JP6869256B2 - 遠位の柔軟性が制御された操向ツール - Google Patents

Description

本発明は一般に、体腔を通して医療デバイスを進ませるための操向ツールに関し、詳細には、ツールの遠位部分の柔軟性が制御された操向ツールに関する。

本発明者へのＰＣＴ特許出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１４／０７１０７５は、体腔を通して医療デバイスを進ませるための操向ツールについて説明している。操向ツールは、外部チューブの内側に配置された内部チューブを有する。内部チューブおよび外部チューブは、互いに対して長手軸方向の運動をするように配置される。内部チューブの遠位端部は、外部チューブの遠位端部に固定して結合される。内部チューブおよび外部チューブの一方または両方は、その遠位端部の近くにスロットが付けられる。長手軸方向の運動は、チューブの遠位端部の屈曲を生じさせる。内部チューブおよび外部チューブの一方または両方は、その遠位端部の近くにスロットが付けられる。操向ツールは、操向可能性、柔軟性、およびトルク伝達性を兼ね備える、遠位先端を提供する。ツールは、引張り／押込みワイヤ（ｐｕｌｌ／ｐｕｓｈ ｗｉｒｅ）の必要性を排除する。

操向ツールは、操作ハンドルと、直線スライダなどのチューブマニピュレータとを含む。チューブマニピュレータは、内部チューブおよび外部チューブの相対的な軸方向運動を生じさせる。例えば、チューブマニピュレータを遠位に移動させることにより、内部チューブおよび外部チューブの遠位先端の屈曲が生じる。チューブマニピュレータは、所定の位置でロックされることができ、また、望まれたときにロック位置から解放されて所定の位置で再度ロックされることができる。ロック解除位置では、両方のチューブが自由に動いて操向ツールが（あらゆる種類の湾曲経路などの）体腔の形状に従って屈曲することを可能にすることができるように、体腔内への操向ツールの挿入中の自由な運動が存在する。体腔内の所望の送り先に到達した後、ハンドルは、それ以上屈曲させないためにロックされる。したがって、操向ツールは、カテーテルおよび他のデバイスを案内するための案内ワイヤとして非常に容易に使用され得る。

本発明は、以下でより詳細に説明されるように、体腔を通して医療デバイスを進ませるための操向ツールのさらなる改善を実現することを図るものである。

したがって、本発明の一実施形態によれば、外部チューブの内側に配置された内部チューブであって、内部チューブおよび外部チューブが、互いに対して長手軸方向の運動をするように配置され、内部チューブの遠位端部が、外部チューブの遠位端部にしっかりと結合される、内部チューブと、内部チューブおよび外部チューブの相対的な軸方向運動ならびに内部チューブおよび外部チューブのうちの少なくとも一方の遠位部分の屈曲を生じさせるように動作可能である、チューブマニピュレータと、ロック位置とロック解除位置とを切り替えるように動作可能なロック機構であって、ロック位置では、内部チューブおよび外部チューブが互いに対して特定の長手軸方向位置においてロックされ、ロック解除位置では、内部チューブおよび外部チューブの互いに対する抑制されない自由な運動が存在し、また、内部チューブおよび外部チューブの互いに対する部分的に抑制された運動が存在する中間ロック位置を作り出すように動作可能な調整組立体を含む、ロック機構と、を含む、操向ツールが提供される。

本発明の一実施形態によれば、調整組立体は、内部チューブおよび外部チューブの互いに対する運動を少なくとも部分的に抑制する付勢力を内部チューブおよび外部チューブのうちの少なくとも一方に印加するように動作可能な付勢デバイスを含む。

本発明の一実施形態によれば、制御ノブが、ロック位置と中間ロック位置とロック解除位置とを切り替えるために、調整組立体に動作可能に接続される。制御ノブは、様々な位置においてロック可能とされ得る。

本発明の一実施形態によれば、制御ノブは、チューブのうちの少なくとも一方に取り付けられた当接要素に向かって移動可能であるストッパに接続される。
本発明の一実施形態によれば、ロック位置では、付勢デバイスは、内部チューブおよび外部チューブの互いに対する運動を完全に抑制するのに十分な第１の付勢力を当接要素に印加し、中間ロック位置では、付勢デバイスは、当接要素に第２の付勢力を印加して、内部チューブおよび外部チューブの互いに対する運動を部分的に抑制する。

