JP3757246B2 - トロカール - Google Patents
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Description
技術分野
本発明は、腹壁にアクセスチューブを通すためのトロカールに関する。さらに詳しくは、引込み可能な栓塞子を備えたトロカールに関する。
背景
腹部に関する外科手術の多くは、切開領域が大きくなるのを避けるために腹腔鏡を使用して行なわれる。一般に腹腔鏡下手術においては、特別な針(例えば、米国特許第4808168号明細書に開示されたものと同様の針)が皮膚に突き刺され、腹腔内に二酸化炭素(ＣＯ2)等の注入ガスを導入するのに使用される。腹部が適度に膨らまされると針が抜かれる。そして、ニューモニードル(pneumoneedle)よりも直径の大きな硬質のアクセスチューブまたはカニューレ(例えば、直径５、10または11mm)が一般的には同じ位置において皮膚に通される。
アクセスチューブは腹腔鏡下手術に使用される器具のアクセス経路を提供する。このような器具としては、腹腔鏡、米国特許第5040715号明細書に開示されたステープラ、米国特許第5084057号明細書および同第5100420号明細書に開示された手術用クリップアプライア等がある。アクセスチューブを皮膚に通すために、医者はアクセスチューブの内腔部にトロカールを配置して、アクセスチューブの先端に組織を切断する鋭利なエッジを与える。
この技術においてはトロカールが使用されることが多く、それらは、米国特許第4535773号明細書、同第4601710号明細書、同第4654030号明細書、同第4902280号明細書、および同第4931042号明細書に開示されているもの等である。一般にこれらのトロカールは、皮膚を突き刺す切断面を有する栓塞子と栓塞子を囲みスプリングで付勢された保護スリーブとを備えている。これらのトロカールが皮膚を通して押し込まれるので、皮膚との間の摩擦が原因で保護スリーブが基端側(後方)へとスライドしてしまう。アクセスチューブが皮膚に通された後においては、保護スリーブと皮膚との間に摩擦はなくなる。そして、スプリングが保護スリーブを末端側(前方)へと押して切断面を覆うように設計されている。これらのトロカールには、保護スリーブを前方位置においてロックして、その下方の器官が不意に傷ついてしまうという危険性を減じているものもある。
これら従来技術におけるトロカールは、同様の作動原理に基づいている。この原理とは、「トロカールが皮膚を通して前進する際に保護スリーブに作用する摩擦または抵抗が保護スリーブを後方(基端側)へと押して切断面を露出させる。アクセスチューブが皮膚に通されてしまうと保護スリーブに作用する抵抗が減少して、保護スリーブはスプリングの付勢力によって末端側(前方)へと押されて切断面を保護する。」というものである。
これらの既存のトロカールは、皮膚(特に、堅い筋膜)を貫通するために相当の力が必要であるので問題を有している。貫通のために相当の力が必要であるから、トロカールは皮膚を貫通した後もその下方側の器官へ向かって前進してしまう。保護スリーブは、トロカールが下方側の器官に到達する前に、トロカールに追いつかなければならない。しかし、保護スリーブが組織に引っ掛かるとこの動作が遅れる。
前記従来技術のトロカールの他にも、腹壁部の組織に突き刺した後で栓塞子をカニューレ内に相対的に引き込むトロカールが幾つかの文献に示されている。そのような文献としては、米国特許第4535773号明細書(ユーン)、同第5116353号明細書(グリーン、ヨーロッパ特許出願公開第0479130号明細書)、同第5104382号明細書(ブリンケルホッフ等)、および同第5152754号明細書(プリレイ等)等がある。さらに、最終的にはカニューレに対して相対的に引っ込む栓塞子を有するトロカールが本出願の出願日前にこの国においてオリジン・メドシステムズ社によって販売されている。
しかしながら、オリジン・メドシステムズ社によって販売されているトロカールや米国特許第5116353号明細書(グリーン、ヨーロッパ特許出願公開第0479130号明細書)に開示されたトロカールにおいては、栓塞子が先ず末端方向に向かってカニューレから離れる方向(つまり、その下方側に位置する器官に向かう方向)に移動し、最終的には栓塞子をカニューレに対して相対的に引き込む機構を作動させる。この末端方向への移動は、まったく望ましくないときにちょうど起こる。つまり、カニューレに対する栓塞子の末端方向への相対的な移動は、栓塞子が腹壁部の組織に突き刺さったときに起こり、明らかに望ましくない結果を生じる。
米国特許第5152754号明細書に開示されたトロカールが備える栓塞子は、体腔部を規定する組織部を突き刺した直後にアクセスチューブに対して相対的に引っ込む。米国特許第5104382号明細書にも、カニューレに対して相対的に引っ込む栓塞子が開示されている。しかしながら、これら両明細書のいずれにおいても、装置は栓塞子とカニューレとの間に部材を有しており、この結果必然的に栓塞子のサイズが限定される。例えば、ブリンケルホッフ等の米国特許第5104382号明細書においては、栓塞子とカニューレとの間にはシールドが設けられている。
発明の簡単な説明
本発明により提供されるトロカールは、(１)体腔部を規定する組織部が貫通された後で自動的に栓塞子をカニューレに対して相対的に引っ込めるものであり、(２)組織が貫通された後で、カニューレに対する栓塞子の末端方向への相対移動とは少なくとも実質的に無関係な経路に沿って栓塞子を引っ込める引込手段を備えるものであり、この経路はカニューレに対する栓塞子の末端方向への相対移動とは完全に無関係であることが好ましく、(３)引き込み手段は、組織、血、脂肪等の悪影響を受ける栓塞子の切断面とは離れた栓塞子の基端部に配置されていることが、好ましく、(４)カニューレとは完全に独立した引き込み手段を有していることが好ましく、(５)カニューレの末端部において栓塞子とカニューレとの間には何の構造体も存在させず(例えば、トリガーや保護スリーブ等が存在するとそれらの影響によりトロカールの挿入力が増加する)、カニューレの末端部における栓塞子とカニューレとの相対移動をスムーズとするとともに、そこに構造体(例えば、トリガーや保護スリーブ等)が存在するために組織がダメージまたは外傷を受けることを防止していることが好ましく、(６)カニューレの末端部において栓塞子とカニューレとの間には何の構造体も存在しないので、一定サイズのカニューレとともに使用できる栓塞子のサイズが最大となり、また逆に、一定サイズの栓塞子とともに使用できるカニューレのサイズが最小となり、(７)体腔部を規定する組織が貫通されたことを検出するために力または圧力を検知する機械的な手段を使用しており、トロカールは、応答時間が必要であったりトロカールの適正な作動を阻害する電気的故障のおそれのある電気的な要素は一切利用していない。
本発明により、例えば患者の腹壁等の体腔部を規定する組織部にカニューレを挿入するのを容易にするトロカールが提供される。本発明のトロカールは、ハウジング、およびハウジングから延びる栓塞子を備える。
栓塞子は、カニューレの内腔部内に配置されるシャフト、および組織を切断する切断面を備える。栓塞子は、切断面がカニューレの末端部を越えて突出する組織切断位置と、切断面がカニューレの末端部内に位置する引込位置との間を移動できるように配置される。
栓塞子は、細長いものであって、軸方向、半径方向、回転方向の変位の基準となる長手軸を有している。栓塞子は、ピンが設けられた基端部、および切断面が設けられた末端部を備えていることが好ましい。ピンは、栓塞子の末端部に対して相対的に安全解除位置から解放位置へと回転移動できるように配置されている。解放位置は安全解除位置から長手軸を中心として角度をおいた位置である。さらに、トロカールは、組織切断位置から引込位置へ向けてトロカールを付勢する引き込み手段を備えている。
さらに、トロカールは、組織が切断されている間は引き込み手段の付勢力に抗して栓塞子を組織切断位置に保持し、そしてトロカールが少なくとも部分的に組織を貫通すると自動的に栓塞子を解放し引き込み手段が栓塞子を組織切断位置から引込位置へと引っ込めることを許容するクラッチを備えている。代わりの構成として、クラッチは、ラッチを行い、機械的に検知し、解放する手段であってもよい。
クラッチは、カニューレに対する栓塞子の末端方向への相対移動に実質的に無関係な経路に沿って栓塞子が組織切断位置から引込位置へと移動することを許容する。組織が少なくとも部分的に貫通された後における栓塞子の経路は、カニューレに対する栓塞子の末端方向への相対移動とは完全に無関係であることがさらに好ましい。
引き込み手段は、ピンが長手軸を中心として安全解除位置から解放位置へと移動した後で、栓塞子を組織切断位置から引込位置へと引っ込める。引き込み手段は、栓塞子を組織切断位置から引込位置へと軸方向に付勢する軸方向付勢手段と、ピンを解放位置に向けて回転方向に付勢する回転付勢手段とを備えている。引き込み手段は、ピンを安全解除位置から解放位置へと回転方向に移動させるトルクと栓塞子を引込位置へ向けて移動させる軸力とを与えるコイルスプリングで構成されることが好ましい。
クラッチは、第１摩擦クラッチ面を有する栓塞子の末端部と第２摩擦クラッチ面を有する栓塞子の基端部とで構成されることが好ましい。栓塞子が組織に対して押圧されたとき、第２摩擦クラッチ面が第１摩擦クラッチ面と機能的に係合して、栓塞子の基端部が末端部に対して相対的に安全解除位置から解放位置へと長手軸を中心として回転移動することを禁止する第１の抵抗を与える。トロカールによって組織が少なくとも部分的に貫通されたとき、長手軸を中心とする栓塞子の基端部と末端部との相対的な角移動(例えば、回転)を禁止する抵抗が前記トルクよりも小さくなり、栓塞子の基端部は安全解除位置から解放位置へと回転することができる。
トロカールのハウジングは、たな面を含むガイド面を有している。たな面は、栓塞子が組織に対して押圧されるに先だって、ピンに当接してピンを安全解除位置に保持する。クラッチは、肩表面と開口部を規定する表面とを有する安全解除リングを備えていることが好ましい。肩表面は、栓塞子が組織内を前進するときにピンに当接して、栓塞子が組織切断位置から引込位置へと移動することを禁止する。開口部は肩表面から回転方向に間隔をおいて配置されており、栓塞子が組織切断位置から引込位置へと移動するときにこの開口部をピンが通過する。
安全解除リングは、末端位置と基端位置との間を軸方向に移動できるように配置されている。クラッチは、さらに、安全解除リングを末端方向に付勢する付勢力を与える安全解除リング付勢手段と、安全解除リング付勢手段による付勢力に抗して安全解除リングを基端位置に解放可能に保持する保持手段とを備えている。組織に対して栓塞子を押圧するに先だって、前記ピンと安全解除リングの肩表面とが当接することによって安全解除リング付勢手段が栓塞子を末端方向に付勢する。そして、安全解除リングの肩表面とピンとの当接しているので、栓塞子の引込位置への移動が禁止される。組織に対して栓塞子が押圧されると、安全解除リングが末端位置から基端位置へと移動し、保持手段が安全解除リングと係合して該リングを基端位置に保持する。
【図面の簡単な説明】
本発明を添付の図面を参照してさらに説明する。図において同一の符号は同一の要素を示す。
図１は、本発明のトロカールの部分およびこのトロカールとともに使用されるカニューレの部分を示す分解図である。
図２は、カニューレに組み込まれた本発明のトロカールの斜視図である。一部分を破断または省略して詳細部を示している。
図３Ａ〜６Ｃは、本発明のトロカールの動作を連続的に示している。図３Ａ、３Ｂ、および３Ｃは、本発明のトロカールの要素の大略の位置を示しており、栓塞子はカニューレに対して引っ込んだ位置にある。
