Remote manual control apparatus capable of being autoclaved and method for generating operational signal therein

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は外科用制御装置に関する。 より詳しくは、本発明は、操作機能において主制御ユニットに接続され、この主制御ユニットから距離を隔てた外科医療現場内の遠隔位置に設置された外科用制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】遠隔手動制御装置は、ある種の外科装置、手術室内に設けられて無菌領域から制御しなければならないような外科装置を作動させるために必要な付属設備となっている。 このような装置の一例は、関節鏡による外科手術処置において使用される潅注ポンプである。 このポンプは、患者が手術室の「無菌」環境に置かれている一方で、手術室の「非無菌」環境に設けられて電気的に制御されるコンソールとなっている。 該ポンプは、管系を介して患者に接続されるが、ポンプの患者からの距離のために、ポンプコンソールの直接操作または制御は非実際的である。 このポンプは、手術処置が実行される無菌環境から離間しているため、外科医がポンプの特性ならびに設定を手動で制御・調整するための遠隔制御装置が必要となる。 この制御装置は、小形、軽量の遠隔手動制御ユニットであり、かつ消毒薬に対する耐性を有するのみならず、毎回の使用後に、滅菌のためのオートクレーブ処理が可能であるものが好ましい。 オートクレーブ処理が可能であるという要求事項は、装置が商業的に製品化されるために、１０００サイクル以上繰り返して華氏約２７５度（１２１℃）に晒されても耐えることができるものとすべきであることを意味する（最小１６００サイクルを期する例がこれまでに知られている）。

【０００３】オートクレーブ処理ができない一部の従来技術の外科用遠隔制御装置では、使用後のユニットのオートクレーブ処理を不要にできる透明なプラスチック製バッグに収容されている場合に限り、手術室で使用することができるに過ぎない。 この方式は煩わしく、好ましい選択でないことは明らかであり、オートクレーブ処理可能な遠隔方式の方が好まれるであろう。

【０００４】オートクレーブ処理可能な遠隔手動制御装置は既知であり、本来、気密封止され、かつオートクレーブ処理法を用いて滅菌することを意図して設計されたものであるが、このような遠隔装置による問題解決は、
それら遠隔装置が通常、比較的少数回の使用後、すなわちオートクレーブサイクル後に使えなくなるものであるため、全く期待のもてるものではなかった。 一般的な従来技術の設計では、シリコーンジャケット内に収容したプリント回路基板上に配列された一連のドーム（半球）
形のスナップスイッチが組み込まれている。 それらスイッチを被うジャケットの厚さは、ユニット上の他のどこよりも薄いことが多く、オートクレーブサイクル期間中に空気がジャケットを透過できる場合もある。 このような「透過」空気の膨張と収縮、そして製造中にジャケット内に閉じ込められた空気が原因になって上記遠隔装置が使えなくなるのである。 高温のオートクレーブプロセスの間に、ジャケットはその透過性および遠隔装置内の残留空気の加熱のために膨張しうる。 この空気は次いで、冷却後に負圧を生じ、場合によってはスナップドームを作動させてしまったり、押しのけてしまう結果となる。 また、一部の遠隔装置は、大形で、重くかつ嵩張り、使用中に扱いにくい。 外科医は遠隔装置を手術用掛布に固定しがちであるため、小形軽量のユニットが好ましい。

【０００５】既知のオートクレーブ処理可能な遠隔手動制御装置の上記未成熟の欠陥から、繰り返しオートクレーブサイクルに耐えることのできる、高信頼性かつ軽量の外科用遠隔制御装置に対する要望が存在している。

【０００６】

【発明の開示】本発明の１つの目的は、商業的に妥当な回数のオートクレーブサイクルにわたって動作の信頼性を有するオートクレーブ処理可能な遠隔制御ユニットを提供することにある。

【０００７】本発明の他の目的は、小形、軽量かつユーザが片手で操縦容易なオートクレーブ処理可能な遠隔制御ユニットを提供することにある。

【０００８】本発明のまた一つの目的は、使用中にバッグに入れる必要なく使用できるオートクレーブ処理可能な遠隔制御ユニットを提供することにある。

【０００９】本発明のさらにもう一つの目的は、気密封止したハウジング内のスイッチ素子を、ハウジングの外から該スイッチ素子を非接触的に作動させることによって作動させることができるオートクレーブ処理可能な遠隔制御ユニットを提供することにある。

