JP2017531482A - 侵襲を最小限に抑えた外科手術のための器具 - Google Patents

侵襲を最小限に抑えた外科手術のための器具 Download PDF

Info

Publication number
JP2017531482A
JP2017531482A JP2017517279A JP2017517279A JP2017531482A JP 2017531482 A JP2017531482 A JP 2017531482A JP 2017517279 A JP2017517279 A JP 2017517279A JP 2017517279 A JP2017517279 A JP 2017517279A JP 2017531482 A JP2017531482 A JP 2017531482A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
surgical
tube
laser
distal end
coupled
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2017517279A
Other languages
English (en)
Inventor
ジョンソン,マシュー,ロイ
ヒル,ウエスティン,マイケル
コッド,パトリック,ジェイムス
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Massachusetts Institute of Technology
Original Assignee
Massachusetts Institute of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Massachusetts Institute of Technology filed Critical Massachusetts Institute of Technology
Publication of JP2017531482A publication Critical patent/JP2017531482A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00064Constructional details of the endoscope body
    • A61B1/00071Insertion part of the endoscope body
    • A61B1/0008Insertion part of the endoscope body characterised by distal tip features
    • A61B1/00082Balloons
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00064Constructional details of the endoscope body
    • A61B1/00071Insertion part of the endoscope body
    • A61B1/0008Insertion part of the endoscope body characterised by distal tip features
    • A61B1/00087Tools
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00131Accessories for endoscopes
    • A61B1/00135Oversleeves mounted on the endoscope prior to insertion
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00147Holding or positioning arrangements
    • A61B1/00154Holding or positioning arrangements using guiding arrangements for insertion
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/005Flexible endoscopes
    • A61B1/0051Flexible endoscopes with controlled bending of insertion part
    • A61B1/0055Constructional details of insertion parts, e.g. vertebral elements
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/005Flexible endoscopes
    • A61B1/0051Flexible endoscopes with controlled bending of insertion part
    • A61B1/0057Constructional details of force transmission elements, e.g. control wires
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/012Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor characterised by internal passages or accessories therefor
    • A61B1/018Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor characterised by internal passages or accessories therefor for receiving instruments
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/06Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/18Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves
    • A61B18/20Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser
    • A61B18/22Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser the beam being directed along or through a flexible conduit, e.g. an optical fibre; Couplings or hand-pieces therefor
    • A61B18/24Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by applying electromagnetic radiation, e.g. microwaves using laser the beam being directed along or through a flexible conduit, e.g. an optical fibre; Couplings or hand-pieces therefor with a catheter
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M25/00Catheters; Hollow probes
    • A61M25/01Introducing, guiding, advancing, emplacing or holding catheters
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/04Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/06Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
    • A61B1/0661Endoscope light sources
    • A61B1/0676Endoscope light sources at distal tip of an endoscope
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/12Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with cooling or rinsing arrangements
    • A61B1/126Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with cooling or rinsing arrangements provided with means for cleaning in-use
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/00234Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets for minimally invasive surgery
    • A61B2017/00292Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets for minimally invasive surgery mounted on or guided by flexible, e.g. catheter-like, means
    • A61B2017/003Steerable
    • A61B2017/00318Steering mechanisms
    • A61B2017/00331Steering mechanisms with preformed bends
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00005Cooling or heating of the probe or tissue immediately surrounding the probe
    • A61B2018/00011Cooling or heating of the probe or tissue immediately surrounding the probe with fluids
    • A61B2018/00029Cooling or heating of the probe or tissue immediately surrounding the probe with fluids open
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00315Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body for treatment of particular body parts
    • A61B2018/00339Spine, e.g. intervertebral disc
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00571Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body for achieving a particular surgical effect
    • A61B2018/00577Ablation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00982Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body combined with or comprising means for visual or photographic inspections inside the body, e.g. endoscopes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2218/00Details of surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2218/001Details of surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body having means for irrigation and/or aspiration of substances to and/or from the surgical site
    • A61B2218/002Irrigation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M25/00Catheters; Hollow probes
    • A61M25/01Introducing, guiding, advancing, emplacing or holding catheters
    • A61M25/0105Steering means as part of the catheter or advancing means; Markers for positioning
    • A61M25/0133Tip steering devices
    • A61M25/0147Tip steering devices with movable mechanical means, e.g. pull wires

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Anesthesiology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Endoscopes (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)
  • Laser Surgery Devices (AREA)

Abstract

【課題】脊柱管における黄色靭帯の除去、及び他の類似の組織除去手術を支援する様々な手段、及び技術の提供。【解決手段】患者の手術用の管のモデルを提供する。手術用の管は、手術開始点、支持組織領域、軟組織領域、及び手術目標を含み、手術用の管は、湾曲を有する。手術手段は、本体、制御端、及び遠位端を有する。本体は、仙骨裂孔を通して患者の脊柱管に挿入するための形状、及びサイズを有し、複合湾曲部を含む。複合湾曲部は、遠位端の遠位先端部が脊柱管内の手術目標に対する手術のために配置されたとき、手術手段と脊柱管の支持組織領域との間の接触点を提供するように配置された少なくとも第1の屈曲部を含み、それによって遠位先端部の位置についての機械的支持が提供され、複合湾曲部は、遠位先端部を手術目標に向かって導くように配置された第2の屈曲部を含む。【選択図】図1

