JP2008259835A - 体腔内での外科手術を体腔外からの遠隔操作によって行える内視鏡手術用治療装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外科手術などに際して体腔外からの遠隔操作によって体腔内で手術を行うことができる内視鏡手術用治療装置を提供する。
【解決手段】体腔内に設置される、磁性を有する第１の医療器具と、体壁及び／又は臓器を介して体外に設置され、磁気的相互作用によって第１の医療器具を誘導する第２の医療器具と、第１の医療器具に連結された、体腔内での手術に用いる第３の医療器具と、を備え、第２の医療器具を操作して第１の医療器具を誘導することで、体壁及び／又は臓器を任意の方向に牽引して体腔内に外科手術のための手術場を形成できるとともに、第１の医療器具を手術操作の作業基盤となる吊り式足場として、これに連結された第３の医療器具を遠隔操作することで、外科手術を行える、内視鏡手術用治療装置とする。
【選択図】図８

Description

本発明は、外科手術などに際して体腔外からの遠隔操作によって体腔内で外科手術を行うことができる内視鏡手術用治療装置に関する。

内視鏡手術は、直接体腔内に外科医の手を挿入することなく小さな創から専用の器具を体腔内に挿入することによって体腔内の情報を体腔外に転送し、細い鉗子類を体腔外から操作して手術を行う技術である。その特徴は、（１）体腔内の情報を映像情報として抽出することによって画像処理を可能にしたことと、（２）体腔外からの操作によって遠隔操作を可能にしたことの２つの技術的な発展によって、（３）結果として生体に対する負荷を小さくすることができる（創を小さくし体腔内での余分な操作を減らすことによる。）画期的な低侵襲手術を実現したことにある。

この手術の特徴である低侵襲性をさらに発展させるために、手術で使用する鉗子径を細くすることによって創をより小さくする努力が払われている。また、遠隔操作で内視鏡手術操作が可能な手術用ロボットの開発も行われており、すでにいくつかの手術用ロボットが実用化され始めている。完全な遠隔操作による手術が可能になれば、肉眼による古典的な開腹手術の技術限界を凌駕して、この内視鏡手術の優れた点はさらに発展し得る。

しかし、鉗子の径を細くすることは内視鏡手術の発展にほとんど進歩をもたらしていない。現在実用化されつつある手術用ロボットは手術室の外（前室）から手術室内に横たわる患者のベッドサイドに設置したロボット本体を遠隔操作しているに過ぎず、患者に内視鏡手術用鉗子を差し込んで手術操作を行う技術の基本原理は現在臨床の場で普及している内視鏡手術と何ら変わることはない。従って患者に与える身体的負担は現在の技術では細径鉗子やロボットを用いても全く同じであり、有効な解決策になっていないという問題があった。

また、現在普及している腹腔鏡手術は腹壁に小孔を穿ち内視鏡と細径手術機器を挿入して行われており、腹腔内での作業空間は、二酸化炭素ガスを機械的に加圧して腹腔内に送気することによって確保する気腹法か、腹壁にワイヤを通してこれを機械的に天井向けに引き上げる吊り上げ法のどちらかを用いる。これは、腹腔は胸腔と異なり肋骨のような空間保持のための梁構造を具えていないためである。

ガスを加圧して腹腔に送気する気腹法は簡便で良好な視野を提供するため広く普及しているが、内視鏡手術の技術が高度化するに従って肝切除術など大血管に操作が及ぶ手術ではガス塞栓のリスクが問題視されつつある。そのため、若干操作が複雑だが腹腔内圧が大気圧と同等に保たれる吊り上げ法の安全性が見直されつつある。しかし、腹壁を数本のワイヤで支えて引き上げる従来の吊り上げ法では、ワイヤの本数だけ腹に傷をつくることになるためワイヤの本数が限られ、少ないワイヤでテント状に腹壁を吊り上げようとするため、視野が悪く外科医の満足が得られない。

手術のために体壁を挙上する技術がこれまででいくつか開示されているが（例えば、特許文献３〜８）、いずれも腹壁にピン・ワイヤ・金具などを打ち込む技術であり、腹壁に何らかの傷・孔を形成して硬い牽引機器を刺通する必要のある技術である。腹壁に物理的な貫通シャフトやワイヤを通さずに全く無傷で牽引力を伝達しうる磁石を用いた腹壁牽引装置の技術はこれまでに全く公開されていない。

一方、内視鏡手術に磁石を応用する技術としては、体壁に開けた孔から挿入する鉗子の先端に磁石を備えておき、あらかじめ目的管腔臓器内の病変部に連結しておいた磁石との磁気的相互作用によって病変部の探索・確認を容易にするとともに、内視鏡手術操作においては鉗子で臓器を挟んで保持牽引することなく磁石同士の牽引力を応用してこの磁石付き鉗子による牽引力を目的臓器に伝えて手術を遂行するというものがある（特許文献１を参照）。

しかし、この技術では鉗子による臓器把持を磁石で補助的に行う点だけがこれまでに無い技術であって、体壁に孔をあけ、あるいは内視鏡から鉗子を出してそこから鉗子を操作しなければならない点は従来の内視鏡手術と全く同様であり、患者に与える手術侵襲も同じで、鉗子孔を介して手術を行う点でこの技術には何ら技術的発展性が無い。

上記技術以外にも内視鏡手術に磁石を応用する技術が開示されており、例えば、特許文献２には、磁性体を体腔内に留置するための器具に関する技術が開示されており、特許文献９には、手術空間に磁場をかけて患者の腸管に磁性材料を注入して体外から腸管に力を伝達する方法に関する技術が開示されている。また、特許文献１０及び非特許文献４には、磁気アンカーを体外の誘導装置によって牽引して内視鏡下切除の標的となる管腔臓器の病変部位を牽引する装置に関する技術が開示されている。

