JP2994043B2 - 内視鏡外科用の外科器具を案内する装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、請求項１の上位概念に記載した形式の装置
に関するものである。

腹腔鏡外科では、外科医は、モニタ映像を見ながら処
置を行う。患者への腹腔内へは、例えばトロカールを介
して、カメラ付きの内視鏡と手術器具とが導入される。
内視鏡と手術器具とは、いわゆる不変点を中心としての
み運動可能である。この不変点は、患者の腹壁内に位置
し、トロカールの穿刺点をなしている。これによって、
内視鏡装置及び手術器具の、制御された位置決めが、そ
れぞれ同じ位置決め装置で可能になる。そのさい、写真
撮影の位置は、手術中、例えばカメラのCCDチップのた
め、床、つまり医師が立っている面と直角に一定に保た
ねばならない。手術中、モニタ映像を回す（verdreht）
さい、内視鏡を、外科医が手術部位で空間的に配位する
ことが困難である。

WO第94/21188号明細書から、上位概念の形式による内
視鏡外科用の機械式案内装置が公知である。この案内装
置を用いて手術器具が、トロカールの套管内を外科処置
又は観察のために体腔内へ挿入され、器具のシャンク端
に取付けられた効果器が、不変点を維持し、あらゆる空
間的自由度で運動する。この案内装置の場合、カメラが
効果器として、腹腔鏡下端に固定され、直線的に送出入
可能にされている。

内視鏡は、その先端に、たいていの場合、30゜の角度
をなしてプリズムが取付けてあり、内視鏡を回動させ
て、このプリズムで体腔内面を内側から観察できる。効
果器をこのように回動させて、体腔内の周囲を観察する
する場合、WO第94/21188号明細書に記載のように固定取
付けされたカメラは、効果器として、外科医の立ってい
る面、つまり床に対し、水平位置と中央位置でしかカメ
ラ映像の“上・下”を正しく再現できない。他のあらゆ
る位置では、カメラ又はカメラ内のCCDチップは、その
空間位置が変ってしまう。言い換えると、カメラと内視
鏡とは、モニタ画像の回動（Verdrehung）を防止するた
めに、後調整せねばならない。これには、著しい手間が
かかる。内視鏡の回動によって、例えば腹腔内で内視鏡
を空間的に配位することが、外科医には難しくなる。な
ぜなら、カメラ画像の“上・下”が、もはや外科医の立
っている床と合致しなくなるからである。

外科の観察器具用の別の案内装置は、ドイツ連邦共和
国実用新案第9416957号明細書により公知である。この
装置にも、既述の装置について述べたことがあてはま
る。

したがって、本発明の根底をなす課題は、冒頭に述べ
た形式の外科器具を案内する装置を次のように構成する
ことである。すなわち、体腔内を空間的に観察するため
に、内視鏡を回動させるさい、カメラが、ひいてはモニ
タに中継される映像の“上・下”が、常に正しく配位さ
れるようにするのである。

この課題は、冒頭に述べた装置の場合に、本発明によ
り次にようにすることによって、解決された。すなわ
ち、装置用の保持体下に、軸線IIを中心として回動可能
に支承されたアングル片を保持体のところに配置し、こ
のアングル片が、軸線Ｉを中心として旋回可能であり、
軸線I,IIIの平面に対し側方にずらされて配置されたア
ングル片脚部には、保持体下方に、歯車の円形に湾曲し
たセグメントを取付け、このセグメントの中心を軸線II
が通るようにしたのである。セグメントには、案内を介
してハウジングが滑り支承されており、このハウジング
が、セグメントの湾曲部と平行に湾曲部に沿って可動で
ある。ハウジングには、軸線IIIに対し平行に側方にず
らされた軸線IV上に、別の案内ハウジングが付加されて
いる。この案内ハウジング上を、直線運動用の縦移動可
能な案内片が滑動する。その場合、案内片の受容板に
は、側方にずらされて、効果器を有する器具シャンク
が、軸線III上に回動可能かつ取外し可能に取付けられ
ている。カメラは、その場合、案内片に、それも器具シ
ャンクの後方に運動不能に又は固定的に、同じく軸線II
I上に取付けられている。その場合、器具シャンク内の
光学装置の画像平面（Bildebene）はカメラの撮像部材
（bildaufnehmende Element）上に位置し、したがっ
て、これに対して回動可能である。

