JP2010507436A - 可膨張式バルーンを備えた器具 - Google Patents

Abstract

本発明は、器具に関し、特に、少なくとも一つの可動ツール要素（１０５）が取り付けられる可膨張式バルーン（１０４）を有する最小侵襲手術のための医療デバイスに関する。好適な実施例において、そのツール要素は、ワイヤ（１０５）又は光ファイバのようなフィラメント状の可撓性構造である。更に、複数のそのようなツール要素は、好適には、バルーン（１０４）の周りに円周方向に配置され、例えば、バルーン（１０４）を膨張又は収縮させることによって開閉され得るかご状のつかみ取り具を構成する。更に、バルーン（１０４）に取り付けられたコードを引っ張ることは、そのバルーンの配置の変化を追加的に可能にする。

Description

本発明は、最小侵襲手術のような医療処置に特に適している可膨張式バルーンを備えた器具に関し、また、そのような器具を含むシステムに関する。更に、本発明は、例えば最小侵襲手術におけるツール要素を動かすための方法に関する。

カテーテルであり、半径方向に折り畳まれた先端とそのカテーテルの壁に取り付けられる軸方向に延びる複数の光ファイバとを有するカテーテルが、ＵＳ６１０６５５０において知られている。そのカテーテルの先端にある環状バルーンは、治療される血管のサイズにそのカテーテル先端を適合させるべく、そのカテーテル先端を開き且つ拡げるために膨張され得る。

米国特許第６１０６５５０号明細書

この背景に基づいて、本発明の目的は、例えば最小侵襲手術における物の操作のための代替的な手段を提供することであり、それにより、ツール要素が比較的単純な手段を用いてかなりの範囲にわたって動かされ得ることが望ましい。

この目的は、請求項１に従った器具、請求項１１に従った最小侵襲手術用システム、及び、請求項１２に従った方法によって実現される。好適な実施例は、従属項において開示される。

本発明に従った器具は、例えば、科学、工業生産、ロボット工学等のどのような目的にも役立つ。それは、最小侵襲手術のような医療処置に特に適している。その器具は、以下の構成要素を含む。
ａ）可膨張式バルーンであり、例えば、そのようなバルーンが血管を拡張させるために或いはステントを置き且つ拡張させるために用いられる医療用カテーテルの分野で知られている可膨張式バルーン。原則として、その可膨張式バルーンは、どのような形態（topology）を有していてもよいが、単純な回転楕円状又はトロイダル状の形態が望ましい。その可膨張式バルーンの典型的な材料は、生理学的に受け入れ可能なものであり、例えば、ラテックスゴムを含んでいてもよい。

ｂ）専らそのバルーンの壁に取り付けられる、可動セクションを備えた少なくとも一つのツール要素。そのセクションは、典型的にはそのバルーンの外側に取り付けられるが、それがそのバルーンの内側に取り付けられる応用があってもよい。

記載された器具は、それが、そのセクションが原則的にその壁の動きに完全に従うことができるように、そのバルーンの壁に専ら取り付けられる少なくとも一つのセクションを伴うので、そのツール要素が広い範囲にわたって動かされ得るという有利点を有する。そのバルーンが膨張又は収縮させられると、そのツール要素は、その結果シフトされ、また、典型的には、その幾何学的配置もそれに応じて変更される。これとは対照的に、ＵＳ６１０６５５０に記載される光ファイバのようなツール要素は、多かれ少なかれ、それらの動きを厳しく制限し且つその関連のバルーンからそれを概して切り離す複数の担持構造に固く埋め込まれている。

概して、そのツール要素のサイズ及び機能に関する制限はないが、そのツール要素は、多くの応用において、実質的にフィラメント状で且つ可撓性の構造を有する。そのようなツール要素は、その関連のバルーンが収縮又は膨張させられた場合に曲げられ或いは伸ばされ得る指のような能力を有し得る。

本発明の特定の実施例では、その（フィラメント状で可撓性の）ツール要素は、ワイヤを含む。そのワイヤは、好適には、そのバルーンから突出し且つ物を操るために用いられ得る自由端部分を有していてもよい。

前述の実施例の更なる発展形に従って、そのワイヤは、かかり（barb）又は曲がり(bending)等を備えた端部を有し、その端部は、好適には、そのバルーンから自由に突出する。そのような方法でその端部を設計することは、特定の機能のために、そのツール要素を最適化する。例えば、湾曲したツール要素が少なくとも一つの対応物（例えば、別の類似するツール要素である。）と協働する場合、それは、物をつかむためのはさみ（pince
gripper）のように用いられ得る。

