JP2007503285A - 哺乳動物の咽喉および身体の他の部分の低侵襲手術のためのデバイス、システムおよび方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、低侵襲の外科的処置、診断又は治療方法及び／又は手技、特に、哺乳動物の咽喉のための方法及び／又は手技において使用できるシステム、デバイス及び装置に関する。特定の実施形態においては、１又はそれ以上の精巧操作用デバイスを有する精巧操作用装置に関し、各精巧操作用デバイスは、外科用の処置器具（ツール）を備えるとともに、操作性を高めるための遠位精巧操作性を持つように設置されている。機動デバイスの一部は、実質的に外科用の処置器具を操作し且つ手術部位に対して望ましい位置に処置器具を配置することができるように再構成可能な（すなわち、曲げることができる）蛇状を成している。精巧操用デバイスの他の部分は外科用処置器具を有しており、それにより、例えば縫合、把持、軟組織操作、切断、手術部位からの唾液、血液、他の材料の吸引等の手術行為を行なうことができる。

Description

本出願は、２００３年５月２１日出願の米国仮出願第６０／４７２，１６８号の利益を主張するもので、その教示は参照により本明細書に組み込まれる。

（連邦政府委託研究に関する記述）
本発明は、エンジニアリングリサーチセンターグラント番号ＥＥＣ９７３１４７８、ＮＳＦグラント番号ＩＩＳ９８０１６８４に基づく、国立科学財団（ＮＳＦ）の助成によるものであり、米国政府は、本発明に対して特定の権利を有するものである。
（技術分野）

本発明は、低侵襲手術のためのデバイス、システムおよび外科的手技に関し、特に、咽喉、関連の要素又はその組織（例えば、喉頭、胸郭）の処置、生検等に関与する低侵襲デバイス、システムおよび外科的手技／方法に関する。

低侵襲手術とは、内臓外科手術を施した結果として、患者の治癒時間および外傷を減少させることを目的とする外科的手法である。この手法は、患者の身体の少数の切開部を通じて処置する内臓にアクセスする。特に、小さな切開部からカニューレまたはスリーブを挿入して、外科用器具を挿通する入口ポートを形成する。また、処置領域へのアクセスは、自然な身体の開口部（例えば、咽喉、直腸）から得られ、カニューレまたはスリーブが身体の開口内に挿入されるとともに、外科用器具がカニューレ／スリーブまたは身体の開口に挿通され、その手術可能な末端部（operable end）が処置部位に対して局所的に位置される。

外科用器具は、一般に、それらが術野に入る処置用具（tool）の末端部（すなわち、ツール、器具、または、デバイスの手術可能な末端部）と医師によって把持される部分との間に延在部（例えば、管状の延在部）を有している点を除き、開腹手術処置で使用される外科用器具と類似している。手術部位または処置部位は、低侵襲処置を行なっている際に、医師または他の医療関係者が直接に見ることができないため、外科用器具と共に撮像ツール／ガイド（例えば内視鏡、腹腔鏡、喉頭鏡等）も挿入され、それにより、医師は、手術部位の外側で外科用器具を操作する際に、モニタ上で処置を見ることができる。

しかしながら、現在のデバイスの手術可能な末端部で利用できる動きは限られていることから、現在のデバイスおよびシステムを使用する方法および処置を用いて達成できることは必然的に限られてくる。殆どの器具またはデバイスは、硬質であり、切開部の周囲および導入／導出並進運動に関して動きが４つの動作自由度以下に制限される。また、器具は、器具と組織／器官との間での力／相互作用を正確に感知できる医師の能力を制限する可能性がある。幾つかの技術が確立されてきており、それにより、所定の器具の利用可能な動きによって課される制限に実質的に対抗するように切開部の位置が最適化される。しかしながら、この手法は、処置部位または手術部位へのアクセスが咽喉等の既存の身体開口を使用して行なわれる外科的手技等、外科的手技全てにおいて有効というわけではない。

関節構造に基づくカテーテルまたは外科用ツールマニピュレーションデバイス（の設計を含む、遠隔操作ツールの器用度（dexterity）を高めるための幾つかの手法が報告されてきた。多くのシステムおよび作動方法（actuation method）は、主に、ワイヤ作動またはワイヤ作動の関節リスト（手首関節）の使用を基本としており［Ｇ． ＧｕｔｈａｒｔおよびＫ． Ｓａｌｉｓｂｕｒｙ、“Ｔｈｅ Ｉｎｔｕｉｔｉｖｅ^ｔｍ Ｔｅｌｅｓｕｒｇｅｒｙ Ｓｙｓｔｅｍ：Ｏｖｅｒｖｉｅｗ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ロボット工学およびオートメーションに関するＩＥＥＥ国際会議、６１８頁〜６２１頁、２０００年；Ｍ． Ｃａｖｕｓｏｇｌｕ， Ｉ． Ｖｉｌｌａｎｕｅｖａ， Ｆ． Ｔｅｎｄｉｃｋ，“Ｗｏｒｋｓｐａｃｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｒｏｂｏｔｉｃｓ Ｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒｓ ｆｏｒ ａ Ｔｅｌｅｏｐｅｒａｔｅｄ Ｓｕｔｕｒｉｎｇ Ｔａｓｋ， 知能ロボットおよびシステムに関するＩＥＥＥ／ＲＳＪ国際会議、マウイ島、ハワイ州、２００１年］、また、形状記憶合金によるものである（腹腔鏡手術においてＳＭＡ鉗子を曲げることが提案された，Ｙ． Ｎａｋａｍｕｒａ， Ａ． Ｍａｔｕｉ， Ｔ． Ｓａｉｔｏ， Ｋ． Ｙｏｓｈｉｍｏｔｏ，“Ｓｈａｐｅ−Ｍｅｍｏｒｙ− Ａｌｌｏｙ Ａｃｔｉｖｅ Ｆｏｒ−ｃｅｐｓ ｆｏｒ Ｌａｐａｒｏｓｃｏｐｉｃ Ｓｕｒｇｅｒｙ， ロボット工学およびオートメーションに関するＩＥＥＥ国際会議、２３２０頁〜２３２７頁、１９９５年］；膝の関節鏡検査のためのＳＭＡ作動の１自由度平面湾曲スネークデバイスが記載された，Ｐ． Ｄａｒｉｏ， Ｃ． Ｐａｇｇｅｔｔｉ， Ｎ． Ｔｒｏｉｓｆｏｎｔａｉｎｅ， Ｅ． Ｐａｐａ， Ｔ． Ｃｉｕｃｃｉ， Ｍ． Ｃ． Ｃａｒｒｏｚｚａ， Ｍ． Ｍａｒｃａｃｃｉ“Ａ Ｍｉｎｉａｔｕｒｅ Ｓｔｅｅｒａｂｌｅ Ｅｎｄ−Ｅｆｆｅｃｔｏｒ ｆｏｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ ａｎ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ−Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ａｒｔｈｒｏｓｃｏｐｙ， ロボット工学およびオートメーションに関するＩＥＥＥ国際会議、１５７３頁〜１５７９頁、１９９７年；胃腸介入のための超冗長ＳＭＡ作動スネークが記載された；［Ｄ． Ｒｅｙｎａｅｒｔｓ， Ｊ． Ｐｅ
ｉｒｓ， Ｈ． Ｖａｎ Ｂｒｕｓｓｅｌ，“Ｓｈａｐｅ Ｍｅｍｏｒｙ Ｍｉｃｒｏ−Ａｃｔｕａｔｉｏｎ ｆｏｒ ａ Ｇａｓｔｒｏ−Ｉｎｔｅｓｔｅｎｉａｌ Ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ， Ｓｅｎｓｏｒｓ ａｎｄ Ａｃｔｕａｔｏｒｓ， 第７７刊、１５７頁〜１６６頁、１９９９年）。超弾性ＮｉＴｉ屈曲ジョイントを使用する２ＤｏＦ５ｍｍ径ワイヤ駆動蛇状ツールについても記載された［Ｊ． Ｐｉｅｒｓ， Ｄ． Ｒｅｙｎａｅｒｔｓ， Ｈ． Ｖａｎ Ｂｒｕｓｓｅｌ， Ｇ． Ｄｅ Ｇｅｒｓｅｍ， Ｈ． Ｔ． Ｔａｎｇ，“Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ａｎ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｔｏｏｌ Ｇｕｉｄｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｓｕｒｇｅｒｙ， ロボット工学およびオートメーションに関するＩＥＥＥ国際会議、２６５１頁〜２６５６頁、２００３年］。また、電気活性高分子（ＥＡＰ）を使用する作動方法およびシステムについても記載されている（例えば、Ａ． Ｄｅｌｌａ Ｓａｎｔａ， Ｄ． Ｍａｚｚｏｌｄｉ， ＤｅＲｏｓｓｉ，“Ｓｔｅｅｒａｂｌｅ Ｍｉｃｒｏｃａｔｈｅｔｅｒｓ Ａｃｔｕａｔｅｄ ｂｙ Ｅｍｂｅｄｄｅｄ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ， Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，第７刊、２９２頁〜３００頁、１９９６年を参照）。しかしながら、これらの構造は、多くの制限を有している。関節構造は、ダウンサイズ拡張性を制限するとともに、殺菌プロセスを複雑化し、また、ワイヤ作動は力印加能力を制限する。これは、ワイヤが引き込み力しか加えることができないからである（すなわち、押し込み時の座屈）。ＳＭＡは、そのマルテンサイト／オーステナイト変化に影響を及ぼす温度変化に必要な時間に起因して、ヒステリシスおよび低い動作周波数を受ける。また、様々な構造のカテーテルは、外科用ツール操作に必要な力印加能力を満たさない。

フレキシブルなバックボーンを使用するスネークロボットについて記載する他の手法も報告されてきている（例えば、Ｉ． ＧｒａｖａｇｎｅおよびＩ． Ｗａｌｋｅｒ，“Ｏｎ ｔｈｅ Ｋｉｎｅｍａｔｉｃｓ ｏｆ Ｒｅｍｏｔｅｌｙ−Ａｃｔｕａｔｅｄ Ｃｏｎｔｉｎｕｕｍ Ｒｏｎｏｔｓ， ロボット工学およびオートメーションに関するＩＥＥＥ国際会議、２５４４頁〜２５５０頁、２０００年；、Ｉ． ＧｒａｖａｇｎｅおよびＩ． Ｗａｌｋｅｒ，“Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ Ｒｅｍｏｔｅｌｙ−Ａｃｔｕａｔｅｄ Ｐｌａｎａｒ Ｃｏｎｔｉｎｕｕｍ Ｒｏｂｏｔｓ， ロボット工学およびオートメーションに関するＩＥＥＥ国際会議、１９頁〜２６頁、２０００年；Ｃ． ＬｉおよびＣ． Ｒｈａｎ，“Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｂａｃｋｂｏｎｅ， Ｃａｂｌｅ−Ｄｒｉｖｅｎ Ｒｏｂｏｔｓ， ＡＳＭＥｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｄｅｓｉｇｎ，第１２４刊、２６５頁〜２７１頁、２００２年；Ｇ． ＲｏｂｉｎｓｏｎおよびＪ． Ｄａｖｉｅｓ，“Ｃｏｎｔｉｎｕｕｍ Ｒｏｂｏｔｓ−ａ Ｓｔａｔｅ ｏｆ ｔｈｅ Ａｒｔ， ロボット工学およびオートメーションに関するＩＥＥＥ国際会議、２８４９頁〜２８５３頁、１９９９年を参照）。しかしながら、これらの試みは、ワイヤによって作動される１つのフレキシブルなバックボーンを使用するスケールの大きい蛇状（snake-like）ロボットに焦点を合わせていた（Ｓ． Ｈｉｒｏｓｅ， Ｂｉｏｌｏｆｉｃａｌｌｙ Ｉｎｓｐｉｒｅｄ Ｒｏｂｏｔｓ， Ｓｎａｋｅ−ｌｉｋｅ Ｌｏｃｏｍｏｔｏｒｓ ａｎｄ Ｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒ：オックスフォード大学プレス、１９９３年を参照）。また、これらの構造は、スネークの直径が５ｍｍ未満までサイズダウンすると、引き込みモードだけのワイヤ作動では大きな作動力を得ることができないといった制限を含む多くの制限を有している。また、スネーク状ユニットの直径がサイズダウンすると、蛇状ユニットの剛性が比較的低くなってしまう。これは、蛇状ユニットがワイヤによって支持される１つの中心に位置するバックボーンだけに依存しているからである。これは、張力の剛性において強く見られる。

ＭＩＳ縫合のための３ＤｏＦリストの他の構造が細かく検討され、また、作業空間を決定し且つ最適な機動性を確保するために患者の身体の入口ポートの位置を最適化するための方法が提案された［Ｍ． Ｃａｖｕｓｏｇｌｕ， Ｉ． Ｖｉｌｌａｎｕｅｖａ， Ｆ． Ｔｅｎｄｉｃｋ，“Ｗｏｒｋｓｐａｃｅ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｒｏｂｏｔｉｃｓ Ｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒｓ ｆｏｒ ａ Ｔｅｌｅｏｐｅｒａｔｅｄ Ｓｕｔｕｒｉｎｇ Ｔａｓｋ， 知能ロボットおよびシステムに関するＩＥＥＥ／ＲＳＪ国際会議、マウイ島、ハワイ州、２００１年］。また、内視鏡的なリストの３つの構造、すなわち、簡単なワイヤ作動ジョイント、多段回転ジョイントリスト、腱蛇状リストも細かく検討されてきており、これらのジョイントは、機動性の点から比較され、また、他の２つのリストを機動性の点で上回る蛇状リストの優位性を示した［Ａ． ＦａｒａｚおよびＳ． Ｐａｙａｎｄｅｈ，“Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ Ｗｏｒｋｓｐａｃｅ Ｓｔｕｄｙ ｏｆ Ｅｎｄｏｓｃｏｐｉｃ Ｅｘｔｅｎｄｅｒｓ ｗｉｔｈ Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｓｔｅｍ， サイモンフレーザ大学、カナダ、２００３年］。

胸および腹の低侵襲手術において、外科用器具のための入口ポートは、通常、ある程度の距離を離して配置され、また、器具は、若干異なる方向から手術部位へ接近する。この構成によれば、体外器具の位置決めのためにある程度大きなロボットスレーブマニピュレータを使用することがＤａＶｉｎｃｉまたはＺｅｕｓ等の遠隔手術システムにおいて可能になる（しかし、時として、不便で制約がある）。特定の処置のために必要な機動性に基づいて入口ポートを最適に配置することは、重要な主題であり、最近では何人かの著者によって扱われてきた［Ｌ． ＡｄｈａｍｉおよびＥ． Ｃ． Ｍａｎｉｅｒｅ，“Ｏｐｔｉｍａｌ Ｐｌａｎｎｉｎｇ ｆｏｒ Ｍｉｎｉｍａｌｌｙ Ｉｎｖａｓｉｖｅ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｒｏｂｏｔｓ， ロボット工学およびオートメーションに関するＩＥＥＥ報告書、第１９刊、８５４頁〜８６３頁、２００３年；Ｊ． Ｗ． Ｃａｎｎｏｎ， Ｊ． Ａ． Ｓｔｏｌｌ， Ｓ． Ｄ． Ｓｅｈｌａ， Ｐ． Ｅ． Ｄｕｐｏｎｔ， Ｒ． Ｄ． Ｈｏｗｅ， Ｄ． Ｆ． Ｔｏｒｃｈｉｎａ，“Ｐｏｒｔ Ｐｌａｃｅｍｅｎｔ Ｐｌａｎｎｉｎｇ ｉｎ Ｒｏｂｏｔ−Ａｓｓｉｔｅｄ Ｃｏｒｏｎａｒｙ Ａｒｔｅｒｙ Ｂｙｐａｓｓ， ロボット工学およびオートメーションに関するＩＥＥＥ報告書、第１９刊、９１２頁〜９１７頁、２００３年］。一方、咽喉の低侵襲手術においては、入口ポートのサイズおよび位置が予め決定され、そのような最適化は不可能である。

