JP6695864B2 - 噛み合うカテーテル先端及びツールを用いるデバイス、システム、及び方法 - Google Patents

噛み合うカテーテル先端及びツールを用いるデバイス、システム、及び方法 Download PDF

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Description

(関連出願の参照)
この出願は、2014年9月10日に出願された「DEVICES, SYSTEMS, ANDMETHODS USING MATING CATHETER TIPS AND TOOLS」という名称の米国仮特許出願第62/048,504号の優先権及び出願日の利益を主張し、その全文を本明細書中に参照として援用する。
本開示は、医療器具を洗浄するデバイス、システム、及び方法に向けられており、より具体的には、最小侵襲的な処置中に医療器具に出入りする流体流を制御するデバイス、システム、及び方法に向けられている。
最小侵襲的な医療技法は、医療処置中に傷付けられる組織の量を減少させ、それにより、患者の回復時間、不快感、有害な副作用を減少させることを意図する。そのような最小侵襲的な技法は、患者の解剖学的構造にある自然開口部を通じて或いは1つ又はそれよりも多くの外科的な切開部を通じて行われることがある。臨床医は、これらの自然開口部又は切開部を通じて医療ツールを挿入し、標的組織場所に達してよい。医療ツールは、治療器具、診断器具、及び手術器具のような、器具を含む。標的組織場所に到するために、最小侵襲的な医療ツールは、肺、結腸、腸、腎臓、心臓、循環系、又は同等の器官のような、解剖学的系統における自然の又は外科的に創られる通路を進む(navigate)ことがある。
最小侵襲的な医療処置は、視覚化システムに依存して、標的場所を見出し、様々な手術を行うことがある。具体的には、視覚化システムは、最小侵襲的な医療器具が解剖学的系統における自然の又は外科的に創られる通路を進んで標的組織場所に達するのを助けることがある。例えば、視覚化システムは、肺、結腸、腸、腎臓、心臓、消化器系、又は同等の器官にある自然の通路を通じて最小侵襲的な医療器具を誘導するのを助けることがある。幾つかの最小侵襲的な医療器具は、遠隔操作され或いはその他の方法でコンピュータ支援されることがある。幾つかの場合、視覚化システムは、器具通路又は管腔内に受け入れられるツールを撮像することを含む。
医療器具のナビゲーション中又は医療器具によって行われる手術中、視覚化システムのレンズは、患者の組織又は流体によって遮られ或いは曇らされることがある。そのような障害物はナビゲーション又は手術をより困難にすることがあり、外科医がレンズから障害物を取り除くのを助ける様々な方法が開発されている。幾つかの種類の医療デバイスは、器具の遠位端を越えて延びるノズル内で終端する、器具の近位端から遠位端に延びる洗浄管腔を利用する洗浄システムを含む。ノズルは、レンズに亘って洗浄流体を給送するように構成される。他の場合、外科医は、患者の組織に亘って器具の遠位端を優しくブラシがけして、蓄積した流体を拭い落とす。しかしながら、液体が器具通路とツール(例えば、撮像ツール)との間に溜まり続けるのは困難であり得るし、それは溜まった水がレンズの上に逃げ戻る(wick back)のを可能にする。加えて、医療処置の完了後に洗浄管腔及びノズルを効果的且つ効率的に洗浄するのは困難であり得る。
よって、最小侵襲的な医療処置の間及び後に医療器具と関連付けられる視覚化システムを効果的且つ効率的に洗浄するのを可能にする医療デバイス、システム、及び方法を提供するのが望ましい。本明細書中に開示するデバイス、システム、及び方法は、従来技術の欠陥の1つ又はそれよりも多くを克服する。
本発明の実施態様は、以下に続く請求項によって要約される。
1つの実施態様において、医療器具システムが、撮像プローブを含み、撮像プローブは、撮像プローブの第1の遠位端で終端する遠位先端と、第1の遠位端に配置されるレンズとを含む。撮像プローブは、撮像プローブの外表面にある第1の封止構成を含む。医療器具は、細長い医療器具も含み、細長い医療器具は、第2の遠位端で終端する遠位部分を含み、撮像プローブをスライド可能に受けるように構成される作業通路を含む。作業通路は、作業通路の表面にある第2の封止構成を含む。第1の封止構成及び第2の封止構成は、第1の封止構成と第2の封止構成との間の流体の通過を防止するよう互いに接触するように成形され且つ構成される。
他の実施態様において、医療器具システムは、撮像プローブを含み、撮像プローブは、撮像プローブの第1の遠位端で終端する遠位先端を含む。遠位先端は、第1の封止構成と、流体方向表面とを含む。システムは、第2の遠位端で終端する遠位部分を有する細長い医療器具も含む。細長い医療器具は、作業通路と、作業通路の表面にある第2の封止構成とを含む。第1の封止構成及び第2の封止構成は、第1の封止構成と第2の封止構成との間の流体の通過を防止するよう、互いに接触するように成形され且つ構成される。第1の封止構成及び第2の封止構成が接触し、間隙が流体方向表面と医療器具の第2の遠位端との間に形成されて、撮像プローブの遠位先端に亘る作業通路からの流体の通過を方向付ける。
他の実施態様では、方法が、細長い医療器具の作業通路内に撮像プローブを位置付けることを含む。撮像プローブは、第1の形状を有する遠位先端を含み、作業通路は、第2の形状を有する遠位部分を含む。第1の形状及び第2の形状は、相補的である。方法は、撮像プローブの遠位先端を前記医療器具の遠位部分内に前進させることによって撮像プローブと医療器具との間の流体通過を選択的に封止することも含む。
本開示の特徴は、添付の図面と共に判読されるとき、後続の詳細な記述から最良に理解される。業界の標準的な慣行に従って、様々な構成は原寸通りに描写されていないことを強調する。実際には、様々な構成の寸法は、議論の明確性のために、任意に増大させられ或いは減少させられることがある。加えて、本開示は、様々な実施例において参照番号及び/又は文字を繰り返すことがある。この繰返しは単純性及び明確性の目的のためであり、それ自体は本明細書中で議論する様々な実施態様及び/又は構成の間の関係を決定しない。
本開示の1つの実施態様に従った例示的な遠隔操作医療システムを示す図面である。
本開示の1つの実施態様に従った内視鏡視覚化システムを含む例示的な医療器具システムを示す図面である。
本開示の1つの実施態様に従った例示的な医療器具内に位置付けられる例示的なツールを含む例示的な医療器具システムの遠位部分の側断面図である。
本開示の1つの実施態様に従った例示的なカテーテル内に位置付けられる例示的な撮像プローブを含む例示的な医療器具システムの遠位部分の斜視図である。
本開示の1つの実施態様に従った図3Bに示す例示的なカテーテルの遠位部分の斜視図である。
本開示の1つの実施態様に従って図3Bに示す例示的な撮像プローブの遠位部分の斜視図である。
本開示の1つの実施態様に従った図3Bに示す医療器具システムの斜視切欠図である。
本開示の1つの実施態様に従った図3Bに示す医療器具システムの正面図である。
本開示の1つの実施態様に従った例示的な撮像プローブの斜視図である。
本開示の1つの実施態様に従った図8に示す撮像プローブの斜視切欠図である。
本開示の1つの実施態様に従った例示的なインターロック構成を含む撮像プローブの例示的な遠位先端の斜視図である。
本開示の1つの実施態様に従った例示的なインターロック構成を含む例示的なカテーテル本体の斜視切欠図である。
本開示の1つの実施態様に従った例示的な医療器具内に位置付けられる例示的な撮像プローブを含む例示的な医療器具システムの斜視図である。
本開示の1つの実施態様に従った図12に示す医療器具の例示的な遠位部分の斜視図である。
本開示の1つの実施態様に従った図12に示す撮像プローブの例示的な遠位部分の斜視図である。
本開示の1つの実施態様に従った図12に示す医療器具システムの医療器具内に位置付けられる撮像プローブの切欠き側面図である。
本開示の1つの実施態様に従った例示的なインターロック構成及び例示的な医療器具内に位置付けられる例示的な撮像プローブを含む例示的な医療器具システムの斜視図である。
本開示の1つの実施態様に従った図16に示す撮像プローブの例示的な遠位部分の斜視図である。
本開示の1つの実施態様に従った図16に示す医療器具の例示的な遠位部分の斜視図である。
本開示の1つの実施態様に従った図16に示す医療器具システムの医療器具内に位置付けられる撮像プローブの切欠き側面図である。
本開示の原理の理解を促進させる目的のために、図面に例示される実施態様を今や参照し、実施態様を記載するために特定の言語を用いる。それにも拘わらず、開示の範囲の限定を意図していないことが理解されるであろう。本発明の特徴の以下の詳細な記述において、開示する実施態様の網羅的な理解をもたらすために、数多くの具体的な詳細を示す。しかしながら、この開示の実施態様がこれらの詳細がなくても実施されることがあることは当業者に明らかであろう。他の場合には、本発明の実施態様の特徴を不必要に曖昧にしないよう、周知の方法、手順、コンポーネント(構成部品)、及び回路を詳細に記載しない。
