JP2023505345A - 多自由度の医療装置及び関連方法 - Google Patents
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Abstract
互いに独立した複数の自由度を有する医療装置が開示されている。医療装置は、ハンドルと、エンドエフェクタと、ハンドル及びエンドエフェクタの間に延びる管状セクションと、を備える。エンドエフェクタは、管状セクションを回転させることなく、管状セクションを通って延びる第一の軸の周りに回転するように構成される。そして、管状セクションは、エンドエフェクタとともに第一の軸の周りに回転するように構成される。
Description
本開示の様々な態様は一般に、処置中に組織を操作及び/または治療するための医療装置に関する。特に、本開示の態様は、多自由度を有する医療装置、及び開示された装置を使用して手順を実施するための方法に関する。
患者の消化(GI)管内等、患者の体内での診断及び/または治療のために、多種多様な医療技術及び器具が開発されてきた。内視鏡的粘膜切除術(EMR)、内視鏡的粘膜下層切除術(ESR)、ポリープ切除術、粘膜切除術等は、悪性病変及び非悪性病変の両方に対する低侵襲治療法である。例えば、EMR等の内視鏡医療処置を使用して、解剖学的管腔の表面から無茎性腺腫または他の望ましくない組織(例えば、体表面に付着した腫瘍)を切除することができる。そのような手順において、下にある組織面は無傷のまま、一つの組織面を切除する必要がある場合がよくある。一般に、そのような医療処置の間、内視鏡医療装置(例えば、スネア、グラスパー(例えば、止血鉗子)、高周波(RF)ナイフ等)が、送達スコープ(例えば、内視鏡、胃鏡、結腸鏡、気管支鏡、喉頭鏡、膀胱鏡、十二指腸鏡、腸鏡、尿管鏡等、または管腔を有する別の装置等)の管腔を通して体内に挿入され、患者の体内の標的部位から組織を切除するために使用される。
しかしながら、多くの従来の内視鏡医療装置は、例えば送達スコープの内外で、一つの自由度でしか作動されない。そのような装置では、送達スコープの遠位先端が横方向(side-to-side)に偏向されて、医療装置が体内で横方向に移動されてしまう。すなわち、体内の医療装置の操作は、装置を体内に挿入するために使用される送達スコープの先端のたわみに依存する。したがって、内視鏡医療装置の操作性及び体内での装置の制御能力が制限される可能性がある。さらに、ユーザは、片手で送達スコープを保持及び/または操作し、他方の手で送達スコープを介して体内に導入された医療装置を保持及び/または操作することが要求される場合がある。追加的に、または代替的に、別の医療専門家が送達スコープ及び/または挿入された医療装置を保持及び/または操作することで、ユーザを支援することが要求される場合がある。これらの制限により、医療処置の期間、費用、及び/または複雑さが増大する可能性がある。開示された医療装置及び方法の実施形態は、上記の欠陥のいくつかを修正し、及び/または当技術分野の他の態様に対処することができる。しかしながら、本開示の範囲は、特定の問題を解決する能力によってではなく、添付の特許請求の範囲によって定義される。
本開示の実施形態は、とりわけ、医療装置及びこれらの医療装置を使用して医療処置を実施するための方法に関する。本明細書に開示される実施形態はそれぞれ、他の開示される実施形態のいずれかに関連して記載される特徴の一つまたは複数を含んでもよい。
いくつかの実施形態では、医療装置が開示されている。医療装置は、ハンドルと、エンドエフェクタと、ハンドル及びエンドエフェクタの間に延びる管状セクションと、を備えてもよい。エンドエフェクタは、管状セクションを回転させることなく、管状セクションを通って延びる第一の軸の周りに回転するように構成されてもよい。そして、管状セクションは、エンドエフェクタとともに第一の軸の周りに回転するように構成されてもよい。
開示された医療装置の様々な実施形態は、代替的に、または追加的に、以下の特徴のうちの一つ以上を含んでもよい。ハンドルは、回転アクチュエータを含んでもよい。回転アクチュエータの作動により、管状セクションを回転させることなく、エンドエフェクタが第一の軸の周りに回転されてもよい。エンドエフェクタは、エンドエフェクタがエンドエフェクタとともに第一の軸の周りに回転可能であるように、管状セクションに回転可能に結合されてもよい。ハンドルは、エンドエフェクタを作動させるように構成された作動アクチュエータを含んでもよい。医療装置は、管状セクションを通って延びるとともに、作動アクチュエータ及びエンドエフェクタに結合されたコアワイヤをさらに備えてもよい。作動アクチュエータの作動により、ハンドル内でコアワイヤが並進されてもよい。コアワイヤは、作動アクチュエータに回転可能に結合されてもよい。回転アクチュエータの作動により、作動アクチュエータ内でコアワイヤが回転されてもよい。回転アクチュエータの空洞は、コアワイヤを収容するとともに、正方形、長方形、三角形、または多角形の断面形状のうちの一つを有していてもよい。回転アクチュエータの空洞を通って延びるコアワイヤの一部にハイポチューブが取り付けられてもよい。ハイポチューブは、空洞と同じ断面形状を有していてもよい。作動アクチュエータの作動により、ハイポチューブが回転アクチュエータの空洞内のコアワイヤとともに並進されてもよい。医療装置は、(a)管状セクションの遠位端に結合された関節領域と、(b)ハンドル上のステアリングアクチュエータと、をさらに備えてもよい。ステアリングアクチュエータの作動により、第一の軸を通る第一の平面において関節領域が曲げられてもよい。医療装置は、ステアリングアクチュエータに結合されるとともに、第一の平面に沿って関節領域を通って延びる一つまたは複数のステアリングワイヤをさらに備えてもよい。ステアリングアクチュエータの作動により、一つまたは複数のステアリングワイヤのうちの少なくとも一つに張力が加えられて、第一の平面において関節領域が曲げられてもよい。関節領域は、ともに回転可能に結合された複数のリンクを含んでもよい。一つまたは複数のステアリングワイヤは、一つのステアリングワイヤまたは二つのステアリングワイヤを含んでもよい。
いくつかの実施形態では、ハンドルと、エンドエフェクタと、ハンドル及びンドエフェクタの間に延びる管状セクションと、を備える医療装置を使用する方法が開示されている。この方法は、管状セクションを回転させることなく、管状セクションを通って延びる第一の軸の周りにエンドエフェクタを回転させる工程を備えてもよい。この方法はまた、エンドエフェクタとともに第一の軸の周りに管状セクションを回転させる工程を備えてもよい。
開示された方法の様々な実施形態は、代替的に、または追加的に、以下の特徴のうちの一つ以上を含んでもよい。エンドエフェクタを回転させる工程は、ハンドル上の回転アクチュエータを作動させる工程を備えてもよい。管状セクションを回転させる工程は、ハンドルを回転させる工程を備えてもよい。この方法は、エンドエフェクタを回転させ、かつ管状セクションを回転させる前に、管状セクションの少なくとも一部を体管腔に挿入する工程をさらに備えてもよい。
いくつかの実施形態では、医療装置が開示されている。医療装置は、ステアリングアクチュエータと、回転アクチュエータと、作動アクチュエータと、を含むハンドルを備えてもよい。医療装置はまた、作動アクチュエータによって作動されるように構成されたエンドエフェクタと、ハンドル及びエンドエフェクタの間に延びる管状セクションと、を備えてもよい。回転アクチュエータの作動により、管状セクションを回転させることなく、管状セクションを通って延びる第一の軸の周りにエンドエフェクタが回転されるように構成されてもよい。また、ハンドルの回転により、エンドエフェクタとともに第一の軸の周りに管状セクションが回転されるように構成されてもよい。
開示された医療装置の様々な実施形態は、代替的に、または追加的に、以下の特徴のうちの一つ以上を含んでもよい。医療装置は、エンドエフェクタに結合されるとともに、管状セクションを通って延びるコアワイヤをさらに備えてもよい。コアワイヤは、(a)作動アクチュエータの作動により、ハンドル内でコアワイヤが並進され、(b)回転アクチュエータの作動により、ハンドル内でコアワイヤが回転されるように、作動アクチュエータ及び回転アクチュエータに結合されてもよい。コアワイヤは、回転アクチュエータの空洞を通って延びていてもよい。(a)空洞は、正方形、長方形、三角形、または多角形の断面形状のうちの一つを有していてもよく、(b)空洞を通って延びるコアワイヤの一部にハイポチューブが取り付けられてもよい。ハイポチューブは、空洞と同じ断面形状を有していてもよい。作動アクチュエータの作動により、ハイポチューブが空洞内のコアワイヤとともに並進されてもよい。
前述の一般的な説明及び以下の詳細な説明はいずれも、例示的かつ説明的なものに過ぎず、主張されるように、開示を限定するものではないことが理解され得る。
本明細書に組み込まれ、その一部を構成する添付の図面は、本開示の例示的な態様を例示し、説明とともに、本開示の原理を説明するのに役立つ。例示の簡潔性及び明確性のために、図は、本明細書に記載の様々な実施形態の一般的な構造及び/または構築方法を示している。よく知られている特徴及び技術についての説明及び詳細は、簡潔性のため、及び他の機能がわかりにくくなることを避けるため、省略される場合がある。図の要素は、必ずしも一定の縮尺で描かれている訳ではない。例示的な実施形態についての理解を向上させるために、図のいくつかの特徴の寸法が、他の特徴と比較して誇張されている場合がある。断面図は、様々な領域及び/または構成要素の相対位置を説明するために提供された、簡略化されたものである。当業者は、断面図が一定の縮尺で描かれておらず、異なる領域及び/または構成要素間の比例関係を表すものとして見るべきではないことを理解するであろう。
