JP2024501874A - 操縦可能医療機器 - Google Patents

Abstract

医療機器、システム、並びに、医療機器及びシステムの使用方法が提供される。本開示の実施形態は、湾曲可能体を含む医用装置を含み、湾曲可能体は、当該湾曲可能体内に構成された駆動ワイヤを有する。ブレイクアウトワイヤの遠位端は、駆動ワイヤの近位端に取り付けられ、駆動ワイヤを誘導する遠位ガイドチューブは、ブレイクアウトワイヤの手前で空間を空けて終端する。弾性要素は、駆動ワイヤの長手方向の少なくとも一部に沿って駆動ワイヤに隣接し、駆動ワイヤの長手方向に沿って拡張又は収縮する。アクチュエータは、ブレイクアウトワイヤを介して駆動ワイヤを後退及び前進させ、湾曲可能体を操作する。前記弾性要素は、前記遠位ガイドチューブの近位端と前記ブレイクアウトワイヤの前記遠位端の間の空間内に留まる。【選択図】図１

Description

関連特許出願への相互参照
本願は、米国特許商標庁に２０２０年１２月３０日付けで提出された米国仮特許出願第６３／１３２３７４号と、２０２１年２月１６日付けで提出された米国仮特許出願第６３／１４９９６３号から優先権を主張し、それらの開示は参照によりその全体が本明細書に援用される。

本開示は、概して医療機器に関し、より詳細には、医療手技において内視鏡やカテーテル等のインターベンション用のツール及び器具を誘導するために適用可能な操縦可能機器に関する。

米国特許出願公開第２０２０／０３８３６７０号には、患者への挿入用の湾曲可能体を有する医療機器が記載されている。当該医療機器は、湾曲可能体内に構成された少なくとも第１の駆動ワイヤと、第１の駆動ワイヤに取り付けられた第１のブレイクアウトワイヤ（break-out wire）と、第１の駆動ワイヤに対して可動である収縮ガイドとを含む。第１のブレイクアウトワイヤは、通路を通して医療機器を誘導するように湾曲可能体を操作するように構成されたアクチュエータに接続される。収縮ガイドは、第１の駆動ワイヤと平行である収縮性コイルである場合があり、また、モータによって押し引きの力が伝達されるときに第１の駆動ワイヤと接触するように配置される場合がある。

収縮ガイドが駆動ワイヤに接触するときの駆動ワイヤの座屈を避けるために、収縮性コイルが駆動ワイヤを包囲する。また、細い駆動ワイヤの座屈を避けるために、駆動ワイヤの直径がブレイクアウトワイヤの直径に変換される。しかしながら、米国公開第２０２０／０３８３６７０号には、収縮性コイルが駆動ワイヤの全ストロークを覆うことは記載されていない。収縮性コイルが駆動ワイヤの全ストロークを覆わない場合、駆動ワイヤとブレイクアウトワイヤとの境界周辺で駆動ワイヤの座屈が発生するリスクがある。

本開示の実施形態は医用装置を提供し、当該医用装置は以下を備える：湾曲可能体であって、当該湾曲可能体内に構成された駆動ワイヤを有する、湾曲可能体；駆動ワイヤに取り付けられたブレイクアウトワイヤであって、ブレイクアウトワイヤの遠位端は、駆動ワイヤの近位端に取り付けられる、ブレイクアウトワイヤ；駆動ワイヤを誘導する遠位ガイドチューブであって、ブレイクアウトワイヤの手前で空間を空けて終端する、遠位ガイドチューブ；駆動ワイヤの長手方向の少なくとも一部に沿って駆動ワイヤに隣接する弾性要素；及び、ブレイクアウトワイヤを介して駆動ワイヤを後退及び前進させることにより、湾曲可能体を操作するように構成されたアクチュエータ。弾性要素は、駆動ワイヤの長手方向に沿って拡張又は収縮し、また、遠位ガイドチューブの近位端とブレイクアウトワイヤの遠位端との間の空間内に留まる。一部の実施形態では、弾性要素の長さは、少なくとも、遠位ガイドチューブの近位端からの駆動ワイヤの長さと同じである。

また、本開示の実施形態は、弾性要素（ばね等）及び駆動ワイヤを含む操縦可能医療機器を提供し、ばねの長さは、駆動ワイヤの長さよりも長い。様々な実施形態によれば、ばねは、駆動ワイヤの全ストロークを覆う収縮性コイルばねである。よって、本開示は、ばねによって覆われていない駆動ワイヤのストロークを縮小する医療機器を提供することにより、駆動ワイヤの座屈のリスクを低減又は排除する。

