JP2013059589A - 患部固定装置および医療用固定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】患者の負担を軽減しつつ、患部を動かないように固定したり、患部と医療機器とを互いに固定したりする。
【解決手段】患部固定装置としてのスタビライザー１は、粉体Ｐを内部に流動可能に収容すると共に、当該内部から外部への粉体Ｐの排出を規制する気体流通口２０ａを有し、患部としての心臓の一部を固定するに際して当該心臓の表面に接触させられる袋体２を備えており、固定対象である心臓への負担を軽減させつつ拍動を局所的に良好に制限する。
【選択図】図３

Description

本発明は、患部を固定するための患部固定装置、および患部と医療機器とを互いに固定する医療用固定装置に関する。

従来、冠動脈のバイパス手術に際して用いられる医療機器として、拍動状態にある心臓に吸着させられて当該心臓の拍動を局所的に制限するサクションホルダー（スタビライザー）が知られている（例えば、特許文献１参照）。このスタビライザーは、略馬蹄形状を呈すると共に心臓壁面に適合する曲面状に形成された接触面を有する吸引ホルダーヘッド部と、吸引ホルダーヘッド部の接触面に刻設されると共に吸引手段に接続される吸引用溝と、吸引ホルダーヘッド部から延設された支持部と、吸引ホルダーヘッド部の接触面の全外周縁に膨出するように固定された柔軟性を有する薄膜とを備える。そして、このサクションホルダーにおいて、吸引ホルダーヘッド部は、接触面を心臓のサイズや形状に合致させるべく、変形温度が略５０℃に設定された形状記憶プラスチックにより形成され、患部の負担をできるだけ軽減しつつ吸引用溝内の空気を吸引して吸引ホルダーヘッド部を心臓に吸着させるべく、薄膜の厚みは０．０１ｍｍ〜５ｍｍとされ、膨出巾が１５０ｍｍ以内とされる。

また、従来、穿刺針を体内へと案内する穿刺支援装置として、人体に固定されるベース部（Clamp）と、複数の流体圧シリンダを介してベース部に連結された板状のステージ（MARS Robot）と、流体圧シリンダ等の側方に位置するように略Ｌ字状の連結部材（Drill guide）を介してステージに固定（片持ち支持）されると共に穿刺針を軸方向に摺動自在に保持する管状の穿刺針ガイド（Guiding tube）とを備えるものが提案されている（例えば、非特許文献１参照）。この穿刺支援装置は、脊椎内に穿刺針を穿刺するのに用いられるものであり、穿刺針を脊椎に穿刺するに際しては、まず、穿刺支援装置のベース部を患者の脊椎横突起にボルトを介して固定する。次いで、Ｘ線撮影装置等により体内における目標点を取得した上で、各流体圧シリンダのストロークを調整することによりステージに固定された穿刺針ガイドを目標点に対して位置決めする。そして、穿刺針ガイドに穿刺針を挿入し、穿刺針を体内へと挿入する。

なお、遠隔制御されるロボットにより物体を操作するシステムとして、マニピュレータアームの先端に設けられた高摩擦材料からなるハウジングと、当該ハウジング内に収容されたジャミング材料とを備えたものが提案されている（例えば、特許文献２および３参照）。このシステムは、ハウジングを物体に押圧すると共にジャミング転移現象を利用してハウジングにより上記物体を把持し、マニピュレータアームを移動させることにより物体を操作する。マニピュレータアームが移動する際、物体は、ハウジングの表面との間で作用する摩擦力により当該ハウジングにより保持される。

特開２００４−１２１７６６号公報 米国特許出願公開第２０１０／００５４９０３号明細書 米国特許出願公開第２０１０／０２１７４３６号明細書

IEEE TRANSACTIONS ON ROBOTICS AND AUTOMATION, VOL. 19, NO. 5, OCTOBER 2003 "Bone-Mounted Miniature Robot for Surgical Procedures: Concept and Clinical Applications" Moshe Shoham, Member, IEEE, Michael Burman, Eli Zehavi, Leo Joskowicz, Senior Member, IEEE, Eduard Batkilin, and Yigal Kunicher インターネット<http://www.mazorrobotics.com/Sites/mazor/content/File/IEEE#3%20-%20Bone%20Mounted.pdf>

しかしながら、上記特許文献１に記載のサクションホルダーを用いて心臓の拍動を局所的に制限するに際して、異なるサイズや形状をもった心臓の表面に対して吸着ホルダーを常に密接させることは困難である。従って、吸着ホルダーにより拍動をより確実に制限するためには、吸引用溝内の真空度をより高める必要が生じ、それにより固定対象である心臓への負担を増加させてしまうおそれがある。その一方で、固定対象である心臓への負担を軽減させるために吸引用溝内の真空度を低下させれば、心臓の拍動を良好に制限し得なくなり円滑な手術が妨げられてしまうおそれがある。また、上記非特許文献１に記載の穿刺支援装置は、ベース部を患者の脊椎横突起にボルトを介して固定するという点で、患者に多大な負担を要求するものである。そして、穿刺作業中の脊椎横突起の骨折を回避するためには、ベース部により片持ち支持される穿刺針ガイドから支点（および作用点）となるベース部に対して無理な力が加えられないように慎重な穿刺作業が要求され、医療行為者の作業負担が大きくなってしまうおそれもある。このように、患部の固定や、患部と医療機器との固定に関しては、患者や医療行為者の負担軽減の観点からなお改善の余地がある。

そこで、本発明は、患者の負担を軽減しつつ患部を固定可能とする患部固定装置、および患者の負担を軽減しつつ患部と医療機器とを互いに固定可能とする医療用固定装置の提供を主目的とする。

本発明による患部固定装置および医療用固定装置は、上記主目的を達成するために以下の手段を採っている。

本発明による患部固定装置は、
患部を固定するための患部固定装置であって、粉体を内部に流動可能に収容すると共に、該内部から外部への前記粉体の排出を規制する気体流通口を有し、前記患部の表面に接触させられる袋体を備えることを特徴とする。

