JP2013526335A - ディストラクタ - Google Patents

Abstract

患者の組織に内在する構造にアクセスするため、患者の組織を伸延する手術ディストラクタ。ディストラクタは、組織内の挿入に適合された遠位端部を有するチューブと、遠位端部と反対側の近位端部と、組織に接触するのに適合された外表面と、遠位端部が組織内に挿入されるとき、組織に内在する構造にアクセスするための遠位端部と近位端部の間を伸びる中空の内部を形成する、前記外表面と反対側の内表面を有する。ディストラクタは、チューブが遠位端部を組織内に挿入するサイズの縮小した幅を有する縮小した構成、および、チューブが、組織に内在する構造にアクセスするのに十分なサイズを中空の内部に提供するサイズの、縮小した幅より大きい膨張した幅を有する膨張した構成から調節可能である。

Description

本出願は、２０１０年５月１０日出願の米国仮特許出願第６１／３３３，０４２号および２０１０年５月２８日出願の第６１／３４９，３３１号、および２０１１年１月２６日出願の米国特許出願第１３／０１４，４７３号の優先権を主張し、これらのそれぞれの全ての内容が参照により本明細書に組み込まれる。

本発明は、手術ディストラクタ、および、とりわけ脳組織を伸延するディストラクタに関する。

脳内の病変および他の異常は、大脳皮質（すなわち、脳の外側の層）を貫通して脳に入り、内在する異常または他の対象にアクセスすることにより、治療または除去が可能である。皮質は、感覚、随意筋のコントロール、思考、推理、および記憶を含む高次脳機能に関与するので、大脳皮質を貫通して入るとき、神経学的欠損をもたらす断裂および他の損傷が起こりうる。よって、皮質組織は、切断または断裂よりむしろ伸延が望ましい。しかし、脳のゼラチン状の性質は、皮質組織が元の形状に戻り外科医が対象にアクセスするのを妨げる結果をもたらす。過去に、外科医はしばしば覆い隠す組織を切断および除去し、皮質の損傷を招いた。よって、組織を損傷することなく、および組織が手術中に元に戻ることを防ぐ、脳組織を移動させるディストラクタのニーズが存在する。

本発明は、患者の組織に内在する構造にアクセスするため、患者の組織を伸延する手術ディストラクタに関する。ディストラクタは、組織内の挿入に適合された遠位端部を有するチューブと、遠位端部と反対側の近位端部と、組織に接触するのに適合された外表面と、遠位端部が組織内に挿入されるとき、組織に内在する構造にアクセスするための、遠位端部と近位端部の間を伸びる中空の内部を形成する外表面と反対側の内表面を有する。ディストラクタは、チューブが遠位端部を組織内に挿入するサイズの縮小した幅を有する縮小した構成、および、チューブが、組織に内在する構造にアクセスするのに十分なサイズを中空の内部に提供するサイズの、縮小した幅より大きい膨張した幅を有する膨張した構成から調節可能である。

別の態様では、本発明は、患者の組織に内在する構造にアクセスするため、患者の組織を伸延する手術ディストラクタに関する。ディストラクタは、螺旋状の断面を有するよう形成されたシートを備え、シートは、組織に接触するように適合された外表面と、外表面と反対側の、チューブ状の中空の内部を形成する内表面とを有し、螺旋状の断面は、断面が組織内に挿入するサイズの縮小した幅を有する縮小した構成、および、断面が縮小した幅より大きい膨張した幅を有し、中空の内部が、中空の内部を通した組織に内在する構造へのアクセスを提供するサイズの幅を有する膨張した構成から調節可能である。

さらに他の態様では、本発明は、患者の組織に内在する構造にアクセスするため、患者の組織を伸延する手術ディストラクタを有する。ディストラクタは、導管を有する。ディストラクタは、導管に接合され、導管の周囲に巻かれて螺旋状の断面を有するシートであって、シートは、組織に接触するように適合された外表面と、外表面と反対側の、チューブ状の中空の内部を形成する内表面とを有し、螺旋状の断面は、断面が組織内に挿入するサイズの縮小した幅を有する縮小した構成、および、断面が縮小した幅より大きい膨張した幅を有し、中空の内部が、中空の内部を通した組織に内在する構造へのアクセスを提供するサイズの幅を有する、膨張した構成から調節可能であるシートも有する。

