JP2015523160A - 超音波外科用マイクロモータ - Google Patents

Abstract

本発明は外科用ハンドピース（２００）に関する。このハンドピースは、挿入具（２１０）を受け入れるためのハウジング（２０７）と、釣り合いおもり（２２４）と増幅部（２２６）との間に配置された圧電モータ（２２０）を備える超音波圧電変換器（２１９）であって、増幅部（２２６）のうちハウジング（２０７）内にある遠位端（２２６ｂ）から超音波を伝達するのに適した圧電変換器と、ハウジング（２０７）内にある回転駆動手段とを備えている。この回転駆動手段は超音波圧電変換器（２１９）とは独立して運動可能であり、この変換器はハンドピース（２００）に関して相対的に静止している。【選択図】 図２

Description

本発明は外科処置機器に関し、特に生体組織（エナメル質、象牙質、粘膜、骨など）の処置や、既に埋め込まれたインプラントや補綴物または（心臓弁など）その他能動型埋め込み式装置などの処置に用いられる外科用ハンドピースに関する。

本発明は特に、例えば膜や重要器官といった脆弱で保護を必要とする解剖学的構造体に近接する密度の異なる生体組織の切込み（decoupe）および／または穿孔（forage）に適用される。

従来、例えば骨切り術（osteotomie）（例えば膝の骨の切込み）を行うにあたって、回転カッターを駆動するマイクロモータを備えた外科用ハンドピースを用いるのが一般的である。この回転カッターの回転運動により骨組織の切込み（entamer）が非常に効果的におこなわれる。歯科用または整形外科用インプラントを収容する窩洞を設けたり調整したりすることが望まれる場合には、同様の外科用ハンドピースを用いることが好ましい。

このような手術技術は比較的有効ではあるものの、一定のリスクも伴う。特に、カッターの回転速度の制御が難しい場合があり、隣接する神経や動脈といった組織に取り返しのつかない損傷を与えかねないからである。例えば、インプラント用に穿孔する場合、下にある組織を傷つけないように特に注意して穿孔の深さを監視しなくてはならない。また、歯科用インプラントの調整については、顎骨の穿孔に際して、例えば下顎を通る神経や洞粘膜を傷つけないことが重要である。

このような欠点を克服するために、第一の解決方法が提案されている。例として、特許文献１は歯科用インプラント装着用器具について記載している。この器具は、歯科用インプラント装着の際に穿孔の深さと角度を監視する装置を備えている。

特許文献２も、調圧機構を備えた回転式外科用ハンドピースについて記載している。

しかし、これらの技術的解決方法は穿孔または切込みの効果という点で必ずしも満足いくものではない。

既知の方法において、ある種の外科用ハンドピースにおいて超音波を使用することは、こういった手術（interventions）にとってメリットがある。この技術によれば、危険を伴うマイクロモータの回転運動の代わりに、圧電変換器からソノトロード（sonotrode）に伝達される超音波振動を用いることが可能になる。このソノトロードの表面および形状は、安全性を高めながら効率的に骨を切込むことができるようになっている。組織の切込みや穿孔といった操作がより正確に行われるとともに、操作する者にとっての制御性が向上する。低密度の組織に触れると器具の打撲作用が弱まり、保護すべき解剖学的構造体にかかる危険性が大幅に減少する。

図１は、コード１１１により外科用ハンドピース１１５に接続された超音波発生器１１０を備えた制御装置１００の例を示している。ハンドピース１１５の上部または遠位部にソノトロードまたは超音波挿入具１３０が装着されている。周知の方法において、ハンドピース１１５は圧電材料からなる変換器（図示せず）を有しており、この変換器は、超音波発生器から供給されるパワーに応じた振幅の超音波振動を挿入具に伝達できるよう挿入具１３０と機械的に連結されている。

この種の超音波装置は、水晶体超音波吸引用として眼科や、脳神経外科、さらには整形外科といった様々な外科手術の分野で用いられている。

外科用の穿孔装置も特許文献３（特許文献３の図１参照）に開示されている。この穿孔装置は、超音波圧電変換器と回転駆動マイクロモータの両方を有している。

圧電変換器は、ハンドピースの遠位端に装着された挿入具に対して衝撃を与える軸方向の動き（mouvement axial de percussion）を与えるために挿入具に伝達される振動性インパルスを生成するためのものである。マイクロモータは、回転シャフト（ホーン１６）を含むアセンブリを回転させる働きをする。この回転シャフトの遠位端に器具が置かれ、回転シャフトの反対側の端部（すなわち近位端）に圧電変換器が固定されている。