図３Ａは、本発明のトロカールの要素の幾つかを示す斜視図である。栓塞子が引っ込んでいる場合の各要素の位置を示している。
図３Ｂは、本発明のトロカールとカニューレの一部分とを示す部分側面図である。それぞれを部分的に省略して詳細部を示している。栓塞子はカニューレの末端部内に引っ込んでいる。
図３Ｃは、本発明のトロカールの部分とカニューレとを示す斜視図である。それぞれを部分的に破断または省略して詳細部を示している。図３Ａに示されたトロカールの多くの要素を示しているが異なる切断面を示している。
図４Ａ、４Ｂ、および４Ｃは、本発明のトロカールの要素の大略の位置を示している。栓塞子はカニューレに対して最も末端側に位置している。この状態は、例えば、使用者が本発明のボタン部材を押して該ボタン部材が末端側の限界位置にまで移動した時に起こる。
図４Ａは、本発明のトロカールの要素の幾つかを示す斜視図である。栓塞子が最も末端側にある場合の各要素を位置を示している。
図４Ｂは、本発明のトロカールとカニューレの一部分とを示す部分側面図である。それぞれを部分的に省略して詳細部を示している。栓塞子はカニューレに対して最も末端側に位置している。
図４Ｃは、本発明のトロカールの部分とカニューレとを示す斜視図である。それぞれを部分的に破断または省略して詳細部を示している。図４Ａに示されたトロカールの多くの要素を示しているが異なる形状の切断面を示している。
図５Ａおよび５Ｂは、本発明のトロカールの要素の大略の位置を示している。栓塞子は、図４Ｂおよび４Ｃに示した位置からカニューレに対して相対的に僅かに基端側に間隔をおいた“安全解除(armed)”位置にある。この状態は、例えば、本発明のボタン部材が図４Ａ、４Ｂ、および４Ｃに示した位置にまで移動した後であって組織を切断する前に使用者が当該ボタン部材にかけている圧力を解放した時に起こる。
図５Ａは、本発明のトロカールの要素の幾つかを示す斜視図である。栓塞子が安全解除位置にある場合の各要素を位置を示している。
図５Ｂは、本発明のトロカールとカニューレの一部分とを示す部分側面図である。それぞれを部分的に省略して詳細部を示している。栓塞子は、図４Ｂに示した位置からカニューレに対して相対的に僅かに基端側に間隔をおいた位置にある。
図６Ａ、６Ｂ、および６Ｃは、本発明のトロカールの要素の大略の位置を示している。栓塞子は、図５Ｂに示した位置からカニューレに対して相対的に僅かに基端側に間隔をおいた“組織切断”または伸長位置にある。この状態は、例えば、使用者が栓塞子を組織に対して押圧しているが、まだ完全には組織を貫通していない時に起こる。
図６Ａは、本発明のトロカールの要素の幾つかを示す斜視図である。栓塞子が組織切断位置にある場合の各要素を位置を示している。
図６Ｂは、本発明のトロカールとカニューレの一部分とを示す部分側面図である。それぞれを部分的に省略して詳細部を示している。栓塞子は組織切断位置にある。
図６Ｃは、本発明のトロカールの部分とカニューレとを示す斜視図である。それぞれを部分的に破断または省略して詳細部を示している。図６Ａに示されたトロカールの多くの要素を示しているが異なる形状の切断面を示している。
図７Ａ〜７Ｆは、本発明のトロカールの部分を概略的に示す斜視図であって、トロカールの使用中におけるその幾つかの要素の移動を連続的に示している。
図７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、および７Ｄは、栓塞子が図３Ｂに示される位置から図４Ｂに示される位置まで移動する場合において、トロカールの幾つかの要素の大略の位置を連続的に示している。
図７Ｅは、栓塞子が図５Ｂに示される位置にある場合における、トロカールの幾つかの要素の大略の位置を示している。
図７Ｆは、栓塞子が図６Ｂに示される位置にある場合における、トロカールの幾つかの要素の大略の位置を示している。
図８は、本発明のトロカールの要素の斜視図であって、組織が貫通された直後にトロカールが図６Ａ〜６Ｃに示された位置から図３Ａ〜３Ｃに示された位置へと引っ込む際のトロカールのピンの位置を連続的に破線で示しており、ピンがたどる経路の一例を示している。
図９は、本発明のトロカールにおいて使用される栓塞子の部分を示す斜視図である。部分的に破断して詳細部を示している。
図10は、本発明のトロカールにおいて使用されるハウジングの部分を示す斜視図である。
図11は、本発明のトロカールにおいて使用されるクラッチ面の第２形態を示している。このクラッチ面は、栓塞子の基端側の部分が末端側の部分に対して一方向にのみ相対回転することを許容する。
図12は、第３の形態のクラッチ面を有するトロカールの基端部および末端部を示す断面図である。クラッチ面は切頭円錐形状である。
詳細な説明
図１〜10には、トロカール装置またはアッセンブリの一具体例が示されており、全体が参照番号10で示されている。トロカール10は、カニューレ20内に配置されて、体腔部を規定する組織９にカニューレ20を通すことを容易にする(図２参照)。例えば、組織９とは患者の腹壁であって、体腔部とは患者の腹腔部である。
カニューレ20は、末端部22まで延びる内腔部24を有するアクセスチューブ21を備えている。カニューレ20は、腹腔鏡下手術において好適に使用されるものであって、その基端部に全体が漏斗状の大きな固定部26を備えている。アクセスチューブ21は腹腔鏡、ステープラ、クリップアプライヤ等の手術器具のための入口を提供する。そのような手術器具の例は、米国特許第5040715号明細書、同第5084057号明細書、同第5100420号明細書、同第5171247号明細書、同第5171249号明細書、および同第5176695号明細書に開示されている。
カニューレ20は、止め栓バルブ23等の腹部に加圧ガスを供給する手段を有していてもよい。止め栓バルブ23は、加圧ガス(注入ガス)を内腔部24へと供給し、体腔内のガス圧を維持するためのものである。このようにして、体腔内にガスが充満した状態を維持して手術の便宜を図る。
カニューレ20は、さらにトラップドアバルブ(図示せず)を備えていてもよい。トラップドアバルブは、一般的にはカニューレ20の基端部近傍に配置されており、カニューレ20がトロカールまたは手術器具によって塞がれていないときにカニューレ20を通って流体が逃げるのを防止する。このトラップドアは、例えば、米国特許第5152754号明細書に開示されたトラップドアと同様のトラップドアであってもよい。トラップドアバルブに代えて、米国特許第4177814号明細書に開示されたものと同様のスロットを有する弾性バルブを使用してもよい。他の構成としては、手術器具またはトロカールがカニューレ20から抜かれるときに腹壁部内の圧力を保持するアイリス状のバルブが使用されてもよい。
トロカール10は、ハウジングまたはハンドル28、およびハウジング28から突出する細長い栓塞子30を備えている。ハンドル28は全体が丸く、使用者の掌に適合する。ハンドル28は、カニューレ20の上部つまり基端部に受け止められており、カニューレ20がハウジング28に対して相対的に移動することを禁止している(図２参照)。
栓塞子30およびその中心の延びる方向は、想像上の長手軸Ａおよび半径方向Ｒを定める(図２参照)。角移動はトロカールの軸Ａを基準として測定する。
栓塞子30は、ロックピン32を有する基端部31、カニューレ20の内腔部24内に配置されるシャフト34を有する末端部、ピン32を受け入れるスロット面36、および組織９を切断する切断面35を備えている。
切断面35の幾何学形状は適切なものであればどのようなものでもよく、図２、３Ｂ、４Ｂ、５Ｂ、および６Ｂにおいては一点に集結する円錐形状として、図３Ｃ、４Ｃおよび６Ｃにおいては交差する３つの平面で構成される形状として示されている。しかし、適切ないかなる形状をも採用することが可能であって、周面に切断面を備えた中空構造であってもよい。
本発明のトロカール10が備える栓塞子30は、カニューレの内腔部24の少なくとも末端部に当接する表面(例えば、39)を有する。トロカール10がカニューレ20内に配置されたとき、カニューレ20の末端部において栓塞子30とカニューレ20との間には何等の構造体も存在しないことが好ましい。図２には、カニューレの内腔部24の末端部に当接するトロカール10の表面39が示されている。カニューレ20の末端部において栓塞子30とカニューレ20との構造体が存在しないトロカールにおいては、一定のカニューレの内腔部24のサイズに対して栓塞子(およびその切断面)のサイズを最大とすることができる。さらに、そのようなトロカールは、トロカール／カニューレ・アッセンブリの挿入を容易にできるという利点があると信じられる。
好ましくはないが、トロカール10は、全体が円筒状の薄い部材(図示せず)を備えていてもよい。この円筒状部材は、栓塞子30と同心状に配置されるとともに、トロカール10がカニューレ20に組み付けられたときに円筒状部材の末端部がカニューレの末端部22に当接し、または末端部22から基端側または末端側に僅かに間隔をおいて位置することとなるようにハウジング28から一定長さで延びている。円筒状部材の壁部は最小限の厚さ(例えば、約0.1〜0.3mm未満)とされていることが好ましい。円筒状部材は、ハウジング28に強固に固定されており、カニューレ20が腹腔内部へと挿入されるときにもハウジング28またはカニューレ20に対して相対移動しない。この具体例においては、栓塞子30が図２に示される位置にあって続いてトロカール10がカニューレ20から引き出されると、栓塞子30が円筒状部材の内部に位置する(つまり、円筒状部材は栓塞子の切断面を越えて末端方向に延びている)。円筒状部材の端部により、トロカール10がカニューレ20から取り出された後において、使用者の指が鋭い栓塞子に触れることを防止できる。
トロカール10は、栓塞子の末端部がハウジング28(そして、カニューレ20)に対して相対回転するのを制限する手段を備えている。この手段は、シャフト34に設けられたキー表面37で構成されており、キー表面37はハウジング28の一部に形成されたキー案内面38と当接する。これらのことは、図１および10に最も良く示されている。キー表面37とキー案内面38とが当接することにより、栓塞子のシャフト34(栓塞子の末端部)がハウジング28(そして、カニューレ20)に対して相対回転することが防止される。しかし、栓塞子が引っ込むときまたは伸長するときに、シャフト34がハウジング28に対して軸方向に相対的に移動することは可能である。
さらに、トロカール10は、ピン32と係合して、安全解除位置(図４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、５Ａ、５Ｂ、６Ａ、６Ｂ、６Ｃ)と安全解除位置から一定角度をおいた解放位置(図３Ａ、３Ｂ、３Ｃ)との間をピン32が栓塞子の末端部に対して相対的に回転移動するのを案内する手段を備えていることが好ましい。この手段はスロット面36により構成される。図６Ａにおけるピン32の位置と図４Ａにおけるピン32の位置とは軸方向にずれているが、各図においてピン32の長手軸Ａに対する相対的な角度位置は同じであるから、図４Ａおよび６Ａの両方の位置を“安全解除”位置と呼ぶ。
図９に最も良く示されているように、トロカール10が組み立てられると、基端部31のピン32は栓塞子の末端部分のスロット面36に受け入れられる。こうして、栓塞子の基端部が末端部に対して相対的に回転することが可能になる。ピン32が安全解除位置と解放位置との間を移動できるように、スロット面36の幅はピン32の直径よりも僅かに広くすべきである。
さらに、トロカール10の栓塞子30にはボタン48が設けられている。ボタン48は、使用者が指(例えば、親指または他の指)で押さえるための面を備えている。ボタン48は栓塞子の基端部に、該基端部に対して相対回転することができるように、取り付けられている。例えば、ボタン48は、その下面に、軸方向に突出するシャフト(図示せず)を備えており、このシャフトが栓塞子の基端部31に形成された穴(図１参照)にスナップ係合する。
