(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作ハンドルと、先端に穿刺針を備えた内筒部と、前記内筒部の側面の少なくとも一部を覆い、前記内筒部と独立に運動可能な外筒部を備えた穿刺針を刺入する穿刺針刺入装置であって、
前記操作ハンドルを介して前記穿刺針刺入装置を生体内に刺入する際、前記内筒部に作用する切削力に抗して負荷される内筒部刺入力と、前記外筒部に作用する摩擦力に抗して負荷される外筒部刺入力のうち、一方が術者からの刺入操作力により付与され、他方が穿刺針刺入補助装置からの刺入駆動力により付与され、
前記穿刺針刺入補助装置が、前記外筒部または前記内筒部に対し、前記外筒部に作用する摩擦力に抗して負荷される外筒部刺入力に相当する刺入補助力を付加することにより、前記内筒部刺入力と前記外筒部刺入力とを分離する分離手段を備えた穿刺針刺入装置において、
術者が前記操作ハンドルを保持している状態で操作することができる、前記穿刺針刺入補助装置を無効化するスイッチを設けたことを特徴とする穿刺針刺入装置。
【請求項２】
請求項１に記載の穿刺針刺入装置であって、
前記外筒部または前記内筒部の一方に対し前記刺入補助力を伝達する連結箇所、及び、前記外筒部または前記内筒部の他方に対し術者からの操作力を伝達する連結箇所のうち、少なくとも一方に着脱機構を設け、該着脱機構により、前記穿刺針刺入補助装置を無効化した状態で、術者が、前記外筒部または前記内筒部に設けたハンドルにより、前記外筒部または前記内筒部の一方を単独で操作できるようにしたことを特徴とする穿刺針刺入装置。
【請求項３】
請求項１に記載の穿刺針刺入装置であって、
前記スイッチが、前記外筒部または前記内筒部の一方に前記刺入補助力を伝達する連結箇所に設けられたクラッチを断続するものであることを特徴とする穿刺針刺入装置。
【請求項４】
請求項１に記載の穿刺針刺入装置であって、
前記スイッチが、前記穿刺針刺入補助装置の駆動源を構成する空気圧アクチュエータの圧力室を大気に解放する弁を作動させるものであることを特徴とする穿刺針刺入装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の穿刺針刺入装置であって、
前記スイッチが、前記操作ハンドルに設けられたスイッチ、あるいは、フットスイッチであって、継続して押圧することにより、前記穿刺針刺入補助装置を作動させ、解放したとき、前記穿刺針刺入補助装置を無効化するものであることを特徴とする穿刺針刺入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生検、薬液注入、内視鏡手術におけるトロカール穿刺、その他針状器具を生体組織に刺入する穿刺針刺入装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
穿刺針を用いた医療行為は、薬液を投与する注射や病変組織のサンプルをとる生検、血液を採取する採血、内視鏡下手術における手術器具を導入する孔を開けるトロカール穿刺など様々である。穿刺による正常組織への損傷は穿刺経路に限定されるため、非常に低侵襲な外科的治療診断行為であり、しかも、穿刺針しか使用しないので簡便で手術費用を低減することができる。
【０００３】
しかし、目的の生体組織に穿刺針を安全かつ正確に到達させるには多くの困難が伴い、その一つとして、穿刺針の先端が目的の生体組織に正しく到達できたかの判定問題が挙げられる。
硬膜外麻酔を例に取れば、皮膚、筋肉、靭帯などの幾層もの生体組織を通過して、硬膜の手前で刺入を止めなければならない。このとき、硬さの異なる生体組織に到達する度に、穿刺針先端に負荷される切削力が変わるため、熟練した術者はこれを頼りに穿刺針先端がどの生体組織に到達しているかを判定している。しかし、穿刺が深くなっていくにつれて穿刺針側面と生体組織との間に生ずる摩擦力が増大するため、穿刺針先端に負荷される切削力の変化を穿刺針終端で知覚するのが難しくなる。
【０００４】
