JP2018086046A - 手術用ハンドピース - Google Patents
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Abstract
【課題】ユーザーの手に掛かる負担を軽減すること。【解決手段】ユーザーの手に把持されるための把持部を有する筐体と、液体を外部に供給するための開口端を有し、前記開口端が前記筐体の長手方向の前端よりも前側に位置する供給管と、前記筐体に設けられた貫通孔であって、前記把持部よりも後端側に位置する第1貫通孔を貫通し、前記供給管に液体を供給するための供給用チューブと、前記筐体に設けられた貫通孔であって、前記把持部よりも後端側に位置し、且つ、前記長手方向について前記第1貫通孔とは異なる位置に設けられた第2貫通孔を貫通し、前記筐体内の液体にエネルギーを付与するためのケーブルと、を備える手術用ハンドピース。【選択図】図3
Description
本開示は、手術用ハンドピースに関する。
特許文献1は、手術用のハンドピースの端部に、液体を供給するためのチューブと、電気コードとが接続された構成を開示している。
上記先行技術の場合、チューブと電気コードとがハンドピースの端部に接続されているため、チューブと電気コードとによって発生するトルクが大きく、ひいてはユーザーの手に掛かる負担が大きかった。本開示は、上記を踏まえ、ハンドピースを操作するユーザーの手に掛かる負担を軽減することを解決課題とする。
本開示は、上記課題を解決するためのものであり、以下の形態として実現できる。
本開示の一形態は、ユーザーの手に把持されるための把持部を有する筐体と、液体を外部に供給するための開口端を有し、前記開口端が前記筐体の長手方向の前端よりも前側に位置する供給管と、前記筐体に設けられた貫通孔であって、前記把持部よりも後端側に位置する第1貫通孔を貫通し、前記供給管に液体を供給するための供給用チューブと、前記筐体に設けられた貫通孔であって、前記把持部よりも後端側に位置し、且つ、前記長手方向について前記第1貫通孔とは異なる位置に設けられた第2貫通孔を貫通し、前記筐体内の液体にエネルギーを付与するためのケーブルと、を備える手術用ハンドピースである。この形態によれば、第1及び第2貫通孔の両方共が、筐体の後端に設けられることはないので、ユーザーの負担が軽減される。
上記形態において、前記筐体は、前記第1貫通孔よりも前記長手方向の後ろ側に延びる台座部を備えてもよい。この形態によれば、供給用チューブが、第1貫通孔と台座部と接触した場合に、供給用チューブに掛かる力が分散される。この結果、供給用チューブが損傷する可能性が低減される。
上記形態において、前記第2貫通孔は、前記台座部の後端に設けられていてもよい。この形態によれば、第1貫通孔が第2貫通孔よりも前側に位置するので、供給用チューブによって発生するトルクが軽減され、ひいてはユーザーの負担が軽減される。
上記形態において、前記ケーブルと接続され、液体にエネルギーを付与するための機構の少なくとも一部が、前記台座部の内部に配置されていてもよい。この形態によれば、上記機構を収容するための空間を形成する機能を、台座部に持たせることができる。
上記形態において、前記台座部の長手方向の長さは、前記供給用チューブの外径よりも長くてもよい。
上記形態において、外部から液体を吸引するための吸引口を有し、前記吸引口が前記筐体の前端よりも前側に位置する吸引管と、前記第2貫通孔よりも前記長手方向の前側に位置する第3貫通孔を貫通し、前記吸引管による液体の吸引のための吸引チューブと、を備えてもよい。この形態によれば、吸引チューブを備える場合でも、第2貫通孔よりも第3貫通孔が前側に位置するため、ユーザーの負担が軽減される。
本開示は、上記以外の種々の形態で実現できる。例えば、上記手術用ハンドピースを備えた手術装置として実現できる。
図1は、手術装置20の構成を概略的に示す。手術装置20は、液体を利用した手術を実現するための医療機器である。手術装置20は、患部に対して液体を噴射することによって、患部(生体組織)を切除する機能と、噴射した液体や切除された生体組織を吸引する機能と、を有する。このため、手術装置20は、液体噴射装置であり、且つ、吸引装置である。
