JP2006014905A

JP2006014905A - 硝子体カッター及び硝子体カッターを備える硝子体手術装置

Info

Publication number: JP2006014905A
Application number: JP2004195088A
Authority: JP
Inventors: Koji Osawa; 孝治大澤
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 2004-07-01
Filing date: 2004-07-01
Publication date: 2006-01-19
Anticipated expiration: 2024-07-01
Also published as: JP4790234B2; DE102005030664A1; US20060004397A1

Abstract

【課題】回転式の内刃によって、小さい駆動源でも安定して硝子体を切除できる硝子体カッター及びこれを備える硝子体手術装置を提供すること。
【解決手段】眼球内の硝子体を切除する硝子体カッターにおいて、硝子体を吸引する開口部が先端付近に形成され，該開口部のエッジを内刃として用いる内筒刃と、該内筒刃をその軸中心に回転可能に保持するとともに硝子体を前記内筒刃内に吸引するための吸い込み口となる開口部が形成され，該開口部のエッジを外刃として用いる外筒刃と、該外筒刃が取り付けられたカッター本体部とを備え、該カッター本体部内には、圧縮気体の供給状態を変えることにより前記内筒刃の軸方向に直進運動可能なダイアフラムと、該ダイアフラムの直進運動を回転運動に変換し、前記内筒刃をその軸回りに正逆回転させる回転運動変換機構と、を設ける。
【選択図】図３

Description

本発明は、眼球内の硝子体を切除するための硝子体カッター及びこれを備える硝子体手術装置に関する。

硝子体手術で使用される硝子体カッターは、固定された外筒刃（外刃）の先端付近の側面に設けられた吸引孔から眼内の硝子体を吸引により嵌入させた状態で内筒刃（内刃）を作動し、硝子体を切除する。このような内刃の作動方式には、内刃を往復直進運動させることにより硝子体を切除するギロチン式や（特許文献１参照）、外刃と同じように先端付近の側面に吸引孔を設けた内刃を用いて、内刃を外刃内で軸中心に回転させることにより硝子体を切除する回転式が知られている（特許文献２参照）。特許文献２の硝子体カッターにおいては、ピストンを両端から交互に押し付ける２相の圧縮気体の流入出駆動で、ピストンと一体になっているラックを内刃の軸に対して直交する方向に往復運動させ、ピニオンを介して内刃を正逆回転させる方式が取られている。
特開２００１−８７３０３号公報特公平７−１１２４７８号公報

ところで、網膜に近接する硝子体を切除するためには、ギロチン式ではその切除方式の構造上、硝子体カッターの先端に吸引孔を設けることはできない。これに対して、後者の回転式では硝子体カッターの先端に設けることが可能である。しかし、特許文献２に記載されているピストンによる駆動機構では、ピストンの摩擦抵抗の低減と機密性の確保という矛盾した課題を克服する必要があり、気体の圧力エネルギーを回転エネルギーに変換する変換効率が良くなく、小さい駆動源では安定した性能を確保すことが難しい。

上記従来技術の問題点に鑑み、回転式の内刃によって、小さい駆動源でも安定して硝子体を切除できる硝子体カッター及びこれを備える硝子体手術装置を提供することを技術課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。

（１）眼球内の硝子体を切除する硝子体カッターは、硝子体を吸引する開口部が先端付近に形成され，該開口部のエッジを内刃として用いる内筒刃と、該内筒刃をその軸中心に回転可能に保持するとともに硝子体を前記内筒刃内に吸引するための吸い込み口となる開口部が形成され，該開口部のエッジを外刃として用いる外筒刃と、該外筒刃が取り付けられたカッター本体部とを備え、該カッター本体部内には、圧縮気体の供給状態を変えることにより前記内筒刃の軸方向に直進運動可能なダイアフラムと、該ダイアフラムの直進運動を回転運動に変換し、前記内筒刃をその軸回りに正逆回転させる回転運動変換機構と、を設けたことを特徴とする。