トロカール10は、栓塞子30をカニューレ20(そして、ハウジング28)に対して軸方向に相対的に移動可能に支持する手段を備えている。この手段は、ハウジング28に相対移動しない(トロカール10がカニューレ20に挿入されたときにはカニューレに対しても相対移動しない)ように取り付けられた栓塞子スリーブまたはガイド40で構成される。ガイド40は、栓塞子の基端部31のピン32に当接するガイド面を備えている。このガイド面は、基端面41、末端面42、たな面43、および傾斜または螺旋面44を備えている。
ピン32が基端面41に当接しているとき、栓塞子30は引込位置つまりカニューレ20(または、ハウジング28)に最も近接した位置にある。また、ピン32が末端面42に当接しているとき、栓塞子はカニューレ20(または、ハウジング28)から最も離れた位置にある。さらに詳細に以下に説明するように、ピン32がたな面43に当接して図５Ａおよび５Ｂの位置にあるとき、栓塞子30は安全解除位置にある。また、ピン32がスリーブ40に対して図６Ａ、６Ｂ、および６Ｃに示される相対位置にあるとき、栓塞子30は組織切断位置にある。
さらに、トロカール10は、栓塞子30を組織切断位置(図６Ａ、６Ｂ、および６Ｃ)から引込位置(図３Ａ、３Ｂ、および３Ｃ)へと向けて付勢する引き込み手段を備えている。引き込み手段は、栓塞子30を組織切断位置から引込位置へと軸方向に付勢する軸方向付勢手段、およびピン32を安全解除位置(図４Ａ〜４Ｃ、５Ａ〜５Ｂ、６Ａ〜６Ｃ)から解放位置(図３Ａ〜３Ｃ)へと向けて回転する方向へ付勢する回転付勢手段を備えている。
回転付勢手段は、軸Ａ回りにトルクＴrを与えてピン32を安全解除位置から解放位置へと移動させる。軸方向付勢手段は、軸力Ｆrを与えて栓塞子30を引込位置へと移動させる。例えば、引き込み手段は、栓塞子の基端部31と同心状に配置される捩りおよび圧縮コイルスプリング50で構成される。スプリング50は、圧縮状態にあり、軸Ａを中心として図１および２にＴで示される向きのトルクを栓塞子の基端部31に与える。
スプリング50は端部を２つ有している。一端は、ハウジング28のスリーブ40に固定されたスタッド51に機能的に接続(または当接)されており、他端は、栓塞子30の基端部31上のスタッド52に機能的に接続されている。引き込み手段は、１個のコイルスプリング50として示されているが、回転方向成分と軸方向成分とを有する力を与えることができるものであれば、どのようなタイプのものであっても、また何個のスプリングを使用してもよいということを理解すべきである。例えば、一対の板ばねと捩りばねを使用してもよい。好ましい付勢手段の他の例としては、圧縮された弾性部材、ガス／流体スプリング、およびマグネット等がある。
トロカール10はクラッチを備えている。このクラッチは、組織９が切断されている間は引き込み手段(例えば、スプリング50)の付勢力に抗して栓塞子30を組織切断位置(図６Ａ〜６Ｃ)に保持するとともに、カニューレ20を腹腔部内へと挿入するのに十分なだけトロカール10が組織９を切断した後は栓塞子30を解放して引き込み手段が栓塞子30を組織切断位置から引込位置(図３Ａ〜３Ｃ)へと引き込むことを許容する。クラッチは、ラッチして、機械的に検知して、解放する手段であってもよい。
クラッチは、第１摩擦クラッチ面12を有する栓塞子の末端部と、第２摩擦クラッチ面14を有する栓塞子30の基端部31とで構成される。キー案内面38がシャフト34をハウジング28およびカニューレ20に対して相対回転しないように保持するので、クラッチ面12を静止クラッチ面と、クラッチ面14を可動クラッチ面と呼ぶ。
トロカールが組織９に挿入されている間(図６Ｂ参照)に第１および第２のクラッチ面12、14によって与えられる抵抗、つまり、軸Ａを中心とする回転に対する抵抗は、スプリング50により与えられるトルクＴに打ち勝つのに十分に大きい。クラッチにより与えられる回転に対する抵抗は多くの要因に依存している。それらの要因には、第１および第２のクラッチ面12、14の摩擦係数、各クラッチ面のサイズおよび形状、栓塞子(そして、クラッチ面12、14)に作用する最小の軸方向挿入力、クラッチの色々な要素(以下に説明するものを含む)の許容差および摩擦係数等がある。クラッチは、組織９が少なくとも部分的に貫通されるまではピン32が安全解除位置から解放位置へと回転することを防止し得るように設計すべきである。
クラッチ面12、14は全体的に平坦延慶に描かれているが、栓塞子の基端部31が末端部に対して相対的に角移動(好ましくは、回転移動)できるのであれば、クラッチ面はどのような形状であってもよい。図12は、実質的に切頭円錐状のクラッチ面12Ｂを示している。他の例としては、実質的に円錐形状のクラッチ面や、軸Ａについて対称な他の形状を採用することができる。図11は、他方のクラッチ面に対して軸Ａを中心として一方向にのみ回転が許容されるクラッチ面12Ａを示している。このことは、使用者がトロカールの安全解除を行う(arming)のを補助できるので有利である。
クラッチは、スプリング50の付勢力に抗して栓塞子30を一時的に組織切断位置に保持するので、栓塞子が組織９内を前進する際にピン32に当接する肩表面57を有する安全解除リング56をさらに備えている(図６Ａ参照)。肩表面57は、最末端位置、安全解除位置、組織切断位置のそれぞれの位置から栓塞子30が引込位置へ移動するのを禁止する。安全解除リング56は開口部58を規定する表面をさらに有している。開口部58は、肩表面57からある角度(軸Ａを中心として)だけ回転した位置に形成されており、栓塞子30が引込位置と最末端位置との間を移動するときにピン32が開口部58を通過する。
スリーブ40上の安全解除リングストッパ54等の手段により、安全解除リング56は、末端位置(図４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、５Ａ、および５Ｂ)と基端位置(図３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、６Ａ、６Ｂ、および６Ｃ)との間を軸方向に移動することができる。さらに、クラッチは安全解除リング付勢手段を備えている。この手段は、全体がＵ字形状のスプリング53であって、安全解除リング56を末端側に向けて軸方向に付勢する付勢力Ｆaを与える。安全解除リング付勢力Ｆaは、スプリング50によって与えられる軸力Ｆrの少なくとも10倍の大きさであることが好ましい。軸力Ｆrは、トロカール10があまりに早く組織に突き刺さるのを防止するために与えられているものである。
Ｕ字形状のスプリングのそれぞれは、２つの端部を有しており、一端は安全解除リング56に機能的に連絡(例えば、取付け)され、他端はハウジング28に(スリーブ40の基台部との係合を介して)機能的に連絡されている。さらに、クラッチは、Ｕ字状スプリング53の付勢力に抗して安全解除リング56を基端位置に解放可能に保持する板ばね等の保持手段を備えていてもよい。板ばねを利用した保持手段は、係合位置(図３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、６Ａ、６Ｂ、および６Ｃ)と離合位置(図４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、５Ａ、および５Ｂ)との間をハウジング28および安全解除リング56に対して相対的に移動可能である。係合位置とは、係合面61が安全解除リング56と係合し、この結果、安全解除リング56がスプリング53の付勢力に抗して基端位置に保持されている位置である。離合位置とは、係合位置から間隔をおいた位置であって、安全解除リング56が末端方向に向かって移動することができる位置である。
板ばねを利用した保持手段は板ばね62およびカム従動面63を備えている。板ばね62は、ハウジング28の一部分に当接して保持手段を係合位置に向けて付勢する。カム従動面63は、ピン32上のカム表面33と係合して保持手段を係合位置から離合位置へと移動させる。この動作は後に詳しく説明する。
板ばねを利用した保持手段は、例えば図３Ａ〜６Ｃに示される形状等の適切な形状のものを使用することができる。板ばねを利用した保持手段は、図７Ａ〜７Ｆに示される形状のものや他の適切な形状のものであってもよく、また、スプリングと他の要素とを組み合わせたものであってもよい。例えば、板ばねを利用した保持手段は、ピン32上に形成されたカム表面と協働するカム従動面、および保持・係合面を有する捩りスプリングであってもよい。
本発明のトロカールおよびカニューレの要素を構成するために、適切なすべて材料を使用することができる。例えば、医療等級プラスチック(medical grade plastics)や金属を使用することができる。
操作
トロカール10の操作を図１〜10、特に図３Ａ〜６Ｃ、を参照して説明する。一般にトロカールは、搬送パッケージに入れて、組立状態、つまりトロカール10およびカニューレ20の要素をほぼ図２および３Ａ〜３Ｃに示される状態としトロカールをカニューレの内腔部24内に挿入した状態で搬送される。そして、トロカールは搬送パッケージから取り出される。その状態においては、栓塞子30は引込位置にある。切断面35はカニューレ20の末端部22内に引き込まれており、敏感で傷付きやすい対象(例えば、医療従事者の指Ｄ)が鋭利な切断面35と接触しないようにある程度の保護を与えている。
さらに、引込位置においてはＵ字状スプリング53は栓塞子30を末端方向に移動させていない。板ばねを利用した保持手段の係合面61が安全解除リング56と係合して該リング56を基端位置に保持している。
トロカール10を初期化して腹腔鏡下手術において組織を切断するために、使用者はボタン48をハウジング28(およびカニューレ20)に対して相対的に末端方向に手(例えば、使用者の指Ｄ)で押す。図４Ａ〜４Ｃは、使用者がボタン48を押してボタン48が最も末端側へ移動したときにおける、トロカール10の幾つかの要素の位置を示している。
図７Ａ〜７Ｄは、ピン32が図３Ａ〜３Ｃに示される位置から図４Ａ〜４Ｃに示される位置へと移動する場合のピンの移動経路の一例を連続的に示している。ピン32は、傾斜面44に沿って移動し、安全解除リング56の開口部58内を通過する。この移動の間、ピン32は、スリーブ40の傾斜面44と圧接しているので、軸Ａに対して角移動しながら解放位置(図３Ａ)から安全解除位置(図４Ａ)へと移動する。さらにこの移動において、ピン32が安全解除リング56の開口部58内を通過すると、ピン32は、安全解除リング56に対して基端側に間隔をおいた位置から末端側に間隔をおいた位置へと移動する。ピン32が開口部58内を通過した直後に、ピン32上のカム表面33が板ばねを利用した保持手段のカム従動面63と係合し、保持手段を係合位置から離合位置(図４Ａ)へと移動させる。この結果、安全解除リング56はＵ字状スプリング53に付勢されて基端位置から末端位置へと移動することができる。
ボタン部材48が図４Ａ、４Ｂ、および４Ｃに示す位置に移動した後、組織９が切断される前に、使用者がボタン部材48を離すと、栓塞子30は図４Ａ、４Ｂ、および４Ｃに示す位置から図５Ａおよび５Ｂに示す位置へと僅かに引っ込む。栓塞子30は、安全解除リング56およびＵ字状スプリング部材53による付勢力に機能的に連結されるまで、スプリング50による軸方向の付勢力によって引っ込む。
スプリング50による軸方向付勢力は、Ｕ字状スプリング部材53による安全解除リング付勢力の軸方向成分よりも小さいことが好ましい。ピン32が安全解除リング56の肩57に当接するまで、安全解除リング56は末端位置に止どまるとともにピン32はスプリング50によって僅かに引っ込む。スプリング部材53による軸力は、スプリング50がピン32に負荷する軸方向付勢力よりも大きいので、ピン32は図５Ａに示される位置を越えて引っ込むことはない。
