(57)【要約】【課題】簡単な構成で自由度の大きな位置調整が可能な心臓外科手術用フレキシブルアームを提供すること。【解決手段】フレームのアーム等にフレキシブルアームを固定するためのベース１００に対し、アタッチメントが装着されるフレキシブルチューブ３の支持部２００が可動な構成とするとともに、ノブ２１０の回転によりフレキシブルチューブ３の固定、固定解除及び支持部２００のベース１００に対する固定、固定解除を行う。【選択図】  図２
2004290518.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
心臓外科手術において、心臓に何らかの操作を行うためのアタッチメントを所定位置に保持するためのフレキシブルアームであって、
前記フレキシブルアームを所定の部材に取り付けるためのベース手段と、
前記アタッチメントを一端に取り付け可能なフレキシブルチューブと、
前記フレキシブルチューブの他端が取り付けられる支持手段と、
前記支持手段を、前記取り付け手段に対して移動可能に接続する接続手段と、
一端が前記フレキシブルチューブの内部に固定されたワイヤと、
前記ワイヤの張力を制御するための張力制御手段とを有し、
前記接続手段が、前記ワイヤの張力の上昇に応じて前記取り付け手段を押圧し、前記支持手段を前記取り付け手段に対して固定可能であることを特徴とする心臓外科手術用フレキシブルアーム。
【請求項２】
前記張力制御手段が前記ワイヤが取り付けられた可動部材を移動させることによって前記ワイヤの張力を制御することを特徴とする請求項１記載の心臓外科手術用フレキシブルアーム。
【請求項３】
前記接続手段が前記支持手段に挿入される軸を有し、前記支持手段が前記軸の周りに回転可能であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の心臓外科手術用フレキシブルアーム。
【請求項４】
前記接続手段が前記ワイヤを通すための孔を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の心臓外科手術用フレキシブルアーム。
【請求項５】
前記孔が、前記ワイヤが直線状になろうとする力を、前記接続手段が前記取り付け手段を押圧する方向に移動させる力に変換させる形状を有することを特徴とする請求項４記載の心臓外科手術用フレキシブルアーム。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の心臓外科手術用フレキシブルアームを用いたことを特徴とする心臓外科手術用装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、心臓外科手術において用いられるフレキシブルアームに関し、特に心臓を停止させることなく外科手術を行う際に好適に使用可能な心臓外科手術用フレキシブルアームに関する。
【０００２】
【従来の技術】
心臓外科手術は、従来、心臓を停止させた状態で心臓に対する処置を行い、その間は人工心肺を用いることで患者の生命を維持していた。心臓が停止した状態での手術は、縫合が容易である、術部の視野が血流で妨げられないなどの利点がある一方、人工心肺の利用は高齢者を代表とする体力のない患者にとっては大きな負担となり、また多額の費用を必要とするという問題がある。
【０００３】
このような、心停止状態での手術における問題点を解決するため、心臓が鼓動した状態での手術が近年では行われつつある。例えば冠状動脈バイパス手術は代表的な心臓外科出術であり、また冠状動脈自体は心臓の表面に存在する血管であるため、心臓を切開することなく手術部位にアクセスすることが可能であるため、鼓動した状態での手術（オフポンプＣＡＢＧ）が行われている。
【０００４】
しかしながら、このような手術を行うには、心臓が鼓動した状態で、心臓につながる血管等を傷つけることなく、かつ心臓の機能が維持される状態で患者の体外に移動し、かつ手術中心臓を保持したり、手術部位の心膜を固定することなどが必要である。
【０００５】
そのため、例えば特許文献１、２に示されるように、このような機能を提供する心臓外科手術用装置が提案されている。
【０００６】
図１は、従来の心臓外科手術用装置の構成例を示す斜視図である。一般に、この種の装置は胸郭が切開された状態を保持するための左右一対の第１及び第２のアーム１１及び１２と、第１及び第２のアーム１１及び１２を間隔可変に支持する第３のアーム１３とから構成されるフレーム１０と、第１及び第２のアーム１１及び１２の少なくとも一方に取り付けられる少なくとも１つのフレキシブルアーム２０とから構成される。