記載のデバイス、器具、方法、及び本開示の原理のあらゆる更なる適用に対する、あらゆる変更及び更なる修正は、本開示が関連する当業者の心に普通に思い浮かぶように、完全に想定される。具体的には、1つの実施態様に関して記載する構成、コンポーネント、及び/又はステップは、本開示の他の実施態様に関して記載する構成、コンポーネント、及び/又はステップと組み合わせられてよいことが完全に想定される。加えて、本明細書中で提供される寸法は、具体的な実施例のためにあり、異なる大きさ、寸法、及び/又は比率を利用して、本開示の着想を実施してよいことが想定される。不要な記述の繰返しを避けるために、1つの例示的な実施態様に従って記載する1つ又はそれよりも多くのコンポーネント又は行為を他の例示的な実施態様から適用可能なものとして用い或いは省略し得る。簡潔性のために、これらの実施態様の数多くの繰返しを別個に記載しない。単純性のために、幾つかの場合には、同一又は同等の部品に言及するために、図面を通じて同じ参照番号を用いる。
以下の実施態様は、様々な器具及び器具の部分を、それらの三次元空間内の状態に関して記載する。本明細書中で用いられるとき、「位置」という用語は、三次元空間(例えば、デカルトX,Y,Z座標に沿う並進自由度)における物体又は物体の部分の場所を指す。本明細書中で用いられるとき、「向き」という用語は、物体又は物体の部分の回転は位置(3つの回転自由度−例えば、ロール、ピッチ、及びヨー)を指す。本明細書中で用いられるとき、「姿勢」という用語は、少なくとも1つの並進自由度における物体又は物体の部分の位置を指し、少なくとも1つの回転自由度(最大で6つの自由度)におけるその物体又はその物体の部分を指す。本明細書中で用いられるとき、「形状」という用語は、物体に沿って測定される姿勢、位置、又は向きのセットを指す。
「近位」(“proximal”)及び「遠位」(“distal”)という用語は、臨床医から手術部位に延びる器具の端を操作する臨床医を基準として本明細書中で用いられる。「近位」という用語は、臨床医により近い器具の部分を指し、「遠位」という用語は、臨床医から更に離れ、手術部位により近い、器具の部分を指す。簡潔性及び明確性のために、「水平」、「垂直」、「上」、及び「下」のような、空間的な用語は、本明細書中で図面に関して用いられることがある。しかしながら、手術器具は、多くの向き及び位置において用いられ、これらの用語は、限定的且つ絶対的であることを意図しない。
本開示は、診断処置、外科処置、及び/又は治療処置を非限定的に含む、様々な医療処置において用いられる、遠隔操作医療システム及び/又は器具の性能及び保守を高めるよう、中空の医療器具内の作業通路先端とツール先端との間の噛合い表面(mating surfaces)をもたらす、デバイス及びシステムを用いることに概ね関係する。噛み合う(mating)器具通路及びツール先端の幾つかの異なる実施態様を記載する。ツールは、撮像デバイス及び生検器具を非限定的に含む、様々なツールのうちのいずれかを含んでよい。幾つかの実施態様において、噛み合う先端は、部分的に又は完全に互いに封止し合って、流体が作業通路とツールとの間に溜まるのを防止するように構成される。幾つかの実施態様において、噛み合う先端は、ツールの遠位先端への洗浄流体の通過を可能にする、医療器具とツールとの間の間隙をもたらすように構成される。そのような実施態様は、小さな内径を含むことがある並びに洗浄するのが困難であることがある従来的な噴流管腔(flushing lumen)を有する器具を用いる必要を排除することによって、使用後にシステムを洗浄する容易さ及び効率を高めることがある。幾つかの実施態様において、噛合い表面は、同様に角度付けられ或いはテーパ付けられて、医療器具とツールとの間の洗浄流体の通過を許容せずに、流体が作業通路とツールとの間に溜まるのを防止する封止をもたらす。幾つかの実施態様は、非限定的な一例として、隆起したレンズ表面又は疎水性のレンズ被膜のような、液体を撮像ツールの表面から弾くように構成される構成を含む。幾つかの実施態様において、噛合い表面は、医療器具とツールとの間の連結を強化し且つ医療器具の先端に対するツール先端の回転を最小にするキーイング構成(keying feature)を含む。幾つかの実施態様において、テーパ状の器具先端は、生検シース及び針のための噛合い表面をもたらし、噛合い表面は、組織を通じて針を挿入するときに、針が標的組織に向かう意図される軌跡から逸れるのを防止することによって、生検精度を増大させるよう機能してよい。
当業者は、本明細書中に記載するデバイス、システム、及び方法が、医療処置の間の及び後の視覚化システムのより効果的且つ効率的な洗浄の利益を享受する類似の(例えば、非遠隔操作)用途において利用されてよいことを認識するであろう。本明細書中に記載するデバイス、システム、及び方法を利用することによって、使用者は、医療システムの撮像器具及び視覚化システムとのより効果的でより効率的な相互作用を経験することがある。
様々な実施態様によれば、器具給送を誘導するために遠隔操作システムを用いることによって、生検処置のような医療処置が行われることがある。図面の図1を参照すると、例えば、診断処置、治療処置、又は外科処置を含む、医療処置における使用のための、遠隔操作医療システムが、参照番号100によって概ね示されている。記載するように、この開示の遠隔操作医療システムは、外科医の遠隔操作制御の下にある。代替的な実施態様において、遠隔操作医療システムは、処置又は下位処置を行うようプログラムされたコンピュータの部分的な制御の下にあってよい。更に他の代替的な実施態様では、処置又は下位処置を行うようプログラムされたコンピュータの完全制御の下で完全に自動化された医療システムを用いて、処置又は下位処置を行ってよい。図1に示すように、遠隔操作医療システム100は、一般的に、患者Pを位置付ける手術台Oに又はその付近に取り付けられる遠隔操作アセンブリ102を含む。医療器具システム104が、遠隔操作アセンブリ102に動作可能に連結される。操作者入力システム106は、外科医又は他の種類の臨床医Sが、手術部位の又は手術部位を表す画像を見て、医療器具システム104の動作を制御するのを可能にする。操作者入力システム106をマスタコンソール又は外科医コンソールと呼ぶことがある。
操作者入力システム106は、外科医コンソールに配置されてよく、外科医コンソールは、通常、手術台Oと同じ室内にある。しかしながら、外科医Sを患者Pと異なる室内に或いは完全に異なる建物内に配置してよいことが理解されるべきである。操作者入力システム106は、一般的に、医療器具システム104を制御する1つ又はそれよりも多くの制御デバイスを含む。より具体的には、外科医の入力命令に応答して、制御システム112は、医療器具システム104のサーボ機械的な動きをもたらす。(複数の)制御デバイスは、ハンドグリップ、ジョイスティック、トラックボール、データグローブ、トリガガン、手動操作コントローラ、音声認識デバイス、タッチスクリーン、身体動作又は存在センサ、及び同等物のような、任意の数の様々な入力デバイスのうちの1つ又はそれよりも多くを含んでよい。幾つかの実施態様において、(複数の)制御デバイスは、遠隔操作アセンブリの医療器具と同じ自由度を備えて、外科医に、テレプレゼンス、即ち、外科医が恰も手術部位に存在するかのように器具を直接的に制御しているという強い感覚を有するよう、(複数の)制御デバイスが器具と一体であるという知覚をもたらす。他の実施態様において、(複数の)制御デバイスは、関連する医療器具よりも多い又は少ない自由度を有しながら、依然として外科医にテレプレゼンスをもたらすことがある。幾つかの実施態様において、(複数の)制御デバイスは、6つの自由度で動く手動入力デバイスであり、それらは器具を作動させるための(例えば、把持ジョーを閉じる、電極に電位を印加する、医療処置を施す、並びに同等のことのための)作動可能なハンドルも含んでよい。
遠隔操作アセンブリ102は、医療器具システム104をサポートし、1つ又はそれよりも多くの非サーボ制御リンク(例えば、手動で位置付けられ且つ所定の場所に係止させられてよい、セットアップ構造と概ね呼ぶ、1つ又はそれよりも多くのリンク)及び遠隔操作マニピュレータの運動学的構造を含んでよい。遠隔操作アセンブリ102は、医療器具システム104にある入力を駆動させる複数のモータを含む。これらのモータは、制御システム(例えば、制御システム112)からの命令に応答して動く。モータは、駆動システムを含み、駆動システムは、医療器具システム104に連結されるときに、医療器具を自然に又は外科的に創られる解剖学的な開口部内に前進させることがある。他の電動駆動システムが、医療器具の遠位端を、多数の自由度において動かしてよく、多くの自由度は、3つの線形自由度(例えば、X,Y,Zデカルト軸に沿う線形運動)及び3つの回転自由度(たとえb、X,Y,Zデカルト軸についての回転)を含んでよい。加えて、モータを用いて、生検デバイス又は同等物のジョー内で組織を把持する器具の関節作動可能なエンドエフェクタを作動させてよい。
遠隔操作医療システム100は、医療器具システム104の遠位端で手術作業空間から画像(イメージ)を取り込む1つ又はそれよりも多くのサブシステムを備える画像キャプチャシステム108も含む。システム操作者は、操作者入力システム106に動作的に連結される或いは操作者入力システム106内に動作的に組み込まれるディスプレイシステム110で視認するために提示される、画像キャプチャシステム108によって取り込まれる画像を見る。ディスプレイシステム110は、画像キャプチャシステム108のサブシステムによって生成されるような手術部位及び(複数の)医療器具システム104の画像又は表現を表示する。ディスプレイシステム110及び操作者入力システム106は、操作者が医療器具システム104及び操作者入力システム106をテレプレゼンスの知覚を伴って制御し得るよう、方向付けられてよい。ディスプレイシステム110は、別個の画像を操作者の各眼に提示し、それにより、操作者が立体画像を視認するのを可能にするよう、別個の左右のディスプレイのような多数のディスプレイを含んでよい。