咽喉の上気道は、長く狭い不規則な形状をした器官であり、一般に喉頭（発声器）と称される咽頭（咽喉）、下咽頭、喉頭を含んでいる。これらの領域は、切除及び／又は復元のための外科的な介入を必要とする様々な良性および悪性の成長、麻痺、瘢痕組織形成に晒される。また、これらの処置は、しばしば、肺に近い声帯を通り過ぎて行なわれなければならない。音声の特性を維持するため、声帯領域をできる限り正確に復元できることは非常に重要なことである。これらの処置（例えば、部分的または全体的な喉頭切除術、声帯襞整復術、喉頭気管復元術）は、通常の機能に不可欠な喉頭軟骨、筋肉、結合組織を支持する組織の一体性を損なうことを犠牲にして開放外科的手技を使用して日常的に行なわれる。低侵襲内視鏡的処置は、喉頭組織の一体性を保ち、迅速な回復を促し、気管開口術の必要性を頻繁に克服するため、一般に、開腹処置よりも好ましい。

図１Ａ，１Ｂには、喉頭手術の実施のために使用される従来の低侵襲システムが示されている。図示のように、気道の内部領域は、患者の口内に挿入され且つ撮像ツールおよび外科用器具のためのガイドとしての機能を果たす咽頭鏡を通じて一連の長い器具（通常、２４０ｍｍ〜３５０ｍｍの長さ範囲）を使用することによりアクセスされる。咽頭鏡は、一般に、１８０ｍｍの長さであり、一般にその最小断面における幅が１６〜２０ｍｍの範囲にある楕円形の断面を有している。

この外科用設備は、幾つかの長い医師操作ツール、器具またはデバイスを含んでいる（例えば、１つの処置用具（tool）は吸引のためのものであり、他の処置用具は組織操作のためのものである）。本明細書で示されるように、従来の器具またはデバイスは、設計により４つの動作自由度（あるいは、４自由度未満）に制限され、処置用具の先端精巧操作性（器用さ）を欠くという特徴がある。その結果、そのような器具またはデバイスは、例えば軟組織復元および縫合等の精巧で且つ正確な外科処置を使用者が行なえる必要な先端精巧操作性を医師に与えない。また、声帯襞は、それを通り過ぎてそのような器具またはデバイスにより外科処置を行なうことを不可能にする。

結果的に、また、これらの制限に起因して、咽頭低侵襲手術は、現在、マイクロフラップエレベーション、切除生検、レーザまたは電動マイクロデブライダを使用した乳頭腫の除去等の簡単な手術に限られている。機能的な再建処置（例えば、組織フラップ回転または縫合）は咽喉低侵襲手術では行なわれないが、声の特性を維持するためには、声帯襞構造をできる限り正確に復元することが非常に重要である。瘢痕組織を減らし、治癒時間を短くし、その結果、咽頭機能および発音を向上させるため、手術欠陥部の縫合閉塞が示されてきた（Ｄ． Ｊ． Ｆｌｅｍｉｎｇ， Ｓ． ＭｃＧｕｆｆ， Ｃ． Ｂ． Ｓｉｍｐｓｏｎ，“Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ Ｍｉｃｒｏｆｌａｐ Ｈｅａｌｉｎｇ Ｏｕｔｃｏｍｅｓ ｗｉｔｈ Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ａｎｄ Ｍｉｃｒｏｓｕｔｕｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ：Ｉｎｉｔｉａｌ Ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎ ａ Ｃａｎｉｎｅ Ｍｏｄｅｌ， Ａｎｎ Ｏｔｏｌ Ｒｈｉｎｏｌ Ｌａｒｙｎｇｏｌ，第１００刊、７０７頁〜７１２頁、２００１年；Ｐ． Ｗｏｏ， Ｊ． Ｃａｓｐｅｒ， Ｂ． Ｇｒｉｆｆｉｎ， Ｒ Ｃｏｌｔｏｎ， Ｃ． Ｂｒｅｗｅｒ，“Ｅｎｄｏｓｃｏｐｉｃ Ｍｉｃｒｏｓｕｔｕｒｅ Ｒｅｐａｉｒ ｏｆ Ｖｏｃａｌ Ｆｏｌｄ Ｄｅｆｅｃｔｓ， Ｊ． Ｖｏｉｃｅ，第９刊、３３２頁〜３３９頁、１９９５年）。この一見単純な手術は、不可能でないにしろ、咽頭低侵襲手術で行なうことが非常に難しい。

咽頭手術は典型的であるが、多くの他の低侵襲外科処置も同様に患者の身体内の狭い空間で正確な機動性の高い動きを行なう必要がある。また、多くの場合、複数の器具を互いに近接して操作する必要がある。この場合、器具は、咽喉等の狭い空間内で略平行なアクセス通路を通じて身体内に挿入される。また、器具の物理的なサイズは、しばしば、処置の実行可能性を決定する際の重要な要素である。また、器具は、次第に小さくなるように構成されるため、複雑なリンクを含む従来の手法を使用する設計は、次第に難しくなるとともに、製造コストがかかるようになり、また、バックラッシュや他の要因に起因する制限を益々受け易くなる。

したがって、低侵襲手術のための改良された方法およびデバイスを提供することが望ましい。また、開腹処置または手技を使用して得られる動作自由度と同様の動作自由度を処置部位で得られる、幅広い低侵襲外科手技で使用するのに特に適し且つ適合する新規なデバイスおよびシステムを提供することが望ましい。また、咽喉や湾曲部で見られるような狭い手術環境においてそのような動きを行なうそのような低侵襲デバイスおよびシステムを提供することが望ましい。また、そのようなデバイスおよびシステムを使用して、身体の任意の多くの器官または領域、より具体的には咽喉および湾曲部を処置する方法を提供することが望ましい。咽喉等の特に難しい部位で手術を行なうことができる方法およびデバイスを提供することが望ましい。設計コンセプトアプローチにおいて基本的な変更を伴うことなく、小さいスケールから極めて小さいスケールにわたる複数の物理的なスケールで操作するように構成可能な方法およびデバイスを提供することが非常に望ましい。そのような方法およびデバイスは、現在利用できる方法およびデバイスの欠陥を解消しなければならない。

（発明の要約）
本発明は、多くの低侵襲な外科的、診断的、または、治療的な方法及び／又は手技のうちのいずれかを実行する際に使用できるシステム、デバイス及び装置を特徴としている。更に特定の実施形態において、そのようなシステム、デバイス及び装置は、哺乳動物の咽喉等の狭い領域で多くの低侵襲な外科的、診断的、または、治療的な方法及び／又は手技のうちのいずれかを実行する際に使用するのに特に適合性があり、適している。また、そのようなシステム、デバイス、装置を具現化し或いは使用する低侵襲な外科的、診断的及び／又は治療的な方法も特徴としている。

特定の実施形態において、本発明は、１又はそれ以上の遠位精巧操作用デバイス（distal dexterity device）を有する遠位精巧操作用装置（distal dexterity apparatus）を特徴としている。典型的な実施形態において、１又はそれ以上の先端機動デバイスのそれぞれは、低侵襲な外科用処置用具を備えるとともに、操作性を高めるためにエンドチップ機動を持つべく設置された（configured and arranged）。特に、遠位精巧操作用装置は、少なくとも１つの、好ましくは複数の、最も好ましくは３つの遠位精巧操作用デバイスを備えており、この遠位精巧操作用デバイスは、より具体的な実施形態において、ロボットアームを備えている。各遠位精巧操作用デバイスの一部は蛇状を成しており、この蛇状部分は任意の多くの態様で再構成可能（re-configurable）（すなわち、曲げることができる）であり、それにより、実質的に外科用器具／デバイスを操作し且つそれを手術部位に対して望ましい位置に置くことができる。

更なる実施形態において、蛇状部分は多段バックボーン蛇状機構である。特定の実施形態において、蛇状部分は、複数のフレキシブルなバックボーンから成るシステムを備えており、より具体的には、中心に配置されたバックボーンと、中心に配置されたバックボーンの周囲に離間して配置された複数の、より具体的には３つ以上の第二バックボーンとを含むシステムを備えている。本発明に係るそのようなフレキシブルなバックボーンシステムは、特にワイヤを具現化する従来のシステムで得られる剛性と比べると、曲げ及び捻れ時に高い構造的強度を有利に達成する。また、本発明に係るそのようなフレキシブルなバックボーンシステムは、関節接合を具現化する従来のシステムを用いた場合に必要となる小さな精密接合を有利に排除し、これにより、製造コストを低減するともに、バックラッシュに関連する設計問題を回避する。更に特定の実施形態において、フレキシブルなバックボーンは柔軟な管状部材であり、より具体的には、第二バックボーンを備える管状部材は、中心に配置されたバックボーンを備える管状部材とほぼ同じ、基本的に同じ、あるいは、同一である。

遠位精巧操作用デバイスの他の部分は外科用器具／デバイスを備えており、それにより、例えば縫合、把持、軟組織操作、切断、手術部位からの唾液、血液、他の材料の吸引等の外科的行為を行なうことができる遠位精巧操作用デバイスが提供される。更なる実施形態において、遠位精巧操作用デバイスは、様々な手術において必要な例えば針保持機能、組織除去機能、吸引機能等の機能を果たすことができるモジュール式の取り外し可能な或いは固定されたチップ部材またはリストユニット（wrist unit）を有している。特定の実施形態において、遠位精巧操作用デバイスは、取り外し可能な或いは固定された切断機構を有している。更なる特定の実施形態において、リストユニットは、例えばネジ付き部品を螺号することにより、蛇状部分とリストユニットとの間で摩擦嵌合を行なうことにより、あるいは、任意の他の周知のタイプの取り外し可能な取付部品により、蛇状部分に対して取り外し可能に装着される。これにより、特に処置または手技を行っている最中に望み通りに変更でき、それにより、所定の処置に必要な外科的機能を与えることができる遠位精巧操作用デバイスが有利にもたらされる。したがって、蛇状部分に対して取り外し可能に固定されたリストユニットを交換するだけで、１つのユニットを様々な異なるタイプの外科的機能に取って変えることができる。

更なる実施形態においては、リストユニットが蛇状部分に可動できるように結合され、それにより、リストユニットを蛇状部分に対して個別に可動させることができ、したがって、処置部位に対する外科用器具の細かい操作が可能になる。特に、リストユニットと蛇状ユニットとを可動できるように結合する機構は、蛇状ユニットに対する１つ以上の動作自由度をリストユニットに持たせるように、より具体的には３つ以上の動作自由度をリストユニットに持たせるように設置（configured and arranged）されている。特定の実施形態において、１又はそれ以上の自由度のうちの１つとしては、リストユニットを軸方向に可動させる（例えば、蛇状部分から離間させるように又は蛇状部分の方へ可動させるようにする）ことが挙げられる。結果として、そのような遠位精巧操作用デバイスは、３つから５つの動作自由度（すなわち、蛇状部分に関して２つの自由度、可動結合機構に関して１〜３つの自由度）を与える。

更なる実施形態において、可動結合機構およびリストユニットは、リストユニットが可動結合機構に対して取り外し可能に且つ動作可能に結合されるように設置されている。このようにすれば、本明細書で更に説明されるように、医師は、患者から遠位精巧操作用装置を除去する必要なく、１つのリストユニットを取り外して、例えば異なる処置用具を有する他のリストユニットを取り付けることができる。更なる他の実施形態において、可動結合機構は、クランプ機構として作用するように更に設置されており、これにより、リストユニットは、蛇状ユニットの一部と機械的に係合（例えば摩擦係合）する。

更なる実施形態においては、遠位精巧操作用装置が１又はそれ以上のデバイスマニピュレーションユニットを備えており、各デバイスマニピュレーションユニットは、１又はそれ以上の遠位精巧操作用デバイスのうちの１つに対して動作可能に結合される。更に特定の実施形態において、各デバイスマニピュレーションユニットは、関連する遠位精巧操作用デバイスの長軸のベース部材に対する位置を制御するように設置されている。好ましい実施形態において、各デバイスマニピュレーションユニットは、リストユニットを収容する部分を含む遠位精巧操作用デバイスが１又はそれ以上の自由度、特に複数の自由度、より具体的には４つの自由度を得ることができ且つ１又はそれ以上のアプローチ角度、遠位精巧操作用デバイスの長軸を中心とする回転、前記長軸に沿う位置、回転軸を中心とする遠位精巧操作用デバイスの回転を制御するように設置されている。

更なる実施形態において、各遠位精巧操作用デバイスはアクチュエーションユニットを有しており、このアクチュエーションユニットは、蛇状部分に対して動作可能に結合されるとともに、蛇状部分を再構成（形状変形）させる（例えば曲げる）ことにより外科用器具／リストユニットを処置部位に対して望ましい方向および場所となるように方向付けるべく設置されている。本明細書で説明されるように蛇状部分がフレキシブルなバックボーンシステムを備えている場合、アクチュエーションユニットは、フレキシブルなバックボーンシステムの１又はそれ以上のフレキシブルなバックボーンに作用することによりそのような再構成を行なわせるべく設置されている。特定の実施形態において、フレキシブルなバックボーンシステムが中心に配置されたバックボーンと複数の第二バックボーンとを備えている場合、アクチュエーションユニットは、１又はそれ以上の第二バックボーンに対して作用することによりそのような再構成を達成するべく設置されている。アクチュエーションユニットによるそのような第二バックボーンに対する作用は、押し込み力または引き込み力を生み出して当該力を対応する第二バックボーンに対して加えることを含んでいることは言うまでもない。例えば、引き込み力は、複数の第二バックボーンのうちの１または複数に対して加えることができ、また、押し込み力は、複数の第二バックボーンのうちの他の１または複数に対して同時に加えることができる。

更に特定の実施形態において、アクチュエーションユニットは、リストユニットを蛇状部分に可動できるように結合する可動結合機構に対して動作可能に結合されるとともに、結合機構によってリストユニットを蛇状ユニットに対して１又はそれ以上の方向に動くように設置されている。特定の実施形態において、結合機構は、複数の、より具体的には３つ以上の、個別に可動できる作動部材（actuating members）を備えており、これらの作動部材はそれぞれ、作動機構に対して動作可能に結合されるとともに、蛇状部分に対して可動する（すなわち、部材の動きは、蛇状部分によって感知されない、又は動きを引き起こさない）。

作動機構は、１又はそれ以上の作動部材のうちの任意の１または複数を所定の態様で可動させることによりリストユニットを蛇状ユニットに対して可動させ、それにより、処置部位に対する外科用器具の方向および位置を変えるように特に設置されている。特定の実施形態においては、作動機構と結合機構との組み合わせにより、１又はそれ以上の動作自由度、より具体的には３つ以上の動作自由度をもってリストユニットを遠隔的に作動させて可動させることができる。更に特定の実施形態において、作動部材は、例えば管状部材等の円筒部材、あるいは、ワイヤ等の中実円柱部材である。また、本明細書で示されるように、作動機構は、リストユニットを蛇状部分の一部と機械的に係合させるような態様で作動部材を作用させるべく設置されている。

