JP2022082516A - 関節鏡医療器具及びアセンブリ - Google Patents

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Abstract

【課題】関節鏡手技のための改善されたデバイス及び方法を提供すること。【解決手段】概して、関節鏡医療器具及びアセンブリ、並びに関節鏡医療器具及びアセンブリを動作させる方法が、提供される。関節鏡医療器具を使用して手術部位にアクセスすることに関連して、デバイス、システム、及び方法が本明細書に記載されている。例示的な一実装例では、関節鏡医療器具の光センサーが、画像データを収集及び出力することができ、関節鏡医療器具の慣性センサーが、配向データを収集及び出力することができる。配向データを使用して、収集された光学画像を修正し、関節鏡医療器具の任意の回転の前、回転の間、及び回転の後に、収集された光学画像の表示を所定の所望の配向に維持することができる。関節鏡医療器具はまた、圧力及び/又は温度を収集及び出力するように構成された少なくとも1つのセンサーも含み得る。【選択図】図1

Description

本開示は、概して、関節鏡医療器具及びアセンブリ、並びに関節鏡医療器具及びアセンブリを動作させる方法に関する。
様々な障害及び損傷は、任意の軟部組織損傷を修復するための関節鏡手技を必要とし得る。これらの手技は、多くの場合、カメラ、流体源、流体排出器、及び組織除去手段を含む複数の有節芽胞デバイス(arthrosporic devices)を必要とする。
関節鏡下修復手技の場合、従来のデバイス及び外科的方法は、いくつかの欠点を抱えている。例えば、現在の関節鏡デバイスは、光センサー、光源、並びに流体の流れ及び排出器などの必要なサブデバイスを関節鏡デバイスの作業先端に提供するために、同心円状に配置されたチューブを兼ね備える。この同心円状チューブ配置により、光センサーを直立に配向されたままにするなど、手技中、関節鏡デバイスの回転中に各サブデバイスを独立して動作させるために、回転シールが必要とされる。これにより、当該サブデバイスの全てを適切に動作させるためには従来の関節鏡デバイスを取り扱うのに複数の手が必要になるため、手技中、オペレータにとって困難なものとなる場合がある。
したがって、関節鏡手技のための改善されたデバイス及び方法の必要性が依然として存在する。
概して、関節鏡医療器具及びアセンブリ、並びに関節鏡医療器具及びアセンブリを動作させる方法が、提供される。
一態様では、一実施形態において近位端と、遠位端と、それらの間に延在する長手方向軸と、を含むハンドピースを含む関節鏡が、提供される。関節鏡はまた、その長手方向軸に沿ってハンドピースから遠位に延在するシャフトも含む。シャフトは、患者の身体内へ関節鏡下で前進されるように構成され、複数の管腔が、シャフトを通って延在し、複数の管腔のうちの少なくとも1つは、内部を通して流体を通過させるように構成され、複数の管腔のうちの少なくとも1つは、内部を通って延在する電線を有するように構成されている。関節鏡はまた、シャフトの遠位部分に光センサーも含む。光センサーは、画像データを収集するように構成されている。関節鏡はまた、光センサーによって収集された画像データの配向を示す配向データを収集するように構成された慣性センサーも含む。
関節鏡は、様々な方式で異なり得る。例えば、関節鏡はまた、ハンドピースの外面上に配置された複数の入力アクチュエータも含み得、入力アクチュエータの各々は、ユーザーによって作動され、それにより、入力アクチュエータのうちのどの入力アクチュエータが作動されたかに関係なく、同じ機能を発生させるように構成され得る。少なくともいくつかの実施形態では、機能は、内部を通して流体を通過させるように構成されている複数の管腔のうちの少なくとも1つを通して灌注流体を提供することを含み得、機能は、内部を通して流体を通過させるように構成されている複数の管腔のうちの少なくとも1つを通して負の吸引圧力を提供することを含み得、及び/又はハンドピースは、実質的に円筒形であり得、入力アクチュエータは、ハンドピースの全周の周りに円周方向に配置され得る。
別の実施例では、配向データは、角度配向情報及び軸配向情報の両方を含み得る。
更に別の実施例では、関節鏡はまた、複数の管腔のうちの1つを通って延在する第1の電線も含み得、この第1の電線は、光センサー及び制御ユニットを動作可能に結合するように構成され得、収集された画像データは、第1の電線を使用して制御ユニットに送信されるように構成され得る。少なくともいくつかの実施形態では、関節鏡はまた、温度データを収集するように構成されている温度センサーもシャフトの遠位部分に含み得、関節鏡はまた、複数の管腔のうちの第2のものを通って延在する第2の電線も含み得、温度センサーは、第2の電線を介して制御ユニットに動作可能に結合され得、収集された温度データは、第2の電線を使用して制御ユニットに送信されるように構成され得、及び/又は関節鏡はまた、圧力データを収集するように構成されている圧力センサーもシャフトの遠位部分に含み得、関節鏡はまた、複数の管腔のうちの第2のものを通って延在する第2の電線も含み得、圧力センサーは、第2の電線を介して制御ユニットに動作可能に結合され得、収集された圧力データは、第2の電線を使用して制御ユニットに送信されるように構成され得る。
更に別の実施例では、関節鏡はまた、シャフトに沿って延在し、かつ光センサーを取り囲む複数のファイバ光ファイバも含み得る。少なくともいくつかの実施形態では、ファイバ光ファイバは、シャフトの壁内に取り付けられ得る。
別の実施例では、関節鏡はまた、光センサーの遠位に配設されたレンズを含み得、関節鏡はまた、レンズの遠位に配設されたプリズムも含み得る。少なくともいくつかの実施形態では、プリズムは、約30°~約70°の範囲で角度が付けられ得、少なくともいくつかの実施形態では、プリズムは、シャフトの遠位部分に取り付けられ得、シャフトの遠位部分は、シャフトの近位部分に対して枢動するように構成され得、関節鏡はまた、遠位部分の枢動を引き起こすように作動されるように構成されている動作アクチュエータもハンドピースに含み得る。
更に別の実施例では、関節鏡はまた、複数の管腔のうちの少なくとも1つを通って延在する作動部材も含み得、作動部材は、シャフトの遠位部分に動作可能に結合され得、シャフトの遠位部分は、シャフトの近位部分に対して枢動するように構成され得、ハンドピースにある動作アクチュエータは、作動部材の張力を変化させるように作動され、それにより遠位部分の枢動を引き起こすように構成され得る。少なくともいくつかの実施形態では、動作アクチュエータは、ハンドピースに対して摺動されることによって作動され、それにより作動部材の張力を変化させるように構成されている、ハンドピースにあるスライダも含み得る。少なくともいくつかの実施形態では、動作アクチュエータは、作動されると、作動力を作動部材に沿って遠位部分まで並進させるように構成されている、ハンドピースにあるテンショナも含み得る。少なくともいくつかの実施形態では、動作アクチュエータは、ハンドピースに対して回転されることによって作動され、それにより作動部材の張力を変化させるように構成されている、ハンドピースにある回転可能なダイヤルを含み得る。
更に別の実施例では、ハンドピースの近位端は、各々が、複数の管腔のうちの1つと連通するように構成された、電気導管、光学導管、及び流体導管を含むケーブルアセンブリと嵌合可能なコネクタを含み得る。少なくともいくつかの実施形態では、コネクタは、単一のコネクタであり得る。少なくともいくつかの実施形態では、コネクタは、電気導管、光学導管、及び流体導管の各々のためのコネクタを含み得る。
更に別の実施例では、関節鏡は、その長手方向軸を中心に実質的に対称であり得る。更に別の実施例では、慣性センサーは、シャフトの遠位部分にあり得る。別の実施例では、慣性センサーは、ハンドピースにあり得る。
別の態様では、一実施形態においてハンドピースと、シャフトと、光センサーと、慣性センサーと、を含む関節鏡を含む外科用システムが、提供される。ハンドピースは、近位端と、遠位端と、それらの間に延在する長手方向軸と、を含む。シャフトは、ハンドピースからその長手方向軸に沿って遠位に延在する。シャフトは、患者の身体内へ関節鏡下で前進されるように構成され、複数の管腔が、シャフトを通って延在し、複数の管腔のうちの少なくとも1つは、内部を通して流体を通過させるように構成され、複数の管腔のうちの少なくとも1つは、内部を通って延在する電線を有するように構成されている。光センサーは、シャフトの遠位端にあり、画像データを収集するように構成されている。慣性センサーは、ハンドピースにあり、光センサーによって収集された画像データの配向を示す配向データを収集するように構成されている。外科用システムはまた、光センサーから収集された画像データを受信し、慣性センサーから収集された配向データを受信し、配向データを使用して画像データを修正するように構成された制御ユニットも含む。
外科用システムは、様々な方式で異なり得る。例えば、配向データは、角度配向情報及び軸配向情報の両方を含み得る。
別の実施例では、修正することは、配向データに基づいて、画像データの画像を所望の配向に回転させることを含み得、制御ユニットは、回転された画像を表示ユニットに出力させるように構成され得る。少なくともいくつかの実施形態では、制御ユニットは、ハンドピースの長手方向軸を中心としたハンドピースの回転とリアルタイムで、配向データを使用して画像データを修正するように構成され得、制御ユニットは、ハンドピースの回転とリアルタイムで、回転された画像を表示ユニットに出力させるように構成され得る。
更に別の実施例では、制御ユニットは、ポンプを含み得、外科用システムはまた、制御ユニットに解放可能に結合するように構成されたカートリッジも含み得、カートリッジは、ポンプがカートリッジを通して流体をポンプ圧送するように構成されるように、カートリッジが動作可能に制御ユニットに結合された状態で、ポンプに動作可能に結合されるよう構成されたチュービングを含み得る。少なくともいくつかの実施形態では、チュービングは、中に灌注液体を含む流体源に動作可能に結合するように構成され得、カートリッジが制御ユニットに動作可能に結合された状態で、ポンプは、内部を通して流体を通過させるように構成されている複数の管腔のうちの少なくとも1つ内に灌注液体をポンプ圧送するように構成され得る。少なくともいくつかの実施形態では、カートリッジが制御ユニットに動作可能に結合された状態で、ポンプは、内部を通して流体を通過させるように構成されている複数の管腔のうちの少なくとも1つに吸引力を提供させるように構成され得る。
更に別の実施例では、外科用システムはまた、閉塞具及びガイド部材を含む挿入ツールを含み得、ガイド部材は、その外表面に、中に閉塞具を解放可能に着座させるように構成されたチャネルを含み得、チャネル内に着座している閉塞具は、皮膚切開部を通して前進されるように構成され得、関節鏡のシャフトは、ガイド部材が切開部内に位置付けられた状態で、閉塞具が、皮膚切開部を通して前進され、チャネルから解放された後に、チャネル内に解放可能に着座されるように構成され得る。
更に別の実施例では、関節鏡はまた、ハンドピースの外面上に配置されている複数の入力アクチュエータを含み得、入力アクチュエータの各々は、ユーザーによって作動され、それにより、入力アクチュエータのうちのどの入力アクチュエータが作動されるかに関係なく、同じ機能を発生させるように構成され得る。少なくともいくつかの実施形態では、機能は、内部を通して流体を通過させるように構成されている複数の管腔のうちの少なくとも1つを通して灌注流体を提供することを含み得、機能は、内部を通して流体を通過させるように構成されている複数の管腔のうちの少なくとも1つを通して負の吸引圧力を提供することを含み得、及び/又はハンドピースは、実質的に円筒形であり得、入力アクチュエータは、ハンドピースの全周の周りに円周方向に配置され得る。
別の実施例では、関節鏡はまた、複数の管腔のうちの1つを通って延在する第1の電線も含み得、第1の電線は、光センサー及び制御ユニットを動作可能に結合するように構成され得、収集された画像データは、第1の電線を使用して制御ユニットに送信されるように構成され得る。少なくともいくつかの実施形態では、関節鏡はまた、温度データを収集するように構成されている温度センサーもシャフトの遠位端に含み得、関節鏡はまた、複数の管腔のうちの第2のものを通って延在する第2の電線も含み得、温度センサーは、第2の電線を介して制御ユニットに動作可能に結合され得、収集された温度データは、第2の電線を使用して制御ユニットに送信されるように構成され得、及び/又は関節鏡はまた、圧力データを収集するように構成されている圧力センサーもシャフトの遠位端に含み得、関節鏡はまた、複数の管腔のうちの第2のものを通って延在する第2の電線も含み得、圧力センサーは、第2の電線を介して制御ユニットに動作可能に結合され得、収集された圧力データは、第2の電線を使用して制御ユニットに送信されるように構成され得る。
更に別の実施例では、関節鏡はまた、シャフトに沿って延在し、かつ光センサーを取り囲む複数の光ファイバを含み得る。少なくともいくつかの実施形態では、光ファイバは、シャフトの壁に取り付けられ得る。
別の実施例では、関節鏡はまた、光センサーの遠位に配設されたレンズも含み得、関節鏡はまた、レンズの遠位に配設されたプリズムも含み得る。少なくともいくつかの実施形態では、プリズムは、約30°~約70°の範囲内で角度が付けられ得、少なくともいくつかの実施形態では、プリズムは、シャフトの枢動可能な遠位部分に取り付けられ得、関節鏡はまた、枢動可能な遠位部分の枢動を引き起こすように作動されるように構成されている動作アクチュエータもハンドピースに含み得る。
更に別の実施例では、関節鏡はまた、複数の管腔のうちの少なくとも1つを通って延在するワイヤも含み得、ワイヤは、シャフトの枢動可能な遠位部分に動作可能に結合され得、ハンドピースにある動作アクチュエータは、ワイヤの張力を変化させるように作動され、それにより枢動可能な遠位部分の枢動を引き起こすように構成され得る。少なくともいくつかの実施形態では、動作アクチュエータは、ハンドピースに対して摺動されることによって作動され、それによりワイヤの張力を変化させるように構成されている、ハンドピースにあるスライダを含み得る。少なくともいくつかの実施形態では、動作アクチュエータは、作動されると、作動力をワイヤに沿って、枢動可能な遠位部分までに並進させるように構成されている、ハンドピースにあるテンショナを含み得る。少なくともいくつかの実施形態では、動作アクチュエータは、ハンドピースに対して回転されることによって作動され、それによりワイヤの張力を変化させるように構成されている、ハンドピースにある回転可能なダイヤルを含み得る。
更に別の実施例では、ハンドピースの近位端は、各々が、複数の管腔のうちの1つと連通するように構成された、電気導管、光学導管、及び流体導管を含むケーブルアセンブリと嵌合可能なコネクタを含み得る。少なくともいくつかの実施形態では、コネクタは、単一のコネクタであり得る。少なくともいくつかの実施形態では、コネクタは、電気導管、光学導管、及び流体導管の各々のためのコネクタを含み得る。
更に別の実施例では、関節鏡は、その長手方向軸を中心に実質的に対称であり得る。
別の実施形態では、外科用システムは、関節鏡と、制御ユニットと、カートリッジと、を含む。関節鏡は、ハンドルと、ハンドルから近位に延在するケーブルアセンブリと、ハンドルから遠位に延在する細長いシャフトと、を含む。ケーブルアセンブリは、第1のケーブルと、第2のケーブルと、ケーブルアセンブリの近位端のケーブルコネクタと、を含む。第1の管腔及び第2の管腔は、シャフトを通って延在する。第1の管腔は、第1のケーブルの第1の導管と連通しており、第2の管腔は、第2のケーブルの第2の導管と連通している。制御ユニットは、ケーブルコネクタに解放可能に結合するように構成されている。制御ユニットは、ポンプを含み、制御ユニットがケーブルコネクタに解放可能に結合された状態で、制御ユニットは、第1のケーブル及び第1の導管を介して電力を関節鏡に提供するように構成されている。カートリッジは、制御ユニットに解放可能に結合するように構成されている。カートリッジは、チュービングを含む。カートリッジが制御ユニットに解放可能に結合された状態で、ポンプは、チュービング、第2の導管、及び第2のケーブル内に流体流を引き起こすように構成されている。
外科用システムは、様々な方式で異なり得る。例えば、チュービングは、中に灌注液体を含む流体源に動作可能に結合するように構成され得、流体流は、灌注液体の流れを含み得る。少なくともいくつかの実施形態では、カートリッジが制御ユニットに解放可能に結合され、カートリッジの第2のチュービングが、手術部位に吸引力を送達するように構成された手術道具に動作可能に結合された状態で、ポンプは、手術道具が吸引力を送達するように、第2のチュービング内に吸引力を提供させるように構成され得る。
別の実施例では、流体流を引き起こすことは、チュービング、第2の導管、及び第2のケーブル内に吸引力を提供させることを含み得る。少なくともいくつかの実施形態では、ケーブルアセンブリは、第3のケーブルを含み得、第3の管腔は、シャフトを通って延在し得、第3の管腔は、第3のケーブルの第3の導管と連通し得、制御ユニットは、第2のポンプを含み得、カートリッジは、中に灌注液体を含む流体源に動作可能に結合するように構成されている第2のチュービングを含み得、カートリッジが制御ユニットに解放可能に結合された状態で、ポンプは、第2のチュービング、第3の導管、及び第3のケーブル内に灌注液体の流れを引き起こすように構成され得る。
更に別の実施例では、関節鏡は、シャフトの遠位部分に光センサーを含み得、光センサーは、画像データを収集するように構成され得、関節鏡に提供される電力は、光センサーに電力を供給するように構成され得る。少なくともいくつかの実施形態では、関節鏡は、光センサーによって収集された画像データの配向を示す配向データを収集するように構成された慣性センサーを含み得、制御ユニットは、第1の導管及び第1のケーブルを通って延在するワイヤを介して収集された画像データを受信するように構成され得る。慣性センサーは、ハンドピースに、又はシャフトの遠位部分にあり得る。少なくともいくつかの実施形態では、制御ユニットは、受信された配向データを使用して、受信された画像データの画像を修正するように構成され得、修正された画像を表示ユニットに出力させるように構成され得る。少なくともいくつかの実施形態では、修正することは、配向データに基づいて、画像を所定の所望の配向に回転させることを含み得、及び/又は制御ユニットは、ハンドル及びシャフトの共通の長手方向軸を中心としたハンドルの回転とリアルタイムで、配向データを使用して画像を修正するように構成され得、制御ユニットは、修正された画像を、ハンドルの回転とリアルタイムで表示ユニットに出力させるように構成され得る。
