JP2011504792A - 超音波切り取りブレードを備えるデルマトーム - Google Patents

Abstract

デルマトームアセンブリは、植皮を採取するように作動可能であり、超音波デルマトームおよび電源を含む。超音波デルマトームは、本体と、本体の中に設置された超音波ブレードアセンブリを含む。ブレードアセンブリは、周波数発生器および周波数発生器によって駆動される切り取りホーンを含む。切り取りホーンは、本体が切り取りホーンの振動的運動の減衰を抑制するために、本体から間隔をあけて配置される。デルマトームアセンブリは、切り取る植皮の厚さを正確に制御し、切り取りホーンの過熱を抑制するように作動可能である。

Description

本出願は、「超音波切り取りブレードを備えるデルマトーム」と表題のついた、２００７年１１月２８日に出願され、本願明細書に参照されることによりその全てが本願明細書に組み込まれる米国仮出願６０／９９０，８６７号の利益を請求する。

［１．分野］
本発明は、概して、植皮を採取するための装置に関するものである。さらに具体的にいうと、本発明の実施形態は、超音波デルマトームに関するものである。

［２．先行技術の論議］
デルマトームは、植皮を切り取るための医療機器であり、１９００年代初めから使われている。従来技術のデルマトームは、まっすぐで切れのいいエッジを有する刃と、植皮の幅と厚さとを変えられるように調整可能なヘッドとを含む。従来型のデルマトームは、手動操作型か電動型かのどちらかである。電動型デルマトームは、概して、手動操作型のデルマトームと比べて、より簡単に、より正確に植皮を切り取ることができる。一つの電動型デルマトームは、刃先の長さに沿って左右に振動し、電動モータおよび機械駆動部を備えるブレードを含む。

従来技術のデルマトームは、多数の好ましくない制限を備えている。例えば、従来型のデルマトームは、操作のために、著しい肉体的努力および協調を要求し、通常は、植皮の切り取りの手術を成し遂げるために１人より多く人を必要とする。特に、従来のデルマトームは、ユーザに、デルマトームが皮膚に沿って引かれる際の速度を正確に制御すると同時に、デルマトームに正確な圧力を加えることを要求する。電動デルマトームは、過度のメカニカルノイズを発生することでも悪名高い。加えて、従来技術の電動デルマトームの機械駆動部は、たった２０〜３０時間の継続使用で、好ましくない損耗および故障をする傾向がある。

［サマリー］
本発明の実施形態は、上述の従来技術のデルマトームの問題および制限に悩まされることのない超音波デルマトームを提供する。

本発明の第１の態様は、概して、本体と、超音波周波数発生器と、ブレード要素と、ゲージバーとを含む超音波デルマトームに関するものである。本体はハンドルを備える。超音波周波数発生器は、ハンドルに設置される。ブレード要素には、基端部および末端部がある。ブレード要素は、基端部に隣接して周波数発生器に駆動できるように取り付けられ、末端部沿った切刃を示し、その切刃を用いて植皮を切り取ることができる。ゲージバーは、本体によって支持され、皮膚と係合するために切刃に隣接して配置される。ゲージバーと切刃とは、切り取りの際に植皮が通過できるグラフト開口部が存在するように間隔を空けて配置される。ブレード要素は本体に支持され、切刃を含む末端の片持ちブレード部分を規定する。末端の片持ちブレード部分は、超音波周波数発生器から切刃へ伝えられる超音波エネルギの減衰が、本体によって起きないように、本体から間隔を空けて配置される。

本発明の第２の態様は、本体と、超音波振動発生装置と、ブレード要素とを広く含む超音波デルマトームに関するものである。本体はハンドルを含む。超音波周波数発生器は、ハンドルに設置される。ブレード要素には、基端部および末端部が存在する。ブレード要素は、基端部に隣接して周波数発生器に駆動的に取り付けられ、末端部に沿った切刃が存在し、その切刃を用いて植皮を切り取るように動作可能である。本体には、流体的にクーラント源に接続可能で、ハンドルを通って延び、チャネル流出口で終わる、クーラントチャネルがある。その流出口は、切刃に隣接して配置され、植皮が切り取られる間、クーラントチャネルによって、流出口を通して、切刃上にクーラントを供給するように動作可能である。

本発明の第３の態様は、概して、超音波デルマトームの切刃で植皮を切り取るステップを含む植皮の採取方法に関するものである。切り取るステップは、植皮を切り取るために切刃を振動させるステップと、同時に切刃上のクーラントを流すステップとを含む。

本発明の他の態様および利点は、以下の好適実施形態の詳細な説明および添付の図面から明らかである。

［図面の簡潔な説明］
本発明の好適実施形態は、以下の添付された図面を参照して詳細に説明される。

図１は、本発明の好適実施形態に従って構成されたデルマトームアセンブリの斜視図であり、デルマトームアセンブリは、超音波デルマトームおよび供給パイプラインによって接続された電源を含み、組織から採取された植皮を示す。 図２は、図１に示される電源の概略図であり、クーラントサプライを含む電源の様々な構成要素を示す。 図３は、図１に示される超音波デルマトームの上方斜視図であって、ハンドルと、ヘッドと、を含むデルマトームの本体と、ハンドルの末端から延びる供給パイプラインを備えるデルマトームのゲージバーアセンブリとを示す。 図４は、図１および図３に示される超音波デルマトームの下方斜視図であって、超音波デルマトームの超音波ブレードを示すために切り取られた超音波デルマトームの本体およびゲージバーアセンブリを示し、その超音波ブレードは、駆動の際に、相互に接続される周波数発生器、ブースタ、および切り取りホーンを含み、切り取りホーンはブースタからその一端が飛び出している。 図５は、図１、図３、および図４に示す超音波デルマトームの部分切断面であり、ヘッド、ゲージバーアセンブリ、およびヘッド内に一端が飛び出した切り取りホーンを示し、ヘッドは、切り取りホーン上に間隔を空けて配置された上板、切り取りホーン下に間隔を空けて配置されたガイドフット、およびガイドフットの末端部に取り付けられるブレードカバーを含み、そして、最下位置においてゲージバーアセンブリのゲージバーも示す。 図６は、図１および図３〜図５に示す超音波デルマトームの拡大部分切断面であり、前後振動軸に沿った切り取りホーンの振動を示し、そして、最上位にあるゲージバーを示す。 図７は、図１、および図３〜図６に示す超音波デルマトームの分解図であり、互いに取り付けられたハンドル部分を示し、そして、ヘッドから取り外されたハンドル示す。 図８は、図１、および図３〜図７に示す超音波デルマトームの分解図であり、周波数発生器および基端ハンドル部分が協調的にデルマトームの周波数発生モジュールを形成し、デルマトームの残りの構成要素が切り取りモジュールを形成できるように、互いに、そしてブースタおよび周波数発生器セパレータから取り外された、ハンドル部分を示す。