本明細書に組み込まれ、その一部を構成する添付の図面は、本開示の例示的な態様を例示し、説明とともに、本開示の原理を説明するのに役立つ。例示の簡潔性及び明確性のために、図は、本明細書に記載の様々な実施形態の一般的な構造及び/または構築方法を示している。よく知られている特徴及び技術についての説明及び詳細は、簡潔性のため、及び他の機能がわかりにくくなることを避けるため、省略される場合がある。図の要素は、必ずしも一定の縮尺で描かれている訳ではない。例示的な実施形態についての理解を向上させるために、図のいくつかの特徴の寸法が、他の特徴と比較して誇張されている場合がある。断面図は、様々な領域及び/または構成要素の相対位置を説明するために提供された、簡略化されたものである。当業者は、断面図が一定の縮尺で描かれておらず、異なる領域及び/または構成要素間の比例関係を表すものとして見るべきではないことを理解するであろう。
本明細書に記載の説明は、本質的に単なる例示であり、主題の実施形態、またはそのような実施形態の適用及び使用を限定することを意図するものではないことに留意されたい。本明細書で例として説明されている任意の装置、方法、または実装は、他の実装よりも好ましい、または有利であると解釈されるべきではない。むしろ、「例示的(exemplary)」という用語は、「理想的(ideal)」ではなく、例または「例示的(illustrative)」の意味で使用される。「含む(comprise、include)」、「有する(have)」、「備える(with)」という用語、及びそれらの任意の変形は、非排他的な包含を示し、または説明するための同義語として使用される。したがって、そのような用語を使用する装置または方法は、それらの要素またはステップのみを含むのではなく、明示的にリスト化されていない他の要素及びステップ、またはそのような装置及び方法に固有の他の要素及びステップを含んでもよい。
「近位(proximal)」及び「遠位(distal)」という用語は、本明細書では、説明されている医療システムまたは医療装置の構成要素の相対位置を指すために使用される。本明細書で使用される場合、「近位」は、身体の外部に比較的近いか、システムまたは装置を使用する医療専門家に近い位置を指す。対照的に、「遠位」は、システムまたは装置を使用する医療専門家から比較的離れているか、身体の内部に近い位置を指す。さらに、本明細書で使用される場合、「第一(first)」、「第二(second)」等の用語は、順序、量、または重要性を示すのではなく、ある要素を別の要素から区別するために使用される。同様に、「上(top)」、「下(bottom)」、「左(left)」、「右(right)」等の相対的な向きについての用語は、説明されている図に示されている構造の向きを参照して使用される。また、本明細書における「一つの(a、an)」という用語は、数量の制限を意味するものではなく、むしろ参照される項目が少なくとも一つ存在することを意味する。さらに、「約(about)」、「実質的に(substantially)」、「ほぼ(approximately)」等のすべての相対的な用語は、±10%の変動の可能性を示すために使用される(特に明記されていない限り、または別の変動が指定されている場合を除く)。また、特許請求の範囲において、値、限界値、値の範囲(例えば、厚さの範囲等)は、値、限界値、及び/または範囲の±10%を意味する。
本開示の例には、医療装置及び医療処置においてこれらの医療装置を使用するための方法が含まれる。ここで、上記で説明され、添付の図面に示されている例を詳細に参照する。可能な限り、同じまたは類似の部品を参照するために、同じ参照番号が使用される。
図1は、本開示の例示的な医療装置500を使用して、患者の体内の標的位置で実施される例示的な医療処置を示している。図2は、図1の医療処置で使用される例示的な医療装置500を示している。以下の説明では、図1及び図2の両方を参照する。いくつかの実施形態では、図1に示すように、医療装置500は、送達スコープ1000の管腔を通して体内に導入されてもよい。任意の適切な送達スコープ1000(例えば、胃鏡、結腸鏡、気管支鏡、喉頭鏡、膀胱鏡、十二指腸鏡、腸鏡、尿管鏡、カテーテル等)を使用して、医療装置500を体内に導入することができる。いくつかの実施形態では、医療装置500は、例えば直径2.8mmの管腔を有する送達スコープを通して体内に挿入されるように構成されてもよい。前述したように、医療装置500を体内に挿入するために送達スコープ1000を使用することは、必要条件ではない。例えば、いくつかの実施形態では、医療装置500は、(例えば、送達スコープを使用せずに)体内に直接挿入され得ることが企図される。開示された医療装置500は、患者の解剖学的構造(例えば、大腸、小腸、盲腸、食道、消化管の他の部分、心臓血管、生殖器等)の任意の適切な位置で任意の適切な医療処置を実施するために使用することができる。例えば、一つまたは複数の医療装置500を使用して、管腔内空間の標的組織を視覚化し、切断し、切除し、エネルギー供給し、治療し、除去し、結合し、及び/または操作し、またはそれらのプロセスを容易にすることができる。
医療処置中、送達スコープ1000は、自然の開口部(口、直腸等)または切開を通して患者の体内に挿入されてもよく、その遠位端1000Aが体内の所望の作業部位(例えば、組織病変等)に配置されるように押し込まれてもよい。次に、医療装置500の最遠位端にあるエンドエフェクタ120は、その近位端を通して送達スコープ1000の管腔に挿入され、エンドエフェクタ120が送達スコープ1000の遠位端1000Aから体内に延びるように押し込まれる。例えば、図1及び図2に示されるXYZトライアドを参照すると、医療装置500が近位端から送達スコープ1000に押し込まれると、医療装置500のエンドエフェクタ120は、送達スコープ1000の遠位端1000Aから-(マイナス)X方向に移動される。すなわち、作業部位でのX軸に沿った医療装置500のエンドエフェクタ120の並進は、医療装置500を送達スコープ1000に出し入れすることによって達成される。従来、YZ平面におけるエンドエフェクタ120の並進(すなわち、Y方向またはZ方向への移動、本明細書では横方向の運動と呼ばれる)は、送達スコープ1000の遠位端1000Aを横方向に移動させることによって達成されていた。すなわち、送達スコープを介して体内に挿入された従来の医療装置の操作は、主に送達スコープの操作を介して達成されていた。対照的に、本開示のいくつかの実施形態では、開示された医療装置500は、送達スコープ1000とは独立して、標的部位で操作することが可能である(例えば、組織に向かって、組織から離れて移動されたり、横方向に移動されたり、回転されたり、作動されたり、等)。したがって、開示された医療装置500の態様は、ユーザが送達スコープ1000とは独立して、医療装置500の位置、方向、動き、及び作動の一部または全部を別個に制御することを可能にすることができる。
一般に、開示された医療装置500は、実施されている医療処置に適した任意のタイプのエンドエフェクタ120を含むことができる。例えば、開示された医療装置500は、クリップ、スネア、グラスパー、カメラ、照明装置、針、ナイフ、はさみ、鉗子、電気外科ナイフ(例えば、内視鏡的粘膜下層剥離術用ナイフ)等のうちの一つまたは複数の形態のエンドエフェクタ120を含んでもよい。しかしながら、簡潔性のため、以下の説明では、グラスパーの構成を有するエンドエフェクタ120を使用して本開示の態様を説明する。しかしながら、グラスパーに関して記載された概念は、任意のタイプのエンドエフェクタ120を有する内視鏡医療装置500に適用され得ることに留意されたい。医療装置500の構成要素は、任意の適切な生体適合性材料(例えば、金属材料、プラスチック材料、形状記憶金属(ニチノール等)、形状記憶ポリマー、ポリマー、または生体適合性材料の任意の組み合わせ)からなり、またはこれらを含んでもよい。
図2を参照すると、医療装置500は、近位操作部100及び遠位挿入部200を含んでもよい。操作部100は、例えば患者の体内で医療装置500を操作するために使用され得る制御手段を有するハンドル10を含む。ハンドル10は、装置500の使用中にユーザ(医療専門家等)によって保持されるように構成されるとともに、ヒューマンファクターインターフェース設計(HFID)の原則に従って構成されてもよい。挿入部200は、ハンドル10から装置500の遠位部分250まで延びる可撓性の管状セクション50(またはコア)を含む。図2では、遠位部分250が、この部分の構造的特徴を明確に示すために誇張して示されていることに留意されたい。管状セクション50の柔軟な性質により、装置500が送達スコープ1000の管腔を通して体内に導入されている間、曲げられることが許容される。装置500の遠位部分250は、他の領域の中でも、関節領域60、回転領域90、及びエンドエフェクタ120を含む。遠位部分250のこれらの領域については、後で詳細に説明される。
