JP2005537104A - 体腔内で医療器具を安定させる及び／又は位置決めする装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、体腔内で医療器具を安定させる及び／又は位置決めするための装置２０を提供する。この装置２０は、延長管状構造１と、少なくとも１つの毛管５に接続されており、かつ流体及び／又は気体を毛管内へ押すことによって膨張可能である、少なくとも１つの膨張可能なバルーン３、４と、医療器具を受け入れる手段７とを備えている。さらに、本発明は、医療器具を体腔内で安定させる及び／又は位置決めするための方法に関する。

Description

本発明は、体腔内で医療器具を安定させる及び／又は位置決めする装置と、体腔内で医療器具を安定させる方法に関する。

最近のナノテクノロジーの発展により、サブミクロンサイズやナノサイズの対象物を走査型プローブで観察及び測定することができる。この目盛範囲は、人体の病気組織を分析するのに有利である。

伝統的な手術の間において、医療器具の安定は、外科医の手による支持に完全に依存している。体外の様々なタイプの機構が、所望位置で医療機器を止めるように設計されてきた。これらの機構により、医療器具の先端の望ましくない運動が減らされる。しかしながら、得られる安定性は、ナノスケールの測定には不十分であるという傾向がある。

それゆえ、人体組織をナノスケールで測定できるように、体腔内で医療器具を十分に正確に安定させる及び／又は位置決めすることができる装置が必要とされている。

それゆえ、本発明の全般的な目的は、体腔内で医療器具を安定させる及び／又は位置決めする装置を提供することである。この装置は、体腔内で挿入するための一端部を有する、延長管状構造と、少なくとも１つの毛管に接続されており、かつ流体及び／又は気体を毛管内へ押すことによって膨張可能である、少なくとも１つの膨張可能なバルーンと、医療器具を受け入れる手段とを備えている。この少なくとも１つのバルーンは、医療器具から一定距離で配置されている。

ここで用いる語「体腔」は、人体又はその器官のいずれかの内部の任意の中空空間だけでなく、関節内の空間、又は血管又はリンパ管の内腔も含む。

ここで用いる語「医療器具」は、手術、診断、又は治療目的で使用しうる、任意の種類の機器を含む。上記器具の例として、ナノツール及びＡＦＭ（原子間力顕微鏡）が挙げられる。

本発明の好適な実施例において、延長管状構造は、少なくとも１つの面開口をさらに備え、少なくとも１つのバルーンが少なくとも１つの面開口において位置決めされており、好ましくは、少なくとも２つの面開口をさらに備え、少なくとも２つの膨張可能なバルーンが少なくとも２つの面開口において位置決めされており、より好ましくは、少なくとも４つの面開口をさらに備え、少なくとも４つの膨張可能なバルーンが少なくとも４つの面開口において位置決めされている。

さらなる好適な実施例において、面開口は、延長管状構造の周縁に沿って一様に分布されており、全ての面開口の中心は、体腔内で挿入される延長管状構造の端部から等しい距離である。

別の好適な実施例において、医療器具を受け入れる手段は、多角形状のプロフィルを有する凹所である。

さらなる好適な実施例において、延長管状構造は、バルーンが膨張させられた時にバルーンを延長管状構造の外側へ押す手段をさらに備えている。好ましくは、バルーンを延長管状構造の外側へ押す手段は、リングである。

膨張可能なバルーンに連結された毛管は、膨張させられたバルーンを延長管状構造の外側へ押す手段に固定されている。

本発明の装置は、好ましくはナノツールであり、最も好ましくはＡＦＭ（原子間力顕微鏡）である、医療器具を安定させる及び／又は位置決めするのに適している。

本発明は、第２の態様において、体腔内で医療器具を安定化させる及び／又は位置決めするための方法に関する。この方法は、医療器具と、医療器具から一定距離で配置されている少なくとも１つの膨張可能なバルーンとを備えている装置を、体腔内に導入するステップと、少なくとも１つの膨張させられたバルーンが体腔の内面と接触して医療器具が安定させられる及び／又は位置決めされるまで、液体及び／又は気体で少なくとも１つのバルーンを膨張させるステップとを備えている。

