JP5757496B2 - 皮膚吸着装置及び腹壁吊上装置 - Google Patents

Description

本発明は、皮膚に吸着する皮膚吸着装置及び腹壁を吊り上げる腹壁吊上装置に関する。

腹壁を吊り上げる装置として、下記の非特許文献１には腹壁吊り上げ器具が開示されている。この器具は、手術の際に腹腔内で視野を確保するためのものであり、手術台から上方に延びた吊り上げアームに吊り上げハンドルを鎖で吊り下げて構成されている。吊り上げハンドルには、皮膚から腹壁に刺入したキルシュナー鋼線が装着される。吊り上げハンドルを吊り上げアームで牽引することで、キルシュナー鋼線を刺入された腹壁が吊り上げられる。

永井秀雄著、「外科手術に使用する器械マニュアルII内視鏡下手術編 腹壁吊り上げ器具」、消化器外科、第２３巻第５号、へるす出版、２０００年４月臨時増刊号、７８２頁〜７８４頁

しかしながら、上記腹壁吊り上げ器具では、吊り上げアームによるキルシュナー鋼線の吊上高さを手術の進行状況に合わせてリアルタイムにコントロールして、腹腔内で視野を確保することができなかった。また、鏡視下手術では皮膚に設ける開創部を少なく抑えることが求められている。このため、NOTES（Natural Orifice Translumenal Endoscopic Surgery：経管腔的内視鏡手術）のように、口等から挿入して臓器に設けた開創部から体腔内に内視鏡を進入させる手術では、内視鏡から体腔内に高圧ガスを供給することで皮膚を吊り上げることも考えられている。しかしながら、高圧ガスを使用する方法では、呼吸器系や循環器系に問題を抱える傷病者に用いることができなかった。また、手術時に体腔内で出血を吸引すると、腹壁が落ちることもあった。

本発明は斯かる課題に鑑みてなされたもので、上記課題を解決することのできる皮膚吸着装置及び腹壁吊上装置を提供することを目的とする。

このような目的を達成するために、本発明の皮膚吸着装置は、吸引圧を印加されて皮膚に吸着する吸着部と、該吸着部に吸引圧を印加する吸引圧印加手段とを備え、前記吸着部が、緩衝材を充填されて形成された緩衝体を、吸引口を備えた吸着面に前記吸引口を囲むように環状に配置して構成されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記吸着部が、前記吸引圧印加手段による吸引圧の供給口と前記皮膚を吸引する吸引口とを連通させて、前記供給口側と前記吸引口側との間に生じる吸引圧の差を調整するための調整室を備えていることを特徴とする。
また、本発明は、前記吸着部が、前記皮膚に吸着した前記吸着部の揺れを抑えるためのバランス錘を備えていることを特徴とする。
また、本発明の腹壁吊上装置は、上記皮膚吸着装置と、前記吸着部を昇降させる昇降手段とを備えることを特徴とする。
また、本発明は、前記吸着部が吸着した前記皮膚と前記吸着面との距離を計測する計測手段を備え、前記吸引圧印加手段が、前記計測手段での計測距離の増大に伴い前記吸着部に印加する吸引圧を増大させることを特徴とする。
また、本発明は、前記計測手段が、前記吸着面に備えられた赤外線透過部を通して赤外線を検出する赤外線センサでの検出結果に基づき、前記吸着部が吸着した前記皮膚と前記吸着面との距離を計測することを特徴とする。

本発明によれば、吸着部が皮膚の形状に合わせて緩衝体を変形させて皮膚に吸着することから、高圧ガスを用いることなく、皮膚に開創部を設けずに吸着部で腹壁を吊り上げることが可能となる。

本発明の一実施形態の腹壁吊上装置を示す模式図である。 図１の腹壁吊上装置が備える吸着ポットを示す模式図であり、吸引圧の伝達経路を示している。 図１の腹壁吊上装置が備える吸着ポットを示す模式図であり、電気的構成をブロック図で示している。 皮膚から吸着ポットが離れた場合に、吸引圧を増大させる吸着ポットの動作を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の最良の形態を説明する。

