔の長手方向軸線に対して、前記液体ジェットの少なくとも中央部分の方向が実質的に平行であるように、前記液体ジェットが前記ジェット受け入れ開口部内に向けられる、装置。
【請求項１１】
患者に対し外科的処置法を行い得るようにされた末端と、本体を含む基端とを有する外科機器を備え、前記本体は、オペレータの手で保持し得る形状とされ且つそのように配置可能とされた把持領域を持つ、装置において、
該機器が、
高圧の液体を前記機器の前記末端に向けて運ぶのに十分な破裂強度を有する圧力管腔であって、当該圧力管腔は、ジェット開口部を提供する少なくとも１つのノズルを含む末端を有する、圧力管腔と、
ジェット受け入れ開口部を含む前記本体により支持された排出管腔であって、前記ジェット受け入れ開口部が、前記機器が作用しているときに、液体ジェットを受け入れるべく前記ジェット開口部と対向する位置に配置可能である、排出管腔とを備えており、前記圧力管腔の前記末端が、前記ジェット開口部を剥離し又は分離すべき表面に隣接する位置に配置可能な形状とされて、前記ジェット開口部から出る液体ジェットが、前記圧力管腔を含む管の、前記ジェット開口部における肉厚に実質的に等しい距離だけ、前記表面から分離される、装置。
【請求項１２】
患者に対し外科的処置法を行い得るようにされた末端と、本体を含む基端とを有する外科機器を備え、前記本体は、オペレータの手で保持し得る形状とされ且つそのように配置可能とされた把持領域を持つ、装置において、
該機器が、
高圧の液体を前記機器の前記末端に向けて運ぶのに十分な破裂強度を有する圧力管腔であって、当該圧力管腔は、ジェット開口部を提供する少なくとも１つのノズルを含む、圧力管腔と、
基端及び末端を有する排出管腔であって、前記末端はジェット受け入れ開口部を有し、当該ジェット受け入れ開口部は、前記機器が作用しているときに、液体ジェットを受け入れ得るように、前記ジェット開口部から所定の距離にて前記ジェット開口部と対向する位置に配置可能である、排出管腔とを備えており、
前記排出管腔が、外部の吸引源を必要とせずに、前記液体ジェットを含む液体の実質的に全てを、前記ジェット受け入れ開口部から前記排出管腔の前記基端まで排出し得るような、形状とされ且つそのように配置可能である、装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】
本発明は、液体ジェットを形成する外科機器及び該機器を外科的処置法にて使用する方法に関する。
【０００２】
【発明の背景】
従来から、外科的処置領域を露出させるため比較的大きい切開口を利用する開放外科法を使用して多くの外科的処置法が患者に対して行われてきた。また、多くの従来の方法は、組織の識別離能力が劣り且つ慎重に利用しない限り、外科的処置領域を取り巻く組織を誤って傷付け易いメス、スクレーパ、鈍角な剥離器、レーザ、電気外科装置等のような外科機器を典型的に利用している。かかる従来技術の外科機器による開放外科処置法は、患者に大きい創傷をしばしば生じさせること、また、回復期間が長く且つ合併症の可能性があるという問題点を伴う。
【０００３】
皮膚又は体腔の小さい穴を介して外科的処置箇所にアクセスすることにより、より侵襲的でない技術を利用して多くの外科的処置法を行うことが近年の１つの傾向である。これらの技術は、「最小侵襲性外科的処置法（ｍｉｎｉｍａｌｌｙ  ｉｎｖａｓｉｖｅ  ｓｕｒｇｅｒｙ）」と称されている。一般に採用されている最小侵襲性外科技術は、内視鏡法、腹腔鏡法及び関節鏡法外科的処置法を含む。最小侵襲性外科的処置法は、多くの適用例に対し一般に、開放外科処置法よりも好まれ、それは、最小侵襲性外科的処置法は外科的処置法を行なう間、患者の創傷がより少なく、また、多くの場合、合併症の可能性が小さく且つ回復時間が短かくて済むからである。
【０００４】
最小侵襲性外科的処置法のため多岐に亙る機器が開発され且つ利用されている。頻繁に利用される機器は、ブレード及びメス型の機器、モータ作動式の回転ブレード機器、レーザ機器、及び電気外科機器又は電気焼灼機器を含む。典型的に、これらの従来技術の機器は、多岐に亙る欠点がある。例えば、これらの機器は速度が遅く且つ使用するために労力を要し、また、典型的に、切開すべき組織を目標以外の組織と選択的に識別することができず、その寸法及び／又は形状のため多くの外科的箇所へアクセスすることが困難となり、また、目標の組織を取り巻く組織を間違って傷付け易い。また、殆どの従来技術の機器は、例えば、鉗子によって、オペレータが切開した組織を手で除去することを必要とし、又は、例えば、その切除した組織を除去するため外科機器から分離した吸引管を介して外科的処置箇所に外部の真空源を当てがうことを必要とする。光ファイバのようなプローブを外科処置箇所に挿入した画像装置を使用して外科的処置箇所の映像化が典型的に行われる関節鏡法のような適用例の場合、上述した従来技術の外科機器は、また、典型的に、組織及び壊死組織片を外科的処置箇所から効果的に除去しないことで外科的処置法領域内の組織の切開部分を明瞭に映像化することを難しくする。
【０００５】
また、組織を切断し且つ剥離するため液体ジェットを採用する機器も外科的処置法にて利用されている。かかる機器は、典型的に、開放及び最小侵襲性外科的処置法を実行すべく上述した外科機器に優る多くの有利な点がある。例えば、ジェットを形成するために供給される液体の圧力を変化させ、組織の識別効果をより向上させ、機器のオペレータが液体ジェットの切断及び剥離パワーを調節し又は制御し、目標の組織を切断し又は剥離するとき、誤ってその周囲の組織を傷付ける可能性を少なくすることができる。また、液体ジェット機器は、レーザ及び電気外科手術装置のような機器にしばしば起因する、その周囲の組織への熱による傷付けを防止することもできる。近年、肝臓の切除のような開放外科的処置法、腎臓結石の破壊及び除去のような内視鏡的方法及び脈管系から血栓症組織を除去する関節切除法を含む多岐に亙る外科的処置法のため液体ジェット機器が利用されている。
【０００６】
ウチヤマ（Ｕｃｈｉｙａｍａ）らへの米国特許第４，８９８，５７４号には、例えば、腎臓結石のような、患者の体内の結石を破壊し且つ破砕するために利用される流体ジェットを発生させる、体腔内に挿入される多岐に亙る砕石装置が記載されている。開示された機器は、典型的に、流体及び壊死組織片を除去するための１つ以上の吸引通路を含む。この機器は、真空ポンプのような、外部の真空源に吸引通路を接続することを必要とする。また、開示された機器は、典型的に、流体ジェットが衝突する標的又は偏向板が存在せず、このため、流体ジェットの方向を誤ることで健康な組織を間違って傷付ける可能性があるという不利益な点がある。
【０００７】
イトウ（Ｉｔｏ）らへの米国特許第４，９１３，６９８号には、頭蓋の外科手術を行なう間、脳腫瘍を破砕し且つ除去する設計とされた液体ジェットの外科用ハンドピースが記載されている。開示された機器は、液体ジェット形成ノズルと、吸引管とを備えており、この吸引管は、液体の切断ジェットにより切除された組織及び壊死組織片を除去すべく外部の真空源への接続を必要とする。機器が作用しているとき、液体ジェットが誤って目標外の組織を傷付けることがないように、ノズルからの液体ジェットを吸引管の先端の対向する内壁に向けるような仕方にて液体ジェットノズルを方向決めする。
【０００８】
ネラチャ（Ｎｅｒａｃｈｅｒ）への米国特許第５，１３５，４８２号には、人体の血管を塞ぐ沈着物を除去するための液体ジェット機器が開示されている。この装置は、超音波キャビティ効果のある液体ジェットを発生させるノズルオリフィスを有する耐圧管路を含む、多管腔カテーテルの形態とされている。液体ジェットは、血管内の沈着物を剥離するため機器から末端方向に向けられる。また、幾つかのカテーテルの実施の形態は、液体及び壊死組織片を血管から除去するため外部の真空源に接続することのできる吸引管腔も備えている。開示されたこのカテーテル機器は、液体ジェットが衝突して、剥離すべき沈着物を取り巻く血管又は組織を間違って傷付けることを防止するための偏向板又は標的要素を備えていない。
【０００９】
プレチンガ（Ｐｌｅｃｈｉｎｇｅｒ）らへの米国特許第５，３１８，５１８号には、身体の血管又は中空の器官から材料又は沈着物を剥離し且つ除去するためのカテーテルの形態とされた流体ジェット機器が開示されている。カテーテルの末端は、機器が作用しているとき、流体ジェットを排出管腔の開口内に向ける流体ジェットノズルを備えている。排出管腔は、混合管と、ディフューザ要素とを備えている。排出管腔内に向けられた流体ジェットは、外部の吸引源を必要とせずに、流体及び剥離した材料を排出管腔から運ぶ働きをするエダクタポンプの作用によって吸引力を発生させる。排出管腔内に設けられた混合管及びディフューザ要素は、エダクタポンプの作用によって生じる吸引力を向上させる働きをする。流体ジェットは、ノズル出口と排出管腔の入口との間に位置する組織又は沈着物を破砕し又は粉砕することができ、また、その粉砕した粒子を排出管腔の入口内に駆動して外科的処理箇所から排出することができる。
【００１０】
ドラスラー（Ｄｒａｓｌｅｒ）らへの米国特許第５，３７０，６０９号には、血栓沈着物を患者の環状脈管系から除去する流体ジェット血栓摘出カテーテルが開示されている。該カテーテルは、高圧の液体を少なくとも１つのノズルに運ぶ圧力管腔と、液体及び剥離した組織並びに壊死組織片を除去する、比較的大きいボア径の排出管腔とを備えている。作用時、該カテーテルは、排出管腔の基端側で且つ該排出管腔と同軸方向に向けて少なくとも１つの液体ジェットを大きいボア径の排出管腔の開口部内に向け得る形態とされている。ジェットをカテーテルの大きいボア径の排出管腔のオリフィスに向けることにより、滞留圧力が発生され、この圧力によって流体及び壊死組織片を基端方向に推進して除去することができる。
【００１１】
トーベイ（Ｔｏｖｅｙ）への米国特許第５，５２７，３３０号には、幾つかの実施の形態において、トロカールを通じて患者の体内に腹腔鏡を利用して挿入し得る形態とされた流体ジェット切断及び吸引機器が開示されている。該機器は、ハンドルを有する本体と、その末端に流体ジェットノズルを有する灌注管と、排出管又は幾つかの実施の形態において、流体ジェットを受け入れ得るように配置された逆流防止部材とを備えている。開示された実施の形態の幾つかは、機器の本体の長手方向軸線に対して横断状に向けられた流体ジェットを発生させる機器を含む。１つの実施の形態において、該機器は、機器が作用しているとき、流体ジェットを形成する、ノズルと吸引管の入口との間の隙間を調節し、流体切断ジェットの長さを変化させ得るように灌注管及び吸引管を互いに横方向に動かすことができる摺動可能なシース要素を備えている。トーベイが記載した機器は、多くの最小侵襲性外科的処置法にて使用する上で幾つかの不利益な点がある。例えば、灌注管及び吸引管の形状及び設計は、機器を比較的大型とし、また、多くの最小侵襲性外科的処置法を行うべく機器を身体の狭い領域内に挿入するのに不適当な断面寸法及び形状とすることを必要とする。更に、開示された機器は、流体及び剥離した組織を外科処置箇所から排出し得るよう外部の吸引源を吸引管に接続しなければならない設計である。
【００１２】
上述した外科液体ジェット機器は、幾つかの場合、開放及び最小侵襲性外科的処置法を行う上で多くの従来技術の外科機器に優る顕著な改良を呈するが、依然として、当該技術分野にて、切断、剥離及び組織の排出能力が向上し、また、多岐に亙る開放及び最小侵襲性外科的処置法で利用する能力を有する、簡単、低廉な液体ジェット外科機器が必要とされている。本発明は、多くの実施の形態において、かかる改良された外科液体ジェット機器を提供し、また、多岐に亙る外科的処置法にてその機器を使用する方法を提供するものである。
【００１３】
【発明の概要】
本発明は、組織及び／又は材料を患者の身体から切断し、剥離し、整形し、縁処理する等のため液体ジェットを利用する外科的処置法に関係した一連の装置を提供するものである。本発明は、１つの面において、液体ジェットを形成すべく外科液体ジェット機器を備える一連の装置を含み、別の面において、外科液体ジェット機器を使用する方法、更に、別の面において、外科液体ジェット機器の特定の構成要素を形成する方法を含む。
【００１４】
１つの面において、本発明は、一連の外科液体ジェット装置を提供するものである。１つの装置は、患者に対し外科的処置法を行い得るようにされた末端と、オペレータが制御可能であるようにされた基端とを有する、ガス状又は液体環境にて使用される外科機器を備えている。該機器は、機器の末端に向けて高圧の液体を送るのに十分な破裂強度を有する圧力管腔を備え、該圧力管腔は、ジェットの開口部を提供する少なくとも１つのノズルを備えている。該機器は、断面積を有するジェット受け入れ開口部を含む排出管腔を更に備えている。排出管腔のジェット受け入れ開口部は、機器が作用しているとき、液体ジェットを受け入れ得るようにジェット開口部から所定の距離にてジェット開口部と対向する位置に配置可能である。ノズルは、高圧の液体が流れるとき、液体ジェットを形成する形状とされている。液体ジェットは、移動する液体を吸収する領域を形成し、その吸収領域内の実質的に全ての移動する液体は、機器が作用しているとき、ジェット受け入れ開口部内に向けられるようにする。更に、ジェット受け入れ開口部の断面積及びジェット開口部とジェット受け入れ開口部との間の所定の距離は、機器が作用しているとき、吸収領域は、ジェット受け入れ開口部の断面積の５０％乃至１００％の面積を占め得るように選ばれる。
【００１５】
別の装置は、患者に対し外科的処置法を行い得るようにされた末端と、本体を含む基端とを有する外科機器を備えている。該本体は、オペレータの手で保持し得るような形状及び配置可能とされた把持領域を備えている。該機器は、高圧の液体を機器の末端に向けて運ぶのに十分な破裂強度を有し且つジェット開口部を提供する少なくとも１つのノズルを含む圧力管腔を備えている。該機器は、本体によって支持された排出管腔を更に備えており、該排出管腔は、機器が作用しているとき、液体ジェットを受け入れ得るように所定の距離にてジェット開口部と対向する位置に配置可能であるジェット受け入れ開口部を備えている。外科機器の末端は、特定の外科的処置法のため外科的処置スペースを画定する身体の狭い領域内に外科機器の末端を挿入し易くするように選ばれた所定の外形及び寸法を有している。
【００１６】
更に別の装置は、患者に対し外科的処置法を行い得るようにされた末端と、本体を含む基端とを備える外科機器を備えている。該機器は、高圧の液体を機器の末端に向けて運ぶのに十分な破裂強度を有し且つジェット開口部を提供する少なくとも１つのノズルを含む圧力管腔を備えている。該外科機器は１回の使用後完全に廃棄可能な構造及び配置とされている。
【００１７】
別の装置は、患者に対し外科的処置法を行い得るようにされた末端と、本体を含む基端とを有する外科機器を備えている。該本体は、オペレータの手で保持し得るような形状及び配置可能とされた把持領域を有している。該機器は、高圧の液体を機器の末端に向けて運ぶのに十分な破裂強度を有する圧力管腔を備えている。該圧力管腔は、ジェット開口部を提供する少なくとも１つのノズルを備えている。該機器は、機器が作用しているとき、液体ジェットを受け入れ得るように所定の距離にてジェット開口部と対向する位置に配置可能なジェット受け入れ開口部を有する排出管腔を更に備えている。該機器内に含められた少なくとも１つのノズルは管腔の側壁に１つの穴を備えている。
【００１８】
更に別の装置は、患者に対し外科的処置法を行い得るようにされた末端と、オペレータが制御可能であるようにされた基端とを有する外科機器を備えている。該機器は、高圧の液体を機器の末端に向けて送運ぶのに十分な破裂強度を有し且つジェット開口部を提供する少なくとも１つのノズルを含む圧力管腔を備えている。該機器は、機器が作用しているとき、液体ジェットを受け入れ得るように所定の距離にてジェット開口部に対向する位置に配置可能なジェット受け入れ開口部を有する排出管腔を更に備えている。ノズルは、高圧の液体が流れるとき、液体ジェットを形成する形状とされており、液体ジェットは、機器が作用しているとき、ジェット受け入れ開口部内に向けられる。排出管腔は、ジェット受け入れ開口部の内部及び／又はその下流にある領域を備えている。排出管腔は、機器が作用しているとき、その領域内の液体が液体中に吸収された組織の少なくとも一部を離解して複数の粒子にすることができるような形状及び配置可能とされている。
【００１９】
別の装置は、患者に対し外科的処置法を行い得るようにされた末端と、本体を含む基端とを有する外科機器を備えている。該本体は、オペレータの手で把持し得るような形状及び配置可能とされた把持領域を有している。該機器は、高圧の液体を機器の末端に向けて運ぶのに十分な破裂強度を有し且つジェット開口部を提供する少なくとも１つのノズルを含む圧力管腔を備えている。該機器は、本体により支持され且つ機器が作用しているとき、液体ジェットを受け入れ得るようにジェット開口部と対向する位置に配置可能なジェット受け入れ開口部を有する排出管腔を更に備えている。圧力管腔及び／又は排出管腔の少なくとも一部分はジェット開口部とジェット受け入れ開口部との間の分離距離を調節すべく互いに回転し得るように移動可能である。
【００２０】
更に別の装置は、患者に対し外科的処置法を行い得るようにされた末端と、本体を含む基端とを有する外科機器を備えている。該本体は、オペレータの手で保持し得るような形状及び配置可能とされた把持領域を備えている。該機器は、高圧の液体を機器の末端に向けて運ぶのに十分な破裂強度を有し且つジェット開口部を提供する少なくとも１つのノズルを含む末端を有する圧力管腔を備えている。該機器は、ジェット受け入れ開口部を有する本体により支持された排出管腔を更に備えており、該排出管腔は、機器が作用しているとき、液体ジェットを受け入れ得るようにジェット開口部と対向する位置に配置可能である。圧力管腔の末端は、ジェット開口部を剥離し又は分離すべき表面に隣接して配置することを可能にする形状とされており、このため、ジェット開口部から出る液体ジェットはジェット開口部にて圧力管腔を備える管の肉厚に実質的に等しい距離だけ該表面から分離される。
