JP2019213922A - 軟組織切開するための方法及び装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】手術又は他の医療処置中に組織を切開するために使用される方法又は装置を提供する。【解決手段】取っ手と、長手方向中心軸と、細長部材と、遠位端に回転可能に取り付けられるように構成された差別的切開部材（ＤＤＭ）４４１０とを備える複合組織を差別的に切開するための器具が開示されている。ＤＤＭは、少なくとも１つの組織係合面４４１２と、回転軸の第１の側に配置された第１のトルク点と、回転軸まわりにＤＤＭを回転させることによって組織係合面を複合組織に対して少なくとも１つの方向に移動させるように構成された機構とを備える。機構は、第１のトルク点部材及びＤＤＭを振動させるように構成された動力源に取り付けられた少なくとも１つの力伝達部材を備える。組織係合面は、複合組織における少なくとも１つの軟組織を破壊するが、複合組織における強固組織を破壊しないように、複合組織に選択的に係合するように構成されている。【選択図】図４４Ｃ−１

Description

優先権出願
本特許出願は、一部継続出願であり、２０１２年４月２８日に出願された「Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ｆｏｒ Ｓｏｆｔ Ｔｉｓｓｕｅ Ｄｉｓｓｅｃｔｉｏｎ」と名称が付された米国仮特許出願第６１／６８７，５８７号、２０１２年１０月６日に出願された「Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ｆｏｒ Ｓｏｆｔ Ｔｉｓｓｕｅ Ｄｉｓｓｅｃｔｉｏｎ」と名称が付された米国仮特許出願第６１／７４４，９３６号、及び、２０１３年３月１４日に出願された「Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｄｅｖｉｃｅｓ，ａｎｄ Ｒｅｌａｔｅｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｓｏｆｔ Ｔｉｓｓｕｅ Ｄｉｓｓｅｃｔｉｏｎ」と名称が付された米国仮特許出願第６１／７８３，８３４号に対する優先権を主張している２０１３年４月２９日に出願された「Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｄｅｖｉｃｅｓ，ａｎｄ Ｒｅｌａｔｅｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｓｏｆｔ Ｔｉｓｓｕｅ Ｄｉｓｓｅｃｔｉｏｎ」と名称が付された米国特許出願第１３／８７２，７６６号に対する優先権を主張しており、それらの全体が参照することによって本願明細書に組み込まれる。
本開示の分野は、手術又は他の医療処置中に組織を切開するために使用される方法又は装置に関する。
外科医は、外科手術中に組織を切断又は分離することが頻繁に要求される。以下の２つの技術が一般的に使用される。（１）外科医が切断器具を使用し、ハサミ、メス、電気的外科手術又は他のスライシング器具によって組織をスライスして切断する「シャープジセクション」及び（２）ブラントジセクション。
シャープジセクションの利点は、切断器具が容易に任意の組織を切り開くということである。切断自体には区別なく、器具が適用される任意の及び全ての組織をスライスする。これはまた、特に、第１の組織が第２の組織、より一般的には多くの組織によって埋め込まれて見えなくされた場合に、損傷することなく第１の組織を分離しようとする場合がシャープジセクションの欠点である。血管、神経又は腸の偶発的な切断は、たとえば、最も経験豊富な外科医でさえも発生することが珍しくなく、深刻で、さらに致命的な手術中の合併症をもたらすことがあり、患者にとって予後が長期化することがある。
他の組織に埋め込まれている第１の組織の分離は、それゆえに、頻繁にブラントジセクションによって行われる。ブラントジセクションにおいて、切断するよりもむしろ引き裂くことにより、組織を押し出し、２つの組織を押し開き、又は、組織を他のやり方で分離するためにブラント器具が使用される。ほとんど全ての手術は、結紮されるべき血管又は回避されるべき神経束などのターゲット構造を露出するために組織のブラントジセクションを必要とする。胸部手術の例は、肺葉切除及びリンパ節の露出のために肺門切開中に血管の分離を含む。
ブラントジセクションは、ブラントプローブ又は器具の挿入、鉗子の反転動作（すなわち、拡がり）及び鉗子による又は「拭き取り解剖用器具」（たとえば、鉗子に保持された外科用ガーゼ）によってこすることによる組織の引っ張りなどの軟組織を引き裂くための様々な方法を含む手順の範囲を含む。必要なときに、ブラントジセクション中の引き裂きに耐える組織を切断するために慎重にシャープジセクションが使用される。
一般的な目標は、近くの血管又は神経などのターゲット構造又は重要な構造のいずれかを引き裂く又は破壊することなくターゲット構造から離れるように膜や腸間膜などの組織を引き裂くか又は他の方法で破壊することである。外科医は、隣接組織の異なる剛性又はより強固組織間のより軟らかい組織の面の存在などの組織の異なる機械的挙動を利用する。頻繁に、目標は、より堅く詰まった繊維成分から構成されている機械的に強固である及びより緩く詰まった繊維成分から構成されている機械的に軟らかい組織（たとえば、コラーゲン、レチクリン及びエラスチンの緩いネットワーク）に埋め込まれているターゲット組織を分離することである。より堅く詰まった繊維組織は、堅く詰まったコラーゲンと、多くの場合には階層的な組成物による繊維成分の非常に組織化された異方性の分布を通常有する他の繊維状の結合組織とから構成される組織を含む。例としては、血管、神経鞘、筋肉、筋膜、嚢及び腱を含む。より緩く詰まった繊維組織は、はるかに低い単位体積あたりの繊維数を有するか又は脂肪や腸間膜などのあまりよく組織化されていない素材から構成されている。繊維成分は、繊維、小線維、フィラメント及び他のフィラメント状成分を含む。組織が「繊維」と称される場合、通常、細胞外基質を形成するように変化する多様な複雑さの線状構造へと重合するタンパク質−コラーゲンやエラスチンなどの細胞外フィラメント状成分に対する言及である。前の段落において述べたように、繊維成分の密度、方向、組織は、組織の機械的挙動を大幅に決定する。場合によっては、組織は、繊維状又はフィラメント状の成分が高密度に詰まった組織のかなりの大部分を備えることを示す「丈夫な繊維状組織」と称される。しかしながら、全ての組織は、ある意味では、実質的に組織に存在する繊維及び他のフィラメント状細胞外成分を有する繊維質である。
本考察に対して重要なことは、より軟らかい組織が、より強固組織よりも容易に引き裂き、そのため、ブラントジセクションがより強固組織ではなくより軟らかい組織を引き裂くのに十分な力をかけることによって進行するように試みるということである。
ブラントジセクションは、困難であることがあり、多くの場合時間がかかる。密接に並置された強固組織ではなく軟組織を引き裂くための力を判断することは容易ではない。それゆえに、血管は、引き裂かれることがある。神経は、引き伸ばされたり引き裂かれたりすることがある。これに応答して、外科医は、慎重にシャープジセクションを試みるが、血管及び神経、特に小さい側枝が切断されることがある。これは、全て、長く退屈な切開や、出血、肺からの空気漏れ及び神経損傷などの合併症のリスクの増加をもたらす。
外科医は、頻繁に、ブラントジセクションのために鉗子を使用する。図１Ａ及び図１Ｂは、従来技術の一般的な鉗子１０を示している。図１Ａは、対向する第１のクランプ要素３０と第２のクランプ要素３１との間の組織３４をクランプするための閉位置における鉗子１０を示している。図１Ｂは、組織３４を強制的に離す開位置における鉗子１０を示している。第１の指係合部２０及び対向する第２の指係合部２１は、機構を作動させるために使用される。第１の指係合部２０は、第１のクランプ要素３０を駆動し、第２の指係合部２１は、第２のクランプ要素３１を駆動する。枢動軸４０は、第１のクランプ要素３０及び第２のクランプ要素３１を取り付け、第１のクランプ要素３０及び第２のクランプ要素３１を強制的に合わせるか又は離すようにハサミ状作用を可能とし、それにより、２つのクランプ面３５及び３６の間の組織３４をクランプするか又は第１のクランプ要素３０及び第２のクランプ要素３１の拡がりによって組織３４を引き裂く。頻繁に、ラチェット留め金５０は、第１のクランプ要素３０及び第２のクランプ要素３１を一緒にロックするために使用される。
腹腔鏡及び胸腔鏡（ここでは「内視鏡」と総称される）器具は、同様の作用を使用する。図２は、従来技術の内視鏡鉗子１１０の例を示している。第１の指係合部１２０及び対向する第２の指係合部１２１は、機構を作動させるために使用される。第１の指係合部１２０は、器具本体１５０にしっかりと取り付けられる。第２の指係合部１２１は、対向するクランプ要素１３０及び１３１を駆動する。枢動軸１４０は、第２の指係合部１２１の作動がクランプ要素１３０及び１３１を一体に押し進めるように、２つのクランプ要素１３０及び１３１を取り付け、それにより、２つのクランプ面１３５及び１３６の間の組織をクランプする。図１におけるように、内視鏡鉗子１１０は、組織を押し開くために使用されることができる。クランプ要素１３０及び１３１は、閉じられ、組織内に挿入され、その後、組織を引き裂くために開かれる。
鉗子１０又は内視鏡鉗子１１０のいずれかの器具について、外科医は、鉗子を閉じ、閉じた鉗子を組織内に押し込み、その後必要に応じて、組織内部において鉗子を開き、組織を引き裂いて離すように鉗子のジョーの開放によって加えられる力を使用することによってブラントジセクションを行う。それゆえに、外科医は、組織内への押し込みと鉗子のジョーの開放との組み合わせによって組織を切開するように進める。
ブラントジセクションは、一般に、濡れて滑らかな組織に使用され、ほとんどの外科用器具の滑らかな不活性表面は、組織に沿って容易に摺動し、てこ作用を使って組織を分離するための器具の能力を損う。さらにまた、外科医は、突き、移動又は分離のみ可能な制限された制御のみを有する。強固組織を破壊せずに軟組織を差別的に分離することができたブラントジセクションのための改良された器具は、多くの手術を大幅に容易とする。
開示された実施形態は、患者の強固組織を破壊することなくその患者の軟組織を差別的に破壊するブラントジセクションするための方法及び装置を含む。１つの実施形態において、複合組織を差別的に切開するための差別的切開器具が開示されている。差別的切開器具は、取っ手と、長手方向中心軸と、近位端及び遠位端を有する細長部材とを備える。差別的切開器具はまた、遠位端に回転可能に取り付けられるように構成された差別的切開部材を備え、差別的切開部材は、少なくとも１つの組織係合面と、差別的切開部材の回転軸の第１の側に配置された第１のトルク点と、回転軸まわりに差別的切開部材を機械的に回転させることによって少なくとも１つの組織係合面を複合組織に対して少なくとも１つの方向に移動させるように構成された機構とを備える。機構は、第１のトルク点部材に取り付けられた遠位端と近位端とを有する少なくとも１つの力伝達部材を備える。少なくとも１つの力伝達部材の近位端は、差別的切開部材を振動するように構成された動力源に取り付けられている。さらに、少なくとも１つの係合面は、差別的切開部材が患者の複合組織に外科医によって押圧されたときに、少なくとも１つの組織係合面が複合組織を横切って移動し、少なくとも１つの組織係合面が複合組織における少なくとも１つの軟組織を破壊するが、複合組織における強固組織を破壊しないように、複合組織に選択的に係合するように構成されている。
図１Ａは、従来技術の例を示している。図１Ａは、組織を把持するために使用される鉗子を示している。 図１Ｂは、従来技術の例を示している。図１Ｂは、組織を分割するためのブラントジセクションに使用される例示的な鉗子を示している。 図２は、従来技術の腹腔鏡鉗子を示している。 図３Ａは、例示的な差別的切開器具を示している。図３Ａは、シュラウド内に回転差別的切開部材を有する差別的切開器具を示している。 図３Ｂは、例示的な差別的切開器具を示している。図３Ｂは、シュラウド内に回転差別的切開部材を有する差別的切開器具を示している。 図３Ｃは、例示的な差別的切開器具を示している。図３Ｃは、シュラウド内に回転差別的切開部材を有する差別的切開器具を示している。 図３Ｄ−１は、例示的な差別的切開器具を示している。図３Ｄ−１は、差別的切開部材の側面図を示している。図３Ｄ−１は、差別的切開部材の側面図である。 図３Ｄ−２は、例示的な差別的切開器具を示している。図３Ｄ−２は、差別的切開部材の側面図を示している。図３Ｄ−２は、差別的切開部材の表面の詳細を示している。 図３Ｄ−３は、例示的な差別的切開器具を示している。図３Ｄ−３は、差別的切開部材の正面図を示している。図３Ｄ−３は、同じ差別的切開部材の正面図を示している。 図３Ｅ−１は、例示的な差別的切開器具を示している。図３Ｅ−１は、差別的切開部材種類Ｉという異なる種類の差別的切開部材を示している。 図３Ｅ−２は、例示的な差別的切開器具を示している。図３Ｅ−２は、差別的切開部材種類ＩＩという異なる種類の差別的切開部材を示している。 図３Ｅ−３は、例示的な差別的切開器具を示している。図３Ｅ−３は、差別的切開部材種類ＩＩＩという異なる種類の差別的切開部材を示している。 図３Ｅ−４は、例示的な差別的切開器具を示している。図３Ｅ−４は、差別的切開部材種類ＩＶという異なる種類の差別的切開部材を示している。 図３Ｆ−１は、例示的な差別的切開器具を示している。図３Ｆ−１及は、切開されるべき組織を含む側面図における差別的切開部材を示している。 図３Ｆ−２は、例示的な差別的切開器具を示している。図３Ｆ−２は、切開されるべき組織を含む正面図における差別的切開部材を示している。 図４Ａは、どのようにして例示的な差別的切開器具が、強固組織を露出させて複合組織における強固組織ではなく軟組織を破壊するのかを示している。 図４Ｂは、どのようにして例示的な差別的切開器具が、強固組織を露出させて複合組織における強固組織ではなく軟組織を破壊するのかを示している。 図４Ｃは、どのようにして例示的な差別的切開器具が、強固組織を露出させて複合組織における強固組織ではなく軟組織を破壊するのかを示している。 図４Ｄは、どのようにして例示的な差別的切開器具が、強固組織を露出させて複合組織における強固組織ではなく軟組織を破壊するのかを示している。図４Ｄは、どのようにして差別的切開部材が、分散した繊維成分を有する組織に係合して破壊するが、繊維成分に係合できずに結果破壊できないのかを図示している。 図４Ｅは、どのようにして例示的な差別的切開器具が、強固組織を露出させて複合組織における強固組織ではなく軟組織を破壊するのかを示している。図４Ｅは、どのようにして差別的切開部材が、分散した繊維成分を有する組織に係合して破壊するが、繊維成分に係合できずに結果破壊できないのかを図示している。 図４Ｆは、どのようにして例示的な差別的切開器具が、強固組織を露出させて複合組織における強固組織ではなく軟組織を破壊するのかを示している。図４Ｆは、どのようにして差別的切開部材が、分散した繊維成分を有する組織に係合して破壊するが、繊維成分に係合できずに結果破壊できないのかを図示している。 図５Ａは、シュラウドに取り付けられた切開ホイールを備える異なる例示的な差別的切開器具の組織係合端を示している。図５Ａは、切開ホイールの１つの構成を有する器具を示している。 図５Ｂは、シュラウドに取り付けられた切開ホイールを備える異なる例示的な差別的切開器具の組織係合端を示している。図５Ｂは、切開ホイールの１つの構成を有する器具を示している。 図５Ｃは、シュラウドに取り付けられた切開ホイールを備える異なる例示的な差別的切開器具の組織係合端を示している。図５Ｃ−１は、切開ホイールの異なる構成を有する他の器具を示している。図５Ｃ−１は、器具から離れた分解図における切開ホイールを示している。 図５Ｃ−２は、シュラウドに取り付けられた切開ホイールを備える異なる例示的な差別的切開器具の組織係合端を示している。図５Ｃ−２は、切開ホイールの異なる構成を有する他の器具を示している。図５Ｃ−２は、適所における切開ホイールを示している。 図６Ａは、どのように差別的切開部材の回転軸が、可撓性があるか又は関節運動する細長部材を有する差別的切開器具を含む差別的切開器具に対して多くの異なる向きを有することができるのかを示す差別的切開器具における例示的な差別的切開部材の異なる構成を示している。 図６Ｂは、どのように差別的切開部材の回転軸が、可撓性があるか又は関節運動する細長部材を有する差別的切開器具を含む差別的切開器具に対して多くの異なる向きを有することができるのかを示す差別的切開器具における例示的な差別的切開部材の異なる構成を示している。 図６Ｃは、どのように差別的切開部材の回転軸が、可撓性があるか又は関節運動する細長部材を有する差別的切開器具を含む差別的切開器具に対して多くの異なる向きを有することができるのかを示す差別的切開器具における例示的な差別的切開部材の異なる構成を示している。 図６Ｄは、どのように差別的切開部材の回転軸が、可撓性があるか又は関節運動する細長部材を有する差別的切開器具を含む差別的切開器具に対して多くの異なる向きを有することができるのかを示す差別的切開器具における例示的な差別的切開部材の異なる構成を示している。 図７Ａは、切開ホイール又は他の差別的切開部材の代わりに切開ワイヤを使用する例示的な差別的切開器具を示している。 図７Ｂは、切開ホイール又は他の差別的切開部材の代わりに切開ワイヤを使用する例示的な差別的切開器具を示している。 図８Ａは、差別的切開部材として可撓性ベルトを使用する例示的な差別的切開器具を示している。 図８Ｂは、差別的切開部材として可撓性ベルトを使用する例示的な差別的切開器具を示している。 図８Ｃは、差別的切開部材として可撓性ベルトを使用する例示的な差別的切開器具を示している。 図９Ａは、どのように差別的切開部材の組織係合面の露出の変化が、差別的切開器具の動作、特に組織係合面の露出の角度の範囲を変更するのかを示している。 図９Ｂは、どのように差別的切開部材の組織係合面の露出の変化が、差別的切開器具の動作、特に組織係合面の露出の角度の範囲を変更するのかを示している。 図９Ｃは、どのように差別的切開部材の組織係合面の露出の変化が、差別的切開器具の動作、特に組織係合面の露出の角度の範囲を変更するのかを示している。 図１０Ａは、どのように差別的切開部材の組織係合面の露出の変化が、組織上の摩擦力の方向及びそれゆえにその組織への歪みの角度を変更するのかを示している。 図１０Ｂは、どのように差別的切開部材の組織係合面の露出の変化が、組織上の摩擦力の方向及びそれゆえにその組織への歪みの角度を変更するのかを示している。 図１０Ｃは、どのように差別的切開部材の組織係合面の露出の変化が、組織上の摩擦力の方向及びそれゆえにその組織への歪みの角度を変更するのかを示している。 図１１Ａは、差別的切開部材の横に放出する水出口を有する例示的な差別的切開器具を示している。 図１１Ｂは、差別的切開部材の横に放出する水出口を有する例示的な差別的切開器具を示している。 図１２は、反対方向の摩擦力を発生させてそれゆえに差別的切開器具におけるトルクを低減する２つの対向する可撓性ベルトを有する例示的な差別的切開器具を示している。 図１３は、吸引ライン、水管及び発光ダイオードを含むシュラウド内に配置された複数の部品を有することができる例示的な差別的切開器具を示している。 図１４−１は、例示的な差別的切開器具の細長部材が差別的切開部材の配置を容易とするために湾曲可能領域によって関節運動することができる方法を示している。図１４−１は、位置１、直線における差別的切開器具の細長部材を示している。 図１４−２は、例示的な差別的切開器具の細長部材が差別的切開部材の配置を容易とするために湾曲可能領域によって関節運動することができる方法を示している。図１４−２は、４５度で湾曲した差別的切開器具の細長部材を示している。 図１４−３は、例示的な差別的切開器具の細長部材が差別的切開部材の配置を容易とするために湾曲可能領域によって関節運動することができる方法を示している。図１４−３は、９０度に湾曲した差別的切開器具の細長部材を示している。 図１５Ａは、いくつかの重要な寸法及び差別的切開部材の特徴を説明する異なる例示的な差別的切開部材を示している。図１５Ａは、回転関節まわりを回転する例示的な差別的切開部材の平面図を示している。 図１５Ｂ−１は、いくつかの重要な寸法及び差別的切開部材の特徴を説明する異なる例示的な差別的切開部材を示している。図１５Ｂ−１は、図１５Ａにおけるような差別的切開部材を示している。図１５Ｂ−１は、側断面図における差別的切開部材を示している。 図１５Ｂ−２は、いくつかの重要な寸法及び差別的切開部材の特徴を説明する異なる例示的な差別的切開部材を示している。図１５Ｂ−２は、図１５Ａにおけるような差別的切開部材を示している。図１５Ｂ−２は、図１５Ｂ−１に示された差別的切開部材の先端の詳細図を示している。 図１５Ｂ−３は、いくつかの重要な寸法及び差別的切開部材の特徴を説明する異なる例示的な差別的切開部材を示している。図１５Ｂ−３は、図１５Ａにおけるような差別的切開部材を示している。図１５Ｂ−３は、図１５Ｂ−２に示された差別的切開部材の表面の詳細図を示している。 図１５Ｃは、いくつかの重要な寸法及び差別的切開部材の特徴を説明する異なる例示的な差別的切開部材を示している。図１５Ｃは、スカラップ状組織係合面を有する差別的切開部材の他の実施形態を示している。 図１５Ｄは、いくつかの重要な寸法及び差別的切開部材の特徴を説明する異なる例示的な差別的切開部材を示している。図１５Ｄは、図１５Ｃに示された差別的切開部材の斜視図を示している。 図１５Ｅ−１は、いくつかの重要な寸法及び差別的切開部材の特徴を説明する異なる例示的な差別的切開部材を示している。図１５Ｅ−１は、図１５Ｃに示された差別的切開部材の端面図を示している。 図１５Ｅ−２は、いくつかの重要な寸法及び差別的切開部材の特徴を説明する異なる例示的な差別的切開部材を示している。図１５Ｅ−２は、図１５Ｅ−１に示された差別的切開部材の組織係合面の詳細図を示している。 図１５Ｅ−３は、いくつかの重要な寸法及び差別的切開部材の特徴を説明する異なる例示的な差別的切開部材を示している。図１５Ｅ−３は、図１５Ｅ−１及び図１５Ｅ−２に示された差別的切開部材の表面特徴の非常な詳細図を詳述している。 図１６−１は、差別的切開部材の侵襲性のレベルを変更するための１つの例示的な手段を示している。図１６−１は、いくつかの尖っているがなおもシャープでない特徴を有する差別的切開部材を示している。 図１６−２は、差別的切開部材の侵襲性のレベルを変更するための１つの例示的な手段を示している。図１６−２は、図１６−１に示されるよりも多くの丸み特徴を有する差別的切開部材を示している。 図１６−３は、差別的切開部材の侵襲性のレベルを変更するための１つの例示的な手段を示している。図１６−３は、図１６−１又は図１６−２に示された差別的切開部材のものよりもさらにブラント特徴を有する差別的切開部材を示している。 図１７Ａは、組織係合面のスカラップなどの特徴が、それが組織上を移動するときに様々な迎角を有する組織係合面をもたらす方法を示している。図１７Ａは、葉形態を有する差別的切開部材を示している。 図１７Ｂ−１は、組織係合面のスカラップなどの特徴が、それが組織上を移動するときに様々な迎角を有する組織係合面をもたらす方法を示している。図１７Ｂ−１は、組織に衝突する同じ差別的切開部材のものを示している。 図１７Ｂ−２は、組織係合面のスカラップなどの特徴が、それが組織上を移動するときに様々な迎角を有する組織係合面をもたらす方法を示している。図１７Ｂ−２は、組織に対する組織係合面の迎角を詳述する葉状の差別的切開部材の葉の詳細図である。 図１８は、どのように差別的切開部材の振動の回転中心及び重心の相対的な配置が差別的切開器具に振動を生じさせることができるのかを示している。 図１９Ａは、どのように例示的な差別的切開部材又はそれを囲むシュラウドが、組織係合面の移動方向に対して直交する方向に組織を歪ませるのかを示している。 図１９Ｂは、どのように例示的な差別的切開部材又はそれを囲むシュラウドが、組織係合面の移動方向に対して直交する方向に組織を歪ませるのかを示している。 図１９Ｃは、どのように例示的な差別的切開部材又はそれを囲むシュラウドが、組織係合面の移動方向に対して直交する方向に組織を歪ませるのかを示している。 図１９Ｄは、どのように例示的な差別的切開部材又はそれを囲むシュラウドが、組織係合面の移動方向に対して直交する方向に組織を歪ませるのかを示している。図１９Ｄは、どのようにこの歪みが、組織内部の繊維成分を整列させることができ、それにより、組織係合面によってそれらの破壊を容易とするのかを図示している。 図２０は、さらに、差別的切開部材が組織を歪ませて間質繊維などの繊維成分を破壊する方法を含み、どのように例示的な差別的切開部材が組織を破壊するのかを図示している。 図２１Ａは、差別的切開器具のシュラウド及び差別的切開部材の相対運動がくさび角を変化させ、それゆえに組織内で多かれ少なかれ歪みを生み出すことができる方法を示している。図２１Ａは、薄い切開ホイールを有し且つシュラウドに包まれている差別的切開部材の側面図を示している。 図２１Ｂ−１は、差別的切開器具のシュラウド及び差別的切開部材の相対運動がくさび角を変化させ、それゆえに組織内で多かれ少なかれ歪みを生み出すことができる方法を示している。図２１Ｂ−１は、図２１Ａにおけるシュラウドされた差別的切開部材の正面図をさらに示している。 図２１Ｂ−２は、差別的切開器具のシュラウド及び差別的切開部材の相対運動がくさび角を変化させ、それゆえに組織内で多かれ少なかれ歪みを生み出すことができる方法を示している。図２１Ｂ−２は、それぞれ、図２１Ａにおけるシュラウドされた差別的切開部材の詳細図をさらに示している。 図２１Ｃ−１は、差別的切開器具のシュラウド及び差別的切開部材の相対運動がくさび角を変化させ、それゆえに組織内で多かれ少なかれ歪みを生み出すことができる方法を示している。図２１Ｃ−１は、差別的切開器具の差別的切開部材を覆うシュラウドの４つの異なる位置を示している。 図２１Ｃ−２は、差別的切開器具のシュラウド及び差別的切開部材の相対運動がくさび角を変化させ、それゆえに組織内で多かれ少なかれ歪みを生み出すことができる方法を示している。図２１Ｃ−２は、差別的切開器具の差別的切開部材を覆うシュラウドの４つの異なる位置を示している。 図２１Ｃ−３は、差別的切開器具のシュラウド及び差別的切開部材の相対運動がくさび角を変化させ、それゆえに組織内で多かれ少なかれ歪みを生み出すことができる方法を示している。図２１Ｃ−３は、差別的切開器具の差別的切開部材を覆うシュラウドの４つの異なる位置を示している。 図２１Ｃ−４は、差別的切開器具のシュラウド及び差別的切開部材の相対運動がくさび角を変化させ、それゆえに組織内で多かれ少なかれ歪みを生み出すことができる方法を示している。図２１Ｃ−４は、差別的切開器具の差別的切開部材を覆うシュラウドの４つの異なる位置を示している。 図２２は、軸の回転を差別的切開部材の往復振動に変換するためにスコッチヨーク機構を使用する差別的切開部材のための例示的な往復移動機構の一例を示している。 図２３Ａは、さらに、図２２に示されるスコッチヨーク機構を図示している。 図２３Ｂは、さらに、図２２に示されるスコッチヨーク機構を図示している。 図２３Ｃは、さらに、図２２に示されるスコッチヨーク機構を図示している。 図２４Ａは、さらに、図２２に示されるスコッチヨーク機構を図示している。 図２４Ｂは、さらに、図２２に示されるスコッチヨーク機構を図示している。 図２５Ａは、さらに、どの程度より多くの差別的切開部材が患者の組織に対する外傷を低減するために覆われることができるのかを含む、図２２に示されるスコッチヨーク機構を図示している。 図２５Ｂは、さらに、どの程度より多くの差別的切開部材が患者の組織に対する外傷を低減するために覆われることができるのかを含む、図２２に示されるスコッチヨーク機構を図示している。 図２５Ｃは、さらに、どの程度より多くの差別的切開部材が患者の組織に対する外傷を低減するために覆われることができるのかを含む、図２２に示されるスコッチヨーク機構を図示している。 図２５Ｄは、さらに、どの程度より多くの差別的切開部材が患者の組織に対する外傷を低減するために覆われることができるのかを含む、図２２に示されるスコッチヨーク機構を図示している。 図２６Ａ−１は、差別的切開器具が組織のシャープジセクションも行うのを許容するように例示的な差別的切開部材が格納式刃を装着することができる方法を示している。図２６Ａ−１は、側面図を示している。図２６Ａ−１は、引き抜かれた格納式メスを有する差別的切開部材を示している。 図２６Ａ−２は、差別的切開器具が組織のシャープジセクションも行うのを許容するように例示的な差別的切開部材が格納式刃を装着することができる方法を示している。図２６Ａ−２は、平面図を示している。図２６Ａ−２は、引き抜かれた格納式メスを有する差別的切開部材を示している。 