Description

関連出願の相互参照
本願は、2014年9月30日に出願された米国仮出願第62/057,415号、2014年12月5日に出願された米国仮出願第62/088,103号、2014年12月5日に出願された米国仮出願第62/088,160号、2015年2月6日に出願された米国仮出願第62/113,163号、2015年2月26日に出願された米国仮出願第62/121,108号、及び2015年9月25日に出願された米国仮出願第62/232,654号に基づく優先権を主張している。前記出願の各々の内容は全て、参照により本明細遺書に援用される。
政府実施許諾権
本発明は、米国空軍により授与された契約第FA8721−05−C−0002号に基づく米国政府の支援を得てなされた。米国政府は、本発明における特定の権利を有している。
技術分野
本開示は、概して、種々の手術器具、及び侵襲を最小限に抑えた外科手術におけるそれらの活用に関する。
背景
侵襲を最小限に抑えた外科手術のための改良された装置、システム、及び方法に対するニーズが以前としてある。
概要
脊柱管における黄色靭帯の除去、及び他のこれに類する組織除去手術を支援するための様々な手段、及び技術を提供する。
一つの方法は、患者の手術用の管のモデルを提供することを含み、前記手術用の管は、手術開始点、支持組織領域、軟組織領域、及び手術目標を含み、前記手術用の管は、湾曲を有する。前記方法は、遠位先端部を有する手術手段を複合湾曲部を成すように形成することを含み、前記複合湾曲部は、前記遠位先端部が前記手術目標に対する手術のために配置されたときに、前記手術手段と前記手術用の管の前記支持組織領域との間の接触点を提供するように配置された少なくとも第1の屈曲部を含み、それによって前記遠位先端部の位置についての機械的支持が提供され、前記複合湾曲部は、前記遠位先端部を前記手術目標に向かって導くように配置された第2の屈曲部を含む。
種々の実施形態は、次の特徴のうちの1以上を有する場合がある。前記モデルは、前記手術用の管の二次元画像を含む場合がある。前記二次元画像は、患者の脊柱管の断面図である場合がある。前記手術手段は、内視鏡、及び前記内視鏡用のカニューレのうちの少なくとも一方を含む場合がある。前記方法は、前記手術手段と前記軟組織領域との間の場所にバルーンを配置すること、前記バルーンを膨張させ、前記手術手段と前記軟組織領域との間に軟障壁を提供すること、前記手術手段の前記遠位先端部を操舵すること、前記遠位先端部を前記手術目標に向かって操舵すること、前記遠位先端部を前記軟組織領域から遠ざかるように操舵すること、前記手術手段の中を通って制御端から前記遠位先端部まで機械的に結合されたワイヤーを用いて、若しくは外部磁界を印可し、前記手術手段に結合された1以上の磁石を動かすための力を付与することにより、及び/又は、前記手術手段の中で異なる湾曲若しくは剛性を有する1以上の同心状に入れ子になった管を回転させ若しくは平行移動させることにより、前記遠位先端部を操舵することをさらに含む。
一態様において、装置は、本体、制御端、及び遠位端を有する手術手段を含み、前記本体は、仙骨裂孔を通して患者の脊柱管に挿入するための形状、及びサイズを有し、前記制御端は、前記手術手段が使用のために配置されたときに、前記患者の外側に配置され、前記遠位端は、前記手術手段が使用のために配置されたときに、前記脊柱管の内側に配置される。前記装置は、前記手術手段の前記本体における複合湾曲部をさらに含む場合があり、前記複合湾曲部は、前記遠位端の遠位先端部が前記脊柱管内の手術目標に対する手術のために配置されたときに、前記手術手段と前記脊柱管の支持組織領域との間の接触点を提供するように配置された少なくとも第1の屈曲部を含み、それによって前記遠位先端部の位置についての機械的支持が提供され、前記複合湾曲部は、前記遠位先端部を前記手術目標に向かって導くように配置された第2の屈曲部を含む。
種々の実施形態は、次の特徴のうちの1以上を有する場合がある。前記第1の屈曲部の第1の頂点と前記第2の屈曲部の第2の頂点との間の領域において、前記本体と前記脊柱管の壁との間の十分な一体的接触を維持し、前記遠位端を前記手術目標に対して固定位置に維持するために、前記第1の屈曲部は、前記脊柱管の本来の湾曲に対して変形するように選択された所定の剛性を有する場合がある。前記所定の剛性により、前記第2の頂点は、前記脊柱管の前記壁と接触した状態に維持される場合がある。前記第2の屈曲部は、前記手術手段が使用のために配置されたときに、前記遠位端を前記手術目標に向かって導く場合がある。前記手術手段は、内視鏡、または内視鏡用のカニューレを含む場合がある。前記装置は、前記遠位端の付近において前記本体に結合された磁石、前記制御端と前記遠位端との間に結合され、前記本体に対する前記遠位端の位置を制御するための制御ワイヤー、前記第2の屈曲部の湾曲を制御するように動作可能な前記本体内の1以上の同心状に入れ子になった湾曲管、及び前記本体の外面に結合され、前記脊柱管の中で前記本体を移動させるように膨張可能な1以上のバルーンのうちの少なくとも1つをさらに含む。前記本体は、3mm以下の外径を有する場合がある。前記装置は、手術用レーザー、及び前記手術用レーザーからの光エネルギーを前記本体を通して前記遠位端まで伝送するように配置された光ファイバー、並びに/あるいは、前記遠位端に結合され、前記手術目標を無線周波数焼灼するように動作可能な無線周波数電気手術装置をさらに含む場合がある。
別の態様において、装置は、外科手術の際の操作のための近位端と、手術部位への挿入のための遠位端と、中空コアと、前記遠位端における前記中空コアからの出口とを有する第1の管を含む。前記装置は、前記第1の管の前記遠位端に結合された複数のフラップと、前記第1の管の中に同心状に摺動可能に配置された第2の管と、前記複数のフラップが前記第1の管の長手方向軸に対して垂直な断面の中に包含される未配備状態と、前記複数のフラップが少なくとも部分的に前記断面の外側に配置され、前記第1の管の前記遠位端と手術部位を取り囲んでいる組織との間の機械的分離が提供される配備状態との間で、前記複数のフラップを前記第1の管に対して移動させるように構成されたコントローラとをさらに含む場合がある。
種々の実施形態は、次の特徴のうちの1以上を有する場合がある。前記第2の管は、前記複数のフラップのうちの1つにおける対応する要素とそれぞれ機械的に結合する複数の要素であって、前記第2の管を前記第1の管に対して第1の方向に摺動させることにより、前記複数の要素が前記複数のフラップに係合され、前記複数のフラップの各々を、前記未配備状態から前記配備状態へ推移させるように構成された複数の要素を含む場合がある。前記第2の管を前記第1の方向とは反対の第2の方向に摺動させることにより、前記複数の要素は前記複数のフラップから開放(係合解除)され、前記第1の管の内面によって、前記複数のフラップが押し動かされ、前記未配備状態になる。前記複数のフラップの各々は、前記配備状態に向かってばねで付勢されている場合があり、前記第2の管が未配備位置にあるとき、前記第1の管は、前記複数のフラップを前記未配備状態に維持する。前記複数のフラップは、前記第1の管と一体的に形成されている場合があり、及び/又は、鋭いエッジや角部を有しない滑らかな輪郭形状を備えている場合がある。前記装置は、前記第1の管の前記遠位端に設けられ、かつ、前記第1の管の前記近位端にある第2のコントローラに結合されたレーザー手術手段、及び/又は、前記第1の管の前記遠位端に設けられ、かつ、前記第1の管の前記近位端にある第2のコントローラに結合された無線周波数電気手術装置をさらに含む場合がある。前記第1の管は、1以上の補助手段のために、前記中空コアに対して平行な第2の中空コアをさらに有する場合がある。前記装置は、前記遠位端に撮像素子をさらに含む場合があり、前記1以上の補助手段は、前記第2の中空コアを通して前記撮像素子に向かって導かれる生理食塩水洗浄液を含む。前記撮像素子は、デジタルカメラと、前記遠位端における画像を前記近位端へ光学的に伝送するための光ファイバーとのうちの少なくとも一方を含む場合がある。前記装置は、前記遠位端に設けられ、前記第1の管の前記近位端にある電源及び制御源に結合された光源と;前記遠位端に設けられ、補助手術手段を取り外し可能かつ交換可能に受け入れるように構成された機械的固定機構と;前記機械的固定機構に結合された穿孔手段、切断手段、引掛手段、及び把持手段のうちの少なくとも1つと;前記第1の管の前記遠位端に設けられ、前記第1の管の前記遠位端において動作中の手術用レーザーにより付与されるレーザーエネルギーから手術部位を保護するように選択された材料から形成された保護シールドと;前記保護シールドを前記第1の管の前記近位端にある第2のコントローラに結合し、外科手術の際に前記近位端からの前記保護シールドの位置制御を可能にするための少なくとも1つの操舵ワイヤーと;前記第1の管の湾曲を制御するように動作可能な前記第1の管内の1以上の同心状に入れ子になった湾曲管と;前記遠位端の付近において前記装置に結合された磁石、前記近位端と前記遠位端の間に結合され、前記近位端に対する前記遠位端の位置を制御するための制御ワイヤー、及び前記第1の管の外面に結合され、手術用体腔の中で前記第1の管を移動させるように膨張可能な1以上のバルーンのうちの少なくとも1つと;並びに/あるいは、前記第1の管の中に配置された内視鏡とをさらに含む場合がある。
さらに別の態様において、装置は、外科手術の際の操作のための近位端と、手術部位への挿入のための遠位端と、中空コアと、前記遠位端における前記中空コアからの出口とを有する第1の管を含む。前記装置は、前記第1の管と同心状に摺動可能に配置された第2の管であって、前記第2の管が遠位端を有する、第2の管と、前記第2の管の前記遠位端に結合された複数のフラップと、前記複数のフラップが前記第2の管の長手方向軸に対して垂直な断面の中に包含される未配備状態と、前記複数のフラップが少なくとも部分的に前記断面の外側に配置され、前記第2の管の前記遠位端と手術部位を取り囲んでいる組織との間の機械的分離が提供される配備状態との間で、前記複数のフラップを前記第2の管に対して移動させるように構成されたコントローラとをさらに含む場合がある。
別の態様において、装置は、手術部位への挿入のための遠位端、及びオペレータ制御のための近位端を有する本体を備えた可撓性内視鏡装置と、前記本体の前記遠位端に配置された外側鞘部と、前記本体の前記遠位端において前記外側鞘部の内側に前記外側鞘部と同心状に配置された内側鞘部と、前記本体の前記遠位端において前記外側鞘部と前記内側鞘部との間に配置された空洞であって、前記空洞は、前記本体の前記近位端と流体連通しており、それによって前記本体の前記近位端において生成された吸引力が、前記本体の前記遠位端における前記外側鞘部と前記内側鞘部との間の前記空洞に、大気圧に比べて低減された圧力を生成する。前記装置は、前記内側鞘部の内部に前記内側鞘部と同心状に回転可能に配置された切断手段であって、前記切断手段は、前記内側鞘部に対して回転するように構成され、軸を中心とした第1の方向における前記切断手段の回転によって、前記回転手段の鋭いエッジが前記内側鞘部の前縁を越えて伸長され、前記軸を中心とした第2の方向における前記切断手段の回転によって、前記切断手段の鋭いエッジが後退され、前記内側鞘部の前記前縁によって完全に覆われるように構成される、切断手段をさらに含む場合がある。前記装置は、前記本体の前記近端に吸引力を生成するための第1の制御、及び前記内側鞘部に対して前記切断手段を回転させるための第2の制御を含む、前記近位端に設けられたコントローラをさらに含む場合がある。
種々の実施形態は、次の特徴のうちの1以上を有する場合がある。前記装置は、前記本体の前記近位端に設けられ、前記空洞と流体連通する形で結合された真空源をさらに含む場合がある。前記真空源は、前記コントローラの制御下で可変の真空力を印可するように構成される場合がある。前記コントローラは、前記真空源により前記空洞に生成された圧力の大きさに基づいて、表面に対する前記遠位端の真空密閉係合を推定するように構成される場合がある。前記コントローラは、表面に対する前記遠位端の真空係合が検出されない場合、前記切断手段の動作を防止するように構成される場合がある。前記本体は、手術装置のための第1の中空コアを有する場合がある。前記装置は、前記本体の前記遠位端に設けられ、かつ、前記第1の中空コアを通して前記近位端にある前記コントローラに結合されたレーザー手術手段と;前記本体の前記遠位端に設けられ、かつ、前記第1の中空コアを通して前記近位端にある前記コントローラに結合された無線周波数電気手術装置と;1以上の補助手段のために前記第1の中空コアに対して平行に前記本体に設けられた第2の中空コアと;及び/又は前記遠位端に設けられた撮像素子であって、前記1以上の補助手段が、前記第2の中空コアを通して前記撮像素子に向かって導かれる生理食塩水洗浄液を含む、撮像素子とをさらに含む場合がある。前記撮像素子は、前記遠位端に設けられたデジタルカメラを含む場合がある。前記撮像素子は、前記遠位端における画像を前記近位端へ光学的に伝送するための光ファイバーを含む場合がある。前記装置は、前記遠位端に設けられ、前記近位端にある電源及び制御源に結合された光源と;前記遠位端に設けられ、補助手術手段を取り外し可能かつ交換可能に受け入れるように構成された機械的固定機構と;前記機械的固定機構に結合された穿孔手段、切断手段、引掛手段、及び把持手段のうちの少なくとも1つと;前記本体の前記遠位端に設けられ、前記本体の前記遠位端において動作中の手術用レーザーにより付与されるレーザーエネルギーから前記手術部位を保護するように選択された材料から形成された保護シールドと;前記保護シールドを前記本体の前記近位端にある第2のコントローラに結合し、外科手術の際に前記近位端からの前記保護シールドの位置制御を可能にするための少なくとも1つの操舵ワイヤーと;前記可撓性内視鏡装置内に設けられ、前記可撓性内視鏡装置に含まれる手段の湾曲を制御するための1以上の同心状に入れ子になった湾曲管と;前記遠位端の付近において前記装置に結合された磁石、前記近位端と前記遠位端の間に結合され、前記近位端に対する前記遠位端の位置を制御するための制御ワイヤー、及び前記本体の外面に結合され、手術用体腔の中で前記本体を移動させるように膨張可能な1以上のバルーンのうちの少なくとも1つと;並びに/あるいは、前記本体の中に配置された内視鏡とをさらに含む場合がある。
一態様において、黄色靭帯の外科手術による除去のための内視鏡装置は、患者への挿入のための第1の端部と、外科手術を制御するための第2の端部と、前記第1の端部と前記第2の端部との間において本体内に設けられた中空コアとを含む本体を含み、前記本体は、人の脊柱管に挿入するための形状、及びサイズを有する。前記内視鏡装置は、前記第1の端部にカメラをさらに含む場合があり、前記カメラは、前記第1の端部から広がる視野を有し、前記カメラは、前記中空コアを通して前記第2の端部にある表示装置に結合される。前記内視鏡装置は、前記第2の端部に結合され、細胞外基質の直接光分解を上回る選択性を有する水の熱的加熱による細胞外基質の破裂により黄色靭帯を焼灼するように選択された赤外線波長のコヒーレント光を提供するように動作可能なレーザーと、前記レーザーに結合され、前記レーザーの出力を前記中空コアを通して前記内視鏡装置の前記本体の前記第1の端部へと導くためのレーザー端、及び前記レーザーの出力を前記カメラの前記視野内にある目標に向かって出力するための出力端を備えた光ファイバーであって、前記光ファイバーは、前記出力端から出るビームを急勾配の側部を有するフルエンス空間勾配を成すように集束させ、前記ビームにさらされた目標表面の周辺非焼灼組織の加熱を低減する光学素子を含む、光ファイバーとをさらに含む場合がある。前記内視鏡装置は、前記レーザーに結合され、前記レーザーからのパルスのシーケンスを前記光ファイバーを通して前記目標に向かって、黄色靭帯の大量の組織除去のための十分なフルエンスをもって供給するようにプログラムされたコントローラをさらに含む場合がある。
種々の実施形態は、次の特徴のうちの1以上を有する場合がある。前記光学素子は、前記光ファイバーの前記出力端に設けられ、前記ビームを回折制限されたビームとして収束させるレンズ、または、前記光ファイバーの前記出力端に設けられ、前記ビームの発散を低減するように選択された低い開口数の前記光ファイバーを含む場合がある。前記フルエンス空間分布は、実質的にシルクハットパターンである場合があり、及び/又は、フルエンス空間分布の最高点よりも少なくとも30dB低いサイドローブを有する場合がある。前記レーザーは、Ho:YAGレーザー(ホルミウム・ヤグレーザー)を含む場合があり、及び/又は、約2080ナノメートルの波長の光を出力する場合がある。前記光ファイバーは、100万分の2以下の低い水酸基含有率を有する場合がある。前記内視装置は、Qスイッチをさらに含む場合があり、この場合、前記コントローラは、260ナノ秒以下の長さ(FWHM:半値全幅値)のパルスを供給するように構成される。前記コントローラは、140マイクロ秒以下の長さ(半値全幅値)のパルスを供給するように構成される場合がある。前記内視鏡装置は、前記本体の前記第1の端部に、生理食塩水出力に結合された生理食塩水源をさらに含む場合があり、前記生理食塩水出力は、前記光ファイバーの前記出力端にある前記目標に向かって導かれる。前記内視鏡装置は、前記内視鏡装置の前記本体に対する前記出力端の方向を制御するための操舵機構をさらに含む場合がある。
別の態様において、黄色靭帯の外科手術による除去のための内視鏡装置は、患者への挿入のための第1の端部と、外科手術を制御するための第2の端部と、前記第1の端部と前記第2の端部との間において本体内に設けられた中空コアとを有する本体であって、前記本体は、人の脊柱管に挿入するための形状、及びサイズを有する、本体を含む。前記内視鏡装置は、前記第1の端部にカメラをさらに含む場合があり、前記カメラは、前記第1の端部から広がる視野を有し、前記カメラは、前記中空コアを通して前記第2の端部にある表示装置に結合される。前記内視鏡装置は、前記第2の端部に結合され、細胞外基質の直接光分解を上回る選択性を有する水の熱的加熱による細胞外基質の破裂により黄色靭帯を焼灼するように選択された赤外線波長のコヒーレント光を提供するように動作可能なレーザーと;前記レーザーの光共振器内のQスイッチであって、前記Qスイッチは、前記レーザーからパルスレーザー出力を生成するように動作可能である、Qスイッチと;前記レーザーに結合され、前記レーザーの出力を前記中空コアを通して前記内視鏡装置の前記本体の前記第1の端部へ導くためのレーザー端、及び前記レーザーの出力を前記カメラの前記視野内にある目標に向かって出力するための出力端を備えた光ファイバーと;前記レーザ及び前記Qスイッチに結合され、前記レーザーからのQスイッチパルスのシーケンスを前記光ファイバーを通して前記目標に向かって、黄色靭帯の大量の組織除去のための十分なフルエンスをもって、及び、前記出力端から出るビームにおける低減されたフルエンスの領域が前記目標の周辺付近の組織の領域に非剥離性加熱被害を発生させることを防止する程度の十分に短いパルス長をもって供給するようにプログラムされたコントローラとをさらに含む場合がある。
種々の実施形態は、次の特徴のうちの1以上を有する場合がある。前記Qスイッチは、音響光学減衰器を含む場合がある。前記レーザーは、Ho:YAGレーザー(ホルミウム・ヤグレーザー)を含む場合がある。前記光ファイバーは、100万分の2以下の低い水酸基含有率を有する場合がある。前記コントローラは、20ナノ秒以下の長さ(半値全幅値)のパルスを供給するように構成される場合があり、1ピコ秒以下の長さ(半値全幅値)のパルスを供給するように構成される場合があり、及び/又は、黄色靭帯の非熱焼灼のために選択された長さのパルスを供給するように構成される場合がある。前記内視鏡装置は、前記内視鏡装置の前記本体に対する前記出力端の方向を制御するための操舵機構をさらに含む場合がある。
さらに別の態様において、黄色靭帯の外科手術による除去のための内視鏡装置は、患者への挿入のための第1の端部と、外科手術を制御するための第2の端部と、前記第1の端部と前記第2の端部の間において本体内に設けられた中空コアを有する本体であって、前記本体は、人の脊柱管に挿入するための形状、及びサイズを有する、本体を含む。前記内視鏡装置は、前記第1の端部にあるカメラであって、前記カメラは、前記第1の端部から広がる視野を有し、前記カメラは、前記中空コアを通して前記第2の端部にある表示装置に結合される、カメラと;前記第2の端部に結合され、水の熱的加熱による細胞外基質の破裂を上回る選択性を有する細胞外基質の直接光分解により黄色靭帯を焼灼するように選択された紫外線波長のコヒーレント光を提供するように動作可能なレーザーと;前記レーザーの光共振器内のQスイッチであって、前記Qスイッチは、前記レーザーからパルスレーザー出力を生成するように動作可能である、Qスイッチと;前記レーザーに結合され、前記レーザーの出力を前記中空コアを通して前記内視鏡装置の前記本体の前記第1の端部へと導くためのレーザー端、及び前記レーザーの出力を前記カメラの前記視野内にある目標に向かって出力するための出力端を備えた光ファイバーと;前記レーザー及び前記Qスイッチに結合され、前記レーザーからのQスイッチパルスのシーケンスを前記光ファイバーを通して前記目標に向かって、黄色靭帯の大量の組織除去のための十分なフルエンスをもって供給するようにプログラムされたコントローラとをさらに含む場合がある。
種々の実施形態は、次の特徴のうちの1以上を有する場合がある。前記レーザーは、周波数四倍化Nd:YAG(ネオジウム・ヤグ)レーザーを含む場合があり、約266ナノメートルの波長の光を出力し、及び/又は、300ナノメートル未満の波長の光を出力する場合がある。前記Qスイッチは、音響光学減衰器を含む場合がある。前記光ファイバーは、100万分の600以上の高い水酸基含有率を有する場合がある。前記コントローラは、20ナノ秒以下の長さ(半値全幅値)のパルスを供給するように構成される場合があり、5ナノ秒以下の長さ(半値全幅値)のパルスを供給するように構成される場合があり、1ナノ秒以下の長さ(半値全幅値)のパルスを供給するように構成される場合があり、1ピコ秒以下の長さ(半値全幅値)のパルスを供給するように構成される場合があり、及び/又は、黄色靭帯の非熱焼灼のために選択された長さのパルスを供給するように構成される場合がある。前記内視鏡装置は、前記光ファイバーの前記出力と目標表面との間の最小分離距離を確保するためのスタンドオフ(支持体)、及び/又は、前記本体の前記第1の端部において生理食塩水出力に結合された生理食塩水源をさらに含む場合があり、前記生理食塩水出力は、前記光ファイバーの前記出力端にある前記目標に向かって導かれる。前記内視鏡装置は、前記本体の前記第1の端部に、生理食塩水出力に結合された生理食塩水源をさらに含む場合があり、前記生理食塩水出力は、前記第1の端部にある前記カメラに向かって導かれる。前記内視鏡装置は、前記内視鏡装置の前記本体に対する前記出力端の方向を制御するための操舵機構をさらに含む場合がある。前記操舵機構は、前記第1の端部の付近において前記本体に結合された磁石、前記第1の端部と前記第2の端部との間に結合され、前記本体の湾曲を制御するための制御ワイヤー、及び前記本体の外面に結合され、手術用体腔の中で前記内視鏡装置の前記本体を移動させるように膨張可能な1以上のバルーンとのうちの少なくとも1つを含む場合がある。前記操舵機構は、前記本体の湾曲を制御するように動作可能な前記本体内の複数の同心状に入れ子になった湾曲管をさらに含む場合がある。前記内視鏡装置は、前記本体の前記第1の端部に設けられ、前記レーザーにより供給される光エネルギーから前記目標付近の領域を保護するように配置された保護シールド、前記本体の前記第2の端部から前記目標付近における前記保護シールドの位置を制御するように動作可能な操舵機構、及び/又は、前記本体の前記第1の端部に設けられた1以上の伸縮式フラップであって、前記第1の端部付近の組織を前記カメラの前記視野から移動させるように動作可能な1以上の伸縮式フラップをさらに含む場合がある。
本明細書に記載される装置、システム、及び方法の上記の及び他の目的、特徴、及び利点は、添付の図面に例示されるような、それらの種々の具体的実施形態に関する下記の説明から明らかになるであろう。図面は、必ずしも実寸通りではなく、むしろ、本明細書に記載される装置、システム、及び方法の原理を示す上で強調が施されている。
手術用の管の中を通る装置を示す図である。 手術用の管の中を通る装置を示す図である。 手術用の管の中を通る、制御ワイヤーを含む装置を示す図である。 手術用の管の中を通る、磁気的制御手段を含む装置を示す図である。 手術用の管の中を通る、バルーンを含む装置を示す図である。 手術用の管の中を通る方法を示すフロー図である。 未配備状態にある手術手段を示す図である。 配備状態にある手術手段を示す図である。 配備状態にある手術手段を示す図である。 未配備状態にある配備機構を示す図である。 配備状態にある配備機構を示す図である。 未配備状態にある配備機構を示す図である。 可撓性被膜を備えた手術手段を示す図である。 手術装置を示す図である。 遠位端に手術手段を備えた手術装置を示す図である。 遠位端に保護シールドを備えた手術装置を示す図である。 未配備状態の複数のフラップを備えた内視鏡本体を示す図である。 配備状態の複数のフラップを備えた内視鏡本体を示す図である。 黄色靭帯の除去のための内視鏡装置を示す図である。 目標表面におけるレーザーのフルエンス空間分布を示す図である。