さらなる態様で、本発明は、患者の組織に内在する構造にアクセスするため、患者の組織を伸延する方法を含む。この方法は、チューブの遠位端部を患者の組織内に差し込むステップを含む。チューブは、形状記憶性および前記患者の予想される体温より低い転移温度を有する素材で製造される。この方法は、チューブの膨張した幅を限定するため、チューブを取り囲むバンドを調整するステップも含む。この方法は、チューブが患者の組織に差し込まれることにより引き起こされる温度の上昇により、チューブが膨張するのを可能にするステップも含む。方法は、膨張したチューブの中空の内部を通して、患者の組織に内在する構造にアクセスするステップも含む。

本発明の第１の実施形態の手術ディストラクタの側面図である。 図１の線２−２の面のディストラクタの断面図である。 縮小した構成の図１のディストラクタの端面図である。 膨張した抑制装置を示す、縮小した構成の図１のディストラクタの端面図である。 膨張した構成の図１のディストラクタの端面図である。 縮小した構成の、本発明の第２の実施形態の手術ディストラクタの側面図である。 膨張した構成の、第２の実施形態のディストラクタの垂直断面図である。 器具を有するディストラクタの概略側面図である。

対応する参照番号は、図全体を通して対応する部分を示す。

図１を参照すると、組織に内在する構造にアクセスするため、皮質組織のような組織を伸延する手術ディストラクタが、通常参照番号１０で示される。ディストラクタ１０は、螺旋状に巻かれたシートから形成される、番号１２で通常示すチューブを有する。チューブ１２は、最小の損傷で組織内に挿入されるような形状の遠位端部１４を有する。例えば、遠位端部１４の縁部を、挿入するとき組織の切断を防ぐように丸みをつけてもよい。チューブ１２は、遠位端部１４と反対側の近位端部１６も有する。チューブ１２の外表面２０は、組織に面し、用いられる組織に接触する。外表面２０と反対側の内表面２２（図２）は、遠位端部１４と近位端部１６の間を伸びるチューブ１２の中空の内部２４を形成する。外科医は、ディストラクタ１０により伸延された組織に内在する構造に、中空の内部２４を通して入ることによりアクセスする。さらに詳しく後述するように、ディストラクタ１０は、チューブ１２が遠位端部１４を組織内に挿入するサイズの縮小した幅３０を有する、図３Ａに示されるような縮小した構成、およびチューブ１２が縮小した幅より大きい膨張した幅３２を有する、図４に示されるような膨張した構成から調節可能である。膨張した幅３２は、組織に内在する構造にアクセスするのに十分なサイズの中空の内部２４を提供する。

チューブ１２は、ニチノールのような形状記憶性を有する素材で製造される。そのような素材は、ある温度で変形し、転移温度を超えて熱せられたときに元の変形していない形状に戻ることが可能である。チューブ１２の製造に使用される素材は、患者の予想される体温より低い転移温度を有することが望ましい。そのような素材は当業者に公知で容易に可能であるので、さらに詳述はしない。

図１にさらに示されるように、バンド４０のような抑制装置が、チューブの膨張した幅３２を限定するため、チューブ１２を取り囲む。いくつかの実施形態では、バンド４０は、膨張した幅３２を変化させる調節可能な円周を有する。例えば、１つの実施形態では、バンド４０は、１つの円周端部に近接したバンド内に形成された、一連の横方向に伸びるスロット４２を有する。バンド４０の反対側の端部は、バンドの第１の端部を受け入れるサイズと形状の開口部４４を有する。開口部４４に近接した収容部４６は、バンド４０内のスロット４２に係合するウォームスクリュー（worm screw）４８を受け入れる。当業者に明らかであるように、バンド４０内のスロット４２はラックを形成する。ウォームスクリュー４８を、バンド４０の円周を調整するため収容部44内で回転してもよい。