（２）（１）の硝子体カッターの回転運動変換機構は、送りネジとナットの組み合わせによって、前記ダイアフラムの直進駆動を回転運動に変換する機構であり、圧縮気体が供給されたときに前記内筒刃を正回転し、供給された圧縮気体が大気開放されたときに前記内筒刃を逆回転させるためのバネを備えることを特徴とする。

（３）（１）の硝子体カッターの回転運動変換機構は、送りネジとナットの組み合わせによって前記ダイアフラムの直進駆動を回転運動に変換する機構であり、圧縮気体が供給されたときに前記内筒刃を正回転し、圧縮気体が吸引されることにより前記内筒刃が逆回転される構成としたことを特徴とする。

（４）（１）の硝子体カッターは、前記回転運動変換機構が設けられた前記カッター本体部と、前記内筒刃及び外筒刃が設けられた先端ユニットとを分離可能に構成すると共に、前記回転運動変換機構により変換された正逆回転を前記内筒刃に伝達する伝達機構を設けたことを特徴とする。

（５）硝子体手術装置は、（１）〜（４）の何れかに記載の硝子体カッターを備える硝子体手術装置であって、前記硝子体カッターへの圧縮気体の供給状態を変える気体供給変化手段と、前記内筒刃に形成された吸引路に接続され、切除された硝子体を吸引するための吸引力を発生する吸引手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、安定して効率良く硝子体を切除できる。また、回転式の硝子体カッターであっても、その構造のコンパクト化が可能となる。また、本発明の硝子体カッターは、ギロチン式の硝子体カッターを駆動する従来の手術装置本体に接続して使用できる。

本発明について一実施形態を挙げ、図面に基づいて以下に説明する。図１は本実施形態における硝子体カッターの先端部の構成を示した図である。

図１は硝子体カッター２０の外筒部（外筒刃）１と内筒部（内筒刃）１０とが嵌合した状態における、内筒部１０の回転動作の様子を示した断面図であり、図２は図１の回転動作の様子を正面から見たときの拡大断面図である。図１（ａ）は、外筒部１の開口部３と内筒部１０の開口部１２とが重なり合っている状態を示しており、図２（ａ）は図１（ａ）のＡ方向から見たときの断面図である。

外筒部１はその外径が０．７ｍｍ〜１．５ｍｍ程度、厚みが０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍ程度を有した中空の筒形状を有しており、その先端は曲面２を有し、一部を除いて塞がっている。なお、先端は丸み（曲面）を有していなくともよいが、網膜とカッター先端との接触による網膜のダメージを考慮すると、先端は丸みを有している方が好ましい。３は先端の曲面２の一部分を切り欠くことにより設けられた外筒部１の開口部である。この開口部３は、硝子体を筒内に吸引する際の吸引口となるとともに、開口部３の内壁側のエッジが外刃３ａとして機能するようになっている。

内筒部１０の外径は、外筒部１の内径と略一致する大きさであり、外筒部１内に内筒部１０を嵌合させた状態で、外筒部１の内壁形状にて内筒部１０が回転可能に保持される。開口部１２は、内筒部１０先端の曲面１１の一部を切り欠くことにより設けられている。開口部１２は硝子体を筒内に吸引する際の吸引口となるとともに、開口部１２の外壁側のエッジが内刃１２ａとして機能するようになっている。また、内筒部１０の基端側には、後述する回転機構部等が取り付けられており、内筒部１０を外筒部１内で軸中心に回転運動させるとともに、内筒部１０に形成された吸引路となる内部空間１３に開口部１２から硝子体を吸引させることができる。

図１（ａ）に示すように開口部３に対して開口部１２が重なり合うように位置しているときでは、両開口部を通して内筒部１０の内部空間１３へ硝子体が吸引できるようになっている。また、図１（ｂ）に示すように内筒部１０が回転をして開口部３と開口部１２とが重なり合わない状態に回転移動したとき（図１（ｂ）をＢ方向から見た図２（ｂ）の状態）は、眼球内の硝子体は内筒部１０の内部空間１３に吸引されないとともに、外刃３ａと内刃１２ａとの噛み合せによって硝子体が切断されていることとなる。

