JP2007532160A - ウォータージェット手術用機器 - Google Patents

Abstract

本発明は、ピストンによって排出口を通じて圧力導管に噴出されることができる作動流体を蓄えることができる複数の供給シリンダーを含んでなるウォータージェット手術用機器を提供する。供給シリンダーのピストンを駆動するための少なくとも一つの駆動装置が設けられている。一つの供給シリンダーのピストンから別の供給シリンダーのピストンに駆動力を切替えるための切替装置によって、使い終わった供給シリンダーから（別の供給シリンダーへの切替えによって）連続的に作動流体を圧力導管に噴出させることが保証される。結果として、シンプルな方法によって達成される小さい構造を持つ機器が開示された。

Description

（発明の説明）
本発明は、組織を選択的に切開するための作動流体を高圧下ノズルから噴射するウォータージェット手術用機器に関する。

一般的にこのような機器は、たとえばリンゲル液のような作動流体によって充満された、片側の末端に排出口（最初は閉じた状態）を有し、反対側にピストンによって閉じた供給シリンダーを持つ。この供給シリンダーは、機器の筐体に安定的に設置されたチェンバーに挿入されている。筐体が閉められた後に、水圧シリンダーによって駆動された操作棒は、供給シリンダーにあるピストンとコンタクトするように配置される。現在の知られている機器は手術に適用することができるが、手術の際に作動流体に提供しなければならない圧力は水圧シリンダーから得られる。

手術の過程において供給シリンダーを交換する必要がなく十分な量の作動流体を提供し、手術中にわずかの中断を発生させないためには、比較的に大容量の供給シリンダーを有しなければならない。シリンダー内径を大きく作れば、水圧システムによって加わる力はより大きくなり、よって、それに相応したより強い強度をもつ供給シリンダー容器が要求される。一方、供給シリンダーによって供給される量を供給シリンダーの長さを延長することで増やすなら、ピストンのストロークをも延長することになり、その結果そして機器全体の長さが伸ばされることになる。現在妥当とされる直径約60mmの供給シリンダーが作られていて、それによって、機器全体は、高さが約1,200mmから1,500mmのスタンド型のようにつくられている。たとえば、水圧ポンプと一緒に動作する水圧シリンダーのような必須動作装置の使用は非常に複雑でかつ扱いにくいものである。

さらに、少量な作動流体しか用いない“小規模”の手術の場合、余った作動流体は、無菌状態を保つために捨てられなければならなく、これによって、現有機器による手術コストが増えることになる。

本発明の目的は、構造上の複雑さを簡単化すると同時に、より経済的な手術を可能にするシンプルな機器の開示にある。

この目的は、作動流体を蓄える、そこからこの作動流体をピストンによって排出口から圧力導管に噴出させることができる、複数の供給シリンダーを有するウォータージェット手術のための機器によって達成される。少なくとも一つ駆動装置がピストンを駆動するために設けられる。そのほかに、一つの供給シリンダーのピストンから別の供給シリンダーへの駆動を切り替えるための切替装置が設けられることによって、作動流体は、供給シリンダーが立て続けに空になると同時に、（別の）供給シリンダーから次々と圧力導管に噴出させられる。

このように、本発明の要点は、現存する一つの（単一な）供給シリンダーをそれに相応した、より小さい複数の供給シリンダーに細かく分割することにある。この考案はいくつか別の問題点を同時に解決した。まず、供給シリンダーの直径が縮小されたことによって、従来の（非常に高い）圧力に耐えることができる一方、供給シリンダーはより低強度の材料を用いることができるようなる。第二に、必要な駆動圧力はより少ない力で足り、必要駆動装置をよりシンプルに作ることができる。第三に、この機器は、ピストンの小さいストロークのおかげで、非常に小さく（たとえば机の上に置ける位に）作られる。第四に、“比較的に小規模”の手術が“大規模”の手術より少ない供給シリンダーを用いる場合、本発明の（手術）機器では、まだ使用されていない供給シリンダーは、滅菌したままの状態で保存されるので、次の手術に用いられることができる。

異なったピストンの連続駆動周期をオーバーラップさせるように切替装置が設けられることが好ましく、それによって、圧力導管への作動流体の噴出を中断させることはなく続けさせることができる。他方、作動流体の連続供給を実現させるためには、従来の大容量の供給シリンダーを用いるように大量な作動流体を必要とするのに対し、本発明では、作動流体の連続供給を非常に効率的に達成させることができる。