本実施形態の腹腔内観察システムは、図１に示す腹壁吊上装置１で腹壁Ａ０を吊り上げて患者Ａの腹腔内を内視鏡装置で観察するためのものであり、口等から臓器に設けた開創部を通して腹腔内に内視鏡を進入させて行うNOTES等の手術で用いられる。

腹腔内観察システムが備える内視鏡装置は、カメラでの撮像を行うためのレンズと、処置具を出し入れするための鉗子口と、内圧センサで測定をするための内圧測定口と、光源から照射された光で照明をするための照明部と、空気を噴射するための空気噴射口とを、内視鏡の先端部に備えている。

図１に示すように、腹壁吊上装置１は、手術台Ｂに固定された吊下スタンド５と、吊下スタンド５に吊下ワイヤ３２で吊り下げられた３つの吸着ポット２と、各吸着ポット２に吸引圧を供給する吸引圧印加装置４と、各吸着ポット２を昇降させる昇降装置３とを備えている。

図２に拡大して示すように、吸着ポット２は、円筒状を呈した本体２１の下面に吸着用の吸着リング２２を取り付けて構成されている。本体２１の外周面には、一対のバランス錘２１ａが上下に並んで備えられている。各バランス錘２１ａは、本体２１の外周面に沿って配置されて環状の平面形状を有している。バランス錘２１ａは、患者Ａの皮膚Ａ１に吸着した吸着ポット２の揺れを抑えるためのものである。

また、本体２１は、上端部に開口した接続口２３と、下面の中央部に開口した吸引口２４と、下面の周縁部に吸引口２４を囲むようにして環状に設けられた収容凹部２５と、接続口２３と吸引口２４とを連通させる調整室２６とを備えている。接続口２３には、後述する吸引圧印加装置４の吸引チューブ４１が接続される。調整室２６は、接続口２３側と吸引口２４側との間に生じる吸引圧の差を調整するためのものである。

図３に示すように、本体２１には、昇降装置３を構成する巻取装置３５及び巻取位置調整回路３６が備えられている。巻取装置３５は、吊下ワイヤ３２の巻回されたプーリ３５１とサーボモータ３５２とを備えて構成されており、サーボモータ３５２でプーリ３５１を回転させることで吊下ワイヤ３２をプーリ３５１に巻き取り、又はプーリ３５１から吊下ワイヤ３２を送り出す。巻取位置調整回路３６は、リモートコントローラ（不図示）の操作に応じて巻取装置３５の動作を制御する。

また、本体２１には、赤外線センサを含んで構成された距離計測手段２７と、無線通信用のワイヤレスユニット２８とが備えられている。距離計測手段２７は、吸引口２４を備えた本体２１の下面と吸着ポット２が吸着した皮膚Ａ１との距離Ｌを計測するためのものであり、本体２１の下面に備えられた透過部２１ｂを通して赤外線を送信し、また、透過部２１ｂを通して入射された赤外線を受信する。ワイヤレスユニット２８は、リモートコントローラと巻取位置調整回路３６との間、及び、後述する吸引圧制御回路４４と距離計測手段２７との間で信号を送受信する。

図２に示すように、吸着リング２２は、シリコーンゲル，発泡ゴム，植物性油等の粘性流体からなる緩衝材２２ａを、塩化ビニル等の樹脂から形成された袋材２２ｂに充填して構成されており、円環状を呈している。吸着リング２２は、上端部を収容凹部２５に収容されて接着剤等で収容凹部２５に固着されている。

図１に示すように、吊下スタンド５は、手術台Ｂに固定されて上方に延びた支柱５１と、支柱５１の上端部に支持されて側方に延びた回動アーム５２とを備えている。回動アーム５２は、手術台Ｂの上面に沿って水平方向に回転自在に支柱５１に支持されている。回動アーム５２には、吊下ワイヤ３２の挿通されるガイド部５２ａが備えられている。