これに対して、下記特許文献１では、中空または中実の針部と、その側面を全部又は一部を覆い、針部と独立に運動可能な外筒部を備えた二重針のそれぞれに荷重計を設ける穿刺針刺入装置が提案されている。この穿刺針刺入装置によって穿刺針先端に負荷される切削力は中心にある針部に負荷され、また、穿刺針側面と生体組織との間に生ずる摩擦力は外筒部に負荷されるため、針部に備えられた荷重計の値の変化により生体組織の貫通を判定することが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−８１８５２号公報
【０００６】
しかし、上記特許文献１では、荷重計により切削力を計測し、その変化を閾値による状態判定などによる信号処理により生体組織の貫通を判定しているが、生体組織の硬さは患者によって異なるため一律なアルゴリズムとパラメータで穿刺状態を判定することは困難である。また、一般に穿刺針を用いた医療行為では、熟練の術者は穿刺針を穿刺する際の様々な切削力の変化により、生体組織の貫通のみならず異物との接触などを知覚して、穿刺針の微妙な操作を行っていることから、切削力の変化を信号処理して一律な判定をしていては、切削力の変化のもつ様々な情報が術者に伝わらないおそれがあった。
【０００７】
そこで、発明者らは、特願２０１０−９２４８号において、硬さの異なる生体組織が層をなす部位に術者が穿刺針を刺入する際、穿刺針先端が到達している生体組織を知るのに有用な、穿刺針先端に負荷される切削力と、穿刺針の側面と生体組織との間に生ずる摩擦力とを分離することにより、術者が、穿刺針終端が目的とする生体組織に到達したことを正確に感知でき、術者の技能の差にかかわらず、安全に目的とする生体組織までの刺入を可能にするとともに、ロボットハンド等の遠隔操作により穿刺針を操作させる場合でも、穿刺針終端が目的とする生体組織に到達した情報を、ロボットハンド制御システムに正確に伝達できるようにした穿刺針刺入装置を提案した。
【０００８】
この穿刺針刺入装置においては、先端に穿刺針を備えた内筒部と、この内筒部の側面の少なくとも一部を覆い、内筒部と独立に運動可能な外筒部を備えた穿刺針を刺入する穿刺針刺入装置であって、穿刺針刺入装置を生体内に刺入する際、内筒部に作用する切削力に抗して負荷される内筒部刺入力と、外筒部に作用する摩擦力に抗して負荷される外筒部刺入力とを分離する分離手段を設けている。
【０００９】
この分離手段としては、内筒部刺入力に相当する力が、術者あるいはロボットアームからの刺入操作力により付与され、外筒部刺入力に相当する力を、直動アクチュエータなどからなる穿刺針刺入補助装置による発生される刺入駆動力により付与されることにより実現している。
これにより、術者は、穿刺針終端が目的とする生体組織に到達したことを正確に感知できるとともに、術者の技能の差にかかわらず、安全に目的とする生体組織までの刺入を行うことが可能になる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが、術者がこのような穿刺針刺入装置を使用して穿刺手技を行う場合、穿刺針刺入装置を保持したまま準備作業を行ったり、あるいは、穿刺手技の途中で穿刺針刺入装置を持ち替えたり、刺入操作を中断して、穿刺針刺入装置の周辺で、刺入操作と直接関わりのない操作を行う場合がある。
このように、穿刺針刺入装置を保持したまま、穿刺針刺入装置先端が生体組織に接触し得る状態、あるいは、すでに接触していたり、生体組織内に刺入していたりする状態で、上述の作業を行う際、術者の身体の一部が、誤って外筒部や内筒部にぶつかると、刺入操作とは直接関係しない不用意な外力が加わり、これに応答して、分離手段を構成する穿刺針刺入補助装置が作動して、術者の意図に反して、外筒部あるいは内筒部が生体組織方向に急激に突出するおそれがある。
【００１１】
また、穿刺針が目的の生体組織に正しく到達した後に、患部に薬液の投与やサンプルの採取を行うような場合には、内筒部を外筒部から抜いた後に、シリンジを装着して薬液を注射したり、内筒部を抜いて、外筒部を前進させて生検を採取したりすることが必要となる場合もある。
このような場合に、内筒部や外筒部に作用する力に応答して、穿刺針刺入補助装置が、外筒部刺入力に相当する力を出力すると、術者の意図に関係なく、内筒部や外筒部が単独で生体組織方向に駆動されるおそれがある。