しかしながら、これらの技術は単に内臓に牽引力を伝達するために磁力を利用することを示しているに過ぎず、いずれも外科手術のための手術場を形成することについて考慮されていない。

本来内視鏡手術がめざすべき低侵襲手術、遠隔操作手術の姿は、体腔の外から体腔内を遠隔操作するものであって、その技術が実現すれば、手術で体腔外から体腔内ヘアクセスするルートは究極的に小さくすることが可能になる。

特開２００２−１５９５０８号公報 特開２００６−２７１８３２号公報 特開平８−１７３４３５号公報 特開平９−１６４１４３号公報 特開平９−２８５４６９号公報 特開２００２−１１２９４７号公報 特開２００４−３０５５２５号公報 特開２００６−５５６１９号公報 特開平９−１８７４６０号公報 特開２００４−１０５２４７号公報 大平猛、外２名、「鏡視下手術における病変捕捉および腸管切除における磁束密度可変式磁力操作鉗子の有用性」、日本外科学会雑誌、２００４年３月１５日、第１０５巻、臨時増刊号、ｐ．３０７ Ｐａｒｋ Ｓ、外５名、「Ｔｒｏｃａｒ−ｌｅｓｓ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｌａｐａｒｏｓｃｏｐｙ：ｍａｇｎｅｔｉｃ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｏｆ ｉｎｔｒａ−ａｂｄｏｍｉｎａｌ ｃａｍｅｒａ ａｎｄ ｒｅｔｒａｃｔｏｒ．」、Ａｎｎａｌｓ ｏｆ Ｓｕｅｇｅｒｙ、２００７年３月、第２４５巻、第３号、ｐ．３７９−３８４ Ｓｃｏｔｔ ＤＪ、外７名、「Ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ ｔｒａｎｓｖａｇｉｎａｌ ＮＯＴＥＳ ｃｈｏｌｅｃｙｓｔｅｃｔｏｍｙ ｕｓｉｎｇ ｍａｇｎｅｔｉｃａｌｌｙ ａｎｃｈｏｒｅｄ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ．」、Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｅｎｄｏｓｃｏｐｙ、２００７年、第２１巻、第１２号、ｐ．２３０８−２３１６ Ｋｏｂａｙａｓｈｉ Ｔ、外４名、「Ｍａｇｎｅｔｉｃ ａｎｃｈｏｒ ｆｏｒ ｍｏｒｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｅｎｄｏｓｃｏｐｉｃ ｍｕｃｏｓａｌ ｒｅｓｅｃｔｉｏｎ．」、Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｏｎｃｏｌｏｇｙ、２００４年、第３４巻、第３号、ｐ．１１８−１２３

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、鉗子を挿入するためだけにあける孔や腹壁を吊り上げるためのシャフトやワイヤを通すための孔をあける必要が無く、体外から体腔内の手術を遠隔操作することを可能にする体腔内留置具（第１の医療器具）、該体腔内留置具と対をなす体外の牽引叢置（第２の医療器具）、及び、該体腔内留置具に連結される手術機器（第３の医療器具）からなる内視鏡手術用治療装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するための手段として、次のような構成の内視鏡手術用治療装置を採用する。

本発明の内視鏡手術用治療装置は、体腔内に設置される、磁性を有する第１の医療器具と、体壁及び／又は臓器を介して体外に設置され、磁気的相互作用によって第１の医療器具を誘導する第２の医療器具と、を備え、第２の医療器具を操作して第１の医療器具を誘導することで、体壁及び／又は臓器を任意の方向に牽引し、体腔内に外科手術のための手術場を形成できることを特徴とする。

本発明において、「第１の医療器具」及び「第２の医療器具」は、磁性を有する部材であれば、特に限定されないが、後に詳述するように、種々の観点から好ましい形態が考えられる。「体壁及び／又は臓器を介して」とは、第１の医療器具と第２の医療器具との間に体壁があり臓器がない場合や、第１の医療器具と第２の医療器具との間に体壁及び臓器がある場合（第１の医療器具が臓器内に設置される場合など）があることを意味する。「磁気的相互作用」とは、互いの表面磁束密度の相互作用を意味する。「第２の医療器具を操作して第１の医療器具を誘導することで、体壁及び／又は臓器を任意の方向に牽引し」とは、第１の医療器具と第２の医療機器との間に体壁及び／又は臓器が介在するように、第１の医療器具及び第２の医療機器が設置されていることによって、第２の医療器具を操作すると、第２の医療器具と第１の医療器具との間に働く磁気的相互作用（吸引力）によって第１の医療器具が誘導され、第１の医療器具と第２の医療器具との間に挟まれた、又は、第１の医療器具が固定された、体壁及び／又は臓器が、第１の医療器具が誘導されることに伴って任意の方向に牽引されることを意味する。

第１の医療器具を体壁又は臓器に固定する場合、その固定方法は特に限定されない。固定方法の具体例としては、第１の医療器具にナイロン製モノフィラメントワイヤを係留し、そのナイロン製モノフィラメントワイヤをループ形状に形成して、そのループ部位を、手術用クリップと生体組織との間に挟み込むことによって、目標の体壁又は臓器に固定する方法などを考えられる。また、このようにして第１の医療器具を体壁又は臓器に固定する場合は、第１の医療器具を中空形状（円筒状、多角形筒状など）にすることが、ナイロン製モノフィラメントワイヤの取り付け容易性の観点から好ましい。

