JP2023515990A - Endoscope jam clearing system and method - Google Patents
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Abstract
処置中に医療機器における作業チャネルの詰まりをその場で解消するシステムおよび方法が開示されている。例示的な詰まり解消システムは、作業チャネルを通る流量を感知する流量センサと、流量に基づいて詰まりの有無を示すチャネル状態を検出する制御モジュールと、を含む。チャネル詰まりがあると、制御モジュールは、洗浄流体または吸引圧力をそれぞれ提供する洗浄源または吸引源の1つまたは複数を、閉塞したチャネルの詰まりを解消するように制御することができる。制御モジュールは、処置中、解剖学的部位での解剖学的環境の所望の圧力を維持するように、または作業チャネル内の所望の流れ条件を維持するように、作業チャネルを通る洗浄流量または吸引流量の1つまたは複数を調整することができる。A system and method are disclosed for in-situ unclogging of working channels in a medical device during a procedure. An exemplary unclogging system includes a flow sensor that senses flow through a working channel and a control module that detects channel conditions indicating the presence or absence of a clog based on the flow. If there is a channel clog, the control module can control one or more of the irrigation or suction sources that provide irrigation fluid or suction pressure, respectively, to unclog the blocked channel. The control module regulates the irrigation flow rate or suction through the working channel to maintain the desired pressure of the anatomical environment at the anatomical site or to maintain the desired flow conditions within the working channel during the procedure. One or more of the flow rates can be adjusted.
Description
優先権の主張
本願は、2020年2月27日に出願された米国特許出願第16/803,612号に対する優先権の利益を主張するものであり、その内容を、参照によりその全体を本明細書に組み込む。
PRIORITY CLAIM This application claims the benefit of priority to U.S. patent application Ser. incorporate into the book.
本書は概して内視鏡検査システムに関し、より具体的には、内視鏡処置中、解剖学的部位での解剖学的環境のその場の圧力を制御下に保ちながら内視鏡の詰まりを解消するための詰まり解消システムに関する。 TECHNICAL FIELD This document relates generally to endoscopy systems and, more particularly, to clearing an endoscope during an endoscopic procedure while keeping the in situ pressure of the anatomical environment under control at the anatomical site. It relates to a clearing system for
内視鏡は通常、医師に視覚的アクセスが提供されるように患者の内部位置へのアクセスを提供するために使用される。いくつかの内視鏡は低侵襲手術で使用され、患者の体から不要な組織または異物を除去する。たとえば、内視鏡組織除去装置は、解剖学的部位での壊死性、癌性、損傷、感染または他の不要な軟組織、骨、または他の解剖学的構造に遠隔でアクセスし、隣接する解剖学的構造から上記不要な物質を切除して、解剖学的部位からこれら不要な物質を輸送するために臨床医によって使用される器具である。腎鏡は、腎系を検査するため、そして直接的視覚的制御下でさまざまな処置を行うために臨床医によって使用される。たとえば、経皮的腎切石術(PCNL)は、患者の側腹部を通して腎盂内へと腎鏡を配置することを伴う処置である。たとえば、泌尿器系、胆嚢、鼻腔、胃腸管、胃、または扁桃腺を含む、体のさまざまな領域からの結石または塊を視覚化および抽出することができる。衝撃波、(超音波砕石器のような特殊な装置を介する)超音波エネルギー、またはレーザのような振動力を使用して、より大きなサイズの結石をより小さな破片へと切除することができる。 Endoscopes are commonly used to provide access to internal locations of a patient so that visual access is provided to the physician. Some endoscopes are used in minimally invasive surgery to remove unwanted tissue or foreign bodies from the patient's body. For example, endoscopic tissue removal devices remotely access necrotic, cancerous, injured, infected or other unwanted soft tissue, bone, or other anatomical structures at an anatomical site and remove adjacent anatomy. Instruments used by clinicians to ablate such unwanted material from anatomical structures and to transport these unwanted materials away from the anatomical site. Nephroscopes are used by clinicians to examine the renal system and to perform various procedures under direct visual control. For example, percutaneous nephrolithotomy (PCNL) is a procedure that involves placing a nephroscope through the patient's flank and into the renal pelvis. For example, stones or masses from various regions of the body can be visualized and extracted, including the urinary system, gallbladder, nasal cavity, gastrointestinal tract, stomach, or tonsils. Shock waves, ultrasonic energy (through specialized equipment such as an ultrasonic lithotripter), or vibratory forces such as lasers can be used to dissect larger-sized stones into smaller pieces.
いくつかの内視鏡は、他の不要な物質の中でも、切除された組織、結石(たとえば、さまざまな結石形成領域における結石または結石の破片)および塊を輸送する吸引チャネル(吸入チャネルとしても知られる)を有する。処置中、内視鏡における洗浄チャネルを通して解剖学的部位に洗浄剤(たとえば、生理食塩水)の流れを導入することができる。洗浄流体は、組織残渣、結石の破片、および他の不要な物質を、吸引チャネルを通して除去することを促進することができる。洗浄流体は、処置を行う臨床医にとって解剖学的環境の明確な可視性を維持するのにも役立つことができる。加えて、洗浄流は、内視鏡組織除去装置に対する冷却効果を有し、結石(たとえば、腎臓結石)の切除中に生成された熱を放散するのに役立つことができる。 Some endoscopes have a suction channel (also known as a suction channel) that transports excised tissue, stones (e.g., stones or stone fragments in various areas of stone formation) and masses, among other unwanted material. have). A flow of irrigant (eg, saline) can be introduced to the anatomical site through an irrigation channel in the endoscope during the procedure. The irrigation fluid can facilitate removal of tissue debris, calculus fragments, and other unwanted material through the suction channel. The irrigation fluid can also help maintain clear visibility of the anatomical environment for the procedural clinician. Additionally, the irrigation flow has a cooling effect on the endoscopic tissue removal device and can help dissipate heat generated during excision of stones (eg, kidney stones).
内視鏡処置中に生成された不要な物質が蓄積して内視鏡の作業チャネル(たとえば、吸引チャネルまたは洗浄チャネル)を詰まらせる可能性がある。チャネルの詰まりを監視し、閉塞したチャネルの詰まりをタイムリーかつ効率的に解消することにより、処置時間を短縮し、内視鏡処置の効率、安全性、および成功率を向上させることができる。 Unwanted material produced during an endoscopic procedure can accumulate and clog working channels (eg, aspiration or irrigation channels) of the endoscope. Monitoring channel plugging and timely and efficient unclogging of occluded channels can reduce procedure time and improve the efficiency, safety, and success rate of endoscopic procedures.
本書は、内視鏡処置中、解剖学的部位での圧力を制御下に保ちながら、内視鏡処置中、内視鏡の作業チャネルの詰まりをその場で解消するためのシステムおよび方法を記載する。本書の一態様によれば、詰まり解消システムが、内視鏡の作業チャネルを通る流量を感知するように構成された流量センサと、感知された流量を使用して作業チャネル内の詰まりの有無を示すチャネル状態を検出するように構成された制御モジュールと、を含む。作業チャネル内に詰まりがあることに応答して、制御モジュールは、作業チャネルに洗浄流体または吸引圧力をそれぞれ提供する洗浄源または吸引源の1つまたは複数を、作業チャネルの詰まりを解消するように制御することができる。制御モジュールは、内視鏡手術中、解剖学的部位での解剖学的環境の圧力を実質的に所望の圧力レベル(たとえば、所定のまたはユーザ指定の圧力レベル)に維持するように、または所望の圧力に対応する所望の流れ条件を達成するように、作業チャネルを通る洗浄流量または吸引流量の1つまたは複数を自動的に調整することができる。洗浄流体または吸引圧力は、チャネル詰まりが存在する限り適用することができる。 This document describes a system and method for in-situ unclogging of a working channel of an endoscope during an endoscopic procedure while keeping pressure at the anatomical site under control during the endoscopic procedure. do. According to one aspect of this document, a clog clearing system includes a flow sensor configured to sense flow through a working channel of an endoscope, and a flow sensor configured to sense flow through a working channel of an endoscope and using the sensed flow to determine the presence or absence of a clog within the working channel. a control module configured to detect the indicated channel conditions. In response to a blockage in the working channel, the control module activates one or more of the irrigation or suction sources that provide irrigation fluid or suction pressure, respectively, to the working channel to unclog the working channel. can be controlled. The control module is configured to maintain the pressure of the anatomical environment at the anatomical site substantially at a desired pressure level (e.g., a predetermined or user-specified pressure level) during an endoscopic procedure, or One or more of the irrigation or aspiration flow rates through the working channel can be automatically adjusted to achieve the desired flow conditions corresponding to the pressure of . Irrigation fluid or suction pressure can be applied as long as channel blockage exists.
例1は、患者における処置中に医療機器の少なくとも1つの作業チャネルの詰まりを解消するためのシステムである。このシステムは、医療機器の少なくとも1つの作業チャネルを通る流量を感知するように構成された流量センサと、感知された流量を使用して、少なくとも1つの作業チャネル内の詰まりの有無を示すチャネル状態を検出し、検出されたチャネル状態が少なくとも1つの作業チャネル内に詰まりがあることを示していることに応答して、洗浄流体または吸引圧力をそれぞれ提供する洗浄源または吸引源の1つまたは複数を、少なくとも1つの作業チャネルの詰まりを解消するように制御する、ように構成された制御モジュールと、を含む。 Example 1 is a system for unclogging at least one working channel of a medical device during a procedure on a patient. The system includes a flow sensor configured to sense flow through at least one working channel of a medical device; and providing irrigation fluid or suction pressure, respectively, in response to detected channel conditions indicating a blockage within the at least one working channel. to unclog at least one working channel.
例2において、例1の主題は、検出されたチャネル状態が少なくとも1つの作業チャネル内に詰まりがあることを示している限り、洗浄流体または吸引圧力をそれぞれ提供する洗浄源または吸引源の1つまたは複数を、少なくとも1つの作業チャネルの詰まりを解消するように制御するように構成することができる制御モジュールを任意選択で含む。 In Example 2, the subject of Example 1 is one of the irrigation or aspiration sources providing irrigation fluid or aspiration pressure, respectively, as long as detected channel conditions indicate that there is a blockage in at least one working channel. or more optionally including a control module that can be configured to control the at least one working channel to unclog.
例3において、例1~例2のいずれか1つの主題は、第1の閾値を下回る感知された流量の減少に応答して少なくとも1つの作業チャネル内に詰まりがあることを検出し、第2の閾値を上回る感知された流量の増加に応答して少なくとも1つの作業チャネル内に詰まりがないことを検出する、ように構成することができる制御モジュールを任意選択で含む。 In Example 3, the subject of any one of Examples 1-2 detects a blockage in at least one working channel in response to a decrease in sensed flow rate below a first threshold; optionally including a control module that can be configured to detect the absence of a blockage within the at least one working channel in response to an increase in the sensed flow rate above a threshold of .
例4において、例1~例3のいずれか1つまたは複数の主題は、少なくとも1つの作業チャネルに洗浄流体の適用と吸引圧力の適用とを交互に行うことを含めて少なくとも1つの作業チャネルの詰まりを解消するように構成することができる制御モジュールを任意選択で含む。 In Example 4, the subject matter of any one or more of Examples 1-3 is directed to at least one working channel including alternately applying a irrigation fluid and a suction pressure to the at least one working channel. Optionally includes a control module that can be configured to clear the clog.
例5において、例1~例4のいずれか1つまたは複数の主題は、洗浄流体の流量または吸引圧力の流量をそれぞれ調整することによって少なくとも1つの作業チャネルの詰まりを解消するように洗浄源または吸引源の1つまたは複数を制御するように構成することができる制御モジュールを任意選択で含む。 In Example 5, the subject matter of any one or more of Examples 1-4 is an irrigation source or irrigation source to unclog at least one working channel by adjusting the flow rate of irrigation fluid or the suction pressure, respectively. A control module is optionally included that can be configured to control one or more of the suction sources.
例6において、例3~例5のいずれか1つまたは複数の主題は、患者内の解剖学的部位での解剖学的環境に印加されるべき所望の圧力をユーザから受け取るように構成されたユーザ入力部と、解剖学的部位での解剖学的環境の圧力を感知するように構成された圧力センサと、を任意選択で含み、制御モジュールは、感知された圧力を実質的に所望の圧力のレベルに維持するように、少なくとも1つの作業チャネルを通る洗浄流量または吸引流量の1つまたは複数を調整するように構成されている。 In Example 6, the subject matter of any one or more of Examples 3-5 was configured to receive from a user a desired pressure to be applied to an anatomical environment at an anatomical site within a patient. Optionally including a user input and a pressure sensor configured to sense pressure of the anatomical environment at the anatomical site, the control module directs the sensed pressure to substantially the desired pressure. is configured to adjust one or more of an irrigation flow rate or an aspiration flow rate through the at least one working channel to maintain a level of
例7において、例6の主題は、解剖学的環境に印加されるべき所望の圧力に対応する、少なくとも1つの作業チャネル内の所望の流れ条件を受け取るように構成されているユーザ入力部と、医療機器の少なくとも1つの作業チャネルを通る洗浄流量または吸引流量の1つまたは複数を、所望の流れ条件を維持するように制御するように構成されている制御モジュールと、を任意選択で含む。 In Example 7, the subject of Example 6 is a user input configured to receive a desired flow condition within at least one working channel corresponding to a desired pressure to be applied to the anatomical environment; a control module configured to control one or more of the irrigation flow rate or the aspiration flow rate through the at least one working channel of the medical device to maintain desired flow conditions.
例8において、例6~例7のいずれか1つまたは複数の主題は、吸引チャネルおよび洗浄チャネルを含むことができる少なくとも1つの作業チャネルと、洗浄チャネルまたは吸引チャネルの一方に洗浄源を流体結合して洗浄チャネルまたは吸引チャネルの一方に調整可能な洗浄流量で洗浄流体を提供し、洗浄チャネルまたは吸引チャネルの他方に吸引源を流体結合して洗浄チャネルまたは吸引チャネルの他方に調整可能な吸引流量で吸引圧力を供給する、ように構成することができる制御モジュールと、を任意選択で含む。 In Example 8, the subject matter of any one or more of Examples 6-7 includes at least one working channel, which may include an aspiration channel and an irrigation channel, and fluidly couples an irrigation source to one of the irrigation channel or the aspiration channel. to provide irrigation fluid at an adjustable irrigation flow rate to one of the irrigation or aspiration channels, and fluidly couple a suction source to the other of the irrigation or aspiration channels to provide an adjustable aspiration flow rate to the other of the irrigation or aspiration channels. a control module that can be configured to supply suction pressure at .
例9において、例8の主題は、吸引チャネル内に詰まりがあることに応答して、吸引チャネルに洗浄流体を提供するように洗浄源を制御し、解剖学的部位での解剖学的環境の感知された圧力の増加に応答して、洗浄チャネルに吸引圧力を印加して感知された圧力を実質的に所望の圧力のレベルに維持するように吸引源を制御し、吸引チャネル内に詰まりがないことに応答して、吸引チャネルに吸引圧力を印加するように吸引源を制御し、洗浄チャネルに洗浄流体を提供するように洗浄源を制御する、ように構成することができる制御モジュールを任意選択で含む。 In Example 9, the subject matter of Example 8 controls the irrigation source to provide irrigation fluid to the aspiration channel in response to a blockage in the aspiration channel and improves the anatomical environment at the anatomical site. controlling the suction source to apply suction pressure to the irrigation channel and maintain the sensed pressure at substantially the desired level of pressure in response to the increase in the sensed pressure, and if there is a clog in the suction channel; Optionally, a control module that can be configured to control the aspiration source to apply aspiration pressure to the aspiration channel and to control the irrigation source to provide irrigation fluid to the irrigation channel in response to the lack of Include in selection.
例10において、例8の主題は、洗浄チャネル内に詰まりがあることに応答して、洗浄チャネルに吸引圧力を印加するように吸引源を制御し、解剖学的部位での解剖学的環境の感知された圧力の減少に応答して、吸引チャネルに洗浄流体を提供して感知された圧力を実質的に所望の圧力のレベルに維持するように洗浄源を制御し、洗浄チャネル内に詰まりがないことに応答して、吸引チャネルに吸引圧力を印加するように吸引源を制御し、洗浄チャネルに洗浄流体を提供するように洗浄源を制御する、ように構成することができる制御モジュールを任意選択で含む。 In Example 10, the subject matter of Example 8 controls the suction source to apply suction pressure to the irrigation channel in response to a blockage in the irrigation channel to improve the anatomical environment at the anatomical site. controlling the irrigation source to provide irrigation fluid to the aspiration channel to maintain the sensed pressure at substantially the desired level of pressure in response to the decrease in the sensed pressure, and if there is a blockage in the irrigation channel; Optionally, a control module that can be configured to control the aspiration source to apply aspiration pressure to the aspiration channel and to control the irrigation source to provide irrigation fluid to the irrigation channel in response to the lack of Include in selection.
例11において、例9の主題は、実質的に正味ゼロの圧力とすることができる所望の圧力を任意選択で含み、制御モジュールは、感知された圧力の増加に応答して、感知された圧力の増加を実質的に中和するレベルで洗浄チャネルに吸引圧力を印加するように吸引源を制御するように構成することができる。 In Example 11, the subject matter of Example 9 optionally includes the desired pressure, which can be substantially zero net pressure, and the control module responds to an increase in the sensed pressure by adjusting the sensed pressure The suction source may be configured to control the suction source to apply suction pressure to the irrigation channel at a level that substantially neutralizes an increase in .
例12において、例10の主題は、実質的に正味ゼロの圧力とすることができる所望の圧力を任意選択で含み、制御モジュールは、感知された圧力の減少に応答して、感知された圧力の減少を実質的に中和する洗浄流量で吸引チャネルに洗浄流体を提供するように洗浄源を制御するように構成することができる。 In Example 12, the subject matter of Example 10 optionally includes the desired pressure, which can be substantially zero net pressure, wherein the control module reduces the sensed pressure The irrigation source may be configured to control the irrigation source to provide irrigation fluid to the aspiration channel at an irrigation flow rate that substantially counteracts the decrease in .
