JP6631994B2 - トロカール - Google Patents

Description

本発明は、平成２７年度、国立研究開発法人日本医療研究開発機構、「医工連携事業化推進事業実証事業」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願であって、内視鏡外科手術に用いられるトロカールに関する。

近年、患者のＱＯＬ（quality of life）維持・向上のために腹腔内に内視鏡を挿入する腹腔鏡下手術などの低侵襲外科手術が求められている。腹腔鏡下手術は腹腔内に炭酸ガスを注入して腹壁を膨らませ、手技のための空間と視野を確保する。そして腹壁に小さい孔を設け、トロカールと呼ばれる器具を挿入し、そこから内視鏡(CCDカメラ等)や鉗子等の外科器具を患者の体内に挿入し、内視鏡によってモニターに表示される映像を観察しながら手術を行うのが一般的である（特許文献１、２）。

このような従来の内視鏡外科手術では、通常、挿入される内視鏡は１本であるので、視野が限られ、術者が処置中にモニターを見て判断できる情報が非常に少ない。一方、内視鏡をさらに追加挿入することでより広い視野を確保することができるが、内視鏡を挿入するために新たに体壁に穴を開ける必要があり、患者への負担が大きくなってしまう。そこで、腹腔鏡手術に使用するトロカールに小型カメラを装着することで、腹腔鏡手術において観察視野の拡大を目指した提案がなされている（特許文献３）。

すなわち、特許文献３には、腹腔内にトロカールを挿入する際は、カメラをトロカール内に格納し、腹腔内にトロカールの先端部分が挿入された時点において、トロカール外にカメラを展開する機構が採用されている。
しかし、カメラの格納や展開を操作するための機構をトロカール内に設置する必要があるため、トロカール自体の内径、外形が大きくなり、そのため患者への負担が大きくなってしまうという問題がある。
また、腹腔内に挿入されるトロカール・シャフトは、外筒に対して抜き差しが必要なため、外筒の厚みに相当する段差が形成され、挿入抵抗が発生する。さらに、カメラ付きの場合、ハウジングなどの要素部品が多く、その段差がより大きくなってしまうという問題がある。

特開２０１３−０４６７８９号公報 特開２００６−１６７４７５号公報 特開２０１４−１３２９７９号公報

本発明の課題は、省スペースなカメラ展開機構を備えたトロカールを提供することである。

上記課題を解決するための本発明の実施形態は、以下のような構成を有する。
（１）医療器具を体内に挿入するためのパイプ部を有するトロカールであって、前記パイプ部が、パイプ部外筒とパイプ部内筒とを含み、前記パイプ部内筒の先端には切り欠き部を有し、この切り欠き部内に、パイプ部の外に回動する展開状態と、パイプ部内に格納される格納状態との間を回動自在に軸支されたカメラ部を有しており、前記パイプ部内筒には、前記カメラ部を展開状態に付勢する弾性部材が収容されていると共に、前記パイプ部外筒は、パイプ部内筒上を軸方向にスライド可能に外挿されており、パイプ部先端に向かってスライドした状態で、パイプ部外筒が前記弾性部材の付勢力に抗してカメラ部をパイプ部内に格納すると共に、前記カメラ部は、カメラマウントと、このカメラマウントの背面および両側部を覆ったコ字形のハウジングとを備えており、前記カメラ部が展開状態で、前記ハウジングの背面部の少なくとも先端部がパイプ部表面に露出すると共に、前記ハウジングの背面および両側部のうち少なくとも背面には、面取り部が形成されていることを特徴とするトロカール。
（２）前記カメラ部の両端が、前記パイプ部内筒に回動自在に軸支され、この軸支点よりパイプ部の半径方向外向き位置で、前記弾性部材の一端が接続され、カメラ部をパイプ部後方に付勢している（１）に記載のトロカール。
（３）前記パイプ部外筒およびパイプ部内筒の各先端面は、後端に向かって厚さが大きくなる斜面状に形成されている（１）または（２）に記載のトロカール。
（４）前記パイプ部内筒内にトロカール・シャフトが抜去可能に挿通され、トロカール・シャフトの先端には、パイプ部内筒の先端面から突出する略円錐形の穿刺部が形成されている（１）〜（３）のいずれかに記載のトロカール。
（５）前記医療器具は、前記パイプ部内筒内を経て体内に挿入される（１）〜（４）のいずれかに記載のトロカール。
（６）医療器具を体内に挿入するためのパイプ部と、前記パイプ部先端に形成される切り欠き部と、前記切り欠き部内に、前記パイプ部の外に回動する展開状態と、前記パイプ部内に格納される格納状態との間を前記パイプ部の長軸方向と直交する軸を回転軸として回動自在に軸支されたカメラ部とを有し、前記カメラ部は、光学手段を備えた撮像部と、前記撮像部を覆うハウジングと、前記ハウジングに形成される面取り部とを備え、前記カメラ部が格納状態で、前記面取り部が、前記パイプ部内に抜去可能に挿通されたトロカール・シャフトと前記ハウジングとの境界面と、前記ハウジングと前記パイプ部との境界面とを形成することを特徴とするトロカール。
（７）前記面取り部は、前記パイプ部と前記ハウジングとが同一面となるよう形成されるとともに、前記ハウジングと前記トロカール・シャフトとが段差無く連続するよう形成される、（６）に記載のトロカール。