チューブは本発明の範囲を逸脱することなく他の寸法を有してもよいが、１つの実施形態では、チューブは約１．５ｃｍから約３．０ｃｍの範囲の長さ５０を有する。バンド４０は、チューブ１２を受け入れる突起５２を有してもよい。１つの実施形態では、チューブ１２の短い区画が、構成要素をともに固定するため突起５２に鑞付けされる。いくつかの実施形態では、バンド４０は、ディストラクタ１０を位置に保ち操作するためのハンドル５４を有する。チューブ１２は、約２．５ｍｍから約３．０ｍｍの範囲の縮小した幅３０、および約１．８ｃｍから約２．０ｃｍの範囲の膨張した幅を有する。よって、膨張した構成で、チューブ１２は縮小した幅３０より大きい膨張した幅３２を持つ。さらに図７に示されるように、膨張した幅は、伸延された組織を損傷することなく、内在する組織を修復、除去、外科的処置の実行、照明、吸引、洗浄、可視化、またはそうでなければアクセスするための、器具を受け入れるのに十分なサイズの中空の内部２４を提供するのに十分広い。そのような器具は、エンドエフェクタ６２を有するロボット６０のような自動制御装置、内視鏡６４のような内視鏡検査装置、および対象領域６８内の組織の治療に使用される洗浄管６６のような液体処理装置を有してもよい。

図２〜図４に示されるように、１つの実施形態のチューブ１２は、膨張した構成で通常円筒状の形状を有する。さらに、膨張した構成で螺旋状の断面が少なくとも１周するので、ディストラクタ１０の外表面２０を取り囲む組織が、縮小した構成に戻るのを防ぐように、外表面と実質的に中断なく接触した状態にある。この構成はまた、伸延された組織の負荷を最小化し、損傷を限定する。

いくつかの実施形態では、ディストラクタは、遠位端部１４から近位端部１６へチューブ１２の中空の内部２４を貫通して伸びる導管７０を有してもよい。１つの実施形態では、チューブ１２の形成に使用されるシートは導管７０に接合され、導管周辺に巻かれてチューブ状の中空の内部２４を形成する。導管を、液体を除去するための対象領域の吸引に使用してもよい。バンド４０および導管７０を、本発明の範囲から逸脱することなく他の材質で製造してもよいが、１つの実施形態では、これらの構成要素はステンレス鋼で製造される。導管７０を、本発明の範囲から逸脱することなく他の方法でシートに取り付けてもよいが、１つの実施形態では、導管はシートに鑞付けされる。チューブ１２が脳内に挿入されるとき、導管の端部が脳を損傷するのを防ぐように、円形の端部を持つ閉塞具７２が導管７０に挿入可能であることが想定される。ディストラクタ１０が適切な位置におさまると、閉塞具１２を取り除き、導管７０を対象領域６８から液体を吸い込むよう使用することを可能にしてもよい。

前述のディストラクタ１０を使用して患者の組織を伸延し、組織に内在する構造にアクセスするため、外科医はチューブ１２の遠位端部１４を患者の組織内に差し込む。図３Ａに示されるように、バンド４０は最初に、チューブ１２の縮小した幅３０に限定するよう調整される。患者の組織内に挿入後、図３Ｂに示されるように、バンド４０はチューブ１２の膨張した幅３２に限定するよう調整される。外科医は、チューブが患者の組織内に差し込まれることにより引き起こされる温度の上昇の影響で、チューブ１２が膨張するのを可能にする。図４に示されるように膨張すると、外科医は膨張したチューブ１２の中空の内部２４を通して、患者の組織に内在する構造にアクセスする。アクセスが必要でなくなった後、外科医はチューブ１２を転移温度を下回る温度に冷却して、患者の組織からチューブを取り除く。