この患部固定装置は、粉体を内部に流動可能に収容すると共に、当該内部から外部への粉体の排出を規制する気体流通口を有する袋体を備える。そして、この患部固定装置を用いて患部を固定するに際しては、袋体と患部の表面とを互いに接触させる。この際、粉体は袋体の内部に流動可能に収容されており、当該内部における粉体の密度は低いことから、袋体と患部の表面とを互いに押し当てれば、異なるサイズや形状の患部の表面に対して袋体を良好に密接させることができる。そして、袋体を患部の表面に密接させた後、気体流通口を介して袋体の内部から気体を吸引する。これにより、袋体の内部における粉体の密度が高まることで、当該粉体は袋体が患部の表面と密接した状態でジャミング転移現象により流動性を失い、患部の表面に沿った状態で固化して実質的に一体の固体として振る舞う。すなわち、この患部固定装置では、粉体を収容した袋体を患部の表面に沿うように変形させると共に変形した状態で保持するのにジャミング転移現象が利用される。従って、この患部固定装置によれば、患部に対して局所的に大きな力を加えることなく当該患部を強固に固定することが可能となる。この結果、患部の固定に伴う患者の負担を軽減すると共に、強固に固定された患部に対する治療や検査等を可能にして医療行為者の作業負担を軽減することができる。

また、前記患部固定装置は、前記袋体の前記内部に前記粉体を充填する粉体充填機構を更に備えてもよい。これにより、袋体と患部の表面とを互いに接触させた後、袋体の内部から気体を吸引するに先立って、袋体の内部に更に粉体を充填することが可能となるので、比較的柔らかく、かつ複雑あるいは細かに起伏した患部の表面に対して袋体をより良好に密接させることができる。

更に、前記袋体は、前記患部の表面との当接面側で開口すると共に気体吸引口と連通する凹部を有してもよい。これにより、袋体と患部の表面とを互いに接触させた後、気体流通口を介して袋体の内部から気体を吸引すると共に気体吸引口を介して凹部内の気体を吸引することで、粉体を収容した袋体によって患部をより強固に固定することが可能となる。なお、気体流通口を介して袋体の内部から気体を吸引して粉体を固化させることにより粉体を収容した袋体が患部に吸着することから、凹部内の気体の吸引により発生させるべき吸着力はさほど大きくない。従って、凹部内の気体の吸引により発生する吸着力が患部に与える影響すなわち患者の負担は極めて少ない。

また、前記患部固定装置は、心臓の拍動を局所的に制限するスタビライザーとして構成されてもよい。これにより、固定対象である心臓への負担を軽減させつつ拍動を局所的に良好に制限することができるので、冠動脈のバイパス手術等を円滑に実施することが可能となる。

更に、前記袋体は、それぞれ前記気体流通口と連通すると共に間隔をおいて互いに対向する２つの押さえ部を有してもよく、前記押さえ部は、前記患部の表面との当接面側で開口すると共に気体吸引口と連通する凹部をそれぞれ有してもよく、前記押さえ部のそれぞれには、前記気体吸引口と連通すると共に気体通路を画成する通路画成部材が固定されてもよい。これにより、袋体に心臓の一部を押さえ付ける機能と心臓の表面に吸着する機能との双方をもたせることが可能となり、スタビライザー全体の構成を単純化することができる。

また、前記袋体は、前記患部を両側方および下方から保持可能に形成されてもよい。これにより、例えば手首や足首の表面に密接して当該手首等を強固に固定可能な患部固定装置を実現することが可能となる。

本発明による医療用固定装置は、
患部と医療機器とを互いに固定する医療用固定装置であって、粉体を内部に流動可能に収容すると共に、該内部から外部への前記粉体の排出を規制する気体流通口を有し、前記医療機器に固定されると共に前記患部の表面に接触させられる袋体を備えることを特徴とする。

この医療用固定装置は、粉体を内部に流動可能に収容すると共に、当該内部から外部への粉体の排出を規制する気体流通口を有する袋体を備える。そして、この医療用固定装置を用いて患部と医療機器とを互いに固定するに際しては、袋体を医療機器に固定した上で、袋体と患部の表面とを互いに接触させる。この際、粉体は袋体の内部に流動可能に収容されており、当該内部における粉体の密度は低いことから、袋体と患部の表面とを互いに押し当てれば、異なるサイズや形状の患部の表面に対して袋体を良好に密接させることができる。そして、袋体を患部の表面に密接させた後、気体流通口を介して袋体の内部から気体を吸引する。これにより、袋体の内部における粉体の密度が高まることで、当該粉体は袋体が患部の表面と密接した状態でジャミング転移現象により流動性を失い、患部の表面に沿った状態で固化して実質的に一体の固体として振る舞う。すなわち、この医療要固定装置では、粉体を収容した袋体を患部の表面に沿うように変形させると共に変形した状態で保持するのにジャミング転移現象が利用される。従って、この医療用固定装置によれば、患部に対して局所的に大きな力を加えることなく当該患部と医療機器とを互いに強固に固定することが可能となる。この結果、患部の固定に伴う患者の負担を軽減すると共に、医療機器に対して強固に固定された患部に対する治療や検査等を可能にして医療行為者の作業負担を軽減することができる。

また、前記医療用固定装置は、前記袋体の前記内部に前記粉体を充填する粉体充填機構を更に備えてもよい。これにより、袋体と患部の表面とを互いに接触させた後、袋体の内部から気体を吸引するに先立って、袋体の内部に更に粉体を充填することが可能となるので、比較的柔らかく、かつ複雑あるいは細かに起伏した患部の表面に対して袋体をより良好に密接させることができる。

更に、前記袋体は、患部の表面との当接面側で開口すると共に気体吸引口と連通する凹部を有してもよい。これにより、袋体と患部の表面とを互いに接触させた後、気体流通口を介して袋体の内部から気体を吸引すると共に気体吸引口を介して凹部内の気体を吸引することで、粉体を収容した袋体によって患部をより強固に固定することが可能となる。なお、気体流通口を介して袋体の内部から気体を吸引して粉体を固化させることにより粉体を収容した袋体が患部に吸着することから、凹部内の気体の吸引により発生させるべき吸着力はさほど大きくない。従って、凹部内の気体の吸引により発生する吸着力が患部に与える影響すなわち患者の負担は極めて少ない。

