JP2009544430A - 最小侵襲の外科手術を行うためのシステム - Google Patents

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Abstract

ロボット外科システム(100)は、手術台(104)に取り付けられた機器ドライバ(106)を具える。機器アセンブリ(108)は、機器ドライバ(106)に機能的に連結されており、機器アセンブリ(108)は、ガイド機器(424)と、ガイド機器(424)の内腔内で運ばれる複合機器とを具え、複合機器は、光源と、画像取込装置と、光ファイバとを具える。オペレータ制御ステーション(102)は、機器ドライバ(106)及び機器アセンブリ(108)を制御するために機器ドライバ(106)に遠隔通信リンク(有線又は無線)を介して連結されている。
【選択図】図1

Description

本発明は、一般的にテレロボティクス外科システムなどのロボット制御システムに関し、特に最小侵襲の診断及び治療手段のためのロボットカテーテルシステムに関する。

ロボット診断及び介入システムと機器は、外科医の手が内部器官にアクセスできるように、患者の体腔が開けられた従来の技術とは対照的に、最小侵襲の医療手段を行う際の使用に好適である。生来の身体開口又は経皮切開あるいは血管又は他の身体内腔のような生来の経路を介してアクセスしうる患者の体腔内の深くにあるか、および/または隠れている組織のイメージング、診断及び治療を実行するのに、制御可能性が高く、さらに最小サイズのシステムが必要とされる。

本発明の様々な実施例によると、最小侵襲の外科手段を行うためのロボット外科システムは、診断および/または介入手術を行うために、蛇行している生来の身体経路を通って患者内部の組織構造へ進むように構成されている機器アセンブリの構成部材を具える。一実施例において、ロボット外科システムは、患者が置かれている場所に十分近い手術台に取り付けられている機器ドライバを具える。機器アセンブリは、機器ドライバと機能的に連結しており、機器アセンブリは、生来の身体開口部又は経皮切開のいずれかを経由して患者の皮膚を貫通するように構成されている構成部材を具える。機器アセンブリの構成部材は、患者内部の組織で最小侵襲の外科手術を行うために蛇行性の生来の身体経路を通って一又はそれ以上の目標部位へ進められる。オペレータ制御ステーションは手術台から遠くに離れて配置されて、オペレータは、手術台からやや離れているとともに、最小侵襲の外科手段と連結して使用されうる放射線源から離れている。オペレータ制御ステーションは、有線接続又は無線リンクによって機器ドライバに接続されている。手術台の患者内に最小侵襲の手術を行うために、オペレータ制御ステーションは、オペレータが機器アセンブリの構成部材を観察してこれらの構成部材を進めるための必要な入力を与えるための、入力装置、ディスプレイ、およびモニタシステムおよび装置を具える。また、オペレータ制御ステーションは電子ラックを具え、ここに、システム回路が、システムソフトウェアと、ハードウェアと、ファームウェアと、機器ドライバのこのハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、及びこれらの組み合わせのオペレータ入力及び動作、制御などを保存、処理、実行などするように構成されたこれらの組み合わせとを具えており、機器ドライバは、手術台上の患者内の組織に最小侵襲の手術を行うように、機器アセンブリの構成部材を巧みに移動させて前進させるのに必要な制御機構を正確に実行しうる。

