JP2008544812A - カテーテル用作動ハンドル - Google Patents

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Abstract

本発明は、管状のカテーテルの本体(12)の遠位端(18)を偏向させるためのカテーテル作動ハンドル(14)である。ハンドル(14)は、把持部(22a、b)と、第1のアクチュエータ(20)と、固定歯車ラック(72a、b)と、可動歯車ラック(76a、b)と、小歯車(66a、b)と、第2のアクチュエータ(22a、b)とを備える。把持部(22a、b)は本体(12)の近位端に連結される。第1のアクチュエータは把持部(22a、b)に枢動可能に連結される。固定歯車ラック(72a、b)は把持部(22a、b)に対して固定される。可動歯車ラック(76a、b)は、把持部(22a、b)に対して可動であり、作動ワイヤ(81a、b)に連結する。小歯車(66a)は、第1のアクチュエータに連結され、固定歯車ラック(72a)と可動歯車ラック(76a)の間に配置され、固定歯車ラック(72a)と可動歯車ラック(76a)に係合される。
【選択図】図1

Description

本出願は、2005年6月28日に出願された米国特許出願第11/170550号(「‘550出願」)の利益を主張する。この‘550出願は、本明細書に完全に記載されているのと同様に参照により本明細書に含まれている。
本発明は、カテーテルおよびシースならびにカテーテルおよびシースを用いる方法に関する。具体的には、本発明は、操向可能なカテーテルまたはシースの制御ハンドルおよびそれらハンドルの製造および使用方法に関する。
偏向可能な遠位端および遠位端の偏向を制御するための作動ハンドルを備えるカテーテル(またはシース)が、多くの非侵襲性の医療処置のために用いられている。例えば、遠位端に沿って導電性電極を有するカテーテルが、心臓内の電気生理学の研究のために広く用いられている。典型的には、この種のカテーテルの遠位部は、電気生理学の研究の間または心臓内のマッピングの間、心臓内の電気信号を監視及び/または記録するために心臓内に置かれる。カテーテルの遠位端の方向または形状は、本体の外側のハンドル上に配置されたアクチュエータを介して制御され、電極は、カテーテルのハンドルに作動可能に接続された適切な監視および記録装置に心臓の電気信号を伝達する。
典型的には、これらカテーテルは概ね円筒形の非電導性の本体を備える。この主本体は、ポリウレタン、ナイロンまたは他の非電導性で可撓性の材料から構成された可撓性のチューブを有する。主本体は、補強要素としてその壁の中に鋼製編組線または他の非金属繊維をさらに有する。各電極は、比較的微細な導電性ワイヤを取り付けられ、このワイヤは、カテーテルの主本体を通って延びる。導電性ワイヤは、遠位端から近位端へ延び、近位端では、プラグまたはジャックなどの電気コネクタが、記録または監視装置に備えられた対応するソケットに差し込まれるために備えられる。
主本体の遠位部は、アクチュエータを用いる様々な湾曲した形状に選択的に変形される。通例では、アクチュエータは、少なくとも1本の作動ワイヤによってカテーテルの遠位部に内部で連結される。いくつかのカテーテルは単一の作動ワイヤを用い、このワイヤは、主本体の遠位部を変形させるためにアクチュエータによって引かれる(すなわち、引張り状態に置かれる)。他のカテーテルは少なくとも2本の作動ワイヤを有し、一方のワイヤの作動(すなわち、1本のワイヤを引張り状態に置く)が他方のワイヤの緩みをもたらす(すなわち、このワイヤは圧縮荷重を支持しない)。作動ワイヤが圧縮荷重を支持するよう適合されていない(すなわち、この作動ワイヤは引張り状態にのみ置かれることを意図される)この種のカテーテルでは、通例、これら作動ワイヤは引きワイヤまたは引張りワイヤと呼ばれる。
カテーテルの遠位端を様々な形状に変形させるために、より最新のカテーテルの設計は、作動ワイヤの一方が引張り荷重を支持するとき作動ワイヤの他方が圧縮荷重を支持するようになされた一対の作動ワイヤを用いる。作動ワイヤが圧縮および引張り荷重の両方を支持するようになされたこれらのカテーテルでは、一般に、作動ワイヤは押し/引きまたは引張り/圧縮ワイヤと呼ばれ、対応するカテーテルアクチュエータは押し引きアクチュエータと呼ばれる。1999年1月19日に公告されたラシディ(Rashidi)の米国特許第5861024号は、このタイプの押し引きアクチュエータを代表し、その詳細は参照により本明細書に組み込まれている。
多くの既存のカテーテルアクチュエータが本体の遠位部の移動の際に精密な操作および良好な可撓性をもたらすが、それら既存のアクチュエータは、所望の範囲より小さい遠位部の変位範囲を多くの場合示す。すなわち、作動ワイヤの押し/引きの量(すなわち、操向移動)は、実行される医療処置に対して多くの場合不十分である。典型的には、この操向移動の不十分さは、アクチュエータ本体の概ね制限されたサイズに起因し、このアクチュエータ本体は、通常使用者の手の親指と人指し指の間で受けられ操作される大きさである。したがって、アクチュエータに関連した操向移動の量を増加させる、カテーテル用の作動アッセンブリを改善させる必要性がある。
本発明は、一実施形態では、本体の近位端から延びる第1、第2および第3の作動ワイヤを有する管状のカテーテル本体の遠位端を偏向させるためのカテーテル作動ハンドルである。このハンドルは、把持部と、第1のアクチュエータと、第1および第2の固定歯車ラックと、第1および第2の可動歯車ラックと、第1および第2の小歯車と、第2のアクチュエータとを備える。把持部は本体の近位端に連結される。第1のアクチュエータは把持部に移動可能に連結される。第1および第2の固定歯車ラックは把持部に対して固定される。第1および第2の可動歯車ラックは、把持部に対して可動であり、それぞれ第1および第2の作動ワイヤに連結する。第1の小歯車は、第1のアクチュエータに連結され、第1の固定歯車ラックと第1の可動歯車ラックの間に配置され、第1の固定歯車ラックと第1の可動歯車ラックに係合される。同様に、第2の小歯車は、第1のアクチュエータに連結され、第2の固定歯車ラックと第2の可動歯車ラックの間に配置され、第2の固定歯車ラックと第2の可動歯車ラックに係合する。第2のアクチュエータは、把持部に可動に連結され、第3の作動ワイヤを変位させるようになされている。
