JP2023113124A - ロボット内視鏡カメラのねじれ防止機構 - Google Patents

Abstract

【課題】カテーテル又は内視鏡のツールチャネルに対する、デバイスの回転を防止する捻れ防止機構を提供する。【解決手段】ロボットコントローラ３００によって駆動される操縦可能カテーテル１００は、カテーテル本体であって、カテーテル先端１２０と、カテーテル軸に沿って当該カテーテル本体の近位端及び前記カテーテル先端を通って延びるツールチャネルと、を有するカテーテル本体を備える。カテーテル先端は、ツールチャネル直径の一部の内側に形成された傾斜路状表面を含む。【選択図】図１

Description

関連出願への相互参照
該当なし

本開示は、医療機器に関する。より具体的には、本開示は、ロボットカテーテル又は内視鏡のねじれ防止機構の様々な実施形態を対象とする。ねじれ防止機構は、カテーテル又は内視鏡のツールチャネルに対する、カメラ等の着脱可能なイメージングデバイスの回転を防止するように構成される。

ロボットカテーテルや内視鏡は、作動部によって制御される金属製ワイヤを通して加えられる作動力（引く力又は押す力）によって動作する軟性の管状シャフトを含む。軟性管状シャフト（本明細書では「操縦可能カテーテル」と呼ばれる）には、ヘビのように連続的に曲がって回転するように構成された複数の関節セクションが含まれることがある。典型的には、操縦可能カテーテルは、患者の体の自然開口や小さな切開部を通して挿入され、患者の管腔を通して標的部位（例えば、アブレーションや生検等の管腔内処置の対象に指定された患者の解剖学的構造内の部位）まで展開される。患者の体内での内視鏡ナビゲーションを制御するための、ユーザとロボットシステムの間の相互作用のためのインタフェースとしては、ハンドヘルドコントローラ（例えばゲームパッドコントローラ）が使用される。

操縦可能カテーテルのナビゲーションは、カテーテルシャフトの遠位先端に配置されたカメラやビデオスコープによって誘導される。コンソールに設けられるか又は壁に取り付けられる液晶ディスプレイ（ＬＤＣ）モニタ等の表示デバイスは、カメラの視野の画像（ＦＯＶ画像）を表示して、ユーザが標的部位に到達するように患者の生体構造を通して操縦可能カテーテルをナビゲートするのを支援する。カメラビュー、コントローラ及びカテーテルの向きは、患者の体内にカテーテルが挿入される前にマッピング（較正）される。ユーザが患者の生体構造内で内視鏡を操作すると、カメラは、カメラのＦＯＶ画像を表示装置に転送する。理想的には、表示される画像により、ユーザは、ユーザ自身の目が実際に内視鏡の空洞内部にあるかのように、内視鏡画像と関わることができるはずである。

しかしながら、操縦可能カテーテルの遠位先端がナビゲーション中にねじれて、カメラが回転してしまう可能性があり、結果として、操縦入力と視覚的ガイダンスの相関にエラーが生じてしまう。ロボットカテーテルのねじれは、例えば米国特許第９５７２６２８号（参照により全体として本明細書に援用される）に記載されるように、いくつかの要因から生じ得る。最先端の技術では、内視鏡がどのように操作されるかに関係なく、内視鏡画像の適切な直立重力レベルの向きを維持するための技術が、多くの刊行物によって開示されている。表示された画像の回転を制御するための技術としては、内視鏡の向きを測定し、次に内視鏡画像を光学的、機械的又は電子的に回転させて、内視鏡先端の向きの変化又はカメラの回転を補償することが挙げられる。例えば、米国特許出願公開第２０１１／００２６７８７号及び第２０１３／０２０４１２６号、並びに米国特許第８８６４６５２号、第１０２７５８９９号及び第１０３７６１３４号を参照されたい。

医用連続体ロボット（ＭＣＲ）として知られる新しいタイプの操縦可能カテーテルでは、ナビゲーション中に画像ガイダンスを提供するための軟性ビデオスコープカメラが挿入されるチャネルの数が少なく（好ましくは単一のチャネル）、また、手術器具やエンドエフェクタのアクセスを可能にし、かつ／又は流体の通過を可能にするために、同じチャネルを使用することが多い。カメラがカテーテル先端に統合されるとともに、ツールと流体のアクセスを可能にするために別々のチャネルが使用される従来の内視鏡デバイスに比べて、イメージングデバイス用とツール用に単一のチャネルを使用すると、全体的な外形を小さくすることができる。

ＭＣＲのカテーテルデバイスでは、カメラがカテーテル先端に固定されないので、カメラとカテーテルのチャネルの内径（ＩＤ）との間に一定の公差（間隙）を設けることにより、カメラが適所にある状態で流体を通過させることができる。例えば、イメージング中、間隙を用いて、カテーテルを通して水を供給して、カメラビューを遮っている粘液や血液を除去することができる。ただし、操縦可能カテーテルには複数の湾曲セクションがあり、各湾曲セクションは、曲がりくねった生体構造を通してカテーテルを操縦する１つ以上の制御ワイヤによって操作される。制御ワイヤを押したり引いたりすることにより、カテーテル内のワイヤの長さの変化（変位）が生じる。このような変化により、個々の湾曲セクションは、３つ以上の自由度（ＤＯＦ）で操縦可能カテーテルを偏向させてしまう。引っ張られている駆動ワイヤは、内側の曲げ半径を形成するように曲がり、押されるワイヤは、外側の曲げ半径に沿って曲がる。

湾曲セクションの構造により、カテーテルは、作動入力と、カテーテルの進む際に通る生体構造との摩擦に起因して、ねじれてしまうおそれがある。カメラはカテーテルの先端に固定されないので、先端は、カメラの周りで自由にねじれたり回転したりすることができる。或いは、カテーテルの先端が曲がり、かつ／又は移動するときに、カテーテル体に対してカメラが回転する場合がある。カテーテル先端がカメラの周りでねじれたり回転したりすると、カメラのビューと、コントローラを通してカテーテルの近位端で提供される操縦入力との間に、食い違いが生じてしまう。したがって、カメラビューの向きと、ゲームパッドコントローラの向きと、カテーテル先端の向きとの間で適切な相関を維持しながら、カメラ回転の悪影響を防止できる、改善されたカテーテルシステムが求められている。

本明細書に開示される少なくとも１つの実施形態によれば、医用連続体ロボット（ＭＣＲ）によって駆動可能であるように構成された操縦可能カテーテルが提供される。操縦可能カテーテルは、カテーテル本体であって、カテーテル本体の近位端から遠位端まで延びる少なくとも１つのツールチャネルを有するカテーテル本体と、ツールチャネルの壁に沿って配置された複数の駆動ワイヤと、を含む。ツールチャネルは、医用ツールと、イメージングデバイスと、流体とのうちの１つ以上を通すように構成される。カテーテル先端又はイメージングデバイスには、イメージングデバイスをカテーテル先端に着脱可能に係止するためのねじれ防止特徴が設けられる。駆動ワイヤの１つ以上が、作動部からの作動力をカテーテル本体に伝えると、カテーテル本体の少なくとも一部が曲がり、かつ／又は回転する間、ねじれ防止機構が、ツールチャネル内でのイメージングデバイスの回転を防止する。

ねじれ防止特徴は、カテーテル先端に組み込まれた傾斜路状表面（ramp-like surface）と、内視鏡カメラに恒久的に取り付けられるハウジング機構と、を含む。傾斜路状表面により、ツールチャネルの断面積に対する影響が最小限である単純な形状が生み出され、流体の十分な流れが提供され、ねじれ防止機構を越えてカテーテル先端から器具を容易に通過させることができる。

ロボットコントローラによって駆動される操縦可能カテーテルは、カテーテル本体であって、カテーテル先端と、カテーテル軸に沿って当該カテーテル本体の近位端及びカテーテル先端を通って延びるツールチャネルと、を有するカテーテル本体を備える。カテーテル先端は、ツールチャネル直径の一部に形成された傾斜路状表面を含む。傾斜路状表面は、カテーテル軸に平行な面に関して角度を成して形成された傾斜した平坦面であり、角度は、傾斜路状表面がカテーテル先端の遠位端から近位端に向かって延びるにつれて大きくなる。イメージングデバイスに恒久的に取り付けられるハウジング機構は、ツールチャネルに関するイメージングデバイスの回転を防止し、かつ／又は、イメージングデバイスに関するカテーテル先端のねじれを防止するように、イメージングデバイスを傾斜路状表面に係止するように構成される。

本開示のこれら及び他の目的、特徴及び利点は、本開示の例示の実施形態の以下の詳細な説明を添付の図面及び提供された特許請求の範囲と併せて読むと、明らかになるであろう。

図１Ａは、操縦可能カテーテル１００を動作させるように構成された連続体ロボットシステム１０００の実施形態を示す。図１Ｂは、操縦可能カテーテル１００の実施形態を示す。 図２Ａ、図２Ｂ及び図２Ｃは、本開示の例示の実施形態に係る、カテーテル先端１２０を有する操縦可能カテーテル１００の更なる詳細を図示する。 図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃは、本開示の実施形態に係る、内径Ｄ１をもつ第１のセクション１２０Ａ（傾斜路状表面１２５が形成される）と、内径Ｄ２（Ｄ１とは異なる）をもつ第２のセクション１２０Ｂ（傾斜路状表面１２５が形成されない）とを備えた、１部式（one-part）カテーテル先端１２０を図示する。 図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ及び図４Ｄは、本開示の別の実施形態に係る、第１のセクション１２０Ａ及び第２のセクション１２０Ｂを含む２つの別個の部品から成る２部式（two-part）カテーテル先端１２０の様々な実施例を図示する。 図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃは、図４Ａに示される実施形態に対応する２部式カテーテル先端１２０の等角図を示す。 図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃは、図４Ｄに示される実施形態に対応する２部式カテーテル先端１２０の等角図を示す。 図７Ａ及び図７Ｂは、ツールチャネルに関するイメージングデバイス１８０の回転を防止し、かつ／又は、イメージングデバイス１８０に関するカテーテル先端１２０のねじれを防止するために、イメージングデバイス１５０がカテーテル先端１２０と連結されるように、内視鏡カメラ（イメージングデバイス１８０）に取り付けられ、ツールチャネル１０５を通して挿入されるように構成されたねじれ防止ハウジング機構１５０を示す。 図８Ａは、カテーテル先端１２０に挿入されるねじれ防止ハウジング機構１５０の正面図を示し、図８Ｂは、ねじれ防止ハウジング機構１５０の断面図を示す。ハウジング機構１５０は、ツールチャネルに関するイメージングデバイス１８０の回転を防止し、かつ／又は、イメージングデバイス１８０に関するカテーテル先端１２０のねじれを防止するために、傾斜路状表面１２５によってカテーテル先端１２０と連結される平坦面１５３を有する実質的に矩形の断面を有する。

本開示の態様は、添付の図面に照らして以下の詳細な説明を読むことによって、最もよく理解される。なお、標準の慣行に従って、図面の様々な特徴は、縮尺どおりに描かれておらず、実際のコンポーネントを表すものでもない。各種特徴の寸法等のいくつかの詳細は、説明を容易にするために任意に増減される場合がある。更に、同様のコンポーネント及び／又は機能を描写するために、参照番号及び／又は文字が様々な例で繰り返されている。この繰返しは、単純さ及び明確さを目的としており、それ自体が、論じられる同じコンポーネントの各種実施形態及び／又は構成を限定するものではない。

図全体を通して、別段の記載がない限り、同じ参照番号及び文字は、例示される実施形態の同様の特徴、要素、コンポーネント又は部分を示すために用いられる。更に、同封の図を参照して本開示を詳細に説明するが、それは、例示の実施形態に関連してなされる。添付の特許請求の範囲によって定義される本開示の真の範囲から逸脱することなく、説明される例示の実施形態に対して変更及び修正を行うことができることが意図される。図面はいくつかの可能な構成及びアプローチを表すが、図面は必ずしも縮尺どおりではなく、本開示の特定の態様をより分かりやすく図示及び説明するために、特定の特徴が誇張、削除又は部分的に切断される場合がある。本明細書に記載の説明は、網羅的であること、そうでなければ、図面に示され以下の詳細な説明に開示される正確な形態及び構成に特許請求の範囲を限定又は制限することを意図するものではない。

当業者には当然のことながら、一般に、本明細書、特に添付の特許請求の範囲（例えば添付の特許請求の範囲の本文）で使用される用語は、概して、“オープン”な用語として意図されている（例えば、「含む（including）」という用語は「含むが、これに限定されない」と解釈されるべきであり、「有する」という用語は「少なくとも有する」と解釈されるべきであり、「含む（includes）」は「含むが、これに限定されない」と解釈されるべきである、等）。更に、当業者には当然のことながら、導入された請求項記載の具体的な数字が意図されている場合、そのような意図は特許請求の範囲に明示的に記載され、また、そのような記載がない場合、そのような意図は存在しない。例えば、理解の助けとして、以下の添付の特許請求の範囲は、請求項記載を導入するために、「少なくとも１つの」や「１つ以上の」という導入句の使用を含む場合がある。ただし、そのような語句の使用は、同じ請求項に「１つ以上の」又は「少なくとも１つの」との導入句と、“a”又は“an”等の不定冠詞とが含まれている場合でも、不定冠詞“a”又は“an”による請求項記載の導入により、そのような導入された請求項記載を含む特定の請求項が、そのような記載を１つだけ含む請求項に限定されることを意味すると解釈されるべきではない（例えば、“a”及び／又は“an”は、典型的には、「少なくとも１つの」又は「１つ以上の」を意味すると解釈されるべきである）。請求項記載を導入するために使用される定冠詞の使用についても、同じことが言える。