詳細な説明
次に、以下では、添付の図面を参照して、種々の実施形態について、より完全に説明する。添付の図面には、好ましい実施形態が示されている。本明細書において言及される文書はすべて、参照により、その全部が本明細書に援用される。単一形態での物品への言及は、特に断りがない限り、または、文脈から明らかでない限り、複数の物品を含むものとして解釈されるべきであり、逆も同じである。文法上の種々の接続詞は、特に断りがない限り、または、文脈から明らかでない限り、連結された句、文、単語等の任意の、及び全ての離接的、及び接続的組み合わせを表している。したがって、「又は」という語は、「及び/又は」を意味するものと一般に解釈されるべきであり、以下同様である。
本明細書における種々の値の範囲の記載は、制限を意図するものではなく、むしろ、本明細書に特に示されていない限り、その範囲内に入る任意の、及び全ての値のそれぞれを意味するものであり、そのような範囲内にある各個別の値は、恰もそれらが本明細書において個別に記載されているかのように、本明細書に援用される。「約」、「略」等の語は、数値を伴う場合、意図する目的のために満足に動作させるために当業者であれば理解するであろうずれを示すものと解釈されるべきである。値や数値の範囲は、本明細書において例としてのみ提供され、記載した実施形態の範囲に対する制限を構成するものではない。本明細書において提供される任意の、及び全ての例の使用、または、例示的言葉(「例えば」、「等」など)は、単に、実施形態をより分かり易くすることを意図したものであり、実施形態や特許請求の範囲に対して制限を課すものではない。本明細書に記載された語を、実施形態の実施に必須であるとして特許請求の範囲に未記載の何らかの要素を示すものとして解釈してはならない。
下記の説明において、「第1」、「第2」、「上部」、「底部」、「上」、「下」、「前」、「後ろ」等の語は、便宜上の語であり、具体的に矛盾する記載がない限り、これらの語を制限の語として解釈してはならない。
本明細書に記載されるものは、種々の手術器具に関連する装置、システム、及び方法、並びに、脊髄狭窄症の外科治療の際の脊椎腔からの黄色靭帯のレーザー除去のような侵襲を最小限に抑えた手術におけるそれらの活用である。ただし、当業者は、他の活用も可能であること、及び、本明細書に記載されたシステム及び方法の種々の活用が、本開示において明示的に記載されたものに限定されないことを認識するであろう。例えば、本明細書に記載される装置、システム、及び方法は、他の手術に使用されることもでき、特に、黄色靭帯に類似した性質を持つ組織の除去を伴う種々の手術に使用されることができる。同時に、本明細書に開示される技術は、レーザーのタイプ、ファイバーのタイプ、駆動技術等に適宜変更を加えることによって、他の組織タイプの除去にも適合する場合がある。その他のレーザー特有でない手段及び特徴も同様に、侵襲を最小限に抑えた他の外科手術における幅広い適用可能性を有する場合がある。手術の分野以外の使用も可能であり、限定はしないが、例えば、配管、電気システム、軍事、法執行などへの活用(例えば、工業用機械の検査や操作への活用)が挙げられる。
本明細書に記載されるシステム、装置、及び方法は、内視鏡を用いた使用にあつらえられる場合がある。内視鏡は、2014年11月21日に出願された米国特許出願第14/550,436号に記載されているもののような内視鏡の本体内に、1以上の同心状に入れ子になった湾曲管を含む場合があり、この米国特許出願は、参照によりその全部が本明細書に援用される。別の態様において、本体は、内視鏡本体(すなわち、内視鏡の本体、または、内視鏡を手術部位まで送り届けるために使用されるカニューレの本体)の形状を、例えば脊柱管のような手術環境に適合させるための、1以上の事前湾曲部、及び/又は調節可能な屈曲可能部を含む場合がある。例えば、ある実施形態は、第1の端部及び第2の端部を有する可撓性内視鏡本体と、所定の曲率半径及び所定の剛性を有し、前記可撓性内視鏡本体の前記第1の端部に対する近位端を備えた、前記可撓性内視鏡本体内の管とを含み、前記管は、中空コアと、手術手段のための前記中空コアからの出口とを含む。この実施形態は、前記管の外側に前記管と同心状に摺動可能に配置されたスリーブをさらに含む場合があり、前記スリーブは、前記管の所定の剛性よりも大きな剛性を有し、かつ前記管の所定の曲率半径よりも大きな曲率半径を有する、前記管の端部に近接した終端部を有する。この実施形態は、前記スリーブを前記管に対して軸方向に移動させることにより前記管の前記端部の湾曲を変化させるように構成された制御を伴う、前記可撓性内視鏡本体の前記第2の端部に近接した制御機構をさらに含む場合がある。
侵襲を最小限に抑えた手術等に使用される様々な可撓性手段をこれから説明する。かかる可撓性手段には、内視鏡、カニューレ、または、侵襲を最小限に抑えた外科手術における使用に適した任意の他の内視鏡本体が含まれ得る。理解されるように、本明細書では、少なくとも2つのタイプの操舵が想定される。一態様においては、内視鏡本体自体の形状が、手術部位への所望の接近を実現するような形状とされる。これには、頂点を有する第1の湾曲部を有する複合湾曲部、及び、内視鏡本体の一部を管内の安全な場所に静止させ、遠位端のより安定した力強い操作を行うための(ある種の)支点が得られるように設計された他の類似の表面が含まれ得る。複合湾曲部における第2の湾曲部は、手術手段を脊柱管の内壁から遠ざかるように、及び/又は、目標手術部位に向かって曲げることができる。適当に構成された複合湾曲部部によれば、手術中に遠位端に対する所望のまたは必要な力学的力の印可が可能となる形で、遠位端の所望の制御を行うことが可能になる。第2のタイプの操舵は、より具体的には、手術中の遠位端の微細な制御、または位置決めに関連する。すなわち、前記頂点その他の支持表面を脊柱管の内壁に対してしっかりと配置された状態にすることで、視覚的誘導のためのカメラと、本明細書において想定されるような1以上の操舵制御手段との組み合わせを使用して、遠位端を操舵することができる。操舵のためのユーザ制御の一つの便利な例は、’436号特許に記載されているが、他の制御インタフェース、及び制御機構が、追加的または代替的に使用されてもよい。
一般に、カニューレは、流体の給送または除去、あるいはデータの取得のために、しばしば手術部位に挿入されることがある管である。カニューレは、追加的または代替的に、注射針や内視鏡のような他の手術手段の内側表面または外側表面を取り囲む場合がある。侵襲を最小限に抑えた手術等の状況において、可撓性カニューレは、接触を回避し、又は最小限に抑えなければならないデリケートまたは敏感な領域の付近に手術手段を配置し、及び操作するために使用される場合がある。この目的を達成するために、可撓性カニューレは、手術部位等の中で種々の器具(長い可撓性の器具または手段)を好ましい向きになるように付勢する場合がある。この状況では、敏感な領域(例えば、軟組織)との接触が回避され、若しくは最小限に抑えられ、及び/又は、手術部位の近くに遠位端を安定させるための安全でしっかりとした静止場所が提供され、下流への機械的操舵及び他の操作のためのプラットフォームが提供されるような形で、窮屈または入り組んだ導管(例えば、手術部位)の中に可撓性手段(例えば、カニューレ)を配置するための様々な装置、システム、及び方法が説明される。したがって、本明細書において想定される技術の一部、特に内視鏡装置の湾曲に関連する技術は、内視鏡、カニューレ、またはそれらの任意の組み合わせ、あるいは、任意の他の内視鏡本体または腹腔鏡本体にも、等しく適用することができる。
図1は、手術用の管の中を通る装置を示している。装置100は、導管の敏感またはデリケートな領域との接触を最小限に抑え、または回避するような形で、比較的入り組んだまたは狭苦しい導管(例えば、図面に示されるような手術用の管102)に配置されるように構成される場合がある。
手術用の管102は、例えば、患者の脊柱管である場合があり、この場合、装置100の一部は、仙骨裂孔を通って脊柱管に挿入されるように構成される。手術用の管102は、支持組織領域104、及び軟組織領域106を含む場合がある。支持組織領域104は、軟組織領域106に比べて比較的硬い組織領域である場合がある。支持組織領域104は、例えば、硬膜外脂肪、椎間板、黄色靭帯、骨等のうちの1以上を含み得る。軟組織領域106は、手術部位のうちの任意の比較的デリケートまたは敏感な領域、すなわち、接触を最小限に抑え、または避けることが好都合な場所であるとみなされる場合がある。より一般的には、手術用の管102は、任意数の支持組織領域104及び軟組織領域106を含む複数のタイプ及び位置の組織によって特徴づけられる場合があるが、本明細書では、手術手段の対応する位置を説明する目的のために、各組織タイプの1つの領域が具体的に特定されている。
手術用の管102は、人の脊柱の仙骨管のような人の脊柱管の一部であってもよいし、または、任意の他の同様に窮屈な解剖学上の空間であってもよい。脊柱管の場合、手術開始点は、仙骨裂孔に対応する場合があり、支持組織領域104は、(例えば、脊柱の背側部に沿った)骨組織の領域に対応する場合があり、軟組織領域106は、例えば仙骨神経の露出された神経根を含む場合がある。本明細書に記載されるように、他の手術状況、または手術以外の状況も可能である。
装置100は、複合湾曲部112を備えた本体110を有する手術手段108を含む場合がある。手術手段108は、手術手段108が使用のために配置されたときに患者の外側に配置される制御端114と、手術手段108が使用のために配置されたときに手術用の管102(例えば、脊柱管)の内側に配置されるように構成された遠位端116とをさらに含む場合がある。一般に、装置100は、手術用の管102の軟組織領域106との接触を避けるように構成される場合がある。従来技術の一部の手段は、多少の湾曲が可能であるように見えるが、それらは一般に、手術用の管にしたがって事前に湾曲されており、または、投入の際に手術用の管によって物理的に変形される。こうした変形は一般に、それによって生じる接触点の場所や、最終的手術目標に向かう手術手段の接近軌道を考慮せずに行われる。このことは、軟組織や他の敏感な領域との接触、並びに遠位端114による目標部位への制限されたアクセスといった、多数の負の副作用を引き起こすことがある。
適当な複合湾曲部を付与することによって、これらの問題を緩和することができる。例えば、複合湾曲部部の1つの屈曲部は、遠位端を用いて目標に圧力を加え、または遠位端114と手術用の管102の内壁のような目標表面との間の所望の分離を維持するために、遠位端114における力学的てこの作用が可能となるように配置される場合がある。一態様において、複合湾曲部112は、脊柱管の長さの相当な部分に沿って脊柱管の背側壁に接触した状態に維持され、したがって、遠位端114を対向する壁から離れた位置に維持するように構成される場合がある。
手術手段108には、限定はしないが、内視鏡、内視鏡用のカニューレ、及びトロカールなどが含まれ得る。手術手段108には、追加的または代替的に、入り組んだ又は狭苦しい導管を通して誘導されることが可能な任意の比較的長い可撓性器具が含まれ得る。したがって、手術手段108には、内視鏡を通して配置した後、体腔等の中に調節可能に配置されることができる操舵可能な先端部を有する比較的幅広いカテゴリーの手段に分類される任意の手段が含まれ得る。
手術手段108には、追加的または代替的に、レーザー、光ファイバー、カメラ、切断手段、焼灼(アブレーション)手段、把持手段、引掛手段、穿孔手段、固定手段、シールド(遮蔽体)、誘導機構、(例えば、医薬その他の)材料若しくは流体供給システム、サンプリング装置若しくは変換器、及びセンサ等が含まれ得る。例えば、一態様において、装置100は、手術用レーザーと、手術用レーザーからの光エネルギーを本体110を通して遠位端116にある遠位先端部117へ伝送するように配置された光ファイバーとを含む。別の態様において、装置100は、遠位端116に結合され、手術目標124を無線周波数焼灼するように動作可能な無線周波数電気手術装置を含む。これらの構成要素(例えば、レーザー、切断手段、無線周波数電気手術装置等)は手術手段108の遠位端116に係合される場合がある。
本体110は、仙骨裂孔を通して患者の脊柱管に挿入するための形状、及びサイズを有する場合がある。一態様において、本体110は、3ミリメートル以下の外径を有し、この通路を通したアクセスを可能にする。本体110は、その中に配置された1以上の小路、または作業導管を含む場合があり、そこに、種々の手段、または他の物体、または結合器(例えば、データ及び電力のための電気ワイヤー、操舵その他の操作のための機械的ワイヤー等)を配置することができる。本体110は、可撓性、及び操舵可能である場合がある。本体110は、そこに含まれる種々の構成要素(例えば、同心管)の調節により変更可能な所定の剛性を有する場合がある。
複合湾曲部112は、手術手段108の本体110に配置される場合がある。複合湾曲部112は、少なくとも第1の屈曲部118、及び第2の屈曲部120を含む場合がある。
第1の屈曲部118は、遠位端116(すなわち、遠位端116の遠位先端部117)が手術のために手術用の管102(例えば、脊柱管)内の手術目標124上に配置されたときに、手術手段104と、手術用の管102の前記支持組織領域104との間の接触点122を提供するように配置される場合がある。このような形で、複合湾曲部112の第1の屈曲部118は、遠位先端部117の位置についての機械的支持(すなわち、アンカー)を提供する場合がある。複合湾曲部112の第2の屈曲部118は、手術手段108が使用のために配置されたときに、遠位端116(及び/又は、遠位先端部117)を手術目標124に向かって導くように配置される場合がある。
一態様において、第1の屈曲部118は、所定の剛性を有している。本体110と手術用の管102の壁126との間に十分な一体的接触を維持し、手術用の管102の中における種々の他の操作をしっかりと支援するために、所定の剛性は、手術用の管102(例えば、脊柱管)の本来の湾曲に対して変形するように選択される場合がある。遠位端116(又は、その遠位先端部117)を手術目標124に対して固定位置に維持するために、手術用の管102の本来の湾曲に対する変形は、第1の屈曲部118の第1の頂点128と第2の屈曲部120の第2の頂点130の間の領域において行われる場合がある。所定の剛性は、追加的または代替的に、第2の頂点130を手術用の管102の壁126に接触した状態に維持するように選択される場合がある。理解されるように、数学的に使用される「頂点」は、特定の形状または座標系における1以上の正確な場所を意味する場合がある。本明細書における使用は、より一般的に、手術用の管102の文脈内で、本明細書において想定される機械的接触、支持、または操舵が提供されるような形状を有する、手術手段110の長さに沿った任意の領域を意味することを意図している。
制御端114は、装置100及び計算装置152と通信関係を成すように結合されたコントローラ150を含む場合がある。コントローラは、本明細書に記載される種々の制御命令を実施するように構成されたプロセッサ156及びメモリ158を含む場合がある。
一般に、コントローラ150は、装置100を制御するように動作可能である場合がある。コントローラ150は、本明細書に記載されるシステム100の様々な構成要素を制御するのに適したソフトウェア、及び/又は処理回路の任意の組み合わせを含む場合があり、限定はしないが、これには、制御信号、駆動信号、電力信号、及びセンサ信号等を送受信するための入力部及び出力部を備えたプロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路(ASIC)、プログラマブル・ゲート・アレイ、データベース、及び、任意の他のデジタル及び/又はアナログ構成要素、並びに、前記の種々の組み合わせが含まれる。一態様において、コントローラ150は、オペレーティング・システムの実行のような関連機能を提供するための十分な計算能力を有するマイクロプロセッサその他の処理回路(例えば、プロセッサ156)を含み、グラフィカル・ユーザ・インタフェースを(例えば、コントローラ150や例えば計算装置152のような別の構成要素に結合された表示装置に)提供したり、装置100の動作についての種々の規則、及び命令を決定、及び実行したりする場合がある。
計算装置152は、装置100またはコントローラ150を管理し、モニタリングし、それらと通信し、それらを制御し、あるいはそれらと情報をやりとりするために、ユーザによって操作される任意の装置、または複数の装置の組み合わせを含む場合がある。これには、デスクトップ・コンピュータ、ラップトップ・コンピュータ、ネットワーク・コンピュータ、タブレット、スマートフォン、スマートウォッチ、携帯情報端末(PDA)、または本明細書において想定される要素に関与することがある任意の他の装置が含まれ得る。計算装置152は、手術用の管102のモデル154を表示するためのグラフィカル・ユーザ・インタフェースのようなユーザ・インタフェース160を含む場合がある。一態様において、モデル154は、手術用の管102の二次元画像、手術用の管102の断面図、手術用の管102の三次元画像等のうちの1以上を含む場合がある。モデル154は、磁気応答画像、X線画像、コンピュータx線体軸断層撮影、X線コンピュータ断層撮影画像、または、患者の人体の関連部分の任意の他の二次元画像若しくは三次元画像から得られるような、手術患者に固有のモデルであってもよい。別の態様においては、関連幾何学形状の一般化モデルが使用される場合がある。後者の場合、本体の複合湾曲部を適切に配置することが比較的難しい場合があり、引き戻し及び整形、または、本明細書において想定されるような湾曲制御機構のいずれかによって、手術中に当初の複合湾曲部に適宜修正を加えるために、挿入の際に視線誘導が使用される場合がある。
ユーザ・インタフェース160は、追加的または代替的に、テキストまたはコマンドライン・インタフェース、音声制御インタフェース、及び/又は、ジェスチャーを利用したインタフェースを含む場合がある。一般に、ユーザ・インタフェースは、ユーザ対話のための適当な表示部を計算装置152上に生成することができる。ユーザ・インタフェースは、計算装置152上でローカルに実行されている、装置100その他のリソースからデータを受け取るアプリケーションによって管理される場合がある。他の実施形態では、情報が計算装置152上で実行されているウェブ・ブラウザまたは類似のクライアント内に表示可能な1以上のウェブページ等を通してウェブサーバによって提供される場合のように、ユーザ・インタフェースは、遠隔的に提供され、計算装置152上に表示される場合がある。
他の構成要素、例えば他のハードウェアが追加的に含まれる場合もあり、これには、キーボード、タッチパッド、マウス、スイッチ、ダイアル、ボタン、及びセンサー等の入力デバイス、並びに、表示装置、スピーカーその他の音声変換器、及び発光ダイオード(LED)等の出力デバイスが含まれる。他の構成要素には、追加的または代替的に、例えば、外部コンピュータ、外部ハードウェア、外部機器、又はデータ取得システム等との接続のための種々のケーブル接続、及び/又はハードウェア・アダプタが含まれ得る。
コントローラ150は、追加的または代替的に、手動コントローラを含む場合があり、この場合、例えば、コントローラ150は携帯装置の中に一体化され、またはハンドヘルドデバイスを含み、コントローラ150上のジョイスティックやボタンの物理的運動によって、手術手段108の対応する運動が生成される。
使用時には、装置100は、装置100が配備状態にあるとき(すなわち、手術手段108の遠位先端部117が手術目標124の手術範囲内にあるとき)に接触点122が支持組織領域104の上に置かれるように、配備に先立って変形される場合がある。この変形は、手術用の管102の1以上のモデル154(または画像、例えばx線画像、MRI画像等)に基づいて実施される場合がある。一部の実施形態では、既存の装置100を変形する代わりに、手術用の管102のモデル154に基づいて、本明細書に記載される幾何学形状を有する第1のインスタンスを成すように装置が製造される場合がある。いずれの場合も、配備の際のこの構成により、手術手段108による露出された軟組織領域106の圧迫、スクラッチング(引っ掻き)、及び接触といった種々の悪い副作用を軽減し、または抑制することができる。
図2は、手術用の管の中を通る装置を示している。この図における装置200は、上に示した装置に類似しているが、装置200は、複合湾曲部212を有する本体210を含み、ここで、第1の屈曲部218の第1の頂点228と第2の屈曲部220の第2の頂点230は両方とも、手術用の管202の壁226に接触している。具体的には、第1の頂点228は、第1の接触点222において手術用の管202の壁226に接触しており、第2の頂点230は、第2の接触点223において手術用の管202の壁226に接触している。これは、両方の頂点228、230を手術用の管202の壁226に接触した状態に維持する本体210(例えば、複合湾曲部212)の所定の剛性によって生成される場合がある。
上記の図面は、手術用の管の壁との間の1つの接触点、及び2つの接触点をそれぞれ示しているが、当業者は、もっと多くの接触点も可能であることを認識するであろう。例えば、ある実施形態は、複合湾曲部に3以上の屈曲部を有する場合があり、あるいは、複合湾曲部は、手術用の管202の内面の種々の部分に従って調節される場合があり、例えば、複合湾曲部は、本体210の長さに沿って手術用の管202の一領域に接触するように、または当該領域に非常に近接した状態に維持されるように調節される場合がある。追加的または代替的に、手術用の管の壁との間に3以上の接触点があってもよく、例えば、複合湾曲部に含まれる各屈曲部に関連する1以上の接触点があってもよい。したがって、任意数の屈曲部、及び対応する接触点が可能である。一態様において、全ての接触点は、支持組織領域(複数可)に配置されるように構成される。一方、軟組織領域との接触は、上記のように避けることが一般に望ましいことがあるものの、複合湾曲部に含まれる1以上の屈曲部に関連する1以上の接触点は、むしろ、軟組織領域に配置され、または支持組織領域と軟組織領域の任意の組み合わせに配置され、あるいは、手術用の管202の他のどこかの場所に配置される場合がある。
一態様において、手術用の管の幾何学形状によっては、各接触点を支持組織領域上に配置することは不可能なことがある。この場合、上記技術の改良版が使用される場合があり、2つのそのような例を以下に提供する。
第1の例として、接触点に何らかの形で優先順位を付け、主な接触点(単数又は複数)(すなわち、最も高い優先順位を有するもの)を支持組織領域の上に配置する場合がある。一部の実施形態では、装置が配備状態にあるときの接触点における期待圧力に基づいて、接触点に優先順位を付ける(すなわち、高い圧力の点に高い優先順位を付ける)場合がある。接触点における期待圧力は、モデル(例えば、数学的モデル、実際の試作品、それらの組み合わせ等)、または任意の他の手段によって決定される場合がある。一部の実施形態では、接触点には、特定の患者に関する解剖学上の重要度に従って接触点に優先順位が付けられる場合がある。他の方法で接触点に優先順位を付けることも、追加的または代替的に可能である。
第2の例として、ある種の軟組織については、許容圧力閾値があることがあり、許容圧力閾値よりも下では、副作用が最小限に抑えられ、または抑制される場合がある。一般に、許容圧力閾値は、装置により接触される軟組織のタイプによる場合がある。1以上の接触点を軟組織上に配置しなければならない場合、本明細書に記載される種々の技術を使用すれば、総合的圧力が許容閾値未満になるように、装置からの圧力をできる限り軟組織領域の上に分散させることができる。したがって、装置の湾曲は、壁内の特定領域に静止するように設計される場合があり、接触面を装置の長さの比較的大きな部分に沿って分散させるような形状、及び手術用の管に従って調整された剛性を有する場合があり、したがって、接触点を装置の長さの比較的大きな部分に沿って分散させる等の場合がある。
図3は、手術用の管の中を通る、制御ワイヤーを含む装置を示している。具体的には、この図における装置300は、上で説明した装置に類似しているが、装置300は、制御端と遠位端316との間に結合され、本体310に対する遠位端316(例えば、遠位先端部317)の位置を制御するための制御ワイヤー322を含む。制御ワイヤー332は、装置300の本体310に(1以上のアンカー・ポイント333において)機械的に結合され、装置300の運動を制御し、例えば、装置300を軟組織から遠ざかるように偏らせ、あるいは別の方法で上記副作用を軽減する。
1以上のアンカー・ポイント333は、装置300の本体310に沿って何れかの場所に置かれる場合があり、例えば、本体310の遠位端316に置かれる場合がある。制御ワイヤー332は、追加的または代替的に、本体310の長さに沿って、種々の他の結合手段により装置300の本体310に機械的に結合される場合がある。そのような結合手段には、例えばループ部材等が含まれ、制御ワイヤー332は、ループ部材の中を通過する場合がある。