手術装置20は、制御装置30と、アクチュエーター用ケーブル31と、ポンプ用ケーブル32と、フットスイッチ35と、吸引器40と、吸引チューブ41と、液体供給装置50と、手術用ハンドピース200(以下、ハンドピース200という)と、を備える。
液体供給装置50は、給水バッグ51と、スパイク針52と、第1〜第5コネクター53a〜53eと、第1〜第4給水チューブ54a〜54dと、ポンプチューブ55と、閉塞検出機構56と、フィルター57と、チューブポンプ60と、を備える。ハンドピース200は、供給管205と、吸引管400と、を備える。
給水バッグ51は、透明な合成樹脂製であり、内部に液体(具体的には生理食塩水)が充填されている。なお、本願では、水以外の液体が充填されていても、給水バッグ51と呼ぶ。スパイク針52は、第1コネクター53aを介して、第1給水チューブ54aに接続されている。給水バッグ51にスパイク針52が刺されると、給水バッグ51に充填された液体が第1給水チューブ54aに供給可能な状態になる。
第1給水チューブ54aは、第2コネクター53bを介して、ポンプチューブ55に接続されている。ポンプチューブ55は、第3コネクター53cを介して、第2給水チューブ54bに接続されている。チューブポンプ60は、ポンプチューブ55を、ステーター60aとローター60bとで挟み込んでいる。チューブポンプ60は、内蔵する供給モーター(図示しない)の回転によって、ローター上の複数のローラーを回転させることで、ポンプチューブ55を扱(しご)く。このように扱かれることによって、ポンプチューブ55内の液体は、第1給水チューブ54a側から、第2給水チューブ54b側に送り出される。なお、供給モーターを回転させることを「チューブポンプ60を駆動する」という。
閉塞検出機構56は、第2給水チューブ54b内の圧力を測定することで、第2〜第4給水チューブ54b〜54d及びハンドピース200内の流路の閉塞を検出する。閉塞検出機構56は、閉塞を検出すると、制御装置30に検出結果を入力する。
第2給水チューブ54bは、第4コネクター53dを介して、第3給水チューブ54cに接続されている。第3給水チューブ54cにはフィルター57が接続されている。フィルター57は、液体に含まれる異物を捕集する。
第3給水チューブ54cは、第5コネクター53eを介して、第4給水チューブ54dに接続されている。第4給水チューブ54dは、ハンドピース200に接続されている。第4給水チューブ54dは、ハンドピース200に対する液体供給用チューブである。駆動部300には供給管205が接続されている。第4給水チューブ54dを通じてハンドピース200に供給された液体は、駆動部300(図5)の駆動によって、供給管205の前端に設けられた開口端であるノズル207から間欠的に噴射される。このように液体が間欠的に噴射されることによって、少ない流量で切除能力が確保できる。このように、供給管205は、生体組織を切除するための液体を、切除対象部位に供給するための管である。供給管205による液体の供給は、具体的には液体の噴射である。
吸引チューブ41は、ハンドピース200に接続されている。吸引器40は、吸引チューブ41を通じて、吸引管400内を吸引する。この吸引によって、吸引管400の吸引口付近の液体や切除片などが吸引される。吸引管400の吸引口は、吸引管400の前端に位置する。このように、吸引管400は、供給管205と同様、手術に利用される液体が流れる管である。
制御装置30は、CPU(Central Processing Unit)と、記憶媒体と、を備える。記憶媒体には、チューブポンプ60及び、駆動部300に含まれる圧電素子を制御するためのプログラムが記憶されている。制御装置30は、CPUがこのプログラムを実行することによって、フットスイッチ35が踏まれている間、アクチュエーター用ケーブル31を介して第1駆動信号を送信し、ポンプ用ケーブル32を介して第2駆動信号を送信する。第1駆動信号は、本実施形態においては400Hzの周期性を有し、駆動部300を駆動させる。駆動部300の駆動は、液体の圧力を上昇させるという形で、液体にエネルギーを付与する。このため、アクチュエーター用ケーブル31は、液体にエネルギーを付与するためのケーブルである。