これらの図面は、本発明をここで開示され、説明された特定の実施形態に限定するものではない。図面は、必ずしもスケールを必要とするものではないが、代わりに図示された好適実施形態の原理がはっきりと記載されていることが強調される。

［好適実施形態の詳細な説明］
始めに、図１および図２を参照すると、デルマトームアセンブリ２０は、組織Ｔから植皮Ｇを切り取るように動作可能である。デルマトームアセンブリ２０によって除去された植皮Ｇは、一般的に、例えば、やけどなどにより皮膚が損傷を受けた領域の修復や、美容整形に用いられるために使われる。植皮Ｇは、生きている患者の組織から採取されてもよいし、死体から採取されてもよい。図示されたデルマトームアセンブリ２０は、例えば、終日にわたって植皮が採取され得る皮膚バンクにおいて使用など、長時間の使用に特に効果的である。デルマトームアセンブリは、概して、超音波デルマトーム２２および電源２４を含む。

より詳細に論じられ得るように、電源２４は、超音波デルマトーム２２を駆動し、クーラントを供給する。電源２４は、概して、周波数コントローラ２６、パワーアンプ２８、システムコントローラ３０、パワーフィルタ３２、力率補正３４、電源インターフェイス３６、電源出力ライン３８、および電源ハウジング４０を含む。電源２４もまた、Ａ／Ｃ電源入力ライン４２を経由して電力を受ける。通常の方法では、電源２４は、電源出力ライン３８を経由してデルマトーム２２に電力信号を供給し、これによって振動の周波数および振幅を制御する。例えば、電源２４は、振動の振幅を制御するためにユーザによって調節され得る。この調節は、組織Ｔの性質が変化する際、そして、植皮Ｇの厚さが変化する際、切り取り動作を効果的に行うのに特に役立つ。電源２４は、デルマトーム２２の正確な共振周波数へ自動的に同調するように動作可能である。電源２４は、デルマトーム２２が、例えば、組織Ｔが原因で、非常に大きな抵抗に直面した際に、探知するための過負荷回路をも含み、自動的にデルマトーム２２の電力を切る。このように、電源２４は、切刃に沿って、それ自身を損傷から守り、そして、特に、デルマトーム２２の過熱を抑制する。その上、インターフェイス３６は、過負荷回路に動作可能に接続された警告灯を含み、そして、警告灯は、デルマトーム２２が過負荷状態に近付いていることをユーザに対して視覚的に示す。こうして、ユーザは、過負荷に達する前にデルマトーム２２を止めることができる。

更に論じられ得るように、電源２４は、使用中に超音波デルマトーム２２を冷却するように動作可能であるクーラントサプライ４４をも含む。クーラントサプライ４４は、好ましくは、クーラントコンテナ４６、ポンプ４８、圧力レギュレータ５０、熱変換器５２、安全バルブ５４、およびコントローラ５６を含む。ポンプ４８は、コンテナ４６からクーラントを引き出し、熱変換器５２を通じてクーラントを循環させ、クーラントの温度を制御するために熱交換器およびミキサとして駆動する。クーラントのいくらかは、安全バルブ５４を通じて放出され、クーラントライン５８に入り、そして、いくらかのクーラントはコンテナ４６へ戻される。

デルマトームアセンブリ２０は、デルマトーム２２と電源２４とを相互接続するためのコネクタ６０、６２および供給パイプライン６４、６６を含む。特に、供給パイプライン６４は、コネクタ６０によって電力出力ライン３８に接続され、電力を電源２４からデルマトーム２２へ送る。供給パイプライン６６は、コネクタ６２によってクーラントライン５８に流体的に接続され、クーラントサプライ４４からデルマトーム２２へクーラントを送る。

図示されたクーラントサプライ４４は、好ましくは、流体のクーラントを含み、標準的なヘパクリーナの形式で供給する。しかし、本発明の原理は、クーラントが他の種類の液体を含む場合、または、例えば、空気もしくは不活性ガスなどの気体を含む場合でも適用できる。例えば、クーラントは、湿った気流であってもよい。図示されたクーラントサプライ４４が、流体クーラントを供給することで、超音波デルマトーム２２を冷却するように動作可能であると同時に、デルマトームアセンブリ２０が、例えば、熱電冷却のようなデルマトーム２２を冷却するための他の機構を含むことも本発明の範囲に入る。本発明のある面にとっては、デルマトームアセンブリ２０は冷却機構を含まなくてもよい。

電源２４の構成要素は、好ましくは全て、電源ハウジング４０の中に含まれるが、電源２４の構成要素が、代わりに収納されるのも、本発明の範囲に含まれる。例えば、クーラントサプライ４４が、電源２４の残りから別れて収納され得る。電源２４の構成要素の少なくともいくつかは、超音波デルマトーム２２の中に収納され得る。

図３〜図８を参照すると、超音波デルマトーム２２は、植皮Ｇを採取するために電源２４によって作動し、そして、概して、本体６８、ゲージバーアセンブリ７０、および超音波ブレードアセンブリ７２を含む。更に論じられ得るように、超音波ブレードアセンブリ７２は、植皮Ｇを切り取るために、超音波周波数で振動するように動作可能である。

