JPH0622500B2 - 超音波減結合スリーブを備えた外科用器具 - Google Patents

超音波減結合スリーブを備えた外科用器具

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JPH0622500B2 JP61502583A JP50258386A JPH0622500B2 JP H0622500 B2 JPH0622500 B2 JP H0622500B2 JP 61502583 A JP61502583 A JP 61502583A JP 50258386 A JP50258386 A JP 50258386A JP H0622500 B2 JPH0622500 B2 JP H0622500B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、一般に流体潅注超音波作動式切断装置に関
し、詳細には超音波エネルギーを用いて組織の手術を行
なう外科用器具に関する。本発明は、特に眼の外科手術
に用いるような外科用潅注吸入装置の手術用装置部分の
動作特性を改善するべく流体路に介在させる超音波減結
合スリーブに関する。
超音波振動と併用して手術部位に潅注液を循環させるこ
とにより、生物体から組織を除去する外科用器具は周知
であり、特に閉鎖された手術部位および実質的に閉鎖さ
れた手術部位において広く使用されている。このような
外科用器具は、白内障の除去等の眼の外科的処置に特に
適するものである。本発明が主として係る形式の外科用
器具は、従来、細長い探針または動作チップを採用し、
その一端部を振動伝達部材を介してトランスジューサに
固着する一方、他端部または自由端部に超音波エネルギ
ーを供給するように構成されている。送出された超音波
エネルギーが手術部位から組織を除去すると共に破壊ま
たは乳化し、吸入によって排除する。潅注流体を探針本
体を取囲む遮蔽またはシースから探針のチップまたは自
由端部に隣接して放出した後、探針の管状本体の中心中
空部から吸入して環流させる。この形式の超音波外科用
吸引器については、米国特許第3,805,787 号明細書に、
振動伝達用動作探針の中心部から吸引を行なう導管と、
探針外表面の周囲に管状遮蔽体によって形成される流体
路から潅注流体を供給する導管を含む装置が示されてい
る。潅注流体が探針素子の自由端部周囲に流れた後、探
針中心部を通って戻り、排出された乳化組織を有効に洗
浄除去する。潅注流体の流れを制御したり方向付けるた
めに、各種の遮蔽を動作探針自由端部近傍に配設する構
成については、米国特許第3,693,316 号と第4,515,583
号を初めとする先行特許に記載されている。
当該技術分野では、装置の動作特性を改良して外科医の
便宜を図ると共に、装置の性能を高めて患者の安全を図
ることに主眼を置いて多くの問題を解決する試みが成さ
れている。例えば、超音波剛性チップキャップスリーブ
を一体形成するか、透明部材として形成する方法や、切
開部を徐々に小さくできる装置を構成する方法が提案さ
れている。ところが、この様な器具の潅注流体導管路を
形成するスリーブ部品では、超音波チップ周囲に潅注流
体を向ける結果、超音波振動部材によりキャビテーショ
ン気泡が生じることがある。キャビテーション気泡は、
精巧な外科手術において視野を妨げたり、目障りになる
ため、外科医は手術を中断して吸引システムで気泡を除
去した後、手術を再開せねばならなくなるのが普通であ
る。
また、このようなキャビテーションや気泡は外科手術に
おける超音波作用の安定性にも悪影響を及ぼす恐れがあ
る。この種の器具を製造する場合、出力の低下やサージ
を生じずに超音波振動チップに安定給電することによ
り、外科医に対して、手術中、チップから安定した超音
波出力を送出できることを保証し、器具の動作特性の揺
らぎや変動に向ける注意を最小化することが常に要求さ
れる。この時、キャビテーション気泡が存在すると、器
具の安定性に影響を与えて機械的インピーダンスにばら
つきを生じ、それに対応して器具の機械的動作特性にも
変動を生じる結果になると考えられる。従って動作チッ