例13において、例9の主題は、陽圧とすることができる所望の圧力を任意選択で含み、制御モジュールは、感知された圧力の増加に応答して、感知された圧力を実質的に所望の陽圧のレベルに維持するレベルで洗浄チャネルに吸引圧力を印加するように吸引源を制御するように構成することができる。 In Example 13, the subject matter of Example 9 optionally includes a desired pressure, which may be a positive pressure, and the control module, in response to an increase in the sensed pressure, reduces the sensed pressure to substantially the desired pressure. The suction source may be configured to control the suction source to apply suction pressure to the wash channel at a level that maintains a positive pressure level of .
例14において、例10の主題は、陽圧とすることができる所望の圧力を任意選択で含み、制御モジュールは、感知された圧力の減少に応答して、感知された圧力が実質的に所望の陽圧のレベルに維持されるような洗浄流量で吸引チャネルに洗浄流体を提供するように洗浄源を制御するように構成することができる。 In Example 14, the subject matter of Example 10 optionally includes the desired pressure, which may be a positive pressure, wherein the control module, in response to decreasing the sensed pressure, reduces the sensed pressure to substantially the desired pressure. The irrigation source may be configured to control the irrigation source to provide irrigation fluid to the aspiration channel at an irrigation flow rate such that a positive pressure level of .
例15において、例9の主題は、陰圧とすることができる所望の圧力を任意選択で含み、制御モジュールは、感知された圧力の増加に応答して、感知された圧力を実質的に所望の陰圧のレベルに維持するレベルで洗浄チャネルに吸引圧力を印加するように吸引源を制御するように構成することができる。 In Example 15, the subject matter of Example 9 optionally includes the desired pressure, which may be a negative pressure, and the control module, in response to an increase in the sensed pressure, reduces the sensed pressure to substantially the desired pressure. The suction source may be configured to control the suction source to apply suction pressure to the irrigation channel at a level that maintains the negative pressure level of .
例16において、例10の主題は、陰圧とすることができる所望の圧力を任意選択で含み、制御モジュールは、感知された圧力の減少に応答して、感知された圧力が実質的に所望の陰圧のレベルに維持されるような洗浄流量で吸引チャネルに洗浄流体を提供するように洗浄源を制御するように構成することができる。 In Example 16, the subject matter of Example 10 optionally includes the desired pressure, which may be a negative pressure, and the control module, in response to decreasing the sensed pressure, reduces the sensed pressure to substantially the desired pressure. The irrigation source may be configured to control the irrigation source to provide irrigation fluid to the aspiration channel at an irrigation flow rate such that a negative pressure level of .
例17は、撮像モジュール、手術モジュール、および洗浄流体または吸入圧力を誘導するように構成された少なくとも1つの作業チャネルを含む内視鏡と、患者内の解剖学的部位での解剖学的環境に印加されるべき所望の圧力をユーザから受け取るように構成されたユーザ入力部と、内視鏡の少なくとも1つの作業チャネルを通る流量を感知するように構成された流量センサと、解剖学的部位での解剖学的環境の圧力を感知するように構成された圧力センサと、感知された流量を使用して、少なくとも1つの作業チャネル内の詰まりの有無を示すチャネル状態を検出し、検出されたチャネル状態が少なくとも1つの作業チャネル内に詰まりがあることを示していることに応答して、かつ検出されたチャネル状態が少なくとも1つの作業チャネル内に詰まりがあることを示している限り、洗浄流体または吸引圧力をそれぞれ提供する洗浄源または吸引源の1つまたは複数を、少なくとも1つの作業チャネルの詰まりを解消するように制御し、感知された圧力を実質的に所望の圧力のレベルに維持するように、少なくとも1つの作業チャネルを通る洗浄流量または吸引流量の1つまたは複数を調整する、ように構成された制御モジュールと、を含む内視鏡手術システムである。 Example 17 is an endoscope including an imaging module, a surgical module, and at least one working channel configured to direct irrigation fluid or suction pressure, and an anatomical environment at an anatomical site within a patient. a user input configured to receive from a user a desired pressure to be applied; a flow sensor configured to sense flow through at least one working channel of the endoscope; and a pressure sensor configured to sense pressure in an anatomical environment of the at least one working channel using the sensed flow rate to detect a channel condition indicative of the presence or absence of a blockage in the detected channel; cleaning fluid or controlling one or more of the irrigation or suction sources, each providing suction pressure, to unclog at least one working channel and to maintain the sensed pressure at substantially the desired level of pressure; and a control module configured to adjust one or more of an irrigation flow rate or an aspiration flow rate through at least one working channel.
例18は、患者における処置中に医療機器の少なくとも1つの作業チャネルの詰まりを解消する方法である。この方法は、流量センサを介して医療機器の少なくとも1つの作業チャネルを通る流量を感知するステップと、感知された流量を使用して、少なくとも1つの作業チャネル内の詰まりの有無を示すチャネル状態を、制御モジュールを介して検出するステップと、検出されたチャネル状態が少なくとも1つの作業チャネル内に詰まりがあることを示していることに応答して、洗浄流体または吸引圧力をそれぞれ提供する洗浄源または吸引源の1つまたは複数を、少なくとも1つの作業チャネルの詰まりを解消するように制御するステップと、を含む。 Example 18 is a method of unclogging at least one working channel of a medical device during a procedure on a patient. The method comprises the steps of sensing flow through at least one working channel of the medical device via a flow sensor and using the sensed flow to determine a channel condition indicative of a blockage within the at least one working channel. , an irrigation source for providing irrigation fluid or suction pressure, respectively, in response to detecting, via a control module, and detected channel conditions indicating a blockage within the at least one working channel; and controlling one or more of the suction sources to unclog at least one working channel.
例19において、例18の主題は、検出されたチャネル状態が少なくとも1つの作業チャネル内に詰まりがあることを示している限り継続することができる、少なくとも1つの作業チャネルの詰まりを解消するために洗浄流体または吸引圧力を提供するステップを任意選択で含む。 In Example 19, the subject matter of Example 18 is directed to clearing at least one working channel, which can continue as long as detected channel conditions indicate that there is a blockage in at least one working channel. Optionally including providing irrigation fluid or suction pressure.
例20において、例18~例19のいずれか1つまたは複数の主題は、第1の閾値を下回る感知された流量の減少に応答して少なくとも1つの作業チャネル内に詰まりがあることを検出するステップと、第2の閾値を上回る感知された流量の増加に応答して少なくとも1つの作業チャネル内に詰まりがないことを検出するステップと、を含むことができる、チャネル状態を検出するステップを任意選択で含む。 In Example 20, the subject matter of any one or more of Examples 18-19 detects a blockage in at least one working channel in response to a decrease in sensed flow below a first threshold and detecting no blockages in the at least one working channel in response to an increase in sensed flow rate above a second threshold. Include in selection.
例21において、例18~例20のいずれか1つまたは複数の主題は、少なくとも1つの作業チャネルに洗浄流体の適用と吸引圧力の適用とを交互に行うことを含むことができる、少なくとも1つの作業チャネルの詰まりを解消するステップを任意選択で含む。 In Example 21, the subject matter of any one or more of Examples 18-20 can include alternately applying an irrigation fluid and an aspiration pressure to at least one working channel. Optionally including the step of unclogging the working channel.
例22において、例18~例21のいずれか1つまたは複数の主題は、ユーザ入力を介して、患者内の解剖学的部位での解剖学的環境に印加されるべき所望の圧力を受け取るステップと、圧力センサを介して解剖学的部位での解剖学的環境の圧力を感知するステップと、感知された圧力が実質的に所望の圧力のレベルに維持されるように、少なくとも1つの作業チャネルを通る洗浄流量または吸引流量の1つまたは複数を調整するステップと、を任意選択で含む。 In Example 22, the subject matter of any one or more of Examples 18-21 receives, via user input, a desired pressure to be applied to an anatomical environment at an anatomical site within the patient. and sensing the pressure of the anatomical environment at the anatomical site via a pressure sensor; and at least one working channel such that the sensed pressure is maintained substantially at the desired level of pressure. adjusting one or more of the irrigation flow rate or the aspiration flow rate through the .
例23において、例22の主題は、解剖学的環境に印加されるべき所望の圧力に対応する、少なくとも1つの作業チャネル内の所望の流れ条件を受け取るステップと、少なくとも1つの作業チャネルを通る洗浄流量または吸引流量の1つまたは複数を、所望の流れ条件を維持するように調整するステップと、を任意選択で含む。 In Example 23, the subject of Example 22 is the steps of receiving desired flow conditions in at least one working channel corresponding to a desired pressure to be applied to the anatomical environment; and optionally adjusting one or more of the flow rate or the aspiration flow rate to maintain the desired flow conditions.
例24において、例22の主題は、吸引チャネルおよび洗浄チャネルを含むことができる少なくとも1つの作業チャネルを任意選択で含む。この方法は、吸引チャネル内に詰まりがあることに応答して、吸引チャネルに洗浄流体を提供するように洗浄源を制御するステップと、解剖学的部位での解剖学的環境の感知された圧力の増加に応答して、洗浄チャネルに吸引圧力を印加して感知された圧力を実質的に所望の圧力のレベルに維持するように吸引源を制御するステップと、吸引チャネル内に詰まりがないことに応答して、吸引チャネルに吸引圧力を印加するように吸引源を制御し、洗浄チャネルに洗浄流体を提供するように洗浄源を制御するステップと、を含む。 In Example 24, the subject matter of Example 22 optionally includes at least one working channel that can include an aspiration channel and an irrigation channel. The method comprises controlling an irrigation source to provide irrigation fluid to the aspiration channel in response to a blockage in the aspiration channel; controlling the suction source to apply suction pressure to the irrigation channel to maintain the sensed pressure at substantially the desired level of pressure in response to an increase in the pressure; controlling the aspiration source to apply aspiration pressure to the aspiration channel and controlling the irrigation source to provide irrigation fluid to the irrigation channel in response to .
例25において、例22の主題は、吸引チャネルおよび洗浄チャネルを含むことができる少なくとも1つの作業チャネルを任意選択で含む。この方法は、洗浄チャネル内に詰まりがあることに応答して、洗浄チャネルに吸引圧力を印加するように吸引源を制御するステップと、解剖学的部位での解剖学的環境の感知された圧力の減少に応答して、吸引チャネルに洗浄流体を提供して感知された圧力を実質的に所望の圧力のレベルに維持するように洗浄源を制御するステップと、洗浄チャネル内に詰まりがないことに応答して、吸引チャネルに吸引圧力を印加するように吸引源を制御し、洗浄チャネルに洗浄流体を提供するように洗浄源を制御するステップと、を含む。 In Example 25, the subject matter of Example 22 optionally includes at least one working channel that can include an aspiration channel and an irrigation channel. The method comprises controlling a suction source to apply suction pressure to the irrigation channel in response to a blockage in the irrigation channel; controlling the irrigation source to provide irrigation fluid to the aspiration channel to maintain the sensed pressure at substantially the desired level of pressure in response to the decrease in the irrigation channel; controlling the aspiration source to apply aspiration pressure to the aspiration channel and controlling the irrigation source to provide irrigation fluid to the irrigation channel in response to .
この要約は本願の教示のいくつかの概要であり、本主題の排他的または網羅的な扱いを意図するものではない。本主題についてのさらなる詳細が、詳細な説明および添付の請求項に見られる。次の詳細な説明を読んで理解し、その一部を形成する図面を見ると、本開示の他の態様が当業者には明らかとなるであろう。図面のそれぞれは限定的な意味で解釈されるべきではない。本開示の範囲は、添付の請求項およびこれらの法的均等物によって定義される。 This summary is an overview of some of the teachings of the present application and is not intended as an exclusive or exhaustive treatment of the subject matter. Further details about the present subject matter are found in the detailed description and appended claims. Other aspects of the present disclosure will become apparent to those skilled in the art upon reading and understanding the following detailed description and viewing the drawings forming a part thereof. Each of the drawings should not be interpreted in a limiting sense. The scope of the disclosure is defined by the appended claims and their legal equivalents.
さまざまな実施形態が、添付の図面の図に例として示されている。このような実施形態は例示であり、本主題の網羅的または排他的な実施形態であることを意図するものではない。 Various embodiments are illustrated by way of example in the accompanying drawing figures. Such embodiments are illustrative and not intended to be exhaustive or exclusive embodiments of the present subject matter.
内視鏡は、診断または治療を補助するために臓器の内部または体腔内へ挿入可能な管状部分を含む。1つまたは複数の作業チャネル(たとえば、吸引チャネルおよび/または洗浄チャネル)を管状部分の内側に配置し、その長さに沿って延在させることができる。意図しない組織を損傷するリスクを下げるため、挿入可能な管状部分は小さな直径を有することができる。したがって、作業チャネルも小さな管腔直径を有する。組織残渣および異物(たとえば、結石およびその破片)は通常、長さが1から2管腔直径である寸法を有するため、いくつかの組織または石の粒子は蓄積して作業チャネルを詰まらせる可能性がある。 An endoscope includes a tubular portion that can be inserted into an organ or body cavity to aid in diagnosis or treatment. One or more working channels (eg, aspiration and/or irrigation channels) can be positioned inside the tubular portion and extend along its length. The insertable tubular portion can have a small diameter to reduce the risk of damaging unintended tissue. Therefore, the working channel also has a small lumen diameter. Because tissue debris and foreign bodies (e.g., stones and fragments thereof) typically have dimensions that are one to two lumen diameters in length, some tissue or stone particles can accumulate and clog working channels. There is
本書において、「clog(詰まり)」とは、組織残渣、結石(たとえば、腎臓結石または結石の破片)および蓄積してチャネルの内腔を部分的または完全に遮断する他の物質を指し、「clogging(詰まり)」とは、チャネル内腔の部分的または完全な遮断の状態を指す。詰まりは内視鏡のいずれの作業チャネルでも起こる可能性がある。吸引チャネル内の詰まりにより、吸引チャネルを通して組織残渣および結石の破片を除去する効率が大きく減少する可能性がある。解剖学的部位からの不要な物質の除去が遅い、または非効率的であると、さらなる治療(たとえば、創傷清拭または結石の切除)が抑制または妨害され、解剖学的部位が汚染され、患者が高いリスクにさらされる可能性がある。他方、洗浄チャネル内の詰まりにより、洗浄チャネルを通って流れて解剖学的環境へ供給される洗浄流体の体積および/または流量が減少する可能性がある。洗浄流が遅いと、解剖学的部位から不要な物質を洗い流す効率が下がる可能性があり、吸引チャネルが詰まる可能性が増加する。洗浄体積および流量の減少は、手術用部材および解剖学的環境に対するその冷却効果にも影響する可能性があり、解剖学的部位での熱蓄積の可能性を増加させる。また、いずれの作業チャネルが詰まっても、内視鏡のレンズを遮断し、検査中の物体の可視性を損ない、解剖学的環境で撮影される画像の品質を低下させ、これによって処置の難易度および時間を増加させる可能性がある。 As used herein, "clog" refers to tissue debris, stones (e.g., kidney stones or stone fragments) and other material that accumulates to partially or completely block the lumen of a channel and is referred to as "clogging". "Clogging" refers to a condition of partial or complete blockage of the channel lumen. Clogging can occur in any working channel of the endoscope. Clogging in the suction channel can greatly reduce the efficiency of removing tissue debris and calculus debris through the suction channel. Slow or inefficient removal of unwanted material from an anatomical site inhibits or impedes further treatment (e.g., debridement or calculus excision), contaminates the anatomy, and may be at high risk. On the other hand, clogging in the irrigation channel can reduce the volume and/or flow rate of irrigation fluid flowing through the irrigation channel to the anatomical environment. A slow irrigation flow can be less efficient at flushing unwanted material from the anatomy and increases the likelihood of clogging the aspiration channel. Decreased irrigation volumes and flow rates can also affect the surgical element and its cooling effect on the anatomical environment, increasing the potential for heat build-up at the anatomical site. Also, clogging of any working channel blocks the lens of the endoscope, impairs the visibility of the object under examination, and reduces the quality of images taken in the anatomical environment, thereby making the procedure difficult. May increase the degree and time.
吸引および洗浄の結果、解剖学的部位での解剖学的環境にそれぞれ陰圧変化および陽圧変化が生じ得る。陰圧変化および陽圧変化は、適切に制御されなければ、解剖学的部位に露出した内臓に有害である可能性がある。たとえば、体はいくらかの陽圧変化を調節することができる一方、多くの臓器は陰圧変化に対して比較的無防備である。作業チャネル(たとえば、吸引チャネルまたは洗浄チャネル)内の詰まりは、流体流に関連する陽圧と吸引に関連する陰圧との間の圧力バランスを壊し、これによって内臓を解剖学的部位で有害な過度の陽圧または陰圧にさらす可能性がある。 Aspiration and irrigation can result in negative and positive pressure changes, respectively, in the anatomical environment at the anatomical site. Negative and positive pressure changes can be harmful to internal organs exposed to anatomical sites if not properly controlled. For example, while the body can accommodate some positive pressure changes, many organs are relatively vulnerable to negative pressure changes. Clogging within a working channel (e.g., aspiration or irrigation channel) disrupts the pressure balance between the positive pressure associated with fluid flow and the negative pressure associated with aspiration, thereby causing internal organs to be harmed at anatomical sites. May expose to excessive positive or negative pressure.
