JPH053882A - 外科用機器案内システム - Google Patents

外科用機器案内システム

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JPH053882A
JPH053882A JP3016673A JP1667391A JPH053882A JP H053882 A JPH053882 A JP H053882A JP 3016673 A JP3016673 A JP 3016673A JP 1667391 A JP1667391 A JP 1667391A JP H053882 A JPH053882 A JP H053882A
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JP
Japan
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drill
drive
ray
drill bit
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Application number
JP3016673A
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English (en)
Inventor
J Dean Cole
デイン コール ジエイ
A Glenn Durham
グレン ダーハム エイ
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Smith and Nephew Inc
Original Assignee
Smith and Nephew Richards Inc
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Publication date
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61B17/16—Instruments for performing osteoclasis; Drills or chisels for bones; Trepans
    • A61B17/17—Guides or aligning means for drills, mills, pins or wires
    • A61B17/1725—Guides or aligning means for drills, mills, pins or wires for applying transverse screws or pins through intramedullary nails or pins
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61B17/1703—Guides or aligning means for drills, mills, pins or wires using imaging means, e.g. by X-rays
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 ドリルビットが骨および骨髄内釘孔をドリル
する際に、外科医がＸ線イメージコンバーターのモニタ
ーでドリルビットを観察できる装置を提供する。 【構成】 外科的な処置に用いられたドリルビット１２
又はピンの軸心を合せるためのドリル組立１０であっ
て、Ｘ線透過性でハウジング内に装着されたギアを用い
る。駆動源は、ギア、ドリルビット１２、又はアダプタ
によって保持されたピンを順に回転させるドリルアダプ
タロッドに係合する。その駆動源はドリルビツト１２又
はピンの方向の軸心の進路から離れて配置され方向を合
わせられる。ハウジング、ギア及びドリルビット１２又
はピンを保持するための手段がＸ線透過性の材料で形成
される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、外科用装置に関す
る。さらに詳しくは、この発明は、補綴用移植片を受け
入れまたは支持するための孔を、骨に正確に位置づけし
て穿設（drill）するために、通常Ｘ線装置と組み合わ
せて用いられる医療、手術室用の電気ドリルであって、
特に、より正確な穿設を可能とする放射線透過性（たと