この関係は式:Ｆi＞Ｆa−Ｆr、で表すことができる。
ここで、
Ｆiは、栓塞子30が組織内を前進する際に栓塞子に作用する最小の挿入軸力である。
Ｆaは、栓塞子30を末端方向に付勢する安全解除リング付勢力(例えば、スプリング53)により栓塞子に作用する軸力である。
Ｆrは、栓塞子30を基端方向に付勢する軸方向付勢手段(例えば、スプリング50)により栓塞子に作用する軸力である。
栓塞子30があまりに早く引っ込んでしまわないように、安全率としてＦaはＦrの10倍よりも大きいことが好ましい。
図５Ａに示される位置においては、ピン32はスリーブ40のたな面43と当接している(図７Ｅにも示されている)。ピン32がたな面43と当接しているので、回転付勢手段の付勢力(スプリング50による軸Ａ回りのトルク)によってピン32が安全解除位置から解放位置へと回転することはない。これで、組織９に対してトロカール10を押圧する準備が完了する。
組織９に対して栓塞子30が押圧されるに先だって、ピン32と安全解除リング56の肩表面59とが当接し、Ｕ字状スプリング53が栓塞子30を末端方向へ付勢する。肩表面57とピン32とが当接しているので、栓塞子30が引込位置へと移動することが禁止される。
組織９に対して栓塞子30が押圧されているがまだ完全には貫通していない状態においては、トロカール10の要素はほぼ図６Ａ〜６Ｃに示される位置にある。最初に栓塞子30が組織９に対して押圧されると、安全解除リング56は末端位置から基端位置へと移動し、板ばねを利用した保持手段の係合面61が安全解除リング56と係合する。
図６Ａ〜６Ｃおよび７Ｆにおいては、組織切断位置にある栓塞子30が示されている。組織切断位置においては、栓塞子30の切断面35の少なくともある部分がカニューレ20の末端部22を越えて突出している。
図６Ａに示されているように、栓塞子30が組織９内に圧入されるとピン32はたな面43を離れて基端方向に移動し、もはや栓塞子30の基端部31が末端部に対して軸Ａを中心に相対回転することがたな面43によって禁止されることはない。しかしながら、栓塞子30が組織９に押圧されているとき、第２摩擦クラッチ面14が第１摩擦クラッチ面12と摩擦係合し、栓塞子30の基端部31が末端部に対して相対的に安全解除位置から解放位置へと角移動(例えば、回転)することを禁止する第１の抵抗を与える。栓塞子の基端部31と末端部との角移動を禁止するこの第１の抵抗は、スプリング50による軸Ａ回りのトルクよりも大きい。このように、最初にトロカールが組織９に押圧されるとき、ピン32が安全解除リング56の肩表面57と当接しているので栓塞子30は引っ込まない。
組織９が少なくとも部分的に貫通されたとき(好ましくは、完全に貫通されたとき)、または、カニューレ20の末端部22が体腔部にほぼ近接したとき、クラッチは自動的に栓塞子30を離して、スプリング50が栓塞子30を組織切断位置から引込位置へと引っ込めることを許容する。組織９が貫通されると、それまで組織９との係合によって栓塞子30に作用していた抗力がなくなり、または減少するので(また、それによりクラッチ面12と14とを互いに圧接する力が減少するので)、栓塞子30の基端部31と末端部との角移動(例えば、回転)を禁止する抵抗はスプリング50によるトルクよりも小さくなる。こうして、栓塞子30の基端部31は安全解除位置から解放位置へと回転する。
ピン32が軸Ａを中心として安全解除位置から解放位置へと回転した後においては、ピン32は安全解除リング56の肩表面57から離れ、引き込み手段(スプリング50)が栓塞子30を組織切断位置(図７Ｆ参照)から引込位置(図７Ａ参照)へと引っ込める。
図８は、トロカール10の要素、およびピン32が一例としての経路Ｐに沿って安全解除位置から解放位置へと移動する際におけるピン32の４つの別々の位置を示している。図８に示されているように、経路Ｐは、ピン32が安全解除位置から解放位置へと移動する際のピン32の軸の経路である。クラッチは、カニューレ20に対する栓塞子30の末端方向への相対的な移動とは全く無関係に（すなわち、栓塞子30の末端方向への相対的な移動を伴なうことなく）栓塞子30が経路Ｐに沿って組織切断位置から引込位置へと移動することを許容するものであることが好ましい。しかし、最初にクラッチ面12および14が互いに相対回転を始めたとき、栓塞子30がカニューレ20に対して殆ど無視できる程度ではあるが僅かに末端方向へ相対的に移動することが分かっているので、本明細書では“実質的に無関係”という語を使用する。この僅かな相対移動は、スプリング50のばね定数や摩擦クラッチ面12、14としてどのような表面が使用されているか等の要因の数に依存するものである。カニューレ20に対する栓塞子30のそのような末端方向への相対移動はないことが好ましい。また、そのような相対移動があったとしても、約0.5mm未満であるべきであって、約0.2mm未満であることがさらに好ましい。しかし、栓塞子30が体腔内へと貫通する際のカニューレ20に対する栓塞子30の末端方向への相対移動をなくすように摩擦クラッチ面12、14を構成することが可能であると信じられる。
幾つかの具体例を参照して本発明を説明してきた。この分野における当業者であれば、本発明の技術的範囲から逸脱することなく、ここに説明した具体例に対して多くの変更および追加を為し得ることは明白である。例えば、任意的に、好ましくはないが、クラッチおよび保持手段を栓塞子の末端部に配置してもよい。
本発明は、腹壁にアクセスチューブを通すためのトロカールに関する。さらに詳しくは、引込み可能な栓塞子を備えたトロカールに関する。
背景
腹部に関する外科手術の多くは、切開領域が大きくなるのを避けるために腹腔鏡を使用して行なわれる。一般に腹腔鏡下手術においては、特別な針(例えば、米国特許第4808168号明細書に開示されたものと同様の針)が皮膚に突き刺され、腹腔内に二酸化炭素(ＣＯ2)等の注入ガスを導入するのに使用される。腹部が適度に膨らまされると針が抜かれる。そして、ニューモニードル(pneumoneedle)よりも直径の大きな硬質のアクセスチューブまたはカニューレ(例えば、直径５、10または11mm)が一般的には同じ位置において皮膚に通される。
アクセスチューブは腹腔鏡下手術に使用される器具のアクセス経路を提供する。このような器具としては、腹腔鏡、米国特許第5040715号明細書に開示されたステープラ、米国特許第5084057号明細書および同第5100420号明細書に開示された手術用クリップアプライア等がある。アクセスチューブを皮膚に通すために、医者はアクセスチューブの内腔部にトロカールを配置して、アクセスチューブの先端に組織を切断する鋭利なエッジを与える。
この技術においてはトロカールが使用されることが多く、それらは、米国特許第4535773号明細書、同第4601710号明細書、同第4654030号明細書、同第4902280号明細書、および同第4931042号明細書に開示されているもの等である。一般にこれらのトロカールは、皮膚を突き刺す切断面を有する栓塞子と栓塞子を囲みスプリングで付勢された保護スリーブとを備えている。これらのトロカールが皮膚を通して押し込まれるので、皮膚との間の摩擦が原因で保護スリーブが基端側(後方)へとスライドしてしまう。アクセスチューブが皮膚に通された後においては、保護スリーブと皮膚との間に摩擦はなくなる。そして、スプリングが保護スリーブを末端側(前方)へと押して切断面を覆うように設計されている。これらのトロカールには、保護スリーブを前方位置においてロックして、その下方の器官が不意に傷ついてしまうという危険性を減じているものもある。
これら従来技術におけるトロカールは、同様の作動原理に基づいている。この原理とは、「トロカールが皮膚を通して前進する際に保護スリーブに作用する摩擦または抵抗が保護スリーブを後方(基端側)へと押して切断面を露出させる。アクセスチューブが皮膚に通されてしまうと保護スリーブに作用する抵抗が減少して、保護スリーブはスプリングの付勢力によって末端側(前方)へと押されて切断面を保護する。」というものである。
これらの既存のトロカールは、皮膚(特に、堅い筋膜)を貫通するために相当の力が必要であるので問題を有している。貫通のために相当の力が必要であるから、トロカールは皮膚を貫通した後もその下方側の器官へ向かって前進してしまう。保護スリーブは、トロカールが下方側の器官に到達する前に、トロカールに追いつかなければならない。しかし、保護スリーブが組織に引っ掛かるとこの動作が遅れる。
前記従来技術のトロカールの他にも、腹壁部の組織に突き刺した後で栓塞子をカニューレ内に相対的に引き込むトロカールが幾つかの文献に示されている。そのような文献としては、米国特許第4535773号明細書(ユーン)、同第5116353号明細書(グリーン、ヨーロッパ特許出願公開第0479130号明細書)、同第5104382号明細書(ブリンケルホッフ等)、および同第5152754号明細書(プリレイ等)等がある。さらに、最終的にはカニューレに対して相対的に引っ込む栓塞子を有するトロカールが本出願の出願日前にこの国においてオリジン・メドシステムズ社によって販売されている。
しかしながら、オリジン・メドシステムズ社によって販売されているトロカールや米国特許第5116353号明細書(グリーン、ヨーロッパ特許出願公開第0479130号明細書)に開示されたトロカールにおいては、栓塞子が先ず末端方向に向かってカニューレから離れる方向(つまり、その下方側に位置する器官に向かう方向)に移動し、最終的には栓塞子をカニューレに対して相対的に引き込む機構を作動させる。この末端方向への移動は、まったく望ましくないときにちょうど起こる。つまり、カニューレに対する栓塞子の末端方向への相対的な移動は、栓塞子が腹壁部の組織に突き刺さったときに起こり、明らかに望ましくない結果を生じる。
米国特許第5152754号明細書に開示されたトロカールが備える栓塞子は、体腔部を規定する組織部を突き刺した直後にアクセスチューブに対して相対的に引っ込む。米国特許第5104382号明細書にも、カニューレに対して相対的に引っ込む栓塞子が開示されている。しかしながら、これら両明細書のいずれにおいても、装置は栓塞子とカニューレとの間に部材を有しており、この結果必然的に栓塞子のサイズが限定される。例えば、ブリンケルホッフ等の米国特許第5104382号明細書においては、栓塞子とカニューレとの間にはシールドが設けられている。
発明の簡単な説明
本発明により提供されるトロカールは、(１)体腔部を規定する組織部が貫通された後で自動的に栓塞子をカニューレに対して相対的に引っ込めるものであり、(２)組織が貫通された後で、カニューレに対する栓塞子の末端方向への相対移動とは少なくとも実質的に無関係な経路に沿って栓塞子を引っ込める引込手段を備えるものであり、この経路はカニューレに対する栓塞子の末端方向への相対移動とは完全に無関係であることが好ましく、(３)引き込み手段は、組織、血、脂肪等の悪影響を受ける栓塞子の切断面とは離れた栓塞子の基端部に配置されていることが、好ましく、(４)カニューレとは完全に独立した引き込み手段を有していることが好ましく、(５)カニューレの末端部において栓塞子とカニューレとの間には何の構造体も存在させず(例えば、トリガーや保護スリーブ等が存在するとそれらの影響によりトロカールの挿入力が増加する)、カニューレの末端部における栓塞子とカニューレとの相対移動をスムーズとするとともに、そこに構造体(例えば、トリガーや保護スリーブ等)が存在するために組織がダメージまたは外傷を受けることを防止していることが好ましく、(６)カニューレの末端部において栓塞子とカニューレとの間には何の構造体も存在しないので、一定サイズのカニューレとともに使用できる栓塞子のサイズが最大となり、また逆に、一定サイズの栓塞子とともに使用できるカニューレのサイズが最小となり、(７)体腔部を規定する組織が貫通されたことを検出するために力または圧力を検知する機械的な手段を使用しており、トロカールは、応答時間が必要であったりトロカールの適正な作動を阻害する電気的故障のおそれのある電気的な要素は一切利用していない。