本発明の別の実施例では、（フィラメント状の）ツール要素は、光ファイバを含む。そして、光は、例えば照明の目的のため、或いは、レーザ光を用いて組織を切断するために、そのファイバを通じて導かれ、且つ、その端から周囲に向かって発せられる。そのバルーンを膨張又は収縮させることによって、その光ファイバの発光は、広い範囲内で選択的にフォーカスされ得る。

当然ながら、ツール要素としてワイヤや光ファイバを備えた本発明に係るそれら記載された実施例は、組み合わせられてもよい。このようにして、バルーンは、例えば、その外壁に光ファイバ及びワイヤの交互配置を担持してもよく、それにより、それらファイバは、それらワイヤの作業領域を照らすことができる。

本発明は、これまで、ただ一つのツール要素のみを備えた器具の場合を含めて説明されたが、本発明の好適な実施例は、複数の（同様の或いは異なる設計の）ツール要素のそのバルーンの周りの円周配置を含む。このようにして、そのバルーンの軸周りの放射対称配置が実現され得る。ワイヤがツール要素として用いられる場合、かご状のつかみ取り具（grabber）が実現され得る。光ファイバがツール要素として用いられる場合、それらの出口は、様々な半径の円上に位置付けられ、そして、それらの発光は、収束方向と発散方向との間で連続的に調節され得る。

本発明に係る別の実施例では、その器具は、そのツール要素の更なるセクションが取り付けられるところの固いボディを含む。この設計の随意的な変更において、そのバルーンは、少なくとも部分的にはその固いボディに連結される。そのツール要素がその固いボディ及び可撓性のバルーンの双方に取り付けられる場合、そのツール要素の屈曲が実現され得る。その固いボディは、この場合、例えばワイヤ又は光ファイバのボディが取り付けられる静止基部としての機能を果たし、一方で、このツール要素の先端は、そのバルーンの充填状態に従って動く。

本発明の更なる発展形では、その器具は、そのバルーンの壁に選択的に力を掛けるために、一端がその壁に固定される操作要素を含む。その操作要素は、特別にそのバルーン内に置かれそしてそのバルーンの内壁に固定されてもよく、また、それは、随意的に、コード又はロッドとして実現されてもよい。そのようなコードを引っ張ること、或いは、そのようなロッドを引いたり押したりすることは、その結果、そのバルーンの膨張状態を変化させることなく、その形状を選択的に変化させることができる。このようにして、そのバルーンに取り付けられたツール要素の操作のために更なる自由度が実現され、それは、その器具の機能性を向上させることとなる。

その器具は、随意的に、その中にそのバルーンが配置される管状要素を更に有していてもよい。その管状要素は、そのバルーンのためのシェルター及び一種の骨組みを提供する。そのバルーンは、好適には、その管状要素には固定されず、それに対して軸方向に移動可能である。

本発明は更に、最小侵襲手術用システムに関し、そのシステムは、内視鏡又はカテーテルと上述の種類の医療器具（すなわち、可膨張式バルーンと専らそのバルーンの壁に取り付けられる可動セクションを備えた少なくとも一つのツール要素とを備えた器具である。）とを含む。

更に、本発明は、最小侵襲手術用器具のツール要素を動かすための方法に関し、そのツール要素の可動セクションは、バルーンに取り付けられ、且つ、そのバルーンは、そのツール要素の対応する動きを生み出すために膨張又は収縮させられる。

最小侵襲手術用システム及びその方法は、上述の種類の器具における不可欠な特徴を含む。従って、そのシステム及びその方法における詳細、有利点、及び改良点でのより多くの情報のために先行する記載が参照される。

本発明に係るこれらの及び他の態様は、以下で説明される実施例から明らかとなり、また、それらを参照して解明される。これらの実施例は、添付図面の助けを借りながら一例として説明される。

ワイヤで形成されるかご状のつかみ取り具を備えた器具の軸方向断面（上）及び上面図（下）を概略的に示す。 図１において円で囲まれた、器具の先端領域の拡大図を示し、つかみ取り具は、軸方向に延びるワイヤと共にその中立配置にある。 バルーンが膨張され且つつかみ取り具が開かれた状態にある図１の器具の軸方向断面（左上）、上面図（左下）、及び先端の拡大図（右）を示す。 図３と同様の表現で、バルーンが収縮され且つつかみ取り具が閉じられたときの器具を示す。 バルーンの周りに円周方向に配置された複数の光ファイバを備えた器具の軸方向断面図を概略的に示す。 図５において円で囲まれた、器具の先端領域の拡大図を示し、バルーンは、軸方向に延びる光ファイバと共にその中立配置にある。 バルーンが膨張され且つ光ファイバが発散配置を有する状態にある、図６の器具の先端の拡大図を示す。 図７と同様の表現で、バルーンが収縮され且つ光ファイバが収束するときの器具を示す。

