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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5914466
(24)【登録日】2016年4月8日
(45)【発行日】2016年5月11日
(54)【発明の名称】自動手術用装置
(51)【国際特許分類】
A61B 17/34 20060101AFI20160422BHJP
【ＦＩ】
A61B17/34
【請求項の数】11
【全頁数】18
(21)【出願番号】特願2013-512178(P2013-512178)
(86)(22)【出願日】2011年5月24日
(65)【公表番号】特表2013-530742(P2013-530742A)
(43)【公表日】2013年8月1日
(86)【国際出願番号】US2011037814
(87)【国際公開番号】WO2012005819
(87)【国際公開日】20120112
【審査請求日】2014年4月21日
(31)【優先権主張番号】61/347,714
(32)【優先日】2010年5月24日
(33)【優先権主張国】US
(73)【特許権者】
【識別番号】509065827
【氏名又は名称】サージクェスト，インコーポレーテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100094651
【弁理士】
【氏名又は名称】大川 晃
(72)【発明者】
【氏名】スターンズ，ラルフ
(72)【発明者】
【氏名】アザルバルズィン，クルト
【審査官】
井上 哲男
(56)【参考文献】
【文献】
国際公開第２０１０／０４２２０４（ＷＯ，Ａ２）
【文献】
独国特許出願公開第１００３７４２１（ＤＥ，Ａ１）
【文献】
米国特許第０６７２６６９９（ＵＳ，Ｂ１）
【文献】
特開２０１１−１１０４２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１０−２４０４０５（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００２−２０９８３５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ａ６１Ｂ １７／３４
Ａ６１Ｂ １９／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
手術手技で使用されるシステムであって、
ａ）管状の内壁と管状の外壁とを有するトロカールであって、近位端および遠位端を有し、前記内壁が、前記トロカールを通るアクセスを提供するように中心長手方向内腔を画定し、入れ子配置で、
ｉ）外側カニューレと、
ｉｉ）前記外側カニューレ内に配置された内側カニューレであって、前記トロカールを通るアクセスを提供するように少なくとも部分的に前記中心長手方向内腔を画定する内側カニューレと、
ｉｉｉ）前記外側カニューレ内に配置された管中心構成要素と、
ｉｖ）前記外側カニューレ内に配置されたた環状噴射口アセンブリであって、前記管中心構成要素および前記環状噴射口アセンブリが嵌合して、前記トロカールによって画定される中心長手方向軸を中心に環状に配置された複数のノズル通路を画定し、前記管中心構成要素および前記環状噴射口アセンブリが、加圧ガスを受け取ることができるプレナムを画定するように適合され、かつ構成され、前記プレナムが、前記ノズル通路と流体連通し、前記ノズル通路が、前記トロカールの前記遠位端に向かって前記トロカールの長手方向軸に対して平行に高速噴射を噴出するように適合され、かつ構成されている、環状噴射口アセンブリと、を含む、トロカールと、
ｂ）前記中心長手方向内腔内に配置された器具ガイドであって、近位端、遠位端、および前記近位端から前記遠位端まで前記器具ガイドを通して画定された複数の溝を有し、かつ、前記器具ガイドが、近位領域では半径方向に拡大したトランペット形状を有し、また、遠位領域では細長い形状を有し、各溝の前記近位領域が、前記器具ガイドが前記トロカール内に挿入されると、前記トロカールの前記中心長手方向軸から角度が付けられる少なくとも１つの細長い角度付き溝壁によって画定され、外科手術用器具を前記トロカールの前記中心長手方向内腔内に誘導して受け取るように適合され、かつ構成されている、器具ガイドと、を具備するシステム。
ａ）管状の内壁と管状の外壁とを有するトロカールであって、近位端および遠位端を有し、前記内壁が、前記トロカールを通るアクセスを提供するように中心長手方向内腔を画定し、入れ子配置で、
ｉ）外側カニューレと、
ｉｉ）前記外側カニューレ内に配置された内側カニューレであって、前記トロカールを通るアクセスを提供するように少なくとも部分的に前記中心長手方向内腔を画定する内側カニューレと、
ｉｉｉ）前記外側カニューレ内に配置された管中心構成要素と、
ｉｖ）前記外側カニューレ内に配置されたた環状噴射口アセンブリであって、前記管中心構成要素および前記環状噴射口アセンブリが嵌合して、前記トロカールによって画定される中心長手方向軸を中心に環状に配置された複数のノズル通路を画定し、前記管中心構成要素および前記環状噴射口アセンブリが、加圧ガスを受け取ることができるプレナムを画定するように適合され、かつ構成され、前記プレナムが、前記ノズル通路と流体連通し、前記ノズル通路が、前記トロカールの前記遠位端に向かって前記トロカールの長手方向軸に対して平行に高速噴射を噴出するように適合され、かつ構成されている、環状噴射口アセンブリと、を含む、トロカールと、