別の態様では、一実施形態において、長手方向軸を画定する関節鏡で手術部位にアクセスすることを含む外科的方法が提供される。関節鏡のハンドピースは、電気経路と、光学経路と、流体経路と、を含む。関節鏡は、電気経路と連通する電気導管と、光学経路と連通する光学導管と、流体経路と連通する流体導管と、を含むケーブルと嵌合される。関節鏡は、制御ユニットに動作可能に結合された光センサーを含み、関節鏡は、制御ユニットに動作可能に結合された慣性センサーを含む。外科的方法はまた、制御ユニットが、光センサーによって収集された画像データに基づいて、手術部位の光学画像を表示ユニット上に提供させる間、長手方向軸を中心に関節鏡を回転させることを含む。制御ユニットは、関節鏡の回転を通してずっと、慣性センサーによって収集された配向データに基づいて、光学画像の配向を表示ユニット上で同じ配向に維持させる。
外科的方法は、あらゆるバリエーションを有することができる。例えば、配向データは、角度配向情報及び軸配向情報の両方を含み得る。別の実施例では、光学画像の配向は、直立配向及び横向き配向のうちの1つであり得る。更に別の実施例では、関節鏡は、制御ユニットに動作可能に結合された温度センサーを含み得、関節鏡の回転中、制御ユニットは、温度センサーによって収集された温度データに基づいて、表示ユニット上に温度情報を提供させることができる。更に別の実施例では、関節鏡は、制御ユニットに動作可能に結合された圧力センサーを含み得、関節鏡の回転中、制御ユニットは、圧力センサーによって収集された圧力データに基づいて、圧力情報を表示ユニット上に提供させることができる。更に別の実施例では、関節鏡は、その長手方向軸を中心に実質的に対称であり得る。別の実施例では、ハンドピースは、実質的に円筒状であり得る。
別の実施形態では、外科的方法は、関節鏡の光センサーを使用して手術部位の画像を収集することと、関節鏡の慣性センサーを使用して関節鏡の配向を収集することと、関節鏡の収集された配向が、所定の所望の配向と一致するかどうかを判定することと、を含む。外科的方法はまた、収集された配向が所定の所望の配向と一致する場合、画像を表示ユニット上に示させることも含む。外科的方法はまた、収集された配向が所定の所望の配向と一致しない場合、収集された配向に基づいて画像を修正し、修正された画像を表示ユニット上に示させることも含む。
外科的方法は、様々な形で異なり得る。例えば、画像の収集は、その長手方向軸を中心とした関節鏡の回転中に複数の画像を収集することを含み得、配向の収集は、関節鏡の回転中に複数の配向を収集することを含み得、収集された配向の各々は、収集された画像のうちの1つに対応し得、判定は、収集された画像の各々について、その対応する収集された配向に対して行われ得る。少なくともいくつかの実施形態では、関節鏡は、ハンドピースと、ハンドピースから遠位に延在するシャフトと、を含み得、関節鏡の回転中、シャフトの遠位部分は、長手方向軸及びシャフトの近位部分に対して枢動され得、長手方向軸は、ハンドピース及びシャフトの近位部分によって画定され得、光センサーは、シャフトの遠位部分に位置し得る。少なくともいくつかの実施形態では、画像の収集は、複数の追加の画像を収集することを含み得、配向の収集は、複数の追加の配向を収集することを含み得、収集された追加の配向の各々は、収集された追加の画像のうちの1つに対応し得、判定は、収集された追加の画像の各々について、その対応する収集された追加の配向に関して行われ得、追加の画像及び追加の配向は、シャフトの遠位部分が、長手方向軸及びシャフトの近位部分に対して枢動されない状態で、収集され得る。
別の実施例では、外科的方法はまた、関節鏡のハンドピースの周囲に配置されている、関節鏡の複数の入力アクチュエータのうちの任意の1つの作動に応答して、灌注流体を流体源から、及び関節鏡の第1の内部管腔を通して手術部位に送達することと、関節鏡の第2の内部管腔を通して手術部位に吸引を提供することと、のうちの少なくとも1つをもたらすことも含み得る。更に別の実施例では、所定の所望の配向は、直立配向及び横向き配向のうちの1つであり得る。更に別の実施例では、外科的方法はまた、関節鏡の温度センサーによって収集された温度データに基づいて、温度情報を表示ユニット上に示させることと、関節鏡の圧力センサーによって収集された圧力データに基づいて、圧力情報を表示ユニット上に示させることと、のうちの少なくとも1つも含み得る。
別の実施形態では、外科的方法は、第1のケーブルを介して関節鏡に電力を提供するために、関節鏡に解放可能に結合され、かつカートリッジに解放可能に結合されている制御ユニットから電力を提供することを含む。関節鏡は、第1のケーブル及び第2のケーブルも含むケーブルアセンブリのケーブルコネクタを介して制御ユニットに解放可能に結合され、カートリッジは、制御ユニットのカートリッジホルダ内に解放可能に着座される。外科的方法はまた、制御ユニットのポンプを使用して、カートリッジのチュービング内に流体流を引き起こすことを含み、それにより、第2のケーブル内に流体流を引き起こす。
外科的方法は、あらゆるバリエーションを有することができる。例えば、流体流は、灌注液体の流れを含み得る。少なくともいくつかの実施形態では、外科的方法はまた、制御ユニットの第2のポンプを使用して、カートリッジの第2のチュービングに動作可能に結合された手術道具が吸引力を手術部位に送達するように、第2のチュービング内に吸引力を提供させることも含み得る。
別の実施例では、流体流を引き起こすことは、吸引力をチュービング内に提供させることを含み得る。少なくともいくつかの実施形態では、外科的方法はまた、制御ユニットの第2のポンプを使用して、カートリッジの第2のチュービング内に灌注液体の流れを引き起こし、それにより、ケーブルアセンブリの第3のケーブル内に灌注液体の流れを引き起こすことも含み得る。
更に別の実施例では、外科的方法はまた、関節鏡の遠位部分にある光センサーを使用して、画像データを収集することも含み得、制御ユニットは、収集された画像データを、第1のケーブルを通って延在するワイヤを介して受信し得、外科的方法は、慣性センサーを使用して、配向データを収集することも含み得る。少なくともいくつかの実施形態では、外科的方法はまた、制御ユニットが、外科手技の実行とリアルタイムで、受信された画像データの画像を、受信された配向データを使用して修正することも含み得、外科的方法はまた、制御ユニットを使用して、外科手技の実行とリアルタイムで、修正された画像を表示ユニット上に表示させることも含み得る。少なくともいくつかの実施形態では、修正することは、配向データに基づいて、画像を所定の所望の配向に回転させることを含み得、及び/又は修正すること、並びに修正された画像を表示させることは、関節鏡のハンドルと、ハンドルから遠位に延在する関節鏡のシャフトとの共通の長手方向軸を中心としたハンドルの回転とリアルタイムで起こり得る。
本開示は、以下の詳細な説明を添付図面と併せ読むことで、より完全に理解されよう。
関節鏡医療器具の一実装例の斜視図である。 図1の関節鏡医療器具の概略図である。 図1の関節鏡医療器具の先端の一実装例の遠位端図である。 図1の関節鏡医療器具の先端の別の実装例の遠位端図である。 図1の関節鏡医療器具の先端の更に別の実装例の遠位端図である。 図1の関節鏡医療器具の先端の更に別の実装例の遠位端図である。 図1の関節鏡医療器具の動作アクチュエータの一実装例の部分斜視図である。 図4Aの動作アクチュエータの部分斜視図である。 図4Aの関節鏡医療器具及び動作アクチュエータの一部の斜視分解図である。 図1の関節鏡医療器具の動作アクチュエータの一実装例の部分斜視図である。 図5Aの動作アクチュエータの部分斜視図である。 図1の関節鏡医療器具の動作アクチュエータの別の実装例の部分斜視図である。 図6Aの動作アクチュエータの部分斜視図である。 図1の関節鏡医療器具の動作アクチュエータの更に別の実装例の側面図である。 図1の関節鏡医療器具の長手方向シャフト及び枢動可能な先端の一実装例の概略側面図である。 手術部位内に挿入された図1の関節鏡医療器具の斜視図である。 手術部位内の図1の関節鏡医療器具を動作させる方法の一実装例である。 第1の角度位置にある図1の関節鏡医療器具の概略図である。 第2の角度位置にある図1の関節鏡医療器具の概略図である。 第3の角度位置にある図1の関節鏡医療器具の概略図である。 挿入ツールの一実装例の斜視図である。 図12Aの挿入ツールの別の斜視図である。 ケーブルコネクタ及びケーブルアセンブリの一実装例の斜視図である。 制御ユニットの一実装例の一部の斜視図である。 図14の制御ユニットの正面図である。 図14の制御ユニットの、及びカートリッジの一実施形態の斜視図である。 制御ユニットの別の実装例の斜視図である。 カートリッジの別の実装例に動作可能に結合された図17の制御ユニットの斜視図である。 カートリッジの別の実装例に動作可能に結合された図17の制御ユニットの斜視図である。
以下に、本明細書で開示する装置及び方法の構造、機能、製造、及び使用の原理の全体的な理解が得られるように、特定の例示的な実施形態を説明する。これらの実施形態のうちの1つ又は2つ以上の実施例が、添付の図面に図示される。当業者であれば、本明細書で詳細に説明し、添付の図面に示される装置、システム、及び方法は、非限定的な例示的実施形態であり、本発明の範囲は、特許請求の範囲のみによって定義されることが理解されるであろう。例示的な一実施形態に関連して図示又は記載される特徴は、他の実施形態の特徴と組み合わせることができる。このような改変及び変形は、本発明の範囲内に含まれるものとする。
更に、本開示においては、実施形態の同様の名称の構成要素は概して同様の特徴を有するものであり、したがって、特定の実施形態において、同様の名称の各構成要素の各特徴については必ずしも完全に詳しく述べることはしない。追加的に、開示されるシステム、装置、及び方法の説明で直線寸法又は円寸法が使用される範囲において、かかる寸法は、かかるシステム、装置、及び方法と組み合わせて使用することができる形状の種類を限定しようとするものではない。当業者には、任意の幾何学的形状についてかかる直線寸法及び円寸法に相当する寸法を容易に決定することができる点が認識されるであろう。システム及び装置、並びにその構成要素のサイズ及び形状は、少なくとも、システム及び装置が内部で使用される対象の解剖学的構造、システム及び装置が使用される構成要素のサイズ及び形状、並びにシステム及び装置が使用される方法及び手技に依存し得る。
概して、関節鏡医療器具及びアセンブリ、並びに関節鏡医療器具及びアセンブリを動作させるための方法が、提供される。
様々な図は、本開示の関節鏡医療器具(本明細書では「関節鏡」とも呼ばれる)及びアセンブリ、並びに方法の実施形態を示す。関節鏡医療器具を使用して手術部位にアクセスすることに関連して、デバイス、システム、及び方法が本明細書に記載されている。例示的な一実装例では、関節鏡医療器具の光センサーは、画像データを収集及び出力することができ、関節鏡式医療器具の慣性センサーは、配向データを収集及び出力することができる。配向データを使用して、収集された光学画像を修正し、関節鏡医療器具の任意の回転の前、間、及び後に、収集された光学画像の表示を所定の所望の配向に維持することができる。画像データは、外科医及び/又は他の医療専門家が、関節鏡医療器具の回転位置に関係なく、一貫して配向された画像を見ることによって手術部位における状態を容易に解釈することができるように、外科手技の実行中に収集された手術部位の画像(複数可)であり得る。関節鏡医療器具はまた、圧力及び/又は温度を収集及び出力するように構成されている少なくとも1つのセンサーも含み得る。収集された圧力及び/又は温度データは、外科手技の実行中表示され得、それにより、圧力及び/又は温度が収集された手術部位に関する有用な情報を外科医及び/又は他の医療専門家に提供することができる。
本明細書に開示される関節鏡医療器具は、ユーザーの片手で操作されている間、手術部位に複数の機能を提供するのに特に有用であり得る。関節鏡医療器具は、ハンドピース内に統合された電気経路と、光経路と、流体経路と、を含み得る。更に、関節鏡医療器具は、制御ユニットに動作可能に結合された、関節鏡医療器具のハンドピースから延在するシャフトの遠位端などに、光センサーを含み得る。関節鏡医療器具の、その長手方向軸を中心とした回転中、光センサーによってディスプレイに提供される手術部位の画像は、所望の配向に維持される。光学画像のこの修正は、例えば、関節鏡医療器具のハンドピース内又は関節鏡医療器具の遠位端に配置され、光センサーの配向を決定するように構成された、関節鏡医療器具の慣性センサーからの測定された配向データに起因する。
図1及び2は、関節鏡医療器具100の一実装例を示す。関節鏡医療器具100は、低侵襲外科手技、例えば、関節問題を診断及び治療するための関節鏡手技で使用されるように構成されている。関節鏡100を使用する一実施例では、外科医は、関節鏡手技などの低侵襲外科手技中に、関節鏡100のシャフト108を、小さな切開部を通して患者内に挿入する。関節鏡100を使用して手術部位内から得られた画像は、関節鏡100の光学画像センサー、例えば、シャフト102の遠位端上に配置された光学画像センサーを介して高精細度ビデオモニタに送信される。手技中、外科医は、関節鏡100のハンドピース120(本明細書では「ハンドル」とも呼ばれる)によって、関節鏡医療器具100を、手術部位内でシャフト108を角度付けするように保持する。例示的な一実装例では、関節鏡医療器具100は、組織又は骨用のシェーバ又は他の治療デバイスなどの少なくとも1つの二次ツールと組み合わせて使用される。二次ツール(複数可)は、二次切開部を通して手術部位に挿入され得る。
概して、関節鏡医療器具100は、シャフトアセンブリ102と、ハンドピースアセンブリ104と、ケーブルアセンブリ106と、を含む。シャフトアセンブリ102は、ハンドピースアセンブリ104のハンドピース120から、シャフトアセンブリ102及びハンドピースアセンブリ104の共通の長手方向軸LAに沿って延在するシャフト108を含む。したがって、図1及び2に示されるように、関節鏡100は、シャフト108及びハンドピース120が互いに軸方向に整列しているインライン設計を有する。インライン設計は、長手方向軸LAを中心とした関節鏡医療器具100の容易で予測可能なユーザー回転を容易にし得る。図1にも示されるように、シャフト108及びハンドピース120は、長手方向軸LAを中心に実質的に対称である。したがって、長手方向軸LAは、中立軸である。当業者は、構成が、正確に対称ではないが、それにもかかわらず、製作公差及び測定装置の感度などの任意の数の要因に起因して、実質的に対称であると見なされ得ることを理解するであろう。シャフト108及びハンドピース120が実質的に対称であることは、長手方向軸LAを中心とした関節鏡医療器具100の容易で予測可能なユーザー回転を容易にし得、シャフト108が切開部内で長手方向軸LAを中心に予測可能に回転するため、シャフト108が位置付けられている皮膚切開部における患者のへ損傷を低減するのに役立ち得、シャフト108が患者の体内で長手方向軸LAを中心に予測可能に回転するため、シャフト108が位置付けされている患者の体内の組織及び/又は他の物質への損傷を低減するのに役立ち得る。
シャフト108は、遠位端107Aと、近位端107Bと、を含む。図3Aに示されるように、複数の管腔184、186、188が、シャフト108を通って延在する。複数の管腔184、186、188は、シャフト108の内部にあり、手術部位に、及び/又は手術部位から様々な機能を提供するために、様々な構成を有し得る。例示的な一実装例では、管腔のうちの第1の管腔186は、内部を通して灌注流体を手術部位に選択的に提供するように構成され、管腔のうちの第2の管腔188は、内部を通して負の吸引圧力を手術部位に提供するように構成され、管腔のうちの第3の管腔184は、1つ又は2つ以上のデータ及び電力ケーブルなどの1つ又は2つ以上の電気コネクタを、シャフト108の遠位端107Aに配置された1つ又は2つ以上のセンサーに運ぶために使用される。例えば、例示的な一実装例では、光センサー140は、シャフト108の枢動可能部分110上及び第3の管腔184内などのシャフト108の遠位端107Aに配置され、1つ又は2つ以上の電気コネクタは、光センサー140に動作可能に結合されている。以下で更に論じられるように、1つ又は2つ以上の作動部材はまた、第3の管腔184によって(又は第4の管腔内に)運ばれ得る。
図3Aに示される管腔184、186、188の位置、サイズ、及び形状は、他の実装例では異なり得る。例えば、この図示的な実装例の流体管腔186、188は各々、半月状断面形状を有するが、円形、卵形などの他の断面形状を有してもよい。別の実施例では、この例示的な実装例の管腔184、186、188は各々、長手方向軸LAから半径方向にオフセットされているが、他の実装例では、管腔のうちの1つ、例えば、電気管腔184が、長手方向軸LAに整列され得る一方で、他の2つの管腔、例えば、流体管腔186、188は、長手方向軸LAから半径方向にオフセットされる。更に別の実施例では、第1の管腔186が灌注を提供し、第2の管腔188が吸引を提供するこの実装例において、流体管腔186、188の各々が、異なる流体機能を提供するように構成される一方で、他の実装例では、流体管腔186、188の各々が、吸引を提供するように構成され得るか、流体管腔186、188の各々が、灌注を提供するように構成され得るか、又は第2の管腔188が灌注を提供し、第1の管腔186が吸引を提供するように、管腔186、188の流体機能が、逆転され得る。
シャフト108が、ハンドピース120を用いて回転可能であることは、複数の管腔184、186、188が、ハンドピース120を用いて回転することを可能にする。したがって、流体管腔186、188は、任意の回転可能なシールを通過する必要なしに回転可能であり得る。回転可能なシールは、従来、灌注及び/又は吸引を提供するデバイス内で使用されるが、回転中の、及び/又は回転によって引き起こされる流体漏れの影響を受けやすい。したがって、流体管腔186、188が貫通する回転可能なシールを含まない関節鏡100は、そのような回転可能なシールにおける漏れの可能性を排除する。更に、シールは重量があり得、したがって、関節鏡100が回転可能なシールを含まないことは、関節鏡100を、灌注及び/又は吸引を提供する従来のツールよりも軽量にし得、このことが、関節鏡100を、ユーザーが取り扱うのに疲れにくいものにし、及び/又はユーザーが、回転、作動などのために、片手で取り扱うことをより容易にし得る。
