JP2022549499A - 小型の体内で制御可能な医療機器 - Google Patents

Abstract

医療処置に関連して人体内で動作することができる医療機器のためのシステム及び方法が開示される。本開示の態様において、外科的手技を支援するためのシステムは、患者の手術部位内に総じて留置されるように寸法設定された医療機器の群れを含み、医療機器の群れは、外科医が患者に外科的手技を行うのを支援するべく患者内で同時に動作するように構成される。医療機器の群れは、手術部位の少なくとも一部のビューを取り込み、取り込んだビューを通信するように構成されたイメージングシステムを含む、第１の医療機器と、引き込み装置、灌流装置、吸引装置、クリッピング装置、治療送達装置、又は切断装置のうちの１つ以上を含む、第２の医療機器とを含む。【選択図】図２５

Description

関連出願への相互参照
本出願は、２０１９年９月２６日に出願された米国特許仮出願第６２／９０６，４１５号の利益及び優先権を主張するものであり、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

本開示は、一般に、小型の体内で制御可能な医療機器に関する。より詳細には、本開示は、医療処置の態様を実行する及び／又は支援するための１つ以上のシステムを有する体内医療機器に関する。

多くの医療処置は、診断を完了する又は患者に治療を提供するために、医師が体内の領域にアクセスすることを必要とする。多くの場合、医師は、体の自然開口部及び内腔を通して体の内部領域にアクセスする。自然開口部は、鼻孔、口、外耳道、鼻涙管、肛門、尿道口、膣、及び乳首を含む。内腔は、胃腸管の内部、肺の気管支の経路、尿細管及び尿集合管の内部、膣、子宮、及びファローピウス管の経路を含む。これらの開口部及び内腔の中から、医師は、体のほぼすべての領域にアクセスするための切開を行うことができる。

体内の領域にアクセスするための従来の方法は、開腹手術手技、腹腔鏡下手技、及び内視鏡手技を含む。腹腔鏡下手技では、医師が体内の領域にアクセスするために小さな「鍵穴」の外科的開口部と、特別に設計された器具を用いることができる。当初は、腹腔鏡器具は本質的に直線形であり、体の領域にアクセスするためにまっすぐな障害物のない「見通し線」を必要とした。内視鏡手技では、医師が可撓性の器具を口又は直腸のいずれかに通すことによって消化器系の領域にアクセスすることができる。

最近では、医師はロボットを使ってこれらの器具を制御し始めている。これらのロボットは、通常、主／従構成で接続され、ロボットは医師の動きを器具の動きに変換する。ロボット制御は可撓性の腹腔鏡器具の出現も可能にした。医療ロボットは依然として、制御する機器の動き及び動作を医師が能動的に制御することを必要とし、大きい高価な資本設備と専用の手術室スペースを必要とする。

これらの機器の動きを制御する、これらの機器の向き、速度、又は位置を追跡又は制御する、写真が撮られた場所を正確に知る、及び任意のタイプの外科的手技を行う、又は治療を送達する、主／従構成なしにこの種の技術を提供する手段は存在しない。

したがって、この技術分野で改善が望まれる。外科的手技を行うことと、小型のシステム又は他の構造体の設置面積、サイズ、及び操作性をもつロボット器具を使用して治療を提供することとを組み合わせることが有益であろう。外科医が医療機器を特定の位置にナビゲートできるように、医療機器の移動を制御するための手段を提供することが有益であろう。

本明細書では、体内運搬用の医療機器が開示される。いくつかの態様において、医療機器は、内部領域を有するホスト構造体を含み、且つ、ホスト構造体に接続される１つ以上の推進システムを含むことができる。ホスト構造体と推進システムは、人間又は動物などの生きている生物の内腔又は腔に収まるように適合されたサイズの周囲境界に構成可能である。医療機器は、推進システムと通信する１つ以上の電源を含むことができる。医療機器は、推進システム及び電源と通信する制御ユニットを含むことができる。制御ユニットは、ホスト構造体及び推進システムが内腔内で自己操作可能であるようにホスト構造体及び推進システムを内腔内で移動させるべく推進システムを制御するように構成されたコンピュータプロセスコントローラを有する。

本開示の態様において、外科的手技を支援するためのシステムは、患者の手術部位内に総じて留置されるように寸法設定された医療機器の群れを含み、医療機器の群れは、外科医が患者に外科的手技を行うのを支援するべく患者内で同時に動作するように構成される。医療機器の群れは、手術部位の少なくとも一部のビューを取り込み、取り込んだビューを通信するように構成されたイメージングシステムを含む、手術部位内に総じて留置されるように寸法設定された、第１の医療機器と、引き込み装置、灌流装置、吸引装置、クリッピング装置、治療送達装置、又は切断装置のうちの少なくとも１つを含む、手術部位内に総じて留置されるように寸法設定された、第２の医療機器とを含む。

システムの様々な態様において、医療機器の群れは、イメージングシステムを有する複数の医療機器を含み、複数の医療機器は、第１の医療機器を含み、手術部位の３６０度ビューを取り込むべく協働するように構成される。

システムの様々な態様において、第２の医療機器は引き込み装置を含み、医療機器の群れは、引き込み装置を含む第３の医療機器を含み、第２の医療機器と第３の医療機器は、それぞれの引き込み装置を使用して手術部位の異なる部分を同時に引き込むことによって外科医が外科的手技を行うのを支援するべく動作する。

システムの様々な態様において、第２の医療機器は、胆嚢を引き込むように構成され、第３の医療機器は、同時に肝臓を引き込むように構成される。

システムの様々な態様において、第２の医療機器は、吸引装置又は灌流装置のうちの少なくとも１つを含み、第２の医療機器は、吸引装置又は灌流装置のうちの少なくとも１つを使用して開窓部を作製することによって外科医がカロー三角での切開を行うのを支援するように構成される。

システムの様々な態様において、第２の医療機器は、胆嚢管の後ろに開窓部を作製するように構成される。

システムの様々な態様において、第１の医療機器は、胆嚢、胆嚢動脈、又は胆嚢管のうちの少なくとも１つのビューを取り込むことによって外科医が外科的手技を行うのを支援するように構成される。

システムの様々な態様において、第２の医療機器は、クリッピング装置を含み、胆嚢動脈をクリップすることによって外科医が外科的手技を行うのを支援するように構成される。

システムの様々な態様において、医療機器の群れは、クリッピング装置を有する複数の医療機器を含み、複数の医療機器は、第２の医療機器を含み、胆嚢動脈又は胆嚢管のうちの少なくとも１つに複数のクリップを適用するべく協働するように構成される。

システムの様々な態様において、システムは、切断装置を含む第３の医療機器を含み、第３の医療機器は、複数のクリップのうちの２つの間の胆嚢動脈又は胆嚢管のうちの少なくとも１つを切断するように構成される。

システムの様々な態様において、医療機器の群れは、手術部位での手術合併症を識別するべく協働するように構成された複数の医療機器を含む。

システムの様々な態様において、複数の医療機器は、出血又は感染のうちの少なくとも１つを識別するべく協働するように構成される。

システムの様々な態様において、複数の医療機器は、胆汁漏又は広範囲の胆管再建を必要とし得る胆管損傷のうちの少なくとも１つを識別するべく協働するように構成される。

システムの様々な態様において、第１の医療機器又は第２の医療機器のうちの少なくとも１つは、引き込み式のアンカー及びテザーを含むプル装置を含み、テザーを引き込むことで第１の医療機器のうちの少なくとも１つが第２の医療機器を所定の位置に引き込む推進力が生み出される。

システムの様々な態様において、第１の医療機器又は第２の医療機器のうちの少なくとも１つは、固定構造物に隣接するプッシュロッドを含むプッシュ装置を含み、プッシュロッドを前進させることで第１の医療機器又は第２の医療機器のうちの少なくとも１つを所定の位置に押す推進力が生み出される。

システムの様々な態様において、第１の医療機器又は第２の医療機器のうちの少なくとも１つは、磁石を有するプル装置又は磁石を有するプッシュ装置のうちの少なくとも１つを含む。

システムの様々な態様において、第１の医療機器又は第２の医療機器のうちの少なくとも１つは、バルーンを膨張及び収縮させる構成と、バルーンを膨張及び収縮させることで第１の医療機器又は第２の医療機器のうちの少なくとも１つの推進力を生み出すバルーンへの及びバルーンからの流体の流れを制御するためのコントローラとを含む。

システムの様々な態様において、第１の医療機器は第１の電源を含み、第２の医療機器は第２の電源を含み、このシステムは、第１の電源と第２の電源を接続するように構成され、第１の電源と第２の電源との間で電力の伝送を可能にするように構成された、テザーを含む。

本開示の態様において、外科的手技を支援するための方法は、患者の手術部位内に総じて留置されるように寸法設定された医療機器の群れを留置することを含み、医療機器の群れは、手術部位の少なくとも一部のビューを取り込み、取り込んだビューを通信するように構成されたイメージングシステムを含み、手術部位内に総じて留置されるように寸法設定された、第１の医療機器と、引き込み装置、灌流装置、吸引装置、クリッピング装置、治療送達装置、又は切断装置のうちの少なくとも１つを含む、手術部位内に総じて留置されるように寸法設定された、第２の医療機器と、を含む。この方法は、外科医が患者に外科的手技を行うのを支援するべく患者内の医療機器の群れを同時に動作させることを含む。

方法の様々な態様において、医療機器の群れは、イメージングシステムを有する複数の医療機器を含み、複数の医療機器は第１の医療機器を含む。この方法は、手術部位の３６０度ビューを取り込むべく複数の医療機器を協調的に動作させることを含む。

方法の様々な態様において、第２の医療機器は引き込み装置を含み、医療機器の群れは、引き込み装置を含む第３の医療機器を含む。この方法は、それぞれの引き込み装置を使用して手術部位の異なる部分を同時に引き込むことによって外科医が外科的手技を行うのを支援するべく第２の医療機器と第３の医療機器を動作させることを含む。

方法の様々な態様において、第２の医療機器は、吸引装置又は灌流装置のうちの少なくとも１つを含み、この方法は、吸引装置又は灌流装置のうちの少なくとも１つを使用して開窓部を作製することによって外科医がカロー三角での切開を行うのを支援するべく第２の医療機器を動作させることを含む。

方法の様々な態様において、医療機器の群れは、クリッピング装置を有する複数の医療機器を含み、この方法は、胆嚢動脈又は胆嚢管のうちの少なくとも１つに複数のクリップを適用するべく複数の医療機器を協調的に動作させることを含む。

方法の様々な態様において、医療機器の群れは、切断装置を有する第３の医療機器を含み、この方法は、複数のクリップのうちの２つの間の胆嚢動脈又は胆嚢管のうちの少なくとも１つを切断するべく第３の医療機器を動作させることを含む。

方法の様々な態様において、この方法は、手術部位での手術合併症を協働して識別するべく医療機器の群れを協調的に動作させることを含む。

方法の様々な態様において、第１の医療機器又は第２の医療機器のうちの少なくとも１つは、引き込み式のアンカー及びテザーを含むプル装置を含み、この方法は、テザーを引き込むことで第１の医療機器又は第２の医療機器のうちの少なくとも１つを所定の位置に引き込むことを含む。