本発明によれば、カメラ部の展開・格納が、パイプ部内筒に対してスライド可能に外挿されたパイプ部外筒によって行われるため、大きなスペースをとることなくカメラ部の展開・格納が可能である。そのため、トロカールの外径を小さく、内径を大きくすることができ、トロカールの小型化により患者への負担が軽減されると共に、鉗子等の外科器具を体内に挿入するのに支障をきたすことがない。
また、体内でカメラ部を展開した状態で、トロカールを体内から抜去したとしても、カメラ部は、抜去時にパイプ部の軸方向を後端側から先端側に向かって加わる外力で回動してパイプ部内筒内に格納されるので安全である。
さらに、ハウジングの背面および両側部のうち少なくとも背面には、面取り部が形成されているので、腹腔内への挿入抵抗を減らし、患者の負担を軽減することができる。

本発明の一実施形態に係る、カメラ展開状態のトロカールを示す斜視図である。 (ａ）、(ｂ）はそれぞれ図１に示すトロカールの側面図およびその断面図である。 (ａ)、（ｂ）はそれぞれ図１に示すトロカールのカメラ格納状態での側面図およびその断面図である。 (ａ)、(ｂ）はそれぞれ図２に示すトロカールからトロカール・シャフトを抜去した状態におけるトロカールの側面図およびその断面図である。 トロカールのヘッド部を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るトロカールの分解斜視図である。 本発明の一実施形態における気密構造ユニットの分解斜視図である。 図７の破断分解斜視図である。 気密構造ユニットの組立て状態を示す破断斜視図である。 図９に示す気密構造ユニットを９０°回転させた状態を示す断面図である。 (ａ)、(ｂ）はそれぞれカメラ部展開状態におけるトロカールの先端部を示す斜視図および断面図である。 カメラ部の断面図である。 カメラ部展開状態におけるトロカールの先端部を術者側（手前側）から見た斜視図である。 カメラ部の回動機構を説明するための斜視図である。 (ａ)、(ｂ）はそれぞれカメラ部の構造を示す破断斜視図および断面図である。 (ａ)、(ｂ）はそれぞれカメラ格納状態および展開状態におけるパイプ部外筒の動作を示す断面図である。 (ａ)、(ｂ）はトロカール・シャフトによるカメラ部のロック機構を説明するための模式図である。 栓部材の形態を示す斜視図である。 (ａ)〜(ｄ）はトロカールの使用方法を示す斜視図である。 トロカールの使用状態を示す説明図である。 本発明の他の実施形態に係るトロカールを示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

＜トロカールの全体構造＞
図１は本発明の一実施形態に係るトロカール１を示している。このトロカール１は、例えば腹腔鏡下手術に用いられるものであって、術時に挿入する方向に見て先端側（遠方位置）にあるパイプ部２と、術者側(以下、「手前側」という場合がある)の位置にあるヘッド部３とから構成される。

トロカール１には、ヘッド部３からパイプ部２を貫通したトロカール・シャフト４が装着されている。トロカール・シャフト４は、先端に、体壁を通して腹腔内に穿刺するための穿刺部４ａが形成され、後端にはハンドル部４ｂが形成されている。穿刺部４ａは先端がパイプ部２の内径に略一致するような略円錐形状を有する。ハンドル部４ｂは、術者がトロカール・シャフト４のトロカール１への挿入および抜き取りの操作を行うためのものである。

トロカール１は、図１および図２(ａ)、(ｂ)に示すように、パイプ部２の先端に撮像手段としてのカメラ部５が取り付けられている、図１および図２(ａ)、（ｂ）は、カメラ部５を展開した状態を示している。一方、図３(ａ)、（ｂ）は、カメラ部５をパイプ部２内に格納した状態を示している。図３（ｂ）に示すように、トロカール・シャフト４の穿刺部４ａに続く先端部４ｃは、パイプ部２の内径と実質的に同じ外径を有する柱状に形成され、カメラ部５の格納状態では、カメラ部５の格納スペースを確保するために、その一部に切り欠き部６が形成される。そして先端部４ｃからハンドル部４ｂにいたる連結部４ｄは先端部４ｃに比べ外径が小さく形成されている。かかる構造を採用しているのは、外径を大きく形成した先端部４ｃにより、カメラ部５を備えたパイプ部２の先端をその内部から支えることでトロカール１を挿入する際にかかる大きな力に対して十分な強度を確保するためである。
ちなみに、パイプ部２の内径が１２．７ｍｍであるとき、柱状の先端部４ｃの外径は１２．６ｍｍ程度であるのが好ましい。

