JP7208983B2 - 長さ調節可能な関節型スタビライザ・アーム - Google Patents

Description

本発明は、手術手技中に組織を固定するための再使用可能なフレキシブルアームに関する。詳細には、本発明では、所望の曲率に形状を合致させるためのフレキシブル状態と、所望の位置を保持するための剛性状態との両方が可能な細長いアームが提供されることに加えて、その基部から延在するアームに、調節可能な長さがさらに与えられる。

スタビライザ・アームは、遠位端部のクイック連結部と近位端部の取り付け用クランプとの間の種々の中間リンクからなり、標準的な胸骨切開リトラクタ、または他の胸部アクセス装置に取り付けられる。クイック連結部は、手術部位の組織を処置（たとえばリトラクトおよび固定）するために、使い捨ての装置および／または再使用可能な装置に容易に取り付けることができる。知られているスタビライザ・アームの一例が、Ａｎｎ Ａｒｂｏｒ、ＭｉｃｈｉｇａｎのＴｅｒｕｍｏ Ｃａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって販売されているＨｅｒｃｕｌｅｓ（商標）Ｓｔａｂｉｌｉｚｉｎｇ Ａｒｍとして市販されている。

手術部位の周りの作業空間は混み合ってくる場合があるので、スタビライザ・アームは低背であることが望ましく、また種々の起伏のある経路を辿るように容易に調節され、次いで、準備された後は所望の形状を固く保持する機能を提供することが望ましい。知られているスタビライザ・アームの一例が、Ｍｉｃｈｉｇａｎ、Ａｎｎ ＡｒｂｏｒのＴｅｒｕｍｏ Ｃａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって販売されているＨｅｒｃｕｌｅｓ（商標）Ｓｔａｂｉｌｉｚｉｎｇ Ａｒｍとして市販されている。このスタビライザはロック可能な関節カラムを含み、中心テンションケーブルが一連のリンクに通される。（たとえばハンドルを回転させることによって）ケーブルが張られると、各リンクは互いの方に動いて、一連の玉継手を介して互いに噛み合う。中心ケーブルが張られると、カラムは剛性になる。（たとえばハンドルを逆回転させることによって）張力をゆるめると、カラムはフレキシブル状態へと戻る。

弛緩状態では、カラムを所望の構成に調節するときに所定の位置にゆるくとどめるのに十分な張力が保持され得る。玉継手は概して半球形であり、それにより、広い範囲の横方向の調節角度を利用することができる。しかし、スタビライザ・アームの全長は簡単に調節することができなかったので、所望の構成を得るための自由度はいくらか制限されてきた。

本発明の一態様では、スタビライザ・アームは、中心通路をそれぞれ有する連続する複数の関節リンクと、中心通路をそれぞれ有する連続する複数の長さ調節可能リンクとを有する。テンションケーブルは、長さ調節可能リンクのうちの近位リンクと関節リンクのうちの遠位リンクとの間で中心通路を通って延在する。基部部材は、基部部材からのアームの所望の延在長さに対応する、隣り合った２つの長さ調節可能リンクを捕捉する。基部部材は、支持固定具に取り付けられるように構成される。制御機構は、捕捉された２つの長さ調節可能リンクを選択的に離間させるように格納位置と延出位置の間で移動可能であり、それにより、テンションケーブルの張力およびスタビライザ・アームの剛性を調節する。

直線的な構成の従来技術のスタビライザ・アームの斜視図である。 湾曲した構成の従来技術のスタビライザ・アームの斜視図である。 本発明によるスタビライザ・アームの第１の実施形態の斜視図である。 図３のスタビライザ・アームの近位部の分解図である。 図３のスタビライザ・アームの１対の長さ調節可能リンクの斜視図である。 図３のスタビライザ・アームの１対の長さ調節可能リンクの斜視図である。 １対の長さ調節可能リンクがテンションケーブルに張力を印加する方式で展開された、図４の近位部の斜視図である。 図３のスタビライザ・アームの移行リンクの分解図である。 図３のスタビライザ・アームの近位端部の断面図である。 図３のスタビライザ・アームの基部部材の斜視図である。 図３のスタビライザ・アームの基部部材の上面図である。 本発明の制御機構の第１の実施形態の断面図である。 本発明の制御機構の第２の実施形態の断面図である。 本発明のスタビライザ・アームの代替実施形態の斜視図である。 図１４のスタビライザ・アームの各部分の分解斜視図である。 図１４のスタビライザ・アームの各部分の分解斜視図である。 図１４のスタビライザ・アームの各部分の分解斜視図である。 図１４のスタビライザ・アームのリンクの一部の断面図である。