ハンドル10は、スリーブキャップ20で管状セクション50に結合された本体12を含む。本体12は、ユーザの手(左手または右手)によって保持されるように概して成形され得る把持部11を含む。本体12はまた、制御装置、作動装置、またはアクチュエータを支持し、これらは、装置500の遠位部分250及びエンドエフェクタ120を操作するために使用されてもよい。以下の説明では、これらの作動装置を「ノブ」と呼ぶ。しかしながら、ノブとしての作動装置への言及は、単に便宜のためであり、それらの形状を示すものではないことに留意されたい。いくつかの実施形態では、ハンドル10上の作動装置は、第一のアクチュエータ(本明細書ではステアリングノブ14と呼ばれる)、第二のアクチュエータ(本明細書では回転ノブ16と呼ばれる)、及び第三のアクチュエータ(本明細書では作動ノブ18と呼ばれる)を含んでもよい。
図2を参照すると、装置500の使用中、ステアリングノブ14は、エンドエフェクタ120及び装置500の遠位端を横方向に(例えば、YZ平面内の任意の方向に)操縦または移動させるために使用することができる。回転ノブ16を使用して、例えばX軸の周りに、遠位部分250とは独立してエンドエフェクタ120を回転させることができる。そして、作動ノブ18を使用して、エンドエフェクタ120を作動させる、例えば開閉することができる。(装置500の遠位端とともに)エンドエフェクタ120は、ハンドル10をX方向に移動させることによって(例えば、装置500を送達スコープ1000に出し入れすることによって)X方向に移動させることができる。そして、後でより詳細に説明するように、管状セクション50は、遠位部分250及びエンドエフェクタ120を一緒に回転させるようにハンドル10を回転させることによって、例えばX軸の周りに回転することができる。
ハンドル10の特定の構成が図2に示されているが、これは単なる例示であることに留意されたい。一般に、ハンドル10は任意の構成を有していてもよく、その制御ノブは任意の適切な構成を有していてもよく、また、任意の位置に配置されてもよい。いくつかの実施形態では、ハンドル10の形状、及びハンドル10上のステアリングノブ14、回転ノブ16、及び作動ノブ18の位置は、HFIDの原理に基づいて決定されてもよい。いくつかの実施形態では、ハンドル10の把持部11がユーザの手によって把持されるとき、親指を使用してステアリングノブ14を作動させ、中指を使用して作動ノブ18を作動させ、人差し指を使用して回転ノブ16を作動させることができる。他の可能な修正形態において、いくつかの実施形態では、ハンドル10上の回転ノブ16及び作動ノブ18の位置は交換されてもよい。ハンドル10上の開示された作動システム(例えば、ステアリングノブ14、回転ノブ16、及び作動ノブ18)は、既知の医療装置及び内視鏡の作動システムと比較して、多くの利点を有することに留意されたい。一つの利点は、開示されたアクチュエータの一部または全部(例えば、ステアリングノブ14、回転ノブ16、及び/または作動ノブ18)が、ステアリングワイヤ32、34及び/またはプルワイヤ36の長いストロークを可能にすることであり、これは装置500の遠位端でのより多くの移動に変換される。別の利点は、ハンドル10の開示されたアクチュエータが、機械的倍率が制限されている既知の装置及び内視鏡の作動システムと比較して、機械的倍率を提供することができることにある。アクチュエータの機械的倍率が増加されると、アクチュエータを作動させるのに必要な力及び労力が減少する。
図3A~図3Cは、装置500の例示的なハンドル10を示す異なる図である。ハンドル10の本体12は、二つの部分または二つの半片(第一の部分12A及び第二の部分12B)を含んでもよく、これらは一緒に結合されると、ハンドル10の二つの対向する側を形成する。図3Aは、ハンドル10の側面図であり、その第二の部分12Bは、ハンドル10内の構成要素及び特徴を示すために影で示されている。そして、図3B及び図3Cはそれぞれ、ハンドル10の第一及び第二の部分12A、12Bの側面図である。以下の説明では、図3A~図3Cを参照する。第一の部分12Aが第二の部分12Bに結合されてハンドル10が組み立てられるとき、第一の部分12Aのピン24Aは、第二の部分12Bの対応するピンスロット24Bと係合して(例えば、締まりばめを形成して)、二つの部分を一緒に結合する。二つの部分12A及び12Bは、圧入、接着等の他の手段によって結合されてもよい。第一及び第二の部分12A及び12Bは、ステアリングノブ14、回転ノブ16、及び作動ノブ18を支持するように構成された窪みまたは空洞を含む。ハンドル10が組み立てられるとき、ステアリングノブ14は、第一及び第二の部分12A、12Bの空洞14A及び14Bの間で支持され、回転ノブ16は、第一及び第二の部分12A、12Bの空洞16A及び16B内で支持され、作動ノブ18は、第一及び第二の部分12A、12Bの空洞18A及び18Bの間で支持される。第一及び第二の部分12A、12Bはまた、スリーブキャップ20をハンドル10に結合するためにスリーブキャップ20上の対応するねじ山と係合するように構成された外(例えば、雄)ねじ山20A、20Bを含む。
図3Aを参照すると、ステアリングワイヤ32、34は、ハンドル10の本体12上の凹んだ経路を通って、スリーブキャップ20に近接する端部からステアリングノブ14まで延びている。ステアリングワイヤ32、34のそれぞれの一端はステアリングノブ14に結合され、ステアリングワイヤ32、34のそれぞれの他端は装置500の遠位部分250(図2を参照)において関節キャップ68(図7Aを参照)に結合される。一般に、ステアリングワイヤ32、34は、例えば圧着、溶接、留め具の使用、機械的ロック機能、タイノット等によって、任意の適切な方法でステアリングノブ14及び関節キャップ68に結合することができる。図3B及び図3Cを参照すると、第一の部分12Aは、ステアリングワイヤスロット32A、34Aを含み、第二の部分12Bは、ハンドル10が組み立てられるときにステアリングワイヤ32、34を受け入れるように一緒に構成されたステアリングワイヤスロット32B、34Bを含む。いくつかの実施形態では、第一の部分12Aは、ステアリングワイヤスロット32A、34Aに配置されたピン22Aを含んでもよく、第二の部分12Bは、ハンドル10が組み立てられるときにこれらのピン22Aを受け入れるように構成された、対応して配置された窪み22Bを含んでもよい。ピン22Aは、ステアリングワイヤ32、34がそこを通過することを可能にするためにステアリングワイヤスロット32A、34A上に延びるその基部において、横断経路またはスロット22C(図4Bを参照)を含んでもよい。
図4Aは、ステアリングノブ14を支持する本体12の一部の拡大図であり、図4Bは、本体12の第一の部分12Aの対応する部分の拡大図である。図4Aに最もよく見られるように、ピボット26は、ステアリングノブ14の両側面から外側に突出している。ハンドル10が第一及び第二の部分12A、12Bのステアリングノブキャビティ14A、14Bに配置されたステアリングノブ14と組み立てられるとき、ピボット26は、第一及び第二の部分12A、12B(図4Aを参照)上の窪み26A、26B(図3B、図3Cを参照)内に受け入れられる。ハンドル10の組み立て後、ステアリングノブ14の延長部14Cがハンドル10の本体12から突出する。ステアリングノブ14を作動させるため、ユーザは、延長部14Cに力(押すまたは引く)を加えて、ステアリングノブ14を(図4Aの両方向矢印によって示されるように)そのピボット26の周りに回転させてもよい。ステアリングノブ14がそのピボット26の周りに作動または回転されると、ステアリングワイヤ32、34に生じる力(例えば、張力)により、装置500の関節領域60のリンクがそれぞれのピボットの周りに回転され、装置500の遠位端が横方向に移動される。例えば、図11A及び図11Bに概略的に示されるように、ステアリングノブ14が一方向(例えば、時計回り)に回転されると、引っ張り力(または張力)がステアリングワイヤの一つ(例えば、ステアリングワイヤ32)に加えられる。そして、ステアリングノブ14が反対方向(例えば、反時計回り)に回転されると、他のステアリングワイヤ(例えば、ステアリングワイヤ34)に引っ張り力が加えられる。関節運動の方向は、ステアリングノブ14上で圧着されるステアリングワイヤ32または34の位置によって制御される。ステアリングワイヤ32が穴14Eに圧着され、ステアリングワイヤ34が穴14Dに圧着されると、ステアリングノブ14の時計ワイヤ方向への回転により、ステアリングワイヤ32に張力がかかる。他の概念では、圧着位置が交換され、ステアリングワイヤ32が穴14Dに圧着され、ステアリングワイヤ34が14Eにある場合、ステアリングノブ14の時計回りの回転により、ステアリングワイヤ34に張力がかかる。後述するように、ステアリングワイヤ32に張力がかかると、関節領域60がステアリングワイヤ32の方向に曲げられ(または湾曲され)、ステアリングワイヤ34に張力がかかると、関節領域60がステアリングワイヤ34の方向に曲げられる。ステアリングノブ14の作動に起因する関節領域60の屈曲により、装置500の遠位端にあるエンドエフェクタ120が横方向に移動される。