【０００７】
図において、第２のアーム１２は第３のアーム１３の先端に略直角に固定されている。また、第３のアーム１３には途中からラックギア１４が形成されており、第１のアーム１１は、ラックギア１４とかみ合うピニオンギアや凹凸（図示せず）によって第２のアーム１２との間隔を調整し、ハンドル１５を締め付けることにより第３のアーム１３の所定位置に固定される。第２のアーム１２は固定時には第１のアーム１１と略並行となる。
【０００８】
このように、フレーム１０は、患者の胸郭を手術中切開された状態に固定する機能を有している。一方、心臓を持ち上げたり術部心膜を固定するといった心臓に対する操作を行うのは、先端に操作に応じたアタッチメントが取り付けられるフレキシブルアーム２０である。フレキシブルアーム２０は、ベース２５に設けられたベース固定ハンドル２７を回転させて、可動部２６を第１又は第２のアーム１１又は１２に押しつけ、挟み込むことによってアーム１１又は１２に固定される。ベース２５の端部にはもう一つのハンドルであるチューブ固定ハンドル２１と、フレキシブルチューブ２２が設けられている。
【０００９】
フレキシブルチューブ２２は例えばボールドジョイント間接を有するステンレス製チューブであり、その先端には心臓を吸着して持ち上げるための吸着用ユニットや、吻合部位を挟んだ２点で心膜（心筋表面）を押圧するためのフォーク状ユニット（図示）などのアタッチメント２３が取り付けられる。図１では、フレキシブルアーム２０が１つのみ用いられる場合を示しているが、例えば第１のアーム１１にもう一つフレキシブルアームを取り付け、一方のフレキシブルアームで心臓を持ち上げた状態に保持し、他方で吻合部位の固定、押圧を行うことも可能である。
【００１０】
フレキシブルチューブ２２内部には図示しないワイヤが通っており、その一端はフレキシブルチューブ２２の先端（アタッチメント２３の取り付け部分）に固定される。また、ワイヤの他方はチューブ固定ハンドル２１の内部に取り付けられている。チューブ固定ハンドル２１は左右に回転可能であり、回転方向に応じて矢印Ａに示す方向のいずれか一方に移動可能である。上述のようにフレキシブルチューブ２２内に設けられたワイヤの一端はチューブ固定ハンドル２１内部に固定されているため、チューブ固定ハンドル２１がベース２５内に入り込む方向に移動するとワイヤはゆるみ、逆にチューブ固定ハンドル２１がベース２５から出て行く方向に移動するとワイヤは引っ張られる。
【００１１】
従って、ワイヤをゆるめた状態、すなわちフレキシブルチューブ２２が自在に曲がる状態でアタッチメント２３の位置を調整し、その状態でチューブ固定ハンドル２１を回してワイヤを引っ張ると、その張力によってフレキシブルチューブ２２の形状が固定され、アタッチメント２３の位置を固定することができる。
【００１２】
実際には、まずフレキシブルアーム２０のベース２５の、アーム１２に対する位置を調整し、ベース固定ハンドル２７で固定した後、チューブ固定ハンドル２１を回してワイヤをゆるめ、アタッチメント２３の位置を調整、決定してからチューブ固定ハンドル２１を回してワイヤを張り、フレキシブルチューブ２２を固定する。このようにして、アタッチメントを所定部位に保持することが可能となる。
【００１３】
【特許文献１】
特表平２００２ー５４１９０１号公報
【特許文献２】
特表平２００２ー５１６１３８号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のフレキシブルアームは、フレキシブルチューブ２２の変形によってのみアタッチメント２３の３次元位置を変更、決定することが可能な構成であるため、微妙な位置調整が困難であった。また、一時的に移動した後、元の位置に戻す場合には、再度フレキシブルチューブ２２を調整する必要があり、非常に手間がかかっていた。
また、フレキシブルチューブ２２の根元がベース２５に固定されており、可動範囲が狭いという問題もあった。
【００１５】
本発明はこのような従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、簡単な構成で自由度の大きな位置調整が可能な心臓外科手術用フレキシブルアーム及びこのアームを用いた心臓外科手術用装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明の要旨は、心臓外科手術において、心臓に何らかの操作を行うためのアタッチメントを所定位置に保持するためのフレキシブルアームであって、フレキシブルアームを所定の部材に取り付けるためのベース手段と、アタッチメントを一端に取り付け可能なフレキシブルチューブと、フレキシブルチューブの他端が取り付けられる支持手段と、支持手段を、取り付け手段に対して移動可能に接続する接続手段と、一端がフレキシブルチューブの内部に固定されたワイヤと、ワイヤの張力を制御するための張力制御手段とを有し、接続手段が、ワイヤの張力の上昇に応じて取り付け手段を押圧し、支持手段を取り付け手段に対して固定可能であることを特徴とする心臓外科手術用フレキシブルアームに存する。