本開示の実施形態によれば、医用装置は以下を備える：湾曲可能体であって、当該湾曲可能体内に構成された駆動ワイヤを有する、湾曲可能体；駆動ワイヤに取り付けられたブレイクアウトワイヤであって、ブレイクアウトワイヤの遠位端は、駆動ワイヤの近位端に取り付けられる、ブレイクアウトワイヤ；駆動ワイヤの長手方向の少なくとも一部に沿って駆動ワイヤを包囲するばね等の弾性要素であって、駆動ワイヤに対して可動である、弾性要素；及び、ブレイクアウトワイヤを介して駆動ワイヤを後退及び前進させるように構成され、湾曲可能体を操作するように構成されたアクチュエータ。ばねは、駆動ワイヤの長手方向に沿って収縮し、ばねの長さは、少なくとも、駆動ワイヤを誘導する遠位ガイドチューブの近位端とブレイクアウトワイヤの遠位端との間の駆動ワイヤの長さと同じである。

一部の実施形態によれば、医用装置は、湾曲可能体と、湾曲可能体に取り付けられた少なくとも１つの駆動ワイヤと、アクチュエータと、ブレイクアウトワイヤガイドと、ばねと、少なくとも１つのブレイクアウトワイヤと、を備える。湾曲可能体は、長手方向に沿って、近位端及び遠位端を含むセントロイドを有する。少なくとも１つの駆動ワイヤは、湾曲可能体に取り付けられ、セントロイドからオフセット距離を置いて湾曲可能体を通ってセントロイドの近位端まで延びる。アクチュエータは、駆動ワイヤのうちの１本を押し引きし、ブレイクアウトワイヤガイドは、駆動ワイヤの近位端とアクチュエータとを橋渡しして、アクチュエータからの押し引きの力を駆動ワイヤに伝える。ばねは長手方向に沿って収縮し、少なくとも１つのブレイクアウトワイヤは、駆動ワイヤよりも大きい直径を有する。ブレイクアウトワイヤガイドの小穴は、長手方向に沿って断面サイズの異なる近位領域と遠位領域を有する。近位小穴領域の断面サイズは、遠位小穴領域の断面サイズよりも大きく、駆動ワイヤは、遠位小穴領域から近位小穴領域まで小穴を通る。ブレイクアウトワイヤは、駆動ワイヤの近位端に取り付けられ、近位小穴領域を通って延び、アクチュエータに取り付けられる。ばねは、近位小穴領域において駆動ワイヤを包囲し、小穴によって包囲され、また、アクチュエータが駆動ワイヤを押している間にブレイクアウトワイヤによって縮められる。ばねの自然長は、牽引器の最も近位の動作位置における、遠位ガイドチューブからブレイクアウトワイヤの遠位端までの駆動ワイヤの長さよりも長い。一部の実施形態では、ばねは、湾曲可能体を真っ直ぐな形状にするのための牽引器の動作位置で圧縮される。

一部の実施形態によれば、医用装置は、予め引張又は圧縮を受けていない固定されたばねを備える。ばねの自然長は、湾曲可能体を真っ直ぐな形状にするための牽引器の動作位置における、遠位ガイドチューブからブレイクアウトワイヤの遠位端までの駆動ワイヤの長さと同じである。ばねの遠位端は、遠位ガイドチューブと近位ガイドチューブの境界に取り付けられる。また、ばねの近位端は、駆動ワイヤとブレイクアウトワイヤの境界に取り付けられる。

一部の実施形態によれば、ブレイクアウトワイヤの直径は駆動ワイヤの直径よりも大きく、よって、医用装置の座屈を回避するのに更に役立つ。更なる変形としては、構造的完全性の保持を補助するために、テーパ状のブレイクアウトワイヤ及び／又は駆動ワイヤが挙げられる。

一部の実施形態によれば、医用装置は、圧縮力に対抗して湾曲可能体の長さを維持するための耐圧縮要素を有する湾曲可能体を備える。駆動ワイヤと、ブレイクアウトワイヤガイドと、ばねと、ブレイクアウトワイヤとのうちの１つ以上は、アクチュエータから取外し可能に取り付けられる。

本開示の更なる特徴は、添付の図面を参照する例示の実施形態の以下の説明から明らかになるであろう。

図１Ａは、本開示の１つ以上の実施形態に係る、操縦可能医療機器の側面斜視図を示す。図１Ｂは、本開示の１つ以上の実施形態に係る、操縦可能医療機器の正面斜視図である。 図２Ａは、本開示の１つ以上の実施形態に係る、操縦可能医療機器の少なくとも一部の上面斜視図を提供する。図２Ｂは、本開示の１つ以上の実施形態に係る、操縦可能医療機器の少なくとも一部の上面斜視図を提供する。 図３は、本開示の１つ以上の実施形態に係る、操縦可能医療機器の少なくとも一部の側面斜視図を詳細に示す。 図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃは、それぞれ、本開示の１つ以上の実施形態に係る、操縦可能医療機器の少なくとも一部の側面斜視図を示す。 図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃは、それぞれ、本開示の１つ以上の実施形態に係る、操縦可能医療機器の少なくとも一部の側面斜視図を示す。