図１には、ハンドル１１、基部１２、関節部分１３、およびクイック連結取付部１４を備える、知られているスタビライジング・アーム１０が示してある。基部１２のクランプ組立体１５は、たとえば胸骨リトラクタの固定具にアーム１０を取り付けることができるように、バタフライハンドル１６によって制御される。

テンション（換言すれば、張力）ケーブルが、スタビライジング・アームの近位端部から（たとえば基部またはハンドルから）遠位端部（たとえばクイック連結取付部、または調節可能リンク機構の最後に固定されたリンク）へと延在する。中実の（ｓｏｌｉｄ）撚られたケーブル、または繊維樹脂を使用することができる。図１の例では、ハンドル１１の回転に応じて、内部機構によりケーブルの張力が調節される。関節部分１３は入れ子になった半球形の複数のリンクを有し、これらのリンクは、互いの内部で回転して、部分１３が延在する方向に曲がることができる。ケーブルが十分に緩んでいるとリンクは摺動可能であるが、ケーブルが引っ張られるとリンクは互いに結合し、部分１３は所望の軌道を維持する。図２にはスタビライザ・アーム１７の別の例が示してあり、このスタビライザ・アーム１７は、テンションケーブルを引っ張られることによって湾曲形態にロック（換言すれば、固定）された関節カラム１８を有する。

図３には、スタビライザ・アーム・システム２０が関節アーム部２１と長さ調節可能アーム部２２とを有する、本発明の第１の実施形態が示してある。部分２１の個々のリンクまたはセグメントは半球形であり、任意の所望の方向に曲がる。部分２２の個々のリンクまたはセグメント２３は平坦で平行な面を有し、単一平面内において関節式に連結するように、さねはぎ式に互いに嵌合する。加えて、各平坦面は、基部部材２４の取り付け用スロット内の調節可能ロッキング要素と協働する把持要素を有する。テンションケーブル（図示せず）は、（たとえばリトラクションツールを受けるためのクイック連結機構を保持する）端部シャフト２５と近位アンカーセグメント２６との間のリンクを通って内部を延在する。以下により詳細に説明されるように、基部部材２４のレバー２７を使用して、ケーブルの張力を印加または解放することができる。移行リンク３２は、長さ調節可能部２２のリンク２３のうちの最も遠位なリンクを関節部２１の第１のリンク３１に接合するように構成される（図４および図８を参照）。

基部部材２４は取付構造体２８に取り付けられており、この取付構造体２８は、当技術分野で知られている胸骨リトラクタのフレームに取り付けられるように構成される。図４の部分分解図に示されるように、基部部材２４は、隣り合った２つのリンク２３を把持するように構成された取り付け用上部スロット３０を有する。取り付け用構成要素２８Ａおよび２８Ｂは、ロッキングレバー（図示せず）を使用して、従来の方式で胸骨リトラクタのフレームに取り付けられる。アダプタ要素２８Ｃは、構成要素２８Ａと基部部材２４の下部表面との間に取り付けられる。

図５および図６には、リンク２３がより詳細に示してある。各リンク２３の左側面３５および右側面３６は、凹みまたは位置合わせノッチ３７および３８をそれぞれ有し、これらは、基部部材２４のスロット３０へと選択的に突出する、対になる要素によって把持されるように構成される。各リンク２３の遠位端部は湾曲した舌部４０を有し、この舌部４０は、隣り合ったリンク２３の近位端部の対合する溝４１に受けられるように、遠位方向に延在する。舌部４０および溝４１の両側面のアーチ状表面には、互いに隣り合ったリンク２３を定位置に固定する助けとなる、互いに噛み合う歯４２および４３が設けられる。各リンク２３の舌部４０および本体は、テンションケーブルを受けるための内部ボア４４を有する。