吸引圧印加装置４は、吸着ポット２の接続口２３に接続された吸引チューブ４１と、吸着ポット２に印加される吸引圧を測定する吸引圧センサ４２と、吸引チューブ４１を通して吸着ポット２に吸引圧を供給するコンプレッサ４３と、コンプレッサ４３の動作を制御する吸引圧制御回路４４とを備えている。吸引チューブ４１は、回動アーム５２の掛止部（不図示）に吊り下げられている。

吸引圧制御回路４４は、リモートコントローラの操作、及び、吸着ポット２のワイヤレスユニット２８から送信されてくる距離計測手段２７での測定結果に基づき、コンプレッサ４３の動作を制御する。具体的には、吸引圧制御回路４４は、リモートコントローラの操作で皮膚Ａ１への吸着が指示されると、リモートコントローラで指示された吸引圧が維持されるように、吸引圧センサ４２で測定される吸引圧を参照ながらコンプレッサ４３を駆動させる。

また、吸引圧制御回路４４は、ワイヤレスユニット２８から送信されてくる距離計測手段２７での測定結果に基づき、吸着した皮膚Ａ１から吸着ポット２の本体２１が離れる加速度を表す離間加速度を特定しながらコンプレッサ４３で吸引圧を印加しており、この離間加速度が所定値を上回ると、離間加速度に応じた分だけ吸引圧が増大するように、吸引圧センサ４２で測定される吸引圧を参照しながらコンプレッサ４３を駆動させる。

昇降装置３は、上述した巻取装置３５及び巻取位置調整回路３６の他に、吊下ワイヤ３２の送り出し及び巻き取りをする巻取装置３１と、吊下ワイヤ３２を回動アーム５２に吊り下げる掛止プーリ３３と、巻取装置３１の動作を制御する昇降制御回路３４とを備えている。巻取装置３１は、腹壁吊上装置１が備える吸着ポット２毎に備えられており、吊下スタンド５の支柱５１に固定された収納箱３ａに収納されている。巻取装置３１は、吊下ワイヤ３２の巻回されたプーリをサーボモータで回転させることで吊下ワイヤ３２をプーリに巻き取り、又はプーリから吊下ワイヤ３２を送り出す。

掛止プーリ３３は、吊下スタンド５の回動アーム５２に巻取装置３１毎に備えられており、回動アーム５２の延設方向に沿って並べて配置されている。掛止プーリ３３は、吊下スタンド５の回動アーム５２に軸支されたプーリであり、巻き掛けられた吊下ワイヤ３２を巻取装置３１側又は吸着ポット２側に送る。昇降制御回路３４は、巻取装置３１と共に収納箱３ａに収納されており、リモートコントローラの操作に応じて巻取装置３１の動作を個別に制御する。

次に、腹壁吊上装置１を用いた腹壁吊上方法について説明する。
腹壁吊上装置１は、吸着ポット２の吸着リング２２が皮膚Ａ１上に載置された状態で、リモートコントローラの操作で皮膚Ａ１への吸着が指示されると、この指示を受けた吸引圧印加装置４の吸引圧制御回路４４がコンプレッサ４３を駆動させ、吸引チューブ４１を通して吸着ポット２の調整室２６内に吸引圧を供給する。吸引圧制御回路４４は、リモートコントローラで指示された吸引圧が維持されるようにコンプレッサ４３を駆動させる。吸着ポット２は、吸引口２４を通して吸着リング２２内で皮膚Ａ１を吸引する。これにより、吸着リング２２，皮膚Ａ１，及び本体２１の下面で囲まれた空間内が、吸引口２４から図２に太矢印で示すように吸引され、緩衝材２２ａが吸着リング２２内で流動することで、吸着リング２２が皮膚Ａ１の形状に応じて変形して皮膚Ａ１に密着する。この結果、吸着リング２２が載置された皮膚Ａ１に吸着ポット２が吸着する。