本発明は、本発明の原理を例示によって示している添付する図面と合わせて以下の詳細な記述によって容易に理解しうる。図は、本発明の構成および使用を示しており、同様の部材は、同じ参照符号又は数字によって示されている。
図1は、ロボット外科システムの一実施例を示す。 図2は、ロボット外科システムの別の実施例を示す。 図3は、患者に診断および/または介入手術を行うために使用されるロボット外科システムの一実施例を示す。 図4は、体外衝撃波の砕石手段を行うための砕石レーザファイバを具える機器アセンブリを示す。 図5は、砕石手段を行うように構成されたエネルギ源を有する把持具を具える機器アセンブリを示す。 図6は、砕石手段を行うように構成されたエネルギ源を有するバスケット具を具える機器アセンブリを示す。 図7は、エネルギ源を具える拡張可能な把持具アセンブリを示す。 図8は、双極電極の把持具アセンブリを示す。 図9は、バスケットアームを用いて構成されている機器アセンブリを示す。 図10は、砕石ファイバと、画像取込装置とを具える機器アセンブリを示す。 図11は、把持具を具える機器アセンブリを示す。 図12は、バスケット具を具える機器アセンブリを示す。 図13は、バスケット具を具える機器アセンブリの動作を示す。 図14は、バスケット具を具える機器アセンブリの動作を示す。 図15は、バスケットアーム捕捉器具と、画像取込装置とを具える機器アセンブリを示す。 図16は、バルーン装置を具える機器アセンブリを示す。 図17は、別のバルーン装置を具える機器アセンブリを示す。 図18は、さらに別のバルーン装置を具える機器アセンブリを示す。 図19は、膨張可能なバルーンカフを具える機器アセンブリを示す。 図20は、膨張可能なバルーンカフを具える機器アセンブリを示す。 図21は、膨張可能なバルーンカフを具える機器アセンブリを示す。 図22は、可撓性バルーンカフを具える機器アセンブリを示す。 図23は、可撓性バルーンカフを具える機器アセンブリを示す。 図24は、可撓性バルーンカフを具える機器アセンブリを示す。 図25は、画像取込装置を具える機器アセンブリを示す。 図26は、画像取込アセンブリの詳細図である。 図27は、画像取込装置を具える機器アセンブリを示す。 図28は、画像取込アセンブリの詳細図である。 図29は、画像取込装置アセンブリを収容するための管状構造の断面図である。 図30は、画像取込アセンブリの実施例のバリエーションを示す。 図31は、画像取込アセンブリの実施例のバリエーションを示す。 図32は、画像取込アセンブリの実施例のバリエーションを示す。 図33は、画像取込アセンブリの実施例のバリエーションを示す。 図34は、操縦可能な機器アセンブリを示す。 図35は、別の操縦可能な機器アセンブリを示す。 図36は、さらに別の操縦可能な機器アセンブリを示す。 図37は、さらに別の操縦可能な機器アセンブリを示す。

一般的な外科手段は、通常、外科チームが外科用メスを使用して、患者の身体内の領域へアクセスしうるよう十分な大きさの開口を形成し、外科チームは、一又はそれ以上の目標部位を診断し処置する。可能であれば、一般的な外科手段の代わりに最小侵襲の外科手段を使用して、患者が外科手段から回復するための回復時間を短くするよう患者への身体外傷を最小にするようにしてもよい。最小侵襲の外科手段は、通常、遠く離れた場所から生来の身体開口部又は経皮切開のいずれかを介して、生来の経路(例えば、血管、胃腸管など)を通して目標部位に近づき処置するための伸長具(例えば、カテーテルなど)を必要とする。当然、一又はそれ以上のカテーテルのような伸長具を正確に進めて、必要な診断および/または介入手段を行う場所に伸長具の作用部を正確に配置するために、外科医は、限定的な情報又はフィードバック(例えば、視覚、触覚など)を有している。このような潜在的な制約があるとしても、最小侵襲の外科手段は、一般的な切開手術の代わりに患者を治療するのにより有効及び有益である。

最小侵襲の診断及び介入手術は、外科医が、伸長具を使用することによって遠くから、手術又は目標部位へ近づき処置することを必要としても良い。外科医は、通常、患者の身体における生来の身体開口部又は小さな経皮切開を介して目標部位に近づく。いくつかの態様では、外科医は、多数の伸長具を使用して、患者の身体の生来の身体開口部と小さな経皮切開との両方を介して目標部位へ近づく。一般的に、生来の身体開口部又は小さな切開は、目標部位からやや離れた場所にある。伸長具(様々な種類のカテーテル及び外科機器など)は、一又はそれ以上の生来の身体開口部又は小さな経皮切開を通って身体に入り、伸長具は、一般的に生来の身体経路(例えば、血管、食道、気管、小腸、大腸、尿道など)を介して目標部位へ向けて案内され、進められ、操作され、巧みに動かされ、進められる。伸長具は、一又はそれ以上のカテーテルや、他の外科器具や機器を具えても良い。カテーテルは、カテーテルを手動制御するか、カテーテルをロボット制御して動作させてもよい。ほとんどの態様において、外科医は、目標部位および/または患者の他の器官に対するカテーテル及び外科機器の位置を見定めるための視覚及び触覚情報が制限される。

