JP2013505058A

JP2013505058A - 能動的にサイズを変える機能を備える推進装置

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Publication number: JP2013505058A
Application number: JP2012529736A
Authority: JP
Inventors: アイデンシンク，トレイシー，エリザベス; アレン，ジョン，ジェイ．
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2009-09-17
Filing date: 2010-09-14
Publication date: 2013-02-14
Also published as: CN102497802A; US8550986B2; BR112012005693A2; EP2477531A1; WO2011034573A1; US20110065988A1

Abstract

推進装置（１００）は、１つ以上の回転メンブレン（１０４）を備える。これらの回転メンブレンは、閉鎖領域（１２４）を少なくとも部分的に画定する内側表面（１２０）と、外側に向かって反転して、例えば体腔壁又は管腔壁に接触するとともに、内側に向かって反転して、中心領域を少なくとも部分的に包囲して長手方向通路を画定する連続外側表面と、を有する。これらのメンブレンは、前記体腔壁又は管腔壁に対する移動を可能にする駆動力を有する。前記装置（１００）は更に、膨張／収縮性支持構造（３１０）を備え、該支持構造は、これらのメンブレンの前記外側表面を外側に向かって付勢して、前記体腔壁又は管腔壁に第１の外径で接触するように構成され、かつ圧縮力又は施術者の指示に応じて、内側に向かって変形することができ、前記第１の外径よりも小さい第２の外径を呈するように構成される。幾つかの例では、これらの回転メンブレンは、ベルト状メンブレン（３０４）を含み、そして前記膨張／収縮性支持構造（３１０）は、少なくとも１つの不浸透性ブラダーを含む。
【選択図】図３

Description

この特許文書は概して、医療用途又は非医療用途に使用される推進装置に関するものである。推進装置によって、コラプシブル（ｃｏｌｌａｐｓｉｂｌｅ：潰れ易い）及びノンコラプシブル（ｎｏｎ−ｃｏｌｌａｐｓｉｂｌｅ：潰れ易くない）な体腔又は管腔、管状部分、及び他の概略管状空間又は概略環状環境への１つ以上の積載機器の挿入を容易にすることができる。更に詳細には、限定を目的とするものではないが、この特許文書は、能動的にサイズを変える機能を備える推進装置に関する。
（優先権の請求）
優先権の利益を、“ＰＲＯＰＥＬＬＡＢＬＥＡＰＰＡＲＡＴＵＳＷＩＴＨＡＣＴＩＶＥＳＩＺＥＣＨＡＮＧＩＮＧＡＢＩＬＩＴＹ（能動的にサイズを変える機能を備える推進装置）”と題する２００９年９月１７日出願の米国仮特許出願第６１／２４３，２０８に関して本明細書において請求するものであり、この米国仮特許出願は、本明細書において参照されることにより、当該米国仮特許出願の内容全体が本明細書に組み込まれる。

内視鏡は、医療処置において日常的に使用され、患者の体内を観察し、そして体内の部位に対する非侵襲的な治療をできる限り容易にしている。普及しているタイプの内視鏡としては、例えば、大腸を撮影又は治療するための腸内視鏡や、胃又は小腸において使用される腸内視鏡や、気管又は気管支において使用される気管支鏡がある。他の積載機器も、内視鏡に伴い又は内視鏡に伴うことなく、体腔又は管腔に挿入される場合に有用となり得る。

内視鏡、又は他の医療用若しくは非医療用の積載機器の使用を容易にする種々のアプローチのうち、体腔若しくは管腔、管状部分、又は他の概略管状空間若しくは概略管状環境に対する挿入又は取り出しを容易にする推進装置が挙げられる。幾つかの例では、推進装置は、内視鏡又は他の積載機器に取り付けることができる。推進装置は、１つ以上の回転可能なベルト状メンブレンのような、１つ以上の回転メンブレンを推進又は駆動し、体腔壁又は管腔壁に対する推進力を生成することができる。この推進力によって、内視鏡又は他の積載機器を前進又は後退させ易くすることができる。

本願発明者らは、とりわけ、膨張／収縮性支持構造及びこれに関連する方法が、推進装置の１つ以上の回転メンブレンのサイズ、形状、又は圧縮性能を変えるのに有利となり得ることを認識している。膨張性支持構造を選択的に膨張させ、１つ以上の回転メンブレンの外側表面を外側に向かって付勢することにより、体腔壁又は管腔壁に第１の外径で接触させることができる。例えば、体腔若しくは管腔が狭窄することによって圧縮力が発生するのに応じて、又は施術者の指示に応じて、収縮性支持構造を選択的に収縮させ、内側に向かって変形させ、メンブレンを第１の外径よりも小さい第２の外径にすることができる。種々の例では、膨張／収縮性支持構造は、単一の非回転ブラダーを含む。

本明細書において開示される推進装置、方法、及びキットをより分かり易く説明するために、複数の非限定的な例を以下に列挙する：

例１では、体腔壁又は管腔壁に収まり接触するサイズ及び形状の１つ以上の回転メンブレンであって、前記１つ以上の回転メンブレンは、閉鎖領域を少なくとも部分的に画定する内側表面と、外側に向かって反転して前記体腔壁又は管腔壁に接触するとともに、内側に向かって反転して中心領域を少なくとも部分的に包囲する連続外側表面と、を有し、前記１つ以上の回転メンブレンが、前進方向又は後退方向のうちの少なくとも１つの方向において、前記体腔壁又は管腔壁に対して相対移動できるように駆動可能な、前記１つ以上の回転メンブレンと、前記閉鎖領域内に配置される膨張／収縮性支持構造であって、該支持構造が膨張し、少なくとも１つの回転メンブレンの前記連続外側表面を外側に向かって付勢して、前記体腔壁又は管腔壁に第１の外径で接触するように構成され、かつ、収縮によって内側に向かって変形し、前記第１の外径よりも小さい第２の外径を呈するように構成される、前記膨張／収縮性支持構造と、を備える、推進装置である。