一実施形態では、第1のアクチュエータは把持部の長手方向の軸に対して横方向に枢動する。一実施形態では、ハンドルは、第1のリンク装置と、第2のリンク装置とをさらに備える。第1のリンク装置は、第1のアクチュエータの第1の穴と第1の小歯車の穴の間に延びる。第2のリンク装置は、第1のアクチュエータの第2の穴と第2の小歯車の穴の間に延びる。一実施形態では、第1のアクチュエータの第1および第2の穴は、円弧状のスロットである。
一実施形態では、小歯車の穴は小歯車の軸に整列されている。別の実施形態では、小歯車の穴は小歯車の軸から偏位配置されている。
一実施形態では、アクチュエータが中立の枢動位置にあるとき、第1の小歯車は第1の固定歯車ラックの遠位端に位置決めされ、第2の小歯車は第2の固定歯車ラックの遠位端に位置決めされる。やはり、第1の小歯車は第1の可動歯車ラックの近位部に係合され、第2の小歯車は第2の歯車ラックの近位部に係合される。
一実施形態では、アクチュエータが中立の枢動位置にあるとき、第1の小歯車は第1の固定歯車ラックの中間点近くに位置決めされ、第2の小歯車は第2の固定歯車ラックの中間点近くに位置決めされる。さらに、第1の小歯車は第1の可動歯車ラックの中間点に係合され、第2の小歯車は第2の可動歯車ラックの中間点に係合される。
一実施形態では、第1のアクチュエータの一部分は第2のアクチュエータの一部分を通って変位可能である。一実施形態では、第2のアクチュエータは、把持部に対して長手方向に摺動可能に変位可能である。
一実施形態では、レバーが、把持部に枢動可能に連結され、第1の端部で第2のアクチュエータに連結され、第2の端部で第3の作動ワイヤに連結される。具体的には、ケーブルが、第2のアクチュエータに連結され、レバーの第1の端部からレバーの円弧状の側部の周りに延び、リンク装置がレバーの第2の端部に第3の作動ワイヤを連結する。
一実施形態では、リンク装置は、把持部に摺動可能に受け入れられ且つ第3の作動ワイヤに連結された、摺動ブロックを有する。一実施形態では、リンク装置は、摺動ブロックと第2の端部の間に延びるリンクをさらに有する。一実施形態では、リンクはクレビスである。
多数の実施形態が開示されたが、本発明の別の実施形態が本発明の例示の実施形態を示し説明する以下の詳細な説明から当業者には明らかであろう。理解されるように、本発明は、全てが本発明の精神および範囲から逸脱することなく様々な態様で修正形態が可能である。したがって、これら図面および詳細な説明は、事実上例示的であり限定的ではないものと考えられるべきである。
図1は本発明のカテーテル(またはシース)10の斜視図である。図1で示すように、一実施形態では、カテーテル10は、電気生理学、RF切除、あるいは類似のカテーテル(またはシース)10であり、細長い可撓性の概ね円筒形の中空の本体12と、本体12の近位端16に連結された人間工学的に成形された作動ハンドル14とを有する。作動ハンドル14は、本体12の偏向可能な遠位端18の偏向を制御するよう適合されている。
以下の説明から理解されるように、カテーテル10はいくつかの理由で有利である。第1に、作動ハンドル14は、従来技術の作動ハンドルに比べて本体12の遠位端18の操向移動を著しく増加させる新規のラックアンドピニオンの作動機構を有する。第2に、一実施形態では、作動機構はそれが作動ワイヤを圧縮しないように形成されている。第3に、一実施形態では、作動機構は、使用者によって知覚される作動力が従来技術の作動機構に比べて変位の全範囲にわたって最小化され、概ね一定であるように形成されている。第4に、本体12が、本体12を通って遠位端18から作動ハンドル14へ延びる3本の作動ワイヤを有する一実施形態では、ハンドルは、第3の作動ワイヤを作動させるよう形成された第2の作動機構を有する。
図1に示すように、一実施形態では、作動ハンドル14は、第1のアクチュエータ20と、第2のアクチュエータの上側および下側ボタン22a、22bと、上側および下側把持部24a、24bと、ハンドル14の近位端にある電気用プラグ26と、ハンドル14の遠位端にある歪み解放部28とを備える。上側および下側把持部24a、24bは、把持部24a、24bを通って側方に延びる空間29を画定する。第1のアクチュエータ20は、把持部24a、24bに枢動可能に連結され、空間29の中に存在する。第1のアクチュエータ20は、空間29を通って把持部24a、24bに対して横方向に枢動可能に変位することができる。この第1のアクチュエータ20の枢動変位により、使用者は、本体12の遠位端18を二方向に偏向させることが可能になる。
一実施形態では、第2のアクチュエータの上側および下側ボタン22a、22bは、これらそれぞれの把持部24a、24bに沿ってハンドル14の長手方向の軸に概ね平行な方向に摺動可能に変位することができるように、把持部24a、24bに摺動可能に連結される。この第2のアクチュエータのボタン22a、22bの摺動可能な変位により、使用者は、第3の方向に本体12の遠位端18を偏向させることが可能になる。例えば、図1に示すように、遠位端18がループまたは投げ縄形状を形成する一実施形態では、第1のアクチュエータ20により遠位端18が双方向に右または左に偏向し、第2のアクチュエータのボタン22a、22bにより遠位端18がそのループまたは投げ縄形状の直径を増加または減少させる。別の実施形態では、2004年2月23日に出願され、その全体がこの出願の中に組み込まれているラシディ(Rashidi)の米国特許出願第10/784511号で教示されるように、第1のアクチュエータ20により遠位端18が双方向にループ状にされ、遠位端18がループを形成する程度が増加または減少する。第2のアクチュエータのボタン22a、22bにより、遠位端18によって形成されるループまたは投げ縄形状が曲がる(nod)かまたは偏向する。