図２６Ｂ−１は、差別的切開器具が組織のシャープジセクションも行うのを許容するために例示的な差別的切開部材が格納式刃を装着することができる方法を示している。図２６Ｂ−１は、側面図を示している。図２６Ｂ−１は、伸長された格納式メスを有する同じ差別的切開部材を示している。 図２６Ｂ−２は、差別的切開器具が組織のシャープジセクションも行うのを許容するために例示的な差別的切開部材が格納式刃を装着することができる方法を示している。図２６Ｂ−２は、平面図を示している。図２６Ｂ−２は、伸長された格納式メスを有する同じ差別的切開部材を示している。 図２７Ａは、どのように例示的な差別的切開部材が、差別的切開器具が鉗子として機能するのを許容するように留め金部材を取り付けることができるのかを示している。 図２７Ｂは、どのように例示的な差別的切開部材が、差別的切開器具が鉗子として機能するのを許容するように留め金部材を取り付けることができるのかを示している。 図２８は、組織係合面及び横側面を有する例示的な差別的切開部材を示している。 図２９Ａは、組織係合面が谷及び突起の交互列から構成された図２８における差別的切開部材の組織係合面及び側面の拡大図を示している。 図２９Ｂは、組織係合面が谷及び突起の交互列から構成された図２８における差別的切開部材の組織係合面及び側面の拡大図を示している。 図２９Ｃ−１は、組織係合面が谷及び突起の交互列から構成された図２８における差別的切開部材の組織係合面及び側面の拡大図を示している。 図２９Ｃ−２は、組織係合面が谷及び突起の交互列から構成された図２８における差別的切開部材の組織係合面及び側面の拡大図を示している。図２９Ｃ−２は、図２９Ｃ−１に示された突起のコーナーの詳細を示している。 図２９Ｄは、組織係合面が谷及び突起の交互列から構成された図２８における差別的切開部材の組織係合面及び側面の拡大図を示している。 図２９Ｅは、組織係合面が谷及び突起の交互列から構成された図２８における差別的切開部材の組織係合面及び側面の拡大図を示している。図２９Ｅ−１は、差別的切開部材の表面を形成する谷及び突起の配列の２つの代替バージョンを示している。 図２９Ｅ−２は、組織係合面が谷及び突起の交互列から構成された図２８における差別的切開部材の組織係合面及び側面の拡大図を示している。図２９Ｅ−２は、差別的切開部材の表面を形成する谷及び突起の配列の２つの代替バージョンを示している。 図３０Ａは、どのように図２８及び図２９Ａから図２９Ｃにおける差別的切開部材の外側面が間質繊維成分を含む組織を整列させ及び歪ませるのか、及び、どのように間質繊維成分の歪みが、それらの整列、谷への進入及びその後の突起による引き裂きを容易とするのかを示している。 図３０Ｂは、どのように図２８及び図２９Ａから図２９Ｃにおける差別的切開部材の外側面が間質繊維成分を含む組織を整列させ及び歪ませるのか、及び、どのように間質繊維成分の歪みが、それらの整列、谷への進入及びその後の突起による引き裂きを容易とするのかを示している。 図３０Ｃは、どのように図２８及び図２９Ａから図２９Ｃにおける差別的切開部材の外側面が間質繊維成分を含む組織を整列させ及び歪ませるのか、及び、どのように間質繊維成分の歪みが、それらの整列、谷への進入及びその後の突起による引き裂きを容易とするのかを示している。 図３０Ｄは、どのように図２８及び図２９Ａから図２９Ｃにおける差別的切開部材の外側面が間質繊維成分を含む組織を整列させ及び歪ませるのか、及び、どのように間質繊維成分の歪みが、それらの整列、谷への進入及びその後の突起による引き裂きを容易とするのかを示している。 図３１は、さらに、どのように組織の繊維成分が谷に入った後に突起によって歪まされて引き裂かれるのかを異なる視線で図示している。 図３２は、完全な例示的な差別的切開器具の分解図を示している。 図３３Ａは、どのようにスコッチヨーク機構が差別的切開部材の往復振動を駆動するように回転軸を許容するのかを強調した図３２における差別的切開器具の差別的切開部材の拡大図を示している。 図３３Ｂは、どのようにスコッチヨーク機構が差別的切開部材の往復振動を駆動するように回転軸を許容するのかを強調した図３２における差別的切開器具の差別的切開部材の拡大図を示している。 図３３Ｃは、どのようにスコッチヨーク機構が差別的切開部材の往復振動を駆動するように回転軸を許容するのかを強調した図３２における差別的切開器具の差別的切開部材の拡大図を示している。 図３４は、格納式刃を有する他の例示的な差別的切開器具の分解図を示している。 図３５Ａは、この機構がまた差別的切開部材の振動の振幅を変化させるために使用可能な方法を含む、図３４における差別的切開器具の差別的切開部材の拡大図を示している。図３５Ａは、例示的な差別的切開器具の分解図を示している。 図３５Ｂは、この機構がまた差別的切開部材の振動の振幅を変化させるために使用可能な方法を含む、図３４における差別的切開器具の差別的切開部材の拡大図を示している。図３５Ｂは、例示的な差別的切開部材のアセンブリの詳細を示している。 図３５Ｃは、この機構がまた差別的切開部材の振動の振幅を変化させるために使用可能な方法を含む、図３４における差別的切開器具の差別的切開部材の拡大図を示している。図３５Ｃ−１及び図３５Ｃ−２は、差別的切開部材の角度振幅がカム受け本体の長手方向位置によって制御することができる方法を示している。 図３５Ｃは、この機構がまた差別的切開部材の振動の振幅を変化させるために使用可能な方法を含む、図３４における差別的切開器具の差別的切開部材の拡大図を示している。図３５Ｃ−１及び図３５Ｃ−２は、差別的切開部材の角度振幅がカム受け本体の長手方向位置によって制御することができる方法を示している。 図３６Ａ−１は、より侵襲的な組織係合面及びシャープジセクションのための組織の選択的スライスを可能とするシャープにされたエルボ付きフックを有する格納式フックである例示的な格納式刃を示している。図３６Ａ−１は、差別的切開部材から伸長したフックを示している。 図３６Ａ−２は、より侵襲的な組織係合面及びシャープジセクションのための組織の選択的スライスを可能とするシャープにされたエルボ付きフックを有する格納式フックである例示的な格納式刃を示している。図３６Ａ−２は、差別的切開部材に引き込まれたフックを示している。 図３６Ｂ−１は、より侵襲的な組織係合面及びシャープジセクションのための組織の選択的スライスを可能とするシャープにされたエルボ付きフックを有する格納式フックである例示的な格納式刃を示している。図３６Ｂ−１は、伸長されたフックを示している。図３６Ｂ−１は、静止位置にある差別的切開部材を示している。 図３６Ｂ−２は、より侵襲的な組織係合面及びシャープジセクションのための組織の選択的スライスを可能とするシャープにされたエルボ付きフックを有する格納式フックである例示的な格納式刃を示している。図３６Ｂ−２は、伸長されたフックを示している。図３６Ｂ−２は、能動的に振動する差別的切開部材を示している。 図３６Ｂ−３は、より侵襲的な組織係合面及びシャープジセクションのための組織の選択的スライスを可能とするシャープにされたエルボ付きフックを有する格納式フックである例示的な格納式刃を示している。図３６Ｂ−３は、格納されたフックを示している。図３６Ｂ−３は、静止位置にある差別的切開部材を示している。 図３６Ｂ−４は、より侵襲的な組織係合面及びシャープジセクションのための組織の選択的スライスを可能とするシャープにされたエルボ付きフックを有する格納式フックである例示的な格納式刃を示している。図３６Ｂ−４は、格納されたフックを示している。図３６Ｂ−４は、能動的に振動する差別的切開部材を示している。 図３７−１は、図３６Ａ及び図３６Ｂに示された格納式フックが腹膜などの膜状構造物を迅速且つ安全に分割するために使用可能な方法を示している。図３７−１は、差別的切開器具が患者の組織上を外科医によって垂下されたときに静止した差別的切開部材の先端から伸長されたフックを示している。 図３７−２は、図３６Ａ及び図３６Ｂに示された格納式フックが腹膜などの膜状構造物を迅速且つ安全に分割するために使用可能な方法を示している。図３７−２は、振動する差別的切開部材から伸長し、そのため組織の表面に対して振動するフックを示している。 図３７−３は、図３６Ａ及び図３６Ｂに示された格納式フックが腹膜などの膜状構造物を迅速且つ安全に分割するために使用可能な方法を示している。図３７−３は、組織カプセルの端縁に係合する伸長したフックを有する静止した差別的切開部材を示している。 図３７−４は、図３６Ａ及び図３６Ｂに示された格納式フックが腹膜などの膜状構造物を迅速且つ安全に分割するために使用可能な方法を示している。図３７−４は、伸長したフックを有して振動し、そのため組織カプセル層を切断する差別的切開部材を示している。 図３８は、ピストルグリップと、器具挿入管を回転させ、それゆえに差別的切開部材の振動面を回す能力とを有する完全な例示的な差別的切開器具を示している。 図３９は、どのように例示的な差別的切開器具が、外科用ロボットのアームに装着することができ、必要に応じて電気焼灼用の導電性パッチを装着することができるのかを示している。 図４０−１は、直線位置における関節に対して遠位の電気機械式アクチュエータを有する差別的切開器具の例示的な腹腔鏡バージョンを示している。 図４０−２は、湾曲位置における関節に対して遠位の電気機械式アクチュエータを有する差別的切開器具の例示的な腹腔鏡バージョンを示している。 図４１は、可撓性駆動軸によって駆動される差別的切開器具の１つの例示的なバージョンを示している。 図４２Ａは、特に切開手術のために設計された細身のペンシルグリップ形態における差別的切開器具の１つの実施形態の斜視図及び拡大図を示している。 図４２Ｂは、特に切開手術のために設計された細身のペンシルグリップ形態における差別的切開器具の１つの実施形態の斜視図及び拡大図を示している。 図４２Ｃは、特に切開手術のために設計された細身のペンシルグリップ形態における差別的切開器具の１つの実施形態の斜視図及び拡大図を示している。 図４２Ｄは、特に切開手術のために設計された細身のペンシルグリップ形態における差別的切開器具の１つの実施形態の斜視図及び拡大図を示している。 図４２Ｅは、特に切開手術のために設計された細身のペンシルグリップ形態における差別的切開器具の１つの実施形態の斜視図及び拡大図を示している。 図４３Ａは、差別的切開部材の振動を駆動することができるいくつかの機構の異なる実施形態を示している。 図４３Ｂは、差別的切開部材の振動を駆動することができるいくつかの機構の異なる実施形態を示している。 図４３Ｃは、差別的切開部材の振動を駆動することができるいくつかの機構の異なる実施形態を示している。 図４４Ａは、差別的切開器具及び過度の負荷から切開された組織の双方を保護する機構の異なる実施形態を示している。 図４４Ａは、差別的切開器具及び過度の負荷から切開された組織の双方を保護する機構の異なる実施形態を示している。 図４４Ｂは、差別的切開器具及び過度の負荷から切開された組織の双方を保護する機構の異なる実施形態を示している。 図４４Ｃは、差別的切開器具及び過度の負荷から切開された組織の双方を保護する機構の異なる実施形態を示している。 図４４Ｃは、差別的切開器具及び過度の負荷から切開された組織の双方を保護する機構の異なる実施形態を示している。 図４５Ａは、組織面における血管及び他の解剖学的構造に損傷を与えることなく組織面を分離するために差別的切開器具を使用する方法を示している。 図４５Ｂは、組織面における血管及び他の解剖学的構造に損傷を与えることなく組織面を分離するために差別的切開器具を使用する方法を示している。 図４５Ｃは、組織面における血管及び他の解剖学的構造に損傷を与えることなく組織面を分離するために差別的切開器具を使用する方法を示している。 図４５Ｄは、組織面における血管及び他の解剖学的構造に損傷を与えることなく組織面を分離するために差別的切開器具を使用する方法を示している。 図４５Ｅは、組織面における血管及び他の解剖学的構造に損傷を与えることなく組織面を分離するために差別的切開器具を使用する方法を示している。 図４５Ｆは、組織面における血管及び他の解剖学的構造に損傷を与えることなく組織面を分離するために差別的切開器具を使用する方法を示している。 図４５Ｇは、組織面における血管及び他の解剖学的構造に損傷を与えることなく組織面を分離するために差別的切開器具を使用する方法を示している。 図４６Ａ−１は、内視鏡に結合された差別的切開器具によってトンネリングするための器具を示している。 図４６Ａ−２は、内視鏡に結合された差別的切開器具によってトンネリングするための器具を示している。 図４６Ｂ−１は、内視鏡に結合された差別的切開器具によってトンネリングするための器具を示している。 図４６Ｂ−２は、内視鏡に結合された差別的切開器具によってトンネリングするための器具を示している。 図４６Ｃ−１は、内視鏡に結合された差別的切開器具によってトンネリングするための器具を示している。 図４６Ｃ−２は、内視鏡に結合された差別的切開器具によってトンネリングするための器具を示している。 図４７Ａ−１は、内視鏡に結合された差別的切開器具によってトンネリングするための他の器具であって切開を強化し且つ内視鏡の視野を改善するための付属部品を含む器具を示している。 図４７Ａ−２は、内視鏡に結合された差別的切開器具によってトンネリングするための他の器具であって切開を強化し且つ内視鏡の視野を改善するための付属部品を含む器具を示している。 図４７Ｂ−１は、内視鏡に結合された差別的切開器具によってトンネリングするための他の器具であって切開を強化し且つ内視鏡の視野を改善するための付属部品を含む器具を示している。 図４７Ｂ−２は、内視鏡に結合された差別的切開器具によってトンネリングするための他の器具であって切開を強化し且つ内視鏡の視野を改善するための付属部品を含む器具を示している。 図４７Ｃは、内視鏡に結合された差別的切開器具によってトンネリングするための他の器具であって切開を強化し且つ内視鏡の視野を改善するための付属部品を含む器具を示している。 図４７Ｄは、内視鏡に結合された差別的切開器具によってトンネリングするための他の器具であって切開を強化し且つ内視鏡の視野を改善するための付属部品を含む器具を示している。
示された実施形態は、患者の強固組織を破壊することはないが患者の軟組織を差別的に破壊する、ブラントジセクションするための方法及び装置を含む。１つの実施形態において、複合組織を差別的に切開する差別的切開器具が開示される。差別的切開器具は、取っ手と、長手方向中心軸と、近位端及び遠位端を有する細長部材とを備える。差別的切開器具はまた、遠位端に回転可能に取り付けられるように構成された差別的切開部材を備え、差別的切開部材は、少なくとも１つの組織係合面と、差別的切開部材の回転軸の第１の側に配置された第１のトルク点と、回転軸まわりに差別的切開部材を機械的に回転させることによって少なくとも１つの組織係合面を複合組織に対して少なくとも１つの方向に移動させるように構成された機構とを備える。機構は、第１のトルク点部材に取り付けられた遠位端と近位端とを有する少なくとも１つの力伝達部材を備える。少なくとも１つの力伝達部材の近位端は、差別的切開部材を振動するように構成された動力源に取り付けられている。さらに、少なくとも１つの組織係合面は、差別的切開部材が患者の複合組織に外科医によって押圧されたときに、少なくとも１つの組織係合面が複合組織を横切って移動し、少なくとも１つの組織係合面が複合組織における少なくとも１つの軟組織を破壊するが、複合組織における強固組織を破壊しないように、複合組織に選択的に係合するように構成されている。
具体的には、「差別的切開器具」が開示されている。用語「差別的」は、差別的切開器具が強固組織の破壊を回避しながら軟組織を破壊することができることから使用される。差別的切開器具のエフェクタ端部は、強固組織及び軟組織の双方から構成される組織に押圧されることができ、軟組織は、強固組織よりもはるかに容易に破壊される。それゆえに、差別的切開器具が複合組織内に押圧されたとき、差別的切開器具は、軟組織を破壊し、それによって強固組織を露出させる。この差別的動作は、自動であって、装置設計の機能である。注意は、ブラントジセクションのための伝統的な方法よりも手術者にとっての注意力は少なくてすみ、組織に対する偶発的な損傷の危険性は、大幅に低減される。
本特許出願の目的のために、「軟組織」は、ブラントジセクション中に分離され、引き裂かれ、除去され又は別の形で一般的に破壊される様々な軟らかい組織として定義される。「ターゲット組織」は、ブラントジセクション中に血管、胆嚢、尿道又は神経束など、単離されてその完全性が保存される組織として定義される。「強固組織」は、機械的に強く、通常、堅く詰まったコラーゲン又は他の細胞外繊維性基質の１つ以上の層を含む組織として定義される。強固組織の例は、血管壁、神経繊維の鞘、筋膜、腱、靭帯、胆嚢、心膜及び他の多くを含む。「複合組織」は、軟組織及び強固組織の双方から構成される組織であり、ターゲット組織を含むことができる。
図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃは、強固組織を破壊せずに差別的に軟組織を破壊することができる差別的切開器具３００のエフェクタ端部を示している。この実施形態において、切開部材は、シュラウド３３０の内部の空洞３３１の内部に保持された軸３２０を中心に回転する切開ホイール３１０を備える。図３Ａは、別個の部分を示している。図３Ｂ及び図３Ｃは、アセンブリの２つの異なる視点を示している。切開ホイール３１０は、モータ又は適切な伝達手段を有する手動で駆動されるドライブなどのいくつかの機構のいずれかによって回される。切開ホイール３１０は、強固組織ではなく軟組織を把持して破壊することができる組織係合面３４０を有する。組織係合面３４０及び切開ホイール３１０の例は、ダイヤモンド砥石車又は研磨石又は表面からの小さなオブトルージョン又は突起（さらに以下に定義される）によってそれ以外の形で覆われた表面を含む。シュラウド３３０は、切開ホイール３１０の一部のみが露出するように切開ホイール３１０の一部を覆い隠す。使用時には、切開ホイール３１０は、約６０（６０）から約２万５千（２５，０００）ｒｐｍ又は約６０（６０）から約１０万（１００，０００）ｒｐｍの範囲の速度で回転し、速度は手術者が選択可能である。さらに、切開ホイール３１０の回転方向は、手術者によって逆転させることができる。代わりに、切開ホイール３１０は、１つの実施形態において毎分約６０から約２万（２０，０００）サイクルの範囲の周波数で振動（往復振動）することができる。他の実施形態において、切開ホイール３１０は、毎分約２，０００から１，０００，０００サイクルの範囲の周波数で振動（往復振動）することができる。
切開ホイール３１０は、強固組織ではなく軟組織を差別的に破壊することができる「差別的切開部材」（以下「ＤＤＭ」）の一例である。図３Ｄは、明確化のために差別的切開器具３００の残りから分離されたＤＤＭ３５０の１つの実施形態の側面、正面及び斜視図を示している。ＤＤＭ３５０は、本体３６０が回転する回転軸３６５を有する本体３６０から構成される。回転は、振動的（すなわち、前後）又は連続的とすることができる。本体３６０は、少なくとも本体３６０の外面３６１の一部にわたって分布された組織係合面３７０を有する外面３６１を有する。非組織係合面３７１は、組織係合面３７０によって覆われていない外面３６１の一部である。この実施形態において、組織、特に組織係合面３７０に接触する外面３６１の部分は、組織をスライスするのに十分に鋭い特徴を有するべきではなく、そのため、（メス又はハサミのような）ナイフエッジ、（のこぎりのような）鋭利に鋭い歯、鋭いコーナー及び（ドリルビット又は関節鏡シェーバのような）鋭いエッジのフルーティングがあってはならない。ここで、鋭いとは、２５μｍ未満の曲率半径を有することを意味する。ＤＤＭの典型的な最大寸法は、約３（３）から約２０（２０）ミリメートル（ｍｍ）の間である。あるいは、顕微手術用の小型版は、約２（２）から約５（５）ｍｍの間を取る。
組織係合面３７０は、さらに、本体３６０の外面３６１からの（図３Ｄ−１から図３Ｄ−３の拡大詳細図に示されている）複数の突起３７５から構成されており、各突起３７５は、本体３６０の外面３６１の局所領域に対して略直角な方向において谷からピークまで測定された突起長３８０を有する。組織係合面３７０上の異なる突起３７５は、全て同じ突起長３８０を有することができ、又は、それらは、異なる突起長３８０を有することができる。突起３７５は、好ましくは、約１（１）ｍｍ未満の突起長３８０を有する。あるいは、いくつかの実施形態について、突起長は、約１（１）ｍｍよりも大きいが、約５（５）ｍｍ未満とすることができる。まとめると、組織係合面３７０上の全ての突起３７５は、平均突起長（Ｐａｖｇ）を有する。突起３７５は、好ましくは約０．１ｍｍから約１０（１０）ｍｍの距離にわたる間隙３８５によって分離される。
ここで図３Ｄ−１から図３Ｄ−３を参照すると、図３Ｄ−１から図３Ｄ−３は、差別的切開部材の正面図及び側面図を示している。図３Ｄ−１は、差別的切開部材の側面図であるとともに、図３Ｄ−２は、差別的切開部材の表面の詳細を示しており、図３Ｄ−３は、同じ差別的切開部材の正面図を示している。図３Ｄ−１から図３Ｄ−３の本体３６０は、必要に応じて、組織係合面３７０が回転軸３６５から様々な距離に位置するように成形されることができる。それゆえに、配置半径Ｒは、回転軸３６５から組織係合面３７０上の任意点まで回転軸３６５に対して直角な面内で測定されることができる。それゆえに、最短長を有する最小配置半径Ｒｍｉｎと、最大長を有する最大配置半径Ｒｍａｘとがあり、図３Ｄ−１から図３Ｄ−３及び図３Ｅ−１から図３Ｅ−４に示されるように、Ｒｍｉｎは、組織係合面３７０がＤＤＭ３５０の面３６１を完全に覆わない場合にはいつでもゼロよりも大きい。それゆえに、組織係合面３７０が回転軸３６５から様々な距離で配置されているように本体３６０が成形されている場合、（Ｒｍａｘ−Ｒｍｉｎ）は、ゼロよりも大きい。ＤＤＭのいくつかの実施形態において、この関係（Ｒｍａｘ−Ｒｍｉｎ）は、約１（１）ｍｍよりも大きい。他の実施形態において、この関係（Ｒｍａｘ−Ｒｍｉｎ）は、Ｐａｖｇよりも大きい。あるいは、図３Ｄ−１から図３Ｄ−３及び図３Ｅ−１から図３Ｅ−４における例に示されているように、Ｒｍｉｎは、一般的にＲｍａｘよりも少なくとも５％短い。ＤＤＭについての一般的なサイズは、Ｒｍｉｎ＞約１（１）ｍｍであり、Ｒｍａｘ＜約５０（５０）ｍｍである。しかしながら、微細切開用の小型版は、Ｒｍｉｎ＞約０．５ｍｍ且つＲｍａｘ＜約５（５）ｍｍからなるより小さい寸法を有することができる。
ここで図３Ｅ−１から図３Ｅ−４を参照すると、ＤＤＭの４つの異なる実施形態は、回転軸３６５がページ面に対して直角である側面図に示されている。後続の段落において記載されるように、回転軸３６５に対して直角な面におけるＤＤＭの断面形状は重要である。以下は、ＤＤＭの断面形状についての４つのシナリオである。
ＤＤＭタイプＩ：断面形状は、円形又は円のくさび以外の任意形状とすることができる。回転軸３６５は、Ｐａｖｇ＜（Ｒｍａｘ−Ｒｍｉｎ）という結果を生み出す図３Ｄ−１から図３Ｄ−３に示されるように断面内の任意点に位置している。図３Ｄ−１から図３Ｄ−３に示されるように、ＤＤＭタイプＩは、様々な非対称性、波状／起伏／スカラップ境界、カットアウト、インボリュート境界などを含む規則的な断面形状及び不規則な断面形状を含むことができる。この例において、ＤＤＭタイプＩは、２つの端部位置（破線輪郭）間を往復振動する。あるいは、動作は、回転とすることができる。
ＤＤＭタイプＩＩ：断面形状は、円形又は円のくさびである。回転軸３６５は、Ｐａｖｇ＜（Ｒｍａｘ−Ｒｍｉｎ）という結果を生み出すように断面内の任意点に位置している（すなわち、回転軸３６５は、円の中心に近くない）。
ＤＤＭタイプＩＩＩ：断面形状は、円形又は円のくさびである。回転軸３６５は、Ｐａｖｇから（Ｒｍａｘ−Ｒｍｉｎ）という結果を生み出すように円の中心に十分に近い断面内の任意点に位置している（すなわち、回転軸３６５は、ほぼ円の中心である）。
ＤＤＭタイプＩＶ：断面形状は、断面形状の中心を含めて回転軸３６５がどこに位置していようとＰａｖｇ＜（Ｒｍａｘ−Ｒｍｉｎ）という結果を生み出すスカラップなどの外周において規則的に反復する要素を有する。タイプＩのＤＤＭ及びタイプＩＶのＤＤＭは、回転軸３６５が断面形状内のどこでも可能であり、さらにＰａｖｇ＜（Ｒｍａｘ−Ｒｍｉｎ）という結果を生み出すことができる点で密接に関連している。
スカラップ、起伏又はＤＤＭの任意の規則的に反復する要素は、穿孔の壁が組織に大幅に接触しないために組織係合面３７０において穿孔又は孔を含んでいない。たとえば、米国特許第６，４２３，０７８号明細書に開示された吸引通路は、研磨部材の組織係合面として作用する研磨面において孔を含む。これらの孔は、孔が組織係合面における流体ポートとしてのみ作用し、吸引通路の壁が組織上に負担をかけないことから、ＤＤＭについて開示された特徴を備えていない。それにもかかわらず、本願明細書に開示されたＤＤＭは、これらのような吸引通路を含むことができる。
タイプＩからＩＶのＤＤＭはまた、ページ面以外の任意の様々な形状を含むこともできる。先に述べたように、「回転軸３６５に対して直角な面におけるＤＤＭの断面形状が重要である」。それゆえに、図３Ａから図３Ｃにおける切開ホイール３１０は、ＤＤＭタイプＩＩＩの例である。
図３Ｆ−１及び図３Ｆ−２は、図３Ｄ−１から図３Ｄ−３に示されるＤＤＭ３５０に類似するＤＤＭ３９０を図示している。ＤＤＭ３９０は、第１の端部及び第２の端部３９２を有し、第１の端部３９１は、複合組織３９９から離れるように向けられ、ＤＤＭ３９０が機構によって回転軸３６５を中心に回転するように機構（図示しない）に回転可能に係合している。機構は、電動及び手動のドライブを含むことができる。第２の端部３９２は、複合組織３９９に向けられ、３つの直交半軸、長半軸Ａ、第１の短半軸Ｂ及び第２の短半軸Ｃによって定義される半楕円体形状を含み、長半軸Ａは、第１の端部３９１及び第２の端部３９２を接続する線の方向にあり、短半軸Ｃは、回転軸３６５に平行であり（すなわち、Ａは回転軸３６５に対して直角である）、短半軸Ｂは、長半軸Ａ及び短半軸Ｃの双方に対して直角である。半楕円体は、所定範囲の形状を有することができる（たとえば、Ａ＝Ｂ＝Ｃ、Ａ≠Ｂ≠Ｃ、Ａ＞Ｂ及びＡ＞Ｃを含む３つの半軸の長さ間に異なる関係があってもよい）。１つの実施形態において、Ａ＞Ｂ＞ＣがＤＤＭについて非常に有効であることが見出されている。
図４Ａから図４Ｃは、差別的切開器具３００のエフェクタ端部が軟組織及び強固組織の双方からなる複合組織の切開に使用されることができる方法を示しており、ＤＤＭは、切開ホイール３１０である。図４Ａにおいて、手術者は、軟組織４００と接触する前に又は接触すると、矢印４１０によって示されるように切開ホイール３１０の回転を開始する。図４Ｂにおいて、次いで、手術者は、ターゲット組織４２０内に到達するようにブラントジセクションのために軟組織４００の塊に切開ホイール３１０の露出した組織係合面３４０を押圧する。図４Ｂにおける矢印４３０及び４４０は、差別的切開器具３００の２つの可能な手術者実行動作を示している。シュラウド３３０の外側に露出した切開ホイール３１０の組織係合面３４０の一部のみが軟組織４００に接触し、それにより、組織係合面３４０と接触する軟組織４００の一部を破壊する。露出された組織係合面３４０の移動部分が外科医によるさらなる行動なしで（たとえば、軟組織４００に対する差別的切開器具３００の外科医の強制的なスクラブなしで）組織を破壊することができることから、組織は、軟組織４００の任意部分に対して切開ホイール３１０の回転切開面３４０を加えることによって簡単に破壊されることができるが、切開ホイール３１０がターゲット組織４２０の強固組織に接触した場合、それはターゲット組織４２０を破壊しない。ここで留意すべきは、矢印４３０における矢じりによって示されたように軟組織４００に切開ホイール３１０を押圧することは「プランジ」である−強固組織を破壊せず、したがってターゲット組織４２０を破壊しないことから、切開ホイール３１０が手探りで軟組織４００に押圧されることができるということである。差別的切開器具３００の他の動作は、矢印４３０及び４４０に対して直交する動作、曲線動作及び他の３Ｄ動作を含み、軟組織４００を切開するために使用されることができる。ターゲット組織４２０が露出されると、図４Ｃに示されるように、差別的切開器具３００は、ターゲット組織４２０を露出させ、取り出すことができる。