ｂ）前記中心長手方向内腔内に配置された器具ガイドであって、近位端、遠位端、および前記近位端から前記遠位端まで前記器具ガイドを通して画定された複数の溝を有し、かつ、前記器具ガイドが、近位領域では半径方向に拡大したトランペット形状を有し、また、遠位領域では細長い形状を有し、各溝の前記近位領域が、前記器具ガイドが前記トロカール内に挿入されると、前記トロカールの前記中心長手方向軸から角度が付けられる少なくとも１つの細長い角度付き溝壁によって画定され、外科手術用器具を前記トロカールの前記中心長手方向内腔内に誘導して受け取るように適合され、かつ構成されている、器具ガイドと、を具備するシステム。
【請求項2】
前記器具ガイドの前記溝のうちの少なくとも１つが、その長さに沿って楕円形断面を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項3】
前記外側カニューレの外側部分に取り付けられた流体マニホルドをさらに具備し、前記流体マニホルドが、その中を通る複数の流体通路を画定している、請求項１に記載のシステム。
【請求項4】
前記流体マニホルドの前記通路のうちの１つが、前記ノズル通路と流体連通する前記プレナムと直接流体連通している、請求項３に記載のシステム。
【請求項5】
前記ノズル通路に対して遠位に位置する前記外側カニューレ内に配置された吸引拡張部をさらに具備する、請求項１に記載のシステム。
【請求項6】
前記ノズル通路に対して近位に位置する前記外側カニューレ内の吸音バッフルをさらに具備し、前記吸音バッフルが、柔軟な材料からなり、かつ
ａ）近位周縁ビードと、
ｂ）遠位周縁ビードと、
ｃ）不規則な表面によって画定された、前記近位周縁ビードおよび前記遠位周縁ビードによって境界が画された中空体であって、少なくとも１つの外科手術用器具が内部を通過するのを可能にするように偏向するように適合され、かつ構成された中空体と、を含む、請求項１に記載のシステム。
ａ）近位周縁ビードと、
ｂ）遠位周縁ビードと、
ｃ）不規則な表面によって画定された、前記近位周縁ビードおよび前記遠位周縁ビードによって境界が画された中空体であって、少なくとも１つの外科手術用器具が内部を通過するのを可能にするように偏向するように適合され、かつ構成された中空体と、を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項7】
前記中空体が、首領域によって遠位周縁部分に接続された近位周縁部分を含む、請求項６に記載のシステム。
【請求項8】
前記首領域が、前記ノズル通路を通る流れから発する音を調節する起伏を内部に含む、請求項７に記載のシステム。
【請求項9】
前記近位周縁ビードおよび前記遠位周縁ビードが、前記トロカールの隣接する部分の間に捕捉され、かつ適所に保持されている、請求項６に記載のシステム。
【請求項10】
前記トロカールが、それ自体を通して、前記外側カニューレの外面から前記内側カニューレを通って前記中心長手方向内腔内に側部ポートを画定し、前記側部ポートが、前記中心長手方向軸に対して角度が付けられ、前記側部ポートが、器具を、内部を通して、かつ前記中心長手方向内腔内に受け取るように適合され、かつ構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項11】
ａ）複数の遠隔制御可能なアームを有する遠隔制御手術システムであって、各アームが、手術手技の一部を行うのに適しており、各アームが、ユーザ・コンソールから遠隔に制御可能である、遠隔制御手術システムと、
ｂ）管状の内壁と管状の外壁とを有するトロカールであって、近位端および遠位端を有し、前記内壁が、前記トロカールを通るアクセスを提供するように中心長手方向内腔を画定し、入れ子配置で、
ｉ）外側カニューレと、
ｉｉ）前記外側カニューレ内に配置された内側カニューレであって、前記トロカールを通るアクセスを提供するように少なくとも部分的に前記中心長手方向内腔を画定する内側カニューレと、
ｉｉｉ）前記外側カニューレ内に配置された管中心構成要素と、
ｉｖ）前記外側カニューレ内に配置された環状噴射口アセンブリであって、前記管中心構成要素および前記環状噴射口アセンブリが嵌合して、前記トロカールによって画定される中心長手方向軸を中心に環状に配置された複数のノズル通路を画定し、前記管中心構成要素および前記環状噴射口アセンブリが、加圧ガスを受け取ることができるプレナムを画定するように適合され、かつ構成され、前記プレナムが、前記ノズル通路と流体連通し、前記ノズル通路が、前記トロカールの前記遠位端に向かって前記トロカールの長手方向軸に対して実質的に平行に高速噴射を噴出するように適合され、かつ構成されている、環状噴射口アセンブリと、を含む、トロカールと、
ｃ）前記中心長手方向内腔内に配置された器具ガイドであって、近位端、遠位端、および前記近位端から前記遠位端まで前記器具ガイドを通して画定された複数の溝を有し、かつ、前記器具ガイドが、近位領域では半径方向に拡大したトランペット形状を有し、また、遠位領域では細長い形状を有し、各溝の前記近位領域が、前記器具ガイドが前記トロカール内に挿入されると、前記トロカールの前記中心長手方向軸から角度が付けられる少なくとも１つの細長い角度付き溝壁によって画定され、前記遠隔制御手術システムの前記遠隔制御可能なアームのうちの１つを前記トロカールの前記中心長手方向内腔内に誘導して受け取るように適合され、かつ構成されている、器具ガイドと、を具備するロボット手術システム。
