JP4598199B2 - 脳神経外科手術用ねじキットおよびそれに用いられる電動ドリル - Google Patents

Description

本発明は、骨弁と頭蓋骨とを結合する接合プレートを固定するねじを予め芯出しされた状態でドライバービットに係止させ、これを本体に組み付けてセットした脳神経外科手術用ねじキットに関し、また、そのねじキットのねじを締付ける電動ドリルに関する。

脳神経外科手術等で頭蓋骨を開頭し、その手術後に切り取った骨弁、或いは人工頭蓋骨弁を用いて開口部を塞ぎ、その周囲の頭蓋骨に固定する方法が採られている。その場合、接合プレートを外側から骨弁と頭蓋骨に跨がせ、タッピングねじによるねじ込みやハーケンと呼ばれる抜け止め用突起付き釘などの打ち込みなどによって固定する。この種の固定方法は、例えば引用文献１〜４に開示されている。

ところで、上記接合プレートを固定するねじは生体適合性にすぐれたチタン合金製を用いるが、難削材であり加工が困難な為、製品が高価なものとなる。また、直径２ｍｍ程度、長さ４ｍｍ程度と非常に小さな為、その取扱いが難しい。症例にもよるが通常の脳外科手術は長時間の施術になることが多く、閉頭に用いるねじの数も８〜２０本程度と多数に及ぶ。患者負担も勿論だが、長時間に及んだ施術の最終段階での術者負担は多大なものとなる。

特開平９−２０６３１１号公報 特開２０００−１３５２２０号公報 特開２００２−４５３６７号公報 特開２００３−１２６１０７号公報

本発明の目的は、接合プレートを取り付けるねじの頭部とドライバービットの係止を予め行い準備しておくことができる脳神経外科手術用ねじキットを提供することにある。
また他の目的は、ねじキットを用い、締付けに電動ドリルを使用することで、ねじを迅速、正確かつ容易にねじ込み可能になり、手術時間の短縮を図ると共に、患者と術者の双方の負担が軽減される専用の電動ドリルを提供することにある。
更に他の目的は、使用したねじの特定が正確にでき、そのねじの補充または管理を容易に行える脳神経外科手術用ねじキットを提供することにある。

上記の目的を達成するため、請求項１の発明に係る脳神経外科手術用ねじキットは、閉頭施術時に骨弁あるいは人工骨弁と頭蓋骨に接合プレートを跨がせて固定する際に用いられ、前記骨弁または頭蓋骨にねじ込まれるねじ山およびねじ頭部のプラス溝を有するねじと、
ビット軸の側面に周面から僅かに盛り上がった環状突条の係合部が設けられ、該ビット軸の先端に前記ねじのプラス溝に噛合するビット嵌入部を有するドライバービットと、
前記ねじおよびドライバービットの軸を挿通する内径を持った合成樹脂製の円筒成形体で、一端に入口および他端に出口を有し、それぞれの内側縁には前記ドライバービットの係合部が係止する環状溝の係止部が設けられていると共に、前記ドライバービット挿入側に鍔部を設けた本体と、を備え、
前記ドライバービットとねじが前記本体に組み付けられたセット状態のとき、前記ねじのプラス溝にドライバービットのビット嵌入部を噛合して芯出しされ、かつ前記ドライバービットが本体に係止されていることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１において、ねじ頭部がプラス溝の中心に凹部を有し、前記ドライバービットのビット嵌入部の中心に前記凹部に嵌入するビット嵌合部が突出形成されていることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１において、本体側面にねじを特定するためのロット番号が付されていることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項1または２に記載の脳神経外科手術用ねじキットに用いられる電動ドリルであって、片手に収まるケース本体には、動力を供給する電源部、駆動源であるモータと、前記モータの回転数を減速する遊星歯車減速機構、ドライバービットの嵌着部を有し、前記遊星歯車減速機構からの出力回転を前記ドライバービットに伝える出力軸、手でケース本体自体を正回転させて増し締めするときに働く逆回転防止機構が組み込まれ、
前記逆回転防止機構は、ケースに対し回転可能に嵌挿された内歯歯車の出力軸側端部に深さの異なるカム面を持った切込みが設けられ、スプリングにより前記切込みのカム面にシャフトの一端が押圧され、前記内歯歯車の回転により前記切込みのカム面にガイドされシャフトの他端が出力軸側のケース端面の穴を貫通して突出されると共に、前記回転出力軸に同心的に支持され、前記内歯歯車に同期回転するレバーがケースに間隔を置いて固設されたピン間をスイング可能に設けられており、
前記レバーの正回転時にはシャフトが最も深いカム面に位置してシャフト端が前記ケースの穴内に没入した状態で、一方のピンに当接して停止し、逆回転時には他方のピンに当接して停止すると共に、正回転後更に手締めにより増し締めする際は、内歯歯車とケースの相対回転によりシャフトが最も浅いカム面に位置し、突出したシャフトにレバーが当接して逆回転を防止することを特徴とする。