例えば、心房細動(AF)のような心不整脈の治療において、正常な心臓機能を回復するために、心臓アブレーション治療を心臓の左心房に適用する。この手術では、一又はそれ以上のカテーテル(例えば、シースカテーテル、ガイドカテーテル、アブレーションカテーテル、内視鏡カテーテル、心臓内心エコー検査法カテーテル、その他)を、手術又は目標部位からいくらかはなれた距離にある患者の大腿又は骨盤部位に近い大腿静脈の一又はそれ以上の生来の開口部あるいは一又はそれ以上の経皮切開を通して挿入しても良い。この実施例において、心臓アブレーションを行う手術又は目標部位は、心臓の左心房である。カテーテルは、大腿静脈を通って下大静脈、心臓の右心房へ、そして心房中隔を通って心臓の左心房へ、さらに目標部位へ向けて案内され(例えば、ガイドワイヤ、シースなどによって)、操作され、巧みに動かされ、進められる。カテーテルは、個別に又は多数のカテーテルを組み合わせて使用してもよい。現在、外科医は、外科医を補助してカテーテルを(個別に又は組み合わせて)巧みに動かして制御しやすくする視覚及び触覚的な情報が制限されている。特に、情報および/またはフィードバックが制限されるので、外科医は、カテーテルの一又はそれ以上の遠位端部を巧みに動かして制御し、心臓の左心房の表面又は壁の正確な場所又は点に心臓アブレーションを行うことは特に難しい。後述するように、本発明の実施例は、患者の体腔内の深くにある、および/または他の組織又は器官の下に隠れている組織のイメージング、診断、対処、及び治療を実行する改良されたシステムを提供する。本発明の実施例では、外科医は、手術又は目標部位を処置するためにより精密及び正確にカテーテルを配置させることができる。例えば、改良されたイメージング性能によって、外科医は、心房細動のような心不整脈に対処するために、より精密及び正確な手段で心臓の左心房の表面又は壁上の所望の場所又は点に心臓アブレーションを適用することができる。

図1は、例えば、米国カリフォルニア州マウンテンビューのHansen Medical, Inc.によるSensei(登録商標)Robotic Catheter Systemのロボット外科システム(100)の一実施例を示しており、オペレータ制御ステーション(102)は手術台(104)から離れて配設されており、機器ドライバ(106)、及び例えば米国カリフォルニア州マウンテンビューのHansen Medical, Inc.によるArtisan(登録商標)制御カテーテルなどの機器(108)は、機器ドライバ取付ブレース(110)によって手術台(104)に支持されている。有線接続(112)が、オペレータ制御ステーション(102)の電子ラック(114)と機器ドライバ(106)間の信号を伝送する。電子ラック(114)は、ロボット外科システム(100)の多くの機能を実質的に動作させて実行するハードウェア及びソフトウェアシステムを具える。機器ドライバの取付ブレース(110)は、手術台(104)に横になった患者(図示せず)の上に機器ドライバ(106)を配置するように構成されたほぼアーチ型の構造部材である。有線接続(112)は、機器(108)を動作させて手術台(104)に横になった患者に最小侵襲の手術を行うように、オペレータ制御ステーション(102)で作業をするオペレータ又は外科医(116)から機器ドライバ(106)へ操作及び制御コマンドを伝送する。外科医(116)は、主入力装置(MID)(118)を使用して操作及び制御コマンドを提供しても良い。さらに、外科医は、1又はそれ以上のキーボード(120)、トラックボール、マウスなどを使用して入力、コマンドなどを提供しても良い。最小侵襲の外科手段中に機器(108)の正確な操作及び制御を行うために、有線接続(112)は、また、機器(108)、患者、及び1又はそれ以上の目標部位の監視を実現するためのオペレータ又は外科医(116)に必要な情報又はフィードバックを提供するよう、機器(108)、患者、及びモニタ(図示せず)から電子ラック(114)へ情報(例えば、視覚図、触覚又は力の情報、位置、方向、形状、位置確認、心電図、マップ、モデルなど)を伝送しても良い。有線接続(112)は、例えば、電気信号(例えば、ディジタル信号、アナログ信号など)を伝送するように構成された電気配線、光信号を伝送するよう構成された光ファイバ、様々な種類の信号(例えば、RF信号、マイクロ波信号など)を伝送するよう構成された無線リンクなど、又は電気配線、光ファイバ、無線リンクなどの組み合わせのような配線接続であってもよい。情報又はフィードバックが、オペレータ制御ステーション(102)の一又はそれ以上のモニタ(122)に表示されるようにしてもよい。

