JP5925857B2 - 裁縫機能を有する外科用縫合器具 - Google Patents

Description

本発明は、裁縫機能を有する外科用縫合器具に関する。より詳細には、本発明は、外科医師などのオペレータが人体の組織を精巧で迅速かつ容易に縫合できるようにする外科用縫合器具に関する。

外科手術において、腸膜、筋肉、筋膜、皮膚などのような人体組織の各種の層を縫合する過程は欠かせないといえる。このような縫合過程における主な関心事は、縫合にかかる時間を短縮させることにより、施術する外科医師の疲労と患者の痲酔時間を最小化し、患者の傷の治癒を促進し、患者の血液の損失を最小化することであるといえる。また、これに加えて、患者のための美容的な面で、手術による傷跡を最小化することも関心事となる。

従来の縫合過程は、主に、オペレータが手術用針と縫合糸を用いて縫合が必要な組織を手作業で縫合する方式で行われてきた。
しかしながら、オペレータの手作業に依存していた従来の方式によれば、縫合にかかる時間がオペレータの熟練度によって決定されるため、場合によって手術時間が長くなることがある。これが原因になり、オペレータの疲労が増大し、患者の痲酔時間が長くなり、血液管理などにも問題が生じる結果につながりかねないという欠点があった。

また、縫合によって発生する傷跡の程度は縫い目がどれだけ均一で細かいかによって左右されるが、手作業による縫合では縫い目の均一性と密度を保障しにくい側面があった。

本発明は、上記の問題をすべて解決することを目的とする。
本発明は、オペレータが精巧かつ容易に縫合手術を行えるようにする外科用縫合器具を提供することを他の目的とする。

本発明は、縫合時間を短縮させる外科用縫合器具を提供することをさらに他の目的とする。
本発明は、縫合による傷跡を最小化する外科用縫合器具を提供することをさらに他の目的とする。

本発明は、ロボットアーム（ｒｏｂｏｔ ａｒｍ）を有する手術用ロボットシステムなどのような外部装置と結合することにより、オペレータが自動化された縫合を行えるようにする外科用縫合器具を提供することをさらに他の目的とする。

上記の目的を達成するための本発明の代表的な構成は次のとおりである。
本発明の一態様によれば、上部支持台、下部支持台、手術用針、および針駆動部を含み、上部支持台は、レールを含み、下部支持台、手術用針、及び針駆動部は、縫合部を構成し、手術用針は、針駆動部によって下部支持台に対して動作し、手術用針の動作によって、手術用針からの第一縫合糸と下部支持台からの第二縫合糸とが互いに絡み合い、第一縫合糸と第二縫合糸とは、互いに分かれており、縫合される組織を針駆動部と下部支持台との間に配置して絡み合い、絡み合った後は互いに縛られず、針駆動部は、下部支持台に向けられたまま、上部支持台に配置されたレールに沿って移動するように構成され、上部支持台及び下部支持台のそれぞれは、回転部に結合され、回転部の回転により、上部支持台及び下部支持台の配置方向が変更される外科用縫合器具が提供される。

本発明の他の態様によれば、第１結合部および第２結合部と、第１結合部に連結されている第１シャフト部および第２結合部に連結されている第２シャフト部と、第１動作部および第２動作部と、第１動作部を介入させて第１シャフト部に連結されている第１縫合部および第２動作部を介入させて第２シャフト部に連結されている第２縫合部とを含み、第１縫合部は、手術用針および針駆動部を含み、第２縫合部は、支持台を含み、手術用針は、針駆動部によって支持台に対して実質的に直交する方向に動作し、動作に応じて、手術用針からの縫合糸と支持台からの縫合糸とが絡み合う外科用縫合器具が提供される。

本発明によれば、オペレータが精巧にかつ容易に縫合手術を行うことができる。
本発明によれば、縫合時間を短縮させることができる。
本発明によれば、縫合による傷跡を最小化することができる。

本発明によれば、手術用ロボットシステムのような外部装置と結合することにより、オペレータが自動化された縫合を行えるようにする外科用縫合器具が提供される。

本発明の一実施形態に係る外科用縫合器具の全体的な構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る外科用縫合器具の縫合部４０の構成を詳細に示す図である。 本発明の他の実施形態に係る外科用縫合器具の縫合部４０の構成を詳細に示す図である。 回転部５０が採用されて結合されている縫合部４０を詳細に示す図である。 本発明のさらに他の実施形態に係る外科用縫合器具の構成を示す図である。

