JP7224692B2

JP7224692B2 - 手術器具用ハンドル装置

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Publication number: JP7224692B2
Application number: JP2021554670A
Authority: JP
Inventors: チャ、ヨン・ヨブ
Original assignee: Curexo Inc
Current assignee: Curexo Inc
Priority date: 2019-03-13
Filing date: 2020-03-13
Publication date: 2023-02-20
Anticipated expiration: 2040-03-13
Also published as: KR20200109504A; CN113556981A; US20220039844A1; KR102240954B1; JP2022524431A; WO2020185032A3; EP3939536A2; EP3939536A4; US11331126B2; WO2020185032A2

Description

本発明は手術器具用ハンドル装置に関し、より具体的には、マーカーの位置を一定に保持しながら、手術器具を載置して自由に操作して手術を行うことができる手術器具用ハンドル装置に関する。

一般に、脊椎は、事故などによる損傷、退行性変性または間違った姿勢により、損傷したり変形したりする場合、周辺の神経を圧迫することにより、ひどい痛みを誘発するのに、痛みが軽微な場合、理学療法を介した治療方法を使用するが、痛みがひどい場合、椎弓根を固定する固定装置を挿入して、脊椎の位置を正しくとるか、神経を圧迫する部分を圧迫しないように手術を行う。

椎弓根スクリューの挿入手術は、複数の椎弓根に椎弓根スクリュー（Ｐｅｄｉｃｌｅｓｃｒｅｗ）を挿入し、椎弓根スクリューと隣接する椎弓根スクリューをロッドに結合して、脊椎の癒合を行うものであり、神経を圧迫する椎弓根と隣接した椎弓根との間をロッドによって開けられるように脊椎を矯正して椎弓根が神経を圧迫することを防止することができる。

そして、椎弓根スクリューの挿入手術は椎弓根スクリューをドライバーと呼称されている締結工具を用いて、複数の椎弓根に挿入した後、椎弓根スクリュースのクリューヘッド間でロッドに結合する方法で行われている。

一方、椎弓根スクリューの挿入手術は、医療関係者に依存して行うのが一般的であるが、近来、手術用ロボットを部分的に導入して活用しようとする研究活動が行われている。例えば、手術用ロボットのロボットアームを手術位置に定位置するようにして、ロボットアームのエンドエフェクタに手術器具を設けた後、医療関係者による椎弓根スクリューの挿入手術を行うことができる。

このような手術用ロボットを用いた椎弓根スクリューの挿入手術のような、各種の整形外科手術は、正確な手術のために手術器具にマーカー（ｍａｋｅｒ）を取り付けることができる。このようなマーカーは、光学式位置計測装置（ＯＴＳ：ｏｐｔｉｃａｌｔｒａｃｋｉｎｇｓｙｓｔｅｍ）によって認識できるように、手術器具に対向して取り付けられることにより、マーカーの位置の変化を介して器具先端の位置、椎弓根スクリューの挿入深さ、位置などを計算、確認することができる。

しかし、ドライバーなどの手術器具にマーカーを取り付けた状態で、手術のために回転動作を行ったり動かしたりすると、マーカーの位置が一緒に変更されるので、正確な手術を行うことができない欠点がある。また、手術器具のマーカーを取り付ける場合、干渉現象を誘発したり、安全な把持動作が不可能で、円滑な手術を行うことができない欠点がある。これにより、手術時に手術器具を動かしても、マーカーの位置が変更されなくて正確に手術を行うことができて、手術の過程を利便に行うことができるハンドル装置が求められている。

本発明は、前記の内容に着目して提案されたもので、マーカーの位置を一定に保持しながら、手術器具を載置して自由に操作して手術を行うことができる手術器具用ハンドル装置を提供することにその目的がある。

