JP2016509921A - 動いている組織を安定化または静止させるための外科装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、動いている組織を安定化もしくは静止させるため、または臓器、特に拍動中の心臓の一部を位置決めするための外科装置（１０、１０’）を説明しており、これは、基礎部材（１２、１２’）に固定された、または、固定可能な柔軟アーム（１４、１４’）、特に連結アームを含み、このアームは様々な位置および／または姿勢に移動することができ、その自由端に少なくとも１つの保持要素（１６）が配置され、また、アームを所望の位置に固定できる硬直機構（４４、４８、４４’、４８’）を含む。硬直機構（４４、４８、４４’、４８’）は手動で制御可能な外部動力源（２２、２２’）によって硬直および／または弛緩される。

Description

本発明は、特許請求項１の前提部分のとおり、手術中に動いている組織の一部等を安定化または静止させるため、または、臓器もしくは手術器具と器材を位置決めするため外科装置、及び、当該装置のための手術用連結アームに関する。

外科医が人体の動いている臓器に対して施行しなければならない様々な外科手術がある。これには、例えば拍動中の心臓に対する冠状動脈バイパス移植（ＣＡＢＧ）手術が当てはまる。このようなバイパス移植手術では、緊縮させた冠状動脈の一部を移植血管を利用してバイパスさせなければならず、血管は２カ所で動脈に縫い合わされる。したがって、この手術は心停止下で人工心肺装置を利用して実行されることが多い。手術終了後、直ちに再び心臓を拍動させる。この手術はまた、人工心肺を使用せずに、心臓の拍動中でも実行可能である。当然のことながら、この技術は心停止の場合より外科医にとってはるかに困難である。したがって、心臓の一部を安定化させ、すなわち静止させるための装置が必要である。

１つの種類の安定化装置は真空原理に基づく。これは、心臓の一部に取り付けられ、その部分を真空により吸着し、そして心臓の一部を装置に固定するような要素を含む。装置全体としては、一般的に開胸器に固定される静止部と、複数の個別要素からなる柔軟アームと、このアームを硬直させるための操作要素と、真空ホースが接続される１つまたは複数の真空要素と、を含む。前記アーム内には操作要素によって機械的に張られる牽引ロープが設置される。牽引ロープはウォームまたは偏心器によって硬直させられる。前記装置は、例えば米国特許第６，８６６，６２８ Ｂ２号明細書、米国特許第７，３１１，６６４ Ｂ２号明細書、米国特許第７，３９９，２７２ Ｂ２号明細書、米国特許第７，４７６，１９６ Ｂ２号明細書または米国特許第７，４７９，１０４ Ｂ２号明細書から知られている。

真空を用いずに機能する第二の種類の安定化装置もよく似ている。この場合、技術は真空要素以外、同じ構成要素からなる。これらの要素の代わりに、この場合、操作不能な、不動の、特にフォーク状の安定化要素があり、これらが心臓の一部に押し付けられて、それを純粋に機械的に安定化させる。この技術は、例えば米国特許第６，５８１，８８９ Ｂ２号明細書に記載されている。

これら過去の解決策の欠点は、何れの一般的な装置についても、使用者がこのタイプの取扱いのためには両手を使わなければならない点である。使用者は基端において、その目的のために設けられた操作要素によって柔軟アームを把持し、その一方で、先端を案内して組織に押し付ける。この操作ステップは、柔軟連結アームがその基端において、旋回軸を有し、その旋回軸により開胸器に取り付けられた静止部品に向かってそれが水平面内で旋回できるようにする場合にさらに複雑となる。この旋回軸は多くの場合、同じ牽引ロープによってアームと同時にロックされる。極端な場合、使用者には、ロック動作中に例えば前記旋回軸を所望の位置に保持するための補助者がさらに必要となる。

さらに、これらの装置では、牽引ロープをどの程度強く硬直させればよいかが決まっていないことが多い。様々な使用者が、ねじ機構であることの多い操作要素を、自分の感覚と力に応じて様々な強度で操作する。よって、様々な使用者同士において、様々な張力及び様々な連結アームの硬直度が生じる。

他の欠点は、そのような装置に関する金銭的支出の大きさである。個々のアームセグメントと、柔軟性を確保するために複数の単独ストランドからなる牽引ロープを効率的な方法で洗浄することが難しいという事実により、器具全体を再使用できず、１回しか使用されない。

本発明の目的は、上述の欠点を有さない、動いている臓器を安定化または静止させるための外科装置を提供することである。特に、外科医に対し、取り扱いやすい、特に片手操作しやすい装置が提供される。さらに、装置の操作性は個々の人物によって異なるべきではない。最後に、このような装置の維持費が低減されるべきである。

この目的は、特許請求項１の特徴によって達成される。

動いている組織を安定化、静止、もしくは保持でき、または、例えば冠状動脈バイパス移植手術中の拍動中の心臓の一部等の臓器を位置決めできる本発明による外科装置は、基礎部材を含み、そこに、例えば連結アームの形態の柔軟アームが固定され、または固定可能である。前記連結アームを様々な位置および／または姿勢に移動することができる。その自由端には少なくとも１つの保持部材が配置され、それによってそれぞれの組織または臓器を保持および／または安定化できる。連結アームを硬直機構によって所望の位置に静止させることができる。本発明によれば、硬直機構の硬直および／または弛緩、すなわち連結アームの固定化と非固定化は動力源によって行われる。

したがって、柔軟アームの硬直および／または弛緩は、手動で力を加えることによって、上記の装置のように純粋に機械的に行われるのではなく、油圧、空気圧、または電気動力源に代わられるか、少なくともそれによって補助される。これによって、装置の片手での操作が容易になり、外科医が通常であれば、片手で装置を持ち、反対の手で硬直および／または弛緩させるために両手が必要となるような、硬直機構を手動で硬直および／または弛緩させることの必要がなくなる。片手での操作によって、柔軟アームを容易に位置決めして拘束でき、これは例えば組織の安定化または臓器の位置決めにおいて外科医を支援する。

エネルギーまたは動力源の他の利点は、硬直または弛緩のための力をより正確に調節でき、硬直機構が同じ硬直力で一定に硬直され、したがって、それぞれの操作者によって変化しないという事実にある。したがって、固定またはロックされたアームが常に所望の最適な硬直度を有し、保持力を提供し、使用者によって硬直の度合いが弱すぎたり強すぎたりしないことを確実にできる。前者の場合、アームが手術中に押し戻され、または保持するべき組織または臓器を解放してしまうことになるかもしれず、後者の場合は、硬直機構が硬直されすぎて壊れ、ひいては装置が使用不能となる。

連結アームは、神経外科の分野の手術用フックもしくはスパチュラを保持するため、または外科手術を実行または支援するためのトロカールやカメラ等の別の機器を保持し、位置決めすための柔軟保持アーム等、他の複数の用途を提供する。連結アームの保持要素には、外科手術中に連結アームによって保持され、位置決めされる各種の単回使用または再使用可能な手術器具や装置の接続を可能にするユニバーサルアダプタが設けられてもよい。

有利なその他の発展形は、従属項の主旨である。

動力源は外科装置の外部に提供された外部動力源とすることができる。これは、外科装置および特に基礎部材が省スペース設計とされる時に有利である。動力源を外部に配置することはまた、交換可能なエネルギー貯蔵ユニットが動力源として提供される場合にも有利となりうる。すると、外側に配置することにより、特に使用済みのエネルギー貯蔵ユニットの交換が容易となる。

硬直機構の硬直および／または弛緩に使用される動力源は、１つまたは複数の手動式の操作要素により制御または作動可能である。操作要素が連結アームの先端側、すなわち保持要素の近傍に設置されている場合、外科医が保持要素をそれぞれの組織または臓器に片手で位置決めできるのと同時に、操作要素を介して保持要素を所望の位置に固定でき、反対に、外科手術終了後に保持要素を開放し、組織および／または臓器から取り外すことができるという利点を提供できる。冒頭に記載した先行技術の装置では、連結アームが、実際の手術部位から適切に離れている連結アームの基端に配置された回転ノブによって固定される。しかしながら、動力源も、先端側の操作要素とは別に、連結アームの基端側に配置された操作要素を介して制御できれば有利である。保持要素が患者の体腔内に深く沈められて、先端側の操作要素に届かない、または届きにくい場合、使用者は、患者の体外に設置された連結アームの基端側の操作要素によってアームを開放し、それが適当な場合は新たに位置決めできる。これによって、外科装置を柔軟に使用できる。代替的に、基礎部材に設けられた操作要素が唯一の操作要素を構成することも可能である。