内視鏡におけるチャネル詰まりを防止または解決するために、さまざまなアプローチが試みられてきた。たとえば、不要な物質(たとえば、組織残渣または結石の破片)をより細かく砕くことにより、チャネルに詰まる可能性を減少させることができる。しかしながら、これはより多くのエネルギーを消費し、より長い処置時間がかかる可能性があり、処置の複雑さおよび時間が追加されるため、患者のリスクが増加する可能性がある。微粒子または石粉により手術野の可視性が減少する可視性がある。従来、詰まりの除去は通常外部で行われるが、これには臨床医が内視鏡を体から引き込み、閉塞した内視鏡を洗って詰まりを解消し、この内視鏡を挿入して解剖学的部位へ戻すことが要求される。このアプローチでは処置時間が増加し、臨床医に不便が追加され、患者にとって手術のリスクが増加する可能性がある。内視鏡が挿入されて所定の位置に保持されたままであるときに作業チャネルの詰まりをその場で解消することには一般に高圧洗浄が要求されるが、これにより内臓に過度の陽圧がかかる可能性がある。 Various approaches have been attempted to prevent or resolve channel clogging in endoscopes. For example, by breaking up unwanted material (eg, tissue debris or calculus fragments) into smaller pieces, the likelihood of clogging the channels can be reduced. However, this consumes more energy, can take longer treatment times, and adds treatment complexity and time, which can increase patient risk. Visibility is reduced visibility of the surgical field due to particulates or stone dust. Conventionally, clearing a blockage is usually done externally, which involves the clinician withdrawing the endoscope from the body, rinsing the blocked endoscope to clear the blockage, inserting the endoscope into the anatomy, and performing the procedure. required to be returned to the target site. This approach increases procedure time, adds inconvenience to the clinician, and can increase surgical risks for the patient. In-situ unclogging of the working channel when the endoscope is inserted and held in place generally requires high pressure washing, which places excessive positive pressure on internal organs. there is a possibility.
本発明者らは、所望の内圧を自動的に監視および安定化することを可能にしながら、ユーザ入力流量(たとえば、吸引流量および/または洗浄流量)が内臓を圧力関連の害から保護することができる内視鏡システムの満たされていない必要性を認識していた。 The inventors have found that user-input flow rates (e.g., aspiration flow rate and/or irrigation flow rate) can protect internal organs from pressure-related harm while allowing the desired internal pressure to be automatically monitored and stabilized. recognized an unmet need for a capable endoscopy system.
少なくとも上の理由のため、本発明者らは、作業チャネル内の詰まりの状態を検出し、内視鏡処置の効率、安全性、および成功率を増加させながら、閉塞したチャネルの詰まりを解消すると同時に、処置の間、解剖学的環境上の圧力変化を制御下に保つことができるシステムおよび方法に対する満たされていない必要性を認識していた。 For at least the above reasons, the inventors have determined that clogging conditions within the working channel can be detected and unclogged channels can be unclogged while increasing the efficiency, safety, and success rate of endoscopic procedures. At the same time, they have recognized an unmet need for systems and methods that can keep pressure changes in the anatomical environment under control during a procedure.
本明細書では、内視鏡処置中、洗浄チャネルまたは吸引チャネルのような、内視鏡における作業チャネルの詰まりをその場で解消するシステムおよび方法が開示される。本書の一態様によれば、詰まり解消システムが、流量センサによって感知された流れ情報を使用して作業チャネル内の詰まりの有無を示すチャネル状態を検出し、洗浄流体または吸引圧力を、たとえば交互に適用することによって、閉塞したチャネルの詰まりを解消することができる。詰まり解消システムは、解剖学的環境の圧力を制御下に保って、たとえば、処置の間、実質的に正味ゼロの圧力、またはユーザによって指定されるような所望の陽圧または所望の陰圧を維持するように、内視鏡の内側の1つまたは複数のチャネルを通る洗浄流量または吸引流量の1つまたは複数を調整することができる。 Disclosed herein are systems and methods for in-situ unclogging of working channels in an endoscope, such as irrigation or suction channels, during an endoscopic procedure. According to one aspect of this document, a clog clearing system uses flow information sensed by a flow sensor to detect channel conditions indicative of the presence or absence of a clog in a working channel, and alternately adjusts cleaning fluid or suction pressure, for example, to The application can unclog blocked channels. The unclogging system keeps the pressure of the anatomical environment under control, e.g., substantially zero net pressure, or a desired positive or negative pressure as specified by the user, during the procedure. To maintain, one or more of the irrigation or aspiration flow rates through one or more channels inside the endoscope can be adjusted.
本書で議論するさまざまな実施形態による詰まり解消システムおよび方法は、内視鏡処置中の内視鏡のその場での詰まり解消に対する改善された解決策を提供する。本明細書に記載のようなさまざまな態様によれば、本システムおよび方法は、外部での洗浄および詰まり解消のために内視鏡のアタッチメントおよびアクセサリを繰り返し挿入および除去することのない内視鏡検査をユーザに提供する。内臓を高陽圧のリスクにさらす可能性がある高圧洗浄を介する詰まり解消と比較して、本書で議論するように、たとえば交互に、同じ詰まったチャネルに適用される制御された洗浄および吸引は、内臓の環境安定化を提供する。この詰まり解消システムのさまざまな実施形態は、蓄積してチャネルを遮断する異なるサイズの詰まり粒子を効果的に分離することによってチャネルの詰まりを解消しながら、内臓に対する危険な陽圧変化または陰圧変化を回避または最小化することができる。結果として、より低侵襲性の処置でも解剖学的部位から不要な物質を安全かつより効率的に除去することができ、処置時間を短縮することができ、患者の安全性および患者の回復時間を改善することができる。 The unclogging systems and methods according to various embodiments discussed herein provide an improved solution to in-situ unclogging of an endoscope during an endoscopic procedure. According to various aspects as described herein, the present systems and methods provide an endoscope without repeated insertion and removal of endoscope attachments and accessories for external cleaning and unclogging. Provide the test to the user. Controlled irrigation and suction applied to the same clogged channel, e.g. alternately, as discussed herein, compared to unclogging via high pressure irrigation, which can expose internal organs to the risk of high positive pressure, Provides visceral environmental stabilization. Various embodiments of this unclogging system can unclog channels by effectively separating different sized clogging particles that accumulate and block channels, while allowing dangerous positive or negative pressure changes to internal organs. can be avoided or minimized. As a result, even less invasive procedures can safely and more efficiently remove unwanted material from the anatomy, reducing procedure time, improving patient safety and patient recovery time. can be improved.
図1は、患者における低侵襲処置中、内視鏡の作業チャネルの詰まりをその場で解消しながら、解剖学的部位での解剖学的環境101の圧力を実質的に所望のレベルに維持するためのシステム100の一例を示すブロック図である。システム100は、医療機器110および任意選択の構成要素を含むことができる。任意選択の構成要素は、吸引源120、洗浄源130、ユーザインターフェース140、センサ回路150、または制御モジュール160のいずれかを含むことができる。さまざまな例において、システム100は、柔軟性を向上させて個々の構成要素の構成および交換を容易にするモジュラー設計を有することができる。一例において、ユーザインターフェース140、センサ回路150、および制御モジュール160は、吸引/洗浄制御ユニットに含まれ得る。吸引/洗浄制御ユニットは、機器110、吸引源120、または洗浄源130の1つまたは複数に流体結合することができる。吸引/洗浄制御ユニットは、異なるタイプの医療機器および異なるタイプの洗浄源および吸引源に適合することができる。例示的な吸引/洗浄制御ユニットを、図3A~図3Bを参照して以下で議論する。吸引/洗浄制御ユニットは、作業チャネル111を通る洗浄および/または吸引を選択的に作動または停止させ、洗浄流量、洗浄流体圧力、吸引流量、または吸引圧力の1つまたは複数を調整することができる。本明細書で議論するさまざまな実施形態にしたがって吸引および/または洗浄を制御することによって、閉塞したチャネルの詰まりを解消することができ、処置中、解剖学的環境101の圧力を所望のレベルに維持することができる。
FIG. 1 maintains the pressure of the
医療機器110は、たとえば、内視鏡処置のような低侵襲手術を含む、診断、分析、または治療用途で使用することができる。限定ではなく例として、医療機器110は、関節手術、形成外科手術、副鼻腔手術および扁桃摘出術、またはこれらの組み合わせを含むがこれらに限定されない、さまざまな耳鼻咽喉科処置に使用することができる。医療機器110は、解剖学的環境101内の臓器において処置を行うように、または臓器組織を除去するように、ユーザによって制御することができる。医療機器110の制御は、ハンドピース、または、たとえば、ロボット手術コンソールまたはユーザインターフェースを介する間接制御を含むことができる。
医療機器110の一例は、標的の解剖学的構造から不要な組織を切除するように回転および/または往復するように構成されたブレードアセンブリを含む組織除去装置を含むことができる。ブレードアセンブリは、ハンドピースの内部、またはあるいは外部のエネルギー源によって給電されるモータによって駆動することができる。エネルギー源は、以下で議論するように、医療機器110に電動洗浄および吸引を提供するなどの他の機能を果たすこともできる。たとえば、とりわけ、シェーバ、デブリーダ、ブレード、またはバーを含む、さまざまなブレードアセンブリを使用することができる。使用されるブレードアセンブリに応じて、組織除去装置は、壊死性、癌性、損傷、感染または他の不要な軟組織、骨、または他の解剖学的特徴もしくは物体を、標的の解剖学的構造で、または標的の解剖学的構造から、削る、切断する、擦過する、または他の方法で除去するように機能することができる。例示的な組織除去装置を、図2A~図2Bを参照して以下に議論する。
An example of
医療機器110の他の一例は内視鏡を含むことができる。内視鏡の例は、とりわけ、膀胱を検査するための膀胱鏡、腎臓を検査するための腎鏡、気管支を検査するための気管支鏡、関節を検査するための関節鏡、結腸を検査するための大腸内視鏡、胆管領域(たとえば、胆管)を検査するための胆管鏡、消化管領域を検査するための十二指腸鏡、または腹部もしくは骨盤を検査するための腹腔鏡を含むことができる。内視鏡は、解剖学的部位での解剖学的環境を照らす光源と、内視鏡処置中、解剖学的環境の画像または動画を生成する撮像モジュールと、を含むことができる。内視鏡組織除去装置のようないくつかの内視鏡は、標的の解剖学的構造から不要な組織の部分を削る、切断する、擦過する、または他の方法で除去するように構成された組織切除部材を含むことができる。切除された組織残渣は次いで解剖学的部位から抽出することができる。いくつかの内視鏡は、結晶鉱物構造のような異物を解剖学的環境から破壊または除去するように構成された切除部材を含むことができる。たとえば、腎鏡は少なくとも部分的に腎臓内へ挿入することができる。他のエネルギーモダリティの中でも、超音波エネルギー、電磁衝撃波、またはレーザを腎臓結石へ送達して腎臓結石を破片または「石粉」に破壊することができ、これら破片または石粉を次いで解剖学的部位から抽出することができる。例示的な内視鏡を、図3A~図3Bを参照して以下に議論する。
Another example of
医療機器110は、本明細書でまとめて「不要な物質」と呼ぶ、切削、切断、切除、擦過、または除去された組織、骨、または他の解剖学的特徴もしくは物体、結石および物質の破片、解剖学的部位での体液、および洗浄流体を輸送する1つまたは複数の作業チャネル111を含むことができる。作業チャネル111は、(たとえば医療機器110上の吸引ポートを介して)吸引源120または(たとえば医療機器110上の洗浄ポートを介して)洗浄源130の1つまたは複数に選択的に結合することができる。
吸引源120は、解剖学的部位から不要な物質を引っ張る、吸引する、引き入れる、吸入する、または他の方法で移動または除去するように機能することができる。不要な物質は、医療機器110の近位端、ハンドピースの内側、または医療機器110から離れた場所にあるレセプタクル内へ移動させることができる。一例において、ハンドピースは、ハンドピースが清掃され、収集された物質が除去される前に、不要な物質を少なくとも一時的に収集するための容器またはリザーバを含むことができる。吸引源120は、真空、吸引、または陰圧を生成して医療機器110の作業チャネル111に適用することによって、前述の機能を実行することができる。一例において、吸引源120は、医療機器110から分離し、1つまたは複数のチューブ、ワイヤ、またはホースを介して医療機器110に接続することができる。他の一例において、吸引源120は、医療機器110に含める、または取り付けることができる。たとえば、吸引源120は、組織除去装置または内視鏡のハンドピース内に含めることができる。吸引源は、医療機器にも給電するエネルギー源によって給電することができ、またはそれ自体のエネルギー源によって給電することもできる。
洗浄源130は、作業チャネル111に洗浄流体を提供して、作業チャネル111を通る不要な物質(たとえば、組織残渣または結石の破片)の除去を補助するように機能することができる。洗浄流体は、回転または往復式の創傷清拭または切除中、組織除去装置または切除要素を冷却し、結石の破片化中、生成された熱を放散するのに役立つこともできる。洗浄流体は重力供給または加圧することができる。一例において、洗浄源は、医療機器110および解剖学的部位に対して持ち上げられて重力供給される洗浄流体を生成するバッグを含むことができる。他の一例において、ポンプが加圧洗浄流を生成することができる。洗浄流体は、洗浄源130または洗浄流体が収容されている場所から、外部流体供給チューブへ、および外部流体供給チューブを通して提供し、作業チャネル111内へ引き込むことができる。吸引源120によって提供される吸引圧力下で、洗浄流体は、不要な物質とともに、作業チャネル111の近位方向に向かって流れて解剖学的部位から除去され得る。
The
一例において、洗浄および吸引の両方に単一の作業チャネル111を使用することができる。制御モジュール160は、別々の時間に作業チャネル111を通して洗浄および吸引を制御可能に作動させることができる。他の一例において、医療機器110は、図1に示すように、吸引チャネル112および洗浄チャネル114のような、2つ以上の別個の作業チャネルを含むことができる。吸引チャネル112は、吸引源120に制御可能に接続され、吸引チャネル112を通して吸引されている不要な物質を誘導することができる。洗浄チャネル114は、洗浄源130に制御可能に接続され、洗浄チャネル114を通る洗浄流体を誘導することができる。一例において、吸引チャネル112は洗浄源130に制御可能に接続することができる。一例において、洗浄チャネル114は吸引源120に制御可能に接続することができる。本明細書で議論するさまざまな例による洗浄および吸引を使用して、とりわけ、不要な物質を除去すること、1つまたは複数の作業チャネルの詰まりを解消すること、組織部位での処置中に生成された熱を伝達すること、解剖学的環境の圧力を所望のレベルに維持すること、および所望の圧力に対応する作業チャネル内の所望の流れ条件を維持することを補助することができる。
In one example, a
一例において、吸引チャネル112および洗浄チャネル114は、医療機器110のハンドピースの管状部分の長さに沿って平行な配向に配置することができる。一例において、吸引チャネル112および洗浄チャネル114は、入れ子構造のように、共通の軸と同軸に配置することができる。一例において、医療機器110は、外側部材、および外側部材内に配置された内側部材を含む。吸引チャネル112は内側部材の内側に配置することができる。洗浄チャネル114は外側部材の外側に配置することができる。いくつかの構成において、洗浄チャネル114を通して洗浄流体を供給することに加えて、またはその代わりに、洗浄流体は、以降「洗浄ギャップ」と呼ぶ、医療機器110の内側および外側部材間に画定されたギャップを通して供給することができる。洗浄チャネル114または洗浄ギャップの1つを選択的に作動させて医療機器110に洗浄流体を供給することができる。いくつかの例において、洗浄チャネル114および洗浄ギャップの両方を作動させて洗浄流体を同時に供給することができる。これにより、臨床医は、処置中にどれだけの洗浄流体を使用するかを有利に調節することが可能になる。たとえば、より多くの組織残渣または石の破片が生成されているとき、またはチャネル内で詰まりが検出されれば、洗浄チャネル114および洗浄ギャップの両方を作動させて、より大量の流体を医療機器110に提供することができる。
In one example,
制御モジュール160は、内視鏡処置中の他の機能性の中でも、組織切除または結石除去、照明、撮像、洗浄、および吸引の1つまたは複数を含む、医療機器110の動作を制御するように構成することができる。一例において、制御モジュール160は、専用プロセッサ、特定用途向け集積回路(ASIC)、マイクロプロセッサ、または情報を処理し、システム100の構成要素の動作を作動、停止、または変更する制御信号を生成するための他のタイプのプロセッサのような、マイクロプロセッサ回路の一部として実装することができる。あるいは、マイクロプロセッサ回路は、本明細書に記載の機能、方法、または技術を実行する命令を受領および実行することができるプロセッサとすることができる。
