JP3797302B2

JP3797302B2 - 医療用マニピュレータシステム及びその操作方法

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Publication number: JP3797302B2
Application number: JP2002258374A
Authority: JP
Inventors: 俊和河合; 和俊菅
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-09-04
Filing date: 2002-09-04
Publication date: 2006-07-19
Anticipated expiration: 2022-09-04
Also published as: JP2004089591A; US20040059322A1; US7083616B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医療用のマニピュレータシステム及びその操作方法に係り、特に複数本の医療用マニピュレータを有するマニピュレータシステム及びその操作方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電気手術装置の例が、特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載の手術装置では、高周波焼灼電源装置がモノポーラ処置具やバイポーラ処置具と患者用電極とフットスイッチとを有している。そして処置用周波数発信器が処置用電極に数百ＫＨｚの高周波出力を発生して、凝固止血している。
【０００３】
また処置具を用いて手術する際に、突然の出血に対応して止血を可能的速やかに行うことが特許文献２に記載されている。この特許文献２では、モノポーラ処置具とＰプレートとの間で生体組織を挟持して生体組織に高周焼灼処置を施すとともに、モノポーラ通電手段によって超音波吸引装置にモノポーラ通電させている。そして、超音波吸引装置及びモノポーラ処置具を高周波焼灼電源装置に接続し、超音波吸引装置とモノポーラ処置具間にバイポーラ出力を発生させている。
【０００４】
さらに特許文献３には、内視鏡と内視鏡の観察下で使用される処置具とを備えた医療用処置装置において、内視鏡と処置具の部分を覆うフードを設けることが記載されている。そして、処置具には１対のバイポーラ止血手段を有する把持鉗子を用いている。これにより、手術等の処置時の出血をバイポーラ電気凝固により止血している。
【特許文献１】
特開平１０−９４５４５号公報
【特許文献２】
特開２００１−２９３５３号公報
【特許文献３】
特開平８−３２２７８７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１では、電気手術装置に用いられる焼灼電源装置が、モノポーラ処置具やバイポーラ処置具を備え、これらの処置具を用いて切創部を止血することが記載されている。しかし、その切創部の状態に応じて止血を効果的に実施することについては、充分には考慮されていない。すなわち、止血を要する切創部が広範囲にわたる場合や処置具を押圧する部位間の抵抗値が変化するときは、この特許文献２に記載のように２本の処置具だけに電圧を印加しても、充分な止血が行えないおそれがある。
【０００６】
同様に特許文献２および特許文献３にも、一対のバイポーラ止血手段に通電することにより、バイポーラ電気凝固により止血することが記載されている。しかし、この特許文献２及び特許文献３においても、広範囲な切創部を止血することや一対のバイポーラ止血手段間の抵抗値が変化するときに、効果的に止血することについては考慮されていない。
【０００７】
本発明は上記従来技術の不具合に鑑みなされたものでありその目的は、医療用マニピュレータシステムを用いて切創を効果的に止血することにある。本発明の他の目的は、広い止血範囲を止血可能な医療用マニピュレータシステムを実現することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の特徴は、それぞれが先端部に術具を装着可能な少なくとも３本のマニピュレータを備えた医療用マニピュレータシステムにおいて、互いに正負出力極性の異なる第１および第２の出力電極を有するバイポーラ装置を設け、前記第１の出力電極に前記３本以上の術具の１本を電気的に接続し、残りの少なくとも２本の術具を前記第２の出力電極に電気的に接続したものである。
【０００９】
