(57)【要約】  開胸器であって、固定アーム（２０）と、人体の胸骨の２つの切開面のうちの一方の切開面に当接するための当接面を有し、固定アームの第１屈曲部（２２、２４）よりも先端側に固定アームに対して所定角度首振り可能に設けられた少なくとも１つの第１フック（３６、３８）と、固定アームと所定の角度をなし、固定アームの基端部に固定され、アーチ状に湾曲するラック（１２、１０２）と、基端部においてラックに沿って固定アームとの距離が可変となるようにラックに移動可能に支持される可動アーム（４０）と、２つの切開面のうちの他方の切開面に当接するための当接面を有し、可動アームの第２屈曲部（４２、４４）よりも先端側に可動アームに対して所定角度首振り可能に設けられた少なくとも１つの第２フック（５６、５８）と、を備えている。
2011099553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの第１屈曲部を有する固定アームと、
人体の胸骨の２つの切開面のうちの一方の切開面に当接するための当接面を有し、前記第１屈曲部よりも先端側に前記固定アームに対して所定角度首振り可能に設けられた少なくとも１つの第１フックと、
前記固定アームと所定の角度をなし、前記固定アームの基端部に固定され、アーチ状に湾曲するラックと、
少なくとも１つの第２屈曲部を有し、その基端部において前記ラックに沿って前記固定アームとの距離が可変となるように前記ラックに移動可能に支持される可動アームと、
前記２つの切開面のうちの他方の切開面に当接するための当接面を有し、前記第２屈曲部よりも先端側に前記可動アームに対して所定角度首振り可能に設けられた少なくとも１つの第２フックと、
を有することを特徴とする開胸器。
【請求項２】
前記ラックは、前記ラックの長手方向に対して直角な断面が矩形であり、前記矩形の２つの長辺に対応する２つの側面は、同一の中心軸を有する２つの円筒面に沿ってアーチ状に湾曲し、前記矩形の２つの短辺に対応する２つの側面は、前記中心軸と同じ中心軸を有しかつ前記２つの円筒面とそれぞれ直交する２つの平面であり、前記２つの平面の一方に、前記可動アームを移動させるための歯を有する請求項１に記載の開胸器。
【請求項３】
前記円筒面の前記中心軸からの前記ラックの曲率半径は、前記開胸器を取り付けて人体の胸骨を両側に圧排した時の前記第１フックの当接面と前記第２フックの当接面との間の距離、および各当接面の傾斜角度に基づいて設定される請求項２に記載の開胸器。
【請求項４】
前記固定アームおよび前記可動アームは、それぞれの基端部の前記ラックが固定される部分と前記第１屈曲部および前記第２屈曲部との間に、前記第１屈曲部および前記第２屈曲部とは反対向きに屈曲する第３屈曲部および第４屈曲部をそれぞれ有し、前記第３屈曲部の角度と前記第４屈曲部の角度は、前記第１フックの当接面の基端側頂点と前記第２フックの当接面の基端側頂点との間の距離に対して、前記第１フックの当接面の先端側頂点と前記第２フックの当接面の先端側頂点との間の距離が、略等しくなるように設定される請求項２又は３に記載の開胸器。
【請求項５】
前記ラックは、前記ラックの長手方向に対して直角な断面が矩形であり、前記矩形の２つの長辺に対応する２つの側面は、同一の中心軸に対して所定の円錐角を有する２つの第１円錐面に沿ってアーチ状に湾曲し、前記矩形の２つの短辺に対応する２つの側面は、同じ中心軸を有しかつ前記２つの第１円錐面とそれぞれ直交する２つの第２円錐面に沿って湾曲し、前記２つの第２円錐面に沿ってそれぞれ湾曲した前記２つの側面の一方に、前記可動アームを移動させるための歯を有する請求項１に記載の開胸器。
【請求項６】
前記第１円錐面の前記中心軸からの前記ラックの所定位置の曲率半径は、前記開胸器を取り付けて人体の胸骨を両側に圧排した時の前記第１フックの当接面と前記第２フックの当接面との間の距離、各当接面の傾斜角度に基づいて設定される請求項５に記載の開胸器。
【請求項７】
前記第１円錐面の前記円錐角は、前記第１フックの当接面の基端側頂点と前記第２フックの当接面の基端側頂点との間の距離に対して、前記第１フックの当接面の先端側頂点と前記第２フックの当接面の先端側頂点との間の距離が、略等しくなるように設定される請求項５又は６に記載の開胸器。
【請求項８】
前記第１屈曲部として、第１中間屈曲部と、第１先端屈曲部とを有し、
前記第１フックとして、第１中間フックと、第１先端フックとを有し、
前記第１中間フックは、前記固定アームの前記第１中間屈曲部と前記第１先端屈曲部との間に設けられた当該固定アームの長手方向に長尺な第１長孔にスライド可能に、かつ所定角度首振り可能に係合し、
前記第２屈曲部として、第２中間屈曲部と、第２先端屈曲部とを有し、
前記第２フックとして、第２中間フックと、第２先端フックとを有し、
前記第２中間フックは、前記可動アームの前記第２中間屈曲部と前記第２先端屈曲部との間に設けられた当該可動アームの長手方向に長尺な第２長孔にスライド可能に、かつ所定角度首振り可能に係合する請求項１〜７のいずれか一項に記載の開胸器。
【請求項９】
前記固定アームは、前記第１先端屈曲部よりも先端側に設けられた第１先端孔を更に有し、
前記第１先端フックは、前記第１先端孔に所定角度首振り可能に係合し、
前記可動アームは、前記第２先端屈曲部よりも先端側に設けられた第２先端孔を更に有し、
前記第２先端フックは、前記第２先端孔に所定角度首振り可能に係合する請求項８に記載の開胸器。
【請求項１０】
前記第１および第２中間屈曲部の屈曲角度と、前記第１および第２先端屈曲部の屈曲角度とは、それぞれ人体の胸骨の湾曲形状に基づいて設定される請求項８又は９に記載の開胸器。
【請求項１１】
前記第１中間フックの当接面と前記第１先端フックの当接面との間の最長距離、および前記第２中間フックの当接面と前記第２先端フックの当接面との間の最長距離は、人体の胸骨の長さに基づいて設定される請求項８〜１０のいずれか一項に記載の開胸器。
【請求項１２】
前記第１中間フックおよび前記第１先端フックの各当接面が前記固定アームに対して首振り可能な最大角度、並びに、前記第２中間フックおよび前記第２先端フックの各当接面が前記可動アームに対して首振り可能な最大角度は、±２５度以上±３５度以下である請求項８〜１１のいずれか一項に記載の開胸器。
【請求項１３】
前記第１中間フックおよび前記第１先端フックをそれぞれ前記固定アームの前記第１長孔および前記第１先端孔にそれぞれ係合させるための各取り付けナットは、前記固定アームに埋め込まれ、各取り付けナットの上面は、前記固定アームの上面以下であり、
前記第２中間フックおよび前記第２先端フックをそれぞれ前記可動アームの前記第２長孔および前記第２先端孔にそれぞれ係合させるための各取り付けナットは、前記可動アームに埋め込まれ、各取り付けナットの上面は、前記可動アームの上面以下である請求項８〜１２のいずれか一項に記載の開胸器。
【請求項１４】
前記固定アームおよび前記可動アームは、艶消し黒色メッキされる請求項１〜１３のいずれか一項に記載の開胸器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、胸骨正中切開において使用される開胸器に係り、特に胸骨正中切開中に生じやすい胸骨の骨折や胸骨断端の挫滅などを防止することができる開胸器に関する。
【背景技術】
【０００２】
心臓や大血管の手術を行う時には、ほとんどの症例で胸骨を中央で縦に切開する胸骨正中切開が行われる。そして、正中切開され左右に分かれた胸骨は、開胸器により左右に圧排され、広げられた空間部において手術がなされる。【０００３】
胸骨正中切開においては、開胸器により胸骨を圧排する時に胸骨を骨折させやすく、特に子供の場合に顕著であるという問題があり、特許文献１に、胸骨の骨折を防止することができる開胸器が提案されている。即ち、正中切開された胸骨を圧排する際に、胸骨断端部の止血を行うとともに胸骨の骨折も防止することができ、また、胸骨断端部の挫滅も防止することができる開胸器補助具及びこれを装着した開胸器が提案されている。また、特許文献２には、胸骨の挙上中も胸骨の形状に追従して面接触状態を維持でき、胸骨を傷めてしまう恐れがなく、胸骨の開創に手間が掛かる煩わしさのない胸骨挙上器が提案されている。【０００４】
