KR20110107337A - 조종 가능한 외과용 접근 장치 및 방법 - Google Patents

조종 가능한 외과용 접근 장치 및 방법 Download PDF

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그레고리 제이. 바코스
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에디컨 엔도-서저리 인코포레이티드
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Abstract

신체 내로 도입되도록 구성된 외과용 장치의 작업 단부의 운동을 제어하기 위한 방법 및 장치가 제공된다. 일 실시예에서, 가요성 조종 플랫폼을 구비한 원위 작업 단부를 갖는 캐뉼러가 삽입된 긴 샤프트를 포함하는 외과용 장치가 제공된다. 가요성 조종 플랫폼은 복수의 축방향으로 정렬된 링크와 복수의 가요성 커넥터 요소를 포함할 수 있다. 인접 링크는, 하나 이상의 커넥터 요소를 휘게 함으로써 조종 플랫폼을 하나 이상의 방향으로 굴곡시킬 수 있도록 적어도 2개의 커넥터 요소를 이용하여 연결될 수 있다. 외과용 장치의 샤프트는, 외과용 기구의 작업 단부가 조종 플랫폼 내에 수용될 수 있도록 샤프트 내에 가요성 외과용 기구를 수용하도록 구성될 수 있으며, 이로써 외과용 기구의 작업 단부의 운동이 조종 플랫폼의 운동을 통해 제어될 수 있게 한다.

Description

조종 가능한 외과용 접근 장치 및 방법{STEERABLE SURGICAL ACCESS DEVICES AND METHODS}
본 발명은 외과용 장치의 작업 단부의 운동을 제어하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
전형적으로 최소 침습 수술 기법에 의하면 회복 시간, 통증 및 외과적 처치 관련 합병증이 적기 때문에, 내시경 검사법 및 복강경 수술법과 같은 최소 침습 수술 기법이 전통적인 개복 수술에 비해 종종 바람직하다. 복강(peritoneal cavity)과 같은 내강(inner cavity) 내로의 접근을 위해 신체의 큰 부분을 절개 개방하는 대신에, 외과 의사는 외과용 기구를 삽입하여 수술 부위를 보면서 수술할 수 있도록 하는 신체의 자연적인 오리피스에 의존하거나 또는 하나 이상의 작은 오리피스를 생성한다. 이어서, 외과 의사는 시각적 검사 또는 생검을 위한 조직 샘플의 제거와 같은 다양한 진단 절차를 수행하거나 또는 용종(polyp) 또는 종양의 제거 또는 조직의 복원과 같은 다양한 치료 절차를 수행할 수 있다.
최소 침습 수술의 인기의 상승 때문에, 이러한 절차에 사용되는 기구에 대한 상당한 발전이 있었다. 이러한 기구는 외과 의사가 부위를 보고/보거나 그러한 부위에서 필요한 동작을 수행하도록 하기 위해 원하는 수술 부위에 작업 단부를 정밀하게 위치시키는 것에 적합할 필요가 있다. 종종, 기구들은 자체적으로 외과 의사가 부위를 볼 수 있게 하는 장치를 포함하거나, 또는 기구들은 가시적인 도움을 제공할 수 있는 기구와 함께 사용된다. 이러한 유형의 장치 중 적어도 하나, 즉 내시경은 수술 부위를 가시화하기 위한 렌즈와 후속 사용을 위해 기구가 수술 부위로 전달될 수 있는 채널을 둘 모두 갖도록 전형적으로 구성된다. 기구는 자체적으로 진단 또는 치료 효과를 달성하기 위해 다수의 상이한 방식으로 신체 내에서 조직 및 다른 부분과 관련되고/되거나 이를 치료하기 위해 사용될 수 있다.
통상, 최소 침습 시술은 신체 내로 삽입된 장치의 샤프트가 장치의 작업 단부를 관절 운동하게 하여 작업 단부를 조직에 대해 각도를 갖고 배향하도록 작동하면서 해부체(anatomy) 내의 다양한 형상부를 통해 그리고 그 주변에서 조종되도록 가요성일 필요가 있다. 내시경 시술 동안, 예를 들어, 장치가 원하는 목표 부위에 도달하기 전에 다양한 상이한 방향으로 장치를 조종하는 것이 종종 필요하고, 이는 임의의 이러한 장치가 가요성인 것이 바람직하다는 것을 의미한다. 그러나, 원하는 시술이 원하는 위치에 도달한 때 수행될 수 있도록 장치의 작업 단부가 신체의 다양하고 비좁은 작업 공간을 통해 원하는 위치로 향하게 하기 위해 이를 원격으로 제어하는 것은 도전적이고 시간 소모적이다. 이러한 내시경 기구의 가요성 샤프트의 사용과 그 크기 제한 때문에, 장치의 작업 단부를 관절 운동시키기 위한 제어를 통합하는 것은 또한 복잡해질 수 있다. 또한, 장치가 그 원래의 원하는 목표 부위에 도달하더라도, 종종 외과 의사는 시술 동안 장치를 움직이는 것, 예를 들어 가시적인 목적으로 약간의 위치 조절을 행하는 것을 원할 것이다. 따라서, 장치의 작업 단부가 외과적 시술 동안 필요한 만큼 신체 내에서 조절될 수 있는 것이 바람직할 수 있다.
그러므로, 외과적 시술 동안 사용되는 외과용 장치를 제어하기 위한 개선된 장치 및 방법에 대한 필요성이 있다.
본 발명은 일반적으로 외과용 장치의 작업 단부의 운동을 제어하기 위한 방법 및 장치를 제공한다. 일 실시예에서, 외과용 장치는 조종 플랫폼을 통해 연장되는 중앙 통로에 가요성 외과용 기구의 원위 단부를 수용하도록 구성된 가요성 조종 플랫폼을 포함한다. 조종 플랫폼은 중앙 통로를 한정하는 중앙 보어를 각각 갖는 복수의 링크와, 복수의 가요성 커넥터 요소를 갖는다. 인접하는 링크는 적어도 2개의 커넥터 요소와 연결되어 적어도 2개의 커넥터 요소를 휘게 함으로써 적어도 2개의 운동 평면으로 조종 플랫폼을 굴곡시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 적어도 2개의 운동 평면은 실질적으로 수직하다.
장치는 다양한 방식으로 변할 수 있다. 예를 들어, 각각의 링크는 적어도 하나의 리세스(recess)를 포함할 수 있고, 각각의 리세스에는 커넥터 요소들 중 하나가 배치된다. 다른 예로서, 본 장치는 복수의 링크의 각각을 통해 적어도 부분적으로 연장되는 제1 및 제2 작동 케이블을 포함할 수 있고, 제1 및 제2 작동 케이블 중 적어도 하나는 복수의 가요성 커넥터 요소의 각각을 통해 적어도 부분적으로 연장된다. 제1 작동 케이블은 제1 운동 평면으로 조종 플랫폼을 굴곡시키도록 구성될 수 있고, 제2 작동 케이블은 제2 운동 평면으로 조종 플랫폼을 굴곡시키도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 본 장치는 복수의 링크의 각각을 통해 적어도 부분적으로 연장되는 제3 및 제4 작동 케이블을 포함할 수 있고, 제1, 제2, 제3 및 제4 작동 케이블은 중앙 통로 둘레에서 등거리로 이격된다.
또 다른 예로서, 본 장치는 관통하여 연장되는 내부 루멘(lumen)을 갖는 긴 본체를 포함할 수 있고, 긴 본체는 조종 플랫폼의 근위 단부에 연결되고, 내부 루멘은 중앙 통로와 연통한다. 조종 플랫폼은 긴 본체의 종방향 길이의 약 15% 내지 100%의 범위, 예를 들어 약 25%의 종방향 길이를 가질 수 있다.
다른 태양에서, 조종 플랫폼 상에 배치된 외부 덮개를 갖는 조종 세그먼트를 포함하는 외과용 장치가 제공된다. 조종 플랫폼은 굴곡 가능하고, 근위 기부 링, 원위 단부 링, 근위 기부 링과 원위 단부 링 사이에 위치된 복수의 개별 링크 및 복수의 가요성 커넥터 요소를 갖는다. 각각의 링크는 링 형상일 수 있으며, 링크는 기부 링, 단부 링 및 링크를 통해 연장되는 내부 루멘을 한정하도록 기부 링과 단부 링 사이의 조종 세그먼트의 길이를 따라 연속하여 배열된다. 적어도 2개의 커넥터 요소는 각각의 링크가 이에 연결된 적어도 2개의 커넥터 요소를 갖도록 인접 링크에 연결될 수 있다.
장치는 많은 방식으로 변할 수 있다. 예를 들어, 조종 세그먼트는 적어도 4개의 방향으로 굴곡 가능할 수 있다. 다른 예로서, 근위 기부 링은 캐뉼러가 삽입된 긴 본체(cannulated elongate body)의 원위 단부에 제거 가능하게 연결되도록 구성될 수 있고, 긴 본체는 그 안에 외과용 기구를 수용하도록 구성될 수 있다. 또 다른 예로서, 본 장치는 복수의 개별 링크와 복수의 가요성 커넥터 요소를 통해 연장되는 적어도 하나의 작동 케이블을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 링크는 축방향으로 관통 형성된 적어도 하나의 링크 보어(bore)를 포함할 수 있고, 각각의 커넥터 요소는 축방향으로 관통 형성된 적어도 하나의 커넥터 보어를 포함할 수 있고, 링크 보어와 커넥터 보어는 적어도 하나의 작동 케이블이 각각의 링크의 적어도 하나의 링크 보어를 통해 그리고 각각의 커넥터 요소의 적어도 하나의 커넥터 보어를 통해 연장되도록 정렬될 수 있다.
