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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein medizinisches Energieversorgungssystem.
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Verwandter Stand der Technik
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Im verwandten Stand der Technik sind diverse Arten von Behandlungen unter Verwendung eines Trokars und einer medizinischen Vorrichtung bekannt, die gleichzeitig den Stress für einen Patienten niedrig zu halten.
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In einem Zustand, in dem der Trokar integral mit einer inneren Nadel mit einem spitzen Punkturabschnitt an einem distalen Ende davon kombiniert ist, punktiert die innere Nadel eine Körperwand eines Patienten, so dass der Trokar in die Bauchhöhle eingeführt wird. Nach Einführen in die Bauchhöhle wird der Trokar in der Körperwand durch Entfernen der inneren Nadel dauerhaft eingesetzt und als Führungsrohr für ein Behandlungswerkzeug verwendet, das eine Behandlung in der Bauchhöhle durchführt.
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Das Behandlungswerkzeug, das als medizinische Vorrichtung dient, wird über den Trokar in den Körper des Patienten eingeführt. Wenn das Behandlungswerkzeug elektrische Energie zum Durchführen der Behandlung verwendet, wird das Behandlungswerkzeug für gewöhnlich über ein Kabel mit einer Energieversorgungsquelle verbunden. Das Kabel verringert die Manipulationsleistung, wenn ein Benutzer die Behandlung durchführt.
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In dieser Hinsicht offenbart Patentliteratur 1 eine Technologie, die eine Verringerung der Manipulationsleistung eines Behandlungswerkzeugs durch Durchführen einer kabellosen Energieübertragung zwischen einem Trokar und einer medizinischen Vorrichtung verhindert.
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Bei der in der Patentliteratur 1 offenbarten Technologie kann als primäre Spule, die an einem Trokar angeordnet ist, und eine sekundäre Spule, die in dem in den Trokar eingeführten Behandlungswerkzeug vorgesehen ist, eine kabellose Energieübertragung vom Trokar zum Behandlungswerkzeug durchgeführt werden. Demgemäß ist es nicht erforderlich, das Behandlungswerkzeug über ein Kabel mit einer Energieversorgungsquelle zu verbinden.
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Liste der Referenzschriften
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Patentliteratur
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- Patentliteratur 1: Japanisches Patent Nr. 4145395
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Technisches Problem
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Bei der Technologie von Patentliteratur 1 sind eine energieübertragende Spule und eine energieaufnehmende Spule in einem Innenraum eines rohrförmigen Trokars elektromagnetisch gekoppelt. Aus diesem Grund liegt bei Durchführung einer Behandlung unter Verwendung einer Mehrzahl von Behandlungswerkzeugen mit Einführabschnitten mit unterschiedlichen Durchmessern das Problem darin, dass ein Abstand zwischen der energieübertragenden Spule und der energieaufnehmenden Spule je nach Behandlungswerkzeug und Übertragungseffizienz einer kabellosen Energieübertragung variiert.
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Außerdem ist es in Bezug auf die Übertragungseffizienz ideal, wenn ein Unterschied zwischen einem Innendurchmesser des Trokars und einem Außendurchmesser des Behandlungswerkzeugeinführabschnitts größtmöglich verringert ist. Wenn der Unterschied zwischen dem Innendurchmesser des Trokars und dem Außendurchmesser des Behandlungswerkzeugeinführabschnitts übermäßig verringert wird, ist eine Manipulation, bei der das Behandlungswerkzeug in Bezug auf den Trokar geneigt wird, ggf. nicht leicht möglich und kann es bei Vorschub- und Rückziehmanipulationen des Behandlungswerkzeugs zu Widerständen kommen. Diese Probleme sind darauf zurückzuführen, dass diese eine Verringerung der Manipulationsleistung des Behandlungswerkzeugs bewirken.
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Unter Berücksichtigung der oben erwähnten Umstände liegt der Zweck der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines medizinischen Energieversorgungssystems, das in der Lage ist, eine geeignete kabellose Energieübertragung durchzuführen und gleichzeitig den auf eine Manipulationsleistung einer medizinischen Vorrichtung ausgeübten Einfluss niedrig zu halten.
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Lösung des Problems
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Die vorliegende Erfindung ist ein medizinisches Energieversorgungssystem, das umfasst: eine medizinische Vorrichtung, die einen länglichen Einführabschnitt umfasst, wobei ein distaler Endabschnitt davon mit einem Endeffektor versehen ist, eine Energieaufnahmeeinheit, die ein Energieaufnahmeelement umfasst und in Bezug auf einen Einführabschnitt in einer Längsrichtung des Einführabschnitts beweglich ist, und eine Vorspanneinheit, die die Energieaufnahmeeinheit in Richtung einer distalen Endseite des Einführabschnitts vorspannt; und eine Führungseinheit, die eine Energieübertragungseinheit auf einer proximalen Endseite der Führungseinheit umfasst, wobei die Energieübertragungseinheit ein Energieübertragungselement umfasst, das mit einer Energieversorgungsquelle verbunden ist, wobei der Einführabschnitt der medizinischen Vorrichtung von der proximalen Endseite der Führungseinheit in die Führungseinheit eingeführt wird, wobei, wenn der Einführabschnitt um eine vordefinierte Menge in die Führungseinheit eingeführt ist, die Energieaufnahmeeinheit mit der Energieübertragungseinheit in einem Zustand in Kontakt gelangt, in dem die Energieaufnahmeeinheit von der Vorspanneinheit vorgespannt ist, und das Energieübertragungselement und das Energieaufnahmeelement einander in einer axialen Richtung des Einführabschnitts zugewandt sind und eine Positionsbeziehung aufweisen, in der eine kabellose Energieübertragung möglich ist.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Gemäß dem medizinischen Energieversorgungssystem der vorliegenden Erfindung kann eine geeignete drahtlose Energieübertragung durchgeführt werden, während gleichzeitig der auf die Manipulationsleistung der medizinischen Vorrichtung ausgeübte Einfluss niedrig gehalten wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine Seitenansicht, die ein Behandlungswerkzeug zeigt, das als medizinische Vorrichtung dient, gemäß einem medizinischen Energieversorgungssystem einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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2 ist eine Vorderansicht des Behandlungswerkzeugs.