一方、人体の胸郭は脊柱（胸椎）、肋骨及び胸骨の３者で構成され、「Ｏ」字状の断面形状を有している。胸骨を正中切開して開胸器により圧排すると、断面形状は「Ｃ」字状に変形するが、このとき脊柱（胸椎）と肋骨は全体として、胸骨に加わった力を受けて変形する。即ち、特許文献１や特許文献２のような従来の直線的形状のラックを有する開胸器を用いて、正中切開された胸骨を開く方向に、例えば左右に正反対の直線的な力を加えた場合、胸骨の拡張距離が小さい時は不自然な変形や圧力集中を生じないが、胸骨の拡張距離が大きくなるにつれて胸骨を脊柱（胸椎）から引き離す方向への分力が発生することによって、図９に示すような不自然な変形を引き起こし、場合によっては圧排中に開胸器が外れてしまうことがある。それと同時に、胸骨が脊柱（胸椎）と肋骨の全体をヒンジとして回転する方向に開くために、胸骨の左右の切開面が平行でなくなり、切開面の人体から遠い側の拡張距離に対して人体から近い側の拡張距離が短くなることによって、この部分に圧力集中を引き起こす。この不自然な変形や圧力集中の結果、胸骨の骨折や胸骨断端の挫滅などが生じるとともに、患者に対して肋骨の過度の拡大に伴う術後の不快感を与える。これに対して、特許文献３には、円筒面に沿ってアーチ状に湾曲するラックを有する開胸器が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２６１８１１号公報
【特許文献２】特開２００４−２５５１７３号公報
【特許文献３】米国特許第５，７７２，５８３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、これらの開胸器や胸骨挙上器は、手術現場においてフックをスライドさせてその位置を調節することによって、手術に必要な視認領域と作業領域を確保する機能を備えていなかった。また、屈曲部を有する固定アームと屈曲部を有する可動アームを、円筒面に沿ってアーチ状に湾曲するラックでそのまま連結すると、胸骨の拡張距離が大きくなるにつれて胸郭下口側の拡張距離に対して胸郭上口側の拡張距離が短くなり、その結果、心臓上部が見えづらくなっていて、手術に必要な視認領域と作業領域、および優れた作業性を確保するという点では不十分であった。【０００７】
本発明は、このような従来の問題点に鑑み、正中切開された胸骨を圧排する際に、不自然な変形や圧力集中を生じずに均一な力でより自然に圧排することによって、胸骨の骨折や胸骨断端の挫滅などを防止することができる開胸器を提供することを第１の目的とする。また、本発明は、患者の胸骨の長さや胸骨圧排時の変形状態の個人差を吸収すると同時に、手術に必要な視認領域と作業領域、および優れた作業性と適用の柔軟性を確保することができる開胸器を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の目的を達成するため、本発明の一態様によれば、
少なくとも１つの第１屈曲部を有する固定アームと、人体の胸骨の２つの切開面のうちの一方の切開面に当接するための当接面を有し、前記第１屈曲部よりも先端側に前記固定アームに対して所定角度首振り可能に設けられた少なくとも１つの第１フックと、前記固定アームと所定の角度をなし、前記固定アームの基端部に固定され、アーチ状に湾曲するラックと、少なくとも１つの第２屈曲部を有し、その基端部において前記ラックに沿って前記固定アームとの距離が可変となるように前記ラックに移動可能に支持される可動アームと、前記２つの切開面のうちの他方の切開面に当接するための当接面を有し、前記第２屈曲部よりも先端側に前記可動アームに対して所定角度首振り可能に設けられた少なくとも１つの第２フックと、を有することを特徴とする開胸器を提供する。【０００９】
また、前記ラックは、前記ラックの長手方向に対して直角な断面が矩形であり、前記矩形の２つの長辺に対応する２つの側面は、同一の中心軸を有する２つの円筒面に沿ってアーチ状に湾曲し、前記矩形の２つの短辺に対応する２つの側面は、前記中心軸と同じ中心軸を有しかつ前記２つの円筒面とそれぞれ直交する２つの平面であり、前記２つの平面の一方に、前記可動アームを移動させるための歯を有するのが好ましい。
また、前記円筒面の前記中心軸からの前記ラックの曲率半径は、前記開胸器を取り付けて人体の胸骨を両側に圧排した時の前記第１フックの当接面と前記第２フックの当接面との間の距離、および各当接面の傾斜角度に基づいて設定されるのが好ましい。
また、前記固定アームおよび前記可動アームは、それぞれの基端部の前記ラックが固定される部分と前記第１屈曲部および前記第２屈曲部との間に、前記第１屈曲部および前記第２屈曲部とは反対向きに屈曲する第３屈曲部および第４屈曲部をそれぞれ有し、前記第３屈曲部の角度と前記第４屈曲部の角度は、前記第１フックの当接面の基端側頂点と前記第２フックの当接面の基端側頂点との間の距離に対して、前記第１フックの当接面の先端側頂点と前記第２フックの当接面の先端側頂点との間の距離が、略等しくなるように設定されるのが好ましい。【００１０】
また、前記ラックは、前記ラックの長手方向に対して直角な断面が矩形であり、前記矩形の２つの長辺に対応する２つの側面は、同一の中心軸に対して所定の円錐角を有する２つの第１円錐面に沿ってアーチ状に湾曲し、前記矩形の２つの短辺に対応する２つの側面は、同じ中心軸を有しかつ前記２つの第１円錐面とそれぞれ直交する２つの第２円錐面に沿って湾曲し、前記２つの第２円錐面に沿ってそれぞれ湾曲した前記２つの側面の一方に、前記可動アームを移動させるための歯を有するのが好ましい。
また、前記第１円錐面の前記中心軸からの前記ラックの所定位置の曲率半径は、前記開胸器を取り付けて人体の胸骨を両側に圧排した時の前記第１フックの当接面と前記第２フックの当接面との間の距離、各当接面の傾斜角度に基づいて設定されるのが好ましい。
また、前記第１円錐面の前記円錐角は、前記第１フックの当接面の基端側頂点と前記第２フックの当接面の基端側頂点との間の距離に対して、前記第１フックの当接面の先端側頂点と前記第２フックの当接面の先端側頂点との間の距離が、略等しくなるように設定されるのが好ましい。【００１１】
また、前記第１屈曲部として、第１中間屈曲部と、第１先端屈曲部とを有し、前記第１フックとして、第１中間フックと、第１先端フックとを有し、前記第１中間フックは、前記固定アームの前記第１中間屈曲部と前記第１先端屈曲部との間に設けられた当該固定アームの長手方向に長尺な第１長孔にスライド可能に、かつ所定角度首振り可能に係合し、前記第２屈曲部として、第２中間屈曲部と、第２先端屈曲部とを有し、前記第２フックとして、第２中間フックと、第２先端フックとを有し、前記第２中間フックは、前記可動アームの前記第２中間屈曲部と前記第２先端屈曲部との間に設けられた当該可動アームの長手方向に長尺な第２長孔にスライド可能に、かつ所定角度首振り可能に係合するのが好ましい。
また、前記固定アームは、前記第１先端屈曲部よりも先端側に設けられた第１先端孔を更に有し、前記第１先端フックは、前記第１先端孔に所定角度首振り可能に係合し、前記可動アームは、前記第２先端屈曲部よりも先端側に設けられた第２先端孔を更に有し、前記第２先端フックは、前記第２先端孔に所定角度首振り可能に係合するのが好ましい。
また、前記第１および第２中間屈曲部の屈曲角度と、前記第１および第２先端屈曲部の屈曲角度とは、それぞれ人体の胸骨の湾曲形状に基づいて設定されるのが好ましい。
また、前記第１中間フックの当接面と前記第１先端フックの当接面との間の最長距離、および前記第２中間フックの当接面と前記第２先端フックの当接面との間の最長距離は、人体の胸骨の長さに基づいて設定されるのが好ましい。【００１２】
また、前記第１中間フックおよび前記第１先端フックの各当接面が前記固定アームに対して首振り可能な最大角度、並びに、前記第２中間フックおよび前記第２先端フックの各当接面が前記可動アームに対して首振り可能な最大角度は、±２５度以上±３５度以下であるのが好ましい。
また、前記第１中間フックおよび前記第１先端フックをそれぞれ前記固定アームの前記第１長孔および前記第１先端孔にそれぞれ係合させるための各取り付けナットは、前記固定アームに埋め込まれ、各取り付けナットの上面は、前記固定アームの上面以下であり、前記第２中間フックおよび前記第２先端フックをそれぞれ前記可動アームの前記第２長孔および前記第２先端孔にそれぞれ係合させるための各取り付けナットは、前記可動アームに埋め込まれ、各取り付けナットの上面は、前記可動アームの上面以下であるのが好ましい。
また、前記固定アームおよび前記可動アームは、艶消し黒色メッキされるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ラックをアーチ状に湾曲させることによって、胸骨を圧排する際の不自然な変形を防止することができる。また、本発明によれば、それに加えて、胸骨の切開面の角度変化に追従して胸骨の切開面とそれぞれのフックの当接面とが面接触状態を維持するようになることによって、各当接面の人体から遠い側と近い側との応力差を減少させることができる。その結果、胸骨の骨折や胸骨断端の挫滅などを防止することができる。【００１４】