また、本発明において「手術場」とは、第１の医療器具が形成する、体腔内において外科手術を行うための作業空間であり、さらに該第１の医療器具を作業足場として手術を行うこともある場を意味する。作業足場とは、体腔内での外科手術に用いる機器を連結可能であって、それらの機器を支えることができる足場（連結された機器を介して物理的な力を作用点に加えるために必要な基盤）を意味する。

本発明の内視鏡手術用治療装置において、第１の医療器具が、内視鏡手術用ポートから挿通可能な形態であることが好ましい。

ここに、「内視鏡手術用ポート」とは、腹壁に穿った小さな孔に通して体外と腹腔とを三次元空間として開通させるための円筒状器具である。内視鏡手術用ポートは直径１２ミリ大のものからより細い径のものまで市販されている。「第１の医療器具が、内視鏡手術用ポートから挿通可能な形態」とは、第１の医療器具が体腔内へ挿入される際に、内視鏡手術用ポートを通すことができる程度の大きさ・形状であることを意味する。

本発明の内視鏡手術用治療装置において、第１の医療器具に、孔及び／又は溝が設けられていることが好ましい。

ここに、「第１の医療器具に孔が設けられている」とは、第１の医療器具が中空形状である場合や、第１の医療器具の外側に輪を形成する部材が付与されている場合などを意味する。一方、「溝」とは、第１の医療器具を把持する際の滑り止め、又は、ワイヤを引っ掛ける目的で備えられる溝（凹凸）を意味する。かかる形態とすることによって、ワイヤなどを用いて第１の医療器具を臓器などに固定することが容易になる。さらに、他の医療器具（手術用鉗子など）を用いて第１の医療器具を把持・誘導することが容易になる。

本発明の内視鏡手術用治療装置において、第１の医療器具が、内視鏡による誘導によって体腔内に設置することが可能な形態であることが好ましい。

ここに、「第１の医療器具が、内視鏡による誘導によって体腔内に設置することが可能な形態」とは、第１の医療器具が内視鏡によって保持することができる形態であって、設置箇所（例えば、消化器管管内）に到達するまでに引っかかることがないような大きさ・形状であることを意味する。内視鏡によって保持することができる形態の具体例としては、第１の医療器具にナイロン製モノフィラメントワイヤを係留し、そのナイロン製モノフィラメントワイヤをループ形状に形成する形態を挙げることができる。かかる形態の場合、ナイロン製モノフィラメントワイヤのループ部を内視鏡によって保持して挿入することで、第１の医療器具を体腔内に誘導することができる。

本発明の内視鏡手術用治療装置において、第１の医療器具が、体壁の内面形状に適合できる柔軟性を有することが好ましい。

ここに、「体壁の内面形状に適合できる柔軟性を有する」とは、体壁を介して体外に設置されている第２の医療器具との間に働く磁気的相互作用によって第１の医療器具が誘導される際に、第１の医療器具が体壁の内面形状に沿うように変形できる程度の柔軟性を有することを意味する。第１の医療器具にこのような柔軟性を持たせるためには、例えば、第１の医療器具を、薄膜状にすることや、ゴム状の材料や弾性金属などの材料からなるものとすることが考えられる。このように第１の医療器具に柔軟性を持たせることによって、体壁に十分な牽引力を伝達させるとともに、第１の医療器具の粉砕／破壊を防ぎ、さらに、体壁に傷を付けることも防ぐことができる。

本発明の内視鏡手術用治療装置において、第１の医療器具が、薄膜状であることが好ましい。

ここに、「第１の医療器具が、薄膜状である」とは、第１の医療器具が体壁に沿うように変形できる程度の薄さであることを意味する。

本発明の内視鏡手術用治療装置において、第１の医療器具が、体腔内において、略半球面状に展開できることが好ましい。

ここに、「第１の医療器具が、体腔内において、略半球面状に展開できる」とは、第１の医療器具が、体腔内に挿入する際は挿入可能な程度の小ささであり、挿入後、体腔内で略半球状の手術場を形成するように展開できることを意味する。具体的な形態例としては、雨傘の骨のように閉じた状態から展開度を調整しつつ適度に展開できる形態や折り紙のように折り畳まれた状態からシート状に展開できる形態であって、展開後の形状が、アーチ状、ドーム状、ボウル状、半球面状、多面体状などの形状である形態を挙げることができる。

本発明の内視鏡手術用治療装置において、第１の医療器具が、伸縮性を有することが好ましい。

ここに、「第１の医療器具が、伸縮性を有する」とは、第１の医療器具が体腔内において伸縮自在な形態であることを意味する。具体的な形態例としては、複数段階に長さを変えられる棒状又は板状の形態、扇子状の形態、蛇腹状の形態、風船のように大きさを変えられる形態、カメラの三脚のように伸縮性を有しつつ展開度を調整できる形態などを挙げることができる。

本発明の内視鏡手術用治療装置において、第１の医療器具が、耐食性を有することを特徴とすることが好ましい。

ここに、「第１の医療器具が、耐食性を有する」とは、第１の医療器具が体腔内の環境に耐え得る程度の耐食性を有することを意味する。第１の医療器具に耐食性を持たせるには、第１の医療器具が耐食性を有する材料からなるものであってもよく、第１の医療器具の表面に耐食性を持たせるコーティング加工を施してもよい。

本発明の内視鏡手術用治療装置において、第２の医療器具が、支持用具に取り付けられ、該支持用具が手術台あるいは手術室を形成する構造物に連結されることによって、体外で三次元的な位置を固定することが可能であることが好ましい。