【００２１】
別の装置は、患者に対し外科的処置法を行い得るようにされた末端と、本体を含む基端とを有する外科機器を備えている。該本体は、オペレータの手で保持し得るような形状とされかつそのように配置可能であるようにされた把持領域を備えている。該機器は、高圧の液体を機器の末端に向けて運ぶのに十分な破裂強度を有し且つジェット開口部を提供する少なくとも１つのノズルを含む圧力管腔を備えている。該機器は、基端及び末端を有する排出管腔を更に備えている。排出管腔の末端は、機器が作用しているとき、液体を受け入れ得るように所定の距離にてジェット開口部と対向する位置に配置可能なジェット受け入れ開口部を備えている。該排出管腔は、外部の吸引源を必要とせずに、液体ジェットを含む液体の実質的に全てをジェット受け入れ開口部から排出管腔の基端まで排出し得るような形状とされかつそのように配置可能である。
【００２２】
更に別の装置は、患者に対し外科的処置法を行い得るようにされた末端と、本体を含む基端とを有する外科機器を備えている。該本体は、オペレータの手で保持し得るような形状及び配置可能とされた把持領域を備えている。該本体は、少なくとも２つの作動要素を備えており、この場合、その少なくとも２つの作動要素の各々は、把持領域を保持するオペレータの一方の手で操作可能なようにされている。作動要素の各々により要素を作動させたとき、機器の末端の少なくとも一部分の機能、形状、位置又は方向を実質的に等しく所定通りに変化させることができる。
【００２３】
更に別の装置は、患者に対し外科的処置法を行い得るようにされた末端と、本体を含む基端とを有する外科機器を備えている。該本体は、オペレータの手で保持し得るような形状及び配置可能とされた把持領域を備えている。該本体は、把持領域を保持するオペレータの片手で操作可能とされた少なくとも１つの作動要素を備えている。該作動要素は、オペレータが片手で本体を少なくとも２つの手／把持領域の一方に保持することを可能にし、また、少なくとも２つの手／把持領域の方向の何れか一方にて本体を保持するとき、要素を作動させた際、機器の末端の少なくとも一部分の機能、形状、位置又は方向を実質的に等しく所定通りに変化させ得るような形状とされかつそのように本体上で配置可能であるようにされている。
【００２４】
更に別の装置は、患者に対し外科的処置法を行い得るようにされた末端と、オペレータが制御可能であるようにされた基端とを有する外科機器とを備えている。該機器は、高圧の液体を機器の末端に向けて運ぶのに十分な破裂強度を有し且つジェット開口部を提供する少なくとも１つのノズルを含む圧力管腔を備えている。該機器は、末端及び基端と、機器が作用しているとき、液体ジェットを受け入れ得るようにジェット開口部と対向する位置に配置可能なその末端付近にジェット受け入れ開口部とを有する排出管腔を備えている。該排出管腔は、ジェット受け入れ開口部における最小値からジェット受け入れ開口部の基端側の所定の位置における最大値まで実質的に連続的に増大する内部断面積を有している。この最大値は、所定の位置の基端側の位置にて実質的に一定である。
【００２５】
別の装置は、患者に対し外科的処置法を行い得るようにされ末端と、オペレータが制御可能であるようにされた基端とを有する外科機器を備えている。該機器は、末端及び基端を有する管状導管を備える圧力管腔を含む。該圧力管腔は、高圧の液体を機器の末端に向けて運ぶのに十分な破裂強度を有している。管状導管の末端は、くびれ領域を有し、該くびれ領域は、該くびれ領域の外側で且つその基端側に管状導管の断面寸法よりも小さい縮小した断面寸法を有している。該くびれ領域は、ジェット開口部を含み且つ高圧の液体が流れるとき、ジェット開口部が液体ジェットを形成することを可能にし得るような形状とされたノズルを備えている。該ノズルは、液体ジェットの少なくとも中央領域がくびれ領域の外側にて導管の長手方向軸線に対し実質的に垂直となるように方向決めされるようにその方向が設定される。また、該ノズルの形状は、ノズルに隣接するが、くびれ領域外の領域内で管状導管の外面により画定された周縁を超えて突き出すジェット開口部の部分が実質的に存在しないように設定されてといる。
【００２６】
その他の実施の形態おいて、本発明は、ガス状環境内にて特に使用される装置を提供する。かかる１つの実施の形態において、本発明は、患者に対し外科的処置法を行い得るようにされた末端と、オペレータが制御可能であるようにされた基端とを有する外科機器を備え、ガス状環境内で使用される装置を提供する。該機器は、高圧力の液体を機器の末端に向けて運ぶのに十分な破裂強度を有し且つジェット開口部を提供する少なくとも１つのノズルを含む圧力管腔を備えている。該機器は、機器が作用しているとき、液体ジェットを受け入れ得るように所定の距離にてジェット開口部と対向する位置に配置可能なジェット受け入れ開口部を有する排出管腔を更に備えている。該ノズルは、高圧の液体が流れるとき、液体ジェットを形成し得るような形状とされている。該液体ジェットは、ガス状環境を通って動く液滴の拡がり領域を備え、該拡がり領域は、ジェット開口部に頂点が配置され、このため、機器が作用しているとき、拡がり領域内を流れる液滴の実質的に全てはジェット受け入れ開口部内に向けられる。
【００２７】
ガス状環境内で使用される別の装置は、患者に対し外科的処置法を行い得るようにされた末端と、オペレータが制御可能であるようにされた基端とを有する外科機器を備えている。該機器は、高圧の液体を機器の末端に向けて運ぶのに十分な破裂強度を有し且つジェット開口部を提供する少なくとも１つのノズルを有する圧力管腔を備えている。該機器は、基端及び末端を有する排出管腔を更に備えている。該排出管腔の末端は、機器が作用しているとき、液体ジェットを受け入れ得るように所定の距離にてジェット開口部と対向する位置に配置可能なジェット受け入れ開口部を備えている。該排出管腔は、外部の吸引源を必要とせずに液体ジェットを含む液体の実質的に全てをジェット受け入れ開口部から排出管腔の基端まで排出することを可能にし得るような形状とされかつそのように配置可能であるようにされている。
【００２８】
ガス状環境内で使用される別の装置は、患者に対し外科的処置法を行い得るようにされた末端と、オペレータが制御可能であるようにされた基端とを有する外科機器を備えている。該機器は、高圧の液体を機器の末端に向けて運ぶのに十分な破裂強度を有し且つ各々が１つのジェット開口部を提供する少なくとも２つのノズルを含む末端を有する圧力管腔を備えている。ノズルの各々は、高圧にて流れる液体として液体ジェットを形成し得るような形状とされている。該機器は、少なくとも１つのジェット開口部と対向するように該ジェット開口部から所定の距離に配置可能なジェット受け入れ開口部を含む末端を有する排出管腔を更に備えている。少なくとも１つのジェット開口部とジェット受け入れ開口部との間の所定の距離は、ジェット開口部とジェット受け入れ開口部との間にガスが充填された空隙を画定する。該ジェット受け入れ開口部は、機器が作用しているとき、少なくとも１つの液体ジェットを受け入れ得るような形状とされかつそのように配置可能であるようにされている。
【００２９】
ガス状環境内で使用される更に別の装置は、患者に対し外科的処置法を行い得るようにされた末端と、オペレータが制御可能であるようにされた基端とを有する外科機器を備えている。該機器は、高圧の液体を機器の末端に向けて運ぶのに十分な破裂強度を有し且つジェット開口部を提供する少なくとも１つのノズルを有する圧力管腔を備えている。該機器は、機器が作用しているとき、液体ジェットを受け入れ得るようにジェット開口部から所定の位置に該ジェって開口部と対向する位置に配置可能なジェット受け入れ開口部を有する排出管腔を更に備えている。該ノズルは、高圧の液体が流れるとき、液体として液体ジェットを形成し得るような形状とされており、機器が作用しているとき、液体ジェットは、ガス充填された空隙を亙り且つジェット受け入れ開口部内に向けられる。機器が作用しているとき、ジェット受け入れ開口部からガス充填した空隙への液体霧又は噴霧の逆流が実質的に防止されるような、ノズル及びジェット受け入れ開口部の形状とされ且つ互いに対しそのように配置可能であるようにされている。
【００３０】
ガス状環境内にて使用される別の装置は、患者に対し外科的処置法を行い得るようにされた末端と、オペレータが制御可能であるようにされた基端とを有する外科機器を備えている。該機器は、高圧の液体を機器の末端に向けて運ぶのに十分な破裂強度を有し且つジェット開口部を提供する少なくとも１つのノズルを含む圧力管腔を備えている。該機器は、機器が作用しているとき、液体ジェットを受け入れ得るようにジェット開口部から所定の位置に該ジェット開口部と対向する位置に配置可能なジェット受け入れ開口部を有する排出管腔を更に備えている。該ノズルは、高圧の液体が流れるとき、液体として液体ジェットを形成し得るような形状とされている。機器が作用しているとき、液体ジェットは、ガス充填された空隙を亙り且つジェット受け入れ開口部内に向けられる。排出管腔内の所定の位置における液体ジェットの断面形状及び面積は、同一の所定の位置における排出管腔の内部断面形状及び面積と実質的に同一となるようなノズル及びジェット受け入れ開口部の形状とされ且つ互いに対しそのように配置可能であるようにされている。
【００３１】
更に別の面において、本発明は外科液体ジェット機器を利用する方法を提供するものである。１つの実施の形態において、本発明は、外科液体ジェット機器を患者の関節包内に挿入することと、外科液体ジェット機器により液体ジェットを形成することと、液体ジェットを外科液体ジェット機器の排出管腔のジェット受け入れ開口部に向けることと、関節包内の特定の組織を液体ジェットにより切断し又は剥離することとを備える方法を提供するものである。
【００３２】
別の実施の形態において、本発明は、外科液体ジェット機器を患者の身体の表面に近接して位置決めすることと、液体ジェットの機器によりその周囲のガス状環境内に液体ジェットを形成することと、液体ジェットを表面に対し実質的に接触して且つ排出管腔のジェット受け入れ開口部に向けることと、液体ジェットにより材料を表面から分離することと、外部の吸引源を必要とせずに、液体ジェット及び分離した材料を含む液体をジェット受け入れ開口部から排出管腔の基端まで排出することとを備える方法を提供するものである。
【００３３】
更に別の面において、本発明は、管内でジェットノズル領域を形成する方法を提供するものである。この方法は、管の一端をくびれさせ、縮小した断面寸法を有するジェットノズル領域を管内に形成する管腔を提供することを備えている。この方法は、ジェットノズル領域をジェットノズル領域外の管の軸方向中心線に対し実質的に共直線状の位置からジェットノズル領域の軸方向中心線が約ｄ＝Ｒ−ｒ、ここでＲはジェットノズル領域外の管の内半径、ｒはジェットノズル領域の内半径の距離だけ、ジェットノズル領域外の管の軸方向中心線から変位された位置まで片寄りさせることを更に備えている。
【００３４】
本発明のその他の有利な点、新規な特徴及び目的は、概略図で且つ正確な縮尺通りではない添付図面と共に、本発明の以下の詳細な説明から明らかになるであろう。これら図面において、色々な図面に図示した同一又は略同一の構成要素の各々は単一の参照番号で示してある。明確化のため、全ての構成要素が各図面に表示されているわけではなく、また、当業者が本発明を理解することを可能にする上で図面が必要でない場合、本発明の各実施の形態の全ての構成要素が図示されているとは限らない。
【００３５】
【詳細な説明】
本発明は、その多くの多岐に亙る外科的処置法に特に良く適した多岐に亙る適用例にて有用な多岐に亙る液体ジェット機器を提供するものである。本発明により提供される該液体ジェット機器は、色々な外科手的処置法の分野にて使用すべく多岐に亙る異なる形態とすることができる。本発明による好ましい外科機器は、オペレータの手で楽に保持し得る形状及び形態とされた把持領域すなわちハンドルを有する基端を持つ外科用ハンドピースの形態とされている。また、この機器は、液体ジェットを形成する少なくとも１つのノズルを含む末端も備えている。本発明の外科機器の末端は、患者に対し外科的処置法を行うために利用される。本明細書に記載した液体ジェット機器はハンドピースの形態を有するものとして図示したが、本発明は外科用ハンドピースに厳格に制限されるものではなく、本発明は多岐に亙る形態及び目的を有する液体ジェット機器を利用して実施することも可能であることも理解すべきである。例えば、外科用ハンドピースとしての形態とすることに代えて、本発明の液体ジェット機器は、代替的に、例えば、血栓溶解法にて使用すべく患者の脈管内で使用される細長いカテーテルの形態としてもよい。その他の実施の形態において、本発明の液体ジェット機器は、Ｘ／Ｙ／Ｚ位置決め機械のような機械制御によって操作可能な形態としてもよい。また、本発明により提供される液体ジェット機器は、患者の身体の色々な組織、器官等の切断、穿孔、くり抜き、穿通、剥ぎ取り、層剥離、液化、剥離、整形又は形成を行うため高圧の液体流を使用すべく多岐に亙る外科的適用例にて使用することができる。
【００３６】
本発明により提供される液体ジェット外科機器は、液体ジェット開口部を提供する、少なくとも１つのノズルにて終わる末端と、例えば、高圧のポンプ又は液体分配装置により提供される高圧力の液体供給源に接続可能な基端とを有する圧力管腔を含む。液体ジェットノズルは、以下に説明するように、高圧の液体がノズルを通って流れるとき、液体ジェットを形成する形状とされている。好ましい実施の形態における液体ジェットは、外科的処置法にて患者の色々な組織の切断、剥離、整形、縁処理、形成、分離等のために使用することができる。好ましい実施の形態において、ポンプ又は分配装置により機器に供給される液体圧力は、液体ジェットの切断又は剥離パワーがオペレータによって調節可能であるように機器のオペレータが色々に制御可能である。この圧力の調節可能性は、オペレータが外科的処置領域内で異なる型式の組織を識別することのできる液体ジェットを機器により形成することを許容する。例えば、液体ジェットがその下方のより硬い組織を傷付けずに柔らかい組織を切断し又は剥離する十分な強度を有する場合、筋肉又は骨のようなより硬い組織の表面から脂肪のような柔らかい組織を切断し又は剥離するためにより低圧力を利用することができる。次に、筋肉又は骨のような硬い組織を切断し又は剥離することのできる液体ジェットを形成するのに十分なより高圧力を選ぶことができる。このようにして、本発明により提供される液体ジェット外科機器は、色々な外科的処置法にて極めて広く選択可能で且つ制御可能な組織の切断を可能にすることができる。
【００３７】
本発明の外科機器の好ましい実施の形態はまた、機器が作用しているとき、液体ジェットを受け入れ且つ／又は偏向させ得るように液体ジェット開口部から所定の距離に液体が放出されるノズルのオリフィス（以下に、「液体ジェット開口部」又は「ジェット開口部」と称する）と対向する位置に配置可能な液体ジェット標的又は偏向板をも含んでいる。標的すなわち偏向板を含む実施の形態は、該標的／偏向板は使用中、液体ジェットの方向誤り、外科的処置領域内の間違った組織部分の傷付けの可能性を防止する点にて好ましい。この標的／偏向板は、ノズルの液体ジェット開口部と液体ジェットが衝突する標的／偏向板の表面との間の所定の距離により画定された所定の液体ジェットの長さを機器が提供することを可能にする。かかる実施の形態において、外科的処置領域内の標的／偏向板を超える位置にある組織を間違って同時に傷付ける虞れを伴わずに、組織を外科的に切断し又は剥離するために液体ジェットを利用することができる。
【００３８】
幾つかの実施の形態において、標的／偏向板は液体ジェットを偏向させ且つ無害な噴霧状態に変換することのできる単に中実面とすることができる。しかし、好ましい実施の形態において、外科機器の一部を形成する排出管腔に形成されたジェット受け入れ開口部により標的が画定される。画定された液体ジェットの長さ（液体ジェットの開口部とジェット受け入れ開口部との間の所定の距離により画定される）を提供し且つ上述したようにその周囲の組織を間違って傷付けることを防止することに加えて、ジェット受け入れ開口部を有する排出管腔を含む好ましい実施の形態において、排出管腔は、また、該機器によって外科的処置領域から液体、剥離した組織及び壊死組織片を除去するためにも利用することができる。
【００３９】
幾つかの実施の形態において、例えば、真空ポンプ又は吸引器のような外部の吸引源を排出管腔の基端と流体的に連通した状態にて提供し、ジェット受け入れ開口部を介して外科的処置領域から材料を排出するのに必要な吸引駆動力を提供することができる。しかし、好ましい実施の形態において、本発明は、外部の吸引源を必要とせずに、外科的処置領域から液体ジェットを含む実質的に全ての液体、剥離した組織及び壊死組織片を排出することを可能にし得るようジェットノズルに対して所定の形状とされかつそのように配置可能とされた排出管腔を有する（以下の詳細な説明から当該技術分野の当業者に明らかであるように）外科機器を提供するものである。好ましい実施の形態において、排出管腔内に向けられる液体ジェットによって形成された排出力は、排出管腔の基端に配置され又は排出管腔の基端に接続された排出導管に配置された排液リザーバまで外科的処置領域から材料を排出するのに十分である。かかる実施の形態において、液体ジェット及び排出管腔は、エダクタポンプとして共に作用し、該ポンプは、液体ジェットの移動する流体のモーメント及び運動エネルギを利用して、液体、剥離した材料及び壊死組織片を排出管腔を通じ且つ外科的処置箇所から駆動することのできる排出力を発生させる。
【００４０】