また、本発明の各態様によれば、以下の効果を奏する。即ち、それぞれのフックが各アームに対して個別に独立して首振り可能であることによって、各当接面の胸郭上口側と胸郭下口側との応力差を減少させることができる。各アームの中間フックがスライド可能であることによって、患者の胸骨の長さや胸骨圧排時の変形状態に合わせてその場でフック位置を調節することができる。固定アームおよび可動アームの上面にナットなどの突起が出っ張らないようにすることによって、縫合用糸の引掛りを防ぐことができる。所定の円錐角を有する円錐面に沿ってアーチ状に湾曲したラックを用いることによって、または円筒面に沿ってアーチ状に湾曲したラックと基端屈曲部を有するアームを用いることによって、心臓上部を見えやすくすることができる。その結果、患者の胸骨の長さや胸骨圧排時の変形状態の個人差を吸収すると同時に、手術に必要な視認領域と作業領域、および優れた作業性と適用の柔軟性を確保することができる。【００１５】
さらに、固定アームと可動アームがそれぞれ中間屈曲部と先端屈曲部とを有することによって、人体の胸骨の胸郭上口側と胸郭下口側とで異なる胸骨の角度変化を吸収し、胸郭上口側に当接する先端フックの当接面と胸郭下口側に当接する中間フックの当接面とがともに胸骨の切開面と面接触状態を維持するようになる。即ち、胸骨の胸郭上口側と胸郭下口側において、同時に胸骨を圧排する際の不自然な変形を防止することができ、それと同時に、各当接面の人体から遠い側と近い側との応力差を減少させることができる。その結果、前記と同様に、胸骨の骨折や胸骨断端の挫滅などを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る開胸器の斜視図である。
【図２】図１に示す開胸器の平面図である。
【図３】図１に示す開胸器の左側面図である。
【図４】図１に示す開胸器の正面図である。
【図５】図１に示す開胸器の中間フックの動きを模式的に表わす断面図である。
【図６】図５に示す中間フックの動きを補足説明するための断面図である。
【図７】図５に示す中間フックの固定構造を表わす断面図である。
【図８】図５に示す中間フックの別の固定構造を表わす断面図である。
【図９】従来の開胸器を用いて胸骨を圧排した状態を示す斜視図である。
【図１０】図１に示す開胸器を用いて胸骨を圧排した状態を示す斜視図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る開胸器の斜視図である。
【図１２】図１１に示す開胸器の平面図である。
【図１３】図１１に示す開胸器の左側面図である。
【図１４】図１１に示す開胸器の正面図である。
【図１５】図１２のＭＭ線断面図である。
【図１６】図１２に示す中間フックの固定構造を表わす断面図である。
【図１７】本発明の第３の実施形態に係る開胸器を用いて胸骨を圧排した状態を示す斜視図である。
【図１８Ａ】従来の開胸器を用いて胸骨を圧排した状態を示す斜視図である。
【図１８Ｂ】本発明の第２の実施形態に係る開胸器を用いて胸骨を圧排した状態を示す斜視図である。
【図１８Ｃ】本発明の第３の実施形態に係る開胸器を用いて胸骨を圧排した状態を示す斜視図である。
【図１９】本発明の第３の実施形態に係る開胸器の斜視図である。
【図２０】図１９に示す開胸器の平面図である。
【図２１】図１９に示す開胸器の左側面図である。
【図２２】図１９に示す開胸器の正面図である。
【図２３】図２１を補足説明するための左側面図である。
【図２４】図１９に示すラックを展開した状態を表わす平面図である。
【図２５】本発明の第４の実施形態に係る開胸器の左側面図である。
【図２６】本発明の第５の実施形態に係る開胸器の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明の開胸器を詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る開胸器の斜視図であり、図２は、図１に示す開胸器の平面図であり、図３は、図１に示す開胸器の左側面図であり、図４は、図１に示す開胸器の正面図である。なお、図１〜４において、各フック固定用のナットの記載は省略している。
【００１９】
開胸器１０は、固定アーム２０と可動アーム４０と、相対的に両者の距離を可変するラック１２から構成される。ラック１２は、円筒面に沿ってアーチ状に湾曲する細長い板状の部材であり、その長手方向の矩形断面において短辺に対応する側面にラックアンドピニオン歯車機構のラックと同等機能の歯１４を有し、ラック１２の長手方向の一方の端面は、固定アーム２０の基端部２６において固定アーム２０と、固定アーム２０の長手方向とラック１２の長手方向とが略直角となるように固定される。固定アーム２０は、ラック１２に固定された基端部２６と平坦な中間部２８と平坦な先端部３０から構成され、基端部２６と中間部２８との間に中間屈曲部２２を有し、中間部２８と先端部３０との間に先端屈曲部２４を有し、中間部２８に長孔３２が設けられ、また、先端部３０に孔３４が設けられる。そして、長孔３２には、中間フック３６が首振りかつスライド可能に係合し、孔３４には、先端フック３８が中間フック３６と独立して首振り可能に係合する。
【００２０】
可動アーム４０は、基端部４６においてラック１２に沿って、可動アーム４０の長手方向と固定アーム２０の長手方向とが略平行となるように支持され、ハンドル６０を回転することによって固定アーム２０との距離を可変にできる。可動アーム４０は、ラック１２に支持された基端部４６と平坦な中間部４８と平坦な先端部５０から構成され、基端部４６と中間部４８との間に中間屈曲部４２を有し、中間部４８と先端部５０との間に先端屈曲部４４を有し、中間部４８に長孔５２が設けられ、また、先端部５０に孔５４が設けられる。そして、長孔５２には、中間フック５６が首振りかつスライド可能に係合し、孔５４には、先端フック５８が中間フック５６と独立して首振り可能に係合する。
【００２１】
固定アーム２０および可動アーム４０の表面で反射、散乱した手術用照明の光が、執刀医の視野の妨げになるおそれがある。また、患部が器具表面に写った場合、手元を誤るおそれがある。このような不具合を予防するために、固定アーム２０、可動アーム４０、中間フック３６、５６、および先端フック３８、５８の表面には、艶消し黒色メッキが施されている。
【００２２】
本発明において、ハンドル６０の回転運動をラック１２の長手方向の矩形断面における短辺側の側面に設けられた歯１４に伝達し、可動アーム４０を平行移動させる機構は、周知の機構を用いている。例えば、特開平９−２９９３７３には２本のシャフトによる方法が記載されている。即ち、ハンドル６０の回転軸から等距離で、この軸に対して１８０度の位置に、この回転軸と平行に配置した２本のシャフトが、可動アーム４０の基端部４６に内蔵され、ハンドル６０の回転軸を中心としてハンドル６０と共に回転し、歯１４と噛み合って、ラックアンドピニオン歯車機構のピニオンと同等機能を発揮することによって、可動アーム４０を平行移動させる。
【００２３】
図５は、図１に示す開胸器の中間フックの動きを模式的に表わす断面図である。長孔７２は、固定アーム２０の長孔３２および可動アーム４０の長孔５２に相当し、フック７４は、固定アーム２０の中間フック３６および可動アーム４０の中間フック５６に相当する。フック７４に固定されたフック軸７６の側面の一部には、フライス加工された略平行な２つの平面部分があり、その２つの平面間距離よりも広い幅を持つ長孔７２の中をスライド可能である。
【００２４】
図６は、フック７４が首を振った状態の一例として示した断面図であり、長孔７２の幅をフック軸７６の軸径よりも狭くすることによって、フック７４が所定の角度までしか首を振ることができないようにしたものである。これは、胸骨の切開面に当接するフック７４の当接面８２（図７参照）、即ち、フック７４の「コ」字状の内側の面が、使用時に不適切な向きになっていることを防止するものである。もし当接面８２以外の面が胸骨の切開面に当接した場合には、胸骨の骨折などを引き起こす可能性がある。また、これを防止するために開胸器１０に係合する４つのフック７４の当接面８２の向きを確認し、必要に応じて修正するのは、作業性の著しい悪化を招く。なお、フック７４を当接面８２と平行にスライドさせるためには、フック軸７６の側面の一部にフライス加工された略平行な２つの平面部分と当接面８２とが、互いに平行である必要がある。
