JP2012504990A - 内視鏡器具のための保持・案内装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、実質的に１つの平面に延び、１つの面を区切る第１の案内装置（２２）と、第１の案内装置に沿って移動可能な第１のキャリッジ（２６）と、第１のキャリッジと結合され、これに対して垂直な平面に延びる第２の案内装置（４０）と、第２の案内装置に沿って移動可能な第２のキャリッジ（４４）と、キャリッジと結合され、長軸を中心として回転可能かつ軸方向へ可動の内視鏡器具（８２）の受容部（８０）と、第１および第２のキャリッジのための、ならびに内視鏡器具の受容部のための駆動ユニット（２８，５０，６４，７０）と、駆動ユニットに付属する制御部とを有する保持・案内装置に関する。

Description

本発明は、内視鏡器具のための保持・案内装置に関する。

腹腔鏡手術技術の適用にあたっては、たとえば検出と視覚管理をするためのカメラを備える少なくとも１つの内視鏡が用いられ、処置中にカメラが保持、追従されなければならない。したがって、手術者が常に所望の画像、適切な画像部分、および求められる視線方向の供給を受けるようにするために、内視鏡をさまざまに異なる旋回位置へ移さなければならない。内視鏡の操作は、通常、アシスタント医師によって手術者の指示に基づいて行われ、そのために高い集中力と非常に優れたコミュニケーションが必要であり、アシスタント医師はこの作業に専従する。

このように、内視鏡の位置決めと保持を自動化する必要性が存在している。そのために、内視鏡またはその他の腹腔鏡器具が、手術台またはその上に配置された保持装置の側方に取り付けられる解決法がすでに提案されている。このような配置で欠点となるのは、その所要スペース、費用、高いコストのかかる滅菌であり、ならびに、外科医の作業領域が制約されるという事実である。

ドイツ特許第１９９０２０３６Ｃ１号明細書には、トロカールスリーブをさまざまな空間的な向きで保持する装置が記載されている。この装置は、剛性を変更可能な連結部材を備える、患者に対して相対的に位置決め可能なベース部分を含んでいる。ベース部分はトロカールスリーブのための保持部分を取り囲んでおり、そのようにして、トロカールスリーブを所望の向きで固定することができる。患者の身体のみへの配置、すなわち腹壁の上への載置は装置の重量だけによって意図することができ、または、再度取外し可能な接着剤の使用によって意図することができる。

ドイツ特許出願公開第１００５５２９３Ａ１号明細書に記載されている、内視鏡器具を位置決めして保持する装置は、交差して配置され、それぞれの端部が患者の身体表面のほうをそれぞれ向いたヨーク状の２つの部材を備えるホルダを含んでいる。ヨーク状の部材は、それぞれ各々の端部を通って延びる軸を中心として旋回可能である。内視鏡器具は、両方のヨーク状の部材の重なり合い領域にあるインサートに配置されて案内され、場合により固定可能である。

欧州特許出願公開第１７２３９１８Ａ１号明細書は、円形の水平案内部に沿った回転と、円形の垂直案内部に沿った回転とが意図される、腹腔鏡のための保持装置を開示している。グリッパブロックがトロカールを固定して、腹腔鏡のための案内部としての役目を果たす。さらにこの公知の装置では、水平案内部と垂直案内部とに沿ったアライメントのためにモータ式の駆動装置が設けられていてよい。水平方向と垂直方向の円でグリッパブロックによってトロカールの自動化された回転と固定がなされるにもかかわらず、トロカールに着座する内視鏡器具の縦方向スライドおよび／または長軸を中心とする回転は、手術者によって手動式に行わなくてはならず、次いで手術者は器具を、そのつど到達した軸方向位置および回転アライメントされた位置で保持しなければならない。

ピックアンドプレース用途向けとして、たとえばＨａｎｄｌｉｎｇ／０１−０２−２００８の識別番号２１９，２２０に公開されている、広い作業スペースでの適用に格別に好適である機械式の手首関節を備えるグリッパを有するいわゆるガリレオ球体ロボットが開発されている。グリッパを備えるロボットは、グリッパアームの完全な１回転を可能にする、１つの平面に設けられた下側の第１の円弧状のリニアドライブと、グリッパアームの旋回運動のための、この円弧軌道に沿ってこれと垂直な平面で移動可能な第２の円弧状の駆動装置とを含んでいる。グリッパアームのカルダン懸架を生じさせる、第１のリニアドライブの平面におけるキャリッジを備える対角線案内部が、６８°を超える旋回を可能にする。直接的な駆動技術に基づき、最大４ｋｇまでの荷重を５００ｍｍの活動半径内で高精度かつダイナミックに動かすことができる。

