JP6429845B2 - Orthopedic impact applying electric motor driven instrument - Google Patents
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関連出願の相互参照:
本出願は、米国特許法第119条に基づき、2009年12月28日に出願された特許文献1に対する優先権を主張するものであり、この特許文献1の開示内容は、参照により本明細書に組み入れられる。
Cross-reference of related applications:
This application claims priority to
本開示は、整形外科用途で衝撃を付与するための電動器具に関し、特に、整形外科用の衝撃を付与するための電気モータ駆動器具であって、ブローチ、ノミ、またはその他の装置に制御した衝撃を与え、(例えば骨構造内の)ある領域に開口を設けてこの領域内に補綴材を確実に受容することができる器具に関する。 The present disclosure relates to electric instruments for applying impacts in orthopedic applications, and in particular, electric motor driven instruments for applying orthopedic impacts, with controlled impact on broaches, fleas, or other devices. And an instrument that can provide an opening in a region (e.g., within a bone structure) to reliably receive a prosthetic material in this region.
整形外科分野では、人工関節などの補綴装置は、補綴装置を患者の骨の空洞に着座させることで、患者の体内に埋め込まれるまたは着座することが多い。この空洞は、補綴材を着座させるまたは埋め込む前に設けなければならず、慣習的に、施術者は、空洞を形成する領域から、破損した骨構造、余剰な骨構造または疾患を来した骨構造を取り除いた後、空洞に穴を開けて骨の髄管に沿ってくり抜くことがある。補綴材には、通常、空洞の中に挿入される補綴材の特定部として働く軸部またはその他の突起部が含まれる。 In the orthopedic field, prosthetic devices such as prosthetic joints are often implanted or seated in a patient's body by seating the prosthetic device in a bone cavity of the patient. This cavity must be provided before the prosthetic material is seated or implanted, and conventionally, the practitioner is responsible for damaging, extra bone or diseased bone structures from the area forming the cavity. After removing the bone, a hole may be made in the cavity and cut out along the medullary canal of the bone. The prosthetic material typically includes a shaft or other protrusion that serves as a specific portion of the prosthetic material that is inserted into the cavity.
このような空洞を設けるため、施術者は、ブローチを使用することがあり、このブローチは、補綴材の軸部の形状と一致するものである。先行技術に公知の対策には、ブローチを備えるハンドルを提供するものがあり、施術者は、ブローチを埋め込み領域の中に打ち付けている間にこのハンドルを把持することができる。残念ながら、この手法は、扱いにくく、特定の施術者の技量に委ねられているために予測不可能である。この手法を用いると、ほとんど常に空洞の位置及び構造を正確に捉えられないという事態に必ず陥る。さらに、この手法には、施術者が意図しない領域の骨構造を損傷するというリスクを伴う。 To provide such a cavity, the practitioner may use a broach that matches the shape of the shaft portion of the prosthetic material. Some measures known in the prior art provide a handle with a broach that allows the practitioner to grip the handle while driving the broach into the implantation area. Unfortunately, this approach is unwieldy and unpredictable due to the specific practitioner's skill. Using this technique, you will almost always fall into a situation where you cannot accurately capture the location and structure of the cavity. Furthermore, this approach carries the risk of damaging the bone structure in areas not intended by the practitioner.
補綴用の空洞を作製するためのもう1つの技術は、空圧式つまり圧縮空気によってブローチを駆動するものである。この手法では、例えば、空気を器具から無菌の手術箇所へ排出する空気用接続線があるために衝撃付与器具の携帯性が妨げられるという欠点、及び器具を操作する施術者が疲労するという欠点がある。さらにこの手法では、特許文献2に例が挙げられているように、衝撃力または衝撃付与頻度を的確に制御できず、それどころか作動する際はまさしくジャックハンマーのように機能する。また、的確な制御の尺度が何ら備わっていないため、空洞を正確にブローチングすることがなおさら困難になる。
Another technique for creating a prosthetic cavity is to drive the broach by pneumatic or compressed air. In this method, for example, there is a drawback that the portability of the impact applying device is hindered because there is an air connection line that discharges air from the device to an aseptic surgical site, and that the operator who operates the device becomes tired. is there. Furthermore, in this method, as exemplified in
先行技術に公知の器具のもう1つの欠点は、長時間にわたって使用する間に、体液のような流体または湿気が器具のハンドグリップに蓄積される点である。例えば、先行技術に公知のブローチによる衝撃付与装置を操作する上での難点は、手術過程で増大することがある。なぜなら、ハンドグリップが体液で飽和状態になり、これによって施術者がこのような先行技術による装置を保持することが不自由になることがあるからである。 Another drawback of the devices known in the prior art is that fluid or moisture, such as body fluids, accumulates in the device's hand grip during prolonged use. For example, the difficulty in operating an impact applicator with a broach known in the prior art may increase during the surgical process. This is because the handgrip becomes saturated with body fluid, which may make it practicable for the practitioner to hold such prior art devices.
本発明は、先行技術にみられる様々な欠点を克服する衝撃付与器具に対する需要に応えることを課題とする。 The present invention addresses the need for an impact applicator that overcomes the various drawbacks found in the prior art.
