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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-10-11
(45)【発行日】2024-10-22
(54)【発明の名称】リニア電気手術ハンマインパクトツール
(51)【国際特許分類】
A61B 17/16 20060101AFI20241015BHJP
【ＦＩ】
A61B17/16
【請求項の数】
21
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2023117628
(22)【出願日】2023-07-19
(65)【公開番号】P2024013234
(43)【公開日】2024-01-31
【審査請求日】2023-07-19
(31)【優先権主張番号】63/390,354
(32)【優先日】2022-07-19
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】63/450,316
(32)【優先日】2023-03-06
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】502427840
【氏名又は名称】ジンマー，インコーポレイティド
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100160705
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 健太郎
(74)【代理人】
【識別番号】100227835
【弁理士】
【氏名又は名称】小川 剛孝
(72)【発明者】
【氏名】アレクサンダー スローカム
(72)【発明者】
【氏名】ニッティン ゴヤル
(72)【発明者】
【氏名】ジョシュア ディットリッチ
(72)【発明者】
【氏名】ニール シンガー
【審査官】木村 立人
(56)【参考文献】
【文献】特開２００２－１４４２５５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１８－５０２６８９（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国実用新案第２４２３８７２（ＣＮ，Ｙ）
【文献】独国特許出願公開第１０２０１００１７７２６（ＤＥ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１３／０２６１６８１（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６１Ｂ １７／１４―１７／１７
Ａ６１Ｂ １７／５６―１７／９２
Ｂ２５Ｄ １／００―１７／３２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
リニア電気手術ハンマインパクトツールであって、筐体であって、前記筐体の長手方向の軸線に沿って延びるキャビティを画定する筐体と、
前記キャビティの内側に位置し、前記筐体の前記長手方向の軸線に沿って配置されたシャトルであって、前記シャトルは、近位端と、遠位端と、前記近位端から前記遠位端まで延びる壁と、を備え、前記壁は、前記壁の外側部分の長さを延びる対向する外側のキー溝を含む、シャトルと、
前記シャトルの遠位端内に少なくとも部分的に配置され、前記筐体の前記長手方向の軸線に沿って配置されたハンマアセンブリであって、前記ハンマアセンブリはピストンを備える、ハンマアセンブリと、
前記長手方向の軸線に沿って、前記シャトルの前記遠位端から前記近位端への第１の方向及び前記シャトルの前記近位端から前記遠位端への第２の方向へピストンを駆動するように構成されたリニア電気モータと、
前記シャトルの近位端内に少なくとも部分的に配置されたインパクトアセンブリと、
を備え、
前記第１の方向への前記ピストンの移動は、前記ハンマアセンブリを前記シャトルの前記近位端に接触させて前方向のインパクトを発生し、第２の方向の前記ピストンの移動は、前記ピストンを前記シャトルの前記遠位端に接触させて逆方向のインパクトを発生する、リニア電気手術ハンマインパクトツール。
【請求項2】
前記ハンマアセンブリは、インパクトハンマ及び前記インパクトハンマを取り囲む前記ハンマアセンブリの前記ピストンを含む、請求項１に記載のインパクトツール。
【請求項3】
前記インパクトハンマは、湾曲した近位接触面を含む、請求項２に記載のインパクトツール。
【請求項4】
前記湾曲した近位接触面は、１００ｍｍの半径を含む、請求項３に記載のインパクトツール。
【請求項5】
前記ピストンは、逆方向のインパクトキャップと噛み合って予備のインパクトを発生させるための遠位の円周リッジを含む、請求項２に記載のインパクトツール。
【請求項6】
前記インパクトアセンブリは、前記インパクトハンマからインパクトを受けるように適合されたインパクトボタンを含む、請求項２に記載のインパクトツール。
【請求項7】
前記インパクトアセンブリは、前記インパクトツールの近位端に隣接するチャックにおいて保持されたインパクトシャフトに、前記インパクトボタンにおいて受けるインパクトを伝達するように適合された衝撃インタフェイスを含む、請求項６に記載のインパクトツール。
【請求項8】
前記インパクトボタンはポリマー材料であり、前記インパクトハンマは高密度金属である、請求項６に記載のインパクトツール。
【請求項9】
前記インパクトボタンは、前記インパクトハンマの丸みのある近位面を受け入れるように形成されたポケットを含む、請求項６に記載のインパクトツール。
【請求項10】
前記筐体内において前記シャトルを中央に置き、過剰なインパクトエネルギーを吸収するように作動する近位のバイアスばね及び遠位のバイアスばねを更に備える、請求項１に記載のインパクトツール。
【請求項11】
前記前方向のインパクトを吸収するための近位のエネルギー吸収アセンブリ及び前記逆方向のインパクトを吸収するための遠位のエネルギー吸収アセンブリを更に備える、請求項１に記載のインパクトツール。
【請求項12】
前記近位のエネルギー吸収アセンブリは、前方向の吸収リング及び近位のバイアスリングを含む、請求項１１に記載のインパクトツール。
【請求項13】
前記前方向の吸収リングは、エネルギー吸収ゴムであり、前記近位のバイアスリングは、近位のバイアスばねを受け入れるように構成された金属リング構造である、請求項１２に記載のインパクトツール。
【請求項14】
前記リニア電気手術ハンマインパクトツールは、前記インパクトアセンブリに接続され、近位側へ延びるインパクトシャフトと、前記インパクトシャフトを保持するインパクトシャフトベアリングアセンブリとを備え、前記インパクトシャフトベアリングアセンブリは、シャフトベアリング、ベアリング筐体、筐体Ｏリング、シャフトシール、及びスナップリングを含み、
前記シャフトベアリングは、前記インパクトシャフトをガイドし、前記インパクトアセンブリからの前記前方向のインパクトが前記インパクトシャフトに伝達されるときに、前記インパクトシャフト上の自動調心シャフトベアリングとして作動するように、前記インパクトシャフトの直線的な横運動を可能にする、請求項１に記載のインパクトツール。
【請求項15】
位置スライダを前記シャトルに取り外し可能に接続するためのスライダクリップを含む位置センサアセンブリを更に備える、請求項１に記載のインパクトツール。
【請求項16】
インパクトツールのホーミングの方法であって、前記方法は、リニア電気モータを作動させて、シャトル機構を遠位のハードストップまで後退させることと、
前記リニア電気モータの作動中に位置センサアセンブリをモニターすることと、
前記位置センサアセンブリ及び前記リニア電気モータからのフィードバックに基づいて、遠位のホーム位置に到達したことを判定することと、
前記遠位のホーム位置に到達したことを判定すると、前記リニア電気モータを作動させて、前記シャトル機構を近位のホーム位置まで移動させることと、
前記位置センサアセンブリ及び前記リニア電気モータからのフィードバックに基づいて、前記近位のホーム位置に到達したことを判定することと、
を含む、方法。
【請求項17】
前記遠位のホーム位置に到達したことを判定することは、遠位の位置センサ及び近位の位置センサにおける電圧をモニターすることを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項18】
前記遠位のホーム位置及び前記近位のホーム位置における電圧読取値に基づいて前記位置センサアセンブリを較正することを更に含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項19】
インパクトツールを作動させる方法であって、前記方法は、トリガ機構の起動を検出して、前記インパクトツールからのインパクトを開始することと、
前記インパクトツールの筐体内のシャトルアセンブリの位置を決定することであって、前記シャトルアセンブリは、インパクトを発生するように適合された構成要素を含む、前記インパクトツールの筐体内のシャトルアセンブリの位置を決定することと、
前記シャトルアセンブリの位置から、意図されるインパクト方向を決定することと、
リニア電気インパクト機構を作動させることによって、前記意図されるインパクト方向にインパクトを加えることと、
を含む、方法。
【請求項20】
前記インパクトを加えた後、前記トリガ機構の位置に基づいて、前記インパクトを繰り返し加えるかどうかを決定することを更に含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項21】
前記インパクトを繰り返し加えないことを決定すると、前記リニア電気インパクト機構を停めることを更に含む、請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、２０２２年７月１９日に出願された米国仮特許出願第６３／３９０，３５４号の利益を主張し、２０２３年３月６日に出願された米国仮特許出願第６３／４５０，３１６号の利益も主張し、その各々の優先権の利益は本明細書で主張され、その各々は、その内容全体を参照により本明細書に援用される。
本出願は、２０２２年７月１９日に出願された米国仮特許出願第６３／３９０，３５４号の利益を主張し、２０２３年３月６日に出願された米国仮特許出願第６３／４５０，３１６号の利益も主張し、その各々の優先権の利益は本明細書で主張され、その各々は、その内容全体を参照により本明細書に援用される。
【0002】
本開示は概して、手術機器及びその使用法に関する。より具体的には、本開示は、電気手術インパクトツール及びその使用方法に関する。
【背景技術】
【0003】
整形外科の外科医は通常、骨を切断するか又は彫るためにツールを利用し、当該ツールは、ハンマ又はマレットが埋込力をツールに伝達することを必要とする。一例は、臀部インプラントの軸を受け入れるように大腿骨の近位端を作るために使用されるブローチツールである。当該ブローチは、医師が振るハンマと共に、又は空気圧「ジャックハンマ」状のツールと共に使用され得る。しかしながら、ハンマを用いたブローチツールの打撃は、厄介なことであり得、医師自身の関節、例えば肩関節に対して高い応力をもたらし得る。更に、空気圧インパクトツールは、エアホースへの接続を要し、このことは、不便であり得、ツールを望むような向きにする医師の能力を制限する場合があり得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
