特許 7538089 手持ち式手術機器を製造する方法

(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】

(24)【登録日】2024-08-13

(45)【発行日】2024-08-21

(54)【発明の名称】手持ち式手術機器を製造する方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 17/00 20060101AFI20240814BHJP

   B23P 11/02 20060101ALI20240814BHJP

【ＦＩ】

A61B17/00

B23P11/02 Z

【請求項の数】 1

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2021115586

(22)【出願日】2021-07-13

(65)【公開番号】P2022018107

(43)【公開日】2022-01-26

【審査請求日】2021-07-20

(31)【優先権主張番号】10 2020 118 536.7

(32)【優先日】2020-07-14

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】510320416

【氏名又は名称】オリンパス・ウィンター・アンド・イベ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング

(74)【代理人】

【識別番号】100099623

【弁理士】

【氏名又は名称】奥山 尚一

(74)【代理人】

【氏名又は名称】松島 鉄男

(74)【代理人】

【識別番号】100125380

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 綾子

(74)【代理人】

【識別番号】100142996

【弁理士】

【氏名又は名称】森本 聡二

(74)【代理人】

【識別番号】100166268

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 祐

(74)【代理人】

【識別番号】100180231

【弁理士】

【氏名又は名称】水島 亜希子

(74)【代理人】

【氏名又は名称】有原 幸一

(72)【発明者】

【氏名】クリスティアン・ブロックマン

(72)【発明者】

【氏名】アンドレアス・オフト

【審査官】和田 将彦

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１６－５０８４２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００７／０７０００３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許第０６８４２９５６（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／００３８８９３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００１－０９５８１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－０４９３３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－０４８４２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第１０４７８１６０（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】米国特許第１０２１９８４１（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ １７／００ － １７／９４

Ａ６１Ｂ １８／１２ － １８／１６

Ｂ２３Ｐ １１／０２

Ｂ２１Ｄ ２６／０３３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも１つの管状シャフト（１３）と少なくとも１つの機器体（１８）を有する手持ち式手術機器を製造する方法において、少なくとも１つの機器体（１８）と少なくとも１つの管状シャフト（１３）が内部高圧変形加工によって互いに形状接続的に結合され、前記少なくとも１つの機器体（１８）が、本体若しくは連結体、又は前記機器体（１８）の円錐体、又は前記手持ち式手術機器の別のコンポーネントであり、前記少なくとも１つの管状シャフト（１３）が、シャフト、チューブ、又は外側管若しくは内側管であり、
ａ）前記少なくとも１つの管状シャフト（１３）の少なくとも１つの端区分（１９）及び／又は中央区分が前記少なくとも１つの機器体（１８）の収容空間（２０）に挿入され、
ｂ）前記少なくとも１つの機器体（１８）及び前記少なくとも１つの管状シャフト（１３）が一緒に、２つの半型から構成される少なくとも１つの型に少なくとも部分的に取り付けられ、
ｃ）前記少なくとも１つの機器体（１８）及び／又は前記少なくとも１つの管状シャフト（１３）の開口端がシール手段によって閉鎖され、
ｄ）シール手段に組み込まれた少なくとも１つの弁を介して、前記少なくとも１つの管状シャフト（１３）内で流体圧を上昇させ、
ｅ）前記少なくとも１つの機器体（１８）の前記収容空間（２０）内に入っている前記少なくとも１つの管状シャフト（１３）の前記少なくとも端区分（１９）が、圧力を加えることによって前記少なくとも１つの機器体（１８）の内側輪郭（２１）に押し当てられ、それによって前記少なくとも１つの管状シャフト（１３）と前記少なくとも１つの機器体（１８）との間に形状接続的結合が作成され、
前記少なくとも１つの機器体（１８）の前記内側輪郭（２１）は、少なくとも１つの環状アンダーカット（２２）及び／又は少なくとも１つの突出部を有し、前記アンダーカット及び／又は前記突出部に前記少なくとも１つの管状シャフト（１３）が形状接続的に押し付けられ、
前記少なくとも１つの管状シャフト（１３）に予め定められた圧力が加えられるか、又は十分に堅固な形状接続的結合が作成されるまで前記圧力が高められ、
２つ以上の機器体（１８）が同時に、若しくは順次、１つ、２つ、若しくはそれ以上の管状シャフト（１３）と内部高圧変形加工によって形状接続的に結合されることを特徴とする、手持ち式手術機器を製造する方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、請求項１の前段に記載の手持ち式手術機器を製造する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば内視鏡、レゼクトスコープ、膀胱鏡などの手持ち式手術機器は、実質的に機器体又は本体と管状シャフトとから組み立てられている。公知の手術機器の製造では、管状シャフトが機器体と溶接される。そのために部分的に非常に手間と時間のかかる複数の作業工程が必要である。例えば、まず管状シャフトの穴拡張がされ（ａｕｆｇｅｄｏｒｎｔ）、次いでシャフトの穴拡張された端部が機器体又は機器体の円錐体に押し込まれる必要がある。最後に手持ち式手術機器の２つの部品が互いに溶接される。手持ち式手術機器には機械的安定性及び無菌性に関して高い品質要求が課せられるため、溶接継ぎ目が極めて高い要求を満たさなければならない。これらの要求は多大な手間をかけてしか達成できず、最終的に、機器を何度も使用した後にもまだ溶接継ぎ目がこれらの要求を満たすかどうかは決して定かではない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