そしてこの特徴において、各マニピュレータと術具とを電気的に絶縁するのがよく、第２の出力電極の出力を、この第２の出力電極に電気的に接続された２本の術具に交互に出力する分離手段をバイポーラ装置と術具間に設けるのが好ましい。また、複数の術具の少なくとも１本は金属ワイヤにより駆動される先端部を有し、この金属ワイヤを駆動する駆動装置を設け、この駆動装置は、金属ワイヤの一端が固定されたプーリとこのプーリを回転駆動する電動機とを有するようにしてもよく、その際駆動装置の側面部にバイポーラ装置に接続する電極取付け部を有するのがよい。また、第１および第２の出力電極のいずれかの電極の出力を、時間的に切替える切替え手段を備えるのがよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の一実施例を説明する。図１は、本発明に係る医療用マニピュレータシステム１００の一実施例の要部の斜視図である。医療用マニピュレータシステム１００は、複数の術具やマニピュレータ等を収納可能な挿入筒１５を有している。挿入筒１５の端部には、複数の孔（図１では４箇所）があいた端板が取り付けられている。この孔の１箇所には、内視鏡１０が挿入されている。内視鏡１０が挿入された孔を除く残りの３箇所の孔には、後述する術具を先端部に備えたマニピュレータ１１〜１３が挿入されている。
【００１４】
各マニピュレータ１１〜１３は、中間部に屈曲部１１ａ〜１３ａを有し、屈曲部１１ａ〜１３ａは、後述する術具の屈曲部２１２ａに対応した位置にある。この屈曲部１１ａ〜１３ａより先端部１１ｂ〜１３ｂは、術具１１１、１２１、１３１の先端をそれぞれ１個ずつ保持している。術具１１１は例えば鉗子であり、鉗子主部１１１ａと、この鉗子主部１１１ａに形成されたピン支持部１１１ｂに取付けられ鉗子主部１１１ａとの間で開閉可能になっている鉗子副部１１１ｃとを備えている。他の術具１３１も同様である。術具１２１は、へらである。これらの術具は、必要に応じて鋏やメスに変更可能である。
【００１５】
このように構成した医療用マニピュレータシステムを用いた止血動作の原理を、以下に説明する。図示しないオペレーターは挿入筒１５を患者の患部１６に近づける。そして、内視鏡１０の映像を見ながら、マニピュレータ１１〜１３を操作して、患部１６に微細手術を施す。ここでマニピュレータ１１〜１３の内面には絶縁処理が施されており、術具１１１、１２１、１３１とマニピュレータ１１〜１３とは電気的に絶縁されている。したがって、術具１１１、１２１、１３１に電流を印加しても、マニピュレータ１１〜１３には電気が流れない。
【００１６】
一対の術具１１１、１３１は、図示しないバイポーラ装置(電源)に接続されており、高周波電流が印加可能になっている。そこで、患部１６に切創部が形成されたら、通電する術具１１１、１３１の先端を切創部の近傍に押し付け、高周波電流を印加する。患部１６の高周波電流が印加された部分は、電気的に焼灼され、止血部１７が形成される。その後、切創傷の方向に術具１１１、１３１を移動させる。これにより、切創部全体を止血する。なお、止血操作時に術具１１１、１３１同士が接触しても、バイポーラ装置には過電流防止機能を設けているので、患部１６に過大な電流が印加されることを防止できる。これが、止血の原理である。
【００１７】
次に、本発明に係る医療用マニピュレータシステムを用いた広範囲な止血法を、図２以下を用いて説明する。図２は、医療用マニピュレータシステムの要部の斜視図である。図３は、図２に示したマニピュレータシステムの等価電気回路（ｂ）とそのタイムチャート（ａ）である。図４は、図２のマニピュレータシステムを用いた止血方法を説明する図であり、図５は、本発明に係るマニピュレータシステムの主要部の正面図である。
【００１８】
図２においては３本の術具１１１、１２１、１３１は図示しないバイポーラ装置に接続されており、そのすべてに電流を流すことが可能になっている。すなわち、一対の鉗子１１１、１３１を患部１６の切創部の左右両側に配置し、へら状術具１２１を切創部の極近傍に配置する。これらの術具１１１、１２１、１３１を患部１６に押し当てた後、バイポーラ装置から術具１１１、１２１、１３１の全てに電流を供給して、止血する。この止血法に用いるマニピュレータシステム１００の等価回路とタイムチャートを図３に示す。
【００１９】
術具を装着した各マニピュレータ１１０〜１３０は、バイポーラ装置２８に電気的に接続されている。バイポーラ装置２８の出力２８ａは、分離手段３１に導かれる。分離手段３１では、出力２８ａから正反対の位相となる２つの信号を作成する。そして、一方の出力ボックス３１１には信号３４ａを、他方の出力ボックス３１２には信号３４ａと逆位相の信号３４ｂを供給する。一方、バイポーラ装置２８の正極２８１からの出力電流３２も２つの電流３２ａ，３２ｂに分割され、それぞれ出力ボックス３１１、３１２に入力される。