更に、導入された請求項記載の具体的な数字が明示的に記載されている場合であっても、当業者には当然のことながら、そのような記載は、典型的には、少なくとも記載された数を意味すると解釈されるべきである（例えば、他の修飾語を伴わずに「２つの記載」とだけ記載される場合、典型的には、少なくとも２つの記載、又は２つ以上の記載を意味する）。更に、「Ａ、Ｂ及びＣ等のうちの少なくとも１つ」に類似した規定が使用される場合、概して、そのような構文は、当業者が該規定を理解し得るという意味で意図されている（例えば、「Ａ、Ｂ及びＣのうちの少なくとも１つを有するシステム」は、Ａ単独で、Ｂ単独で、Ｃ単独で、ＡとＢを併せて、ＡとＣを併せて、ＢとＣを併せて、かつ／又は、Ａ、Ｂ及びＣを併せて有するシステム等を含み得る）。「Ａ、Ｂ又はＣ等のうちの少なくとも１つ」に類似した規定が使用される場合、概して、そのような構文は、当業者が該規定を理解し得るという意味で意図されている（例えば、「Ａ、Ｂ又はＣのうちの少なくとも１つを有するシステム」は、Ａ単独で、Ｂ単独で、Ｃ単独で、ＡとＢを併せて、ＡとＣを併せて、ＢとＣを併せて、かつ／又は、Ａ、Ｂ及びＣを併せて有するシステム等を含み得る）。更に、当業者には当然のことながら、典型的には、離接語、及び／又は２つ以上の代替用語を表す語句（明細書、特許請求の範囲、又は図面のいずれにおいても）は、文脈上別段の指示がない限り、該用語の一方、該用語のいずれか、又は該用語の両方を含む可能性を企図するものと理解されるべきである。例えば、「Ａ又はＢ」という表現は、典型的には、「Ａ」又は「Ｂ」又は「Ａ及びＢ」の可能性を含むと理解される。

本明細書において、特徴又は要素が別の特徴又は要素の「上」にあるとして言及されるとき、それは、当該他の特徴又は要素の直上に存在してよく、又は、介在する特徴及び／又は要素も存在してよい。対照的に、特徴又は要素が別の特徴又は要素の「直上」にあるとして言及されるとき、介在する特徴又は要素は存在しない。また、当然のことながら、特徴又は要素が別の特徴又は要素に「接続される」、「取り付けられる」、「結合される」等として言及されるとき、それは、当該他の特徴に直接的に接続されてよく、取り付けられてよく、又は結合されてよく、又は、介在する特徴又は要素が存在してもよい。対照的に、特徴又は要素が別の特徴又は要素に「直接的に接続される」、「直接的に取り付けられる」又は「直接的に結合される」として言及されるとき、介在する特徴又は要素は存在しない。一実施形態に関して説明又は図示したが、一実施形態においてそのように説明又は図示された特徴及び要素は、他の実施形態に適用することができる。また、当業者であれば理解できるように、別の特徴に「隣接」して配置されている構造又は特徴への言及は、当該隣接する特徴にオーバーラップするかその下にある部分をもつ場合がある。

本明細書では、様々な要素、コンポーネント、領域、部品及び／又は部分を説明するために、第１、第２、第３等の用語が使用される場合がある。当然のことながら、これらの要素、コンポーネント、領域、部品及び／又は部分はこれらの指定の用語によって限定されない。これらの指定の用語は、ある要素、コンポーネント、領域、部品又は部分を別の領域、部品又は部分から区別するためにのみ使用されている。よって、後述する第１の要素、コンポーネント、領域、部品又は部分は、単に区別を目的として、しかし限定をすることなく、また、構造的又は機能的な意味から逸脱することなく、第２の要素、コンポーネント、領域、部品又は部分と呼ぶことができる。

本明細書において用いられる場合、単数形は、文脈上明確に別段の指示がない限り、複数形も含むことを意図している。更に、当然のことながら、「含む」、「備える」、「成る」という用語は、本明細書及び特許請求の範囲において用いられる場合、記載の特徴、整数、ステップ、動作、要素及び／又はコンポーネントの存在を指定するが、明示的に記載されていない１つ以上の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、コンポーネント及び／又はそれらのグループの存在又は追加を排除するものではない。更に、本開示では、「～から成る」という移行句は、クレームで指定されていないいかなる要素、ステップ又はコンポーネントも除外する。更に、留意すべきこととして、一部のクレーム又はクレームの一部の特徴は、任意の要素を除外するように起草される場合があり、このようなクレームは、クレーム要素の記載に関連して「単独で」、「～のみ」等の排他的な用語を使用する場合があり、又は、「否定的な」限定を使用する場合がある。

本明細書で使用される「約」又は「およそ」という用語は、例えば１０％以内、５％以内又はそれ未満を意味する。一部の実施形態では、「約」という用語は、測定誤差内を意味することがある。これに関して、説明され又はクレームされる際に、用語が明示的に表示されていなくても、全ての数値は「約」又は「およそ」という語が前置されているかのように読まれてよい。「約」又は「およそ」という語句は、大きさ及び／又は位置を記述するとき、記載の値及び／又は位置が値及び／又は位置の妥当な予想範囲内にあることを示すために使用されることがある。例えば、数値は、記述された値（又は値の範囲）の±０．１％、記述された値（又は値の範囲）の±１％、記述された値（又は値の範囲）の±２％、記述された値（又は値の範囲）の±５％、記述された値（又は値の範囲）の±１０％等である値を含み得る。本明細書に記載されている場合、あらゆる数値範囲は、具体的に別段の記載がない限り、終了値を含むことを意図しており、そこに属する全ての部分範囲を含む。本明細書で用いられる場合、「実質的に」という用語は、意図された目的に悪影響を及ぼさない、記述子からの逸脱を許容することを意味する。例えば、測定値の限定に由来する逸脱、製造公差内の差異、又は５％未満の変動は、実質的に同じ範囲内にあると見なすことができる。指定された記述子は、絶対値（例えば、実質的に球形、実質的に垂直、実質的に同心等）又は相対語（例えば、実質的に類似、実質的に同じ等）であり得る。

具体的に別段の記載がない限り、以下の開示から明らかであるように、本開示を通して、「処理する」、「コンピュータで計算する」、「計算する」、「決定する」、「表示する」等の用語を用いた議論は、コンピュータシステム、又は同様の電子コンピューティングデバイス、又は、コンピュータシステムのレジスタ及びメモリ内の物理（電子）量として表されるデータを操作し、同様にコンピュータシステムのメモリ又はレジスタ又は他のそのような情報の記憶、伝送又は表示用のデバイス内の物理量として表される他のデータに変換するデータ処理デバイスの、動作及びプロセスを指すものと理解される。本明細書に記載されているか、若しくは添付の特許請求の範囲に記載されているコンピュータ動作又は電子動作は、文脈上別段の指示がない限り、一般に、任意の順序で実行することができる。また、様々な動作フロー図が順番に提示されているが、当然のことながら、各種動作は、図示又は特許請求されている順序以外の順序で実行することができ、或いは、動作を同時に実行することができる。そのような代替の順序付けの例としては、文脈上別段の指示がない限り、重複、インターリーブ、中断、再順序付け、増分、準備、補足、同時、逆、又は他の変形の順序付けが挙げられる。更に、「～に応答して」、「～に応えて」、「～に関連して」、「～に基づいて」等の用語、又は他の同様の過去形容詞は、文脈上別段の指示がない限り、通常、そのような変形を除外することを意図していない。

本開示は、概して医療機器に関し、内視鏡又はカテーテルの実施形態を例示し、より具体的には、医用連続体ロボット（ＭＣＲ）によって制御される操縦可能カテーテルに関する。内視鏡又はカテーテル及びその部分の実施形態を、三次元空間におけるそれらの状態に関して説明する。本明細書で用いられる場合、「位置」という用語は、３次元空間における物体又は物体の一部の位置（例えばデカルトＸ、Ｙ、Ｚ座標に沿った３自由度の並進自由度）を指し、「向き」という用語は、物体又は物体の一部の回転配置（回転の３自由度―例えばロール、ピッチ、ヨー）を指し、「姿勢」という用語は、少なくとも１つの並進自由度にある物体又は物体の一部の位置と、少なくとも１つの回転自由度にある物体又は一部の物体の向きとを指し（合計で最大６つの自由度）、「形状」という用語は、物体の長尺体に沿って測定された一連の姿勢、位置及び／又は方向を指す。

医療機器の分野において既知であるように、「近位」及び「遠位」という用語は、ユーザから手術部位又は診断部位まで延びる器具の端部の操作に関して用いられる。これに関して、「近位」という用語は、器具のユーザに近い部分（例えばハンドル）を指し、「遠位」という用語は、ユーザから離れており外科部位又は診断部位に近い器具の部分（先端）を指す。更に、当然のことながら、便宜上簡潔にするために、本明細書では、図面に関して「垂直」、「平行」、「上」、「下」等の空間用語が用いられる場合がある。ただし、手術器具は多くの向きと位置で使用されるものであり、これらの用語は限定的かつ／又は絶対的であることを意図していない。

本明細書で用いられる場合、「カテーテル」との用語は、概して、広範囲の医療機能を実行するために、狭い開口を通して解剖学的管腔（例えば血管）の中に挿入されるように設計された、医療グレードの材料から作られる軟性の薄い管状器具を指す。「操縦可能カテーテル」というより具体的な用語は、１つ以上の作動可能セクションから成る細長いシャフトを備えた医用器具を指す。

本明細書で用いられる場合、「内視鏡」との用語は、カメラ又はファイバベース光学プローブを用いて患者の体腔又は臓器の内部を観察する、硬性又は軟性の医用器具を指す。内視鏡が自然開口を通して挿入される医療処置は、内視鏡検査と呼ばれる。専用の内視鏡は、気管支鏡（口）、Ｓ状結腸鏡（直腸）、膀胱鏡（膀胱）、腎臓鏡（腎臓）、気管支鏡（気管支）、咽頭鏡（咽頭）、耳鏡（耳）、関節鏡（関節）、腹腔鏡（腹部）及び消化管内視鏡等、一般に、内視鏡の使用方法や使用場所にちなんで名付けられる。本開示では、「光ファイバ」又は単に「ファイバ」等の用語は、全反射として知られる効果によって一端から他端に光を伝導することができる、細長い軟性の光伝導管を指す。「導光コンポーネント」又は「導波管」との用語も、光ファイバを指す場合があり、又は光ファイバの機能をもつ場合がある。「ファイバ」との用語は、１つ以上の光伝導ファイバを指す場合がある。

「ねじれる」や「ねじれた」、「ねじれ」との用語は、基準点に関する円運動で力（モーメント）によってある物を曲げたり回転させたりする動作を指す。何かをねじる動作によって、形状又は位置の正常でない変化が発生する可能性がある。「コンジット」との用語は、ワイヤの配線やルーティング、保護に用いられる管やパイプ、チャネル、溝、スルーホール等の管状構造を意味するように採用される。例として、電線用のコンジットが挙げられる。本開示では、コンジットは、駆動ワイヤ及び／又は電線をカテーテルに通す、又はルーティングする、又は保護する、又は取り付けるために使用され得る。

＜連続体ロボットシステム＞
図１Ａ～図２Ｃは、ロボットカテーテル又は内視鏡を動作させるように構成された連続体ロボットシステの関連部品を示す。図１Ａは、操縦可能カテーテル１００を動作させるように構成された連続体ロボットシステム１０００の実施形態を示す。図１Ｂは、操縦可能カテーテル１００の実施形態を示す。図２Ａ、図２Ｂ及び図２Ｃは、操縦可能カテーテル１００と、カテーテルのツールチャネルに設けられるねじれ防止特徴の関連コンポーネントの１つ以上の実施形態を図示する。

図１Ａに示されるように、連続体ロボットシステム１０００の全体構造は、コンピュータシステム４００（例えばシステムコンソール）と、ロボット制御システム３００と、ハンドル２００を介してロボット制御システム３００に接続された操縦可能カテーテル１００と、を含む。代替の用途又は実施形態では、操縦可能カテーテル１００は、ハンドル２００を介して、ハンドヘルドコントローラ（ゲームパッドコントローラ等）又はポータブル電子デバイス（スマートフォンやタブレットコンピュータ等）に接続することができる。慣例により、システム１０００は、ｘ，ｙ，ｚ軸の３次元（３Ｄ）デカルト座標系によって定義される３Ｄ空間で動作する。操縦可能カテーテル１００は、非操縦可能な近位セクション１０２と、操縦可能な遠位セクション１０３と、カテーテル先端１２０とを含み、これらは、ｚ軸方向に平行な長手方向のカテーテル軸Ａｘに沿って配置されている。遠位セクション１０３は複数の湾曲セグメント（１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ）に分割され、各湾曲セグメントは、リング状部品（リング）から成り、１つ以上の駆動ワイヤ１１０によって個々に作動される（曲げられ、かつ／又は回転される）ように構成される。カテーテル先端１２０内では、イメージングデバイス１８０が、ねじれ防止ハウジング機構１５０によって着脱可能に配置される。

操縦可能カテーテル１００の挿入／引戻し中の曲げ及び／又は回転（本明細書では概して「操縦」と呼ばれる）は、キネマティック作動システムによって制御され、該システムは、ハンドル２００、ロボット制御システム３００及びコントローラ（例えばゲームパッドコントローラ又はコンピュータシステム４００）から成る。より具体的には、ロボット制御システム３００は、一般に、ハンドヘルドコントローラ及び／又は制御室コンピュータを含むか、又はそれに接続される。コンピュータシステム４００は、中央処理装置（ＣＰＵ）４１０の１つ以上のプロセッサによって動作される適切なソフトウェア、ファームウェア及び周辺ハードウェアとともに、操縦可能カテーテル１００の操縦を制御するために用いられる汎用コントローラシステムを表す。メモリモジュール４０９は、全体として連続体ロボットシステム１０００を動作させるためのソフトウェアアプリケーション及びコンピュータ実行可能コードを格納するコンピュータ可読媒体を表す。コンピュータシステム４００、ロボット制御システム及びハンドル２００は、ネットワークリンク（例えば無線リンク）又はケーブル束４２５によって、互いに動作可能に接続される。一部の実施形態では、ロボット制御システム３００は、ハンドヘルドコントローラ（ゲームパッド等）又はポータブル処理デバイス（スマートフォンやタブレットコンピュータ等）によって実装されてよい（又は、それに接続されてよい）。数ある機能の中でも、ロボット制御システム３００及び／又はコンピュータシステム４００は、外科医その他のユーザに、画像表示装置４２０を通して表示画面４２２及び／又はグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）を提供することができる。画像表示装置４２０（ＬＣＤ又はＯＬＥＤのディスプレイを含み得る）により、ユーザは、イメージングデバイス１８０によって取得された画像を観察し、操縦可能カテーテル１００及びシステム１０００と全体としてインタラクトすることができる。