図全体を通して、別段の記載がない限り、同じ参照番号及び文字は、例示される実施形態の同様の特徴、要素、コンポーネント又は部分を示すために用いられる。

以下、図面を参照して、例示の実施形態を説明する。以下の説明及び図面は、本開示を例示するものであり、本開示を限定するものとして解釈されるものではない。

説明に言及する際、開示する例を完全に理解できるようするために、具体的な詳細が記載される。他の例では、本開示を不必要に長くしないように、周知の方法、手順、コンポーネント及び材料は、詳細には説明されない。

当然のことながら、要素又は部品が他の要素又は部品に関して「～上に」、「～に対して」、「～に接続される」、或いは「～に結合される」と言及される場合、それは、当該他の要素又は部品に対して直接的に上にあってよく、対してよく、接続されてよく、或いは結合されてよく、又は、介在する要素又は部品が存在してもよい。対照的に、ある要素が別の要素又は部品に関して「直上にある」、「直接接続される」又は「直接結合される」と言及されるとき、介在する要素又は部品は存在しない。使用される場合、「及び／又は」という語句は、そのように提供される場合、関連する列挙された項目のうちの１つ以上のありとあらゆる組合わせを含む。

様々な図に示されるようなある要素又は特徴と別の要素又は特徴との関係を説明するための記述及び／又は説明を簡易にするために、本明細書では、「下」、「真下」、「下方」、「低い」、「上方」、「上」、「近位」、「遠位」等の空間的な相対語が使用される場合がある。ただし、当然のことながら、空間的な相対語は、図に示されている向きに加えて、使用中又は動作中の機器の様々な向きを包含することが意図される。例えば、他の要素又は特徴の「下方」又は「真下」にあると記述されている要素は、図中の機器が裏返されると、当該他の要素又は特徴の「上方」に向けられることになる。よって、「下方」等の相対的な空間用語は、上と下の両方の向きを包含することができる。機器は、他の方法で方向付けられてもよく（９０度回転又は他の方向に）、本明細書で使用される空間的な相対的記述子は、それに応じて解釈されるべきである。

本明細書では、様々な要素、コンポーネント、領域、部品及び／又は部分を説明するために、第１、第２、第３等の用語が使用される場合がある。当然のことながら、これらの要素、コンポーネント、領域、部品及び／又は部分はこれらの用語によって限定されるべきではない。これらの用語は、ある要素、コンポーネント、領域、部品又は部分を別の領域、部品又は部分から区別するためにのみ使用されている。よって、後述する第１の要素、コンポーネント、領域、部品又はセクションは、本明細書の開示から逸脱することなく、第２の要素、コンポーネント、領域、部品又はセクションと呼ぶことができる。

本明細書において用いられる用語は、特定の実施形態を説明する目的のものにすぎず、限定することを意図するものではない。本明細書において用いられる場合、単数形は、文脈上明確に別段の指示がない限り、複数形も含むことを意図している。更に、当然のことながら、「含む」という用語は、本明細書において用いられる場合、記載の特徴、整数、ステップ、動作、要素及び／又はコンポーネントの存在を指定するが、明示的に記載されていない１つ以上の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、コンポーネント及び／又はそれらのグループの存在又は追加を排除するものではない。「位置」又は「位置決め」という用語は、空間的な位置と角度的な向きの両方を含むものとして理解されるべきである。

本開示は、通路を通した誘導のために操縦可能な医療機器を詳述する。より具体的には、本医療機器は、内視鏡やカメラ、カテーテル等の医療用のツール及び機器を受け入れて前進させるための、医療機器の端から端まで延在する中央空洞を含み、また、医療用のツール又は機器を通路を通して誘導又は操作する能力を有する。

図１Ａは、本開示の１つ以上の実施形態に係る、操縦可能医療機器１の側面斜視図を提供する。操縦可能医療機器１は、湾曲可能体２、ブレイクアウトユニット（break-out unit）９及びアクチュエータ１３を備える。湾曲可能体２は、少なくとも２つの駆動ワイヤ４Ａ、４Ｂによって駆動される少なくとも２つのガイドリング３と、ガイドリング３を支持するための軟性バックボーン５と、駆動ワイヤ４の各々に対応するガイドリング小穴１４（図１Ｂ参照）とを有する。ガイドリング３は、中央が空洞になっており、設計された間隔を空けて接着層１５によってバックボーン５に固定される。ガイドリング３をバックボーン５と組み合わせて組み立てることにより、２次ツールを受け入れるためのチャネル１６が形成される。また、湾曲可能体２は、湾曲可能体２の管様形状の中心線としてセントロイドＱを画定し、ブレイクアウトユニット９に近い方を近位端Ｃとし、ブレイクアウトユニット９から遠い方を遠位端Ｄとする。バックボーン５は、近位端Ｃにおいて機械的に固定されてよく、弾性的に操縦可能であってよいが、セントロイドＱに沿って硬質である。