図3Bは、シャフト308を通って延在する複数の管腔384、386、388を有する、関節鏡のシャフトアセンブリ302のシャフト308の形態のシャフト102の別の実装例を示す。シャフトアセンブリ302及びシャフト308は、図1及び2のシャフトアセンブリ102及びシャフト108とそれぞれ同様に構成及び使用される。管腔384、386、388はそれぞれ、図3Aの管腔184、186、188と同様に構成及び使用される。この例示的な実装例では、複数のライト390が、シャフト308内に配置され、それを通って延在する。ライト390は、この図示的な実装例ではファイバ光ファイバであるが、LEDなどの他のライトが、シャフト308内に配置されたライトのための適切な電子リード(複数可)と共に使用され得る。ライト390は、シャフト308の周囲の周りに配置され、遠位に向けられた光を提供するように構成されており、このことが、手術部位を照明するのに役立ち、及び/又は影を低減し、それによって光センサー140が、よりクリアでより容易に視認可能な画像を収集することを可能にし得る。ライト390は、シャフト308の周囲の周りに等距離及び半径方向に配置され、したがって、光センサー140を取り囲む。ライト390は、シャフト308の壁392内に取り付けられているが、そうでなければ、シャフト308内に組み立てられてもよい。ライト390が壁392内に取り付けられることは、シャフト308及びライト390(少なくともファイバ光ファイバとしての)が共押出されることを可能にする。ライト390は、外部光源及び/又は制御ユニット160に動作可能に結合されており、これが図2に示され、以下で更に論じられる。制御ユニット160は、例えば照明を点けるために、ライト390のアクティブ化、及び、例えば照明を消すために、ライト390の非アクティブ化を制御するように構成されている。例示的な実装例は、8個のライト390を含むが、関節鏡は、別の数のライト390を含んでもよい。ただ1つのライトの代わりに複数のライト390を含むことは、シャフト308の回転配向に関係なく、及びシャフト308の枢動可能部分(存在する場合)が枢動されるかどうかに関係なく、光センサーの視野が完全に照明されることを確実にするのに役立ち得る。
図3Cは、シャフト408を通って延在する複数の管腔484、486、488を有する、関節鏡のシャフトアセンブリ402のシャフト408の形態のシャフト102の別の実装例を示す。シャフトアセンブリ402及びシャフト408は、図1及び2のシャフトアセンブリ102及びシャフト108とそれぞれ同様に構成及び使用される。管腔484、486、488は、図3Aの管腔184、186、188とそれぞれ同様に構成及び使用される。この例示的な実装例では、流体管腔486、488は各々、半月状断面形状の代わりに、円形断面形状を有する。この例示的な実装例では、第4の管腔185が、シャフト408を通って延在する。第4の管腔485は、第3の管腔184と同様に、1つ又は2つ以上のデータ及び電力ケーブルなどの1つ又は2つ以上の電気コネクタを、シャフト408の遠位端に配置されている1つ又は2つ以上のセンサーに運ぶために使用される電気管腔である。この例示的な実装例における1つ又は2つ以上のセンサーは、上述の光センサー140、及び圧力、並びに温度センサー144、146であるが、他のセンサーが使用されてもよい。また、この例示的な実装例では、複数のライト490が、シャフト408内に配置され、それを通って延在する。ライト490は、図3Bのライト390と同様に構成及び使用される。
図3Dは、シャフト420を通って延在する複数の管腔424、426、428、430を有する、関節鏡のシャフトアセンブリ422のシャフト420の形態のシャフト102の別の実装例を示す。シャフトアセンブリ422及びシャフト420は、図1及び2のシャフトアセンブリ102及びシャフト108とそれぞれ同様に構成及び使用される。管腔424、426、428は、図3Aの管腔184、186、188と同様に構成及び使用される。第4の管腔430は、図3Cの第4の管腔485と同様に構成及び使用される。この例示的な実装例では、電気管腔424は、円形断面形状の代わりに不規則な断面形状を有し、流体管腔426、428は各々、半月状断面形状の代わりに先細の円弧断面形状を有し、第4の管腔430は、円形断面形状の代わりに不規則な断面形状を有する。
再び図1及び2を参照すると、シャフト108の枢動可能部分110は、シャフト108の遠位部分にあり、ハンドピースアセンブリ104に対して、及び枢動点112の近位にあるシャフト108の近位部分に対して、枢動点112で枢動するように構成されている。枢動可能部分110の枢動動作は、手術部位内に関節鏡医療器具100が挿入された状態で、手術部位におけるより大きな視野を可能にし得る。枢動可能部分110が、ハンドピース120に対して、及びシャフト108の近位部分に対して、枢動点112で枢動される状態で、ハンドピース120及びシャフト108の近位部分は、互いに対するそれらのインライン構成を保持する。枢動可能部分110と、シャフト108の近位部分との間の枢動接続は、ヒンジ継手(例えば、リビングヒンジ又は他のヒンジ)、枢動穴に固定された枢動ピンなどを使用することによってなど、様々な方法のうちのいずれかで達成され得る。他の実装例では、シャフト108が、長手方向軸LAに沿って固定されたゼロ角度を有するように、及び関節鏡100が、ハンドピース120及びシャフト108によって画定される、固定されたインライン設計を有するように、シャフト108は、枢動可能部分110を含まない。
上述のように、関節鏡100は、関節鏡外科手技で使用されるように構成される。したがって、シャフト108は、関節が低侵襲的に検査及び/又は手術される関節鏡外科手技におけるその使用を容易にするサイズを有し得る。例えば、シャフト108の外径は、約3mm~約8mmの範囲であり得る。別の実施例では、シャフト108の外径は、約5mm~約7mmの範囲であり得る。更に別の実施例では、シャフト108の外径は、約6mmであり得る。当業者は、値が、正確な値でない可能性があるが、それにもかかわらず、製造公差及び測定機器の感度などの任意の数の要因に起因して、ほぼその値であると見なされ得ることを理解するであろう。
例示的な実装例では、シャフト108は、1つ又は2つ以上の生体適合性材料から作製され、ハンドピース120は、1つ又は2つ以上の生体適合性材料から作製される。シャフト108及び/又はハンドピース120に使用され得る生体適合性材料の例としては、ステンレス鋼、例えば、グレード316又は304のステンレス鋼、及び熱可塑性物質、例えば、ポリカーボネート、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)、ポリカーボネート/ABS(PC/ABS)ブレンドなどが挙げられる。シャフト108及びハンドピース120が熱可塑性物質から作製される例示的な実装例では、シャフト108及びハンドピース120は、電気回路及び流体回路を連通させるための導管を有する押出熱可塑性チュービングを含み得る。関節鏡100の構造を簡素化するために、ワイヤ及び光ファイバケーブルなどの異なる材料を共押出することが、実用的である。
関節鏡医療器具100のハンドピースアセンブリ104は、関節鏡100を操作及び操縦するために、ユーザーによって片手持ちされるように構成されている。例示的な一実装例では、ハンドピースアセンブリ104は、実質的に円筒形のハンドピース120を含む。当業者は、形状が、正確に円筒状ではないが、それにもかかわらず、製作公差及び測定装置の感度などの任意の数の要因に起因して、実質的に円筒状であると見なされ得ることを理解するであろう。ハンドピース120が実質的に円筒形であることは、ユーザーが、片手でしっかりと保持することが容易な形状を提供することによって、関節鏡100の取り扱いを容易にし得る。しかしながら、ハンドピース120は、球根又は洋ナシ形、砂時計形などの他の形状を有してもよい。上述のように、例示的な一実装例では、ハンドピース120は、長手方向軸LAを中心に実質的に対称であり、これは、円筒形、球根又は洋ナシ形、及び砂時計形などの形状によって達成され得る。
ハンドピース120は、遠位端122Aと、近位端122Bとを含み、長手方向軸LAが、遠位端122Aと、近位端122Bとの間に延在する。
ハンドピース120は、関節鏡医療器具100の様々な機能を制御するように構成されている少なくとも1つの入力アクチュエータ124を含む。この例示的な実装例におけるように、ハンドピース120は、複数の入力アクチュエータ124へのユーザーアクセスを容易にするために、ハンドピース120の表面上に配置された複数の入力アクチュエータ124を含み得る。複数の入力アクチュエータ124は、入力アクチュエータ124がハンドピース120を完全に取り囲むように、ハンドピース120上に円周方向に配置されている。入力アクチュエータ124のこの円周方向の配置により、外科医又は関節鏡100の他のユーザーは、ハンドピース120の回転位置とは無関係に、入力アクチュエータ124と容易に相互作用することができる。入力アクチュエータ124は、シャフト108の管腔のうちの1つを通して灌注流体を提供するなど、関節鏡医療器具100の機能をアクティブ化するように作動されるように構成されている。入力アクチュエータ124は、(複数のボタンが、ハンドピース120の周りに円周方向に配置されているこの例示的な実装例のように)ユーザーによって押されることによって作動されるように構成されたボタン、ユーザーによって第1の位置から第2の位置に移動されることによって作動されるように構成されたレバー又はスイッチ、ユーザーによって第1の位置から第2の位置に回転されるように構成されたダイヤル、第1の位置から第2の位置にチャネル内で摺動されることによって作動されるように構成されたスライダなど、様々な構成を有し得る。
ハンドピース120は、図4A及び4Bにも示されるように、ハンドピース120上に配置された動作アクチュエータ126を含む。動作アクチュエータ126及び入力アクチュエータ(複数可)124は、入力アクチュエータ124のうちのいずれかを作動させるため、若しくは動作アクチュエータ126を作動させるために、ユーザーが第2の手を必要とすることなく、ハンドピース120を保持している片手で、入力アクチュエータ124及び動作アクチュエータ126をユーザーが操作することを可能にするようにハンドピース120上に配置されており、それにより、他の外科的タスクのためにユーザーの第2の手が自由になり得、また入力アクチュエータ124の作動と、動作アクチュエータ126の作動との間にユーザーが、ハンドピース120を置いて、ハンドピース120を握り直す必要がなく、それにより、外科手技の実行中に時間を節約し得、及び/又は所望の動作を引き起こすためにハンドピース120を握りを変える必要がないので、所望の動作がより迅速に起こることが可能になり得る。
動作アクチュエータ126は、シャフト108の枢動可能部分110を枢動させるように作動されるように構成されている。例示的な一実装例では、動作アクチュエータ126の作動は、作動力を、例えば、シャフト108の管腔184、186、188のうちの1つを通って延在するワイヤ、ロッドなどの作動部材131に沿って、シャフト108の遠位端107Aに配置された枢動可能部分110まで並進させる。動作アクチュエータ126は、様々な構成を有し得る。この例示的な実装例におけるように、動作アクチュエータ126は、ハンドピース120上のチャネル128内に配置されたスライダを含み得、スライダ126は、チャネル128内で長手方向に摺動されることによって作動されるように構成されている。動作アクチュエータ126の他の例としては、ユーザーによって押圧されることによって作動されるように構成されたボタン、ユーザーによって第1の位置から第2の位置に移動されることによって作動されるように構成されたレバー又はウイッチ、ユーザーによって第1の位置から第2の位置に回転されるように構成されたダイヤルが、挙げられる。
チャネル128は、チャネル128の底部に配置されたギャップ127を含む。ギャップ127は、動作アクチュエータ126が、マウント133を介して作動部材131に固定されることを可能にするように構成されている。作動部材131は、この例示的な実装例ではワイヤである。ワイヤ131は、関節鏡100に沿って長手方向に延在し、より具体的には、ハンドピース120から遠位に、シャフト108の第3の管腔184を通ってシャフト108の枢動可能部分110まで延在する。しかしながら、上述のように、作動部材132は、1つ又は2つ以上の電気コネクタが延在する第3の管腔184を通る代わりに、シャフト108の第4の管腔を通って延在し得る。作動部材131は、枢動可能部分110に固定され、例えば、作動部材131の遠位端が、枢動可能部分110の近位端に取り付けられている。
図4Cは、マウント133を使用して、作動部材131を動作アクチュエータ126に固定する一実施例を示す。動作アクチュエータ126は、ユーザーによって取り扱われるように構成された上部126Uと、下部126Lと、を含み、下部126Lには、開口部126Gが形成されている。マウント133は、開口部126Gを通って延在し、上部126Uに形成された開口部(図4Cでは隠れている)内に、圧入を介して、ピン133Pと上部の開口部の対応するねじ山を介して、接着剤を使用して、などにより開口部の中に着座されることなどにより、しっかりと着座するように構成された、上向きに延在するピン133Pを含む。この例示的な実装例では、バネ133Sが、ピン133Pの周りに巻き付けられており、これは、上部の開口部内にピン133Pを固定するのに役立ち得る。
図1及び4Aは、枢動可能部分110が枢動されていないことに対応する第1の位置にある動作アクチュエータ126を示す。動作アクチュエータ126が第1の位置にあるとき、ワイヤ131は、張力がかかってない状態にある。ワイヤ131のデフォルト状態は、張力がかかってない状態にあり、これにより、動作アクチュエータ126のデフォルト状態が、第1の位置であることが可能になる。図4Bは、枢動可能部分110が枢動されていることに対応する第2の位置にある動作アクチュエータ126を示す。動作アクチュエータ126が第2の位置にあるとき、ワイヤ131は、張力がかかった状態にある。動作アクチュエータ126が作動されて、第1の位置から第2の位置に移動するとき、例えば、ユーザーが、スライダ126をチャネル128に沿って近位に移動させるとき、動作アクチュエータ126に動作可能に結合されたマウント133も、近位に移動する。したがって、動作アクチュエータ126の近位移動は、同様にマウント133に動作可能に結合されたワイヤ131に張力を印加させる。張力は、この例示的な実装例では近位側である、第1の長手移動方向MDにワイヤ131に印加される。張力は、枢動可能部分110上で近位に引っ張るワイヤ131によって、枢動可能部分110を枢動点112で枢動させる。同様に、動作アクチュエータ126が、第1の長手移動方向MDとは反対の第2の長手移動方向に、例えば、遠位に、第2の位置から第1の位置に移動すると、ワイヤ131の張力が、減少する。減少する張力は、枢動可能部分110を、動作アクチュエータ126がその第1の位置に到達すると枢動可能部分110が到達するインライン位置に向かって、枢動して戻させる。
動作アクチュエータ126のデフォルト状態は、外科医又は他のユーザーが、動作アクチュエータ126を第1の位置に保持することを要することなく、動作アクチュエータ126が第1の位置にあることを可能にする。したがって、枢動可能部分110は、外科医又は他のユーザーによって別段に所望されない限り、そのインライン状態に留まることができる。動作アクチュエータ126は、第2の位置を含む第2の位置まで、チャネル128内の任意の位置に手動で保持されるように構成され得、それによって、枢動可能部分110が、長手方向軸LAに対して任意の角度で、最大可能な角度位置まで枢動されることを可能にする。代替的又は追加的に、動作アクチュエータ126は、1つ又は2つ以上の事前設定された位置において、チャネル128内の所定の位置にロックされるように構成され得る。例えば、関節鏡100は、動作アクチュエータ126を第2の位置にロックするように構成されたロック機構を含み得る。ロック機構は、様々な構成のうちのいずれかを有し得る。例えば、ロック機構は、シャフト108及び動作アクチュエータ126のうちの一方の上に形成された凸部であって、シャフト108及び動作アクチュエータ126のうちの他方内に形成された凹部と自動的に解放可能に係合し、動作アクチュエータ126が第2の位置から移動されると、互いから自動的に係合解除されるように構成された、凸部を含み得る。別の実施例では、ロック機構は、シャフト108及び動作アクチュエータ126のうちの一方の上のクリップであって、シャフト108及び動作アクチュエータ126のうちの他方の一部と自動的に解放可能に係合し、動作アクチュエータ126が第2の位置から移動されると、自動的にその一部を係合解除するように構成された、クリップを含み得る。更に別の実施例では、ロック機構は、動作アクチュエータ126上又はその中の第1の磁石と、第1の磁石の動作可能な距離内にあるときに第1の磁石に磁気的に係合するように構成されている、シャフト108上又はその中の第2の磁石と、を含み得、その結果、動作アクチュエータ126は、第1及び第2の磁石が互いに磁気的に引き付けられているとき、第2の位置に保持され、動作アクチュエータ126を第2の位置から第1の位置に向かって移動させることによって、第2の位置によって解放され得る。動作アクチュエータ126を第2の位置にロックするように構成されたロック機構の構成に関係なく、動作アクチュエータ126は、第1の位置と、第2の位置との間の任意の選択された位置に手動で保持されるように構成され得る。代替的に、動作アクチュエータ126は、第1の位置と、第2の位置との間の1つ又は2つ以上の追加の位置にロックされるように構成され得る。例えば、ロック機構は、シャフト108及び動作アクチュエータ126のうちの一方の上に形成され、シャフト108及び動作アクチュエータ126のうちの他方内に形成された複数の凹部の各々と自動的に解放可能に係合するように構成された凸部を含み得、各凹部は、動作アクチュエータ126がロックされ得る、異なる位置に対応する。別の実施例では、ロック機構は、シャフト108及び動作アクチュエータ126のうちの一方内に形成され、シャフト108及び動作アクチュエータ126のうちの他方上に形成された複数の凸部の各々と自動的に解放可能に係合するように構成された凹部を含み得、各凸部は、動作アクチュエータ126がロックされ得る、異なる位置に対応する。更に別の実施例では、ロック機構は、動作アクチュエータ126上又はその中の第1の磁石と、第1の磁石の動作可能な距離内にあるときに第1の磁石に磁気的に係合するように構成されている、シャフト108上又はその中の複数の追加の磁石と、を含み得、その結果、動作アクチュエータ126は、第1の磁石が、複数の追加の磁石のうちの1つに磁気的に引き付けられているとき、所定の位置に保持される。
上述のように、動作アクチュエータ126は、図1、4A、及び4Bのスライダとして示されている。図5A及び5Bは、ハンドピース220内に配置された一対のボタン226A、226Bの形態の動作アクチュエータ126の別の実装例を示す。ハンドピース220は、ハンドピース120と同様に構成及び使用される。この例示的な実装例では、ワイヤ131と同様に構成及び使用されるワイヤである作動部材231は、マウント133と同様に構成及び使用されるマウント235を介して、ハンドピース220内に固定されている。ボタン226A、226Bの各々は、テンショナ233A、233Bを含む。テンショナ233A、233Bは、ワイヤ231に選択的に係合して、ワイヤ231の張力を変化させ、それにより枢動可能部分110の枢動を引き起こすように構成されている。