さらには、停電や故障などが原因で、穿刺針刺入補助装置が非作動となったり、誤作動を引き起こすと、内筒部や外筒部そのものが動かせなくなったり、術者の意図に反して、内筒部あるいは外筒部に過大なトルクを出力し続ける事態も想定される。
このように、外筒部や内筒部に、刺入操作とは直接関係しない不用意な力が作用したとき、外筒部や内筒部の一方のみを操作したい場合、さらには、穿刺針刺入補助装置自体が非作動あるいは誤作動になった場合に備えるためには、術者の意図にしたがって穿刺針刺入補助装置を無効としたり、さらには、穿刺針刺入補助装置を無効とした上で、内筒部や外筒部を穿刺針刺入補助装置から切り離し、穿刺針刺入補助装置の影響を受けることなく、術者の意図どおりに操作できるようにしたりする必要がある。
【００１２】
さらに、穿刺針刺入補助装置には、穿刺針刺入補助装置を構成する電動モータや空気圧アクチュエータなどの駆動源と、これを内筒部あるいは外筒部伝達する、歯車などからなる伝達機構が用いられているが、これらの中には、非作動時、外部からの操作力に対して、大きな抵抗力や摩擦力を発生し、術者の操作力では動かすのが困難になったり、大きな操作力を必要とするため、緻密な刺入操作を行うことが不可能になる場合がある。このような場合には、穿刺針刺入補助装置の制御系や駆動源が無効にされ、術者が内筒部や外筒部を押し引きできるようになっていたとしても、術者が穿刺針を自在に動かすことが困難になることから、駆動源や伝達機構を内筒部や外筒部から切り離し、これらの抵抗力や摩擦力が、術者の自在な操作の妨げにならないようにする必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
そこで、本発明の穿刺針刺入装置においては、上記の課題を解決するために、次のような技術的手段を講じた。
（１）操作ハンドルと、先端に穿刺針を備えた内筒部と、前記内筒部の側面の少なくとも一部を覆い、前記内筒部と独立に運動可能な外筒部を備えた穿刺針を刺入する穿刺針刺入装置であって、前記操作ハンドルを介して前記穿刺針刺入装置を生体内に刺入する際、前記内筒部に作用する切削力に抗して負荷される内筒部刺入力と、前記外筒部に作用する摩擦力に抗して負荷される外筒部刺入力のうち、一方が術者からの刺入操作力により付与され、他方が穿刺針刺入補助装置からの刺入駆動力により付与され、前記穿刺針刺入補助装置が、前記外筒部または前記内筒部に対し、前記外筒部に作用する摩擦力に抗して負荷される外筒部刺入力に相当する刺入補助力を付加することにより、前記内筒部刺入力と前記外筒部刺入力とを分離する分離手段を備えた穿刺針刺入装置において、術者が前記操作ハンドルを保持している状態で操作することができる、前記穿刺針刺入補助装置を無効化するスイッチを設けた。
【００１５】
（２）上記（１）の穿刺針刺入装置であって、前記外筒部または前記内筒部の一方に対し前記刺入補助力を伝達する連結箇所、及び、前記外筒部または前記内筒部の他方に対し術者からの操作力を伝達する連結箇所のうち、少なくとも一方に着脱機構を設け、該着脱機構により、前記穿刺針刺入補助装置を無効化した状態で、術者が、前記外筒部または前記内筒部に設けたハンドルにより、前記外筒部または前記内筒部の一方を単独で操作できるようにした。
【００１６】
（３）上記（１）の穿刺針穿刺装置であって、前記スイッチを、前記外筒部または前記内筒部の一方に前記刺入補助力を伝達する連結箇所に設けられたクラッチを断続するものとした。
【００１７】
（４）上記（１）の穿刺針刺入装置であって、前記スイッチを、前記穿刺針刺入補助装置の駆動源を構成する空気圧アクチュエータの圧力室を大気に解放する弁を作動させるものとした。
【００１８】
（５）上記の各穿刺針刺入装置であって、前記スイッチを、前記操作ハンドルに設けられたスイッチ、あるいは、フットスイッチであって、継続して押圧することにより、前記穿刺針刺入補助装置を作動させ、解放したとき、前記穿刺針刺入補助装置を無効化するものものとした。
【発明の効果】
【００１９】
