JP2010069302A - 外科手術用器具を関節運動させる際に流体を満たした可撓性の管を使用して力を伝達する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】関節運動する外科手術用器具の顎部材を遠隔起動させるための装置を提供する。
【解決手段】遠位端および近位端を備える細長シャフト１８；該細長シャフトの該遠位端に結合されたエンドエフェクタ１６であって、開構成から少なくとも１つの閉構成へと移動可能である顎部材２０，２２を備える、エンドエフェクタ；該細長シャフトの該近位端に結合されたハンドル１２であって、該顎部材の運動を誘導するために選択的に移動可能である、ハンドル；ならびに該ハンドルと該エンドエフェクタとの間で、該細長シャフトを通って延びる流体流路であって、該流体流路は、マスターシリンダ５２および従動シリンダ７０を備え、該マスターシリンダは、該流体流路内の液圧流体の流れを制御するために、該ハンドルに作動可能に関連しており、そして該従動シリンダは、該液圧流体の流れに応答して、該顎部材を該開構成と該閉構成との間で移動させる、流体流路、を備える。
【選択図】図２Ａ

Description

本開示は、関節運動する外科手術用器具の顎部材を遠隔起動させるための装置に関する。具体的には、この装置は、この器具の近位端から遠位端へと力を適切に伝達して、これらの顎部材の間にクランプされた組織に対して治療効果を引き起こすための、液圧機構を備える。

腹腔鏡外科手術手順、内視鏡外科手術手順、または他の最小侵襲性外科手術手順において、代表的に、小さい切開または穿孔が、患者の身体に作製される。次いで、カニューレがこの切開を通して体腔に挿入され、このカニューレは、種々の外科手術用デバイス（例えば、鋏、解剖器具、レトラクタ、または類似の器具）を挿入するための通路を提供する。このカニューレを通しての手術性を容易にするために、腹腔鏡外科手術のために適合された器具は、代表的に、比較的狭いシャフトを備え、その遠位端にエンドエフェクタを支持し、そしてその近位端にハンドルを支持する。このような器具のシャフトをこのカニューレに通して配置することにより、外科医が、身体の外側からこの近位のハンドルを操作して、この遠位のエンドエフェクタに、離れた内部の外科手術部位において外科手術手順を実施させることが可能になる。この型の腹腔鏡手順は、減少した外傷、改善された治癒および他の付随する利点に起因して、従来の開腹外科手術より有利であることが示されている。

関節運動する腹腔鏡器具または内視鏡器具は、外科医に、特定の外科手術手順のために適切なある種の手術性を提供し得る。この器具は、エンドエフェクタがこの器具の軸と整列してカニューレを通しての挿入を容易にし得、そしてその後、このエンドエフェクタが、組織に適切に係合するために必要であるように、軸からずれて関節運動、旋回または移動され得るように、構成され得る。この関節運動する器具のエンドエフェクタが組織を把持するための１対の顎部材を備える場合、力伝達機構（例えば、可撓性制御ワイヤ）が、これらの顎を開閉させるために提供され得る。例えば、この制御ワイヤは、ハンドルから顎まで外側シャフトを通って延び得、その結果、外科医は、この制御ワイヤに張力を生じさせて、これらの顎を互いに近付けるように移動させ得る。これらの顎において発生する閉鎖力またはクランプ力は、外科医により付与される制御ワイヤの張力に直接関連し得る。

１つの型の腹腔鏡器具または内視鏡器具は、電気外科エネルギーまたはＲＦエネルギーを印加しながら、小さい直径の血管、脈管束または任意の２層の組織を密封するためのかなりの閉鎖力を、顎部材の間に発生させることを意図される。これらの２つの層は、電気外科鉗子の顎によって一緒に把持およびクランプされ得、そして適切な量の電気外科エネルギーが、これらの顎を通して印加され得る。この様式で、これらの２層の組織が一緒に封止され得る。この型の手順により代表的に発生する閉鎖力は、関節運動する器具の顎を開閉させるために代表的な制御ワイヤを使用する場合、困難性を提示し得る。