上記の先行技術の欠点に鑑みて、先行技術の利点をすべて含んだ上で先行技術に固有の欠点を克服するように構成した、電気モータで駆動する整形外科用衝撃付与器具を提供する。
本器具は、整形外科医が、例えば臀部、膝、及び肩に整形外科用の衝撃を付与するために使用することができる。本器具は、ブローチ、ノミ、またはその他の装置を保持することができ、衝突衝撃を制御して、ブローチ、ノミまたはその他の装置を空洞の中にやさしく打ち付け、その結果、補綴材またはインプラントによりよい形で適合する。さらに、ブローチ、ノミ、またはその他の装置をこのように電子的に操作して制御できることで、特定の骨の種類または患者のその他の特徴に応じて、衝撃の設定を調整することができる。このほかにも、本器具によって、補綴材またはインプラントをインプラント用の空洞の中に適切に着座させる、またはインプラント用の空洞外に適切に取り出すことが可能になる。
In view of the shortcomings of the prior art described above, an electric motor driven orthopedic impact applicator is provided that is configured to overcome all the advantages of the prior art and overcome the disadvantages inherent in the prior art.
The instrument can be used by an orthopedic surgeon to apply an orthopedic impact to, for example, the hips, knees, and shoulders. The instrument can hold brooches, fleas, or other devices, control impact impact, and gently drive brooches, fleas, or other devices into cavities, resulting in a prosthesis or implant Fits in shape. Further, the ability to electronically manipulate and control brooches, chisels, or other devices in this manner allows adjustment of impact settings depending on the particular bone type or other patient characteristics. In addition, the device allows the prosthetic material or implant to be properly seated in or properly removed from the implant cavity.
一実施形態では、電気モータで駆動する整形外科用衝撃付与器具は、制御部、ハウジング、直線運動変換装置、少なくとも1つの減速歯車、衝撃付与素子(以下、ストライカーともいう)、空気室、圧縮ピストン、及び力調整制御手段(以下、「制御手段」という)を備える。本器具は、さらに、モータ、LED、器具を快適に把持するための少なくとも1つのハンドグリップを有するハンドル部、ブローチアダプタ、バッテリ、フィードバックシステム及びブローチアダプタ用のノズルを有することができる。様々な構成要素のうちの少なくともいくつかは、ハウジング内に内包されることが好ましい。本器具は、ブローチ、ノミ、もしくはその他の装置、またはインプラントに、周期的な衝撃力を印加することができ、衝撃力を複数の衝撃力レベルに細かく調節することができる。 In one embodiment, an orthopedic impact imparting device driven by an electric motor includes a control unit, a housing, a linear motion converter, at least one reduction gear, an impact imparting element (hereinafter also referred to as a striker), an air chamber, and a compression piston. And force adjustment control means (hereinafter referred to as “control means”). The instrument can further include a motor, an LED, a handle portion having at least one hand grip for comfortably gripping the instrument, a broach adapter, a battery, a feedback system, and a nozzle for the broach adapter. Preferably, at least some of the various components are encased within the housing. The instrument can apply a periodic impact force to a broach, chisel, or other device, or implant, and finely adjust the impact force to multiple impact force levels.
一実施形態では、本器具は、さらに、制御手段を備え、この制御手段は、力調整素子を有し、この素子は、衝撃力を制御して、制御していない衝撃によって生じる損傷を回避することができる。力は、電子的に調節されるか、または機械的な戻り止めを使用することで調節されることができる。機械的な戻り止めによって、ブローチが機械加工する動作の制御または精度を犠牲にすることなく、衝撃力を増強することができる。 In one embodiment, the instrument further comprises a control means, the control means having a force adjustment element that controls the impact force to avoid damage caused by uncontrolled impact. be able to. The force can be adjusted electronically or using a mechanical detent. Mechanical detents can increase the impact force without sacrificing control or accuracy of the operation that the broach is machining.
本器具は、さらに、アンビル素子を備え、このアンビル素子は、前方と後方の両方に衝撃点を有し、ストライカーを実質的に軸方向に動くように強制するガイドを有する。動作時は、アンビル素子のガイドに沿ったストライカーの動きは、ストライカーが衝撃点を打つまで前方方向または後方方向のいずれかに向かって続く。この状況で使用されるとき、「前方方向」という語には、ストライカーがブローチまたは患者の方へ動くことが含まれ、「後方方向」という語には、ストライカーがブローチもしくはノミまたは患者から離れる動きが含まれる。衝撃点が器具の前部であれば、すなわち前方方向にあれば、この衝撃によって、衝突衝撃がブローチまたはノミに伝達され、この衝撃がさらに空洞の中へ押し込まれる。衝撃点が器具の後部であれば、衝突衝撃がブローチまたはノミを空洞外へ引っ張ろうとする。双方向の衝撃か単一方向の衝撃かという選択肢があることで、外科医には、インプラント用の空洞内の材料を切削または圧縮する際に柔軟性が提供され、この場合、材料を撤去するか材料を圧縮するかという選択は、外科手術において重要な決断であることが多い。衝撃点は、アンビル素子の一方の端部または各端部に配置されるプレートの形態とすることができる。 The instrument further includes an anvil element that has impact points at both the front and rear and a guide that forces the striker to move in a substantially axial direction. In operation, the striker movement along the guide of the anvil element continues in either the forward or backward direction until the striker hits the impact point. As used in this context, the term “forward” includes the movement of the striker toward the brooch or patient, and the term “rearward” includes movement of the striker away from the brooch or chisel or patient. Is included. If the impact point is at the front of the instrument, i.e. in the forward direction, the impact causes the impact impact to be transmitted to the broach or chisel, which is further pushed into the cavity. If the impact point is at the rear of the instrument, the impact impact will try to pull the broach or chisel out of the cavity. The option of bi-directional or unidirectional impact provides the surgeon the flexibility to cut or compress the material in the implant cavity, in which case the material can be removed. The choice of compressing the material is often an important decision in surgery. The impact point can be in the form of a plate disposed at one or each end of the anvil element.