本発明は、特に簡単かつ確実な製造を可能にする手持ち式手術機器を製造する方法、及び手持ち式手術機器を提供するという課題にもとづいている。

【課題を解決するための手段】

【0004】

上記課題の解決は、請求項１の措置によって記載される。それによれば、手持ち式手術機器、特に内視鏡、レゼクトスコープ、膀胱鏡、又はそれに類するものの少なくとも１つの機器体及び少なくとも１つの管状シャフトが内部高圧変形加工（ＩＨＵ）によって互いに形状接続的に結合されることが企図されている。このＩＨＵ法によって、少なくとも１つのシャフトを少なくとも１つの機器体と非常に簡単かつ確実な方式で形状接続的に結合することができる。この結合の簡易性及び高い再現性によって、質的に高価値の機器を製造できるだけでなく、生産コストを低減することもできる。

【0005】

特に、本発明は、少なくとも１つの機器体が本体、連結体、又は機器体の円錐体であることを企図する。しかし同様に、手術機器の他の機器体、例えば光学プレート（Ｏｐｔｉｋｐｌａｔｔｅ）などが少なくとも１つの管状シャフトと本発明により結合されることも考えられる。

【0006】

さらに、本発明は、好ましくは、少なくとも１つの管状シャフトが、シャフト、チューブ、又は外側管若しくは内側管であることを企図する。さらに、手持ち式手術機器の他のシャフト状又は管状のコンポーネントが本発明による方式で上記の機器体と形状接続的に結合されることが考えられる。したがって、本明細書中に記載される方法によって、機器体と管状シャフトとの間の全部の結合を簡単かつ確実な方式で互いに結合することができる。

【0007】

本発明による方法は、複数の機器体と複数のシャフトとの結合も含む。したがって、例えば横断面が可変の一貫した管状のシャフトをシャフト管（遠位の挿入領域）及び光学系挿通管（近位の本体と光学プレートとの間）として形成することができる。次いで本体をこのシャフトの中央に、かつ光学プレートを端に位置決めすることができる。次にＩＨＵ法によって２つの機器体を同時に、又は順次、シャフトに取り付けるか、又はシャフトと結合することができる。同様に、２つのシャフトが１つの機器体に結合されるか、又は２つの機器体が２つのシャフトと互いに結合されること等々が考えられる。同様に、本発明による方法によって複数のシャフトが形状接続的に互いに結合されることも考えられる。

