(57)【要約】本発明は、アクチュエーター（３）を備えたグリップ（２）を有してリンケージ（３´、５、６）を介してエフェクター（９）の操作を行う腹腔鏡外科手術で使用される器具（１）により構成される。エフェクター（９）は管状部材（７）の第１端部に配置されており、管状部材（７）はクリップ（２）に取り付けられる。リンケージ（３´、５、６）によりアクチュエーター（３）とエフェクター（９）の相対運動が非線形となる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リンケージ（３´、５、６）を介して管状部材（７）の第１端部に配置されるエフェクター（９）の操作を行うように構成されたアクチュエーター（３）を備えたグリップ（２）を有し、前記管状部材（７）は第２端部が内部まで延びて前記リンケージ（３´、５、６）の一部に接続されている腹腔鏡外科手術で使用される器具（１）であって、前記リンケージ（３´、５、６）は第１回転連結部（４）で第１端部が前記グリップ（２）に連結されるハサミ状リンク（３´、５）と、第４回転連結部（４６）で第２端部が前記グリップ（２）に連結されるレバー（６）とで形成し、前記ハサミ状リンク（３´、５）の第２端部は第３回転連結部（４４）で前記レバー（６）の第１端部に連結されることを特徴とする腹腔鏡外科手術で使用される器具（１）。
【請求項２】
前記管状部材（７）は前記第３回転連結部（４４）と第４回転連結部（４６）の間で前記レバー（６）に連結されることを特徴とする請求項１記載の器具。
【請求項３】
前記管状部材（７）は前記第３回転連結部（４４）よりも前記第４回転連結部に近い部分で前記レバー（６）に連結されることを特徴とする請求項２に記載の器具。
【請求項４】
前記グリップ（２）には少なくとも１の調整可能部（８）があり、前記グリップ（２）はユーザーの要求に応じてサイズを調整可能であることを特徴とする前記請求項のうちいずれか１項に記載の器具。
【請求項５】
前記少なくとも１の調整可能部は前記グリップ（２）の後部（８）に位置することを特徴とする請求項４記載の器具。
【請求項６】
前記器具（１）には前記アクチュエーター（３）を可能な限り最も突出した位置に付勢する付勢部材（３５）を備えることを特徴とする前記請求項のうちいずれか１項に記載の器具。
【請求項７】
前記付勢部材はバネ（３５）で形成されることを特徴とする請求項６記載の器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に腹腔鏡の外科手術、所謂「鍵穴手術（体に鍵穴程度の小さな穴を開けるだけで済む手術）」で使用される器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明の目的は人間工学的に正しい使用特性を示した簡単な手動操作の器具または装置を提供して、器具のトリガー及び／又はアクチュエーターを操作する外科医の筋肉をより効果的に使うことに対して技術的な解決策を提示するものであり、外科手術の際に器具制御を改善することができる。
【０００３】
腹腔鏡を用いる手術は１９１０年に初めて人に対して行われたが１９８７年まで腹腔鏡技術はあまり使用されていなかった。それ以降は、使用部位及び外科的処置において急速に開発されてきた。しかしながら、腹腔鏡器具の開発は人間工学的改善の割には小さかった。開腹手術に比べて同じ工程を腹腔鏡手術で行うと最大１０倍ものエネルギーを要することが科学的に判った。
【０００４】
多くの腹腔鏡器具のデザインは、米国特許公報5480409、5893878、5383888、5792165、5976121、5488441、5735873、5868784や国際公報WO  9724072で開示されている。公知の器具は設計と機能が多様であるが、共通点として１以上の可動部材、とりわけ「トリガー」もしくはアクチュエーターを有するグリップで構成されており、例えば外科医のようなユーザーが操作することで反対側がグリップに連結されている管状部材若しくはロッドに連結されたカンチレバー端部を制御するように構成されている。
【０００５】
米国特許5792165は、エフェクターの操作という点では非常に柔軟性がある器具を開示している。回転、旋回、クランプという３点で自由性を有する。さらに、器具の管状部材に別のエフェクターを着脱することができる。米国特許5792165に開示の器具は、エフェクターの動きを一部制御する一体型モータ及びマイクロプロセッサーを備えている。
