JP2014529425A - 腹腔鏡検査器具のシャフト - Google Patents

Abstract

腹腔鏡検査器具（１）のシャフト（２）であって、シャフト（２）の主要な長さに渡って延びるセラミック管（１４）と、これを少なくとも部分的領域にて取り囲む被覆（１５，１６，１７，２１，２５，２６）とを有し、当該被覆が、セラミック管（１４）の破断の危険性を有する領域を覆うように配置されると共に、破片化したセラミックの貫通を防ぐように構成されている、シャフトにおいて、セラミック管（１４）が、被覆（２１，２５，２６）の領域に破断予定部（２０，２０’）を形成している。【選択図】図４

Description

本発明は、請求項１の前提部分に記載されている腹腔鏡検査器具のシャフトに関する。

炭化タングステンのシャフトを有する腹腔鏡検査器具が近年議論されている。通常用いられる鋼材と比較して、セラミックの利点は、強度がはるかに高い点にあり、特に、長くて細いシャフトを有する腹腔鏡検査器具の場合、当該器具にて比較的大きな力が及ぼされる際に大きな利点となる改善的な曲げ強さの点にある。

しかしながら、セラミック製のシャフトの欠点は破断の危険性にある。負荷の限界を超えると、鋼材から成るシャフトの場合のようにシャフトが撓むのではなく、破断が生じることとなる。このことは、当該器具を用いた手術の際に不利な事態を招きかねない。セラミック製のシャフトが破断すると、通常、身体の損傷につながるおそれのある鋭い破断エッジが発生する。そして、さらなる破片が発生する可能性があり、これが腹腔内に落下して、大きな問題がもたらされることとなる。この大きな理由は、破片を見つけることが難しいことにある。

少なくとも破損の危険性を有するセラミック管の領域を覆うと共に、折れたセラミックによる被覆の貫通を妨げるような材料特性から成る被覆によって、セラミックが取り囲まれていれば、セラミックの破断を防ぐことはできずとも、そのような破断の危険性に起因する不利な結果は防止されることとなる。破断時にセラミック管により形成される鋭いエッジが、取り囲む被覆を貫通することができなくなる。その結果、その周囲の身体組織が、鋭いエッジと接触しないように防護されることとなる。そして、発生するセラミックの破片が、被覆の内部に留まって紛失しなくなる。すなわち、全体としてセラミック管の高い剛性を利用した器具がもたらされることとなり、このような危険性を甘受しなくてもよくなる。

ここで、特許文献１は、弾性的なホースにより被覆されたセラミック棒を開示しており、特許文献２は、金属被覆を有するセラミック棒を開示している。これら両方の設計の主題は、破断部分を覆う被覆によって、破断したセラミックに起因する不利な結果が、緩和されることにある。しかしながら、公知の設計では、セラミック棒はシャフトの長さに渡って実質的に均一かつ一定の強度値にて延びるように構成されている。セラミックは、過度の負荷を受けた際に任意の部分にて破断し、その位置は予測することができなくなっている。

また、力を伝達する部材に破断予定部を有する腹腔鏡検査器具は、特許文献３によって、それ自体として知られている。

米国特許出願公開第２００５／０２０９６１８Ａ１号明細書 米国特許出願公開第２００８／０３００６１１Ａ１号明細書 米国特許出願公開第５３８９１０４Ａ号明細書

本発明の課題は、当該技術分野に属するシャフトを、一層良好に管理（制御）可能な破断特性を有するように構成することにある。

このような課題は、請求項１の特徴部分の構成要件によって解決される。

本発明によれば、セラミック管は、過度の負荷が生じた際に破断し、このときに破断部を破断予定位置の所定の場所に規定する破断予定部を有している。これによって、それ程支障にならない部分に破断を位置させることが可能となる。

破断予定部が、セラミック管における何らかの脆弱化によってもたらされてもよい。請求項２によれば、破断予定部はセラミック管の溝状の脆弱部として構成されていることが好ましい。