以下の非限定的な例は、特に、課題を解決して本明細書で述べられる利点を提供するための本主題の特定の態様を詳述する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
実施例１は、リニア電気手術ハンマインパクトツールであって、筐体の長手方向の軸線に沿って延びるキャビティを画定する筐体と、キャビティの内側に位置し、筐体の長手方向の軸線に沿って配置されたシャトルであって、シャトルは、第１の端と、第２の端と、第１の端から第２の端まで延びる壁と、を備え、壁は、シャトルの第１の端からシャトルの第２の端まで延びる複数の溝を画定する、シャトルと、シャトル内に少なくとも部分的に配置され、筐体の長手方向の軸線に沿って配置されたピストンであって、ピストンは、複数の突起を備え、複数の突起の各々は、シャトルの複数の溝のそれぞれの内部で移動するように配置された、ピストンと、第１の方向及び第２の方向へ長手方向の軸線に沿ってピストンを駆動するように構成されたモータと、シャトルに接続されたツールホルダと、を備え、第１の方向へのピストンの移動は、ピストンをシャトルの第１の端に接触させ、第２の方向へのピストンの移動は、ピストンをシャトルの第２の端に接触させる、リニア電気手術ハンマインパクトツールである。
【0006】
実施例２において、実施例１の主題は任意選択的に、筐体の近位端に接続されたキャップと、シャトルの第１の端とキャップとの間に配置された第１のバイアス部材と、を含む。
【0007】
実施例３において、実施例１から実施例２の何れか１つ又は複数の主題は任意選択的に、筐体内に配置された仕切りと、シャトルの第２の端と仕切りとの間に配置された第２のバイアス部材と、を含む。
【0008】
実施例４において、実施例２から実施例３の何れか１つ又は複数の主題は任意選択的に、第１のバイアス部材及び第２のバイアス部材のうちの少なくとも一方がばねを備えるということを含む。
【0009】
実施例５において、実施例１から実施例４の何れか１つ又は複数の主題は任意選択的に、複数の突起の各々がポリマーを含むということを含む。
【0010】
実施例６において、実施例５の主題は任意選択的に、ポリマーに潤滑剤を含浸させているということを含む。
【0011】
実施例７において、実施例１から実施例６の何れか１つ又は複数の主題は任意選択的に、複数の突起が真っ直ぐであるということを含む。
【0012】
実施例８において、実施例１から実施例７の何れか１つ又は複数の主題は任意選択的に、キャビティ内のシャトルの位置を検出するように配置されたセンサを含む。
【0013】
実施例９において、実施例１から実施例８の何れか１つ又は複数の主題は任意選択的に、ツールホルダが迅速な接続／分離チャックを備えるということを含む。
【0014】
実施例１０において、実施例１から実施例９の何れか１つ又は複数の主題は任意選択的に、電子機器及びトリガを受け入れるようなサイズであるキャビティを画定するハンドルを含む。
【0015】
実施例１１において、実施例１から実施例１０の何れか１つ又は複数の主題は任意選択的に、ツールホルダがシャトルにねじで接続されているということを含む。
【0016】
実施例１２において、実施例１から実施例１１の何れか１つ又は複数の主題は任意選択的に、ツールホルダの遠位面がインパクト面を形成しているということを含む。
【0017】
実施例１３は、リニア電気手術ハンマインパクトツールであって、筐体の長手方向の軸線に沿って延びるキャビティを画定する筐体と、キャビティの内側に位置し、筐体の長手方向の軸線に沿って配置されたシャトルであって、シャトルは、第１の端と、第２の端と、第１の端から第２の端まで延びる壁と、を備え、壁は、シャトルの第１の端からシャトルの第２の端まで延びる複数の溝を画定する、シャトルと、シャトル内に少なくとも部分的に配置され、筐体の長手方向の軸線に沿って配置されたピストンであって、ピストンは、複数の突起及びフランジを備え、複数の突起の各々は、シャトルの複数の溝のそれぞれの内部で移動するように配置された、ピストンと、第１の方向及び第２の方向へ長手方向の軸線に沿ってピストンを駆動するように構成されたモータと、シャトルにねじで接続されたツールホルダであって、インパクト面を形成した遠位面を備えるツールホルダと、を備え、第１の方向へのピストンの移動は、ピストンをツールホルダのインパクト面に接触させ、第２の方向へのピストンの移動は、ピストンのフランジをシャトルの第２の端に接触させる、リニア電気手術ハンマインパクトツールである。
【0018】
実施例１４において、実施例１３の主題は任意選択的に、筐体の近位端に接続されたキャップと、シャトルの第１の端とキャップとの間に配置された第１のバイアス部材と、を含む。
【0019】
実施例１５において、実施例１３から実施例１４の何れか１つ又は複数の主題は任意選択的に、筐体内に配置された仕切りと、シャトルの第２の端と仕切りとの間に配置された第２のバイアス部材と、を含む。
【0020】
実施例１６において、実施例１３から実施例１５の何れか１つ又は複数の主題は任意選択的に、第１のバイアス部材及び第２のバイアス部材のうちの少なくとも一方がばねを備えるということを含む。
【0021】
実施例１７において、実施例１３から実施例１６の何れか１つ又は複数の主題は任意選択的に、複数の突起の各々が、潤滑剤を含浸させたポリマーを含むということを含む。
【0022】
実施例１８において、実施例１３から実施例１７の何れか１つ又は複数の主題は任意選択的に、複数の突起が真っ直ぐであるということを含む。
【0023】
実施例１９において、実施例１３から実施例１８の何れか１つ又は複数の主題は任意選択的に、キャビティ内のシャトルの位置を検出するように配置されたセンサを含む。
【0024】
実施例２０において、実施例１３から実施例１９の何れか１つ又は複数の主題は任意選択的に、ツールホルダが迅速な接続／分離チャックを備えるということを含む。
【0025】
実施例２１において、実施例１３から実施例２０の何れか１つ又は複数の主題は任意選択的に、電子機器及びトリガを受け入れるようなサイズであるキャビティを画定するハンドルを含む。
【0026】
実施例２１において、実施例１から実施例２０の何れか１つ又は任意の組合せの手術インパクトツール、システム、及び／又は方法は任意選択的に、列挙された全ての要素又はオプションが利用可能であって使用又は選択されるように構成され得る。
【0027】
実施例２２は、リニア電気手術ハンマインパクトツールであって、筐体の長手方向の軸線に沿って延びるキャビティを画定する筐体と、キャビティの内側に配置され筐体の長手方向の軸線に沿って配置されたシャトルであって、シャトルは、第１の端と、第２の端と、第１の端から第２の端まで延びる壁と、を備え、壁は、壁の外側の部分の長さを延びる対向する外側のキー溝を含む、シャトルと、シャトルの近位端内に少なくとも部分的に配置され、筐体の長手方向の軸線に沿って配置されたハンマアセンブリと、第１の方向及び第２の方向へ長手方向の軸線に沿ってピストンを駆動するように構成されたリニア電気モータと、シャトルの遠位端内に少なくとも部分的に配置されたインパクトアセンブリと、を備える、リニア電気手術ハンマインパクトツールである。第１の方向へのハンマアセンブリの移動が、ハンマアセンブリをシャトルの第１の端に接触させて前方向のインパクトを発生し、第２の方向へのハンマアセンブリの移動が、ハンマアセンブリをシャトルの第２の端に接触させて逆方向のインパクトを発生することによって、当該リニア電気インパクトツールは作動する。
【0028】
実施例２３において、実施例２２の主題は任意選択的に、インパクトハンマを取り囲むインパクトピストンを有するハンマアセンブリを含み得る。
【0029】
実施例２４において、実施例２２又は実施例２３の何れか１つの主題は任意選択的に、湾曲した近位接触面を有するインパクトハンマを含み得る。
【0030】
実施例２５において、実施例２２から実施例２４の何れか１つの主題は任意選択的に、１００ｍｍの半径を有する湾曲した近位接触面を含み得る。
【0031】
実施例２６において、実施例２２から実施例２５の何れか１つの主題は任意選択的に、逆方向のインパクトキャップと噛み合って予備のインパクトを発生させるための遠位の円周リッジを有するインパクトピストンを含み得る。
【0032】
実施例２７において、実施例２２から実施例２６の何れか１つの主題は任意選択的に、インパクトハンマからインパクトを受けるように適合されたインパクトボタンを有するインパクトアセンブリを含み得る。
【0033】
実施例２８において、実施例２７の主題は任意選択的に、インパクトボタンにおいて受けるインパクトをインパクトツールに伝達するように適合された衝撃インタフェイスを有するインパクトアセンブリを含み得、インパクトツールは、インパクトツールの遠位端に隣接するチャックにおいて保持されている。
【0034】
実施例２９において、実施例２７又は実施例２８の何れか１つの主題は任意選択的に、インパクトボタンがポリマー材料であり、インパクトハンマが高密度金属であるということを含み得る。
【0035】
実施例３０において、実施例２７から実施例２９の何れか１つの主題は任意選択的に、インパクトハンマの丸みのある近位面を受け入れるように形成されたポケットを有するインパクトボタンを含み得る。
【0036】
実施例３１において、実施例２２から実施例３０の何れか１つの主題は任意選択的に、筐体内でシャトルを中央に置き、過剰なインパクトエネルギーを吸収するように作動する近位のバイアスばね及び遠位のバイアスばねを含み得る。
【0037】
実施例３２において、実施例２２から実施例３２の何れか１つの主題は任意選択的に、近位のエネルギー吸収アセンブリ及び遠位のエネルギー吸収アセンブリを含み得る。
【0038】
実施例３３において、実施例３２の主題は任意選択的に、前方向の吸収リング及び近位のバイアスリングを有する近位のエネルギー吸収アセンブリを含み得る。
【0039】
実施例３４において、実施例３３の主題は任意選択的に、エネルギー吸収ゴムである前方向の吸収リングと、近位のバイアスばねを受け入れるように構成された金属リング構造である近位のバイアスリングと、を含み得る。
【0040】
実施例３５において、実施例２２から実施例３４の何れか１つの主題は任意選択的に、インパクトシャフトが、インパクトアセンブリからのインパクトを伝達し、インパクトシャフトベアリングアセンブリを通って遠位方向へ延びており、インパクトシャフトベアリングアセンブリが、インパクトシャフト上の自動調心シャフトベアリングとして作動するということを含み得る。
【0041】
実施例３６において、実施例２２から実施例３５の何れか１つの主題は任意選択的に、位置スライダをシャトルに取り外し可能に接続するためのスライダクリップを含む位置センサアセンブリを含み得る。
【0042】
