JP2022528545A - 取り外し可能な部分を備えるステアリング可能な器具 - Google Patents

取り外し可能な部分を備えるステアリング可能な器具 Download PDF

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Abstract

長尺器具に接続するためのステアリングデバイスは、第１の中心軸を有する第１のチャネルを備える支持ユニットと、第１のチャネルは、支持ユニットの遠位側から近位側に延在し、ここにおいて、支持ユニットは、第１のチャネルの周りに配置される、 支持ユニット上に回転可能に配置されたステアリングユニットと、ステアリングユニットは、ステアリングユニットの回転の動きと共に動くように、器具の複数の長手方向要素を固定／解放するように配置される、 を備える。【選択図】図１２

Description

[0001]本発明は、手術などにおける侵襲性及び非侵襲性タイプの用途のためのステアリング可能な器具に関する。そのような器具は、例えば、胃鏡検査、結腸鏡検査、内視鏡検査、腹腔鏡検査、及び他の医療用途の分野において使用することができる。しかしながら、本発明によるステアリング可能な器具は、非医療用途にも使用することができる。後者の例は、手が届きにくい場所での機械的及び／又は電子的ハードウェアの検査及び／又は修理を含む。
[0002]標的領域を露出させるために大きい切開を必要とする外科的介入を、最小侵襲性外科的介入に変換すること、即ち、標的領域へのアクセスを確立するために自然開口部又は小さい切開のみを必要とすることは、周知であり、進行中のプロセスである。最小侵襲性外科的介入を行う際に、医師などの手術者は、ヒト又は動物の身体のアクセスポートを介してその身体内に侵襲性器具を導入及び誘導するように構成されたアクセスデバイスを必要とする。ヒト又は動物の患者に対する瘢痕組織形成及び疼痛を低減するために、アクセスポートは、好ましくは、皮膚及び下層組織における単一の小さい切開によって提供される。その点において、身体の自然開口部を使用する可能性は更に良好であろう。アクセスデバイスは、好ましくは、手術者が、侵襲性器具が提供する１つ以上の自由度を制御することを可能にする。このようにして、手術者は、人間工学的且つ正確な形で、ヒト又は動物の体内の標的領域において必要とされる動作を実行することができる。
[0003]胃鏡検査、結腸鏡検査、内視鏡検査、腹腔鏡検査、等の分野におけるステアリング可能な外科用侵襲性器具は、当該技術分野において周知である。侵襲性器具は、そのナビゲーション及びステアリング能力を増強するステアリング可能な管形状のデバイスを備えることができる。そのようなステアリング可能な管形状のデバイスは、近位端部分と、少なくとも１つの偏向可能ゾーンを含む遠位端部分と、剛性又は可撓性の中間部分又はシャフトとを備え得、ステアリング可能な管形状のデバイスは、その近位端において、管形状のデバイスの中心軸に対して遠位偏向可能ゾーンを偏向させるように適合されたステアリング構成を更に備える。
[0004]既知の器具の大部分は製造が複雑であり、結果として高価な器具となる。多くの場合、器具の遠位端は、ヒンジピン、コイル、又は可撓性プラスチック押出成形品との別個のリンクから構成される可撓性ゾーンを備える。ステアリングケーブルは、これらのリンクを通る穴を通して、及び／又は誘導アイ又はフックを通して誘導されるべきである。
[0005]多くの先行技術のデバイスでは、ステアリング構成は、制御部材として、例えば１ｍｍ未満の直径を有する従来のステアリングケーブルを備え、ステアリングケーブルは、管形状のデバイスの遠位端部分における関連する偏向可能ゾーンと近位端部分におけるステアリング構成との間に配置される。代替として、制御部材は、例えば、管要素におけるレーザ切断によって形成される長手方向要素の１つ以上のセットによって実装され得る。上述のステアリング可能な管の設計及び製作並びにそのステアリング構成に関する更なる詳細は、例えば、ＷＯ２００９／１１２０６０Ａ１、ＷＯ２００９／１２７２３６Ａ１、ＷＯ２０１７／２１３４９１Ａ１、及びＷＯ２０１８／０６７００４に記載されている。そのような器具は、長さが例えば１メートルを超える必要がない内視鏡手術において有利に使用することができる。
[0006]場合によっては、ケーブルを収容するための一体化されたチャネルと共にプラスチック押出成形管を使用することができる。これにより、器具の構造が単純になる。しかしながら、ほとんどのプラスチックはかなり弱い。非常に長い器具、例えば１メートルよりも長い器具の場合、従って、器具の遠位端においてツールを操作するように構成されたステアリングケーブル及び作動ケーブルの両方のケーブルに加えられる大きい力に起因して問題が生じ得る。問題は、望ましくない切断、プラスチック管内のスリップスティック効果、及び多くの場合、ケーブル上の高すぎる摩擦であり得、ステアリングケーブルによるステアリングを困難にし、管理を困難にする。その上、多くのプラスチックの機械的特性は、器具全体の回転を妨げるいくつかの湾曲部を通して誘導されたかもしれない場合に使用中に器具を回転させることが可能であるべきであるために必要とされる十分に高いねじり剛性を保証するには貧弱すぎることがある。プラスチック管の別の欠点は、器具の遠位端においてツールを操作するための作動ケーブルを設けられている場合、作動ケーブル内の力が、押出成形プラスチック管内で許容される最大の長手方向の力を超える程度まで増大する可能性があることであり得る。もしそうであれば、許容可能な力でツールを操作することは不可能であろう。その上、プラスチック管が湾曲した配置にあり、大きい力が作動ケーブルに加えられる場合、ステアリングケーブルのためのチャネルは、特に屈曲／偏向部分において変形され得、そのため、ステアリングケーブルはクランプされ、チャネル内でもはや自由に動くことができず、このことから、遠位偏向可能ゾーンのステアリングの適切な動作を妨げる。
