JP2018535807A - ミクロ腹腔鏡のためのテーパ状ビデオスコープを備えたヴェレス針の視覚的進入支援 - Google Patents
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Abstract
Description
腹腔鏡手術中に腹腔に入ることを経て生じる可能性のあるこのような潜在的な混乱を考慮して、直接視覚化を利用して安全に体腔に入る手段を提供する試みがなされている。そのような装置の例は、米国特許第5,441,041号明細書に開示されているものであり、非展開位置と展開位置との間を移動可能なブレードを利用して、そのために内視鏡の視覚化下での切開を可能にするものである。
光学的な補助を含む市販の腹腔鏡用進入システムには、予め挿入された、小さいが拡張可能な針を通る腹腔鏡を支持することができるトロカールを備えたVersaStep(Covidien Ltd製)が含まれる。小さな針の最初の侵入は依然として見えないままであり、大型トロカールによる最終的な創傷は依然として腹壁を経る大きな外傷を示す。さらに、進入または吹き込み中に視覚化することはできない。
より優れた光学部品、小型化、および機器の進歩により、潜在的利点を有する非常に小さな直径の進入ポートを必要とする剛性および可撓性の狭い口径のマイクロ腹腔鏡の改善が可能になった。いくつかのものは、変更されたヴェレスタイプの針(Optical Veress Entry System;Karl Storz Endoscop GmbH、トットリンゲン、独国)に適合する、1.2mmの半硬度ゼロ度のマイクロ腹腔鏡を必要とする視覚化進入システムを導入した。そのようなシステムの主な1つの利点は、それが臍または左上象限に挿入でき、その後の補助ポートが直接視覚化されて挿入できることである(「Optical Veress as an entry technique.」Gynaecol Endosc,8:379−92,(1999))。この再使用可能なシステムは、他の光学式進入器具と同様に、吹き込み後に適用するときに最も安全である(「Recent advances in endoscopic entry techniques,」Rev.Gynecological Practice,1,60−69,(2001))。このシステムは、(光ファイバのスコープである)劣悪な光学部品を提供する。さらに、これらの高価で非常に繊細な器具は、その細い直径と上部の重いカメラの端部を所与であるとすると、容易に破損する。それらは、高リスクの症例では、診断での意識的な疼痛マッピング中、また救命治療または外来の診断ユニットに、左上象限を適用できる(「The role of microlaparoscopy in the diagnosis of peritoneal and visceral adhesions and in the prevention of bowel injury associated with blind trocar insertion,」Audebert AJ.Fertil Steril;73:631−5,(2000))。
小さなODビデオスコープを構築するために使用できる、多数の撮像ピクセルを備えた市販の小型デジタルカメラセンサが利用可能であり、時間が進むにつれて(分解能を失うことなく)小さくなる。ビデオスコープは、撮像レンズを含むその遠位先端部でデジタル撮像センサを利用する撮像装置であり、照明は、光ファイバ伝送を介して、またはその遠位先端部に同様にLEDを有することによって提供される。また、微小対物レンズは、デジタル撮像センサの遠位に配置して、それに対して遠位の空間をセンサの活性領域に撮像させることが必要である。光ファイバを照明に使用する場合、ビデオスコープの長さに沿って、その近位端から遠位端まで延在する必要がある。LEDを照明に使用する場合、ビデオスコープの遠位先端部のODは、ファイバを照明のために使用する場合よりも大きく、適切な使用のためにLEDをパッケージ化し、適切にヒートシンクする必要がある。この動作は、デフォルトでは、LEDが撮像スコープ内の照明に利用される場合に必要とされる全体的な断面空間を増加させる。画像は、さらなる処理および表示のために、デジタルセンサの後端に取り付けた電気ケーブルを介してスコープの近位端に伝えられる。