図1に示すように、本体12の遠位端18は複数の隔置された電極30を有する。各電極30は、本体12、歪み解放部28、およびハンドル14を通って電気用プラグ26に延びる微細な導電体ワイヤに接続される。電気用プラグ26は、記録、監視またはRF切除用装置に接続される。一実施形態では、本体12は典型的にはポリウレタン、ナイロン、または任意の適した非導電性材料製である。本体12は、カテーテル10の血液接触部分の少なくとも一部としてとして機能し、従来技術でよく知られる方法および手段によって患者の体内へ血管から挿入される。
一実施形態では、第1および第2の作動ワイヤが、以下で詳細に説明されるように第1のアクチュエータ20の作動機構に連結するために遠位端18から本体12を通ってハンドル14の中に延びる。一実施形態では、追加の第3の作動ワイヤが、第2のアクチュエータの作動機構に連結するために遠位端18から本体12を通ってハンドル14の中に延びる。
一実施形態では、作動ワイヤは、引きワイヤまたは引張りワイヤである(すなわち、これら作動ワイヤは圧縮荷重を支持するようになされていない)。別の実施形態では、作動ワイヤおよび本体12は、作動ワイヤが引き/押しまたは引張り/圧縮ワイヤであるように形成されている(すなわち、これら作動ワイヤは圧縮荷重を支持する)。したがって、第1および第2の作動ワイヤとの関連で、一方の作動ワイヤが引張り状態に置かれると、他方の作動ワイヤは圧縮荷重を支持する。一実施形態では、作動ワイヤは、超弾性的なニチノール(Nitinol)ワイヤまたは他の適した材料から形成される。本体12およびその3本の作動ワイヤの配置に関する詳細な説明は、上述の組み込まれている米国特許出願の中で行われている。
次に、本発明のハンドル14の一実施形態の詳細な説明のために、上側および下側把持部24a、24bが分離され、第1の作動機構40がその様々な構成部品をよりよく示すために分解された状態のハンドル14の斜視図である図2を参照する。図2に示すように、ハンドル14の把持部24a、24bは、互いに噛み合うように連結し、第1および第2の作動機構40、42のための筐体および取付け基部として機能する。第1の作動機構40はハンドル14の遠位部に取り付けられ、第2の作動機構42はハンドル14の近位部に取り付けられる。電気用プラグ26はハンドル14の近位端として機能する近位端アッセンブリ46に取り付けられる。
図2に示すように、第1の作動機構40は、第1のアクチュエータ20と、カバー50を有する歯車アッセンブリ48と、第1および第2の制御アーム52a、52bと、枢軸アッセンブリ54とを有する。枢軸アッセンブリ54は、下側把持部24bに第1のアクチュエータ20を枢動可能に連結し、下側把持部24b上の枢軸ベース62に枢軸アッセンブリ54を一体的に取り付けるために座金56、ブシュ58および六角ねじ60を有する。図2に示すように、各座金56は異なった寸法である。
次に、歯車アッセンブリ48の詳細な説明のために、歯車アッセンブリ48の分解斜視図である図3を参照する。図3に示すように、歯車アッセンブリ48は、枠体64と、第1および第2の小歯車66a、66bと、第1および第2のワイヤブロック68a、68bと、カバー50とを有する。枠体64は、面板70と、基部または床部71と、第1および第2の固定歯車ラック72a、72bとを有する。第1および第2の固定歯車ラック72a、72bは、枠体64の基部71の横方向の側面に固定され、これらそれぞれの、歯の付いた側74a、74bが互いに向かい合い、枠体64の長手方向の中心線に概ね平行であるように方向付けられる。面板70は、枠体64の長手方向の中心線に整列され、2個の固定歯車ラック72a、72bの間に配置され、枠体64の基部71に対して概ね直角である。面板70の各垂直側面または面75a、75bは概ね平坦である。
図3に示すように、各ワイヤブロック68a、68bは、可動歯車ラック76a、76bと、概ね平面で垂直に向きをつけられた側面77a、77bと、穴78a、78bとを有する。各可動歯車ラック76a、76bは、そのそれぞれのワイヤブロック68a、68bから下方に延び、一方の側面に歯80a、80b、および他方の側面に概ね平面で垂直な面77a、77bを有する。可動歯車ラック76a、76bは、これらが互いに概ね平行であるように方向付けられ、それらの歯80a、80bは互いから離れた方を向き、平坦面77a、77bは概ね平行な配置で互いに向かい合う。
各穴78a、78bは、第1および第2の作動ワイヤの一方の近位端を受け入れる。例えば、下側把持部24bの近位部に取り付けられた第1の作動機構40の第1の実施形態の上面図である図4に示すように、第1および第2の作動ワイヤ81a、81bは、本体12の近位端16から出るとそれらそれぞれの穴78a、78bの中に受け入れられる。
図4に示すように、アクチュエータ20は、枢軸アッセンブリ54を介して下側把持部24bに枢動可能に取り付けられる。第1の作動アッセンブリ40は、アクチュエータ20より遠位側であって、歪み解放部28より近位側に配置される。一実施形態では、第1のアクチュエータ20は、その最も遠位側の縁部にある位置表示点82と、アクチュエータ20の互いに対向する横方向の側面に配置された第1および第2の開口部84a、84bとを有する。
図4に示すように、制御アーム52a、52bの近位端は、各開口部84a、84bの中に存在する。第1の作動機構48の第1の実施形態では、図4に示すように、開口部84a、84bは、制御アーム52a、52bの直径より長さが実質的により長い円弧状のスロット84a、84bである。