図5Aは、枢動可能部分110が枢動されていないことに対応する、第1の位置にある動作アクチュエータ226A、226Bを示す。動作アクチュエータ226A、226Bが第1の位置にあるとき、ワイヤ231は、張力がかかってない状態にある。図5Bは、枢動可能部分110が枢動されていることに対応する、第2の位置にある動作アクチュエータ226A、226Bを示す。動作アクチュエータ226A、226Bが第2の位置にあるとき、ワイヤ231は、張力がかかった状態にある。動作アクチュエータ226A、226Bが作動されると、動作アクチュエータ226A、226Bは、第1の位置から第2の位置に移動し、例えば、ユーザーが、長手方向軸LAに実質的に垂直である第1の移動方向MDに、ボタン226A、226Bの各々を半径方向内側に圧搾すると、張力が、ワイヤ231に印加される。より具体的には、ボタン226A、226Bが圧搾されると、テンショナ233A、233Bが移動してワイヤ231と接触し、半径方向内側に面するテンショナ233A、233Bの湾曲した凸面に対してワイヤ231を変形させることによって、ワイヤ231内に張力を生じさせる。ワイヤ231の変形は、ワイヤ231に、近位力を枢動可能部分110に印加させ、それにより、ワイヤ131に関して上述したものと同様に、枢動可能部分110を枢動点112で枢動させる。ボタン226A、226Bを解放すると、張力が解放され、それにより、枢動可能部分110が、枢動点112で再び枢動して、そのインライン位置に戻ることが可能になる。
動作アクチュエータ226A、226Bのデフォルト状態は、外科医又は他のユーザーが、動作アクチュエータ226A、226Bを第1の位置に保持することを要するとことなく、動作アクチュエータ226A、226Bが第1の位置にあることを可能にする。したがって、枢動可能部分110は、外科医又は他のユーザーによって別段に所望されない限り、そのインライン状態に留まることができる。動作アクチュエータ226A、226Bは、動作アクチュエータ226A、226Bを第1の位置に付勢するように構成されたバネ、弾性バンドなどの付勢要素でデフォルト状態に付勢され得る。例えば、関節鏡は、第1のボタン226Aが第1の位置にあるように、第1のボタン226Aを半径方向外向きに付勢するように構成されている第1の付勢要素と、第2のボタン226Bが第1の位置にあるように、第2のボタン226Bを半径方向外向きに付勢するように構成されている第2の付勢要素と、を含み得る。
動作アクチュエータ226A、226Bは、第2の位置を含む第2の位置までの任意の位置に手動で保持されるように構成され得、それによって、枢動可能部分110が、長手方向軸LAに対して任意の角度で、最大可能な角度位置まで枢動されることを可能にする。代替的又は追加的に、動作アクチュエータ226A、226Bは、1つ又は2つ以上の事前設定された位置において、ハンドピース220に対して所定の位置にロックされるように構成され得る。例えば、関節鏡は、動作アクチュエータ226A、226Bを第2の位置にロックするように構成されたロック機構を含み得る。ロック機構は、動作アクチュエータ126に関して上述したものと同様に、様々な構成のうちのいずれかを有し得る。動作アクチュエータ226A、226Bを第2の位置にロックするように構成されたロック機構の構成に関係なく、動作アクチュエータ226A、226Bは、第1の位置と、第2の位置との間の任意の選択された位置に手動で保持されるように構成され得る。代替的に、動作アクチュエータ226A、226Bは、動作アクチュエータ126に関して上述したものと同様に、第1の位置と、第2の位置との間の1つ又は2つ以上の追加の位置にロックされるように構成され得る。
図6A及び6Bは、ハンドピース320内に配置された回転可能なダイヤルの形態の動作アクチュエータ326としての動作アクチュエータ126の別の実装例を示す。ハンドピース320は、ハンドピース120と同様に構成及び使用される。動作アクチュエータ326は、ハンドピース320内に形成された開口334内に移動可能に着座される。この例示的な実装例では、ワイヤ131と同様に構成及び使用されるワイヤである作動部材331は、ハンドピース320内に配設されている回転可能なダイヤル320の底部333に固定されることによって、ハンドピース320内に固定される。図6A及び6Bは、マウント335に溶接される、マウント335に固縛される、マウント335によって圧着されるなどによって、底部333内のマウント335に固定されたワイヤ331を示す。マウント335は、底部333の内面であり得るか、又は底部333に固定された別個の要素であり得る。底部333は、マウント335から回転可能なダイヤル326の周りに約180°に位置する開口部336をその中に含む。ワイヤ331は、開口部336を通って、底部333内の回転可能なダイヤル326を横切って延在し、マウント335に固定されている。回転可能なダイヤル326は、回転されることによって作動されるように構成され、それにより、ワイヤ331の張力を変化させて、枢動可能部分110を枢動点112で枢動させる。
図6Aは、枢動可能部分110が枢動されていないことに対応する、第1の位置にある動作アクチュエータ326を示す。動作アクチュエータ326が第1の位置にあるとき、ワイヤ331は、張力がかかってない状態にあり、これにより、動作アクチュエータ326のデフォルト状態が、第1の位置であることが可能になる。ワイヤ331のデフォルト状態は、張力がかかってない状態にあり、これにより、動作アクチュエータ326のデフォルト状態が、第1の位置であることが可能になる。図6Bは、枢動可能部分110が枢動されていることに対応する、第2の位置にある動作アクチュエータ326を示す。動作アクチュエータ326が第2の位置にあるとき、ワイヤ331は、張力がかかった状態にある。動作アクチュエータ326が作動されると、動作アクチュエータ326は、第1の位置から第2の位置に移動し、例えば、ユーザーが、回転可能なダイヤルを第1の移動方向MDに回転させると、ワイヤ331が、回転可能なダイヤル326の底部333の外面に沿った巻取りによって変形するので、ワイヤ331に、張力が印加される。張力は、ワイヤ331に、近位力を枢動可能部分110に印加させ、それにより、ワイヤ131に関して上述したものと同様に、枢動可能部分110を枢動点112で枢動させる。回転可能なダイヤル326の解放は、張力を解放させ、それにより、枢動可能部分110は、枢動点112で再び枢動し、回転可能なダイヤル326が、第1の移動方向MDと反対の第2の移動方向に回転するにつれて、そのインライン位置に戻る。この例示的な実装例では、第1の移動方向MDは、反時計回りであり、第2の移動方向は、時計回りであるが、第1の移動方向MDは、時計回りであってもよく、第2の移動方向は、反時計回りであってもよい。
動作アクチュエータ326のデフォルト状態は、外科医又は他のユーザーが、動作アクチュエータ326を第1の位置に保持することを要することなく、動作アクチュエータ326が第1の位置にあることを可能にする。したがって、枢動可能部分110は、外科医又は他のユーザーによって別段に所望されない限り、そのインライン状態に留まることができる。動作アクチュエータ326は、第2の位置を含む第2の位置までの任意の位置に手動で保持されるように構成され得、それによって、枢動可能部分110が、長手方向軸LAに対して任意の角度で、最大可能な角度位置まで枢動されることを可能にする。代替的又は追加的に、動作アクチュエータ326は、1つ又は2つ以上の事前設定された位置において、ハンドピース320に対して所定の位置にロックされるように構成され得る。例えば、関節鏡は、動作アクチュエータ326を第2の位置にロックするように構成されたロック機構を含み得る。ロック機構は、動作アクチュエータ126に関して上述したものと同様に、様々な構成のうちのいずれかを有し得る。動作アクチュエータ326を第2の位置にロックするように構成されたロック機構の構成に関係なく、動作アクチュエータ326は、第1の位置と、第2の位置との間の任意の選択された位置に手動で保持されるように構成され得る。代替的に、動作アクチュエータ326は、動作アクチュエータ126に関して上述したものと同様に、第1の位置と、第2の位置との間の1つ又は2つ以上の追加の位置にロックされるように構成され得る。
図7は、枢動点435でハンドピース420に移動可能に取り付けられたレバーの形態の動作アクチュエータ426としての動作アクチュエータ126の別の実装例を示す。ハンドピース420は、ハンドピース120と同様に構成及び使用される。この例示的な実装例では、ワイヤ131と同様に構成及び使用されるワイヤである作動部材431は、マウント133と同様に構成及び使用されるマウント433を介して、ハンドピース420内に固定される。レバー426は、枢動点435で枢動されることによって作動されるように構成され、それにより、ワイヤ431の張力を変化させて、枢動可能部分110を枢動点112で枢動させる。
図7は、枢動可能部分110が枢動されていないことに対応する、第1の位置にある動作アクチュエータ426を示す。動作アクチュエータ426が第1の位置にあるとき、ワイヤ431は、張力がかかってない状態にある。枢動可能部分110が枢動されることに対応する、第2の位置に動作アクチュエータ426があるとき、ワイヤ431は、張力がかかった状態にある。動作アクチュエータ426が作動されると、動作アクチュエータ426は、第1の位置から第2の位置に移動し、例えば、ユーザーが、レバー426を第1の移動方向MDに、ハンドピース420に向かって押すと、張力が、ワイヤ431に印加される。より具体的には、レバー426が、ハンドピース420に向かって半径方向内側に押され、枢動点435で枢動すると、レバー426に固定されたマウント433が、半径方向外側に移動し、それにより、ワイヤ431を近位方向に引っ張ることによって、ワイヤ431に張力を生じる。ワイヤ431を引っ張ることにより、ワイヤ431が、近位力を枢動可能部分110に印加し、それにより、ワイヤ131に関して上述したものと同様に、枢動可能部分110を枢動点112で枢動させる。レバー426の解放は、張力を解放させ、それにより、枢動可能部分110が、枢動点112で再び枢動して、そのインライン位置に戻ることが可能になる。
動作アクチュエータ426のデフォルト状態は、外科医又は他のユーザーが、動作アクチュエータ426を第1の位置に保持することを要することなく、動作アクチュエータ426が第1の位置にあることを可能にする。したがって、枢動可能部分110は、外科医又は他のユーザーによって別段に所望されない限り、そのインライン状態に留まることができる。動作アクチュエータ426は、第2の位置を含む第2の位置までの任意の位置に手動で保持されるように構成され得、それによって、枢動可能部分110が、長手方向軸LAに対して任意の角度で、最大可能な角度位置まで枢動されることを可能にする。代替的又は追加的に、動作アクチュエータ426は、1つ又は2つ以上の事前設定された位置において、ハンドピース420に対して所定の位置にロックされるように構成され得る。例えば、関節鏡は、動作アクチュエータ426を第2の位置にロックするように構成されたロック機構を含み得る。ロック機構は、動作アクチュエータ126に関して上述したものと同様に、様々な構成のうちのいずれかを有し得る。動作アクチュエータ426を第2の位置にロックするように構成されたロック機構の構成に関係なく、動作アクチュエータ426は、第1の位置と、第2の位置との間の任意の選択された位置に手動で保持されるように構成され得る。代替的に、動作アクチュエータ426は、動作アクチュエータ126に関して上述したものと同様に、第1の位置と、第2の位置との間の1つ又は2つ以上の追加の位置にロックされるように構成され得る。
再び図1及び2を参照すると、関節鏡100のケーブルアセンブリ106は、ハンドピース120を通してシャフト108に様々な機能を提供するように構成されている。ケーブルアセンブリ106は、ハンドピースアセンブリ104に動作可能に結合されて、そのような機能を提供する。この例示的な実装形態におけるように、ハンドピース120の近位端122Bは、ケーブルアセンブリ106と嵌合可能なコネクタ129を含み得る。ケーブルアセンブリ106は、電気導管と、光学導管と、流体導管と、を含み、各導管は、別個のケーブルであり、ハンドピース104は、電気導管、光学導管、及び流体導管の各々のための個々のコネクタ129を含む。代替的に、導管の各々は、ハンドピース120の単一のコネクタ129に結合するように構成されている単一のケーブル内に形成され得る。コネクタ129は、この例示的な実施形態におけるように、ケーブルアセンブリ106と固定的に嵌合され得るか、又はコネクタ129は、ケーブルアセンブリ106に解放可能に結合するように構成され得る。
ハンドピース120は、ケーブルアセンブリ106の導管をシャフト108の内部管腔と動作可能に結合するための少なくとも1つの内部管腔、例えば、シャフト108と同じ数の内部管腔、を含む。この例示的な実装例では、ケーブルアセンブリ106は、第1のケーブル130と、第2のケーブル132と、を含む。第1のケーブル130は、電力及びデータを、例えば、シャフト108又はハンドピース120内に配置された任意のセンサーなどの、関節鏡100の任意のセンサーに、及び関節鏡100の任意のセンサーから伝達するように構成された電線(複数可)を内部に含む第1の導管を含む。作動部材131はまた、第1の導管内に位置し得る。第2のケーブル132は、灌注流体を流体源から、ハンドピース120及びシャフト108の内部管腔のうちの1つ186を通して手術部位に提供するように構成されている第2の導管を含む。第2のケーブル132はまた、負の吸引圧力をハンドピース120及びシャフト108の内部管腔のうちの別の1つ188を通して手術部位に提供するように構成されている第3の導管を含む。
上述のように、関節鏡医療器具100は、シャフト108及びハンドピース120内に配置され得る様々なセンサーを含み得る。図2に示されるように、この例示的な実装例における関節鏡100は、光学データを収集するように構成された光センサー140(例えば、フォトダイオード、フォトトランジスタ、フォトレジスタ、光ファイバカメラ、又は他の光センサー)と、圧力データを収集するように構成された圧力センサー142(例えば、ひずみゲージ、ゲージ圧力センサー、差圧センサー、又は他の圧力センサー)と、温度データを収集するように構成され温度センサー144(例えば、サーミスタ、熱電対、サーミスタ、又は他の温度センサー)と、配向データを収集するように構成された慣性センサー146(例えば、慣性測定ユニット(IMU)、ジャイロスコープ、加速度計、傾斜角スイッチ(水銀フリー)、又は他の慣性センサー)と、を含む。他の実装例では、1つ、2つ、又は3つのセンサーを提供して、光学、慣性、圧力、及び温度データを収集することができるように、単一のセンサー、例えば、複数のセンサー能力を含む単一のチップが、2つ又はそれ以上のパラメータに関するデータを収集するように構成され得る。更に他の実装例では、センサー140、142、144、146のうちの1つ又は2以上が、省略され得る。例えば、関節鏡100は、光センサー140と、慣性センサー146とを含み得るが、圧力センサー142及び/又は温度センサー144を含まない場合がある。
図2は、シャフト108の枢動可能部分110内に配置された光センサー140、圧力センサー142、温度センサー144、及び慣性センサー146を示す。この実装例では、センサー140、142、144、146は、枢動可能部分110内に完全に配設されているように示されており、これは、センサー140、142、144、146を損傷から保護するのに役立ち得る。しかしながら、センサー140、142、144、146のうちの少なくとも1つは、シャフト108の枢動可能部分110内に部分的にのみ配設され得、及び/又は枢動可能部分100に近接したシャフト108内に(完全に又は部分的に)配設され得る。光センサー140、圧力センサー142、温度センサー144、及び慣性センサー146が、枢動可能部分110に(その中に完全に又は部分的に配設されて)位置することは、枢動可能部分110が枢動点112で長手方向軸Lに対して関節動作されるかどうかに関係なく、及び枢動可能部分110が関節動作される状態で、枢動可能部分110が関節動作される角度に関係なく、センサー140、142、144、146が、手術部位において有用な正確なデータを収集することを容易にし得る。例えば、光センサー140が枢動可能部分110内に配置されていることにより、光センサー140が、少なくとも、枢動可能部分110が手術部位に向けられている(又は枢動可能部分110が省略されている場合、シャフト108が手術部位に向けられている)領域を示す画像データを収集することが可能になり、シャフト108が手術部位に挿入された状態で、手術部位の視覚的画像が、ディスプレイに出力されることが可能になる。別の実施例では、圧力及び温度センサー142、144が枢動可能部分110内に配置されていることにより、圧力及び温度センサー142、144が、例えば、灌注及び/又は吸引からの距離に起因して、圧力及び/又は温度が異なっている可能性がある、関心部位に近接したいずれかの位置の代わりに、灌注及び/又は吸引が起こっている関心部位において、圧力及び温度データをそれぞれ収集することが可能になり得る。高周波(RF)エネルギーが組織に適用されている外科手技において、例えば、RFエネルギーが安全に適用されていることを確実にするのを助けるために、圧力データを監視することが、特に重要であり得る。同様に、RFエネルギーが組織に印加されている外科手技において、温度を監視することが、特に重要であり得る。
いくつかの実装例では、関節鏡100は、第1及び第2の慣性センサー146を含み、第1の慣性センサー146は、枢動可能部分110に位置し、第2の慣性センサー146は、ハンドピース120内に配置され、例えば、その中に完全に又は部分的に配設されるか、又はシャフト108内に配置され、例えば、その中に、枢動可能部分110に近接して、完全に又は部分的に配設される。第2の慣性センサー146がシャフト108に位置するか、ハンドピース120に位置するかに関係なく、枢動可能部分110の近位に第2の慣性センサー146を提供することは、枢動点112で枢動され得る枢動可能部分110における、及び長手方向軸LAに対して枢動しない(枢動点112の近位の)シャフト108若しくはハンドピース120における配向データを収集することによって、関節鏡の配向の決定を容易にし得る。