図2は、ロボット外科システム(100)の別の実施例を示す。ロボット外科システムのより詳細な開示は、2005年1月13日出願の米国仮特許出願第60/644,505号;2006年7月3日出願の米国特許出願第11/481,433号;2006年12月11日出願の米国特許出願第11/637,951号を参照するとよい。

図3は、一又はそれ以上の機器(108)を使用して最小侵襲の外科手術を行うように構成されているロボット外科システム(100)の一実施例を示す。例えば、機器(108)は、シースカテーテル、ガイドカテーテル、アブレーションカテーテル、内視鏡カテーテル、心臓内心エコー検査法カテーテルなど、又はこれらの組合せにしてもよい。さらに、外科機器又は道具が、カテーテルの任意の一つ又は組合せに取り付けられてもよい。一実施例において、機器(108)は、シースカテーテル、ガイドカテーテル、外科カテーテル、および/または例えば、米国カリフォルニア州マウンテンビューのHansen Medical, Inc.から入手可能なArtisan(登録商標)制御カテーテルなどの外科機器を具えるカテーテルシステムであっても良い。また、機器(108)は、例えば、シースカテーテル、ガイドカテーテル、外科カテーテル、および/または外科機器などのその様々な部品を動作させるためのすべてのコントロール機構を具える。ロボット外科システム(100)は、制御ステーション(102)と、機器ドライバ(106)と、機器(108)と、有線接続(112)とを具えており、消化器官、結腸、泌尿器官、生殖器官などの組織又は器官における病気、病弊、又は状態を治療するために用いられる。例えば、ロボット外科システム(100)を使用して、体外衝撃波砕石術(ESWL)を行っても良い。図4は、ESWLを行うように構成された機器(108)の一実施例を示す。図16に示すように、機器(108)は、シースカテーテル(422)、ガイドカテーテル(424)、砕石レーザファイバ(16026)を具えても良い。上述の記述と同様に、機器(108)の部品又はサブシステムが、様々な動作を行うために、腎臓へ案内され、巧みに操作され、又は進められても良い。例えば、アブレーションカテーテルなどの機器(108)が心臓の左心房へ案内され、巧みに操作され、又は進められて、心不整脈を処置するために心臓アブレーションを行う実施例と同じ部品又はサブシステムにかえて、機器(108)のサブシステムが、腎臓へ案内され、巧みに操作され、又は進められて腎臓結石を取り去っても良い。砕石レーザファイバ(16026)は、腎臓結石のような対象物にエネルギを適用するために、ホルミウムYAGレーザのなどのレーザに連結、接続、又は付随する石英ファイバを具えても良い。一構成において、レーザー光源は、普通の砕石術の構成のようにファイバ(16026)の近位部に配置されてインターフェース接続されていても良いが、本実施例では例外的に、ファイバ(1602)が、一又はそれ以上のロボットカテーテル(例えば、シースカテーテル(422)及びガイドカテーテル(424))の作業内腔の下に配置される。必要な電源、及びレーザを動作させるためのハードウェア及びソフトウェアを具える制御機構のすべてが、ロボット外科システム(100)のオペレータ制御ステーション(102)に近い電子ラック(114)内に配置されてもよい。

砕石ファイバ(16026)の遠位チップが、腎臓結石などの目標物へエネルギを送るように構成されているので、遠位チップは、より一般的にはエネルギ源と称される。実際に、他の実施例において、レーザに加え他のエネルギ源を組織に作用させるよう用いてもよい。例えば、他の実施例において、エネルギ源は、RF電極、高周波超音波トランスデューサなどの超音波トランスデューサ、他の放射性、伝導性、アブレーティブ、又は対流エネルギ源を具えても良い。