ｂ）管状の内壁と管状の外壁とを有するトロカールであって、近位端および遠位端を有し、前記内壁が、前記トロカールを通るアクセスを提供するように中心長手方向内腔を画定し、入れ子配置で、
ｉ）外側カニューレと、
ｉｉ）前記外側カニューレ内に配置された内側カニューレであって、前記トロカールを通るアクセスを提供するように少なくとも部分的に前記中心長手方向内腔を画定する内側カニューレと、
ｉｉｉ）前記外側カニューレ内に配置された管中心構成要素と、
ｉｖ）前記外側カニューレ内に配置された環状噴射口アセンブリであって、前記管中心構成要素および前記環状噴射口アセンブリが嵌合して、前記トロカールによって画定される中心長手方向軸を中心に環状に配置された複数のノズル通路を画定し、前記管中心構成要素および前記環状噴射口アセンブリが、加圧ガスを受け取ることができるプレナムを画定するように適合され、かつ構成され、前記プレナムが、前記ノズル通路と流体連通し、前記ノズル通路が、前記トロカールの前記遠位端に向かって前記トロカールの長手方向軸に対して実質的に平行に高速噴射を噴出するように適合され、かつ構成されている、環状噴射口アセンブリと、を含む、トロカールと、
ｃ）前記中心長手方向内腔内に配置された器具ガイドであって、近位端、遠位端、および前記近位端から前記遠位端まで前記器具ガイドを通して画定された複数の溝を有し、かつ、前記器具ガイドが、近位領域では半径方向に拡大したトランペット形状を有し、また、遠位領域では細長い形状を有し、各溝の前記近位領域が、前記器具ガイドが前記トロカール内に挿入されると、前記トロカールの前記中心長手方向軸から角度が付けられる少なくとも１つの細長い角度付き溝壁によって画定され、前記遠隔制御手術システムの前記遠隔制御可能なアームのうちの１つを前記トロカールの前記中心長手方向内腔内に誘導して受け取るように適合され、かつ構成されている、器具ガイドと、を具備するロボット手術システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照本特許出願は、２０１０年５月２４日に出願された米国仮特許出願第６１／３４７，７１４号明細書に関連し、かつそれに対する利益または優先権を主張する。本特許出願は、また、２００９年１０月１０日に出願された米国特許出願第１２／５７７，１７９号明細書、２００９年１０月１１日に出願された米国特許出願第１２／５７７，１８９号明細書、２００９年１０月９日に出願された米国特許出願第１２／５８７、５８４号明細書、２００９年１０月１１日に出願された米国仮特許出願第６１／２５０，５２１号明細書、２００７年４月１３日に出願された米国特許出願第１１／７８６，８３２号明細書、２００６年１０月６日に出願された米国特許出願第１１／５４４，８５６号明細書および２００８年１０月１０日に出願された米国特許出願第６１／１０４，５０１号明細書にも関連する。上述した特許出願の各々は、全体として参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【0002】
本願は、外科用アクセス装置（または外科用アクセス・ポート）および関連方法に関連する。より詳細には、本発明は、オペレータによって制御されるロボット手段等、手術を行う自動化手段を使用する単孔式腹腔鏡下手術（single-incision laparoscopic surgical）（「ＳＩＬＳ」）手技で使用するのに有利に適合されている装置に関する。本願は、また、こうした外科用アクセス装置を用いるキットおよび方法にも関する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
患者の外傷を低減するとともに、はん痕の量を低減するために、単孔で低侵襲手術手技を行う技法がますます開発されている。複数の従来の外科手術用器具を同時に単孔を通して挿入することは、相互に干渉し、かつ利用可能な空間が不足するため、困難であることが多い。したがって、こうした手法を容易にする装置、システムおよび手順を開発することが必要となった。上述したことと並行して、ロボット工学に頼る遠隔手術の分野では多くの進歩が遂げられてきた。本発明は、ＳＩＬＳの分野において、特に後述するようにロボット技術に関連する、改善を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明の利点は、以下の説明に示されており、かつ、そこから明らかとなろう。本発明のさらなる利点は、明細書およびその特許請求の範囲において、かつ添付図面から特に指摘されている方法およびシステムによって具現化され、かつ達成される。
【0005】