【００２５】
図７は、図５に示す中間フックの固定構造を表わす断面図であり、図５においてフック軸７６の中心を通り紙面の左右方向に引いた直線による断面図である。固定アーム２０および可動アーム４０に相当するアーム７０の長孔７２に、フック７４に固定されたフック軸７６が挿入され、アーム７０の上面８８から突き出したフック軸７６の軸端にナット８０が係合される。アーム７０とフック７４との間には、フック７４をスライド可能かつ首振り可能にするための隙間７８があり、長孔７２の側面の平面部分とフック軸７６の平面部分との間には、前述のように、フック７４をスライド可能かつ首振り可能にするための隙間がある。なお、図７ではフック７４の当接面８２を紙面の左向きに示したが、アーム７０が固定アーム２０を示す場合と可動アーム４０を示す場合とで当接面８２の向きが逆になる。
【００２６】
固定アーム２０の先端フック３８および可動アーム４０の先端フック５８は、スライド可能である必要がなく、むしろスライド可能だと調整箇所が増えて使い勝手が悪化する。従って、首振りのみを可能にするように設けられた固定アーム２０の孔３４および可動アーム４０の孔５４のそれぞれに、フック７４に固定されたフック軸７６が挿入され、アーム７０の上面８８から突き出したフック軸７６の軸端にナット８０が係合される。孔３４と孔５４の形状は、機能上はフック７４のスライド可能距離をゼロとする長孔であり、厳密には円周上の一部に略平行な２つの直線部分を有する円である。そして、アーム７０とフック７４との間には、フック７４を首振り可能にするための隙間７８があり、孔３４と孔５４の側面の平面部分とフック軸７６の平面部分との間には、フック７４を首振り可能にするための隙間があるが、孔３４と孔５４の側面の平面間距離をフック軸７６の軸径よりも狭くすることによって、フック７４が所定の角度までしか首を振ることができないようにしている。
【００２７】
図５〜７では、フック７４とフック軸７６とが固定された実施形態を示したが、フック７４とフック軸７６が相対的に所定の角度まで首振り可能になっていてもよい。この実現方法は、例えば図８に示すように、フック７４のフック軸７６用の孔の中心を通り、この孔に対して略直角に開けた新たな孔にピン８４を打ち込むことによって、フック軸７６の側面の一部にフライス加工された平面部分に係合させ、この平面とピン８４の端面との隙間８６の大小で首振り可能な最大角度を調節する方法である。また、この固定方法を先端フック３８、５８に適用した場合は、フック７４とフック軸７６が相対的に所定の角度まで首振り可能になっているので、フック軸７６を孔３４と孔５４のそれぞれに完全に固定すればよい。即ち、ナット８０を使用せずに孔３４と孔５４にフック軸７６を圧入固定することができる。
【００２８】
本発明の開胸器を使用するには、まず、固定アーム２０と可動アーム４０とを近接させ、各アームの中間フック３６、５６を先端フック３８、５８の方向にスライドさせた状態で、患者の胸骨の切開面の胸郭上口側に各アームの先端フック３８、５８を当接させ、次に、胸郭下口側に各アームの中間フック３６、５６を当接させ、その後に、ハンドル６０を回転して固定アーム２０側の２つのフック３６、３８と可動アーム４０側の２つのフック５６、５８の当接面８２の距離を徐々に広げることによって胸骨を左右に圧排しながら、各アームの中間フック３６、５６を先端フック３８、５８の反対方向に適宜スライドさせ、手術に必要な視認領域と作業領域を確保するようにその位置を調節する。このとき、人体の胸郭を構成する脊柱（胸椎）、肋骨及び胸骨の３者のうち、肋骨の変形が支配的となるので、ラックの曲率半径は、人体の胸の曲率半径や胸と脊柱（胸椎）との距離に基づいて設定することができない。従って、ラックの曲率半径は、経験に基づいて得た寸法を用いて設計しており、一般的に人体の胸の曲率半径や胸と脊柱（胸椎）との距離よりも小さくなる傾向がある。
【００２９】
即ち、円筒面に沿ってアーチ状に湾曲するラックの曲率半径は、人体の胸骨を左右に圧排した時の左右の当接面の距離と当接面の傾斜角度に基づいて設定されるのが妥当である。これについての詳細は、図１４についての説明の中で述べる。
【００３０】
各アームの中間フック３６、５６を先端フック３８、５８の反対側（即ち、ラック１２側）にスライドさせた時の中間フック３６、５６の当接面８２と先端フック３８、５８の当接面８２との間の最長距離は、人体の胸骨の長さに基づいて設定されるのが妥当であり、必要な寸法範囲を所定の製品機種数で分割することによって小児から大人までをカバーする。また、各アームの中間フック３６、５６を先端フック３８、５８の側にスライドさせた時の中間フック３６、５６の当接面８２と先端フック３８、５８の当接面８２との間の最短距離は、可能な限り短い方が、開胸器を患者にセットする際の作業性が良いので、各アームの中間フック３６、５６のスライド可能距離（図３におけるＬ）は、設計上支障がない範囲内で可能な限り長くするのが妥当であり、小児用開胸器は２５〜３０ｍｍ、大人用開胸器は５０〜７０ｍｍとしている。
【００３１】
各アームの中間屈曲部２２、４２の角度（図３におけるＡ）と先端屈曲部２４、４４の角度（図３におけるＢ）は、人体の胸骨の湾曲形状に基づいて設定されるのが妥当であり、小児用開胸器も大人用開胸器も共通に、Ａは１０度、Ｂは１５度としている。
【００３２】
図９は、従来の開胸器を用いて胸骨を圧排した状態を示す斜視図であり、従来の直線的形状のラックを有する開胸器が人体に及ぼす力Ｐは、胸骨を脊柱（胸椎）から引き離す方向への分力を含むものである。図１０は、図１に示す開胸器を用いて胸骨を圧排した状態を示す斜視図であり、本発明のアーチ状に湾曲するラックを有する開胸器が人体に及ぼす力Ｑは、不自然な変形や圧力集中を生じずにより自然に圧排することができる均一な力であり、胸骨の骨折や胸骨断端の挫滅などを防止する効果を生み出す要因の１つである。
【００３３】
図１１は、本発明の第２の実施形態に係る開胸器の斜視図であり、図１２は、図１１に示す開胸器の平面図であり、図１３は、図１１に示す開胸器の左側面図であり、図１４は、図１１に示す開胸器の正面図である。
【００３４】
本発明の第１の実施形態に係る開胸器では、フック軸７６の軸端に固定されたナット８０がアーム７０の上面８８から突き出していたが、本発明の第２の実施形態に係る開胸器は、この突起に対する縫合用糸の引掛りを防ぐために改良されたものである。
【００３５】
図１１〜１４において、中間フック軸端キャップ９２、９６、および先端フック軸端キャップ９４、９８は、図７、８のナット８０の上面で各ナット８０と一体化されている。
【００３６】
図１５は、図１２のＭＭ線断面図であり、固定アーム２０の長孔３２に相当するアーム９０の長孔７２に、固定アーム２０の中間フック３６に相当するフック７４と一体化されたフック軸が挿入され、そのフック軸の軸端にはナットが一体化され、そのナットがアーム９０の上面８８から突き出さないように、アーム９０には長円形のナット埋め込み用凹部１００が設けられている。可動アーム４０への中間フック５６の取り付け方法も、固定アーム２０への中間フック３６の取り付け方法と同様である。また、固定アーム２０への先端フック３８の取り付け方法と可動アーム４０への先端フック５８の取り付け方法は、取り付け孔の形状が長孔７２と相違する以外は、中間フック３６の取り付け方法と同様である。なお、各ナットの上面は、各アームの上面よりも低い位置であるが、各ナットの上面には図示しない中間フック軸端キャップ９２、９６、および先端フック軸端キャップ９４、９８が各ナットと一体化されているので、厳密に言えば、各軸端キャップの上面が、各アームの上面よりも低い位置である。
【００３７】
図１６は、図１２に示す中間フックの固定構造を表わす断面図であり、図１２において中間フック軸端キャップ９２の中心を通り紙面の左右方向に引いた直線による断面図である。固定アーム２０の長孔３２に相当するアーム９０の長孔７２に、固定アーム２０の中間フック３６に相当するフック７４に固定されたフック軸７６が挿入され、アーム９０には長円形のナット埋め込み用凹部１００が設けられ、アーム９０の上面８８から突き出さないようにフック軸７６の軸端に中間フック軸端キャップ９２（図示せず）付きナット８０が係合される。本発明の第１の実施形態に係る開胸器と同様に、アーム９０とフック７４との間には、フック７４をスライド可能かつ首振り可能にするための隙間７８があり、長孔７２の側面の平面部分とフック軸７６の平面部分との間には、フック７４をスライド可能かつ首振り可能にするための隙間がある。なお、図１６では固定アーム２０に対する中間フック３６の固定方法を示したが、可動アーム４０に対する中間フック５６の固定方法を示す場合には、当接面８２の向きが逆になる以外は全く同様である。
