WIPO专利WO1992018081A1 Ultrasonic cutter

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公开号:WO1992018081A1
申请号:PCT/JP1992/000488
申请日:1992-04-17
公开日:1992-10-29
发明作者:Masahiko Yano；Atsushi Horiuchi；Tomoyuki Fujisaki；Naomitsu Takekawa；Yukihiro Katou
申请人:Suzuki Motor Corporation；Alcare Co., Ltd.；
IPC主号:A61F15-00

专利说明:
[0001] 明細書
[0002] 超音波式力ッタ一
[0003] 技術分野
[0004] 本発明は、超音波式カッター、特に整形外科的疾患の患部を固定するための固定材を切断するのに適する超音波式力ッターに関する。背景技術
[0005] 骨折、脱臼、捻挫、変形等の整形外科的疾患において患部の固定、支持、保護又は矯正のために用いられる固定材には、硬化剤として焼石裔を使用するギプス包帯と硬化剤として合成樹脂を使用するプラスチックキャストがある。これらの固定材は、患部に綿、ポリエステル等からなる綿状の包帯又はチューブ状の包帯である下巻材を卷いたり当てたりし、その上にギプス包帯やプラスチックキャストを巻き上げて硬化させることにより形成される。
[0006] これらの固定材は、その後患部の治療のため、或いは患都が治癒したため、部分的または全面的に切断除去することが必要となる。この固定林の切断に用いられる力ッターには、動力式力ッタ一、ヮィャ一式カッター、熱刃式カッター、及び超音波式力ッターがある。これらのカッターの内、動力式カッター、ワイヤー式カツタ一、熱刃式力ッターにはそれぞれいくつかの欠点があるのに対し、超音波式カッターは超音波振動子により振動させた切刃で固定材を切断するもので、小型軽量で、騒音や有害ガスの発生もなく、患者に恐怖感を与えることもなく、またギプス包帯でもプラスチックキャストでも容易に切断することができ、極めて優れている。
[0007] しかしながら超音波式カッターは、切断力が極めて大きいため、操作中に刃が術者や患者の皮膚に少しでも触れると大きい創傷を負わせる危険性があり、そのための防止策が必要である。従来、切刃と皮膚との間の静電容量を発振器の発振周波数決定要素として用い、
[0008] ^たな用紙切刃が皮 Jfに近付いたときの発振周波数の変化を利用して力ッターの振動を制御する方法（特願昭 6 1 — 2 2 8 5 7号、 2 2 8 5 8号. 2 2 8 5 9号公報）が提案されているが、個体差や下巻材の種類、状態により差が生じ、必ずしも高い信頼性が得られない。また切刃を囲むように且つ切刃の長手方向に変位可能な刃カバーを設け、刃力バーより突出する切刃の長さを調整し、刃カバーの先端を固定材の表面に当てながら切断することにより、切刃が皮膚に接触するのを防止する方法が本出願人により提案されているが、固定材の裏面と皮餍との距離は必ずしも一定ではないため切刃の露出長さの調整が難しく、また切刃がその先端まで刃先を形成されているため固定材の内側にある下巻材に引っ掛かりやすく、下巻材をも切断しないと先へ進めないという事態が発生するが、下巻材を形成する包帯は超音波式の力ッターでは切断しにくい性質のものであるため、固定材の切断を円滑に行うことができず、さらに切刃が刃カバーで囲まれているため、刃カバーを透明部材で形成しても刃先を直視することができないから摸作がしにくい、といつた問題点がある。発明の開示
[0009] *発明の目的は、上述のような特に整形外科用固定材の切断に優れた超音波式力ッターにおいて、安全かつ容易に固定材を切断することができ、しかも構造の簡単なものを提供することにある。
[0010] 上述の目的を達成するため、本発明の超音波式力ッターにおいては、筒状の超音波癸生器ケースと、ケース内に収納された超音波発生器と、超音波発生器の一端にケースから突出するように着脱自在に装着された切刃とを備え、切刃は側面にのみ刃先が設けられ、切刃の先端は ¾く形成されると共に切刃を有しないようにしたものである。
[0011] なお本発明において切刃の先端を丸く形成するとは、先端を例え
[0012] ^たな用紙ば円、楕円のような形状で外方に凸に滑らかに湾曲し、鋭利な角部分を有しないものをいう。