第2駆動信号は、チューブポンプ60を駆動させる。よって、ユーザーがフットスイッチ35を踏んでいる間は液体が間欠的に噴射され、ユーザーがフットスイッチ35を踏んでいない間は液体の噴射が停止する。
図2は、ハンドピース200の斜視図を示す。図3は、ハンドピース200の側面図を示す。ハンドピース200は、供給管205と、筐体210と、ネジ221,222,223と、吸引管400と、吸引力調整機構500と、を備える。
筐体210は、アクチュエーター用ケーブル31、吸引チューブ41、第4給水チューブ54d、供給管205、吸引管400が収容または接続される部材である。それと共に、筐体210は、ユーザーの手によって把持される部材である。
筐体210は、第1ハウジング210aと、第2ハウジング210bとの結合によって形成される。供給管205は、金属製である。筐体210及び吸引管400は、硬質の樹脂製である。供給管205は、ノズル207を有する前端部が筐体210の外に位置し、その他の部分が筐体210内に収容されている。なお、第1ハウジング210a及び第2ハウジング210bの少なくとも一方には、筐体210内に収容された供給管205の位置決めを行うための凹部(図示せず)が設けられている。第1ハウジング210aと第2ハウジング210bとを結合した場合、この凹部により供給管205の筐体210内での位置が固定されるようになっている。
図2,図3に示すように、ハンドピース200を基準にした2つの直交座標系を定義する。1つ目は、X1−Y−Z1座標系である。2つ目は、X2−Y−Z2座標系である。2つの座標系に共通するY方向は、第1ハウジング210aと、第2ハウジング210bとの境界線と直交する方向であり、第1ハウジング210aから第2ハウジング210bへの向きがプラスの向きである。ここでいう境界線とは、図2に示されるように、筐体210の表面に表れる線のことである。但し、Y方向の定義においては、接続部10付近の境界線は除外して考える。接続部10は、吸引管400が、脱着可能に接続されている部位である。
X1方向は、上記境界線に含まれる所定の直線と平行な方向であり、供給管205の開口端への向きがプラスの向きである。上記所定の直線とは、吸引力調整機構500の両側に表れる直線のことである。Z1方向は、X1方向とY方向とから、右手系によって定義される。以下、X1方向を筐体210の長手方向とも呼び、X1方向プラス側を前側、X1方向マイナス側を後ろ側とも呼ぶ。
X2方向は、供給管205の長手方向であり、供給管205の開口端への向きがプラスの向きである。Z2方向は、X2方向とY方向とから、右手系によって定義される。X1方向とX2方向との間の角度は、本実施形態においては20度である。
第2ハウジング210bは、第1ハウジング210aに対して、ネジ221,222,223の締結によって固定されている。
図2,図3に示すように、筐体210は、自身の一部分としての台座部250を備える。図4は、台座部250付近の斜視図である。図4は、アクチュエーター用ケーブル31、吸引チューブ41及び第4給水チューブ54dが取り付けられていない状態を示す。
台座部250は、座面251を備える。台座部250は、筐体210の後端を含む部位である。このため、台座部250は、吸引力調整機構500よりも後ろ側に位置する部位である。吸引力調整機構500は、後述するように、ユーザーの親指によって把持される把持部の一部を構成する。よって、台座部250は、把持部よりも、後ろ側に位置する部位である。
把持部は、吸引力調整機構500に加え、吸引力調整機構500の周囲を含む。ここでいう吸引力調整機構500の周囲とは、筐体210の表面のうち、主に吸引力調整機構500とX1方向の位置が近い部位である。
台座部250は、筐体210における後ろ側の端部を含む部位である。台座部250の前側の端部は、明確には定まらない。X1方向について、台座部250は、概ね、図3に示す抉(えぐ)れ部Eに対応する。抉れ部Eは、仮想的な空間を占める部位である。
抉れ部Eによって抉れている部位は、図3にハッチングで示されている。抉れ部Eは、ハンドピース200の後端側付近において、抉れた部位である。抉れ部Eは、筐体210のZ1方向プラス側の部位がZ1方向マイナス側に向かって抉れた部位であると捉えることができる。或いは、抉れ部Eは、筐体210の後端付近の部位が、前側に向かって抉れた部位であると捉えることもできる。