図示された本体６８は、概して、互いに着脱可能に取り付けられ、協調して超音波デルマトーム２２の筺体としての機能を果たす、ハンドル７４およびヘッド７６を含む。ハンドル７４は、細長いタブラ構造から成り、一対の基端および末端ハンドル部分７８、８０を含み、それらは互いに着脱可能に取り付けられ、協調して内部チャンバ８２を備える。特に、ハンドル部分７８、８０は、協調して、内部チャンバ８２へのアクセスを許可するために放出可能な流体送付接合部を提供する嵌合コネクタ端部８４、８６を含む。嵌合コネクタ端部８４、８６を共に保持する放出機構は、ネジ式コネクタまたはファスナを含む標準的なコネクタから成る。ハンドル部分７８、８０のそれぞれには、接続部において互いが流体的に接続され、ガスケット９０によって密封される、クーラントチャネル８８がある。論じられ得るとおり、ハンドル部分７８、８０は、超音波デルマトーム２２の消毒ができるように分離可能である。しかし、放出可能な接合部がクーラントを送らないこともまた、本発明の範囲に入る。

ハンドル部分７８には、供給パイプライン６４、６６を受ける基端開口部９２が存在する。ハンドル部分８０は、ヘッド７６に取り付けるように動作可能である末端フランジ９４をも備え、そして、そしてハンドル部分８０には、チャンバ８２への接続を可能とする末端開口部９６が存在する。ハンドル７４は、ハンドル８０に取り付けられる曲線グリップとハンドル部分７８にスライド自在に取り付けられる可動スイッチ１００とを含む。ハンドル７４は、好ましくは、例えば、ステンレススチールなどの金属材料から製造されるが、例えば、プラスチックなどの医療装置に適している他の材料も含み得る。

ヘッド７６には、基端ヘッド部分および末端ヘッド部分が存在し、それら端部間に延在する側壁１０２を含む。側壁１０２には、上側および下側縁部が存在し、上板１０４によって相互接続される。上板１０４は、基端ヘッド部分と末端ヘッド部分との間に延在する。上板１０４は、上側縁部に沿って側壁に取り付けられる基端部と、側壁１０２の下側縁部に延在する末端部とを含む。更に論じられ得るように、基端部は、植皮Ｇを導く働きをし、そして、末端セパレータエッジ１０８から基端部方向に延在するセパレータ表面１０６が存在する。上板１０４は、供給部１１２、横方向多岐管部１１４、および三角部１１６を含み、そして、流体的に横方向多岐管部１１４に通じており、末端セパレータエッジ１０８に隣接した放出口に延びる、内部クーラントチャネル１１０を含む。更に論じられるように、内部クーラントチャネル１１０は、植皮Ｇを切り取るためにクーラントを放出するように動作可能である。

ヘッド６２もまた、横に延在する末端スロット１２０を備える着脱可能な下部ガイドフット１１８と、横に延在する末端スロット１２０によって受け止められる着脱可能なブレードカバー１２２とを含む。下部ガイドフット１１８は、留め具１２４によって側壁１０２に設置され、そして、横に延在する末端スロット１２０が末端セパレータエッジ１０８に隣接して配置されるように、配置される。側壁１０２、上板１０４、およびガイドフット１１８は、協調的に、ヘッドチャンバ１２６とヘッドチャンバ１２６へのアクセスを許可する基端開口部１２８（図８参照）とを備える。ヘッドチャンバ１２６は、厚さがヘッド７６の末端部に向かって次第に先細り、幅は、ヘッド７６の基端部と末端部との間、実質的には一定である。ヘッドチャンバ１２６は、ブレードアセンブリ７２を受けるように動作可能であり、ブレードアセンブリ７２が、基端開口部１２８を通って、チャンバ１２６へ出入りするように延びる。

ブレードカバー１２２は、単一であり、向かい合う端部およびスロット幅ＳＷ（参照図７）を示す横方向に延在する末端スロット１３０を含む。更に論じられ得るように、横方向に延在する末端スロット１３０は、前述の超音波デルマトーム２２の有効ブレード幅寸法を規定する。ヘッド６２は、フランジ９４の孔と側壁１０２を通って延びるねじ留め具１３１によってハンドル７４に取り付けられる。その上、ヘッド６２およびハンドル７４は、クーラントチャネル８８が、流体的にクーラントチャネル１１０と通じるために、ガスケット９０によって密封されたクーラントチャネル８８、１１０に取り付けられる。こうして、ヘッド６２およびハンドル７４は、協調して、長手方向の本体軸Ａを備える本体６８を形成する。図示された本体６８は、好ましくは、長さが１２インチより短いが、本発明の範囲から離れることなく、１２インチより長くすることもできる。

図３〜図７を参照すると、ゲージバーアセンブリ７０は、植皮Ｇの厚さを決定するためにブレードアセンブリ７２と協調する。ゲージバーアセンブリ７０は、好ましくは、１対のブッシング１３２、偏心シャフト１３４、偏心シャフト１３４に枢動可能に設置されたゲージバー１３６、調節用ノブ１３８、および錠締め留め具１４０（図７参照）を含む。それぞれの側壁１０２は、基端ヘッド部分に隣接し、上側縁部に隣接するように配置された横孔１４２を備える。横孔１４２は、同軸で、それぞれは、その中で対応するブッシング１３２を受けるように形状が決められている。

偏心シャフト１３４は、シャフト軸Ｓを規定する対向するシャフト端部１４４と、シャフト端部１４４を相互接続し、シャフト軸Ｓから軸方向に補正された円筒カム表面を示す中央カム１４６とを示す。偏心軸１３４は、それぞれのシャフト端部１４４を対応するブッシング１３２に挿入することによって、ヘッド上に回転可能に設置される。

ゲージバー１３６は、上および下縁を示す矩形ゲージプレート１４８を含む。ゲージバー１３６は、上側縁部に沿って矩形ゲージプレート１４８に固定された１対のスリーブ１５０を含み、それらのスリーブ１５０には共通の軸がある。ゲージバー１３６は、スリーブ１５０を通って中央カム１４６へ延びることで、偏心シャフト１３４上に回転可能に設置される。ゲージバー１３６は、側壁１０２にあるスロットに、スライド自在に設置された対向する端部も含む。偏心シャフト１３４がシャフト軸Ｓの周りを回転すると、スリーブは、円筒型カム表面の軸に追随する。こうして、シャフト１３４の回転運動は、側壁１０２のスロットの内側で、ゲージバー１３６の上下運動を引き起こす。