図1に示すような幾つかの実施態様において、遠隔操作医療システム100は、医療器具システム104を通じて流体を給送し或いは評価するための、流体管理システム109も含む。例えば、流体管理システム109は、器具の遠位端を洗浄するために、器具を通じて空気、二酸化炭素、又は生理食塩水を給送するための、流体給送システムを含んでよい。流体管理システム109は、患者作業空間から流体及び破片を取り除く吸引システムを含んでもよい。他の実施態様において、遠隔操作医療システム100は、流体管理システム109を欠く。様々な実施態様では、流体管理システムを用いて、患者解剖学的構造から作業通路内への流体の移動を防止し或いは最小にするのに十分なカテーテルと器具との間の低い正圧を維持する。この低い正圧は、流体管理システムから患者解剖学的構造内に流体が殆ど給送されない或いは全く給送されないように、適用されてよい。
代替的に又は追加的に、ディスプレイシステム110は、コンピュータ断層撮影法(CT)、磁気共鳴映像法(MRI)、サーモグラフィ、超音波、光コヒーレンストモグラフィ(OCT)、熱映像法、インピーダンス映像法、レーザ映像法、ナノチューブX線映像法、及び同等の方法のような、撮像技法を用いて、術前に又は術中に記録され且つ/或いは撮像される、手術部位(及び/又は解剖学的部位)の画像を提示してよい。提示される術前又は術中の画像は、二次元、三次元、又は四次元(例えば、時間ベース又は速度ベースの情報を含む)画像、及び画像を再現するための関連する画像データセットを含んでよい。
遠隔操作医療システム100は、制御システム112も含む。制御システム112は、少なくとも1つのメモリと、少なくとも1つのプロセッサ(図示せず)とを含み、典型的には、医療器具システム104、操作者入力システム106、画像キャプチャシステム108、及びディスプレイシステム110の間の制御をもたらす、複数のプロセッサを含む。制御システム112は、本明細書中に開示する特徴に従って記載する方法の一部又は全部を実施するよう、プログラムされた指令(例えば、指令を格納するコンピュータ可読媒体)も含む。制御システム112は、図1の簡略図中に単一のブロックとして示されているが、制御システムは、2つ又はそれよりも多くのデータ処理回路を含んでよく、処理の1つの部分は、遠隔操作アセンブリ102の上で又は隣接して任意的に行われ、処理の他の部分は、操作者入力システム106で行われる等してよい。多種多様な集中型又は分散型のデータ処理アーキテクチャのうちのいずれかが利用されてよい。同様に、プログラムされる指令は、多数の別個のプログラム又はサブルーチンとして実施されてよく、或いは、それらは、本明細書中に記載する遠隔操作システムの多数の他の特徴内に組み込まれてよい。1つの実施態様において、制御システム112は、Bluetooth(登録商標)、IrDA、HomeRF、IEEE 802.11、DECT、及びWireless Telemetryのような、無線通信プロトコルをサポートする。
幾つかの実施態様において、制御システム112は、医療器具システム104から力及び/又はトルクフィードバックを受ける1つ又はそれよりも多くのサーボコントローラを含んでよい。フィードバックに応答して、サーボコントローラは、信号を操作者入力システム106に送信する。(複数の)サーボコントローラは、身体の開口を介して患者の体内の内部手術部位内に延びる(複数の)医療器具システム104を動かすことを遠隔操作アセンブリ102に指令する信号を送信してもよい。任意の適切な従来的な又は特殊化したサーボコントローラを用いてよい。サーボコントローラは、遠隔操作アセンブリ102と別個であってよく或いは一体的であってよい。幾つかの実施態様において、サーボコントローラ及び遠隔操作アセンブリは、患者の身体に隣接して位置付けられる遠隔操作アームカートの部分として提供される。
遠隔操作医療システム100は、照明システム、操縦制御システム、洗浄システム、及び/又は吸引システムのような、任意的な操作システム及びサポートシステム(図示せず)を更に含んでよい。代替的な実施態様において、遠隔操作システムは、1つよりも多くの遠隔操作アセンブリ及び/又は1つよりも多くの操作者入力システムを含んでよい。マニピュレータアセンブリの正確な数は、数ある要因の中でも、外科処置及び手術室内の空間制約に依存する。操作者入力システムは並置されてよく、或いは、それらは別個の場所に位置付けられてよい。多数の操作者入力システムは、1人よりも多くの操作者が様々な組み合わせにおいて1つ又はそれよりも多くのマニピュレータアセンブリを制御するのを可能にする。
図2は、自然開口部又は外科的に創られる開口部での患者の体内への挿入のための遠隔医療システム100の医療器具システム104として用いられてよい、医療器具システム200を例示している。代替的に、医療器具システム200は、非遠隔操作診査処置のために或いは内視鏡のような従来的な手動操作医療器具を含む処置において用いられてよい。
器具システム200は、器具本体204に連結されるカテーテルシステム202を含む。カテーテルシステム202は、近位端217と、遠位端又は先端部分218とを有する、細長いフレキシブルなカテーテル本体216を含む。フレキシブルな本体216は、直径D1を備える作業通路219を有する。作業通路又はツール通路219は、フレキシブルな本体を通じて器具又はツールを受け入れ且つ/或いは流体を方向付けるような、大きさとされてよい。1つの実施態様において、フレキシブルな本体216は、約3mmの外径を有する。他のフレキシブルな本体の外径は、より大きくてよく或いはより小さくてよい。1つの実施態様において、フレキシブルな本体216は、約2mmの内径を有する(即ち、作業通路219は、約2mmの内径D1を有する)。他のツール通路は、より大きくてよく或いはより小さくてよい。遠位端218と近位端217との間の本体216の全長は、セグメント224に効果的に分割されてよい。
医療器具システムは、任意的に、位置センサシステム220を含んでよい。位置センサシステムは、EMセンサシステムのコンポーネントであってよく、センサは、外部的に生成される電磁場に晒されることがある1つ又はそれよりも多くの導電性コイルを含む。
カテーテルシステム202は、任意的に、本体216に沿う1つ若しくはそれよりも多くのセグメント224の及び/又は遠位端218でのカテーテル先端の位置、向き、速さ、速度、姿勢、及び/又は形状を決定する、形状センサ222を含む。形状センサ222は、(例えば、内部通路(図示せず)内に設けられる或いは外部的に取り付けられる)フレキシブルなカテーテル本体216と整列させられる光ファイバを含んでよい。1つの実施態様において、光ファイバは、約200μmの直径を有する。他の実施態様において、直径は、より大きくてよく或いはより小さくてよい。形状センサシステム222の光ファイバは、カテーテルシステム202の形状を決定する光ファイバ曲げセンサを形成する。
フレキシブルなカテーテル本体216は、補助的な器具226(図示せず)を受け入れるような大きさ及び形状とされる1つ又はそれよりも多くの作業通路を含む。例えば、幾つかの実施態様において、補助的な器具226は、作業通路219内に受け入れられてよい。補助的な器具は、例えば、画像キャプチャプローブ、生検器具、レーザアブレーションファイバ、又は他の外科的、診断的、若しくは治療的なツールを含んでよい。補助的なツールは、メス、鈍らブレード、光ファイバ、又は電極のような、単一の作業部材を有する、エンドエフェクタを含んでよい。他のエンドエフェクタは、例えば、鉗子、グラスパ(graspers)、鋏、又はクリップアプライヤ(clip appliers)を含んでよい。電気的にアクティブ化されるエンドエフェクタの実施例は、電気外科電極、変換器(トランスデューサ)、センサ、及び同等物を含む。
様々な実施態様において、補助的なツール226は、表示のために画像キャプチャシステム108によって処理される画像(ビデオ画像を含む)を取り込むためにフレキシブルなカテーテル本体216の遠位端218又はその付近に立体視又は平面視カメラを備える遠位部分を含む、内視鏡のような画像キャプチャプローブ(例えば、図3Bを参照して以下に記載する撮像プローブ300)であってよい。画像キャプチャプローブは、取り込んだ画像データを送信するためにカメラに連結されるケーブルを含んでよい。代替的に、画像キャプチャ器具は、画像キャプチャシステム108に繋がる、ファイバスコープのような光ファイバの束であってよい。画像キャプチャ器具は、単スペクトル又は多スペクトルであってよく、例えば、可視スペクトル、赤外スペクトル、又は紫外スペクトルのうちの1つ又はそれよりも多くにおいて画像データを取り込む。
補助的な器具226は、器具の遠位端を制御可能に曲げるよう、器具の近位端と遠位端との間に延びる、ケーブル、リンケージ、又は他の作動制御装置を収容してよい。操縦可能な器具は、(2005年10月4日に出願された)(「Articulated Surgical Instrument for Performing Minimally Invasive Surgery with Enhanced Dexterity and Sensitivity」を開示する)米国特許第7,316,681号及び(2008年9月30日に出願された)(「Passive Preload and Capstan Drive for Surgical Instruments」を開示する)米国特許出願第12/286,644号に詳細に記載されており、それらの全文を本明細書中に参照として援用する。