更に、本発明は、次のようにすることを提案する。す
なわち、案内片が、案内ハウジング上を活動する前部
と、案内ハウジングの横に付加した側板とから成るよう
にし、この側板に別の受容板をねじ結合し、この受容板
が、内部に歯車と歯車により駆動される中間歯車を受容
するようにするのである。その場合、受容板には、他方
の側に、これら歯車の駆動用のモータを備えた伝動装置
が付加されている。この場合、カメラは、このモータに
取付けられる。器具シャンクの上方保持部のプレートに
付加されている横案内内には、回動可能のアダプタが配
置されている。このアダプタは、アダプタ上の、中間歯
車とかみ合っている歯車により回動される。アダプタ
は、また内部に器具シャンクを受容し、それにより器具
シャンクを効果器と一緒に回動させる。

最後に、本発明は、次のようにすることを提案する。
すなわち、効果器側の器具シャンク端が、例えばトロカ
ール内を取出し可能かつ運動可能に案内され、しかも器
具シャンクが、縦方向移動時には、単独又はトロカール
と共に、アングル片に取付けられたトロカール受容部の
目穴内に、目穴用キャッチレバーによってルーズに保持
され、またキャッチレバーを外した後、目穴から取出し
可能であるようにするのである。

軸線I,II,IIIの配置により、軸線を中心として調節す
ることによって、器具又は効果器が、不変点を中心とし
て円錐形に剛体のように移動する運動が生じる。器具シ
ャンク上に配置されたカメラの、撮像の“上・下”は、
軸線を調節することによって、もはや変化しない。なぜ
なら、カメラの、例えばCCDチップの回動（Verdrehun
g）は、本発明の装置の場合、もはや不可能だからであ
る。これにより、外科医の視野に映るモニタ上のカメラ
映像の“上・下”は、常に一定となる。

本発明のこのほかの利点を、以下で図１〜図３につき
説明する。

図面： 図１は、装置の側面図である。

図２は、図１の装置の平面図である。

図３は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

装置の主要な使用分野は、最小侵入内視鏡外科（mini
mal invasive endoskopische Chirurgie）である。この
目的のために、先端に効果器15として例えば30゜の角度
をなすプリズムを有する光学装置を使用する。このプリ
ズムは、映像が、管内を、図示の実施例の場合は器具シ
ャンク10内を、ガラス繊維ケーブルを介した光伝送によ
り、光路（optischer Weg）上を撮像部材、例えば、電
子カメラ16のCCDチップ上へ伝送されるようにする。器
具シャンク10内の光路（Strahlengang）は、望遠鏡の光
路に似ている。その場合、CCDチップは、装置の映像平
面（Bildebene）内に位置している。公知の装置の場合
であれば、冒頭に述べた映像の配向の問題が生じるとこ
ろである。本発明の装置では、したがって、CCDチップ
を有するカメラ16は、効果器15の回動時にもはや一緒に
は回動しない。

本発明の装置は４つの軸線I,II,III,IVを有してい
る。この場合、軸線I,II,IIIは回動軸線であり、軸線IV
は直線的な摺動軸線である。このうちの主要軸線は軸線
Ｉであり、軸線Ｉは、図３に示したように、ベースであ
る保持体２に対して固定的に取付けられ、不変点１を通
り、空間内に主として垂直に位置せしめられるが、原則
として任意の方向づけが可能である。この軸線Ｉを中心
として、全装置が、モータで又は手動式に、すべての個
別部材と共に360゜回動できる。軸線IIは、軸線Ｉに後
置されている旋回軸であり、軸線Ｉに対して直角をな
し、軸線Ｉと不変点１で交差しているが、軸線Ｉと共に
又は軸線Ｉを中心として回動する。軸線IIIは、器具又
は器具シャンク10の縦軸線を形成し、器具シャンク端に
は、効果器、例えば、30゜の角度をなすプリズムが配置
されている。軸線IIIは、軸線Ｉ及び軸線IIと、同じく
不変点１で交差している。言い換えると軸線I,IIの交点
で交差している。軸線IVは、軸線IIIと一定間隔をおい
て平行に延びる副軸線である。軸線IVは、案内ハウジン
グ17内の、効果器を有する器具シャンク10の縦移動用の
直線駆動装置の運動軸線を形成している。

装置用の保持体２内には、図示の実施態様の場合、モ
ータが配置されている。このモータは、その下方に配置
された、モータに回動可能に支承されたアングル片４
を、軸線Ｉを中心としてウオーム駆動装置３を介してセ
ルフロック式に回転できる。アングル片４には、軸線Ｉ
に対して側方にずらされて、保持体２の下方に、ウオー
ム歯車のセグメント５が取付けられている。このセグメ
ントの円の中心を軸線IIが通っている。セグメント５に
は、案内８を介してハウジング７が滑り支承されてい
る。ハウジング７は、セグメントの湾曲と平行に、又は
その湾曲に接触して運動可能である。ハウジング７内に
は、ウオーム９が支承され、ウオーム９は、電動モータ
12により自在継手11を介して駆動される。ウオーム９
は、セグメント５とかみ合い、ウオーム９の回動によ
り、ハウジング７と共にセグメント５を旋回させる（図
３）。