[0013] 本発明においては、ケース内に収納された超音波発生器より発生した超音波振動が切刃に与えられることにより切刃が振動し、この切刃の側面に形成された刃先を切断すべき物体、例えば整形外科用固定林に当てることにより固定材を切断することができる。その際切刃は側面にのみ刃先が設けられ先端は丸くかつ刃先が設けられていないから、切断時に切刃が沈んで先端が皮廣と接触しても皮膚を傷付けることは全くなく、またギプスの内側に通常施されている下巻材に切刃がからみつくようなこともなく円滑に切断作業を続けることができ、また切刃は全体が露出しているので常に切刃を直視することができるから切断がし易く且つ術者及び患者に不安を与えることがない。またスィッチを押している間だけ通電し、且つその間音響信号を発するようにすると、より安全性を高めることができる。
[0014] 本発明によれば、超音波式力ッターが本来有する利点を十分発揮させながら、極めて簡単な構造で安全なカッターを得ることができる。図面の簡単な説明
[0015] 第 1図は本発明の実施例の一部切欠縦断正面図である。
[0016] 第 2図は本発明の実施例の側面図である。
[0017] 第 3図は本発明の実施例の平面図である。
[0018] 第 4図 a、 b、 c . d は本発明の切刃の一実施例のそれぞれ正面図、左側面図、右側面図、下面図である。
[0019] 第 5図 a、 b、 c、 dは本発明の切刃の一実施例のそれぞれ正面図、左側面図、右側面図、下面図である。
[0020] 第 6図 a、 b、 c、 dは本発明の切刃の一実施例のそれぞれ正面図、左側面図、右側面図、下面図である。新えな用維第 7図 a、 b、 c、 dは本発明の切刃の一実施例のそれぞれ正面図、左側面図、右側面図、下面 HIである。
[0021] 第 8図 a、 b、 c、 dは本発明の切刃の一実施例のそれぞれ正面図、左側面図、右側面図、下面図である。
[0022] 第 9図は本発明の力ッターに接続される電気回路の一例の接続図である。
[0023] 第 1 0図は本発明で使用される音響発生器の一例の接続図である。第 1 1図は本発明で使用される出力切替使 II路の一例の接続図である。
[0024] 次に本発明の実施例を図面について説明する。
[0025] 第 1図、第 2図、第 3図において、超音波式力ッター 1 は、超音波発生器収納用の筒状のケース 2 と、このケース 2内に収納された超音波発生器 3 と、この超音波発生器 3の一端（第 1図の右端）に着脱自在に装着された切刃 4 とを備えている。
[0026] ケース 2 は、フロントケース 2 Aとリャケース 2 Bとの二部分に分割可能な構造となっており、両ケース 2 A、 2 Bはその対向部 2 Cで互いに嵌め込み式に形成され、ねじ 2 Dで結合されている。リャケース 2 Bは全体がほぼ円筒状に形成されているのに対し、フロントケース 2 Aはリャケース 2 Bに対向する部分 2 Eは円筒状であるが、先端都分 2 Fは対向する面で平行に力ッ卜された形状になつている。
[0027] 超音波発生器 3 は、超音波変換器 5 と、この超音波変換器 5 にブ一スター 6を介して連結されたホーン Ί とを含んで構成されている。超音波変換器 5 は、順次に配設されたアルミプロック 8、電極 9 A、第 1 のセラミック振動子 1 0、電極 9 B、第 2 のセラミック振動子 1 1 から構成されており、これらは図示しないボルトによりァルミブロック 8側の端面からブースター 6に締め付けられ固定されている。即ち、セラミック振動子 1 0、 1 1 は電極 9 A、 9 Bを介
[0028] ^たな用紙してアルミプロック 8 とブ一スター 6 とにより挟持され、いわゆる内周締め形ポルト締めランジュバン振動子が構成されている。ブースター 6 は、超音波変換器 5で発生した超音波振動を増幅してホーン Ί に伝達する機能を有する。
[0029] ホーン 7 は、一端に小径部 7 A、他端に大径部 Ί Bが設けられ、両者の中間都 7 Cがほぼェクスボネンシャル形に形成された形状のものが使用されている。ホーン 7 はブースター 6のフロント側に植え込みボルト 6 Aにより固定されている。ホーン 7の大径部 7 B と中間都 7 Cとの境界部分は超音波変換器 5で発生する超音波（定在波）の振幅ゼロの位置に相当し、この部分にホーン 7をケース 2 に固定するためのフランジ 1 2がー体的に設けられている。このフランジ 1 2 はフロントケース 2 Aとリャケース 2 Bの対向部 2 Cでケースに固定されている。超音波発生器 3 の超音波変換器 5 の部分は、ブースタ一 6に設けられたフランジ都 1 3 の作用によりリャケース 2 Bのほぼ中心に保持されるようになっている。