【０００６】
米国特許5383888は、米国特許5792165の器具と本質的に同じ機能を開示している。
【０００７】
米国特許5976121は、内視鏡検査に関係する器具を操作するためのグリップを開示しており、その端部にあるはさみの形状をした器具がレバーで開閉される。
【０００８】
しかし、上記した先行技術にはいくつかの欠点がある。
１つ目は、上記の先行技術が開示する器具の多くは人間工学的に不向きなグリップであるという設計そのものに関することである。というのは器具の作動位置が手の柔軟性がある位置ではなく、また器具を操作するのに指を移動させる必要がある。また器具の主操作を行う指が人差し指以外の指になってしまう。その結果外科医の手の中で制御されないちょっとした動きが起こりやすくなる。しかしこの小さな動きは器具のエフェクターが位置する末端部の比較的大きな不要な動作に繋がる。この好ましくない設計の結果、とりわけ前述の不要な動作に対処するために、外科手術医がいわゆる開腹手術に比べて同じ手順を腹腔鏡手術で行うと最大１０倍ものエネルギーが必要になる。
【０００９】
前述の器具のいくつかに関係する他の本質的な欠点は、それらが技術的に見てまさに複雑な構造をしていることであり、そのため製造コストが高価になる。そうすると、繰り返し使用することが予定される。たとえ理論上器具が100パーセント消毒されるとしても、外科部門のFengler、Pahlke、Bisson、Kraas及びとりわけLehrkrankenhaus  derフンボルトUniversitat  zuベルリンのKrankenhaus  Moabitによる研究「腹腔鏡器具の臨床適応性。機能と衛生に関する将来の臨床の研究。」には、洗浄後でもかなり多数の器具に血液製剤の残留物が含まれ、患者が伝染病に晒される危険性を潜在的に有することになると記載がある。これによって患者が重病に、最悪の場合死に至る可能性がある。
【００１０】
腹腔鏡手術に関して、外科医は閉位置に近い位置で器具のエフェクター（例えばグラスパー）を扱うことが多い。初期位置（通常は全開の位置）から必要に応じて作動位置（通常はほぼ全閉の位置）へとエフェクターを動かすときに、外科医はかなり離れた位置にあるアクチュエーターを動かす必要がある。同様にエフェクターがハサミ形状をしている場合、閉位置に近い位置で通常は切断が行われるのでこの位置にあるときにハサミへ殆どの力をかける必要がある。公知の腹腔鏡外科用器具において外力によるアクチュエーターの動きとエフェクターの動きとの関係は全開位置から全閉位置までほぼ一定となっている。これは全開位置から「使用範囲」つまり大体０％〜５０％の開状態とされるエフェクターの作動範囲に至るまでの通常「無駄な」範囲でもユーザーはアクチュエーターに同様の力をかける必要があることを意味する。このためアクチュエーターを操作する筋力の利用が不十分になる。上記欠点に加えて更に、とりわけ米国特許5735873、5868784、5976121で開示された器具を制御するときにはエフェクターを操作するために複数の指を使用する必要がある。これは特に、器具を短時間でも使用する場合や難しい作動位置で使用する場合に大きな欠点となる。手自体を異常な位置や一部ねじれた位置に置かざるを得ないといった場合である。その結果として器具の操作者、例えば外科医は筋肉組織を酷使して疲労が早くなり腕や肩が緊張してしまう。
【００１１】
【特許文献１】米国特許公報5480409
【特許文献２】米国特許公報5893878
【特許文献３】米国特許公報5383888
【特許文献４】米国特許公報5792165
【特許文献５】米国特許公報5976121
【特許文献６】米国特許公報5488441
【特許文献７】米国特許公報5735873
【特許文献８】米国特許公報5868784
【特許文献９】国際公報WO  9724072
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、上述の特許文献に示される先行技術に関連した１以上の欠点、特にアクチュエーターを使用する際の筋肉の使用に関する欠点を改善するか少なくとも減少させることである。また、とても簡単な構成で、構成要素の基本部分が例えば（限定しないが）プラスチック材で製造可能な器具を提供することを目的とする。これは比較的生産原価が安価で、器具を使い捨てにすることが可能と成る。再度言うがこれにより、器具が十分に洗浄されずに伝染病が移るという問題がおきることがなくなるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この目的は明細書及び請求項に詳細に説明されている特徴より発明に基づいて解決される。
