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公開番号2025011295
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-23
出願番号2024184279,2021568327
出願日2024-10-18,2020-05-15
発明の名称ビットの回転磁場を識別する電動式外科用ドリル装置
出願人ストライカー・コーポレイション
代理人個人,個人,個人,個人
主分類A61B 17/16 20060101AFI20250116BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】外科用ドリル装置と、識別特徴部を有するドリルビットアセンブリとを備える、外科用ドリルシステムを提供する。
【解決手段】識別特徴部は、ドリルビットアセンブリが外科用ドリル装置に連結された時にドリルビットアセンブリを識別するために、外科用ドリル装置によって検出される。外科用ドリル装置は、測定挿管を有する測定モジュ―ルを備え、センサが、外科用ドリル装置に含まれている。センサは、測定挿管を通して磁場を検出し、連結されたドリルビットアセンブリを識別する。外科用ドリル装置は、識別されたドリルビットアセンブリに基づいて連結されたドリルビットアセンブリの操作を制御するように構成された制御器も有している。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
外科用ドリル装置に用いられるドリルビットであって、
近位端と遠位端との間で軸に沿って延びるシャンクと、
前記シャンクの前記遠位端に隣接する切削チップ部分と、
前記切削チップ部分の構成を識別するために前記シャンクの周りに配置された識別特徴
部であって、前記識別特徴部は、磁場を生成するように構成された磁性材料から構成され
、前記磁性材料は、８０℃以上の温度に加熱されると少なくとも部分的に消磁されるよう
に構成される、識別特徴部と、
を備える、ドリルビット。
続きを表示（約 840 文字）【請求項２】
前記シャンクの少なくとも一部の周りに配置されたスリーブを更に備え、前記スリーブ
は、非磁性材料から構成される、請求項１に記載のドリルビット。
【請求項３】
前記スリーブは、前記識別特徴部を備え、前記磁性材料は、前記非磁性材料内に分散さ
れている、請求項２に記載のドリルビット。
【請求項４】
前記磁性材料は、前記非磁性材料内に均一に分散されている、請求項３に記載のドリル
ビット。
【請求項５】
前記磁性材料は、第１の磁石及び第２の磁石から構成され、前記第１及び第２の磁石は
、前記スリーブに連結される、請求項２－４のいずれか１つに記載のドリルビット。
【請求項６】
前記磁性材料は、前記シャンクの周りに周方向に配置された磁石列から構成される、請
求項２－５のいずれか１つに記載のドリルビット。
【請求項７】
前記磁石列の少なくとも１つの磁石は、大きさ、強度、極性、角距離、又はそれらの組
合せにおいて、前記磁石列の少なくとも１つの他の磁石と異なる、請求項６に記載のドリ
ルビット。
【請求項８】
前記磁石列の第１の磁石と前記磁石列の第２の磁石との間の角距離は、前記磁石列の前
記第２の磁石と第３の磁石との間の角距離と同じである、請求項６又は７に記載のドリル
ビット。
【請求項９】
前記磁石列の第１の磁石と前記磁石列の第２の磁石との間の角距離は、前記磁石列の前
記第２の磁石と第３の磁石との間の角距離と異なる、請求項６又は７に記載のドリルビッ
ト。
【請求項１０】
前記磁石列の第１の磁石の大きさは、前記磁石列の第２の磁石の大きさよりも大きい、
請求項６－９のいずれか１つに記載のドリルビット。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
［関連出願］
本特許出願は、２０１９年５月１５日に出願された米国仮特許出願第６２／８４８，０
２９号及び２０１９年５月１５日に出願された米国仮特許出願第６２／８４８，０３８号
の優先権及び全ての利得を主張するものであり、それらの開示内容は、参照することによ