[0007]１．５メートル長（又はそれより長い）の器具が適用され得る結腸鏡検査など、より長い器具が必要とされる医療用途では、ステアリング性、可撓性、剛性、及び精度に関する要件が著しく増大する。エンドエフェクタ作動下でもステアリング性、長手方向の剛性、ねじり剛性、耐久性、及び遠位端における機械的に作動されるツールの適用性に関して、先行技術のデバイスよりも良好な性能を有するそのような器具を開発することが所望される。
[0008]医療用途では、患者に外科的処置を行うために使用された後の器具の汚染は、望ましくない術後合併症をもたらす問題となる可能性がある。汚染は、血液、他の体液、組織、等に起因し得る。汚染の結果として、器具は、器具が使用される次の患者の健康を脅かす可能性がある細菌、ウイルス、又は他の生物学的若しくは化学的物質を含み得る。
[0009]この汚染を回避する１つの方法は、各使用前に器具の徹底的な洗浄及び滅菌を行うことを必要とする。多くの場合、洗浄プロセスは、全ての汚染を取り除くことが可能ではなく、及び／又は非常に高価である。従って、そのような器具で治療される患者に悪影響を及ぼすリスクが依然として存在する。汚染のリスクを防止するために、一度だけ使用され、一人の患者を治療した後に捨てられる使い捨て器具を使用することが好ましい。
[0010]本発明の第１の態様によると、長尺器具に接続するためのステアリングデバイスは、第１の中心軸を有する第１のチャネルを備える支持ユニットと、第１のチャネルは、支持ユニットの遠位側から近位側に延在し、ここにおいて、支持ユニットは、第１のチャネルの周りに配置される、 支持ユニット上に回転可能に配置されたステアリングユニットと、ステアリングユニットは、ステアリングユニットの回転の動きと共に動くように、器具の複数の長手方向要素を固定／解放するように配置される、 を備える。
[0011]そのようなステアリングデバイスは、医療又は他の手術のための器具の容易な結合及び分離を可能にすることができる。長尺器具は、ステアリング目的で長手方向要素を使用することができ、ステアリングユニットによって制御される遠位端における屈曲及び動きを可能にする。長手方向要素が固定されるステアリングユニットを有することによって、長手方向要素を、適切なステアリングのために押す又は引っ張ることができ、これは、ステアリングデバイスからの器具の容易な接続及び切り離しを可能にする。これは、非技術者であっても、必要とされるときに器具をステアリングデバイスに迅速、確実且つ容易に結合することを可能にする。この単純な接続により、器具は使い捨て可能であり得、その一方で、より複雑なステアリングデバイス及びステアリングユニットの部分は再使用可能である。
[0012]実施形態によると、支持ユニットは、ボール形状の要素を備え、そのため、ステアリングユニットは、ボール形状の要素の周りを回転することができ、第１のチャネルは、ボール形状の要素を通って延在する。そのようなボール形状の要素は、長手方向のステアリング要素のよじれ又はもつれを引き起こす可能性があるあらゆる動きを防止しながら、器具シャフトに対してステアリングユニットが必要とする動きを可能にすることができる。
[0013]実施形態によると、ステアリングユニットは、ステアリングプレートと、空間中でのステアリングプレートの動きを可能にするために、１つ以上の軸を中心として接続された１つ以上のフレームとを備える。ステアリングプレートの任意の動きを可能にすることによって、器具の動きを、より精密に制御することができる。
[0014]実施形態によると、ステアリングユニットは、第２のチャネルを備え、ボール形状の要素は、第２のチャネル中に配置され、それによって、ステアリングデバイスが器具の動きを非常に精密に制御することを可能にする。
[0015]実施形態によると、ステアリングユニットは、複数の長手方向要素をステアリングユニットに接続するための複数のコネクタを備え、それによって、機器の動きを非常に精密に制御するためのステアリングデバイスによる押す及び引っ張る動きを可能にする。複数のコネクタは、１つの長手方向要素を受け入れるように構成された、ステアリングユニット内の複数の開口部を備え得、複数の開口部は、任意の適切な数であり得、任意の適切な形状を有し得る。複数のコネクタは、ステアリングユニットの円周から内向きに延在する複数の溝を備え得る。これは、長手方向要素をステアリングデバイスに容易に取り付ける及びそれから取り外すことを可能にする。
[0016]実施形態によると、複数のコネクタは、ステアリングユニットから外向きに延在する複数のアーム形状の要素を備え得る。アーム形状の要素を、例えば、器具の長手方向要素中に導入し、そこから引き抜くことができるアーム形状の要素の端部又は任意の他の適切な部分を提供することによって、容易に器具に接続し、それから切り離すことができる。
[0017]実施形態によると、ステアリングデバイスは、複数の長手方向要素をステアリングユニットに固定するためのロッキング機構を更に備える。これは、ロッキング機構をロックすることによって、使用中に長手方向要素が偶発的に解放されてしまう可能性を回避し、ロッキング機構を開放することによって、ステアリングユニットから器具を容易に解放することを可能にする。
[0018]実施形態によると、ロッキング機構は、複数の長手方向要素をステアリングユニットに固定するように構成されたロッキングプレートを備え、複数の長手方向要素は、複数の開口部を通してステアリングユニットに固定され、ロッキングプレートは、複数の長手方向要素が複数の開口部から出てしまうことをロッキングプレートが防止するようにステアリングユニットに接続する。更に、ロッキングプレートは、複数の長手方向要素を複数の開口部に挿入するか又はそれから取り除くことができる開位置から、複数の長手方向要素が複数の開口部内に固定されるロック位置まで移動可能であり得る。これらは、器具及びステアリングデバイスを取り付ける及び取り外すことを可能にする有利な方法である。
