JP2019516421A - 外科用器具のための制御装置 - Google Patents

Abstract

外科用スコープ装置のための動作伝達機構であって、回転の近位入力が、前記スコープ装置の器具チャネルの長さに伝わる長手方向力に変換され、それは遠位器具の操作上の動作に再度変換される。前記操作上の動作は回転運動であり得て、前記遠位器具の前記配向または前記配置を変える任意の動作でもよい。ねん転力の代わりに、前記器具チャネルに沿った直線力を伝達することによって、前記器具と前記器具チャネルの間の摩擦に起因する、前記遠位器具の滑る不連続な操作の前記問題は、低減されるまたは排除することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、外科用スコープ装置（例えば内視鏡、胃内視鏡など）の器具コードにより形成される、器具チャネルの遠位端に位置する外科用器具の動きを制御する装置に関する。特に本発明は、器具チャネルの近位端で操作者により加えられる回転力を、器具チャネルの遠位端で外科用器具の操作上の動作（例えば回転）に伝達するのを可能にする、装置に関する。

侵襲性が非常に小さいやり方で外科的処置を身体内で実施することができるように、内視鏡が遠位端に外科用器具を備えていることは一般的である。このような処置で、内視鏡の操作者（例えば外科医または補助者）が遠位端でツールをコントールすることが大切である。

しかし、狭い器具チャネルを通過するケーブルを介して、ツールが制御されなければならないので、外科用器具を完全に制御することが困難な場合があり、これは技術的課題を提示できる。特に器具の回転は、器具ケーブルと器具チャネルの壁の間の摩擦が原因で、課題となる。操作者が器具チャネルの近位端で器具ケーブルを回転させるとき、この摩擦は、ガタガタ揺れる不連続な動きで器具を回転させる。身体内の手術部位に到達するのに必要であり得る、内視鏡が角を曲がるために屈曲する際、この作用は増幅される。

ガタガタ揺れる不連続な動きのため、操作者は、外科用器具の完全な制御のない状態になり、特に器具の微妙な動きが予測不可能になる。これによって、外科用スコープ装置とは独立して器具の配向を正確に制御することが難しいので、スコープ装置環境で回転対称を有さない外科用器具を使用するのは困難な場合がある。実際に、従来の手順で、器具の配向は、スコープ装置の器具コード全体を回転させることによって制御され得て、それは扱いにくくなる場合がある。

最も概括的には、本発明は、回転の近位入力が、器具チャネルの長さに伝わる長手方向力に変換され、それは遠位器具の操作上の動作に再度変換される、動作伝達機構を提供する。操作上の動作は、好ましくは遠位器具の回転運動であるが、遠位器具の配向または配置を変える任意の動作でもよい。例えば操作上の動作は、鉗子器具の顎を開いてもよい、または外科用スネアもしくは類似物を収縮させてもよい。

ねん転力（トルク）の代わりに、器具チャネルに沿った長手方向（すなわち直線）力を伝達することによって、器具と内視鏡器具チャネルの間の摩擦に起因する、遠位器具の滑る不連続な操作（例えば回転）の問題は低減されるまたは排除することができる。

本発明の一態様により、外科用スコープ装置のための器具回転機構が提供され、前記器具回転機構は、外科用スコープ装置の器具チャネルの近位端に取り付け可能なハウジング；ハウジングに対して回転するために取り付けられた近位アクチュエータ；外科用スコープ装置の器具チャネル内に摺動可能に取り付けられ、及びそれに沿って伸びるように構成される細長い力伝達要素；ハウジングに対する近位アクチュエータ回転運動を、器具チャネルに対する細長い力伝達要素の直線的な動きに変換するために、近位アクチュエータ及び細長い力伝達要素と操作可能に嵌合する近位連結器；器具チャネルに取り付けた外科用器具の遠位部に固定した遠位端エフェクター；ならびに、器具チャネルに対する細長い力伝達要素の直線的な動きを、外科用器具操作上の動作に変換するために、遠位端エフェクター及び細長い力伝達要素と操作可能に嵌合する遠位連結器；を含む。好ましくは、操作上の動作は、器具チャネルに対する遠位端エフェクターの回転運動を含む。器具チャネルの全長に沿って回転運動を伝達する代わりに、（本明細書中で従動部と称されることがある）細長い力伝達要素の長手方向の動き（すなわち軸方向の動き）を、器具チャネルの遠位端で回転運動に変換することによって、器具の回転運動をより滑らかに、かつよりガタガタ揺れないようにして、それによってユーザに器具のより優れた制御を付与することができる。更に、器具チャネルの近位端の入力動が回転する場合、装置は直観的かつ容易に使用することができる。

近位連結器は、ハウジングに摺動可能に取り付けられてもよい。ハウジングは、細長い力伝達要素がハウジングに対して回転するのを防ぐ（例えば、それがハウジングに対して回転するのを防止する方法で、近位連結器を係合することによって）ように配置した、回転抑制要素を含んでもよい。例えば回転抑制要素は、近位連結器の線状摺動軌跡を画定してもよく、摺動軌跡はハウジングに対して固定されている。細長い力伝達は、同様に制限されてもよい。例えば、それは、摺動軌跡に連結する近位係合機構を有することができる。回転抑制要素は、ハウジングに取り付けられたガイド部材によって形成されてもよい。ガイド部材は、近位アクチュエータによって形成される内部空洞内に位置するように構成されてもよい。例えば、近位アクチュエータはハウジングに取り付けられた管でもよく、ガイド部材は前記管に取り付けられてもよく、その近位端で回転しないようにハウジングに固着されてもよい。

近位連結器及び近位アクチュエータは、ノンロッキングねじ型係合を介して、操作可能に接続されてもよい。これに関して、ノンロッキングとは、ねじ山に沿って加えた軸方向の力の成分が相対回転運動を引き起こすために、対向する摩擦力を上回ることができるような、ねじ山の角度またはピッチであることを意味する。一例で、ねじ型係合という用語は、２つの要素間の相対運動が螺旋状に生じるように制約されることを意味するように、他の要素によって係合する一要素上に形成される螺旋軌道を意味してもよい。両方の要素は、協同する螺旋構造を有してもよい。あるいは、一要素は螺旋構造を有してもよく、他方は螺旋構造と噛み合う係合機構を有してもよい。