다른 태양에서, 조종 플랫폼의 중앙 통로에 배치된 굴곡 가능한 외과용 기구의 원위 단부를 수용하도록 구성된 굴곡 가능한 조종 플랫폼을 포함하는 외과용 장치가 제공된다. 조종 플랫폼은 적어도 2개의 대향 오목 단부 표면과 적어도 2개의 볼록 단부 표면을 갖는 원위측을 갖는 근위 기부 링크와, 적어도 2개의 대향 오목 단부 표면과 적어도 2개의 대향 볼록 단부를 갖는 근위측을 갖는 원위 단부 링크와, 근위 기부 링크와 원위 단부 링크 사이에 위치된 복수의 중간 링크와, 적어도 2개가 인접 링크와 연결되는 복수의 가요성 커넥터 요소를 갖는다. 기부 링크, 단부 링크, 및 중간 링크는 선형으로 배열된다. 각각의 중간 링크는, 적어도 2개의 대향 오목 표면과 적어도 2개의 볼록 표면을 갖는 근위측과, 적어도 2개의 대향 오목 표면과 적어도 2개의 볼록 표면을 갖는 원위측을 갖는다.
본 장치는 다수의 변형을 가질 수 있다. 예를 들어, 본 장치는 복수의 링크의 각각과 복수의 커넥터 요소의 각각을 통해 적어도 부분적으로 연장되는 작동 케이블을 포함하여, 작동 케이블을 작동시킴으로써 굴곡 가능한 조종 플랫폼을 굴곡시킬 수 있게 되어, 링크들 중 첫번째 링크의 근위측의 적어도 하나의 오목 표면이 링크들 중 첫번째 링크에 인접한 링크들 중 두번째 링크의 원위측의 적어도 하나의 오목 표면 쪽으로 이동할 수 있게 된다. 다른 예로서, 중간 링크의 근위측의 적어도 2개의 대향 볼록 표면은 근위 링크 또는 중간 링크 중 인접하는 링크의 원위측의 적어도 2개의 대향 볼록 표면에 대면할 수 있다. 또 다른 예에서, 커넥터 요소는 인접 링크의 볼록 표면에 커플링될 수 있다. 또 다른 예에서, 인접 링크의 근위측 및 원위측은 중앙 통로가 실질적으로 직선일 때 일정 거리만큼 이격될 수 있다. 다른 예에서, 인접 링크의 대면하는 표면은 적어도 중앙 통로의 종방향 축이 실질적으로 직선일 때 서로 접촉할 수 있다. 다른 예로서, 볼록 표면의 각각은 조종 플랫폼이 굴곡될 때 인접 링크의 경사 에지와 결합하도록 구성되는 경사 에지를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 인접 링크의 대면하는 표면은 적어도 중앙 통로의 종방향 축이 실질적으로 직선일 때 일정 거리만큼 이격될 수 있다. 일부 실시예에서, 인접 링크의 대면하는 표면은 조종 세그먼트가 굴곡될 때 서로 접촉하도록 구성될 수 있다.
다른 태양에서, 그 원위 단부에서 조종 세그먼트를 갖는 외과용 기구를 환자 내로 도입하는 단계를 포함하는 외과적 처치 방법이 제공된다. 조종 세그먼트는 그 벽에 형성된 제1 및 제2 구멍을 각각 갖는 복수의 링크와, 관통 형성된 제1 보어를 각각 갖는 복수의 축방향으로 정렬된 가요성 커넥터 요소와, 각각의 보어와 제1 구멍을 통해 연장되는 제1 작동 케이블과, 각각의 제2 구멍을 통해 연장되는 제2 작동 케이블을 포함할 수 있다. 복수의 커넥터 요소 중 적어도 2개는, 커넥터 요소의 보어가 링크의 제1 구멍과 정렬하도록 복수의 링크 중 인접하는 링크와 연결될 수 있다. 본 방법은 또한 적어도 하나의 작동 케이블을 작동시켜 외과용 기구의 조종 세그먼트와 원위 단부를 굴곡시키는 단계를 포함한다.
본 방법은 많은 방식으로 변할 수 있다. 예를 들어, 환자 내로 조종 세그먼트를 도입하는 단계는 환자 내로 조종 세그먼트를 경구적으로 도입하는 단계를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 본 방법은 조종 세그먼트를 적어도 2개의 운동 평면으로 굴곡시키기 위해 제1 및 제2 작동 케이블을 작동시키는 단계를 포함한다.
본 발명은 첨부 도면들과 관련하여 취해진 하기의 상세한 설명으로부터 더욱 완전하게 이해될 것이다.
<도 1>
도 1은 긴 샤프트와, 이 샤프트로부터 원위 방향으로 연장되는 관절식 조종 플랫폼을 포함하는 외과용 장치의 일 실시예의 사시도.
<도 2>
도 2는 샤프트에 정합되는 보조 가이드 시스템의 일 실시예인, 도 1의 샤프트의 근위 방향 단부도.
<도 3>
도 3은 제거 가능한 조종 플랫폼의 일 실시예의 사시도.
<도 4>
도 4는 도 1의 장치가 휴지 위치에 있는 상태의, 조종 플랫폼과 샤프트의 일부를 포함하는 장치의 원위 단부의 사시도.
<도 5>
도 5는 도 1의 장치가 휴지 위치에 있는 상태의, 조종 플랫폼과 샤프트의 일부를 포함하는 도 1의 장치의 원위 단부의 다른 사시도.
<도 6>
도 6은 도 1의 조종 플랫폼에 포함된 커넥터 요소의 투과 사시도.
<도 7>
도 7은 도 1의 장치가 2개의 운동 평면으로 굴곡된 상태의, 조종 플랫폼과 샤프트의 일부를 포함하는 장치의 원위 단부의 다른 사시도.
<도 8>
도 8은 도 1의 샤프트의 근위 단부에 부착된 핸들의 일 실시예의 사시도.
<도 9>
도 9는 일 실시예의 덮개가 조종 플랫폼 위에 배치된 상태의, 도 1의 장치의 부분 투과 사시도.
<도 10>
도 10은 도 1의 조종 플랫폼에 포함된 중간 링크의 사시도.
<도 11>
도 11은 도 10의 중간 링크의 측면도.
<도 12>
도 12는 도 10의 중간 링크의 근위 방향 단부도.
<도 13>
도 13은 도 1의 조종 플랫폼에 포함된 근위 기부 링크의 사시도.
<도 14>
도 14는 도 13의 근위 기부 링크의 측면도.
<도 15>
도 15는 도 13의 근위 기부 링크의 다른 측면도.
<도 16>
도 16은 도 13의 근위 기부 링크의 원위 방향 단부도.
<도 17>
도 17은 도 1의 조종 플랫폼에 포함된 원위 단부 링크의 사시도.
<도 18>
도 18은 도 17의 원위 단부 링크의 측면도.
<도 19>
도 19는 도 17의 원위 단부 링크의 원위 방향 단부도.
<도 20>
도 20은 도 17의 원위 단부 링크의 근위 방향 단부도.
<도 21>
도 21은 휴지 위치의 조종 플랫폼의 다른 실시예의 사시도.
<도 22>
도 22는 굴곡 위치의 도 21의 조종 플랫폼의 측면도.
<도 23>
도 23은 도 21의 조종 플랫폼에 포함된 중간 링크의 사시도.
<도 24>
도 24는 도 23의 중간 링크의 측면도.
<도 25>
도 25는 도 23의 중간 링크의 원위 방향 단부도.
<도 26>
도 26은 도 21의 조종 플랫폼에 포함된 근위 기부 링크의 사시도.
<도 27>
도 27은 도 26의 근위 기부 링크의 측면도.
<도 28>
도 28은 도 26의 근위 기부 링크의 원위 방향 단부도.
<도 29>
도 29는 도 26의 근위 기부 링크의 근위 방향 단부도.
<도 30>
도 30은 도 21의 조종 플랫폼에 포함된 원위 단부 링크의 사시도.
<도 31>
도 31은 도 30의 원위 단부 링크의 측면도.
<도 32>
도 32는 도 30의 원위 단부 링크의 다른 측면도.
<도 33>
도 33은 도 30의 원위 단부 링크의 원위 방향 단부도.
<도 34>
도 34는 도 30의 원위 단부 링크의 근위 방향 단부도.
<도 35>
도 35는 환자 내로 경구적으로 도입되는 도 1의 장치의 부분 투과 사시도.
<도 36>
도 36은 환자의 복부 내로 투관침(trocar)을 통해 도입되는 도 1의 장치의 부분 투과 사시도.
이제, 본 명세서에 개시된 방법 및 장치의 구조, 기능, 제조, 및 사용의 원리에 대한 전반적인 이해를 제공하기 위해 소정의 예시적인 실시예가 기술될 것이다. 이들 실시예의 하나 이상의 예가 첨부 도면에 도시된다. 당업자는, 본 명세서에 구체적으로 기술되고 첨부 도면에 도시된 장치 및 방법이 비제한적이고 예시적인 실시예이고, 본 발명의 범주가 오직 특허청구범위에 의해서만 한정된다는 것을 이해할 것이다. 예시적인 일 실시예와 관련하여 도시되거나 기술되는 특징은 다른 실시예의 특징과 조합될 수 있다. 그러한 수정 및 변경은 본 발명의 범주 내에 포함되는 것으로 의도된다.