ワイヤブロック68a、68bの上部が歯車配置をよりよく見せるために取り除かれた状態の歯車アッセンブリ48の拡大平面図である図5に示すように、制御アーム52a、52bの遠位端は、各小歯車66a、66bの中の穴86a、86bの中に存在する。一実施形態では、各穴86a、86bは、そのそれぞれの小歯車66a、66bの中心軸に位置決めされる。別の実施形態では、図5に示すように、各穴86a、86bは、そのそれぞれの小歯車66a、66bの中心軸からずれている。
下側把持部24bが第1および第2の作動機構40、42の部分を示すために取り除かれた状態のハンドル14の下面図である図6に示すように、各制御アーム52a、52bは、小歯車66a、66bの穴86a、86b、および開口部84a、84bと、それぞれ連結し、各連結点の間で第1のアクチュエータ20内を延びている。したがって、図4〜6から理解されることができるように、制御アーム52a、52bは、小歯車66a、66bに第1のアクチュエータ20の運動を伝達するためのリンク機構として機能する。
図5に示すように、各小歯車66a、66bは、固定歯車ラック72a、72bと可動歯車ラック76a、76bの間に位置決めされ、固定歯車ラック72a、72bと可動歯車ラック76a、76bに係合される。各可動歯車ラック76a、76bの概ね平坦な背面77a、77bは、面板70のそれぞれ概ね平坦な面75a、75bに摺動可能に当接する。
図5に示すように、各小歯車66a、66bの中の穴86a、86bが小歯車の中心軸から偏位している一実施形態では、小歯車66a、66bが固定歯車ラック72、72bの最も遠位側の端部に位置決めされるとき、穴86a、86bは、それぞれの固定歯車ラック72a、72bの最も遠位側の歯88a、88bにすぐに隣接し、それぞれの固定歯車ラック72a、72bの最も遠位側の歯88a、88bよりわずか遠位側に配置される。一実施形態では、小歯車66a、66bを歯車ラック72a、72b、76a、76bに対して過剰に移動させないために、歯のないブランク区間90a、90bが、小歯車の穴86a、86bに隣接して各小歯車66a、66bの円周に沿って存在する。
図5、6に示すように、円弧状のスロット92a、92bは、枠体64の基部または床部71の中で、各対の歯車ラック72a、72b、76a、76bの間に存在する。各円弧状のスロット92a、92bは、通路として機能し、それぞれの小歯車66a、66bが固定歯車ラック72a、72bに沿って変位するとき、各制御アーム52a、52bの遠位部がこの通路を通ることができる。円弧状のスロット92a、92bが円弧状の形状であることにより、小歯車66a、66bが固定歯車ラック72a、72bに沿って変位するとき、各制御アーム52a、52bの遠位部が穴86a、86bの正弦曲線の変位をたどることが可能になる。
穴86a、86bが小歯車66a、66bの中心軸からずれていることによって、穴86a、86bの中心が小歯車66a、66bの中心軸にある配置に対して、機械的利点が生じる。この機械的利点によって、使用者によって知覚される作動力が、従来技術のカテーテルを作動させるために必要である作動力に比べて、小さく、より一定になる。
次に、各開口部84a、84bが円弧状のスロット84a、84bである第1の作動機構40の第1の実施形態の作動を、図4〜6を参照して説明する。図4〜6に示すように、第1の作動機構40が中立の枢動位置にあるとき(すなわち、図4に示すように、ワイヤブロック68a、68bが両方ともこれらにとって最も近位側の位置にあり、位置表示点82が、遠位方向を向いて、下側把持部24bの長手方向の中心線と概ね整列させられるとき)、各制御アーム52a、52bの近位端は、そのそれぞれの円弧状のスロット84a、84bの最も遠位側の部分の中にある。第1の作動機構40の第1の実施形態のこの配置は、作動ワイヤ81a、81bが引張りまたは引きタイプの作動ワイヤである場合に有利である。より具体的には、これは、作動ワイヤ81a、81bが単に引張り状態に置かれるだけで、圧縮されないものである場合に有利であり、これによって作動ワイヤ81a、81bの座屈を防止することができる。
例えば、図4〜6から理解されることができるように、第1のアクチュエータ20が第1の方向(例えば、図4で反時計方向)に枢動されるとき、第1の制御アーム52aの近位端は第1の円弧状のスロット84aの遠位端によって係合され、第1の制御アーム52aは近位側に引かれる。これにより、第1の制御アーム52aの遠位端が第1の小歯車66aを対応する固定歯車ラック72aに沿って近位側に変位させる。第1の小歯車66aの回転により、対応する可動歯車ラック76aが近位側に駆動される。図4から理解されることができるように、これにより、ワイヤブロック68aが近位側に変位するとき、対応するワイヤブロック68aが第1の作動ワイヤ81aを引張り状態に置く。
アクチュエータ20が第1の方向に枢動することにより、第1のワイヤブロック68aが第1の作動ワイヤ81aに作用するが、一般的に言えば、このような運動は第2のワイヤブロック68bまたは第2の作動ワイヤ81bに衝撃を及ぼさない。これは、アクチュエータ20の反時計方向の回転により、第2の円弧状のスロット84bの近位端が制御アーム52bの近位端に対抗することなく、第2の円弧状のスロット84bが制御アーム52bの近位端に沿って単に摺動するからである。その結果、第1のアクチュエータ20は第2の制御アーム52bを遠位方向に駆動せず、第2のワイヤブロック68bは遠位方向に変位しない。したがって、第2の作動ワイヤ81bは、アクチュエータ20が第1の方向(すなわち、反時計方向)に枢動されるとき、引張りまたは圧縮状態に置かれない。すなわち、第2の作動ワイヤ8lbは緩和状態にあり、自由に移動することが可能にされる。