また、前記医療機器は、前記患部の骨折の治療に用いられる骨折治療装置であってもよく、この場合、前記袋体は、前記患部を両側方および下方から保持可能に形成されてもよい。更に、前記医療機器は、穿刺針を体内へと案内する穿刺支援装置であってもよい。

本発明の第１実施例に係る患部固定装置としてのスタビライザー１を示す斜視図である。 スタビライザー１の要部を示す分解斜視図である。 スタビライザー１を示す部分断面図である。 （ａ）および（ｂ）は、ジャミング転移現象を説明するための模式図である。 本発明の第２実施例に係る医療用固定装置５０を示す斜視図である。 医療用固定装置５０を示す断面図である。 医療用固定装置５０の使用状態を示す平面図である。 医療用固定装置５０の使用状態を示す側面図である。 医療用固定装置５０の使用状態を示す斜視図である。 第３実施例に係る医療用固定装置２００により患者に固定される医療機器としての穿刺支援装置１０１を示す斜視図である。 穿刺針１５０を保持するアダプタ１３０を示す部分断面図である。 第３実施例に係る医療用固定装置２００を示す斜視図である。 医療用固定装置２００を示す平面図である。 医療用固定装置２００の要部を示す断面図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の第１実施例に係る患部固定装置としてのスタビライザー１を示す斜視図であり、図２は、スタビライザー１の要部を示す分解斜視図であり、図３は、スタビライザー１を示す部分断面図である。これらの図面に示すスタビライザー１は、冠動脈のバイパス手術に際して心臓の拍動を局所的に制限するのに用いられるものであり、中空の袋体２と、当該袋体２に固定される通路画成部材３と、袋体２を支持する袋体支持部材４と、当該袋体支持部材４に固定されると共に図示しない開創器に連結可能に構成されたアーム部５とを備える。

袋体２は、例えばアクリル樹脂やポリエチレン樹脂といった素材からなる可撓性（柔軟性）をもったシート材により概ね馬蹄形状（Ｕ字またはＣ字形状）かつ中空のエアバック（バルーン）として構成されており、その内部には、発泡ポリスチレン等からなる微小な粉体Ｐ（図３参照。例えば、外径０．１ｍｍ程度の球体）が流動可能に収容される。図１から図３に示すように、袋体２は、基部２０と、当該基部２０から延出された２つの押さえ部２１とを有する。

基部２０は、袋体支持部材４の一端（図中左端）に固定され、基部２０の図中上部には、気体の流通を許容する接続口６ａを有する接続ブロック６が固定される。また、基部２０の図中上部には、接続ブロック６に形成された孔を介して接続口６ａと連通するように気体流通口２０ａが形成されており、基部２０または接続ブロック６には、粉体Ｐの通過を規制するフィルタ７が気体流通口２０ａを覆うように固定される。これにより、気体流通口２０ａ（および接続口６ａ）を介して、袋体２の内部から外部への粉体Ｐの排出を規制しつつ、袋体２の内部と外部との間で気体（空気）を流通させることができる。

また、袋体の２つの押さえ部２１は、本実施例において基部２０から互いに平行をなすように延出され、間隔をおいて互いに対向する。また、各押さえ部２１の内部は、基部２０の内部を介してそれぞれ気体流通口２０ａと連通する。更に、各押さえ部２１には、図中下面側で開口する凹部２２が間隔をおいて複数形成されている。本実施例において、各凹部２２は、図中上方から下方に向けて拡径された略円錐台状の凹部であり、押さえ部２１の図中上部に形成された気体吸引口２３と連通する。通路画成部材３は、本実施例において例えばビニルメチルシリコーンゴムといった弾性体の性質をもつ樹脂やシリコーンハイドロゲルといったゲル状樹脂により形成されており、複数の気体吸引口２３を覆うように押さえ部２１の図中上面に接合される。また、通路画成部材３は、気体の流通を許容する接続口３ａを有しており、通路画成部材３の内部には、接続口３ａと押さえ部２１に形成された複数の気体吸引口２３とを連通させる気体通路３ｂが形成されている。

袋体支持部材４は、末端（図中右端）が閉鎖された筒体からなり、その内部には、ピストン８が軸方向に摺動自在に配置される。ピストン８には、袋体支持部材４の外周に摺動自在に装着された操作部材８ａが連結されており、当該操作部材８ａを袋体支持部材４に対して摺動させることにより、ピストン８を袋体支持部材４の内部で進退移動させることができる。また、袋体支持部材４の内部には、袋体２の基部２０とピストン８の先端との間に位置するように図示しない粉体貯留部が画成されており、当該粉体貯留部には、袋体支持部材４に形成された図示しない粉体供給口から粉体Ｐを供給することができる。そして、袋体支持部材４の粉体貯留部は、袋体２の基部２０に形成された図示しない粉体導入口と連通可能とされており、操作部材８ａを操作してピストン８を粉体導入口に向けて摺動させることにより、粉体貯留部内の粉体Ｐを袋体２の内部に供給（充填）することができる。なお、本実施例において、基部２０の粉体導入口は、ピストン８により押圧される粉体Ｐの流れにより開放されると共に、粉体Ｐの流れが生じていないときには閉鎖されるように構成される。また、操作部材８ａは、予め定められた図中左側における移動限界位置まで移動された段階で袋体支持部材４に対してロックされ、この際、基部２０の粉体導入口は、ピストン８または図示しない他の部材により密封される。

次に、冠動脈のバイパス手術に際して、上述のスタビライザー１を用いて心臓の拍動を局所的に制限する手順について説明する。

スタビライザー１を患者の心臓に装着するに際しては、図３に示すように、接続ブロック６の接続口６ａに開閉バルブＶ１を介して真空ポンプＶＰ１を接続すると共に、通路画成部材３の接続口３ａのそれぞれに開閉バルブＶ２を介して真空ポンプＶＰ２を接続する。また、袋体２の内部には、出荷時または手術開始前に、各凹部２２の２つの押さえ部２１を心臓に密接させるのに充分な量の粉体Ｐが予め流動可能に収容されている。そして、患者の胸部を開胸して心臓を露出させた後、開創器に対してスタビライザー１のアーム部５を連結すると共に、通路画成部材３が上側に位置するようにしながら袋体２の２つの押さえ部２１を患者の心臓の表面に接触させる。