【００３８】
本発明の第１の実施形態に係る図５、６は、本発明の第２の実施形態に係る開胸器でも同様である。即ち、フック軸７６の側面の一部には、フライス加工された略平行な２つの平面部分があり、長孔７２の幅をその２つの平面間距離よりも広くすることによって、長孔７２の中をスライド可能とし、長孔７２の幅をフック軸７６の軸径よりも狭くすることによって、フック７４が所定の角度までしか首を振ることができないようにしたものである。
【００３９】
本発明の第２の実施形態に係る開胸器も本発明の第１の実施形態に係る開胸器と同様に、固定アーム２０の先端フック３８および可動アーム４０の先端フック５８は、スライド可能である必要がない。従って、首振りのみを可能にするように設けられた固定アーム２０の先端部３０の孔および可動アーム４０の先端部５０の孔のそれぞれに、フック７４に固定されたフック軸７６が挿入され、アーム９０には円形のナット埋め込み用凹部が設けられ、アーム９０の上面８８から突き出さないようにフック軸７６の軸端に先端フック軸端キャップ９４、９８（図示せず）付きナット８０が係合される。各孔の形状は、機能上はフック７４のスライド可能距離をゼロとする長孔であり、厳密には円周上の一部に略平行な２つの直線部分を有する円である。そして、アーム９０とフック７４との間には、フック７４を首振り可能にするための隙間７８があり、各孔の側面の平面部分とフック軸７６の平面部分との間には、フック７４を首振り可能にするための隙間があるが、各孔の側面の平面間距離をフック軸７６の軸径よりも狭くすることによって、フック７４が所定の角度までしか首を振ることができないようにしている。
【００４０】
図１４において、Ｒは円筒面に沿ってアーチ状に湾曲するラックの曲率半径、Ｒ１はラックの湾曲中心点と中間フック３６、５６の当接面との距離、Ｒ２はラックの湾曲中心点と先端フック３８、５８の当接面との距離、Ｓ１は中間フック３６、５６の当接面の距離／２、Ｓ２は先端フック３８、５８の当接面の距離／２、Ｔは当接面の相対的な傾斜角度／２を示す。ここで、Ｒ１＝Ｓ１／ｓｉｎ（Ｔ）、およびＲ２＝Ｓ２／ｓｉｎ（Ｔ）の式が成り立つので、経験に基づいてＳ１、Ｓ２、およびＴを得ることができれば、Ｒ１とＲ２を算出できる。さらに、ＲとＲ１との差、およびＲとＲ２との差を図面から求めれば、算出されたＲ１とＲ２にこれらの差を加算することによってＲを算出できる。
【００４１】
即ち、円筒面に沿ってアーチ状に湾曲するラックの曲率半径Ｒは、人体の胸骨を左右に圧排した時の左右の当接面の距離（Ｓ１とＳ２の少なくとも一方）と当接面の傾斜角度（Ｔ）に基づいて算出することができるので、この値に基づいて設定されるのが妥当であり、小児用開胸器は１２０ｍｍ、大人用開胸器は１８４ｍｍとしている。
【００４２】
各フックの当接面が各アームに対して首振り可能な最大角度は、±１５度以上±４５度以下が好ましく、±２５度以上±３５度以下がより好ましい。また、各アームの中間フック３６、５６のスライド可能距離（図１３におけるＬ）は、小児用開胸器は２５〜２７ｍｍ、大人用開胸器は４０〜７０ｍｍとしている。
【００４３】
各アームの中間屈曲部２２、４２の角度（図１３におけるＡ）と先端屈曲部２４、４４の角度（図１３におけるＢ）は、小児用開胸器も大人用開胸器も共通に、Ａは２０度、Ｂも２０度としている。
【００４４】
本発明の第１と第２の実施形態に係る開胸器は、胸骨の骨折や胸骨断端の挫滅などを防止するという点と、患者の胸骨の長さや胸骨圧排時の変形状態の個人差を吸収するという点では極めて優れているが、手術に必要な視認領域と作業領域、および優れた作業性を確保するという点では不十分である。それは、屈曲部を有する固定アーム２０と屈曲部を有する可動アーム４０を円筒面に沿ってアーチ状に湾曲するラック１２でそのまま連結しているために、胸骨の拡張距離が大きくなるにつれて中間フック３６、５６の当接面の距離に対して先端フック３８、５８の当接面の距離が短くなり、その結果、心臓上部が見えづらくなるからである。この点を解消するためのものとして、本発明の第３と第４の実施形態に係る開胸器について説明する。
【００４５】
図１７は、本発明の第３の実施形態に係る開胸器を用いて胸骨を圧排した状態を示す斜視図であり、２６ａは、固定アーム２０の基端部２６における先端側直線部を示し、４６ａは、可動アーム４０の基端部４６における先端側直線部を示している。本発明の第１と第２の実施形態に係る開胸器では、基端部２６の先端側直線部２６ａと基端部４６の先端側直線部４６ａは、可動アーム４０の位置に係わらず平行である。従って、中間フック３６、５６の当接面の距離Ｗ１に対して先端フック３８、５８の当接面の距離Ｗ２が短くなってしまう。これに対して、本発明の第３の実施形態に係る開胸器では、基端部２６の先端側直線部２６ａに対する基端部４６の先端側直線部４６ａの角度を、可動アーム４０の位置によって変化させることができる。従って、中間フック３６、５６の当接面の距離Ｗ１に対して先端フック３８、５８の当接面の距離Ｗ２を略等しくすることができる。
【００４６】
図１８Ａは、従来の直線的形状のラックを有する開胸器を用いて胸骨を圧排した状態を示す斜視図であり、中間部の開胸幅と先端部の開胸幅とは等しくなっているが、拡張した領域の端部においてフックの手前に固定アームと可動アームがかぶさっているために、この部分での作業性が極めて悪くなっている。図１８Ｂは、本発明の第２の実施形態に係る開胸器を用いて胸骨を圧排した状態を示す斜視図であり、拡張した領域の端部においてフックの手前に固定アームと可動アームがかぶさってはいないが、中間フック３６、５６の当接面の距離Ｗ１に対して先端フック３８、５８の当接面の距離Ｗ２が短いので、心臓上部が見えづらくなっている。図１８Ｃは、本発明の第３の実施形態に係る開胸器を用いて胸骨を圧排した状態を示す斜視図であり、拡張した領域の端部においてフックの手前に固定アームと可動アームがかぶさっておらず、しかも中間フック３６、５６の当接面の距離Ｗ１に対して先端フック３８、５８の当接面の距離Ｗ２が略等しいので、心臓上部が見えやすくなっている。即ち、手術に必要な視認領域と作業領域、および優れた作業性を確保することができるようになっている。
【００４７】
図１９は、本発明の第３の実施形態に係る開胸器の斜視図であり、図２０は、図１９に示す開胸器の平面図であり、図２１は、図１９に示す開胸器の左側面図であり、図２２は、図１９に示す開胸器の正面図である。
【００４８】
前述のように、本発明の第１と第２の実施形態に係る開胸器では、心臓上部が見えづらくなっていたが、本発明の第３の実施形態に係る開胸器は、ラック１２の代わりにラック１０２を用いることによって、視認領域と作業領域や作業性における不十分な点を改良したものである。即ち、本発明の第２の実施形態に係る開胸器と本発明の第３の実施形態に係る開胸器の相違点は、ラック１２とラック１０２のどちらを用いるかという点と、手術に必要な視認領域と作業領域、および優れた作業性を確保することができるか否かという点であり、この２点以外は同一である。
【００４９】
図３と図１３に示すように、本発明の第１と第２の実施形態に係る開胸器のラック１２は、中空円筒の一部としてアーチ状に湾曲する。即ち、ラック１２は、ラック１２の長手方向に対して直角な断面が矩形であり、その矩形の２つの長辺に対応する２つの側面１２ａ、１２ｂは、同一の中心軸を有する２つの円筒面に沿ってアーチ状に湾曲している。また、その矩形の２つの短辺に対応する２つの側面１２ｃ、１２ｄは、その２つの円筒面の中心軸と同じ中心軸を有しかつその２つの円筒面とそれぞれ直交する２つの平面である。そして、その２つの平面の一方、例えば１２ｃに、可動アーム４０を移動させるための歯１４を有する。
【００５０】
これに対して、図２１に示すように、本発明の第３の実施形態に係る開胸器のラック１０２は、中空円錐の一部としてアーチ状に湾曲する。即ち、ラック１０２は、ラック１０２の長手方向に対して直角な断面が矩形であり、その矩形の２つの長辺に対応する２つの側面１０２ａ、１０２ｂは、同一の中心軸Ｃに対して所定の円錐角Ｇを有する２つの第１円錐面に沿ってアーチ状に湾曲している。また、その矩形の２つの短辺に対応する２つの側面１０２ｃ、１０２ｄは、その２つの第１円錐面の中心軸Ｃと同じ中心軸を有しかつその２つの第１円錐面とそれぞれ直交する２つの第２円錐面に沿って湾曲している。