理解されるように、機器(108)の部品又はサブシステムは、様々な最小侵襲の手術を行うように多数の異なる機器又は道具から構成されてもよい。例えば、図5は、一構成では、砕石レーザファイバ(16026)といった、エネルギ源(17036)に取り付けられた把持具(17026)に機能的に連結されたガイド機器(424)を示しており、把持具(17026)のクラッチ内に把持された腎臓結石などの対象物は、捕捉される対象物にしばしば近接している把持具(17026)のほぼ頂部で終端するよう配置された源(17036)からエネルギを適用されることによって、剥離され、破壊され、ばらばらにされる等してもよい。

図6は、図17に示すシース(422)及びガイド(424)を具える機器アセンブリ(108)と同様の構成である。図18は、バスケット具(18026)、及びガイド機器(424)の作業内腔を通って配置される砕石ファイバ(16026)などエネルギ源(17036)を示している。図17及び図18に示されている各構成において、エネルギ源(17036)は、適切な捕捉器具に連結されたり、又はガイド機器(424)の作業内腔を通って捕捉器具(17026、18026)の近傍の所望の位置に独立して配置されても良い。把持具、バスケット、及びエネルギ源のようなここに記述されている道具それぞれが、これらが、ガイド機器(424)によって規定される作業内腔の近位端部を出るように近位部で制御されるか、あるいは、これらは手動的、自動的、又は例えば電気モータおよび/または機械工率装置の使用を介して電気機械的に作動するようにしてもよい。例えば、図18に図示するような構成の一実施例において、シース(422)及びガイド(424)機器は、前述した特許出願(11/481,433)内に記述されているように機器ドライバ(106)(これらの2つの図には図示せず)を利用して電気機械的に動作することが好ましい。把持機構(17026、18026)は、例えば、位置決めロッド及び伸張ワイヤを使用して手動で動作するか、自動制御装置又は他の近位部の動作装置を使用して電気機械的に動作するようにしてもよい。エネルギ源(17036)は、近位部のエネルギ制御装置(図5及び6に図示せず)に付随するフットペダルやコンソールスイッチなどのスイッチを近位部で使用して動作するようにしてもよい。

図7は、把持機構の頂部に取り付けられたエネルギ源(17036、16026)を具える拡張可能な把持具アセンブリ(19026)を示す。エネルギ源(17036、16026)は、ファイバ又はワイヤなどの一又はそれ以上の伝送リード(1904)によって、RFジェネレータ又はレーザエネルギ源などの装置(1902)に近位部で連結されている。図示されている把持具アセンブリ(19026)の対向するジョー(19024)は、外方へバネ付勢されており、付勢されていないときに把持具が開く。ジョー(19024)は、ガイド機器(424)の内腔などの封入構造内へ近位側に引っ張られるとき、封入構造によって適用されるフープ応力によって互いに押圧され、強力な把持動作を作る。

図8は、近位部で連結されているRFジェネレータ又は他のエネルギ源(2002)を具える双極電極の把持具を示す。本実施例において、各ジョー(19024)は、図19に示す実施例のように、外方へスイングするように付勢されており、また、各ジョー(19024)は、把持されうるアイテム又は対象にエネルギを適用することができる双極対の電極として有用である。リード(2004)が図示されており、近位部に位置するRFジェネレータなどのエネルギ源(2002)とジョー(19024)を連結している。

図9は、シース機器(422)を示しており、これは、内側へ曲がるように(すなわち、図示するように、シース/ガイドの縦軸へ向けて)付勢されており、ガイド機器(424)がシース機器(422)内へ近位側に引っ込むとき、石又は他の対象物を把持するように構成されているバスケットアーム(2102)のグループに連結されている。図示した実施例は、レンズ(2106)を具えるか、又は具えていなくてもよい画像取込装置(2104)、光、赤外線放射又は他の放射を発する照明ファイバ(2108)、及び遠位部で道具を配置させるための作業内腔(2110)を特性とする。画像取込装置(2104)は、CardioOptics Incorporatedから入手可能なようなファイバスコープ、CCDチップ、赤外線イメージング装置、超音波装置、又は他の画像取込装置を具えても良く、例えば石などの対象物を探索するために使用されても良く、そして、ガイド機器(424)は、配置されたときに、対象物を捕捉するためにシース機器(422)内へ引っ込められ、アセンブリ全体が、対象物が確実にアセンブリの遠位チップの近くに残るように徐々に進められ、バスケット具(2102)によって容易に捕捉されるようにしてもよい。