前記目的を達成するために、本発明に係る手術器具用ハンドル装置は手術器具用ハンドル装置において、手術器具の挿入のための器具挿入孔が形成されたハンドル本体と、前記ハンドル本体に着脱可能に取り付けられるハンドル部材と、前記ハンドル本体に取り付けられるマーカー部材と、を含むことを特徴とする。

前記ハンドル本体は、前記手術器具が挿入されて定位置する器具挿入部と、前記器具挿入部の周りに沿って、前記ハンドル部材が挿入される複数のハンドル結束孔が形成されたハンドル挿入部を含んで構成されることができる。

前記ハンドル部材は、ユーザーが把持する把持部と、前記ハンドル結束孔に挿入されるように前記把持部に突出されている結束突部を含み、前記ハンドル結束孔に結束された前記ハンドル部材が離脱しないように結束部位に形成された離脱防止手段を含んで構成されることができる。

前記離脱防止手段は、前記結束突部に形成されるストッパー挿入孔と、前記ストッパー挿入孔に挿入されるボールハウジングと、前記ボールハウジングに挿入されるボールと、前記ボールハウジングに挿入され前記ボールに弾性力を付勢する弾性部材が備えられたストッパー部材と、前記ボールが係止するように前記ハンドル結束孔に形成される係止孔を含んで構成されることができる。

そして、前記離脱防止手段は、前記ハンドル結束孔及び前記結束突部の中の少なくとも一つ以上に配置される永久磁石を含んで構成されることができる。

前記マーカー部材は、前記ハンドル挿入部に形成されたマーカー挿入孔に一端が挿入して締結されるマーカーロッドと、前記マーカーロッドの他端に形成されるマーカー取付部材と、前記マーカー取付部材に取り付けられる複数のマーカーを含んで構成されることができる。

本発明に係る手術器具用ハンドル装置は前記器具挿入孔の方向に出没可能に前記ハンドル本体に取り付けられる器具支持部材を含んで構成されることができる。

前記器具支持部材は、操作工具が挿入される工具挿入部と、前記工具挿入部に延びて前記ハンドル本体に形成された締結孔に締結されるねじ部と、前記ねじ部に延びて前記器具挿入孔の方向に出没される手術器具支持部を含んで構成されることができる。

本発明に係る手術器具用ハンドル装置によれば、手術器具を安定的に支持することができ、手術器具を動かしてもマーカーの位置を一定に保つことができて位置変更を防止することができるので、光学式位置計測装置が位置情報を正確に獲得することができ、これにより手術器具の位置などを把握し、安全かつ正確に手術を行うことができる効果がある。

そして、本発明に係る手術器具用ハンドル装置によれば、ハンドル部材がハンドル本体に着脱可能に構成されるに伴い、マーカーを光学式位置計測装置に向かった状態で、様々な変数や条件に合わせてハンドル部材の位置を自由に変更することができて手術器具を容易に把持することができるので、便利で安全に手術を行うことができる。

本発明の一実施形態に係る手術器具用ハンドル装置を示す斜視図である。本発明の一実施形態に係る手術器具用ハンドル装置を示す分離斜視図である。本発明の一実施形態に係る手術器具用ハンドル装置のハンドル部材の着脱構造を説明するための要部分離斜視図である。本発明の一実施形態に係る手術器具用ハンドル装置のマーカー部材の着脱構造を説明するための要部分離斜視図である。本発明の一実施形態に係る手術器具用ハンドル装置の作用を説明するための図であり、手術器具用ハンドル装置に手術器具が装着された状態を示す斜視図である。本発明の一実施形態に係る手術器具用ハンドル装置の作用を説明するための図であり、手術器具が装着された手術器具用ハンドル装置が手術用ロボットに設けられた状態を示す図である。

以下、本発明の好ましい実施形態を添付した図面の図１乃至図６に基づいて詳細に説明して、図１乃至図６において同一の構成要素については、同一の参照番号を付与して説明する。