本発明により、例えば患者の腹壁等の体腔部を規定する組織部にカニューレを挿入するのを容易にするトロカールが提供される。本発明のトロカールは、ハウジング、およびハウジングから延びる栓塞子を備える。
栓塞子は、カニューレの内腔部内に配置されるシャフト、および組織を切断する切断面を備える。栓塞子は、切断面がカニューレの末端部を越えて突出する組織切断位置と、切断面がカニューレの末端部内に位置する引込位置との間を移動できるように配置される。
栓塞子は、細長いものであって、軸方向、半径方向、回転方向の変位の基準となる長手軸を有している。栓塞子は、ピンが設けられた基端部、および切断面が設けられた末端部を備えていることが好ましい。ピンは、栓塞子の末端部に対して相対的に安全解除位置から解放位置へと回転移動できるように配置されている。解放位置は安全解除位置から長手軸を中心として角度をおいた位置である。さらに、トロカールは、組織切断位置から引込位置へ向けてトロカールを付勢する引き込み手段を備えている。
さらに、トロカールは、組織が切断されている間は引き込み手段の付勢力に抗して栓塞子を組織切断位置に保持し、そしてトロカールが少なくとも部分的に組織を貫通すると自動的に栓塞子を解放し引き込み手段が栓塞子を組織切断位置から引込位置へと引っ込めることを許容するクラッチを備えている。代わりの構成として、クラッチは、ラッチを行い、機械的に検知し、解放する手段であってもよい。
クラッチは、カニューレに対する栓塞子の末端方向への相対移動に実質的に無関係な経路に沿って栓塞子が組織切断位置から引込位置へと移動することを許容する。組織が少なくとも部分的に貫通された後における栓塞子の経路は、カニューレに対する栓塞子の末端方向への相対移動とは完全に無関係であることがさらに好ましい。
引き込み手段は、ピンが長手軸を中心として安全解除位置から解放位置へと移動した後で、栓塞子を組織切断位置から引込位置へと引っ込める。引き込み手段は、栓塞子を組織切断位置から引込位置へと軸方向に付勢する軸方向付勢手段と、ピンを解放位置に向けて回転方向に付勢する回転付勢手段とを備えている。引き込み手段は、ピンを安全解除位置から解放位置へと回転方向に移動させるトルクと栓塞子を引込位置へ向けて移動させる軸力とを与えるコイルスプリングで構成されることが好ましい。
クラッチは、第１摩擦クラッチ面を有する栓塞子の末端部と第２摩擦クラッチ面を有する栓塞子の基端部とで構成されることが好ましい。栓塞子が組織に対して押圧されたとき、第２摩擦クラッチ面が第１摩擦クラッチ面と機能的に係合して、栓塞子の基端部が末端部に対して相対的に安全解除位置から解放位置へと長手軸を中心として回転移動することを禁止する第１の抵抗を与える。トロカールによって組織が少なくとも部分的に貫通されたとき、長手軸を中心とする栓塞子の基端部と末端部との相対的な角移動(例えば、回転)を禁止する抵抗が前記トルクよりも小さくなり、栓塞子の基端部は安全解除位置から解放位置へと回転することができる。
トロカールのハウジングは、たな面を含むガイド面を有している。たな面は、栓塞子が組織に対して押圧されるに先だって、ピンに当接してピンを安全解除位置に保持する。クラッチは、肩表面と開口部を規定する表面とを有する安全解除リングを備えていることが好ましい。肩表面は、栓塞子が組織内を前進するときにピンに当接して、栓塞子が組織切断位置から引込位置へと移動することを禁止する。開口部は肩表面から回転方向に間隔をおいて配置されており、栓塞子が組織切断位置から引込位置へと移動するときにこの開口部をピンが通過する。
安全解除リングは、末端位置と基端位置との間を軸方向に移動できるように配置されている。クラッチは、さらに、安全解除リングを末端方向に付勢する付勢力を与える安全解除リング付勢手段と、安全解除リング付勢手段による付勢力に抗して安全解除リングを基端位置に解放可能に保持する保持手段とを備えている。組織に対して栓塞子を押圧するに先だって、前記ピンと安全解除リングの肩表面とが当接することによって安全解除リング付勢手段が栓塞子を末端方向に付勢する。そして、安全解除リングの肩表面とピンとの当接しているので、栓塞子の引込位置への移動が禁止される。組織に対して栓塞子が押圧されると、安全解除リングが末端位置から基端位置へと移動し、保持手段が安全解除リングと係合して該リングを基端位置に保持する。
【図面の簡単な説明】
本発明を添付の図面を参照してさらに説明する。図において同一の符号は同一の要素を示す。
図１は、本発明のトロカールの部分およびこのトロカールとともに使用されるカニューレの部分を示す分解図である。
図２は、カニューレに組み込まれた本発明のトロカールの斜視図である。一部分を破断または省略して詳細部を示している。
図３Ａ〜６Ｃは、本発明のトロカールの動作を連続的に示している。図３Ａ、３Ｂ、および３Ｃは、本発明のトロカールの要素の大略の位置を示しており、栓塞子はカニューレに対して引っ込んだ位置にある。
図３Ａは、本発明のトロカールの要素の幾つかを示す斜視図である。栓塞子が引っ込んでいる場合の各要素の位置を示している。
図３Ｂは、本発明のトロカールとカニューレの一部分とを示す部分側面図である。それぞれを部分的に省略して詳細部を示している。栓塞子はカニューレの末端部内に引っ込んでいる。
図３Ｃは、本発明のトロカールの部分とカニューレとを示す斜視図である。それぞれを部分的に破断または省略して詳細部を示している。図３Ａに示されたトロカールの多くの要素を示しているが異なる切断面を示している。
図４Ａ、４Ｂ、および４Ｃは、本発明のトロカールの要素の大略の位置を示している。栓塞子はカニューレに対して最も末端側に位置している。この状態は、例えば、使用者が本発明のボタン部材を押して該ボタン部材が末端側の限界位置にまで移動した時に起こる。
図４Ａは、本発明のトロカールの要素の幾つかを示す斜視図である。栓塞子が最も末端側にある場合の各要素を位置を示している。
図４Ｂは、本発明のトロカールとカニューレの一部分とを示す部分側面図である。それぞれを部分的に省略して詳細部を示している。栓塞子はカニューレに対して最も末端側に位置している。
図４Ｃは、本発明のトロカールの部分とカニューレとを示す斜視図である。それぞれを部分的に破断または省略して詳細部を示している。図４Ａに示されたトロカールの多くの要素を示しているが異なる形状の切断面を示している。
図５Ａおよび５Ｂは、本発明のトロカールの要素の大略の位置を示している。栓塞子は、図４Ｂおよび４Ｃに示した位置からカニューレに対して相対的に僅かに基端側に間隔をおいた“安全解除(armed)”位置にある。この状態は、例えば、本発明のボタン部材が図４Ａ、４Ｂ、および４Ｃに示した位置にまで移動した後であって組織を切断する前に使用者が当該ボタン部材にかけている圧力を解放した時に起こる。
図５Ａは、本発明のトロカールの要素の幾つかを示す斜視図である。栓塞子が安全解除位置にある場合の各要素を位置を示している。
図５Ｂは、本発明のトロカールとカニューレの一部分とを示す部分側面図である。それぞれを部分的に省略して詳細部を示している。栓塞子は、図４Ｂに示した位置からカニューレに対して相対的に僅かに基端側に間隔をおいた位置にある。
図６Ａ、６Ｂ、および６Ｃは、本発明のトロカールの要素の大略の位置を示している。栓塞子は、図５Ｂに示した位置からカニューレに対して相対的に僅かに基端側に間隔をおいた“組織切断”または伸長位置にある。この状態は、例えば、使用者が栓塞子を組織に対して押圧しているが、まだ完全には組織を貫通していない時に起こる。
図６Ａは、本発明のトロカールの要素の幾つかを示す斜視図である。栓塞子が組織切断位置にある場合の各要素を位置を示している。
図６Ｂは、本発明のトロカールとカニューレの一部分とを示す部分側面図である。それぞれを部分的に省略して詳細部を示している。栓塞子は組織切断位置にある。
図６Ｃは、本発明のトロカールの部分とカニューレとを示す斜視図である。それぞれを部分的に破断または省略して詳細部を示している。図６Ａに示されたトロカールの多くの要素を示しているが異なる形状の切断面を示している。
図７Ａ〜７Ｆは、本発明のトロカールの部分を概略的に示す斜視図であって、トロカールの使用中におけるその幾つかの要素の移動を連続的に示している。
図７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、および７Ｄは、栓塞子が図３Ｂに示される位置から図４Ｂに示される位置まで移動する場合において、トロカールの幾つかの要素の大略の位置を連続的に示している。
図７Ｅは、栓塞子が図５Ｂに示される位置にある場合における、トロカールの幾つかの要素の大略の位置を示している。
図７Ｆは、栓塞子が図６Ｂに示される位置にある場合における、トロカールの幾つかの要素の大略の位置を示している。
図８は、本発明のトロカールの要素の斜視図であって、組織が貫通された直後にトロカールが図６Ａ〜６Ｃに示された位置から図３Ａ〜３Ｃに示された位置へと引っ込む際のトロカールのピンの位置を連続的に破線で示しており、ピンがたどる経路の一例を示している。
図９は、本発明のトロカールにおいて使用される栓塞子の部分を示す斜視図である。部分的に破断して詳細部を示している。
図10は、本発明のトロカールにおいて使用されるハウジングの部分を示す斜視図である。
図11は、本発明のトロカールにおいて使用されるクラッチ面の第２形態を示している。このクラッチ面は、栓塞子の基端側の部分が末端側の部分に対して一方向にのみ相対回転することを許容する。
図12は、第３の形態のクラッチ面を有するトロカールの基端部および末端部を示す断面図である。クラッチ面は切頭円錐形状である。
詳細な説明
図１〜10には、トロカール装置またはアッセンブリの一具体例が示されており、全体が参照番号10で示されている。トロカール10は、カニューレ20内に配置されて、体腔部を規定する組織９にカニューレ20を通すことを容易にする(図２参照)。例えば、組織９とは患者の腹壁であって、体腔部とは患者の腹腔部である。
カニューレ20は、末端部22まで延びる内腔部24を有するアクセスチューブ21を備えている。カニューレ20は、腹腔鏡下手術において好適に使用されるものであって、その基端部に全体が漏斗状の大きな固定部26を備えている。アクセスチューブ21は腹腔鏡、ステープラ、クリップアプライヤ等の手術器具のための入口を提供する。そのような手術器具の例は、米国特許第5040715号明細書、同第5084057号明細書、同第5100420号明細書、同第5171247号明細書、同第5171249号明細書、および同第5176695号明細書に開示されている。
カニューレ20は、止め栓バルブ23等の腹部に加圧ガスを供給する手段を有していてもよい。止め栓バルブ23は、加圧ガス(注入ガス)を内腔部24へと供給し、体腔内のガス圧を維持するためのものである。このようにして、体腔内にガスが充満した状態を維持して手術の便宜を図る。
カニューレ20は、さらにトラップドアバルブ(図示せず)を備えていてもよい。トラップドアバルブは、一般的にはカニューレ20の基端部近傍に配置されており、カニューレ20がトロカールまたは手術器具によって塞がれていないときにカニューレ20を通って流体が逃げるのを防止する。このトラップドアは、例えば、米国特許第5152754号明細書に開示されたトラップドアと同様のトラップドアであってもよい。トラップドアバルブに代えて、米国特許第4177814号明細書に開示されたものと同様のスロットを有する弾性バルブを使用してもよい。他の構成としては、手術器具またはトロカールがカニューレ20から抜かれるときに腹壁部内の圧力を保持するアイリス状のバルブが使用されてもよい。