本発明の追加の、または代替的な態様によれば、硬直機構の硬直と弛緩、すなわち連結アームの固定と解放を様々な方法で行うことができる。一方で、硬直機構を外力によって硬直させることができ、硬直機構を手で弛緩させることができ、またはその逆もできる。又その一方で、硬直機構の硬直と弛緩に２種類の異なるエネルギーを使用できる。それに加えて、またはその代わりに、硬直機構が自動的に、すなわち使用者側でのいかなる努力なしに硬直され、硬直機構が動力源を制御または作動させることによって弛緩されるように硬直機構を構成できる。このようにして、硬直機構をばね力により硬直させることができ、それによって硬直機構が連結アームを硬直させてそれぞれの位置に固定し、使用者は動力源を適切に制御することにより、連結アームを解放し、柔軟にすることができる。ばね付勢の利点は、特に、ばね力によっていわば連続的な力が特定の移動距離にわたって供給され、この力により、各用途について硬直機構の常に同じ最適な付勢とアームの最適な硬直度が確保されることである。例えばばねによって硬直機構が自動的に付勢される場合の別の利点は、動力源を制御するために、使用者が装置と適当な作動部材を解放するとき、硬直機構は使用者によって、弛緩させるためだけに操作されればよく、硬直機構は自動的にそのロック位置に留まることである。

本発明の追加の、または代替的な態様によれば、硬直機構は１本または複数の牽引ロープを含み、牽引ロープは、相対的、特に、互いに相補的に移動可能な、連結アームの複数の連結要素内を通って案内され、連結要素は、摩擦固定の状態で牽引ロープにより相互に固定することができる。適切な作動機構が牽引ロープに接続され、牽引ロープの緊張または弛緩のどちらも動力源を介して操作できる。

本発明による作動機構は、動力源により供給される動力を、牽引ロープを操作するための対応する機械力に変換する。

動力源は、それが牽引機構を少なくとも一方向に動作させるのに適当で十分なエネルギーを供給するかぎり、何れの種類にもできる。動力源を油圧源または空気圧源とすることができ、作動機構を油圧式または空気圧式に操作可能のシリンダピストン機構にすることができ、弁または弁装置といった流体制御要素は、シリンダピストン機構に作用する流体圧力を制御するための少なくとも１つの操作要素によって制御可能である。また、動力源を電気エネルギーの貯蔵装置、特にバッテリまたはアキュムレータとすることができ、作動機構をモータ可動式シリンダピストン機構とすることができ、シリンダピストン機構を調節するようになされた電気モータを制御するための電気または電子制御装置を、少なくとも１つの操作要素を介して制御できる。好ましくは、シリンダピストン機構として電気モータが外科装置の基礎部材内に設置される。

本発明のある態様によれば、牽引機構の牽引ロープは、シリンダピストン機構に作用するばねによって付勢され、シリンダピストン機構に作用する圧縮空気源、特に圧縮空気カートリッジまたは標準化された圧縮空気コネクタからの圧縮空気により弛緩される。圧縮空気カートリッジの使用は、それが完全な自立的動作を可能にするという利点を提供する。代替的に、シリンダピストン機構は、標準化された圧縮空気コネクタおよびホースまたはラインを介して、各手術室に設置された給気設備に接続することができる。

したがって、外科装置は、用途に応じて、圧縮空気カートリッジにも、任意の圧縮空気源にも接続することができる。

本発明の追加の、または代替的な態様によれば、流体制御要素を制御するために使用される制御媒体と、シリンダピストン機構を動作させるために使用される作業媒体を異なるものとすることができる。例えば、シリンダピストン機構のピストンを圧縮空気で動作させることができ、その一方で、圧縮空気を圧縮空気ピストンに作用させるか否かの弁の制御は電気的に制御される。この目的に必要なラインは、操作要素と流体制御要素との間において、著しく省スペースとなる方法で収容できる。代替的に、制御媒体および作業媒体として同じ媒体を使用することもでき、圧縮空気が弁を制御するための制御媒体に使用される場合、圧縮空気ピストンを動作させるために、作業媒体用よりはるかに低い圧力を使用でき、それゆえ、制御ラインを、はるかに薄い壁を有するようにすることができ、はるかに柔軟にすることができ、操作要素全体をよりコンパクトな設計にすることができる。他の構成では、１つの動力源でも十分とすることができる。

好ましくは装置の基礎部材に設置されるシリンダピストン機構は、外部の制御動力源と作業動力源に、適当なコネクタとラインを介して接続される。

本発明の代替的な態様によれば、牽引機構の牽引ロープは、シリンダピストン機構に作用するばねを介して付勢され、電気モータによって加えられ、シリンダピストン機構に作用する力によって弛緩される。特にリニアモータとすることもできる電気モータは、そのエネルギーを電源から、特に電気コネクタから、またはその代わりに、もしくはそれに加えてバッテリやアキュムレータ等のエネルギー貯蔵ユニットから引き出す。エネルギー貯蔵ユニットの使用は、それが完全に自立的な動作を可能にするという利点を提供する。代替案として、シリンダピストン機構のための電気モータを、各手術室に設置された電源に、標準化された電気コネクタとラインを介して接続できる。

装置の基礎部材は、手術部位内またはそこに設置された保持手段、特に開胸器に、固定部分を介して固定されるように構成できる。保持要素が組織または臓器に対して位置決めされ、柔軟アームが硬直機構によって固定されると、その組織または臓器が保持要素、固定されたアーム、基礎部材、および静止している保持装置によって所定の位置に保持される。

本発明のある態様によれば、連結アームを基礎部材に対して回転可能に支持でき、保持要素を連結アームに対して旋回できる。さらに、連結アームは何れの方向にも曲げることができるため、多くの自由度によって保持要素を各所望位置に移動させることができる。好ましくは、連結アームの形状だけでなく、連結アームに対する保持要素の位置、すなわち基礎部材に対する位置が固定されるように硬直機構を硬直させると、連結アームに対する保持要素の旋回能力と基礎部材に対する連結アームの回転能力が停止または制限される。

動力源を制御するための操作要素が連結アームの先端側にあり、流体制御要素、電気または電子制御装置、つまり、硬直機構の作動機構のための設定要素が連結アームの先端側、特に基礎部材の中にある場合、制御ラインを操作要素から流体制御要素、電気または電子制御装置、つまり、設定要素へと導かなければならない。この信号またはエネルギー供給ラインは、連結アームの内側にも、外部にも設けることができる。有利な態様として、これらは連結アームの内部に延伸し、それゆえ外的影響から保護される。連結アームの内部を通るようにラインを導くために、連結アームのそれぞれの連結要素の各々に、牽引ロープ用の中央牽引ロープ通路と、ライン用、特に先端側操作要素と流体制御要素、もしくは電気または電子制御装置との間の制御ライン用の偏心的に配置された少なくとも１つの窪みを設けることができる。ライン用に別に形成された窪みは、ラインが硬直機構の牽引ロープと接触せず、相互にそれぞれに影響を与えないことを保証する。連結要素内に牽引ロープ通路と窪みを設ける代わりに、連結要素の各々に、中央に回転可能に支持された別体の回転ディスクを設けることができ、そこに牽引ロープ通路とライン用窪みが設けられる。この回転ディスクが連結要素に対して相対的に回転することにより、ラインに損傷を与える可能性がある、連結要素間の捩れを補正することができる。代替的に、連結要素に回転防止装置、特に係合ロック部材を設けて、牽引ロープの周囲での連結要素の捩れを制限することができる。この変形例もまた、制御ラインへの損傷を防止する。

本発明のある態様によれば、連結要素の大きさは、基礎部材からの距離が長くなるにつれて、またアームの均一な曲げに至るようにするために連結アームにおいて予想される曲げモーメントの経路に応じて小さくなる。