実施例３７は、実施例１から実施例３６のインパクトツールの何れか１つのホーミングの方法である。ホーミング方法は、リニア電気モータを作動させて、シャトル機構を遠位のハードストップまで後退させることと、リニア電気モータの作動中に位置センサアセンブリをモニターすることと、位置センサアセンブリ及びリニア電気モータからのフィードバックに基づいて、遠位のホーム位置に到達したことを判定することと、遠位のホーム位置に到達したことを判定すると、リニア電気モータを作動させて、シャトル機構を近位のホーム位置まで移動させることと、位置センサ及びリニア電気モータからのフィードバックに基づいて、近位のホーム位置に到達したことを判定することと、を含み得る。
【0043】
実施例３８において、実施例３７の主題は任意選択的に、遠位の位置センサ及び近位の位置センサにおける電圧をモニターすることによって遠位のホーム位置に到達したことを判定することを含み得る。
【0044】
実施例３９において、実施例３７及び実施例３８の何れか１つの主題は任意選択的に、遠位のホーム位置及び近位のホーム位置における電圧読取値に基づいてセンサアセンブリを較正することを含み得る。
【0045】
実施例４０は、実施例１から実施例３６のインパクトツールの何れか１つを作動させる方法である。作動方法は、トリガ機構の起動を検出して、インパクトツールからのインパクトを開始することと、インパクトツールの筐体内のシャトルアセンブリの位置を決定することであって、シャトルは、インパクトを発生するように適合された構成要素を含む、ということと、シャトルアセンブリの位置から、意図されるインパクト方向を決定することと、リニア電気インパクト機構を作動させることによって、意図されるインパクト方向にインパクトを加えることと、を含み得る。
【0046】
実施例４１において、実施例４０の主題は任意選択的に、インパクトを加えた後、トリガ機構の位置に基づいて、インパクトを繰り返し加えるかどうかを決定することを含み得る。
【0047】
実施例４２において、実施例４１の主題は任意選択的に、インパクトを繰り返し加えないと決定すると、リニア電気インパクト機構を停めることを含み得る。
【図面の簡単な説明】
【0048】
必ずしも縮尺通りに描かれていない図面では、同様の番号は、異なる図において同様の構成要素を表し得る。異なる接尾文字を有する同様の番号は、同様の構成要素の異なる場合を表し得る。図面は概して、限定としてではなく例として、本明細書において述べられる様々な実施形態を示す。
【0049】
【0050】
対応する参照文字は、いくつかの図を通して対応する部分を示す。本明細書に記載される例示は、本開示の好ましい実施形態を示し、当該例示は、いかなる方法でも本開示の範囲の限定として解釈されるべきではない。図３から図９Ｃにおいて使用される参照文字は、必ずしも、前の図において使用された参照文字との任意の対応関係を有しているわけではない。
【発明を実施するための形態】
【0051】
空気圧ピストン駆動のシステムに対する代替として、電気駆動のシステムが本明細書に開示される。具体的には、本明細書に開示されるリニア電気手術ハンマインパクトツールは、シャトル、ツール保持要素などにインパクトを与え得るスライダと呼ばれることもあるインパクト要素を含んでインパクト力を発生し得る。
【0052】
電気モータは、インパクト要素を駆動してインパクト力を発生するように構成され得る。例えば、第１の方向へのピストンの移動は、ピストンを筐体の第１の端に接触させ得、第２の方向へのピストンの移動は、ピストンを筐体の第２の端に接触させ得る。ピストンと筐体との接触は、インパクト力を発生して、骨の管にやすり及び／又はブローチを駆動し、管からやすり及び／又はブローチを引き抜き得る。
【0053】
上記説明は、本特許出願の主題の概要を提供することを意図したものである。上記説明は、本発明の排他的又は網羅的な説明を提供することを意図したものではない。以下の説明は、本特許出願に関して更なる情報を提供するために含まれる。
【0054】
ここで、図を参照すると、図１Ａ及び図１Ｂは各々、本開示の少なくとも１つの例と整合するリニア電気手術ハンマインパクトツール１００の例を示す。本明細書に開示されるように、リニア電気手術ハンマインパクトツール１００は、手術処置において使用される、簡易で効率的で且つ頑丈なバッテリ駆動のハンドヘルド型リニア電気手術ハンマインパクトツールを提供し得る。リニア電気手術ハンマインパクトツール１００は、遠位端キャップ１０２と、筐体１０６の反対の端にある近位端キャップ１０４と、を含み得る。筐体１０６は、ツール本体と称されることもあり得、キャビティ１０８を画定し得る。
【0055】
シャトル１１０は、キャビティ１０８内に配置され、筐体１０６の長手方向の軸線１１２に沿って配置され得る。ツールホルダ１１４は、シャトル１１０に接続され得る。例えば、図１Ａ及び図１Ｂに示されるように、シャトル１１０は、第１のねじ山１１６を含み得、シャトル１１０は、ツールホルダ１１４をシャトル１１０にねじで接続することを可能にする第２のねじ山１１８を有し得る。ツールホルダ１１４をシャトル１１０に取り付ける他の形態には、接着剤、圧入、溶接、ねじなどが含まれ得る。
【0056】
やすり、ブローチなどのツールは、ツールホルダ１１４に向けて取り付けられ得る。例えば、ブローチは、ピン、ねじなどを介してツールホルダ１１４に固定され得る。本明細書に開示される実施形態と整合して、チャック１２０がツールホルダ１１４に取り付けられ得る。チャック１２０は、外科医又は他の手術室スタッフが、ツールを迅速に接続し、リニア電気手術ハンマインパクトツール１００からツールを迅速に分離することを可能にする迅速な接続／分離チャックであり得る。例えば、チャック１２０により、外科医は、リニア電気手術ハンマインパクトツール１００から第１のやすりを迅速に分離し、第１のやすりとは異なるサイズ及び／又は形状であり得る第２のやすりをリニア電気手術ハンマインパクトツール１００に迅速に接続することができ得る。
【0057】
チャック１２０は、ボルト１２１を介してツールホルダ１１４に取り付けられ得る。例えば、チャック１２０は、貫通孔１２３を画定し得る。ボルト１２１は、貫通孔１２３を通ってチャック１２０をツールホルダ１１４に固定し得る。ボルト１２１の使用によって、外科医又は他のスタッフは、外科医の好みに応じてチャックを変更することができ得る。例えば、第１の外科医は、第１のタイプのチャックを好み得、第２の外科医は、第２のタイプのチャックを好み得る。ボルト１２１の使用によって、スタッフは、第１及び第２の外科医によって行われる手術間でチャックを変更することができ得る。
【0058】
リニア電気手術ハンマインパクトツール１００は、筐体１０６内に少なくとも部分的に配置されたピストン１２２を更に含み得る。作動中、ピストン１２２は、矢印１２４（図１Ａ）によって示されるような第１の方向へ移動し得る。第１の方向の移動は、ピストン１２２の面１２６をシャトル１１０の面１２８に接触させて、インパクト力を発生し骨にツールを駆動し得る。シャトル１１０の面１２８は、インパクト面と呼ばれることもある、ツールホルダ１１４の面であり得る。
【0059】
矢印１２５（図１Ｂ）によって示されるような第２の方向のピストン１２２の移動は、ピストン１２２のフランジ１３０に対して、シャトル１１０の遠位部１３２にインパクトを与えさせ得る。遠位部１３２とのフランジ１３０のインパクトは、ブローチ、やすりなどのツールを骨から除去することを可能にし得る引抜力を発生し得る。
【0060】
ピストン１２２は、発生されるインパクト力を増加させるために、高密度材料で構成され得る。例えば、ピストン１２２は、材料の所与の体積についてより多くの質量を含む、タングステンなどの金属で構成され得る。その結果、所与の速度について、ピストン１２２は、より多くの運動エネルギーを有し得、当該運動エネルギーは、本明細書に開示されるようなツールホルダ１１４及び／又はシャトル１１０にインパクトを与えるピストン１２２を介して、ツールホルダ１１４及び／又はシャトル１１０に伝達され得る。
【0061】
シャトル１１０は、壁１３４を含み得る。壁１３４は、（溝１３６Ａ及び１３６Ｂとして個々にラベル付けされた）溝１３６を画定し得る。ピストン１２２は、溝１３６のそれぞれに嵌まる１つ又は複数の突起１３８を含み得る。突起１３８は、特定の向きにピストン１２２を固定するベアリングとして機能し、加えて、壁１３４とピストン１２２との間に隙間を提供して摩擦を最小にし得る。
【0062】
突起１３８は、ポリマーで構成され得る。摩擦及び摩耗を更に低減するために、ポリマー突起に潤滑剤を含浸させ得る。突起１３８は、ねじ、接着剤、圧入などを介してピストン１２２に固定され得る。ツールホルダ１１４とシャトル１１０との間のねじ山境界面により、ピストン１２２をシャトル１１０内に配置することができ得る。シャトル１１０内に入ると、突起１３８は、溝１３６を通りピストン１２２に取り付けられ、それによって、所望の向きにピストン１２２を固定し得る。
【0063】
ピストン１２２は、２つの構成要素を備え得る。例えば、ピストン１２２は、本体部１３８及び重り１４０を含み得る。本体部１３８及び重り１４０の両方が、金属、ポリマー、セラミック、又はそれらの組合せで作られ得る。例えば、重り１４０は、タングステンなどの高密度材料で作られ得、本体部１３８は、ポリマーで作られ得る。重り１４０は、本体部１３８に圧入され得る。重り１４０は、モータ１４６の磁石１４４などの移動可能部にピストンを固定するために使用され得るねじ山部１４２を含み得る。
【0064】
モータ１４６は、リニア電気モータであり得、磁石１４４及びステータ１４８を含み得る。電子機器１５０は、モータ１４６をトリガ１５２に電気的に接続し得る。本明細書に開示されるように、作動中、ユーザは、トリガ１５２を押して、リニア電気手術ハンマインパクトツール１００にインパクト力を発生させ、骨にツールを駆動し、及び／又は骨からツールを引っ込め得る。
【0065】
センサ１５４は、シャトル１１０内のピストン１２２の位置を決定するために使用され得る。例えば、センサ１５４は、磁石１４４によって発生する磁束を決定し得るホール効果センサであり得る。磁束又は磁束の変化に基づいて、ピストン１２２の位置が決定され得る。ピストン１２２の位置に基づいて、電子機器１５０は、電流をステータ１４８に印加してピストン１２２を駆動し、埋込力及び引込力を発生し得る。例えば、モータ１４６は、筐体１０６の内側に固定された、コイル構造、例えばステータ１４８を有する管状電磁リニアモータであり得る。コイル構造は、ピストン１２２に接続された磁性又は強磁性の機械的インパクト移動要素、例えば磁石１４４を作動させて、センサ１５４によって決定されるような磁石の位置に基づいて移動をもたらす。
【0066】
筐体１０６は、仕切り１５６を含み得る。本明細書に開示されるように、シャトル１１０は、矢印１２４によって示されるような第１の方向及び矢印１２５によって示されるような第２の方向に振動し得る。ピストン１２２が面１２８又は遠位部１３２と接触していない場合、シャトル１１０は、（バイアス要素１５８Ａ及び１５８Ｂとして個々にラベル付けされた）バイアス要素１５８によって中立位置に向けて付勢され得る。バイアス要素１５８は、ばね（引張及び／又は圧縮）、ゴム構造、エアバッグなどであり得る。
【0067】