後述する本発明に対する詳細な説明においては、本発明が実施できる特定の実施形態を例示として示す添付図面を参照して説明を遂行する。これらの実施形態は当業者が本発明を容易に実施できるのに充分に詳細に説明する。本発明の多様な実施形態は相異なるが、相互に排他的な必要はないと理解するべきである。例えば、一実施形態として記載している特定の形状、構造及び特性は本発明の技術的思想及びその範囲を逸脱しないで他の実施形態で実現することも可能である。また、以下に開示するそれぞれの実施形態のうち、個別構成要素の位置または配置は本発明の技術的思想及びその範囲から逸脱することなく変更可能であることを理解するべきである。したがって、後述する詳細な説明は、限定的な意味で扱うものでなく、本発明の技術的範囲は、適切に説明されるならば、その特許請求の範囲に記載された各請求項が主張するものと均等な全ての技術的範囲を含むものである。図面において、類似の参照符号は、様々な側面にわたって同一または類似の機能を指し示す。

以下、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を容易に実施できるようにするために、本発明の好ましい実施形態に関して、添付した図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る外科用縫合器具の全体的な構成を示す図であって、図１に示すように、外科用縫合器具は、結合部１０と、シャフト部２０と、動作部３０と、縫合部４０とを含むことができる。

本発明の一実施形態によれば、結合部１０は、外科用縫合器具がロボットアームを有する手術用ロボットシステムなどのような外部装置（図示せず）に結合できるようにする機能を果たすことができる。

手術用ロボットシステムおよびロボットアームに手術器具を結合する技術に関しては、２００５年１０月１８日付で公開された韓国公開特許公報第２００５−１００１４７号および２００８年１０月７日付で公開された韓国公開特許公報第２００８−８９５７９号の明細書を参考にすることができる（前記２件の特許出願明細書に記載された内容は、その全体として本明細書に組み込まれたものと見なさなければならない）。

本発明の一実施形態によれば、シャフト部２０は、その一端が結合部１０に連結されており、その他端は動作部３０に連結されているシャフトを含むことができる。このようなシャフトの内部には、後述する動作部３０および／または縫合部４０の制御のためのワイヤその他制御付属が含まれることができる。また、シャフトは、本発明に係る外科用縫合器具を物理的に支持する機能を果たすことができる。

本発明の一実施形態によれば、動作部３０は、シャフト部２０と縫合部４０とを連結する機能を果たし、外部装置からの所定の制御信号に応じて、シャフト部２０に対する縫合部４０の位置および角度が調整されるようにする機能を果たすことができる。このような動作部３０は、必要に応じて、２以上の関節部を含み、ピッチ方向の動作および／またはヨー方向の動作を行うように構成することができる。動作部３０を構成するために、公知の様々な手術器具の関節部の構成原理が採用できることは勿論である。

本発明の様々な実施形態に係る縫合部４０に関しては、以下に詳細に説明する。図２は、本発明の一実施形態に係る外科用縫合器具の縫合部４０の構成を詳細に示す図である。
図２に示すように、縫合部４０は、人体の組織を縫合する機能を果たす構成要素であって、詳細には、下部支持台４２と、手術用針４４と、手術用針４４を収容し、手術用針４４を下部支持台４２と実質的に直交する方向に動作させる機能を果たす針駆動部４６とを含むことができる。一方、ここで、そして以下の詳細な説明において、本発明に係る縫合部４０の支持台が主に下部支持台４２であるとして例示して説明するが、手術用針４４に対向する支持台が手術用針４４の上側に配置されてもよいことが理解されなければならない。

本発明の一実施形態によれば、縫合部４０は、布の裁縫のために長年用いられてきた公知のミシンと同一または類似の原理で動作することによって人体の組織を縫合することができる。すなわち、手術用針４４の上下動作に応じて、手術用針４４からの縫合糸と下部支持台４２からの縫合糸とが絡み合うことによって人体組織が縫合可能である。好ましくは、この場合に、手術用針４４に連結された縫合糸と下部支持台４２に含まれている縫合糸とは互いに絡み合うだけで、縛られることはない。一方、本発明に係る外科用縫合器具で用いられる縫合糸は、基本的に縫合部４０から供給することができるが、このような縫合糸は、使い捨て専用の縫合糸であることが好ましい。これは、衛生上の理由であるが、同様の理由で、本発明に係る外科用縫合器具で用いられる手術用針４４も、使い捨て専用の針モジュールであることが好ましい場合がある。