図１Ｂは、図１Ａに提供された操縦可能医療機器１の正面断面斜視図を更に提供する。したがって、断面Ａ－Ａ（図１Ａ参照）での湾曲可能体２の断面図により、ガイドリング３が、少なくとも２つの駆動ワイヤ４を受け入れるための少なくとも２つのガイドリング小穴１４を含むことが、より明瞭に詳述される。図１Ｂは、接着剤１５と、２次ツールを受け入れるとともに更にセントロイドＱを画定するチャネル１６とを更に詳細に示す。

図１Ａに戻ると、ガイドリング３は、接着剤１５（或いは、リング３をバックボーン５に固定する他の手段）によってバックボーン５に固定することができ、また、駆動ワイヤ４Ａ、４Ｂがガイドリング小穴１４に沿って自由に摺動する間に、駆動ワイヤ４Ａ、４Ｂをガイドリング小穴１４内に保持することができる。隣接するガイドリング３の間では、駆動ワイヤ４Ａ、４Ｂは、機械的な支持構造がなくても自立する。ガイドリング３間の空間により、１つのガイドリング３を第２のガイドリング３に関して操作することが可能となり、操縦可能医療機器１の操縦につながる。

ブレイクアウトユニット９は、遠位ガイドチューブ６と、近位ガイドチューブ７と、少なくとも２つのブレイクアウトワイヤ８Ａ、８Ｂと、ばね１７（図３参照）とを有する。近位ガイドチューブ７は、機械的に固定される。また、遠位ガイドチューブ６は、近位ガイドチューブ７の内壁に固定される。これらの遠位ガイドチューブ６と近位ガイドチューブ７により、それぞれ小穴の遠位領域１８と近位領域１９が形成される（図３参照）。

図１Ａは更にアクチュエータ１３を図示しており、アクチュエータ１３は、患者の近くに構成することができ、ブレイクアウトユニット９を介して湾曲可能体２に機械的に接続される。アクチュエータ１３は牽引器１０を有し、牽引器１０は、ブレイクアウトワイヤ８をＱ軸に沿って前進及び後退させるために、ブレイクアウトワイヤ８と、親ねじ１１及びモータ１２とに接続される。ブレイクアウトワイヤ８は、この間隔において自由空間を通り、真っ直ぐに保たれる。牽引器１０はねじ穴を有してよく、親ねじ１１は、このようなねじ穴と係合してよい。親ねじ１１は、モータ１２に取り付けられる。

図１Ａに示される２つのモータ１２は、親ねじ１１を回転させ、親ねじ１１及びブレイクアウトワイヤ８Ａ、８Ｂを介して駆動ワイヤ４Ａ、４Ｂを独立して押し引きすることができる。

図２Ａ及び図２Ｂに示されるように、駆動ワイヤ４Ａ、４Ｂは、それぞれの遠位端で、異なる位置のガイドリング３に固定される。具体的には、駆動ワイヤ４Ａは、位置Ｅ（すなわち湾曲可能体２の遠位端）で第１のガイドリング３に固定され、駆動ワイヤ４Ｂは、位置Ｆで第２のガイドリングに固定される。各駆動ワイヤ４Ａ、４Ｂの残りの部分は、ブレイクアウトユニット９に到達するまで、それぞれのガイドリング小穴１４を通って自由に延びる。このような終端位置Ｅ、Ｆにより、湾曲可能体２は２つの湾曲セクションに分割される。湾曲セクションは実質的な湾曲領域であり、この領域にはバックボーン５と、駆動ワイヤ４Ａ又は４Ｂと、全てのガイドリング３との組立体が含まれる。図２Ａ及び図２Ｂには、本操縦可能医用器具１の２つの異なる規定（enactment）が見られる。図２Ａは、左に弧を描くＳ字湾曲を描写しており、これは、まず駆動ワイヤ４Ｂを後退させ、次に駆動ワイヤ４Ａを後退させることによって達成される。図２Ｂの右に弧を描くＳ字湾曲は、まず駆動ワイヤ４Ｂを前進させ、次に駆動ワイヤ４Ａを前進させることによって達成される。別の言い方をすれば、駆動ワイヤ４Ａがモータ１２によって後退させられると、位置Ｅと位置Ｆの間の湾曲セクションが、駆動ワイヤ４Ａの方向に湾曲する（図２Ａ）。また、駆動ワイヤ４Ａが前進させられると、位置Ｅと位置Ｆの間の湾曲セクションは、反対方向に曲がることができる（図２Ｂ）。同様に、駆動ワイヤ４Ｂが後退させられると、位置Ｆと位置Ｇの間の湾曲セクションは駆動ワイヤ４Ｂの方向に曲がり、前進させられると、該湾曲セクションは反対方向に曲がる。位置Ｆと位置Ｇの間の湾曲セクションでは、駆動ワイヤ４Ａ、４Ｂからの曲げモーメントが互いに干渉するが、駆動ワイヤ４Ａ、４Ｂについて適切な作動力を選択することにより、位置Ｆと位置Ｇの間の湾曲セクションを独立して曲げることができる。したがって、２本以上の駆動ワイヤを用いることにより、２つ以上の対応する湾曲セクションを独立して曲げることができる。