方法の様々な態様において、第１の医療機器又は第２の医療機器のうちの少なくとも１つは、固定構造物に隣接するプッシュロッドを含むプッシュ装置を含み、この方法は、プッシュロッドを前進させることで第１の医療機器又は第２の医療機器のうちの少なくとも１つを所定の位置に押すことを含む。

方法の様々な態様において、第１の医療機器又は第２の医療機器のうちの少なくとも１つは、磁石を有するプル装置又は磁石を有するプッシュ装置のうちの少なくとも１つを含む。

方法の様々な態様において、第１の医療機器又は第２の医療機器のうちの少なくとも１つは、バルーンを膨張及び収縮させる構成と、バルーンを膨張及び収縮させることで第１の医療機器又は第２の医療機器のうちの少なくとも１つの推進力を生み出すバルーンへの及びバルーンからの流体の流れを制御するためのコントローラとを含む。

方法の様々な態様において、第１の医療機器は第１の電源を含み、第２の医療機器は第２の電源を含み、テザーは、第１の電源と第２の電源を接続し、この方法は、テザーを通じて第１の電源と第２の電源との間で電力の伝送を可能にすることを含む。

図面は、開示された技術を例示する目的で、開示された主題の態様を示している。しかしながら、本出願は、図面に示された配置及び手段のみに限定されないことを理解されたい。

本開示に従って形成される代表的な体内で制御可能な医療機器を例示する図である。 本開示に従って形成される代表的な体内で制御可能な医療機器を例示する図である。 本開示に従って形成される体内で制御可能な医療機器の代替的な表現を例示する図である。 本開示に従って形成される螺旋型スクリュードライブの推進システムを特徴とする、体内で制御可能な医療機器を例示する図である。 本開示に従って形成されるスプロケット駆動のトラック推進システムを特徴とする、体内で制御可能な医療機器を例示する図である。 本開示に従って形成されるスプロケット駆動のトラック推進システムを特徴とする、体内で制御可能な医療機器の代替的な表現を例示する図である。 本開示に従って形成される流体／ジェットストリーム推進システムを特徴とする、体内で制御可能な医療機器を例示する図である。 本開示に従って形成される触手推進システムを特徴とする、体内で制御可能な医療機器を例示する図である。 本開示に従って形成される触手推進システムを特徴とする、体内で制御可能な医療機器の代替的な表現を例示する図である。 本開示に従って形成されるアンカー及びテザー推進システムを特徴とする、体内で制御可能な医療機器を例示する図である。 本開示に従って形成されるアンカー及びテザー推進システムを特徴とする、体内で制御可能な医療機器を例示する図である。 本開示に従って形成されるアンカー及びテザー推進システムを特徴とする、体内で制御可能な医療機器を例示する図である。 本開示に従って形成されるプッシュ型推進システムを特徴とする、体内で制御可能な医療機器を例示する図である。 本開示に従って形成されるプッシュ型推進システムを特徴とする、体内で制御可能な医療機器を例示する図である。 本開示に従って形成される磁場型推進システムを特徴とする、体内で制御可能な医療機器を例示する図である。 本開示に従って形成される磁場型推進システムを特徴とする、体内で制御可能な医療機器を例示する図である。 アンカーシステム及び真空管を備えた、体内で制御可能な医療機器を例示する図である。 プッシュロッドシステムを備えた、体内で制御可能な医療機器を例示する図である。 本開示に従って形成される膨張／収縮バルーン推進システムを特徴とする、体内で制御可能な医療機器を例示する図である。 本開示に従って形成される膨張／収縮バルーン推進システムを特徴とする、体内で制御可能な医療機器を例示する図である。 本開示に従って形成される膨張／収縮バルーン推進システムを特徴とする、体内で制御可能な医療機器を例示する図である。 本開示に従って形成されるジャイロスコープ及び翼／フリッパ安定システムを特徴とする、体内で制御可能な医療機器を例示する図である。 体内で制御可能な医療機器を留置するための異なるスコープシステムを例示する図である。 体内で制御可能な医療機器を留置するための異なるスコープシステムを例示する図である。 体内で制御可能な医療機器を留置するための異なるスコープシステムを例示する図である。 体内で制御可能な医療機器を留置するための異なるスコープシステムを例示する図である。 体内で制御可能な医療機器を留置するための異なるスコープシステムを例示する図である。 体内で制御可能な医療機器を留置するための異なるスコープシステムを例示する図である。 体内で制御可能な医療機器を留置するための異なるスコープシステムを例示する図である。 スコープによって留置される、体内で制御可能な医療機器を例示する図である。 スコープによって留置される、体内で制御可能な医療機器を例示する図である。 スコープによって留置される、体内で制御可能な医療機器を例示する図である。 スコープによって胃の中に留置される、体内で制御可能な医療機器を例示する図である。 スコープによって胃の中に留置される、体内で制御可能な医療機器を例示する図である。 体内で制御可能な医療機器を制御するためのシステムを例示する図である。 体内で制御可能な医療機器を制御するためのシステムを例示する図である。 体内で制御可能な医療機器に電力を与えるための異なる電源システムを例示する図である。 体内で制御可能な医療機器に電力を与えるための異なる電源システムを例示する図である。 体内で制御可能な医療機器に電力を与えるための誘導充電の使用を例示する図である。 繋がれた２つの体内で制御可能な医療機器間の電力伝達を例示する図である。 体内で制御可能な医療機器のための機器内貯蔵システムを例示する図である。 体内で制御可能な医療機器に組み込むことができるイメージングシステムを例示する図である。 体内で制御可能な医療機器に組み込むことができるイメージングシステムを例示する図である。 体内で制御可能な医療機器による監視センサの留置を例示する図である。 体内で制御可能な医療機器による監視センサの留置を例示する図である。 体内で制御可能な医療機器による治療システムの送達を例示する図である。 体内で制御可能な医療機器による治療システムの送達を例示する図である。 体内で制御可能な医療機器による治療システムの送達を例示する図である。 体内で制御可能な医療機器によって用いられ得る異なる組織及び流体サンプリング器具を例示する図である。 体内で制御可能な医療機器によって用いられ得る異なる組織及び流体サンプリング器具を例示する図である。 体内で制御可能な医療機器によって用いられ得る異なる組織及び流体サンプリング器具を例示する図である。 体内で制御可能な医療機器によって用いられ得る異なる組織及び流体サンプリング器具を例示する図である。 体内で制御可能な医療機器によって用いられ得る異なる組織及び流体サンプリング器具を例示する図である。 体内で制御可能な医療機器によって用いられ得る物質分与システムを例示する図である。 体内医療機器のインタラクティブなグループを例示する図である。 体内医療機器の別のインタラクティブなグループを例示する図である。 体内医療機器のインタラクティブなグループを含む例示的な動作を示す図である。 体内医療機器のインタラクティブなグループを含む例示的な動作を示す図である。 体内医療機器のインタラクティブなグループを含む例示的な動作を示す図である。 本明細書に記載の態様に係る医療システムを例示する図である。 体内で制御可能な医療機器によって得られたデータの解析で行われるステップのフローチャートを例示する図である。 患者内に留置され、処理装置に無線で接続される、体内で制御可能な医療機器を例示する図である。 体内で制御可能な医療機器から撮られ、画像のデータセットと比較される画像を例示する図である。

本開示は、推進システム、留置システム、制御システム、電源システム、機器内貯蔵システム、イメージングシステム、治療システム、サンプル及びデータ収集システム、及び／又は物質分与システムのうちの１つ以上を有する体内医療機器に関する。さらに、様々な態様において、本開示は、体内で制御可能な医療機器の材料、体内で制御可能な医療機器のインタラクティブなグループ、体内で制御可能な医療機器の構成、及び１つ以上の体内で制御可能な医療機器を使用する方法を詳述する。

様々な態様において、本開示は、小型の体内で制御可能な医療機器に関する。これらは、外部から制御可能であり得る又は完全に自律型であり得る。これらは、テザーを介して通信し得る又は無線で通信し得る。体内医療機器は、推進システム、留置システム、制御システム、電源システム、機器内貯蔵システム、イメージングシステム、治療システム、サンプル及びデータ収集システム、及び／又は物質分与システムを有し得る。本明細書に記載の医療機器のいずれも、独立して機能し得る又はグループで一緒に機能し得る。医療機器のインタラクティブなグループは、３つの医療機器、４つの医療機器、５つの医療機器、６つの医療機器、又は６つよりも多い医療機器などの、２つ以上の医療機器を含むことができる。医療機器の態様は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる２０１９年３月２７日に出願された国際特許出願公開第ＷＯ２０１９／１９１２０７号に記載されている。

図１Ａは、例示的な体内で制御可能な医療機器（本明細書では「医療機器」とも呼ばれる）を示す。いくつかの態様において、体内で制御可能な医療機器５は、球面円柱形である。体内で制御可能な医療機器は、ナビゲートする必要のある解剖学的構造、これを送達するのに用いられる方法、及び／又は医療機器が行う必要のある行為に応じて形状設定され得る。体内で制御可能な医療機器５は、遠位端１０、近位端１５、及び遠位端１０と近位端１５を接続する本体２０を有する。制御ユニット、電源システム、機器内貯蔵システム、イメージングシステム、治療システム、サンプル及びデータ収集システム、及び物質分与システムは、本明細書で説明されるように医療機器５の本体２０内に存在し得る。体内で制御可能な医療機器は、ナビゲートする必要のある解剖学的構造、これを送達するのに用いられる方法、及び／又は医療機器が行う必要のある行為に応じて寸法設定され得る。例として、消化管内で動作する体内で制御可能な機器の全体寸法は、約２５ｍｍの直径及び約７５ｍｍの長さを有し得る。いくつかの態様において、機器は、約１５ｍｍの直径及び約５０ｍｍの長さを有し得る。いくつかの態様において、直径は約１５ｍｍ未満であり、長さは約５０ｍｍ未満であり得る。スコープを用いて送達される体内で制御可能な機器の全体寸法は、約２０ｍｍの直径及び約７５ｍｍの長さを有し得る。いくつかの態様において、直径は約１５ｍｍであり、長さは約５０ｍｍであり得る。いくつかの態様において、直径は１５ｍｍ未満であり、長さは５０ｍｍ未満であり得る。制御システム、電源システム、機器内貯蔵システム、イメージングシステム、治療システム、サンプル及びデータ収集システム、及び物質分与システムは、これらの寸法基準に適合するように寸法設定される。