プを外殻から脱結合（減結合）、分離して、流体路のキ
ャビテーション気泡を無くすことにより、出力の低下と
器具の動作特性の不安定を防止することが望まれる。
従って、本発明の主たる目的は、上述した形式の器具の
安定性を改善すると共に、潅注流体中のキャビテーショ
ンおよび気泡の形成を低減または防止することにより、
該器具を改良することである。
また、上述した器具に関して負荷分離、音響圧や液圧の
制限を改善し、消音および負荷安定性を達成することも
本発明の目的である。
発明の概要 先行技術の外科用器具の動作特性を改善して上記の本発
明の目的を達成し、先行技術の器具に伴なう諸問題を解
決するために、本発明は潅注流体供給導管を内蔵し、か
つその一端部に伸長管状の吸引用流体導管を備えた概ね
円筒状の伸長形ハンドピースを備える形式の超音波作動
式外科用器具の吸引潅注用流体導管の改良に関するもの
であり、概潅注流体導管は、軸を取囲む壁部を備え第１
端部が供給導管と流体伝達連通するべく開口する一方、
第２端部が軸方向開口部を有し、かつハンドピースと係
合する手段を備える中空体と、前記第２端部の軸方向開
口部と流体伝達連通すると共にそこから同軸的に延びる
管状スリーブ部とを含んで成る。本発明による改良は、
剛性または半剛性材料から成り、望ましくはその壁部の
末端部に孔またはスロット形式の流体路を備える管状減
結合（decoupling）部材を含んで成る部品を併用するこ
とから成る。管状部材は、チップキャップスリーブと器
具の動作部との間の潅注流体路に軸方向に介装され、チ
ップキャップスリーブの特性を強化すると共に、本発明
による減結合部品を用いずにチップキャップスリーブを
使用した場合に生じるであろうキャビテーションと気泡
の量を低減する。本発明による減結合部材は手術中、特
に眼の手術中の超音波作用を安定させる。減結合スリー
ブを使用した場合、該スリーブは超音波エネルギーが流
体路の流体を介してチップでなく器具に伝達されるのを
妨害する働きをする。減結合スリーブは潅注流体用流体
路の層流特性を改善し、気泡形成およびキャビテーショ
ンの傾向をさらに低減することができる。
管状部品または減結合スリーブ（decoupling sleeve)
は、望ましくは直径方向の相対する側に１８０度の距離
をあけて対向する開口部を備える、全体として円筒形の
薄壁本体部分を含んで成る。スロットの形をとるこれら
の開口部は、軸方向に伸びて両端部が対向する半円形部
分となるように形成される。軸方向に伸長する減結合ス
リーブは軸方向伸長部の外径よりやや大きい外径を有す
るカラー部で終わっており、減結合スリーブをチップキ
ャップスリーブ部材に保持させることができる。本発明
による減結合スリーブがチップキャップスリーブ部材ま
たは注入スリーブ内部で自由に遊動するように配設さ
れ、バイブレータチップの軸方向伸長部がその内部を貫
通して延びる。
図面の簡単な説明 第１図は潅注流体導管として作用するチップキャップス
リーブ部材を組込んだ形式の従来の外科用超音波潅注吸
引装置を示す。
第２図は第１図の従来の潅注吸引装置のチップ部分の縦
断面図であり、先行技術の構成においてチップキャップ
スリーブ部材をハンドピースに取付ける方法を示す。
第３図は潅注吸引装置のチップ部分の流体路のチップキ
ャップスリーブ部材と軸方向伸長チップの中間に本発明
による減結合スリーブを設けた状態を示す部分破断図で
ある。
第４図は本発明による減結合スリーブの側面立面図であ
り、そのスロットの配設方法とカラーを示す。
第５図は第４図の５−５線に沿って取った断面図であ
る。
添付図面は本発明の概念を説明するためのものであり、
本発明を限定するものではない。当該技術分野の通常の
知識を有する者にとって、本発明の精神に該当すること
が明白であるその他の実施態様も本発明に含まれること
は明白であろう。
好適な実施態様の詳細な説明 第１図において参照番号１０で全体的に示されるのは、
同軸的に潅注機能と吸引機能を兼備した従来の眼科外科
用器具であり、本発明による減結合スリーブを特に適用
し得るものである。この形式の外科用器具１０は、参照
番号１２で全体的に示されるハンドピースを含み、ハン