フレキシブルなカテーテル本体216は、例えば、遠位端の破線描写によって示すように、遠位端218を制御可能に曲げるよう、ハウジング204と遠位端218との間に延びる、ケーブル、リンケージ、又は他の操縦制御装置(図示せず)も収容してよい。操縦可能なカテーテルは、(2011年10月14日に出願された)(「Catheter with Removable Vision Probe」を開示する)米国特許出願第13/274,208に詳細に記載されており、その全文を本明細書中に参照として援用する。器具システム200が遠隔操作アセンブリによって作動させられる実施態様において、ハウジング204は、遠隔操作アセンブリの電動駆動要素に取り外し可能に繋がり且つそこから動力を受け取る、駆動入力部を含んでよい。器具システム200が手動操作される実施態様において、ハウジング204は、把持構成、手動アクチュエータ、又は器具システムの動きを手動で制御するための他のコンポーネントを含んでよい。カテーテルシステムは、操縦可能であってよく、或いは、代替的に、システムは、器具の曲げの操作者制御のための統合的な機構を具備しないで、操縦不能であってよい。その上又は代替的に、1つ又はそれよりも多くの管腔が、フレキシブルな本体216の壁に定められ、1つ又はそれよりも多くの管腔を通じて器具を標的手術場所に配置して用い得る。
様々な実施態様において、医療器具システム200は、肺の検査、診断、生検、又は治療における使用のための、気管支鏡又は気管支カテーテルのような、フレキシブルな気管支器具を含んでよい。システム200は、結腸、腸、腎臓、脳、心臓、循環系、及び同等の器官を含む、様々な解剖学的系統のいずれかにおける、自然の又は外科的に創られる接続通路を介した、他の組織のナビゲーション及び治療のためにも適する。様々な実施態様において、医療器具は、フレキシブルなカテーテルよりもむしろ、剛的なカニューレ(例えば、剛的な内視鏡)を含むことがある。
図2の実施態様において、医療器具システム200は、遠隔操作医療システム100内で遠隔操作される。代替的な実施態様において、遠隔操作アセンブリ102は、直接的な操作者制御に取って代わられてよい。直接的な制御の代替において、様々なハンドル及び操作者インターフェースが、器具の手持ち式操作のために含められてよい。
適切に作動するために、カテーテルシステム202、又は他のカテーテル器具、気管支鏡、若しくは内視鏡の遠位端は、理想的には、障害物のない状態のままでなければならず、或いは、使用中に頻繁に障害物が取り除かれなければならない。撮像プローブのレンズ上の或いは作業通路219の開口での患者流体(例えば、粘液又は血液)、組織、又は焼灼煙の堆積は、そのような器具を用いる処置の安全で時間効率的な性質を妨げることがある。幾つかの洗浄方法は、レンズに向けて専用の洗浄管腔を通じてノズル内に流体を射出すること、カテーテルシステム202の遠位端218を患者組織に打ちつけて(swiping)破片を取り除くこと、或いは患者から器具(例えば、補助的な器具226及び/又はカテーテル本体216)を取り外して破片のない遠位端を物理的に拭うこと(wiping)を含む。これらの処置の全ては、患者の安全性及び費用効率性の両方に影響を及ぼし得る、時間の損失及び破片の非効率的な除去を含む、様々な不利点を提示する。上述のように、スワイプ法(swiping method)を用いるとき、患者流体、洗浄流体、又は同等物が器具通路とツール(例えば、撮像ツール)との間に入らないようにすることは、困難であり得る。その場合、流体は器具通路内に溜まり、後にレンズの上に逃げ戻る(wick back)ことがある。加えて、医療処置の完了後に洗浄管腔及びノズルを効果的且つ効率的に洗浄するのは、困難であり得る。その上、遠位端を洗浄するために器具の遠位端を越えて延びるノズルから出る注入流体の使用は、器具が患者管腔(例えば、肺の気道通路)内に挿入され、器具先端の外径が患者管腔の内径を完全に又は実質的に塞いで、器具先端の遠位で解剖学的領域を密封する状況では、勧められない。器具先端を洗浄するために注入される流体は、解剖学的領域の密封部分を過度に膨張させ、周囲組織を破裂させる。例えば、器具が、肺における使用のための気管支鏡であるならば、衝突させられる器具によって隔離される肺の領域は、肺壁又は胸膜の破裂を経験して、気胸症になることがある。本明細書中に記載するデバイス、システム、及び方法によれば、カテーテル本体216と補助的な器具226との間の噛合い構成(mating configuration)は、カテーテルシステム202のより効果的且つ効率的な使用及び洗浄を可能にする。
図3Aは、本開示の1つの実施態様に従った例示的な医療器具260内に位置付けられる例示的なツール255を含む例示的な医療器具システム250の側断面図である。医療器具260は、図2に示すカテーテルシステム202と同じでよい。描写する実施態様において、医療器具260は、細長いチューブとして示されている。他の実施態様において、医療器具260は、非限定的に、内視鏡、気管支鏡、フレキシブルなカテーテル、及び剛的な給送器具を含む、様々な医療器具のうちのいずれかを含んでよい。図3Aに示す本実施例によれば、医療器具260は、作業通路265を含み、ツール255は、作業通路265を通じて延びる。
描写する実施態様において、ツール255が医療器具260内に十分に前進させられるときに、ツール255の遠位端270は、医療器具260の遠位端275と実質的に同一平面上にある。他の実施態様において、ツール255が医療器具260内に十分に前進させられるときに、ツール255の遠位端270は、医療器具260の遠位端275に対して僅かに近位に或いは僅かに遠位に位置付けられてよい。
医療器具システム250は、ツール255及び医療器具260の遠位端270,275の間の空間をそれぞれ選択的に封止するように形作られ且つ構成される封止構成280,285(sealing features)を含む。図3Aに示すように、ツール255は、医療器具260の作業通路265内にスライド可能に受け入れられるように形作られ且つ構成される。描写する実施態様において、作業通路265は、封止構成280を含み、ツール255は、封止構成285を含む。封止構成280,285は、互いに噛み合って遠位端270,275から作業通路265内への流体の通過を防止し或いは最小にする、相補的な要素として形作られてよい。描写する実施態様において、封止構成280,285は、リップ(lips)、面取り面(chamfered surfaces)、又は斜面(bevels)として形作られる。他の実施態様において、封止構成280,285は、ツール255及び医療器具260の遠位端270,275の間の空間又は間隙をそれぞれ選択的に封止するよう相互作用し或いは噛み合うように形作られ且つ構成される、様々な要素のうちのいずれかを含んでよい。幾つかの実施態様において、封止構成280,285は、噛合い三次元突起及び圧痕、ざらざらした表面(textured surfaces)、又はテーパ状の表面を含む。
ツール255の封止構成285は、器具260の封止構成280の少なくとも部分と相補的である或いは噛み合うように形作られる。それに関して、封止構成280,285は、それぞれ、ツール255及び作業通路265の内表面290の周りに円周状に360度延在してよい。他の実施態様において、封止構成280,285は、それぞれ、ツール255及び作業通路265の内表面290の周りに円周状に360度未満延在し、それにより、封止構成が噛み合わない区域において流体の通過を許容してよい。幾つかの場合、ツール255が作業通路265を通じて十分に前進させられるとき、封止構成280,285は、互いに噛み合い或いは接触して、流体がツール255と作業通路265との間に溜まるのを防止する(例えば、非限定的な実施例として、使用者が器具260の遠位端275で患者組織を擦り付けるときに、作業通路265から出る流体及び患者に由来する流体の両方を含む流体の逆流を防止する)。
幾つかの実施態様において、封止構成280,285は、ツール255を作業通路265の中心において整列させ或いは位置付け且つ/或いは器具260の遠位端275と面一にするよう協働し或いは噛み合う、インターロック構成(interlocking features)としても作用する。幾つかの実施態様において、封止構成280,285は、ツール255を作業通路265の中心において整列させ或いは位置付け且つ器具260の遠位端275と面一にするよう協働し或いは噛み合う、突起又は圧痕のような追加的なインターロック構成を含む。他の実施態様は、互いに接触して流体が(例えば、接触の区域において)作業通路265とツール255との間を通過するのを少なくとも部分的に防止するように形作られ且つ構成される、様々な封止構成280,285のうちのいずれかを含んでよい。
図3Bは、本開示の1つの実施態様に従った例示的な医療器具310内に位置付けられる例示的な撮像プローブ300を含む例示的な医療器具システム305の斜視図である。図4は、本開示の1つの実施態様に従った図3Bに示す医療器具310の遠位部分312の斜視図である。図5は、本開示の1つの実施態様に従った図3Bに示す撮像プローブ300の遠位部分314の斜視図である。