図１Ｂに示すように、医療機器５は、内部領域２０Ａを有するホスト構造体３２０である本体２０を含む。第１の推進システム３０Ａ及び第２の推進システム３０Ｂ（例えば、図４及び図５を参照して図示及び説明されるものと同様のスプロケット及びトラックシステム）がホスト構造体３２０に接続される。第１の推進システム３０Ａ及び第２の推進システム３０Ｂが図示及び説明されているが、本開示の広い態様から逸脱することなく１つだけの推進システム又は２つよりも多い推進システムが採用され得るので、本開示はこれに関して限定されない。第１の推進システム３０Ａ（例えば、図２～図１１参照）及び第２の推進システム３０Ｂは、ヒトなどの生きている生物の内腔３００（又は組織、筋、又は脂肪）、又は腹腔、骨盤腔、胸腔、及び／又は背側体腔などのより大きな腔に収まるように適合された小型サイズの周囲境界３２３（例えば、表皮又は外面）をなすように構成可能である。いくつかの態様において、医療機器５は、骨内の骨髄の中をナビゲートするように構成される。例として、消化管内で動作する体内で制御可能な機器の全体寸法は、約２５ｍｍの直径及び約７５ｍｍの長さを有し得る。いくつかの態様において、機器は、約１５ｍｍの直径及び約５０ｍｍの長さを有し得る。いくつかの態様において、直径は約１５ｍｍ未満であり、長さは約５０ｍｍ未満であり得る。スコープを用いて送達される体内で制御可能な機器の全体寸法は、約２０ｍｍの直径及び約７５ｍｍの長さを有し得る。いくつかの態様において、直径は約１５ｍｍであり、長さは約５０ｍｍであり得る。いくつかの態様において、直径は１５ｍｍ未満であり、長さは５０ｍｍ未満であり得る。いくつかの態様において、ホスト構造体３２０は、ホスト構造体３２０の内部領域２０Ａにアクセスするための開口部３２２を有する。いくつかの態様において、引込み式の、取り外し可能な、又はピボット運動可能な部材２４（例えば、ドア、ウィンドウ、又はフラップ）が、開口部３２２を選択的に覆う。推進システム３０Ａ及び３０Ｂは、機器５を内腔３００内で移動させるために用いられ得る。加えて、１つ以上の推進システム３０Ａ及び３０Ｂは、内腔３００内の機器の位置を維持するべくより小さい及び／又は細かい移動を生み出すことができ、内腔３００、組織、筋、又は脂肪内の機器の向きを変えるために用いることができるように、１つ以上の向き制御装置３１Ａ及び３１Ｂを含み得る。内腔３００、組織、筋、又は脂肪内の医療機器５の向きの制御は、機器内貯蔵システム、イメージングシステム、治療システム、サンプル及びデータ収集システム、及び／又は物質分与システムが、内腔、組織、筋、骨髄、又は脂肪内の関心領域に隣接することを可能にする。

図１Ｂに示すように、第１の電源４０Ａ及び第２の電源４０Ｂが、（例えば、１１Ｐとマークされた破線で概して示される電源導体又は伝送線路又はチャネルを介して）第１の推進システム３０Ａ及び第２の推進システム３０Ｂと通信する。第１の電源４０Ａ及び第２の電源４０Ｂは、第１の推進システム３０Ａ及び第２の推進システム３０Ｂと通信するものとして図示及び説明されているが、１つだけの電源又は２つよりも多い電源を採用することができ、電源のいずれか（例えば、３０Ａ又は３０Ｂ）が１つ以上の推進システム（例えば、４０Ａ又は４０Ｂ）と通信することができるので、本開示はこれに関して限定されない。

図１Ｂに示すように、制御ユニット３５０が、（例えば、１１Ｓとマークされた破線で概して示される信号伝送線路、配線、又は無線チャネルを介して）第１の推進システム３０Ａ、第２の推進システム３０Ｂ、第１の電源４０Ａ、及び第２の電源４０Ｂと通信する。制御ユニット３５０は、ホスト構造体３２０、第１の推進システム３０Ａ、第２の推進システム３０Ｂ、及び制御ユニット３５０が内腔３００内で自己操作可能であるようにホスト構造体３２０、第１の推進システム３０Ａ、及び第２の推進システム３０Ｂを内腔３００内で移動させるべく第１の推進システム３０Ａ、第２の推進システム３０Ｂを制御するように構成された、コンピュータプロセスコントローラ３５５を含む。

図１Ｂに示すように、追跡装置３５１、信号送信器３５２、及び信号受信器３５３が、内腔３００内の医療機器５を追跡及びガイドするために信号線１１Ｓを介して制御ユニット３５０と通信する。

図２の例示的な実施形態に示すように、体内で制御可能な医療機器５は、タコの形状であり得る。体内で制御可能な医療機器は、本体３０及び付属肢３５を有する。付属肢３５は、ホスト構造体２０の推進、カバー、又はラッピングのため、ホスト構造体２０の一部の形成のため、或いは治療タスク又は診断タスクを行うために用いられ得る。図１Ｂを参照して図示及び説明したものと同様の制御ユニット、電源システム、機器内貯蔵システム、イメージングシステム、治療システム、サンプル及びデータ収集システム、及び物質分与システムが、機器の本体３０及び／又は付属肢３５内に、又はホスト構造体２０の内部領域内に存在し得る。

図３～図１１に示すように、本開示は、体内で制御可能な医療機器、より詳細には、体内で制御可能な医療機器を内腔又は開口部内で移動させるための推進システムを含む。推進システムは、図１Ｂのように、内腔又は開口部内の機器の向きを制御するための１つ以上の向き制御装置３１Ａ、３１Ｂを含む。体内で制御可能な医療機器は、繋がれた又は繋がれていない状態で内腔、腔、及び／又は開口部を通って移動するように寸法設定される。したがって、体内で制御可能な医療機器は、本明細書で説明されるように、（１）機器と通信するスプロケット駆動のトラック構造体、（２）機器からの流体ジェットストリームの放出、（３）機器上の及び／又は周りの所定の位置にあるバルーンを膨張及び収縮させる構成、（４）機器から延びる複数の関節触手、（５）機器の外面上に形成されたスクリュードライブ、及び（６）安定翼、フリッパ、アンカー、ブレース、支持体、及び／又はクランプ、を含むがこれらに限定されない１つ以上の推進システムを装備する。体内で制御可能な医療機器はまた、消化器系の蠕動を通じて体内で移動され得る。いくつかの態様において、推進システムは、機器５を関心領域に移動させるのに用いられ得る。次いで、機器は、蠕動を通じて受動的に体から出ることができ、又はテザーなどの装置によって体から引き抜かれてもよい。

図３を参照すると、スクリュードライブ推進システムを備えた体内で制御可能な医療機器が示されている。スクリュードライブ推進システムは、機器の外面上に螺旋ねじを有する。螺旋部４０が、体内で制御可能な医療機器の本体２０を取り囲む。螺旋部４０の周りにねじ山４５が延びる。本体２０の中心軸の周りの螺旋部４０が回転すると、体内で制御可能な医療機器が図１Ｂの内腔３００などの内腔又は開口部内で前進する。螺旋部４０の回転方向を切り替えると、体内で制御可能な医療機器が反対方向に前進する。

代替的な態様では、図４及び図５を参照すると、機器と通信するスプロケット駆動のトラック構造体を備えた体内で制御可能な機器が示されている。トラック５０Ａ～５０Ｄは、本体２０の軸線Ａに沿って（図４）、本体２０の周りに周方向に（図５の矢印Ｃ参照）、又はホスト構造体２０の１つ以上の部分に沿って（図１Ｂの第２の推進システム３０Ｂ参照）配向され得る。スプロケット（図示せず）は、機器の近位端１０及び遠位端１５（図４）又は本体２０の中央（図５）内に収容され得る。体内で制御可能な医療機器５の本体２０に対するトラック５０の移動が医療機器の動きを生み出す。

代替的な態様では、図６を参照すると、１つ以上の流体／ガスジェットストリーム噴射推進システムを備えた体内で制御可能な医療機器が示されている。物質（例えば、ガス、液体、ゲル、又は粒子）のジェットストリーム５５が、体内で制御可能な医療機器５からノズル又は開口部６０を通じて放出され得る。開口部６０は、機器の遠位端１０及び／又は近位端１５上に存在し得る。ジェットストリーム５５の物質は、機器の本体２０内に貯蔵され得る。代替的に、物質は、体から採取され得る（例えば、胃液）。代替的に、流体は、体から採取され（例えば、胃液）、機器２０内に貯蔵された化合物（例えば、重炭酸ナトリウム）と反応してガス（例えば、二酸化炭素ガス）を生成することができ、該ガスは、推進力を生み出すために開口部６０を通じて圧力下で流体／ガスジェットストリーム５５として放出することができる。加えて、ノズル又は開口部６０内にプロペラ及び／又はタービン６１が存在し得る。物質のジェットストリーム５５は、タービンを回転させて推力を発生させることができる。加えて、流体／ガスジェットストリーム噴射推進システムは、向き制御システム３１Ａ及び３１Ｂとして用いられ得る。

代替的な態様では、図７及び図８を参照すると、本体から延びる複数の関節触手６５を備えた体内で制御可能な医療機器５が示されている。複数の触手６５が、機器の本体２０の長さに沿って配置され得る（図７）。代替的に、触手６５は、機器の遠位端１０又は近位端１５上に存在し得る（図８）。触手６５は直線状であり得る。触手６５は、ヒンジ領域７０を有する直線状であってよく、又はそれらの長さ７５全体にわたって関節運動することが可能であってもよい。触手６５の動きが、体内で制御可能な医療機器の推進力を生み出す。

代替的な態様では、図９Ａ～図９Ｇを参照すると、プッシュ又はプル式推進システムを備えた体内で制御可能な医療機器５が示されている。図９Ａ、図９Ｂ、及び図９Ｃに示すように、引込み式のアンカーベースの推進システムが示されている。アンカー８０は、当該技術分野では公知の任意の種類のアンカーとすることができる。図９Ａでは、近位端１５は位置Ｐ１にあり、アンカー８０は引込み位置にある。図９Ｂでは、アンカー８０は、延長されたテザー８５を介して留置され、位置Ｐ２での組織に取り付けられている。アンカー８０は、テザー８５によって、体内で制御可能な医療機器５に接続される。テザー８５（図９Ｃ）を引き込むことで医療機器を位置Ｐ２に引き寄せる推進力が生み出される。医療機器のインタラクティブなグループが用いられるいくつかの態様において、第１の医療機器は、延長されたテザー８５を介してアンカー８０を留置し、例えば第２の医療機器上のループ（図示せず）を介して第２の医療機器に取り付けることができ、これにより、医療機器が前進位置に引き寄せられる。

代替的な態様では、図９Ｄ及び図９Ｅを参照すると、プッシュ式推進システムが示されている。図９Ｄでは、近位端１５は位置Ｐ１にあり、プッシュロッド８７は引込み位置にある。プッシュロッド８７の端は、固定構造体８６に隣接している。固定構造体８６は、内腔３００、プローブ、又はスコープであり得る。プッシュロッド８７（図９Ｅ）を前進させることで医療機器を位置Ｐ２に押す推進力が生み出される。医療機器のインタラクティブなグループが用いられるいくつかの態様において、第１の医療機器は、第２の医療機器の表面を前進位置に押すことができる。