図７には、テンションケーブルの一方の端部を覆うようにクランプ（換言すれば、締付固定）され、また近位アンカーセグメント２６の内部に取り付けられるばねキャップ４５が示される。長さ調節は、レバー２７を適切に位置決めすることによって基部部材２４の中の内部ロッキングピンを固定解除することによって行われ、その結果、リンク２３が解放され、リンク２３は、隣り合った所望の１対のリンク２３（すなわち、基部部材２４からアームの遠位端部までの選択された全長に対応する１対のリンク２３）がロッキングピンに位置合わせされるまで、スロット３０の内部で長手方向に摺動することができる。ロッキングピンが互いに隣り合ったリンク２３の凹み３８に位置合わせされた状態でレバー２７が適当な方向に回転すると、ロッキングピンは長手方向に離れるように開く。この長手方向の離間はリンク２３に伝達され、それにより、この１対のリンクは、矢印４６で示されるように長手方向に離れるように動く。離間によりテンションケーブルの張力が強まり、それにより、すべての他のリンクが、互いに固く結合するのに十分な力でその隣り合ったリンクに押し付けられる。ロッキングピンのこの動作により、スタビライザ・アームが同時にスロット３０内で定位置にロックされる。

図９の断面図には、近位アンカーセグメント２６のソケットの内部に摺動可能に取り付けられたばねキャップ４５が示してある。テンションケーブル５０は端部から端部までのボア４４を通過しており、また圧着リテーナ５１によってキャップ４５に接合される近位端部を有する。キャップ４５の内部にはばね５２が設けられて、ケーブル５０に予張力を印加するために一方の端部ではキャップ４５の近位端部に圧接（ｂｅａｒ ａｇａｉｎｓｔ）し、セグメント２６のソケット底壁５３に圧接する。予張力は、レバー２７を使用して最大限の張力を印加する前にスタビライザ・アームを所望の形状（曲率および長さ）に調節する助けとなるよう、すべてのリンクを互いにゆるく保持するように構成される。形状を調節するために必要に応じて予張力に手で打ち勝つことができるように、ばね力によってキャップ４５と壁５３の間に間隙５４が作り出される。

図１０および図１１には、スロット３０の一方の側のロッキングピン６０および６１と、スロット３０の他方の側のロッキングピン６２および６３とが示してある。ピン６０および６１は、それぞれ内部トンネル（換言すれば、通路）６４および７２の内部で長手方向に摺動可能である。図１２は、内部空洞６６に設けられた楕円形カム６５を示す、基部部材２４の側壁の断面図である。カム６５は、レバー２７によって回転駆動される。カム６５はロッキングピン６２および６３に圧接し、ロッキングピン６２および６３は、空洞６６から延在する各トンネル６７および６８の内部で摺動可能である。ピン６２とピン６３が互いに最も近づいたときにピン６２および６３の外側端部が壁の中へと格納されるように（それによってリンク２３がスロット３０を通って自由に摺動することが可能になるように）、トンネル６７および６８の底部には傾斜が付けられてもよい。カム６５がレバー２７によって回転されると、ピンはトンネル６７および６８に沿って離れるように開いて、捕捉された各リンクを離間させる。

図１３には、シャフト７５およびギアセット７６を使用してレバー２７から基部部材２４の離れた方の側へと運動を伝達し、ロッキングピン６０および６１を駆動させる楕円形カム７７へと回転を伝達するための一実施形態が示してある。カム７７に対してピン６０および６１を付勢するために、ばね７８および７９がトンネル６４および７２に追加される。

図１４には、関節部８１および長さ調節可能部８２を有するスタビライザ・アーム・システム８０の別の実施形態が示してある。部分８２は、間隔を空けられた複数の狭窄領域８３を有し、そこで、部分８２を、レバー８６の制御下にある基部部材８５のフォーク状クランプ８４によって掴むことができる。内部テンションケーブルは、近位端部ではアンカーセグメント８８に保持されたキャップ８７に取り付けられ、遠位端部では端部シャフト８９に取り付けられる。端部シャフト８９は、バルブ・レーキ（ｖａｌｖｅ ｒａｋｅ）、または他のアクセサリ９１を保持するためのクイック連結部９０を有する。