本発明の課題は、光学系またはその他の内視鏡器具の特に自動式の位置決めと追従を外科処置中に可能にする、操作しやすい保持・位置決め装置を提供することにある。

この課題は本発明によると、請求項１または２の構成要件を備える保持・案内装置によって解決される。本発明による保持装置の好ましい発展例は、従属請求項の対象となっている。

すなわち本発明による保持・案内装置は、実質的に１つの平面に延び、１つの面を区切る第１の案内装置と、第１の案内装置に沿って移動可能な第１のキャリッジと、第１のキャリッジと結合され、これに対して垂直な平面に延びる第２の案内装置と、第２の案内装置に沿って移動可能な第２のキャリッジと、キャリッジと結合され長軸を中心として回転可能かつ軸方向へ可動の内視鏡器具の受容部と、第１および第２のキャリッジのためのならびに内視鏡器具の受容部のための駆動ユニットと、駆動ユニットに付属する制御部とを含んでいる。

静的に固定するだけでよい腹腔鏡器具が用いられる利用ケースについては、基本的に上に説明した保持・案内装置の構造を適用することができる。器具を動かさなくてよい場合、この保持・案内装置は駆動装置を必要としないので、それに応じて駆動ユニットおよびこれに付属する制御部は、取外し可能なブレーキを備える保持装置で置き換えられる。

本発明による保持・案内装置は、第２のキャリッジが第１のキャリッジと運動に関して結合されていることによって、内視鏡駆動装置の統合された構造を含んでいる。このことはコンパクトな構造を可能にし、それに伴って、これを患者に直接的に付属させることを可能にするので、手術台の横や上の大がかりな支持・保持装置が不要となる。それと同時に、必要なｘ−ｙ−ｚ運動ないし回転のためのモータ式の駆動が保証され、それに伴って内視鏡の自動的な追従が保証される。さらに、運動経路を必要な分だけに限定することができ、そのようにして、可能な限り小型のコンポーネントを使用することができる。このようにして手術者は、行動の広い自由空間を利用することができる。制御のために、たとえば音声制御あるいはセンサ制御を意図することができる。たとえば器具の先端部のほうを向くセンサ機構が、駆動装置と結合されていてよい。

第１の案内装置は円形に構成されているのが特別に好都合である。第１の案内装置は閉じられた面を区切ることができるが、あるいは部分リング（＜３６０°）として構成されていてもよく、これは予定されている処置の所与の条件に依存して決まる。円形の構成により、内視鏡の特別に簡単な空間的な運動軌道が得られる。第１の案内軌道の形状のこれ以外の構成（たとえば長円、楕円）も、それが駆動装置の制御を可能にする限りにおいて可能であり、その場合、たとえば案内部の幾何学形状に依存して駆動経路を算出することができ、そのようにして案内装置の構成の可能性が広くなる。

第２の案内装置は円形であるのが好ましく、このことは内視鏡の駆動を簡素化する。しかしながら、第１の案内装置の場合と同じく別の円弧形状または場合によっては直線状の形態も選択することができ、それは、予定されている処置、空間的な条件、ないし駆動制御部がそれを可能にする場合である。

第２の案内装置は９０°±Ｘ°の円弧をなしているのが好ましく、ここでＸおよびこれに伴う内視鏡運動経路は、選択された手術技術に合わせて適合化される。

第１の案内装置のためのアダプタが設けられているのが好ましい。アダプタは、内側から腹壁に圧力が作用した後に腹壁へ直接装着されて、第１の案内装置がこれに取り付けられる。アダプタは接着アダプタであってよく、特に両面接着テープであってよい。その一方で、第１の案内装置を腹壁に直接接着することも可能である。

高さ補正および／または側方補正のために、１つまたは複数の接着アダプタ部品がアダプタとして設けられているのが好ましい。このようなアダプタ部部品は、患者の腹壁ないし解剖学的構造の個人的形態に合わせた適合化を可能にする。これに応じてアダプタ部品のさまざまな寸法が選択され、それに比べて構造が複雑である第１の案内装置自体は、適合化をする必要がなくなる。