調製用ノブ１３８は、シャフト端部１４４の一方に取り付けられ、調製用ノブ１３８の枢動によって、シャフト１３４が同じ方向に回転し始める。錠締め留め具１４０は、調製用ノブ１３８に螺入され、対応する側壁１０２の中および外に係合するように調整され得る留め具からなる。こうして、錠締め留め具１４０は、ゲージバー１３６の上下運動を抑制する位置に、調製用ノブ１３８を選択的に固定するように動作可能である。図示されたゲージバーアセンブリ７０が好ましいものであれば、ゲージバーアセンブリ７０が、植皮Ｇに係合し、そして、植皮Ｇの厚さを制御するためにブレードアセンブリ７２と協調するように、選択的に構成されることもまた、本発明の範囲に含まれる。

図４、図７、および図８を参照すると、超音波ブレードアセンブリ７２は、共振周波数で振動するように動作可能であり、周波数発生器１５２、切り取りホーン１５４、および周波数発生器１５２と切り取りホーン１５４とを相互連結するブースタ１５６を広く含む。周波数発生器１５２は、好ましくは、少なくとも約１０ｋＨｚの周波数で振動軸Ｖに沿ってインライン方向に出力端１５８を振動するように動作可能である圧電変換器からなる。より好ましくは、周波数発生器１５２は、通常の動作の間、約２０ｋＨｚ〜約７０ｋＨｚの周波数で振動する。最も好ましくは、周波数発生器１５２が、約３０ｋＨｚ〜約４０ｋＨｚの周波数で振動する。周波数発生器１５２が、例えば、磁歪変換器のような、電気信号を振動運動に変換する他の変換器であるものも本発明の範囲に含まれる。周波数発生器１５２は、周波数発生器１５２がスイッチ１００によってオン・オフができるように、スイッチ１００と動作可能に連結している。

通常の方法では、ブースタ１５６は、ブレードアセンブリを共振周波数に同調するように動作可能であり、整調ブースタ部１６０とスリーブ１６２とを含む。整調ブースタ部１６０は、対向する基端部および末端部１６４、１６６、ならびに、整調ブースタ部１６０の最大直径を示す中央部分を含み、中央部分は、互いの端部１６４、１６６に向かってテーパー状である。スリーブ１６２は、中央部分周辺に延在し、ハンドル７４の中にあるブースタ１５６を支持する。ブースタ１５６は、周波数発生器１５２に着脱可能に取り付けられる。特に、基端部１６４および出力端１５８は、嵌め合わせコネクタを含む。図示されたコネクタは、差し込み型コネクタアセンブリからなるので、本発明の原理は、ブースタ１５６から周波数発生器１５２へ設置されるのに向いている他の種類のコネクタにも適用され得る。

図４〜図８を参照すると、切り取りホーン１５４は、基端部および末端部を備えたブレードとそれらの端部間に延在するブレード軸Ｂとからなる。ブレードには、ブレード軸Ｂに対して垂直な末端切刃１６８が存在し、そして末端切刃１６８はブレードエッジ幅Ｗを持つ。ブレードエッジ幅Ｗは、好ましくは、少なくとも約１／２インチである。より好ましくは、切り取りホーン１５４は、約１インチから約６インチのブレードエッジ幅Ｗを備え得る。切り取りホーン１５４には、基端部から末端部切刃１６８（図５参照）へ次第に細くなった長手方向横断部が存在する。特に、ブレードは、第１の厚さＴ１から第２の厚さＴ２へ次第に細くなる基部、第２の厚さＴ２から第３の厚さＴ３へ次第に細くなる中間部、そして第３の厚さＴ３から切刃１４８へ次第に細くなる末端部を含む。好ましくは、厚さＴ２は、厚さＴ１の約１／３であり、そして、厚さＴ３は厚さＴ２の約１／２である。しかし、本発明の原理は、切り取りホーン１５４が、別の形状および大きさを備えたとしても適用可能である。ブレードは、好ましくは、末端部および中間部の間（図７参照）に延びる３つのスロット開口１７０をも含む。図示されたスロット開口１７０は、引き延ばされ、それぞれには、ブレード軸Ｂに対して平行な縦軸が存在する。図示されたスロット開口１７０は、空間を空けて並んでおり、互いからも切刃１６８からも離れて配置される。このように、スロット開口１７０は、ブレード軸Ｂに沿って振動エネルギを管理し、振動のエネルギが、ブレード軸Ｂに対して横方向に移動することを抑える。切り取りホーン１５４がスロット開口１７０の数または配置を選択できることも本発明の範囲に含まれる。図示された切り取りホーン１５４は、好ましくは、チタン合金でできているが、例えば、ステンレススチールなどの他の材料も含まれ得る。

切り取りホーン１５４は、ブースタ１５６に着脱可能に取り付けられる。特に、末端部１６６および切り取りホーン１５４の基端部は、嵌め合わせコネクタを含む。図示された嵌合わせコネクタは、差し込み型コネクタアセンブリからなり、本発明の原理は、ブースタ１５６から切り取りホーン１５４へ設置されるのに向いている他の種類のコネクタにも適用され得る。

切り取りホーン１５４およびブースタ１５６は、好ましくは、振動軸Ｖに沿って振動するブレードアセンブリを協調して提供し、そして、ブレード軸Ｂは、好ましくは、振動軸Ｖに平行である。しかし、ブレード軸および振動軸Ｖが互いに直交すること、または、それらの間に射角を備えることは、本発明の範囲内でもある。図示されたブレードアセンブリは、好ましくは、少なくとも約１０ｋＨｚの共振周波数で振動する。より好ましくは、ブレードアセンブリは、約２０ｋＨｚから約７０ｋＨｚの共振周波数を持つ。最も好ましくは、共振周波数が、約３０ｋＨｚから約４０ｋＨｚである。図示された末端切刃１６８は、好ましくは、振動軸Ｖに対して垂直である。

周波数発生器１５２は、基端ハンドル部分７８内に設置され、末端が突き出た出力端１５８を持つ。さらに、ブースタ１５６は、末端ハンドル部分８０内に設置され、そこでスリーブ１６２によって支持される。しかし、本発明の原理は、ブースタ１５６が空間を空けて配置され、ハンドル７４によって支持されないものにも適用される。切り取りホーン１５４は、チャンバ８２内に配置され、ゲージバーアセンブリ７０および本体６８から完全に間隔を空けて配置される。こうして、切り取りホーン１５４は、ブースタ１５６からその一端が飛び出している。