制御ワイヤー332は、追加的または代替的に、装置300の近位端にある制御ユニット334またはコントローラに機械的に結合される場合がある(例えば、上記のコントローラと同様に)。一部の実施形態において、制御ユニット334は、オペレータが事前選択された大きさの張力を制御ワイヤー332に印可することを可能にするダイヤル、トリガー、または類似制御手段を含む場合がある。一部の実施形態において、制御ユニット334によれば、オペレータは、連続的に可変の大きさの張力を制御ワイヤー332に印可することができる。制御ワイヤー332に張力を印可することによって、有利なことに、装置300のオペレータは、装置300の形状を変化させることが可能になる。図面では、例えば、装置300は、僅かな張力が制御ワイヤー332に印可され、または張力が制御ワイヤー332に全く印可されていない状態で示されている。制御ワイヤー332の張力を増大することによって、装置300を、軟組織から遠ざかるように偏らせることができ、それによって、軟組織との接触に伴う有害な結末を避けることができる。
より一般的には、1以上の制御ワイヤー(位置決めに望まれる自由度による)を使用して細長い部材の形状を制御する様々な技術が知られており、そのいずれもが、本明細書において想定されるシステムと共に使用することに適合する場合がある。また、制御ワイヤー332は、機能を示すために本体310の外側に示されているが、理解されるように、制御ワイヤー332は、人体や脊柱管内の組織との接触を避けるために、本体310の内側に有用に配置されてもよい。
図4は、手術用の管の中を通る、磁気的制御手段を含む装置を示している。具体的には、この図における装置400は、上に示した装置に類似しているが、装置400は、本体410に結合された1以上の磁石434を含む。磁石434は、本体410の遠位端416若しくは遠位端416の近くに配置される場合があり、または、本体410に沿って何れかの場所に配置される場合がある。磁石434は、磁界438を印可するように構成された外部磁石436と協働し、装置400を制御する場合がある。例えば、一実施形態においては、配備に先立って、または配備中に、外部磁石436によって磁界438が提供され、それによって磁石434は、所望の方向の力を受ける場合があり、例えば、装置400を軟組織から遠ざかるように偏らせる方向の力を受ける場合がある。一部の実施形態において、磁界438の大きさ、及び/又は方向は、(例えば、上で説明したコントローラに類似した)外部コントローラ440により制御可能である場合がある。
図5は、手術用の管の中を通る、バルーンを含む装置を示している。具体的には、この図における装置500は、上に示した装置に類似しているが、装置500は、本体510の外面に結合され、手術用の管502の中で本体510を移動させるように膨張可能な1以上のバルーン540、または他の弾性の膜若しくは非弾性の膨張可能な膜を含む。バルーン540は、装置500を制御し、及び/又は、軟組織等との接触を防止するための要素としての働きをする場合がある。バルーン540は、装置500の配備に先立って、または配備中に、所望の程度まで膨張される場合がある。膨張したとき、バルーン540は、接触点522における装置500の本体510の接触力を分散させるように動作可能である場合があり、それによって、接触点522に総合的に低い圧力を生じさせる。一部の実施形態において、バルーン540は、装置500が配備状態にあるときに接触点522が発生すると予想される装置500の本体510に沿った場所に配置される場合がある。この場所は、数学的モデル(例えば、患者の背丈、体重などの関数)によって、及び/又は、手術用の管502の1以上の画像の検査から、特定することができる。したがって、バルーン540を使用すれば、手術目標付近において手術手段の延長端を移動させ、位置決めし、または固定し、あるいは、装置500を手術用の管502の中で操作し、または位置決めするために、装置500の本体510の長さに沿って、てこの作用を利用するための接触点(例えば、接触点522)を確立することができる。一般に、バルーン540は、特定の使用のために必要に応じて膨張され、収縮され、装置500の本体510の長さに沿って移動される場合がある。一部の実施形態において、バルーン540は、(例えば、上記のコントローラに類似した)外部コントローラによって制御可能である場合がある。
上で述べたように、複合湾曲部を有する装置は、本体内に1以上の同心状に入れ子になった湾曲管をさらに含む場合がある。一態様において、この同心状に入れ子になった湾曲管は、第1の屈曲部、及び第2の屈曲部のうちの少なくとも一方の湾曲を制御するように動作可能である。
種々の実施形態において、操舵、位置決め、及び制御の技術の様々な組み合わせが使用される場合がある。したがって、装置は、上記の技術、すなわち、磁石、制御ワイヤー、バルーン、及び同心管の任意の組み合わせはもちろん、任意の他の適当な技術、及び前記の任意の組み合わせを使用する場合がある。同様に、一つの技術を使用して、装置500の本体510における調整可能な集合的複合湾曲部を実現するとともに、第2の技術を使用して、手術手段等が取り付けられる遠位端の位置や向きの微細な制御を行う場合がある。そのような組み合わせ、及び変形も全て、本開示の範囲内に含めることが意図されている。
図6は、手術用の管の中を通る方法を示すフロー図である。
ステップ602に示されるように、方法600は、患者の手術用の管のモデルを提供することを含む場合がある。手術用の管は、手術開始点、支持組織領域、軟組織領域、及び手術目標を含む場合がある。手術用の管は、湾曲をさらに含む場合がある。モデルには、本明細書に記載されるモデルの何れが含まれてもよく、これには、限定はしないが、特定の患者の手術用の管の二次元画像または三次元画像、あるいは期待される形状を近似するのに適した一般化モデルが含まれる。
ステップ604に示されるように、方法600は、遠位先端部を有する手術手段を複合湾曲部を成すように形成することを含む場合がある。手術手段は、本明細書に記載されるような何れのものであってもよく、例えば、内視鏡、及び内視鏡用のカニューレのうちの少なくとも一方であってよい。
複合湾曲部は、遠位先端部が手術のために手術目標上に配置されたときに、手術手段と手術用の管の支持組織領域との間の接触点を提供するように配置された第1の屈曲部を含む場合がある。第1の屈曲部は、遠位先端部の位置についての機械的支持を提供することができる。複合湾曲部は、遠位先端部を手術目標に向かって導くように配置された第2の屈曲部をさらに含む場合がある。一実施形態において、第2の屈曲部は、追加的または代替的に、外科手術の際に装置をさらに支持し、安定させるために、装置と手術用の管との間の補助接触点を提供する場合がある。
ステップ606に示されるように、方法600は、手術手段と軟組織領域との間の場所に、バルーンを配置することを含む場合がある。これは、固定的に取り付けられたバルーンが適当な位置にくるまで手術装置の本体を移動させること、または、バルーンが適当な場所に配置されるまでバルーンを本体に沿って移動させることを含む場合がある。
ステップ608に示されるように、方法600は、バルーンを膨張させ、手術手段と軟組織領域との間に軟障壁を提供することを含む場合がある。より一般的には、バルーンは、どのような方法で配置されるかとは無関係に、脊柱管内に配置される手術手段または本体について所望の力学的結果を達成するために、膨張され、収縮され、または調節される場合がある。
ステップ610に示されるように、方法600は、手術手段を操舵することを含む場合がある。これは、上記のように微細操舵することを含む場合があり、例えば、手術手段の遠位先端部の位置を制御し、手術目標に対する所望の位置を達成することを含む場合がある。これは、手術手段の屈曲部、または手術手段の一端の制御により、装置全体を脊柱管その他の手術用の管の中の所望の場所に配置する一般的操舵をさらに含む場合がある。したがって、手術手段の遠位先端部を操舵することは、遠位先端部を手術目標に向かって操舵すること、遠位先端部を軟組織領域から遠ざかるように操舵すること、あるいは、手術手段の遠位先端部若しくは遠位端または手術手段の本体を操舵し、意図する外科手術を実施することを含む場合がある。操舵は、本明細書に記載された技術の何れを使用して実施されてもよい。したがって例えば、遠位先端部を操舵することは、制御端から遠位先端部まで手術手段に機械的に結合されたワイヤーを用いて遠位先端部を操舵することを含む場合がある。遠位先端部を操舵することは、追加的または代替的に、外部磁界を印可し、手術手段に結合された1以上の磁石を動かすための力を付与することを含む場合がある。遠位先端部を操舵することは、追加的または代替的に、手術手段の中で、異なる湾曲または剛性を有する1以上の同心状に入れ子になった管を回転させ、または平行移動させることを含む場合がある。
次に、侵襲を最小限に抑えた手術等において使用するための手段(例えば、可撓性手段)の別の実施形態を説明する。この手段は、例えば、外科手術の際に遭遇する種々の障害物により現れる種々の合併症を軽減するための、フラップを備えた手術手段を含む。
図7は、未配備状態にある手術手段を示している。手術手段700は、遊離物質を含む手術部位に配備されるように構成された装置を含む。手術手段700は、手術目標付近の障害物によって引き起こされる種々の問題を軽減するように構成される場合がある。
手術手段700は、第1の管702と、複数のフラップ704と、第2の管706と、コントローラ708とを含む場合がある。複数のフラップ704は、本明細書に記載されるような手術手段700の本体から遠ざかるように外向きに延びる能力を表すために、本明細書では「伸縮式フラップ」と呼ばれることもある。
第1の管702は、近位端710と、遠位端(すなわち、図面に示された第1の遠位端712)と、中空コア714と、第1の遠位端712における中空コア714からの出口716とを含む場合がある。したがって、第1の管702は、中空コア714が内部に形成された中空の実質的に円筒形の構造を含む場合があり、第2の管706は、第1の管702の中空コア714の中に配置される。一態様においては、第2の管706もまた中空であり、したがって、それ自身の内部中空コア715を含む。
第1の管702の第1の中空コア714及び第2の管706の内部中空コア715の他に、手術手段700は、第1の管702の内面と第2の管706の外面の間に配置された体積、すなわち管702と706の間の空洞によって形成され、または、意図する使用のために任意の他の適当な場所に任意の他の適当なサイズを有するように形成された第2の中空コア724を含む場合がある。第2の中空コア724は、第1の管702の第1の中空コア714、及び第2の管706の内部中空コア715のうちの1以上に対して平行である場合がある。第2の中空コア724は、代替的に、例えば複数の補助手段のために、複数のさらに別の中空コアを形成する種々の小路を含む、第1の管702及び第2の管706のうちの1以上によって形成される場合がある。
手術手段700において、近位端710は、外科手術の際の種々の手段の操作のための制御手段を含み、またはかかる制御手段にアクセスするように構成される場合がある。これには、例えば、遠位端712における種々の構成要素の運動または機能についての制御手段が含まれ得る。例えば、近位端710は、外科手術の際に手術手段700の本体を操作するためのコントローラ708、及び/又は1以上の機械的若しくは電気機械的要素を含む場合がある。
第1の遠位端712は、手術部位への挿入のために構成される場合がある。したがって、未配備状態において、第1の遠位端712は、手術用の管の中を滑らかに通るようなサイズ及び形状を有する場合がある。
複数のフラップ704は、第1の管702の第1の遠位端712に結合される場合がある。一態様において、複数のフラップ704は、第1の管702と一体的に形成される。代替として、一部の実施形態においては、複数のフラップ704は、第1の管702とは別々に形成されるが、第1の管702に機械的に結合される。一態様において、複数のフラップ704の各々は、鋭いエッジや角部を何も有しない滑らかな輪郭形状を備えている。そのような構成により、手術部位への手術手段700の配備の際、及びそこに含まれる複数のフラップ704のその後の配備(例えば、フラップを開き、または広げることによる)の際に、敏感な組織を穿刺したり、引っ掻いたりする危険性を軽減することができる。
第2の管706は、第1の管702の中に第1の管702に対して同心状に摺動可能に配置される場合がある。一態様において、第1の管702と第2の管706は両方とも、互いに対して摺動可能に配置され、例えば、管702、706の長手方向軸720に沿って配置される。第2の管706は、遠位端、すなわち、図面に示された第2の遠位端718を有する場合がある。第2の遠位端718は、出口(すなわち、第2の管706が中空である一実施形態において)、または、そこに配置された機能的手段を含む場合がある。したがって、第2の管706が中空である一実施形態において、内部中空コア15は、手術器具(例えば、カメラ、レーザー、治療薬など)がその内部を通過することが可能な小路を含む場合がある。このように、第2の管706は、それ自体が図面に示された手術手段700の全体において使用される一次手段であってもよく、または、手術手段700の全体において使用される一次手段を含んでいてもよい。
理解されるように、第1の管702、及び第2の管706は、その何れか一方または両方が、例えば米国特許出願第14/550,436号において想定されるような、所定の湾曲、及び剛性を有する場合がある。内視鏡本体を操舵するためのこの入れ子になった同心管システムの動作は、本明細書には詳しく記載されていないが、多数の例により、’436号出願に記載されている。十分な説明の目的で、本明細書に単純に記されることとして、第1の管702及び第2の管706は、構造的には、管702、706を含む内視鏡本体(本明細書において想定される内視鏡本体のうちの何れかのようなもの)の湾曲を制御するように動作可能な所定の剛性、及び湾曲を有する2つの同心状に入れ子になった管である場合がある。
コントローラ708は、管やフラップの関節等の相対運動のような、本明細書に記載される手術手段700の種々の調節可能な態様を有効化するように動作可能である場合がある。適当な瞬間(例えば、手術手段700及びそこに含まれる器具が、手術目標の近くにあるとき)に、コントローラ708を使用すれば、手術手段700を未配備状態から配備状態に推移させることができる。したがって、一態様において、コントローラ708は、第1の管702と第2の管706を互いに軸方向に摺動させること等により、複数のフラップ704を第1の管702に対して移動させるように構成される。例えば、コントローラ708は、複数のフラップ704が第1の管702の長手方向軸720に対して垂直な断面の中に包含される未配備状態と、複数のフラップ704が少なくとも部分的に前記断面の外側に配置され、第1の管702の遠位端712(または、手術手段700の他の部分)と手術部位を取り囲む組織との間の機械的分離が提供される配備状態との間で、複数のフラップ704を移動させることができる。
コントローラ708は、装置の近位端710に配置される場合があり、例えば、手術部位の外部に配置される場合がある。コントローラ708は、本明細書に記載した種々のコントローラのうちの何れかと同じ、またはそれに類似するものであってよい。
図面に示された未配備状態において、複数のフラップ704は、長手方向軸720の周りに概ね集められている場合がある。一部の実施形態において、未配備状態にある複数のフラップ704は集合的に、管の内部、すなわち、中空コア714、内部中空コア715、及び/又は第2の中空コア724へのアクセスを阻止することができる。これはとりわけ、手術手段704が手術目標に誘導されているときに、中空コアの中身を保護するのに便利な場合がある。あるいは、一部の実施形態において、未配備状態にある複数のフラップ704は、管の内部へのアクセスを阻止する必要がない。これは特に、管の内部に、手術目標への手術手段700の誘導を助けるために使用されるカメラが含まれる場合に便利である。配備状態(例えば、以下で説明される図面に示される)において、複数のフラップ704は、長手方向軸720から調節可能に展開される場合がある。この展開動作は、特に、手術手段700と手術目標との間にある遊離物質を除去するために、有利に配備されることができる。
手術手段700は、1以上の補助手段722をさらに含む場合がある。図面に示されるように、補助手段722は、第1の管702の第2の中空コア724に配置される場合がある。補助手段722は、追加的または代替的に、中空コア714、又は任意の他の適当な場所に配置される場合がある。補助手段722は、それが配置される管またはコアとは無関係に、第1の管702の遠位端712に概ね配置されるように構成される場合があり、ここで、補助手段722は、第1の管702の近位端710にある第2のコントローラ726に結合された、種々の制御態様を有する有効な手段である。第2のコントローラ726は、本明細書に記載された種々のコントローラのうちの何れかと同じ、または類似するものであってよく、一態様において、第2のコントローラ726は、上記のコントローラ708の一部である(すなわち、複数の制御機能を実施する一つのコントローラがある)。
補助手段722には、制限はしないが、レーザー、無線周波数電気手術装置、撮像素子、生理食塩水洗浄液、光源、機械的固定機構、穿孔手段、切断手段、把持手段、引掛手段、保護シールド、同心状に入れ子になった湾曲管、及び内視鏡などが含まれ得る。一態様において、補助手段722は、第1の管702の遠位端712に配置され、かつ、第1の管702の近位端710にある第2のコントローラ726に結合されたレーザー手術手段を含む。別の態様において、補助手段722は、第1の管702の遠位端712に配置され、かつ、第1の管702の近位端710にある第2のコントローラ726に結合された無線周波数電気手術装置を含む。
上述のように、補助手段722は、撮像素子、及び、生理食塩水洗浄液またはこれに類する物を含む場合がある。例えば、一態様において、手術手段700は、遠位端712に配置された撮像素子を含み、1以上の補助手段722は、第2の中空コア724を通して撮像素子に向かって供給される生理食塩水洗浄液を含む。一態様において、撮像素子は、第2の管706の中に含まれ、または、第2の管706と一体化される。撮像素子は、デジタルカメラと、手術手段700の遠位端712における画像を近位端710へ光学的に伝送するための光ファイバーとのうちの少なくとも一方を含む場合がある。
補助手段722は、遠位端712に設けられ、第1の管702の近位端710にある電源728及び制御源(例えば、第2のコントローラ726)に結合された光源をさらに含む場合がある。
別の態様において、補助手段722は、手術中に意図的、または無意識に形成された開口部を閉じるための手術用ステープラー、または縫合装置等を含む場合がある。同様に、手術用接着剤ディスペンサー等が、手術中に指示された組織修復のために設けられる場合がある。補助手段722は、接着、ステープル止め、または縫合の処置の際に組織を固定するためのピンセット等をさらに含む場合がある。手術中に硬膜その他の組織をしっかりと固定するために、ピンセット、把持器、組織フック、宝石ホルダーなどが追加的または代替的に使用される場合があり、あるいは、手術中に手段を所望の場所にしっかりと固定するために、内視鏡手段の挿入端の周辺部の付近に、複数のそのような装置が配備される場合がある。
当業者は、本明細書において説明された補助手段722が、追加的または代替的に、上記の第1の管702または第2の管706に含まれ、またはそこに接続されてもよいことを理解するであろう。したがって、手術手段722は、追加的または代替的に、以下で説明されるような遠位端720に機械的に結合された種々の受動的手段のうちの任意ののものを含み得る。
図8は、配備状態にある手術手段を示している。上記の手段と同様に、手術手段800は、第1の管802と、複数のフラップ804と、第2の管806と、コントローラ808とを含む場合がある。具体的には、図面において、複数のフラップ804は、配備状態にあり、このとき、複数のフラップ804は少なくとも部分的に、第1の管802の長手方向軸820に対して垂直な断面850の外側に配置され、第1の管802の遠位端812(または、手術手段800の他の部分)と手術部位を取り囲む組織との間の機械的分離が提供される。
図9は、配備状態にある手術手段を示している。図面に示された手術手段900は、上で説明したものに類似しているが、手術手段900は、第1の管902の遠位端912ではなく、第2の管906の遠位端918に配置された複数のフラップ904を有している。具体的には、手術手段900は、複数のフラップ904が第2の管906の長手方向軸920に対して垂直な断面の中に包含される未配備状態と、複数のフラップ904が少なくとも部分的にこの断面の外側に配置され、第2の管906の遠位端918(または、手術手段700の他の部分)と手術部位を取り囲む組織との間の機械的分離が提供される配備状態との間で、複数のフラップ904を第2の管906に対して移動させるように構成されたコントローラを含む場合がある。理解されるように、第1の管と第2の管の何れか一方に配置されるものとして(他の図面を参照して)上で説明された種々の特徴は、この図に示された実施形態では入れ替わる場合がある。
さらに、図面に示されるように、一態様において、手術手段900は、第1の管902の遠位端912に保護シールド932を含む場合がある。保護シールド932は、第1の管902の遠位端912において動作中の手術用レーザーによって付与されるレーザーエネルギーから手術部位を保護するように選択された材料から形成される場合がある。一実施形態において、保護シールド932は、追加的または代替的に、複数のフラップ904自体により提供される場合があり、したがって、追加の構成要素は設けられない。
図面に示された複数のフラップ904は、未配備状態において、中空コア915へのアクセスを阻止することができる。同様に、未配備状態において、複数のフラップ904は、少なくとも部分的に、第1の管902の中に収容される場合がある。あるいは、手術手段900は、上記の種々の構造に対する類似性を有する場合がある。
図10は、未配備状態にある配備機構を示している。配備機構1000は、上記のた種々の手術手段に関連して使用される場合がある。例えば、配備機構1000は、第1の管1002と、複数のフラップ1004と、第2の管1006とを有する手術手段において実施される場合がある。
図面に示されるように、第2の管1006は、各要素1030が複数のフラップ1004のうちの1つにおける対応する要素1032と機械的に結合する、タブ、または突起部等のような複数の要素1030を含む場合がある。要素1030、1032は、第2の管1006を第1の管1002に対して第1の方向(矢印1034で示されるような方向)に摺動させることによって、複数の要素1030が複数のフラップ1004に係合され、複数のフラップ1004の各々を、未配備状態から配備状態へ推移させるような形状を有する場合がある(以下で説明される図面を参照)。
逆に、第2の管1006を第2の方向(例えば、第1の方向に対して反対の方向)に摺動させることにより、複数の要素1030は、複数のフラップ1004から開放(係合解除)される場合がある。また、第1の管1002の内面は、例えば、第1の管1002の弾性若しくは剛性、または、第1の管1002の中に形成され、若しくは第1の管1002とフラップ1004の各々との間に結合されたばね、若しくは一体丁番等により、複数のフラップ1004を押し動かし、未配備状態にする場合がある。別の態様では、第1の管1002の内面に配置されたさらに別の機械的要素から、複数のフラップ1004を力強く引っ張り、未配備状態にする類似のヒンジ運動または回転運動が得られる場合がある。一態様においては、複数のフラップ1004の各々が配備状態に向かってばねで勢付され、第2の管1006がその未配備位置(すなわち、図面に示されるような位置)にあるとき、第1の管1002は、複数のフラップ1004を未配備状態に維持する。
第2の管1006における複数の要素1030、及び複数のフラップ1004における対応する要素1032は、図面では、対応する突出部のように描かれているが、当業者は理解するように、それらの要素は、追加的または代替的に、他の協働する(機械的その他の)要素を含む場合がある。例えば、それらの要素1030、1032には、制限はしないが、フック、磁石、スライダー、くぼみ、隆起部、溝などのうちの1以上が含まれ得る。一部の実施形態では、管またはフラップの一方の端部自体が、上で述べた結合要素のうちの一方または両方としての働きをする場合がある。また、複数の要素1030が、第2の管1006上に示されているが、当業者は理解するように、複数の要素1030は、代替的に、第1の管上に配置されてもよく、すなわち、一実施形態において複数のフラップは第2の管上に、または、手術装置と共に使用される別の手段/装置上に配置される。同様に、複数のフラップ1004における対応する要素1032は、代替的に、第1の管1002、第2の管1006、または、手術装置と共に使用される別の手段/装置のうちの1以上に配置されてもよい。