つまり、２つの側面１０２ｃ、１０２ｄは、同一の中心軸を有する２つの第２円錐面に沿ってそれぞれ湾曲した２つの曲面である。そして、２つの第２円錐面に沿ってそれぞれ湾曲した２つの曲面（２つの側面１０２ｃ、１０２ｄ）の一方、例えば側面１０２ｃに、可動アーム４０を移動させるための歯１０４を有する。
【００５１】
ラック１０２を用いることによって、可動アーム４０は、中心軸Ｃに対して所定の円錐角Ｇを有する円錐面に沿って、中心軸Ｃの周りを移動する。ラック１０２の長手方向に対して直角な断面において、長辺１０２ｂと短辺１０２ｄの交点、即ち、矩形断面の４つの頂点のうちアーム先端側かつ中心軸Ｃ側にある頂点を基準点とすると、Ｈはこの基準点の曲率半径である。また、この基準点を中心軸Ｃの周りに１回転した円を、正面図（図２２）に投影した楕円において、Ｅはその楕円の短軸上にある最長曲率半径であり、その円を平面図（図２０）投影した楕円において、Ｆはその楕円の短軸上にある最長曲率半径はである。
【００５２】
図２１において、３６ａは中間フック３６の基端側頂点を、３６ｂは中間フック３６の先端側頂点を、３８ａは先端フック３８の基端側頂点を、３８ｂは先端フックの先端側頂点を示しており、これらの４つの頂点のうち最もラック１０２側にある頂点３６ａを通って、中心軸Ｃとの平行線Ｄを作図する。すると、頂点３８ｂと頂点３８ａが平行線Ｄの中心線Ｃ側（左側）にはみ出していることが分かる。これは、頂点３８ｂと頂点３８ａの曲率半径が頂点３６ａの曲率半径よりも短いことを意味しており、胸骨を圧排する際に、中間フック３６、５６の当接面の距離Ｗ１に対して先端フック３８、５８の当接面の距離Ｗ２が短くなることを意味している。
【００５３】
図１９〜２２では、円錐角Ｇを図１３に示す中間屈曲部２２、４２の角度Ａと同じ角度（２０度）にしたので、中間フック３６、５６の当接面の距離Ｗ１と先端フック３８、５８の当接面の距離Ｗ２とが等しくならなかったが、図２３のように、頂点３６ａと頂点３８ｂを通る平行線Ｄから平行に中心軸Ｃを作図し、この中心軸Ｃから円錐角Ｇを求めることによって、中間フック３６、５６の当接面の距離Ｗ１と先端フック３８、５８の当接面の距離Ｗ２とを等しくすることができる。図２３の場合の円錐角Ｇは、約２７度であるが、小児用開胸器も大人用開胸器も共通に、Ｇは２５〜３０度としている。
【００５４】
また、図２２に示すように、本発明の第１と第２の実施形態に係る開胸器と同様に、人体の胸骨を左右に圧排した時の左右の当接面の距離（Ｓ１とＳ２の少なくとも一方）と当接面の傾斜角度（Ｔ１とＴ２の少なくとも一方）に基づいて、所定の円錐角を有する円錐面に沿ってアーチ状に湾曲するラック１０２の正面図（図２２）における短軸上の最長曲率半径を、近似的に算出することができる。ここで、「近似的」に取り扱うことができる理由は、円錐角Ｇが３０度以下で、ラック１０２の正面図（図２２）における短軸と長軸の差が比較的少ないからである。Ｒ１＝Ｓ１／ｓｉｎ（Ｔ１）、およびＲ２＝Ｓ２／ｓｉｎ（Ｔ２）の式が成り立つので、経験に基づいてＳ１、Ｓ２、およびＴ１、Ｔ２を得ることができれば、Ｒ１とＲ２を算出できる。さらに、ＥとＲ１との差、およびＥとＲ２との差を図面から求めれば、算出されたＲ１とＲ２にこれらの差を加算することによってＥを算出できる。
【００５５】
図２４は、図１９に示すような、所定の円錐角を有する円錐面に沿ってアーチ状に湾曲するラックを平面に展開した状態を表わす平面図である。ラック１０２を湾曲させるためにプレス加工を用いる場合には、ラック１０２を図２４の２点鎖線で示す形状に切り出す必要がある。
【００５６】
図２５は、本発明の第４の実施形態に係る開胸器の左側面図である。前述のように、本発明の第３の実施形態に係る開胸器では、視認領域と作業領域や作業性における不十分な点を改良するために、所定の円錐角を有する円錐面に沿ってアーチ状に湾曲するラック１０２を用いた。
【００５７】
一方、本発明の第４の実施形態に係る開胸器では、固定アーム１０６の基端部は、本発明の第３の実施形態に係る開胸器における円錐角Ｇと同じ角度だけ、中間屈曲部２２および先端屈曲部２４とは反対向きに屈曲する基端屈曲部１０８を有し、この固定アーム１０６と同じ形状の図示しない可動アームが、円筒面に沿ってアーチ状に湾曲するラック１２の円筒面に沿って、中心軸Ｃの周りを移動する。ラック１２の長手方向に対して直角な断面において、長辺１２ｂと短辺１２ｄの交点、即ち、矩形断面の４つの頂点のうちアーム先端側かつ中心軸Ｃ側の頂点を基準点とすると、Ｈはこの基準点の曲率半径である。
【００５８】
本発明の第３の実施形態に係る開胸器と本発明の第４の実施形態に係る開胸器の相違点は、アーチ状に湾曲するラックがラック１２のような円筒面の一部か、またはラック１０２のような所定の円錐角を有する円錐面の一部かという点と、固定アームと可動アームが基端屈曲部１０８を有するか否かという点であり、この２点以外は同一である。
【００５９】
図２６は、本発明の第５の実施形態に係る開胸器の平面図であり、固定アームと可動アームにそれぞれ着脱部を設け、着脱部よりも先端側の固定アームと可動アームを着脱可能に固定するものである。即ち、本発明の第３の実施形態に係る開胸器を示す図１９〜２２に示すような、それぞれ２つずつのフック３６、３８、５６、５８を有する固定アーム２０と可動アーム４０を、それぞれの着脱部から取り外し、１つのフック１１２を有する交換用固定アーム１１０と１つのフック１１６を有する交換用可動アーム１１４を取り付けるために並べた状態を示している。
【００６０】
本発明の第５の実施形態を本発明の第３の実施形態に係る開胸器に適用する場合には、固定アームおよび可動アームの基端部の先端側直線部２６ａ、４６ａに着脱部を設けるのが望ましい。また、本発明の第５の実施形態を本発明の第４の実施形態に係る開胸器に適用する場合にも、同じ位置が望ましいが、図２５に示す基端屈曲部１０８に対して、先端側でも基端側でもどちらでも良い。また、着脱部は、位置決めピン１１８とロック機構１２０を有し、容易に着脱できるとともにがたつきなく固定できるようになっている。
【００６１】
以上、本発明の開胸器について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
以上説明したように、本発明の好ましい実施の形態によれば、ラックをアーチ状に湾曲させることによって、胸骨を圧排する際の不自然な変形を防止することができる。また、胸骨の切開面の角度変化に追従して胸骨の切開面とそれぞれのフックの当接面とが面接触状態を維持するようになることによって、各当接面の人体から遠い側と近い側との応力差を減少させることができる。その結果、胸骨の骨折や胸骨断端の挫滅などを防止することができる。
これにより、本発明は、開胸器において、正中切開された胸骨を圧排する際に、不自然な変形や圧力集中を生じずに均一な力でより自然に圧排することによって、胸骨の骨折や胸骨断端の挫滅などを防止し、また、患者の胸骨の長さや胸骨圧排時の変形状態の個人差を吸収すると同時に、手術に必要な視認領域と作業領域、および優れた作業性と適用の柔軟性を確保することができる技術に特に好適に利用できる。
【符号の説明】
【００６３】
１０  開胸器
１２  ラック
１２ａ、ｂ  ラックの矩形断面の長辺
１２ｃ、ｄ  ラックの矩形断面の短辺
１４  歯
２０  固定アーム
２２  中間屈曲部
２４  先端屈曲部
２６  基端部
２６ａ  先端側直線部
２８  中間部
３０  先端部
３２  長孔
３４  孔
３６  中間フック
３６ａ  中間フックの基端側頂点
３６ｂ  中間フックの先端側頂点
３８  先端フック
３８ａ  先端フックの基端側頂点
３８ｂ  先端フックの先端側頂点
４０  可動アーム
４２  中間屈曲部
４４  先端屈曲部
４６  基端部
４６ａ  先端側直線部
４８  中間部
５０  先端部
５２  長孔
５４  孔
５６  中間フック
５８  先端フック
６０  ハンドル
７０  アーム
７２  長孔
７４  フック
７６  フック軸
７８  隙間
８０  ナット
８２  当接面
８４  ピン
８６  隙間
８８  上面
９０  固定アーム
９２  中間フック軸端キャップ
９４  先端フック軸端キャップ
９６  中間フック軸端キャップ
９８  先端フック軸端キャップ
１００  ナット埋め込み用凹部
１０２  ラック
１０２ａ、ｂ  ラックの矩形断面の長辺
１０２ｃ、ｄ  ラックの矩形断面の短辺
１０４  歯
１０６  固定アーム
１０８  基端屈曲部
Ａ  中間屈曲部の角度
Ｂ  先端屈曲部の角度
Ｃ  ラックの中心軸