この種のハンドピースは、振動性の動きと回転性の動きを有利に結びつけることにより、処置すべき生体組織上での挿入具の作用を最適化している。

しかしながら、特許文献３において提案されている解決方法には、特にハンドピース構造の複雑さという点で大きな欠点がある。また、この種の外科用ハンドピースは、操作中に挿入具が受ける回転と振動を制御することも比較的困難である。

したがって、現時点では、切込みおよび／または穿孔の効果と、処置すべき生体組織に対する用具の作用の制御と、製作上の簡素性との折り合いがうまくとれた外科用ハンドピースへのニーズが存在している。

欧州特許第１２３５５２７号明細書 欧州特許第１７３３６９４号明細書 米国特許第６２０４５９２号明細書

この目的を達成するため、本発明は、外科用ハンドピースであって、
挿入具を受け入れるためのハウジングと、
釣り合いおもりと増幅部の近位端との間に配置された圧電モータを備える超音波圧電変換器であって、前記増幅部のうち前記ハウジング内にある遠位端から前記挿入具へ超音波を伝達するのに適した圧電変換器と、
前記ハウジング内にあって前記挿入具を回転駆動するための回転駆動手段と、
を備え、
前記回転駆動手段は前記超音波圧電変換器とは独立して運動可能であり、前記超音波圧電変換器は前記ハンドピースに関して相対的に静止している、外科用ハンドピースを提供する。

したがって、回転駆動手段の動作中も、超音波圧電変換器は回転駆動手段に関して相対的に静止したままである。

回転駆動技術と超音波振動技術とを統合することにより、例えば切込みおよび／または穿孔という点で最適な効果を達成することができる。ハンドピース１つあれば、それを操作する者は、対象の組織に必要な処置をすべて有利に行うことができるため、手術中に機器を次々と取り替える必要がなくなる。

有利なことに、本発明によれば、超音波振動の振幅の調整の最適化と、回転駆動手段により与えられる回転速度の調整の最適化とを、同時に又は独立して行うことができる。

また、本発明によれば、回転駆動手段自体が回転してしまった場合でも障害なく超音波振動の伝達を最適化することができる。

本発明によれば、回転駆動手段を超音波圧電変換器から独立して動くよう構成し、圧電変換器がハンドピースに対して固定されるよう構成することにより、圧電変換器によって発生する超音波振動の制御性を向上させることができる。さらに、圧電変換器の寿命が大幅に延長される。

また、本発明のハンドピースの構造は比較的シンプルでありながら、例えば上記の特許文献３で想定されたような他の装置に比べて頑丈さが増している。

超音波圧電変換器の部材はいずれも回転駆動手段と一緒には回転しないため、挿入具を回転駆動させるのに必要なエネルギーも抑えられる。

本発明は特に、例えば膜、神経、重要器官といった脆弱で保護を必要とする解剖学的構造体に近接する密度の異なる生体組織の切込みおよび／または穿孔に適用される。例えば、脊髄や脳神経の基底部に近い１つまたは複数の椎骨板を取り除くといった脊椎手術における椎弓切除（laminectomies）に適用される。

第１実施形態において、回転駆動手段は、伝達シャフトを介してハウジングに接続されたマイクロモータを含んでいる。

第１変形例において、回転駆動手段の回転軸線は、伝達シャフトの遠位部に対して垂直である。このように構成することにより、ハンドピースの外観は、角度のついた曲がったもの（allure coudee）となり、処置域に届きにくいある種の手術をおこなう場合に、操作する者にとって人間工学上より操作しやすいものとなる。

第２変形例において、ハウジング内の回転駆動手段の回転軸線は、伝達シャフトの遠位部に対して平行である。このような直線的なハンドピースの構成は、例えば脊柱の処置といったある種の手術に特に適しているかもしれない。

同様に、この第２変形例は、脱臼性股関節形成不全（dysplasie luxante de la hanche）により大腿骨頭を収容するための骨盤の骨切り術を必要とする、小児外科におけるキアリ奇形の手術に特に適している。骨切り術の経路上の端部には坐骨神経や臀部動脈があり、手術野が非常に狭いという特徴があるため、手術中には細心の注意を要する。