以下により詳細に説明するように、本発明は、外部の吸引源を使用せずに（すなわちエダクタポンプの動作を介して）排出管腔を通じて材料を効果的に排出するためには、例えば、ジェット受け入れ開口部とノズルのジェット開口部との間の所定の距離に対し排出管腔のジェット受け入れ開口部の寸法を関係付けるような構成要素間の特定の幾何学的関係を提供し得るような本発明の機器の設計とする必要性を教示する。また、本発明により教示されるように、効果的なエダクタポンプの動作を提供する上述した幾何学的関係と相関するものは、液体ジェットノズルの設計、ジェット受け入れ開口部及び排出管腔の末端の形状、排出管腔に対する液体ジェットの角度方向、外科機器が内部で利用されるその周囲の媒質である。本発明は、幾つかの実施の形態において、多岐に亙る形態及び所期の用途を有する機器に対する、外部の吸引源を必要とせずに、効率的な排出を実現する上述したパラメータの幾つか又は全てを考慮して設計された外科機器を提供するものである。
【００４１】
１つの組みの実施の形態において、本発明は、液体外科的処置環境内で使用可能な構造及び配置とされた外科液体ジェット機器を提供するものであり、この場合、機器が作用しているとき、液体ジェット開口部及びジェット受け入れ開口部の双方は液体に完全につかっている。本明細書にて使用する「液体環境内で使用可能な構造及び配置とされた」という語の意味は、以下の詳細な説明を読むことにより当業者に容易に明らかとなるように、液体環境内での機器の性能を向上させ得るように特に選んだ構造的特徴及びかかる特徴間の幾何学的関係を新規に組み合わせることを指すものとする。かかる装置は、例えば、内視鏡下、関節鏡下検査法又は開放外科的処置法にて使用される外科用ハンドピースの形態とすることができる。上述したように、かかる装置は、また患者の脈管系内で使用されるカテーテルの形態とすることもできる。
【００４２】
本発明により提供される外科機器の別の形態は、空気中のようなガス状環境内で作用可能な構造及び配置とされており、この場合、流体ジェットノズル及びジェット受け入れ開口部を含む機器の末端は、機器が作用しているとき、ガスによって実質的に完全に取り巻かれている。本明細書にて使用する「ガス状環境内で作用可能な構造及び配置とされた」という語の意味は、以下の詳細な説明を読むことにより、当該技術分野の当業者に容易に明らかとなるように、ガス状環境内での機器の性能を向上させ得るように特に選んだ構造的特徴及びかかる特徴間の幾何学的関係を新規に組み合わせたものを指すものとする。本発明により提供される外科機器をガス状環境内で使用することを目的とする典型的な外科的処置法は、例えば、患者の外面における外科的処置法又は特定の開放及び最小侵襲型外科的処置法を含む、その周囲の空気環境内で行われる処置法を含む。しかし、本発明により提供されるガス状環境内で使用し得る設計とされた外科機器は、空気中で使用することにのみ限定されるものではなく、例えば、窒素、酸素、二酸化炭素、その混合体等のような任意のその他のガスにより取り囲まれたときに使用することができる。
【００４３】
本発明により提供される、ガス状環境内で使用し得る設計とされた外科液体ジェット機器は、特定の開放外科的処置法、腹腔鏡下外科的処置法、口腔外科的処置法及びその他を含む多数の外科的処置法に有利に利用することができる。空気環境内で使用される本発明の外科液体ジェット機器の１つの好ましい適用例は、人間の皮膚の傷、火傷、感染箇所及びその他の開放箇所を分離すべく患者の身体の外面の上でかかる機器を使用することを含む。本明細書にて使用する「分離」という語は、液体ジェット機器を介して材料を表面から除去することを指す。表面から除去された材料は、例えば、表面に沈着した生組織、壊死組織、異物又は壊死組織片、感染性材料等を含むことができる。以下により詳細に説明するように、本発明の外科機器の異なる構成要素に対し効率的な作用を提供する好ましい幾何学的関係及び設計パラメータは、液体に完全につけたときに使用される設計とされた外科機器及びその周囲のガス状環境内で使用し得る設計とされた外科機器の場合、相違する。
【００４４】
本発明の外科液体ジェット機器は、好ましい実施の形態において、外部の吸引源を必要とせずに、外科的処置箇所から材料を効果的に除去し且つ液体ジェットの中央領域と排出管腔の長手方向軸線との間で多岐に亙る角度方向に亙って、その材料を排出管腔を通じて運ぶ形態とすることができる。本明細書で使用する「液体ジェットの中央領域」という語は、液体ジェットの幾何学的中心を画定する領域を指すものとする。この領域は、典型的に、その外面が液体ジェット開口部の内周縁により画定された形状及び周縁を有し、その開口部の周縁は、ジェットノズルの長手方向軸線に対して共直線状である１つの軸線に沿って液体ジェット開口部からジェット受け入れ開口部まで突き出している。以下により詳細に説明するように、ジェットノズルの「長手方向軸線」は、圧力管腔のノズル領域の軸方向中心線によって画定される。排出管腔の「長手方向軸線」とは、ジェット受け入れ開口部の基端側となる領域内で排出管腔の幾何学的中心を画定する軸線を指す。典型的な実施の形態において、排出管腔のこの領域は、オペレータの手で保持し且つ制御可能な細長い機器の本体（又は、カテーテルの形態のように、本体を含まない形態を伴う実施の形態の場合、オペレータが制御可能である、患者の体内に挿入されない、外科機器の基端）の長手方向軸線に対し実質的に平行な長手方向軸線を有する。色々な構成要素の長手方向軸線間の幾何学的形態を説明する記述で本明細書にて使用されるように、「共直線状」という語は、その長手方向軸線が空間内の実質的に同一線上に重ね合わせた構成要素を指す。本明細書の同一の文章中で使用される「平行な」という語は、共直線状ではなく、空間内で実質的に同一の方向に方向決めされた長手方向軸線を指す。従って、本発明により提供される外科機器は、外科機器の基端又は本体を画定する長手方向軸線に対し軸方向に、横断状に又は０乃至１８０°の範囲の任意の角度にて方向決めされた液体ジェットを提供する機器を含む、多岐に亙る液体ジェットの角度形態に対し、外部の真空源を必要とせずに、材料及び壊死組織片を外科的処置箇所から効果的に排出することを可能にする。かかる自由さは、特定の外科的処置法のため特に選んだ多岐に亙る所定の外形、形状及び寸法を有する末端を持つように本発明の外科機器を設計することを可能にする。このように機器を特注品化することは、外科的処置スペースを画定する身体の狭い領域内に装置の末端を挿入することを容易にし且つその困難さを軽減し得るように液体ジェット機器を設計し且つそのような形態とすることを許容する。例えば、以下により詳細に説明するように、本発明は、例えば、膝のような患者の関節包内で関節鏡下外科的処置法又はその他の外科的処置法を行うための外科液体ジェット機器及びその外科的方法を提供するものである。
【００４５】
本発明の外科液体ジェット機器を狭い外科的処置スペース内に更に挿入し易くするため、多数の好ましい実施の形態、特に、液体環境内に完全につけたときに作用し得る設計とされた機器を採用する実施の形態において、本発明は、展開可能な末端を有する外科機器を提供するものである。本明細書で使用する、「展開可能な」という語は、圧力管腔、排出管腔の何れか一方又はその双方が互い可動であり、ノズルの液体ジェット開口部と排出管腔のジェット受け入れ開口部との間の所定の距離を変化させる、末端を有する外科液体ジェット機器を指す。典型的に、かかる機器は、非展開状態の形態にて処置箇所に挿入し、その箇所にて、その非展開状態の形態のとき、上述した所定の距離は、短く又は実質的に零であり、機器の末端は、挿入するための最小断面寸法を有する。挿入後、オペレータは、機器の基端又は本体を操作することにより、末端を展開させ、ジェット開口部とジェット受け入れ開口部との間に望ましい所定の距離、従って、望ましい液体ジェットの長さを提供することができる。以下により詳細に説明するように、この展開は、例えば、機器の基端又は本体に対し管腔の一方又は双方を長手方向に動かし、管腔の一方又は双方を横方向に動かすこと又は上記の動作の任意のものの組み合わせを含むことができるが、この動作は、液体ジェット開口部とジェット受け入れ開口部との間の所定の距離を変化させることを含むことが条件である。
【００４６】
以下により詳細に説明するように、幾つかの好ましい実施の形態において、機器の基端は、オペレータ用の把持領域を有する本体を備えている。該本体は、作動させたとき、機器の末端の少なくとも一部分の機能、形状、位置又は方向を所定通りに変化させ得るようにオペレータが操作可能である少なくとも１つの作動要素を含むことができる。例えば、この作動要素は、機器の末端を展開させるために使用することができる。本発明による２つ以上の作動要素を含む実施の形態の場合、作動要素によって、以下により詳細に説明するように、作動時、機器の末端の少なくとも一部分の機能、形状、位置又は方向が実質的に等しく所定通りに変化するようにすることが好ましい。幾つかの実施の形態において、少なくとも２つの異なる手／把持領域の方向にとなるようにオペレータが片手で容易に操作し得るように作動要素を配置し、これにより、オペレータは依然として作動要素を作動させることができる一方にて、その手で機器を少なくとも２つの別個の位置に保持することを許容し得るようにすることができる。
【００４７】
本発明の液体ジェット外科機器は、幾つかの実施の形態に対し、機器が作用しているとき、排出管の詰まり、液体ジェットの吹抜け又は液体ジェットの逆噴霧又は霧化を防止し又は少なくし得るような設計及び形態とされた末端を有することが好ましい。本明細書で使用する、「液体ジェットの吹抜け」とは、ジェット受け入れ開口部の面にて、ジェット受け入れ開口部の断面積よりも大きい断面積を有し、このため、液体ジェット又は高速度流体の少なくとも一部分がジェット受け入れ開口部を通過するすなわち「吹抜け」る、液体ジェットにより吸収された液体ジェット又は高速度流体の一部分（以下に説明するように、「吸収」領域を含む）の作用を指す。吹抜けは、間違って組織を傷付け且つ排出効率を低下させる可能性がある点で一般に望ましくない。
【００４８】
本明細書で使用する、「逆噴霧」とは、排出管腔のジェット受け入れ開口部に入り、その後、ジェット受け入れ開口部から外科用処置領域内に反射し、すなわち逆流する、液体ジェット、又は液体ジェットに吸収された高速度流体を指す。かかる逆噴霧は、作用中、外科的処置領域を汚染し且つ／又は感染性の材料をエローゾル化する可能性がある点にて望ましくなく、更に、逆噴霧は、典型的に、エダクタポンプの動作を介して機器によって材料を排出する効率レベルが不良である。以下により詳細に説明するように、本発明により提供される外科機器は、該機器が作用しているとき、吹抜け及び逆噴霧に関係した性能上の問題点を実質的に軽減し、また、好ましい実施の形態において、実質的に解消する。
【００４９】
液体環境内で作用し得る設計とされた外科機器を採用する実施の形態の場合、機器が作用しているとき、液体ジェットにより吸収された組織の少なくとも一部分を複数の粒子に融離させ得る設計とされた１つの領域をジェット受け入れ開口部内にて且つ／又はその下流に有するような排出管腔の構造とすることにより、排出管腔の詰まりを防止することができる。本明細書で使用する「融離する」という語は、管腔を詰まらせることなく、排出管腔を通り抜けるのに十分に小さい寸法の粒子となるように材料を分割することのできる極めて高せん断力及び衝撃力の領域を形成する強力な乱流の作用を受ける排出管腔内の液体によって、例えば、吸収した組織のような、吸収された材料を分解することを指す。好ましい実施の形態において、排出管腔は、吸収した組織の相当な部分を複数の実質的に顕微鏡的粒子に融離させることができる。本明細書で使用する「顕微鏡的」とは、人間の裸眼で見ることのできない程に非常に小さい寸法の粒子を指す。作用しているとき、液体ジェット及び該液体ジェットにより吸収された高速度流体は、ジェット受け入れ開口部の断面積の相当な部分を占めるが、ジェット受け入れ開口部の断面積よりも大きい領域は占めないような形態とされた末端を有する外科液体ジェット機器を提供することにより、ブローバイ及び逆噴霧を防止することができる。以下により詳細に説明するように、この「相当な部分」とは、液体ジェットにより形成された吸収領域が占めるジェット受け入れ開口部の断面積の少なくとも５０％でかつ１００％以下の面積を指す。
【００５０】
次に、添付図面に示した幾つかの特定の実施の形態を説明することで本発明の外科液体ジェット機器についてより詳細に説明する。説明した実施の形態は単に説明のためであり、当該技術分野の当業者にとって明らかであるように、その他の形態を有する機器に対しその他の方法にて特許請求の範囲に記載した本発明の新規な特徴を実施し又は利用することができることを理解すべきである。
【００５１】
図１には、本発明による液体ジェット外科機器１０２を利用する液体ジェット外科装置１００の１つの実施の形態が図示されている。図示した外科機器１０２は、該機器のオペレータの手に配置し得る形態とされた把持領域１０６を有する本体１０４を含む基端１０３を持つ外科用ハンドピースの形態とされている。該外科機器１０２は、圧力管腔１１０及び排出管腔１１２を含む末端１０８を有している。外科機器の領域の説明にて本明細書で使用する「末端」とは、患者に対し外科的処置法を行い得るようにされ、また、機器の作用中、外科的処置箇所に挿入される外科機器の部分を指す。機器１０８の末端は、幾つかの実施の形態において、圧力管腔１１０及び排出管腔１１２の末端のみを備え又はその他の実施の形態において、機器の使用中、患者の外科的処置スペース内に挿入される圧力管腔１１０及び排出管腔１１２の末端の基端側の構成要素を含むことができる。
【００５２】
図示した実施の形態において、外科機器１０２は、圧力管腔１１０及び排出管腔１１２の少なくとも一部分を取り巻くシース１１４を更に備えている。該シース１１４は、機器１０２が作用している間、圧力管腔１１０と排出管腔１１２との間に所望の幾何学的形態を維持し且つ／又は確立するのを助けるべく管腔に対する支持体を提供する。圧力管腔１１０は、その末端にノズル１１６を更に備えている。該ノズルは、圧力管腔１１０により供給された高圧の液体が貫通して流れるとき、液体ジェットを形成する。排出管腔１１２は、その末端に配置されたジェット受け入れ開口部１１８を含み、該開口部は機器１０２が作用しているとき、液体ジェット１２０を受け入れ得るようにジェットノズル１１６から所定の距離にてジェットノズル１１６と対向する位置に配置されている。
【００５３】
図示した特定の実施の形態において、液体ジェット１２０は、機器１０２の排出管腔１１２及び本体１０４の長手方向軸線に対して横断状に（例えば、約９０°の角度に）方向決めされている。以下により詳細に説明するように、かかる実施の形態の場合、排出管腔１１２は、排出管腔１１２内で基端側に液体ジェット開口部１１８に入る液体を偏向し且つ方向決めすべく利用される、ジェット受け入れ開口部１１８の下流にあり且つ該開口部に隣接するジェット偏向部分１２２を備えることが好ましい。圧力管腔１１０及び排出管腔１１２は、外科用等級のステンレス鋼にて製造されることが好ましいが、代替的な実施の形態において、管腔の何れか一方又はその双方は、例えば、当該技術分野の当業者に明らかであるように、特定の重合系材料のようなその他の適当な材料で製造することができる。圧力管腔を製造する特定の材料に関係なく、圧力管腔１１０は、液体ジェット１２０を形成すべく高圧の液体をノズル１１６に運ぶのに十分な破裂強度を有するものでなければならない。圧力管腔１１０の破裂強度は、実施すべき特定の外科的処置法にて使用すべく供給される液体に可能な最高圧力に適合し且つ好ましくはその圧力を上廻るように選択する必要がある。典型的に、外科機器１０２は、切断し且つ／又は剥離すべき所期の材料に依存して、約３．４４７４ＭＰａ（約５００ｐｓｉｇ）乃至約３４４．７３８ＭＰａ（約５０，０００ｐｓｉｇ）の範囲の液体圧力にて作用する。当該技術分野の当業者は、特定の外科的必要条件に合うように圧力管腔１１０及び排出管腔１１２を形成する適当な材料を容易に選ぶことができよう。
【００５４】
好ましい実施の形態において、圧力管腔１１０及び排出管腔１１２は、例えば、外科処置スペース内の表面と接触し、その偏向により液体ジェット１２０の方向が誤り、最早、ジェット受け入れ開口部１１８に入射せず、これにより、間違って患者の組織を傷付きる可能性がある、管腔の曲がりを防止するのに十分に硬いような管腔の末端の構造とされ且つそのように支持されている。圧力管腔１１０は、高圧液体の供給導管１２６を介して、高圧ポンプ１２４と流体的に連通している。高圧液体の供給導管１２６は、また、特定の外科的適用例に対し機器１０２を使用しようとする最高液体圧力に抵抗し得る破裂強度を備えなければならない。幾つかの実施の形態において、高圧液体の供給導管１２６は、少なくとも３４４．７３８ＭＰａ（５０，０００ｐｓｉｇ）に耐える構造とされた破裂抵抗性ステンレス鋼皮下管を備えている。幾つかの実施の形態において、皮下管は、外科機器１０２の可撓性及び操作性を向上させ得るようにら旋状にコイル巻きすることができる。好ましい実施の形態において、高圧液体の供給導管１２６は、圧力管腔１１０に接続可能なケブラー強化ナイロン管から成っている。
【００５５】
所望の外科的処置法を行うのに必要とされる液体圧力を供給可能な任意の適当なポンプとすることができる高圧ポンプ１２４が高圧液体の供給導管１２６と流体的に連通している。当該技術分野の当業者は、非限定的に、ピストンポンプ及び隔膜ポンプを含む多くの型式の高圧ポンプを本発明の目的のために利用することができることが容易に理解されよう。好ましい実施の形態において、高圧ポンプ１２４は、再使用可能なポンプ駆動コンソール１２８に接続された使い捨て型ピストン又は隔膜ポンプを備えている。高圧ポンプ１２４は、液体供給リザーバ１３２から液体を受け取る低圧液体の供給管１３０と流体的に連通した入口を有している。ポンプ駆動コンソール１２８は、液体供給導管１２６により高圧液体を供給すべく高圧ポンプ１２４に駆動力を提供するために利用することができる電気モータを備えることが好ましい。
【００５６】
