JP3216786U

JP3216786U - バルーン機構を用いた新規肺臓鉗子

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Publication number: JP3216786U
Application number: JP2018001342U
Authority: JP
Inventors: 大輔谷口; 桂太郎松本; 武永安; 睦浩近藤; 山下　英樹; 英樹山下; 崇介森本
Original assignee: Nagasaki University NUC
Current assignee: Nagasaki University NUC
Priority date: 2018-04-11
Filing date: 2018-04-11
Publication date: 2018-06-21
Anticipated expiration: 2028-04-11

Abstract

【課題】小さなポートを通ることができ、改良された圧排を行うことができ、肺臓に対しより接触面積を広くとることができて、操作効率を向上させ改善された安全を付与することができる新規肺臓鉗子（レトラクター）を提供する。【解決手段】バルーン機構を用いた新規肺臓鉗子１０は、胸腔鏡下手術のためポートから挿入、抜去可能で、先端部に肺臓を圧排するための伸縮性部材からなる伸縮可能なバルーン部１１を備え、バルーン部１１の周囲に伸縮性部材からなる伸縮可能なネット部１２を設けており、挿入時にはポートからバルーン部１１とネット部１２が収縮した状態でポートを通過し、圧排時には体内でバルーン部１１を膨張させるとともにそれに伴いネット部１２が拡張して肺臓と接触し、抜去時にはバルーン部１１が収縮した状態でかつネット部１２がバルーン部１１の外形サイズまで縮んで体内から取り出せるようにした。【選択図】図２

Description

本考案は、バルーン機構を用いた新規肺臓鉗子に関するものである。

内視鏡外科手術の現場において、臓器、特に肺の圧排にはチェリーダイセクター（登録商標：ジョンソン・エンド・ジョンソン社；以下同様）等の棒状の手術器具が用いられている。図１（ａ）、図１（ｂ）に、それぞれ図中矢印で示したセクターチップ（綿）の径が５ｍｍと１０ｍｍのチェリーダイセクターを示す。シャフト長は約４０ｃｍである。これらの器具は、トロカールを通して、あるいはポート（内視鏡下手術で器具を体腔内に挿入するために設定する操作孔）と称される外科的切開口から直接適用されて使用される。

ところが、これらの器具は先端形状が小さいために、肺という大きく滑りやすく柔らかい臓器を適当に圧排して良好な術野を確保するためには熟練のための時間と技術が必要となる。

しかも、現状では肺の圧排と良好な術野の確保のために複数のポートを術野確保のために占拠したりするという状況が、術中頻繁にみられる。

また、前記従来のチェリーダイセクターより大きな作用点の肺圧排器具を体腔内に挿入するには他の大きな外科的切開口を必要とするため、身体への負担が大きい、手術操作の妨げとなる等の問題点があった。

このような問題点を解消するために、体腔内への挿入のための小さな外科的切開口（ポート）を通過することができ、また、挿入後には肺臓との接触面をより広げてしかも滑りにくくするために、体腔内において先端部が機械的に拡張するようにしたEndoパドル（登録商標）（非特許文献１）やエアーにより拡張するようにしたバルーン型のキャットハンド（登録商標）（非特許文献２）がすでに提供されている。

コヴィディエンジャパン株式会社 http://www.Covidien.co.jp/product_service/... 株式会社八光メディカル事業部 http://www.hakko-medical.co.jp

しかしながら、前記のEndoパドルやキャットハンドの場合には、肺臓との接触面や滑りにくさの点等において術野での操作性にさらなる改善の余地が残されていた。適切な術野を得る作業のクオリティは、手術の行いやすさや手術時間自体に直結し、安全確実な手術の実施に大いに関与することから、さらなる改良が是非とも必要であった。

本考案は、上記従来技術の問題点に鑑み、小さなポートを通ることができ、改良された圧排を行うことができ、肺臓に対しより接触面積を広くとることができて、操作効率を向上させ改善された安全を付与することができる新規肺臓鉗子（レトラクター）を提供することを課題とする。

本考案によれば、上記課題を解決するため、胸腔鏡下手術のためポートから挿入、抜去可能で、先端部に肺臓を圧排するための伸縮性部材からなる伸縮可能なバルーン部を備え、前記バルーン部の周囲に伸縮性部材からなる伸縮可能なネット部を設けてなり、挿入時には前記ポートから前記バルーン部とネット部が収縮した状態で前記ポートを通過し、圧排時には体内で前記バルーン部を膨張させるとともにそれに伴い前記ネット部が拡張して肺臓と接触し、抜去時には前記バルーン部が収縮した状態でかつ前記ネット部が前記バルーン部の外形サイズまで縮んで体内から取り出せるようにしたことを特徴とする、バルーン機構を用いた新規肺臓鉗子が提供される。