例2では、前記膨張／収縮性支持構造は、膨張及び収縮の繰り返しによって、外径を可変にするように任意構成した例１の推進装置である。

例３では、前記膨張／収縮性支持構造は不浸透性ブラダーを有するように任意構成した例１又は２の推進装置である。

例４では、前記１つ以上の回転メンブレンは、少なくとも２つのベルト状メンブレンを有するように任意構成した、例１から３のいずれか一つの推進装置である。

例５では、前記少なくとも２つのベルト状メンブレンを接続する少なくとも１つのウェブ領域をさらに任意に含む、例４の推進装置である。

例６では、前記膨張／収縮性支持構造を膨張及び収縮するために使用される膨張／収縮用チューブをさらに備え、該チューブの一方の端部は前記支持構造に、前記ベルト状メンブレンのうちの２つの間の位置で接続するように任意構成した、例４又は５の推進装置である。

例７では、外周スリットを、前記少なくとも２つのベルト状メンブレンの間の前記膨張／収縮用チューブの位置に一致するように任意に備える、例４から６のいずれか一つの推進装置である。

例８では、前記膨張／収縮性支持構造は、前記少なくとも２つのベルト状メンブレンの間の前記外周スリットに隣接した収縮外径を有するように任意構成した、例７の推進装置である。

例９では、前記閉鎖領域内に位置する駆動支持構造と、前記中心領域内に位置するハウジング構造と、を有する枠を任意に備える、例１から８のいずれか一つの推進装置である。

例１０では、前記膨張／収縮性支持構造は回転することがなく、前記駆動支持構造の外側表面部分に少なくとも部分的に接続されるように任意構成した、例９の推進装置である。

例１１では、前記膨張／収縮性支持構造の内圧を検出するように構成される圧力センサをさらに任意に備える、例１から１０のいずれか一つの推進装置である。

例１２では、例１から１１のいずれか一つの推進装置と、前記推進装置の前記中心領域内に収容された内視鏡と、を備えるキットである。

例１３では、１つ以上の回転メンブレン、及び膨張／収縮性支持構造を、体腔又は管腔内で展開する工程であって、前記支持構造が、前記１つ以上の回転メンブレンの内側表面により画定される閉鎖領域内に位置する工程と、圧縮力が前記体腔若しくは管腔内で発生するか、若しくは前記支持構造の収縮により発生するときに、前記１つ以上の回転メンブレンの外側表面で画定される直径を、第１の直径まで小さくする工程、又は、前記１つ以上の回転メンブレンの前記外側表面の前記直径を、前記第１の直径よりも大きい第２の直径まで、前記支持構造の膨張によって、能動的に大きくする工程のうちの少なくとも１つの工程と、を備える方法である。

例１４では、圧縮力が前記体腔内若しくは管腔内で発生するか、又は前記支持構造の収縮により発生するときに、前記１つ以上の回転メンブレンの前記外側表面で画定される前記直径を前記第１の直径にまで小さくする工程と、前記１つ以上の回転メンブレンの前記外側表面の前記直径を、前記第１の直径よりも大きい第２の直径まで、前記支持構造の膨張によって、能動的に大きくする工程と、を任意に備える、例１３の方法である。

例１５では、前記１つ以上の回転メンブレンの前記外側表面の前記直径を能動的に大きくする前記工程では、前記１つ以上の回転メンブレンの前記外側表面と前記体腔の壁又は管腔の壁との間に発生する推進力を大きくするように任意構成した、例１３又は１４の方法である。

例１６では、前記１つ以上の回転メンブレンの前記外側表面の前記直径を小さくする前記工程、又は前記１つ以上の回転メンブレンの前記外側表面の前記直径を能動的に大きくする前記工程では、空気又は圧縮可能なガスを、膨張／収縮用チューブを介して前記支持構造に送入し、又は前記支持構造から排出するように任意構成した、例１３から１５のいずれか一つの方法である。

例１７では、前記１つ以上の回転メンブレンの前記外側表面の前記直径を小さくする前記工程、又は前記１つ以上の回転メンブレンの前記外側表面の前記直径を能動的に大きくする前記工程では、液体を、膨張／収縮用チューブを介して前記支持構造に送入し、又は前記支持構造から排出するように任意構成した、例１３から１６のいずれか一つの方法である。

例１８では、前記１つ以上の回転メンブレンの回転を利用して、少なくとも１つの積載機器を、該少なくとも１つの積載機器が前記体腔内又は管腔内で推進する工程をさらに任意に備える、例１３から１７のいずれか一つの方法である。

例１９では、前記１つ以上の回転メンブレン、及び前記支持構造を、前記体腔内又は管腔内で展開する前記工程では、前記１つ以上の回転メンブレン、及び前記支持構造を、被験者の大腸を経由して小腸まで挿入して小腸内で展開するように任意構成した、例１３から１８のいずれか一つの方法である。

例２０では、前記支持構造の内圧を一定圧力に制御する工程をさらに含み、該制御する工程では、前記体腔又は管腔の狭窄部を通過するときに、前記支持構造の放出を可能にするように任意構成した、例１３から１９のいずれか一つの方法である。

本推進装置、方法、及びキットのこれらの例、利点、及び特徴、及び他の例、利点、及び特徴は、以下の詳細な説明に部分的に示される。本概要は、本主題の非限定的な例を提供するものであり、排他的又は網羅的な説明を行うものではない。詳細な説明により、本推進装置、方法、及びキットに関する詳細な情報を提供する。

