JP4307724B2 - 鼓動する心臓の冠状動脈バイパス手術器具 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に心臓手術に関し、特に、鼓動している心臓の手術に用いる心臓レトラクタ（開創器）に関する。
【０００２】
関連出願への言及
本願は、本願の出願人によって１９９７年９月１７日に出願された係属中の特許出願第０８／９３６１８４号の一部継続出願である。前記係属中の特許出願の開示内容は参照のために、ここに組み入れられる。
【０００３】
【背景技術】
米国においては毎年およそ３０万件程度の冠状動脈バイパス移植処置が行われている。それらの各処置は１あるいはそれ以上の移植血管を含むかもしれない。現在、移植血管は手で縫合されなければならない。１つの処置においておよそ４あるいはもっと多くの移植がなされる。最近まで、冠状動脈バイパス処置は、心臓が心停止法で止められ手術が露出し停止した心臓に対して行われるという、心肺バイパスに依存して患者に対して行われた。
【０００４】
先駆者的な外科医は冠状動脈バイパス処置を鼓動する心臓に対して行っている。即ち、心肺バイパスと心停止法を用いることなく行っているのである。このことは、処置に必要な時間を最小にすることができ、また、心肺バイパス機械を省略することができるので処置の費用を削減することができる。
【０００５】
冠状動脈がカルシウム又はプラークで閉塞したときに、冠状動脈バイパス移植（CABG）が行われて心筋への新たな血液の供給が確立される。新たな血液供給コンジットが閉塞位置の末部の患部冠状動脈に連結され、問題の血管に酸素を含む新鮮な血液が供給される。今日、これは患部血管に移植血管を手によって縫合する（血液の新たな供給）ことによってなされている。この連結は血管の吻合と呼ばれる。多様な供給コンジットを用いることができ、例えば、死体静脈、伏在静脈、撓骨動脈、内部乳房動脈等である。
【０００６】
背景技術として、心臓の基本的な作用について簡単に説明する。心臓はポンプのように機能する。左心室と右心室は分離しているが、壁（中隔）を共有している。左心室はより厚く、血液を体循環中に送り出している。左心室が行う仕事は右心室が行う仕事よりも大きい。右心室は血液を低圧回路である肺循環中に送り出している。左心室壁（低エネルギシステム）は右心室よりもずっと薄い。左心室は心拡張期に血液で充満され、心収縮期には血液を送り出す。心拡張期体積（最大）と心収縮期体積（最小）の差（１回拍出量、即ち、1回の鼓動で噴出された血液量）に心拍数を掛けたものは心臓の毎分心拍出量（リットル／分で表す血流量）を決定する。心臓は、心収縮期において、筋肉が収縮するため、縮小する。収縮の際に多数の運動（かなりの回転量を含む）が生じるが、実際上の目的のために心臓を円錐台と考えることができる。縮小は心臓の長さかつ直径方向に生じる。この開示目的のため、この2つの動作のうちのより重要な方は直径方向の縮小である。なぜなら、駆出体積は最初の力によって変化する長さの2乗に関して変化するからである。
【０００７】
心臓は、人が直立、倒立、うつ伏せ、あるいは仰向け状態であってもうまく機能する。心臓は、その運動を制限しかつ人のどのような姿勢にもかかわらず心臓の支持を広げるための包である心膜内に横たわり、そして、特に圧縮されることなく血液が充満され各鼓動によりそれを排出する。荷重を分散させる心膜の概念は重大である。すなわち、仰向けになって横たわるとき、後心膜は心臓を大きな表面で支持し、また同様に、うつ伏せのとき、前心膜が荷重を分散させる。
【０００８】
胸部が中線胸骨切開術によって開かれるとき、心臓のすべての室と表面にアクセスすることは可能である。この切開は開胸術（肋材分離）より通常痛みが小さいという事実と結びつくこのことは心臓に関して望ましい外科的アプローチを与える。
【０００９】
冠状動脈は表面血管であり、ただ時折心筋層に手を突っこみ取り出すだけで、心臓を切り開かないでそれらの血管にアクセスすることが可能である。伝統的に、バイパス手術は、心臓を停止させて行われる。このことは心臓の動きを停止させ、かつ、外科医が無血で縫合することができ、また容易にフィールドを見ることができるように冠状動脈の血行を止める。心臓を停止させるので、体循環を支援するための人工心肺装置が使用されなければ患者は脳その他の組織及び器官に生じる不可逆的損傷を受けるであろう。人工心肺装置は改良されてきてはいるが、特に高齢の衰弱した患者にとって有毒であり、そして高価である。
【００１０】
心臓が鼓動し、冠状動脈が確かな血圧の下にある場合に、バイパス無しで手術を行うことは可能ではあるが、問題があるかもしれない。1つの問題は、いくつかの血管が後部表面又は内表面上にあるためすべての血管にアクセスすることができるわけではなく、また、心臓を持ち上げてそういった血管を見ることができるようにしたときに、毎分心拍出量が落ち、そして血圧が下がるといったように、心臓の能力が害される。第2の問題は、心臓が動いているため、血管の縫合（直径が12ｍｍ以下の1本の血管に対して12−15針）が不正確になるおそれがあることであり、第3の問題は、冠状動脈の血行が妨げられないので、フィールドに血があるということである。この最後の問題は、目標の動脈を介して血液の流れを一時的に止めるスネアによって今日ではほとんど解決されている。鼓動する心臓の手術の間に十分に心臓を露出し局部的に血管を固定するとともに、心臓を持ち上げることの問題は心臓の能力を害さないはずである、そしてこの問題は公知の従来技術のシステムでは解決されていない。
【００１１】
心臓が機能的であるためには、それは２心室機能（左右心室）を有していなければならない。左心室は高抵抗体循環内に血液を注ぎ込み、右心室よりより厚く、そして右心室よりかなり多くのエネルギを生み出す。心臓の横断面は本来円形である。この血液排出（及び心臓の拍出）は短軸方向（横断面の直径方向）の縮小に依存し、長軸方向（心臓の頂部から底部に至る方向）の縮小にはさほど依存しない。心臓が収縮するとき心臓にはまた回転運動が生じるので、鼓動の際に心臓に多平面運動が生じ、更に、心臓の作動の間に心臓の表面は多平面運動を受ける。右心室は血液を低抵抗肺循環内に送り出し、左心室に比べて肉厚が薄く、また左心室に比べてエネルギ生成はかなり少ない。鼓動する心臓の手術の間にこれらの両心室の機能は共に維持されなければならない。
【００１２】
従って、鼓動する心臓の手術の間に心臓を露出し局部的に血管を固定すると共に、心臓の機能を損なうことなく、鼓動する心臓を移動する手段と方法が要求される。
【００１３】
心臓を持ち上げることはいくつかの理由により有害である。第１に、心臓を持ち上げることは、心臓への静脈還流を害し心拡張期の血液の充満がより少なくなる（これは静脈還流量を増やすために頭を下げ、足を上げることによってかなり修正される）。第２に、心臓がゆがめられる。心臓を持ち上げるために手あるいはへらを使うことは、心臓が胸部内にあるときに単に体位を変えることとはまったく異なる。手によって心臓に与えられた力は局部的であり、従って、心臓はもはや円錐台ではなく、もっと平らになる。この形状は血液排出のためには効果的でなく（円が最も効果的である、なぜなら、直径に対する体積比が最大になるからである）、また、平らであると心拡張期体積を制限するので、不適切な血液充満が生じる。第３に、鼓動する心臓に与えられるもち上げ力は心臓のバルブ機能を害するであろうし、特に、僧帽弁機能がそういった持ち上げによって害される。
【００１４】
鼓動する心臓の冠状動脈手術を行うために、心臓の機能を損なうことなく心臓を持ち上げ、支持し、かつ、向きを変える必要がある。従って、心臓の作動、特に、僧帽弁機能を不当に妨げることなく心臓のすべての血管にアクセスできるように鼓動する心臓を所定位置へ移送し向きを変える手段と方法が要求される。
【００１５】
冠状動脈バイパス手術で、移植組織が前区下降動脈（右冠状動脈分岐）、回旋動脈及び後区下降動脈に吻合されなければならない。前区下降動脈は心臓の正面の表面上にあり、特別にアシスタントの助けを借りることなく、あるいはいかなる装置を使用することなく、外科医にとって容易にアクセスできる。しかし、回旋動脈及び後区下降動脈は心臓の背面上にある。従って、回旋動脈を外科医の視野内に持ってくるために、心臓を持ち上げて、下大静脈と上大静脈の軸に関して回転させることが必要である。同様に、後区下降動脈を視野内に持ってくるために、心臓を持ち上げてその頂部の方向に回転させることが必要である。万一心臓が不適切に動かされると、線維攣縮を生じる恐れがある。