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3 ist eine Seitenansicht, die einen Trokar zeigt, der als Führungseinheit dient, gemäß dem medizinischen Energieversorgungssystem.
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4 ist eine Draufsicht auf den Trokar.
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5 ist eine Ansicht, die einen Prozess unter Verwendung des medizinischen Energieversorgungssystems zeigt.
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6 ist eine Ansicht, die einen Prozess unter Verwendung des medizinischen Energieversorgungssystems zeigt.
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Die 7(a) und 7(b) sind Teilschnittansichten, die einen Prozess unter Verwendung eines medizinischen Energieversorgungssystems zeigen, gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Die 8(a) und 8(b) sind Teilschnittansichten, die einen Prozess unter Verwendung eines medizinischen Energieversorgungssystems zeigen, gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Die 9(a) und 9(b) sind Teilschnittansichten, die einen Prozess unter Verwendung eines modifizierten Beispiels des medizinischen Energieversorgungssystems zeigen.
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10 ist eine Teilschnittansicht, die einen Prozess unter Verwendung eines medizinischen Energieversorgungssystems zeigen, gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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11(a) ist eine Ansicht, die ein Magnetfeld in einem Zustand schematisch zeigt, in dem kein Abdeckelement vorgesehen ist, und 11(b) ist eine Ansicht, die ein Magnetfeld in einem Zustand schematisch zeigt, in dem ein Abdeckelement vorgesehen ist.
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12 ist eine Teilschnittansicht, die einen Prozess unter Verwendung eines modifizierten Beispiels des medizinischen Energieversorgungssystems zeigt.
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13 ist eine Teilschnittansicht, die einen Prozess unter Verwendung eines modifizierten Beispiels des medizinischen Energieversorgungssystems zeigt.
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14 ist eine perspektivische Ansicht, die ein weiteres Beispiel für eine Energieaufnahmeeinheit des medizinischen Energieversorgungssystems der vorliegenden Erfindung zeigt.
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15 ist eine Seitenansicht der Energieaufnahmeeinheit.
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16 ist eine perspektivische Ansicht, die ein weiteres Beispiel für die Energieaufnahmeeinheit des medizinischen Energieversorgungssystems der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 9 beschrieben. Ein medizinisches Energieversorgungssystem der Ausführungsform umfasst einen Trokar (eine Führungseinheit), die in einem Patienten oder dergleichen dauerhaft eingesetzt ist, und eine medizinische Vorrichtung, die über den Trokar eingeführt und verwendet wird.
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1 ist eine Seitenansicht, die ein Behandlungswerkzeug 10 zeigt, das als medizinische Vorrichtung dient. 2 ist eine Vorderansicht des Behandlungswerkzeugs 10.
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Das Behandlungswerkzeug 10 umfasst einen Einführabschnitt 20, der zumindest teilweise in den Körper eines Patient oder dergleichen eingeführt wird, eine Behandlungseinheit (einen Endeffektor) 30, der an einem distalen Endabschnitt des Einführabschnitts 20 vorgesehen ist, eine Manipulationseinheit 40, die an einer proximalen Endseite des Einführabschnitts 20 vorgesehen sind, und eine Energieaufnahmeeinheit 50, die am Einführabschnitt 20 angebracht ist, um in Bezug auf den Einführabschnitt 20 beweglich zu sein.
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Der Einführabschnitt 20 ist aus einem Metall, einem Harz oder dergleichen in einer rohrförmigen Längsform gebildet. Die Behandlungseinheit 30 der Ausführungsform ist eine Zange, die geöffnet und geschlossen werden kann, und eine Grundstruktur dieser ist bekannt. Wenn Hochfrequenzenergie zur Behandlungseinheit 30 in einem Zustand gespeist wird, in dem Gewebe von der Behandlungseinheit 30 gegriffen ist, kann eine Ablation, Koagulation, Hämostase oder dergleichen des Gewebes durchgeführt werden. Ein Antriebselement (nicht gezeigt) zum Öffnen und Schließen der Behandlungseinheit 30 ist aus einem Leiter wie z. B. Metall oder dergleichen in Stangenform oder Drahtform gebildet. Ein distaler Endabschnitt des Antriebselements ist mit der Behandlungseinheit 30 verbunden. Das Antriebselement verläuft durch den Einführabschnitt 20, um sich zur Manipulationseinheit 40 zu erstrecken.
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Die Manipulationseinheit 40 umfasst einen Hauptkörper 41, mit dem der Einführabschnitt verbunden ist, einen Griff 42, der von einem Benutzer gegriffen wird, und einen Auslöser 43 und einen Leitungsknopf 44, der vom Benutzer manipuliert wird.
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Das Antriebselement, das sich in den Hauptkörper 41 erstreckt, ist mit dem Auslöser 43 verbunden, und wenn der Benutzer den Auslöser 43 manipuliert, wird das Antriebselement vorgeschoben und zurückgezogen, um die Behandlungseinheit 30 zu öffnen und zu schließen.
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Die Energieaufnahmeeinheit 50 umfasst einen plattenförmigen Abschnitt 51, durch den der Einführabschnitt 20 eingeführt wird, und eine planare Spule (ein Energieaufnahmeelement) 52, die im plattenförmigen Abschnitt 51 angeordnet ist.
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Der plattenförmige Abschnitt 51 ist aus einem Isoliermaterial wie z. B. einem Harz oder dergleichen ausgebildet. Wie in den 1 und 2 gezeigt, ist eine Form des plattenförmigen Abschnitts 51 eine Scheibenform mit einem Durchgangsloch 51a in einer Mitte davon. Ein Innendurchmesser des Durchgangslochs 51a ist größer als ein Außendurchmesser des Einführabschnitts 20 und ein Einführabschnitt 20 kann sich in Bezug auf die Energieaufnahmeeinheit 50 in einer Längsrichtung des Einführabschnitts 20 bewegen, ohne dass es zu einer Interferenz mit der Energieaufnahmeeinheit 50 kommt.
