(57)【要約】【課題】臓器に接触して当該臓器の動きを抑制する押圧部を具備するスタビライザであって、前記押圧部によって当該臓器を押圧する力を制御可能であり、且つ簡略な構成の前記押圧部を具備するスタビライザを提供すること。【解決手段】心臓５０に接触して当該心臓５０を押圧する押圧部１０Ｂ１と、前記押圧部１０Ｂ１を支持する押圧部支持部１０Ｂ２と、前記押圧部１０Ｂ１と前記押圧部支持部１０Ｂ２とを着脱可能に接続する着脱部１０Ｂ３と、前記着脱部１０Ｂ３に対して前記押圧部支持部１０Ｂ２側に設けられ、前記押圧部１０Ｂ１が前記心臓５０を押圧する力である押圧力を検出して、該検出により取得した信号を、前記押圧部１０Ｂ１による押圧動作を制御する制御部２に伝達する押圧力検出部１０Ｃと、を具備するスタビライザ。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
臓器に接触して臓器の動きを抑制するスタビライザであって、
臓器に接触して当該臓器を押圧する押圧部と、
前記押圧部を支持する押圧部支持部と、
前記押圧部と前記押圧部支持部とを着脱可能に接続する着脱部と、
前記着脱部に対して前記押圧部支持部側に設けられ、前記押圧部が前記臓器を押圧する力である押圧力を検出して、該検出により取得した信号を、前記押圧部による押圧動作を制御する制御部に伝達する押圧力検出部と、
を具備することを特徴とするスタビライザ。
【請求項２】
前記押圧力検出部は、前記押圧部支持部における歪みを検出することによって、前記押圧部による押圧力を検出することを特徴とする請求項１に記載のスタビライザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、心臓等の臓器に接触して、当該臓器の動きを抑制するスタビライザに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の心臓外科手術においては、胸腔内へのアクセスは、胸骨を切開して（正中胸骨切開術）行なわれている。そして、胸腔内へのアクセスが前記のようにして行なわれる場合、開創器が胸の切開位置に配置され、該開創器によって胸骨及び組織が広げられ、大きな開口が形成される。そして、外科用器具がその開口を通して配置され、心臓外科手術が行われる。
【０００３】
ところで、最も一般的な心臓外科手術の１つは、冠動脈バイパス手術（Ｃｏｒｏｎａｒｙ  Ａｒｔｅｒｙ  Ｂｙｐａｓｓ  Ｇｒａｆｔｉｎｇ：以下、ＣＡＢＧと称する）である。このＣＡＢＧでは、１つ又は複数の冠動脈内の閉塞が、その閉塞の下流側の冠動脈に移植血管（以下、グラフトと称する）を接続することによってバイパスされる。
【０００４】
このように冠動脈にグラフトを接続する技術は、吻合術として知られている。前記グラフトとしては、例えば、胸の壁から切開された胸動脈が用いられる。この場合、胸動脈の上流側の端部は無傷のまま残され、胸動脈の下流側の端部が冠動脈に接続される。
【０００５】
また、前記グラフトとしては、患者の体の何れの部分からの動脈又は静脈を用いても良い。更には、前記グラフトとして、人工血管移植片を用いることもできる。この場合には、移植片の上流側の端部は大動脈などの動脈に接続され、下流側の端部が冠動脈に接続される。上述のようにして、心臓の正面、側面及び背面の様々な位置の複数の冠動脈の閉塞が、複数のグラフトを用いてバイパスされる。
【０００６】
なお、ＣＡＢＧは、患者の心臓を停止して行われる。したがって、当該患者の血液は、人工心肺装置を用いて循環される。しかしながら、ＣＡＢＧは、「オフポンプ（Ｏｆｆ−ｐｕｍｐ）冠動脈バイパス（以下、ＯＰＣＡＢと称する）」として知られている技術を用いて、心臓を鼓動させながら行なうこともできる。つまり、ＯＰＣＡＢによって、人工心肺装置の使用を避けることができる。
【０００７】
このＯＰＣＡＢにおいては、心臓を鼓動させながら、冠動脈の吻合部位に近い心臓の表面が、スタビライザと呼ばれる特別な器具を用いて固定される。このスタビライザによる局部的な心臓表面の固定によって、前記グラフトが冠動脈に接続される間、吻合部位ができるだけ動かないように保たれる。
【０００８】
ここで、前記スタビライザは、例えば、臓器表面に接触する接触部と、柔軟性を有し該接触部を支持する為の接触部支持部とを具備している。前記接触部支持部は、当該接触部支持部の屈曲や変形を可能とするように、複数の接合体によって形成されている。
【０００９】