【００１４】
本発明の第１側面によると、リンケージを介して管状部材の第１端部に配置されるエフェクターの操作を行うように構成されたアクチュエーターを備えたグリップを有し、前記管状部材は第２端部がグリップの内部まで延びて前記リンケージの一部に接続されている腹腔鏡外科手術で使用される器具であって、前記リンケージは第１回転連結部で第１端部が前記グリップに連結されるハサミ状リンクと、第４回転連結部で第２端部が前記グリップに連結されるレバーとで形成し、前記ハサミ状リンクの第２端部は第３回転連結部で前記レバーの第１端部に連結される腹腔鏡外科手術で使用される器具で本発明は構成される。このように、動作や力をアクチュエーターからエフェクターに伝達するリンケージによって第１回転連結部を中心とするアクチュエーターの回転とジョー、つまりエフェクターの開く角度との関連性が略双曲線を描く。アクチュエーターが初期位置、すなわち非アクティブ位置にある場合や近い位置にあり、エフェクターが全開位置若しくは全開に近い位置になると、リンケージによりアクチュエーターとエフェクターとの伝達比が比較的大きくなる。また伝達比はアクチュエーターがグリップの内側に回転するにつれて減少する。これによりアクチュエーターが完全にアクティブ位置、つまり腹腔鏡外科で最も使用頻度の多い位置に近づくにつれて外科医や他のユーザーがエフェクターをより良く制御できるようになる。同時に、アクチュエーターがグリップの中へと回転するにつれてアクチュエーターにかかる力の効果は非直線状に原則的には双曲線状に増加する。これはアクチュエーターにかかる力がエフェクターの相対移動に対してほぼ反比例することを意味する。
【００１５】
腹腔鏡手術は比較的長時間に渡ることもある。したがって、器具がアクチュエーターのような機能装置の配置の観点からもサイズの観点からも操作主の手に最適な状態で適応することが非常に重要である。よって、好ましくは本発明の器具にはグリップを操作主の手の大きさに調整可能な少なくとも１の調整可能部分を備える。１実施例において少なくとも１の調整可能部分はグリップの後部に配置する。
【００１６】
外科手術に関しては、組織や血管を焦がす必要がある場合が多くある。好ましくは、器具は公知の電気接続を備え、モノポーラ切除ができるようワイヤを通してエフェクターに電力供給がされるようにする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、好ましい実施例を添付の図面に示して説明するが限定するものではない。
【００１８】
図面において、符号１は外力が加えられた時に軸４を中心としてα０で示される角度で回転するトリガーすなわちアクチュエーター３を備えたグリップ２で構成される腹腔鏡器具であり、アクチュエーター３はリンケージ３´、５、６、を介して公知の管状部材７に公知の方法で連結される。管状部材７は、グリップ２から突き出すように配置され、管状部材のカンチレバー端部には例えば腹腔鏡手術に用いられる一対のはさみの形状をしたエフェクター９を備える。
【００１９】
管状部材７は長手方向軸を中心に回転可能である。管状部材７を回転ホイール１５に固定しエフェクター９を管状部材７に固定して、グリップ２の上部に配置される回転ホイール１５によって回転制御する。ホイール１５を回転させることによって管状部材７とエフェクター９を公知の方法でグリップ２に対して回転させてもよい。
【００２０】
図１及び２において、アクチュエーター３は外力の負荷がなく、非アクティブ位置にある。アクチュエーター３は、リンケージ６とグリップ２の一部を繋ぐバネ３５の形状をした付勢部材により、リンケージ５を介して圧縮力としてアクチュエーター３に付勢力がかかると軸４を中心に回転して非アクティブ位置となる。アクチュエーター３が非アクティブ位置にある時にエフェクター９は全開位置となる。当業者であれば他の実施例においてはアクチュエーター３が非アクティブ位置にあるときにエフェクター９が全閉位置であってもよいことはわかるであろう。
【００２１】