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Die planare Spule 52 wird durch Wickeln eines Metallfadens auf der gleichen Oberfläche in Spiralform gebildet. Die planare Spule 52 ist in einem Zwischenabschnitt in einer Dickenrichtung des plattenförmigen Abschnitts 51 angeordnet, um nicht in Bezug auf eine Außenfläche des plattenförmigen Abschnitts 51 freigelegt zu sein. Da der plattenförmige Abschnitt 51 der Ausführungsform aus einem transparenten Harz gebildet ist, ist die planare Spule 52 in den 1 und 2 sichtbar.
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Die Energieaufnahmeeinheit 50 ist über ein Kabel 53 elektrisch mit dem Hauptkörper 41 verbunden. Ein erster Endabschnitt des Kabels 53 ist mit der planaren Spule 52 elektrisch verbunden und ein zweiter Endabschnitt davon ist mit dem Antriebselement im Hauptkörper 41 der Manipulationseinheit 40 elektrisch verbunden.
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Die Energieaufnahmeeinheit 50 ist über ein Vorspannelement (eine Vorspanneinheit) 54 mit der Manipulationseinheit 40 verbunden.
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Das Vorspannelement 54 der Ausführungsform ist eine Spiralfeder. Ein erster Endabschnitt des Vorspannelements 54 ist mit dem plattenförmigen Abschnitt 51 verbunden und ein zweiter Endabschnitt davon ist mit dem Hauptkörper 41 verbunden.
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Gemäß der oben erwähnten Konfiguration ist die Energieaufnahmeeinheit 50 mit der planaren Spule 52 über das Kabel 53 und das Vorspannelement 54 mit dem Manipulationsabschnitt 40 verbunden und durch Verformung des Kabels 53 und des Vorspannelements 54 in Bezug auf den Einführabschnitt 20 beweglich. Eine Länge des Vorspannelements 54 ist so eingestellt, dass das Vorspannelement 54 in einer axialen Richtung komprimiert wird, wenn die Behandlungseinheit 30 des Behandlungswerkzeugs 10, wie in den Trokar eingeführt, vom Trokar vorsteht (nachstehend beschrieben).
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3 ist eine Vorderansicht eines Trokars 70. 4 ist eine Draufsicht auf den Trokar 70. Der Trokar 70 umfasst einen Hauptkörperabschnitt 71, der rohrförmig ausgebildet ist, und eine Energieübertragungseinheit 72, die am Hauptkörperabschnitt 71 vorgesehen ist.
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Eine Grundstruktur des Hauptkörperabschnitts 71 ist einem bekannten Trokar ähnlich und der Einführabschnitt 20 des Behandlungswerkzeugs 10 kann durch diesen eingeführt werden. Der Hauptkörperabschnitt 71 kann je nach Bedarf ein Ventil zum Halten eines Pneumoperitoneumzustands, eine innere Nadel zum Öffnen eines Lochs in der Bauchwand oder dergleichen aufweisen.
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Die Energieübertragungseinheit 72 hat eine planare Spule (ein Energieübertragungselement) 75 und ein Übertragungskabel 76, das mit der planaren Spule 75 elektrisch verbunden ist, und ist an der proximalen Endseite des Hauptkörperabschnitts 71 fixiert. Ein Material und eine Form der Energieübertragungseinheit 72 und ein Anordnungszustand der planaren Spule 75 ähneln im Allgemeinen jenen des plattenförmigen Abschnitts 51 und der planaren Spule 52 der Energieaufnahmeeinheit 50. Das Übertragungskabel 76 ist elektrisch mit einer Energieversorgungsquelle (nicht gezeigt) verbunden.
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Die planare Spule 75 ist sichtbar, da die Energieübertragungseinheit 72 der Ausführungsform auch aus transparentem Material gebildet ist. Der plattenförmige Abschnitt oder die Energieübertragungseinheit kann jedoch aus einem Farbisoliermaterial gebildet sein, da das Energieaufnahmeelement und das Energieübertragungselement nicht sichtbar angeordnet sein müssen.
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Ein Vorgang unter Verwendung des medizinischen Energieversorgungssystems der Ausführungsform wird beschrieben, der das Behandlungswerkzeug 10 und den Trokar 70 wie oben konfiguriert umfasst.
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Zunächst schneidet ein Benutzer in die Bauchwand eines Patienten oder dergleichen, um eine Öffnung in Kommunikation mit der Bauchhöhle zu bilden. Der Hauptkörperabschnitt 71 des Trokars 70 wird von einer distalen Endseite davon in die Öffnung eingeführt und der Trokar 70 wird in der Bauchwand dauerhaft eingesetzt. Das Übertragungskabel 76 ist mit der Energieversorgungsquelle verbunden. Eine Verbindung zwischen dem Übertragungskabel 76 und der Energieversorgungsquelle kann entweder vor oder nach dauerhaften Einsetzen des Trokars 70 durchgeführt werden.
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Die 5 und 6 sind Ansichten, die einen Prozess unter Verwendung des medizinischen Energieversorgungssystems 1 zeigen. Wie in 5 gezeigt, greift der Benutzer den Griff 42 des Behandlungswerkzeugs 10 und setzt die Behandlungseinheit 30 von einer proximalen Endseite des Trokars 70 in den Trokar 70. Zunächst tritt die Behandlungseinheit 30 über ein Durchgangsloch 72a der Energieübertragungseinheit 72 in den Hauptkörperabschnitt 71 ein und danach tritt der Einführabschnitt 20 in den Hauptkörperabschnitt 71 ein.