一方、それぞれの図面で一般的な技術から、この分野の通常の知識を有する者が容易に知ることができる構成とその作用及び効果についての詳細な説明は、簡略したり省略する。また、本発明が手術器具用ハンドル装置に特徴を有するものであるから、これと関連する部分を中心に図示及び説明し、残りの部分についての説明は簡略化したり省略する。

図１は、本発明の一実施形態に係る手術器具用ハンドル装置を示す斜視図であり、図２は、本発明の一実施形態に係る手術器具用ハンドル装置を示す分離斜視図であり、図３は、本発明の一実施形態に係る手術器具用ハンドル装置のハンドル部材の着脱構造を説明するための要部分離斜視図である。

図１乃至図３を参照すると、本発明の一実施形態に係る手術器具用ハンドル装置は、手術器具ｔを動かしてもマーカーの位置が変更されないように構成した点において特徴があるもので、ハンドル本体１と、マーカー部材２と、ハンドル部材３が備えられている。

ハンドル本体１は、手術器具ｔが装着される本体の機能を果たす構成であって、棒状本体の内部に長手方向に沿って手術器具の挿入のための器具挿入孔１１ａが形成されている。

そして、ハンドル本体１は、手術器具が挿入されて定位置する器具挿入部１１と、ハンドル部材３が挿入されるように器具挿入口１１に形成されるハンドル挿入部１２で構成されている。

器具挿入部１１は、複数の凹凸部が形成された棒状本体の内部に器具挿入孔１１ａが形成された構造であるが、その形状はこれに限定されるものではなく、手術器具の形態などに応じて多様に変更することができる。

ハンドル挿入部１２は、器具挿入部１１の外面に形成される挿入部本体１２１と、挿入部本体１２１の周りに沿ってハンドル部材３が挿入されるように形成された複数のハンドル結束孔１２２で構成されている。

挿入部本体１２１は、形状に特別な制限はないが、ハンドル部材３の円滑な着脱のために円形状のプレートの形態で突出することが好ましく、その形成位置は、ハンドル本体１の上端から所定の距離だけ下方に離間した位置に突出するようにすることにより、手術器具の着脱時に干渉現象が誘発されないようにすることが好ましい。

そして、ハンドル結束孔１２２は、数量及び形成方向に特別な制限はないが、本実施形態においては光学式位置計測装置に向かってマーカー部材２を配置した状態で、ユーザーの把持方向を３方向で自由に変更、使用できるように挿入部本体９０°の等角度を有するように３つ形成されている。

ハンドル部材３は、ハンドル本体１に着脱可能に取り付けられる構成要素として、ユーザーが把持する把持部３１と、ハンドル結束孔１２２に挿入されるように把持部３１に突出される結束突部３２で構成されている。

一方、本発明に係る手術器具用ハンドル装置は、ハンドル部材３をハンドル本体１に圧入方式により取り付けて引き外す着脱構造でも構成できるが、本実施形態においては円滑で安定した着脱動作のために離脱防止手段４が構成されている。

離脱防止手段４は、ハンドル結束孔１２２に結束されたハンドル部材３が容易に離脱しないようにする機能を果たすためのものであり、ハンドル部材３の結束部位に形成されている。

より具体的に説明すると、離脱防止手段４は、図３に示すように結束突部３２に形成されるストッパー挿入孔４１と、ストッパー挿入孔４１に取り付けられるストッパー部材４２と、ストッパー部材４２が係止するようにハンドル結束孔１２２に形成される係止孔４３で構成されている。

ストッパー部材４２は、ストッパー挿入孔４１に挿入されるボールハウジング４２１と、ボールハウジング４２１に挿入されてハンドル部材３の締結動作の際に係止孔４３に挿入されるボール４２２と、ボールハウジング４２１に挿入されてボール４２２に弾性力を付勢する弾性部材（図示せず）と、ボールハウジング４２１に締結される離脱防止部材４２４で構成されている。