別案として破断予定部は、セラミック管を脆弱化させることなく、請求項３に基づいて構成されていてもよい。この場合、セラミック管は間接的に脆弱化することとなる。破断予定部では、補強管による補助が欠落しているからである。

請求項４によれば、被覆は破断予定部に対して半径方向に間隔を空けるように構成されていることが好ましく、すなわち、破断予定部に対して空間が設けられ、破断した際にセラミックの破片が直ちに被覆に作用することなく、この空間に逃れることができるようになっている。

破断予定部は、破断がそれ程支障にならないシャフトの適当な部分に位置していてもよい。請求項５によれば、破断予定部はシャフトの端部保持体に隣接して位置していることが好ましい。すなわち、端部保持体の近傍にて破断が発生することとなる。端部保持体は、通常、シャフトの近位端部に位置しており、常に身体の外部に留まっているので、破断がそれ程危険でなくなっている。さらに、このような配置では、端部保持体の近傍にある破断予定部は、静力学的な理由により、もともと破断の危険性が比較的高い領域に位置している。

セラミック管を取り囲む被覆は、様々な適当な材料により構成されていてもよい。例えば、十分な強度を有するプラスチックを使用してもよい。しかしながら、請求項６によれば、被覆は金属管により作製されていることが好ましい。金属管は、これを貫通しようとするセラミックエッジ及びセラミック破片に対して特に有効な防御となり、補強効果をもたらし、医療精密機械工学の通常の技術により製造可能であるという利点を有している。

金属管から成る被覆において問題となることは、セラミック管との結合である。接着は、医療技術において適用することは望ましくない。例えば、ネジ止めのようなそれ以外の結合技術では、高いコストが掛かることとなる。従って、請求項７の構成要件を適用することが好ましい。金属管はそれぞれの端部に内側フランジを担持しており、これらの間にてセラミック管が保持されている。従って、金属管とセラミック管との間の直接的な結合は必要でなくなっている。セラミック管は、内側フランジと外側に位置する金属管との間にて嵌合の態様で囲まれて緩やかに位置決めされている。両方の内側フランジのうち少なくとも一方を、セラミック管の挿入後に初めて固定することが必要であるに過ぎない。内側フランジは金属により作製されていることが好ましく、例えば、溶接点、クランプ等により、極めて簡単な手法にて金属管と効果的に結合することができる。

別案として請求項８によれば、被覆はファブリック（織物、編み物、布地、生地等）として構成されていることが好ましい。適当な強度のファブリックを、例えば、メタルファブリック、ガラス繊維等の形態にて、多種多様に利用することが可能である。このようなファブリックがファブリックホースとして構成され、被覆の周囲に配置されていてもよく、このような構成によって、鋭いセラミックエッジ及びセラミック破片の貫通を防止することができる。このような構成によって、特に簡素かつ低コストである構造を構成することができる。

このようなファブリックは、請求項９に基づき、プラスチック母材に埋め込まれていることが好ましい。プラスチック母材により、例えば、寸法安定性に関して、特に優れた製造特性と使用特性とを有するファブリックホースが形成される。

請求項１０によれば、被覆は、少なくとも部分的領域にてグラウト材料又は接着材料として構成され、このような構成において、その場にて取り付け可能である柔軟な材料により作製されていることが好ましい。これによって、例えば、設計的に困難な部分に対応することができ、柔軟な材料は、破片防護のために極めて適したものとなっている。

このとき、請求項１１によれば、この材料の周囲には、柔軟な材料に追加の強度をもたらすことができるスリーブであって、特に、製造を容易にするために鋳型としての役割を果たすことができるスリーブが設けられていることが好ましい。

請求項１２によれば、被覆は、セラミック管におけるどの部分にて破断が発生したかに関係なく破断を覆うことができるようにするために、セラミック管の長さ全体に渡って延びていることが好ましい。