本発明の脳神経外科手術用ねじキットによれば、取り扱いが困難な小さなねじを予めドライバービットに芯出した状態で本体に係止させ準備しておくことにより、取扱いミスやドライバービットからの脱落によるねじの紛失、芯出しされていないことによる締め付け不良を防止することができる。

更に、ねじ夫々にロット番号を付することにより、在庫管理を用意にすることが出来る。

本発明の電動ドリルと脳神経外科手術用ねじキットの組み合わせによれば、電動ドリルにドライバービットを装着する操作、ねじ込みを停止させる操作、停止後に手動で増し締めする操作を片手で行うことができるので、ねじを迅速、正確かつ容易にねじ込み可能になり、手術時間の短縮を図ると共に、患者と術者の双方の負担が軽減される。

上記の課題に対し、本発明はドライバービットとねじが芯出しされた状態で本体に組込み、ドライバービットを本体に係止してねじキットを構成し、使用時において片手操作でドライバービットを回転出力軸に装着でき、電動ねじ締め込み操作後に逆転防止機構を働かせて手動による増し締め操作を可能にした電動ドリルによって実現した。

図１は本発明に係る脳神経外科手術用ねじキットの実施例の外観を示す平面図、図２は組み付け前のねじキットを表す平面図、図３はねじキットの組み付け時の断面図、図３Ａは本体の部分拡大断面図、である。

ねじキット１は円筒状の本体２、ねじ３、ドライバービット４の３部品で構成されており、骨弁と頭蓋骨１３とを結合する接合プレート１２（図９参照。）を固定するねじ３を予めドライバービット４に対し芯出し状態で本体２にセットされる。

本体２は合成樹脂からなる両端開放され、かつねじ３およびドライバービット４が挿通する内径を持った円筒成形体で、一端に入口２１と他端に出口２２とを有する。本体２の入口２１は環状鍔部２３が設けられている。本体２の筒外周面にはねじ３のロット番号１５（ＬＯＴ ＃＊＊＊＊）が付されており、ねじの特定および管理を容易にすることができる。

本体２の入口２１の内側縁および出口２２の内側縁には環状溝で構成される係止部２１０，２２０が設けられている。ドライバービット４の側面には周面から僅かに盛り上がった環状突条などで構成される係合部４１が設けられている。ドライバービット４を本体２に挿入したセット状態のとき、ドライバービット４の係合部４１が本体２の係止部２１０を乗り越えて本体２からドライバービット４の脱落を防止する。

図４はねじの側面断面図、図４Ａはねじ頭部の正面図、図４Ｂはドライバービットの先端部分の側面図である。
ねじ３は他の金属に比類を見ない無毒性と生体適合性からチタン合金を使用し、ねじ頭部３０の直径が約２ｍｍ程度、ねじ山の長さが４ｍｍ程度の先端丸型に形成されたタッピングねじである。ねじ頭部３０にはドライバービット４のプラス刃４１と噛合うプラス溝３１が設けられ、このプラス溝３１の中心には円形の嵌合凹部３２が形成されている。

ドライバービット４の先端にはプラス型溝に噛合するプラス刃４１と、プラス刃４１の中心にねじ３の嵌合凹部３２に嵌入される突起４２が設けられている。また、他端には断面六角形のビット把持部４３が設けられ、後述の電動ドリル３０に装着される。