所与の小型デジタル撮像センサについて、テーパ状の設計により、標準的なヴェレス針の極力小さいガス吹込みシースを収めることができる、十分に小さな先端のビデオスコープを構築するために、最大数のピクセルセンサ(利用可能な最高解像度)を使用することができる一方で、同時のガス吹込みのためにスコープのテーパダウンしたシャフトと針の吹込みシースとの間に十分大きな環状空間を設ける。したがって、視覚化スコープがヴェレス針の内部にある間に圧力警報を発することなくヴェレス針を通る通常のガス吹込みを可能にし、かつヴェレス針の全体のサイズを可能な限り小さく、好ましくは任意の標準サイズの小型ヴェレス針と同じに保つ。
標準的なヴェレス針1を最小限変化させて提案された視覚化スタイレットのこの実施形態の機能性に適合することができる。典型的には、ヴェレス針の可動内側シース2(吹込みガスを運ぶばね作用の鈍い内部カニューレ)は、図1Aに示すように、吹込みガス5が通るためのサイドポート6を有する丸みを帯びた遠位先端部3を有する。この長手方向シース2は、ガス流シースとも呼ばれる。このシースの丸みを帯びた遠位先端部3は、ヴェレス針の針4部分での最初の急激な腹腔穿刺の間に偶発的に損傷を与えるのを防ぐよう促しながら、サイドポート6からガス5が通れるようにする(腹部を通る穿刺後)。サイドポート6を通るガス流の通過および方向が、図1Aの矢印5で示されている;ヴェレス針の吹込みの標準的な使用である。
表1:図4Aを参照。提案の装置の好ましい実施形態の重要な寸法。変更されたヴェレス針12のVod17は、標準の小型のヴェレス針1のODと同じである。
図2は本発明の視覚化スタイレットを示す分解図であり、図1Bのような変更されたヴェレス針を介してスタイレットを挿入する。点線は、スタイレットの遠位端を、ヴェレス針の止血弁Yコネクタの近位端へ挿入することを示す。
(1)ヴェレス針12を通って挿入される遠位剛性セグメント15。これは、ヴェレス針に出入りする視覚化スタイレットの部分である。これは、ヴェレス針およびそれに近接して取り付けられた任意の他の要素(後で説明する止血弁Yコネクタ20のようなもの、また図2に示すようなもの)の長さよりも長く、持ち手の遠位先端部が図6のYハブの近位端部に接触するとき、その遠位先端部がヴェレス針の遠位端を過ぎるよう楽に押すことができる。
(2)近位の長さの照明ファイバと、遠位のデジタルセンサからおよびセンサに至る導電体とを含む近位の可撓性セグメント21。視覚化スタイレットの可撓性部分の近位端は、光源24および画像処理ハードウェア25にそれぞれ挿入される2つのコネクタ、すなわち光コネクタ22および電気コネクタ23(図2)で終端する。光コネクタ22は、すべての照明ファイバ19を互いに密接させて(密集させて)束ね、それらの近位端を研磨する。電気コネクタ23は、デジタル撮像センサとの間で信号を送るのに必要なすべての導電体の近位端を有する。電気ケーブルアセンブリ内の導体の数は、使用されるデジタルセンサの種類によって異なる。デジタルセンサの製造元がこれらの仕様を規定している。光源24は、スタイレット7の可撓性近位セグメント21の光コネクタ22を受け入れるための適切なレセプタクル26と、適切な撮像のためにスタイレット7の遠位端27まで完全に透過するために適切な光を照明ファイバ19に結合する適切に設計された結合用光学部品および光源とを有する。