この方法の好適な実施例において、膨張可能なバルーンが、液体、好ましくは、生理液体で膨張させられている。

この方法の別の好適な実施例において、装置は、少なくとも２つのバルーン、好ましくは、少なくとも４つのバルーンを備えている。

この方法のさらなる好適な実施例において、体腔は関節であり、好ましくは膝関節である。

本発明は、第３の態様において、医療器具を安定させる及び／又は位置決めする本発明の装置と、原子間力顕微鏡である医療器具とを備えている、医療機器に関する。

本発明の医療器具を安定させる及び／又は位置決めする装置は、振動に対して非常に敏感である、例えば原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）の先端などの、医療器具を正確に安定させることができ、例えば人体の病気組織などの、人体内でサブミクロンサイズやナノサイズの目盛範囲で測定することができる。人体の病気組織の測定データは、診断目的に使用することができ、適切な治療方法を選択するのに役立ちうる。

複数のバルーンの関連圧力を注意深く調整することにより、試験する組織に関して医療器具を位置決めすることができる。実際には、バルーンの膨張又は収縮により、医療器具をサンプルへ近づける又は医療器具をサンプルから引っ込める。例えば４つのバルーンの組み合わせにより、精度技術がかなり向上する。器具の位置決めが終わると、膨張システムを作動解除することができ、それにより、膨張システムは、測定に干渉しない。

以下の詳細な記載を考慮することにより、本発明をより良く理解し、前述の目的以外の目的が明らかになるであろう。

図１ａ及び１ｂは、体内で原子間力顕微鏡で測定するために、被術者の膝２１内で、医療器具を安定させる及び／位置決めするための装置２０の使用例を示している。

当業界の関節鏡検査の状態では、要求される医療器具に依っては、患者の膝に小さく切開されることがある。第一の開口を通して、生理液が導入される。第二の開口を通して、光ファイバを基礎とした顕微鏡、すなわち、関節鏡が導入され、膝の内側を実時間でカラー画像が得られる。ナノツール又は原子間力顕微鏡を有する装置２０は、標準の最小の侵入器具が採用されるのと同じように、さらなる切開を通して導入されうる。

本発明の装置２０は、挿入後、関節鏡の助けにより、正確な位置へ案内させることができる。次いで、装置２０のバルーン３、４を膨張させることによって装置２０を安定させる。バルーンの拡張により、境界となっている組織に小さな圧力をかけ、膝の内部で医療器具を強固に固定する。

バルーンは、気体又は液体で膨張されうる。２つの主な理由で生理液体を使用するのが好ましい。

１つの理由は、安全性の理由である。生理液体、すなわち、水と異なる塩の混合物は、広く薬剤に使用されている。例えば、ナノインストルメントなどの医療器具を有する、本発明の装置のバルーンは、同じ液体を用いて装置を作動させる時、液体が漏れた場合にも害が予想されない。

もう１つの理由は、振動が液体内でより有効に減衰させられることである。それゆえ、生理溶液を用いてバルーンを膨張させると、医療器具の周りの小さな運動及び振動を吸収するというさらなる利点がある。例えばポンプを用いて、液体及び／又は気体を毛管５を通してバルーン３、４へ送ってバルーン３、４を膨張させることができる。

図２は、本発明の例示的な実施例の装置２０の斜視図を示している。

この実施例では、本発明の装置２０は、複数の楕円面開口２を有する延長管状構造１と、毛管５に接続されておりかつ楕円面開口２内に位置する、複数の膨張可能なバルーン３、４と、複数のバルーン３、４を延長管状構造１の外側に拡張させる手段６と、医療器具を受け入れる手段７と、接続手段９とを備えている。