ハンドル２００は、操縦可能カテーテル１００とロボット制御システム３００の間の電気機械インタフェースを提供する。例えば、ハンドル２００は、機械接続、電気接続及び／又は光学接続のためのインタフェースと、操縦可能カテーテル１００をロボット制御システム３００とインタフェース接続するためのデータ又はデジタル取得（ＤＡＱ）システムと、を提供することができる。また、ハンドル２００は、外科医又は操作者がエンドエフェクタツールを挿入する際に使用できる１つ以上の入力ポート２５０を提供することができる。また、ハンドル２００は、カテーテル１００をシステムに手動接続するための１つ以上のダイヤル２５２を含んでもよい。「エンドエフェクタ」との用語は、外科用の器具又はツールの作業部分を指す。内視鏡手術器具としては、当技術分野の当業者に知られているように、検査中又は手術中に身体部分（器官又は組織）を操作するのに役立つクランプ、把持器、はさみ、ステープラ、針、その他の同様のツールが挙げられる。ハンドル２００は、操縦可能カテーテル１００を直線方向に動かすためのロボット支持プラットフォーム６００（例えばリニアステージ６０２及び／又はロボットアーム６０１）に取付け可能である。ロボット制御システム３００及び／又はコンピュータシステム４００は、ハンドル２００を介して、かつ／又は追加の接続２０５（有線又は無線のネットワークリンク等）を通して、支持プラットフォーム６００及び／又はリニアステージ６０１に制御信号を送ることができる。

ロボット制御システム３００は、アクチュエータシステム３１０及びコントローラ３２０を含む。コントローラ３２０は、当業者に既知である適切なソフトウェア、ファームウェア及び周辺ハードウェアとともに、比例・積分・微分（ＰＩＤ）コントローラ又は他のデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）を含んでよい。ＰＩＤ又はＤＳＰベースのコントローラは、一般に、ロボットシステム１０００のコンポーネントに組み込まれた専用の集積回路である。ただし、一部の実施形態では、ＤＳＰ機能は、他の回路によって、例えばコンピュータシステム４００によって制御されるフィールドプログラマブルゲートアレイチップ（ＦＰＧＡ）を用いて、実装されてもよい。アクチュエータシステム３１０は、図１Ａにモータ１、モータ２、～モータＭとして示される複数の作動モータ（又はアクチュエータ）を含んでよい。一部の実施形態では、Ｍは、遠位セクション１０３の各種セグメントを操縦するのに必要な駆動ワイヤ１１０の数に等しくすることができる。他の実施形態では、単一のモータ又はアクチュエータによって、２つ以上（又は全て）の制御ワイヤを作動させることができる。駆動ワイヤ１１０は、典型的には、一端が遠位セクション１０３の長さに沿ってアンカー部材に固定され、他端がアクチュエータシステム３１０のモータ又はアクチュエータに接続されている金属製ワイヤである。

また、ロボット制御システム３００は、電線１１２を介して駆動ワイヤ１１０及び／又は操縦可能カテーテル１００に作動的に接続された１つ以上のセンサ３０４を含む。センサ３０４は、アクチュエータシステム３１０によって駆動ワイヤ１１０にかけられた圧縮力又は引張力を検出及び／又は測定するように機能する１つ以上のひずみセンサ及び／又は１つ以上の位置／向きセンサを含んでよい。センサ３０４は、所与の時点で各駆動ワイヤ１１０に加えられた圧縮力又は引張力の量（ひずみの量）に対応する１つ又は複数の信号３０５を出力することができる。各駆動ワイヤ１１０のセンサ３０４（ひずみセンサ及び／又は位置センサ）からの信号３０５は、フィードバック制御ループにより各駆動ワイヤの作動を制御するために、コントローラ３２０にフィードバックされる。このように、各駆動ワイヤ１１０は、患者の生体構造の管腔内の蛇行経路を通して操縦可能カテーテル１００をナビゲートするために適切なシャフト誘導を実施するように、能動的に制御することができる。

図１Ｂは、操縦可能カテーテル１００の実施形態を示す。操縦可能カテーテル１００は、管状スリーブ又は管状ガイド又は管状シースとも呼ばれる細長い管状シャフト（カテーテル本体）を有する。先に述べたように、操縦可能カテーテル１００は、近位セクション１０２と遠位セクション１０３を有する。遠位セクション１０３は、複数の湾曲セグメントと、最遠位の湾曲セグメントの前方に配置されたカテーテル先端１２０と、を含む。湾曲セグメントは、複数のリング部材１０８ａから成る第１の湾曲セグメント１０３ａと、複数のリング部材１０８ｂから成る第２の湾曲セグメント１０３ｂと、複数のリング部材１０８ｃから成る第３の湾曲セグメント１０３ｃと、を含み得る。複数の駆動ワイヤ１１０は、カテーテルシャフトの壁に沿って（典型的には、壁内に）配置される。駆動ワイヤ１１０は、各湾曲セグメントを個々にかつ／又は独立して作動させるように、アンカー部材１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃに固定される。

カテーテルの長さに沿って、カテーテル本体の近位端と遠位端を通って延びる少なくとも１つのワーキングチャネルが存在する。ワーキングチャネルは、単純化するために「ツールチャネル」と呼ぶことにする。ツールチャネル１０５は、アクセスポート２５０から操縦可能カテーテル１２０のカテーテル先端１２０を越えて送達される各種インターベンションツール（エンドエフェクタ）のアクセスを可能にする。また、ツールチャネル１０５は、ツールチャネル１０５は、患者内部の標的領域に対する液体状態又は気体状態の流体（例えば空気や水）の送達又は回収に用いられてもよい。更に、ツールチャネル１０５を用いて、医用イメージングデバイス１８０（内視鏡カメラやビデオスコープ、ファイバベースのイメージングプローブ等）を、当該デバイスを動作させるのに必要な光ファイ及び／又は電線とともに、着脱可能に保持することができる。内視鏡カメラの例としては、操縦可能カテーテル１００の遠位先端１２０に着脱可能に配置されるように構成されたミニチュアＣＭＯＳセンサ及び照明器を備えたカメラ等の、チップ・オン・ティップ（ＣＯＴ）カメラが挙げられるが、これに限定されない。更に、カテーテルの位置及び向きをトラッキングするために、遠位先端１２０に、かつ／又は操縦可能カテーテル１００に沿って、１つ以上の電磁（ＥＭ）センサ１９０を設けることができる。

動作中、操縦可能カテーテル１００が解剖学的管腔８０に挿入されると、遠位先端１２０は、制御部３２０によって駆動ワイヤ１１０を介して湾曲セグメントの１つ以上に加えられる力に基づき、運動学的原理に従って駆動される。遠位セクション１０３のセグメントは、全ての湾曲セグメントの組み合わさった作動によってカテーテル先端１２０を方向付けるように個別に制御することができる。或いは、最も遠位の湾曲セグメントと、最遠位セグメントの辿る経路に従う残りのセグメントを制御することにより、フォローザリーダー（ＦＦＬ）アプローチでカテーテル先端を操作することができる。イメージングデバイス１８０は、一般に、患者内でのカテーテルの使用前にカテーテル先端１２０に組み付けられる（挿入される）。しかしながら、管腔を通したカテーテルのナビゲーション中、又は処置中に、イメージングデバイス１８０をカテーテル本体から引き出し、ツールチャネル１０５を通して挿入し直すことができる。

図２Ａ、図２Ｂ及び図２Ｃは、本開示の例示の実施形態に係る操縦可能カテーテル１００の更なる詳細を図示する。図２Ａは、近位セクション１０２、遠位セクション１０３及びカテーテル先端１２０から成る操縦可能カテーテル１００の斜視図である。図２Ｂは、遠位セクション１０３のリング状部材（アンカー部材１０９ｂ及びリング状ワイヤ誘導部材１０８ａ）を示す。図２Ｃは、操縦可能カテーテル１００の作動状態を示す。

図２Ａに示されるように（図１Ｂと同様に）、近位セクション１０２は管状シャフトとして形成され、遠位セクション１０３は、ｚ軸方向に平行な中心長手方向軸Ａｘに沿って配置された複数のリング状部品を含む。複数のワイヤ１１０は、管状シャフトの壁に沿って配置され、リング状部品のワイヤコンジット１０４を通る（図２Ｂ参照）。遠位セクション１０３は、第１の湾曲セグメント１０３ａ及び第２の湾曲セグメント１０３ｂを含む複数の湾曲セグメントを含む。湾曲セグメントは、アンカー部材１０９ａによって変曲点１０７で互いに結合される。第１の湾曲セグメント１０３ａは、複数のリング状ガイド部材１０８ａを含み、第２の湾曲セグメント１０３ｂは、複数のリング状ガイド部材１０８ｂを含む。最も遠位の湾曲セグメントの前方には、カテーテル先端１２０が配置される。

複数の駆動ワイヤ１１０は、近位セクション１０２の壁に沿って、遠位セクション１０３の１つ以上の湾曲セグメントを通って延びる。カテーテルの近位端では、全ての駆動ワイヤ１１０が、アクチュエータシステム３１０（図１Ａに示される）の個々のモータ又はアクチュエータに結合される。特定の実施形態では、駆動ワイヤ１１０のうちの１つ以上が、アクチュエータに結合されることなく、代わりに、ロボット制御システム３００の固定構造（例えばシャシやハウジング）に取り付けられてよい。この場合、駆動ワイヤは作動されず、操縦可能カテーテル１００の支持ワイヤとして機能する。

駆動ワイヤ１１０は、遠位セクション１０３に沿って、リング状ガイド部材１０８の円環壁を長さ方向に通る。遠位セクション１０３では、駆動ワイヤ１１０は、ワイヤ固定部品１０９に選択的に固定される。一部の駆動ワイヤ１１０は、変曲点１０７で第１のアンカー部材１０９ａに固定され、駆動ワイヤ１１０の一部は、遠位セクション１０３の遠位端で第２のアンカー部材１０９ｂに固定される。駆動ワイヤ１１０は、例えばピアノタイプのワイヤ、ステンレス鋼ワイヤ、又はニッケルチタン合金（ニチノール）ワイヤ、形状記憶合金（ＳＭＡ）ワイヤ、或いはそれらの同様の構造及び／又は組合わせ等の、金属ワイヤであり得る。アンカー部材１０９ａ及び１０９ｂは、ガイド部材１０８と同様に、その中心軸がＺ軸方向に沿って延びる円環形状を有する。各駆動ワイヤ１１０の遠位端は、例えば接着、ピン止め、溶接又はねじ止め（図示なし）により、アンカー部材１０９ａ、１０９ｂの一方に固定して結合される。

図２Ｂは、代表的なガイド部材１０８ｂと代表的なガイド部材１０８ａの斜視図を示す。各ガイド部材１０８は、ｚ軸方向に沿って延びる中心軸Ａｘをもつ円環形状を有する。各ガイド部材１０８ａは、その円環状壁上に６つのワイヤコンジット１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄ、１０４ｅ及び１０４ｆを有し、それを通して対応する６本の駆動ワイヤ１１０（ワイヤコンジットごとに１本の駆動ワイヤ）を通すことができる。各ガイド部材１０８ｂは、その円環状壁に沿って長さ方向に延びる３つのワイヤコンジット１０４ａ、１０４ｃ及び１０４ｅを有し、それを通ってスライドする対応する数の駆動ワイヤ１１０を通すことができる。各ガイド部材１０８ａのワイヤコンジット１０４ａ～１０４ｆにより、アンカー部材１０９ａに結合される３本の駆動ワイヤ１１０と、アンカー部材１０９ｂに結合される３本の駆動ワイヤ１１０を集合的に通すことが可能となる。一方、各ガイド部材１０８ｂのワイヤコンジット１０４ａ、１０４ｃ及び１０４ｅにより、アンカー部材１０９ｂに結合される対応する３本の駆動ワイヤを通すことが可能となる。

駆動ワイヤ１１０の少なくとも一部が能動的に駆動されて、蛇行経路を通してカテーテルをナビゲートするときの例示の動き（操縦）を、図２Ａ及び図２Ｃを参照して説明する。図２Ａでは、第１の湾曲セグメント１０３ａと第２の湾曲セグメント１０３ｂを有する操縦可能カテーテル１００が、駆動ワイヤ１１０に力が加わっていない弛緩（コンプライアント又は非作動）状態にある。対照的に、図２Ｃでは、駆動ワイヤ１１０の１つ以上に力を加えることにより、単一の湾曲セグメントを有する操縦可能カテーテル１００が作動されている（曲がっている）。

操縦可能カテーテル１００を曲げる際、各駆動ワイヤ１１０は、アクチュエータシステム３１０のそれぞれのアクチュエータ又はモータによって個々に制御することができる。或いは、各駆動ワイヤ１１０は、アクチュエータシステム３１０の単一のアクチュエータ又はモータによって個々に制御することができる。例えば、図２Ｃでは、駆動ワイヤ１１０ｂが最も遠位のアンカー部材１０９及び各ガイド部材１０８に固定又は係留される一方、駆動ワイヤ１１０ａは制御力Ｆ１で引っ張られ、駆動ワイヤ１１０ｃは制御力Ｆ２で引っ張られる（この例では、制御力Ｆ２は制御力Ｆ１よりも小さい／低い）。このように、駆動ワイヤ１１０ａ及び１１０ｂの駆動量（線形変位）の組合わせに従って、遠位セクション１０３を所望の方向に曲げることができる。操縦可能カテーテル１００のカテーテル先端１２０の姿勢を２自由度内で制御するには、３本の駆動ワイヤのうち２本の駆動ワイヤ（例えば１１０ａと１１０ｃ）を駆動すれば十分である。