制御モジュール160は、図3A~図3Bに示すもののような、医療機器110から分離しているユニットに少なくとも部分的に実装することができる。あるいは、制御モジュール160の一部を医療機器110に統合する、または他の方法で取り付けることができる。いくつかの例において、制御モジュール160は、単独でまたは組み合わせて、本明細書に記載の機能、方法、または技術を実行する回路セットを含むことができる。一例において、回路セットのハードウェアは、特定の動作を実行するように設計された、不変的に接続されたコンポーネント(たとえば、ハードワイヤード)を含むことができる。一例において、回路セットのハードウェアは、特定の動作の命令をエンコードするように物理的に修正されたコンピュータ可読媒体(たとえば、不変質量粒子の磁気的、電気的可動配置など)を含む、可変的に接続された物理コンポーネント(たとえば、実行ユニット、トランジスタ、単純回路など)を含むことができる。物理コンポーネントを接続する際に、ハードウェア構成要素の基礎となる電気的特性が、たとえば、絶縁体から導体へ、またはその逆に変更される。この命令により、組み込みハードウェア(たとえば、実行ユニットまたはローディング機構)が可変接続を介してハードウェアに回路セットの部材を作成して動作時に特定の動作の一部を実行することが可能になる。したがって、コンピュータ可読媒体は、機器が動作しているとき、回路セット部材の他の構成要素に通信可能に結合される。一例において、物理コンポーネントのいずれも、1より多くの回路セットの1より多くの部材において使用することができる。たとえば、動作中、実行ユニットをある時点で第1の回路セットの第1の回路において使用し、第1の回路セット内の第2の回路によって、または異なる時間に第2の回路セット内の第3の回路によって再利用することができる。
図1に示すように、制御モジュール160は、ユーザインターフェース140に結合され、ユーザインターフェース140から、医療機器110の1つまたは複数の機能性を作動、停止、または調整するためのユーザコマンドを受け取ることができる。ユーザインターフェース140は、医療機器110に少なくとも部分的に統合する、または他の方法で取り付けることができる。あるいは、ユーザインターフェース140は、図3A~図3Bに示す例示的なシステムのように、医療機器110から分離されていてもよい。ユーザインターフェース140は移動可能とすることができ、医療機器110および流体システム(たとえば、ポンプ、洗浄)に取り付けることができる。一例において、ユーザインターフェース140は、ユーザ(たとえば、臨床医)が吸引をオンまたはオフにする、または吸引流量もしくは吸引圧力を調整することを可能にする1つまたは複数のユーザコントロールを含むことができる。ユーザコントロールは、医療機器110とは別個のモバイルユーザインターフェース上に配置することができる。あるいは、ユーザコントロールは、図2Aに示す装置のような、内視鏡または組織除去装置のハンドピースのような、医療機器110上に配置することができる。制御モジュール160は、ユーザコマンドに応答して、吸引源120からの吸引流を作動または停止させる、または作業チャネル111に印加される吸引圧力を増加または減少させて所望の吸引流量を達成することができる。同様に、ユーザインターフェース140は、ユーザが洗浄をオンまたはオフにする、または洗浄流量もしくは洗浄流体圧力を(たとえば、ポンプを介して)調整することを可能にする1つまたは複数のユーザコントロールを含むことができる。制御モジュール160は、ユーザコマンドに応答して、洗浄源130からの洗浄流を作動もしくは停止させる、または作業チャネル111を通る洗浄流量を増加もしくは減少させることができる。
As shown in FIG. 1 ,
いくつかの例において、ユーザインターフェース140上のユーザコントロールは、繰り返し押されると、洗浄および吸引をオフにする前に、1つまたは複数の洗浄レベルおよび/または吸引レベルを循環する、押下可能な水洗制御ボタンを含むことができる。いくつかの例において、単一の制御で洗浄および吸引を一緒に制御することができる。洗浄レベルおよび/または吸引レベルを指定することができる位置決め可能なスライド、位置決め可能なレバー、または位置決め可能なダイアルのような、他の適切な制御要素を使用することもできる。いくつかの例において、ユーザインターフェース140により、ユーザは、複数の指定された別個の洗浄レベルまたは吸引レベルの1つから選択する、またはあるいは連続的な(たとえば、非分離的な)方法で洗浄レベルまたは吸引レベルを指定することが可能になる。
In some examples, a user control on
吸引および洗浄の独立制御に加えて、またはその代わりに、制御モジュール160は、洗浄または吸引の一方を、洗浄または吸引の他方の状態に基づいて自動的に制御することができる。一例において、制御モジュール160は、医療機器が給電されると、または洗浄源130が医療機器110に洗浄流体を供給すると、自動的に吸引をオンにし、医療機器が給電されていないとき、または洗浄源130が医療機器110へ洗浄流体を供給することを停止したとき、自動的に吸引をオフにすることができる。一例において、制御モジュール160は、吸引流量に応答して(たとえば、内側部材および外側部材間に画定された洗浄ギャップ内の流れを作動または停止させることによって)洗浄流量または流体体積を自動的に調整することができる。たとえば、(たとえば、除去されるべき不要な物質が大量のため)吸引が増加すると、制御モジュール160は自動的に洗浄流量を増加させる、または洗浄チャネル114および洗浄ギャップの両方を介して洗浄流体を供給することができる。逆に、(たとえば、除去されるべき不要な物質が少量のため)吸引が減少すると、制御モジュール160は自動的に洗浄流量を減少させる、または洗浄チャネル114もしくは洗浄ギャップの、両方ではなく、一方のみを介して洗浄流体を供給することができる。
In addition to or instead of independently controlling aspiration and irrigation,
制御モジュール160は、作業チャネル111内の詰まりの有無を示すチャネル状態を検出し、閉塞した作業チャネルの詰まりを解消するように吸引圧力または洗浄流体をそれぞれ提供する吸引源120または洗浄源130の1つまたは複数を制御するように構成された詰まりコントローラ161を含むことができる。一例において、詰まりコントローラ161は、チャネル状態を監視し、作業チャネル111内の流れ情報に基づいてチャネル詰まりを検出することができる。センサ回路150は、作業チャネル111の内側に配置され、作業チャネル111の中の移動液体の流量または体積を感知するように構成された流量センサに結合された回路を含むことができる。微小電気機械システム(MEMS)センサのような流量センサはさまざまな流量測定技術を採用することができる。限定ではなく例として、流量センサは、とりわけ、熱源から生成された熱の伝達率を測定する熱風速計、ある範囲の場所にわたる圧力降下を測定する差圧センサ、周波数シフトまたは移動/飛行時間のドップラー効果を測定する超音波流量センサ、流量を示す流体コンダクタンスの変化を測定する電磁センサを含むことができる。
詰まりコントローラ161は、流量センサによって感知される流量情報を使用してチャネル詰まりを検出することができる。一例において、詰まりコントローラ161は、第1の流量閾値を下回るような、感知された流量の減少に応答してチャネル詰まりを検出することができ、感知された流量が増加して第2の流量閾値を超えれば、詰まりがないこと、または閉塞した作業チャネルの詰まり解消が成功したことを検出することができる。他の一例において、流量測定値の変動性が閾値を超えるときのような、チャネルの内側の流量の安定性を使用して、チャネル詰まりを検出することができる。いくつかの例において、詰まりコントローラ161は、チャネルに入る流体の流入量とチャネルを出る流体の流出量とを比較することによってチャネル詰まりを検出することができる。流出量が流入量より実質的に低い(指定された許容値を超える)ような、流入量および流出量間の不一致はチャネル詰まりの存在を示す。
The clog
チャネル詰まりがあるとき、詰まりコントローラ161は、上で議論したように、(たとえば、吸引源120が吸引チャネル112に吸引圧力を提供し、洗浄源130が洗浄チャネル114へ洗浄流体の流れを提供する)洗浄/吸引動作の標準モードから洗浄/吸引動作の詰まり解消モードへ自動的に切り替わることができる。閉塞したチャネルの詰まりを解消するため、詰まりコントローラ161は、閉塞したチャネルへの洗浄流体の適用と吸引圧力の適用とを交互に行うことができる。ここで図4Aを参照すると、その中の図は、本書で議論する一実施形態によるチャネル詰まり解消技術を示している。図410は、洗浄源140によって作動する洗浄の標準モード中に詰まり412によって閉塞した流体充填チャネル411を示す。詰まり412は異なるサイズの組織残渣または結石の破片を含む。図410に示すように、粒子412Aのようなより小さな粒子が近位に位置し、粒子412Bのようなより大きな粒子が遠位に位置している。図420は標準モードから詰まり解消モードへの切り替えを示しており、詰まりコントローラ161が吸引源120をチャネル411の近位部分に流体結合し、吸引源120を作動させ、指定された吸引持続時間、チャネル411に吸引圧力を印加する。ユーザはユーザインターフェース140を介して吸引圧力および吸引持続時間を調整することができる。異なるサイズ(したがって異なる質量)の詰まり粒子は、印加される吸引圧力に対して異なる応答をすることができる。たとえば、より小さな粒子412Aは、吸引の適用中(およびその後)、より大きな粒子412Bより速い速度でチャネルの近位端に向かって動いて長い距離を移動することができる。結果として、いくつかの粒子を詰まり412から取り除いてより大きな粒子から分離することができる。
When there is a channel clog, the clog
図430は、吸引源120によって作動する吸引の標準モード中に詰まり413によって閉塞した流体充填チャネル411を示す。詰まり413の粒子は詰まり412とは異なって蓄積し、粒子413Aのようなより小さな粒子が遠位に位置し、粒子413Bのようなより大きな粒子が近位に位置している。図440は標準モードから詰まり解消モードへの切り替えを示しており、詰まりコントローラ161は洗浄源140をチャネル411の近位部分に流体結合し、洗浄源140を作動させ、洗浄流体を適用して指定された洗浄持続時間、チャネル411を洗浄する。ユーザは、洗浄流量、または洗浄流体を圧送する圧力、および洗浄持続時間を調整することができる。異なるサイズ(したがって異なる質量)の詰まり粒子は、水洗用洗浄流体に対して異なる反応をすることができる。たとえば、より小さな粒子413Aは、洗浄の適用中(およびその後)、より大きな粒子413Bより速い速度でチャネルの遠位端に向かって動いて長い距離を移動することができる。結果として、いくつかの粒子を詰まり413から取り除いてより大きな粒子から分離することができる。
FIG. 430 shows fluid-filled
分離された粒子は、追加の洗浄および/または吸引を使用して作業チャネル411を下って抽出することができる。一例において、吸引圧力、吸引流量、洗浄流量、または洗浄流体を加圧するためのポンプ圧力の1つまたは複数を(たとえばユーザインターフェース140を介して)変化させてサイズによって粒子を分離することができる。たとえば、チャネル411を通してより高い流量を適用してより大きな粒子を除去することができ、より低い流量を適用してより小さな粒子を除去することができる。
Separated particles can be extracted down working
図4B~図4Cは、詰まりの存在下および詰まり解消プロセス中の作業チャネル内の流れの変化を示す図である。図4Bは、図4Aの図410および図420に示すような、詰まった洗浄チャネル内の流れの変化を示す。洗浄チャネルに配置された流量センサを使用して、流量のような流れパラメータを測定することができる。(y軸における)流量測定値は-1と1との間の値を有する。正の流量値が、吸引チャネルの遠位端に向かう(または解剖学的環境101に向かう、図4Aの図410参照)流れ方向を表す。負の流量値が、反対方向、すなわち、吸引チャネルの近位端に向かう(または解剖学的環境101から離れる、図4Aの図420参照)流れを表す。流量測定の値は、洗浄チャネルを通る閉塞していない流れに対するものである。すなわち、流量値「1」は閉塞していないチャネルの洗浄中の流量を表し、流量値「-1」は閉塞していないチャネルの吸引中の流量を表す。
Figures 4B-4C illustrate changes in flow in the working channel in the presence of a clog and during the unclogging process. FIG. 4B shows changes in flow in a clogged wash channel such as shown in diagrams 410 and 420 of FIG. 4A. A flow sensor placed in the wash channel can be used to measure flow parameters such as flow rate. Flow measurements (on the y-axis) have values between -1 and 1. A positive flow value represents a flow direction toward the distal end of the aspiration channel (or toward the
詰まっていない洗浄チャネルの洗浄の標準モード中、約「1」の値の正の流れF0を流量センサによって検出することができる。図示のように、流れF0は、一定の流れの上に重なった揺らぎを含み、小さな破片が吸引されていることを示している。T1で、流量は(F0より少ない)F1に減少する。F0-F1の減少が詰まり検出閾値を超えれば詰まりが検出される。この例において、F1はゼロより大きいレベルにあり、チャネルが完全には遮断されず、洗浄が継続されていることを示している。T2で流量がF2に低下するまで、粒子は蓄積し続ける。F2はほぼゼロであり、(図4Aの図410に示すように)実質的なチャネル遮断を示している。T2で、または特定の(たとえば、ユーザ指定の)流れ条件に対応する時間に、詰まり解消モードを作動させることができる。閉塞したチャネルに吸引を適用し、(図4Aの図420に示すように)閉塞したチャネルの中の流体および塊を吸引チャネルの近位端に向かって引き込むことができる。流量センサによって負の流れF3を感知することができる。図4Aの図420を参照して上で議論したように、吸引により詰まりを分解することができ、より小さなサイズの粒子が詰まりの残りと解離することができ、チャネルの近位端に向かってより長い距離を移動するようになる。チャネルの詰まりが解消されている間、吸引を継続することができ、負の流れF3がT3でほぼ最大(「-1」、実質的に閉塞していない流れを示す)に達することが可能になる。指定された期間の吸引時間の間吸引を適用し、取り除かれた粒子がチャネルから抽出された後、T4で吸引を停止することができる。負の流量は次いで実質的にゼロの流れF4まで減少することができる。T5で、詰まっていないチャネルに洗浄流体を適用することによって標準の洗浄モードが再開される。チャネルの詰まり解消が成功して粒子がチャネルから除去されると、約「1」の値の正の流れF5を流量センサによって感知することができる。
During the standard mode of cleaning of an unplugged cleaning channel, a positive flow F0 of approximately "1" value can be detected by the flow sensor. As shown, flow F0 contains fluctuations superimposed on the constant flow, indicating small debris being aspirated. At T1, the flow rate is reduced to F1 (less than F0). A jam is detected if the decrease in F0-F1 exceeds the jam detection threshold. In this example, F1 is at a level greater than zero, indicating that the channel is not completely blocked and washing continues. Particles continue to accumulate until the flow rate drops to F2 at T2. F2 is nearly zero, indicating substantial channel blockage (as shown in diagram 410 of FIG. 4A). The unclogging mode can be activated at T2 or at times corresponding to particular (eg, user-specified) flow conditions. Suction can be applied to the occluded channel to draw fluid and clots in the occluded channel toward the proximal end of the aspiration channel (as shown in
図4Cは、図4Aの図430および図440に示すような、詰まった吸引チャネル内の流れの変化を示す。吸引チャネルに配置された流量センサを使用して、流量のような流れパラメータを測定することができる。(y軸における)流量測定値は-1と1との間の値を有する。正の流量値が、吸引チャネルの近位端に向かう(または解剖学的環境101から離れる、図4Aの図430参照)流れ方向を表す。負の流量値が、反対方向、すなわち、吸引チャネルの遠位端に向かう(または解剖学的環境101に向かう、図4Aの図440を参照)流れを表す。流量測定の値は、吸引チャネルを通る閉塞していない流れに対するものである。すなわち、流量値「1」は閉塞していないチャネルの吸引中の流量を表し、流量値「-1」は閉塞していないチャネルの洗浄中の流量を表す。
FIG. 4C shows changes in flow in a clogged aspiration channel, such as shown in diagrams 430 and 440 of FIG. 4A. A flow sensor placed in the suction channel can be used to measure flow parameters such as flow rate. Flow measurements (on the y-axis) have values between -1 and 1. A positive flow value represents a flow direction toward the proximal end of the aspiration channel (or away from the
詰まっていない吸引チャネルに適用される吸引の標準モード中、約「1」の値の正の流れF0を流量センサによって検出することができる。図示のように、流れF0は、一定の流れの上に重なった揺らぎを含み、小さな破片が吸引されていることを示している。T1で、流量は(F0より少ない)F1に減少する。F0-F1の減少が詰まり検出閾値を超えれば詰まりが検出される。この例において、F1はゼロより大きいレベルにあり、チャネルが完全には遮断されず、吸引が継続されていることを示している。T2で流量がF2に低下するまで、粒子は蓄積し続ける。F2はほぼゼロであり、(図4Aの図430に示すように)実質的なチャネル遮断を示している。T2で、または特定の(たとえば、ユーザ指定の)流れ条件に対応する時間に、詰まり解消モードを作動させることができる。(図4Aの図440に示すように)閉塞したチャネル内へ吸引チャネルの遠位端に向かって、そして解剖学的環境に向かって、洗浄流体を注入することができる。流量センサによって負の流れF3を感知することができる。図4Aの図440を参照して上で議論したように、洗浄流体により詰まりを分解することができ、より小さなサイズの粒子が詰まりの残りと解離することができ、チャネルの遠位端に向かってより長い距離を移動するようになる。チャネルの詰まりが解消されている間、洗浄が継続され、負の流れF3がT3でほぼ最大(「-1」、実質的に閉塞していない流れを示す)に達することが可能になる。指定された期間の洗浄時間の洗浄の適用後、T4で洗浄を停止することができる。分離された粒子がチャネル内で沈降するにつれて、負の流量は次いで実質的にゼロの流れF4まで減少することができる。T5で、追加の吸引を適用することによって標準の吸引モードが再開され、取り除かれた粒子をチャネルから抽出する。チャネルの詰まり解消が成功して、粒子がチャネルから除去されると、約「1」の値の正の流れF5を流量センサによって感知することができる。
During a standard mode of suction applied to a non-clogged suction channel, a positive flow F0 of approximately "1" value can be detected by the flow sensor. As shown, flow F0 contains fluctuations superimposed on the constant flow, indicating small debris being aspirated. At T1, the flow rate is reduced to F1 (less than F0). A jam is detected if the decrease in F0-F1 exceeds the jam detection threshold. In this example, F1 is at a level greater than zero, indicating that the channel is not completely blocked and aspiration continues. Particles continue to accumulate until the flow rate drops to F2 at T2. F2 is nearly zero, indicating substantial channel blockage (as shown in diagram 430 of FIG. 4A). The unclogging mode can be activated at T2 or at times corresponding to particular (eg, user-specified) flow conditions. Irrigation fluid can be injected into the occluded channel toward the distal end of the aspiration channel and toward the anatomical environment (as shown in
いくつかの例において、吸引圧力および洗浄流体をチャネル411に交互に繰り返し適用することができる。これにより、詰まり412の構造を事前に知ること、またはこれを判定する必要性なく、詰まりの粒子をより効率的に分離することが可能になる。また、継続的に吸引を適用して次いで時々洗浄することにより、詰まり形成の発生を低減するのに役立つことができる。吸引および洗浄が交互に繰り返し適用されている間、センサ回路150は流量を監視することができる。閉塞したチャネルへの洗浄流体または吸引圧力の適用を含む、詰まり解消動作は、チャネル詰まりが存在する限り継続することができる。監視された流量が増加して閾値を超えると、閉塞したチャネルの詰まり解消が成功したと見なされる。詰まりコントローラ161は、動作の詰まり解消モードから洗浄/吸引動作の標準モードに戻るように切り替わることができる。