図示しない他の実施例においては、器具に付勢部材が備えられていなくてもよい。このような実施例ではアクチュエーター３への外力が止むと、アクチュエーター３はその力が止まった時のほぼそのままの位置に残ることになる。
【００２２】
リンケージは、アクチュエーター３の一部であるリンク部３´（図において点線で示される）及びリンク部３´をリンク部材６に連結するリンク部材５を含む。アクチュエーター３のリンク部３´はグリップ２に連結される軸４を中心として回転する。リンク部３´の回転範囲はグリップ２の内面の一部から突出する停止部材３０と、例えばグリップ２の一部とアクチュエーター３の一端部との隣接部との間に限定される。
【００２３】
リンク部材５は、一端がリンク部３´の一端に回転連結部４０で回転可能に連結され、他端はリンク部材６の下端部に回転連結部４４で回転可能に連結される。リンク部材６の他端部は回転連結部４６でグリップ２に回転可能に連結される。
【００２４】
公知の管状部材７はリンク部材６の上部に連結されてリンク部材が回転連結部４６回りを回転する振子のように動きに対応してエフェクター９を駆動させる。
【００２５】
アクチュエーター３が非アクティブ位置にあるとき、リンク部３´とリンク部材５は回転連結部４と４４を繋ぐ直線Ｌに対してそれぞれα０とβ０の角度を有する。（図６参照）
【００２６】
外力がアクチュエーター３にかかると、リンク部３´とリンク部材５は直線Ｌの位置まで回転してアクチュエーター３が機械停止部材３０に圧力を加える。アクチュエーターが完全にアクティブとなったこの位置では、リンク部３´、５また回転連結部４０は直線Ｌに一致することが好ましい。図３、４においてアクチュエーター３はそれぞれ一部アクティブとなった位置、ほぼ完全にアクティブとなった位置を示す。それぞれに対応して、エフェクター９は一部閉じた状態と、ほぼ完全に閉じた状態である。アクチュエーター３に図示しない指からの外力がかかり、リンク部材５とリンク部３´の角度α０とβ０がそれぞれα、βに減少すると回転連結部４４がΔＬの距離を移動する。このΔＬの距離の移動によりリンク部材６が回転連結部４６の周りを回転し、同時に端部がリンク部材６の一部に連結される管状部材７を動かしてジョーつまり開口部が小さくなるようにエフェクター９が動く。
【００２７】
アクチュエーターの非アクティブの位置からアクティブ位置までの回転連結部４４の移動距離ΔＬは以下の式によっていくらか簡単に示すことが出来る。
ΔＬ=Ｌ３´＊cosα+Ｌ５*cosβ-（Ｌ３´＊cosα０+Ｌ５＊cosβ０）
上式において、
Ｌ３´はリンク部３´の長さであり、
Ｌ５はリンク部材５の長さであり、
αとβはアクチュエーター３がアクティブ位置にある場合のリンク部３´及びリンク部材５の直線Ｌとの角度であり、また、α０とβ０はアクチュエーター３が非アクティブ位置にある場合のリンク部３´とリンク部材５の直線Ｌとの角度である。
【００２８】
図７は本発明の１実施例におけるエフェクター９の相対移動、例えばグリップ器具、はさみのジョーの（開き）度合いとグリップ２のアクチュエーター３の相対移動との関係をグラフで示した図である。縦軸はジョー、開口の（開き）度合いであり１００％が全開で０％が全閉とする。横軸は、アクチュエーター３の動きを示し、非アクティブの状態が０％で完全にアクティブの状態を１００％とした。グラフによると、アクチュエーターを約５０％作動させると器具のジョーは約７５％閉じた状態となる。つまりアクチュエーター３の動きとエフェクター９の開きの「伝達」は通常は「実効的でない」とされる範囲で伝達度合いが比較的大きく通常実効的とされるエフェクターのジョーが０−５０％開いている範囲では比較的小さい。実効的な範囲で伝達率が小さいことは外科医にとって有用であり例えば重要臓器を扱う時に最適な制御が可能となる。
【００２９】
本発明の他の重要な特徴はアクチュエーター３にかかる力の影響がアクチュエーター３とエフェクター９、つまりジョーの相対的な移動の「伝達」とほぼ反比例していることである。エフェクター９の力はジョーが０−５０％開いている通常実効的とされる範囲で最も大きくなる。
【００３０】
アクチュエーター３とエフェクター９の動きの伝達比は、ユーザー（例えば外科医）が通常効力のある範囲でより良い制御が可能なより実用的な器具となるという効果があり、この結果従来の腹腔鏡器具を使用する手術に要した開腹手術よりも余分に必要となるエネルギーが大きく軽減される。