図３は、図１Ａに提供された操縦可能医療機器１の側面断面斜視図を更に提供する。具体的には、図３は、図１Ａの線Ｂ－Ｂでの断面図を提供する。図３では、駆動ワイヤ４の近位端は、ブレイクアウトユニット９に接続されている。遠位小穴領域１８は、駆動ワイヤ４をセントロイドＱに沿って機械的に誘導する。遠位小穴領域１８の直径は、近位小穴領域１９の直径よりも小さい。近位小穴領域１９は、駆動ワイヤ４及びブレイクアウトワイヤ８を含み、ブレイクアウトワイヤ８をセントロイドＱに沿って機械的に誘導する。近位小穴領域１９は、駆動ワイヤ４をセントロイドＱに沿って誘導するためのばね１７を含む（ここではコイルばねとして例示されている）。一部の実施形態では、ばね１７の一端が遠位ガイドチューブ６に接触し、ばね１７の他端がブレイクアウトワイヤ８に接触する。遠位ガイドチューブ６とブレイクアウトワイヤ８の間には、弾性要素（ばね１７）を含む空間がある。ばね１７は、駆動ワイヤ４がブレイクアウトワイヤ８によって押されたときに収縮する。ばね１７が収縮している間、ばね１７は、ばね１７が圧縮される前の直径と比較して実質的に同一の内径により、駆動ワイヤ４を誘導するように機能する。したがって、ブレイクアウトワイヤ８の押し動作中に、駆動ワイヤ４は座屈を避けることができる。

図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃは、モータによる曲げ動作中のばね１７のカバー範囲を詳細に示す概略図である。具体的には、本実施形態のばね１７は、湾曲可能体２が真っ直ぐな形状を有するときに圧縮される。ただし、他の実施形態では、このばねの代わりに、異なるタイプのばねやその他の弾性要素が用いられる。

図４Ｂの位置ＡＡは、湾曲可能体２が真っ直ぐな形状を有するときの、駆動ワイヤ４とブレイクアウトワイヤ８の境界の位置を表す。したがって、この位置は、湾曲可能体２の全範囲の曲げに必要な駆動ワイヤの全ストロークにおける中心位置に対応する。一方、図４Ａの位置ＢＢは、引き側のストロークの縁における、駆動ワイヤ４とブレイクアウトワイヤ８の境界の位置を表す。

引張や圧縮のないばね１７の自然長は、位置ＢＢとなる（図４Ａ）。したがって、ばね１７はこの位置で駆動ワイヤ４を覆い、駆動ワイヤ４の座屈を防止する。

駆動ワイヤ４が位置ＢＢから位置ＡＡまで押されると、ばね１７が圧縮される（図４Ｂ）。この運動中、ばね１７は、ねじれを防ぐために駆動ワイヤ４を覆い続ける。

駆動ワイヤ４が更に押されて位置ＡＡを越え、位置ＣＣに達すると（図４Ｃ）、ばね１７は、更に圧縮され、駆動ワイヤ４を覆い続ける。

したがって、この実施形態では、ばね１７は、必要なストロークの全範囲である位置ＢＢから位置ＣＣまで駆動ワイヤ４を覆い、駆動ワイヤ４が押されるたびに駆動ワイヤ４の座屈を防止することができる。

具体的には、この実施形態では、ばね１７を、他の部品に接合／取付けすることなくブレイクアウトユニット９に組み付けることができる。この実施形態により、ブレイクアウトユニット９の製造と構造が簡素化され、小型化と低価格が可能となる。更に、接合要素がないので、ブレイクアウトユニット９の耐久性が向上する。

また、ばね１７が位置ＢＢで圧縮されないので、動作中にストロークの全範囲にわたってばね１７が受ける圧縮力が最小限になる。この特徴には、アクチュエータ１３の圧縮力の分だけ駆動力が低減されるという利点がある。

更に、アクチュエータ１３が駆動ワイヤ４にかかる力を測定するとき、ばね１７に対する圧縮力は、系統誤差の要因となり得る。圧縮力を最小化することにより、アクチュエータ１３からのワイヤ力測定についての系統誤差を低減することもできる。

更に別の実施形態では、ばね１７は、位置ＢＢで圧縮状態となる場合がある。この設計では、ばね１７は、位置ＢＢから位置ＣＣまで常に圧縮されている。この設計では、位置ＢＢから位置ＣＣまでのいずれの場所でも圧縮力があることにより、ばね１７のがたつきが抑えられるという利点がもたらされる。