また、前記接合体内部には、ワイヤ等の細長いケーブルが延びている。このケーブルの張力を適宜調整することで、当該接触部支持部の屈曲や変形を行なって当該接触部支持部を胸腔内に挿入していき、胸腔内において前記接触部を心臓表面の所望部位に接触させ、前記接触部によって心臓表面を押圧もしくは吸着することで当該心臓の振動を抑制する。これにより、当該手術の各種処置を行なうマニピュレータが、精密に当該心臓の処置を行なうことが可能となる。なお、このようなスタビライザに関する技術は、例えば特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特表２００３−５２１２９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、スタビライザにおける前記接触部が、例えば心臓表面を押圧する際に、過度な圧力を当該心臓に加えてしまった場合、患者が例えば子供等である場合には、当該心臓に多大な負荷が掛かってしまい、心房細動を引き起こしてしまう可能性がある。しかしながら、このような問題及びこのような問題を解決する為の手段に関しては、上記特許文献１には、開示は勿論、示唆すらされていない。
【００１１】
本発明は、前記の事情に鑑みてなされたもので、臓器に接触して当該臓器の動きを抑制する押圧部を具備するスタビライザであって、前記押圧部によって当該臓器を押圧する力を制御可能であり、且つ簡略な構成の前記押圧部を具備するスタビライザ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】
【００１２】
前記の目的を達成するために、本発明の第１の態様によるスタビライザは、臓器に接触して臓器の動きを抑制するスタビライザであって、臓器に接触して当該臓器を押圧する押圧部と、前記押圧部を支持する押圧部支持部と、前記押圧部と前記押圧部支持部とを着脱可能に接続する着脱部と、前記着脱部に対して前記押圧部支持部側に設けられ、前記押圧部が前記臓器を押圧する力である押圧力を検出して、該検出により取得した信号を、前記押圧部による押圧動作を制御する制御部に伝達する押圧力検出部と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、臓器に接触して当該臓器の動きを抑制する押圧部を具備するスタビライザであって、前記押圧部によって当該臓器を押圧する力を制御可能であり、且つ簡略な構成の前記押圧部を具備するスタビライザを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態に係るスタビライザが適用される医療用マスタ・スレーブシステムの一構成例を示す図である。図２は、図１に示す医療用マスタ・スレーブシステムの制御システム構成を示すブロック図である。
【００１６】
図１及び図２に示すように、本一実施形態に係るスタビライザが適用される医療用マスタ・スレーブシステムは、制御ユニット２と、マスタ部４と、カメラ表示部６と、本一実施形態に係るスタビライザを含むスレーブ本体８とを具備する。
【００１７】
前記制御ユニット２は、ユーザによる前記マスタ部４の操作に基づいて、前記スレーブ本体８における後述する各部の動作制御を行なう為の演算をする演算部２Ａと、前記演算部２Ａによる演算結果に基づいて前記スレーブ本体８の動作制御を行なうスレーブ本体制御部２Ｂと、当該制御ユニット２、前記マスタ部４、前記カメラ表示部６、及び前記スレーブ本体８のそれぞれに電源を供給する為の電源部２Ｃと、前記スレーブ本体８の有する観察カメラ部１４を制御し且つ該観察カメラ部１４によって取得した画像の前記カメラ表示部６への表示制御を行なうカメラ制御部２Ｄとを有する。
【００１８】
前記マスタ部４は、ユーザによる当該マスタ部４における操作を位置・姿勢情報に変換し、前記制御ユニット２の有する前記演算部２Ａに出力する。
【００１９】
前記カメラ表示部６は、前記スレーブ本体８の有する観察カメラ部１４が撮影して取得した画像を出力表示する。
【００２０】
そして、前記スレーブ本体８は、本一実施形態に係るスタビライザ（詳細は後述）を含むスタビライザスレーブ部１０と、臓器（以下、臓器として心臓を想定する）５０等における各種処置を行なう為のマニピュレータスレーブ部１３と、該マニピュレータスレーブ部１３により処置される部位等の画像を撮影して取得する観察カメラ部１４と、を有する。
【００２１】