代替的な態様では、図９Ｆ及び図９Ｇを参照すると、プッシュ及び／又はプル式推進システムが示されている。図９Ｆに示すように、プッシュ及び／又はプル式推進システムは、機器５を移動させるために磁石又は磁場を使用する。磁石は、永久磁石又は電磁石であり得る。磁石８８は機器５内に存在する。加えて、内腔３００の外部に配置された１つ以上の磁石８９が存在し得る。磁石８８及び８９は、Ｎ極又はＳ極のいずれかを有するように構成される。磁石８９は、生物の外部に配置され得る。近位端１５は位置Ｐ１に配置されている。磁石８９と磁石８８との間に引力が生じることによって推進力が生み出される（図９Ｇ）。引力は、磁石８８ＡのＳ極と磁石８９のＮ極との間に生じる。この引力は、医療機器を位置Ｐ２へ移動させる。代替的に、磁石８８ＡのＳ極（又はＮ極）が磁石８９のＳ極（又はＮ極）と位置合わせされてよく、反発力が生じ、医療機器５を押すのに用いることができる。医療機器のインタラクティブなグループが用いられるいくつかの態様において、第１の医療機器は少なくとも１つの磁石を含むことができ、第２の医療機器は少なくとも１つの磁石を含むことができ、第１の医療機器の磁石のＳ極（又はＮ極）が第２の医療機器の磁石のＳ極（又はＮ極）と位置合わせされてよく、反発力が生じ、医療機器５を押すのに用いることができる。

図９Ｈに示すように、アンカーシステム９１を備えたドローンは、プラークなどの物質を内腔から除去するために真空管９２を留置することができる。様々な態様において、ドローンは、例示したアンカー及び真空留置システムを使用して閉塞物を除去するべく胃腸管で使用することができる。様々な態様において、管９２は、堆積物を吸引する前にプラーク又は胃腸閉塞物を溶かすことができる物質などの物質９３を配置するために用いることができる。

図９Ｉに示すように、プッシュロッドシステム９６を備えたドローンは、手術部位へのアクセスを改善するべく手術中の組織操作のために使用することができる。ドローンは、グリップして引くことによって組織又は固定構造物を押すために使用することができる。様々な態様において、ドローンは、プッシュロッドの周りでプッシュ及びグリップ／プル操作に必要な角度を生み出すことができる６の自由度９７を有する。

代替的な態様では、図１０を参照すると、機器上の及び／又は周りの矢印Ｒの方向及び向き（例えば、矢印Ｒ２及びＲ３で示されるように回転又は角運動）の所定の位置にバルーン９０を膨張及び収縮させる構成を備えた体内で制御可能な医療機器５が示されている。バルーン９０は、圧力下で膨張するが、圧力が解放されたときに元の構成に戻ることができるエラストマー材料で作製され得る。バルーン９０は、流体及び／又はガスで満たされ得る。バルーン９０が満たされたときに、バルーンの体積が増加し、形状が変化する。例として、バルーン９０は、流体及び／又はガスで満たされたときに、形状が形態９５に変化し得る。流体及び／又はガスは、医療機器５の本体２０内に貯蔵され得る。代替的に、流体は、体から採取され得る（例えば、胃液）。代替的に、流体は、体から採取され（例えば、胃液）、機器内に貯蔵された化合物（例えば、重炭酸ナトリウム）と反応してガス（例えば、二酸化炭素）を生成し得る。次いで、このガスは、バルーン９０を満たし、膨張させるのに用いることができる。流体及び／又はガスの流れを異なるバルーンに誘導するために機器内にコントローラを配置することができる。バルーンのリズミカルな拡張及び収縮は推進を生み出すことができる。

代替的な態様では、図１Ｂ及び図１１を参照すると、体内で制御可能な医療機器５は、向き制御装置（例えば、安定翼３１Ａ、３１Ｂ）を装備し得る。向き制御装置（例えば、安定翼３１Ａ、３１Ｂ）は、本明細書で開示された推進システムのいずれとも適合性がある。向き制御装置（例えば、安定翼３１Ａ、３１Ｂ）は、内腔内の医療機器５の移動をガイドする一助となる。向き制御装置（例えば、安定翼３１Ａ、３１Ｂ）はさらに、安定及びガイダンスをさらに提供するためにフラップ１０５を有していてもよい。向き制御装置はまた、ジャイロスコープ３１Ｂであり得る。ジャイロスコープ３１Ｂは、安定性をもたらすため又は基準方向を維持するために用いられ得る。

図１２Ａ～Ｇから図１４に示すように、本開示は、体内で制御可能な医療機器５、より詳細には、体内医療機器を内腔１００内に留置するための留置装置及び方法を含む。特に、剛性のシャフト又は可撓性の導管を有する医療用途のためのスコープは、内腔内に入っている状態でスコープのプローブ部分の１つ以上の部分から留置するために、１つ以上の機器貯蔵コンパートメント、チャネル、作動装置、テザー、及び噴射ポートと共に構成される。図１２を参照すると、留置装置は、ＥＮＴオトスコープ１１５、鼻咽頭鏡１２０、腹腔鏡１２５、顎洞内視鏡１３０、コルポスコープ１３５、切除用内視鏡１４５、及び膀胱鏡１５０を含むがこれらに限定されない種々の医療用スコープ１１０と一体化されるように構成される。さらに、医療機器５は、スコープではなくチューブを通じて留置されてもよい。加えて、医療機器５は、カテーテルを介して血管の中に留置されてよく、又は外科的に配置されてよい（例えば、心臓手術後に）。医療機器５は、（例えば、骨髄にアクセスするために）適切なサイズの針を通じて留置されてよく、また、一般に、体内の任意の領域（例えば、筋、脂肪、及び組織）に又は皮膚上に留置されてよい。医療機器５は、創傷部位の皮膚上に留置されてよく、治療（例えば、ゼオライトなどの排出物凝固物質又は抗菌薬）を提供することができる。

図１３Ａに示すように、体内で制御可能な医療機器５は、内視鏡１１０の作業チャネル１５０を通じて留置することができる。作業チャネル１５０の端は、ドッキングステーション１５１（図１３Ｂ及び図１３Ｃ）を有し得る。ドッキングステーション１５１は、医療機器５を保持及び留置するために、クロー１５２（図１３Ｂ）又はばね１５３（図１３Ｃ）を使用することができる。さらに、図１４Ａ及び図１４Ｂを参照すると、この体内で制御可能な医療機器１００を内腔内に留置する方法は、機器を胃１５５に直接送達するためのスコープ１１０の使用をさらに含む。代替的に、スコープ１１０は、機器を様々な器官、例えば、膀胱に直接送達するのに用いられ得る。体内医療機器を内腔内に留置する方法は、口腔を通る消化、鼻、咽頭、喉頭、気管、気管支、及び肺を含むヒトの呼吸器系に導入するためのこのような機器の１つ以上のナノサイズバージョンの吸入をさらに含む。

図１５Ａ及び図１５Ｂに示すように、本開示は、体内で制御可能な医療機器５、より詳細には、内腔内での体内で制御可能な医療機器を制御する及び通信するための制御及び通信システム及び方法を含む。特に、制御及び通信システムは、内腔内の所定の位置に対する、機器の位置及び向きを識別及び追跡し、機器を所定の位置に、所定の位置から、及び所定の位置の周りでガイドするべく機器推進及び配向システムを制御するように構成される。

図１Ｂと図１５Ａ及び図１５Ｂに示すように、制御ユニット３５０は、外部コマンド及びモニタセンターを、医療機器１０内のコンピュータ化されたプロセスコントローラ５５（図１Ｂ）と接続し、推進及び配向システムと通信して体内の機器のリアルタイム位置情報に基づいてその動作を制御する、有線通信装置１６０（図１５Ａ）及び／又は無線通信装置１６５（図１５Ｂ）（例えば、送信器３５２及び受信器３５３）を含む。制御ユニット３５０は、内腔内での体内で制御可能な医療機器の識別、追跡、及び制御を達成するべくコンピュータ化されたプロセスコントローラで動作可能なコンピュータ可読媒体上のソフトウェアアルゴリズムを含む。

制御ユニット３５０は、図１Ｂの要素符号３１５、３５２、及び３５３を参照して図示及び説明したものと同様に、内腔内での体内で制御可能な医療機器の位置を測位するように構成されたＧＰＳ、放射線放射源／放射線モニタリング装置、超音波装置、近距離無線通信装置、セルラーデータ（２Ｇ／３Ｇ／４Ｇ／５Ｇ）装置、Ｗｉ－Ｆｉ装置、及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈ装置を含む、追跡装置３５１、送信器３５２、及び受信器３５３を含む（図１Ｂ及び図１５参照）。

図１６Ａ及び図１６Ｂに示すように、本開示は、体内医療機器のための、より詳細には小型の、電源システム１７５（例えば、集積回路を有し、集積回路基板上に配置された、コンピュータチップ）を含む。体内で制御可能な医療機器及び体内で制御可能な医療機器に接続可能な補助装置内及びその周辺のサブコンポーネントの推進、制御、及び動作のための電力を提供する電源及び電力貯蔵装置を小型化することができる。特に、小型の電源は、バッテリ、燃料電池、電気化学反応器、圧電装置、内腔及び隣接する器官内の流体及びその組織から熱エネルギー及び／又は化学反応エネルギーを取得するエネルギーハーベスティング装置、熱反応器、熱吸収エネルギー変換装置、及び摩擦電気エネルギーハーベスティング装置を含むことができる。バッテリは、アルカリ電池、原子力電池、鉛蓄電池、リチウムイオンバッテリ、マグネシウムイオンバッテリ、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、及び充電式アルカリ電池を含むがこれらに限定されない当該技術分野では公知の種類のいずれかを含み得る。電気化学反応器は、機器内で電気を生成するのに必要とされる化学物質を貯蔵し得る。代替的に、電気化学反応器は、体内にある流体を使用して、機器内に又は機器上に貯蔵された化学物質と反応させ、電気を生成し得る。圧電装置は、体自体の動き（例えば、蠕動）又は内腔内で移動する際の機器の動きのいずれかを取り込むことによって電気を生成し得る。熱吸収装置は、体温からエネルギーを取り込んで電気を生成し得る。摩擦電気エネルギーハーベスティング装置は、機器の本体が体の内腔内を通る際の摩擦接触で電気を発生させる。加えて、エネルギーは、コンデンサ、熱媒体、バッテリ、及び機械的拡張装置（例えば、ばね及びバルーン）を用いて機器によって貯蔵され得る。

加えて、図１７で見られるように、体内で制御可能な医療機器５は、体１９０の外部又は体１９０の内部からの誘導エネルギーの伝達によって直接電力を受け取ることができる。誘導エネルギー受信器１８０は、機器５の内部に存在することができる。誘導エネルギー送信器１８５は、体１９０の外部に存在することができる。代替的に、機器は、別の内部エネルギー貯蔵装置で機能し、誘導により再充電されてよく、十分な貯蔵電力が消費されたときに充電される。