[0030] 切刃 4 は、ホーン 7 の先端都に形成された図示しない深溝に挿入され止めねじ 1 4 により強固に固定されており、必要な場合には切刃を取り替えられるようになつている。この切刃 4 は側面 4 Aにのみ刃先が設けられ、先端 4 Bは丸く形成されると共に刃先を有していない。
[0031] 第 4図において、切刃 4 1 1 は一方の側面 4 1 2に鋭利な刃先 4 1 3を有し、先端 4 1 4 は丸く形成され刃先を備えず切刃本体の厚みをそのまま持っている。切刃の他方の側面 4 1 5 にも刃先は設けられていない。
[0032] 第 5図において、切刃 4 2 1 は一方の側面 4 2 2 に鋭利な刃先 4 2 3を有し、先端 4 2 4 は丸く形成され刃先を備えず、他方の側面 4 2 5 は刃先を有しない点で第 4図のものと同様であるが、刃先 4 2 3の下端 4 2 6 は、第 4図のように先端の丸く形成された部分ま rたな用紙で延びず、その直前で終わっており、第 4図のものに比べ製造上の不利はあるが安全性がより高くなる点で有利である。
[0033] 第 6図において、切刃 4 3 1 は一方の側面 4 3 2に鋭利な刃先 4
[0034] 3 3を有し、先端 4 3 4 は丸く形成され刃先を備えていない点で第 4図のものと同様であるが、さらに他方の側面 4 3 5にも鋭利な刃先 4 3 6を有しており、切刃 4 3 1 は両側面とも切削に使用することができる。
[0035] 第 7図において、切刃 4 1 は一方の側面 4 4 2に鋭利な刃先 4
[0036] 4 3を有し、先端 4 4 4 は丸く形成されるとともに切刃本体の厚みより更に厚さを大きくした隆起部 4 4 5を備えることにより、先端都の安全性を高めたものである。
[0037] 第 8図において、切刃 4 5 1 は一方の側面 4 5 2に銳利な刃先 4
[0038] 5 3を有し、先端 4 5 4 は丸く形成され刃先を備えていない点で第 4図のものと同様であるが、他方の側面 4 5 5 は刃先を設けられていない上、途中の位置 4 5 6より先端 4 5 7までの部分 4 δ 8が先細に形成されている。このようにすることによって、切刃 4 5 1を軽量化でき、振動時の切刃の取り付け部に対する負荷が小さくなり、切刃の抜けや破損を少なくすることができる。
[0039] 切刃は厚過ぎると切削抵抗および摩擦抵抗が増加し、発熱によつて熱傷を起こす原因となるため、 0 . 8 mm以下、好ましくは 0 , 4 隨程度とするのがよい。切刃の幅は大き過ぎると同様に切削抵抗および摩擦抵抗が増加し、発熱により熱傷を起こす原因となり -. また曲線切りや屈曲切りが困難となり、また幅が狭過ぎるとキャストの目が粗のため安定性がなく、また刃の強度が劣るので、 1 〜 1 0 mm 程度、好ましくは 4 mm程度がよい。切刃の材料としては高速度鋼-. 炭素工具鐧などを使用することができる。
[0040] 上述の実施例では切刃の先端は円として形成したが、その他の曲線、例えば楕円でもよく、要は滑らかに湾曲して物がひっかかるよ新たな用紙うな角都分を有しないものであればよい。
[0041] フロントケース 2 Aの内部には、フロントケース 2 Aの長手方向に沿って往復移動可能に切刃カバー 1 5が装備されており、この切刃カバー 1 5 に取り付けられた摘み 1 6をフロントケース 2 Aに設けた図示されていない溝内を移動させることにより、切刃カバ一 1 5をフロントケース 2 A内に引き込んで切刃 4を露出させる図に示す動作位置か、切刃カバー 1 5をフロントケース 2 Aより引き出し切刃 4を完全に覆う図に一点鎖線で示す保護位置に置くことができる。なお切刃カバ一 1 5をそれぞれ動作位置および保護位置に保持するロック機構を設けると有利である。
[0042] 超音波変換器 5 の電極 9 A、 9 Bは、リャケース 2 B の後端から外方へ導出されたリード線 1 7を介して発振回路に接続され、発振回路の発生した高周波出力が供給されることによりセラミック振動子 1 0、 1 1が電気的振動を機械的振動に変換して超音波を発生するようになっている。