【００１６】
通常アシスタントが手を用いて心臓を持ち上げるが、停止した心臓の場合はこれでよいが、鼓動する心臓の場合は、満足のできるものではない。心臓を固定位置に維持することは非常に困難でありまた疲労を伴うものである。さらに、アシスタントの指が接している心筋層は圧力、剥離及び尚早の復温によって損傷を受けるかもしれない。更に、手術フィールド内のアシスタントの手は前方をふさぐし、外科医の横に立つアシスタントは外科医の動きを妨げる恐れがある。
【００１７】
現在まで、本願に開示される装置を除き、鼓動する心臓の手術を容易にするための装置は非常に単純安定化プラットフォームであった。２歯フォークは最も単純であり、LADのような直接露出された血管に対してよく働く。もう１つの装置は、患者の体腔の外側でクランプされる中空支持管を含んでなる。支持管は、多数のサクションポートを備えるサクションヘッドで終端しており、サクションポートは蛸の吸盤に似た直線配列となっている。これらのサクションポートは心筋層に取り付けられ、理想的には、心臓を目標動脈のいずれかの側部に局部的に固定する。これにより、動脈が非常に局部的に安定化されて吻合を行えるようになる。このツールは、手術のために目標動脈を固定するための必要なことを満たす。しかしながら、このツールは、後部及び側部表面に位置する血管（回旋動脈配分と冠状動脈配分）にアクセスするために心臓を実際に持ち上げるには不適切である。このツールは現実的には局部ステビライザであり、例えば、大きな心臓のために必要な心臓を持ち上げ移動するための補助として適切に用いることはできない。しかしながら、そのツールは、またもう１つの役目、血管の提示を求められている。残念ながら、そのツールはこの役目のための設計が潜在的になされていなかった。鼓動する心臓の手術の間の血管の提示は別の機能であり、そして心臓のすべてを機能させる必要があるため、より複雑である。それでも、このツールはより商用的価値がある。なぜなら、シンプルで、すべての血管にアクセスするために機能している心臓を持ち上げることができ心肺パイパスを必要としない機械式ステビライザは他に存在しないからである。
【００１８】
それ故に、商業的に実行可能であり、血管の提示のために使うことができ、かつ、必要とされるときに心臓を持ち上げ、そして／あるいはその向きを変えるのを補助するために使うことができるツールを供給する必要がある。
【００１９】
外科医は、目標とする血管のいずれかの側面上の１から２センチメートルのような非常に局地的な固定された領域を好むであろう。前述のツールはそれぞれの側面上に経壁から２−３センチメートルの距離のところで心臓 を固定する。外科医が局部固定のために好む小さいサクションヘッドは不幸にも心臓を持ち上げることができず、より大きいサクションヘッドはサクションヘッドの周りにあまりにも大きい領域を固定することによって心臓機能を害する。心臓を持ち上げるために心臓の周りにいくつかの剛性のヘッドが用いるならば、心臓の大部分は収縮から免れる。 これは効率的な心臓機能を持続するために心臓周縁のほとんどを固定するであろう。
【００２０】
故に、心臓の機能に甚だしく干渉することなく、心臓の動作に干渉せずに心臓を持ち上げるために使うことができる、心臓上の特定の領域を固定する手段と方法が必要である。回旋冠状動脈と後区下降動脈の冠状動脈バイパス手術のために決まった位置に心臓を支持する心臓手術の間に心臓を操作するシステムが必要である。
【００２１】
さらに、鼓動する心臓の心筋層は心臓の動作の間に多重平面運動と動きを受ける。このような運動する表面に用いられたサクションカップ（吸盤）は心筋層から分離する傾向を持っているので、心臓に用いられる吸引を妨げる恐れがある。このような吸引の妨害は心臓に装置を取り付けることに干渉するかもしれない。
【００２２】
それ故に、心臓手術の間に心筋層の動きによって害されないように心臓の操作をするための手段と方法が必要である。
【００２３】
この問題のための１つの救済策は吸盤をより大きくすることである。しかしながら、そういった解決法によって心筋層のあまりに多くが影響を受けるかもしれないので、それは実際的ではない。
【００２４】
それ故に、心筋層に最小限の影響を与えるようにすると共に、心臓手術の間に心筋層の運動によって害されないような心臓操作のための手段と方法が必要である。
【００２５】
心臓を支持することについてのもう１つの公知の方法は吊包帯を使用することである。吊包帯は心臓の周りにハンモックのように置かれる織物あるいはプラスチックの網である。心臓は次にその吊包帯によって支持される。吊包帯をレトラクタとして使用するために、外科医は、所望の持ち上げ方向に直交するような適切な方向から紐を引っ張るように準備することが要求されることに留意されたい。このような準備は厄介である。このことは重大な問題を提起する。なぜなら、これらの紐を患者のどの位置に取り付けるかに関する簡単な基準点がないからである。
【００２６】
先行技術は回旋冠状動脈の冠状動脈バイパス手術の間に心臓を支持することを意図するいくつかの発明を含むが、これらの発明は当該技術分野において受け入れられなかったいくつかの欠点を持っている。例えば、心臓を支持するための網の使用は心臓を見やすくするように露出するが、そのことは心臓を打つことになり損傷を与える恐れがある。 さらに、網が手術目標の確認を妨げ、手術目標領域から網を取り除くために特別な技術あるいは処置を必要とするかもしれない。もし網メッシュが細かいならば、これは特に厄介である。平らな布テープは網状であり、織物のラフなテクスチャのために、そしてテープストランドと心臓の接触面積が小さいために心臓に損傷を与える恐れがある。さらに、心臓と接触する大きい表面積を持っていないテープと類似の装置は心臓を均等に支持しないかもしれず、接触点において大きい圧力領域を作るかもしれない。
【００２７】
それ故に、ツールが心臓を損傷することなく手術目標に容易にアクセスできるようにし、かつ、心臓の毎分心拍出量が維持される間にも働き続けるように、回旋冠状動脈の冠状動脈バイパス手術のために決まった位置に心臓を支持ための心臓手術に使用する操作システムが必要である。
【００２８】
さらに、心臓手術の間に心臓を支持する従来技術のいくつかの手段は心室動作に干渉する傾向があるかもしれない。
【００２９】
それ故に、鼓動する心臓が手術のためにある位置と向きに支持されている間に、心臓の心室動作を妨げないであろう心臓手術の間に心臓を操作するための手段と方法が必要である。
【００３０】
親出願の開示は手術の間に心臓を持ち上げる手段と方法を論じた。この手段と方法は心臓の頂部に係合する全体支持手段であって、手術台等の固定要素に固定される手段を含んでいた。全体支持手段の好ましい形態は心臓の重量を支持するために心臓の頂部の周りにフィットし、吸引源に取り付けられるカップの形をした要素を含む。
【００３１】
親出願で開示された手段と方法はうまく機能するが、発明者は、手術のために心臓を動かす際にできる限り心筋層に触れる量を少なくすることが鼓動する心臓手術の全体的な成功に有益であることを発見した。
【００３２】
冠状動脈手術においてさらに考察すべきことは吻合部の冠状動脈の中に流入する切開からの出血である。それ故に、これまで、冠状動脈手術は心臓を停止させ、かつ、大動脈の根を交差クランプさせた状態で実行された。それ故、心筋層は冠状動脈血液の供給を一時的に絶たれる。若干の患者において、気管支循環を介した追加の冠状動脈血液供給はバイパス移植処置の間に重要な出血を起こす。この出血は、デリケートな縫合処置の間に外科医の視野を覆い、そして患者の健康を脅かすので不都合である。この方法で外科手術を行うことは、心臓を止める必要性と、心臓が止められている間に患者の体内に血液を流す機能を実行するために特別な装置を挿入し、また操作ステップを挿入する必要性を含め、いくつかの付加的欠点を持っている。