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Wenn das Behandlungswerkzeug 10 in einem gewissen Grad in den Trokar 70 eingeführt ist, gelangt die Energieübertragungseinheit 72 des Trokars 70 mit der Energieaufnahmeeinheit 50 in Kontakt. Demgemäß sind die planare Spule 75, die auf der Energieübertragungseinheit 72 angeordnet ist, und die planare Spule 52, die auf der Energieaufnahmeeinheit 50 angeordnet ist, einander in Längsrichtung des Einführabschnitts 20 außerhalb in einer radialen Richtung des Einführabschnitts 20 zugewandt. Wenn das Behandlungswerkzeug 10 weiter eingeführt wird, werden die Behandlungseinheit 30 und der Einführabschnitt 20 in Bezug auf den Trokar 70 in Richtung der distalen Endseite des Hauptkörperabschnitts 71 bewegt. Hier hält die Energieaufnahmeeinheit 50 durch Komprimieren des Vorspannelements 54 einen Kontaktzustand mit der Energieübertragungseinheit 72 und bewegt sich in Bezug auf den Trokar 70 nicht. Außerdem wird die Energieaufnahmeeinheit 50 in Richtung der Energieübertragungseinheit 72 vorgespannt und daran gehindert, dass sie sich von der Energieübertragungseinheit 72 trennt, durch eine Kraft des komprimierten Vorspannelements 54, das in seine ursprüngliche Form zurückkehrt.
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Wie in 6 gezeigt, steht die Behandlungseinheit 30 des Behandlungswerkzeugs 10 sodann vom Trokar 70 hervor. In diesem Zustand kann der Benutzer diverse Arten von Behandlungen unter Verwendung des Behandlungswerkzeugs 10 durchführen.
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Wenn der Benutzer die Behandlungseinheit 30 energetisieren möchte, drückt der Benutzer den Leitungsknopf 44 der Manipulationseinheit. Energie, die von der Energieversorgungsquelle gespeist wird, wird vom Übertragungskabel 76 zur planaren Spule 75 übertragen. Da die planare Spule 75 und die planare Spule 52, Eindie einander in Längsrichtung des führabschnitts 20 zugewandt angeordnet sind, elektromagnetisch gekoppelt sind, wird Energie von der Energieübertragungseinheit 72 durch kabellose Energieübertragung zur Energieaufnahmeeinheit 50 übertragen. Danach wird Energie über das Kabel 53 und das Antriebselement zur Behandlungseinheit 30 gespeist.
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Während eine Behandlung durchgeführt wird, wird das Behandlungswerkzeug 10 in Längsrichtung des Einführabschnitts 20 vorgeschoben oder zurückgezogen oder um die Achse des Einführabschnitts 20 in Bezug auf den Trokar 70 gedreht oder in Bezug auf den Trokar 70 geneigt. In einem Zustand, in dem die Behandlungseinheit 30 vom Trokar 70 vorsteht, wird das Vorspannelement 54 jedoch konstant komprimiert und spannt die Energieaufnahmeeinheit 50 in Richtung der Energieübertragungseinheit 72 vor. Demgemäß wird ein zugewandter Zustand der planaren Spule 75 und der planaren Spule 52 während der Behandlung unabhängig von einer Position, einer Ausrichtung oder dergleichen des Behandlungswerkzeugs 10 entsprechend gehalten und kaum verändert. Folglich kann eine stabile kabellose Energieübertragung während der Behandlung gleichmäßig durchgeführt werden.
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Wie oben beschrieben, ist das medizinische kabellose Energieversorgungssystem 1 der Ausführungsform so konfiguriert, dass es eine kabellose Energieübertragung durch elektromagnetisches Koppeln der Energieübertragungseinheit 72, die am Trokar 70 vorgesehen ist, und der Energieaufnahmeeinheit 50, die am Behandlungswerkzeug 10 vorgesehen ist, außerhalb in radialer Richtung des Einführabschnitts 20 und außerhalb des Trokars 70 durchführt. Beim medizinischen kabellosen Energieversorgungssystem 1 können somit, da eine radiale Abmessung des Einführabschnitts der in den Trokar 70 eingeführten medizinischen Vorrichtung keinen Einfluss auf die Übertragungseffizienz der kabellosen Energieübertragung hat, nicht einmal, wenn die radiale Abmessung des Einführabschnitts sich bei jedem der verwendeten medizinischen Vorrichtungen unterscheidet, Eigenschaften der kabellosen Energieübertragung in allen medizinischen Vorrichtungen gleich sein. Demgemäß kann die Flexibilität bezüglich des Designs medizinischer Vorrichtungen bemerkenswert verbessert werden und können die Eigenschaften der kabellosen Energieübertragung in allen medizinischen Vorrichtungen vereint werden.
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Da eine Fläche des elektromagnetisch gekoppelten Abschnitts ohne Dimensionsabweichung des Einführabschnitts erhöht werden kann, können außerdem eine Verringerung der Größe des Abschnitts der medizinischen Vorrichtung, die in den Körper eingeführt wird, und eine Verbesserung der Übertragungseffizienz auf einfache Weise miteinander vereinbar sein.
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Da das Vorspannelement 54, das die Energieaufnahmeeinheit 50 in Richtung der distalen Endseite des Einführabschnitts 20 vorspannt, vorgesehen ist, wird ein Zustand, in dem die Energieübertragungseinheit 72 und die Energieaufnahmeeinheit 50 in entsprechenden Kontakt miteinander gelangen, während der Behandlung unter Verwendung des Behandlungswerkzeugs 10 gehalten. Demgemäß kann eine entsprechende kabellose Energieübertragung gleichmäßig durchgeführt werden, und zwar unabhängig von einer Position oder einer Ausrichtung des Behandlungswerkzeugs 10, eines Winkels zum dauerhaften Einsetzen des Trokars 70 oder dergleichen.
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Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 7(a) und 7(b) beschrieben. Ein medizinisches Energieversorgungssystem 101 der Ausführungsform unterscheidet sich vom oben erwähnten medizinischen Energieversorgungssystem 1 in der Konfiguration der Vorspanneinheit. In der folgenden Beschreibung sind die gleichen Komponenten wie oben beschrieben mit den gleichen Bezugszeichen ausgewiesen und wird auf eine überschneidende Beschreibung verzichtet.
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Die 7(a) und 7(b) sind Teilschnittansichten, die einen Prozess unter Verwendung des medizinischen Energieversorgungssystems 101 zeigen. Das medizinische Energieversorgungssystem 101 umfasst ein Behandlungswerkzeug 110, das als medizinische Vorrichtung dient, und den Trokar 70. Das Behandlungswerkzeug 110 unterscheidet sich vom Behandlungswerkzeug 10 der ersten Ausführungsform nur darin, dass eine Blattfeder 111, die als Vorspanneinheit dient, anstatt des Vorspannelements 53 bereitgestellt ist.