同様に、図１Ｂ又は図２Ａに図示されるカテーテルの１本以上の駆動ワイヤを引いたり押したりすることにより、全ての湾曲セグメントの１つ以上を作動させることができるので、個別の駆動ワイヤの駆動量に従って各湾曲セグメントの姿勢を個別に制御することができる。更に、操縦可能カテーテル１００をその中心長手方向軸Ａｘの周りで能動的に回転させるか又はねじる機構が、追加で設けられてよい。例えば、操縦可能カテーテルの遠位端の回転又はねじれの量を提供するために、まず、１本の駆動ワイヤのみを駆動することによって湾曲セグメントを所望の方向に曲げることができ、次に、異なる駆動ワイヤを操作することにより、或いは、軸Ａｘに関してハンドル２００を手動で回転させることにより、操縦可能カテーテルの本体を回転させることができる。

図１Ｂ、図２Ａ、図２Ｂ及び図２Ｃでは、各アンカー部材１０９と各ガイド部材１０８が、１つ以上のワイヤコンジット１０４と少なくとも１つのツールチャネル１０５を有する。これらのコンポーネントは、典型的には、Pebax（登録商標）という商標で販売されているポリエーテルブロックアミドから構成される。カテーテル１００の少なくとも一部を覆うアウターシースと、ツールチャネル１０５の表面を保護するインナーシース（インナーライナ）又はコーティングも、Pebaxから作製することができる。他の周知の医療グレードのプラスチック又は同様の合成物も、ロボットカテーテルのコンポーネントを作製する際に実行可能であり、例えばポリウレタンである。また、近位部１０２の管状シャフトの典型的な材料としては、例えば任意の適切な数の層を含むことができるポリイミド及び／又はポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）が挙げられる。また、他の材料としては、熱可塑性エラストマー（Pebax（登録商標）、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）等）、Pellethane（登録商標）等の熱可塑性ポリウレタン、NuSil（商標）等のシリコーン生体材料が挙げられる。このような材料により、寸法が縮小されたカテーテルや内視鏡等の、柔軟でありながらねじり弾性のある操縦可能器具の製造が可能となる。上記のものと類似の材料を用いて、カテーテル先端１２０とねじれ防止ハウジング機構１５０を作製することができる。

一実施形態によれば、例えば図２Ａ～図２Ｃに示されるように、操縦可能カテーテル１００は約０．１４インチの外径（ＯＤ）を有してよく、遠位部１０３は長さがおよそ２．０インチであり、カテーテル１００の全長は約２４インチである。別のプロトタイプの操縦可能カテーテル１００の例示寸法は、外径（ＯＤ）約３．３ｍｍ、内径（ＩＤ）２．４ｍｍ、全長約５５０ｍｍである。更なる例示の実施形態では、プロトタイプの操縦可能カテーテル１００は、遠位セクション１０３の遠位端で約０．０８７～０．０８９インチ（又は２．２～２．２６ｍｍ）の内径（ＩＤ）をもつように設計された。そのような小さい直径をもつカテーテル内で流体の吸引及び／又は灌注に十分な間隙を提供するために、イメージングデバイス１８０（カメラ）は、約０．０６１インチ（１．５５ｍｍ）のＯＤを有する。これは、ツールチャネルの内径とカメラの外径の間に約０．０２８インチ（０．７１ｍｍ）の間隙が存在し得ることを意味する。

従来は、カテーテルの遠位セクション１０３が能動的に曲げられ、イメージングデバイス１８０がツールチャネル１０５の内側に配置されると、カテーテル先端１２０が、カメラの周りでねじれたり回転したりする可能性がある。これは、操縦機構によって、駆動ワイヤに取り付けられたカテーテルのセクションが曲げられることが原因であるが、イメージングデバイスの周りのカテーテル先端のねじれ又は回転は、曲がりくねった生体構造を通るナビゲーションや、生体構造とカテーテルの外表面との間の摩擦の副産物である。イメージングデバイス１８０がカテーテル先端１２０に対してその適切な位置及び向きを維持することを確実にするために、本明細書に開示されるねじれ防止特徴は、カテーテルの先端でイメージングデバイス１８０をツールチャネル１０５に着脱可能に係止するように構成される。

本開示によれば、カテーテル先端１２０にねじれ防止特徴を追加して、このようなねじれ防止特徴が、カメラの回転を防止するためにイメージングデバイスとカテーテル体の先端を機械的に連結する手段として機能するようにすることが、有利である。本明細書で用いられる場合、２つ以上のコンポーネントを連結することは、異なるコンポーネントの機能を連係させるために、該２つ以上のコンポーネントを一緒に機械的に係止することを指す。２つ以上のコンポーネントを連結することは、機械的特徴（突起と凹部、キー溝とキーイングタブ、キーホールとピン又はキー等）を重ね合わせたり嵌め合わせたりすることによって、該コンポーネントを互いに機械的に係合させることを指す。一部の実施形態では、２つ以上のコンポーネントを連結することは、該コンポーネントを圧入することによって達成されてよい。

＜ねじれ防止傾斜路を備えた１部式カテーテル先端＞
図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃは、図１Ａ～図１Ｂに示されるカテーテル先端１２０の異なる図を示す。この実施形態によれば、カテーテル先端１２０は、カメラ等のイメージングデバイスがツールチャネル１０５に関して回転することを防止するために、ねじれ防止特徴を含む単一部品コンポーネントである。一実施形態では、操縦可能カテーテル１００のカテーテル先端１２０の内径内部に、傾斜した平坦表面（傾斜路状表面）の形状をしたねじれ防止特徴が形成される。一例の実施形態では、カテーテル先端１２０全体は、押出成形、又は射出成形、又は積層造形（すなわち３Ｄ印刷）、又は類似のプロセスによって、硬質プラスチックから作製することができる。代替の実施形態では、カテーテル先端１２０は、別個の部品から作製することができる。この場合、例えば、少なくとも非外傷性表面１２１は、より柔らかいポリマー材料から作製され、或いは潤滑性材料でコーティングされる。また、カテーテル先端１２０の本体は、操縦可能遠位セクション１０３の最も遠位のアンカー部材に対して圧入、接着又は溶接される単一のプラスチックチューブから作製される。

当然のことながら、ツールチャネル１０５にねじれ防止特徴を追加することにより、イメージングデバイスとカテーテル本体の内径との間の間隙が潜在的に減少する。更に、ツールチャネル内に形成されたねじれ防止特徴により、灌注及び／又は吸引中にカテーテルを通る流体の流量が潜在的に減少する。更に、ツールチャネル１０５にねじれ防止特徴を追加する場合に考慮すべき別の問題は、カテーテル本体の柔軟性と曲げ安定性への影響である。このような問題に対処するために、一実施形態によれば、ねじれ防止特徴は、操縦可能セクションには設けられず、操縦可能セクションの遠位端に取り付けられたカテーテル先端１２０に設けられる。より具体的には、傾斜路状表面１２５を有するねじれ防止特徴が、最も遠位の湾曲セグメントの前方に取り付けられたカテーテル先端に組み込まれる。言い換えれば、ねじれ防止特徴は、駆動ワイヤや駆動ワイヤ用のコンジットを含まないカテーテル先端に設けられる。このように、カテーテル先端１２０はその壁に駆動ワイヤとコンジットを含まないので、カテーテルの柔軟性や曲げ安定性に影響を与えることなく、カテーテル先端１２０の厚さを用いて、ねじれ防止特徴を設けることができる。流量減少の問題に対処するために、ねじれ防止傾斜路状表面１２５に相補的なほぼ矩形の外形をもつねじれ防止ハウジング機構１５０は、十分な流量容量を提供するために、最小限のフットプリントで設計される。

図３Ａはカテーテル先端１２０の斜視図であり、図３Ｂはカテーテル先端１２０の前面図である。図１Ａ～図２Ｃに示されるように、カテーテル先端１２０は、操縦可能遠位セクション１０３の管状延在部である。カテーテル先端１２０は、ツールチャネル１０５の出力ポート（出口ポート１２２）として機能する中央開口をもつ丸みを帯びた非外傷性表面１２１を含む。イメージングデバイス１８０をカテーテル先端１２０に係止するために、カテーテル先端１２０は、カテーテル先端１２０の内径内に組み込まれた単一の傾斜路状表面１２５を含む。傾斜路状表面１２５により、ツールチャネルの開断面積に対する影響が最小限である単純な形状が生み出され、流体の十分な流れが提供され、ねじれ防止特徴を越えて先端から器具を容易に通過させることができる。カテーテルの遠位端の位置と向きをトラッキングし、かつ／又は、イメージングデバイス１８０の向きをトラッキングするために、カテーテル先端１２０は、傾斜路状表面１２５に関して既知の位置及び向きにＥＭセンサ１９０（又は他のタイプのトラッキングマーカ又はフィデューシャル）を含む。例えば、図３Ａでは、傾斜路状表面１２５は、ＥＭセンサ１９０に対してわずかに遠位に位置付けられ、ＥＭセンサ１９０から約９０度に方向付けられる。このように、イメージングデバイス１８０がカテーテル先端１２０に挿入されるとき、ねじれ防止特徴が、カメラとカテーテル先端の相対的な位置及び向きを実質的に変化しないように維持する間に、システムは、カメラの位置及び向きを容易にトラッキングすることができる。

図３Ｂは、出口ポート１２２の小さなセクション（円弧）に傾斜路状表面１２５を成形できることを示す。より具体的には、出口ポート１２２は、ツールチャネル直径にほぼ対応する直径Ｄ１をもつ円形断面を有する開口である。そして、円形断面の一部（円弧）内の直径Ｄ１の内側に、傾斜路状表面１２５が形成される。例えば、傾斜路状表面１２５は、出口ポート１２２を画定する円の約１０～３０度の円弧に成形することができる。ただし、傾斜路状表面は平坦なので、表面そのものは円弧であることに指定されない。むしろ、平坦面は、器具がカテーテルから出るための先端を通る最小限の通路を維持しながら、円の円弧を占めるのに十分な程度に、カテーテル先端の内径に延在する必要がある。一実施形態では、図２Ｂに示されるように、カテーテル先端１２０の内径の直径Ｄ１は、約２．２ｍｍであってよい。傾斜路状表面１２５は、約２ｍｍの開口又は通路Ｄ１－Ｒを提供するように、直径Ｄ１の内側に約０．２ｍｍの距離Ｒに形成される。

図３Ｃは、カテーテル先端１２０の断面Ａ－Ａに沿った断面図を示す。図示されるように、カテーテル先端１２０は、１部式コンポーネントとして形成することができるが、２つの別個のセクション、すなわち、傾斜路状表面１２５が形成される第１のセクション１２０Ａと、傾斜路状表面が形成されない第２のセクション１２０Ｂとを有することができる。このような２つのセクションは、傾斜路状表面１２５の作製を最適化し、カテーテル先端１２０に対するイメージングデバイス１８０の係止／係止解除を容易にし、ツールチャネル１０５の開断面への影響を最小限に抑えるような寸法をもつ。一実施形態では、第１のセクション１２０Ａの長さは約２ｍｍであってよく、第２のセクション１２０Ｂの長さは約６ｍｍであってよい。更に、第１のセクション１２０Ａは直径Ｄ１（約２．２ｍｍ）を有し、第２のセクション１２０Ｂは、より大きな直径Ｄ２（約２．６ｍｍ）を有してよい。第２のセクション１２０Ｂの直径Ｄ２により、インナーライナ１０６（インナーシース）のための空間を確保することができる。インナーライナ１０６は、操縦可能遠位セクション１０３の全長に沿ってツールチャネル１０５内に配置されてよく、また、最も遠位のアンカー部材１０９から遠位先端１２０の内径に突出することになる。このように、インナーライナ１０６により、ねじれ防止特徴（傾斜路状表面１２５）と容易に位置合わせされるように、イメージングデバイス１８０の挿入が容易になる。

傾斜路状表面は、カテーテル先端１２０の遠位端又はその付近から始まって長さ方向に形成され、カテーテルの遠位端から近位に向かう方向にテーパ状になっている。より具体的には、傾斜路状表面１２５は、カテーテル軸Ａｘに平行な面に関して角度シータ（θ）を成して形成された傾斜した平坦面であり、角度シータは、傾斜路状表面１２５がカテーテルの遠位端から近位端に向かって延びるにつれて大きくなる。例えば、図３Ｂ及び図３Ｃに示されるように、カテーテル先端の遠位端では、傾斜路状表面１２５により、出口ポート１２２の断面がＤ１から第１の寸法Ｄ１－Ｒまで小さくなる。そして、傾斜路状表面１２５が遠位端から近位端に向かって延在するにつれて、ツールチャネル１０５の断面は、その全直径Ｄ１まで大きくなる。更に、カテーテル先端の残りのセクションには駆動ワイヤ用のコンジットがないので、カテーテル先端１２０の内径は、第１の寸法Ｄ１よりも大きい第２の寸法Ｄ２まで大きくすることができる。