例えば、外科医が顎を配置しようとする努力は、顎が軸からずれて関節運動した後に、張力を受けている制御ワイヤが顎をこの器具の軸と再整列させる傾向により、失敗し得る。この傾向は、あらゆる種類の関節運動する器具において観察され得るが、この傾向は、閉鎖力と制御ワイヤにおいて必要とされる張力とが比較的高い場合（電気外科封止器具において通常であるように）に、特に明らかである。この傾向は、この器具の外側シャフトを介する反力の方向により、生じ得る。

本発明は、例えば、以下を提供する：
（項目１）
遠位端および近位端を備える細長シャフトであって、該遠位端は、遠位シャフト軸をほぼ規定し、そして該近位端は、近位シャフト軸をほぼ規定する、細長シャフト；
該細長シャフトの該遠位端に結合されたエンドエフェクタであって、該エンドエフェクタは、対向可能な第一の顎部材および第二の顎部材を備え、該顎部材は、組織を受容するための開構成から、該組織に対する閉鎖圧力を維持するための少なくとも１つの閉構成へと移動可能である、エンドエフェクタ；
該細長シャフトの該近位端に結合されたハンドルであって、該ハンドルは、該顎部材の、該開構成と該閉構成との間での運動を誘導するために、選択的に移動可能である、ハンドル；ならびに
該ハンドルと該エンドエフェクタとの間で、該細長シャフトを通って延びる流体流路であって、該流体流路は、マスターシリンダおよび従動シリンダを備え、該マスターシリンダは、該流体流路内の液圧流体の流れを制御するために、該ハンドルに作動可能に関連しており、そして該従動シリンダは、該液圧流体の流れに応答して、該顎部材を該開構成と該閉構成との間で移動させる、流体流路、
を備える、外科手術用器具。

（項目２）
上記細長シャフトが、少なくとも１つの可撓性部分を備え、その結果、上記遠位シャフト軸および上記近位シャフト軸が、整列しない構成に選択的に移動し得る、上記項目に記載の器具。

（項目３）
上記細長シャフトが、その長さに沿って可撓性であり、そして該可撓性シャフトが整列しない構成にある場合に、上記エンドエフェクタを適所に支持するために充分に硬い、上記項目のうちのいずれかに記載の器具。

（項目４）
上記細長シャフトが、実質的に硬い複数の部材から構築されており、該部材が、互いに対して旋回可能である、上記項目のうちのいずれかに記載の器具。

（項目５）
上記液圧流体が、滅菌された０．９％生理食塩水溶液である、上記項目のうちのいずれかに記載の器具。

（項目６）
上記マスターシリンダが、上記液圧流体と接触する有効面積を有し、そして上記従動シリンダが、該液圧流体と接触する有効面積を有し、該マスターピストンの該有効面積が、該従動ピストンの該有効面積と実質的に異なる、上記項目のうちのいずれかに記載の器具。

（項目７）
上記マスターピストンの上記有効面積が、上記従動ピストンの上記有効面積より小さい、上記項目のうちのいずれかに記載の器具。

（項目８）
上記顎部材が、両側性移動のために構成されている、上記項目のうちのいずれかに記載の器具。

（項目９）
上記閉鎖圧力が、約３ｋｇ／ｃｍ^２〜約１６ｋｇ／ｃｍ^２の範囲である、上記項目のうちのいずれかに記載の器具。

組織を封止するための内視鏡外科手術器具は、近位シャフト軸および遠位シャフト軸を規定する細長シャフトを備える。これらのシャフト軸は、この細長シャフトの遠位端に結合されたエンドエフェクタを適切に配置して配向するように、整列せずにあり得る。この器具は、エンドエフェクタが組織を受容するための開構成から、組織に閉鎖圧力（約３ｋｇ／ｃｍ^２〜約１６ｋｇ／ｃｍ^２の範囲）を維持するための閉構成へと移動する際に、このシャフトが再度整列する傾向に抵抗し得るように構成される。この細長シャフトの近位端に結合されたハンドルは、このハンドルとこのエンドエフェクタとの間に延びる流路を通る液圧流体の流れを制御することによって、このエンドエフェクタを制御するように作動可能である。