【００１０】本発明の以上その他の目的は、本明細書に記載の好ましい実施態様、すなわち外科用装置を操作するための制御手段と共に使用する遠隔制御ハンドピースであって、所定のパターンで配置され、かつ作動時に所定の信号を制御手段へ送るように設計された複数の第１
のスイッチ手段を備えて成る上記遠隔制御ハンドピースによって達成される。 選択的に作動可能な第２のスイッチ手段が、第１のスイッチ手段の各々に対して並設される。 この好ましい実施態様においては、第１のスイッチ手段はホール効果センサであり、第２のスイッチ手段は磁石である。 第２のスイッチ手段の各々には可動支持手段が結合されていて、第２のスイッチ手段の各々は、結合された第１のスイッチ手段に対する相対的な移動を選択的に行わせることができるようになっており、これにより第１のスイッチ手段を選択的に作動させたり、作動停止させたりすることができる。 ハウジングが第１のスイッチ手段を気密に囲い込んで、第２のスイッチ手段が第１のスイッチ手段を非接触的に作動させることを可能にしている。

【００１１】本発明はまた、外科用装置を操作するための制御手段と共に使用する遠隔制御ハンドピースにおいて作動信号を発生させるための方法であって、その作動時に制御手段における操作を制御するための第１のスイッチ手段を設けることを含んで成る方法である。 この方法はさらに、第１のスイッチ手段をオートクレーブ処理可能なハウジング内に気密に囲い込むことと、第１のスイッチ手段を作動させるための第２のスイッチ手段を設けることと、第２のスイッチ手段を第１のスイッチ手段に隣接させて並設することとを含む。 第２のスイッチ手段は常態では第１のスイッチ手段から離れるように付勢されているが、第１のスイッチ手段に近づくように移動してそれを作動させることができるように弾性的に支持されている。

【００１２】

【発明の実施形態】図１〜３に示すように、オートクレーブ処理可能な遠隔手動制御ユニット１０は、成形されたベース１２，ケーブルアッセンブリ１３およびボタンパネル１４から構成される。 上記遠隔手動制御装置１０
は、ケーブルの他端を接続できる主コンソールまたは外科用装置（図示せず）の操作を遠隔制御するための複数の手動操作可能なスイッチがユーザに用意されている。
ベース１２は、所定のパターンに配置したホール効果センサ１８などの複数の第１のスイッチ素子を有するプリント回路基板１６としての回路をシリコーン系成形材料１５内に収容している。 各センサは、パネル１４上の別の部分によって非接触的に作動させることができるスイッチまたは回路素子の一部を含む。 本明細書において使用する場合、「非接触的」という用語は、第１および第２の素子を互いに接触させることなく第２の素子を第１
の素子近辺に接近させることによって第１の素子を作動させることを指す。 本実施態様ではホール効果センサと磁石を利用しているが、本明細書において「スイッチ手段」という用語は、スイッチ、スイッチ素子、またはその他の信号送信装置を主コンソールに遠隔接続して何らかの作動誘因によって非接触的に作動（例えば、開放または閉鎖）させることのできる他の考えられる構成をも包含して使用する。 （このような代替実施態様の一例は、図４〜７に示す磁性リードスイッチである。）