これらの利点および他の利点を達成するために、かつ本明細書において具現化されるように、本発明の目的に従って、本発明は、手術手技で使用されるシステムを含む。第１態様では、本システムは、実質的に管状の内壁と実質的に管状の外壁とを有するトロカールを含み、トロカールは、近位端および遠位端を有し、内壁は、トロカールを通るアクセスを提供するように中心長手方向内腔を画定している。トロカールは、入れ子配置で、外側カニューレと、外側カニューレ内に配置された内側カニューレであって、トロカールを通るアクセスを提供するように、少なくとも部分的に中心長手方向内腔を画定する内側カニューレと、外側カニューレ内に配置された管中心構成要素と、外側カニューレ内に配置された環状噴射口アセンブリとを含む。管中心構成要素および環状噴射口アセンブリは、嵌合して、トロカールによって画定される中心長手方向軸を中心に環状に配置された複数のノズル通路を画定する。管中心構成要素および環状噴射口アセンブリは、加圧ガスを受け取ることができるプレナムを画定するように適合され、かつ構成され、プレナムは、ノズル通路と流体連通している。そして、ノズル通路は、トロカールの遠位端に向かってトロカールの長手方向軸に対して実質的に平行に高速噴射を噴出するように適合され、かつ構成されている。
【0006】
さらなる実施態様では、本システムは、トロカールの中心長手方向内腔内に配置された器具ガイドを含む。器具ガイドは、近位端、遠位端、および近位端から遠位端まで器具ガイドを通して画定された複数の溝を有し、各溝は、外科手術用器具を受け取るように適合されかつ構成されている。
【0007】
一実施形態によれば、器具ガイドは、半径方向に拡大したフレア状近位領域と細長い遠位領域とを含み、各溝は、器具ガイドがトロカールに挿入されると、トロカールの中心長手方向軸から角度が付けられる少なくとも１つの細長い湾曲壁によって画定されている。好ましくは、器具ガイドの溝のうちの少なくとも１つは、器具ガイドの側部に沿って、その長さに沿って開放している。さらなる実施形態では、器具ガイドの溝のうちの少なくとも１つは、その長さに沿って略円形断面を有している。別の実施形態では、器具ガイドの溝のうちの少なくとも１つは、その長さに沿って略楕円形断面を有している。
【0008】
さらなる実施態様によれば、トロカールは、外側カニューレの外側部分に取り付けられた流体マニホルドをさらに有することができ、マニホルドは、その中を通る複数の流体通路を画定している。流体マニホルドの通路のうちの１つは、好ましくは、ノズル通路と流体連通するプレナムと直接流体連通している。さらなる実施形態では、トロカールは、ノズル通路に対して遠位に位置する外側カニューレ内に配置された吸引拡張部をさらに有することができる。
【0009】
さらなる実施態様によれば、トロカールは、ノズル通路に対して近位に位置する外側カニューレ内の吸音バッフルをさらに有することができ、吸音バッフルは柔軟な材料から作製されている。吸音バッフルは、近位周縁ビードと、遠位周縁ビードと、不規則な表面によって画定された、近位周縁ビードおよび遠位周縁ビードによって境界が画された中空体であって、少なくとも１つの外科手術用器具が内部を通過するのを可能にするように、偏向するように適合されかつ構成された中空体とを含む。中空体は、首領域によって遠位周縁部分に接続された近位周縁部分を含むことができる。首領域は、ノズル通路を通る流れから発する音を調節する起伏を内部に含むことができる。近位周縁ビードおよび遠位周縁ビードを、トロカールの隣接する部分の間に捕捉しかつ適所に保持することができる。
【0010】
さらなる実施態様によれば、トロカールは、それ自体を通して、外側カニューレの外面から内側カニューレを通って中心長手方向内腔内に側部ポートを画定することができる。側部ポートは、中心長手方向軸に対して角度が付けられている。側部ポートは、器具を、内部を通してかつ中心長手方向内腔内に受け取るように適合され、かつ構成されている。
【0011】
本発明は、また、ロボット手術システムも提供する。本システムは、第１実施態様では、複数の遠隔制御可能なアームを有する遠隔制御手術システムを備え、各アームは、手術手技の一部を行うのに適しており、各アームは、ユーザ・コンソールから遠隔に制御可能である。本システムは、上述したトロカールと器具ガイドとをさらに備え、器具ガイドの各溝は、遠隔制御手術システムの遠隔制御可能なアームのうちの１つを受け取るように適合されかつ構成されている。
【0012】
さらに本発明によれば、患者に対して手術を行う方法が提供される。本方法は、複数の遠隔制御可能なアームを有する遠隔制御手術システムを提供するステップであって、各アームが、手術手技の一部を行うのに適しており、各アームが、ユーザ・コンソールから遠隔に制御可能である、ステップを含む。本方法は、患者の内部にアクセスするために患者の切開部を通して、上述したトロカールを配置するステップをさらに含む。本方法は、トロカールの中心長手方向内腔に上述した器具ガイドを配置するステップと、トロカールのプレナムを加圧することにより、トロカールにおける複数の噴射口を作動させるステップと、少なくとも１つの遠隔制御可能なアームを、器具ガイドのうちの少なくとも１つを通して患者内に配置するステップと、少なくとも１つの遠隔制御可能なアームを用いて手術手技を行うステップとをさらに含む。
【0013】
さらなる実施態様によれば、本方法は、また、トロカールを通って中心長手方向内腔内に画定された側部ポートを介して器具を導入するステップであって、側部ポートが、中心長手方向軸に対して角度が付けられている、ステップも含むことができる。側部ポートを介して導入される器具を、患者内に薬品を送達する針、開創器、拡張器、把持器、吸引装置および洗浄装置からなる群から選択することができる。
【0014】
本発明は、好ましくは、上述したトロカールに関連して、自動／ロボット手術システムでまたは用手的手術技法に関連して使用される上述した器具ガイドをさらに提供する。
【0015】