【００１７】
また、本発明の別の要旨は、本発明の心臓外科手術用フレキシブルアームを用いたことを特徴とする心臓外科手術用装置に存する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明をその好適な実施形態に基づき詳細に説明する。
■（フレキシブルアームの構成）
図２は本発明の一実施形態に係る心臓外科手術用フレキシブルアームの要部構成例を示す図である。図２（ａ）は上面図、図２（ｂ）は側面図をそれぞれ示す。なお、図２において、フレキシブルチューブ３は紙面の関係上途中まで図示してあるが、フレキシブルチューブ３の構成は図１に示した従来構成と同様であり、先端には各種のアタッチメントが取り付け可能となっている。
【００１９】
図２に示すように、本実施形態のフレキシブルアームは、大きく分けてベース１００と、支持部２００と、フレキシブルチューブ３とから構成される。
【００２０】
ベース１００は、図１におけるベース２０と同様、フレキシブルアームを図示しないフレームに固定する機能を有する。ベース１００をフレームに固定する機構はどのようなものであってもよいが、本実施形態においては図１で説明したように、フレームの一部を一対の凸部１０１及び１０２で挟んで締め付けることにより固定する機構を採用している。より具体的には、締め付けレバー１０３を回転させることにより、凸部１０１及び１０２のうち可動の凸部１０２を移動させて凸部１０１及び１０２の間隔を狭めることにより、凸部１０１及び１０２でフレームを挟み込む。レバー１０３は図１のベース固定ハンドル２５のような形状であっても良い。
【００２１】
本実施形態における上面図である図２（ａ）からわかるように、ベース１００には溝１１１が設けられている。また、ベース１００と支持部２００とは別体であり、後述するように支持部２００はベース１００の溝１１１に沿って前後（矢印β方向）に移動可能である。
【００２２】
支持部２００は本体２２０の一端にフレキシブルチューブ３が接続され、他端には回転するノブ２１０が設けられている。後述するように、支持部２００の略中央内部にはベース１００に対して略垂直な軸が設けられ、支持部２００はその軸の周り（矢印α方向）で回転可能である。
【００２３】
このように、本実施形態におけるフレキシブルアームにおいては、支持部２００がベース１００に対して移動及び回転可能であるため、フレキシブルチューブ３の状態を変えずに回転又は水平移動することが可能である。
【００２４】
次に、図３及び図４を用いて、支持部２００の構成について更に説明する。図３は、支持部２００の側面図、図４はフレキシブルチューブ３の取り付け側から見た支持部２００の正面図である。
【００２５】
支持部２００はその底面に凸部２３０を有しており、この凸部２３０の略中心には軸２４０が挿入されている。後述するように軸２４０は上下に所定距離移動可能であり、またその底部２４５は軸よりも大きく形成されている。
【００２６】
図５に示すように、ベース１００に取り付けられた状態では、凸部２３０がベース１００の凹部に摺動可能に接し、軸２４０はベース１００に設けられた溝１１１に沿って移動可能である。また、軸２４０の底部２４５はベース１００の溝１１１下部に設けられた空間１１３に挿入される。軸２４０の底部２４５は軸よりも大きく形成されているため、支持部２００に上方への力が加わっても支持部２００がベース１００から簡単に外れることはない。
【００２７】
図６は、支持部２００の図４におけるａ−ａ’垂直断面図である。支持部２００の内部にはワイヤ２１７が通っており、ワイヤ２１７の端部はカシメ２１８により移動ブロック２１５に取り付けられている。移動ブロック２１５は略円筒形でその円周面の一部にはねじが切られている。具体的には、図６に示すような、ワイヤ２１７が最も緩んだ状態においてノブ２１０の凹部２１６に入り込んでいる部分の少なくとも一部にねじが切られている。また、ノブ２１０の凹部２１６の内面にも、移動ブロック２１５に対応するねじが切られている。
【００２８】