신체 내로 도입되도록 구성된 외과용 장치의 작업 단부의 운동을 제어하기 위해 다양한 예시적인 방법 및 장치가 제공된다. 일반적으로, 가요성 조종 플랫폼을 구비한 원위 작업 단부와 가요성 조종 플랫폼의 운동을 제어하기 위한 핸들을 구비한 근위 단부를 갖는, 캐뉼러에 삽입된 긴 샤프트를 포함하는 외과용 장치가 제공된다. 일 실시예에서, 가요성 조종 플랫폼은 복수의 축방향으로 정렬된 링크와 복수의 가요성 커넥터 요소를 포함할 수 있다. 인접 링크는, 하나 이상의 커넥터 요소를 휘게 함으로써 조종 플랫폼을 하나 이상의 방향으로 굴곡시킬 수 있도록 적어도 2개의 커넥터 요소를 이용하여 연결될 수 있다. 조종 플랫폼의 굴곡은, 핸들의 운동에 의해 하나 이상의 케이블에 힘이 가해져 조종 플랫폼을 적어도 2개의 방향으로 굴곡되게 하도록, 예를 들어 링크와 연결 요소를 통해 핸들과 조종 플랫폼 사이로 연장되는 2개 이상의 케이블을 이용하여 달성될 수 있다. 이러한 범위의 운동은 조종 플랫폼이 신체를 통해 보다 용이하게 조절될 수 있게 할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 외과용 장치는 하나 이상의 방향으로 조종 플랫폼을 굴곡시키도록 구성된 하나 또는 복수의 케이블을 포함한다. 일 실시예에서, 적어도 4개의 케이블은 조종 플랫폼을 적어도 4개의 방향으로 그리고 적어도 2개의 운동 평면으로 굴곡시키도록 구성된다. 외과용 장치의 샤프트는, 외과용 기구의 작업 단부가 조종 플랫폼 내에 수용될 수 있도록 샤프트 내에 가요성 외과용 기구를 수용하도록 구성될 수 있으며, 이로써 외과용 기구의 작업 단부의 운동, 예를 들어 조종이 조종 플랫폼의 운동을 통해 제어될 수 있게 한다. 이러한 구성은, 임의의 가요성 외과용 기구가 조종 플랫폼과 함께 사용될 수 있고 외과적 처치 동안에 능동적으로 조종, 심지어는 수동적으로 가요성 외과용 기구를 조종할 수 있기 때문에 유리할 수 있다. 추가적으로, 링크와 커넥터 요소를 통해 연장되는 케이블은 장치의 작업 단부의 내부 내에 자유 공간의 증가를 가능하게 하여, 큰 외과용 기구가 그 안에 수용될 수 있게 한다. 샤프트 및 조종 플랫폼의 특정 구성이 변할 수 있고, 본 명세서에 설명된 다양한 제어 기법이 조종 플랫폼의 운동을 통해 외과용 기구의 작업 단부의 운동을 제어하는 것이 바람직한 사실상 임의의 외과용 기구에 사용될 수 있다는 것을 당업자는 알 것이다.
외과용 장치가 자연적인 오리피스를 통해 운반되는 내시경 시술에 관련하여 본 방법 및 장치가 설명되었지만, 본 명세서에 기재된 방법 및 장치는 다양한 외과적 시술에 그리고 다양한 외과적 기구와 함께 사용될 수 있다는 것을 당업자는 알 것이다. 비제한적인 예로서, 장치가 경피적으로 도입되는 복강경 시술에 본 장치가 사용될 수 있다. 본 방법 및 장치는 또한 개복 외과적 시술에 사용될 수도 있다. 더욱이, 외과용 장치는 신체의 임의의 부분을 통과하도록 구성될 수 있지만, 예시적인 실시예에서 외과용 장치는 구불구불한 통로를 통과하도록 구성된다. 본 명세서에서 사용된 용어 "구불구불한 통로"(tortuous pathway)는 관형의 신체 루멘 또는 장기(organ), 예를 들어 결장 또는 식도를 포함하고자 한다는 것을 당업자는 알 것이다. 본 명세서에서 기재된 방법 및 장치는 스코핑(scoping) 장치, 예를 들어 내시경, 복강경 및 결장경을 조종하는 것과 관련하여 설명되었지만, 본 명세서에 기재된 방법 및 장치는 예컨대 자연적인 오리피스를 통해, 조직에 형성된 천공 구멍을 통해, 그리고 당업자가 알 수 있는 임의의 다른 방식으로 신체 내로 삽입되도록 구성된 임의의 외과용 기구와 함께 사용될 수 있다는 것을 당업자는 알 것이다. 외과용 기구가 강성 및/또는 가요성일 수 있지만, 예시적인 실시예에서는 적어도 외과용 기구의 원위 단부 작업 단부는 가요성이다.
본 명세서에 논의된 장치는 강성 및/또는 가요성 재료의 임의의 조합으로부터 제조될 수 있지만, 예시적인 실시예에서 재료는 생체 적합성을 갖는다. 본 명세서에 사용된 용어 "가요성"(flexible)은 다양한 구성을 포함하고자 한다는 것을 당업자는 알 것이다. 일반적으로, "가요성" 부재는 소정의 탄성을 가지며, 예를 들어, 파단되지 않고 굴곡될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 장치 또는 장치의 적어도 일부는 적어도 하나의 생체 적합성이고 가요성인 재료, 예를 들어 플라스틱, 티타늄, 스테인리스 강 등으로 구성된다. 장치의 다양한 부분은 또한 니티놀(Nitinol)과 같은 형상 기억 합금으로 형성될 수 있다.
도 1 및 도 2는 외과용 기구의 원위 부분을 관절 운동시키기에 효과적인 가요성 외과용 장치(10)의 예시적인 일 실시예를 도시하고 있다. 일반적으로, 장치(10)는 관통 연장되는 중앙 통로를 갖고, 긴 샤프트(12)와 관절식 조종 플랫폼(14)을 포함한다. 샤프트(12)는 근위 및 원위 단부(12a, 12b) 사이에서 샤프트(12)를 통해 연장되고 장치의 중앙 통로의 일부를 형성하는 내부 루멘(16)을 가지며, 조종 플랫폼(14)은 조종 플랫폼(14)의 근위 및 원위 단부(14a, 14b) 사이에서 연장되고 샤프트의 내부 루멘(16)과 연통하고 장치의 중앙 통로의 나머지 부분을 형성하는 내부 루멘(20)을 갖는다. 샤프트의 원위 단부(12b)에는 이하에서 상세히 논의되는 바와 같이 조종 플랫폼(14)이 커플링되거나 형성된다. 조종 플랫폼(14)은 샤프트의 근위 단부(12a) 및 조종 플랫폼(14)의 원위 단부(14b) 사이에서 장치(10)를 따라 종방향으로 연장되는 액추에이터(actuator; 도시하지 않음)를 이용하여 적어도 일 방향으로 이동하도록 구성된다. 예시적인 실시예에서 그리고 이하 추가로 논의되는 바와 같이, 액추에이터는 장치(10)의 원주 주위에서 반경 방향으로 이격된 적어도 2개의 케이블을 포함할 수 있다. 샤프트의 근위 단부(12a)에서의 제어 메커니즘, 예를 들어 핸들(도시하지 않음)을 움직임으로써 적어도 하나의 케이블이 조종 플랫폼(14)에 힘을 가하도록 하나 이상의 케이블에 힘을 가할 수 있으며, 이로써 조종 플랫폼(14)을 적어도 일 방향으로 이동하도록 한다. 샤프트(12)가 케이블에 가해진 힘에 따라 휘는 것을 방지하기 위해, 조종 플랫폼(14)은 샤프트(12)보다 더 큰 가요성을 가질 수 있다. 이는 예컨대 조종 플랫폼(14)의 링크와 커넥터 요소를 사용하여 달성될 수 있고/있거나 샤프트(12)는 조종 플랫폼(14)보다 더 강성인 샤프트(12)를 제조하는 것을 돕도록 관통 연장되는 안정화 요소(도시하지 않음), 예컨대 로드(rod)를 포함할 수 있다.
샤프트(12)는 당업자가 알 수 있는 바와 같이 임의의 크기, 형상 및 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 샤프트(12)는 강성이거나, 가요성이거나, 또는 이들의 조합일 수 있지만, 도시된 이러한 실시예에서 이는 샤프트의 실질적인 종방향 길이를 따라 가요성이다. 다른 예로서, 샤프트(12)는 단일 구성요소 또는 다수의 세그먼트로 형성될 수 있고, 코일형이거나 비코일형일 수 있다. 샤프트(12)의 가요성뿐만 아니라 그 내부 루멘(16)의 비교적 작은 직경은 샤프트(12)가 내시경 시술에 사용될 수 있도록 하며, 이로써 장치(10)는 자연적인 오리피스를 통해 내강으로 도입된다. 예시적인 실시예에서, 샤프트(12)는 실질적으로 원통형이고, 이는 신체 내로의 그리고 신체를 통한 장치의 통과를 용이하게 하는 것을 도울 수 있고 샤프트(12)가 조직을 손상시키거나 조직에 걸리는 것을 방지할 수 있다. 샤프트(12)는 그 종방향 길이를 따라 균일한 또는 불균일한 직경을 가질 수 있다. 샤프트(12)는 또한 장치의 의도된 용도에 따라 종방향 길이가 변할 수 있다.