このようにして、吸着ポット２を皮膚Ａ１に吸着させた状態で、リモートコントローラの操作により吊り上げが指示されると、この指示を受けた昇降装置３の昇降制御回路３４が巻取装置３１を駆動させ、吊下ワイヤ３２を巻取装置３１のプーリに巻き取る。吊下ワイヤ３２は、掛止プーリ３３及び掛止部５２ａにガイドされて巻取装置３１のプーリに巻き取られ、吸着ポット２を上方に吊り上げる。これにより、吸着ポット２が皮膚Ａ１に吸着された腹壁Ａ０は、吸着ポット２と共に上方に吊り上げられる。

また、リモートコントローラの操作で吊上位置の調整が指示されると、この指示を受けた昇降装置３の巻取位置調整回路３６が巻取装置３５を駆動させて、吊下ワイヤ３２を巻取装置３５のプーリ３５１に巻き取り、指示された量だけ吸着ポット２を上昇又は下降させる。これにより、吸着ポット２が皮膚Ａ１に吸着した腹壁Ａ０は、吸着ポット２と共に上方に吊り上げられる。３つの吸着ポット２の吊上位置を調整することで、腹壁Ａ０の吊り上げ姿勢を調節し、必要な視野を確保することができる。つまり、手術の進行状況に合わせて各吸着ポット２の吊上位置を調整することで、腹腔内で必要な視野を確保することができる。

吸着ポット２のワイヤレスユニット２８は、距離計測手段２７での測定結果を吸引圧印加装置４の吸引圧制御回路４４に送信している。吸引圧制御回路４４は、受信した測定結果に基づき特定される離間加速度が所定値を上回ると、特定した離間加速度に応じた分だけ吸引圧が増大するようにコンプレッサ４３を駆動させる。これにより、コンプレッサ４３が吸引チューブ４１を通して吸着ポット２の調整室２６内に供給する吸引圧が増大する。この結果、腹壁Ａ０の吊り上げに必要な吸引圧が、コンプレッサ４３から調整室２６に供給されることになる。吸引圧制御回路４４は、増大させた吸引圧が維持されるように、その後のコンプレッサ４３の駆動を行う。

例えば、吸着ポット２の本体２１の下面と吸着ポット２の吸着した皮膚Ａ１との距離Ｌが、図４（ａ）に２点差線で示す距離Ｌ１から実線で示す距離Ｌ２に増大し、これに伴い離間加速度が所定値を上回ると、吸着ポット２の調整室２６に供給する吸引圧が図４（ｂ）に２点鎖線で示す吸引圧Ｃ１から実線で示す吸引圧Ｃ２に増大する。これにより、吸着ポット２が皮膚Ａ１に吸着する吸引圧が増大し、本体２１の下面からの皮膚Ａ１の離間が抑えられる。

本実施形態によれば、吸着リング２２，皮膚Ａ１，及び本体２１の下面で囲まれた空間内に吸引口２４から吸引圧が供給されると、吸着リング２２に充填された緩衝材２２ａが吸着リング２２内で流動することで、吸着リング２２を皮膚Ａ１の形状に応じて変形させて皮膚Ａ１に密着させることができる。このため、一般的な吸盤を吸着させられない性状を有した皮膚Ａ１に対して、吸着ポット２を確実に密着させることが可能となり、吸着ポット２を皮膚Ａ１に吸着させた腹壁Ａ０を吊り上げることも可能となる。この結果、皮膚Ａ１に開創部を設けることなく、高圧ガスを用いることもない腹壁吊上装置１を提供することが可能となる。

また、本実施形態によれば、接続口２３と吸引口２４とを連通させた調整室２６により、接続口２３側と吸引口２４側との間に生じる吸引圧の差が調整されることから、吸着リング２２，皮膚Ａ１，及び本体２１の下面で囲まれた空間内での吸引圧の急激な変化を抑えることが可能となる。このため、腹壁Ａ０の吊上姿勢を変える際や患者の呼吸時等に生じる揺れ等で、吸着ポット２の吸着リング２２と皮膚Ａ１との間に一時的に隙間が生じた際等に、吸着リング２２，皮膚Ａ１，及び本体２１の下面で囲まれた空間内で吸引圧が急激に低下するのを抑えて、吸着ポット２からの腹壁Ａ０の脱落を防止することができる。