少なくとも１つの実施形態による推進装置の長手方向断面を示している。少なくとも１つの実施形態による体腔内又は管腔内の推進装置を示している。少なくとも１つの実施形態による体腔内又は管腔内の推進装置を示している。少なくとも１つの実施形態による体腔内又は管腔内の推進装置を示している。少なくとも１つの実施形態による膨張／収縮性支持構造を含む推進装置を示している。少なくとも１つの実施形態による膨張／収縮性支持構造を含む別の推進装置を示している。少なくとも１つの実施形態による膨張／収縮性支持構造を含む別の推進装置を示している。少なくとも１つの実施形態による膨張／収縮性支持構造を含む推進装置の直交方向断面を示している。

図面では、似たような参照番号を用いて、同じ構成要素を幾つかの図全体を通じて指すことができる。異なる添え字を有する、似たような参照番号を用いて、同じ構成要素の異なる例を表わすことができる。これらの図面は通常、限定的ではなく、例示的に、本特許文書において説明される種々の実施形態を示す。

１つ以上の回転可能なベルト状メンブレンのような、１つ以上の回転メンブレンを使用して、推進力を、例えば推進装置と体腔壁若しくは管腔壁、又は他の略管状空間若しくは略管状環境の壁との間に生成することができる。推進装置を使用して、内視鏡や他の積載機器を、例えば体腔内や管腔内で前進、又は誘導し易くすることができる。

図１は、少なくとも１つの実施形態により構成される、１つ以上の回転メンブレン１０４を含む推進装置１００の長手方向断面を示している。１つ以上の回転メンブレン１０４を、装置１００の内部駆動構造を使用して駆動することにより、推進力を生成して各連続外側表面が体腔組織／管腔壁１５０に対して移動するようにすることができる。幾つかの例では、１つ以上の回転メンブレン１０４は、ベルト状形状又はリング状形状を有する。幾つかの例では、１つ以上の回転メンブレン１０４は、トロイダル形状を有する。種々の例では、これらの回転メンブレンは、内側表面１２０と、そして連続外側表面１２２と、を有する可撓性材料１０６を含む。可撓性材料１０６の内側表面１２０は、内部容積／閉鎖領域１２４を少なくとも部分的に画定することができる。可撓性材料１０６の外側表面１２２は、中心空洞１２６だけでなく、推進装置１００の外径サイズを少なくとも部分的に画定することができる。

装置１００は更に、枠１０８を含むことができる。枠１０８を使用して、１つ以上の回転メンブレン１０４の可撓性材料１０６を支持するとともに、当該可撓性材料１０６と相互作用することができる。幾つかの例では、枠１０８は、駆動支持構造１２８と、そしてハウジング構造１３０と、を含むことができる。ハウジング構造１３０は、中心空洞１２６内に配置することができる。駆動支持構造１２８は、閉鎖領域１２４内に配置することができる。この例では、駆動支持構造１２８及びハウジング構造１３０はそれぞれ、複数のローラを回転可能に支持することができる。例えば、複数のモーティブ・ローラ１３４が、１つ以上の回転メンブレン１０４の可撓性材料１０６の一部と接触する様子が示される。これらのモーティブ・ローラ１３４が回転すると、可撓性材料１０６を、各モーティブ・ローラ１３４の回転軸に対して移動させることができる。

装置１００は、ウォームギア１４４を含むことができ、このウォームギア１４４は、第１のネジ山１４２と、そして第２のネジ山１４３と、を有する。第１のセットのモーティブ・ローラ１３４の歯１４０が、ウォームギア１４４の第１のネジ山１４２と噛合することができるので、ウォームギア１４４が回転すると今度は、第１のセットのモーティブ・ローラ１３４が回転する。同様に、第２のセットのモーティブ・ローラ１３４の歯１４０が、ウォームギア１４４の第２のネジ山１４３と噛合することができるので、ウォームギア１４４が回転すると今度は、第２のセットのモーティブ・ローラ１３４が回転するようになる。幾つかの例では、ウォームギアの第１のネジ山１４２及び第２のネジ山１４３は、両セットのモーティブ・ローラ１３４と噛合する単一の長いネジ山を形成することができる。

ハウジング構造１３０は、複数の安定化ローラ１３６を回転可能に支持することができる。各安定化ローラ１３６は、１つ以上の回転メンブレン１０４の可撓性材料１０６の外側表面１２２に接触することができる。駆動支持構造に接続される複数の吊り下げ安定化ローラ１３８は、ハウジング構造１３０の各安定化ローラ１３６に近接して位置させることができ、そして１つ以上のバネ式又は他の調整可能な支持機構群１２９によって支持することができる。各吊り下げ安定化ローラ１３８は、１つ以上の回転メンブレン１０４の可撓性材料１０６の内側表面１２０に接触することができる。幾つかの例では、これらの吊り下げ安定化ローラ１３８は、可撓性材料１０６の外側表面１２２を安定化ローラ１３６に対して付勢するように作用することができる。

吊り下げモーティブ・ローラ１３２は、各モーティブ・ローラ１３４に近接して配置することができる。各吊り下げモーティブ・ローラ１３２は、駆動支持構造１２８によって旋回可能に支持することができる。幾つかの例では、駆動支持構造１２８及びこれらの吊り下げモーティブ・ローラ１３２は、可撓性材料１０６の外側表面１２２をこれらのモーティブ・ローラ１３４に対して付勢するように作用することができる。

ハウジング構造１３０及び駆動支持構造１２８の種々の実施形態が可能である。１つの例では、ハウジング構造１３０及び駆動支持構造１２８は、一方が他方の内部に配置される２つのチューブとして眺めることができる。外側チューブは駆動支持構造１２８を含むことができ、この駆動支持構造１２８を１つ以上の回転メンブレン１０４の内部容積内に位置させることができる。内側チューブはハウジング構造１３０を含むことができ、このハウジング構造１３０を中心空洞１２６内に位置させることができる。別の例では、駆動支持構造１２８と、ハウジング構造１３０のいずれか一方が、又は両方の構造が、円筒体のよう全体形状を有する連続した１つ以上の梁により構成することができる。別の例では、駆動支持構造１２８及びハウジング構造１３０は、互いに剛性接続することができるか、又は複数の回転可能なベルト状メンブレン１０４の間のギャップ内に角度方向に位置する部材群によって固定される間隔を、これらの構造の間に有することができる。