In some examples, aspiration pressure and irrigation fluid can be alternately and repeatedly applied to
図1に戻ると、制御モジュール160は、(「環境圧力」とも呼ばれる)解剖学的環境の圧力を制御下に保ち、たとえば環境圧力を実質的に所望の圧力レベル(たとえば、所定のレベル、またはユーザインターフェース140を介してユーザによって指定されたような)に維持するように構成された圧力コントローラ162を含むことができる。一例において、(たとえば圧力センサによる)環境圧力測定値と所望の圧力との間の差が許容範囲内、たとえば、非限定的な一例として±5%~10%にあれば、環境圧力は所望の圧力レベルに維持されていると見なされる。解剖学的環境101の解剖学的部位で維持されるべき所望の圧力レベルは、ユーザインターフェース140から受け取ることができる。前述のように、吸引の結果、解剖学的部位で陰圧変化の可能性がある一方、洗浄の結果、解剖学的部位で陽圧変化の可能性がある。陰圧変化および陽圧変化は、解剖学的部位に露出した内臓に悪影響を及ぼす可能性がある。環境圧力を制御された圧力レベルに維持することにより患者の安全性を増加させて処置時間を効果的に短縮することができる。いくつかの例において、所望の圧力レベルを受け取ることに加えて、またはその代わりに、たとえばユーザインターフェース140から所望の流れ条件を受け取ることができる。所望の流れ条件は、流出(たとえば、解剖学的環境に適用される吸引の流量)に対する流入(たとえば、解剖学的環境に適用される洗浄流体の流量)についての情報を含む。所望の流れ条件は、解剖学的環境に印加されるべき所望の圧力に対応する。たとえば、実質的に等しい流入量および流出量という所望の流れ条件は実質的に正味ゼロの環境圧力に対応し、流出量より高い流入量という所望の流れ条件は正の環境圧力に対応し、流出量より低い流入量という所望の流れ条件は負の環境圧力に対応する。圧力コントローラ162は、処置中、所望の流れ条件を維持するように、1つまたは複数の作業チャネルを通る洗浄流量または吸引流量の1つまたは複数を制御することができる。
Returning to FIG. 1, the
圧力コントローラ162は、吸引または洗浄の1つまたは複数を自動的に作動、停止、または調整することによって、制御された圧力を達成することができる。センサ回路150は、内視鏡処置中、解剖学的環境の圧力(「環境圧力」)を監視することができる。一例において、センサ回路150は、圧力センサに結合して、環境圧力、または環境圧力を示す信号、または他の方法で環境圧力に相関する信号を感知することができる。圧力センサの例は、抵抗、容量、圧電、光学、または微小電気機械システム(MEMS)圧力センサを含むことができる。一例において、圧力センサが解剖学的環境101と接触するように、内視鏡の挿入可能な管状部分の遠位先端のような、医療機器110の遠位部分に圧力センサを取り付ける、または統合することができる。一例において、圧力センサは、解剖学的環境101から離れた内視鏡の管状部分の内側のより近位の場所に配置することができる。制御モジュール160は、処置中に維持されるべき所望の環境圧力をユーザインターフェース140から受け取ることができる。制御モジュール160は、感知された環境圧力を所望の環境圧力と比較し、環境圧力を所望の環境圧力のレベルに向けさせるように洗浄流量または吸引流量の1つまたは複数を調整することができる。
システム100が洗浄/吸引の標準モードで(いずれの作業チャネルにも詰まりが検出されないとき)および洗浄/吸引の詰まり解消モードで(作業チャネルの、すべてではないが、少なくとも1つが詰まっているとき)作動するとき、圧力コントローラ162は制御された環境圧力を維持することができる。吸引および/または洗浄流量の自動調整を介して環境圧力を調節するための例示的なシステムを、図5(チャネル詰まりがないとき)および図6~図7(チャネル詰まりがあるとき)を参照して以下に議論する。
System 100 in wash/aspirate normal mode (when no clog is detected in any working channel) and in wash/aspirate clearing mode (when at least one, but not all, of the working channels is clogged). When actuated,
ユーザインターフェース140は、とりわけ、たとえば、(生動画を含む)手術野の画像、作業チャネル111の状態を含む医療機器110の動作状態、チャネル詰まりまたは詰まり解消成功のようなチャネル状態についての情報、およびセンサ回路150によって感知されたような環境圧力を含む、内視鏡処置中に収集された情報を提示する、ディスプレイのような、出力ユニットを含むことができる。
図2Aは電動組織除去装置200の斜視図を示し、電動組織除去装置200は医療機器110の一例である。電動組織除去装置200は、ハンドピース210およびハンドピース210から延在する管状アセンブリ222を含むことができる。管状アセンブリ222は、ハンドピース210に配置された近位部分226、および反対側の遠位部分228を含む。遠位部分228は、管状アセンブリ222の残りと位置を合わせた「直線シャフト」として示されているが、いくつかの例において、遠位部分228は、近位部分226を含む、管状アセンブリ222の残りに対して曲げる、または傾斜させることができる。
FIG. 2A shows a perspective view of a powered
遠位部分228の例示的な構成を図2Bに示す。管状アセンブリ222は、外側管状部材252および外側管状部材252の内側に配置されている内側管状部材254を含む。外側部材252は外側部材窓262を含む。内側部材254は、切断部分264および内側部材254の内側に画定された吸引チャネル274を含む。内側部材254または切断部分264は、吸引チャネル274と連通する内側部材窓266を含む。
An exemplary configuration for
電動組織除去装置200は、外側部材252の外部または外側に配置された洗浄チャネル272を含む。洗浄チャネル272は外側部材252の長さに沿って延在する。洗浄チャネル272の近位端は、洗浄源230と流体連通する近位洗浄ポート282を含み、洗浄チャネル272の遠位端は、電動組織除去装置200または外側部材252に取り付けられている遠位洗浄ポート284を含む。
Powered
電動組織除去装置200は、エネルギー源240、吸引源220、および洗浄源230に結合することができる。エネルギー源240は、電動組織除去装置200、吸引源220、洗浄源230、またはこれらの組み合わせに給電するように構成されている。吸引源120の一実施形態である吸引源220は、内側部材254の内側に画定された吸引チャネル274と流体連通することができる。吸引源220は、吸引チャネル274を介して電動組織除去装置200に吸引を適用する、または電動組織除去装置200から真空を引き込むように構成されている。洗浄源130の一実施形態である洗浄源230は、外側部材252の外部または外側に配置された洗浄チャネル272と流体連通することができる。洗浄源230はあるいは、または加えて、内側部材254と外側部材252との間のギャップと流体連通することができる。
Powered
電動組織除去装置200は、電動組織除去装置200、エネルギー源240、吸引源220、洗浄源230、またはこれらの組み合わせを動作させるための1つまたは複数のユーザコントロール224を含む。限定ではなく例として、ユーザインターフェース140の実施形態であるユーザコントロール224をハンドピース210に配置して、処置中、ユーザが容易にアクセスおよび操作することを可能にすることができる。一例において、ユーザコントロール224により、ユーザは、創傷清拭を手動で制御し、他の洗浄または吸引パラメータの中でも、洗浄流量または吸引流の1つまたは複数を作動、停止、または調整することが可能になる。
Powered
電動組織除去装置200は、少なくとも部分的にハンドピース210の内側に配置された制御モジュール(図示せず)を含む。制御モジュール160の一実施形態とすることができる制御モジュールは、他の機能性の中でも、組織清拭、洗浄、吸引の1つまたは複数を含む、ユーザコントロール224からのユーザコマンドに応答して電動組織除去装置200の動作を制御するように構成することができる。一例において、制御モジュールは、作業チャネルから感知された流量に基づいて作業チャネル(たとえば、統一された洗浄/吸引チャネル、または別個の洗浄チャネルまたは別個の吸引チャネル)内の詰まりを検出し、たとえば閉塞したチャネルへの洗浄流体の適用と吸引圧力の適用とを交互に行うことによって閉塞したチャネルの詰まりを解消することができる。制御モジュールは、図1を参照して上で議論したように、解剖学的環境の圧力(「環境圧力」)を制御下に保って、たとえば、処置中、環境圧力を実質的にユーザ指定の所望の圧力に維持するように、洗浄流パラメータの1つもしくは複数または1つもしくは複数の吸引流パラメータを作動および調整することができる。
Powered
図3A~図3Bはそれぞれ、例として、内視鏡処置で使用するための内視鏡システム300Aおよび300Bを示す。内視鏡システム300Aおよび300Bはシステム100の実施形態である。図3Aを参照すると、システム300Aは、内視鏡310A、吸引源320、洗浄源330、および吸引/洗浄制御ユニット340を含む。医療機器110の一例である内視鏡310Aは、遠位端からハブ312まで延在するチューブ311を含むシース内へ延在することができる。ハブ312は近位端で終了する。内視鏡310は光ポート314および視覚ポート315を含むことができる。光ポート314は、内視鏡内へ、そして内視鏡のチューブ311から、光を提供して、解剖学的環境における対象の特徴(たとえば、切除された組織または結石および物質)が照らされるように機能することができる。たとえば、対象の特徴が低い光条件に配置されているとき、光ポートは可視性を高めるのに有利である。視覚ポート315は、ユーザが対象の特徴を観察することが可能になる観察窓を提供するように機能することができる。一例において、視覚ポート315は、遠位端にある観察レンズへの視覚的アクセスを提供する近位端にある光学窓とすることができる。他の一例において、視覚部分315は、対象の特徴および解剖学的環境の画像または動画を撮影するカメラへの接続点を提供することができる。画像または動画は出力してモニタ上に表示することができる。
FIGS. 3A-3B each show, by way of example,
内視鏡310Aは、吸引または洗浄流体を受け取るための洗浄/吸引ポート313を含むことができる。洗浄/吸引ポート313は、ハブ312の外部、または内視鏡310Aの近位端のような内視鏡310A上の他の場所に配置することができる。洗浄/吸引ポート313は、チューブ311の内側の作業チャネル(図示せず)に開いている。作業チャネルは、洗浄流体を輸送し、かつ/または吸引するように、サイズ決め、成形、および構成することができる。一例において、同じ作業チャネルを洗浄および吸引に使用することができる(統一洗浄/吸引チャネルとも呼ばれる)。他の一例において、洗浄チャネルおよび吸引チャネルはチューブ311内に別々に配置される。
一例において、内視鏡310は腎鏡とすることができる。使用中、チューブ311の可撓性遠位部分を患者の腎臓へ外科的に挿入することができる。チューブ311の近位部分は患者の体外に留まることができる。チューブ311の内側は、内視鏡310の長さに沿って延在する光ファイバを含むことができる。光ファイバはマルチモードファイバまたはシングルモードファイバとすることができる。腎鏡の外部のレーザがレーザビームを生成することができる。レーザビームは適切なコネクタを介して光ファイバの近位端へ結合することができる。光ファイバは腎臓結石にレーザビームを送達して腎臓結石を破片へと切除することができる。いくつかの例において、レーザビームは、2100nm、1942nmなどのような、ヒトの血液および生理食塩水の吸収のスペクトルピークに対応する波長を有することができる。一般に、血液および生理食塩水にかなり吸収されるレーザビームを送達することは有益であり得るが、これはこのようなレーザビームは周囲の組織への侵襲を最小にすることができ、これにより腎臓結石またはその付近の組織への損傷を軽減または排除することができるからである。内視鏡310の把持可能な近位部分上にレーザコントローラを配置することができる。図2Aに示すような創傷清拭の手動制御を可能にするユーザコントロール224と同様に、レーザコントローラは、ユーザが動作状態(「オン」)と非動作状態(「オフ」)との間でレーザビームの状態を切り替えることを可能にすることができる。いくつかの例において、ユーザは、レーザコントローラを介してではなく、レーザのハウジング上で、出力パワーのような、レーザの1つまたは複数の設定を調整することができる。
In one example, endoscope 310 can be a nephroscope. In use, the flexible distal portion of
吸引/洗浄制御ユニット340は、内視鏡処置中、内視鏡310に吸引および洗浄を提供しながら、解剖学的環境の圧力を制御下に保って、たとえばこの圧力を実質的にユーザ指定の圧力レベル(たとえば、ユーザ指定の圧力と±5%~10%のような許容範囲)に維持することができる。吸引/洗浄制御ユニット340は、圧力モニタ(これはセンサ回路150の一実施形態である)、制御モジュール(これは制御モジュール160の一実施形態である)、ポンプ、電源を含むことができる。制御モジュールは、制御モジュールを制御するための、吸引/洗浄制御ユニット340の外部に配置されるような、ユーザインターフェース341(これはユーザインターフェース140の一実施形態である)と通信することができる。
The aspiration/
吸引源320は外部吸引ライン326を介して吸引/洗浄制御ユニット340に接続することができる。吸引/洗浄制御ユニット340は、洗浄流体の適用サイクルのすべてまたは一部で吸引をオフにすることができるように吸引源320と内視鏡310との間の吸引を制御するように構成された制御弁342を含む。洗浄源330は外部洗浄ライン336を介して吸引/洗浄制御ユニット340に接続することができる。吸引/洗浄制御ユニット340に含まれるポンプは、洗浄ライン336を介して内視鏡310に入る前の洗浄流体を加圧することができる。図3Aに示すように、外部吸引ライン326および外部洗浄ライン336は共通の接続具350で一緒に接続することができ、接続具350は、洗浄/吸引ポート313を介して内視鏡310に流体または吸引を供給するための共通ライン356に結合することができる。
吸引/洗浄制御ユニット340内の制御モジュールは、ユーザインターフェース341からのユーザコマンドに応答して内視鏡310の動作を制御するように構成することができる。一例において、制御モジュールは、作業チャネルから感知された流量に基づいて作業チャネル(たとえば、統一された洗浄/吸引チャネル、別個の洗浄チャネル、または別個の吸引チャネル)内の詰まりを検出し、たとえば洗浄流体および吸引圧力を交互に適用することによって閉塞したチャネルの詰まりを解消することができる。制御モジュールは、解剖学的環境の圧力(「環境圧力」)を制御下に保って、たとえば、図1を参照して上で議論したように、環境圧力を実質的にユーザ指定の圧力レベルに維持するように、洗浄流パラメータの1つもしくは複数または1つもしくは複数の吸引流パラメータを自動的に作動および調整することができる。
A control module within aspiration/
図3Bに示すようなシステム300Bはシステム300Aと同様であり、内視鏡310B、吸引源320、洗浄源330、および制御吸引/洗浄制御ユニット340を含む。内視鏡310Aと同様に、内視鏡310Bは、チューブ311、ハブ312、光ポート314、および視覚ポート315を含むことができる。しかしながら、単一の洗浄/吸引ポート313の代わりに、内視鏡310Bは、吸引源320および洗浄源330とそれぞれ流体連通するように適合された、別個の吸引ポート313Aおよび洗浄ポート313Bを含む。吸引源320は外部吸引ライン326を介して吸引ポート313Aに流体結合されている。洗浄源330は外部洗浄ライン336を介して洗浄ポート313Bに流体結合されている。吸引ポート313Aおよび洗浄ポート313Bはそれぞれチューブ311の内側の1つまたは複数の作業チャネルに開くことができる。一例において、洗浄チャネルおよび吸引チャネルはチューブ311内に別々に配置される。吸引ポート313Aは吸引チャネルまたは洗浄チャネルに選択的に開くことができる。同様に、洗浄ポート313Bはチューブ311の内側の吸引チャネルまたは洗浄チャネルに選択的に開くことができる。
図5は、例示的なフィードバック制御圧力調節システム500を示す図であり、フィードバック制御圧力調節システム500はシステム100の環境圧力制御部分の一実施形態である。システム500は、チャネル詰まりが示されていないとき、そしてシステム500が洗浄/吸引の標準モードで動作する(たとえば、吸引チャネル112に吸引圧力を提供するように吸引源120を制御し、洗浄チャネル114に洗浄流体の流れを提供するように洗浄源130を制御する)とき、解剖学的部位で環境圧力を調節するように構成することができる。システム500は、それぞれ吸引チャネル112および洗浄チャネル114内の吸引および/または洗浄流量の自動調整を介して環境圧力を調節することができる。一例において、吸引チャネル112の長手軸および洗浄チャネル114の長手軸は互いに平行とすることができる。一例において、吸引チャネル112および洗浄チャネル114は、たとえば入れ子構成で、共通の軸と同軸に配置することができる。一例において、統一された洗浄/吸引チャネルのような、同じ作業チャネルを通して、異なる時間に洗浄および吸引を適用することができる。圧力モニタ550が圧力センサ352を介して解剖学的環境101の圧力を監視することができる。限定ではなく例として、制御モジュール160は、他のフィードバックコントローラの中でも、比例積分(PI)コントローラ、または比例積分微分(PID)コントローラを含むことができる。「誤差」とも呼ばれる、感知された圧力(圧力モニタ550で)と所望の圧力との間の差を使用して、フィードバックコントローラにおけるP、I、またはD項を決定することができる。
FIG. 5 is a diagram illustrating an exemplary feedback-controlled
ユーザによって提供される所望の圧力(または所望の流れ条件)に応じて、システム500は、(実質的に等しい解剖学的環境に適用される洗浄流体の流入量および解剖学的環境に適用される吸引の流出量という所望の流れ条件に対応する)所望の圧力が実質的に正味ゼロであるとき、安定圧力モードで、または(流入量と流出量との間の不均衡という所望の流れ条件に対応する)所望の圧力が陽圧または陰圧であるとき、圧力制御モードで動作することができる。安定圧力モードで動作するとき、洗浄流量または吸引流量は、たとえばユーザインターフェース140上のそれぞれのユーザコントロールを介して、ユーザによって手動で調整することができる。内視鏡処置中、洗浄流量の増加の結果、解剖学的部位での環境圧力が増加する可能性があり、この増加を圧力モニタ550によって感知することができる。制御モジュール160は、吸引チャネル112に吸引圧力を印加することによって即応的に吸引を作動させることができる。吸引により陰圧を生成して洗浄によって生成される圧力の増加を相殺することができる。(洗浄の増加による)圧力増加が吸引流によって実質的に中和されるまで、制御モジュール160は吸引流量または吸引圧力を調整することができる。環境圧力を次いで実質的にゼロに向けさせ、維持することができる。
Depending on the desired pressure (or desired flow conditions) provided by the user, the
同様に、吸引流量の増加の結果、解剖学的部位での環境圧力が減少する可能性がある。制御モジュール160は、洗浄チャネル114に洗浄流体の流れを提供することによって即応的に洗浄を作動させることができる。洗浄により陽圧を生成して吸引によって生成される圧力の減少を相殺することができる。(吸引の増加による)圧力低下が洗浄流によって実質的に中和されるまで、制御モジュール160は洗浄流量を調整することができる。環境圧力を次いで実質的にゼロに向けさせ、維持することができる。
Similarly, increased aspiration flow can result in decreased environmental pressure at the anatomical site. The
いくつかの状況において、解剖学的部位で、陽または陰の環境圧力を維持することが望ましい。安全範囲内の制御された陽圧は、内視鏡処置中に解剖学的構造(たとえば、尿管、腎臓、子宮、または他の臓器)を拡張し、過度の陽圧による組織損傷を引き起こすことなく、内視鏡を介して解剖学的構造のより良好な可視性を可能にするのに役立つことができる。陽圧は組織残渣または結石の破片が解剖学的構造に詰まるのを防止し、解剖学的構造から組織残渣または結石の破片を除去するのを補助することができる。いくつかの場合において、内視鏡処置中に制御された陰圧を安全範囲内に維持することにより、内臓を過度の陰圧のリスクにさらすことなく、解剖学的構造からの破片の抽出を容易にすることも可能になる。 In some situations, it is desirable to maintain positive or negative environmental pressure at an anatomical site. Controlled positive pressure within safe limits may dilate anatomical structures (e.g., ureters, kidneys, uterus, or other organs) during endoscopic procedures, causing tissue damage due to excessive positive pressure. However, it can help to allow better visibility of the anatomy through the endoscope. The positive pressure can prevent tissue debris or calculus debris from lodging the anatomy and assist in removing tissue debris or calculus debris from the anatomy. In some cases, maintaining a controlled negative pressure within a safe range during an endoscopic procedure permits extraction of debris from the anatomy without exposing internal organs to the risk of excessive negative pressure. It can also be made easier.