図４(ａ)、（ｂ）は、図２(ａ)、(ｂ)に示す状態からトロカール・シャフト４を抜き取ったトロカール１を示している。トロカール１のパイプ部２は、図４（ｂ）に示すように、パイプ部外筒２１とパイプ部内筒２２とを含む二重構造となっている。ヘッド部３は、パイプ部外筒２１と一体に形成されたヘッド部外筒３１と、パイプ部内筒２２と一体に形成されたヘッド部内筒３２とを含む。
パイプ部外筒２１およびパイプ部内筒２２の各先端面は、後端に向かって厚さが大きくなる斜面状に形成されている。
なお、パイプ部外筒２１とヘッド部外筒３１、およびパイプ部内筒２２とヘッド部内筒３２とは、一体に連結もしくは接続されたものであってもよい。

＜ヘッド部＞
次にヘッド部の構造について説明する。図１に戻り、ヘッド部内筒３２は、腹腔内に炭酸ガス、空気等のガスを送り込む送気管１０を備える。ヘッド部内筒３２に取り付けられた送気管１０から送り込まれるガスは、パイプ部内筒２２を通って腹腔内に送り込まれ、腹腔内が与圧される。

ヘッド部３は、図５および図６に示すように、前記したヘッド部外筒３１とヘッド部内筒３２とを備え、さらにヘッド部内筒３２内に収容される気密構造ユニット４４と、手前側の開口端４８を塞ぐ栓部材４０とを備える。ヘッド部外筒３１と、開口端４８を有するヘッド部内筒３２は、ヘッド部本体を構成する。
栓部材４０は、中央部にトロカール・シャフト４を挿通させるための開口部７を有する。図５では、開口部７にトロカール・シャフト４が挿入され、ハンドル部４ｂが栓部材４０に係止している。そして、トロカール・シャフト４を引き抜いた後、開口部７から鉗子等の医療器具（図示せず、以下、術具ということがある）が挿入可能になる。
栓部材４０の外周面には、カメラ部５から延びるフレキシブルケーブル２８（信号・電源用ケーブル・ＦＰＣケーブル）が接続されるコネクタ部１１が形成されている。

次に、気密構造ユニット４４について図７から図１０を参照して説明する。
気密構造ユニット４４は、図７および図８に示すように、ヘッド部内筒３２の先端側 (遠方位置)にダックビル弁８を有し、さらに、ダックビル弁８から手前側（術者側）に向かって配置したシールユニット６０とから構成されている。
ダックビル弁８は、外周面にフランジ８ａを有している。一方、気密構造ユニット４４を装着するヘッド部内筒３２の内周面には、フランジ８ａが当接する段部５０が形成されている（図６を参照]。フランジ８ａの先端側には凹部５１が形成され、一方、これに対応して、段部５０には凸部５２が形成されている。そのため、ダックビル弁８を含む気密構造ユニット４４の装着時に、ダックビル弁８を所定の位置に確実に位置決めすることができる。なお、凹部５１および凸部５２は、それぞれ１つだけであってもよく、複数設けてもよい。
シールユニット６０は、ダックビル弁８から手前側（術者側）に向かって順にシール押えカバー４２、ドーム型シール固定用先端側マウント９１、ドーム型シール９２、気密用ゴムカバー３７およびドーム型シール固定用手前側マウント９３を備える。このシールユニット６０は、術具を挿入し使用する際に術具と密着することで腹腔内に与圧されたガスの漏洩を防止するためのシール構造体であり、このような複数の部材より構成されている。

ダックビル弁８は、アヒルの口ばし形の弁機構であり、開口部７とパイプ部２内とを仕切っている。ダックビル弁８は、図９に示すように、トロカール・シャフト４や鉗子等の術具を挿入する前の状態において腹腔内に与圧されたガスの漏洩を防止するために閉じており、トロカール・シャフト４や術具は、開閉口８１を押し開くようにしてパイプ部２内に挿入される。ダックビル弁８は、シリコーンゴムなどのエラストマー材から形成される。
図１０は、図９の状態から９０°回転させた気密構造ユニット４４を示している。

図７および図８に戻り、シールユニット６０を説明する。シール押えカバー４２は、ポリアセタールなどの樹脂材料から形成され、ダックビル弁８のフランジ８ａより手前側の円筒部８ｂに嵌合する大径部４２aと、ドーム型シール固定用先端側マウント９１のフランジ部９１ｂを位置決めする小径部４２ｂを備えた平面部４２ｃとから構成される。
ドーム型シール固定用先端側マウント９１は、ポリカーボネート樹脂などから形成され、ドーム型シール９２と嵌合する周壁部９１ａとフランジ部９１ｂとから構成され、フランジ部９１ｂには複数本（図では６本）のピン９１ｃが一体に形成されている。

