JP2014529414A - 自然開口部手術用材料の取扱または送達のための方法およびシステム - Google Patents

Abstract

本明細書に開示される実施形態は、内視鏡手術において使用される医療装置と併せて使用可能なシステムを含む、種々の医療システムに関する。特定の実施形態は、内視鏡手術患者の内部と外部との間で材料を搬送することができる、種々の材料取扱装置を含む。

Description

本発明は、自然開口部または単孔を通じて外科的処置を実行する材料取扱および／または送達システムを含む、種々の材料取扱および／または送達システム、並びにそれらの関連部品に関する。特定の実施形態は、患者の腹腔内で外科的処置を実行する種々の材料取扱および／またはシステムを含む。

ほぼ１００年にわたり内視鏡医療処置は使用されるようになっており、異物除去、超音波撮像、注射療法などの多くの処置のために、そして、おそらくごく最近では外科的処置のために利用されている。従来の腔内内視鏡手術は、内視鏡の管（ワーキングチャネル）を通って導入される可撓性器具を使用し、主として腹腔内で多くの措置を行う。

自然開口部越経管腔的内視鏡手術（ＮＯＴＥＳ）は、自然開口部（たとえば、口、肛門、尿道、または膣）を介してアクセス可能な組織（たとえば、胃、結腸、膣、または膀胱）の切開部を通じて内視鏡を使用して行われ、外側から切開することなく実行することができる外科的処置であり、感染リスクを低減して回復を早めることができる。自然開口部アクセスポイントは、患者に多くの利益を提供する一方で、多数の腹腔鏡処置を典型とするように、複数の器具を使用する際に限られた管腔サイズを通じて器具を導入するという課題がある。たとえば、器具の三角測量が困難である可能性がある。

従来の内視鏡ベースの技術の代替が、自然開口部アプローチを介した生体内ロボットの使用である。これらの生体内ロボットは、腹腔内に完全に導入することができる。いったん挿入されると、これらのロボットは、スペースの制限と器具の三角測量の問題が腹腔内への送気で大きく軽減されるため、自由度と柔軟性がさらに向上する。

生体内ロボットを人体内に完全に挿入すると、該ロボットは、措置を実行する医療専門家から物理的に隔離されるという制限が生まれる。外側から切開することなく、作業スペースの照明などの追加の機能的特徴、処置中に生成される流体の洗浄および排泄方法、および従来の内視鏡処置に一般的に関連するその他の機能も必要とされる。

外科的処置と共に使用される改良された材料取扱システムが必要とされている。

本明細書に開示される一実施形態は、内視鏡手術中に材料を取り扱うシステムおよび／または送達するシステムであって、可撓性オーバーチューブ、材料捕捉装置、および駆動部材を含むシステムに関する。

一実施形態において、本明細書で提供されるシステムは、内視鏡手術患者の外部と内視鏡手術患者の内部との間で材料を搬送するように構成され、該システムは、第１管腔と近位端および遠位端とを有する可撓性オーバーチューブと、第１管腔内に配置される保持機構を含む材料捕捉装置と、近位端と遠位端との間で材料捕捉装置を往復させるように構成される駆動部材とを備える。駆動部材は、第１管腔内に配置される螺旋形駆動部材とすることができる。捕捉装置は、螺旋形駆動部材の隣接するコイル間に配置され得るタブをさらに含むことができ、スロットはさらに、第１管腔の壁に画定されるスロットに配置することができる。スロットは、第１管腔内での材料捕捉装置の配向を制約することができる。

別の実施形態では、該システムは、水圧式システムまたは空気式システムである駆動部材を有し得る。
いくつかの実施形態では、保持機構は受動バネ型捕捉器具を備え、いくつかの実施形態では、同保持機構は形状記憶合金からなる。受動バネ型捕捉器具保持機構は平坦状プロファイルに成形することができる。