図４Ｄから図４Ｆは、どのようにしてＤＤＭの１つの実施形態、強固組織を破壊せずに軟組織を破壊するのかを示している。図４Ｄは、突起３７５を有する組織係合面３４０を有する切開ホイール３１０としてのＤＤＭの断面図を示している。切開ホイール３１０は、ページ面に略平行な軸３２０（図示しない）によってページ面内外に移動する。それゆえに、突起３７５は、ページ面にわたって移動する。図４Ｄは、さらに、切開ホイール３１０、組織係合面３４０及び突起３７５がページ面にわたって移動するのにともない適所に実質的に残っている軟組織４００の塊を示している。ほぼ静止した軟組織４００に対する突起３７５の動きを考えると、切開ホイール３１０は、軟組織４００を破壊する。詳細には、軟組織４００は、繊維成分４０１及びゲル状物質４０２の双方から構成されている。（軟組織は、たとえばコラーゲン繊維及び繊維の小さな束などの繊維成分４０１と、水膨潤ゲル状物質中に分散されたたとえばより薄い膜などの薄いシート成分とを有する細胞外物質から頻繁に構成されている）。突起３７５は、それらが（たとえば、点４５０及び４５１において）個々の繊維成分４０１に遭遇してつかむようにゲル状物質４０２を掃引することが可能であり、そして、繊維成分４０１は、ページ面及び軟組織４００にわたる切開ホイール３１０上の突起３７５の相対動作によって引き裂かれる。切開ホイール３１０が組織４００に深く押圧されるのにともない、突起３７５は、繊維成分をどんどん深くつかみ、同様にそれらを引き裂く。それゆえに、分散された成分を有する軟組織４００は、ＤＤＭによって切開されることができる。
図４Ｅは、図４Ｄとは対照的に、どのようにして堅く詰まった繊維組織が切開ホイール３１０による切開に耐えることができるのかを示している。強固組織４０３は、平行に、交差して若しくは他の組織化された配列（たとえば、筋膜及び血管壁）に又は堅く詰まった２Ｄ及び３Ｄメッシュに堅く詰まった繊維成分４０１から頻繁に構成されており、ゲル状物質４０２は、繊維成分４０１の配列を覆っている。図４Ｅにおいて、強固組織４０３は、堅く詰まった繊維成分４０１、ページ面に対して直角なそれらの長軸とともに描かれており、それゆえに繊維成分４０１の断面が円形として描かれているフィラメントの層を薄く被覆するゲル状物質４０２（点描領域）から構成されている。この画像において、切開ホイール３１０は、矢印４０５によって示されるようにページの左右に往復振動し、強固組織４０３の面にわたって突起３７５を掃引する。強固組織４０３における繊維成分４０１の堅い詰まりに起因して、突起３７５は、繊維成分４０１に別個に係合してつかむことができず、それゆえに、繊維成分４０１を引き裂くための十分な応力を加えることができない。さらにまた、ゲル状物質４０２は、潤滑剤として機能し、突起３７５に強固組織４０３の堅く詰まった繊維成分４０１を滑る傾向を引き起こす。最後に、切開ホイール３１０に露出した強固組織４０３の面のいかなる適合性も、強固組織４０３又は繊維成分４０１において張力発生を防止し、切開ホイール３１０によってかけられる任意の圧力から強固組織４０３の偏向をもたらす。それゆえに、強固組織４０３は、堅く詰まった繊維及びシート成分４０１、ゲル状物質４０２によるこれらの成分の潤滑並びに強固組織４０３の適合性の組み合わせによってＤＤＭによる破壊に耐える。
上述したように、ＤＤＭの動作は、回転又は振動のいずれかとすることができる。組織の特定の領域を過ぎたＤＤＭ上の点の速度は、その組織を破壊するためのＤＤＭの能力に強く影響を与える。図４Ｆは、接点４７０によって軟組織４００にわたって（両矢印４６０によって示されるように）ページ面内で左右に掃引する切開ホイール３１０を示している。接点４７０の並進速度は、ＤＤＭの回転速度及び回転中心（図示しない）から接点４７０を分離する距離４８０によって決定される。回転動作について、並進速度は、２πＤωに等しく、ここで、Ｄは距離４８０であり、ωは毎秒あたりの回転での回転周波数である。振動動作について、並進速度は、ＤΨ２Ｘに等しく、ここで、Ｄは距離４８０であり、Ψは毎秒あたりのサイクルでの振動周波数であり、Ｘはラジアンでの掃引角である。差別的切開器について、距離４８０は、約１（１）ｍｍから約４０（４０）ｍｍの範囲であり、回転速度は、毎秒あたり約２（２）回転から毎秒あたり約３５０（３５０）回転の範囲であり、振動周波数は、約２（２）ヘルツ（Ｈｚ）から約３５０（３５０）Ｈｚの範囲であり、掃引角度は、２°から２７０°の範囲である。それゆえに、差別的切開器上の接点４７０の並進速度は、毎秒あたり約１（１）ｍｍから毎秒あたり約６万（６０，０００）ｍｍの範囲とすることができる。１つの実施形態において、約１５（１５）ｍｍの距離４８０及び約４５度（４５°）にわたって掃引する約１００（１００）Ｈｚの周波数を有し、毎秒あたり約２４００（２４００）ｍｍを生み出す振動動作は、多数の軟組織にとって非常に有効である。ここで留意すべきは、これは、（図４に示されるように）手術者が実行する動作の速度が、外科医が切開中に注意を払っていることから、それらの器具がゆっくりとしか移動せず（通常は、毎秒あたり１００（１００）ｍｍよりもはるかに小さい）、切開中においてＤＤＭ上の接点の速度よりも常に小さいことを意味するということである。さらに、ＤＤＭの動作は、本文書の全体にわたって回転動作から生じるものとして記載される（連続回転又は往復動、すなわち前後、振動）。しかしながら、上述したように、ＤＤＭの組織係合面が組織に適切に係合するように組織に対する直線動作を含むＤＤＭのいかなる動作も使用可能である。
ＤＤＭは、堅く詰まった繊維組織から構成された又はそれによって覆われた血管壁、胸膜、心膜、食道、胆嚢及びほとんど全ての他の臓器又は組織に対して押し付けられることができ、ＤＤＭは、軽い圧力下でそのような強固組織を著しくは破壊しない。逆に、ＤＤＭは、腸間膜又は他の軟組織に対して押し付けられることができ、軟組織は、軽い圧力下で迅速に破壊される。本願明細書に開示された様々なＤＤＭのいずれか１つに適合する差別的切開器具は、肺葉の平面間を迅速に切開するために、胸の内壁から離れて内側胸動脈を切開するために、肺葉の門における血管及び細気管支を分離するために、周囲の組織から食道を切開するために、繊維束を介してよりもむしろ間の大量の筋肉を貫通するために、筋繊維から離れるように筋膜及び腱を切開するために、切開された筋膜を洗浄するために、分枝状血管及びリンパ管構造を露出させるために、組織内にポケットを切開するために、及び、多くの異なる組織において組織面を分離するために、本願発明者によって見出された。差別的切開器具の有用性は広く、それゆえに、多くの潜在的な用途がある。重要なことに、皮膚及び手術用手袋の組成物に起因して、皮膚及び手術用手袋は、大きな圧力が掛けられても、ＤＤＭによって切断されないか又は破壊されない。本願発明者らは、本願明細書に開示された種類の振動ＤＤＭがいかなる害もなく顔の頬に対して保持されることができることを示している。それゆえに、差別的切開器具は、使用するのに本質的に安全であり、特に外科医の指が切開点の近くでなければならない場合に、手術中における使用を簡便化する。
ＤＤＭは、好ましくは、軟らかいポリマ及びエラストマ（たとえば、７０未満のショアＡ）よりもむしろ、金属又は硬質ポリマなどの剛性材料（たとえば、７０以上のショアＡ）から形成されている。剛性材料の使用は、組織係合面からの突起が、軟らかい材料が使用された場合に発生する可能性があるように組織から離れて偏向するのを保持する。ＤＤＭ又はそれらの構成部分は、当該技術分野において公知の任意の手段（たとえば射出成形）によって又は当該技術分野において公知の任意のそのような方法によって成形された、ステレオリソグラフィによって構築されたバルク材料から加工されることができる。
ＤＤＭの組織係合面の突起は、いくつかの手段のいずれかによって製造することができる。突起は、コーティング研磨工業協会規格（ｔｈｅ Ｃｏａｔｅｄ Ａｂｒａｓｉｖｅ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒｓ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｓｔａｎｄａｒｄ）における１０００よりも粗いが１０よりも細かいグリットを使用したサンドペーパと同様のグリットによって組織係合面をコーティングすることによって形成されることができる。グリットは、ダイヤモンド、カーボランダム、金属、ガラス、砂又は当該技術分野において公知の他の材料からなる粒子を含むことができる。突起は、サンダー仕上げ、サンドブラスト、機械加工、化学的処理、放電加工又は当該技術分野において公知の他の方法によってＤＤＭを構成する材料表面に形成されることができる。突起は、ＤＤＭの表面に直接成形されることができる。突起は、ステレオリソグラフィによって表面上に形成されることができる。突起は、グリットの粒子と同様に不規則に成形されることができ、又は、それらは、定義された、小平面に刻まれた、湾曲した又は傾斜した面を有して規則的に成形されることができる。突起は、細長くてもよく、これらの突起の長軸は、組織係合面に対して角度を有していてもよい。突起は、上方から組織係合面を視認したときに断面形状を有し、この形状は、円形、小平面又は複合体であってもよい。突起の断面形状は、ＤＤＭの移動方向に対して配向されてもよい。
組織の濡れを維持することは、差別的切開に役立つ。十分に濡れた強固組織は、潤滑され、ＤＤＭによる破壊を大幅に低減する。逆に、十分に濡れた軟組織は、水で膨潤して軟らかいままであり、個々の繊維の間隔を分離し、それらがＤＤＭの組織係合面からの突起によって係合されて引き裂かれるのを促進する。組織の濡れは、切開中に生理食塩水によって組織を単に湿らすことを含むいくつかの手段のいずれかによって達成することができる。湿潤は、湿潤ラインなどの手術において既に使用された手順を用いて又は以下に開示された装置の１つによって行うことができる。さらに、組織、それゆえにＤＤＭの組織係合面も濡らすことは、破壊された組織による組織係合面の目詰まりを低減する。
図５Ａ及び図５Ｂは、円柱５１０として構成されたＤＤＭタイプＩＩＩによる差別的切開器具５００のエフェクタ端部の他の実施形態を示している。図５Ａは、シュラウド５３０とは別個の他の軸５２０を有する円柱５１０を示している。組織係合面５４０は、円柱５１０の側面を覆う。両矢印は、回転軸５７５を中心とする回転を示している。図５Ｂは、露出された組織係合面５４０の限られた部分のみを使用するために構成された双方の部分を示している。
図５Ｃ−１及び図５Ｃ−２は、シュラウド及びＤＤＭ、ここでは他のＤＤＭタイプＩＩＩについての異なる構成を有する差別的切開器具のエフェクタ端部の他の実施形態を示している。図５Ｃ−１及び図５Ｃ−２は、シュラウド５８０とは別個の軸５７０を有する切開ホイール５６０を有する差別的切開器具５５０を示している。組織係合面５９０は、切開ホイール５６０の周囲を覆う。両矢印は、回転軸５７５を示している。図５Ｃ−２は、露出された組織係合面５９０の制限された部分のみによる使用のために構成された双方の部分を示している。シュラウド５８０が組織に対して組織係合面５９０を位置決めするのを困難とし、シュラウド５８０が手術者の視界を遮断することから、この構成には問題がある。
図６Ａは、手術者用の取っ手６１０を含む差別的切開器具６００の１つの実施形態を示している。取っ手６１０は、取っ手６１０に接続された第１の端部６２１と、ＤＤＭ６３０に接続された第２の端部６２２とを備える細長部材６２０を接続する。細長部材６２０は短くすることができ、直視下手術用器具におけるＤＤＭ６３０のより良好な手動制御を可能とするか、又は、それは長くすることができ、差別的切開器具６００が腹腔鏡器具であるのを可能とする。スコッチヨーク又はクランク／スライダの回転駆動軸などのＤＤＭ６３０を回転させる駆動機構は、任意の細長部材６２０、長い若しくは短い、又はＤＤＭ６３０を駆動可能な任意の装置に対して容易に適合される。ＤＤＭ６３０は、両矢印によって示されるようにＤＤＭ６３０がその回転軸６４０を中心に往復振動するように（回転軸６４０は、図６Ａにおけるページ面に対して直交している）、第２の端部６２２において細長部材６２０に回転可能に取り付けられたタイプＩＩＩのＤＤＭである。第１の端部６２１及び第２の端部６２２は、細長部材６２０の中心線６５０を定義する。中心線６５０としての中心線６５０の接線６５１は、第２の点６２２に接近し、それゆえに、回転軸６４０は、提示角度６７０を定義する（図示しない−ページに対して直角）。この例において、提示角度６７０は、９０°である（すなわち、回転軸６４０は、接線６５１に対して直角に位置合わせされている）。取っ手６１０よりもむしろ、細長部材６２０の第１の端部６２１は、ロボット手術用のロボットアームに取り付けることができる。ＤＤＭは、ＤＤＭを移動又は回転させることが可能な任意の他の装置に容易に適合されることができる。
図６Ｂは、中心線に平行な回転軸を有する同様の差別的切開器具６０１の他の実施形態を示している。取っ手６１０は、取っ手６１０に接続された第１の端部６２１と、タイプＩＩＩのＤＤＭ６３１に接続された第２の端部６２２とを備える細長部材６２０に接続している。ＤＤＭ６３１は、ＤＤＭ６３１がその回転軸６４０を中心に往復振動するように第２の端部６２２において細長部材６２０に回転可能に取り付けられている。回転軸６４０は、図６Ｂにおけるページ面に平行である。第１の端部６２１及び第２の端部６２２は、中心線６５０が第２の点６２２に接近するように接線６５１によって細長部材６２０の中心線６５０を定義する。それゆえに、回転軸６４０は、接線６５１に平行に位置合わせされる（すなわち、提示角度６７０は０°である）。（この場合もやはり、提示角度６７０は、提示角度が０°であることから、図６Ｂに提示されていない）。それゆえに、差別的切開器具６０１は、図５Ｃにおける差別的切開器具５５０と同様であり、それゆえに、手術者の視界を遮断することなく組織に対してＤＤＭ６３１の組織係合面を位置決めするのが困難であることを含む同様の制限を有する。
図６Ｃは、中心線６５０が第２の点６２２に接近するように湾曲した中心線６５０と中心線６５０に対する接線６５１とを有する湾曲した細長部材６２０を有する差別的切開器具６０３の他の実施形態を示している。回転軸６４０は、この例では９０°である提示角度６７０を形成する接線６５１に対して直角である。細長部材６２０は、同様に湾曲され、接合され、関節接合され又は複数の部品から形成されてもよい。全ての場合において、提示角度６７０は、それが第２の点６２２に接近するようにＤＤＭの回転軸及び中心線の接線によって形成される。
図６Ｄは、図６Ｂにおける差別的切開器具６０２に類似する差別的切開器具６０４の他の実施形態を示している。取っ手６１０は、取っ手６１０に接続された第１の端部６２１と、タイプＩＩＩのＤＤＭ６３１に接続された第２の端部６２２とを備える細長部材６２０に接続している。ＤＤＭ６３１は、ＤＤＭ６３１がその回転軸６４０を中心に往復振動するように第２の端部６２２において細長部材６２０に回転可能に取り付けられている。回転軸６４０は、図６Ｄにおけるページ面に平行である。第１の端部６２１及び第２の端部６２２は、中心線６５０が第２の端部６２２に接近するように接線６５１によって細長部材６２０の中心線６５０を定義する。それゆえに、回転軸６４０は、接線６５１に対して非ゼロの角度で整列される（すなわち、提示角度６７０は、０°から９０°の間である）。好ましい実施形態において、提示角度６７０は、図５Ｃ及び図６Ｂにおいて差別的切開器具６０３について記載された理由のために、０°に等しくない。
図７Ａ及び図７Ｂは、ＤＤＭとしての切開ワイヤ７１０を使用する差別的切開器具７００のエフェクタ端部の他の実施形態を示している。図７Ａは、組み立てられた装置を示している。切開ワイヤ７１０は、シュラウド７３０のバッキング面７２６から距離７２５だけ突出しており、切開ワイヤ７１０は、第１のポスト７２０から出て、間隙７２２に及び、シュラウド７３０の端部における第２のポスト７２１に入る。切開ワイヤ７１０は、切開ワイヤ７１０の露出部分が図７Ａにおける間隙７２２を横切って矢印７２３によって示される方向に移動するように駆動されるワイヤの連続ループである。
図７Ｂは、切開ワイヤ７１０及び駆動機構のループを描く差別的切開器具７００の本実施形態の概略側面図を示している。切開ワイヤ７１０は、第１のポスト７２０に収容された第１のアイドラー軸受７５０を通過した後に第１のポスト７２０から出る連続ループである。切開ワイヤ７１０は、間隙７２２を横切って移動し、矢印７２３の方向に移動し、第２のアイドラー軸受７５１を通過する場合に第２のポスト７２１に入る。切開ワイヤ７１０のループは、たとえば、湾曲矢印７２４の方向にモータによって回動される駆動ホイール７６０を通過した場合にさらにシュラウド７３０に戻る。それゆえに、駆動ホイール７６０の回転は、切開ワイヤ７１０を駆動する。ここで留意すべきは、切開ワイヤ７１０が任意の断面形状を有する可撓性線形要素とすることができ、そのため、円形断面形状のワイヤの代わりに、切開ワイヤ７１０が組織係合面を有する外向きの側面を有する可撓性フラットベルトとすることができるということである。同様に、切開ワイヤ７１０は、ワイヤがアイドラー軸受７５０及び７５１を介して回動するのを許容するよりも大径を有する可撓性コードとすることができ、可撓性コードは、組織係合面を有する。さらに、切開ワイヤ７１０とバッキング面７２６との間の距離７２５は、任意に大きくすることも小さくすることもでき、たとえば、距離７２５は、切開ワイヤ７１０、バッキング面７２６並びに第１のポスト７２０及び第２のポスト７２１によって囲まれた実体領域を形成するのに十分な大きさとすることができ、それゆえに、除去対象のターゲット組織を囲むことができる。対照的に、距離７２５は、切開ワイヤ７１０がシュラウド７３０の表面に沿って又は後方から切開ワイヤ７１０を支持する細い収容溝内を動く場合にはゼロとすることができる。そのような収容溝は、半円形の断面形状を有することができ、それゆえに、切開対象の組織に対して切開ワイヤ７１０の断面形状の一部だけを露出する。さらに、バッキング面７２６の形状は、平坦とすることができるか、又は、それは微妙に又は顕著に湾曲することができ、湾曲面は、凸領域、凹領域又はそれらの組み合わせを有することができる。
図８Ａ−図８Ｃは、ＤＤＭとして可撓性ベルトを使用する差別的切開器具８００のエフェクタ端部を示している。図８Ａは、別個の部分を示している。可撓性ベルト８４０は、外側組織係合面８５０を有する。可撓性ベルト８４０は、全てがシュラウド８３０内に収容されている軸８２０を中心に回転するアイドラーホイール８１０にわたって移動する。
図８Ｂは、露出された可撓性ベルト８４０の組織係合面８５０の限られた部分を有する差別的切開器具８００の組み立てられたエフェクタ端部を示している。
図８Ｃは、どのようにして可撓性ベルト８４０などの可撓性ベルトが駆動されることができるのかの一例の概略の平面図を示している。アイドラーホイール８１０及び駆動ホイール８６０は、シュラウド８３０の内部に取り付けられている。可撓性ベルト８４０は、アイドラーホイール８１０及び駆動ホイール８６０に巻き付いている。駆動ホイール８６０は、可撓性ベルト８４０が湾曲矢印８７０によって示される方向に駆動されるように回転するように給電される。そして、シュラウド８３０の外部に露出した組織係合面８５０は、組織を破壊するために使用される。駆動ホイール８６０は、モータ、手回しクランクなどのいくつかの機構のいずれかによって駆動されることができる。駆動ホイール８６０及びアイドラーホイール８１０は、直円柱である必要はなく、それらの回転軸が平行である必要もない。
シュラウドの外側の組織係合面の露出の程度は、前の例に示されたものよりも大きいか又は小さくすることができる。実際には、露出を変化させることは、差別的切開器具の動作のいくつかの態様を変更する。
第１に、大きな露出は、組織係合面の露出面積を増加させ、単位時間あたりに破壊される組織量を増加させ、除去された組織の表面積を増加させる。それゆえに、露出を低減させることは、組織のより正確な除去を可能とするが、それは除去される材料の総量を低減させる。第２に、露出を増加させることは、露出した組織係合面の角度を変化させる。シュラウドにおける開口９００によって制御されるように組織係合面８５０の逐次制限された露出を有する差別的切開器具８００のエフェクタ端部の概略平面図を示す図９Ａから図９Ｃを考える。開口９００は、図９Ａにおいて最大であり、図９Ｃにおいて最小である。露出が制限されるのにともない、組織係合面８５０に対して直角な矢印の角度の範囲は低減する。図９Ａにおいて、組織係合面８５０は、前方及び両側の双方を破壊する。図９Ｃにおいて、組織係合面８５０は、前方のみ破壊する。それゆえに、組織係合面８５０が組織に適用される場合、露出した組織係合面の角度に応じて、異なる方向の接触が適用される。
第２に、組織係合面８５０の露出の角度の増加はまた、組織の接触面が歪む角度と器具におけるトルクとの双方を変化させる。組織係合面１０１０の適用によって形成される組織４００上の摩擦を示している図１０Ａ−図１０Ｃを考える。
図１０Ａにおいて、組織係合面１０１０は、矢印１０２０の方向に移動している。これは、矢印１０３０の方向に摩擦力を生み出す。接触面積が大きいほど、摩擦力も大きい。摩擦力は、双方とも組織４００を横に（矢印１０３０の方向に）引っ張って組織４００を剪断し、反対の矢印１０２０の方向に組織係合面１０１０を押し込む。組織係合面１０１０が手術者によって保持された点１０４０から所定距離において器具１０６０に取り付けられている場合には、摩擦力は、点１０４０を中心にトルク１０５０を設定する。このトルクは、器具１０６０の点１０４０の反対の端部１０７０に所望の適用点から離れるように引っ張らせることができ、切開の制御をより困難とする。それゆえに、組織係合面の露出の程度を制限することは、摩擦力を低減し、取っ手におけるトルクを低減することによって制御を改善する。
図１０Ｂは、どのように円形の組織係合面８５０が組織係合面８５０に対して直角な、それゆえに円形の組織係合面８５０上の組織４００の接触範囲に依存する異なる方向において摩擦力を生み出すのかを示している。組織４００上に得られた多方向の剪断力は、組織４００においてより複雑な歪みパターンを生み出す。図１０Ａにおけるように、摩擦力は、シュラウド８３０の先端において正味の上向きの力１０８０をさらに生み出す。しかしながら、シュラウド８３０の先端において正味の左／右（組織４００の内外）力を生み出さない。図１０Ｃは、開口９００を狭くすることによって組織係合面８５０の露出を低減することは、組織上の摩擦力をより１次元的にし、組織における歪みパターンを簡略化することを示している。
組織に対する摩擦のこの議論にかかわらず、濡れた組織に関して上述したように、本願明細書に記載されたＤＤＭは、複合組織に対して低い摩擦を有する場合に有効である独特の品質を有する。非組織係合面及び組織係合面は、ＤＤＭの全体が外科潤滑剤又はヒドロゲル潤滑剤などの潤滑剤を十分に浸した場合であっても有効である。
手術において、身体の他の部分に対して組織の意図しない移動を最小化することが好ましい。組織の破壊片は、ここで開示された差別的切開器具の組織係合面に付着することがある。意図しない移動は、２つの方法で最小化することができる。第１に、図１０Ｂ及び図１０Ｃに示されるように開口９００の形状を狭くして制御することは、組織係合面８５０に付着した破壊された組織の断片がシュラウド上に堆積されるか又はシュラウドに入る前に短い距離運ばれるにすぎないことを意味する。同様に、それらが付着した後に慣性によって組織係合面８５０から接線方向に離れるように送出された場合には、開口９００を狭くすることは、付着に利用可能な表面積、付着に利用可能な時間及び材料が加速することができる距離を低減する。第２に、組織係合面８５０は、組織付着に対して抵抗することができる。組織係合面８５０の表面処理は、化学処理、蒸着、スパッタリング及びその他などの当該技術分野において公知のいくつかの技術のいずれかによって達成することができる。たとえば、いくつかの公知の方法のいずれか（たとえば、浸漬被覆、化学蒸着、シランなどとの化学的架橋など）によって組織係合面８５０をフッ素化することは、親水性材料及び炭素系疎水性組織成分の双方によって組織付着に抵抗する組織係合面８５０を形成することができる。１つの実施形態において、ダイヤモンド／炭化物コーティングした組織係合面が使用されてもよく、我々は、これらの表面に対する組織付着を有する可能性がはるかに低いことを発見した。
材料の移動はまた、連続的な一方向又は連続回転運動よりもむしろ、ＤＤＭの振動（往復）運動の使用によって低減することができる。振動は、数度の回転（たとえば、５°から９０°）のみにわたる振動の距離を超える距離にわたる移動を防止する。多数の機構のいずれかは、スコッチヨーク又はクランク／スライダなどの回転モータによる往復振動運動を駆動するために使用されることができる。
組織の付着はまた、組織係合面８５０の有効性を低減させるための問題である。組織係合面８５０の詰まりは、組織係合面８５０上に材料の厚いコートを形成し、軟組織を切除する際にほとんど効果を有しない。以上のように、組織による付着に対する表面耐性を形成することは、この問題を低減させる。フッ素化された組織係合面及びダイヤモンド／炭化物組織係合面は、特に脂肪組織を破壊する場合に容易に詰まらせない。
上述したように、詰まりはまた、組織が濡れている場合且つさらに組織係合面８５０が水で洗い流された場合に低減される。図１１Ａ及び図１１Ｂは、３つの水出口１１１１の第１のアレイがシュラウド８３０から組織係合面８５０の横に放出する差別的切開器具１１００を示している。３つの水出口１１１２の第２のアレイは、組織係合面８５０の反対側に放出する。水出口の他の配置は可能である。図１１Ａは、斜視図で実体モデルを示している。図１１Ｂは、水管１１２１が内部及び水出口１１１１までシュラウド８３０の一方側に水又は生理食塩水などの他の流体を搬送し、第２の水管１１２２が内部及び水出口１１１２までシュラウド８３０の他方側に流体を搬送する差別的切開器具１１００の概略面図を示している。水出口１１１１、１１１２は、開口９００の両側から放出し、組織係合面８５０の両側に流体を提供する。水出口からの液体放出は、必要に応じて、生理学的活性物質を担持することができ、液体に溶解又は懸濁される。生理学的活性物質は、様々な医薬化合物（抗生物質、抗炎症剤など）と活性生体分子（たとえば、サイトカイン、コラゲナーゼなど）とを含むことができる。
組織係合面８５０の適切な配置は、ブラントジセクション中に有利に使用されることができる組織上の摩擦力を生成する。図１２は、開口１２３０内に露出された２つの対向する可撓性ベルト１２０１及び１２０２を有する差別的切開器具１２００を示している。各ベルトは、アイドラー部１２１１上を動く可撓性ベルト１２０１と、アイドラー部１２１２上を動く可撓性ベルト１２０２とによって図１０Ｂにおけるように構成されているが、可撓性ベルト１２０１及び１２０２は、互いに反対に循環する。それゆえに、可撓性ベルト１２０１及び可撓性ベルト１２０２は、矢印１２０３及び１２０４によって示されるように同じ方向に並んでいるが、矢印１２７１及び１２７２によって示されるように組織１２０５に露出された場合には反対方向である。それゆえに、可撓性ベルト１２０１は、シュラウド１２２０上に下向きの正味力１２５１を形成し、可撓性ベルト１２０２は、上向きの正味力１２５２を形成し、それにより、これらの力１２５１及び１２５２は相殺してシュラウド１２２０上にほとんど又は全く正味力を残さない。これは、（図１０Ａに記載されるように）差別的切開器具１２００のいかなるトルクの付与を排除し、手術者にとって制御するのをより容易とする。さらに、可撓性ベルト１２０１及び１２０２の反対の動作方向１２７１及び１２７２は、切開中に組織１２０５上に反対の摩擦力を形成し、それにより、両矢印１２６０によって識別される領域において組織１２０５を引っ張って離す。この引っ張り動作は、両矢印１２６０の領域における組織の引き裂きによるブラントジセクションを容易とすることができる。ここで留意すべきは、シュラウド１２２０の内部の可撓性ベルト１２０１及び１２０２の間の間隙１２８０を変化させることができ、可撓性ベルト１２０１及び１２０２が接触するようにゼロまで低減されることができる。可撓性ベルト１２０１及び１２０２の間の接触は、駆動機構が可撓性ベルト１２０１及び１２０２の走行速度と一致するのに役立つことができる。実際に、可撓性ベルト１２０１及び１２０２の間の摩擦は、一方のベルト、たとえば１２０１が他方のベルト、この例では１２０２を駆動するのを可能とする。それゆえに、たとえば、モータは、可撓性ベルト１２０１を能動的に駆動することができ、そして、可撓性ベルト１２０２は、可撓性ベルト１２０１によって駆動される。これは、２つのベルト用の駆動機構を簡略化することができる。
図１３は、どのように差別的切開器具１３００のシュラウド１３３０がより多くの機能を許容する他の要素を収容することができるのかを示している。切開ホイール８１０は、開口９００に露出されている。吸引ライン１３０１及び１３０２は、組織係合面８５０の近くのシュラウド１３３０の前面に接続することができ、破壊からのいかなる残骸や、水出口１１１１及び１１１２を介して放出する水管１１２１及び１１２２からの流体などの余分な流体も除去するのに役立つ。発光ダイオード（ＬＥＤ）は、ブラントジセクションのための領域をより良好に照明するためにシュラウド１３３０上に配置されることができる。たとえば、ＬＥＤ１３１１及び１３１２は、それぞれ、ケーブル１３１３及び１３１４によって電力が供給され、ＬＥＤ１３１１及び１３１２からの光は、破壊領域における組織を直接照明する。
