JP2000508946A - 手術中に心臓のリポジションを行うための装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 最少侵入外科手術中に心臓等の器官のリポジションを行うための装置は、膨張自在で且つ収縮自在の複数のピローが少なくとも上面に設けられたポッドを含む。各ピローは、別々にシールされたチャンバを形成する。各チャンバは、夫々のチャンバと直接的に連通した別々の内腔即ち供給ラインを含む。各内腔は、手動式バルブ又は電動式バルブのいずれかによって流体源に連結されている。各供給ラインと関連したバルブは、これらのバルブを操作することによって、任意の数のチャンバ内又は外への流体の選択的導入又は排出を行うことができ、これによって、選択されたチャンバを選択的に膨張させたり収縮させたりすることができる。好ましくは、一つ又はそれ以上のチャンバ内の圧力を監視するために圧力センサを使用でき、検出された圧力に応じてチャンバを選択的に膨張させたり収縮させたりするための手段が組み込まれる。

Description

【発明の詳細な説明】 手術中に心臓のリポジションを行うための装置及び方法 発明の分野 本発明は、手術中に心臓等の器官のリポジション（reposition）を行うための 装置及び方法に関し、更に詳細には、最少侵入手術(minimally invasive surger y)中に心臓の直ぐ近くに位置決めされる選択的に膨張されるパッドに関する。 従来技術の説明 開心手術(open-hear surgery)では、バイパス手術等を行っているときに患者 の胸腔を胸骨に沿って長さ方向に割り、これを離間して胸腔を開き、心臓を露出 させる。外科医は、胸腔を開いた状態で心臓を手で容易に掴むことができ、心臓 を所望の位置に操作（manipulate）できる。残念なことに、従来の方法で胸腔を 開放することは、患者にとって極めて大きな傷を受けることとなり、回復に長い 時間を必要とする。 最近になって、最少侵入手術（ＭＩＳ）が冠状バイパス手術に適用されてきた 。最少侵入手術は、最も一般的には腹腔鏡手術と関連して行われる。この技術と 関連した１つの問題点は、外科医が心臓をもはや手で操作できないということで あり、このため、手術を完了する上で大きな困難がある。 発明の概要 従来技術のこれらの問題点及び他の問題点は、最少侵入心臓手術に理想的に適 した器官持ち上げ−操作器（organ elevator and manipulator）を提供すること によって解決される。本発明の一つの特徴によれば、心臓持ち上げ−操作器は、 膨張させたり収縮させたりできる複数のピロー(pillows)が少なくとも上面に設 けられたポッド(a pod)を含む。各ピローは、別々にシールされたチャンバを形 成する。各チャンバは、夫々チャンバと直接的に連通した別々の内腔又は供給ラ インを含む。各内腔は、手動式バルブ又は電動式バルブのいずれかによって流体 源に連結されている。各供給ラインと関連したバルブを操作することによって、 流体を任意の数のチャンバに選択的に導入でき、これらのチャンバから引き出す ことができ、これによって、選択されたチャンバを選択的に膨 張又は収縮させる。 本発明の別の特徴によれば、最小侵入心臓手術中に心臓の操作及びリポジショ ンを行う方法は、患者の心臓の近くで患者に孔を形成する工程と、流体源と流体 連通した密封チャンバを各々形成する複数のピローを持つポッドを提供する工程 と、各ピローと流体源との間にバルブを設け、選択された数のピローを選択的に 膨張し又は収縮させる工程と、ポッドをロール状でトロカールを通して挿入する 工程と、ポッドをロール状の形態から拡げた状態で体腔と心臓との間に位置決め する工程と、流体を少なくとも一つのピローに選択的に注入することによってこ の少なくとも一つのピローを心臓と体腔との間で膨張させ、心臓のリポジション を行う工程とを有する。この方法は、流体を任意のピローから選択的に引き出し 心臓を更に位置決めする工程を更に含む。 図面の簡単な説明 次に、本発明を添付図面を参照して説明する。 