【００３３】
それ故に、回旋冠状動脈を含め冠状動脈のすべての冠状動脈バイパス手術のために心臓を決まった位置に支持し、毎分心拍出量が持続される間に心臓に損害を与えず、手術目標への容易なアクセスを与え、心臓を停止させる必要がない方法で使用できる心臓レトラクタが必要である。
【００３４】
さらに、心臓手術の間に心臓を操作するシステムであって、心臓を局部的にかつその特定場所を固定するシステムの必要がある。
【００３５】
しかしながら、心臓の継続的な動作は、外科医のために移動目標を形成することについて、上に論じた問題に加えて、さらに問題を作り出すであろう。すなわち、心臓が手術の間に鼓動し続けるので、手術目標はこのような鼓動運動に関連して動くであろう。線維攣縮の危険を増やすことなく、心臓を停止させること、あるいは甚だしく制限することはできない。
【００３６】
それ故に、心臓手術の間に心臓を操作するシステムであって、心臓に損害を与えず、毎分心拍出量が減少しないように特定の局部的な支持を与えることができるように冠状動脈の冠状動脈バイパス手術のために決まった位置に鼓動する心臓を支持するシステムの必要がある。
【００３７】
最近、最低限外科的な冠状動脈バイパス手術に興味が持たれていた。これは驚くべきではない。なぜなら、中線胸骨切開術と両心バイパスポンプの運転は若干の患者によっては我慢できるものではなく、また、冠状動脈バイパスの設備とスタッフのコスト増とも関連している。その処置はかなりの回復時間をもたらし、死及び主要な合併症の危険と結び付いている。最高のゴールは、（胆嚢手術のように）ポートアクセスによってすべての血管にバイパスを供給することであり、かつ両心バイパスの必要を排除することであるが、数年後は、いっそう限定されているが、合理的な選択により切開（胸骨切開術あるいは開胸術）でポンプ無しバイパスを行うことであろう。多血管ポンプ無しバイパスを可能にすることができるツールが最も助けになるであろう。
【００３８】
それ故に、回旋冠状動脈を含め冠状動脈の最低限外科的な冠状動脈バイパス手術のために決まった位置に心臓を支持する心臓レトラクタであって、心臓に損害を与えることなく、心臓を止める必要がなくかつ心臓を甚だしく制限する必要がなく手術目標に容易なアクセスを供給することができるであろう心臓レトラクタの必要がある。
【００３９】
さらに、発明者はすべての心臓が同じ大きさや形状ではなく、また対応する領域の間の間隔が同じでないことを観察した。それですべての心臓が基本的に同じであるのに対して、個別の心臓の間に変動があるかもしれない。
【００４０】
それ故に、心臓を支持する装置はこれらの変動を考慮すべきである。これは、もし心臓が手術の間に支持されながらポンプ作用を続けるなら、特に本当である。もし支持が特定の心臓にフィットしないなら、何らかの方法で心臓は締めつけられており、継続する心拍出に干渉するかもしれない。
【００４１】
それ故に、心臓手術の間に心臓を操作するシステムであって、心臓手術の間に心臓、特に鼓動する心臓を支持し、個々の心臓の特定の必要に適合するように調整され、かつ、心臓を全体的及び局部的に支持することができるシステムの必要がある。
【００４２】
【発明が解決しようとする課題】
心臓手術の間に心臓を操作するシステムであって、鼓動する心臓の重量を支持し、心臓が不自然な位置及び／又は配位に維持されるときでさえ、毎分心拍出量を減少させずかつ妨げることなくそれを維持するシステムを供給することが本発明の主目的である。
【００４３】
親出願で開示されたレトラクタを改良することが本発明の別の目的である。
【００４４】
心臓手術の間に心臓を操作するシステムであって、冠状動脈バイパス手術のために鼓動する心臓を決まった位置に支持し、心臓を局部的にかつ全体的に支持することができるシステムを供給することが本発明のさらに別の目的である。心臓手術の間に心臓を操作するシステムであって、冠状動脈バイパス手術のために鼓動する心臓を決まった位置に支持し、心臓を局部的にかつ全体的に支持することができ、かつ、個々の心臓間の変動を考慮することができるシステムを供給することが本発明のさらに別の目的である。心臓手術の間に心臓を操作するシステムであって、回旋冠状動脈を含む冠状動脈のバイパス手術のために鼓動する心臓を決まった位置に支持することができるシステムを供給することが本発明のさらに別の目的である。
【００４５】
心臓手術の間に心臓を操作するシステムであって、心臓に損傷を与えることなく手術目標に容易にアクセスを与えることができる方法で冠状動脈バイパス手術のために鼓動する心臓を決まった位置に支持することができるシステムを供給することが本発明のさらに別の目的である。
【００４６】
心臓手術の間に心臓を操作するシステムであって、心臓に損傷を与えることなく手術目標に容易にアクセスを与えることができる方法で冠状動脈バイパス手術のために鼓動する心臓を決まった位置に支持することができ、かつ、心臓を停止する必要がない方法で使用することができるシステムを供給することが本発明のさらに別の目的である。
【００４７】
心臓手術の間に心臓を操作するシステムであって、心臓を支持するともに有能な僧帽弁機能を維持することができるシステムを供給することが本発明の別の目的である。
【００４８】
心臓手術の間に心臓を操作するシステムであって、心臓の操作の間に右心室を潰すことを防止するように冠状動脈バイパス手術のために心臓を適切な位置に支持することができるシステムを供給することが本発明の別の目的である。
【００４９】
心臓手術の間に心臓を操作するシステムであって、心臓に損傷を与えず、かつ、心臓を停止させる必要もなく、また心臓を甚だしく圧迫することなく手術目標に容易にアクセスを与えることができる方法で冠状動脈バイパス手術のために心臓を適切な位置に支持することができるシステムを供給することが本発明の別の目的である。
【００５０】
心臓手術の間に心臓を操作するシステムであって、心臓に損傷を与えず、かつ、心臓を停止させる必要もなく、また心臓を甚だしく圧迫することなく手術目標に容易にアクセスを与えることができる方法で、最低限の外科的冠状動脈バイパス手術のために心臓を適切な位置に支持することができるシステムを供給することが本発明の別の目的である。
【００５１】
心臓手術の間に心臓を操作するシステムであって、心臓を局部的に及び特定して固定することができるシステムを供給することが本発明の別の目的である。心臓手術の間に心臓を操作するシステムであって、毎分心拍出量を維持させながら心臓の１つの区域を孤立させることのできるシステムを供給することが本発明の別の目的である。
【００５２】
【課題を解決するための手段】
これらの目的及び他の目的は、心臓手術の間に心臓を操作するシステムであって、心臓を右心室の近くの頂部で吊り、操作の間に右心室の崩壊を妨げるシステムによって成し遂げられる。
【００５３】
心臓はこの吊り上げによって支持されうるが、僧帽弁の有能な弁機能を持続するために僧帽弁環を支持するとともに、心臓を持ち上げ回転させるために左心室の近くに位置し動脈心室（ＡＶ）溝に沿って延伸する全体的な支持を持っている。邪魔されない心臓手術が邪魔されないように維持する方法で２点支持が供給されうる。さらに、システムは、若干の状況の下で心臓を持ち上げることを支援することができて、それ自身そうな手段を固定している、外科用の目標を含むことができて、そして心臓の手術の間に心臓の動きを支援するためにそれで使われることができる。本発明のシステムの要素の配置及び構造は、心臓が本質的に減退しない方法で毎分心拍出量を持続することを許容するとともに、心臓を手術のために最も有利な位置及び配位に位置させるように心臓の持ち上げと操向を達成する。これは、安全な方法かつ外科医を妨害しない方法あるいは彼の視野を妨害しない方法で心臓を支持しながら、外科医に動かない目標を提供する。このように、本発明のシステムは、心臓手術の間にアシスタントに心臓を持つように要求しないで心臓を支持するために使用することができ、そして心臓を停止することを必要としないで外科処置を実行することができるようにする。
【００５４】