いくつかの実施形態では、該システムは、電子ハウジング内に収容される駆動部材を駆動するモータを含むことができる。電子ハウジング上または電子ハウジング内にモータ制御装置を配置することができるか、あるいは、電子ハウジングから離れた構成要素を用いてモータを制御することができる。

いくつかの実施形態では、該システムは、経胃的内視鏡手術において使用されるように構成される。
いくつかの実施形態では、該システムは、シリコーンからなる可撓性オーバーチューブを含む。

一実施形態では、内視鏡手術患者の外部と内視鏡手術患者の内部との間で材料を搬送するための方法が提供される。該方法は、内視鏡手術患者の切開部を通じて可撓性オーバーチューブの遠位端を挿入することを含み、同可撓性オーバーチューブは、第１管腔と、第１管腔内に配置される保持機構を備える材料捕捉装置と、近位端と遠位端との間で材料捕捉装置を往復させるように構成される駆動部材と、を有する。該方法は、材料捕捉装置の保持機構内に材料を保持することと、駆動部材を始動して、患者の内部から患者の外部へ、または患者の外部から患者の内部へ、材料捕捉装置及び保持された材料を前進させることと、をさらに含む。駆動部材は、第１管腔内に配置される螺旋形駆動部材とすることができる、あるいは、駆動部材は水圧式システムまたは空気式システムとすることができる。

いくつかの実施形態では、可撓性オーバーチューブの遠位端は、自然開口部を通じてアクセス可能な組織内の切開部から挿入される。
いくつかの実施形態では、保持機構は受動バネ型捕捉器具を含み、いくつかの実施形態では、保持機構は形状記憶合金からなる。

複数の実施形態を開示したが、当業者にとっては、本発明のさらに別の実施形態が、本発明の例示の実施形態を図示し説明する以下の詳細な説明から自明になるであろう。
したがって、図面と詳細な説明とは、本来例示的であって制限的ではないとみなすべきである。

一実施形態に従う材料取扱システムの等角図である。 一実施形態に従う材料取扱システムの遠位部の断面図である。 一実施形態に従う材料取扱システムの材料捕捉装置の側面図である。 外部を透明にして内部の構成要素を明らかにしている、一実施形態に従う材料取扱システムの部分図である。 一実施形態に従う材料取扱システムの材料捕捉装置配向機構の断面図である。 別の実施形態に従う材料取扱システムの材料捕捉装置配向機構の断面図である。 一実施形態に従う材料取扱システムの遠位部の斜視図である。 一実施形態に従う材料取扱システム用のモータアセンブリ、マイクロ制御ユニット、および電源の上面図である。

図面は簡潔かつ明瞭となるように描かれており、必ずしも等縮尺ではないと理解されたい。たとえば、本発明の態様と例示の実施形態の理解を深めるため、図面中のいくつかの要素の大きさは他の要素に対して誇張して描かれている場合がある。

本明細書に開示される種々のシステムおよび装置は、医療処置およびシステムで使用される装置に関する。より具体的には、種々の実施形態は、自然開口部越経管腔的内視鏡手術（ＮＯＴＥＳ）などの内視鏡手術において材料を取り扱う、および／または送達するために使用可能なシステムに関する。開示されるシステムおよび装置の種々の実施形態は、内視鏡手術患者の外部と内視鏡手術患者の内部との間で１つ以上の材料を取り扱う、および／または送達若しくは搬送するために使用することができる。いくつかの実施形態では、提供されるシステムは、医療専門家が、その他の手術用機器と併せて自然開口部またはその他のアクセスポイントを通じて患者の腹腔内で外科的処置を実行する能力を向上させる。

本明細書に開示される特定の実施形態は、自然開口部越経管腔的内視鏡手術（ＮＯＴＥＳ）において使用される特定の実施形態を含む、内視鏡手術において使用される装置に関する。図１は、近位端１０および遠位端２０を有する材料取扱および／または送達システム１００の一実施形態を示す。図１に示される材料取扱システム１００では、該システムは電子ハウジング３０および材料取扱部材５０を含む。