関節鏡100は、光センサー140の遠位に配設されたレンズ114を含む。レンズ114は、手術部位の液体及び/又は固体物質が光センサー140に直接接触することを防止することによって、光センサー140を損傷から保護するように構成されている。いくつかの実装形態では、レンズ114は、光センサー140によって収集された光学データを増強するための倍率などの光学的特徴を提供し得る。
関節鏡100は、レンズ114の遠位に配設され、したがって光センサー140の遠位に配設されたプリズム115を含む。プリズム115は、プリズム115なしで達成可能であるよりも、光センサー140のより大きな視野角を提供するように構成されている。プリズム115は、シャフト108の枢動可能部分110にあり、それにより、プリズム115が、枢動可能部分110、及びそれに取り付けられた光センサー140並びにレンズ114と共に枢動することが、可能になる。例示的な一実装例では、プリズム115は、約30°~約70°の範囲で角度が付けられている。関節鏡視下股関節手術は、従来、2つのスコープ又は他の画像デバイスの使用を伴い、一方は、固定された30°の視野角を有し、他方は、固定された70°の視野角を有する。プリズム115及び枢動可能部分110は、関節鏡100が、30°の視野角と、70°の視野角とを提供することを可能にし、その結果、手術部位において他の器具のために空間が解放され得るように、及び/又はより良好な視覚化の機会を提供するために、及び/又は2つの異なるデバイスのために2つの切開部を作成する必要がないので、患者内に作成される切開部の数が低減され得るように、1つのデバイスを、2つのデバイスの代わりに使用することができる。いくつかの実装例では、プリズム115は省略されているが、約30°~約70°の角度範囲は、枢動可能部分110の枢動を介して関節鏡100で依然として達成され得る。
光センサー140の例示的な実装例としては、カリフォルニア州サンタクララのOmniVision Technologies,Inc.から入手可能なOMV7695センサー、OC01A10センサー、及びOH0A10センサーが挙げられるが、他の光センサーが使用されてもより。
ハンドピース120は、光センサー140の構成された1つ又は2つ以上の機能に対して構成されている1つ又は2つ以上の画像制御アクチュエータ(例えば、ボタン(複数可)、レバー(複数可)など)を含み得る。例えば、ハンドピース120は、オンデマンドで光センサー140に静止画像を収集させる、例えば、制御ユニット160をトリガして、光センサー140に、画像を収集して、収集されたデータを制御ユニット160に送信させるように作動されるように構成された画像制御アクチュエータを含み得る。別の実施例では、ハンドピース120は、光センサーの画像データ収集をオン及びオフするように、例えば、制御ユニット160をトリガして、光センサー140にビデオ画像の収集を開始させるか、又は光センサー140にビデオ画像の収集を停止させるように作動されるように構成された画像制御アクチュエータを含み得る。
例示的な一実装例では、動作アクチュエータ126は、関節鏡100の枢動可能部分110が枢動されていないとき(又は枢動可能部分110が省略されている場合)、プリズム115の角度配向を示すように構成されている。上述したように、動作アクチュエータ126は、ハンドピース120上に配置されている。ハンドピース120の円周の周りの動作アクチュエータ126の半径方向位置は、関節鏡100の枢動可能部分110が枢動されていないとき(又は枢動可能部分110が省略されている場合)にプリズム115が角度付けされている方向に対応する。したがって、外科医又は関節鏡100の他のユーザーは、患者の身体の外側に位置する動作アクチュエータ126を見て、患者の身体内に位置するプリズム115の配向を知ることができ、これは、外科医又は他のユーザーが、関節鏡100の回転位置及び/又は枢動可能部分110の枢動位置を調整するのに役立ち得る。
図8は、関節鏡医療器具100の枢動可能部分110の枢動の例を示す。枢動可能部分110は、図8では、枢動可能部分110が枢動されていないインライン位置に示され、参照番号110でラベル付けされており、及び図8では、枢動可能部分110が枢動点112で枢動されている枢動位置に示され、参照番号110’でラベル付けされている。図8では、1つの枢動位置のみが示されているが、本明細書で論じられるように、枢動可能部分110の多数の枢動位置が可能である。
図8は、インライン位置(参照番号115でラベル付けされたプリズム115)における、及び枢動位置(参照番号115’でラベル付けされたプリズム115)における枢動可能部分110に対応する光センサー140の視野角も示している。枢動可能部分110がインライン位置にある状態で、光センサー140は、視野角VAを有し、この視野角は、この例示的な実装例では約90°であるが、光センサーの特定の構成を仮定すると、別の角度であり得る。プリズム115は、視野角VAが、プリズム115なしで可能であるよりも大きくあることを可能にする。プリズム115がない場合、光センサー140の視野角は、より小さい視野角VAであり、この視野角は、この例示的な実装例では約30°であるが、光センサーの特定の構成を仮定すると、別の角度であり得る。したがって、プリズム115は、光センサー140の視野角を増大するように構成されている。例示的な一実装例では、プリズム115は、約30°~約70°の範囲で角度が付けられており、それに応じて光センサーの視野角を増大させる。この例示的な実装例では、プリズム115は、光センサーの視野角を約60°ほど、例えば、約30°から約90°に増大するように、約60°で角度付けされている。
枢動位置にある枢動可能部分110’の場合、光センサー140は、プリズム115’なしで達成される約30°のより小さい視野角VA’から増大された約90°の視野角VA2’を依然として有する。枢動可能部分110が枢動されることと組み合わせて、プリズム115を光センサー140の遠位に、かつその上に配置することにより、光センサー140は、長手方向軸LAから約90°、及びいくつかの実装例では約90°を超える角度で、画像を収集し得る。例えば、枢動可能部分110’が枢動位置にあるこの例示的な実装例におけるように、約90°の視野角VA’は、光センサー140が、長手方向軸LAから約90°を超える角度で画像を収集することを可能にする。
再び図1及び2を参照すると、光センサー140、圧力センサー142、温度センサー144、及び慣性センサー146が、ケーブル148の形態の電気コネクタを介して制御ユニット160に動作可能に結合されている。ケーブル148は、シャフト108の内部管腔のうちの1つを通過し、ハンドピース120を通ってケーブルアセンブリ106の第1のケーブル130に至り、上述のように電力及びデータの伝達を可能にする。
図2に示されるように、ケーブル130、132の各々は、制御ユニット160に動作可能に結合されている。制御ユニット160は、プロセッサ162と、メモリ164と、記憶デバイス166と、制御ユニット160のプロセッサ162、メモリ164、及び記憶デバイス166を相互接続するシステムバス168と、を含む。プロセッサ162は、メモリ164内及び/又は記憶デバイス166上に記憶された命令を実行して、制御ユニット160の制御機能を提供するように構成されている。いくつかの実装例では、プロセッサ162は、シングルスレッドプロセッサである。他の実装例では、プロセッサ162は、マルチスレッドプロセッサである。メモリ164は、情報を記憶するように構成され、例えば、揮発性メモリユニット又は不揮発性メモリユニットなどのコンピュータ可読媒体である。記憶デバイス166は、制御ユニット160のための大容量記憶装置を提供するように構成されており、例えば、フロッピーディスクデバイス、ハードディスクデバイス、光ディスクデバイス、テープデバイス、不揮発性ソリッドステートメモリなどのコンピュータ可読媒体である。例示的な一実装例では、メモリ164は、プロセッサ162によって実行されるように構成された事前にプログラムされた命令を記憶するように構成され、記憶デバイス166は、収集されたセンサーデータを記憶するように構成されている。本明細書で論じられるように、及び図2の第1のケーブル130及び電気コネクタ148上に矢印で示されるように、センサー140、142、144、146によって収集されたデータは、制御ユニット160に提供され得、これらのデータをプロセッサ162は、記憶デバイス166に記憶させることができる。制御ユニット160はまた、センサー140、142、144、146のうちの1つ又は2つ以上が、データを収集して、収集されたデータを制御ユニット160に提供するための命令などの命令を、ケーブル130、148を介してセンサー140、142、144、146のうちの1つ又は2つ以上に提供するようにも構成され得る。
制御ユニット160は、情報を示すように構成された、例えば、CRTスクリーン、LCDスクリーン、タッチスクリーンなどの表示ユニット172に動作可能に結合されている。表示ユニット172は、ケーブル174を介して制御ユニットのプロセッサ162に動作可能に結合されて、プロセッサ162及び表示ユニット172が、互いに通信することを可能にする。図2のケーブル174上の矢印は、制御ユニット160から表示ユニット172へのデータフローのみを示しているが、表示ユニット172は、例えば、エラー情報、表示ユニット172のユーザーインターフェース(例えば、ボタン(複数可)、タッチスクリーンなど)を介してユーザーによって入力されたユーザー入力などのデータを制御ユニット160に送信するように構成され得る。制御ユニット160は、例えば、プロセッサ162を使用して、制御ユニット160が、ケーブル174を介して表示ユニット172に提供する、光センサー140からの光学画像を表示するための命令、制御ユニット160が、ケーブル174を介して表示ユニット172に提供する、圧力センサー142によって収集された圧力情報を表示するための命令、制御ユニット160が、ケーブル174を介して表示ユニット172に提供する、温度センサー144によって収集された温度情報を表示するための命令、制御ユニット160が、ケーブル174を介して表示ユニット172に提供する、慣性センサー146からの配向情報を表示するための命令などの表示命令及び表示するデータを表示ユニット172に提供するように構成されている。ケーブル174を使用する有線接続の代わりに、制御ユニット160は、追加的又は代替的に、表示ユニット172と無線で通信するように構成され得る。いくつかの実装例では、表示ユニット172及び制御ユニット160は、同じコンピュータシステムの一部、例えば、単一の電子タブレット、単一のラップトップコンピュータなどであり得る。
制御ユニット160、例えば、そのプロセッサ162は、慣性センサー146によって収集された配向データを使用して、光センサー140の配向を決定するように構成されている。例示的な一実装例では、慣性センサー146によって測定される配向データは、角度配向データ及び軸配向データを含む。角度配向データ及び軸配向データを収集することは、光センサーの回転、例えば、光センサー140が、X軸を中心として回転しているか、Y軸を中心として回転しているか、それともZ軸を中心として回転しているか、及び光センサーの並進、例えば、光センサー140が、X軸に沿って並進しているか、Y軸に沿って並進しているか、それともZ軸に沿って並進しているかの決定を可能にすることによって、制御ユニット160による、光センサー140の配向の正確な決定を容易にし得る。
制御ユニット160は、上述のように、光センサー140から光学画像データ、及び慣性センサー146から配向データを受信するように構成されており、配向データを使用して、光学画像データを修正するように構成され得る。修正は、ハンドピース120の回転中及び回転後、例えば、ハンドピース120が長手方向軸LAを中心に回転されている間、表示された光学画像を所望の配向に維持するために、表示ユニット172に出力された光学画像を回転させることを含む。例示的な一実装例では、所望の配向は、直立であるが、横向きなどの別の配向であり得る。
図2に示されるように、複数の入力アクチュエータ124が、第1のケーブル130に動作可能に結合されているケーブル150を介して、制御ユニット160に動作可能に結合されている。入力アクチュエータ124と、制御ユニット160との間の接続は、外科医又は他のユーザーが、複数の入力アクチュエータ124のうちの選択された1つ、例えば、ハンドピース120に対する、したがって入力アクチュエータ124に対するユーザーの現在の手の位置を仮定して、ユーザーにとって最も容易にアクセス可能な、入力アクチュエータ124のうちの1つを作動させることによって、灌注流体を手術部位に提供することを可能にする。入力アクチュエータ124のうちの任意の1つの作動は、入力作動信号を、作動された入力アクチュエータ124からケーブル150に沿って、次いで第1のケーブル130に沿って制御ユニット160に、例えば、そのプロセッサ162に送信させるように構成される。制御ユニットの入力作動信号の受信に応答して、制御ユニット160、例えば、プロセッサ162は、起動信号を、第3のケーブル170に沿って(又は第3のケーブル170に沿う代わりに、ポンプ134と、制御ユニット160との間の無線接続に沿って)ポンプ134を送信されることを引き起こすように構成されている。ポンプ134は、関節鏡100の外部にある外部流体源136に流体的に結合されている。起動信号の受信に応答して、ポンプ134は、灌注流体を流体源136から、第2のケーブル132を通して関節鏡100に、特にハンドピース120に、及び次いで、シャフト108の内部管腔のうちの1つを通して、及びシャフト108から手術部位にポンプ圧送するように構成されている。図2の例示的な実装例では、ポンプ134は、制御ユニット160の外部にあるが、制御ユニット160と統合されてもよい。
ポンプ134は、ポンプ134が、制御ユニット160から停止信号を受信するまで、流体源136から関節鏡100に流体をポンプ圧送し続けるように構成されている。したがって、流体は、手術部位に継続的に提供され得る。制御ユニット160は、作動された入力アクチュエータ124の外科医/ユーザー解放に応答して、停止信号をポンプ134に送信させるように構成されている。作動された入力アクチュエータ124の外科医/ユーザーの解放は、入力信号がそこから制御ユニット160に送信されることを停止し、及び/又は非活性化信号を、非作動にされた入力アクチュエータ124から制御アンニット(control unknit)160に送信させ、それによって制御ユニット160をトリガして、停止信号をポンプ134に送信する。例えば、入力アクチュエータ124がボタンの形態である場合、外科医又は他のユーザーは、ボタンを押し下げて、灌注流体の流れを引き起こすことができ、押されたボタンを解放して、灌注流体の流れを停止させることができる。別の実施例では、入力アクチュエータ124がレバーの形態である場合、外科医又は他のユーザーは、レバーを第1の位置から第2の位置に移動させて、灌注流体の流れを引き起こし、レバーを第2の位置から第1の位置に戻して、灌注流体の流れを停止させることができる。
他の実装例では、入力アクチュエータ124のうちの選択された1つの第1の作動は、制御ユニット160をトリガして、作動信号をポンプ134に送信するように構成され、入力アクチュエータ124のうちの選択された1つの第2の作動(第1の作動で作動される入力アクチュエータ124と同じ又は異なる)は、制御ユニット160をトリガして、停止信号をポンプ134に送信するように構成される。したがって、外科医又は他のユーザーは、流体が手術部位に連続的にポンプ圧送されるように、例えば、ボタンを保持する、レバーに圧力を印加するなど)、連続的に作動させる必要がなく、これにより、流体が手術部位にポンプ圧送されている間、手の疲労が低減され、及び/又は関節鏡100の回転が容易になり得る。
図9は、患者内に、及び手術部位10まで挿入された関節鏡医療器具100を示す。この例示的な実装例では、手術部位10は、患者の肩にあるが、股関節又は膝などの他の場所にあってもよい。図9に示されるように、シャフト108は、関節鏡視下で、患者の皮膚の切開部を通して挿入され、手術部位10に医療器具100の遠位部分と共に位置付けられている。光センサー140は、シャフト108の枢動可能部分110に配置され、外科医が、表示ユニット172上で手術部位10を観察することを可能にする。手術部位10の異なる部分を観察するために、関節鏡100を取り扱う外科医又は他のユーザーは、切開部内のシャフト108を傾斜させることができ、関節鏡100を取り扱う外科医又は他のユーザーは、長手方向軸LAを中心にハンドピース120及びシャフト108(枢動可能部分110を含む)を回転させることができ、及び/又は関節鏡100を取り扱う外科医又は他のユーザーは、動作アクチュエータ126を作動させることによって、枢動可能部分110を枢動させることができる。
図9に示されるように、二次ツール12が、患者内に、及び手術部位10まで挿入され得る。この例示的な実装例では、二次ツール12は、シェーバであるが、第2の関節鏡などの他の二次ツールが使用されてもよい。シェーバ12は、削り取られた組織、削り取られた骨、及び手術部位10からの灌注流体などの材料を、内部を通して除去するように構成された吸引導管14を含む。同じユーザーが、関節鏡100を、例えば、そのハンドピース120を片手で保持し、二次ツール12を、例えば、そのハンドル16を別の手で保持することによって、関節鏡100及び二次ツール12を同時に取り扱うことができる。
図10は、関節鏡医療器具を動作させる例示的な一方法200を示す。方法200は、図1及び2の関節鏡医療器具100に関して説明されるが、本明細書に記載の関節鏡医療器具の他の実装例が、同様に使用され得る。概して、方法200は、手術部位が関節鏡医療器具100でアクセスされる関節鏡視下手技を実行する際に使用され得、光センサー140から出力された光学画像データが、慣性センサー146からの配向データに基づいて修正され、修正された光学画像が、表示ユニット172が手術部位を所望の配向で連続的に示すように、表示ユニット172に出力される。