さらに、本発明のシステムは患者の胸腔内に位置されるフレームを含み、それによって患者の動きが心臓支持要素をそれに対応するように自動的に動かす。これは外科作業視野をクリアにし、患者が動かされるときに心臓支持要素を自動的に再配置及び再配向する。これは手術の間に心臓が効率的に支持される状態にする。
【００５５】
いっそう特に、心臓手術の間に心臓を操作するシステムの第１形態は、カップ状にすることができる要素であって、心臓の心筋層に係合して心臓手術の間に心筋層が動く間にさえその係合を保持する柔軟な縁を持つ要素を含む。まださらに、カップ状の要素は、心臓組織が要素の動作を妨害しないように設計されている。カップ状の要素は、心臓上に置かれたこのカップ状の要素と関連する要素を保持するために心臓に吸引力を与える。カップ状の要素は上に論じられた固定ヘッドに関連して用いられるとともに、手術目標固定要素とも関連して使われる。カップ状の要素の柔軟な手段は、心臓手術の間の心臓の多重平面運動に適合するように要素を運動させることができる。さらに、全体支持手段は心臓を支持するために吸引を使うことができる。吸引が使われる場合、吸引インタフェースは、心臓組織が全体支持手段を介して与えられる吸引を妨害しないように設計される。サクションヘッド及び手術目標固定手段の構造は、本発明のシステムが個別の心臓に対応することができ、異なった大きさ、重量の心臓、異なる位置の心臓にさえ使用できるようになっている。このように、心臓、特に鼓動する心臓は、その特定の心臓のために最も効率的な方法で支持される。従って、鼓動する心臓の場合、支持が特定の心臓に完全に適しているため、心臓に事実上狭窄が生じないように毎分心拍出量が減退せず、また妨げられることなく維持される。
【００５６】
本発明のシステムの形態は最小限外科手術に用いることができる。システムは、全体支持手段を必要なだけ動かすハンドルを全体支持手段状に含むことができ、目標固定手段を必要なだけ移動させるためにハンドルを目標固定手段の上に置くことができる。ハンドルの遠位端はハンドルへのアクセルを与えるように、かつ、手術の間に邪魔にならないように位置されている。取り外し可能なハンドルを使うことができ、ハンドルはヘッドが正しく配置された後に取り去られる。
【００５７】
この発明は鼓動する心臓手術のための開胸処置に関する望ましい形態について開示されているが、発明は、その新奇な時間節減及び特徴を与えることから、心停止法を使う処置と同様に最小限外科処置にも使用することができる。この開示は本質的に吻合技術に関するものではないことにまた留意されたい。しかしながら、開示は、外科医に正確かつ制御された方法で吻合処置を行うことができるようにすることに関連する。
【００５８】
ここに開示された発明装置は人工心肺装置の使用の必要性をなくす。装置によって外科医は心臓を持ち上げて位置を変えてすべての血管をさらし、心臓機能をひどく害することなくこれらの血管を縫い合わせるために局部的に固定することができる。
【００５９】
親出願に開示されたレトラクタはこのように改善され進歩した。
本発明のようなシステムによって鼓動する心臓の固定がいったん達成されると、中線胸骨切開術を必要としない最小限外科的方法で手術を行うという観念が好意を持って迎えられるようになる。
【００６０】
【発明の実施の形態】
本発明を採用するシステムの説明に先だって、その説明の手引きとして、心臓手術について述べる。図１には、心臓１０を通る血管の通常の循環パターンが示されている。静脈系からの血液は第１心房、即ち右心房(right atrium;R.A.)１２へ入る。血液は右心房１２から三尖弁１４を通って右心室(right ventricle;R.V.)１６へ入り、肺動脈弁１８を通じて肺動脈２０へ入る。肺動脈２０は肺２２へ導かれる。肺２２において血液は二酸化炭素が放出されて再酸化される。次いで血液は肺２２を出て、左心房(left atrium;L.A.)２６に導かれる肺静脈２４へ戻り、左心房２６から僧帽弁２８を通って左心室(left ventricle;L.V.)３０へ入る。次いで血液は心臓１０を出て動脈弁３２を介して動脈３４及び全身動脈循環系へ入る。
【００６１】
心臓収縮は心臓の神経系から発する電気的衝撃により統制されている。心筋層繊維への電気的刺激は筋肉収縮をもたらす。上心房から発する所定時間の電気信号は心房を収縮させて血液を心室１６及び３０へ送って空にする。心房収縮の後、短い電気的遅延がとられる。この休止は心室１６及び３０が収縮への刺激を受ける前に、それらが心房から血液を受け取ることを可能にする。心室収縮により、血液は心臓１０から排出される。
【００６２】
図２Ａ−２Ｅは左心室３０から視た標準心臓収縮の単純化された模式図を示す。心臓サイクルは二つの主要な段階、即ち拡張期と収縮期とに分けることができる。拡張期は心室収縮サイクルの弛緩段階である。この期間中に心室は弛緩して、血液で充たされて次の収縮に備える。収縮期は収縮を伴う心室段階であり、心臓から血液を排出する過程である。
【００６３】
図２Ａは収縮期収縮の直後の等容性弛緩である拡張期の第１段階である。これは拡張期と収縮期との間の移行段階を示す。
【００６４】
図２Ｂは更なる心室弛緩により、膨張に起因して心室内に生じる負圧が血液の迅速な流入をもたらす。付加的に、心室壁と、乳頭筋(papillar muscle; P. M.)３６、健索(chordac tendinea)３８、僧帽弁(mitral valve;M.V.)２８との間に形成された幾何学的角度が拡がる。
【００６５】
図２Ｃは拡張心室充填の後段を示す。この段階中、左心房２６は収縮して、最大心室充填を可能とする。
【００６６】
図２Ｄにおいて、左心室３０は、実際の収縮及び心室容積二次減少に先立って筋肉緊張の強化を開始する。この段階は等容性収縮を示し、前収縮期と称される。心室収縮が生じると、心室内圧力が増大し、これは僧帽弁２８を閉止させることに寄与する。付加的に、弁尖と筋健支持構造との間の幾何学的角度が心室収縮と共に狭くなり、これは僧帽弁閉止を支援する。
【００６７】
図２Ｅは、心室収縮が進行するにつれて、心室容積が減少して圧力が高まることを示す。心室圧力が動脈３４内の血圧を越えると、動脈弁（aortic valve；A. V.）３２が押し広げられる。次いで血液は心室から動脈３４へ排出される。この段階は収縮期と称される。
【００６８】
更なる手引きのために、親出願に開示されたレトラクタについて簡単に説明する。親出願に開示されたレトラクタは、心臓の長さを制限して、且つ他の次元を変化可能な方式で心臓を挟む。次元Ｌに沿って心臓を固定しても、心臓の残りの部分は通常の方式で運動可能にすることによれば、心臓の運動は制約されない。本発明のレトラクタは更に、特定の外科処置対象領域のみを固定するので、心臓の残りの部分は制約のない方式で運動できる。即ち特定の処置場所のみが固定される。これは全く首尾よい手術のために必要なことであって、心臓全体を固定する必要はない。心臓外科処置中に心臓を操作する本発明のシステムは更に、心臓の制約を受けない運動を充分に可能にする方式で心臓を持ち上げる。
【００６９】
本発明は、親出願に開示された発明を越える改良であるから、ここで親出願のレトラクタを簡単に検討することは有益であろう。親出願のレトラクタの更なる説明は、参照により本明細書に組み込まれた親出願に見出すことができる。特に図３−５を参照すると、親出願の心臓外科処置５０中に心臓を取り扱うシステムが詳細に示されている。このレトラタは、心拍出量を基本的に衰えさせないようにしながら、心臓の領域的な所定の固定を可能にするので、曲折する(circumflex)冠状動脈を含めて、バイパスする全ての冠状動脈及び心臓が異常な位置及び／または向きに保持される。このレトラクタは、心臓が手術のために持ち上げられたときに、心臓を支持するように心臓の頂点部分（全体重量）を係合するための全体支持手段５２を含む。支持手段５２は、カップ状部分５４を含み、このカップ状部分は、頂部縁５６及び頂部５８を有し、且つその頂部に隣接してリブ６０が形成されており、このカップ状要素内に心臓を支持するようにされている。カップ状要素は好適であるが、この親出願の開示事項の目的を逸脱することなく、他の取り付け形態を構成することができる。ただ必要なことは、その構成要素が、ここに説明された結果を達成するように、心臓を適切に支持するために寸法付け、及び形状付けされていることであり、即ちここで対象とする心臓手術の形態に適した向きに心臓を保持することである。従って要素５２には特定の形状に限定されないことが意図されている。真空ポート６２が頂部５８にてカップ状要素を通じて規定されており、心臓をカップ状要素内の所定位置に固定するように真空源に流体接続されている。真空源Ｖは主支持アーム６４を介して孔６２へ流体接続されており、アーム６４は、その一端が手術台またはリブスプリーダー(rib spreader)のような固定支持体Ｓ（図５参照）へ固定され、且つ他端が、アンカー６８へ取り付けられたファスナー６６を介してカップ状要素に取り付けられている。カップ状要素のマニホールド状部分７０は、例えばレトラクタ５０を心臓へ固定するために適用されるポート６２のような様々なポートへの吸引に寄与する。レトラクタの代替的な形式は、マニホールド７０へ吸引を移送するための別個のホース７２を含む。リブ６０は真空マニホールド区画の閉塞から心臓脂肪を保護する。