一例で、近位アクチュエータは螺旋構造を含んでもよく、近位連結器は、螺旋構造上に取り付けられ、かつそれに沿って移動可能な係合要素を含む。螺旋構造は凹状軌道を含んでもよく、係合要素は凹状軌道に位置するピンでもよい。別の例で、螺旋構造は山型軌道でもよく、係合要素は軌道上に取り付けられたランナーでもよい。更に別の例で、螺旋構造は近位連結器上にあってもよく、係合要素は近位アクチュエータ上にあってもよい。

類似の構成は、遠位端（すなわち遠位連結器）で採用されてもよく、遠位端エフェクターは、例えば上述の型のノンロッキングねじ型係合を介して操作可能に接続されてもよい。

一例で、遠位端エフェクターは螺旋構造を含み、遠位連結器は、螺旋構造上に取り付けられ、かつそれに沿って移動可能な係合要素を含む。螺旋構造は、外科用器具の遠位部周囲に取り付けられた螺旋スリーブでもよく、係合要素は、螺旋スリーブと協働する螺旋部を有する環を含んでもよい。

前記機構は、近位アクチュエータの回転運動とその長手方向軸周囲の器具の回転運動の間に一対一対応があるように構成されてもよい。近位端及び遠位端の連結器は、細長い力伝達要素の軽微な材料変形（すなわち伸展または圧縮）を考慮するために、ギア付きでもよい。このギア装置は、近位端の第１の螺旋構造と遠位端の第２の螺旋構造の間のピッチの差として現れてもよい。例えば、第１の螺旋構造のピッチは、第２の螺旋構造のピッチより大きくてもよい、例えばそれの１．５倍以上でもよい。

螺旋ねじ山の長いピッチは、より少ないトルクが軸方向の動きへの回転に変換する必要があることを意味し（例えば器具チャネルの近位端で）、または、器具チャネルの遠位端で、長いピッチは、より少ないトルクが細長い力伝達要素の軸方向の動きによって作成されることを意味する。

更に、長いピッチは、細長い力伝達要素が、所定角度によって器具を回転させるためにより長い距離を移動する必要があることを意味する。

しかし、長いピッチの利点は、細長い力伝達要素の任意の伸展または圧縮が、ユーザによる必要量の回転入力及び／または器具の出力回転に有する効果を、それが減らすという点である。

上述のように近位端及び遠位端で連結器をギアでつなぐことによって、バランスがこれらの結果の間で保たれることができる。ねじ山様連結器（例えば螺旋構造）が使用される場合、それらが近位端及び遠位端の両方でノンロッキングであるように、ならびに近位端のピッチが遠位端のピッチより大きくなるように、ねじ山のピッチを選択してもよい。

一例で、遠位端エフェクターは螺旋スリーブであり、遠位連結部材は、遠位螺旋スリーブと係合するように構成される螺旋切欠き区域を有する環である。環は、例えば適切な材料（例えばステンレス鋼管など）からレーザーカットした剛性要素でもよい。環は、任意の好適な手段（例えば締まり嵌め、接着剤など）によって細長い力伝達要素に固着できる。環は、環と細長い力伝達要素の間の把持を容易にする、多くの内向きの突起部を含んでもよい。環が細長い力伝達要素に沿って滑る、またはその長手方向軸周囲を回転するのを防ぐことによって、細長い力伝達要素の軸方向の動きが、器具の回転運動に効率的に変換されるのを、これは確実にすることができる。

代替的実施形態で、遠位端エフェクターは外面から隆起したピンを有するスリーブでもよく、遠位連結部材は内面内にくぼんだ螺旋を有する管でもよい。

回転機構は、外科用器具への接続のため器具チャネルを通って伸びる器具ケーブルを含んでもよく、近位アクチュエータは器具ケーブルの近位部に固着する。回転機構のすべての要素は、それによって器具ケーブルを運搬するための長手方向路を含んでもよい。細長い力伝達要素は、細長い力伝達要素の内部に沿って器具ケーブルの移動を運搬するための、長手方向路または管腔を有する管状要素を含んでもよい。

器具ケーブルは、器具ケーブルと器具チャネルの壁の間の摩擦を低減するための潤滑コーティングを有してもよい。一実施形態で、器具ケーブルは同軸伝送線でもよく、器具は、高周波及び／またはマイクロ波周波エネルギーを供給するように構成される、電気手術器具でもよい。同軸伝送線は、器具チャネルを通過して挿入するのに好適なスリーブに入れられてもよい。同軸伝送線は、例えば好適な高周波及び／またはマイクロ波信号発生器に接続するためのマイクロ波コネクタを有する近位端と、器具が位置する遠位端の間に伸びてもよい。同軸伝送線の長さは、内視鏡に好適でもよく、例えば２０００ｍｍ以上でもよい。

器具ケーブルとして同軸伝送線、ならびに高周波及び／またはマイクロ波周波エネルギーを供給するように構成される電気手術器具を提供することによって、器具は、組織を切断する及び／または止血（すなわち血液凝固を促進する）のために使用してよい。

器具ケーブルは、それが近位アクチュエータと共に回転するので、器具の回転を助けるために使用してよい。したがって遠位端エフェクターは、器具ケーブルの遠位部に固着してもよい。例えば、遠位端エフェクターは、器具ケーブル上に適合するように配置される螺旋スリーブを含んでもよい。螺旋スリーブは、遠位連結部材の軸方向の動きが器具ケーブルの回転になるように、器具ケーブルを把持するために、スリーブの各端に端クリップを有してもよい。この構成で、したがって器具ケーブルは、器具チャネルの近位端及び遠位端の両方で回転してもよい。これは、トルクが器具ケーブルの長さに沿って分配されるのを確実にする。