強度上の理由から好適なセラミックは、大半のセラミックと同様に、導電性が低いことが普通である。しかしながら、請求項１３によれば、導電性セラミックが使用されることが好ましい。このことは、金属管を有する器具から知られている通り、器具の近位端部から遠位端部に向かう電流伝達のための引込導線としてセラミック管を利用することができるという利点を有する。身体組織への意図しない電流作用を防ぐために、絶縁外装が外側を絶縁する役割を果たすこととなる。

このとき、請求項１４によれば、セラミック管は炭化タングステンにより構成されていることが好ましい。炭化タングステンは、強度が特に高く、導電性に優れるという特徴を有している。

図面には、本発明が一例として模式的に示されている。図面は次のように示されるものとなっている。

本発明に係る腹腔鏡検査器具であって、長く延びたシャフトを備える腹腔鏡検査器具を示す側面図である。 各種実施形態におけるシャフトの長手方向断面の一部分を示す図である。 各種実施形態におけるシャフトの長手方向断面の一部分を示す図である。 各種実施形態におけるシャフトの長手方向断面の一部分を示す図である。 各種実施形態におけるシャフトの長手方向断面の一部分を示す図である。 各種実施形態におけるシャフトの長手方向断面の一部分を示す図である。 各種実施形態におけるシャフトの長手方向断面の一部分を示す図である。 各種実施形態におけるシャフトの長手方向断面の一部分を示す図である。

図１は、長く延びたシャフト２を備えるシャフト鉗子の形態である腹腔鏡検査器具１を側面図により示しており、シャフトの遠位端部には鉗子状開口部３の形態にあるエンドエフェクタが配置されており、これはハサミ状開口部として構成されていてもよい。

シャフト２は、その近位端領域にて、ワッシャ５として構成された端部保持体に取り付けられており、この端部保持体は、例えば、カラーコーディングによる識別表示の役割を果たすことができ、さらに、本実施形態では、本体８に回転可能に支承されると共に外側の刻み目７を有する回転リング６に取り付けられている。

本体８は、当該本体８に取り付けられた定置のグリップ部材９と、これに対向してジョイント１０により旋回可能に結合された可動のグリップ部材１１とを有するハンドグリップの一部となっている。両方のグリップ部材９，１１は、図示した実施形態では、図１に示すフィンガグリップリングをそれぞれ備えている。

シャフト２は、管状に形成されており、操作ロッド１２により貫通されており、この操作ロッドは符号１３の部分にて可動のグリップ部材１１に旋回可能に支持されており、従って、グリップ９，１１の相互動作の際に、シャフト２の軸方向へと動くこととなる。操作ロッド１２の遠位端部は、図示しない手法により開口部３と連結されており、それは、操作ロッド１２が動いた際に開口部を開閉させるためである。

本体８に対して回転リング６を回すことによって、回転リング６に取り付けられたシャフト２と開口部３とが一緒に回転動作をする。これによって、開口部３の開口平面を希望通りの位置に移すことができる。このような回転機能は、簡素化された器具の場合には省略することもできる。グリップ部材９，１１を備えるハンドグリップ操作部もまた、例えば、インライングリップの形態にて、別の態様にて構成されていてもよい。

図１では、図面を簡略化する都合上、シャフト２は比較的短く、かつ太く図示されている。しかしながら、シャフトは、腹腔鏡検査の用途においては、例えば、数デシメートルの長さと数ミリメートルの直径とを有するように非常に長細く構成されていてもよい。

図示した器具１は、腹腔鏡検査の用途にて多くの場合、腹腔鏡検査口を通して患者の腹腔へ挿入されて、そこで作業を行う。このとき、器具１は、図１に示すように、鉗子又はハサミとして構成されていてよく、または、例えば、その遠位端部に定置のメスを有することもできる。