方法200は、外科医などのユーザーが、シャフト108の遠位端107Aを患者内に、及び手術部位まで挿入することによって、関節鏡医療器具100で手術部位にアクセスすること202を含む。方法200はまた、ユーザーが、ハンドピース120を、長手方向軸LAを中心に回転させること204を含み、これにより、シャフト108(センサー140、142、144、146が位置する枢動可能部分110を含む)も回転される一方で、表示ユニット172上に示される手術部位の画像は、所望の配向に維持される204。画像が、所望の配向に留まるために、光センサー140から制御ユニット160で受信された光学画像データが、慣性センサー146から制御ユニット160に提供された配向データを使用して、制御ユニット160によって修正される。例えば、光センサー140が最初に起動されると、制御ユニット160は、慣性センサー146からの配向データを使用して、光センサー140が直立に配向されるゼロ回転点を決定する。ハンドピース120が、長手方向軸LAに沿って回転されると、制御ユニット160は、収集された配向データに基づいて、ゼロ回転点からの光センサー140の角度位置を測定することができる。手術部位の画像をディスプレイ172に出力する前に、制御ユニット160は、慣性センサー146によって収集された配向データによって示されるのと同じ、ゼロ回転点から光センサー140の角度位置が存在する、長手方向軸LAを中心とした角度量、画像を回転させることによって、画像を修正する。光センサー140が、収集された光学画像データを制御ユニット160に、収集とリアルタイムで送信するように構成されているので、制御ユニットの光学画像データの修正は、光学画像データの収集とリアルタイムで行われる。慣性センサー146はまた、その収集された配向データをリアルタイムで制御ユニット160に送信するようにも構成されている。したがって、ハンドピース120及びシャフト108の回転と、修正された画像の表示ユニット172への出力との間の遅延は、ほとんどないかあるいは全くない。
圧力及び温度センサー142、144はまた、それぞれの収集された圧力及び温度データを、収集とリアルタイムで送信するようにも構成され得、そのため、圧力及び温度情報が、表示ユニット172上にリアルタイムで示され得、表示ユニット172上に示される情報を監視している外科医及び/又は他の医療従事者に正確な最新情報を提供するのに役立つ。
図11A~11Cは、ハンドピースの回転204、及び画像182が表示ユニット172上で所望の配向に維持されていること204の一実装例を示す。画像182は、例示及び理解を容易にするために図5A~5Cでは笑顔であるが、使用時には、手術部位10の画像であろう。
図11Aに示されるように、光センサー140の角度位置APは、ゼロ回転点ZRに配置され、例えば、光センサーの角度位置APと、ゼロ回転点ZRとが整列されている。この相対的な位置付けは、例えば、電力が、外科手技中に光センサー140に最初に提供されるとき、及び/又は制御ユニット160が、光センサー140に、外科手技中最初に光学データの収集を開始させるときなど、光センサー140の初期起動に対応する。光センサー140の角度位置APが、ゼロ回転点ZRと整列されると、画像データは、収集された際に既に所望の配向にあるので、制御ユニット160は、収集された光学画像を修正する必要はない。ゼロ回転点ZRは、光学画像182も示している表示ユニット172上の参照画像180として描かれている。例示的な一実装例では、画像180は、光センサー140がゼロ回転点ZRからどの程度回転されているかを外科医及び/又は他の医療従事者に示すように、表示ユニット172上に表示される。しかしながら、いくつかの実装例では、参照画像180が表示ユニット172上に表示されず、これは、表示ユニット172上の乱雑さを低減するのに役立ち得る。この例示的な実装例では、参照画像180は、星形であるが、航空計器上のものと同様の水平儀(人工水平儀)、円形、三角形、テキスト(例えば、「zero」、「zero point」、「reference」、「ZR」など)、正方形、家屋(家庭)アイコンなどの他の形態を有してもよい。この例示的な実装例では、所望の配向は、目が上部にあり、口が底部にある直立に配向された笑顔によって示されるように、直立であるが、例えば、目が右にあり、口が左にある、右方向の横向き、又は、例えば、目が左にあり、口が右にある、左方向の横向きなどの他の配向も可能である。
ハンドピース120が、図11Aの位置から長手方向軸LAを中心として回転方向RDに回転されると、光センサー140も、長手方向軸LAを中心に回転する。回転方向RDは、図11Aの例示的な実装例では時計回りであるが、回転方向RDは、反時計回りであってもよい。光センサー140を回転方向RDに回転させると、光センサー140の角度位置APは、もはやゼロ回転位置ZRと整列されず、それにより、図11Bに示されるように、ゼロ回転位置ZRからの光センサー140の角度変位ADをもたらす。制御ユニット160は、慣性センサー146によって収集され、制御ユニット160に送信された配向データによって、角度変位ADを通知される。図11Bは、角度変位を約90°であるとして、例えば、ゼロ回転点ZRと、光センサー140の角度位置APとの間の約90°の角度を示しているが、他の角度変位ADが可能である。制御ユニット160は、慣性センサー146からの配向データに基づいて、例えば、角度変位ADに基づいて、光センサー140から制御ユニット160に送信された光学画像データを修正する。図11Bは、表示ユニット172上の修正された画像182及び参照画像180を示す。参照画像180によって表されるゼロ回転点ZRは、図11Aに示されるその初期位置から、表示ユニット172上で約90°回転されているが、角度変位ADが0°である、図11Aに示される画像182と比較して、画像182は、所望の配向に留まっている。
ハンドピース120が、図11Bの位置から、長手方向軸LAを中心として回転方向RDに更に回転されると、制御ユニット160は、それに応じて表示ユニット172上に表示するために、画像182を修正する。図11Cは、角度変位ADが約180°であるとして、例えば、ゼロ回転点ZRと、光センサー140の角度位置APとの間の約180°の角度を示しているが、上記のように、他の角度変位ADが可能である。参照画像180によって表されるゼロ回転点ZRは、図11Aに示されるその初期位置から、表示ユニット172上で約180°回転され、図11Bに示されるその第1の中間位置から、表示ユニット172上で約90°回転されているが、図11Cに示されるその第2の中間位置の画像182は、図11A及び11Bに示される画像182と比較して、所望の配向に留まっている。
制御ユニット160は、関節鏡100が回転されるときに、表示ユニット172を連続的に更新するように構成されており、そのため、画像182は、所望の配向に留まり、参照画像180(表示ユニット172上に存在する場合)は、画像182に対して正確に位置付けられる。制御ユニット160はまた、ズームインされる場合、ズームアウトされる場合、異なる要素(複数可)が光センサーの視野内及び視野外に移動するときなどに画像182を更新することによってなど、他の方法で表示ユニット172を連続的に更新する一方、画像182を表示ユニット172上の所望の配向に、かつ参照画像180を、表示ユニット172上で画像182に対して同じ相対位置に維持するようにも構成されている。
再び図10を参照すると、方法200はまた、関節鏡100の温度センサー144を使用して、手術部位10の温度を測定すること206と、関節鏡100の圧力センサー142を使用して、手術部位10の圧力を測定すること208と、を含む。温度及び圧力測定値は、上述のように、制御ユニット160に送信され、制御ユニットは、表示ユニット172上でのリアルタイム表示のために、圧力及び温度情報を表示ユニット172に出力し得る。
図10に示される方法200は、関節鏡の回転202が、温度測定204の前に起こり、温度測定206が、圧力測定206の前に起こることを示しているが、回転202、温度測定204、及び圧力測定206は、他の順序で起こってもよく、他の2つのアクション202、204、206のいずれかが起こる前に、同じアクション(例えば、回転202、温度測定204、又は圧力測定206)が2回以上連続して起こる状態で起こってもよく、各々が、外科手技の実行を通して複数回起こってもよい。
関節鏡医療器具100で手術部位を202にアクセスすることは、挿入ツールの使用を含み得る。概して、挿入ツールは、手術部位への関節鏡医療器具100の安全かつ容易な誘導を容易にし得る。挿入ツールは、様々な構成を有し得る。
図12A及び12Bは、関節鏡、例えば、関節鏡医療用具100又は本明細書に記載の他の関節鏡視医療器具の手術部位への挿入を容易にするように構成された挿入ツール600の一実装例を示す。挿入ツール600は、閉塞具602と、閉塞具602に解放可能に固定されたガイド部材604(本明細書では「スレッド」とも呼ばれる)と、を含む。閉塞具602は、ハンドル603と、ハンドル603から遠位に延在する細長いシャフト606と、を含み得る。細長いシャフト606は、先細の遠位端607Aを含む。ハンドル603は、例えば、手によって、又はハンドル603に対して遠位に押すツールによって遠位方向に加えられる挿入力を受けて、挿入ツール600を患者の身体内、及びその中の手術部位に挿入するように構成されている。シャフトの遠位端607Aのテーパ形状は、挿入ツール600が切開部を通して前進されるにつれて、例えば、メス又は他の切断ツールで皮膚に切り込まれた、患者の皮膚内に予め形成された切開部を広げることによって、患者の体内への挿入ツール600の挿入を支援するように構成されている。他の実装例では、先細の遠位端607Aは、患者の皮膚内に切開部を形成し、次いで、挿入ツール600が切開部を通して前進されるにつれて切開部を広げるように構成された鋭い刃を含み得る。
スレッド604は、その長さに沿って延在するガイドチャネル610を含む。ガイドチャネル610は、スレッド604の外面に沿っている。閉塞具602は、ガイドチャネル610内に解放可能に着座されて、スレッド604に解放可能に固定されるように構成されている。閉塞具602及びガイドチャネル610は、細長シャフト606及びハンドル603を含む閉塞具602が、摩擦嵌合でガイドチャネル610内に着座されるように構成されるようなサイズ及び形状を有する。少なくともスレッド604と、細長いシャフト606との間の摩擦嵌合は、患者の身体内への、及び患者内の手術部位への挿入ツール600の挿入中、閉塞具602及びスレッド604が一緒に嵌合したままであることを確実にするのに役立ち得る。図12A及び12Bに示されるように、ハンドル603が、スレッド604の近位に位置付けられるようにガイドチャネル610内に着座されるように構成されていることは、挿入ツール600が、患者の身体内へ、及び手術部位へ遠位に前進されるときに、スレッド604及び閉塞具602が、互いに対して固定位置に留まることを確実にするのに役立ち得る。閉塞具602は、例えば、ハンドル603によって閉塞具602を近位に引っ張って、閉塞具602をガイドチャネル610外に摺動させることによって、スレッド604から解放されるように構成されている。
関節鏡100又は本明細書に記載の他の関節鏡などの関節鏡と共に挿入ツール600を使用する方法の一実装例では、挿入ツール600が、手術部位において所望の位置まで前進されると、閉塞具602が、ガイド部材604から解放される。閉塞具602は、例えば、ハンドル603を近位に引っ張って、切開部を通して、及び切開部の外に閉塞具602を移動させることによって、手術部位から、及び患者の身体から取り外される。細長いシャフト606は、閉塞具の取り外し中、ガイドチャネル610内で近位に摺動する。閉塞具602が、ガイドチャネル610から解放され、手術部位及び患者の身体から取り外された後、ガイド部材604は、切開部内及び手術部位に位置付けられたままである。ガイド部材604は、ガイド部材604が切開部を通って手術部位まで延在する状態で、ガイド部材604の近位部分が、患者の身体の外側に位置し、ガイド部材604の遠位部分が、患者の身体内に位置することを可能にする長さを有する。次いで、関節鏡医療器具100又は本明細書に記載の他の関節鏡のシャフト108が、ガイドチャネル610内に着座され、遠位に摺動されて、手術部位にアクセスし得る。関節鏡100は、ガイドチャネル610からの挿入部材602の解放に関して上述したものと同様に、後でガイド部材604から解放され得る。関節鏡100及び/又は1つ又は2つ以上の他のツールが、ガイドチャネル610内に着座及び摺動されて、手術部位にアクセスし得る。ガイド部材604が、切開部を部分的に開放状態に維持するので、ガイド部材604は、新しい切開部を作成する必要なしに、関節鏡100及び/又は他のツールの取り外し及び再挿入を可能にする。
上述のように、例示的な一実装例では、単一のコネクタであれ、複数のコネクタであれ、コネクタは、電気的、光学的、及び流体的機能を提供するように構成されている複数のケーブルに接続することによって、関節鏡のための全ての電気的、光学的、及び流体的接続をなすように構成されている。複数のケーブルはまた、制御ユニットに動作可能に結合するようにも構成されている。コネクタは、複数のケーブルの遠位端にあり、制御ユニットは、複数のケーブルの近位端にある。図1及び2は、コネクタ129が、第1及び第2のケーブル130、132を含むケーブルアセンブリ106の遠位端にあり、制御ユニット160が、ケーブルアセンブリ106の近位端にある、そのような一実装例を示す。図1及び2は、ケーブルアセンブリ106の遠位端にあるコネクタ129を示し、図2は、制御ユニット160に動作可能に結合された、ケーブルアセンブリ106の近位端を示す。
複数のケーブルは、様々な方法で、制御ユニットに動作可能に結合するように構成され得る。図13は、制御ユニットに動作可能に結合するように構成されたケーブルコネクタ190の一実装例を示す。ケーブルコネクタ190は、ケーブルアセンブリ191の近位端にあり、例えば、制御ユニット700(以下で更に論じられる)又は本明細書に記載の制御ユニットの他の実装例などの制御ユニットに動作可能に結合するように構成されている。ケーブルアセンブリ191は、概して、図1及び2のケーブルアセンブリ106と同様に構成及び使用される。この例示的な実装例におけるケーブルアセンブリ191は、第1のケーブル193と、第2のケーブル195と、を含む。第1のケーブル193は、電線(複数可)を含む第1の導管を含み、ケーブルアセンブリ106の第1のケーブル130に関して上述したものと同様に構成及び使用される。第2のケーブル195は、流体源から灌注流体を提供するように構成されている第2の導管を含み、ケーブルアセンブリ106の第2のケーブル132の第2の導管に関して上述したものと同様に構成及び使用される。この例示的な実装例では、第2のケーブル195は、吸引のための第3の導管を含まない。
ケーブルコネクタ190は、電気コネクタ192と、流体コネクタ194と、を含む。電気コネクタ192は、制御ユニットの対応する電気コネクタに動作可能に結合するように構成され、流体コネクタ194は、制御ユニットの対応する流体コネクタに動作可能に結合するように構成されている。図14は、そのような制御ユニットの電気及び流体コネクタの一実装例を示す。電気コネクタ192は、以下で更に論じられる、制御ユニット700のケーブルポート704で、対応する電気コネクタ702に動作可能に結合するように構成されている。電気コネクタ192が、制御ユニットの電気コネクタ702に動作可能に結合された状態で、制御ユニット700は、第1のケーブル130を介して関節鏡100に電力を提供し得、データは、関節鏡100から制御ユニット700に、及び/又は制御ユニット700から関節鏡100に、第1のケーブル191を介して通信され得る。流体コネクタ194は、制御ユニット700のケーブルポート704で、対応する流体コネクタ706に動作可能に結合するように構成されている。流体コネクタ194が、制御ユニットの流体コネクタ706に動作可能に結合された状態で、制御ユニット700は、第2のケーブル193を介して流体灌注を提供し得る。
ケーブルコネクタ190はまた、ケーブルコネクタ190の制御ユニット700への確実な解放可能な接続を容易にするように構成された固定部材196を含む。図14の実装例におけるように、制御ユニット700は、固定部材196にしっかりと解放可能に係合するように構成されている、ケーブルポート704の対応する固定部材708を含み得る。ケーブルコネクタ190及び制御ユニット700のうちの一方の固定部材196、708は、雄部材、例えば、ピン(複数可)、尖った先(複数可)などを含み得、ケーブルコネクタ190及び制御ユニット700のうちの他方の固定部材196、708は、対応するサイズ及び形状の雌部材、例えば、穴(複数可)、ブラインドボア(複数可)などを含み得る。
ケーブルコネクタ190に解放可能に接続するように構成された制御ユニットは、上述のように、様々な構成を有し得る。図2は、そのような制御ユニット160の一実装例を概略的に示す。図15及び16の制御ユニット700は、制御ユニット160の一実装例である。
図15及び16の例示的な実装例では、制御ユニット700は、ポンプを含むが、他の実装例では、ポンプ134及び制御ユニット160を有する図2に示されるように、ポンプは、制御ユニットに動作可能に結合するように構成された別個のユニットであり得る。制御ユニット700のポンプは、この例示的な実装例では、蠕動ポンプを含むが、ポンプは、他の構成を有してもよい。制御ユニット700のポンプは、概して、図2のポンプ134と同様に構成及び使用される。制御ユニット700は、制御ユニット700のポンプに動作可能に結合するように構成されたカートリッジ(本明細書では「カセット」とも呼ばれる)に解放可能に結合するように構成されている。図16は、そのようなカートリッジ710の一実装例を示す。制御ユニット700は、内部にカートリッジ710を解放可能に着座させるように構成されたカートリッジホルダ712を含む。カートリッジ710及びカートリッジホルダ712は、この例示的な実装例では、相補的な矩形形状を有するが、他の相補的な形状を有してもよい。図16は、カートリッジホルダ712内にまだ着座されていないカートリッジ710を示す。矢印714は、カートリッジホルダ712内へのカートリッジ710の挿入方向を示す。カートリッジ710は、カートリッジホルダ712内に着座されると、矢印714の方向とは反対の方向にカートリッジホルダ712から取り外されるように構成されている。
チュービング716は、カートリッジ710から延在し、概して図2の流体源136と同様に構成及び使用される流体源に結合するように構成されている。カセット710が制御ユニット700に動作可能に結合された状態で、制御ユニット700のポンプは、流体を流体源からチュービング716を通して流体コネクタ706に、及び制御ユニット700から流体コネクタ706を通してケーブルアセンブリ106の流体コネクタ内にポンプ圧送するように構成されており、この流体コネクタ194を通して流体が、関節鏡100からの出力のために、第2のケーブル193、例えば、その第2の流体導管内にポンプ圧送される。カセット710は、様々な構成を有し得る。カセットの例示的な実装例は、2010年12月28日に発行された、「Cassette For Irrigation Or Aspiration Machine For Endoscopy」と題する、参照によりその全体が本明細書に援用される米国特許第7,857,792号に更に記載されている。
チュービング716は、カートリッジ710の出口ポート718と流体連通している。制御ユニット700は、流体的に密閉された関係で出口ポート718に動作可能に結合するように構成された入口ポート(図16では不明瞭)を含む。カートリッジ710が制御ユニット700に結合された状態で、出口ポート718は、制御ユニットの流体コネクタ706と流体連通するように構成されている。したがって、流体は、流体源からチュービング716を通してカートリッジ710内に、カートリッジ710から出口ポート718を通して制御ユニット700内に、及び制御ユニット700から流体コネクタ706を通るように、ポンプ圧送され得る。