【0008】

好ましくは、本発明による方法は、少なくとも１つの管状シャフトのまず一区分、殊に端区分、又は中央区分が少なくとも１つの機器体の開口部又は収容空間に挿入されることを企図する。機器又は機器体の種類並びに形状及び形態に応じて、シャフトが相応にこの空間内に奥深く挿入される。これは、シャフトのまっすぐな区分でもあり得るし、特に任意に曲がった区分でもあり得る。さらに、少なくとも１つの機器体及び少なくとも１つの管状シャフトは、殊に２つの半型から構成される少なくとも１つの型に少なくとも部分的に取り付けられる。型又は型部材へのコンポーネントのこの方向合わせ、及び取付けは手動若しくは機械で、又は半自動若しくは全自動で行うことができる。さらに、型が複数の型部材から構成されることも考えられる。型又は型部材は、これらが機器体及びシャフトの形状の相補（Ｋｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｅｒ）又はネガティブ（Ｎｅｇａｔｉｖ）をなすように形成されている。型へのコンポーネントのこの取付けによって、方法中に、機器体の形状と機器体の外側のシャフトの領域とが変形しないことが確保される。しかし、型部材が上記のコンポーネントとは違う形状を少なくとも部分的に有し、それによりコンポーネントの形状を局所的に変え得ることも考えられる。別の工程において、少なくとも１つの機器体及び／又は少なくとも１つの管状シャフトの開口端がシール手段によって閉鎖される。これらのシール手段は、弁、ねじ蓋又は加圧蓋又はそれ以外の栓であり得る。次いで、殊にシール手段の１つに組み込まれた少なくとも１つの弁を介して圧力、特に流体圧又は空気圧を上昇させる。この圧力によって、機器体の収容空間内に入っている少なくとも１つの管状シャフトの少なくとも１つの領域を機器体の内側輪郭に適合させる。区分のこの拡張によって、管状シャフトと機器体との間に形状接続的結合が生じる。ＩＨＵ法によって作成されたこの結合は、手持ち式手術機器に課せられる極めて高い品質要求を満たす。続く圧力低下及び型の開放によって、管状シャフトと機器体との結合が少なくとも略完成されている。

【0009】

本発明の別の好ましい実施例は、少なくとも１つの機器体の内側輪郭が少なくとも１つの環状アンダーカット及び／又は少なくとも１つの突出部を有し、アンダーカット及び／又は突出部に少なくとも１つの管状シャフトが形状接続的に押し付けられることを企図する。このアンダーカット若しくは突出部、又は空所は、シャフトと機器体との結合に付加的強度を与える。したがって、特に、シャフトに軸方向に作用する力に関して受け止めることができ、厳密にはその際、コンポーネント間の接続が壊されない。さらに、内側輪郭が複数のアンダーカット又は突出部を有することが考えられる。

【0010】

殊に、少なくとも１つの管状シャフトに予め定められた圧力が加えられるか、又は十分に堅固な形状接続的結合が作成されるまで圧力が高められることがさらに企図され得る。シャフトの内壁に作用する圧力は、弁を介してのみならず、相応の流入部を介してシャフトと結合されている外部圧力発生器でも制御され得る。シャフトに加えられる圧力は、コンポーネントの材料並びにシャフトの形状及び寸法に依存して制御され得る。形状接続的結合のために十分に高い圧力を上昇させるために、予め選択された圧力値に調整され得るか、又はシャフトの拡張の指標としての圧力の変化が考慮され得る。

【0011】

冒頭で述べた課題を解決するための手持ち式手術機器は、内視鏡、レゼクトスコープ、膀胱鏡、又はそれに類するものである手持ち式手術機器が請求項１に記載の方法により製造されることが企図されている。手持ち式手術機器は、実質的に少なくとも１つの機器体若しくは本体、連結体、又は機器体の円錐体、又は光学プレート、又は他のコンポーネントからなる。さらに、手持ち式手術機器は、少なくとも１つの管状シャフト、チューブ、又は外側管若しくは内側管からなる。少なくとも１つの機器体は収容空間又は円錐体を有し、収容空間又は円錐体は、その横断面が管状シャフトの横断面よりわずかに大きい。その他の点で、シャフトの横断面は収容空間の横断面と一致する。