上述のように、回転運動への細長い力伝達要素の軸方向の動きの変換は、１００％効率的でなくてもよい。これは更に、器具ケーブルが器具チャネルの遠位端に固定されないので、生じ得る。このシナリオの「失われた」動きは、細長い力伝達要素を「押す」（すなわち、それを遠位方向に摺動させる）とき、より顕著でもよい。

この失われた動きを低減するまたは排除するために、器具ケーブルは、所定の方向の回転を容易にするために、近位部と遠位部の間で予ねじりしてもよい。換言すれば、器具ケーブルは、近位アクチュエータに対してある向きで回転するように、遠位部を自然に付勢するように配置されてもよい。この向きは、遠位方向の細長い力伝達要素を移動することによって生じる回転に、好ましくは対応する。

上述のように器具ケーブルをプレテンションすることによって、器具チャネルの遠位端での軸方向の動きの回転運動への変換は、より効率的に行われてもよい。プレテンションすることは、器具チャネルの近位端での回転運動と、その長手方向軸周囲の器具の回転運動の間の一対一対応を得るのを助け得る。

細長い力伝達要素は近位部及び遠位部を含んでもよく、そこで器具回転機構は、細長い力伝達要素の近位部と遠位部の間に位置する中間回転部材；器具チャネルに対する細長い力伝達要素の近位部の直線的な動きを、器具チャネルに対する中間回転部材の回転運動に変換するために、細長い力伝達要素の中間回転部材と近位部を操作可能に嵌合する近位中間連結器；及び器具チャネルに対する細長い中間回転部材の回転運動を、器具チャネルに対する細長い力伝達要素の遠位部の直線的な動きに変換するために、細長い力伝達要素の中間回転部材と遠位部を操作可能に嵌合する遠位中間連結器；を更に含む。したがって、細長い力伝達要素の中間的な位置に線形回転−線形変換がある。細長い力伝達要素の長さに沿った、複数のこのような変換があってもよい。したがって、器具ケーブルの長さに沿ったトルクの分布を容易にし得る。

器具ケーブルに沿ったトルクの分布は、器具の円滑な回転を確実にするのを助けて、器具ケーブルと器具チャネルの内面との摩擦に起因する、ガタガタ揺れるまたは不連続な回転を低減する。

中間回転部材は螺旋スリーブを含んでもよく、近位中間連結器及び遠位中間連結器は、螺旋スリーブと協働するように構成される、螺旋切欠き区域を有する環をそれぞれ含んでもよい。中間螺旋スリーブは器具ケーブルに適合してもよく、近位中間連結器の軸方向の動きが器具ケーブルの回転になるように、器具ケーブルを把持するためにスリーブの各端に端クリップを有してもよい。

あるいは、中間回転部材は外面から隆起したピンを有するスリーブでもよく、各中間連結器は内面内にくぼんだ螺旋を有する管でもよい。この実施形態で、中間スリーブは器具ケーブルに適合してもよく、近位中間連結器の軸方向の動きが器具ケーブルの回転になるように、器具ケーブルを把持するために中間スリーブの各端に端クリップを含んでもよい。

ハウジングは、外科用スコープ装置を操作するためのハンドルの一部でもよい。
器具チャネルは、器具に及び／またはそれから流体を輸送するように配置されてもよい。例えば、外科用スコープ装置は、流体を治療部位に送達する、またはそこから除去するように配置されてもよい。細長い力伝達要素は、器具チャネルに沿って流体の通過を可能にする、またはそれを容易にする複数の貫通孔を含んでもよい。細長い力伝達要素は器具チャネルの空隙を占有し、したがって流体が利用可能な容積を制限できる。細長い力伝達要素を多孔性にすることは（例えば、それを通して複数の孔を提供することによって）、流体の通過を容易にする。孔は、細長い力伝達要素の構造剛性（特に長手方向の）に影響を及ぼさない方法で寸法を定め、かつ配置されてもよい。孔は、細長い力伝達要素の遠位部だけに、例えば、遠位連結部材及び遠位端エフェクターが器具チャネルの空隙を占有する領域だけに形成されてもよい。

いくつかの実施形態で、器具は針を含んでもよい。例えば、針は、流体チャネルの遠位端で、生理食塩水または他の液体を注入するために提供されてもよい。特定の実施形態で、ハンドルは、器具の凹部内から針を延出するように構成される針押しを含む。このように、針は、それがユーザによって必要とされるまで、器具内に隠されることができる。好ましくは、器具チャネルは、例えば食塩水が針を通して押し出されるために、器具チャネルの近位端から遠位端まで押し出されるのを可能にする、生理食塩水チャネルを含む。

細長い力伝達要素は、プラスチック押出成形カテーテル、レーザーカット管、カプセル封止した編組により形成される管のいずれかでもよい。例えば細長い力伝達要素は、ＰＥＥＫ、ポリイミドまたはステンレス鋼から製造することができる。

細長い力伝達要素は、それがねじれに対して抵抗するように、トルク安定性でもよい。器具チャネルの近位端の回転運動が細長い力伝達要素の軸方向の動きに効率的に変換されること、及び細長い力伝達要素の軸方向の動きが器具チャネルの遠位端で回転運動に効率的に変換されることを、これは確実にする。

本発明の実施形態は、添付の図面を参照して以下に詳細に説明される。

本発明の実施形態である回転機構の概略図を示す。 図１に示す回転機構での使用に適した、ケーシングの分解図を示す。 図１に示す回転機構の使用に適するアクチュエータ及び回転部材の側面図を示す。 図１に示す回転機構の使用に適するアクチュエータ及び回転部材の端面図を示す。 図１に示す回転機構の使用に適するガイドの斜視図を示す。 図１に示す回転機構の使用に適するガイドの側面図を示す。 図１に示す回転機構の使用に適するガイドの端面図を示す。 図１に示す連結部材の斜視図を示す。 図１に示す連結部材の側面図を示す。 図１に示す連結部材の端面図を示す。 図１に示す遠位回転部材の斜視図を示す。 図１に示す遠位連結部材の端面図を示す。 図１に示す遠位連結部材の拡大図を示す。 本発明の代替的実施形態による内視鏡のハンドルの断面図を示す。 本発明の代替的実施形態の内視鏡の遠位端の断面図を示す。