（要旨）
本開示は、組織を封止するための内視鏡外科手術用器具を記載し、この内視鏡外科手術用器具は、近位シャフト軸および遠位シャフト軸を規定する細長シャフトを備える。これらのシャフト軸は、この細長シャフトの遠位端に結合されたエンドエフェクタを適切に配置して配向するように、整列せずにあり得る。この器具は、エンドエフェクタが組織を受容するための開構成から、組織に閉鎖圧力（約３ｋｇ／ｃｍ^２〜約１６ｋｇ／ｃｍ^２の範囲）を維持するための閉構成へと移動する際に、このシャフトが再度整列する傾向に抵抗し得るように構成される。ハンドルが、この細長シャフトの近位端に結合されており、そしてこの顎部材の、開構成と閉構成との間での動きを選択的に誘導するように移動可能である。流体流路が、このハンドルとこのエンドエフェクタとの間で、この細長シャフトを通って延びる。この流体流路は、このハンドルと作動可能に関連して、この流体流路内の液圧流体の流れを制御するマスターシリンダ、およびこの液圧流体の流れに応答してこれらの顎部材を開構成と閉構成との間で移動させる従動シリンダを備える。

この細長シャフトは、内部に少なくとも１つの可撓性部分を備え、その結果、遠位シャフト軸および近位シャフト軸が、整列しない構成に選択的に移動し得る。この細長シャフトは、その長さに沿って可撓性であり得、そしてこの可撓性シャフトが整列しない構成にある場合に、エンドエフェクタを適所に支持するために充分に硬くあり得る。あるいは、この細長シャフトは、互いに対して旋回可能な、実質的に硬い複数の部材から構築され得る。

この液圧流体は、滅菌された０．９％生理食塩水溶液を含み得る。マスターシリンダは、この液圧流体と接触する有効面積を有するマスターピストンを備え得、この有効面積は、従動シリンダ内に備えられる従動ピストンの有効面積と実質的に異なる。このマスターピストンの有効面積は、この従動ピストンの有効面積より小さくあり得る。この器具の顎部材は、両側性への移動のために構成され得る。

図１は、本開示による関節運動する腹腔鏡外科手術用器具の斜視図である。 図２Ａは、閉構成にある遠位端のエンドエフェクタを示す、図１の器具の概略図である。 図２Ｂは、開構成にあるエンドエフェクタを示す、図２Ａの遠位端の概略図である。

添付の図面は、本明細書に組み込まれ、そして本明細書の一部を構成し、本開示の実施形態を説明し、以下に示される実施形態の詳細な説明と一緒になって、本開示の原理を説明する役に立つ。

（詳細な説明）
最初に図１を参照すると、関節運動する内視鏡器具が、一般に１０として図示されている。器具１０は、近位端の近くのハンドル部分１２、遠位端の近くのエンドエフェクタ１６、およびこれらの間の細長シャフト１８を備える。細長シャフト１８は、ハンドル部分１２と実質的に整列する近位シャフト軸「Ｐ」、およびエンドエフェクタ１６と実質的に整列する遠位シャフト軸「Ｄ」を規定する。

細長シャフト１８は、近位シャフト軸「Ｐ」および遠位シャフト軸「Ｄ」が、選択的に整列され得るかまたは示されるように整列せずにあり得るように、可撓性である。例えば、細長シャフト１８は、任意の方向に（すなわち、水平面と垂直面との両方に同時に）屈曲して、示されるような複雑な曲線を呈し得る。他の構成が、細長シャフト１８に関して企図される。例えば、蝶番式の構成またはセグメント化された構成であり、これらの構成において、シャフト１８は、実質的に硬い複数の部材から構築され、これらの部材は、直列に入れ子にされ、そして／または互いに対して旋回可能である。硬さの程度は、細長シャフト１８によって、細長シャフト１８がそれ自体を支持してエンドエフェクタ１６の解剖学的位置での配置を容易にするように、維持され得る。あるいは、操作者がハンドル部分１２の制御表面（図示せず）を使用して、エンドエフェクタ１６を配置し得、そして細長シャフト１８の配向をロックし得るように、操縦およびロック部材（図示せず）がエンドエフェクタ１６に関連し得る。