本考案によれば、小さなポートを通ることができ、肺臓に対しより接触面積を広くとることができ、滑りにくく、現在入手可能な肺臓鉗子（レトラクター）に比べて操作効率が向上し、改善された安全性をもって、優れた圧排操作を行うことができる新規肺臓鉗子を提供することが可能となる。

（ａ）および（ｂ）はそれぞれ肺の排圧に使用される、セクターチップ径が５ｍｍと１０ｍｍのチェリーダイセクターを示す写真である。本考案の第１の実施形態に係るバルーン・レトラクターのバルーン部とネット部が収縮している状態を示す図である。本考案の第１の実施形態に係るバルーン・レトラクターのバルーン部とネット部が膨張している状態を示す図である。ブタ実験中に肺を圧排させるために使用される第１の実施形態に係るバルーン・レトラクターの圧排の様子を示す写真である。本考案の第２の実施形態に係るバルーン・レトラクターのバルーン部とネット部が収縮している状態を示す図である。本考案の第２の実施形態に係るバルーン・レトラクターのバルーン部とネット部が膨張している状態を示す図である。静止摩擦係数の測定手順のイメージを示す図である。静止摩擦係数の測定に使用した装置の全体を示す写真である。図８に示す荷重とその近傍の様子を拡大して示す図である。

以下、本考案を実施の形態に基づいて詳細に説明する。

図２は、本考案の第１の実施形態に係る肺臓鉗子：バルーン・レトラクターのバルーン部とネット部が収縮している状態を示す図であり、図３は、バルーン部とネット部が膨張している状態を示す図である。

本実施形態のバルーン・レトラクター１０は、胸腔鏡下手術のためポート（図示せず）から挿入、抜去可能で、先端部に肺臓を圧排するためのシリコーン樹脂からなるバルーン部１１を備え、このバルーン部１１の周囲に、伸縮性合成樹脂製のネット部１２（ここでは、その例としてナイロン６，６（登録商標）で作られた弾性管状ネットカバー）を設けている。バルーン部１１とネット部１２は、例えば、ステンレス鋼パイプ１３（外径3ｍｍ、内径2ｍｍ、長さ約300ｍｍ）の先端に、防水・気密性の接着剤により接合されている。ネット部１２はバルーン部１１に対して、バルーン部１１の形状変化を常に追随し、柔軟に変形できる状態で相互に接着なしで重なるように被覆されており、ネット部１２はバルーン部１１が収縮（しぼんだ）状態のときには、胸腔鏡下手術のためのポートを通過できるように、収縮状態のバルーン部１１のサイズまできちんと縮むような設定にしてある。また、ネット部１２はバルーン部１１が膨張状態のとき、すなわち圧排時には、バルーン部１１とともに直径約22ｍｍ程度になるようにしてある。バルーン部１１の膨張時には、ネット部１２は圧排がスムーズに行えるように、体内で肺との接触面積が広く確保することができ、また肺と接触したときに肺と密着し、作用点が滑りにくいように適切な静止摩擦係数となるように設定してある。ステンレス鋼パイプ１３の後端は樹脂製パイプ１４を介してシリンジ１５の吐出口と連結されている。バルーン部１１を膨張させるためのエアー等のガスのバルーン部１１への供給は、シリンジ１５のピストン１６を押し込むことにより行われるようになっている。

ここで、例えば、バルーン部１１の寸法は収縮時には長さＬが約50ｍｍ、外径ｔ_０が約5.8ｍｍとなり、ネット部１２の大きさは、バルーン部１１の表面形状とほぼ同じに設定されている。バルーン部１１は体内で十分な大きさに膨らむことができるように、設計したバルーンサイズに対応した金型をつくり、バルーン部分の成型をしてある。

なお、膨張後の外径ｔ_１、すなわち全体径は、接触する肺臓の部位や大きさ、その状態に応じて送入するエアーの量を調整することで制御できるようにしている。

なお、以上の実施形態を含め、本考案の肺臓鉗子においては、バルーン部はその素材として伸縮性のあるシリコーン樹脂であるが、その作用は、注入したエアー等のガスに対して耐性を有し、しかも膨張、収縮への物理的特性とネット部との密着性、親和性を有するものとする。

その組成の細部や厚みについては適宜とすることができる。

一方、ネット部については、その素材は伸縮性があって、身体への影響がないものであれば、前記実施形態のようにナイロン等の各種合成樹脂であってよい。そしてネット部は、全体として平面メッシュ（細孔）構造を有するものとし、伸縮性に優れたものとする。