実験により、骨膜、骨内膜、骨細胞、あるいは骨内に形成された血管中の細胞といった切断部の近くで解剖病理学的な細胞の損傷は見られないことがわかっており、超音波骨切り術が無害であることは実証されている。

さらにこの第２変形例では、超音波圧電変換器は、回転駆動手段を介してハウジングに超音波を伝達するよう構成されていてもよい。

第２実施形態において、回転駆動手段は、エアタービンと伝達導管とを備え、タービンは、伝達導管を介して吹きつけられたガス（例えば空気）流の作用で回転させるのに適している。

この第２実施形態の第１変形例において、ハウジング内の回転駆動手段の回転軸線は、伝達導管の遠位部に対して垂直である。上述したように、このような構成により、ハンドピースの外観は角度のついた曲がったものとなり、処置域に届きにくいある種の手術をおこなう場合の、操作する者にとっての人間工学上の操作性がより良くなる。

この第２実施形態の第２変形例において、ハウジング内の回転駆動手段の回転軸線は、伝達導管の遠位部に対して平行である。同様に、このような直線的なハンドピースの構成は、例えば脊柱の処置といったある種の手術に特に適している。

本発明の特定の実施形態において、超音波圧電変換器は、ハウジング内において超音波を伝達するように増幅部の遠位端に配置されたセラミック製の振動伝達部材を備えている。

特定の実施形態において、増幅部は、増幅部の遠位端の振動性運動の振幅を最大限にするように増幅部に沿って位置が定められた狭小部を有している。

特定の実施形態において、本発明のハンドピースは、超音波圧電変換器および回転駆動手段と協働できるようにその一部がハウジング内に配置されている挿入具をさらに備えている。

好ましい態様において、作動位置において、挿入具は、その近位端が増幅部の遠位端と接触するように、かつ挿入具の本体が回転駆動手段により回転駆動されるように配置されている。

本発明のその他の特徴および利点は、非限定的な実施形態を示す添付の図面を参照してなされた以下の説明から明らかになる。

図１は、上述したように、先行技術の既知の制御装置の例を示す図である。 図２は、本発明の第１実施形態の外科用ハンドピースの縦断面図である。 図３は、図２のハンドピースの平面図である。 図４Ａおよび図４Ｂは、図２に示す超音波圧電変換器の増幅部の様々な形状を示す。 図５は、本発明の第２実施形態の外科用ハンドピースの縦断面図である。 図６は、図２に示すハンドピースの一変形例を示す断面図である。 図７は、図５に示すハンドピースの一変形例を示す断面図である。 図８は、図２の外科用ハンドピースの別の変形例を示す断面図である。 図９Ａ〜図９Ｉは、本発明のハンドピースに装着可能な挿入具の例を示す図である。

本発明は、器具（または挿入具）によって密度の異なる生体組織を処置（切込み、穿孔など）するための外科用ハンドピースに関する。

先行技術の装置の欠点を軽減するために、本発明のハンドピースは、衝撃性の運動を与えるための挿入具の超音波振動と、好適な回転駆動手段を用いた挿入具の回転駆動という２つの別個の技術を有利に取り入れている。

よって、このハンドピースは、切込みおよび／または穿孔の用具（つまり挿入具）に回転運動と衝撃性の運動の両方を交互にまたは同時に付与するのに適している。

本発明の第１実施形態の外科用ハンドピース２００について、図２、図３、図４Ａおよび図４Ｂを参照しながら以下に説明する。

より具体的には、図２は、外科用ハンドピース２００の縦断面図である。図３は、同じくハンドピース２００の平面図である。

外科用ハンドピース２００は、ハンドピースの近位部に位置するマイクロモータ２０２を備えている。マイクロモータ２０２は、ハンドピース２０２本体内部に延びる伝達シャフト２０４の近位部２０４ａに機械的に連結されている。

本例において、伝達シャフト２０４は、自在継手によって近位部２０４ａと機械的に連結された遠位部２０４ｂも備えている。

特に本例において、伝達シャフト２０４の遠位部２０４ｂの近位部２０４ａに対する角度α（図２における回転軸線ＢとＣとの角度）はゼロではない。以下に詳細に説明するが、本発明の別の実施形態において、この角度αはゼロでもよい。

ここで、伝達シャフト２０４の遠位部２０４の先端部は、環状歯車２０８と協働する歯車２０６を有しており、本例において、歯車２０６と環状歯車２０８とは互いに直交している。