言い換えれば、成形性を高め、カテーテル先端１２０とイメージングデバイス１８０（例えば軟性ビデオスコープ）のアウターハウジングとの間のレジストレーションを容易にするために、傾斜路状表面１２５は、カテーテルの長さ方向にテーパ状になっている／抜き勾配がある。成形された傾斜路状表面１２５により、ツールチャネルに関してイメージングデバイスの位置及び向きを係止しながら、ツールチャネル１０５の管腔サイズ／断面積を最小限にするように設計されたねじれ防止特徴が形成される。イメージングデバイスがカテーテル先端１２０に挿入されると、イメージングデバイスの連結特徴は、十分な回転安定性をもたらす程度に安定する。また、イメージングデバイスがカテーテル先端１２０に挿入されると、傾斜路状表面１２５により、実質的な力がなくても、カテーテル先端１２０からのイメージングデバイスの係合解除も容易になる。更に、イメージングデバイスがカテーテル先端１２０に挿入されると、傾斜路状表面１２５は、イメージングデバイスが出口ポート１２２を越えて誤って突出（移動）することを防止することができる。

以上の記載から、概して、カテーテル先端１２０は、長さ方向に２つの別個のセクション、すなわち、傾斜路状表面１２５が形成される第１のセクション１２０Ａ（遠位成形セクション）と、傾斜路状表面が形成されない第２のセクション１２０Ｂ（近位成形セクション）とを有することができる。第１のセクション１２０Ａの長さは、第２のセクション１２０Ｂの長さとは異なる（例えば、第２のセクション１２０Ｂの長さは、第１のセクション１２０Ａの長さの約３倍である）。また、第１のセクション１２０Ａの直径Ｄ１は、第２のセクション１２０Ｂの直径Ｄ２とは異なる（例えば直径Ｄ２は約１．３×Ｄ１である）。傾斜路状表面１２５は、カテーテル軸Ａｘに平行な面に関して角度シータ（θは約４５度である）を成して直径Ｄ１の内側に形成された傾斜した平坦面であり、角度シータは、傾斜路状表面１２５がカテーテルの遠位端から近位端に向かって延びるにつれて大きくなる。

カテーテル先端１２０の内側に傾斜路状表面１２５を設けることに加えて、カメラハウジングの断面積及び容積は、流体の流量を最適化するように最小限に抑えることができる。より具体的には、カメラハウジングは、ツールチャネルの妨害を最小限に抑えるために、実質的に楕円形の断面を有するように構成することができる。更に、カメラハウジングには、カテーテル先端１２０に対するイメージングデバイスの係止／係止解除を更に改善するために、傾斜路状表面１２５と相補的な平坦な側面が設けられる（図７Ａと図７Ｂを参照）。

＜ねじれ防止傾斜路を備えた２部式カテーテル先端＞
図４Ａ～図６Ｃは、２つの別個の部品から成るカテーテル先端１２０（２部式カテーテル先端）の実施形態を図示する。２部式のカテーテル先端１２０は、複数の方法で実装することができる。図４Ａは、２部式カテーテル先端１２０を図示し、第１のセクション１２０Ａは、その近位端から突出するピン１２７を含み、第２のセクション１２０Ｂは、その遠位端に、第１のセクション１０２Ａのピン１２７に接続する穴１２４を含む。ピン１２７は、第１のセクション１２０Ａと一体形成される（一体部品である）。例えば、第１のセクション１０２Ａは、ピン１２７とともに成形される。第２の部分１２０Ｂの遠位端は、駆動ワイヤ１１０をカテーテル先端１２０に取り付ける（圧着する）ためのアンカー１１６を有する。図４Ｂは、２部式カテーテル先端１２０を図示し、第２のセクション１２０Ｂは、その遠位端から突出するピン１２９を含み、第１のセクション１２０Ａは、その近位端に、第２のセクション１２０Ｂのピン１２９に接続する穴１２８を含む。ピン１２９は、第２のセクション１２０Ｂと一体的に形成されることが好ましい。例えば、第２のセクション１０２Ｂは、その遠位端のピン１２９と、その近位端のアンカー１１６用の穴を備えるように成形される。第２の部分１２０Ｂの遠位端のアンカー１１６は、図４Ａ～図４Ｄの全ての実施形態に見られるように、駆動ワイヤ１１０をカテーテル先端１２０に取り付ける（圧着する）ためのものである。

図４Ｃは、２部式カテーテル先端１２０を図示し、第１のセクション１２０Ａは、その近位端に穴１２８を含み、第２のセクション１２０Ｂは、その近位端から遠位端まで延びるスルーホール穴１２４（コンジット）を含む。アンカー１１６は、第１のセクション１２０Ａの穴１２８に配置され、第２のセクション１２０Ｂのスルーホール１２４まで延在する。アンカー１１６は、第２のセクション１２０Ｂを第１のセクション１２０Ａに接続し、また、カテーテル先端１２０の第２のセクション１２０Ｂに駆動ワイヤ１１０を取付ける（圧着する）ために用いられる。このように、駆動ワイヤ１１０用の長いアンカー１１６は、第１のセクション１２０Ａを第２のセクション１０２Ｂに接続する“ピン”になる。図４Ｂによれば、第１のセクション１２０Ａは、傾斜路状表面１２５を有し、突出ピン１２７を有さないように作製することができる。第２のセクション１２０Ｂは、カテーテル軸Ａｘに関して対称な直線状の円筒状管を用いて作製することができる。

この変形実施形態では、第１のセクション１２０Ａは、カテーテル先端１２０の内径Ｄ１を囲む穴１２８を含むことができる。そして、第１のセクション１２０Ａと第２のセクション１２０Ｂが組み立てられると、第２のセクション１２０Ｂを通して駆動ワイヤ１１０を挿入して、第１のセクション１２０Ａ内まで前進させて、長いアンカー１１６によって圧着することができる。この変形実施形態では、カテーテル先端１２０の両セクション（第１のセクション１２０Ａと第２のセクション１２０Ｂ）に駆動ワイヤ１１０を圧着できるように、第１のセクション１２０Ａと第２のセクション１２０Ｂの両方に、アンカー１１６を通すスルーホールを設けることができる。この場合、第１のセクション１２０Ａは、駆動ワイヤ１１０の数と１対１対応する数のアンカー１１６によって、第２のセクション１２０Ｂに取り付けられる。

図４Ｄは、２部式カテーテル先端１２０を図示し、第１のセクション１２０Ａは、その近位端に穴１２８を含み、第２のセクション１２０Ｂは、その遠位端に穴１２４を含む。この場合、専用ピン１３０は、第１のセクション１２０Ａを第２のセクション１２０Ｂに接続するために用いられる。第１のセクション１２０Ａの穴１２８と、第２のセクション１２０Ｂの穴１２４は、専用ピン１３０によって位置合わせされ、１対１対応で接続される。第２のセクション１２０Ａは、その近位端に、駆動ワイヤ１１０をカテーテル先端１２０に１対１対応で取り付ける（圧着する）ためのアンカー１１６を含む。ここで、留意すべきこととして、カテーテル先端をカテーテル本体に取り付けるために用いられる駆動ワイヤの数とは異なる数のピンを用いて、第１のセクション１２０Ａを第２のセクション１２０Ｂに取り付けることができるので、図４Ｂの場合を除き、ピン（１２７、１３０）の数と駆動ワイヤ１１０の数は、必ずしも互いに等しくない。図４Ａ～図４Ｄの実施形態のいずれかでは、第２の円筒状セクション１２０Ｂは、図３Ｃに示されるように、ツールチャネルに沿ってカテーテル先端からカテーテル本体まで延在するインナーライナを含む。実際、当業者には当然のことながら、図３Ｃ、図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ及び図４Ｄに示される遠位先端１２０の実施形態は実質的に類似するので、傾斜路状表面１２５及び実質的に矩形のハウジング１５０によって提供されるねじれ防止特徴が維持される限り、これらの実施形態は、過度の実験を行うことなく、交換可能に組合わせ及び／又は変更することができる。

図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃは、図４Ａに示される実施形態に対応する２部式カテーテル先端１２０の等角図を示す。図５Ａは、第１の円筒状セクションである第１のセクション１２０Ａを図示し、当該セクションは、直径Ｄ１の中央開口と、当該セクションの近位端から長さ方向に突出しているピン１２７とを備える。図５Ｂは、第２の円筒状セクションである第２のセクション１２０Ｂを図示し、当該セクションは、直径Ｄ２の中央開口と、第２のセクション１２０Ｂの壁に沿って遠位端に設けられた複数の穴１２４とを備える。

この実施形態によれば、第２のセクション１２０Ｂは、直径Ｄ２の中央開口を有するように形成された円筒状管であり、中央開口周りの管の壁には、複数の穴１２４が形成されている。一方、第１のセクション１２０Ａは、非外傷性遠位表面１２１と、ツールチャネル１０５用の出口ポートとして機能する直径Ｄ１の中央開口とを有するように形成される。傾斜路状表面１２５は、第１のセクション１２０Ａのみに形成される。この実施形態では、第１のセクション１２０Ａは、カテーテルの近位端に向かって長さ方向に突出する１つ以上のピン１２７を含む。第２のセクション１２０Ｂの遠位端の穴１２４は、その中にピン１２７が収まるように構成される。アンカースリーブ又はアンカー１１６は、第２のセクション１２０Ｂの近位端において駆動ワイヤ１１０を固定するために、第２のセクション１２０Ｂの壁に埋め込まれる。

図５Ｃは、第１のセクション１２０Ａが第２のセクション１２０Ｂと組み立てられている２部式カテーテル先端１２０の側面図を示す。組立ては、例えば、第１のセクション１０２Ａの１つ以上のピン１２７を第２のセクション１２０Ｂの穴１２４に圧入したり、接着剤で接着したり、溶接したりすることによって行うことができる。更に、駆動ワイヤ１１０を挿入し、第２のセクション１２０Ｂに固定することができる。この実施形態では、ピン１２７は、第１のセクション１２０Ａと一体形成され、第２のセクション１２０Ｂの遠位端の穴１２４に直接、接着剤で接着したり、超音波溶接やレーザ溶接をしたり、圧入したりすることができる。一方、駆動ワイヤ１１０は、第２のセクション１２０Ｂの近位端から遠位端への方向に挿入され、第２のセクション１２０の長さに沿った１つ以上の場所でアンカー１１６に圧着される。例えば、図５Ｃに示されるように、第１のセクション１２０Ａに非常に近い第１の圧着点１１５Ａと、第２のセクション１２０Ｂの近位端付近の第２の圧着点１１５Ｂにおいて、駆動ワイヤ１１０を圧着することができる。当業者には当然のことながら、ピン１２７と駆動ワイヤ１１０は、図５Ｃに示されるように、第２のセクション１２０Ｂの異なる端部から別々の穴１２４に挿入することができる。或いは、穴１２４が、第２のセクション１２０Ｂの近位端から遠位端まで延在するスルーホールである場合、第２のセクション１２０Ｂの同じコンジット又はスルーホール１２４の一端からピン１２７を挿入し、他端から駆動ワイヤ１１０を挿入して、機械的に固定することができる。

図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃは、図４Ｄに示される実施形態に対応する２部式カテーテル先端１２０の等角図を示す。図６Ａは、第１の円筒状セクションである第１のセクション１２０Ａを図示し、当該セクションは、直径Ｄ１の中央開口と、当該セクションの近位端から遠位端まで長さ方向に第１の円筒状セクションの壁に形成されたスルーホール１２８とを備える。図６Ｂは、第２の円筒状セクションである第２のセクション１２０Ｂを図示し、当該セクションは、直径Ｄ２の中央開口と、第２のセクション１２０Ｂの壁に沿って遠位端に形成された穴１２８に圧入される複数のピン１３０とを備える。この実施形態では、第１のセクション１２０Ａは、先の実施形態に記載されたような傾斜路状表面１２５を有する。この実施形態における顕著な違いは、第１のセクション１２０Ａがピン１２７を含まないことであり、代わりに、第１のセクション１０２Ａは、円筒状セクションの壁に形成された穴１２８を有する。ここで、穴１２８は、近位端から形成され第１のセクション１０２Ａの遠位端に到達しない“止まり穴”であり、或いは、穴１２８は、近位端から遠位端まで延在する管状体の壁に形成されたスルーホールであってよい。この点に関して、図６Ａの第１のセクション１２０Ａは、図４Ｃ及び図４Ｄに示される実施形態に等しく適用される。図６Ｂ及び図６Ｃに示される第２のセクション１２０Ｂは、図４Ｄに示される実施形態を更に正確に表現する。すなわち、図６Ｂの第２のセクション１２０Ｂの遠位端に圧入されるピン１３０は、遠位成形先端を近位成形先端に接続するための専用ピンである。一方、図４Ｃの実施形態では、第２のセクション１２０Ｂの壁を通るアンカー１１６は、カテーテル先端１２０の第２のセクション１２０Ｂに対して第１のセクション１２０Ａの位置合わせ及び取付けを行うために用いられる“ピン”となる。

言い換えれば、カテーテル先端１２０が２部式コンポーネントである場合、カテーテル先端は、２つの物理的に別個の部品から成る。２つの別個の部品には、遠位端から近位端へ向かう方向に配置された第１の円筒状セクション（第１のセクション１０２Ａ）と第２の円筒状セクション（第２のセクション１２０Ｂ）が含まれる。２部式カテーテル先端１２０の全ての実装において、第１の円筒状セクションは、その内径に傾斜路状表面１２５を有し、第２の円筒状セクションは、中空インナーコアを有し、また、当該セクションの壁に、当該セクションの近位端に取り付けられる複数の駆動ワイヤのためのコンジットを有する。第１の実装では、第１の円筒状セクションは、その近位端から突出する一体形成されたピン１２７を有する。第２、第３及び第４の実装では、第１の円筒状セクションは、その近位端から遠位端に向かって壁に沿って形成された穴１２４を有する。穴１２４は、第１の円筒状セクションの近位端のみに形成された“止まり穴”であってよく、或いは、第１の円筒状セクションの近位端から遠位端まで延在するスルーホール（コンジット）であってよい。第１の実装では、第２の円筒状セクションは、その遠位端に、第１の円筒状セクションのピン１２７と接続する穴１２４を含む。第２の実装では、第２の円筒状セクションは、第１の円筒状セクションの穴１２８と接続するための、当該セクションの遠位端から突出する一体化したピン１２９を含む。