本器具は、さらに、ストライカーの頻度を調節することができる。ストライカーの頻度を調節することで、本器具は、総合的な時間加重がより大きい衝突衝撃を与えられるとともに、同じ衝撃規模を維持できる。これによって外科医は、ブローチまたはノミの切削スピードを制御することができる。例えば、外科医は、ブローチまたはノミを大きく動かす間は速いレート(高い衝撃付与頻度)での切削を選択し、その後、ブローチまたはノミが所望の深さに近づくにつれて切削レートを遅くすることができる。 The instrument can further adjust the frequency of the striker. By adjusting the striker frequency, the instrument can be given a collision impact with a higher overall time weight and maintain the same impact magnitude. This allows the surgeon to control the cutting speed of the broach or flea. For example, the surgeon may choose to cut at a fast rate (high impact frequency) while moving the broach or chisel largely, and then slow down the cutting rate as the broach or chisel approaches the desired depth.
使用者は、器具のハンドル部をしっかりと保持し、LED発光ライトを使用して作業領域を照明し、ブローチ、ノミ、またはその他の装置を補綴材またはインプラント上の所望の場所に正確に位置決めすることができる。ブローチ、ノミ、またはその他の装置に与えられる往復運動によって、インプラント及び/またはブローチ、ノミ、またはその他の装置の打ち付け動作を起こし、これによって補綴材またはインプラントをインプラント用の空洞の中に適切に着座させる、もしくはインプラント用の空洞外に適切に取り出す、またはブローチ、ノミ、またはその他の装置による衝撃付与を制御してインプラント用の空洞を作製または形状加工することが可能になる。本器具は、ブローチ、ノミ、またはその他の装置とインプラントとのインターフェースで、特定の程度を越えて屈曲しているまたはずれていることが検出された場合に、外科医に警告するフィードバックシステムを備えていてもよい。 The user holds the instrument handle firmly and uses an LED light to illuminate the work area to accurately position the broach, chisel, or other device at the desired location on the prosthesis or implant be able to. The reciprocating motion imparted to the broach, chisel, or other device causes the implant and / or broach, chisel, or other device to strike, thereby properly seating the prosthesis or implant within the cavity for the implant Or can be appropriately removed out of the cavity for the implant or controlled by the application of a broach, chisel, or other device to create or shape the cavity for the implant. The instrument has a feedback system that alerts the surgeon if a broach, chisel, or other device-implant interface is detected to bend or deviate beyond a certain degree. May be.
本開示を特徴付けている新規性を持つ様々な特徴に沿って、本開示のその他の局面とともに記載したこれらの局面は、本明細書に添付の特許請求の範囲に特色を添えて指摘されており、本開示の一部を形成するものである。本開示、本開示の動作上の利点、及び本開示を使用することによって達成される特定の目的をさらによく理解するために、添付の図面及び本開示の例示的実施形態を説明した記載内容を参照すべきである。 In line with the various novel features that characterize the present disclosure, these aspects, as well as other aspects of the present disclosure, are pointed out with particularity in the claims appended hereto. And forms part of this disclosure. For a better understanding of the present disclosure, the operational advantages of the present disclosure, and the specific objectives achieved by using the present disclosure, reference is made to the accompanying drawings and the description describing exemplary embodiments of the present disclosure. Should be referenced.
本発明の利点及び特徴は、添付の図面と関連させて記載した以下の詳細説明及び特許請求の範囲を参照することでさらによく理解される。 The advantages and features of the present invention may be better understood with reference to the following detailed description and claims, taken in conjunction with the accompanying drawings.
複数の図面の説明を通して、同じ参照符号は同じ部品を指す。 Like reference numerals refer to like parts throughout the description of the drawings.
本開示を実行するための最良の方式を、添付の図に描いた好適な実施形態の観点から説明する。本明細書に説明目的で詳細に記載する好適な実施形態には、多くの変形例がある。状況により変化したり便宜になったりすることに応じて、均等物の様々な省略及び代替が構想されるが、本開示の精神及び範囲を逸脱しないかぎり、この省略及び代替による用途及び実施が範囲に含まれることが意図されている。 The best mode for carrying out the present disclosure will be described in terms of the preferred embodiments depicted in the accompanying drawings. There are many variations of the preferred embodiments described in detail herein for purposes of illustration. Various omissions and alternatives of equivalents are envisioned depending on circumstances and convenience, but the scope of use and implementation by this omission and alternatives is within the spirit and scope of this disclosure. It is intended to be included in
「1つの(a及びan)」という用語は、数量の限定を指すものではなく、対象の項目が少なくとも1つ存在することを指すものである。 The term “a” and “an” does not refer to a quantity limitation but to the presence of at least one item of interest.
図1〜6のように、本開示は、衝突衝撃を制御して、電気モータで駆動する整形外科用衝撃付与器具を提供する。本器具は、単一または多数の衝撃を及ぼすとともに、可変的な速度、力及び頻度で衝撃を付与する能力を備える。この衝撃力は、電子的にまたは戻り止めを使用するかのいずれによって衝撃力を設定することで、レベル範囲を調節することができる。戻り止めを用いると、ブローチ、ノミ、もしくはその他の装置、または手術領域に、有意な衝撃を付与するのに十分な打撃力を起こしやすくなる。 As shown in FIGS. 1-6, the present disclosure provides an orthopedic impact applicator that controls impact impact and is driven by an electric motor. The instrument has the ability to apply single or multiple impacts and to apply impacts with variable speed, force and frequency. The level of the impact force can be adjusted by setting the impact force either electronically or by using a detent. The use of detents tends to create a striking force sufficient to apply a significant impact to the broach, chisel, or other device, or surgical area.
