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低侵襲手術用内視鏡 エンドペリスコープ1号機 |
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(1999〜) 腹部を大きく切開するのでなく、小さな穴を開けてロッド状の機器を挿入し、そのロッド先端の機器を使用して手術を行う低侵襲手術は現在広く行われている。そのような手術は、同じく狭い穴を通して差し込まれるロッド先端に取り付けるカメラで監視しながら行われる。このカメラの運動は、ロッドが穴に拘束されるため図1のように4自由度しかなく、臓器を自由な方向から見難く、医師の手術の遂行を妨げる場合が多い。
我々は、オランダのデルフト工科大学のマンマシン研究チームと協力して図2,3のエンドペリスコープと呼ぶ操作性の良い新しい低侵襲手術用内視鏡を開発した。これは、医師が掴むグリップ部分に矢印が設けられており、その矢印を望みの方向に向けると、立体平行運動機構によってロッド先端のカメラの向きもまったく同じ方向を向かせる事が可能な機構であり、カメラを6自由度的に操作できる内視鏡である。屈曲可動範囲は実際の操作に合わせ、一方向(スプリングの屈曲方向)に180°までとり、それ以外の方向への屈曲角は45°程度である。
このような運動性を実現するため、本機構では図4のドーナツ状のバネ材を溶接したリングスプリングを開発した。これは一方向に大きく屈曲できるが他の方向には屈曲し難いコンパクトな機構であり、駆動用のロッドを支持する小孔も有するものである。平行運動は図2のように、ワイヤの間隔Dに対し、直径2Dのドラムにワイヤを巻きつけることで実現される。図5は屈曲の様子である。この発明についてはすでに2件の国際特許が取得されている。
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Fig. 1: The four degrees of freedom of a standard endoscope. (aw = abdominal wall)
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Fig. 2: Working principle of the Endo-Periscope. (D = diameter of the endoscope shaft)
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Fig.3: Prototype of the Endo-Periscope.
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Fig. 4: Ring Spring.
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Fig. 5: Rotation of the endoscope tip over 0, 90[deg] (left) and 180[deg] (right).
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References:
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- Breedveld P. (2000). Endoscope. International Patent application, International Publication Number WO 01/10292 A1, Applicant: Delft University of Technology, Priority date 06/08/1999, 13 p.
- Breedveld P., Hirose S. (2001). Spring and endoscope equipped with such a spring. International Patent Application, International Application Number PCT/NL01/00552, Applicant: Delft University of Technology, Priority date 24/07/2000, 20 p.
- Breedveld P., Hirose S. (2001) Development of the Endo-Periscope for improvement of depth perception in laparoscopic surgery. Proc. 2001 ASME Design Engineering Technical Conferences Computers and Information in Engineering Conference, Sept. 9-12, Pittsburgh, PA, USA, Paper DETC2001/DAC-21031, 7 p.
- Breedveld P., Hirose S. (2001). The Endo-Periscope - a new tool to improve depth perception in laparoscopic surgery. Abstr. 9th International Congress of the European Association for Endoscopic Surgery, June 13-16, MECC, Maastricht, the Netherlands, p.110.
- Breedveld P., Hirose S (2001). Development of the Endo-Periscope. To be published in Minimally Invasive Therapy and Allied Technologies, Vol. 10, No. 6.
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