本発明の一実施形態によれば、縫合部４０は、手術用ロボットシステムなどのような外部装置から入力される制御信号に応じて、針駆動部４６を動作させることができる。例えば、オペレータが外部装置を操作することにより、縫合部４０に収容された手術用針４４が下部支持台４２と実質的に直交する方向に動作することができる。

この場合に、オペレータは多様なオプションを利用することができる。例えば、公知のミシンの基本機能のうち、特に外科手術に有利な次の機能を実現するために、手術用針４４（または縫合部４０）が動作するようにオプションを選択することができる。

１．３層縫合：人体組織の２層だけでなく、３層を縫合できるようにする。
２．３本縫合：手術用針４４に３本の縫合糸をかけて縫合する。
３．４本縫合：手術用針４４に４本の縫合糸をかけて縫合する。

４．ジグザグ縫合：縫合部４０がジグザグに動作するように動作部３０を制御しながら縫合を進める。
５．平行縫合：側面が互いに当接した人体組織の２層を縫合する。

６．２針縫合：２本の手術用針４４によって縫合する。
７．伸縮縫合：伸縮性を有する縫合糸で縫合する。
８．裾縫い（ｈｅｍｍｉｎｇ）縫合：縫合糸がばね状に裾縫いされるように縫合する。

９．刺繍縫い（ｅｍｂｒｏｉｄｅｒｉｎｇ）：組織上に書きごと（例えば、手術日付やマーキング）をする。
１０．縫い合わせ（ｓｔｉｔｃｈｉｎｇ）：物体（例えば、人工臓器）と組織とを縫い合わせて物体が組織に付着するようにする。

１１．ブラインド（ｂｌｉｎｄ）縫合：縫合糸が組織の外から見えないように縫合する。
１２．オーバーロッキング（ｏｖｅｒｌｏｃｋｉｎｇ）縫合：エッジング（ｅｄｇｉｎｇ）、裾縫いまたはシーミング（ｓｅａｍｉｎｇ）のために、１つまたは２つの組織の周縁にかけて縫合する。

１３．結紮縫合：血管が縛られるまで縫合する。
一方、本発明の一実施形態によれば、オペレータは縫合部４０での縫合動作の進行を制御することができる。例えば、オペレータが、外部装置を介して、縫合の進行モードを自動モードおよび半自動モードの中から選択することにより、縫合部４０が駆動されることができる。自動モードの場合には、縫合部４０は、オペレータの別途の操作があるまで縫合の進行方向に継続的に縫合を行い、半自動モードの場合には、縫合部４０は、オペレータの別途の操作がある前でも、縫合の進行方向に一定回数の縫合を行った後、縫合動作を停止することができる。

一方、本発明の一実施形態によれば、前述したような様々な縫合動作の主なファクターとなる縫い目の間隔と縫合速度とはオペレータによって決定可能である。このような間隔および／または縫合速度は、縫合の対象となる組織（例えば、循環器組織、呼吸器組織または皮膚組織）の種類に応じて、熟練したオペレータによって決定されることが好ましい場合がある。また、間隔および／または縫合速度は、オペレータが、縫合されるべき組織の種類に基づいていくつかの予め設定された縫合モードのうちの１つを選択することによって決定されることができる。また、縫合されるべき組織部分の長さが長い場合に、縫合部４０の針駆動部４６の動作に応じて、シャフト部２０の体長が伸張または収縮するように構成することもできる。

一方、本発明に係る外科用縫合器具は、どのような種類の手術（例えば、開腹手術）にでも自由に使用されることができるが、腹腔鏡手術、内視鏡手術などのような侵襲手術に用いられてもよい。この場合、外科用縫合器具は、図１や図２に示すものとは異なって構成されることもできる。例えば、侵襲手術に適するようにシャフト部２０を細長く構成し、動作部３０が複数の関節部を具備するようにし、縫合部４０を小型化することができる。これにより、外科用縫合器具は人体内に容易に侵襲することができる。また、オペレータの視野を確保するための内視鏡、縫合される人体の組織をつかめるようにするやっとこなどが、本発明に係る外科用縫合器具とともに使用されることもできる。