第３の実装では、第２の円筒状セクションは、近位端から遠位端まで延在する壁に沿って形成されたスルーホール１２４を有する。第１の円筒状セクションの穴１２８と、第２の円筒状セクションの穴１２４には、長いアンカー１１６（第１のセクション１２０Ａを第２のセクション１２０Ｂに接続するための“ピン”として機能する）が配置される。第４の実装では、第２の円筒状セクションは、その遠位端に、第１の円筒状セクションを第２の円筒状セクションに接続する専用ピン１３０と接続する穴１２４を含む。この実装では、専用ピン１３０は、第１のセクション１２０Ａ及び第２のセクション１２０Ｂとは別に作製される。有利な点として、専用ピン１３０は、放射線不透過性材料から作製することができ、遠位先端１２０の位置の決定に用いることができる。

カテーテル先端１２０を２つの別々の部品から作製し、第１のセクション１２０Ａが駆動ワイヤ用の最も遠位のアンカーになることにより、カテーテル先端１２０の全体の剛性長さが短くなる。一実施形態では、カテーテル先端１２０が１部式コンポーネントであり、駆動ワイヤがカテーテル先端１２０に取り付けられない実施形態に比べて、カテーテル先端１２０の剛性長さを２．０ｍｍも短縮することができる。ここで留意すべきこととして、カテーテル先端の２部式構造は、必ずしも、剛性長さの短縮が達成される唯一の理由ではない。成形先端と駆動ワイヤ用の別個の遠位アンカーを有するのとは対照的に、成形カテーテル先端の近位セクションに作動ワイヤが埋め込まれるということによって、カテーテル先端の剛性長さの短縮が達成される。したがって、駆動ワイヤが１部式カテーテル先端１２０の近位セクションに直接取付けられる場合は、係る実施形態においても、剛性長さの少なくともある程度の短縮を達成することができる。

２部式カテーテル先端１２０は、カテーテルのナビゲーション性能を向上させることもできる。カテーテル先端１２０を２つの部分に分けることにより、第１の円筒状セクション及び／又は第２の円筒状セクションにスルーホールを形成することができるので、成形時にコアピンを支持するための窓が不要となる。具体的には、成形部品を作製する成形工程において、成形部品に止まり穴が追加される場合、空洞内にコアピンが支持なく浮いていることになる。浮いているピンは射出時に歪む可能性が高いので、コアの端部を支持する必要がある。このような支持には、成形部品に開口（すなわち窓）を形成する金属特徴が鋳型に必要となる。一方、２つの別々の部品によって遠位先端が形成される場合、各部品を別々に成形できるので、成形工程中に開口（窓）が形成されない。

また、２つの部品からカテーテル先端を作製することにより、図３Ｃに示されるように、第１のセクション１２０Ａをインナーライナ１０６に取り付けることが容易になる（アクセスしやすくなる）。具体的には、図３Ｃを参照すると、インナーライナ１０６は、操縦可能遠位セクション１０３の内径と、カテーテル先端１２０の第２のセクション１２０Ｂを通して配置される。カテーテル先端１２０が２つの別々の部品から作製される場合、インナーライナ１０６を第１のセクション１２０Ａまで延ばすことができる。

第２のセクション１２０Ｂを最も遠位のアンカーとすることにより、より長いチューブアンカー１１６を使用することができ、カテーテル先端に駆動ワイヤ１１０を取り付けるための複数のフル（ダブル）クリンプのための十分な空間が得られる。例えば、図５Ｃに示されるように、各駆動ワイヤは、第１のクリンプ１１５Ａ及び第２のクリンプ１１５Ｂによって取り付けることができる。２重のクリンプで駆動ワイヤを第２のセクション１２０Ｂに取り付けることにより、ねじれ効果に対して回復力の高いカテーテル先端を得ることができる。例えば、ダブルクリンプによって、ワイヤに対するアンカーの引張強度を５０＋Ｎにすることができる。ちなみに、図４Ｄに示される変形の２部式カテーテル先端では、第１のセクション１２０Ａ及びセクション１２０Ｂに駆動ワイヤが圧着されるときに更に高い引張強度を提供することができる。

単一部品のカテーテル先端を用いると、インナーライナ１０６の端部に成形先端が置かれ（図３Ｃに示されるように）、これは、先端の座ぐりに収まるように精確な長さにカットする必要がある。そして、接着のために、先端の近位側（右）に接着剤を塗布することしかできない。一方、２部式カテーテル先端では、第２のセクション１０２Ｂをインナーライナ上に配置し、両側に接着剤を塗布してから、成形部品と面一になるようにインナーライナを切り取ることができる。その後、インナーライナに接着された第２のセクション１２０Ｂに、先端の第１のセクション１２０Ａを取り付けることができる。したがって、２部式カテーテル先端は、（１部式カテーテル先端と比べて）追加の組立てステップを必要とする場合があるが、２部式の実施形態では、引張強度が高くなり、カテーテル先端１２０の剛性長さを短縮することができる。

２部式カテーテル先端１２０の更なる利点は、カテーテル本体を保護するためのアウターライナ（図示なし）に適合するように、第２のセクション１２０の外径を寸法決定できることである。図５Ｃ及び図６Ｃでは、例えば、第１のセクション１２０Ａの外径（ＯＤ１）は、第２のセクション１２０Ｂの外径（ＯＤ２）よりもわずかに大きい。このような外径ＯＤ１＞ＯＤ２の差により、第２のセクション１２０Ｂの周囲に、アウターライナ又はアウターシースが配置及び固定される小さな空間が形成される。

＜ねじれ防止ハウジング機構＞
図５Ａと図５Ｂは、内視鏡カメラ（イメージングデバイス１８０）に取り付けられ、ツールチャネル１０５を通して挿入されてカテーテル先端１２０と係止されるように構成されたねじれ防止ハウジング機構１５０を示す。有利な点として、ねじれ防止ハウジング機構１５０は、カテーテル先端１２０の開口に組み込まれた傾斜路状表面１２５に相補的な少なくとも１つの表面を有する実質的に矩形の本体に成形される。図５Ａは、ねじれ防止ハウジング機構１５０の正面図を示し、図５Ｂは、断面Ｂ－Ｂに沿った断面図を示す。図５Ａ及び図５Ｂに示されるように、ねじれ防止ハウジング機構１５０は、ツールチャネル１０５に収まり、カテーテル本体を通ってカテーテル先端１２０まで進むように構成されたケーシング又はシャシ構造である。ねじれ防止ハウジング機構１５０がカテーテル先端１２０に挿入されると、ハウジング機構１５０は、イメージングデバイスを回転させずに、イメージングデバイス１８０を所定の向きに保持することになる。

ねじれ防止ハウジング機構１５０は、イメージングデバイス１８０を包囲し、所定の向きに保持するように構成された管状部材である。ハウジング機構１５０は、遠位端１５１と近位端１５６の間に長さ方向に含まれる第１の管状セクション１５４と第２の管状セクション１５５から形成され、該セクション間には中空空間がある（図５Ｂに示されるように）。第１の管状セクション１５４の長さＬ１は、第２の管状セクション１５５の長さＬ２とは異なる。一実施形態では、長さＬ１は約３．５ｍｍであり、長さＬ２は約１．５ｍｍである。言い換えれば、第１の管状セクション１５４の長さは、第２の管状セクション１５５の長さの約２．３３倍である。更に、第１の管状セクション１５４の断面寸法（例えば直径）は、第２の管状セクション１５５の断面寸法とは異なる。

遠位端１５１の断面は、少なくとも１つの平坦な側面１５３と１つ以上の湾曲面１５２（図７Ａ参照）を有する実質的な矩形である。湾曲面１５２は、小径Ｄｎ及び大径Ｄｍを有する楕円Ｅによって画定される。一実施形態では、小径Ｄｎは約１．８ｍｍであり、大径Ｄｍは約２．５ｍｍである。大径Ｄｍは、ツールチャネル１０５の直径Ｄ２（カテーテル１００の内径）にほぼ等しい。平坦な側面１５３は、カテーテル軸Ａｘに平行な面に沿って長さ方向に形成されるので、平坦面１５３は、大径Ｄｍの方向に垂直である。言い換えれば、第１の円筒状セクション１５４は、実質的に楕円状の円筒内に収まり、該楕円状円筒の１つの平坦な側面１５３は、楕円状円筒の狭い側に沿って長さ方向に延びている。

近位表面１５６の断面は、直径Ｄ４の円Ｃに収まる連続した湾曲面によって画定される。一実施形態では、円Ｃの直径Ｄ４は、約１．６ｍｍである。言い換えれば、第２の円筒状セクション１５４は、第１の円筒状セクション（楕円状円筒）の一端から、直径Ｄ４の円Ｃに収まる近位表面１５６まで延在する円錐状円筒である。直径Ｄ４は、処置中の流体の十分な流量を可能にするために、ツールチャネル１０５の内径よりもかなり小さくてよい。例えば、一実施形態では、ツールチャネル１０５は約２．５ｍｍの直径を有してよく、ねじれ防止ハウジング機構の近位端での直径は、約１．５ｍｍである。

ねじれ防止ハウジング機構１５０は、少なくとも１つの平坦な側面がツールチャネルの長さ方向に延びている概ね矩形のハウジングである。遠位端１５１において、実質的に矩形のハウジングは楕円Ｅに収まり、近位端１５６において、実質的に矩形のハウジングは円Ｃに収まる。少なくとも１つの実施形態では、遠位端１５１において、ねじれ防止ハウジング機構１５０は、楕円の（湾曲した）表面１５２と、２つ以上の平坦な側面とを有し得る。例えば、図７Ａでは、平坦な側面１５３は、第１の平坦面１５３Ａ（図７Ａの上部）及び第２の平坦面１５３Ｂ（図７Ａの下部）を含み得る。楕円の長軸に沿う方向に取った実質的に矩形のハウジングの寸法“ｄｓ”は、一端（頂点）から、頂点の反対側の大体の焦点までで画定される。一例では、距離ｄｓは、約１．５ｍｍ～１．６ｍｍである。

近位端１５６では、第２の管状セクション１５５の外表面が直径Ｄ４の円Ｃに収まるような形で、ねじれ防止ハウジング機構１５０が円形又は楕円形の断面を有する。したがって、当然のことながら、ねじれ防止ハウジング機構１５０は、少なくとも１つの平坦な側面１５３をもつ実質的に矩形の形状をもつことができ、少なくとも１つの平坦な側面１５３は、ハウジング機構１５０の外表面をカテーテル先端１２０の傾斜路状表面１２５と係止するように構成される。更に、少なくとも１つの平坦な側面１５３は、ハウジング機構１５０の内表面をイメージングデバイス１８０と係止するように構成される。

本明細書に開示されるねじれ防止ハウジング機構１５０は、薄い金属シート及び／又は細い金属管（例えばハイポチューブ）から作製されてもよいし、又は、細いワイヤやファイバで強化された成形塑性押出品であってもよい。ねじれ防止特徴１５０の材料厚は、比較的小さい（薄い）必要があり、これにより、ハウジング機構は、ツールチャネルの断面積を最小限に抑えるのみであり、よって、流体の流れを最適化することができる。ただし、材料厚か過度に小さい（薄すぎる）場合、ねじれ防止ハウジング機構１５０が歪んだり曲がったりして、多少のねじれが発生するおそれがある。したがって、当業者であれば、曲げや潰れの可能性を低減するために材料厚を増すことと、流体の流れを最適化するために材料厚を減らすこととのバランスを見つける努力をするであろう。［発明者への注記：“ハウジング１５０”（矩形缶）の材料について、再検討、改定及び／又は詳細の追加をお願いします］

図８Ａと図８Ｂは、カテーテル先端１２０に挿入されたねじれ防止ハウジング機構１５０の前面図と、断面図Ｃ－Ｃに沿った断面図を示す。ねじれ防止ハウジング機構１５０は、カテーテル先端１２０に関してイメージングデバイス１８０を所定の向きに維持するように構成される。図６Ａに示されるように、例えば、ｙ軸が重力方向と一致し、ｚ軸がカテーテル軸Ａｘと一致し、ｘ軸がイメージングデバイス１８０の側面と一致する所定の向きで、イメージングデバイス１８０をねじれ防止ハウジング機構１５０に取り付けることができる。少なくとも１つの実施形態では、イメージングデバイス１８０は、電子制御盤及び照明光学系（発光ダイオード及び／又は光ファイバ等）とともに、小型のＣＭＯＳセンサやＣＣＤカメラを含むことができる。

ねじれ防止ハウジング機構１５０は、カメラの矩形形状を収める（受け入れる）ための少なくとも１つの平坦な側面１５３を含み、カテーテル先端のねじれ防止特徴（傾斜路状表面１２５）は、より一貫してカメラ及びカテーテル先端の向きを維持する。したがって、ねじれ防止ハウジング機構１５０がカテーテル先端１２０に挿入されると、処置全体を通して、カメラＦＯＶの向きがコントローラのナビゲーション入力により良好に対応するようになるので（すなわち、右コマンドが右の移動及び表示に対応し、上コマンドが上の移動及び表示に対応する等）、より直感的なナビゲーションが可能となる。また、ねじれ防止特徴のフットプリントが小さいので、カメラを除去することなく、流体を十分に流すことができる（例えば吸引と灌注）。

図８Ｂは、カテーテル先端１２０においてねじれ防止ハウジング機構１５０のハウジング部分内に保持されるとともに、傾斜路状表面１２５によってツールチャネルに連結されたカメラ１８０の断面図を図示する。図６Ａに示されるように、ハウジング機構１５０は、平坦な側面１５３及び湾曲面１５２を含む。湾曲面１５２は、楕円Ｅに収まる。楕円Ｅの小径Ｄｎの寸法は、ハウジング機構１５０の外表面がツールチャネル１０５の内径よりも小さくなるように決定される。これにより、ツールチャネル１５０とハウジング機構１５０の間に間隙１０５Ａ、１０５Ｂが生じる。この間隙１０５Ａ、１０５Ｂにより、特定の手順中にカメラを除去することなく、流体の灌注及び／又は吸引にツールチャネル１０５が十分な流量を維持できることが保証される。