供給シリンダー上にある作動流体排出口から水漏れしないように密封装置が設置されることが好ましく、これによって手動による接続の必要はなくなり、その代わりに、供給シリンダーとの力強く自動的／機械的な連結がこの密封装置にとって頑丈にするために十分である。

複数の駆動装置が構成されている場合、ピストンのオーバーラップ駆動は非常にシンプルになる。この場合、あるピストンから別のピストンまでへ駆動装置を移動させる必要はなく、この装置内にある数多くの供給シリンダーに対応する数多くの駆動装置があって、簡単な（電気的）制御でこの切替を行うことができる。一方、切替装置がこの駆動装置を常に次に来る新しい供給シリンダーに案内してくれるので、少数（最小の場合では１つ）の駆動装置による駆動で足りる。

ピストンは、逆流バリアを有するように設けられるので、作動流体がピストンによって噴出させられた後に、このピストンが到達した位置から、特に全ての作動流体が噴出された後の最終位置から元の位置に押し戻されることはない。この方法により、（作動流体の）リフィルが防止され、滅菌されていない液体によって（この機器が）作動される可能性を確実に排除することができる。

供給シリンダー排出口に、開口可能で不可逆的な輸送用ガスケットが設けられることが好ましい。これによって、滅菌されていない液体が使用されることを防止することができる。さらに、この開口可能で不可逆的な輸送用ガスケットは、簡単に作られるので、供給シリンダーが所定の位置に挿入された場合もしくは最初に作動した場合に、自動的に開くように設計されることができる。ここには高い圧力がかかるので、輸送用ガスケットが最初の圧力を受けたときに開くように作られる。

供給シリンダーグループを受け入れることができる切替マガジンが設けられることが好ましい。これは以下この機器の二通りの操作を容易にする。それは、この機器に複数の供給シリンダーを挿入するときと、単一の駆動装置が一つの供給シリンダーから別の供給シリンダーに切り替えられるときとである。この切替マガジンが、供給シリンダーをしっかりと囲むチェンバーを含んでなることが好ましい。この場合、供給シリンダーの壁が、圧力によって膨らみ、そして切替マガジンの壁に並べる（くっ付く）ようになるように特に薄く作られることができる。この容器（切替マガジン）は圧力を抵抗することができ、筐体の形にフィットすることなく十分安定な形に成型することできる。

この切替マガジンにおいて、作動流体をいくつかの供給シリンダーから圧力導管へと誘導するために、収集装置が設けられることが好ましい。この方式は、オーバーラップ方式で複数の供給シリンダーから作動流体を誘導するときに特に有利である。

特に供給シリンダーの排出口と圧力導管との間の導管部分から空気を同時に吸い取ることができるように、排気装置が設けられることが好ましく、それによって作動流体の噴出の中断を伴うことなく余分な空気を取り除くことができる。この排気装置が切替マガジンに設置されることが好ましい。

本発明の一実施態様において、切替マガジンは圧力導管に完全に固定され、かつ一回きりの使用とされる。この場合、この切替マガジンに供給シリンダーが装着された状態で出荷される。これでは、作動流体（同様に供給シリンダー）を節約するメリットを失うが、上記以外のメリットを保持することができる。この場合、特に無菌状態を保つことを考慮したとき、操作簡易性は特にメリットとなる。

本発明の特に好ましい実施態様は、下記特許請求の範囲および下記実施例によって示される。下記各図を参照するとともにその詳細な内容を説明する。

以下の記述において、各図面の番号同じ参照番号は同じ部品もしくは同じ機能を持つ部品を指す。

図１から図５で示された本発明最初の態様において、機器筐体１は、その前面に切替マガジン４０が挿入されうる開口部２を含んでなるように構成される。

切替マガジンには、１０−１から１０−ｎ個の複数の供給シリンダーは含まれるが、ここで示されている態様では、８個このような供給シリンダー１０がある。図面からも分かるように、ここの供給シリンダーは直接に切替マガジンに固定されるかマガジン自身が供給シリンダーとなしているかで、マガジンと別になした供給シリンダーはそのマガジンに挿入している状態ではない。