図１および２に最良に示されるように、材料取扱部材５０は、近位端６０および遠位端７０を有する可撓性オーバーチューブ２００と、同可撓性オーバーチューブ２００を貫通して配置される第１管腔２１０とを備える。いくつかの実施形態では、図２に最良に示されるように、１つ以上の追加の管腔２３０、２４０もオーバーチューブ２００内にオーバーチューブ２００の長さに沿って配置することができる。可撓性オーバーチューブ２００は、オーバーチューブ２００による外科的処置中の患者への外傷の量を低減しつつ、耐摩耗性をもたらす摩擦特性と可撓性とを与える１つ以上の材料を含む。一実施形態では、オーバーチューブ２００は、食道などの自然開口部ならびに腹腔の輪郭に沿って湾曲することができる。

オーバーチューブ２００での使用に適した材料は、たとえば、シリコーン、ＰＴＦＥ、またはビニルである。オーバーチューブ２００での使用に選択される材料の種類は、特定の用途に合わせることができる。たとえば、食道の長さに沿って十分な可撓性を提供するために、経胃ＮＯＴＥＳにおいて使用されるオーバーチューブ２００にはシリコーンを使用することができる。また、いくつかの実施形態では、オーバーチューブ２００に使用される材料の特性は、所望の柔軟性、摩擦特性、および／または摩耗抵抗を提供する既知の技法を用いて変更することができる。たとえば、材料（たとえば、シリコーンまたはその他のゴム状材料）の摩擦係数は、湿式および／または乾式潤滑剤または永久接合被膜の添加によって低減させることができる。

オーバーチューブ２００は、所望の用途に適した形状と大きさを有する。たとえば、経胃的ＮＯＴＥＳにおいて使用されるオーバーチューブ２００は、オーバーチューブ２００の全径が約７．５ｃｍの平均曲げ半径を有する食道を横断できる限り、第１管腔２１０およびその他の管腔を収容する任意の形状の外面を有することができる。

図２〜４に最良に示されるように、一実施形態では、材料捕捉装置２２０はオーバーチューブ２００の第１管腔２１０内に摺動可能に収容される。保持機構２０８は、１つ以上の材料（たとえば、縫合糸、切除組織、器具先端、廃棄物袋、診断センサなど）を材料捕捉装置２２０に取外し可能に固定するべく、同材料捕捉装置２２０に連結される。図３に最良に示されるように、一実施形態では、保持機構２０８は、たとえば、形状記憶合金（たとえば、ニッケル−チタン、銅−亜鉛−アルミニウム−ニッケル、または銅−アルミニウム−ニッケル）を含む受動バネ型捕捉器具である。本実施形態では、保持機構２０８は、休止状態における平坦状プロファイルに成形された細リボン状の超弾性形状記憶合金である（図３に黒太線で示す）。図３に示されるバネ型捕捉保持機構２０８は、材料６００の挿入を受け入れるように変形する（薄線２０８ａで示す）。いくつかの実施形態では、保持機構２０８は、複数の受動バネ型捕捉器具および／または先端が複数に分かれた捕捉器具（たとえば、３または４叉の捕捉器具：図示せず）などの別の受動バネ型捕捉器具構造を含むことができる。もしくは、保持機構２０８はヒンジ連結された噛み合い構造（図示せず）などの能動式捕捉器具とすることができる。いくつかの実施形態では、保持機構２０８は、線形、回転、水圧式、または空気式アクチュエータ（図示せず）を用いて作動する。

材料捕捉装置２２０及び保持機構２０８は、材料捕捉装置２２０が可撓性オーバーチューブ２００の近位端６０と遠位端７０の間を摺動する間に、１つ以上の材料が可撓性オーバーチューブ２００の近位端６０と遠位端７０との間を搬送されるように構成される。材料捕捉装置２２０は、所望の保持機構２０８を収容し、保持機構２０８が可撓性オーバーチューブの近位端６０と遠位端７０の両方にアクセスするのに適した大きさと形状とを有する。図３に示される実施形態では、材料捕捉装置２２０はチューブの中空部として成形され、その中に保持機構２０８を挿入して固定することができる。