Ｄ  ラックの中心軸との平行線
Ｅ  ラックの正面図（図２２）における短軸上の最長曲率半径
Ｆ  ラックの平面図（図２０）における短軸上の最長曲率半径
Ｇ  ラックの円錐角
Ｈ  ラックの曲率半径
Ｌ  中間フックのスライド可能距離
Ｐ  従来の開胸器が及ぼす力
Ｑ  本発明の開胸器が及ぼす力
Ｒ  ラックの曲率半径
Ｒ１  ラックの湾曲中心点と中間フックの当接面との距離
Ｒ２  ラックの湾曲中心点と先端フックの当接面との距離
Ｓ１  中間フックの当接面の距離／２
Ｓ２  先端フックの当接面の距離／２
Ｔ  当接面の傾斜角度
Ｔ１  中間フックの当接面の傾斜角度
Ｔ２  先端フックの当接面の傾斜角度
Ｗ１  中間フックの当接面の距離
Ｗ２  先端フックの当接面の距離
【図１】
2011099553.tif 000003
【図２】
2011099553.tif 000004
【図３】
2011099553.tif 000005
【図４】
2011099553.tif 000006
【図５】
2011099553.tif 000007
【図６】
2011099553.tif 000008
【図７】
2011099553.tif 000009
【図８】
2011099553.tif 000010
【図９】
2011099553.tif 000011
【図１０】
2011099553.tif 000012
【図１１】
2011099553.tif 000013
【図１２】
2011099553.tif 000014
【図１３】
2011099553.tif 000015
【図１４】
2011099553.tif 000016
【図１５】
2011099553.tif 000017
【図１６】
2011099553.tif 000018
【図１７】
2011099553.tif 000019
【図１８Ａ】
2011099553.tif 000020
【図１８Ｂ】
2011099553.tif 000021
【図１８Ｃ】
2011099553.tif 000022
【図１９】
2011099553.tif 000023
【図２０】
2011099553.tif 000024
【図２１】
2011099553.tif 000025
【図２２】
2011099553.tif 000026
【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
2011099553.tif 000030
【手続補正書】
【提出日】平成23年12月9日(2011.12.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの第１屈曲部を有する固定アームと、
人体の胸骨の２つの切開面のうちの一方の切開面に当接するための当接面を有し、前記第１屈曲部よりも先端側に前記固定アームに対して所定角度首振り可能に設けられた少なくとも１つの第１フックと、
前記固定アームと所定の角度をなし、前記固定アームの基端部に固定されたラックと、
少なくとも１つの第２屈曲部を有し、その基端部において前記ラックに沿って前記固定アームとの距離が可変となるように前記ラックに移動可能に支持される可動アームと、
前記２つの切開面のうちの他方の切開面に当接するための当接面を有し、前記第２屈曲部よりも先端側に前記可動アームに対して所定角度首振り可能に設けられた少なくとも１つの第２フックと、を有し、
前記ラックは、中空円錐の一部としてアーチ状に湾曲し、前記可動アームの移動方向となる当該ラックの長手方向に対して直角な断面が矩形であり、前記矩形の２つの長辺に対応し、当該開胸器が人体の胸骨に取り付けられた状態で前記人体側及び前記人体に対して反対側となる２つの第１側面は、前記中空円錐の頂点を通る同一の中心軸と交わって所定の角度をなす２つの円錐面に沿って湾曲し、前記矩形の２つの短辺に対応し、前記２つの第１側面に対して直交するとともに当該２つの第１側面よりも小さい幅を有する２つの第２側面は、前記２つの円錐面とそれぞれ直交する２つの曲面に沿って湾曲し、当該２つの第２側面の一方に、前記可動アームを移動させるための歯を有し、
前記中心軸と前記２つの円錐面とがなす前記所定の角度は、前記第１フックの当接面の基端側頂点と前記第２フックの当接面の基端側頂点との間の距離に対して、前記第１フックの当接面の先端側頂点と前記第２フックの当接面の先端側頂点との間の距離が、等しくなるように設定されてなることを特徴とする開胸器。
【請求項２】
前記中心軸からの前記ラックの所定位置の曲率半径は、前記開胸器を取り付けて人体の胸骨を両側に圧排した時の前記第１フックの当接面と前記第２フックの当接面との間の距離、前記第１フック及び前記第２フックの各々の当接面を通る２つの直線がなす角度に基づいて所定の演算を行うことで算出されて設定されてなる請求項１に記載の開胸器。
【請求項３】
前記第１フックは、前記固定アームの最も基端側に設けられた前記第１屈曲部よりも先端側に当該固定アームの長手方向に沿って２つ配設され、
前記第２フックは、前記可動アームの最も基端側に設けられた前記第２屈曲部よりも先端側に当該可動アームの長手方向に沿って２つ配設され、
前記中心軸は、前記２つの第１フックのうち、基端側に設けられた前記第１フックの当接面の基端側頂点と先端側に設けられた前記第１フックの当接面の先端側頂点とを通る直線、及び、前記２つの第２フックのうち、基端側に設けられた前記第２フックの当接面の基端側頂点と先端側に設けられた前記第２フックの当接面の先端側頂点とを通る直線とそれぞれ平行であり、当該中心軸と前記２つの円錐面とが交わることで前記所定の角度が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の開胸器。
【請求項４】
前記第１屈曲部として、第１中間屈曲部と、第１先端屈曲部とを有し、
前記第１フックとして、第１中間フックと、第１先端フックとを有し、
前記第１中間フックは、前記固定アームの前記第１中間屈曲部と前記第１先端屈曲部との間に設けられた当該固定アームの長手方向に長尺な第１長孔にスライド可能に、かつ所定角度首振り可能に係合し、
前記第１先端フックは、前記固定アームの前記第１先端屈曲部よりも先端側に設けられた第１先端孔に所定角度首振り可能に係合し、
前記第２屈曲部として、第２中間屈曲部と、第２先端屈曲部とを有し、
前記第２フックとして、第２中間フックと、第２先端フックとを有し、
前記第２中間フックは、前記可動アームの前記第２中間屈曲部と前記第２先端屈曲部との間に設けられた当該可動アームの長手方向に長尺な第２長孔にスライド可能に、かつ所定角度首振り可能に係合し、
前記第２先端フックは、前記可動アームの前記第２先端屈曲部よりも先端側に設けられた第２先端孔に所定角度首振り可能に係合する請求項１〜３のいずれか一項に記載の開胸器。
【請求項５】
前記第１および第２中間屈曲部の屈曲角度と、前記第１および第２先端屈曲部の屈曲角度とは、それぞれ人体の胸骨の湾曲形状に基づいて設定される請求項４に記載の開胸器。
【請求項６】
前記第１中間フックの当接面と前記第１先端フックの当接面との間の最長距離、および前記第２中間フックの当接面と前記第２先端フックの当接面との間の最長距離は、人体の胸骨の長さに基づいて設定される請求項４又は５に記載の開胸器。
【請求項７】
前記第１中間フックおよび前記第１先端フックの各当接面が前記固定アームに対して首振り可能な最大角度、並びに、前記第２中間フックおよび前記第２先端フックの各当接面が前記可動アームに対して首振り可能な最大角度は、±２５度以上±３５度以下である請求項４〜６のいずれか一項に記載の開胸器。
【請求項８】
前記第１中間フックおよび前記第１先端フックをそれぞれ前記固定アームの前記第１長孔および前記第１先端孔にそれぞれ係合させるための各取り付けナットは、前記固定アームに埋め込まれ、各取り付けナットの上面は、前記固定アームの上面以下であり、
前記第２中間フックおよび前記第２先端フックをそれぞれ前記可動アームの前記第２長孔および前記第２先端孔にそれぞれ係合させるための各取り付けナットは、前記可動アームに埋め込まれ、各取り付けナットの上面は、前記可動アームの上面以下である請求項４〜７のいずれか一項に記載の開胸器。
【請求項９】
前記固定アームおよび前記可動アームは、それぞれの基端部に着脱部を有し、当該着脱部よりも先端側の部分が着脱可能に固定される請求項１〜８のいずれか一項に記載の開胸器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