上記の構成によれば、選択手段により、穿刺針刺入補助装置を有効化することで、内筒部に作用する切削力に抗して負荷される内筒部刺入力と、外筒部に作用する摩擦力に抗して負荷される外筒部刺入力とを分離して、術者の技能の差にかかわらず、安全に目的とする生体組織までの刺入を可能にするとともに、穿刺針刺入補助装置を無効化することで、穿刺前の準備時や穿刺後の処置時など、穿刺針刺入補助装置を必要としない作業中に、穿刺補助装置が誤動作することを防止でき、穿刺手技の安全性を飛躍的に高めることができる。
【００２０】
さらに、内筒部と外筒部の一方あるいは両方を人手によって前進後退させる手段を設け、刺入補助力から機械的に分離する手段を設けることにより、穿刺手技の準備中や穿刺後の処置中、停電時や故障時などの非常時に分離手段によらず、また、これに影響を受けることなく、内筒部や外筒部をスムースに操作することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明を穿刺針刺入補助装置（タイプ１）に適用した実施例の全体構成を説明する図。
【図２】本発明を穿刺針刺入補助装置（タイプ１）に適用した実施例の作用を説明するブロック図。
【図３】本発明を穿刺針刺入補助装置（タイプ２）に適用した実施例の全体構成を説明する図。
【図４】本発明を穿刺針刺入補助装置（タイプ３）に適用した実施例の全体構成を説明する図。
【図５】本発明を穿刺針刺入補助装置（タイプ４）に適用した実施例の全体構成を説明する図。
【図６】本発明を穿刺針刺入補助装置（タイプ５）に適用した実施例の全体構成を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施例を図面とともに説明する。
【実施例】
【００２３】
［実施例１］
図１は、穿刺針刺入補助装置（タイプ１）に適用した実施例１を示し、穿刺針刺入装置３が、術者４と穿刺針刺入補助装置６により生体組織５に刺入されている様子を示す。
【００２４】
この実施例では、穿刺針刺入装置３は内筒部１と外筒部２から構成され、内筒部１は先端に穿刺針を備え、外筒部２により穿刺針先端を除く全体を覆われている。内筒部１と外筒部２とは互いに固着されておらず、独立に運動可能となっており、内筒部１の終端は内筒部刺入力測定装置７を介して外筒部２の終端に連結されている。
【００２５】
穿刺針刺入補助装置６は、外筒部２の終端に連結され、穿刺針刺入装置３の刺入方向に刺入駆動力を発生する電動モータあるいは空気圧アクチュエータ等からなら直動アクチュエータと、その駆動力を外筒２に伝達する減速機構からなる伝達装置により構成されている。術者４は操作ハンドル１３により穿刺針刺入装置３に刺入操作力を付与し、生体組織５内に刺入させたうえで、内筒部１先端の穿刺針を目的とする生体組織に到達させる。その際の刺入操作力は、刺入操作力測定装置８を介して外筒部２の終端に伝達される。
【００２６】
穿刺針刺入補助装置６は、図２に示されるコンピュータ等を用いた制御系により、内筒部刺入力測定装置７の測定値と、刺入操作力測定装置８の測定値とに基づいて、内筒部刺入力と刺入操作力が等しくあるいは近い値になるように、出力する刺入駆動力をフィードバック制御している。
【００２７】
操作ハンドル１３には、スイッチ１４が備えられており、術者４は、穿刺手技の準備段階あるいは穿刺中に、操作ハンドル１３を保持したまま、スイッチ１４のオンとオフを切り替えられるようになっている。そして、穿刺針刺入補助装置６は、スイッチ１４をオンすると、穿刺針刺入補助装置６の駆動部と電源の間を電気的に接続して穿刺針刺入補助装置６を有効化し、オフすると穿刺針刺入補助装置６の駆動部と電源の間を電気的に切断して、穿刺針刺入補助装置６を無効化するよう、切り換えられる。
【００２８】
一方、内筒部１の終端、外筒部２の終端には、内筒部ハンドル１５、外筒部ハンドル１６がそれぞれ設けられている。これらのハンドルは外部に露出していてもよいし、カバー等で覆うようにしてもよいが、術者が容易にハンドルにアクセスできるようにしている。
【００２９】
操作ハンドル１３から負荷される刺入操作力を内筒部１に伝達する、内筒部１の終端と内筒部刺入力測定装置７の間には、内筒部着脱機構１７が備えられていて、内筒部１と内筒部刺入力測定装置７の連結を着脱自在にしている。