上述した概略的な説明および以下の詳細な説明は例示的なものであり、開示する実施形態のさらなる説明を提供するように意図されていることが理解されるべきである。本明細書に組み込まれ、かつその一部を構成する添付図面は、開示する実施形態の方法およびシステムを例示しかつそれらのさらなる理解のために含まれている。説明とともに、図面は、開示する実施形態の原理を説明する役割を果たす。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】開示する実施形態によるトロカールの第１の代表的実施形態の一部の等角切取図である。
【図19】開示する実施形態による器具ガイドの第１の代表的実施形態のさまざまな図のうちの１つである。
【図20】開示する実施形態による器具ガイドの第１の代表的実施形態のさまざまな図のうちの１つである。
【図21】開示する実施形態による器具ガイドの第１の代表的実施形態のさまざまな図のうちの１つである。
【図22】開示する実施形態による器具ガイドの第１の代表的実施形態のさまざまな図のうちの１つである。
【図23】開示する実施形態による器具ガイドの第１の代表的実施形態のさまざまな図のうちの１つである。
【図25】１つまたは複数の挿入物を含むことができる開示する実施形態による器具ガイドの第２の代表的実施形態のさまざまな図のうちの１つである。
【図26】１つまたは複数の挿入物を含むことができる開示する実施形態による器具ガイドの第２の代表的実施形態のさまざまな図のうちの１つである。
【図27】１つまたは複数の挿入物を含むことができる開示する実施形態による器具ガイドの第２の代表的実施形態のさまざまな図のうちの１つである。
【図28】１つまたは複数の挿入物を含むことができる開示する実施形態による器具ガイドの第２の代表的実施形態のさまざまな図のうちの１つである。
【発明を実施するための形態】
【0017】
ここで、本発明の現時点で好ましい実施形態を詳細に参照し、その例を添付図面に示す。開示する実施形態の方法および対応するステップを、システムの詳細な説明に関連して説明する。本明細書に組み込まれ、かつその構成部分である添付図面は、本開示の方法およびシステムを例示しかつそれらのさらなる理解のために含まれている。説明とともに、図面は、開示する実施形態の原理を説明する役割を果たす。
【0018】
ロボット手術システムは、本技術分野において受け入れられ、特定の患者および外科医には好まれるようになってきた。こうしたシステムの１つは、Intuitive Surgical, Inc.（Sunnyvale、California、USA）のＤａＶｉｎｃｉ手術システムとして一般に知られている。このシステムの態様を、特に、米国特許第７，６９５，４８１号明細書、同第７，３１６，６８１号明細書、同第７，４５３，２２７号明細書、同第７，６６６，１９１号明細書、同第７，５０７，１９９号明細書および同第７，６８９，３２０号明細書に見ることができる。上述した特許の各々は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0019】
ＤａＶｉｎｃｉシステムの主要な実施態様は、ユーザ・コンソールから遠隔に制御される複数のロボット・アームおよび器具の使用である。ロボット・アームの各々は、クランプ、鉗子、外科用メス等、エンドエフェクタとして種々の外科手術用器具を備えることができる。こうしたシステムの別の主要な実施態様は、手術が行われている患者の内部の領域を見るために（内視鏡を用いる等による）遠隔可視化が用いられるということである。ＤａＶｉｎｃｉシステムの欠点は、患者内に挿入される器具の各々に対応するために複数の腹部開口部または腹部切開部が一般に使用されるということである。
【0020】
回復を早めるために、患者の体内では可能な限り少ない腹部開口部を用いることが通常望ましい。腹腔鏡下手術の場合、複数の器具に対応するために大きい開口部を有する単一のトロカールを用いることは特に困難である、なぜなら、本技術分野おいて一般に知られている機械的トロカール・シールは、トロカールを介して吹送ガスを喪失しないように、かつトロカールから体液が漏れないように、単一器具に対応しているときに最もよく機能するためである。特に、円形断面がない器具の使用、または単一トロカールを介した複数の器具の使用は、器具の周囲における機械的封止が不十分となるため好まれない。
【0021】
しかしながら、本出願人らは、手術室と通気された腹腔との間の差圧を維持するために通常の機械的シールを用いない一連のトロカールを開発した。概して、これらのトロカールは、ガスが腹部から漏れようとするのを妨げるために、代りに高速ガス流の運動量に依存する。こうしたトロカールの例を、本特許出願の第１頁において参照により組み込まれた特許出願とともに、同様に全体として参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第７，１８２，７５２号明細書、同第７，２８５，１１２号明細書、同第７，３３８，４７３号明細書および同第７，４１３，５５９号明細書に開示されているものと同様に見ることができる。こうしたトロカールは、患者の通気された腹腔から吹送ガスまたは体液あるいは排出物が漏れないように機械的シールを用いない。結果として、複数の手技を行うために、断面の異なる複数の手術用器具を単独でまたは同時に使用することができる。
【0022】