接着部を設ける別案として、アダプタが真空吸引リングであることを意図することもできる。そうすれば、たとえば両面接着テープのような接着剤を省略することができる。

アダプタは高さ寸法に関してフレキシブルに構成されているのが好ましく、それにより、患者の解剖学的構造を１つのアダプタで補償することができる。それと同時に、水平方向で間隔をおきながら、第１の案内装置のためのアダプタ点を設けるのが好都合である。さらにアダプタは、特に固化可能なゲル充填部を含むことができる。このようにして、まず最初に第１の案内装置の配置を最善にアライメントすることができ、次いで、その位置で固定をすることができる。必要に応じて、固化は可逆的または不可逆的であってよい。別案として、これ以外の物理的（たとえば磁気的）または化学的なメカニズムも固定のために利用することができる。アダプタへの第１の案内装置の磁気的な固定を意図することもできる。これに加えて案内ボルトが設けられていてよい。

本発明の１つの特別な実施形態では、第１および／第２の案内装置は中空体として構成されており、それによって保持・案内装置の重量が少なくなり、患者の腹壁にかかる荷重が減る。このように構成される案内装置の材料としては、たとえばアルミニウム鋳造品またはマグネシウム鋳造品を用いることができる。容易に滅菌することができるプラスチックも特に中実材料として、すなわち中実の施工形態用として意図することができる。

第１および／または第２のキャリッジの駆動のために、リニアモータドライブおよびさらに機械式または磁気式の歯が設けられてよく、後者の場合、磁気歯は相応に磁気的なピニオンと噛み合う。別案として、第１および／または第２のキャリッジについて摩擦車駆動装置が意図されていてよい。磁気歯または摩擦車駆動装置を設けることは、洗浄や滅菌の確保にとって好都合である平滑面の案内プロフィルを可能にする。

次に、実施例と図面を参照しながら本発明についてさらに説明する。この説明は、図解の目的のための役目を果たすにすぎず、具体的に述べる構成要件組み合わせに本発明を限定しようとするものではない。

本発明の一実施例に基づく保持・案内装置の構造を示す模式的な斜視図である。 図１の保持・案内装置を示す正面図である。 図１の保持・案内装置を示す平面図である。

以下においては、内視鏡器具のための図１から図３に示す保持・案内装置について説明する。この装置は第１の案内装置として、水平方向歯２２と内側円周および外側円周の案内溝２４とを備える、基体としての役目をする案内円環２０を含んでいる。ピニオン３０を備えたギア付きモータ２８を有する第１の水平方向キャリッジまたはワゴン２６が、案内円環で水平方向へ移動可能なように配置されている。歯とピニオンの別案として、たとえば摩擦車面とロールが設けられていてもよい。位置決めは、厳密に定義された計測単位に合わせて調整されるのではなく、手術者の設定に応じて行われ、追従されなくてはならないからである。

患者の腹壁２の上への案内円環２０の配置が模式的にのみ図示されている。構造全体を固定する役目をするのは、本例では滅菌された両面接着テープ１０の形態のアダプタである。案内円環２０の位置の安定化のために必要に応じて設けられる、高低差を補償するためのアダプタは図示していない。

水平方向キャリッジ２６には、第２の案内装置として、垂直歯４２を備えた垂直方向のアーム円弧４０が着座しており、その円弧中心点Ｚは、案内円環２０の案内円環２０の載置平面よりも下方の中心に位置している。案内切欠き４６を備える第２の垂直キャリッジないしワゴン４４が、アーム円弧４０上を移動可能なように配置されている。垂直キャリッジ４４を駆動するために、保持受け部４８に取り付けられた、ウォーム５２とピニオン５４を備えるギヤ付きモータ５０が設けられている。案内円環２０の場合と同じく、ギヤの噛み合いに代えて、摩擦車・ロールの駆動装置が設けられていてもよい。