図３は、硝子体カッター２０の回転駆動機構及び硝子体手術装置の概略構成図である。回転駆動機構は、術者が手で把持するカッター本体部２０ａの内部に設けられている。外筒部１は本体部２０ａのカバー２１に固定されている。内筒部１０は、本体部２０ａ内の中間部分にリードネジ１０ａが設けられている。リードネジ１０ａはナット２２と噛合い、ナット２２はダイアフラム２３に固定された移動支基２４に組付けられている。なお、リードネジ１０ａの材質は、例えば、ステンレスである。ナット２２は、リードネジ１０ａよりとの親和性の劣る樹脂（ポリイミド）等で製作されている。表面の性質が異なるリードネジとナットの組み合わにより、直進運動を回転運動に変換する際の摩擦抵抗が小さくなるように工夫されている。

ダイアフラム２３の外周部はカバー２５とカバー２６に挟まれた状態で固定されている。また、移動支基２４はカバー２５の仕切り部２５ａに開けられた穴２５ｂを通り、ナット２２に組付けられている。カバー２６にはニップル部２６ａ、２６ｃが形成されており、ニップル部２６ａの空気穴２６ｂはダイアフラム２３とカバー２６に内壁で形成される内部空間３１につながっている。また、ニップル部２６ｃの空気穴２６ｄは内筒部１０の内部空間１３につながっている。内筒部１０の外周はダイアフラム２３、カバー２６とＯリング３０でシールされており、内部空間１３、内部空間３１の気密性が保たれている。ニップル部２６ａを介して内部空間３１に圧縮気体が供給されると、ダイアフラム２３は内筒部１０の先端方向に直進運動し、これに伴って移動支基２４に固定されたナット２２が先端方向に直進移動する。ナット２２が直進移動することにより、リードネジ１０ａ及びこれに固定された内筒部１０が中心軸回りに回転される。

また、リードネジ１０ａとカバー２５の仕切り部２５ａの間には圧縮バネ２７が組み込まれており、圧縮バネ２７のバネ力によりリードネジ１０ａ及び内筒部１０は外筒部１側へ付勢されている。また、リードネジ１０ａには、カバー２１に固定されたねじりコイルバネ２８が組付けられている。コイルバネ２８は、ナット２２の先端側への直進移動によってリードネジ１０ａが回転される方向とは逆方向にリードネジ１０ａを回転する付勢力を持つ。なお、ナット２２の外周には回り止めのブロック２９が２ヶ所固定されており、ブロック２９はカバー２１内部の溝２１ａの中を摺動する。穴２１ｂ、２１ｃはナット２２の移動に伴う空気抜けの穴である。

なお、直進運動を回転運動に変換するナット２２とリードネジ１０ａの関係は、逆にして構成しても良い。つまり、リードネジ１０ａを直進運動にして、ナット２２に内筒部１０を固定して内筒部１０を回転させても良い。

内筒部１０の筒内の内部空間１３（吸引路）は、空気穴２６ｄを持つニップル部２６ｃに繋がっている。ニップル部２６ｃはチューブ４１を介して手術装置本体１００の廃液室１０１に接続されており、廃液室１０１には吸引ポンプ１０２が接続されている。ニップル部２６ａは、チューブ４２を介して手術装置本体１００の電磁弁１０５に接続されており、電磁弁１０５には圧縮空気（圧縮気体）を送る圧縮ポンプ１０６が接続されている。吸引ポンプ１０２、電磁弁１０５、圧縮ポンプ１０６は制御部１１０により駆動制御される。また、制御部１１０には、手術条件を設定するための設定パネル１０７、吸引ポンプ１０２及び電磁弁１０５を作動させる信号入力のフットスイッチ１０８が接続されている。