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Zwei Blattfedern 111 sind an einer Innenfläche des Durchgangslochs 51a des plattenförmigen Abschnitts 51 angebracht, und der plattenförmige Abschnitt 51 ist durch die Blattfedern 111 mit einer Außenfläche des Einführabschnitts 20 verbunden. Die Blattfedern 111 haben eine Form, bei der eine Oberflächenrichtung im Wesentlichen parallel zum plattenförmigen Abschnitt 51 in einem natürlichen Zustand ist, in dem keine Kraft angelegt wird. Die Anzahl oder Anordnung der Blattfedern 111 kann entsprechend eingestellt werden.
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Beim medizinischen Energieversorgungssystem 101 mit der oben erwähnten Konfiguration kommen, wie bei der ersten Ausführungsform, zunächst die Energieaufnahmeeinheit 50 und die Energieübertragungseinheit 72 miteinander in Kontakt, wenn das Behandlungswerkzeug 110 in den Trokar 70 eingeführt ist, wie in 7(a) gezeigt, und wird eine kabellose Energieübertragung möglich. Wenn das Behandlungswerkzeug 110 in den Trokar 70 nach vorne geschoben wird, werden ferner die Blattfedern 111 in Richtung des Trokars 70 gezogen, da sich nur der Einführabschnitt 20 vorwärtsbewegt, während die Position der Energieaufnahmeeinheit 50 nicht variiert, wie in 7(b) gezeigt. Da die Blattfedern 111 durch die Zugrückstellung in ihre ursprüngliche Form elastisch verformt werden, tritt eine Vorspannkraft zum Vorspannen der Energieaufnahmeeinheit 50 in Richtung der Energieübertragungseinheit 72 auf, wie durch einen Pfeil in 7(b) gezeigt.
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Gemäß dem medizinischen Energieversorgungssystem 101 der Ausführungsform können wie bei der ersten Ausführungsform eine Verringerung der Größe der medizinischen Vorrichtung und eine Verbesserung der Übertragungseffizienz in Bezug auf eine kabellose Energieübertragung leicht miteinander vereinbar sein und kann eine geeignete kabellose Energieübertragung gleichmäßig durchgeführt werden.
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Da ein Hub einer elastischen Verformung der Blattfeder 111 häufig kleiner als ein Hub einer elastischen Verformung des Vorspannelements 54 ist, ist die Energieaufnahmeeinheit 50 bei der Ausführungsform vorzugsweise in einer Position angebracht, die der Manipulationseinheit 40 näher als bei der ersten Ausführungsform ist.
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Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 8(a) bis 9(b) beschrieben. Ein medizinisches Energieversorgungssystem 201 der Ausführungsform unterscheidet sich von den medizinischen Energieversorgungssystemen der oben erwähnten Ausführungsformen in der Konfiguration der Vorspanneinheit.
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Die 8(a) und 8(b) sind Teilschnittansichten, die einen Prozess unter Verwendung des medizinischen Energieversorgungssystems 201 zeigen. Das medizinische Energieversorgungssystem 201 umfasst ein Behandlungswerkzeug 210, das als medizinische Vorrichtung dient, und den Trokar 70. Eine Vorspanneinheit 211 des Behandlungswerkzeugs 210 umfasst einen Permanentmagneten 212, der an einer proximalen Endseite des plattenförmigen Abschnitts 51 angebracht ist, und einen magnetischen Körperabschnitt 213, der an einer Außenfläche des Einführabschnitts 20 vorgesehen ist. Bei der Ausführungsform ist die Energieaufnahmeeinheit 50 nur über das Kabel 53 (nicht gezeigt) mit der Manipulationseinheit 40 verbunden. Der magnetische Körperabschnitt 213 ist nur innerhalb eines gewissen Bereichs in axialer Richtung der Außenfläche des Einführabschnitts 20 vorgesehen. Der magnetische Körperabschnitt 213 kann z. B. durch Anordnen eines magnetischen Körpers auf der Außenfläche des Einführabschnitts 20 durch Beschichtung oder dergleichen gebildet sein (z. B. Nickelbeschichtung oder dergleichen).
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Ein Vorgang unter Verwendung des medizinischen Energieversorgungssystems 201, das wie oben konfiguriert ist, wird beschrieben.
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Bevor das Behandlungswerkzeug 210 in den Trokar 70 eingeführt wird, wird die Energieaufnahmeeinheit 50 dadurch in einer vordefinierten Position gehalten, dass der Permanentmagnet 212 und der magnetische Körperabschnitt 213 einander anziehen. Wie in 8(a) gezeigt, kommen die Energieaufnahmeeinheit 50 und die Energieübertragungseinheit 72 miteinander in Kontakt, wenn das Behandlungswerkzeug 210 in den Trokar 70 eingeführt ist, und wird eine kabellose Energieübertragung möglich. Wenn das Behandlungswerkzeug 210 in den Trokar 70 vorwärtsgeschoben wird, wie in 8(b) gezeigt, bewegt sich nur der Einführabschnitt 20 vorwärts, ohne dass es zu einer Schwankung der Position der Energieaufnahmeeinheit 50 kommt, und der magnetische Körperabschnitt 213 bewegt sich in Bezug auf den Permanentmagneten 212 nach vorne. Folglich tritt eine Vorspannkraft zum Vorspannen der Energieaufnahmeeinheit 50 in Richtung der Energieübertragungseinheit 72 auf, wie durch einen Pfeil in 8(b) gezeigt, was auf eine Magnetkraft zwischen dem Permanentmagneten 212 und dem magnetischen Körperabschnitt 213 zurückzuführen ist.
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Beim medizinischen Energieversorgungssystem 201 der Ausführungsform können wie bei den oben erwähnten Ausführungsformen eine Verringerung der Größe der medizinischen Vorrichtung und eine Verbesserung der Übertragungseffizienz in Bezug auf eine kabellose Energieübertragung leicht miteinander vereinbar sein und kann eine geeignete kabellose Energieübertragung gleichmäßig durchgeführt werden.