先に述べたように、図４Ａ～図４Ｃを参照して説明した例示の実施形態によれば、ばね１７は、必要なストロークの全範囲である位置ＢＢから位置ＣＣまで駆動ワイヤ４を覆う。したがって、ばね１７は、駆動ワイヤ４が押し引きされるたびに、駆動ワイヤ４の座屈を防止することができる。本実施形態によれば、ばね１７を、医療機器の他の部品に接合又は取付けすることなく、ブレイクアウトユニット９に組み付けることができる。これにより、ブレイクアウトユニット９の製造と構造が簡素化され、小型化と低価格が可能となる。更に、接合部分がないことは、ブレイクアウトユニット９の耐久性にとって有益である。

本開示の別の実施形態は、図３の操縦可能医療機器１の構成と同様の構成を有するが、ばね１７の一端が、遠位ガイドチューブ６と近位ガイドチューブ７に対して接続される。代替又は追加として、ばね１７の反対側の端部は、駆動ワイヤ４とブレイクアウトワイヤ８に対して接続され得る。

図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃは、本実施形態におけるモータによる曲げ動作中のばね１７のカバー範囲を説明するための概略図である。

図５Ａ～図５Ｃに見られるように、ばね１７の一端は、遠位ガイドチューブ６の近位端に取り付けられ、ばね１７の他端は、ブレイクアウトワイヤ８の遠位端に取り付けられる。そして、位置ＡＡにおいて、ばね１７は、圧縮力と引張力のない自然長をもつ（図５Ａ）。駆動ワイヤ４が位置ＡＡから引っ張られて位置ＢＢに達すると（図５Ｂ）、ばね１７も両端が取り付けられているので引っ張られ、ばね１７に引張力が生じる。

駆動ワイヤ４が位置ＡＡから押されて位置ＣＣに達すると（図５Ｃ）、ばね１７も両端が取り付けられているので押され、ばね１７に圧縮が生じる。したがって、ばね１７は、必要なストロークの全範囲である位置ＢＢから位置ＣＣまで駆動ワイヤ４を覆うことができ、駆動ワイヤ４が押されるたびに駆動ワイヤ４の座屈を防止することができる。

具体的には、本実施形態では、ばね１７に対する圧縮力と引張力の絶対的な大きさを最小限に抑えることができる。これにより、アクチュエータ１３を操作するために必要な追加の力を最小限に抑えることができる。

更に、アクチュエータ１３が駆動ワイヤ４にかかる力を測定するとき、ばね１７に対する圧縮力と引張力は、系統誤差の要因となり得る。本実施形態では、それらの力の絶対的な大きさを最小限に抑えることにより、アクチュエータ１３からのワイヤ力測定についての系統誤差を低減することもできる。

ばね１７の遠位端は、遠位ガイドチューブ６の近位端に取り付けることができる。更に、ばね１７の近位端は、駆動ワイヤ４の近位端に取り付けることができる。

先に述べたように、図５Ａ～図５Ｃを参照して説明した例示の実施形態によれば、ばね１７は、必要なストロークの全範囲である位置ＢＢから位置ＣＣまで駆動ワイヤ４を覆う。したがって、ばね１７は、駆動ワイヤ４が押し引きされるたびに駆動ワイヤ４の座屈を防止することができ、ばね１７にかかる圧縮力と引張力の絶対的な大きさが最小限に抑えられるので、アクチュエータ１３を操作するために追加で必要となる力を最小限に抑えることができる。更に、アクチュエータ１３が駆動ワイヤ４にかかる力を測定するとき、ばね１７に対する圧縮力と引張力は、系統誤差の要因となり得る。本実施形態では、それらの力の絶対的な大きさを最小限に抑えることにより、アクチュエータ１３からのワイヤ力測定についての系統誤差を低減することもできる。

本開示の第３の実施形態は、図３に詳細に示される操縦可能医療機器１の構成と同様の構成を有する。ただし、ブレイクアウトワイヤ８は、牽引器１０に取外し可能に取り付けられる。したがって、湾曲可能体２とブレイクアウトユニット９の組立体が、アクチュエータ１３から取外し可能である。この構成により、エンドユーザが必要に応じてアクチュエータ１３から湾曲可能体２を交換できるという利点が提供される。例えば、湾曲可能体２が破損した場合や、標的の生体構造や位置について異なる設計／軌道を有する場合である。具体的には、湾曲可能体２が使い捨てのディスポーザブル機器である場合、この構成により、アクチュエータ１３を再使用可能なユニットとして使用することができ、コスト削減につながる。

この構成には先に述べたような利点があるが、この構成では、ブレイクアウトユニット９をアクチュエータ１３から取り外す間に湾曲可能体２の長さと形状を維持する必要性が新たに追加される。

アクチュエータ１３から湾曲可能体２とブレイクアウトユニット９が取り外されるとき、湾曲可能体２の長さと形状は、以下の２つの要因によって変化し得る。

第１の要因は、ブレイクアウトユニット９内のばね１７からの力である。ブレイクアウトワイヤ８が牽引器１０に接続されていないので、ばね１７が位置ＡＡで圧縮又は引張を受けた場合に、ばね１７は、湾曲可能体２に押し引きの力を伝達することになり得る。この場合、湾曲可能体２は、ばね１７の圧縮又は引張により、圧縮又は引張を受ける。