ネット部は、各種の方法によって成形してよく、金型による注型成形、射出成型、あるいは、合成樹脂糸状体の織成であってもよい。

ネット部の厚みは、例えば0.5〜1.0ｍｍ程度が考慮され、またメッシュの開口は、角形、丸形形状等のいずれでもよく、例えば、膨張したときの長さがバルーンの長手寸法Ｌの1〜2％になるようにすることが考慮される。

もちろん、これらは合成樹脂の素材やネット部全体の膨張時の大きさ、そして、肺臓との摩擦性を考慮して定めることができる。

この摩擦性については、例えば、以下のようにして評価することができる。

各レトラクターの静止摩擦係数の評価において客観性をもたせるために、各レトラクターの静止摩擦係数をウェット状態（ウェット肺モデル）とドライ状態（ドライ肺モデル）の両方について測定する。静止摩擦係数の測定手順のイメージを図７に、静止摩擦係数の測定に使用した実際の装置の写真を図８に、荷重とその近傍の拡大図を図９に示す。

各レトラクターによって荷重印加時の接触面積が異なるため同一荷重であっても肺モデルに与える圧力が異なるが、測定においてはそれぞれのレトラクターにおいて圧力が同一となる荷重を用いた。圧力値として５ｇ／ｃｍ^２（０．０４９Ｎ／ｃｍ^２）とした。この値は大きすぎる圧力を与えることなく安定して肺モデルを押すのに必要な最適な圧力として選ばれたものである。

さらに、この値の±５０％の圧力値も、計測値の信頼性確保のために用いた。すなわち各レトラクターは、２．５ｇ／ｃｍ^２、５ｇ／ｃｍ^２、および７．５ｇ／ｃｍ^２の３種の圧力で測定した。

測定の手順は以下の通りである：各レトラクターは、図７に見られるように、先端に圧力を加えずに所定の位置にテープを張るように（平衡に設定された）トロリー上で平衡を保つ。トロリーホイールの抵抗を調べたところ、被測定抵抗値に比べて無視できる程度であった。

静摩擦係数の計算に必要な法線方向の力Ｎは、Ｎ＝ＰＡ［Ｎは法線方向の力（ｇ）、Ｐは接触圧力（ｇ／ｃｍ^２）、Ａは接触面積（ｃｍ^２）である。］で求める。ここに、接触圧力Ｐは上記３種の圧力のいずれかであり、肺モデルに接触する面積がＡｃｍ^２である。

レトラクターは、図７および図８に示すように、プーリを介してばねゲージに接続する。最大静止摩擦力Ｆは、レトラクターの先端が肺モデルを横切ってドラッグされた後に、レトラクターの先端が肺モデル上を滑る瞬間におけるばねゲージの目盛りの読みである。

静止摩擦係数μは、Ｆを最大静止摩擦力（ｇ）、Ｎを法線方向の力（ｇ）とすると、μ＝Ｆ／Ｎで計算される。

本考案のバルーン・レトラクター（第１の実施形態）では、静止摩擦係数が、ドライ肺モデルで１．６６、ウェット肺モデルで１．９８であった。一方、市販のチェリーダイセクター１０ｍｍ版では、ドライ肺モデルで２．３２、ウェット肺モデルで１．７７であり、Endoパドル１０ｍｍ版では、ドライ肺モデルで０．５６、ウェット肺モデルで０．７３であり、キャットハンド１０ｍｍ版では、ドライ肺モデルで０．７４、ウェット肺モデルで０．９０であった。

静止摩擦係数での比較では、チェリーダイセクター１０ｍｍ版がドライ肺モデルにおいて、本考案のバルーン・レトラクターを上回っているが、チェリーダイセクターは前述のように、先端形状が小さく接触面積が小さいために、肺という大きい臓器を適当に圧排して良好な術野を確保するためには熟練技術が必要であり、また良好な術野の確保のために複数のポートを占拠するという問題がある。

本考案のバルーン・レトラクターは、小さなポートを通ることができ、肺臓に対し接触面積を広くとることができて滑りにくいため、操作効率が向上した圧排操作が可能となる。

本実施形態では、前記のように、バルーン部１１の周囲にネット部１２が相互に接着なしで重なるように被覆されている。バルーン部１１のみの場合、適切な硬度をもって肺に対して損傷のリスクが少ない状態で広い接触面積で接触することができるが、静止摩擦係数が小さい状態で肺と接触するために、滑りやすく、スムーズに肺の圧排操作を行うにはさらに改善の余地がある。そこで、ネット部１２でバルーン部１１の周囲を被覆することにより、肺に接触するより大きな表面積が得られ、ネット部１１のメッシュの多数の凹部に肺の微小部分が入り込むため、適度に大きい静止摩擦係数で接触することになる。これによって、より効果的に滑りを防止でき、スムーズは肺の圧排操作が可能となる。このことは、後述の第２の実施形態でも同様である。