また、穿刺針刺入補助装置６からの駆動力を外筒部２に伝達する、外筒部２の終端と穿刺針刺入補助装置６との間には、外筒部着脱機構１８が備えられていて、外筒部２と穿刺針刺入補助装置６の連結を着脱自在にしている。
さらに、穿刺針刺入補助装置６の駆動部である直動アクチュエータの出力軸には、駆動部着脱機構１９が備えられていて、穿刺針刺入補助装置６の駆動部の着脱自在にしている。
【００３０】
穿刺針刺入装置３を生体内へ刺入する際、術者４がスイッチ１４を押圧することによりオンにすると、穿刺針刺入補助装置６の駆動部と電源の間が電気的に接続される。
穿刺針刺入装置３の先端は生体組織５を切り開いているので、その切削力は内筒部１に負荷され、内筒部刺入力測定装置７を介して外筒部２に切削力が伝達される。
一方で穿刺針刺入装置３の側面は生体組織５と接しているので、その摩擦力は外筒部２に負荷される。内筒部１と外筒部２とは連結されているため、外筒部２の終端には、摩擦力に抗する外筒部刺入力と、切削力に抗する内筒部刺入力とが合力として負荷されている。この負荷に対して、穿刺針刺入補助装置６が発生する刺入駆動力と術者４が刺入操作力測定装置８を介して付与する刺入操作力が抗している。
【００３１】
そのため、穿刺針刺入補助装置６が発生する刺入駆動力を増加すると、術者４が付与する刺入操作力が減少し、一方、穿刺針刺入補助装置６が発生する刺入駆動力を減少すると、術者４が付与する刺入操作力が増加する。そこで、内筒部刺入力測定装置７が検出する内筒部刺入力と、刺入操作力測定装置８が検出する刺入操作力とがほぼ近似した値となるよう、穿刺針刺入補助装置６をフィードバック制御することにより、穿刺針刺入補助装置６による刺入駆動力と、外筒部２に負荷される摩擦力に抗する外筒部刺入力とをバランスさせ、内筒部刺入力と刺入操作力を等しくあるいは近い値にすることができる。
すなわち、外筒部２を駆動する穿刺針刺入補助装置６及びその制御系が、外筒部２に負荷される外筒部刺入力と、内筒部１に負荷される内筒部刺入力とを分離する分離手段を構成している。
【００３２】
これにより、内筒部１に負荷される切削力と外筒部２に負荷される摩擦力が分離され、術者４は内筒部１に負荷される切削力を容易に知覚することができる。その結果、穿刺針先端が到達している生体組織の硬さを術者４は容易に知覚することが可能になる。
【００３３】
一方、術者４がスイッチ１４の押圧を解除すると、穿刺針刺入補助装置６の駆動部と電源の間は電気的に切断され、穿刺針刺入補助装置６は刺入駆動力を発生することが不可能になるため、上述した穿刺針刺入補助装置６を無効化することができる。
この実施例では、術者４が意図してスイッチ１４を押圧しない限り、スイッチ１４は開放されており、術者４が押圧を継続する場合に限り穿刺針刺入補助装置６が有効になる。そのため、術者の意図に反して、穿刺針刺入補助装置６が作動することを防止でき、穿刺手技の準備時や穿刺手技の終了時の様々な作業中に、術者の意図に反して刺入駆動力が発生するのを確実に防止することができる。
【００３４】
なお、この実施例ではスイッチ１４を操作ハンドル１３に設けたが、術者の足で操作するフットスイッチとしても有効で、要は、術者が操作ハンドル１３を保持して、穿刺針刺入装置６を生体組織に接触し得る状態、すでに接触している状態、あるいは、生体組織内に刺入している状態で、操作ハンドル１３を保持したまま、簡単に操作できるものであれば、どのようなものでもよい。
また、穿刺針刺入補助装置６を構成するアクチュエータとして、空気圧アクチュエータを採用する場合には、穿刺針刺入補助装置６を無効化する手段としては、すべての圧力室を大気にリリーフする弁を解放するようにすることも有効である。この場合、圧力室が大気にリリーフされるので、穿刺針刺入補助装置６が内筒部１や外筒部２の移動の妨げになることなく、スムースな移動を可能にするので好適である。
【００３５】
このように、穿刺針刺入補助装置６を無効化した場合において、例えば、内筒部１を単独に操作する必要がある場合は、内筒部着脱機構１７により、内筒部１と操作ハンドル１３との連結を解除することにより、穿刺針刺入補助装置６の駆動部の抵抗力や摩擦にかかわらず、外筒部２や穿刺針刺入補助装置６をそのままにして、術者４は内筒部１だけを意のままに前進後退させることができる。