光学部品および照明の技術分野に精通している者は、光源、光学部品を照明ファイバ19に結合する方法、ファイバの透過、ファイバ数、ファイバの大きさ、およびファイバ開口数が、遠位の視認する視界の照明の量が適切であることを保証するための設計の重要な要素の一部であることを理解できる。また、デジタルセンサ(カメラ)の前の撮像マイクロ対物レンズ28のF値およびデジタル撮像センサの画素感度は、視野がどの程度明るく表示されるかを規定する重要な要因である。本明細書でのカメラまたはデジタル撮像センサまたはカメラへの言及は、撮像レンズを含むものとして理解される。同様に、画像処理ハードウェア25は、電気コネクタ23を受け入れるための適切な電気レセプタクル29を有する。このハードウェア/ファームウェアは、デジタルセンサからの電気信号を、コンピュータまたはモニタ、あるいはハンドヘルドタブレットまたはスマートフォン、あるいは記憶装置に表示される画像に変換する(そのような表示および記憶装置はすべて図2の矢印30により示される)。画像処理ハードウェア25は、画像およびビデオを表示および記憶するためのディスプレイおよび取り外し可能な記憶装置を有することもできる(ハンドヘルド設計)。デジタル撮像の技術に精通している者は、そのような処理ハードウェアをいかに組み合わせるかを理解することができる。
(3)最後に、上記2つのセクションの間にある持ち手またはハブ31が使用される。持ち手は、ヴェレス針12または止血Yコネクタ20のいずれのポートよりも直径が大きい。持ち手31は、視覚化スタイレット7を容易に操作する(ヴェレス針を出入りさせること、および内部に視覚化スタイレットが挿入されたヴェレス針の上向きに反った先端の操作)ために外科医の手に快適に合うように設計すべきである。外科医が常に保持し、他よりも保持がより自然であると感じる好ましい向きがあるように、適切な非対称性32を持ち手31内に設計することができる。この方法では、見ていなくても、外科医は持ち手をまさに同じように保持する(自然に感じられるまで手で回すことで)。持ち手31はまた、ヴェレス針遠位先端部9が視覚化スタイレット遠位先端部18(図6)をどの程度押して遠ざけることができるかを制限する部分として役立つ。異なる大きさの患者に対応するために、異なる長さのヴェレス針が作られているので、任意の既存のヴェレス針モデル(20などの他の付属品と一緒に)の長さに合わせて、異なるモデルの視覚化スタイレットを作ることができる。
視覚化スタイレットの遠位剛性部分は、2つの異なる直径および長さのセグメント、およびそれらの間のテーパ状移行部34(図3A)という3つの異なる領域を有する。
Sod<Gid。式1
SSod<Gid(式2)
となることも必要である。
TaperL<10*Sod 式3
スタイレット7を変更されたヴェレス針12の近位ルアーロック入力部40を通るようにするために、このポートからのガス漏れを防ぐシールを施さなければならない。これを、図2の止血Yコネクタ20を使用して達成している。より具体的には、図5のヴェレス針12の近位ルアーロックポート40に止血Yコネクタ20(これはYハブ、20とも呼ばれる場合がある)の回転する雄ルアーロック41を接続することによって行われる。止血弁42を視覚化スタイレット7の近位金属シース36に対して締め付けることによって、ガス流チャンバの密封をYハブ20の近位端41にて行うことができる。このように、図2のヴェレス針12のガス流入シャフト10に対して近位に、ガスの密封が生じている。QOSINA PN 80348という、回転式の雄ルアーロック41および雌ルアーロック43サイドポート44を有する止血弁42のYコネクタなどの市販のYハブ20を使用することができる。QOSINA PN 33057という、片手止血弁Yコネクタ、回転式の雄ルアーロック/雌ルアーロックサイドポートなどの他の類似した製品も同じ機能を果たすことができる。前述のQOSINAという部品と同じ機能性を利用し、その3つのポートに同じ嵌合接続部を有する特注のYハブ20をこの実施形態に使用することもできる。しかし、市販されている部品は安価で使い捨てであり、その機能性について広範に検証されている。