ハウジング７は、アンクル片４を介して、軸線Ｉ及び
軸線IIIの平面に対し側方に一定間隔をおいて配置され
ている。したがって、横に付加されたハウジング７と結
合されているアングル片４によって、軸線IVが器具シャ
ンク軸線又はトロカール軸線IIIから側方にずれた位置
に配置されることになる。軸線IVは、ハウジング７の中
心を通り、直線駆動装置の屈折した中心軸線を形成して
いる。軸線III,IVを側方にずらせて配置することによっ
て、トロカール又は器具シャンク10は、直線駆動装置に
妨害されることなく容易に取出し可能である。

軸線Ｉ及び軸線IIIの平面とは反対側に位置するハウ
ジング７のところには、屈折した２重フランジ14を介し
て側方に、中心軸線IVを有する案内・直線駆動部材が付
加されている。これらの案内・直線駆動部材は、軸線II
Iを有する器具シャンク10用である。器具シャンク10の
前端には、効果器15が配置されている。器具シャンク後
端には、カメラ16（図１）が配置され、しかもその場
合、既述のように、軸線IIと軸線IVとは、側方に相互間
隔をおいて位置している。ここで重要な点は、効果器15
が、器具シャンク10と一緒にカメラ16に対して回動可能
であり、しかもカメラ16が、案内ハウジング17に対し、
詳しく後述する案内片13と共に縦方向移動可能に、しか
し回動不能に取付けられている点である。その場合、軸
線IVを有するこれらの部材のすべては、いくぶん上方へ
ハウジング７に対して角度を有している。これらすべて
の部材は、したがって、ハウジング７と共に軸線II及び
不変点１を中心としてアングル片４に対して旋回し、更
に、アングル片４と共に軸線Ｉを中心として回動する。

器具シャンク10用の案内部材の主要部分は、案内ハウ
ジング17であり、この案内ハウジング17上を案内片13が
滑動する。案内ハウジング17は、２重フランジ14の屈折
部分31に取付けられている。案内ハウジング17内には、
前端には、軸線IIを中心とする旋回運動用の歯車付きモ
ータ12が、また後端には、案内片13の直線運動用のモー
タ18が、配置されている。案内ハウジング17上での案内
片13の縦方向運動は、ねじスピンドル19を介して生ぜし
められる。ねじスピンドル19は、モータ18によって駆動
され、案内ハウジング17に対し定置され、案内ハウジン
グ17と平行に位置し、案内片13の回動不能のスピンドル
ナット20内で回動し、案内ハウジング17の前端32と端片
29とに支承されている。ねじスピンドル19の駆動は、同
じく端片29内に配置された歯車機構28を介して行われ
る。歯車機構28は、モータ18に付加され、その駆動部を
形成している。

案内片13は、次の部材から成る： 案内ハウジング17上を滑動する前部40と、前部の横に
付加された側板34と、側板34にねじ結合された別の受容
板36と、受容板36に受容されている歯車22と、歯車22に
駆動される中間歯車35とである。受容板36の反対側に
は、歯車付きモータ21を有する伝動装置41が付加されて
いる。伝動装置41により歯車22、35が駆動される。歯車
付きモータ21には、カメラ保持体24を介してカメラが取
付けられている。その場合、カメラ16又はカメラの撮像
CCDチップは、軸線III上の、器具シャンク10の後方、又
はCCDチップを受容するシャンクアダプタ37の後方に配
置して、器具シャンク内の光学装置の画像平面がCCDチ
ップの上に当てがわれるようにする。器具シャンクに
は、更に、手術部位の照明用のガラス繊維ケーブル38が
取付けてある。効果器と、アダプタ37を介したケーブル
38の接続部とを有する器具シャンクは回動可能だが、カ
メラのチップは固定的なので、器具シャンク10が歯車付
きモータ21によって回動されても、カメラ撮像の配位は
変わらない。その場合、ケーブル接続部が外部への位置
表示器の機能を果たす。アダプタ37は、側方の案内39内
に回動可能に配置されている。案内39の方は、器具シャ
ンク10の上部支持用の側板34に付設されている。また、
アダプタ37は、該アダプタ上の歯車23により回動され、
該歯車23は、中間歯車35とかみ合っている。