図11は、配備状態にある配備機構を示している。配備機構1100は、上で説明した機構に類似するものであってよく、第1の管1102、複数のフラップ1104、及び第2の管1106を有する手術手段において実施される場合がある。図面に示されるように、第2の管1106は、各要素1130が複数のフラップ1104のうちの1つにおける対応する要素1132と機械的に結合する、複数の要素1130を含む場合があり、第2の管1106を第1の管1102に対して第1の方向(矢印1134で示される)に摺動させることによって、複数の要素1130が複数のフラップ1104に係合され、複数のフラップ1104の各々を、未配備状態から配備状態へ推移させるように構成されている。
使用時には、未配備状態から開始して、第2の管がフラップに向かって移動されると、第2の管とフラップの各々に設けられた結合要素が、最終的に係合する。第2の管がフラップに向かって移動し続けると、結合要素の各々は対応する要素を押し始め、それによってフラップは、管(複数可)の断面の外側に開放構成を成して配備される。
上記の図面は、比較的単純な機械的要素を示しているが、一般的には、これらの要素はもっと複雑な場合がある。具体的には、機械的要素は、手術手段と周囲の組織との間の機械的分離を確保するために、各フラップを、手術装置の端部を越えて延在させるべく、平行移動させ、旋回させ、回転させ、または他の複合運動をさせる場合がある。
図12は、未配備状態にある配備機構を示している。配備機構1200は、上記の種々の機構に類似するものであってよく、少なくとも第1の管1202及び複数のフラップ1204を有する手術手段において実施される場合がある。図面に示されるように、配備機構1200は、1以上の操舵ワイヤー1240を含む場合がある。1以上の操舵ワイヤー1240は、複数のフラップ1204を制御するために、例えば複数のフラップ1204の配備のために、複数のフラップ1204に結合される場合がある。上で述べたように、複数のフラップ1204は、一実施形態において保護シールドとしての働きをする場合があり、したがって、1以上の操舵ワイヤー1204は、外科手術の際に保護シールドの位置制御を可能にし、その結果、保護シールドを必要に応じて開いたり閉じたりすることが可能になり、同様に、フラップを必要に応じて周囲の組織から移動させることが可能になる。
1以上の操舵ワイヤー1240は、本明細書に記載されるようなコントローラによって制御される場合があり、かかるコントローラは、例えば補助手段について上で説明した第2のコントローラのような、上記のコントローラのうちの任意のものを含み得る。したがって、一態様において、少なくとも1本の操舵ワイヤー1240は、保護シールドを第1の管1202の近位端にある第2のコントローラに結合し、外科手術の際に近位端からの保護シールドの位置制御を可能にする。
1以上の操舵ワイヤー1240は、種々のポイントにおいて手術手段に結合される場合がある。結合は、リング、ループ、導管、または溝等によって可能であり、これらは、有利なことに、1以上の操舵ワイヤー1240と手術手段との間の近接を維持し、それによって、他の解剖学上の構造との間の望ましくない、または不測の接触を回避する。一部の実施形態において、1以上の操舵ワイヤー1240はそれぞれ、補助構造(例えば、リング等)に結合され、補助構造は、コントローラに結合される場合がある。この構成は、複数のフラップ1204の関節を同期させ、及び/又は単純化するために、有利に使用されることができる。
図13は、可撓性被膜を有する手術手段を示している。図面に示されるように、手術手段1300は、関連フラップ1302を有する管1302(本明細書に記載される第1の管と第2の管の何れかであってよい)を含む。可撓性被膜1342は、フラップ1304の少なくとも一部を管1302の少なくとも一部に結合することができる。フラップ1304は、例えば上記のような他の方法で、管1302にさらに結合される場合がある。
可撓性被膜1342は、有利なことに、安全対策として採用される場合がある。例えば、誤動作または機能不全により、フラップ1304は、外科手術中に管1302から壊れ落ちてしまうことがある。この場合、さらなる合併症を回避するために、壊れたフラップを患者から回収しなければならない場合がある。ただし、そのような回収は、外科手術を長引かせ、患者をさらなる負傷の危険にさらす点で、望ましくない場合がある。可撓性被膜1342の存在は、フラップ1304が手術手段1300から完全に壊れ落ちる危険性を軽減する場合がある。
一部の実施形態において、可撓性被膜1342は、プラスチック薄膜、粘着テープ、または、ウレタン、ポリウレタン若しくはポリイミドの被膜等を含み得る。
上記のようなフラップを含む手術手段は、第1の管の中に、第1の管の湾曲を制御するように動作可能な1以上の同心状に入れ子になった湾曲管をさらに含む場合がある。上記のようなフラップを含む手術手段は、追加的または代替的に、遠位端の近くにおいて装置に結合された磁石、近位端と遠位端の間に結合され、近位端に対する遠位端の位置を制御するための制御ワイヤー、及び第1の管の外面に結合され、手術用の管の中で第1の管を移動させるように膨張可能な1以上のバルーンのうちの少なくとも1つを含む場合がある。
次に、侵襲を最小限に抑えた手術等において使用するための手術装置の別の実施形態を説明する。この実施形態では、手術手段は、とりわけ、硬膜等を切り開き、硬膜等の内部へのアクセスを可能にする切断手段を含む。
図14は、手術装置を示している。手術装置1400によれば、内視鏡等は、脊髄の手術の際に硬膜下空間にアクセスすることが可能になる場合がある。手術装置1400は、手術中に敏感な神経組織から硬膜を引き抜くための吸引力を生成すると同時に、手術装置1400を神経組織の壁に対してしっかりと固定する、種々の構成要素を含む場合がある。これによって、切断手段等は、保護された神経組織に被害を与えることなく硬膜を切断し、または切り開くことが可能になる場合がある。
手術装置1400は、可撓性内視鏡装置1402(カニューレ、内視鏡、または他の類似の構成要素を含む)、外側鞘部1404、内側鞘部1406、外側鞘部1404と内側鞘部1406の間の空洞1408、切断手段1410、及びコントローラ1412を含む場合がある。
可撓性内視鏡装置1402は、手術部位への挿入のための遠位端1416、及びオペレータ制御(例えばコントローラ1412、または、例えば計算装置のようなコントローラ1412と通信する装置による)のための近位端1418を有する本体1414を含む場合がある。
外側鞘部1404は、可撓性内視鏡装置1402の本体1414の遠位端1416に配置される場合がある。外側鞘部1404は、追加的または代替的に、遠位端1416から近位端1418まで可撓性内視鏡装置1402の全長にわたって延在する場合がある。外側鞘部1404は、例えば回転運動と並進移動の一方または両方について、内側鞘部1406及び切断手段1410のうちの1以上に対して移動可能であってもよいし、静止していてもよい。
内側鞘部1406は、可撓性内視鏡装置1402の本体1414の遠位端1416において、外側鞘部1404の内側に、外側鞘部14014と同心状に配置される場合がある。内側鞘部1406は、遠位端1416から近位端1418まで可撓性内視鏡装置1402の全長にわたって延在してもよいし、あるいは、内側鞘部1406若しくは外側鞘部1404またはそれら両方が、本明細書において想定されるような吸引力を印可するための空洞空間を提供するように隣りの鞘部の十分外側または内側にのみ延在する、切頭円筒構造であってもよい。内側鞘部1406は、例えば回転運動と並進運動の一方または両方について、外側鞘部1404及び切断手段1410のうちの1以上に対して移動可能であってもよいし、静止していてもよい。
空洞1408は、可撓性内視鏡装置1402の本体1414の遠位端1416において、外側鞘部1404と内側鞘部1406の間に配置される場合がある。空洞1408は、本体1414の近位端1418に流体接続される場合がある。このように、空洞1408は、遠位端1416から近位端1418まで可撓性内視鏡装置1402の全長にわたって延在する場合がある。したがって、本体内における空洞1408の配置は、本体1414の近位端に生成された吸引力によって、本体1414の遠位端1416における外側鞘部1404と内側鞘部1406との間の空洞1408に大気圧に対する背圧が生成されるように構成された流体連通を含む場合がある。換言すれば、本体1414の近位端1418に生成された吸引力(例えば、真空装置、ポンプ等により)は、本体の遠位端1416においても、空洞1408に吸引力を生成することができる。これは、例えば、本体1414を手術部位の壁に固定するのに、または、何らかの敏感な体の全面の解剖学上の構造から周囲の組織を引き抜くのに、有利な場合がある。
切断手段1410は、可撓性内視鏡装置1402の本体1414の遠位端1416に配置される場合がある。具体的には、図面に示されるように、一態様において、切断手段1410は、内側鞘部1406の内部に、内側鞘部1406と同心状に回転可能に配置される場合があり、ここで、切断手段1410は、内側鞘部1406に対して回転するように構成される。軸1422を中心とした第1の方向(矢印1420で示される)における切断手段1410の回転により、切断手段1410の鋭いエッジ1424は、内側鞘部1406の前縁1426を越えて伸長される場合がある。軸1422を中心とした第2の方向(矢印1428で示される)における切断手段1410の回転により、切断手段1410の鋭いエッジ1424は、内側鞘部1406の前縁1426によって完全に覆われるように引っ込められる場合がある。これによって、切断手段1410のための保管位置が提供され、この位置では、鋭いエッジ1424が内側鞘部1406を越えて伸長することができないため、鋭いエッジ1424が組織を切ることはない。
切断手段1410は、追加的または代替的に、例えば外側鞘部または内側鞘部を越えて調節可能な量だけ切断手段1410を軸方向に移動させることにより、外側鞘部1404及び内側鞘部1406のうちの1以上に対して並進運動するように構成される場合がある。
コントローラ1412は、可撓性内視鏡装置1402の本体1414の近位端1418に配置される場合がある。コントローラ1412は、本体1414の近位端1418に吸引力を生成するための第1の制御手段1430と、内側鞘部1406に対して切断手段1410を回転させる(または、可撓性内視鏡装置1402の構成要素のうちの1以上の運動を制御する)ための第2の制御手段1432とを含む場合がある。
手術装置1400は、本体1414の近位端1418に、空洞1408と流体連通する形で結合された真空源1434をさらに含む場合がある。真空源1434は、例えばコントローラ1412の制御下で、可変真空力を印可するように構成される場合がある。一態様において、コントローラ1412は、真空源1434により空洞1408に生成された圧力の大きさに基づいて、表面(例えば、手術部位における表面)に対する遠位端1416の真空密閉係合を推測するように構成される。コントローラ1412は、追加的または代替的に、表面に対する遠位端1416の真空係合が何も検出されない場合、切断手段1410の動作を防止するように構成される場合がある。したがって、コントローラ1412は、可撓性内視鏡装置1402に配置された1以上のセンサー(例えば、圧力センサー)と通信する場合がある。
可撓性内視鏡装置1402の本体1414は、内部に1以上の中空コアを含む場合があり、これらの中空コアは、可撓性内視鏡装置1402に含まれる種々の手術手段のための作業導管を形成する。例えば、図面に示されるように、一実施形態は、少なくとも第1の中空コア1436、及び第2の中空コア1438を含む。
第1の中空コア1436は、手術装置を含む場合がある。手術装置は、限定はしないが、レーザー手術手段、無線周波数電気手術装置、及び撮像素子などを含む場合がある。手術装置は、本体1414の遠位端1416に配置され、かつ、第1の中空コア1436を通して近位端1418にあるコントローラ1412に結合される場合がある。
可撓性内視鏡装置1402の本体1414における第2の中空コア1438は、1以上の補助手段のための第1の中空コア1436に対して平行である場合がある。一態様において、可撓性内視鏡装置1402は、(例えば、第1の中空コア1436における)遠位端1416に配置された撮像素子を含む場合があり、補助手段は、第2の中空コア1438を通して撮像素子に向かって供給される生理食塩水洗浄液を含む。撮像素子は、限定はしないが、遠位端1416に設けられたデジタルカメラ、及び遠位端1416における画像を近位端1418へ光学的に伝送するための光ファイバー等を含む場合がある。
可撓性内視鏡装置1402は、追加的または代替的に、遠位端1416に光源1440を含む場合がある。光源1440は、近位端1418において電源1442及び制御源(例えば、コントローラ1412)に結合される場合がある。
次に、上で説明した装置の使用事例を説明する。使用時には、鋭いエッジ1424が保管位置に配置された(回転された)状態で、可撓性内視鏡装置1402は、硬膜と直接接触するように操縦される場合がある。次に、外側鞘部1404と内側鞘部1406の間に吸引力が印可され、それによって硬膜が、可撓性内視鏡装置1402の遠位端1416に向かって引き寄せられるようにする場合がある。次に、可撓性内視鏡装置1402を引き戻し、それによって硬膜が、下にある神経要素から引き離されるようにする場合がある(ただし、吸引力に打ち勝ち、硬膜が解放されない程度に)。次に、切断手段1410を回転させ、切断手段が硬膜に切り込まれるようにする場合がある。回転は、内部の空間を視覚化することができ、かつ必要な手段を導入するのに十分なだけのサイズの穴が硬膜に形成されるまで続けられる場合がある。このようにして、本装置により、実質的に円形(または他の形状)の開口部を形成することができ、または、部分的開口部を切り開くことができる。次に、この穴を通して手術(例えば、腫瘍除去など)を実施するために、種々の手段を配備することができ、または、硬膜の中で、可撓性内視鏡装置1402を操縦することができる。次に、種々の手段を可撓性内視鏡装置1402の中まで引き戻し、吸引力を解除する場合がある。次に、必要に応じて硬膜を密閉する場合がある。手段を硬膜にしっかりと固定するために、吸引や減圧について説明したが、理解されるように、種々の他の技術も、追加的または代替的に使用される場合があり、そのような技術には、限定はしないが、縫合、把持機構、及び組織フックなどが含まれる。
図15は、手術装置の遠位端に手術手段を備えた手術装置を示している。手術装置1500は、内視鏡のような、侵襲を最小限に抑えた手術手段を含む場合がある。例えば、上記の装置と同様に、手術装置1500は、可撓性内視鏡装置1502と、遠位端1506及び近位端1518を有する本体1514と、複数の中空コア(例えば、第1の中空コア1536及び第2の中空コア1538)とを含む場合がある。手術装置1500は、補助手段1550と、レーザー手段1580と、撮像素子1552とをさらに含む場合がある。
図面に示されるように、一態様において、補助手段1550は、外科手術の際の使用に備えて本体に強力に結合されることがある穿孔手段、引掛手段、把持手段、焼灼器、はさみ、または任意の他の手段を含む場合がある。モジュール式手段選択を可能にするために、補助手段1550は、スリーブ1570または任意の他の適当な接続点に固定機構1554を用いて結合される場合があり、固定機構1554は、補助手段1550を手術装置1500に取り外し可能かつ交換可能な形でしっかりと機械的に固定する。この目的のために様々な固定具を使用することが可能であるが、固定具は一般に、手術中の脱落を防止するために十分に安全なものでなければならず、また、鋭くとがった先、すなわち刃先の露出を避けるために適当な形状を有していなければならない。
補助手段1550は、第1のスリーブ1570、及び第1のスリーブ1570と同心の第2のスリーブ1572のような操舵機構の中に配置され、または操舵機構に結合される場合がある。これらのスリーブ1570、1572は、補助手段1550を手術装置1500の制御端に電気的または機械的に結合するための作業導管(図示せず)をさらに備えている場合がある。スリーブ1570、1572は、手術装置1500の遠位端1516において補助手段1550を操舵するように構成される場合がある。一態様において、スリーブ1570、1572は、所定の曲率半径及び所定の剛性を備えた端部を有する第1の管(例えば、第1の管1570)と、第1の管の所定の剛性よりも大きい剛性、及び第1の管の所定の曲率半径よりも大きい曲率半径を有する、第1の管を取り囲む第2の管(例えば、第2の管1572)とを含む同心管を形成している。このような形で、第1の管、及び第2の管のうちの少なくとも一方の運動により、補助手段1550の操舵が可能になる。
補助手段1550は、手術装置1500またはその種々の部分の位置を視覚的に特定するために使用可能な1以上のステント、マーカー、フューディシャルなどをさらに含む場合がある。蛍光透視誘導や間欠X線撮像等の技術を使用して、外科手術中に器具の場所を定期的に確認することができる。上に記載したようなマーカーによれば、対応する撮像装置を用いて見たときの、手術装置1500、または手術装置1500上の特定のポイントの視認性を向上させることができる。
撮像素子1552は、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、または任意の他のカメラ若しくは類似の装置を含む、本明細書に記載したような任意のものであってよい。作業導管の1つは、本明細書に記載される種々の補助手段のうちの何れかをさらに含む場合がある。例えば、第2の中空コア1538は、第2のレーザー手術手段、補助照明、把持器、または、外科手術において使用される他の機械的若しくは電気的装置を含む場合がある。
手術装置1500は、内視鏡装置1502の本体1514の遠位端1516に配置された機械的固定機構1554をさらに含む場合がある。図面に示されるように、機械的固定機構1554は、補助手段1550を取り外し可能かつ交換可能に受け入れるように構成される場合がある。換言すれば、一実施形態において、補助手段1550は、機械的固定機構1554に結合される場合がある。別の態様において、機械的固定機構1554は、追加的または代替的に、撮像素子1552を取り外し可能かつ交換可能に受け入れるように構成される場合がある。
機械的固定機構1554は、補助手段1550をスリーブ1570に、または内視鏡装置1502の本体1514に機械的に固定することができる。具体的には、機械的固定機構1554は、第1の位置にある間、固定係合の形で補助手段1550を結合することができ、機械的固定機構1554は、第2の位置にある間、補助手段1550を分離することができ、このとき、補助手段1550は、スリーブ1570から離れて単独で移動することができる。換言すれば、内視鏡装置1502の一部と、使用される補助手段1550との間には、強固な半固定的機械接続が存在する場合がある。この構成によれば、十分なモジュール性を得るためのプラットフォームが得られ、補助手段1550についての高度な多用途性が可能になる場合がある。機械的固定機構1554は、図面に示された突起部のように、固定機能または係合機能を有する場合があり、あるいは、機械的固定機構1554は、磁力や、補助手段1550が内視鏡装置1502の一部にしっかりと固定される結果が得られる任意の他の実施形態のように、別の固定機能を有する場合がある。機械的固定機構1554の係合及び分離は、手術装置1500の構成要素の所定の運動、または一連の運動によって行われる場合があり、例えば、特定方向における補助手段1550の回転と、その後に続く補助手段1550の並進運動との組み合わせ(すなわち、ツイストロック構成)によって行われる場合がある。
図面に示されたツイストロック構成は、比較的簡単な設計の便利な機械的接続であるが、理解されるように、様々なツイストロック構成、及び他の十分に機械的に安全な取り外し可能/交換可能な固定システム等が、当技術分野において知られており、それらも、本明細書において想定される機械的固定機構1554、及び補助手段1550と共に使用されるように有用に適合される場合がある。また、例えば、手術環境において取り付け及び取り外しに制御が望まれる状況では、例えば遠隔駆動式ラッチや電磁気を利用する、アクティブ制御システムが使用される場合がある。
図16は、手術装置の遠位端に保護シールドを備えた手術装置を示している。上で説明した装置と同様に、手術装置1600は、可撓性内視鏡装置1602と、遠位端1606及び近位端1618を有する本体1614と、複数の中空コア(例えば、第1の中空コア1636及び第2の中空コア1638)とを含む場合がある。手術装置1600は、保護シールド1660と、手術用レーザー1662とをさらに含む場合がある。
複数の中空コア(例えば、第1の中空コア1636及び第2の中空コア1638)は、手術装置1600の種々の作業導管を含む場合があり、したがって、それらは、外科手術の際に使用される種々の手段等(例えば、保護シールド1660、及び手術用レーザー1662)を含む場合がある。複数の中空コアのうちの1以上は、本明細書に記載されるような同心管を含む場合がある。したがって、中空コアの中に含まれる種々の手段は、操舵可能、または別の形で制御可能である場合がある。
保護シールド1660は、図面に示されるように、本体1614の遠位端1616に配置される場合があり、例えば、第1の中空コア1636に配置される場合がある。一態様において、保護シールド1660は、本体1614の遠位端1616において動作中の手術用レーザーにより付与されるレーザーエネルギーから手術部位を保護するように選択された材料から形成される。したがって、保護シールド1660は、例えば生体適合性材料から作成されたレーザーシールドやレーザー/放射線吸収体等を含む場合があり、それらは、レーザー治療部位(例えば、手術用レーザー1662による)に極めて近接している敏感な組織の上に配置され、あるいは、より一般的には、敏感な組織とレーザー光源との間に配置され、敏感な組織を保護する場合がある。手術部位の付近におけるレーザーエネルギーの散乱をより一般的に防止するために、保護シールド1660は、レーザー吸収材料から、または生体適合性レーザー吸収上塗り剤を用いて、有効に作成される場合がある。
手術用レーザー1662は、図面に示されるように本体1614の遠位端1616に配置される場合があり、例えば、第2の中空コア1638に配置される場合がある。手術用レーザー1662は、本明細書に記載されるような任意のものであってよい。あるいは、第2の中空コア1638は、手術用レーザー1662の代わりに、本明細書に記載された種々の手術手段または補助手段のうちの何れかを含む場合があり、この場合、保護シールド1660は、それらの手段から手術部位を保護する(あるいは、それらの手段と協働し、例えば手術部位の中で手段や組織を誘導する)。
保護シールド1660、及び手術用レーザー1662は、互いに独立して移動可能であってもよいし、あるいは、それらは、同期運動をするように構成されてもよい。一態様において、保護シールド1660、及び手術用レーザー1662は、同じ中空コアに配置されてもいし、あるいは、サイズその他の物理的制約によっては、異なる作業導管に配置されてもよい。
手術装置1600は、保護シールド1600を本体1614の近位端1618にあるコントローラ1612に結合し、外科手術の際に近位端1618からの保護シールド1600の制御を可能にする少なくとも1つの操舵ワイヤー1664をさらに含む場合がある。保護シールド1660の位置制御は、追加的または代替的に、他の手段、例えば同心管によって行われる場合もある。
手術装置1600は、手術用レーザー1662によって治療されている手術部位の付近の領域が保護シールド1660によって保護されるように、保護シールド1660と手術用レーザー1662のうちの少なくとも一方を操舵するための制御機構(例えば、本明細書において説明される種々の制御手段のうちの何れかを含むことがあるコントローラ1612)をさらに含む場合がある。使用時には、保護シールド1660を例えば巧みに操作し、レーザー焼灼その他の手段により神経構造の付近の領域の内径が拡大されたときに脊柱管から出ている神経構造を保護する位置にもってくることができる。
様々な手術環境において、レーザーは、組織を切断し、または焼灼するための手段として有用に使用されているが、例えば脊髄狭窄症、またはこれに類する状況において、黄色靭帯を侵襲を最小限に抑えた外科治療で除去するためのレーザー手術手段のニーズが、依然としてある。黄色靭帯は、脊柱に対する靭帯の安定性の一部を提供している丈夫なゴムのような接続組織であり、肥大化した状態では、この組織は、変形性脊髄狭窄症における重大な圧迫性病状を形成する。レーザーとこの生物学的組織との間の相互作用はまだ、徹底的には研究されておらず、課題は、レーザー、光学、力学、及び人体解剖学/生理学といった異なる分野において種々の設計問題を引き起こしている困難な課題である。今日まで、黄色靭帯のレーザー焼灼のための有効な解決手段は何も論証されていない。様々な関連加熱機構及び焼灼機構を適切に特徴づけることにより、及び、制約がある解剖学上の空間において目標に向けたレーザーエネルギーの供給を可能にする機械的システムを考案することにより、出願人は、脊椎腔の中からの黄色靭帯の除去により脊髄狭窄症を治療するためのレーザー手術システムを考案した。下記の説明では、適当なレーザーシステムの基本構造が説明され、次いで、組織除去の状況において、より具体的には黄色靭帯除去の状況において、性能に影響を与える最終的なレーザービームの特性、及び特徴が説明される。