環状歯車２０８はハウジング２０７内にあり、ハウジングは、生体組織の処置（切込み、穿孔など）用の挿入具２１０を受け入れることができるように配置されている。本例における環状歯車２０８は、行うべき処置に応じて適切な挿入具２１０をハウジング内に固定することのできる固定装置２１２を有している。

ここで、ハウジング２０７は、ハンドピース２００の遠位端にあって、開口２０９を介してハンドピースの外部へと開口する空洞を有している。特に、ハウジング２０７は、マイクロモータ２０２により伝達シャフト２０４を介して挿入具２１０を回転駆動する場合に、挿入具がハウジング２０７内で回転軸線Ａの周りを自在に回転できるようにするボールベアリング２１４を有している。

ここで、マイクロモータ２０２、伝達シャフト２０４、環状歯車２０８を含むアセンブリは、本発明による回転駆動手段の一例を構成している。しかしながら、これは単なる例としての実施形態であり、本発明の範囲内で他の変形例も可能である。そのうちのいくつかを以下に述べる。

外科用ハンドピース２００は、本例においてマイクロモータ２０２とハンドピース２００の遠位端との間に超音波圧電変換器２１９も有している。

超音波圧電変換器２１９は、圧電モータ２２０、釣り合いおもり２２４、および増幅部２２６を備えている。より正確には、圧電モータ２２０は、複数のセラミック製圧電円板２２２とそれらの間に置かれた複数の電気接触子２２３とを含み、それにより圧電モータ２２０が電気的に駆動される。複数の圧電円板２２２からなる積層体は、その両端部において（遠位端において）増幅部２２６と（近位端において）釣り合いおもり２２４により機械的に拘束されている。

ここで、増幅部２２６と釣り合いおもり２２４とは、軸方向圧縮応力棒２２８によって連結されており(例えば応力付加ナットによって保持されており）、棒の内部には端から端まで中心導管２２９が貫通している。導管２２９は、釣り合いおもり２２４、圧電円板２２２（と電気接触子２２３）、および増幅部２２６の一部を貫通して、伝達シャフト２０４がその中を自在に移動できるようになっている。

圧電モータ２２０は、電気接触子２２３により付加される電力の効果で超音波振動を発生させるのに適している。超音波圧電変換器の動作および一般的な構成自体は公知であるため、本明細書においてこれ以上詳細に説明しない。

ここで、超音波圧電変換器２１９は、超音波振動を発生させる手段を構成している。

圧電変換器２１９（の起動）によって発生する超音波振動は、増幅部２２６を通じて、特にハウジング２０７の端部にある増幅部２２６の遠位端２２６ｂからハウジング２０７に伝達される。

図４Ａに示すように、本例において、増幅部２２６は、角度のついた曲がっているハンドピース２００の形状に適合するように近位部と遠位部との間でゼロではない角度αをなす。ハンドピース２００は必ずしもこのよう角度のついた形状である必要はないが、このような形状は、例えば人間工学的に見てある種の処置領域に届きやすいという点で歯科的処置に特に適している。

図３および図４Ａに示すように、本例において、増幅部２２６は、圧電モータ２２０の動作時において遠位端２２６ｂにかかる超音波振動の振幅を制御、最適化する働きをする狭小部２２６ｃを有している。(増幅部の設計、製作中に）増幅部２２６に沿ってこの狭小部２２６ｃの位置を調整することにより、例えば、増幅部２２６の遠位端２２６ｂの振動振幅を最大にすることができる。この狭小部の位置決め方法自体は公知であるため、本明細書においてはこれ以上詳細に説明しない。

ただし、このような狭小部は必須ではなく、例えば図４Ｂに示すように直線的な増幅部２２６でもよい。

挿入具２１０が開口２０９を介してハウジング２０７に挿入されて、挿入具の近位端２１０ａ（つまり基底部分）が増幅部２２６の遠位端２２６ｂに接し、挿入具２１０の遠位端２１０ｂ（つまり作業端部）がハウジング２０７の外、すなわちハンドピース２００の外に突き出すように作業位置に置かれる場合について以下に検討する。

この場合、挿入具の基底部２１０ａは、増幅部２２６の遠位端２２６ｂにおいて基底部に対向するように配置された振動伝達部材２３０とより正確に接触している。ここで、振動伝達部材２３０は、遠位端２２６ｂにかしめたセラミック部材であり、円形状をしている。しかしながら、(正方形等）他の形状も考えられる。この部材を加えることで、挿入具２１０への超音波振動の伝達を最適化することができる。