[0019]ロッキングプレートは、ステアリングユニットの円周から内向きに延在する開口部中に長手方向要素を固定するように軸方向に移動可能であり得る。更に、ロッキングプレートは、開位置からロック位置まで動くように回転可能に移動可能である。
[0020]別の実施形態では、ロッキングプレートは、ロッキングプレートの外周の周りに延在する複数の突出要素を備え、複数の突出要素の各々は、チャネル中に長手方向要素を受け入れて長手方向要素を固定するように構成されたフック形状の側面を備える。このようにして、長手方向要素は、ロッキングデバイスを右方向に回転させることによって容易に固定することができる。フック形状の側面の代わりに、突出要素は、長手方向要素がチャネル内に固定されることを可能にする任意の他の形状を有し得る。突出要素は、長手方向要素がチャネル中に固定されたロック位置から開位置までロッキングプレートが回転するとき、長手方向要素が複数の突出要素の傾斜側面上で摺動し、それによって、複数の開口部から押し出されるように、チャネルの反対側に配置された傾斜側面を備える。これは、ステアリングデバイスから器具を解放する非常に単純で有利な方法を提供する。ステアリングデバイスは、複数の長手方向要素がステアリングユニットに固定されると、支持ユニットの周りのステアリングユニットの回転の動きがステアリングユニットに複数の長手方向要素を押させる及び／又は引っ張らせることになるように構成される。
[0021]本発明の実施形態によると、ステアリングデバイスに接続するための長尺器具は、遠位端と近位端とを有する長尺シャフトと、 シャフトに沿って延在する複数の長手方向要素と、ここにおいて、複数の長手方向要素の各々は、長尺器具をステアリングデバイスに固定するための接続部を近位端において備える、 を備える。
[0022]本発明の実施形態によると、複数の長手方向要素は、長尺シャフトから外向きに延在して配置される。これは、長手方向要素が正しい取り付け位置に既に配置されているので、器具をステアリングデバイスから容易に接続するための利点を提供する。更に、長尺器具は、長尺シャフトから外向きに延在するために長手方向要素を押しのけるように配置された円錐形状のデバイスを近位端において備え得る。これは、長手方向要素が正しい取り付け位置に留まることを可能にする。
[0023]本発明の実施形態によると、長尺器具の接続部分は、開口部を備え得る。これは、ステアリングデバイスのアーム形状の要素又は任意の他の適切な形状の要素を長手方向要素の開口部中に挿入することができるか、又はそれから引き抜くことができるので、器具及びステアリングデバイスの容易な接続及び切り離しを可能にする。
[0024]長尺器具は、管を備え、複数の長手方向要素は、管において複数の長手方向スロットをレーザ切断するか又は水切断するかのうちのいずれかによって作製される。
[0025]本発明の実施形態が、従属請求項に特許請求されている。
[0026]本発明の更なる特徴及び利点は、非限定的且つ非排他的な実施形態による本発明の説明から明らかになるであろう。これらの実施形態は、保護の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなく、本発明の他の代替形態及び等価の実施形態を想到し、実施することができることを理解するであろう。その上、異なる実施形態の別個の特徴は、たとえ明示的に図面に示されていなくても、又は本明細書で説明されていなくても、そのような組み合わせが物理的に不可能でない限り、組み合わせることができる。本発明の範囲は、特許請求の範囲及びそれらの技術的等価物によってのみ限定される。
[0027]本発明は、添付の図面を参照して以下でより詳細に議論され、図面では、同様の又は同じ参照符号は、同様の、同じ、又は対応する部分を示す。
[0028]本発明の一実施形態による器具を示す。 [0029]外向きに延在するように配置された長手方向要素を有する図１の器具を示す。 [0030]図２の実施形態の代替の構造を示す。 図２の実施形態の代替の構造を示す。 [0031]本発明の一実施形態による器具及びステアリングデバイスを示す。 [0032]互いに結合された図５の器具及びステアリングデバイスを示す。 [0033]図５のステアリングデバイスの代替の構造を示す。 [0034]ロック機構を更に備える互いに結合された図６の器具及びステアリングデバイスを示す。 ロック機構を更に備える互いに結合された図６の器具及びステアリングデバイスを示す。 [0035]３つの異なる位置の図８のロッキング機構の代替の構造を示す。 ３つの異なる位置の図８のロッキング機構の代替の構造を示す。 ３つの異なる位置の図８のロッキング機構の代替の構造を示す。 [0036]器具がステアリングデバイスに結合されているステアリングデバイスの実施形態を示す。 器具がステアリングデバイスに結合されているステアリングデバイスの実施形態を示す。 [0037]図１０Ａ～１０Ｂに示す結合部の断面図を示す。 図１０Ａ～１０Ｂに示す結合部の断面図を示す。 [0038]器具がステアリングデバイスに結合されているステアリングデバイスの別の実施形態を示す。 器具がステアリングデバイスに結合されているステアリングデバイスの別の実施形態を示す。 器具がステアリングデバイスに結合されているステアリングデバイスの別の実施形態を示す。 [0039]接続され、遠位端の偏向を伴うステアリングデバイスを有する器具一式を示す。
同じ要素を示すために、異なる図において同じ参照番号が使用されるであろう。