えば、Ｘ線透過性）のドリル器具及びターゲット用ドリ
ルビット（穂先，bit ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】外科手術において、Ｘ線装置なしでは骨
や移植片を通じて完全に視認できない外科用ドリル及び
/ 又は位置づけワイヤー、ピンまたはネジ（あるいは、
その他の部材）が必要になる場合がある。例えば、脊髄
内釘を骨髄管に挿入する場合、釘の末端の連結孔に保持
ピンを挿入して釘の端部が適正に固定することが必要で
あり、そのためには穿刺ネジ（screw ）や横止めネジも
要する。骨髄内釘の連結において、整形外科医は、骨に
孔を穿つ場合、骨や釘の不要な損傷を避けるべく、釘の
連結孔の正確な位置を認識することが重要である。
【０００３】骨髄内釘を支持するために骨に孔を設ける
際に、整形外科医によって現在行われている方法には種
々の方法がある。
【０００４】フリーハンド法において、整形外科医は、
鋭い突きぎり、またはドリルビットを用い、Ｘ線像の
下、その穿孔開始先端を位置づける。次に、外科医は、
穿孔開始先端をＸ線のラインに平行に回転させ、この鋭
くとがった器具を骨と骨髄内釘へ押入する。この方法
は、熟練外科医にとって速くかつ比較的正確ではある
が、外科医の手が長時間Ｘ線路内に維持されるため、外
科医が受けるＸ線の照射量が増加する。
【０００５】遠位照準装置（distal aiming device）に
よる方法において、Ｘ線透過性ターゲットのごとき遠位
照準装置は、骨髄内釘を支えるための孔穿刺ネジ（tran
sfixion screw ）の適正な進路を定める補助に用いら
れ、それにより、ドリルビットは釘の孔を貫通しかつ固
定釘のためのパスを骨に開孔する。ドリルのテンプレー
トがＸ線イメージ増幅器を用いて調整され最終的に所望
の位置に固定される遠位照準装置がある。例えば、スイ
ス特許CH-A5635998 号には、方位ソケット（directiona
l socket）の挿入用の孔を有する照準ヘッド（aiming h
ead ）を備えた照準装置（aiming device ）が開示され
ている。この照準ヘッドの据え付けは、Ｘ線装置に接続
されたホルダー内に位置しており、このＸ線装置に吊る
されている。この配列構成では器具の位置決め及び固定
が難しく、ターゲット精度が不十分である。さらに、こ
の配置によれば、操作が制限される。
【０００６】Ｘ線装置から独立して用いられる照準装置
として、ドイツ意匠特許U18417438に記載された装置が
ある。受けヘッド（receiving head）を有する装置はホ
ルダー内にささえられてＸ線透過性であり、ドリルビッ
トやドリルワイヤーを受け入れる。しかし、この改良装
置においては大きな欠点がある。特に、骨の穿孔形成に
おいて照準を実行すると、作業領域が著しく暗くなりイ
メージの解像度が低下する。
【０００７】米国特許第4803976 号には、他の照準装置
が記載されている。この装置は、放射線源と放射線レシ
ーバーとの間に保持でき、その位置はイメージコンバー
ターによって視認でき、その方向は連続的に調整でき
る。この装置は、ドリルビットのためのソケットと方位
ファインダーを有し、穿孔工程においてこれらは互いに
定められた位置に保持される。この装置は、依然として
欠点を有している。すなわち、骨および釘を穿孔する際
に、電気ドリルがドリルビットと同じ視方向にあるため
に放射領域の障害となり、ドリルビットを直接観察でき
ない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】この発明は従来技術の
上記欠点を解消すべく、ドリルビットが骨および骨髄内
釘孔をドリルする際に、外科医がＸ線イメージコンバー
ターのモニターでドリルビットを観察できる装置を提供
しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明の態様には、ド
リルからドリルビットへ回転エネルギーを伝達する駆動
装置系を備えた放射線透過性オフセットドリルアセンブ
リが含まれ、そこでドリルはドリルビットの軸の視向ラ
インから外され、それによりドリルビットのみを標準Ｘ
線イメージモニターで視認できることとなる。このドリ
ルビットは、Ｘ線透過性物質からなるホルダーに設けら