なお、振動伝達部材２３０に挿入具２１０の端部２１０ａを接触させておくために、挿入具２１０には弾性復元力（force elastique de rappel）が付与されている。この接触状態を保つことにより、圧電変換器２１９で発生した超音波振動が挿入具までずっとより確実に伝達されることになる。当業者であれば、このような復元力付加機構（図示せず）は様々な形態で（例えばばねを使って）実現可能であることがわかるため、本明細書中ではこれ以上詳細に説明しない。

ただし、上記の超音波圧電変換器２１９は単にある特定の実施形態を構成しているにすぎず、本発明の範囲内でその他様々な変形例を想定できる。そのうちのいくつかについて以下に述べる。

すなわち、外科用ハンドピース２００は、以下に適している。
本発明の超音波圧電変換器から挿入具２１０に超音波振動を伝達することによって挿入具に衝撃的運動を付与すること、および
本発明の回転駆動手段からハウジング２０７の回転軸線Ａに沿って挿入具２１０を回転駆動すること。

これら回転および振動の２つ動作は、例えば図１に示す制御装置１００と同様の装置上での制御により、ユーザの指示の下で同時または交互に行ってもよい。

本発明によれば、回転駆動手段は超音波圧電変換器とは独立して運動可能であるが、超音波圧電変換器はハンドピースに関して相対的に静止している。

したがって、マイクロモータ２０２により伝達シャフト２０４が回転駆動されても、超音波圧電変換器２１９はハンドピース２００に関して相対的に静止したままである。このような構成は、例えば先行技術において公知のハンドピースに対しても大きなメリットがある。

回転駆動技術と超音波振動技術とを統合することにより、例えば切込みおよび／または穿孔という点で最適な効果を得ることができる。ハンドピース１つあれば、それを操作する者は、対象の組織に必要な処置をすべて有利に行うことができるため、治療中に機器を次々と取り替える必要がなくなる。

例えば特許文献３の装置を参照すると、伝達シャフトと圧電変換器とを一緒に回転させるために、圧電変換器とそれに対応する電気接続部材とが伝達シャフトに取り付けられている。したがって、このような構成においては、拘束性のあるスリップリングといった機構（特許文献３の図２における参照符号５４および５６参照）によって圧電モータの圧電円板に電気を供給する必要がある。この種の環状の電気接続部材は比較的摩擦に弱く、組立が複雑で、調整も難しい。

さらに、特許文献３で提案されている構成では、伝達シャフトが動いている（この場合は回転している）間、圧電変換器には大きな機械的応力と衝撃がかかるため、圧電変換器の寿命が短かくなるとともに圧電変換器から発生する超音波振動の質が低下するリスクが生じる。

本発明においては、回転駆動手段が超音波圧電変換器とは独立して動くよう構成され、圧電変換器がハンドピースに対して固定されるよう構成されているため、圧電変換器によって発生する超音波振動の制御性を向上させることができる。さらに、圧電変換器の寿命が大幅に延長される。

また、本発明によれば、回転駆動手段の回転、特に本例における伝達シャフト２０４の回転の制御性を向上させることができる。また、マイクロモータが圧電変換器２２０を回転駆動させるわけではないので、エネルギー（この場合電気エネルギー）の消費も削減される。

よって、回転の調整と超音波振動の調整とを独立しておこなうことができる。

したがって、本発明は特に、例えば膜や重要器官といった脆弱で保護を必要とする解剖学的構造体に近接する密度の異なる生体組織の切込みおよび／または穿孔に適用される。

挿入具２１０の機械的特性としては、回転においても振動においても打撲作用（またはもっと鋭い作用）を与えることができるようなものを選択することが好ましい。例えば、挿入具２１０は縦横に延びるリブを備えた形状、あるいは斜めに延びるリブを備えた形状を有していてもよい。必要に応じてリブにダイアモンドを担持させてもよい。変形例として、振動作用だけの挿入具または回転作用だけの挿入具を使用することも可能である。

行うべき作業に応じてユーザが異なる挿入具を使い分けることができることが好ましい。

図９Ａ〜図９Ｉは、本発明のハンドピースのハウジングへの装着に適した挿入具の例を示す図である。

図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃは、細長いドリルビット形状の挿入具（それぞれ参照符号７０２、７０４、７０６）を示している。