作動中、ピストン１２２は、第１の方向に移動して面１２８を打撃し得る。面１２８を打撃した後、バイアス要素１５８Ｂは、ツールホルダ１１４及びシャトル１１０を第２の方向に押して、ピストン１２２が面１２８を繰り返し打撃するときの追加のインパクトのためにシャトルをリセットし得る。シャトル１１０はまた、ユーザが骨に対してリニア電気手術ハンマインパクトツール１００を押すことによって第２の方向に付勢され得る。この場合、バイアス要素１５８Ａは、ピストン１２２が面１２８を打撃した後にシャトルが仕切り１５６にインパクトを与えるのを軽減するようにショックアブソーバとして機能し得る。
【0068】
また、作動中、ピストン１２２は、第２の方向に移動して遠位部１３２を打撃し得る。遠位部１３２を打撃した後、バイアス要素１５８Ａは、シャトル１１０を第１の方向に押して、ピストン１２２が遠位部１３２を繰り返し打撃するときの追加のインパクトのためにシャトルをリセットし得る。シャトル１１０はまた、ユーザが骨から離れる方向にリニア電気手術ハンマインパクトツール１００を引っ張ることによって第１の方向に付勢され得る。この場合、バイアス要素１５８Ｂは、ピストン１２２が遠位部１３２を打撃した後にシャトル１１０がキャップ１０４にインパクトを与えるのを軽減するようにショックアブソーバとして機能し得る。
【0069】
壁１３４はまた、（孔１６０Ａ、１６０Ｂ、１６０Ｃ、及び１６０Ｄとして個々にラベル付けされた）孔１６０を画定し得る。（プラグ１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃ、及び１６２Ｄとして個々にラベル付けされた）プラグ１６２は、孔１６０に挿入され得る。プラグ１６２は、潤滑剤を含浸させたポリマープラグであり得る。したがって、プラグ１６２は、シャトル１１０を支持しつつ摩擦低減を提供し得る。シャトル１１０の支持は、突起１３８が溝１３６内で整列した状態を維持するように機能して、インパクト力を低減し得る摩擦及び／又は結合を最小にし得る。
【0070】
図２は、本開示の少なくとも１つの例と整合するリニア電気手術ハンマインパクトツール２００の例を示す。本明細書に開示されるように、リニア電気手術ハンマインパクトツール２００は、手術処置において使用される、簡易で効率的で且つ頑丈なバッテリ駆動のハンドヘルド型リニア電気手術ハンマインパクトツールを提供し得る。リニア電気手術ハンマインパクトツール２００は、遠位端キャップと、筐体２０４の反対の端にある近位端キャップ２０２と、を含み得る。筐体２０４は、ツール本体と称されることもあり得、キャビティ２０６を画定し得る。
【0071】
シャトル２１０は、キャビティ２０６内に配置され、筐体２０４の長手方向の軸線２１２に沿って配置され得る。ツールホルダ２１４は、シャトル２１０に接続され得る。例えば、図２に示されるように、ねじ接続２０８により、ツールホルダ２１４をシャトル２１０にねじで接続することができ得る。ツールホルダ２１４をシャトル２１０に取り付ける他の形態には、接着剤、圧入、溶接、ねじなどが含まれ得る。
【0072】
やすり、ブローチなどのツールは、ツールホルダ２１４に向けて取り付けられ得る。例えば、ブローチは、ピン、ねじなどを介してツールホルダ２１４に固定され得る。本明細書に開示される実施形態と整合して、チャック２２０がツールホルダ２１４に取り付けられ得る。チャック２２０は、外科医又は他の手術室スタッフが、ツールを迅速に接続し、リニア電気手術ハンマインパクトツール２００からツールを迅速に分離することを可能にする迅速な接続／分離チャックであり得る。例えば、チャック２２０により、外科医は、リニア電気手術ハンマインパクトツール２００から第１のやすりを迅速に分離し、第１のやすりとは異なるサイズ及び／又は形状であり得る第２のやすりをリニア電気手術ハンマインパクトツール２００に迅速に接続することができ得る。チャック２２０は、チャック１２０に関して本明細書に開示されているように、ボルト又は他の機構を介してツールホルダ２１４に取り付けられ得る。
【0073】
リニア電気手術ハンマインパクトツール２００は、筐体２０４内に少なくとも部分的に配置されたピストン２２２を更に含み得る。作動中、ピストン２２２は、矢印２２４によって示されるような第１の方向に移動し得る。第１の方向の移動は、ピストン２２２の第１の端２２６を、ツールホルダ２１４によって定められた凹部２２７内に取り付けて、インパクト力を発生し骨にツールを駆動し得る。
【0074】
矢印２２５によって示されるような第２の方向のピストン２２２の移動は、ピストン２２２のフランジ２３０に対して、シャトル２１０の遠位部２３２にインパクトを与えさせ得る。遠位部２３２とのフランジ２３０のインパクトは、ブローチ、やすりなどのツールを骨から除去することを可能にし得る引抜力を発生し得る。
【0075】
ピストン２２２は、発生するインパクト力を増加させるために、高密度材料で構成され得る。例えば、ピストン２２２は、材料の所与の体積についてより多くの質量を含む、タングステンなどの金属で構成され得る。その結果、所与の速度について、ピストン２２２は、より多くの運動エネルギーを有し得、当該運動エネルギーは、本明細書に開示されるようなツールホルダ２１４及び／又はシャトル２１０にインパクトを与えるピストン２２２を介して、ツールホルダ２１４及び／又はシャトル２１０に伝達され得る。
【0076】
シャトル２１０は、壁２３４を含み得る。壁２３４は、（溝２３６Ａ及び２３６Ｂとして個々にラベル付けされた）溝２３６を画定し得る。ピストン２２２は、溝２３６のそれぞれに嵌まる、突起１３８に関して本明細書に開示されたような１つ又は複数の突起を含んで、特定の向きにピストン２２２を固定するベアリングとして機能し、加えて、壁２３４とピストン２２２との間に隙間を提供して摩擦を最小にし得る。突起は、潤滑剤を含浸させたポリマーで構成され、本明細書に開示されるようにピストン２２２に接続され得る。
【0077】
ピストン２２２は、接続部材２３５を介してスライダ要素２３３に接続され得る。接続部材２３５は、ねじ山ロッド、スライダ要素２３３及びピストン２２２の両方に圧入されるロッド、スライダ要素２３３に溶接されるロッド、及び／又は接着剤を介したロッドであり得る。ピストン２２２は、重りを含み得、ピストン１２２に関して開示されたような複数の構成要素であり得る。
【0078】
スライダ要素２３３は、モータ２４６の一部であり得、モータ２４６は、リニア電気モータであり得、磁石２４４及びステータ２４８を含み得る。本明細書に開示されるように、電子機器は、モータ２４６をトリガに電気的に接続し得る。本明細書に開示されるように、作動中、ユーザは、トリガを押して、リニア電気手術ハンマインパクトツール２００にインパクト力を発生させ、骨にツールを駆動し、及び／又は骨からツールを引っ込め得る。
【0079】
センサ２５４は、シャトル２１０内のピストン２２２の位置を決定するために使用され得る。例えば、センサ２５４は、磁石２４４によって発生する磁束を決定し得るホール効果センサであり得る。磁束又は磁束の変化に基づいて、ピストン２２２の位置が決定され得る。ピストン２２２の位置に基づいて、電子機器は、電流をステータ２４８に印加してピストン２２２を駆動し、埋込力及び引込力を発生し得る。例えば、モータ２４６は、筐体２０４の内側に固定された、コイル構造、例えばステータ２４８を有する管状電磁リニアモータであり得る。コイル構造は、ピストン２２２に接続された磁性又は強磁性の機械的インパクト移動要素、例えば磁石２４４を作動させて、センサ２５４によって決定されるような磁石の位置に基づいて移動をもたらす。
【0080】
筐体２０４は、仕切り２５６を含み得る。本明細書に開示されるように、シャトル２１０は、矢印２２４によって示されるような第１の方向及び矢印２２５によって示されるような第２の方向に振動し得る。ピストン２２２がツールホルダ２１４又は遠位部２３２と接触していない場合、シャトル２１０は、（バイアス要素２５８Ａ及び２５８Ｂとして個々にラベル付けされた）バイアス要素２５８によって中立位置に向けて付勢され得る。バイアス要素２５８は、ばね（引張及び／又は圧縮）、ゴム構造、エアバッグなどであり得る。
【0081】
作動中、ピストン２２２は、第１の方向に移動してツールホルダ２１４を打撃し得る。ツールホルダ２１４を打撃した後、バイアス要素２５８Ｂは、ツールホルダ２１４及びシャトル２１０を第２の方向に押して、ピストン２２２がツールホルダ２１４を繰り返し打撃するときの追加のインパクトのためにシャトルをリセットし得る。シャトル２１０は、また、ユーザが骨に対してリニア電気手術ハンマインパクトツール２００を押すことによって第２の方向に付勢され得る。この場合、バイアス要素２５８Ａは、ピストン２２２がツールホルダ２１４を打撃した後にシャトル２１０が仕切り２５６にインパクトを与えるのを軽減するようにショックアブソーバとして機能し得る。
【0082】
また、作動中、ピストン２２２は、第２の方向に移動して遠位部２３２を打撃し得る。遠位部２３２を打撃した後、バイアス要素２５８Ａは、シャトル２１０を第１の方向に押して、ピストン２２２が遠位部２３２を繰り返し打撃するときの追加のインパクトのためにシャトルをリセットし得る。シャトル２１０はまた、ユーザが骨から離れる方向にリニア電気手術ハンマインパクトツール２００を引っ張ることによって第１の方向に付勢され得る。この場合、バイアス要素２５８Ｂは、ピストン２２２が遠位部２３２を打撃した後にシャトルがキャップ２０２にインパクトを与えるのを軽減するようにショックアブソーバとして機能し得る。
【0083】
以下は、手術処置の中でも特に整形外科関節置換処置において使用されるように設計されたインパクト機器の追加の実施形態を記載する。以下に記載されるインパクト機器は、リニア電気モータを利用し、シャトル構造内でハンマアセンブリを駆動して、ブローチ又はやすりなどの取り付けられた機器に対して前方向及び／又は逆方向のインパクトを発生する別の機器である。上述のツールと同様に、電気モータは、インパクト要素を駆動してインパクト力を発生するように構成され得る。以下の説明は、この例示的なインパクト機器が上述のデバイスとは異なっている領域に焦点を当てたものである。２つの例は、いずれも同様のリニア電気モータを利用し、ハンマアセンブリを駆動して、ブローチ又はやすりなどの取り付けられたインパクト機器においてインパクト力を発生するため、基本的な動作特性は、２つの例の間で同様である。
【0084】
図３は、本開示の少なくとも１つの例と整合するリニア電気インパクトツール３００の切取図である。この例では、インパクトツール３００は、ツール内の特定のサブアセンブリの可視化を可能にするために筐体３０２の一部が除去された部分切取図で示されている。筐体３０２の切取部は、シャトルアセンブリ３１０及びリニア電気モータアセンブリ３２０を見せている。シャトルアセンブリ３１０は、チャック３３０に接続された機器に伝達されるインパクト力を発生する構造である。シャトルは、インパクトを受ける構造を遠位端及び近位端の両方に含む円筒本体を含み得る。シャトルはまた、インパクト力を発生するように移動するインパクトツール３００の一部であるインパクトハンマアセンブリを保持する。インパクトハンマアセンブリは、リニア電気モータアセンブリ３２０によって直線的に移動する。これらのサブアセンブリについての詳細は、図４Ａから図８Ｂを参照して以下で述べられる。