ここに、「支持用具」とは、手術台あるいは手術室を形成する構造物に連結することが可能であり、且つ、第２の医療器具の三次元的な位置を固定し得るものであれば、特に限定されない。手術台は手術中にあらゆる角度に動かして使用される。したがって、支持用具を手術台に固定する場合、強固に固定することが好ましく、支持用具が手術台に強固に固定されることによって、手術中に術者の意に反して第２の医療器具の位置がずれることを防げる。また、支持用具は、本発明の内視鏡手術用治療装置の使用中に第２の医療器具にかかる荷重に耐えられる程度の強度を有するものでなければならない。

本発明の内視鏡手術用治療装置において、支持用具を操作することによって、手術中に術者の意図に応じて第２の医療器具の位置を自在に変えられることが好ましい。

本発明の内視鏡手術用治療装置において、第２の医療器具の位置を固定する支持用具が、患者の体の一部を覆う形態であることが好ましい。

ここに、「患者の体の一部を覆う形態」とは、患者の腹壁外形に沿う形態であり、且つ、少なくとも腹部へアプローチできる隙間が設けられている形態を意味する。

本発明の内視鏡手術用治療装置において、支持用具が、患者の胴回り方向に伸縮可能であることが好ましい。

ここに、「患者の胴回り方向に伸縮可能である」とは、患者の体型や手術操作で要求される腹腔内の手術場の大きさに応じ、患者の腹壁外形に沿いつつ伸縮可能であることを意味する。このような伸縮を可能とするためには、例えば、ズボンのベルトのように多段階に半径を調節できる形状とその半径を維持・固定するロック機構を有し、伸縮にはゼンマイや歯車やリール・ロック機構などを応用することを考えられる。この支持用具はズボンのベルトと違ってある程度の硬さが要求されるものであり、そのためにはひとつの連続した構造物ではなく、屋根瓦状の構造物が一枚一枚歯車で可動性を有するように連結された魚のうろこ状形態であればサイズも外形もある程度自在に調節できるため好ましい。

本発明の内視鏡手術用治療装置において、第２の医療器具が、磁力可変式磁石であることが好ましい。

ここに、「磁力可変式磁石」とは、磁性の強度を任意に変更できる部材を意味する。第２の医療器具を磁力可変式磁石とすることによって、第１の医療器具と第２の医療器具との間に働く磁気的相互作用の強度の調整が容易になる。

本発明の内視鏡手術用治療装置において、第１の医療器具が、体壁を挙上する梁構造となって作業空間を形成するとともに作業足場となれることが好ましい。

ここに、「梁構造」とは、建物の梁のような構造を意味する。「作業足場」とは、上述したように、体腔内での外科手術に用いる機器を連結可能であって、それらの機器を支えることができる足場を意味する。第１の医療器具がこのような作業足場となることによって、第１の医療器具に体腔内での手術に用いる機器を連結させれば、それらの機器の作用点に物理的な力を有効に伝えることができる。

本発明の内視鏡手術用治療装置において、第１の医療器具が、体腔内で作業足場を形成し、該第１の医療器具に、体腔内での外科手術に用いる第３の医療器具が連結されていることが好ましい。

本発明の内視鏡手術用治療装置において、第３の医療器具が遠隔操作可能なロボットアームを備え、該ロボットアームを介して第１の医療機器に連結されていることが好ましい。

本発明の内視鏡手術用治療装置において、第３の医療器具が、外科手術分野で使用される２以上の手術機器の組み合わせであることが好ましい。

ここに、「外科手術分野で使用される手術機器」とは、具体的には、例えば、鉗子、ピンセット、鋏、持針器、牽引器、内視鏡カメラ、電気メス、切開装置、吸引洗浄装置などを挙げることができる。

本発明の内視鏡手術用治療装置において、第１の医療器具、及び、第３の医療器具が磁気的相互作用を利用して連結され、第１の医療器具が、体腔内で体壁を挙上する梁構造となって作業空間を形成するとともに、第３の医療器具の作業足場となることが好ましい。

第１の医療器具及び第３の医療器具を、磁気的相互作用を利用して連結させることによって、第１の医療器具及び第３の医療器具の連結を自在にすることや、連結後に第３の医療器具を腹腔内で第１の医療器具を作業足場としつつ自在に動かすことが容易になる。また、第１の医療器具が第３の医療器具の作業足場となることによって、第３の医療器具の作用点に物理的な力を有効に伝えることができる。

従来の腹腔鏡手術は手術空間を形成するために気腹法によって二酸化炭素を送気して腹腔内を陽圧にするか吊り上げ法のために腹壁にワイヤを通す必要があった。気腹法は腹腔内の気密性を保持する必要性から様々な技術的制約が存在し、腹腔内が陽圧になるため肝臓切除のような大静脈に近接する手術操作は空気塞栓の危険が手術の可能性を制限することになっている。吊り上げ法はワイヤを通して吊り上げるため侵襲性が大きく、ワイヤの本数に限度があるため手術の視野が悪いという欠点がある。これに替わって本発明の内視鏡手術用治療装置を用いれば、胸部の肋骨のような骨格構造がない腹部などであっても、低侵襲で、且つ、体腔内に陽圧をかけることなく手術場を形成することが可能になる。また、第１の医療器具の形状を肋骨のような棒状、平板状、あるいはシート状に形成すれば、更に体壁の牽引は気腹法による効果に近いものとなり、大気圧の手術場のまま良好な視野を実現することが可能となる。
さらに、第３の医療器具を用いれば、体壁に孔をあけることなく、体外からの遠隔操作によって、物理的に体壁を隔てて手術を遂行することができるようになる。したがって、鉗子などを挿入する孔が不要になるため、体外から体腔内ヘアクセスするルートは究極的に小さくすることが可能になる。このような、鉗子孔を介さずに体腔内操作を行う技術が確立すれば、体壁に穿った鉗子孔という物理的制約から手術操作の可動域が解放されて腹腔内操作は極めて高い自由度をもつという利点が生まれる。さらに、遠隔操作手術は術者と患者との物理的な制約を開放する。
上記効果は外科手術にとって革命的な変化であり、たかが数センチの体壁を隔てただけの遠隔操作技術であってもその将来的な応用性・発展性は極めて高い。