以上のような構成を備える硝子体手術装置において、以下にその動作を説明する。手術の準備として、設定パネル１０７の各スイッチにより手術条件（吸引圧、硝子体カッター２０のカッティング速度等）を設定しておく。手術に際しては、図示なき灌流瓶からの灌流液を患者眼眼内に導くとともに、硝子体カッター２０の外筒部１を眼内に挿入する。本実施形態の硝子体カッター２０は、外筒部１の側面でなく、その先端側部分に刃物（開口部３）が形成されているので、網膜近傍に位置する硝子体をも切除できる。術者がフットスイッチ１０８を踏込み操作することで、制御部１１０は電磁弁１０５を開閉駆動し、設定されたカッティング速度で硝子体カッター２０の内筒部１０を正逆回転させる。

内筒部１０の正逆回転の動作について説明する。電磁弁１０５が開かれると、圧縮ポンプ１０６からの圧縮空気がチューブ４２を通して内部空間３１に供給される。内部空間３１の内圧が増加することによって、コイルバネ２８のバネ力に抗して、ダイアフラム２３が移動支基２４を介してナット２２を外筒部１方向へ押す。ナット２２はブロック２９により回転することができないので、リードネジ１０ａを回転させながら外筒部１方向へ直進移動する。リードネジ１０ａの回転により内筒部１０も回転（正回転）する。

電磁部１０５が閉じられると、内部空間３１が大気と繋がり、内部空間３１の圧縮空気が流出されることにより、内部空間３１の内圧が減少される。内部空間３１の内圧が減少すると、ねじりコイルバネ２８のバネ力によりリードネジ１０ａ及び内筒部１０が先程とは逆方向に回転され、ナット２２が外筒部１方向とは逆方向に戻される。制御部１１０は、電磁部１０５の開閉駆動を設定されたカッティング速度で制御することにより、内筒部１０の正逆回転が繰り返される。

また、ねじりコイルバネ２８のバネ力により内筒部１０を逆回転する変わりに、電磁部１０５の大気に繋がっている部分に吸引ポンプを設けることにより、ダイアフラム２３内の気体を吸引し、内筒部１０を逆回転させても良い。また、上記の様にねじりコイルバネ２８のバネ力と吸引ポンプの負圧の両方を利用し、カッティング速度をより高速にすることも可能である。

内筒部１０を正逆回転させるのは、硝子体が硝子体カッターに巻き込まれ難くするためである。内筒部１０が軸中心に回転する際、外筒部１の開口部３と内筒部の開口部１２とが重なり合う状態になると、開口部３は開放状態となり、開口部３及び開口部１２を通して内部空間１３に硝子体Ｖが引き込まれる。さらに内筒部１０が回転し、開口部３と内筒部の開口部１２とが重なり合わない状態になると、開口部３は閉塞状態となり、外刃３ａと内刃１２ａとの噛み合せによって硝子体Ｖが切断されることとなる。切断された硝子体Ｖ及び眼内液は、吸引ポンプ１０２に発生された吸引力によって吸引され、チューブ４１を介して廃液室１０１に排出される。内筒部１０を正逆回転させることにより、外筒部１の開口部３と内筒部の開口部１２とが重なり合う時間を正回転のみの場合に比べ長く設定することができ、硝子体の吸引効率を上げることができる。

上記の硝子体カッター２０の内筒部は、一つの圧縮空気の流入出源によって回転されるので、内刃を往復直進運動させるギロチン式の硝子体カッター（特開２００１−８７３０３号等で示されたもの）と取り換えて使用可能である。また、電磁弁１０５に接続されるチューブ４１を三方活栓で分岐させ、その分岐したチューブ４２をギロチン式の硝子体カッターに接続することで、硝子体カッター２０とギロチン式の硝子体カッターとを併用して使用することもできる。例えば、眼内中央部の硝子体の切除は、切除効率の良いギロチン式の硝子体カッターで行い、網膜近傍の硝子体の切除は硝子体カッター２０で行う等である。

図４は、回転式の硝子体カッターの他の実施形態を示す概略構成図である。硝子体カッターは、基本的にディスポーザブルであるが、図４の硝子体カッターは、硝子体カッター２０の先端部の刃物側を分離可能にし、カッター本体部の回転駆動機構部をリユースする構成である。図４において、上記の実施形態と同一部材には同一記号を付し、その詳しい説明は省略する。