また、離脱防止手段４は、前述したボール４２２によるストッピング方式のほかにも、ハンドル結束孔１２２に結束されたハンドル部材３が離脱しないようにする機能を果たすことができれば、特別な制限なしに多様に変更して構成することができる。

例えば、離脱防止手段４は、ハンドル本体１及びハンドル部材３を磁性体で形成した場合、ハンドル結束孔及び結束突部の中の少なくとも一つ以上に永久磁石を取付けるなどの方法で構成することができる。

添付する図面の図４は、本発明の一実施形態に係る手術器具用ハンドル装置のマーカー部材の着脱構造を説明するための要部分離斜視図である。

図４を参照すると、マーカー部材２はハンドル本体１に取り付けられる構成要素として、ハンドル挿入部１２１に形成されたマーカー挿入孔１２３に一端が挿入して締結されるマーカーロッド２１と、マーカーロッド２１の他端に形成されるマーカー取付部材２２と、マーカー取付部材２２に取り付けられる複数のマーカー２３で構成されている。ここで、マーカーの挿入孔１２３は、断面が略Ｄ字の形状の溝で形成されている。そして、マーカー２３は反射光を光学式位置計測装置（ＯＴＳ）に提供することにより、計算の過程を介して位置情報を取得するようにするためのものであり、公知の通常のマーカーを適用して構成する。

マーカーロッド２１は、マーカー挿入孔１２３に挿入される部位にＤ字カット加工を施して、回転防止面が形成されたロッド結束部２１１が形成されている。そして、ロッド結束部２１１には、締結時の締結ボルト２５が挿入される締結孔２１１ｂが形成されている。

一方、本発明に係る手術器具用ハンドル装置は、器具挿入孔１１ａの方向に挿入される手術器具を支持するためのハンドル本体１に取り付けられる器具支持部材５が備えられている。

例えば、器具支持部材５は、挿入部本体１２１に形成される締結孔１２４に出没可能に取り付けられるものであり、六角レンチのような操作工具が挿入される工具挿入部５１と、工具挿入部５１に延びて挿入部本体１２１に形成された締結孔１２４に締結されるねじ部５２と、ねじ部５２に延びて器具挿入孔１１ａの方向に出没される手術器具支持部５３で構成されている。

以下、本発明の一実施形態に係る手術器具用ハンドル装置の作用を簡略に説明する。

図５及び図６は、本発明の一実施形態に係る手術器具用ハンドル装置の作用を説明するための図であり、図５は、手術器具用ハンドル装置に手術器具が装着された状態を示す斜視図であり、図６は、手術器具が装着された手術器具用ハンドル装置を手術用ロボットに設けた状態を示すものである。

図５に示すように、本発明に係る手術器具用ハンドル装置は、医療用スクリュー手術装置ｔ１と操作工具ｔ２が組み立てられた状態で、手術用ロボットのロボットアームａに備えられたエンドエフェクタｅに設けられている。ここで、エンドエフェクタｅは、棒状に傾斜するように形成されたガイド部材の末端に挿入される略ブッシング形状を有する手術装置固定部材ｅ１が備えられたことで、この手術装置固定部材ｅ１に手術器具用ハンドル装置が挿入して載置される。

そして、手術器具用ハンドル装置に設けられる手術器具ｔは、種類や形状に特別な制限はないが、本実施形態においては、椎弓根スクリューの挿入手術の際に椎弓根の穴拡げ過程，タッピング過程及び椎弓根スクリュー（Ｐｅｄｉｃｌｅｓｃｒｅｗ）を挿入する過程を行う医療用スクリュー手術装置ｔ１及びこれを操作するための操作工具ｔ２が設けられた例を示している。