再び図１Ｂ及び図３Ａを参照すると、カテーテル先端１２０は、傾斜路状表面１２５に関して所定の位置及び／又は向きに配置された１つ又は複数の電磁（ＥＭ）センサ１９０を含み得る。ＥＭトラッキングシステム（図示なし）等のトラッキングシステムは、カテーテル先端１２０及び／又はイメージングデバイス１８０（カメラ）の位置及び／又は向きをトラッキングすることができる。アクティブトラッキングは、例えば、米国特許第６３８０７３２号（あらゆる目的で参照により本明細書に援用される）に記載されるような術中イメージングによって実施することができる。

図８Ｂに示されるように、ねじれ防止ハウジング機構１５０は、イメージングデバイス１８０を、光ファイバ及び／又は電気ケーブル１８２等の他のコンポーネントと一緒に包囲することができる。このようなケーブル１８２を用いて、カメラ及び／又はＥＭセンサ１９０を、操縦可能カテーテル１００の外側（例えばハンドル内）に配置された電子回路に電気的に接続することができる。更に、カメラによるイメージング時の管腔８０の照明用に、光ファイバを用いることができる。したがって、軟性ケーブル束１８４がハウジング機構１５０に取り付けられてよく、ケーブル束１８４は、一緒に配線されてツールチャネル１０５を通る光ファイバ及び／又は電気ケーブル１８２を包含することができる。カメラ１８０は、繊細な電気ケーブル１８２によって電力供給され、繊細な光ファイバ（例えば照明用）も含み得るので、ツールチャネル内でのカメラの回転は非常に望ましくない。しかしながら、軟性ビデオスコープを１つ以上のエンドエフェクタツールと容易に交換するために、カメラは、カテーテル軸Ａｘに沿った線形運動Ｌ２により、ツールチャネル１０５を通して迅速に展開及び引戻しできることが有利である。この点について、傾斜路状表面１２５は、平坦な側面１５２を有するねじれ防止ハウジング機構１５０と協働して、適切な画像方向と十分な流体流量を維持しながら、イメージングデバイス１８０の迅速な展開及び引戻しを容易にする。

様々な実施形態によれば、傾斜路状表面１２５は、ねじれ防止ハウジング機構１５０の平坦な側面１５３と容易に係合できるので、ツールチャネルに関するイメージングデバイス１８０（カメラやビデオスコープ）の回転を防止するのに十分な力を提供する。ねじれ防止特徴（傾斜路状表面１２５とねじれ防止ハウジング機構１５０）は、カメラの位置及び向きを実質的に変えることなく維持するだけでなく、イメージングデバイスの電気接続及び／又は光学接続を損傷及び／又は切断から保護する。更に、ねじれ防止ハウジング機構１５０は、カテーテル先端１２０を強化する。更に、傾斜台状表面１２５のテーパ状成形特徴により、カテーテル先端１２０とビデオスコープカメラの間のレジストレーションが容易になるであろう。

ＭＣＲは、カテーテル体の全体的な外形を増大させることなくねじれ防止特徴を介してカテーテル先端と連結する、着脱可能なカメラを有する。ねじれ防止特徴により、カテーテル先端に関するカメラの向きがより一定に保たれ、また、手順全体を通してカメラ視野がナビゲーション入力により良好に対応するので（すなわち右の制御入力が右の動作に対応し、上の制御入力が上の動作に対応する等）、より直感的なナビゲーションが可能となる。また、該特徴により、カメラを取り外すことなく吸引及び灌注を実行することができる。また、画像ガイダンス中、カメラとカテーテル内壁の間の隙間を効率的に用いて、カメラビューを遮っている身体物質（例えば粘液）を除去するための流体（例えば水やガス）も供給／除去されるので、この特徴は重要である。

本明細書に開示されるねじれ防止特徴の様々な実施形態は、軟性ビデオスコープを含む医用連続体ロボット（ＭＣＲ）カテーテルシステムに適用可能であるとして記載されている。しかしながら、本開示はこれに限定されない。内視鏡画像を実質的に変化させずに維持する必要のある内視鏡システムは、本明細書に開示されるねじれ防止特徴を実装することができ、その恩恵を受けることができる。

本明細書に開示されるねじれ防止特徴の有意な効果を最適化するための一部の検討事項としては、以下が挙げられる：カテーテルの遠位先端が、それに成形され得る特徴を包含し、カテーテル先端１２０と軟性ビデオスコープのねじれ防止ハウジング機構との間の連結として機能する；傾斜路状表面の成形特徴が、ねじれ防止ハウジングと容易に係合して、遠位先端をビデオスコープと連結する；先端とビデオスコープの間のより簡単なレジストレーション（結合）を可能にするように、成形特徴をテーパ加工／抜き加工することができる；成形特徴は、ツールチャネルのルーメンサイズ／断面積を最小限に抑えるように設計される；ねじれ防止特徴は、ビデオスコープの遠位端に恒久的に取り付けることができる；ビデオスコープ上のねじれ防止特徴は、画像の向きを実質的に変えずに維持するのに十分な回転安定性を提供するのに十分な安定性をもつ；ねじれ防止特徴の断面積及び総体積は、ビデオスコープイメージングデバイスを取り外すことなく流体流量を最適化するように、最小化される。

本開示は、前述の検討事項、特徴及び利点に限定されない。本開示のいくつかの態様（具体的には２５の態様）は、請求項の番号１～２５のリストに記載される。追加の態様は以下を含むが、限定されるものではない：

態様２６：１つ以上の駆動ワイヤを介して作動部によって作動されるように構成された操縦可能カテーテルであって、操縦可能カテーテルは、以下を備える：カテーテル本体であって、カテーテル軸に沿って当該カテーテル本体の近位端から遠位端まで延びるツールチャネルを有するカテーテル本体；及び、カテーテル本体の遠位端に取り付けられるカテーテル先端であって、ツールチャネルを通して挿入されたイメージングデバイスの実質的に矩形のハウジングと嵌合するように構成されたカテーテル先端。ツールチャネルは、カテーテル軸を中心とするツールチャネル直径を有し、カテーテル先端は、カテーテル軸に沿って長さ方向にツールチャネルとアライメントされる開口を有し、カテーテル先端は、カテーテル軸に平行な面に関して角度を成して開口内部に形成された傾斜路状表面を含み、該角度は、傾斜路状表面がカテーテル先端の遠位端から近位端に向かって延びるにつれて大きくなる。

態様２７。態様２６に係る操縦可能カテーテルであって、カテーテル先端は、遠位端から近位端への順番で、第１の円筒状セクション及び第２の円筒状セクションを含み、第１の円筒状セクションは内径及び外径を有し、第２の円筒状セクションは内径及び外径を有する。

態様２８。態様２７に係る操縦可能カテーテルであって、第１の円筒状セクションの内径の寸法は、第２の円筒状セクションの内径の寸法とは異なり、第１の円筒状セクションの外径の寸法は、第２の円筒状セクションの外径の寸法とは異なる。

態様２９。態様２９に係る操縦可能カテーテルであって、第２の円筒状セクションの内径に寄せて配置されるとともに、ツールチャネル直径を通ってカテーテル本体の近位端に向かって延びるインナーライナと、第２の円筒状セクションの外径に寄せて配置されるとともに、カテーテル本体の外面を通ってカテーテル本体の近位端に向かって延在するアウターライナと、を更に備える。

態様３０。態様２６に係る操縦可能カテーテルであって、第１の円筒状セクションと第２の円筒状セクションは、１部式コンポーネントとして製造される。

態様３１。態様２６に係る操縦可能カテーテルであって、第１の円筒状セクションと第２の円筒状セクションは、２部式コンポーネントとして製造される。

態様３２。態様３１に係る操縦可能カテーテルであって、第１の円筒状セクションは、その近位端において一体形成された複数のピンを含み、第２の円筒状セクションは、その遠位端に複数の穴を含むとともに、第２の円筒状セクションの近位端から遠位端への方向に第２の円筒状セクションの壁に沿って挿入される複数のアンカーを含み、第２の円筒状セクションの遠位端の複数の穴は、第１の円筒状セクションの複数のピンに１対１対応で接続するように構成され、第２の円筒状セクションの複数のアンカーは、操縦可能カテーテルの１つ以上の駆動ワイヤに接続するように構成される。［図４Ａ］

態様３３。態様３１に係る操縦可能カテーテルであって、第１の円筒状セクションは、その近位端から遠位端への方向に形成された複数の穴を含み、第２の円筒状セクションは、その遠位端に一体形成され第１の円筒状セクションに向かって突出する複数のピンを含むとともに、第２の円筒状セクションの近位端から遠位端への方向に第２の円筒状セクションの壁に沿って挿入される複数のアンカーを含み、第１の円筒状セクションの近位端の複数の穴は、第２の円筒状セクションの複数のピンに１対１対応で接続するように構成され、第２の円筒状セクションの複数のアンカーは、操縦可能カテーテルの１つ以上の駆動ワイヤに接続するように構成される。［図４Ｂ］

態様３４。態様３１に係る操縦可能カテーテルであって、第１の円筒状セクションは、その近位端から遠位端への方向に形成された複数の穴を含み、第２の円筒状セクションは、その遠位端から近位端まで延在して第２の円筒状セクションの壁に沿って形成された複数のスルーホールを含み、第１の円筒状セクションが複数のアンカーによって第２の円筒状セクションに接続されるように、複数のアンカーが、第２の円筒状セクションのスルーホールに沿って、第１の円筒状セクションの複数の穴に１対１対応で挿入され、第２の円筒状セクションの近位端において、複数のアンカーは、操縦可能カテーテルの１つ以上の駆動ワイヤに１対１対応で接続するように構成される。［図４Ｃ］

態様３５。態様３１に係る操縦可能カテーテルであって、第２の円筒状セクションに対して第１の円筒状セクションを位置合わせし、第２の円筒状セクションに第１の円筒状セクションを接続するように構成された複数の専用ピンを更に備え、第１の円筒状セクションは、その近位端から遠位端への方向に形成された複数の穴を含み、第２の円筒状セクションは、その遠位端から近位端への方向に形成された複数の穴を含み、第１の円筒状セクションの近位端の複数の穴と、第２の円筒状セクションの遠位端の複数の穴は、複数の専用ピンに１対１対応で接続するように構成される。第２の円筒状セクションの複数のアンカーは、操縦可能カテーテルの１つ以上の駆動ワイヤに接続するように構成される。［図４Ｄ］

＜ソフトウェア関連の開示＞
本明細書に開示される例示の実施形態の少なくとも特定の態様は、記憶媒体（「非一時的コンピュータ可読記憶媒体」と呼ばれる場合もある）に記録されたコンピュータ実行可能命令（例えば１つ以上のプログラム又は実行可能コード）を読み出して実行して、前述した１つ以上のブロック図又はフローチャートの機能を実行するコンピュータシステム又は装置によって実現することができる。コンピュータは、当業者に知られている各種コンポーネントを含んでよい。例えば、コンピュータシステム４００は、例えば、コンピュータ実行可能命令を記憶媒体から読み出して実行して、前述した実施形態のうちの１つ以上の機能を実行することにより、かつ／又は、前述した実施形態のうちの１つ以上の機能を実行するための１つ以上の回路を制御することにより、前述した実施形態のうちの１つ以上の機能を実行するための１つ以上の回路（例えばフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）や特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ））によって実装される信号プロセッサを含んでよい。コンピュータシステム４００は、１つ以上のプロセッサ（例えば中央処理装置（ＣＰＵ）４１０、マイクロ処理ユニット（ＭＰＵ））を含んでよく、コンピュータ実行可能命令を読み出して実行するための別個のコンピュータ又は別個のプロセッサのネットワークを含んでよい。コンピュータ実行可能命令は、例えばクラウドベースのネットワークから、又は記憶媒体から、コンピュータに提供することができる。記憶媒体は、例えば、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、分散コンピューティングシステムのストレージ、光ディスク（コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）又はBlu-ray Disc（ＢＤ）（商標）等）、フラッシュメモリデバイス、メモリカード等のうち１つ以上を含んでよい。コンピュータは、入出力デバイスに対して通信信号（データ）を送受信するために入出力（Ｉ／Ｏ）インタフェースを含んでよく、入出力デバイスとしては、キーボード、ディスプレイ、マウス、タッチスクリーン、タッチレスインタフェース（例えばジェスチャー認識デバイス）、印刷デバイス、ライトペン、光学式ストレージデバイス、スキャナ、マイクロフォン、カメラ、ドライブ、通信ケーブル及びネットワーク（有線又は無線）が挙げられる。

＜実施形態の変形及び／又は組合わせ＞
説明に言及する際、開示する例を完全に理解できるようするために、具体的な詳細が記載される。他の例では、本開示を不必要に長くしないように、周知の方法、手順、コンポーネント及び回路は、詳細には説明されない。本明細書において別段の定義がされない限り、本明細書で使用される全ての技術用語及び科学用語は、本開示が属する技術分野の当業者によって一般に理解されるものと同じ意味を有する。その点に関して、本開示の広さ及び範囲は、明細書又は図面によって限定されるのではなく、むしろ、採用される特許請求の範囲の用語の平易な意味によってのみ限定される。

図面に示された例示の実施形態を説明する際、分かりやすくするために、具体的な専門用語が使用される。しかしながら、本特許明細書の開示はそのように選択された具体的な専門用語に限定されることを意図するものではなく、当然ながら、具体的な要素の各々は、同様に機能する技術的な均等物を全て含む。

本開示は、例示の実施形態を参照して説明されたが、当然のことながら、本開示は、開示された例示の実施形態に限定されない。全ての実施形態は、特定の用途に適用可能であるようにねじれ防止特徴を改善及び／又は単純化するために、変更及び／又は組合せすることができる。以下の特許請求の範囲は、そのような変更並びに均等の構造及び機能を全て包含するように、最も広い解釈が与えられるべきである。