図10は、砕石ファイバ(2202)と、オペレータが見てレーザファイバ(2202)を目標とする構造へ方向付けることができるように構成されている画像取込装置(2204)とを具えるアセンブリを示しており、例えば、高精密の操縦性の主シース(422)及びガイド(424)機器アセンブリ(108)を使用してそのような構造を破壊するか、破砕するためのレーザエネルギなどのエネルギを適用する。画像取込装置(2204)は、画像取込装置(2204)の視野の一部としてエネルギ源(例えば、砕石ファイバ2202)の位置を包含するように、すなわち、オペレータが、視野を利用して、エネルギ源を所望の構造に接触するように確実に運ぶことを達成できるように配置されることが好ましい。

図11は、図10に示した実施例と同様の実施例を示しており、ガイド機器(424)などの作業内腔を通して近位部で調査され除去されるように石や他の対象物を把持して、それを近位側に画像取込装置(2204)の方に運ぶ把持具(2302)を具える。

図12は、バスケット具(2402)を具える別の同様の実施例を示す。図13及び図14は、図12に示した実施例のような一実施例が、どのように使用され、石又は他の対象物を把持してガイド(424)の遠位部分の方に回収するかを示している。回収される対象物がガイド(424)に近づくと、エネルギ源(17036、16026)が対象物をバスケット具(2402)内で破砕する。

図15は、近位側のバスケットアーム捕捉具(2102)と、画像取込装置(2108)とを具える一実施例を示している。図9に関する記述の一部において上述したように、対象物が画像取込装置(2108)で観察されているとき、ガイド機器(424)がシース機器(422)内へ近位側に引っ込められている間、図示されているバスケット捕捉アーム(2102)は、ガイド機器(424)の作業内腔の中心軸の方へ回転するとともにガイド機器(424)の遠位チップ近傍に配置された対象物を捕捉することが可能となるまでアセンブリ全体が進められてもよい。

図16は、生理食塩水(2804)を制御可能に充填するか、排出するように構成された膨張可能なバルーン(2802)を具える構成を示しており、これを介して画像取込装置(2204)及び照明源(2806)は、照明源(2806)の放送範囲(2808)及び画像取込装置(2204)の視野(2810)内に収まることが好ましいバルーン前方の対象物を観察するために使用される。バルーン(2802)は、また、図示するようにレーザファイバ(2202)など様々な道具が通過する作業内腔(2812)を規定する。図17は、また、把持具(2302)を具える同様の実施例を示す。図30は、バスケット具(2402)を具える同様の実施例を示す。

図19乃至図21は、生理食塩水洗浄口(2806)によって洗浄されうる遠位部の作業領域(3104)を提供するよう構成された膨張可能なバルーンカフ(3102)を具える同様の実施例を示す。膨張可能なバルーンカフ(3102)は、無外傷性チップとしてだけでなく、膨張可能なバルーンカフ(3102)が対向しうる構造のやや近くに画像取込装置(2810)の位置を保持するための手段として機能することが好ましく、従ってこれらのすぐ近くになくても、このような構造体の小量の画像を提供する。画像取込装置(2810)としての光ファイバスコープを具えており、例えば、組織および/または腎臓結石などの対象物の活動と、近位側の位置から作業領域(3104)内への例えば石又は他の構造を把持するおよび/または改良する、又は破壊するために使用されてもよい、例えばファイバ、把持具、バスケットのような道具の相対的な位置とを撮像するために、画像取込装置(2810)が通って使用されてもよい半透明の生理食塩水洗浄される作業領域(3104)を維持することは非常に有益である。膨張可能なバルーンカフ(3102)は、膨張していない構成で腎杯などの所望される手術箇所へ進められて、適所で膨張して上述の機能を提供するようにしてもよい。代替的に、カフ(3102)は、手術箇所へ完全に進行する前に膨張して、無外傷性チップの機能と、所望の手術箇所へ進行中に画像取り込みの誘導及び近傍の対象物からの偏位を提供しても良い。