１つ以上の回転メンブレン１０４の可撓性材料１０６は、ハウジング構造１３０と駆動支持構造１２８との間を移動することができる。２つの構造１２８と１３０との間の距離は、１つ以上の噛合ローラ又はスキッドを収容するために十分であり、かつ各回転メンブレン１０４の可撓性材料１０６が、当該材料１０６が当該材料自体に覆い被さるように折れ曲がる場合、又は折り重なる場合でも通過することができるために十分である。

本願発明者らは、可撓性材料１０６の外側／外部表面１２２を体腔組織／管腔壁１５０に極めて近接させる推進力を生成すると有利となり得るという知見を得た。例えば、大腸又は小腸のような体腔又は管腔の場合、本願発明者らは、可撓性材料１０６の外側表面１２２の直径が体腔／管腔壁１５０の内周面に対して大きくなるにつれて、この推進力を増大させることができるという知見を得た。推進力のこの増大は、体腔組織壁／管腔壁１５０と装置１００の回転メンブレン１０４の表面との間の接触面積をより大きくすることにより得られる。

推進力は、体腔組織／管腔壁１５０と回転メンブレン１０４の表面との間の接触圧が、装置１００の、詳細には１つ以上の回転メンブレン１０４の直径が大きくなることによって上昇することにより増大させることもできる。しかしながら、本願発明者らは更に、この直径を相対的に大きくして、推進力を増大させることは、直径を出来る限り小さくして装置１００（この装置には、任意であるが、内視鏡又は他の積載機器を追従させることができる）を体腔又は管腔に挿入する要求とは相容れないという知見を得ている。内視鏡及び装置を挿入する孔の例として、肛門括約筋を挙げることができる、又は内視鏡及び装置を経口で挿入する孔の例として、食道括約筋及び幽門を挙げることができる。これらの孔及び直径の小さい肛門の他に、例えば小腸と大腸との間の回盲口のような管腔径の小さい他の部位、又は瘢痕組織によって引き起こされるような、体腔群のうちのいずれかの体腔内の狭窄部位、又は癌若しくはポリープのような増殖性部位が存在する。直径の小さいこれらの部位には普通、装置に隣接する内腔の直径に等しい直径を有する剛性装置の挿入を、傷又は不快感を伴うことなく受け入れることはできない。

直径がより大きい推進装置、及び直径がより小さい推進装置の両方の優れた属性を実現するために、本願発明者らは、可変直径機能を有することにより、例えば直径が変化する１つ以上の体腔内又は管腔内における拡張的な使用に対応することができる推進装置を考案した。この例では、内視鏡又は他の積載機器を推進して逆行性アプローチで前進させて、大腸を経由して小腸に推進するのに使用する装置である。大腸は通常、小腸の直径よりも５０〜１００％大きい直径を有する。直径が可変の推進装置によって、内視鏡又は他の積載機器を、直径の大きい大腸を経由し、そして、直径の小さい小腸まで効果的に推進することができると考えられる。

直径を可変にする１つのアプローチとしては、可撓性材料を膨張させる空気又は別の圧縮可能なガスを使用することができる。直径を可変にする別のアプローチとしては、可撓性材料を膨張させる液体又は他の流動性材料を使用することができる。種々の例では、直径を可変にするこれらのアプローチでは、施術者が操作を１回又は多数回行なって、同じ推進装置を同じ医療処置中に使用して複数の異なる直径を得る。これにより、施術者は、推進装置の直径を選択的に調整することができ、そして１つ以上の回転メンブレンの張りを選択的に調整することができる。

図２Ａから図２Ｃは、少なくとも１つの実施形態による体腔／管腔２７２内の推進装置２００を示している。推進装置２００は、１つ以上の回転メンブレン２０４を含むことができ、これらの回転メンブレン２０４を、上に開示した駆動機構が駆動ケーブル２７４と協働して駆動することができる。

図示のように、推進装置２００は、内視鏡／他の積載機器２７６を体腔／管腔２７２内で搬送することができる。推進装置２００が医療用途又は非医療用途に使用されるかどうかによるが、積載機器２７６は、内視鏡、カメラ、ビデオ処理回路、光ファイバケーブル、電子通信ケーブル、レーザ、外科器具、医療器具、診断器具、計測器、センサ、ステントカテーテル、輸液器具、薬剤投与器具、電子装置、工具、サンプリング装置、アッセイ装置、関節部分、関節部分を接合するケーブル、その他積載機器、及びこれらの積載機器の組み合わせからなるグループから選択することができる。

種々の例では、推進装置２００は、図２Ｂの例に示すように、推進装置２００が括約筋若しくは直径の小さい他の領域２８０を通過するときに圧縮される、又は能動的に収縮するように構成される不浸透性ブラダーのような収縮性支持構造を含むことができる。推進装置２００は更に、図２Ｃの例に示すように、直径の小さい領域２８０を通過した後に、拡大するか、又は能動的に膨張して当該装置の元の直径に戻るか、又は拡大した直径になるように構成される膨張性支持構造を含むことができる。幾つかの例では、これらの膨張性支持構造又は収縮性支持構造のうちの１つ以上の支持構造を、剛性駆動機構の、詳細には、駆動支持構造１２８の外側表面に取り付けることができるので、駆動機構を取り付けて可撓性材料２０６を駆動するときに、１つ以上の回転メンブレン２０４の可撓性材料２０６が、これらの駆動機構又は駆動支持構造の外側表面の上を摺動するようになる。種々の例では、収縮性支持構造、及び膨張性支持構造を互いに一体化して、不浸透性ブラダーの形態とすることができる。

