JP7643864B2 - 経皮的全内視鏡用椎間板切除器具 - Google Patents

Description

本発明は経皮的全内視鏡を用いた腰椎椎体間固定手術において使用する，椎間板を切除する器具に関するものである．

低侵襲脊椎手術において脊椎経皮的全内視鏡を用いる方法がある．脊椎経皮的全内視鏡９００とは図１，図２のように体内に挿入する部分である本体部分９０１は外径約６mm弱から７mm弱程の細長い円柱で，そのなかで鏡筒９０２と光源路９０３と潅流水路９０４と作業用内腔９０５が一体となったものである．皮膚切開部Ｓから体内に外筒９０６を挿入し，その中に本体部分９０１を挿入して，潅流水路９０４から水を流して対象周囲を洗い流しながら，接続されたカメラからの画像をモニターに拡大して写して，作業用内腔９０５に挿入した把持鉗子８００等の器具にて脊椎Ｂや椎間板Ｄ等に対して操作する．作業用内腔９０５に挿入できる器具は図３で示す把持鉗子のような外径2.5mmから4mm程で長さ200mmから400mm程の細長い円柱形を基本外形とするもので，シャフト８３０にハンドル８５０や固定顎部８１０と開閉する可動顎部８２０等を備えた器具である．元々湾曲している器具は挿入できない．
脊椎は神経が集中する部分であり，そこ椎間板に安全に侵入できる経路は特定の小範囲に限られており，経皮的全内視鏡が細長い器具であることにより，その小さな安全領域を経由することができる．

腰椎すべり症や腰椎椎間板変性症に対して行われている腰椎椎体間固定術とは，図４のように，一般的には椎体間骨移植と後方スクリュー固定を行う手術である．椎体間骨移植は，椎体Ｂの間にある椎間板Ｄの大部分を切除してその空間にケージ９１０という箱形状のスペーサーを挿入し，そのケージには移植用の骨組織を充填しており，さらにケージ周囲にも骨移植を行うものである．後方スクリュー固定とは，骨組織である椎弓Ｌと椎体Ｂに挿入したスクリュー９１１と，それに付属するバー９１２などにて隣接する椎体同士を不動化するものである．腰椎椎体間固定術により椎体間は骨癒合して症状が緩和される． 椎体間骨移植の際に骨癒合を阻害する椎間板を大部分で切除する必要があり，それには比較的鋭利なものを強い力で椎間板と骨との境界に押し当てて骨面に沿って動かして，骨面から椎間板を剥がす必要がある．椎間板は骨面に固着しており，器具には強度と剛性が必要となる．

腰椎椎体間固定術を経皮的全内視鏡を用いて行う方法（後述の非特許論文１）がある．経皮的全内視鏡を用いれば，従来の腰椎椎体間固定術よりはるかに小侵襲に手術を行うことができるが，前述のように使用できる器具は細長いため強度や剛性に制約がある．
また，広範囲にわたり椎間板を切除する必要がある一方，椎間板への経路がそれより小範囲であり，経皮的全内視鏡は骨や筋，筋膜，などに動きが制約されているため，器具の到達可能範囲に制限がある．そのため，到達範囲を広げる目的で，器具先端側の刃の部分を動かすよう操作できる機構をつけることが考えられるが，既存の把持鉗子８００のような複数の軸とクランクにより稼動する機構では細かい部品で構成されるため，そこが脆弱となり操作時に破損してしまう．

論文表題「経皮的腰椎椎体間固定術（PELIF）の成績」 掲載雑誌名Journal of Spine Research 8巻7号 Page1317-1320．2017

椎間板切除用器具において，経皮的全内視鏡の作業用内腔に挿入することができる細長い器具でありながら強度と剛性も確保した構造で，刃の部分を器具長軸より側方に突出でき，さらにその突出をハンドルにて瞬間的に適宜変化させることができる器具であることが課題である．さらに，その突出がより先端側で側方に突出できる構造であることが望ましい．

当発明の経皮的全内視鏡用椎間板切除器具は，円筒の細長いシャフトとその先端側の一側方に開窓部があり，開窓部の底（下方）に底板があり，開窓部より先端側にストッパーボックスがあり，ストッパーボックスはシャフト内腔の延長上で開窓部に通じる内腔を有する．ストッパーボックスの内腔の先端側は閉じている．シャフトの内部で摺動するロッドは，その先端部に弾性プレートの一端が固定されている．弾性プレートは可塑性弾性素材の薄い板状で，その長さは開窓部の長さより長く，弾性プレートの幅は開窓部の幅よりも狭い．シャフトの手元側に固定ハンドルとそれに交差して，支点軸にて回動可能に接続された一本の可動ハンドルがある．可動ハンドルにロッドの一端の球形状の部分をはめ込む陥凹部があり，ロッドが脱着可能で動きを許容するように接続できる．
前述ストッパーボックスの内腔の先端側は曲面となっていて，それは開窓部先端の角を中心点とする円弧曲面である．開窓部先端はストッパーボックス内腔先端より十分手元側に位置する．
可動ハンドルには固定ハンドルの支点軸を受け入れる軸受孔があり，軸受孔は長円孔となっている．