図22乃至図24は、同様の実施例を示すが、前述の図面に示した膨張可能なカフ(3102)ではなく可撓性カフ(3402)を具えており、軟質ポリマー材料から構成されていることが好ましい。可撓性カフ(3402)は、上述の膨張可能なカフ(3102)に関する記述と同様の機能を具えるように構成されている。

図25乃至図29は、任意にレンズ(2106)、撮像するための伝送ファイバ(2108)、および様々な道具又は道具の組み合わせが配置されても良い作業内腔(2110)を具えても良い画像取込装置(2104)のアセンブリの実施例を示している。本実施例の構成要素は全て、図29の断面図に示すように一の管状構造内に封入されており、同時押出高分子構造から構成されても良い。図26乃至図28は、ファイバスコープなどの画像取込装置(2104)の相互連結部を示しており、近位側の光取付具(3802)と、光本体部材(3804)と、照明ファイバおよび作業内腔を具えるカメラ装置とインターフェース接続する近位面(3806)とを具えており、作業内腔(2110)にアクセスするための雌ルアー取付具(3808)と、作業内腔近位部材(3810)と、照明入力タワー(3812)と、挿入部(3814)と、中央本体構造(3816)とを具える。本実施例の変形例が、図30乃至図33に示されており、上述した図面に関して示したのと同様の異なる遠位構成を具える。図30は、生理食塩水ポート(2806)で洗浄可能であるとともに、および上述の画像取込装置(2810)で撮像される作業領域(3104)を規定する遠位部に配置された可撓性カフ(3402)を具える変形例を示している。図31は、膨張可能なカフ(3102)を具える同様の変形例を示している。把持具、エネルギ源、ファイバ、バスケットなどの道具は、図30、図31、図32、図33などに示した実施例の作業内腔(2110)を介して使用されてもよい。図34の実施例は、アセンブリの作業内腔(2104、図25乃至図29に示したアセンブリ)を介して配置される把持具(2302)を具えており、図33の実施例は、バスケット具(2402)を具える。

上述した道具、構成、および/またはアセンブリはそれぞれ、腎臓又は膀胱結石のような石の検査、除去、破砕、および/または破壊などの特に内腔の泌尿介入に利用されてもよい。

図34を参照すると、一実施例による操縦可能機器アセンブリは、尿道(4602)を通って膀胱(4604)内へ操縦されても良く、ここで封入された生理食塩水の助力を受けて、画像取込装置(2810)が用いられ、膀胱鏡検査と興味のある病変(4606)の潜在的な観察が行われる。画像取込装置に連結されているロボットガイドおよび/またはシースの全方向性の操縦可能性および精密さが、三次元イメージを形成するために互いに集められうる膀胱(4606)内部のイメージの収集を実現する。機器アセンブリ(108−422、424、2810)を利用して、明らかな出血又は組織の凹凸などの何らかの欠損に画像取込装置を向けて進めてズームするようにしてもよい。同じ手段が、図34Bに示すように前立腺(4608)に行われても良い。

図35を参照すると、機器アセンブリ(422、424、4702)は、代替的に又は追加的に、膀胱(4604)又は前立腺(4608)内の腫瘍や他の病変(4606)をアブレートするためのアブレーション具(4702)のような介入具を具えても良い。様々な上述のアセンブリがこのような膀胱鏡検査手段に使用されてもよい。

上述の構造のそれぞれは、腎臓の近傍又は内で使用されても良い。図36および図37を参照すると、説明のために、比較的単純な機器アセンブリの実施例の一部(例えば、より細いガイド424が腎臓4802に向けて内部へ駆動されている間、シース遠位チップが、尿道への入り口である膀胱内に配置されてもよい)が、示されている。このようなアセンブリが、腎臓(4802)に向けて進められ、および/または内部へ操縦可能に駆動され、ここで、石(4804)が、把持具又は他の道具によって捕捉されるか、又は石が、化学作用、冷凍、RF、レーザ砕石術またはレーザアブレーション具(4806)、又は図36および図37に示すように、超音波などの他の放射技術を使用して破壊されてもよい。図4乃至図33を参照して上述した道具、構成、および/またはアセンブリはそれぞれ、腎臓又は膀胱結石のような石の検査、除去、破砕、および/または破壊などに利用されてもよい。画像取込装置(2810)が、石などの対象物の相互作用の観察を可能とするように腎杯内又は近傍に配置され、一方で、様々な道具構成を使用して、機器アセンブリを引っ込める前に、石などを検査、捕捉、把持、破砕、除去、破壊するようにしてもよいことが好ましい。