本発明の代替的な態様によれば、連結要素のテーパ状の内側接触面のテーパ角度の大きさは、基礎部材からの距離が長くなるにつれて、またアームの均一な曲げに至るようにするために連結アームにおいて予想される曲げモーメントの経路に応じて大きくなる。このようにすれば、連結要素の外寸を連結アームの全長にわたり一定にすることができる。

本発明のある態様によれば、装置はモジュール式設計とすることができ、連結アームと基礎部材を機械的に解放可能に接続でき、それによって連結アームは、連結要素それぞれと牽引ロープのクリーニングが困難であるため、交換可能な単回使用モジュールとして使用され、作動機構と動力源の制御要素を含む基礎部材は再使用可能なエンジニアリングブロックとなることができる。連結アームと基礎部材との間の接合部は、機械的連結とは別に、牽引ロープと硬直機構の設定要素との間に機能的連結が行われるように構成され、適当であれば、制御ライン、電気コンタクト等の別の接合手段が接続される。再使用可能な構成要素、すなわちエンジニアリングブロックにより、同等製品と比較して、コスト削減が可能となる。モジュール式構造の実質的なその他の利点は、用途に応じてエンジニアリングブロックを様々な機能端または、様々な大きさもしくは様々なエフェクタや保持要素を有する連結アームと組み合わせることができるという事実に見ることができる。

本発明のある態様によれば、モジュール式構造の装置において、動力源またはエネルギー貯蔵ユニットは基礎部材の外部に設けられる。特に、動力源またはエネルギー貯蔵ユニットを連結アーム内に挿入することも、またはそれに接続することもできる。代替的に、エネルギー貯蔵ユニットを連結アームに固定して一体化でき、単回使用として設計できる。

本発明のある態様によれば、自立型エネルギー貯蔵ユニットの形態の動力源と取り外し可能なアームは、相互接続可能になるように形成される。このような構成は、基礎部材のために提供される、アームの接続およびエネルギー貯蔵ユニットの接続が方向づけられ、アームとエネルギー貯蔵ユニットとの組み合わせが１回の動作または１回の操作によって基礎部材に取り付け、または接続することができるようにする場合に有利である。

アームとエネルギー貯蔵ユニットとの間の接続が固定されるように構成されている場合、およびエネルギー貯蔵ユニットにより貯蔵されたエネルギーが、アーム−エネルギー貯蔵ユニットの固定組み合わせを基礎部材に初めて取り付けた時点からアーム−エネルギー貯蔵ユニットの固定組み合わせを基礎部材から初めて取り外した時点までの間しか利用できない場合、そこからは安全性に関する他の有利な効果が得られる。これに関して、固定という用語は、それが解放不能であるか、苦労しなければ、特に道具を使わなければ解放不能であることを意味する。取り外し可能なアームが、衛生上の理由から、繰り返し使用されることを意図されていない場合、アームを単回のみ使用可能とすることが有利である。これは、本発明のこの態様によれば、エネルギー貯蔵ユニットが、基礎部材に初めて接続されてからでなければエネルギーを基礎部材に供給できないという事実と、エネルギー貯蔵ユニットを交換にともない、エネルギー貯蔵ユニットとアームとの間の固定接続にもアームの交換が必要であるという事実により保証される。エネルギー貯蔵ユニットを初めて接続してから初めて取り外すまでの間しかエネルギーを使用できないという事実は、エネルギー貯蔵ユニットが圧縮カートリッジである場合は封止膜によって、およびエネルギー貯蔵ユニットが電気エネルギー貯蔵ユニットである場合は放電機構によって実現される。

接続されるべき動力源、例えば圧縮ガスカートリッジ、バッテリ、アキュムレータ、ホース、またはラインが滅菌されず、したがって手術部位に直接近接している装置の基礎部材に直接接続できない場合、本発明の他の態様によれば、基礎部材と動力源との間にアダプタユニットが相互接続され、このアダプタユニットは滅菌領域と非滅菌領域との間の分離帯を形成し、一方では取り外し可能なラインを介して基礎部材に、他方では動力源に接続される。

本発明のある態様によれば、設定要素または制御要素の部品、特にコンパクトに設計される基礎部材により提供されるスペースより大きなスペースを必要とする部品は、アダプタユニット内に設置できる。

本発明の他の態様は、動いている組織を安定化もしくは静止させるため、または臓器、特に拍動中の心臓の一部を位置決めするための、特に本発明による外科装置において使用可能な手術用作業アームに関する。このような作業アームは、様々な位置および／または姿勢に移動するようになされ、相互に対して移動可能で特に相補的な複数の一連の連結要素を備える柔軟連結アームと、連結アームの先端に配置された少なくとも１つの保持要素と、を含む。本発明によれば、さらに、作業アームを外科装置に機械的および機能的に接続するための連結部分が提供され、連結要素を通るように案内され、連結要素を相互に摩擦により固定するようにするための牽引ロープは、外科装置内または外科装置のエンジニアリングブロック内に設けられた硬直機構に、特に工具を使用せずに形状的にフィットして接続されるようになされた基端側接続部分を含む。

この作業アームまたは作業アームモジュールの利点は、特に、安価に製造でき、硬直機構におけるコストの高い設定要素または類似物を含まず、そこに接続するための接合部を提供するだけであるという事実にある。それゆえ、この作業アームは単回使用のために提供できる。さらに、同型の、または標準化された連結部分が使用されるかぎり、異なる種類のこのような作業アームを同じエンジニアリングブロックとともに使用するように提供できる。

手術用作業アームは、連結アームの先端端に設置されて、外科装置内に設けられた硬直機構を制御するための操作要素と、操作要素を連結部分に設けられた接合部に接続して、制御信号または命令を外科装置に送信するための制御ラインと、をさらに含んでいてもよい。制御ラインは外側に延伸させることができるが、好ましくは連結アームの内部にある。

本発明による装置の利点と構成は、本発明の好ましい実施形態に関する以下の説明から明らかとなるであろう。

本発明の第一の実施形態による外科装置の斜視図を示す。 接続された連結アームを含む図１に示される外科装置のエンジニアリングブロックを示す。 エンジニアリングブロックの斜視図を示す。 図３に示されるエンジニアリングブロックの断面図を示す。 連結アームの斜視図を示す。 連結アームの基端側部分の拡大図を示す。 連結アームの基端側部分の部分拡大図を示す。 本発明の第一の実施形態による個別連結要素の斜視図を示す。 本発明の第二の実施形態による個別連結要素の斜視図を示す。 本発明の第三の実施形態による２つの連結要素の斜視図を示す。 本発明の第四の実施形態による外科装置の斜視図を示す。 第四の実施形態による外科装置の連結アームの正面斜視図を示す。 図１２ａの詳細を示す。 第四の実施形態による外科装置の連結アームの背面斜視図を示す。 図１３ａの詳細を示す。 第四の実施形態による外科装置のエンジニアリングブロックの正面斜視図を示す。 図１４に示されるエンジニアリングブロックの断面図を示す。

図１は、本発明の第一の実施形態による、動いている組織の一部を安定化もしくは静止させるため、またはその他、臓器を位置決めするための外科装置１０の斜視図を示す。装置１０は基礎部材またはエンジニアリングブロック１２を含み、そこに柔軟連結アーム１４が固定され、その自由端に組織または臓器を保持するための保持要素１６が設けられている。装置１０はアダプタユニット１８をさらに含み、これは複数のライン２０を介してエンジニアリングブロック１２と連通する。外部動力源として機能し、エンジニアリングブロック１２に一体化された連結アーム１４のための硬直機構を作動させるために必要な作業媒体を供給する圧縮空気カートリッジ２２を、アダプタユニット１８にある圧縮空気コネクタ２４に接続できる。圧縮空気ライン２０ａを通じて、圧縮空気がアダプタユニット１８からエンジニアリングブロック１２へと送られる。それに平行に延伸する信号ライン２０ｂは、アダプタユニット１８の中に設けられた流体制御要素または弁（図示せず）を制御するように機能し、これはそれぞれエンジニアリングブロック１２と連結アーム１４によって制御可能である。