れた金属製ビット部位を備えおり、それによりこのビッ
トはＸ線イメージモニターのターゲットとなる。
【００１０】かくしてこの発明によれば、（ａ）細長い
部材を保持するための保持手段と、（ｂ）その細長い部
材を回転させるための駆動手段と、（ｃ）この駆動手段
に駆動源を機能的に結合するための連結手段と、からな
り、少なくとも保持手段及び駆動手段がＸ線透過性又は
半透過性材料で形成され、連結手段が離れた駆動源に連
結されるよう構成され、且つ案内装置が案内装置が軸心
の進路に沿って移動するように構成されてなる、外科的
な処置の間、回転可能な細長い部材の軸心を合せるため
の案内装置が提供される。
【００１１】さらにこの発明によれば、（ａ）回転可能
な細長い部材を保持し、回転させるための案内装置と、
（ｂ）軸心の進路に沿って案内装置を移動させるための
手段と、（ｃ）Ｘ線場を発生させるための手段と、
（ｄ）発生されたＸ線場内にＸ線不透過物を見るための
映像手段と、（ｅ）前記駆動手段に組み合された駆動源
手段と、からなり、前記駆動源手段が映像手段に示され
た軸心の進路がＸ線不透過物によって覆われないように
離れて位置する案内システムが提供される。
【００１２】その案内装置は、外科的な処置の間、ドリ
ルビットピン又は他の細長い部材の軸心を合わせるため
の、医療用のＸ線透過性アダプタであり、（ａ）駆動手
段、（ｂ）細長い部材を保持するための手段と、駆動手
段に結合され、相互の関係で配置・配向される駆動源を
係合するための手段とからなり、駆動源が細長い部材の
方向の視ラインからはずれ、駆動手段は、駆動源によっ
て駆動されるときに細長い部材を回転させるよう構成さ
れ、且つ（ｃ）少なくとも駆動手段と、細長い部材を保
持するための手段とがＸ線透過性材料で形成され、それ
によってオペレータがドリルビットの軸心をＸ線透過性
材料の内部に予め設定された方向にあわせることができ
る案内装置である。
【００１３】この発明の案内システムは、外科的な処置
の間、ドリルビット、ピン又は他の細長い部材の軸心を
内部の視ラインと合わせるための医療用のＸ線システム
であり、（ａ）Ｘ線場を形成するためのＸ線発生手段
と、（ｂ）Ｘ線場で患者のボディの内部構成を観察する
ための映像手段と、（ｃ）内部構成中に孔を穿設する又
はピンをインサートするための細長い部材と、（ｄ）細
長い部材を回転させるための電源と、（ｅ）電源を細長
い部材に機能的に結合するための、実質的にＸ線透過性
材料で形成されたアダプタと、からなり、アダプタは、
外科医が細長い部材の軸心をＸ線場で内部構成に向かっ
て予め設定された方向に合わせるときに、細長い部材の
視ラインが電源がはずれるよう、形状・寸法が決められ
ている案内システムである。
【００１４】より好ましい態様として、組立は適当なギ
ア又は類似のものを通じてお互いに結合された２つのシ
ャフトを含むギアボックスハウジングを含む。シャフト
の１つは電気ドリルのごとき駆動源に結合される。他の
シャフトはギアボツクスハウジングを通じて延出し、ド
リルビットを受承するよう構成される。一方のシャフト
は電気ドリルによって回転され、他方のシャフトはギア
を通じてドリルビットを回転させる。
【００１５】全体のオフセットドリル組立ては、ドリル
ビットや一方のシャフトを電源に結合するためのアダプ
タを除いてＸ線透過性又は半透過性材料で形成される。
ギアはドリルビットを電源からオフセットされることを
許し、ドリルビットの面が電気ドリル又は他の電源の面
に垂直つまり９０°までになりことが好ましい。ドリル
ビットは、ビットホルダビットのみがではなくＸ線映像
モニタ上に表示されるように形成される。
【００１６】
【作用】このようにして電気ドリルと他の非Ｘ線透過性
部品は放射線場から離され、ドリルビットが骨をドリル
で穿孔し、例えば髄内釘内のターゲット連結孔とすると
きにドリルビットの正確な方向がＸ線映像コンバータの
モニタ上で観察できる。
【００１７】
【実施例】以下、この発明は添付図面を参照して更に詳
述される。この発明の手段である放射線半透過性オフセ
ットドリル組み立ての模範的な実施例が図１に示され、
符号１０で一般的に示されている。そのドリル組立て１
０は電気ドリル１によって、このケースでは標準的な手
術室の電気ドリルでドリルビット１２を回転させるため
に駆動される。そのドリル組立て１０はＸ線源２と、Ｘ
線レシーバー３と、Ｘ線レシーバー３に結合されたモニ