垂直キャリッジ４４の底面５６を通って、器具受容部または器具保持部８０ないしビデオ光学系の案内部が延びており、案内されるべき内視鏡８２がこれによって案内されており、他方の接続部が符号８４で示唆だけされている。垂直キャリッジ４４の内側の案内壁５８には、リニアキャリッジ６２が案内切欠き６０によって案内されて配置されている。リニアキャリッジ６２は、内視鏡の出し入れを可能にするために、保持受け部６３に取り付けられたスピンドルギヤ付きモータ６４を介して、およびこれと係合するスピンドル６６を介して上下に移動可能である。器具受容部８０は、器具回転のためのギヤ付きモータ７０のピニオン６８と係合するリングギヤ８６を備えている。

上述した保持・案内装置は、トロカール９０により腹壁を通して案内される内視鏡８２を保持し、４つの運動自由度（水平円、垂直円、軸方向の並進、軸方向の自己回転）を制御式ないしモータ式に動かすことを可能にする。このとき制御部は、任意のコマンド入力手段（キー、ジョイスティック、音声等）によって行うことができる。器具受容部８０を皮膚穿刺のｘ−ｙ方向で位置決めして固定し、その位置でのみ垂直方向または水平方向へ旋回もしくは回動もしくは自身の軸を中心として回転させるという必要性が満たされる。特に、旋回・回転中心点Ｚが腹壁２よりも下方に位置しており、そこで周囲の組織に対してごくわずかな水平方向運動しか惹起しないことも保証される。

Claims (15)

1. 内視鏡器具（８２）のための保持・案内装置において、
   実質的に１つの平面に延び、１つの面を区切る第１の案内装置（２０）と、
   前記第１の案内装置（２０）に沿って移動可能な第１のキャリッジ（２６）と、
   前記第１のキャリッジ（２６）と結合され、これに対して垂直な平面に延びる第２の案内装置（４０）と、
   前記第２の案内装置（４０）に沿って移動可能な第２のキャリッジ（４４）と、
   前記第２のキャリッジ（４４）と結合され、長軸を中心として回転可能かつ軸方向へ可動の内視鏡器具（８２）の受容部（８０）と、
   前記第１および第２のキャリッジ（２６，４４）のための、ならびに内視鏡器具（８２）の前記受容部（８０）のための駆動ユニット（２８，５０，６４，７０）と、
   前記駆動ユニットに付属する制御部とを含んでいる保持・案内装置。
2. 前記第１の案内装置（２０）は円形および／または閉じた面を区切っていることを特徴とする、請求項１に記載の保持・案内装置。
3. 前記第１の案内装置は部分リング（＜３６０°）として構成されていることを特徴とする、請求項２に記載の保持・案内装置。
4. 前記第２の案内装置（４０）は円形であることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項に記載の保持・案内装置。
5. 前記第２の案内装置（４０）は９０°±Ｘ°をなしていることを特徴とする、請求項４に記載の保持・案内装置。
6. 前記第１の案内装置（２０）のためのアダプタ（１０）が設けられていることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項に記載の保持・案内装置。
7. 前記アダプタ（１０）は接着アダプタであり、特に両面接着テープであることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項に記載の保持・案内装置。
8. 高さ補正および／または側方補正のための１つまたは複数の接着アダプタ部品が前記アダプタとして設けられていることを特徴とする、請求項６または７に記載の保持・案内装置。
9. 前記アダプタは真空吸引リングであることを特徴とする、請求項６に記載の保持・案内装置。
10. 前記アダプタは高さ寸法に関してフレキシブルに構成されていることを特徴とする、請求項６から９までのいずれか１項に記載の保持・案内装置。
11. 前記アダプタは特に固化可能なゲル充填部を含んでいることを特徴とする、請求項６から１１までのいずれか１項に記載の保持・案内装置。
12. 前記アダプタへの前記第１の案内装置の磁気的な固定が意図されていることを特徴とする、請求項６から１１までのいずれか１項に記載の保持・案内装置。
13. 前記第１および／または第２の案内装置は中空体として構成されていることを特徴とする、請求項１から１２までのいずれか１項に記載の保持・案内装置。
14. 前記第１および／または第２のキャリッジ（２６，４４）の駆動のために機械式または磁気式の歯（２２，３０；４２，５４）が設けられていることを特徴とする、請求項１から１３までのいずれか１項に記載の保持・案内装置。
15. 前記第１および／または第２のキャリッジ（２６，４４）の駆動のためにリニアモータドライブまたは摩擦車駆動装置が設けられていることを特徴とする、請求項１から１４までのいずれか１項に記載の保持・案内装置。

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