図２は、エンジニアリングブロック１２、連結アーム１４、および保持要素１６だけを拡大して示す。エンジニアリングブロック１２は実質的に、連結アーム１４を硬直させるほか、図示されていない外部支持手段、例えば開胸器にシステム全体を固定するためのすべての技術を含む。エンジニアリングブロック１２は再使用可能なエンジニアリングモジュールＡを構成し、保持要素１６を含む連結アーム１４は単回使用のために設計された作業モジュールＢを構成する。

図２からはさらに、連結アーム１４の先端に第一の操作要素２６が電気的押しボタンの形態で設けられ、エンジニアリングブロック１２には第二の操作要素２８が同じく電気的押しボタンの形態で設けられていることも明らかである。どちらの操作要素２６と２８も、外部動力源からのエネルギーの流れを制御する、すなわち圧縮空気カートリッジ２２から圧縮空気ライン２０ａと圧縮空気コネクタ３０を介してエンジニアリングブロック１２へと通る圧縮空気を制御するように機能する。操作要素２６、２８、すなわち外部動力源の制御は、操作要素２６、２８を押している間だけエネルギーの流れを解放させるように構成できる。あるいは、エネルギーの流れを、１回だけの操作によって解放でき、２回目の操作により再び停止できる。

図３は、エンジニアリングブロック１２のみの斜視図を示す。エンジニアリングブロック１２は、筐体部分３２と、作業モジュールＢのための連結部分３４と、エンジニアリングブロック１２を開胸器等の支持手段（図示せず）に固定するための連結部分３６と、を含む。筐体部分３２には、作業モジュールＢの取り付けおよび／または取り外しを簡易化できるように、人間工学的な把持用凹部が設けられていてもよい。

固定部分３６は、相互に関して幅方向に調節可能な２つのアンダーカット締付顎部３８ａと３８ｂを含み、それによってエンジニアリングブロック１２を摩擦嵌合およびフォームフィット方式で適当なレールまたは同様の保持装置に取り付けることができる。調節可能締結顎部３８ｂは、図４から明らかであるように、ばね４０によって固定された締結顎部３８ａに対して付勢される。調節可能な締付顎部３８ｂは締付ねじ４２によってさらに固定できる。

筐体部分３２の中に、シリンダピストン機構４４が設けられ、これが硬直機構の実質的部分を構成する。筐体部分３２の中で軸方向に、すなわち連結アーム１４の長手方向に案内され、牽引ロープ４８に接続可能なスライドまたはキャリッジ４６が中間ジョイント５０を介してシリンダピストン機構４４のピストン５２の一方の端にピン接合され、それによってピストン５２が上昇運動するとキャリッジ４６が軸方向に並進移動する。

ピストン５２はらせん圧縮ばね５４によって、ピストン５２がキャリッジ４６を介して牽引ロープ４８をエンジニアリングブロック１２に引く方向に付勢され、このようにして、後で詳しく説明するように、連結アームを支持、固定し、または引締める。ばねによる付勢によって、アイドル状態、すなわち外からの介入がないとき、連結アーム１４は固定またはロックされた状態にある。

それ自体が柔軟な連結アーム１４を何れの方向にも曲げられるようにするために、ばね付勢は逆転できなければならない。これは、外部動力源により行われる。圧縮空気コネクタ３０を介してシリンダピストン機構４４のシリンダチャンバ５６へと供給される圧縮空気の支援により、らせん圧縮ばね５４の圧縮力に対抗してピストン５２を反対方向に作動させることができ、それゆえ、キャリッジ４６を適切に移動させることによって牽引ロープ４８を解放または弛緩させ、それゆえ固定された連結アーム１４を解放できる。

１つまたは複数のピストンリング５８は、シリンダチャンバ５６のうち圧縮空気により加圧された部分を、シリンダチャンバ５６のうちらせん圧縮ばね５４が設けられている部分から気密状態で分離すること保証する。ピストン５２、すなわちキャリッジ４６の移動はそれぞれのストッパによって両方向に限定され、硬直と弛緩に関する調節のための所定の移動距離が設定される。

以下に、エンジニアリングモジュールＡへの作業モジュールＢの連結についてより詳しく説明する。

作業モジュールＢとエンジニアリングモジュールＡとの間の接合部は、２つのユニット間の純粋に機械的な連結だけでなく、信号に関する機能的な連結も実現するように機能し、これは、一方で、先端側操作要素２６を介した入力された制御信号はエンジニアリングブロック１２へ送信され、およびそこから、適当な制御要素によって、制御信号ライン２０ｂを介してアダプタユニット１８へと送信しなければならず、他方で、連結アーム１４内に延伸する牽引ロープ４８をシリンダピストン機構４４に連結しなければならないからである。

モジュールＡをモジュールＢに機械的に連結するために、エンジニアリングブロック１２の、固定部分３６の直上に設けられた連結部分３４は、垂直に延びるアリ継ぎガイド６０を含み、これは作業モジュールＢの連結部分６４にある相補的なガイドシート６２（図５参照）との嵌合接続を形成する。この目的のために、連結部分６４はアリ継ぎガイド６０に垂直に押し込まれ、最終的に２つの連結部分３４と６４が表面接触するようになる。２つの連結部分３４と６４を取り外し可能にロックするために、作業モジュールＢの連結部分６４に、ばね付勢ロックラグの形態のロッキング要素６６が設けられる。さらに、連結部分６４の下面には２つの電気コンタクト６８が設けられ、これは、２つのモジュールＡとＢが連結され、ロックされた作業位置にあるときに、エンジニアリングブロック１２の連結部分３４の、それに対応する接点７０と接触する。電気コンタクト６８は、電気ライン９０を介して先端側操作要素２６と連通する。エンジニアリングブロック１２の中には同じく、接点７０を外部の制御ライン２０ｂに接続するためのライン（図示せず）も設けられる。

さらに、図５から、牽引ロープ４８のエンドピース７２が明らかである。エンドピース７２は、回転対称の輪郭形状の回転部材であり、これはキャリッジ４６の中の、それに対応する窪み７４に正確に嵌り、このようにしてキャリッジ４６に軸方向または引張方向に嵌合結合できる。牽引ロープ４８の自由端におけるエンドピース７２により、連結部分６４を通って案内される牽引ロープ４８が確実に解かれなくなる。

スライド４６が完全に延ばされた位置にあるときに、エンドピース７２を窪み７４に上から挿入できる。アイドル状態ではキャリッジ４６はばね５４の付勢によって引っ込められているため、エンドピース７２を窪み７４に挿入するためには、シリンダピストン機構４４を介してキャリッジ４６を延ばさなければならない。エンジニアリングブロック１２の操作要素２８を操作することにより、圧縮空気がエンジニアリングブロック１２に供給され、ピストン５２が圧縮されて、これがばね５４のばね力に対抗して連結アームに向かって（図４の左側に）移動し、その結果、圧縮空気は、キャリッジ４６を筐体部分３２の外へ、牽引ロープ４８の自由端またはエンドピース７２をキャリッジ４６の窪み７４に挿入できるところまで押し出す。操作要素２８を放すと、圧縮空気の供給が停止する。らせん圧縮ばね５４がピストン５２を再びそのアイドル位置へと移動させ、これによってキャリッジ４６は、牽引ロープ４８のエンドピース７２と共に引っ込められる。キャリッジ４６を引っ込めることにより、牽引ロープ４８はさらに引締められ、連結アーム１４はその現在の位置に固定および静止される。エンドピース７２がキャリッジ４６の窪み７４に固定されている状態で、キャリッジ４６は、その引込み位置において、筐体部分３２の内部に位置する。