フォーククランプ８４は、ある機構（図示せず）により、レバー８６の制御下で軸方向に展開可能(expandable)である。部分８２は、一連のボールセグメント９２、伸縮セグメント９３、およびスペーサ９４からなる（これらはすべて、テンションケーブルを受け入れるための連続する中心ボアを画定する）。伸縮セグメント９３は、ボールセグメント９２を受けるのに十分な大きさの直径をもつ凹面カップ部をそれぞれ有する。各カップ部は内側穴を有し、隣り合ったスペーサ９４の中心ボアに摺動可能に受け入れられる、中空の円筒形シャフトまたは管へと延びる。スペーサ９４も同様に、隣り合ったボールセグメント９２を受けるための凹面カップを有する。狭窄領域８３のうちの任意の１つにおいてフォーククランプ８４を軸方向に展開させることにより、図１８に示す間隙９５が開き、それによってテンションケーブルに張力が印加される。端部キャップ８７はアンカーセグメント８８の端面凹部に摺動可能に受けられる。キャップ８７とセグメント８８との間の凹部の別の間隙９６には、キャップ８７に固く取り付けられたケーブル（図示せず）に予張力を与えるために、ばねまたは他の圧縮要素（図示せず）が提供されてもよい。

Claims (13)

1. スタビライザ・アームであって、
   中心通路をそれぞれ有する連続する複数の関節リンクと、
   中心通路をそれぞれ有する連続する複数の長さ調節可能リンクと、
   前記長さ調節可能リンクのうちの近位リンクと前記関節リンクのうちの遠位リンクとの間で前記中心通路を通って延在するテンションケーブルと、
   基部部材であって、前記基部部材からの前記アームの所望の延在長さに対応する長さ調節可能リンクを捕捉し、且つ支持固定具に取り付けられるように構成される、基部部材と、
   捕捉された前記長さ調節可能リンク同士を選択的に離間させるように格納位置と延出位置の間で移動可能であり、それによって前記テンションケーブルの張力および前記スタビライザ・アームの剛性を調節する、制御機構と
   を備え、
   前記長さ調節可能リンクが対向する側面を有し、それぞれの長さ調節可能リンクが、前記制御機構と係合するように構成された位置合わせノッチを側面に有する、スタビライザ・アーム。
2. 前記基部部材が、前記長さ調節可能リンクのうちの２つの長さ調節可能リンクの少なくとも一部を長手方向に受け入れるスロットを含み、それにより、前記２つの長さ調節可能リンクの前記位置合わせノッチが、前記スロットの内部で前記制御機構に係合する、請求項１に記載のスタビライザ・アーム。
3. 前記制御機構が、前記位置合わせノッチに捕捉される可動ピンを備える、請求項２に記載のスタビライザ・アーム。
4. 前記制御機構が、前記位置合わせノッチ間の長手方向の離間距離を調節するためのレバーをさらに備える、請求項３に記載のスタビライザ・アーム。
5. 前記レバーは、さらに、前記スロットへの前記可動ピンの貫入を制御し、それにより、前記長さ調節可能リンクが前記スロットの中に保持される、請求項４に記載のスタビライザ・アーム。
6. 前記長さ調節可能リンクが、それぞれ、隣接する長さ調節可能リンクのアーチ状端部と入れ子に配置されるアーチ状端部を含む、請求項１に記載のスタビライザ・アーム。
7. スタビライザ・アームであって、
   中心通路をそれぞれ有する連続する複数の関節リンクと、
   中心通路をそれぞれ有する連続する複数の長さ調節可能リンクと、
   前記長さ調節可能リンクのうちの近位リンクと前記関節リンクのうちの遠位リンクとの間で前記中心通路を通って延在するテンションケーブルと、
   基部部材であって、前記基部部材からの前記アームの所望の延在長さに対応する長さ調節可能リンクを捕捉し、且つ支持固定具に取り付けられるように構成される、基部部材と、
   捕捉された前記長さ調節可能リンク同士を選択的に離間させるように格納位置と延出位置の間で移動可能であり、それによって前記テンションケーブルの張力および前記スタビライザ・アームの剛性を調節する、制御機構と
   を備え、
   前記長さ調節可能リンクが、それぞれ、隣接する長さ調節可能リンクのアーチ状端部と入れ子に配置されるアーチ状端部を含み、
   前記長さ調節可能リンクの互いに隣り合ったアーチ状端部が、互いに噛み合う歯を有する、スタビライザ・アーム。
8. スタビライザ・アームであって、
   中心通路をそれぞれ有する連続する複数の関節リンクと、