図17は、未配備状態にある複数のフラップを備えた内視鏡本体を示している。内視鏡本体1700は一般に、本明細書に記載される種々の本体または手段のうちの何れかを含む場合があり、また、上記のように外科手術の際に周囲組織からの物理的分離を提供し、又はかかる周囲組織に対する保護を提供するために配備されることがある複数のフラップ1702、または伸縮式フラップを有する場合がある。図17の実施形態において、内視鏡手段1704は、外側スリーブ1708の内側にあるばね1706等によって前方に付勢されており、内視鏡手段1704をスリーブの中に(すなわち、図17において右に)引き戻すときに、この物理的運動によって、複数のフラップ1702を展開し、配備位置にする力が印可される。より具体的には図示のように、内視鏡手段1704上のフランジ1712は、複数のフラップ1702のうちの1つの内面にある突起部1714と接触するまで摺動される場合があり、それによって複数のフラップ1702のうちのその1つが内視鏡手段の長手方向軸から遠ざかるように回転され、下の図18に示されるように配備位置になる。
図18は、配備状態にある複数のフラップを備えた内視鏡本体を示している。内視鏡本体1800は、外科手術の際に周囲組織からの物理的分離を提供し、又はかかる周囲組織に対する保護を提供する配備状態にある、複数のフラップ1802を備えた図17に示した装置である場合がある。図示のように、内視鏡手段1804は、複数のフラップ1802を配備位置になるまで物理的に変位させながら、外部スリーブ1808の中に引き込まれる(例えば、ばね(図示せず)または他の付勢手段に抗して)。なお、上記のように、配備、及び引き戻しの際に組織に対する裂傷その他の被害を軽減するために、複数のフラップ1802は、滑らかで連続的な縁部を有する場合がある。
図19は、黄色靭帯の除去のための内視鏡装置を示している。一般に、内視鏡装置1900は、本体1910と、カメラ1920と、レーザー1930と、光ファイバー1940と、コントローラ1950とを含む場合がある。
本体1910は、一般に、侵襲を最小限に抑えた外科手術において使用するための上記のような種々の内視鏡本体のうちの何れであってもよい。本体1910は、例えば、脊椎腔外科手術において使用するために、人の脊柱管に挿入するための形状、及びサイズを有している場合がある。本体は、患者への挿入のための第1の端部1912と、外科手術を制御するための第2の端部1914と、第1の端部1912と第2の端部1914との間において本体1910内に設けられた中空コア1916とを有する場合がある。中空コア1916は、手術が実施される場所である第1の端部1912にある種々の手段を、ユーザが外科手術を制御する場所である第2の端部1914にある電力、データ、機械的制御手段及び材料(例えば、生理食塩水)に機能的に結合するための1以上の導管その他の通路または開口部を含む場合がある。本体1910は、第1の端部1912に、第1の端部1912(及び、光ファイバー1940の出力)と目標表面との間の最小限の分離距離、及び/又は向きを確保するのに適した任意の構造、または構造の組み合わせを含むスタンドオフ(支持体)を有用に含む場合がある。スタンドオフは、複数の脚部等を含む場合があり、本体1910の意図する使用によっては、複数の脚部は、固定される場合があり、または引っ込めることが可能である場合がある。
カメラ1920は、第1の端部1912に配置された任意の適当なスチルカメラ、またはビデオカメラであってよい。カメラ1920は、第1の端部1912から広がる視野1922を有する場合があり、そこから手術部位の画像を取得することができる。カメラ1920は、当技術分野において既知の任意の技術を使用し、結合器1924を用いて、中空コア1916を通して第2の端部1914に光学的または電気的に結合される場合がある。カメラ1920は、コントローラ1950を用いて制御される場合があり、手術中にユーザに視覚的フィードバックを与えるために、または何らかの他の理由でカメラ1920からの出力を表示するために、カメラ1920からの画像は、表示装置1960上に表示される場合がある。
レーザー1930は、本体1910の第2の端部1914に結合される場合があり、手術部位から黄色靭帯を除去するように選択された波長のコヒーレント光を提供するように動作可能である場合がある。波長は、例えば、細胞外基質の直接光分解を上回る選択性を有する水の熱的加熱による細胞外基質の破裂により黄色靭帯を焼灼するように選択された赤外線波長である場合があり、この場合、例えば、レーザーエネルギーは水に吸収され、次いでその水が、細胞外基質を加熱し、破裂させる。水の最大吸収波長は、1920ナノメートル付近であるが、赤外線範囲内の他のもっと高い波長またはもっと低い波長も同様に、光エネルギーの有効な吸収及び放出を示し、こうした波長も、追加的または代替的に使用される場合がある。例えば、レーザー1930は、約2080ナノメートルの波長の光を出力する商業的に容易に入手可能なレーザーである、Ho:YAGレーザー(ホルミウム・ヤグレーザー)を含む場合がある。水の熱的加熱が組織破壊のための主なメカニズムであるこの範囲では、隣接組織に対する肉眼で見える物理的及び熱的被害が広範囲に及ぶことがあり、こうした周辺部の影響を軽減するために、さらに別のハードウェアが必要とされる。
別の態様では、300ナノメートル未満の波長の光を出力するレーザーや400ナノメートル未満の光を出力するレーザーのように、波長は、水の熱的加熱による細胞外基質の破裂を上回る選択性を有する細胞外基質の直接光分解により黄色靭帯を焼灼するように選択された紫外線波長である場合がある。例えば、レーザー1930は、約266ナノメートルの波長の光を出力する商業的に容易に入手可能なレーザーである、周波数四倍化Nd:YAG(ネオジウム・ヤグ)レーザーを含む場合がある。この波長は、抑制しきれない熱的加熱やビーム回折による周辺部の影響を軽減しながら、直接光分解(より具体的には、黄色靭帯組織内のコラーゲン結合の分解)により組織を有効に除去することが論証されている。したがって、例えば敏感な神経組織等の除去を避けるためにある程度の配慮や精度が必要とされる敏感な領域における組織の除去の場合、紫外線レーザーが特に適している場合がある。一方で、従来の光ファイバーを通してこれらの波長を伝送することは比較的難しいことがあるため、高OH(水酸基)ファイバーの使用のような修正が必要になる場合もある。
光ファイバー1940は、レーザー1930に結合されたレーザー端1942を含み、レーザー1930の出力を中空コア1916を通して内視鏡装置1900の本体1910の第1の端部1912へと導き、出力端1944からカメラ1920の視野1922内の目標に向かって出力する。
一般に、光ファイバー1940の出力は、出力端1944から出る光の多少の回折を示す場合がある。この特性は、赤外線レーザーを使用する場合に特に問題になることがあり、その場合、回折領域における周辺部加熱作用によって、組織を除去しない著しい熱的加熱が生じることがあり、その結果、炭化その他の望ましくない組織被害が生じることがある。こうした回折作用を軽減するために、光ファイバー1940は、出力端1944から出るビームを急勾配の側部を有するフルエンス空間分布を成すように集束させる光学素子1946をさらに含む場合がある。このフルエンス空間分布は、より具体的には、ビームにさらされた目標表面の周辺非焼灼組織の加熱、すなわち、組織を加熱し、炭化させるだけの十分なエネルギーを有しているが、組織を分解し、除去するだけの十分なエネルギーを有していないビームの一部にさらされた組織の加熱を、低減するように適合される場合がある。一態様において、光学素子1946は、任意選択的に、光ファイバー1940の出力端1944に、ビームを適当な回折制限されたビームになるように集束させるレンズを含む場合がある。別の態様において、光学素子は、光ファイバー1940自体である場合があり、光ファイバー1940は、光ファイバー1940の出力端1944におけるビームの発散を低減するように選択された低い開口数を有する場合がある。非限定的な例として、0.4未満の開口数は、出力ビームにおけるエッジ回折効果を有用に低減することが論証されている。望ましくない加熱パターンの特性、及びこれを軽減するためのフルエンス空間分布について、以下で詳細に説明する。
一態様において、光ファイバー1940は、光ファイバーの出力波長に適合するように選択される場合がある。例えば、赤外線レーザーの場合、100万分の2以下の低い水酸基含有率のファイバーが有用に使用される場合があり、この場合、低い水酸基含有率のシリカが、赤外線波長をより効率的に伝送する。同様に、100万分の600以上の高い水酸基含有率を有するファイバーが、紫外線領域の波長をより効率的に伝送するために使用される場合がある。また、高水酸基ファイバーは、脆弱性をさらに示すことがあり、内視鏡用途における使用の際の屈曲を可能にするために、脆弱性は、硬化クラッド等を用いて軽減される場合がある。
コントローラ1950は、内視鏡装置1900の他の種々の構成要素と通信する関係を成すように結合され、それらの構成要素の種々の態様を制御するように動作可能な任意の適当なハードウェア、及びソフトウェアを含む場合がある。コントローラ1950は、例えば、レーザー1930に結合され、レーザー1930からのパルスのシーケンスを光ファイバー1940を通して目標に向かって、黄色靭帯の大量組織除去のための十分なフルエンスをもって供給するようにプログラムされる場合がある。ある範囲のフルエンスは、この目的を有用に達成することができる。パルス長、フルエンス空間分布、及び波長等の複数の他の要因に応じて、1平方センチメートル当たり約35ジュールから1平方センチメートル当たり約350ジュールまでのフルエンスが、Ho:YAGレーザー(ホルミウム・ヤグレーザー)の単一パルスにおいて組織を除去するものとして論証されており、組織除去の深さは、この範囲内にわたって実質的に線形に変化する。このレーザーを使用したマルチパルス技術は、約9mJ/cmの30個のQスイッチパルスをもって、手術手段として使用されるための十分な組織除去をもたらしたが、この技術の下限は調査されなかった。周波数四倍化Nd:YAG(ネオジウム・ヤグ)レーザーの場合、約0.17J/cmから約0.73J/cmまでの間で、十分な焼灼が論証された。
内視鏡装置1900は、撮像、組織除去、及びレーザー操舵等のための能動的手段(例えば、本体1910の制御端から電気機械的に操作される手段)、並びに切断、及び引掛等のための受動的手段を含む、本明細書に記載される種々の補助手段のうちの任意のものを含み得る。例えば、内視鏡装置1900は、材料供給ダクト1972等を通して本体の第1の端部1912にある生理食塩水出力1974に結合された生理食塩水源のような材料供給源1970を含む場合がある。生理食塩水洗浄液が、材料供給源1970から材料供給ダクト1972を通して供給される場合(例えば、手作業、または電気機械式ポンプにより)、生理食塩水洗浄液は、外科手術を多くの点で有用に増補することができる。例えば、洗浄食塩水洗浄液は、光学的機能を妨げるかもしれない残屑を掃除し、または取り除くために、カメラまたは光源に向かって導かれる場合がある。生理食塩水洗浄液は、追加的または代替的に、同様の理由により、またはレーザー外科手術の際に冷却を行うために、手術部位に向かって導かれる場合がある。例えば、レーザーからの熱が十分に抑制されない場合、対応する組織を除去することなく、目標を取り囲む組織に大きな熱的被害が生じる場合がある。レーザー組織除去におけるこの種のエッジ効果を軽減すべく、レーザーのフルエンス分布のエッジ付近の組織を冷却するために、生理食塩水洗浄液が、定期的に使用される場合がある。
別の態様においては、硬膜を有効に押し下げ、運動及び視認性のための拡張物理的空間を得るために、脊柱管全体に生理食塩水が充填され、僅かに圧力が加えられる場合がある。流体供給の別の有用な例において、材料供給源1970は、変性し、または病気にかかった椎間板材料または骨を置き換えるためのエポキシ、手術用接着剤その他の液体を含む場合がある。これには、硬化することにより、適切な生理学的機能のために必要とされ、または望ましい周囲組織の力学的その他の特性に適合する生体類似構造に変化する材料、並びに、既存の組織の再生及び修復を支援し、またはそのための足場を提供する他の化合物も含まれ得る。そのような材料の硬化が望ましい場合、この効果処理をコントローラ1950の制御下で行うことを可能にするために、紫外線光源、加熱素子、または他の能動的デバイスは、本体1910の第1の端部1912上に配備される場合がある。
内視鏡装置1900は、任意選択的に、レーザー1930からパルスレーザー出力を生成するように動作可能なQスイッチ1932を含む場合がある。一般に、Qスイッチは、レーザー1930の光共振器の中に配置され、レーザー利得媒体の中に蓄えられたエネルギーを制御し、蓄えられたエネルギーを短パルスとして放出する、音響光学減衰器のような任意の可変光減衰器であってよい。様々な減衰器が当技術分野において知られており、より具体的には、それらは、有用な手術特性を有するより短いパルス長を可能にすることにより、本明細書において想定されるようなレーザー1930の動作を制御するように適合される場合がある。コントローラ1950は、レーザー1930及びQスイッチ1932に結合され、レーザー1930からのQスイッチパルスのシーケンスを光ファイバー1940を通して目標に向かって、黄色靭帯の大量組織除去のための十分なフルエンスをもって、及び、出力端から出るビームにおける低減されたフルエンスの領域が目標の周辺付近の組織の領域に非剥離性の加熱被害を引き起こすことを防止するだけの十分短いパルス波長をもって供給するようにプログラムされる場合がある。
例えば、Qスイッチがなければ、市販のHo:YAG(ホルミウム・ヤグレーザー)は、約140マイクロ秒のパルス長(FWHM:半値全幅値)で動作するかもしれない。Qスイッチ1932を使用する場合、コントローラ1950は、同じレーザーを、約260ナノ秒のパルス長(FWHM)のような大幅に短いパルス長で動作させるように構成される場合がある。同様に、Qスイッチがある場合、コントローラ1950は、20ナノ秒以下のパルス長(FWHM)、5ナノ秒(FWHM)以下のパルス長(FWHM)、1ナノ秒以下のパルス長(FWHM)、または、1ピコ秒以下のパルス長(FWHM)で、レーザー1930を駆動する場合がある。
このように短いパルス長を使用することによって、熱的加熱により治療領域の温度を増大させるのに要する時間が短縮され、したがって、熱制御の要件を緩和することができる。これによって、例えば、露光と露光の間に温度を低下させるための生理食塩水による頻繁な濯ぎの必要性が緩和され、または、回折制限されたビームを生成するために通常必要になることがある集束レンズの必要性が低減される。さらに短いパルス長、例えば、1ピコ秒以下のフェムト秒範囲では、パルスは、非常に高い焼灼効率を達成することができ、この場合、応力、変形、及び炭化といった熱的加熱のアーティファクトは、実質的に何も生じない。この範囲で動作するレーザーによれば、目標部位付近辺に非常に鮮明で汚れの無い縁部を得ることができ、さらに、補助的な熱または光の管理の必要性が低減される。
図20は、目標表面に対するレーザーのフルエンス空間分布を示している。一般に、フルエンス空間分布は、ビームが交差する水平面2010上の場所にしたがって、そのビームの強度(例えば、1平方センチメートル当たりのジュール数(J/cm))をz軸2005上の高さとして特徴づける。水平面2010は、外科手術のための目標表面を近似する場合がある。なお、このフルエンス空間分布2000により境界を定められた三次元表面2040は、ビームの外縁における急勾配のロールオフ、及びビーム領域内の比較的均一なエネルギーによって特徴づけられた、実質的にシルクハットパターンまたは円筒を形成する。このことは、ビーム領域の中心を通過する平面における、フルエンスの第1の断面図2020、及び第2の断面図2030においても、見て取ることができる。このロールオフの急勾配は、様々な方法で特徴づけることができる。例えば、シルクハットプロファイルの縁部の急峻さは、最大値の10%の面積から最大値の90%の面積までの間の正規化された差、すなわち平均差として測定される場合がある。この測定基準を使用するHo:YAG(ホルミウム・ヤグレーザー)のための適正なプロファイルは、例えば0.9から1.0までの間である場合がある(完全に垂直)。フルエンス空間分布は、サイドローブしたがって同様に特徴づけられる場合もあり、サイドローブは、ビーム領域内の最大値よりも少なくとも30dBだけ低いことが好ましい。理解されるように、実際のフルエンス空間分布は、使用される光の波長と、光がその中を伝送されるファイバーによって変わる場合がある。特に、赤外線レーザーを用いる応用形態では、熱的加熱が周辺組織にとって危険なことがあり、あるいは、より一般的には、焼灼領域の不十分な熱の封じ込めによって目標領域付近の無傷の組織に組織被害が発生することがあるため、フルエンス空間分布2000を改善し、より均一な焼灼結果を得るために、レンズその他の光学素子が有用に使用される場合がある。
脊柱管またはこれに類する制約のある空間内で種々の外科手術を実施し、または内視鏡を操舵するために、上で説明した切断手段、固定機構、及び保護シールドに関連する装置には、本明細書に記載された他の機能及び手段のうちの何れかが取り付けられ、若しくは補充される場合があり、あるいは、それらの装置は、かかる他の機能及び手段のうちの何れかによって置き換えられ、及び/又はかかる他の機能及び手段のうちの何れかと組み合わされた要素を有する場合がある。例えば、手術装置は、内視鏡装置の本体内に、1以上の同心状に入れ子になった湾曲管を含む場合がある。同心状に入れ子になった湾曲管は、中空コアに配置された手術手段(または他の装置)の管の湾曲を制御するように動作可能である場合がある。手術装置は、追加的または代替的に、遠位端の付近において装置に結合された磁石、近位端と遠位端の間に結合され、近位端に対する遠位端の位置を制御するための制御ワイヤー、及び、本体の外面に結合され、手術用体腔の中で本体を移動させるように膨張可能な1以上のバルーン等のうちの少なくとも1つを含む場合がある。手術装置は、追加的または代替的に、装置内に、例えば、装置内の中空コアのうちの1つ配置された内視鏡を含む場合があり、あるいは、本体は、内視鏡を含む場合がある。
本明細書に記載された上記のシステム、装置、方法、及びプロセス等は、脊柱管内の内視鏡手術において使用される場合がある。想定される使用には、黄色靭帯の焼灼による脊髄減圧が含まれ、この場合、内視鏡は、仙骨裂孔を通して投入される。本明細書に開示される種々の手段の追加により、実施される外科手術の複雑度は、増大される場合がある。レーザー焼灼その他の手段により神経構造付近の領域の内径が増大する際に、例えば、レーザーシールドを使用して、脊柱管から出る神経構造を保護することができる。手術手段によれば、追加的または代替的に、硬膜の内部への内視鏡アクセスが可能になり、腫瘍が脊髄その他の神経構造に直接接触している場合の腫瘍除去が可能になる場合がある。
上記のシステム、装置、方法、プロセス等は、ハードウェアで実現されてもよいし、ソフトウェアで実現されてもよく、または、特定の用途に適合するそれらの任意の組み合わせとして実現されてもよい。これには、汎用コンピュータ、及び/又は、専用計算装置が含まれ得る。これには、内臓メモリ、及び/又は外部メモリを備えた1以上のマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、組み込みマイクロコントローラ、プログラマブル・デジタル・シグナル・プロセッサ、または他のプログラマブルデバイス若しくは処理回路の形での実現が含まれ得る。これには、追加的または代替的に、1以上の特定用途向け集積回路、プログラマブル・ゲート・アレイ、プログラマブルアレイ・ロジック構成要素、または、電気信号を処理するように構成された任意の他の装置(単数または複数)が含まれ得る。また、理解されるように、上記のプロセスまたは装置の実現には、Cのような構造化プログラミング言語、C++のようなオブジェクト指向プログラミング言語、または上記の装置のうちの1つにおいて実行するために記憶され、コンパイルされ、または解釈されることが可能な任意の他の上位または下位プログラミング言語(アセンブリ言語、ハードウェア記述言語、及びデータベースプログラミング言語・技術を含む)を使用して作成されたコンピュータ実行可能コード、並びに、プロセッサの異種組み合わせ、種々のプロセッサ・アーキテクチャ、または、異なるハードウェア及びソフトウェアの組み合わせが含まれ得る。別の態様において、方法は、その種々のステップを実施するシステムの形で実施される場合があり、また、様々な形で種々の装置にわたって分散される場合がある。それと同時に、処理は、上記の種々のシステムのような種々の装置にわたって分散される場合があり、あるいは、全ての機能が、専用のスタンドアロンの装置、または他のハードウェアに一体化される場合がある。別の態様において、上記のプロセスに関連する種々のステップを実施するための手段には、上記のハードウェア、及び/又はソフトウェアのうちの任意のものが含まれ得る。そのような置換及び組み合わせは全て、本開示の範囲内に含まれることが意図されている。
本明細書に開示された種々の実施形態は、1以上の計算装置において実行されたときに、その種々のステップのうちの何れか、及び/又は全部を実施するコンピュータ実行可能コード、またはコンピュータ使用可能コードを含むコンピュータプログラム製品を含み得る。コードは、コンピュータメモリに非一時的(固定的)態様で記憶される場合があり、コンピュータメモリは、そこからプログラムが実行されるメモリ(プロセッサに関連するランダム・アクセス・メモリ等)であってもよいし、ディスクドライブ、フラシュメモリ、あるいは、任意の他の光学的、電磁気的、磁気的、赤外線的若しくは他のデバイス、またはデバイスの組み合わせのような記憶装置であってもよい。別の態様において、上記のシステム及び方法のうちの何れかは、コンピュータ実行可能コードを運搬する任意の適当な伝送媒体若しくは伝搬媒体、及び/又は、かかる媒体に対する任意の入力若しくは出力の形で実現される場合がある。
理解されるように、上記の装置、システム、及び方法は、例として説明されており、制限に関するものではない。逆のことが明示されていない限り、開示された種々のステップは、本開示の範囲を外れることなく修正され、補充され、省略され、及び/又は並び替えられることができる。多数の変形、追加、省略、及び他の変更が、当業者には明らかになるであろう。また、上記の説明、及び図面における方法ステップの順序または提示は、文脈から特定の順序が明示的に必要とされ、または明らかでない限り、記載したステップのこの順序での実施を必要とするものではない。
本明細書に記載された種々の実施形態の方法ステップは、文脈から異なる意味が明示的に付与され、または明らかでない限り、下記の特許請求の範囲の特許性に適合するそのような方法ステップを実施するための任意の適当な方法、を含むことが意図されている。したがって、例えば、Xのステップを実施することは、遠隔のユーザ、遠隔処理リソース(例えば、サーバーやクラウドコンピュータ)またはマシンのような別の者に、Xのステップを実施させる任意の適当な方法を含む。同様に、X、Y及びZを実施することは、そのような他の者またはリソースの任意の組み合わせに対し、ステップX、Y及びZを実施するように命令し、または制御し、それらのステップの利益を得るための任意の方法を含み得る。したがって、本明細書に記載された種々の実施形態の方法ステップは、文脈から異なる意味が明示的に付与され、または明らかでない限り、下記の特許請求の範囲の特許性に適合する1以上の他の者またはエンティティにそのようなステップを実施させる任意の適当な方法、を含むことが意図されている。そのような者またはエンティティが、何らかの他の者またはエンティティの命令または制御下にある必要はなく、また、特定の管轄区内に置かれる必要もない。
理解されるように、上記の方法、及びシステムは、例として説明されており、制限に関するものではない。多数の変形、追加、省略、及び他の変更が、当業者には明らかになるであろう。また、上記の説明、及び図面における方法ステップの順序または提示は、文脈から特定の順序が明示的に必要とされ、または明らかでない限り、記載したステップのこの順序での実施を必要とするものではない。したがって、特定の種々の実施形態が図示説明されているが、当業者には明らかであるように、本開示の思想、及び範囲を外れることなく、形態や詳細に種々の変更、及び修正を施すことが可能であり、そうした変更、及び修正も、下記の特許請求の範囲に規定される発明の一部を形成することが意図されており、下記の特許請求の範囲は、法により許容される最も広い意味で解釈されるべきである。