可動ハンドルを握るとロッドが先端側に押され弾性プレートが底板に沿って先端側に進み，そして弾性プレートの先端がストッパーボックス内腔先端にあたってからさらに押されると弾性プレートがたわみ，開窓部から逸脱して側方に突出する．弾性プレートは開窓部先端の角に当たり，そこを支点にストッパーボックス内腔先端から続く曲面に沿って弾性部プレート先端が移動して弾性プレートの先端が大きく下方を向きくことで弾性プレートはより先端側で大きく突出する．ハンドルを緩めると弾性プレートの可塑性弾性により元に戻る．
手術時には器具を椎間板内に挿入し，弾性プレートがたわんだ状態で鉗子全体を回旋させると，弾性プレートの側面の角が軟らかい椎間板に食い込み，その先の硬い骨に当り，そこから動かすと骨から椎間板を剥離することができる．器具を回旋させながら弾性プレートのたわみを減らしていくと，刃を平面的な骨面に沿って動かすことができ，連続的に剥離することができる．剥離した椎間板片は既存の把持鉗子にて把持摘出する．

弾性プレートと開窓部底板の間に椎間板片がはさまって弾性プレートの突出が元に戻らなくなり，経皮的全内視鏡の作業用内腔に引っかかって器具を体外に引き出せなくなってしまった場合でも，可動ハンドルの軸受孔が長円孔であることにより，ロッドを大きく手元側に動かすことができ，弾性プレートを手元側に大きく引っ込めて開窓部から椎間板片をはずすことができる．

複数の軸とクランクにより稼動する機構を用いていないため脆弱な部分がなく強度が高い．弾性プレートは弯曲することにより剛性が高くなり椎間板を骨面からはがすのに十分な剛性となる．
ハンドル操作にて即時的に弾性プレートの突出を適宜変えることができるため，器具の回旋という円運動を平面的な骨面に適合させて弾性プレートを動かすことができ，連続的に広範囲に剥離することができる．
ストッパーボックス内腔の構造により，弾性プレートの先端部を拘束しながらも，より先端側で側方に突出させることができるので，器具が到達できる最深部にて，より先の方まで椎間板剥離が可能となる．

手術時の腰椎軸断面における経皮的全内視鏡と外筒と把持鉗子． 経皮的全内視鏡と外筒の先端の斜視図． 経皮的全内視鏡用の既存の把持鉗子の側面図． 腰椎椎体間固定術の腰椎矢状断面における模式図． 実施形態１の全体側面図． 実施形態１の先端側の矢状断面図． 実施形態１の手元側の側面図． 実施形態１のロッド手元側と可動ハンドル陥凹部の斜視図． 実施形態１の先端側の矢状断面動態図． 実施形態１の弾性プレート突出時の先端側の斜視図． 実施形態１による椎間板切除時の腰椎矢状断面における動態模式図． 実施形態１の手元側の側面図（ロッドを最大に引いた時）． ストッパーボックス内腔の亜型の矢状断面図．

本発明の実施形態１を図５～１２を用いて説明する．円筒の外径3－4mmで長さが約370mmのシャフト１３０は，その先端側ＤＩの上方ＵＰへ長方形に開窓された開窓部１３１があり，シャフト１３０の内腔が外に通じている．開窓部１３１の底（下方ＤＷ）に底板１３２があり，底板の上面が平面である．開窓部１３１より先端側にストッパーボックス１１０があり，ストッパーボックス１１０は開窓部１３１に通じる内腔を有し，その内腔はシャフト１３０内腔の延長線上に位置する．ストッパーボックス１１０の内腔の先端側は閉じている．シャフト１３０の内腔内で摺動するロッド１４０は細長い円柱形で，その先端部に弾性プレート１２０の一端が固定されている．弾性プレート１２０は可塑性弾性素材の厚さ0.5mm程の薄い板状で，その長さは開窓部１３１の長さより長く，弾性プレート１２０の幅は開窓部１３１の幅よりもわずかに小さい．シャフト１３０の手元側ＰＲに固定ハンドル１５０が固定され，固定ハンドル１５０と交差して，支点軸１５１にて回動可能に接続された一本の可動ハンドル１６０がある．図示していないが可動ハンドル１６０がはずれないように支点軸１５１にキャップを固定している．可動ハンドル上端１６３にロッド１４０の一端をはめ込む陥凹部１６４があり，後述するようにロッド１４０が脱着可能で動きを許容するように接続する．ロッド１４０の一端は球形のロッドボール１４２がついており，陥凹部１６４の円柱空洞内にはまって制動されるが，陥凹部１６４の空洞は先端側において上下方向に広がっており，一平面上（図の上下方向ＵＰ，ＤＷ）のスライドと回転の動きを小範囲で許容する．
前述ストッパーボックス１１０の内腔の先端１１１と連続してその下方が曲面１１２となっていて，それは開窓部先端の角１１３を中心点とする円弧曲面である（図６）．開窓部先端の角１１３はストッパーボックス内腔先端１１１より十分手元側に位置する．
可動ハンドル１６０には固定ハンドル１５０から突出している支点軸１５１を受け入れる軸受孔１６１があり，軸受孔１６１は長円孔となっている．ハサミと同様に固定ハンドルと可動ハンドルにはそれぞれに指を入れる輪１５２，１６２がある．弾性プレート１２０がストッパーボックス内腔先端に当たってたわみ始める位置で可動顎１６０の長軸がシャフト１３０の長軸に対して垂直となり，その状態では軸受孔１６１の上端に支点軸１５１が位置する．