一実施形態では、アクチュエータ20が図4で示す中立の枢動位置に枢動により戻されるとき、第1の円弧状のスロット84aの近位端は、第1の制御アーム52aの近位端と出合わない。その結果、第1のアクチュエータ20は、第1のワイヤブロック68aおよびその対応する作動ワイヤ52aを遠位方向に中立位置に戻す駆動を行わない。代わりに、偏向させられた遠位端18が第1の作動ワイヤ52aに及ぼす張力により、ワイヤ52aおよびその対応するブロック52aが中立位置に戻る。
この実施例を続けると、図4〜6から理解されることができるように、第1のアクチュエータ20が第2の方向(すなわち、図4で時計方向)に枢動されるとき、第2の制御アーム52bの近位端は第2の円弧状のスロット84bの遠位端によって係合され、第2の制御アーム52bは近位側に引かれる。これにより、第2の制御アーム52bの遠位端が第2の小歯車66bを対応する固定歯車ラック72bに沿って近位方向に変位させる。第2の小歯車66bの回転により、対応する可動歯車ラック76bが近位方向に駆動される。図4から理解されることができるように、これにより、ワイヤブロック68bが近位方向に変位するとき、対応するワイヤブロック68bが第2の作動ワイヤ81bを引張り状態に置く。
アクチュエータ20が第2の方向に枢動することにより、第2のワイヤブロック68bが第2の作動ワイヤ81bに作用するが、一般的に言えば、このような運動は第1のワイヤブロック68aまたは第1の作動ワイヤ81aに衝撃を及ぼさない。これは、アクチュエータ20の時計方向の回転により、第1の円弧状のスロット84aの近位端が制御アーム52aの近位端に対抗することなく、第1の円弧状のスロット84aが制御アーム52aの近位端に沿って単に摺動するからである。その結果、第1のアクチュエータ20は、第1の制御アーム52aを遠位方向に駆動せず、第1のワイヤブロック68aは遠位側に変位することがない。したがって第1の作動ワイヤ81aは、アクチュエータ20が第2の方向(すなわち、時計方向)に枢動されるとき、引張りまたは圧縮状態に置かれない。すなわち、第1の作動ワイヤ81aは、緩んでおり、自由に移動することが可能にされる。
一実施形態では、アクチュエータ20が図4で示す中立の枢動位置に枢動により戻されるとき、第2の円弧状のスロット84bの近位端は、第2の制御アーム52bの近位端と出合わない。その結果、第1のアクチュエータ20は、第2のワイヤブロック68bおよびその対応する作動ワイヤ52bを遠位方向に中立位置に戻す駆動を行わない。代わりに、偏向させられた遠位端18が第2の作動ワイヤ52bに及ぼす張力により、ワイヤ52aおよびその対応するブロック52bが中立位置に戻される。
図4および図5から理解されることができるように、歯車配置によって、可動歯車ラック76a、76b、および、その結果その対応する作動ワイヤ81a、81bの近位側への直線状の変位は、対応する小歯車66a、66bの近位側への直線移動の概ね2倍である。これは、可動歯車ラック76、76bの近位側への変位が、小歯車の、固定歯車ラック72a、72bに沿った近位側への直線変位と、小歯車の回転による変位の合計であるからである。
次に、第1の作動機構40の第2の実施形態の説明のために、図7〜9を参照する。図7〜9は、第1の作動機構40の第2の実施形態を除いてそれぞれ図4〜6で示す図と同じである。一般的に言えば、第1の作動機構40の第1および第2の実施形態の特徴は、以下の説明でもたらされることを除いて同じである。
図7で示すように、作動機構40の第1の実施形態の円弧状のスロット84a、84bとは違って(図4〜6を参照して説明されるように)、第2の実施形態の開口部84a、84bは、制御アーム52a、52bの直径に概ね等しい直径を有する円形の穴84a、84bである。図7に示すように、制御アーム52a、52bの近位端は、各円形の開口部84a、84bに存在する。
図7〜9から理解されることができるように、作動機構40の第2の実施形態では、第1の作動機構40が中立の枢動位置にあるとき(すなわち、図7に示すように、位置表示点82が、遠位方向を向き、下側把持部24bの長手方向の中心線と概ね整列されるとき)、各小歯車66a、66bは、そのそれぞれの固定歯車ラック72a、72bの長さおよび可動歯車ラック76a、76bの長さの両方に沿ってほぼ中間に配置される。この配置により、アクチュエータ20が枢動されるとき、制御アーム52a、52bが互いに対して反対方向に等しく移動することが可能になる。第1の実施形態の円弧状のスロット84a、84bと異なり、第2の実施形態の円形の開口部84a、84bは、制御アーム52a、52bの近位端とアクチュエータ20の間の変位を妨げるので、この運動が第1の作動機構40の第2の実施形態にもたらされる。第1の作動機構40の第2の実施形態の配置は、作動ワイヤ81a、81bが引き/押しまたは引張り/圧縮タイプの作動ワイヤの場合に有利である。
例えば、図7〜9から理解することができるように、第1のアクチュエータ20が第1の方向(例えば、図7で反時計方向)に枢動されるとき、第1の制御アーム52aの近位端は第1の円形の開口部84aによって近位側に引かれ、第2の制御アーム52bの近位端は第2の円形の開口部84bによって遠位側に押される。したがって、第1の制御アーム52aの遠位端は、その対応する固定歯車ラック72aに沿って第1の小歯車66aを近位側に引張り、第2の制御アーム52bの遠位端は、その対応する固定歯車ラック72bに沿って第2の小歯車66bを遠位側に押す。第1の小歯車66aが回転すると、その対応する可動歯車ラック76aが近位方向に駆動され、第2の小歯車66bが回転すると、その対応する可動歯車ラック76bが遠位方向に駆動される。図7から理解されることができるように、これにより、第1のワイヤブロック68aが近位側に変位するとき、第1のワイヤブロック68aが第1の作動ワイヤ81aを引張り状態に置く。やはり、これにより、第2のワイヤブロック68bが遠位側に変位するとき、第2のワイヤブロック68bが第2の作動ワイヤ8lbを遠位方向に押す(すなわち、圧縮する)。