本発明の体腔外から体腔内手術を遠隔操作する内視鏡手術用治療装置を図面に基づいて、以下に説明する。

１．第一実施形態
本発明の内視鏡手術用治療装置は、体腔内に挿入する第１の医療器具と、これを臓器に固定するためのナイロン製モノフィラメントワイヤと、これを臓器に連結する手術用クリップと、体腔外から第１の医療器具に吸引力を与えて操作を行う第２の医療器具を具備するものである。

第１の医療器具であるリトラクタ磁石（磁性体）１は、図１の斜視図に示す如く円筒状あるいは多角形筒状の磁性体である。この磁性材料の表面磁束密度は第２の医療器具である体腔外マニピュレータ磁石のもつ磁束密度との磁気的相互作用によって体壁を介して互いに吸引力が伝達される特性を具備する。前記リトラクタ磁石１の中央の孔にはナイロン製モノフィラメントワイヤを通し繋留用のループ２を形成している。前記リトラクタ磁石１の外径は通常の内視鏡挿入用ポートから体腔内に誘導することが可能なサイズであり、内視鏡を用いて消化管内に誘導して使用する場合も消化管内に挿通可能なサイズである。

また、生体内に挿入される第１の医療器具は、生体に対する危険性を回避し、かつ腐食破損を予防するために表面コーティングをすることで生体に対する安全性を確保することができる。

この第１の医療器具は、梁構造体となって体壁そのものを牽引することにも利用出来、これによって体腔内に作業空間を形成するとともに物理的な力をコントロールする基盤としての足場を提供して手術を補助することができる。現在行われている手術では、腹腔内に二酸化炭素を送気して加圧する気腹法、腹壁に金属のワイヤを刺通して天井方向に牽引する吊り上げ法が実用化されているが、本発明によって提供される、磁性材料で構築された体腔内の梁構造による吊り式足場（第１の医療器具）は、これに替わる全く新しい技術となる。

第２の医療器具であるマニピュレータ磁石（磁力可変式磁性体）３は、図２の斜視図に示す如く円筒状あるいは多角形筒状の磁性体である。前記マニピュレータ磁石３に係留された支持用具で手術台あるいは手術室を形成する構造物に連結されることによって体腔外で三次元的な位置を固定することが可能であり、術者の手やこの支持装置によって位置を移動させることが可能である。前記マニピュレータ磁石３のサイズや磁束密度は体壁の厚さや目標までの距離に応じて調節することが可能である。この第２の医療器具は永久磁石に限らず磁力可変式磁石を用いることによって手術操作状況や臓器・体壁の厚さや距離に応じて磁石同士の相互吸引力を調節することが可能である。

次に、本発明の体腔外から体腔内手術を遠隔操作する内視鏡手術用治療装置の操作動作を図面に基づいて、以下に説明する。

図３の斜視図に示すように、本発明のリトラクタ磁石１を腹腔内に誘導して繋留用のナイロン製モノフィラメントワイヤループ２を手術用クリップ４で胆嚢壁に固定し、腹壁外に置いたマニュピレータ磁石（図示省略）を操作することによってリトラクタ磁石１に力を伝えて胆嚢を牽引し手術操作を遂行する。
すなわち、図４の腹部水平断面図に示すように、腹腔内に挿入して胆嚢に係留固定したリトラクタ磁石１を腹壁外のマニピュレータ磁石３で牽引しながら手術を遂行することができる。
また、図５の斜視図に示すように、本発明のリトラクタ磁石１を内視鏡によって直腸管腔内に誘導している操作を示す。
すなわち、図６の骨盤部矢状断面図に示すように、直腸管腔内に留置したリトラクタ磁石１に対して腹壁外に置いたマニュピレ一夕磁石３から力を伝えてこれを牽引操作することによって直腸に牽引力を与え手術操作を遂行することができる。
このようにして、体腔外から体腔内の操作を遠隔操作することを可能にする第１の医療器具（体腔内留置具）と、これと対をなす体腔外の第２の医療器具（牽引装置）により、体壁に孔をあけることなく体腔の外から体腔内を遠隔操作して体腔内の臓器組織に牽引力を与えたり臓器組織を移動させたりし、物理的に体壁を隔てて、手術を体外から遂行することができる。

２．第二実施形態
第３の医療器具が備えられる、本発明の内視鏡手術用治療装置の形態例を図７〜９に基づいて、以下に説明する。以下の本発明の説明では、本発明の内視鏡手術用治療装置を用いて腹腔内に手術場を形成し、手術を行う場合について説明する。

図７は、本発明の内視鏡手術用治療装置の使用形態例を概略的に示す外観図である。図８は、本発明の内視鏡手術用治療装置の使用時の腹腔内の様子を概略的に示す図である。

図７及び８に示すように、本発明の内視鏡手術用治療装置７０は、腹腔内に設置される、磁性を有する第１の医療器具７１と、体外に設置され、磁気的相互作用によって第１の医療器具を誘導する第２の医療器具７２と、第１の医療器具７０に連結され、遠隔操作が可能な第３の医療器具７３と、を備えている。