ブレードアセンブリ７２は、着脱可能なブレードカバー１２２の末端スロット１３０に隣接して切刃１６８に配置される。ブレードカバー１２２は、切刃１６８が末端スロット１３０の幅にのみ沿って組織Ｔを切除するよう動作可能であるように用意される。図示されたスロット幅ＳＷは、ブレードエッジの幅Ｗと略同じであり、末端スロット１３０と切刃１６８とは、実質的に、互いに同一の広がりを持つ。しかし、ブレードエッジ幅Ｗが、スロット幅ＳＷより大きく、ブレードカバー１２２は、スロット幅ＳＷに沿った組織Ｔの切り取りのみを許すことも、本発明の範囲に含まれる。このように、異なる幅の末端スロット１３０を持つ多数のブレードカバーは、同一の切り取りホーン１５４で使用され、デルマトーム２２の異なる効果のブレード幅を提供し、これによって、それぞれのカバーは、対応する植皮幅を持つ植皮を採取するために、切り取りホーン１５４と協力する。言い換えれば、ブレードエッジ幅Ｗは、植皮Ｇ最大幅を規定する。

図示されたデルマトーム２２は、モジュール構造を持ち、従来の加圧殺菌装置を使うことで、周波数発生器１５２に損傷を与えることなく殺菌されるように形状が決められている。従来の周波数発生器は、１４０°Ｆ以上の温度によって損傷を受け得るものであり、加圧殺菌器は、以前は、この温度限界を超えて、医療機器の殺菌を行っていた。結果として、デルマトーム２２は、殺菌のために素早く分離するように動作可能である。特に、ハンドル部分７８、８０は、互いに分離され得、ブースタ１５６は、周波数発生器１５２から分離され得る（図８参照）。こうして、ブースタ１５６および周波数発生器１５２は、デルマトーム２２の周波数発生モジュールからなり、例えば、エチレンオキシドまたはオゾンを用いることによって、１４０°Ｆ以下の温度で殺菌される。デルマトーム２２の残りは、切り取りモジュールからなり、従来の加圧殺菌器を用いて１４０°Ｆ以上で殺菌され得る。デルマトームを構成するモジュールも、周波数発生器１５２および切り取りホーン１５４の素早い交換を可能とする。

再度、図４〜図８を参照すると、ブレードアセンブリ７２は、ブレード軸Ｂおよび振動軸Ｖに沿ったデルマトームの切り取り方向を規定するために、本体６８内に動作可能に設置され、切り取り方向は、切刃１６８に対して垂直である。ブレードアセンブリ７２は、本体６８内に設置されるので、切り取り方向はハンドル７４から離れ、本体軸Ａに沿うのが好ましい。しかし、切り取り方向が本体軸Ａに沿ったハンドル７４方向であること、または、例えば、本体軸Ａに対して垂直であるなど、切り取り方向が本体軸Ａに沿わない方向であることは、本発明の範囲に含まれる。その上、ブレードアセンブリ７２は、本体軸Ａおよび振動軸Ｖが平行であるように設置されるが、本体軸Ａおよび振動軸Ｖは、本発明の範囲から離れることなく、垂直に、または非平行の形状に配置されてもよい。

ブレードアセンブリ７２も本体６８内に支持される、そのため、周波数発生器１５２から切刃１６８へ伝わった振動は、最小限の減衰で済む。特に、切り取りホーン１５４は、ブースタ１５６からその一端が飛び出しており、本体６８およびゲージバーアセンブリ７０は接触し、それによって切り取りホーン１５４の振動が減衰することが抑えられる。その上、ブースタ１５６は、振動軸Ｖに沿った場所でハンドル７４によって支持されるため、そこでの支持により最小限の減衰で済む。共振周波数で振動するブレードアセンブリ７２は、振動軸Ｖに沿って本質的に変位が起きない、少なくとも１つのデッドエリアまたはノードを持つことが分かっている。このデッドエリアは、横方向に支持されるブレードアセンブリ７２のための好適な配置を提供する。図示されたブースタ１５６は、好ましくは、ブレードアセンブリ７２のデッドエリアに沿って延在し、デッドエリアに沿って支持される。再び、本体６８から完全に間を空けて配置されるブースタ１５６も、本発明の範囲に含まれる。その上、ブレードアセンブリ７２は、切り取りホーンを好ましい共振周波数に正確に調節するブースタ１５６を完全に欠くことができる。発電機１５２から伝えられる振動のエネルギは、切刃１６８を振動軸Ｖに沿ったインライン方向に動かすことができる（図６参照）。振動中ずっと、切刃１６８は、好ましくは総距離約０．０１０インチ未満で前後に動く。

図４〜図６を参照すると、ゲージバー１３６および切刃１６８は、協調して、切り取られた植皮Ｇを受け止め、これによって植皮の厚さを決定するグラフト開口部を規定する。図示されたゲージバー１３６は、最も低い位置（図５参照）と最も高い位置（図６参照）との間を、切刃１６８に対してノブ１３８を上下に移動することで調整可能である。好ましくは、図示されたゲージバー１３６が、切刃１６８に対して空間を空けて配置されるように動作可能であり、そのため、グラフト開口部は、約０インチから約０．０４０インチの開口部厚さＯを示す。より好ましくは、開口部厚さＯが約０．００２インチから約０．００３インチの範囲で動作可能である。

切刃１６８も、末端セパレータエッジ１０８に隣接して配置され、末端セパレータエッジ１０８は、切刃１６８の上に間隔を空けて配置される。好ましくは、切刃１６８が末端セパレータエッジ１０８から約０．１００インチ未満の距離だけ離れて配置される。こうして、末端セパレータエッジ１０８は、組織Ｔから切り取られた後の植皮Ｇにすぐに係合し、植皮Ｇをセパレータ表面１０６上に逸らすように動作可能である。