図7〜9から理解されることができるように、第1のアクチュエータ20を第2の方向(すなわち、時計方向)に枢動させると、制御アーム52a、52bの運動が逆転される。したがって、第2のワイヤブロック68bは近位側に移動し(すなわち、第2の作動ワイヤ81bは引張り状態に置かれる)、第1のワイヤブロック68aは遠位側に移動する(すなわち、第1の作動ワイヤ81aは圧縮される)。
次に、第2の作動機構42の一実施形態の詳細な説明のために、上側および下側把持部24a、24bが分離され、第2の作動機構42がその様々な構成部品をよりよく示すために分解された状態のハンドル14の斜視図である図10を参照する。図10に示すように、第2の作動機構42は、ハンドル14の近位部に取り付けられ、上側および下側アーム102a、102bを有する第2のアクチュエータ100と、第2のアクチュエータ100の上側および下側ボタン22a、22bと、枢軸アッセンブリ104と、上側および下側ピン106a、106bと、レバー108と、摺動ブロック110とを有する。
図10に示すように、一実施形態では、第2のアクチュエータ100は概ねU形である。第2のアクチュエータのアーム102a、102bは、隙間103を形成するために概ね垂直方向に整列され、平行配置で互いからずれており、この隙間103を通って第1のアクチュエータ20の近位部が変位する。下側アーム102bは、下側把持部22bの長手方向のスロットまたは溝113の中に摺動可能に存在する。同様に、上側アーム102aは、上側把持部22aの中の長手方向のスロットまたは溝の中に摺動可能に存在する。
図10に示すように、各アーム102a、102bは、ピン106a、106bを受け入れるための針穴114a、114bを有する頭部112a、112bを有する。上側頭部112aは、上側ボタン22aに連結するために上側把持部24aの長手方向のスロット115を通って延びる。同様に、下側頭部112bは、下側ボタン22bに連結するために下側把持部24bの長手方向のスロットを通って延びる。下側頭部112bは、下側ボタン22bの中の座部117に存在し、ピン106bを介してそこに連結される。同様に、上側頭部112aは、上側ボタン22aの中の座部に存在し、ピン106aを介してそこに連結される。各ボタン22a、22bが第2のアクチュエータ100のアーム102a、102bに連結されるので、ボタン22a、22bは共に追従させられる。
図10に示すように、頭部112a、112bは、それらそれぞれの長手方向のスロット115の内側で摺動可能に変位可能である。したがって、使用者が第2の作動アッセンブリ42を作動させるためにボタン22a、22bを把持部24a、24bに対して長手方向に摺動させるとき、アーム102a、102bおよび頭部112a、112bがそれらそれぞれのスロット113、115の中で摺動可能に変位する。
図10に示すように、レバー108は、枢軸アッセンブリ104を介して下側把持部24bの中で枢軸ベース118に枢動可能に連結される。枢軸アッセンブリ104は、1組の座金120(カテーテルの有効期間の間、圧縮永久ひずみまたは材料クリープを補償するために皿ばね座金を含む)と、枢軸ベース118に枢軸アッセンブリ104を一体的に固定するための六角ねじ124とを有する。六角ねじ124が適切に締め付けられると、枢軸アッセンブリ104は、使用者がボタン22a、22bを放しても、レバー108を所定位置に保持するテンションドラッグ(tension drag)の特徴をもたらすようになされている。その結果、使用者は、いったん使用者が第2の作動機構42を作動させることによって遠位端18をセット位置に置くと、このセット位置に遠位端18を維持するためにボタン22a、22bとの接触を維持する必要がない。
図10に示すように、一実施形態では、レバー108は、それが概ね直線状の縁部119および直線状の縁部119の第1および第2の端部の間を延びる概ね円弧状の縁部121を有するように、概ね半円形である。直線状の縁部119は、枢軸アッセンブリ104に隣接して、概ね遠位側を向いている。一実施形態では、円弧状の縁部121の半径は、円弧状の縁部121と枢軸アッセンブリ104の軸の間の距離に概ね等しい。円弧状の縁部121は概ね近位側を向いている。
次に、第2の作動機構42の構成部品のさらなる説明のために、上側把持部24aが取り除かれた状態の下側把持部24bに取り付けられた第2の作動機構42の上面図である図11を参照する。図11に示すように、摺動ブロック110の下端部は、下側把持部24bの中の下側溝またはスロット128の中に摺動可能に受け入れられる。同様に、摺動ブロック110の上端部は、上側把持部24aの中の上側溝またはスロットの中に摺動可能に受け入れられる。スロット128はハンドル14の長手方向の軸に概ね平行である。
図11に示すように、第3の作動ワイヤ129が、摺動ブロック110に連結するために本体12の遠位端18からハンドル14の中に延びる。一実施形態では、第3の作動ワイヤ129はまた、遠位側先端18の中の1つまたは複数の電極30からハンドル14の近位端の中にある電気用プラグ26に通じている電線として機能する。このようにして、第3の作動ワイヤ129は、摺動ブロック110の中を通過し、摺動ブロック110に連結する。
図11に示すように、ねじ付ロッド130が、摺動ブロック110の近位側の側面と、ピン109を介してレバー108の第1の端部に枢動可能に取り付けられたクレビス(clevis)132との間に延びる。ねじ付ロッド130のねじにより、クレビス132と摺動ブロック110の間の距離が調整されることが可能になる。したがって、レバー108に対する最初の作動ワイヤ位置は、ねじ付ロッド130を介して調整されることができる。