[0040]図１は、器具１００の中心軸１０３を中心として配置された複数の長手方向要素１０２を備える器具１００の非限定的な実施形態を示す。器具１００は、医療又は他の手術において使用するための任意のステアリング可能な器具を表すように概略的に示されている。適切な器具構成は、２０１８年１０月１６日に出願され、参照により本明細書に組み込まれる「Steerable instrument comprising a tube element」と題されたＮＬ２０２１８２３に見出すことができる。図１に示す長手方向要素１０２は、例えばＷＯ２００９／１１２０６０Ａ１、ＷＯ２００９／１２７２３６Ａ１、ＷＯ２０１７／２１３４９１Ａ１、及びＷＯ２０１８／０６７００４に詳細に説明されているように、管要素内の長手方向ストリップ形状の要素によって実装され、円筒管内でレーザ切断することから生じる長手方向スロット１０４によって分離され得るか、又は剛性ケーブル若しくはワイヤにより得る。
[0041]これらの長手方向スロット１０４は、材料の厚さ全体を通って延在する。レーザ切断の代替として、他の技術、例えば水ジェットによる切断が使用され得る。また、３Ｄレーザ印刷などの他の方法が使用され得る。これらのスロットは、材料の厚さ全体を通って延在する。これは、レーザ切断への参照が成される以下に議論する他の実施形態にも当てはまる。
[0042]長手方向要素１０２は、各長手方向スロット１０４の近位端１０６において矩形スロット１１０をレーザ切断することによって実装され得るＴ字形状の接続部１０８を器具１００の近位端１０６において備える。図１に示す器具１００は、器具１００の遠位端において少なくとも遠位偏向可能ゾーン（図１に図示せず）を更に備え得、長手方向要素１０２は、長手方向要素１０２を引っ張る又は押すことによって、遠位偏向可能ゾーンが所望の方向に偏向するように制御されるように、遠位偏向可能ゾーン（図１に図示せず）に接続される。鉗子又は任意の他の種類の適切なツールのようなツール（図１に図示せず）が、器具１００の前記遠位端に配置され得る。図１に示す器具１００はまた、長手方向要素１０２を部分的又は完全に覆う外管１１２を備え得る。更に、器具１００は、シャフト１１２の内側に配置されたシャフト（図１には図示せず）も備え得、そのため、長手方向要素１０２は、前記シャフト１１２を取り囲むように配置される。
[0043]図２は、図１に示す器具の非限定的な実施形態を示し、長手方向要素１０２は、器具２００の近位端１０６においてシャフト２０２から外向きに延在するように配置される。長手方向要素１０２は、手動で屈曲させることによって、又は任意の他の適切な手段によって、外側に延在するように配置され得る。
[0044]図３は、図２に示す器具の代替の非限定的な実施形態を示し、器具３００は、シャフト２０２の周りに配置されたデバイス３０２を備え、デバイス３０２は、近位端３０４及び遠位端３０６を備え、近位端３０４は、円筒形状を備え、遠位端３０６は、円錐形状を備え、そのため、円錐形状は、長手方向要素１０２をシャフト２０２から外向きに押すように配置される。
[0045]図４は、図２に示す器具の長手方向要素を拡張する代替の実例的な方法を示す。長手方向要素１０２は、円錐形状のデバイス４０２によって器具４００の中心軸１０３から外向きに延在するように配置され、円錐形状のデバイス４０２は、長手方向要素１０２が円錐形状のデバイス４０２の外面によって拡張されるようにシャフト２０２を取り囲むように配置される。
[0046]任意の他の適切なデバイス又は方法を、長手方向要素が器具の中心軸から外向きに延在するように、近位端において長手方向要素を配置するために使用することができることが理解されるべきである。
[0047]図５は、器具が接続されている一実施形態によるステアリングデバイス５００を示す。
[0048]ステアリングデバイス５００は、支持ユニット５０２及びステアリングユニット５０４を備える。支持ユニット５０２は、第１のチャネル５０８によって横断されるボール形状の要素５０６を備え、第１のチャネル５０８は、円形状を有し、ステアリングデバイス５００の近位端５１０からステアリングデバイス５００の遠位端５１２まで延在する。第１のチャネル５０８は、ステアリングデバイス５００の近位端においてボール形状の要素５０６から延在し、それによって、ボール形状の要素から外向きに延在する中空管５１４を画定する。
[0049]ステアリングユニット５０４は、ステアリングプレート５１６と、ステアリングプレート５１６の中心に位置する第２のチャネル５１８とを備え、第２のチャネル５１８は、円形状を備える。
[0050]支持ユニット５０２は、ステアリングユニット５０４がボール形状の要素５０６の周りを回転することができ、且つ第１のチャネル５０８の中心軸５２０が第２のチャネル５１８の中心軸５３０と一致するように、第２のチャネル内に配置される。
[0051]ステアリングプレート５１６は、ステアリングプレート５１６のステアリングユニットの円周から内向きに延在する複数の溝５３２を更に備え、溝５３２は、Ｕ字形状を有するが、異なる実施形態ではいくつかの異なる形状を取ることができる。
[0052]ステアリングデバイス５００は、以下の方法で器具２００に取り付けられるように構成される。各長手方向要素は、溝５３２内に嵌合して溝５３２内に固定することができる接続部５０９を含む。この場合、Ｔ字形状の接続部は、溝内に入るためのより狭い部分と、接続されると長手方向要素の長手方向の動きが許容されないことを保証するための端部におけるより広い部分とによって形成される。器具の内側シャフト４０６は、器具の中心軸４０９が第１のチャネル５０８の中心軸５２０と一致するように、且つ長手方向要素４０８の接続部５０９が溝５３２と位置合わせするように、ステアリングデバイス５００の遠位端に位置する支持ユニット５０２の第１のチャネル５０８の側面に導入される。長手方向要素４０８の接続部５０９が、次いで、溝内に押し込まれ、そのため、図６に示すように、Ｔ字形状の上側のより広い部分がステアリングプレートの近位側に固定される。
[0053]図６に見られるように、ボール形状の要素５０６の周りでステアリングプレート５１６を動かすことによって、長手方向要素４０８は、ステアリングプレート５１６によって押されるか又は引っ張られ、それによって、遠位偏向を引き起こす（図６には図示せず）。