変形されたヴェレス針12に対するスタイレット7の好ましい最終配置については、図6を参照されたい。
(b)組織を貫いている間、視覚化スタイレット7の遠位端27は、ガス流シース10の内部およびその遠位端9の近くに保持され、組織の穿孔および腹膜を通ることを監視する。挿入中に視覚化スタイレットの遠位端27をガス流シース10の遠位端9の少し近位に保つことはまた、穿刺中の組織のデブリおよび血液からの遠位光学部品28の過剰な汚染を防止する。
(c)ヴェレス針12が腹壁および腹膜を通過すると、視覚化スタイレット7が押されて、より大きなOD14遠位先端部18がガス流シース10(図4)の遠位端9を完全に除去することができる。すなわちそれより遠位に押し込まれる。Yハブ20に取り付けられたインラインフロー制御スイッチ56が開き、吹込みを開始することができる。ガス流はまた、視覚化スタイレット7の大きなOD先端部18をガス流シース10(図4B)に戻るようわずかに挿入することによって、使用者が手動で制御することもできる。視覚化スタイレット7の拡大させた遠位先端部18がガス流シース10(図4A)の遠位端9を除くと、スタイレット7のより小さい直径35は、視覚化スタイレット7が貫通器具内にある間に吹込みのため腹部内へガスを正常に流入させ得る。
(d)持ち手31およびそれに付けられたダイアル33の人間工学は、医師が向きを理解し、腹部を視覚化するのを助ける。
図2の開示された道具および好ましい使用様式を伴うスタイレット7および変更されたヴェレス針12の別の実施形態では、外科医が体腔または器官に選択的に進入することを可能にし得る任意の方法に適用することができる。内視鏡的処置を実行し、それによって外科医は進入中に直接的な視覚化が得られ、組織の分離を視覚化でき、器官と組織の損傷を避けることができる(すなわち、外科医は組織を切開する前に組織を見ることができる)ことを目的として、適用できる。
表2:提案の装置の大型版の実施形態の重要な寸法
Claims (17)
- 気腹術および視覚化スタイレットを促進するためのヴェレス針の組み合わせであって、
中空針の遠位端に穿刺先端部を有し、その中にばね装填吹込み管が配置されている針であって、患者に挿入されて前記気腹術のための腔部を形成するように構成される前記ヴェレス針と、
ガスが前記ヴェレス針によって送達でき、前記針が表面に押し付けられたときに前記ヴェレス針の前記針カニューレにばね圧に対して後退することができる、本質的に平坦な遠位端を有する前記吹込み管と、
近位持ち手を有する前記視覚化スタイレットであって、
ここで前記持ち手から伸長する細長いスタイレットシャフトを有し、前記持ち手を使用して前記視覚化スタイレットを位置決めすることによって、前記ヴェレス針の近位端に挿入して前記ヴェレス針の前記遠位端から出るような大きさを有し、前記細長いスタイレットシャフトは、遠位先端部以外の前記スタイレットシャフトの長さにわたって前記ヴェレス針のカニューレの内径よりも顕著に小さな外径を有し、前記スタイレットシャフトは前記ヴェレス針の前記針のカニューレを実質的に充填する、より大きな直径であり、
ここで前記視覚化スタイレットは、小型ビデオスコープであり、前記遠位先端部の断面積が約1.6mm2以下である遠位先端部のデジタルビデオカメラと、前記カメラから前記細長いスタイレットシャフトを通り前記持ち手まで伸長して画像処理および表示装置へ接続する接続ケーブルと、
前記スタイレットシャフトの前記遠位先端部にある照明手段と、を含む前記視覚化スタイレットと、
を含み、
前記スタイレットシャフトの前記より小さい外径は前記スタイレットシャフトと前記ヴェレス針の前記内部カニューレとの間に隙間を残すように、直径が十分に小さく、前記隙間が少なくとも約1mm2の面積を有し、