図11に示すように、アーム134が、第2のアクチュエータ100の近位端から摺動ブロック110とは反対の方向に延びている。リンク136が、ピン138を介してアーム134の端部に枢動可能に連結される。ケーブル140が、取り付け要素142(例えば、ねじ、ボルト、ピンなど)を介してレバー108に連結するためにリンク136に連結され、レバー108の円弧状の側部121へ、かつその周りに沿って延びている。レバー108の円弧状の側部121は、ケーブル140を受けいれるために溝またはスロットを備える。ケーブル140とレバー108の円弧状の側部121とは、レバー108が枢動するときケーブル140と枢動可能なレバー108の間のモーメントアームが一定のままであるように、ベルトとプーリのように共に作動する。
図11から理解されることができるように、本体12の遠位端18を偏向させるために第3の作動ワイヤ129を作動させるとき、使用者はボタン22a、22bを遠位側に変位させ、これにより、U形の第2のアクチュエータ100を遠位側に変位させる。その結果、アーム134はケーブル140を遠位方向に引張り、それによってレバー108を枢軸アッセンブリ104の周りで反時計方向に枢動させる。この枢動運動により、クレビス132が近位方向に摺動ブロック110を引っ張る。摺動ブロック110が近位方向に移動すると、第3の作動ワイヤ129が引張り状態に置かれ(すなわち、摺動ブロック110が第3の作動ワイヤ129を引っ張る)、これにより本体12の遠位端18が偏向される。
本体12の遠位端の偏向量を増加するには、力の増加が必要である。したがって、本体12の遠位端の偏向の初期段階の間、第3の作動ワイヤ129を引くために必要な力は遠位端の偏向の最終段階の力より小さい。本体12の遠位端の偏向をさらに増加させるために必要な力の増加は、クレビス132とレバー108の間の配置によって対処される。具体的には、クレビス132とレバー108の間の配置は、レバー108が枢動するとモーメントアームが変化するようなされている。
クレビス132とレバー108の枢軸アッセンブリ104との間のモーメントアームの長さは、遠位側先端の偏向の初期段階の間(すなわち、ピン109がその最も遠位側の位置にあるとき)に最大である。クレビス132とレバー108の間の配置により、モーメントアームの長さは、遠位端18が次第に偏向させられる(すなわち、ピン109が近位側に移動する)につれて減少する。その結果、ボタン22a、22bでの機械的利点は、作動ワイヤの張力が低いとき(すなわち、遠位端の偏向の初期段階の間)最小であり、作動ワイヤの張力が高いとき(すなわち、最大限の偏向に近づく遠位端の偏向の最終段階の間)最大である。
図11から理解されることができるように、偏向された遠位端18がその偏向されない配置に戻ることを可能にするために、使用者はボタン22a、22bを近位方向に変位させ、これによりU形の第2のアクチュエータ100を近位方向に変位させる。これはケーブル140に緩みをもたらし、これにより、偏向された遠位端18の中に蓄えられたばね力が第3の作動ワイヤ129、その結果摺動ブロック110を遠位方向に引くよう作用するので、遠位端18が偏向されていない配置に跳ね返るときレバー108が時計方向に枢動することが可能になる。
使用時、カテーテル10の本体12は、従来技術でよく知られる方法で患者の体内に挿入される。手術者は、ハンドル14を把持し、親指と他の指の間で第1のアクチュエータ20を操作する。有利には、第1のアクチュエータ20は、その移動および操作の容易さを可能にするためにハンドル14の各側面から突き出ている。第1のアクチュエータ20はハンドル14に対して移動され、これにより、第1および第2の作動ワイヤ78a、78bが第1の作動機構40を介して変位される。その結果、本体12の遠位端18は偏向する。
別の方法で本体12の遠位端18を偏向させるためには、使用者は親指または他の指でボタン22a、22bを遠位方向に摺動させる。これにより第3の作動ワイヤ129が第2の作動機構42を介して移動する。その結果、本体12の遠位端18は、第1の作動機構40の作動によって引き起こされる偏向とは異なる方法で偏向する。
本発明が好ましい実施形態を参照して説明されたが、当分野の技術者ならば、本発明の精神および範囲から逸脱することなく変更が形式上詳細に行われることができることが分かるだろう。本発明は本特許請求の範囲によってのみ限定される。
本発明のカテーテル(またはシース)の斜視図である。 上側および下側把持部が分離され、第1の作動機構がその様々な構成部品をよりよく示すために分解された状態のハンドルの斜視図である。 歯車アッセンブリの分解斜視図である。 第1および第2の作動ワイヤがワイヤブロックのこれらそれぞれの穴の中に受け入れられる、下側把持部の近位部に取り付けられた第1の作動機構の第1の実施形態の上面図である。 ワイヤブロックの上側が歯車配置をよりよく見せるために取り除かれた状態の歯車アッセンブリの拡大平面図である。 下側把持部が第1および第2の作動機構の部分を示すために取り除かれた状態のハンドルの下面図である。 第1のアクチュエータの第2の実施形態を除いて、図4に示したものと同一の図である。 第1のアクチュエータの第2の実施形態を除いて、図5に示したものと同一の図である。 第1のアクチュエータの第2の実施形態を除いて、図6に示したものと同一の図である。 上側および下側把持部が分離され、第2の作動機構がその様々な構成部品をよりよく示すために分解された状態のハンドルの斜視図である。 上側把持部が取り除かれた状態の下側把持部の中に取り付けられた第2の作動機構の上面図である。

Claims (30)

  1. 管状のカテーテル本体の近位端から延びる第1の作動ワイヤを備える、前記本体の遠位端を偏向させるためのカテーテル作動ハンドルであって、
    前記本体の前記近位端に連結される把持部と、
    前記把持部に移動可能に連結される第1のアクチュエータと、
    前記把持部に対して固定された第1の固定歯車ラックと、