図１４−１から図１４−３は、差別的切開器具１４００の細長部材１４１０がＤＤＭ１４２０の配置を容易とするためにユーザが細長部材１４１０の可変湾曲を達成することができるように湾曲可能領域１４３０によって関節運動することができる方法を示している。図１４−１は、位置１において、直線における差別的切開器具の細長部材を示しており、図１４−２は、４５度で湾曲した差別的切開器具の細長部材を示しており、図１４−３は、９０度に湾曲した差別的切開器具の細長部材を示している。位置１（図１４−１）において、細長部材１４１０は直線である。位置２（図１４−２）そして位置３（図１４−３）において、細長部材１４１０は、ＤＤＭ１４２０が位置１における前向きから位置３における横向きへと移動するように、湾曲可能領域１４３０において連続的に湾曲している。湾曲可能領域１４３０は、湾曲を可能とするために回転関節又は任意の他の機構とすることができる。
図１５Ａ−図１５Ｅは、ＤＤＭのいくつかの重要な寸法及び特徴を図示する異なるＤＤＭを示している。図１５Ａは、回転関節まわりを回転する例示的な差別的切開部材の平面図を示している。図１５Ａは、回転関節１５１０を中心に回転するＤＤＭ１５００の平面図を示している。ＤＤＭ１５００の作動は、組織係合面１５２０（粗目部分）が半径ＲＡを有する円弧によって揺動するように、両矢印１５０６によって示されるように往復式に上下振動させる。ＤＤＭ１５００の振動が±９０°の範囲にわたって揺動することができる。組織係合面は、回転面（回転面に対して直角な面−ここではページ面）において最小半径ＲＳを有する。
図１５Ｂは、２つの連続した拡大図による断面における側面図を示している。（それゆえに、ＤＤＭ１５００は、この図においてページ内外で振動する）。図１５Ｂ−１から図１５Ｂ−３は、図１５Ａにおけるような差別的切開部材を示しており、図１５Ｂ−１は、側断面図における差別的切開部材を示しており、図１５Ｂ−２は、図１５Ｂ−１に示された差別的切開部材の先端の詳細図を示しており、図１５Ｂ−３は、図１５Ｂ−２に示された差別的切開部材の表面の詳細図を示している。第１の側１５３０及び組織係合面１５２０は、曲率半径ＲＥを有する第１のマージン１５４０において合流し、第２の側１５３１及び組織係合面１５２０は、曲率半径ＲＥを有する第２のマージン１５４１において合流する。ここで、第１のマージン１５４０及び第２のマージン１５４１の曲率半径は、異なることができるが、第１のマージン１５４０及び第２のマージン１５４１が鋭くないように十分に大きくなければならない。そして、組織係合面１５２０は、最内側の谷から最外側のピークまでの要素の最大長として定義された最大長Ｌｍａｘを有する突起１５５０によって形成される。
図１５Ｃは、表面要素１５６０によって形成されたスカラップ組織係合面を有する異なるＤＤＭ１５０１を図示している。ここで、表面要素１５６０は、凸状突部であるが、最小曲率半径ＲＳを有する組織係合面１５２０上の任意の規則的な又は反復する要素とすることができる。さらにまた、表面要素は、図１５Ｄ及び図１５Ｅに示されるように、回転面内にない形状を有することができる。図１５Ｄは、斜視図を示しており、図１５Ｅは、側面図を示している。図１５Ｅ−１は、図１５Ｃに示された差別的切開部材の端面図を示しており、図１５Ｅ−２は、図１５Ｅ−１に示された差別的切開部材の組織係合面の詳細図を示しており、図１５Ｅ−３は、図１５Ｅ−１及び図１５Ｅ−２に示された差別的切開部材の表面特徴の非常な詳細図を詳述している。図１５Ｅ−１から図１５Ｅ−３における挿入図は、４５°の角度に沿ってとられたＤＤＭ１５０２の連続した拡大部を示している。ＤＤＭ１５０２は、回転面に対して４５°の面内における形状を有する表面要素１５７０を有する。図１５ＣにおけるＤＤＭ１５０１と同様に、ＤＤＭ１５０２の組織係合面１５２０は、最大長Ｌｍａｘを有する突起１５５０を有する。１つの実施形態において、ＲＡは、約１（１）ｍｍから約１００（１００）ｍｍの間とすることができる。１つの実施形態において、ＲＳは、約０．１ｍｍから約１０（１０）ｍｍの間とすることができる。１つの実施形態において、ＲＥは、スライスエッジが組織に提示されないように、約０．０５ｍｍから約１０（１０）ｍｍの間とすることができる。あるいは、ＤＤＭのいくつかの実施形態について、Ｒｓ及びＲｅは、約０．０２５ｍｍと小さくすることができる。
ＤＤＭは、組織係合面が組織における所定点を通過するのにともない組織の表面に対する組織係合面の迎角が変化するように、スカラップであるか又は切り込みであるか又は波状の形状を有する組織係合面を有することができる。実際に、迎角は、たとえば、タイプＩ、タイプＩＩ又はタイプＩＶのＤＤＭなど、Ｐａｖｇ＜（Ｒｍａｘ−Ｒｍｉｎ）である任意のＤＤＭについて変化する。様々な迎角は、切開動作をより侵襲的とし、より侵襲的なＤＤＭは、より良好に強固組織を破壊することができ、あまり侵襲的でないＤＤＭは、同じ組織をよく破壊することができない。
図１６−１から図１６−３は、ＤＤＭが異なる侵襲性のレベルで作製されることができる、すなわち、ＤＤＭの侵襲性が設計されることができる代替手段を示している。ＤＤＭ１６００は、回転軸１６１０を中心に回転し、突起１６２２を有する組織係合面１６２０を有する。これらの突起（図１６−１）は、より鋭い（スライスするのにはまだ十分鋭くない）先端を有する。ＤＤＭ１６４０は、より丸みを帯びた先端１６５２（図１６−２）を有する突起を有する組織係合面１６５０を有する。ＤＤＭ１６８０は、さらにより丸みを帯びた先端１６９２（図１６−３）を有する突起を有する組織係合面１６９０を有する。ＤＤＭ１６００は、ＤＤＭ１６８０よりも侵襲的であるＤＤＭ１６４０よりも侵襲的である。
図１７Ａは、スカラップ組織係合面１７１０及び回転中心１７２０を有するＤＤＭ１７００の１つの実施形態を示している。それゆえに、ＤＤＭ１７００は、タイプＩＶのＤＤＭの一例である。各スカラップが組織上を通過するときにスカラップの縁が異なる迎角で組織係合面１７１０にあてるように、両矢印１７３０によって示されるようなＤＤＭ１７００の前後振動は、組織係合面１７１０に組織上を移動させる。
図１７Ｂ−１及び図１７Ｂ−２は、組織１７５０に対するＤＤＭ１７００の動作を図示している。図１７Ｂ−１は、組織に衝突する同じ差別的切開部材のものを示しており、図１７Ｂ−２は、組織に対する組織係合面の攻撃の角度を詳述する葉状の差別的切開部材の葉の詳細図である。迎角（接点における動作方向との組織係合面１７１０に対する接線との間の角度θ）は、組織係合面１７１０上において２つの点Ｐ１及びＰ２で示されている。θ１は、θ２よりも小さい。同様の動作は、図１８に示されるように、組織係合面１８１０を有する円形組織係合要素１８０５と、円形組織係合要素１８０５の中心ではない回転中心１８２０とを使用することにより（たとえば、タイプＩＩのＤＤＭ）、ＤＤＭ１８００を用いて達成することができる。両矢印１８３０によって示されるように組織係合要素１８０５の前後振動は、迎角が円形組織係合要素１８０５の周囲における組織係合面１８１０上の各点において変化するように組織係合面１８１０が移動するように、組織係合面１８１０に組織上を移動させる。
図１８は、特に組織１８５０に対してＤＤＭの動作を加速するための他の重要な点を図示しており、加速は、ＤＤＭの振動が一方向掃引後に減速して反対方向に掃引するように加速するたびにＤＤＭがロード又はアンロードされるときにいつでも生じる。ＤＤＭ１８００は、回転中心１８２０からずれたその重心１８７０に取り付けられる。実線の両矢印１８３０は、回転中心１８２０を中心とする回転を示しており、破線の両矢印１８４０は、重心１８７０の動作を示している。ＤＤＭ１８００の質量を加速する力と、重心１８７０と回転中心１８２０との間の距離は、差別的切開器具を振動させる回転中心１８２０を中心とするモーメントを形成する。このモーメントは、ＤＤＭ１８００が取り付けられた差別的切開器具取っ手を揺らす。より密度の高い材料から構成されたＤＤＭは、揺れをより極端にする。それゆえに、取っ手の揺れを低減させるように金属よりも硬質ポリマのようなより低密度の材料からＤＤＭを作製することは有利であり得る。逆に、回転軸に重心を配置するようにＤＤＭ内の質量の適切な分布によって反対のモーメントを配置してもよい。
ＤＤＭの表面の全体は、組織係合とすることができる。あるいは、表面の選択された部分は、組織係合とすることができる。これは、ＤＤＭの面、たとえば前向きの面の１つの領域に対して切開効果を制限するのに有利とすることができる。図１９Ａから図１９Ｄは、図３Ａから図３Ｃに示されたものと同様の切開ホイール１９１０であるＤＤＭを有する差別的切開器具１９００を示している。しかしながら、組織係合面は、回転軸３６５を中心に回転する切開ホイール１９１０の外周まわりの薄い組織係合ストリップ１９２０に制限される。残りは、切開ホイール１９１０の露出された表面の組織係合ストリップ１９２０のいずれかの側に対して横方向に配設された非組織係合面１９３０を備え、任意にはガラスが滑らかであるか、突起がないか又は組織における繊維に係合することができない非常に滑らかな表面を有する。図１９Ｂは、どのように切開ホイール１９１０がシュラウド１９４０に嵌合して方向３６７において手術者によって押圧されるのかを図示している。図１９Ｃが図示しているように、組織係合ストリップ１９２０よりも滑らかな非組織係合面１９３０は、組織係合ストリップ１９２０によって分離された後に組織１９５０の破壊を低減する。シュラウド１９４０は、さらに、切開器具が押圧方向３６７において組織１９５０内にさらに侵入することから、切開ホイール１９１０による破壊から組織１９５０を保護する。
図１９Ｄは、非組織係合面１９３０及びシュラウド１９４０の追加の重要な操作を図示している。組織１９５０への差別的切開器具１９００の押圧方向３６７（ここでは図示しない）における動作の要素１９０１がある場合、これらの差別的切開器具１９００の広い部分（非組織係合面１９３０及びシュラウド１９４０）は、最近分離された組織１９５０の部分を押し開くか又は押し込み、組織１９５０の繊維成分１９８０を整列させて歪ませ、それらを緊張状態とし、それらを組織係合ストリップ１９２０の動作に対して直角に整列させる。この繊維成分１９８０における歪みは、個々の繊維をつかんで引き裂くために組織係合ストリップ１９２０における組織係合材料の突起の能力を促進する。
組織係合ストリップ１９２０が組織１９５０を通り過ぎてページ面に対して直角な方向に（そこを通して）移動するのにともない、その中の組織係合ストリップ１９２０上の突起は、組織１９５０の個々の繊維成分１９８０（たとえば、コラーゲン又はエラスチン繊維）を引き裂くことを含み、組織１９５０を破壊する。そのような繊維成分１９８０は、軟組織における不規則な整列（すなわち、不規則な配向）を頻繁に有する。しかしながら、組織１９５０が破壊されるのにともない、差別的切開器具１９００は、動作要素１９０１の方向において組織１９５０に入り込み、したがって、残りの組織係合面１９３０及びシュラウド１９４０が分離された組織１９５０に入り込むのにともない、矢印１９６０及び１９６１の方向からはずれてそれらが切断された繊維成分１９９０を含む組織１９５０を押圧し、前に不規則に配向された繊維を整列し、組織係合ストリップ１９２０の接点において材料を歪ませる。この歪みの局所領域は、両矢印１９７０によって示されるように、組織係合ストリップ１９２０の動作方向に対して直角な方向において切断されていない繊維成分１９８０を整列させて歪ませ（そのため、予応力をかける）、それらが捕捉されるのを容易とし、それらが組織係合ストリップ１９２０からの突起によって切断される可能性を増加させる。非組織係合面１９３０及びシュラウド１９４０は、図１９Ｃ及び図１９Ｄに示されるように、それらが互いに対して傾斜している場合、又は、それらが組織係合面１９１０よりも広い幅を有する場合であっても、くさびとして作用する。１つの実施形態において、図３Ｆに記載されたように、第２の短半軸Ｃが第１の短半軸Ｂのかなりの割合である（たとえば、１つの実施形態において、０．２Ｂ＜Ｃ＜０．８Ｂ）半楕円体形状は、くさびにとって有効な形状である。
前段落において記載されたように、繊維の整列は、ＤＤＭが実行する方法を大幅に変更することができる。整列は、手又は別個の器具によって適切な方向に組織を歪ませる外科医によって達成することができる。前段落において記載されたように、整列は、図１９Ｃから図１９Ｄにおける非組織係合面１９３０などの組織係合ホイール上の滑らかな部分により、図１９Ａから図１９Ｄにおけるシュラウド１９４０などの滑らかなシュラウドにより、又は、ＤＤＭにおける別個の機構により、ＤＤＭによって達成することができる。
図２０は、ヒト患者における組織セグメントの破壊の１つのバージョンの詳細を示している。患者の当該領域２０００は、２つ並置されたボリューム、すなわち、組織セグメントＢに並置された組織セグメントＡを通る断面図を示す円形窓内に示されており、並置は、間質繊維２０１２及び緊張した間質繊維２０１５の双方によってブリッジングされ且つさらに壊れた間質繊維２０２０に結合された領域２０１０において生じる。また、円形窓に描かれているものは、突起２０３２をさらに有する組織係合面２０３４及び滑らかな非組織係合面２０３３を有するＤＤＭ２０３０である。この図において、ＤＤＭ２０３０は、繊維−係合突起２０３２の動作がページ面の内外にある（すなわち、観察者から前後に反復して）ように軸２０３６を中心に反復する。
さらに、組織セグメントＡ及び組織セグメントＢのそれぞれは、組織セグメントＡ及び組織セグメントＢ上を覆う膜を形成する（たとえば、組織セグメントＡ及びＢは、強固組織を含む）組織セグメント面２００５及び組織セグメント面２００６に平行に整列された比較的堅く詰まった繊維からそれぞれ構成された組織セグメント面２００５及び組織セグメント面２００６を有する。組織セグメントＡの表面２００５及び組織セグメントＢの表面２００６はまた、３次元的に曲線状である。これらの組織セグメント面２００５及び２００６は、各点で互いに接触しないことがある一方で、組織表面２００５及び組織セグメント面２００６は、組織セグメント面２００５及び組織セグメント面２００６が局所的に並置され、ほぼ平行であり且つ互いに頻繁に略接触する領域２０１０において交差する。
その領域２０１０において、組織セグメント面２００５及び組織セグメント面２００６は、２つの並置された組織セグメント面２００５及び２００６に対して略直角にある比較的緩い間質性繊維２０１２の集団によって互いに固定されている。この間質繊維２０１２のまばらな集団はまた、組織セグメント面２００５及び２００６を形成するより堅く詰まった織物面を含む繊維の集団から得られてもよく又は得られなくてもよい（又はその部材であってもよい）。たとえば、組織セグメント面２００５の部分を含む所定の繊維は、向きを変えて領域２０１０を横切って継続する前に若干の距離だけその表面に沿ってあってもよく、それにより、間質繊維２０１２の集団の部材となり、さらに、その中で回転して織り交ぜることができる場合には、組織セグメント面２００６まで領域２０１０を横切って継続してもよく、それにより、組織セグメント面２００６を含む繊維の集団の部材となる。それゆえに、間質繊維２０１２の定義は、組織セグメント面２００５及び組織セグメント面２００６が並置状態である場合に、領域２０１０を交差する、ブリッジングする、横断する又は接続する（又は密接に結合する）任意の繊維を含む。間質繊維２０１２は、１つの実施形態において、組織セグメントＡ及び組織セグメントＢの組織セグメント面２００５及び組織セグメント面２００６を含むものと同じ種類の繊維であってもよい。他の実施形態において、間質繊維２０１２は、異なる種類であってもよく、間質繊維２０１２は、組織セグメント面２００５及び組織セグメント面２００６に対して直接的又は間接的に強く又は弱く結合してもよい。
各場合において、関係する全ての繊維は、２つの組織セグメント間に、各個々の組織セグメントの表面に沿って又は間質間のいずれか又は双方において（張力を介して）力を伝達することが機械的に可能である。たとえば、間質繊維２０１０並びに組織セグメント面２００５及び組織セグメント面２００６を備える繊維の緊張状態は、たとえば、滑らかな非組織係合面２０３３がこれらの組織セグメントを押し込んで方向２０４０及び２０４１において強制的に離すときに、組織セグメントＡ及び組織セグメントＢに作用する力に依存する。たとえば、繊維２０１０は、互いに方向２０４０における組織セグメント面２００５の動作と方向２０４１における組織セグメント面２００６の動作から生じる引っ張り歪みに抵抗し、さらに、この抵抗は、繊維の機械的特性に応じて変化する。たとえば、歪みのない間質繊維２０１２が２つの並置された組織セグメント面２００５及び２００６に対して直角に整列されている場合には、組織セグメントＡと組織セグメントＢとの間の距離は、間質繊維２０１０がまず緊張した間質繊維２０１５のようにまっすぐになり、壊れた間質繊維２０２０によって示されるように最後に繊維が機能しなくなるまで、（矢印２０３０によって示されるように）増加してもよい。ヒトにおける最も一般的な繊維種類は、応力を受けていない通常の長さを超えて約５％の破断歪みを有するコラーゲンである。矢印２０３０によって示されるように組織セグメントＡ及び組織セグメントＢが離れるように移動した場合には、コラーゲン繊維（ここでは、歪みのない間質繊維２０１２）は、まず（緊張した繊維２０１５のように）緊張するようになる。２つの組織セグメントＡ及びＢがさらに離れるように移動した場合には、コラーゲン繊維は、約５％伸びる。決定的に、この時点において、組織セグメントＡが組織セグメントＢから緊張を超えて５％よりも遠くに移動した場合には、緊張した間質繊維２０１５は壊れるか、又は、緊張した繊維２０１２が壊れない場合には、組織セグメント自体が破裂するかのいずれかとなり、患者にとって有害な結果をもたらす。
外科医は、非常に頻繁に互いに組織セグメントを分離、切り離す又は移動し、患者体内の様々な領域にアクセスすることから、外科医は、患者の体全体にわたって間質繊維２０１０と同等の繊維集団を常に歪ませている。現在の実務は、一方の組織セグメントを他方から自由にするように間質繊維をスライスするか又は（ジョーを開き、組織セグメントを強制的に離し、そのため間質繊維を引き裂くことによって）鉗子で鈍力を加えることによって大規模に間質繊維を引き裂く必要がある。共通する複雑さは、シャープジセクションを介して間質繊維のみを切断しようとするときに組織セグメントにスライスすることか、又は、間質繊維のブラントジセクションをしようとするときに組織セグメントの小さい又は大きい部分を引き剥がすことである。いずれのアプローチも、間質繊維２０１０を緊張させるように最初に歪ませた後、それらを伸ばし、それらを引き裂く。上述した組織セグメント面２００５及び２００６との間質繊維２０１０の密接な接続の結果（たとえば、空気漏れや肺のセグメントの出血）は、ここで明らかになる。一体化された組織セグメント自体同じ力にもさらすことなく間質繊維を機能させなくするのに必要とされる力を分離しなければならない。
本願明細書に開示された差別的切開器具の実施形態は、滑らかな表面２０３３の衝撃によって並置された組織セグメントＡ及びＢの初期分離動作を発生させることによって繊維集団への力を分離するように特に設計されており、それゆえに個々の間質繊維２０１０を露出して引っ張り（予応力をかける）、これらの繊維をはるかに破壊しそうにし、これらの現在緊張している間質繊維２０１５によって提供される機会を利用し、さらに差別的切開器具２０３０の組織係合面２０３４の突起２０３２の局所衝撃によって破壊された間質繊維２０２０に慎重に引き起こされ、係合され且つ変換されるのを可能とする。このように、滑らかな面の非組織係合面及び／又はシュラウドを有するＤＤＭは、強固組織の隣接領域を接続し且つそれらの強固組織をさらに保護する軟組織内のまさにそれらの繊維に対するその切開効果の程度を制限しながら、組織の切開の速度及び有効性の双方を大幅に増加させることができる。
図２１Ａから図２１Ｃ−４は、ＤＤＭとして非常に薄い切開ホイール２１１０を使用する他の差別的切開器具２１００を図示している。切開ホイール２１１０は、図１９Ｄに示されるように、切開対象の組織を保護し、分離し及び予応力をかけるためのシュラウド２１２０の動作によって非常に薄い組織係合面２００９を達成するために、シュラウド２１２０にほぼ完全に包まれている。
図２１Ａは、側面図を示しており、図２１Ｂは、正面図を示している。図２１Ａは、薄い切開ホイールを有し且つシュラウドに包まれている差別的切開部材の側面図を示しており、図２１Ｂ−１及び図２１Ｂ−２は、それぞれ、図２１Ａにおけるシュラウドされた差別的切開部材の正面図及びその詳細図をさらに図示している。切開ホイール２１１０は、回転軸２１３５を介して、第１のポスト２１３０及び第２のポスト２１３１の２つのポストに取り付けられている（図２１Ｂ−１の側面図においてみられる）。回転軸２１３５は、第１のポスト２１３０及び第２のポスト２１３１内で自由に回転するが、切開ホイール２１１０に対してしっかりと固定されている。スプロケット２１４０はまた、軸２１３５に対してしっかりと固定されている。スプロケット２１４０は、駆動ベルト２１５０によって回動される。それゆえに、駆動機構２１６０は、矢印２１６１の方向においてシュラウド２１２０の内部で切開ホイール２１１０を回動させるように、第１のポスト２１３０及び第２のポスト２１３１、軸２１３５、スプロケット２１４０及び駆動ベルト２１５０によって形成されている。他の駆動機構は使用可能であり、動作は、回転又は振動のいずれかとすることができる。図２１Ｂ−２の拡大部分に示されるように、切開ホイール２１１０の第１のマージン２１１１及び第２のマージン２１１２は、好ましくは鋭くない。（第１及び第２のマージン２１１１及び２１１２は、図１５Ｂ−１から図１５Ｂ−３における第１及び第２のマージン１５４０及び１５４１と同様である）。鋭いマージンは、丸みを帯びたマージンよりも侵襲的に破壊することができる。それにもかかわらず、より侵襲的な破壊又はさらなる破壊が望まれる場合に、より鋭いマージンが使用可能である。さらにまた、一方のマージンは、差別的破壊又は破壊が望まれる場合には他方よりも鋭くすることができる。たとえば、第１のマージン２１１１は、正方形又はさらに鋭くすることができる一方で、第２のマージン２１１２は、第１のマージン２１１１の側におけるより侵襲的な破壊又は破壊を達成するために丸くすることができる。
シュラウド２１２０は、組織係合面２１１１として露出された切開ホイール２１１０の細い部分のみを残し、切開ホイール２１１０の破壊点における組織上の歪みを決定するくさび角ωを形成して切開ホイール２１１０をほぼ囲む。より大きいくさび角ωは、ＤＤＭ２１００が組織内に押し込まれるのにともない、組織をより歪ませる。図２１Ｃ−１から図２１Ｃ−４は、４つの異なる位置におけるシュラウド２１２０を有するＤＤＭ２１００を示している。シュラウド２１２０は、駆動機構２１６０及び切開ホイール２１１０から独立して移動させることができ、シュラウド２１２０は、両矢印２１９０の方向に移動することができる。それゆえに、位置１（図２１Ｃ−１）において、切開ホイール２１１０の薄い部分のみが露出される。位置２（図２１Ｃ−２）において、シュラウド２１２０は、露出された切開ホイール２１１０のより薄い部分を残し、また、より大きなくさび角ωを形成して矢印２１９１の方向に移動される。位置３（図２１Ｃ−３）において、シュラウド２１２０は、シュラウド２１２０が完全に切開ホイール２１１０を囲むように矢印２１９２の方向に移動される。それゆえに、切開ホイール２１１０は、もはや組織を破壊することはできない。この位置において、切開ホイール２１１０は、滑らかで平坦なブラントプローブとして有効に作用する。位置４（図２１Ｃ−４）において、シュラウド２１２０は、矢印２１９３の方向に移動され、切開ホイール２１１０の位置１又は位置２においてみられる露出を増加させ、くさび角ωを減少させる。
図２２は、往復動機構、ここではスコッチヨークの１つの実施形態を含む差別的切開器具２２１０の遠位端を示している。差別的切開器具２２１０の遠位端は、枢動軸受２２１４、モータ軸軸受２２１６及び軸ドラム軸受２２１８をさらに含むハウジング２２１２を含む。図２２はまた、モータ軸２２２０、モータ軸２２２０と同軸であって固定されている軸ドラム２２２２、及び、モータ軸２２２０と平行であるが同軸ではなくてもよく且つ軸ドラム２２２２にそれ自体が固定されているドライバピン２２２４を示している。さらに、差別的切開ハウジング２２１２に結合された差別的切開部材であるＤＤＭ２２３０があり、ＤＤＭ２２３０の本体を画定する外面２２３１と、外面２２３１の少なくとも一部を形成する組織係合面２２３２と、枢動軸受２２１４に嵌合するＤＤＭ枢動軸２２３４とを備え、ドライバピン２２２４を有効に捕捉する中空ＤＤＭピンフォロワ２２３６をさらに備える。中空ＤＤＭピンフォロワ２２３６の内部の３次元形状は、図２２に示された図において、断面形状が砂時計と似ている一方で、その図に対して直角では断面形状が直線的であるように、ここではプリズムとして示されている。
図２３Ａ、図２３Ｂ及び図２３Ｃは、砂時計状の中空ＤＤＭピンフォロワ２２３６の腰の最も狭い部分を通り且つ軸ドラム２２２２の回転軸に対して直角な図２２のＤＤＭ２２３０の一部の断面図を示している。ＤＤＭピンフォロワ２２３６の形状は、この図においては矩形であり、さらに、２２３６の腰を通る寸法を示すこの図において、矩形の高さは、その円形経路２２３７に沿ってドライバピン２２２４の外径によって記載される径以上である。この図における矩形の幅は、ドライバピン２２２４の外径に対応している。中空ＤＤＭピンフォロワ２２３６を含むＤＤＭ２２３０は、シャフト２２３４の軸２２３３を中心に回転する。それゆえに、中空ＤＤＭピンフォロワ２２３６の位置、したがってＤＤＭ２２３０の回転位置は、ドライバピン２２２４の回転位置によって決定される。
動作において、図２３Ａ−図２３Ｃとともに図２２を参照すると、モータ（図示しない）は、その回転軸を中心にドラム２２２２を回すモータ軸２２２０を回し、ドライバピン２２２４に円形経路２２３７のまわりを移動させ、その面は、ここではドラム２２２２の回転軸に対して直角である。スコッチヨークにおけるように、矩形の中空ＤＤＭピンフォロワ２２３６は、ドライバピン２２２４の円形経路２２３７を中空ＤＤＭピンフォロワ２２３６の直線移動２２３８に変換する。ピンフォロワ２２３６が軸２２３３から若干の距離離れて配置されることを考えると、ＤＤＭ２２３０は、軸２２３３を中心にてこ作用を受け、したがって回転経路２２３７を直線移動２２３８、したがって枢動軸受２２１４によって保持されたＤＤＭ枢動軸２２３４を中心に回転するＤＤＭ２２３０の往復動作に変換する。ＤＤＭ２２３０の往復動作のパターンは、中空ＤＤＭピンフォロワ２２３６の形状、ドライバピン２２２４、そのまわりを軸２２３４が回転する軸２２３３の３Ｄ角度、ドライバピン２２２４から軸２２３３までの距離を変えることにより、また、モータの回転速度を変えることにより制御されることができる。
図２２のＤＤＭ２２３０は、図２４Ａ及び図２４Ｂにおける側面図に示されるように、往復動作２２５０及び２２５１を有してもよい。示された振動シーケンスは、モータ（図示しない）からの回転動作２２９９が提供された場合にドライバピン２２２４が円形経路２２３７のまわりを移動するときのＤＤＭ２２３０の極端な位置を示している。切開対象の組織の表面上のＤＤＭ２２３０の組織係合面２２３２の動作は、図２０における側面図に最も良好に示されている。
患者の体内を手術する外科医は、処置の焦点ではない又は単にターゲット組織の方法で組織に対して起こり得る外傷を最小に形成することを望む。この目的のために、図２５Ａから図２５Ｃは、ほとんど包まれたＤＤＭアセンブリ２５００の実施形態の外形図を描いており、さらに、ページ（すなわち、観察者において）に対して直角に突出する包まれた枢動軸２５１０と、内部モータ軸２５５０と、内部ドライバドラム２５２２と、ドライバピン２５２４と、ＤＤＩハウジング２５１２と、包まれた枢動軸２５１０のを中心に（そのためページ面内で）往復するＤＤＭ２５２０と、組織係合ＤＤＭ面２５３４と、滑らかなＤＤＭ面２５１８と、略円形のＤＤＭ領域２５１６と、シュラウドマージン２５１７と、シュラウド−ＤＤＭ間隙２５１４とを備える。全体として考えると、１つとして含まれるＤＤＭアセンブリ２５００の全ての外面により、包まれたＤＤＭアセンブリ２５００は、患者の組織に対してほぼ連続的な滑らかな表面を提供する。この点で、組織係合ＤＤＭ面２５３４の制限された範囲以外において、ＤＤＭアセンブリ２５００が取り付けられた差別的切開器具の全体は、磨かれたプローブと同様に作用するにすぎない。