たとえばユーザインターフェース140を介してユーザによって陽の所望の環境圧力が提供されると、システム500は圧力制御モードで動作することができる。制御モジュール160は洗浄チャネル114を通る洗浄流量を自動的に増加させて解剖学的部位での陽の環境圧力を増加させることができる。加えて、またはあるいは、制御モジュール160は吸引チャネル112を通る吸引流量を自動的に減少させて解剖学的部位での陰圧を低減することができる。感知される環境圧力が実質的に所望の陽圧のレベルに達するまで、洗浄および/または吸引の自動調整を継続することができる。
同様に、たとえばユーザインターフェース140を介してユーザによって陰の所望の環境圧力が提供されると、システム500は圧力制御モードで動作することができる。制御モジュール160は吸引チャネル112を通る吸引流量を自動的に増加させて解剖学的部位での陰の環境圧力を増加させることができる。加えて、またはあるいは、制御モジュール160は洗浄チャネル114を通る洗浄流量を自動的に減少させて解剖学的部位での陽圧を低減することができる。感知される環境圧力が実質的に所望の陰圧のレベルに達するまで、洗浄および/または吸引の自動調整を継続することができる。
Similarly,
制御モジュール160は、陰圧の下限および陽圧の上限によって定義される安全範囲内に解剖学的環境の圧力を保つ安全機構を含むことができる。感知された環境圧力が陽圧の上限に達すれば、制御モジュール160は、洗浄流を自動的に停止、低減、または現在の量で維持して、環境圧力のさらなる増加を防止することができる。同様に、感知された環境圧力が陰圧の下限に達すれば、制御モジュール160は、吸引流を自動的に停止、低減、または現在の量で維持して、環境圧力のさらなる減少を防止することができる。システムが圧力制御モードで動作するとき、ユーザから受け取られた所望の陽圧および所望の陰圧がチェックされ、所望の陽圧および所望の陰圧が安全範囲内にあることが保証される。非限定的な一例において、所望の陽圧は5重量ポンド毎平方インチ(psi)(または約34.5キロパスカル(kPa))であり、所望の陰圧は-5psi(または約-34.5kPa)であり、安全範囲は-6psi(または約41.4kPa)の下限と6psi(または約41.4kPa)の上限との間である。一例において、ユーザから受け取られた所望の陽圧が陽圧の上限を超えれば、または所望の陰圧が陰圧の安全限界より低ければ、(たとえば、ユーザインターフェース140から)警告を発することができる。このような安全機構で、制御モジュール160は環境圧力をユーザ指定のレベルに維持すると同時に、処置中に解剖学的環境にかかる過度の陽圧または陰圧を防止または最小化することができる。
The
図6Aは、例示的なフィードバック制御圧力調節システム600を示す図であり、フィードバック制御圧力調節システム600はシステム100の一実施形態である。システム600は、吸引チャネル112内に詰まりがあるとき、解剖学的環境101の圧力(「環境圧力」)を調節するように構成することができる。図4Aを参照して上で議論したように、吸引チャネル112内の詰まりが検出されると、コントローラモジュール160の詰まりコントローラ161は、吸引チャネル112に吸引圧力を印加する標準モード(図5参照)から、吸引チャネル112に洗浄流を提供するために洗浄源130が吸引チャネル112に流体結合される詰まり除去モードへ切り替わることができる。
FIG. 6A is a diagram illustrating an exemplary feedback-controlled
吸引チャネル112に洗浄流を適用する結果、解剖学的部位で解剖学的圧力が増加する可能性がある。制御モジュール160の圧力コントローラ162は吸引チャネル112および洗浄チャネル114を通る吸引および/または洗浄流量の自動調整を介して環境圧力を調節することができる。たとえば、(圧力モニタ550によって感知されるような)環境圧力の増加に応答して、圧力コントローラ162は洗浄チャネル114に吸引圧力を自動的に適用することができる。洗浄チャネル114が詰まっていなければ、洗浄チャネル114に適用される吸引は解剖学的環境101に陰圧を生成して、吸引チャネル112を通る洗浄によって生成される圧力増加を相殺することができる。一例において、圧力モニタ550は環境圧力を継続的または周期的に監視することができ、圧力コントローラ162は、環境圧力を所望の圧力のレベルに向けさせるように、吸引流量、または吸引圧力を調整することができる。
Applying an irrigation flow to the
一例において、所望の圧力は実質的に正味ゼロの圧力である。圧力コントローラ162は感知された環境圧力の増加を実質的に中和するように洗浄チャネル114内の吸引流量または吸引圧力を調整することができる。このように、環境圧力を実質的にゼロに向けさせ、維持することができる。他の一例において、所望の圧力は陽圧である。圧力コントローラ162は、感知された環境圧力を所望の陽圧のレベルに向けさせるレベルで、洗浄チャネル114内の吸引流量または吸引圧力を調整することができる。所望の陽圧の一例は、5重量ポンド毎平方インチ(psi)、または約34.5kPaである。さらに他の一例において、所望の圧力は陰圧であり、圧力コントローラ162は、感知された環境圧力を所望の陰圧のレベルに向けさせるレベルで、洗浄チャネル114内の吸引流量または吸引圧力を調整することができる。所望の陰圧の一例は、-5psi、または等価的に約-34.5kPaである。
In one example, the desired pressure is substantially zero net pressure. The
図3A~図3Bを参照して上で議論したように、詰まり解消は、閉塞したチャネルに吸引と洗浄との適用を交互に行うことを伴うことができる。図6Bは、(図6Aに示すように)吸引チャネル112に詰まりが生じたとき、吸引チャネル内で洗浄/吸引を作動させるタイミング図である。吸引チャネルの詰まりを解消するため、持続時間t1(「洗浄持続時間」)の間、吸引チャネルに洗浄が適用される。移行期間tdの後、持続時間t2(「吸引持続時間」)の間、吸引チャネルに吸引圧力が印加される。移行期間tdにより、異なるサイズおよび質量の詰まり粒子が吸引チャネルに沿って異なる距離を移動することが可能になり、これにより粒子の分離およびチャネルの詰まり解消が促進される。洗浄が陽の解剖学的圧力(+PA)661を引き起こすことができ、吸引が解剖学的部位で陰圧(-PA)662を引き起こすことができる。
As discussed above with reference to FIGS. 3A-3B, unclogging can involve alternating applications of suction and irrigation to the occluded channel. FIG. 6B is a timing diagram for activating irrigation/aspiration in the
図6Cは、解剖学的部位で圧力制御を達成する、たとえば詰まり解消プロセス中、所望の解剖学的圧力を維持するように、洗浄チャネル内の洗浄/吸引を作動させるタイミング図である。t1中、圧力コントローラ162は洗浄チャネル114への吸引を作動させることができ、これにより陰の解剖学的圧力(-PA)671を生成して解剖学的部位での陽の解剖学的圧力(+PA)661を相殺することができる。t2中、圧力コントローラ162は洗浄チャネル114への洗浄を作動させることができ、これにより陽の解剖学的圧力(+PA)672を生成して解剖学的部位での陰の解剖学的圧力(-PA)662を相殺することができる。このように、閉塞した吸引チャネルの詰まりが解消されている間、解剖学的環境の圧力を所望のレベルに維持することができる。
FIG. 6C is a timing diagram of actuating irrigation/suction in the irrigation channel to achieve pressure control at the anatomical site, eg, to maintain a desired anatomical pressure during the unclogging process. During t1,
流量モニタ650が流量センサ652を介して吸引チャネル112を通る流量の増加を感知すると、閉塞したチャネルは詰まり解消が成功したと判定される。詰まりコントローラ161は洗浄/吸引動作の標準モードに戻ることができる(たとえば、吸引チャネルに吸引圧力を印加するように吸引源を制御し、洗浄チャネルに洗浄流体を提供するように洗浄源を制御する)。圧力コントローラ162は、図5を参照して上で議論したように、環境圧力を制御下に保つように吸引および洗浄を動作させることができる。
A blocked channel is determined to be successfully unclogged when flow monitor 650 senses an increase in flow through
図7Aは、例示的なフィードバック制御圧力調節システム700を示す図であり、フィードバック制御圧力調節システム700はシステム100の一実施形態である。システム700は、洗浄チャネル114に詰まりがあるとき、解剖学的環境101にかかる圧力(「環境圧力」)を調節するように構成することができる。図4Aを参照して上で議論したように、洗浄チャネル114内の詰まりが検出されると、コントローラモジュール160の詰まりコントローラ161は、洗浄チャネル114に洗浄流体を供給する標準モードから、閉塞した洗浄チャネル114を吸引または吸い込みするために洗浄チャネル114に吸引源120を流体結合することができる詰まり解消モードへ切り替わることができる。
FIG. 7A is a diagram illustrating an exemplary feedback-controlled
洗浄チャネル114に吸引圧力を印加する結果、解剖学的環境101の解剖学的部位で圧力が減少する可能性がある。制御モジュール160の圧力コントローラ162は吸引チャネル112および洗浄チャネル114を通る吸引および/または洗浄流量の自動調整を介して環境圧力を調節することができる。たとえば、環境圧力の減少(これは圧力モニタ550によって感知することができる)に応答して、圧力コントローラ162は吸引チャネル112内への洗浄流体流を自動的に作動させることができる。吸引チャネル112が詰まっていなければ、吸引チャネル112に適用される洗浄流体は陽圧を生成して、洗浄チャネル114を通る吸引によって生成される解剖学的環境101での圧力減少を相殺することができる。一例において、圧力モニタ550は環境圧力を継続的または周期的に監視することができ、圧力コントローラ162は、環境圧力を所望の圧力のレベルに向けさせるように洗浄流量を調整することができる。
Application of suction pressure to
一例において、所望の圧力は実質的に正味ゼロの圧力である。圧力コントローラ162は、感知された環境圧力の減少を実質的に中和するレベルに、吸引チャネル112を通る洗浄流量を調整することができる。圧力モニタ550によって感知されたような環境圧力を次いで、実質的にゼロに向けさせる、または実質的にゼロに維持することができる。他の一例において、所望の圧力は陽圧である。圧力コントローラ162は、感知された環境圧力を所望の陽圧のレベルに向けさせるレベルで、吸引チャネル112を通る洗浄流量を調整することができる。さらに他の一例において、所望の圧力は陰圧であり、圧力コントローラ162は、感知された環境圧力を所望の陰圧のレベルに向けさせるレベルで、吸引チャネル112を通る洗浄流量を調整することができる。
In one example, the desired pressure is substantially zero net pressure.
図7Bは、(図7Aに示すように)洗浄チャネル114に詰まりが生じたとき、洗浄チャネル内で洗浄/吸引を作動させるタイミング図である。洗浄チャネルの詰まりを解消するため、持続時間t3(「吸引持続時間」)の間、洗浄チャネルに吸引が適用される。移行期間tdの後、持続時間t4(「洗浄持続時間」)の間、洗浄チャネルに洗浄圧力が印加される。移行期間tdにより、異なるサイズおよび質量の詰まり粒子が洗浄チャネルに沿って異なる距離を移動することが可能になり、これにより粒子の分離およびチャネルの詰まり解消が促進される。解剖学的部位で、吸引が陰の解剖学的圧力(-PA)761を引き起こすことができ、洗浄が陽の解剖学的圧力(+PA)762を引き起こすことができる。
FIG. 7B is a timing diagram for activating irrigation/suction in the
図7Cは、解剖学的部位で圧力制御を達成する、たとえば詰まり解消プロセス中に所望の解剖学的圧力を維持するように、吸引チャネル内の洗浄/吸引を作動させるタイミング図である。t3中、圧力コントローラ162は吸引チャネル112への洗浄を作動させることができ、これは陽の解剖学的圧力(+PA)771を生成して解剖学的部位での陰の解剖学的圧力(-PA)761を相殺する。t4中、圧力コントローラ162は吸引チャネル112への吸引を作動させることができ、これは陰の解剖学的圧力(-PA)772を生成して解剖学的部位での陽の解剖学的圧力(+PA)762を相殺する。このように、閉塞した洗浄チャネルの詰まりが解消されている間、解剖学的環境の圧力を所望のレベルに維持することができる。
FIG. 7C is a timing diagram of actuating irrigation/suction in the suction channel to achieve pressure control at the anatomical site, eg, to maintain a desired anatomical pressure during the unclogging process. During t3,
流量モニタ650が流量センサ652を介して吸引チャネル112を通る流量の増加を感知すると、閉塞したチャネルは詰まり解消が成功したと判定される。詰まりコントローラ161は洗浄/吸引動作の標準モードに戻ることができる(たとえば、吸引チャネルに吸引圧力を印加するように吸引源を制御し、洗浄チャネルに洗浄流体を提供するように洗浄源を制御する)。圧力コントローラ162は、図5を参照して上で議論したように、環境圧力を制御下に保つように吸引および洗浄を動作させることができる。
A blocked channel is determined to be successfully unclogged when flow monitor 650 senses an increase in flow through
図8は、内視鏡処置のような低侵襲処置中、医療機器における作業チャネルの詰まりをその場で解消するための方法800を示すフローチャートである。医療機器は、医学的診断または外科的治療を補助するために体の中空器官または体腔の内部へ挿入可能な管状部分を含む。医療機器の例は、とりわけ、図2A~図2Bに示すような組織除去装置、または図3A~図3Bに示すような内視鏡を含むことができる。医療機器は、解剖学的部位に洗浄流体を提供し、本明細書でまとめて不要な物質と呼ばれる、組織残渣、結石または塊、体液、および洗浄流体を解剖学的部位から離して輸送するように構成された、1つまたは複数の作業チャネルを含むことができる。作業チャネルは医療機器の管状部分の内側に少なくとも部分的に配置することができる。一例において、作業チャネルは、洗浄および吸引のために(たとえば、異なる時間に)制御可能に使用される統一された洗浄/吸引チャネルである。他の一例において、作業チャネルは、医療機器の管状部分内に配置された別個の洗浄チャネルおよび吸引チャネルを含むことができる。洗浄チャネルおよび吸引チャネルはそれぞれ、たとえばコントローラユニットによる自動制御下で、洗浄流体または吸引圧力を受け取り、本書で議論するさまざまな実施形態にしたがって、内視鏡処置中、異なるタスクを実行する、または異なる機能を果たすことができる。
FIG. 8 is a flowchart illustrating a
方法800は、システム100、またはシステム200、300A、または300Bの1つのような、その変形のような、詰まり解消システムを動作させる1つまたは複数のプロセスを含む。方法800のプロセスは1つのフローチャートに描かれているが、これらプロセスは特定の順序で実行されるように要求されない。さまざまな例において、プロセスのいくつかは本明細書に示すものとは異なる順序で実行することができる。
810で、作業チャネルを通る流量を、流量センサを使用して感知することができ、流量センサは医療機器の作業チャネルの内側に配置することができる。流量センサの例は、とりわけ、熱源から生成される熱の伝達率を測定する熱風速計、ある範囲の場所にわたる圧力降下を測定する差圧センサ、周波数シフトまたは移動/飛行時間のドップラー効果を測定する超音波流量センサ、流量を示す流体コンダクタンスの変化を測定する電磁センサを含むことができる。820で、たとえば詰まりコントローラ161を使用して、感知された流量に基づいて、作業チャネル内の詰まりの有無を示すチャネル状態を検出することができる。一例において、たとえば第1の流量閾値を下回る流量の減少に応答して、チャネル詰まりを検出することができる。感知された流量が増加して第2の流量閾値を超えれば、詰まりがないこと、または閉塞した作業チャネルの詰まり解消が成功したことを検出することができる。一例において、第1の流量閾値または第2の流量閾値はそれぞれ、詰まっていないチャネルで測定されたもののような基準流量に対するもの(たとえば、その具体的なパーセンテージ)とすることができる。
At 810, a flow rate through the working channel can be sensed using a flow sensor, which can be located inside the working channel of the medical device. Examples of flow sensors are, among others, thermal anemometers that measure the rate of transfer of heat generated from a heat source, differential pressure sensors that measure pressure drop over a range of locations, frequency shift or the Doppler effect of travel/time of flight. may include ultrasonic flow sensors that measure flow, and electromagnetic sensors that measure changes in fluid conductance that are indicative of flow. At 820, a channel condition indicating the presence or absence of a blockage in the working channel can be detected based on the sensed flow rate, for example using the clog
830で感知された流量が作業チャネルに詰まりがあることを示せば、840で閉塞した作業チャネルの詰まりを解消する洗浄/吸引動作の詰まり解消モードが作動する。別個の洗浄チャネルおよび吸引チャネルが医療機器で使用されるとき、詰まり解消モードは、吸引チャネルへの洗浄流体の流れの適用、および/または洗浄チャネルへの吸引圧力の適用を含む。この詰まり解消モードは、吸引源が吸引チャネルに吸引圧力を提供し、洗浄源が洗浄チャネルに洗浄流体の流れを提供する、洗浄/吸引動作の標準モードとは異なる。一例において、840での詰まり解消モードは、閉塞したチャネルへ洗浄と吸引とを交互に行うことを含むことができる。図4Aを参照して上で議論したように、詰まりコントローラ161は、指定された吸引持続時間の間、(図4Aのパネル420に示すように)閉塞した作業チャネルに吸引圧力を提供するように吸引源(たとえば、吸引源120)を制御可能に作動させることができる。詰まりコントローラ161はあるいは、または加えて、指定された洗浄持続時間の間、(図4Aのパネル440に示すように)閉塞した作業チャネルに洗浄流体の流れを適用するように洗浄源(たとえば、洗浄源140)を作動させることができる。吸引圧力、吸引流量、洗浄流量、または洗浄流体を加圧するポンプ圧力は、ユーザによって調整することができる。
If the sensed flow rate at 830 indicates a clog in the working channel, the unclogging mode of the flush/suction operation is activated at 840 to unclog the blocked working channel. When separate irrigation and aspiration channels are used in the medical device, the unclogging mode includes applying a flow of irrigation fluid to the aspiration channel and/or applying aspiration pressure to the irrigation channel. This unclogging mode differs from the standard mode of irrigation/suction operation in which the aspiration source provides aspiration pressure to the aspiration channel and the irrigation source provides a flow of irrigation fluid to the irrigation channel. In one example, the unclogging mode at 840 can include alternating irrigation and suction to the blocked channel. As discussed above with reference to FIG. 4A, the clog
異なるサイズ(したがって異なる質量)の詰まり粒子は、吸引に対してまたは水洗用洗浄流体に対して異なる反応をすることができる。図4Aに示すように、より小さな粒子は吸引流の方向または流体流の方向に沿って大きな粒子より高速で動いて長い距離を移動することができるので、吸引、洗浄、または吸引と洗浄とを交互に行うことにより、詰まりの塊からより小さな粒子を取り除き、詰まりの残りから分離することを補助することができる。追加の吸引または洗浄流を作業チャネルに適用することによって、作業チャネルを下ってより容易かつ効率的に分離された粒子を抽出することができる。一例において、吸引圧力、吸引流量、洗浄流量、またはポンプ圧力の1つまたは複数を変化させて粒子をサイズによって分離することができる。たとえば、より高い流量を適用してより大きな粒子を除去することができ、より低い流量を適用してチャネルを通してより小さな粒子を除去することができる。 Clogging particles of different sizes (and therefore different masses) can react differently to suction or to flush cleaning fluid. As shown in FIG. 4A, smaller particles can move faster and travel longer distances along the direction of aspiration flow or the direction of fluid flow, thus aspirating, rinsing, or aspirating and rinsing. Alternating can help dislodge smaller particles from the clog mass and separate them from the rest of the clog. By applying an additional suction or wash flow to the working channel, the separated particles can be more easily and efficiently extracted down the working channel. In one example, one or more of aspiration pressure, aspiration flow rate, wash flow rate, or pump pressure can be varied to separate particles by size. For example, a higher flow rate can be applied to remove larger particles and a lower flow rate can be applied to remove smaller particles through the channel.