ドリルビット７０２とドリルビット７０４はそれぞれ、らせん状の打撲エッジとらせん状の打撲ブレードとを有している。ドリルビット７０６はダイアモンドを担持しており、組織の残滓を取り除くための溝を有している。これら三種類のドリルビット７０２、ドリルビット７０４、ドリルビット７０６はいずれも組織の残滓を取り除くための中心管を有している。

なお、挿入具７０２、挿入具７０４、挿入具７０６は、例えば口腔外科においてインプラント設置用の穿孔を行う際、深くまで骨を切ったり孔をあけたりするのに好ましく用いられる。

図９Ｄ、図９Ｅ、図９Ｆに示す挿入具７０８、７１０、７１２はそれぞれ、挿入具７０２、挿入具７０４、挿入具７０６の形状を円錐形に変えたものである。

図９Ｇに示す挿入具７１４はダイアモンドを担持しており、球状である。

円錐状の、挿入具７０８、挿入具７１０、挿入具７１２と球状の挿入具７１４とは、(例えば口腔外科において）根尖切除用の空洞形状骨切り術（osteotomies en forme de geode pour les resections apicales）において、例えば様々な径の円形骨切に用いてもよい。あるいは、例えば、関節突起に伴う二次的な骨棘もしくは椎骨棘突起（osteophyte ou bec de perroquet vertebraux secondaires a un processus arthrosique）の切除に用いてもよい。

図９Ｈに示す挿入具７１６は、筒のこ状または冠のこ状の挿入具で、のこぎり歯を備えた円環状をしている。このタイプの挿入具は、補綴具用の留め具を装着するために正確に穴をくりぬく（alesage）、さらには例えば脳外科手術において頭蓋骨を穿孔するのに必要な骨切り術の際に選択してもよい。

図９Ｉの挿入具７１８は円錐状の挿入具の別の変形例であり、本例では、円錐面から外側に延びるえら状の打撃部を有している。例えば、このタイプの挿入具を方向性動脈切除術（動脈内に蓄積したアテロームを取り除く手術）用カテーテルの端に固定してもよい。

ここで、外科用ハンドピース２００の内部構成要素、特に超音波圧電変換器および回転駆動手段に対応する構成要素は、近位部２３２ａと遠位部２３２ｂとを備えた外装（またはケーシング）２３２に収容されている。

本例において、外装の近位部２３２ａと遠位部２３２ｂとの固定は、外装の近位部２３２ａと遠位部２３２ｂとの接続部にあるドッキングリング２３４により強化されている。

また、本例において、ハンドピース２００は、ハウジング２０７内の開口２０９の近くに配置された開口２４２へとつながる洗浄用導管２４０を有している。この洗浄用導管２４０により、組織処置域を必要に応じて洗浄する、あるいは対象の処置域から出た物体（組織の残滓など）を取り除くために、ハンドピース２００を横切る２方向のうちのいずれかである長手方向に液体を流すことができる。

本発明の第２実施形態における外科用ハンドピース３００について図５を参照しながら以下に説明する。

ハンドピース３００の構成要素のほとんどが、上述したハンドピース２００の対応する構成要素と同じである。特に記載のない限り、ハンドピース３００の構成要素は、ハンドピース２００の対応する構成要素と同じ特性を有し、同じ働きをする。

ハンドピース３００の超音波圧電変換器３１９は特に、釣り合いおもり３２４と増幅部３２６との間で圧縮応力がかかった状態で配置された圧電モータ３２０を備えており、増幅部の遠位部は、ハウジング３０７内にある。構成要素３１９、構成要素３２０、構成要素３２４、構成要素３２６、構成要素３０７はそれぞれ、ハンドピース２００の構成要素２１９、構成要素２２０、構成要素２２４、構成要素２２６、構成要素２０７と同じである。

ハンドピース３００とハンドピース２００との違いは、回転駆動手段が、マイクロモータによってではなくエアタービンによって動作する点である。

より具体的には、ハンドピース３００は、釣り合いおもり３２４、圧電モータ３２０、および増幅部３２６を順に貫く導管３５４を有している。導管３５４は、ハウジング３０７内で作動位置にある挿入具３１０を回転駆動させることができるようハウジング３０７に枢軸的に取り付けられたエアタービン３５０へとつながっている。このタービンの回転は、ガスタービン３５０のブレード３５２に対する伝達導管３５４を通じて運ばれる加圧状態の流体（例えば（空気などの）気体の流れ）の作用により得られる。