タ５付映像コンバータ４とに関連して使用される。
【００１８】Ｘ線源２とレシーバ３とによって発生され
た放射線場８において、患者の大腿Ｔが大腿骨Ｆの骨髄
に挿入された髄内釘７を備えて示されている。髄内釘７
の中の結合孔６に対するドリルビット１２の方向は、映
像コンバータ４のモニタ５上で観察できる。それは、ド
リル組立て１０及び後述の構成部品の全てがＸ線透過性
で、ドリル1 がＸ線の進路（path）にないからである。
【００１９】図２，３及び４を参照すれば、ドリル組立
て１０は２つの部分、上半分１６と下半分１８を有する
ギアボックスハウジング１４を含む。そのギアボックス
ハウジング１４はＸ線に対して透過性の材料で形成さ
れ、ドリル組立が殺菌して、再使用でき、且つ同時にそ
れらの遂行に耐える強度を有するようにオートクレーブ
（高圧蒸気殺菌）可能である。そのような材料は、ゼル
ラル・エレクトリック・カンパニーによって販売された
熱可塑性樹脂材料であり、登録商標“ＵＬＴＥＭ" とし
て知られたポリエーテルイミドである。
【００２０】２つの部分１６・１８は上部分１６の通孔
２２を通じて挿入されるボルト２０と共に保持される。
ボルト２０は、ギアボックスハウジング１４の下部分１
８の内部にネジを有する通孔２４に係合する。ボルト２
０はナイロン又は他のＸ線透過性材料で形成される。
【００２１】ドリル組立て１０は、図１及び２に示され
た標準的な手術室の電気ドリル１によって駆動される。
好ましくはドリル１は、図１及び２に最良の物として示
されるようにドリルビット１２から９０°偏向してい
る。他の角度も採用できる。
【００２２】上述のギア組立に代わって、オフセットド
リル組立がフレキシブルシャフト（図示省略）、自在結
合（図示省略）又は標準的なドリルがドリルビット１２
を駆動し、同時にドリルビット１２の軸に沿う部位のラ
インからはずれることを許す他の組立てで形成できる。
この発明の重要な特徴は、ドリルビットの方向と位置が
手術中の医師によって常時観察されるようにＸ線の経路
からドリルを離すことである。
【００２３】電気ドリル１はギアボックスハウジング１
４の一面２８から延出するアダプタロッド２６に係合す
る。アダプタロッド２６は一般的に断面で不規則であ
り、好ましくは三角形であり、電気ドリル１との強固な
係合をもたらす。アダプタロツド２６は、電気ドリル１
との係合のための強度上の要件の故に、好ましくは金属
で形成される。
【００２４】アダプタロッド２６は、上述の登録商標
“ＵＬＴＥＭ”樹脂材料で形成される駆動シャフト３２
に結合される。登録商標“ＤＥＬＲＩＮ”又は他のＸ線
透過材で形成されたかさ歯車３４は、駆動シャフト３２
に装着される。ギア３４の後面３６は１対の浮き出した
面３８を有し、その面３８は駆動シャフト３２上でのギ
ア３４の回転滑りを防止する駆動シャフト３２の１対の
協働する切り込み付面４０に接触する。
【００２５】駆動シャフトの通孔４２はハウジング１４
の面２８に形成される。ベアリングの軌道４４は、ベア
リング４６を受承すべく開孔４２のすぐ後に位置し、そ
のベアリングは、駆動シャフト３２に係合し、デュポン
インコーポレイテッドの熱可塑性樹脂材料の登録商標
“ＤＥＬＲＩＮ”のごとき適当な合成樹脂で形成された
ボールベアリングを含む。駆動シャフト３２の内側端４
８はギア３４の後方に延びフランジ５２付ブッシング５
０は内側端４８を越えてインサートされる。大きなブッ
シング５６はブッシング５０を越えてインサートされ、
ギアボックスハウジング１４の部分１６・１８に形成さ
れる一方の半サドル状サポート５４の間に位置する。大
・小ブッシング５６・５０はテフロン又は他の適当な放
射線半透過性の材料で形成できる。
【００２６】ギア３４は、ＵＬＴＥＭ（登録商標）合成
樹脂で形成されたドリルビットシャフト６０上に装着さ
れたＤＥＬＲＩＮ製かさ歯車５８に螺合するドリルシャ
フトギア５８は１対の浮出し表面６５を備えた後面６２
を有し、この浮出し表面はドリルシャフト６０の対応す
る受承面６６に係合しギア５８をドリルシャフト６０に
ロックする。
【００２７】ドリルシャフト６０はドライブシャフト３
２に垂直に方向づけられ、ギアボツクスハウジング１４
の前面６８を通って延出する。前面６８は、前通孔７２
を有し、その前通孔を通じてドリル駆動シャフト６０の
端７４を受承するドリルビットが延出する。後面７０は