前記スタビライザスレーブ部１０は、後述するスタビライザ機構部１０Ｂを支持し且つ前記スレーブ本体制御部２Ｂによる制御で前記スタビライザ機構部１０Ｂをユーザの所望の位置へ移動させる為のスタビライザ支持アーム部１０Ａと、該スタビライザ支持アーム部１０Ａを駆動するモータ１１Ａと、心臓５０に接触して心臓５０の動きを抑制する為のスタビライザ機構部１０Ｂ（詳細な構成は後述する）と、前記スレーブ本体制御部２Ｂによる制御で前記スタビライザ機構部１０Ｂを動作させる為のモータ１１Ｂと、前記スタビライザ機構部１０Ｂによる心臓５０の押圧力を検出する為の押圧力検出部１０Ｃとを備える。
【００２２】
以下、図１乃至図３を参照して、本一実施形態の主な特徴部の一つである前記スタビライザ機構部１０Ｂの詳細な構成及び前記押圧力検出部１０Ｃによる作用について説明する。図３（ａ）は、前記スタビライザ機構部１０Ｂを、前記押圧部１０Ｂ１による押圧面に対して鉛直上方から（上面側から）見た図である。（ｂ）は、心臓５０を押圧している前記スタビライザ機構部１０Ｂを側面側から見た図である。
【００２３】
まず、図１及び図２に示すように、前記スタビライザ機構部１０Ｂは、心臓５０に接触して心臓５０を押圧する押圧部１０Ｂ１と、該押圧部１０Ｂ１を支持する為の押圧部支持部１０Ｂ２と、前記押圧部１０Ｂ１と前記押圧部支持部１０Ｂ２とを着脱可能に接続する着脱部１０Ｂ３とを具備する。
【００２４】
ここで本一実施形態においては、前記押圧部１０Ｂ１の形状を、図１及び図３に示すように２つの先端部１０Ｂ１１を備えるＵ字形状としている。
【００２５】
また、前記押圧部支持部１０Ｂ２は、より詳しくは当該接触部支持部１０Ｂ２の屈曲や変形を可能とするように、複数の接合体１０Ｂ２２によって形成されている。この接合体１０Ｂ２２の内部には、ワイヤ等の細長いケーブル（不図示）が延びている。このケーブルの張力を適宜調整することで、当該押圧部支持部１０Ｂ２の屈曲や変形を行なって当該押圧部支持部１０Ｂ２を胸腔内に挿入していき、胸腔内において前記押圧部１０Ｂ１を心臓５０表面の所望部位に接触させ、前記押圧部１０Ｂ１によって心臓５０の表面を押圧することで当該心臓の振動を抑制する。
【００２６】
そして、図３に示すように、前記押圧力検出部１０Ｃは、前記押圧部支持部１０Ｂ２に設けられている。ここで、前記押圧力検出部１０Ｃは、例えば前記押圧部支持部１０Ｂ２における歪みを検出する歪みセンサ等から成り、この歪みを検出することにより前記押圧部１０Ｂ１が心臓５０を押圧する力（押圧力）を検出する。
【００２７】
このようにして、前記押圧力検出部１０Ｃは、前記押圧部１０Ｂ１による押圧力を検出して、前記制御ユニット２へ出力する。前記制御ユニット２においては、前記押圧力検出部１０Ｃから出力された押圧力の検出信号に基づいて、前記演算部２Ａが前記押圧部１０Ｂ１の押圧力を算出する。そして、前記スレーブ本体制御部２Ｂが、前記演算部２Ａによって算出された押圧力を参照して、前記押圧部１０Ｂ１による押圧力が当該手術における最適な押圧力となるように、前記スタビライザスレーブ部１０の制御を行なう。
【００２８】
なお、前記演算部２Ａによって算出された押圧力を、例えば前記カメラ表示部６等へ出力表示して、ユーザが、前記押圧部１０Ｂ１がどの程度の強さで心臓５０を押圧しているかを把握できるようにしても良い。これにより、ユーザは、前記カメラ表示部６等に出力表示された押圧力を確認して心臓５０に掛かる負担を鑑みながら、前記マスタ部４を操作することで、前記押圧部１０Ｂ１の押圧力を最適な値に調整することができる。
【００２９】
また、衛生上の問題から、臓器と接触する部分は使い捨てであることが望まれる。本一実施形態によれば、上述したように、前記押圧部１０Ｂ１と前記押圧部支持部１０Ｂ２とは、前記着脱部１０Ｂ３によって着脱可能に接続されている。そのため、押圧部１０Ｂ１のみを手術毎に使い捨てることができる。さらに、前記押圧力検出部１０Ｃを前記押圧部支持部１０Ｂ２に設ける構成としているので、前記押圧部１０Ｂ１の部品点数を少なくすることができ、使い捨て部分を安価に製造できる。
【００３０】
ところで、前記マニピュレータスレーブ部１２は、後述するマニピュレータ機構部１２Ｂを支持し且つ前記スレーブ本体制御部２Ｂによる制御で前記マニピュレータ機構部１２Ｂをユーザの所望の位置へ移動させる為のマニピュレータ支持アーム部１２Ａと、該マニピュレータ支持アーム部１２Ａを駆動するモータ１３Ａと、心臓５０に対して所望の処置を行なう為のマニピュレータ機構部１２Ｂと、前記スレーブ本体制御部２Ｂによる制御で前記マニピュレータ機構部１２Ｂを動作させる為のモータ１３Ｂとを備える。
【００３１】
なお、前記マニピュレータスレーブ部１２に関しては、本発明の特徴部に関係しないので、詳細な説明は省略する。
【００３２】