同様の参照番号、又は、１００の整数倍によって異なる番号は、図において、同一又は類似の構成要素を参照する。

以下において、本発明は、カテーテルでの応用に関して説明される。しかしながら、本発明は、他の医学的応用（例えば、内視鏡及び内視鏡の研究分野である。）及び非医学的応用で用いられてもよい。

カテーテルは、最新の最小侵襲的介入のための重要なツールである。それは、本質的には、体腔又は血管内に挿入され、それにより、その体のクリティカル（重要な）位置への容易なアクセスを可能にするチューブである。カテーテルは、圧倒的に多い心臓血管疾患の診断及び治療（例えば、血管内へのステントの配置）のために用いられ、また、泌尿器及び神経血管における応用のためにも用いられる。

最小侵襲的介入で遊離物（loose object）を取り除く必要がある場合、それは、しっかりと掴まれなければならない。この物が極めてもろい、柔らかい、極めて堅い、滑り易い、粘液性の、或いは、小さいものである場合、それを粉々に押しつぶすことなくプライヤで掴むことはしばしば困難である。

カテーテルの他の応用では、例えば心臓領域における組織を凝固させるために、光ファイバから来る光が用いられる。その光をある位置に向けること、及び、その光を種々の表面に広げることは、この場合些細でない問題を引き起こす。

図１〜４は、上述の課題に取り組む器具の第一実施例１００を図解する。器具１００は、以下の構成要素を有する。
・図１及び２でその“中立”又は静止状態が示される可膨張式バルーン１０４であり、実質的に円筒形状を有し、その遠位端がそのボディと同じ直径を有する可膨張式バルーン１０４。その近位端において、バルーン１０４は、注入口１０２であり、複数の制御可能な気体又は液体（例えば、生理溶液である。）の供給源（図示せず。）につながるチャネルによって継続され、それによってそのバルーンが膨張又は収縮され得るところの注入口１０２を有する。図示されたタイプのバルーンは、主に、例えば、経皮血管形成術で知られている。
・複数（図示された例では１２本）の直線的に伸びるワイヤ１０５であり、これらワイヤ１０５の小区分（サブセクション）は、バルーン１０４に取り付けられる。それらワイヤは、更に、バルーン１０４の周囲全体に等しく分配され、また、例えば、そのバルーンの軸Ａの方に内側に半径方向に曲げられる先端１０６を備える。概して、端部１０６は、種々の形状を取り得る。用途に応じて、それらは、例えば、（図示されるように）滑らかであってもよく、或いは、かかり（barb）を有していてもよい。
・図示されたケースでは実質的に円筒形である固いボディ１０３であり、バルーン１０４の壁の大部分は、この固いボディに取り付けられる。そのバルーンが膨張又は収縮された場合であっても、固いボディ１０３は、その形状を維持する（図３及び４参照。）。
・バルーン１０４内を軸Ａに沿って通過し、そのバルーンの先端に固定される引っ張りコード１０１。

説明された器具１００のワイヤ１０５は、そのバルーンを膨張又は収縮させることにより操作され、且つ、コード１０１を引っ張ることによって追加的に操作され得るかご状のつかみ取り具（grab）を実現させる。図１及び２は、この点において、直線的に延びるワイヤを有するそのつかみ取り具の中立状態を示す。

図３は、過度の圧力がバルーン１０４を拡張させているところの器具１００の状態を示し、ワイヤ１０５を逸らさせ且つそのつかみ取り具の開放をもたらしている。

これとは対照的に、図４は、バルーン１０４が減圧により収縮されたときの状態を示し、そのつかみ取り具を閉じるワイヤ５の収束配置をもたらしている。追加的に或いは代替的に、そのつかみ取り具の閉じ配置はまた、バルーン１０４の先端におけるへこみをもたらすコード１０１の引っ張りによって実現されてもよい。この場合、その器具が置かれる空洞は、つかみ動作の間中、膨張させられたバルーン１０４によって開いたままに維持され得る。

ワイヤ１０５のその説明された動きによって、緩く切られた組織や他の遊離物は、そのバルーン内の圧力を変えることによって、掴まれ得る。そのつかみ動作の間、その器具の全体的な位置は不変である。つかみ動作のためのワイヤのみがその物を囲むために内側に動く。