１つの実施形態では、本発明のディストラクタ１０を、ナビゲーション装置（例えば自動アクチュエータ）で手術プランを生成することにより使用し、望ましくは主要な繊維路および皮質の重要な領域を避けて、脳内深くにある異常（例えば病変）にアクセスすることを可能にしてもよい。ディストラクタのハンドル５４および／または近位端部１６を保持するグリップ装置（図示せず）でディストラクタ１０を保持することにより、または、深部の対象６８のレベルへ縮小した構成にある間、手術パスでディストラクタを正確に調節しディストラクタを挿入する自動位置決め装置（図示せず）により、手術パスを続けることが可能である。適切な位置におさまると、バンド４０は所望の直径に開く。脳の熱が、金属がその膨張した構成に戻る状態を引き起こす。チューブ１２は膨張し、均一の圧力を脳の全ての方向に均整にかけ、皮質への損傷を最小化する。

ディストラクタ１０が膨張すると、導管７０が対象６８への手術パスのベースとなる。この位置で、閉塞具７２を導管７０から取り除き、液体を対象から導管に取り付けられた吸引チューブ（図示せず）内に吸い込むことを可能にできる。他の器具が、照明および可視化（例えば、内視鏡６４）をもたらすことが可能である。このようにして、対象への妨げのない、照明され、および安定したアクセスが提供される。さらに、マイクロ器具が、異常（例えば、病変）を取り除くのに使用可能である。例えば、ミクロレベルの誘導および移動が可能なロボット装置６０を、手術チャネル（すなわち、中空の内部２４）を通して挿入が可能であり、一方でそれらの制御部および電源（図示せず）を脳の外側に残すことが可能である。自動装置の制御および電源システムが脳の外側にあり、照明および可視化がディストラクタ１０の遠位端部１４へ行われるので、制御部および電源は、複数のロボット装置が使用されるときでも、照明および可視化を妨げない位置にある。

手術を受ける身体の部分内で自由度を有する装置により切除が実行される場合、最終的な開口部の直径は、対象６８の直径未満である可能性がある。手術パスの柔軟性を大きくすることで、組織の切除は、ディストラクタ１０の端部を通した直接の可視化領域を越えて実行される可能性がある。任意の力検出器をディストラクタ２０の側に埋め込み、ディストラクタの側に及ぼされた力の量を測定することが可能である。脳に対して異なる程度の力が及ぼされた動物の研究での使用を通して、当業者は、繊維路および血管の断裂を起こすことなくどれぐらいの力を及ぼすことが可能かを判断することが可能である。その後、大きすぎる力が脳に加えられるときにユーザに警告することが許されるときは、力検出器は、ディストラクタにより及ぼされた力を測定することが可能である。

処置の最後に、手術チャネルを生理食塩水のような冷たい液体で洗浄が可能であり、これで、金属が直径を少なくともわずかに再度減少させる。これは、ディストラクタを取り囲む脳組織から移動し、脳への付加的な損傷を引き起こすことなく、抜き取りを可能にする。

図５および図６に示されるように、本発明の手術ディストラクタの第２の実施形態は、通常参照番号１１０で示される。ディストラクタ１１０は、通常１１２で指定する、第１の実施形態のチューブ１２と同様のチューブを有する。従って、チューブ１１２は、転移温度に達したとき、図５に示されるような縮小した構成から図６に示されるような膨張した構成に膨張する。ディストラクタ１１０は、チューブ１１２を通して伸びる導管１７０＊図６）も有する。第１の実施形態のように開いた遠位端部を有するよりむしろ、第２の実施形態の導管１７０は、円形端部キャップ１８０を有し、ディストラクタ１１０が挿入されるときに組織への損傷を防ぎ、それによって閉塞具の必要をなくす。円形端部キャップ１８０は開口部１８２に囲まれ、第１の実施形態のように、液体を導管１７０に入れ、対象から吸い込むことを可能にする。タブ１８４が、チューブ１１２を導管１７０に取り付けるため、端部キャップ１８０から伸びる。当業者が理解するように、端部キャップ１８０へのチューブ１１２の取り付けは、第２の実施形態のディストラクタ１１０が第１の実施形態のディストラクタ１０とほぼ同じように作動することを可能にする。ディストラクタの他の機能は同様であるので、それらはさらに詳述しない。