ドーム型シール９２は、シリコーンゴムなどのエラストマー材から形成され、トロカール・シャフト４やその他の術具を挿入するための器具挿入口４１を有するシール部本体９２ａとフランジ部９２ｂとから構成される。フランジ部９２ｂにはドーム型シール固定用先端側マウント９１に設けたピン９１ｃが挿通する位置決め用の孔４５が設けられている。

気密用ゴムカバー３７は、シリコーンゴムなどのエラストマー材から形成され、ダックビル弁８とドーム型シール９２とを連接し、それらの間の気密性を高める機能を有する。気密用ゴムカバー３７は、筒状部３７ａと、その先端側に設けた第１小径部３７ｂと、手前側に設けた第２小径部３７ｃとを備え、第２小径部３７ｃにはドーム型シール９２のスライドに追従できるように蛇腹部３７１が形成される。また、第２小径部３７ｃにおける開口３９の周縁部（平坦部）３７ｄにはピン９１ｃが挿通する位置決め用の孔４６が形成されている。

ドーム型シール固定用手前側マウント９３は、ポリアセタールなどの樹脂材料から形成され、ドーム型シール９２と嵌合する周壁部９３ａとフランジ部９３ｂとから構成され、フランジ部９３ｂにはドーム型シール固定用先端側マウント９１に設けたピン９１ｃが挿通する位置決め用の孔４７が設けられている。

気密構造ユニット４４の組立て状態を図９および図１０に示す。組立てにあたっては、ドーム型シール固定用先端側マウント９１、ドーム型シール９２、気密用ゴムカバー３７およびドーム型シール固定用手前側マウント９３の４つの部品の各々の平面部４２ｃ、フランジ部９１ｂ、９２ｂ、３７ｄ及び９３ｄを重ね合わせ、先端側マウント９１に設けたピン９１ｃを、気密用ゴムカバー３７およびドーム型シール固定用手前側マウント９３に設けた孔４５,４６,４７に順に挿通させる。最後にピン９１ｃの先端を熱でかしめることにより一体化した後、気密用ゴムカバー３７の先端側に設けた第１小径部３７ｂにてシール押さえカバー４２の遠方位置側端縁４２ｄを保持することで、シールユニット６０が組み立てられる。
このように、フランジ部９１ｂ、９２ｂ、３７ｄ及び９３ｄを重ね合わせ、ドーム型シール９２を一体化させることで、ドーム型シール９２の器具挿入口４１に挿入された術具の動きに連動して、ドーム型シール９２が気密用ゴムカバー３７に設けた蛇腹部３７１に作用し、器具挿入口４１の密着状態を維持しつつドーム型シールを移動させることが可能となる。

ついで、シールユニット６０を構成する気密用ゴムカバー３７の先端側に設けた第１小径部３７ｂをダックビル弁８のフランジ部８aの手前側の面と密接させることで気密構造ユニット４４を得る。この状態で、図６に示すように、気密構造ユニット４４をパイプ内筒３２内に挿入し、パイプ内筒３２の内面に形成された段部３２aにダックビル弁８のフランジ部８aを係止させ、さらに手前側より栓部材４０をパイプ内筒３２に嵌着させる。
上記４つの部品が一体となってダックビル弁８のフランジ部８aに押さえつけられることで、ダックビル弁８およびドーム型シール９２が気密状態で連結される。
この実施例では、気密構造ユニット４４をシールユニット６０とダックビル弁８とを密接させた構造を採用したが、シールユニット６０の気密用ゴムカバー３７を用いてダックビル弁８まで一体化することも勿論可能である。すなわち、気密用ゴムカバー３７とダックビル弁８とを接合したり、一体に成形してもよい。

＜カメラ部＞
カメラ部６は、後述するように、パイプ部２内に格納でき、腹腔内でパイプ部２の外周面から外方に展開される。図２および図３は、それぞれトロカール１におけるカメラ部５の展開状態および格納状態を示している。図４(ａ)、(ｂ)は、トロカール１からトロカール・シャフト４を抜き取り、かつカメラ部５を展開した状態を示している。

図１１(ａ)、(ｂ)は、図４(ａ)、(ｂ)の先端部を拡大した図であり、カメラ部５は、パイプ部２の外に展開した状態となっている。カメラ部５は、パイプ部内筒２２の先端切り欠き部２３内に収容できるように、両端が回動自在に軸支されている。これにより、カメラ部５は、パイプ部２の外に撮影可能に回動する展開状態と、パイプ部２内に格納される格納状態との間を自在に回動することができる。このように、展開状態のカメラ部５は、パイプ部内筒２２の先端部に位置しているので、パイプ部２に視界を遮られることがないので、術野を撮影するのに好適である。