第１図は、最少侵入心臓手術中の患者の斜視図であり、 第２図は、本発明による器官操作装置の平面図であり、 第３図は、ポッドが潰されたロール状に巻いた状態の器官操作装置の部分斜視 図であり、 第４図は、器官操作装置の手術位置での側面図であり、 第５図は、第２図の５−５線に沿った操作装置のポッドの部分断面図であり、 第６図は、ポッドの第２実施例を示す、第５図と同様のポッドの部分断面図で あり、 第７図は、本発明による器官操作装置に組み込んだ圧力センサの概略図であり 、 第８図は、器官操作装置への流体圧力供給を制御するためのプログラムの一実 施例のフローチャートである。 好ましい実施例の詳細な説明 第１図に示す最少侵入心臓手術等の最少侵入外科手術では、手術器具を受け入 れるための多数の小さな切開部を胸壁に形成する。例えば、二つの小さな切開部 を患者１２の胸壁１０の異なる小さな肋間部分に形成し、これと同時に第 ３切開部を胸骨の真下に形成する。第１トロカール１４を隙間の一つで第１切開 部に挿入し、これと同時に第２トロカール１６を別の隙間で第２切開部に挿入す る。好ましくは、第１及び第２の切開部を胸骨の両側に形成する。第３トロカー ル１８を胸骨の真下の第３切開部に挿入する。第４図に最もよく示すように、各 トロカールは従来のトロカールであり、フランジ２０から垂下したボス２２を有 する。フランジ２０はボス２２よりも大径であり、肋骨間の隙間の切開部にボス を押し込むことによってトロカールを設置したとき、フランジが患者の外皮の上 皮層に載止する。ボス２２は、肋骨間に嵌まるのに十分長く、そのため、トロカ ールを設置すると、肋骨が離間される。手術器具やチューブ等を受け入れるため 、中央孔（図示せず）が各トロカールを貫通している。トロカールが設置された 後、第１カニューレ２４、第２カニューレ２６、及び第３カニューレ２８で概略 に示す内視鏡、第１手術器具、及び第２手術器具等の従来の装置が、幾つかのト ロカールの中央孔に必要に応じて挿入される。 次に第２図を参照する。最少侵入手術で使用するための心臓持ち上げ−操作器 ３０は、膨張及び収縮を別々に行うことができる複数のピロー３４を持つポッド ３２を含む。これらのピローは、少なくとも、ポッド３２の上面３６に亘って間 隔が隔てられている。ポッドは、好ましくは、二つの別々のポリマー層で形成さ れている。これらのポリマー層は外周縁３８がシールされており、更に隔壁４０ に沿ってシールされており、幾つかの個々のピロー３４を形成する。これらの層 は、ヒート・シールや超音波溶接といった任意の周知の技術で互いにシールでき る。ポッドは、これを第３図に示すようにロール状に巻くことができるのに十分 可撓性である。各ピロー３４は、別々にシールされたチャンバを形成する。これ らは、膨張及び収縮を任意の他のピローとは別個に選択的に行うことができる。 各ピローのチャンバは、これらのチャンバから延びる流体供給ライン即ち内腔４ ２と流体連通している。好ましくは、幾つかの内腔４２がポッド３２から延びて いる。これらの内腔は、互いにぴったりと隣接しており、従来のカニューレ４４ の先端４３に受け入れられている。内腔は、カニューレ４４の基端４５を通って 延び、止めコックバルブ４６で終端する。バルブ４６は、このバルブが取り付け られた内腔と導管５０との間の流体連通の開閉 を行う手動式アクチュエータ４８を持つ周知のバルブである。導管５０は、一般 的な注射器（図示せず）又は他の従来の流体供給源を受け入れるような大きさの 内部ボアを有する。各供給ラインと関連したバルブにより、選択された任意の数 のチャンバへの流体の導入及び取り出しを選択的に行うことができる。これはバ ルブ及び注射器を操作することによって行われ、これによって、選択されたピロ ー・チャンバの膨張及び収縮を選択的に行う。 使用にあたっては、トロカール(trocars)を設置した後、ポッド３２は、最初 は、第３図に示すように、ロール状の潰れた状態にある。この状態では、ロール 状ポッドの直径はトロカールの中央開口部よりも小さい。次いで、ポッドが体腔 内に完全に受け入れられるまで、ポッドをカニューレ４４の一部とともにトロカ ール１８を通して挿入する。当然のことながら、ポッドは、トロカール１８を越 えると、その弾性により第２図及び第４図に示すように開放状態に拡がる。ポッ ドは、ひとたび拡がると、心臓と隣接して、好ましくは心臓の下に位置決めされ る。心臓の操作及びリポジションを行う必要がある場合には、塩水、空気、又は 他の適当な流体又は気体を流体供給源から一つ又は複数の選択されたバルブ４６ を通して注入し、対応する一つ又はそれ以上のピロー３４を選択的に充填する。 