この利点に起因して、こうしたトロカールを上述したＤａＶｉｎｃｉシステム等のロボットシステムと協働して使用することにより、単一のトロカールを介して複数のロボット器具および可視化スコープを使用して、腹腔鏡下手技等の手術手技を行うことが可能である。こうした手技を容易にするために、本明細書では、複数のロボット手術器具を誘導するためにトロカールおよびさまざまな挿入物が提供される。
【0023】
導入として、例示的なトロカールを図１〜図１８に提示し図示する。本明細書において具現化されるように、かつ図１に示すように、トロカール１００は、近位端１０２と、遠位端１０４と、近位端１０２から遠位端１０４までその内部を通る実質的に円柱状のボア１０６とを含む。ボア１０６は、好ましくは、図１９〜図２８に関して後に詳細に説明する器具挿入物および器具を受け取るように寸法が決められ、かつ適合されている。
【0024】
図１にさらに示すように、トロカール１００は、後にさらに詳細に説明する入れ子になった複数の構成要素を組み立てることによって作製される。図１に示すように、トロカール１００は、入れ子配置で、外側カニューレ１１０、内側カニューレ１２０、キャップ・スペーサ・リング１３０、段付円錐形スペーサ１４０、上部キャップ１５０、吸音バッフル１６０、底部キャップ１７０、管中心構成要素１８０、環状噴射口アセンブリ１９０および吸引拡張部２００を有している。カニューレ２１０は、外側カニューレ１１０の外側部分に取り付けられた流体マニホルド２１０をさらに有している。上述した構成要素の各々を、ここでさらに詳細に説明する。
【0025】
図２〜図５に、外側カニューレ１１０のさまざまな図を示す。図示するように、外側カニューレ１１０は、近位端１１２、遠位端１１４を有し、その内部を通して長手方向ボア１１６を画定している。さらに図示するように、外側カニューレ１１０はまた、その内部を通して、かつトロカール１００のボア１０６内に器具を受け取るように、内部に（内側カニューレ１２０のポート１２８と整列する）側部ポート１１８も画定している。こうした器具としては、たとえば、患者の腹腔内に、または患者の腹腔内の組織あるいは器官に局所的に、さまざまな薬品を送達する針等、開創器、拡張器、把持器および吸引・洗浄装置を挙げることができる。外側カニューレ１１０の外面は、その上に、流体マニホルド２１０を受け入れる取付固定具１１５を画定している。図示するように、流体マニホルド２１０は、マニホルド２１０の頂部のポート２１２で開始して、外側カニューレ１１０の側部を通って画定される溝穴１１３で終端する、３つの流路を内部に画定している。上述した流路の各々は、トロカール１１０の他の部分と協働して、流路またはプレナムを画定する。参照数字２２０、２３０および２４０によって注釈されている各プレナムは、後述するように、トロカール１００の動作において異なる目的にかなう。マニホルド２１０は、好ましくは、流体プレナムが気密シールによって互いに流体分離されたままであることを確実にするように、外側カニューレ１１０に永久的に接合されている。外側カニューレは、さらに、内部に複数の検知ポート１１９を画定している。他のトロカール構成要素を組み立てられると、検知ポート１１９は、特に外側カニューレ１１０および内側カニューレ１２０によって画定される検知プレナム２４０と流体連通する。
【0026】
図６および図７に示すように、内側カニューレ１２０は、近位端１２２、遠位端１２４を有し、その内部を通して長手方向ボア１２６を画定している。ポート１２８はポート１１８と整列して、医療処置中に必要に応じて、針、開創器、洗浄・吸引器具等のさまざまな補助器具を導入することができる溝を画定する。内側カニューレ１２０は、その近位端１２２の周囲に、封止リング２５２（図１を参照）を受け入れるように適合され、かつ構成されている周縁溝１２５を画定している。組み立てられると、封止リング２５２は、外側カニューレ１１０と内側カニューレ１２０との間に挿入され、それにより、マニホルド２１０内の専用の通路２４２と協働して検知プレナム２４０を画定する。
【0027】
内側カニューレ１２０は、その上部周縁部に沿って一連の弓形切欠き１２３をさらに画定している。内側カニューレ１２０の近位端１２２の周縁部は、吸引拡張部２００の近位端２０２に画定された周縁溝２０３に位置し、かつ、それによって受け入れられる。組み立てられると、切欠き１２３は通路２３２と流体連通する流体ポートとして作用して、ガスおよび他の流体をトロカール１００および／または患者の腹部から濾過および再循環アセンブリ（図示せず）内に排出する、後にさらに詳細に説明する排出または再循環プレナム２３０を画定する。
【0028】
図１２および図１３に示すように、吸音バッフル１６０は、可撓性があり、器具をトロカール１００のボア１０６を通して配置することによる等、変形した後に、元の形状に戻ることができる、生体許容性の弾性シリコーン系ポリマー材料等の柔軟な材料から作製されている。吸音バッフル１６０は、砂時計形断面を有しており（図１）、かつ近位周縁部１６２および遠位周縁部１６４を有しているように示されている。図示するように、近位周縁部１６２は、首領域１６５によって遠位周縁部１６４に接続されている。代替実施形態として、首領域１６５は、内部に起伏または折目（１６５ａとして破線に示す）を含むことができる。こうした起伏は、使用時にトロカール１００によって生成される騒音をさらに低減することができることが分かった。さらに、直線断面を有する通路１６６を図示しているが、米国特許出願第６１／２５０，５２１号明細書（たとえば図５４および図５５ならびに関連する本文を参照）に詳細に記載されているように、正弦波形状等、断面に対していかなる所望の形状を使用することも可能である。吸音バッフルは、近位周縁ビード１６２ａおよび遠位周縁ビード１６４ａをさらに画定している。