この際、袋体２の内部には粉体Ｐが流動可能に収容されており、図４（ａ）に例示するように当該内部における粉体Ｐの密度は低いことから、袋体２を心臓の表面に押し当てれば、異なるサイズや形状の心臓の表面に対して２つの押さえ部２１を良好に密接させることができる。また、本実施例のスタビライザー１は、袋体２の内部に粉体Ｐを充填する粉体充填機構としてのピストン８や操作部材８ａ等を備えていることから、２つの押さえ部２１を心臓の表面とを互いに接触させた後、操作部材８ａを操作して袋体２の内部に更に粉体Ｐを充填することができる。これにより、比較的柔らかく、かつ複雑あるいは細かに起伏した心臓の表面に対して２つの押さえ部２１をより良好に密接させることができる。

こうして袋体２の押さえ部２１を心臓の表面に密接させたならば、開閉バルブＶ１を開弁すると共に真空ポンプＶＰ１を作動させて接続口６ａや気体流通口２０ａを介して袋体２の内部から空気（気体）を吸引する。そして、例えば真空ポンプＶＰ１により袋体２の内部から吸引された空気の量が所定量に達した段階で、真空ポンプＶＰ１を停止させると共に開閉バルブＶ１を閉弁する。これにより、図４（ｂ）に示すように、袋体２の内部における粉体Ｐの密度が高まることで、粉体Ｐは袋体２が心臓の表面と密接した状態でジャミング転移現象により流動性を失い、心臓の表面に沿った状態で固化して実質的に一体の固体として振る舞う。すなわち、スタビライザー１では、粉体Ｐを収容した袋体２を心臓の表面に沿うように変形させると共に変形した状態で保持するのにジャミング転移現象が利用される。従って、本実施例のスタビライザー１によれば、心臓に対して局所的に大きな力を加えることなく当該心臓の一部を強固に固定して拍動を局所的に抑制することが可能となり、心臓の一部固定に伴う患者の負担を軽減することができる。

また、本実施例のスタビライザー１の使用に際しては、開閉バルブＶ１を閉弁した後、開閉バルブＶ２を開弁すると共に真空ポンプＶＰ２を作動させる。これにより、接続口３ａや気体通路３ｂ、気体吸引口２３を介して、通路画成部材３とは反対側すなわち心臓の表面との当接面側で開口する各凹部２２の内部から空気（気体）が吸引され、スタビライザー１は心臓に対して強固に吸着する。このように、押さえ部２１（袋体２）と心臓の表面とを互いに接触させた後、気体流通口２０ａを介して袋体２の内部から空気を吸引すると共に気体吸引口２３を介して各凹部２２内の空気を吸引することで、内部で粉体Ｐが固化して高い剛性を保つに至った押さえ部２１を心臓の表面に強固に固定することが可能となり、それにより心臓の一部をより強固に固定することが可能となる。

この結果、スタビライザー１を用いれば、極めて良好に心臓の拍動を局所的に制限することができることから、冠動脈のバイパス手術を極めて円滑に実施することが可能となり、それにより冠動脈のバイパス手術に際しての医療行為者の作業負担を軽減することができる。なお、気体流通口２０ａを介して袋体２の内部から空気を吸引して粉体Ｐを固化させることにより粉体Ｐを収容した押さえ部２１（袋体２）が心臓に吸着することから、凹部２２内の空気の吸引により発生させるべき吸着力はさほど大きくない。従って、凹部２２内の空気の吸引により発生する吸着力が心臓に与える影響すなわち患者の負担は極めて少ない。

ここまで説明したように、患部固定装置としてのスタビライザー１は、粉体Ｐを内部に流動可能に収容すると共に、当該内部から外部への粉体Ｐの排出を規制する気体流通口２０ａを有し、患部としての心臓の一部を固定するに際して当該心臓の表面に接触させられる袋体２を備える。かかるスタビライザー１によれば、固定対象である心臓への負担を軽減させつつ拍動を局所的に良好に制限することができるので、冠動脈のバイパス手術等を円滑に実施することが可能となる。また、上述の袋体２は、それぞれ気体流通口２０ａと連通すると共に間隔をおいて互いに対向する２つの押さえ部２１を有し、押さえ部２１は、心臓の表面との当接面側で開口すると共に気体吸引口２３と連通する凹部２２をそれぞれ有し、押さえ部２１のそれぞれには、気体吸引口２３と連通すると共に気体通路３ｂを画成する通路画成部材３が固定される。これにより、袋体２に心臓の一部を押さえ付ける機能と心臓の表面に吸着する機能との双方をもたせることが可能となり、スタビライザー１全体の構成を単純化することができる。

なお、上述のスタビライザー１において、袋体２からの空気の吸引と、押さえ部２１の各凹部２２内の空気の吸引とに別個の真空ポンプを用いる代わりに、１体の真空ポンプを袋体２からの空気の吸引と各凹部２２内の空気の吸引とに兼用できるように空気圧回路を構成してもよい。また、上述のスタビライザー１において、袋体２の凹部２２を省略してもよく、ピストン８や操作部材８ａ等を含む粉体充填機構を省略してもよい。

図５は、本発明の第２実施例に係る医療用固定装置５０を示す斜視図であり、図６は、医療用固定装置５０の要部拡大断面図である。これらの図面に示す医療用固定装置５０は、図７から図９に示すように、例えば手根骨の骨折を治療するための骨折治療装置９０に対して患者の手首を固定するのに用いられるものであり、中空の袋体５１と、袋体５１を支持する袋体支持部材５３と、袋体支持部材５３に固定された前腕支持部材５５とを備える。なお、図７から図９に示す骨折治療装置９０は、例えば骨折した手根骨に対して生体コンクリートを注入するための穿刺針をガイドする穿刺針ガイド９１と、当該穿刺針ガイド９１を図７等におけるＹ軸周りに摺動自在に支持する円弧ガイド９２と、穿刺針ガイド９１を円弧ガイド９２に沿ってＹ軸周りに摺動させる第１駆動装置と、円弧ガイド９２を図７等におけるＸ軸周りに回動させる第２駆動装置と、円弧ガイド９２を図７等におけるＺ軸方向に進退移動させる第３駆動装置とを備えるものである。