샤프트의 내부 루멘(16)은 하기에서 추가로 논의되는 바와 같이 외과용 기구를 그 내부에 수용하도록 구성될 수 있다. 내부 루멘(16)은 임의의 크기와 형상을 갖는 캐뉼러가 삽입된 터널일 수 있지만, 예시적인 실시예에서 내부 루멘(16)은 실질적으로 원통형이고 외과용 기구가 그 안에서 활주식으로 이동 가능할 수 있도록 외과용 기구를 수용하기 위한 크기를 갖는다. 내부 루멘(16)은 샤프트(16) 내의 임의의 곳에 위치될 수 있고, 장치의 중앙 종방향 축(A) - 이는 또한 샤프트(12) 및 조종 플랫폼(14)의 중앙 종방향 축(A)임 - 을 따라 연장될 수 있다.
샤프트(12)는 환자의 신체 내로 외과용 기구의 도입을 용이하게 하도록 구성되는, 샤프트(12)에 정합되는 보조 가이드 시스템을 선택적으로 포함할 수 있다. 장치(10)에 직접 또는 간접적으로 보조 가이드 시스템을 정합하는 데 다양한 기법이 사용될 수 있다는 것을 당업자는 알 것이다. 예시적인 실시예에서, 도 2에 가장 명확하게 도시된 바와 같이, 가이드 시스템은 샤프트(12)의 외부 표면을 따라 종방향으로 연장되는, 샤프트(12)에 고정식으로 또는 제거 가능하게 커플링된 레일(18)의 형태인 트랙; 레일(18)에 작동식으로 커플링되도록 구성되는 정합 부재(22); 및 샤프트(12)의 외부에서 그 옆으로 외과용 기구를 그 내부에 활주식으로 수용하고 안내할 수 있는 긴 관형 부재로서 구성된, 정합 부재(22)의 원위 단부의 보조 채널(24)을 포함할 수 있다. 보조 채널(24)과 샤프트(12)는 실질적으로 동일한 종방향 길이를 가져서, 보조 채널(24)의 원위 단부가 조종 플랫폼(14)의 근위 단부(14a)에 인접하여 위치되어, 조종 플랫폼(14)이 굴곡될 때 조종 플랫폼(14)과 보조 채널(24) 사이의 간섭을 방지하지만, 일부 실시예에서 보조 채널(24)은 샤프트(12)보다 길거나 짧을 수 있다. 보조 채널(24)을 통해 전진하는 외과용 기구는 보조 채널의 원위 단부 너머로 연장될 수 있고, 조종 플랫폼(14)에 대해 외부에 그리고 그 옆으로, 및/또는 조종 플랫폼의 원위 단부(14b) 너머로 연장될 수 있다. 그러나, 일부 실시예에서, 조종 플랫폼(14)과 외과용 기구 사이의 간섭을 방지하는 것을 돕도록 보조 채널(24) 내에 배치된 외과용 기구의 원위 단부를 정위치에 보유하는 것을 돕기 위해 단부 캡(도시하지 않음)이 보조 채널의 원위 단부에 부착될 수 있다. 보조 가이드 시스템의 비제한적인 예는 그 전체 내용이 본 명세서에서 참고로 포함된 2004년 11월 18일자로 출원되고 발명의 명칭이 "내시경에 사용하기 위한 의료용 장치(Medical Apparatus For Use With An Endoscope)"인 미국 특허 출원 공개 제2004/0230095호에서 발견될 수 있다.
조종 플랫폼(14)은 샤프트(12)에 고정식으로 커플링될 수 있는데, 이 경우 장치(10)는 단일 외과용 도구가 되도록 조종 플랫폼(14)이 샤프트(12)에 일체로 형성되거나, 또는 조종 플랫폼(14)은 샤프트(12)에 제거 가능하게 커플링될 수 있다. 도 3은 커플링 시스템을 이용하여 긴 샤프트의 원위 단부에 조종 플랫폼의 근위 단부(14a')를 연결함으로써 샤프트(12)와 유사한 긴 샤프트(도시하지 않음)에 제거 가능하게 커플링되도록 구성된 독립된 부품으로서 구성된 조종 플랫폼(14')의 대체 실시예를 도시한다. 제거 가능한 조종 플랫폼을 이용함으로써, 외과용 장치는 그 안에 배치되는 원하는 외과용 기구 또는 특정한 외과적 시술을 위해 적절한 크기의 조종 플랫폼을 장착할 수 있다. 더욱이, 외과용 장치는, 긴 샤프트와 예컨대 원한다면 긴 샤프트에 커플링될 수 있는 상이한 정도의 가요성 등을 갖는 상이한 재료로 구성되는, 상이한 종방향 길이, 상이한 형상의 내부 루멘을 갖는 복수의 상이한 제거 가능한 조종 플랫폼을 포함하는 키트(kit)의 일부로서 제공될 수 있다.
커플링 메커니즘은 제거 가능한 조종 플랫폼(14')을 긴 샤프트에 영구적으로 커플링할 수 있거나, 또는 조종 플랫폼(14')은 샤프트에의 커플링 후 긴 샤프트로부터 제거 가능할 수 있다. 도시된 실시예에서, 커플링 메커니즘은 긴 샤프트의 원위 단부의 내부 표면의 나사산(도시하지 않음)과 정합하도록 구성된, 조종 플랫폼의 근위 단부(14a')의 외부 표면에 형성된 나사산(26)을 포함한다. 대응하는 나사산, 인터로킹 돌출부와 만입부를 이용한 스냅 끼워맞춤, 접착제 등과 같은 임의의 하나 이상의 커플링 메커니즘이 긴 샤프트와 조종 플랫폼(14')을 제거 가능하게 커플링하는 데 사용될 수 있다는 것을 당업자는 알 것이다. 나사산(26)은 조종 플랫폼의 근위 단부(14a')에서 근위 링크(32p')의 외부 표면 둘레에서 반경 방향으로 연속적일 수 있거나, 또는 도 3에 도시된 바와 같이 근위 링크(32p')가 적어도 그의 부분적인 종방향 길이를 따라 원위 방향으로 근위 링크의 근위측으로부터 원위 방향으로 연장되는 적어도 하나의 종방향 채널(27)을 포함할 수 있어서 나사산(26)은 비연속이다. 각각의 채널(27)은 조종 플랫폼(14')을 조종하는 데 사용되는, 하기에 추가로 논의되는 작동 케이블 중 하나가 안착되게 할 수 있고, 이로써 케이블이 샤프트에 대한 조종 플랫폼(14')의 커플링과 간섭하는 것을 방지하는 것을 도울 수 있고, 샤프트는 대응하는 나사산에 적어도 하나의 유사한 종방향 채널을 가질 수 있다. 더욱이, 도시된 제거 가능한 조종 플랫폼(14')은 그 외측 표면에 나사산(26)을 갖고, 긴 샤프트 내에 수용되지만, 다른 실시예에서 조종 플랫폼의 나사산은 그 내부 표면에 있을 수 있어서 긴 샤프트가 조종 플랫폼 내에 수용될 수 있다.
도 4 및 도 5는 장치(10)의 원위 부분의 예시적인 실시예를 도시하며, 더 상세하게는 샤프트(12)의 원위 단부(12b)에 부착된 조종 플랫폼(14)을 포함한다. 조종 플랫폼(14)의 조종을 용이하게 하기 위해, 조종 플랫폼(14)은 그 종방향 길이를 따라 복수의 링크를 포함할 수 있고, 이때 인접 링크는 하나 이상의 커넥터 요소(28)와 연결된다. 커넥터 요소(28)와 링크의 형상 및 크기는 하기에 추가로 논의되는 바와 같이 변할 수 있지만, 도시된 실시예에서 커넥터 요소(28)와 링크는 적어도 장치(10)가 휴지 위치, 즉 적어도 루멘(20)을 포함하는 조종 플랫폼(14)이 실질적으로 직선이고 굴곡되지 않을 때 인접 링크가 최소 거리(d)만큼 이격되도록 크기 및 형상을 갖는다. 최소 거리(d)는 조종 플랫폼(14)이 그 휴지 위치에서 이동할 때 링크가 이동하기에 적절한 공간을 제공하는 것을 도울 수 있다. 조종 플랫폼(14)은 임의의 종방향 길이를 가질 수 있지만, 예시적인 실시예에서 조종 플랫폼(14)은 약 10 내지 25 ㎜의 범위이고, 샤프트(12)의 종방향 길이의 약 15% 내지 100%, 예를 들어 약 25%의 범위인 종방향 길이를 가질 수 있다. 조종 플랫폼의 곡률 정도(degree of curvature)는 변할 수 있지만, 예시적인 실시예에서 조종 플랫폼(14)은 각각의 가능한 운동 방향으로, 예를 들어 도시된 조종 플랫폼(14)의 4개의 가능한 방향 중 각 방향으로 최대 약 180도까지 굴곡될 수 있다. 조종 플랫폼의 곡률 반경은 인접 링크들 사이에서 허용되는 편향 각도(angle of deflection)에 의해 제어될 수 있다. 일 실시예에서, 약 6 ㎝의 곡률 반경을 달성하기 위해서는 약 18 ㎜의 외경을 갖는 인접 링크들은 서로에 대해 약 15도의 각도로 편향될 수 있으며, 인접 링크들 사이의 다른 각도가 원하는 곡률 반경에 따라 가능할 수 있다. 약 5도 내지 약 35도의 범위의 인접 링크들 사이의 각도는 곡률 반경을 변경시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 조종 플랫폼(14)의 곡률 반경은, 조종 플랫폼(14)의 길이를 따라 링크들 사이의 편향 각도를 변경함으로써 조종 플랫폼(14)의 길이를 따라 변할 수 있다.