本器具は、ハウジングを有する。このハウジングは、器具の複数の構成要素を確実に被覆し、保持する。一実施形態では、ハウジングは、モータ、少なくとも1つの減速歯車、直線運動変換装置、圧縮室、衝撃付与素子(ストライカーともいう)、力または衝撃を調整する制御手段(以下、「制御手段」という)、及び前方衝撃プレート及び後方衝撃プレートを有するアンビル素子(この衝撃プレートは、例えばアンビルの一部であってよい)を内包する。 The instrument has a housing. This housing reliably covers and holds the components of the instrument. In one embodiment, the housing includes a motor, at least one reduction gear, a linear motion conversion device, a compression chamber, an impact applying element (also referred to as a striker), and control means for adjusting force or impact (hereinafter referred to as “control means”). And an anvil element having a front impact plate and a rear impact plate (this impact plate may be part of the anvil, for example).
本器具は、さらに、使用中に器具を快適かつ確実に保持するための少なくとも1つのハンドグリップを有するハンドル部、ブローチアダプタ、バッテリ、及び位置センサ、方向センサ、及び/またはねじれセンサを有することができる。本器具は、さらに、使用者が本器具を使用する作業領域に光を供給するLEDなどの照明素子を備えることができる。ブローチアダプタは、器具を使用している際に患者の方を向いている器具端部のクイックコネクト機構を介して、例えばアンビル素子のアンビルに連結されることができる。 The instrument may further include a handle portion having at least one handgrip for holding the instrument comfortably and securely during use, a broach adapter, a battery, and a position sensor, a direction sensor, and / or a twist sensor. it can. The instrument can further comprise a lighting element such as an LED that provides light to a work area where the user uses the instrument. The broach adapter can be connected to the anvil of the anvil element, for example, via a quick connect mechanism at the end of the instrument that faces the patient when using the instrument.
次に、図1を参照すると、一実施形態では、直線運動変換装置は、スライダクランク機構12を備え、このスライダクランクは、モータ8ならびに減速歯車7及び9に作動的に連結されている。本器具は、さらに、第1の端部及び第2の端部を有する圧縮ピストン6を受け入れる空気室5、17を備え、この圧縮ピストン6は、直線運動変換装置12を介して作動する。圧縮ピストンの長手寸法は、ピストンを内包している空気室よりも小さくなるため、圧縮ピストンが空気室内にある間は、圧縮ピストンの一方の端部に空気塊が存在することがわかるであろう。これ以降、圧縮ピストンのヘッド部とストライカーとの間にある空気塊のことを、「前方空気室部」または「前方空気室」5と呼び、直線運動変換装置に近い方の圧縮ピストンの端部と器具のモータとの間にある空気塊を、「後方空気室部」または「後方空気室」17と呼ぶ。
Referring now to FIG. 1, in one embodiment, the linear motion conversion device includes a slider crank
本開示の一実施形態では、本器具のモータは、圧縮ピストンの前方端部とストライカー4の後方端部との間にある前方空気室5に十分な圧力がかかるまで、直線運動変換装置によって圧縮ピストンを動かして、ストライカーを後方位置に引き留めている戻り止め10、及び/またはストライカー4をある位置に保持している慣性力及び摩擦力に打ち勝つようにする。この十分な圧力に達すると、空気圧の力はストライカー4を加速させ、ストライカー4は、器具のハウジングの内部にある空洞に向かって軸沿いにスライドして下がり、前方アンビル衝撃プレート15を打撃する。このようにして生じた力は、衝撃プレート15に隣接するアンビル14を介して、また任意にブローチアダプタ1(このアダプタについては以下にさらに詳細に説明する)を介して伝達され、このブローチアダプタには、インプラントまたは補綴材を着座させるまたは取り除くためのブローチ、ノミ、またはその他の装置が取り付けられてよい。
In one embodiment of the present disclosure, the appliance motor is compressed by a linear motion converter until sufficient pressure is applied to the
圧縮ピストン6は、打撃によって動き続けるため、後方へ向かって移動し、後方空気室17内の空気塊を圧縮する。この空気塊は、空気通路19を介してストライカー4の前方側へ通じることができ、ストライカー4に戻り力を生成し、この戻り力によって、ストライカー4は後方へ移動する、すなわち、ストライカーの衝撃点、前方アンビル衝撃プレート15から離れた方向に移動する。ストライカーは、後方アンビル衝撃プレート16に衝撃を付与するまで動き続ける。後方衝撃プレートを打撃すると、アンビル14への後方方向への力が生じる。ブローチアダプタ1がアンビル14に取り付けられた場合、力はブローチアダプタ1に伝達され、このブローチアダプタに、インプラントまたは補綴材を着座させるまたは取り除くためのブローチ、ノミ、もしくはその他の装置が取り付けられる。このように、1回の完全なサイクルで、前方方向及び後方方向への衝撃力を、ブローチ、ノミ、もしくはその他の装置、またはインプラント/補綴材に印加することができる。
Since the
一実施形態では、圧縮ピストンは、このピストンのヘッド部に空洞を有することが好ましく、この空洞は、ピストンの戻り打撃を行う間に圧力を生成し、この圧力によって、ストライカーの前方端部は前方アンビル衝撃プレートから離れ、アンビル素子の後方衝撃点に衝撃を付与する。後方アンビル衝撃プレートに衝撃を付与するストライカーは、アンビル(及びブローチ、ノミ、またはその他の装置)の前方に負の力を伝達し、この負の力がブローチ、ノミ、またはその他の装置を手術領域内の衝撃付与箇所から遠ざけることがわかる。 In one embodiment, the compression piston preferably has a cavity in the head of the piston, which creates pressure during the return stroke of the piston, which causes the front end of the striker to move forward. An impact is applied to the rear impact point of the anvil element away from the anvil impact plate. A striker that applies an impact to the rear anvil impact plate transmits a negative force in front of the anvil (and broach, chisel, or other device), and this negative force forces the broach, chisel, or other device to the surgical area. It turns out that it keeps away from the impact application location inside.