図４に最良に示されるように、回転螺旋形駆動部材２０６は、可撓性オーバーチューブ２００の第１管腔２１０内に配置される。一実施形態では、図４および５Ａに最良に示されるように、材料捕捉装置２２０は駆動部材２０６内に嵌合する大きさとし、螺旋形駆動部材２０６の隣接コイル間に配置可能な装着タブ２０４ａを介して動作可能に駆動部材２０６に関連付けられる。第１管腔２１０の壁に画定されるスロット２０４ｂはタブ２０４ａの配向を制約することによって材料捕捉装置２２０の配向を制約する結果、駆動部材２０６が回転すると、材料捕捉装置２２０が可撓性オーバーチューブ２００に沿って軸方向に水平移動する。

もしくは、図５Ｂに最良に示されるように、オーバーチューブ２００は第１管腔２１０の内部の長さに沿って配置されるオフセットタブ５００ａを備え、材料捕捉装置２２０は可撓性オーバーチューブ２００に対して材料捕捉装置２２０を配向させるシャトルタブ５００ｂを備える。

別の代替案では、材料捕捉装置２２０は、オーバーチューブ２００の長さに沿って装置２２０が付勢される任意の既知の構造を取ることができる。
図１および６に最良に示されるように、図４の駆動部材２０６は、可撓性オーバーチューブ２００の遠位端７０上のオーバーチューブキャップ２０２と近位端６０上のオーバーチューブ継ぎ手４２とによって、可撓性オーバーチューブ２００内に保持される。一実施形態では、オーバーチューブキャップ２０２は、患者に挿入可能な材料送達システム１００の端部の全径を最小限に抑えることによって周囲組織への外傷を軽減しつつ、生体内ロボットなどのその他の手術用機器（図示せず）とのインタフェースを取るアクセスポイントを提供するように構成される。いくつかの実施形態では、オーバーチューブキャップ２０２は、医療専門家が材料捕捉装置２２０にアクセスできつつ、駆動部材２０６を保持するように構成される。別の実施形態では、オーバーチューブ継ぎ手４２は、材料捕捉装置２２０へのアクセスを提供し、可撓性オーバーチューブ２００を材料取扱システム１００の残りの部分に連結する位置を提供するように構成される。

図１および７に最良に示されるように、図４の駆動部材２０６は、モータ継ぎ手４０を介してモータ４００に連結される。駆動部材２０６は、材料取扱部材５０が電子ハウジング３０から取外し可能となるように、モータ継ぎ手４０に脱着可能に連結される。モータ継ぎ手４０は２ピースの設計とし、一方をモータ４００に固着させ、他方を駆動部材２０６に固着させて、医療専門家が材料捕捉装置２２０にアクセスできるように駆動部材２０６のモータ４００からの取外しを可能とすることができる。可撓性オーバーチューブ２００および駆動部材２０６のモータ４００への適切な整合を確保するため、図１に示されるオーバーチューブ継ぎ手４２は、オーバーチューブ２００の近位端近傍に装着し、下板３２に配置されるオーバーチューブ台４０６を介して下板３２に連結することができる（図７）。一実施形態では、オーバーチューブ台４０６は下板３２とオーバーチューブ継ぎ手４２の両方に埋め込まれる永久磁石を利用して、医療専門家が材料捕捉装置２２０にアクセスする際に、材料取扱部材５０と電子ハウジング３０の連結および迅速な離脱と最装着を可能にすることができる。

別の実施形態では（図示せず）、駆動部材は水圧式または空気式システムであってよく、図２に示される第２管腔２３０または第３管腔２４０を水圧式または空気式チャネルとして使用して材料捕捉装置２２０を駆動することができる。本実施形態では、モータ４００は水圧式または空気式装置と置換することができる。