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Auch wenn oben ein Beispiel für die Vorspanneinheit unter Verwendung einer Anziehungskraft beschrieben wurde, die durch eine Magnetkraft erzeugt wird, als Vorspannkraft, kann stattdessen eine Vorspannkraft so konfiguriert sein, dass sie eine Rückstoßkraft, die durch eine Magnetkraft erzeugt wird, als Vorspannkraft verwendet wird.
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Bei einem modifizierten Beispiel, das in den 9(a) und 9(b) gezeigt ist, ist eine Vorspanneinheit 216 durch einen ersten Magneten 217 gebildet, der an der Energieaufnahmeeinheit 50 angebracht ist, und einen zweiten Magneten 218, der am Einführabschnitt 20 fixiert ist. Der erste Magnet 217 und der zweite Magnet 218 sind derart angeordnet, dass N-Pole einander zugewandt sind.
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Beim modifizierten Beispiel, wenn der Einführabschnitt 20 nach Inkontaktgelangen der Energieaufnahmeeinheit 50 und der Energieübertragungseinheit 72 vorwärtsbewegt wird, nähern sich der erste Magnet 217 und der zweite Magnet 218 einander an, um eine Rückstellkraft dazwischen zu erzeugen. Die Vorspannkraft zum Vorspannen der Energieaufnahmeeinheit 50 in Richtung der Energieübertragungseinheit 72 wird durch die Rückstellkraft erzeugt, wie durch einen Pfeil von 9(b) gezeigt. Bei der oben erwähnten Konfiguration kann eine entsprechende kabellose Energieübertragung gleichmäßig durchgeführt werden, und zwar unabhängig von einer Position oder einer Ausrichtung des Behandlungswerkzeugs, eines Winkels zum dauerhaften Einsetzen des Trokars oder dergleichen.
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Eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die 10 bis 13 beschrieben. Ein medizinisches Energieversorgungssystem 301 der Ausführungsform unterscheidet sich von den medizinischen Energieversorgungssystemen der oben erwähnten Ausführungsformen darin, dass die Energieübertragungseinheit und die Energieaufnahmeeinheit Abdeckelemente umfassen, die aus magnetischen Körpern gebildet sind.
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10 ist eine Querschnittansicht, die einen Prozess unter Verwendung des medizinischen Energieversorgungssystems 301 zeigt. 10 zeigt einen Zustand, in dem die Energieaufnahmeeinheit 50 und die Energieübertragungseinheit 72 miteinander in Kontakt gelangen, und die Energieaufnahmeeinheit 50 wird vom Vorspannelement 54 vorgespannt. In dem Zustand, in dem die Energieaufnahmeeinheit 50 und die Energieübertragungseinheit 72 miteinander in Kontakt gelangen, sind die Außenflächen der Energieaufnahmeeinheit 50 und der Energieübertragungseinheit 72 durch ein erstes Abdeckelement 302 abgedeckt, das auf der Energieaufnahmeeinheit 50 vorgesehen ist, und ein zweites Abdeckelement 303, das auf der Energieübertragungseinheit 72 vorgesehen ist.
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Das erste Abdeckelement 302 ist aus einem magnetischen Körper gebildet und so angeordnet, dass es alle Oberflächen der Außenflächen der Energieaufnahmeeinheit 50 bedeckt, mit Ausnahme einer Oberfläche, die der Energieübertragungseinheit 72 zugewandt ist, einer Innenfläche des Durchgangslochs 51a und eines Abschnitts, auf dem das Kabel 53 (nicht gezeigt) angeordnet ist. Das zweite Abdeckelement 303 ist aus einem magnetischen Körper gebildet und so angeordnet, dass es alle Oberflächen der Außenflächen der Energieübertragungseinheit 72 bedeckt, mit Ausnahme einer Oberfläche, die der Energieaufnahmeeinheit 50 zugewandt ist, einer Innenfläche des Durchgangslochs 72a und eines Abschnitts, auf dem das Übertragungskabel 76 (nicht gezeigt) angeordnet ist. Beispielsweise kann ein weiches magnetisches Material wie z. B. Permalloy, Siliciumstahl oder Weichferrit als magnetischer Körper verwendet werden, der das erste Abdeckelement 302 und das zweite Abdeckelement 303 bildet.
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Beim medizinischen Energieversorgungssystem 301 der Ausführungsform können wie bei den oben erwähnten Ausführungsformen eine Verringerung der Größe der medizinischen Vorrichtung und eine Verbesserung der Übertragungseffizienz in Bezug auf eine kabellose Energieübertragung leicht miteinander vereinbar sein und kann eine geeignete kabellose Energieübertragung gleichmäßig durchgeführt werden.
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Wenn die Energieaufnahmeeinheit 50 und die Energieübertragungseinheit 72 miteinander in Kontakt gelangen und die planare Spule 52 und die planare Spule 75 einander zugewandt sind, um magnetfeldgekoppelt zu sein, sind außerdem die Außenseiten der zwei planaren Spulen vom ersten Abdeckelement 302 und zweiten Abdeckelement 303 bedeckt, die aus dem magnetischen Körper gebildet sind. Demgemäß wird, wie in 11(b) gezeigt, magnetisches Streufeld vom magnetischen Körper eingefangen, das von der planaren Spule 52 und der planaren Spule 75 erzeugt wird. Folglich wird im Gegensatz zu dem Zustand, in dem die Außenseiten der zwei planaren Spulen nicht bedeckt sind, wie in 11(a) gezeigt, ein geschlossener Kreis an Abschnitten der zwei planaren Spulen gebildet, kann eine größere Magnetflussmenge in Richtung der planaren Spule 52 geleitet werden, und kann die Übertragungseffizienz verbessert werden.
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Ferner kann, da die Außenseiten der zwei planaren Spulen von den magnetischen Körpern bedeckt sind, der Einfluss des Magnetfelds auf einen menschlichen Körper oder Peripheriegeräte verringert werden. In den 11(a) und 11(b) ist ein Zustand des Magnetfelds durch einen Pfeil gezeigt.