[0054]図７は、図５のステアリングデバイス５００の代替の実施形態を示し、ステアリングプレート５１６は、円周溝の代わりに複数の開口部７０２を備える。器具をステアリングデバイス７００に取り付ける方法は、図５を参照して説明したものと同様であるが、この実施形態では、長手方向要素の接続部１０８は、ステアリングプレート５１６の受け入れ部分内に「カチッと入る」ように開口部に押し付けられる。この実施形態に見られるように、接続部は、ステアリングプレート５１６内の相補的な形状の受け入れ部分内にカチッと入り、それは、特徴的捕捉部（ここでは、接続部５０９のより広い「頂部」）を固定位置に誘導するための傾斜部及び中央開口部を有する。
[0055]図８Ａ及び８Ｂは、ロッキングプレート８０４の形態のロッキング機構を更に備える図６の実施形態を示す。
[0056]図８Ａ及び８Ｂに示すロッキング機構８０２は、開位置（図８Ａに図示）と閉位置（図８Ｂに図示）との間で移動可能である。
[0057]図８Ａに見られるように、ステアリングデバイス５００及び器具２００は、図５を参照して説明したように、長手方向要素１０２が溝５３２内に配置されるように互いに結合される。図８Ａはまた、長手方向要素１０２をステアリングユニット５０４に固定するためのロッキング機構８０２を示し、ロッキング機構８０２は、長手方向要素１０２を溝５３２に挿入するか又はそこから取り除くことができるように開位置にある。ロッキング機構８０２は、支持ユニット５０２の管５１４が開口部を通過することができるように、中央に開口部を有する円形状を有するロッキングプレート８０４を備える。ロッキングプレート８０４は、長手方向要素が溝から取り除かれる開位置から、長手方向要素が溝内に固定されるロック位置まで軸方向に移動可能であり、例えば、ロッキングプレート８０４は、中心軸８０６に沿ってステアリングデバイス５００に向かって又はそれから離れるように動くことができ、及び／又は回転する形で動くことができる。
[0058]図８Ｂは、ロッキングプレートをステアリングデバイスに向かって軸方向に動かすことによって、ロッキング機構が図８Ａに示す開位置から図８Ｂのロック位置に動かされた図８Ａの実施形態を示す。この動きは、ロッキングプレート８０４がステアリングプレート５１６及び／又は長手方向要素の接続部５０９にカチッと当たり、それによって長手方向要素が溝５３２又は開口部７０２から取り除かれるのを防止するまでである。ロッキング機構及び／又はプレート８０４は、長手方向要素がステアリングプレート５１６に固定されることを保証するためにステアリングプレート５１６に迅速且つ確実に結合することができる限り、いくつかの異なる形状であり得る。
[0059]図９Ａ、９Ｂ、及び９Ｃは、図８のロッキング機構の代替の構造を示す。
[0060]図９Ａ、９Ｂ、及び９Ｃに示すロッキング機構１０００は、ロッキングプレート１００２を備える。ロッキングプレート１００２は、ロッキングプレート１００２をステアリングプレート５１６に対して回転可能に据え付けることができるように配置された開口部を備える。ロッキングプレート１００２は、ロッキングプレートの外周の周りに延在する複数の突出要素１００４を備える。突出要素１００４の各々は、チャネルを形成するフック形状の側面１００６と、傾斜側面１００８とを備える。
[0061]図９Ａは、長手方向要素１０２をステアリングプレート５１６の溝５３２から取り除くことができるように、各長手方向要素１０２が突出要素のフック形状の側面１００６と隣接する突出要素の傾斜側面との間に位置する位置にあるロッキング機構１０００を示す。
[0062]ロッキングプレート１００２は、図９Ａに示す開位置から図９Ｂに示すロック位置まで軸方向に時計回りに回転されるように構成される。図９Ａに示すロッキングプレート１００２は、長手方向要素がフック形状の側面によって画定されるチャネル１０１０の内側にあるまで、突出要素の各々のフック形状の側面が対応する長手方向要素１０２に向かって動くように軸方向に時計回りに回転され、それによって、長手方向要素１０２がチャネル１０１０内に固定される図９Ｂに示すロック位置に達する。
[0063]図９Ｃは、ロック位置から長手方向要素が溝から取り除かれた取り外し位置まで軸方向に時計回りに回転された後の図９Ｂに示すロッキングデバイスを示す。ロッキングプレートを反時計回りに軸方向に回転させることによって、突出要素の各々の傾斜側面は、対応する長手方向要素１０２に向かって動き、そのため、長手方向要素は、傾斜側面上を摺動し、傾斜側面１００８によってその対応する溝から押し出され、それによって、長手方向要素１０２が溝から外れる図９Ｃに示す取り外し位置に達する。
[0064]図１０Ａ～１０Ｄは、器具１１００、ステアリングデバイス１１０１、及びロッキング機構１１０３を備える本発明による別の実施形態を示す。図１０Ａ及び１０Ｂは、共に結合された器具及びステアリングデバイスを示し、ロッキング機構は、図１０Ａでは開位置にあり、図１０Ｂでは閉位置にある。図１０Ｃ及び１０Ｄは、共に結合されている器具１１００及びステアリングデバイスの断面図を示す。
[0065]図１０Ａ～１０Ｄは、図１の器具のような器具１１００を示し、長手方向要素１１０２の接続部１１０４は、Ｔ字形状の代わりに円形状を有する。
[0066]図１０Ａ～１０Ｄに示すロッキング機構１１０３は、図９Ａ～９Ｃに示すロッキングプレート１００２と同様に動作するロッキング部分を有する半球形状を備える。ロッキング機構１１０３は、接続部１１０４又は長手方向要素１１０２を受け入れるためのスロットを含む。長手方向要素１１０２は、受け入れ溝１１０８に通じる円錐セクション１１０６の曲率に従うことによって所定位置に滑り込ませることができる。図１０Ｃに見られるように、円錐セクション１１０６は、開位置にあるときにロッキング機構１１０３により近づくように動かされる。これは、溝１１０８へのより容易な挿入（及び長手方向要素を取り除くこと）を可能にする。長手方向要素１１０２が溝内に固定されると、ロッキング機構１１０３が回転して長手方向要素を溝内の所定位置に固定する。これは、図１０Ａ及び１０Ｄに示す。ロック位置へのそのような回転の動きはまた、円錐セクション１１０６をロッキング機構１１０３に対して軸方向に延在させる。これは、長手方向要素の適切な張力付与を保証して、器具の適切な屈曲及び偏向を保証する。器具は、ロッキング機構１１０３を回転させ、それに続いて器具をステアリングデバイス１１０１から軸方向に引き離すという同じステップで容易に取り除くことができる。図１０Ｂに見られるように、ロッキング機構１１０３が開位置まで回転されると、長手方向要素１１０２は、ステアリングデバイスからの器具の容易な取り外しのために溝１１０８から押し出される。回転は、例えば、把持部分の使用を通して手動で行うか、又は自動化することができる。