図６は作業モジュールＢの全体を示しており、これは連結部分６４と、基端側ジョイント７６と、実際の連結アーム１４と、連結アーム１４の先端に配置された先端側操作要素２６と、先端側旋回ジョイント７８と、保持要素１６と、を含む。基端側（球）ジョイント７６によって、連結アーム１４は縦軸の周囲で連結部分６４に関して回転でき、さらに、連結アーム１４が旋回運動できるようにするため、連結アーム１４を患者の体腔の中へと垂直に下降させることができる。先端側旋回ジョイント７８により、保持要素１６は連結アーム１４の先端に関して旋回運動できる。保持要素１６を、例えば真空援用安定化または位置決め要素の形態とすることができる。それが安定化要素である場合、引張力が牽引ロープ４８に加えられるとすぐに、真空支援Ｕ字形部材が連結アーム１４と共にロックされる。保持要素１６の作業端は通常、組織、またはその他の解剖学的状態に完全に適合するように、柔らかい材料で作製されており、それゆえ、漏れのない真空を可能とする。保持要素１６は真空によって組織および／または臓器に吸着できる。真空を提供するために、保持要素１６はコネクタ８０を含み、これによって、ここには示されていない真空ラインを介して保持要素１６を真空により加圧できる。別の実施形態において、保持要素１６には、外科手術中に連結アーム１４によって保持され、位置決めされるほとんどの各種の単回使用または再使用可能の手術器具および器材の接続を可能にするためのユニバーサルアダプタを設けることができる。

図７に示されるように、牽引ロープ４８が連結アーム１４の中に延伸しており、図中、説明のために連結アーム１４の連結要素８２のいくつかが省略されている。柔軟連結アーム１４は複数の回転対称の個別連結要素８２からなり、これらは大きさ以外同じであり、複数の一連の球面ジョイントのように動作する。連結要素８２は実質的に球面スリーブまたは球面キャロットの形状であり、中央の貫通穴８４と、先端側球状外面８６と、基端側球状内面８８と、を有する。隣接する連結要素８２は前記球面部分８６、８８において相互に接触し、すなわち牽引ロープ４８を介して接触状態に保たれる。

連結要素８２は、例えば射出成形によって安価に製造可能である。そのために、圧縮に関して非常に硬い材料を提供しなければならない。相互に対してスライドする連結要素８２間の摩擦係数を増大させるために、複合的材料もまた使用できる。特に、相互に対してスライドする球面８６、８８を適切にコーティングすることができる。

連結要素８２は、第一の連結要素８２、すなわち基端側の基端側ジョイント７６に対して、その中の中央に延伸する牽引ロープ４８を介して支持でき、これは最後の連結要素８２、すなわち先端側の先端側旋回ジョイント７８に連結される。球面８６、８８間の押し嵌めまたは摩擦嵌合により、個別連結要素８２を相互に関してほとんどあらゆる位置に固定でき、それゆえ、連結アーム１４を固定または引締めることができる。同時に、このようにして基端側ジョイント７６と先端側ジョイント７８がロックされる。反対に、牽引ロープ４８が弛緩されると、個別連結要素８２間の摩擦嵌合が外れ、これらは相互に関して再び滑り、相互に関して移動可能となる。

さらに、図６から、連結アーム１４の基端の連結要素８２が連結アーム１４の先端の連結要素８２より大きいことが明らかである。これは以下の理由による。連結要素８２が先端側に位置付けられるほど、横方向の力が発生したときに当該連結要素８２に作用する曲げモーメントが小さくなる。横方向の力がアームにかけられたとき、曲げモーメントは基端側連結要素８２において、すなわち先端からの距離が最も長い連結要素において最も大きいため、当該連結要素はまず相互に対して移動する。予想される曲げモーメントの経路に応じて連結要素８２の異なる直径を適正に選択することによって、アームの均一な曲げを実現できる。

この実施形態において電気押しボタンとして構成される先端側操作要素２６は２本の電気ライン９０を介して接続され、これらは連結要素８２の内部を通って同様に案内され、入力制御信号を連結部分６４の電気コンタクト６８に送信する。ライン９０が連結要素８２の内部に延伸しているため、これらは外的影響から保護される。しかしながら、個別連結要素８２と牽引ロープ４８の動きによってライン９０が損傷または損害を受けないように注意を払わなければならない。

このような背景から、図８に示されるように、個別連結要素８２は、牽引ロープ４８のための中央貫通穴８４とは別に、１つまたは複数の偏心的に配置された窪み９２を含み、その中にホース、ケーブルまたはその他の動力伝送ライン９０が延伸し、それと並行する牽引ロープ４８の動きから保護される。

個別連結要素８２は相互に関して横方向に推移または傾斜する可能性があるだけでなく、相互に関して捩られる可能性もあるため、その結果、ライン９０が捩られ、おそらく損傷するかもしれない。このような背景から、図９に示される第二の実施形態による連結要素８２’においては、中央貫通穴８４とライン９０のための窪み９２が、連結要素８２’の中に縦軸の周囲で回転可能に収容された回転ディスク９４に設けられている。前記回転ディスク９４は、それゆえ、連結要素８２の捩れを補償できる。

第三の実施形態の連結要素８２’’が図１０に示されている。図１０は、連結要素８２’’の捩れ防止保護のための嵌合式係合要素９６、９８が設けられた２つの連結要素８２’’を示している。一方で、係合要素９６、９８は球状外面８６’’の領域に形成れた突起９６であり、他方で、球状内面８８’’の領域における切欠き９８であり、突起９６が切欠き９８に係合する。図１０から明らかなように、切欠き９８の幅は突起９６の幅より大きく、それによって特定の回転自由度が付与され、突起９６は切欠き９８の内部で回転方向に幾分移動できる。

図１１は、本発明の第四の実施形態による外科装置１０’の斜視図を示す。上述の実施形態との最も重大な相違点は、連結アーム１４’の拡大連結部分６４’の中に、一体型圧縮空気カートリッジ２２’の形態で動力源が一体に組み込まれている点である。

機能面では、一方で、連結部分６４’により、牽引ロープ４８’とシリンダピストン機構４４’に関して、すなわちエンドピース７２’と窪み７４’に関して、また電気コンタクト６８’と接点７０’に関して、連結アーム１４’とエンジニアリングブロック１２’を本発明の第一の実施形態による連結アーム１４とエンジニアリングブロック１２と同じように連結できることが確実となる。しかしながら、他方で、第四の実施形態による外科装置１０’はさらに、連結アーム１４’とエンジニアリングブロック１２’において、一体化された圧縮空気カートリッジ２２’をシリンダピストン機構４４’に確実に接続できるようにするための構成要素も含む。

第四の実施形態の具体的な構成は、作業モジュールＢ’の先端領域において、フォーク状の保持要素１６’と連結アーム１４’との間の旋回ジョイント７８’の実現に関し、旋回軸が第一の実施形態と比較して垂直に捩れるように延びている点で異なる。したがって、保持要素１６の水平回転ではなく上下回転が可能となる。

取り扱いやすくするために、先端側操作要素２６’は操作要素２６’の直接的な周辺領域に関して上昇及び露出される。

最初の３つの実施形態と異なり、第四の実施形態の連結アーム１４’の連結要素８２’’’の外径は、連結アーム１４’の長さ全体にわたり変化しない。それでも依然として曲げモーメントの経路に対応する連結アーム１４’の均一な柔軟性を得るために、連結要素８２’’’のそれぞれのテーパ角度α（図９参照）は、エンジニアリングブロック１２’から保持要素１６に向かって徐々に（すなわち、各連結要素８２’’’について個別に調整される）または部分的に（すなわち、連結アーム１４’の１つの部分に相当する隣接する複数の連結要素８２’’’について調整される）増大される。

説明のために個別連結要素８２’’’が示されていない図１２ａと１２ｂに示されるように、牽引ロープ４８’は連結アーム１４’の中央に延伸し、牽引ロープ４８’の円周にわたり均一に分散された３本の電気ライン９０’が連結アーム１４’の内部に延伸する。

作業モジュールＢ’の連結部分６４’のうち、連結アーム１４’と整合する領域において、牽引ロープ４８’と電気ライン９０’の両方が連結部分６４’の前面から、連結アーム１４’を始点として、連結部分６４’の後面に向かって、電気コンタクト６８’とエンドピース７２’の、それに対応する接続部まで案内される。

エンドピース７２’はＴ字形であり、Ｔ字形のエンドピース７２’の交差する梁が好ましくは、組立中に作業モジュールＢ’の連結部分６４’がエンジニアリングモジュールＡ’の連結部分３４’に挿入される方向に対して横方向である。