前記ヴェレス針が前記ヴェレス針の前記遠位端のすぐ内側にある前記視覚化スタイレットの前記遠位端について患者の組織に挿入でき、前記ヴェレス針が組織層を通って前進するときにビデオ画像を提供し、それによって、前記ヴェレス針について吹込みのための所望の配置に達したら、前記視覚化スタイレットの遠位端を遠位方向に押して、前記ヴェレス針の前記遠位端から前記スタイレットシャフトの前記遠位端を伸長させることができ、そのため前記スタイレットシャフトの前記より大きい直径の端部は前記ヴェレス針のカニューレから取り外され、前記ヴェレス針を通って吹込みガスが送達できて、前記患者の気腹術用の腔部が開かれる、組み合わせ。 - 前記スタイレットシャフトは、前記より小さな外径から前記より大きい外径までのテーパを含む、請求項1に記載の組み合わせ。
- 前記遠位先端部の前記デジタルビデオカメラが、約1.0mm2以下の面積を有する、請求項1に記載の組み合わせ。
- 前記隙間が、約1.5mm2の最小面積を有する、請求項1に記載の組み合わせ。
- 前記ヴェレス針の前記中空針が2.1mm以下の外径である、請求項1に記載の組み合わせ。
- 前記照明手段は、少なくとも1つの光ファイバの遠位端を含み、前記ファイバを通って光を導くために前記ファイバの前記近位端に光源を有する、請求項1に記載の組み合わせ。
- 前記照明手段が、前記接続ケーブルを介して電源に接続されたLEDを含む、請求項1に記載の組み合わせ。
- 気腹術を促進するための針およびスコープアセンブリであって、
前記針の前記遠位端に穿刺先端部を有し、内部カニューレを有する中空針であって、前記遠位端の近位に、加圧ガスの供給源に接続するための継手が設けられて、前記針の前記遠位端を患者に挿入するとき、ガスを放出して前記気腹術のための腔部を形成できるようにする中空針と、
前記針の前記カニューレ内の視覚化スタイレットであって、
ここで前記視覚化スタイレットは近位持ち手を有し、
ここで前記視覚化スタイレットは前記持ち手から伸長する細長いスタイレットシャフトを有し、前記持ち手を使用して前記視覚化スタイレットを位置決めすることによって、前記針の近位端に挿入して前記針の前記遠位端から出るような大きさを有し、前記細長いスタイレットシャフトは、遠位先端部以外の前記スタイレットシャフトの長さにわたって前記針のカニューレの内径よりも顕著に小さな外径を有し、前記スタイレットシャフトは前記針のカニューレを実質的に充填する、より大きな直径であり、
ここで前記視覚化スタイレットは、小型ビデオスコープを含み、前記遠位先端部にあるデジタルビデオカメラと、前記カメラから前記細長いスタイレットシャフトを通り前記持ち手まで伸長して画像処理および表示装置へ接続する接続ケーブルとを備え、
前記スタイレットシャフトの前記遠位先端部にある照明手段と、を含む視覚化スタイレットと、
を含み、
前記スタイレットシャフトの前記より小さい外径は
前記スタイレットシャフトと前記針の前記内部カニューレとの間に隙間を残すように、直径が十分に小さく、前記隙間が少なくとも約1mm2の面積を有し、
前記針が前記針の前記遠位端のすぐ内側にある前記視覚化スタイレットの前記遠位端について患者の組織に挿入でき、前記針が組織層を通って前進するときにビデオ画像を提供し、それによって、前記針について吹込みのための所望の配置に達したら、前記視覚化スタイレットの遠位先端部を遠位方向に押して、前記針の前記遠位端から前記スタイレットシャフトの前記遠位先端部を伸長させることができ、そのため前記スタイレットシャフトの前記より大きい直径の端部は前記針のカニューレから取り外され、前記針を通って吹込みガスが送達できて、前記患者の気腹術用の腔部が開かれる、針およびスコープアセンブリ。 - 前記スタイレットシャフトは、前記より小さな外径から前記より大きい外径までのテーパを含む、請求項8に記載の組み合わせ。
- 前記デジタルビデオカメラは、前記遠位先端部に約1.4mm2以下の面積を有する撮像レンズを含む、請求項8に記載の組み合わせ。