次に電動ドリルについて説明する。
図５は電動ドリルの平面図、図６は電動ドリルの縦断面図である。電動ドリル３０は片手に収まるケース本体３１の内部にモータ３２、減速機３３、回転出力軸３４、停止スイッチ３５が組み込まれており、モータ３２の駆動を操作するための電源スイッチ３６、正逆転切替スイッチ３７、スタートスイッチ３８を備えている。モータ３２はバッテリ４０より電源を供給され、減速機３３により締付けに適した回転数に減速し回転出力軸３４に出力する。ケース本体３１の握り部分には滑り止めの為のスリッド加工３９が施されている。

図７は減速機と逆回転防止機構を備えるケースの平面図、図７Ａは内歯歯車とシャフトの関係を示し、（１）ねじ締付け時、（２）手による増し締め時の平面図、図７Ｂは図７Ａのケースの左側面図、図７Ｃは図７Ａのケースの右側面図である。

減速機３３は遊星歯車機構からなり、モータの回転軸３２１に太陽歯車５０を取り付け、周囲に６０度間隔に配した遊星歯車５１から内歯歯車５２へ回転力を伝達するよう構成されている。内歯歯車５２はケース６０に対し回転自在に嵌挿されている。回転出力軸３４側の内歯歯車５２端部にはカム面５４を形成した切込みが形成されており、スプリング５５によりカム面５４に押し付けられるようシャフト５６が配されている。シャフト５６の他端は回転出力軸３４側のケース６０端面の穴６１を貫通し、スプリング５５の弾性に抗して突出する。

ケース６０が正回転するとシャフト５６はカム面５４にガイドされシャフト５６がケース６０の穴６１より突出する（図７Ａ（２））。
また、内歯歯車５２に同期回転するレバー６２は回転出力軸３４に同心的に支持され、ケース６０に固設されたピン６３，６４間をスイング可能に設けられている。

レバー６２の正回転時にはシャフト５６が最も深いカム面に位置し（図７Ａ（１））、シャフト端が穴６１内に没入する為、ピン６３に当接して停止し（図８（１））、逆回転時にはピン６４に当接して停止する（図８（２））。正回転後更に手締めにより増し締めする際は、内歯歯車５２とケース６０の相対回転により、図７Ａ(２)に示すようにシャフト５６が最も浅いカム面に位置する為、突出したシャフト５６にレバー６２が当接して逆回転を防止する（図８（３））。

センサー部について説明する。図６において、センサー部７は回転出力軸３４の包囲してケース本体３１内に嵌装され、ケース本体３１の先端側に小径部７１、ケース本体３１の内側に大径部７２を成し、全体として筒状体に構成されている。小径部７１と大径部７２との段部７３は大径部７２の外側に鍔部７３１を有し、この鍔部７３１とケース本体３１との間にスプリング７４が配され、常時センサー部７を図示の如く押圧し、段部７３をケース本体３１の受け部３１１に当接させている。このとき小径部７１はケース本体３１から突出した状態に保たれる。大径部７２の端面は停止スイッチ３５のスイッチノブ３５１が対向し、大径部７２の移動によって停止スイッチ３５がＯＮ−ＯＦＦ動作される。

小径部４２１は回転出力軸３４に沿った方向に移動可能に組み込まれており、その一部がケース本体３１の先端から突出している。小径部４２１の端面にはドライバービット４のビット頭部４３の通し穴７２が形成され、通し穴７２の周囲端面が本体２の環状鍔部２３の端面に作用する。このとき、小径部４２１がケース本体３１側に押されるのを許容するため、小径部４２１の端部内面と回転出力軸３４の先端との間に十分な間隙が設けられている。

次にねじキットおよびその締付け用電動ドリルの作用を説明する。
図８はドライバービット付ねじを装着する際の手順を示し、図９はドライバービット付ねじを使用する手順を示す。
ねじキット１は、ねじケース２０に複数本ずつ収容されている。回転出力軸３４先端の六角凹穴３４１にドライバービット４のビット頭部４３を差し込み、内壁面の摩擦によって保持させた後、上方へ引抜き、電動ドリル３０に装着する。

ねじ締付け操作を行う場合は正逆転スイッチ３７を正回転位置にし、電源スイッチ３６をｏｎ位置に合わせる。続いて、接合プレート１２の孔にねじ３の先端を合わせ（図９（１））垂直に押付けながら、スタートスイッチ３８を操作する（図９（２））。
ねじ３が接合プレート１２に対し、適正位置までねじ込まれるとセンサー部７が押され、停止スイッチ３５のＯＦＦによりモータ３２が停止する。このとき、最終的な増し締めを行う為、手でケース本体３１自体を正回転させると逆回転防止機構が働いて確実に増し締めすることができる（図９（３）（４））。