更なる実施形態においては、蛇状部分が複数の管状の第二バックボーンを有するフレキシブルなバックボーンシステムを備えている場合、作動部材は、第二バックボーンのルーメンまたは通路内で結合機構からアクチュエーションユニットへと延びるように配置される。

以下、本発明の他の態様および実施形態について説明する。

（定義）
以下の定義を参照することにより、本発明を最も明確に理解できる。

明細書及び請求項で用いられる単数形「１つの（ａ，ａｎ）」及び「その（ｔｈｅ）」は、特に明記されていない限り、複数の意も含む。

本明細書で用いられる「患者」という用語は、脊椎動物、好ましくは哺乳動物、更に好ましくはヒトを意味する。哺乳動物としては、ネズミ、サル、ヒト、家畜、スポーツ動物、ペットを挙げることができるが、これらに限定されない。

（発明の詳細な説明）
本発明は、手術、外科的処置、治療及び／又は診断処置を含む低侵襲な手技を行なうための改良された方法、システム、デバイス／手術器具を提供する。特に、本システムおよびデバイスは低侵襲な手技を行なうのに適しており、それにより、設けられた動作可能な末端を、開腹手術の手技を行う際の自由度に相当する自由度をもって動かすことができる。また、本発明のシステム、方法、デバイスは、従来の低侵襲な手技においては難しいと考えられるかもしれない状況下で低侵襲な手技／処置を行なうのに特に適している。例えば、手術には、手術部位の形状によって、及び／又は、その手術部位への接近を困難にし且つ当該手術部位での操作を困難にする手術部位近傍の他の組織の存在によって、他の手術よりも困難なものがある。更にまた、手術部位へ接近できるようにとられるルートまたは経路は、非常に長い可能性があり、及び／又は、手術部位への接近を困難にし及び／又は当該手術部位での操作を困難にする複雑な／曲がりくねった経路を成している可能性がある。例えば後者の場合、咽喉および喉頭を含む上気道の低侵襲な手術は、一般に、上気道の形状および喉頭の位置に起因して、また、声帯襞上または声帯襞の向こう側で複雑な処置を行なう必要性や、咽喉のサイズや形状によって制限される所定の入口ポートを通じて２〜３個の長い器具を同時に操作する必要性により、従来の器具／デバイス、システム、方法を使用する場合に問題となる。

本発明及びその好ましい実施形態は、低侵襲の咽喉手術を行なうのに特に適している。したがって、以下の説明は、特に低侵襲の咽喉手術を行なうためのデバイス、システム、方法に関して、本発明の方法、システム、デバイスについて記載する。しかしながら、これにより、本発明のデバイス、システム、方法をこれらの実施形態に限定するものと解釈すべきではない。なぜなら、本明細書に記載されたデバイス、システム、方法を、一般的なマイクロサージェリ（顕微鏡手術）、脳外科手術、耳鼻咽喉（ＥＮＴ）手術、洞手術、他の頭頸部手術、脊髄手術、微小血管手術、薬物供給、骨の手術（例えば、骨中の溶骨性病変の除去、骨の穿孔等）を含むがこれらに限定されない任意の多くの低侵襲な手術および処置で使用されるように適合させることも考えられ、したがって、そのようなことも本発明の範囲内に入るからである。そのため、咽喉手術に関連する以下に示される特定の設計パラメータまたは他の特性を必要に応じて変更して、そのような他の低侵襲手術／手技を行なうのに適した寸法および幾何学的構成を必要に応じて備えることも考えられる。例えば、本明細書に記載されるような先端機動（先端で敏捷に器用に動く）装置のホルダの長さは、所定の処置のための特定の条件に適するように合わせられる。

図面中の、参照符号によりそれぞれ部品が示されている図に関して言及すれば、図２は、喉頭外科的処置を行なえるように特に構成された本発明に係る例示的な低侵襲システム１００の概略図を示すものである。本発明の低侵襲システム１００の様なシステムは、周知の構造（例えば、ＤａＶｉｎｃｉ（登録商標）伸縮式ロボット（Ｇ． ＧｕｔｈａｒｔおよびＫ． Ｓａｌｉｓｂｕｒｙ， “Ｔｈｅ Ｉｎｔｕｉｔｉｖｅ^ＴＭ Ｔｅｌｅｓｕｒｇｅｒｙ Ｓｙｓｔｅｍ：概要および適用， ロボット工学およびオートメーションに関するＩＥＥＥ国際会議、６１８頁〜６２１頁、２０００年））と同じマスタースレーブ構造を含むがこれに限定されない遠隔手術ロボット構造または構成を形成するため、当該技術分野公知の他の装置およびデバイスと共に使用できるように容易に適合される。図示の低侵襲システム１００は特に咽喉手術用に構成されているが、システム及びその構成要素は、他の低侵襲マイクロサージェリの用途、より具体的には、限られた空間内で行なわれる用途に適応できる。図示の代表的な実施形態において、低侵襲システム１００は、マスターインタフェース１２０と、コントローラ１３０と、支持体１４０と、本明細書で更に説明される本発明に係る遠位精巧操作用装置２００とを有している。

マスターインタフェース１２０は、処置を行なっている医師に対して映像および力をフィードバックするとともに医師が遠位精巧操作用装置２００の器具および他のデバイスを遠隔的に作動させて操作することができる機構を形成する前述したデバイスを含む当該技術分野公知の多くのデバイスのうちの任意の１つである。コントローラ１３０は、マスターインタフェース１２０および遠位精巧操作用装置２００に対して動作可能に結合されており、これにより、マスタースレーブ統合を更に行なうとともに、本明細書で説明するように遠位精巧操作用装置２００の動作も制御する。

支持体１４０は、能動性および受動性の両方において技術的に知られる多くの機構、デバイスまたは装置のうちの任意の１つであり、これにより、患者の身体の自然の開口部（例えば口）または人工的な開口部に対して遠位精巧操作用装置２００を医師または他の医療関係者により適切に且つ正確に位置決めすることができ、それにより、外科的、診断的、及び／又は治療的処置または手技を実行し且つ遠位精巧操作用装置を使用する必要がある外科／治療処置／手技の時間にわたって少なくとも遠位精巧操作用装置をほぼ固定された関係に保持することができる。図示の実施形態において、支持体１４０は、受動支持体であって、医師が遠位精巧操作用装置２００を開口に対して適切な位置へと移動させることができるように設置された支持体であるとともに、遠位精巧操作用装置を固定関係に維持する支持体である。更に特定の実施形態において、そのような受動支持体は、作動時にロック方向への更なる移動を不可能にする当業者には公知であるロック機構を有している。

また、支持体１４０が能動支持体またはロボット支持体であり、それにより、当業者には公知であるように遠位精巧操作用装置２００がコントローラ１３０または他の制御機構（例えば、内部で実行できるアプリケーションプログラムを有するコントローラ）を介して操作されることも考えられ、そのようなことも本発明の範囲内に入る。このようにすれば、遠位精巧操作用装置２００は、記憶された位置或いは術前位置から入口部位または開口部（自然開口または人工開口）に近接する位置へと支持体１４０により移動される。その後、支持体１４０は、例えば医師の制御下で遠位精巧操作用装置２００を更に操作し、それにより、装置の動作可能な末端３０４が開口内に挿入されて患者の身体内の処置部位の近傍に位置される。

更なる実施形態においては、本明細書で更に詳細に説明されるように、遠位精巧操作用装置２００は、少なくとも１つの先端外科用器具またはデバイス、より好ましくは複数の先端外科用器具またはデバイス、特に３個以上のそのような先端外科用器具またはデバイスを有するように設置されている。遠位精巧操作用装置２００に付帯して構成される先端外科用器具／デバイスの数は、実行される処置／手技の特定の必要性および遠位精巧操作用装置２００の手術可能な末端部が開口から処置部位へと達するために挿通する身体内の経路のサイズおよび形状によって課される任意の制限に基づいている。

また、コントローラ１３０は、遠位精巧操作用装置２００の各外科用器具／デバイスのオペレーションおよび動作を制御するように設置されている。特に、コントローラ１３０は、遠位精巧操作用装置２００の各遠位精巧操作用デバイスアセンブリ３００（以下、遠位精巧操作用デバイス）を制御するように設置され、遠位精巧操作用装置２００は、所定の遠位精巧操作用デバイスに関連付けられる外科用器具またはデバイスを有している。このようにすれば、前述した遠隔手術環境と同様に、医師は、マスターインタフェース１２０によって与えられる力・映像フィードバック情報に基づいて外科用器具またはデバイスを遠隔的に操作することができるとともに、所定の外科用器具またはデバイスに関連付けられた遠位精巧操作用デバイスを操作することができ、したがって、遠位精巧操作用デバイスの手術可能な末端部３０４にある外科用器具またはデバイスが処置部位に対して適切に位置決めされ（例えば、場所および方向）、また、外科用器具によって処置（例えば、組織の縫合、組織の切開、把持、生検、流体の吸引）を行ない或いは実行することができる。

更なる実施形態において、遠位精巧操作用の装置２００は、各遠位精巧操作用デバイス３００を遠位精巧操作用装置から容易に除去でき及び／又は遠位精巧操作用の装置内に他の遠位精巧操作用デバイスを挿入でき、また、その際に、そのような作業を行なうために身体開口内から遠位精巧操作用装置を最初に除去する必要がないように設置されている。前述したように、身体開口の特定のサイズおよび形状は、開口内に挿入可能な遠位精巧操作用デバイス３００の数に制限を課す場合がある。遠位精巧操作用装置２００のこの再構成可能な特徴により、処置の必要性に応じて１又はそれ以上の外科用器具／デバイスが設けられることを含む遠位精巧操作用装置の再構成を医師または他の医療関係者が簡単に行なえる機構が与えられる。

図２および図３に示される遠位精巧操作用装置２００は、喉頭鏡１５０を通じて動く３本のアームを持つロボットを与える。これは、限定的なものとして解釈されるべきではない。なぜなら、本発明の遠位精巧操作用装置２００を挿通させて処置部位にアクセスさせることができるカニューレまたはルーメン状の部材を供給するという同様の機能を有する医療当業者に公知である他のデバイス（例えば内視鏡、腹腔鏡）と共に使用できるように遠位精巧操作用装置を適合させることも考えられるからである。

図示の実施形態において、遠位精巧操作用装置２００は当業者に公知である視覚化装置またはデバイスとともに設置され、これにより、医師には、処置部位、および、患者の身体内に配置され処置部位の近傍にある遠位精巧操作用デバイス３００の手術可能な末端部３０４の視覚化画像が与えられる。また、図示の実施形態において、２つの遠位精巧操作用デバイス３００の手術可能な末端部３０４ｂ，ｃは、組織の操作のために使用できる多くの外科用器具／デバイスのうちの任意の１つ（例えば外科用メス、鉗子等）を含むように設置され、また、他の遠位精巧操作用デバイスの手術可能な末端部３０４ａは、組織、骨、軟骨、流体等を処置部位から吸引するための器具またはデバイスと共に構成されている。説明中において、遠位精巧操作用デバイス３００の手術可能な末端部を参照する場合には、一般に参照符号３０４が使用される。この場合、１又はそれ以上の特定の手術可能な末端部を参照するときには、参照符号に更にアルファベット文字が含まれる。

また、治療媒体を処置部位へと供給することができるようにその手術可能な末端部を有する遠位精巧操作用デバイス３００を設置することも考えられる。例えば、手術可能な末端部３０４は、治療媒体を含む注入デバイスを有するように構成することができ、あるいは、治療媒体源、例えば遠位精巧操作用デバイス内に配置されたリザーバに対して流体結合されたニードル状部材と共に構成することができる。したがって、医師または他の医療関係者は、注入デバイスの手術可能な末端部またはニードル部材を処置部位の組織中または他の適切な場所に遠隔的に位置決めした後、治療媒体を注入デバイス／リザーバから組織へと供給する。

特定の実施形態において、遠位精巧操作用装置２００は、ベース２０２と、回転ベース部材２０４と、１又はそれ以上のデバイスマニピュレーションユニット２０６と、１又はそれ以上の遠位精巧操作用デバイス３００とを有している。ベース２０２は、支持体１４０のアーム１４２に対して動作可能に結合されるとともに、回転ベース部材２０４を内部に回転可能且つ可動可能に受けるように設置されている。回転ベース部材２０４およびベース２０２はそれぞれ、当業者に公知である多くの技術及び／又はデバイスのうちの任意のものを使用するように設置されており、これにより、回転ベース部材は、第１の回転軸を中心にベース内で回転される。

１又はそれ以上のデバイスマニピュレーションユニット２０６、好ましくは複数の操作ユニットは、当業者に公知である多くの技術のうちの任意の技術を使用して、回転ベース部材２０４に対して装着されている。デバイスを操作するそれぞれのマニピュレーションデバイス２０６は、本明細書で特に説明されるように、各遠位精巧操作用デバイス３００を保持するように設置されている。特定の実施形態において、各デバイスマニピュレーションユニット２０６は、関連する遠位精巧操作用デバイス３００の長軸の回転ベース部材２０４に対する位置を制御するように設置されている。好ましい実施形態において、各デバイスマニピュレーションユニット２０６は、その手術可能な末端部３０４を有する遠位精巧操作用デバイス３００が１つ以上の自由度を得ることができ、特に複数の自由度を得ることができ、より具体的には４つの自由度を得ることができるとともに、１又はそれ以上のアプローチ角度、遠位精巧操作用デバイスの長軸を中心とする回転、前記長軸に沿う位置、第２の回転軸を中心とする遠位精巧操作用デバイスの回転を制御するように設置されている。

各遠位精巧操作用デバイス３００は、関連するデバイスマニピュレーションユニット２０６により回転部材２０４に対して動作可能に結合されているため、回転ベース部材２０４が第１の回転軸を中心に回転すると、各遠位精巧操作用デバイス３００の手術可能な末端部３０４も第１の回転軸を中心に回転する。このようにすれば、医師は、遠位精巧操作用装置２００の各遠位精巧操作用デバイス３００の手術可能な末端部３０４を回転させることができ、そのため、次に使用される外科用器具／デバイスが処置部位に対して適切に位置決めされる（すなわち、次に使用される外科用器具／デバイスを選択して位置決めすることができる）。また、これにより、特定の遠位精巧操作用デバイスに関連付けられた外科用器具／デバイスの使用と関連して本明細書で説明されるように１つの手術可能な末端部が更に操作されるため、手術可能な末端部３０４ａ〜ｃ同士の間の衝突が避けられない場合には、その衝突の可能性が最小限に抑えられるという有利な効果が得られる。

図４〜図６についても言及すれば、各遠位精巧操作用デバイス３００は、ホルダ部材３０２と、手術可能な末端部３０４と、アクチュエーションユニット３０８と、ワイヤ３０６と、ワイヤ末端３０７とを有している。また、手術可能な末端部３０４は、マニピュレーションデバイス３１０を有するように、特定の実施形態においてはチップ部材またはリストデバイス３３０を有するように設置される。本発明の遠位精巧操作用デバイスは、手術可能な末端部３０４が手術部位への経路を横切っているときに障害物を回避できる必要な柔軟性を備えている。特定の実施形態において、本発明の遠位精巧操作用デバイス３００は、マニピュレーションデバイス３１０のバックボーン構造の周囲でトルクを伝えることができ、これにより、マニピュレーションデバイスのその回転軸を中心とする回転に変換することができる。これは、限られた空間内での縫合および組織操作にとって有用な特性である。