医療器具310は、図2に示すカテーテルシステム202と同じであってよい。描写する実施態様において、医療器具310は、フレキシブルな細長いカテーテルとして示されている。他の実施態様において、医療器具310は、非限定的に、内視鏡、気管支鏡、フレキシブルなカテーテル、及び剛的な給送器具を含む、様々な細長い医療器具のうちのいずれかを含んでよい。図3B及び4に示す本実施例によれば、医療器具310は、作業通路320を含むカテーテル本体315を含み、細長い撮像プローブ300は、作業通路320を通じて延びる。描写する実施態様において、作業通路320は、医療器具310のカテーテル本体315内に形成される中空で管状の空間を含む。作業通路320は、遠位内径D2を含む。1つの実施態様において、遠位内径D2は、約2mmの長さがある。他の遠位内径D2は、より長くてよく或いはより短くてよい。描写する実施態様において、医療器具310は、カテーテル本体315の遠位端325で終端するテーパ状の遠位区画321を含む。他の実施態様において、遠位区画321は、テーパ状でない。幾つかの実施態様において、遠位区画321は、放射線不透過性材料で形成され、それは、医療器具310が患者の体を通じて動かされるときに、使用者がカテーテル本体315の遠位区画321のナビゲーションを視覚化し且つ誘導するのを助ける。幾つかの実施態様において、テーパ状の遠位区画321は、金属で形成される。
描写する実施態様において、撮像プローブ300は、2つの別個の照明要素323を含む。照明要素323は、(例えば、撮像プローブ300によって撮像される)撮像プローブ300の遠位端326を越える患者組織を照らすように構成される照明ファイバを含んでよい。描写する実施態様は、2つの照明要素323を含むが、他の実施態様は、任意の数の照明要素を含んでよく、或いは、照明要素を全く欠いてよい。
撮像プローブ300は、撮像表面又はレンズ330を含む。様々な実施態様において、レンズ330は、実質的に平坦な撮像表面又は湾曲した撮像表面を含んでよい。様々な実施態様において、レンズ330は、撮像プローブ300の遠位端326と実質的に同一平面上にあってよく、或いは撮像プローブ300の遠位端326から僅かに隆起させられてよい。例えば、幾つかの実施態様において、レンズ330は、撮像プローブ300の遠位端326の残部を越えて遠位に突出し得る。
幾つかの実施態様において、医療器具システム305は、撮像プローブ300及び医療器具310の遠位端の間の空間を選択的に封止するように成形され且つ構成される封止構成を含む。図3B及び5に示すように、撮像プローブ300は、医療器具310の作業通路320内にスライド可能に受け入れられるように成形され且つ構成される。図4及び6に示すように、描写する実施態様において、作業通路320は、カテーテル本体315の遠位端325で内部リップ、面取り、又は斜面として成形される封止構成332を含む。封止構成332は、カテーテル本体315の内表面510の周りに円周状に360度で延在する。図5及び6に示すように、撮像プローブ300の遠位端326は、外部斜面として成形される一致する又は相補的な封止構成334を含む。斜面334は、遠位端326の周りに円周状に360°延在してよく、或いは、図5に示すように、周端345及び346の間で円周状に360°未満で延在してよい。撮像プローブ300の封止構成334は、カテーテル本体315の封止構成332の少なくとも部分と相補的である或いは噛み合うように成形される。幾つかの場合には、撮像プローブ300が作業通路320を通じて十分に前進させられるときに、封止構成332及び334は、互いに噛み合い或いは接触して、流体が撮像プローブ300と作業通路320との間に溜まるのを防止する(例えば、非限定的な一例として、使用者がカテーテル本体の遠位端325を患者組織に擦り付ける(wipes)ときに、作業通路320から出る流体及び患者に由来する流体の両方を含む流体の、レンズ330の領域からカテーテル本体315の遠位区画321内への逆流を防止する)。加えて、カテーテルと撮像プローブとの間の作業通路に低い正圧を加えて、患者解剖学的構造に由来する流体の流入を更に防止してよい。
幾つかの実施態様において、封止構成332及び334は、撮像プローブ300を作業通路320の中心において整列させ且つ位置付け、そして、カテーテル本体315の遠位端325と面一になるよう、協働し或いは噛み合う、インターロック構成としても作用する。幾つかの実施態様において、封止構成332及び334は、撮像プローブ300を作業通路320の中心において整列させ且つ位置付け、そして、カテーテル本体315の遠位端325と面一になるよう、協働し或いは噛み合う、突起又は圧痕のような、追加的なインターロック構成を含む。他の実施態様は、(例えば、接触の区域において)流体が作業通路320と撮像プローブ300との間を通るのを少なくとも部分的に防止するよう、互いに接触し合うように成形され且つ構成される、様々な封止構成332,334のうちのいずれかを含んでよい。幾つかの実施態様は、内部斜面及び外部斜面を欠いてよい。例えば、幾つかの実施態様は、撮像プローブ及び作業通路の部分に沿って互いに接触するように成形され且つ構成される、同様にテーパ付けられる相補的な表面(例えば、作業通路のテーパ状の内表面及び撮像プローブのテーパ状の外表面)を含む、封止構成を含んでよい。図12乃至15を参照して、そのような実施態様を以下に更に詳細に議論する。
描写する実施態様において、作業通路320の遠位内径D2は、カテーテル本体315の遠位端325を越える撮像プローブ300の遠位端326の遠位進行を停止させるような大きさとされる。よって、撮像プローブ300の遠位端326は、カテーテル本体315の遠位端325を越えて延びない。この構成は、使用者が、例えば、患者組織を過度に傷付けずに或いは撮像プローブ300と作業通路320との間に溜まる流体を過度に蓄積せずに、医療器具310の端を患者の組織に擦り付けることによって、蓄積する流体及び他の破片を拭い取るのを可能にする。
他の実施態様では、撮像プローブ300のレンズ330の部分が、カテーテル本体315の遠位端325を越えて延びてよい。そのような構成は、図6を参照して以下により詳細に記載するように、洗浄流体が作業通路320から出て来るときに、レンズ330を横断する洗浄流体のより大きな流れを引き付けることがある。
図5に示すように、レンズ330は、その上の障害物335を有することがある。障害物335は、濁った物質又は視覚化システムを通じる視野を妨害する物体を含むことがある。例えば、血液又は粘液のような患者流体又は患者組織は、レンズ330の表面にくっついて、レンズ330の表面を曇らせることがある。レンズ330上の障害物335は、撮像プローブ300によって受信されて且つ使用者に表示される画像中に見えることがある。
図5に示すように、幾つかの場合において、レンズ330の表面は、疎水性被膜340で被覆されてよい。疎水性被膜は、液体物質がレンズ330の表面に付着する程度を減少させる。疎水性レンズ被膜又は表面340上の液体物質(例えば、障害物335)は、丸いビード335aを形成する可能性がより高いことがあり、それは抗力(draft force)のためのより多くの表面を創る。具体的には、表面340と平行に放射される流体は、ビード状の障害物のより多くを捕らえ、障害物335,335aをより効果的に動かし或いは取り除く。よって、疎水性被膜340をレンズ330の表面に塗布することによって、レンズ330の表面からの障害物の除去がより効率的に行われることがある。
図6は、図3Bに示す医療器具システム305の斜視切欠図であり、カテーテル本体315の作業通路320内に位置付けられる撮像プローブ300を示している。図6に最良に示すように、医療器具システム305は、洗浄流体のストリームが撮像プローブ300のレンズ330に亘って作業通路320から流れるのを可能にすることによって、撮像プローブ300を洗浄する手段を提供する。具体的には、図4乃至6に示すように、撮像プローブ300は、傾斜ノズル部分505を有する遠位先端500を含む。傾斜したノズル部分は、周端345,346の間に延在する。遠位先端500は、金属、又はガラス、透明プラスチック若しくは不透明プラスチックのような、他の実質的に堅い材料で形成されてよい。遠位先端500で均一な外径D3(図5)及び均一に円形のプロファイルを有する代わりに、遠位先端500はノッチ付き又は圧痕付きプロファイルを有し、外径D3は傾斜ノズル部分505で減少する。図6に示すように、遠位先端500の外径D3は、傾斜ノズル部分505に対して近位の外径D4から傾斜ノズル部分505に対して遠位の外径D5に徐々に減少する。
傾斜したノズル部分は、角度αだけ下向きに角度付けられる。描写する実施態様において、角度αは、約60°の角度である。他の実施態様において、角度αは、60°より大きくてよく或いは小さくてよい。ノズル部分505の形状又は輪郭及び角度αは、ノズル部分505に亘る流体流の破壊を最小にするよう並びに撮像プローブ300の外表面507(例えば、遠位端326及びレンズ330)に可能な限り近い流れを維持するよう、最適化されてよい。描写する実施態様において、ノズル部分505は、湾曲した斜面(slope)を有するが、代替的な実施態様では、平坦な又はざらざらした斜面を有してよい。流体とノズル部分の表面との間のコアンダ効果を増大させるために、ノズル部分の表面は、表面及びレンズに亘る流体流を引き付けるよう、ざらざらにされてよい(例えば、窪みが付けられてよく或いは波形にされてよい)。