いったん起動すると、ＤＤＭ２５２０は、ハウジング２５１２の内部及びそれに対して往復する。ＤＤＭ２５２０に最も近いハウジング２５１２のエッジは、シュラウドマージン２５１７である。シュラウドマージン２５１７とＤＤＭ２５２０との間は、シュラウド−ＤＤＭ間隙２５１４が見られる。１つの実施形態において、ＤＤＭアセンブリ２５００が取り付けられた差別的切開器具は、差別的切開器具の外側に滑らかな特性を維持するように提供される。それゆえに、シュラウド−ＤＤＭ間隙２５１４は、組織に鋭いエッジを提示するハウジング２５１２に関するＤＤＭ２５２０の任意の相対動作がシュラウド−ＤＤＭ間隙２５１４を拡大することができた点で、課題を提示する。あるいは、ＤＤＭ２５２０の一部は、ハウジング２５１２に影響を与えることがある。また、１つの実施形態において、シュラウド−ＤＤＭ間隙２５１４は、常に可能な限り小さく保たれる。これを容易とするために、ＤＤＭ２５２０は、シュラウド枢動軸２５１０の軸と一致するその中心を有する円形断面を有するＤＤＭ２５２０の塊の一部としてこの観点で定義された円形のＤＤＭ領域２５１６を有する。この円形のＤＤＭ領域２５１６は、ＤＤＭ２５２０の往復動作中にシュラウドマージン２５１７を通過するＤＤＭ２５２０の外面の部分をシュラウド−ＤＤＭ間隙２５１４を定義する距離で定義して占有する。円形のＤＤＭ領域２５１６がＤＤＭ２５２０の同じ半径を回転角度にわたって維持することから、これは、一定値にシュラウド−ＤＤＭ間隙２５１４を維持する（すなわち、シュラウド−ＤＤＭ間隙２５１４は、ＤＤＭ２５２０の動作にかかわらず変化しない）。それゆえに、このＤＤＭアセンブリが取り付けられた差別的切開器具は、時間にわたってどこでも組織に対して連続的に滑らかな表面を提示する。
図２５Ｄは、ハウジング２５１２と、包まれた枢動軸２５１０を中心に往復するＤＤＭ２５２０（図２５Ａから図２５Ｃを参照）と、組織係合ＤＤＭ面２５３４と、滑らかなＤＤＭ面２５１８と、略円形のＤＤＭ領域２５１６と、シュラウドマージン２５１７と、シュラウド−ＤＤＭ間隙２５１４とを示すほとんど包まれたＤＤＭアセンブリ２５００の斜視図を示している。
シャープジセクションは、ターゲット組織を露出するとき、頻繁にブラントジセクションと交互に行われる。これは、ブラントジセクションに抵抗する膜又は大きい繊維成分が遭遇されて外科医が組織内にさらに侵入するために切断されなければならないときはいつでも生じる。現在の実務は、外科医がブラントジセクション（たとえば、非活性電気外科メス）用の次善の器具を使用するか又はターゲット組織を露出させながら器具を交換することが必要である。次善の器具の使用は、ブラントジセクションの容易さを低減させ、ターゲット組織への潜在的リスクを増加させる。交換は、時間を消費し、特に腹腔鏡検査及び胸腔鏡検査などの器具が体壁内の狭い開口を通過した後に穏やかに患部に誘導されることができる多くの最小侵襲性処置にとって悩ましい。差別的切開器具は、外科医によって選択的に作動されることができる鋭い切開要素を備えることができ、さらに最適な器具を外科医に提供しながら器具の交換の必要性を排除する。
図２６Ａ−１及び図２６Ａ−２は、それぞれ、図２０に示された差別的切開器具２０００と同様であるが、ブラントジセクション中に覆われた格納式メス刃もここでは備える差別的切開器具２６００の１つの実施形態の平面図及び側面図を示している。図２６Ａ−１及び図２６Ｂ−１は、側面図を示しているとともに、図２６Ａ−２及び図２６Ｂ−２は、平面図を示しており、図２６Ａ−１及び図２６Ａ−２は、引き抜かれた格納式メスを有する差別的切開部材を示している。格納式外科用メス刃は、シャープジセクションのために外科医によって外側に突出されることができ、さらにブラントジセクションを進める前に後退させることができる。差別的切開器具２６００は、ＤＤＭ２６１０が回転軸２６３５を介して回転可能に取り付けられるシュラウド２６２０からなる細長部材を有する。ＤＤＭ２６１０の一側は、格納式外科用メス刃２６２２がシュラウド２６２０によって完全に覆われるように格納式外科用メス刃２６２２が下方にあるスロット２６１２である。格納式外科用メス刃２６２２は、外科医によって制御される格納機構（図示しない）によって作動される。格納式外科用メス刃２６２２の作動は、スライダを介して手動で、電気的作動（ソレノイドなど）により、又は、手術者によって制御可能な任意の適切な機構により制御されることができる。
図２６Ｂ−１及び図２６Ｂ−２は、シャープジセクション用の伸長された格納式外科用メス刃２６２２を有する差別的切開器具２６００を示している。図２６Ｂ−１及び図２６Ｂ−２は、伸長された格納式メスを有する同じ差別的切開部材を示している。格納式外科用メス刃２６２２は、シャープジセクションツールの一例である。他の実施形態において、差別的切開器具２６００は、電気外科用刃、超音波カッター又は破壊フックなどの他のシャープジセクションツールを含むことができた。他の実施形態において、差別的切開器具２６００は、エネルギ破壊用ツール、たとえば電気焼灼刃又は電気外科ヘッドを含むことができた。さらに、格納の代わりに、格納式外科用メス刃２６２２又は他の適切なツールは、ポップアウトによる、展開による又は当該技術分野において公知の他の機構などのいくつかの機構の１つによる使用のために選択的に露出させることができた。
図２７Ａ及び図２７Ｂは、それぞれ、図２６Ａ及び図２６Ｂに示された差別的切開器具２６００と同様であるが、ここでは差別的切開器具２７００がまた鉗子としても機能するのを可能とするための把持部材を有する差別的切開器具２７００の他の実施形態の平面図及び側面図を示している。差別的切開器具２７００は、器具軸２７２０に回転可能に取り付けられたＤＤＭ２７１０を有し、電動機構（図示しない）によって回転される。プッシュロッド２７３０は、器具軸２７２０の内側にあり、取っ手（図示しない）内にある機構によって作動され、手術者によって手動で起動される。ＤＤＭ２７１０がアクティブであるとき、それは矢印２７４０によって示されるように前後に振動する。手術者がＤＤＭ２７１０の動作をオフにすると、手術者は、鉗子ジョー２７５０を枢動点２７７０を中心に回転させて開かせる制御ホーン２７６０を有する鉗子ジョー２７５０上のプッシュロッド２７３０を押圧することができる。鉗子用の対向するジョーは、ＤＤＭ２７１０である。そして、手術者は、プッシュロッド２７３０を押圧するか又は引っ張ることによって鉗子ジョー２７５０とＤＤＭ２７１０との間に物体をつかんで放すことができる。
図２８及び図２９Ａから図２９Ｄは、ＤＤＭの他の実施形態を示している。実際に、この実施形態は、複合組織を介した大きな差別的動作及び迅速な切開を提供している。ＤＤＭのこの実施形態について、組織係合面の突起は、ＤＤＭの表面にカットされた谷によって形成される。図２８を参照すると、ＤＤＭ２８００は、第１の端部２８１０及び第２の端部２８２０を接続する中心軸２８２５を有する第１の端部２８１０及び第２の端部２８２０を有する。第１の端部２８１０は、切開対象の複合組織（図示しない）から離れるように向けられ、第２の端部２８２０が動作方向に沿って掃引するようにＤＤＭ２８００を移動する駆動機構（図示しない）と係合される。ここでは、機構は、動作方向２８４０が回転軸２８３０に対して直角な面内にある動作円弧であるように、中心軸２８２５に対して直角な回転軸２８３０を中心にＤＤＭ２８００を振動する。第２の端部２８２０は、少なくとも１つの組織係合面２８６０及び少なくとも１つの側面２８７０を含む複合組織に向けられた組織に面した面２８５０を有する。
この例では、ＤＤＭ２８００の動作は、往復（前後）振動であるが、他のＤＤＭは、連続回転又は直線運動を有することができる。回転は、好ましくは、毎分あたり２，０００から２５，０００サイクルであるが、その全てが超音波よりかなり低い毎分あたり６０サイクルから毎分あたり９００，０００サイクルまでの範囲とすることができる。所定の実施形態において、毎分あたり３００から２５，０００サイクルの速度が非常に有効であることがわかっている。
図２９Ａから図２９Ｅ−２は、図２８からのＤＤＭ２８００の組織に面した面２８５０の拡大図を示している。図２９Ａは、確認し得る要素を有する組織に面した表面２８５０の斜視図を示している。図２９Ｂ−Ｄは、特に組織に面した表面２８５０の要素に関してより良好に記載された形状の幾何学的形状を有する組織に面した表面２８５０の異なる図を示している。図２９Ｃ−２は、図２９Ｃ−１に示された突起のコーナーの詳細を示しており、図２９Ｅ−１及び図２９Ｅ−２は、差別的切開部材の表面を形成する谷及び突起の配置の２つの代替バージョンを示している。最後に、図２９Ｅ−１及び図２９Ｅ−２は、これらの要素のいくつかの異なる実施形態を示している。組織に面した表面２８５０は、組織係合面２８６０と、側方及び組織係合面２８６０の一方側に配設された第１の側面２８７１と、側方及び組織係合面の反対側に配設された第２の側面２８７２との２つの側面を有する。図２９Ａ、図２９Ｃ−１及び図２９Ｃ−２を参照すると、組織係合面２８６０は、少なくとも１つの谷２９１０及び少なくとも１つの突起２９２０の交点が動作方向２８４０に対して直角な方向の要素を有するように配向された少なくとも１つの谷エッジ２９３０を定義するように、組織に面した表面２８５０上の円弧運動である動作方向２８４０に沿って配列された少なくとも１つの谷２９１０及び１つの突起２９２０の交互列から構成されている。
谷エッジ２９３０は、鋭くあるべきではならず、たとえば、複合組織、特に強固組織にスライスすることができないはずである。たとえば、谷エッジ２９３０上の点は、約０．０２５ｍｍよりも小さい曲率半径Ｒｃを有するべきではない（図２９Ｃ−１、拡大図を参照）。この曲率半径Ｒｃは、図１５に示されたような面Ｒｓ及びエッジＲｅの曲率半径と同様である。我々は、約０．０５０ｍｍよりも小さくない曲率半径Ｒｃを有するエッジも有効であることをテストを通じて示している。さらに、曲率半径Ｒｃは、谷エッジ２９３０の長さに沿って変化することができる。図２９Ａから図２９Ｄに示される実施形態において、曲率半径Ｒｃは、谷エッジ２９３０が回転軸２８３０から最も遠く且つ第１の側面２８７１及び第２の側面２８７２により近くで増加する場合に最小である。さらにまた、谷エッジ２９３０についての最小曲率半径Ｒｃは、同じＤＤＭにおける異なる谷エッジについて及び同じ谷の反対側における谷エッジについても異なることができる。
ＤＤＭ２８００における突起２９２０は、１つの実施形態において、サブトラクティブ製造することによって形成されることができる。実際に、図２９Ｂ、図２９Ｃ−１及び図２９Ｃ−２に示されるように、谷２９１０は、回転速度２８３０に対して直角に整列され且つ中心軸２８２５に平行な長半軸Ａ（図２８を参照）（すなわち、複合組織を向いている）と、第１の短半軸Ｂと、回転速度２８３０に平行な第２の短半軸Ｃとを有する半楕円体の表面から切り出される。それゆえに、突起２９２０は、残りの半楕円体面であって側面２９７１及び２９７２と連続している突起先端２９４０を有する。それゆえに、組織係合面２８６０は、この実施形態においては谷２９１０の横方向の制限によって形成され、突起２９２０を形成する谷２９１０の間の組織に面した表面にブリッジングされる。他の実施形態において、突起は、他の手段によって形成されることができ、それゆえに、表面の残りとして形成されない突起先端を含むより異なって成形された突起先端を有することができる。たとえば、１つの実施形態において、突起は、表面から有効に構築されることができ、より複雑な突起先端を可能とする。
図２９Ａ、２９Ｃ及び図２９Ｃ−２を参照すると、各谷２９１０は、第１の谷側２９１１、第２の谷側２９１２及び谷底２９１３を有することができ、それにより、第１の谷側２９１１及び第２の谷側２９１２は、谷２９１０の両側にある。谷底２９１３は、直線又は曲線であり、２次元又は３次元とすることができる。たとえば、ＤＤＭ２８００における谷底は、回転速度２８３０に平行に整列された直線である。第１の谷側２９１１及び第２の谷側２９１２は、谷底２９１３から谷エッジ２９３０まで立ち上がる。谷底からの遷移は、ＤＤＭ２８００における谷２９１０におけるように段階的で不確定とすることができ、又は、遷移は面刻みとすることができる。谷２９１０は、谷底２９１３に平行な方向において直線である２次元状に湾曲していてもよい（それゆえに、回転軸２８３０に平行）。しかしながら、谷側は、３次元状に湾曲した表面を含む任意の形状とすることができる。
谷エッジは、突起先端との谷壁の交差によって形成される。それゆえに、谷エッジは、突起先端及び谷エッジの形状に応じて異なる形状を有することができる。ＤＤＭ２８００における谷エッジ２９３０は、３次元曲線をトレースし、それゆえに、ゼロでなく且つ谷エッジに沿って変化する（幾何学的に数学的に定義されるように）曲率及びねじれの双方を有する。谷エッジは、滑らかに変化する曲率及びねじれを有することができ（谷エッジ２９３０のように）、又は、谷エッジは、湾曲することができる。
図２９Ｃ−１は、谷エッジに対して直角な面内における谷エッジの拡大図を示している。突起先端２９２０及び谷側（ここでは２９１１又は２９１２）は、交点で丸められたこの面内において上述した曲率半径Ｒｃを有する面角Γを形成する（すなわち、それは、機械工がそれを表現するように「丸みを付ける」）。面角Γは、第１の検査において鋭く見える９０°未満の角度を形成することができるが、鋭さは、エッジの曲率半径Ｒｃによって決定される。面角Γは、面角Γが回転軸２８３０から最も遠い谷エッジ上の点において最小である場合にＤＤＭ２８００について行うように谷エッジの長さに沿って変化することができる。１つの実施形態において、約３０度（３０°）から約１５０度（１５０°）の面角が有効であり得る。
谷は、長さ、幅及び深さを有し、谷の長さは、谷底の長さであり、谷の幅は、それらの分離の最長距離において測定された１つの谷の谷エッジを分離する距離であり、谷の深さは、谷エッジから谷底までの最大直角距離（たとえば、ピークからトラフの高さ）である。谷についての典型的な寸法は、０．２５ｍｍから１０ｍｍの谷の長さ、０．１ｍｍから１０ｍｍの谷の幅及び０．１ｍｍから１０ｍｍの谷の深さを含む。１つの実施形態において、約３（３）ｍｍの谷の長さ、約３（３）ｍｍの谷の深さ及び約２（２）ｍｍの谷の幅が非常に有効であることが見出されている。
ＤＤＭがＤＤＭ２８００のように複数の谷を有する場合、谷は、ＤＤＭ２８００の谷２９１０のように全て平行な谷底２９１３に平行とすることができ、又は、それらは、互いに対して非ゼロの角度で若しくは互いに対して可変角度で位置する谷底に非平行とすることができる。
ＤＤＭ２８００の谷２９１０は、単一チャネル（谷側及び谷底によって囲まれた空間）を有する。しかしながら、谷は、谷底が分岐することができるか又は分岐を増やすことができるか又は組織係合面にネットワークを形成することができるように複数の交差するチャネルを有することができる。図２９Ｅ−１及び図２９Ｅ−２は、２つのＤＤＭの平面図を示しており、左のＤＤＭ２９８０は、回転速度に平行でない谷底を有する平行な谷２９８１を有する一方で、右のＤＤＭ２９９０は、回転速度に対して且つ互いに対して全て異なる角度で交差する複数の谷のネットワーク２９９１を有する。
上述したように、ＤＤＭ２８００の組織に面した表面２８５０は、回転軸２８３０に対して直角に整列され且つ中心軸２８２５に平行な長半軸Ａと、第１の短半軸Ｂと、回転速度２８３０に平行な第２の短半軸Ｃとを有する半楕円体の表面を有する。組織に面した表面２８５０は、１つの実施形態においてＡ＞Ｂ＞Ｃの楕円形状を有することができる。しかしながら、半軸の長さの間で任意の関係が可能である。たとえば、他の実施形態において、ＤＤＭは、Ａ＝Ｂ＝Ｃのために製造されてもよい（たとえば、組織に面した表面は、半球状である）。
ＤＤＭ２８００の第１の側面２８７１及び第２の側面２８７２は、半楕円体形状の連続である。そのため、それらは、互いに対してある角度で位置し、突起が繊維成分を引っ掛けて破壊するのを可能とする複合組織の繊維成分を整列して歪ませる先に図１９Ｄ及び図２０に示されているようなくさびを形成する。
図３０Ａは、第１の膜３０１６に包まれた第１の組織領域３０１１及び第２の膜３０１７に包まれた第２の組織領域３０１２の状況を提示している。第１の膜３０１６及び第２の膜３０１７は、組織面３０２０に当接する。第１の膜３０１６及び第２の膜３０１７は、堅く詰まった繊維成分から形成され、それゆえに強固組織を含む。第１の膜３０１６から第２の膜３０１７までの組織面に及ぶ間質材料は、繊維成分３０３０を含む。これらの繊維成分３０３０は、あまり詰まっておらず、そのため、間質材料は軟組織を含む。組織に面した表面２８５０は、２つの組織領域３０１１及び３０１２を分離するように組織面３０２０内に矢印３０５０の方向に押圧されることから、第１の側面２８７１及び第２の側面２８７２は、突起先端２９４０において繊維成分３０３０を整列して歪ませる第１の拡散力３０４１及び第２の拡散力３０４２を組織領域３０１１及び３０１２上にそれぞれ加える（図２９Ｃ−１及び図２９Ｃ−２を参照）。これは、繊維成分３０３０が谷２９１０に入るのを可能とし、それゆえに、組織に面した表面２８５０が回転軸２８３０を中心に回転してページ面から（観察者に向かって）移動するときに突起２９２０によって引っ掛けられて引き裂かれるのを可能とする。さらに、突起先端２９４０は、側面と連続していることから、突起先端２９４０のより多くの横方向領域はまた、同様に組織領域３０１１及び３０１２に押し込む追加の拡散力３０４３及び３０４４を加え、さらに繊維成分３０３０への歪みを増加させる。
図３０Ｂから図３０Ｄは、第１の側面２８７１及び第２の側面２８７２の曲率がＤＤＭを多かれ少なかれ侵襲的にするように変更されることができる方法を示している。図３０Ｂにおける第１のＤＤＭ３０６０を考える。図３０Ａにおいて説明されるように、突起先端２９４０のより多くの側領域は、隣接する組織領域を押し離す拡散力３０４３及び３０４４を働かせる。さらにまた、第１の側面２８７１及び第２の側面２８７２は、第１の拡散力３０４１及び第２の拡散力３０４２を働かせる。（図３０ＣにおけるＤＤＭ３０６１について示されるように）拡散力３０４３及び３０４４によって形成された第１の角度３０６５が１８０°に到達するのにともない、突起先端２９４０の側領域のくさび作用は減少する。（角度３０６５は、図２１Ａから図２１Ｃに記載されたくさび角ωと同様であることに留意されたい。）突起２９２０がまた、横方向（この図においては左右）に薄くなった場合、突起は、より迅速に軟組織を破壊するが、強固組織をすり減らす又は破壊する傾向も高くなる。図３０Ａにおけるように、第１及び第２の側面２８７１及び２８７２は、それぞれ、第２の角度３０６６（有効に第２のくさび角ω）を形成する拡散力３０４１及び３０４２を形成する。（図３０ＢにおけるＤＤＭ３０６０について示されたように）第２の角度３０６６が第１の角度３０６５と同様である場合、これらの表面は、単一のくさび面を形成するために結合する。図３０Ｃにおけるように、第２の角度３０６６’が第１の角度３０６５よりも大きい（すなわち、側面２８７１及び２８７２がより略平行である）場合、第２の角度３０６６’は、ほとんど又は全くくさび作用を発揮しない。逆に、図３０Ｄにおけるように、第２の角度３０６６’’が第１の角度３０６５よりも小さい（すなわち、側面２８７１及び２８７２がより略垂直になる）場合、第２の角度３０６６’’は、より大きなくさび作用を発揮する。３０６１のようなＤＤＭは、一方の面から他方まで交差して組織面に及ぶコラーゲン繊維を有する組織面の切開においてより効果的であることが証明されている。
図３０Ａを再度参照すると、図３０Ａはまた、ＤＤＭの重要な態様を図示している。ＤＤＭは、自動的に組織面にしたがう。組織面が強固組織（たとえば、膜、管など）によって境界をつけられる傾向があり、軟組織がまたがることから、ＤＤＭは、その差別的動作のために、強固組織内に移動せず、軟組織内に移動し、それゆえに、組織面に続き分離することは、手術者からの案内がほとんどないか又は全くない。これは、現在の実務によって必要とされるように手術者が生体構造を詳細に理解する必要がないか、又は、逆に、たとえば組織面が腫瘍によって破壊されたとき又は組織が腫れや炎症を起こしているときに、熟練した外科医がより自信を持って不確かな生体構造を切開するのをＤＤＭが可能とすることを意味する。
図３１は、図３０Ａに示される繊維成分３０３０を破壊するように引っ掛けて伸びたときの組織に面した表面２８５０の側面図を示している。３つの繊維成分（第１の繊維成分３０３１、第２の繊維成分３０３２及び第３の繊維成分３０３３）は、３つの突起（それぞれ、第１の突起２９２１、第２の突起２９２２及び第３の突起２９２３）によって引っ掛けられている。組織に面した表面２８５０は回転し、矢印３１００によって示されるような円弧運動である動作方向２８４０を生成する。第１の繊維成分３０３１は、単に第１の谷２９１１に入り、第１の突起２９２１によってはまだ引っ掛けられていない。第２の繊維成分３０３２は、時間的に前の時点で第２の谷２９１２に入り、第２の突起２９２２によって引っ掛けられて歪んでいる。第３の繊維成分３０３３は、時間的にさらに前の時点で第３の谷２９１３に入り、第３の突起２９２３によって引っ掛けられてさらに歪んでいる。最終的に、３つの繊維成分３０３１、３０３２及び３０３３の全ては、破壊するように歪まされる。
図３１は、ＤＤＭ２８００の設計の重要な態様を図示している。谷が１つの側面２８７１から反対の側面２８７２までブリッジングされることから、各谷は、歪まされた繊維成分が入ることができるＤＤＭ２８００の端部を横切って及ぶ開いた空間を形成し、それゆえに、それらが突起によって引っ掛けられるのを容易とする。
ＤＤＭ２８００が、上述したように、その表面組織の任意の部分を与える小突起の配列を有していないことに留意することが重要である。むしろ、ＤＤＭ２８００の全ての表面は、滑らかであり、好ましくは、低摩擦面を有する。ＤＤＭ２８００の表面要素の形状及び構成は、複合組織を差別的に切開する能力に関与している。実際に、ＤＤＭ２８００は、組織と接触しているその表面の全てがたとえば外科潤滑油によって良好に潤滑されているときに最も良好に動作する。
図３２は、完全な差別的切開器具の１つの実施形態の分解図を示している。差別的切開器具３２００は、器具取っ手３２１２に取り付けられた第１の端部３２９１及びＤＤＭ３２９２に回転可能に装着された第２の端部３２９３を有する器具挿入チューブ３２９０を突出する器具取っ手３２１２から全体的に構成されている。器具取っ手３２１２は、上側バッテリカバー３２２２を含む上側ハウジング３２２０と、器具ハウジングボルト３２３６によって一体に保持される下側ハウジング３２３０とから組み立てられる。上側ハウジング３２２０及び下側ハウジング３２３０に含まれるものは、モータ３２６０及びバッテリパック３２７０である。上側ハウジング３２２０内には、バッテリパック３２７０からモータ３２６０に電力を提供するために（瞬時スイッチ又はオン−オフスイッチとすることができる）スイッチ３２８２にアクセスすることができるスイッチポート３２２４がある。（任意の好都合な要素とすることができるが、ここではリニアポテンショメータとして示されている）電力レベル調整部３２８１をさらに含む印刷回路基板３２８０が設けられ、上側ハウジング３２２０の表面に装着された可撓性スイッチカバー３２８４を介してアクセスすることができる。また、含まれるものは、バッテリパック３２７０から電力を中継する前方スプリングバッテリコネクタ３２７２及び後方スプリングバッテリコネクタ３２７４である。上側ハウジング３２２０は、さらに、モータ３２６０の近傍且つそれと同軸に器具挿入チューブ３２９０を固定して配向するために器具挿入チューブ支持部３２２６を含む。
下側ハウジング３２３０は、さらに、バッテリパック３２７０へのアクセスを提供し、一体の下側バッテリカバー３２３２をモータハウジング部３２３４と共に固定し、３つの器具ハウジングボルト３２３６を使用して上側ハウジング３２２０にさらに保持される。モータハウジング部３２３４は、器具挿入チューブ支持部３２２６を通過する器具挿入チューブ３２９０と同軸にモータ３２６０を保持して固定する。モータ３２６０は、内径がモータ軸カプラ３２６２に対して余地を残すモータカラー３２６４に対してモータハウジング部３２３４によって前方に押圧される。モータ軸カプラ３２６２は、モータ軸カプラボルト３２６６の助けにより、モータ３２６０の軸の端部上にしっかりと取り付け、さらに、駆動軸３２９４の第１の端部３２９５を把持する。駆動軸３２９４は、器具挿入チューブ３２９０の内側に且つそれと同心にモータ３２６０によって回転される。駆動軸３２９４はまた、器具挿入チューブ３２９０の第２の端部３２９３上に装着された軸受３２９６によって同心に支持された駆動軸３２９４の第２の端部３２９７を有する。ＤＤＭ３２９２は、駆動軸３２９４がＤＤＭ３２９２を回転させるように軸受３２９６上に回転可能に装着される。ＤＤＭ３２９２、軸受３２９６、駆動軸３２９４及び器具挿入チューブ３２９０は、次に記載されるＤＤＭアセンブリ３２９９を共同で形成する。
図３３Ａ，図３３Ｂ及び図３３Ｃは、モータ３２６０がＤＤＭ３２９２の振動を駆動するように、どのようにＤＤＭ３２９２が他の要素と組み立てられるのかを含むＤＤＭアセンブリ３２９９の詳細を示している。
ここで図３３Ａを参照すると、この実施形態におけるＤＤＭ３２９２は、第１の端部３３２１上の組織に面した表面３３２２と、第２の端部３３２３上の軸受把持部３３２４とを備える。軸受把持部３３２４は、さらに、２つの枢動ピン３３２５に嵌合する。ＤＤＭ３２９２は、軸受３２９６が内側に収まるのを許容する軸受空洞３３２６を有して部分的に中空であってもよい。軸受空洞３３２６は、さらに、カム従動空洞３３２８を付ける。カム従動空洞３３２８の形状は、一方向に非常に狭い点で楕円形であってもよく、スロットを形成する。軸受３２９６は、孔３３３６と、軸受先端３３３２と、ネジ受端３３３８と、２つの枢動ピンホール３３３４とを有する。ネジ軸受端３３３８は、器具挿入チューブ３２９０の第２の端部３２９３におけるネジ軸受マウント３３４２をネジ留めする。孔３３３６は、軸受先端３３３２を除き、その長さに沿ってどこでも駆動軸３２９４の径３３８５よりも大きい径を有することができ、それにより、軸受３２９６と駆動軸３２９４との間の接触面を低減させる。駆動軸３２９４の第２の端部３２９７は、主軸部３３５２及びカム軸部３３５４を含むように変更される。これらの要素の様々なサブ要素は、図３３Ｂ及び図３３Ｃに見ることができるように、それらのアセンブリ及び動作を可能とする。
図３３Ｂを参照すると、駆動軸３２９４は、軸受３２９６及びＤＤＭアセンブリ３２９９の器具挿入チューブ３２９０内に同軸に収まるように示されている。これは、器具挿入チューブ３２９０の第２の端部３２９３に位置するネジ軸受マウント３３４２をネジ留めするために軸受３２９６のネジ受端３３３８を整列する。軸受先端３３３２は、駆動軸３２９４を収容し、ＤＤＭ３２９２に対する不整合を防止する。駆動軸３２９４の第２の端部３２９３は、カム軸部３３５４が完全に露出されるように軸受先端３３３２から出る。器具挿入チューブ３２９０、軸受３２９６及び駆動軸３２９４が組み立てられると、ＤＤＭ３２９２は、図３３Ｃに示されるように、（ａ）枢動点ピン３３２５が枢動ピンホール３３３４内に挿入し、（ｂ）カム軸部３３５４がカム従動空洞３３２８内に挿入するように軸受３２９６上に装着する。
図３３Ｃは、組み立てられたＤＤＭアセンブリ３２９９を示している。ＤＤＭ３２９２は、器具挿入チューブ３２９０のネジ軸受マウント３３４２にネジ留めされた軸受３２９６上に収まり、その全てが駆動軸３２９４を同軸に囲む。軸受把持部３３２４上の枢動ピン３３２５が軸受３２９６の枢動ピンホール３３３４に嵌合することは注目すべきである。軸受空洞３３２６と組み合わせたこの構造は、中空ＤＤＭ３２９２が枢動ピン３３２５上を自由に回転するのを可能とする。駆動軸３２９４の回転は、カム従動空洞３３２８の内部でカム軸部３３５４を回転させ、枢動ピンホール３３３４を中心に振動するようにＤＤＭ３２９２を駆動し、両方向矢印３３７７によって示されるように左右に組織に面した表面３３２２を掃引する。
動作において、図３２及び図３３Ａから図３３Ｃを参照すると、外科医は、器具取っ手３２１２によって差別的切開器具３２１０を保持し、切開対象の複合組織に向けてＤＤＭ３２９２を付ける遠位端を配向する。外科医は、電力レベル調整部３２８１を所望の位置にスライドすることによって電力レベルを選択した後、スイッチ３２８２上に自身の親指を置き、スイッチを閉じるためにそれを押圧する。スイッチ３２８２が閉じると、モータ３２６０は、オンになり、順次、モータ軸カプラ３２６２、駆動軸３２９４を回転させる。駆動軸３２９４は、駆動軸３２９４のカム軸部３３５４がＤＤＭ３２９２の軸受空洞３３２６のカム従動空洞３３２８の内部で回転振動するように、軸受３２９６、特に軸受先端３３３２によって適所に同軸且つ非常に正確に保持される。カム従動空洞３３２８は、楕円形であり、図３３Ａから図３３Ｃに示された実施形態においては、枢動ピン３３２５及び枢動ピンホール３３３４によって形成された回転接合軸に対して直角な方向に生じるその最も狭い寸法を有する。この実施形態において、カム従動空洞３３２８の最も狭い寸法は、回転駆動軸３２９４のカム軸部３３５４の通過をかろうじて許容する。したがって、カム軸部３３５４の回転振動は、カム従動空洞３３２８の長壁に影響し、枢動ピン３３２５及び枢動ピンホール３３３４によって形成された回転接合軸に対して直角な面内にある振動円弧３３７７を介してＤＤＭ３２９２の全体を強制的に回転させる。この実施形態において、差別的切開部材３２９２の組織に面した表面３３２２が揺動する振動円弧３３７７の振幅は、カム軸部３３５４が一部削られる駆動軸３２９４の径３３８５と、組織に面した表面３３２２及び枢動ピンホール３３３４を分離する距離３３７９との関数である。振動の周波数は、モータ３２６０の回転振動の周波数と一致する。手術者は、電力レベル調整部３２８１の位置を変化させることによって組織に面した表面３３２２の振動周波数を制御することができる。ここで留意すべきは、モータ３２６０の回転、それゆえに駆動軸３２９４の回転をＤＤＭ３２９２の振動に変換するための機構は、図２２から図２５Ｃに示されたスコッチヨークと同様であるということである。