【００７０】
親出願の開示事項のレトラクタは更に、心臓の非固定部分を心臓の運動を継続させる方式で移動させることを可能としつつ、心臓の選択された部分を固定する微調整支持手段を含む。この微調整支持手段は複数の剛体アーム８０を含み、その各々は一端にてアンカー６８へ固定され、且つ例えばその外方端にて心臓取り付け要素８２を有する。ここで用いたように、用語「剛体」は相対的な用語であって、そのアームが、心臓の力がアームを動かすことのないように充分に剛であることを意味する。しかし、アームは、取り付け位置の必要性に応じて各々のアームを個別に形状付けることが可能なように、ワイア巻回自在材料(wire-wound gooseneck)または可撓性材料などで形成して調整できる。心臓取り付け要素は、マニホールド７０に流体接続された吸引カップのような吸引取り付け点とすることができる。当業者は、親出願の開示事項の説明に基づいて親出願の目的から逸脱することなく、要素を心臓へ取り付ける他の手段を使用できる。このような要素の他の例は、アーム上に適切に位置する取り付け点を有する接着剤、縫合、クランプ、浅いピン、はさみ(pincers)などを含む。剛体アームは心臓の小さな若しくは微少な領域を全体要素５２に関して所定位置に固定する一方、衰えることのない心拍出量を継続させるのに要求される心臓の移動を可能にする。支持手段５０は複数の可撓支持アーム８４を更に含み、このアーム８４の各々は、その一端にてアンカー６８へ固定されており、且つその外方端には心臓取り付け要素８６を有する。要素８６はここに説明した要素８２と同様な吸引要素とすることができる。可撓アーム８４は心臓を最も有益な場所へ固定するように調節できるので、心臓は不適当な制約を伴わずに運動を継続できる。
【００７１】
従って、広く言えば、親出願の全体的なレトラクタは、アームと、ハブと、例えば卓上や床などの固定部材とを含む主支持部と、頂部カップ及び微調整支持手段を含む全体支持手段とを備え、その微調整支持手段は、心臓の部分を局所的に固定する一方、心臓の他の領域を、外科的処置の間に心拍出量を維持するように衰えさせない方式で運動することを妨げないようにする。微調整支持手段は、外科処置対象固定手段のみならず、剛体アームを含むこともできる。この方式では、心臓は局所的に支持されて、依然として冠状動脈外科処置中に血液流を維持するように操作できる。
【００７２】
図５を参照すると、親出願のレトラクタ１０は、外科処置が実行される心臓の正確な位置を固定する外科対象固定要素１００を含むことが解る。要素１００は剛体アーム１０２を含み、このアームは一端１０４において固定主アーム６４の接続アーム１０６へ固定され、且つ他端にはＵ字状対象規定要素１０８を有する。要素１０８は中央区画１１４により接続された二つの脚１１０及び１１２を含む。図５に示されるように、１１８にて切開された対象静脈１１６は脚１１０と１１２との間に位置している。要素１０８はアーム１０２のように剛であり、対象領域１１８に領域に隣接する心臓の残りの部分が動いたときも、対象領域１１８が動かないようにされている。しかしながら、心臓の小区画のみを固定して、ひいては作動中の心臓の全体的動作には影響を及ぼさないようにせねばならない。対象固定要素は、必要に応じてクランプ１２０を単純に緩めてアーム１０２を移動させることにより、所望のときはいつでも移動させることができる。
【００７３】
親出願の開示事項に説明されているように、心臓の作動中、左心室は心尖で最も狭い円錐形状キャビティである。これは圧送ストローク（収縮）間には、長さと騒音径(din diameter)とが共に短くなる。血液の容積は、長さ（第１出量）を短くするよりも、むしろ径（矩形）の減少に依存して置換されるので、径を短縮させる長さは非常に有害である。また、右心室は左心室に付着しており、相当に薄く、強さに欠ける。心臓のこの部分に対する吸引取付体は、筋肉の短縮を妨げ、許容するには不充分であろう。本明細書に開示されて説明される発明は、心臓に対する一連のリンク取り付け体を用いる。バイパスされる動脈に近い取付体は、動脈の反対側で一対をなして移動せず、 動脈ひいては筋肉を対象領域に固定する。持ち上げ吸引は心尖に適用される。これが唯一の持ち上げ位置であるならば、心臓は緊張して直径をとどめないであろう。従って血液は排出されない。しかしながら本発明は、心臓を持ち上げるように心臓に取り付けられる付加的な心臓取り付け要素を付加する。これらの取り付け点は、心臓を内側へ動作させて径を減少させ、血液を排出させるように可動である。本発明の特徴は（心尖と、心嚢の周りとの双方での）持ち上げの係合と、 心嚢の周りの一部分を動かないように止めて、容易な縫合を可能にする局所的な固定である。
【００７４】
上述したように、親出願のレトラクタは良好に作動するが、これは改良が可能である。図６Ａ−２８を参照すると、心臓外科処置中に心臓を操作するシステムが示されており、このシステムは親出願のレトラクタを越える改良された機能を有する。
【００７５】
本発明の心臓取り扱いシステムは、心臓手術の間に、心臓への要素の取り付けに過度に影響することなく、心臓及び心筋層の移動を可能とする方式で様々な要素を鼓動する心臓へ取り付ける特殊な吸引カップを利用する。特に本発明の吸引カップは、真空源（図示しないが、親出願に開示事項に説明されている）から心臓面へ吸引を施す。本発明の吸引カップ２００は図７Ａに最もよく示されており、これは一つの吸引カップが非可撓組織に最も有益なことを示しており、その非可撓組織では、組織を吸引カップに適合させるよりも、吸引カップを組織へ適合させることの方が容易であり、また図７Ｂは他の吸引カップが可撓組織に最も有益なことを示しており、その可撓組織は、吸引カップの形状に適合させるのが容易である。これら双方の吸引カップ２００は図６Ａ及び６Ｂに示された従来技術の吸引カップＳと比較できる。図６Ａ及び図６Ｂに示される従来技術の吸引カップＳは単独のチャンバＣを有し、このチャンバＣは吸引ラインＬに流体接続されており、吸引カップＳが取り付けられる組織Ｔのような表面に係合するリムＲを有する。吸引圧力は吸引ラインＬの領域に対応する領域Ａに亘って適用される。当業者には理解されるように、組織ＴがリムＲから離間するように移動するならば、組織Ｔに施される吸引は中断される。更に依然として組織Ｔが移動するならば、組織Ｔは吸引ラインＬへ移動できるので、図６に示されるように組織の吸引の適用に干渉する。この後者の状況は最大吸引力が領域Ａ上に適用されるので、図６Ｂに示される方式で組織Ｔを捻る傾向にある。このような捻れは組織をリムＲから離間させる傾向もある。
【００７６】
しかしながら、図７Ａ及び図７Ｂに示された吸引カップ２００は、これらの欠点を有さない。といのは、吸引カップ２００は複数のチャンバと、組織をそれに加えられる吸引の干渉から保護する手段とを含むためである。特に、吸引カップ２００は、心臓の組織Ｍに係合するための可撓リム２０４を有する第１チャンバ２０２と、この第１チャンバ２０２を真空源へ吸引ライン２０８を介して流体接続するための第２チャンバ２０６とを含む多重区画吸引カップである。吸引カップの第２チャンバ２０６は第１チャンバ２０２の寸法とは異なる寸法を有し、第１と第２とのチャンバ２０２，２０６の間の接続部に肩部２０９が形成されている。メッシュ格子要素２１０は、吸引カップ、好ましくは肩部２０９に隣接して接続されており、第１チャンバ２０６へ及んでいる。可撓リム２０４は、心臓の表面と可撓リム２０４との接触を断つことなく、鼓動する心臓の表面の多重平面移動に適合するように、複数の平面において可撓である。