    前記把持部に対して移動可能であり、前記第1の作動ワイヤに連結される第1の可動歯車ラックと、
    前記第1のアクチュエータに連結され、前記第1の固定歯車ラックと前記第1の可動歯車ラックの間に配置され、前記第1の固定歯車ラックと前記第1の可動歯車ラックに係合される第1の小歯車と
    を備えるカテーテル作動ハンドル。
  2. 前記第1のアクチュエータが前記把持部に対して枢動可能である、請求項1に記載のハンドル。
  3. 前記第1のアクチュエータが前記把持部の長手方向の軸に対して横方向に枢動する、請求項2に記載のハンドル。
  4. 前記第1のアクチュエータの穴と前記第1の小歯車の穴の間に延びるリンク装置をさらに備える、請求項1に記載のハンドル。
  5. 前記第1のアクチュエータの前記穴が円弧状のスロットである、請求項4に記載のハンドル。
  6. 前記第1の小歯車の前記穴が前記第1の小歯車の中心軸と整列されている、請求項4に記載のハンドル。
  7. 前記第1の小歯車の前記穴が前記第1の小歯車の中心軸から偏位している、請求項4に記載のハンドル。
  8. 前記把持部に移動可能に連結され、前記本体の前記近位端から延びる第2の作動ワイヤを変位させる第2のアクチュエータをさらに備える、請求項1に記載のハンドル。
  9. 前記第1のアクチュエータの一部が、前記第2のアクチュエータの一部を通って変位可能である、請求項8に記載のハンドル。
  10. 前記第2のアクチュエータが、前記把持部に対して長手方向に摺動可能に変位できる、請求項8に記載のハンドル。
  11. 前記把持部に枢動可能に連結されるレバーを更に備えており、前記レバーは、第1の端部で前記第2のアクチュエータに連結され且つ第2の端部で前記第2の作動ワイヤに連結される、請求項8に記載のハンドル。
  12. 前記第2のアクチュエータに連結されるケーブルをさらに備えており、前記ケーブルは、前記レバーの前記第1の端部から前記レバーの円弧状の側部の周りに延びている、請求項11に記載のハンドル。
  13. 前記レバーの前記第2の端部に前記第2の作動ワイヤを連結するリンク装置をさらに備える、請求項12に記載のハンドル。
  14. 前記リンク装置が、前記把持部に摺動可能に受け入れられ且つ前記第2の作動ワイヤに連結された、摺動ブロックを有している、請求項13に記載のハンドル。
  15. 前記リンク装置が、前記摺動ブロックと前記第2の端部の間に延びるリンクをさらに有する、請求項14に記載のハンドル。
  16. 前記リンクがクレビスを有する、請求項15に記載のハンドル。
  17. 前記把持部に対して固定された第2の固定歯車ラックと、
    前記把持部に対して移動可能であり且つ前記本体の前記近位端から延びる第2の作動ワイヤに連結される第2の可動歯車ラックと、
    前記第1のアクチュエータに連結され、前記第2の固定歯車ラックと前記第2の可動歯車ラックの間に配置され、前記第2の固定歯車ラックと前記第2の可動歯車ラックに係合された第2の小歯車と
    をさらに備える、請求項1に記載のハンドル。
  18. 前記第1のアクチュエータが前記把持部に対して枢動可能である、請求項17に記載のハンドル。
  19. 第1のリンク装置および第2のリンク装置をさらに備え、前記第1のリンク装置が、前記第1のアクチュエータの第1の穴と前記第1の小歯車の穴の間に延びており、前記第2のリンク装置が、前記第1のアクチュエータの第2の穴と前記第2の小歯車の穴の間に延びている、請求項18に記載のハンドル。
  20. 前記第1のアクチュエータの前記第1および第2の穴が円弧状のスロットである、請求項19に記載のハンドル。
  21. 前記アクチュエータが中立の枢動位置にあるとき、前記第1の小歯車が前記第1の固定歯車ラックの遠位端に位置決めされ、前記第2の小歯車が前記第2の固定歯車ラックの遠位端に位置決めされる、請求項19に記載のハンドル。
  22. 前記アクチュエータが前記中立の枢動位置にあるとき、前記第1の小歯車が前記第1の可動歯車ラックの近位部に係合され、前記第2の小歯車が前記第2の歯車ラックの近位部に係合される、請求項21に記載のハンドル。
  23. 前記アクチュエータが中立の枢動位置にあるとき、前記第1の小歯車が前記第1の固定歯車ラックの中間点の近傍に位置決めされ、前記第2の小歯車が前記第2の固定歯車ラックの中間点の近傍に位置決めされる、請求項19に記載のハンドル。
  24. 前記アクチュエータが前記中立の枢動位置にあるとき、前記第1の小歯車が前記第1の可動歯車ラックの中間点に係合され、前記第2の小歯車が前記第2の可動歯車ラックの中間点に係合される、請求項23に記載のハンドル。
  25. 前記把持部に移動可能に連結され、前記本体の前記近位端から延びる第3の作動ワイヤを変位させる第2のアクチュエータをさらに備える、請求項17に記載のハンドル。
  26. 前記第1のアクチュエータの一部分が前記第2のアクチュエータの一部分を通って変位可能である、請求項25に記載のハンドル。
  27. 前記第2のアクチュエータが前記把持部に対して長手方向に摺動可能に変位することができる、請求項25に記載のハンドル。
  28. 前記把持部に枢動可能に連結されるレバーをさらに備えており、前記レバーは、第1の端部で前記第2のアクチュエータに連結され且つ第2の端部で前記第3の作動ワイヤに連結される、請求項25に記載のハンドル。
  29. 前記第2のアクチュエータに連結されるケーブルをさらに備えており、前記ケーブルは、前記レバーの前記第1の端部から前記レバーの円弧状の側部の周りに延びている、請求項28に記載のハンドル。
  30. 前記レバーの前記第2の端部に前記第3の作動ワイヤを連結するリンク装置をさらに備える、請求項29に記載のハンドル。
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