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Da die Abdeckkonfiguration durch den magnetischen Körper, wie bei der Ausführungsform beschrieben, die oben erwähnten Wirkungen hat, kann die Abdeckkonfiguration auch auf das medizinische Energieversorgungssystem angewandt werden, das keine Vorspanneinheit umfasst.
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Ein modifiziertes Beispiel der Ausführungsform wird nachstehend beschrieben. Beim modifizierten Beispiel, wie in 12 gezeigt, ist ein ringförmiges Begrenzungselement (eine Begrenzungseinheit) 305 am ersten Abdeckelement 302 angebracht. Das Begrenzungselement 305 und das erste Abdeckelement 302 sind integral miteinander verbunden, da eine Innenumfangsfläche des Begrenzungselements 305 mit einer Außenumfangsfläche des ersten Abdeckelements 302 verbunden ist und ein Abschnitt des Begrenzungselements in Richtung der Energieübertragungseinheit 72 vorsteht.
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Wenn die Energieaufnahmeeinheit 50 und die Energieübertragungseinheit 72 miteinander in Kontakt gelangen, wie in 12 gezeigt, wird verhindert, dass sich die Energieaufnahmeeinheit 50 und die Energieübertragungseinheit 72 nach Kontakt in Bezug aufeinander in radialer Richtung (der Oberflächenrichtung der planaren Spule) bewegen, da die Energieübertragungseinheit 72 in ein Inneres des ringförmigen Begrenzungselements 305 eintritt. Folglich kann eine stabile Energieübertragung durchgeführt werden.
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Beim modifizierten Beispiel kann das Restriktionselement am zweiten Abdeckelement 303 angebracht sein. Außerdem kann das Begrenzungselement ggf. nicht in einer Ringform ausgebildet kann, kann jedoch an mehreren Stellen (z. B. drei Stellen) in Umfangsrichtung des Abdeckelements in Intervallen vorgesehen sein.
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Das in 13 gezeigte modifizierte Beispiel ist eine Konfiguration, bei der ein zweites Abdeckelement 303A selbst eine Funktion der Unterdrückung einer relativen Bewegung aufweist. Das zweite Abdeckelement 303A hat einen Umfangsrandabschnitt, der in Richtung Energieaufnahmeeinheit 50 vorsteht und als Führungseinheit 306 dient. Eine Innenumfangsfläche 306a der Führungseinheit 306 ist in verjüngter Form ausgebildet, wobei ein Innendurchmesser in Richtung der distalen Endseite des Trokars 70 verringert ist.
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Beim modifizierten Beispiel kann verhindert werden, dass die Energieaufnahmeeinheit 50 und die Energieübertragungseinheit 72 sich in Bezug aufeinander in radialer Richtung bewegen, nachdem sie miteinander in Kontakt gekommen sind.
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Da die Innenumfangsfläche 306a der Führungseinheit 306 in einer verjüngten Form ausgebildet ist, kann die Energieaufnahmeeinheit 50 sogar dann von der Innenumfangsfläche 306a so geführt werden, dass sie sich reibungslos zur Innenseite der Führungseinheit 306 bewegt, wenn das Energieaufnahmeelement 50 in radialer Richtung etwas abweicht, wenn sie sich der Energieübertragungseinheit 72 nähert, so dass die Energieaufnahmeeinheit 50 mit der Energieübertragungseinheit 72 in Kontakt gelangen kann.
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Da die in den modifizierten Beispielen beschriebene Begrenzungseinheit ggf. nicht am Abdeckelement vorgesehen ist, kann die Begrenzungseinheit auf alle Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung angewandt werden. Beispielsweise sogar wenn das Begrenzungselement direkt an der Energieaufnahmeeinheit oder der Energieübertragungseinheit oder einem Abschnitt des plattenförmigen Abschnitts angebracht ist oder die Energieübertragungseinheit so ausgebildet ist, dass sie eine Funktion des Begrenzungselements aufweist, kann verhindert werden, dass die Energieaufnahmeeinheit und die Energieübertragungseinheit sich in Bezug aufeinander in radialer Richtung bewegen, nachdem sie miteinander in Kontakt gelangt sind.
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Auch wenn die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung oben beschrieben wurden, ist der technische Umfang der vorliegenden Erfindung nicht auf die oben erwähnten Ausführungsformen beschränkt. Die Komponenten können auf diverse Arten kombiniert, modifiziert oder gelöscht werden, ohne sich vom Umfang der vorliegenden Erfindung zu entfernen.
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Auch wenn das Beispiel, bei dem eine kabellose Übertragung durch elektromagnetische Verbindung der planaren Spulen durchgeführt wird, die auf der Energieübertragungseinheit und der Energieaufnahmeeinheit angeordnet sind, bei den oben erwähnten Ausführungsformen beschrieben wurde, ist die Konfiguration der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise wie eine Energieaufnahmeeinheit 50A eines modifizierten Beispiels, wie in den 14 und 15 gezeigt, kann eine kabellose Energieübertragung in einer Konfiguration durchgeführt werden, bei der eine planare Elektrode 58, die aus der Metallfolie oder dergleichen angeordnet ist, anstatt der planaren Spule angeordnet ist und einer planaren Elektrode zugewandt ist, die auf der Energieübertragungseinheit angeordnet ist und die gleiche Form wie die planare Elektrode 58 aufweist, wobei ein Isoliermaterial dazwischen eingeklemmt ist. In diesem Fall sind die planaren Elektroden, die einander zwischen der Energieaufnahmeeinheit und Energieübertragungseinheit zugewandt sind, durch elektrische Feldkopplung verbunden.