ドピース１２が細長い握り部またはバレル部１４と超音
波振動式外科用ツールまたは針１８を支持する伸長部16
とを備えている。動力線および制御線とハンドピース冷
却用の冷却水管を内蔵した導管２０がハンドピース１２
に設けられている。器具１０には真空源に接続された吸
引導管２２と潅注流体源に接続された潅注導管２４も設
けられている。導管２２，２４はどちらもハンドピース
１２内部の通路に接続されて、ハンドピース伸長部１６
の領域につながっている。ハンドピース１２の末端部に
チップキャップ２６とチップキャップスリーブ部材２８
が設けられており、チップキャップスリーブ部材２８が
超音波ツール１８を取囲んで、該ツール１８のチップの
手術部位に対して潅注流体を供給するための同軸環状通
路を構成する。
第２図はハンドピース１２の末端部の詳細な縦断面図で
ある。超音波ツール１８がねじ留めにより超音波振動式
連結部材３０に固定されている。超音波器具１０の軸方
向内腔３２が超音波連結部材３０とハンドピースに穿設
された従来形の通路（不図示）を介して吸引管路２２と
連通している。超音波連結部材３０と伸長部１６との間
の領域が潅注流体用管路３４を構成しており、この潅注
流体導管がハンドピース１２の従来形の管路（不図示）
を介して潅注流体導管２４に接続されている。スリーブ
部材２８が超音波ツール１８を取囲んで両者の間に流体
管路３４から流体を受容して、それを手術部位まで運搬
する流体管路３６を同軸的に形成している。
スリーブ部材２８は中空であり、その本体部分４０がチ
ップキャップ２６に連結されていると共に、外科用器具
１０の正面端部をハンドピース内の１つまたはそれ以上
の潅注流体供給通路と流体連通させるように該端部を係
合する手段を備えている。スリーブ部材２８の本体部分
４０が超音波振動式ツール１８を取囲んでおり、その軸
は超音波振動式ツールの軸と一致している。一般に、本
体部分は壁厚が比較的大きい円筒形状をしており、一端
部にチップキャップ２６に連結するための固定手段を備
えている。チップキャップ２６とスリーブ部材２８の本
体部分４０との組合せでハンドピース１０を係合保持し
ている。この時機械的固定手段を本体部分４０の内壁に
設けた雌ねじとし、これをハンドピース１０の端部に設
けた雄ねじと螺合させてチップキャップ２６とスリーブ
２８をハンドピースに固定するのが望ましい。
本体部材４０とスリーブ２８は同じ剛性樹脂材料から均
質的に成形するのが普通である。流体導管末端部を外科
用潅注吸引装置の吸引部材の上に締り嵌めできる大きさ
とすると共に、切開部に挿入し易いようにテーパ部を設
ける。スリーブ部材にも側部注入開口部を形成し、手術
部位に潅注流体が自由に流れるようにする。
第３図は本発明による改良を示しており、第４図に関連
して詳述する減結合スリーブ５０が注入スリーブ２７の
内部、より詳細にはその流体通路の中に介装されてい
る。第１図と第２図に示した二個構成を用いる場合も同
様に減結合スリーブ５０がチップキャップ２６とスリー
ブ部材２８との組合せの内部に配置されている。減結合
スリーブ５０は、第４図に示したように、軸方向に細長
く延びる薄壁管状部材５２から成り、該部材を貫通して
軸方向に延びる内腔５４が形成されている。軸方向に延
びる管状部材５２は、該管状部材５２の外径よりやや大
きい外径を有するカラー５６で終っている。通常の場
合、減結合スリーブ５０の外径および内径寸法をそれに
取囲まれる振動部材の外径寸法と注入スリーブ２７の内
径寸法に関して、減結合スリーブ５０の内表面と外表面
の両方に沿って潅注流体を通過させるように決定する。
但し、スリーブ５０の外径寸法は管状部材５２の外表面
が注入スリーブ２７の内表面に当接できる程度に大きく
することができる。その場合、潅注流体路は減結合スリ
ーブ50の内部に制限される。それと逆に、スリーブ５０
の内径寸法を最大限でツールの貫通部分の外径寸法より
やや大きくして、潅注流体路全体を減結合スリーブ５０
の外側に設けることもできる。
減結合スリーブ５０はプラスチックや金属、特にポリプ
ロピレン等の剛性材料、またはシリコーンチューブ等の