代替的に、図１８で見られるように、１つの体内で制御可能な医療機器５を、第２の体内で制御可能な医療機器５に繋ぐことができる。テザー１９５が、第１の機器内の電源１７５から第２の機器の第２の電源１７５に電気を伝達することができる。第２の体内で制御可能な医療機器５は、体１９０の内部又は体１９０の外部に存在することができる。２つの機器は、恒久的に一緒に繋がれてよく、又はそれらは、電気の伝達が必要とされるときに繋がれてもよい。

図１９に示すように、本開示は、機器内貯蔵システム２００、より詳細には、１つ以上の電源、エネルギー貯蔵装置、薬剤、イメージングシステム、コンピュータプロセッサコントローラ、通信送信器及び受信器、推進システム、治療送達装置（例えば、放射線源）、プロセス廃棄物、生検、血液及び組織サンプル、医療用及び外科用器具、流体、ガス、粉体、及び消耗品を収容するための小型のコンパートメントを内部に有する体内医療機器を含む。貯蔵コンパートメントは、壁、内部及び外部支持構造体、入口、出口、センサ（例えば、温度、圧力、及び化学センサ）、弁、ポンプ、及び入口／出口孔と共に構成される。機器内貯蔵システム２００は、神経遮断及び刺激薬及び装置を保持するのに用いられてよく、動脈壁からプラークを除去するための装置を保持してよく、又は腸拘束バンドを保持及び留置してよい。

図２０Ａ、図２０Ｂ、及び図２１に示すように、本開示は、体内で制御可能な医療機器の内部（図２０Ａ）又は遠隔（図２０Ｂ）に１つ以上のイメージングシステム２０５を有する体内で制御可能な医療機器を含む。イメージングシステムは、Ｘ線撮影法、核磁気共鳴画像法、医用超音波検査又は超音波、共焦点顕微鏡法、エラストグラフィ、光干渉断層撮影法、触覚イメージング、ラマン分光法、サーモグラフィ、及び医用デジタル写真を含む。いくつかの態様において、イメージングシステム２０５は、体内で制御可能な医療機器（図２０Ａ及び図２０Ｂ）の中で内腔３００を通って移動するように構成される。代替的な実施形態では、図２１Ａ及び図２１Ｂを参照すると、イメージングシステム２０５はさらに、内腔内にある体内で制御可能な医療機器から放出され、継続的な監視のために内腔内の所定の位置に配置されるように構成される。例として、図２１Ａを参照すると、医療機器５は、イメージングシステム２０５を装備し得る。医療機器５は、小腸を通って移動し、イメージングシステム２０５を、限定ではない例としてファーター膨大部２１０（図２１Ｂ）に隣接して配置することができる。次いで、医療機器５は、イメージングシステムなしで小腸を通って移動し続けることができる。イメージングシステム２０５は、画像を記憶するべく記憶媒体２０６と共に構成され得る。イメージングシステム２０５はさらに、内腔内の他の位置に、及び体（例えば、人体）内の他の場所及び器官に、及び体外に存在する１つ以上の受信器にリアルタイム画像を送信するべく送信デバイス２０７と共に構成され得る。

図２２Ａ、図２２Ｂ、及び図２２Ｃに示すように、本開示は、体内で制御可能な医療機器の内部（図２２Ａ）又は遠隔（図２２Ｂ）に１つ以上の治療送達システム２１５を有する体内で制御可能な医療機器を含む。治療送達システム２１５は、光干渉断層法（ＯＣＴ）誘導レーザ機器、放射線放出源、化学療法展開装置、医薬品及び薬剤留置装置、アブレーション装置、及び光線力学的治療装置を含む。治療送達システム２１５は、体内で制御可能な医療機器の中で内腔を通って移動し、治療を提供するように構成される。治療送達システム２１５はさらに、内腔１００内にある機器から放出され、継続的な治療の送達のために内腔１００内の所定の位置に配置されるように構成され得る（図２２Ｃ）。治療送達システム２１５は、治療の時刻、持続時間、及び適用位置を記録するべく記憶媒体２１６と共に構成され得る。イメージングシステム２０５及び治療送達システム２１５はさらに、内腔内の他の位置に、及び体（例えば、人体）内の他の場所及び器官に、及び体外に存在する１つ以上の受信器にリアルタイム画像を送信するべく送信デバイス２１７と共に構成され得る。図２２Ａ及び図２２Ｂの医療機器５は、小腸を通って移動し、治療送達システム２１５を、ファーター膨大部２１０（図２２Ｃ）に隣接して配置することができる。次いで、医療機器５は、イメージングシステムなしで小腸を通って移動し続けることができる。

図２３に示すように、本開示は、１つ以上のサンプル及びデータ収集システムを有する体内で制御可能な医療機器を含む。サンプル収集システムは、組織生検及び血液、骨、細胞、骨髄、血液、尿、ＤＮＡ、及び糞便サンプルを取得するように構成される。サンプル収集装置は、１つ以上のスネア２２０、鉗子２２５、針２３０、吸引装置２３５、及びこれらの組み合わせを含む当該技術分野では公知の任意のものを含み得る。データ収集装置は、ｐＨプローブ、加速度計、圧力変換器、温度計、及び寸法測定システムを含み得る。サンプル及びデータ収集システムは、全血球計算、骨密度測定、酸性度検査、及び濁度検査などの局所検査を行うように構成される。サンプル及びデータ収集システムは、寸法、角度、速度、及び体積測定値を取得、記録、及び送信するように構成される。体内で制御可能な医療機器は、小型の針吸引装置２３０、及び吸引装置２３５を含む、検査を行う及びデータを得るための小型の装置を有する。寸法、角度、速度、及び体積測定値は、超音波システム及びレーザイメージングを含む、体内で制御可能な医療機器から留置される小型の装置によって取得される。

図２３Ｅに示すように、体内医療機器５は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる２０１９年６月２４日に出願された国際特許出願公開第ＷＯ２０２０／００５８１６号に記載されているように、治療を送達するように構成された治療送達装置を含むことができる。示されるように、体内医療機器５は、リザーバ２３５Ｒを有する内部領域を含むホスト構造体２０に取り付けられた針２３０などの小型注入器を含むことができる。針２３０は、リザーバ２３５Ｒに取り付けられてもよい。リザーバは、脂肪を破壊する或いは低温治療を実施するために針２３０を通じて体内に、例えば脂肪細胞（例えば皮下脂肪細胞及び／又は内臓脂肪細胞）又は他の低温治療を受ける領域の近くに注入することができる液体、水性溶液、複数の粒子状物質、等張液、食塩水、ゲル、スラリー（例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２０１７０２７４０１１号に記載されているようなスラリー）、脂肪破壊物質、及び血管収縮剤などの低温物質を収容することができる。その図４に示されているように、リザーバ２３５Ｒは、内部に熱交換器／ヒートシンク２３５Ｈを含む。低温物質は、熱交換器／ヒートシンク２３５Ｈから、低温物質をそこから循環又は排出するための排出装置（例えば針）２３０と連通する排出ライン２３５Ｘを介して排出される。代替的に、針を閉鎖してもよく、低温物質（例えば、低温流体又はスラリー）を脂肪又は他の低温治療を受ける領域に注入する代わりに、低温治療を受ける領域に局所的冷却をもたらすべく針を通じて低温スラリー又は流体を閉ループ方式で循環させてもよい。例えば、その図４に示されているように、低温物質は、熱交換器／ヒートシンク２３５Ｈでさらに冷却するために、戻りライン２３５Ｙを介して、ホスト構造体２０内に配置されたリザーバ２３５Ｒ内の熱交換器／ヒートシンク２３５Ｈに戻される。

針２３０は、瘢痕を生じないサイズにすることができる。いくつかの態様において、針は１６ゲージ針よりも小さい。いくつかの態様において、針は、直径１．０ｍｍ未満の「マイクロ」針であり得る。針を通じて冷却を提供できることに加えて、マイクロ針は、表皮などの組織への損傷が最小のマイクロ導管として知られている小さな孔を生じ得る。このプロセスは、真皮の乳頭層でのコラーゲンとエラスチンの生成を刺激する成長因子の生成につながる可能性がある。これらのマイクロ導管は、瘢痕及び皺の治療、肌の若返りとブライトニングの実現、肌の外観の改善（アンチエイジング）、色素沈着障害、多汗症、線条の治療、表皮下のコラーゲン合成の誘発、真皮乳頭の幹細胞を刺激し、毛包への血流を増加させ、毛髪の修復を誘発する成長因子及びシグナル伝達経路を漸増し得ることによる毛髪病理の治療、及び肌の細かい線を埋めて肌をふっくらさせるために用いられ得る。代替的に、熱交換器／ヒートシンク２３５Ｈは、体内で制御可能な医療機器５の表面を冷却するために用いられ得る。

したがって、本開示の態様において、体内運搬用の医療機器は、体（例えば人体）内で低温治療を実施することに向けられる。医療機器は、低温物質（例えば、液体、水性溶液、複数の粒子状物質、等張液、食塩水、ゲル、スラリー、脂肪破壊物質、及び血管収縮剤）を収容するためのリザーバを有するホスト構造体を含む。医療機器は、体内で低温治療を実施するべく低温物質を送達するためにホスト構造体と連通する１つ以上の送達器（例えば針）を含む。

いくつかの態様において、送達器又は針は、体内に低温流体を注入するように構成される。他の態様において、送達装置又は針は、所定の低温治療を受ける領域に低温物質を循環させ、さらに冷却するために低温物質をホスト構造体に戻すように構成される。特定の態様において、送達装置又は針は、直径約１．０ｍｍ未満のマイクロ針である。

いくつかの態様において、医療機器は、少なくとも１つのリポジトリと連通する。少なくとも１つのリポジトリは、ヒートシンク、熱交換器、化学反応器、及び貯蔵容器のうちの少なくとも１つを含む。

いくつかの態様において、ホスト構造体は、臨床的に不活性な材料、滅菌可能な材料、エラストマー材料、化学反応性の材料、化学的に不活性な材料、崩壊可能な材料、溶解可能な材料、折り畳み可能な材料、及び所定の時間にわたって体液への暴露に耐える物理特性及び化学特性を有する材料のうちの少なくとも１つを含む。

本発明の別の態様において、複数の医療機器は、少なくとも１つのリポジトリと連通する。少なくとも１つのリポジトリは、ヒートシンク、熱交換器、化学反応器、及び貯蔵容器のうちの少なくとも１つを含む。複数の医療機器のうちの少なくとも１つは、低温流体を収容するためのリザーバと、体内に低温治療を送達するための少なくとも１つの針とを有するホスト構造体を含む。少なくとも１つのリポジトリは、体内又は体外のうちの少なくとも１つに配置することができる。いくつかの態様において、少なくとも１つのリポジトリは、導管、管、カニューレ、毛管、熱伝導性材料、及びダクトのネットワークのうちの少なくとも１つによって複数の医療機器のうちの少なくとも１つに接続される。

別の態様において、医療機器を使用するための方法は、体内の脂肪細胞を破壊するべく低温流体を使用することに向けられる。

本開示はまた、体内で低温治療を実施するための医療機器を使用する方法を含む。この方法は、医療機器を体内の低温治療を受ける部位の近くに配置することを含む。低温物質は、低温治療を受ける部位に所定の時間にわたって排出又は循環させ、これにより、体内で低温治療が実施される。特定の態様において、医療機器を使用する方法は、瘢痕、皺、色素沈着障害、多汗症の治療、皮下脂肪細胞の破壊、内臓脂肪細胞の破壊、コラーゲン合成の誘発、及び／又は毛髪の修復の誘発に使用することに向けられる。