本発明の実施に際し、多岐に亙る既知のポンプコンソールを利用することができるが、好ましいポンプ駆動コンソールは、オペレータ制御式スイッチ１３４によってオンのオフの切り換えを行なうことのできる定速度電気モータを含む。好ましい実施の形態において、オペレータ制御式スイッチ１３４は、機器のオペレータが容易に操作可能な外科機器１０２の把持領域１０６に設けられた釦又は引金部或いは足踏みペダルを備えている。幾つかの実施の形態において、ポンプ駆動コンソール１２８は、工場で予め設定され且つ使用中、調節不能である吐出圧力／流量を有するものとすることができる。その他の実施の形態において、圧力／流量は、ポンプコンソールのモータ速度及び／又は高圧ポンプの排出量を制御することができる可調節型の圧力／流量の制御構成要素１３６を介して、オペレータが制御可能である。図１において、圧力／流量の制御構成要素１３６は、ポンプ駆動コンソール１２８におけるノブとして図示されているが、好ましい実施の形態において、かかる構成要素は、ポンプ駆動コンソール１２８のオン／オフ制御に関して上述したように、把持領域１０６に設けられた引金部／釦或いは足踏みペダルを備えることが好ましい。更にその他の実施の形態において、ポンプ駆動コンソール１２８及び高圧ポンプ１２４は、当該技術分野の当業者に明らかであるように、高圧液体を吐出し得るように高圧液体ディスペンサ又はその他の手段と置換することができる。
【００５７】
液体切断ジェットを形成するために利用される液体は、外科的処置法を行おうとする圧力及び温度の液体状態に保つことが可能な任意の流体とすることができる。生身の患者に対し外科的処置法を行うのに機器が使用される適用例の場合、利用される液体は、また、生理学的にも適合可能でなければならない。典型的な実施の形態において、供給される液体は、滅菌外科用食塩溶液又は滅菌水とし、液体供給リザーバ１３２は、かかる流体を保持する静脈内（ＩＶ）バッグのような滅菌容器を備えることができる。幾つかの実施の形態において、液体ジェットの切断又は剥離能力を向上させるため、液体は固体の研磨剤を含み、又は、液体は、例えば、ノズル１１６から液体ジェット１２０に導入されたとき、固体の微粒子材料を形成する、二酸化炭素のような液化ガスを含むことができる。その他の実施の形態において、外科機器１０２に供給された液体は、特定の外科的処置法に有用な消毒液、抗生物質、抗ウィルス成分、麻酔薬、薬剤、化学的療法剤を含むことができる。その他の実施の形態において、流体は、機器が作用しているとき、液体ジェットの視覚性を向上させ得るように色素を含めることができる。
【００５８】
排出管腔１１２は、その基端にて排出導管１３８に接続可能であり、該排出導管１３８は、排出した材料及び壊死組織片を排液リザーバ１４０に運ぶために使用することができる。排出導管１３８内に保持された液体は、比較的低圧力であり、従って、好ましい実施の形態において、排出導管１３８は、例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、シリコーン、ポリエチレン、ゴム管等の重合管のような低コストの可撓性の材料にて形成することができる。好ましい実施の形態において、排出導管１３８は、排出管腔１１２の最大の内部断面積に等しく又はこれを上廻る最小の内部断面積を有しなければならない。図示した実施の形態において、外科機器１０２は、外部の吸引源を必要とせずに、排出管腔１１２が液体ジェット１２０、剥離した材料及び壊死組織片をジェット受け入れ開口部１１８から排出管腔１１２の基端まで且つ排出導管１３８を通じて排液リザーバ１４０内に排出することができるような構造とされている。かかる実施の形態において、排出導管１３８は、外部の吸引源に接続不能であり、このため、機器が作用しているとき、オペレータが排出導管１３８を誤って外部の吸引源に接続することがないようにする真空遮断器１４２又は基端を含む。
【００５９】
好ましい実施の形態において、液体ジェット外科装置１００の流体供給路は、例えば、当該技術分野の当業者に明らかであるように、エチレン酸化物に露呈させるといった化学的方法又はガンマ或いはベータ放射線により処分し且つ滅菌処理することができる。特に好ましい実施の形態において、流体路は、１回限り使用のため、ユーザに予め滅菌処理した状態で供給される。当該技術分野の当業者は、「使い捨て可能」及び「１回限り使用」という語が意味することが理解される。滅菌処理過程中、例えば、沈着物によってジェットノズル１１６が詰まることによる機器の有用性を低下させることなく、使用する間、かかる構成要素を効果的に清浄にし且つ滅菌処理することが難しいから、液体供給リザーバ１３２、液体供給管１３０、高圧ポンプ１２４、高圧液体の供給導管１２６及び圧力管腔１１０を含む液体供給路が使い捨て型であることは有益なことである。特に好ましい実施の形態において、液体ジェット外科装置１００の構成要素の全ては、ポンプ駆動コンソール１２８を除いて１回使用した後、完全に廃棄可能である。外科液体ジェット機器は、１回使用した後、廃棄可能である実施の形態の場合、該機器は、滅菌処理可能であることが好ましく、また、予め滅菌処理した状態で提供されることが最も好ましい。その他の実施の形態において、患者の体内に挿入される機器の圧力管腔及び末端のみが滅菌処理可能又は予め滅菌処理される。
【００６０】
把持領域１０６は、特定の外科的処置法における人間工学的動き及び／又は特定のオペレータの好みに依存して、多岐に亙る形状及び形態にて形成することができる。例えば、細長いハンドルを備える図示した把持領域１０６と相違して、把持領域は、当該技術分野の当該者に明らかであるように、ピストルの形状又はループ、ストラップ、リング、指スロット等を有する形状にて形成することができる。
【００６１】
外科機器１０２は、図２ａにより詳細に図示されている。具体的には、図２ａには、外科機器１０２の本体１０４、シース１１４、圧力管腔１１０及び排出管腔１１２の一部切欠き図が図示されている。ノズル１１６の出口に配置されたジェット開口部１４４がより明確に図示されており、該ジェット開口部１４４は、ノズル１１６から放出されたとき、液体ジェット１２０の頂点を画定する。ジェット受け入れ開口部１１８及び排出管腔１１２のジェット偏向部分１２２もまたより明確に図示されている。図示した実施の形態において、液体ジェット１２０はジェット受け入れ開口部１１８内に向けられ、このため、液体ジェット１２０の中央領域の方向を画定する軸線１４６がシース１１４の長手方向軸線及び外科機器１０２の基端１０３に対し実質的に垂直となる。
【００６２】
シース１１４は、その基端にて外科機器１０２の本体１０４に取り付けられ且つその内部に２つの通路を有する管を備えることができる。圧力管腔１１０は、１つの通路１１５を通じて横断し、排出管腔１１２は他方の通路１１７を横断する。管腔１１０、１１２が横断する通路１１５、１１７は中央の分離領域１４８により分離されている。シース１１４は、当該技術分野の当業者に明らかであるように、多岐に亙る既知の材料にて形成することができる。好ましい実施の形態において、シース１１４は、外科等級ステンレス鋼にて製造されている。図示した実施の形態の代替的な実施の形態において、シース１１４は、中央領域１４８が無い単純な管から成るものとすることができ、また、圧力管腔及び排出管腔をシース内に配置し、これら管腔がシースの長さに沿って互いに直接接触するようにすることができる。機器の末端の断面寸法が最小であることが望ましい装置の場合、かかる実施の形態は好ましい。
【００６３】
圧力管腔１１０及び／又は排出管腔１１２は、管腔がシースに対し動き得ない実施の形態の場合、シースの長さに沿った１つ以上の箇所にてシース１１４に堅固に接続可能である。以下により詳細に説明する代替的な実施の形態において、管腔の少なくとも１つは、シース内で摺動可能で且つ／又は回転可能である。管腔の壁とシース１１４の１つ以上の部分の内面との間の単なる摩擦、溶接、接着、圧力嵌め又は管腔の外面をシースの内面に固着するその他の方法又は当該技術分野の当業者に明らかな任意のその他の方法のような多岐に亙る方法にてシース１１４内に管腔を固定することができる。図２ａに図示した実施の形態の代替的な実施の形態において、シース１１４は完全に省略してもよい。かかる実施の形態において、圧力管腔及び排出管腔は、例えば、溶接、接着等により互いに直接接続し又はストラップ、リング、クリップ又は当該技術分野の当業者に明らかなその他の手段により互いに接続することができる。
【００６４】
外科機器１０２の本体部分１０４の図示した切欠き領域は、１つの実施の形態による圧力管腔１１０と高圧液体の供給導管１２６との間の接続及び排出管腔１１２と排出導管１３８との間の接続を示す。圧力管腔１１０の基端１５０は、高圧管カプラー１５２を介して高圧液体の供給導管１２６に接続されている。高圧管カプラー１５２は、幾つかの実施の形態において、圧力下のとき、圧力管腔１１０及び高圧液体の供給導管１２６の端部を所定の位置に強固に保持すべく顎付き接続具上に配置された圧着スリーブを含むステンレス鋼顎付き接続部を備えることができる。代替的な実施の形態において、高圧管カプラーは、当該技術分野の当業者に明らかであるように、エポキシ接着剤又はその他のシーラントにより圧力管腔及び高圧液体の供給導管の端部に固着することができる。上述した実質的に恒久的な接続具と相違して、代替的な実施の形態において、高圧管カプラーは、当該技術分野の当業者に既知の多岐に亙る高圧管接続具のような脱着可能又は接続不能な高圧要素を備えることができる。同様に、排出管腔１１２の基端１５４は、低圧管カプラー１５６を介して排出導管１３８に接続することができる。低圧管接続要素１５６は、非限定的に、顎付き接続具、ルアロック接続具等を含む、当該技術分野で既知の多岐に亙る低圧管接続具の任意のものを備えるものである。好ましくは、低圧接続要素１５６は、排出管腔１１２の最大内部断面積と少なくとも等しい大きさの最小内部断面積を有するようにする。圧力管腔１１０、排出管腔１１２、高圧液体の供給導管１２６、排出導管１３８は、支持要素１５７を介して本体１０４内に支持され且つ位置決めされており、該支持要素は、管腔／導管が通るスロット、溝又は穴を有する本体１０４の内面からの伸長部又は突出部を備えることができる。
【００６５】
図２ｂには、上述したように、シースと、直線状ではなく、機器の末端１６０にて湾曲したシース１５８を有する外科機器の末端との１つの代替的な実施の形態が図示されている。かかる形態は、特定の外科的スペース内に機器の末端１６０を挿入することの困難性を軽減する上で好ましい。シース１５８は、ジェット開口部から放出された液体ジェット１２０の中央領域の方向がシース１５８の基端及び機器の基端の長手方向軸線に対し実質的に平行となるようにノズル１１６及びジェット受け入れ開口部１４３を方向決めする。図示した実施の形態において、液体ジェット１２０の中央領域は、シース１５８が接続される機器の基端の長手方向軸線に対し約１８０°の角度及び排出管腔１６４の湾曲したジェット偏向領域１２２に対し基端側の領域内で排出管腔１６４の長手方向軸線１６２に対し約９０°の角度に方向決めされている。
【００６６】
図３ａ乃至図３ｄには、液体ジェットノズル及びジェット開口部を提供する圧力管腔の末端領域の多岐に亙る実施の形態が図示されている。図３ａには、液体環境内で利用し得る設計とされた外科機器内で使用するのに好ましい圧力管腔の１つの実施の形態の末端領域が図示されている。圧力管腔１７０は、ノズル１７４を画定する導管のくびれ領域１７２を有する管状導管を備えており、該くびれ領域は、くびれ領域１７２の外側で且つ該くびれ領域１７２の基端側の管状導管の内部断面積よりも小さい内部断面積を有する。圧力管腔１７０の末端は、外科機器により剥離し又は分離すべき表面１７８に隣接してジェット開口部１７６を配置し得るような更なる形態とされ、ジェット開口部１７６から出る液体ジェットがジェット開口部１７６の領域にてノズル１７４を備える管の肉厚に実質的に等しい距離だけ表面１７８から分離されるようにしてある。ノズル１７４は、以下に説明する方法により圧力管腔１７０に形成し、圧力管腔１７０を含む外科機器のオペレータが剥離し又は分離すべき表面１７８に隣接し又は該表面１７８に近接してノズル１７４を配置し且つ液体ジェットを表面１７８から極めて短い距離にて表面１７８に対し実質的に平行に方向決めすることを可能にする。ノズル領域１７４は、ジェットノズル領域１７４の外側にて圧力管腔１７０の軸方向中心線１８０に対し曲がっており、このため、ジェット開口部１７６は、その中央領域が軸線１８０に対する角度θを形成する軸線１８２に沿って方向決めされた液体ジェットを放出する。角度θは、約０乃至約９０°の範囲内の任意の角度とすることができ、また、好ましい実施の形態において、約９０°の角度である。
【００６７】
図３ａに図示したノズルは、くびれ領域１７２に隣接し且つ該くびれ領域の基端側の領域１７３内で圧力管腔１７０を形成する管状導管の外面により画定されたパラメータを超えてノズル１７４が半径方向に突き出さないため、圧力管腔１７０に対して小さいプロフィールを提供すると同時に、横断方向に向けた液体ジェットを提供し、また、比較的大きいノズル長さ対内径の比を提供することも好ましい。液体環境内で使用すべく外科機器に対し利用されるとき、ノズル１７４は、領域が少なくとも約４倍、より好ましくは、少なくとも約６倍だけその最小内径を上廻る長さを有する場合、最小内径の領域を備えることが好ましい。その他の実施の形態において、該領域は、少なくとも約１０倍だけその最小内径を上廻る長さを有している。以下により詳細に説明するように、ノズル領域の長さ対最小内径の比が大きければ大きい程、ジェット開口部１７６から放出される液体ジェットは益々狭小に収束され且つ平行化状態とされる。以下により詳細に説明する理由のため、液体環境内で使用される外科機器を使用する実施の形態の場合、極めて平行化した液体ジェットであることが一般に好まれしい。しかし、一般に、例えば、約１０以上という、極めて大きい長さ対最小内径との比を有するノズルは、ジェットの平行化状態を顕著に向上させることなく、使用中、ノズルにて極めて大きい圧力降下を生じさせ勝ちであり、このため、長さ対最小内径の比が例えば、約６の中間的な値のノズルよりも好ましくない。
【００６８】
図３ｂには、図３ａに図示したノズル１７４と同様の形態のノズル１８６を提供する圧力管腔１８４の末端部分が図示されている。しかし、圧力管腔１８４は、その末端付近で湾曲しており、このため、ジェット開口部１８８は、その中央領域の方向を画定する軸線１９０を有する液体ジェットを放出し、この方向は、圧力管腔１８４が接続される外科液体ジェット機器の基端の長手方向軸線に対し実質的に平行である。図３ａ及び図３ｂに図示した実施の形態に加えて、圧力管腔及びノズルは外科機器の基端又は本体の長手方向軸線に対し多岐に亙る望ましい角度方向に向けられた液体ジェットを提供し得る形状及び配置とすることが可能であることが当該技術分野の当業者には容易に理解されよう。
【００６９】
図３ｃには、圧力管腔内で液体ジェットノズルを形成する１つの代替的な実施の形態が図示されている。圧力管腔１９２内のノズル領域１９４は、圧力管腔１９２を備える管の側壁に穿孔し又はくり抜いた穴を備えている。ノズル１９４は、圧力管腔１９２の長手方向軸線に対し実質的に横断状の軸線１９８に対し液体ジェットの中央領域が共直線状となるように液体ジェットを向けるジェット開口部１９６を提供する。図３ｃに図示した実施の形態は、長さ対最小内部断面直径の比が比較的小さいノズル領域を提供する低プロフィールの圧力管腔が望まれる外科機器にて使用するのに十分に適している。以下に更に詳細に説明するように、その周囲のガス状環境内で利用し得る設計とされた外科機器の場合、長さ対最小内径の比が比較的小さいノズルであることが一般に望ましい。ノズル領域１９４は、ノズル１９４に隣接する領域内で実質的に圧力管腔１９２の肉厚に等しい長さを有する。ジェット開口部１９６の寸法は、ノズル１９４に対し望ましい長さ対最小内径の比を提供し得るように圧力管腔１９２の厚さに対し選ぶことができる。ガス状環境内で利用し得る設計とされた外科機器を採用する実施の形態の場合、望ましいノズル１９４の長さ対最小内径の比は、約４以下であり、より好ましくは約２以下である。典型的に、高圧液体がノズルを通って流れるとき、比較的収束し且つ平行化した液体ジェットを放出する、長さ対最小内径の比が比較的大きいノズルと相違して、長さ対最小内径の比が小さいノズルは、典型的に、図３ｅに図示するように、平行化の程度が小さく且つより拡がる性質の液体ジェットを放出する。
【００７０】
図３ｄには、圧力管腔内にノズルを提供する更に別の実施の形態が図示されている。上述した図３ｃと同様に、図示した実施の形態における圧力管腔１９８は、圧力管腔を備える管の側壁にくり抜いた穴を備えている。上述した図３ｃの実施の形態の場合と相違して、また、長さ対最小内径の比が大きいノズル２０２を提供し得るように、圧力管腔１９８は、管腔の側壁に形成された穴内に密封可能に挿入されたノズル挿入体２００を備えている。ノズル挿入体２００は、上記の図３ｃにおけるように形成されたノズルに対して可能なノズルの長さ対直径の比を全体として上廻ることのできる望ましいノズルの長さ対内径の比を提供し得るように望ましい所定の最小内径を有するように形成された通路２０４を含むことができる。ノズル挿入体２００は、例えば、ステンレス鋼のような圧力管腔１９８と同一の材料で形成し、又は圧力管腔１９８を形成するために利用される材料を上廻る硬さを有する多岐に亙るその他の材料にて形成することができる。例えば、ノズル挿入体２００は、チタン、タングステン、バナジウム又はその他の高硬度の金属のような材料又は当該技術分野の当業者に明らかであるように、サファイア、ダイヤモンド等のような結晶状の非金属材料にて完全に又は少なくとも部分的に形成することができる。代替的な実施の形態において、図示したノズル挿入体を提供することに代えて、排出管腔には、その領域の外側の肉厚を上廻る肉厚を有する側壁領域を設けることができる。かかる実施の形態におけるノズルは肉厚の厚い領域に穴をあけることにより形成することができる。
【００７１】
図４には、図３ａ及び図３ｂに関して上述したノズルを形成する、本発明による１つの好ましい方法が図示されている。図４のステップ１は、圧力管腔を形成するときに使用される管状導管２１０を提供することを含む。上述したように、管状導管は、典型的に、ステンレス鋼のような生態適合性金属にて形成され且つ所期の液体圧力に耐えるのに十分な破裂強度を有する（例えば、少なくとも３４４．７３８ＭＰａ（５０，０００ｐｓｉｇ）の破裂強度）を有するように選ばれる。