セパレータ表面１０６は、ゲージバー１３６から近く間隔を空けられ、セパレータ表面１０６およびゲージバー１３６は、協調して、それらの間に、切り取られた植皮Ｇが切刃１６８を通過した後、それを受けるための空間１７２を示す。さらに、セパレータ表面１０６は、切り取りホーン１５４から植皮Ｇを運び出すために構成される。特に、セパレータ表面１０６の末端部分は、ブレード軸Ｂに対して計測された分離角度αで末端セパレータエッジ１０８から基端に伸びる。好ましくは、分離角αは、少なくとも約２０°である。より好ましくは、分離角度αは、その範囲が約３０°から約６０°であり、最も好ましくは、約４５°である。図示されたセパレータ表面１０６も、植皮Ｇが空間１７２およびヘッド７６の外を通ってスムーズに送り込まれるために、好ましくは凸型を備える。

内部クーラントチャネル１１０は、クーラントチャネル８８からクーラントを受け、切刃１６８へ直接クーラントを提供するように構成される。クーラントチャネル１１０の３つの角を成す部分１１６は、それぞれ、対応する流出口にまで延びている。流出口１７４は、末端セパレータエッジ１０８のすぐ近くに隣接して配置される。その上、３つの角を成す部分１１６は、好ましくは、セパレータ表面１０６と切り取りホーン１５４との間に延び、流出口１７４が切り取りホーン１５４のちょうど真上に存在する。しかし、本発明の原理は、角を成す部分１１６および流出口１７４が、例えば、下側ガイドフット１１８を通って切り取りホーン１５４の下に配置されても、等しく適用され得る。図示されたクーラントチャネル１１０によって提供されるクーラントの流れは、切り取りホーン１５４を十分に冷やすように動作可能であり、特に、切刃１６８に沿って、組織Ｔおよび植皮Ｇの損傷（例えば、焼灼など）を抑えることができる。その上、クーラントの流れは、切刃１６８、組織Ｔ、そして植皮Ｇの間の空間を冷却することができる。この冷却の構成が、超音波切り取り（例えば、切り取りホーン１５４と組織Ｔとの間の流体キャビテーションおよび摩擦）によって発生する熱を削減するように動作可能であることも、予期せず決定される。こうして、このクーラントの流れは、植皮Ｇとデルマトーム２２の構成要素との間の衝突を削減する。本発明のいくつかの側面として、図示された冷却装置は、好ましくは、例えば、熱電冷却などの他の冷却機構が使用され得る。

図示されたクーラントチャネル１１０も、植皮Ｇが切り取りホーン１５４の係合から外れ、空間１７２へ入るように促す形状および配置を採る。図示された３つの角を成す部分１１６は、流出口１７４からブレード軸Ｂに対するチャネル角βを備えるように基端に延びる。好ましくは、チャネル角βが分離角αよりも小さい。このように、流出口１７４から流れ出るクーラントは、ブレード軸Ｂに沿った方向から外れ、空間１７２に入るよう植皮を導くように動作可能である。その上、この構成は、クーラントチャネル１１０が上板１０４へ延びることを許すと同時に、クーラントが切刃１６８へ流れ込んで接触することを許す。しかし、本発明の原理は、チャネル角βが分離角αよりも大きい場合にも等しく適用可能である。例えば、３つの角を成す部分１１６が、切り取りホーン１５４下の下部ガイドフット１１８を通って延び、上方に通じる場合であり、そしてたぶん、ブレード軸Ｂに略垂直で、切刃１６８の方へ、切り取り流体が上方に流れ、それによって植皮Ｇが上側の空間に向かう場合である。

手術中、デルマトームアセンブリは、スイッチ１００を動かすことでスイッチが入れられ、デルマトーム２２に電力が供給され、それによって周波数発生器１５２が切り取りホーン１５４を振動させる。その上、クーラントは、クーラントサプライ４４によって、同時にポンプで送り込まれ、供給パイプライン６６を経由してクーラントチャネル８８、１１０へ入り、そして流出口１７４を通って、切刃１６８上に出る。デルマトーム２２が組織Ｔを横断する切り取り方向に移動されると、切刃１６８は、前後の振動によって植皮Ｇを切り取る。同時に、クーラントは流出口１７４を通って切刃１６８上に放出される。特に、クーラントは、切刃１６８に接触する切り取り方向に沿って放出され、植皮Ｇに作用し、これによって、植皮Ｇが切り取りホーン１５４から上方に離れ、空間１７２へ入るように導く。こうして、切り取られた植皮Ｇは、植皮Ｇに係るセパレータ表面１０６によって切り取りホーン１５４から分離され、切り取られた植皮Ｇに係るクーラント流体によって植皮Ｇをセパレータ表面１０６上に導く。デルマトーム２２は組織Ｔ上に有り続けると、切り取られた植皮Ｇは長くなり、そしてセパレータ表面１０６は、植皮Ｇを空間１７２およびヘッド７６の外へ案内する。植皮Ｇが切り取られた後、デルマトーム２２は、切り取りモジュールから周波数発生器モジュールを分離することで殺菌される。殺菌の後、デルマトーム２２は、更なる使用のために組み立て直され得る。

上述された本発明の好適な形態は、単に図として使用されただけであり、本発明の範囲を限定して解釈するために利用されるべきものではない。例えば、本明細書に記載のように、典型的な実施形態の明らかな改良は、この発明の精神から逸脱することなく当業者によって容易になされ得る。

発明者は、以下の請求項において述べられる本発明の文字通りの範囲の外延から実質的に離れることないどんな装置に関しても、合理的で公正な本発明の範囲を決定し、査定する均等の原則において信頼する意思をここに宣言する。

Claims (46)