半剛性材料から形成することができる。この様な材料で
構成する場合、成形、押出等の方法でスリーブ５０を管
状に形成することができる。スリーブ５０は、円筒形流
体路に十分に嵌合するように全体的形状を円筒形とする
のが望ましいが、その他の管形状を用いても良い。
第３図に示したように、減結合スリーブ５０は、スリー
ブ２の内部で導管内を軸方向および半径方向に自由に遊
動できるように配置するか、あるいは軸方向に多少動け
る程度に一端部を固定するのが望ましい。但し、流体の
流れを均等に維持するためには、カラー５６の大きさ
を、スリーブ２６の前方内側端部の所定保持個所に形成
した複数のデテント６０を軸方向に越えて係合またはカ
ム係合するなどの方法で、スリーブ２６内部に保持でき
るように選定する。カラー５６、ひいては減結合スリー
ブ５０を保持するためにその他の手段を用いることもで
きる。
上述のように、減結合スリーブ５０を注入スリーブ26内
部に保持した時、カラー５６から遠い方の端部５８は自
由なままとなり、半径方向に多少遊動するように維持さ
れている。さらに、カラー５６とデテント６０の組合せ
により、減結合スリーブ５０は軸方向にも多少運動する
ことができる。
第４図と第５図に示したスリーブ５０は、管状部材52と
カラー５６上に連続円周面を有しているが、これらの表
面の連続性は、減結合スリーブ５０の一部分または全長
に亘って軸方向に延びるスロット等を形成して中断する
こともできる。減結合スリーブ５０の全長に沿ってスロ
ットを設ける構成とすると、スリーブ５０を連続表面の
場合のように軸方向ではなく半径方向に組立てることが
可能になるため、製造が容易になる。
減結合スリーブ５０はさらに複数のスロット６２を含ん
でおり、これらのスロット６２は、それぞれ軸方向に間
隔をあけて管壁の軸上に中心をおく半径によって形成さ
れている１対の半円形部分６６で終わる軸方向伸長部６
４を有すると共に、減結合スリーブ５０のカラー５６に
隣接する個所から管状部分５２の壁部の軸方向長さの中
間部に位置する別の個所まで延びている。望ましくは、
この様な構成のスロットを１対、管状部材５２の壁部に
直径方向に対向して設ける。但し、このようなスロット
は省略することもできるし、１つまたは２つ以上のスロ
ットを使用しても良い。スロット６２を用いた場合は、
スリーブ５０の内部と外部の間に流体を通過させること
ができる。
第３図の組合せて第４図と第５図に示した減結合スリー
ブ５０を使用したことにより、外科処理または眼の手術
中に生じるキャビテーションおよび気泡を大幅に低減す
ることができた。すなわち、眼における超音波作用が第
１図と第２図に示した従来の装置による場合に比較して
安定した。ここでは減結合スリーブ５０を超音波ハンド
ピースに別個に設置する部品として示しているが、第１
図と第２図、および第３図にそれぞれ示した従来形構成
に示したようにチップキャップ２６とスリーブ２８、ま
たは一体形注入スリーブ２７と結合しても良い。その場
合、例えば注入スリーブ２８と減結合スリーブ５０を一
体部品として形成する。この他、減結合スリーブが流体
導管の流れ面積を減少させることにより流体抵抗の受容
部分を構成することになるが、減結合スリーブ５０の使
用から生じる安定効果は流体抵抗の増加という欠点を補
って余りある利点である。さらに、手術中の潅注流体の
流れが減少することも望ましいことが証明できる。
このように減結合スリーブ５０を使用することによっ
て、出力伝達のばらつきを小さくすると共に、器具の使
用から時として生じる不安定性をある程度低減すること
ができる。このように特性の向上する理由が全て明らか
になっているわけではないが、本発明による超音波減結
合スリーブ５０の使用が、外科用チップをハンドピース
１１の外殻から分離して潅注流体路内部の流体媒体にお
ける音響結合に確実に影響を及ぼす働きをし、そうする
ことで流体路のインピーダンスに影響を及ぼすと考えら
れる。特に、減結合スリーブ５０は、流体媒体を介して
伝達される超音波エネルギーに与えられる機械的インピ
ーダンスを大きくする働きをすると考えられる。その目
的は、超音波作用をハンドピース外部から分離して、振