【0085】
インパクトツール３００はまた、バッテリアセンブリ３４０及びハンドル３５０を含む。この例では、ハンドル３５０は、インパクトツール３００の起動のためのトリガ３５２を含む。筐体３０２はまた、筐体３０２の近位端にねじ込まれた近位端キャップ３０４を含む。インパクトツール３００の近位端を密閉する近位キャップシール３０６が近位端キャップ３０４に隣接している。
【0086】
この例では、インパクトツール３００の筐体３０２は、組立プロセス中に合わせてレーザ溶接された射出成形プラスチック又はポリマーである。具体的には、筐体３０２は、リニア電気モータアセンブリ３２０のモータダイナミクスにおけるインパクトを最小にするように設計されている。射出成形プラスチックの使用は、リニア電気モータに対する渦電流制動効果を回避するために、アルミニウムなどの金属筐体よりも有利であった。渦電流インパクトを同様に回避するために使用され得る別の筐体材料選択肢は、筐体３０２を形成する積層非導電性又は低導電性金属である。
【0087】
図４Ａは、本開示の少なくとも１つの例と整合するリニア電気インパクトツール３００の複数のサブアセンブリを示す斜視図である。この例では、図４Ａは、インパクトツール３００から取り出されたシャトルアセンブリ３１０及びリニア電気モータアセンブリ３２０を示す。この例では、シャトルアセンブリ３１０は、複数のシャトル通気孔４０２及びシャトルキー４０５を受け入れるための少なくとも２つの対向するキー溝を有する円筒シャトル筐体４０１を含む。シャトル通気孔４０２は、シャトル筐体４０１の内部を排気するように動作し、これにより、ハンマアセンブリ４３０における空気圧縮誘導抗力が低減される。シャトルキー４０５は、インパクトツール３００の筐体３０２に対するシャトル筐体４０１の回転を制限する。シャトルアセンブリ３１０はまた、以下で詳細に論じられる遠位のエネルギー吸収アセンブリ４４０を含む。リニア電気モータアセンブリ３２０は、リニア電気モータを制御してシャトル筐体４０１内のハンマアセンブリに関する位置フィードバックを提供するために制御電子機器を含む回路基板を含む制御回路アセンブリ３２２を含み得る。図はまた、チャック３３０及びチャックロック３３２の図を含む。チャックロック３３２は、インパクト機器をインパクトツール３００にロックするように回転する。
【0088】
図４Ｂは、本開示の少なくとも１つの例と整合するリニア電気インパクトツール３００の複数のサブアセンブリの断面図である。この例では、上述のサブアセンブリは、各サブアセンブリ内の追加の構成要素を詳述するために断面で示されている。この例では、リニア電気モータアセンブリ３２０は、リニア電気モータと、制御回路アセンブリ３２２と、位置センサアセンブリ４７０と、を含み得る。位置センサアセンブリ４７０は、シャトル筐体４０１に留められて作動中にシャトルアセンブリ３１０の位置をモニターする構造を含む。（上記で詳細に述べられた）リニア電気モータは、ハンマアセンブリ４３０の位置に対するフィードバックを提供するための内部センサを含む。
【0089】
この例では、シャトルアセンブリ３１０は、シャトル筐体４０１と、インパクトアセンブリ４１０と、ハンマアセンブリ４３０と、遠位のエネルギー吸収アセンブリ４４０と、近位のエネルギー吸収アセンブリ４５０と、インパクトシャフトベアリングアセンブリ４６０と、を含む。インパクトアセンブリ４１０は、インパクトボタン４１２及び衝撃インタフェイス４１４を含み得る。インパクトボタン４１２は、インパクトハンマ４３２からの前方向のインパクトを受けるためのものである。振動によるエネルギー損失を最小にするために、インパクトボタン４１２は、Ａｃｅｔａｌ（登録商標）又はＤｅｌｒｉｎ（登録商標）などの低損失ポリマー材料で作られ得る。低損失ポリマーは、インパクトアセンブリ４１０が長期の耐用寿命を提供することを可能にする低摩耗特性を有する。この例では、インパクトハンマ４３２は、逆方向のインパクトピストン４３４も含むハンマアセンブリ４３０の一部である。インパクトボタン４１２は、また、インパクトハンマ４３２の丸みのある近位面を受け入れるように形成されたポケットを含み、これにより、インパクトハンマ４３２とインパクトボタン４１２との間のエネルギー伝達が更に向上する。近位面の半径は、インパクトハンマ４３２のインパクトゾーンのエッジがインパクトボタン４１２の面との接触を回避することを可能にする。近位面の半径は、インパクトボタン４１２の直径の１０％から２５％の範囲内であり、エッジ接触を回避する目的を達成し得る。この例では、インパクトボタン４１２は、衝撃インタフェイス４１４内の凹部において保持される。衝撃インタフェイス４１４は、インパクトボタン４１２が受けるエネルギーを、チャック３３０において保持されたインパクトツールに伝達する。衝撃インタフェイス４１４は、チャック３３０から遠位方向に延びるインパクトシャフトの遠位端に接続して作動する、シャトル筐体４０１の外側で延びる近位シャフトを含む。インパクトシャフトは、インパクトシャフトベアリングアセンブリ４６０によって所定の位置に保持されている。
【0090】
この例では、インパクトハンマ４３２は、インパクトボタン４１２へのインパクトエネルギー伝達を向上させるために高密度金属材料である。高密度金属のインパクトハンマ４３２及び堅いポリマーのインパクトボタン４１２の組合せは、デッドブローハンマのように作動して、チャック３３０に接続されたインパクト機器にインパクト力を効率的に伝達する。ハンマアセンブリ４３０の他の構成要素は、逆方向のインパクトピストン４３４であり、逆方向のインパクトピストン４３４はまた、高密度金属材料であり得、シャトル筐体４０１の遠位端にねじ込まれた逆方向のインパクトキャップ４１６に対して逆方向（又は遠位）のインパクトを与えるように設計されている。インパクトボタン４１２と同様に、逆方向のインパクトキャップ４１６は、逆方向のインパクト力をシャトル筐体４０１に効率的に伝達するために堅いポリマー材料で作られ得る。特定の例では、システムがシャトル筐体４０１によって発生する長い力経路に依拠して逆方向のインパクトの間に発生する任意の振動を減衰させつつ、逆方向のインパクトキャップ４１６は、摩耗特性を向上させるために金属材料で作られ得る。
【0091】
この例では、シャトルアセンブリ３１０はまた、近位バイアスばね４０８及び遠位バイアスばね４０９（本明細書で、まとめて「バイアスばね」として述べる）を含む。バイアスばねは、作動中、シャトル筐体４０１が筐体３０２内で中央に置かれた状態を維持するように作動する。バイアスばねは、また、インパクト機器に伝達されない過剰なインパクトエネルギーを散逸するように作動する。例では、エネルギー散逸は、近位のエネルギー吸収アセンブリ４５０及び遠位のエネルギー吸収アセンブリ４４０（本明細書で、まとめて「エネルギー吸収アセンブリ」として述べる）によって向上する。エネルギー吸収アセンブリは、空打ちの場合、又はインパクト機器が充分に噛み合っていないか、若しくは他の場合には、ツールによって発生するインパクトエネルギーを充分に吸収することができない状況において、インパクト力を散逸するための追加のエネルギー吸収構成要素を含む。エネルギー吸収アセンブリは、筐体３０２、最終的にはインパクトツール３００のユーザへの好ましくない力の伝達を最小にするように作動する。この例では、遠位のエネルギー吸収アセンブリ４４０は、逆方向の吸収リング４４２及び遠位のバイアスリング４４４を含む。逆方向の吸収リング４４２は、Ｓｏｒｂｏｔｈａｎｅ（登録商標）などのエネルギー吸収ゴムで作られ得る。遠位のバイアスリング４４４は、遠位のバイアスばね４０９からバイアス力を受ける金属リングであり得る。近位のエネルギー吸収アセンブリ４５０は、前方向の吸収リング４５２及び近位のバイアスリング４５４を含み得る。逆方向の吸収リング４４２と同様に、近位の吸収リング４５２は、Ｓｏｒｂｏｔｈａｎｅ（登録商標）などのエネルギー吸収ゴムコンパウンドで作られ得る。近位のバイアスリング４５４は、近位のバイアスばね４０８を受け、且つ近位の吸収リング４５２を保護するように設計された金属リング構造である。遠位のバイアスリング４４４及び近位のバイアスリング４５４は、また、バイアスばねが前方向又は逆方向のインパクトによって圧縮されるときにバイアスばねからの力を分散するように作動する。
【0092】
インパクトシャフトベアリングアセンブリ４６０は、シャフトアセンブリ３１０からチャック３３０にインパクトを伝達するインパクトシャフト上の自動調心シャフトベアリングとして作動する。例では、インパクトシャフトベアリングアセンブリ４６０は、シャフトベアリング４６２と、ベアリング筐体４６４と、筐体Ｏリング４６６と、シャフトシール４６８と、スナップリング４６９と、を含み得る。シャフトベアリング４６２は、インパクトシャフトをガイドして、インパクトシャフトの直線的な横運動を可能にする。ベアリング筐体４６４及び筐体Ｏリング４６６は、インパクトシャフトベアリングアセンブリ４６０内でインパクトシャフトの微小な角運動を可能にすることによって、自動調心ベアリングアセンブリを発生するように協働する。シャフトシール４６８は、異物がインパクトシャフトを介してインパクトツール３００内に入らないことを保証する。そして、スナップリング４６９は、インパクトシャフトベアリングアセンブリ４６０を近位端キャップ３０４に保持する。
【0093】
図５Ａは、本開示の少なくとも１つの例と整合するリニア電気インパクトツール３００の複数のサブアセンブリの断面図である。本図は、インパクトツール３００の追加の筐体構成要素を取り除いて、シャトルアセンブリ３１０及びリニア電気モータアセンブリ３２０（本図ではリニア電気モータのみが示されていることに留意されたい）の追加の詳細図を提供する。示された例は、シャトルアセンブリ３１０の一部として、インパクトアセンブリ４１０と、ハンマアセンブリ４３０と、遠位のエネルギー吸収アセンブリ４４０と、近位のエネルギー吸収アセンブリ４５０と、インパクトシャフトベアリングアセンブリ４６０と、を含む。示されたアセンブリの各々の構成要素については上述している。図５Ａはまた、位置センサアセンブリ４７０の構成要素である位置スライダ４７２及び位置磁石４７４を含む。
【0094】
図５Ｂは、本開示の少なくとも１つの例と整合するリニア電気インパクトツール３００のインパクタサブアセンブリの断面図である。この例では、インパクタサブアセンブリは、図４Ａから図５Ａを参照して上述したシャトルアセンブリ３１０に対応している。この例では、衝撃インタフェイス４１４から延びるインパクトシャフトに接続されたチャック３３０と共にシャトルアセンブリ３１０のみが示されている。図５Ｂは、インパクトハンマ４３２の近位面における曲率など、追加の詳細の可視化を可能にする。例では、インパクトハンマ４３２の近位面は、１００ｍｍの半径を含む。インパクトハンマ４３２は、ステンレス鋼又はタングステンなどの金属材料からミーリング又は鋳造され得る。
【0095】