1. ハンドルを含む本体と、
   前記ハンドルに設置された超音波周波数発生器と、
   基端部および末端部があり、前記基端部に隣接して前記周波数発生器に駆動可能に取り付けられ、そして、前記末端部に沿って切刃があり、前記切刃が植皮を切り取るように動作可能であるブレード要素と、
   前記本体によって支持され、皮膚と係合するために前記切刃に隣接して配置されるゲージバーとを備える超音波デルマトームであって、
   前記ゲージバーと前記切刃とは、切り取りの際に前記植皮が通過するように動作するグラフト開口が存在するように間隔を空けて配置され、
   前記ブレード要素は、前記切刃を含む末端の片持ちブレード部分を規定するように前記本体によって支持され、
   前記末端の片持ちブレード部分は、前記本体に前記超音波周波数発生器から前記切刃へ伝達される超音波エネルギを減衰させないように前記本体から間隔を空けて配置されることを特徴とする超音波デルマトーム。
2. 前記切刃は、前記切刃に対して垂直な切り取り方向を規定する、実質的に直線で連続した刃を有する請求項１に記載の超音波デルマトーム。
3. 前記ブレード要素は、基端部および末端部の間に延在する長手方向の振動軸を備え、前記切刃は、前記振動軸に対して横方向に延在する請求項２に記載の超音波デルマトーム。
4. 前記切刃は、前記長手方向の振動軸に対して横断するように配置され、その切り取り方向が、前記長手方向の振動軸に沿っている請求項３に記載の超音波デルマトーム。
5. 前記切刃は、前記切り取り方向に横断的するように計測されるエッジ幅寸法を持ち、前記植皮の最大幅を規定するように動作可能であり、前記エッジ幅寸法は、少なくとも約１／２インチである請求項２に記載の超音波デルマトーム。
6. 前記エッジ幅寸法は、約１インチ〜約６インチである請求項５に記載の超音波デルマトーム。
7. 前記本体は、部分的に前記切刃を覆い、前記エッジ幅寸法と略同じである有効ブレード幅寸法を規定するカバー開口部を備えるブレードカバーを含む請求項５に記載の超音波デルマトーム。
8. 前記ブレード要素は、超音波共振周波数を持ち、
   前記ブレード要素は、基端部に隣接する基端ブースタ部分を含み、
   前記基端ブースタ部分は、前記共振周波数に同調するように動作可能である請求項１に記載の超音波デルマトーム。
9. 前記ブレード部分は、末端方向に先細るブレード厚さを持つ請求項８に記載の超音波デルマトーム。
10. 前記ブレード部分は、前記ブレード厚さを規定し、それぞれ前記末端方向に先細る複数のテーパ付きセグメントを持つ請求項９に記載の超音波デルマトーム。
11. 前記ブレード部分は、前記切刃から基端側に間隔を空けて配置され、横方向に移動する超音波エネルギを制限するように作動可能である長手方向にスロット開口を含む請求項９に記載の超音波デルマトーム。
12. 前記共振周波数は、約３０ｋＨｚから約４０ｋＨｚである請求項８に記載の超音波デルマトーム。
13. 前記本体は、前記ハンドルに取り付けられ、その中に、前記ブレード要素を作動的に受け入れるヘッドを含み、
    前記ヘッドは、前記ゲージバーを支持する請求項１に記載の超音波デルマトーム。
14. 前記ゲージバーは、前記グラフト開口の開口部厚さ寸法を選択的に調整できるように、前記ヘッド上に移動可能に設置される請求項１３に記載の超音波デルマトーム。
15. 前記開口部厚さ寸法が、約０インチから約０．０４０インチである請求項１４に記載の超音波デルマトーム。
16. 前記本体は、前記ハンドルに取り付けられ、その中に、前記ブレード要素を作動的に受け入れるヘッドを含み、
    前記ヘッドは、前記切刃に沿って延在し、前記切刃に直ぐ隣接して配置された末端セパレータエッジの方へ前記切り取り方向に先細る角度付きセパレータ表面のあるセパレータ部分を含み、前記セパレータ部分が、前記切刃との係合からはずれて前記切り取られた植皮を導くように作動可能である請求項１に記載の超音波デルマトーム。
17. 前記ヘッドは、前記ゲージバーを支持し、
    前記セパレータ部分は、前記ブレード要素と前記ゲージバーとの間に間隔が空いており、前記セパレータ部分と前記ゲージバーとの間の空間に前記切り取られた植皮を導くように作動可能である請求項１６に記載の超音波デルマトーム。
18. 前記ブレード部分には、横断的に前記切刃に延在するブレード部分軸があり、
    前記角度付きセパレータ表面は、約４５°のブレード部分軸に対して斜角で、前記末端セパレータエッジから基端側に延在する請求項１６に記載に記載の超音波デルマトーム。
19. 前記末端セパレータエッジは、前記切刃から、約０．１００インチ未満の距離だけ間隔を空けて配置されている請求項１６に記載の超音波デルマトーム。
20. 前記本体は、前記ハンドルに取り付けられ、その中に、前記ブレード要素を作動的に受け入れるヘッドを含み、
    前記ハンドルは、一対の中空ハンドル部分を含み、一方の中空ハンドル部分が、他方の中空ハンドル部分と前記ヘッドとの間に配置され、
    前記他方の中空ハンドル部分は、その中に超音波周波数発生器を受け入れ、
    前記一対の中空ハンドル部分は、前記一方の中空ハンドル部分および前記ヘッドを、殺菌のために前記他方の中空ハンドル部分および前記超音波周波数発生器から取り外すことができるように、互いに取り外し可能に取り付けられる請求項１に記載の超音波デルマトーム。
21. 前記本体は、クーラント源に流体的に接続可能であり、前記ハンドルを通って延在し、チャネル出口で終わるクーラントチャネルを持ち、
    前記チャネル出口は、前記切刃に隣接して配置され、前記クーラントチャネルが、前記植皮を切り取っている間、前記チャネル出口を通って前記切刃にクーラントを供給するように作動可能である請求項１に記載の超音波デルマトーム。
22. ハンドルを含む本体と、
    前記ハンドルに設置された超音波周波数発生器と、
    基端部および末端部があり、前記基端部に隣接して前記周波数発生器に駆動可能に取り付けられ、そして、前記末端部に沿って切刃があり、前記切刃が植皮を切り取るように動作可能であるブレード要素と、を備える超音波デルマトームであって、
    前記本体は、クーラント源に流体的に接続可能であり、前記ハンドルを通って延在し、チャネル出口で終わるクーラントチャネルを持ち、
    前記チャネル出口は、前記切刃に隣接して配置され、前記クーラントチャネルが、前記植皮を切り取っている間、前記チャネル出口を通って前記切刃にクーラントを供給するように作動可能であることを特徴とする超音波デルマトーム。