特定の態様において、患者に治療処置を提供する方法は、医療機器を患者の体の内腔に挿入することと、部位特異的低温治療を必要としている特定の部位に医療機器をナビゲートすることと、治療を必要としている部位の近くに部位特異的低温治療を送達することを含む。図２３Ａ～図２３Ｅと組み合わせて説明された態様は例示的なものであり、本開示の範囲を限定するものではない。

図２６に示すように、体内医療機器５又はそのインタラクティブなグループは、低温治療を患者内に送達するために用いることができる。複数の医療機器（５）は、１つ以上のリポジトリ（５５５）と連通することができる。リポジトリ５５５は、ヒートシンク、熱交換器、化学反応器、及び／又は貯蔵容器を含む。複数の医療機器は、その内部に又は上に配置された冷却システム及び／又は物質噴射システムを有する。リポジトリ５５５は、体内（すなわち人体の内部）及び／又は人体の外部に配置される。体内医療機器５は、導管（例えば、管、カニューレ、毛管、熱伝導性材料、及びダクト）のネットワークによって互いに及びリポジトリ５５５に接続された状態で示されている。

図２４に示すように、本開示は、１つ以上の物質分与システムを有する体内で制御可能な医療機器を含む。物質分与システム２４０は、薬剤、液体、粉体、化学反応性薬剤、及び放射線放射源を含むペイロードを貯蔵及び分与し、分与動作の前後のペイロードの位置を記録及び追跡するための貯蔵コンパートメント２４５を装備する。物質分与システムは、アクチュエータ、ポンプ、圧縮機、ノズル、弁及び開口部を含む流量制御装置２５０、注入及び穿孔装置２５５、並びに線量測定及び記録装置２６０を含む。

図２５に示すように、本開示は、体内で制御可能な医療機器のインタラクティブなグループを含む。機器のインタラクティブなグループは、互いに及び／又は外部のコンピュータベースの制御システムと通信する２つ以上の機器５を含む。２つ以上の体内で制御可能な医療機器は、体内で制御可能な医療機器がグループとして一緒に動作して、意図された機能動作を達成するように、電源、医療機器、貯蔵コンパートメント、及び補助装置などのコンポーネントを体内で制御可能な医療機器間で分担するべく互いに協働するように構成される。体内で制御可能な医療機器のインタラクティブなグループは、個々に留置された場合には意図された医療処置又は他の機能動作を行うのにそれほど効果的ではない複数の体内で制御可能な医療機器の群れとして一団となって動作するように構成される。体内で制御可能な医療機器のインタラクティブなグループは、内腔を通る、体内で制御可能な医療機器の推進を支援するべく、体内で制御可能な医療機器間に繋留装置２７０又は牽引装置（例えば、ウィンチ）を含む。加えて、体内医療機器は、機器間で無線通信２６５し得る。体内医療機器は、体１９０の外部に配置された受信器又はコントローラ２８０と通信し得る。体内医療機器５は、同じ室内にいる又は患者とは異なる場所にいるオペレータと通信し、該オペレータによって制御される、ドローンのように動作し得る。さらに、機器の群れを考えるときに、２つ以上の体内で制御可能な医療機器５が留置され得る。第１の体内医療機器５は、群れのグループを離れて、関心領域にナビゲートされ得る。この機器は、第１のタスクを行い、群れの中の他の機器に通信を返し、第１の機器５へナビゲートするべく第２の機器５に指示することができる。第２の機器５は、その特定の能力のために群れの中のいくつかの機器から選択され得る（例えば、第２の機器５は、追加のバッテリ、イメージングシステム、治療システム、サンプル及びデータ収集システム、及び／又は物質分与システムを有し得る）。第２の機器５は、能力を第１の機器５に伝達することができ、又は第２の機器５は、その特定の能力に関連したタスクを行うことができる。この群れからの機器のシリアル通信及び留置は、所望の手技が完了するまで続けることができる。

図２７Ａ及び図２７Ｂに示すように、体内医療機器のインタラクティブなグループは、患者内の腹腔鏡下胆嚢摘出術で用いられ得る。体内医療機器のグループは、機器／ドローンの群れと呼ばれる場合がある。本開示の態様によれば、群れは、特定の動作を並行して実行する能力を提供することができる。

手技の動作環境は、オムニビジョン、リアルタイムの三次元視覚化、及び／又は術前画像と計画情報のオーバーレイなどの視覚化技術を提供し得る。様々な態様において、体内医療機器のグループは、複合画像を視覚化するべくＳＬＡＭベースのビジョンスティッチングを提供し得る。

図２７Ａ及び図２７Ｂを引き続き参照すると、動作は、手術部位にアクセスするべく患者を位置決めすることで開始することができ、これは、患者を頭が上又は左が下になる位置に位置決めし、腹部に送気すること２７１０を含み得る。患者が適切な位置にあるとき、ステップ（Ａ）で、腹腔鏡ポート及び／又はトロカール２７１２が患者に挿入される。様々な態様において、ポート２７１２は、１０ｍｍ臍ポート、１０ｍｍ上腹部ポート、胆嚢の真上の５ｍｍポート、及び／又は鎖骨中線上の５ｍｍポートのうちの１つ以上を含み得る。外科医は通常、カメラが肝臓と胆嚢の近くに挿入されると最初のビューを取得できる。しかしながら、普通は胆嚢床及び背後の肝臓にいくらかの脂肪がついているため、このようなビューは通常は理想的ではない。むしろ、本開示の態様によれば、ステップ（Ｂ）～（Ｄ）で、カートリッジ２７２０からの機器又はドローンの群れを、ポート又はトロカール２７１２を通じて送気２７１０された腹部内に留置２７２２し、画像を取り込み２７３０、最初の視覚化の瞬間から外科医を方向付けるべく３６０度ビューを提供することができる。

外科医に視覚化されると、手技は、胆嚢を引き込むことに取り掛かる。外科医は、「胆嚢把持器」を使用して胆嚢を把持し、次いで、胆嚢を引き込むことができる。次いで、肝臓が引き込まれ、脂肪の癒着が切離される。様々な態様において、同時に動作する機器／ドローンの群れは、ステップ（Ｅ）で同時に肝臓を引き込み２７４２ながら胆嚢を引き込み２７４０、ステップ（Ｆ）で外科医又は他のドローンがアクセスして脂肪を切除すること２７４４によって、これらの手技を１つずつではなく並行して実行することもできる。様々な態様において、外科医に「胆嚢把持器」を使用させ、患者の外部でタオルを使用して又はアシスタントを使用してこれを定位置に固定するのではなく、様々なドローンが胆嚢の位置をその場で維持することができ、これにより、この手技に関連した安全性及び／又はロジスティックの懸念を軽減することができる。

次に、手技は、カロー三角での切開に取り掛かる。胆嚢が前方及び上方に引き込まれる。この場合、腹膜が重なっている胆嚢管及び動脈の周りに鈍的切開が存在する。胆管などの重要な構造体は熱的損傷を受けやすいため、ここではジアテルミーは行われない。これらの手技中に、さらにアクセスできるように複数の開窓部が作製される。これらの開窓部を作製するために灌流／吸引装置を使用するのではなく、ドローンの群れがそのような開窓部を同時に作製することもできる。灌流／吸引が必要な場合、様々なドローンがこのような灌流及び／又は吸引を行うことができる。これらの手技中に、胆嚢動脈と胆嚢管の結紮が必要とされるが、これら２つは、胆管及び十二指腸などの他の重要な構造体に非常に近接して存在するため、患者の解剖学的構造を区別するのは難しい場合がある。様々な態様において、ＡＩ対応ソフトウェアを備えたイメージングドローンの群れは、外科医に胆嚢、胆嚢動脈、及び胆嚢管を視覚化２７５０するのを支援することができる。胆嚢管の後ろに開窓部が作製される。

次に、手技は、胆嚢管及び動脈の識別及び結紮に取り掛かる。胆嚢動脈が３つのクリップを使用してクリップされ、クリップする目的で様々なドローンを留置することができ２７６０、クリップが適正に配置されないリスクが低減される。第２のクリップの遠位で切断がなされ、残された動脈の断端の後ろに２つのクリップがある。第３のクリップは、後で腹腔鏡はさみを使用して切断される胆嚢のすぐ近くにある。様々な態様において、ドローンは、時間を節約するために、動脈が両端でクリップされるとすぐに切断２７６２するために使用することができる。胆嚢管は、動脈と同様にクリップされる。

次に、手技は、胆嚢の切除及び除去に取り掛かる、これは、胆嚢管及び胆嚢動脈が結紮及び切離されたことで可能となる。フックジアテルミーが用いられ、疎性結合組織の外観が切離のための解剖学的平面として用いられる。フックジアテルミーは、重要な構造体から離れる方向に移動させるために用いられる。この手技中に、肝実質に非常に近いため胆嚢床に大量の出血がある。胆嚢は、肝臓から離れた胆嚢床の末端から横方向に切離される。その領域の出血が調べられている間、切離された胆嚢をその場所に置くためにバードバッグが用いられる。肝臓からの出血を再確認するために吸引／灌流が用いられる。様々な態様において、ドローンの群れは、切離後に出血をチェックするのではなく胆嚢切離２７６２と同時に出血２７６４をチェックすることができ、これにより、出血をチェックするために吸引及び灌流が行われている間に胆嚢をその場に残す必要がなくなる。イメージングドローンの群れ２７７０は、合併症が発生していないことを確認するために全景をチェックすることができる。

次に、手技は、１０ｍｍポート部位及び５ｍｍポート部位の閉鎖を含む手術部位の閉鎖に取り掛かる。１０ｍｍポート部位は、深層及び／又は表層の閉鎖に関係する場合があり、５ｍｍポート部位は、皮下縫合又はグルーに関係する場合がある。

本開示の態様によれば、胆嚢動脈断端又は肝実質又は肝床からの出血、感染、胆嚢管断端からの胆汁漏、広範囲の胆管再建を必要とし得る胆管損傷、他の構造体への損傷、静脈血栓塞栓症、及び／又は麻酔薬合併症を含む様々な合併症が図２７Ａ及び図２８Ｂの手技中又は手技後に発生する場合がある。様々な態様において、これらの合併症のいくつか又はすべては、ドローンの群れ２７７０を使用して並行して監視することができる。

図２７Ｂに例示したドローンは、体内を飛行する、遊泳する、及び／又は体内の表面上を這うように設計されたドローンを含み得る。飛行型及び／又は遊泳型の例示的な構成２８１０において、ドローンは、翼、チップ／処理、及びペイロードベイを含むことができ、これはカメラ及び／又は手術標本を含み得る。飛行型及び／又は這う型の例示的な構成２８２０において、コンバーチブルドローンは、翼を引き込み、這うためにドローンを組織に固定するべく脚を組織表面に延長することによって飛行型ドローンから這う型のドローンに変換することができる。例示的な構成２８３０において、ドローンは、ペイロードとしてクローラを運ぶ飛行型ドローンであり得る。様々な構成において、生物適合性材料が用いられる。例示及び開示された構成は例示的なものであり、変形が本開示の範囲内にあると考えられる。