ってそれらの全体がここに含まれるものとする。
続きを表示（約 5,700 文字）【背景技術】
【０００２】
整形外科手術に用いられる電動式外科用工具又は電動式外科用システムの一種として、
外科用ドリル装置が挙げられる。この種の工具は、モータを含むハウジングを備えている
。ドリル装置の一部でもある連結アセンブリ又は連結具が、ドリルビットをモータに離脱
可能に保持し、これによって、モータの作動時にドリルビットが回転する。外科用ドリル
装置は、その名前が示すように、ドリルビットが当てられる処置対象物、例えば組織、を
穿孔する。穿孔する必要がある外科手術の一種としては、骨折した骨を修復するための外
傷処置が挙げられる。この種の処置では、骨の複数の骨折区域を一緒に保持するために、
髄内釘と呼ばれることもある細長ロッドが用いられる。髄内釘を適所に保持するために、
１つ又は複数の孔が骨に穿たれる。これらの孔は、髄内釘に形成された相補的な孔と真っ
すぐに並ぶように位置決めされる。位置合せされた骨孔及び髄内釘孔のそれぞれに、スク
リューが挿入される。これらのスクリューは、髄内釘を骨に対して適切な位置に保持する
。
【０００３】
他の種類の処置では、プレートとして知られる移植片又は加工品が、骨の複数の骨折区
域における外面に固定され、これらの区域を一緒に保持する。スクリューは、プレートを
骨のそれぞれの区域に保持する。プレートを保持するスクリューを骨に嵌合させるために
、先ずは、スクリューを受け入れる孔を形成する必要がある。
【０００４】
スクリューを受け入れる孔を骨に形成するために用いられる処置の一部として、その孔
の端から端までの深さを知ることが望ましい。この情報によって、外科医は、穿孔内に嵌
合されるスクリューの寸法を選択することが可能になる。もしもスクリューが短すぎるの
であれば、そのスクリューは、該スクリューが適所に挿入される髄内釘を固定して保持す
ることができないこととなる。もしもスクリューが長すぎるのであれば、そのスクリュー
は、骨の外に過剰に飛び出す可能性がある。もしもスクリューが骨の外に過剰に飛び出し
たのであれば、スクリューの露出端部が周囲組織を擦る可能性がある。もしもこのような
状況が生じたのであれば、スクリューによって擦られた組織が損傷するおそれがある。従
って、多くの骨穿孔処置において、穿孔の深さの測定が不可欠となっている。
【発明の概要】
【０００５】
本開示は、これらの課題のいくつかに対処するものである。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
外科器具と、一構成によれば識別特徴部及びチップ保護具を有するドリルビットを備えるものとして示されるエンドエフェクタと、を備える外科用システムの斜視図である。
外科器具が測定モジュール、駆動アセンブリ、及びハンドピース本体から離間した解除機構を有するものとして示され、エンドエフェクタが外科器具から取り外されてドリルビットの遠位側の切削チップ部分から離間したチップ保護具と共に示される、図１の外科用システムの部分分解斜視図である。
アクチュエータアセンブリを示すために駆動アセンブリ及び解除機構がハンドピース本体の仮想輪郭線から離間して示される、図１―２の外科器具の一部の部分分解斜視図である。
測定モジュール内に位置する識別特徴部及びセンサの構成を示す、図１の線４－４に沿って取られた部分等角断面図である。
測定モジュール内に位置する識別特徴部及びセンサの構成を示す、図１－４の外科器具の長手方向に沿って取られた断面図である。
識別特徴部を備える、図１－２及び図４－５のドリルビットアセンブリの斜視図である。
一構成による線６Ａ－６Ａに沿って取られた図６のドリルビットアセンブリの断面図である。
他の構成による図６のドリルビットアセンブリの断面図である。
他の構成による図６のドリルビットアセンブリの断面図である。
線６Ｃ－６Ｃに沿って取られた図６のドリルビットアセンブリの断面図である。
スリーブに連結された識別特徴部を備える、図１，２のドリルビットアセンブリの斜視図である。
一構成による線７Ａ－７Ａに沿って取られた図７のドリルビットアセンブリの断面図である。