すなわち、カメラ部５は、略コ字形のハウジング１３と、このハウジング１３の前面（本実施形態ではコ字形内底面）に取り付けられたカメラマウント１７とを備えており、カメラマウント１７には、光の透過方向に沿って順にレンズ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、撮像センサ保護用透光板１５および撮像センサ１６（ＣＭＯＳなど）が取り付けられている。レンズ１４ａ、１４ｂ、１４ｃは、鏡筒２５内に積層配置されている。撮像センサ１６にはフレキシブルケーブル２８が接続される。フレキシブルケーブル２８は、パイプ部外筒２１とパイプ部内筒２２との間を通り、各々パイプ部外筒２１、パイプ部内筒２２と接続されたヘッド部外筒３１とヘッド部内筒３２との間隙を通って、ヘッド部外筒３１の手前側単縁よりヘッド部３の外側に引き出され、コネクタ部１１のヘッド部３側の面に形成された開口（図示せず）よりコネクタ部１１に引き込まれ、後述する回路基板１００（図５参照）に接続される。また、レンズ１４ａの前面には、透光性保護カバー１８が取り付けられている。
レンズ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ及び保護用透光板１５は光学硝子や光学樹脂で作成することができるが、安価に製造できることや非球面成形が容易な樹脂材料で作成することが望ましい。

撮像センサ１６に接続されたフレキシブルケーブル２８の裏面側には、撮像センサ補強用金属板１９（裏板）が配置される。この撮像センサ補強用金属板１９は、フレキシブルケーブル２８に直接実装しているため、撮像センサ１６の平面性を維持し、センサを保護するためである。補強用金属板１９としては、撮像センサ１６の放熱効果もあるアルミニウム板を使用するのが好ましい。そして、この補強用金属板１９とハウジング１３との間は例えばシリコーン材のような充填材１９´で封止されている。

ハウジング１３は、カメラ部５の格納状態でパイプ部外筒２１と同一面となる曲面状の背面部１３ａを有している。この背面部１３ａの両側部には側面部１３ｂが形成されている。背面部１３ａは曲面状なので、カメラ部５の格納時および展開時におけるパイプ部外筒２１のスライドを円滑に行うことができる。また、カメラ部５の展開状態では、レンズ１４ａ、１４ｂ、１４ｃはパイプ部２の前方に臨んでいて、ハウジング１３の背面部１３ａの少なくとも先端部がパイプ部２の表面に露出する。
ハウジング１３の背面部１３ａおよび両側部１３ｂのうち少なくとも背面部１３ａには、面取り部１３０が形成されているこの面取り部１３０により、トロカール・シャフト４とハウジング１３の背面部１３ａとの間における、パイプ部外筒２２の厚みに相当する段差が無くなり、患者の腹腔内へのトロカール１の挿入時の抵抗が低減される。なお、カメラ部５の収納時には、ハウジング１３の面取り部１３０の先端面とトロカール・シャフト４の先端壁部４ａとが隙間なく連続しているのが良い。この面取り部１３０は、背面部１３ｂからカメラ部５の先端方向に向かって傾斜しており、その傾斜角は挿入抵抗が軽減できれば任意の角度を設定できる。本発明では、パイプ部の長軸方向に対して約２５度の傾斜を持たせているが、２０〜４５°の傾斜角あれば、円滑な挿入が実施できる。

ハウジング１３の両側面部１３ｂ、１３ｂには、図１２および図１３に示すように、下端部にパイプ部内筒２２内を下方に延びる突出部１３ｃがそれぞれ形成されており、各突出部１３ｃには、軸部２０がパイプ部２の軸方向に対して直交する外向きにそれぞれ突出して形成されている。
軸部２０は、図１１（ａ）,（ｂ）および図１３に示すように、パイプ部内筒２２の先端切り欠き部２３の両側部から手前側に向かって斜めに切り欠かれた傾斜溝２４を挿通して、傾斜溝２４に係合している。この軸部２０の中心はカメラ部５を回動させる軸支点Ｓとなる。これにより、コンパクトでありながら、後述するコイルバネ１２（弾性部材）の引く力を利用してカメラ部５を起倒させる際のモーメントを確保することができる。また、上記のように傾斜した傾斜溝２４を採用しているため、カメラ部５の装着が容易である。

図１４に示すように、ハウジング１３の底部１３ｄの両側部には、Ｌ形部４５が下方にそれぞれ突設されており、このＬ形部４５にコイルバネ１２の一端にあるリング状部１２ａが係止される。２本のコイルバネ１２は、図１３に示すように、パイプ部内筒２２の先端切り欠き部２３から手前側（術者側）にパイプ部２の軸方向に沿って延びる凹溝４６内に収容されており、コイルバネ１２の手前側他端にあるリング状部１２ｂは凹溝４６内に固定されている。