【００７２】
この方法のステップ２は、縮小した断面積を有するくびれ領域２１２を形成し得るように導管２１０の一端をくびれさせることを含み、このくびれ領域は、実質的に一定の内部断面積を有するジェットノズル領域２１４となるようにテーパーが付けられている。ジェットノズル領域２１４は、ジェット開口部２２０内のその末端にて終わっている。くびれ領域２１２は、例えば、くびれ領域２１２及びジェットノズル領域２１４を形成すべく導管２１０の末端をかしめ、圧着し又は熱間引抜きするといった当該技術分野にて既知の多岐に亙る方法により導管２１０に形成することができる。ステップ２の終結時に、圧力管腔導管２１０は、内径Ｒを有し、ジェットノズル領域２１４は、最小内半径ｒを有し、また、ジェットノズル領域２１４は、くびれ領域２１２の外側で圧力管腔２１０を備える管の軸方向中心線２１６と実質的に共直線状である。
【００７３】
この方法のステップ３は、ノズル領域２１４の軸方向中心線２１８が距離Ｄ＝Ｒ−ｒだけくびれ領域２１２の外側で管２１０の軸方向中心線２１６から片寄りし、ジェットノズル領域２１４及び管状導管２１０が管状導管２１０の外面に対して共直線状に少なくとも１つの線２２０に沿って互いに当接するように、ジェットノズル領域２１４を管２１０に対し片寄りさせることを含む。
【００７４】
ジェット開口部２２０から放出され液体ジェットの少なくとも中央領域が軸線２１６に対し平行でない方向に向けられることが望ましい実施の形態の場合、ジェットノズル領域２１４は、選択的なステップ４にて図示するように、軸線２１６に対し曲げることができる。典型的な実施の形態において、ノズル領域２１４は曲がっており、このため、ジェットノズル領域２１４の軸方向中心線２１８は軸線２１６に対し４５乃至１１５゜の範囲、より典型的には、約８０乃至１００゜の範囲、最も典型的には、約９０゜の角度を形成する。また、くびれ領域２１２の外側で管２１０の外面により画定された周縁を超えて半径方向に突き出すジェットノズル領域２１４の部分が実質的に存在しないように、ノズル領域２１４を管２１０に対し曲げることが好ましい。長さ対最小径の比が比較的大きく、また、比較的容易に且つ経済的に製造することのできる液体ジェットノズルを製造する方法を提供することに加えて、本発明の方法は、また、圧力管腔を備える管の直径を上廻らない最大の断面プロフィールを有する圧力管腔をも提供する。更に、図４に概略図で示した方法により形成されたノズルは、高圧の液体流がノズルを通って流れるとき、液体ジェットを形成する効率を向上させる点で好ましい。液体ジェットを形成するときの効率は、くびれ領域２１２がノズル領域２１４内に流れる液体に対する平滑なテーパー付きの流路を提供し、これにより、乱流、再循環流れパターン、及びジェットノズルの入口における摩擦を少なくし得るように平滑なテーパー付きの流路を提供する点にて、例えば、管腔の側部に形成された穴を有するノズルの設計よりも向上する。この効果は、流体の機械的技術分野にて「縮流」効果として既知であり、ノズルを通る流体の流れ効率を３０％も向上させることができる。
【００７５】
本発明は、特定の外科的環境内で使用し得るよう特別の設計及び構造とされた外科液体ジェット機器を提供するものである。具体的には、幾つかの実施の形態において、本発明は、機器が作用しているとき、液体ジェットが液体環境内に完全につけられる外科的処置環境内で極めて望ましい性能上の特徴を提供し得るよう特別に設定された外科液体ジェット機器を提供し、また、その他の実施の形態において、本発明は、機器が作用しているとき、液体ジェットがガス状環境により取り巻かれる外科的処置環境内で極めて望ましい性能上の特徴を提供し得るよう特別に設定された外科液体ジェット機器の設計を提供するものである。より具体的には、本発明は、液体又はガス状外科的環境内で所望の機器の性能特徴を提供し得るように特に選ばれた特定の所定の幾何学的関係をジェット形成構成要素とジェット受け入れ構成要素との間に確立し得るように互いに対する形状及び位置が設定された圧力管腔及び排出管腔を含む、外科液体ジェット機器を提供するものである。重要なことは、上述した幾何学的関係及び設計上の特徴は、ガス状環境内で使用し得る設計とされた機器と比較したとき、液体環境内で使用し得る設計とされた機器の場合、大幅に相違することである。
【００７６】
次に、液体を保持する周囲の外科的環境内に完全につけられる液体ジェットを形成するときに使用される好ましい装置の作用及び設計上の特徴を説明するために図５ａを参照する。図５ａには、例えば、先に図２ａに図示したような外科機器の一部を形成することのできる圧力管腔２３０及び排出管腔２４０の末端の一部切欠き図が図示されている。作用する前、圧力管腔２３０及び排出管腔２４０の末端を処置領域内に挿入し且つ少なくとも部分的に液体２４４内につけて、少なくともノズル２３２及びジェット受け入れ開口部２３４が液体２４４によって完全に取り巻かれるようにする。機器が作用しているとき、高圧力下の液体は、圧力管腔２３０を介してノズル２３２に供給され、高圧の液体が流れるとき、ジェット開口部２３６が液体ジェット２３８を形成するようにする。上述したように、液体ジェット２３８がその周囲の液体環境２４４内に形成される実施の形態の場合、ジェットがジェット開口部２３６から出るとき、ジェット２３８が実質的に平行化されることが好ましい。液体ジェットが平行化されればされる程、液体ジェットがジェット開口部２３６とジェット受け入れ開口部２３４との間の空隙を横断するときに液体ジェットが拡がり又は分散する程度がより小さくなる。このように、極めて平行化されたジェットは、ジェット受け入れ開口部２３４にて、ジェット開口部２３６における液体ジェットの断面形状及び面積と実質的に同様の断面形状及び面積を有する。
【００７７】
上述したように、液体ジェット２３８を形成すべくノズル２３２に供給される高圧液体の圧力は、ノズル２３２の特別の設計及び切断し又は剥離すべき組織又は材料の硬さ／粘性に依存する。典型的に、高圧の液体は少なくとも３．４４７３８ＭＰａ（５００ｐｓｉｇ）の圧力にてジェット開口部２３６に供給され、その他の実施の形態にて、少なくとも約３４．４７３８ＭＰａ（約５，０００ｐｓｉｇ）の圧力、更に他の実施の形態において、少なくとも約１０３．４２１ＭＰａ（約１５，０００ｐｓｉｇ）の圧力、更に他の実施の形態において、少なくとも約２０６．８４３ＭＰａ（約３０，０００ｐｓｉｇ）の圧力、更に他の実施の形態において、少なくとも約３４４．７３８ＭＰａ（約５０，０００ｐｓｉｇ）の圧力にて供給される。同様に上述したように、平行化されたジェットが望まれる実施の形態の場合、ノズル２３２は、長さ対最小内径の比が、少なくとも約４、より好ましくは少なくとも約６、他の実施の形態において少なくとも約１０であることが好ましい。ジェット開口部２３６は、典型的に、円形の断面積を有するが、その他の実施の形態において、特定の所望の目的のため異なる形状のジェットを形成すべく矩形、楕円形、スリット状等のようなその他の断面形状とすることができる。好ましい実施の形態において、ジェット開口部２３６は、約０．０２５４ｍｍ（約０．００１インチ）乃至約０．５０８ｍｍ（約０．０２インチ）の範囲、より好ましくは、約０．０７６２ｍｍ（約０．００３インチ）乃至約０．２５４ｍｍ（約０．０１インチ）、最も好ましくは約０．１２７ｍｍ（約０．００５インチ）の内径を有する。
【００７８】
ジェット開口部２３６を出るときに平行化される液体ジェット２３８は、液体ジェット２３８を取り巻く視覚的に不透明の吸収領域２４２を形成し勝ちである。吸収領域２４２は、液体ジェット２３８の運動エネルギにより吸収され且つ駆動される迅速に移動する液体から成っている。液体ジェット２３８は、液体環境２４４を通って迅速に移動するとき、実質的に吸収領域２４２と同程度に拡がる低圧領域を形成し勝ちである。高圧液体及び迅速に移動する液体ジェットを採用する典型的な実施の形態において、吸収領域／低圧領域２４２内の圧力は液体環境２４４内の取り巻く液体のベーパ圧力よりも低く、これにより、吸収領域２４２内に液体のキャビテーションを発生させ、また、これに伴って、吸収領域２４２内の液体中に極めて小さい多数の気泡２４６を形成し、その領域を視覚的に不透明にする。
【００７９】
前述したように、好ましい実施の形態において、安全上及び性能の点で、機器は、液体ジェットのブローバイ、ジェット受け入れ開口部及び排出管腔の詰まり、組織／壊死組織片の吸収及び除去の非効率さのような望ましくない効果を軽減し且つ好ましくは、解消し得るような設計とすることが望ましい。また、上述したように、好ましい実施の形態において、剥離した組織及び壊死組織片は、別個の吸引源を排出管腔の基端に作用させることを必要とせずに、排出管腔を通じて外科的処置領域から排出し得ることが望ましい。上述した特徴を提供し得るよう、液体環境内で使用される本発明の外科機器は、特定の所定の距離にてジェット開口部に対し配置可能である特定的に選んだ所定の形状及び形態を有する排出管腔を含むことができる。具体的には、好ましい実施の形態において、機器が作用しているとき、ジェット受け入れ開口部２３４は、ジェット開口部２３６から所定の距離ｌにてジェット開口部２３６と対向する位置に配置し、また、液体ジェット２３８内の実質的に全ての流体がジェット受け入れ開口部２３４内に入るよう長さ対最小直径の比を有するノズル２３２に提供されるようにする。上述したように、液体ジェット２３８は、機器が作用しているとき、液体ジェット２３８を取り巻く吸収領域２４２を形成し勝ちである。吸収領域２４２は、典型的に、液体ジェット２３８の周りで左右対称に配置され且つジェット開口部２３６からジェット受け入れ開口部２３４までの方向に拡がり勝ちとなる。ジェット開口部２３６が円形の形状である典型的な実施の形態において、吸収領域２４２は、ジェット開口部２３６に截頭円錐形の頂点を有し且つジェット受け入れ開口部２３４の面に円錐体の断面として画定された基部を有する截頭円錐体の形状をしている。好ましい実施の形態において、吸収領域２４２の基部は、機器が作用しているとき、液体ジェット受け入れ開口部２３４の断面積の約５０％乃至約１００％を占め、より好ましくは、機器が作用しているとき、吸収領域は、ジェット受け入れ開口部２３４の断面積の少なくとも約７５％、より好ましくは、少なくとも約９０％、最も好ましくは少なくとも約９５％を占める。
【００８０】
図５ｃに図示するように、吸収領域２４２が上述したように、ジェット受け入れ開口部２３４の断面積の望ましい相対的な一部分を占めることを確実にするために必要なジェット受け入れ開口部２３４の断面積は、ジェット開口部２３２とジェット受け入れ開口部２３４との間の選ばれた所定の距離ｌと、吸収領域を特徴付ける拡がり角度（図５ｃに角度Φで図示）とに機能的に関係している。具体的には、ジェット受け入れ開口部２３４における吸収領域２４２の基部の望ましい断面半径ｂは、所定の距離ｌと、吸収領域の拡がり程度とに関係している、すなわちｂ＝ｌ  ｔａｎ  Φとなる。所定の距離ｌは、必要な流体路切断／剥離長さを設定する望ましい外科機器の用途に基づいて選ばれる。この望ましい所定の距離ｌに基づいてジェット受け入れ開口部２３４の必要な寸法は、液体環境２４４内に圧力管腔２３０及びノズル２３２をつけることで典型的に実験的に決定され、望ましい所定の圧力にて液体をノズル２３２に供給することにより液体ジェット２３８を形成し、液体ジェット２３８の周りに形成された吸収領域２４２又はキャビテーション円錐体の寸法を視覚的に観察し且つその観察結果から角度Φを推定することで行われる。
【００８１】
上述したように、ジェット開口部２３６とジェット受け入れ開口部２３４との間の所定の分離距離Ｌは、外科機器が使用される特定の外科的処置法の必要条件に依存する。しかし、幾つかの典型的な実施の形態の場合、この所定の距離は約１ｃｍ、その他の典型的な実施の形態の場合、約５ｍｍ、更にその他の典型的な実施の形態の場合、約１ｍｍの最大値を有する。ジェット受け入れ開口部２３４は、典型的に、約０．２５４ｍｍ（約０．０１インチ）乃至約５．０８ｍｍ（約０．２インチ）の範囲の直径、その他の実施の形態において、約０．７６２ｍｍ（約０．０３インチ）乃至約２．５４ｍｍ（約０．１インチ）、幾つかの好ましい実施の形態において、約１．５２４ｍｍ（約０．０６インチ）の直径を有する。
【００８２】
図５ａを再度、参照しつつ、排出管腔２４０の１つの好ましい形態に関して説明する。液体環境内で作用することを目的とする外科機器内で使用される排出管腔２４０の好ましい実施の形態は、ジェット受け入れ開口部２３４にて排出管腔２４０への入口内且つ／又はその下流で且つ該入口に近接する融離領域２４６を含んでいる。融離領域２４６は、機器が作用しているとき、強力な乱流を生じさせ且つ排出管腔の内面に鋭角度にて衝撃力を加え、これにより、吸収された材料／組織を融離することのできる顕著な衝撃力を発生させる液体を保持する領域として画定される。融離領域２４６内の強力な液体の乱流と排出管腔２４０の壁に対する吸収領域２４２内の液体ジェット２３８及び液体の衝撃力との組み合わせにより、融離領域内の液体は、吸収領域２４２内の液体により吸収された全ての組織又は材料の少なくとも一部を複数の小さい粒子に融離することが可能となる。好ましい実施の形態において、融離領域は、吸収された組織の相当な部分（すなわち大多数）を複数の細かい粒子に融離することができる。最も好ましい実施の形態において、複数の粒子は極めて小さくて人間の裸眼にて見ることができない複数の顕微鏡的粒子を少なくとも部分的に含む。全ての場合、これら粒子は、機器が作用しているとき、排出管腔を詰まらせることなく排出管腔２４０を通り抜けるのに十分に小さくなければならない。
【００８３】
融離領域を提供するため、排出管腔２４０は、ジェット受け入れ開口部２３４に隣接し且つ該開口部の下流に配置されたジェット偏向部分２４８を有することが好ましい。ジェット偏向領域２４８は、液体ジェット２３８の少なくとも中央部分の方向に対し角度が付けられた直線状表面とし、又は、好ましい実施の形態において、ジェット偏向領域２４８は、湾曲面が少なくとも一部分を偏向させる形状とされたとき、液体ジェットの少なくとも一部分がその上に衝突する滑らかに湾曲した面を備えており、この場合、この湾曲面は、吸収領域２４２にある液体ジェット２３８及び液体の少なくとも一部分、好ましくは、その全てをジェット偏向領域２４８の基端側の領域内で排出管腔２４０の長手方向軸線２５０に対して実質的に平行な方向に偏向させる。好ましい実施の形態において、ジェット偏向領域２４８を画定する湾曲面の曲率半径は、排出管腔２４０の内径の約１乃至２０倍の範囲の値にて実質的に一定である。図５ａに図示した最も好ましい実施の形態において、ジェット偏向領域２４８を画定する湾曲面の曲率半径は、ジェット偏向領域２４８の排出管腔２４０の内径に略等しく、このため、ジェット偏向領域２４８の基端側で且つ該領域２４８に隣接して配置された排出管腔の一部分の外面２５２により画定された周縁を超えて半径方向に突き出す、ジェット開口部２３４の部分は実質的に存在しない。また、本発明により提供される外科機器にとって、液体ジェットはジェット受け入れ開口部内に向けられ、液体ジェットの少なくとも中央部分の方向がジェット受け入れ開口部を画定する（すなわち同一面状の）面に対して直角（すなわち垂直）の線に対して１０°以内の角度を形成するようにすることが全体として好ましい。最も好ましい実施の形態において、液体ジェットの中央部分は、ジェット受け入れ開口部を画定する面に対して直角の線に対し実質的に平行である。
【００８４】
幾つかの実施の形態において、排出管腔２４０の効果的なエダクタポンプの動作を提供するため、排出管腔２４０は、ジェット受け入れ開口部２３４から排出管腔の基端が配置された外科機器の末端の基端側の位置まで実質的に一定の内部断面積を有する。その他の実施の形態において、エダクタポンプの動作は、実質的に一定の断面積を有する排出管腔であって、該排出管腔の断面積よりも小さい断面積を有するジェット開口部を有する排出管腔を提供することにより向上させることができる（すなわち、排出管腔の内部断面積はジェット受け入れ開口部にて最小値を有する）。更にその他の実施の形態において、エダクタポンプの動作は、ジェット受け入れ開口部における最小値からジェット受け入れ開口部の基端側の位置に配置された所定の位置における最大値まで増大する内部断面積を有する排出管腔を提供することにより、向上させることができる。かかる実施の形態において、この内部断面積の最大値は、上述した所定の位置に基端側の排出管腔内の位置に対し実質的に一定でなければならない。上述した実施の形態の各々において、上述した融離領域の基端側及び／又は下流の任意の位置にて排出管腔の内部断面積が実質的に全く縮小しないようにすることが好ましい。
【００８５】
図５ｂには、液体外科的環境内にて使用し得るように設計された外科機器の排出管腔の構造の１つの代替的な設計の実施の形態が図示されている。排出管腔２６０は、該排出管腔の内部断面積の狭小部分２６２を有している。該狭小部分２６２は、ジェット受け入れ開口部２６４の基端側に配置され且つ融離領域２６６の直ぐ基端側で且つ該融離領域に隣接する位置に配置されることが好ましい。作用時、排出管腔２６０内の狭小部分２６２は、排出管腔内の液体が狭小部分を通って流れるとき、ベンチュリ管として作用し、これにより、排出管腔２６０のエダクタポンプの動作を向上させる。図示した実施の形態において、狭小部分２６２は、排出管腔２６０を備える管導管の側壁にピンチ部分２６８を備えている。好ましい実施の形態において、狭小部分２６２の断面積は、ノズル２７２のジェット開口部２７０の断面積の約３倍乃至約８倍の範囲になければならない。
【００８６】