引き続き図１および７を参照すると、いくつかの実施形態では、モータ４００は、互いに脱着可能に装着された下板３２と上板３４とを備える電子ハウジング３０内に収容される。いくつかの実施形態では、モータ４００は、下板３２および／または上板３４に装着される。電子ハウジング３０は、マイクロ制御ユニット４０２および／またはモータ４００用の電源４０４などの追加の構成要素を収容することができる。マイクロ制御ユニット４０２および／または電源４０４は、モータ４００と同様に下板３２および／または上板３４に装着することができる。上板３４および下板３２は、電子部品を損傷から保護するのに適した材料で作製することができる。いくつかの実施形態では、下板３２および／または上板３４は材料取扱システム１００から省略することができる。

一実施形態では、図１に最良に示されるように、上板は動作制御装置３６を支持する。動作制御装置３６は、たとえば、駆動部材２０６を推進するモータ４００の自動および／または手動制御用の瞬間的接触プッシュボタンを含むことができる。代替的に、動作制御装置３６は、電子ハウジング３０内に収容される１つ以上の構成要素と電子的に通信する別個の構成要素（たとえばコンピュータ）に配置することができる。

一実施形態では、モータ４００は、マイクロ制御ユニット４０２からの開放ループ論理を用いて動作することができる。モータ速度および駆動部材２０６の単位長当たりのコイル数を調節して、材料捕捉装置２２０がオーバーチューブ２００の長さを横断する速度を制御することができる。たとえば、１インチ（２．５４ｃｍ）当たり３つのコイルを有する駆動部材２０６が６５０ｒｐｍの回転速度で回転すれば、材料捕捉装置２２０はオーバーチューブ２００を約１メートル当り１０秒で水平移動させる。さらに、モータ速度および駆動部材２０６の単位長当たりのコイル数を調節して、材料捕捉装置２２０と駆動部材２０６および／またはオーバーチューブ２００との間の摩擦レベルを制御することができる。

マイクロ制御ユニット４０２は、モータ４００の回転数と駆動部材２０６のコイル構造に基づき、可撓性オーバーチューブ２００内の材料捕捉装置２２０の位置を計算するのに使用可能なモータ位置センサ（図示せず）を含むことができる。一実施形態では、図１に最良に示されるように、上板は、可撓性オーバーチューブ２００内の材料捕捉装置２２０の位置を表示するのに使用可能な１つ以上の位置表示器３８を収容する。

提供される材料取扱システム１００は、生体内ロボットなどのその他の手術器具と医療専門家との間の架け橋を提供するために使用することができる。この機能を促進するため、図２に最良に示されるように、可撓性オーバーチューブ２００は第２管腔２３０および／または第３管腔２４０を含むことができる。これらの管腔は、医療専門家にとって追加の機能、たとえば、照明ポート、映像ポートおよび／または吸引および／または潅注のためのポートを提供することができる。一実施形態では、第２管腔２３０は一体型の照明および映像機能を有する可撓性ファイバスコープの挿入を可能とし、第３管腔２４０は吸引／潅注ポンプからの圧力を維持する構造上の一体性を有する。さらなる管腔を設けることもできる。

使用時、医療専門家は、様々な方法で材料取扱システム１００を人体内に挿入することができる。一実施形態では、可撓性オーバーチューブ２００と該チューブ内に配置される構成要素とは、能動的な操舵なしで、システム内の伸展性にのみ頼って装置を腹腔内に誘導するように自然開口部を通過させることができる。別の実施形態では、関節型ファイバスコープを第２管腔２３０に挿入した後、医療専門家が関節型ファイバスコープで装置を能動的に操舵しながら、可撓性オーバーチューブ２００と該チューブ内に配置される構成要素とを自然開口部に通過させることができる。さらに別の実施形態では、駆動部材２０６、材料捕捉装置２００、およびオーバーチューブ継ぎ手４２を可撓性オーバーチューブ２００から取り外し、関節型内視鏡を管腔２１０に挿入し、そこに取外した構成要素を配置し、その後で、医療専門家が関節型内視鏡を能動的に操舵しながら、可撓性オーバーチューブ２００を自然開口部に通過させることができる。その後、内視鏡が取り外されて、駆動部材２０６、材料捕捉装置２２０、およびオーバーチューブ継ぎ手４２を可撓性オーバーチューブ２００に再設置することができる。