ロック位置では、内部チューブおよび外部チューブの遠位部分が、固定された変形配向にあり、中間ロックでは、内部チューブおよび外部チューブの遠位部分は、可変の変形配向にある。

本発明は、図面と併せ以下に詳しく説明することから、より詳細に理解されかつ評価されるであろう。

本発明の非限定的な実施形態による操向ツールの簡易化した図である。 操向ツールのチューブを完全にもしくは部分的にロックするかまたは全くロックしない（すなわち、チューブが自由に移動することができるように、ロックされない）ための制御ノブを示す、本発明の非限定的な実施形態による操向ツールのハンドルの簡易化した図である。 操向ツールのチューブを完全にもしくは部分的にロックするかまたは全くロックしない（すなわち、チューブが自由に移動することができるように、ロックされない）ための制御ノブを示す、本発明の非限定的な実施形態による操向ツールのハンドルの簡易化した図である。 制御ノブの拡大図である。 内部の機構を示す、操向ツールの簡易化した破断図である。 操向ツールの内側チューブおよび外側チューブに取り付けられた当接要素のより拡大した破断図である。 チューブをロックするためにチューブのうちの一方の当接要素に向かって移動可能であるストッパに接続された制御ノブを示す、操向ツールハンドルの簡易化した破断図である。 図４Ａは、ストッパと当接要素との間に取り付けられた付勢デバイスを示す図であって、付勢デバイスが完全に圧縮された位置にあり、チューブが完全にロックされている、操向ツールの簡易化した破断図である。 図４Ｂは、ストッパと当接要素との間に取り付けられた付勢デバイスを示す図であって、付勢デバイスが完全に圧縮された位置にあり、チューブが完全にロックされている、操向ツールの簡易化した破断図である。 図５Ａは、付勢デバイスが部分的に圧縮された位置にあり、チューブが部分的にロックされていることを示す、操向ツールの簡易化した破断図である。 図５Ｂは、付勢デバイスが部分的に圧縮された位置にあり、チューブが部分的にロックされていることを示す、操向ツールの簡易化した破断図である。 図６Ａは、本発明の別の非限定的な実施形態による操向ツールの簡易化した図である。 図６Ｂは、本発明の別の非限定的な実施形態による操向ツールの簡易化した図である。 本発明の別の非限定的な実施形態による操向ツールのハンドルの簡易化した斜視図である。 図８Ａは、操向ツールのチューブの変形に対する未変形の位置における、図７のハンドルの簡易化した断面図である。 図８Ｂは、操向ツールのチューブの変形に対する部分的に変形された位置における、図７のハンドルの簡易化した断面図である。 図８Ｃは、操向ツールのチューブの変形に対する完全に変形された位置における、図７のハンドルの簡易化した断面図である。 図８Ｄは、図８Ｃの完全に変形された位置に対応する、簡易化した断面斜視図である。 図９Ａは、ロック位置における、図７のハンドルの制御ノブの簡易化した側面図である。 図９Ｂは、ロック解除位置における、図７のハンドルの制御ノブの簡易化した側面図である。 操向ツールのチューブのねじれ形状を制御するために使用される、図７のハンドルのねじりノブ（ｔｗｉｓｔ ｋｎｏｂ）の簡易化した破断図である。

次に、本発明の非限定的な実施形態による操向ツール１０を示す図１〜２Ｂを参照する。
操向ツール１０は、外部チューブ１４の内側に配置された内部チューブ１２を含む（図２Ｂに見られる）。内部チューブ１２の遠位端部は、外部チューブ１４の遠位端部に固定して結合される。「結合される」という用語は、溶接、超音波溶接、熱接合、接着接合、モールディングなどのような、しかしこれらに限定されない、チューブの材料同士を付着させるあらゆる方法を包含する。内部チューブ１２および外部チューブ１４は、（結合されたそれらの遠位端部を除いて）互いに対して長手軸方向の運動をするように配置される。