前述したように、ロボットアームａに手術器具ｔを含む手術器具用ハンドル装置を装着した状態で、マーカー部材２を光学式位置計測装置（図示せず；ＯＴＳ、ｏｐｔｉｃａｌｔｒａｃｋｉｎｇｓｙｓｔｅｍ）によって認識されるように対向するように定位置した後、手術器具ｔを操作して手術を行う。この際に、ユーザーは片手でハンドル部材３に把持し、もう片手で操作工具ｔ２を回転させると、手術器具用ハンドル装置は回転しなくて操作工具ｔ２だけを円滑に回転させることができる。これにより、ハンドル本体１に固定されたマーカー部材２は回転せず、光学式位置計測装置との対向した状態を保持することになるので、光学式位置計測装置（ＯＴＳ）はマーカー２３から反射光を安定的に提供を受けて、計算の過程を介して位置情報を継続的に獲得することができる。

そして、前述したように、手術の過程で、患者やユーザーの手術位置などの条件の変化に応じて手術器具用ハンドル装置の把持位置を変更しようとする場合、ハンドル部材３を引くと、ハンドル挿入部１２から離脱されるので、手術に便利な位置のハンドル結束孔１２２に再び挿入する方式で把持位置を変更した後に使用することができる。

前述したように、本発明の一実施形態に係る手術器具用ハンドル装置によると、手術器具ｔが手術器具用ハンドル装置に回転可能に取り付けられるので、手術器具を回転させても、マーカーの位置を一定に保つことができて、必要に応じてハンドル部材３の位置を変更しながら、便利で安全な手術を行うことができる。

以上説明した本発明の一実施形態に係る手術器具用ハンドル装置の構成及び動作について説明したが、これは例示的なものであって、本技術分野で通常の知識を有する者は、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で前述した実施形態の一部を置換及び変形することが可能であることを理解できるだろう。

したがって、本発明の保護範囲は、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶことと理解されるべきである。

本発明の手術器具用ハンドル装置は、マーカーの位置を一定に保持しながら、手術器具を載置して自由に操作して手術を行うことができるものであり、椎弓根スクリューの挿入手術のような手術器具用ハンドル装置で使用することができる。
以下に、出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］手術器具用ハンドル装置において、
手術器具の挿入のための器具挿入孔が形成されたハンドル本体と、
前記ハンドル本体に着脱可能に取り付けられるハンドル部材と、
前記ハンドル本体に取り付けられるマーカー部材と、を含むことを特徴とする手術器具用ハンドル装置。
［２］前記ハンドル本体は、
前記手術器具が挿入されて定位置する器具挿入部と、
前記器具挿入部の周りに沿って、前記ハンドル部材が挿入される複数のハンドル結束孔が形成されたハンドル挿入部を含むことを特徴とする［１］に記載の手術器具用ハンドル装置。
［３］前記ハンドル部材は、ユーザーが把持する把持部と、前記ハンドル結束孔に挿入されるように前記把持部に突出されている結束突部を含み、
前記ハンドル結束孔に結束された前記ハンドル部材が離脱しないように結束部位に形成された離脱防止手段を含むことを特徴とする［２］に記載の手術器具用ハンドル装置。
［４］前記離脱防止手段は、
前記結束突部に形成されるストッパー挿入孔と、
前記ストッパー挿入孔に挿入されるボールハウジングと、前記ボールハウジングに挿入されるボールと、前記ボールハウジングに挿入され前記ボールに弾性力を付勢する弾性部材が備えられたストッパー部材と、
前記ボールが係止するように前記ハンドル結束孔に形成される係止孔を含むことを特徴とする［３］に記載の手術器具用ハンドル装置。
［５］前記離脱防止手段は、
前記ハンドル結束孔及び前記結束突部の中の少なくとも一つ以上に配置される永久磁石を含んで構成されたことを特徴とする［３］に記載の手術器具用ハンドル装置。
［６］前記マーカー部材は、
前記ハンドル挿入部に形成されたマーカー挿入孔に一端が挿入して締結されるマーカーロッドと、
前記マーカーロッドの他端に形成されるマーカー取付部材と、
前記マーカー取付部材に取り付けられる複数のマーカーを含むことを特徴とする［２］に記載の手術器具用ハンドル装置。
［７］前記器具挿入孔の方向に出没可能に前記ハンドル本体に取り付けられる器具支持部材を含むことを特徴とする［１］に記載の手術器具用ハンドル装置。
［８］前記器具支持部材は、操作工具が挿入される工具挿入部と、前記工具挿入部に延びて前記ハンドル本体に形成された締結孔に締結されるねじ部と、前記ねじ部に延びて前記器具挿入孔の方向に出没される手術器具支持部を含むことを特徴とする［７］に記載の手術器具用ハンドル装置。