本発明の範囲を逸脱せずに、様々な修正や追加を、説明した例示の実施形態に対して行うことができる。たとえば、上述の実施形態は特定の特徴に言及しているが、本発明の範囲は、特徴の異なる組み合わせを有する実施形態や、上記の特徴をすべて含むものではない実施形態も含む。

Claims (19)

1. 内視鏡手術患者の外部と内視鏡手術患者の内部との間で材料を搬送するように構成されるシステムであって、前記システムは、
   ａ．第１管腔と近位端および遠位端とを有する可撓性オーバーチューブと、
   ｂ．前記第１管腔内に配置される保持機構を備える材料捕捉装置と、
   ｃ．前記近位端と前記遠位端との間で前記材料捕捉装置を往復させるように構成される駆動部材と、
   を備えるシステム。
2. 前記駆動部材が前記第１管腔内に配置される螺旋形駆動部材である、請求項１に記載のシステム。
3. 前記捕捉装置は、前記螺旋形駆動部材の隣接するコイル間に配置することができるとともに前記第１管腔の壁に画定されるスロットに配置することができるタブをさらに備える、請求項２に記載のシステム。
4. 前記スロットが前記第１管腔内の前記材料捕捉装置の配向を制約する、請求項３に記載のシステム。
5. 前記駆動部材が水圧式システムまたは空気式システムである、請求項１に記載のシステム。
6. 前記保持機構が受動バネ型捕捉器具を備える、請求項１に記載のシステム。
7. 前記保持機構が形状記憶合金からなる、請求項６に記載のシステム。
8. 前記保持機構が平坦状プロファイルに成形される、請求項６に記載のシステム。
9. 前記駆動部材を駆動するモータが電子ハウジング内に収容される、請求項１に記載のシステム。
10. 前記電子ハウジング上または前記電子ハウジング内に配置されるモータ制御装置をさらに備える、請求項９に記載のシステム。
11. 前記モータが前記電子ハウジングから離れた構成要素を用いて制御される、請求項９に記載のシステム。
12. 前記システムが経胃的内視鏡手術において使用されるように構成される、請求項１に記載のシステム。
13. 前記可撓性オーバーチューブがシリコーンからなる、請求項１に記載のシステム。
14. 内視鏡手術患者の外部と内視鏡手術患者の内部との間で材料を搬送するための方法であって、
    （ａ）第１管腔と、
    （ｂ）前記第１管腔内に配置される保持機構を備える材料捕捉装置と、
    （ｃ）近位端と遠位端の間で前記材料捕捉装置を往復させるように構成される駆動部材と、
    を有する可撓性オーバーチューブの遠位端を、前記内視鏡手術患者の切開部を通じて挿入することと、
    前記材料捕捉装置の前記保持機構に前記材料を保持することと、
    前記駆動部材を始動して、前記患者の内部から前記患者の外部へ、または前記患者の外部から前記患者の内部へ前記材料捕捉装置と前記保持された材料とを前進させることと、
    を備える方法。
15. 前記切開部が自然開口部を通じてアクセス可能な組織内にある、請求項１４に記載の方法。
16. 前記駆動部材が前記第１管腔内に配置される螺旋形駆動部材である、請求項１４に記載の方法。
17. 前記駆動部材が水圧式システムまたは空気式システムである、請求項１４に記載の方法。
18. 前記保持機構が受動バネ型捕捉器具を備える、請求項１４に記載の方法。
19. 前記保持機構が形状記憶合金からなる、請求項１８に記載の方法。

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