医療器具を受け入れる手段７は、医療器具を延長管状構造１へしっかりと固定することができる任意の構造としうる。好適な実施例では、この構造は、多角形状プロフィルを有する凹所である。

複数の膨張可能なバルーン３、４に接続されている、複数の毛管５は、複数のバルーン３、４が管状延長構造１の楕円面開口２の外側に拡張させられるように、延長管状構造１の内部に固定されうる。

延長管状構造１の開口２の寸法、形状及び構成は変えることができる。特定の体腔につての開口２の最適な構成は、体腔の形状及び寸法に依る。形状が一様でない体腔内で、医療器具を良好に安定化させる及び／又は位置決めするために、装置２０は、好ましくは少なくとも４つの面開口２を備えている。この面開口２の中心は、例えば、延長管状構造１の周縁に沿って一様に分布させられうる。５つ以上の面開口２が管状構造１にある場合、これら面開口２は、例えば、２つの平面内に配置され、かつ延長管状構造１の周縁に沿って一様に分布されうる。

面開口２の寸法及び形状は、膨張させられたバルーン４がこの面開口２を通過することができて延長管状構造１の表面上に位置するように十分に大きくなければならない。装置２０が体腔内に挿入される時に面開口２が体腔内にあるように、面開口２が延長管状構造１上に配置されていることが重要である。本発明の装置の例示的な実施例では、複数のバルーン３、４を、延長管状構造１の外側で位置決めし、延長管状構造１の壁を通して毛管５へ接続することができる。

延長管状構造１は、体腔内に挿入するための第一部分と、体外で装置２０を操作するための第二部分と備えている。これらの第一、第二部分は、接続手段９によって接続されている。上記接続手段９は、例えば、差込継手又はねじとしうる。体腔内で医療器具を安定化させる及び／又は位置決めさせた後、接続手段９で、延長管状構造１の体外にある部分を取り外すことができる。この取り外しにより、体腔内での医療器具の安定化及び／又は位置決めがさらに改良されうる。

図３ａは、面開口２と、毛管５に接続された、収縮させられたバルーン３とを有する、装置２０の断面図を示している。膨張させられたバルーンを延長管状構造１の外側に押す手段６は、延長管状構造１の内周縁に沿って延びているリングである。当業者は、膨張させられたバルーン４を延長管状構造１の外側に押す構造の他の適切な実施例を知っている。

図３ｂは、バルーン４が膨張されている、装置２０の断面図である。複数のバルーン３、４は、体腔又は組織の内面上で良好に安定するように、バルーン３、４の表面上で、複数の隆起部を備えうる。

図４ａは、例示的な体腔内に当てられた装置２０の断面図を示している。例示的な実施例では、装置２０は、異なる圧力で膨張させられた４つのバルーン３、４を備えている。

図４ｂは、さらなる例示的な体腔内に当てられた装置２０の断面図を示している。例示的な実施例では、装置２０は、異なる圧力で膨張させられた４つのバルーン３、４を備えている。

図４ａ及び４ｂの実施例では、本発明の装置２０により、可変形状を有する医療器具を体腔内で位置決めすることができるということが示されている。体腔の形状に依って、体腔内で医療器具を安定した位置に置くように、片方のバルーン３、４を膨張させるように異なる圧力を使用することができる。膨張可能なバルーン３、４は、膨張させられたバルーン４を例えば骨の粗い面などに取り付けるのを最適化するために、それらの表面において、複数の隆起部を備えうる。

本発明の構成のために使用されうる材料は、当業者に知られている。延長管状構造は、例えばステンレス鋼などの、任意の生体適合性のある材料で作られうる。毛管５は、例えば、心臓カテーテルの製造に使用される材料で作ることができる。

本発明の現在好適な実施例を示しかつ説明したが、本発明は好適な実施例に限定されず、以下の特許請求の範囲内で、他に様々に具体化及び実施されうるということが明らかに理解される。