図５ａを再度、参照すると、液体ジェット２３８の少なくとも中央部分がジェット偏向領域２４８の基端側の領域内で排出管腔２４０の長手方向軸線２５０に対し０でない角度を形成する方向（すなわち平行でない方向）に向けてジェット受け入れ開口部２３４内に向けられるように圧力管腔２３０に対する形状及び配置とされている。幾つかの実施の形態において、この角度は約４５乃至１１５°の範囲とし、その他の実施の形態において、約８０乃至１００°の範囲とし、また、図示するように幾つかの好ましい実施の形態において、この角度は約９０°とすることができる。液体環境内で使用し得る設計とされた外科機器を採用するその他の実施の形態において、ジェット偏向領域の基端側の領域内で液体ジェットの少なくとも中央部分及び排出管腔の長手方向軸線が、例えば、図７ｄに図示した実施の形態で示すように、実質的に平行であるようにすることができる。
【００８７】
図６ａ及び図６ｂには、周囲のガス状環境内で使用し得る設計とされた液体ジェット外科機器の好ましい配置が図示されている。図６ａを参照すると、ガス状環境２８４内で使用される外科液体ジェット機器の圧力管腔２８０及び排出管腔２８２の末端の一部切欠き図が図示されている。ガス状環境内で使用する設計とされる機器の場合、ノズル２８６は、液体環境内で使用する設計とされた機器に採用される好ましいノズルよりも長さ対最小内径の比が小さいことが好ましい。上述したように、図示した実施の形態において、圧力管腔２８０の側壁にくり抜き穴として形成されたノズル２８６は、長さ対最小内径の比が約４以下であることが好ましく、約２以下であることがより好ましい。液体環境内で使用される機器に対して好まれる比較的平行化された液体ジェットと相違して、ガス状環境内で使用される機器は、高圧の液体がノズルを通って流れるとき、偏向する液体ジェットを形成することが好ましい。好ましくは、機器が作用しているとき、ジェット開口部２９０から放出される液体ジェット２８８は、ガス状環境２８４内を移動する液滴２９２の拡がる領域から成る吸収領域を形成する拡がりジェットであるようにする。液体ジェット２８８を含む液滴領域は、液体ジェット領域２８８を取り巻くガス内の圧力と比較して比較的低いガス圧力の領域を形成し勝ちであり、このことは、ジェット領域２８８と実質的に同程度に広がる吸収領域内に組織及び材料を吸収し且つ吸引する傾向となる。
【００８８】
ガス状環境内で液体ジェット外科機器を採用する殆どの適用例に対し重要な関心事は、ジェット受け入れ開口部から液体ジェットの霧化及び逆噴霧を最小にし且つ好ましくは解消することである。かかる霧化又は逆噴霧は、その周囲のガス状環境内への感染性材料及び／又は望ましくない材料のエローゾル化を生ずる虞れのあることに加えて、外科的処置領域の視覚化を不良にする可能性がある。排出管腔からの逆噴霧又は霧化を防止するため、排出管腔２８２は、その末端にて実質的に直線状であり、このため液体ジェット２８８の少なくとも中央領域の方向を画定する軸線２９４が排出管腔２８２の末端の長手方向軸線に対し実質的に共直線状であるようにすることが好ましい。かかる形態の場合、排出管腔の末端の長手方向軸線に対し急峻角度（例えば、４５乃至１３５°）にて向けられた中央領域を有する（例えば、図５ａに図示するように）液体ジェットを形成する機器にとって、実質的に完全に組織を融離することは重要でなく、それは、材料及び壊死組織片は、典型的に、排出管腔の実質的に直線状の末端に蓄積し且つその末端を詰まらせるであろう傾向が少ないからである。
【００８９】
上述したように、液体ジェット２８８は、ジェット開口部２９０からジェット受け入れ開口部２９６まで流れるときに拡がる拡がりジェットであることが好ましい。拡がりジェット２８８は、ジェット開口部２９０に頂点を有し、実質的に円形のジェット開口部の形状となるため、截頭円錐形の形状を有し、この場合、その円錐体の截頭頂点はジェット開口部２９０に位置し且つ円錐体の基部はジェット受け入れ開口部２９６にて円錐体の平面状の断面として画定される。液体環境内で使用される設計とされた外科機器の場合について上述したように、ガス状環境内で使用し得る設計とされた外科機器の好ましい実施の形態は、機器が作用しているとき、ジェット開口部に対して形状及び位置が設定された排気管腔を提供し、液体ジェット吸収領域の基部がジェット受け入れ開口部の断面積の約５０％乃至約１００％を占め、より好ましくは、吸収領域はジェット受け入れ開口部の断面積の少なくとも約７５％、より好ましくは、少なくとも約９０％、最も好ましくは、少なくとも約９５％を占めるようにする。液体環境内で使用される機器に関して上述したように、ジェット受け入れ開口部２９６の寸法は、ジェット開口部２９０とジェット受け入れ開口部２９６との間の望ましい分離距離と、液体ジェット２８８の拡がり程度を決定する、ノズル２８６の長さ対最小内径の比とに基づいて選ぶことができる。図５ｃに関して上述した幾何学的関係と同様に、ジェット受け入れ開口部２９６における液体ジェット吸収領域２８８の半径の間の関係は、ジェット開口部２９０とジェット受け入れ開口部２９６との間の分離距離Ｌに関係している、すなわち、ｂ＝ｌ  ｔａｎ  Фとなり、ここでФは、ノズル２８６の長さ対最小径の比に関係した液体ジェット２８８の拡がり角度であり、ｂは液体ジェット吸収流域２８８の基部の半径として画定される。上述したように、ジェット受け入れ開口部２９６の望ましい寸法は、典型的に、例えば、望ましい液体供給圧力及び所定のノズルの形態を使用するガス状環境内で液体ジェットを形成し、形成される拡がり液体ジェットを視覚的に観察し且つその観察に基づいて角度Фを推定することにより、実験的に求められる。次に、Ф及び望ましい分離距離Ｌに基づいて適正なジェット受け入れ開口部の寸法を選ぶことができる。
【００９０】
好ましい実施の形態において、排出管腔２８２内の所定の位置２９８における液体ジェット２８８の断面形状及び面積が所定の位置２９８における排出管腔２８２の内部断面形状及び面積と実質的に等しいように排出管腔２８２をジェット開口部２９０に対しその形状及び位置を設定することも望ましい。所定の位置２９８は、ジェット受け入れ開口部２９６と一致するようにし、又はジェット受け入れ開口部２９６の基端側に配置することができる。所定の位置２９８がジェット受け入れ開口部２９６の基端側に配置される実施の形態の場合、この所定の位置２９８はジェット受け入れ開口部２９６の基端側に対し約５ｍｍ以内となるようにすることが好ましい。このようにして、排出管腔２８２の形状及び位置を設定することにより、液体ジェット２８８がその末端の入口にて又はその付近の位置にて排出管腔２８２の断面積を完全に充填することが確保され、これにより、逆噴霧及び霧化を実質的に防止し且つエダクタポンプの動作を介する排出状態を向上させることができる。
【００９１】
排出管腔２８２は、実質的に一定の内部断面積を有し、また、ジェット受け入れ開口部の断面積が実質的に排出管腔２８２の断面積よりも小さく又はジェット受け入れ開口部２９６における最小値からジェット受け入れ開口部２９６の基端側の所定の位置における最大値まで連続的に増大し、次に、所定の位置の基端側の位置にて実質的に一定のままである内部断面積を有するようにすることができる。これと代替的に、図６ｂに図示するように、該機器は、ジェット受け入れ開口部３０４の基端側に配置された狭小部分３０２を有する排出管腔３００を備えることができ、該狭小部分は、排出管腔３００のエダクタポンプの動作を向上させるベンチュリ管として機能する。排出管腔内に狭小部分を含む実施の形態の場合、液体ジェット３０６は、狭小部分３０２の末端部分に配置された所定の位置３０８にて排出管腔３００の内面に接触するようにすることが好ましい。狭小部分３０２の断面積は、ノズル３０５のジェット開口部３０３の断面積よりも約３倍乃至１５倍大きいことが好ましい。
【００９２】
液体環境内で使用される本発明の液体ジェット外科機器の特定の好ましい実施の形態は、液体ジェットが衝突するジェット偏向面を提供し得るような構造及び配置とされた排出管腔を含むものとして説明し、また、ガス状環境内で使用される本発明の液体ジェット外科機器の特定の好ましい実施の形態は、実質的に直線状であり且つジェット偏向面を含まない排出管腔を提供するものとして説明したが、本発明の範囲内の液体ジェット外科機器は、そのように限定されるものではないことを理解すべきである。具体的には、図５ａ及び図５ｂに図示したような形態は、霧化及び／又は逆噴霧が形成される可能性があることは重要ではない適用例にてガス状管腔内で使用することを目的とする外科機器として採用することができる。同様に、図６ａ及び図６ｂに図示した形態は、所望の外科的処置領域へのアクセスを許容し得るように液体ジェットを実質的に同軸状に方向決めすることができる適用例、及び組織を実質的に完全に融離することが重要でない適用例にて液体環境内で使用することを目的とする外科機器として採用することも可能である。
【００９３】
図７には、本発明による液体ジェット外科機器の末端に対する多岐に亙る可能な実施の形態が図示されている。図７ａには、圧力管腔３１２が末端方向に伸びるシース３１０を有する外科機器の末端の部分切欠き図が図示されている。排出管腔３１４は、シース３１０内に完全に保持され且つ該シース３１０によって取り囲まれている。作用中、液体ジェットがジェット開口部３１６から放出され且つジェット受け入れ開口部３１８内に向けられ、液体ジェットの少なくとも中央部分が基端方向に且つシース３１０の長手方向に対し平行に向けられるようにする。図７ａに図示した形態は、また、ガス状環境内で使用することを目的とする外科機器に十分に適しており、また、組織を広範囲に融離させることが重要ではない液体環境内で使用することを目的とする外科機器にとっても有用である。
【００９４】
図７ｂ及び図７ｃには、シース３２０の末端が圧力管腔３２２及び排出管腔３２４の双方を実質的に完全に取り巻く、本発明による外科液体ジェット機器の末端の２つの実施の形態が図示されている。シース３２０の末端に切欠き３２６を提供することにより機器内に液体ジェットの経路長さが形成され、この場合、切欠き３２６の基端面がジェット受け入れ開口部３２８を含み、切欠き３２６の末端がジェット開口部３３０を含むようにする。幾つかの実施の形態において、シース３２０は、重合系材料のような可撓性の材料で製造することができ、また、図７ｂ、図７ｃに図示した形態は、細長いカテーテルの形態とされた液体ジェット外科機器の一部を備えるようにすることができる。図７ｂ、図７ｃに図示した形態は、図７ｂにおいて、ジェット開口部３３０から放出された液体ジェット３３１がシース３２０の長手方向軸線に対して基端方向で且つ該長手方向軸線に対して平行に向けられた中央領域を有する一方、図７ｃに図示した形態の場合、液体ジェット３３１の中央領域は、シース３２０の長手方向軸線に対して約４５°の角度にてジェット受け入れ開口部３２８に向けられる点を除いて、実質的に同様である。
【００９５】
図７ｄには、本発明による外科液体ジェット機器の末端及びシース３４０が接続される機器の基端の１つの実施の形態が図示されており、この実施の形態において、末端は、その中央領域がシース３４０の長手方向軸線に対し基端方向に且つ該長手方向軸線に対し略平行に向けられる液体ジェット３４１に対する融離領域を提供することができる。該シース３４０は、圧力管腔３４２及び排出管腔３４４がそこから突き出す末端を有している。排出管腔３４４は、その末端付近に２つの湾曲領域３４７、３５０を有し、その第二の湾曲領域３５０はジェット受け入れ開口部３４８に隣接し且つジェット偏向領域を提供する。
【００９６】
図７ｅには、図７ｅの形態にてノズル３６３により形成された液体ジェット３６１の中央領域が排出管腔３６０及びシース３６２の長手方向軸線に対し約４５°の角度を形成する方向を有する点、及び図５ａに図示した実施の形態の場合、この角度は約９０゜である点を除いて、図５ａに関して説明したものと同様である、本発明による外科機器の末端の１つの実施の形態が図示されている。
【００９７】
本発明はまた、狭小な外科的処置スペース内に末端を挿入し易くし得るように選んだ所定の外形及び寸法を有する外科的処置スペース内に挿入される末端を有する外科液体ジェット機器の色々な実施の形態も提供する。本発明により提供されるかかる外科機器の好ましい実施の形態は、例えば、ジェット開口部とジェット受け入れ開口部との間の分離距離を拡げ得るように互いに対する管腔の方向、位置決め及び／又は形態を変更し得るように圧力管腔と排出管腔との間に相対的動作を形成する機構を備えている。本発明により提供されるような作動機構を有する外科液体ジェット機器の実施の形態は、典型的に、機器の末端を非展開状態の形態にて外科的処置スペース内に挿入することを可能にし、その後、オペレータが展開させてジェット開口部とジェット受け入れ開口部との間の望ましい分離距離を提供し、望ましい液体ジェットの経路長さが得られるようにする作動機構を備えている。典型的に、展開可能な液体ジェット外科機器を採用する実施の形態は、関節包のような患者の体内の狭小な領域を対象とする外科的適用例に関するものである。かかる形態の多くの場合、機器が作用しているとき、機器の末端を取り巻く外科的環境は液体環境である。
【００９８】
図８ａ乃至図８ｃには、本発明による展開可能な液体ジェット外科機器の１つの実施の形態が図示されている。図８ａには、末端３８２が非展開状態の形態にある、機器３８０が図示されている。機器３８０の末端３８２は、シース３８８の末端から突き出す圧力管腔３８４及び排出管腔３８６を有する。図示した非展開状態の形態において、圧力管腔３８４及び排出管腔３８６は機器３８０の末端３８２内でその長さに沿って実質的に同一方向であり、このため、機器３８０の末端３８２に対し最小断面寸法を提供する。シース３８８は、末端３８２付近にて機器３８０の断面寸法を縮小させ得るようにその末端付近に縮小断面領域３９０も備えている。特定の外科的処置法に対し狭小な外科的処置スペース内に機器３８０の末端３８２を挿入し易くし得るように末端３８２の外形及び寸法を選ぶことができる。例えば、人間の膝にて外科的処置法を行うために機器３８０が使用される実施の形態において、外科機器３８０の末端３８２は、外科機器３８０が非展開状態の形態にあるとき、約２．８ｍｍ以上とならない少なくとも１つの断面寸法を有することが好ましい。膝への外科的処置法のためかかる機器を利用するとき、２．８ｍｍを超えない非展開状態の末端の断面寸法部分は、末端を膝内に挿入し易くし得るように脛骨平坦部の平面に対し実質的に直角に方向決めする。末端３８２はまた、シース３８８の長手方向軸線から望ましい角度αだけ角度を付けて変位させた機器３８０の末端付近に領域３９２を含むことができる。この角度は、患者の体内の特定の狭小な外科的処置スペース内に装置を挿入し易くし得るように選ぶことができる。例えば、人間の膝を構成する関節包内で外科的処置法を行うべく外科機器３８０が使用される実施の形態の場合、外科機器３８０のシース３８８又は本体３９４の長手方向軸線に対する末端３８２の角度付き領域又は湾曲領域３９２の最大角度αは約１５°であることが好ましい。
【００９９】
外科機器３８０の本体３９４は、オペレータの手に嵌まる形態とされた把持領域３９６を備えている。本体３９４は、多岐に亙る材料で製造することができ、また、特定の実施の形態にて本体を形成し得るように射出成形し又は鋳造することのできる弾性的な低廉で容易に成形可能な重合系材料で製造することが好ましい。非限定的に、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリ塩化ビニル、フェノール系ポリマー、ナイロン等、及びそれらの混合体、共重合体及び組み合わせを含む、当該技術分野の当業者に明らかであるような、色々な重合系材料を使用して本体３９４を形成することができる。上述したように、機器３８０は、機器の全体が１回使用した後に、廃棄可能であるように、比較的低廉で且つ組み立てが容易な材料で製造することが好ましい。また、外科機器３８０の本体３９４は、回転可能なノブを有する作動要素３９８も備えており、該ノブは、以下により詳細に説明するように、オペレータの手で制御可能であり且つ機器３８０の末端３８２を展開させるのに有用である。
【０１００】
図８ｂには、展開状態の形態の外科機器３８０が図示されている。外科機器３８０は、作動要素３９８を時計回り方向に回転させ、これに相応して排出管腔３８６に対して圧力管腔３８４の末端を回転させることで展開させることができる。圧力管腔３８４の末端の回転方向は、図面に矢印４００で示してある。圧力管腔３８４が機器３８０の本体３９４に対して回転すると、ジェット開口部４０４とジェット受け入れ開口部４０６との間の液体ジェット経路の長さを画定する分離距離４０２は、機器３８０が非展開位置にあるときの実質的に０の値から作動要素３９８の移動限界点により画定された望ましいの所定の距離まで増大する、幾つかの実施の形態において、作動要素は、多岐に亙る所定の値となるように所定の距離を調節することを許容し得るように、作動要素を移動限界点の１つ以上の中間位置に保持する構造とされた１つ以上の止め具を備えることができる。かかる止め具の構造は、当該技術分野の当業者により十分に理解されており、従って、本明細書では詳細に説明しない。かかる止め具は、また、以下に説明する展開可能な外科機器の実施の形態の作動機構の一部として設けてもよい。本発明による展開可能な外科液体ジェット機器の好ましい実施の形態において、ジェット経路長さを画定する所定の距離をオペレータが連続的に且つ無限に調節可能であるように、その移動限界点に亙って連続的な動作範囲を有するような作動要素の構造とされている。この望ましい所定の距離は、特定の外科用処置法に対し望ましい液体ジェットの切断／剥離経路長さを提供し得るように選ぶことができる。例えば、人間の膝のような、人間の関節包内で行われる外科的処置法の場合、ジェット開口部４０４とジェット受け入れ開口部４０６との間の最大分離距離は約４ｍｍ以下であることが好ましい。
【０１０１】