図3に示すように、抉れ部Eの境界は、仮想面と、筐体210の表面とによって形成される。抉れ部Eの境界を形成する筐体210の表面は、斜面260と、先述した座面251とによって構成される。座面251及び斜面260の境界は、図3,図4に示すように、滑らかなR形状である。この境界が滑らかなR形状であるため、この境界に付着した液体の拭き取り作業がしやすい。
図4に示すように、斜面260には、第1貫通孔261と、第3貫通孔263とが設けられている。台座部250の後端面には、第2貫通孔252が設けられている。このため、第1貫通孔261及び第3貫通孔263は、第2貫通孔252に対し、長手方向について異なる位置に設けられている。
第4給水チューブ54dは、筐体210内部に液体を供給するために、第1貫通孔261を貫通するように配置されている。アクチュエーター用ケーブル31は、駆動部300に第1駆動信号を入力するために、第2貫通孔252を貫通するように配置されている。吸引チューブ41は、液体を吸引するために、第3貫通孔263を貫通するように配置されている。
上記のように、第1貫通孔261が第2貫通孔252よりも前側に位置することによって、ユーザーは、手術の際にハンドピース200を楽に動かすことができるようになる。なぜなら、第1貫通孔261が第2貫通孔252よりも前側に位置することによって、第4給水チューブ54dから受けるトルクが小さくなるからである。ここでいうトルクの回転軸は、Y方向である。ユーザーは、手術の際に、Y方向を回転軸とした回転操作を頻繁に実施する場合がある。
第1貫通孔261が第2貫通孔252よりも前側に位置することによってトルクが小さくなるのは、支持点から作用点までの距離が短くなるからである。ここでいう支持点とは、ハンドピース200においてユーザーが把持する部位のことである。作用点とは、第4給水チューブ54dから筐体210に力が作用する部位のことである。第4給水チューブ54dから筐体210に力が作用する部位とは、すなわち第1貫通孔261である。
第3貫通孔263が第2貫通孔252よりも前側に位置することによっても、ユーザーは、手術の際にハンドピース200を楽に動かすことができるようになる。その理由は、第1貫通孔261及び第4給水チューブ54dについて上記した内容と同様である。
図5は、ハンドピース200の断面図を示す。筐体210の内部には、ネジ孔221a,222a,223aと、入口流路241と、駆動部300とが設けられている。
図5に筐体210の断面として表れている面は、第1ハウジング210aの合わせ面でもある。第1ハウジング210aの合わせ面とは、Y方向と直交する面であって、筐体210として組み付けられた際に、第2ハウジング210bと接触する面のことである。
第4給水チューブ54dは、筐体210内部でU字状に屈曲し、入口流路241に接続されている。入口流路241は、駆動部300に含まれる液体室を介して、供給管205に通じている。
入口流路241の流路径は、供給管205の流路径よりも小さい。このため、液体室内の圧力が変動しても、液体室内の液体が入口流路241に逆流することが抑制される。
吸引力調整機構500には、吸引流路部材230と吸引チューブ41とを接続する吸引流路部材510と、吸引流路部材510内の流路と連通する孔522とが設けられている。ユーザーは、孔522を利用して、吸引管400による吸引力の調整ができる。具体的には、孔522が開放されている面積を小さくすれば、孔522から流入する空気の流量も小さくなるので、吸引管400を介して吸引される流体(空気や液体等)の流量が大きくなる。つまり、吸引管400による吸引力が大きくなる。逆に、孔522が開放されている面積を大きくすれば、孔522から流入する空気の流量も大きくなるので、吸引管400による吸引力が小さくなる。通常、ユーザーは、孔522の開放面積の調整を、親指によって孔522を塞ぐ面積を調整することによって実現する。孔522が全く覆われていない状態では、吸引管400による吸引力が微小になるように、又は吸引力が全く作用しないように、孔522の形状が設計されている。本実施形態においては、吸引管400の流路面積が孔522の開口面積より大きいものの、吸引管400の長さを十分に長くすることで吸引管400の流路抵抗を孔522の流路抵抗よりも大きくしている。こうすることで孔522が全く覆われていない場合に、吸引管400による吸引力を微小とすることができる。