コイルバネ１２の一端（リング状部１２ａ）は、軸部２０より手前側で、かつ軸部２０よりパイプ部２の半径方向外向き位置に係止されている。これにより、カメラ部５を手前側に付勢している。これにより、カメラ部５は、軸支点Ｓを回動中心として後方に回動し、展開状態となる。
そのため、体内でカメラ部５を展開した状態で、トロカール１を体内から引き抜いた場合、カメラ部５は、抜去時にパイプ部２の軸方向を後端側から先端側に向かって加わる外力で回動してパイプ部内筒２２内に格納されるので、安全である。
特にカメラ部５に後端側から先端側に向かって想定していない大きな力が作用した場合、Ｌ形部４５とコイルバネ１２一端のリング状部１２ａとの係合が外れるように構成されており、軸部２０はパイプ部内筒２２の傾斜溝２４に係合しているので、軸部２０が傾斜溝２４をすべるように離脱して、カメラ部５を離脱させることができる。これにより、緊急時等において、カメラ部５を破損させること無く、トロカール１から離脱させることが可能になり、安全性を高め、かつカメラ部５の破損リスクを少なくすることができる。
このとき、コイルバネ１２は他端が固定されているので、腹腔内への落下することはない。

本実施形態では、カメラ部５のサイズをできる限り小さくするために、フレキシブルケーブル２８に撮像センサ１６を直接実装している。この実装部には、撮像センサ１６を制御するためのコントローラ機能を備えておらず、クロック制御などのコントローラ機能は、ヘッド部３に設けた回路基板１００（制御手段、図５参照）に配置される。したがって、撮像センサ１６に直接実装されたフレキシブルケーブル２８の端部は、ヘッド部３のコネクタ部１１において回路基板１００に接続され、この回路基板１００からハンダ付けされた外部ケーブル１０２（USBケーブル）にて外部へ画像信号が送り出される。

透光性保護カバー１８を透明性の光学用樹脂から形成する場合、図１５（ａ）および（ｂ）に示すように、レンズ１４ａに隣接する内面が凹曲面１８１となって、光学性能を有させることが可能となる。そのため、透光性保護カバー１８自体がレンズの機能を発揮するため、使用するレンズの数を低減でき、また、透光性保護カバー１８とレンズ１４ａ、１４ｂ、１４ｃとの間隔も小さくすることができ、カメラ部５の薄型化・小型化が可能となる。また後述する周壁などの構造を一体成形することが可能となる。
また、透光性保護カバー１８は周壁１８２を有しており、この周壁１８２には孔２６が形成されている。一方、カメラマウント１７は先端側に爪部２７を有しており、透光性保護カバー１８の取り付け時に孔２６に爪部２７が係止することにより一体化される。その際、防水性を確保するために、ゴム等のシール材２９がカメラマウント１７と透光性保護カバー１８との間に嵌着されている。

＜ロック機構（１）＞
次に、カメラ部５を展開状態または格納状態で保持させ、不用意にカメラ部５が動作するのを防止するためのロック機構を説明する。図１６（ａ）および（ｂ）は、それぞれ格納状態を示す図３（ｂ）および展開状態を示す図２（ｂ）の各断面図を９０°回転させた断面図を示している。
図１６（ａ）および（ｂ）に示すように、パイプ部内筒２２が接続されるヘッド部内筒３２の外周面には軸方向に２つの凹部３０ａ、３０ｂが並設されている。一方、パイプ部外筒２１が接続されるヘッド部外筒３1には爪状の凸部３３を有するロックレバー３４が取り付けられている。
なお、凹部３０ａ、３０ｂ及びロックレバー３４は、１８０度対称の位置に一対設けられている。
カメラ部５の格納状態（図１６（ａ））では、ロックレバー３４の先端に設けられた凸部３３は、先端側の凹部３０ａに係止して、パイプ部外筒２１をロックしている。一方、カメラ部５の展開状態（図１６（ｂ））では手前側の凹部３０ｂに係止して、パイプ部外筒２１をロックしている。これらの操作は、ヘッド部外筒３1から外部に延びるロックレバー３４によって行うことができる。すなわち、ロックレバー３４の外部に露出した一端を指で押すことにより、ロックレバー３４の他端に設けた凸部３３を上方に回動させて、凹部３０ａまたは３０ｂから離脱させ、この状態でパイプ部外筒２１をスライドさせる。

パイプ部外筒２１は、パイプ部内筒２２よりも長さが短く形成されている。これは、カメラ部５がパイプ部内筒２２の先端切り欠き部２３からパイプ部２の外に展開した状態（図１６（ｂ）の状態）で、パイプ部外筒２１がカメラ部５よりも後方に位置するようにするためである。
また、図１７（ａ）および（ｂ）に示すように、パイプ部外筒２１とパイプ部内筒２２の間にはチューブ状シール材４９が介在している。このチューブ状シール材４９は、シリコーンゴム等から形成されており、パイプ部内筒２２上に、前述したフレキシブルケーブル２８を挟むように外装し、フレキシブルケーブル２８の存在下においても、パイプ部外筒２１を、気密状態を維持しつつ摺動させることができる。なお、チューブ状シール材４９の摩擦係数が低減させるために、シリコーンオイル等の医療用途として使用可能な油脂で潤滑作用を確保するようにしてもよい。