図５〜８は、可膨張式バルーン２０４であり、その外側に部分的に固定されるフィラメント状の可撓性のツール要素２０５を備えた可膨張式バルーン２０４を有する器具の第二実施例２００を図解する。概して、可膨張式バルーン２０４、その注入口２０２、及び引っ張りコード２０１は、第一実施例における対応する要素に類似し、再度の説明を必要としない。しかしながら、そのフィラメント状の可撓性ツール要素は、ここでは、ワイヤによって構成されることなく、光ファイバ２０５によって構成され、それを通じて、レーザ光が、近くに配置された光源（図示せず。）からそのファイバ２０５の遠位端にある出口２０６まで導かれ得る。更に、その取り付けられた光ファイバを有するバルーンは、この実施例では、カテーテル２１０内に置かれ、バルーン２０４が軸方向に自由に移動できる中空の可撓性の管を提供する。

この場合もやはり、バルーン２０４の膨張若しくは収縮、及び／又は、コード２０１の引っ張りが、そのバルーンの形状を変えるために用いられ、そしてまた、光ファイバ２０５及びそれらの出口２０６の方向を変えるために用いられ得る。図５及び６は、この点において、それら光ファイバが軸方向に引き延ばされ、且つ、発せられた光が多かれ少なかれ真っ直ぐにおよそカテーテル２１０の直径であるスポットに集められるところの中立配置を示す（そのスポットの実際のサイズは、そのカテーテルの端部とその被照領域との間の距離に依存する。）。

図７は、バルーン２０４がカテーテル２１０の外側に所定距離だけ押し出され、過度の圧力によって拡張された状態を示し、光ファイバ２０５を逸れさせている。このようにして、より大きな領域が照らされ得る。その拡張が一つのファイバによって照らされる領域よりも大きい場合、中央に暗いスポットを持つ円形の照明が現れる。

図８は、そのバルーンの先端の中央がコード２０１によって後方に引っ張られ、且つ／或いは、そのバルーンが収縮させられた状態を示す。そのとき、ファイバ２０５は、そのカテーテルの中心に向かって内側に曲がる。このようにして、全てのファイバがその器具の軸Ａ上にある同一の焦点に向けられ得る。

所定点の方にファイバ２０５を向けることは、既存のカテーテル照準法でカテーテル２１０を適切に方向付けることによって実現され得る。そして、ファイバ２０５におけるその説明された種々の収束又は発散は、とりわけ、被照領域を調節するために用いられ得る。従って、それらファイバを広げることは、より大きな領域を照らし、一方で、それらを一点に向けることは、その点における光の高い集中を創出する。

説明された器具２００は、例えば、組織の凝固又は焼き付けのためといった複数の医学的理由のために組織を照らすための医療用カテーテルの応用で用いられ得る。

第一に、本願では、用語“有する”が他の要素又はステップを除外せず、“一の”又は“一つの”が複数を除外せず、また、単一のプロセッサ又は他のユニットが複数の手段の機能を満たし得ることを指摘する。本発明は、新しい特性のそれぞれ及び全て、並びに、それら特性の組み合わせのそれぞれ及び全てに属する。更に、請求項における参照符号は、それらの範囲を限定するものと解釈されてはならない。

Claims (12)

1. 器具、特に、医療処置のための器具であり：
   ａ）可膨張式バルーン；
   ｂ）専ら前記バルーンの壁に取り付けられる可動セクションを持つ少なくとも一つのツール要素；
   を有する器具。
2. 前記ツール要素は、実質的にフィラメント状の可撓性の構造を有する、
   ことを特徴とする請求項１に従った器具。
3. 前記ツール要素は、ワイヤを含む、
   ことを特徴とする請求項１に従った器具。
4. 前記ワイヤは、かかり又は曲がりを持つ端部を有する、
   ことを特徴とする請求項３に従った器具。
5. 前記ツール要素は、光ファイバを含む、
   ことを特徴とする請求項１に従った器具。
6. 複数のツール要素が前記バルーンの周りに円周方向に配置される、
   ことを特徴とする請求項１に従った器具。
7. 前記ツール要素の別のセクションが取り付けられる固いボディを有する、
   ことを特徴とする請求項１に従った器具。
8. 前記バルーンは、少なくとも部分的に前記固いボディに連結される、
   ことを特徴とする請求項７に従った器具。
9. 操作要素であり、特に、前記バルーンの壁に一端が固定されるコード又はロッドである操作要素を有する、
   ことを特徴とする請求項１に従った器具。
10. 前記バルーンがその中に配置される管状要素を有する、
    ことを特徴とする請求項１に従った器具。
11. 内視鏡又はカテーテルと請求項１に従った医療器具とを含む最小侵襲手術用システム。
12. 最小侵襲手術用器具のツール要素を動かす方法であり、
    前記ツール要素の可動セクションがバルーンに取り付けられ、また、前記ツール要素の対応する動きを生み出すために、前記バルーンが膨張又は収縮させられる、
    方法。

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