ネジ孔221a,222a,223aは、第1ハウジング210aに設けられている。ネジ孔221a,222a,223aには、ネジ221,222,223がネジ留めされる。ネジ222は、駆動部300に設けられた孔を貫通して、ネジ孔222aに挿入される。ネジ孔223aは、台座部250内に位置する。
図5に示すように、台座部250は、駆動部300及びアクチュエーター用ケーブル31を収容する内部空間を形成する。
図6は、トルクに関する実験の様子を示す。トルクに関する実験は、実施形態の場合と、比較例の場合とについて実施した。図6に示されているのは、比較例の様子である。
比較例が実施形態と異なるのは、両面テープ600によって、吸引チューブ41及び第4給水チューブ54d(図6には図示していない)が座面251に固定されていることである。実施形態の場合では、このような固定はされていない。吸引チューブ41及び第4給水チューブ54dを座面251に固定すること、また固定することにより吸引チューブ41及び第4給水チューブ54dを平行な状態とすることは、抉れ部Eが存在しない形態、すなわち吸引チューブ41及び第4給水チューブ54dが、台座部250の後端に設けられた貫通孔を貫通する場合の形態を模している。いいかえると、抉れ部Eの後端まで筐体が存在し、第1貫通孔261及び第2貫通孔252が長手方向について同じ位置に設けられている形態ともいうことができる。
実施形態と比較例とのそれぞれについて、トルクを測定した。測定条件は、図6に示すように、水平面HとX2方向とがなす角度が70度の場合に、把持具700に掛かるトルクを測定した。把持具700は、筐体210における把持部に取り付けた。具体的には、吸引力調整機構500のすぐ後ろ側に取り付けた。
実験結果として、実施形態の場合、比較例に対し、トルクが約20%低減されることが確認された。また、実験結果として、実施形態の場合、比較例に対し、筐体210の後端面から、吸引チューブ41の内側までの距離Dが約20%短くなることが確認された。吸引チューブ41の内側とは、吸引チューブ41が、筐体210の後端面に対して略平行になる部位のことである。距離Dが短くなることは、トルクの低減に寄与する。
図7は、台座部250付近の側面図である。台座部250の後端面と、座面251との境界は、図7に示すように、滑らかなR形状である。
図8は、台座部250の後端面と、座面251との境界に、第4給水チューブ54dが接触する様子を示す。図7と共に説明したように、この境界はR形状であるため、第4給水チューブ54dが接触しても、第4給水チューブ54dが損傷する可能性は低い。むしろ、第4給水チューブ54dが上記境界に接触することは、第1貫通孔261との接触部分から受ける力の軽減をもたらし、第4給水チューブ54dが損傷する可能性を低減させる。この効果は、吸引チューブ41についても同様である。
上記のように、吸引チューブ41や第4給水チューブ54dが台座部250に接触するためには、筐体210の長手方向について台座部250の長さが長い方がよい。少なくとも、吸引チューブ41の外径、及び第4給水チューブ54dの外径よりも長い方が好ましい。本実施形態における台座部250の長さは、これら外径に対して十分に長い。
本開示は、本明細書の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現できる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、先述の課題の一部又は全部を解決するために、或いは、先述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせができる。その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除できる。例えば、以下のものが例示される。
第1貫通孔261及び第2貫通孔252は、位置が異なってさえいれば、どのような位置関係でもよい。