本器具のスライダクランクの実施形態は、ストライカーとアンビルの連続的な衝撃付与を制御しやすくするものである。このように連続的に衝撃付与するため、圧縮ピストンで圧縮を起こした後、スライダクランクは、打撃運動の一番下に戻り、この戻りによって、ストライカーにかかる圧力が解放され、ピストンがヘッド部に空洞を備えている上記の実施形態では、この戻りによってストライカーの前方に圧力をかけることができ、これによってストライカーが元の休止位置に戻る。 Embodiments of the slider crank of the instrument facilitate control of the continuous impact application of the striker and anvil. In order to continuously apply an impact in this way, the slider crank returns to the bottom of the striking motion after being compressed by the compression piston, and this return releases the pressure applied to the striker, and the piston moves to the head. In the above embodiment with a cavity, this return can apply pressure in front of the striker, thereby returning the striker to its original rest position.
打撃を1回与えるために、直線運動変換装置(本明細書に記載のスライダクランクなど)は、後方位置または後方位置の近傍で停止してストライカーにかかる前方への圧力を解放し、これによってストライカーは、スタート位置に戻って別の打撃の準備をすることができる。この動作方式では、使用者は、本器具を用いて(反復的に衝撃を与えるのとは異なり)選択的に衝撃を与えることができるため、衝撃をさらに制御して、例えば手術領域の作製または形状加工などができるようになる。 In order to strike once, a linear motion converter (such as a slider crank described herein) stops at or near the rear position and releases the forward pressure on the striker, thereby causing the striker You can go back to the starting position and prepare for another blow. In this mode of operation, the user can selectively impact using the instrument (as opposed to repeatedly impacting), so that the impact can be further controlled to create, for example, a surgical area or Shape processing will be possible.
制御部に作動的に連結した位置センサを設けて、好みの位置で直線運動変換装置の周期的動作を調節するのを補助してもよい。例えば、制御部は、スライダクランクを完全に戻った位置またはこの位置の近傍で休止するように動かして、スライダクランクが下死点である中央位置に達したという信号を位置センサから受信した時点で、次の衝撃のための圧力を生成するようにすることができる。もう1つの実施形態では、制御部は、直線運動変換装置に直接連結されて、直線運動変換装置の動作を起動・停止させることができる。 A position sensor operatively connected to the controller may be provided to assist in adjusting the periodic operation of the linear motion converter at a preferred position. For example, when the control unit moves the slider crank so that it stops at the position where the slider crank is completely returned or close to this position and receives a signal from the position sensor that the slider crank has reached the center position which is the bottom dead center. The pressure for the next impact can be generated. In another embodiment, the control unit can be directly connected to the linear motion conversion device to start and stop the operation of the linear motion conversion device.
制御部は、さらに、1サイクル当たりの衝撃力の量を選択的に調節するための力制御手段を操作することができる。衝撃力を制御することによって、本器具は、制御されていない衝撃または過剰な力による衝撃により生じる損傷を回避することができる。例えば、使用者は、骨粗鬆症を患った年配の患者の場合に、衝撃設定を低減することができ、あるいは、通常よりも快復力が強いまたは健常で強健な骨構造である場合には、衝撃設定を増強することができる。 The controller can further operate force control means for selectively adjusting the amount of impact force per cycle. By controlling the impact force, the instrument can avoid damage caused by uncontrolled or excessive force impact. For example, the user can reduce the impact setting for an elderly patient suffering from osteoporosis, or the impact setting if the bone structure is stronger than normal or healthy and strong. Can be strengthened.