操向ツール１０は、以下でさらに説明されるように、操向ツール１０のチューブ１２および１４を完全にもしくは部分的にロックするかまたは全くロックしない（すなわち、チューブが自由に移動することができるように、ロックされない）ための制御ノブ１８を有する、ハンドル１６を含む。制御ノブ１８は、チャネル２０内で摺動し、また、チャネル２０の側面に形成された隆起部２３に係合することができる歯２２を有する、摺動可能なノブであってもよい（図２Ｃ）。このようにして、制御ノブ１８は、様々な位置においてロック可能とされ得る。代替実施形態では、制御ノブ１８は、回転要素である場合もあり、その非限定的な例が、以下で挙げられる。「ノブ」という用語は、ノブ、ボタン、ローラ、スイッチなどのような、しかしこれらに限定されない、あらゆる操作用要素を包含する。例えば、以下の実施形態は、機械式ノブに関連して説明されるが、本発明は、その代わりに、電子式の付勢システムを用いて実施されてもよく、その場合、制御ノブは、ボタンまたはタッチパッドなどの電気的スイッチとされ得る。

ハンドル１６はまた、チューブマニピュレータ２４を含み得る。次に図３Ｃを参照して（いくつかの部品は図３Ａにも示されている）説明されるように、チューブの遠位部分を屈曲させるか湾曲させるかまたは他の形で変形させるために、チューブマニピュレータ２４の回転が、内部チューブ１２および外部チューブ１４のうちの一方の互いに対する長手軸方向の運動を生じさせる。

チューブマニピュレータ２４は、外側チューブ１４に固着されたチューブ保持器２８とねじ式係合している内部スピンドル２６を含む。デバイスの長手軸３０の周りで内部スピンドル２６と一緒にチューブマニピュレータ２４が回転することによって、チューブ保持器２８を外側チューブ１４と一緒に長手軸３０に沿って軸方向に移動させる（ねじ式接続は、ねじの前進におけるように、回転運動を軸方向運動に変換する）。内部チューブ１２に対する外部チューブ１４の長手軸方向の運動は、チューブの遠位部分を屈曲させるか湾曲させるかまたは他の形で変形させる。チューブマニピュレータ２４は、あるいは、外側チューブ１４ではなく内部チューブ１２に接続されて、チューブの遠位部分を屈曲させるか湾曲させるかまたは他の形で変形させるために、外部チューブ１４に対する内部チューブ１２の長手軸方向の運動を生じさせてもよい。

チューブマニピュレータ２４は、チューブの遠位部分を屈曲させるか湾曲させるかまたは他の形で変形させるために使用される。したがって、チューブマニピュレータ２４は、操向および１つの平面における先端位置を一度に制御する。場合により、操向ツール１０は、位相シフトマニピュレータ２５と呼ばれる別のマニピュレータを含むことがあり、このマニピュレータは、内部チューブ１２に接続されたねじ付き軸２７とねじ式係合するノブであり得る。内部チューブおよび外側チューブのうちの一方または両方は、スロットを有して形成され得る。スロットは、互いに対して位相シフトされ得る（すなわち、１つのチューブ上のスロットが、互いに対して位相シフトされてもよく、かつ／または、一方のチューブのスロットが、他方のチューブのスロットに対して位相シフトされてもよい）。位相シフトマニピュレータ２５の回転が、内部チューブ１２にトルクを印加し、それにより、チューブ間またはスロット間の位相シフトの量が変更され、また、それにより、ねじれたまたは螺旋状の形状が、チューブの遠位先端にもたらされる。チューブマニピュレータ２４の（例えば、遠位先端の操向および屈曲をもたらすための）操作、および、位相シフトマニピュレータ２５の（例えば、ねじりトルクを生じさせるための）操作は、互いに独立したものであり、したがって、遠位先端の形状を任意の所望の３次元形状にする無限の可能性を外科医に提供する。ねじりトルクはまた、チューブの屈曲部分の剛性を変化させる。

操向ツール１０は、図４Ａを参照して説明されるように、ロック位置とロック解除位置とを切り替えるロック機構を含む（また、そのうちの一部が、図３Ｃに示されている）。ロック位置では、内部チューブ１２および外部チューブ１４は、互いに対して特定の長手軸方向位置においてロックされ、ロック解除位置では、内部チューブ１２および外部チューブ１４の互いに対する抑制されない自由な運動が存在する。ロック機構は、内部チューブ１２および外部チューブ１４の互いに対する部分的に抑制された運動が存在する中間ロック位置を作り出す、調整組立体を含む。