要約すると、本発明の１つのタイプは、深部にある対象への手術アプローチパスの開発を広げる、感熱性ディストラクタ（必ずしも脳への使用に限定されない）を有する。この伸延システムは、近接および上部組織の損傷を最小にする一方で、治療（例えば、刺激、薬剤注入、ウィルス注入など）、または身体内の深部の対象組織の除去を可能にする「内部の手首」（すなわち作業端部への自由度を有する手術アーム）で、ミニチュアロボットを身体の深部で使用することを可能にする。

本発明を詳細に記載したが、添付の請求項に定義された本発明の範囲から逸脱することなく、改良および変形が可能であることが、明らかであろう。

本発明またはその望ましい実施形態の構成要素を紹介するとき、冠詞「１つ」「その」および「前記」は、１つまたは複数の構成要素があることを意味するよう意図される。「備える」、「含む」、および「有する」の語は、包含的であることが意図され、挙げられた構成要素以外の付加的な構成要素があってもよいことを意味する。

本発明の範囲から逸脱することなく前述の構造、製品、および方法は種々の変更が可能なので、前記の記載に含まれ、および添付の図に示された全ての事柄は、一例であり、趣旨を限定するものではないと解釈されるべきであることを意図する。

Claims (28)

1. 組織内の挿入に適合された遠位端部を有するチューブと、
   前記遠位端部と反対側の近位端部と、
   前記組織に接触するのに適合された外表面と、
   前記遠位端部が前記組織内に挿入されるとき、前記組織に内在する構造にアクセスするための、前記遠位端部と前記近位端部の間を伸びる中空の内部を形成する、前記外表面と反対側の内表面と、を備え、
   ディストラクタは、前記チューブが前記遠位端部を前記組織内に挿入するサイズの縮小した幅を有する縮小した構成、および、前記チューブが、前記組織に内在する前記構造にアクセスするのに十分なサイズを前記中空の内部に提供するサイズの、前記縮小した幅より大きい膨張した幅を有する膨張した構成から調節可能である、
   患者の組織に内在する構造にアクセスするため、患者の組織を伸延する手術ディストラクタ。
2. 前記チューブが螺旋状の断面を有するよう形成されたシートを備える、請求項１に記載のディストラクタ。
3. 前記ディストラクタの前記外表面を取り囲む前記組織が、前記シートと実質的に中断なく接触した状態にあるように、前記螺旋状の断面を有する前記シートが前記膨張した構成で少なくとも１周する、請求項２に記載のディストラクタ。
4. 前記シートが形状記憶性を有する素材で製造される、請求項１に記載のディストラクタ。
5. 前記素材が前記患者の予想される体温より低い転移温度を有する、請求項４に記載のディストラクタ。
6. 前記患者の前記組織に内在する前記構造を含む領域から液体を取り除くための、前記チューブの前記中空の内部に位置決められた導管をさらに備える、請求項１に記載のディストラクタ。
7. 前記チューブの前記膨張した幅を限定するため、前記チューブを取り囲むバンドをさらに備える、請求項１に記載のディストラクタ。
8. 前記バンドが前記膨張した幅を変化させるため調節可能である、請求項７に記載のディストラクタ。
9. 前記チューブが約１．５ｃｍから約３．０ｃｍの範囲の長さを有する、請求項１に記載のディストラクタ。
10. 前記チューブが約２．５ｍｍから約３ｍｍの範囲の縮小した幅を有する、請求項１に記載のディストラクタ。
11. 前記チューブが約１．８ｃｍから約２．０ｃｍの範囲の膨張した幅を有する、請求項１に記載のディストラクタ。
12. 前記チューブが前記膨張した構成で通常円筒状の形状を有する、請求項１に記載のディストラクタ。
13. 前記チューブが、ロボットエフェクタおよび内視鏡検査装置を含む装置の群から選択される装置を保持するのに十分なサイズを前記中空の内部に提供するサイズの膨張した幅を有する、請求項１に記載のディストラクタ。
14. 螺旋状の断面を有するよう形成されたシートを備え、