硝子体カッター８０は、回転駆動機構部を有するカッター本体ユニット８０ａと、これと分離可能な刃物ユニット８０ｂとから構成される。外筒部１は先端側カバー６１に固定されており、内筒部１０はカバー６１に固定されたＯリング３０及び外筒部１によって回転可能に保持されている。内筒部１０の側面には穴１０ｂが開けられ、内筒部１０にはフランジ１０ｃが形成されている。カバー６１内には圧縮バネ６７がカバー６１にねじ込まれた蓋６２により組み込まれており、フランジ１０ｃは圧縮バネ６７のバネ力により押され、内筒部１０は外筒部１側へ付勢されている。また、内筒部１０の端部には突起部（キー）１０ｄが形成されている。これらにより、刃物ユニット８０ｂが構成される。

カッター本体部８０ａは次の構成を有する。カバー６５はカバー６１にネジ６８で固定可能である。カバー６４はカバー６５に固定され、カバー６６はカバー６４に固定されている。リードネジ６０ａを備えた軸６０は、カバー６４の仕切り部６４ａに軸支されている。リードネジ１０ａはナット２２と噛合い、ナット２２はダイアフラム６３の中心部に固定された移動支基２４に組付けられている。ダイアフラム６３の外周部はカバー６４とカバー６６に挟まれた状態で固定されている。また、移動支基２４はカバー６４の仕切り部６４ａに開けられた穴６４ｂを通り、ナット２２に組付けられている。リードネジ６０ａには、カバー６５に固定されたねじりコイルバネ２８が組付けられている。コイルバネ２８は、ナット２２の先端側への直進移動によってリードネジ６０ａが回転される方向とは逆方向にリードネジ６０ａを回転する付勢力を持つ。ナット２２の外周には回り止めのブロック２９が２ヶ所固定されており、ブロック２９はカバー６５内部の溝６５ａの中を摺動する。なお、穴６５ｃ、６５ｄはナット２２の移動に伴う空気抜けの穴である。軸６０の先端には嵌合部６９が取り付けられており、嵌合部６９は内筒部１０の突起部１０ｄと嵌合し、軸６０の回転力を内筒部１０に伝える。すなわち、嵌合部６９と突起部１０ｄは、軸６０の正逆回転力を内筒部１０に伝える伝達機構を構成する。

カバー６６にはニップル部６６ａ、６６ｃが形成されており、ニップル部６６ａの空気穴６６ｂはダイアフラム６３とカバー６６の内壁で形成される内部空間７１につながっている。また、ニップル部６６ｃの空気穴６６ｄはカバー６４の空気経路６４ｃ、カバー６５の空気経路６５ｂ、カバー６１の空気経路６１ａ、内筒部１０の穴１０ｂを介して内筒部１０の内部空間１３につながっている。カバー６５の空気経路６５ｂとカバー６１の空気経路６１ａの間には気密を保つため、Ｏリング７２がはめ込まれている。

内筒部１０の筒内の内部空間１３（吸引路）につながる空気穴６６ｄのニップル部６６ｃは、先の実施形態の図３で図示したチューブ４１を介して手術装置本体１００の廃液室１０１，吸引ポンプ１０２に接続される。ダイアフラム６３とカバー６６の内壁で形成される内部空間７１に連通する空気穴６６ｂのニップル部６６ａは、同じく、図３で示したチューブ４２を介して、電位弁１０５に繋がれる。

内筒部１０の正逆回転の動作は、圧縮気体がチューブ４２を通して内部空間７１に送られる。内部空間３１の内圧が増加することによって、ダイアフラム６３が移動支基２４を介してナット２２を外筒部１方向へ押す。ナット２２はブロック２９により回転することができないので、リードネジ６０ａを回転させながら外筒部１方向へ進む。リードネジ１０ａの回転により動力が嵌合部６９、内筒部１０の突起部１０ｄを介して内筒部１０に伝わり、内筒部１０が回転する。