移動ブロック２１５は支持部２００の本体２２０に設けられた凹部と、ノブ２１０に設けられた凹部２１６で形成される空間内を、ノブ２１０の回転に応じて矢印Ｂで示す方向に移動する。ノブ２１０の回転方向に対する移動ブロック２１５の移動方向は、移動ブロック２１５とノブ２１０の空間２１６内面に切られたねじの方向によって決定される。
【００２９】
軸２４０は、凸部２３０を貫通して本体２２０の内部に達している。軸２４０は凸部２３０及び本体２２０に設けられた孔に摺動可能に挿入されており、支持部２００がベース１００に取り付けられている状態で、本体２２０（及び本体２２０の一部である凸部２３０）が軸２４０の軸周りに回転することを可能としている。軸２４０を受ける本体２２０の孔は、軸２４０が上下（矢印Ｃ方向）に所定距離移動可能な深さを有している。
【００３０】
また、軸２４０にはワイヤ２１７を通すための孔２４１が設けられている。孔２４１は、フレキシブルチューブ３から若干上に向かってワイヤ２１７を受け入れた後、軸２４０の内部でワイヤがさらに上方に向かうように途中で角度が変わるように設けられている。孔２４１にの角度（向き）が途中で上方に変化することにより、ワイヤ２１７がノブ２１０方向に引っ張られる際の張力が軸２４０を上方に押し上げる力を発生する。
【００３１】
■（位置調整時の動作）
以下、本実施形態のフレキシブルアームの使用方法と動作についてさらに詳細に説明する。上述したように、本実施形態にかかるフレキシブルアームは、任意の心臓外科手術用装置に対して取り付けて用いることが可能であるが、例えば図１で説明した心臓外科手術用装置のフレーム１０に１つのフレキシブルアームを取り付けて用いる場合について説明する。
【００３２】
この場合、図７に模式的に示すように、第１及び第２のアーム１１及び１２の所望の位置が、凸部１０１及び１０２の間に位置するようにベース１００を置く。そして、レバー１０３を用いて凸部１０２を凸部１０１方向へ移動させ、凸部１０１と１０２でアームを挟み込んで固定する。
【００３３】
次に、支持部２００がベース１００に対して固定されている場合には、ノブ２１０を回転させ、ワイヤ２１７をゆるめる。上述したように、図６の垂直断面図はワイヤ２１７が最も緩んだ状態を示している。この状態では、フレキシブルチューブ３の曲がり方を調整することが可能であり、例えばフレキシブルチューブ３の先端に取り付けられたアタッチメントが適切な位置にあり、また支持部２００からアタッチメントを指示するフレキシブルチューブ３が手術のじゃまにならないような形状となるように調整する。
【００３４】
そして、ノブ２１０を、ワイヤ２１７を引っ張る方向に回転する。ノブ２１０の回転に従って移動ブロック２１５がノブ２１０の空間２１６を狭める方向（図６の右上方）へ移動し、ワイヤ２１７を引っ張る。移動ブロック２１５が移動し、ワイヤ２１７の張力が所定値に達すると、フレキシブルチューブ３の形状は固定される。
【００３５】
また、ワイヤ２１７の張力が上昇するにつれ、ワイヤ２１７が孔２４１の上面を押し上げる。従って、軸２４０が上方に移動し始め、凸部２３０と軸２４０の底部２４５との距離ｄ（図６）が狭くなる。さらにワイヤ２１７の張力が上昇すると、軸２４０の底部２４５の上面と凸部２３０の底面がベース１００を挟み込むようになり、支持部２００のベース１００の溝１１１に沿った移動及び軸２４０周りの回転をロックする。
【００３６】
■（ロックタイミングの制御）
なお、ワイヤ２１７の張力を上昇させた際、張力によって
（１）フレキシブルチューブ３の固定
（２）支持部２００とベース１００との固定
という２つの固定動作が発生するが、これら２つの固定動作の発生順序は、ワイヤ２１７の張力を上昇させた際に、フレキシブルチューブ３の固定に必要な張力と、軸２４０を上に持ち上げて支持部２００をベース１００に固定するために必要な力がワイヤ２１７の張力によって生成されるタイミングを制御することによって調整することが可能である。
【００３７】
実際には、フレキシブルチューブ３の固定に必要な張力は調整の幅が少ないため、軸２４０の孔２４１の角度変化を調整することによってワイヤの張力によって発生する軸２４０を持ち上げる力の発生効率を制御したり、例えば支持部２００とベース１００とが接する部分（凸部２３０底面、ベース１００表面、軸２４０の底部２４５の上面、ベース１００の空間１１３の上面等）の材質や表面形状等を制御し、支持部２００をベース１００に固定するために必要な力をすることによってタイミング制御を行うことができる。
【００３８】