第１の医療器具７１は、第２の医療器具７２との間に働く磁気的相互作用によって、第２の医療器具７２と互いに吸引し合い、腹腔内で腹壁内面７４を体外側に押さえた状態で固定される。一方、第２の医療器具７２は、支持用具８０に取り付けられ、この支持用具８０が手術台７６あるいは手術室を形成する構造物に連結／又は設置されることによって、体外で三次元的な位置を固定することが可能であるとともに、術者の意図に応じて自在に位置を移動させることが可能である。さらに、第１の医療器具７１に連結されている第３の医療器具７３は、腹腔内で体外からの遠隔操作によって制御され、第１の医療器具７１を足場として腹腔内を移動可能であるとともに、第１の医療器具７１によって形成された手術場での外科手術に供される。

以下に、本発明の内視鏡手術用治療装置を構成する、第１の医療器具、第２の医療器具、及び、第３の医療器具について、より具体的に説明する。

（第１の医療器具）
第１の医療器具７１は内視鏡手術用ポート（内径約１０ｍｍの円筒形）から腹腔内に挿入され、磁気的相互作用によって第２の医療器具７２と相互に吸引し合うことで誘導されて腹壁７４を挙上するとともに、第３の医療器具７３の作業足場（腹腔内磁石梁）となる。

第１の医療器具７１は、腹壁７４を介して第２の医療器具７２と吸引し合い、腹壁７４に十分な牽引力を与えることが可能な磁性を有するものであれば特に限定されないが、より強い磁束密度を保持し得る材質であることが好ましい。また、第１の医療器具７１は、内視鏡手術用ポートから腹腔内への挿入を容易にするという観点から挿入時には小型で薄いことが好ましく、さらに軽量であることが好ましい。さらに、第１の医療器具７１の強度及び剛性は、腹腔外からの牽引力を腹壁７４に伝達でき、この外力によって粉砕・破壊しない程度の強度を必要とすると同時に、腹壁７４の内面側に適合して自由に変形できる程度の柔軟性を有することが好ましい。そのため、第１の医療器具７４は、シート状や膜状のような薄い材質、ゴム状のような弾性を有する材質、あるいは弾性金属などからなることが好ましい。

内視鏡手術用治療装置７０によって腹腔内に手術場を形成する際、腹壁７４はドーム状に挙上されることが要求される。この要求に応えるため、第１の医療器具７１は腹腔内で、略半球状の空間を形成するように展開される。したがって、第１の医療器具７１は、外形が、アーチ状、ドーム状、ボウル状、半球面状、多面体状などの形状となるような骨格を有する。

上述したように、第１の医療器具７１は腹腔内で展開されるが、腹腔内に挿入する際には小型である必要がある。したがって、第１の医療器具７１は、雨傘の骨状形状（挿入時は折りたたまれ、腹腔内で適度に広げ、立体的な構造体となることができる。）、伸び縮みする棒状又は板状（挿入時は短く、腹腔内で長さを自由に変えられる。）、扇子状（挿入時はたたまれ、腹腔内で扇子のように展開されて面積を広げることができる。）、蛇腹状（挿入時はたたまれ、腹腔内でアコーディオン状に面積を広げることができる。）、折り紙状（挿入時は折り畳まれ、腹腔内でシート状に展開されて面積を広げることができる。）、風船状（挿入時は小さく、腹腔内で大きさを自在に変化させられる。）、カメラの三脚状（挿入時は小さく、腹腔内で展開度及び長さを自在に変化させられる。）などのように、伸縮自在な構造・形態であることが好ましい。

さらに、第１の医療器具７１は腹腔内に挿入されるため、第１の医療器具７１は腹腔内の湿潤環境に抵抗できる耐食性を有する材質であるか、あるいはそのような耐食性を備えさせるための表面コーティング加工が施されていることが好ましい。加えて、腹壁７４や臓器に対して愛護的に配慮し、物理的な外力が加わることを回避するために、第１の医療器具７１は、柔軟で先端が鋭利な構造でないものであることが好ましい。

このような第１の医療器具は、手術症例ごとに最も適切な個数や形状を選択することができ、梁（骨格）を通す方向・角度を設定することができる。

（第２の医療器具）
第２の医療器具７２は、磁性材料からなり、体外から腹壁７４を介して第１の医療器具７１を誘導することができる。第２の医療器具７２の磁性の強度は、腹壁７４の厚さと第１の医療器具７１に対して必要とされる牽引力とによって規定される。そのため第２の医療器具７２は磁力可変式磁石であることが好ましい。

第２の医療器具７２は、支持用具に取り付けられ、支持用具が手術台７６あるいは手術室を形成する構造物に連結／又は設置されることによって、体外で三次元的な位置を固定することが可能であるとともに、術者の意図に応じて自在に位置を移動させることが可能である。支持用具は、手術台あるいは手術室を形成する構造物に連結することが可能であり、且つ、第２の医療器具の三次元的な位置を固定し得るものであれば、特に限定されない。

支持用具の具体例としては、図７に示すように、第２の医療器具を牽引するワイヤ８１と、該ワイヤ８１の先端に係留され、手術台７６あるいは手術室を形成する構造物に機械的に係留できる固定装置８２とから構成される支持用具８０などを考えられる。図７に示す形態の場合は、固定装置８２が、手術台７６に連結された支持レール８３に連結されている。固定装置８２には、リール・ロック機構が備えられており、ワイヤ８１の長さを調整することができる。また、固定装置８２は支持レール８３に沿って移動することが可能である。このような支持用具８０によれば、これまでに市販されている腹壁牽引装置のように単純な一方向（天井方向など）への牽引ではなく、複数ワイヤを複合して多方向に牽引することによって、腹壁をドーム状に形成し、視野の良い広い手術作業空間を提供することができる。しかし、手術操作を妨害しないためにはワイヤ８１は可能な限り短い方が良く、第２の医療器具７２と固定装置８２とがワイヤ８１を介さずに直接連結されることが好ましい。