図２７Ａ及び図２７Ｂの例示した手技は例示的なものであり、体内機器の群れを使用した動作の並列化を、他の手技に同様に適用することができる。例として、並行して動作する機器の群れは、組織の保持、引き伸ばし、及び／又は動きの補償を含む、手術部位の準備及び／又は組織の病期分類動作に適用することができる。別の例では、並行して動作する機器の群れは、吸引、切断、切離、失血管理、治療の送達、及び／又は組織の封止などの外科的手技に適用することができる。別の例として、並行して動作する機器の群れは、生検、組織のキャラクタライゼーション、灌流、及び／又は血管分布などの組織サンプリング手技に適用することができる。別の例では、並行して動作する機器の群れは、治療及び／又は色素置換のための局所的薬剤送達などの薬剤送達手技に適用することができる。別の例として、並行して動作する機器の群れは、病状と治癒の監視を支援するべく手術部位の近くに固定することなどの術後の監視手技に適用することができる。別の例では、並行して動作する機器の群れは、スマートインプラントの構築などのインプラント送達手技に適用することができる。並行して動作する体内機器の群れと共に他の用途が使用可能であると考えられる。

本開示の態様において、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる２０１９年６月２４日に出願された国際出願公開第ＷＯ２０２０／００５８１５号に記載されるように、体内で制御可能な医療機器５の動作をガイド及び通知する際に人工知能及び機械学習（以下、総称して「ＡＩ」と呼ぶ）を採用することができる。ＡＩは、体内で制御可能な医療機器５が診断決定を行う、治療を提供する、及び医師に病状を警告することを可能にするために採用される。

ＡＩは、体内で制御可能な医療機器５が生成する大量のデータをレビューするために採用される。その構成に応じて、前の図面で説明したように、機器５は、様々なイメージング技術、センサ技術、プローブ技術、及びサンプリング技術を含み得る。細胞レベルでのイメージングは、大量のデータを生成し、これは医師がリアルタイムで解析するには多すぎる。ＡＩは、機器５から送信されたデータの解析を可能にし、臨床関連の決定を容易にする。

図２８に示すように、ＡＩと共に使用される医療機器５は、医療システム１０００に包含される。医療システム１０００は、体内運搬用の医療機器５を含み、したがって、医療システム１０００の医療機器５は、患者の体内に留置され得る。医療システム１０００に用いられる医療機器５は、本明細書で説明及び例示した態様に係る任意の構成であると考えられるが、医療機器は、内部領域２０Ａを画定するホスト構造体３２０を有する。医療システム１０００の医療機器５は、カメラ、ｐＨプローブ、加速度計、圧力変換器、温度計、及び寸法測定システム、及び上記のいずれかの組み合わせなどの少なくとも１つのデータ収集システムを含む。いくつかの態様において、医療機器５は、本明細書で説明したサンプル収集システムも含むことができる。

医療システム１０００の医療機器５は、例えば通信装置（例えば、送信器３５２及び受信器３５３）などの少なくとも１つの通信手段と、処理装置２９０、例えば、体の外部の処理装置或いは体１９０又は医療機器５の内部の処理装置を含む。通信手段は、データ収集システムからのデータを外部の処理装置２９０に（例えば、無線通信接続などの通信経路２９０Ｃを介して）送信し、処理装置２９０は、医療機器５から送信されたデータを受信及び解析するように構成される。処理装置２９０は、医療機器５から受信したデータを解析し、ユーザに診断及び／又は治療の推奨を提供する命令のセット（「ＡＩ命令」、「ＡＩアルゴリズム」、及び／又は「ＡＩ技術」とも呼ばれる）を実施又は適用する。

医療システム１０００は、情報を格納し、医療機器５内に又は遠隔に配置されたコンピュータプロセッサ上にソフトウェアコードとしてプログラムされた機械学習及びＡＩアルゴリズムを使用して、患者の体内の重要な関連する所見の位置を簡潔で容易に見分けることができる実行可能なフォーマットで医師に示すように構成される。加えて、医療システム１０００に採用されるＡＩ命令によって提供される推奨は、より個別化された治療計画を提供するために患者自身の以前の病歴をオーバーレイすることができる。医療システム１０００に採用されるＡＩ技術は、患者のスキャン、診断、及び治療間の時間の短縮を助けることができる。医療システム１０００に採用されるＡＩ技術は、より迅速な治療オプションを提供し、患者が受ける手技の数を減らし、ヘルスケアシステムの全体的な経済的負担を減らすのに重要な役割を果たすことができる。医療システム１０００に採用されるＡＩ技術は、人間による診療では避けがたい誤診及び誤治療を減らすことができる。医療システム１０００に採用されるＡＩ技術は、より大きい患者個体群から有用な情報を抽出し、医師及び他の医療従事者が健康上のリスクの警告及び医療効果予測についてリアルタイムで推論を行うのを支援することができる。医療システム１０００に採用されるＡＩ技術はまた、適切な患者ケアをより良く知らせるために最新の医療情報と最良の診療を提供することによって医師を支援することができる。

医療システム１０００及び医療機器５は、患者の少なくとも１つの異常を診断又は治療する方法で用いられる。この方法は、本明細書で説明されるいずれかの態様に係る少なくとも１つの医療機器５を患者の内腔又は開口部に入れることを含む。医療機器５は、本明細書で説明されるように、医療分野では公知のように、患者の内腔又は開口部に入れられる。医療機器５が患者内に入れられると、患者についてのデータが医療機器で収集される。医療機器によって収集されるデータは、画像、ｐＨ、サイズなどを含むがこれらに限定されない前述のデータを含むことができる。データは、本明細書で説明されるセンサ及びデータ／サンプル収集システムによって収集される。この収集されたデータは、次いで、医療機器５から体１９０の外部の処理装置或いは体又は医療機器５の内部の処理装置などの処理装置２９０に送信される。前述のように、データは、医療機器５内の装置及び処理装置２９０を通じて、無線で又は配線接続を通じて送信される。処理装置２９０によって受信されると、外部処理装置に提供された又は外部処理装置上に格納された命令は、医療機器５から受信したデータに適用される。命令の適用によりデータが解析され、解析されたデータは、患者を診断又は治療するのに用いられる。

図２９は、体内で制御可能な医療機器５によって収集されたデータを用いて解析、診断及び治療決定を行うためのＡＩアルゴリズムを実装したステップのフローチャート２８５を示す。図２９に示すように、ステップ２８５Ａで、小型の体内で制御可能な医療機器５が、データ収集システム、例えばセンサ及びイメージングコンポーネントを用いて一連のデータを収集する。データは、画像、温度、ｐＨ、又は圧力を含み得る。リアルタイムで、ステップ２８５Ｂで、体内で制御可能な医療機器は、データを処理装置２９０（図２８及び図３０）に送信する。図２８及び図３０に示すように、処理装置２９０は、患者の体の外部にある（すなわち、外部処理装置である）。外部処理装置２９０は、医療機器５からデータを受信するように構成された任意のタイプの処理装置である。いくつかの態様において、図２８及び図３０の破線で示すように、外部処理装置２９０は、医療機器５と無線通信する。別の態様において、外部処理装置２９０は、医療機器に１つ以上の配線で接続される。いくつかの態様において、外部処理装置２９０は、クラウドコンピュータ、ローカルコンピュータ端末、又は患者が携帯するデバイスである。いくつかの態様において、外部処理装置２９０は、ユーザ（例えば、医師、看護師、患者）に情報を表示するために１つ以上のグラフィカルユーザインターフェースに接続される。いくつかの態様において、外部処理装置２９０は、インターネット、サーバ、及び外部データベースのうちの少なくとも１つに接続される。１つよりも多い医療機器５が単一の外部処理装置２９０と通信することができ、１つよりも多い外部処理装置２９０が単一の医療機器５と通信できることが考えられる。

図２９をさらに参照すると、ステップ２８５Ｃで、処理装置２９０は、例えば少なくとも１つの通信手段３５３からの送信によって及び医療機器内に配置されたコンピュータプロセッサに格納されたＡＩアルゴリズムによって、医療機器５から及び医療機器５の外部のソース（例えば、別の医療機器、インターネット、体外に配置されたコンピュータ）からデータを受信し、ステップ２８５Ｄで、処理装置２９０は、医療機器５から受信したデータを、処理装置２９０上に格納されたマスターデータセットと比較する。マスターデータセットは、正常なサンプルと病的なサンプルとの両方の情報を有する。ステップ２８５Ｅ及び２８５Ｆで、医療機器５から受信したデータが、マスターデータセットの中の正常なサンプルの範囲外にあるとき、ＡＩアルゴリズムに係る命令が、データを異常としてマークし、該データを他の病的サンプルと比較して、医療機器５から受信したデータへのＡＩアルゴリズムの適用及びマスターデータセットとの比較に基づいて診断を行い、治療の次のステップを推奨する。

図３１で見られるように、画像を用いる例として、体内で制御可能な医療機器５は、医療機器５内に又は医療機器５上に設置されたカメラで画像３２９５を撮る。画像３２９５は、通信手段３５３を介して処理装置２９０に送信される。処理装置２９０で、ＡＩアルゴリズムは、図２９に示したフローチャート２８５に従って画像を処理する。画像３２９５は、他の画像のデータベース３３０５と比較される。画像３２９５内の関心領域３１００が、ＡＩアルゴリズムによって識別され、ＡＩアルゴリズムによって異常としてフラグを立てられる。関心領域３１００は、処理装置２９０上に格納されたＡＩアルゴリズムによって結腸ポリープとして識別される。

診断に応じて、処理装置２９０は、アクション（すなわち、生検、追加のイメージングなど）を行うために、体内で制御可能な医療機器５に信号を送り返す。代替的に、処理装置２９０は、別の体内で制御可能な医療機器５が異常部位に留置又は招集されることを要求してよい。

本開示は、体内で制御可能な医療機器のための構成、材料、及び構造に向けられる。いくつかの態様において、医療機器は、使い捨ての、崩壊可能な、及び選択的に折り畳み可能な、体内で制御可能な医療機器とすることができる。体内で制御可能な医療機器は、例えば、それらを膨らませる及びしぼませることによって膨張及び収縮することができるエラストマー（例えば、ニトリル）などの材料で製造される。体内で制御可能な医療機器は、紙、デンプン、ゼラチン又はコラーゲンなどの生分解性材料、及び／又は合成天然ポリマーを含む、生分解性の、崩壊可能な、又は溶解可能な材料から製造することができる。折り畳み可能な体内で制御可能な医療機器は、内腔内で平らにされる、押し出される、引き伸ばされる、又は分解されるように構成することができる。したがって、体内で制御可能な医療機器は、分析、検査、又は将来の使用のために体内で制御可能な医療機器を回収する必要なしに、内腔内で又はそこからの排出を介して廃棄することができる。