第２の要因は、外部からの力である。ブレイクアウトワイヤ８が牽引器１０に接続されていないので、ブレイクアウトワイヤ８は比較的自由に動くことができる。この場合、湾曲可能体２が環境内の何らかの物体に接触すると、湾曲可能体２は外力によって曲がってしまう。

一部の実施形態によれば、アクチュエータ１３からの取外し時に湾曲可能体２の長さと形状を維持するには、以下の設計が有効である。

設計１．湾曲可能体２に耐圧縮要素を備えた、第１の実施形態のブレイクアウトユニット

第１の実施形態のブレイクアウトユニット９では、ばね１７が位置ＡＡにおいて圧縮状態にある。この構成では、湾曲可能体２がアクチュエータ１３から取り外されるとき、湾曲可能体２は、圧縮されたばね１７による圧縮力を受ける。湾曲可能体２は耐圧縮要素を有し、耐圧縮要素は、図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ及び図２Ｂのバックボーン５であり得る。バックボーン５は、曲げの柔軟性を提供するためにレーザカットを施された剛性金属チューブから作ることができ、或いは、ロッド及び／又は編組から作ることができ、或いは、剛性と柔軟性のために強化エラストマー管材を更に含むことができる。

耐圧縮要素は、圧縮と拡張の望ましい許容値内にばね１７を保持するために、ばね１７からの圧縮力に対処する必要がある。

一部の実施形態によれば、カテーテルは、湾曲可能体２の耐圧縮要素になり得る。カテーテルは、湾曲セクションのインナーチューブとアウターチューブが耐圧縮要素であるような形で設計されてよい。特に、インナーチューブが金属編組構造を含む場合、圧縮力の観点からインナーチューブを強化することができる。

設計２．任意の湾曲可能体２を備えた、第２の実施形態のブレイクアウトユニット

第２の実施形態のブレイクアウトユニット９では、位置ＡＡのばね１７に圧縮力や引張力がかからないので、第２の実施形態のブレイクアウトユニット９は、湾曲可能体２の長さを維持することができる。

更に、駆動ワイヤ４が位置ＡＡから位置ＢＢ又は位置ＣＣに向かって動くと、ばね１７では、位置ＡＡに戻るための力が生じる。したがって、第２の実施形態のブレイクアウトユニット９は、湾曲可能体２の形状も維持することができる。

設計３．湾曲可能体２の耐圧縮要素又は耐引張要素によってばね１７が圧縮又は引張される、第２の実施形態のブレイクアウトユニット

第２の実施形態のブレイクアウトユニット９では、ばね１７の設計により、位置ＡＡにおいてばね１７が圧縮又は引張の状態にあり得る。この構成による圧縮又は引張の程度は、第１の実施形態で詳述したブレイクアウトユニット９よりも幅広い。なぜなら、第１の実施形態では、引張のないばねの最大長は、位置ＢＢで駆動ワイヤ４を覆うための長さよりも長くなければならないからである。したがって、第２の実施形態のブレイクアウトユニット９は、湾曲可能体２について最適な圧縮力又は引張力を有することができる。

この設計では、位置ＡＡにおいてばね１７が圧縮状態にあるので、湾曲可能体２は耐圧縮要素を有し、これは設計１と同じである。したがって、湾曲可能体２がアクチュエータ１３から取り外されるとき、湾曲可能体２は、引張状態のばね１７による引張力を受けることになる。湾曲可能体２は、ばね１７の引張力又は圧縮力よりも強い力をもつ耐引張要素を有するので、ばね１７の力に抵抗することができる。この耐引張要素は、図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ及び図２Ｂのバックボーン５であり得る。バックボーン５は、エラストマー（例えばウレタンやＰＥＢＡＸ（登録商標））製のチューブや、ロープ、ワイヤによって構成されてよい。一般に、湾曲可能体２のような直径の細い長尺物は、圧縮力よりも引張力に強い。このような組合わせにより、湾曲可能体２の最も単純な構造が得られる。

一部の実施形態によれば、カテーテルは、湾曲可能体２の耐引張要素になり得る。カテーテルは、湾曲セクションのインナーチューブとアウターチューブが耐引張要素であるような形で設計されてよい。

先に述べたように、第３の実施形態により、必要に応じてアクチュエータ１３から湾曲可能体２を交換できる構成が提供される。例えば、湾曲可能体２が破損した場合や、標的の生体構造や位置について異なる設計／軌道を有する場合である。具体的には、湾曲可能体２が使い捨て用である場合、この構成により、アクチュエータ１３を再使用可能なユニットとして使用することができる。第３の実施形態における３つの設計実施形態は、アクチュエータ１３からの取外し時の湾曲可能体２の長さと形状を維持する。これにより、アクチュエータ１３に取外し可能に取り付けられた湾曲可能体２の実際の実装において、湾曲可能体２の設計された機能を保証することができる。