袋体５１は、例えばアクリル樹脂やポリエチレン樹脂といった素材からなる可撓性（柔軟性）をもったシート材により、患部としての手首周辺を保持可能の中空のエアバックとして構成されており、その内部には、発泡ポリスチレン等からなる微小な粉体Ｐ（図６参照。例えば、外径０．１ｍｍ程度の球体）が流動可能に収容される。袋体５１は、袋体支持部材５３に固定されると共に、図５および図７に示すように、前腕支持部材５５側から骨折治療装置９０に向けて一旦縮径されると共に、前腕支持部材５５とは反対側の開放端に向けて再度拡径された患部収容空間５２を画成する。これにより、袋体５１によって患部としての手首を両側方および下方から保持することができる。また、袋体５１の両方の側部には、図５および図６に示すように、間隔を置いて複数の気体流通口５１ａが形成されている。

袋体支持部材５３は、袋体５１の下部および両方の側部を支持するように形成されており、骨折治療装置９０のベース部に着脱自在に固定される。また、袋体支持部材５３の両方の側部内には、それぞれ袋体５１の対応する気体流通口５１ａと連通する複数の気体通路５３ａが形成されており、各気体通路５３ａには、袋体支持部材５３に固定された接続口５３ｂが接続される。更に、袋体５１または袋体支持部材５３には、粉体Ｐの通過を規制するフィルタ５４が各気体流通口２０ａを覆うように固定される。これにより、気体流通口５１ａ（接続口５３ｂ）を介して、袋体５１の内部から外部への粉体Ｐの排出を規制しつつ袋体５１の内部と外部との間で気体（空気）を流通させることができる。

前腕支持部材５５は、袋体支持部材５３に固定され、患者の前腕を両側方および下方から保持する患部収容空間５６を画成する。また、前腕支持部材５５の内部には、図８に示すように、粉体充填部材５７が図中Ｘ軸方向に延びる回動軸の周りに回動自在に配置される。粉体充填部材５７の回動軸には、前腕支持部材５５の側部に配置された操作部材５８が連結されており、当該操作部材８ａを図８における矢印方向に回転させることにより粉体充填部材５７を前腕支持部材５５の内部で回動させることができる。また、前腕支持部材５５の内部には、粉体充填部材５７と袋体５１との間に位置するように図示しない粉体貯留部が画成されており、当該粉体貯留部には、前腕支持部材５５に形成された図示しない粉体供給口から粉体Ｐを供給することができる。そして、前腕支持部材５５の粉体貯留部は、袋体５１に形成された図示しない粉体導入口と連通可能とされており、操作部材５８を操作して粉体充填部材５７を回動させることにより、粉体貯留部内の粉体Ｐを袋体５１の内部に供給（充填）することができる。なお、本実施例において、袋体５１の粉体導入口は、粉体充填部材５７により押圧される粉体Ｐの流れにより開放されると共に、粉体Ｐの流れが生じていないときには閉鎖されるように構成される。また、操作部材５８は、予め定められた位置（図８に示す位置）まで回転された段階で前腕支持部材５５に対してロックされ、この際、袋体５１の粉体導入口は、粉体充填部材５７または図示しない他の部材により密封される。

次に、手根骨の骨折の治療に際して、上述の医療用固定装置５０を用いて骨折治療装置９０に対して患部としての手首を固定する手順について説明する。

医療用固定装置５０により骨折治療装置９０に対して手首を固定するに際しては、医療用固定装置５０と骨折治療装置９０とを互いに固定した上で、図８に示すように、袋体支持部材５３の接続口５３ｂのそれぞれに開閉バルブＶを介して真空ポンプＶＰを接続する。また、袋体５１の内部には、出荷時または手術開始前に、袋体５１を患者の手首に密接させるのに充分な量の粉体Ｐが予め流動可能に収容されている。そして、図７に示すように、患者に、掌が上を向くようにしながら前腕を前腕支持部材５５に載せさせると共に手首を袋体５１に押し付けさせる。この際、袋体５１の内部には、粉体Ｐが流動可能に収容されており、当該内部における粉体Ｐの密度は低いことから（図４（ａ）参照）、手首付近を袋体５１に押し付ければ、異なるサイズや形状の手首に対して袋体５１を良好に密接させることができる。また、本実施例の医療用固定装置５０は、袋体５１の内部に粉体Ｐを充填する粉体充填機構としての粉体充填部材５７や操作部材５８等を備えていることから、手首を袋体５１に押し付けた後、操作部材５８を操作して袋体５１の内部に更に粉体Ｐを充填することができる。これにより、比較的柔らかく、かつ複雑あるいは細かに起伏した手首の表面に両側方および下方から袋体５１をより良好に密接させることができる。

こうして手首の表面に袋体５１を密接させたならば、各開閉バルブＶを開弁すると共に真空ポンプＶＰを作動させて各接続口５３ｂや各気体流通口５１ａを介して袋体５１の内部から空気（気体）を吸引する。そして、例えば真空ポンプＶＰにより袋体２の内部から吸引された空気の量が所定量に達した段階で、真空ポンプＶＰを停止させると共に各開閉バルブＶを閉弁する。これにより、袋体５１の内部における粉体Ｐの密度が高まることで（図４（ｂ）参照）、粉体Ｐは袋体５１が手首の表面と密接した状態でジャミング転移現象により流動性を失い、手首の表面に沿った状態で固化して実質的に一体の固体として振る舞う。すなわち、医療用固定装置５０では、粉体Ｐを収容した袋体５１を手首の表面に沿うように変形させると共に変形した状態で保持するのにジャミング転移現象が利用される。従って、本実施例の医療用固定装置５０によれば、手首に対して局所的に大きな力を加えることなく当該手首を強固に固定すると共に、骨折治療装置９０に対して手首を強固に固定することが可能となる。この結果、患部としての手首を局所的に締め付けることにより痣を生じさせるといった事態を抑制して手首の固定に伴う患者の負担を軽減すると共に、医療機器としての骨折治療装置９０に対して強固に固定された手首に対する治療を可能にして医療行為者の作業負担を軽減することができる。