膝の内部にある装置２０の上面図を示す。膨張させられたバルーン４が膝蓋骨９及び脛骨１０へ小さな圧力をかける。 図１ａの拡大部を示している。 装置２０の斜視図を示し、延長管状構造１の面開口２と平坦なバルーン３とを示している。 平坦なバルーン３を有する装置２０の断面図を示している。 膨張させられたバルーン４を有する装置２０の断面図を示している。 試験される人体の組織に関して医療器具を位置決めするために、膨張可能なバルーン４内で異なる圧力を用いている、装置２０の断面図を示している。 試験される人体の組織に関して医療器具を位置決めするために、膨張可能なバルーン４内で異なる圧力を用いている、装置２０の断面図を示している。

Claims (16)

1. 体腔内で医療器具を安定化させる及び／又は位置決めするための装置において、前記装置は、
   前記体腔内で挿入するための一端部を有する、延長管状構造（１）と、
   少なくとも１つの毛管（５）に接続されており、かつ流体及び／又は気体を前記毛管（５）内へ押すことによって膨張可能である、少なくとも１つの膨張可能なバルーン（３、４）と、
   医療器具を受け入れる手段（７）とを備えている、体腔内で医療器具を安定化させる及び／又は位置決めするための装置。
2. 前記少なくとも１つのバルーン（３、４）は、前記医療器具から一定距離で配置されている、請求項１に記載の装置。
3. 前記延長管状構造（１）は、
   少なくとも１つの面開口（２）をさらに備え、前記少なくとも１つのバルーン（３、４）が前記少なくとも１つの面開口（２）において位置決めされており、
   好ましくは、少なくとも２つの面開口（２）をさらに備え、少なくとも２つの膨張可能なバルーン（３、４）が前記少なくとも２つの面開口（２）において位置決めされており、
   より好ましくは、少なくとも４つの面開口（２）をさらに備え、少なくとも４つの膨張可能なバルーン（３、４）が前記少なくとも４つの面開口（２）において位置決めされている、請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記面開口（２）は、前記延長管状構造（１）の周縁に沿って一様に分布されており、全ての前記面開口（２）の中心は、前記体腔内で挿入される前記延長管状構造（１）の前記端部から等しい距離である、請求項３に記載の装置。
5. 前記医療器具を受け入れる手段（７）は、多角形状のプロフィルを有する凹所である請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置。
6. 前記延長管状構造（１）は、前記バルーンを前記延長管状構造の外側へ押す手段（６）をさらに備えている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
7. 前記バルーンを前記延長管状構造の外側へ押す手段（６）はリングである、請求項６に記載の装置。
8. 前記毛管（５）は、前記バルーンを前記延長管状構造の外側へ押す手段（６）に固定されている、請求項６又は７に記載の装置。
9. 前記医療器具は原子間力顕微鏡である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置。
10. 前記延長管状構造（１）は、接続手段（９）によって接続されている、第一部分及び第二部分を備えている、請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置。
11. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置を備え、前記医療器具が原子間力顕微鏡である、医療機器。
12. 体腔内で医療器具を安定化させる及び／又は位置決めするための方法において、
    医療器具と、前記医療器具から一定距離で配置されている少なくとも１つの膨張可能なバルーンとを備えている装置を、体腔内に導入するステップと、
    前記少なくとも１つの膨張させられたバルーンが前記体腔の内面と接触して前記医療器具が安定させられる及び／又は位置決めされるまで、液体及び／又は気体で前記少なくとも１つのバルーンを膨張させるステップとを備えている、体腔内で医療器具を安定化させる及び／又は位置決めするための方法。
13. 前記少なくとも１つの膨張可能なバルーンが、液体、好ましくは、生理液体で膨張させられている、請求項１２に記載の方法。
14. 前記装置は、少なくとも２つのバルーン、好ましくは、少なくとも４つのバルーンを備えている、請求項１２又は１３に記載の方法。
15. 前記体腔は関節である、請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の方法。
16. 前記体腔は膝関節である、請求項１５に記載の方法。

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