ピローを部分的に又は完全に充填することによって、心臓を所望の通りに操作す ることができる。バルブ３６は最初は閉鎖しているが、塩水の注入前にアクチュ エータ４８を操作することによって開放しなければならない。 一つ又はそれ以上の選択されたピローに塩水を注入すると、ピロー３４は体腔 と心臓５２との間で膨張を開始し、心臓を所望の通りに位置決めする。適当なピ ローを選択することによって、第４図に矢印５４、５６で示すように、心臓を二 つの直交軸線を中心として同時に回転させることができる。選択されたピローに 十分な量の塩水を注入した後、バルブを再び閉鎖し、塩水が漏れないようにする 。かくして、バルブを開放し、注射器を操作するまで、選択されたピロー及び内 腔内の塩水からの液圧により、心臓をその新たな位置に保持する。手術の完了後 又は手術がほぼ完了するとき、内腔４２を掴んでポッド３２をトロカールを通し て引き出すことによってポッド３２を取り出すことができる。 ポッド３２は、トロカールを通した取り出しを可能にするのに十分可撓性である 。ポッドの外周３８が丸味を帯びているため、トロカールを通して容易に取り出 すことができる。 心臓を操作するためにポッド３２を挿入し、所定位置に位置決めする別の方法 は、ポッドをカニューレ４４に入れ子式に嵌まるのに十分ぴったりとロール状に 巻くことである。次いで、トロカールを通してカニューレ４４及びポッド３２を １ユニットとして挿入する。これは、ユニットが体腔と心臓５２との間に位置決 めされるまで行われる。次いで内腔４２及びカニューレ４４を掴む。この際、ポ ッド３２が完全に露呈されるまで、カニューレをトロカールを通して内腔に関し て後方に摺動する。ポッド３２は、開放状態に自然に拡がる。必要であれば、選 択されたピローに塩水を注入し、ポッドが拡がるのを助ける。 第５図でわかるように、第１実施例のピローは、心臓のリポジション又は操作 を行う上で外科医が精密に制御できるように、様々なレベルに選択的に膨張させ ることができる。この実施例では、ピロー３４は上面３６から上方に膨張するよ うになっている。第６図は、ポッド５６の第２実施例を示す。この実施例では、 ピロー５８がポッド５６の上面６０及び下面６２の両方から膨張するようになっ ている。ピローの膨張レベルを変化させることに加え、ピローの大きさを変化さ せることができ、これにより、バルーンを操作する上での制御を追加に行うこと ができる。 ポッド３２は第２図に全体に円形の形体で示してある。しかしながら、正方形 、矩形、楕円形、三日月形、及び「Ｕ」字形を含むがこれらの形状に限定されな い他の形状を持つポッド３２は本発明の範疇にある。三日月形又は「Ｕ」字形の 形体を持つ実施例では、ボッド３２を解剖学的特徴の周りに装着でき、これによ ってポッド３２を最も効率的に位置決めできる。場合によっては、三日月形又は 「Ｕ」字形の形体を使用することにより、他の形状を適用できない場所にポッド ３２を使用できる。 更に、心臓の特定の解剖学的領域と形体が一致するように高さが変化し、特定 のピロー３４との接触により心臓の特定の領域を他の領域よりも大きく移動でき るピロー３４は本発明の範疇にある。例えば、図示の実施例の他に、ピロ ー３４は、ポッド３２の面に亘って高さが減少するように選択的に膨張させるこ とができる。別の態様では、ポッド３２の周縁３８に亘って高さが最大であり、 ポッド３２の中央近くの高さが最小であるようにピロー３４を選択的に膨張させ ることができる。逆に、ポッド３２の周縁３８に亘って高さが最小であり、ポッ ド３２の中央近くの高さが最大であるようにピロー３４を選択的に膨張させるこ とができる。 第７図に示す本発明の追加の実施例では、少なくとも一つの内腔４２に圧力セ ンサ６４が取り付けられている。一実施例では、圧力センサ６４は、内腔４２へ の圧力流体の提供の邪魔にならないように、導管５０のところで内腔４２に取り 付けられている。更に、圧力センサ６４は、ピロー３４内に又はポッド３２の内 腔４２に沿ってピロー３４の近くに配置できる。 圧力センサ６４は、ライン６８を通してマイクロプロセッサ６６に電子的に取 り付けられている。マイクロプロセッサ６６は、ライン７２を通して加圧流体源 ７０に取り付けられている。