[0067]図１１Ａ～１１Ｃは、本発明の別の実施形態による器具及びステアリングデバイスの代替の構造を示す。
[0068]器具１２０２は、長手方向要素１２００を覆う外管１２０６を備える。外管１２０６は、複数の開口部１２０８を備える。器具１２０２の長手方向要素１２００はまた、外管１２０６の開口部１２０８と重複する複数の開口部１２０４を備える。外管の開口部１２０８及び長手方向要素１２００の開口部１２０４は、対応する円筒管におけるレーザ切断から生じ得る。
[0069]これらの開口部１２０４及び１２０８は、材料の厚さ全体を通って延在する。レーザ切断の代替として、他の技術、例えば水ジェットによる切断が使用され得る。また、３Ｄレーザ印刷などの他の方法が使用され得る。
[0070]図１１Ｂは、器具１２０２及びステアリングデバイス１２１０を示し、ステアリングデバイス１２１０及び器具１２０２は取り外されている。ステアリングデバイス１２１０は、ステアリングユニット１２１２及び支持ユニット１２１４を備え、ステアリングユニット１２１２は、図５の支持ユニット５０２及びステアリングユニット５０４と同様に支持ユニット１２１４上に回転可能に据え付けられる。ステアリングユニット１２１２は、ステアリングユニット１２１２に固定して接続され、複数の長手方向要素１２００をステアリングユニット１２１２に接続するためにステアリングユニットから外向きに延在する複数のアーム形状の要素１２１６を備える。
[0071]図１１Ｃは、アーム形状の要素１２１６の端部を長手方向要素１２００の開口部１２０４内に挿入することによって共に接続された図１１Ｂの器具１２０２及びステアリングデバイス１２１０を示し、そのため、支持ユニット１２１４の周りでステアリングユニット１２１２をステアリングすることによって、アーム形状の要素１２１６は、器具１２０２の遠位端（図１２Ａ～Ｃには図示せず）を制御するために長手方向要素１２００を引っ張るか又は押す。
[0072]図１２は、器具１００の遠位端１３０５に偏向を引き起こすステアリングプレート１３００の偏向の例を示す。アクチュエータ１３０１は、ヒンジ軸１３０３の周りで内側フレーム１３０４に接続される。他の実施形態は、空間内でのステアリングプレート１３００の任意の移動を可能にするために、別のヒンジ軸を有する別のフレームを含むことができる。ステアリングユニットは、手動で、又はロボットを通して、又はその２つの組み合わせを通して制御することができる。アクチュエータ１３０１は、遠位端がある特定の方向に偏向されるように内側フレーム１３０４を動かす。これは、いくつかの長手方向要素に張力を、他の長手方向要素に弛緩を生じさせ、それによって、遠位端に偏向を引き起こす。いくつかの実施形態は、ステアリングデバイス１３０８に図示する同じ動きに対して遠位端の反対の偏向を引き起こすように、遠位端において異なるように接続された（例えば１８０°回転された）長手方向要素を含むことができる。
[0073]図１２に見られるように、ステアリングプレート１３００の任意の３次元平面内の動き及び回転の動き、従って器具１００の任意の屈曲又は回転を可能にするために、ステアリングデバイス１３０８を通した懸架及び制御は複雑になる可能性がある。器具の長手方向要素１３０２が固定されるステアリングプレート１３００を使用し、ロッキングプレートへの迅速であるが単純且つ確実な結合を提供することによって、使い捨て器具を可能にしながらステアリングデバイス１３０８を再使用することができる。これは、より複雑なステアリングデバイス１３０８を可能にし、特にロボット用途に有用である。
[0074]異なる実施形態に記載する異なるステアリング可能な器具は、手動で操作される場合に近位端において配置されるハンドルを含むことができるか（図１２を参照）、又は器具の遠位端をステアリングするため及び／若しくは器具の遠位端において配置されたツールを操作するためにロボットステアリングユニットを含むことができる。そのようなツールは、例えば、カメラ、手動マニピュレータ、例えば一対の鋏、エネルギー源、例えば電気、超音波、又は光エネルギー源を使用するマニピュレータであり得る。器具は、遠位端に適用されるツールのタイプに関して制限を有しない。ハンドル又はロボットステアリングユニット及び／又は接続のタイプは、遠位端において適用されるツールのタイプ、意図される使用、及び他の器具又は動作要件に応じて選択されるであろう。
[0075]また、ステアリングユニットは、ボール形状として説明しているが、異なる実施形態では異なる形状にすることができる。いくつかの実施形態では、ステアリングユニットのステアリングプレートは、異なるように（例えばチャネル又はロッキングプレートに直接）接続され得、及び／又は支持ユニットを含まないことがある。長手方向要素は、ステアリングユニットの異なる部分に、様々な異なる方法で、典型的にはステアリングユニットの周りに円周方向に接続され得る。異なる器具は、所望の偏向能力に応じて異なる数の長手方向要素を含むことができる。
[0076]適切な数の長手方向要素を使用し、器具の全長に沿った適切な位置においてそれらを接続することによって、任意の数の偏向又は屈曲ゾーンを含むことができる。遠位端１３０５及び長手方向要素は、同じ長手方向の管をレーザ切断することによって作製され得る。遠位端は、任意の数の屈曲可能ゾーンを有し得る。