ロック機構は、ストッパ３２に接続される制御ノブ１８と、内側チューブ１２に取り付けられた当接要素３４とを含む。図３Ｂで明らかなように、別の当接要素３６が、外側チューブ１４に取り付けられる。さらに、またはその代わりに、別のストッパ（または、ストッパ３２）が、当接要素３６に向かって移動し得る。

調整組立体は、内部チューブ１２および外部チューブ１４の互いに対する運動を少なくとも部分的に抑制する付勢力を内部チューブ１２および／または外部チューブ１４に印加する、付勢デバイス３８を含む。付勢デバイス３８は、これらに限定されることはないが、コイルばね、板ばね、またはその引張り状態が可変であるワイヤもしくはバンド（例えば、ニチノール製のワイヤまたはバンド）であり得る。例示された実施形態では、付勢デバイス３８は、ストッパ３２と当接要素３４（または、より具体的には、当接要素３４の前に配置された１つまたは複数の座金３５）との間に位置決めされたコイルばねである。

ロック位置では、付勢デバイス３８は、内部チューブ１２および外部チューブ１４の互いに対する運動を完全に抑制するのに十分な第１の付勢力を当接要素３４に印加する。この付勢力は、制御ボタン１８をチャネル２０（図２Ｃ）内で十分に後方に移動させることによって生成される。中間ロック位置では、付勢デバイス１８は、当接要素３４に第２の付勢力（第１の付勢力よりも弱い）を印加して、内部チューブ１２および外部チューブ１４の互いに対する運動を部分的に抑制する。このより弱い付勢力は、制御ボタン１８をチャネル２０（図２Ｃ）内でより小さく後方に移動させることによって生成される。

回転式の制御ノブの場合、制御ノブは、これらに限定されることはないが、付勢デバイスを伸張または弛緩させて付勢力を調整する、回転可能なカムまたは巻上げスプールを含み得る。

図４Ａおよび４Ｂで明らかなように、ロック位置では、付勢デバイス３８は、完全に圧縮された位置にあり、チューブは、完全にロックされる。
図５Ａおよび５Ｂで明らかなように、中間ロック位置では、付勢デバイス３８は、部分的に圧縮された位置にあり、チューブは、部分的にロックされる。

ロック位置では、内部チューブおよび外部チューブの遠位部分は、固定された変形配向にあり、中間ロック位置では、内部チューブおよび外部チューブの遠位部分は、可変の変形配向にある。制御ボタン１８がチャネル２０（図２Ｃ）の遠位端部に移動されるロック解除位置では、両方のチューブの自由な運動が存在する。したがって、体腔内への操向ツール１０の挿入中、ロック解除位置は、両方のチューブが自由に動いて操向ツールが（あらゆる種類の湾曲経路などの）体腔の形状に従って屈曲することを可能にすることができるように、使用され得る。体腔内の所望の送り先に到達した後、ハンドルは、それ以上屈曲させないために、部分的にまたは完全にロックされる。したがって、操向ツールは、カテーテルおよび他のデバイスを案内するための案内ワイヤとして非常に容易に使用され得る。

図６Ａおよび６Ｂは、上述の操向ツールの別のバージョンを示し、同じ番号は、同じ要素を示す。この実施形態は、制御ノブの配置、および調整組立体のために使用される付勢デバイスのタイプの点で、先の実施形態とは異なる。例えば、この実施形態における付勢デバイスは、先の実施形態におけるコイルばねとは違って、ばねワイヤ（ｓｐｒｉｎｇ ｗｉｒｅ）または板ばねであり得る。

次に、本発明の別の非限定的な実施形態による、上述の操向ツールの内部チューブ１２および外部チューブ１４を変形させるためのハンドル７０を示す図７〜８Ｄを参照する。ハンドル７０は、ハウジング７１を有し、かつ、流体コネクタ、ルアーフィッティングなどのような医療デバイスコネクタ７３をハウジング７１の近位端面に含み得る。