案内片13又は案内片のところに位置するモータの横に
は、したがって、既述のように、軸線III上に、カメラ1
6が、保持体24を介して固定取付けされ、効果器15を有
する器具シャンク10は、軸線IIIを中心として回動可能
に取付けられている。その場合、トロカール30を有する
器具シャンク下方部分は、後述する形式で案内される。
その場合、回動運動は、歯車付きモータ21によって行わ
れ、この歯車付きモータ21が、軸線IV上に不変点１とは
反対側に、それも案内片13内に、又は案内片13に接蝕し
て、既述の形式で付加取付けされている（図２）。受容
板36内に支承されている伝動出力軸には、歯車22が配置
されている。歯車22は、中間歯車35を介して、別の歯車
23とかみ合っている。別の歯車23の方は、案内片13の側
板34の隣接部材のところで器具シャンク10のアダプタ37
上に取付けられ、案内39によって案内されている。歯車
付きモータ21の回動の伝達は、したがって、この歯車23
を介して行われる。歯車23は、器具シャンク10のアダプ
タ37と、ひいては効果器15を回動させる。

効果器15と、カメラ保持体24を介して回動不能に固定
されているカメラとを有するシャンク10は、したがっ
て、回動能を保持しつつ、案内片13及び既述の部材と共
に軸線IIIに沿って直線移動可能である。そのさい、シ
ャンク10の、効果器15の側の端部は、トロカール30内を
可動に案内されており、またトロカール30の方は、目穴
用のキャッチレバー26を有する、アングル片４に取付け
られたトロカール受容部25の目穴27内を、縦移動時にル
ーズに案内されており、キャッチレバー26を跳ね上げる
ことで、目穴から取出し可能である（図３）。既述の上
方部分と内部の光学器械とを備えた器具シャンク10は、
したがって、まだ取付けられているトロカール30から引
出し可能であり、詳細には図示されていないクィックロ
ックを介して、ハウジング31から除去できるので、容易
な交換が確実に可能である。受容部トロカール保持部と
は、汎用に構成されているので、極めてさまざまな幾何
形状の器具やトロカールを受容可能である。カメラは、
その場合、そのままにしておくか、又は別個に取外して
交換する。

器具シャンク10が不変点を中心として回動する動作
は、軸線Ｉを中心として全ユニットが回動することで行
われる。そのさい、円錐角は、軸線IIを中心とする旋回
と、軸線IIIに沿った直線運動による効果器・処置部位
間の間隔とによって規定される。

手術に必要な器具は、アダプタ37内へ挿入した後、ト
ロカール30を介して患者の腹腔内へ送入される。そのさ
い、トロカールは、固定されたままでなければならず、
他方、軸線IIIを有する器具シャンク10は、軸方向にト
ロカールを介して腹腔内へ導入される。したがって、ト
ロカール受容部25は、本発明の装置の場合、直線案内の
固定部分に設けられており、他方、器具受容部は、案内
片13のところ、又は案内片13のハウジング部分39のとこ
ろに設けられている。器具の種々の作業位置は、軸線I,
II,IIIを中心として調節することによって、可能とな
る。軸線Ｉが、不変点１のところで床に対し直角に調節
されると、器具は、軸線Ｉを中心とする回動時には、軸
線Ｉに対する軸線IIの位置に応じて円形又は円錐形の軌
跡を描く。これにより、腹腔内で器具先端、例えば効果
器15を、軸線Ｉを中心として左右に旋回させることがで
き、また軸線IIを中心としては上下に旋回させることが
できる。軸線III上では、器具先端を、腹腔内へのトロ
カールの刺入により、直線的に調節できる。こうした軸
線配置の場合に、カメラ16が、器具シャンク10の軸線II
I上に配置されると、カメラのCCDチップの上下に関し
て、次の場合には撮像の変化は生じない。すなわち、３
つの軸線すべてを調節し、付加的に効果器15のプリズム
を器具シャンク10と共に回動させる場合である。その場
合、モニタ像の回動は生じない。

処置時、滅菌された装置を組立て、手術台にあらかじ
め取付けられた保持装置上へ載置する。２つの軸線I,II
を不変点に合わせ、保持装置を固定する。次いで、トロ
カール30を器具シャンク10と一緒に装置に付加連結す
る。次いで、器具を無段階的に所望部位へもたらすこと
ができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ライナー トラップ ドイツ連邦共和国 76676 グラベン− ノイドルフ ファルトルシュトラーセ ９ (72)発明者 ゲルハルト ビュス ドイツ連邦共和国 72074 テュービン ゲン クロスターミューレ （番地な し) (72)発明者 マルク シュル ドイツ連邦共和国 72074 テュービン ゲン ヴィクトル−レンナー−シュトラ ーセ 19 (56)参考文献 特開 平１−146544（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−122416（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−131456（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) A61B 1/00 - 1/32