【0012】

機器体とシャフトとは、例えば特殊鋼、チタン、又はそれに類するものなどの金属から製造され得る。これらの材料はＩＨＵ法によって特に良好に変形させることができる。

【0013】

さらに、本発明によれば、少なくとも１つの機器体の内側輪郭が少なくとも１つの環状アンダーカット及び／又は少なくとも１つの突出部を有し、アンダーカット及び／又は突出部に少なくとも１つの管状シャフトが形状接続的に押し付けられることが企図され得る。これらのアンダーカット又は突出部によって、上記のコンポーネント間の形状接続を改善することができる。

【0014】

本明細書中に挙げられる手術機器の他に、上記の措置によって他の機器も製造される、又は上記の特徴を有することが考えられる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

以下、本発明の好ましい実施例について図面をもとにして詳しく説明する。

【0016】

【図1】レゼクトスコープの模式図である。

【図2】本体及びシャフトの模式的部分図である。

【図3】本体及びシャフトの模式的部分図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

図１において、手持ち式手術機器について例示的にレゼクトスコープ１０が示されている。このレゼクトスコープ１０は、実質的にトランスポータ１１、グリップユニット１２、及びシャフト１３からなる。手持ち式手術機器がここに示されるレゼクトスコープ１０とは別の機器でもあり得ることを明確に述べておきたい。図１に示されるレゼクトスコープ１０は、本発明を説明するために用いられるにすぎない。すでに述べたように、本発明による措置及び特徴を、他の手術機器に転用すること、並びに複数のコンポーネント、又は機器体及びシャフトにおいて同時に、又は順次実行することもできる。

【0018】

ここに示される手持ち式手術機器の実施例では、シャフト１３が外側シャフト管１４、光学系１５、及び電極器具１６から構成されている。シャフト１３の近位に配置された接眼レンズ１７によってシャフト１３の遠位の領域を観察できるようにするために、光学系１５は、レンズ又はガラス繊維が配置され得る長いチューブからなる。ここに示されるレゼクトスコープ１０の詳細な説明については公知の従来技術を参照されたい。

【0019】

図１に示される手持ち式手術機器又はレゼクトスコープ１０も通例のように機器体１８を有する。本体又は連結体とも呼ばれるこの機器体１８は機器の主要部分である。例えば、各本体１８にグリップユニット１２、又は器具を操作若しくは制御するための他のコンポーネントを配置することができる。ここに示されるレゼクトスコープ１０の場合、機器体１８にはとりわけ光学系１５が挿通される。

【0020】

機器体１８には、管状シャフト１３が堅固に結合されている。シャフト１３には、手持ち式手術機器の種類に応じて種々異なる器具が通され、それによって器具は外部の影響から保護される。本発明によれば、シャフト１３の近位端領域１９は機器体１８の収容空間２０において形状接続的に結合される。このために、まず、シャフト１３の近位端領域１９が機器体１８の収容空間２０に挿入される（図２）。シャフト１３に流体圧を加えることによって、シャフト１３の遠位端領域が機器体１８の内側輪郭（ｉｎｎｅｒｅ Ｋｏｎｔｕｒ）２１に適合する（図３）。その際、機器体１８の内側輪郭２１は環状アンダーカット２２を有することができ、このアンダーカットにシャフト１３が嵌まり込む。シャフト１３の近位端領域１９をこのように拡張することによって形状接続的結合が作成される。これは図３においてかなり模式化して示されている。