   中心通路をそれぞれ有する連続する複数の長さ調節可能リンクと、
   前記長さ調節可能リンクのうちの近位リンクと前記関節リンクのうちの遠位リンクとの間で前記中心通路を通って延在するテンションケーブルと、
   基部部材であって、前記基部部材からの前記アームの所望の延在長さに対応する長さ調節可能リンクを捕捉し、且つ支持固定具に取り付けられるように構成される、基部部材と、
   捕捉された前記長さ調節可能リンク同士を選択的に離間させるように格納位置と延出位置の間で移動可能であり、それによって前記テンションケーブルの張力および前記スタビライザ・アームの剛性を調節する、制御機構と
   を備え、
   前記長さ調節可能リンクが、それぞれ、隣接する長さ調節可能リンクのアーチ状端部と入れ子に配置されるアーチ状端部を含み、
   互いに隣り合ったアーチ状端部の各対が、さねはぎ式の連結部を含む、スタビライザ・アーム。
9. スタビライザ・アームであって、
   中心通路をそれぞれ有する連続する複数の関節リンクと、
   中心通路をそれぞれ有する連続する複数の長さ調節可能リンクと、
   前記長さ調節可能リンクのうちの近位リンクと前記関節リンクのうちの遠位リンクとの間で前記中心通路を通って延在するテンションケーブルと、
   基部部材であって、前記基部部材からの前記アームの所望の延在長さに対応する長さ調節可能リンクを捕捉し、且つ支持固定具に取り付けられるように構成される、基部部材と、
   捕捉された前記長さ調節可能リンク同士を選択的に離間させるように格納位置と延出位置の間で移動可能であり、それによって前記テンションケーブルの張力および前記スタビライザ・アームの剛性を調節する、制御機構と
   を備え、
   前記長さ調節可能リンクが、前記テンションケーブルを固定するように構成されたアンカーセグメントを含む、スタビライザ・アーム。
10. 前記関節リンクが、それぞれ、隣接する関節リンクと係合するための半球形の形状を有する、請求項１に記載のスタビライザ・アーム。
11. 前記関節リンクのうちの前記遠位リンクに取り付けられ、手術用リトラクタ装置に取り付けられるように構成されたクイック連結継手を有する端部シャフトをさらに備える、請求項１に記載のスタビライザ・アーム。
12. スタビライザ・アームであって、
    中心通路をそれぞれ有する連続する複数の関節リンクと、
    中心通路をそれぞれ有する連続する複数の長さ調節可能リンクと、
    前記長さ調節可能リンクのうちの近位リンクと前記関節リンクのうちの遠位リンクとの間で前記中心通路を通って延在するテンションケーブルと、
    基部部材であって、前記基部部材からの前記アームの所望の延在長さに対応する長さ調節可能リンクを捕捉し、且つ支持固定具に取り付けられるように構成される、基部部材と、
    捕捉された前記長さ調節可能リンク同士を選択的に離間させるように格納位置と延出位置の間で移動可能であり、それによって前記テンションケーブルの張力および前記スタビライザ・アームの剛性を調節する、制御機構と
    を備え、
    前記長さ調節可能リンクが、複数の狭窄領域を画定する交互に配置されたボールセグメント、伸縮セグメント、およびスペーサを備え、前記制御機構が、選択された狭窄領域を把持して前記テンションケーブルに選択的に張力を加えるための展開可能なフォーク状クランプを備える、スタビライザ・アーム。
13. スタビライザ・アームであって、
    中心通路をそれぞれ有する連続する複数の関節リンクと、
    中心通路をそれぞれ有する連続する複数の長さ調節可能リンクと、
    前記長さ調節可能リンクのうちの近位リンクと前記関節リンクのうちの遠位リンクとの間で前記中心通路を通って延在するテンションケーブルと、
    基部部材であって、前記基部部材からの前記アームの所望の延在長さに対応する長さ調節可能リンクを捕捉し、且つ支持固定具に取り付けられるように構成される、基部部材と、
    捕捉された前記長さ調節可能リンク同士を選択的に離間させるように格納位置と延出位置の間で移動可能であり、それによって前記テンションケーブルの張力および前記スタビライザ・アームの剛性を調節する、制御機構と
    を備え、
    前記制御機構が、前記テンションケーブルに予張力を印加するばねを含む、スタビライザ・アーム。

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