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Die planare Elektrode 58 der Energieaufnahmeeinheit 50A hat zwei Regionen 58a und 58b, die elektrisch geteilt sind. Bei dem Beispiel sind die zwei Regionen 58a und 58b in einer konzentrischen kreisförmigen Form geteilt, um das Durchgangsloch der Energieaufnahmeeinheit zu umgeben, und sind die Flächen der zwei Regionen 58a und 58b im Wesentlichen gleich. Da eine Form der planaren Elektrode der Energieübertragungseinheit auch die gleiche ist, werden, wie oben beschrieben, da die Energieaufnahmeeinheit und die Energieübertragungseinheit einander zugewandt sind, zwei Paare von einander zugewandten planaren Elektroden zwischen der Energieaufnahmeeinheit und der Energieübertragungseinheit gebildet, und die kabellose Energieübertragung von der Energieübertragungseinheit zur Energieaufnahmeeinheit kann durch elektrische Feldkopplung zwischen den zugewandten planaren Elektroden durchgeführt werden. Da zwei Regionen der planaren Elektrode in einer konzentrischen kreisförmigen Form geteilt sind, wird, sogar wenn die Energieübertragungseinheit gemäß einer Manipulation der medizinischen Vorrichtung in Bezug auf die Energieübertragungseinheit um eine Achse des Einführabschnitts bewegt (gedreht) wird, eine stabile Energieübertragung ohne Schwankung in einer Fläche der zugewandten Elektroden möglich. Ferner ist die Mehrzahl von Regionen der planaren Elektrode ggf. nicht in einer konzentrischen kreisförmigen Form geteilt, solange die Energieübertragungseinheit und die Energieaufnahmeeinheit so konfiguriert sind, dass sie einander in einer vordefinierten Positionsbeziehung gleichmäßig zugewandt sind, indem ein Element, das eine relative Bewegung der Energieübertragungseinheit und der Energieaufnahmeeinheit um die Achse begrenzt, oder dergleichen vorgesehen wird.
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Wenn die planaren Elektroden in der Energieübertragungseinheit und der Energieaufnahmeeinheit angeordnet sind, kann die gleiche Wirkung wie bei der oben erwähnten vierten Ausführungsform erhalten werden, solange das erste Abdeckelement und das zweite Abdeckelement aus einem leitfähigen Material gebildet sind, anstatt des magnetischen Körpers.
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Ferner wurde bei der Energieaufnahmeeinheit 50A, wie der oben erwähnten Energieaufnahmeeinheit 50, ein Beispiel beschrieben, bei dem das Element, auf dem die planare Elektrode 58 angeordnet ist, aus einem transparenten Harz gebildet ist.
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Außerdem sind Formen der Energieübertragungseinheit und des plattenförmigen Abschnitts nicht auf die oben erwähnte wesentliche Scheibenform beschränkt und können beliebige diverser Formen wie z. B. eine polygonale Form oder dergleichen sein. Ferner sind das Energieübertragungselement und das Energieaufnahmeelement ggf. nicht im gesamten Einführabschnitt der eingeführten medizinischen Vorrichtung in Umfangsrichtung angeordnet und sind ggf. nur auf einem Abschnitt davon in Umfangsrichtung angeordnet, wie das Energieübertragungselement 72A des modifizierten Beispiels, wie in 16 gezeigt.
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In diesem Fall jedoch, wenn die Energieübertragungseinheit und der plattenförmige Abschnitt in Bezug aufeinander um die Achse des Einführabschnitts der medizinischen Vorrichtung bewegt werden, ist, da die planaren Spulen oder dergleichen einander nicht zugewandt sind und die kabellose Energieübertragung ggf. nicht durchgeführt wird, ein System vorzugsweise so konfiguriert, dass es eine relative Bewegung sowohl der Energieübertragungseinheit als auch des plattenförmigen Abschnitts um die Achse mit dem Begrenzungselement oder dergleichen begrenzt. Solange die relative Bewegung sowohl der Energieübertragungseinheit als auch des plattenförmigen Abschnitts begrenzt ist, können, da die Energieübertragungseinheit und der plattenförmige Abschnitt um die Achse des Einführabschnitts integral gedreht werden, die Energieübertragungseinheit und der plattenförmige Abschnitt in eine Position bewegt werden, in der sie eine Behandlung nicht stören.
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Wie in 16 gezeigt, kann eine Mehrzahl von planaren Spulen oder planaren Elektroden auf der Energieübertragungseinheit und der Energieaufnahmeeinheit der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein. Die planare Spule ist ggf. nicht in einer im Wesentlichen kreisförmigen Form gewickelt und kann in einer polygonalen Form gewickelt sein, wie die planare Spule 75A, die in 16 gezeigt ist.
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Ein Endeffektor der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die oben erwähnte Zange beschränkt und kann ein beliebiger Endeffektor sein, solange er so konfiguriert ist, dass er Energie aufnimmt und eine vordefinierte Funktion aufweist. Beispielsweise kann der Endeffektor ein Hochfrequenzmesser sein, das durch elektrische Leitung verwendet wird, oder ein Beobachtungsmittel, das ein Bildgebungselement umfasst, ein optisches System, ein Beleuchtungsmechanismus und dergleichen.
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Ferner ist die Führungseinheit der vorliegenden Erfindung nicht auf den oben beschriebenen Trokar beschränkt. Demgemäß kann die vorliegende Erfindung auch auf einen Übertubus oder dergleichen angewandt werden, der verwendet wird, wenn ein Endoskop, ein Behandlungswerkzeug oder dergleichen in den Körperhohlraum eingeführt wird, der als Führungseinheit dient.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Die vorliegende Erfindung kann auf ein medizinisches Energieversorgungssystem angewandt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 101, 201, 301
- Medizinisches Energieversorgungssystem
- 10, 110, 210
- Behandlungswerkzeug (medizinische Vorrichtung)
- 20
- Einführabschnitt:
- 30
- Behandlungseinheit (Endeffektor)
- 50,
- 50AEnergieaufnahmeeinheit
- 52
- Planare Spule (Energieaufnahmeelement)
- 54
- Vorspannelement (Vorspanneinheit)
- 58
- Planare Elektrode (Energieaufnahmeelement)
- 70
- Trokar (Führungseinheit)
- 72, 72A
- Energieübertragungseinheit
- 75, 75A
- Planare Spule (Energieübertragungselement)
- 111
- Blattfeder (Vorspanneinheit)
- 211
- Vorspanneinheit
- 301
- Erstes Abdeckelement
- 302, 302A
- Zweites Abdeckelement