後述する実施形態の特徴が同等のものである場合、同じ参照番号が使われ、その詳細な説明は繰り返さない。

本発明の実施形態である回転機構１００の概略図を、図１に示す。回転機構は、外科用スコープ装置（例えば内視鏡）と共に使用することを目的とする。このような装置は一般的に、そこから伸びる細長い可撓性器具コードを有する、本体を含む。器具コードは人体内に挿入可能であり、例えば身体内に、またはその上に取り付けた制御装置を介して操縦可能であり得る。器具コードは、その内部に複数の長手方向路または管腔を含む。これらの通路の１つは、器具を治療部位へ運搬するための器具チャネルでもよい。他の管腔は、光学のために及び／または治療部位に流体を供給する、もしくは吸引を加えるために使用してよい。

本発明の回転機構は、外科用スコープ装置の器具チャネルに取り付けた器具と共に使用することが意図される。回転機構は、近位端で（例えば外科用スコープ装置の本体で）操作者によって加えられた回転入力動を、器具チャネルの遠位端で、器具の回転出力動に伝達する手段を提供する。器具は、処置面に対する配向が望ましくは制御される、任意の装置でもよい。例えば、器具は、（例えば、国際特許出願第ＷＯ２０１４／００６３６９号にて開示されている平面構造を有する）スネア、鉗子、はさみ及びエネルギーアプリケータの任意の１つでもよい。

図１に示す回転機構１００は、外科用スコープ装置の器具チャネルに沿って通過でき、その遠位端に器具１２４を有する、器具ケーブル１０２を含む。器具ケーブル１０２は、アセンブリによる高周波（ＲＦ）及び／またはマイクロ波周波エネルギーを器具１２４に転送するように構成される、同軸伝送線でもよい。例えば、器具は、組織を切断するための高周波エネルギー、及び／または止血（すなわち血液凝固を促進する）のためのマイクロ波周波エネルギーを供給することができてもよい。好適な器具は、国際特許出願第ＷＯ２０１４／００６３６９号に開示される。

回転機構１００は、明確にするために破線で示すように、近位端にケーシング１０４を更に含む。使用中、ケーシングは患者の身体外に配置されて、外科用スコープ装置の本体の一部を形成してもよい。ケーシング１０４は、アクチュエータ１０６、アクチュエータ１０６に接続され、それよって操作可能である回転部材１０８、及びガイド１１０を収容する。記載した実施形態で、回転部材１０８は、図３Ａに示すように管の内面内にくぼんだ螺旋チャネルを含む管であり、以下ねじ状管と称してもよい。

アクチュエータ１０６は、それがユーザにより操作されることが可能であるように、ケーシング１０４の外側に少なくとも部分的に突設するように構成され、ユーザは外科医または補助者でもよい。特にそれは、矢印１１２で示すように、時計方向または反時計方向で長手方向軸の周囲を回転するように構成される。アクチュエータ１０６の回転は、対応する時計方向または反時計方向で回転部材１０８を回転させる。アクチュエータ１０６及び回転部材１０８は集合体でもよく、または一体型要素として形成されてもよい。

器具ケーブル１０２を受容するための長手方向路は、アクチュエータ１０６及び回転部材１０８の長手方向中心軸に沿って伸びる。

ガイド１１０は、器具チャネルの回転部材１０８及びアクチュエータ１０６内に配置され、ならびにそれが固定された位置で保持され、アクチュエータ１０６及び回転部材１０８と共に回転しないように、その近位端でケーシング１０４を係合する。連結部材１１４が軸方向にガイド１１０上で摺動可能であるように、連結部材１１４はガイド１１０上に配置される。連結部材１１４は、それがアクチュエータ１０６及び回転部材１０８と共に回転できないように、ガイド１１０上に配置されて、それによって拘束される。

連結部材１１４は、回転部材１０８の内面内にくぼんだ螺旋チャネルに係合するように構成される、ピンを含む。回転部材１０８が、ユーザによるアクチュエータ１０６の操作に起因して、回転するとき、連結部材１１４は回転部材１０８の内面内にくぼんだ螺旋チャネルによって係合して、ガイド１１０に沿って軸方向に移動する。ガイドは、それに沿って連結部材１１４が回転せずに移動する、線状軌道を提供する。螺旋チャネルのピッチは、連結部材１１４を動かすのに必要な力（トルク）があまり大きくないことを確実にするために、選択される。

細長い力伝達要素（以下、従動部１１６と記載する）は、連結部材１１４の軸方向運動によって、矢１１８で示すように近位または遠位方向に従動部１１６の軸方向運動が生じるように、連結部材１１４に接続している。一実施形態で、従動部１１６は長さ２ｍである。従動部１１６は、その長さに沿って延在する中心孔または管腔を有し、従動部１１６の中央を中心とする、中空である。器具ケーブル１０２は、孔を通過する。従動部１１６は、押出プロセスによるプラスチックから必要なものまで製造されるカテーテルでもよい。従動部１１６は、トルク安定性、すなわち、ねじれに対して抵抗性がある。これは、後述のように、従動部１１６の直線的な動きが、遠位回転部材１２２の回転に効率的に変換されるのを確実にする。従動部１１６は、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）またはポリイミドから製造されてもよい。

器具ケーブル１０２は、従動部の相対運動を補助するためにケーシング１０４に対して軸方向の位置に、好ましくは固定される。一実施形態で、器具ケーブル１０２は、アクチュエータ１０６の回転がその長手方向軸周囲で器具ケーブル１０２を回転させるように、回転部材１０８に取り付けられる。したがってケーブルはその近位端で回転して、ケーブルの長さに沿って不必要なねじれを導入するのを防ぐ。