動チップ１８に伝達しようとする出力の損失を減少させ
ることにある。また、減結合スリーブ５０の使用するこ
とによって、負荷を分離し、音響圧および液圧をハンド
ピース内部に好適な方法で閉込める一方、装置からの音
波の伝達を減少させることができる。
本発明は、本発明の精神およびその本質的特徴から逸脱
することなく、上記に記載した以外の形式で実施するこ
とも可能である。従って、ここに挙げた実施態様はあら
ゆる点で説明的なものに過ぎず、本発明の範囲を示すの
は以上の説明ではなく特許請求の範囲であり、特許請求
の範囲と同等の意味および範囲に該当する変更は全て、
本発明の範囲の中に包含されると理解すべきである。

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】超音波振動源に連結されている超音波作動
    の手術用ツールと前記ツールの手術部位に流体を流す流
    体導管を形成するキャップ部材とを有し、前記ツールの
    一部分は前記導管内に延びている外科用器具であって、 前記流体導管内の前記ツール部と前記キャップ部材の中
    間に位置して前記流体導管内を通る流体を通じて超音波
    エネルギーが伝達されるのを阻止する阻止手段を備え、 前記阻止手段は前記キャップ部材の内部に、前記手術用
    ツールの一部の周囲のかつ前記手術部位へ潅注流体を流
    すための前記流体導管内に位置する、減結合スリーブを
    有し、 前記減結合スリーブは前記手術用ツールの軸方向に延び
    る部分の周りに位置した軸方向延長本体部を有し、そし
    てこの本体部の壁に少なくとも一つの開口があり、それ
    によって前記導管内の位置から前記壁を越えて前記スリ
    ーブ内の前記壁の内側の位置へ流体の移動を許容する 外科用器具。
  2. 【請求項２】前記減結合スリーブと前記キャップ部材と
    が単体部品として形成されている、請求項１項に記載の
    器具。
  3. 【請求項３】前記減結合スリーブの本体部分が前記流体
    導管内部の前記手術用ツールの一部の周囲に所定軸方向
    長さに亘って伸びる薄壁円筒部材を含んで成り、前記円
    筒部材がその壁部に複数の開口部を備える、請求の範囲
    第２項に記載の器具。
  4. 【請求項４】前記開口部が２つあり、前記円筒部材壁部
    の相対する側に配置されている、請求項第３項に記載の
    器具。
  5. 【請求項５】前記開口部の各々が軸方向に延び、両端部
    が間隔をあけて対向する半円形部分となるように形成さ
    れている、請求の範囲第４項に記載の器具。
  6. 【請求項６】前記スリーブが剛性または半剛性材料で形
    成されている、請求の範囲第５項に記載の器具。
  7. 【請求項７】前記スリーブ部材がさらに前記本体部分の
    一端部に固着されているカラー部材を含んでおり、前記
    カラー部材が前記キャップ部材内部に固着されて前記ス
    リーブ部材を前記キャップ部材上に保持するように構成
    されている、請求項第１項に記載の器具。
  8. 【請求項８】潅注流体供給導管を有し、かつその一端部
    に手術用ハンドピースチップに潅注流体を流すための伸
    長形潅中流体導管を備える手術用ハンドピースと組合せ
    られ、 前記ハンドピースによって支持される伸長形手術用ツー
    ルと、 前記ツールを超音波振動させるための手段と、 前記手術用ツールの一部分の周囲で前記ハンドピースの
    一端部に連結されて前記潅注流体供給導管から前記ツー
    ルの手術部位に潅注流体を送る環状流路を同軸的に形成
    しているチップキャップスリーブ部材と、 前記環状通路内の前記チップキャップスリーブ部材内の
    前記手術ツールの一部の周囲に位置した減結合スリー
    ブ、 前記減結合スリーブは、前記手術用ツールの一部の周囲
    の前記キャップ部材内であってかつ、前記手術部位へ潅
    注流体を流すための前記流体導管内に位置して、前記振
    動手段から前記潅注流体を通じて前記ハンドピースへ超