いくつかの実施形態では、本体12と同様に、ステアリングノブ14はまた、ステアリングノブ14を形成するために一緒に結合され得る第一の部分14A´及び第二の部分14B´を含んでもよい。図4C及び図4Dは、例示的な実施形態におけるステアリングノブ14の第一及び第二の部分14A´、14B´を示している。図4Cに示されるように、ステアリングノブ14の第一の部分14A´は、ステアリングワイヤ32、34のロック機能(図示せず)を受け入れ、ステアリングワイヤ32、34をステアリングノブ14に結合するように構成された穴または空洞14D及び14Eを含んでもよい。ステアリングノブ14の第二の部分14B´は、第一の部分14A´の空洞14D及び14Eに受け入れられる、ステアリングワイヤ32、34のロック機能を受け入れるように構成された凹んだ領域14D´及び14E´を含んでもよい。いくつかの実施形態では、これらのロック機能は、クリンプ、ロックナット、またはステアリングワイヤ32、34のそれぞれの端部に取り付けられた別の機能を含んでもよい。各ステアリングワイヤ32、34のロック機能は、空洞14D及び14Eのうちの異なる一つと係合して、ステアリングワイヤ32、34の両方をステアリングノブ14に結合してもよい。
上記のステアリングノブ14の形状、構成、及び特徴は、単なる例示であることに留意されたい。一般に、ステアリングノブ14は、例えば図10A~図10Dを参照して説明されるように、異なる構成を有していてもよい。いくつかの実施形態では、ステアリングノブ14は、グリップを増大させるための表面特徴を備えたジョイスティックまたは円筒形の構成要素として構成されてもよい。当業者が認識するように、ステアリングワイヤ32、34に選択的に張力を加えるように適合された任意のタイプの作動装置を、ハンドル10のステアリングノブとして使用することができる。一般に、任意の寸法を有する任意の材料(例えば、ステンレス鋼、ニチノール、ナイロン等)で作られた任意のタイプのワイヤ(一本鎖、多本鎖等)をステアリングワイヤ32、34として使用することができる。いくつかの実施形態では、ステアリングワイヤ32、34は、異なる材料(例えば、潤滑性材料)で作られたスリーブでコーティングされるか、またはそれを含んでもよい。内視鏡医療装置で使用され得るステアリングワイヤ32、34は当技術分野で既知であるため、それらは本明細書では詳細に説明されていない。
図3Aに戻って参照すると、ステアリングワイヤ32及び34に加えて、コアワイヤまたはプルワイヤ36(または制御要素)もまた、ハンドル10の本体12を通って延びている。プルワイヤ36及びステアリングワイヤ32、34が延びるハンドル10上の通路は、これらのワイヤが干渉することなくそれぞれの通路を自由に通過するようなサイズとすることができる。いくつかの実施形態では、例えばポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等の潤滑性材料で作られた管を、これらの通路のいくつかまたはすべてに提供するか、または取り付けて、その中のワイヤの自由な移動を促進することができる。ステアリングワイヤ32、34と同様に、プルワイヤ36はまた、任意の寸法を有する任意の材料(例えば、ステンレス鋼、ニチノール、ナイロン等)で作られた任意のタイプのワイヤ(一本鎖、多本線等)を含んでもよい。いくつかの実施形態では、プルワイヤ36は、異なる材料(例えば、潤滑性材料)で作られたスリーブでコーティングされるか、またはそれを含んでもよい。
プルワイヤ36は、回転ノブ16及び作動ノブ18に結合されてもよい。その近位端で、プルワイヤ36は、作動ノブ18に回転可能に結合されたスリーブ42に固定的に結合(または取り付け)されている。すなわち、スリーブ42は、回転ノブ16の正方形のスリーブ38とともに回転し、作動ノブ18とともに並進することができるように、作動ノブ18に結合されている。プルワイヤ36は、任意の方法(溶接、圧着、接着等)でスリーブ42に取り付けられてもよい。いくつかの実施形態では、プルワイヤ36は、スリーブ42に圧着されてもよい。スリーブ42は、任意の方法で作動ノブ18内に回転可能に配置することができる。プルワイヤ36は、スリーブキャップ20を通してハンドル10から装置500の遠位部分250(図2を参照)まで遠位に延びている。その遠位端で、プルワイヤ36は、作動ノブ18が前方に移動されたり(すなわち、遠位に移動されたり)、後方に移動されたり(すなわち、近位に移動されたり)するときに、エンドエフェクタ120が作動する(例えば、エンドエフェクタ120がグラスパーである実施形態において、開閉される)ように、エンドエフェクタ120に結合されている。
プルワイヤ36はまた、回転ノブ16のチャネル16Cを通して延びている。いくつかの実施形態では、チャネル16Cは、正方形の断面形状を有していてもよい。対応する形状のハイポチューブ(例えば、正方形のハイポチューブ38)が、チャネル16C内に摺動可能に配置されてもよい。すなわち、正方形のハイポチューブ38は、回転ノブ16のチャネル16C内で前後に摺動されるように構成される。正方形のハイポチューブ38は、それを通って延びるプルワイヤ36に固定的に結合(例えば、圧着)されてもよい。チャネル16C及びハイポチューブ38の正方形の断面形状のために、回転ノブ16が回転されると、ハイポチューブ38及びプルワイヤ36は回転ノブ16とともに回転し、それにより、遠位シャフト250とは独立してエンドエフェクタ120が回転される。ハイポチューブ38は回転ノブ16に摺動可能に結合されているため、作動ノブ18が前後に移動されると、ハイポチューブ38及びプルワイヤ36は、作動ノブ18とともに回転ノブ16内を並進する。スリーブ42は作動ノブ18に回転可能に結合されているため、回転ノブ16が回転されると、プルワイヤ36及びスリーブ42は作動ノブ18内で回転する。
上記のハイポチューブ38及びチャネル16Cの特定の構成は単なる例示であり、多くの変形が可能であることに留意されたい。例えば、チャネル16C及びハイポチューブ38の断面形状は正方形であると説明されているが、これは単なる例示である。一般に、チャネル16C及びハイポチューブ38は、任意の適切な非円形の形状(三角形、多角形、六角形、長方形等)を有することができる。上記の回転ノブ16へのプルワイヤ36の結合は単なる例示であることに留意されたい。一般に、プルワイヤ36は、プルワイヤ36が回転ノブ16とともに回転し、作動ノブ18とともに並進するように、任意の方法で回転ノブ16に結合することができる。
ステアリングノブ14と同様に、回転ノブ16もまた、ハンドル10が組み立てられるときに一緒に結合して完全な回転ノブ16を形成する二つの部分または半片を有していてもよい。図3Aは回転ノブ16の半分を示しており、図2は完全な回転ノブ16を示していることに留意する。回転ノブ16の二つの半片は、ハンドル10が組み立てられるときに二つの半片を一緒に結合するために互いに係合する嵌合機能を有していてもよい。これらの嵌合機能はまた、ハンドル10が組み立てられるときに、本体12の二つの部分12A及び12Bを一緒に整列させることの助けとなり得る。いくつかの実施形態では、図3Aに示されるように、これらの嵌合機能は、ハンドル10が組み立てられるときに回転ノブ16の二つの半片を一緒に結合するために互いに係合するピン16A及び対応する形状の空洞16B(回転ノブ16の半片の両方において)を含んでもよい。図2を参照すると、回転ノブ16の外面は、使用中にユーザにグリップを提供する特徴(例えば、溝等)を有していてもよい。回転ノブ16は、表面(またはサムホイール)に溝を備えた円筒形の構成を有するものとして示されているが、これは単なる例示であることに留意されたい。当業者が認識するように、回転ノブ16は、任意の適切な構成を有することができる。
作動ノブ18は、ユーザが装置500のエンドエフェクタ120を操作または作動することを可能にする。例えば、エンドエフェクタ120が作動時に開閉するジョー(jaw)を備えたグラスパーである実施形態では、作動ノブ18を使用して、ジョーを開閉することができる。例えば、作動ノブ18を近位に移動させることによってジョーを閉じることができ、作動ノブ18を反対の遠位方向に移動させることによってジョーを開くことができる(またはその逆も成り立つ)。作動ノブ18は、ユーザのためのインターフェース(例えば、指インターフェース)として機能する空洞またはスロット18Aを含む。使用中、ユーザはスロット18Aを通して指を挿入し、作動ノブ18を近位及び遠位に押し引きして、エンドエフェクタ120を作動させることができる。作動ノブ18のストローク(すなわち、図3AでAとラベル付けされた長さ)は、ジョーが異なる量だけ開閉することを可能にすることができる。例えば、作動ノブ18を例えばAの1/3の距離だけ移動させると、ジョーをAの距離だけ移動させる場合よりも少ない量でエンドエフェクタ120のジョーを開閉することができる。ハンドル10の本体12(例えば、本体12の第一の部分12A及び第二の部分12B)及び作動ノブ18は、作動ノブ18がハンドル10内の所定の経路(例えば、線形経路等)を移動することを可能にするために互いに係合する、対応して配置された嵌合機能を有する。これらの嵌合機能は、作動ノブ18上の線形空洞18B、及び空洞18Bに適合する本体12の第一及び第二の部分12A、12B上の嵌合突起12Cを含んでもよい。例えば、ハンドル10が組み立てられると、第一及び第二の部分12A、12Bの突起12Cが結合されて、作動ノブ18の細長い空洞18Bに適合する単一の突起を形成し(図3B、図3Cを参照)、作動ノブ18が空洞18Bによって画定された経路に沿って摺動することを可能にする。作動ノブ18はまた、ハンドル本体12上の対応する特徴と噛み合って作動ノブ18をハンドル10上で整列させる(図にはラベル付けされていない)追加の特徴(例えば、突起、空洞等)を含んでもよい。