図８ｃには、外科機器３８０の内部の特徴がより明確に図示されている。排出管腔３８６は、本体３９４に対して実質的に動かないように外科機器３８０の本体３９４内で固定状態に取り付けられている。排出管腔３８６の基端４０８は、低圧の排出導管４１０が接続される顎付き接続具を備えている。圧力管腔３８４は、機器３８０のシース３８８及び本体３９４内に回転可能に取り付けられ且つ作動要素３９８に固定状態に取り付けられている。圧力管腔３８４の基端４１２は、上述したように、高圧の管カプラー４１４を介して高圧液体の供給導管４１６に接続される。外科機器３８０の本体３９４は、高圧液体の供給導管４１６が縦断する回転可能な継手４１８を備えている。回転可能な継手４１８は、回転可能なノブ３９８を操作したとき、導管４１６及び圧力管腔３８４が本体３９４に対して回転するのを許容し得る形態とされている。
【０１０２】
図８ｄには、外科機器３８０のシース３８８の断面図が図示されている。図示した実施の形態において、圧力管腔３８４は、シース３８８の中心付近に配置された平坦領域４２０を有する半球状の形状をしている。排出管腔３８６は、圧力管腔３８４の平坦領域４２０と同一方向とし且つ該平坦領域４２０と接触した平坦領域４２２を有する実質的に矩形の断面形状をしている。管腔３８４、３８６の図示した非円形の形態は二重の目的を果たすことができる。第一に、この非円形の形状は、非展開状態の形態にあるとき、機器３８０の末端３８２の断面寸法の全体を縮小させることを可能にすることができる。更に、平坦領域４２０、４２２は、管腔が処置領域内の表面と接触したときに望ましくない曲がりが生じ、この曲がりによる、液体ジェットの方向の誤り及び間違った組織の傷付けを防止し得るように管腔３８４、３８６に対し望ましい横方向硬さを付与する。代替的な実施の形態において、圧力管腔３８４及び／又は排出管腔３８６は、実質的に円形の断面形状を有し且つ上述した図２ａに図示するような追加的な支持体が得られるようにシース内の別個の通路内で展開させることができる。
【０１０３】
図９には、展開可能な外科液体ジェット機器の１つの代替的な実施の形態が図示されており、この場合、機器の本体に対して少なくとも１つの内腔を長手方向に動かすことにより展開が行われる。外科機器４３０は末端４４６が展開した形態の状態で示してある。機器４３０は、本体４３８及び／又はシース４３６内に固定状態に取り付けられた排出管腔４３４を有し、このため、排出管腔４３４は本体４３８に対し実質的に動くことはできない。外科機器４３０はまた、機器のオペレータが摺動可能なレバー４４０を操作したとき、圧力管腔４３２の末端が摺動してシース４３６の末端に対し出入りするのを許容し得るようにシース４３６及び本体４３８内に摺動可能に取り付けられた圧力管腔４３２も備えている。摺動可能なレバー４４０は、ピン要素４４２への取り付けを介して本体４３８に枢動可能に取り付けられている。圧力管腔４３２は、該管腔に固定された２つのカム作用要素４４４を備えており、これらのカム作用要素は、摺動可能なレバー４４０の末端４４６がカム作用要素４４４の間に配置されるように取り付けられている。摺動可能なレバー４４０を動かすと、圧力管腔４３２はシース４３６及び本体４３８内で長手方向に移動して圧力管腔４３２の末端を展開させることができる。
【０１０４】
図１０には、展開可能な外科機器の１つの代替的な実施の形態が図示されており、この場合、該機器は、少なくとも１つの管腔を機器の本体に対して長手方向に動かすことで展開される。外科機器４５０は、展開状態の形態にて図示されており、また、本体４５６及び／又はシース４５４内に固定状態に取り付けられ且つ本体４５６に対し実質的に動くことができない圧力管腔４５２を備えている。外科機器４５０は、本体４５６内に取り付けられた摺動可能なレバー４６０を介して本体４５６に対し長手方向に可動の排出管腔４５８を更に備えている。オペレータが摺動可能なレバー４６０を図面に示した位置から本体４５６に対して末端方向に動かすと、排出管腔４５８の末端はシース４５４の末端内に引き込まれる。展開時、排出管腔４５８の末端はシース４５４の末端から末端方向に現われ且つ圧力管腔４５２の末端に対し矢印４６２で示すように横方向に移動し、ジェット開口部とジェット受け入れ開口部との間の分離距離を形成することができる。機器４５０を展開させたとき、排出管腔４５８の末端を必要な程度、横方向に動かし得るようにするため、排出管腔４５８の末端は、形状記憶ばね鋼材料にて製造することができ又は該管腔は、排出管腔がシース４５４から長手方向に展開されたとき、排出管腔を横方向に動かし得るように排出管腔４５８を箇所４６４にて枢動させるべくヒンジ止めした継手又は可撓性の曲げ可能な部分又はその他の手段を備えることができる。その他の実施の形態において、展開時の排出管腔４５８の末端の横方向への動きは、排出管腔４５８の末端に接続された機器４５０の本体４５６に設けられた要素（図示せず）を機器のオペレータが操作することを介して制御可能である。例えば、１つ以上のワイヤーを設けることができ、これらワイヤーは、機器４５０の本体４５６に設けられた制御可能な要素に取り付けられ、また、シース４５４を通って伸び、また、その末端にて排出管腔４５８の長手方向に可動の末端に取り付けられる。かかる実施の形態において、機器の本体の要素の作動を介して１つ又は２つ以上のワイヤーに張力を持たせることは、排出管腔４５８の可動の先端に力を発生させて該先端を機器の展開時、圧力管腔４５２の末端に対して横方向に動かすことができる。当該技術分野の当業者は、本発明の範囲及び精神に属する、排出管腔４５８の末端を長手方向に且つ横方向に展開させることができる多くの機構が存在することが理解されよう。
【０１０５】
回転可能に展開された外科液体ジェット機器の１つの代替的な実施の形態が図１１ａ乃至図１１ｆに図示されている。図１１ａを参照すると、外科機器４７０は、オペレータの手で保持し得る形態とされた把持領域４７４を有する本体４７２と、外科機器４７０の末端４７８を展開させるために使用される摺動可能なスリーブ又はカラーを有する作動要素４７６とを備えている。摺動可能なスリーブ４７６は、機器４７０のオペレータの片手で容易に操作可能なように配置されている。摺動可能なレバー４７６はオペレータが本体４７２を少なくとも２つの異なる手／把持領域４７４の方向に保持することを可能にし、オペレータが本体４７２を少なくとも２つの手／把持領域４７４の方向の何れかに保持しつつ、摺動可能なスリーブ４７６を作動させることを可能にする。例えば、オペレータはオペレータの親指が把持領域４７４の末端の近くに配置される箇所である手の位置にて本体４７２を把持することができる。かかる位置において、オペレータは摺動可能なスリーブをその親指で動かすことにより、摺動可能なスリーブ４７６を作動させることができる。第二の手／把持領域の方向にて、オペレータは、例えば、その手のその他の４本の指の１つ以上を介して摺動可能なスリーブ４７６を操作しつつ、その親指が本体４７２の基端に向けて配置された状態で本体４７２を把持することができる。
【０１０６】
外科機器４７０はまた、本体４７２内に回転可能に取り付けられた構成要素４８０も備えている。回転可能に取り付けられた構成要素４８０は、シース４８２に取り付け又は該シース４８２の一部を形成することのできる、典型的に円筒形の形状のスリーブである。外科機器４７０の末端４７８は非展開状態の形態にて図１１ａに図示されている。スリーブ４７６が矢印４８４の方向に摺動すると、回転可能に取り付けた構成要素４８０が矢印４８６で示した方向に回転動作し、この回転動作により、排出管腔４９０はシース４８２の長手方向軸線の周りで回転し、この長さ方向軸線は本体４７２の長手方向軸線及びシース４８２内の排出管腔４９０の部分の長手方向軸線に対して実質的に平行である。その他の実施の形態において、展開時、排出管腔４９０は、シース４８２内の排出管腔４９０の部分の長手方向軸線に対し実質的に共直線状であるシース４８２の長手方向軸線の周りで回転可能であり、その長手方向軸線の双方は本体４７２の長手方向軸線に対して実質的に平行である。更に代替的な実施の形態において、排出管腔４９０は機器４７０の展開時、回転せずに、排出管腔４９０は本体４７２に対し動くことができず、摺動可能なスリーブ４７６の作動時、圧力管腔４８８は回転可能である。
【０１０７】
外科機器４７０の末端が図１１ｂ及び図１１ｃにより詳細に図示されている。図１１ｂ及び図１１ｃには、シース４８２及び回転可能に取り付けられた構成要素４８０がより詳細に図示されている。外科機器４７０の末端４７８は非展開位置にて図１１ｂに図示され、また、展開位置にて図１１ｃに示してある。非展開位置にあるとき、末端４７８は、上述したように、特定の外科的処置法のため、末端４７８を狭小な外科的処置スペース内に挿入し易くするように選んだ、シース４８２の長手方向軸線及び機器４７０の本体４７２の長手方向軸線に対する断面寸法、長さ及び角度方向αを有する。例えば、関節鏡法の場合、非展開状態の形態にあるとき、末端４７８の少なくとも１つの断面寸法は、約２．８ｍｍ以下であり、末端４７８の長さが１０乃至１５ｍｍの範囲にあることが好ましく、また、角度αは約１５°であることが好ましい。圧力管腔４８８は、本体４７２内に固定状態に取り付けられ、該圧力管腔は本体４７２に対して実質的に動くことができず且つシース４８２内に及び回転可能に取り付けられた構成要素４８０内に回転可能に取り付けられ、末端４７８を展開させたとき、シースが圧力管腔の外面の周りで回転可能であるようにする。これに反して、排出管腔４９０はシース４８２及び／又は回転可能に取り付けた構成要素４８０に対し固定状態に取り付けられるが、回転可能に取り付けた構成要素４８０を回転させたとき、本体４７２内で回転可能に可動であり、回転可能に取り付けた構成要素４８０及びシース４８２の回転により排出管腔４９０の相応する回転が生じ、末端４７８が展開される。回転可能に取り付けられた構成要素４８０は、回転可能に取り付けられた構成要素４８０の長手方向軸線及び機器４７０の本体４７２の長手方向軸線に対して平行でない長手方向軸線４９４を有するスロット又は溝４９２を備えている。スロット４９２は、以下により詳細に説明するように、摺動可能なスリーブ４７６が動いたとき、回転可能に取り付けた構成要素４８０を回転させるために使用される。回転可能に取り付けた構成要素４８０はまた、以下により詳細に説明するように、構成要素４８０の回転を許容し得るように機器４７０の本体４７２内に取り付けられたベアリングフランジ４９６も備えている。末端４７８の展開は、図１１ｃに図示するように、排出管腔４９０の末端にてノズル５００のジェット開口部４９８とジェット受け入れ開口部５０２との間の分離距離Ｌを確立する。分離距離Ｌは、機器が作用しているとき、液体ジェットの経路長さを画定する。特定の好ましい実施の形態において、機器が作用しているとき、ジェット開口部４９８から放出される液体ジェットの中央領域の方向を画定する軸線５０４は、機器４７０のシース４８２及び本体４７２の長手方向軸線に対して平行ではない。典型的に、かかる実施の形態の場合、軸線５０４は、約４５乃至１１５°の範囲、より典型的には、約８０乃至１００°の範囲、最も典型的には、約９０°である、本体４７２の長手方向軸線に対する角度を形成する。
【０１０８】
図１１ｄには、本体４７２の基端と、高圧液体の供給導管５０６への圧力管腔４８８の接続部と、排出導管５１０への排出管腔４９０の接続部とをより明確に示す外科機器４７０の部分切欠き図が図示されている。圧力管腔４８８は、上述したように、高圧管コネクタ５０８を介して高圧液体の供給導管５０６に接続することができる。圧力管腔４８８及び／又は高圧液体の導管５０６は、展開中、圧力管腔４８８が本体４７２に対して動くのを防止し得るように本体４７２内に固定状態に取り付けられている。作動要素４７６を動かしたとき、排出管腔４９０は本体４７２内で回転する。排出管腔４９０は、排出管腔４９０の回転を許容し得るように可撓性で且つ／又は本体４７２内で捩れ可能である排出導管５１０に接続されている。
【０１０９】
作動要素４７６が回転可能に取り付けられた構成要素４８０及びシース４８２を回転させて、機器４７０の末端４７８を展開させる作動機構が図１１ｅ及び図１１ｆにより明確に図示されている。図１１ｅを参照すると、作動要素４７６の切欠き図が図示されている。作動要素４７６は、全体として円筒形の形状とすることができ、また、２つの穴５１２、５１４を備えている。穴５１２は作動要素４７６の基端面に設けられ且つ作動要素４７６が機器４７０の本体４７２を受け入れることを許容する。穴５１４は作動要素４７６の末端面に配置され且つ回転可能に取り付けた構成要素４８０の外周に略等しく又は該外周よりも僅かに大きい外周を有しており、これにより、回転可能に取り付けられた構成要素４８０が穴５１４を通過し且つ該穴内で回転するのを許容する。回転可能に取り付けた構成要素４８０のベアリングフランジ４９６は本体４７２のベアリングスロット５１６内に回転可能に取り付けられている。図１１ｆに図示するように、作動要素４７６は、穴５１４内に取り付けられたピン５１８を備えている。図１１ｅにより明確に図示するように、ピン５１８は、組み立てられたとき、回転可能に取り付けた構成要素４８０のスロット４９２内に嵌まり、オペレータが作動要素４７６を矢印５２０の方向に摺動させると、ピン５１８はスロット４９２内で前方に摺動し、回転可能に取り付けた構成要素４８０を矢印５２２で示した方向に回転させ、これにより、機器４７０の末端を展開させる。
【０１１０】
図１２ａ乃至図１２ｅには、本発明による回転可能で且つ展開可能な外科液体ジェット機器の１つの代替的な実施の形態が図示されている。図１２ａを参照すると、外科機器５３０は、把持領域として作用する外面５３６を有する外側本体構成要素５３４と、外側本体構成要素５３４内に摺動可能に取り付けられた内側本体構成要素５３８とを含む本体５３２を備えている。内側本体構成要素５３８は、その各々が把持領域５３６を保持するオペレータの手で作動可能な２つの作動要素５４０、５４２を備えている。矢印５４４、５４６で示した方向に何れかの作動要素を摺動させることにより、オペレータは回転可能に取り付けた構成要素５４８及びシース５５０を矢印５５２で示した方向に回転動作させることができる。作動要素５４０、５４２は把持領域５３６に対して配置されており、このため、オペレータは作動要素５４０又は５４２の少なくとも一方を何れかの手／把持領域の方向にアクセスすることができる一方にて、少なくとも２つの異なる手／把持領域の方向に向けて機器の本体５３２を保持することができる。この形態は、機器が膝又は肩の関節鏡法に使用し得るような設計とされたとき、特に有益なことである。
【０１１１】
外科機器５３０の内部構成要素が図１２ｂ乃至図１２ｅの断面図により明確に図示されている。図１２ｂに図示するように、回転可能に取り付けられた構成要素５４８は、その基端にベアリングフランジ５５４を備えている。ベアリングフランジ５５４は、図１２ｄにより明確に図示するように外側本体構成要素５３４に接続されたベアリングスロット５５６内で回転可能に取り付けられている。回転可能に取り付けられた構成要素５４８はベアリングスロット５５６から作動要素５４０の穴５５８を通って末端方向に伸びている。作動要素５４０は、機器５３０を組み立てたとき（図１１ｅに図示した形態と同様に）、回転可能に取り付けた構成要素５４８のスロット５６２を縦断するピン５６０を有している。このように、作動要素５４０又は５４２を介して内側本体構成要素５３８を外側本体構成要素５３４に対して摺動させることにより、オペレータはピン５６０をスロット５６２内で摺動させて、回転可能に取り付けられた構成要素５４８及びシース５５０を回転させることができる。図示した実施の形態において、圧力管腔５６４は、本体５３２内に固定状態に取り付けられるが、回転可能に取り付けられた構成要素５４８及びシース５５０内で回転自在である。一方、排出管腔５６６は、シース５５０及び／又は回転可能に取り付けられた構成要素５４８に固定状態に取り付けられており、このため、回転可能に取り付けられた構成要素５４８及びシース５５０が回転すると、排出管腔５６６は本体５３２に対して回転し、機器５３０の末端を展開させることができる。排出管腔５６６が本体５３２内で回転し得るようにするため、排出管腔５６６は。その基端５６８に可撓性／捩れ可能な排出導管５７０に接続される。上述したように、圧力管腔５６４は高圧コネクタ５７４を介して高圧導管５７２に接続されている。高圧導管５７２及び排出導管５７０は、図１２ｃに最も明確に図示するように、外側本体構成要素５３４に接続された管ホルダ要素５７６を介して本体５３２内で固定されている。図１２ｅに最も明確に図示するように、外側本体構成要素５３４及び内側本体構成要素５３８は中空で且つ同心状であり、また、構成要素が互いに容易に摺動するのを許容し得るように相補的な形状を有している。好ましくは、外側本体構成要素５３４及び内側本体構成要素５３８が構成要素の相対的に長手方向に動く（摺動する）のを許容するが、相対的な回転動作を阻止する相補的な形状を有するようにする。図示した実施の形態において、外側本体構成要素５３４の平坦な内面５７７及び内側本体構成要素５３８の平坦な外面５７９により相対的な回転が防止される。当該技術分野の当業者に明らかであるように、構成要素の相対的な回転を防止する一方、構成要素が互いに摺動するのを許容する、外側本体構成要素及び内側本体構成要素に対する多数の代替的な形状が可能であり、これら形状の全ては、本発明の範囲及び精神に属するものである。
【０１１２】
好ましい実施の形態において、外側本体構成要素５３４及び内側本体構成要素５３８は、軽量、低廉及び耐久性のある重合系材料で射出成形された構成要素を備えている。これら構成要素は、２つの対称の半体（例えば、外側本体構成要素５３４の半体５８２、５８４）として製造し、これら半体は機器５３０を組み立てたときに共に接続することができる。参照番号５７８、５８０として図示した構成要素の半体の間の接続点は、スナップ嵌め継手とし又はねじ、クリップ、クランプ、テープ、接着剤、溶剤融着又は当該技術分野の当業者に明らかなその他の任意の適当な取り付け手段を介して共に接続することができる。
【０１１３】