図６Ａから図６Ｃは、本開示の少なくとも１つの例と整合するリニア電気インパクトツール３００のシャトルサブアセンブリ３１０の様々な図である。この例では、シャトルアセンブリ３１０は、インパクトツール３００の残りの部分から取り出されて示されている。シャトルアセンブリ３１０は、シャトル筐体４０１と、複数のシャトル通気孔４０２と、シャトルキー４０５を受け入れるための対向するキー溝４０６と、を含み得る。図はまた、遠位のエネルギー吸収アセンブリ４４０及び遠位のバイアスばね４０９などの構成要素を含む。インパクトハンマ４３２のねじ山の端は、逆方向のインパクトピストン４３４から遠位方向に延びて示されている。例では、リニア電気モータは、インパクトハンマ４３２にねじ込まれている。シャトル筐体４０１の近位端において、衝撃インタフェイス４１４の近位端が示されている。衝撃インタフェイス４１４の近位端は、チャック３３０に接続されたインパクトシャフトを受け入れる。
【0096】
図６Ｂ及び図６Ｃは、位置スライダ４７２、位置磁石４７４、及びスライダクリップ４７６などの位置センサアセンブリ４７０の部品の図を含む。スライダクリップ４７６は、位置センサアセンブリ４７０をシャトル筐体４０１に接続する構成要素である。より具体的には、スライダクリップ４７６は、スライダクリップ４７６に収容されるように絞られた断面を含む位置スライダ４７２の上方の端に接続されている。スライダクリップ４７６は、電子機器及びバッテリが筐体３０２内に組み立てられた後、シャトルアセンブリ３１０及びリニア電気モータアセンブリ３２０の部品をツール筐体３０２に容易に挿入することを可能にする。スライダクリップ４７６は、角度が付いたアームにより、低い結合力を要し、アームにおける急峻な延びにより、高い分離力を要するように設計されている。したがって、シャトル及びモータアセンブリは、除去されることを可能（困難ではあるが）にもしつつ、容易に挿入され得る。スライダクリップ４７６は、充分な力がかかった場合にシャトルアセンブリ３１０を解放するように設計されており、これらの重要な構成要素のメンテナンス又は修理を可能にする。
【0097】
図６Ｄは、本開示の少なくとも１つの例と整合するリニア電気インパクトツール３００のシャトルサブアセンブリ３１０の断面図である。本図は、示された様々な構成要素の向きにおける追加の視点を提供するために含まれる。示された構成要素の各々の詳細は、上記に含まれる。
【0098】
図７は、本開示の少なくとも１つの例と整合するリニア電気インパクトツール３００についての自動調心インパクトシャフトベアリング構造の断面図である。この例では、インパクトシャフトベアリングアセンブリ４６０は、筐体３０２の近位端キャップ３０４内に位置するように示されている。前方向の吸収リング４５２及び近位のバイアスリング４５４を含む近位のエネルギー吸収アセンブリ４５０もこの図に含まれる。近位のエネルギー吸収アセンブリ４５０は、近位端キャップ３０４の遠位側の深い円筒溝内に位置している。近位端キャップ３０４はまた、スナップリング溝を有する中央の円筒ボアを含んで、インパクトシャフトベアリングアセンブリ４６０を保持する。上述のように、インパクトシャフトベアリングアセンブリは、シャフトベアリング４６２と、ベアリング筐体４６４と、筐体Ｏリング４６６と、シャフトシール４６８と、を含む。この例では、筐体Ｏリング４６６は、ベアリング筐体４６４の外側の面におけるＯリング溝内で描写されている。筐体Ｏリング４６６は、この例ではベアリング筐体４６４の近位端に向けて付勢される。別の例では、筐体Ｏリング４６６は、ベアリング筐体４６４の近位端及び遠位端間の中央に置かれたＯリング溝内に位置し得る。中央に置かれたＯリング溝は、異なる角自動調心特性を提供する。同様に、Ｏリング溝は、ベアリング筐体４６４の遠位端の近くに位置し得るが、この位置では、インパクトシャフトベアリングアセンブリ４６０を保持するスナップリングが近いことによって、角自動調心が制限され得る。
【0099】
図８Ａから図８Ｂは、本開示の少なくとも１つの例と整合するリニア電気インパクトツール３００についての位置センササブアセンブリ４７０の様々な図である。この例では、位置センサアセンブリ４７０は、位置スライダ４７２と、位置磁石４７４と、トラック４７５と、スライダクリップ４７６と、位置センサ４７８Ａ、４７８Ｂ（まとめて位置センサ４７８として参照される）と、を含む。位置スライダ４７２は、位置スライダ４７２をシャトル筐体４０１に接続するためのスライダクリップ４７６に留められている。位置センサアセンブリ４７０の目的は、シャトルアセンブリ３１０、より具体的にはシャトル筐体４０１についての位置追跡情報を提供することである。シャトル筐体４０１の位置は、ユーザの意図（外科医の意図の特徴）の予測を含む多数の制御機能に使用される。インパクトツール３００は、位置センサアセンブリ４７０を含んで、前方向又は逆方向のインパクトに関するユーザの意図を予測するための制御回路を含む。外科医の意図は、図１１のフローチャートを参照して以下でより詳細に述べられる。
【0100】
位置センサアセンブリ４７０は、必要とされる移動距離をカバーし、且つ運動の位置及び方向性の両方を提供するために２つの位置センサ４７８を含む。センサ構成は、また、オンザフライ較正及び起動時のツール機能確認を可能にする（図１０を参照して以下でより詳細に述べられる）。例では、位置センサ４７８は、ホール効果センサである。「ホール効果」の原理は、通電導体又は半導体が垂直磁場に対して導入されることを伴い、電圧は、電流経路に対して直角で測定され得る。本システムでは、位置磁石４７４は、磁場を発生し、次いで、当該磁場は、０から３．３ボルトの範囲の電圧を発生する位置センサ４７８によって検知される。制御回路アセンブリ３２２は、２つのセンサからの出力を組み合わせてシャトル筐体４０１の位置を決定する処理命令及び／又は回路を含む。処理命令及び／又は回路は、また、センサ出力から運動方向を決定し得る。センサ出力処理は、図１２Ａ及び図１２Ｂを参照して以下でより詳細に述べられる。
【0101】
図９Ａから図９Ｃは、シャトルアセンブリ３１０及びリニア電気モータアセンブリ３２０の部品の断面図であり、インパクトツール３００の作動中の様々なハンマアセンブリ４３０の位置を示す。図９Ａは、ハンマアセンブリ４３０についての逆方向のインパクト位置を示す。この位置では、ハンマアセンブリ４３０は、インパクトツール３００内で最も遠位の位置にある。シャトル筐体４０１は、遠位のバイアスばね４０９を圧縮しており、チャック３３０に取り付けられた任意のインパクト機器に対して逆方向のインパクトを与えている。図９Ｂは、前方向のインパクト位置におけるハンマアセンブリ４３０及びシャトル筐体４０１を示す。前方向のインパクト位置では、ハンマアセンブリ４３０は、インパクトボタン４１２にインパクトを与えており、チャック３３０に取り付けられたインパクト機器にインパクト力を伝達している。近位のバイアスばね４０８は、この位置で充分に圧縮されている。図９Ｃは、中立位置におけるインパクトアセンブリ４３０及びシャトル筐体４０１を示す。中立位置では、両方のバイアスばねが、シャトル筐体４０１を中央に置くように動作している。図９Ｃに示されるように、ハンマアセンブリ４３０が中立位置で停められた状態で、シャトル筐体４０１は、インパクトツール３００に取り付けられたインパクト機器をユーザが押し下げるか又は引き戻すことによって遠位又は近位に付勢され得る。シャトル筐体４０１のバイアス、及び位置センサアセンブリからの信号における結果として生じる変化は、ユーザの意図を予測するために（例えば、トリガが引かれた場合に、前方向のインパクトが望まれているか又は逆方向のインパクトが望まれているかを予測するために）制御回路によって利用される。前方向のインパクトが意図される場合、ユーザはインパクト機器を押し下げ、これにより、シャトル筐体４０１は遠位に付勢される。逆に、逆方向のインパクトが意図される場合、ユーザはインパクトツールを引き戻し、これにより、シャトル筐体４０１は近位に付勢される。もちろん、これは、インパクト機器を引き出してシャトル筐体４０１のバイアスをもたらすのに何らかの抵抗が存在することを想定している。外科医（ユーザ）の意図の手法は、図１１を参照して以下で更に述べられる。
【0102】
図１０は、本開示の少なくとも１つの例と整合するリニア電気インパクトツールについてのホーミング及び較正手法１０００を示すフローチャートである。この例では、手法１０００は、１００２においてホーミングシーケンスを開始すること、１００４においてハードストップまで後退すること、１００６においてセンサをモニターすること、１００８において遠位のホーム位置にあるかどうかを判定すること、１０１０において前方向のホーム位置まで移動すること、１０１２においてセンサをモニターすること、１０１４において近位のホーム位置にあるかどうかを判定すること、及び任意選択的に１０１６においてセンサを較正することなどの操作を含み得る。
【0103】
１００２において、手法１０００は、インパクトツール３００を起動して、ホームシーケンスを開始することを始め得る。ホームシーケンスは、制御回路が動作不良を検出した場合、又は必要に応じた手動の開始を通じて、他の時に開始され得る。１００４において、リニア電気モータアセンブリ３２０が逆方向にハンマアセンブリ４３０を移動させてハードストップに達して、手法１０００は継続する。リザーブからハードストップまでの作動の間、１００６において制御回路がセンサ出力を監視して、手法１０００が継続する。制御回路は、リニア電気モータアセンブリ３２０及び位置センサアセンブリ４７０からのセンサ出力をモニターする。監視される出力のうちの１つがモータトルクであり、制御回路は、逆方向のハードストップに到達したことを示しているはずであるモータトルクのスパイクをモニターする。モータトルクのスパイクが、予め規定した閾値を上回る場合、ハンマアセンブリ４３０が、予期される逆方向のハードストップ位置に到達したかどうかを見るために、位置センサが読み取られる。予期される完全に逆方向の位置では、遠位の位置センサ４７８Ａは、３．３ボルトのピーク電圧であるか又はそれに近く、近位の位置センサ４７８Ｂは、２．５ボルト未満又は１．２５ボルト未満などの予め規定された閾値未満であろう。これらのアルゴリズムにおいて使用される閾値は、較正中に調整され得る。１００８において、モータ及びハンマアセンブリ４３０が逆方向のハードストップ位置（例えば、遠位のホーム）に到達したことをモータトルク及びセンサ出力読取値が示しているかどうかを制御回路が判定して、手法１０００が継続し、確認された場合、手法１０００は操作１０１０に続く。そうでない場合、手法１０００は操作１００６にループバックし、１００６に戻って、制御回路は継続してセンサをモニターする。
【0104】