詰まり解消プロセス中、流量を継続的または周期的に監視することができる(810)。監視された流量が増加して830で閾値を超えると、閉塞したチャネルは詰まりの解消が成功したと見なされる。動作の詰まり解消モードを次いで洗浄/吸引動作の標準モードに戻すことができる。 During the unclogging process, the flow rate can be monitored continuously or periodically (810). If the monitored flow rate increases and exceeds the threshold at 830, the blocked channel is considered successfully unclogged. The unclogging mode of operation can then be returned to the standard mode of irrigation/suction operation.
図9は、解剖学的環境の圧力(「環境圧力」)を制御下に保ち、たとえば環境圧力を実質的にユーザ指定の圧力レベルに維持しながら、医療機器の作業チャネルの詰まりをその場で解消するための方法900を示すフローチャートである。環境圧力を制御するプロセスは、圧力コントローラ162のような圧力コントローラで実装および実行することができる。方法900のプロセスは特定の順序で実行されるように要求されない。たとえば、いくつかのステップは本明細書に示すものとは異なる順序で実行することができる。
FIG. 9 illustrates in situ clogging of a working channel of a medical device while keeping the pressure of the anatomical environment (“environmental pressure”) under control, e.g., maintaining the environmental pressure at substantially a user-specified pressure level. 9 is a flow chart illustrating a
方法900は、作業チャネル内の詰まりを検出してこの閉塞したチャネルの詰まりを解消するためのステップ910から940を含み、これらステップは方法800のステップ810から840と同様である。方法900は、チャネル閉塞があるとき、またはないとき、処置(たとえば、内視鏡処置)中に環境圧力を調節するステップ950から980をさらに含む。前述のように、吸引の結果、解剖学的部位で陰圧変化がある可能性がある一方、洗浄の結果、解剖学的部位で陽圧変化がある可能性がある。陰圧変化および陽圧変化は、解剖学的部位に露出した内臓に悪影響を及ぼす可能性がある。環境圧力を制御された圧力レベルに維持することにより、患者の安全性を向上させて処置時間を効果的に短縮することができる。
環境圧力の調節は、1つまたは複数の作業チャネル内の吸引および/または洗浄流量の自動調整を介して達成することができる。具体的には、950で、圧力センサを使用して環境圧力を感知することができる。圧力センサは、センサが解剖学的環境と接触するように、医療機器の遠位部分に取り付ける、または組み込むことができる。圧力センサの例は、抵抗、容量、圧電、光学、または微小電気機械システム(MEMS)圧力センサを含むことができる。 Regulation of environmental pressure can be achieved through automatic adjustment of aspiration and/or irrigation flow rates in one or more working channels. Specifically, at 950, a pressure sensor can be used to sense environmental pressure. The pressure sensor can be attached to or incorporated into the distal portion of the medical device such that the sensor is in contact with the anatomical environment. Examples of pressure sensors can include resistive, capacitive, piezoelectric, optical, or micro-electromechanical system (MEMS) pressure sensors.
960で、感知された組織圧力を、ユーザインターフェース140を介してユーザによって提供されるような所望の圧力と比較することができる。所望の圧力は、処置中に解剖学的環境で維持されるべき圧力を表す。一例において、所望の圧力は実質的に正味ゼロの圧力である。他の一例において、所望の圧力は陽圧である。さらに他の一例において、所望の圧力は陰圧である。制御された陽圧を安全範囲内に維持することは、内視鏡処置中に解剖学的構造(たとえば、尿管、腎臓、または他の臓器)を拡張し、過度の陽圧による組織損傷を引き起こすことなく、内視鏡を介して解剖学的構造のより良好な可視性を可能にするのに役立つことができる。陽圧は組織残渣または結石の破片が解剖学的構造に詰まるのを防止し、解剖学的構造から組織残渣または結石の破片を除去するのを補助することもできる。いくつかの場合において、内視鏡処置中に制御された陰圧を安全範囲内に維持することにより、内臓を過度の陰圧のリスクにさらすことなく、解剖学的構造からの破片の抽出を容易にすることができる。
At 960 , the sensed tissue pressure can be compared to the desired pressure as provided by the user via
960で感知された圧力が実質的に所望の圧力のレベル(すなわち、所望の圧力の±5%~10%のような許容範囲内)に達しなければ、970で、たとえば圧力コントローラ162を使用して、環境圧力を所望の圧力のレベルに向けさせるように、1つまたは複数の作業チャネルを通る洗浄流量または吸引流量の1つまたは複数を調整することができる。いくつかの例において、所望の圧力レベルに加えて、またはその代わりに、たとえばユーザインターフェース140から、所望の流れ条件を受け取ることができる。所望の流れ条件は、流出(たとえば、解剖学的環境に適用される吸引の流量)に対する流入(たとえば、解剖学的環境に適用される洗浄流体の流量)についての情報を含み、解剖学的環境に印加されるべき所望の圧力に対応する。1つまたは複数の作業チャネルを通る洗浄流量または吸引流量の1つまたは複数を変更して処置中に所望の流れ条件を維持することができる。
If the sensed pressure at 960 does not substantially reach the desired pressure level (i.e., within an acceptable range, such as ±5% to 10% of the desired pressure), then at 970 the
いずれの作業チャネルでも詰まりが検出されない、または閉塞したチャネルの詰まり解消が成功したとき、洗浄/吸引動作の標準モードを介して970での圧力制御プロセスを実行することができる。図5を参照して上述したように、吸引チャネルに適用される吸引により解剖学的環境の陰圧を生成することができ、これは、洗浄流量の増加によって生成される環境圧力の増加を相殺することができる。(洗浄の増加によって引き起こされるような)感知された圧力の増加が吸引流によって実質的に中和され、これによって所望の実質的に正味ゼロの圧力という結果になるまで、または感知された環境圧力が実質的に所望の陽圧または所望の陰圧のレベルに達するまで、吸引流量、または吸引圧力を調整することができる。同様に、洗浄チャネルに供給される洗浄流体の流れが解剖学的環境の陽圧を生成することができ、これは、吸引によって生成される環境圧力の減少を相殺することができる。(吸引の増加によって引き起こされるような)感知された圧力の減少が洗浄流によって実質的に中和され、これによって所望の実質的に正味ゼロの圧力という結果になるまで、または感知された環境圧力が実質的に所望の陽圧または所望の陰圧のレベルに達するまで、洗浄流量を調整することができる。 When no clogs are detected in any of the working channels, or when the clogged channels are successfully unclogged, the pressure control process at 970 can be performed via the standard mode of irrigation/suction operation. As described above with reference to FIG. 5, the suction applied to the suction channel can create a negative pressure in the anatomical environment, which offsets the increased environmental pressure created by the increased irrigation flow rate. can do. until the increase in sensed pressure (as caused by increased irrigation) is substantially neutralized by aspiration flow, thereby resulting in the desired substantially net zero pressure, or the sensed environmental pressure The aspiration flow rate, or aspiration pressure, can be adjusted until the pressure reaches substantially the desired positive or negative pressure level. Similarly, the flow of irrigation fluid supplied to the irrigation channel can create a positive pressure in the anatomical environment, which can offset the reduction in environmental pressure created by aspiration. until the decrease in sensed pressure (as caused by increased suction) is substantially neutralized by the wash flow, thereby resulting in the desired substantially net zero pressure, or the sensed ambient pressure The wash flow rate can be adjusted until the pressure reaches substantially the desired level of positive pressure or negative pressure.
作業チャネルの、すべてではないが、少なくとも1つが詰まっているとき、洗浄/吸引動作の詰まり解消モードを介して970での圧力制御プロセスを実行することができる。図6Aは、吸引チャネルが詰まっていて洗浄チャネルが詰まっていない一例を示す。そこで議論したように、吸引チャネルに洗浄流体の流れを適用して閉塞した吸引チャネルの詰まりを解消することができる。これにより、圧力センサによって検出することができるような、環境圧力の増加が生成される可能性がある。洗浄チャネルに吸引圧力を印加することができ、これは陰圧を生成して解剖学的環境での圧力上昇を相殺することができる。(閉塞した吸引チャネル内の洗浄の増加に起因する)感知された圧力の増加が吸引流によって実質的に中和され、これによって所望の実質的に正味ゼロの圧力という結果になるまで、または感知された環境圧力が実質的に所望の陽圧または所望の陰圧のレベルに達するまで、洗浄チャネル内の吸引流量、または吸引圧力を調整することができる。 When at least one, but not all, of the working channels are clogged, the pressure control process at 970 can be performed via the unclogging mode of irrigation/suction operation. FIG. 6A shows an example where the aspiration channel is clogged and the irrigation channel is not clogged. As discussed there, a flow of flushing fluid can be applied to the suction channel to unclog a blocked suction channel. This can create an increase in environmental pressure that can be detected by a pressure sensor. A suction pressure can be applied to the irrigation channel, which can create a negative pressure to offset pressure build-up in the anatomical environment. Until the increase in sensed pressure (due to increased irrigation in the occluded aspiration channel) is substantially neutralized by the aspiration flow, thereby resulting in the desired substantially net zero pressure, or The aspiration flow rate, or aspiration pressure, in the irrigation channel can be adjusted until the applied environmental pressure substantially reaches the desired positive or negative pressure level.
洗浄チャネルが詰まっていて吸引チャネルが詰まっていない他の一例において、洗浄チャネルに吸引圧力を印加して閉塞した洗浄チャネルの詰まりを解消することができる。これにより環境圧力の減少が生成される可能性がある。図7Aを参照して上で議論したように、吸引チャネルに洗浄流体の流れを適用することができ、これは陽圧を生成して解剖学的環境での陰の増加を相殺することができる。(閉塞した洗浄チャネル内の吸引の増加に起因する)感知された圧力の減少が洗浄流によって実質的に中和され、これによって所望の実質的に正味ゼロの圧力という結果になるまで、または感知された環境圧力が所望の陽圧または所望の陰圧のレベルに実質的に達するまで、洗浄流量を調整することができる。 In another example where the irrigation channel is clogged and the suction channel is not clogged, suction pressure can be applied to the irrigation channel to unclog the blocked irrigation channel. This can create a reduction in environmental pressure. As discussed above with reference to FIG. 7A, a flow of irrigation fluid can be applied to the suction channel, which can create a positive pressure to offset increased shadowing in the anatomical environment. . Until the decrease in sensed pressure (due to increased suction in the blocked wash channel) is substantially neutralized by wash flow, thereby resulting in the desired substantially net zero pressure, or The wash flow rate can be adjusted until the applied environmental pressure substantially reaches the desired positive or negative pressure level.
980で、手順が完了したかチェックする。手順が完了していなければ、流量感知および詰まり解消プロセス910から940、および圧力制御プロセス950から980を継続することができる。 At 980, check if the procedure is complete. If the procedure has not been completed, the flow sensing and unclogging processes 910-940 and the pressure control processes 950-980 can continue.
方法800および900に記載のような、同じ詰まったチャネルへ洗浄流体の適用と吸引圧力の適用とを交互に行うことを含む、制御された洗浄および吸引は、蓄積してチャネルを詰まらせる異なるサイズの破片を分離することによってチャネルの詰まりを効果的に解消することができる。方法900に記載のような、1つまたは複数の作業チャネル内の洗浄および/または吸引の適用を介する圧力制御により、チャネル詰まりがあるとき、およびないとき、内視鏡処置中に内臓にかかる過度の陽圧または陰圧を効果的に回避または最小化することができる。結果として、全体的な処置時間を短縮することができ、患者の安全性を向上させることができる。
Controlled irrigation and aspiration, which involves alternating application of irrigation fluid and aspiration pressure to the same clogged channel, as described in
追記
上の詳細な説明は添付の図面の参照を含み、これらは詳細な説明の一部を形成する。図面は、例示として、本発明を実践することができる具体的な実施形態を示す。これらの実施形態は本明細書で「例」とも呼ばれる。このような例は、図示または説明したものに加えていくつかの要素を含むことができる。しかしながら、本発明者らは、図示または説明したこれらの要素のみが提供される例も企図している。また、本発明者らは、特定の例(またはその1つまたは複数の態様)に関して、または本明細書に図示または説明した他の例(またはその1つまたは複数の態様)に関して、図示または説明したこれらの要素(またはその1つまたは複数の態様)の任意の組み合わせまたは順列を使用する例も企図している。
Additional Notes The above detailed description includes references to the accompanying drawings, which form a part of the detailed description. The drawings show, by way of illustration, specific embodiments in which the invention can be practiced. These embodiments are also referred to herein as "examples." Such examples can include elements in addition to those shown or described. However, the inventors also contemplate examples in which only those elements shown or described are provided. In addition, the inventors may not be directed to any specific example (or one or more aspects thereof) shown or described with respect to a particular example (or one or more aspects thereof) or with respect to other examples (or one or more aspects thereof) shown or described herein. Examples using any combination or permutation of these elements (or one or more aspects thereof) described above are also contemplated.
本書において、「a」または「an」という用語は、特許文書で一般的であるように、「少なくとも1つ」または「1つまたは複数」の任意の他の例または用法から独立して、1つまたは1より多くを含むように使用されている。本書において、「または」という用語は、特に明記しない限り、「AまたはB」が「AであるがBでない」、「BであるがAでない」、および「AおよびB」を含むように、非排他的なまたはを指すように使用されている。本書において、「including(含む)」および「in which(ここで)」という用語は、「comprising(含む)」および「wherein(ここで)」というそれぞれの用語の平易な英語の同等物として使用されている。また、次の請求項において、「including(含む)」および「comprising(含む)」という用語はオープンエンドであり、すなわち、請求項においてこのような用語の後に列挙されたものに加えていくつかの要素を含むシステム、デバイス、物品、組成物、製剤、またはプロセスは、依然としてその請求項の範囲内に入ると見なされる。また、次の請求項において、「第1」、「第2」、および「第3」などの用語は単に符号として使用され、これらの物体に数値要件を課すことを意図していない。 As used herein, the term "a" or "an" is used independently of any other instance or usage of "at least one" or "one or more," as is common in patent documents. Used to include one or more than one. As used herein, the term "or" is used, unless otherwise specified, such that "A or B" includes "A but not B," "B but not A," and "A and B." used to refer to non-exclusive or In this document, the terms "including" and "in which" are used as the plain English equivalents of the respective terms "comprising" and "wherein". ing. Also, in the following claims, the terms "including" and "comprising" are open-ended, i.e., any number of terms in addition to those listed after such terms in the claim. Systems, devices, articles, compositions, formulations, or processes that include elements are still considered to fall within the scope of the claims. Also, in the following claims, terms such as "first", "second" and "third" are used merely as references and are not intended to impose numerical requirements on these objects.