図３は、少なくとも１つの実施形態による１つ以上の回転メンブレン３０４、及び少なくとも１つの膨張／収縮性支持構造３１０を含む推進装置３００の等角図を示している。施術者が制御可能なこれらのメンブレン３０４を回転作動することにより、中心空洞３２６内に収容された内視鏡又は他の積載機器が、体腔又は管腔を通って前進し易くすることができる。１つ以上の回転メンブレン３０４は、体腔壁又は管腔壁の内部に位置する不浸透性ブラダーのような膨張／収縮性支持構造３１０が膨張することによって、体腔壁又は管腔壁との接触を強めることができ、そして当該不浸透性ブラダーは、これらの回転メンブレン３０４を膨張させるように作用する。図示のように、１つ以上の回転メンブレン３０４は、駆動経路方向３５０に平行な、又は略平行な連続ループを形成することができる。

図３の例では、少なくとも１つの膨張／収縮性支持構造３１０は、単一のトロイダルブラダーを含むことができ、このトロイダルブラダーは、回転することがなく、かつ１つ以上の回転メンブレン３０４のループの内部に位置する剛性駆動支持構造の外側表面に部分的に取り付けられる。１つ以上の回転メンブレン３０４は、例えば３つ以上の回転可能なベルト状メンブレンを含むことができる。これらのベルト状メンブレンは、上に詳細に説明したように、剛性駆動支持体（これらのメンブレンのループの内部に位置する）とハウジング構造（中心空洞３２６内に位置する）との間の環状空間を通過するように構成することができる。この空間では、これらのベルト状メンブレンは、剛性駆動支持構造又はハウジング構造に取り付けられる１つ以上のギヤ又はローラによって駆動することができる。従って、これらのベルト状メンブレンは、膨張性／収縮性のトロイダルブラダーを通り抜けて外に飛び出し、そして当該環状ブラダー上に覆い被さることができる。これらのベルト状メンブレンの外側表面は、これらのベルト状メンブレンが当該環状ブラダー上に覆い被さるように回転すると、体腔又は管腔の組織壁に対向することができるので、装置３００を前進方向又は後退方向のうちの１つの方向に経路方向３５０に沿って推進することができる。

これらのベルト状メンブレンが体腔組織壁又は管腔壁に対向することにより得られる牽引力は、これらのメンブレンのうちの１つ以上のメンブレンから体腔組織壁又は管腔壁に作用する法線力を大きくすることにより強めることができる。この法線力は、トロイダルブラダーを膨張させて、これらのベルト状メンブレンのうちの１つ以上のメンブレンを体腔組織壁又は管腔壁に押し付けるにより大きくすることができる。ブラダーを膨張・収縮するために使用される膨張／収縮用チューブ３９０は、これらのベルト状メンブレンのうちの２つのメンブレンの間に配置することができる。幾つかの例では、このチューブ３９０をトロイダルブラダーに永久的に取り付ければ、この取り付けによって圧力を、推進装置３００の作動中に継続的に調整することができるので、有用となり得る。幾つかの例では、推進装置３００は、一定値に制御される当該装置の膨張圧（一定容積とは異なるトロイダルブラダーの一定圧力）を有することができる。一定圧力により、推進装置３００が体腔組織又は管腔組織の狭窄部を通過するときにコントローラによってトロイダルブラダーの放出ができ、同じブラダー圧力を維持し、この結果１つ以上のベルト状メンブレンから体腔組織壁又は管腔壁に作用する法線力を維持しながら、装置３００の直径が小さくなって、組織の直径に一致する。同様に、空気又は他の流体をコントローラによって、組織の直径が大きくなるときに加えることで、トロイダルブラダーに充填して、当該トロイダルブラダーを元に戻すことができる。

図４Ａ及び図４Ｂは、少なくとも１つの実施形態による１つ以上の回転メンブレン４０４、及び少なくとも１つの膨張／収縮性支持構造４１０を含む推進装置４００の等角図を示している。施術者が制御することができるようなこれらのメンブレン４０４の回転を作動させることにより、中心空洞４２６内に収容された内視鏡又は他の積載機器が、体腔又は管腔を通って前進し易くすることができる。１つ以上の回転メンブレン４０４は、体腔壁又は管腔壁の内部に位置する不浸透性ブラダーのような膨張／収縮性支持構造４１０が膨張することによって、体腔壁又は管腔壁との接触を強めることができ、そして当該不浸透性ブラダーは、これらの回転メンブレンを膨張させるように作用する。

図４Ａ及び図４Ｂの例では、推進装置４００は、単一のトロイダルブラダーを有することができ、このトロイダルブラダーは、回転することがなく、かつこれらの回転メンブレン４０４のループの内部に位置する剛性駆動支持構造の長手方向端部に部分的に取り付けられる。図示のように、推進装置４００は、３つ以上の回転可能なベルト状メンブレンを備えることができ、図５に示すように、これらのベルト状メンブレンは、剛性駆動支持構造又はハウジング構造に取り付けられる内部駆動ギヤに位置合わせすることができる。幾つかの例では、２つの薄い肉厚のメンブレンウェブ領域４５２を設けることができ、これらのメンブレンウェブ領域４５２が、肉厚の３つのベルト状メンブレンを接続する。このようにして、単一の作動回転メンブレンを設けることができ、当該作動回転メンブレンは、当該メンブレンが長手方向に回転するときの軸の回りに連続ループ状になり、かつこれらのベルトのうちの２つのベルトの間に１つのスリットを外周方向に有する。このスリットは、膨張／収縮用チューブ４９０をメンブレンの回転の邪魔にならないようにトロイダルブラダーに接続するための通路となることができる。図示のように、幾つかの例では、トロイダルブラダーは、外側の回転メンブレンのスリットの位置に一致するように収縮外径を有することができる。その結果、メンブレンのうちのスリット部分ではない回転面のみが、体腔又は管腔の組織壁に圧力的に接触することができる。これにより、装置４００の推進駆動効率を高めることができると考えられるが、それは、もしもこのような非回転面が体腔壁組織又は管腔壁組織に接触してしまうと、メンブレン表面のうちスリット領域における非回転ブラダー表面が、装置４００の所望の推進運動の足かせになってしまうからである。