また、前記観察カメラ部１４は、後述する観察カメラ１４Ｂを支持し且つ前記スレーブ本体制御部２Ｂによる制御で前記観察カメラ１４Ｂをユーザの所望の位置へ移動させる為の観察カメラ支持アーム部１４Ａと、該観察カメラ支持アーム部１４Ａを駆動するモータ１５と、前記スタビライザスレーブ部１０により心臓５０を押圧する部位や前記マニピュレータスレーブ部１２にて心臓５０を処置する部位等を観察する為の画像を撮影して取得する観察カメラ１４Ｂとを備える。
【００３３】
なお、前記観察カメラ部１４に関しては、本発明の特徴部に関係しないので、詳細な説明は省略する。
【００３４】
以上説明したように、本一実施形態によれば、臓器に接触して当該臓器の動きを抑制する押圧部を具備するスタビライザであって、前記押圧部によって当該臓器を押圧する力を制御可能であり、且つ簡略な構成の前記押圧部を具備するスタビライザを提供することができる。
【００３５】
以上、一実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で、例えば後述する変形例のような、種々の変形及び応用が可能なことは勿論である。
【００３６】
［変形例］
前記一実施形態においては、前記押圧力検出部１０Ｃを、歪みセンサによって構成している。しかしながら、前記押圧力検出部１０Ｃを構成する部材は、歪みセンサに限られない。例えば、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、前記押圧力検出部１０Ｃを、回転モータ１０Ｃ１と回転角検出装置１０Ｃ２とで構成しても勿論良い。
【００３７】
図４（ａ）は、本変形例に係るスタビライザ機構部１０Ｂと押圧力検出部１０Ｃとを、押圧部による押圧面に対して鉛直上方から（上面側から）見た図である。（ｂ）は、心臓を押圧している本変形例に係るスタビライザ機構部１０Ｂと押圧力検出部１０Ｃとを側面側から見た図である。
【００３８】
本変形例においては、図４（ｂ）に示すように、前記回転モータ１０Ｃ１を前記スレーブ本体制御部２Ｂによる制御で回転駆動させることで、前記押圧部１０Ｂ１によって心臓５０を押圧する。このとき、前記回転角検出装置１０Ｃ２は、前記回転モータ１０Ｃ１の回転量を検出して前記制御ユニット２に出力する。
【００３９】
そして、前記制御ユニット２において、前記回転角検出装置１０Ｃ２から出力された前記回転モータ１０Ｃ１の回転量を示す信号に基づいて、前記演算部２Ａが前記押圧部１０Ｂ１の押圧力を算出する。
【００４０】
さらに、押圧力を算出する別の変形例としては、特開２００５−２１２０５４に示されるように、反力推定オブザーバを用いて押圧部１０Ｂ１が受ける力を推定することによって、押圧力を算出しても良い。
【００４１】
さらに、上述した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態に係るスタビライザが適用される医療用マスタ・スレーブシステムの一構成例を示す図。
【図２】本発明の一実施形態に係るスタビライザが適用される医療用マスタ・スレーブシステムの制御システム構成を示すブロック図。
【図３】（ａ）は、本発明の一実施形態に係るスタビライザを、押圧部による押圧面に対して鉛直上方から（上面側から）見た図。（ｂ）は、心臓を押圧している本発明の一実施形態に係るスタビライザを側面側から見た図。
【図４】（ａ）は、一変形例に係るスタビライザを、押圧部による押圧面に対して鉛直上方から（上面側から）見た図。（ｂ）は、心臓を押圧している一変形例に係るスタビライザを側面側から見た図。
【符号の説明】
【００４３】
２…制御ユニット、  ２Ａ…演算部、  ２Ｂ…スレーブ本体制御部、  ２Ｃ…電源部、  ２Ｄ…カメラ制御部、  ４…マスタ部、  ６…カメラ表示部、  ８…スレーブ本体、  １０…スタビライザスレーブ部、  １０Ａ…スタビライザ支持アーム部、  １０Ｂ…スタビライザ機構部、  １０Ｂ１…押圧部、  １０Ｂ２…押圧部支持部、  １０Ｂ３…着脱部、  １０Ｂ２２…接合体、  １０Ｃ…押圧力検出部、  １０Ｃ１…回転モータ、  １０Ｃ２…回転角検出装置、  １１Ａ，１１Ｂ，１３Ａ，１３Ｂ，１５…モータ、  １２…マニピュレータスレーブ部、  １２Ａ…マニピュレータ支持アーム部、  １２Ｂ…マニピュレータ機構部、  １３…マニピュレータスレーブ部、  １４…観察カメラ部、  １４Ａ…観察カメラ支持アーム部、  １４Ｂ…観察カメラ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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