１：ハンドル本体
２：マーカー部材
３：ハンドル部材

Claims

手術器具用ハンドル装置において、
手術器具の挿入のための器具挿入孔が形成されたハンドル本体と、
前記ハンドル本体に着脱可能に取り付けられるハンドル部材と、
前記ハンドル本体に取り付けられるマーカー部材と、を含み、
前記ハンドル本体は、前記手術器具が挿入されて定位置する器具挿入部と、
前記器具挿入部の周りに沿って、前記ハンドル部材が挿入される複数のハンドル結束孔が形成されたハンドル挿入部を含み、
前記ハンドル部材は、ユーザーが把持する把持部と、前記ハンドル結束孔に挿入されるように前記把持部に突出されている結束突部を含み、
前記ハンドル結束孔に結束された前記ハンドル部材が離脱しないように結束部位に形成された離脱防止手段を含み、
前記離脱防止手段は、
前記結束突部に形成されるストッパー挿入孔と、前記ストッパー挿入孔に挿入されるボールハウジングと、前記ボールハウジングに挿入されるボールと、前記ボールハウジングに挿入され前記ボールに弾性力を付勢する弾性部材が備えられたストッパー部材と、前記ボールが係止するように前記ハンドル結束孔に形成される係止孔を含む構造で構成されるか、
前記ハンドル結束孔及び前記結束突部の中の少なくとも一つ以上に配置される永久磁石を含む構造で構成されたことを特徴とする手術器具用ハンドル装置。
前記マーカー部材は、
前記ハンドル挿入部に形成されたマーカー挿入孔に一端が挿入して締結されるマーカーロッドと、
前記マーカーロッドの他端に形成されるマーカー取付部材と、
前記マーカー取付部材に取り付けられる複数のマーカーを含むことを特徴とする請求項１に記載の手術器具用ハンドル装置。
前記器具挿入孔の方向に出没可能に前記ハンドル本体に取り付けられる器具支持部材を含むことを特徴とする請求項１に記載の手術器具用ハンドル装置。
前記器具支持部材は、操作工具が挿入される工具挿入部と、前記工具挿入部に延びて前記ハンドル本体に形成された締結孔に締結されるねじ部と、前記ねじ部に延びて前記器具挿入孔の方向に出没される手術器具支持部を含むことを特徴とする請求項３に記載の手術器具用ハンドル装置。
前記ハンドル挿入部は、前記器具挿入部の外面に形成される挿入部本体と、前記挿入部本体の周りに沿って前記ハンドル部材が挿入されるように形成された複数のハンドル結束孔を含み、
前記挿入部本体は、前記ハンドル部材の円滑な着脱のために円形に突出するとともに、前記手術器具の着脱時に干渉現象が誘発されないように、前記ハンドル本体の上端から所定距離だけ下方へ離間した位置に形成されることを特徴とする請求項１に記載の手術器具用ハンドル装置。
前記マーカーの挿入孔は、Ｄ字の形状の溝で形成され、
前記マーカーロッドは、Ｄ字カット加工を施して、回転防止面が形成されたロッド結束部が形成され、前記ロッド結束部には、締結時の締結ボルトが挿入される締結孔が形成され、
前記器具挿入部は、複数の凹凸部が形成された棒状本体の内部に前記器具挿入孔が形成されたことを特徴とする請求項２に記載の手術器具用ハンドル装置。