[0077]手術又は処置が完了すると、いくつかの実施形態に関連して説明しているように、器具１００をステアリングデバイスから容易且つ迅速に切り離すことができる。
[0078]器具１００は次いで破棄することができ、ステアリングデバイスは、更なる手術のために、新しい清潔な器具１００と共に使用するために利用可能である。いくつかの実施形態では、器具１００は、再使用の準備のための洗浄及び衛生化のために送ることができる。そのような実施形態では、洗浄を必要とする部分を切り離す能力は、適切な洗浄及び滅菌を行うことができることを保証するのに役立ち得る。例えば、切り離された器具は、衛生化チャンバ内に配置することができるのに対して、切り離されなかった器具は、サイズ及び／又は他の敏感な部分に起因しないことがある。
[0079]背景技術で議論したように、再使用された過去の器具は、安全な再使用のために広範な洗浄及び除染作業を経る必要があった。これは、必ずしも全ての汚染物質を除去しない時間の掛かるプロセスであった。いくつかのステアリング可能な器具は、洗浄を試みる時間、コスト、及びリスクを回避するために使い捨てであったが、毎回手術後に器具一式を廃棄することは、非常にコストが掛かる。迅速、容易且つ確実な形で器具１００に結合し、器具１００から分離することができるステアリングデバイスを使用することによって、汚染を受ける器具の一部のみを廃棄する（又はいくつかの状況では洗浄及び滅菌する）ことができ、他の部分は、広範な除染プロセスを必要とせずに安全に再使用することができる。そのような器具のステアリング部分は複雑で比較的高価な部分であり得るので、ステアリング部分から器具の露出部分を分離することが可能であり、露出部分のみを廃棄することは、大きい経済的利益であり、より少ない廃棄物をもたらす。器具とステアリングデバイスのとの間の迅速且つ単純な結合を使用することは、使用場所において、非訓練者又は非技術者による、再使用可能なステアリングデバイスへの使い捨て器具１００の迅速な結合及び分離を可能にする。
[0080]ＷＯ２００９／１１２０６０Ａ１、ＷＯ２００９／１２７２３６Ａ１、ＷＯ２０１７／２１３４９１Ａ１、及びＷＯ２０１８／０６７００４は、本発明を適用することができる実施形態を示し、参照により本明細書に組み込まれる。
[0081]器具１００は、例えば、ＷＯ２００９／１１２０６０Ａ１、ＷＯ２００９／１２７２３６Ａ１、ＷＯ２０１７／２１３４９１Ａ１、及びＷＯ２０１８／０６７００４に詳細に説明されるように、長手方向要素１３０２が、円筒管内のレーザ切断から生じる長手方向スロットによって分離された管内の長手方向ストリップ形状の要素によって実装され、遠位端の屈曲可能な部分が同じ管内でレーザ切断を実行して実装され得るように製造され得る。レーザ切断の代替として、他の技術、例えば水ジェットによる切断が使用され得る。また、３Ｄレーザ印刷などの他の方法が使用され得る。これらのスロットは、材料の厚さ全体を通って延在する。これは、上記で議論した他の実施形態にも当てはまる。
[0082]本明細書に記載する例及び実施形態は、本発明を限定するのではなく、例示する役割を果たす。異なる実施形態からの要素は、そのような組み合わせに互換性がない場合を除き、図に示さない実施形態を形成するように組み合わせることができる。当業者は、特許請求の範囲から逸脱することなく、代替の実施形態を設計することが可能であろう。特許請求の範囲において括弧内に配置された参照符号は、特許請求の範囲を限定するように解釈されるべきではない。特許請求の範囲又は説明において別個のエンティティとして説明する項目は、説明する項目の特徴を組み合わせる単一の項目又は複数のハードウェア項目として実装され得る。
[0083]本発明は、添付の特許請求の範囲及びその技術的等価物によってのみ限定されることが理解されるべきである。本文書及びその特許請求の範囲では、「備える（to comprise）」という動詞及びその活用形は、具体的に言及されていない項目を排除することなく、その語に続く項目が含まれることを意味するように、それらの非限定的な意味で使用される。加えて、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」による要素への言及は、その要素が１つ及び１つしか存在しないことを文脈が明確に要求しない限り、その要素が１つよりも多く存在する可能性を排除しない。不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は、このことから、通常、「少なくとも１つ」を意味する。

Claims (27)

  1. 長尺器具に接続するためのステアリングデバイス（５００，７００，１２１０）であって、
    ・第１の中心軸を有する第１のチャネル（５０８）を備える支持ユニット（５０２）と、ここで、前記第１のチャネル（５０８）は、前記支持ユニットの遠位側から近位側に延在し、前記支持ユニットは、前記第１のチャネル（５０８）の周りに配置されるものであり、
    ・前記支持ユニット（５０２）上に回転可能に配置されたステアリングユニット（５０４）と、ここで、前記ステアリングユニット（５０４）は、前記ステアリングユニット（５０４）の回転の動きと共に動くように、器具の複数の長手方向要素（１０２）を固定／解放するように配置されるものであり、
    を備える、ステアリングデバイス（５００，７００，１２１０）。
  2. 前記支持ユニット（５０２）は、ボール形状の要素（５０６）を備え、そのため、前記ステアリングユニット（５０４）は、前記ボール形状の要素（５０６）の周りを回転することができ、前記第１のチャネル（５０８）は、前記ボール形状の要素（５０６）を通って延在する、請求項１に記載のステアリングデバイス（５００，７００，１２１０）。
  3. 前記ステアリングユニット（５０４）は、ステアリングプレート（５１６）を備える、請求項１又は２に記載のステアリングデバイス（５００，７００，１２１０）。