ドリル駆動シャフト部材６０の中空後端７８を露出させ
るための後通孔７６を有する。ベアリング軌道８０は、
ドリルシャフト６０上に係合するベアリング８２を受承
すべく前通孔７２のすぐ後に形成される。後ドリルベア
リング軌道８４は、ドリルシャフト６０上に係合するベ
アリング８６を受承すべく後通孔７６のすぐ隣に形成さ
れる。ベアリング８２・８６は“ＤＥＬＲＩＮ”（登録
商標）で形成された合成樹脂ボールベアリングを含む。
【００２８】ドリルビット１２は、ステンレス鋼で形成
された標準手術室ドリルビットである。ドリルビット１
２の一端はその上に形成された溝８７を有し、他端は図
５に示されるように、テーパ付の外面９６を備えたビッ
トホルダ９２に固定されたドリルシャンク（ｄｒｉｌｌ
ｓｈａｎｋ）８８であり、前記外面はアセタール系共
重合体のごとき適当な高強度合成樹脂のＸ線透過性の材
料で形成される。ビットホルダ９２は型形成か、シャン
ク８８に接着剤で装着され、そのシャンクはシャンクに
関してホルダ９２の回転を阻止すべく不規則な形状をし
ている。Ｘ線透過性材料のホルダ８８を形成することに
よって、ドリルビットのみがＸ線映像モニタ上に表示さ
れるので、もっと正確にターゲットにすることが可能に
なる。一般に引用符号８９によって示された一連の番号
を付けられた深さ指示器は、ドリルビット１２上の外表
面に形成され、ドリルで穿設された穴の深さを外科医に
示す。
【００２９】協働し、テーパ付の受承開口９７はドリル
駆動シャフト６０（図４）のドリルビット受承端７４に
形成される。ビットホルダ９２がドリル駆動シャフト６
０のドリルビット受承端７４にインサートされて後、中
央通孔１００とメスネジ部（図示しない）を有するロッ
クノブ９８がドリルビット１２上に設置され、それによ
ってドリルシャンク８８がロックノブ９８の中央通孔１
００を通じて延出する。ロックノブ９８はドリル駆動シ
ャフト６０のドリルビット受承端７４上のオスネジ部１
０２上に螺着される。ロックノブ９８は受承開口９７に
対してビットホルダ９２を保持し、２つの表面間の滑り
をいくらかでも少なくする。ビツトホルダ９２は、また
回転トルクを要求する他の型式の機器又は工具、例えば
ロックネジ、ボルト又は螺旋ネジを受け入れるべく変形
できる。
【００３０】ギアボックスハウジング１４の上半分１６
はネジ付１１０を有するハンドル１０８を受承するため
の嵌め込みネジ付通孔１０６を有する。類似の嵌め込み
ネジ付き通孔１１２はまたギアボックスハウジング１４
の下半分１８に設けられ、オフセットドリル組立１０の
使用において、最大の能力をオペレータに提供する。
【００３１】使用時には、外科医は一方の手でハンドル
１０８を保持する。この際、オフセットドリル組立１０
は放射線場８内に位置し、ドリル１は放射線場の外に位
置する。ドリルビット１２は、例えば映像モニタ５を見
る外科医によって髄内釘の連結孔６と同軸に並ぶ。ひと
たび適当に軸心が合うと骨はドリルで孔をあけられる。
ドリル工程中のモニタ５上の連続観察が髄内釘７の対応
する開口とターゲットの連結孔６とを外科医に正確に軸
心を合わせることを許す。放射線半透過性オフセットド
リル組立１０はモニタ５上の高い映像分析を許す。その
高い映像分析は、ドリル組立１０がまず第１に放射線半
透過性材料で作られ、且つドリルビット１２まわりに最
も近接する金属が約１．５″（アダプタ２６から）離れ
ている事実からのみならず、ドリルビット駆動シャフト
部材６０がそのドリルビット駆動シャフト部材６０の円
錐形受承領域９７を除いて実質的に中空であるという事
実に起因する。かくして最小の暗色化がターゲットの連
結孔６を囲む直後領域内に生じる。加えてオフセットド
リル組立１０は外科医の手が放射線場８の外にあるの
で、外科医が受けるであろう放射線量を減少させる。
【００３２】この発明の模範的な実施例についての記述
が改良や変形に限定されるものではなく、この発明の精
神と範囲から逸脱しない限り付加された請求項に特定さ
れた改良や変形が可能である。
【００３３】
【発明の効果】この発明によれば、細長い部材の方向を
モニタを用いることにより正確に観察できるので、細長
い部材の軸心を高精度に合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】主発明の放射線半透過性オフセットドリル組立
と、電気ドリルと、連携したＸ線装置の斜視図