差別的切開器具３２００は、ＤＤＭの実装の一例であり、多くの変形が可能である。たとえば、ＤＤＭの振動は、器具挿入チューブの内部において長手方向に前後移動するスライダを用いるクランク及びスライダ機構によって駆動されることができる。あるいは、モータは、ＤＤＭに隣接して配置することができ、モータ軸がＤＤＭを直接駆動し、モータに給電するための電気配線のみが器具挿入チューブを進む。さらに、ＤＤＭがチューブの端部に良好に適合することから、器具挿入チューブを大幅に長くすることは、たとえば、差別的切開器具３２００などの差別的切開器具が腹腔鏡器具であるのを可能とする。より長い又は短いチューブが設計において容易に収容されるものの、３６（３６）ｃｍと同じ長さの器具挿入チューブを有する差別的切開器具が使用されてもよい。本願明細書に開示されるようなＤＤＭは、Ｉｎｔｕｉｔｉｖｅ Ｓｕｒｇｉｃａｌ社（サニーベール、カリフォルニア州）からのＤａ Ｖｉｎｃｉ手術ロボットなどの手術用ロボットのアームに容易に適合させることができる。ＤＤＭは、非常に小さくすることができる。たとえば、ＤＤＭ及び器具挿入チューブが外科用ポートなどの５（５）ｍｍの孔に収まる有効な差別的切開器具が構築可能であり、低侵襲手術を可能とする。これらの小型の装置は、容易に構築される。
さらに、差別的切開器具は、駆動軸が可撓性駆動軸によって置き換えられて使用可能であり、器具挿入チューブは、湾曲している。これは、図６Ｃに示されたものと同様に、湾曲した器具挿入チューブを有する差別的切開器具を形成する。器具挿入チューブの関節もまた、たとえば、関節においてユニバーサルジョイント又は他の屈曲可能なカプラを有する駆動軸を使用して可能である。
先に開示されたように、追加の機能は、差別的切開器具の端部に付加されることができる。たとえば、
・図１１Ｂ及び図１３は、どのようにＤＤＭの設計が注水のために流体がＤＤＭに送達されるのを許容するのか、又は、どのように吸引が手術フィールドを明確にするために適用されることができるのか、又は、どのように光源が手術フィールドを照明するためにＤＤＭ上又はその近くに配置されることができるのかを示している。
・図２６Ａから図２６Ｄは、切断のために鋭く形成されることができる又は電気外科用の電気外科発電機（ユニポーラ又はバイポーラ）によって通電されることができる格納式切断刃を有する差別的切開器具を開示している。
・図２７Ａ及び図２７Ｂは、どのようにＤＤＭの設計が、ＤＤＭが鉗子として機能するように適合されるのを許容するのかを示している。
付加的な機能は、差別的切開器具に容易に付加されることができる。たとえば、ＤＤＭ又はＤＤＭを保持するシュラウドの側の任意のサイズのパッチは、パッチが電気焼灼のために使用可能であるように通電されることができる。製造を簡略化するために、駆動軸は、取っ手からＤＤＭまで電気を伝導するために使用されることができる。ＤＤＭの設計は、図２７Ａ及び２７Ｂに示される鉗子がハサミとして代わりに使用されるのを許容する。追加の機能は、シャープジセクション用のイメージング又は超音波手術のためのビデオカメラを含むことができる。ＤＤＭの改良された設計は、これらの追加機能の多くが１つの差別的切開器具に一体に組み合わせられるのを許容する。差別的切開器具の作業端におけるＤＤＭによる機能の組み合わせから実現される利点は以下を含む。外科医が処置のために必要とする器具の数を低減すること；サポートスタッフのために病院や物流の在庫を簡略化すること；及び、最も重要なのは、手術を遅くさせ且つ外科的合併症の主要源である手術中の器具の変更を低減すること。これは、頻繁には気密ポートによる小さな切開を通して体内に器具を位置決めするのを必要とする腹腔鏡及びロボット手術において特に当てはまる。
図３４は、組み立てられた差別的切開器具の１つの実施形態の斜視図を示している。差別的切開器具３４００は、器具取っ手３４１２に取り付けられた第１の端部３４９１と、ＤＤＭ３４９２に回転可能に装着された第２の端部３４９３とを有する器具挿入チューブ３４９０を突出させる器具取っ手３４１２から全体的に構成されている。器具取っ手３４１２は、上側バッテリカバー３４２２を含む上側ハウジング３４２０及び下側バッテリカバー３４３２を含む下側ハウジング３４３０から組み立てられる。上側ハウジング３４２０及び下側ハウジング３４３０内に封入されるものは、モータ３４６０と、必要に応じてバッテリパックに組み立てられることができるバッテリ３４７０である。上側ハウジング３４２０内は、バッテリパック３４７０からモータ３４６０に電力を提供するために（瞬時スイッチ又はオン−オフスイッチとすることができる）スイッチ３４８２である。上側ハウジング３４２０の表面に装着された可撓性スイッチカバー３４８４は、電力レベル調整部３５８１（図３５Ａ）の内部に対するアクセスを可能とする。上側ハウジング３４２０は、さらに、（制御ボタンボルト３４９８によって固定された）格納式刃フック制御ボタン３４９９とともに、モータ３４６０の近くに且つこれと同軸に器具挿入チューブ３４９０を配向するための器具挿入チューブ支持部３４２６を備える。
図３５Ａは、差別的切開器具３４００の分解図を示している。差別的切開器具３４００は、器具取っ手３４１２に取り付けられた第１の端部３４９１と、ＤＤＭ３４９２に回転可能に装着された第２の端部３４９３とを有する器具挿入チューブ３４９０を突出させる器具取っ手３４１２から全体的に構成されている。器具取っ手３４１２は、器具ハウジングボルト３５３６によって一体に保持される、上側バッテリカバー３４２２を含む上側ハウジング３４２０及び下側バッテリカバー３４３２を含む下側ハウジング３４３０から組み立てられる。上側ハウジング３４２０及び下側ハウジング３４３０内に含まれるものは、モータ３４６０と、バッテリタイプＣＲ１２３Ａ（それぞれ３Ｖ、６つのバッテリ３４７０の全てについて１８Ｖ）として示されているバッテリ３４７０であるが、他のバッテリタイプ及び電圧が使用可能である。我々は、いくつかの実施形態において、合計で３Ｖ程度の低いバッテリを使用している。上側ハウジング３４２０内は、バッテリパック３４７０からモータ３４６０に電力を提供するために（瞬時スイッチ又はオン−オフスイッチとすることができる）スイッチ３４８２がアクセスされることができるスイッチポート３５２４がある。（任意の好都合な要素とすることができるが、ここではリニアポテンショメータとして示されている）電力レベル調整部３５８１をさらに含む印刷回路基板３５８０が設けられ、上側ハウジング３４２０の表面に装着された可撓性スイッチカバー３４８４を介してアクセスすることができる。また、含まれるものは、バッテリ３４７０から電力を中継する前方スプリングバッテリコネクタ３５７２及び後方スプリングバッテリコネクタ３５７４である。上側ハウジング３４２０は、さらに、モータ３４６０の近傍且つそれと同軸に器具挿入チューブ３４９０を固定して配向するために器具挿入チューブ支持部３４２６を含む。器具挿入チューブ保持ボルト３５２７は、器具挿入チューブ支持部３４２６において器具挿入チューブ３４９０をしっかりと保持する。
下側ハウジング３４３０は、さらに、バッテリ３４７０へのアクセスを提供し、一体の下側バッテリカバー３４３２をモータハウジング部３５３４と共に固定し、３つの器具ハウジングボルト３５３６を使用して上側ハウジング３４２０にさらに保持される。モータハウジング部３５３４は、器具挿入チューブ支持部３４２６を通過する器具挿入チューブ３４９０と同軸にモータ３４６０を保持して固定する。モータ３４６０は、内径がモータ軸カプラ３５６２に対して余地を残すモータスプリング３５６２に対してモータハウジング部３５３４によって前方に押圧される。モータ軸カプラ３５６２は、モータ軸カプラボルト３５６６の助けにより、モータ３４６０の軸の端部上にしっかりと取り付け、さらに、駆動軸３４９４の第１の端部３５９５を把持する。モータ３４６０は、格納式刃フック制御ボタン３４９９の制御のもとにモータハウジング部３５３４内で長手方向において前後にスライドすることができる。モータ３４６０は、さらに、回路基板３５８０に装着されたバネモータ電力接点３５６３に対して作動可能に摺動する電力接点板３５６９を備える。また、回路基板３５８０に搭載されるものは、調整可能電力接触圧力制御ボルト３５６１である。通常、バネ３５６７は、モータ３４６０を後方に保持する。その位置において、印刷回路基板３５８０上に搭載されたバネモータ電力接点３５６３は、モータ３４６０における電力接点板３５６９と整列されてそれに対して押圧され、したがって、バッテリパック３４７０からの電力は、モータの回転を駆動することができる。格納式刃フック制御ボタン３４９９を前方に押圧すると、モータ３４６０を前方にスライドさせる。電力接点板３５６９は、バネモータ電力接点３５６３との接触を中断するためにモータ３４６０が挿入チューブの第２の端部３４９３に向かって十分に遠く前方にスライドされると、バッテリパック３４７０からの電力が自動的に遮断されるように、格納式刃フック制御ボタン３４９９の影響下でモータ３４６０の移動の全範囲よりも短い。
駆動軸３４９４はまた、通過して器具挿入チューブ３４９０の第２の端部３４９３上に装着された軸受３４９６によって同心状に支持される第２の端部３５９７を有する。図３５Ｂもまた参照すると、駆動軸３４９４の第２の端部３５９７は、さらに、（３５９７の第２の端部の先端から及び内側に作動する）カム受けリテーナ３５５５と、カム受けドライバ３５５４と、軸受間隙部３５５２とを備える。ＤＤＭ３４９２は、駆動軸３４９４がＤＤＭ３４９２を往復振動によって回転させるように、軸受３４９６上に回転可能に取り付けられる。ＤＤＭ３４９２、軸受３４９６、カム受け３５９６、カム受けリテーナ３５５５、駆動軸３４９４及び器具挿入チューブ３４９０は、次に記載されるＤＤＭアセンブリ３５９８を共同で形成する。
図３５Ｂは、モータ３４６０がＤＤＭ３４９２の往復振動を駆動するようにどのようにＤＤＭ３４９２が他の要素と組み立てられるのかを含むＤＤＭアセンブリ３５９８の詳細を示している。この実施形態におけるＤＤＭ３４９２は、第１の端部３５２１上の組織に面した表面３５２２と、第２の端部３５４３上の軸受把持部３５２４とを備える。軸受把持部３５２４は、さらに、２つの枢動ピンホール３５２５に嵌合されている。ＤＤＭ３４９２は、内部に収まるように軸受３４９６を許容する軸受空洞３５２６を有して部分的に中空であってもよい。軸受空洞３５２６は、さらに、カム受け３５９６がその中に容易にスライドさせるのを許容するように成形されたカム受け空洞３５４８を装着する。この実施形態において、ＤＤＭ３４９２の組織に面した表面３５２２は、さらに、格納式刃スロット３５０６を備える。軸受３４９６は、孔３５３６と、軸受先端３５３２と、ネジ受端３５３８と、ネジ孔３５３４に嵌合する２つの挿入枢動ピン３５３５とを有する。ネジ軸受端３５３８は、器具挿入チューブ３４９０の第２の端部３４９３のネジ軸受マウント３５４２にネジ留めする。孔３５３６は、軸受先端３５３２を除き、どこでもその長さに沿って駆動軸３４９４の径３５８５よりも大きい径を有することができ、それにより、軸受３４９６と駆動軸３４９４との間の接触面を低減させる。駆動軸３４９４の第２の端部３４９７は、主軸部３５５２と、カム軸部３５５４と、カム受けリテーナ３５５５とを含むように変更される。カム受け３５９６は、さらに、カム受け本体３５０２と、カム受けチャンバ３５０５と、格納式刃３５０１とを備える。格納式刃３５０１は、さらに、フック３５０４と、組織係合面３５０３とを備えることができる。格納式刃３５０１の組織係合面３５０３は、ＤＤＭ３４９２の組織係合面よりも多かれ少なかれ侵襲的とすることができる。これらの要素の様々なサブ要素は、本文書における他の場所で開示されているように、それらのアセンブリ及び動作を可能とする。
ＤＤＭ３４９２は、器具挿入チューブ３４９０のネジ軸受マウント３５４２にネジ留めされた軸受３４９６上に収まり、その全てが駆動軸３４９４を同軸に囲む。軸受把持部３５２４上の枢動ピンホール３５２５が軸受３４９６の枢動ピン３５３５上に収まることは注目すべきである。軸受空洞３５２６と組み合わせたこの構造は、ＤＤＭ３４９２が枢動ピン３５３５上を自由に回転するのを可能とする。駆動軸３４９４の回転は、カム受け３５９６の内部でカム軸部３５５４を回転させ、枢動ピンホール３５２５を中心に往復振動するようにＤＤＭ３４９２を駆動し、左右に組織に面した表面３５２２を掃引する。組織に面した表面３５２２は、ＤＤＭとして実行するように組織係合面（ここでは図示しない）を有することができる。
動作において、外科医は、器具取っ手３４１２によって差別的切開器具３４００を保持し、切開対象の複合組織に向けてＤＤＭ３４９２を装着する遠位端を配向する。外科医は、電力レベル調整部３５８１を所望の設定にスライドすることによって電力レベルを選択した後、スイッチ３４８２上に自身の親指を置き、スイッチを閉じるためにそれを押圧する。スイッチ３４８２が閉じると、モータ３４６０は、オンになり、順次、モータ軸カプラ３５６２、駆動軸３４９４を回転させる。駆動軸３４９４は、駆動軸３４９４のカム軸部３５５４がＤＤＭ３４９２の内部に捕捉されたカム受け３５０２のカム受けチャンバ３５０５の内部で回転振動するように、軸受３４９６、特に軸受先端３５３２によって適所に同軸且つ非常に正確に保持される。カム軸部３５５４の回転振動は、上述したようにスコッチヨークとして構成されたカム受け３５０２のカム受けチャンバ３５０５の壁に作用し、ＤＤＭ３４９２の全体を枢動ピン３５３５及び枢動ピンホール３５２５によって形成された回転接合軸に対して直角な面内にある振動円弧を介して強制的に回転させる。外科医は、格納式刃フック制御ボタン３４９９を前方に押圧することによって格納式刃３５０１を伸長することができる。格納式刃フック制御ボタン３４９９の前進は、モータ３４６０及び電力接点板３５６９を前進させ、バネモータ電力接点３５６３から電力接点板３５６９を分離し、上述したように、モータへの電力を切断し、ＤＤＭ３４９２の振動を防止する。同時に、モータ３４６０の前進動作は、器具挿入チューブ３４９０の第２の端部３４９３に向かって駆動軸３４９４を前方に押圧する。駆動軸３４９４の前進動作は順次、カム受け本体３５０２の内部のカム受けチャンバ３５０５の上部に対してカム受けリテーナ３５５５を押圧し、それにより、さらにカム受け空洞３５４８までカム受け本体３５０２を押圧し、格納式刃スロット３５０６から格納式刃３５０１を伸長させる。それゆえに、格納式刃フック制御ボタン３４９９の前進動作は、モータ３４６０を停止させ、格納式刃３５０１をＤＤＭ３４９２から伸長させる。格納式刃フック制御ボタン３４９９が解放されたとき、モータスプリング３５６２は、モータ３４６０を後方に押圧し、格納式刃３５０１を格納し、モータについての電気的接触を回復する。
この実施形態において、差別的切開部材３４９２の組織に面した表面３５２２が揺動する振動の振幅は、カム軸部３５５４が一部削られる駆動軸３４９４の径３５８５と、組織に面した表面３５２２及び枢動ピンホール３５２５を分離する距離３５７９との関数である。複合組織に対するＤＤＭ３４９２の往復振動の周波数（毎分あたりのサイクル）は、モータ３４６０の回転の周波数（毎分あたりの回転）と一致する。手術者は、電力レベル調整部３５８１の位置を変化させることによって組織に面した表面３３４２の振動周波数を制御することができる。ここで留意すべきは、モータ３４６０の回転、それゆえに駆動軸３４９４の回転をＤＤＭ３４９２の振動に変換するための機構は、図２２から図２５Ｃに示されたスコッチヨークと同様であるということである。
図３５Ｃ−１及び図３５Ｃ−２は、駆動軸３４９４の、それゆえにカム受け本体３５０２の前／後動作を図示しており、また、ＤＤＭ３４９２の往復振動の振幅を変化させている。駆動軸３４９４は、図３５Ｃ−１における（矢印３５９５の方向に移動した）後方位置及び図３５Ｃ−２における（矢印３５９７の方向に移動した）前方位置に描かれている。それゆえに、カム受け本体３５０２がカム受け空洞３５４８の内側において前方に移動すると、カム受け本体３５４８及び枢動ピンホール３５２５からの距離Ｄは、Ｄ’に増加する一方で、（上述したように、駆動軸３４９４の径３５８５によって決定されることから）受け３５９９の横方向の変位は一定のままである。Ｄ’が増加するのにともない、左枠におけるＤＤＭ３５９６の大きな角度振幅は、右枠におけるＤＤＭ３４９２の小さい角度振幅に低減する。この効果は、格納式刃が伸長されたときに振動の振幅を低減させるために使用されることができる。また、たとえば、外科医がより正確な切開のために狭い振動を欲する場合には、ＤＤＭによるブラントジセクション中の振動の振幅を変化させるために使用されることができる。
図３６Ａ−１、図３６Ａ−２、図３６Ｂ−１、図３６Ｂ−２、図３６Ｂ−３及び図３６Ｂ−４は、回転接合３６３０を介して器具挿入チューブ３６２０に回転可能に取り付けられたＤＤＭ３６１０を有する差別的切開器具３６００の端部を示している。差別的切開器具３６００はまた、両矢印３６５０によって示される方向における動作によって伸長又は格納させることができる格納式フック３６４０を有する。格納式フック３６４０は、たとえば、図３４、図３５Ａ及び図３５Ｂに記載された機構を使用して格納又は伸長されることができる。図３６Ａは、どのように格納式フック３６４０が２つの構成に配置されることができるのかを示している。構成１（図３６Ａ−１）は、伸長位置における格納式フック３６４０を示しており、構成２ １（図３６Ａ−２）は、格納位置における格納式フック３６４０を示している。格納式フック３６４０は、尖らされる又は丸みを帯びることができる先端３６７０と、ＤＤＭ３６１０の組織係合面３６９０よりも侵襲的とすることができるか又は侵襲的でないとすることができる組織係合面３６６０とを有することができる。格納式フック３６４０は、ここで示されているように、スライスするために鋭くすることができるか又は鈍くすることができるエルボ３６８０を有する。さらにまた、それは、鋸歯状とすることができ、鋭くした領域は、エルボ内のどこにも配置されることができる。構成２において、格納式フックは、ＤＤＭ３６１０の内部に隠されており、ＤＤＭ３６１０は、単独で組織と相互作用する。構成１において、格納式フック３６４０は露出され、組織係合面３６９０が組織と相互作用するように（たとえば、軟組織を破壊するため）、又は、先端３６７０が組織と相互作用するように（たとえば、組織を貫通するため）、組織と相互作用するために使用されることができ、又は、エルボ３６８０は、どのように手術者が組織に対して格納式フック３６４０を位置決めするのかに応じて、組織と相互作用する（たとえば、組織をスライスする）。さらに、格納式フック３６４０は、手術者によって可変に伸長されることができるのを含む構成１と構成２との間の任意の中間位置に保持されることができる。
図３６Ｂ−１から図３６Ｂ−４は、差別的切開器具３６００の端部を示しており、ＤＤＭ３６１０が伸長構成（構成１）１（図３６Ｂ−１）又は格納構成（構成２）１（図３６Ｂ−２）における格納式フックによって振動することができること、及び、格納式フック３６４０がＤＤＭ３６１０の振動の起動前又はＤＤＭ３６１０の振動中に格納又は伸長されることができることを図示している。矢印３６０１は、ＤＤＭ３６１０が振動していないときに格納構成（左下枠）と伸長構成（図３６Ｂ−３左上枠）との間を移動する格納式フックを示している。矢印３６０２は、格納式フック３６４０が伸長構成におけるときに、ＤＤＭ３６１０が静止（左上枠）から振動（図３６Ｂ−４右上枠）へと切り替えられることができることを示している。矢印３６０３は、ＤＤＭ３６１０が振動しているときに、格納式フック３６４０が伸長構成（右上枠）から格納構成（右下枠）へと移動されることができることを示している。矢印３６０４は、格納式フック３６４０が格納構成におけるときに、ＤＤＭ３６１０が静止（左下枠）から振動（右下枠）へと変化することができることを示している。格納式フック３６４０は、必要に応じて、格納式フック３６４０が電気外科フックとして作用するのを可能とするように、ステンレス鋼のような導電性材料から形成され且つ外部の手術用電気外科発電機に電気的に接続されることができる。
切開対象の多くの組織は、外科医がその組織に対するアクセスを得るために分割する必要がある膜又は被膜に包まれている。その膜又は被膜が分割されると、外科医は、その組織を通る切開を進める。図３７−１から図３７−４は、４つの図において、胆嚢や肝臓の周囲の被膜を覆う腹膜などの組織３７００を覆う膜３７１０を安全且つ迅速に分割するために差別的切開器具３６００が使用可能である方法を図示している。左上図（図３７−１）において、差別的切開器具は、伸長構成における格納式フック３６４０によって膜３７１０への接近が見てとれる。右上図（図３７−２）において、格納式フック３６４０の組織係合面３６６０は、膜３７１０に対して外科医によって押圧され、組織係合面３６６０が膜３７１０を侵食させるようにＤＤＭ３６１０は振動される。（あるいは、格納式フック３６４０は、格納構成に保持されることができ、ＤＤＭ３６１０の組織係合面３６９０は、膜３７１０を侵食させるために使用可能である。２つの組織係合面３６６０及び３６９０が異なるレベルの積極性を有する場合には、外科医は、膜３７１０を侵食させるためにより侵襲的な又はあまり侵襲的でない組織係合面のいずれかを選択する柔軟性を有する）。小さな開口３７２０が膜３７１０に形成されるまで、組織は侵食される。次に、左下図（図３７−３）に示されるように、外科医は、開口３７２０を介して及び膜３７１０の下方で格納式フック３６４０の先端３６７０を押しあけ、組織３７００から離れるように膜３７１０のフラップ３７３０を持ち上げるか又は「テンティングする」。そして、外科医は、矢印３７４０の方向にＤＤＭ３６００を移動させ、それによって格納式フック３６４０のエルボ３６８０にフラップ３７３０を押しやり、エルボ３６８０は、組織をスライスするために鋭くされる。最後に、右下図（図３７−４）に示されるように、外科医は、ＤＤＭ３６１０を振動させ、格納式フック３６４０を振動させ、それゆえに、矢印３７４０の方向において外科医がＤＤＭ３６００を移動し続けるのにともない、格納式フック３６４０のエルボ３６８０の鋭いエッジを迅速に膜３７１０に移動させる。これは、下にある構造体（たとえば、胆嚢、胆管又は肝臓）を損傷することなく、胆嚢及び胆管を覆う腹膜などの膜を分割するための簡単で迅速で安全な方法であることが新しい組織によって実証されている。格納式フック３６４０の先端３６８０は、膜３７１０又は下にある構造体を容易に貫通しないように十分に鈍くすることができる。さらにまた、エルボ３６８０のみにおける鋭いエッジの配置は、重要な構造体が鋭いエッジ３６８０に露出するのを防止し、それゆえに、そのような重要な構造体が切断される可能性を低減する。重要な構造体の上にある膜又は被膜の例は、肝臓の上にある腹膜、胆嚢、胆嚢管及び胆嚢動脈、並びに、肺の上にある胸膜、肺動脈、肺静脈、気管支を含む。
格納式フックは、腎動脈又は静脈及び瘢痕組織の周囲の癒着のような厳しい繊維構造、繊維組織を切開するために図３７−１から図３７−４に示されたものと同様の方法で使用可能である。たとえば、外科医は、繊維構造体の全て又は一部をつかむために格納式フックの先端を使用することができ、そして、フックの鋭いエルボに組織を押圧することができる。そして、外科医は、組織を切断するためにフックの内側の鋭いエッジを使用するようにＤＤＭ及びフックを振動することができる。このアプローチの利点は、分割対象の組織のその位置における応力を加えるということである。現在の実務において、外科医は、単にそのような組織の側面又は両端をつかみ、それらが破壊するまでそれらを引っ張ることを含む様々な技術によってそのような組織を分割する。これは、時々、腸の壁などの引っ張られる組織に大きな応力がかかることがあり、腸の壁などの重要な組織の偶発的な引き裂きをもたらす（それによって腸を穿孔する）。（具体的にはフックの鋭いエルボにおいて）分割対象の組織に対してより局所的且つ直接的に、また、（たとえば、鉗子の２対の間において）大きな広がりの組織にわたらず、応力を加えることにより、外科医は、腸の壁のようなより遠くの組織が無傷であるというより大きな確実性を有することができる。
電気的外科を使用した現在の実務から生じる極端な加熱とは全く対照的に、振動されるフックを使用することによるこれらの組織を分割する方法が組織を加熱しないことに留意することが重要である。電気的外科からの加熱は、周囲の組織の不慮の熱損傷につながる主要なリスクとして広く認識されている。超音波アブレーション（たとえば、Ｅｔｈｉｃｏｎ Ｅｎｄｏｓｕｒｇｅｒｙの「ハーモニックハサミ」）などのシャープジセクション用の競合する技術は、熱を減少させ、それによって組織に対する熱損傷のリスクを低減させるために開発されてきた。それにもかかわらず、局所的な加熱は、依然として重大であり、熱損傷のリスクが依然として存在する。対照的に、ここで記載されたように振動フックによって膜を分割すること又は繊維構造を切開することは、組織の加熱を生じず、この医原性外傷の主要源を排除する。
図３８は、腹腔鏡手術用の差別的切開器具３８００の１つの実施形態を示している。それは、格納式刃（それは格納構成におけることから、この図では見えない）を含む、図３４、図３５Ａ及び図３５Ｂに示されているＤＤＭ３８１０の振動についての機構を使用している。差別的切開器具３８００は、ＤＤＭ３８１０の振動を開始／停止するためのトリガ３８３０と、振動の速度を制御するための速度制御部３８４０とを有するピストルスタイルの取っ手３８２０を使用する。親指起動押圧ボタン３８５０は、取っ手３８２０の内部のバネ機構によって通常は格納構成で保持される格納式刃を伸長するために使用される。回転ホイール３８６０は、人差し指によって到達して回されることができ、回転ホイール３８６０の回転は、ＤＤＭ３８１０の振動面３８８０が３６０°にわたって容易に回されることができるように、器具挿入チューブ３８７０及び取り付けられたＤＤＭ３８１０を回転させ、それにより、外科医が取っ手３８２０についての良好な人間工学性を維持しながら体内の組織面を振動面３８８０に配向するのを可能とする。回転ホイール３８６０上のインジケータ３８６２は、振動面３８８０の向きに関して体外の視覚的合図を外科医に提供し、同様に、エンボスストライプなどの視覚的合図は、器具挿入チューブ３８７０又はＤＤＭ３８１０上に配置されることができ、それにより、腹腔鏡の視認中にカメラにおける視覚的合図を提供する。電気プラグ３８９０は、電気手術及び電気焼灼用の外部の電気外科発電機に対するケーブルを介した任意の取り付けを可能とする（電気外科発電機の制御のために電気外科発電機に取り付けられた外付けフットペダルによって制御されるか、又は、押圧ボタン（図示しない）は、取っ手３８２０上に配置されることができ、電気外科発電機の制御のために使用されることができる）。したがって、差別的切開器具３８００は、外科医が、単一の器具により、（差別的切開による）ブラントジセクション、（格納式フック又は電気外科手術による）シャープジセクション、（電気焼灼による）凝固を行うのを可能とし、それにより、腹腔鏡手術のために複雑化された器具の変更を低減する。
図３９は、Ｉｎｔｕｉｔｉｖｅ Ｓｕｒｇｉｃａｌ社からのｄａ Ｖｉｎｃｉ Ｒｏｂｏｔなどの手術用ロボットのアームに取り付けられるツールとして構成された差別的切開器具３９００を示している。ＤＤＭ３６１０は、回転接合３６３０を介して器具挿入チューブ３９１０に回転可能に取り付けられる。格納式フック３６４０は、両矢印３６５０によって示されたように、格納及び伸長構成の間を移動することができる。格納式フック３６４０は、組織係合面３６６０と、先端３６７０と、シャープジセクション用の鋭いエッジを有するエルボ３６８０とを有する。格納式フック３６４０は、必要に応じて、導電性であり、外部電気外科発電機に対して電気的に接続されることができる。同様に、ＤＤＭ３６１０又はＤＤＭ３６１０上の小さな導電性パッチ３６２５は、電気メスのために使用されることができる。（ここで留意すべきは、導電性パッチは、組織係合面３６９０を含むＤＤＭ３６１０におけるどこにでも配置されることができるということである）。器具挿入チューブ３９１０は、上述したようにＤＤＭ３６１０及び格納式フック３６４０の振動を駆動するモータを含むハウジング３９２０に取り付ける。ハウジング３９２０は、手術用ロボットのアームに接続するための電気的及び機械的接続部を有するソケット３９３０を有して構成されている。器具挿入チューブ３９１０は、ハウジング３９２０が患者の体外に配置されるように長く形成されることができる。逆に、器具挿入チューブ３９１０は、ハウジング３９２０が患者の体内における差別的切開器具３９００の関節動作を許容するためにロボットアーム及び患者の体内に配置された関節によって患者の体内に配置されるように短く形成されることができる。