マニピュレーションデバイス３１０およびアクチュエーションユニット３０８は、ホルダ部材３０２の各末端に対して動作可能に結合されている。特定の実施形態において、ホルダ部材３０２は、操作ユニット２０６によりホルダ部材が回転され或いは軸方向に動かされる際に、また、マニピュレーションデバイスの形を変える（re-configuring）（例えば曲げる）ためにアクチュエーションデバイス３０８がマニピュレーションデバイス３１０に作用するときに、処置／手技中において課される負荷に耐えることができる十分な強度を有することを特徴とする生体適合性材料から成る管状部材（例えば薄いチューブ）である。また、ホルダ部材３０２内のルーメンは、任意の内側ワイヤ３０６を伴う第２のバックボーン３１４が挿通する経路をマニピュレーションデバイス３１０とアクチュエーションデバイス３０８との間に形成している。これにより、遠位精巧操作用デバイスの軸方向に可動する部材と周囲組織との間にバリアが形成されることが好ましい。ホルダ部材３０２の幅および長さは、行なわれる処置の内容に基づいて設定される。例えば、咽喉の外科的処置においては、遠位精巧操作用デバイスの動作可能な末端３０４が咽喉内へと約１８０〜２５０ｍｍ延びていることが望ましい。したがって、ホルダ部材３０２の長さは、これを達成するように設定される。同様に、ホルダ部材３０２の幅は、開口のサイズ、通路のサイズ、手術部位に利用可能な面積、開口内に一般的に挿入される部材（例えば、喉頭鏡）の内側寸法に基づいて設定される。

ホルダ部材３０２は、硬質管状部材、柔軟な管状部材またはデバイスの形態を成しており、あるいは、遠位精巧操作用装置２００の用途および機能に合うように硬質管状部とフレキシブルな管状部とから成っている。例えば、デバイスマニピュレーションユニット２０６と共に配置されるホルダ部材３０２の部分は硬質部材であっても良く、また、ホルダ部材の他の部分は構造的に柔軟であっても良い。ホルダ部材３０２の可撓（柔軟）部は、例えば、カテーテル、フレキシブル内視鏡、あるいは、他の蛇状ユニット等のフレキシブルなデバイスを構成することができる。他の実施例においては、ホルダ部材３０２の外側部分（すなわち、デバイスマニピュレーションデバイス２０６に対して外側へと超えて延びる部分）が可撓部を構成し、患者の体内にある部分を含むホルダ部の残りの部分が硬質部を構成する。

また、第２のバックボーン３１４がホルダ部材３０２の可撓部を通り抜ける場合、第２のバックボーンは、ホルダ部材３０２の内側に残る部分における曲げにおいては柔軟な材料または構造から構成され或いは選択されることが好ましいが、押し引き方向で力を伝達する場合の軸方向においては依然として硬いことが好ましい。更なる実施形態において、第２のバックボーン３１４は、長い可撓領域での座屈を更に防止するため、フレキシブルなシース内に支持される。そのような構造により、軟性内視鏡用途および心臓内切除（アブレーション）等の腔内処置で使用できる本発明のシステムが有利にもたらされる。また、そのような構成によれば、本明細書で更に説明するように、複数の蛇状ユニットを連続して配置して機動性を更に高めることができ有利である。

図５に明確に示されるように、マニピュレーションデバイス３１０は、ベースディスクまたは部材３１６と、末端ディスクまたは部材３１８と、中間スペーサディスクまたは部材３２０と、中心バックボーン３１２と、第二バックボーン３１４とを有している。マニピュレーションデバイスは、一般に連続非伸縮性マルチバックボーンユニットとして分類できる蛇状のユニットを形成するように設置されている。

中心に位置するバックボーンおよび第二バックボーン３１２，３１４は、一般に、例えば超弾性チューブ、より具体的にはＮｉＴｉから成るチューブ等のフレキシブルな管状部材の形態を成している。より一般的には、第二バックボーン３１４は、これらが曲げ時には柔軟であるが押し引き方向で力を伝達する場合には軸方向で依然として硬くなるような材料または構造（例えば、直径および壁厚）から構成され或いは選択されており、また、中心バックボーンは、曲げ時に柔軟となるような材料または構造（例えば、直径および壁厚）から構成され或いは選択される。また、そのような材料および構造は、マニピュレーションデバイス３１０が操作され或いは曲げられる際に永久に変形（例えば座屈）しない部材をもたらすことが好ましい。

典型的な実施形態において、中心に位置するバックボーンの周囲には、当該中心に位置するバックボーンから離間して３つの第二（secondary）バックボーン３１４が設けられる。第二バックボーン３１４の数は、マニピュレーションデバイス３１０が操作され或いは曲げられる際に一般に中心に位置するバックボーンおよび第二バックボーン３１２，３１４が永久に変形（例えば座屈）しないようにしつつ必要な曲げ動作を行なえるように設定されることは言うまでもない。中心チューブまたはバックボーン３１２は第一（primary）バックボーンであり、一方、残りの３つのチューブは第二バックボーン３１４である。図示の典型的な実施形態において、これらの第二バックボーン３１４は、中心に位置するバックボーン３１２から等距離で離間するとともに互いに離間している。

中心に位置するバックボーン（central backbone）３１２は、ベース部材３１６および末端部材３１８に対して取り付けられ或いは固定されるとともに、全ての中間スペーサ部材３２０に対して取り付けられ或いは固定されている。第二バックボーン３１４は、末末端材３１８に取り付けられるとともに、ベース部材３１６および中間スペーサ部材３２０のそれぞれに設けられた開口３２２内に摺動可能に配置されている。このようにすれば、第二バックボーン３１４は、ベース部材３１６および中間スペーサ部材３２０の開口３２２を通じて自由に摺動して曲がることができる。本明細書に記載されているように、第二バックボーン３１４は、押しモードおよび引きモードの一方または両方の組み合わせを使用してマニピュレーションデバイス３１０を作動させるために使用されるとともに、ホルダ部材３０２のルーメンまたはガイドチャンネルを挿通する。

中間スペーサ部材３２０は、中心に位置するバックボーンおよび第二バックボーン３１２，３１４の座屈を防止し且つ第二バックボーンと中心に位置するバックボーンとの間を等距離に維持するように設置されている（例えば、互いに離間されている）。更なる実施形態においては、中間スペーサ部材３２０が互いに十分に近接して配置され、それにより、第一バックボーンおよび第二バックボーン３１２，３１４の形状が所定の固定された離間距離内にあるように制約される。また、中間スペーサ部材は、これらによって中心に位置するバックボーンの曲げが妨げられないように且つ第二バックボーン３１４の動きに対して極僅かな摩擦を与えつつ、中心に位置するバックボーン３１２上に配置されて固定される。

好ましい実施形態においては、第二バックボーン３１４が第一バックボーンと同じサイズを有するように寸法付けられ、それにより、第二バックボーンの曲げ特性が十分となる（すなわち、第二バックボーンをワイヤとして扱うことができない）。これにより、構造的剛性および作動容易性を維持しつつ、咽喉等の限られた空間内で使用できるように小さな直径を有するべくマニピュレーションデバイス３１０を構成することができる。また、マニピュレーションデバイス３１０を作動させるための押し引き部材を使用することにより、バックボーンの座屈を防止しつつ、静的な構造を満たすことができる。また、これにより、例えば４ｍｍ未満の直径を必要とする医療用途において、マニピュレーションデバイス３１０の直径を減少させることができる。

前述した構造により、特にワイヤを具現化する従来のシステムを用いて得られる剛性と比べた場合、曲げ及び捻れ時に高い構造的剛性を有利に得ることができる複数のバックボーン３１２，３１４から成るフレキシブルなバックボーンシステムを具現化する蛇状のデバイスがもたらされる。また、そのような本発明に係るフレキシブルなバックボーンシステムは、従来のシステムを用いた場合に必要となる小さな精密接合を有利に排除し、これにより、製造コストを低減するともに、バックラッシュに関連する設計問題を回避する。

また、本明細書で説明されるように、バックボーン３１２，３１４は、前述した構造的用途（すなわち、二重用途）以外の複数の用途または機能を有するように設置される。バックボーン３１２，３１４のルーメンまたは内部通路は、処置部位および遠位精巧操作用デバイス３００の手術可能な末端部３０４を観察するために処置部位を照明する光源として使用できる例えば光ファイバケーブルが挿通できる経路を形成するべく使用されるようになっている。

１又はそれ以上のバックボーンのルーメンまたは内部通路は、流体を供給するための流体通路、例えば治療媒体を供給するための流体通路として、および、流体及び／又は破片を吸引するための流体通路として使用できる。そのような場合には、所定のバックボーン３１２，３１４および遠位精巧操作用デバイス３００がこれらの機能を行なうことができるようになっていることも考えられる。例えば、遠位精巧操作用デバイス３００は、バックボーンの内部通路が外部の流体源及び／又は吸引源に対して流体的に結合されるようになっており、また、その手術可能な末端部３０４は、流体の供給及び／又は吸引を行なうようになっている。また、例えば、１つの第二バックボーン３１４を流体が供給できるように構成することができるとともに、他のバックボーン、例えば中心に配置されたバックボーン３１２を吸引源に対して流体的に結合することができる。

また、１又はそれ以上のバックボーン３１２，３１４のルーメンまたは通路は、リストユニット３３０とマニピュレーションデバイス３１０とを動作可能に結合するための機構を構成する作動部材（すなわち、ワイヤ３０６）が通過する通路として使用できる。また、第１のマニピュレーションデバイス３１０ａの１又はそれ以上のバックボーン３１２，３１４のルーメンまたは内部通路は、第２のマニピュレーションデバイス３１０ｂの第二バックボーン３１４のための通路としても使用できる。

更なる実施形態において、特に図４Ｂについて言及すれば、遠位精巧操作用デバイス３００ａは、互いに上下に積み重ねられた２つ以上のマニピュレーションデバイス３１０ａ，３１０ｂを有するように設置されている。そのような用途において、第２のマニピュレーションデバイス３１０ｂまたは第２の領域における第二バックボーン３１４は、第１のマニピュレーションデバイス３１０ａまたは第１の領域の第二バックボーンを貫通する。これにより、第１の領域上に第２の領域を直列に積み重ねることができるとともに、深部内、例えば肺の気道を通じた検査および外科的な介入のために使用できる多段スネークが形成される。そのような積み重ねにより、必然的に、各マニピュレーションデバイス３１０ａ，ｂを互いに独立に動作させることができる。これにより、遠位精巧操作用デバイスは、設けられた各マニピュレーションデバイスに関して２つの更なる自由度を達成し或いは得ることができると同時に、従来のシステムにおける関節接合を伴って形成される制約または不安に晒されない。

要するに、マニピュレーションデバイス３１０の構造から流れる有利な効果は、柔軟なバックボーンの使用によって生じ、それにより、従来のデバイスおよびシステムに用いられるような小さなユニバーサルジョイントおよびワイヤに依存しないで済むようになる。これにより、従来のデバイスと比べてマニピュレーションデバイスの製造コストを低減できることに加え、可動部の数が少なく且つ標準的な小型ジョイントが存在しないことから、サイズの減少に寄与できる。他の有利な効果は、バックボーンのためにチューブを二次的に使用し、それによりこれらのバックボーンのための二次的な用途を与えることによって得られる。本明細書で示されているように、これらのバックボーンは、吸引チャンネル、流体チャンネル、その先端に装着される処置用具のための作動チャンネルとして、あるいは、撮像のための光源としての機能を果たすことができる。特定の実施形態においては、１つの機構（例えば、ワイヤ、チューブ）が中心に位置するバックボーン３１２を貫通する。この機構は、所定の遠位精巧操作用デバイス３００に関連付けられた外科用処置用具／器具／デバイスを作動させ或いはその動作を制御するために使用される。

本発明の他の実施形態において、マニピュレーションデバイス３１０は、第二バックボーン３１４のうちの１つが余分な第二バックボーンであり、この第二バックボーンを第一バックボーンに作用する力の大きさを減少させるために作動させることができ、そうすることにより、その座屈の虞を低減できるように設置されている。

前述したように、手術可能な末端部３０４は、所定の処置中に使用するための外科用器具／デバイス／処置用具３３６を備える又は有するように設置されたリストユニット３３０を有している。図示の実施形態において、リストユニット３３０の外科用器具／デバイス／処置用具３３６はグリッパ３３６である。また、医師は、組織を把持することに加え、図６に示すように縫合針を把持することができ、それにより、グリッパを使用して組織を縫合することができる。本明細書で示されるように、本発明とは異なり、咽喉の外科的処置のための従来の低侵襲器具は能力が限られており、組織の縫合は、従来の器具を用いた場合には不可能な機能のうちの１つである。

本発明のマニピュレーションデバイス３１０は、処置用具の先端における動作に関して２つの自由度を与えることができる。この自由度は、任意の方向での横曲げに関連付けられる。外科用処置用具／器具／デバイス３３６の能力または機動性を更に高めるため、ミリパラレルユニットまたはリストユニット３３０とマニピュレーションデバイス３１０とを可動できるように結合する結合機構が設けられる。この結合機構は、非常に狭い空間内における微細で正確な動きに関して１つ〜３つの更なる自由度を与えるように設置される。そのような構造は、パラレルロボットの構造固有の剛性を利用するとともに、有用な構造的剛性を維持しつつ、遠位精巧操作用デバイス、特に操作ユニット３１０の更なるダウンサイズ拡張性をサポートする。

結合機構は、その末端に球３０７が取り付けられた超弾性作動ワイヤ３０６と、処置用具３３６が付設される可動プラットフォーム３３２に設けられ且つ球面ジョイントを形成する溝又はすり割り付き開口３３４と、フレキシブルなロックリング３３５とを備えている。図５および図６に示されるリストユニット３３０またはミリパラレルユニットは、結合機構を使用し、より具体機には、第二バックボーン３１４を貫通する超弾性作動ワイヤ３０６と、球面ジョイントと、処置用具３３６が付設される可動プラットフォーム３３２とを使用する。可動プラットフォーム３３２は、作動ワイヤ３０６の末端に取り付けられた球３０７の直径と合うように溝又はすり割り付き開口３３４を適合させるように設置されている。フレキシブルなロックリング３３５は、可動プラットフォームの周囲に配置されて、これらの球３０７を溝３３４内に保持する。

また、そのような構造により、マニピュレーションデバイス３１０から取り外し可能なリストユニット３３０が得られる。例えば、フレキシブルなロックリング３３５を除去した後、球３０７を溝から取り外すことで、この取り外しプロセスが成し遂げられる。このようにすれば、可動プラットフォーム３３２及びその処置用具３３６をマニピュレーションデバイス３１０から取り外すことができる。

使用時、典型的な実施形態においては、本発明の取り外し可能なリストユニット３３０を使用するため、結合機構の２つの動作モードが存在する。第１の動作モード、すなわち、再構成モードにおいては、作動ワイヤ３０６が外側に延ばされ、これにより、他の処置用具が設けられた新たな可動プラットフォームを取り付けることができる。このモードにおいて、使用者は、ロックリング３３５を取り外して、球を可動プラットフォームから取り外すとともに、球を他の可動プラットフォーム内に挿入して、ロックリングを再び取り付ける。処置用具および可動プラットフォームが取り付けられると、可動プラットフォームがマニピュレーションデバイス３１０の末端部材３２０に固定されるまで、作動ワイヤ３０６が引き戻され或いは後退される。