本例において、エアタービン３５０には空気が供給される。

導管３５４は２つの別個の流路を有していてもよい。１つは気体をタービンに供給するための流路、もう一つは気体を回収するための流路である。エアタービンの設計および動作は当業者にとって周知であるため、本明細書中においてこれ以上詳細に説明しない。

ここでは、回転駆動手段は、導管３５４と空気タービン３５０とを含む。

本発明によれば、本例における回転駆動手段は超音波圧電変換器とは独立して運動可能であるが、超音波圧電変換器はハンドピース３００に関して相対的に静止している。

なお、ハンドピース２００における導管２０４の近位部２０４ａと遠位部２０４ｂとの角度と同様、ハンドピース３００においても、導管３５４の遠位部３５４ｂと近位部３５４ａとの（すなわち、軸ＢとＣとの）角度αはゼロではない。この角度αがゼロではないということは、操作する者が握るハンドピースの近位部に対してハンドピースの遠位端にある作業ヘッドが若干後退していることを意味する。この作業ヘッドの後退により、ある種の手術、特に歯科分野において、人間工学上より操作しやすいハンドピースとなる。

変形例として、それぞれ図６および７に示す（ハンドピース４００およびハンドピース５００の）ように、角度αがゼロとなるようハンドピース２００および３００のデザインを変えてもよい。

なお、上記のハンドピースはいずれも角度のついた曲がった形状をしている。ハンドピース２００（またはハンドピース３００）において、ハウジング２０７（またはハウジング３０７）内の回転駆動手段の回転軸線Ａは、伝達シャフト２０４（または導管３５４）の遠位部２０４ｂ（又は遠位部３５４ｂ）に対して垂直である。このように角度のついた曲がった構成は、図６および図７に示された変形例４００および変形例５００にも見られる。

前述したように、処置すべき組織への人間工学的な届きやすさ、特に歯科分野における手術という点において、このように角度のついた曲がった構成にはメリットがある。ただし、このような角度のついた曲がった形状は、本発明の範囲内において必須ではない。

例えば、図８は図２のハンドピース２００の変形例を構成するハンドピース６００を示している。

ハンドピース６００の構成要素の大半は、上述したハンドピース２００の対応する構成要素と同じである。特に記載のない限り、ハンドピース６００の構成要素は、ハンドピース２００の対応する構成要素と同じ特性を有し、同じ働きをする。

ハンドピース６００の超音波圧電変換器６１９は特に、釣り合いおもり６２４と増幅部６２６との間で機械的応力がかかった状態で配置された圧電モータ６２０を備えており、増幅部の遠位部は、ハウジング６０７内にある。

ハンドピース６００の回転駆動手段は、ハウジング６０７内で作動位置にある挿入具６１０を回転駆動させるのに適したマイクロモータを含む。この回転駆動は、回転伝達シャフト６０４により達成される。

図８の実施形態の大きな違いは、このハンドピースはまっすぐで、上述したハンドピースのように角度がついていない点である。

ここで、増幅部６２６は、ハンドピース６００の主軸線（すなわち、ハウジング６０７内の挿入具の回転軸線Ａ）の周りに回転対称である。本実施形態において、伝達シャフト６０４の軸線とハウジング６０７内の回転駆動手段の回転軸線Ａとは一致している。

さらに、本例おける伝達シャフト６０４はその遠位端に、ハウジング６０７内にある円形ヘッド６０８を備えている。このヘッド６０８は、挿入具６１０の近位端６１０ａをヘッド内に固定できるように（このため、例えばハウジング内に挿入具をねじ止めすることにより固定できるように）構成されている。

伝達シャフト６０４の遠位端にあるヘッド６０８は、増幅部６２６の遠位端の表面６２７ａにもたせかけてある。このようにハウジング６０７の縁において伝達シャフト６０４のヘッド６０８と表面６２７ａとが物理的に接触しているため、増幅部６２６は圧電モータ６２０により発生した超音波振動を挿入部６１０に伝えるのに適している。

（回転運動可能な）ヘッド６０８と(静止している）増幅部６２６の遠位端との界面では大きな摩擦力が発生し得る。そのため、本例では、増幅部の遠位端は、ヘッド６０８を介して摩擦力により超音波振動を挿入具６１０に良好に伝達することのできる特性を有した環状部品６２７によって構成されている。