    前記シートは、組織に接触するように適合された外表面と、前記外表面と反対側の、チューブ状の中空の内部を形成する内表面とを有し、前記螺旋状の断面は、前記断面が組織内に挿入するサイズの縮小した幅を有する縮小した構成、および、前記断面が、前記縮小した幅より大きい膨張した幅を有し、前記中空の内部が、前記中空の内部を通した前記組織に内在する構造へのアクセスを提供するサイズの幅を有する、
    膨張した構成から調節可能である、
    患者の組織に内在する構造にアクセスするため、患者の組織を伸延する手術ディストラクタ。
15. 前記シートが形状記憶性を有する素材で製造される、請求項１４に記載のディストラクタ。
16. 前記素材が前記患者の予想される体温より低い転移温度を有する、請求項１５に記載のディストラクタ。
17. 前記ディストラクタの前記外表面を取り囲む前記組織が、前記シートと実質的に中断なく接触した状態にあるように、前記螺旋状の断面を有する前記シートが前記膨張した構成で少なくとも１周する、請求項１４に記載のディストラクタ。
18. 前記チューブの前記膨張した幅を限定するため、前記チューブを取り囲むバンドをさらに備える、請求項１４に記載のディストラクタ。
19. 前記バンドが前記膨張した幅を変化させるため調節可能である、請求項１８に記載のディストラクタ。
20. 導管と、
    前記導管に接合され、前記導管の周囲に巻かれて螺旋状の断面を有するシートであって、前記シートは、前記組織に接触するように適合された外表面と、前記外表面と反対側の、チューブ状の中空の内部を形成する内表面とを有し、前記螺旋状の断面は、前記断面が組織内に挿入するサイズの縮小した幅を有する縮小した構成、および、前記断面が、前記縮小した幅より大きい膨張した幅を有し、前記中空の内部が、前記中空の内部を通した前記組織に内在する構造へのアクセスを提供するサイズの幅を有する膨張した構成から調節可能であるシートと、を備える、患者の組織に内在する構造にアクセスするため、患者の組織を伸延する手術ディストラクタ。
21. 前記シートの前記膨張した幅を限定するため、前記シートを取り囲むバンドをさらに備える、請求項２０に記載のディストラクタ。
22. 前記バンドが前記膨張した幅を変化させるため調節可能である、請求項２１に記載のディストラクタ。
23. 前記バンドが、前記バンドの末梢の長さを変更するためのラックおよびウォームスクリューを有する、請求項２２に記載のディストラクタ。
24. 前記シートが形状記憶性を有する素材で製造される、請求項２０に記載のディストラクタ。
25. 前記素材が前記患者の予想される体温より低い転移温度を有する、請求項２４に記載のディストラクタ。
26. 前記ディストラクタの前記外表面を取り囲む組織が、前記シートと実質的に中断なく接触した状態にあるように、前記螺旋状の断面を有する前記シートが前記膨張した構成で少なくとも１周する、請求項２０に記載のディストラクタ。
27. チューブの遠位端部を患者の組織内に差し込み、
    前記チューブは、形状記憶性および前記患者の予想される体温より低い転移温度を有する素材で製造されるステップと、
    前記チューブの膨張した幅を限定するため、前記チューブを取り囲むバンドを調整するステップと、
    前記チューブが前記患者の前記組織内に差し込まれることにより引き起こされる温度の上昇により、前記チューブが膨張するのを可能にするステップと、
    前記膨張したチューブの中空の内部を通して、前記患者の前記組織に内在する構造にアクセスするステップと、を含む、
    患者の組織に内在する構造にアクセスするため、患者の組織を伸延する方法。
28. 前記チューブを前記転移温度を下回る温度に冷却するステップと、前記患者の前記組織から前記チューブを取り除くステップと、をさらに含む、請求項２７に記載の方法。

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