このような力の制御1回につき、ストライカーを保持する機械的な戻り止めに対して選択的に力を解放する設定が含まれることが好ましい。ストライカーを戻り止めから外すのに必要な圧力を増強する場合は、ストライカーは、さらに強い力でアンビルに衝撃を付与することがわかるであろう。もう1つの実施形態では、戻り止めは、ソレノイドを備え、このソレノイドは、圧力を所定通りに増強させると作動することができ、この後にストライカー4が解放されることによって、ストライカーはアンビルに衝撃を付与する。
It is preferable that a setting for selectively releasing the force with respect to the mechanical detent that holds the striker is included for each force control. It will be appreciated that if the pressure required to remove the striker from the detent is increased, the striker will impact the anvil with a stronger force. In another embodiment, the detent comprises a solenoid, which can be activated by increasing the pressure in a predetermined manner, after which the
制御部は、圧縮ピストンの前進(前方方向への移動)スピード及び/または後退(後方方向への移動)スピードを調整することによって、衝撃力を制御することもできる。圧縮ピストンのスピード調整は、ストライカーが前方方向及び後方方向へ移動するための圧力増強に影響を及ぼすことがわかるであろう。例えば、ピストンの前方方向へのスピードが比較的大きく、ピストンの後方方向へのスピードが比較的小さい場合、前方方向へのストライカー速度の方が遙かに大きくなり、これによってストライカーによって与えられる衝突衝撃は、ピストン及びストライカーの前方方向に進む際の方が大きくなる。ピストンの前方方向及び後方方向へのスピードをこのように調整することで、使用者は、希望する場合はさらに大きい衝撃力を生み出すことができ(例えば、手術領域を作製するため)、あるいは後方へのさらに大きい力を生み出して、例えばブローチ、ノミ、またはその他の装置を手術領域から撤去しやすくすることができる。前方速度及び後方速度が同じ場合、本器具は、動作過程でブローチ、ノミ、またはその他の装置を双方向に動かすことができ、これによって空洞を機械加工するのに極めて効果的な技術が生まれる。 The control unit can also control the impact force by adjusting the forward (forward movement) speed and / or the reverse (backward movement) speed of the compression piston. It will be appreciated that the speed adjustment of the compression piston affects the pressure buildup for the striker to move forward and backward. For example, if the piston's forward speed is relatively high and the piston's backward speed is relatively low, the striker speed in the forward direction will be much higher, which gives the impact impact given by the striker. Is larger when traveling forward of the piston and striker. By adjusting the forward and backward speed of the piston in this way, the user can create a greater impact force if desired (eg, to create a surgical area) or backwards. A greater force can be created to facilitate removal of, for example, a broach, chisel, or other device from the surgical area. If the forward and backward speeds are the same, the instrument can move a broach, chisel, or other device in the direction of operation, creating a very effective technique for machining the cavity.
本器具のモータは、特にこのような多方向への衝撃付与を補助するように構成されることができる。一実施形態では、モータは、パルス幅変調で動作して後方へ打撃することができ、最高スピードまたは連続スピードで動作してストライカーを前方へ打撃することができる。このように動作する場合、器具に取り付けられたブローチ、ノミ、またはその他の装置は、ほぼ前方への動きのみを受けることができ、この動作によってインプラントの受け座を作製しやすくなる。このようにする代わりに、モータは、パルス幅変調で動作して前方へ打撃し、最高スピードまたは連続スピードで動作して後方へ衝撃付与してもよく、この動作によって、突き刺した状態のブローチ、ノミ、またはその他の装置を外すまたはインプラントを撤去するのに有益な引き抜く動きを生み出すことができる。 The motor of the instrument can be particularly configured to assist in applying such multi-directional impacts. In one embodiment, the motor can operate with pulse width modulation to strike backwards and can operate at full speed or continuous speed to strike the striker forward. When operated in this manner, a broach, chisel, or other device attached to the instrument can only receive approximately forward movement, which facilitates making a seat for the implant. Alternatively, the motor may operate with pulse width modulation to strike forward and operate at full speed or continuous speed to impact backwards, which allows the stabbed broach, Pulling movements can be created that are beneficial for removing fleas, or other devices, or for removing implants.
さらに別の実施形態では、本器具は、器具のストライカー制御部に作動的に連結されることができるアンビル位置センサなどの位置センサを備える。この位置センサは、オペレータが器具を押しているか引いているかを判定することができる。例えば、このセンサは、ブローチを保持しているアダプタまたはアンビルの位置に基づいて、このように押しているか引いているかを判定することができる。この判定により、使用者が特定方向に向かって器具に力をかけている場合に、ストライカーの衝撃がそれに応じて調整されるという効果を有することができる。例えば、使用者が器具を押している、または器具を対象物に対して押しているとセンサが判定すれば、そのセンサは、ストライカーに前方方向への衝撃を付与させることができる。使用者が器具を引いているとセンサが判定すれば、そのセンサは、ストライカーに後方方向への衝撃を付与させるか、あるいはスライダクランクを回すことでストライカーにかける引く力を起こすことができる。 In yet another embodiment, the instrument comprises a position sensor, such as an anvil position sensor, that can be operatively coupled to the striker control of the instrument. This position sensor can determine whether the operator is pushing or pulling the instrument. For example, the sensor can determine whether this is pushing or pulling based on the position of the adapter or anvil holding the broach. By this determination, when the user is applying force to the instrument in a specific direction, the striker's impact can be adjusted accordingly. For example, if the sensor determines that the user is pushing the instrument or pushing the instrument against the object, the sensor can cause the striker to apply a forward impact. If the sensor determines that the user is pulling the instrument, the sensor can cause the striker to apply an impact in the rearward direction or cause a pulling force to be applied to the striker by turning the slider crank.
本器具は、さらに、照明素子を備えることができ、一実施形態では、この照明素子は、LED配列を備えることができ、この照明素子は、使用者の作業領域を照明することができる。一実施形態では、LEDは、器具のハウジングに配置されることができ、患者の身体または手術対象の空洞に向けられることができる。 The appliance can further comprise a lighting element, and in one embodiment, the lighting element can comprise an LED array, which can illuminate a user's work area. In one embodiment, the LED can be placed in the housing of the instrument and can be directed to the patient's body or a cavity to be operated on.