エンドエフェクタ１６は、１対の対向する顎部材２０および２２を備える。顎部材２０、２２は、ハンドル部分１２から、組織を受容するための開構成（図２Ｂを参照のこと）と、組織をクランプしてこの組織に適切なクランプ力を付与するための閉構成との間で移動するために作動可能である。エンドエフェクタ１６が開構成にある場合、顎部材２０、２２の各々の遠位部分は、他方の顎部材２０、２２の遠位部分から間隔を空ける。逆に、エンドエフェクタ１６が閉構成にある場合、顎部材２０、２２の遠位部分は、一緒に接近する。

エンドエフェクタ１６により示される運動は、両側性移動として表現され得る。両方の顎部材２０および２２が、旋回ピン２４の周りで旋回可能であり、その結果、エンドエフェクタ１６が開構成と閉構成との間で移動する際に、各顎部材２０、２２が遠位シャフト軸「Ｄ」に対して移動する。しかし、片側性運動もまた企図され、この場合、エンドエフェクタ（図示せず）は、遠位シャフト軸「Ｄ」に対して固定されたままである静止顎、およびエンドエフェクタを開構成と閉構成との間で移動させるために遠位シャフト軸「Ｄ」に対して移動する可動顎を備える。さらに、旋回不可能な運動が企図される。例えば、エンドエフェクタ（図示せず）は、実質的に平行な運動のために構成された顎部材を備え得る。

エンドエフェクタ１６は、電気外科組織封止のために構成される。顎部材２０、２２のうちの少なくとも一方が、電気エネルギーの供給源に接続され、その結果、電気エネルギーが、これらの顎部材の間にクランプされた組織を通して伝達され得る。効果的な組織封止を形成するために、比較的高いクランプ力が代表的に発生させられて、組織に対して約３ｋｇ／ｃｍ^２〜約１６ｋｇ／ｃｍ^２の範囲の閉鎖圧力を付与する。以下により詳細に記載されるように、器具１０は、この範囲の圧力に対応するように構成され、その結果、細長シャフト１８は、近位シャフト軸「Ｐ」と遠位シャフト軸「Ｄ」とが不慮に再整列する実質的な傾向を示さない。組織封止のより完全な記載は、一般に、Ｌａｗｅｓらに対する米国特許第７，３６７，９７６号に見出され得る。

ハンドル部分１２は、外科医によって、体腔の外側から操作されて、この身体の内側で組織部位に配置されたエンドエフェクタ１６の移動を制御する。例えば、外科医は、旋回可能ハンドル２８を静止ハンドル３０に対して分離および近接させて、顎部材２０、２２をそれぞれ開いたり閉じたりし得る。また、外科医は、ノブ３４を回転させることによって、顎部材の配向を調節し得る。ハンドル部分１２は、電気外科電流を器具１０に送達するためのケーブル３６を収容する。

ここで図２Ａを参照すると、器具１０が、エンドエフェクタ１６が閉構成にある状態で概略的に図示されている。旋回ハンドル２８が静止ハンドル３０に近接され、そして顎部材２０、２２の遠位部分が、図２Ｂに示される開構成と比較して、一緒により接近している。液圧機構５０が、エンドエフェクタ１６を旋回ハンドル２８に結合し、その結果、顎部材２０、２２は、ハンドル部分１２から遠隔操作され得る。

液圧機構５０は、ハンドル部分１２に収容されたマスターシリンダ５２を備える。マスターシリンダ５２は、旋回ハンドル２８により付与される物理的圧力を、液圧に変換する。マスターシリンダ５２を駆動するために、旋回ハンドル２８は、可撓性アーム５４に結合され、この可撓性アームは、コネクタ５８の丸みを帯びたヘッド部分５６と係合する。コネクタ５８は、次に、マスターピストン６０に結合される。旋回ハンドル２８を静止ハンドル３０の方へと、矢印「Ａ」の方向に近接させることにより、可撓性アーム５４が丸みを帯びたヘッド部分５６に対して旋回する。丸みを帯びたヘッド部分５６は、旋回ハンドル２８のこの旋回運動を長手軸方向運動に変換し、この長手軸方向運動は、コネクタ５８およびマスターピストン６０を遠位方向に駆動する。マスターピストン６０を遠位方向に駆動することにより、マスターシリンダ５２のシリンダ壁６４とマスターピストン６０との間に規定される近位レザバ６２のサイズが減少する。近位レザバ６２は、液圧流体または他の適切な流体を満たされ、その結果、レザバ６２内の液圧は、レザバ６２のサイズが減少するにつれて増加する。