링크와 커넥터 요소(28)는 가요성 및/또는 강성일 수 있고 다양한 재료로 형성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 링크는 실질적으로 강성이고, 커넥터 요소(28)는 실질적으로 가요성이다. 이러한 방식으로, 실질적으로 강성인 링크는 조종 플랫폼(14)에 구조적 완전성(structural integrity)을 제공할 수 있으며, 조종 플랫폼(14), 따라서 또한 장치(10) 내에 수용된 가요성 외과용 기구를 굴곡시키기 위해 하나 이상의 커넥터 요소(28)를 휘게 함으로써 가요성 커넥터 요소(28)는 조종 플랫폼(14)의 가요성 조종을 가능하게 할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 축방향 당김에 저항하면서, 커넥터 요소(28)는 측면-측면 방향으로 가요성이 되도록 구성되고, 예를 들어 폴리우레탄 또는 임의의 가요성 엘라스토머와 같은 재료로 형성된다.
조종 플랫폼(14)의 각각의 커넥터 요소(28)는 동일할 수 있지만, 하나 이상의 커넥터 요소(28)는 임의의 하나 이상의 다른 커넥터 요소(28)와 상이할 수 있고, 예를 들어, 상이한 재료로 제조될 수 있거나, 더 크거나 더 작게 제조될 수 있거나, 상이한 크기의 루멘을 갖는 등 상이하게 제조될 수 있다. 커넥터 요소(28)의 예시적인 실시예가 도 6의 독립 요소로서 도시된다. 커넥터 요소(28)는 커넥터 요소의 말단 단부(28c)에서 탭(28b)을 한정하는, 그 측벽의 대향하는 절결부(28a)를 갖는 대칭의 도그본(dogbone) 형상을 가지며, 커넥터 요소(28)의 탭(28b)에서의 폭(wt)은 그 중간부(28e)의 폭(wm)보다 크다. 커넥터 요소(28)의 높이(h)는 커넥터 요소(28)의 적합한 구조적 완전성을 제공하는 것을 돕는 것으로 도시된 바와 같이 실질적으로 일정할 수 있으며, 이 높이(h)는 변할 수 있다. 두 탭(28b)은 도시된 바와 같이 동일한 형상 및 크기를 가져서 커넥터 요소(28)가 양 탭(28b)을 통해 임의의 주어진 링크에 더 보편적으로 부착될 수 있게 하는 것을 도울 수 있으며, 이 탭(28b)은 상이한 크기 및 형상을 가질 수 있다. 중앙 종방향 보어(28d)는 커넥터 요소의 말단 단부(28c)들 사이에서 커넥터 요소(28)를 관통하여 축방향으로 연장된다. 중앙 종방향 보어(28d)는 임의의 형상, 예를 들어 도시된 바와 같이 실질적으로 원통형일 수 있으며, 하기에 추가로 논의되는 바와 같이 그 내부에 작동 케이블을 수용하도록 구성될 수 있다. 중앙 종방향 보어(28d)는 또한 임의의 크기를 가질 수 있고, 예를 들어 약 0.7112 ㎜(약 0.28 인치)의 직경을 가질 수 있다. 예시적인 실시예에서, 커넥터 요소(28)는 약 1.25 ㎜의 높이(h), 약 4 ㎜의 말단 단부 폭(wt), 약 2 ㎜의 중간부 폭(wm), 약 3.25 ㎜의 중간부(28e)의 종방향 길이, 약 1.5 ㎜의 탭(28b)의 종방향 길이를 가질 수 있다.
조종 플랫폼의 링크는 축방향으로 정렬되어, 각 링크의 종방향 보어가 조종 플랫폼(14)을 통해 연장되는 내부 루멘(20)을 한정하도록 정렬될 수 있다. 전술한 바와 같이, 내부 루멘(20)은 샤프트(12)의 내부 루멘(16)과 연통하고 유사하게는 임의의 크기 및 형상을 가질 수 있지만, 본 실시예에 도시된 바와 같이 이는 실질적으로 원통형이다. 내부 루멘(16, 20)은 그 내부에서의 외과용 기구의 부드러운 활주 운동을 용이하게 하기 위해 실질적으로 일정한 직경을 갖는 장치(10)의 중앙 통로를 형성하기 위해 실질적으로 동일한 직경을 가질 수 있다. 내부 루멘(16, 20)의 직경은 변할 수 있지만, 예시적인 실시예에서 이는 약 10 내지 25 ㎜의 범위이다.
파지기(grasper), 스코핑 장치, 절단 기구 등과 같은 임의의 외과용 기구는 장치의 중앙 통로 내에서 활주 가능하게 수용될 수 있고, 제2 스코핑 장치를 포함하는 임의의 외과용 기구는 (가이드 시스템이 존재한다면) 가이드 시스템 내에 활주 가능하게 수용될 수 있다. 도 5에 도시된 예시적인 실시예에서, 내시경(30)과 같은 스코핑 장치는 샤프트(12)의 근위 단부(12a)를 통해 장치(10) 내로 삽입될 수 있고, 조종 플랫폼(14) 내에 현미경(30)의 원위 부분을 위치시키도록 장치의 중앙 통로를 통해 이동될 수 있다. 이로써, 조종 플랫폼(14)의 이동은 내시경(30)의 원위 부분에 운동을 전달할 수 있다. 본 명세서에 사용되는 용어 "파지기"는 조직을 잡고/잡거나 이에 부착하여 조직을 조작하도록 구성된 임의의 외과용 기구, 예를 들어 겸자, 견인기, 이동식 조오, 자석, 접착제, 유치 봉합재(stay suture) 등을 포함하고자 한다는 것을 당업자는 알 것이다. 본 명세서에 사용되는 용어 "절단 기구"는 조직을 절개하도록 구성된 임의의 외과용 기구, 예를 들어 메스, 초음파 진동 메스(harmonic scalpel), 무딘 절개기, 조직을 절단하도록 구성된 소작 도구, 가위, 내시경 선형 커터, 외과용 스테이플러(stapler) 등을 포함하고자 하는 것을 또한 당업자는 알 것이다.
선택적으로, 도 9에 도시된 바와 같이, 외부 덮개(15)는 조종 플랫폼(14) 상에 고정되게 또는 제거 가능하게 배치되어, 조종 세그먼트(17)를 집합적으로 형성할 수 있다. 일반적으로, 덮개(15)는 조종 플랫폼(14) 및/또는 그 내부에 배치된 외과용 기구의 적절한 기능을 손상시키거나 방해할 수 있는 유체 및/또는 다른 파편으로부터 조종 플랫폼(14)을 보호하기 위해 내부 환경과 조종 플랫폼(14) 사이에 장벽(barrier)을 형성하도록 구성될 수 있다. 덮개(15)는 조종 플랫폼(14) 위에 배치되는 것으로 도시되지만, 덮개(15)는 추가적으로 샤프트(12)의 적어도 일부 상에 배치될 수 있다. 덮개의 비제한적인 예는 그 전체 내용이 본 명세서에 참고로 포함된, 2008년 4월 29일자로 출원되고 발명의 명칭이 "가시성을 유지하기 위한 방법 및 장치(Methods and Devices for Maintaining Visibility)"인 미국 특허 출원 제12/111,425호에서 발견될 수 있다.
당업자가 알 수 있는 바와 같이, 덮개(15)는 다양한 형상, 크기 및 구성을 가질 수 있다. 덮개(15)는 예를 들어 미국 플로리다주 클리어워터 소재의 콘솔리데이티드 폴리머 테크놀러지즈(Consolidated Polymer Technologies)로부터 입수 가능한 C-Flex(등록상표)인 다양한 재료로 형성될 수 있고, 유체 불투과성, 생체 적합성 재료로 형성될 수 있다. 덮개(15)는 광학적으로 투명, 반투명, 불투명 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다. 광학적으로 투명한 덮개는 조종 플랫폼(14) 내에 수용되는 스코핑 장치의 가시 경로의 차단을 최소화할 수 있다. 광학적으로 투명하다면, 덮개는 그 안에 배치된 스코핑 장치에 의해 제공되는 시야를 실질적으로 변경하지 않도록 비확대(non-magnifying )의 1X 재료로 형성될 수 있다.
덮개(15)는 임의의 형상일 수 있다. 도시된 실시예에서, 덮개(15)는 개방 근위 단부, 폐쇄 원위 단부, 및 근위 단부와 원위 단부 사이에서 종방향으로 연장되는 내부 통로를 갖는 긴 관형 형상을 갖는다. 덮개(15)는 조종 플랫폼(14) 둘레에 배치되어 이를 그 내부 통로 내에 수용할 수 있어서, 덮개의 원위 단부는 조종 플랫폼의 원위 단부(14b)를 커버할 수 있고 덮개의 근위 단부는 샤프트의 원위 단부(12b)와 조종 플랫폼의 근위 단부(14a) 사이에 고정되어 조종 플랫폼(14) 둘레에 유체 기밀식 장벽을 형성할 수 있다. 덮개(15)는 또한 장치(10)의 적어도 원위 부분 둘레에 유체 기밀식 장벽을 형성할 수 있다. 일부 실시예에서, 덮개(15)는 예컨대 덮개의 근위 단부에서 덮개(15)와 결합하도록 구성된 부착 메커니즘, 예를 들어 클립, 클램프, 접착제, 홈, 후크 또는 당업자가 알 수 있는 임의의 다른 커플링 메커니즘을 이용하여 장치(10)에 커플링될 수 있다. 부착 메커니즘은 조종 플랫폼(14), 샤프트(12), 장치의 핸들 및/또는 체강(body cavity) 내로 장치(10)를 도입하기 위해 사용되는 도입기(introducer) 장치에 위치될 수 있다.