なお、上述したいずれの実施形態においても、本発明の超音波圧電変換器と回転駆動手段は互いに完全に独立している。これら超音波圧電変換器と回転駆動手段はそれぞれ独立して、挿入部と協働する。対照的に、ハンドピース６００において、超音波圧電変換器６１９は、（回転駆動手段の一部を成す）ヘッド６０８を介してハウジング６０７に超音波を伝達する。

ただし、超音波振動が直接伝わるように、増幅部の遠位端が挿入具に直接接触するようなハンドピース６００の変形例も可能である。例えば、増幅部６２６の遠位端が作動中の挿入具と物理的に接触するようにヘッド６０８の形状を変更することも可能である。

例えば、本発明の範囲内において、(エアタービンを用いた）ハンドピース３００を直線的に構成した変形例も考えられる。

上記の考え得る変形例はすべて、ハンドピース２００について示されたのと同様のメリットがある。

本発明の外科用ハンドピースは、特に、生体組織（エナメル質、象牙質、粘膜、骨など）の処置や、既に埋め込まれたインプラントや補綴物または（心臓弁など）その他能動型埋め込み式装置などの処置に適用される。

Claims (12)

1. 外科用ハンドピース（２００）であって、
   挿入具（２１０）を受け入れるためのハウジング（２０７）と、
   釣り合いおもり（２２４）と増幅部（２２６）の近位端（２２６ａ）との間に配置された圧電モータ（２２０）を備える超音波圧電変換器（２１９）であって、前記増幅部（２２６）のうち前記ハウジング（２０７）内にある遠位端（２２６ｂ）から前記挿入具へ超音波を伝達するのに適した圧電変換器と、
   前記ハウジング内にあって前記挿入具を回転駆動するための回転駆動手段（２０２、２０４、２０８）と、
   を備え、
   前記回転駆動手段は前記超音波圧電変換器（２１９）とは独立して運動可能であり、前記超音波圧電変換器は前記ハンドピース（２００）に関して相対的に静止している、ことを特徴とする外科用ハンドピース。
2. 前記回転駆動手段は、伝達シャフト（２０４）を介して前記ハウジングにつながっているマイクロモータ（２０２）を含む、請求項１に記載のハンドピース。
3. 前記ハウジング（２０７）内の前記回転駆動手段の回転軸線（Ａ）は、前記伝達シャフトの遠位部（２０４ｂ）に対して垂直である、請求項２に記載のハンドピース。
4. 前記ハウジング（６０７）内の前記回転駆動手段の回転軸線（Ａ）は、前記伝達シャフト（６０４）の遠位部に対して平行である、請求項２に記載のハンドピース。
5. 前記超音波圧電変換器（６１９）は、前記回転駆動手段を介して前記ハウジング（６０７）に超音波を伝達するよう構成されている、請求項４に記載のハンドピース。
6. 前記回転駆動手段は、エアタービン（３５０）と伝達導管（３５４）とを備え、前記タービンは、前記伝達導管を介して吹きつけられたガス流の作用で回転させるのに適している、請求項１に記載のハンドピース。
7. 前記ハウジング（３０７）内の前記回転駆動手段の回転軸線（Ａ）は、前記伝達導管（３５４）の遠位部（３５４ｂ）に対して垂直である、請求項６に記載のハンドピース。
8. 前記ハウジング内の前記回転駆動手段の回転軸線（Ａ）は、前記伝達導管の遠位部に対して平行である、請求項６に記載のハンドピース。
9. 前記超音波圧電変換器（２１９）は、前記ハウジング（２０７）内において超音波を伝達することができるように前記増幅部（２２６）の遠位端（２２６ｂ）に配置されたセラミック製の振動伝達部材（２３０）を備える、請求項１〜８のいずれか一項に記載のハンドピース。
10. 前記増幅部（２２６）は、前記増幅部の遠位端（２２６ｂ）の振動性運動の振幅を最大限にするように前記増幅部に沿って位置が定められた狭小部（２２６ｃ）を有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載のハンドピース。
11. 前記超音波圧電変換器（２１９）および前記回転駆動手段（２０２、２０４、２０８）と協働できるようにその一部が前記ハウジング（２０７）内に配置されている挿入具（２１０）をさらに備える、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のハンドピース。
12. 前記挿入具（２１０）は、その近位端（２１０ａ）が前記増幅部（２２６）の遠位端（２２６ｂ）と接触するように、かつ前記挿入具（２１０）本体が前記回転駆動手段（２０２、２０４、２０８）により回転駆動されるように配置される、請求項１１に記載のハンドピース。
    

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