ハンドル７０は、ハンドル７０の上面に形成された凹部７４内で摺動するように構成された制御ノブ７２を含む。外部チューブ１４は、アダプタ７８により外部チューブ搬器７６に接続され得る。制御ノブ７２の軸方向運動（つまり、ハンドルの長手軸に沿った直線運動）が、外部チューブ１４の軸方向運動を生じさせる。制御ノブ７２は、アーム８０により外部チューブ搬器７６に連結されることができ、アーム８０は、第１の枢動ピン８２によりアーム８０の底部においてハウジング７１に枢動可能に接続される。アーム８０は、アーム８０に形成された第１のチャネル８６内で移動するように構成された第２の枢動ピン８４により、外部チューブ搬器７６に枢動可能に接続される。アーム８０は、アーム８０の頂部においてアーム８０に形成された第２のチャネル９０内で移動するように構成された第３の枢動ピン８８により、制御ノブ７２に枢動可能に接続される。

図８Ａ〜８Ｃは、ハンドル７０の移動を示す。図８Ａでは、ハンドル７０は、その最近位位置にあり、この位置では、外部チューブは、まだ遠位に変位されておらず、そのため、内部チューブ１２および外部チューブ１４は、変形されていない。

図８Ｂでは、ハンドル７０は、中間位置へと遠位に移動されており、したがって、外部チューブ１４を遠位に移動させ、そのことが、内部チューブ１２および外部チューブ１４を部分的に変形させ、また、それらの遠位部分を上述のように部分的に屈曲させる。

図８Ｃでは、ハンドル７０は、その最遠位位置へと遠位に移動されており、したがって、外部チューブ１４をさらに遠位に移動させ、そのことが、内部チューブ１２および外部チューブ１４を完全に変形させ、また、それらの遠位部分を上述のように完全に屈曲させる。

アーム８０は、アーム８０の横向き突出部の近位部分および遠位部分にそれぞれ形成された面取り当接面などの、近位ストッパ９２および遠位ストッパ９４（図８Ｂ）を含み得ることが、留意される。近位ストッパ９２および遠位ストッパ９４は、それぞれ、制御ノブ７２の近位および遠位への移動の終わりにおいて外部チューブ１４に（あるいは、外部チューブ搬器７６に）当接する。

次に、制御ノブ７２のロック位置およびロック解除位置をそれぞれ示す図９Ａおよび９Ｂを参照する。凹部７４の上側リムの下面は、下向きの歯９６を有して形成され得る。制御ノブ７２は、制御ノブ７２の側面のうちの１つにそれぞれ配置された２つの板ばね１００上に形成された上向きの歯９８を含み得る。図９Ａで明らかなように、制御ノブ７２に下向きの力が与えられていない場合、制御ノブ７２の上向きの歯９８は、凹部７４の下向きの歯９６に係合し、制御ノブ７２は、所定の位置にロックされて、軸方向に移動され得ない。図９Ｂで明らかなように、制御ノブ７２に下向きの力が与えられると、制御ノブ７２の上向きの歯９８は、凹部７４の下向きの歯９６から分離し、そして制御ノブ７２はロック解除されて、軸方向に自由に移動することができる。

チューブの所望の角度が達せられると、使用者は、制御ノブ７２への下向きの力を解放し、それにより、制御ノブ７２の上向きの歯９８は、最も近い係合位置において凹部７４の下向きの歯９６に再度係合され、制御ノブ７２は、所定の位置に再度ロックされる。

アーム８０は、直線運動の増幅のためのレバーアームとして機能する。例えば、外部チューブの１ｍｍの移動のたびに、制御ノブ７２の３ｍｍの移動が必要とされる。この制御ノブ７２の増幅されたまたはより長い移動は、チューブ変形のより微細な解像度を提供する。

次に、ハンドル７０のねじりノブ１０２を示す図１０を参照するが、このねじりノブ１０２は、次に説明されるように、内部チューブ１２をその長手軸の周りで回転させることにより操向ツールの内部チューブ１２および外部チューブ１４のねじれ形状を制御するために使用される。

内部チューブ１４は、アダプタ１０４（図８Ａに見られる）によりねじりノブ１０２に接続され得る。アダプタ１０４はまた（図８Ａに見られるように）、コネクタ７３を封止し得る。ハンドルの長手軸の周りでのねじりノブ１０２の回転運動が、内部チューブ１２のその長手軸の周りでの回転運動を生じさせる。