덮개(15)의 크기는 변할 수 있고, 덮개(15)가 (덮개(15)의 신장 또는 구부러짐이 있거나 또는 없이) 둘레에 배치될 때 덮개(15)는 조종 플랫폼(14)의 크기 및 형상에 대응될 수 있는 크기와 형상을 가질 수 있다. 덮개(15)는 또한 임의의 두께, 예를 들어 0.0381 ㎝(0.015 인치)의 두께를 가질 수 있다. 소정의 실시예에서, 내부 덮개(도시하지 않음)는 조종 플랫폼(14)의 내측에 배치될 수 있다. 내부 덮개는 가요성일 수 있고, 꼬인 나일론 튜브, 확장 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌) 또는 다른 가요성의 매끄럽고 얇은 벽의 재료와 같은 임의의 재료로 제조될 수 있다.
조종 플랫폼(14)을 형성하는 링크의 수량 및 크기는 원하는 가요성을 얻기 위해 변할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 조종 플랫폼(14)은 적어도 3개의 링크를 포함하고, 여기서 각각의 원위 부분(14d), 근위 부분(14p), 및 원위 부분(14d)과 근위 부분(14p) 사이에 위치된 중간 부분(14i)에 적어도 하나의 링크를 갖는다. 조종 플랫폼(14)의 각각의 부분(14d, 14p, 14i) 내의 링크의 예시적인 실시예는 도 10 내지 도 20에 도시되고, 이하에서 더 상세히 설명된다. 본 명세서에 도시된 링크는 관통 연장되는 실질적으로 원형인 보어를 각각 한정하는 링으로 도시되었지만, "링"은 상기 링과 동일하거나 상이한 임의의 형상, 예를 들어, 실질적으로 원형, 실질적으로 타원형, 실질적으로 육각형, 실질적으로 직사각형 등과 같은 형상을 갖는, 관통 연장되는 보어를 한정하는 임의의 형상을 가질 수 있다는 것을 당업자는 알 것이다.
일반적으로, 조종 플랫폼(14)은 중간부(14i) 내에 적어도 하나의 중간 링크(32i) - 2개 이상의 중간 링크(32i)는 적어도 하나의 커넥터 요소(28)를 이용하여 연결됨 - 와, 적어도 하나의 커넥터 요소(28)를 이용하여 중간 링크(32i) 중 원위의 링크에 연결되는 원위 부분(14d)의 원위 단부 링크(32d)와, 적어도 하나의 커넥터 요소(28)를 이용하여 중간 링크(32i) 중 근위의 링크에 연결되는 근위 부분(14p) 내의 근위 기부 링크(32p)를 포함하는 복수의 선형 정렬된 링크들을 포함한다. 도시된 조종 플랫폼(14)은 복수의 커넥터 요소(28)를 이용하여 함께 연결된 중간 부분(14i) 내의 7개의 중간 링크(32i)를 포함하지만, 조종 플랫폼(14)은 임의의 개수의 중간 링크(32i)를 포함할 수 있다. 조종 플랫폼(14)은 예컨대 작동 메커니즘의 작동에 의해서 링크(32i, 32d, 32p)를 연결하는 하나 이상의 커넥터 요소(28)를 휘게 함으로써 굴곡되도록 구성될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 장치(10)는 작동 기구로서 적어도 하나의 케이블을 포함할 수 있다. 당업자가 알 수 있는 바와 같이, 케이블은 임의의 하나 이상의 재료, 예를 들어 전기 활성 중합체 재료 또는 인공 근육(artificial muscle), 형상 기억 합금, 예를 들어 니티놀 등으로 형성될 수 있으며, 예시적인 실시예의 케이블은 가요성이고 생체 적합성이다. 케이블과 그 관련 제어 메커니즘, 예를 들어 핸들은 다양한 구성을 가질 수 있다. 장치의 원위 단부의 운동이 핸들의 운동을 모방할 수 있도록 구성된 케이블 및 핸들을 비롯한 케이블 및 핸들의 비제한적인 예는, 그 전체 내용이 본 명세서에 참고로 포함된, 2006년 3월 23일자로 출원되고 발명의 명칭이 "관절식 내시경 보조 채널(Articulating Endoscopic Accessory Channel)"인 미국 특허 출원 공개 제2007/0225562호에서 발견될 수 있다.
전술한 바와 같이, 도시된 예시적인 실시예에서, 적어도 2개의 작동 케이블(33)은 조종 플랫폼(14)의 적어도 일부 및 샤프트(12)의 적어도 일부를 통해 종방향으로 연장될 수 있고, 적어도 두 방향으로 조종 플랫폼(14)을 굴곡시키도록 구성될 수 있다. 케이블(33)은 임의의 크기, 형상 및 구성을 가질 수 있지만, 예시적인 실시예에서 이는 각각 장치(10)와 적어도 동일한 길이를 갖고 실질적으로 원통형이다. 각각의 작동 케이블(33)은 굴곡 가능한 운동 방향에 대응하는데, 도시된 실시예는 도 4의 "상", "하", "좌" 및 "우"로 표시된 방향 화살표로 나타낸 4개의 운동 방향에 대응하는 4개의 케이블(33)을 포함한다. "상", "하", "좌" 및 "우" 방향은 조종 요소(14)의 위치에 대한 것이라는 것을 당업자는 알 것이다. 당업자가 알게 되는 바와 같이, 작동 케이블(33)의 개수와 위치는 변할 수 있지만, 예시적인 실시예에서 이는 조종 플랫폼(14)의 이용 가능한 방향 운동을 최대화하도록 조종 플랫폼(14)의 원주 둘레에 반경 방향으로 사실상 등거리로 이격된다. 따라서, 도시된 4개의 케이블(33)의 경우, 케이블(33)은 조종 플랫폼(14)의 주연 또는 원주 둘레에서 약 90도만큼 이격된다. 케이블(33)의 개수와 배치에 따라, 조종 플랫폼(14)은 하나 이상의 운동 평면으로 이동할 수 있다. 도시된 바와 같이, 2개의 케이블(33)은 제1 평면(P1)의 "상" 및 "하" 방향으로의 조종 플랫폼(14)의 이동을 제공할 수 있고, 다른 2개의 케이블(33)은 제2 평면(P2)의 "좌" 및 "우" 방향으로의 운동을 제공할 수 있으며, 조종 플랫폼(14) 둘레로의 케이블의 사실상 등거리의 90도 이격 때문에 2개의 평면(P1, P2)은 서로 실질적으로 수직하게 된다. 2개 이상의 작동 케이블이 90도 또는 그 배수로 이격되지 않은 다른 실시예에서, 각각의 케이블은 조종 플랫폼이 상이한 운동 평면으로 관절 운동하게 할 수 있다. 하나 초과의 케이블이 동시 작동하여 동시에 하나 초과의 운동 평면으로 조종 플랫폼을 굴곡시킬 수 있다.
케이블(33)은 다양한 방식으로 조종 플랫폼(14)에 결합할 수 있지만, 예시적인 실시예에서 각각의 케이블(33)은 이하에서 추가로 논의되는 바와 같이 각각의 링크(32p, 32d, 32i)의 보어 및/또는 채널을 통과하고 적어도 하나의 연결 요소(28)의 보어를 통과한다. 이러한 방식으로, 케이블(33)은 조종 플랫폼의 내부 루멘(20)의 외측에 위치될 수 있으며, 이로써 루멘 내부에 외과용 기구를 활주 가능하게 수용하는 데 내부 루멘(20)을 방해하지 않고, 또한 조종 플랫폼(14) 내에서 보호되고 케이블(33)의 외측 환경에 대한 노출을 제한한다. 일반적으로, 개별 케이블(33)은 하나 이상의 축방향으로 정렬된 커넥터 요소(28)와, 하나 이상의 축방향으로 정렬된 커넥터 요소(28)에 의해 함께 연결된 링크(32p, 32d, 32i)를 통해 연장될 수 있다. 각각의 커넥터 요소(28)가 2개의 링크를 연결하기 때문에, 조종 플랫폼(14) 내의 링크와 축방향으로 정렬된 커넥터 요소(28)의 전체 개수는 2 대 1의 비율, 예를 들어 도 4 및 5에 도시된 바와 같이 8개의 링크 대 4개의 커넥터 요소(28)를 갖는다. 당업자가 알게 되는 바와 같이, 기계적 정합 기법과 같은 임의의 방식, 예를 들어, 접착제, 간섭 끼워맞춤, 볼-소켓 연결, 나사 결합 등의 방식으로 각 케이블(33)의 원위 단부(도시하지 않음)는 원위 링크(32d)에 부착될 수 있다. 케이블(33)의 근위 단부는 샤프트의 근위 단부(12a)에서 제어 메커니즘에 커플링될 수 있다. 사용시, 원위 링크(32d)의 원위 단부에서의 케이블(33)의 연결은 제어 메커니즘을 조작함으로써 케이블(33)에 힘이 인가될 때 케이블(33)이 조종 플랫폼(14)에 인장력을 가할 수 있도록 할 수 있다. 이러한 인장력은 조종 플랫폼(14)이 각각의 케이블(33)에 가해지는 인장력의 양에 의해 지시되는 방향으로 휘도록 할 수 있다. 이러한 방식으로, 조종 플랫폼(14)은 적어도 일 방향으로 그리고 최대 케이블(33)이 존재하는 만큼의 많은 방향으로 굴곡될 수 있다. 그러므로, 도시된 실시예에서, 조종 플랫폼(14)은 평면(P1, P2) 중 하나로 굴곡될 수 있거나 또는 평면(P1, P2) 둘 모두로 동시에 굴곡될 수 있다. 도 7은 2개의 평면으로 조종되는, 즉 "좌"(지면의 좌측) 및 "하"(지면의 외측) 방향으로 굴곡되는 조종 플랫폼(14)의 일 실시예를 도시한다.