【0029】
吸音バッフル１６０は、キャップ・スペーサ・リング１３０、段状円錐形スペーサ１４０および底部キャップ１７０の結合されたサブアセンブリによって適所に保持される。特に、図８に示すように、キャップ・スペーサ・リング１３０は、上に外側周縁１３２および遠位係合面１３４を画定する略トロイド形本体を有している。図９に、さらに図示するように、段付円錐形スペーサ１４０は、その上に環状近位係合面１４２および環状遠位係合面１４４を画定している。図１０に示すように、底部キャップ１７０は、近位環状係合面１７２、遠位環状係合面１７４および外側周囲面１７６を画定している。図１をさらに参照すると、バッフル１６０の近位部１６２の周縁は、キャップ・スペーサ・リング１３０の遠位係合面１３４と段付円錐形スペーサ１４０の近位係合面１４２との間の適所に保持される。
【0030】
図示するように、バッフル１６０の周縁ビード１６２ａは、キャップ・スペーサ・リングおよびスペーサ１４０によって画定されるチャンバ１６２ｂ内の適所に保持される。同様に、バッフル１６０の遠位部１６４の周縁は、スペーサ１４０の遠位係合面１４４とエンド・キャップ１７０の近位係合面１７２との間の適所に保持される。図示するように、バッフル１６０の周縁ビード１６４ａは、スペーサ１４０およびエンド・キャップ１７０によって画定されるチャンバ１６４ｂ内の適所に保持される。エンド・キャップの環状係合面１７４は、管中心構成要素１８０（図１４および図１５）の近位係合面１８２および内周面１８５によって受け取られる。そして、スペーサ１４０は、周囲面１５２によって画定される上部キャップ１５０の開口部１４５内に位置する。上部キャップ１５０のねじ山１５４は、外側カニューレ１１０のねじ山１１１と嵌合する。組み立てられると、キャップ１５０を外側カニューレ１１０にねじ込むことにより、すべての入れ子になった構成要素（１１０、１２０、１８０、１９０、２００）が互いに堅固に保持され、トロカール１００の簡単な組立てを可能にする。別の方法として、キャップ１５０を、限定されないが、ラッチ、スナップ、摩擦嵌合、接着剤、たとえばスピン溶接を含む熱溶接あるいは摩擦溶接等の溶接を含む、種々の方法で外側カニューレ１１０に固定することができる。構成要素１３０、１４０、１５０、１６０、１７０は、図１９〜図２８に示すもののような器具ガイドを挿入するときに、望ましい場合は取り除くことができるサブアセンブリを形成する。タブ１４６（図９）は、サブアセンブリの取外しを容易にすることができる。サブアセンブリは、好ましくは、動作時にトロカール１００によって発生する騒音を低減するのに非常に有効であるため、適所に残される。バッフル・サブアセンブリの構成要素は、好ましくは、溶接されるか、または他の方法で互いに接合され、バッフル１６０を適所に締め付ける。サブアセンブリは、好ましくは、トロカールに対して近位−遠位方向において望ましくない移動を防止するが、相対的な回転移動を可能にするように適所に嵌る。したがって、スナップイン接続が好ましい。さらに、バッフルの材料は、挿入されるときに器具ガイド（３００、４００）を把持して、それが外れるのを防止するのに概して好適であるため、バッフルを適所に残すことも好ましい。トロカール１００に対するガイドの回転移動を可能にするが、トロカール１００に対する近位−遠位方向に沿った望ましくない移動は可能にしないように、器具ガイドにスナップ嵌合を提供することも可能である。
【0031】
限定ではなくさらなる例示を目的として、管中心構成要素１８０および環状噴射口アセンブリ１９０は入れ子になって１つまたは複数の流体噴射口を形成する。特に、図１４に示すように、中心構成要素１８０は、その外面に１つまたは複数の戻止め１８３を画定している。中心構成要素１８０の外面が環状噴射口アセンブリの内面内で入れ子になると、戻止め１８３が環状アセンブリの内面と協働して、高圧プレナム２２０（図１）と流体連通する導管を形成する。高圧プレナム２２０は、中心構成要素および環状噴射口１９０の遠位周方向接触面２２４の周縁に配置された噴射口の各々から高速ガス流を駆動するように、作動ガスによって加圧される。プレナム２２０の周囲の流体密封シールは、中心管部分１８０および環状噴射口１９０各々によってそれぞれ形成された周方向溝１８１、１９１に配置されたシール２５４、２５６によって確保される。
【0032】
好ましくは、ガス噴射は、噴出して、中心管構成要素の外側遠位面から逃げる前に、その面の周囲を包囲し、したがって、トロカールの長手方向軸に対して幾分かの角を取得し、それにより、噴射流の主な方向は、たとえば図１の矢印「Ａ」に示す、概して軸外である。周方向に配置された周縁噴射口から出るガスの運動量は、トロカールのボア１０６内部に圧力勾配を形成し、それにより、トロカールの遠位端１０４における圧力は、手術室におけるトロカールの外側の気圧より約１５ｍｍ Ｈｇ高くなり得る。中心管アセンブリ１８０と環状噴射口１９０との間の適切な軸方向間隔は、環状噴射口１９０の近位面に配置されている近位スペーサ１９２の高さによって確保される。
【0033】