加圧流体源７０は、一実施例では、加圧流体源と内 腔４２との間に配置された制御バルブであるのがよい。この制御バルブは、内腔 ４２に供給される流体圧力をマイクロプロセッサ６６からのコマンドに応じて変 化させる。別の実施例では、加圧流体源７０は、マイクロプロセッサ６６からの コマンド信号により様々な圧力の流体を内腔４２に提供するポンプであるのがよ い。 作動にあたっては、圧力センサ６４、マイクロプロセッサ６６、及び加圧流体 源７０の組み合わせにより、内腔４２内の圧力をほぼ一定に維持する。このよう なシステムが設けられていない場合には、心臓の拍動時に心臓がピロー３４に押 し付けられ、ピロー３４内の流体圧力を増大する。ピロー３４内の圧力が増大す ると、ピロー３４の剛性が高くなる。その結果、拍動する心臓がピロー３４に押 し付けられ、ピロー３４から遠ざかる。従って、心臓の拍動が強調される。 使用にあたっては、圧力センサ６４、マイクロプロセッサ６６、及び加圧流体 源７０の組み合わせからなるシステムは、ピロー３４内をほぼ一定の圧力に維持 するため、心臓の拍動に従ってピロー３４内の圧力を増減するように作用 する。このようにして、拍動する心臓がピロー３４に押し付けられ、これによっ てピロー３４内の圧力が上昇するとき、圧力センサ６４が圧力を検出し、これが マイクロプロセッサ６６に伝えられる。マイクロプロセッサ６６は、ピロー３４ 内の圧力の上昇を検出し、加圧流体源７０をピロー３４内の圧力を減少する方向 に作動する。これにより、拍動する心臓の押し作用に対抗する作用をピロー３４ に加え、心臓がポッド３２に押し付けられず、これから離れないようにする。 逆に、拍動する心臓が収縮しているため、圧力センサ６４が検出した圧力が減 少していることをマイクロプロセッサ６６が検出した場合には、マイクロプロセ ッサ６６は、加圧流体源７０をピロー３４内の圧力を上昇する方向に作動し、こ れによって、ピロー３４を更に大きく膨張させる。これにより、心臓の外形がポ ッド３２に近付かないようにする。このようにして、拍動する心臓は常にポッド ３２と接触しており、心臓が拍動中に移動しているのにも拘わらず本質的に同じ 位置に保持される。 第８図は、上文中に説明した本発明を実施するためにマイクロプロセッサ６６ が実行する可能なプログラムのフローチャートを示す。第８図では、圧力センサ ６４が検出した圧力をマイクロプロセッサ６６に提供する。このプログラムは、 開始ブロック７４で始まる。プログラムは、開始ブロック７４から決定ブロック ７６に移行する。 決定ブロック７６では、圧力センサ６４が現在検出した圧力が設定圧力と同じ であるかどうかについて問われる。設定圧力は、圧力センサ６４が長時間に亘っ て検出した実際の圧力の平均圧力か或いは予め決定された圧力である。決定ブロ ック７６において、現在検出された圧力が設定圧力と同じである場合には、プロ グラムは開始ブロック７４に戻り、プログラムを再度開始する。 決定ブロック７６において、現在検出された圧力が設定圧力と同じでない場合 には、プログラムは、決定ブロック７８に移行する。決定ブロック７８では、圧 力センサ６４が現在検出した圧力が設定圧力よりも高いかどうかについて問われ る。イエスの場合には、プログラムはプロセスブロック８０に進む。このブロッ クは、ピロー３４に送られる流体圧力を減少する方向で加圧流体源７０ を作動する。次いで、プログラムは開始ブロック７４に戻り、プログラムを再度 開始する。 決定ブロック７８において、答えがノーである場合には、即ち圧力センサ６４ が現在検出した圧力が設定圧力よりも高くない場合には、プログラムはプロセス ブロック８２に進む。プロセスブロック８２は、ピロー３４に送られる流体圧力 を増大する方向で加圧流体源７０を作動する。次いで、プログラムは開始ブロッ ク７４に戻り、プログラムを再度開始する。 本発明による操作装置の好ましい用途は、最少侵入心臓手術等での使用である 。しかしながら、本発明による操作装置は、器官又は組織の選択的制御即ち操作 が所望の任意の外科手術、即ち最少侵入手術又は従来の手術で使用できるという ことは当業者には理解されよう。例えば、操作組織は、腹腔鏡外科手術で使用す るように適合できる。 本発明をその好ましい実施例に関して説明したが、本発明の教示に対し、その 要旨から逸脱することなく、特定の状況又は材料に合わせて多くの変更を行うこ とができる。