処置／手技を実行または行なっている間に生じる他の動作モードにおいては、マニピュレーションデバイス２０６に対して可動プラットフォーム３３２を伸縮自在なリンクを有する３自由度パラレルプラットフォームとして作動させる即ち動かすために、作動ワイヤ３０６が所定の態様で使用され或いは操作される。作動ワイヤ３０６の柔軟性により、可動プラットフォーム３３２は、作動ワイヤが通過ポートにわたって蛇状ユニットの末端ディスクと垂直に維持される場合であっても、可動可能である。特定の態様において、ワイヤ３０６は、マニピュレーションデバイス２０６から離れるように可動プラットフォーム３３２を基本的に軸方向に動かすように及び軸方向に且つ他の方向に動かすように延びることができる。この動作モードにより、医師は、更に、リストユニット３３０に取り付けられた処置用具、器具、あるいは、デバイスを処置部位に対して方向付けて位置決めすることができる。

蛇状マニピュレーションデバイス３１０に対するリストユニット３３０のそのような可動可能な結合により、リストユニットは、マニピュレーションデバイスに対して別個に可動することができ、それにより、処置部位に対する外科用器具の更に細かい操作が可能となる。特に、リストユニット３００とマニピュレーションデバイス３１０とを可動できるように結合する機構は、マニピュレーションデバイス３１０に対する１つ以上の動作自由度、より具体的には３つ以上の動作自由度をリストユニットに与えるように設置される。その結果、そのような遠位精巧操作用デバイス３００は、３つ〜５つの動作自由度を備える（すなわち、マニピュレーションデバイス３１０に関して２つの自由度、前述した可動結合機構に関して１〜３つの自由度）。図７に示されるように、グリッパ／処置用具のための作動ワイヤ３０６は、グリッパに対する高速接続部を備えているとともに、処置用具の操作を維持するために遠位精巧操作用デバイス３００の運動力学にしたがって延びている。また、このワイヤは、回転動作されるマイクロドリル用途においても使用できる。

図８および図９についても言及すれば、第二バックボーン３１４およびリストユニット３３０に動作可能に結合された作動ワイヤ３０６並びに外科用器具／デバイスを作動するために使用できる作動ワイヤ３０６を操作する本発明の実施形態に係る典型的なアクチュエーションユニット３０８の様々な図が示されている。典型的な実施形態において、本発明に係る図示のマニピュレーションデバイス３１０は、３つの第二バックボーン３１４と、１つの中心に位置するバックボーンとを有している。したがって、図８に示されるように、アクチュエーションユニット３０８は、バックボーンアクチュエーションユニット３４０とワイヤアクチュエーションユニット３５０とから成る３つの対と、外科用器具を作動させるためのアクチュエーションユニット３６０とを備えており、これらの全ては、ベースプレート３７０上に対して装着されている。幅広い態様において、アクチュエーションユニットは、Ｎ個のバックボーンアクチュエーションユニット３４０と、Ｎ個のワイヤアクチュエーションユニット３５０とを備えている。この場合、Ｎは１よりも大きい整数であり、特に、Ｎは２以上である。また、特定の典型的な実施形態において、Ｎは３である。処置用具がマニピュレーションデバイス３１０の末端部材に対して固定され且つワイヤが無い場合、アクチュエーションユニット３０８は、バックボーンアクチュエーションユニットだけを含むように構成可能である。バックボーンアクチュエーションユニット３４０およびワイヤアクチュエーションユニット３５０はそれぞれ、３つの同一の２自由度リニアアクチュエータである。器具アクチュエーションユニット３６０は、構造および機能がワイヤアクチュエーションユニット３５０に類似しており、したがって、更なる詳細についてはワイヤアクチュエーションユニットを参照されたい。

図９に更に明確に示されるように、ベースプレート３７０はインタフェース部材３７２に対して結合され或いは固定されており、インタフェース部材３７２は、所定の遠位精巧操作用デバイス３００のホルダ部材３０２の末端に対して結合され或いは固定されている。インタフェース部材３７２は、ホルダ部材３０２から出る各第二バックボーン３１４をその対応するバックボーンアクチュエーションユニット３４０に向かって案内し、したがって、それに応じて対応する作動ワイヤをその対応するワイヤアクチュエーションユニット３５０へと案内するための１又はそれ以上のガイドチャンネル３７４を有するように設置されている。

バックボーンアクチュエーションユニット３４０は、ベースコネクタ３４１と、主円筒チューブ３４２と、主送りネジ３４３と、スライダブラケット３４４と、主ピストン３４５と、送りネジナット３４６と、フレキシブルなカップリング３４７と、ギアモータベース３４８と、主シリンダギアモータ３４９とを有している。ワイヤアクチュエーションユニット３５０は、外部チューブコネクタ３５１と、副ピストン３５２と、副送りネジ３５３と、ストッパリング３５４と、副シリンダチューブ３５５と、副シリンダギアモータ３５６とを有している。主シリンダ３４２は、ベースプレート３７０に対して強固に取り付けられるとともに、副シリンダ３５５を支持している。

副送りネジ３５３はリストユニット３３０のためのワイヤ３０６を作動させ、また、主送りネジ３４３は副シリンダ３５５を軸方向に可動させ、それにより、第二バックボーン３１４のうちの１つを作動させる。第二バックボーン３１４は、外部チューブコネクタ３５１に対して動作可能に結合（例えば接続）されており、一方、フレキシブルなワイヤ３０６は、このチューブを貫通して副ピストンに対して動作可能に結合されている。このように、３つのこれらの２自由度アクチュエーションユニット３７１を、グリッパを作動させるために使用される１つの中心シリンダ３６０の周囲に配置することにより、１つの遠位精巧操作用デバイス３００を作動させることができる７つの自由度を有するアクチュエーションユニット３０８が得られる。これらのユニットの互いに対する特定の配置が図８および図９に更に示されている。

本明細書に示されるように、本発明の遠位精巧操作用装置２００は、回転ベース部材２０４に対して動作可能に結合され或いは装着される１又はそれ以上のデバイスマニピュレーションユニット２０６を有している。この場合、遠位精巧操作用装置２００の各遠位精巧操作用デバイス３００毎に１つのデバイスマニピュレーションユニット２０６が存在する。更に特定の実施形態において、各デバイスマニピュレーションユニット２０６は、回転ベース部材２０４に対する関連する遠位精巧操作用デバイス３００の長軸の位置を制御するように設置されている。好ましい実施形態において、各デバイスマニピュレーションユニット２０６は、リストユニット３３０を収容する部分を含む遠位精巧操作用装置２００が１つ以上の自由度、特に複数の自由度、より具体的には４つの自由度を得ることができ且つ１又はそれ以上のアプローチ角度、遠位精巧操作用デバイス３００の長軸を中心とする回転、前記長軸に沿う位置、第２の回転軸を中心とする遠位精巧操作用デバイスの回転を制御するように設置されている。

図１１について言及すれば、本発明に係るデバイスマニピュレーションユニット２０６の典型的な実施形態が示されており、特に、遠位精巧操作用デバイスの手術可能な末端部３０４が咽喉内に挿入される際の手術可能な末端部３０４の場所および方向を設定するために使用されるダブルコーン機構が示されている。デバイスマニピュレーションデバイス２０６のこのダブルコーン機構によって制御される更なる第３および第４の自由度は、遠位精巧操作用デバイスの軸方向（例えば、咽喉の導入／導出方向）の動きと、遠位精巧操作用デバイスの回転、より具体的には遠位精巧操作用デバイスのマニピュレーションデバイス３１０のその長手方向軸また長軸を中心とする回転である。好ましくは、デバイスマニピュレーションユニット２０６は、例えば腫瘍やポリープの除去または縫合（糸縫合）等の手術処置を受ける領域の近傍に低侵襲外科用処置用具を保持する。

ダブルコーン機構として構成されたデバイスマニピュレーションユニット２０６は、ベース部材２３０と、ベース部材に取り付けられた外側ギアリング２３４を有する下側コーン２３２と、上側コーン２３６とを有している。下側コーン２３２は、その軸Ｚ_０を中心に回転することができるとともに、ベース部材２３０上に装着されたモータ２３８ａによって駆動される。上側コーン２３６は、その上に装着された他のモータ２３８ｂによって駆動されるとともに、下側コーン２３２上に固定された内部ギア２３３と噛み合うピニオンを有している。上側コーン２３６は、下側コーン２３２の平面に対して垂直なその軸Ｚ_３を中心に回転することしかできない。上側コーン２３６は、これに対してその長軸を中心に回転できるガイドチューブ２３５を支持している。ガイドチューブ２３５は、上側コア２３６上に装着された他のモータ２３８ｃによって回転されるリニアスプラインジョイントを貫通している。ガイドチューブ２３５には高速クランプ／解放デバイス２０８が設けられており、このデバイス２０８によって、医師は、処理部位（例えば、対象領域の近傍の咽喉内部位）に対する遠位精巧操作用デバイス３００の手術可能な末端部３０４の軸方向位置を大雑把に調整することができる。上側および下側コーン２３２，２３６の回転およびガイドチューブ２３５のその軸を中心とする回転を使用することにより、空間内におけるガイドチューブの方向を制御することができる。第４の自由度は、第４のモータと、ガイドチューブ２３５をその長軸に沿って前後（例えば、咽喉の導入／導出方向）に可動させるワイヤ機構とによって制御される。図は、その定位置にあるデバイスマニピュレーションユニット２０６機構を示しており、そのため、上側コーンおよび下側コーン２３２，２３６の全ての回転はこの位置から測定される。

上記の説明では、各先端機動ユニット３００のアクチュエーションユニット３０８は、ホルダ部材３０２に対して取り付けられるように説明されており、また、遠位精巧操作用装置２００のデバイスマニピュレーションユニット２０６は、デバイスマニピュレーションユニットと一体でありしたがって回転部材２０４上に装着された駆動ユニットまたはそのモータを有するように説明されている。しかしながら、これは、本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。図１２の概略図に示されるように、本発明の他の態様においては、アクチュエーションユニット３０８ａがホルダ部材３０２およびデバイスマニピュレーションユニット２０６から離れた支持体１４０ａ上に配置されることも考えられる。図示の実施形態において、フレキシブルな作動チャンネル内に配置された作動ケーブルは、本明細書に記載されているように、アクチュエーションユニット３０８ａと各第二バックボーン３１４およびワイヤ３０６とを動作可能に結合する。

この態様において、駆動マニピュレーションデバイス２０６ａのための駆動ユニット２３７は、支持体１４０ａ上に配置されるとともに、ホルダ部材３０２およびデバイスマニピュレーションデバイス２０６の場所から離れてデバイスマニピュレーションデバイス２０６ａに対して動作可能に結合されている。図示の実施形態において、フレキシブルな駆動シャフト２３９は、駆動ユニット２３７と各駆動操作ユニット２０６とを動作可能に結合し、それにより、対応する遠位精巧操作用デバイス３００、特にそのホルダ部材３０２に作用する任意のデバイスマニピュレーションユニット２０６ａのための原動力を供給する。

本明細書に示されるように、治療媒体を処置部位へ供給できるように本発明の遠位精巧操作用デバイス３００を適合させることも考えられる。また、外科手術／治療／処置／手技の最中またはその後に処置部位の任意の撮像を容易にするため、造影媒体または造影剤を処置部位へ供給できるようにすることも考えられる。本明細書で用いられる治療媒体は、対象部位または処置部位の組織や細胞の怪我、損傷、外傷、または、虚血に関連する治療処置で使用される、薬剤、薬品、抗生物質、抗菌物質、抗増殖性物質、神経保護物質、抗炎症薬（ステロイド剤、非ステロイド剤）、増殖因子、神経向性因子、抗狭心症薬、血栓溶剤、遺伝子、異なるタイプの核酸分子のコード化を含む核酸分子、血管新生因子、増殖因子、化学療法薬、放射性核種、タンパク質、ポリペプチド、ペプチド、ウイルスタンパク、脂質、両親媒性物質、ヌクレアーゼ抑制剤、高分子、毒素、細胞、その改質形態および組み合わせを網羅し或いは含むが、これらに限定されないこと言うまでもない。

代表的な治療媒体としては、トロンビン抑制剤；抗血栓剤；血栓溶解剤；線維素溶解薬；血管けいれん抑制剤；カルシウムチャネル遮断薬；血管拡張薬；血圧降下薬；抗菌薬、例えば抗生物質（例えば、テトラサイクリン、クロルテトラサイクリン、バシトラシン、ネオマイシン、ポリミキシン、グラミシジン、セファレキシン、オキシテトラサイクリン、クロラムフェニコール、リファンピシン、シプロフロキサシン、トブラマイシン、ゲンタマイシン、エリスロマイシン、ペニシリン、サルファ剤、スルファジアジン、スルファセタミド、スルファメチゾール、スルフイソキサゾール、ニトロフラゾン、プロピオン酸ナトリウム）、抗真菌剤（例えば、アムホテリシンＢおよびミコナゾール）、抗ウイルス物質（例えば、イドクスウリジントリフルオロチミジン、アシクロビル、ガンシクロビル、インターフェロン）；表面糖タンパク受容体の抑制剤；抗血小板薬；抗分裂剤；微小管抑制剤；抗分泌薬；活性抑制剤；改質抑制剤；アンチセンスヌクレオチド；代謝拮抗物質；抗増殖性物質（抗血管形成剤を含む）；抗癌化学療法薬；抗炎症薬（例えば、ヒドロコルチゾン、酢酸ヒドロコルチゾン、デキサメタゾン２１−リン酸塩、フルオシノロン、メドリゾン、メチルプレドニゾロン、プレドニゾロン２１−リン酸塩、酢酸プレドニゾロン、フルオロメトロン、βメタゾン、トリアムシノロン、トリアムシノロン・アセトニド）；非ステロイド性抗炎症薬（例えば、サリチル酸塩、インドメタシン、イブプロフェン、ジクロフェナク、フルルビプロフェン、ピロキシカム）；抗アレルギー性物質（例えば、クロモグリケートナトリウム、アンタゾリン、メタピリレン、クロルフェニラミン、セトリジン、ピリラミン、プロフェンピリダミン）；抗増殖性物質（例えば、１，３シスレチノイン酸）；充血除去剤（例えば、フェニレフリン、ナファゾリン、テトラヒドラゾリン）；縮瞳薬および抗コリンエステラーゼ（例えば、ピロカルピン、サリチル酸塩、カルバコール、塩化アセチルコリン、フィゾスチグミン、エゼリン、フルオロリン酸ジイソプロピル、ホスホリンヨウ素、臭化デメカリウム）；抗新生物薬（例えば、カルムスチン、シスプラチン、フルオロウラシル）；免疫薬（例えば、ワクチン、免疫刺激剤）；ホルモン剤（例えば、エストロゲン、エストラジオール、黄体ホルモン薬、プロゲステロン、イン
シュリン、カルシトニン、副甲状腺ホルモン、ペプチド・バソプレシン視床下部放出因子）；免疫抑制剤、成長ホルモン拮抗薬、増殖因子（例えば、表皮増殖因子、線維芽細胞増殖因子、血小板由来増殖因子、形質転換成長因子β、ソマトトロピン、フィブロネクチン）；血管形成阻害薬（例えば、アンギオスタチン、アニコラタブアセテート、トロンボスポンジン、抗ＶＥＧＦ抗体）；ドパミン作動薬；放射線治療薬；ペプチド；タンパク質；酵素；細胞外基質成分；ＡＣＥ抑制剤；フリーラジカル捕捉剤；キレート剤；酸化防止剤；抗ポリメラーゼ；光線力学療法薬；遺伝子治療薬；プロスタグランジン、抗プロスタグランジン、プロスタグランジン先駆物質等の他の治療薬を挙げることができるが、これらに限定されない。