各供給シリンダー１０は、シリンダーの片側を密封する一つのピストン１２を含んでなる。供給シリンダー１０の内部は作動流体、特にリンゲル液が漏れないように密封されている。

各供給シリンダーは、圧力導管２０に接続している収集チャンネル４５を持つ排出口１３と結合している。ピストン１２は、図４の拡大された部分に示されているように、ピストン１２の最終位置を決める逆流バリア１４を含んでなり、すなわち、作動流体がすべて噴出されたとき、それが知られている使い捨てシリンダーと同様になる。

筐体１の開口部２に挿入されたのちに、切替マガジン４０は、ホルダー４１に対してロックがかかるようになるので、機器の筐体１に固く結合されることになる。筐体１において、３０−１から３０−ｎまでの付加された駆動装置があり、ここで示されているのは水圧シリンダーであるが、もちろん電動循環ボール・ネジもしくはその類を用いることもできる。

各駆動装置３０は、筐体１に設けられているプランジャ３１を含んでなり、切替マガジン４０が適当な位置にあるときに、駆動プランジャ３１が向かい側にあるピストン１２の背面に配置される。

挿入位置、すなわち、切替マガジン４０がすでに筐体１に挿入されたのちにすぐとなる位置は図１にように示されている。この位置において収集チャンネル４５および圧力導管２０はまだ空きの状態である。

最初の駆動装置３０−１が動作されると、そのプランジャ３１が前に押し進められ、図３のようにこのプランジャ３１がピストン１２を供給シリンダー１０に押しこむことによって、作動流体１１が最初の供給シリンダー１０−１の排出口１３を通して収集チャネル４５に、そしてその後者を通じて圧力導管２０に流れ、工作機器（ここでは示していない）に導かれる。

最初の供給シリンダー１０−１が空になるとすぐ次の供給シリンダー１０−ｎが“起動”され、その中に蓄えられた作動流体１１が対応している駆動装置３０−ｎのプランジャ３１によって噴出される。その起動時、空いた供給シリンダーのピストン１２は逆流バリア１４によって、最終位置に保持されることによって、供給シリンダー１０−ｎによって生じた作動流体および収集チャネル４５に存在する作動流体によって発生するあらゆる力は、ピストン１２をもとの位置に押し戻すことはできない。

図６および図７に示されている実施態様は、独立の供給シリンダー１０が構造用部品として挿入されることができるチェンバー４２を含んでなるが、それは切替マガジン４０をもつことを特徴とする図１ないし図５の実施態様と異なる。このような構造では、切替マガジン４０がその軸に沿って回ることができるので、供給シリンダー１０−１から１０−ｎまでが連続的に配置させることが可能になり、それによって、排出口１３は、関連した供給シリンダー１０と圧力導管２０との間を漏らさないように媒介する密封装置４３に接続される。この図面には、供給シリンダー１０の排出口１３の上にある封鎖装置（ここでは示していない）を開けるために設けられている開口針４４が示されている。切替マガジン４０の回転によって供給シリンダーの交換は、ある意味ではリボルバーの銃身にある（もしくはその入り口に向かって）カートリッジの交換と同様である。

図８は、図１ないし図５の機器を制御するための方法の詳細図である。

この制御方法は、３０−１から３０−ｎまでの駆動装置との交信を制御するコンピュータ２５を含んでなる。この場合では、電気モーター装置として設けられる３０−１から３０−ｎまでの駆動装置のプランジャ３１から、供給シリンダー１０のピストン１２に対して圧力を発生する。この実施態様でこのように生じた力は、コンピュータによって制御されるＭ１からＭｎまでの電気モーターによって生じた電流によって制御される。

供給シリンダー１０の排出口は収集チャネル４５と結合されている。多数の供給シリンダー１０とこの収集チャネル４５との間には、逆流バリア１４が設けられ、ここでは逆流弁として作られる。また、その逆流バリア１４は、その場合に収集チャネル４５内の圧力によって生じた力がピストン１２に対して決して影響を与えることなく、駆動させることができないように配置される。

収集チャネル４５と、作業機器５への誘導する圧力導管２０との間に排気装置４６が設けられている。

少なくとも関連するプランジャ３１がその最終位置に到達したときにコンピュータ２５にあるシグナルを送るパスセンサー３２は追加される。

図８に示された構造では、供給シリンダーが次々と空く状態になっても、空く時期が重なる状態下でも駆動装置３０−１から３０−ｎまでを駆動させることができることによって、オペレーターは、作動流体の圧力の変動によって邪魔されることはない。