上述のバルーン、カフ、アブレーション具、電極など、装置の全てが、シースカテーテル(422)とガイドカテーテル(424)を組み合わせて機器アセンブリ(108)に機能的に連結されて構成されている。いくつかの実施例において、道具又は機器、例えば、バルーン、アブレーション具、電極などは、シースカテーテル(422)を具えていないガイドカテーテル(424)とともに使用されても良い。他の実施例において、追加のカテーテルが、道具又は機器を具えて使用されても良い。道具および機器は、機器(108)に接続している機器ドライバ(106)によって手動で操作されるかロボットで操作されるかのいずれかで構成される。前述の道具および機器の全てを制御し動作させる回路、電気、および機械的なシステムのいくつかは、機器ドライバ(106)およびシステム電子ラック(114)に構成されるようにしてもよい。

Claims (12)

  1. ロボット外科システムにおいて:
    機器ドライバと;
    前記機器ドライバと機能的に連結している機器アセンブリであって、前記機器ドライバの機構が機器アセンブリの構成部材の動きを動作又は制御し、前記機器アセンブリの構成部材が、細長い可撓性ガイド機器を具える機器アセンブリと;
    遠隔通信リンクを介して前記機器ドライバと機能的に接続したオペレータ制御ステーションとを具え、前記機器アセンブリの構成部材がさらに、前記ガイド機器の内腔内で運ばれる複合機器を具え、前記複合機器は、光源と、画像取込装置と、光ファイバとを具えることを特徴とするロボット外科システム。
  2. 請求項1に記載のロボット外科システムにおいて、前記機器アセンブリの構成部材がさらにシース機器を具え、前記ガイド機器が前記シース機器内の内腔内で運ばれ、前記シース機器に対して移動可能であることを特徴とするロボット外科システム。
  3. 請求項1又は2に記載のロボット外科システムにおいて、前記光ファイバが、前記ガイド機器に対して移動可能であることを特徴とするロボット外科システム。
  4. 請求項1乃至3のいずれか1項に記載のロボット外科システムにおいて、前記複合機器がさらに、把持具を具えることを特徴とするロボット外科システム。
  5. 請求項1乃至4のいずれか1項に記載のロボット外科システムにおいて、前記複合機器がさらに、バスケット装置を具えることを特徴とするロボット外科システム。
  6. 請求項1乃至5のいずれか1項に記載のロボット外科システムにおいて、前記機器アセンブリがさらに、その遠位端部で運ばれるバルーン装置を具えることを特徴とするロボット外科システム。
  7. 請求項1乃至5のいずれか1項に記載のロボット外科システムにおいて、前記機器アセンブリがさらに、この遠位端部で運ばれるカフ装置を具えることを特徴とするロボット外科システム。
  8. 請求項1乃至7のいずれか1項に記載のロボット外科システムにおいて、前記光ファイバが、砕石レーザファイバであることを特徴とするロボット外科システム。
  9. 請求項8に記載のロボット外科システムにおいて、前記砕石レーザファイバがホルミウムYAGレーザであることを特徴とするロボット外科システム。
  10. 請求項4に記載のロボット外科システムにおいて、前記把持具が、前記ガイド機器に対して移動可能であることを特徴とするロボット外科システム。
  11. 請求項5に記載のロボット外科システムにおいて、前記バスケット装置が、前記ガイド機器に対して移動可能であることを特徴とするロボット外科システム。
  12. 請求項2に記載のロボット外科システムがさらに、それぞれ周囲に間隔をあけた位置で前記シースに取り付けられる第1の端部と、互いの方向に付勢されている第2の端部とを有する複数のクランプ部材を具えることを特徴とするロボット外科システム。
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