本発明の他の実施形態によれば、外科用縫合器具は、図２に示すように、結合部１０と、シャフト部２０と、動作部３０と、縫合部４０とを含むが、多少変形した形態の縫合部４０を含むこともできる。図３は、本発明の他の実施形態に係る外科用縫合器具の縫合部４０の構成を詳細に示す図である。

図３に示すように、縫合部４０は、互いに対向している上部支持台４１および下部支持台４２と、手術用針４４と、手術用針４４を収容し、手術用針４４が下部支持台４２と実質的に直交する方向に動作するようにする機能を果たす針駆動部４６とを含むことができる。また、針駆動部４６は、上部支持台４１に配置され、同じく、上部支持台４１に配置されたレール４７に沿って所定の範囲内で移動するように構成されることができる。

本実施形態によれば、針駆動部４６がレール４７に沿って動き、縫合のための駆動を行うため、前述した例とは異なり、シャフト部２０を伸張または収縮させる必要がなくなる場合もある。

一方、前記実施形態に係る外科用縫合器具が侵襲手術に採用される場合には、上部支持台４１および下部支持台４２の比較的広い幅により、侵襲手術の際に使用されるポートが大きくなるという問題が発生することができる。これを解決するために、図４に示すように、縫合部４０は、所定の回転部５０と結合されることができる。図４は、回転部５０が採用されて結合されている縫合部４０を詳細に示す図である。

図４に示すように、回転部５０は、所定の角度範囲以内で回転できるように縫合部４０に結合され、回転部５０の回転に伴い、回転部５０に結合されている縫合部４０もともに回転するように構成されることができる。

これにより、縫合部４０が手術用ポートを通過する際には、回転部５０の操作によって上部支持台４１と下部支持台４２とがシャフト部２０の長手方向に並ぶように配置されることができ、縫合部４０が手術用ポートを介して人体内に挿入されることが完了した際に回転部５０を操作し、縫合部４０の方向が縫合に有利な方向に変更されるようにすることができる。

図５は、本発明のさらに他の実施形態に係る外科用縫合器具の構成を示す図である。本発明のさらに他の実施形態によれば、外科用縫合器具は、第１結合部１０ａと、第２結合部１０ｂと、第１シャフト部２０ａと、第２シャフト部２０ｂと、第１動作部３０ａと、第２動作部３０ｂと、下部支持台４２と、手術用針４４と結合されている針駆動部４６とを含むことができる。

本実施形態によれば、手術用針４４と針駆動部４６とを含む縫合部４０の上側部分が、図５に示すように、第１結合部１０ａおよび第１シャフト部２０ａに第１動作部３０ａを介して連結され、縫合部４０の下側部分を形成する下部支持台４２が、図５に示すように、第２結合部１０ｂおよび第２シャフト部２０ｂに第２動作部３０ｂを介して連結されることができる。ここで、第１結合部１０ａ、第１シャフト部２０ａおよび第１動作部３０ａは、第２結合部１０ｂ、第２シャフト部２０ｂおよび第２動作部３０ｂから分離されることができる。

本実施形態によれば、外科用縫合器具が人体内に挿入されて用いられる際、その関節動作がより自由になることができる。すなわち、オペレータの必要に応じて、外科用縫合器具の一方の動作部３０ａと他方の動作部３０ｂとは互いに異なる関節動作を行うことができ、これにより、外科用縫合器具の縫合部４０の上側部分と縫合部４０の下側部分とは互いに別々に制御されることができる。必要に応じて、第１動作部３０ａおよび第２動作部３０ｂは、１つの手術用ロボットシステムの互いに異なるロボットアームによって制御されることもできる。また、１つのロボットアームが、場合によって、第１動作部３０ａを制御することもでき、第２動作部３０ｂを制御することもできるようにするために、第１結合部１０ａや第２結合部１０ｂの形態と関係なく、第１動作部３０ａに連結されることもでき、第２動作部３０ｂに連結されることもできる。