１０１０において、リニア電気モータアセンブリ３２０はゆっくりと、近位のホーム位置（ここで、ツールの近位端がインパクト機器を含む）に向けて前方向にハンマアセンブリ４３０を移動させて、手法１０００が継続する。１０１２において、モータがハンマアセンブリ４３０を近位ホーム位置へ移動させつつ、制御回路がセンサ出力を監視して、手法１０００が継続する。１０１２において監視されるセンサ出力は、モータトルクと、移動した距離と、位置センサ４７８（特に、近位の位置センサ４７８Ｂ）と、を含み得る。１０１４において、近位のホーム位置に到達したかどうかを制御回路が判定して、手法１０００が継続する。ハンマアセンブリ４３０が近位のホーム位置に到達したことの表示は、（リニア電気モータアセンブリ３２０によって測定されるような）移動した距離と、モータトルクピークの検知と、近位の位置センサ４７８Ｂにおけるピークの検知と、を含み得る。予め規定されたパラメータが満たされる場合、手法１０００は継続し、任意選択的に１０１６で位置センサを較正し得る。パラメータが満たされない場合、手法１０００は操作１０１２にループバックして、制御回路は継続してセンサ出力をモニターする。１０１６において、制御回路が、遠位及び近位のホーム位置における位置センサ出力を使用して位置センサ４７８の出力を較正し、手法１０００が終わり得る。様々なホーミング操作中、制御回路は、各センサから出力の範囲（最大電圧及び最小電圧）を収集し得る。最小電圧値及び最大電圧値から、制御回路は、各センサのオフセット及び範囲を捕捉し、そしてこれにより、制御回路は、このデータに基づいて各センサについてのオフセット及びゲインを較正することができる。
【0105】
図１１は、本開示の少なくとも１つの例と整合する外科医の意図検出手法１１００を示すフローチャートである。外科医（例えば、ユーザ）の意図検出手法は、インパクトツール３００が外科医の入力に応答してどの方向にインパクト力を発生するか（例えば、前方向のインパクト対逆方向のインパクト）を決定する方法を記載する。本手法は、リニア電気モータアセンブリ３２０の一部、より具体的には制御回路アセンブリ３２２の一部である制御回路内で実装される。この例では、手法１１００は、１１０２においてトリガの引っ張りを検出すること、１１０４においてシャトル筐体位置を決定すること、１１０６においてインパクト方向を決定すること、１１０８において前方向のインパクトを開始すること又は１１１０において逆方向のインパクトを開始すること、１１１２においてインパクトを繰り返すかどうかを決定すること、及び１１１４においてインパクトハンマを停めることなどの操作を含み得る。
【0106】
この例では、トリガの引っ張りが生じたことを制御回路が検出して、手法１１００が１１０２において始まる。１１０４において、制御回路が、位置センサアセンブリ４７０に照会してインパクトツール３００内のシャトル筐体４０１の位置を決定して、手法１１００が継続する。１１０６において、制御回路が、シャトル筐体４０１の位置に基づいて、意図されるインパクト方向を決定して、手法１１００が継続する。シャトルがインパクトツール内に遠位に押されていることを位置センサアセンブリ４７０が示す場合、前方向のインパクトが意図される。シャトルが近位に引かれていることを位置センサアセンブリ４７０が示す場合、逆方向のインパクトが意図される。シャトル筐体４０１が中立位置にある場合、制御回路は、前のインパクトと同じ方向にインパクトを開始する。
【0107】
操作１１０６の一部として、手法１１００は、制御回路が両方の位置センサ４７８から位置情報を受信することを含む。インパクトの意図方向を決定するための第１のオプションは、論理フリップフロップ機能を伴う。論理フリップフロップを用いて、位置センサの各々からの出力は、位置センサの各々からのオン又はオフ信号（例えば、バイナリ信号）をもたらす予め規定された閾値電圧値を含むリレー機能を通じて供給される。そして、遠位の位置センサ４７８Ａがオンであり且つ近位の位置センサ４７８Ｂがオフである場合、意図方向が前方向に設定され、遠位の位置センサ４７８Ａがオフであり且つ近位の位置センサ４７８Ｂがオンである場合、意図方向が逆方向に設定されるように、バイナリ信号がフリップフロップ回路に供給される。
【0108】
インパクトの意図方向を決定するための第２のオプションは、位置センサの出力を結合すること、並びにリレー機能を使用して前方向の意図と逆方向の意図との間で切り換えることを伴う。このオプションでは、制御回路は、各位置センサ４７８からの出力を読み取り、出力値からオフセットを引いて、結果をアーク消弧機能に供給する。出力のジャンプを回避するために、アーク消弧機能の出力がアンラップ機能を通じて供給され、アンラップ機能の出力は、シャトル筐体４０１の位置のリニア出力をもたらす。そして、アンラップ機能の出力は、意図方向を切り換えるための２方向の閾値を伴うリレー機能を通じて供給される。最も遠位の位置で開始して、シャトル筐体４０１の位置が近位に移動するとき、処理された位置データが近位の閾値を超えたことを示すまで前方向の意図方向が維持され、その時に、意図方向が逆方向のインパクトに切り換えられる。遠位方向に戻る移動が遠位の閾値を超えたことをシャトル筐体位置が示すまで、制御回路は逆方向のインパクトの意図を維持する。近位及び遠位の閾値は、制御回路内でプログラムされ得る予め規定された位置である。
【0109】
１１０８において、シャトル筐体４０１がインパクトツール３００内でより遠位に位置していることが判定される場合、手法１１００は継続して前方向のインパクトを開始する。この状態において、制御回路は、前方向のインパクト軌道をトリガし、当該前方向のインパクト軌道は、予め規定された位置へ向けてハンマアセンブリ４３０を遠位に移動させ、ハンマアセンブリ４３０を近位へ加速させてインパクトボタン４１２をインパクトすることを伴う。制御回路は、ツールをどの強度設定にするかを決定し、それに従って前方向のインパクト軌道を選択する。低い設定において、ハンマアセンブリ４３０は、ツールがより高い強度設定に設定される場合よりも近位である第１の位置で前方向のインパクト軌道を開始し得る。より高い強度設定において、ハンマアセンブリ４３０は、リニア電気モータアセンブリ３２０についての運動の最も遠位の範囲の近くまで移動し得る。
【0110】
１１１０において、シャトル筐体４０１がインパクトツール３００内でより近位に位置していることが判定される場合、制御回路は逆方向のインパクトを開始して、手法１１００が継続し得る。この状態において、制御回路は、逆方向のインパクト軌道をトリガし、当該逆方向のインパクト軌道は、停められた位置から予め規定された開始位置へハンマアセンブリ４３０を近位に移動させ、ハンマアセンブリ４３０を遠位に加速させて逆方向のインパクトキャップ４１６をインパクトすることを伴う。例では、逆方向のインパクトは全て、中立停止位置に近位の予め定められた同じ位置から開始され得る。
【0111】
１１１２において、インパクトツール３００がインパクトを繰り返すように構成されているかどうか（トリガが起動された状態のままであるかどうかを含む）を制御回路が判定し、手法１１００が継続する。繰り返されるインパクト状態が検出されない場合、制御回路が、ハンマアセンブリ４３０を停めるようにリニア電気モータアセンブリ３２０に命令して、手法１１００は１１１４において終わり得る。繰り返されるインパクト状態が検出される場合、手法１１００は操作１１０４に戻り、シャトル筐体４０１の位置を決定して、次のインパクトのために外科医の意図を評価する。このように外科医の意図を継続してモニターすることで、鋸引きなどのインパクト手法を、インパクトツール３００を用いて行うことができる。
【0112】
注記
上記で詳述した説明は、詳細な説明の一部を形成した添付図面に対する参照を含む。図面は、例示として、本発明が実施され得る特定の実施形態を示す。当該実施形態はまた、本明細書で「例」と称される。当該例は、示された又は記載された要素に追加の要素を含み得る。しかしながら、本発明者はまた、示された又は記載された当該要素のみが提供される例を想定する。更に、本発明者はまた、特定の例（若しくはその１つ又は複数の態様）に関して、又は本明細書に示された又は記載された他の例（若しくはその１つ又は複数の態様）に関して、示された又は記載された当該要素（又はその１つ又は複数の態様）の任意の組合せ又は並べ替えを用いた例を想定する。
上記で詳述した説明は、詳細な説明の一部を形成した添付図面に対する参照を含む。図面は、例示として、本発明が実施され得る特定の実施形態を示す。当該実施形態はまた、本明細書で「例」と称される。当該例は、示された又は記載された要素に追加の要素を含み得る。しかしながら、本発明者はまた、示された又は記載された当該要素のみが提供される例を想定する。更に、本発明者はまた、特定の例（若しくはその１つ又は複数の態様）に関して、又は本明細書に示された又は記載された他の例（若しくはその１つ又は複数の態様）に関して、示された又は記載された当該要素（又はその１つ又は複数の態様）の任意の組合せ又は並べ替えを用いた例を想定する。
【0113】
本明細書と、参照により援用されるような任意の明細書との間で語法が矛盾している場合、本明細書における語法に支配される。
【0114】
特許明細書では一般的なことであるが、本明細書では、「ａ」又は「ａｎ」という用語は、「少なくとも１つ」又は「１つ以上」の任意の他の場合又は語法と独立して、１つ又は１つよりも多くを含めるために使用される。本明細書では、「又は」という用語は、非排他的なもの、特に示さない限り「Ａ又はＢ」が「ＢではなくＡ」、「ＡではなくＢ」、並びに「Ａ及びＢ」を含むようなものを指すために使用される。本明細書では、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」及び「そこにおいて（ｉｎ ｗｈｉｃｈ）」という用語は、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」及び「そこにおいて（ｗｈｅｒｅｉｎ）」というそれぞれの用語の平易な英語に相当するものとして使用される。また、以下の請求項では、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」及び「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語はオープンエンドのものである、すなわち、請求項においてそのような用語の後に列挙されたものに対して追加の要素を含むシステム、デバイス、物品、構成物、配合物、又はプロセスは依然、その請求項の範囲内に入るものと見なされる。更に、以下の請求項では、「第１」、「第２」、及び「第３」などの用語は、単にラベルとして使用され、それらの物体に対して数値要件を課すことを意図したものではない。
【0115】
上記説明は、例示であることを意図したものであり、制限することを意図したものではない。例えば、上述の例（又はその１つ又は複数の態様）は、互いに組み合わされて使用され得る。上記説明を再検討する際に当業者などによって他の実施形態が使用され得る。要約書は、読者が技術的な開示の本質を迅速に確かめることができるように３７Ｃ．Ｆ．Ｒ．§１．７２（ｂ）に準拠して提供される。それは、請求項の範囲又は意味を解釈又は限定するために使用されないという理解を伴って提出される。また、上記の詳細な説明では、様々な特徴は、本開示を簡素化するために合わせてまとめられ得る。これは、請求されていない開示特徴が任意の請求項に対して必須であることを意図したものであると解釈されるべきではない。むしろ、発明の主題は、開示された特定の実施形態の全ての特徴よりも少ない特徴に存在し得る。したがって、以下の請求項は、本明細書で例又は実施形態として詳細な説明に援用され、各請求項は、それ自体で別の実施形態として置かれており、当該実施形態は、様々な組合せ又は並べ替えにおいて互いに組み合わされ得ることが想定される。本発明の範囲は、添付の請求項を参照して、当該請求項に権利が与えられる均等物の全範囲と共に決定されるべきである。