[0043] またリャケース 2 Bの先端近傍の上面にはスィ 'ンチ 1 8が設けられている。このスィツチ 1 8 は、第 9図に示すようなスィツチ回路 1 9を開閉するためのものである。スィッチ画路 1 9 は平滑コンデンサ 2 0、整流装置 2 1 を介して電源 2 2に接続されるようになつており、抵抗 R l、 R 2、 R 3、 R 4、 R 5 、コンデンサ C I 、トランジスタ T r 1、 T r 2より構成され、供給直流電圧（ + V ) を分圧する抵抗 R 1、 R 2 の接続点とトランジスタ T r 1 のベースとの間にスィッチ 1 8が接続されている。抵抗 R 1、 R 2 の抵抗値を適当に選択することにより、供給直流電圧が 1 4 0 V以上と高圧であっても、スィッチ 1 8 のオフ時の両端電圧を数 Vから十数 Vに設定することが可能となり、スィツチ 1 7 として小型スィツチを使用することができる。このスィツチ 1 8をオンすることによりトランジスタ T r 1 を導通させ、それによりトランジスタ T r 2を導通さ
[0044] 新たな用紙せ、スィツチ!！路 1 9の出力側に接続された発振回路 2 3に供給電圧（ + V _{C C} ) を加えることができる。この発振回路 2 3の岀カ端 2 4 は超音波変換器 5 の外都リ一ド線 1 7に接繞される。
[0045] スィツチ 1 8 としては、スィツチボタン 1 8 Aの第 1図における下方にスィツチポタン 1 8 Aを上方に向け付勢する図示しないスプリングが設けられた簡単な構造のものが使用されている。このため、スィツチボタン 1 8 Aを押している間だけ回路が閉じ、超音波発生器 3に通電し切刃 4が振動する安全な構造となつている。
[0046] なお、このスィッチ回路 1 9に、スィッチ 1 8 と連動する音響発生器を組込み、スィツチポタン 1 8 Aを押している間音を発生させ、動作中である旨の表示をさせ、切刃が切削可能状態にあることを蒈告するようにすることもできる。第 1 0図はその 1例を示すもので、第 9図のスィッチ!！路 1 9の出力端に電流制限抵抗 Rを介してフ " ッカーブザー 2 5を接続し、 2〜 5 V程度に降圧した直流電圧を加えるようにしたものである。
[0047] 切断すべきギプス包帯やプラスチックキャストの基布には綿镞維、ガラス繊維、ポリェステル繊維など種々の繊維が用いられているが、これらの織維を切断するのに適した切削力もそれぞれ異なっている。例えば基布にガラス織維を使用したものでは切削出力が大き過ぎると発熱を起こし火傷のおそれがあり、又プラスチックキャストの樹脂が付着するので切削能力が低下するので低出力とし、ポリエステル繊維の場合は切削出力が小さ過ぎると切削しにくくなるため高出力とすることが要求される。そのため発振面路の出力を何段階かに切り替え、切削力を調整できるようにすることが好ましい。第 1 1 図はその一例を示すもので、第 9図の発振面路 2 3 の出力トランス 2 6の二次側にタップ 2 7、 2 8を設け、切換スィツチ 2 9でタツプ 2 7 (低出力）又はタップ 2 8 (高出力）に切り換え、チョークコイル 3 0を介して超音波振動子 3 1 に発振岀カを加えるようにし新たな用紙たものである。
[0048] 上述のように構成された本発明の超音波式力ッター 1 を用いてギブスを切断する場合には、摘み 1 6で切刃カバー 1 5をフロントケース 2 A内に引き込み切刃 4を露出させ、スィッチ 1 8を摸作すると、切刃 4 は振動し切削可能状態となるから、切刃 4 の刃先が設けられている側面をギプスの面に当てて移動させると、極めて容易に切断が行われる。また切刃 4 の厚さを 0 . 4 mm程度にすることにより、下巻材ゃ皮膚は弾力性があり刃先から発生するェネルギーを吸収し切ることができないため、たとえ切刃がギプスの面より深く沈んで先端が皮膚と接触するようなことがあっても、切刃が傾き過ぎて切刃の刃先が設けられている側面の部分が皮厣と接触しない限り皮)！を切断するような事故は全く生じない。
[0049] 切断が終了したらスィッチボタン 1 8 Aから指を離せば直ちに切刃 4 は振動を停止し、摘み 1 6で切刃カバ一 1 5をフロントケース 2 Aから引き出せば切刃 4 はカバー 1 5で覆われ、外界からの衝撃に対し保護される。
[0050] 新たな用紙

权利要求:
Claims
請求の範囲 1. 筒状の超音波発生器ケースと、ケース内に収納された超音波発生器と、超音波発生器の一端にケースから突出するように着脱自在に装着された切刃とを備え、切刃は側面にのみ刃先が設けられ- 切刃の先端は丸く形成されると共に刃先を有しないことを特徴とする超音波式力ッター。
新たな用紙

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