【００２０】
出力ボックス３１１は、入力３４ａと入力３２ａとを畳み込み、マニピュレータ１１０に畳み込んだ信号を出力する。同様に出力ボックス３１２は、入力３４ｂと入力３２ｂとを畳み込み、マニピュレータ１３０に畳み込んだ信号を出力する。これらの出力ボックス３１１、３１２からマニピュレータ１１０、１３０に信号を出力するときは、一方のマニピュレータに出力されるときは、他方のマニピュレータに出力されないようにする。すなわち、マニピュレータ１１０、１３０には時間的に交互に電流が出力される。バイポーラ装置の負極２８２は、マニピュレータ１２０に直接接続されている。
【００２１】
先端部に術具を有する２本のマニピュレータ１１０、１２０を患部１６に接触させると、患部１６の電気的抵抗として抵抗３２１が得られる。同様に、先端部に術具を有する２本のマニピュレータ１２０、１３０を患部１６に接触させると、患部１６の電気的抵抗として抵抗３２２が得られる。この状態で、バイポーラ装置２８の電源を入れると、術具が接触した位置間の抵抗３２１、３２２に電流が交互に印加され、抵抗値の高い部分が発熱し焼灼される。これにより、焼灼部が切創部であれば止血される。
【００２２】
抵抗３２１と抵抗３２２の抵抗値は、マニピュレータ１１０〜１３０の位置関係により変化する。本実施例では、分離手段３１で互いに位相の異なる電流を作成して、図３に示したようにマニピュレータ１１０、１３０の先端に取付けた術具への通電状態を時間的に変化させているので、止血操作を中断することなく実行できる。
【００２３】
すなわち、マニピュレータ１１０に取付けた第１の術具が通電されているときは、マニピュレータ１３０に取付けた第２の術具へは通電が停止されている。逆に、第１の術具が通電停止されているときは、第２の術具に通電される。このときマニピュレータ１２０に取付けた第３の術具は、常に負電極２８２の電位になっている。なお、分離手段３１が第１、第２の術具に通電する時間及び通電停止する時間は、数msec〜数sec程度の時間である。
【００２４】
本実施例では、２つのマニピュレータ１１０、１３０を正極とし、マニピュレータ１２０を負極としたが、いずれか２つのマニピュレータを正極とし、他のマニピュレータのいずれかを負極としてもよいことは言うまでもない。また、正極と負極の関係を逆にしてもよい。
【００２５】
上述したマニピュレータ装置を用いて、具体的に止血する方法を図４を用いて説明する。この図４では、広範囲、例えば幅１０〜２０ｍｍの範囲を止血する例を示している。マニピュレータ１１の先端には鉗子１１１が、マニピュレータ１３の先端にも鉗子１３１が取付けられている。これらの鉗子１１１、１３１はバイポーラ装置２８の正極に接続されている。マニピュレータ１２の先端にはへら状の術具１２１が取付けられており、バイポーラ装置の負極に接続されている。
【００２６】
初めに、図４（ａ）に示すように正極に接続された鉗子１１１、１３１を患部１６に形成された切創個所の両脇で患部１６接触させる。そして、負極に接続されたへら状の術具１２１を切創個所の端部近傍に接触させる。この状態でバイポーラ装置２８の電源を入れる。鉗子１２１と術具１１１間、および術具１２１と鉗子１３１間に交互に電流が印加される。患部１６上で電流が印加された部分１７は焼結されて止血される。
【００２７】
次に、図４（ｂ）に示すように、電流を印加し続けながら、負極に接続された術具１２１を有するマニピュレータ１２だけを切創方向に沿って動かす。術具１２１の位置が移動するにつれて、術具１２１と鉗子１１１間、術具１２１と鉗子１３１間が交互に焼灼される。これにより、患部１６上に面状の止血部分１７が形成される。術具１２１を切創端を超えるところまで移動させると、最終的に図４（ｃ）に示すような広範囲の止血部分１７が形成される。
【００２８】
図５に、マニピュレータに挿入される術具の一実施例の詳細を示す。同図（ａ)では、２本の術具のうち１本を、詳細を示すために拡大して示している。同図（ｂ)は、先端Ａ部の詳細図である。この（ｂ)図に示すように、術具２１は、一端側を中心に回動可能に形成された回転部材２１１と、この回転部材２１１との間で物体を挟持可能にされた部材２１３とを有する鉗子である。
【００２９】
回転部材２１１には、金属ワイヤ２２が一端を固定されて巻き付けられている。回転部材２１１を回動させるときは、金属ワイヤ２２を引っ張る。部材２１３は屈曲可能な鉗子基部２１２ａにつながっており、鉗子基部２１２は円筒状のシース２３に接続されている。回転部材２１１を回動させる金属ワイヤ２２は、シース２３内部を通って術具駆動部２９に導かれる。
【００３０】