図４Ａ及び図４Ｂは、回転メンブレンに、膨張／収縮性ブラダー４１０との膨張／収縮用チューブ４９０の接続部分に対応したスリット又はギャップを１つしか持たない推進装置４００を示している。複数のスリット又はギャップをメンブレンに有し、スリット又はギャップの数に対応する小さいブラダー直径部分が、これらのスリット又はギャップに位置合わせされてもよい。一例として、３つのベルト状メンブレン４０４を含む推進装置４００に、これらのメンブレンを互いに接続するウェブ領域４５２を設けないようして、膨張／収縮性ブラダー４１０が、３つのベルト状メンブレン４０４の間に配置される収縮直径を有する３つの領域を有するようにしてもよい。このような例では、これらのベルト状メンブレン４０４を、共通ウォームギアに接続されるモーティブ・ローラ群によって駆動することにより、各ベルトの入力駆動速度を同じにすることができる。これらのベルト状メンブレン４０４を１つ以上のウェブ領域４５２に接続しないようにすることにより、幾つかの例では、これらのモーティブ・ローラの上を移動するこれらのメンブレン４０４の異なるスリップ量に、より大きな誤差を許容することができるが、その理由は、１つ以上のウェブ領域４５２がこれらのベルトの間でしわになったり、くっつくことなく、各ベルトが、わずかに異なる速度で移動することができるからである。

図３から図５に示すような可変直径の推進装置に関して考えられる利点としては、これらには限定されないが、均一な半径方向圧力を容易に維持することができること、サイズ変更機構の質量を最小にすることにより、組織の狭窄領域を通る通路に対して装置の全体直径を小さい値に保持し易くすることができること、受動制御モード（すなわち、一定圧力）で作動させることができたり、施術者による一存で処置中に圧力を選択することができることである。複数の膨張／収縮性支持構造（例えば、ブラダー）、ペアで設けられるブラダー及びベルト、ブラダーの内壁から円筒状枠に作用する膨張力、及び内視鏡支援装置又は他の積載機器支援装置の回転推進表面に対するブラダー膨張による制御を利用する他の構成を含む、この同じ考え方に基づく他の構成が可能である。更に、１つ以上の回転メンブレン４０４（例えば、ベルト）は任意であるが、動力伝達ギヤの歯と噛合する歯のような歯又は他の埋め込み把持機構を可撓性材料の外側表面に含むことができる。他の選択肢では、メンブレン４０４又は膨張／収縮性支持構造４１０の可撓性材料の厚さ、剛性、質感、表面仕上げ、表面パターン、硬度、可撓性、耐久性、摩擦特性、色、親水性度／疎水性度、弾性、摩耗特性、浸透性、融点、生体適合性、化学適合性又は化学溶解度を変えることができる。

図５は、少なくとも１つの実施形態による１つ以上の回転メンブレン５０４、及び少なくとも１つの膨張／収縮性支持構造５１０を含む推進装置５００の横断断面を示している。内視鏡／他の積載機器５７６は、推進装置５００に接続することができる。この例では、膨張／収縮性支持構造５１０は不浸透性ブラダー５４０又は同様の材料を含むことができ、この不浸透性ブラダー５４０は、剛性駆動支持構造５２８の外側表面５０３に取り付けることができ、かつ剛性駆動支持構造５２８の外側表面５０３と回転メンブレン５０４の可撓性材料５０６の表面との間の推進装置５００の閉鎖領域５０２内に位置する。幾つかの例では、不浸透性ブラダー５４０は、駆動支持構造５２８の長手方向の両端部に、又は両端部の近傍に取り付けることができる。これらの取り付け部は、固定することができるか、又はそれぞれの追従摺動機構として設ける（ある程度の軸方向移動が可能なように）ことができる。

１つの例では、推進装置５００は、９ｍｍ直径の内視鏡を載せるために使用されるように設計される装置であり、そして剛性駆動支持構造５２８は、約１７ｍｍの外径を有することができる。このような例では、不浸透性ブラダー５４０を剛性駆動支持構造５２８の外側表面に接着させて、約３２メートルの実効初期外径又は拡大外径を得ることができる。使用することができる不浸透性ブラダーの可能な材料５４０の例が、マサチューセッツ州イーストハンプトン市に位置するＳｔｅｖｅｎｓＵｒｅｔｈａｎｅ（スティーブンスウレタン）製の８５ＡＰｏｌｙｅｔｈｅｒＡｒｏｍａｔｉｃＰｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅである。図示のように、これらの回転メンブレン５０４の可撓性材料５０６は、装置５００の内部駆動構造を通り抜けることができ、そして不浸透性ブラダー５４０の外側表面に巻き付けることができる。幾つかの例では、膨張／収縮性支持構造５１０によって、３２ミリメートルの駆動直径が可能になるとともに、小さい直径の領域を通過するときに、１８ミリメートル以下の小さい直径に圧縮することができる。膨張／収縮性支持構造５１０のサイズは、ブラダー５４０の不浸透性材料に密閉接着される膨張／収縮用チューブ５９０を使用して操作することができる。有利な点としては、ブラダー５４０の使用により得られる収縮可能な空間によって、このような空間が剛性の高い構造物で充填された、又は部分的に充填された場合に起こり得る変形よりも大きいサイズ変形が可能になることである。