描写する構成は、洗浄流体が作業通路から傾斜ノズル部分505を越えてレンズ330に亘って流れて、レンズ330からあらゆる破片(例えば、図5に示す障害物335)を取り除くのを可能にする。幾つかの実施態様において、角度αは、レンズ330の表面と平行に流れるよう空間508からの流体を方向付けるように設定されてよい。流体は、非限定的な一例として、生理食塩水、二酸化炭素、又は空気であってよい。流体は、傾斜ノズル部分505とカテーテル本体315の内表面510との間に形成される空間508を通じて給送されてよい。空間508(例えば、傾斜ノズル部分505の外表面507と作業通路320との間の間隙)は、洗浄流体をレンズ330に給送するダクトを提供する。幾つかの場合、空間508は、傾斜ノズル部分505と作業通路320の封止構成3332との間で0.002インチ(0.00508cm)の長さである。この測定値は例示的な目的のために提供されるに過ぎず、他の寸法が想定される。封止構成(又は斜面)332及び334は、流体が傾斜ノズル部分505によって形成される空間508以外の区域を通じて作業通路320から出るのを防止するよう作用する。幾つかの実施態様において、図2に示す流体管理システム109は、本明細書中に参照として援用する米国仮特許出願第62/037,299号に示すように、空間508を通じる高圧流体の短い噴出をもたらして、レンズ330を洗浄してよい。高圧流体の短いパルスに加えて、低圧流体ストリームを用いて、患者解剖学的構造から作業通路内への流体の進入を防止してよい。圧力は、患者の内部解剖学的管腔又は通路に有意な負担をかけずに、患者流体を入らせないよう、一定であり且つ十分に低くてよい。高圧の短いパルスが、一定の低圧に加えられる。
図7は、医療器具システム305の正面図を例示しており、カテーテル本体315の作業通路320内に位置付けられる撮像プローブ300を示している。図7は、カテーテル本体315の内表面510と傾斜ノズル部分505との間の空間508をより明確に例示している。
幾つかの実施態様において、撮像プローブは、図8及び9に示すように、透明な遠位先端を含む。図8は、本開示の1つの実施態様に従った例示的な撮像プローブ600の斜視図を例示している。図9は、本開示の1つの実施態様に従った図8に示す線9−9に亘る撮像プローブ600の斜視切欠図を例示している。撮像プローブ600は、以下に記載する相違を除き、図3B乃至7に示す撮像プローブ300と実質的に類似する。具体的には、図8は、シャフト部分608と、遠位端612で終端する透明な遠位先端610とを含む、撮像プローブ600の遠位部分605を例示している。透明な遠位先端610は、撮像プローブ600のレンズ615(及び照明ファイバ616)を全体的に取り囲み且つ保護しながら、撮像プローブ600のための透明な視覚化経路(及び照明経路)を可能にする、透明な視認「窓」を提供する。透明な遠位先端610は実質的に滑らかな表面をもたらし、それは遠位先端610からの破片の蓄積を減少させ且つ破片の洗浄を改良することがある。透明な遠位先端610は、非限定的に、ガラス及びプラスチックを含む、様々な光学的に透明な材料のうちのいずれかで形成されてよい。幾つかの実施態様において、透明な遠位先端610は、撮像プローブ600のカメラ又は撮像デバイス614に直接的に結合させられる。図8に示すように、透明な遠位先端610は、図5及び6に示す傾斜ノズル部分505と実質的に類似な傾斜ノズル部分620を含む。撮像プローブ600が医療器具310のような医療器具との組み合わせにおいて用いられるとき、透明な流体は、透明な遠位先端610の傾斜ノズル部分620と医療器具の内表面(例えば、カテーテル本体315の内表面510)との間に形成される空間(図示せず)を通じて給送されてよい。図6に示す実施態様と対照的に、撮像プローブ600は、レンズ615自体の表面の代わりに透明な遠位先端610の遠位表面625の上に洗浄流体を向けるように構成される。
上述のような幾つかの実施態様において、医療器具システム305は、撮像プローブ300及び医療器具310を選択的に噛み合わせ或いは解放可能にインターロック(連動)するように成形され且つ構成される医療器具310及び撮像プローブ300の各々の上に配置される対応するインターロック構成を含む。例えば、図3Bに関して上述したように、幾つかの実施態様において、封止構成332,334は、インターロック構成並びに封止構成として差調子得る。幾つかの場合、第1のインターロック構成が医療器具310に配置され、第2のインターロック構成が撮像プローブ300に配置され、第1のインターロック構成及び第2のインターロック構成は、所定の配置において医療器具310及び撮像プローブ300を噛み合わせ且つ解放可能にインターロックするように構成される。幾つかの場合、インターロック構成は、作業通路320内の撮像プローブ300の効率的且つ正確な位置決めを可能にし、幾つかの場合、作業空間320内の撮像プローブ300の回転を制限するのを可能にする。図10及び11は、インターロック構成の2つの追加的な実施例を例示している。
図10は、インターロック構成705を含む例示的な遠位プローブ先端700を例示している。遠位プローブ先端700は、インターロック構成705の追加を除き、図5に示す遠位先端500と同じであってよい。描写する実施態様において、インターロック構成705は、遠位プローブ先端700の外表面708に配置される半円筒形の突起を含む。インターロック構成705は、ある長さの金属ワイヤ、ポリマロッド、ガラスファイバ、又は他の適切な剛性の若しくは半剛性の部材を含んでよい。インターロック構成は、描写する実施態様に示すように、半円筒形の形状であってよく、或いは、非限定的に、細長い平坦な又は湾曲した表面を含む、様々な他の形状のうちのいずれかを含んでよい。描写する実施態様において、インターロック構成705は、遠位プローブ先端700の長さの少なくとも部分に沿って延在する。他の実施態様において、インターロック構成705は、撮像プローブのシャフト(例えば、図8及び9に示すシャフト608)の部分に沿って延在してよい。インターロック構成705は、遠位プローブ先端700と一体的に形成されてよく、或いは、接着剤及び/又は他の機械的継手を用いて遠位プローブ先端700に取り付けられてよい。インターロック構成705は、プローブを医療器具310と適切に整列させるよう、そして、幾つかの場合には、(少なくともインターロック構成705の場所で)医療器具310に対する遠位プローブ先端700の捻れを制限するよう、(例えば、図6に示す)作業通路320の内表面510にあるインターロック構成710(図示せず)と噛み合うように構成される。例えば、インターロック構成710は、インターロック構成705に対する相補的な凹面の半円筒形の輪郭を有する作業通路320の内表面510内の圧痕又は通路を含んでよい。
図11は、インターロック構成805を含む例示的なカテーテル本体800の斜視切欠図を例示している。カテーテル本体800は、インターロック構成805の追加を除き、図4に示すカテーテル本体315と同じであってよい。描写する実施態様において、インターロック構成805は、台形の形状を有する圧痕又はスロット805の円周状の鍔(collar)を含む。インターロック構成805は、カテーテル本体800の作業通路810の内表面808に配置される。内表面808は、(例えば、図6に示す)作業通路320の内表面510に対応してよい。インターロック構成805は、非限定的な一例として、曲線、波形、三日月、又は多角形のような、様々な形状又は外形のうちのいずれかを有する、任意の数及び配置のスロット又は圧痕を含んでよい。描写する実施態様において、インターロック構成805は、カテーテル本体800の遠位端815に隣接して、作業通路810の遠位部分810に配置される。他の実施態様において、インターロック構成805は、カテーテル本体800のより近位部分に配置されてよい。インターロック構成805は、撮像プローブ及びカテーテル本体800を適切に整列させるよう、そして、幾つかの場合には、(少なくともインターロック構成805の場所で)カテーテル本体800に対する遠位プローブ先端の捩れを制限するよう、撮像プローブの外表面(例えば、図10に示す遠位プローブ先端700の外表面708)にある対応するインターロック構成820(図示せず)と噛み合うように構成される。例えば、インターロック構成820は、撮像プローブの外表面にある突起又は突起の鍔を含んでよく、突起は、インターロック構成805の形状又はプロファイルと相補的な形状又はプロファイルを有してよい。幾つかの場合、インターロック構成820のような反復パターンを有する鍔付き又は円周状のインターロック構成は、使用者が撮像プローブ及びカテーテルをより効率的に容易にインターロックするのを可能にする。何故ならば、インターロック構成又はキーイング構成を見出すために、より少ない回転が必要だからである。
幾つかの実施態様において、非限定的な一例として、図10に関連して議論したインターロック構成705,710及び図11に関して議論したインターロック構成805,820のような、インターロック構成は、液体が作業通路320と撮像プローブ300との間に溜まるのを防止し或いは最小にする。幾つかの場合、使用者がTouhy弁を備える撮像プローブのシャフトで近位クランプのようなデバイスを利用するならば、摩擦が作業通路320に対する撮像プローブ300の回転を防止することができ、それはモデル及び3D空間に対する画像の回転照合を可能にすることがある。摩擦が作業通路320に対する撮像ツール300の回転を防止するのに十分でないならば、インターロック構成は、(例えば、図16−18に示すように)インターロック構成に加えてキーイング構成を提供するように構成されてよい。