本明細書において参照により援用されるとされる特許、付与前特許公報、又は他の開示の全部又は一部は、援用される資料が、標準的な定義や用語、或いは本開示に記載された記述及び説明と矛盾しない範囲でのみ、援用される。そのため、必要な範囲で、本明細書に明示的に記載された開示は、参照により援用される矛盾する資料に優先する。

＜ねじれ防止ハウジング機構＞
図７Ａと図７Ｂは、内視鏡カメラ（イメージングデバイス１８０）に取り付けられ、ツールチャネル１０５を通して挿入されてカテーテル先端１２０と係止されるように構成されたねじれ防止ハウジング機構１５０を示す。有利な点として、ねじれ防止ハウジング機構１５０は、カテーテル先端１２０の開口に組み込まれた傾斜路状表面１２５に相補的な少なくとも１つの表面を有する実質的に矩形の本体に成形される。図７Ａは、ねじれ防止ハウジング機構１５０の正面図を示し、図７Ｂは、断面Ｂ－Ｂに沿った断面図を示す。図７Ａ及び図７Ｂに示されるように、ねじれ防止ハウジング機構１５０は、ツールチャネル１０５に収まり、カテーテル本体を通ってカテーテル先端１２０まで進むように構成されたケーシング又はシャシ構造である。ねじれ防止ハウジング機構１５０がカテーテル先端１２０に挿入されると、ハウジング機構１５０は、イメージングデバイスを回転させずに、イメージングデバイス１８０を所定の向きに保持することになる。

ねじれ防止ハウジング機構１５０は、イメージングデバイス１８０を包囲し、所定の向きに保持するように構成された管状部材である。ハウジング機構１５０は、遠位端１５１と近位端１５６の間に長さ方向に含まれる第１の管状セクション１５４と第２の管状セクション１５５から形成され、該セクション間には中空空間がある（図７Ｂに示されるように）。第１の管状セクション１５４の長さＬ１は、第２の管状セクション１５５の長さＬ２とは異なる。一実施形態では、長さＬ１は約３．５ｍｍであり、長さＬ２は約１．５ｍｍである。言い換えれば、第１の管状セクション１５４の長さは、第２の管状セクション１５５の長さの約２．３３倍である。更に、第１の管状セクション１５４の断面寸法（例えば直径）は、第２の管状セクション１５５の断面寸法とは異なる。

本明細書に開示されるねじれ防止ハウジング機構１５０は、薄い金属シート及び／又は細い金属管（例えばハイポチューブ）から作製されてもよいし、又は、細いワイヤやファイバで強化された成形塑性押出品であってもよい。ねじれ防止特徴１５０の材料厚は、比較的小さい（薄い）必要があり、これにより、ハウジング機構は、ツールチャネルの断面積を最小限に抑えるのみであり、よって、流体の流れを最適化することができる。ただし、材料厚か過度に小さい（薄すぎる）場合、ねじれ防止ハウジング機構１５０が歪んだり曲がったりして、多少のねじれが発生するおそれがある。したがって、当業者であれば、曲げや潰れの可能性を低減するために材料厚を増すことと、流体の流れを最適化するために材料厚を減らすこととのバランスを見つける努力をするであろう。

図８Ｂは、カテーテル先端１２０においてねじれ防止ハウジング機構１５０のハウジング部分内に保持されるとともに、傾斜路状表面１２５によってツールチャネルに連結されたカメラ１８０の断面図を図示する。図８Ａに示されるように、ハウジング機構１５０は、平坦な側面１５３及び湾曲面１５２を含む。湾曲面１５２は、楕円Ｅに収まる。楕円Ｅの小径Ｄｎの寸法は、ハウジング機構１５０の外表面がツールチャネル１０５の内径よりも小さくなるように決定される。これにより、ツールチャネル１０５とハウジング機構１５０の間に間隙１０５Ａ、１０５Ｂが生じる。この間隙１０５Ａ、１０５Ｂにより、特定の手順中にカメラを除去することなく、流体の灌注及び／又は吸引にツールチャネル１０５が十分な流量を維持できることが保証される。

Claims (25)

1. １つ以上の駆動ワイヤを介して作動部によって作動されるように構成された操縦可能カテーテルであって、前記操縦可能カテーテルは、
   カテーテル本体であって、カテーテル先端と、カテーテル軸に沿って当該カテーテル本体の近位端及び前記カテーテル先端を通って延在するツールチャネルと、を有するカテーテル本体、
   を備え、
   前記ツールチャネルは、前記カテーテル軸を中心とするツールチャネル直径を有し、
   前記カテーテル先端は、前記ツールチャネルの少なくとも一部に形成された傾斜路状表面を含み、
   前記傾斜路状表面は、前記カテーテル軸に平行な面に関して角度を成して形成された傾斜した平坦面であり、前記角度は、前記傾斜路状表面が前記カテーテル先端の遠位端から近位端に向かって延びるにつれて大きくなる、
   操縦可能カテーテル。
2. 前記カテーテル先端に着脱可能に取り付けられるイメージングデバイス、
   を更に備え、
   前記イメージングデバイスは、実質的に矩形のハウジングに包囲され、
   前記実質的に矩形のハウジングの側面は、前記傾斜路状表面と嵌合する、
   請求項１に記載の操縦可能カテーテル。
3. 前記カテーテル先端は、単一部品コンポーネントとして製造された第１の円筒状セクション及び第２の円筒状セクションを含む、
   請求項２に記載の操縦可能カテーテル。
4. 前記第１の円筒状セクションは、前記ツールチャネルの出口ポートとして機能し、前記出口ポートは、前記カテーテル先端の遠位端において非外傷性表面を含み、
   前記第２の円筒状セクションは、前記ツールチャネルに沿って前記カテーテル先端から前記カテーテル本体まで延在するインナーライナを含み、
   前記傾斜路状表面は、前記実質的に矩形のハウジングの前記側面と、長さ方向に着脱可能に嵌合するように構成される、
   請求項３に記載の操縦可能カテーテル。
5. 前記カテーテル先端の前記第１の円筒状セクションと前記第２の円筒状セクションは、２部式コンポーネントとして製造される、
   請求項２に記載の操縦可能カテーテル。
6. 前記第１の円筒状セクションは、前記カテーテル軸に関して非対称な前記傾斜路状表面を含み、前記第２の円筒状セクションは、前記カテーテル軸に関して対称である直線的な円筒状表面を含む、
   請求項５に記載の操縦可能カテーテル。
7. 前記第１の円筒状セクションは、その遠位端に非外傷性表面を含み、また、当該第１の円筒状セクションと一体的に形成されるとともに当該第１の円筒状セクションの近位端から突出する１つ以上のピンを含み、
   前記第２の円筒状セクションは、当該第２の円筒状セクションの壁を通って当該第２の円筒状セクションの近位端から遠位端まで延在する複数のコンジットを含む、
   請求項５に記載の操縦可能カテーテル。
8. 前記複数のコンジットは、前記第２の円筒状セクションの前記遠位端において、前記第１の円筒状セクションの前記１つ以上のピンに１対１対応で接続するように構成される、
   請求項７に記載の操縦可能カテーテル。
9. 前記複数のコンジットは、前記第２の円筒状セクションの前記近位端において、前記操縦可能カテーテルの前記１つ以上の駆動ワイヤに１対１対応で接続するように構成される、
   請求項７に記載の操縦可能カテーテル。
10. 前記カテーテル先端の前記第１の円筒状セクションは、当該第１の円筒状セクションの遠位端に非外傷性遠位表面を含み、当該第１の円筒状セクションの近位端に複数のコンジットを含み、
    前記カテーテル先端の前記第２の円筒状セクションは、当該第２の円筒状セクションの壁に沿って当該第２の円筒状セクションの近位端から遠位端まで長さ方向に延在する複数のコンジットを含む、
    請求項５に記載の操縦可能カテーテル。
11. 前記第２の円筒状セクションの前記複数のコンジットは、前記第２の円筒状セクションの前記遠位端から突出し前記第１の円筒状セクションに向かって延びる複数のアンカーを含み、
    前記複数のコンジットは、前記第１の円筒状セクションの前記近位端において、前記第２の円筒状セクションから突出する前記複数のアンカーと１対１対応で接続するように構成される、
    請求項１０に記載の操縦可能カテーテル。
12. 前記第２の円筒状セクションの前記複数のコンジット内の前記複数のアンカーは、その近位端において、前記操縦可能カテーテルの前記１つ以上の駆動ワイヤに１対１対応で取り付けられるように構成される、
    請求項１０に記載の操縦可能カテーテル。
13. 前記カテーテル先端の前記第１の円筒状セクションは、当該第１の円筒状セクションの遠位端に非外傷性遠位表面を含み、当該第１の円筒状セクションの近位端に複数のコンジットを含み、
    前記カテーテル先端の前記第２の円筒状セクションは、当該第２の円筒状セクションの前記遠位端に複数のコンジットを含み、当該第２の円筒状セクションの近位端付近の当該第２の円筒状セクションの壁に沿った複数のアンカーを含む、
    請求項５に記載の操縦可能カテーテル。
14. 前記第２の円筒状セクションに対して前記第１の円筒状セクションを位置合わせし、前記第２の円筒状セクションに前記第１の円筒状セクションを接続するように構成された複数の専用ピン、
    を更に備え、
    前記複数の専用ピンは、前記第２の円筒状セクションの前記遠位端の前記複数のコンジットに挿入され、前記第１の円筒状セクションの前記近位端の前記複数のコンジットに１対１対応で挿入される、
    請求項１３に記載の操縦可能カテーテル。
15. 前記第２の円筒状セクションの前記近位端付近の前記複数のアンカーは、前記操縦可能カテーテルの前記１つ以上の駆動ワイヤに接続するように構成される、
    請求項１３に記載の操縦可能カテーテル。
16. 前記カテーテル先端の前記第１の円筒状セクションは、当該第１の円筒状セクションの遠位端に非外傷性遠位表面を含み、当該第１の円筒状セクションの近位端に複数のコンジットを含み、
    前記カテーテル先端の前記第２の円筒状セクションは、当該第２の円筒状セクションの遠位端から突出する複数のピンと、当該第２の円筒状セクションの近位端付近の当該第２の円筒状セクションの壁に沿った複数のアンカーと、を含む、
    請求項５に記載の操縦可能カテーテル。
17. 前記第２の円筒状セクションの前記遠位端から突出する前記複数のピンは、前記第１の円筒状セクションの前記近位端の前記複数のコンジットに１対１対応で挿入される、
    請求項１６に記載の操縦可能カテーテル。
18. 前記第２の円筒状セクションの前記近位端付近の前記複数のアンカーは、前記操縦可能カテーテルの前記１つ以上の駆動ワイヤに接続するように構成される、
    請求項１６に記載の操縦可能カテーテル。
19. 前記実質的に矩形のハウジングの前記側面は、前記ツールチャネルに関する前記イメージングデバイスの回転を防止し、かつ／又は、前記イメージングデバイスに関する前記カテーテル先端のねじれを防止するように、前記カテーテル先端の前記傾斜路状表面と係合するように構成された平坦面を含む、
    請求項２に記載の操縦可能カテーテル。
20. 前記実質的に矩形のハウジングは、前記イメージングデバイスとともに、前記ツールチャネルを通して前記カテーテル先端に対して挿入可能かつ除去可能である、
    請求項１９に記載の操縦可能カテーテル。
21. 前記傾斜路状表面により、前記カテーテル先端の前記遠位端での前記ツールチャネルの断面が小さくなり、それにより、前記実質的に矩形のハウジング及び／又は前記イメージングデバイスが前記カテーテル先端の前記第１のセクションを越えて遠位に移動することが防止される、
    請求項１９に記載の操縦可能カテーテル。
22. 前記実質的に矩形のハウジングは、少なくとも１つの平坦な側面と、前記カテーテル先端の遠位端から近位端まで長さ方向に延在する曲面とを含み、
    前記イメージングデバイスは、前記カテーテル先端の前記遠位端において、又は前記カテーテル先端の前記遠位端付近で、前記実質的に矩形のハウジングの内側で前記ハウジング機構に恒久的に取り付けられる、
    請求項１９に記載の操縦可能カテーテル。
23. 前記実質的に矩形のハウジングの断面の第１の寸法は、当該第１の寸法に垂直な第２の寸法よりも小さく、
    前記矩形ハウジングの前記第１の寸法と前記第２の寸法は、両方とも前記ツールチャネル直径よりも小さく、
    前記実質的に矩形のハウジングが前記カテーテル先端に挿入されたとき、前記カテーテル先端から前記イメージングデバイスを除去することなく、前記ツールチャネルを通る流体が妨げられずに流れるように、前記ツールチャネルと前記ハウジング機構の間に間隙が生じる、
    請求項２２に記載の操縦可能カテーテル。
24. 前記カテーテル本体は、前記作動部に取付け可能な近位セクションと、患者の管腔内に挿入可能な遠位セクションとを含み、前記カテーテル本体の前記遠位セクションは、複数の湾曲セグメントを有し、
    各湾曲セグメントは、前記カテーテル本体の壁に沿って配置される少なくとも１つの駆動ワイヤによって前記作動部に接続され、
    各湾曲セグメントに取り付けられる前記少なくとも１つの駆動ワイヤは、前記管腔内での位置及び／又は向きに前記カテーテル先端を操縦するように、前記作動部からの作動力を前記カテーテル本体に伝達するように構成される、
    請求項２に記載の操縦可能カテーテル。
25. 前記カテーテル先端が前記作動力によって操縦されるとき、前記カテーテル先端の位置及び／又は向きに関して前記イメージングデバイスの位置及び／又は向きが実質的に変わらないままであるような形で、前記ハウジングの前記少なくとも１つの平坦な側面は、前記傾斜路状表面と連結する、
    請求項２４に記載の操縦可能カテーテル。