カートリッジ710は、使い捨てされる、例えば、医療廃棄物として廃棄されるか、又は完全に又は部分的にリサイクルされるように構成されている。したがって、カートリッジ710は、単一回の使用後、例えば、外科手技において患者に使用した後、廃棄され得る。制御ユニット700は、再利用可能であるように構成され、したがって、異なる患者で各々実行される複数の外科手技で使用され得る。制御ユニット700は、典型的には、例えば、外側ハウジング、チュービング716などのカートリッジ710の要素よりも、製造及び組み立てが高価かつ/又は複雑である、プロセッサ、メモリ、ポンプなどの要素を含む。したがって、制御ユニット700が再利用可能であることは、そのより高価及び/又はより複雑な要素が、単一回の使用後に廃棄さなければならないのではなく、再利用されることを可能にし得る。制御ユニット700が、カートリッジに解放可能に結合するように構成されていることは、各々が異なる種類の流体源に動作可能に結合するように構成されたカートリッジ、各々が異なるサイズのチュービングを含むカートリッジなど、様々な異なるカートリッジに制御ユニット700が結合することを可能にし、それにより、外科医及び/又は他の医療従事者が、カートリッジが使用される特定の外科手技に最も適したカートリッジを選択することを可能にする。
図17及び18は、ケーブルコネクタに動作可能に結合するように構成された制御ユニット800の別の実装例を示す。制御ユニット800は、図2の制御ユニット160の別の実装例であり、概して、図15及び16の制御ユニット700と同様に構成及び使用される。
図15及び16の制御ユニット700は、例えばカートリッジ710などのカートリッジが、制御ユニット700の背面で制御ユニット700に結合されるように構成されるバックローディングユニットとして構成されている。例えばケーブルアセンブリ106などのケーブルアセンブリが延在する制御ユニット700の前面は、例えば、ケーブルアセンブリの制御ユニット700への接続、及び制御ユニット700からの切断を容易にするため、及びユーザー入力を受信し、及び/又は情報をユーザーに表示するように構成された、制御ユニット700の前面上のユーザーインターフェース720のユーザー視認を容易にするために、典型的には、制御ユニット700の使用中にアクセス可能及び視覚的に観察可能であることが望ましい。制御ユニット700がバックローディングであることは、カートリッジ710及びチュービング716を、ケーブルポート704及びユーザーインターフェースから制御ユニット700の反対側に置くことによって、このアクセス可能性及び視覚的観察を促進し得る。図17及び18の制御ユニット800は、カートリッジが、制御ユニット800の側面で制御ユニット800に結合されるように構成されるサイドローディングユニットとして構成されている。例示的な実装例では、この側面は、制御ユニット800の右側として示されているが、その代わりに左側にあってもよい。制御ユニット800がサイドローディングであることは、制御ユニット800のアクセス可能性及び視覚的観察を依然として可能にする一方で、外科手技の前、外科手技の間、及び/又は外科手技の後にユーザーがアクセスするのがより容易であり得る位置に、制御ユニットのカートリッジホルダ802を提供する。制御ユニットは、カート、棚、又は背面を有する、背面で壁に当接する、若しくは背面で壁に対向する他の支持部材上にある間に使用され得る。したがって、制御ユニットの背面は、少なくともいくつかの状況において、制御ユニットの側面よりも、ユーザーがアクセスすることが困難であり得る。したがって、制御ユニット800がサイドローディングであることは、バックローディングの制御ユニットよりも、ユーザーにとってより容易にアクセス可能な位置にあることによって、カートリッジの制御ユニット800への接続、及び制御ユニット800からの切断を容易にし得る。
制御ユニット800は、概して制御ユニット700のカートリッジホルダ712と同様に構成及び使用されるカートリッジホルダ802を含む。カートリッジホルダ802に結合することによって、制御ユニット800に動作可能に結合するように構成されたカートリッジ804の一実装例が、図18に示されている。カートリッジ804は、概して図16のカートリッジ710と同様に構成及び使用される。上述のように、カートリッジの例示的な実装例が、2010年12月28日に発行された、「Cassette For Irrigation Or Aspiration Machine For Endoscopy」と題する米国特許第7,857,792号に更に記載されている。
図17及び18の例示的な実装例では、ケーブルコネクタに動作可能に結合するように構成されたケーブルポート806は、制御ユニット800の第1のケーブルポート808と、カートリッジ804の第2のケーブルポート810とによって画定される。カートリッジ804が制御ユニット806に動作可能に結合されている状態で、例えば、カートリッジ804が、カートリッジホルダ802によって受容された状態で、第1及び第2のケーブルポート808、810が、互いに整列されて、ケーブルコネクタに解放可能に結合するように構成されたケーブルポート806を形成する。
図18は、ケーブルポート806に動作可能に結合するように構成された一実装例ケーブルコネクタ812を示す。ケーブルコネクタ812は、ケーブルアセンブリ814の近位端にあり、制御ユニット800又は本明細書に記載の制御ユニットの他の実装例に動作可能に結合するように構成されている。ケーブルアセンブリ814は、概して図1及び2のケーブルアセンブリ106と同様に構成及び使用される。この例示的な装例では、ケーブルアセンブリ814は、第1のケーブル816と、第2のケーブル818と、を含む。第1のケーブル816は、電線(複数可)を含む第1の導管を含み、ケーブルアセンブリ106の第1のケーブル130に関して上述したものと同様に構成及び使用される。第2のケーブル818は、流体源から灌注流体を提供するように構成されている第2の導管を含み、ケーブルアセンブリ106の第2のケーブル132の第2の導管に関して上述したものと同様に構成及び使用される。この例示的な実装例では、第2のケーブル818は、吸引のための第3の導管を含まない。
ケーブルコネクタ812は、図13の電気コネクタ192と同様に構成及び使用される電気コネクタ(図18では不明瞭)をみ、図13の流体コネクタ194と同様に構成及び使用される流体コネクタ(図18では不明瞭)を含み、図13の固定部材196と同様に構成及び使用される固定部材(図18では不明瞭)を含む。ケーブルコネクタ812の電気コネクタが、制御ユニットの電気コネクタ(図18では不明瞭)に動作可能に結合された状態で、制御ユニット800は、第1のケーブル816を介して関節鏡に電力を提供し得、データは、関節鏡から制御ユニット800に、及び/又は制御ユニット800から関節鏡に、第1のケーブル816を介して通信され得る。ケーブルコネクタ812の流体コネクタが、制御ユニットの流体コネクタ(図18では不明瞭)に動作可能に結合された状態で、制御ユニット800は、第2のケーブル818を介して流体灌注を提供し得る。図14の実装例におけるように、ケーブルポート806は、ケーブルコネクタ812の固定部材にしっかりと解放可能に係合するように構成されている、対応する固定部材(図18では不明瞭)を含み得る。
図17及び18の実装例では、制御ユニット800は、ポンプ820を含むが、他の実装例では、ポンプ134及び制御ユニット160を有する図2に示されるように、ポンプは、制御ユニットに動作可能に結合するように構成された別個のユニットであり得る。この例示的な実装例では、ポンプ820は、第1の蠕動ポンプ822と、第2の蠕動ポンプ824とを含むが、ポンプは、他の構成を有してもよい。ポンプ820は、概して図2のポンプ134と同様に構成及び使用される。
灌注チュービング820は、カートリッジ804から延在し、概して図15のチュービング716と同様に構成及び使用される。灌注チュービング820は、概して図2の流体源136と同様に構成及び使用される流体源826に結合するように構成されている。この例示的な実装例では、流体源826は、静脈内(IV)バッグを含むが、他の構成を有してもよい。カセット804が制御ユニット800に動作可能に結合された状態で、第1のポンプ822は、流体828を流体源826から灌注チュービング820を通して、ケーブルポート806にあるカートリッジ804の流体コネクタへ、及びカートリッジ804から流体コネクタを通して、ケーブルアセンブリ814の流体コネクタ内へポンプ圧送するように構成されており、この流体コネクタを通して流体828が、関節鏡からの出力のために、第2のケーブル818、例えば、その第2の導管内にポンプ圧送される。この例示的な実装例では、流体828は、生理食塩水を含むが、水又は他の灌注流体を含んでもよい。
この例示的な実装例では、カートリッジ804は、そこから延在する吸引チュービング830を含む。吸引チュービング830は、吸引チュービング830を通して吸引された固体及び/又は液体物質が収集され得る流出口832に動作可能に結合するように構成されている。この例示的な実装例では、流出口832は、収集容器又は他の封じ込め機構に動作可能に結合された壁出口であるが、他の構成を有してもよい。カセット804が制御ユニット800に動作可能に結合された状態で、第2のポンプ824は、流出口832に向かって近位方向に吸引を提供するように、吸引力を吸引チュービング830に提供するように構成されている。吸引チュービング830は、吸引チュービング830を通して提供される吸引力を介して、手術部位に吸引を提供するように構成された手術道具838に動作可能に結合されるように構成されている。この例示的な実施形態では、手術道具838は、シェーバであるが、当業者によって理解されるように、吸引機能を有する様々な手術道具が、使用され得る。手術道具838は、吸引チュービング830に、したがってカートリッジ804に固定的に結合され得るか、又は吸引チュービング830は、手術道具838に解放可能に結合されるように構成され得る。この例示的な実施形態におけるように、吸引チュービング830が、手術道具838に解放可能に結合可能であることは、吸引チュービング830及びカートリッジ804が、使い捨てされることを可能にする一方で、手術道具が、再利用可能であることを可能にし得る。
この例示的な実装例では、カートリッジ804及び制御ユニット800は、対応する回路接続部834、836を含む。カートリッジ804の回路接続部834は、カートリッジ804がカートリッジホルダ802によって受容された状態で、制御ユニット800の回路接続部836に動作可能に結合するように構成されている。回路接続部834、836が、一緒に動作可能に結合されることは、様々な機能、例えば、制御ユニット800が、カートリッジホルダ802へのカートリッジ804の結合を検出することができること、例えば、カートリッジ804の信頼性を検証する、カートリッジ804の制御ユニット800との適合性を検証する、第1及び第2のポンプ822、824を制御して、灌注及び吸引チュービング820、830を通る流れを安全に制御するために使用するように制御ユニット800が構成され得る旨のポンピング情報をカートリッジホルダ802から受信することができるように制御ユニット800をトリガする、関節鏡に動作可能に結合された、関節鏡の任意のライト(複数可)を点灯させるように制御ユニット800をトリガするなどのために使用するように制御ユニット800が構成され得る旨の識別情報を、制御ユニット800が、カートリッジホルダ802から受信することができることなど、を可能にする。
カートリッジ804は、図16のカートリッジ710に関して上述したものと同様に使い捨てに構成されている。制御ユニット800は、図15及び16の制御ユニット700に関して上述したものと同様に再利用可能に構成されている。
図19は、図17の制御ユニット800に動作可能に結合するように構成されたカートリッジ900の別の実装例を示す。カートリッジ900は、概して図18のカートリッジ804と同様に構成及び使用され、例えば、流体源904に結合するように構成され、かつ第1のポンプ822によってポンプ圧送されるように構成された灌注チュービング902を含み、流出口908に結合するように構成され、かつ第2のポンプ824によってポンプ圧送されるように構成された吸引チュービング906を含み、制御ユニットの回路接続部836に結合するように構成された回路接続部910を含む。吸引チュービング906は、図18の吸引チュービング830に関して上述したものと同様に、手術道具838に動作可能に結合されるように構成されている。カートリッジ900は、図16のカートリッジ710に関して上述したものと同様に、使い捨てに構成されている。上述のように、カートリッジの例示的な実装例が、2010年12月28日に発行された、「Cassette For Irrigation Or Aspiration Machine For Endoscopy」と題する米国特許第7,857,792号に更に記載されている。
図19の例示的な実装例では、関節鏡のケーブルアセンブリは、制御ユニット800に結合されたときに、制御ユニット800と、カートリッジ904とによって画定されるケーブルポートに動作可能に結合されていない。代わりに、第1及び第2のケーブル914、916を含むケーブルアセンブリ912が、カートリッジ904から延在する。ケーブルアセンブリ912は、関節鏡918に動作可能に結合するように構成されている。関節鏡918は、図1及び2の関節鏡100と同様に構成及び使用される。この例示的な実装例では、関節鏡918は、ケーブルアセンブリ912に解放可能に結合するように構成されているが、他の実装例では、ケーブルアセンブリ912に固定的に結合され得る。第1及び第2のケーブル914、916は、図1及び2の第1及び第2のケーブル130、132と同様に構成及び使用される。第1のケーブル914は、電線(複数可)を含む第1の導管を含み、ケーブルアセンブリ106の第1のケーブル130に関して上述したものと同様に構成及び使用される。第2のケーブル916は、流体源から灌注流体を提供するように構成されている第2の導管を含み、ケーブルアセンブリ106の第2のケーブル132の第2の導管に関して上述したものと同様に構成及び使用される。この例示的な実装例では、第2のケーブル916は、吸引のための第3の導管を含まない。代わりに、上述のように、吸引チュービング930は、手術道具838を介して手術部位に吸引機能を提供するように構成されている。
本明細書に開示される装置は、1回の使用後に廃棄されるように設計することができ、又は複数回使用されるように設計することができる。しかしながら、いずれの場合も、装置は、少なくとも1回の使用後に再使用のために再調整することができる。再調整には、装置の分解工程、それに続く洗浄工程又は特定の部品の交換工程、及びその後の再組み立て工程の任意の組み合わせを含むことができる。具体的には、装置は分解することができ、装置の任意の数の特定の部品又は部分を、任意の組み合わせで選択的に交換するか又は取り外すことができる。特定の部品の洗浄及び/又は交換時に、デバイスは、少なくとも1回の使用後に、再使用のために再調整され得る。再調整には、装置の分解工程、それに続く洗浄工程又は特定の部品の交換工程、及びその後の再組み立て工程の任意の組み合わせを含むことができる。具体的には、装置は分解することができ、装置の任意の数の特定の部品又は部分を、任意の組み合わせで選択的に交換するか又は取り外すことができる。特定の部分を洗浄及び/又は交換した後、装置を後の使用のために、再調整施設で、又は外科手技の直前に外科チームによってのいずれかで再度組み立てることができる。当業者であれば、装置の再調整が、分解、洗浄/交換、及び再組み立てのための様々な技術を利用できることを理解するであろう。かかる技術の使用、及び結果として得られる再調整された装置は、全て本出願の範囲内にある。
上述の実施形態に基づいて、関節鏡医療器具及びアセンブリ、並びに方法の更なる特徴及び利点が、当業者には理解されよう。したがって、本開示は、添付の特許請求の範囲によって示される場合を除き、具体的に示され、かつ説明されている内容によって限定されるものではない。本明細書に引用される全ての刊行物及び文献は、それらの全容を本明細書に明示的に援用する。
本開示は、実施例を通して、本明細書で提供される開示全体の文脈内でのみ説明されている。本開示の全体的な範囲から逸脱することなく、特許請求の範囲の趣旨及び範囲内の修正を行い得ることが理解されよう。
〔実施の態様〕
(1) 関節鏡であって、
近位端と、遠位端と、それらの間に延在する長手方向軸と、を含むハンドピースと、
前記ハンドピースからその前記長手方向軸に沿って遠位に延在するシャフトであって、前記シャフトが、関節鏡下で患者の身体内に前進されるように構成され、複数の管腔が、前記シャフトを通って延在し、前記複数の管腔のうちの少なくとも1つが、内部を通して流体を通過させるように構成されており、前記複数の管腔のうちの少なくとも1つが、内部を通って延在する電線を有するように構成されている、シャフトと、
前記シャフトの遠位部分にある光センサーであって、画像データを収集するように構成されている、光センサーと、
前記光センサーによって収集された前記画像データの配向を示す配向データを収集するように構成された慣性センサーと、を備える、関節鏡。
(2) 前記ハンドピースの外面上に配置されている複数の入力アクチュエータを更に備え、前記入力アクチュエータの各々が、ユーザーによって作動され、それにより、前記入力アクチュエータのうちのどの入力アクチュエータが作動されるかに関係なく、同じ機能を発生させるように構成されている、実施態様1に記載の関節鏡。
(3) 前記機能が、内部を通して流体を通過させるように構成されている、前記複数の管腔のうちの前記少なくとも1つを通して灌注流体を提供することを含む、実施態様2に記載の関節鏡。
(4) 前記機能が、内部を通して流体を通過させるように構成されている前記複数の管腔のうちの前記少なくとも1つを通して負の吸引圧力を提供することを含む、実施態様2に記載の関節鏡。
(5) 前記ハンドピースが、実質的に円筒形であり、前記入力アクチュエータが、前記ハンドピースの全周の周りに円周方向に配置されている、実施態様2に記載の関節鏡。
(6) 前記複数の管腔のうちの1つを通って延在する第1の電線を更に備え、前記第1の電線が、前記光センサーと制御ユニットとを動作可能に結合するように構成され、収集された前記画像データが、前記第1の電線を使用して前記制御ユニットに送信されるように構成されている、実施態様1に記載の関節鏡。