従動部１１６の遠位端に、遠位連結部材１２０がある。遠位連結部材１２０は、図７で更に詳細に示すように管状要素である。遠位連結部材１２０は、それが、上述のようにアクチュエータ１０６の回転に反応して、従動部１１６と共に軸方向１１８に移動するように、従動部１１６の内面に、例えば接着剤で取り付けられる。

遠位連結部材１２０は、遠位回転部材１２２上の螺旋ねじ山に係合するように構成される。遠位回転部材１２２は、図６に示すように螺旋スリーブでもよく、それは、例えばその遠位端から１００ｍｍの距離で器具ケーブル１０２上に嵌合する。これは、器具ケーブル１０２の遠位端が自由に折り曲がることができるのを確実にする。遠位連結部材１２０は、従動部１１６の軸方向運動がその長手方向軸周囲の遠位回転部材１２２及び器具ケーブル１０２の回転運動に変換されるように、遠位回転部材１２２の螺旋ねじ山と協働する。器具ケーブル１０２の回転は、矢印１２６で示す方向に外科用器具１２４を回転させる。

したがってユーザ（例えば外科医または補助者）は、内視鏡の近位端でケーシング１０４内に含まれるアクチュエータ１０６の回転によって、内視鏡１００の遠位端で外科用器具１２４の回転を制御することができる。アクチュエータ１０６の回転は、回転部材１１６及び連結部材１１４によって従動部１１６の軸方向の動きに変換される。内視鏡１００の遠位端で、従動部１１６の軸方向の動きは、遠位連結部材１２０及び遠位回転部材１２２による回転運動に再変換され、それによってその長手方向軸周囲で器具１２４を回転させる。

図２は、ケーシング１０４の分解図を示す。ケーシング１０４は、図１に概略的に示すように、アクチュエータ１０６、回転部材１０８、ガイド１１０及び連結部材１１４を収納する。図示していないが、ケーシング１０４は、内視鏡のハンドルの一部を形成してもよい。

ケーシング１０４は、組み立てが容易になるように半分２つから形成される。各半分は第１端部から第２端部まで延在しており、アクチュエータ１０６がケーシング１０４の外側に少なくとも部分的に突出して、その結果、それがユーザによって操作できるように、第１端部に向かってウインドウ２００を有する。第１及び第２の端面はそれぞれ、開口部２０２及び２０４を有し、それによって器具ケーブル１０２がケーシング１０４を通過できるようになる。

ケーシング１０４の各半分は、第２端部に向かってウインドウ２００から延在する、くぼんだ内部区域２０６を有し、その結果、ケーシングの２つの半分が結合されるとき、内部区域２０６は回転部材１０８を保持する。記載した実施形態で、回転部材１０８は、管の内面内にくぼんだ螺旋チャネルを含む管である。回転部材１０８は、ユーザによるアクチュエータ１０６の回転に反応して、それがその長手方向軸周囲を回転できるように、ケーシング１０４によって保持されるが、回転部材１０８の軸方向または横方向運動が最小限になるように、ケーシング１０４と回転部材１０８の間の嵌合は密閉されなければならない。開口部２０４は、部品間の不必要な相対運動を最小限にするために、回転部材１０８の一部を受容するように構成される。

ケーシング１０４の第１端部は、アクチュエータ１０６及び／または回転部材１０８の一部を受容するように構成され、ならびに後述のようにガイド１１０の一部を受容するように成形したフランジ２１０を更に含む。アクチュエータ１０６及び回転部材１０８はしたがって、ハウジング１０４内に回転可能に取り付けられる。ガイド１１０の一部は、第１端部に隣接したケーシング１０４の内面の間に配置される。その結果、アクチュエータ１０６がユーザによって操作されるとき、ガイド１１０が固定されて、回転しないように、ケーシング１０４の２つの半分が結合されるとき、ケーシング１０４及びアクチュエータ１０６は、所定位置でガイド１１０を掴持する。ガイド１１０の軸方向運動も、連結部材１１４とガイド１１０の間の最大相対運動を確実にするために、防止される。

ケーシング１０４の半分は、ケーシング１０４の反対側の半分上の対応する溝（図示せず）と係合するように構成される、多くの周辺凸縁２０８を含む。その結果、半分が結合するとき、アセンブリを安定させて、２つの半分の間の横方向の相対運動を防ぐために、２つの半分を一緒に取り付ける凸縁２０８と溝の間に締まり嵌めがある。

図３Ａ及び図３Ｂは、使用中、ケーシング１０４に収納されるアクチュエータ１０６及び回転部材１０８の側面図（図３Ａ）及び端面図（図３Ｂ）を示す。

アクチュエータ１０６及び回転部材１０８は、一体型部分として形成してもよい、またはアクチュエータ１０６及び回転部材１０８は、別途に製造されて、単一要素を形成するために組み立てられてもよい。例えば回転部材１０８は、段のある外郭を有する単一片として製造されてもよく、及びアクチュエータ１０６は、アクチュエータ１０６を適切な位置に保持する回転部材１０８の外郭に刻みを備えた、回転部材１０８の端上で摺動する環として製造されてもよい。代わりの構造を、本発明に従って使用してもよい。

回転部材１０８は、ガイド１１０を受容して、器具ケーブル１０２のための通路を形成するために、両端で開いている内部空洞３０２を形成する。器具ケーブルは、回転部材１０８の第１端部の開口部３１０及び第２端部の開口部３１２を通過する。回転部材１０８が回転するとき、器具ケーブル１０２が、遠位回転部材１２２によってその遠位端で回転するのと同様に、その近位端で回転するように、開口部３１２は、器具ケーブル１０２の外径以下の直径を有する。この配置は、内視鏡１００の遠位端で器具１２４の回転により大きな制御を付与する器具ケーブル１０２に沿って、トルクを広げる。