任意であるが、不浸透性ブラダー５４０の厚さ、及び不浸透性ブラダー５４０に使用される材料の剛性を変えることにより、例えば直径が小さくなった体腔又は管腔を通過するときの所望の圧縮後直径と、この小さくなった直径にするようにブラダー５４０を圧縮する所望の圧縮力と、膨張性／収縮性のブラダーが体腔内又は管腔内で部分膨張状態又は完全膨張状態になるときに、可撓性材料５０６の推進力を提供するブラダー５４０の所望の膨張力との間で所望のバランスがとれた状態にすることができる。上に挙げた直径は、例示的な例として与えられ、限定的に与えられるのではない。内視鏡又は他の積載機器の他のサイズ、及び推進装置の剛性駆動支持構造の他の直径を、例えば異なる生体組織に関して、所望に応じて用いることができるとともに、能動的に膨張可能／圧縮可能な構造を使用し、そして膨張可能／圧縮可能な構造の利点を生かして、異なる組織サイズに使用中に適合させることもできる。

＜文末注記＞
本願発明者らは、可変な外径を有する推進装置を考案するに至り、例えば小さい直径の部位又は領域を通過するときの直径をより小さくすることができ、そして体腔又は管腔の大きな直径の領域における駆動直径をより大きくすることができる。本明細書において記載されるこれらの例によって、推進装置に関する可変の回転メンブレン直径を有することができる多数の可能な構造が実現し、この推進装置を、直径が変化する体腔又は管腔を通過する内視鏡又は他の積載機器を推進又は誘導するのに用いることができる。例えば、所望の可変直径を有するように、これらの例の他の材料又は他の変形例を使用して、推進装置の性能に利点をもたらすことができる。

有利な点として、本推進装置は、（１）１つ以上の回転メンブレンの可撓性材料を駆動し易くする剛性駆動機構、詳細には、駆動支持構造の外径と；（２）体腔内又は管腔内での推進を可能にする可撓性材料の所望の外径との間の径を有する容積を、又は容積の一部を選択的に充填することができる膨張性支持構造又は収縮性支持構造のうちの一方又は両方を含む。これらの膨張／収縮性支持構造は、推進装置が、直径が変化する体腔又は管腔を通過するときに必要に応じて、支持体となることができるか、又は支持体ではなくなることができる。

上の詳細な説明では、詳細な説明の一部を構成する添付の図面を参照している。これらの図面は、図示により、本発明を実施することができる特定の実施形態を示している。これらの実施形態は、本明細書においては「ｅｘａｍｐｌｅｓ（例）」とも表記される。このような例は、示され、かつ記載される要素群の他に、種々の要素を含むことができる。しかしながら、本願発明者らは、示され、かつ記載されるこれらの要素のみが提供される例を考えることもできる。

上の詳細な説明は、例示的に行なわれ、限定的に行なわれるのではない。例えば、上述の装置例（又は、これらの装置例の１つ以上の態様）は、互いに組み合わせて使用してもよい。他の実施形態は、例えばこの技術分野の当業者が、上の説明を精読することにより使用することができる。本願発明者らは、医療用途とは異なる分野のうち、本推進装置を非医療用途に、又は商業及び工業用途に使用することにより、体腔又は管腔以外の部分、例えば多数の曲線及び屈曲点を有する管状部分又は他の構造の観察が可能になるという知見を得ている。このような体腔又は管腔は部分的に閉塞し得る、又は付着が内側表面に起こり得るので、不規則な内部形状又は直径が生じ、推進装置が搬送する観察器具又は他の積載機器の前進を妨げる。非医療用途では、当該装置に使用される材料は、医療用途では普通の生体適合性又は殺菌耐性を必ずしも必要とはしない。

本文書では、「ａ」又は「ａｎ」という用語は、特許文書において共通して用いられている通り、「ａｔｌｅａｓｔｏｎｅ」又は「ｏｎｅｏｒｍｏｒｅ」が他のいずれかの箇所に例として挙げられている、又は使用されているかどうかに関係なく、「ｏｎｅｏｒｍｏｒｅｔｈａｎｏｎｅ」を含むように用いられる。本文書では、「ｏｒ」という用語は、非排他的ｏｒを指すために用いられるので、特に指示がない限り、「ＡｏｒＢ（Ａ又はＢ）」は、「ＡｂｕｔｎｏｔＢ（Ａであり、かつＢではない）」、「ＢｂｕｔｎｏｔＡ（Ｂであり、かつＡではない）」、及び「ＡａｎｄＢ（ＡかつＢ）」を含む。

添付の請求項では、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」及び「ｉｎｗｈｉｃｈ」という用語は、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」及び「ｗｈｅｒｅｉｎ」という該当する用語の平易な英語の等価表現として用いられる。また、以下の請求項では、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」及び「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」という用語は、非限定的用語である、すなわち１つの請求項におけるこのような用語の後ろに列挙される要素の他に、要素群を含むシステム、デバイス、装置、物品、又はプロセスも、当該請求項の範囲に含まれるものと見なされる。更に、以下の請求項では、「ｆｉｒｓｔ」、「ｓｅｃｏｎｄ」、及び「ｔｈｉｒｄ」などの用語は、単なる指標として用いられるのであって、これらの用語の目的語に数値的要件を課すために用いられるのではない。

要約を添付して、米国特許法規則３７Ｃ．Ｆ．Ｒ§１．７２（ｂ）を満たすことにより、読者が、技術的開示内容の本質を迅速に確認することができるようにしている。当該要約は、要約が請求項の範囲又は意味を解釈するために、又は規定するために使用されてはならないという理解の下に提出される。また、上の詳細な説明では、種々の特徴をグループにまとめて開示を簡素化している。これは、開示されているが請求されていない特徴が、いずれの請求項にも不可欠であることを意図していると解釈されるべきではない。そのように意図しているのではなく、本発明の主題は、特定の開示実施形態の全ての特徴よりも少ない特徴に含めることができる。従って、以下の請求項は、本明細書において、詳細な説明に組み込まれ、各請求項は、当該請求項自体で、個別の実施形態として成立する。本発明の範囲は、添付の請求項を参照しながら、このような請求項の均等物の全範囲と併せて決定されるべきである。