本器具は、さらに、手術領域から遠位の器具端部に、プレートまたはその他の平坦面を備えることができ、このプレートによって、使用者は、手術条件または物理的条件による指定通りに、ブローチ、ノミもしくはその他の装置、または外科用インプラントに選択的な手動の圧力を印加することができる。例えば、器具が動作してブローチが外れないように、ブローチが空洞内にしっかりと収まっていれば、使用者は、プレートを手動で叩いてブローチを外すことができる。 The instrument can further include a plate or other flat surface at the instrument end distal from the surgical area, which allows the user to use the broach, as specified by the surgical or physical condition, Selective manual pressure can be applied to the chisel or other device or surgical implant. For example, if the broach is firmly seated in the cavity so that the instrument will not operate and the broach is not removed, the user can manually tap the plate to remove the broach.
本器具は、さらに、ねじれセンサを備えることができ、このねじれセンサは、器具の力または動きが横方向のものか反れたものかを判定することができ、その結果、器具がブローチとインプラントとのインターフェースで所定の規模から反れていることを感知されれば、信号を発信して使用者にその反れを知らせることができる。この方法及び別の方法で、本器具によって軸に沿った一定のブローチング及びインプラントの設置がしやすくなる。 The instrument can further comprise a torsion sensor, which can determine whether the force or movement of the instrument is lateral or warped, so that the instrument has a broach and an implant. If it is sensed that the warpage has deviated from a predetermined scale, a signal can be transmitted to inform the user of the warpage. In this and other ways, the instrument facilitates constant broaching and implant placement along the axis.
さらに別の実施形態では、ブローチアダプタは、平行な4本バーの構成を備えることができる。この実施形態では、アダプタは、前部または後部の接合材を取り換えるためにブローチを受け入れることができる。アダプタの平行な4本バーからなる機構によって、ブローチを受け入れ、中心位置、または左もしくは右にずれた位置など、様々な位置に向けることを容易にすることができる。アダプタは、器具及びストライカーの本体に平行または本体と同一線上の向きにブローチを保持する。ブローチアダプタは、クランプ、バイス、または、器具の動作中にブローチ、ノミ、またはその他の装置を確実に保持できるその他の任意の固締具を備えてもよい。 In yet another embodiment, the broach adapter may comprise a parallel four bar configuration. In this embodiment, the adapter can accept a broach to replace the front or rear joint. A mechanism consisting of four parallel bars of the adapter can facilitate receiving the broach and directing it to various positions, such as a center position or a left or right offset position. The adapter holds the broach in a direction parallel to or collinear with the instrument and striker body. The broach adapter may comprise a clamp, vise, or any other fastener that can securely hold the broach, chisel, or other device during operation of the instrument.
本器具は、さらに、器具のハウジングに配置されるハンドグリップを備えることができ、このハンドグリップは、取り外し可能なように配置されたゴム製コーティングまたはその他の粘着性のあるコーティングを有することができる。このようなコーティングにすると、器具を快適に操作しやすくなり、使用者の器具保持具合が向上して器具の制御性が増し、器具操作中の疲労が軽減される。 The device can further comprise a hand grip disposed on the housing of the device, the hand grip can have a rubber coating or other adhesive coating disposed so as to be removable. . Such a coating facilitates comfortable operation of the instrument, improves the user's instrument retention, increases instrument controllability, and reduces fatigue during instrument operation.
使用の際、外科医のような使用者は、器具のハンドルグリップ(gripまたはgrips)をしっかりと保持し、LED発光ライトを使用して作業領域を照明し、器具に取り付けられたブローチ、ノミまたはその他の装置を、補綴材またはインプラント上の所望の位置に正確に位置決めする。器具がブローチ、ノミまたはその他の装置に与える往復運動によって、インプラントへの打ち付けが起こり、これによって補綴材またはインプラントをインプラント用の空洞の中に適切に着座させる、またはインプラント用の空洞外に適切に取り出すことが可能になる。警告システムは、ブローチ(またはノミまたはその他の装置)とインプラントとのインターフェースで特定の規模を上回る湾曲モーメントが検出された場合に、使用者に警報を出すことができる。 In use, a user, such as a surgeon, holds the instrument's handle grip (grip or grips) firmly, uses an LED light to illuminate the work area, and uses a broach, chisel or other attached to the instrument Is accurately positioned at a desired position on the prosthesis or implant. The reciprocating motion that the instrument imparts to the broach, chisel or other device causes the implant to strike and thereby properly seats the prosthetic or implant within the implant cavity or properly out of the implant cavity It becomes possible to take out. The warning system can alert the user when a bending moment greater than a certain magnitude is detected at the interface between the broach (or flea or other device) and the implant.
本明細書に開示した器具は、先行技術を凌ぐ様々な利点を提供するものである。本器具により、手術点への衝撃を制御しやすくなり、患者の身体に及ぶ無駄な損傷が最小限に抑えられ、インプラントまたは補綴材の受け座を正確な形状に加工することが可能になる。また、本器具により、使用者は、衝撃の方向及び力を調整することもでき、これによって使用者が器具を操作する能力が向上する。衝撃設定の力を制御して調整することで、使用者は、特定の骨の種類または患者のその他の特徴に応じて、衝撃力を設定することができる。したがって、本器具によって、補綴材またはインプラントをインプラント用の空洞の中に適切に着座させる、またはインプラント用の空洞外に適切に取り出すことが可能になる。 The devices disclosed herein provide various advantages over the prior art. The instrument makes it easier to control the impact on the surgical point, minimizes wasteful damage to the patient's body, and allows the implant or prosthesis seat to be machined into an accurate shape. The instrument also allows the user to adjust the direction and force of the impact, thereby improving the ability of the user to operate the instrument. By controlling and adjusting the impact setting force, the user can set the impact force depending on the particular bone type or other characteristics of the patient. Thus, the instrument allows the prosthetic material or implant to be properly seated within the implant cavity or properly removed from the implant cavity.