抗増殖性物質は、任意の多くの化合物、薬剤、治療媒体、あるいは、細胞の増殖を抑える当業者に公知である薬品を含んでいる。そのような化合物、薬剤、治療媒体、あるいは、薬品としては、５−フルオロウラシル、タキソール、ラパマイシン、マイトマイシンＣ、シスプラチンを挙げることができるが、これらに限定されない。

神経防護薬は、任意の多くの化合物、薬剤、治療媒体、あるいは、神経毒；神経組織に対して破壊的な或いは有毒な影響を及ぼす性質に対してガードし或いは保護する当業者公知の薬品；を含んでいる。そのような化合物、薬剤、治療媒体、あるいは、薬品としては、ルベゾールを挙げることができるが、これに限定されない。

抗炎症薬は、任意の多くの化合物、薬剤、治療媒体、あるいは、当業者公知の薬品、ステロイド系あるいは非ステロイド系のもの、一般的には炎症プロセスに対抗し或いは炎症プロセスを抑制する特性を有することを特徴とする薬品を含んでいる。非ステロイド系の炎症薬または化合物は、プロスタグランジンの合成を妨げることにより鎮痛性、解熱性、抗炎症性を共有する薬類を含んでいる。そのような非ステロイド系の抗炎症薬としては、インドメタシン、イブプロフェン、ナキソプレン、ピロキシカム、ナブメトンを挙げることができるが、これらに限定されない。

消炎ステロイド剤としては、トリアムシノロン・アセトニド、コルチコステロイド、例えばトリアムシノロン、デキサメタゾン、フルオシノロン、コルチゾン、プレドニゾロン、フルメトロン、その誘導体を挙げることができる。

当業者には公知であるように、増殖因子は、細胞増殖を促進させる物質を示すために本来使用される総称であるが、現在では、増殖因子（マイトジェン）として機能するが成長抑制剤（時として、負増殖因子とも称される）、細胞移動を促す因子としても機能する、あるいは、化学走化性剤として機能する、あるいは、細胞移動または腫瘍細胞の侵入を妨げる因子として機能する、細胞の分化した機能を調節する因子として機能する、アポトーシスに関与する因子として機能する、血管形成に関与する因子として機能する、増殖および分化に影響を及ぼすことなく細胞の生存を促す因子として機能する分子を表わすために大まかに使用されている。

当業者には公知であるように、向神経因子は、ニューロンの生存および軸索成長を促進させることができ且つ神経系におけるシナプスの発生および可塑性を調整するサイトカインおよび増殖因子を示すために使用される一般用語である。本発明において、そのような増殖因子としては、毛様体神経栄養因子、脳由来神経栄養因子を挙げることができるが、これらに限定されない。

血管形成阻害剤は、任意の多くの化合物、薬剤、治療媒体、あるいは、毛細血管を含む血管の成長および生成を妨げる当業者公知の薬品を含んでいる。

当業者に公知である血栓溶解薬は、任意の多くの化合物、薬剤、治療媒体、又は汚れた凝血塊を溶解し或いは血栓を溶解し若しくは切り裂く薬品を含んでいる。

その組成が薬学的に許容される担体を含んでいることは言うまでもない。例えば、担体は、無毒であり、等張性であり、劣張性であり、あるいは、やや高張性であり、また、比較的低いイオン強度（例えば、蔗糖液）を有している。また、組成は、任意の関連する溶媒、無菌の発熱物質がない水を含む水性若しくは部分的に水性の液体である担体、分散媒体、コーティング剤、均等物、又は希釈剤（例えばＴｒｉｓ−ＨＣＬ、アセテート、リン酸塩）、乳化剤、可溶化剤、及び／又は、アジュバントを含んでいてもよい。医薬品のｐＨは、ヒトや動物での使用に適するように適切に調整されて緩衝化される。注入可能な組成における担体または希釈剤の代表的な例としては、生理的ｐＨで緩衝化されることが好ましい水または生理食塩水（例えば、リン酸緩衝生理食塩水、トリス緩衝生理食塩水、マンニトール、Ｄ形グルコース、ヒトの血清アルブミン等のポリペプチドまたはタンパク質を含む若しくは含まないグリセロール）を挙げることができる。また、組成は、細胞内への核酸供給ベクターの導入を容易にするため及び／又は特定の治療効果を高めるため、１又はそれ以上のアクセサリー分子を含むことができる。

試作実験
本発明のマニピュレーションデバイス３１０の試作品を製作して検査した。マニピュレーションデバイス３１０は、長さが２８ｍｍで、直径が４．２ｍｍであった。マニピュレーションデバイスは、任意の方向に±９０°曲がるように設計されている。第一バックボーンおよび第二バックボーン３１２，３１４は、外径および内径が０．６６ｍｍ、０．５ｍｍの超弾性ＮｉＴｉチューブによって形成されている。ベース部材、中間スペーサ部材、末端部材３１６，３２０，３２０を備える全てのディスクは、直径が４．２ｍｍで、厚さが１．６ｍｍである。

試作品のマニピュレーションデバイスは、３つの第二バックボーン３１４のうちの２つを使用して手動で作動され、また、その末端で１ニュートンを超える力を加えることができたとともに、２つの自由度を示し、図１３Ａ〜Ｃに示されるように最大で少なくとも±７０°の角度で任意の方向に曲げることができた。この構成において、設計の目標は、チューブの歪みが４％を越えないようにした。この歪み制限は、連続的な操作にわたってチューブの超弾性特性が悪化することを防止するために使用される。実際の使用時、３つの全ての第二バックボーンが作動され、そのようにすることにより、バックボーン間で負荷を良好に共有することが実証され、したがって、歪み限度を超えることなく、それを更に曲げることができる。試作品は、座屈を防止するために疲労弾性およびスペーサディスク間の最大距離等の付加的な設計パラメータを決定する実験装置として役立った。

特定の用語を使用して本発明の好ましい実施形態について説明してきたが、そのような記述は、単に例示のためのみであり、前記の特許請求の範囲の精神又は範囲から逸脱することなく変更や改変を行なうことができるものと理解されたい。

参照による取込
本明細書に開示された特許、公開された特許出願及びその他の文献は、その全てを参照することにより本明細書に明確に取り込まれるものである。

均等物
当業者であれば、通常の実験によるだけで、本明細書で説明した本発明の特定の実施形態の多くの均等物を認識し又は確かめることができる。そのような均等物は、前記特許請求の範囲に包含されるものである。

本発明の本来の目的及び望ましい目的を十分に理解できるように、添付図面（それらの幾つかには図中に対応する部位を示す参照符号を付与し）と併せて以下に詳細に言及するものである。
図１Ａは、喉頭手術の実施において使用される従来の低侵襲システムを示す各種の図解である。 図１Ｂは、喉頭手術の実施において使用される従来の低侵襲システムを示す各種の図解である。 図２は、喉頭の外科的処置を実施するための本発明に係る低侵襲システムを示す概略図である。 図３は、図２の遠位精巧操作用装置の側面図である。 図４Ａは、図２の遠位精巧操作用デバイスの概略図である。 図４Ｂは、積み重ねられたマニピュレーションデバイスを有するもう一つの遠位精巧操作用デバイスの概略図である。 図５は、図４Ａの遠位精巧操作用デバイスの末端の斜視図である。 図６は、図５の一部分の分解斜視図である。 図７は、本発明の遠位精巧操作用デバイスの一実施形態の末端の斜視図である。 図８は、図４Ａのアクチュエーションユニットのベースディスクの平面図である。 図９は、図８の９−９線に沿う断面図である。 図１０は、図９の１つのフレキシブルなワイヤアクチュエーションユニットおよび１つのバックボーンアクチュエーションユニットの側断面図である。 図１１は、遠位精巧操作用デバイスの末端の位置および方向を設定するための機構の側断面図である。 図１２は、明確にするために回転部材が除去された本発明の他の態様に係る遠位精巧操作用装置の概略図である。 図１３Ａは、本発明のマニピュレーションデバイスの試作品の湾曲を示す例図である。 図１３Ｂは、本発明のマニピュレーションデバイスの試作品の湾曲を示す例図である。 図１３Ｃは、本発明のマニピュレーションデバイスの試作品の湾曲を示す例図である。

Claims (87)