上の説明は、限定ではなく、例示を意図したものである。たとえば、上述の例(またはその1つまたは複数の態様)は互いに組み合わせて使用することができる。たとえば上の説明を検討した当業者によって、他の実施形態を使用することができる。要約は、読者が技術的開示の性質を迅速に確認することが可能になるよう、米国特許法施行規則§1.72(b)に準拠するように提供されている。これは、特許請求の範囲または意味を解釈または限定するために使用されないという理解で提出されている。また、上の詳細な説明において、さまざまな特徴を一緒にグループ化して開示を簡素化していることがある。これは、特許請求されていない開示された機能がいずれかの請求項に不可欠であることを意図していると解釈されるべきではない。むしろ、発明の主題は、特定の開示された一実施形態のすべての特徴を満たなくてもよい。したがって、次の請求項は、各請求項が別個の一実施形態として独立した状態で、例または実施形態としてここで詳細な説明に組み込まれ、このような実施形態をさまざまな組み合わせまたは順列で互いに組み合わせることができるということが企図される。本発明の範囲は、添付の請求項を参照して、このような請求項が権利を与えている均等物の全範囲とともに決定されるべきである。 The descriptions above are intended to be illustrative, not limiting. For example, the above examples (or one or more aspects thereof) can be used in combination with each other. Other embodiments can be used, eg, by one of ordinary skill in the art upon reviewing the above description. The Abstract is provided to comply with 37 CFR §1.72(b) to allow the reader to quickly ascertain the nature of the technical disclosure. It is submitted with the understanding that it will not be used to interpret or limit the scope or meaning of the claims. Also, in the above Detailed Description, various features may be grouped together to streamline the disclosure. This should not be interpreted as intending that an unclaimed disclosed feature is essential to any claim. Rather, inventive subject matter may lie in less than all features of a particular disclosed embodiment. Thus, the following claims are hereby incorporated into the Detailed Description by way of example or embodiment, with each claim standing on its own as a separate embodiment, and combining such embodiments with each other in various combinations or permutations. It is contemplated that they can be combined. The scope of the invention should be determined with reference to the appended claims, along with the full scope of equivalents to which such claims are entitled.
100 システム
101 解剖学的環境
110 医療機器
111 作業チャネル
112 吸引チャネル
114 洗浄チャネル
120 吸引源
130 洗浄源
140 ユーザインターフェース
150 センサ回路
160 制御モジュール
161 詰まりコントローラ
162 圧力コントローラ
200 電動組織除去装置
210 ハンドピース
220 吸引源
222 管状アセンブリ
224 ユーザコントロール
226 近位部分
228 遠位部分
230 洗浄源
240 エネルギー源
252 外側管状部材
254 内側管状部材
262 外側部材窓
264 切断部分
266 内側部材窓
272 洗浄チャネル
274 吸引チャネル
282 近位洗浄ポート
284 遠位洗浄ポート
300A 内視鏡システム
300B 内視鏡システム
310A 内視鏡
310B 内視鏡
311 チューブ
312 ハブ
313 洗浄/吸引ポート
313A 吸引ポート
313B 洗浄ポート
314 光ポート
315 視覚ポート
320 吸引源
326 外部吸引ライン
330 洗浄源
336 外部洗浄ライン
340 吸引/洗浄制御ユニット
341 ユーザインターフェース
342 制御弁
350 接続具
352 圧力センサ
356 共通ライン
411 流体充填チャネル
412 詰まり
413 詰まり
500 フィードバック制御圧力調節システム
550 圧力モニタ
600 フィードバック制御圧力調節システム
650 流量モニタ
652 流量センサ
700 フィードバック制御圧力調節システム
100
Claims (24)
前記医療機器の前記少なくとも1つの作業チャネルを通る流量を感知するように構成された流量センサと、
前記感知された流量に基づいて、前記少なくとも1つの作業チャネル内の詰まりの有無を示すチャネル状態を検出し、
前記検出されたチャネル状態が前記少なくとも1つの作業チャネル内に詰まりがあることを示していることに応答して、前記少なくとも1つの作業チャネルへの洗浄流の適用と吸引流の適用とを交互に行い、指定されたまたは調整可能に指定可能な時間間隔によって前記洗浄流の前記適用と前記吸引流の前記適用とを分離して、運動による詰まり粒子の分離を可能にする、
ように構成された制御モジュールと、
を含む、システム。 A system for unclogging at least one working channel of a medical device during a procedure on a patient, comprising:
a flow sensor configured to sense flow through the at least one working channel of the medical device;
detecting a channel condition indicative of a blockage in the at least one working channel based on the sensed flow rate;
alternating application of irrigation flow and application of aspiration flow to said at least one working channel in response to said detected channel condition indicating a blockage within said at least one working channel; separating said application of said wash flow and said application of said suction flow by a specified or adjustably specifiable time interval to allow separation of clogging particles by movement;
a control module configured to
system, including
第1の閾値を下回る前記感知された流量の減少に応答して前記少なくとも1つの作業チャネル内に詰まりがあることを検出し、
第2の閾値を上回る前記感知された流量の増加に応答して前記少なくとも1つの作業チャネル内に詰まりがないことを検出する、
ように構成されている、請求項1から4のいずれか一項に記載のシステム。 The control module is
detecting a blockage within the at least one working channel in response to a decrease in the sensed flow rate below a first threshold;
detecting an absence of blockage within the at least one working channel in response to an increase in the sensed flow rate above a second threshold;
5. A system according to any one of claims 1 to 4, configured to:
前記患者内の解剖学的部位での解剖学的環境に印加されるべき所望の圧力を受け取り、
前記解剖学的環境の前記感知された圧力を実質的に前記所望の圧力のレベルに維持するように、前記洗浄流または前記吸引流の1つまたは複数を調整する、
ように構成されている、請求項3から5のいずれか一項に記載のシステム。 The system further includes a pressure sensor configured to sense an anatomical environment pressure at the patient's anatomy, the control module comprising:
receiving a desired pressure to be applied to an anatomical environment at an anatomical site within the patient;
adjusting one or more of the irrigation flow or the aspiration flow to maintain the sensed pressure of the anatomical environment substantially at the desired level of pressure;
6. A system according to any one of claims 3 to 5, configured to:
前記洗浄流と前記吸引流との間の相対的な状態を表しかつ前記解剖学的環境に印加されるべき所望の圧力に対応する、前記少なくとも1つの作業チャネル内の所望の流れ条件を受け取り、
前記少なくとも1つの作業チャネル内の前記所望の流れ条件を維持するように、洗浄流または吸引流の1つまたは複数を調整する、
ように構成されている、請求項3から5のいずれか一項に記載のシステム。 The system further includes a pressure sensor configured to sense an anatomical environment pressure at the patient's anatomy, the control module comprising:
receiving desired flow conditions in the at least one working channel representing relative conditions between the irrigation flow and the aspiration flow and corresponding to a desired pressure to be applied to the anatomical environment;
adjusting one or more of irrigation or aspiration flows to maintain the desired flow conditions in the at least one working channel;
6. A system according to any one of claims 3 to 5, configured to:
前記洗浄チャネルまたは前記吸引チャネルの一方に洗浄源を流体結合して前記洗浄チャネルまたは前記吸引チャネルの前記一方に調整可能な圧力または調整可能な流量で前記洗浄流を提供し、
前記洗浄チャネルまたは前記吸引チャネルの他方に吸引源を流体結合して前記洗浄チャネルまたは前記吸引チャネルの前記他方に調整可能な圧力または調整可能な流量で前記吸引流を提供する、
ように構成されている、請求項6または7に記載のシステム。 the at least one working channel includes an aspiration channel and a wash channel, the control module comprising:
an irrigation source fluidly coupled to one of the irrigation channel or the aspiration channel to provide the irrigation flow at an adjustable pressure or an adjustable flow rate to the one of the irrigation channel or the aspiration channel;
a suction source fluidly coupled to the other of the irrigation channel or the aspiration channel to provide the aspiration flow at an adjustable pressure or an adjustable flow rate to the other of the irrigation channel or the aspiration channel;
8. A system according to claim 6 or 7, configured to:
前記吸引チャネル内に詰まりがあることに応答して、前記吸引チャネルに洗浄流を提供するように前記洗浄源を制御し、
前記解剖学的環境の前記感知された圧力の増加に応答して、前記洗浄チャネルに吸引流を適用して前記感知された圧力を実質的に前記所望の圧力のレベルに維持するように前記吸引源を制御し、
前記吸引チャネル内に詰まりがないことに応答して、前記吸引チャネルに吸引流を適用するように前記吸引源を制御し、前記洗浄チャネルに洗浄流を提供するように前記洗浄源を制御する、
ように構成されている、請求項8に記載のシステム。 The control module is
controlling the irrigation source to provide a irrigation flow to the aspiration channel in response to a blockage in the aspiration channel;
responsive to an increase in the sensed pressure of the anatomical environment, the suction to apply a suction flow to the irrigation channel to maintain the sensed pressure at substantially the desired level of pressure; control the source,
controlling the suction source to apply a suction flow to the suction channel and controlling the irrigation source to provide a irrigation flow to the irrigation channel in response to the absence of a blockage in the aspiration channel;
9. The system of claim 8, configured to:
前記洗浄チャネル内に詰まりがあることに応答して、前記洗浄チャネルに吸引流を適用するように前記吸引源を制御し、
前記解剖学的部位での前記解剖学的環境の前記感知された圧力の減少に応答して、前記吸引チャネルに洗浄流を提供して前記感知された圧力を実質的に前記所望の圧力のレベルに維持するように前記洗浄源を制御し、
前記洗浄チャネル内に詰まりがないことに応答して、前記吸引チャネルに吸引流を適用するように前記吸引源を制御し、前記洗浄チャネルに洗浄流を提供するように前記洗浄源を制御する、
ように構成されている、請求項8に記載のシステム。 The control module is
controlling the suction source to apply a suction flow to the wash channel in response to a blockage in the wash channel;
providing an irrigation flow to the aspiration channel to reduce the sensed pressure to substantially the desired pressure level in response to a decrease in the sensed pressure of the anatomical environment at the anatomical site; controlling said cleaning source to maintain at
controlling the suction source to apply a suction flow to the suction channel and controlling the irrigation source to provide a irrigation flow to the irrigation channel in response to the lack of a blockage in the irrigation channel;
9. The system of claim 8, configured to:
患者の解剖学的部位での解剖学的環境に印加されるべき所望の圧力をユーザから受け取るように構成されたユーザ入力部と、
前記内視鏡の前記少なくとも1つの作業チャネルを通る流量を感知するように構成された流量センサと、
前記解剖学的部位での前記解剖学的環境の圧力を感知するように構成された圧力センサと、
前記感知された流量を使用して、前記少なくとも1つの作業チャネル内の詰まりの有無を示すチャネル状態を検出し、
前記検出されたチャネル状態が前記少なくとも1つの作業チャネル内に詰まりがあることを示していることに応答して、かつ前記検出されたチャネル状態が前記少なくとも1つの作業チャネル内に詰まりがあることを示している限り、前記少なくとも1つの作業チャネルへの洗浄流の適用と吸引流の適用とを交互に行い、指定されたまたは調整可能に指定可能な時間間隔によって前記洗浄流の前記適用と前記吸引流の前記適用とを分離して、運動による詰まり粒子の分離を可能にし、
前記感知された圧力を実質的に前記所望の圧力のレベルに維持するように、前記少なくとも1つの作業チャネルを通る洗浄流または吸引流の1つまたは複数を調整する、
ように構成された制御モジュールと、
を含む内視鏡手術システム。 an endoscope including an imaging module, a surgical module, and at least one working channel configured to pass an irrigation or aspiration flow;
a user input configured to receive from a user a desired pressure to be applied to the anatomical environment at the patient's anatomy;
a flow sensor configured to sense flow through the at least one working channel of the endoscope;
a pressure sensor configured to sense the pressure of the anatomical environment at the anatomical site;
using the sensed flow rate to detect channel conditions indicative of the presence or absence of blockages in the at least one working channel;
responsive to said detected channel condition indicating a blockage within said at least one working channel, and said detected channel condition indicating a blockage within said at least one working channel; Where indicated, the application of irrigation flow and the application of aspiration flow to said at least one working channel are alternated, said application of said irrigation flow and said aspiration flow being performed by a specified or adjustably specifiable time interval. separating said application of flow to allow separation of clogging particles by motion;
adjusting one or more of the irrigation or suction flow through the at least one working channel to maintain the sensed pressure at substantially the desired level of pressure;
a control module configured to
an endoscopic surgical system including;
流量センサを介して前記医療機器の前記少なくとも1つの作業チャネルを通る流量を感知するステップと、
前記感知された流量を使用して、前記少なくとも1つの作業チャネル内の詰まりの有無を示すチャネル状態を、制御モジュールを介して検出するステップと、
前記検出されたチャネル状態が前記少なくとも1つの作業チャネル内に詰まりがあることを示していることに応答して、前記少なくとも1つの作業チャネルへの洗浄流の適用と吸引流の適用とを交互に行い、指定されたまたは調整可能に指定可能な時間間隔によって前記洗浄流の前記適用と前記吸引流の前記適用とを分離して、運動による詰まり粒子の分離を可能にするステップと、
を含む、方法。 A method of unclogging at least one working channel of a medical device during a procedure on a patient, comprising:
sensing flow through the at least one working channel of the medical device via a flow sensor;
using the sensed flow rate to detect, via a control module, channel conditions indicative of the presence or absence of blockages in the at least one working channel;
alternating application of irrigation flow and application of aspiration flow to said at least one working channel in response to said detected channel condition indicating a blockage within said at least one working channel; separating said application of said wash flow and said application of said suction flow by a specified or adjustably specifiable time interval to allow separation of clogging particles by motion;
A method, including
第1の閾値を下回る前記感知された流量の減少に応答して前記少なくとも1つの作業チャネル内に詰まりがあることを検出するステップと、
第2の閾値を上回る前記感知された流量の増加に応答して前記少なくとも1つの作業チャネル内に詰まりがないことを検出するステップと、
を含む、請求項18または19に記載の方法。 The step of detecting channel conditions includes:
detecting a blockage within the at least one working channel in response to a decrease in the sensed flow rate below a first threshold;
detecting an absence of blockage within the at least one working channel in response to an increase in the sensed flow rate above a second threshold;
20. The method of claim 18 or 19, comprising
圧力センサを介して前記解剖学的部位での前記解剖学的環境の圧力を感知するステップと、
前記感知された圧力を実質的に前記所望の圧力のレベルに維持するように、前記少なくとも1つの作業チャネルを通る前記洗浄流または前記吸引流の1つまたは複数を調整するステップと、
を含む、請求項18から20のいずれか一項に記載の方法。 receiving, via user input, a desired pressure to be applied to an anatomical environment at an anatomical site within the patient;
sensing the pressure of the anatomical environment at the anatomical site via a pressure sensor;
adjusting one or more of the irrigation flow or the aspiration flow through the at least one working channel to maintain the sensed pressure at substantially the desired level of pressure;
21. The method of any one of claims 18-20, comprising
前記少なくとも1つの作業チャネル内の前記所望の流れ条件を維持するように、前記少なくとも1つの作業チャネルを通る前記洗浄流または前記吸引流の1つまたは複数を調整するステップと、
を含む、請求項21に記載の方法。 receiving a desired flow condition in the at least one working channel representing the relative conditions between the irrigation flow and the aspiration flow and corresponding to the desired pressure to be applied to the anatomical environment; a step;
adjusting one or more of the wash flow or the aspiration flow through the at least one working channel to maintain the desired flow conditions within the at least one working channel;
22. The method of claim 21, comprising:
前記吸引チャネル内に詰まりがあることに応答して、前記吸引チャネルに洗浄流を提供するように洗浄源を制御するステップと、
前記解剖学的部位での前記解剖学的環境の前記感知された圧力の増加に応答して、前記洗浄チャネルに吸引流を適用して前記感知された圧力を実質的に前記所望の圧力のレベルに維持するように吸引源を制御するステップと、
前記吸引チャネル内に詰まりがないことに応答して、前記吸引チャネルに吸引流を適用するように前記吸引源を制御し、前記洗浄チャネルに洗浄流を提供するように前記洗浄源を制御するステップと、
を含む、請求項21または22に記載の方法。 the at least one working channel includes an aspiration channel and a wash channel, the method comprising:
controlling an irrigation source to provide a irrigation flow to the aspiration channel in response to a blockage in the aspiration channel;
applying a suction flow to the irrigation channel to reduce the sensed pressure to substantially the desired pressure level in response to the increase in the sensed pressure of the anatomical environment at the anatomical site; controlling the suction source to maintain at
controlling the suction source to apply a suction flow to the suction channel and controlling the irrigation source to provide a irrigation flow to the irrigation channel in response to the absence of a blockage in the aspiration channel; and,
23. The method of claim 21 or 22, comprising
前記洗浄チャネル内に詰まりがあることに応答して、前記洗浄チャネルに吸引流を適用するように吸引源を制御するステップと、
前記解剖学的部位での前記解剖学的環境の前記感知された圧力の減少に応答して、前記吸引チャネルに洗浄流を提供して前記感知された圧力を実質的に前記所望の圧力のレベルに維持するように洗浄源を制御するステップと、
前記洗浄チャネル内に詰まりがないことに応答して、前記吸引チャネルに吸引流を適用するように前記吸引源を制御し、前記洗浄チャネルに洗浄流を提供するように前記洗浄源を制御するステップと、
を含む、請求項21から23のいずれか一項に記載の方法。 the at least one working channel includes an aspiration channel and a wash channel, the method comprising:
controlling a suction source to apply a suction flow to the wash channel in response to a blockage in the wash channel;
providing an irrigation flow to the aspiration channel to reduce the sensed pressure to substantially the desired pressure level in response to a decrease in the sensed pressure of the anatomical environment at the anatomical site; controlling the cleaning source to maintain at
controlling the suction source to apply a suction flow to the suction channel and controlling the irrigation source to provide a irrigation flow to the irrigation channel in response to the absence of a blockage in the irrigation channel; and,
24. The method of any one of claims 21-23, comprising:
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