トロカール10は、ハウジングまたはハンドル28、およびハウジング28から突出する細長い栓塞子30を備えている。ハンドル28は全体が丸く、使用者の掌に適合する。ハンドル28は、カニューレ20の上部つまり基端部に受け止められており、カニューレ20がハウジング28に対して相対的に移動することを禁止している(図２参照)。
栓塞子30およびその中心の延びる方向は、想像上の長手軸Ａおよび半径方向Ｒを定める(図２参照)。角移動はトロカールの軸Ａを基準として測定する。
栓塞子30は、ロックピン32を有する基端部31、カニューレ20の内腔部24内に配置されるシャフト34を有する末端部、ピン32を受け入れるスロット面36、および組織９を切断する切断面35を備えている。
切断面35の幾何学形状は適切なものであればどのようなものでもよく、図２、３Ｂ、４Ｂ、５Ｂ、および６Ｂにおいては一点に集結する円錐形状として、図３Ｃ、４Ｃおよび６Ｃにおいては交差する３つの平面で構成される形状として示されている。しかし、適切ないかなる形状をも採用することが可能であって、周面に切断面を備えた中空構造であってもよい。
本発明のトロカール10が備える栓塞子30は、カニューレの内腔部24の少なくとも末端部に当接する表面(例えば、39)を有する。トロカール10がカニューレ20内に配置されたとき、カニューレ20の末端部において栓塞子30とカニューレ20との間には何等の構造体も存在しないことが好ましい。図２には、カニューレの内腔部24の末端部に当接するトロカール10の表面39が示されている。カニューレ20の末端部において栓塞子30とカニューレ20との構造体が存在しないトロカールにおいては、一定のカニューレの内腔部24のサイズに対して栓塞子(およびその切断面)のサイズを最大とすることができる。さらに、そのようなトロカールは、トロカール／カニューレ・アッセンブリの挿入を容易にできるという利点があると信じられる。
好ましくはないが、トロカール10は、全体が円筒状の薄い部材(図示せず)を備えていてもよい。この円筒状部材は、栓塞子30と同心状に配置されるとともに、トロカール10がカニューレ20に組み付けられたときに円筒状部材の末端部がカニューレの末端部22に当接し、または末端部22から基端側または末端側に僅かに間隔をおいて位置することとなるようにハウジング28から一定長さで延びている。円筒状部材の壁部は最小限の厚さ(例えば、約0.1〜0.3mm未満)とされていることが好ましい。円筒状部材は、ハウジング28に強固に固定されており、カニューレ20が腹腔内部へと挿入されるときにもハウジング28またはカニューレ20に対して相対移動しない。この具体例においては、栓塞子30が図２に示される位置にあって続いてトロカール10がカニューレ20から引き出されると、栓塞子30が円筒状部材の内部に位置する(つまり、円筒状部材は栓塞子の切断面を越えて末端方向に延びている)。円筒状部材の端部により、トロカール10がカニューレ20から取り出された後において、使用者の指が鋭い栓塞子に触れることを防止できる。
トロカール10は、栓塞子の末端部がハウジング28(そして、カニューレ20)に対して相対回転するのを制限する手段を備えている。この手段は、シャフト34に設けられたキー表面37で構成されており、キー表面37はハウジング28の一部に形成されたキー案内面38と当接する。これらのことは、図１および10に最も良く示されている。キー表面37とキー案内面38とが当接することにより、栓塞子のシャフト34(栓塞子の末端部)がハウジング28(そして、カニューレ20)に対して相対回転することが防止される。しかし、栓塞子が引っ込むときまたは伸長するときに、シャフト34がハウジング28に対して軸方向に相対的に移動することは可能である。
さらに、トロカール10は、ピン32と係合して、安全解除位置(図４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、５Ａ、５Ｂ、６Ａ、６Ｂ、６Ｃ)と安全解除位置から一定角度をおいた解放位置(図３Ａ、３Ｂ、３Ｃ)との間をピン32が栓塞子の末端部に対して相対的に回転移動するのを案内する手段を備えていることが好ましい。この手段はスロット面36により構成される。図６Ａにおけるピン32の位置と図４Ａにおけるピン32の位置とは軸方向にずれているが、各図においてピン32の長手軸Ａに対する相対的な角度位置は同じであるから、図４Ａおよび６Ａの両方の位置を“安全解除”位置と呼ぶ。
図９に最も良く示されているように、トロカール10が組み立てられると、基端部31のピン32は栓塞子の末端部分のスロット面36に受け入れられる。こうして、栓塞子の基端部が末端部に対して相対的に回転することが可能になる。ピン32が安全解除位置と解放位置との間を移動できるように、スロット面36の幅はピン32の直径よりも僅かに広くすべきである。
さらに、トロカール10の栓塞子30にはボタン48が設けられている。ボタン48は、使用者が指(例えば、親指または他の指)で押さえるための面を備えている。ボタン48は栓塞子の基端部に、該基端部に対して相対回転することができるように、取り付けられている。例えば、ボタン48は、その下面に、軸方向に突出するシャフト(図示せず)を備えており、このシャフトが栓塞子の基端部31に形成された穴(図１参照)にスナップ係合する。
トロカール10は、栓塞子30をカニューレ20(そして、ハウジング28)に対して軸方向に相対的に移動可能に支持する手段を備えている。この手段は、ハウジング28に相対移動しない(トロカール10がカニューレ20に挿入されたときにはカニューレに対しても相対移動しない)ように取り付けられた栓塞子スリーブまたはガイド40で構成される。ガイド40は、栓塞子の基端部31のピン32に当接するガイド面を備えている。このガイド面は、基端面41、末端面42、たな面43、および傾斜または螺旋面44を備えている。
ピン32が基端面41に当接しているとき、栓塞子30は引込位置つまりカニューレ20(または、ハウジング28)に最も近接した位置にある。また、ピン32が末端面42に当接しているとき、栓塞子はカニューレ20(または、ハウジング28)から最も離れた位置にある。さらに詳細に以下に説明するように、ピン32がたな面43に当接して図５Ａおよび５Ｂの位置にあるとき、栓塞子30は安全解除位置にある。また、ピン32がスリーブ40に対して図６Ａ、６Ｂ、および６Ｃに示される相対位置にあるとき、栓塞子30は組織切断位置にある。
さらに、トロカール10は、栓塞子30を組織切断位置(図６Ａ、６Ｂ、および６Ｃ)から引込位置(図３Ａ、３Ｂ、および３Ｃ)へと向けて付勢する引き込み手段を備えている。引き込み手段は、栓塞子30を組織切断位置から引込位置へと軸方向に付勢する軸方向付勢手段、およびピン32を安全解除位置(図４Ａ〜４Ｃ、５Ａ〜５Ｂ、６Ａ〜６Ｃ)から解放位置(図３Ａ〜３Ｃ)へと向けて回転する方向へ付勢する回転付勢手段を備えている。
回転付勢手段は、軸Ａ回りにトルクＴrを与えてピン32を安全解除位置から解放位置へと移動させる。軸方向付勢手段は、軸力Ｆrを与えて栓塞子30を引込位置へと移動させる。例えば、引き込み手段は、栓塞子の基端部31と同心状に配置される捩りおよび圧縮コイルスプリング50で構成される。スプリング50は、圧縮状態にあり、軸Ａを中心として図１および２にＴで示される向きのトルクを栓塞子の基端部31に与える。
スプリング50は端部を２つ有している。一端は、ハウジング28のスリーブ40に固定されたスタッド51に機能的に接続(または当接)されており、他端は、栓塞子30の基端部31上のスタッド52に機能的に接続されている。引き込み手段は、１個のコイルスプリング50として示されているが、回転方向成分と軸方向成分とを有する力を与えることができるものであれば、どのようなタイプのものであっても、また何個のスプリングを使用してもよいということを理解すべきである。例えば、一対の板ばねと捩りばねを使用してもよい。好ましい付勢手段の他の例としては、圧縮された弾性部材、ガス／流体スプリング、およびマグネット等がある。
トロカール10はクラッチを備えている。このクラッチは、組織９が切断されている間は引き込み手段(例えば、スプリング50)の付勢力に抗して栓塞子30を組織切断位置(図６Ａ〜６Ｃ)に保持するとともに、カニューレ20を腹腔部内へと挿入するのに十分なだけトロカール10が組織９を切断した後は栓塞子30を解放して引き込み手段が栓塞子30を組織切断位置から引込位置(図３Ａ〜３Ｃ)へと引き込むことを許容する。クラッチは、ラッチして、機械的に検知して、解放する手段であってもよい。
クラッチは、第１摩擦クラッチ面12を有する栓塞子の末端部と、第２摩擦クラッチ面14を有する栓塞子30の基端部31とで構成される。キー案内面38がシャフト34をハウジング28およびカニューレ20に対して相対回転しないように保持するので、クラッチ面12を静止クラッチ面と、クラッチ面14を可動クラッチ面と呼ぶ。
トロカールが組織９に挿入されている間(図６Ｂ参照)に第１および第２のクラッチ面12、14によって与えられる抵抗、つまり、軸Ａを中心とする回転に対する抵抗は、スプリング50により与えられるトルクＴに打ち勝つのに十分に大きい。クラッチにより与えられる回転に対する抵抗は多くの要因に依存している。それらの要因には、第１および第２のクラッチ面12、14の摩擦係数、各クラッチ面のサイズおよび形状、栓塞子(そして、クラッチ面12、14)に作用する最小の軸方向挿入力、クラッチの色々な要素(以下に説明するものを含む)の許容差および摩擦係数等がある。クラッチは、組織９が少なくとも部分的に貫通されるまではピン32が安全解除位置から解放位置へと回転することを防止し得るように設計すべきである。
クラッチ面12、14は全体的に平坦延慶に描かれているが、栓塞子の基端部31が末端部に対して相対的に角移動(好ましくは、回転移動)できるのであれば、クラッチ面はどのような形状であってもよい。図12は、実質的に切頭円錐状のクラッチ面12Ｂを示している。他の例としては、実質的に円錐形状のクラッチ面や、軸Ａについて対称な他の形状を採用することができる。図11は、他方のクラッチ面に対して軸Ａを中心として一方向にのみ回転が許容されるクラッチ面12Ａを示している。このことは、使用者がトロカールの安全解除を行う(arming)のを補助できるので有利である。
クラッチは、スプリング50の付勢力に抗して栓塞子30を一時的に組織切断位置に保持するので、栓塞子が組織９内を前進する際にピン32に当接する肩表面57を有する安全解除リング56をさらに備えている(図６Ａ参照)。肩表面57は、最末端位置、安全解除位置、組織切断位置のそれぞれの位置から栓塞子30が引込位置へ移動するのを禁止する。安全解除リング56は開口部58を規定する表面をさらに有している。開口部58は、肩表面57からある角度(軸Ａを中心として)だけ回転した位置に形成されており、栓塞子30が引込位置と最末端位置との間を移動するときにピン32が開口部58を通過する。
スリーブ40上の安全解除リングストッパ54等の手段により、安全解除リング56は、末端位置(図４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、５Ａ、および５Ｂ)と基端位置(図３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、６Ａ、６Ｂ、および６Ｃ)との間を軸方向に移動することができる。さらに、クラッチは安全解除リング付勢手段を備えている。この手段は、全体がＵ字形状のスプリング53であって、安全解除リング56を末端側に向けて軸方向に付勢する付勢力Ｆaを与える。安全解除リング付勢力Ｆaは、スプリング50によって与えられる軸力Ｆrの少なくとも10倍の大きさであることが好ましい。軸力Ｆrは、トロカール10があまりに早く組織に突き刺さるのを防止するために与えられているものである。