例として（１）→（２）の順番で発生する（すなわち、フレキシブルチューブ３が先に固定され、その後に支持部２００がベース１００に固定される）ようにしたい場合を考える。この場合、フレキシブルチューブ３の固定に必要な張力をＴ、支持部２００をベース１００に固定するために必要な力をＦとすると、Ｔ未満の張力でＦが発生するように孔２４１の角度変化を調整する（角度の変化が大きいほど軸２４０を持ち上げる力が多く発生する）方法、あるいは例えば支持部２００とベース１００とが接する部分の摩擦力が大きくなるようにして、Ｔ未満の張力で発生する軸２４０を持ち上げる力よりもＦが小さくなるようにする方法等が考えられる。もちろん、これらの方法を組み合わせたり、ワイヤを交換して剛性を調整するなど他の方法を単独もしくは組み合わせて採用することも可能である。
【００３９】
同様の考え方により、（２）→（１）の順番や（１）と（２）がほぼ同時に発生するようにも制御可能であることは当業者にとって容易に理解されるところであろう。
【００４０】
例えば（１）→（２）の順番で発生するようにタイミング制御すれば、フレキシブルチューブ３の形状を固定した状態で支持部２００を軸２４０の周りに回転させたりベース１００の溝１１１に沿って移動することができるため、アタッチメントを平行移動させたい場合や、一時的に移動させてまた元の位置に戻したい場合に有用である。
【００４１】
また、（１）と（２）がほぼ同時に発生するようにすれば、フレキシブルチューブ３の調整と支持部２００の位置調整が及び固定をほぼ同時に行うことが可能となる。
【００４２】
（２）→（１）とした場合には、まず支持部２００の回転及び平行移動で大まかに位置合わせをした後、最後の微調整をフレキシブルチューブ３によって行う場合に有用である。
【００４３】
このように、本実施形態におけるフレキシブルアームは、（１）フレキシブルチューブ３の変形のみならず、（２）支持部２００の軸２４０周りの回転、（３）支持部２００のベース１００の溝１１１に沿った移動が可能であるため、位置調整可能な範囲が広い。
また、３つの可動部をノブ２１０の回転動作のみで固定もしくは固定解除できるため、手術中の操作が容易である。
【００４４】
なお、上述の実施形態では、径がほぼ一定で、角度が途中で変化する孔２４１を軸２４０に設けた構成を示したが、ワイヤ２１７が引っ張られた際に軸２４０に対して上方の力が加わりさえすれば他の任意の構成を採用しうる。換言すれば、ワイヤが直線状になろうとする力を、支持部２００を固定させる方向に軸２４０を移動させる力に変換させる任意の機構を採用しうる。例えば、孔を用いる場合には、孔の上面のみ途中から角度が変化する（径が途中から大きくなる）ような構成であっても良いし、孔を用いずに、他の機構を介して軸２４０を動かすようにしても良い。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、簡単な構成で自由度の大きな位置調整が可能な心臓外科手術用フレキシブルアームを実現できる。
また、本発明の心臓外科手術用フレキシブルアームは、１つの動作で３カ所の可動部の固定及び固定解除が可能であるため、使い勝手が非常によいという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の心臓外科手術用装置及び心臓外科手術用フレキシブルアームの構成例を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る心臓外科手術用フレキシブルアームの主要部の構成例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る心臓外科手術用フレキシブルアームの支持部２００の構成を説明する外観側面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る心臓外科手術用フレキシブルアームの支持部２００の構成を説明する外観正面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る心臓外科手術用フレキシブルアームの支持部２００とベース１００との関係を説明する図である。
【図６】図４のａ−ａ’断面を示す垂直断面図である。
【図７】本発明の実施形態に係る心臓外科手術用フレキシブルアームを図１の心臓外科手術用装置のフレーム１０に取り付けた状態を示す模式図である。
【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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