記載した実施形態で、回転部材１０８は、内部空洞３０２の壁内にくぼんだ螺旋チャネル３００を含む、管である。雌ねじ３００は、連結部材１１４と係合するように構成される。螺旋チャネルのピッチはノンロッキングであり、その結果、回転部材１０８の回転は、ガイド上の連結部材１１４の直線動作へ変換される。他の実施形態で、回転部材１０８は、連結部材上の対応する凹部と係合する、内向きに隆起した螺旋軌道を有してもよい。

アクチュエータ１０６及び回転部材１０８のアセンブリは、ケーシング１０４の受容部（例えば、フランジ２１０及び開口部２０４）と係合するように構成される、嵌合部３０４及び３０８を含む。アクチュエータ１０６と回転部材１０８アセンブリが、ケーシング１０４内でその長手方向軸の周囲で自由に回転できるが、他の運動（例えば軸方向または横方向の運動）が制限されるように、これらの部分は、アクチュエータ１０６と回転部材１０８のアセンブリとケーシング１０４の間の良好な嵌合を確実にする。記載した実施形態で、嵌合部３０４及び３０８は、小径を有する円筒区域として示されるが、アクチュエータ１０６及び回転部材１０８のアセンブリを取り付ける他の方法も考慮され得る。

アクチュエータ１０６は、図３Ｂに示すように、その外面に多くの溝及び／または隆起３０６を含む。これらの隆起３０６は、ユーザ（例えば外科医または補助者）がアクチュエータ１０６を回転させ得るように、ケーシング１０４のウインドウ２００を通って突出するように構成される。隆起３０６は握り部を提供し、ユーザが内視鏡１００を保持するとき、例えばユーザの親指または指と係合可能である。

図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃは、ガイド１１０の斜視図（図４Ａ）、側面図（図４Ｂ）及び端面図（図４Ｃ）を示す。ガイド１１０は回転部材１０８内に位置し、螺旋ねじ山３００によって係合されるとき、連結部材１１４に沿って移動するための軌道を提供する。

ガイド１１０は、ガイド１１０の第１端部から第２端部に延在する軌道４００を含む。連結部材１１４上の突起を受容し、そしてガイド１１０の第１端部と第２端部の間の軸方向への連結部材１１４の移動を制限するように構成される、その長さに沿った中心溝を、軌道４００は有する。螺旋ねじ山３００が連結部材１１４を係合できるような方法で、ガイド１１０が、横方向の運動を防ぐために空洞壁によって保持され、内部空洞３０２内に位置することが可能であるように、軌道４００は、回転部材１０８の内部空洞３０２の直径より狭くなければならない。

ガイド１１０の第１端部は、ケーシング１０４のフランジ２１０と嵌合するために成形される。例えば図４Ａで、それがフランジ２１０と嵌合するとき、正方形４０２とフランジ２１０の間の嵌合が、その長手方向軸周囲でのガイド１１０の回転を防ぐように、第１端部は正方形４０２を有する。軌道４００が、回転部材１０８の回転に起因して、連結部材１１４によって変形しないように、ガイド１１０はねじれに対して抵抗性がある。これは、従動部１１６が軸方向にのみ移動することを確実にするのに役立つ。

アクチュエータ１０６と、ケーシング１０４の第１端部に近接したケーシング１０４の内面との間に嵌合するように構成される、その第１端部のへり４０４も、ガイド１１０は備えている。その結果、ケーシング１０４の２つの半分が結合されるとき、ケーシング及びアクチュエータ１０６は、へり４０４を掴持して、所定位置でガイド１１０を保持する。

ガイド１１０の第１端部は、器具ケーブル１０２が通過する孔４０６を更に含む。
図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃは、連結部材１１４の斜視図（図５Ａ）、側面図（図５Ｂ）及び端面図（図５Ｃ）を示す。連結部材１１４は、回転部材１０８の内部空洞３０２のガイド１１０上に配置され、それが、螺旋ねじ山３００の回転によって、ガイド１１０に沿って軸方向に移動するように、螺旋ねじ山３００と係合するように構成される。

連結部材１１４の上縁は、へこんだ螺旋ねじ山３００に嵌合するように構成されるピン５００を含む。図示した実施形態で、ピン５００は、連結部材１１４の上面から隆起した円筒である。この形状は、へこんだ螺旋ねじ山３００との良好な嵌合を常時、確実にして、螺旋ねじ山３００による円滑な追従運動を確実にするために、低摩擦を有する。ピン５００以外の、連結部材１１４の上縁は、内部空洞３０２の表面と適合する湾曲面５０４を有する。ピン５００が螺旋ねじ山３００に係合するとき、湾曲面５０４は内部空洞３０２の表面に隣接する。この配置は、ピン５００が、使用中、常時、へこんだ螺旋ねじ山３００内に位置することを確実にするのに役立つ。

連結部材１１４の底縁部は、ガイド１１０の軌道４００に対して平らな表面を提供する。端縁は、ガイド１１０上の従動部の移動が軸方向に制約されるように、軌道４００の溝に適合するように構成される、凸部５０２も含む。内部空洞３０２とガイド１１０の表面と、連結部材１１４の表面との間の緊密な嵌合は、回転部材１０８がユーザによって回転するとき、ガイド１０８に沿った連結部材１１４の円滑な軸方向運動を確実にするのに役立ち、回転運動または横方向運動も低減する。

連結部材１１４は、器具ケーブル１０２が通過する、連結部材１１４の第１側部から第２側部への長手方向路５０６を更に含む。

図６は、遠位回転部材１２２の斜視図を示す。遠位回転部材１２２は、螺旋の中央から角度８０°の幅で切断した螺旋細片を含む、レーザーカットスリーブである。回転部材１２２は器具ケーブル１０２上に嵌合し、器具ケーブル１０２を把持する端クリップ６００によって、ケーブルに固定される。図示した実施形態で、クリップ６００は、長さ３ｍｍ、内径２．５４ｍｍ、外径３．０４８ｍｍ、及び壁厚０．２５４ｍｍである。