  4. 前記ステアリングユニット（５０４）は、第２のチャネルを備え、前記ボール形状の要素（５０６）は、前記第２のチャネル中に配置される、請求項１～３のうちのいずれか一項に記載のステアリングデバイス（５００，７００，１２１０）。
  5. 前記ステアリングユニット（５０４）は、前記複数の長手方向要素（１０２）を前記ステアリングユニット（５０４）に接続するための複数のコネクタ（５３２，７０２）を備える、請求項１～４のうちのいずれか一項に記載のステアリングデバイス（５００，７００，１２１０）。
  6. 前記複数のコネクタは、前記ステアリングユニット（５０４）中に複数の開口部（７０２）を備え、前記複数の開口部（７０２）の各々は、１つの長手方向要素（１０２）を受け入れるように構成される、請求項５に記載のステアリングデバイス（７００）。
  7. 前記複数のコネクタは、前記ステアリングユニット（５０４）の円周から内向きに延在する複数の溝（５３２）を備え、前記複数の溝（５３２）の各々は、１つの長手方向要素（１０２）を受け入れるように構成される、請求項５に記載のステアリングデバイス（５００）。
  8. 前記複数のコネクタは、前記ステアリングユニットから外向きに延在する複数のアーム形状の要素を備える、請求項５に記載のステアリングデバイス（１２１０）。
  9. 前記複数の長手方向要素（１０２）を前記ステアリングユニット（５０４）に固定するためのロッキング機構を更に備える、請求項１～８のうちのいずれか一項に記載のステアリングデバイス（５００，７００）。
  10. 前記ロッキング機構は、前記複数の長手方向要素（１０２）を前記ステアリングユニット（５０４）に固定するように構成されたロッキングプレートを備える、請求項９に記載のステアリングデバイス（５００，７００）。
  11. 前記複数の長手方向要素（１０２）は、複数の開口部を通して前記ステアリングユニット（５０４）に固定され、前記ロッキングプレートは、前記複数の長手方向要素が前記複数の開口部から出てしまうことを前記ロッキングプレートが防止するように前記ステアリングユニットに接続する、請求項１０に記載のステアリングデバイス（５００，７００）。
  12. 前記ロッキングプレートは、前記複数の長手方向要素を前記複数の開口部に挿入するか又はそれから取り除くことができる開位置から、前記複数の長手方向要素が前記複数の開口部内に固定されるロック位置まで移動可能である、請求項１１に記載のステアリングデバイス。
  13. 前記ロッキングプレートは、前記ステアリングユニットの円周から内向きに延在する開口部中に長手方向要素を固定するように軸方向に移動可能である、請求項１２に記載のステアリングデバイス。
  14. 前記ロッキングプレートは、前記開位置から前記ロック位置まで動くように回転可能に移動可能である、請求項１２に記載のステアリングデバイス。
  15. 前記ロッキングプレートは、前記ロッキングプレートの外周の周りに延在する複数の突出要素を備え、前記複数の突出要素の各々は、チャネル中に長手方向要素を受け入れて前記長手方向要素を固定するように構成されたフック形状の側面を備える、請求項１４に記載のステアリングデバイス。
  16. 前記複数の突出要素の各々は、前記長手方向要素が前記チャネル中に固定された前記ロック位置から前記開位置まで前記ロッキングプレートが回転するとき、前記長手方向要素が前記複数の突出要素の傾斜側面上で摺動し、それによって、前記複数の開口部から押し出されるように、前記チャネルの反対側に配置された前記傾斜側面を備える、請求項１５に記載のステアリングデバイス。
  17. 前記ステアリングデバイスは、前記複数の長手方向要素が前記ステアリングユニットに固定されると、前記支持ユニットの周りの前記ステアリングユニットの回転の動きが前記ステアリングユニットに前記複数の長手方向要素を押させる及び／又は引っ張らせることになるように構成される、請求項１～１６のうちのいずれか一項に記載のステアリングデバイス。
  18. 前記複数の長手方向要素を前記ステアリングユニットの固定位置に誘導するための誘導要素を更に備える、請求項１～１７のうちのいずれか一項に記載のステアリングデバイス。
  19. 前記ステアリングデバイスのための外側ハウジングを備える、請求項１～１８のうちのいずれか一項に記載のステアリングデバイス。
  20. ステアリングデバイスに接続するための長尺器具であって、前記長尺器具は、
    遠位端と近位端とを有する長尺シャフトと、
    前記長尺シャフトに沿って延在する複数の長手方向要素と、を備え、前記複数の長手方向要素の各々は、前記長尺器具を前記ステアリングデバイスに固定するための接続部を前記近位端において備える、
    長尺器具。
  21. 前記複数の長手方向要素は、前記長尺シャフトから外向きに延在して配置される、請求項２０に記載の長尺器具。
  22. 前記長尺シャフトから外向きに延在するために前記長手方向要素を押しのけるように配置された円錐形状のデバイスを前記近位端において備える、請求項２１に記載の長尺器具。
  23. 前記接続部は、開口部を備える、請求項２０に記載の長尺器具。
  24. 前記長尺器具は、管を備え、前記複数の長手方向要素は、前記管において複数の長手方向スロットをレーザ切断するか又は水切断するかのうちのいずれかによって作製される、請求項２０～２３のうちのいずれか一項に記載の長尺器具。
  25. 請求項２０～２４のうちのいずれか一項に記載の長尺器具と、請求項１～１９のうちのいずれか一項に記載のステアリングデバイスとを備える医療デバイス。
  26. 請求項２０～２４のうちのいずれか一項に記載の長尺器具を製造する方法。
  27. 請求項１～１９のうちのいずれか一項に記載のステアリングデバイスを製造する方法。
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