前述したように、作動ノブ18は、プルワイヤ36が取り付けられたスリーブ42を含む。スリーブ42は、作動ノブ18に形成された空洞18C内に回転可能に固定されている。スリーブ42は、(a)回転ノブ16が回転されたときにスリーブ42及びプルワイヤ36が作動ノブ18内で一緒に回転することができ、(b)作動ノブ18が(近位及び遠位に)並進されたときにスリーブ42及びプルワイヤ36が作動ノブ18に沿って移動するように、空洞18C内に配置される。図3Aに示される作動ノブ18の構成は単なる例示であり、医療装置500は任意の適切な構成を有する作動ノブ18を含み得ることに留意されたい。
前述したように、ハンドル10のプルワイヤ36及びステアリングワイヤ32、34は、管状セクション50を通って装置500の遠位部分250まで延びている。ハンドル10は、スリーブキャップ20を使用して管状セクション50に結合されている。図4Eは、管状セクション50を備えたハンドル10に結合する例示的なスリーブキャップ20の図である。そして、図4Fは、例示的な実施形態におけるスリーブキャップ20の断面図である。図4Eに示されるように、いくつかの実施形態では、スリーブキャップ20のねじ山(例えば、雌ねじ山)は、ハンドル本体12の対応するねじ山(例えば、雄ねじ山)と係合して、ハンドル10を管状セクション50に結合することができる。スリーブキャップ20はねじ山を使用してハンドル10に取り付けられているとして説明されているが、これは単なる例示であることに留意されたい。一般に、スリーブキャップ20は、任意の方法でハンドル10に取り付けられてもよい(スリーブキャップ20上の雄ねじ山がハンドル10の雌ねじ山と係合する、接着、ピンを使用する等)。スリーブキャップ20がハンドル10に結合されるとき、スリーブキャップ20の中央通路28は、プルワイヤ36及びステアリングワイヤ32、34が延びるハンドル10の通路と流体結合することができる。通路28は、より大きな幅/直径を有する、ハンドル10に近接する第一の部分28Aと、より小さな幅/直径を有する、管状セクション50に近接する第二の部分28Bと、を備えた階段状の構成を有する。図4Fに示されるスリーブキャップ20の実施形態では、通路28の第一の部分28Aは、より広い幅を有する正方形(または長方形)の構成を有しており、第二の部分28Bは、より狭い幅(または直径)を有する管状構成を有している。
管状セクション50の近位端はワイヤスリーブ40に結合され、管状セクション50の遠位端は装置500の遠位部分250において関節セクション60に結合される。いくつかの実施形態では、ワイヤスリーブ40は、管状セクション50の最も近位の端部に固定的に取り付けられ(例えば、圧着され)てもよい。ワイヤスリーブ40は、スリーブキャップ20の第一の部分28Aに配置されてもよい(図4Eを参照)。ワイヤスリーブ40は、(ワイヤスリーブ40が配置されている)通路28の第一の部分28Aの形状または構成と同様の形状または構成を有していてもよい。すなわち、第一の部分28Aが正方形または長方形の形状を有する実施形態では、ワイヤスリーブ40はまた、対応する正方形または長方形の形状を有している。ワイヤスリーブ40の外幅を(通路28の)第一の部分28Aの幅よりも狭く、第二の部分28Bの幅よりも広くすることで、スリーブキャップ20がハンドル10に取り付けられるときに、第二の部分28Bのより狭い幅により、ワイヤスリーブ40(及び管状セクション50)がスリーブキャップ20から分離されることが防止されてもよい。第一の部分28Aの幅はワイヤスリーブ40の幅よりも広いため、通路28においてワイヤスリーブ40とスリーブキャップ20との間にギャップまたはクリアランスが生じる。図4Eにおいて両方向矢印を使用して示されるように、スリーブキャップ20がハンドル10に結合されると、ハンドル10の通路及び通路28の第一の部分28Aは集合的に、ワイヤスリーブ40よりも広い幅を有する組み合わされた通路を形成する。この組み合わされた通路は、例えば装置500が送達スコープ1000の管腔に挿入されたときに、ワイヤスリーブ40及び管状セクション50が、スリーブキャップ20及びハンドル10の遠位端内で自由に(例えば、直線的に)並進されることを可能にする。ワイヤスリーブ40及び管状セクション50がこのように自由に並進できることで、管状セクション50が、その中に張力を誘発することなく、送達スコープ1000の曲がりくねった管腔を通って延びることが可能となる。
ステアリングワイヤ32、34及びプルワイヤ36は、ハンドル10から管状セクション50を通って管状セクション50まで延びている。ワイヤ32、34、36は、それらが互いに相対的に、かつ独立して移動(回転、並進等)できるように、管状セクション50を通して延びている。例えば、ステアリングノブ14を回してステアリングワイヤ32、34に張力を加えると、これらのステアリングワイヤ32、34は、管状セクション50内を(すなわち、管状セクション50に対して)並進することができる。同様に、回転ノブ16を回転させてプルワイヤ36を回転させたとき、及び作動ノブ18を並進させてプルワイヤ36を並進させたとき、プルワイヤ36は、管状セクション50を移動させることなく管状セクション内で回転及び並進することができる。
上述したように、いくつかの実施形態では、図4Fに示されるように、(スリーブキャップ20の)通路28の第一の部分28Aは、正方形または長方形の構成を有している。いくつかのそのような実施形態では、第一の部分28Aに配置されるワイヤスリーブ40はまた、対応する正方形(または長方形)の構成を有していてもよく、その結果、ハンドル10が回転されると、ワイヤスリーブ40及びワイヤスリーブ40に結合された管状セクション50はまた、ハンドル10とともに回転する。一般に、通路28の第一の部分28A及びワイヤスリーブ40は、ハンドル10の回転により管状セクション50が回転されることを可能にする任意の構成(例えば、三角形、多角形等)を有し得ることに留意されたい。
上述したように、プルワイヤ36の遠位端はエンドエフェクタ120に結合され、管状セクション50の遠位端は関節セクション60に結合される(図2を参照)。管状セクション50を通って延びるプルワイヤ36はワイヤスリーブ40に結合されていないため、ハンドル10が回転されると、ワイヤスリーブ40、管状セクション50、遠位部分250及び遠位アセンブリ120は一緒に回転される。図11B及び図11Cに概略的に示されるように、ユーザは、ステアリングノブ14を(例えば、時計回り方向に)回転させることによって側方方向に関節運動させることができ、ハンドル10は、関節遠位部分250とともに回転されて標的組織に到達することができる。同様に、回転ノブ16を回転させてプルワイヤ36を回転させると、プルワイヤ36は、管状セクション50を回転させることなく管状セクション50内で回転する。したがって、回転ノブ16の回転により、プルワイヤ36及びエンドエフェクタ120が管状セクション50とは独立して回転され、ハンドル10の回転により、関節領域60がエンドエフェクタ120とともに回転される。後で説明するように、関節領域60を回転させることにより、エンドエフェクタ120をYZ平面内で異なる方向に横方向に移動させることができる。
図5Aは、例示的な実施形態における管状セクション50の構造を示している。管状セクション50は、コイル54内に配置されたマルチルーメンの細長い部材52を含む。コイル54は、管状セクション50に十分な剛性を提供するステンレス鋼または別の適切な材料(例えば、ニチノール等)を含んでもよい。いくつかの実施形態では、コイル54は、細長い部材52の周りに巻かれたワイヤを含んでもよい。いくつかの実施形態では、コイル54は、マルチルーメンの細長い部材52無しで使用することができ、ステアリングワイヤ32、34及びプルワイヤ36は、例えば図5Dに示されるように、コイル54を通過することができる。いくつかの実施形態では、コイル54は、例えば圧着、接着、熱収縮等によって、細長い部材52の外面に取り付けられてもよい。コイル54の寸法(厚さ等)、及び/またはその構成(ピッチ等)は、管状セクション50の所望の剛性に依存し得る。細長い部材52は、それを通って延びる管腔56A、56B、及び56Cを含んでもよい。ステアリングワイヤ32、34及びプルワイヤ36は、これらの管腔56A、56B、56Cを通って、ハンドル10から装置500の遠位部分250まで延びていてもよい。例えば、図5Aに示すように、ステアリングワイヤ32及び34は、それぞれ管腔56A及び56Bを通って延びていてもよく、プルワイヤ36は、管腔56Cを通って延びていてもよい。一般に、これらの管腔56A~56Cは、これらの管腔がそこを通過するワイヤに最小限の干渉しか及ぼさないように、それぞれの管腔を通って延びるワイヤよりも大きい(例えば、わずかに大きい)サイズとしてもよい。いくつかの実施形態では、チューブ52は、チューブとそれを通るワイヤ(ステアリング及びプルワイヤ32、34、36)との間の摩擦を低減するために、潤滑性材料(例えば、PTFE、Pebax(登録商標)エラストマー、シリコーン等)でできていてもよい。