【００３１】
器具１は図１〜４において最も突出した部分で示される調整可能な後部８を備える。後部８は、係止部４２で形成される係止部材４１によって位置が固定され、係止部４２の第１端部は回転連結部４３でグリップ２の一部に回転可能に連結される。また、第２端部は鉤ツメ部材４７を備え、鉤ツメ部材４７はそれに組み合わせる複数（図では４個）のドッグ４８のうちの１つに噛み合うよう形成されており、ドッグは後部材８の内側底部から突出している。係止部４２は鉤ツメ４７が移動してドッグ４８上に載るように、バネ部材５０によって付勢力を受ける。後部８を所望の位置に調整するときには、調節ボタン５２はバネ部材５０の力と対抗する力を受けて、ドッグ４８から鉤ツメ４７が外れる。鉤ツメ部材４７がドッグ４８から離れると、後部材８が付勢部材５１によって最も外側へと付勢される。尚、付勢部材５１は後部材８の内側から突出して自由端によりグリップ２の内部から突出するカウンター部材５３に支持されている。
【００３２】
図において、後部分８が、グリップ２の上部に位置する回転連結部５５でグリップ２に回転可能に連結される。当業者であれば調整可能後部８の回転位置が他の場所、例えばグリップ２の下部であってもよく、また調整可能後部８に複数の回転部分が備えられたり、図に示されるような構成以外でもよいことが分かるであろう。
【００３３】
図示しない他の実施例では、器具のグリップ２にはその下部及び／又は１方若しくは双方の側面部に調整可能部材があってもよい。
【００３４】
図５において、調整可能な後部８はグリップ２の中に入る方向に動いてグリップ２が最も突出しない位置を取り、アクチュエーター３と後部分８との間隔が最小となる位置に近づく。グリップ２の後部分８は図５に示す位置と例えば図１に示す位置との中間に位置する複数の位置で固定されていてもよい。このように調整可能であることは外科医の手のサイズに合わせてグリップ２を最適な状態に調整できるので重要であり、快適に使用できることになる。
【００３５】
図において調整可能後部８の下端部には電気エネルギーを取得するための公知の連結装置６０が備えられる。連結装置６０の目的はワイヤ６２によってエフェクター９に電力を伝達することで外科手術に関連してモノポーラ切除を可能にするためである。連結装置６０は器具１において図に示す場所以外に配置しても良い。
【００３６】
当業者であればアクチュエーター３は本実施例においていわゆる開放型のつまみで示しているが、いわゆる閉鎖型つまみであってもよいことは分かるであろう。
【００３７】
図示はしていないが他の実施例では、器具にラチェットバーと係合する鉤ツメで構成されるラッチ機構を備え、アクチュエーター３を所望の位置で選択的に係止するように構成する。ラチェットバーはリンケージ６と一体となっていることが好ましい。鉤ツメはグリップ２の一部に配置されて鉤ツメに付勢力を与えるフレキシブル部材によって鉤ツメに連結する連結スイッチによってラチェットバーに選択的に係合したり外されるように構成される。連結スイッチとアクチュエーター３はそれぞれ独立して操作可能であることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明による腹腔鏡器具を示し、グリップのアクチュエーターは外力がかかっていない状態で（以下非アクティブ位置と呼ぶ）、管状部材のカンチレバー端部に位置するはさみの形状をしたエフェクターは開状態の時を示す。
【図２】図１の器具においてグリップからカバーを外した状態を示す。
【図３】図２に記載の器具であるが、グリップ内へ入る方向にアクチュエーターをいくらか回転させる外力がかかり、器具のはさみ部材が一部開いている状態を示す。
【図４】図２に記載の器具であるが、グリップ内へ入る方向にアクチュエーターを全回転させる外力がかかり、器具のはさみ部分が完全に閉位置の状態を示す。
【図５】調整可能な後部が最も内側に位置している状態における図１の器具を示す。
【図６】図２のリンケージの拡大図である。
【図７】エフェクターとアクチュエーターの動きの相対関係を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
2008525146.tif 000010
2008525146.tif 000011
2008525146.tif 000012
2008525146.tif 000013