上記の内容から、ここで説明した個々単独な特徴の組み合わせは直ちに実現することができることを証明した。たとえば、図６および図７に示されたマガジンは図５のようなもの（使い捨て型）に置き換えることができる。ここで示したコンピュータ２５による制御は、無論カム・ディスク（cam disk）メカニズムに対応する設備によって置き換えることができる。

図１は、既に挿入されたマガジンを有する本発明第１態様の駆動前の断面図である。 図２は、一つシリンダーの初期動作段階における図１に従った配置を示した。 図３は、作業液体の排出期間における前記配置を示した。 図４は、一つの供給シリンダーが空になり、次の供給シリンダーが動作し始めたときの前記配置を示した。 図５は、図１から図４による配置の一部の透視面である。 図６は、この発明別態様の一部の透視図である。 図７は、図６による配置の組立図である。 図８は、図１から図５による配置のための制御方法の概略図である。

符号の説明

参照数字のリスト
１ 機器の筐体
２ 開口部
５ 作業機器
１０ 供給シリンダー
１１ 液体
１２ ピストン
１３ 排水口
１４ 逆流バリア
２０ 圧力導管
２５ コンピュータ
３０ 動作装置
３１ プランジャ
３２ パスセンサー
４０ 切替マガジン
４１ ホルダー
４２ チェンバー
４３ 密封装置
４４ 開口針
４５ 接続チャンネル
４６ 排気装置
５０ 切替装置

Claims (12)

1. ピストン（１２）によって、排出口（１３）を通じて圧力導管（２０）に噴出させうる作動流体（１１）を蓄える複数の供給シリンダー（１０）と、
   ピストン（１２）を駆動する少なくとも１つの駆動装置（３０）と、
   使い終わった供給シリンダー（１０）から連続的に作動流体（１１）を圧力導管（２０）に噴出させることができるように、一つの供給シリンダー（１０−１）のピストン（１２）から別の供給シリンダー（１０−ｎ）のピストン（１２）にシフトさせる切替装置（５０）と、
   を含んでなるウォータージェット手術用機器。
2. 前記切替装置（５０）は、圧力導管（２０）に噴出される作動流体（１１）を中断させないために、ピストン（１２）の連続駆動期間を別のピストンの連続駆動期間とオーバーラップさせるように設計されていることを特徴とする、請求項１記載の機器。
3. 密封装置（４３）が前記排出口（１３）を密封することを特徴とする前記請求項のいずれか一つに記載の機器。
4. 複数の駆動装置（３０−１）が設けられることを特徴とする前記請求項のいずれか一つに記載の機器。
5. 作動流体（１１）を完全に噴出させる位置にピストン（１２）が到達した後、その位置から以前の位置までに押し返されることができないように、当該ピストン（１２）が逆流バリア（１４）を含んでなることを特徴とする前記請求項のいずれか一つに記載の機器。
6. 排出口（１３）において好ましくは開口可能な不可逆の輸送用ガスケットが設けられることを特徴とする前記請求項のいずれか一つに記載の機器。
7. 一組の供給シリンダー（１０）を受け入れることができる切替マガジン（４０）が設けられることを特徴とする前記請求項のいずれか一つに記載の機器。
8. 前記切替マガジン（４０）が、供給シリンダー（１０）をしっかりと囲むチェンバー（４２）を含んでなることを特徴とする請求項７に記載の機器。
9. 切替チェンバー（４０）において、複数の供給シリンダー（１０）から圧力導管（２０）まで作動流体をつなぐための収集装置（４５）が設けられることを特徴とする請求項７ないし請求項８に記載の機器。
10. 供給シリンダー（１０）の排出口（１３）と圧力導管（２０）との間の導管部から空気を好ましく同時に排除するための排気装置（４６）が設けられることを特徴とする前記請求項のいずれか一つに記載の機器。
11. 前記排気装置が切替マガジン（４０）に設置されることを特徴とする請求項１０に記載の機器。
12. 切替装置（４０）が前記圧力導管（２０）と不可逆的に結合し、使い捨てのユニットを形成することを特徴とする請求項７ないし請求項１１に記載の機器。
    
    

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