作業モジュールＢ’の連結部分６４’のうち、連結アーム１４’と整合しない領域において、一体型の圧縮空気カートリッジ２２’が収容される。図１３ａと１３ｂから明らかであるように、圧縮空気カートリッジ２２’は作業モジュールＢ’の連結部分６４’に配置され、連結部分６４’の後面で封止膜２５の形態の圧縮空気カートリッジ２２’の接続を利用できる。接続レバー３５を旋回させることにより、圧縮空気カートリッジ２２’を軸方向に、すなわち、連結部分６４’の後面に対して実質的に垂直または横方向に移動させることができる。

連結部分６４’の後方面は、円柱面となるように形成または湾曲され、それは下側領域で線形に整列する連結アーム１４’に対して実質的に垂直に延び、上側領域ではそれに対して斜めに延びる。

連結部分６４’の後方面に隣接する連結部分６４’の下面において、２つの連結突起３７Ｂが下向きに突出する。

図１４は、第四の実施形態による外科装置１０’のエンジニアリングモジュールＡ’の正面斜視図を示し、作業モジュールＢ’の後面がそこに連結されるように適合している。

作業モジュールＢ’の連結部分６４’のうち、連結アーム１４’と整合する領域に対応して、エンジニアリングモジュールＡ’の連結部分３４’のうち、連結アーム１４’と整合する領域に、接点７０’の形態と窪み７４’の形態のコネクタが設けられ、これらのコネクタは、作業モジュールＢ’をエンジニアリングモジュールＡ’に取り付けている間に電気コンタクト６８’とエンドピース７２’に接続される。

エンジニアリングモジュールＡ’の連結部分３４’のうち、連結アーム１４’と整合しない領域の前面に、穿孔器３１と圧力制御ユニット１９を含む圧縮空気コネクタが配置される。

エンジニアリングモジュールＡ’の固定部分３６’は最初の３つの実施形態の固定部分３６に実質的に対応するが、前方に突出しており、作業モジュールＢ’の連結部分６４’はエンジニアリングモジュールＡ’の前面と接触するだけでなく、エンジニアリングモジュールＡ’の固定部分３６’の上面の部品上に載る。固定部分３６’の上面に２つの連結用窪み３７Ｃが設けられている。

エンジニアリングブロックＡ’の側面において、レバー用窪み３７Ａは、作業モジュールＢ’へと旋回された接続レバー３５を、エンジニアリングモジュールＡ’と作業モジュールＢ’が連結のために相互に関して所定の位置に設置されたときにしかレバー用窪み３７Ａの中へと折り曲げることができないような形状である。接続レバー３５をその折り曲げ位置にロックするために、接続レバー３５を拘束するためのロッキングスライド３３が設けられている。

エンジニアリングモジュールＡ’の連結部分３４’の前方面は、作業モジュールＢ’の連結部分６４’の後方面に合わせて調節され、したがって、連結部分６４’の後方面と同じ円柱曲面を呈する。

図１５は、第四の実施形態による外科装置１０’のエンジニアリングブロック１２’の断面図を示す。図４との比較によっても説明されるように、第四の実施形態において、スライド４６’とピストン５２’は同軸に、一体部品として形成される。この実施形態によれば、接続中間ジョイント５０は不要である。

スライド４６’の窪み７４’はクランプラグ７５を含み、これは、エンドピース７２’が窪み７４’に挿入されたときに、シリンダピストン機構４４がピストン５２’を軸方向に挿入することによって移動できるような形状である。エンドピース７２’が窪み７４’に挿入されると、シリンダピストン機構４４’は、らせん圧縮ばね５４により加えられる力に打ち勝つ間、連結アーム１４’に向かって移動して特定の転換位置に到達し、転換地点を過ぎた後、らせん圧縮ばね５４により加えられる力の支援により、シリンダピストン機構４４’は連結アーム１４’から離れるように移動する。したがって、クランプラグ７５によって、連結アーム１４’の張力を作業モジュールＢ’の組立中にすでに発生させることができる。クランプラグ７５は、先端側操作要素２６’を操作することによってシリンダピストン機構４４’を調節した後でなければエンドピース２５を窪みから再び取り外すことができないような形状とすることができ、すなわち、それゆえ、エンドピース７２’は自己ロッキングによって外れないようになっている。それ以外に、図１５に示されるように、窪み７４’の形状を、単に作業モジュールＢ’の連結部分６４’を持ち上げるだけでらせん圧縮ばね５４の張力に打ち勝つことができ、このようにして窪み７４’のエンドピース７２を外すことができる。この場合、圧縮空気カートリッジ２２’の形態の動力源の支援による硬直機構（４４’、４８’）の駆動は、取り付けられた状態で連結アーム１４’を調節するためにのみ使用される。

最初の３つの実施形態による本発明の装置１０の組立は以下のとおりである。

まず、エンジニアリングブロック１２を、圧縮空気ライン２０ａを介してアダプタユニット１８と、圧縮空気ラインに接続する。圧縮空気源、例えば圧縮空気カートリッジ２２をアダプタユニット１８に接続する。次に、エンジニアリングブロック１２を手術部位付近の支持手段、例えば開胸器に固定部分３６を介して固定する。その後、またはそれ以前にすでに、作業モジュールＢをエンジニアリングモジュールＡ、すなわちエンジニアリングブロック１２に接続する。このために、基端側操作要素２８を押し、キャリッジ４６が筐体部分３２から外に出るようにする。作業モジュールＢの連結部分６４をエンジニアリングモジュールＡの連結部分３４に接続すると、アリ継ぎガイド６０とシート６２が２つのモジュールＡとＢとの間の形態拘束を確立する。さらに、コンタクト６８と７０との間の電気接続が行われる。さらに、連結部分６４上でスライドさせると、牽引ロープ４８の突出エンドピース７２がキャリッジ４６の適当な窪み７４の中に同時に挿入されるため、牽引ロープ４８がシリンダピストン機構４４に連結される。基端側操作要素２８を再び放すと、キャリッジ４６は再び筐体３２の中に引っ込められ、そうする間に牽引ロープ４８が緊張し、連結アーム１４および保持要素１６がそれぞれの位置と姿勢に固定される。

第四の実施形態による本発明の装置１０の組立は以下のとおりである。

まず、エンジニアリングブロック１２’を、固定部分３６’を介して手術部位の付近の支持手段、例えば開胸器に固定する。その後、またはそれ以前にすでに、作業モジュールＢ’をエンジニアリングモジュールＡ’とエンジニアリングブロック１２’に接続する。この目的のために、接続レバー３５がその開状態にある時に、連結アーム１４’の基端または連結部分６４’をエンジニアリングブロック１２’の連結部分３４’に向かって案内し、連結用突起３７Ｂが連結用窪み３７Ｃの中に入るようにする。

図１５からわかるように、牽引ロープ４８’のエンドピース７２’が同時にシリンダピストン機構４４’の窪み７４’の中に入る。クランプラグ７５によって、エンドピース７２’は、窪み７４’の中に入る際に基端側に引っ張られ、それゆえ、連結アーム１４’が緊張する。

連結用突起３７Ｂが窪みに入った後、接続レバー３５が開いているときに作業モジュールＢ’の連結部分６４’が停止する位置に置かれるまでは、接続レバー３５を専用のレバー用窪み３７Ａの中に、およびそれゆえその閉位置へと旋回させることができない。

一体型の圧縮空気カートリッジ２２’を連結アーム１４’の基端に配置し、連結アーム１４’の組立中に、その接続部がエンジニアリングブロック１２’に向かうようにする。一体型の圧縮空気カートリッジ２２’の圧縮空気接続部は封止膜２５によって形成され、一体型の圧縮空気カートリッジ２２’からエンジニアリングブロック１２’へと圧縮空気を供給するには、これを穿刺しなければならない。膜２５が穿刺されると、それ以上、少なくとも多大な労力を払わないかぎり、一体化された圧縮空気カートリッジ２２を再び閉じて密閉することはできず、ましてや圧縮空気を再充填することはできない。

本発明の第四の実施形態において、膜２５は、エンジニアリングブロック１２’の連結部分３４’に配置された移動可能な穿孔器３１を援用して穿孔される。連結アーム１４’の連結部分６４’とエンジニアリングブロック１２’の連結部分３４’が相互に関して専用の位置に設置されている場合、接続レバー３５の衝撃によって、穿孔器３１と膜２５との間の距離が短くなり、穿孔が行われる。