Ｕ字形状のスプリングのそれぞれは、２つの端部を有しており、一端は安全解除リング56に機能的に連絡(例えば、取付け)され、他端はハウジング28に(スリーブ40の基台部との係合を介して)機能的に連絡されている。さらに、クラッチは、Ｕ字状スプリング53の付勢力に抗して安全解除リング56を基端位置に解放可能に保持する板ばね等の保持手段を備えていてもよい。板ばねを利用した保持手段は、係合位置(図３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、６Ａ、６Ｂ、および６Ｃ)と離合位置(図４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、５Ａ、および５Ｂ)との間をハウジング28および安全解除リング56に対して相対的に移動可能である。係合位置とは、係合面61が安全解除リング56と係合し、この結果、安全解除リング56がスプリング53の付勢力に抗して基端位置に保持されている位置である。離合位置とは、係合位置から間隔をおいた位置であって、安全解除リング56が末端方向に向かって移動することができる位置である。
板ばねを利用した保持手段は板ばね62およびカム従動面63を備えている。板ばね62は、ハウジング28の一部分に当接して保持手段を係合位置に向けて付勢する。カム従動面63は、ピン32上のカム表面33と係合して保持手段を係合位置から離合位置へと移動させる。この動作は後に詳しく説明する。
板ばねを利用した保持手段は、例えば図３Ａ〜６Ｃに示される形状等の適切な形状のものを使用することができる。板ばねを利用した保持手段は、図７Ａ〜７Ｆに示される形状のものや他の適切な形状のものであってもよく、また、スプリングと他の要素とを組み合わせたものであってもよい。例えば、板ばねを利用した保持手段は、ピン32上に形成されたカム表面と協働するカム従動面、および保持・係合面を有する捩りスプリングであってもよい。
本発明のトロカールおよびカニューレの要素を構成するために、適切なすべて材料を使用することができる。例えば、医療等級プラスチック(medical grade plastics)や金属を使用することができる。
操作
トロカール10の操作を図１〜10、特に図３Ａ〜６Ｃ、を参照して説明する。一般にトロカールは、搬送パッケージに入れて、組立状態、つまりトロカール10およびカニューレ20の要素をほぼ図２および３Ａ〜３Ｃに示される状態としトロカールをカニューレの内腔部24内に挿入した状態で搬送される。そして、トロカールは搬送パッケージから取り出される。その状態においては、栓塞子30は引込位置にある。切断面35はカニューレ20の末端部22内に引き込まれており、敏感で傷付きやすい対象(例えば、医療従事者の指Ｄ)が鋭利な切断面35と接触しないようにある程度の保護を与えている。
さらに、引込位置においてはＵ字状スプリング53は栓塞子30を末端方向に移動させていない。板ばねを利用した保持手段の係合面61が安全解除リング56と係合して該リング56を基端位置に保持している。
トロカール10を初期化して腹腔鏡下手術において組織を切断するために、使用者はボタン48をハウジング28(およびカニューレ20)に対して相対的に末端方向に手(例えば、使用者の指Ｄ)で押す。図４Ａ〜４Ｃは、使用者がボタン48を押してボタン48が最も末端側へ移動したときにおける、トロカール10の幾つかの要素の位置を示している。
図７Ａ〜７Ｄは、ピン32が図３Ａ〜３Ｃに示される位置から図４Ａ〜４Ｃに示される位置へと移動する場合のピンの移動経路の一例を連続的に示している。ピン32は、傾斜面44に沿って移動し、安全解除リング56の開口部58内を通過する。この移動の間、ピン32は、スリーブ40の傾斜面44と圧接しているので、軸Ａに対して角移動しながら解放位置(図３Ａ)から安全解除位置(図４Ａ)へと移動する。さらにこの移動において、ピン32が安全解除リング56の開口部58内を通過すると、ピン32は、安全解除リング56に対して基端側に間隔をおいた位置から末端側に間隔をおいた位置へと移動する。ピン32が開口部58内を通過した直後に、ピン32上のカム表面33が板ばねを利用した保持手段のカム従動面63と係合し、保持手段を係合位置から離合位置(図４Ａ)へと移動させる。この結果、安全解除リング56はＵ字状スプリング53に付勢されて基端位置から末端位置へと移動することができる。
ボタン部材48が図４Ａ、４Ｂ、および４Ｃに示す位置に移動した後、組織９が切断される前に、使用者がボタン部材48を離すと、栓塞子30は図４Ａ、４Ｂ、および４Ｃに示す位置から図５Ａおよび５Ｂに示す位置へと僅かに引っ込む。栓塞子30は、安全解除リング56およびＵ字状スプリング部材53による付勢力に機能的に連結されるまで、スプリング50による軸方向の付勢力によって引っ込む。
スプリング50による軸方向付勢力は、Ｕ字状スプリング部材53による安全解除リング付勢力の軸方向成分よりも小さいことが好ましい。ピン32が安全解除リング56の肩57に当接するまで、安全解除リング56は末端位置に止どまるとともにピン32はスプリング50によって僅かに引っ込む。スプリング部材53による軸力は、スプリング50がピン32に負荷する軸方向付勢力よりも大きいので、ピン32は図５Ａに示される位置を越えて引っ込むことはない。
この関係は式:Ｆi＞Ｆa−Ｆr、で表すことができる。
ここで、
Ｆiは、栓塞子30が組織内を前進する際に栓塞子に作用する最小の挿入軸力である。
Ｆaは、栓塞子30を末端方向に付勢する安全解除リング付勢力(例えば、スプリング53)により栓塞子に作用する軸力である。
Ｆrは、栓塞子30を基端方向に付勢する軸方向付勢手段(例えば、スプリング50)により栓塞子に作用する軸力である。
栓塞子30があまりに早く引っ込んでしまわないように、安全率としてＦaはＦrの10倍よりも大きいことが好ましい。
図５Ａに示される位置においては、ピン32はスリーブ40のたな面43と当接している(図７Ｅにも示されている)。ピン32がたな面43と当接しているので、回転付勢手段の付勢力(スプリング50による軸Ａ回りのトルク)によってピン32が安全解除位置から解放位置へと回転することはない。これで、組織９に対してトロカール10を押圧する準備が完了する。
組織９に対して栓塞子30が押圧されるに先だって、ピン32と安全解除リング56の肩表面59とが当接し、Ｕ字状スプリング53が栓塞子30を末端方向へ付勢する。肩表面57とピン32とが当接しているので、栓塞子30が引込位置へと移動することが禁止される。
組織９に対して栓塞子30が押圧されているがまだ完全には貫通していない状態においては、トロカール10の要素はほぼ図６Ａ〜６Ｃに示される位置にある。最初に栓塞子30が組織９に対して押圧されると、安全解除リング56は末端位置から基端位置へと移動し、板ばねを利用した保持手段の係合面61が安全解除リング56と係合する。
図６Ａ〜６Ｃおよび７Ｆにおいては、組織切断位置にある栓塞子30が示されている。組織切断位置においては、栓塞子30の切断面35の少なくともある部分がカニューレ20の末端部22を越えて突出している。
図６Ａに示されているように、栓塞子30が組織９内に圧入されるとピン32はたな面43を離れて基端方向に移動し、もはや栓塞子30の基端部31が末端部に対して軸Ａを中心に相対回転することがたな面43によって禁止されることはない。しかしながら、栓塞子30が組織９に押圧されているとき、第２摩擦クラッチ面14が第１摩擦クラッチ面12と摩擦係合し、栓塞子30の基端部31が末端部に対して相対的に安全解除位置から解放位置へと角移動(例えば、回転)することを禁止する第１の抵抗を与える。栓塞子の基端部31と末端部との角移動を禁止するこの第１の抵抗は、スプリング50による軸Ａ回りのトルクよりも大きい。このように、最初にトロカールが組織９に押圧されるとき、ピン32が安全解除リング56の肩表面57と当接しているので栓塞子30は引っ込まない。
組織９が少なくとも部分的に貫通されたとき(好ましくは、完全に貫通されたとき)、または、カニューレ20の末端部22が体腔部にほぼ近接したとき、クラッチは自動的に栓塞子30を離して、スプリング50が栓塞子30を組織切断位置から引込位置へと引っ込めることを許容する。組織９が貫通されると、それまで組織９との係合によって栓塞子30に作用していた抗力がなくなり、または減少するので(また、それによりクラッチ面12と14とを互いに圧接する力が減少するので)、栓塞子30の基端部31と末端部との角移動(例えば、回転)を禁止する抵抗はスプリング50によるトルクよりも小さくなる。こうして、栓塞子30の基端部31は安全解除位置から解放位置へと回転する。
ピン32が軸Ａを中心として安全解除位置から解放位置へと回転した後においては、ピン32は安全解除リング56の肩表面57から離れ、引き込み手段(スプリング50)が栓塞子30を組織切断位置(図７Ｆ参照)から引込位置(図７Ａ参照)へと引っ込める。
図８は、トロカール10の要素、およびピン32が一例としての経路Ｐに沿って安全解除位置から解放位置へと移動する際におけるピン32の４つの別々の位置を示している。図８に示されているように、経路Ｐは、ピン32が安全解除位置から解放位置へと移動する際のピン32の軸の経路である。クラッチは、カニューレ20に対する栓塞子30の末端方向への相対的な移動とは全く無関係に（すなわち、栓塞子30の末端方向への相対的な移動を伴なうことなく）栓塞子30が経路Ｐに沿って組織切断位置から引込位置へと移動することを許容するものであることが好ましい。しかし、最初にクラッチ面12および14が互いに相対回転を始めたとき、栓塞子30がカニューレ20に対して殆ど無視できる程度ではあるが僅かに末端方向へ相対的に移動することが分かっているので、本明細書では“実質的に無関係”という語を使用する。この僅かな相対移動は、スプリング50のばね定数や摩擦クラッチ面12、14としてどのような表面が使用されているか等の要因の数に依存するものである。カニューレ20に対する栓塞子30のそのような末端方向への相対移動はないことが好ましい。また、そのような相対移動があったとしても、約0.5mm未満であるべきであって、約0.2mm未満であることがさらに好ましい。しかし、栓塞子30が体腔内へと貫通する際のカニューレ20に対する栓塞子30の末端方向への相対移動をなくすように摩擦クラッチ面12、14を構成することが可能であると信じられる。
幾つかの具体例を参照して本発明を説明してきた。この分野における当業者であれば、本発明の技術的範囲から逸脱することなく、ここに説明した具体例に対して多くの変更および追加を為し得ることは明白である。例えば、任意的に、好ましくはないが、クラッチおよび保持手段を栓塞子の末端部に配置してもよい。
Claims (19)
- 体壁部にカニューレ(20)を挿入するのを容易にするために該カニューレ(20)の内腔部(24)内に配置されるトロカール(10)であって、
ハンドル(28)、
基端部(31)、体壁部に突き刺すための切断面(35)が設けられた末端部、および軸(Ａ)を備えた栓塞子(30)、
前記基端部と末端部とを栓塞子の軸を中心として相対回転可能に支持する支持手段(36)、および
切断面が少なくとも部分的に体壁部を貫通した後に前記基端部と末端部とが互いに相対的に回転するときカニューレに対して栓塞子を相対的に基端方向へ引っ込める引き込み手段(50)、
を備え、
前記引き込み手段(50)は、
栓塞子(30)を引込位置に向かって基端方向へと付勢する軸方向付勢手段、および