図5Aは細長い部材52内の管腔56A~56Cの特定の構成を示しているが、これは単なる例示であることに留意されたい。一般に、管腔56A~56Cは、細長い部材52内において任意の構成で配置することができる。図5B及び図5Cは、異なる構成で配置された管腔を備えた例示的な細長い部材52を示している。図5Bの実施形態では、管腔56A~56Cは実質的に三角形の構成で配置されており、図5Cの実施形態では、管腔56A~56Cは線形構成で配置されている。これらの構成は例示的なものであり、管腔56A~56Cの他の構成が可能であることに留意されたい。管腔56A及び56Bは実質的に同じサイズであるとして示され、管腔56Cは管腔56A及び56Bよりも大きいとして示されているが、これは単なる例示であることにも留意されたい。一般に、これらの管腔は任意のサイズ(同じサイズまたは異なるサイズ)を有することができる。
図2を参照すると、その遠位端において、管状セクション50は、遠位部分250の関節領域60に接続されている。図6A~図6Cは、関節領域60の例示的な実施形態についての異なる図である。図6Aは、湾曲した構成における関節領域60の斜視図であり、図6B及び図6Cはそれぞれ、関節領域60の近位領域及び遠位領域の側面図である。関節領域60は、医療装置500のエンドエフェクタ120がYZ平面内で横方向に移動されることを可能にする(図2及び図6Cを参照)。関節領域60は、近位エンドキャップ62と、遠位エンドキャップ66と、近位及び遠位エンドキャップ62、66の間に配置された複数のリンク64と、を含む。複数のリンク64は互いに積み重ねられ、各リンク64が隣接するリンク64に対して回転可能であるように一緒に結合される。図6D及び図6Eは、近位エンドキャップ62の両端面の斜視図であり、図6F及び図6Gは、リンク64の両端の斜視図である。
図6B及び図6Eに見られるように、近位エンドキャップ62の近位端は管状セクション50の遠位端に取り付けられ、その遠位端は窪み62Dを含む。図6F及び図6Gに最もよく見られるように、リンク64の遠位端は窪み64Dを含み、その近位端は突出領域64Cを含む。関節領域60の複数のリンク64は、一つのリンク64の突出領域64Cが隣接するリンク64の窪み64D内に配置されるように組み立てられる。突出領域64C及び窪み64Dの嵌合面は、各リンク64がその隣接するリンク64の周りに回転するように構成されるように湾曲している。その近位端において、リンク64の突出領域64Cは、このリンク64が近位エンドキャップ62の周りに回転するように構成されるように、近位エンドキャップ62の窪み62D内に同様に嵌合される。例えば、リンク64の突出領域64Cの上面64Fは、近位エンドキャップ62及びリンク64の窪み62D、64Dのベース62F、62F´の形状及び/または曲率に対応する形状及び/または曲率を有していてもよい。リンク64が近位エンドキャップ62と組み立てられるとき、上面64F及びベース62F、62F´の曲率により、リンク64が互いに対して回転することが可能となる。遠位エンドキャップ66は、同様にリンク64に結合されている(図6Cを参照)。
通路62A、62B、及び62Cは、近位エンドキャップ62を通過し(図6D及び図6Eを参照)、通路64A、64B、及び64Cは、各リンク64を通過し(図6F及び図6Gを参照)、通路66A、66B、及び66Cは、遠位エンドキャップ66を通過する(図6Cを参照)。エンドキャップ62、66及びリンク64は、通路62A、64A、及び66Aが整列された通路を形成するように整列され、通路62B、64B、及び66Bが整列された通路を形成するように整列され、通路62C、64C、及び66Cが整列された通路を形成するように整列されるように配置される。二つのステアリングワイヤ32、34及びプルワイヤ36は、関節領域60のこれらの整列された通路を通過する。例えば、ステアリングワイヤ32は通路62A、64A、及び66Aによって形成された通路を通過し、ステアリングワイヤ34は通路62B、64B、及び66Bによって形成された通路を通過し、プルワイヤ36は通路62C、64C、及び66Cによって形成された通路を通過する。
図6Cを参照すると、関節キャップ68は、遠位エンドキャップ66の遠位の関節領域60に結合されている。関節領域60の整列された通路を通過するステアリングワイヤ32及び34は、関節キャップ68に取り付けられている。図7Aは、関節キャップ68を示す装置500の遠位部分250の領域の拡大図である。そして、図7Bは、例示的な実施形態における関節キャップ68を示している。関節キャップ68はまた、関節領域60の整列された通路に対して整列された通路68A、68B、及び68Cを含む。関節領域60から延びるステアリングワイヤ32、34及びプルワイヤ36は、これらの通路68A、68B、及び68Cを通って導かれる。プルワイヤ36が通路68Cを介して関節キャップ68を通過する一方、ステアリングワイヤ32、34は関節キャップ68に取り付けられる。いくつかの実施形態では、図7Aに示されるように、ステアリングワイヤ32、34は、圧着(例えば、クリンプ32´)または溶接を使用して関節キャップ68に取り付けられてもよい。
ステアリングノブ14を回してステアリングワイヤ32、34の一つに張力が加えられる(またはステアリングワイヤが引っ張られる)と、関節領域60が引っ張られたステアリングワイヤの方向に曲がるように、リンク64が回転される。必要条件ではないが、いくつかの実施形態では、ステアリングワイヤ32、34が関節領域60を通過する通路は、互いに向かい合って(例えば、約180°離れて)配置されてもよい。例えば、図6Cに示されるように、関節領域60のステアリングワイヤ32及び34は、Z軸に沿って整列されてもよい。そのような実施形態では、ステアリングワイヤ34が引っ張られると(またはステアリングワイヤ34に張力が加えられると)、関節領域60はステアリングワイヤ34に向かって曲がり、エンドエフェクタ120を-(マイナス)Z方向に移動させる。そして、ステアリングワイヤ32が引っ張られると、関節領域60はステアリングワイヤ32に向かって曲がり、エンドエフェクタ120を+(プラス)Z方向に移動させる。すなわち、ステアリングノブ14の作動により、エンドエフェクタ120がZ軸に沿って移動される。エンドエフェクタ120を例えばY軸に沿って移動させるためには、ハンドル10を90°回転させて、管状セクション50及び関節領域60を同じ角度で回転させ、ステアリングワイヤ32、34をY軸に沿って整列させることができる。ステアリングワイヤ32、34がY軸に沿って整列されているときにステアリングノブ14を作動させることで、エンドエフェクタ120がY軸に沿って移動される。同様の方法で、エンドエフェクタ120は、ハンドル10を回転させて(関節領域60内で)ステアリングワイヤ32、34を所望の方向に位置合わせし、ステアリングノブ14を作動させることによって、YZ平面内の任意の方向に移動されてもよい。管状セクション50(及び関節領域60)の回転はプルワイヤ36の回転とは独立しているため、ハンドル10を回転させることによって関節領域60が回転されるとき、プルワイヤの回転と管状セクションの回転とは互いに独立していることに留意する。ハンドル10が回転されると、管状セクションは、遠位領域250及びエンドエフェクタ120とともに回転される。回転ノブ16が回転されると、プルワイヤ36が回転され、これにより、図11E及び図11Fに概略的に示されるように、管状セクション50及び遠位領域250を回転させることなく、エンドエフェクタ120のみが回転される。
図6Cを参照すると、関節キャップ68から延びるプルワイヤ36は、ブッシング80及びクレビス90を通過し、例えば4バーリンク(または別の適切な)機構(図示せず)を介してエンドエフェクタ120に結合される。当業者によって認識されるように、4バーリンク機構は、X軸に沿ったプルワイヤ36の前後の並進に応答して、エンドエフェクタ120のジョーを開閉するように構成されてもよい。プルワイヤ36の並進に応答してエンドエフェクタを作動させる4バーリンク及び他の適切な機構は当技術分野で既知であるため、それらは本明細書では説明されていない。
再び図6Cを参照すると、エンドエフェクタ120は、クレビス90の遠位端でクレビス90に結合されている。クレビス90は、X軸の周りにブッシング80上で回転可能であるように、ブッシング80に結合されている。ブッシング80上のクレビス90の回転により、エンドエフェクタ120が関節領域60とは独立して、プルワイヤ36とともに回転することが可能となる。すなわち、ハンドル10の回転ノブ16を回してプルワイヤ36を回転させると、プルワイヤ36の遠位端に結合されたエンドエフェクタ120も回転される。ブッシング80に回転可能に結合されたクレビス90は、エンドエフェクタ120が装置500の作動領域60とは独立して回転することを可能にする。
図8Aは、一緒に結合されたブッシング80及びクレビス90の断面図である。図8Aに見られるように、ブッシング80は、その遠位端に複数の離間したスリットを備えた実質的に円筒形の構成要素である。スリットは、その遠位端でのブッシング80の剛性を低減し、クレビス90の近位端がブッシング80の遠位端に適合することを可能にする。カラー82は、ブッシング80の遠位端に画定されている。クレビス90は、その近位端にアンダーカット92(または溝)を備えた円筒形領域を有している。クレビス90の円筒形の近位端は、ブッシュカラー82がクレビスのアンダーカット92内に配置された状態で、ブッシング80の遠位端に適合する。ブッシング80及びクレビス90は、クレビス90がブッシング80上で自由に回転できるように寸法が決められている。クレビス90の遠位端は、その遠位端を通って横方向に延びる空洞98を備えた一対のフランジ94(またはアーム)を含む。エンドエフェクタ120のジョーは、フランジ94の空洞98に結合されている。