핸들(46) 형태의 제어 메커니즘의 예시적인 실시예가 도 8에 도시된다. 핸들(46)은 제1 및 제2 노브(48a, 48b)를 가지며, 각각은 적어도 하나의 케이블(33)에 작동식으로 연결된다. 노브(48a, 48b)를 조작함으로써 케이블(33)을 작동시킬 수 있으며, 이로써 조종 플랫폼(14)을 굴곡시킨다. 예시적인 실시예에서, 제1 노브(48a)는 조종 플랫폼(14)을 제1 평면(P1)으로 이동시키도록 구성된 2개의 케이블(33)에 작동식으로 연결되고, 제2 노브(48b)는 조종 플랫폼(14)을 제2 평면(P2)으로 이동시키도록 구성된 2개의 케이블(33)에 작동식으로 연결된다. 제1 노브(48a)를 제1 방향, 예를 들어 시계 방향으로 돌리면 조종 플랫폼(14)은 제1 평면(P1)의 "상" 방향으로 이동될 수 있고, 제1 노브(48a)를 제2 방향, 예를 들어 반시계 방향으로 돌리면 조종 플랫폼(14)은 제1 평면(P1)의 "하" 방향으로 이동될 수 있다. 유사하게는, 제2 노브(48b)를 제1 방향으로 돌리면 조종 플랫폼(14)은 제2 평면(P2)의 "우" 방향으로 이동될 수 있고, 제2 노브(48b)를 제2 방향으로 돌리면 조종 플랫폼(14)은 제2 평면(P2)의 "좌" 방향으로 이동될 수 있다. 핸들(46)은 임의의 개수의 노브 또는 유사한 메커니즘, 예를 들어 버튼 또는 조이스틱을 포함할 수 있고, 임의의 제1 또는 제2 노브(48a, 48b)는 임의의 케이블(33)을 제어할 수 있고, 임의의 방향으로의 노브(48a, 48b)의 이동은 조종 플랫폼(14)을 원하는 임의의 방향으로 굴곡시키도록 구성될 수 있다는 것을 당업자는 알게 될 것이다.
도 10 내지 도 12는 독립 요소로서 하나의 예시적인 중간 링크(32i)를 도시한다. 중간 링크(32i)는 중간 링크(32i)의 근위측(36a)과 원위측(36b) 사이를 통해 축방향으로 연장되는 실질적으로 원형인 구멍(34)을 갖는 링이다. 근위측 및 원위측(36a, 36b)은 단지 예로서 이하에서 추가로 논의되는 바와 같이 조종 플랫폼(14) 내로 조립될 때 중간 링크(32i)가 다른 링크와 선형으로 정렬되면 중간 링크(32i)의 양측이 근위 또는 원위일 수 있는 것으로 확인된다.
중간 링크의 근위측 및 원위측(36a, 36b)의 각각은 적어도 2개의 오목 표면(38)과 적어도 2개의 볼록 표면(40)을 갖는다. 중간 링크(32i)의 동일 측의 오목 및 볼록 표면(38, 40)은 중간 링크(32i) 둘레에서 번갈아 있을 수 있어서, 근위측 및 원위측(36a, 36b)의 주연 표면은 각각이 파형이게 된다. 근위측 및 원위측(36a, 36b)은 상보적인 파형 패턴을 가질 수 있어서, 근위측(36a)의 오목 표면(38)의 정점(zenith point; 38a)은 중간 링크(32i) 둘레의 원주 둘레의 특정 위치에 있고, 볼록 표면(40)의 저점(nadir point; 40a)은 그 특정 위치에서 실질적으로 원위측(38a) 상에 있다. 이러한 방식으로, 중간 링크의 근위측 및 원위측(36a, 36b) 중 하나의 오목 표면(38)의 개수는 중간 링크(32i)의 타측의 볼록 표면(40)의 개수와 동일하고, 그 역도 마찬가지이다. 오목 및 볼록 표면(38, 40)은 각각 임의의 방식으로 중간 링크(32i)의 일측의 주연 표면을 따라 임의의 길이를 가질 수 있지만, 예시적인 실시예에서 표면(38, 40)은 조종 플랫폼(14)의 방향 굴곡을 평형화하는 것을 돕도록 일측의 주연 표면 둘레에서 동일한 길이를 갖는다. 도시된 예시적인 실시예에서, 중간 링크(32i)의 각각의 근위측 및 원위측(36a, 36b)은 약 180도로 서로 분리된 이격된 2개의 대향 오목 표면(38)과 약 180도로 서로 분리된 2개의 대향 볼록 표면(40)을 갖고, 그러므로 중간 링크(32i)의 동일 측에 인접한 오목 및 볼록 표면(38, 40)은 약 90도로 분리된다. 오목 및 볼록 표면(38, 40)의 곡률 정도는 변할 수 있지만, 예시적인 실시예에서 오목 및 볼록 표면(38, 40)은 각각 약 10 내지 15 ㎜ 범위의, 예를 들어 약 12 ㎜의 곡률(볼록 표면은 양수이고 오목 표면은 음수임)을 갖는다.
각각의 근위측 및 원위측(36a, 36b)은 연결 요소(28)에 커플링되도록 구성된 적어도 하나의 리세스(44)를 갖는다. 이러한 방식으로, 중간 링크(32i)는 적어도 2개의 연결 요소(28)를 통해 2개의 추가 링크에 연결될 수 있고, 각각의 연결 요소(28)는 2개의 추가 링크 중 하나에 연결되고, 이 경우 2개의 추가 링크 중 하나는 중간 링크(32i)의 어느 일측(36a, 36b)에 인접하게 위치되어, 링크들이 선형으로 정렬된다. 일반적으로, 각각의 리세스(44)는 중간 링크(32i)가 포함되는 조종 플랫폼(14)의 하나의 운동 방향에 대응한다. 이러한 예시적인 실시예에 도시된 바와 같이, 중간 링크(32i)는 근위측 및 원위측(36a, 36b)의 각각에 2개씩 4개의 리세스(44)를 포함하며, 이로써 조종 플랫폼(14)의 4개의 방향으로의 운동에 대응한다. 각각의 볼록 표면(40)은 실질적으로 그 정점(40a)에서 형성된 리세스(44)를 가질 수 있으며, 이로써 커넥터 요소(28)가 중간 링크의 볼록 표면(40)의 각각에 연결될 수 있게 하고 조종 플랫폼(14)의 링크 중 다른 링크에 중간 링크(32i)를 커플링될 수 있게 한다. 따라서, 이러한 도시된 예시적인 실시예에서 볼록 표면(40)과 유사하게 리세스(44)는 중간 링크(32i)의 둘레에서 반경 방향으로 등거리로 이격될 수 있다.
리세스(44)는 연결 요소(28)와의 커플링을 용이하기 하도록 임의의 크기 및 형상을 가질 수 있다. 이러한 예시적인 실시예에서 도시된 바와 같이, 리세스(44)는 연결 요소(28)의 말단 단부(28c), 예를 들어 탭(28b)과 중간부(28e)의 일 부분에 대응하는 형상 및 크기를 가져서, 연결 요소의 말단 단부(28c) 중 하나가 중간 링크(32i)의 리세스(44) 내에 배치될 수 있다. 당업자가 알 수 있게 되는 바와 같이, 연결 요소(28)는 임의의 하나 이상의 방식으로, 예를 들어, 간섭 끼워맞춤, 접착제 등을 이용하여 중간 링크(32i)의 리세스(44) 내에 배치될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 연결 요소(28)와 중간 링크(32i) 사이에 비용 효율적이고 대량 생산 가능한 확실한 부착을 제공하기 위해 연결 요소(28)는 미리 성형된 중간 링크(32i)에 오버몰딩될 수 있다.
근위측(36a)과 원위측(36b) 사이에서 연장되고 작동 케이블(33) 중 하나를 수용하도록 구성되는 적어도 하나의 보어(42)는 중간 링크(32i) 내에 형성된다. 도시된 예시적인 실시예에서, 4개의 보어(42)가 중간 링크(32i) 내에 형성된다. 보어(42)는 임의의 형상 및 크기를 가질 수 있지만, 도시된 보어(42)는 케이블(33)의 형상에 대응하도록 실질적으로 원통형이다. 조립된 조종 플랫폼(14)에서, 중간 링크(32i)를 관통한 각각의 보어(42)는 커넥터 요소(28)의 보어(28d)와 축방향으로 정렬되어, 단일 케이블(33)이 중간 링크(32i)와 이 중간 링크(32i)에 부착된 하나의 커넥터 요소(28) 둘 모두를 통과할 수 있다. 따라서, 중간 링크의 보어(42)는 커넥터 요소(28)의 보어(28d)의 직경과 실질적으로 동일한 직경을 가져서, 적어도 하나의 중간 링크(32i)와 적어도 하나의 연결 요소(28)를 통해 연장되는 케이블(33)의 확실한 결합을 용이하게 할 수 있다. 중간 링크(32i)의 보어(42)와 커넥터 요소(28)의 보어(28d)는 중간 링크(32i)와 커넥터 요소(28)가 함께 커플링되기 전후에 형성될 수 있다.