特に、器具１は、高周波かつ外科用として構成されており、すなわち、その遠位端部に少なくとも１つの電極を有している。例えば、開口部３における両方の分岐部のうち一方が電極として構成されていてよい。この場合、遠位の電極は、シャフト２の長さに渡って、相応の電気導線によって器具１の近位領域まで接続されていなければならず、それは、近位領域から、例えば、適当なケーブル接続により、高周波発生器に接続可能にするためである。

体内で器具１を適用する際、例えば、身体器官を横に押しのけるために、しばしば器具がレバーとしても利用される。従来では、このような場合に著しい曲げ力が発生し、これがシャフト２の過度の負荷につながっていた。シャフトが実質的に従来のような金属管によって構成されている場合、当該過度の負荷が生じるとシャフトが曲がり、そのため、以後の使用には使い物にならなくなる。その理由は、特に、屈曲したシャフトは腹腔鏡検査口の管状スリーブを通して可動ではなくなるからである。

器具１が使い物にならなくなる負荷の限界を引き上げるために、シャフト２の主要部分を成すと共にこれに曲げ強さをもたらすセラミック管１４が利用されている。図２は、シャフト２の１つの領域を縦断面図（長手方向断面図）として示しており、操作ロッド１２を取り囲むセラミック管１４を見ることができる。

セラミックは曲げ強さに関して金属管を凌駕しているので、図２に示す構成では、一層高い強度値を実現することができる。しかしながら、剛性の高いセラミックにおいてもまた過度の負荷になる可能性がある。この場合、セラミック管１４は破断することとなる。セラミックの破断が起こると、通常の鋭い破断エッジ及びセラミック破片が発生する。これらが患者の身体内に到達するか又は身体に接触すると、損傷が生じることとなる。

このことを避けるために、セラミック管１４は被覆により取り囲まれている。

図２の実施形態では、被覆はセラミック管１４を取り囲むファブリックホース１５として構成されている。これは、図２の左側部分に示すように、セラミック管１４を緩やかに取り囲む剥き出しのファブリックホースであってよい。図２の右側部分に示すように、ファブリックホース１５は、組み付けの際に好ましい適合形状をファブリックホース１５に与えると共に取扱性を向上させるプラスチック母材１６により注型されていてもよい。これによって、繊維の網目を通る極めて細かいセラミック破片が通過することを防止できる。

既に述べた通り、遠位端領域に１つ又は複数の電極を有する電気外科的な用途に定められた器具の場合、シャフトの遠位端領域と近位端領域との間に電気導線が必要となる。図２の器具の場合、セラミック管１４は、導電性に構成されていてよく、この目的のための電気導線として利用することができる。

特に高い強度特性を優れた導電性と結びつける炭化タングステンから成るセラミック管１４の構成が、特に好適である。この場合、金属シャフトにおいて知られているように、セラミック管１４は外部に対して電気的に絶縁されることとなる。このことは、プラスチック母材１６により惹起することができる。そうでない場合、別の追加の絶縁層を設けることも可能である。

図３は、同じく特に炭化タングステンから成るセラミック管１４を有し、破断・破片防護のための被覆により同じく取り囲まれたシャフト２の別の実施形態を示している。しかしながら、図３の実施形態では、この被覆は、図示した実施形態では、セラミック管１４を密着して適合するように取り囲む金属管１７として構成されている。

しかしながら、セラミック管１４と金属管１７との間で、確実な組み付けのために必要な固定部を形成することは困難である。適当な接着剤は、医療用器具においては望ましくない。この点で対応策となるのが、金属管１７の端部領域に内側フランジ１８を配置している図３に示す設計である。これに対応する内側フランジが、金属管１７の他方の端部領域にもまた取り付けられている。従って、セラミック管１４はシャフト２における両方の端部の位置にて、軸方向に確実に保持されることとなる。金属管１７における何らかの追加の固定部を省略することができる。