体内で制御可能な医療機器を製造するための材料は、臨床的に不活性な、滅菌可能な、エラストマーの（例えば、収縮可能及び膨張可能な）、化学的に反応性の、化学的に不活性の、溶解可能な、折り畳み可能とすることができ、正確に所定の期間にわたって体液への暴露に耐える物理特性及び化学特性を有することができる。このような材料は、ポリマー、金属合金、形状記憶ポリマー、形状記憶金属合金、形状記憶セラミックス、複合材、シリコーン、熱可塑性ポリウレタンベースの材料、賦形剤、ゼオライト吸着剤、及びスチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ）を含む。材料はさらに、紙、デンプンなどの生分解性材料、ゼラチン又はコラーゲンなどの生分解性材料を含み得る。

本開示は、医療分野で、特に、薬剤及び治療の投与、医療機器の留置、イメージング、及び手術に用いるために、体内で制御可能な医療機器を用いる方法に向けられる。体内で制御可能な医療機器を用いる方法は、胃／腸管（例えば、結腸内視鏡検査）での用途、泌尿器科用途、肺、膀胱、腹部、骨盤腔、背側腔、鼻、及び生殖器系での用途、経尿道的膀胱腫瘍切除術（ＴＵＲＢＴ）の実施での用途、経尿道的前立腺切除術（ＴＵＲＰ）での用途、及び経直腸的前立腺超音波、生検、及び放射線治療での用途を含む。体内で制御可能な医療機器を用いる方法は、手技環境、手術／外科的手技、外来／外来患者手技、及びごく普通の日常生活での使用を含む。

本技術はその特定の態様を参照して開示及び説明されているが、他の変形及び修正がなされてもよく、以下の請求項は、本開示の真の範囲内の変形及び修正を包含することが意図されることに留意されたい。

Claims (30)

1. 外科的手技を支援するためのシステムであって、
   患者の手術部位内に総じて留置されるように寸法設定された医療機器の群れであって、前記医療機器の群れは、外科医が前記患者に外科的手技を行うのを支援するべく前記患者内で同時に動作するように構成される、医療機器の群れ
   を含む、システムであり、
   前記医療機器の群れは、
   手術部位の少なくとも一部のビューを取り込み、取り込んだビューを通信するように構成されたイメージングシステムを含む、前記手術部位内に総じて留置されるように寸法設定された、第１の医療機器と、
   引き込み装置、灌流装置、吸引装置、クリッピング装置、治療送達装置、又は切断装置のうちの少なくとも１つを含む、前記手術部位内に総じて留置されるように寸法設定された、第２の医療機器と、
   を含む、システム。
2. 前記医療機器の群れは、イメージングシステムを有する複数の医療機器を含み、前記複数の医療機器は前記第１の医療機器を含み、
   前記複数の医療機器は、前記手術部位の３６０度ビューを取り込むべく協働するように構成される、請求項１に記載のシステム。
3. 前記第２の医療機器は前記引き込み装置を含み、前記医療機器の群れは、引き込み装置を含む第３の医療機器を含み、
   前記第２の医療機器と前記第３の医療機器は、それぞれの引き込み装置を使用して前記手術部位の異なる部分を同時に引き込むことによって前記外科医が前記外科的手技を行うのを支援するべく動作する、請求項１に記載のシステム。
4. 前記第２の医療機器は、胆嚢を引き込むように構成され、前記第３の医療機器は、同時に肝臓を引き込むように構成される、請求項３に記載のシステム。
5. 前記第２の医療機器は、吸引装置又は灌流装置のうちの少なくとも１つを含み、
   前記第２の医療機器は、前記吸引装置又は前記灌流装置のうちの少なくとも１つを使用して開窓部を作製することによって前記外科医がカロー三角での切開を行うのを支援するように構成される、請求項１に記載のシステム。
6. 前記第２の医療機器は、胆嚢管の後ろに前記開窓部を作製するように構成される、請求項５に記載のシステム。
7. 前記第１の医療機器は、胆嚢、胆嚢動脈、又は胆嚢管のうちの少なくとも１つのビューを取り込むことによって前記外科医が前記外科的手技を行うのを支援するように構成される、請求項１に記載のシステム。
8. 前記第２の医療機器は、前記クリッピング装置を含み、胆嚢動脈をクリップすることによって前記外科医が前記外科的手技を行うのを支援するように構成される、請求項１に記載のシステム。
9. 前記医療機器の群れは、クリッピング装置を有する複数の医療機器を含み、前記複数の医療機器は前記第２の医療機器を含み、
   前記複数の医療機器は、前記胆嚢動脈又は胆嚢管のうちの少なくとも１つに複数のクリップを適用するべく協働するように構成される、請求項８に記載のシステム。
10. 切断装置を含む第３の医療機器であって、前記第３の医療機器は、前記複数のクリップのうちの２つの間の胆嚢動脈又は胆嚢管のうちの少なくとも１つを切断するように構成される、第３の医療機器をさらに含む、請求項９に記載のシステム。
11. 前記医療機器の群れは、前記手術部位での手術合併症を識別するべく協働するように構成された複数の医療機器を含む、請求項１に記載のシステム。
12. 前記複数の医療機器は、出血又は感染のうちの少なくとも１つを識別するべく協働するように構成される、請求項１１に記載のシステム。
13. 前記複数の医療機器は、胆汁漏又は広範囲の胆管再建を必要とし得る胆管損傷のうちの少なくとも１つを識別するべく協働するように構成される、請求項１１に記載のシステム。
14. 前記第１の医療機器又は前記第２の医療機器のうちの少なくとも１つは、引き込み式のアンカー及びテザーを含むプル装置を含み、前記テザーを引き込むことで前記第１の医療機器又は前記第２の医療機器のうちの少なくとも１つを所定の位置に引き込む推進力が生み出される、請求項１に記載のシステム。
15. 前記第１の医療機器又は前記第２の医療機器のうちの少なくとも１つは、固定構造物に隣接するプッシュロッドを含むプッシュ装置を含み、前記プッシュロッドを前進させることで前記第１の医療機器又は前記第２の医療機器のうちの少なくとも１つを所定の位置に押す推進力が生み出される、請求項１に記載のシステム。
16. 前記第１の医療機器又は前記第２の医療機器のうちの少なくとも１つは、磁石を有するプル装置又は磁石を有するプッシュ装置のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のシステム。
17. 前記第１の医療機器又は前記第２の医療機器のうちの少なくとも１つは、
    バルーンを膨張及び収縮させる構成と、
    前記バルーンを膨張及び収縮させることで前記第１の医療機器又は前記第２の医療機器のうちの少なくとも１つの推進力を生み出す前記バルーンへの及び前記バルーンからの流体の流れを制御するためのコントローラと、
    を含む、請求項１に記載のシステム。
18. 前記第１の医療機器は第１の電源を含み、前記第２の医療機器は第２の電源を含み、
    前記システムは、前記第１の電源と前記第２の電源を接続するように構成され、前記第１の電源と前記第２の電源との間で電力の伝送を可能にするように構成されたテザーをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
19. 外科的手技を支援するための方法であって、
    患者の手術部位内に総じて留置されるように寸法設定された医療機器の群れを留置することであって、前記医療機器の群れは、
    前記手術部位の少なくとも一部のビューを取り込み、取り込んだビューを通信するように構成されたイメージングシステムを含む、前記手術部位内に総じて留置されるように寸法設定された、第１の医療機器と、
    引き込み装置、灌流装置、吸引装置、クリッピング装置、治療送達装置、又は切断装置のうちの少なくとも１つを含む、手術部位内に総じて留置されるように寸法設定された、第２の医療機器と、
    を含むことと、
    外科医が前記患者に外科的手技を行うのを支援するべく前記患者内の前記医療機器の群れを同時に動作させることと、
    を含む、方法。
20. 前記医療機器の群れは、イメージングシステムを有する複数の医療機器を含み、前記複数の医療機器は前記第１の医療機器を含み、
    前記方法は、前記手術部位の３６０度ビューを取り込むべく前記複数の医療機器を協調的に動作させることをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
21. 前記第２の医療機器は前記引き込み装置を含み、前記医療機器の群れは、引き込み装置を含む第３の医療機器を含み、
    前記方法は、それぞれの引き込み装置を使用して前記手術部位の異なる部分を同時に引き込むことによって前記外科医が前記外科的手技を行うのを支援するべく前記第２の医療機器と前記第３の医療機器を動作させることをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
22. 前記第２の医療機器は、吸引装置又は灌流装置のうちの少なくとも１つを含み、
    前記方法は、前記吸引装置又は前記灌流装置のうちの少なくとも１つを使用して開窓部を作製することによって前記外科医がカロー三角での切開を行うのを支援するべく前記第２の医療機器を動作させることをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
23. 前記医療機器の群れは、クリッピング装置を有する複数の医療機器を含み、
    前記方法は、前記胆嚢動脈又は胆嚢管のうちの少なくとも１つに複数のクリップを適用するべく前記複数の医療機器を協調的に動作させることをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
24. 前記医療機器の群れは、切断装置を有する第３の医療機器を含み、
    前記方法は、前記複数のクリップのうちの２つの間の前記胆嚢動脈又は前記胆嚢管のうちの少なくとも１つを切断するべく前記第３の医療機器を動作させることをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
25. 前記手術部位での手術合併症を識別するべく協働する前記医療機器の群れを協調的に動作させることをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
26. 前記第１の医療機器又は前記第２の医療機器のうちの少なくとも１つは、引き込み式のアンカー及びテザーを含むプル装置を含み、
    前記方法は、前記テザーを引き込むことで前記第１の医療機器又は前記第２の医療機器のうちの少なくとも１つを所定の位置に引き込むことをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
27. 前記第１の医療機器又は前記第２の医療機器のうちの少なくとも１つは、固定構造物に隣接するプッシュロッドを含むプッシュ装置を含み、
    前記方法は、前記プッシュロッドを前進させることで前記第１の医療機器又は前記第２の医療機器のうちの少なくとも１つを所定の位置に押すことをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
28. 前記第１の医療機器又は前記第２の医療機器のうちの少なくとも１つは、磁石を有するプル装置又は磁石を有するプッシュ装置のうちの少なくとも１つを含む、請求項１９に記載の方法。
29. 前記第１の医療機器又は前記第２の医療機器のうちの少なくとも１つは、
    バルーンを膨張及び収縮させる構成と、
    前記バルーンを膨張及び収縮させることで前記第１の医療機器又は前記第２の医療機器のうちの少なくとも１つの推進力を生み出す前記バルーンへの及び前記バルーンからの流体の流れを制御するためのコントローラと、
    を含む、請求項１９に記載の方法。
30. 前記第１の医療機器は第１の電源を含み、前記第２の医療機器は第２の電源を含み、前記第１の電源と前記第２の電源をテザーが接続し、
    前記方法は、前記テザーを通じて前記第１の電源と前記第２の電源との間で電力の伝送を可能にすることをさらに含む、請求項１９に記載の方法。

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