遠位回転部材１２２は、３回３６０度回転し、全長１１８．５ｍｍ（端クリップ６００を含む）の螺旋細片を含む。各回転は、ピッチ３７．５ｍｍで第１端部から第２端部へ時計回り（図６に示すように左から右へ）である。

図７Ａ及び図７Ｂは、遠位連結部材１２０の端面図（図７Ａ）及び拡大図（図７Ｂ）を示す。遠位連結部材１２０は、従動部１１６の内面に、例えば接着剤で取り付けられる。

遠位連結部材１２０は、遠位回転部材１２２に係合するように構成される。この点で、遠位連結部材１２０は、ピッチ長３７．５ｍｍを備える、管の中心から角度８５°の幅で切断された螺旋切欠き区域７００を有する、管または環要素という形状をとる。螺旋は、遠位回転部材１２２の螺旋に適合するために時計方向に伸びる。図示した実施形態で、遠位連結部材１２０は、長さ８ｍｍ、外径３．２ｍｍ、内径２．６９２ｍｍ及び壁厚０．２５４ｍｍを有する。遠位連結部材１２０が、遠位連結部材１２０と器具ケーブル１０２の間の最小限の摩擦によって、従動部１１６の軸方向運動に反応して、器具ケーブル１０２に沿って自由に摺動し、器具ケーブル１０２を回転させるように遠位回転部材１２２と係合できることを、これらの測定値は確実にする。これらの測定値は、器具ケーブル１０２及び遠位回転部材１２２の寸法によって変化する。例えば、切欠き７００のピッチは、遠位回転部材１２２の螺旋細片のピッチに適合しなければならず、遠位従動部１２０の壁厚は、器具ケーブル１０２の直径に従って選択されなければならない。

遠位連結部材１２０の表面部７０２は、遠位連結部材１２０を従動部１１６の内面に取り付けるために、それに塗布した接着剤を有してもよい。

切欠き区域７００は丸みのある縁７０４を有し、各角は０．８ｍｍの半径曲線を有する。これは、部品間の摩擦を低減する、遠位回転部材１２２に沿った遠位連結部材１２０の円滑な移動を確実にするのに役立つ。

図８は、本発明の代替的実施形態による内視鏡のハンドル８００の断面図を示す。上述のものと同等の部品は、容易に識別するために同じ参照番号を付与する。

ハンドル８００は、第１区域８０２及び第２区域８０４から形成される。第１区域は、回転部材１０８、連結部材１１４及びガイド１１０を収納する外側ケーシングを含み、そこで連結部材１１４及びガイド１１０は、回転部材１０８内に配置される。回転機構は、第１区域８０２と第２区域８０４の間に相対回転が生じることによって作動する。回転部材１０８は、コネクタ８０６によって第２区域８０４に接続してもよく、これに対してガイド１１０は、第１区域８０２に対して固定されてもよい。コネクタ８０６は、第２区域８０４の相対回転を回転部材１０８に伝達し、及び２つの区域の相対回転によって壊れない、ハンドル８００の第１区域８０２と第２区域８０４の間の封止を作成するためのフランジを含む。回転部材１０８の回転は、図１〜図７に関して上述したように内視鏡（図示せず）の遠位端で、外科用器具１２４の回転になる。

ハンドル８００は、従動部１１６及び従動部１１６内の器具ケーブル１０２の張力／応力を軽減して、これらの要素に損害を与えるのを回避するように構成される、張力緩和部８０８を含む。ハンドル８００は、内視鏡（図示せず）の遠位端に配置した針に生理食塩水チャネルを通過して生理食塩水を注入するための、生理食塩水注入口８１０を更に含む。針は、内視鏡の端部で外科用器具の一部であり、したがって、ハンドル８００の第２区域８０４の回転によって外科用器具１２４と共に回転する。針押し８１２が、ハンドル８００の第１区域８０２に向かって針押し８１２をスライドさせることによって、第１位置から第２位置へ移動するとき、針押し８１２は、外科用器具１２４内の凹部から針を押し出すように構成される。封止８１４は、生理食塩水が器具チャネルからハンドル８００内に流れるのを防ぐために提供される。

器具ケーブル１０２は、アセンブリによる高周波及び／またはマイクロ波周波エネルギーを手術用器具１２４に転送するように構成される、同軸伝送線を含んでもよい。例えば、電気手術器具は、組織を切断するための高周波（ＲＦ）エネルギー、及び／または止血（すなわち血液凝固を促進する）のためのマイクロ波周波エネルギーを供給することができる。したがってＱＭＡコネクタ８１６は、器具ケーブル１０２を適切な高周波またはマイクロ波周波エネルギー供給源に接続するために、ハンドル８００の背面付近に提供される。

図９は、本発明の代替的実施形態の回転機構の遠位端の断面図を示す。上述のものと同等の部品は、容易に識別するために同じ参照番号を付与する。その遠位端で器具チャネルに遠位回転部材１２２及び他の要素を追加したが原因で、器具チャネルを通過して遠位端から離れる流体の吸引は、より困難になり得る。

吸引を改善するために、従動部１１６は、増大した直径を有する遠位区域９００を有してもよい。この遠位区域は、図９に示すように遠位回転部材１２２周囲に位置してもよい。器具チャネルを通過する流量を増加させるために、遠位区域９００は、従動部１１６を通って器具チャネル内に入る複数の孔９０２を備えて提供される。したがって流体は、吸引によって内視鏡１００の遠位端から離れる方向に移動するために、器具チャネルにより容易に入ることができる。遠位連結部材１２０は、それが遠位回転部材１２２を係合するように、遠位区域９０２の内部に取り付けられてもよいが、明確にするために図９から省略した。

Claims (23)