他の構成による図７のドリルビットアセンブリの断面図である。
ハンドピース本体内に位置する識別特徴部及びセンサの構成を示す、図１の線８―８に沿って取られた部分等角断面図である。
ハンドピース本体内に位置する識別特徴部及びセンサの構成を示す、図１の外科器具の長手方向に沿って取られた断面図である。
図４，５のドリルビット、識別特徴部、ガイドブッシュ、測定挿管、及びセンサの部分概略図である。
測定挿管が十分な遠位位置にある、図４－５又は図８－９のドリルビット、識別特徴部、測定挿管、及びセンサの部分概略図である。
測定挿管が十分な遠位位置に対する近位位置にある、図４－５又は図８－９のドリルビット、識別特徴部、測定挿管、及びセンサの部分概略図である。
図６のドリルビットの遠位端の直径Ｄ１よりも大きい遠位端の直径Ｄ２を有する代替的構成によるドリルビットの斜視図である。
一構成による線１１Ａ－１１Ａに沿って取られた図１１のドリルビットアセンブリの断面図である。
線１１Ｂ－１１Ｂに沿って取られた図１１のドリルビットアセンブリの断面図である。
図６のドリルビットの遠位端のフルート設計と異なる遠位端のフルート設計を有する代替的構成によるドリルビットの斜視図である。
一構成による線１２Ａ－１２Ａに沿って取られた図１２のドリルビットアセンブリの断面図である。
他の構成による線１２Ｂ－１２Ｂに沿って取られた図１２のドリルビットアセンブリの断面図である。
プログラミング治具及びドリルビットのスリーブの立面図である。
スリーブが第１の方位にある、線１４Ａ－１４Ａに沿って取られた図１３のプログラミング治具のポールピース及びスリーブの断面図である。
スリーブが第２の方位にある、図１４Ａのポールピース及びスリーブの断面図である。
スリーブが第３の方位にある、図１４Ａ，１４Ｂのポールピース及びスリーブの断面図である。
スリーブが第４の方位にある、図１４Ａ－１４Ｄのポールピース及びスリーブの断面図である。
ドリルビットと１つのスリーブに連結された磁性材料の複数列とを備えるドリルビットの構成を示す立面図である。
２つのスリーブの各々に連結された磁性材料の列を有するドリルビットを備えるドリルビットアセンブリの構成を示す立面図である。
測定挿管及び第１の尖端長さを有するドリルビットを示す立面図である。
測定挿管及び第２の尖端長さを有するドリルビットを示す立面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
図面を参照すると、典型的には医学的及び／又は外科的処置に関連する手術機能を果た
すための外科用システム又は外科用ドリルシステムが、図１－２において符号６０によっ
て示されている、なお、いくつかの図面を通して、同様の番号が同様の構造を示すために
用いられている。いくつかの構成では、外科用ドリルシステム６０は、外科用ハンドピー
スシステムと呼ばれることもある。本明細書に示される代表的な構成では、外科用ドリル
システム６０は、処置対象物、例えば、患者の組織又は骨の穿孔を促進するために用いら
れる。別段の指示がない限り、本明細書において用いられる「処置対象物（workpiece）
」という用語は、代替的に組織及び／又は骨を指すものと理解されたい。この目的を達成
するために、外科用ドリルシステム６０の図示の構成は、外科用ドリル装置６１を備えて
いる。外科用ドリル装置６１は、代替的に手持ち式外科器具６２とも呼ばれるハンドピー
ス６２と、ハンドピース６２に連結された（総称的に符号６４によって示される）エンド
エフェクタとを備えている。エンドエフェクタ６４は、１つ又は複数の交換可能なドリル
ビット６６から構成されるドリルビットアセンブリ６５を備え、チップ保護具６８も備え
ている。本明細書に記載される特徴を有する外科用ドリル装置以外の装置、例えば、外科
用ドライバが用いられてもよい。従って、エンドエフェクタ６４は、スクリューのような
外科用移植片を打ち込むように構成されたビットから構成されてもよい。更に代替的に、
エンドエフェクタは、リーマーとして実装されてもよい。
【０００８】