図６，９，１０のように，図９ａの状態から可動ハンドル１６０を握るとロッド１４０が先端側に押され弾性プレート１２０が底板１３２に沿って先端側に進み，そして弾性プレート１２０がストッパーボックス内腔先端１１１にあたって（図９ｂ）からさらに押されると弾性プレート１２０が開窓部１３１から逸脱して上方ＵＰにたわむ（図９ｃ，図１０）．弾性プレート１２０は開窓部先端の角１１３に当たり，そこを支点にストッパーボックス内腔の曲面１１２に沿って弾性部プレート先端が移動して弾性プレート１２０の先端が大きく下方ＤＷを向きくことで弾性プレートはより先端側で上方に出っ張る．可動ハンドルを緩めると弾性プレート１２０の可塑性弾性により元に戻る．
手術操作の実際は，図１１（腰椎矢状断面における動態模式図）のように，器具を椎体Ｂ間の椎間板Ｄ内に挿入した後，ハンドルを握って弾性プレート１２０をたわませた状態で鉗子器具全体を回旋させると，弾性プレート１２０の側面の角が軟らかい椎間板Ｄに食い込み，その先の硬い骨である椎体Ｂにあたる．器具をさらに回旋させながら弾性プレートのたわみを減らしていくと，刃を平面的な椎体Ｂと椎間板Ｄの境界面に沿って動かすことができ，椎体Ｂから椎間板Ｄを連続的に剥離することができる．剥離した椎間板片は既存の把持鉗子にて把持摘出する．

弾性プレート１２０と底板１３２の間に椎間板片がはさまって弾性プレート１２０の突出が元に戻らなくなり，器具を体外に引き出せなくなってしまった場合でも，可動ハンドル１６０の軸受孔１６１が長円孔であることにより，図１２のように，可動ハンドル１６０を開いて長円孔内で支点軸をずらしていくことで，ロッド１４０を大きく手元側に引くことができ，弾性プレート１２０を手元側に大きく引っ込めて開窓部から椎間板片をはずすことができる．

ストッパーボックス内腔の形状は，亜型として図１３ａのように単純な真っ直ぐの内腔も考えられる．実施形態１よりも弾性プレートの先端部を強固に拘束し操作中に逸脱しにくいが，弾性プレートが先端側でたわみにくくなってしまう．また，図１３ｂのようなすこし掘り下げられた内腔も考えられる．
長円形の軸受孔１６１と支点軸１５１の隙間でずれる動きを制限するため，その隙間を埋めるスペーサーも付属するが脱着可能である．

Ｓ 皮膚切開部
Ｌ 骨（椎弓）
Ｂ 骨（椎体）
Ｄ 椎間板
Ｎ 神経
ＵＰ 上方
ＤＷ 下方
ＤＩ 先端側
ＰＲ 手元側

Claims (1)

1. 経皮的全内視鏡用の鉗子器具において，円筒の細長いシャフトとその先端側の一側方に開窓部があり開窓部の底に底板があり，
   開窓部より先端側にストッパーボックスがあり，ストッパーボックスはシャフト内腔の延長線上で開窓部に通じる内腔を有し，その内腔の先端側は閉じており，開窓部先端はストッパーボックス内腔先端より手元側に位置し，
   前述ストッパーボックスの内腔の先端に連続して下方は曲面となっていて，それは開窓部先端の角を中心点とする円弧曲面であり，
   シャフトの内部で摺動するロッドがあり，ロッドの先端部に弾性プレートの一端が固定されており，弾性プレートは可塑性弾性素材の薄い板状で，弾性プレートの長さは開窓部の長さより長く，弾性プレートの幅は開窓部の幅よりも狭く，
   シャフトの手元側に固定ハンドルとそれに交差して，支点軸にて回動可能に接続された一本の可動ハンドルがあり，可動ハンドルにロッドの手元側の端を接続することができ，
   可動ハンドルには固定ハンドルの支点軸を受け入れる軸受孔があり，軸受孔は長円形の孔となっており，
   ハンドル操作にて押し出された弾性プレートがストッパーボックス内腔に当たって弯曲して開窓部より側方に突出することを特徴とする椎間板切除器具．
   

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