栓塞子(30)の基端部(31)を末端部に対して相対的に角移動するように付勢する回転付勢手段、を備えているトロカール(10)。 - 末端(22)まで延びる内腔部(24)を有するカニューレ(20)を患者の腹壁等の体腔部を規定する組織に挿入するのを容易にするためのトロカール(10)であって、
ハウジング(28)、
基端部(31)と、カニューレ(20)の内腔部(24)内に配置されるシャフト(34)と組織を切断する切断面(35)とを備える末端部と、を備えていて、ハウジング(28)から延びる栓塞子(30)、
栓塞子(30)の切断面(35)の少なくともある部分がカニューレ(20)の末端(22)を越えて突出する組織切断位置と引込位置との間を移動可能となるように栓塞子(30)を支持する支持手段、
組織切断位置から引込位置へと栓塞子(30)を付勢する引き込み手段(50)、および
末端部に設けた第１クラッチ面(12)と、当該第１クラッチ面(12)に対して相対回転可能で基端部(31)に設けた第２クラッチ面(14)と、を有するクラッチ(12、14)であって、組織が切断されている間は両クラッチ面(12、14)の相対回転を禁じることで引き込み手段(50)の付勢力に抗して栓塞子(30)を組織切断位置に保持するとともに、トロカール(10)が少なくとも部分的に組織を貫通した後は両クラッチ面(12、14)の相対回転を許容することで栓塞子(30)を解放して引き込み手段(50)が栓塞子(30)をカニューレ(20)に対する末端方向への相対移動を実質的に伴なわない経路に沿って組織切断位置から引込位置へと引っ込めることを許容するクラッチ(12、14)、
を備えているトロカール(10)。 - 体腔部を規定する組織にカニューレ(20)を挿入するのを容易にするために、末端(22)まで延びる内腔部(24)を有するカニューレ(20)内に少なくとも部分的に配置されるトロカール(10)であって、
ハンドル(28)、
カニューレ(20)の内腔部(24)内に配置されるシャフト(34)と組織を切断する切断面(35)とを備え、ハンドル(28)から延びる栓塞子(30)、
栓塞子(30)の切断面(35)の少なくともある部分がカニューレ(20)の末端(22)を越えて突出する組織切断位置と引込位置との間を移動可能となるように栓塞子(30)を支持する軸方向支持手段、および栓塞子(30)の少なくとも一部分を上記シャフトの軸回りに回転可能に支持する回転方向支持手段、
組織切断位置から引込位置へと栓塞子(30)を移動させる手段であって、栓塞子(30)を引込位置へと軸方向に付勢する軸方向付勢手段を含む引き込み手段(50)、
上記軸方向付勢手段の付勢力に抗して栓塞子(30)を組織切断位置に解放可能に保持するラッチ手段(56、57、58)であって、肩表面(57)と、当該肩表面(57)から上記シャフトの軸回りに角度を隔てて位置する開口(58)と、を有する、ラッチ手段(56、57、58)、
体腔部を規定する組織が貫通されたことを検知し、体腔部を規定する組織が少なくとも部分的に貫通された後はラッチ手段を解放して引き込み手段(50)が栓塞子(30)を組織切断位置から引込位置へと引っ込めることを許容し、それにより、栓塞子(30)の組織切断位置から引込位置への移動がカニューレ(20)に対する栓塞子(30)の末端方向への相対移動を伴なわないものとならしめる、検知および解放を行う機械的な手段、および
上記機械的な手段がラッチ手段を解放したときに、栓塞子(30)の少なくとも一部分を上記シャフトの軸回りの回転方向に付勢して、塞栓子(30)に固定したピン(32)がラッチ手段の上記開口(58)の位置に来るまで当該塞栓子(30)を回転移動させる回転方向付勢手段、
を備えており、
上記ピン(32)が上記開口(58)の位置に来たとき、上記軸方向付勢手段が栓塞子(30)を組織切断位置から引込位置へと付勢することで、ピン(32)が開口(58)を通過して、当該栓塞子(30)が組織切断位置から引込位置へと移動し、
栓塞子(30)はカニューレ内腔部(24)の少なくとも末端と当接する表面(39)を有しており、トロカール(10)がカニューレ(20)内に配置されたときに、カニューレ(20)の末端においては栓塞子(30)とカニューレ(20)との間にトロカール(10)は何の構造体をも有していない、トロカール(10)。 - 末端(22)まで延びる内腔部(24)を有するカニューレ(20)と、患者の腹壁等の体腔部を規定する組織にカニューレ(20)を挿入するのを容易にするためのトロカール(10)との組合体であって、
トロカール(10)は、
ハウジング(28)、
基端部(31)と、カニューレ(20)の内腔部(24)内に配置されるシャフト(34)と組織を切断する切断面(35)とを備える末端部と、を備えていて、ハウジング(28)から延びる栓塞子(30)、
栓塞子(30)の切断面(35)の少なくともある部分がカニューレ(20)の末端(22)を越えて突出する組織切断位置と引込位置との間を移動可能となるように栓塞子(30)を支持する支持手段、
組織切断位置から引込位置へと栓塞子(30)を付勢する引き込み手段(50)、および
末端部に設けた第１クラッチ面(12)と、当該第１クラッチ面(12)に対して相対回転可能で基端部(31)に設けた第２クラッチ面(14)と、を有するクラッチ(12、14)であって、組織が切断されている間は両クラッチ面(12、14)の相対回転を禁じることで引き込み手段(50)の付勢力に抗して栓塞子(30)を組織切断位置に保持するとともに、カニューレ(20)を体腔部分内へと通すのに十分なだけトロカール(10)が組織を切断した後は両クラッチ面(12、14)の相対回転を許容することで栓塞子(30)を解放して引き込み手段(50)が栓塞子(30)をカニューレ(20)に対する末端方向への相対移動を実質的に伴なわない移動経路に沿って組織切断位置から引込位置へと引っ込めることを許容するクラッチ(12、14)、
を備えている組合体。 - 前記切断面(35)が体腔部を規定する組織を貫通した後で、栓塞子の基端部(31)が末端部に対して相対的に回転し、そして
栓塞子(30)の基端部(31)が末端部に対して相対回転している間に栓塞子(30)が基端方向に引っ込む、請求項１記載のトロカール(10)。 - 前記引き込み手段(50)は、カニューレ(20)に対する栓塞子(30)の末端方向への相対移動を実質的に伴なわない経路に沿って栓塞子(30)を引っ込める、請求項１記載のトロカール(10)。
- 前記カニューレ(20)は末端(22)を有しており、引き込み手段が栓塞子(30)を引っ込めたとき切断面(35)がカニューレ(20)の末端(22)内に引き込まれる、請求項１記載のトロカール(10)。
- 前記クラッチ(12、14)は、カニューレ(20)に対する栓塞子(30)の末端方向への相対移動を実質的に伴なわない経路に沿って栓塞子(30)が組織切断位置から引込位置へと移動することを許容する、請求項２または４記載のトロカール(10)。
- 前記栓塞子(30)が引込位置にあるとき、切断面(35)はカニューレ(20)の末端(22)内に引き込まれている、請求項２または４記載のトロカール(10)。
- 前記クラッチは、組織が少なくとも部分的に貫通された後で、自動的に栓塞子(30)を解放して引き込み手段(50)が栓塞子(30)を組織切断位置から引込位置へと引っ込めることを許容する、請求項２または４記載のトロカール(10)。
- 前記栓塞子(30)は細長いものであって、軸方向、半径方向、および回転方向の変位の基準となる長手軸を有するとともに、ピン(32)が設けられた基端部(31)と末端部とを有しており、
前記トロカール(10)は、安全解除位置と安全解除位置から角度をおいた位置にある解放位置との間をピン(32)が長手軸を中心として栓塞子(30)の末端部に対して相対的に角移動できるようにピン(32)を支持する支持手段(36)を備えており、前記引き込み手段(50)は、ピン(32)が安全解除位置から解放位置へと移動した後で栓塞子(30)を組織切断位置から引込位置へと引っ込める、請求項２または４記載のトロカール(10)。 - 前記引き込み手段(50)は、
栓塞子(30)を組織切断位置から引込位置へと軸方向に付勢する軸方向付勢手段、および
ピン(32)を解放位置へ向けて角移動するように付勢する回転付勢手段、
を備えている、請求項11記載のトロカール(10)。 - 前記回転付勢手段は、ピン(32)を長手軸を中心として安全解除位置から解放位置へと角移動させるトルクを与え、
前記軸方向付勢手段は、栓塞子(30)を引込位置へと移動させる軸力を与える、請求項12記載のトロカール(10)。 - 前記クラッチは第１摩擦クラッチ面(12)を有する栓塞子の末端部と第２摩擦クラッチ面(14)を有する栓塞子の基端部(31)とで構成されており、
組織に対して栓塞子(30)が押圧されるとき、摩擦クラッチ面(12)が摩擦クラッチ面(14)と係合して、栓塞子の基端部が末端部に対して相対的に安全解除位置から解放位置へと角移動することを禁止する第１の抵抗を与え、
組織が栓塞子(30)によって少なくとも部分的に貫通されたとき、栓塞子(30)の基端部と末端部との相対的な角移動を禁止する抵抗が前記トルクよりも小さくなり、そして、栓塞子(30)の基端部(31)が安全解除位置から解放位置へと角移動することができる、請求項13記載のトロカール(10)。 - 前記ピン(32)を角移動可能に支持する前記支持手段は、栓塞子(30)が組織へと向かって前進する前にピン(32)と当接してピン(32)を安全解除位置に保持するたな面(43)を含むガイド面を有する前記ハウジングで構成されており、
前記クラッチは、栓塞子(30)が組織内を前進するときにピン(32)と当接して栓塞子(30)が組織切断位置から引込位置へと引っ込むのを禁止する肩表面(57)と、肩表面(57)から角度をおいた位置に配置されており栓塞子が組織切断位置から引込位置へと移動するときにピン(32)が通過する開口部(58)を規定する表面とを有する安全解除リング(56)を備えている、請求項14記載のトロカール(10)。 - 前記クラッチは、
末端位置と基端位置との間を軸方向に移動できるように安全解除リング(56)を支持する支持手段、
安全解除リング(56)を末端方向へ付勢する付勢力を与える安全解除リング付勢手段(53)、および
安全解除リング付勢手段(53)の付勢力に抗して安全解除リング(56)を基端位置に解放可能に保持する保持手段、
を備えており、
組織に対して栓塞子を押圧するに先立ってピン(32)と安全解除リング(56)の肩表面(57)とが当接し、その結果、安全解除リング付勢手段(53)が栓塞子を末端方向に付勢し、また、安全解除リング(56)の肩表面(57)とピン(32)とが当接しているので栓塞子(30)が引込位置へと移動することが禁止され、
組織に対して栓塞子(30)が押圧されると、安全解除リング(56)が末端位置から基端位置へと移動して、前記保持手段が安全解除リング(56)と係合して該リング(56)を基端位置に保持する、請求項15記載のトロカール(10)。 - 前記引き込み手段(50)は、
Ｆiを、栓塞子(30)が組織内を前進する際に栓塞子(30)に作用する最小の挿入軸力、
Ｆaを、栓塞子(30)を末端方向に付勢する安全解除リング付勢力により栓塞子(30)に作用する軸力、
Ｆrを、栓塞子(30)を基端方向に付勢する軸方向付勢力により栓塞子(30)に作用する軸力、
としたときに、Ｆi＞Ｆa−Ｆrとなるように設計されている、請求項16記載のトロカール(10)。 - 前記引き込み手段(50)は、栓塞子(30)があまりに早く引っ込んでしまうことを防止するために、Ｆa＞10Ｆrとされている、請求項17記載のトロカール(10)。
- 前記クラッチはカニューレ(20)から独立している、請求項２または４記載のトロカール(10)。
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