内部空間７１の内圧が減少すると、ねじりコイルバネ２８のバネ力によりリードネジ６０ａを先程とは逆方向に回転させ、ナット２２を外筒部１方向とは逆方向に戻す。リードネジ６０ａの逆回転により、動力が嵌合部６９、内筒部１０の突起部１０ｄを介して、内筒部１０に伝わり、内筒部１０が逆回転する。再度、圧縮気体がチューブ４２を通して内部空間７１に送られることによって、この内筒部１０の正逆回転が繰り返される。

このような硝子体カッター８０においては、ネジ６８を緩めることにより、カバー６１、外筒部１及び内筒部１０等からなる先端側の刃物ユニット８０ｂを外すことができ、本体ユニット８０ａに対して刃物ユニット８０ｂを新たなものと交換することができる。刃物ユニット８０ｂのみを交換できるので、経済的である。

外筒部に内筒部を嵌合させた状態を示した側面断面図である。外筒部に内筒部を嵌合させた状態を示した正面断面図である。硝子体カッターの回転駆動機構及び硝子体手術装置の概略構成図である回転式の硝子体カッターの他の実施形態を示す概略構成図である。

符号の説明

１外筒部
３開口部
３ａ外刃
１０内筒部
１０ａリードネジ
１０ｄ突起部
１２開口部
１２ａ内刃
２０硝子体カッター
２０ａカッター本体部
２２ナット
２３ダイアフラム
２４移動支基
２８ねじりコイルバネ
６９嵌合部
８０硝子体カッター
８０ａカッター本体ユニット
８０ｂ刃物ユニット
１００手術装置本体
１０２吸引ポンプ
１０５電磁弁
１０６圧縮ポンプ
１１０制御部

Claims

眼球内の硝子体を切除する硝子体カッターにおいて、硝子体を吸引する開口部が先端付近に形成され，該開口部のエッジを内刃として用いる内筒刃と、該内筒刃をその軸中心に回転可能に保持するとともに硝子体を前記内筒刃内に吸引するための吸い込み口となる開口部が形成され，該開口部のエッジを外刃として用いる外筒刃と、該外筒刃が取り付けられたカッター本体部とを備え、該カッター本体部内には、圧縮気体の供給状態を変えることにより前記内筒刃の軸方向に直進運動可能なダイアフラムと、該ダイアフラムの直進運動を回転運動に変換し、前記内筒刃をその軸回りに正逆回転させる回転運動変換機構と、を設けたことを特徴とする硝子体カッター。
請求項１の回転運動変換機構は、送りネジとナットの組み合わせによって、前記ダイアフラムの直進駆動を回転運動に変換する機構であり、圧縮気体が供給されたときに前記内筒刃を正回転し、供給された圧縮気体が大気開放されたときに前記内筒刃を逆回転させるためのバネを備えることを特徴とする硝子体カッター。
請求項１の回転運動変換機構は、送りネジとナットの組み合わせによって前記ダイアフラムの直進駆動を回転運動に変換する機構であり、圧縮気体が供給されたときに前記内筒刃を正回転し、圧縮気体が吸引されることにより前記内筒刃が逆回転される構成としたことを特徴とする硝子体カッター。
請求項１の硝子体カッターにおいて、前記回転運動変換機構が設けられた前記カッター本体部と、前記内筒刃及び外筒刃が設けられた先端ユニットとを分離可能に構成すると共に、前記回転運動変換機構により変換された正逆回転を前記内筒刃に伝達する伝達機構を設けたことを特徴とする硝子体カッター。
請求項１〜４の何れかに記載の硝子体カッターを備える硝子体手術装置であって、前記硝子体カッターへの圧縮気体の供給状態を変える気体供給変化手段と、前記内筒刃に形成された吸引路に接続され、切除された硝子体を吸引するための吸引力を発生する吸引手段と、を備えることを特徴とする硝子体手術装置。