23. 前記本体は、前記ハンドルに取り付けられ、その中に、前記ブレード要素を作動的に受け入れるヘッドを含み、
    前記クーラントチャネルは、前記ヘッド本体を通って延在し、前記チャネル出口で終わる請求項２２に記載の超音波デルマトーム。
24. 前記ヘッドは、前記切刃に沿って延在し、前記切刃に直ぐ隣接して配置された末端セパレータエッジの方へ前記切り取り方向に先細る角度付きセパレータ表面のあるセパレータ部分を含み、前記セパレータ部分が、前記切刃との係合からはずれて前記切り取られた植皮を導くように作動可能であり、
    前記クーラントチャネルは、前記セパレータ部分を通って、前記切刃および前記末端セパレータエッジに隣接して間隔を空けた前記チャネル出口に延在し、前記クーラントの流れは、前記植皮を、前記ブレード要素から離れて前記角度付きセパレータ表面上に導く請求項２３に記載の超音波デルマトーム。
25. 前記ブレード部分には、横断的に前記切刃に延在するブレード部分軸があり、
    前記角度付きセパレータ表面は、約４５°のブレード部分軸に対してある分離角度で、前記末端セパレータエッジから基端側に延在し、
    前記クーラントチャネルは、前記チャネル出口から、前記ブレード部分軸に対してあるチャネル角度で、基端側に延在し、
    前記チャネル角度は、前記分離角度より小さく、クーラントの流れは、前記切り取り方向となる請求項２４に記載の超音波デルマトーム。
26. 前記末端セパレータエッジは、前記切刃から、約０．１００インチ未満の距離だけ間隔を空けて配置されている請求項２４に記載の超音波デルマトーム。
27. 前記切刃は、前記切刃に対して垂直な切り取り方向を規定する、実質的に直線で連続した刃を有する請求項２２に記載の超音波デルマトーム。
28. 前記ブレード要素は、基端部および末端部の間に延在する長手方向の振動軸を備え、前記切刃は、横方向に延在する請求項２７に記載の超音波デルマトーム。
29. 前記切刃は、前記長手方向の振動軸に対して横断するように配置され、その切り取り方向が、前記長手方向の振動軸に沿っている請求項２８に記載の超音波デルマトーム。
30. 前記切刃は、前記切り取り方向に横断的するように計測されるエッジ幅寸法を持ち、前記植皮の最大幅を規定するように動作可能であり、前記エッジ幅寸法は、少なくとも約１／２インチである請求項２７に記載の超音波デルマトーム。
31. 前記エッジ幅寸法は、約１インチ〜約６インチである請求項３０に記載の超音波デルマトーム。
32. 前記本体は、部分的に前記切刃を覆い、前記エッジ幅寸法と略同じである有効ブレード幅寸法を規定するカバー開口部を備えるブレードカバーを含む請求項３０に記載の超音波デルマトーム。
33. 前記ブレード要素は、超音波共振周波数を持ち、
    前記ブレード要素は、前記切刃を含む末端の片持ちブレード部分を規定するように前記本体によって支持され、
    前記ブレード要素は、基端部に隣接する基端ブースタ部分を含み、
    前記基端ブースタ部分は、前記共振周波数に同調するように動作可能である請求項２２に記載の超音波デルマトーム。
34. 前記ブレード部分は、末端方向に先細るブレード厚さを持つ請求項３３に記載の超音波デルマトーム。
35. 前記ブレード部分は、前記ブレード厚さを規定し、それぞれ前記末端方向に先細る複数のテーパ付きセグメントを持つ請求項３４に記載の超音波デルマトーム。
36. 前記ブレード部分は、前記切刃から基端側に間隔を空けて配置され、横方向に移動する超音波エネルギを制限するように作動可能である長手方向にスロット開口を含む請求項３４に記載の超音波デルマトーム。
37. 前記共振周波数は、約３０ｋＨｚから約４０ｋＨｚである請求項３３に記載の超音波デルマトーム。
38. ゲージバーは、前記皮膚に係合するために前記切刃に隣接して配置され、
    前記ゲージバーと前記切刃とは、切り取りの際に前記植皮が通過するように動作するグラフト開口が存在するように間隔を空けて配置され、
    前記本体は、前記ハンドルに取り付けられ、その中に、前記ブレード要素を作動的に受け入れるヘッドを含み、
    前記ヘッドは、前記ゲージバーを支持する請求項２２に記載の超音波デルマトーム。
39. 前記ゲージバーは、前記グラフト開口の開口部厚さ寸法を選択的に調整できるように、前記ヘッド上に移動可能に設置される請求項３８に記載の超音波デルマトーム。
40. 前記開口部厚さ寸法が、約０インチから約０．０４０インチである請求項３９に記載の超音波デルマトーム。
41. 前記本体は、前記ハンドルに取り付けられ、その中に、前記ブレード要素を作動的に受け入れるヘッドを含み、
    前記ハンドルは、一対の中空ハンドル部分を含み、一方の中空ハンドル部分が、他方の中空ハンドル部分と前記ヘッドとの間に配置され、
    前記他方の中空ハンドル部分は、その中に超音波周波数発生器を受け入れ、
    前記一対の中空ハンドル部分は、前記一方の中空ハンドル部分および前記ヘッドを、殺菌のために前記他方の中空ハンドル部分および前記超音波周波数発生器から取り外すことができるように、互いに取り外し可能に取り付けられる請求項２２に記載の超音波デルマトーム。
42. 前記クーラントチャネルは、両中空ハンドル部分を通って延在し、
    前記取り付けられた両中空ハンドル部分は、該両中空ハンドル部分間のクーラントチャネル内に流体の流れ、および互いから前記両中空ハンドル部分の取り外しを許容する、シールされた流体ジョイントを協同して形成する請求項４１に記載の超音波デルマトーム。
43. （ａ）超音波デルマトームの切刃を用いて植皮を切り取るステップを有し、
    前記ステップ（ａ）は、
    前記植皮を切り取るために前記切刃を振動させるステップと、
    同時に、前記切刃上にクーラントを放出するステップとを含む植皮の採取方法。
44. 前記振動させるステップは、切り取り方向に沿った振動的な切刃の運動を有する請求項４３に記載の植皮の採取方法。
45. 前記クーラントを放出するステップは、前記切り取り方向に沿って前記クーラントを放出するステップを含む請求項４４に記載の植皮の採取方法。
46. （ｂ）前記植皮が前記切刃によって切り取られるとき、前記超音波デルマトームの前記ブレードから前記植皮を分離するステップを有する請求項４３に記載の植皮の採取方法。

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