Claims (100)

  1. 患者の手術用の管のモデルを提供することであって、前記手術用の管が、手術開始点、支持組織領域、軟組織領域、及び手術目標を含み、前記手術用の管が、湾曲を有する、患者の手術用の管のモデルを提供することと、
    遠位先端部を有する手術手段を複合湾曲部を成すように形成することであって、前記複合湾曲部は、前記遠位先端部が前記手術目標に対する手術のために配置されたときに、前記手術手段と前記手術用の管の前記支持組織領域との間の接触点を提供するように配置された少なくとも第1の屈曲部を含み、それによって前記遠位先端部の位置についての機械的支持が提供され、前記複合湾曲部は、前記遠位先端部を前記手術目標に向かって導くように配置された第2の屈曲部を含む、遠位先端部を有する手術手段を複合湾曲部を成すように形成することと
    を含む方法。
  2. 前記モデルは、前記手術用の管の二次元画像を含む、請求項1に記載の方法。
  3. 前記二次元画像は、患者の脊柱管の断面図である、請求項2に記載の方法。
  4. 前記手術手段は、内視鏡、及び内視鏡用のカニューレのうちの少なくとも一方を含む、請求項1に記載の方法。
  5. 前記手術手段と前記軟組織領域との間の場所にバルーンを配置することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
  6. 前記バルーンを膨張させ、前記手術手段と前記軟組織領域との間に軟障壁を提供することをさらに含む、請求項5に記載の方法。
  7. 前記手術手段の前記遠位先端部を操舵することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
  8. 前記遠位先端部を前記手術目標に向かって操舵することをさらに含む、請求項7に記載の方法。
  9. 前記遠位先端部を前記軟組織領域から遠ざかるように操舵することをさらに含む、請求項7に記載の方法。
  10. 前記手術手段の中を通って制御端から前記遠位先端部まで機械的に結合されたワイヤーを用いて、または外部磁界を印可し、前記手術手段に結合された1以上の磁石を動かすための力を付与することにより、前記遠位先端部を操舵することをさらに含む、請求項7に記載の方法。
  11. 前記手術手段の中で異なる湾曲または剛性を有する1以上の同心状に入れ子になった管を回転させ、または平行移動させることにより、前記遠位先端部を操舵することをさらに含む、請求項7に記載の方法。
  12. 本体、制御端、及び遠位端を有する手術手段であって、前記本体は、仙骨裂孔を通して患者の脊柱管に挿入するための形状、及びサイズを有し、前記制御端は、前記手術手段が使用のために配置されたときに、前記患者の外側に配置され、前記遠位端は、前記手術手段が使用のために配置されたときに、前記脊柱管の内側に配置される、手術手段と、
    前記手術手段の前記本体における複合湾曲部であって、前記複合湾曲部は、前記遠位端の遠位先端部が前記脊柱管内の手術目標に対する手術のために配置されたときに、前記手術手段と前記脊柱管の支持組織領域との間の接触点を提供するように配置された少なくとも第1の屈曲部を含み、それによって前記遠位先端部の位置についての機械的支持が提供され、前記複合湾曲部は、前記遠位先端部を前記手術目標に向かって導くように配置された第2の屈曲部を含む、複合湾曲部と
    を含む装置。
  13. 前記第1の屈曲部の第1の頂点と前記第2の屈曲部の第2の頂点との間の領域において、前記本体と前記脊柱管の壁との間の十分な一体的接触を維持し、前記遠位端を前記手術目標に対して固定位置に維持するために、前記第1の屈曲部は、前記脊柱管の本来の湾曲に対して変形するように選択された所定の剛性を有する、請求項12に記載の装置。
  14. 前記所定の剛性により、前記第2の頂点は、前記脊柱管の前記壁と接触した状態に維持される、請求項13に記載の装置。
  15. 前記第2の屈曲部は、前記手術手段が使用のために配置されたときに、前記遠位端を前記前記手術目標に向かって導く、請求項12に記載の装置。
  16. 前記手術手段は、内視鏡、または内視鏡用のカニューレである、請求項12に記載の装置。
  17. 前記遠位端の付近において前記本体に結合された磁石、前記制御端と前記遠位端の間に結合され、前記本体に対する前記遠位端の位置を制御するための制御ワイヤー、前記第2の屈曲部の湾曲を制御するように動作可能な前記本体内の1以上の同心状に入れ子になった湾曲管、及び前記本体の外面に結合され、前記脊柱管の中で前記本体を移動させるように膨張可能な1以上のバルーンのうちの少なくとも1つをさらに含む、請求項12に記載の装置。
  18. 前記本体は、3mm以下の外径を有する、請求項12に記載の装置。
  19. 手術用レーザー、及び前記手術用レーザーからの光エネルギーを前記本体を通して前記遠位端まで伝送するように配置された光ファイバーをさらに含む、請求項12に記載の装置。
  20. 前記遠位端に結合された、前記手術目標の無線周波数焼灼のために動作可能な無線周波数電気手術装置をさらに含む、請求項12に記載の装置。
  21. 外科手術の際の操作のための近位端と、手術部位への挿入のための遠位端と、中空コアと、前記遠位端における前記中空コアからの出口とを有する第1の管と、
    前記第1の管の前記遠位端に結合された複数のフラップと、
    前記第1の管の中に前記第1の管と同心状に摺動可能に配置された第2の管と、
    前記複数のフラップが前記第1の管の長手方向軸に対して垂直な断面の中に包含される未配備状態と、前記複数のフラップが少なくとも部分的に前記断面の外側に配置され、前記第1の管の前記遠位端と手術部位を取り囲んでいる組織との間の機械的分離が提供される配備状態との間で、前記複数のフラップを前記第1の管に対して移動させるように構成されたコントローラと
    を含む装置。
  22. 前記第2の管は、各要素が前記複数のフラップのうちの1つにおける対応する要素と機械的に結合する複数の要素を含み、前記第2の管を前記第1の管に対して第1の方向に摺動させることにより、前記複数の要素が前記複数のフラップに係合され、前記複数のフラップの各々を、前記未配備状態から前記配備状態へ推移させるように構成される、請求項21に記載の装置。
  23. 前記第2の管を前記第1の方向とは反対の第2の方向に摺動させることにより、前記複数の要素は前記複数のフラップから解放され、前記第1の管の内面によって前記複数のフラップが押し動かされ、前記未配備状態になる、請求項22に記載の装置。
  24. 前記複数のフラップの各々は、前記配備状態に向かってばねで付勢されており、前記第2の管が未配備位置にあるとき、前記第1の管は、前記複数のフラップを前記未配備状態に維持する、請求項21に記載の装置。
  25. 前記複数のフラップは、前記第1の管と一体的に形成されている、請求項21に記載の装置。
  26. 前記複数のフラップの各々は、鋭いエッジ、及び角部を有しない滑らかな輪郭形状を備えている、請求項21に記載の装置。
  27. 前記第1の管の前記遠位端に設けられ、かつ、前記第1の管の前記近位端にある第2のコントローラに結合されたレーザー手術手段をさらに含む、請求項21に記載の装置。
  28. 前記第1の管の前記遠位端に設けられ、かつ、前記第1の管の前記近位端にある第2のコントローラに結合された無線周波数電気手術装置をさらに含む、請求項21に記載の装置。
  29. 前記第1の管は、1以上の補助手段のために、前記中空コアに対して平行な第2の中空コアを有する、請求項21に記載の装置。
  30. 前記遠位端に撮像素子をさらに含み、前記1以上の補助手段は、前記第2の中空コアを通して前記撮像素子に向かって導かれる生理食塩水洗浄液を含む、請求項29に記載の装置。
  31. 前記撮像素子は、デジタルカメラと、前記遠位端における画像を前記近位端へ光学的に伝送するための光ファイバーとのうちの少なくとも一方を含む、請求項30に記載の装置。
  32. 前記遠位端に設けられ、前記第1の管の前記近位端にある電源及び制御源に結合された光源をさらに含む、請求項29に記載の装置。
  33. 前記遠位端に設けられ、前記補助手術手段を取り外し可能かつ交換可能に受け入れるように構成された機械的固定機構をさらに含む、請求項21に記載の装置。
  34. 前記機械的固定機構に結合された穿孔手段、切断手段、引掛手段、及び把持手段のうちの少なくとも1つをさらに含む、請求項33に記載の装置。
  35. 前記第1の管の前記遠位端に設けられ、前記第1の管の前記遠位端において動作中の手術用レーザーにより付与されるレーザーエネルギーから手術部位を保護するように選択された材料から形成された保護シールドをさらに含む、請求項21に記載の装置。
  36. 前記保護シールドを前記第1の管の前記近位端にある第2のコントローラに結合し、外科手術の際に前記近位端からの前記保護シールドの位置制御を可能にするための少なくとも1つの操舵ワイヤーをさらに含む、請求項35に記載の装置。
  37. 前記第1の管の湾曲を制御するように動作可能な前記第1の管内の1以上の同心状に入れ子になった湾曲管をさらに含む、請求項21に記載の装置。
  38. 前記遠位端の付近において前記装置に結合された磁石、前記近位端と前記遠位端の間に結合され、前記近位端に対する前記遠位端の位置を制御するために制御ワイヤー、及び前記第1の管の外面に結合され、手術用体腔の中で前記第1の管を移動させるように膨張可能な1以上のバルーンのうちの少なくとも1つをさらに含む、請求項21に記載の装置。
  39. 前記第1の管の中に配置された内視鏡をさらに含む、請求項21に記載の装置。
  40. 外科手術の際の操作のための近位端と、手術部位への挿入のための遠位端と、中空コアと、前記遠位端における前記中空コアからの出口とを有する第1の管と、
    前記第1の管と同心状に摺動可能に配置された第2の管であって、前記第2の管が遠位端を有する、第2の管と、
    前記第2の管の前記遠位端に結合された複数のフラップと、
    前記複数のフラップが前記第2の管の長手方向軸に対して垂直な断面の中に包含される未配備状態と、前記複数のフラップが少なくとも部分的に前記断面の外側に配置され、前記第2の管の前記遠位端と手術部位を取り囲んでいる組織との間の機械的分離が提供される配備状態との間で、前記複数のフラップを前記第2の管に対して移動させるように構成されたコントローラと
    を含む装置。
  41. 手術部位への挿入のための遠位端、及びオペレータ制御のための近位端を有する本体を備えた可撓性内視鏡装置と、
    前記本体の前記遠位端に配置された外側鞘部と、
    前記本体の前記遠位端において前記外側鞘部の内側に前記外側鞘部と同心状に配置された内側鞘部と、
    前記本体の前記遠位端において前記外側鞘部と前記内側鞘部との間に配置された空洞であって、前記空洞は、前記本体の前記近位端と流体連通しており、それによって前記本体の前記近位端において生成された吸引力が、前記本体の前記遠位端における前記外側鞘部と前記内側鞘部との間の前記空洞に、大気圧に比べて低減された圧力を生成する、空洞と、
    前記内側鞘部の内部に前記内側鞘部と同心状に回転可能に配置された切断手段であって、前記切断手段は、前記内側鞘部に対して回転するように構成され、軸を中心とした第1の方向における前記回転手段の回転によって、前記回転手段の鋭いエッジが前記内側鞘部の前縁を越えて伸長され、前記軸を中心とした第2の方向における前記回転手段の回転によって、前記回転手段の前記鋭いエッジが後退され、前記内側鞘部の前記前縁によって完全に覆われるように構成される、切断手段と、
    前記本体の前記近位端に吸引力を生成するための第1の制御、及び前記内側鞘部に対して前記切断手段を回転させるための第2の制御を含む、前記近位端に設けられたコントローラと
    を含む装置。
  42. 前記本体の前記近位端に設けられ、前記空洞に流体連通する形で結合された真空源をさらに含む、請求項41に記載の装置。
  43. 前記真空源は、前記コントローラの制御下で可変の真空力を印可するように構成される、請求項43に記載の装置。
  44. 前記コントローラは、前記真空源により前記空洞に生成された圧力の大きさに基づいて、表面に対する前記遠位端の真空密閉係合を推定するように構成される、請求項43に記載の装置。
  45. 前記コントローラは、表面に対する前記遠位端の真空係合が検出されない場合、前記切断手段の動作を防止するように構成される、請求項44に記載の装置。
  46. 前記本体は、手術装置のための第1の中空コアを有する、請求項41に記載の装置。
  47. 前記本体の前記遠位端に設けられ、かつ、前記第1の中空コアを通して前記近位端にある前記コントローラに結合されたレーザー手術手段をさらに含む、請求項46に記載の装置。
  48. 前記本体の前記遠位端に設けられ、かつ、前記第1の中空コアを通して前記近位端にある前記コントローラに結合された無線周波数電気手術装置をさらに含む、請求項46に記載の装置。
  49. 1以上の補助手段のために前記第1の中空コアに対して平行に前記本体に設けられた第2の中空コアをさらに含む、請求項46に記載音装置。
  50. 前記遠位端に設けられた撮像素子であって、前記1以上の補助手段が、前記第2の中空コアを通して前記撮像素子に向かって導かれる生理食塩水洗浄液を含む、撮像素子をさらに含む、請求項49に記載の装置。
  51. 前記撮像素子は、前記遠位端に設けられたデジタルカメラを含む、請求項50に記載の装置。
  52. 前記撮像素子は、前記遠位端における画像を前記近位端へ光学的に伝送するための光ファイバーを含む、請求項50に記載の装置。
  53. 前記遠位端に設けられ、前記近位端にある電源及び制御源に結合された光源をさらに含む、請求項49に記載の装置。
  54. 前記遠位端に設けられ、補助手術手段を取り外し可能かつ交換可能に受け入れるように構成された機械的固定機構をさらに含む、請求項41に記載の装置。
  55. 前記機械的固定機構に結合された穿孔手段、切断手段、引掛手段、及び把持手段のうちの少なくとも1つをさらに含む、請求項54に記載の装置。
  56. 前記本体の前記遠位端に設けられ、前記本体の前記遠位端において動作中の手術用レーザーにより付与されるレーザーエネルギーから手術部位を保護するように選択された材料から形成された保護シールドをさらに含む、請求項41に記載の装置。
  57. 前記保護シールドを前記本体の前記近位端上の第2のコントローラに結合し、外科手術の際に前記近位端からの前記保護シールドの位置制御を可能にするための少なくとも1つの操舵ワイヤーをさらに含む、請求項56に記載の装置。
  58. 前記可撓性内視鏡装置内に設けられ、前記可撓性内視鏡装置に含まれる手段の湾曲を制御するための1以上の同心状に入れ子になった湾曲管をさらに含む、請求項41に記載の装置。
  59. 前記遠位端の付近において前記装置に結合された磁石、前記近位端と前記遠位端の間に結合され、前記近位端に対する前記遠位端の位置を制御するために制御ワイヤー、前記本体の外面に結合され、手術用体腔の中で前記本体を移動させるように膨張可能な1以上のバルーンのうちの少なくとも1つをさらに含む、請求項41に記載の装置。
  60. 前記本体の中に配置された内視鏡をさらに含む、請求項41に記載の装置。
  61. 黄色靭帯の外科手術による除去のための内視鏡装置であって、
    患者への挿入のための第1の端部と、外科手術を制御するための第2の端部と、前記第1の端部と前記第2の端部との間において本体内に設けられた中空コアと有する本体であって、前記本体は、人の脊柱管に挿入するための形状、及びサイズを有する、本体と、
    前記第1の端部にあるカメラであって、前記カメラは、前記第1の端部から広がる視野を有し、前記カメラは、前記中空コアを通して前記第2の端部にある表示装置に結合される、カメラと、
    前記第2の端部に結合され、細胞外基質の直接光分解を上回る選択性を有する水の熱的加熱による細胞外基質の破裂により黄色靭帯を焼灼するように選択された赤外線波長のコヒーレント光を提供するように動作可能なレーザーと、
    前記レーザーに結合され、前記レーザーの出力を前記中空コアを通して前記内視鏡装置の前記本体の前記第1の端部へと導くためのレーザー端、及び前記レーザーの出力を前記カメラの前記視野内にある目標に向かって出力するための出力端を備えた光ファイバーであって、前記光ファイバーは、前記出力端から出るビームを急勾配の側部を有するフルエンス空間分布を成すように集束させ、前記ビームにさらされた目標表面の周辺非焼灼組織の加熱を低減する光学素子を含む、光ファイバーと、
    前記レーザーに結合され、前記レーザーからのパルスのシーケンスを前記光ファイバーを通して前記目標に向かって、黄色靭帯の大量の組織除去のための十分なフルエンスをもって供給するようにプログラムされたコントローラとを
    を含む内視鏡装置。
  62. 前記光学素子は、前記光ファイバーの前記出力端に、前記ビームを回折制限されたビームとして集束させるレンズを含む、請求項61に記載の内視鏡装置。
  63. 前記光学素子は、前記光ファイバーの前記出力端における前記ビームの発散を低減するように選択された低い開口数の前記光ファイバーを含む、請求項61に記載の内視鏡装置。
  64. 前記フルエンス空間分布は、実質的にシルクハットパターンである、請求項61に記載の内視鏡装置。
  65. 前記フルエンス空間分布は、前記フルエンス空間分布の最高点よりも少なくとも30dB低いサイドローブを有する、請求項61に記載の内視鏡装置。
  66. 前記レーザーは、Ho:YAGレーザーを含む、請求項61に記載の内視鏡装置。
  67. 前記レーザーは、約2080ナノメートルの波長の光を出力する、請求項61に記載の内視鏡装置。
  68. 前記光ファイバーは、100万分の2以下の低い水酸基含有率を有する、請求項61に記載の内視鏡装置。
  69. 前記内視鏡装置はQスイッチをさらに含み、前記コントローラは、260ナノ秒以下の長さ(半値全幅値)のパルスを供給するように構成される、請求項61に記載の内視鏡装置。
  70. 前記コントローラは、140マイクロ秒以下の長さ(半値全幅値)のパルスを供給するように構成される、請求項61に記載の内視鏡装置。
  71. 前記内視鏡装置は、前記本体の前記第1の端部に、生理食塩水出力に結合された生理食塩水源をさらに含み、前記生理食塩水出力は、前記光ファイバーの前記出力端にある前記目標に向かって導かれる、請求項61に記載の内視鏡装置。
  72. 前記内視鏡装置は、前記内視鏡装置の前記本体に対する前記出力端の方向を制御するための操舵機構をさらに含む、請求項61に記載の内視鏡装置。
  73. 黄色靭帯の外科手術による除去のための内視鏡装置であって、
    患者への挿入のための第1の端部と、外科手術を制御するための第2の端部と、前記第1の端部と前記第2の端部との間において本体内に設けられた中空コアと有する本体であって、前記本体は、人の脊柱管に挿入するための形状、及びサイズを有する、本体と、
    前記第1の端部にあるカメラであって、前記カメラは、前記第1の端部から広がる視野を有し、前記カメラは、前記中空コアを通して前記第2の端部にある表示装置に結合される、カメラと、
    前記第2の端部に結合され、細胞外基質の直接光分解を上回る選択性を有する水の熱的加熱による細胞外基質の破裂により黄色靭帯を焼灼するように選択された赤外線波長のコヒーレント光を提供するように動作可能なレーザーと、
    前記レーザーの光共振器内のQスイッチであって、前記Qスイッチは、前記レーザーからパルスレーザー出力を生成するように動作可能である、Qスイッチと、
    前記レーザーに結合され、前記レーザーの出力を前記中空コアを通して前記内視鏡装置の前記本体の前記第1の端部へ導くためのレーザー端、及び前記レーザーの出力を前記カメラの前記視野内にある目標に向かって出力するための出力端を備えた光ファイバーと、
    前記レーザ及び前記Qスイッチに結合され、前記レーザーからのQスイッチパルスのシーケンスを前記光ファイバーを通して前記目標に向かって、黄色靭帯の大量の組織除去のための十分なフルエンスをもって、及び、前記出力端から出るビームにおける低減されたフルエンスの領域が前記目標の周辺付近の組織の領域に非剥離性加熱被害を発生させることを防止する程度の十分に短いパルス長をもって供給するようにプログラムされたコントローラと
    を含む内視鏡装置。
  74. 前記Qスイッチは、音響光学減衰器を含む、請求項73に記載の内視鏡装置。
  75. 前記レーザーは、Ho:YAGレーザーを含む、請求項73に記載の内視鏡装置。
  76. 前記光ファイバーは、100万分の2以下の低い水酸基含有率を有する、請求項73に記載の内視鏡装置。
  77. 前記コントローラは、20ナノ秒以下の長さ(半値全幅値)のパルスを供給するように構成される、請求項73に記載の内視鏡装置。
  78. 前記コントローラは、1ピコ秒以下の長さ(半値全幅値)のパルスを供給するように構成される、請求項73に記載の内視鏡装置。
  79. 前記コントローラは、黄色靭帯の非熱焼灼のために選択された長さのパルスを供給するように構成される、請求項73に記載の内視鏡装置。
  80. 前記内視鏡装置は、前記内視鏡装置の前記本体に対する前記出力端の方向を制御するための操舵機構をさらに含む、請求項73に記載の内視鏡装置。
  81. 黄色靭帯の外科手術による除去のための内視鏡装置であって、
    患者への挿入のための第1の端部と、外科手術を制御するための第2の端部と、前記第1の端部と前記第2の端部との間において本体内に設けられた中空コアと有する本体であって、前記本体は、人の脊柱管に挿入するための形状、及びサイズを有する、本体と、
    前記第1の端部にあるカメラであって、前記カメラは、前記第1の端部から広がる視野を有し、前記カメラは、前記中空コアを通して前記第2の端部にある表示装置に結合される、カメラと、
    前記第2の端部に結合され、水の熱的加熱による細胞外基質の破裂を上回る選択性を有する細胞外基質の直接光分解により黄色靭帯を焼灼するように選択された紫外線波長のコヒーレント光を提供するように動作可能なレーザーと、
    前記レーザーの光共振器内のQスイッチであって、前記Qスイッチは、前記レーザーからパルスレーザー出力を生成するように動作可能である、Qスイッチと、
    前記レーザーに結合され、前記レーザーの出力を前記中空コアを通して前記内視鏡装置の前記本体の前記第1の端部へと導くためのレーザー端、及び前記レーザーの出力を前記カメラの前記視野内にある目標に向かって出力するための出力端を備えた光ファイバーと、
    前記レーザー及び前記Qスイッチに結合され、前記レーザーからのQスイッチパルスのシーケンスを前記光ファイバーを通して前記目標に向かって、黄色靭帯の大量の組織除去のための十分なフルエンスをもって供給するようにプログラムされたコントローラと
    を含む内視鏡装置。
  82. 前記レーザーは、周波数四倍化Nd:YAGレーザーを含む、請求項81に記載の内視鏡装置。
  83. 前記レーザーは、約266ナノメートルの波長の光を出力する、請求項81に記載の内視鏡装置。
  84. 前記Qスイッチは、音響光学減衰器を含む、請求項81に記載の内視鏡装置。
  85. 前記レーザーは、約300ナノメートル未満の波長の光を出力する、請求項81に記載の内視鏡装置。
  86. 前記光ファイバーは、100万分の600以上の高い水酸基含有率を有する、請求項81に記載の内視鏡装置。
  87. 前記コントローラは、20ナノ秒以下の長さ(半値全幅値)のパルスを供給するように構成される、請求項81に記載の内視鏡装置。
  88. 前記コントローラは、5ナノ秒以下の長さ(半値全幅値)のパルスを供給するように構成される、請求項81に記載の内視鏡装置。
  89. 前記コントローラは、1ナノ秒以下の長さ(半値全幅値)のパルスを供給するように構成される、請求項81に記載の内視鏡装置。
  90. 前記コントローラは、1ピコ秒以下の長さ(半値全幅値)のパルスを供給するように構成される、請求項81に記載の内視鏡装置。
  91. 前記コントローラは、黄色靭帯の非熱焼灼のために選択された長さのパルスを供給するように構成される、請求項81に記載の内視鏡装置。
  92. 前記内視鏡装置は、前記光ファイバーの前記出力と目標表面との間の最小分離距離を確保するためのスタンドオフをさらに含む、請求項81に記載の内視鏡装置。
  93. 前記内視鏡装置は、前記本体の前記第1の端部に、生理食塩水出力に結合された生理食塩水源をさらに含み、前記生理食塩水出力は、前記光ファイバーの前記出力端にある前記目標に向かって導かれる、請求項81に記載の内視鏡装置。
  94. 前記内視鏡装置は、前記本体の前記第1の端部に、生理食塩水出力に結合された生理食塩水源をさらに含み、前記生理食塩水出力は、前記第1の端部にある前記カメラに向かって導かれる、請求項81に記載の内視鏡装置。
  95. 前記内視鏡装置は、前記内視鏡装置の前記本体に対する前記出力端の方向を制御するための操舵機構をさらに含む、請求項81に記載の内視鏡装置。
  96. 前記操舵機構は、前記第1の端部の付近において前記本体に結合された磁石、前記第1の端部と前記第2の端部の間に結合され、前記本体の屈曲を制御するための制御ワイヤー、及び前記本体の外面に結合され、手術用体腔の中で前記内視鏡装置の前記本体を移動させるように膨張可能な1以上のバルーンのうちの少なくとも1つを含む、請求項95に記載の内視鏡装置。
  97. 前記操舵機構は、前記本体の湾曲を制御するように動作可能な前記本体内の複数の同心状に入れ子になった湾曲管を含む、請求項95に記載の内視鏡装置。
  98. 前記内視鏡装置は、前記本体の前記第1の端部に、前記レーザーにより供給される光エネルギーから前記目標付近の領域を保護するように配置された保護シールドをさらに含む、請求項81に記載の内視鏡装置。
  99. 前記内視鏡装置は、前記本体の前記第2の端部から前記目標付近における前記保護シールドの位置を制御するように動作可能な操舵機構をさらに含む、請求項98に記載の内視鏡装置。
  100. 前記内視鏡装置は、前記本体の前記第1の端部に、前記第1の端部付近の組織を前記カメラの前記視野から排除するように動作可能な1以上の伸縮式フラップをさらに含む、請求項81に記載の内視鏡装置。