【００７７】
図７Ａ及び図７Ｂから明らかなように、吸引カップ２００は、組織が吸引カップへ引き込まれた場合でさえも、吸引カップＳの領域と相対する第１チャンバ２０６の大きな領域に起因して、組織Ｔとの吸引が断たたれることはなく、加えられる吸引の大きな領域が維持される。従って吸引カップ２００は、組織上の大きな吸引力を維持しつつ、心臓の運動及びに適合でき、心筋層の運動に適合できる。このことは、本発明のシステムにより影響を受ける心筋層の量を親出願のレトラクタよりも充分に小量にすることを可能にする。チャンバ２０２が大きいので、リム２０４を大きくでき、ひいてはその可撓性を吸引カップＳのリムＲを越えて増大できる。これは、組織Ｔの運動の運動に対する吸引カップ２００のリム２０４の追従を吸引カップＳのリムＲよりも遙かに良好にさせる。
【００７８】
吸引カップ２００は本発明で使用される最も良好な態様である。しかしながらが、吸引カップの他の形態も本発明の目的及び開示事項から逸脱することなく可能である。吸引カップの他の形態も、吸引カップを介して加えられる吸引との干渉から組織を保護するメッシュ格子要素のみならず、一つの第１チャンバと、一つの第２チャンバと、可撓リムとを少なくとも含む。この吸引カップの他の形態は図１７及び図１８Ａ乃至図２２Ｂに示されており、図１７は多数のチャンバ及び多数の肩部を示し、図１８Ａ及び図１８Ｂは、中心ずれチャンバ２０２’を示し、図１９Ａ及び図１９Ｂは、複数の吸引ライン２０８’及び２０８’’を示し、図２０Ａ及び図２０Ｂは吸引ライン２０８’’’を取り囲む補強リングＲＲを示し、図２１Ａ及び図２１Ｂは、複数の吸引ラインの周りのリングＲＲ’を示し、図２２Ａ及び図２２Ｂは、いんげん豆形状縁を有する吸引カップ２００Ｋを示す。少なくとも一つの吸引ラインを図２２Ａに示されるようなカップ２００に関連させることができる。吸引カップ２００は壁２００Ｗ及び２００Ｗ１を有し、これらの壁は吸引カップの基部２００Ｂに関して、吸引カップＳの壁Ｗよりも鋭い角度に向き付けられている。これはカップ２００の壁をカップＳの壁よりも一層に可撓にすることを可能にする。
【００７９】
メッシュ格子要素２０１は、組織が吸引カップ内へ引き込まれた場合でさえも、組織上の吸引圧力を保つように働く。従って、メッシュ格子要素２１０は組織に係合する第１部分と、この第１部分が組織に係合したときでさえも開放状態にとどまる第２部分とを有する。このようなメッシュ格子要素の一例は図１５に示されており、これは第１部分２１２と第２部分２１４とを含み、これらは互いに関して直交して配置されている。従って、組織が部分２１２に係合したときでさせも、その組織は部分２１４から離間して、流路は組織と吸引源との間で開放にとどまるので、組織上に吸引力が保持される。当業者は本明細書の説明に基づいてメッシュ格子要素の他の形態を想像することができ、そのような他の形態も本開示事項に包含されることが意図されている。
【００８０】
当業者には本明細書の説明に基づいて認められるように、メッシュ格子要素を有するこの可撓リム多重チャンバ吸引要素は、本発明の心臓操作システム、即ち心臓に係合して心臓外科処理中に心臓を移動させて操作する力を加えるシステムの要素に使用される。
【００８１】
心臓外科に使用される心臓操作システムは概括的に図８に示されており、フレーム３０２を含み、このフレームは、図１１に示されるように、鼓動する心臓の外科処置中に患者の胸部室内に位置する。このフレームは、患者が外科処置中に移動するか或いは向きを変えたとすると、患者上のフレームが患者と共に移動するように、フレームに取り付けられる患者の心嚢をフレームに係合させる手段を含む。
【００８２】
フレームは交差バー３０３を含み、この交差バーはその上に、後述の説明から明らかになる目的で多数の歯３０３Ｔを有する。更にフレーム３００は、患者へ係合して患者内の所定位置にフレームを保持する手段を含む。この手段の好適な形態は二つの峻険なスペーサー３０４を含み、これは胸部内室へのフレームの深さを設定し、肺の膨張につれてフレームが捻れないように保持すると共に、スペーサーが不所望な位置にあるときに歯３０３Ｔに係合する歯３０５を有するラッチ状機構により、交差バー３０３に接続されている。このフレームは心嚢内で交差バーと共に拡張する。ハンドル３０５Ｈは機構３０５の歯を歯３０３Ｔに合わせるように操作される。このフレームはＣ字状または輪状の何れにも形成でき、患者または外側安定支持体へ取り付けることができる。当業者には本明細書の説明に基づいてその係合手段も使用でき、これらの手段も充分に本明細書の目的の範囲内にあることが意図されている。
【００８３】
本出願における場合のように、真空源は患者の外側にあって、様々な要素を患者の心臓へ取り付けるように用いられる。最も多くの場合には、真空源は約１００乃至１８０Ｈｇの手術室真空源からきている。この真空源は本明細書には示さないが、当業者には、このような真空源の好適な場所も如何なる真空源が特定の目的のために最もよく適するかも本明細書の説明に基づいて明らかであろう。
【００８４】
図８に示すように、システム３００は、心臓を持ち上げるためにフレーム３００へ可動に取り付けられた懸架ヘッド機構３１２を含む。この機構３１２は心臓に係合するヘッド３１４を含み、これは図９においては心臓の操作の間に右心室のしぼみを防ぐように右心室の心尖領域の近傍に位置して示され、更に図９に示されるように、懸架ヘッド３１４は右心室上に少なくとも部分的に載っている。懸架ヘッド機構３１２はスプリングのような可撓手段３１６を含み、これは可撓ヘッド３１４をアーム３１８に接続し、鼓動する心臓と、フレーム手段３００上の懸架ヘッド３１４に取り付けられるアーム手段３１８との間の多重平面移動を可能にする。懸架ヘッド３１４は、図７Ａ及び図７Ｂにおいて上述したような吸引カップを含み、これは真空源へ接続されて、心臓の心筋層に係合する可撓リムを含むと共に、複数の面で可撓になり、心臓手術の間に心筋層の多重平面移動が可撓リムにより適合するので、吸引カップにより心筋層へ加えられた吸引は、吸引カップからの心筋層の分離によって中断されてしまうことはない。上述したように、ヘッド３１４の吸引カップは、上述したメッシュ格子のように、ヘッド３１４を介して心筋層へ加えられる吸引に組織が干渉することを防ぐ手段を含む。
【００８５】
アーム３１８は親出願に説明されたように一つの状態では可撓であり、操作部及びアンカー要素３２４の操作により剛になる。アンカー要素３２４は基部３２６を含み、これは交差バー３０２上に可動に装着されており、且つ歯３０３Ｔに係合する内部歯と、所望のときに要素３２４の内部歯を歯３０３Ｔへ係止させるレバーシステムとを有する。更なるレバー操作機構はアーム３１８における対応する要素を係止するので、アーム３１８は剛になる。アーム３１８は可撓中央ラインを含み、この可撓中央ラインは、ヘッド３１４から可撓要素３１６、アンカー要素及びリンク３２８の間に挿入されたボール３２６のような相対的可動要素を通じて中央ライン上を延伸する。レバー３３０は中央ラインに接続されており、レバーが操作されたときに、要素３２６及び３２８は互いにアームを剛にさせる。この方式では、懸架ヘッド３１４は可撓アーム上で所定の位置へ容易に操縦でき、次いでアーム３１８を剛にすることにより、その位置に係止される。可撓手段３１６は、アーム３１８が剛になった後でさえも懸架ヘッド３１４の多重平面移動を可能とするので、鼓動する心臓の運動が懸架ヘッド機構３１２により適合される。吸引がヘッド３１４を介して心臓へ加えられるとき、心拍出量を中断することなく、心臓を懸架して心臓外科処置のための所定の位置及び向きへ持ち上げることができる。吸引カップと、可撓／剛アームと、可撓手段と、心臓上のヘッドの位置との組み合わせがこの結果に役立つ。ヘッド３１４の様々な形態が本発明の目的から逸脱することなく使用でき、ヘッドの第２の形態が図１７に多重チャンバを含むヘッド３１４’として示されている。図１６Ａ−図２２Ｂに示される吸引カップの何れも所望によりヘッド３１４のために使用できる。