本開示の特定の実施形態についての上記の記載は、説明及び記載を目的として書いたものである。これらは、本開示を完全なものとする、または開示した正確な形態に限定することを意図するものではなく、当然ながら、上記の教示に照らして多くの修正及び変形例が可能である。例示的実施形態は、本開示の原理及びその実践的用途を最適な形で説明するために選択して記載したものであり、これを基に、他の当業者は、構想される特定の使用に適するように、開示内容及び様々な実施形態に様々な修正を加えて最適な形で使用することができる。 The foregoing descriptions of specific embodiments of the present disclosure have been written for purposes of illustration and description. They are not intended to be exhaustive or to limit the disclosure to the precise form disclosed, and, of course, many modifications and variations are possible in light of the above teaching. The illustrative embodiments have been chosen and described in order to best illustrate the principles of the present disclosure and their practical application, and based on this, other persons skilled in the art will envision specific uses. As such, the disclosure and various embodiments can be modified and used in an optimal manner.
1 ブローチアダプタ
2 アンビル回転防止素子
4 ストライカー
5 前方空気室
6 圧縮ピストン
7 歯車減速機
8 モータ
9 歯車減速機
10 戻り止め
11 前方ストライカー空気室
12 直線運動変換装置
13 ブローチクイックコネクト
14 アンビル
15 前方アンビル衝撃プレート
16 後方アンビル衝撃プレート
17 後方空気室
19 空気通路
1 Brooch adapter
2 Anvil rotation prevention element
4 Striker
5 Front air chamber
6 Compression piston
7 Gear reducer
8 Motor
9
11 Front striker air chamber
12 Linear motion converter
13 Brooch Quick Connect
14 Anvil
15 Forward anvil impact plate
16 Rear anvil impact plate
17 Rear air chamber
19 Air passage
Claims (13)
駆動機構と、
前記ポータブル衝撃装置の駆動機構に電力を供給する一体型のバッテリ電源と、
前記駆動機構に応答してエネルギー貯蔵機構へのエネルギーの貯蔵及び放出を制御し、前記反復可能で制御された打撃力を生成する制御回路と、
前記対象物をインターフェースする手術用具を解放可能に受容するように構成されたアダプタと、
前記エネルギー貯蔵機構からのエネルギーの放出に応じて少なくとも2つの別個の衝撃面に選択的に衝撃を与えるストライカーと、
を備え、
前記少なくとも2つの別個の衝撃面のうち前方衝撃面に対する前記衝撃の提供は、アダプタを前方方向に付勢し、
前記少なくとも2つの別個の衝撃面のうち後方衝撃面に対する前記衝撃の提供は、アダプタを後方方向に付勢する、
衝撃装置。 In a portable, battery-operated surgical impact device for striking an object with a repeatable and controlled striking force to bias the operation of the surgical tool in the opposite direction,
A drive mechanism;
An integrated battery power supply for supplying power to the drive mechanism of the portable impact device;
A control circuit that controls the storage and release of energy to the energy storage mechanism in response to the drive mechanism to generate the repeatable and controlled striking force;
An adapter configured to releasably receive a surgical tool for interfacing with the object;
A striker providing selectively an impact into two separate impact surface even without least in accordance with the release of energy from said energy storage mechanism,
With
Providing the impact to the front impact surface of the at least two separate impact surfaces biases the adapter forward;
Providing the impact to a rear impact surface of the at least two separate impact surfaces biases the adapter in a rearward direction;
Impact device.
衝撃装置を駆動するための手段と、
前記ポータブル衝撃装置の駆動手段に電力を供給する一体型のバッテリ電源と、
反復可能で制御された打撃力を発生させるために、エネルギー貯蔵装置への駆動手段のエネルギーの蓄積と放出を制御する制御回路と、
前記手術用具を受容するための器具取付台と、
前記エネルギー貯蔵装置からのエネルギーの放出に応じて少なくとも2つの別個の衝撃面に選択的に衝撃を与えるストライカーと、
を備え、
前記少なくとも2つの別個の衝撃面のうち前方衝撃面に対する前記衝撃の提供は、前記器具取付台を前方方向に付勢し、
前記少なくとも2つの別個の衝撃面のうち後方衝撃面に対する前記衝撃の提供は、前記器具取付台を後方方向に付勢する、
衝撃装置。 In a portable, battery-operated surgical impact device for striking an object with a repeatable and controlled striking force to bias the operation of the surgical tool in the opposite direction,
Means for driving the impact device;
An integrated battery power supply for supplying power to the drive means of the portable impact device;
A control circuit that controls the storage and release of energy of the drive means to the energy storage device to generate a repeatable and controlled striking force;
An instrument mount for receiving the surgical tool;
A striker providing selectively an impact into two separate impact surface even without least in accordance with the release of energy from said energy storage device,
With
Providing the impact to the front impact surface of the at least two separate impact surfaces biases the instrument mount forward;
Providing the impact to a rear impact surface of the at least two separate impact surfaces biases the instrument mount in a rearward direction;
Impact device.
The impact device according to claim 12, wherein a user bias force in a direction away from the object causes the striker to collide with the rear impact surface.
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