組み立てをする際には、先ずは、金属管１７の一方の端部で内側フランジ１８を取り外し、この端部からセラミック管１４を差し込むとよい。次いで、この端部にて内側フランジを挿入し、金属管１７と結合する。内側フランジ１８は適当な手法により金属から成っているとよく、例えば、溶接点によって金属管１７と結合することができる。しかしながら、内側フランジ１８の取り付けに当たっては、例えば、ネジ止め等のようなこれ以外の選択肢も適用可能である。

図３の実施形態では、金属管１７は、セラミック管１４の外部に位置すると共に導電性を有している。これを導体として利用する際には、外側の絶縁部が必要となる。そのために、適当な材料から成る絶縁外装１９が設けられていてよい。

図２及び図３の実施形態では、セラミック管１４は、患者の身体をセラミック管１４の破断に対して保護するために、それぞれ被覆１５，１６，１７により外部に対して覆われている。このような破断は、シャフト２における何らかの部分にて生じる可能性がある。従って、これを覆う被覆は、セラミック管１４の長さ全体に渡って延びていなければならない。

以上に説明した器具シャフトの各実施形態においては、破断のおそれを有するセラミック管１４が、常にその長さに渡って均一に構成されており、金属管１７も同様となっている。セラミック管１４の破断が生じる際、それが、どこで起こるかを予測することはできない。このことを避けるために、それ程支障とならない所定の部分にて破断を発生させることができる破断予定部が設けられている。

図４はシャフト２の実施形態を示し、シャフト２は、セラミック管１４をワッシャ５と結合した端部領域に、例えば、図示した外側の環状溝２０の形態により構成されていてよい破断予定部を備えている。

環状溝２０を有する破断予定部は、図４に示すように、特に好適な部分に配置され、すなわち、器具１の通常の取り扱い時にもともと比較的高い破断の危険性が存在し、手術されるべき身体の外部に位置することが普通であるシャフト２の近位端領域に配置される。従って、図４の設計のセラミック管１４が破断する際、このことは、高い蓋然性で、環状溝２０により構成される破断予定部の位置にて起こることとなる。

従って、環状溝２０の領域だけを被覆により取り囲めば十分であり、この被覆は、図４では、セラミック管１４を、間隔を空けて取り囲み、一方の縁部で図４に示すワッシャ５の溝２２に嵌合の態様にて取り付けられると共に、他方の縁部ではセラミック管１４を環状に包囲する防護キャップ２１として構成されている。防護キャップ２１は、例えば、安定的なプラスチック材料により作製されていてよく、または、例えば、図２で被覆として利用されるファブリック材料により作製されていてもよい。

防護キャップ２１がセラミック管１４を環状溝２０の領域で取り囲む半径方向の間隔は、環状溝２０にて破断が生じた際に、破断部が横に延びることを防護キャップ２１の損傷なしに許容することができ、破断時に生じる破片を内部空間に収容することができる。

セラミック管１４に対して半径方向の間隔を有する防護キャップ２１の構成は、防護キャップ２１の領域にてシャフト２の外径が比較的大きくなるように作用する。しかしながら、この部分では、すなわち、シャフト２の近位端領域では、このことは支障とはならない。このようなシャフト２の端部領域は、腹腔鏡検査の作業の際に常に身体の外部に留まるからである。

図５は、図４の設計に類似するシャフトの実施形態を示している。ここでは防護キャップ２１に代えて、簡素化のために、シャフト２の端部保持体を形成するワッシャ５と一体的に、例えば、金属により構成されるスリーブ２５が設けられている。スリーブ２５は、ワッシャ５に隣接するシャフト２の端部領域を取り囲み、環状溝２０により形成される破断予定部の領域を包囲するようになっている。スリーブ２５の内部は、注型可能な材料又は接着材料等として構成されていてよく、例えば、凝結後に破断予定部２０の領域にて、シャフト２を、弾性を維持しながら取り囲むグラウト材料２６によって充填されている。このとき、スリーブ２５は鋳型として利用することができる。