ことによって、胸骨の骨折や胸骨断端の挫滅などを防止することができ、患者の胸骨の長さや胸骨圧排時の変形状態の個人差を吸収すると同時に、手術に必要な視認領域と作業領域、および優れた作業性と適用の柔軟性を確保することができる開胸器を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
［０００８］
上述の目的を達成するため、本発明の一態様によれば、
少なくとも１つの第１屈曲部を有する固定アームと、人体の胸骨の２つの切開面のうちの一方の切開面に当接するための当接面を有し、前記第１屈曲部よりも先端側に前記固定アームに対して所定角度首振り可能に設けられた少なくとも１つの第１フックと、前記固定アームと所定の角度をなし、前記固定アームの基端部に固定されたラックと、少なくとも１つの第２屈曲部を有し、その基端部において前記ラックに沿って前記固定アームとの距離が可変となるように前記ラックに移動可能に支持される可動アームと、前記２つの切開面のうちの他方の切開面に当接するための当接面を有し、前記第２屈曲部よりも先端側に前記可動アームに対して所定角度首振り可能に設けられた少なくとも１つの第２フックと、を有し、前記ラックは、中空円錐の一部としてアーチ状に湾曲し、前記可動アームの移動方向となる当該ラックの長手方向に対して直角な断面が矩形であり、前記矩形の２つの長辺に対応し、当該開胸器が人体の胸骨に取り付けられた状態で前記人体側及び前記人体に対して反対側となる２つの第１側面は、前記中空円錐の頂点を通る同一の中心軸と交わって所定の角度をなす２つの円錐面に沿って湾曲し、前記矩形の２つの短辺に対応し、前記２つの第１側面に対して直交するとともに当該２つの第１側面よりも小さい幅を有する２つの第２側面は、前記２つの円錐面とそれぞれ直交する２つの曲面に沿って湾曲し、当該２つの第２側面の一方に、前記可動アームを移動させるための歯を有し、前記中心軸と前記２つの円錐面とがなす前記所定の角度は、前記第１フックの当接面の基端側頂点と前記第２フックの当接面の基端側頂点との間の距離に対して、前記第１フックの当接面の先端側頂点と前記第２フックの当接面の先端側頂点との間の距離が、等しくなるように設定されてなることを特徴とする開胸器を提供する。
［０００９］
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
［００１０］
また、前記中心軸からの前記ラックの所定位置の曲率半径は、前記開胸器を取り付けて人体の胸骨を両側に圧排した時の前記第１フックの当接面と前記第２フックの当接面との間の距離、前記第１フック及び前記第２フックの各々の当接面を通る２つの直線がなす角度に基づいて所定の演算を行うことで算出されて設定されてなるのが好ましい。
また、前記第１フックは、前記固定アームの最も基端側に設けられた前記第１屈曲部よりも先端側に当該固定アームの長手方向に沿って２つ配設され、前記第２フックは、前記可動アームの最も基端側に設けられた前記第２屈曲部よりも先端側に当該可動アームの長手方向に沿って２つ配設され、前記中心軸は、前記２つの第１フックのうち、基端側に設けられた前記第１フックの当接面の基端側頂点と先端側に設けられた前記第１フックの当接面の先端側頂点とを通る直線、及び、前記２つの第２フックのうち、基端側に設けられた前記第２フックの当接面の基端側頂点と先端側に設けられた前記第２フックの当接面の先端側頂点とを通る直線とそれぞれ平行であり、当該中心軸と前記２つの円錐面とが交わることで前記所定の角度が形成されているのが好ましい。
［００１１］
また、前記第１屈曲部として、第１中間屈曲部と、第１先端屈曲部とを有し、前記第１フックとして、第１中間フックと、第１先端フックとを有し、前記第１中間フックは、前記固定アームの前記第１中間屈曲部と前記第１先端屈曲部との間に設けられた当該固定アームの長手方向に長尺な第１長孔にスライド可能に、かつ所定角度首振り可能に係合し、前記第１先端フックは、前記固定アームの前記第１先端屈曲部よりも先端側に設けられた第１先端孔に所定角度首振り可能に係合し、前記第２屈曲部として
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
、第２中間屈曲部と、第２先端屈曲部とを有し、前記第２フックとして、第２中間フックと、第２先端フックとを有し、前記第２中間フックは、前記可動アームの前記第２中間屈曲部と前記第２先端屈曲部との間に設けられた当該可動アームの長手方向に長尺な第２長孔にスライド可能に、かつ所定角度首振り可能に係合し、前記第２先端フックは、前記可動アームの前記第２先端屈曲部よりも先端側に設けられた第２先端孔に所定角度首振り可能に係合するのが好ましい。
また、前記第１および第２中間屈曲部の屈曲角度と、前記第１および第２先端屈曲部の屈曲角度とは、それぞれ人体の胸骨の湾曲形状に基づいて設定されるのが好ましい。
また、前記第１中間フックの当接面と前記第１先端フックの当接面との間の最長距離、および前記第２中間フックの当接面と前記第２先端フックの当接面との間の最長距離は、人体の胸骨の長さに基づいて設定されるのが好ましい。
［００１２］
また、前記第１中間フックおよび前記第１先端フックの各当接面が前記固定アームに対して首振り可能な最大角度、並びに、前記第２中間フックおよび前記第２先端フックの各当接面が前記可動アームに対して首振り可能な最大角度は、±２５度以上±３５度以下であるのが好ましい。
また、前記第１中間フックおよび前記第１先端フックをそれぞれ前記固定アームの前記第１長孔および前記第１先端孔にそれぞれ係合させるための各取り付けナットは、前記固定アームに埋め込まれ、各取り付けナットの上面は、前記固定アームの上面以下であり、前記第２中間フックおよび前記第２先端フックをそれぞれ前記可動アームの前記第２長孔および前記第２先端孔にそれぞれ係合させるための各取り付けナットは、前記可動アームに埋め込まれ、各取り付けナットの上面は、前記可動アームの上面以下であるのが好
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
ましい。
また、前記固定アームおよび前記可動アームは、それぞれの基端部に着脱部を有し、当該着脱部よりも先端側の部分が着脱可能に固定されるのが好ましい。
発明の効果
［００１３］
本発明によれば、ラックをアーチ状に湾曲させることによって、胸骨を圧排する際の不自然な変形を防止することができる。また、本発明によれば、それに加えて、胸骨の切開面の角度変化に追従して胸骨の切開面とそれぞれのフックの当接面とが面接触状態を維持するようになることによって、各当接面の人体から遠い側と近い側との応力差を減少させることができる。その結果、胸骨の骨折や胸骨断端の挫滅などを防止することができる。
また、それぞれのフックが各アームに対して個別に独立して首振り可能であることによって、各当接面の胸郭上口側と胸郭下口側との応力差を減少させることができる。
さらに、中空円錐の一部としてアーチ状に湾曲したラックを用いることによって、心臓上部を見えやすくすることができる。その結果、患者の胸骨の長さや胸骨圧排時の変形状態の個人差を吸収すると同時に、手術に必要な視認領域と作業領域、および優れた作業性と適用の柔軟性を確保することができる。
［００１４］
また、本発明の各態様によれば、以下の効果を奏する。即ち、各アームの中間フックがスライド可能であることによって、患者の胸骨の長さや胸骨圧排時の変形状態に合わせてその場でフック位置を調節することができる。固定アームおよび可動アームの上面にナットなどの突起が出っ張らないようにすることによって、縫合用糸の引掛りを防ぐことができる。
［００１５］
さらに、固定アームと可動アームがそれぞれ中間屈曲部と先端屈曲部とを有することによって、人体の胸骨の胸郭上口側と胸郭下口側とで異なる胸骨の角度変化を吸収し、胸郭上口側に当接する先端フックの当接面と胸郭下口側に当接する中間フックの当接面とがともに胸骨の切開面と面接触状態を維持するようになる。即ち、胸骨の胸郭上口側と胸郭下口側において、同時に
【国際調査報告】
2011099553.tif 000031
2011099553.tif 000032
2011099553.tif 000033
2011099553.tif 000034
2011099553.tif 000035
2011099553.tif 000036
2011099553.tif 000037
2011099553.tif 000038
2011099553.tif 000039
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