したがって、支持用具としては、図９に示すような他の形態も考えられる。図９に示す支持用具９０は、腹壁を吊り上げられる程度の剛性を持った、患者の腹壁外形に沿った形状の甲殻鋳型であって、その内面側（患者側）に第２の医療器具が取り付けられている（不図示）。また、腹部を完全に覆ってしまうのではなく、ところどころに腹部へアプローチできる窓９１が開けられている。このような支持用具の他の形態例としては、患者の腹壁外形に沿った形状であって、腹部へアプローチできる窓が開いている形状であれば、さらに単純化した形態であってもよく、くもの巣様網目状甲殻のような形状でもよい。このような支持用具を用いる場合、該支持用具に取り付けられた複数の第２の医療器具と腹壁（第１の医療器具）との距離を個々的に調整することは困難であるため、複数の第２の医療器具の磁力を個々的に調整することによって、第２の医療器具と第１の医療器具との間に働く磁気的相互作用の強弱を調整することができる。さらに、このような形態の支持用具は、患者の胴まわり方向に伸縮自在であることが好ましい。これは患者の体型（胴回り）と手術操作で要求される手術場の大きさに応じて自在に牽引サイズを適応させることが必要だからである。このような伸縮を可能とするためには、例えば、ズボンのベルトのように多段階に半径を調節できる形状とその半径を維持・固定するロック機構を有し、伸縮にはゼンマイや歯車やリール・ロック機構などを応用することを考えられる。この支持用具はズボンのベルトと違ってある程度の硬さが要求されるものであり、そのためにはひとつの連続した構造物ではなく、屋根瓦状の構造物が一枚一枚歯車で可動性を有するように連結された魚のうろこ状形態であればサイズも外形もある程度自在に調節できるため好ましい。

本発明の内視鏡手術用治療装置の使用時には、支持用具を構成する部材に、それぞれ数十ｋｇの加重がかかる。したがって、支持用具を構成する部材には、その荷重に耐えられる剛性が求められる。また、手術台は手術中にあらゆる角度に動かして使用される。したがって、支持用具を手術台に固定する場合、強固に固定することが好ましく、支持用具が手術台に強固に固定されることによって、手術中に術者の意に反して第２の医療器具の位置がずれることを防げる。

（第３の医療器具）
第３の医療器具７３は、外科手術に用いられる機器である。外科手術に用いられる機器の具体例としては、鉗子、ピンセット、鋏、持針器、牽引器、内視鏡カメラ、電気メス、凝固切開装置、吸引洗浄装置などを挙げることができ、全外科手術分野で使用され得るあらゆる手術機器を第３の医療器具に転用する事が可能である。これらを個別に、あるいは複数を同時に組み合わせ、腹腔内で使用して手術を遂行する。ただし、腹壁７４に穿ったポートから挿入可能なサイズ及び形状で、第１の医療器具７１に連結されている必要があり、体外からの遠隔操作で自在に操縦され手術操作に貢献できる必要がある。そのため、第３の医療器具７３の作動原理や先端部７３ａ（外科手術機器として機能する部分）は通常の手術機器のままでありながら、尾部（第１の医療器具側の端部）には、第１の医療器具７１と連結するための機構（例えば、磁石。）と第１の医療器具に形成されたレール上を走行移動するための機構を備える連結装置７３ｂが備えられる。そして、先端部７３ａと連結装置７３ｂとは遠隔操作が可能なロボットアーム７３ｃで連結され、ロボットアーム７３ｃの屈曲、伸縮、回転によって、先端部７３ａの作用点を腹腔内で自在にコントロールできる。

図７では、ロボットアーム７３ｃを備える形態の第３の医療器具を例示したが、ロボットアーム７３ｃは必須の構成要素ではない。例えば、第３の医療器具がカメラである場合、該カメラと連結装置に回転機構を備えさせることによって、水平方向３６０度及び垂直方向１８０度の観察を可能にする。

第１の医療器具７１及び第３の医療器具７３は腹腔内に挿入され、第３の医療器具７３は腹腔内で組み立てられてはじめて手術に貢献できる。このためには、第１の医療器具７１及び第３の医療器具７３の連結は自在であり、連結後も第３の医療器具７３は腹腔内で第１の医療器具７１を作業足場（吊り式足場）としつつ自在に動くことができることが好ましい。そのため、第１の医療器具７１、及び、第３の医療器具７３は磁力による相互固定方式あるいはその応用によって組み立てられることが好ましい。そして、第１の医療器具７１及び第３の医療器具７３は、ともに手術後はまた速やかに安全に腹腔内で分解されて小型化細径化されポートから腹腔外へ取り出される必要がある。

このように、本発明の内視鏡手術用治療装置は、磁気的相互作用を利用し、体外と体内とを連動させることによって体外に居る術者の力・運動を腹腔内に伝達させることができる。そのため、機器を挿入するための腹壁の傷は最小限で済む。従って侵襲が少なく、整容性が高いだけでなく、機器挿入孔に束縛されることの無い自由度の高い手術環境と完全遠隔操作を可能にする手術基盤を提供し得る。

また、本発明の内視鏡手術用治療装置は、第１の医療器具を体外の第２の医療器具で三次元的に持ち上げ（腹腔の胸腔化）、第１の医療器具を腹壁の形状に適合させるとともに、単に天井向きに垂直方向に引き上げるだけでなく、第１の医療器具の自由度を生かして立体的・多方向に腹壁を牽引することが可能である。したがって、気腹法と同等のドーム状作業空間・視野を提供できる。また、本発明の内視鏡手術用治療装置によれば、腹壁に穴やワイヤを貫通させる必要が無いため、低侵襲で極めて自由度の高い手術場の形成を実現することができる。

以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ、好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う内視鏡手術用治療装置もまた本発明の技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。