【００１３】この好ましい実施態様において、パネル１
４は、一対のヒンジピン１９（一方のみ図示）によってベース１２にヒンジ取付けされ、磁石２４などの第２のスイッチ手段を持する可撓性のエラストマー系（例えばシリコーン）ボタン２２をそれぞれが支持するようにした複数の開口部２０が設けられている。 各磁石２４はシリコーンボタンの各々の底部の溝に挿入され、さらに鍋状のものに入れるか、あるいは封止するか中に固定するかする。 図示の実施態様では、これらのボタンは、環状溝２８を有するグロメット様となっており、ボタンパネル１４における開口部２０内に組み込まれている。 この代わりに、すべてのボタンを、パネル１４内に受け入れた、あるいはパネル１４に取り付けた適切な形状の単一シリコーンシートの一部として形成することができよう。 各ボタン（または、単一シートの場合、少なくとも各磁石回りの領域）は弾性であり、パネル１４が閉じ（図１に示す）、かつ手動圧力のない状態で、磁石が結合センサを作動させることができない程度まで（図２に示す通り）ベース１２の表面から十分に離間するように、各ボタンが付勢される。 すべての磁石２４は、このように、パネル１４が図１に示す閉じた操作可能位置にあるとき、対応するホール型センサ１８の上に並置した配列で配置される。 選択されたボタンに加わる瞬間的圧力が、磁石を結合ホール型センサに十分近づけることによって該センサを非接触的に作動させる。 パネル１４
は、一対の戻り止め３４，３６と掛け外し可能に掛合してパネルを閉状態に維持することのできる一対の閉鎖タブ３０，３２を含んだものとしてよい。 掴みタブ３８によりパネルの開放・閉鎖が容易となっている。 パネル１
４はベース１２にヒンジ接続で取り付けられているのが示されているが、ベースから全体的に分離可能としたり、クリーニングを容易にするためボタンをベース表面から離して維持するために開放グリッド（格子）形またはケージ（かご）形として固定取付けしてもよい。 ボタンの弾性によって、ボタンが押されて選択されたスイッチまたは機能が作動されたことがユーザに何らかの形で示されるようにユーザへの確実な触知可能なフィードバックが与えられる。 ボタンを放すと、通常の付勢位置に戻り止めすることができる。 他の触知可能な、あるいは聴覚的機構も本発明の範囲内で案出してよい。

【００１４】プリント回路基板１６に取り付けられたケーブル１３は、コネクタ（図示せず）によって成形ベース１２を制御コンソール（例えば、潅注ポンプ、図示せず）に接続する。 上記ケーブルは、プリント回路を主コンソールに接続する複数の信号伝達ワイヤを収納している。 このケーブル／プリント回路基板アッセンブリは、
内部に空気を閉じこめることなくベース１２を製造するためにシリコーンでインサート成形されている。 プリント回路基板における開口部１７により、液体シリコーンによって基板をしっかりと接合することが可能となる。
この好ましい実施態様においてはシリコーンを使用しているが、プリント回路基板１６とその付属素子を気密封止するのに適切なエラストマー系材料を使用してもよい。 パネル１４は、次いで、ケーブル／プリント回路基板アッセンブリに取り付けられ、これによって磁石とホール型センサが作動可能となるように位置合せされる。

【００１５】本発明は、主コンソールへの物理的接続なしで利用できることが分かるであろう。 すなわち、赤外線その他の光学的もしくは非光学的装置を用いれば、ケーブルを要せずにコンソールへ信号を送信することが可能となる。

【００１６】遠隔制御装置１０は、図１において、操作可能位置にある状態が示されており、ここでパネル１４
はベース１２の上側表面４０に隣接している。 この位置において、すべての磁石２４が、図２に最も良く見られるように、対応するホール型センサ１８の上に位置することが可能となる。 選択したボタン２２を押し下げるだけでその磁石２４を対応するホール型センサ１８に近づけて、そのセンサで定義された特定の機能を作動させることができる。 （例えばポンプ内の）様々な機能には電源オン／オフ、流量アップ／ダウン、圧力アップ／ダウン、等がある。 図３に示すように、パネル１４をベース１２から部分的に遠ざけると（または、図示していないが、パネル１４をベース１２と同じ面に平坦に広がるようにフル開放すると）、遠隔制御装置１０は、単に閉鎖タブ３０および３２をタブ３８上で引っ張って外す以上の複雑なことをする必要なく容易にクリーニングでき、
かつオートクレーブ処理することができる。

【００１７】この好ましい実施態様においては、スイッチボタン２２をホール型センサ１８から分離可能とするため、ヒンジ付きパネル１４を用いている。 他の類似の分離手段もまた適切である。 これにより、別の位置におけるクリーニングおよび滅菌を容易にしながらある位置におけるスイッチの操作が可能となる。 さらに、プリント回路基板アッセンブリおよびホール型センサをシリコーンベースにインサート成形してホール型センサを用いることにより、ハウジングの内側の空気ポケットをなくし、スイッチの誤作動が防止される。 上記の説明に従って構成された遠隔制御ユニットは、１,６００オートクレーブサイクルを経て、ボタン機能あるいは材料の劣化はいずれも起こらなかった。