図１３には、図１２ａに図示した外科機器５３０と構造及び作用の点で同様の外科機器６００の分解図が図示されている。外科機器６００は、外側本体構成要素の半体６０８の構成要素６０６により及び外側本体構成要素半体６１０の同様の構成要素（図示せず）により形成されたベアリングスロット内に回転可能に取り付けられたベアリングシース６０４を有する、回転可能に取り付けられた構成要素６０２を備えている。機器６００を組み立てたとき、ベアリングフランジ６０４は内側本体構成要素半体６１６、６１８内で窓部６１２、６１４を貫通し、該機器が外側本体半体６０８、６１０のベアリングスロット構成要素６０６と係合することを許容する。内側本体構成要素半体６１８はまた、機器６００を組み立てたとき、回転可能に取り付けられた構成要素６０２のスロット６２２を縦断するように取り付けられたピン６２０を備えている。機器６００を組み立てたとき、内側本体構成要素が回転可能に取り付けられた構成要素６０２上でスロット６２２の長さによって画定された動作範囲に亙って外側本体構成要素内部を摺動することができる。内側本体構成要素が動き且つ回転可能に取り付けられた構成要素６０２が回転することは、内側本体構成要素の末端に設けられた作動要素６２４及び内側本体構成要素の基端に設けられた作動要素６２６を介して機器６００を保持するオペレータが行うことができる。
【０１１４】
圧力管腔、排出管腔及び回転可能に取り付けられた構成要素６０２を本体内で支持するのに有用な本体外構成要素及び／又は本体内構成要素の一部として色々な構成要素を含めることができる。例えば、本体外構成要素の半体６０８における管の支持構成要素６２８は、機器６００を組み立てたとき、圧力及び排出管腔／導管を支持し且つ動かないようにすべく本体外構成要素の半体６１０の相補的構成要素と相互作用可能である。同様に、本体内の構成要素半体６１６、６１８におけるシースの支持構成要素６３０及び本体外の構成要素半体６０８、６１０におけるシースの支持構成要素６３２は、機器６００を組み立てたとき、回転可能に取り付けられた構成要素６０２を支持し且つ的確に位置決めする作用を果たす。本体内の構成要素半体６１６は、また、互いに確実に嵌まり、また、機器を組み立てたとき、本体内の構成要素半体６１８における相補的な要素（図示せず）と合わさる寸法及び形状とされた止め具要素６３３及び止め具受け入れ要素６３５も有している。同様に、本体外の構成要素半体６０８は、組み立てたとき、本体外の構成要素半体６１０における相補的なスロット（図示せず）と合わさり、組み立てた後、構成要素半体の接続の確実性及び本体の耐久性を向上させる寸法とされ且つそのように配置されたフランジ６３２を有している。好ましくは、本体内及び本体外の構成要素半体は、接着、溶剤接着、超音波溶接、又は圧力嵌めにより共に更に固着されるが、その他の実施の形態において、非限定的に、ねじ、クリップ、クランプ、ストラップ等を含む、当該技術分野の当業者に明らかな多岐に亙る手段により固着することができる。
【０１１５】
本発明の外科機器に対する上述した機械的作動構成要素は完全に一例であり、上述した機構の改変例、又は液体ジェット経路の長さを画定する分離距離を提供し得るように本発明の外科機器の末端を展開させる代替的な方法は、当該技術分野の当業者により案出可能であり、また、特許請求の範囲に記載し且つ規定されたように、かかる改変例又は代替的な機構は本発明の範囲及び精神に属するものである。例えば、図１１ａ乃至図１１ｆに図示した実施の形態の場合、ピンを有する作動要素、及び作動要素が摺動するときピンがその内部で摺動する溝を有する、回転可能に取り付けられた構成要素を採用することに代えて、その他の実施の形態において、オペレータが作動要素を回すことにより、回転可能に取り付けられた構成要素が回転するように、作動要素を回転可能に取り付けた構成要素に堅固に取り付けることができる。更に他の実施の形態において、図１１ａ乃至図１１ｆ及び図１２ａ乃至図１２ｅに図示するように、互いに対して摺動可能である、摺動可能なスリーブ又は本体構成要素を備える作動構成要素を採用することに代えて、代替的に、作動要素は、ピンが取り付けられた、１つ又は２つ以上の摺動可能なレバー又は回転可能なノブを装置の本体内に備えるようにしてもよい。
【０１１６】
上述した展開可能な外科機器は、狭小な外科的処置スペースを画定する身体内部の狭小な領域内で外科的処置法を行うのに特に有用である。上述したように、機器の末端には、機器が非展開状態の形態にあるとき、外科機器の末端を狭小な領域内に挿入し易くし得るように特に選んだ寸法の外形が付与されている。従って、本発明の機器は、本発明の機器を使用して新規な外科的処置法を行うことを可能にする。例えば、上述した展開可能な外科液体ジェット機器は、患者の関節包内部の特定の組織を切断し又は剥離することを含む外科的処置法にて使用すべく都合良く採用することができる。この方法は、外科的処置法用として特に設計された末端を有する、本発明により提供される外科液体ジェット機器を患者の関節包内に挿入することを含む。機器を関節包内に挿入すると、次に、機器のオペレータは、液体ジェットの経路長さを画定する、ジェット開口部とジェット受け入れ開口部との間の分離距離を設定し得るように機器の末端を展開させることができる。次に、オペレータは、上述したように、高圧の液体を装置に供給するポンプ又はディスペンサを作動させて、外科機器により液体ジェットを形成することができる。次に、液体ジェットを機器の排出管腔のジェット受け入れ開口部に向けることができ、また、液体ジェットを取り巻く吸収領域を形成し、このことは、関節包内の特定の組織を切断し又は剥離する上で効果的である。
【０１１７】
幾つかの方法において、組織の切断又は剥離は、例えば、骨の表面のような、関節包内の固い表面に近接して液体ジェットノズルを配置することと、表面から特定の組織を除去し得るように固い表面に対し実質的に平行に液体ジェットを向けることとを備えることができる。表面から除去すべき材料の硬さ及び粘性に依存して、幾つかの場合、液体ジェットを固い表面に実質的に隣接するようにすることが必要となろう。脂肪の多い組織のような、柔軟な材料の場合、液体ジェットは、材料又は該材料を含む固い表面と直接接触させる必要はなく、液体ジェットにより形成された吸収領域は、その材料を表面からジェットに向けて吸引し、材料を切断し／又は剥離し且つ材料を排出管腔を通じて排出することができる。骨のような極めて硬い組織又は軟骨の場合、切断し且つ／又は剥離すべき材料と液体ジェット吸収領域を実質的に直接接触させる必要があろう。好ましくは、本発明による好ましい外科機器は、上述した外科的処置法を行うことができ且つ外部の吸引源を必要とせずに、剥離した材料、血液、及び壊死組織片を外科的処置スペースから排出できる。上述した機器は、材料を処置スペースから除去する効果のため、外科的処置法を行うオペレータの視認性が向上した、外科的処置領域を提供することができる。
【０１１８】
本発明の流体ジェット切断装置を採用する１つの典型的な処置法すなわち、人間の膝の半骨切開法に関して以下に説明する。第一に、処置法を行うべき患者に麻酔をかけ、止血帯を脚の大腿部に当てがい且つ約２８０ｍｍＨｇの圧力に調節する。次に、患者の手術の準備をし且つ従来の方法にて滅菌した布で包む。流入カニューレを使用して上内側門を通じて、又は関節線の横門に配置されたスコープカニューレを通じて食塩水を膝内に導入する。食塩水は関節線の内側門を通って膝から出ることができる。内視鏡カメラを使用して、膝の病理状態を視覚化することができる。膝を曲げた後、関節包内の狭い区画部分にアプローチし易くするため外反又は内反応力を加える。次に、非展開状態の形態にて本発明の外科液体ジェット機器を１つの門を通じて挿入する。上述したように、機器の末端のプロフィール及び外形は、膝の解剖学的部分の狭小な領域内にアクセスし且つ使用中、的確な切断方向を提供し得るよう特別に設計されている。具体的には、非展開位置にある間に、膝の関節空洞内に挿入したとき、外科機器は、顆頭と脛骨平坦部との間の狭い空隙を通り、後方半月箇所に的確に配置された後、機器を展開させることができる。作用中、機器は、剥離し且つ切断した組織を小さく且つ好ましくは、顕微鏡的な破片に破砕し、外部の吸引力を必要とせずに、それら破片を排出管腔を通じて膝から排出する。この外科的処置法が終結した後、流体ジェット機器及び視覚用内視鏡を門及び膝から除去し、また排液し且つ包帯することができる。
【０１１９】
本発明による外科液体ジェット機器は、例えば、人間の肩のような患者のその他の関節包における処置法に使用することができる。例えば、相当な量の出血を伴う肩内部の肩峰形成法のような特定の処置法の場合、本発明に従って提供される外科機器を外科的処置法に起因する出血を少なくし得るように電気焼灼法と共に利用することが可能であると考えられる。
【０１２０】
図１４ａ及び図１４ｂには、本発明による外科液体ジェット機器の１つの代替的な実施の形態が図示されている。図１４ａ及び図１４ｂに図示した実施の形態は、患者の身体の外面から材料を分離し又は剥離することを伴うその周囲の空気環境内で使用される方法に使用する上で特に都合良い。機器６５０は、オペレータの手で保持し得る形態とされた把持部分６５４を有する本体６５２を備えている。機器６５０の端部分末端点６５８まで末端方向に伸びるシース６５６が本体６５２から末端方向に伸びており、該シースは、圧力管腔６６０及び排出管腔６６２を実質的に完全に取り巻く（図１４ｂに最も明確に図示）。図１４ｂに図示するように、圧力管腔６６０は、圧力管腔６６０の側壁にくり抜き穴を有する２つのジェットノズル６６４、６６６を有している。ノズル６６４、６６６の各々は、上述したように、排出管腔６６２の末端にてジェット受け入れ開口部６６８内に向けられる拡がり液体ジェットを形成する。代替的な実施の形態において、シース６５６は、単一のノズルのみを備えるようにしてもよい。ノズル６６４、６６６から放出された液体ジェットは、排出管腔６６２、シース６５６、及び本体６５２の長手方向軸線に対し実質的に平行な方向を向いた中央領域を有している。代替的な実施の形態において、シース６５６は、図示するように直線状ではなくて、末端付近にて湾曲させ又は角度を付けて、特定の外科的処置法にとってより都合の良い人間工学的形状を提供するようにしてもよい（例えば、図２ｂ参照）。
【０１２１】
使用時、図１４ａ及び図１４ｂに図示した本発明による外科機器は、患者の皮膚又は身体の外面から材料を分離する外科的処置法にて利用することができる。かかる外科的処置法は、本発明の外科液体ジェット機器を患者の身体における外面に近接する位置に配置し、次に、高圧の流体を機器に供給することにより液体ジェットを形成し、ジェットの少なくとも一部分が身体の表面に対し実質的に平行に向けられ、実質的にジェットの全体が排出管腔内のジェット受け入れ開口部に向けられるようにすることを含む。上述したように、液体ジェットにより形成された吸収領域は、患者の表面から材料を分離し又は剥離し且つその材料を液体ジェットを含む液体と共に、ジェット受け入れ開口部から排出し且つ好ましくは外部の吸引源を利用せずに排出管腔を通じて排出するために使用することができる。この方法は、創傷、外科的切開部、感染箇所等を清浄にするため都合良く採用することができる。分離した材料は、機器により表面を分離する前に、表面に蓄積するであろう生組織、壊死組織又は有機質／無機質の異物の１つ以上を含むであろう。
【０１２２】
当業者は、本明細書に記載した全てのパラメータ及び形態は単に一例にしか過ぎず、実際のパラメータ及び形態は本発明の機器及び方法が使用される特定の用途に依存するものであることが容易に理解されよう。当該技術分野の当業者は、通常の実験だけを使用して、本明細書に記載した本発明の特定の実施の形態の多数の均等例を認識し又は確認することができよう。このため、上記の実施の形態は単に一例としてのみ掲げたものであり、特許請求の範囲及びその均等物の範囲内にて、本発明は具体的に記載した以外の形態で実施することが可能であることを理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  外科液体ジェット装置の概略図である。
【図２】  ２ａは、外科液体ジェット機器の一部切欠き概略図である。
２ｂは、外科液体ジェット機器の末端を含む、外科液体ジェット機器の一部分の一部切欠き概略図である。
【図３】  ３ａは、外科液体ジェット機器の圧力管腔の一部分を示す概略図である。
３ｂは、外科液体ジェット機器の圧力管腔の一部分を示す概略図である。
３ｃは、外科ジェット機器の圧力管腔の一部分を示す一部切欠き概略図である。
３ｄは、外科液体ジェット機器の圧力管腔の一部分を示す一部切欠き概略図である。
３ｅは、色々な長さ対最小直径の比を有する各種の液体ジェットノズルの概略図である。
【図４】  液体ジェットノズル領域を形成する方法を示す一連の概略図である。
【図５】  ５ａは、周囲の液体環境内で使用される外科液体ジェット機器の末端の一部分を示す一部切欠き概略図である。
５ｂは、排出管腔が狭小部分を含む、その周囲の液体環境内で使用される外科液体ジェット機器の末端の一部分を示す一部切欠き概略図である。
５ｃは、色々な幾何学的関係を示す、外科液体ジェット機器の末端の一部分の概略図である。
【図６】  ６ａは、その周囲のガス状環境内で使用される外科液体ジェット機器の末端の一部分を示す一部切欠き概略図である。
６ｂは、排出管腔が狭小部分を含む、その周囲のガス状環境内で使用される外科液体ジェット機器の末端の一部分を示す一部切欠き概略図である。
【図７】  ７ａは、外科液体ジェット機器の末端を含む、外科液体ジェット機器の一部分を示す一部切欠き概略図である。
７ｂは、外科液体ジェット機器の末端を含む、外科液体ジェット機器の一部分を示す一部切欠き概略図である。
７ｃは、外科液体ジェット機器の末端を含む、外科液体ジェット機器の一部分を示す一部切欠き概略図である。
７ｄは、外科液体ジェット機器の末端を含む、外科液体ジェット機器の一部分を示す一部切欠き概略図である。
７ｅは、外科液体ジェット機器の末端を含む、外科液体ジェット機器の一部分を示す一部切欠き概略図である。
【図８】  ８ａは、機器が非展開状態の形態にある、回転可能で且つ展開可能な外科液体ジェット機器の概略図である。
８ｂは、展開状態の形態にて図示した、図８ａの外科液体ジェット機器の概略図である。
８ｃは、図８ｂの外科液体ジェット機器の断面図である。
８ｄは、図８ｃの外科機器のシース、圧力管腔及び排出管腔の断面図である。
【図９】  圧力管腔が長手方向に動くことにより機器が展開された、展開可能な外科液体ジェット機器の断面図である。
【図１０】  圧力管腔が長手方向に動くことにより機器が展開された、展開可能な外科液体ジェット機器の断面図である。
【図１１】  １１ａは、単一の作動要素を有する回転可能で且つ展開可能な外科液体ジェット機器の概略図である。
１１ｂは、非展開状態の形態にあるとき、回転可能に取り付けられた機器の構成要素、シース及び末端をより明確に示す、図１１ａの外科液体ジェット機器の一部分の概略図である。
１１ｃは、展開状態の形態にあるとき、回転可能に取り付けられた機器の構成要素、シース及び末端をより明確に示す、図１１ａの外科液体ジェット機器の一部分の概略図である。
１１ｄは、図１１ａの外科液体ジェット機器の一部分の一部切欠き概略図である。
１１ｅは、図１１ａの外科液体ジェット機器の一部分の一部切欠き概略図である。
１１ｆは、図１１ａの外科液体ジェット機器の作動要素の概略図である。
【図１２】  １２ａは、２つの作動要素を有する回転可能で且つ展開可能な外科液体ジェット機器の一部分の概略図である。
１２ｂは、図１２ａの外科液体ジェット機器の断面図である。
１２ｃは、図１２ａの外科液体ジェット機器の断面図である。
１２ｄは、図１２ａの外科液体ジェット機器の断面図である。
１２ｅは、図１２ａの外科液体ジェット機器の断面図である。
【図１３】  ２つの作動要素を有する回転可能で且つ展開可能な外科液体ジェット機器の一部分の分解斜視図である。
【図１４】  １４ａは、各々が１つのジェット開口部を提供する、２つのノズルを含む圧力管腔を有する外科液体ジェット機器の概略図である。
１４ｂは、図１４ａの外科液体ジェット機器の一部切欠き概略図である。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図３ｅ】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図７ｄ】
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【図７ｅ】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図８ｃ】
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【図８ｄ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１１ｃ】
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【図１１ｄ】
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【図１１ｅ】
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【図１１ｆ】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１２ｃ】
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【図１２ｄ】
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【図１２ｅ】
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【図１３】
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【図１４ａ】
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【図１４ｂ】
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