本発明に係る脳神経外科手術用ねじキットの実施例の外観を示す平面図である。 ねじキットの組付け前の平面図である。 ねじキットの組み付け時の断面図である。 本体の部分拡大断面図である。 ねじの縦断面図である。 ねじ頭部の正面図である。 ドライバービットの先端部分の側面図である。 電動ドリルの平面図である。 電動ドリルの縦断面図である。 減速機と逆回転防止機構を備えるケースの平面図である。 内歯歯車とシャフトの関係を示し、（１）ねじ締付け時、（２）手による増し締め時、の平面図である。 図７Ａのケースの左側面図である。 図７Ａのケースの右側面図である。 ドライバービット付ねじを装着する手順を示す図である。 ドライバービット付ねじを使用する手順を示す図である。

符号の説明

１ ねじキット
２ 本体
３ ねじ
４ ドライバービット
７ センサー部
１２ 接合プレート
１５ ロット番号
２０ ドライバービット付ねじケース
３０ 電動ドリル
３２ モータ
３３ 減速機
３４ 回転出力軸
３５ 停止スイッチ

Claims (4)

1. 閉頭施術時に骨弁あるいは人工骨弁と頭蓋骨に接合プレートを跨がせて固定する際に用いられ、前記骨弁または頭蓋骨にねじ込まれるねじ山およびねじ頭部のプラス溝を有するねじと、
   ビット軸の側面に周面から僅かに盛り上がった環状突条の係合部が設けられ、該ビット軸の先端に前記ねじのプラス溝に噛合するビット嵌入部を有するドライバービットと、
   前記ねじおよびドライバービットの軸を挿通する内径を持った合成樹脂製の円筒成形体で、一端に入口および他端に出口を有し、それぞれの内側縁には前記ドライバービットの係合部が係止する環状溝の係止部が設けられていると共に、前記ドライバービット挿入側に鍔部を設けた本体と、を備え、
   前記ドライバービットとねじが前記本体に組み付けられたセット状態のとき、前記ねじのプラス溝にドライバービットのビット嵌入部を噛合して芯出しされ、かつ前記ドライバービットが本体に係止されていることを特徴とする脳神経外科手術用ねじキット。
2. 前記ねじ頭部がプラス溝の中心に凹部を有し、前記ドライバービットのビット嵌入部の中心に前記凹部に嵌入するビット嵌合部が突出形成されていることを特徴とする請求項１に記載の脳神経外科手術用ねじキット。
3. 前記本体側面にねじを特定するためのロット番号が付されていることを特徴とする請求項１に記載の脳神経外科手術用ねじキット。
4. 請求項1または２に記載の脳神経外科手術用ねじキットに用いられる電動ドリルであって、
   片手に収まるケース本体には、動力を供給する電源部、駆動源であるモータと、前記モータの回転数を減速する遊星歯車減速機構、ドライバービットの嵌着部を有し、前記遊星歯車減速機構からの出力回転を前記ドライバービットに伝える出力軸、手でケース本体自体を正回転させて増し締めするときに働く逆回転防止機構が組み込まれ、
   前記逆回転防止機構は、ケースに対し回転可能に嵌挿された内歯歯車の出力軸側端部に深さの異なるカム面を持った切込みが設けられ、スプリングにより前記切込みのカム面にシャフトの一端が押圧され、前記内歯歯車の回転により前記切込みのカム面にガイドされシャフトの他端が出力軸側のケース端面の穴を貫通して突出されると共に、前記回転出力軸に同心的に支持され、前記内歯歯車に同期回転するレバーがケースに間隔を置いて固設されたピン間をスイング可能に設けられており、
   前記レバーの正回転時にはシャフトが最も深いカム面に位置してシャフト端が前記ケースの穴内に没入した状態で、一方のピンに当接して停止し、逆回転時には他方のピンに当接して停止すると共に、正回転後更に手締めにより増し締めする際は、内歯歯車とケースの相対回転によりシャフトが最も浅いカム面に位置し、突出したシャフトにレバーが当接して逆回転を防止することを特徴とする電動ドリル。

Images