したがって、ハンドル７０の制御ノブ７２は、チューブ１２および１４の遠位部分を屈曲させるか湾曲させるかまたは他の形で変形させてそれにより操向ツールの操向および先端位置を制御するための、チューブマニピュレータとして機能する。ねじりノブ１０２は、チューブ間またはスロット間の位相シフトの量を変化させてそれによりチューブの遠位先端にねじれたまたは螺旋状の形状をもたらすための、位相シフトマニピュレータとして機能する。制御ノブ７２の（例えば、遠位先端の操向および屈曲を生じさせるための）操作、および、ねじりノブ１０２の（例えば、ねじりトルクを生じさせるための）操作は、互いに独立したものであり、したがって、遠位先端の形状を任意の所望の３次元形状にする無限の可能性を外科医に提供する。ねじりトルクはまた、チューブの屈曲部分の剛性を変化させる。

Claims (9)

1. 外部チューブの内側に配置された内部チューブであって、前記内部チューブおよび前記外部チューブが、互いに対して長手軸方向の運動をするように配置され、前記内部チューブの遠位端部が、前記外部チューブの遠位端部に固定して結合される、内部チューブと、
   前記内部チューブおよび前記外部チューブの相対的な軸方向運動ならびに前記内部チューブおよび前記外部チューブのうちの少なくとも一方の遠位部分の屈曲を生じさせるように動作可能である、チューブマニピュレータと、
   ロック位置とロック解除位置とを切り替えるように動作可能なロック機構であって、前記ロック位置では、前記内部チューブおよび前記外部チューブが互いに対して特定の長手軸方向位置においてロックされ、前記ロック解除位置では、前記内部チューブおよび前記外部チューブの互いに対する抑制されない自由な運動が存在する、ロック機構と、
   を備え、
   前記ロック機構が、前記内部チューブおよび前記外部チューブの互いに対する部分的に抑制された運動が存在する中間ロック位置を作り出すように動作可能な調整組立体を備え、
   前記調整組立体が、前記内部チューブおよび前記外部チューブの互いに対する運動を少なくとも部分的に抑制する付勢力を前記内部チューブおよび前記外部チューブのうちの少なくとも一方に印加するように動作可能な付勢デバイスを備える、操向ツール。
2. 前記ロック位置と前記中間ロック位置と前記ロック解除位置とを切り替えるために前記調整組立体に動作可能に接続された制御ノブを備える、請求項１に記載の操向ツール。
3. 前記制御ノブが、様々な位置においてロック可能とされる、請求項２に記載の操向ツール。
4. 前記制御ノブが、前記内部チューブおよび前記外部チューブのうちの少なくとも一方に取り付けられた当接要素に向かって移動可能であるストッパに接続される、請求項２に記載の操向ツール。
5. 制御ノブが、前記ロック位置と前記中間ロック位置と前記ロック解除位置とを切り替えるために前記調整組立体に動作可能に接続され、前記制御ノブが、前記内部チューブおよび前記外部チューブのうちの少なくとも一方に取り付けられた当接要素に向かって移動可能であるストッパに接続され、前記ロック位置では、前記付勢デバイスが、前記内部チューブおよび前記外部チューブの互いに対する運動を完全に抑制するのに十分な第１の付勢力を前記当接要素に印加し、前記中間ロック位置では、前記付勢デバイスが、前記当接要素に第２の付勢力を印加して、前記内部チューブおよび前記外部チューブの互いに対する運動を部分的に抑制する、請求項１に記載の操向ツール。
6. 前記ロック位置では、前記内部チューブおよび前記外部チューブの遠位部分が、固定された変形配向にあり、前記中間ロック位置では、前記内部チューブおよび前記外部チューブの前記遠位部分が、可変の変形配向にある、請求項１に記載の操向ツール。
7. 前記内部チューブと係合している位相シフトマニピュレータを備え、前記位相シフトマニピュレータの回転が、前記内部チューブにトルクを印加する、請求項１に記載の操向ツール。
8. 前記チューブマニピュレータおよび前記位相シフトマニピュレータが、互いに独立して動作する、請求項７に記載の操向ツール。
9. 前記ロック機構が、ハンドルの一部分に形成された歯と選択的に係合または分離する、前記制御ノブに形成された歯を備える、請求項２に記載の操向ツール。

Images