図12乃至15は、図3Bに示す医療器具システム305を参照して上述したような方法において洗浄流体を給送するように構成されない、例示的な医療器具システム900の異なる構成部品及び眺望を例示している。図12は、本開示の1つの実施態様に従った例示的な医療器具910内に位置付けられる例示的な撮像プローブ905を含む例示的な医療器具システム900の斜視図である。図13は、本開示の1つの実施態様に従った図12に示す医療器具910の遠位部分912の斜視図である。図14は、本開示の1つの実施態様に従った図12に示す撮像プローブ905の遠位部分914の斜視図である。図15は、本開示の1つの実施態様に従った医療器具910内に位置付けられる撮像プローブ905の切欠き側面図である。医療器具910は、本明細書中に記載する相違を除き、上述の医療器具310と実質的に類似する。同様に、撮像プローブ905は、本明細書中に記載する相違を除き、上述の撮像プローブ300と実質的に類似する。具体的には、医療器具910及び撮像プローブ905は、流体が医療器具910と撮像プローブ905との間に溜まるのを防止するように構成される(よって、例えば、溜まった流体が撮像プローブ905を再汚染するのを防止するように構成される)噛み合うテーパ状の遠位部分を有するような形状及び大きさとされる。医療器具910及び撮像プローブ905の遠位部分のテーパ状のプロファイルは、医療器具910と撮像プローブ905との間の空間を選択的に封止するように成形され且つ構成される封止構成である。加えて、低い正圧をカテーテルと撮像プローブとの間の作業通路に加えて、患者解剖学的構造からの流体の流入を更に防止してよい。
医療器具910は、図2に示すカテーテルシステム202と同じであってよい。幾つかの場合、医療器具910は、フレキシブルな細長いカテーテルである。他の実施態様において、医療器具910は、非限定的に、内視鏡、気管支鏡、フレキシブルなカテーテル、及び剛的な給送器具を含む、様々な細長い医療器具のうちのいずれかを含んでよい。図12及び13に示す本実施例によれば、医療器具910は、作業通路920を含むカテーテル本体915を含み、細長い撮像プローブ905は、作業通路920を通じて延びる。幾つかの実施態様において、カテーテル本体の少なくとも部分(例えば、遠位部分)は、放射線不透過性材料で形成され、それは使用者が患者の体を通じる医療器具910のナビゲーションを視覚化し且つ誘導するのを助けることがある。
描写する実施態様において、作業通路920は、医療器具910のカテーテル本体915内に形成される中空で管状の空間を含む。図13中に描写する実施態様において、作業通路920は、カテーテル本体915の遠位端925で終端するテーパ状の(即ち、先細る内径を有する)遠位区画927を含む。作業通路920は、カテーテル本体915の遠位端925に遠位内径D6を含む。1つの実施態様において、遠位内径D6は、約1.8mmの長さである。他の遠位内径D6は、より大きくてよく或いはより小さくてよい。例えば、1.5mm及び2.0mmの内径が適切なことがある。図15に最良に示すように、テーパ状の遠位区画927の内径は、近位内径D7から遠位内径D6に減少する。1つの実施態様において、遠位内径D7は、約2.4mmの長さである。他の遠位内径D7は、より多くてよく或いはより小さくてよい。例えば、2.0mm又は2.5mmの内径が適切なことがある。
幾つかの実施態様において、医療器具システム900は、撮像プローブ905及び医療器具910を選択的に噛み合わせ或いは解放可能にインターロックするように成形され且つ構成される(図16乃至18を参照して以下に記載するような)キーイング構成を含む。
描写する実施態様において、撮像プローブ905は、2つの別個の照明要素923を含む。照明要素923は、(例えば、撮像プローブ905によって撮像される)撮像プローブ905の遠位端926を越える患者組織を照らすように構成される照明ファイバを含んでよい。描写する実施態様は、2つの照明要素923を含むが、他の実施態様は、任意の数の照明要素を含んでよく、照明要素を全く欠いてよい。
撮像プローブ905は、撮像表面又はレンズ930を含む。様々な実施態様において、レンズ930は、実質的に平坦な撮像表面又は湾曲した撮像表面を含んでよい。様々な実施態様において、レンズ930は、撮像プローブ905の遠位端926と実質的に同一平面上にあってよく、或いは、撮像プローブ905の遠位端926から僅かに隆起させられてよい。例えば、幾つかの実施態様において、レンズ930は、撮像プローブ905の遠位端926の残部を越えて遠位に突出し得る。これらの構成は、使用者がレンズ930を患者組織に擦り付けて、レンズ930から破片を除去するのを可能にする。レンズ330に関して上述したように、幾つかの場合、レンズ930は、図14に示すように、疎水性被膜940で被覆されてよい。レンズ930の表面から障害物を取り除くことは、レンズ930の表面に疎水性被膜940を塗布してレンズ930から液体を跳ね返らせることによって、より効率的にされることがある。
図12、14、及び15に示すように、撮像プローブ905は、医療器具910の作業通路920内にスライド可能に受け入れられるように成形され且つ構成される。描写する実施態様において、作業通路920の遠位内径D6及び形状は、カテーテル本体915の遠位端925を越える撮像プローブ905遠位端926の遠位進行を停止させるような形状及び大きさとされる。よって、描写する実施態様において、撮像プローブ905の遠位端926は、カテーテル本体915の遠位端925を越えて延びない。この構成は患者組織に対する損傷を最小にし、使用者が、例えば、医療器具910の端を患者の組織に擦り付けることによって、レンズ930から堆積した流体及び他の破片を拭い取るのを可能にする。他の実施態様では、上述のように、撮像プローブ905のレンズ930の部分は、カテーテル本体915の遠位端925を越えて延びてよい。
図14及び15に描写する実施態様において、撮像プローブ905は、撮像プローブ905の遠位端926で終端するテーパ状の(即ち、先細る外形を有する)遠位区画945を含む。撮像プローブ905は、撮像プローブ905の遠位端925に遠位外形D8を含む。1つの実施態様において、遠位外形D8は、約1.9mmの長さである。他の遠位外形は、より大きくてよく或いはより小さくてよい。例えば、1.5mm又は2.0mmの外形が適切なことがある。幾つかの実施態様において、遠位外形D8は、作業通路920の遠位内径D6よりも僅かに小さくてよい。図15に最良に示すように、テーパ状の遠位区画945の外形は、近位外形D9から遠位外形D8に減少する。1つの実施態様において、遠位外形D9は、約2.4mmの長さである。他の遠位内径D9は、より多くてよく或いはより小さくてよい。例えば、2.0mm又は2.5mmの内径が適切なことがある。
テーパ付き遠位区画945は、作業通路920のテーパ状の遠位区画927と接触するように構成される。テーパ状の遠位区画945及びテーパ状の遠位区画927は、作業通路920と撮像プローブ905との間の流体の通過を防止するように成形され且つ構成される封止構成を含む。描写する実施態様において、撮像プローブ905のテーパ状の遠位区画945の形状及び大きさは、作業通路920のテーパ状の遠位区画927と実質的に「一致し」且つ噛み合うように構成され、それにより、撮像プローブ905の遠位区画945が、撮像プローブ905の外表面946が作業通路920の内表面947と接触した状態で、作業通路920の遠位区画927内にぴったり受け入れられるのを可能にする。よって、幾つかの実施態様において、遠位外形D8は、作業通路920の遠位内径D6よりも僅かに小さく、近位外形D9は、作業通路920の内径D7よりも僅かに小さい。
幾つかの実施態様では、医療器具システム305に関して上述したように、医療器具システム900は、作業通路920内の撮像プローブ905の効率的且つ正確な整列を可能にするために、そして、幾つかの実施態様において、作業通路920内の撮像プローブ905の回転を制限するために、撮像プローブ905及び医療器具910を選択的に噛み合わせ或いは解放可能にインターロックするように成形され且つ構成される、少なくとも1つのインターロック構成を含む。図16は、撮像プローブ905’及び医療器具910’を選択的に噛み合わせ且つインターロックするように構成される、インターロック構成950,955を含む、例示的な医療システム900’を例示している。医療器具システム900’は、本明細書中に記載するようなインターロック構成950,955の追加を除き、図12乃至15を参照して上述した医療器具システム900と実質的に類似する。図16に示すように、インターロック構成950,955は、撮像プローブ905’及び医療器具910’を噛み合わせ(例えば、パズルピースのように嵌め合い)且つ解放可能にインターロックするように構成される相補的な形状及び大きさを有する。