【００３６】
同様に、外筒部２のみを単独で操作したい場合は、外筒部着脱機構１８により、外筒部２と穿刺針刺入補助装置６との連結を解除することにより、術者は、外筒部ハンドル１６により、外筒部２だけを意のままに前進後退させることができる。
【００３７】
この実施例では、内筒部着脱機構１７、外筒部着脱機構１８の両方を設け、内筒部１、外筒部２のいずれも単独で操作できるようにしたが、適用する部位や症例に応じて、その一方のみを設けるようにしてもよい。
なお、内筒部着脱機構１７や外筒部着脱機構１８、駆動部着脱機構１９には、手締めねじやピン、キー、磁石、手動クラッチ、電磁クラッチ等、さまざまなものを採用することができ、特に電磁クラッチを採用した場合、スイッチ１４に連動して穿刺針刺入補助装置６の無効化と同時に、電磁クラッチを作動させ、内筒部１、外筒部２を切り離すようにするとより好適である。
【００３８】
この実施例では、独立して運動可能な内筒部１と外筒部２とからなり、内筒部１の終端を内筒部刺入力測定装置７を介して外筒部２の終端に連結された穿刺針刺入補助装置（タイプ１）を使用しているが、刺入補助装置としては、先の出願で提案した様々なタイプに本発明を適用することができる。
【００３９】
［実施例２］
図３は、穿刺針刺入補助装置（タイプ２）に適用した実施例２を示し、この実施例では、穿刺針刺入装置３は内筒部１と外筒部２から構成され、内筒部１は先端に穿刺針を備え、外筒部２により穿刺針先端を除く全体を覆われている。内筒部１と外筒部２とは互いに固着されておらず、独立に運動可能となっており、外筒部１の終端は外筒部刺入力測定装置９を介して内筒部１の終端に連結されている。
【００４０】
穿刺針刺入補助装置６は刺入駆動力測定装置１０を介して内筒部１の終端に連結され、穿刺針刺入装置３の刺入方向に刺入駆動力を発生する直動アクチュエータである。術者４は操作ハンドル１３により穿刺針刺入装置３に刺入操作力を付与し、生体組織５内に刺入させたうえで、内筒部１先端の穿刺針を目的とする生体組織に到達させる。その際の刺入操作力は、直接内筒部１の終端に伝達される。
外筒部刺入力測定装置９の測定値と、刺入駆動力測定装置１０の測定値とに基づいて、外筒部刺入力と刺入駆動力が等しくあるいは近い値になるように、穿刺針刺入補助装置６の刺入駆動力をフィードバック制御するものである。
【００４１】
［実施例３］
図４は、穿刺針刺入補助装置（タイプ３）に適用した実施例３を示し、この実施例では、穿刺針刺入装置３は内筒部１と外筒部２から構成され、内筒部１は先端に穿刺針を備え、外筒部２により穿刺針先端を除く全体を覆われている。内筒部１と外筒部２とは互いに固着されておらず、独立に運動可能となっており、外筒部１の終端は、内筒部−外筒部間に作用する刺入力（以下、「内筒部外筒部間刺入力」とする。）を測定する内筒部外筒部間刺入力測定装置１１を介して、内筒部１の終端に連結されている。
【００４２】
穿刺針刺入補助装置６は外筒部２の終端に直に連結され、穿刺針刺入装置３の刺入方向に刺入駆動力を発生する直動アクチュエータである。術者４は操作ハンドル１３により穿刺針刺入装置３に刺入操作力を付与し、生体組織５内に刺入させたうえで、内筒部１先端の穿刺針を目的とする生体組織に到達させる。その際の刺入操作力は、直に内筒部１の終端に伝達される。
内筒部外筒部間刺入力測定装置１１の測定値に基づいて、内筒部外筒部間刺入力がゼロかあるいはゼロに近い値になるように、穿刺針刺入補助装置６の穿刺駆動力をフィードバック制御するものである。
【００４３】
［実施例４］
図５は、穿刺針刺入補助装置（タイプ４）に適用した実施例４を示し、この実施例では、穿刺針刺入装置３は内筒部１と外筒部２から構成され、内筒部１は先端に穿刺針を備え、外筒部２により穿刺針先端を除く全体を覆われている。内筒部１と外筒部２とは互いに固着されておらず、独立に運動可能となっており、第３実施例と同様に、外筒部１の終端は、内筒部外筒部間刺入力測定装置１１を介して内筒部１の終端に連結されている。
【００４４】