【００８６】
懸架手段３１２により支持された心臓によれば、所望により心臓外科処置を完遂できる。しかしながら、以下に説明するように、付加的な支持を設けることができる。 心臓外科処置は上記に説明され、このような説明のために引用された親出願に説明されている。既に説明したように、外科処置対象固定器は、心拍出量を基本的に衰えさせないように心臓の非係合部分を働き続けさせるることを可能にしつつ、局所的に心臓を固定するのに用いられる。図２３に示されるのは親出願に説明された外科処置対象固定器ＳＩである。固定器ＳＩは区画ＳＩＲのような二つの剛な区画を含み、その各々は、外科処置対象が外科処置のために固定されて心臓へ取り付けられるラインＬを介して真空源へ流体接続された複数の吸引カップ２００を含む。
【００８７】
本発明のシステムは、手段３４０を含むことによりこれを改良する。手段３４０は、心臓の選択された区画を局所的に係合して、且つ外科処置対象に隣接する心臓を局所的に固定して心臓が懸架ヘッド機構により支持されるようにして、外科処置対象固定手段から更なる支持を受け取ることができるようにし、ひいては外科処置中の働きを自由にする一方、外科処置対象にて局所的に固定し、心臓を局所的に固定しながら、基本的に衰えていない心拍出量を維持する方式で心臓の非係合部分を自由に移動させる。本発明の外科処置対象固定手段は、各剛要素ＳＩＲ上で吸引カップ２００などの可撓カップ３４２を含む。各剛要素へ取り付けられた吸引カップ２００は、上述したように機能して操作されて、図２４及び図２５に吸引源へ接続されて示され、各々のカップは心臓の心筋層に係合する可撓リムを含み、且つ複数の平面で柔軟となるので、心臓の動作の間の心筋層の多重平面移動が外科処置対象固定手段の可撓リムにより順応するので、外科処置対象固定手段の吸引カップにより心筋層へ加えられる吸引は、外科処置対象固定手段の吸引カップからの心筋層の分離によって中断されてしまうことはない。上述したように、外科処置対象固定手段の吸引カップの各々は、外科処置対象固定手段の吸引カップを介して心筋層へ加えられる吸引に心臓組織が干渉することを防ぐ手段を含む。
【００８８】
上述したように、或る状況においては、心臓外科処置を実行するときは二点支持が好ましい。従って本発明の操作システム３００は、フレーム３００上に可動に装着された全体支持手段４００を設けており、この手段は、心臓が外科処置のために向き付けられたときに心臓を支持するように心臓に係合し、且つ心底に位置しており、左心室の心筋層を動脈心室溝（arterial ventricular groove; AV)に沿って揺動させる。全体支持手段４００は図８、９、１２、１３及び図１４Ａ−１４Ｃに示されている。図８に概括的に示されているように、全体支持手段４００はヘッド４０２を含み、このヘッドは心臓に係合してアーム機構４０３によりフレーム３００へ可動に接続されている。そのアーム機構４０３は、アーム３１８と同様であって、所望のときに心臓及びフレーム３００に関して可撓で可動であるが、アンカー機構４０６のレバー４０４の操作により剛になる。そのアンカー機構４０６は交差バー３０２上または一つの胸骨レトラクタ３０４上に配置できる。可撓アーム４０３の操作はアーム３１８のそれと同様であるので説明は繰り返さない。
【００８９】
全体支持手段４００は僧帽弁の機能を充分に維持するように僧帽弁輪を支持し、ヘッド４０２は心筋層の襞(infolded)区画の下に位置している。全体支持手段４００はハンドル４０８を含み、このハンドルはヘッド４０２へ取り付けられており、全体支持手段ヘッド４０２の場所の調整のために外科処置中の患者の外側へ延出する。
【００９０】
図１２−１４Ｃに示されるヘッド４０２は、可撓区画４０８へ接続された剛支持区画４０６を含み、その可撓区画４０８は、ヘッド４０２に形成された孔４１１に収容された可鍛ロッド手段４１０を有し、このロッド手段は、ヘッド４０２のために設定された形態を保持すると共に、全体支持手段４００をフレーム３０２上に装着するためにヘッド４０２をアーム４０３へ接続する。ヘッド４０２は、互いに可動な複数の区画と、これらの区画を選択された相対的向きに保つ手段とを含む。 この方式においては、ヘッド４０２は心臓を最良に支持するように形状付けることができ、個々の心臓の必要性に適合するように調整できる。ヘッド３１４はまた個々の心臓の大きさ及び形状に適合できるので、システム３００の二点支持を調整でき、且つ個々の心臓の各々の正確な必要性に適合するように誂えることができる。ヘッド４０２の可撓で調整可能な特徴は図１３に示されている。
【００９１】
図１４Ａ−図１４Ｃに示されるように、ヘッド４０２は、真空源から心臓への吸引を適用する手段を含む。図１４Ａに最も良く示されるように、この手段はヘッド４０２へ取り付けられたメッシュ格子手段２１０を含み、このメッシュ格子手段２１０は吸飲適用マニホールド４２２の上の第１チャンバ４２０へ及び、そのマニホールド４２２は、吸引ライン２０８により真空源へ流体接続されており、懸架ヘッド４０２により心臓へ加えられる吸引に心臓組織が干渉することを防ぐ。フレーム４２４はメッシュ格子手段２１０をヘッド４０２上の所定位置に保ち、リブ４２６及び４２８のようなリブは、メッシュ格子手段２１０の吸引孔２０８に関する所望の位置を保つのに使用できる。
【００９２】
システム３００を用いて、心臓外科処置を実行する方法は、患者内にフレーム３００を配置する段階と、心底に隣接する左心房を僅かに畳む段階と、心底で心筋層の縁の下に心臓を係合させて、全体支持手段４００にハンドル４０８を用いて心臓を傾けて持ち上げさせる段階とを含む。この心臓は、心尖の近傍で、心臓を持ち上げるように懸架ヘッド３１４に係合している。このような係合は右心室がしぼむのを防ぐ。これは所望とあれば二点支持を与える。しかしながら、上述したように、必要に応じて心臓を移動させる或る場合には、懸架手段のみで充分である。この方法は更に、図２４に示される外科処置対象固定手段３４０を用いて、心臓の選択された区画を係合させる選択された外科処置対象を係合させるように、この選択された外科処置対象に隣接して吸引を施し、この選択された区画を外科処置対象として固定する一方、心臓の非係合区画の移動を可能とし、且つ心臓を局所的に固定しながら、基本的に衰えていない心拍出量を維持することを可能とする。
【００９３】
フレーム３００の代替的形態を本明細書の目的、即ちフレームが患者と共に移動するように位置させることから逸脱することなく用いることができる。従って、図２６に示されるフレーム３００’を用いることができる。フレーム３０２’は心臓を基本的完全に包囲し、また患者を支持フレーム３０２’に所定位置で係合させる要素３０４’を含み、このフレーム３０２’の位置を調整するようにハンドル３０２Ｈを用いることができる。ハンドル３０２Ｈはノブ３０２Ｋを含み、これは、図２６において矢印３０２５により示すように、フレーム周囲の大きさを調整するように歯３０３Ｔに係合するピニオン系を操作する。
【００９４】
本発明の操作システムの更に他の形態を図２７及び図２８に示す。システム３００’’は全体支持システム５００を含み、これは心底の近傍で心臓の回りに延伸しており、また心尖領域の近傍を含めて心臓上の様々な位置に配置される複数の懸架ヘッド３１４’’を含むことができ、更に可撓／剛アーム５０２へ接続されている。ここで可撓／剛アーム５０２は、その構造が上述のアーム３１８及び４０３に相当し、フレームに取り付けられている。
【００９５】
本明細書には本発明の特定の形態について図示して説明したが、説明及び図示した部品の特定の形態又は配置に限定されるものではないことを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 正常な心臓内の血流を示す図である。
【図２】 図２A−２Eは、正常な心臓のポンプ作用を示す図である。