図17は、インターロック構成950を含む撮像プローブ905’の例示的な遠位プローブ先端960を例示している。撮像プローブ905’は、インターロック構成950の追加を除き、図14に示す撮像プローブ905と同じであってよい。よって、遠位プローブ先端960は、医療器具910’のテーパ状の形状に対応するテーパ状の形状を有する。描写する実施態様において、インターロック構成950は、遠位プローブ先端950の外表面962に配置される楔形の突起を含む。インターロック構成950は、ある長さの金属ワイヤ、ポリマロッド、ガラスファイバ、又は他の適切な剛性の若しくは半剛性の部材を含んでよい。インターロック構成は、描写する実施態様に示すような楔のような形状であってよく、或いは、非限定的に、細長い平坦な表面又は湾曲した表面を含む、様々な端桶以上のうちのいずれかを含んでよい。描写する実施態様において、インターロック構成950は、遠位プローブ先端950の長さの少なくとも部分に沿って延びる。他の実施態様において、インターロック構成950は、撮像プローブ905’の(図8及び9に示すシャフト608と類似の)シャフトの部分に沿って延在してよい。インターロック構成950は、遠位プローブ先端950と一体的に形成されてよく、或いは、接着剤及び/又は他の機械的継手を用いて遠位プローブ先端950に取り付けられてよい。
図18は、インターロック構成955を含む医療器具910’の斜視図を例示している。医療器具910’は、インターロック構成955の追加を除き、図13に示す医療器具910と同じであってよい。図19は、本開示の1つの実施態様に従った医療器具システム900の切欠き側面図を例示している。図16及び19に最良に示すように、インターロック構成950は、対応するインターロック構成955と噛み合うように構成され、対応するインターロック構成955は、撮像プローブ905’を医療器具910’と適切に整列させるよう、そして、幾つかの実施態様において、(少なくともインターロック構成950の場所で)医療器具910’に対する遠位プローブ先端950の捩れを制限するよう、作業通路920’の内表面に配置される。描写する実施態様において、インターロック構成955は、インターロック構成950の輪郭と相補的な凹面の楔形状の輪郭を有する作業通路920’の内表面964に圧痕を含む。
インターロック構成950,955は、非限定的な一例として、曲線、波形、三日月、又は多角形のような、様々な形状又は外形のうちのいずれかを有する、任意の数及び配置の突起又は圧痕を含んでよい。描写する実施態様において、インターロック構成950,955は、医療器具システム900の遠位部分に配置される。他の実施態様において、インターロック構成950,955は、医療器具システム900のより近位部分に配置されてよい。幾つかの実施態様において、インターロック構成950,955は、液体が作業通路920’と撮像プローブ905’との間に溜まるのを防止し或いは最小にする。インターロック構成950,955は、医療器具システム900にキーイング機能性をもたらすようにも構成される。
この開示のデバイス、システム、及び方法は、肺の接続される気管支通路のために用いられてよい。デバイス、システム、及び方法は、結腸、腸、腎臓、脳、心臓、循環系、又は同等の器官を含む、様々な解剖学的系統のうちのいずれかにおける、自然の又は外科的に創られる接続される通路を介した、他の組織のナビゲーション及び治療にも適することがある。この開示の方法及び実施態様は、非外科用途にも適する。
本発明の実施態様における1つ又はそれよりも多くの要素をソフトウェアにおいて実施して、制御処理システム600のようなコンピュータシステムのプロセッサを実行してよい。ソフトウェアにおいて実施されるとき、本発明の実施態様の要素は、本質的には、所要のタスクを行うコードセグメントである。送信媒体又は通信リンクを通じて搬送波において具現されるコンピュータデータ信号によってダウンロードされてよいプロセッサ可読記憶媒体又はデバイス内にプログラム又はコードセグメントを格納し得る。プロセッサ可読記憶デバイスは、光媒体、半導体媒体、及び磁気媒体を含む、情報を格納し得る任意の媒体を含んでよい。プロセッサ可読記憶デバイスの実施例は、電子回路、半導体デバイス、半導体メモリデバイス、読出し専用記憶装置(ROM)、フラッシュメモリ、消去可能なプログラム可能読取り専用記憶装置(EPROM)、フロッピーディスケット、CD−ROM、光ディスク、ハードディスク、又は他の格納デバイスを含む。コードセグメントは、インターネット、イントラネット等のような、コンピュータネットワークを介して、ダウンロードされてよい。
提示されるプロセス及び表示は、如何なる特定のコンピュータ又は他の装置にも本質的に関係しないでよいことに留意のこと。様々な汎用システムが、本明細書中の教示に従ったプログラムと共に用いられてよく、より特殊な装置を構築して記載する操作を行うことが便利であると分かることがある。様々なこれらのシステムのための所要の構造は、請求項中に要素として現れるであろう。加えて、本発明の実施態様は、如何なる特定のプログラミング言語を参照しても記載されていない。様々なプログラミング言語を用いて本明細書中に記載するような本発明の教示を実施してよいことが理解されるであろう。
本発明の特定の実施態様を記載し且つ添付の図面に示したが、そのような実施態様は広義の発明の例示に過ぎず、広義の発明の限定でないこと、並びに、本発明の実施態様は、図示し且つ記載する特定の構造及び構成に限定されないことが理解されるべきである。何故ならば、様々な他の修正が、当業者の心に思い浮かぶことがあるからである。

Claims (13)

  1. 撮像プローブであって、撮像プローブの第1の遠位端で終端する遠位先端を含み、該遠位先端は、第1の封止構成と、流体方向表面とを含み、前記第1の封止構成は、撮像プローブの径方向の外表面と撮像プローブの前記遠位先端の遠位面との間で前記遠位先端の周りに円周状に延在する、撮像プローブと、
    第2の遠位端で終端する遠位部分を有し、作業通路と、該作業通路の表面にある第2の封止構成とを含む、細長い医療器具と、
    前記撮像プローブに配置される第1のインターロック構成と、
    前記細長い医療器具の前記作業通路に配置される第2のインターロック構成とを含み、
    前記第1のインターロック構成及び前記第2のインターロック構成のうちの一方は、複数の突起を含み、前記第1のインターロック構成及び前記第2のインターロック構成のうちの他方は、複数の圧痕を含み、
    前記第1のインターロック構成及び前記第2のインターロック構成は、前記医療器具に対する所定の配置において、前記撮像プローブと噛み合い且つ解放可能にインターロックするように構成され、
    前記第1の封止構成及び前記第2の封止構成は、
    前記第2の封止構成が前記第1の封止構成を受けるように構成されるように、相補的に成形され、前記第1の封止構成及び前記第2の封止構成は、前記第1の封止構成と前記第2の封止構成との間の流体の通過を防止するよう互いに接触するように構成され、
    前記第1及び第2の封止構成が接触するとき、間隙が前記流体方向表面と前記細長い医療器具の前記第2の遠位端との間に形成されて、前記撮像プローブの前記遠位先端に亘る前記作業通路からの流体の通過を方向付ける、
    医療器具システム。
  2. 前記第1の封止構成は、前記撮像プローブの前記第1の遠位端にある外部斜面を含み、前記第2の封止構成は、前記細長い医療器具の前記第2の遠位端に前記作業通路の面取り表面を含む、請求項1に記載の医療器具システム。
  3. 前記面取り表面は、360°の円周状の表面であり、前記外部斜面は、第1の周端と、第2の周端とを有し、前記流体方向表面は、前記第1の周端と前記第2の周端との間に延在する、請求項2に記載の医療器具システム。
  4. 前記流体方向表面は、前記撮像プローブの外周面と前記撮像プローブの前記第1の遠位端の表面との間で傾斜させられる、請求項1に記載の医療器具システム。
  5. 前記流体方向表面は、湾曲した斜面を有し、平坦な表面を有し、或いは60°で傾斜させられる、請求項4に記載の医療器具システム。
  6. 前記間隙は、.00508センチメートル(0.002インチ)の寸法を有する、請求項1に記載の医療器具システム。
  7. 前記第1及び第2の封止構成は噛み合って、前記撮像プローブの前記第1の遠位端が前記作業通路の前記第2の遠位端を越えて延びるのを防止するよう、成形され且つ構成される、請求項1に記載の医療器具システム。
  8. 前記第1及び第2のインターロック構成は、前記作業通路内の前記撮像プローブの回転を制限する、請求項1に記載の医療器具システム。
  9. 前記第1のインターロック構成は、前記撮像プローブの外表面にある複数の突起を含む第1の鍔を含み、該第1の鍔は、第1の三次元の形状を有し、前記第2のインターロック構成は、前記作業通路の内表面にある前記複数の圧痕を含む第2の鍔を含み、該第2の鍔は、前記第1の三次元の形状と相補的な第2の三次元の形状を有する、請求項1に記載の医療器具システム。
  10. 前記撮像プローブに配置されるレンズを更に含む、請求項1に記載の医療器具システム。
  11. 前記撮像プローブの前記遠位先端は、前記レンズを包む光学的に透明な遠位先端を含む、請求項10に記載の医療器具システム。
  12. 前記レンズは、疎水性被膜で被覆される、請求項10に記載の医療器具システム。
  13. 前記細長い医療器具に対する外部の領域からの流体の進入を制限するよう前記作業通路内の正圧を維持する流体管理システムを更に含む、請求項1に記載の医療器具システム。
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