穿刺針刺入補助装置６は刺入駆動力測定装置１０を介して内筒部１の終端に連結され、穿刺針刺入装置３の刺入方向に刺入駆動力を発生する直動アクチュエータである。術者４は操作ハンドル１３により穿刺針刺入装置３に刺入操作力を付与し、生体組織５内に刺入させたうえで、内筒部１先端の穿刺針を目的とする生体組織に到達させる。その際の刺入操作力は、刺入操作力測定装置８を介して外筒部２の終端に伝達される。
刺入操作力測定装置８の測定値と、刺入駆動力測定装置１０の測定値と、内筒部外筒部間刺入力測定装置１１の測定値とに基づいて、刺入操作力と刺入駆動力との差と内筒部外筒部間刺入力が等しくあるいは近い値になるように、穿刺針刺入補助装置６の刺入駆動力をフィードバック制御するものである。
【００４５】
［実施例５］
図６は、穿刺針刺入補助装置（タイプ５）に適用した実施例５を示し、この実施例では、この穿刺針刺入装置３は、内筒部１と外筒部２から構成され、内筒部１は先端に穿刺針を備え、外筒部２により穿刺針先端を除く全体を覆われている。内筒部１と外筒部２とは互いに固着されておらず、独立に運動可能となっている。内筒部１の終端と外筒部２の終端との間には、内筒部１と外筒部２の刺入方向における相対的位置を測定する内筒部外筒部相対的位置測定装置１２が備わっている。
【００４６】
穿刺針刺入補助装置６は外筒部２の終端に連結され、穿刺針刺入装置３の刺入方向に刺入駆動力を発生して位置決めする直動アクチュエータである。術者４は操作ハンドル１３により穿刺針刺入装置３に刺入操作力を付与し、生体組織５内に刺入させたうえで、内筒部１先端の穿刺針を目的とする生体組織に到達させる。その際の刺入操作力は、直接内筒部１の終端に伝達されている。
内筒部外筒部相対的位置計測装置１２の測定値に基づいて、内筒部外筒部相対的位置が一定に保つように、外筒部２の終端の位置をフィードバック制御している。
【００４７】
これら、いずれのタイプの穿刺針刺入補助装置６においても、タイプ１の穿刺針刺入補助装置６を採用した実施例１と同様に、操作ハンドル１３にスイッチ１４を追加し、これを解放させたとき、これらの穿刺針刺入補助装置６を無効とすればよい。
また、内筒部１と外筒部２の一方あるいは両方を前進後退させる必要がある場合にはそれぞれに内筒部ハンドル１５や外筒部ハンドル１６を追加する。さらに駆動源や伝達機構を切り離す必要がある場合は、内筒部着脱機構１７や外筒部着脱機構１８、駆動部着脱機構１９を追加する。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
以上説明したように、本発明によれば、実際に刺入手技を行う場合は、穿刺針刺入補助装置により、内筒部に作用する切削力に抗して負荷される内筒部刺入力と、外筒部に作用する摩擦力に抗して負荷される外筒部刺入力とを分離して、術者の技能の差にかかわらず、安全に目的とする生体組織までの刺入を可能にする。そして、刺入手技の準備段階や、他の操作を行う際は、これを無効化し、さらには、外筒部、内筒部を穿刺針刺入補助装置から切り離し、独立した操作をも可能にするので、腰椎麻酔や硬膜外麻酔、生検、採血、中心動脈穿刺、関節穿刺、内視鏡手術におけるトロカール穿刺等、硬さの異なる生体組織が層をなす部位や、硬さの異なる重要組織が穿刺経路周辺に存在する部位に、術者等が穿刺針を刺入する際に、安全性がきわめて高い穿刺針刺入装置として、広く利用されることが期待できる。
【符号の説明】
【００４９】
１    内筒部
２    外筒部
３    穿刺針刺入装置
４    術者
５    生体組織
６    穿刺針刺入補助装置
７    内筒部刺入力測定装置
８    刺入操作力測定装置
９    外筒部刺入力測定装置
１０    刺入駆動力測定装置
１１    内筒部外筒部間刺入力測定装置
１２    内筒部外筒部間相対的位置測定装置
１３    操作ハンドル
１４    スイッチ
１５    内筒部ハンドル
１６    外筒部ハンドル
１７    内筒部着脱機構
１８    外筒部着脱機構
１９    駆動部着脱機構
【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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