ハウジングから取っ手又はハウジングへの、したがって、関節を介した全ての接続が、関節を介した機械的駆動の伝達を必要とする設計よりもはるかに単純とすることができる電気的とすることができることから、ＤＤＭ及び患者の体内に近いハウジング内の小型モータの配置は、差別的切開器具の器具挿入チューブの関節動作を容易とする。これは、手術ロボット及び腹腔鏡検査の双方のために設計された差別的切開器具についても同様である。
図４０−１及び図４０−２は、腹腔鏡差別的切開器具４０００の端部としてそのような装置の１つの実施形態を示している。図４０−１及び図４０−２は、それぞれ、直線及び湾曲位置における関節に対して遠位の電気機械式アクチュエータを有する差別的切開器具の例示的な腹腔鏡バージョンを示している。ＤＤＭ３６１０は、格納式フック３６４０及び導電性パッチ３６２５に取り付けられている。ＤＤＭ３６１０は、近位の器具挿入チューブ４０２０に対する回転接合４０３０において関節動作される遠位の器具挿入チューブ４０１０に回転可能に取り付けられる。遠位の器具挿入チューブ４０１０の内側に搭載されるものは、モータ軸４０５０を有するモータ４０４０と、ソレノイドプランジャ４０７０を有するソレノイド４０６０である。モータ４０４０によるモータ軸４０５０の回転は、ＤＤＭ４０１０、それゆえに、上述したように、格納式フック３６４０の振動を駆動する。ソレノイド４０６０は、遠位の器具挿入チューブ４０１０に堅く取り付けられており、ソレノイドプランジャ４０７０は、遠位の挿入チューブ４０１０の内側を自由に摺動するモータ４０４０に取り付けられている。それゆえに、ソレノイド４０６０が起動されると、ソレノイドプランジャは、（矢印４０８０によって示される方向において）上／下に移動し、それにより、モータ４０４０、モータ軸４０５０及び格納式フック３６４０を（矢印４０８０によって示されるように）上／下に駆動する。可撓性導体リボン４０９０は、モータ４０４０及びソレノイド４０６０を駆動するのに必要な電力及び信号を供給する。回転接合４０３０における腹腔鏡差別的切開器具４０００の関節動作は、右図に示されるように、遠位の器具挿入チューブ４０１０が近位の器具挿入チューブ４０２０に対して曲がるのを可能とする。近位の器具挿入チューブ４０２０に対する遠位の器具挿入チューブ４０１０の動作は、腹腔鏡差別的切開器具４０００の取っ手における手動機構によって作動されるプッシュプルロッドによって駆動される制御ホーンなどのいくつかの機構のいずれかによって駆動されることができる。このアクチュエータ（すなわち、モータ４０４０及びソレノイド４０６０）及び可撓性導体リボン４０９０の構成は、回転接合４０３０における関節動作を超えた複雑な動作の伝達と、高価な複雑な機械部品を必要とし、大量を追加し、失敗する傾向があるであろう伝達を容易とする。
図４１は、単一の切開腹腔鏡手術（ＳＩＬＳ）又は自然開口部越経管腔的内視鏡手術（ＮＯＴＥＳ）などの外科的処置において使用するための薄い可撓性器具挿入管４１１０を有する差別的切開器具４１００を示している。作動機構は、ＤＤＭ３４９２と同様であり、図３５Ａ及び図３５Ｂにおける格納式フック３５９６は、図３５Ａ及び図３５Ｂに示されたものと同一である。しかしながら、硬質器具挿入チューブ３４９０及び硬質駆動軸３４９４は、可撓性器具挿入管４１１０及び可撓性駆動軸４１２０によって置き換えられ、格納式フック３５９６は、電気外科用フック４１３０によって置き換えられる。可撓性駆動軸４１２０は、ＤＤＭ３４９２の振動を駆動するように（両矢印４１６０によって示されるように）回転することができるか、又は、電気外科用フック４１３０を格納及び伸長するように（両矢印４１６２によって示されるように）プッシュプルすることができる。多管可撓性器具挿入管４１１０は、可撓性器具挿入管内部の可撓性駆動軸４１２０のふらつきを低減するために使用されることができ、それにより、電気外科用フック４１３０を伸長及び格納するために可撓性駆動軸４１２０のプッシュプル機構に対してより大きな権限を提供する。可撓性ワイヤ４１４０はまた、電気外科用フック４１３０に対する通電を可能とするために可撓性挿入管４１１０の内部を移動することができ、可撓性ワイヤ４１４０及び電気外科用フック４１３０は、ハンダ溶接４１５０又は他の適切な機構を介してカム受け本体３５０２に接続される。それゆえに、差別的切開器具４１００は、ブラントジセクション、電気外科的シャープジセクション、及び、身体外のハンドセットにある制御部による電気焼灼又はフットペダルを介した電気手術若しくは電気焼灼を行うことが可能である。
図４２Ａから図４２Ｅは、手で容易に回転させることができる細いペンシルグリップ取っ手を有し、差別的切開器具４２００の長手方向中心軸４２９９まわりのＤＤＭ４２５０の回転面の３６０°回転を可能とする差別的切開器具４２００の１つの実施形態の斜視図及び拡大図を示している。
図４２Ａ及び図４２Ｂは、図４２Ａにおいて組み立てられた斜視図で及び図４２Ｂにおいて展開図で差別的切開器具４２００を示している。差別的切開器具４２００は、長手方向中心軸４２９９を有する略円筒状取っ手４２１０を有する。使用において、取っ手４２１０の遠位端４２０１は、切開されるべき組織に向けられ、近位端４２０２は、複合組織から離れてユーザの方を指す。遠位端４２０１に取り付けられるものは、取っ手４２１０の遠位端４２０１に取り付けられた近位端４２２２及び切開されるべき組織の方を指す遠位端４２２１を有する、長手方向軸４２９９に平行な細長部材４２２０である。ＤＤＭ４２５０は、細長部材４２２０の遠位端４２２１に取り付けられている。この実施形態において、円筒状取っ手４２１０は、次の段落において説明されるように、ＤＤＭ４２５０を機械的に回転させるように構成された機構４２６０を収容するように、クラムシェル構造を有する中空である。
図４２Ｂ、図４２Ｄ及び図４２Ｅを参照すると、図４２Ｂは、差別的切開器具４２００の拡大図を示しており、図４２Ｄは、ＤＤＭ４２５０の駆動機構の拡大図を示しており、図４２Ｅは、ＤＤＭ４２５０が駆動される方法に重点をおいて駆動機構の簡略図を示している。ＤＤＭ４２５０が回転軸４２５２まわりに回転するように、ＤＤＭ４２５０は、細長部材４２２０の遠位端４２２１に回転可能に取り付けられている。ＤＤＭ４２５０は、切開されるべき組織を向くように、ＤＤＭ４２５０の遠位端４２２１において第１の組織係合面４２５１と、ＤＤＭ４２５０の回転軸４２５２の第１の側４２５５に配置された第１のトルク点４２５３とを有する（図４２Ｅを参照）。第１のトルク点４２５３に対する第１の力４２７０を加えることは、回転軸４２５２まわりのＤＤＭ４２５０上のモーメントを形成し、それゆえに、回転軸４２５２まわりのＤＤＭ４２５０の時計回りの回転を駆動する。ここで提示される実施形態において、回転軸４２５２の第２の側４２５６に配置された第２のトルク点４２５４があり、それにより、第２の力４２７１を加えることは、ＤＤＭ４２５０の反時計回りの回転を駆動する。それゆえに、第１のトルク点４２５３における第１の力４２７０を加えることによって形成されるモーメントは、第２のトルク点４２５４において第２の力４２７１に対する反対トルクを形成する。第１の力４２７０とその後の第２の力４２７１を交互に加えることは、それにより、回転軸４２５２まわりにＤＤＭ４２５０の振動（時計回りの後に反時計回り）を駆動する。第１の力伝達部材４２６１及び第２の力伝達部材４２６２は、ケーブル、ワイヤ、紐、ロープ、テープ、ベルト若しくはチェーンなどの可撓性引張部材、又は、プッシュロッド若しくは連結ロッドなどの剛性部材とすることができることに留意されたい。ここで提示される実施形態において、第１力伝達部材４２６１及び第２の力伝達部材４２６４は、ケーブルなどの可撓性引張部材である。
振動は、モータ４２９１によって供給される動力源４２９０によって駆動される。それゆえに、動力源４２９０は、近位及び遠位において、長手方向軸４２９９に対して軸方向に少なくとも１つの力伝達部材４２６１を駆動し、それにより、回転軸４２５２まわりにＤＤＭ４２５０の第１のトルク点４２５３を駆動し、それにより、少なくとも１つの組織係合面４２５１が切開されるべき組織に選択的に係合するように構成されるように且つ少なくとも１つの組織係合面４２５１が切開されるべき組織を横切って移動することによって少なくとも１つの組織係合面４２５１が切開されるべき組織における少なくとも１つの軟組織を破壊するが、切開されるべき組織における強固組織を破壊しないように、その回転軸４２５２まわりにＤＤＭ４２５０を振動させる。
図４２Ｂ、図４２Ｄ及び図４２Ｅを参照すると、機構４２６０は、ＤＤＭ４２５０の回転を駆動する。機構４２６０（特に図４２Ｄを参照）は、先の段落において記載されたように、ＤＤＭ４２５０の振動を駆動する少なくとも１つの力伝達部材４２６１を備える。図４２Ｂ、図４２Ｄ及び図４２Ｅからわかるように、第１の力伝達部材４２６１及び第２の力伝達部材４２６２は、細長部材４２２０の内部において長手方向軸４２９９に略平行に延在し、第１の力伝達部材４２６１の遠位端４２６４は、ＤＤＭ４２５０の第１のトルク点４２５３に付着し、第２の力伝達部材４２６２の遠位端４２６６は、ＤＤＭ４２５０の第２のトルク点４２５４に付着する。図４２Ｂ及び図４２Ｄからわかるように、第１の力伝達部材４２６１の近位端４２６３は、カム軸４２３０の第１のフォロア４２３１に付着し、第２の力伝達部材４２６２の近位端４２６５は、カム軸４２３０の第２のフォロア４２３２に付着する。第１のフォロア４２３１は、カム軸４２３０において第１の偏心カム４２３３上に乗り（挿入図を参照）、第２のフォロア４２３２は、カム軸４２３０において第２の偏心カム４２３４上に乗る（挿入図を参照）。カム軸４２３０は、長手方向軸４２９９に対して垂直な回転軸４２３５まわりに回転し、第１の偏心カム４２３３及び第２の偏心カム４２３４は、第１のフォロア４２３１が第２のフォロア４２３２に対して位相から１８０°位相ずれして動くように、回転軸４２３５の反対側に配置されている（詳細については図４２Ｄ及び図４２Ｅを参照）。それゆえに、カム軸４２３０の回転は、第１の力伝達部材４２６１及び第２の力伝達部材４２６２において交互に引っ張り、それぞれ、上述したように、ＤＤＭ４２５０の振動を駆動する交互の第１及び第２の力４２７０及び４２７１を形成する。
カム軸４２３０の回転は、歯車列を介してモータ４２９１によって駆動される。ここで提示される実施形態において、モータ４２９１は、少なくとも１つのバッテリ４２９４によって給電される電気回路４２９２の一部を構成する直流モータであり（図４２Ｂを参照）、それに応じて、装置は、さらに、少なくともモータ４２９１を始動及び停止するために、モータ４２９１及び少なくとも１つのバッテリ４２９４に動作可能に関連付けられた少なくとも１つのスイッチ４２９６を含む。さらなる制御は、モータ４２９１の比例速度制御又は増分ステップを介した速度制御を可能とするために追加することができる。モータ４２９１は、ブラシレスＤＣモータ、コアレスＤＣモータ、ステッピングモータなどを含むいくつかの種類のモータのいずれかとすることができる。
バネ機構４２８０、圧縮バネ４２８１、圧縮ナット４２８２、ロックナット４２８３、内側スリーブ４２８４、外側スリーブ４２８６及びバネストップ４２８５は、以下の図４４Ａから図４４Ｃの後により完全に記載されている。
図４２Ａから図４２Ｃに示される実施形態において、スイッチ４２９６は、モータ４２９１のオン−オフスイッチを差別的切開器具４２００の取っ手４２１０の長手方向軸４２９９まわりの実質的に任意の方向からアクセス可能とする無指向性制御スイッチ４２９８の一部である。この実施形態において、無指向性制御スイッチ４２９８は、ユーザの手にあるときに差別的切開器具４２００の（長手方向軸４２９９まわりの）回転方向にかかわらずスイッチ４２９６が任意の指で容易に起動されることができるように、取っ手４２１０の近位端から遠位端４２０１において取っ手４２１０まわりに分布した径方向アレイにおける５個のスイッチ４２９６から構成される。この実施形態において、５（５）個のスイッチ４２９６の径方向アレイは、スイッチ４２９６への流体の侵入を防止するが、スイッチ４２９６の容易な作動をさらに可能とするソフトエラストマ（たとえばシリコンゴム）から構成された可撓性ブーツ４２９７によって被覆される。スイッチは、瞬間的又はラッチのいずれかとすることができる。径方向アレイを形成する任意数のスイッチがあってもよく、それらは、長手方向軸４２９９に対して横方向を向いた単一面にあってもよく、又は、それらは、スイッチのアレイが差別的切開器具４２００の長手方向軸４２９９まわり及びそれに沿ってさらに分布してもよい場合には、そうでなくてもよい。スイッチのアレイは、同じであってもなくてもよく、スイッチ４２９６のそれぞれは、サイズ、形状、種類、機能（瞬間的、ラッチオン−オフ、通常オン、通常オフ、単極単投、単極双投、二極双投、二極単投、又は、ディジタル若しくはアナログ比例制御）、又は、長手方向軸４２９９からの距離、又は、任意の組み合わせを変化させることができる。さらに、スイッチのアレイの代わりに、無指向性制御スイッチ４２９８は、実質的にモノリシック又はトロイダル構造であってもよく、たとえば、第２の環状導体と接触したまま保持された第１の環状導体から構成されてもよく、それに応じて、外科医は、任意の方向から無指向性制御スイッチ４２９８のこのバージョンに圧力をかけることができ、第１の環状導体を第２の環状導体と電気的に接触させる。第１の環状導体又は第２の環状導体のいずれか又は双方は、剛性又は可撓性のいずれであってもよい。たとえば、第２の環状導体が差別的切開器具４２００の長手方向軸４２９９まわりの小径剛性リングを形成した場合、第２の環状導体は、接触外に弾性的に懸架され且つ第１の環状導体と略同軸である大径リングとすることができる。一例として、外科医の指は、第１の環状導体に接触するまで、硬質の第２の環状導体をオフセンタに変位させることができ、あるいは、第２の環状導体は、第１の環状導体との接触が確立されるまで、可撓的に変形することができる。無指向性制御スイッチ４２９８は、モータ４２９１への電流を直接制御する電源スイッチの形態をとることができ、又は、モータ４２９１を制御する論理回路を駆動するために、抵抗、静電容量又は他のパラメータの変更に外科医の指入力を伝達することができる。
図４３Ａから図４３Ｃは、ＤＤＭ４３００にトルク及び反対トルクを付与するための異なる実施形態を示している。図４３Ａにおいて、第１の引張要素４２６１及び第２の引張要素４２６２は、ＤＤＭ４３００に取り付けられた駆動シリンダ４３１０まわりに巻かれた単一ケーブル４３０２の２つの半分である。単一ケーブル４３０２は、摩擦によって又は駆動シリンダ４３１０に物理的に付けることによって駆動シリンダ４３１０の回転を駆動する。単一ケーブル４３０２は、第１の端部４３１１及び第２の端部４３１２を有し、第１の端部４３１１は、第１の力伝達部材の近位端として動作し、第２の端部４３１２は、第２の力伝達部材の近位端として動作する。第１及び第２の力４２７０及び４２７１は、それぞれ、モータ４３４２に起因して（矢印４３４４によって示されるように）回転する駆動プーリ４３４３に非中心的に又は偏心的に取り付けられたリンケージ４３４０によって駆動されたときにロッカーピン４３２３のまわりにロックするロッカーアーム４３２０の動きによって形成される。
他の実施形態が図４３Ｂに示されており、第１の力４２７０を加えることがＤＤＭ４３００を回転させることによって線形バネ４３５０を伸ばし、第１の力４２７０が減少したときに線形バネ４３５０の戻り力４２７１が反対トルクを生成するように、線形バネ４３５０は、第２のトルク点４２５４及び固定アンカー点４３５１に取り付いている。同様に、反対トルクは、図４３Ｃ示されるように、ねじりバネ４３６０によって生成することができる。
図４４Ａ−１から図４４Ｃ−１は、過度の負荷から差別的切開器具と切開されるべき組織との双方を保護する機構の異なる実施形態を示している。図４４Ａ−１及び図４４Ａ−２は、力伝達部材として引張部材を使用する差別的切開器具４４００の構造及び使用についての２つの困難を図示している。ＤＤＭ４４１０は、その遠位端に組織係合面４４１２と、その近位端に細長部材４４３０の遠位端に回転可能に接続するための回転関節４４１４とを有する。第１の引張部材４４２１及び第２の引張部材４４２２がＤＤＭ４４１０の振動を駆動する回転関節４４１４まわりに反対トルクを形成するように、第１の引張部材４４２１は、第１のトルク点４４２３に接続し、第２の引張部材４４２２は、第２のトルク点４４２４に接続する。困難＃１：第１の引張部材４４２１及び第２の引張部材４４２２について、回転関節４４１４まわりに反対トルクを効果的に提供するために、それらは張りつめたままでなければならない。しかしながら、差別的切開器具４４００における部品の係合不良、第１の引張部材４４２１又は第２の引張部材４４２２の延伸、摩耗、又は、他の「遊び」は、差別的切開器具４４００に不十分に実行するか、あるいは実行できない。困難＃２：組織４４０５の切開中において、ＤＤＭ４４１０に対する外力ＦＡを加えることは、極端な位置に差別的切開器具４４００を押し込み、細長部材４４３０の内部の点４４４１において第１の引張部材４４２１の且つ細長部材４４３０の内部の点４４４２において（又は第１又は第２の引張部材４４２１又は４４２２と他の部品との間の接触の他の点において）第２の引張部材４４２２の過度の屈曲や摩耗を形成する。より広く過度の力が差別的切開器具のＤＤＭに加えられると、差別的切開器具又は切開下の組織を損傷することがある。それゆえに、器具又は組織のいずれかへの損傷を防止する手段が有益である。
図４４Ｂは、過負荷状態に起因する損傷を防止するための手段を含むこれらの問題に対処する差別的切開器具４４０１の実施形態を図示している。差別的切開器具４４０１は、ＤＤＭ４４１０に加えられた第１の閾値力ＦＴ１に応答する第１の過負荷機構４４７７と、ＤＤＭ４４１０に加えられた第２の閾値力ＦＴ２に応答する第２の過負荷機構４４７０という２つの過負荷機構を有する。組織４４０５の切開中において、第１の閾値力ＦＴ１を超える力ＦＡがＤＤＭ４４１０に加えられた場合、第１の過負荷機構４４７７は、差別的切開器具４４０１又は切開されるべき組織４４０５への損傷の危険性を低減するためにＤＤＭ４４１０の回転を停止する。たとえば、第１の過負荷機構４４７７は、ＤＤＭ４４１０に加えられた力ＦＡを計測する力センサ４４６１を含むことができる。力センサ４４６１の例は、ロードセル、歪みゲージ及びバネ負荷電気接点を含む。この例において、過負荷機構４４５０は、取っ手４４１１内に存在し、細長部材４４１３は、取っ手４４１１に取り付いているが、たとえば細長部材４４１３の内部などの他の場所に配置されることができる。力センサ４４６１は、電気回路４２９２とワイヤ４４６２を介して通信し、ＦＴ１がＦＡを超えるとき、信号がワイヤ４４６２を介して電気回路４２９２に送信され、モータ４２９０に対する電源を切断することによって応答することによってＤＤＭ４４１０の振動を停止する。代替手段は、ＤＤＭ４４１０の回転を停止するために存在する。たとえば、モータ４２９０におけるクラッチは、外力ＦＡが大きすぎるとき、トルクが大きすぎるようになり、クラッチがスリップするように、モータ４２９０によって加えられたトルクを制限することができるか、又は、モータ４２９０は、停止するように単に十分に小形であり得る。
第２の閾値力ＦＴ２を超える力ＦＡがＤＤＭ４４１０に加えられた場合、第２の過負荷機構４４７０は、組織４４０５から近位的に離れて（矢印４４７１の方向に）ＤＤＭ４４１０を引き込み、それによって外力ＦＡを低減する。第１の過負荷機構４４７７及び第２の過負荷機構４４７０は、図４４Ｂに示されるように、軸方向の力だけでなく任意の力に応答して起動されることができることに留意されたい。さらにまた、第１の閾値力ＦＴ１は、所望の応答に応じて、第２の閾値力ＦＴ２と等しいか、それよりも大きいか又はそれよりも小さくすることができる。また、差別的切開器具は、２つの過負荷機構４４７０及び４４７７のいずれか一方のみを装着することができることに留意されたい。
図４４Ｃ−１及び図４４Ｃ−２は、図４４Ｂについて上述したような単一の過負荷機構を有する差別的切開器具４４０２の実施形態を図示している。差別的切開器具４４０２は、差別的切開器具４４０１と同様であるが、ここでは細長部材４４３０は、組織４４０５から近位に離れてＤＤＭ４４１０を引き出すことによって上述した第２の過負荷機構４４７０と同じ方法で動作する他の例示的な過負荷機構４４５０によって置き換えられている。過負荷機構４４５０は、第１のバネストップ４４５４を有する外側スリーブ４４５１と、第２のバネストップ４４５５を有する内側スリーブ４４５２と、圧縮バネ４４５３とを備える。外側スリーブ４４５１及び内側スリーブ４４５２は、取っ手の長手方向軸４２９９に平行に整列されている。ＤＤＭ４４１０は、回転関節４４１４において内側スリーブ４４５２に取り付けられている。内側スリーブ４４５２は、外側スリーブ４４５１の内部において近位に摺動自在である。（外力が加えられていない）左側に示すように、圧縮バネ４４５３は、第１のバネストップ４４５４及び第２のバネストップ４４５５に加えられる圧縮力４４６０に起因して内側スリーブ４４５２に外側スリーブ４４５１の内部において遠位に摺動させる。力４４６２及び力４４６３の合力が圧縮力４４６０に等しいように、第１及び第２の引張部材４４２１及び４４２２によってそれぞれ及ぼされる力４４６２及び４４６３によって摺動が制限される。それゆえに、過負荷機構４４５０は、第１及び第２の引張部材４４２１及び４４２２のそれぞれの延伸などのいかなる遊びも蓄積するたびに圧縮バネが外側スリーブ４４５１に対する内側スリーブ４４５２の位置を調整するという点で、上述した困難＃１を修正する。図４４Ｂの右側は、過負荷機構４４５０がまた困難＃２の問題を軽減する方法を示している。外力ＦＡがＤＤＭ４４１０に加えられたとき、極端な位置にＤＤＭ４４１０を押し込む回転関節４４１４まわりにモーメントが形成され、第２の引張部材４４２２を延伸するトルク点４４２４においてモーメントも加えられ、第２の引張部材４４２２において大きな力４４６３を形成する。それにより、力４４６３の増加は、圧縮バネ４４５３における圧縮力４４６０を増加させる。それに応じて、圧縮バネ４４５３は、外側スリーブ４４５１の内部において内側スリーブ４４５２が近位に（矢印４４５６）摺動するのを可能として圧縮し、それゆえに、過負荷機構４４５０を短くする。これは、切開されるべき組織から離れて近位にＤＤＭ４４１０を引き込み、それにより、第２の引張部材４４２２における力４４６３の大きさを減少し、差別的切開器具４４０２、特に第２の引張部材４４２２への損傷の危険性を低減する。過負荷に応じてＤＤＭを引き込む他の実施形態が可能であることに留意されたい。バネ、可撓性又は湾曲可能な細長部材、過負荷時に滑る摩擦パッドなどの異なる構成が全て可能である。
ここで図４２Ｄに戻ると、バネ機構４２８０は、圧縮バネ４２８１と、圧縮ナット４２８２と、ロックナット４２８３と、内側スリーブ４２８４と、バネストップ４２８５とを備える。圧縮バネ４２８１は、内側スリーブ４２８４を囲み、第１の引張要素４２６１及び第２の引張要素４２６２において引っ張るように、（第１のバネストップ４８２として機能する）圧縮ナット４２８２と（第２のバネストップとして機能する）バネストップ４２８５との間で圧縮される。圧縮バネ４２８２が引っ張る強度は、内側スリーブ４２８４上に螺合される圧縮ナット４２８２によって設定され、−（ページに対して）下向きに前進する圧縮ナット４２８２は、圧縮バネ４２８１を圧縮し、圧縮バネ４２８１が第１の引張要素４２６１及び第２の引張要素４２６２において引っ張る強度を増加させる。適切な引っ張りが確立された後、圧縮ナット４２８３は、ロックナット４２８３によってロックされることができる。圧縮バネが第１の引張要素４２６１及び第２の引張要素４２６２を引っ張る強度を変化させるためのこの手段は、図４４Ｂにおいて述べたように、圧縮バネ４２８１が外力によって解消される閾値力を効果的に設定する。さらにまた、内側スリーブ４２８４に沿った圧縮ナット４２８３の前進の距離は、たとえば、第１の引張要素４２６１及び第２の引張要素４２６２の強度から生じる機構から圧縮バネがたるみを除去することができる距離を定義する。内側スリーブの移動。
図４５Ａから図４５Ｇは、組織面における血管及び他の解剖学的構造に損傷を与えることなく組織面を分離するための差別的切開器具を使用するための方法を示している。図４５Ａから図４６Ｇは、組織面において隣接する２つの組織を切開して離すための差別的切開器具４５３０を使用するための方法を示している。図４５Ａにおいて、第１の組織４５０１及び第２の組織４５０２は、第１の組織４５０１の第１のカプセル４５０６と第２の組織４５０２の第２のカプセル４５０７との間の接着性物質として機能する軟組織４５０５と共通境界４５０４において接着する。この例において、（断面で示されている）１つの血管４５２０は、第１のカプセル４５０６と第２のカプセル４５０７との間において、共通境界４５０４の平面内に位置し、第２の血管は、組織４５０１から組織４５０２まで共通境界４５０４を横断する「パーフォレーター」４５１０であり、１つの膠原束４５１５はまた、第１の組織４５０１から第２の組織４５０２まで共通境界４５０４を横断する。それゆえに、第１の組織４５０１がブラントジセクションによって第２の組織４５０２から分離されることになる場合、軟組織４５０５は、好ましくはパーフォレーター４５１０、膠原束４５１５又は血管４５２０を破壊することなく破壊されなければならない。（血管の破壊は、不要な出血をもたらし得る。）同様に、４５０５は、典型的にはゼラチン状材料、腸間膜、網状繊維及び緩く組織化されたコラーゲン繊維からなる軟組織である。強固組織は、それぞれ、第１及び第２のカプセル４５０６及び４５０７、血管壁４５１０及び４５２０並びに膠原束４５１５を含む。
ブラントジセクションは、鉗子４５４０によって第１の組織４５０１を最初に把持し、両矢印４５３６によって示すように、共通境界４５０４の端縁に張力を加えるように矢印４５５０の方向に引っ張ることによって行われる。共通境界４５０４にわたる張力を加えることは、上述したように、そのような張力が差別的切開器具４５３０の差別的動作を支援することから、この切開を通して重要である。差別的切開器具４５３０は、組織係合面４５３３を有するＤＤＭ４５３２を備え、ＤＤＭは、（回転軸４５３５によって示されるように）ページの面の内外で振動するように、器具挿入管４５３１に回転自在に搭載され、組織係合面４５３３に共通境界４５０４の端縁に対してスワイプさせる。共通境界４５０４の端縁に組織係合面４５３３を押圧するように手術者によって力４５５１が加えられ、それにより、軟組織４５０５の切除を生じさせ、図４５Ｂに示されるように、第１及び第２の組織４５０１及び４５０２の第１及び第２のカプセル４５０６及び４５０７の分離をそれぞれ確実にする。組織係合面４５３３が手術者による力４５５１の配置の不正確さ又はミスディレクションに起因して上下にふらつく場合、組織係合面４５３３は破壊されず、したがって、カプセル４５０６又は４５０７のいずれかに交差しない。それゆえに、差別的切開器具は、共通境界４５０４によって画定された組織間の平面に自動的に追従する。
図４５Ｃにおいて、組織係合面４５３３は、血管４５２０にあたるまで共通境界４５０４に沿って連続している。同様に、組織係合面４５３３は、血管４５２０の壁を含む強固組織を破壊しない。代わりに、組織係合面４５３３は、軟組織４５０５が血管４５２０の上方又は下方でより容易に破壊されるかどうか、又は、手術者が血管４５２０の上方又は下方に差別的切開器具４５３０を押圧するかどうかに応じて、血管４５２０の一方側又は他方側に移動する（ここでは、血管４５２０の下方に移動する）。共通境界４５０４への差別的切開器具４５３０の押圧に対する抵抗の増加にともない血管４５２０にあたる組織係合面４５３３を手術者が検知することができることから、手術者は、異なる方向において差別的切開器具４５３０を押圧することを把握しており、−組織係合面４５３３が血管４５２０の壁を含む強固組織を破壊せず、それゆえに強固組織を交差するため、差別的切開器具４５３０の進行は実際には停止する。
手術者が鉗子４５４０によって共通境界４５０４にわたって張力４５３６を加え、共通境界４５０４に差別的切開器具４５３０を押圧し続けるのにともない、ブラントジセクションは、図４５Ｄにおいて、共通境界４５０４に沿って継続する。カプセル４５０６及び４５０７は、組織係合面４５０３が膠原束４５１５にあたるまで、組織係合面４５３３が第１のカプセル４５０６又は第２のカプセル４５０７のいずれかに交差するのを防止することにより、共通境界４５０４に沿って差別的切開器具４５３０をチャネリングし続ける。同様に、組織係合面４５３３は、膠原束４５１５を破壊することができず、同様に、手術者は、共通境界４５０４への差別的切開器具４５３０の進行がブロックされることを検知する。そして、手術者は、図４５Ｅからわかるように、この例では膠原束４５１５の後方である一方側又は他方側へと差別的切開器具を作動した後、組織係合面４５３３がパーフォレーター４５１０にここであたるまで、共通境界４５０４に沿って切開し続ける。同様に、手術者は、障害物を検知し、図４５Ｆからわかるように、この例ではパーフォレーター４５１０の後方である一方側又は他方側へと差別的切開器具４５３０を移動させる。