＜ロック機構（２）＞
本実施形態では、カメラ部５の格納状態において、カメラ部５が不用意に展開しないように、トロカール・シャフト４でカメラ部５をロックしている。すなわち、図１７（ａ）に示すように、トロカール・シャフト４に形成された切り欠き部６内にカメラ部５が格納された状態では、カメラ部５の先端面は当該切り欠き部６の先端壁部６ａに当接して回動するのが阻止されている。したがって、前記したロックレバー３４によるロック機構と協動して、確実にロック状態を維持することができる。このとき、ハウジング１３の背面部１３ａは穿刺部４ａから面取り部１３０で傾斜して連続する。
一方、トロカール・シャフト４によるロックを解除するには、図１７(ｂ)に示すように、トロカール・シャフト４の先端壁部６ａと、カメラ部５の先端面との間に隙間を形成すれば、簡単にカメラ部５を展開させることができる。

トロカール・シャフト４によるロックおよび解除を行うために、図１８に示すように、トロカール１の手前側（術者側）に位置する栓部材４０の端面外周部にカメラ部格納位置クリック溝４７ａおよびカメラ部展開位置クリック溝４７ｂが所定感覚で並設される。トロカール・シャフト４を栓部材４０の開口部７内に挿入し、ハンドル部４ｂを栓部材４０の端面に装着する際に、カメラ部５の格納状態では、ハンドル部４ｂに設けた突起（図示せず）をカメラ部格納位置クリック溝４７ａに係合させる。一方、展開時には、ハンドル部４ｂを持ってトロカール・シャフト４を回転させて突起をカメラ部展開位置クリック溝４７ｂに係合させる。これにより、トロカール・シャフト４の先端壁部６ａと、カメラ部５の先端面との間に隙間Ｄが形成され（図１９（ｂ）参照）、カメラ部５を展開することができる。
すなわち、カメラ部展開位置クリック溝４７ｂはカメラ部格納位置クリック溝４７ａよりも溝深さが深いために、トロカール・シャフト４を先端側に移動させ、カメラ部５の先端面との間に隙間Ｄを形成することができる。

次に、本実施形態に係るトロカール１の使用方法を図１９（ａ）〜（ｄ）に基づいて説明する。まず、図１９(ａ)に示す初期状態（カメラ部５の格納状態）において、トロカール・シャフト４をカメラ部格納位置クリック溝４７ａからカメラ部展開位置クリック溝４７ｂに回転させ、トロカール・シャフト４の先端壁部６ａとカメラ部５の先端面との間に隙間Ｄを形成させる（図１９(ｂ)）。

ついで、図１９（ｃ）に示すように、パイプ部外筒２１のロックレバー３４を押して、パイプ部外筒２１を手前側にスライドさせる。これにより、コイルバネ１２（図１１参照）の付勢力によりカメラ部５が展開され、トロカール・シャフト４が引き抜き可能になる。
この状態で、図１９（ｄ）に示すように、トロカール・シャフト４を引き抜き、トロカールポートして使用可能となる。

実際の使用に際しては、図１９(ａ)に示す初期状態（カメラ部５の格納状態）において、トロカール・シャフト４の先端に形成された穿刺部４ａで、体壁を通して腹腔内に穿刺する。ついで、上記のようにカメラ部５を体壁３５内で展開し、トロカール・シャフト４をトロカール１から抜き取り、図２０に示すように、腹腔内の患部３６を撮影しながら、手術を行う。

そのため、術者は、モニター(図示せず)に映し出された撮像を見ながら、トロカール１の開口部７から鉗子等(図示せず)を挿入して手術を行うことができるので、視野が拡大し、手術が容易になり手術の安全性も向上する。特に、カメラ部５はパイプ部２の先端部に設けられているので、視野がパイプ部２などに邪魔されることがないという利点がある。

さらに、カメラ部５が収納状態では、ハウジング１３の背面部１３ａおよび両側部１３ｂのうち少なくとも背面部１３ａが面取り部１３０で、トロカール・シャフト４の穿刺部４ａと段差無く連続するので、トロカール１の先端部の形状として挿入時の抵抗が低減され、スムーズに腹腔内（体内）に挿入することができる。

＜他の実施形態＞
上記実施形態では、パイプ部２に対して、カメラ部５とコネクタ部１１とが同じ側に配置されている場合を説明したが、カメラ部５とコネクタ部１１とを異なる位置に配置してもよい。例えば、図２１に示すように、カメラ部５とコネクタ部１１とをパイプ部２の軸心に対して対称位置またはその近傍位置に配置することも可能である。
この場合、術中における外部ケーブル１０２が術者の手の位置よりも下側に配置でき、外部ケーブル１０２に術者の手が触れることでカメラ部５が動き、パイプ部２を回転軸として回転し、映し出された術野が回転することを効果的に防止できる。
なお、カメラ部５とコネクタ部１１の位置は、術者の手が外部ケーブル１０２に触れないように、前記ヘッド部の周方向において、前記カメラ部の取り付け位置とは異なる位置に配置されていればよく、例えばコネクタ部１１を、パイプ部２の軸心に対してカメラ部５から左右それぞれ、９０°以上の角度で配置していてもよい。
その他は、上記実施形態と同じである。