液圧流体はまた、可撓性管６６に満たされ、この可撓性管は、シリンダ壁６４の開口部分を介して近位レザバ６２と流体連絡する。近位レザバ６２内の液圧が増加すると、管６６を通って従動シリンダ７０への液圧流体の流れが生じる。従動シリンダ７０は、液圧の増加に応答して、顎部材２０、２２を開構成と閉構成との間で移動させる。

従動シリンダ７０は、シリンダ壁７４と従動ピストン７６との間に、遠位レザバ７２を規定する。遠位レザバ７２は、シリンダ壁７４の開口部分を介して管６６と流体連絡し、その結果、圧力下にある液圧流体が、管６６から遠位レザバ７２内へと流れ得る。この液圧流体の流入は、遠位レザバ７２のサイズを増加させ、そして従動ピストン７６を遠位方向に駆動する。

従動ピストン７６は、従動ピストン７６の遠位への移動がエンドエフェクタ１２を閉構成に移動させる傾向を有するように、エンドエフェクタ１２に結合される。ブシュ７８が、このブシュを通る従動ピストン７６の移動を支持する。橋架け部材（図示せず）が、ブシュ７８を旋回ピン２４にしっかりと結合させ得、その結果、ブシュ７８と旋回ピン２４との間の距離が一定に維持される。このことは、従動ピストン７６によりカムスロット８４を通して駆動されるカムピン８２が、顎部材２２を旋回ピン２４の周りで旋回させることを可能にする。エンドエフェクタ１２の反対側の面の類似の配置は、顎部材２０もまたピン２４の周りで旋回させ得る。

上に記載されたプロセスにおいて、旋回ハンドル２８と静止ハンドル３０との近接は、エンドエフェクタ１２の、図２Ａに図示されるような閉構成への移動を生じる。この結果として当然、静止ハンドル３０からの旋回ハンドル２８の分離は、逆プロセスによる、エンドエフェクタ１２の開構成への移動を生じる。この逆プロセスは、可撓性アーム５４がコネクタ５８を近位方向に引き、このコネクタが次にマスターピストン６０を近位方向に引くと、開始する。これにより、近位レザバ６２のサイズが増加し、そして液圧流体を管６６から引き出す。この管を通る液圧流体の流れは、遠位レザバ７２から流体を引き出し、遠位レザバ７２のサイズを減少させ、そして従動ピストンを近位方向に引く。この従動ピストンが顎部材２０、２２にカム作用して、図２Ｂに図示されるような開構成にする。

比較的高いクランプ力が脈管封止のために重要であってさえも、顎部材２０、２２は、遠位シャフト軸「Ｄ」が近位シャフト軸「Ｐ」に対して実質的に整列していない場合に、エンドエフェクタ１６の配置を妨害することなく、開構成と閉構成との間で移動させられ得る。可撓性シャフト１８の構築は、部分的に、この機能に寄与し得る。可撓性シャフト１８は、絶縁層９０により覆われた半硬スリーブ８８を備える。液圧流体を満たされた管６６が、半硬スリーブ８８に通される。半硬スリーブ８８は、エンドエフェクタ１６の位置を維持するために充分な構造的強度を提供し、一方で、管６６は、比較的小さい内径を有し得る。例えば、１つの実施形態において、管６６は、０．０５８インチ（約１．４７ミリメートル）の内径で構築され得、そして６００ｐ．ｓ．ｉ．（約４．１３×１０^６Ｐａ）の液圧を維持し得る。

近位レザバ６２および遠位レザバ７２は、管６６の内径と比較して比較的大きい断面積を有するように構成され得る。管６６の直径は、近位レザバ６２および遠位レザバ７２の断面よりかなり小さいので、可撓性シャフトを通して伝達されることが必要とされる力は、マスターピストン６０および従動ピストン７６が受ける力と比較して、事実上無視できる。半硬スリーブ８８の硬さは、可撓性シャフト１８を通して伝達される力を吸収するために充分であり得、従って、顎部材が開構成と閉構成との間で移動する場合に、この可撓性シャフトが真っ直ぐになる傾向に抵抗し得る。