液体を間欠的に噴射するために、光メーザーやレーザー等の電磁波を照射したり、ヒーター等により液体を加熱したりすることによって液体を噴射する構成を用いてもよい。
手術装置20は、液体を利用して手術を実施するための装置として、例えば、超音波を利用して生体組織を破砕するタイプのものであってもよい。このような手術装置であっても、供給管205から液体を供給し、液体や切除した生体組織を吸引管400から吸引する構成は、実施形態で説明したものと同様なものを採用してもよい。
実施形態においては間欠的に液体を噴射する構成を採用したが、連続的に液体を噴射する機能を備えた構成を採用してもよい。例えば、間欠的な噴射と連続的な噴射とを使い分けることができる構成でもよい。実施形態のハードウエア構成を利用して連続的な噴射を実施するために、駆動部の駆動を停止または低下させた状態でチューブポンプのみを駆動させてもよい。この構成の場合、間欠的な噴射を切除のために実施し、連続的な噴射を洗浄のために実施してもよい。
或いは、連続的な噴射のみが実施できる構成でもよい。この構成の場合、連続的な噴射によって切除を実施してもよい。
或いは、連続的な噴射のみが実施できる構成でもよい。この構成の場合、連続的な噴射によって切除を実施してもよい。
噴射する液体は、純水でもよいし薬液でもよい。
吸引に関する構成は、無くてもよい。
吸引に関する構成は、無くてもよい。
10…接続部、20…手術装置、30…制御装置、31…アクチュエーター用ケーブル、32…ポンプ用ケーブル、35…フットスイッチ、40…吸引器、41…吸引チューブ、50…液体供給装置、51…給水バッグ、52…スパイク針、53a…第1コネクター、53b…第2コネクター、53c…第3コネクター、53d…第4コネクター、53e…第5コネクター、54a…第1給水チューブ、54b…第2給水チューブ、54c…第3給水チューブ、54d…第4給水チューブ、55…ポンプチューブ、56…閉塞検出機構、57…フィルター、60…チューブポンプ、60a…ステーター、60b…ローター、200…手術用ハンドピース、205…供給管、207…ノズル、210…筐体、210a…第1ハウジング、210b…第2ハウジング、221…ネジ、221a…ネジ孔、222…ネジ、222a…ネジ孔、223…ネジ、223a…ネジ孔、230…吸引流路部材、241…入口流路、250…台座部、251…座面、252…第2貫通孔、260…斜面、261…第1貫通孔、263…第3貫通孔、300…駆動部、400…吸引管、500…吸引力調整機構、510…吸引流路部材、522…孔、600…両面テープ、700…把持具
Claims (6)
- ユーザーの手に把持されるための把持部を有する筐体と、
液体を外部に供給するための開口端を有し、前記開口端が前記筐体の長手方向の前端よりも前側に位置する供給管と、
前記筐体に設けられた貫通孔であって、前記把持部よりも後端側に位置する第1貫通孔を貫通し、前記供給管に液体を供給するための供給用チューブと、
前記筐体に設けられた貫通孔であって、前記把持部よりも後端側に位置し、且つ、前記長手方向について前記第1貫通孔とは異なる位置に設けられた第2貫通孔を貫通し、前記筐体内の液体にエネルギーを付与するためのケーブルと、
を備える手術用ハンドピース。 - 前記筐体は、前記第1貫通孔よりも前記長手方向の後ろ側に延びる台座部を備える
請求項1に記載の手術用ハンドピース。 - 前記第2貫通孔は、前記台座部の後端に設けられている
請求項2に記載の手術用ハンドピース。 - 前記ケーブルと接続され、液体にエネルギーを付与するための機構の少なくとも一部が、前記台座部の内部に配置されている
請求項2又は請求項3に記載の手術用ハンドピース。 - 前記台座部の長手方向の長さは、前記供給用チューブの外径よりも長い
請求項2から請求項4までの何れか一項に記載の手術用ハンドピース。 - 外部から液体を吸引するための吸引口を有し、前記吸引口が前記筐体の前端よりも前側に位置する吸引管と、
前記第2貫通孔よりも前記長手方向の前側に位置する第3貫通孔を貫通し、前記吸引管による液体の吸引のための吸引チューブと、
を備える請求項1から請求項5までの何れか一項に記載の手術用ハンドピース。
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