例えば、単一のピロー又は任意の数のピローをポッド上に形成でき る。更に、ピローは、ポッドの片側又は両側に形成できる。従って、添付の請求 の範囲に記載された本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、様々な変更を 行うことができ、要素の交換を行うことができるということは当業者には理解さ れよう。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．第１表面及びこの第１表面上に設けられた選択的に膨張可能な複数のチャン バを有するポッドと、流体供給源に流動学に連結された基端及び前記複数のチャ ンバのうちの少なくとも一つのチャンバに流動学に連結された先端を各々有する 複数の流体導管とを有し、前記複数のチャンバは、前記複数の流体導管によって 前記流体供給源から導入された流体によって選択的に膨張させることができるこ とを特徴とする、操作装置。 ２．前記複数の流体導管は、それぞれ、これらの導管の夫々によって供給された 流体によって各チャンバを別々に膨張させることができるように、前記複数のチ ャンバの夫々に一つづつ流動学に連結されている、請求項１に記載の操作装置。 ３．前記流体導管を通る流体の流れを制御するため、前記流体導管の各々にはバ ルブが設けられている、請求項２に記載の操作装置。 ４．前記流体導管を通る流体の流れを制御するため、前記流体導管の各々にはバ ルブが設けられている、請求項１に記載の操作装置。 ５．前記操作装置は、前記第１表面とは反対側の第２表面を有し、前記選択的に 膨張可能な複数のチャンバが前記第１及び第２表面の両方に設けられている、請 求項１に記載の操作装置。 ６．前記ポッドは、前記選択的に膨張可能な複数のチャンバを形成するように互 いに取り付けられた第１及び第２の層を含み、前記第１層はエラストマー材料で 形成されている、請求項１に記載の操作装置。 ７．前記ポッドの周囲は実質的に円形である、請求項１に記載の操作装置。 ８．前記複数の流体導管のうちの少なくとも一つに流動学に連結された圧力セン サを更に有する、請求項１に記載の操作装置。 ９．前記流体供給源及び前記圧力センサに電気的に接続されており、前記センサ によって検出された前記流体導管内の圧力レベルに応じて前記流体供給源を制御 するようになったマイクロプロセッサを更に有する、請求項８に記載の操作装置 。 １０．外科手術中に身体器官を操作する方法において、 流体源を提供する工程と、 身体に孔を形成する工程と、 第１表面及びこの第１表面上に設けられた選択的に膨張可能な複数のチャンバ を有するポッドと、前記流体源に流動学に連結された基端及び前記複数のチャン バのうちの少なくとも一つのチャンバに流動学に連結された先端を各々有する複 数の流体導管とを含み、前記複数のチャンバは、前記複数の流体導管によって前 記流体供給源から導入された流体によって選択的に膨張させることができる、操 作装置を提供する工程と、 前記ポッドを前記孔を通して体内に挿入する工程と、 前記ポッドを、体内で、操作されるべき器官と隣接して位置決めする工程と、 加圧流体を前記流体源から前記チャンバのうちの少なくとも一つのチャンバに 選択的に提供し、前記少なくとも一つのチャンバを膨張させる工程とを有し、 前記チャンバを膨張させることによって、器官を前記ポッドに対して移動する ことを特徴とする、外科手術中に身体器官を操作する方法。 １１．最少侵入外科手術に従って前記孔を形成し、前記孔を通して前記ポッドを 格納状態で挿入し、次いで、前記ボッドが体腔内に受け入れられた後、膨張状態 に形態を変える、請求項１０に記載の器官操作方法。 １２．前記流体源と前記チャンバとの間の流体の流れを制御するようになったバ ルブを前記流体導管のうちの少なくとも一つに設ける工程を更に有する、請求項 １１に記載の器官操作方法。 １３．前記複数の流体導管のうちの少なくとも一つの流体導管と流体連通し、前 記少なくとも一つの流体導管内に存在する流体圧力を計測する圧力センサを設け る工程を更に有する、請求項１０に記載の器官操作方法。 １４．前記少なくとも一つの流体導管からの流体の排出又は前記流体源からの前 記流体導管内への流体の供給を、前記圧力センサによって検出された流体圧力に 応じて選択的に行う、請求項１３に記載の器官操作方法。