図４５Ｇは、差別的切開器具４５３０が除去された後の得られた切開を示している。共通境界４５０４は、組織４５０１及び４５０２のカプセル４５０６及び４５０７が、それぞれ、分離されるように、ここで切開されており、外科医にとって重要な視野を提供する。重要なことに、血管４５２０は無傷であり、膠原束４５１５は、第１のカプセル４５０６と第２のカプセル４５０７との間の間隙に延伸し、パーフォレーター４５１０は、第１のカプセル４５０６と第２のカプセル４５０７との間において間隙を横切って延伸される。膠原束４５１５及びパーフォレーター４５２０は、それゆえに、「スケルトン化」され、それらは、ここではオープンスペースに見られ、カプセル４５０６若しくは４５０７又は組織４５０１若しくは４５０２のいずれか接触することなく焼灼及び切断されることができる。これは、組織４５０１及び４５０２が分離されるときにパーフォレーター４５１０からの出血が制御されることになる場合に、また、電気焼灼面との接触や電気焼灼面からの熱拡散が組織４５０１又は４５０２のいずれかへの熱損傷を生じる可能性がある場合に、特に重要である。
図４５Ａから図４５Ｆに示されているものなどの切開技術は、たとえば、肝臓のベッドから胆嚢を分離するために、隣接する筋肉を分離するために、嚢から又は他の血管から血管を分離するために、肺の隣接する葉を分離するために、肺動脈及び胆嚢管及び胆嚢動脈及び多くの他のものを単離するためになど、（体外動物組織、生きた動物組織（ブタ）及びヒト死体において）いくつかの外科的切開を行うために発明者によって使用されている。驚くべきことに、これらの切開のそれぞれは、０．５ｍｍ程度に小さい外径の血管でさえも、いずれの血管も破壊することなく切開する差別的切開の能力により、著しく無血となっている。さらにまた、切開は著しく安全である。これらの手術中において、外科医は、他の器具と破局的であろう操作を意図的に試みた。たとえば、外科医は、高速に設定された差別的切開器具によって繰り返し肝臓を突き刺し、肺動脈において差別的切開器具をバウンスさせ、大腸、膀胱及び肺に突き刺した−いかなる器官にも損傷はなかった。前述したように、ＤＤＭにおいて鋭いエッジが存在しないことは、任意の他の手術器具とは異なり、ブラントジセクションを安全に行うのを可能とする。
図４５Ａから図４５Ｆに示されているものなどの差別的切開器具による切開は、たとえば、腹部の縫合処置中に筋膜面を切開するために使用されることができる。実際には、パーフォレーターを焼灼又は切断することなく、これらの組織面を切開することが可能である。むしろ、本願明細書に示された差別的切開器具を使用して、切開中にそれらをスケルトン化するためにパーフォレーターまわりに動作することにより、組織面の十分な分離は、偶発的引き裂きを回避するために通常行われているパーフォレーターを切断することなく、切開が前進するのを可能とするか、又は、それが前進するのにともない切開を視認可能とするために組織の十分な分離を可能とするように達成することができる。パーフォレーターを保存することは、それらを切断するよりもむしろ、それ以外の場合にはパーフォレーターの破壊によって損われている上層への正常な血流を維持する。この結果は、真に驚くべきことであり、非常に臨床的に重要である。正常な血流の維持は、（血流不足に起因する）組織壊死の可能性を軽減し、（十分な血流に起因する）迅速且つ完全な回復の可能性を高める。これは、（たとえば、化粧や再建処置のため）皮膚が下層組織から持ち上げられたときはいつでも又は組織のフラップが単離されたが保存されるときはいつでも非常に重要である。
本願明細書に開示されたもののいずれかなどの差別的切開器具は、脂肪組織を介して切開するために使用することができる。しかしながら、脂肪を介したそのような切開において、差別的切開器具を案内するために臓器カプセル又は他の強固組織は何ら存在せず、切開は、強固組織の境界によって案内されるよりもむしろ、単に手術者の案内下で進行する。そのような切開は、ヒト死体において美容整形のために下層組織から皮膚を分離するために使用されている。重要なことに、上述したように、完了まで切開を進めるために、血管を偶発的に又は意図的に破壊穿孔することなく、十分な間隙が生成された。生きている患者において、そのような処置は、外科手術を通じて組織への正常な血流を維持し、それゆえに回復するであろう。これは、血管を穿孔焼灼し、この循環を切断し、すこぶる正常な血流を含む従来技術とは全く対照的である。上述したように、それらを切断するよりもむしろ、パーフォレーターを保護することは、それ以外の方法ではパーフォレーターの破壊によって損われた皮膚への正常な血流を維持する。正常な血流の維持は、（血流不足に起因する）組織壊死の可能性を軽減し、（十分な血流に起因する）迅速且つ完全な回復のための可能性を高める。双方とも、全ての外科的手術、特に美容外科的手術の強く望まれる結果である。
本願明細書に開示されたもののいずれかなどの差別的切開器具は、同様の方法で、身体の一部に且つ身体の一部を通ってトンネリングするために使用されることができ、組織カプセル、血管壁、神経束及び他の強固組織が、既存の組織面に沿って組織係合面を案内するのを可能とする。しかしながら、トンネリングについて、手術者は、組織面の広い部分を分離するために左右に差別的切開器具を移動させない。むしろ、手術者は、狭いトンネルを形成するために側方への制限された動きのみによって組織面に差別的切開器具を押圧する。そのようなトンネルは、ペースメーカー及び他の心臓律動管理装置用のペーシングリードを配置するためのトンネリングなどの多くの外科的手術において使用され、手術中の組織の破壊、それゆえに組織への外傷を低減するために、ロボット、胸腔鏡及び腹腔鏡手術などの低侵襲外科的手術においてますます使用される。トンネリングにおいて生じる１つの問題は、トンネルの終端における視認性の欠如である−外科医は、ブラインド動作を好まない。
図４６Ａ−１、図４６Ａ−２、図４６Ｂ−１、図４６Ｂ−２、図４６Ｃ−１及び図４６Ｃ−２は、内視鏡に接続された差別的切開器具によってトンネリングするための器具を示している。図４６Ａから図４６Ｃは、差別的切開器具によってトンネリングするための且つテレビカメラ又は他の表示装置によって提供される視認性を有する切開システム４６００を示している。図４６Ａ−１及び図４６Ａ−２に示されるように、切開システム４６００は、内視鏡管腔４６２０及び器具管腔４６３０という２つの管腔を有する器具管４６１０から構成されている。追加の管腔は、複数の器具を同時に導入するために使用されることができる。
図４６Ｂ−１及び図４６Ｂ−２からわかるように、内視鏡管腔４６２０は、反対側端部（図示しない）においてテレビカメラ又は他の表示装置が装着されている内視鏡４６４０を収容し、それによっての手術者に対して切開の視野を提供する。内視鏡４６４０はまた、光ファイバを含むことができ、切開の領域に光を提供するためにカメラに使用されるものから分離することができる。器具管腔４６３０は、カメラの視野内にいくつかの異なる器具のうちの１つを挿入するために使用され、それにより、それらは、内視鏡４６４０の視野下で組織を切開又は操作するために使用される。図４６Ｂ−１及び図４６Ｂ−２は、内視鏡管腔４６２０の内部に内視鏡４６４０を装備した器具管４６１０と、器具管腔４６３０の内部にＤＤＭ４６５５を有する差別的切開器具４６５０とを示している。内視鏡４６４０は、差別的切開器具４６５０のＤＤＭ４６５５の視認及びその組織との相互作用を可能とする視野４６４５を有する。差別的切開器具４６５０は、ＤＤＭ４６５５の振動面が異なる組織面と整列するように回転するのを可能とするために器具管腔４６３０の内部で回転させることができる。（振動面は、組織面に平行でなければならない。）
複数の器具は、必要に応じて、器具管腔４６３０内に１度に１つずつ挿入されることができる。図４６Ｃ−１及び図４６Ｃ−２は、器具管腔４６３０内に挿入される電気的手術用器具（たとえばフック）４６６０を示している。電気的手術用フック４６６０はまた、フックが任意の方向を向くのを可能とするように器具管腔４６３０内に挿入されて回転させることができる。使用時において、器具管４６１０には、内視鏡管腔４６２０の内部に内視鏡４６４０がロードされ且つ器具管腔４６３０内に差別的切開器具４６５０がロードされる。器具管は、内視鏡４６４０のディスプレイを視認することによって決定されるように、患者の正確な点において手術者によって位置決めされ、ブラントジセクションを開始するために差別的切開器具４６５０を作動する。差別的切開器具４６５０は、湾曲した二重矢印４６５７によって示されるように、振動面を組織面と整列させるために器具管腔４６３０の内部で回転させることができ、さらにまた、差別的切開器具４６５０は、直線の二重矢印４６５６によって示されるように、ＤＤＭ４６５５が切開のために必要に応じて器具管４６１０の面４６０５からさらに又は少なく突出するように、器具管腔４６３０の内外に前進させることができる。トンネルが開かれると、切開システム４６００は、トンネルが開放するのにともない手術者のための視野を提供する内視鏡４６４０とともにトンネル内を前進する。シャープジセクション又は電気焼灼が必要とされる場合、差別的切開器具４６５０は除去されることができ、電気的手術用フック４６６０は、切断又は焼灼するために器具管腔４６３０内に導入されることができる。
逆に、図４１に示される差別的切開器具などの伸長可能な電気的手術用フックを有する差別的切開器具は、差別的切開器具４６５０と電気的手術用フック４６６０との間で前後に切り替えなければならないのを回避するために使用されることができる。ハサミ、鉗子、バイポーラ鉗子又は超音波カッターなどの他の器具はまた、切開のために必要に応じて器具管腔４６３０を介して導入されることができ、又は、前述したように、それらは、多機能差別的切開器具の一部とすることができる。
切開システム４６００などの切開システムは、内視鏡伏在静脈採取、脊柱への前部アクセスのための内視鏡トンネリング、首へのトンネリングのために、肺葉切除のための肺へのトンネリングのために、又は、低侵襲性弁置換のための心臓へのトンネリングのためなど、多くの種類の内視鏡トンネリングのために使用されることができる。既存の内視鏡伏在静脈採取システムに対する切開システム４６００の主な利点は、差別的切開の追加が側枝抜去や血管壁への損傷の可能性を減少させるということである。通常、そのような血管への外傷は、縫合抜去などの外科的修復を必要とし、冠状動脈バイパス移植中における移植片の品質を非常に損い、移植片の長期耐久性を低下させると考えられている。
側移植片を有する主要血管を安全に切開するための差別的切開器具の有効性の１つの実証において、本願明細書に開示されるように、外科医は、生きているブタ（約１２０ポンド）における血管上の切開部に差別的切開器具を挿入し、これが血管を覆う組織面であったと仮定して抵抗が最小の経路に沿って差別的切開器具をブラインドで前進させた。２０ｃｍの経路に沿った切削の終了時に、外科医は、差別的切開器具の軸に対して下方に切開し、これが正しく、差別的切開器具は血管に追従し、側枝の抜去又は主要血管壁の損傷がなく血管が周囲の組織から自由であったことを見出した。
図４７Ａから図４７Ｄは、内視鏡と結合され且つ切開を拡張して内視鏡の視野を向上させるための付属部品を含む差別的切開器具によってトンネリングするための他の器具を示している。図４７Ａから図４７Ｄは、血管に沿うなどの組織にトンネリングするための切開システム４６００のような切開システム４７００を示している。しかしながら、切開システム４７００は、以下を含む。
・膨張時に、双方が組織４７０１へのトンネルの直径を拡大し、器具管４６１０と周囲組織４７０１との間に気密シールを形成する、器具管４６１０の遠位端に位置する膨張可能な環状バルーン４７１０、及び、
・バルーン４７１０の膨張／収縮の双方と、トンネルの端部を拡大するために、トンネルの端部、それゆえに組織４７０１への加圧空気の注入とを可能とし、ブラントジセクションを支援し、カメラ４６４０が組織４７０１及び第２の器具管腔４６３０内に挿入された器具の動作を視認するのを可能とする面４６０５に対して遠位の空洞４７０２を提供する通気システム４７２０（身体内部において空洞を拡大するために空気を噴射するシステム）。
図４７Ａ−１及び図４７Ａ−２は、それぞれ、切開システム４７００の遠位端の正面及び側面図を示している。切開システム４６００と同様に、第１の器具管腔４６２０内に挿入された内視鏡４６４０及び第２の器具管腔４６３０内に挿入された差別的切開器具４６５０（又は他の器具）を有する多腔器具管４６１０がある。バルーン４７１０は、器具管４６１０の端部を包み、膨張管４７１２を介して空気流４７１４によって膨張させることができる。バルーン４７１０は、図４７Ａに示されており、それにより、組織４７０１への器具管４６１０の挿入を容易とするように器具管４６１０に対して密接に並置されて配置される。
図４７Ｂ−１及び図４７Ｂ−２は、それぞれ、バルーン膨張管４７１２によって提供され且つ（図４７Ｄに示される）空気ポンプ装置４７１８によって駆動される空気流４７１４によるバルーン４７１０の膨張の正面及び側面図を示している。空気ポンプ装置４７１８は、注射器、空気ポンプなどを含む調整された空気流を提供するための任意数の装置とすることができる。空気流４７１４は、描かれたのとは反対方向にして必要に応じてバルーン４７１０の収縮を可能とすることができることに留意されたい。
図４７Ｃに示されるように、バルーン４７１０の膨張は、矢印４７１６によって示されるように、器具管４６１０の遠位端から径方向に離れて組織４７０１を押圧する。それゆえに、器具管４６１０は、収縮したバルーン４７１０を用いて組織４７０１内に挿入されることができる。挿入後、バルーン４７１０は、空洞４７０２の形成に役立つように膨張させることができ、それにより、内視鏡４６４０に取り付けられたカメラ４７４０の視野を向上させることができる。
通気システム４７２０はまた、器具管４６１０の近位端に取り付けることができる（図４７Ｄを参照）。通気システム４７２０は、調整された空気流を提供する空気ポンプ４７２８に第２の器具管腔４６３０を接続する通気管４７２６を備える。調整された空気流は、空気が通気管４７２６を介して第２の器具管腔４６３０から噴射又は引き出されることができるように、手術者によって制御可能である。空気ポンプ４７２８は、シリンジ、空気ポンプなどを含む調整された空気流を提供するための任意数の装置のいずれかとすることができる。加圧空気は、（矢印４７２４によって示されるように）通気管４７２６に流入し、第２の器具管腔４６３０内に且つそれに沿い、図４７Ｃにおける矢印４７２４によって示されるように器具管４６１０の遠位端において空洞４７０２内に出る。空気は、差別的切開器具４６５０（又は第２の器具管腔４６３０内に挿入された任意の他の器具）と第２の器具管腔４６３０との間のシール４７２２によって第２の器具管腔４６３０から抜け出るのが阻止される。それゆえに、空洞４７０２内部の空気は、内視鏡４６４０に取り付けられたカメラ４７４０についての視認性及び差別的切開器具４６５０の操作性を向上させるために空洞４７０２をさらに拡大するように加圧されることができる。空洞４７０２内部の加圧空気はまた、ＤＤＭ４６５５についての切開の領域４７０４を含む空洞４７０２の周囲に沿って組織を緊張させる。（前述したように、組織の緊張は、差別的切開を容易とする；これはまた、バルーン内部に差別的切開部材を配置して動作させ、バルーン膜を介して組織を切開することによっても行うことができ、バルーンを拡張させることは、他の器具によって通常供給される張力を加える。）シール３０２２は、差別的切開器具４６５０又は電気的手術用フック４６６０などの器具が双方とも第２の器具管腔４６３０内に挿入された場合に空気流をブロックするように動作することができる。第２のシール４７２３は、必要に応じて、任意の間隙からの空気流を停止するように内視鏡４６４０と第１の器具管腔４６２０との間に配置されることができる。
本願明細書に記載された実施形態は、例示であり、本発明の全体を包含することを意図するものではない。本願明細書に記載された本発明の多くの変更例及び実施形態は、これらの発明が上述した説明及び関連する図面に提示された教示の利益を有して関連する当該技術分野における当業者が思い浮かぶであろう。したがって、本発明は、開示された特定の実施形態に限定されるべきではなく、変更例及び他の実施形態は添付された特許請求の範囲に含まれることが意図されていると理解されるべきである。特定の用語が本願明細書において使用されているが、それらは、限定の目的ではなく、一般的且つ説明的な意味でのみ使用されているにすぎない。

Claims (34)

  1. 複合組織を差別的に切開するための差別的切開器具（ＤＤＩ）にして、
    長手方向中心軸を有する取っ手と、
    複合組織において実質的に指す器具の遠位端及びユーザにおいて実質的に指す器具の近位端と、
    遠位端と近位端とを有し、近位端が取っ手に接続された、細長部材と、
    細長部材の遠位端に回転可能に取り付けられ、回転軸を有する差別的切開部材と、を備える、差別的切開器具（ＤＤＩ）であって、差別的切開部材が、
    少なくとも１つの組織係合面と、
    差別的切開部材の回転軸の第１の側に配置された第１のトルク点と、
    回転軸まわりに差別的切開部材を機械的に回転させることによって少なくとも１つの組織係合面を複合組織に対して少なくとも１つの方向に移動させるように構成された機構とを備え、機構が、
    差別的切開部材の第１のトルク点部材に取り付けられた遠位端と近位端とを有する少なくとも１つの力伝達部材を備え、少なくとも１つの力伝達部材の近位端が動力源に取り付けられ、
    少なくとも１つの組織係合面が、差別的切開部材が複合組織に押圧されたときに、少なくとも１つの組織係合面が複合組織を横切って移動し、少なくとも１つの組織係合面が複合組織における少なくとも１つの軟組織を破壊するが、複合組織における強固組織を破壊しないように、複合組織に選択的に係合するように構成されている、差別的切開器具（ＤＤＩ）。
  2. 少なくとも１つの力伝達部材が連結ロッドである、請求項１に記載のＤＤＩ。
  3. 少なくとも１つの力伝達部材によって付与される差別的切開部材の回転が、回転軸まわりの反対トルクによって釣り合わせれる、請求項１に記載のＤＤＩ。
  4. 差別的切開部材の回転軸まわりの反対トルクが、少なくとも１つの力伝達部材によって差別的切開部材に付与された回転に抵抗するように構成されたねじりバネによって供給される、請求項３に記載のＤＤＩ。
  5. 少なくとも１つの力伝達部材が引張部材である、請求項４に記載のＤＤＩ。
  6. 引張部材の近位端がカムフォロアにおいて終端している、請求項５に記載のＤＤＩ。
  7. 動力源がモータによって駆動されるカム軸である、請求項６に記載のＤＤＩ。
  8. 差別的切開部材が、さらに、差別的切開部材の回転軸の第２の側に配置され、差別的切開部材において反対トルクを提供する第２のトルク点を備える、請求項１に記載のＤＤＩ。
  9. 差別的切開部材の第２のトルク点にバネが取り付けられており、バネが少なくとも１つの力伝達部材によって差別的切開部材に付与された回転に抵抗するように構成されている、請求項８に記載のＤＤＩ。
  10. 反対トルクが、力伝達部材の反対の対を形成する差別的切開部材の第２のトルク点に取り付けられた遠位端及び近位端を備える第２の力伝達部材によって提供される、請求項８に記載のＤＤＩ。
  11. 第１及び第２の力伝達部材が、それぞれ、カム軸上においてそれぞれの各カムフォロアにおける各近位端において終端している、請求項１０に記載のＤＤＩ。
  12. 第１の力伝達部材のカムフォロア及び第２の力伝達部材のカムフォロアが、双方とも、単一のカム軸に係合する、請求項１１に記載のＤＤＩ。
  13. 単一のカム軸が第１の力伝達部材のカムフォロアに第１の偏心カムを且つ第２の力伝達部材のカムフォロアに第２の偏心カムを提供し、カム軸が回転中心軸を有し、カム軸が回転するときに、第１の力伝達部材のカムフォロアが最も近位にあると同時に第２の力伝達部材のフォロワが最も遠位にあるように、第１の偏心カム及び第２の偏心カムが互いに１８０度の回転中心軸まわりに配置される、請求項１２に記載のＤＤＩ。
  14. 引張部材がケーブルである、請求項５に記載のＤＤＩ。
  15. 第１及び第２の力伝達部材が可撓性引張部材である、請求項１０に記載のＤＤＩ。
  16. 引張部材が、ワイヤ、紐、ロープ、テープ、ベルト又はチェーンなどの可撓性引張部材から形成されている、請求項５に記載のＤＤＩ。
  17. 可撓性引張部材が、ループなどの単一の連続的な引張部材から構成されている、請求項１５に記載のＤＤＩ。
  18. 単一の連続的な引張部材が第１の端部及び第２の端部を有し、単一の連続的な引張部材の第１の端部が、第１の力伝達部材の近位端を形成し、単一の連続的な引張部材の第２の端部が、第２の力伝達部材の近位端を形成する、請求項１７に記載のＤＤＩ。
  19. 動力源がリニアアクチュエータである、請求項１に記載のＤＤＩ。
  20. 差別的切開部材、及び、カム軸から遠位にある回転軸まわりに差別的切開部材を機械的に回転させるように構成された機構の部分が、出力軸及び先端アセンブリを形成し、装置が、さらに、器具の遠位端に向かう出力軸及び先端アセンブリの移動が抵抗され、それゆえにケーブルにおける張力によって制限されるように、出力軸及び先端アセンブリを器具の遠位端に向かって押し込む圧縮された圧縮バネを備える、請求項１２に記載のＤＤＩ。
  21. 圧縮された圧縮バネによって加えられる力が、差別的切開部材アセンブリを近位に駆動する近位方向の力がさらにバネを圧縮するように組織を損傷するレベル未満に調整可能であり、それによってバネ力を低減し、したがって引張部材を弛緩し、カム軸が動力源によって回転されるにもかかわらず差別的切開部材が回転を停止し、したがって力過負荷安全係数を構成するように、引張部材が張力を失う、請求項２０に記載のＤＤＩ。
  22. さらに、力が少なくとも第１の閾値力を超えたときに、少なくとも第１の過負荷機構が差別的切開部材の回転を停止させるように、差別的切開部材に近位方向に加えられた力に応答するように構成された少なくとも第１の過負荷機構を備える、請求項１に記載のＤＤＩ。
  23. 少なくとも１つのスイッチが、差別的切開器具の長軸まわりにおいて実質的に任意の方向からアクセス可能な無指向性の制御スイッチである、請求項２３に記載のＤＤＩ。
  24. さらに、少なくとも第１の閾値力に応答し、少なくとも第１の閾値力を超えた力が差別的切開部材に加えられたときに差別的切開部材の回転を停止させるように構成された少なくとも１つの過負荷機構を備える、請求項１に記載の器具（ＤＤＩ）。
  25. 少なくとも１つの第１の過負荷機構が、少なくとも第１の閾値力を超えた力に応じて動力源を停止させる、請求項２４に記載のＤＤＩ。
  26. 少なくとも第２の過負荷機構が、力が少なくとも第２の閾値力を超えたときに、第２の過負荷機構が、切開されるべき組織から離れて近位に差別的切開部材を引き抜くように、差別的切開部材に近位方向に加えられた力に応答する、請求項２４に記載のＤＤＩ。
  27. 少なくとも第２の過負荷機構が、
    取っ手の長手方向中心軸に略平行に整列された内側スリーブと、
    長手方向中心軸に略平行に整列され、内側スリーブが取っ手の長手方向軸に略平行な方向に外側スリーブの内側を摺動することができるように成形された外側スリーブとを備え、
    内側スリーブが、外側スリーブに対する内側スリーブの摺動に抵抗するバネをロードするように外側スリーブに対して近位に摺動するように構成されている、請求項２６に記載のＤＤＩ。
  28. さらに、
    内側スリーブに固定された第１のバネストップと、
    外側スリーブに固定された第２のバネストップと、
    外側スリーブに対する内側スリーブの摺動がバネをさらにロードする内側及び外側スリーブの間の摺動に抵抗するように第１のバネストップと第２のバネストップとの間にバネをロードするように、第１のバネストップと第２のバネストップとの間に配置されたバネとを備える、請求項２７に記載のＤＤＩ。
  29. バネが圧縮バネであり、外側スリーブに対する内側スリーブの近位摺動がバネを圧縮する、請求項２８に記載のＤＤＩ。
  30. 少なくとも１つの力伝達部材において圧縮バネが張力によって初期圧縮に部分的に圧縮されるように力が差別的切開部材に加えられないときに、内側スリーブ及び外側スリーブが所定の相対位置に保持され、初期圧縮に関連した力が、少なくとも第１の閾値力又は少なくとも第２の閾値力を確立する、請求項２９に記載のＤＤＩ。
  31. さらに、初期圧縮、それゆえに少なくとも１つの閾値力又は少なくとも第２の閾値力を調整する機構を備える、請求項２８に記載のＤＤＩ。
  32. 手術器具用の組織力制限装置において、
    中央の長手方向軸を有し且つ近位端及び遠位端を有する細長本体と、
    細長本体の遠位端に配置され、さらに、組織係合要素が振動する組織指向回転位置を有する振動組織係合要素と、
    組織係合要素に関連し、組織係合要素の組織指向回転位置を維持するように張力を供給するバネと、
    張力の上限を超えると、その組織指向回転位置の維持から組織係合要素を解放するように、組織係合要素によって組織に供給される張力の上限を調整するための手段とを備える、組織力制限装置。
  33. 複合組織を差別的に切開するための差別的切開器具にして、
    取っ手と、
    遠位端と近位端とを有し、近位端が取っ手に接続された、細長部材と、
    遠位端に回転可能に取り付けられるように構成され、回転軸を有する差別的切開部材と、を備える、差別的切開器具であって、差別的切開部材が、
    少なくとも１つの組織係合面と、
    差別的切開部材の両側に配置された第１のトルク点及び第２のトルク点と、
    回転軸まわりに差別的切開部材を機械的に回転させることによって少なくとも１つの組織係合面を複合組織に対して少なくとも１つの方向に移動させるように構成された機構とを備え、機構が、
    差別的切開部材の第１のトルク点部材に取り付けられた遠位端と差別的切開部材の回転を駆動するように構成された線形発振器に取り付けられた近位端とを有する少なくとも１つの力伝達部材を備え、
    少なくとも１つの組織係合面が、差別的切開部材が複合組織に押圧されたときに、少なくとも１つの組織係合面が複合組織を横切って移動し、少なくとも１つの組織係合面が複合組織における少なくとも１つの軟組織を破壊するが、複合組織における強固組織を破壊しないように、複合組織に選択的に係合するように構成されている、差別的切開器具。
  34. 複合組織を差別的に切開するための差別的切開器具において、
    取っ手と、
    遠位端と近位端を有し、遠位端が取っ手に接続され、さらに長手方向中心軸を有する、細長部材と、
    遠位端に回転可能に取り付けられるように構成され、回転軸を有する差別的切開部材と、を備える、差別的切開器具であって、差別的切開部材が、
    少なくとも１つの組織係合面と、
    差別的切開部材の両側に配置された第１のトルク点及び第２のトルク点と、
    回転軸まわりに差別的切開部材を機械的に回転させることによって少なくとも１つの組織係合面を複合組織に対して少なくとも１つの方向に移動させるように構成された機構とを備え、機構が、
    差別的切開部材の第１のトルク点に取り付けられた遠位端とカムフォロアに取り付けられた近位端とを有する少なくとも１つの可撓性引張部材と、
    差別的切開部材に動作可能に接続されたトルク抵抗手段と、
    少なくとも１つの可撓性引張部材の近位端に関連付けられ、カムフォロアと係合するように構成されたカム軸と、
    モータの回転がカム軸を回転するようにカム軸に動作可能に関連付けられたモータと、
    モータの動力源と、
    モータ及び動力源に動作可能に関連付けられ、実質的に任意の方向からアクセス可能に構成された無指向性の制御スイッチと、
    少なくとも１つの引張部材に動作可能に関連付けられ且つ少なくとも１つの引張部材の非ゼロの張力を維持する組織力制限バネとを備え、
    少なくとも１つの組織係合面が、差別的切開部材が複合組織に押圧されたときに、少なくとも１つの組織係合面が複合組織を横切って移動し、少なくとも１つの組織係合面が複合組織における少なくとも１つの軟組織を破壊するが、複合組織における強固組織を破壊しないように、複合組織に選択的に係合するように構成されている、差別的切開器具。
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