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内視鏡外科用の外科器具を案内するための
   保持体と、保持体に取付けられ、不変点において旋回可
   能な器具シャンクとを有する装置であって、前記器具シ
   ャンクが電子カメラを備え、このカメラの像が外部の画
   面に伝送され、しかも、前記器具シャンクが、観察のた
   め、体腔内へ挿入され、器具シャンク端に取付けられ
   た、器具の効果器が、体腔内において不変点を維持しつ
   つあらゆる空間的自由度で運動し、また、効果器が、器
   具シャンクと共に、不変点を通る第１軸線Ｉを中心とす
   る円形旋回運動時に、運動可能であり、更に、器具シャ
   ンクと共に第１軸線Ｉを中心として旋回運動を行うこと
   に加えて、別の第２軸線IIを中心として旋回可能であ
   り、この第２軸線IIが、第１軸線Ｉに対して直角に位置
   し、不変点で第１軸線Ｉと交差し、第１軸線Ｉと共に回
   動可能であり、更に、前記効果器が、その縦軸線IIIに
   沿って直線的に移動可能である形式のものにおいて、 ａ） 装置のための保持体（２）の下方に、軸線Ｉを中
   心として回動可能に支承されたアングル片（４）が保持
   体（２）のところに配置され、アングル片（４）が、軸
   線Ｉを中心として旋回可能であり、かつまたアングル片
   （４）の、軸線Ｉ及び軸線IIIの平面から側方にずらさ
   れて位置する脚部には、保持体（２）の下方に、歯車の
   円形に湾曲したセグメント（５）が取付けられており、
   このセグメントの中心（６）を軸線IIが通っており、 ｂ） セグメント（５）のところに、案内（８）を介し
   てハウジング（７）が滑り支承され、このハウジング
   （７）が、セグメントの湾曲部に対して平行に、湾曲部
   のところを可動であり、 ｃ） ハウジング（７）のところに、軸線IIIから平行
   に側方にずらされて位置する軸線IV上に、別の案内ハウ
   ジング（17）が付加されており、この案内ハウジング上
   を、直線運動用の縦移動可能な案内片（13）が滑動し、
   しかも、案内片（13）の受容板（36）のところには、効
   果器（15）を有するシャンク（10）が、側方へずらされ
   て軸線III上に、回動可能かつ取外し可能に取付けられ
   ており、 ｄ） カメラ（16）が、案内片（13）のところに、同じ
   く軸線III上の、器具シャンク（10）の後方に不動又は
   固定的に取付けられ、しかも、器具シャンク内の光学装
   置の撮像平面が、カメラの撮像部材上に位置して、撮像
   部材に対し回動可能であることを特徴とする、内視鏡外
   科用の外科器具を案内する装置。
2. 【請求項２】ｅ） 案内片（13）が、案内ハウジング
   （17）上を滑動する前部（40）と、前部の横に付加され
   た側板（34）とから成り、側板（34）には別の受容板
   （36）がねじ結合されており、受容板（36）が歯車（2
   2）とこの歯車（22）によって駆動される中間歯車（3
   5）を受容し、 ｆ） 受容板（36）の他方の側に、歯車（22,35）の駆
   動用のモータ（21）を有する伝動装置（41）が付加さ
   れ、しかもカメラ（16）がモータ（21）にカメラ保持体
   （24）を介して取付けられており、 ｇ） 器具シャンク（10）の上方保持部用の側板（34）
   に付加された側方案内（39）内に、回動可能のアダプタ
   （37）が配置され、このアダプタが、アダプタ上に配置
   された歯車（23）により回動され、歯車（23）が中間歯
   車（35）とかみ合っており、 ｈ） アダプタ（37）が、内部に器具シャンク（10）を
   受容し、効果器（15）と一緒に器具シャンクを回動させ
   る、請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】ｉ） 効果器（15）側の器具シャンク端
   が、例えばトロカール（30）内を取外し可能かつ可動に
   案内され、そのさい、器具シャンク（10）が、縦移動
   時、単独又はトロカールと共に、アングル片（４）に固
   定された目穴用のキャッチレバー（26）を有するトロカ
   ール受容部（25）の目穴（27）内にルーズに保持されて
   いて、またキャッチレバーを跳ね上げることにより、目
   穴（27）から取出し可能である、請求項１または２記載
   の装置。