ここまで説明したように、医療用固定装置５０は、粉体Ｐを内部に流動可能に収容すると共に、当該内部から外部への粉体Ｐの排出を規制する気体流通口５１ａを有し、袋体支持部材５３を介して骨折治療装置９０に固定されると共に患部としての手首の表面に接触させられる袋体５１を備える。かかる医療用固定装置５０によれば、手首の固定に伴う患者の負担を軽減すると共に、医療機器としての骨折治療装置９０に対して強固に固定された手首に対する治療を可能にして医療行為者の作業負担を軽減することができる。また、上述の袋体５１は、患部としての手首を両側方および下方から保持可能に形成されているので、手首の表面に密接して当該手首を強固に固定することができる。なお、上述の医療用固定装置５０の袋体５１に対して、手首との当接面側で開口すると共に気体吸引口と連通する凹部を設けてもよい。また、上述の医療用固定装置５０において、粉体充填部材５７や操作部材５８等を含む粉体充填機構を省略してもよい。更に、上述の医療用固定装置５０は、患部としての足首と骨折治療装置等の医療機器との固定に適用されるように構成されてもよい。また、医療用固定装置５０は、患部としての手首や足首等を動かないように強固に固定する患部固定装置としても用いられてもよい。

図１０は、第３実施例に係る医療用固定装置２００により患者（患部）に固定される医療機器としての穿刺支援装置１０１を示す斜視図である。同図に示す穿刺支援装置１０１は、穿刺針を脊椎に穿刺するに際して人体に固定されて当該穿刺針を体内へと案内するものであり、医療用固定装置２００により患者に固定されるベースユニット１０２と、穿刺針を体内の目標点に対して位置決めするための姿勢調整機構１１０とを備える。ベースユニット１０２は、ベース部材１０３と、ベース部材１０３により図１０におけるＺ軸周りに回転自在に支持される回転ステージ１０４と、姿勢調整機構１１０を着脱自在に支持すると共にガイドレール１０７を介して回転ステージ１０４により摺動自在に支持される直動ステージ１０５と含む。また、穿刺支援装置１０１は、直動ステージ１０５を回転ステージ１０４に対して図１におけるＸ軸およびＹ軸の双方と４５°をなす方向に移動させる直線移動機構１０８と、回転ステージ１０４をベース部材１０３に対してＺ軸周りに回転させる回転機構１０６とを有する。

姿勢調整機構１１０は、両端部を通る中心軸（Ｘ軸）周りに回動可能な半円弧状の第１円弧ガイド１１１と、第１円弧ガイド１１１と直交するように配置されると共に両端部を通る中心軸（Ｙ軸）周りに回動可能な半円弧状の第２円弧ガイド１１２と、第１および第２円弧ガイド１１１，１１２のそれぞれを回動自在に支持すると共にベースユニット１０２の直動ステージ１０５に着脱自在に嵌合される環状フレーム１１３と、穿刺針が挿通される穿刺針ガイド１１４とを含む。第１および第２円弧ガイド１１１，１１２、環状フレーム１１３および穿刺針ガイド１１４は、何れもＸ線透過性を有する素材により形成される。第１円弧ガイド１１１は、間隔をおいて互いに対向する一対の第１アーチ部１１１ａを有すると共に、第２円弧ガイド１１２は、間隔をおいて互いに対向する一対の第２アーチ部１１２ａを有する。そして、穿刺針ガイド１１４の針挿通部１１４ａは、一対の第１アーチ部１１１ａと一対の第２アーチ部１１２ａとの交差部に挿入される。

更に、穿刺支援装置１０１は、第１円弧ガイド１１１を中心軸周りに回動させる第１駆動装置１２１と、第２円弧ガイド１１２を中心軸周りに回動させる第２駆動装置１２２とを備える。第１駆動装置１２１は、ベースユニット１０２の回転ステージ１０４に配置されると共に第１円弧ガイド１１１に着脱自在に連結され、第２駆動装置１２２は、ベースユニット１０２の回転ステージ１０４に配置されると共に第２円弧ガイド１１２に着脱自在に連結される。更に、穿刺支援装置１０１では、第１駆動装置１２１が傘歯車１１５および１１７からなる軸角４５°のかさ歯車対を介して第１円弧ガイド１１１と連結され、第２駆動装置１２２が傘歯車１１６および１１８からなる軸角４５°のかさ歯車対を介して第２円弧ガイド１１２と連結される。

そして、穿刺支援装置１０１は、穿刺針１５０を軸方向に摺動自在に保持すると共に所定条件下で穿刺針１５０をロック可能なアダプタ１３０と共に用いられる。アダプタ１３０は、図１１に示すように、中空の筐体１３１と、筐体１３１の内部空間内に摺動自在に配置されるプランジャ１３２と、プランジャ１３２に固定されたストッパ１３３と、プランジャ１３２を付勢するスプリング１３４と、スプリング１３４の周囲に画成されると共に図示しない真空ポンプに接続される負圧室１３５と、テーパ孔を有すると共に筐体１３１の図中下側の内壁面に固定されたストッパ受容部材１３６とを有する。穿刺針１５０は、アダプタ１３０の筐体１３１の突出部１３１ａを介して穿刺針ガイド１１４の針挿通部１１４ａに挿通される。

図１１に示すアダプタ１３０において、真空ポンプが停止されて負圧室１３５内が正圧（大気圧）に保たれているときには、スプリング１３４によりプランジャ１３２が筐体１３１の突出部１３１ａ側（図中下方）へと付勢され、ストッパ１３３のテーパ面がストッパ受容部材１３６のテーパ孔に押し付けられる。これにより、プランジャ１３２やストッパ１３３に対する穿刺針１５０の摺動が規制され、穿刺針１５０がロックされる。また、真空ポンプにより負圧室１３５内の空気が吸引されて負圧室１３５内の圧力が低下すると、負圧室１３５内とストッパ受容部材１３６が配置される空間内との圧力差により、スプリング１３４の付勢力に抗してプランジャ１３２が図中上方へと移動する。これにより、ストッパ１３３がテーパ孔から離間し、ストッパ１３３による穿刺針１５０のロックが解除される。