図５は、破断予定部の外部にてセラミック管１４が、例えば、金属から成る補強管１７’によって取り囲まれている状態を示している。金属に代えて、適当なその他の材料を補強管１７’に使用することもできる。

補強管１７’はセラミック管１４に追加の剛性を与えるものとなっている。補強管１７’は破断予定部２０の領域に、同じく破断予定部としての役割を果たす欠落部（隙間）２０’を有している。これによって、破断予定部の領域にてシャフト２の追加の脆弱化がもたらされることとなる。

その変形例として、図６は、欠落部２０’の領域においては環状溝２０もまた省略できることを示している。補強管１７’の欠落部２０’が設けられるだけで、破断予定部をこの部分にて定義することには十分である。

図７は、図５に対する変形実施態様を示しており、当該変形実施態様では、破断予定部が、端部保持体の近傍ではなく、すなわち、ワッシャ５の近傍ではなく、それ以外の部分にてシャフト２に配置されている。この場合にもまた、図５の設計と同様に、破断予定部は、補強管１７’の欠落部２０’として及びこれに加えてセラミック管１４の脆弱化をする環状溝２０として構成されている。

図８は、図４の設計に対応する変形実施態様を示しており、当該変形実施態様では、相応の構造が同じくワッシャ５から離れた位置にてセラミック管１４に配置されている。

図４及び図５の設計の場合にもまた、セラミック管１４の環状溝２０に代えて、セラミック管１４を取り囲む補強管１７’の欠落部によって破断予定部を構成することもできる。同様に、図７の設計では補強管１７’を欠いていてもよい。

Claims (14)

1. 腹腔鏡検査器具（１）のシャフト（２）であって、
   シャフト（２）の主要な長さに渡って延びるセラミック管（１４）と、
   これを少なくとも部分的領域にて取り囲む被覆（１５，１６，１７，２１，２５，２６）と
   を備え、
   前記被覆が、前記セラミック管（１４）の破断の危険性を有する領域を覆うように配置されると共に、破片化したセラミックの貫通を防ぐように構成されている、シャフトにおいて、
   前記セラミック管（１４）が、前記被覆（２１，２５，２６）の領域に破断予定部（２０，２０’）を形成している、腹腔鏡検査器具のシャフト。
2. 前記破断予定部が前記セラミック管（１４）の溝（２０）として構成されている、請求項１に記載のシャフト。
3. 前記セラミック管（１４）が当接する補強管（１７’）を有し、
   前記破断予定部が前記補強管（１７’）の欠落部（２０’）として構成されている、請求項１に記載のシャフト。
4. 前記被覆（２１）が、前記破断予定部（２０）の領域を半径方向に間隔を空けて取り囲むように構成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のシャフト。
5. 前記破断予定部（２０，２０’）が、端部保持体（５）に結合された前記シャフト（２）の端部領域に配置されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載のシャフト。
6. 前記被覆が金属管（１７）として構成されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載のシャフト。
7. 前記金属管（１７）が各端部にて内側フランジ（１８）と結合しており、
   それぞれの前記内側フランジの間にて前記セラミック管（１４）が保持されている、請求項６に記載のシャフト。
8. 前記被覆がファブリック（１５）として構成されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載のシャフト。
9. 前記ファブリック（１５）がプラスチック母材（１６）に埋め込まれている、請求項８に記載のシャフト。
10. 前記被覆がグラウト材料又は接着材料（２６）として構成されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載のシャフト。
11. 前記グラウト材料又は前記接着材料（２６）がスリーブ（２５）により取り囲まれている、請求項１０に記載のシャフト。
12. 前記被覆（１５，１６，１７）が前記セラミック管（１４）の長さ全体に渡って延びている、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のシャフト。
13. 前記セラミック管（１４）が、導電性セラミックとして構成されており、外側の絶縁外装（１９）を有している、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のシャフト。
14. 前記セラミック管（１４）が炭化タングステンにより構成されている、請求項１３に記載のシャフト。
    

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