【図３】 手術の間に心臓を操作するための本願で開示されるシステムの断面立面図である。
【図４】 手術の間に心臓を操作するための本願で開示されるシステムの底面図である。
【図５】 手術の間に心臓上に置かれて心臓を操作するための本願のシステムの斜視図である。
【図６】 図６Aと６Bは、従来技術のサクションカップの作動を示す図である。
【図７】 図７Aと７Bは、本発明の実施形態の多重部サクションカップの作動を示す図である。
【図８】 心臓手術の間に心臓を操作する本発明の実施形態の鼓動システムの斜視図である。
【図９】 心臓手術の間に心臓上に置かれて心臓を操作するシステムの立面図である。
【図１０】 患者の上に置かれた図８のレトラクタを示す図である。
【図１１】 図１０の１１−１１線断面図である。
【図１２】 本発明のレトラクタの全体支持手段の一部を示す図である。
【図１３】 本発明のレトラクタの全体支持手段の可撓ヘッドの平面図である。
【図１４】 図１４Aは図１３の１４A−１４A線断面図であり、心臓上に置かれた全体支持手段を維持するために使用される吸引を心臓組織が妨げることがないようにするメッシュ手段を示す図である。図１４Bは図１２に示す全体支持手段の分解図である。図１４Cは全体支持手段をより大きく詳細に示す図である。
【図１５】 好ましい形態のメッシュ手段の一部を示す図である。
【図１６】 図１６Aと図１６Bは、本発明の可撓多重部サクションカップを示す図である。
【図１７】 可撓多重部サクションカップの別の形態を示す図である。
【図１８】 図１８Aと図１８Bは、本発明の可撓サクションカップの別の形状を示す図である。
【図１９】 図１９Aと図１９Bは、多重部サクションカップの別の形状を示す図である。
【図２０】 図２０Aと図２０Bは、多重部サクションカップの別の形状を示す図である。
【図２１】 図２１Aと図２１Bは、多重部サクションカップの別の形状を示す図である。
【図２２】 図２２Aと図２２Bは、多重部サクションカップの別の形状を示す図である。
【図２３】 手術目標を決めるため、鼓動する心臓の一部を固定するのに用いる従来技術のツールの底面図である。
【図２４】 鼓動する心臓の手術目標領域を固定するための本発明の手段の底面図である。
【図２５】 心臓の手術目標領域を固定するための本発明の手段の立面図である。
【図２６】 本発明のレトラクタの代替形態の斜視図である。
【図２７】 心臓手術の間に心臓を操作する本発明の実施形態のシステムの代替形態を示す図である。
【図２８】 図２７に示すシステムの平面図である。

Claims (14)

1. 鼓動している心臓における心臓手術に用いる心臓位置決めデバイスであって、
   多平面における心臓の心筋の運動を可能とするように、鼓動する心臓に係合する可撓性吸引ヘッド（５２，３１４，４０２，２００，３１４’，２０２’，３４０，２０２）と、
   非係止状態では可撓であり、且つ係止状態では剛であるアーム（６４，３１２，５０２）と、
   前記吸引ヘッドを前記アームへ連結するスプリングサスペンション（３１６）とを備え、そのスプリングサスペンションは、前記吸引ヘッドが心臓に確実に係合したときに、多平面における心臓と前記アームとの間の相対移動を可能として、前記アームを前記係止状態にすることを付助するデバイス。
2. 請求項１の心臓位置決めデバイスにおいて、前記吸引ヘッド（５２，８，３１４，４０２，２００，３１４’，２０２’，３４０，２０２）は、心臓の先端領域近傍で心臓に係合するように適合されており、且つ前記アーム（６４，３１２，５０２）は相対的に静止した対象（Ｓ）に固定されるように適合されているデバイス。
3. 請求項２の心臓位置決めデバイスにおいて、前記可撓性吸引ヘッド（５２，３１４，４０２，２００，３１４’，２０２’３４０，２０２）が心臓に係合し、前記アーム（６４，３１２，５０２）が前記相対的に静止した対象（Ｓ，３０２）に固定され、且つ前記アームが前記係止状態にあるときに、前記スプリングサスペンション（３１６）は心臓の運動を可能とするデバイス。
4. 請求項１乃至３の何れか一項に記載の心臓位置決めデバイスにおいて、前記可撓性吸引ヘッド（５２，３１４，４０２，２００，３１４’，２０２’３４０，２０２）は真空源（Ｖ）に流体接続されるように適合された真空入力を有するデバイス。
5. 請求項１乃至４の何れか一項に記載の心臓位置決めデバイスにおいて、前記可撓性吸引ヘッド（５２，３１４，４０２，２００，３１４’，２０２’３４０，２０２）は、心臓に係合するように適合された可撓リム（２０４）を有するデバイス。
6. 請求項１乃至５の何れか一項に記載の心臓位置決めデバイスにおいて、前記可撓性吸引ヘッド（５２，３１４，４０２，２００，３１４’，２０２’３４０，２０２）は、可撓性吸引カップを含むデバイス。
7. 心臓手術に用いる心臓操作システムであって、
   胸骨リトラクター（３０２）と、
   心臓の先端領域に係合するように適合された可撓性吸引ヘッド（５２，３１４，４０２，２００，３１４’，２０２’３４０，２０２）と、
   非係止状態では可撓であり、係止状態では剛であるアーム（６４，３１２，５０２）と、
   前記可撓性吸引ヘッドを前記アームへ連結し、前記可撓性吸引ヘッドが心臓に確実に係合したときに、多平面における心臓と前記アームとの間の相対移動を可能として、前記アームを前記係止状態にすることを付助するサスペンション機構（３１６）と、
   前記アームを前記胸骨リトラクターへ固定するように適合された取り付け機構（３２４）とを備え、前記可撓性吸引ヘッドは、前記アームが前記係止状態にあるときも前記サスペンション機構を介して前記アームに対して自由に移動可能であるシステム。
8. 請求項７のシステムにおいて、前記サスペンション機構（３１６）は、心臓が前記可撓性吸引ヘッド（５２，３１４，４０２，２００，３１４’，２０２’，３４０，２０２）に係合するときに偏倚して、前記可撓性吸引ヘッド（５２，３１４，４０２，２００，３１４，２０２’，３４０，２０２）を通じて前記アーム（６４，３１２，５０２）で心臓を持ち上げるシステム。
9. 請求項７又は８のシステムにおいて、前記サスペンション機構（３１６）はスプリング（３１６）を含むシステム。
10. 請求項７乃至９の何れか一項に記載のシステムにおいて、前記アームは、一連のボール（３２６）と複数のリンク（３２８）とを備え、そのリンクは、それを通じる可撓性ラインにより相互接続されているシステム。
11. 心臓を心臓の先端領域から懸架されるように適合された心臓位置決めデバイスであって、
    カップ状可撓性吸引ヘッド（５２，３１４，４０２，２００，３１４’，２０２’，３４０，２０２）を備え、このヘッドは心臓に係合するように適合されると共にアーム（６４，３１２，５０２）から懸架され、該アームは非係止状態では可撓であり、且つ係止状態では剛であり、前記デバイスは更に、
    前記カップ状可撓性吸引ヘッドを前記アームへ連結し、該吸引ヘッドが心臓に確実に係合したときに、多平面における心臓と前記アームとの間の相対移動を可能として、前記アームを前記係止状態にすることを付助するサスペンション機構（３１６）を備え、
    前記カップ状可撓性吸引ヘッド（５２，３１４，２００，３１４’，２０２’，２０２）は、前記アーム（６４，３１２，５０２）が前記係止状態にあるときも、該アームに対して自由に移動可能であるように可撓であるデバイス。
12. 請求項１１のデバイスにおいて、前記アームを、相対的に静止した対象（Ｓ，３０２）に対して固定する機構（３２４）を更に備えるデバイス。
13. 請求項１１又は１２のデバイスにおいて、前記アームを、胸骨リトラクター（３０２）に対して固定する機構（３２４）を更に備えるデバイス。
14. 請求項１１乃至１３の何れか一項に記載のデバイスにおいて、前記カップ状可撓性吸引ヘッドは、心臓に係合したときに、前記アームが前記係止状態にあるときでも該アームに対して心臓が移動可能とするように可撓であることにより、心臓が前記デバイスにより懸架されたときに前記デバイスが心臓の心拍出力減少をもたらすことを防止するデバイス。

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