Claims

体腔壁又は管腔壁に収まり接触するサイズ及び形状の１つ以上の回転メンブレンであって、前記１つ以上の回転メンブレンは、閉鎖領域を少なくとも部分的に画定する内側表面と、外側に向かって反転して前記体腔壁又は管腔壁に接触するとともに、内側に向かって反転して中心領域を少なくとも部分的に包囲する連続外側表面と、を有し、前記１つ以上の回転メンブレンが、前進方向又は後退方向のうちの少なくとも１つの方向において、前記体腔壁又は管腔壁に対して相対移動できるように駆動可能な、前記１つ以上の回転メンブレンと、
前記閉鎖領域内に配置される膨張／収縮性支持構造であって、該支持構造が膨張し、少なくとも１つの回転メンブレンの前記連続外側表面を外側に向かって付勢して、前記体腔壁又は管腔壁に第１の外径で接触するように構成され、かつ、収縮によって内側に向かって変形し、前記第１の外径よりも小さい第２の外径を呈するように構成される、前記膨張／収縮性支持構造と、
を備える推進装置。
前記膨張／収縮性支持構造は、膨張及び収縮の繰り返しによって、外径を可変にするように構成される、請求項１に記載の推進装置。
前記膨張／収縮性支持構造は不浸透性ブラダーを有する、請求項１又は２に記載の推進装置。
前記１つ以上の回転メンブレンは、少なくとも２つのベルト状メンブレンを有する、請求項１から３のいずれか一項に記載の推進装置。
前記少なくとも２つのベルト状メンブレンを接続する少なくとも１つのウェブ領域をさらに含む、請求項４に記載の推進装置。
前記膨張／収縮性支持構造を膨張及び収縮するために使用される膨張／収縮用チューブをさらに備え、該チューブの一方の端部は前記支持構造に、前記ベルト状メンブレンのうちの２つの間の位置で接続する、請求項４又は５に記載の推進装置。
外周スリットを、前記少なくとも２つのベルト状メンブレンの間の前記膨張／収縮用チューブの位置に一致するように備える、請求項４から６のいずれか一項に記載の推進装置。
前記膨張／収縮性支持構造は、前記少なくとも２つのベルト状メンブレンの間の前記外周スリットに隣接した収縮外径を有する、請求項７に記載の推進装置。
前記閉鎖領域内に位置する駆動支持構造と、前記中心領域内に位置するハウジング構造と、を有する枠を備える、請求項１から８のいずれか一項に記載の推進装置。
前記膨張／収縮性支持構造は回転することがなく、前記駆動支持構造の外側表面部分に少なくとも部分的に接続される、請求項９に記載の推進装置。
前記膨張／収縮性支持構造の内圧を検出するように構成される圧力センサをさらに備える、請求項１から１０のいずれか一項に記載の推進装置。
請求項１から１１のいずれか一項に記載の推進装置と、
前記推進装置の前記中心領域内に収容された内視鏡と、
を備えるキット。
１つ以上の回転メンブレン、及び膨張／収縮性支持構造を、体腔内又は管腔内で展開する工程であって、前記支持構造が、前記１つ以上の回転メンブレンの内側表面により画定される閉鎖領域内に位置する工程と、
圧縮力が前記体腔若しくは管腔内で発生するか、若しくは前記支持構造の収縮により発生するときに、前記１つ以上の回転メンブレンの外側表面で画定される直径を、第１の直径まで小さくする工程、又は、前記１つ以上の回転メンブレンの前記外側表面の前記直径を、前記第１の直径よりも大きい第２の直径まで、前記支持構造の膨張によって、能動的に大きくする工程のうちの少なくとも１つの工程と、
を備える方法。
圧縮力が前記体腔内若しくは管腔内で発生するか、又は前記支持構造の収縮により発生するときに、前記１つ以上の回転メンブレンの前記外側表面で画定される前記直径を前記第１の直径にまで小さくする工程と、
前記１つ以上の回転メンブレンの前記外側表面の前記直径を、前記第１の直径よりも大きい第２の直径まで、前記支持構造の膨張によって、能動的に大きくする工程と、
を備える、請求項１３に記載の方法。
前記１つ以上の回転メンブレンの前記外側表面の前記直径を能動的に大きくする前記工程では、前記１つ以上の回転メンブレンの前記外側表面と前記体腔の壁又は管腔の壁との間に発生する推進力を大きくする、請求項１３又は１４に記載の方法。
前記１つ以上の回転メンブレンの前記外側表面の前記直径を小さくする前記工程、又は前記１つ以上の回転メンブレンの前記外側表面の前記直径を能動的に大きくする前記工程では、空気又は圧縮可能なガスを、膨張／収縮用チューブを介して前記支持構造に送入し、又は前記支持構造から排出する、請求項１３から１５のいずれか一項に記載の方法。
前記１つ以上の回転メンブレンの前記外側表面の前記直径を小さくする前記工程、又は前記１つ以上の回転メンブレンの前記外側表面の前記直径を能動的に大きくする前記工程では、液体を、膨張／収縮用チューブを介して前記支持構造に送入し、又は前記支持構造から排出する、請求項１３から１６のいずれか一項に記載の方法。
前記１つ以上の回転メンブレンの回転を利用して、少なくとも１つの積載機器を、該少なくとも１つの積載機器が前記体腔内又は管腔内で推進する工程をさらに備える、請求項１３から１７のいずれか一項に記載の方法。
前記１つ以上の回転メンブレン、及び前記支持構造を、前記体腔内又は管腔内で展開する前記工程では、前記１つ以上の回転メンブレン、及び前記支持構造を、被験者の大腸を経由して小腸まで挿入して小腸内で展開する、請求項１３から１８のいずれか一項に記載の方法。
前記支持構造の内圧を一定圧力に制御する工程をさらに含み、該制御する工程では、前記体腔又は管腔の狭窄部を通過するときに、前記支持構造の放出を可能にする、請求項１３から１９のいずれか一項に記載の方法。