【図２】ドリルに対してドリルビットを示すために９０
°回転させた図１のドリル組立の斜視図
【図３】図２の３−３断面図
【図４】図２・３のドリル組立の分解斜視図
【図５】図４に示したドリルビットの拡大平面図
【符号の説明】
１ 電気ドリル ２ Ｘ線源 ３ Ｘ線レシーバー ５ モニタ ８ 放射線場 １０ ドリル組立 １２ ドリルビット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エイ グレン ダーハム アメリカ合衆国、テネシー メンフイス、 デユン アベニユー 4458

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】（ａ）細長い部材を保持するための保持手
    段と、（ｂ）その細長い部材を回転させるための駆動手
    段と、（ｃ）この駆動手段に駆動源を機能的に結合する
    ための連結手段と、からなり、少なくとも保持手段及び
    駆動手段がＸ線透過性又は半透過性材料で形成され、連
    結手段が離れた駆動源に連結されるよう構成され、且つ
    案内装置が軸心の進路に沿って移動するよう構成されて
    なる、外科的な処置の間、回転可能な細長い部材の軸心
    を合わせるための案内装置。
  2. 【請求項２】 駆動手段が細長い部材をその回転軸に沿
    って移動するよう構成されてなる請求項１に記載の案内
    装置。
  3. 【請求項３】 細長い部材がドリルビットである請求項
    １又は２に記載の案内装置。
  4. 【請求項４】 ２つの部材で形成されたハウジングとそ
    の２つの部分を結合する複数のボルトとを含み、前記ボ
    ルトがＸ線透過性材料で形成されている請求項１〜３の
    いずれかに記載の案内装置。
  5. 【請求項５】 ハウジングがポリエーテルイミド熱可塑
    性樹脂ハウジングで形成されている請求項１〜４のいず
    れかに記載の案内装置。
  6. 【請求項６】 駆動手段が、熱可塑性樹脂材料で形成さ
    れたギア手段を含む請求項１〜５のいずれかに記載の案
    内装置。
  7. 【請求項７】 駆動源係合手段が、電気ドリルに係合さ
    れるよう構成された不規則形状の金属ロッドを含む請求
    項１〜６のいずれかに記載の案内装置。
  8. 【請求項８】 駆動手段が、細長い部材を保持するため
    の手段及び電源に係合するための手段にそれぞれ結合さ
    れる１対の駆動シャフトと、駆動シャフト上にそれぞれ
    装着された１対の協働カサ歯車とを含む請求項１〜７の
    いずれかに記載の案内装置。
  9. 【請求項９】 駆動シャフトがお互いに９０°に配向さ
    れる請求項８に記載の案内装置。
  10. 【請求項１０】 案内装置に結合されたハンドルを有す
    る請求項１〜９のいずれかに記載の案内装置。
  11. 【請求項１１】（ａ）回転可能な細長い部材を保持し、
    回転させるための案内装置と、（ｂ）軸心の進路に沿っ
    て案内装置を移動させるための手段と、（ｃ）Ｘ線場を
    発生させるための手段と、（ｄ）発生されたＸ線場内に
    Ｘ線不透過物を見るための映像手段と、（ｅ）前記駆動
    手段に組み合された駆動源手段と、からなり、前記駆動
    源手段が映像手段に示された軸心の進路がＸ線不透過物
    によって覆われないように離れて位置し、前記案内装置
    が請求項１〜１０のいずれかに記載されたものである、
    外科的な処置の間、細長い部材の軸心を合わすための案
    内システム。
  12. 【請求項１２】（ａ）細長いシャフトと、（ｂ）その細
    長いシャフトの一端に結合され、Ｘ線透過性又は半透過
    性材料で構成された駆動手段を係合するための手段とか
    らなる孔をあけるか又は駆動手段を係合するよう構成さ
    れたピンを挿入するための細長い部材。
  13. 【請求項１３】 細長いシャフトがドリルビットである
    請求項１２に記載の部材。
  14. 【請求項１４】 係合するための手段がアセタールポリ
    マーで形成されたテーパー付ホルダーを含む請求項１２
    に記載の部材。
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