また、本実施形態によれば、皮膚Ａ１に吸着した吸着ポット２の揺れがバランス錘２１ａで抑えられることから、腹壁Ａ０の吊上姿勢を変える際や患者の呼吸時等に腹壁Ａ０に生じる揺れ等で、吸着ポット２が皮膚Ａ１上で揺動するのを抑えることができる。この結果、吸着ポット２の吸着リング２２と皮膚Ａ１との間に隙間が生じるのを抑えて、吸着ポット２からの腹壁Ａ０の脱落を防止することが可能となる。

また、本実施形態によれば、吸着ポット２が吸着した皮膚Ａ１と本体２１の下面との距離が増大するのに伴い、吸着ポット２に印加される吸引圧が増大することから、手術時に体腔内で出血を吸引した際等に吸着ポット２から腹壁Ａ０が脱落しかかると吸引圧が増大して、吸着ポット２からの腹壁Ａ０の脱落が防止される。

上記実施形態では、距離計測手段２７での測定結果に基づき特定される離間加速度が所定値を上回ると、離間加速度に応じた分だけ吸引圧が増大するようにコンプレッサ４３を駆動させた場合について説明した。しかしながら、内視鏡の内圧測定口を通して内圧センサで測定される腹腔内圧が所定値を上回ると、コンプレッサ４３で吸着ポット２に印加する吸引圧を増大させてもよい。

また、離間加速度が所定値を上回り、又は、腹腔内圧が所定値を上回った場合に、コンプレッサ４３で印加する吸引圧の増大に代えて、又は、コンプレッサ４３で印加する吸引圧の増大に併せて、内視鏡の空気噴射口から空気を噴射して腹壁Ａ０の落下を防止するようにしてもよい。なお、空気噴射口から空気を噴射する場合には、腹腔内圧の上昇による内圧センサの破損を防ぐために、逆流防止弁を設ける等して内圧測定口からの空気の逆流を防止してもよい。

また、距離計測手段２７での測定結果に基づき特定される離間加速度が所定値を上回った場合、内圧センサで測定される腹腔内圧が所定値を上回った場合に、コンプレッサ４３で印加する吸引圧を増大させ、又は空気噴射口から空気を噴射するのに併せて、アラームを鳴らす等してそれを報知してもよい。

また、上記実施形態では、離間加速度が所定値を上回った場合に、離間加速度に応じて吸引圧が増大するように吸引圧制御回路４４がコンプレッサ４３を駆動させて、腹壁Ａ０の落下を防止した場合について説明した。しかしながら、距離計測手段２７での計測結果に基づき特定される距離や速度に基づき、吸引圧を増大させて、腹壁Ａ０の落下を防止してもよい。

また、上記実施形態では、吸着ポット２が吸着した皮膚Ａ１と本体２１の下面との距離を赤外線センサを用いて計測した場合について説明したが、超音波センサやマイクロ波センサ等の他の検出手段を用いて計測してもよい。

また、上記実施形態では、吸引圧センサ４２での測定値を参照して、コンプレッサ４３の駆動を制御した場合について説明したが、吸引圧センサ４２での測定値ではなく距離計測手段２７での計測距離を参照して、コンプレッサ４３の駆動を制御してもよい。また、吸引圧制御回路４４がコンプレッサ４３を駆動させて供給する吸引圧は、リモートコントローラで指示するのではなく、吸引圧センサ４２及び距離計測手段２７での計測結果に基づき吸引圧制御回路４４で特定してもよい。

上記実施形態では、３つの吸着ポット２の吊上位置を巻取装置３１及び巻取装置３５で個別に制御する場合について説明したが、各吸着ポット２の巻取装置３１及び巻取装置３５に対して同じ制御処理を行うようにしてもよい。また、吸着ポット２は、吊下ワイヤ３２を用いるのではなく吊下スタンド５に対してレールをスライドさせる等して昇降させてもよい。また、吊下ワイヤ３２を吸引チューブ４１にコイル状に巻き付けて固着させる等して、両者を一体化させてもよい。