態様（１）によれば、リニア電気手術ハンマインパクトツールであって、
筐体であって、前記筐体の長手方向の軸線に沿って延びるキャビティを画定する筐体と、
前記キャビティの内側に位置し、前記筐体の前記長手方向の軸線に沿って配置されたシャトルであって、前記シャトルは、第１の端と、第２の端と、前記第１の端から前記第２の端まで延びる壁と、を備え、前記壁は、前記壁の外側部分の長さを延びる対向する外側のキー溝を含む、シャトルと、
前記シャトルの近位端内に少なくとも部分的に配置され、前記筐体の前記長手方向の軸線に沿って配置されたハンマアセンブリと、
前記長手方向の軸線に沿って、第１の方向及び第２の方向へピストンを駆動するように構成されたリニア電気モータと、
前記シャトルの遠位端内に少なくとも部分的に配置されたインパクトアセンブリと、
を備え、
前記第１の方向への前記ハンマアセンブリの移動は、前記ハンマアセンブリを前記シャトルの前記第１の端に接触させて前方向のインパクトを発生し、第２の方向の前記ハンマアセンブリの移動は、前記ハンマアセンブリを前記シャトルの前記第２の端に接触させて逆方向のインパクトを発生する、リニア電気手術ハンマインパクトツールである。
態様（２）によれば、前記ハンマアセンブリは、インパクトハンマを取り囲むインパクトピストンを含む。
態様（３）によれば、前記インパクトハンマは、湾曲した近位接触面を含む。
態様（４）によれば、前記湾曲した近位接触面は、１００ｍｍの半径を含む。
態様（５）によれば、前記インパクトピストンは、逆方向のインパクトキャップと噛み合って予備のインパクトを発生させるための遠位の円周リッジを含む。
態様（６）によれば、前記インパクトアセンブリは、前記インパクトハンマからインパクトを受けるように適合されたインパクトボタンを含む。
態様（７）によれば、前記インパクトアセンブリは、前記インパクトツールの遠位端に隣接するチャックにおいて保持されたインパクトツールに、前記インパクトボタンにおいて受けるインパクトを伝達するように適合された衝撃インタフェイスを含む。
態様（８）によれば、前記インパクトボタンはポリマー材料であり、前記インパクトハンマは高密度金属である。
態様（９）によれば、前記インパクトボタンは、前記インパクトハンマの丸みのある近位面を受け入れるように形成されたポケットを含む。
態様（１０）によれば、前記筐体内において前記シャトルを中央に置き、過剰なインパクトエネルギーを吸収するように作動する近位のバイアスばね及び遠位のバイアスばねを更に備える。
態様（１１）によれば、近位のエネルギー吸収アセンブリ及び遠位のエネルギー吸収アセンブリを更に備える。
態様（１２）によれば、前記近位のエネルギー吸収アセンブリは、前方向の吸収リング及び近位のバイアスリングを含む。
態様（１３）によれば、前記前方向の吸収リングは、エネルギー吸収ゴムであり、前記近位のバイアスリングは、近位のバイアスばねを受け入れるように構成された金属リング構造である。
態様（１４）によれば、インパクトシャフトは、前記インパクトアセンブリからのインパクトを伝達し、インパクトシャフトベアリングアセンブリを通って遠位方向へ延びており、前記インパクトシャフトベアリングアセンブリは、前記インパクトシャフト上の自動調心シャフトベアリングとして作動する。
態様（１５）によれば、位置スライダを前記シャトルに取り外し可能に接続するためのスライダクリップを含む位置センサアセンブリを更に備える。
態様（１６）によれば、インパクトツールのホーミングの方法であって、前記方法は、
リニア電気モータを作動させて、シャトル機構を遠位のハードストップまで後退させることと、
前記リニア電気モータの作動中に位置センサアセンブリをモニターすることと、
前記位置センサアセンブリ及び前記リニア電気モータからのフィードバックに基づいて、遠位のホーム位置に到達したことを判定することと、
前記遠位のホーム位置に到達したことを判定すると、前記リニア電気モータを作動させて、前記シャトル機構を近位のホーム位置まで移動させることと、
前記位置センサ及び前記リニア電気モータからのフィードバックに基づいて、前記近位のホーム位置に到達したことを判定することと、
を含む、方法である。
態様（１７）によれば、前記遠位のホーム位置に到達したことを判定することは、遠位の位置センサ及び近位の位置センサにおける電圧をモニターすることを含む。
態様（１８）によれば、前記遠位のホーム位置及び前記近位のホーム位置における電圧読取値に基づいて前記センサアセンブリを較正することを更に含む。
態様（１９）によれば、インパクトツールを作動させる方法であって、前記方法は、
トリガ機構の起動を検出して、前記インパクトツールからのインパクトを開始することと、
前記インパクトツールの筐体内のシャトルアセンブリの位置を決定することであって、前記シャトルは、インパクトを発生するように適合された構成要素を含む、前記インパクトツールの筐体内のシャトルアセンブリの位置を決定することと、
前記シャトルアセンブリの位置から、意図されるインパクト方向を決定することと、
リニア電気インパクト機構を作動させることによって、前記意図されるインパクト方向にインパクトを加えることと、
を含む、方法である。
態様（２０）によれば、前記インパクトを加えた後、前記トリガ機構の位置に基づいて、前記インパクトを繰り返し加えるかどうかを決定することを更に含む。
態様（２１）によれば、前記インパクトを繰り返し加えないことを決定すると、前記リニア電気インパクト機構を停めることを更に含む。
態様（１）によれば、リニア電気手術ハンマインパクトツールであって、
筐体であって、前記筐体の長手方向の軸線に沿って延びるキャビティを画定する筐体と、
前記キャビティの内側に位置し、前記筐体の前記長手方向の軸線に沿って配置されたシャトルであって、前記シャトルは、第１の端と、第２の端と、前記第１の端から前記第２の端まで延びる壁と、を備え、前記壁は、前記壁の外側部分の長さを延びる対向する外側のキー溝を含む、シャトルと、
前記シャトルの近位端内に少なくとも部分的に配置され、前記筐体の前記長手方向の軸線に沿って配置されたハンマアセンブリと、
前記長手方向の軸線に沿って、第１の方向及び第２の方向へピストンを駆動するように構成されたリニア電気モータと、
前記シャトルの遠位端内に少なくとも部分的に配置されたインパクトアセンブリと、
を備え、
前記第１の方向への前記ハンマアセンブリの移動は、前記ハンマアセンブリを前記シャトルの前記第１の端に接触させて前方向のインパクトを発生し、第２の方向の前記ハンマアセンブリの移動は、前記ハンマアセンブリを前記シャトルの前記第２の端に接触させて逆方向のインパクトを発生する、リニア電気手術ハンマインパクトツールである。
態様（２）によれば、前記ハンマアセンブリは、インパクトハンマを取り囲むインパクトピストンを含む。
態様（３）によれば、前記インパクトハンマは、湾曲した近位接触面を含む。
態様（４）によれば、前記湾曲した近位接触面は、１００ｍｍの半径を含む。
態様（５）によれば、前記インパクトピストンは、逆方向のインパクトキャップと噛み合って予備のインパクトを発生させるための遠位の円周リッジを含む。
態様（６）によれば、前記インパクトアセンブリは、前記インパクトハンマからインパクトを受けるように適合されたインパクトボタンを含む。
態様（７）によれば、前記インパクトアセンブリは、前記インパクトツールの遠位端に隣接するチャックにおいて保持されたインパクトツールに、前記インパクトボタンにおいて受けるインパクトを伝達するように適合された衝撃インタフェイスを含む。
態様（８）によれば、前記インパクトボタンはポリマー材料であり、前記インパクトハンマは高密度金属である。
態様（９）によれば、前記インパクトボタンは、前記インパクトハンマの丸みのある近位面を受け入れるように形成されたポケットを含む。
態様（１０）によれば、前記筐体内において前記シャトルを中央に置き、過剰なインパクトエネルギーを吸収するように作動する近位のバイアスばね及び遠位のバイアスばねを更に備える。
態様（１１）によれば、近位のエネルギー吸収アセンブリ及び遠位のエネルギー吸収アセンブリを更に備える。
態様（１２）によれば、前記近位のエネルギー吸収アセンブリは、前方向の吸収リング及び近位のバイアスリングを含む。
態様（１３）によれば、前記前方向の吸収リングは、エネルギー吸収ゴムであり、前記近位のバイアスリングは、近位のバイアスばねを受け入れるように構成された金属リング構造である。
態様（１４）によれば、インパクトシャフトは、前記インパクトアセンブリからのインパクトを伝達し、インパクトシャフトベアリングアセンブリを通って遠位方向へ延びており、前記インパクトシャフトベアリングアセンブリは、前記インパクトシャフト上の自動調心シャフトベアリングとして作動する。
態様（１５）によれば、位置スライダを前記シャトルに取り外し可能に接続するためのスライダクリップを含む位置センサアセンブリを更に備える。
態様（１６）によれば、インパクトツールのホーミングの方法であって、前記方法は、
リニア電気モータを作動させて、シャトル機構を遠位のハードストップまで後退させることと、
前記リニア電気モータの作動中に位置センサアセンブリをモニターすることと、
前記位置センサアセンブリ及び前記リニア電気モータからのフィードバックに基づいて、遠位のホーム位置に到達したことを判定することと、
前記遠位のホーム位置に到達したことを判定すると、前記リニア電気モータを作動させて、前記シャトル機構を近位のホーム位置まで移動させることと、
前記位置センサ及び前記リニア電気モータからのフィードバックに基づいて、前記近位のホーム位置に到達したことを判定することと、
を含む、方法である。
態様（１７）によれば、前記遠位のホーム位置に到達したことを判定することは、遠位の位置センサ及び近位の位置センサにおける電圧をモニターすることを含む。
態様（１８）によれば、前記遠位のホーム位置及び前記近位のホーム位置における電圧読取値に基づいて前記センサアセンブリを較正することを更に含む。
態様（１９）によれば、インパクトツールを作動させる方法であって、前記方法は、
トリガ機構の起動を検出して、前記インパクトツールからのインパクトを開始することと、
前記インパクトツールの筐体内のシャトルアセンブリの位置を決定することであって、前記シャトルは、インパクトを発生するように適合された構成要素を含む、前記インパクトツールの筐体内のシャトルアセンブリの位置を決定することと、
前記シャトルアセンブリの位置から、意図されるインパクト方向を決定することと、
リニア電気インパクト機構を作動させることによって、前記意図されるインパクト方向にインパクトを加えることと、
を含む、方法である。
態様（２０）によれば、前記インパクトを加えた後、前記トリガ機構の位置に基づいて、前記インパクトを繰り返し加えるかどうかを決定することを更に含む。
態様（２１）によれば、前記インパクトを繰り返し加えないことを決定すると、前記リニア電気インパクト機構を停めることを更に含む。
【図1A】
【図1B】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図10】
【図11】