前述した構成（すなわち、外科用縫合器具の分離型構成）を採る場合には、具体的に次のような効果を創出することができる。すなわち、人体の臓器のうち、管状からなる臓器の組織を縫合する際に、あえて１つの手術用ポートに外科用縫合器具全体が入るようにする必要がなくなるため、管の周りに沿って縫合を行うことが有利となり、縫合後に外科用縫合器具を手術用ポートから除去することも容易になる。また、あえて管状の臓器の組織を縫合する場合でなくても、複数の手術用ポートを用いる侵襲手術の際により小さい手術用ポートのみを用いても外科用縫合器具を人体内に挿入することができるため、患者の痛みが軽減でき、患者の回復を助けたり、患者の傷跡を最小化するのにも有利となる。

本発明の好ましい実施形態によれば、外科用縫合器具が次のようにより洗練された形態で実現されることができる。まず、第１動作部３０ａおよび第２動作部３０ｂを制御するための手術用ロボットシステムが、第１動作部３０ａの動作履歴を収集し、基準点に対する第１縫合部４０ａの位置を検出することができる。ここで、第１縫合部４０ａは、縫合されるべき組織にすでに近く位置しており、基準点は手術用ロボットシステムによって予め設定されていると仮定する。その後、手術用ロボットシステムが、第２縫合部４０ｂを第１縫合部４０ａに近く位置させるために、第１動作部３０ａの動作履歴と第１縫合部４０ａの位置に基づいて第２動作部３０ｂを自動的に制御することができる。そして、その後、オペレータは、第２縫合部４０ｂの下部支持台４２が第１縫合部４０ａの上部支持台４１の向かい側に位置するように微細調整することができる。以上のような実現のために、先行技術の開示内容（例えば、米国特許公開公報第２００４−１４３２４３号（公開日：２００４年７月２２日）の開示内容）を参照して、公知の配置制御技術を採用することができる。

以上、本発明が具体的な構成要素などのような特定の事項と限定された実施形態および図面により説明されたが、これは、本発明のより全般的な理解を助けるために提供されたものに過ぎず、本発明が上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、このような記載から多様な修正および変形を図ることができる。

したがって、本発明の技術的思想は、上記の説明された実施形態に限って定められてはならず、後述する特許請求の範囲だけでなく、この特許請求の範囲と均等または等価的に変形したすべてのものなどは、本発明の技術的思想の範疇に属するというべきである。

１０…結合部、２０…シャフト部、３０…動作部、４０…縫合部、４１…上部支持台、４２…下部支持台、４４…手術用針、４６…針駆動部、４７…レール、５０…回転部。

Claims (3)

1. 外科用縫合器具であって、
   上部支持台、
   下部支持台、
   手術用針、および
   針駆動部を含み、
   前記上部支持台は、レールを含み、
   前記下部支持台、前記手術用針、及び前記針駆動部は、縫合部を構成し、
   前記手術用針は、前記針駆動部によって前記下部支持台に対して動作し、
   前記手術用針の動作によって、前記手術用針からの第一縫合糸と前記下部支持台からの第二縫合糸とが互いに絡み合い、
   前記第一縫合糸と前記第二縫合糸とは、互いに分かれており、縫合される組織を前記針駆動部と前記下部支持台との間に配置して絡み合い、絡み合った後は互いに縛られず、
   前記針駆動部は、前記下部支持台に向けられたまま、前記上部支持台に配置されたレールに沿って移動するように構成され、
   前記上部支持台及び前記下部支持台のそれぞれは、回転部に結合され、
   前記回転部の回転により、前記上部支持台及び前記下部支持台の配置方向が変更されることを特徴とする外科用縫合器具。
2. 請求項１記載の外科用縫合器具は、更に、
   前記縫合部に関節動作機能を提供するため、少なくとも一つの関節部を含む動作部を備えることを特徴とする外科用縫合器具。
3. 請求項１記載の外科用縫合器具において、
   前記縫合部は、３層縫合、３本縫合、４本縫合、ジグザグ縫合、平行縫合、２針縫合、伸縮縫合、裾縫い、刺繍縫い、縫い合わせ、ブラインド（blind）縫合、オーバーロッキング（overlocking）縫合、及び結紮縫合のうちの少なくとも１つの縫合を行うことを特徴とする外科用縫合器具。