当業者によって認識されるように、開示された医療装置の異なる実施形態は、上記の特徴についての多くの変形を含んでもよい。例えば、いくつかの実施形態では、図8Bに示されるように、クレビス90´の近位端は、その剛性を減少させて(またはその柔軟性を増加させて)、クレビス90´がブッシング80´の遠位端に適合することを可能にするスリットを有していてもよい。
いくつかの実施形態では、開示された医療装置は、上記のものとは異なる構成を有する関節領域を含んでもよい。図9A~図9Dは、開示された医療装置で使用され得る関節領域の異なる例示的な構成を示している。いくつかの実施形態では、図9Aに示されるように、開示された医療装置500の関節領域60Aは、可撓性材料(例えば、Pebax(登録商標)エラストマー、可撓性PTFE、または別の生体適合性可撓性材料等)で形成されてもよい。いくつかの実施形態では、関節領域60Aは、一定の(または実質的に一定の)外径を有する円筒形または実質的に円筒形の部材であってもよい。図9Aに示されるように、ステアリングワイヤ及びプッシュワイヤのための通路は、可撓性材料を通して長手方向に延びていてもよい。関節領域60に関して前述したように、ステアリングワイヤ32、34及びプッシュワイヤ36は、関節領域60Aのそれぞれの通路を通って延びている。ステアリングワイヤ32、34の一つが引っ張られると、可撓性関節領域60Aは、引っ張られたステアリングワイヤの方向に曲げられる。関節領域60Aを形成するために使用される材料の弾力性は、引っ張られたステアリングワイヤにかかる力が解放されたときに関節領域60Aが元の構成(例えば、線形)に戻るようなものであってもよい。
いくつかの実施形態では、図9Bに示されるように、関節領域60Bは、円筒形(または実質的に円筒形)の部材に交互にスリットを形成することによって可撓性となるように形成されてもよい。いくつかの実施形態では、円筒形部材は、生体適合性金属で形成されてもよい。しかしながら、これは必要条件ではない。図9Bに示されるように、関節領域60B上の隣接するスリットは、円筒形部材の長手方向軸に沿って離間されて配置されていてもよく、反対方向に面していてもよい。ステアリングワイヤ及びプッシュワイヤのための円筒形部材を通る長手方向の通路が形成されてもよい。スリットは三角形の断面形状を有するとして図9Bに示されているが、これは単なる例示に過ぎない。一般に、これらのスリットは任意の構成を有することができる。図9Aの関節領域60Aのように、関節領域60Bのステアリングワイヤ32、34の一つが引っ張られると、可撓性関節領域60Bは、引っ張られたステアリングワイヤの方向に曲げられる。そして、(関節領域60Bを形成するために使用される)材料の弾力性は、ステアリングワイヤが解放されると、関節領域60Bを元の構成(例えば、線形)に戻すものであってもよい。
いくつかの実施形態では、図9Cに示されるように、関節領域60Cは、らせん状の構成を有していてもよい。いくつかの実施形態では、らせん構成を有する細長い部材が(任意のプロセスによって)形成されてもよく、円筒形構成を有するエンドキャップが、らせん状の細長い部材の両端に取り付けられてもよい(図9Cでは一方の端部のみが見える)。いくつかの実施形態では、細長い部材の中央セクション(例えば、二つの端部の間のセクション)は、らせん構成を有するように機械加工(または別の方法で処理)されてもよい。関節領域60Cは、任意の生体適合性材料(例えば、金属等)で形成されてもよい。次に、ステアリングワイヤ32、34及びプッシュワイヤ36のための通路が、細長い部材を通って長手方向に形成されてもよい。いくつかの実施形態では、らせん状の細長い部材の中央通路は、プッシュワイヤ36を延在させるために使用されてもよく、長手方向の通路は、ステアリングワイヤ32、34のためにらせん部材を通して形成されてもよい。関節領域60Cの中央セクションのらせん構成は、関節領域60Cのこのセクションに柔軟性を与えることができる。ステアリングワイヤ32、34の一つが引っ張られると、関節領域60Cの可撓性らせんセクションは、引っ張られたステアリングワイヤの方向に曲げられる。そして、引っ張られたステアリングワイヤが解放されると、らせんセクションは元の構成に戻る。
いくつかの実施形態では、関節領域60Dは、円筒形(または実質的に円筒形)の部材を通して長手方向に離間して配置されたスリットまたはスロットを提供することによって形成されてもよい。円筒形部材は、任意の生体適合性材料で形成されてもよく、スロットは、任意の構成を有していてもよく、任意の距離だけ離間されていてもよい。一般に、関節領域60Dの円筒形部材は、可撓性であってもよい。(関節領域60Dを形成するために使用される)材料の結果として、及び/またはスロットの構成及び間隔の結果として、柔軟性が提供され得る。長手方向の通路は、ステアリングワイヤ32、34及びプルワイヤ36のために可撓性の円筒形部材を通して形成されてもよい。関節領域60A~60Cのそれぞれと同様に、中央に配置された通路は、プッシュワイヤ36を通過させるために使用されてもよく、中央通路のいずれかの側のより小さな通路は、ステアリングワイヤ32、34を通過させるために使用されてもよい。そして、ステアリングワイヤ32、34の一つが引っ張られると、可撓性関節領域60Dは、引っ張られたステアリングワイヤの方向に曲げられる。そして、引っ張られたステアリングワイヤが解放されると、関節領域60Dは元の構成に戻る。
いくつかの実施形態では、ステアリングノブ14、回転ノブ16、及び/または作動ノブ18は、上記のものとは異なる構成を有していてもよい。図10Aは、ステアリングノブ140の異なる構成を採用する医療装置500を示している。図10Cは、医療装置500から分離されたステアリングノブ140を示している。ステアリングノブ140は、ステアリングノブ140の回転のための複数の支持体140A(例えば、親指支持体)を含む。ワイヤホルダー144(図10A、図10Bを参照)は、ステアリングノブ140の回転によりワイヤホルダー144が回転されるように、ステアリングノブ140に結合されている。図10Bは、例示的な実施形態におけるワイヤホルダー144を示している。装置500のステアリングワイヤ32、34は、ワイヤホルダー144に結合されている。ワイヤホルダー144は、そこから延びるシャフト144Bを備えたディスク状の支持領域144Aを含む。支持領域144Aのシャフト144Bは、ステアリングノブ140に結合されている(例えば、留め具の使用、接着、摩擦等)。支持領域144Aは、ステアリングワイヤ32、34をワイヤホルダー144に結合するために、ステアリングワイヤ32、34の近位端上の対応する特徴と係合する特徴を含む。支持領域144Aのこれらの特徴は、ステアリングワイヤ32、34の端部(例えば、近位端)に取り付けられたクリンプ146を受け入れる穴または空洞144Cを含んでもよい。図10Dは、ステアリングワイヤ32、34の端部に取り付けられている例示的なクリンプ146の概略図である。図10Dに示されるように、ステアリングワイヤ32、34の端部がクリンプ146の空洞146Aに挿入され、一つまたは複数の横方向の力Fがクリンプ146の表面を変形させるように加えられ、クリンプ146がステアリングワイヤ32、34に固定的に取り付けられる。次に、クリンプ146は空洞144C内で支持され、ステアリングワイヤ32、34は、前述のように、ハンドル10の本体12の通路を通って装置500の遠位部分250まで延びている。
いくつかの実施形態では、図10Aに示されるように、ステアリングワイヤ32、34の近位端は、ワイヤホルダー144の支持領域144Aの周りに巻かれてもよく、それらの最も近位端のクリンプ146は、空洞144C内で支持されてもよい。支持領域144Aは、巻かれたステアリングワイヤ32、34を受け入れるチャネル144Dを含んでもよい。いくつかの実施形態では、図10Aに示されるように、ステアリングワイヤ32、34の近位端は、支持領域144Aの周りに一つのループを形成してもよい。必要条件ではないが、ステアリングワイヤ32、34の近位端を支持領域144Aの周りに巻き付けることにより、動作中にこれらのワイヤ32、34にねじれが発生する可能性を低減することができる。前述したように、ステアリングノブ140を一方向に回転させると、一つのステアリングワイヤ(例えば、ステアリングワイヤ32)に引っ張り力(または張力)が加えられ、ステアリングノブ140を反対方向に回転させると、他のステアリングワイヤ(例えば、ステアリングワイヤ34)に引っ張り力が加えられる。
二つのステアリングワイヤ32、34を備えた医療装置500の例示的な実施形態が上で説明されてきたが、これは限定ではないことに留意されたい。一般に、本開示の装置500は、その関節領域(60、60A等)の周りに配置された任意の数(例えば、1、3、4等)のステアリングワイヤを含んでもよい。これらのステアリングワイヤは、関節領域の周りに任意の構成(例えば、角度間隔)で配置することができる。例えば、いくつかの実施形態では、医療装置500は、単一の(すなわち、一つの)ステアリングワイヤのみを含んでもよい。いくつかの実施形態では、単一のステアリングワイヤを使用して、ハンドル10の回転と併せてステアリングワイヤを使用して装置500の関節領域を異なる方向に曲げることが可能である。例えば、ハンドル10が第一の構成(例えば、図2に示される構成)に配置されているときにステアリングワイヤを引っ張ると、装置500の関節領域が第一の方向(例えば、+(プラス)Y方向)に曲げられてもよい。そして、ハンドル10を(例えば、180°)回転させて関節領域を回転させ、次に同じステアリングワイヤを引っ張ると、関節領域が反対方向(例えば、-(マイナス)Y方向)に曲げられてもよい。