図１４をさらに参照すると、中心管アセンブリ１８０は、その遠位周縁に、吸引拡張部２００に画定されている通路２０７と位置合せするように間隔が空けられている複数の凹部１８７をさらに画定している。トロカール１００は、好ましくは、１つの位置合せされた対（１８７、２０７）が外側カニューレ１１０および内側カニューレ１２０のポート（１１８、１２８）と位置合せされることにより、外側カニューレ１１０に画定された外部ポート１１８を器具が通過するのを容易にするように構成されている。吸引拡張部は、その近位周縁に複数の周方向に配置されたポート２０５をさらに画定している。ポート２０５は、吸引拡張部２００と環状噴射口１９０との間に画定された環状空間２６０（図１）と排出／再循環プレナム２３０との間に流体連通を可能にし、それにより、環状空間２６０におけるガスおよび他の流体を、トロカール１００から排出することができる。通路２０７を画定するのに役立つ弓形日よけ型（arcuate awning-shaped）部材２０９が、好ましくは凹部１８７と位置合せするように、かつ戻止め１８３の間に配置され、それは、この配置が、より効率的な流動状態をもたらすことが分かったためである。図示しないが、トロカール１００の構成要素には、好ましくは、その種々の構成要素間の一貫した回転位置合せを確実にするように、成形されたキーおよび溝穴が設けられている。
【0034】
組み立てられると、上述したトロカール１００のさまざまな構成要素は、協働して、外科手術用器具の通過を受け入れる種々の通路（１０６、１１８／１２８／２０７）とともに複数の流体流路またはプレナム（２２０、２３０、２４０）を形成する。動作時、検知プレナム２４０は、患者の腹部の圧力を事前に選択された圧力（たとえば１５ｍｍＨｇ）に維持するように、流体流制御ユニット（図示せず）の１つまたは複数の圧力センサ（図示せず）を収容する。好適なガス流制御ユニットは、たとえば、全体として参照により本明細書に組み込まれる米国仮特許出願第６１／２４６，９２１号明細書に記載されている。たとえば、腹部内で検出された圧力が高すぎる場合、流れ制御ユニットがプレナム２２０へのガスの送達を低減させ、その結果、高速噴射口を通ってトロカール１００のボア１０６内に送達されるガスが減少する。さらなる例として、腹部内のガス圧力が低すぎる場合、流れ制御ユニットは、プレナム２２０へのガスの送達を増大させ、その結果、高速噴射口を通ってトロカール１００のボア１０６に送達されるガスが増加する。
【0035】
上記例示的なトロカール実施形態１００の動作を説明したが、ここで、器具ガイドの使用について説明する。限定ではない例示の目的で、本明細書において具現化したようにかつ図１９〜図２４および図２５〜図２７に図示するように、２つの例示的な器具ガイド３００、４００が設けられている。
【0036】
図１９〜図２４を参照すると、器具ガイド３００の第１実施形態が示されている。器具ガイドは、近位端３０２、半径方向に拡大したトランペット状またはフレア状近位領域３０２ａ、遠位端３０４および細長い遠位領域３０４ａを有している。器具ガイドは、複数の溝３０６ａ〜３０６ｄをさらに有している。図２１は器具ガイド３００の遠位端３０４の図であり、図２２は器具ガイド３００の近位端３０２の図である。図２３は、溝３０６ａが頂部にある器具ガイドの平面図である。図示するように、溝３０６ｂ、３０６ｃ、３０６ｄは、器具ガイド３００の遠位領域３０４ａにおいて断面が略円形であり、溝３０６ａは、器具ガイド３００の遠位領域３０４ａにおいて略楕円形断面を有している。図２２に示すように、各溝に角度付き溝壁３０８が設けられている。
【0037】
図２４に示すように、使用時、器具ガイドの遠位端３０４は、トロカール１００のボア内に導入される。所望により、バッフル１６０を含むサブアセンブリを取り除くことができる。しかしながら、トロカール１００は、図２４では、こうしたサブアセンブリを取り除くことなく図示されている。代りに、可撓性材料からなるバッフル１６０は、邪魔にならないところに引き伸ばされている。そのように挿入されると、器具ガイド３００は、器具を支持しているロボット手術アームに対する固定入口点を提供する。各溝３０６の角度付き壁３０８は、各溝３０６に近づいて、その中に入る各ロボット・アームを誘導し、かつそれとの位置合せを容易にするようにより広い開口部を提供する。このように、ロボット・アームがある角度で導入される場合、溝３０６の壁３０８は、アームをトロカールのボア１０６内に誘導する。器具ガイド４００の第２実施形態を図２５〜図２７に示す。器具ガイド４００は、主に、トランペット状近位部を含まないが、代りに近位周方向フランジ４０２を含むということに関して、器具ガイド３００とは異なっている。実際の外科手術用器具の代りに、複数の挿入物４１０が図示されている。こうした挿入物の１つを、図２８に詳細に示す。本明細書で参照したすべての特許および特許出願は、あらゆる目的に対してその全体が参照により組み込まれる。
【0038】
上述し、かつ図面に示したような本開示の方法およびシステムは、従来技術のシステムに比較して優れた特性を有するトロカールおよび外科用システムを提供する。当業者には、本発明の趣旨または範囲から逸脱することなく、本発明の装置および方法においてさまざまな変更および変形を行うことができることが明らかとなろう。したがって、本発明は、開示する主題および均等物の範囲内にある修正形態および変形形態を含むことが意図されている。