1. 遠位精巧操作用デバイスであって、それぞれのデバイスが処置用具及び１又はそれ以上の方向に当該処置用具を操作することができるように設けられたフレキシブルなマニピュレーションデバイスを保持した手術可能な末端部を有する１又はそれ以上の遠位精巧操作用デバイスを調製するステップ；
   前記ステップで調製された１又はそれ以上の遠位精巧操作用デバイスを身体内の処置部位に近接するように身体の開口部に挿入するステップ；
   処置部位において１又はそれ以上の方向に処置用具を動かすことができるようにマニピュレーションデバイスを操作するステップ；及び
   当該部位で処置用具を使用して低侵襲の診断、外科的処置又は治療をすることを含むステップからなる、低侵襲の診断、外科的処置又は治療をする方法。
2. 遠位精巧操作用デバイスの各々が、処置用具を２自由度で操作できるように設置されたフレキシブルなマニピュレーションデバイスを有する、１又はそれ以上の遠位精巧操作用デバイスを調製するステップを含む、請求項１に記載の方法。
3. フレキシブルなマニピュレーションデバイスが、フレキシブルなバックボーンシステムを形成するように設けられた複数の軸方向に延びる部材から成るシステムを含む、請求項１に記載の方法。
4. 軸方向に延びる複数の部材が、１又はそれ以上の当該軸方向に延びる部材の内、中心に配置された１つの部材の周囲に平行に配置されるように設けられる、請求項３に記載の方法。
5. 中心に配置された軸方向に延びる部材の周囲に平行に配置される３つの軸方向に延びる部材が存在する、請求項４に記載の方法。
6. 軸方向に延びる複数の部材が、フレキシブルなバックボーンシステムのバックボーンを備えている、請求項５に記載の方法。
7. 前記遠位精巧操作用デバイスの各々が、
   軸方向に延びる複数の部材と、ベース部材と、末端部材と、１又はそれ以上の中間スペーサ部材とを備えたフレキシブルなマニピュレーションデバイスを有し、
   その軸方向に延びる複数の部材のうちの１つが、ベース部材、末端部材、中間スペーサ部材のそれぞれに対して固定され、
   その軸方向に延びる複数の部材のうちのその他の部材が、前記末端部材に固定されるとともに、１又はそれ以上の前記中間スペーサ部材および前記ベース部材のそれぞれの貫通孔内に摺動可能に配置されている、
   １又はそれ以上の遠位精巧操作用デバイスを調製する、請求項１に記載の方法
8. アクチュエーションユニットを備えた遠位精巧操作用デバイスを調製する方法であって、当該アクチュエーションユニットを、
   軸方向に延びる複数の部材のうちの前記その他の部材のそれぞれに動作可能に結合し、そして
   軸方向に延びる複数の部材のうちの前記その他の部材のそれぞれを押し込み又は引き込むように作動させ、それに応じて、前記末端部材の一部分を押す又は引くことにより、前記マニピュレーションデバイスを再構成させる、アクチュエーションユニットを備えた遠位精巧操作用デバイスを調製する、請求項７に記載の方法。
9. 遠位精巧操作用デバイスの長軸に沿う手術可能な末端部の軸方向の動き又は長軸を中心とする回転のうちの少なくとも一方を引き起こすように遠位精巧操作用デバイスに動作可能に結合される、デバイスマニピュレーションユニットを調製するステップと、
   遠位精巧操作用デバイスの長軸に沿う手術可能な末端部の軸方向の動き又は長軸を中心とする回転のうちの一方の動き引き起こすようにデバイスマニピュレーションユニットを作動させるステップと、を含む請求項８に記載の方法。
10. 遠位精巧操作用デバイスの長軸に沿う手術可能な末端部の軸方向の動き又は長軸を中心とする回転のうちの少なくとも一方を引き起こすように遠位精巧操作用デバイスに動作可能に結合される、デバイスマニピュレーションユニットを調製するステップと、
    遠位精巧操作用デバイスの長軸に沿う手術可能な末端部の軸方向の動き又は長軸を中心とする回転のうちの一方の動き引き起こすようにデバイスマニピュレーションユニットを作動させるステップと、を含む請求項７に記載の方法。
11. アクチュエーションユニットと、当該アクチュエーションユニットに動作可能に結合される可動ユニットと、フレキシブルなマニピュレーションデバイスとを備える、遠位精巧操作用デバイスを調製するステップと、
    可動ユニットを、フレキシブルなマニピュレーションデバイスの末端部材に対して可動させるようにアクチュエーションユニットを作動させるステップと、を含む請求項１に記載の方法。
12. 遠位精巧操作用デバイスを設ける前記ステップは、アクチュエーションユニットを含む１又はそれ以上の遠位精巧操作用デバイスを設けるステップであって、
    前記マニピュレーションデバイスが、軸方向に延びる複数の部材と、ベース部材と、末端部材と、１又はそれ以上の中間スペーサ部材と、を含み、
    軸方向に延びる前記複数の部材のうちの１つが、前記ベース部材、前記末端部材、前記各中間スペーサ部材のそれぞれに対して固定され、
    軸方向に延びる前記複数の部材のうちの他の部材が、前記末端部材に対して固定されるとともに、１又はそれ以上の前記中間スペーサ部材および前記ベース部材のそれぞれの貫通孔内に摺動可能に配置され、
    前記アクチュエーションユニットが、軸方向に延びる複数の部材のうちの前記他の部材のそれぞれに対して動作可能に結合される、ステップを含み、そして
    前記マニピュレーションデバイスを作動させる前記ステップは、前記末端部材に対して前記可動ユニットを可動させ且つ前記末端部材に対して軸方向に延びる複数の部材のうちの前記他の部材のそれぞれを押し込み或いは引き込むことにより前記マニピュレーションデバイスを再構成させるように前記アクチュエーションユニットを動作させるステップを含んでいる、請求項７に記載の方法。
13. 遠位精巧操作用デバイスを設ける前記ステップは、前記アクチュエーションユニットおよび前記フレキシブルなマニピュレーションデバイスに対して動作可能に結合される可動ユニットを含む遠位精巧操作用デバイスを設けるステップを含み、そして
    前記マニピュレーションデバイスを作動させる前記ステップは、前記可動ユニットを前記フレキシブルなマニピュレーションデバイスの末端部材に対して可動させるように前記アクチュエーションユニットを動作させるステップを更に含んでいる、請求項１２に記載の方法。
14. 低侵襲の診断、外科的処置又は治療を咽喉に対して行なうための方法において、１又はそれ以上の遠位精巧操作用デバイスを調製するステップであって、各デバイスは、処置用具とフレキシブルなマニピュレーションデバイスとを含む手術可能な末端部を有し、前記フレキシブルなマニピュレーションデバイスは、１又はそれ以上の方向で前記処置用具を操作できるように設けられたステップと、
    前記ステップで調製された１又はそれ以上の遠位精巧操作用デバイスを、それぞれの手術可能な末端部が咽喉内の処置部位に近接するように咽喉内に挿入するステップと、
    前記マニピュレーションデバイスを作動させることにより、前記処置用具を処置部位に対して１又はそれ以上の方向に可動させるステップと、
    その操作された場所で前記処置用具を使用して低侵襲の診断的、外科的又は治療的な手技を行なうステップと、を含む方法。
15. フレキシブルなマニピュレーションデバイスが、フレキシブルなバックボーンシステムを形成するようになっている軸方向に延びる複数の部材から成るシステムを備えている請求項１４に記載の方法。
16. 軸方向に延びる複数の部材が、１又はそれ以上の当該軸方向に延びる部材の内、中心に配置された１つの部材の周囲に平行に配置されるように設けられる、請求項１５に記載の方法。
17. 中心に配置された軸方向に延びる部材の周囲に平行に配置される３つの軸方向に延びる部材が存在する、請求項１６に記載の方法。
18. 軸方向に延びる前記複数の部材が、前記フレキシブルなバックボーンシステムのバックボーンを備えている、請求項１６に記載の方法。
19. 遠位精巧操作用デバイスの各々が、処置用具を２自由度で操作できるように設置されたフレキシブルなマニピュレーションデバイスを有する、１又はそれ以上の遠位精巧操作用デバイスを調製するステップを含む、請求項１４に記載の方法。
20. 遠位精巧操作用デバイスを設ける前記ステップは、１又はそれ以上の遠位精巧操作用デバイスを設けるステップであって、前記各デバイスがフレキシブルなマニピュレーションデバイスを有し、このフレキシブルなマニピュレーションデバイスが、
    軸方向に延びる複数の部材と、ベース部材と、
    末端部材と、
    １又はそれ以上の中間スペーサ部材と、を含み、軸方向に延びる前記複数の部材のうちの１つが、前記ベース部材、前記末端部材、前記各中間スペーサ部材のそれぞれに対して固定され、
    軸方向に延びる前記複数の部材のうちの他の部材が、前記末端部材に対して固定されるとともに、１又はそれ以上の前記中間スペーサ部材および前記ベース部材のそれぞれの貫通孔内に摺動可能に配置されている、ステップを含んでいる、請求項１４に記載の方法。
21. アクチュエーションユニットを備えた遠位精巧操作用デバイスを調製する方法であって、当該アクチュエーションユニットを、
    軸方向に延びる複数の部材のうちの前記その他の部材のそれぞれに動作可能に結合し、そして
    軸方向に延びる複数の部材のうちの前記その他の部材のそれぞれを押し込み又は引き込むように作動させ、それに応じて、前記末端部材の一部分を押す又は引くことにより、前記マニピュレーションデバイスを再構成させる、アクチュエーションユニットを備えた遠位精巧操作用デバイスを調製する、請求項２０に記載の方法。
22. 遠位精巧操作用デバイスの長軸に沿う手術可能な末端部の軸方向の動き又は長軸を中心とする回転のうちの少なくとも一方を引き起こすように遠位精巧操作用デバイスに動作可能に結合される、デバイスマニピュレーションユニットを調製するステップと、
    遠位精巧操作用デバイスの長軸に沿う手術可能な末端部の軸方向の動き又は長軸を中心とする回転のうちの一方の動き引き起こすようにデバイスマニピュレーションユニットを作動させるステップと、を含む請求項２１に記載の方法。
23. 遠位精巧操作用デバイスの長軸に沿う手術可能な末端部の軸方向の動き又は長軸を中心とする回転のうちの少なくとも一方を引き起こすように遠位精巧操作用デバイスに動作可能に結合される、デバイスマニピュレーションユニットを調製するステップと、
    遠位精巧操作用デバイスの長軸に沿う手術可能な末端部の軸方向の動き又は長軸を中心とする回転のうちの一方の動き引き起こすようにデバイスマニピュレーションユニットを作動させるステップと、を含む請求項１４に記載の方法。
24. アクチュエーションユニット及び当該アクチュエーションユニットとマニピュレーションデバイスに動作可能に結合される可動ユニットとを備える、遠位精巧操作用デバイスを調製するステップと、
    可動ユニットを、フレキシブルなマニピュレーションデバイスの末端部材に対して可動させるようにアクチュエーションユニットを作動させるステップと、を含む請求項１４に記載の方法。
25. 遠位精巧操作用デバイスを設ける前記ステップは、アクチュエーションユニットを含む１又はそれ以上の遠位精巧操作用デバイスを設けるステップであって、
    前記マニピュレーションデバイスが、軸方向に延びる複数の部材と、ベース部材と、末端部材と、１又はそれ以上の中間スペーサ部材と、を含み、
    軸方向に延びる前記複数の部材のうちの１つが、前記ベース部材、前記末端部材、前記各中間スペーサ部材のそれぞれに対して固定され、
    軸方向に延びる前記複数の部材のうちの他の部材が、前記末端部材に対して固定されるとともに、１又はそれ以上の前記中間スペーサ部材および前記ベース部材のそれぞれの貫通孔内に摺動可能に配置され、
    前記アクチュエーションユニットが、軸方向に延びる複数の部材のうちの前記他の部材のそれぞれに対して動作可能に結合される、ステップを含み、そして
    前記マニピュレーションデバイスを作動させる前記ステップは、前記末端部材に対して前記可動ユニットを可動させ且つ前記末端部材に対して軸方向に延びる複数の部材のうちの前記他の部材のそれぞれを押し込み或いは引き込むことにより前記マニピュレーションデバイスを再構成させるように前記アクチュエーションユニットを動作させるステップを含んでいる、請求項１４に記載の方法。
26. 遠位精巧操作用デバイスを設ける前記ステップは、前記アクチュエーションユニットおよび前記フレキシブルなマニピュレーションデバイスに対して動作可能に結合される可動ユニットを含む遠位精巧操作用デバイスを設けるステップを含み、そして
    前記マニピュレーションデバイスを作動させる前記ステップは、前記可動ユニットを前記フレキシブルなマニピュレーションデバイスの末端部材に対して可動させるように前記アクチュエーションユニットを動作させるステップを含んでいる、請求項２５に記載の方法。
27. 低侵襲の診断、外科的処置又は治療を行なうための方法において、
    １又はそれ以上の遠位精巧操作用デバイスを調製するステップであって、各デバイスは、処置用具とフレキシブルなバックボーンシステムとを含む手術可能な末端部を有し、前記フレキシブルなバックボーンシステムが、軸方向に延びる１つの中心に位置するバックボーン部材の周囲に平行に配置された軸方向に延びる複数の第二バックボーン部材を有するステップと、
    前記ステップで調製された１又はそれ以上の遠位精巧操作用デバイスを、それぞれの手術可能な末端部が身体内の処置部位に近接するように身体の開口内に挿入するステップと、
    所定の態様のうちの１つで前記複数の第二バックボーン部材のそれぞれを作動させることにより、前記処置用具を処置部位に対して１又はそれ以上の方向に可動させるステップと、
    その操作された場所で前記処置用具を使用して低侵襲の診断的、外科的又は治療的な手技を行なうステップと、を含む方法
28. 前記複数の第二バックボーン部材および前記中心に位置するバックボーン部材のそれぞれは、ルーメンを含むように構成され、前記方法は、前記第二バックボーン部材または前記中心に位置するバックボーン部材のうちの１つのルーメンを通じて照明デバイスを挿入するステップを更に含んでいる、請求項２７に記載の方法。
29. 前記複数の第二バックボーン部材および前記中心に位置するバックボーン部材のそれぞれは、ルーメンを含むように構成され、前記方法は、前記第二バックボーン部材または前記中心に位置するバックボーン部材のうちの１つを通じて流体を流通させるステップを更に含んでいる、請求項２７に記載の方法。
30. 前記ルーメンを通じて流れる流体を対象部位の組織中へ注入するステップを更に含み、前記流体は、治療媒体または造影剤のうちの一方を含んでいる、請求項２９に記載の方法。
31. 前記複数の第二バックボーン部材および前記中心に位置するバックボーン部材のそれぞれは、ルーメンを含むように構成され、前記方法は、
    前記第二バックボーン部材または前記中心に位置するバックボーン部材のうちの１つを吸引源に対して流体的に結合するステップと、
    流体的に結合された前記第二バックボーン部材または前記中心に位置するバックボーン部材のうちの１つを介して対象部位から材料を吸引除去するステップと、を更に含んでいる請求項２７に記載の方法。
32. 前記複数の第二バックボーン部材および前記中心に位置するバックボーン部材のそれぞれは、ルーメンを有するように構成され、前記方法は、対象部位から材料を吸引除去しつつ、前記第二バックボーン部材または前記中心に位置するバックボーン部材のうちの他の１つを通じて流体を流通させるステップを更に含んでいる請求項３１に記載の方法。
33. 遠位精巧操作用デバイスを設ける前記ステップは、アクチュエーションユニットと、当該アクチュエーションユニットと前記フレキシブルなバックボーンシステムに動作可能に結合される可動ユニットとを有する遠位精巧操作用デバイスを設けるステップを含み、そして
    前記マニピュレーションデバイスを作動させる前記ステップは、前記可動ユニットを前記フレキシブルなバックボーンシステムの末端部材に対して可動させるように前記アクチュエーションユニットを動作させるステップを含んでいる、請求項２７に記載の方法。
34. 前記複数の第二バックボーン部材および前記中心に位置するバックボーン部材のそれぞれは、ルーメンを含むように構成され、
    前記アクチュエーションユニットは、複数の作動部材により前記可動ユニットに対して動作可能に結合され、そして
    複数の前記作動部材のそれぞれが前記第二バックボーン部材のうちの１つのルーメン内に配置されている、請求項３３に記載の方法。
35. 遠位精巧操作用デバイスの各々が処置用具とフレキシブルなマニピュレーションデバイスとを含む手術可能な末端部を有し、前記フレキシブルなマニピュレーションデバイスが１又はそれ以上の方向で前記処置用具を操作するように設置された遠位精巧操作用デバイスと、
    前記フレキシブルなマニピュレーションデバイスに動作可能に結合されるアクチュエーションデバイスであって、アクチュエーションデバイスの出力に応じて前記フレキシブルなマニピュレーションデバイスが前記処置用具を１又はそれ以上の方向に操作するように設置されたアクチュエーションデバイスと、を備えている遠位精巧操作用装置。
36. 前記フレキシブルなマニピュレーションデバイスは、前記アクチュエーションデバイスによって作用されると、２つの自由度を得ることができるように設置された、請求項３５に記載の遠位精巧操作用装置。
37. 前記フレキシブルなマニピュレーションデバイスが、
    軸方向に延びる複数の部材と、ベース部材と、末端部材と、１又はそれ以上の中間スペーサ部材と、を含み、
    軸方向に延びる前記複数の部材のうちの１つが、前記ベース部材、前記末端部材、前記各中間スペーサ部材のそれぞれに対して固定され、そして
    軸方向に延びる前記複数の部材のうちの他の部材が、前記末端部材に対して固定されるとともに、１又はそれ以上の前記中間スペーサ部材および前記ベース部材のそれぞれの貫通孔内に摺動可能に配置されている、請求項３５に記載の遠位精巧操作用装置。
38. 前記アクチュエーションデバイスが、軸方向に延びる複数の部材のうちの前記他の部材のそれぞれに対して動作可能に結合されるとともに、軸方向に延びる複数の部材のうちの前記他の部材のそれぞれに対して押し込み力または引き込み力のうちの一方を課し、それに応じて、前記末端部材の一部に対して押し込み或いは引き込むことにより前記フレキシブルなマニピュレーションデバイスを再構成させるように設置された、請求項３７に記載の遠位精巧操作用装置。