引き続き、図１２から図１４を参照しながら、第３実施例に係る医療用固定装置２００について説明する。図１２に示すように、医療用固定装置２００は、円環状のベースプレート２０１と、当該ベースプレート２０１に固定される中空の袋体２０２とを備える。袋体２０２は、例えばアクリル樹脂やポリエチレン樹脂といった素材からなる可撓性（柔軟性）をもったシート材により円環状かつ中空のエアバックとして構成されており、その内部には、発泡ポリスチレン等からなる微小な粉体Ｐ（図１４参照。例えば、外径０．１ｍｍ程度の球体）が流動可能に収容される。また、ベースプレート２０１に固定される袋体２０２の壁部には、図１３に示すように、それぞれ袋体２０２の内部と連通する複数の気体流通口２０２ａが形成されており、ベースプレート２０１には、各気体流通口２０２ａを露出させるように複数の開口２０１ａが形成されている。更に、袋体２０２には、ベースプレート２０１側とは反対側で開口する凹部２０３が間隔をおいて複数形成されている。本実施例において、各凹部２０３は、概ね円弧状に延在するように形成され、ベースプレート２０１に固定される袋体２０２の壁部に形成された気体吸引口２０２ｂと連通する。また、ベースプレート２０１には、各気体吸引口２０２ｂを露出させるように複数の開口２０１ｂが形成されている。

図１４に示すように、医療用固定装置２００のベースプレート２０１は、穿刺支援装置１０１のベースユニット１０２を構成するベース部材１０３に固定される。そして、ベース部材１０３には、それぞれ開口２０１ａを介して袋体２０２の対応する気体流通口２０２ａと連通する複数の気体通路１０３ａが形成されており、各気体通路１０３ａには、ベース部材１０３に固定されると共に気体の流通を許容する接続口１０３ｃが接続される。更に、ベースプレート２０１、袋体２０２およびベース部材１０３の少なくとも何れ一つには、粉体Ｐの通過を規制するフィルタ２０４が各気体流通口２０２ａを覆うように固定される。これにより、気体流通口２０２ａ（および接続口１０３ｃ、気体通路１０３ａ等）を介して、袋体２０２の内部から外部への粉体Ｐの排出を規制しつつ袋体２０２の内部と外部との間で気体（空気）を流通させることができる。また、ベース部材１０３には、それぞれ開口２０１ｂを介して対応する袋体２０２の気体吸引口２０２ｂと連通する複数の気体通路１０３ｂが形成されており、各気体通路１０３ｂには、ベース部材１０３に固定されると共に気体の流通を許容する接続口１０３ｄが接続される。

次に、医療用固定装置２００により穿刺支援装置１０１を患部としての患者の背部に固定する手順について説明する。

穿刺支援装置１０１を患者に固定するに際しては、医療用固定装置２００のベースプレート２０１を穿刺支援装置１０１のベースユニット１０２（ベース部材１０３）に固定すると共に、図１４に示すように、１体の真空ポンプＶＰを各接続口１０３ｃに開閉バルブＶｃを介して、更に各接続口１０３ｄに開閉バルブＶｄを介して接続する。また、袋体２０２の内部には、出荷時または穿刺作業の開始前に、袋体２０２を患者の背部に密接させるのに充分な量の粉体Ｐが予め流動可能に収容されている。そして、例えば俯せに横たわる患者の背部表面に医療用固定装置２００の袋体２０２を接触させる。この際、袋体２０２の内部には粉体Ｐが流動可能に収容されており、当該内部における粉体Ｐの密度は低いことから（図４（ａ）参照）、袋体２０２を患者の背部に押し当てれば、異なるサイズや形状の背部の表面に対して袋体２０２を良好に密接させることができる。

こうして袋体２０２を背部の表面に密接させたならば、開閉バルブＶｃを開弁すると共に開閉バルブＶｄを閉弁し、真空ポンプＶＰを作動させて各接続口１０３ｃや各気体通路１０３ａ、各気体流通口２０２ａを介して袋体２０２の内部から空気（気体）を吸引する。そして、例えば真空ポンプＶＰにより袋体２の内部から吸引された空気の量が所定量に達した段階で、真空ポンプＶＰを停止させると共に開閉バルブＶｃを閉弁する。これにより、袋体２０２の内部における粉体Ｐの密度が高まることで（図４（ｂ）参照）、粉体Ｐは袋体２０２が比較的柔らかく、かつ複雑あるいは細かに起伏した患者の背部の表面と密接した状態でジャミング転移現象により流動性を失い、背部の表面に沿った状態で固化して実質的に一体の固体として振る舞う。すなわち、医療用固定装置２００では、粉体Ｐを収容した袋体２０２を背部の表面に沿うように変形させると共に変形した状態で保持するのにジャミング転移現象が利用される。従って、本実施例の医療用固定装置２００によれば、患者の背部に対して局所的に大きな力を加えることなく穿刺支援装置１０１を固定することが可能となる。

また、医療用固定装置２００の使用に際しては、開閉バルブＶｃを閉弁した後、開閉バルブＶｄを開弁すると共に真空ポンプＶＰを再度作動させる。これにより、接続口１０３ｄや気体通路１０３ｂ、気体吸引口２０２ｂを介して、ベースプレート２０１とは反対側すなわち背部の表面との当接面側で開口する各凹部２０３の内部から空気（気体）が吸引され、袋体２０２は患者の背部に対して強固に吸着する。このように袋体２０２と背部の表面とを互いに接触させた後、気体流通口２０２ａを介して袋体２０２の内部から空気を吸引すると共に気体吸引口２０２ｂを介して各凹部２０３内の空気を吸引することで、内部で粉体Ｐが固化して高い剛性を保つに至った袋体２０２を背部の表面により強固に固定することが可能となる。