以上、本発明の実施形態に係るトロカール１を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の改善や改良が可能である。例えば、カメラ部５に照明装置を設けて術野が明るくなるようにしてもよい。なお、本発明のトロカール１は、胸腔内の内視鏡外科手術にも好適に用いることができる。

１ トロカール
２ パイプ部
３ ヘッド部
４ トロカール・シャフト
４ａ 穿刺部
４ｂ ハンドル部
５ カメラ部
６ 切り欠き部
７ 開口部
８ ダックビル弁
１０ 送気管
１１ コネクタ部
１２ コイルバネ（弾性部材）
１３ ハウジング
１３ａ 背面部
１３ｂ 両側部
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ レンズ
１５ 撮像センサ保護カバー
１６ 撮像センサ
１７ カメラマウント
１８ 透光性保護カバー
１９ 撮像センサ補強用金属板
２０ 軸部
２１ パイプ部外筒
２２ パイプ部内筒
２３ 先端切り欠き部
２４ 傾斜溝
２５ 鏡筒
２６ 孔
２７ 爪部
２８ フレキシブルケーブル
２９ シール材
３０ａ、３０ｂ 凹部
３１ ヘッド部外筒
３２ ヘッド部内筒
３３ 凸部
３４ ロックレバー
３５ 体壁
３７ 気密用ゴムカバー
４０ 栓部材
４２ シール押えカバー
４４ 気密構造ユニット
５０ 段部
５１ 凹部
５２ 凸部
６０ シールユニット
９１ ドーム型シール固定用先端側マウント
９２ ドーム型シール
９３ ドーム型シール固定用手前側マウント
１００ 回路基板（制御手段）
１０２ ケーブル
１３０ 面取り部
３７１ 蛇腹部

Claims (7)

1. 医療器具を体内に挿入するためのパイプ部を有するトロカールであって、
   前記パイプ部が、パイプ部外筒とパイプ部内筒とを含み、
   前記パイプ部内筒の先端には切り欠き部を有し、この切り欠き部内に、パイプ部の外に回動する展開状態と、パイプ部内に格納される格納状態との間を回動自在に軸支されたカメラ部を有しており、
   前記パイプ部内筒には、前記カメラ部を展開状態に付勢する弾性部材が収容されていると共に、
   前記パイプ部外筒は、パイプ部内筒上を軸方向にスライド可能に外挿されており、パイプ部先端に向かってスライドした状態で、パイプ部外筒が前記弾性部材の付勢力に抗してカメラ部をパイプ部内に格納すると共に、
   前記カメラ部は、カメラマウントと、このカメラマウントの背面および両側部を覆ったコ字形のハウジングとを備えており、前記カメラ部が展開状態で、前記ハウジングの背面部の少なくとも先端部がパイプ部表面に露出すると共に、前記ハウジングの背面および両側部のうち少なくとも背面には、面取り部が形成されていることを特徴とするトロカール。
2. 前記カメラ部の両端が、前記パイプ部内筒に回動自在に軸支され、この軸支点よりパイプ部の半径方向外向き位置で、前記弾性部材の一端が接続され、カメラ部をパイプ部後方に付勢している請求項１に記載のトロカール。
3. 前記パイプ部外筒およびパイプ部内筒の各先端面は、後端に向かって厚さが大きくなる斜面状に形成されている請求項１または２に記載のトロカール。
4. 前記パイプ部内筒内にトロカール・シャフトが抜去可能に挿通され、トロカール・シャフトの先端には、パイプ部内筒の先端面から突出する略円錐形の穿刺部が形成されている請求項１〜３のいずれかに記載のトロカール。
5. 前記医療器具は、前記パイプ部内筒内を経て体内に挿入される請求項１〜４のいずれかに記載のトロカール。
6. 医療器具を体内に挿入するためのパイプ部と、
   前記パイプ部先端に形成される切り欠き部と、
   前記切り欠き部内に、前記パイプ部の外に回動する展開状態と、前記パイプ部内に格納される格納状態との間を前記パイプ部の長軸方向と直交する軸を回転軸として回動自在に軸支されたカメラ部とを有し、
   前記カメラ部は、
   光学手段を備えた撮像部と、
   前記撮像部を覆うハウジングと、
   前記ハウジングに形成される面取り部とを備え、
   前記カメラ部が格納状態で、前記面取り部が、前記パイプ部内に抜去可能に挿通されたトロカール・シャフトと前記ハウジングとの境界面と、前記ハウジングと前記パイプ部との境界面とを形成することを特徴とするトロカール。
7. 前記面取り部は、前記パイプ部と前記ハウジングとが同一面となるよう形成されるとともに、前記ハウジングと前記トロカール・シャフトとが段差無く連続するよう形成される、請求項６に記載のトロカール。