【0021】

本明細書中に記載される手持ち式手術機器を製造する方法では、シャフト１３の外径が機器体１８の収容空間２０の内寸よりごくわずかに小さい。これらの寸法間の差が大きすぎると、シャフト１３の変形加工、又は内側輪郭２１へのシャフト１３の円周の適合が不十分な結果になり得る。形状接続が作成されないか、又は不十分な形状接続が作成され得る一方で、シャフト１３又はシャフト１３の近位端領域１９の形状が、おそらく材料が脆弱化するように変化し得る。上記の寸法間の差がごくわずかである限り、厳密にはシャフト１３の形状又は材料性状が変形加工プロセスの巻き添えになることなしに、シャフト１３の外周が機器体１８の内側輪郭２１に最適に適合する。さらに、この比較的小さい変形加工によって、必要とされる力の量が比較的少なくなる。

【0022】

シャフト１３の壁部に作用する力が他ならぬシャフト１３の近位端領域１９のみを変形加工し、シャフト全体及び本体は変形加工しないようにするために、本発明によれば、機器体１８と、すでに収容空間２０内に位置決めされているシャフト１３とに圧力を加える前に、ここに図示されない型によって包囲されることが企図される。この型は、２つの半型からなり得ることが理想的である。しかし型が、特に機器体１８の形状が複雑な場合に、複数の要素から構成可能であることも考えられる。型、特に構成される型は、シャフト１３に作用する圧力に耐え、それに伴いシャフト１３及び機器体１８の変形加工を阻止するように形成されている。

【0023】

しかし、型又は型要素がアンダーカット又はそれに類するものを有することも考えられ、それにより圧力を加えることによって手持ち式機器のコンポーネント、特にシャフト１３が付加的に変形加工される。この付加的な変形加工によって、特殊な用途又は要求のためのコンポーネントを提供することができる。

【0024】

流体圧又は空気圧を加えることは、相応の、図示されない発生器によって行われる。この発生器は、配管及び連結部を介してシャフト１３及び／又は機器体１８と結合されている。閉ループ制御又は開ループ制御される圧力発生のために、配管と上記のコンポーネントとの間に少なくとも１つの弁を配置することができる。配管又は弁とシャフト１３又は機器体１８との結合は、特殊な連結部若しくはフランジ又はそれに類するものによって行うことができる。変形加工プロセスの終了後、圧力が低減され、結合が解除される。その後、コンポーネントは、場合によっては使用される流体によって洗浄されるべきである。それに伴いシャフト区分の変形加工又はシャフト１３と機器体１８との形状接続的結合が簡単に実行できるほんの数工程に低減される。

【0025】

収容空間２０にシャフト端１９を挿入すること、型にコンポーネントを取り付けること、及び圧力を加えることによって、方法が特に簡単であるとともに再現可能である。これらの工程の少なくともいくつかを全自動で行うことができ、それによりこの本発明による方法はコスト削減にもつながる。

【0026】

この方法では、シャフト１３の横断面が円形又はリングに限定されない。むしろ、シャフト１３の横断面及び収容空間２０の横断面は、例えば楕円又は任意の長円形、又はそれに類するものなどの他の形状を有することもできる。多角形の横断面形状も考えられる。複数の、特に様々に成形されたアンダーカット２２と、殊に機器体１８の内側輪郭２１における突出部の組み合わせによって、特に確実かつ安定した形状接続を作成することができる。

【0027】

図２及び図３に示される実施形態と並んで、特に収容空間２０、内側輪郭２１、及びアンダーカット２２の形状は、ここに示された形状とは違う形状も企図される。

【符号の説明】

【0028】

１０ レゼクトスコープ
１１ トランスポータ
１２ グリップユニット
１３ シャフト
１４ 外側シャフト管
１５ 光学系
１６ 電極器具
１７ 接眼レンズ
１８ 機器体
１９ シャフトの近位端領域
２０ 収容空間
２１ 内側輪郭
２２ アンダーカット

【図1】

【図2】

【図3】