内視鏡手術は光ファイバーネットワークなどのハイテクに支えられて手術技術の中央集中管理、地方への迅速配分を可能にし、医療の地域間格差を是正する新しい技術に発展する可能性がある。さらにこの技術は人間が容易に足を踏み入れることのできない危険地域や極地、深海や大気圏外など、通常の生活環境の外にまで技術を伝達することを可能にする。手術空間の磁場を制御することによって、この技術は人間の身体的限界を超えて発展し得る可能性を秘めている。従って遠隔操作による内視鏡手術は今後の宇宙開発・都市建設を支える重要な産業技術に発展することが期待される。

第１の医療器具であるリトラクタ磁石の斜視図である。 第２の医療器具であるマニピュレータ磁石の斜視図である。 第１の医療器具であるリトラクタ磁石を腹腔内に挿入し腹腔内臓器（胆嚢）に固定した後、腹壁外で操作する第２の医療器具・マニピュレータ磁石によって牽引して手術を実施する方法を説明する斜視図である。 第１の医療器具であるリトラクタ磁石を腹腔内で胆嚢に固定し、腹壁外で第２の医療器具であるマニピ平レ一夕磁石を操作して胆嚢を牽引して手術を実施する方法を説明する腹部水平断面図である。 第１の医療器具であるリトラクタ磁石を内視鏡で直腸内に誘導する方法を説明する斜視図である。 直腸腔内に置いた第１の医療器具であるリトラクタ磁石に対して腹壁外の第２の医療器具であるマニピュレータ磁石で牽引力を与えて直腸を牽引し手術を実施する方法を説明する骨盤部矢状断面図である。 本発明の内視鏡手術用治療装置の使用形態例を概略的に示す外観図である。 本発明の内視鏡手術用治療装置の使用時の腹腔内の様子を概略的に示す図である。 支持用具の形態例を概略的に示す図である。

符号の説明

１ リトラクタ磁石
２ ナイロン製モノフィラメントワイヤ
３ マニピュレータ磁石
４ 手術用クリップ
７０ 内視鏡手術用治療装置
７１ 第１の医療器具
７２ 第２の医療器具
７３ 第３の医療器具
７４ 腹壁
７６ 手術台
８０ 支持用具
８１ ワイヤ
８２ 固定装置
８３ 支持レール
９０ 支持用具
９１ 窓

Claims (19)

1. 体腔内に設置される、磁性を有する第１の医療器具と、体壁及び／又は臓器を介して体外に設置され、磁気的相互作用によって前記第１の医療器具を誘導する第２の医療器具と、を備え、
   前記第２の医療器具を操作して前記第１の医療器具を誘導することで、前記体壁及び／又は前記臓器を任意の方向に牽引し、前記体腔内に外科手術のための手術場を形成できることを特徴とする、内視鏡手術用治療装置。
2. 前記第１の医療器具が、内視鏡手術用ポートから挿通可能な形態であることを特徴とする、請求項１に記載の内視鏡手術用治療装置。
3. 前記第１の医療器具に、孔及び／又は溝が設けられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の内視鏡手術用治療装置。
4. 前記第１の医療器具が、内視鏡による誘導によって体腔内に設置することが可能な形態であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の内視鏡手術用治療装置。
5. 前記第１の医療器具が、前記体壁の内面形状に適合できる柔軟性を有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の内視鏡手術用治療装置。
6. 前記第１の医療器具が、薄膜状であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の内視鏡手術用治療装置。
7. 前記第１の医療器具が、前記体腔内において、略半球面状に展開できることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の内視鏡手術用治療装置。
8. 前記第１の医療器具が、伸縮性を有することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の内視鏡手術用治療装置。
9. 前記第１の医療器具が、耐食性を有することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の内視鏡手術用治療装置。
10. 前記第２の医療器具が、支持用具に取り付けられ、該支持用具が手術台あるいは手術室を形成する構造物に連結されることによって、体外で前記第２の医療器具の三次元的な位置を固定することが可能であることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の内視鏡手術用治療装置。
11. 前記支持用具を操作することによって、手術中に術者の意図に応じて前記第２の医療器具の位置を自在に変えられることを特徴とする、請求項１０に記載の内視鏡手術用治療装置。
12. 前記支持用具が、患者の体の一部を覆う形態であることを特徴とする、請求項１０に記載の内視鏡手術用治療装置。
13. 前記支持用具が、前記患者の胴回り方向に伸縮可能であることを特徴とする、請求項１２に記載の内視鏡手術用治療装置。
14. 前記第２の医療器具が、磁力可変式磁石であることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の内視鏡手術用治療装置。
15. 前記第１の医療器具が、前記体壁を挙上する梁構造となって作業空間を形成するとともに作業足場となれることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の内視鏡手術用治療装置。
16. 前記第１の医療器具が、前記体腔内で作業足場を形成し、前記第１の医療器具に、前記体腔内での外科手術に用いる第３の医療器具が連結されていることを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の内視鏡手術用治療装置。
17. 前記第３の医療器具が遠隔操作可能なロボットアームを備え、該ロボットアームを介して前記第１の医療機器に連結されていることを特徴とする、請求項１６に記載の内視鏡手術用治療装置。
18. 前記第３の医療器具が、外科手術分野で使用される２以上の手術機器の組み合わせであることを特徴とする、請求項１６又は１７に記載の内視鏡手術用治療装置。
19. 前記第１の医療器具、及び、前記第３の医療器具が磁気的相互作用を利用して連結され、
    前記第１の医療器具が、前記体腔内で体壁を挙上する梁構造となって作業空間を形成するとともに、前記第３の医療器具の作業足場となることを特徴とする、請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の内視鏡手術用治療装置。