- 前記隙間が、約1.5mm2の最小面積を有する、請求項8に記載の組み合わせ。
- 前記中空針の外径が2.1mm以下である、請求項8に記載の組み合わせ。
- 前記照明手段が、少なくとも1つの光ファイバの遠位端を含み、前記ファイバを通って光を導くために前記ファイバの前記近位端に光源を有する、請求項8に記載の組み合わせ。
- 前記照明手段は、前記接続ケーブルを介して電源に接続されたLEDを含む、請求項8に記載の組み合わせ。
- 気腹術のための方法であって、
約2.1mm以下の外径と、前記針の前記遠位端の穿刺先端部とを有し、前記針の前記遠位端から近位端までの内部カニューレを有する中空針を準備することと、
前記針の前記カニューレ内に嵌合する直径の視覚化スタイレットを準備することであって、ここで前記視覚化スタイレットは小型のビデオスコープを含み、デジタルセンサチップカメラおよび前記視覚化スタイレットの前記遠位端に照明手段を有し、前記カメラから前記視覚化スタイレットを経てスタイレットハブに伸長して画像処理および表示装置に接続する接続ケーブルを有する、準備することと、
前記視覚化スタイレットを前記針の前記近位端に挿入して、前記カメラ付きの前記視覚化スタイレットの前記遠位端が本質的に、前記穿刺先端部に隣接する前記針の前記遠位端にあるようにすることと、
前記組織を通る前記針の進行を示す照明下のビデオ画像を視認しながら、患者の胴の前記皮膚を通って前記胴の組織内に貫くように前記針を挿入することと、
前記針先端部が前記患者の腹腔に入り、主ポートを形成すると、針を通って、前記視覚化スタイレットと前記針の前記内部カニューレとの間の隙間を通してガスを送達して、前記腹腔を膨張させて腹膜を内部器官から分離することと、
前記ガス分離された組織に対する前記針先端部の位置をビデオ画像で見ることと、
前記腹腔の吹き込み後、前記視覚化スタイレットと共に前記針を前記主ポートから外すことと、
前記患者の胴部の皮膚を貫通し、前記主ポートから離れた少なくとも1つの追加ポート位置において、膨らませた腔部内の前記針遠位端で、スタイレットで前記針を前記吹き込まれた腹腔内に伸長させ、視覚画像を視認して、前記膨らませた腔部内から前記主ポートを見る一方で、大きなトロカールの正しい配置を確実にするために、前記もとの主ポートに前記大きなトロカールを挿入することと、
前記針を引き抜き、前記大きなトロカールよりも小さいトロカールを前記追加ポートに挿入することと、
腹腔鏡手術器具を使用して、主ポートおよび前記追加ポートで前記大きなトロカールを介して腹腔鏡手術を行うことと、
前記腹腔鏡手術の終了時に、前記追加ポートを通って挿入された前記針および視覚化スタイレットを使用して前記腔部の内側から前記ポート閉鎖の画像を視認しながら、RFエネルギーを使用して前記主要な大きなトロカールポートを閉鎖することによって、前記腹腔ポートを閉鎖し、そのため前記主ポートを確実に閉鎖することと、および
次いで前記針を外し、前記より小さな側方ポートを外部で閉鎖することと
を含む、方法。 - 前記針を最初に挿入し、前記腹腔を膨張させている間に、前記1つ以上の追加のポートについて前記膨張した腔部内の位置を選択すること、および前記腔部の内部から前記皮膚を通って導かれる光を用いて、そのような1つまたは複数の追加ポート用に前記皮膚に位置の印を付けることをさらに含む、請求項15に記載の方法。
- 2つの前記追加ポートが前記針で形成され、前記腹腔鏡手術の終了時に、前記主ポートから挿入されるスコープを使用して前記腔部の内部から前記ポートの前記閉鎖を視認しながら前記追加ポートの1つを第1に閉鎖すること、次いで前記より小さい側方ポートである前記追加ポートの他方から挿入された前記針およびスコープを使用して、前記腔部内部から前記主ポートを視認しながら前記主ポートを閉塞することをさらに含む、請求項15に記載の方法。
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