本開示は、例示の実施形態を参照して説明されたが、当然のことながら、本開示は、説明された例示の実施形態に限定されない。

Claims (20)

1. 湾曲可能体であって、当該湾曲可能体内に構成された駆動ワイヤを有する、湾曲可能体と、
   前記駆動ワイヤに取り付けられたブレイクアウトワイヤであって、当該ブレイクアウトワイヤの遠位端は、前記駆動ワイヤの近位端に取り付けられる、ブレイクアウトワイヤと、
   前記駆動ワイヤを誘導する遠位ガイドチューブであって、前記ブレイクアウトワイヤの手前で空間を空けて終端する、遠位ガイドチューブと、
   前記駆動ワイヤの長手方向の少なくとも一部に沿って前記駆動ワイヤに隣接する弾性要素と、
   前記ブレイクアウトワイヤを介して前記駆動ワイヤを後退及び前進させることにより、前記湾曲可能体を操作するように構成されたアクチュエータと、
   を備える医用装置であって、
   前記弾性要素は、前記駆動ワイヤの前記長手方向に沿って拡張又は圧縮され、
   前記弾性要素は、前記遠位ガイドチューブの近位端と前記ブレイクアウトワイヤの前記遠位端の間の空間内に留まる、
   医用装置。
2. 前記弾性要素の長さは、少なくとも、前記遠位ガイドチューブの近位端からの前記駆動ワイヤの長さと同じである、
   請求項１に記載の医用装置。
3. 前記弾性要素の遠位端は、前記遠位ガイドチューブの前記近位端に取り付けられ、前記弾性要素の前記近位端は、前記ブレイクアウトワイヤの前記遠位端に取り付けられる、
   請求項１に記載の医用装置。
4. 前記ブレイクアウトワイヤは、前記アクチュエータに取外し可能に取り付けられる、
   請求項１に記載の医用装置。
5. 前記湾曲可能体は、前記アクチュエータから取外し可能な耐圧縮要素を有する、
   請求項１に記載の医用装置。
6. 前記湾曲可能体は、前記アクチュエータから取外し可能な耐引張要素を有する、
   請求項１に記載の医用装置。
7. 前記湾曲可能体は、使い捨ての医療機器を有する、請求項１に記載の医用装置。
8. 前記湾曲可能体は、生検ツールと、内視鏡と、切断ツールと、スライスツールと、ライトと、それらの組合わせとから成る群から選択される様々な手術器具を受け入れるように構成される、
   請求項１に記載の医用装置。
9. 前記駆動ワイヤは、前記湾曲可能体の遠位端まで延び、前記湾曲可能体の中心線からオフセットされている、
   請求項１に記載の医用装置。
10. 前記ブレイクアウトワイヤを収容するためのブレイクアウトユニット、
    を更に備え、
    前記ブレイクアウトユニットは、前記ブレイクアウトワイヤを誘導するためのガイドチューブを有する、
    請求項１に記載の医用装置。
11. 前記湾曲可能体内に構成された第２の駆動ワイヤと、
    前記第２の駆動ワイヤに取り付けられた第２のブレイクアウトワイヤと、
    を更に備え、
    前記第２のブレイクアウトワイヤは、前記アクチュエータと連絡している、
    請求項１に記載の医用装置。
12. 前記第２の駆動ワイヤは、部分的に前記湾曲可能体内まで延び、前記湾曲可能体の中心線からオフセットされている、
    請求項１１に記載の医用装置。
13. 前記アクチュエータは、前記第２のブレイクアウトワイヤを介して前記第２の駆動ワイヤを後退及び前進させるように構成される、
    請求項１１に記載の医用装置。
14. 前記第２の駆動ワイヤは、前記湾曲可能体に関して、前記駆動ワイヤとは異なる位置に構成される、
    請求項１１に記載の医用装置。
15. 前記湾曲可能体は、少なくとも２つのガイドリングを有し、
    前記少なくとも２つのガイドリングは、互いに平行に位置合わせされ、それらの間に距離を有し、
    前記少なくとも２つのガイドリングの各々は、前記駆動ワイヤ又は前記第２の駆動ワイヤを少なくとも受け入れるように構成された少なくとも１つの小穴を有する、
    請求項１１に記載の医用装置。
16. 前記弾性要素はコイルばねである、請求項１に記載の医用装置。
17. 前記弾性要素は、少なくとも２つのコイルばねを有する、請求項１に記載の医用装置。
18. 前記ブレイクアウトワイヤの直径は、前記駆動ワイヤの直径よりも大きい、
    請求項１に記載の医用装置。
19. 前記ブレイクアウトワイヤはテーパ状である、請求項１に記載の医用装置。
20. 前記駆動ワイヤワイヤはテーパ状である、請求項１に記載の医用装置。