この結果、患部としての背部を局所的に締め付けることにより痣を生じさせるといった事態を抑制して背部に対する穿刺支援装置１０１の固定に伴う患者の負担を軽減すると共に、背部に対して穿刺支援装置１０１を強固に固定した状態での穿刺作業を可能にして医療行為者の作業負担を軽減することができる。なお、気体流通口２０２ａを介して袋体２０２の内部から空気を吸引して粉体Ｐを固化させることにより粉体Ｐを収容した袋体２０２が背部に吸着することから、凹部２０３内の空気の吸引により発生させるべき吸着力はさほど大きくない。従って、凹部２０３内の空気の吸引により発生する吸着力が背部に与える影響すなわち患者の負担は極めて少ない。

ここまで説明したように、医療用固定装置２００は、粉体Ｐを内部に流動可能に収容すると共に、当該内部から外部への粉体Ｐの排出を規制する気体流通口２０２ａを有し、ベースプレート２０１を介して穿刺支援装置１０１に固定されると共に患部としての背部の表面に接触させられる袋体２０２を備える。かかる医療用固定装置２００によれば、背部に対する穿刺支援装置１０１の固定に伴う患者の負担を軽減すると共に、背部に対して医療機器としての穿刺支援装置１０１を強固に固定した状態での治療を可能にして医療行為者の作業負担を軽減することができる。なお、上述の医療用固定装置２００の袋体２０２から、背部との当接面側で開口すると共に気体吸引口２０２ｂと連通する凹部２０３を省略してもよい。また、上述の医療用固定装置２００に対して、上述のスタビライザー１や医療用固定装置５０のものに類した粉体充填機構を備えてもよい。更に、上述の医療用固定装置２００は、穿刺支援装置１０１以外の医療機器を患部に対して固定するのに適用されるように構成されてもよい。

以上、実施例を用いて本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明による要旨を逸脱しない範囲内において、様々な変更をなし得ることはいうまでもない。

本発明は、医療機器の製造産業において利用可能である。

１ スタビライザー（患部固定装置）、２，５１，２０２ 袋体、３ 通路画成部材、３ａ，６ａ，５３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄ 接続口、３ｂ，５３ａ，１０３ａ，１０３ｂ 気体通路、４ 袋体支持部材、５ アーム部、６ 接続ブロック、７，５４，２０４ フィルタ、８ ピストン、８ａ、５８ 操作部材、２０ 基部、２０ａ，５１ａ，２０２ａ 気体流通口、２１ 押さえ部、２２，２０３ 凹部、２３，２０２ｂ 気体吸引口、５０，２００ 医療用固定装置、５２ 患部収容空間、５３ 袋体支持部材、５５ 前腕支持部材、５６ 患部収容空間、５７ 粉体充填部材、９０ 骨折治療装置、９１ 穿刺針ガイド、９２ 円弧ガイド、１０１ 穿刺支援装置、１０２ ベースユニット、１０３ ベース部材、１０４ 回転ステージ、１０５ 直動ステージ、１０６ 回転機構、１０７ ガイドレール、１０８ 直線移動機構、１１０ 姿勢調整機構、１１１ 第１円弧ガイド、１１１ａ 第１アーチ部、１１２ 第２円弧ガイド、１１２ａ 第２アーチ部、１１４ 穿刺針ガイド、１１４ａ 針挿通部、１１５，１１６，１１７，１１８ 傘歯車、１２１ 第１駆動装置、１２２ 第２駆動装置、１３０ アダプタ、１３１ 筐体、１３１ａ 突出部、１３２ プランジャ、１３３ ストッパ、１３４ スプリング、１３５ 負圧室、１３６ ストッパ受容部材、１５０、穿刺針、２０１ ベースプレート、２０１ａ，２０１ｂ 開口、Ｖ，Ｖ１，Ｖ２，Ｖｃ，Ｖｄ 開閉バルブ、ＶＰ，ＶＰ１、ＶＰ２ 真空ポンプ。

Claims (12)

1. 患部を固定するための患部固定装置であって、
   粉体を内部に流動可能に収容すると共に、該内部から外部への前記粉体の排出を規制する気体流通口を有し、前記患部の表面に接触させられる袋体を備えることを特徴とする患部固定装置。
2. 前記袋体の前記内部に前記粉体を充填する粉体充填機構を更に備えることを特徴とする
   請求項１に記載の患部固定装置。
3. 前記袋体は、前記患部の表面との当接面側で開口すると共に気体吸引口と連通する凹部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の患部固定装置。
4. 心臓の拍動を局所的に制限するスタビライザーとして構成されることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の患部固定装置。
5. 請求項４に記載の患部固定装置において、
   前記袋体は、それぞれ前記気体流通口と連通すると共に間隔をおいて互いに対向する２つの押さえ部を有し、
   前記押さえ部は、前記患部の表面との当接面側で開口すると共に気体吸引口と連通する凹部をそれぞれ有し、
   前記押さえ部のそれぞれには、前記気体吸引口と連通すると共に気体通路を画成する通路画成部材が固定されていることを特徴とする患部固定装置。
6. 前記袋体は、前記患部を両側方および下方から保持可能に形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の患部固定装置。
7. 患部と医療機器とを互いに固定する医療用固定装置であって、
   粉体を内部に流動可能に収容すると共に、該内部から外部への前記粉体の排出を規制する気体流通口を有し、前記医療機器に固定されると共に前記患部の表面に接触させられる袋体を備えることを特徴とする医療用固定装置。
8. 前記袋体の前記内部に前記粉体を充填する粉体充填機構を更に備えることを特徴とする請求項７に記載の医療用固定装置。
9. 前記袋体は、患部の表面との当接面側で開口すると共に気体吸引口と連通する凹部を有することを特徴とする請求項７または８に記載の医療用固定装置。
10. 前記医療機器は、前記患部の骨折の治療に用いられる骨折治療装置であることを特徴とする請求項７または８に記載の医療用固定装置。
11. 前記袋体は、前記患部を両側方および下方から保持可能に形成されることを特徴とする請求項１０に記載の医療用固定装置。
12. 前記医療機器は、穿刺針を体内へと案内する穿刺支援装置であることを特徴とする請求項７から９の何れか一項に記載の医療用固定装置。