(7) 温度データを収集するように構成されている、前記シャフトの前記遠位部分にある温度センサーと、
前記複数の管腔のうちの第2のものを通って延在する第2の電線と、を更に備え、
前記温度センサーが、前記第2の電線を介して前記制御ユニットに動作可能に結合され、収集された前記温度データが、前記第2の電線を使用して前記制御ユニットに送信されるように構成されている、実施態様6に記載の関節鏡。
(8) 圧力データを収集するように構成されている、前記シャフトの前記遠位部分にある圧力センサーと、
前記複数の管腔のうちの第2のものを通って延在する第2の電線と、を更に備え、
前記圧力センサーが、前記第2の電線を介して前記制御ユニットに動作可能に結合され、収集された前記圧力データが、前記第2の電線を使用して前記制御ユニットに送信されるように構成されている、実施態様6に記載の関節鏡。
(9) 前記シャフトに沿って延在し、かつ前記光センサーを取り囲む複数のファイバ光ファイバを更に備える、実施態様1に記載の関節鏡。
(10) 前記光センサーの遠位に配設されたレンズと、前記レンズの遠位に配設されたプリズムと、を更に備える、実施態様1に記載の関節鏡。
(11) 前記プリズムが、約30°~約70°の範囲内で角度付けされている、実施態様10に記載の関節鏡。
(12) 前記プリズムが、前記シャフトの前記遠位部分に取り付けられ、
前記シャフトの前記遠位部分が、前記シャフトの近位部分に対して枢動するように構成され、
前記関節鏡が、前記遠位部分の枢動を引き起こすように作動されるように構成された、前記ハンドピースにある動作アクチュエータを更に備える、実施態様11に記載の関節鏡。
(13) 前記複数の管腔のうちの少なくとも1つを通って延在する作動部材であって、前記作動部材が、前記シャフトの前記遠位部分に動作可能に結合されており、
前記シャフトの前記遠位部分が、前記シャフトの近位部分に対して枢動するように構成されている、作動部材と、
前記作動部材の張力を変化させるように作動され、それにより、前記遠位部分の枢動を引き起こすように構成されている、前記ハンドピースにある動作アクチュエータと、を更に備える、実施態様1に記載の関節鏡。
(14) 前記動作アクチュエータが、前記ハンドピースに対して摺動されることによって作動され、それにより、前記作動部材の前記張力を変化させるように構成されている、前記ハンドピースにあるスライダを含む、実施態様13に記載の関節鏡。
(15) 前記動作アクチュエータが、作動されると、作動力を前記作動部材に沿って前記遠位部分まで並進させるように構成されている、前記ハンドピースにあるテンショナを含む、実施態様13に記載の関節鏡。
(16) 前記動作アクチュエータが、前記ハンドピースに対して回転されることによって作動され、それにより、前記作動部材の前記張力を変化させるように構成されている、前記ハンドピースにある回転可能なダイヤルを含む、実施態様13に記載の関節鏡。
(17) 前記ハンドピースの前記近位端は、各々が前記複数の管腔のうちの1つと連通するように構成されている、電気導管と、光学導管と、流体導管とを含むケーブルアセンブリに嵌合可能なコネクタを含む、実施態様1に記載の関節鏡。
(18) 前記関節鏡が、その前記長手方向軸に対して実質的に対称である、実施態様1に記載の関節鏡。
(19) 外科用システムであって、
実施態様1に記載の関節鏡と、
前記光センサーから収集された前記画像データを受信し、前記慣性センサーから収集された前記配向データを受信し、前記配向データを使用して前記画像データを修正するように構成された制御ユニットと、を備える、システム。
(20) 前記修正することが、前記配向データに基づいて、前記画像データの画像を所望の配向に回転させることを含み、
前記制御ユニットが、回転された前記画像を表示ユニットに出力させるように構成されている、実施態様19に記載のシステム。
(21) 前記制御ユニットが、前記ハンドピースの長手方向軸を中心とした前記ハンドピースの回転とリアルタイムで、前記配向データを使用して前記画像データを修正するように構成され、前記制御ユニットが、前記ハンドピースの前記回転とリアルタイムで、回転された前記画像を前記表示ユニットに出力させるように構成されている、実施態様20に記載のシステム。
(22) 外科的方法であって、
関節鏡の光センサーを使用して、手術部位の画像を収集することと、
前記関節鏡の慣性センサーを使用して、前記関節鏡の配向を収集することと、
前記関節鏡の収集された前記配向が、所定の所望の配向と一致するかどうかを判定することと、
収集された前記配向が、前記所定の所望の配向と一致する場合、前記画像を表示ユニット上に示させることと、
収集された前記配向が、前記所定の所望の配向と一致しない場合、収集された前記配向に基づいて前記画像を修正し、修正された前記画像を表示ユニット上に示させることと、を含む、方法。
(23) 前記画像を前記収集することが、前記関節鏡の、その長手方向軸を中心とした回転中に、複数の画像を収集することを含み、
前記配向を前記収集することが、前記関節鏡の前記回転中に、複数の配向を収集することを含み、収集された前記配向の各々が、収集された前記画像のうちの1つに対応し、
前記判定することが、収集された前記画像の各々について、その対応する収集された配向に関して行われる、実施態様22に記載の方法。
(24) 前記関節鏡が、ハンドピースと、前記ハンドピースから遠位に延在するシャフトと、を含み、前記関節鏡の前記回転中、前記シャフトの遠位部分が、前記長手方向軸及び前記シャフトの近位部分に対して枢動され、
前記長手方向軸が、前記ハンドピース及び前記シャフトの前記近位部分によって画定され、前記光センサーが、前記シャフトの前記遠位部分に位置している、実施態様23に記載の方法。
(25) 前記画像を前記収集することが、複数の追加の画像を収集することを含み、
前記配向を前記収集することが、複数の追加の配向を収集することを含み、収集された前記追加の配向の各々が、収集された前記追加の画像のうちの1つに対応し、
前記判定することが、収集された前記追加の画像の各々について、その対応する収集された追加の配向に関して行われ、
前記シャフトの前記遠位部分が前記長手方向軸及び前記シャフトの前記近位部分に対して枢動されない状態で、前記追加の画像及び前記追加の配向が、収集される、実施態様24に記載の方法。
(26) 前記関節鏡のハンドピースの周囲に配置されている、前記関節鏡の複数の入力アクチュエータのうちの任意の1つの作動に応答して、灌注流体を流体源から、及び前記関節鏡の第1の内部管腔を通して前記手術部位に送達することと、前記関節鏡の第2の内部管腔を通して前記手術部位に吸引を提供することと、のうちの少なくとも1つをもたらすことを更に含む、実施態様22に記載の方法。
(27) 前記所定の所望の配向が、直立配向及び横向き配向のうちの1つである、実施態様22に記載の方法。
(28) 前記関節鏡の温度センサーによって収集された温度データに基づいて、温度情報を前記表示ユニット上に示させることと、
前記関節鏡の圧力センサーによって収集された圧力データに基づいて、圧力情報を前記表示ユニット上に示させることと、のうちの少なくとも1つを更に含む、実施態様22に記載の方法。
(29) 外科的方法であって、
長手方向軸を画定する関節鏡を用いて手術部位にアクセスすることであって、前記関節鏡のハンドピースが、電気経路、光学経路、及び流体経路を含み、前記関節鏡が、前記電気経路と連通する電気導管と、前記光学経路と連通する光学導管と、前記流体経路と連通する流体導管と、を含むケーブルと嵌合し、前記関節鏡が、制御ユニットに動作可能に結合されている光センサーを含み、前記関節鏡が、前記制御ユニットに動作可能に結合されている慣性センサーを含む、アクセスすることと、
前記制御ユニットが、前記光センサーによって収集された画像データに基づいて、前記手術部位の光学画像を表示ユニット上に提供させる間、前記関節鏡を、前記長手方向軸を中心に回転させることであって、前記制御ユニットが、前記関節鏡の前記回転を通してずっと、前記慣性センサーによって収集された配向データに基づいて、前記光学画像の配向を前記表示ユニット上で同じ配向に維持させる、回転させることと、を含む、方法。
(30) 前記光学画像の前記配向が、直立配向及び横向き配向のうちの1つである、実施態様29に記載の方法。

Claims (30)

  1. 関節鏡であって、
    近位端と、遠位端と、それらの間に延在する長手方向軸と、を含むハンドピースと、
    前記ハンドピースからその前記長手方向軸に沿って遠位に延在するシャフトであって、前記シャフトが、関節鏡下で患者の身体内に前進されるように構成され、複数の管腔が、前記シャフトを通って延在し、前記複数の管腔のうちの少なくとも1つが、内部を通して流体を通過させるように構成されており、前記複数の管腔のうちの少なくとも1つが、内部を通って延在する電線を有するように構成されている、シャフトと、
    前記シャフトの遠位部分にある光センサーであって、画像データを収集するように構成されている、光センサーと、
    前記光センサーによって収集された前記画像データの配向を示す配向データを収集するように構成された慣性センサーと、を備える、関節鏡。
  2. 前記ハンドピースの外面上に配置されている複数の入力アクチュエータを更に備え、前記入力アクチュエータの各々が、ユーザーによって作動され、それにより、前記入力アクチュエータのうちのどの入力アクチュエータが作動されるかに関係なく、同じ機能を発生させるように構成されている、請求項1に記載の関節鏡。
  3. 前記機能が、内部を通して流体を通過させるように構成されている、前記複数の管腔のうちの前記少なくとも1つを通して灌注流体を提供することを含む、請求項2に記載の関節鏡。
  4. 前記機能が、内部を通して流体を通過させるように構成されている前記複数の管腔のうちの前記少なくとも1つを通して負の吸引圧力を提供することを含む、請求項2に記載の関節鏡。
  5. 前記ハンドピースが、実質的に円筒形であり、前記入力アクチュエータが、前記ハンドピースの全周の周りに円周方向に配置されている、請求項2に記載の関節鏡。
  6. 前記複数の管腔のうちの1つを通って延在する第1の電線を更に備え、前記第1の電線が、前記光センサーと制御ユニットとを動作可能に結合するように構成され、収集された前記画像データが、前記第1の電線を使用して前記制御ユニットに送信されるように構成されている、請求項1に記載の関節鏡。
  7. 温度データを収集するように構成されている、前記シャフトの前記遠位部分にある温度センサーと、
    前記複数の管腔のうちの第2のものを通って延在する第2の電線と、を更に備え、
    前記温度センサーが、前記第2の電線を介して前記制御ユニットに動作可能に結合され、収集された前記温度データが、前記第2の電線を使用して前記制御ユニットに送信されるように構成されている、請求項6に記載の関節鏡。
  8. 圧力データを収集するように構成されている、前記シャフトの前記遠位部分にある圧力センサーと、
    前記複数の管腔のうちの第2のものを通って延在する第2の電線と、を更に備え、
    前記圧力センサーが、前記第2の電線を介して前記制御ユニットに動作可能に結合され、収集された前記圧力データが、前記第2の電線を使用して前記制御ユニットに送信されるように構成されている、請求項6に記載の関節鏡。
  9. 前記シャフトに沿って延在し、かつ前記光センサーを取り囲む複数のファイバ光ファイバを更に備える、請求項1に記載の関節鏡。
  10. 前記光センサーの遠位に配設されたレンズと、前記レンズの遠位に配設されたプリズムと、を更に備える、請求項1に記載の関節鏡。
  11. 前記プリズムが、約30°~約70°の範囲内で角度付けされている、請求項10に記載の関節鏡。
  12. 前記プリズムが、前記シャフトの前記遠位部分に取り付けられ、
    前記シャフトの前記遠位部分が、前記シャフトの近位部分に対して枢動するように構成され、
    前記関節鏡が、前記遠位部分の枢動を引き起こすように作動されるように構成された、前記ハンドピースにある動作アクチュエータを更に備える、請求項11に記載の関節鏡。
  13. 前記複数の管腔のうちの少なくとも1つを通って延在する作動部材であって、前記作動部材が、前記シャフトの前記遠位部分に動作可能に結合されており、
    前記シャフトの前記遠位部分が、前記シャフトの近位部分に対して枢動するように構成されている、作動部材と、
    前記作動部材の張力を変化させるように作動され、それにより、前記遠位部分の枢動を引き起こすように構成されている、前記ハンドピースにある動作アクチュエータと、を更に備える、請求項1に記載の関節鏡。
  14. 前記動作アクチュエータが、前記ハンドピースに対して摺動されることによって作動され、それにより、前記作動部材の前記張力を変化させるように構成されている、前記ハンドピースにあるスライダを含む、請求項13に記載の関節鏡。
  15. 前記動作アクチュエータが、作動されると、作動力を前記作動部材に沿って前記遠位部分まで並進させるように構成されている、前記ハンドピースにあるテンショナを含む、請求項13に記載の関節鏡。
  16. 前記動作アクチュエータが、前記ハンドピースに対して回転されることによって作動され、それにより、前記作動部材の前記張力を変化させるように構成されている、前記ハンドピースにある回転可能なダイヤルを含む、請求項13に記載の関節鏡。
  17. 前記ハンドピースの前記近位端は、各々が前記複数の管腔のうちの1つと連通するように構成されている、電気導管と、光学導管と、流体導管とを含むケーブルアセンブリに嵌合可能なコネクタを含む、請求項1に記載の関節鏡。
  18. 前記関節鏡が、その前記長手方向軸に対して実質的に対称である、請求項1に記載の関節鏡。
  19. 外科用システムであって、
    請求項1に記載の関節鏡と、
    前記光センサーから収集された前記画像データを受信し、前記慣性センサーから収集された前記配向データを受信し、前記配向データを使用して前記画像データを修正するように構成された制御ユニットと、を備える、システム。
  20. 前記修正することが、前記配向データに基づいて、前記画像データの画像を所望の配向に回転させることを含み、
    前記制御ユニットが、回転された前記画像を表示ユニットに出力させるように構成されている、請求項19に記載のシステム。
  21. 前記制御ユニットが、前記ハンドピースの長手方向軸を中心とした前記ハンドピースの回転とリアルタイムで、前記配向データを使用して前記画像データを修正するように構成され、前記制御ユニットが、前記ハンドピースの前記回転とリアルタイムで、回転された前記画像を前記表示ユニットに出力させるように構成されている、請求項20に記載のシステム。
  22. 外科的方法であって、
    関節鏡の光センサーを使用して、手術部位の画像を収集することと、
    前記関節鏡の慣性センサーを使用して、前記関節鏡の配向を収集することと、
    前記関節鏡の収集された前記配向が、所定の所望の配向と一致するかどうかを判定することと、
    収集された前記配向が、前記所定の所望の配向と一致する場合、前記画像を表示ユニット上に示させることと、
    収集された前記配向が、前記所定の所望の配向と一致しない場合、収集された前記配向に基づいて前記画像を修正し、修正された前記画像を表示ユニット上に示させることと、を含む、方法。
  23. 前記画像を前記収集することが、前記関節鏡の、その長手方向軸を中心とした回転中に、複数の画像を収集することを含み、
    前記配向を前記収集することが、前記関節鏡の前記回転中に、複数の配向を収集することを含み、収集された前記配向の各々が、収集された前記画像のうちの1つに対応し、
    前記判定することが、収集された前記画像の各々について、その対応する収集された配向に関して行われる、請求項22に記載の方法。
  24. 前記関節鏡が、ハンドピースと、前記ハンドピースから遠位に延在するシャフトと、を含み、前記関節鏡の前記回転中、前記シャフトの遠位部分が、前記長手方向軸及び前記シャフトの近位部分に対して枢動され、
    前記長手方向軸が、前記ハンドピース及び前記シャフトの前記近位部分によって画定され、前記光センサーが、前記シャフトの前記遠位部分に位置している、請求項23に記載の方法。
  25. 前記画像を前記収集することが、複数の追加の画像を収集することを含み、
    前記配向を前記収集することが、複数の追加の配向を収集することを含み、収集された前記追加の配向の各々が、収集された前記追加の画像のうちの1つに対応し、
    前記判定することが、収集された前記追加の画像の各々について、その対応する収集された追加の配向に関して行われ、
    前記シャフトの前記遠位部分が前記長手方向軸及び前記シャフトの前記近位部分に対して枢動されない状態で、前記追加の画像及び前記追加の配向が、収集される、請求項24に記載の方法。
  26. 前記関節鏡のハンドピースの周囲に配置されている、前記関節鏡の複数の入力アクチュエータのうちの任意の1つの作動に応答して、灌注流体を流体源から、及び前記関節鏡の第1の内部管腔を通して前記手術部位に送達することと、前記関節鏡の第2の内部管腔を通して前記手術部位に吸引を提供することと、のうちの少なくとも1つをもたらすことを更に含む、請求項22に記載の方法。
  27. 前記所定の所望の配向が、直立配向及び横向き配向のうちの1つである、請求項22に記載の方法。
  28. 前記関節鏡の温度センサーによって収集された温度データに基づいて、温度情報を前記表示ユニット上に示させることと、
    前記関節鏡の圧力センサーによって収集された圧力データに基づいて、圧力情報を前記表示ユニット上に示させることと、のうちの少なくとも1つを更に含む、請求項22に記載の方法。
  29. 外科的方法であって、
    長手方向軸を画定する関節鏡を用いて手術部位にアクセスすることであって、前記関節鏡のハンドピースが、電気経路、光学経路、及び流体経路を含み、前記関節鏡が、前記電気経路と連通する電気導管と、前記光学経路と連通する光学導管と、前記流体経路と連通する流体導管と、を含むケーブルと嵌合し、前記関節鏡が、制御ユニットに動作可能に結合されている光センサーを含み、前記関節鏡が、前記制御ユニットに動作可能に結合されている慣性センサーを含む、アクセスすることと、
    前記制御ユニットが、前記光センサーによって収集された画像データに基づいて、前記手術部位の光学画像を表示ユニット上に提供させる間、前記関節鏡を、前記長手方向軸を中心に回転させることであって、前記制御ユニットが、前記関節鏡の前記回転を通してずっと、前記慣性センサーによって収集された配向データに基づいて、前記光学画像の配向を前記表示ユニット上で同じ配向に維持させる、回転させることと、を含む、方法。
  30. 前記光学画像の前記配向が、直立配向及び横向き配向のうちの1つである、請求項29に記載の方法。
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