液圧機構５０に機械的利点を提供するために、液圧流体と接触するマスターピストン６０の有効面積は、従動ピストン７６の有効面積と比較して、異なる寸法である。例えば、図２Ａに図示されるように、マスターピストン６０は、従動ピストン７６より小さく、そしてより長い行程を通って移動する。このことは、増倍係数が、ピストン６０と７６との間の有効面積の関係により規定されることを可能にする。より小さいマスターピストン６０は、エンドエフェクタ１６により生じる力より小さい力が、ハンドル部分１２に付与されることを可能にする。このことは、器具１０の使用の容易さに寄与し得る。あるいは、マスターピストン６０の有効面積は、従動ピストン７６の有効面積と実質的に等しくあり得る。

種々の流体が、液圧機構５０によりマスターシリンダ５２と従動シリンダ７０との間に規定される流路において使用するための液圧流体として有効であり得る。一例として、液圧流体は、滅菌された０．９％生理食塩水溶液であり得、その結果、漏出が、感染または有害な組織反応の危険性を生じない。

上記開示は、理解を明瞭にする目的で、図示および例によりいくらか詳細に記載されたが、特定の変更および修正が、添付の特許請求の範囲の範囲内で実施され得ることが明らかである。

１０ 内視鏡器具
１２ ハンドル部分
１６ エンドエフェクタ
１８ 細長シャフト
２０、２２ 顎部材
Ｐ 近位シャフト軸
Ｄ 遠位シャフト軸

Claims (9)

1. 遠位端および近位端を備える細長シャフトであって、該遠位端は、遠位シャフト軸をほぼ規定し、そして該近位端は、近位シャフト軸をほぼ規定する、細長シャフト；
   該細長シャフトの該遠位端に結合されたエンドエフェクタであって、該エンドエフェクタは、対向可能な第一の顎部材および第二の顎部材を備え、該顎部材は、組織を受容するための開構成から、該組織に対する閉鎖圧力を維持するための少なくとも１つの閉構成へと移動可能である、エンドエフェクタ；
   該細長シャフトの該近位端に結合されたハンドルであって、該ハンドルは、該顎部材の、該開構成と該閉構成との間での運動を誘導するために、選択的に移動可能である、ハンドル；ならびに
   該ハンドルと該エンドエフェクタとの間で、該細長シャフトを通って延びる流体流路であって、該流体流路は、マスターシリンダおよび従動シリンダを備え、該マスターシリンダは、該流体流路内の液圧流体の流れを制御するために、該ハンドルに作動可能に関連しており、そして該従動シリンダは、該液圧流体の流れに応答して、該顎部材を該開構成と該閉構成との間で移動させる、流体流路、
   を備える、外科手術用器具。
2. 前記細長シャフトが、少なくとも１つの可撓性部分を備え、その結果、前記遠位シャフト軸および前記近位シャフト軸が、整列しない構成に選択的に移動し得る、請求項１に記載の器具。
3. 前記細長シャフトが、その長さに沿って可撓性であり、そして該可撓性シャフトが整列しない構成にある場合に、前記エンドエフェクタを適所に支持するために充分に硬い、請求項２に記載の器具。
4. 前記細長シャフトが、実質的に硬い複数の部材から構築されており、該部材が、互いに対して旋回可能である、請求項２に記載の器具。
5. 前記液圧流体が、滅菌された０．９％生理食塩水溶液である、請求項１に記載の器具。
6. 前記マスターシリンダが、前記液圧流体と接触する有効面積を有し、そして前記従動シリンダが、該液圧流体と接触する有効面積を有し、該マスターピストンの該有効面積が、該従動ピストンの該有効面積と実質的に異なる、請求項１に記載の器具。
7. 前記マスターピストンの前記有効面積が、前記従動ピストンの前記有効面積より小さい、請求項６に記載の器具。
8. 前記顎部材が、両側性移動のために構成されている、請求項１に記載の器具。
9. 前記閉鎖圧力が、約３ｋｇ／ｃｍ^２〜約１６ｋｇ／ｃｍ^２の範囲である、請求項１に記載の器具。

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