1. 外科用スコープ装置のための器具回転機構であって、前記器具回転機構が、
   前記外科用スコープ装置の器具チャネルの近位端に取り付け可能なハウジング；
   前記ハウジングに対して回転するために取り付けられた近位アクチュエータ；
   前記外科用スコープ装置の前記器具チャネル内に摺動可能に取り付けられ、及びそれに沿って伸びるように構成される細長い力伝達要素；
   前記ハウジングに対する前記近位アクチュエータ回転運動を、前記器具チャネルに対する前記細長い力伝達要素の直線的な動きに変換するために、前記近位アクチュエータ及び前記細長い力伝達要素と操作可能に嵌合する近位連結器；
   前記器具チャネルに取り付けた外科用器具の遠位部に固定した遠位端エフェクター；及び
   前記器具チャネルに対する前記細長い力伝達要素の直線的な動きを、前記器具チャネルに対する前記遠位端エフェクターの回転運動に変換するために、前記遠位端エフェクター及び前記細長い力伝達要素と操作可能に嵌合する遠位連結器；を含む、前記器具回転機構。
2. 前記近位連結器が前記ハウジングに摺動可能に取り付けられる、請求項１に記載の器具回転機構。
3. 前記ハウジングが、前記細長い力伝達要素が前記ハウジングに対して回転するのを防ぐように配置した、回転抑制要素を含む、請求項１または２に記載の器具回転機構。
4. 前記回転抑制要素が、前記ハウジングに対して回転するのを防ぐために前記近位連結器を係合するように配置される、請求項３に記載の器具回転機構。
5. 前記回転抑制要素が、前記近位連結器の線状摺動軌跡を画定する、請求項４に記載の器具回転機構。
6. 前記近位連結器及び前記近位アクチュエータが、ノンロッキングねじ型係合を介して、操作可能に接続される、先行請求項のいずれか一項に記載の器具回転機構。
7. 前記近位アクチュエータが螺旋構造を含み、前記近位連結器が、前記螺旋構造上に取り付けられ、かつそれに沿って移動可能な係合要素を含む、先行請求項のいずれか一項に記載の器具回転機構。
8. 前記螺旋構造が凹状軌道であり、前記係合要素が前記凹状軌道に位置するピンである、請求項７に記載の器具回転機構。
9. 前記遠位連結器及び前記遠位端エフェクターが、ノンロッキングねじ型係合を介して、操作可能に接続される、先行請求項のいずれか一項に記載の器具回転機構。
10. 前記遠位端エフェクターが螺旋構造を含み、前記遠位連結器が、前記螺旋構造上に取り付けられ、かつそれに沿って移動可能な係合要素を含む、先行請求項のいずれか一項に記載の器具回転機構。
11. 前記螺旋構造が、前記外科用器具の前記遠位部周囲に取り付けられた螺旋スリーブであり、前記係合要素が、前記螺旋スリーブと協働する螺旋部を有する環を含む、請求項１０に記載の器具回転機構。
12. 前記近位アクチュエータが第１の螺旋構造を含み、及び前記近位連結器が、前記第１の螺旋構造上に取り付けられ、かつそれに沿って移動可能な第１の係合要素を含み、
    前記遠位端エフェクターが第２螺旋構造を含み、及び前記遠位連結器が、前記第２の螺旋構造上に取り付けられ、かつそれに沿って移動可能な第２の係合要素を含み、ならびに
    前記第１の螺旋構造のピッチが、前記第２の螺旋構造のピッチより大きい、先行請求項のいずれか一項に記載の器具回転機構。
13. 前記第１の螺旋構造の前記ピッチが、前記第２の螺旋構造の前記ピッチの１．５倍以上である、請求項１２に記載の器具の回転機構。
14. 先行請求項のいずれか一項に記載の器具回転機構が、前記外科用器具への接続のため前記器具チャネルを通って伸びる器具ケーブルを含み、前記近位アクチュエータが前記器具ケーブルの近位部に固着する、先行請求項のいずれか一項に記載の器具回転機構。
15. 前記遠位端エフェクターが、前記器具ケーブルの遠位部に固着する、請求項１４に記載の器具回転機構。
16. 前記細長い力伝達要素が、近位部及び遠位部を含み、そこで前記器具回転機構が、
    前記細長い力伝達要素の前記近位部と前記遠位部の間に位置する中間回転部材；
    前記器具チャネルに対する前記細長い力伝達要素の前記近位部の直線的な動きを、前記器具チャネルに対する前記中間回転部材の回転運動に変換するために、前記細長い力伝達要素の前記中間回転部材と前記近位部を操作可能に嵌合する近位中間連結器；及び
    前記器具チャネルに対する前記細長い中間回転部材の回転運動を、前記器具チャネルに対する前記細長い力伝達要素の前記遠位部の直線的な動きに変換するために、前記細長い力伝達要素の前記中間回転部材と前記遠位部分を操作可能に嵌合する遠位中間連結器；を更に含む、先行請求項のいずれか一項に記載の器具回転機構。
17. 前記中間回転部材が螺旋スリーブを含み、前記近位中間連結器及び前記遠位中間連結器が、前記螺旋スリーブと協働するように構成される、螺旋切欠き区域を有する環をそれぞれ含む、請求項１６に記載の器具回転機構。
18. 前記ハウジングが、前記外科用スコープ装置を操作するためのハンドルの一部である、先行請求項のいずれか一項に記載の器具回転機構。
19. 前記細長い力伝達要素が、前記器具チャネルに沿って前記器具ケーブルを運搬するための、それを通る長手方向路を有するスリーブを含む、先行請求項のいずれか一項に記載の器具回転機構。
20. 前記スリーブが、前記器具チャネルを通過する流体の流れを促進するために、その遠位端で多孔性である、請求項１９に記載の器具の回転機構。
21. 前記スリーブがその遠位端に複数の孔を含む、請求項２０に記載の器具回転機構。
22. 前記細長い力伝達要素が、
    プラスチック押出成形カテーテル、
    レーザーカット管、
    カプセル封止した編組のいずれかである、先行請求項のいずれか一項に記載の器具回転機構。
23. 前記細長い力伝達要素がＰＥＥＫ、ポリイミドまたはステンレス鋼から製造される、先行請求項のいずれか一項に記載の器具回転機構。

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