【００１８】本発明のもう１つの実施態様を図４〜７に示す。 ここで、遠隔制御装置１００はベース１０２と、
ヒンジ付きパネル１０４とから構成されている。 ケーブルアッセンブリ１０６が、ベース１０２に取付け可能なアダプタプレート１１０に取り付けられている。 プリント回路基板１１２が操作機能においてケーブル１０６に接続され、図７に示す通り、単純な矩形配列とすることのできる所定のパターンに配置された複数の磁性スイッチ接点１１４（例えばリードスイッチ）を旦持している。 前述の実施態様では、パネル１０４は複数の開口部を有し、各々の開口部が、対応する磁性スイッチ１１４
を作動させるようにした可撓性のエラストマー製ボタン１２０を保持している。 本実施態様においては、ベース１０２は、プリント回路基板１１２を収容するための溝を有するアルミニウム製、プラスチック製またはエラストマー製のケースとすることができる。 ケーブルプレート１１０とベース１０２との間の適切な封止手段を使用して、アッセンブリを気密封止することができる。

【００１９】本発明はまた、オートクレーブ処理可能な遠隔制御装置を提供するための方法において実施される。 この方法は、各スイッチ素子が非接触的に作動誘因に応答するようなスイッチ素子の第１の配列を有する気密封止されたベースを設ける工程と、作動誘因を発生させる作動体の第２の配列を設ける工程とを含んで成る。
本方法はさらに、各作動体がその対応する１つのスイッチを作動させることができるように第１および第２の配列を平行配向において並置することを含む。 本方法はさらに、遠隔制御装置のクリーニングおよび滅菌を容易とするためにベースに対して相対的に移動自在とされたカバーに、第２の配列を（全体的に、または部分的に）ヒンジ取付けで、または取り外し可能に取り付ける工程を含む。

【００２０】この好ましい実施態様は遠隔制御ユニット上のスイッチ素子の平坦な配列の形態で示されているが、他の形状としてもよいことは理解されよう。 気密封止されたスイッチ手段を非接触的に作動させる作動誘因体は、スイッチを閉じて回路を作動させるに十分近い近辺にまで移動可能であればよい。 ホール効果センサやリードスイッチ以外の非接触的に作動させることのできる素子を使用してもよい。 例えば、封止されたベース内のスイッチ手段を作動惹起させるのに、可動パネル上の赤外線その他の光学的手段を使用することができよう。 不透過性ハウジング内に気密封止されたスイッチ素子を該ハウジングの外側に位置する素子を用いて非接触的に作動惹起するのに、他の機械的、電気的、圧電、油圧、流体、空気圧、等のトリガ装置を考案してもよい。

【００２１】本明細書に開示された本発明の好ましい実施態様に対して、本発明の精神ならびに範囲を逸脱することなく、多くの改良と変更を行ってもよいことは当業者には理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の原理に従って構成された遠隔制御ユニットの前面斜視図である。

【図２】 ２−２線に沿った図１の断面図である。

【図３】 本発明の原理に従って構成された遠隔制御ユニットの部分切取前面斜視図であり、互いに離間したその２つの部分を示す図である。

【図４】 遠隔制御ユニットの他の実施態様の前面斜視図であり、互いに離間したその２つの部分を示す図である。

【図５】 図４の側面立面図である。

【図６】 図４の２つの離間した部分が並置されている図４の実施態様の断面図である。

【図７】 図４の実施態様の分解前面斜視図である。

【符号の説明】

１０ 遠隔手動制御ユニット １２ 成形されたベース １３ ケーブルアッセンブリ １４ ボタンパネル １５ シリコーン系成形材料 １６ プリント回路基板 １７ 開口部 １８ ホール効果センサ １９ 一対のヒンジピン ２０ 開口部 ２２ スイッチボタン ２４ 磁石 ２８ 環状溝 ３０ 閉鎖タブ ３２ 閉鎖タブ ３４ 戻り止め ３６ 戻り止め ３８ 掴みタブ ４０ ベースの上側表面 １００ 遠隔制御装置 １０２ ベース １０４ ヒンジ付きパネル １０６ ケーブルアッセンブリ １１０ アダプタプレート １１２ プリント回路基板 １１４ 磁性スイッチ接点 １２０ エラストマー製ボタン