術具駆動部２９内には複数のプーリ２４、２４１が取付けられている。ワイヤの最先端に位置するプーリ２４に、金属ワイヤ２２の他端が固定されるとともに巻きつけられている。プーリ２４は、プーリ支持軸２５に取付けられている。プーリ支持軸２５に取付けたモータ２５ｂが駆動して、金属ワイヤ２２をプーリ２４が巻き取りまたは繰り出す。その際、他の複数のプーリ２４１は、金属ワイヤ２２のガイドとなる。
【００３１】
シース２３の内部には、絶縁処理が施されている。同様に、プーリ２４の内側も絶縁処理されている。術具駆動部の１側面には、バイポーラ装置２８の正極２８１からの電流を、電線２６１を介して入力する電極取付け部２７が取付けられている。プーリ２４と電極取付け部２７とは、電線２６を介して接続されている。術具駆動部２９の内部に位置し、ワイヤ２２と接触する経路上にあるプーリ２４１は、絶縁部材で構成されている。
【００３２】
電線２６を介してプーリ２４に導かれたバイポーラ装置２８の出力電極２８１からの電流は、金属ワイヤ２２を通って術具２１まで流れる。術具基部２１２ａ，ｂの表面は絶縁処理が施されており、マニピュレータ１１〜１３に挿入した状態で電流を印加しても、マニピュレータ１１〜１３には電流が流れない。
【００３３】
バイポーラ装置２８の負極２８２に他の術具駆動部２９を取付け、同様に電流を印加する。術具２１０、２１の先端部を、図１に示す患部１６に接触させれば、バイポーラ機能を持つ術具として作用し切創部が止血される。なお、図２に示すような広範囲な止血操作には、バイポーラ装置２８の２つの出力電極２８１、２８２のいずれかに、図３で示した回路を設け、一方の電極に２個以上の術具駆動部を接続すればよい。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、手術用マニピュレータ装置において、マニピュレータ先端部に位置する術具がバイポーラ機能を有するので、微細手術で容易に止血操作を行える。また、術具を３本以上用いることにより、広範囲の止血操作を行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る医療用マニピュレータシステムの一実施例の斜視図。
【図２】本発明に係る医療用マニピュレータシステムの実施例の斜視図。
【図３】図２に示した医療用マニピュレータシステムに用いる電気回路とその動作説明図。
【図４】図２に示した医療用マニピュレータシステムを用いた止血操作の説明図。
【図５】医療用マニピュレータシステムの詳細を示す正面図。
【符号の説明】
１０…内視鏡、１１、１２、１３…マニピュレータ、１４…端板、１５…挿入筒、１６…患部、１７…止血部分、１００…医療用マニピュレータシステム、１１０、１２０、１３０…等価電気回路における術具、１１１、１２１、１３１…術具、２１、２１０…術具、２１１…回転部材、２１２ａ，２１２ｂ…術具基部、２２…金属ワイヤ、２３…シース、２４、２４１…プーリ、２５…モータ駆動軸、２５ｂ…モータ、２６、２６１…電線、２７…電極取付け部、２８…バイポーラ装置、２８１…正極、２８２…負極、２９…術具駆動部、３１…分離手段、３１１、３１２…出力ボックス、３２１、３２２…患部１６上の抵抗、３３ａ，３３ｂ…バイポーラ装置の出力、３４ａ，３４ｂ…分離手段の出力。

Claims

それぞれが先端部に術具を装着可能な少なくとも３本のマニピュレータを備えた医療用マニピュレータシステムにおいて、互いに正負出力極性の異なる第１および第２の出力電極を有するバイポーラ装置を設け、前記第１の出力電極に前記３本以上の術具の１本を電気的に接続し、残りの少なくとも２本の術具を前記第２の出力電極に電気的に接続したことを特徴とする医療用マニピュレータシステム。
それぞれの前記マニピュレータにおいて、マニピュレータと前記術具とを電気的に絶縁したことを特徴とする請求項１に記載の医療用マニピュレータシステム。
前記第２の出力電極の出力をこの第２の電極に電気的に接続された２本の術具に交互に出力する分離手段を、前記バイポーラ装置と術具間に設けたことを特徴とする請求項１に記載の医療用マニピュレータシステム。
前記複数の術具の少なくとも１本は、金属ワイヤにより駆動される先端部を有し、この金属ワイヤを駆動する駆動装置を設け、この駆動装置は、金属ワイヤの一端が固定されたプーリとこのプーリを回転駆動する電動機とを有することを特徴とする請求項１に記載の医療用マニピュレータシステム。
前記駆動装置は側面部に、前記バイポーラ装置に接続する電極取付け部を有することを特徴とする請求項４に記載の医療用マニピュレータシステム。
前記第１および第２の出力電極のいずれかの電極の出力を時間的に切替える切替え手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の医療用マニピュレータシステム。