    音波エネルギーが伝達するのを阻止するようになってお
    り、 前記減結合スリーブは前記作業用ツールの軸方向に延び
    る部分の周りに位置した軸方向延長本体部を有し、そし
    てこの本体部の壁に少なくとも一つの開口があり、それ
    によって前記の導管内の位置から前記壁を越えて前記ス
    リーブ内の前記壁の内側の位置へ流体の移動を許容する
    外科用器具。
  9. 【請求項９】前記減結合スリーブと前記チップキャップ
    スリーブ部材とが単体部品として形成されている、請求
    の範囲８項に記載の器具。
  10. 【請求項１０】前記減結合スリーブの本体部分が前記流
    体導管内部で前記手術用ツールの一部分の周囲に所定の
    軸方向長さに亘って延びる薄壁円筒部材を含んで成り、
    前記円筒部材がその壁部に複数の開口部を備えている、
    請求の範囲第８項に記載の器具。
  11. 【請求項１１】前記開口部が２つあり、前記円筒部材壁
    部に相対するように配置されている、請求の範囲第１０
    項に記載の器具。
  12. 【請求項１２】前記開口部の各々が軸方向に延びて両端
    部が間隔をあけて対向する半円形部分となるように形成
    されている、請求の範囲第１１項に記載の器具。
  13. 【請求項１３】前記スリーブが剛性または半剛性材料で
    形成されている、請求の範囲第１２項に記載の器具。
  14. 【請求項１４】前記スリーブ部材がさらに前記本体部分
    の一端部に固着されているカラー部材を含み、該カラー
    部材が前記キャップ部材内部に固着されて前記スリーブ
    部材を前記キャップ部材上に保持するように構成されて
    いる、請求の範囲第８項に記載の器具。
  15. 【請求項１５】超音波振動式手術用チップと前記チップ
    に潅注流体を流すための流体導管を形成する手段を有
    し、前記外科用チップの一部分が前記導管内部に延びて
    おり、減結合スリーブ部材を有し、前記減結合スリーブ
    部材が、 断面が概ね環形であり壁厚が比較的小さい管状部分を含
    んで成り、該管状部分の外径寸法が前記流体導管の外径
    寸法より小さくかつその内径寸法が前記手術用チップの
    軸方向伸長部分を受容するべく設定されており、該管状
    部分がさらに前記導管手段と組合って前記スリーブと前
    記導管手段の一部との中間部に外側流体路を形成すると
    共に前記スリーブと前記導管手段の別部分との中間部に
    内側流体路を形成しており、前記スリーブが前記流体導
    管内の流体を介しての超音波エネルギーの伝達を阻止す
    ることにより、手術中に前記チップにおいて前記流体導
    管内に生じる気泡およびキャビテーションを減少するよ
    うに構成されており、前記管状部分はその内側と外側間
    に延びる少なくとも一つの通孔を形成していて、流体が
    それを通るようになっている、 外科用器具。
  16. 【請求項１６】前記スリーブの前記管状部分を前記導管
    手段内部に保持して前記外側流体路と内側流体路を形成
    する手段をさらに含んで成る、請求の範囲第１５項に記
    載の器具。
  17. 【請求項１７】前記保持手段が前記管状部分に固着され
    ているカラーを含んで成り、前記カラーが前記キャップ
    部材によって保持されるように構成されている、請求の
    範囲第１６項に記載の器具。
  18. 【請求項１８】前記管状部分が円筒形である、請求の範
    囲第１７項に記載の器具。
  19. 【請求項１９】前記スリーブが剛性材料で形成されてい
    る、請求の範囲第１５項に記載の器具。
  20. 【請求項２０】前記剛性材料がポリプロピレンである、
    請求の範囲第１９項に記載の器具。
  21. 【請求項２１】前記スリーブの前記管状部分が半剛性材
    料で形成されている、請求の範囲第１５項に記載の器
    具。
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