JP2017517279A 2014-09-30 2015-09-30 侵襲を最小限に抑えた外科手術のための器具 Pending JP2017531482A (ja)

Applications Claiming Priority (13)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201462057415P 2014-09-30 2014-09-30
US62/057,415 2014-09-30
US201462088103P 2014-12-05 2014-12-05
US201462088160P 2014-12-05 2014-12-05
US62/088,160 2014-12-05
US62/088,103 2014-12-05
US201562113163P 2015-02-06 2015-02-06
US62/113,163 2015-02-06
US201562121108P 2015-02-26 2015-02-26
US62/121,108 2015-02-26
US201562232654P 2015-09-25 2015-09-25
US62/232,654 2015-09-25
PCT/US2015/053358 WO2016076964A2 (en) 2014-09-30 2015-09-30 Instruments for minimally invasive surgical procedures

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2017531482A true JP2017531482A (ja) 2017-10-26

Family

ID=55955236

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017517279A Pending JP2017531482A (ja) 2014-09-30 2015-09-30 侵襲を最小限に抑えた外科手術のための器具

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20180256015A1 (ja)
EP (1) EP3200704B1 (ja)
JP (1) JP2017531482A (ja)
KR (1) KR20170076690A (ja)
SG (2) SG11201702592WA (ja)
WO (1) WO2016076964A2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7389489B2 (ja) 2018-02-06 2023-11-30 セプトゥラス エービー 負圧式把持システム、方法およびツール
JP7486267B2 (ja) 2019-06-19 2024-05-17 ヴィルトゥオーソ サージカル インコーポレイテッド 低侵襲手術のための挿入可能ロボット

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10688284B2 (en) 2013-11-22 2020-06-23 Massachusetts Institute Of Technology Steering techniques for surgical instruments
KR102200469B1 (ko) 2018-08-07 2021-01-08 재단법인 아산사회복지재단 내시경용 캡, 내시경용 커버 및 내시경 시스템

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6413234B1 (en) * 1990-02-02 2002-07-02 Ep Technologies, Inc. Assemblies for creating compound curves in distal catheter regions
US8517923B2 (en) * 2000-04-03 2013-08-27 Intuitive Surgical Operations, Inc. Apparatus and methods for facilitating treatment of tissue via improved delivery of energy based and non-energy based modalities
US7947000B2 (en) * 2003-09-12 2011-05-24 Intuitive Surgical Operations, Inc. Cannula system for free-space navigation and method of use
US7056329B2 (en) * 2002-10-23 2006-06-06 Intellimed Surgical Solutions, Llc Laparoscopic direct vision dissecting port
EP2545870B1 (en) * 2004-06-29 2015-11-04 Applied Medical Resources Corporation Insufflating optical surgical instrument
US9186175B2 (en) * 2004-10-28 2015-11-17 Nico Corporation Surgical access assembly and method of using same
WO2007056590A1 (en) * 2005-11-08 2007-05-18 Trustees Of Boston University Manipulators employing multiple deformable elongate members
CN101351236B (zh) * 2005-11-15 2013-05-29 约翰霍普金斯大学 一种用于生物感应和外科手术的活性套管
WO2008097853A2 (en) * 2007-02-02 2008-08-14 Hansen Medical, Inc. Mounting support assembly for suspending a medical instrument driver above an operating table
US20090138025A1 (en) * 2007-05-04 2009-05-28 Hansen Medical, Inc. Apparatus systems and methods for forming a working platform of a robotic instrument system by manipulation of components having controllably rigidity
US8231658B2 (en) * 2007-11-14 2012-07-31 Boston Scientific Scimed, Inc. Introducer device with locking adaptor
WO2009156892A1 (en) * 2008-06-25 2009-12-30 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Nested cannulae for minimally invasive surgery
US8337394B2 (en) * 2008-10-01 2012-12-25 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Overtube with expandable tip
US8551115B2 (en) * 2009-09-23 2013-10-08 Intuitive Surgical Operations, Inc. Curved cannula instrument
JP2011120863A (ja) * 2009-11-11 2011-06-23 Fujifilm Corp 内視鏡
GB201007920D0 (en) * 2010-05-12 2010-06-30 Park Medical Ltd Q Sheath for protecting endoscope probe
JP5368511B2 (ja) * 2011-06-09 2013-12-18 富士フイルム株式会社 硬性内視鏡用オーバーシース
US8708889B2 (en) * 2011-10-24 2014-04-29 Trocare, LLC Jawed trocar assembly
US8986199B2 (en) * 2012-02-17 2015-03-24 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Apparatus and methods for cleaning the lens of an endoscope
US10016190B2 (en) * 2012-02-23 2018-07-10 Boston Scientific Scimed, Inc. Medical devices and related methods of use
EP2816963B1 (en) * 2012-02-23 2021-12-01 Boston Scientific Scimed, Inc. Expandable endoscopic hoods
DE102012205598A1 (de) * 2012-04-04 2013-10-10 Henke-Sass, Wolf Gmbh Schutzhülse für ein ein Endoskoprohr aufweisendes Endoskop
CN103813744B (zh) * 2012-08-23 2016-09-07 奥林巴斯株式会社 内窥镜
US20140228875A1 (en) * 2013-02-08 2014-08-14 Nidus Medical, Llc Surgical device with integrated visualization and cauterization
US11172809B2 (en) * 2013-02-15 2021-11-16 Intuitive Surgical Operations, Inc. Vision probe with access port
US20140276925A1 (en) * 2013-03-12 2014-09-18 Spinal Modulation, Inc. Methods and systems for use in guiding implantation of a neuromodulation lead
JP6223049B2 (ja) * 2013-08-01 2017-11-01 オリンパス株式会社 ブレード検査システム
EP3064121A4 (en) * 2013-11-01 2017-09-06 Olympus Corporation Endoscopic treatment system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7389489B2 (ja) 2018-02-06 2023-11-30 セプトゥラス エービー 負圧式把持システム、方法およびツール
JP7486267B2 (ja) 2019-06-19 2024-05-17 ヴィルトゥオーソ サージカル インコーポレイテッド 低侵襲手術のための挿入可能ロボット

Also Published As

Publication number Publication date
EP3200704A2 (en) 2017-08-09
WO2016076964A3 (en) 2016-08-04
KR20170076690A (ko) 2017-07-04
EP3200704A4 (en) 2018-05-30
WO2016076964A2 (en) 2016-05-19
US20180256015A1 (en) 2018-09-13
SG11201702592WA (en) 2017-04-27
SG10201708515PA (en) 2017-11-29
EP3200704B1 (en) 2020-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20160095505A1 (en) Instruments for minimally invasive surgical procedures
US20180256015A1 (en) Instruments for minimally invasive surgical procedures
JP6695358B2 (ja) 生体構造の計画された自律加工を実証するシステム及び方法
Rassweiler et al. New technology in ureteroscopy and percutaneous nephrolithotomy
CN103327875B (zh) 用于光学相干断层成像、照射或光凝固术的组合外科内探测器
Hardy et al. Thulium fiber laser lithotripsy in an in vitro ureter model
US10456590B2 (en) Device and method for laser treatments
US20190314021A1 (en) System for performing extraluminal coronary bypass and method of operation thereof
EP2635227B1 (en) Optical coherence tomography and illumination using common light source
KR20180027540A (ko) 척추 수술을 위한 향상된 경막외 접근을 위한 경피적 시스템 및 방법
KR20160068922A (ko) 소나서저리 수행 시스템 및 방법
US20200305690A1 (en) Clearing an endoscopic surgical field
Motkoski et al. Toward robot-assisted neurosurgical lasers
Yasin et al. Steerable robot-assisted micromanipulation in the middle ear: preliminary feasibility evaluation
Su et al. Micro laser ablation system integrated with image sensor for minimally invasive surgery
Lee et al. When the end effector is a laser: A review of robotics in laser surgery
US20200222116A1 (en) Systems and methods for laser-assisted placement of orthopedic implants
WO2013096896A1 (en) Laser guided trocar system for use in laparoscopic surgery
KR101451975B1 (ko) 레이저 조사 장치와 레이저 조사 방법
EP3936072A1 (en) Autonomous ultrasound guided endoscope
Mattos et al. The µRALP project: new technologies and systems for robot-assisted laser phonomicrosurgery
Gilbert et al. A feasibility study on the use of concentric tube continuum robots for endonasal skull base tumor removal
Ho et al. Computer-assisted transurethral laser resection of the prostate (CALRP): theoretical and experimental motion plan
Rezapour et al. Design of a steerable guide for laser interstitial thermal therapy of brain tumors
JP2000217840A (ja) 胆石破砕装置