図のように、接続レバー３５を連結アーム１４’に設けることができ、それゆえ、一体型の圧縮空気カートリッジ２２’および、それゆえ膜２５だけを穿孔器３１に向かって移動させることができる。あるいは、接続レバー３５をエンジニアリングブロック１２’に設けて、穿孔器３１だけを膜２５の方向に移動できるようにするか、または穿孔器３１と膜２５の両方を移動できるようにすることも可能であろう。

接続レバー３５により、確実に膜２５が穿孔されるだけでなく、一体型の圧縮空気カートリッジ２２’がシリンダピストン機構４４’に、圧力制御ニット１９によって確実に接続されることにもなる。

膜２５が穿孔される直前に、穿孔部位の周辺の領域は外部から密閉されている。これは、封止のために設けられた構成要素と膜２５を穿孔するために移動可能に構成された構成要素（膜２５および／または穿孔器３１）が異なる方法で支持されて、封止のために設けられた構成要素と膜２５を穿孔するために移動可能に設計された構成要素の両方が接続レバー３５によって制御可能であるが、封止のために設けられた構成要素が膜２５を穿孔するために移動可能に設計された構成要素より優位であるという事実により実現される。

本発明による装置１０の動作モードは以下のとおりである。

先端側操作要素２６を操作することによって、アダプタユニット１８またはエンジニアリングブロック１２の中の圧縮空気弁が適当な電気信号によって制御され、最初の３つの実施形態におけるこの圧縮空気弁は、圧縮空気ライン２０ａを介してエンジニアリングブロック１２内のピストン５２を加圧し、牽引ロープ４８を弛緩させる。このようにして、外科医は片手で先端にある連結アーム１４を把持し、それを適切に変形させて、保持要素１６を体腔内の、安定化させるべき組織または保持するべき臓器へと案内することができる。外科医が先端側の操作要素を放し、またはそれを繰り返し操作する場合、硬直機構への外部からのエネルギー供給、すなわちシリンダピストン機構４４への圧縮空気供給が停止され、圧縮機構はらせん圧縮ばね５４を介して再び硬直され、それによって連結アーム１４と保持要素１６がそれぞれの現在の位置において固定され、または静止される。

先端側操作要素２６または基端側操作要素２８を繰り返し操作することによって、硬直機構を再び弛緩させて、連結アーム１４を再調節し、または体腔から取り外すことができる。

第四の実施形態による外科装置１０’において、連結アーム１４’を初めて取り付けた後に再び取り外す場合、接続レバー３５を開くことによって、まず、膜と圧力制御ユニットとの接続部の気密状態が破られる。それゆえ、残っている圧縮空気は使用されないまま、一体型の圧縮空気カートリッジ２２’から漏出する。その結果、連結アーム１４’は、２回目の取り付け以降、シリンダピストン機構４４’によって調節することはできず、れゆえ、その機能のほとんどを失う。

しかしながら、本発明は上で詳しく説明した実施形態に限定されず、付属の特許請求の範囲の保護範囲内で変更を加えることができる。以下に、このような変形版の可能性のいくつかを挙げる。

作業モジュールＢとエンジニアリングモジュールＡのモジュール式設計の代わりに、後者を一体部品として設計でき、全体を単回使用の構成要素として提供できる。このようにして、２つのユニット間の接合部と接続のための関連する操作ステップが省かれる。この概念を今度は、１つだけの、理想的には先端側に配置された操作要素にも、または外部のエネルギーの流れを制御するための２つの操作要素にも実施できる。

第一の実施形態によれば、圧縮空気は圧縮空気カートリッジ２２から供給され、完全に自立的な動作が可能となる。圧縮空気カートリッジ２２の代わりに、圧縮空気ホースをアダプタユニット１８の圧縮空気コネクタ２４に接続でき、その他のあらゆる圧縮空気源、例えば手術室にある給気設備に連結できる。

先端側操作要素２６とエンジニアリングブロック１２との間のエネルギー輸送ライン９０を連結アーム１４の外部にも延伸することができる。保持要素１６の真空ラインも同様に、連結アーム１４の中に延伸することができ、その場合、モジュールＡとＢとの間の適切な接合およびラインとコネクタをエンジニアリングブロック１２の中に設ける必要がある。

アダプタユニット１８の流体制御要素はまた、電気の代わりに空気圧で制御することもでき、圧縮空気ピストン５２を例えば８バールの圧力の作業媒媒体空気で動作させ、その一方で、エネルギーの流れを解放する弁を格段に低い圧力で制御することができる。前記の低い圧力により、今度は、より薄い壁とはるかにコンパクトな操作要素を有する、より柔軟な制御ラインが提供される。

流体制御要素をエンジニアリングブロック１２の中に設置してもよく、圧縮空気源をエンジニアリングブロック１２に直接接続してもよい。

本発明は、動いている組織を安定化もしくは静止させるため、または臓器、特に拍動中の心臓の一部を位置決めするための外科装置を説明しており、これは基礎部材に固定された、または固定可能な柔軟アーム４’、特に連結アームを含み、このアームは異なる位置および／または姿勢にすることができ、その自由端には、少なくとも１つの保持要素１６が配置され、また、アームを所望の位置に固定できるようにするための硬直機構４４、４８、４４’、４８’を含む。硬直機構４４、４８、４４’、４８’は手動で制御可能な外部動力源２２、２２’によって緊張および／または弛緩される。

１０、１０’ 装置
１２、１２’ 基礎部材／エンジニアリングブロック
１４、１４’ 連結アーム
１６ 保持要素
１８ アダプタユニット
１９ 圧力制御ユニット
２０ ライン
２０ａ 圧縮空気ライン
２０ｂ 制御ライン
２２ 圧縮空気カートリッジ
２２’ 一体型圧縮空気カートリッジ
２４ 圧縮空気コネクタ
２５ 膜
２６、２６’ 第一の操作要素
２８ 第二の操作要素
３０ 圧縮空気コネクタ
３１ 穿孔器
３２、３２’ 筐体部分
３３ ロッキングスライド
３４、３４’ 連結部分
３５ 接続レバー
３６、３６’ 固定部分
３７Ａ レバー用窪み
３７Ｂ 連結用突起
３７Ｃ 連結用窪み
３８Ａ、３８Ｂ 締結顎部
４０ ばね
４２ 締付ねじ
４４、４４’ シリンダピストン機構
４６ キャリッジ
４８、４８’ 牽引ロープ
５０ 中間ジョイント
５２、５２’ ピストン
５４ らせん圧縮ばね
５６、５６’ シリンダチャンバ
５８ ピストンリング
６０ アリ継ぎガイド
６２ ガイドシート
６４、６４’ 連結部分
６６ ロッキングラグ
６８、６８’ 電気コンタクト
７０、７０’ 接点
７２、７２’ エンドピース
７４、７４’ 窪み
７５ クランプラグ
７６ 旋回ジョイント
７８、７８’ スイベルジョイント
８０ コネクタ
８２、８２’、８２’’、８２’’’ 連結要素
８４ 中央貫通穴
８６ 球状外面
８８ 球状内面
９０、９０’ 電気ライン
９２ 窪み
９４ 回転ディスク
９６ 係合要素
９８ 切欠き
Ａ、Ａ’ エンジニアリングモジュール
Ｂ、Ｂ’ 作業モジュール
α テーパ角度

Claims (19)