また、吸着ポット２の形状は任意であり、例えば、本体２１が角筒状を呈していても、バランス錘２１ａが本体２１の外周面の上端部に備えられていてもよい。また、上記実施形態では、接続口２３と吸引口２４とを連通させる調整室２６を吸着ポット２が備えている場合について説明したが、必ずしも調整室２６を備えている必要はない。また、本体２１の下面での吸引口２４の開口位置や数量、接続口２３の開口位置も任意である。また、透過部２１ｂの構成は任意であり、本体２１の下面に開口を設けて構成されていてもよい。

また、緩衝材２２ａは、吸引口２４を通して吸引圧を印加されると皮膚Ａ１に袋材２２ｂを密着させて皮膚Ａ１に吸着させられるのであれば、シリコーンゲルには限定されず、他のコロイドゲル等の他の粘性流体も緩衝材２２ａとして用いることができる。また、吸着ポット２を吊り下げる吊下スタンド５の構成も任意であり、例えば、支柱５１は手術台Ｂに固定されずに床面に支持されていてもよい。

また、上記実施形態では、収納箱３ａに収納された巻取装置３１と吸着ポット２に備えられた巻取装置３５とで、吸着ポット２の吊り上げ及び吊上位置の調整をした場合について説明したが、何れか一方のみで吸着ポット２の吊り上げ及び吊上位置の調整をしてもよい。また、ワイヤレスユニット２８での信号の送受信に代えて、ケーブルを用いた信号の送受信をする構成としてもよい。また、リモートコントローラの構成も任意であり、例えば、吸着ポット２の吊り上げ及び吊上位置の調整を、フットペダルの操作で行うようにしてもよい。

また、回動アーム５２に吊り下げる吸着ポット２の数量及び吸着ポット２の配置態様も任意であり、１つ，２つ，又は４つ以上の吸着ポット２を回動アーム５２に吊り下げる構成としてもよい。また、複数の回動アーム５２を支柱５１で支持して、患者Ａの身体の高さ方向だけでなく幅方向にも吸着ポット２を配列して皮膚Ａ１に吸着させてもよい。

Ａ 患者
Ａ０ 腹壁
Ａ１ 皮膚
Ｂ 手術台
１ 腹壁吊上装置
２ 吸着ポット（吸着部，皮膚吸着装置）
２１ 本体
２１ａ バランス錘
２１ｂ 透過部（赤外線透過部）
２２ 吸着リング（緩衝体）
２２ａ 緩衝材
２２ｂ 袋材
２３ 接続口（供給口）
２４ 吸引口
２５ 収容凹部
２６ 調整室
２７ 距離計測手段
２８ ワイヤレスユニット
３ 昇降装置
３１ 巻取装置
３２ 吊下ワイヤ
３３ 掛止プーリ
３４ 昇降制御回路
３５ 巻取装置
３５１ プーリ
３５２ サーボモータ
３６ 巻取位置調整回路
４ 吸引圧印加装置（皮膚吸着装置）
４１ 吸引チューブ
４２ 吸引圧センサ
４３ コンプレッサ
４４ 吸引圧制御回路
５ 吊下スタンド
５１ 支柱
５２ 回動アーム
５２ａ ガイド部

Claims (2)

1. 吸引圧を印加されて皮膚に吸着する吸着部と、
   該吸着部に吸引圧を印加する吸引圧印加手段と、
   前記吸着部を昇降させる昇降手段とを備え、
   前記吸着部が、緩衝材を充填されて形成された緩衝体を、吸引口を備えた吸着面に前記吸引口を囲むように環状に配置して構成されていて、
   前記吸着部が吸着した前記皮膚と前記吸着面との距離を計測する計測手段をさらに備え、且つ
   前記吸引圧印加手段は、前記計測手段での計測距離の増大に伴い前記吸着部に印加する吸引圧を増大させる、腹壁吊上装置。
2. 前記計測手段は、前記吸着面に備えられた赤外線透過部を通して赤外線を検出する赤外線センサでの検出結果に基づき、前記吸着部が吸着した前記皮膚と前記吸着面との距離を計測する、請求項１に記載の腹壁吊上装置。

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