また、ネット部１２を設けたことにより、血液などの吸収吸着などもある程度そのメッシュで可能となる利点もある。

次に、本考案の第２の実施形態に係るバルーン・レトラクターについて述べる。

図５は、本考案の第２の実施形態に係るバルーン・レトラクターのバルーン部とネット部が収縮している状態を示す図であり、図６は、バルーン部とネット部が膨張している状態を示す図である。

本実施形態のバルーン・レトラクター２０が第１の実施形態のバルーン・レトラクター１０と異なる点は、バルーン部２１とネット部２２の先端の固定部分がないようにした点と、全体的な排圧長さＬを第１の実施形態のバルーン・レトラクター１０より長くした点である。このような構成により、第１の実施形態のバルーン・レトラクター１０よりさらに排圧の効率を高めたものである。上記以外の基本的な構成は、第１の実施形態のバルーン・レトラクターと同様である。

本実施形態のバルーン・レトラクター２０も、胸腔鏡下手術のためポート（図示せず）から挿入、抜去可能で、先端部に肺臓を圧排するためのシリコーン樹脂からなるバルーン部２１を備え、このバルーン部２１の周囲に、伸縮性合成樹脂製のネット部２２（ここでも、その例としてナイロン６，６（登録商標）で作られた弾性管状ネットカバー）を設けている。バルーン部２１とネット部２２は、例えば、ステンレス鋼パイプ２３（外径6ｍｍ、内径3ｍｍ、長さ約300ｍｍ）の先端に、防水・気密性の接着剤により接合されている。ネット部２２はバルーン部２１に対して、バルーン部２１の形状変化を常に追随し、柔軟に変形できる状態で被覆されており、ネット部２２はバルーン部２１が収縮（しぼんだ）状態のときには、胸腔鏡下手術のためのポートを通過できるように、収縮状態のバルーン部２１のサイズまできちんと縮むような織り方にしてある。また、ネット部２２はバルーン部２１が膨張状態のとき、すなわち圧排時には、バルーン部２１とともに直径約22ｍｍ程度になるようにしてある。本実施形態では、バルーン部１１の膨張時には、圧排がよりスムーズに行えるように、先端の固定部分がないようにしてある。バルーン部２１の膨張時には、ネット部２２は圧排がスムーズに行えるように、体内で肺との接触面積をより広く確保することができ、また肺と接触したときに肺と密着し、作用点が滑りにくいように適切な静止摩擦係数となるように設定してある。ステンレス鋼パイプ２３の後端は
また、本実施形態におい樹脂製パイプ２４を介してシリンジ２５の吐出口と連結されている。バルーン部２１を膨張させるためのエアー等のガスのバルーン部２１への供給は、シリンジ２５のピストン２６を押し込むことにより行われるようになっている。

ここで、バルーン部２１の寸法は収縮時には長さが約110ｍｍ、外径が約10ｍｍとなり、ネット部２２の大きさは、バルーン部２１の表面形状とほぼ同じに設定されている。バルーン部２１は体内で十分な大きさに膨らむことができるように、設計したバルーンサイズに対応した金型をつくり、バルーン部分の成型をしてある。
ても、バルーン部の素材、組成の細部や厚み、ネット部の素材、ネット部の構造、ネット部の製造方法、厚み、メッシュの開き、合成樹脂の素材やネット部の膨張時の大きさ等については、第１の実施形態で述べたものと同様にすることができる。

１０、２０バルーン・レトラクター
１１、２１バルーン部
１２、２２ネット部
１３、２３ステンレ鋼パイプ
１４、２４樹脂製パイプ
１５、２５シリンジ
１６、２６ピストン

Claims

胸腔鏡下手術のためポートから挿入、抜去可能で、先端部に肺臓を圧排するための伸縮性部材からなる伸縮可能なバルーン部を備え、前記バルーン部の周囲に伸縮性部材からなる伸縮可能なネット部を設けてなり、挿入時には前記ポートから前記バルーン部とネット部が収縮した状態で前記ポートを通過し、圧排時には体内で前記バルーン部を膨張させるとともにそれに伴い前記ネット部が拡張して肺臓と接触し、抜去時には前記バルーン部が収縮した状態でかつ前記ネット部が前記バルーン部の外形サイズまで縮んで体内から取り出せるようにしたことを特徴とする、バルーン機構を用いた新規肺臓鉗子。