いくつかの実施形態では、三つのステアリングワイヤが関節領域の周りに約120°の角度で離間して配置されてもよい。そして、いくつかの実施形態では、四つのステアリングワイヤが関節領域の周りに約90°の角度で離間して配置されてもよい。これらの四つのステアリングワイヤは、同じまたは異なるステアリングノブで作動されてもよい。例えば、対向して配置された(例えば、180°離れた)ステアリングワイヤの第一の対は、第一のステアリングノブに取り付けられ、第一のステアリングノブによって作動されてもよく、対向して配置されたステアリングワイヤの第二の対は、第二のステアリングノブに取り付けられ、第二のステアリングノブによって作動されてもよい。一つのステアリングワイヤに引っ張り力を加えると、関節領域が引っ張られたステアリングワイヤの方向に曲げられる。
上述したように、本開示の例示的な医療装置500は、互いに分離された複数の独立した自由度を有している。具体的には、装置500の様々な実施形態において、独立した自由度には(図2を参照して)以下が含まれる。(a)エンドエフェクタ120は、作動ノブ18を使用して作動(例えば、開閉)することができる。(b)エンドエフェクタ120は、ステアリングノブ14を使用して、YZ平面内で(例えば、左右及び上下に)移動させることができる。(c)エンドエフェクタ120は、回転ノブ16を使用して、(X軸の周りに時計回り及び反時計回りに)回転させることができる。(d)装置500のコイルまたは管状セクション50は、ハンドル10を回転させることによって、(X軸の周りに時計回り及び反時計回りに)回転させることができる。(e)エンドエフェクタ120は、ハンドル10をX方向に移動させることによってX方向に移動させることができる。そして、これらの自由度はそれぞれ独立しており、互いに切り離されている。開示された装置500を使用する例示的な医療処置の間、装置500の複数の独立した自由度は、装置500を患者の体内に導入するために使用される送達スコープとは独立して、そのエンドエフェクタ120を任意の所望の方法で操作することを可能にする。
次に、例示的な開示された医療装置500を使用する例示的な医療処置(例えば、内視鏡的粘膜切除術)について説明する。そのような医療処置は当技術分野では既知であるため、開示された装置の例示的な特徴を強調する処置の態様についてのみ以下で説明する。以下の説明では、図1、図2、図3A、及び図6Cを参照する。送達スコープ1000(例えば、内視鏡)は、患者の体内に(例えば、口を通して患者の上部消化管に)挿入され、その遠位端が標的組織に近接するように配置されてもよい。内視鏡医療装置500は、送達スコープ1000の管腔を通して体内に挿入することができ、そのエンドエフェクタ120は、標的組織に近接して適切に配置される。最初に、装置500の関節領域60のステアリングワイヤ32、34は、例えばY軸に沿って整列されてもよい。この向きにあるとき、ステアリングノブ14が作動(または回転)されて、作動領域60が曲げられ、エンドエフェクタ120がY軸に沿って移動されてもよい。すなわち、ステアリングノブ14を一方向に回すと、エンドエフェクタ120が+(プラス)Y方向に移動されるように関節領域60が曲げられ、ステアリングノブ14を反対方向に回すと、エンドエフェクタ120が-(マイナス)Y方向に移動されるように関節領域60が反対方向に曲げられる。ここで、回転ノブ16を回して、エンドエフェクタ120を独立して回転させることができる。エンドエフェクタ120の回転は、管状セクション50及び関節領域60の回転から切り離されているため、回転ノブ16の作動により、例えば関節領域60の曲げられた構成を変化させることなく、エンドエフェクタ120が回転される。ハンドル10は、例えば90°回転されて、関節領域60を同じ角度だけ回転させ、ステアリングワイヤ32、34をZ軸に沿って整列させることができる。ここで、ステアリングノブ14の作動により、関節領域60がZ軸に沿って曲げられて、それにより、エンドエフェクタ120がこの軸に沿って移動されてもよい。プロセス中のいつでも、作動ノブ18を作動させて、エンドエフェクタ120のジョーを開閉することができる。ハンドル10は、図11Gに概略的に示されるように、エンドエフェクタ120を+/-方向(内視鏡1000の内外)に並進させる、+(プラス)/-(マイナス)X方向に移動することができる。
装置500を使用する典型的な医療処置は、簡潔性のために上記の説明で省略された、いくつかの既知の追加の(または代替の)ステップを含み得ることに留意されたい。開示された医療装置500の意図された機能が実質的に変更されないままである限り、上記のステップは省略または修正され、あるいは他のステップが追加されてもよい。さらに、記載された医療処置について特定の順序が記載または暗示されているが、一般に、これらのステップは記載された順序で実施される必要はない。また、記載された手順は、本明細書に記載されていない、より包括的な医療手順に組み込まれてもよい。
本開示の原理は、特定の用途の例示的な態様を参照して本明細書で説明されているが、本開示はそれに限定されないことを理解されたい。本明細書で提供される教示へのアクセスを有する当業者は、追加の修正、適用、態様、及び均等物の置換がすべて、本明細書に記載される態様の範囲内にあることを認識するであろう。したがって、本開示は、前述の説明によって限定されると見なされるべきではない。
Claims (15)
- ハンドルと、
エンドエフェクタと、
前記ハンドル及び前記エンドエフェクタの間に延びる管状セクションと、を備える医療装置であって、前記エンドエフェクタは、前記管状セクションを回転させることなく、前記管状セクションを通って延びる第一の軸の周りに回転するように構成され、前記管状セクションは、前記エンドエフェクタとともに前記第一の軸の周りに回転するように構成される、医療装置。 - 前記ハンドルは、回転アクチュエータを含み、前記回転アクチュエータの作動により、前記管状セクションを回転させることなく、前記エンドエフェクタが前記第一の軸の周りに回転される、請求項1に記載の医療装置。
- 前記エンドエフェクタは、前記エンドエフェクタが前記管状セクションとともに前記第一の軸の周りに回転可能であるように、前記管状セクションに回転可能に結合される、請求項1または2に記載の医療装置。
- 前記ハンドルは、前記エンドエフェクタを作動させるように構成された作動アクチュエータを含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の医療装置。
- 前記医療装置は、前記管状セクションを通って延びるとともに、前記作動アクチュエータ及び前記エンドエフェクタに結合されたコアワイヤをさらに備え、前記作動アクチュエータの作動により、前記ハンドル内で前記コアワイヤが並進される、請求項4に記載の医療装置。
- 前記コアワイヤは、前記作動アクチュエータに回転可能に結合され、前記回転アクチュエータの作動により、前記作動アクチュエータ内で前記コアワイヤが回転される、請求項5に記載の医療装置。
- 前記回転アクチュエータの空洞は、前記コアワイヤを収容するとともに、正方形、長方形、三角形、または多角形の断面形状のうちの一つを有する、請求項6に記載の医療装置。
- 前記回転アクチュエータの前記空洞を通って延びる前記コアワイヤの一部にハイポチューブが取り付けられ、前記ハイポチューブは、前記空洞と同じ断面形状を有する、請求項7に記載の医療装置。
- 前記作動アクチュエータの作動により、前記ハイポチューブが前記回転アクチュエータの前記空洞内の前記コアワイヤとともに並進される、請求項8に記載の医療装置。
- 前記医療装置は、(a)前記管状セクションの遠位端に結合された関節領域と、(b)前記ハンドル上のステアリングアクチュエータと、をさらに備え、前記ステアリングアクチュエータの作動により、前記第一の軸を通る第一の平面において前記関節領域が曲げられる、請求項1~9のいずれか一項に記載の医療装置。
- 前記医療装置は、前記ステアリングアクチュエータに結合されるとともに、前記第一の平面に沿って前記関節領域を通って延びる一つまたは複数のステアリングワイヤをさらに備え、前記ステアリングアクチュエータの作動により、前記一つまたは複数のステアリングワイヤのうちの少なくとも一つに張力が加えられて、前記第一の平面において前記関節領域が曲げられる、請求項10に記載の医療装置。
- 前記関節領域は、ともに回転可能に結合された複数のリンクを含む、請求項11に記載の医療装置。
- 前記関節領域は、それを通って長手方向に延びる複数の通路を有する可撓性の細長い部材を含む、請求項11または12に記載の医療装置。
- 前記一つまたは複数のステアリングワイヤは、一つのステアリングワイヤを含む、請求項11~13のいずれか一項に記載の医療装置。
- 前記一つまたは複数のステアリングワイヤは、二つのステアリングワイヤを含む、請求項11~14のいずれか一項に記載の医療装置。
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