図２に最もよく示されるように、１つ又は複数のドリルビット６６の各々は、ハンドピ
ース６６に連結されると、符号７０によって総称的に示される切削チップ部分と符号７２
によって総称的に示される挿入部分との間で軸ＡＸ（すなわち、長軸ＡＸ又は軸ＡＸ）に
沿って略長手方向に延びることとなる。なお、図２には、代表的に、単一のドリルビット
６６が示されている。切削チップ部分７０は、処置対象物と係合するように構成され、挿
入部分７２は、ハンドピース６２へのドリルビット６６の取外し可能な取付けを容易にす
るように構成されている。ハンドピース６２へのドリルビット６６の連結を可能にするた
めに、挿入部分の種々の構成、例えば、様々な溝、長孔、及び他の幾何学的形状が考えら
れる。挿入部分の１つの例示的な構成が、米国特許第１０，１５９，４９５号に見い出さ
れる。なお、この文献は、参照することによって、その全体がここに含まれるものとする
。ハンドピース６２へのドリルビット６６の取付けを容易にするための他の構成も考えら
れる。
【０００９】
図２にも示されるように、１つ又は複数のドリルビット６６の各々は、軸ＡＸに沿って
近位端から遠位端に延びている。ドリルビット６６の各々は、符号１７６によって総称的
に示されるシャンクを備えている。シャンク１７６は、近位端１７８と遠位端１８０との
間で軸ＡＸに沿って延びている。シャンク１７６の遠位端１８０に隣接するシャンク１７
６の遠位部分は、フルート溝１８２を画定している。フルート溝１８２は、軸ＡＸを中心
として螺旋状に配置され、組織のような処置対象物の穿孔を促進するためにドリルビット
６６の切削チップ部分７０まで延びている。（図２参照）。図示の構成では、ドリルビッ
ト６６は、近位端１７８と遠位端１８０との間でシャンク１７６に連結された軸受領域１
８４も備えている。多くの構成では、軸受領域１８４は、シャンク１７６と一体である。
軸受領域１８４は、（以下に更に詳細に検討される）ハンドピースに連結された測定モジ
ュール１２８の測定挿管１３４内に受け入れられて該測定挿管１３４に対して回転するよ
うに寸法決めされている。ここでは、軸受領域１８４は、ドリルビット６６の長さに沿っ
た回転支持を与えるシャンク１７６の「段付き（stepped）」外側領域を画定し、図示の
構成ではシャンク１７６の隣接する遠位領域及び近位領域よりも大きい直径を有している
。しかしながら、ドリルビット６６のシャンク１７６の軸受領域１８４は、本開示の範囲
から逸脱することなく異なって構成されてもよいことを理解されたい。更に、本開示では
、ドリルビット６６として記載されているが、ドリルビット６６は、同様の特徴を有する
他の適切なエンドエフェクタ又は回転エンドエフェクタ、例えば、バー又はリーマとして
構成されてもよいことも理解されたい。
【００１０】
ドリルビット６６の複数の構成は、外科用ハンドピース６２に連結するように構成され
ている。複数のドリルビット６６は、それぞれ、少なくとも１つの特徴又は特性において
互いに異なっている（代表的なドリルビット６６ａ，６６ｂ，６６ｃが、図６，７，１１
，１２に示されている）。これらの異なる性能特徴又は性能特性は、ドリルビット６６が
いかに用いられるかに依存して使用中に外科用ドリルシステム６０の性能の変動をもたら
すこととなる。換言すれば、図６Ａ－６Ｄ、７－７Ｂ、１１－１１Ａ、及び１２－１２Ｂ
に示される構成では、各ドリルビット６６ａ，６６ｂ，６６ｃは、独自の組合せの性能特
徴又は性能特性を有している。具体的には、ドリルビット６６は、使用中に骨内により大
きい又はより小さい孔を形成することを可能にするために、遠位端１８０又はその近傍に
おいて異なる断面積又は直径を有している。例えば、図１１のドリルビット６６ｂは、そ
の遠位端１８０に隣接する部分において、図６，６Ｃのドリルビット６６ａの直径Ｄ１よ
りも大きい直径Ｄ２を有している。更に、図１２Ｂのドリルビット６６ｃの直径Ｄ３は、
ドリルビット６６ａ，６６ｂの直径Ｄ１，Ｄ２と異なっている。
（【００１１】以降は省略されています）

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