1. 外科処置中に動いている組織、例えば拍動中の心臓の一部を安定化もしくは静止させるため、又は、臓器を位置決めするため若しくは手術器具と器材を位置決めし保持するための外科装置（１０、１０’）であり、
   手術部位内、またはそこに設置された保持装置、特に開胸器に固定部分（３６、３６’）を用いて固定されるように適合した基礎部材（１２、１２’）と、
   前記基礎部材（１２、１２’）に固定され、または固定されるように適合する柔軟アーム（１４、１４’）、特に連結アームであって、様々な位置および／または姿勢に移動させることができ、その自由端に少なくとも１つの保持要素（１６）が配置される柔軟アームと、
   前記アームを所望の位置に固定できる硬直機構（４４、４８，４４’、４８’）と、を備え、
   前記硬直機構（４４、４８、４４’、４８’）が、手動で制御可能な動力源（２２、２２’）を用いて硬直および／または弛緩される、
   ことを特徴とする外科装置（１０、１０’）。
2. 前記動力源（２２）が、外付けであり、特に前記基礎部材（１２、１２’）の外部にあることを特徴とする、請求項１に記載の外科装置（１０）。
3. 前記動力源（２２、２２’）が、前記アーム（１４、１４’）の先端側および／または基端側、および／または前記基礎部材（１２、１２’）に配置された少なくとも１つの手動式操作要素（２６、２８、２６’）を介して制御可能であることを特徴とする、請求項１または２に記載の外科装置（１０、１０’）。
4. 前記硬直機構（４４、４８、４４’、４８’）の硬直が、自動的に、特にばね力（５４）によって行われ、前記硬直機構（４４、４８、４４’、４８’）の弛緩が前記動力源（２２、２２’）によって行われることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の外科装置（１０、１０’）。
5. 前記硬直機構（４４、４８、４４’、４８’）が、
   前記アーム（１４、１４’）の、相互に対して移動可能であり特に相補的である、複数の連結要素（８２、８２’、８２’’、８２’’’）を通って案内される牽引ロープ（４８、４８’）であって、前記連結要素（８２、８２’、８２’’、８２’’’）は牽引ロープ（４８、４８’）により摩擦で相互に固定することができる、牽引ロープ（４８、４８’）と、
   前記牽引ロープ（４８、４８’）を作動させるために前記動力源（２２、２２’）を介して操作可能な作動機構（４４、４４’）と、を含む、
   ことを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の外科装置（１０、１０’）。
6. 前記動力源（２２、２２’）は、油圧源又は空気圧源若しくは電源であり、
   前記作動機構（４４、４４’）は、油圧、空気圧、又は、電気モータによって作動されるシリンダピストン機構（４４、４４’）であり、
   前記シリンダピストン機構（４４、４４’）に作用する流体圧力を制御するための流体制御手段、又は、前記シリンダピストン機構（４４、４４’）を移動させるために電気モータに作用する電力を制御するための電気制御装置が、前記少なくとも１つの操作要素（２６、２８、２６’）を介して制御可能であることを特徴とする、請求項５に記載の外科装置（１０、１０’）。
7. 前記連結要素（８２、８２’、８２’’）の各々が、前記牽引ロープ（４８、４８’）のための１つの中央牽引ロープ通路（８４）と、ライン（９０、９０’）のための、特に前記先端側操作要素（２６、２６’）と前記流体制御手段又は前記電気制御装置との間の制御ラインのための、少なくとも１つの偏心的に配置された窪み（９２）と、を含むことを特徴とする、請求項５または６に記載の外科装置（１０、１０’）。
8. 前記中央牽引ロープ通路（８４）と前記少なくとも１つの窪み（９２）が、前記連結要素（８２’）内で回転可能に支持される回転ディスク（９４）に設けられることを特徴とする、請求項７に記載の外科装置（１０、１０’）。
9. 前記連結要素（８２’’）が、前記牽引ロープ（４８、４８’）の周囲で前記連結要素（８２’’）が捩じれることを制限するように回転防止保護手段、特に係合型ロッキング要素（９６、９８）を含むことを特徴とする、請求項７に記載の外科装置（１０、１０’）。
10. 前記装置（１０、１０’）がモジュール式構造を有し、前記アーム（１４、１４’）を前記基礎部材（１２、１２’）に機械的に、特に確実に、接続でき、機械的接続が行われたときに、前記牽引ロープ（４８、４８’）が同時に前記シリンダピストン機構（４４、４４’）の設定要素（４６、４６’）に連結され、制御ライン接合部（６８、７０、６８’、７０’）が相互接続されることを特徴とする、請求項５から９のいずれか一項に記載の外科装置（１０、１０’）。
11. 少なくとも１つの動力源（２２）と前記基礎部材（１２）との間において、取り外し可能ライン（２０）を介して、一方で前記基礎部材（１２）に、他方で前記少なくとも１つの動力源（２２）に接続されるアダプタユニット（１８）が相互接続されることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の外科装置（１０、１０’）。
12. 前記流体制御手段又は前記電気制御装置が前記アダプタユニット（１８）内に配置されることを特徴とする、請求項１１に記載の外科装置（１０）。
13. 自己完結型のエネルギー貯蔵ユニット（２２’）の形態の前記動力源が前記アーム（１４’）に取り外し可能に挿入でき、またはその中に一体化され、前記アーム（１４’）と前記基礎部材（１２’）との間に前記機械的接続がなされたときに、同時に前記基礎部材（１２’）と前記エネルギー貯蔵ユニット（２２’）も相互接続されることを特徴とする、請求項１０に記載の外科装置（１０’）。
14. 前記エネルギー貯蔵ユニット（２２’）が前記アーム（１４’）に固定して一体化され、前記アーム（１４’）は、単回使用のために設計され、前記エネルギー貯蔵ユニット（２２’）に貯蔵された前記エネルギーを使用でき、および／または、前記アーム（１４’）を初めて前記基礎部材（１２’）に連結したときから前記アーム（１４’）を前記基礎部材（１２’）から初めて取り外すまでの使用期間のために設計されることを特徴とする、請求項１３に記載の外科装置（１０’）。
15. 前記保持要素（１６）に、様々な種類の単回使用または再使用可能の手術器具と機器を接続するためのユニバーサルアダプタが設けられることを特徴とする、請求項１から１４のいずれか一項に記載の外科装置（１０、１０’）。
16. 動いている組織を安定化もしくは静止させるため、または臓器、特に拍動中の心臓の一部を位置決めするための手術用作業アーム（Ｂ、Ｂ’）であり、
    様々な位置に移動することができる柔軟連結アーム（１４、１４’）であって、相互に対して移動可能であり、特に相補的に形成された複数の一連の連結要素（８２、８２’、８２’’、８２’’’）を含む柔軟連結アーム（１４、１４’）と、
    前記連結アーム（１４、１４’）の先端に配置された少なくとも１つの保持要素（１６）と、を備え、
    前記作業アーム（Ｂ、Ｂ’）を外科装置（Ａ、Ａ’）に機械的および機能的に接続するための連結部分（６４、６４’）を備えること、
    前記連結要素（８２、８２’、８２’’、８２’’’）を通って案内され、前記連結要素（８２、８２’、８２’’、８２’’’）を摩擦により相互に固定することができる牽引ロープ（４８、４８’）であって、前記外科装置に設けられた硬直機構（４４、４４’）に、工具を使用せずに、特に確実に接続可能な基端側接続部分（７２、７２）を含むこと、
    を特徴とする手術用作業アーム（Ｂ、Ｂ’）。
17. 前記連結アーム（１４、１４’）の先端に配置され、前記外科装置に設けられた前記硬直機構（４４、４４’）を制御するための操作要素（２６、２６’）と、
    特に前記連結アーム（１４、１４’）内で延伸し、制御信号または命令を前記外科装置（Ａ、Ａ’）に伝達するために、前記操作要素（２６、２６’）によって、前記連結部分（６４、６４’）に設けられる接合部（６８、６８’）に接続される制御ライン（９０、９０’）と、
    をさらに備える、請求項１６に記載の手術用作業アーム（Ｂ、Ｂ’）。
18. 前記保持要素（１６）に、様々な種類の単回使用または再使用可能の手術器具と機器を接続するためのユニバーサルアダプタが設けられることを特徴とする、請求項１６または１７に記載の手術用作業アーム（Ｂ、Ｂ’）。
19. エネルギー貯蔵ユニット（２２’）を前記アーム（１４’）に取り外し可能に挿入でき、またはその中に一体化され、特に、前記作業アーム（Ｂ、Ｂ’）を前記外科装置（Ａ、Ａ’）に機械的および機能的に接続すると、前記エネルギー貯蔵ユニット（２２’）から前記外科装置（Ａ、Ａ’）にエネルギーを供給することができることを特徴とする、請求項１６から１８のいずれか一項に記載の手術用作業アーム（Ｂ、Ｂ’）。

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