39. 前記遠位精巧操作用デバイスの長軸に沿う前記手術可能な末端部の軸方向の動き、または前記長軸を中心とする回転のうちの少なくとも一方を引き起こすように前記遠位精巧操作用デバイスに対して動作可能に結合されるデバイスマニピュレーションユニットを更に備えている、請求項３５に記載の遠位精巧操作用装置。
40. デバイスマニピュレーションユニットを更に備え、前記遠位精巧操作用デバイスは、前記手術可能な末端部に動作可能に結合されたホルダ部材を更に含み、前記デバイスマニピュレーションユニットが前記ホルダ部材に動作可能に結合され、それにより、前記ホルダ部材上で前記デバイスマニピュレーションユニットが作動する結果、前記遠位精巧操作用デバイスの長軸に沿う前記手術可能な末端部の軸方向の動き、または前記長軸を中心とする回転が生じる、請求項３５に記載の遠位精巧操作用装置。
41. 前記フレキシブルなマニピュレーションデバイスが、フレキシブルなバックボーンシステムを形成するように設置された軸方向に延びる複数の部材を備えている、請求項３５に記載の遠位精巧操作用装置。
42. 軸方向に延びる前記複数の部材が、これらの部材のうちの１又はそれ以上の軸方向に延びる前記複数の部材のうちの中心に配置された１つの部材の周囲に平行に配置されるように設けられる、請求項４０に記載の遠位精巧操作用装置。
43. 中心に配置された軸方向に延びる部材の周囲に平行に配置される３つの軸方向に延びる部材が存在する、請求項４２に記載の遠位精巧操作用装置。
44. 軸方向に延びる前記複数の部材が、前記フレキシブルなバックボーンシステムのバックボーンを備えている、請求項４２に記載の遠位精巧操作用装置。
45. 前記アクチュエーションデバイス（actuating device）が、中心に配置された軸方向に延びる前記部材の周囲に平行に配置された軸方向に延びる複数の部材のうちの前記１又はそれ以上のそれぞれに対して動作可能に結合され、そして
    前記アクチュエーションデバイスが、中心に配置された軸方向に延びる前記部材の周囲に平行に配置された軸方向に延びる複数の部材のうちの前記１又はそれ以上のそれぞれに対して押し込み力または引き込み力のうちの一方を課し、それに応じて、前記フレキシブルなバックボーンシステムの前記末端部材に対して押し込み或いは引き込むことにより前記フレキシブルなバックボーンシステムを再構成させるように設置された、請求項４２に記載の遠位精巧操作用装置。
46. 複数の遠位精巧操作用デバイスを更に備えている請求項３５に記載の遠位精巧操作用装置。
47. 前記アクチュエーションデバイスが、軸方向に延びる前記複数の部材のうちの１又はそれ以上に対して動作可能に結合されるとともに、軸方向に延びる前記複数の部材のうちの前記１又はそれ以上のそれぞれに対して押し込み力または引き込み力のうちの一方を課し、それに応じて、前記フレキシブルなマニピュレーションデバイスの前記末端部材に対して押し込み或いは引き込むことにより、前記フレキシブルなマニピュレーションデバイスを再構成させるように設置された、請求項４１に記載の遠位精巧操作用装置。
48. 前記各遠位精巧操作用デバイスが、可動ユニットと、この可動ユニットを前記アクチュエーションデバイスに動作可能に結合する結合デバイスとを有し、そして
    前記アクチュエーションデバイスが、前記フレキシブルなバックボーンシステムの末端部材に対して前記可動ユニットを可動させるように設置された、請求項４１に記載の遠位精巧操作用装置。
49. 前記結合デバイスが複数の作動部材を備え、前記各作動部材が前記アクチュエーションデバイス及び前記可動ユニットに動作可能に結合されている、請求項４８に記載の遠位精巧操作用装置。
50. 軸方向に延びる前記複数の部材のそれぞれがルーメンを含むように構成され、前記複数の作動部材のそれぞれは、軸方向に延びる前記複数の部材のうちの１つのルーメン内に配置されている、請求項４９に記載の遠位精巧操作用装置。
51. 軸方向に延びる前記複数の部材のそれぞれがルーメンを含むように構成されている、請求項４１に記載の遠位精巧操作用装置。
52. 遠位精巧操作用デバイスの各々が処置用具と、軸方向に延びる１つの中心に位置するバックボーン部材の周囲に平行に配置された軸方向に延びる複数の第二バックボーン部材を含むフレキシブルなバックボーンシステムとを含む手術可能な末端部を有する、遠位精巧操作用デバイスと、
    前記フレキシブルなバックボーンシステムの動きが前記処置用具に課されるように前記処置用具に動作可能に結合されたフレキシブルなバックボーンアセンブリと、そして
    複数の前記第二バックボーン部材に動作可能に結合されるアクチュエーションデバイスであって、アクチュエーションデバイスの出力に応じて前記フレキシブルなバックボーンシステムが前記処置用具を１又はそれ以上の方向に操作するように設置されたアクチュエーションデバイスと、を備えている遠位精巧操作用装置。
53. 前記フレキシブルなバックボーンシステムが、２自由度を得ることができるように設置された、請求項５２に記載の遠位精巧操作用装置。
54. 前記フレキシブルなバックボーンシステムが、
    ベース部材と、末端部材と、１又はそれ以上の中間スペーサ部材と、を更に含み、
    中心に配置された前記バックボーン部材は、前記ベース部材、前記末端部材、前記各中間スペーサ部材のそれぞれに対して固定され、そして
    複数の前記第二バックボーン部材のそれぞれは、前記末端部材に対して固定されるとともに、１又はそれ以上の前記中間スペーサ部材および前記ベース部材のそれぞれの貫通孔内に摺動可能に配置されている、請求項５２に記載の遠位精巧操作用装置。
55. 前記アクチュエーションデバイスが、複数の前記第二バックボーン部材のそれぞれに動作可能に結合されるとともに、複数の前記第二バックボーン部材のそれぞれに対して押し込み力または引き込み力のうちの一方を課し、それに応じて、前記フレキシブルなバックボーンシステムの前記末端部材に対して押し込み或いは引き込むことにより前記フレキシブルなバックボーンシステムを再構成させるように設置された、請求項５２に記載の遠位精巧操作用装置。
56. 前記遠位精巧操作用デバイスの長軸に沿う前記手術可能な末端部の軸方向の動き、または前記長軸を中心とする回転の一方を引き起こすように前記遠位精巧操作用デバイスに動作可能に結合されるデバイスマニピュレーションユニットを更に備えている、請求項５２に記載の遠位精巧操作用装置。
57. デバイスマニピュレーションユニットを更に備え、前記遠位精巧操作用デバイスは、前記手術可能な末端部に動作可能に結合されたホルダ部材を更に有し、前記デバイスマニピュレーションユニットが前記ホルダ部材に動作可能に結合され、それにより、前記ホルダ部材上で前記デバイスマニピュレーションユニットが作動する結果、前記遠位精巧操作用デバイスの長軸に沿う前記手術可能な末端部の軸方向の動き、または前記長軸を中心とする回転が生じる、請求項５２に記載の遠位精巧操作用装置。
58. 前記各遠位精巧操作用デバイスは、可動ユニットと、当該可動ユニットを前記アクチュエーションデバイスに動作可能に結合する結合デバイスとを含み、
    前記アクチュエーションデバイスは、前記フレキシブルなバックボーンシステムの末端部材に対して前記可動ユニットを可動させるように設置された、請求項５２に記載の遠位精巧操作用装置。
59. 前記結合デバイスが複数の作動部材を備え、前記各作動部材が前記アクチュエーションデバイスおよび前記可動ユニットに動作可能に結合されている、請求項５３に記載の遠位精巧操作用装置。
60. 複数の前記第二バックボーン部材のそれぞれがルーメンを含むように構成され、前記複数の作動部材のそれぞれは、複数の前記第二バックボーン部材のうちの１つのルーメン内に配置されている、請求項５９に記載の遠位精巧操作用装置。
61. 軸方向に延びる前記複数の部材のそれぞれがルーメンを含むように構成されている請求項５２に記載の遠位精巧操作用装置。
62. ３つの第二バックボーン部材が存在する請求項５２に記載の遠位精巧操作用装置。
63. 複数の遠位精巧操作用デバイスを更に備えている請求項５２に記載の遠位精巧操作用装置。
64. 第１の回転軸を中心に回転するように設置された回転ベース部材を更に備え、前記各遠位精巧操作用デバイスは、それぞれの長軸が前記第１の回転軸と実質的に平行になるように前記回転ベース部材に動作可能に結合され、これにより、前記回転ベース部材が回転することによって、前記各遠位精巧操作用デバイスの前記手術可能な末端部が前記第１の回転軸を中心に回転する、請求項５２に記載の遠位精巧操作用装置。
65. 前記遠位精巧操作用デバイスおよび前記回転ベース部材に動作可能に結合されたデバイスマニピュレーションユニットを更に備え、前記デバイスマニピュレーションユニットが、前記遠位精巧操作用デバイスの長軸に沿う前記手術可能な末端部の軸方向の動き、または第２の回転軸を中心とする回転のうちの一方を引き起こすように設置された、請求項６４に記載の遠位精巧操作用装置。
66. 前記回転ベース部材に動作可能に結合されたデバイスマニピュレーションユニットを更に備え、
    前記遠位精巧操作用デバイスは、前記手術可能な末端部に対して動作可能に結合されたホルダ部材を更に含み、そして
    前記デバイスマニピュレーションユニットが前記ホルダ部材に動作可能に結合され、それにより、前記ホルダ部材上で前記デバイスマニピュレーションユニットが作動する結果、前記遠位精巧操作用デバイスの長軸に沿う前記手術可能な末端部の軸方向の動き、または第２の回転軸を中心とする回転が生じる、請求項６４に記載の遠位精巧操作用装置。
67. 前記アクチュエーションデバイスが、軸方向に延びる複数の前記第二バックボーン部材のそれぞれに対して直線的な力を加えるように設置された、請求項５２に記載の遠位精巧操作用装置。
68. 前記アクチュエーションデバイスが、軸方向に延びる複数の前記第二バックボーン部材のそれぞれに対して押し込み力または引き込み力を加えるように設置された、請求項５２に記載の遠位精巧操作用装置。
69. 処置用具及びフレキシブルなバックボーンシステムを有する手術可能な末端部とを備え、
    前記フレキシブルなバックボーンシステムは、軸方向に延びる１つの中心に位置するバックボーン部材の周囲に平行に配置された軸方向に延びる複数の第二バックボーン部材を有し、前記フレキシブルなバックボーンシステムの動きが前記処置用具に対して課されるように前記処置用具にフレキシブルなバックボーンアセンブリが動作可能に結合され、
    複数の前記第二バックボーン部材に対して動作可能に結合されるアクチュエーションデバイスであって、当該アクチュエーションデバイスの作動に応じて前記フレキシブルなバックボーンシステムが前記処置用具を１又はそれ以上の方向に操作するように設置されたアクチュエーションデバイスを備えている、遠位精巧操作用デバイス。
70. 前記フレキシブルなバックボーンシステムが、２つの自由度を得ることができるように設置された、請求項６９に記載の遠位精巧操作用デバイス。
71. 前記フレキシブルなバックボーンシステムが、ベース部材と、末端部材と、１又はそれ以上の中間スペーサ部材と、を更に含み、
    中心に配置された前記バックボーン部材は、前記ベース部材、前記末端部材、前記各中間スペーサ部材のそれぞれに対して固定され、そして
    複数の前記第二バックボーン部材のそれぞれは、前記末端部材に対して固定されるとともに、１又はそれ以上の前記中間スペーサ部材および前記ベース部材のそれぞれの貫通孔内に摺動可能に配置されている、請求項７０に記載の遠位精巧操作用デバイス。
72. 前記アクチュエーションデバイスが、複数の前記第二バックボーン部材のそれぞれに押し込み力または引き込み力のうちの一方を課し、それに応じて、前記フレキシブルなバックボーンシステムの前記末端部材に対して押し込み或いは引き込むことにより前記フレキシブルなバックボーンシステムによって前記処置用具を可動させるように設置された、請求項６９に記載の遠位精巧操作用デバイス。
73. 前記処置用具に動作可能に結合された可動ユニットと、当該可動ユニットを前記アクチュエーションデバイスに動作可能に結合する結合デバイスとを更に備え、そして
    前記アクチュエーションデバイスが、前記フレキシブルなバックボーンシステムの末端部材に対して前記可動ユニットを可動させるように設置された、請求項６９に記載の遠位精巧操作用デバイス。
74. 前記結合デバイスが複数の作動部材を備え、前記各作動部材が前記アクチュエーションデバイスおよび前記可動ユニットに動作可能に結合されている、請求項７３に記載の遠位精巧操作用デバイス。
75. 前記結合デバイスおよび前記可動ユニットが、前記可動ユニットが前記結合デバイスに対して取り外し可能に且つ動作可能に結合されるように設置された、請求項７３に記載の遠位精巧操作用デバイス。
76. 前記作動部材および前記可動ユニットがそれぞれ、前記可動ユニットが前記各作動部材に対して取り外し可能に且つ動作可能に結合されるように設置された、請求項７４に記載の遠位精巧操作用デバイス。
77. 複数の前記第二バックボーン部材のそれぞれがルーメンを含むように構成され、前記複数の作動部材のそれぞれは、複数の前記第二バックボーン部材のうちの１つのルーメン内に配置されている、請求項７４に記載の遠位精巧操作用デバイス。
78. 複数の前記第二バックボーン部材のそれぞれがルーメンを含むように構成されている、請求項６９に記載の遠位精巧操作用デバイス。
79. ３つの第二バックボーン部材が存在する請求項６９に記載の遠位精巧操作用デバイス。
80. 第２のフレキシブルなバックボーンシステムを更に備え、当該第２のフレキシブルなバックボーンシステムは、軸方向に延びる１つの中心に位置するバックボーン部材の周囲に平行に配置された軸方向に延びる複数の第二バックボーン部材を含み、
    前記第２のフレキシブルなバックボーンシステムの前記複数の第二バックボーン部材に対して第２のアクチュエーションデバイスが動作可能に結合され、前記第２のアクチュエーションデバイスは、前記手術可能な末端部のフレキシブルなバックボーンシステムに起因する動きとは無関係にこの第２のアクチュエーションデバイスの作動に応じて前記第２のフレキシブルなバックボーンシステムが前記処置用具を１又はそれ以上の方向に更に操作することができるように設置された、請求項６９に記載の遠位精巧操作用デバイス。
81. 前記手術可能な末端部の前記フレキシブルなバックボーンシステムおよび前記第２のフレキシブルなバックボーンシステムが直列に配置されている請求項８０に記載の遠位精巧操作用デバイス。
82. 前記手術可能な末端部の前記フレキシブルなバックボーンシステムの前記複数の第二バックボーン部材がルーメンを含むように構成され、前記第２のフレキシブルなバックボーンシステムの前記複数の第二バックボーン部材のそれぞれが、前記手術可能な末端部の前記フレキシブルなバックボーンシステムの前記複数の第二バックボーン部材のうちの１つのルーメン内に配置されている、請求項８１に記載の遠位精巧操作用デバイス。
83. 前記処置用具に対して動作可能に結合された可動ユニットと、当該可動ユニットを前記アクチュエーションデバイスに対して動作可能に結合する結合デバイスとを更に備え、
    前記アクチュエーションデバイスは、前記アクチュエーションデバイスおよび前記可動ユニットに動作可能に結合された複数の作動部材を含み且つ前記フレキシブルなバックボーンシステムの末端部材に対して前記可動ユニットを可動させるように設置され、
    前記第２のフレキシブルなバックボーンシステムの前記複数の第二バックボーン部材のそれぞれがルーメンを含むように構成され、そして
    前記複数の作動部材のそれぞれが、前記第２のフレキシブルなバックボーンシステムの前記複数の第二バックボーン部材のうちの１つのルーメン内に配置されている、請求項８２に記載の遠位精巧操作用デバイス。
84. １又はそれ以上の第２のフレキシブルなバックボーンシステムと、
    １又はそれ以上の前記第２のフレキシブルなバックボーンシステムのそれぞれに１つずつ設けられた１又はそれ以上の第２のアクチュエーションデバイスとを更に備えている、請求項８０に記載の遠位精巧操作用デバイス。
85. 前記アクチュエーションデバイスが、
    前記複数の第二バックボーン部材のそれぞれに１つずつ設けられたＮ個のバックボーンリニアアクチェータを備え、
    前記Ｎ個のバックボーンリニアアクチュエータのそれぞれが、前記複数の第二バックボーン部材のうちの対応する１つに対して動作可能に結合され、そして
    前記Ｎ個のバックボーンリニアアクチュエータのそれぞれが、前記複数の第二バックボーン部材のうちの対応する１つにおいて２自由度の動きを与えるように設置された、請求項６９に記載の遠位精巧操作用デバイス。
86. 前記処置用具に動作可能に結合された可動ユニットと、当該可動ユニットを前記アクチュエーションデバイスに動作可能に結合する結合デバイスとを更に備え、
    前記アクチュエーションデバイスは、前記アクチュエーションデバイスおよび前記可動ユニットに動作可能に結合された複数の作動部材を含み且つ前記フレキシブルなバックボーンシステムの末端部材に対して前記可動ユニットを可動させるように設置され、そして
    前記アクチュエーションデバイスが、前記複数の作動部材のそれぞれに１つずつ設けられたＮ個の作動部材リニアアクチェータを更に備え、
    前記Ｎ個の作動部材リニアアクチュエータのそれぞれが、前記複数の作動部材のうちの対応する１つに動作可能に結合され、そして
    前記Ｎ個の作動部材リニアアクチュエータのそれぞれが、前記複数の作動部材のうちの対応する１つにおいて２自由度の動きを与えるように設置された、請求項８５に記載の遠位精巧操作用デバイス。
87. 前記処置用具に対して動作可能に結合された可動ユニットと、当該可動ユニットを前記アクチュエーションデバイスに対して動作可能に結合する結合デバイスとを更に備え、
    前記アクチュエーションデバイスが、前記アクチュエーションデバイスおよび前記可動ユニットに動作可能に結合された複数の作動部材を含み且つ前記フレキシブルなバックボーンシステムの末端部材に対して前記可動ユニットを可動させるように設置され、そして
    前記アクチュエーションデバイスが、前記複数の作動部材のそれぞれに１つずつ設けられたＮ個の作動部材リニアアクチェータを備え、
    前記Ｎ個の作動部材リニアアクチュエータのそれぞれが、前記複数の作動部材のうちの対応する１つに対して動作可能に結合され、
    前記Ｎ個の作動部材リニアアクチュエータのそれぞれが、前記複数の作動部材のうちの対応する１つにおいて２自由度の動きを与えるように設置された、請求項６９に記載の遠位精巧操作用デバイス。

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