도 13 내지 도 16은 독립 요소로서 하나의 예시적인 근위 링크(32p)를 도시한다. 중간 링크(32i)와 유사하게는, 근위 링크(32p)는 실질적으로 원형의 구멍(50)이 근위 링크(32p)의 근위측(52a)과 원위측(52b) 사이에서 근위 링크를 관통하여 축방향으로 연장되는 링이다. 근위 링크의 구멍(50)은 그 내부에 외과용 기구를 수용하는 것을 돕도록 실질적으로 일정한 직경을 가질 수 있고, 근위 링크(32p)의 외경은 근위 링크의 종방향 길이(L)를 따라 변할 수 있다. 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 근위 링크(32p)는 근위측(52a)에서의 근위 직경(D1)이 원위측(52b)에서의 원위 직경(D2)보다 더 크도록 원위 방향으로 테이퍼질 수 있다. 작은 원위 직경(D2)을 가지면 조종 플랫폼(14)을 가급적 작게 할 수 있으며 환자의 신체 내에서의 조작성(maneuverability)을 개선시킬 수 있다. 근위 링크(32p)는 임의의 종방향 길이(L)를 가질 수 있고, 그 종방향 길이는 개별 중간 링크(32i)의 종방향 길이보다 클 수 있고 원위 링크(32d)의 종방향 길이보다 클 수 있어서, 샤프트(12)와 조종 플랫폼(14) 사이의 확실한 연결을 용이하게 하는 것을 돕는다. 또한, 근위 링크(32p)는 위에서 논의한 채널(27)과 유사하게 하나 이상의 종방향 채널을 포함할 수 있고, 이는 그 부분적인 종방향 길이를 따라 근위 링크의 근위측(52a)으로부터 원위 방향으로 연장되고 케이블을 각각 안착시킬 수 있다.
도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 근위 링크의 근위측(52a)은 실질적으로 편평하고, 이는 이러한 예시적인 실시예의 샤프트의 원위 단부(12b)가 또한 실질적으로 편평하므로 샤프트(12)와 조종 플랫폼(14) 사이의 확실한 연결을 용이하게 하도록 도울 수 있다. 그러나, 근위 링크의 원위측(52b)은 전술한 중간 링크의 오목 및 볼록 표면(38, 40)과 유사한 적어도 2개의 오목 표면(54) 및 적어도 2개의 볼록 표면(56)을 가질 수 있어서, 근위 링크(32p)는 그 원위측(52b)에서 파형 표면을 가질 수 있다. 근위 링크의 오목 및 볼록 표면(54, 56)이 임의의 크기, 형상 및 구성을 가질 수 있지만, 예시적인 실시예에서 이들은 근위 링크(32p)의 중간 링크에 대한 커플링을 용이하게 하기 위해 중간 링크(32i)의 표면들과 동일하다. 근위 링크(32p)는 전술한 바와 같이 적어도 하나의 커넥터 요소(28)를 이용하여 선형으로 배열된 중간 링크(32i) 중 가장 근위의 중간 링크에 연결될 수 있다. 근위 링크(32p)의 원위측(52b)은 중간 링크의 리세스(44)와 유사한 적어도 하나의 리세스(58)를 갖고, 이는 연결 요소(28)에 커플링되도록 구성된다. 또한 중간 링크의 보어(42)와 유사한 적어도 하나의 보어(60)가 근위 링크(32p)에 형성될 수 있고, 이 보어는 작동 케이블(33) 중 하나를 그 내부에 수용하도록 구성된다.
도 17 내지 도 20은 독립 요소로서 하나의 예시적인 원위 링크(32d)를 도시한다. 중간 링크(32i) 및 근위 링크(32p)와 유사하게는, 원위 링크(32d)는 실질적으로 원형인 구멍(62)이 원위 링크(32d)의 근위측(64a)과 원위측(64b) 사이를 원위 링크를 관통하여 축방향으로 연장되는 링이다. 원위 링크의 구멍(62)은 그 내부에 외과용 기구를 수용하는 것을 돕도록 실질적으로 일정한 직경을 가질 수 있는 반면, 원위 링크(32d)의 외경은 원위 링크의 종방향 길이(L2)를 따라 변할 수 있다. 일반적으로, 원위 링크(32d)는 종방향 길이(L2)의 제1 부분적 종방향 길이(L3)를 따라 근위측(64a) 쪽으로 근위 방향으로 테이퍼질 수 있고 종방향 길이(L2)의 나머지 종방향 길이(L4)를 따라 원위측(64b) 쪽으로 원위 방향으로 테이퍼질 수 있다. 나머지 종방향 길이(L4)를 따른 원위 링크(32d)의 일부는 제1 부분적 종방향 길이(L3)를 따른 원위 링크(32d)의 부분보다 큰 직경을 갖는 원위 립(lip; 76)을 형성할 수 있고, 이는 립이 원위 방향으로 테이퍼진 것과 함께 원위 링크(32d), 따라서 조종 플랫폼(14)과 장치(10)가 환자의 신체로 더 용이하게 도입되고 이를 통해 가로지른 것을 도울 수 있다.
도 18에 도시된 바와 같이, 원위 링크의 원위측(64b)은 실질적으로 편평하고, 이는 조종 플랫폼(14)이 그 내부 루멘(20) 내에 배치된 외과용 기구와 결합하는 것을 돕고 원위 링크(32d)가 외과용 기구의 사용을 방해할 기회를 최소화할 수 있다. 그러나, 원위 링크의 근위측(64a)은 전술한 중간 링크의 오목 및 볼록 표면(38, 40)과 근위 링크의 오목 및 볼록 표면(54, 56)과 유사한 적어도 2개의 오목 표면(66) 및 적어도 2개의 볼록 표면(68)을 가질 수 있어서, 원위 링크(32d)는 그 근위측(64a)에서 파형 표면을 가질 수 있다. 원위 링크의 오목 및 볼록 표면(66, 68)은 임의의 크기, 형상 및 구성을 가질 수 있지만, 예시적인 실시예에서는 이들 표면은 원위 링크(32d)의 커플링을 용이하게 하기 위해 중간 링크(32i)의 표면들과 동일하다. 원위 링크(32d)는 전술한 바와 같이 적어도 하나의 커넥터 요소(28)를 이용하여 선형으로 배열된 중간 링크(32i) 중 가장 원위의 중간 링크에 연결될 수 있다.
또한, 중간 링크(32i) 및 근위 링크(32p)와 유사하게는, 원위 링크(32d)는 중간 링크의 리세스(44) 및 근위 링크의 리세스(58)와 유사하게 적어도 하나의 리세스(70)를 가질 수 있으며, 이 리세스는 연결 요소(28)에 커플링되도록 구성되고, 중간 링크의 보어(42)와 근위 링크의 보어(60)와 유사하게 적어도 하나의 보어(72)가 상기 리세스 내에 형성되고, 상기 보어는 그 내부에 작동 케이블(33) 중 하나를 수용하도록 구성된다. 그러나, 원위 링크(32d) 내에 형성된 하나 이상의 보어(72)는 원위 링크의 근위측(64a)으로부터 원위 방향으로 연장됨으로써 원위 링크를 관통하는 부분적인 길이만으로 연장될 수 있어서, 하나 이상의 보어(72)는 도 17, 도 19 및 도 20에서 알 수 있는 바와 같이 원위측(64b)을 관통하지 않는다. 하나 이상의 보어(72)의 이러한 부분적인 연장은 하나 이상의 보어(72)에 배치된 케이블(33)을 원위 링크(32d)에 고정하는 것을 도울 수 있다. 원위 링크(32d)에 형성된 각각의 보어(72)는 원위 링크(32d)의 전체적인 또는 부분적인 종방향 길이 중 어느 하나를 따라 연장될 수 있고, 예시적인 실시예에서 각각의 보어(72)는 원위 링크(32d)의 측벽에 형성된 개구(74)와 원위 링크의 근위측(64a) 사이에서 연장된다. 하나 이상의 개구(74)의 각각은, 예를 들어 원위 링크(32d)에 대한 케이블(33)의 기계적인 정합을 위한 적절한 공간을 제공함으로써 예컨대 각 케이블(33)의 단부에 형성된 볼(ball) 또는 다른 보유 부재를 보유할 만큼 충분히 크게 됨으로써 원위 링크의 하나 이상의 보어(72)를 통해 연장되는 각각의 케이블(33)의 원위 단부의 고정을 용이하게 하도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 개구(74)는 각각 그 안에 케이블(33)을 보유하는 데 효과적인 크기와 같은 임의의 크기를 가질 수 있다. 원위 링크(32d)는 임의의 위치에서 임의의 개수의 개구(74)를 포함할 수 있지만, 예시적인 실시예에서 원위 링크(32d)는 원위 링크(32d)의 원주 둘레에서 반경 방향으로 등거리로 이격된 개구(46)와, 원위 링크(32d)에 형성된 다수의 보어(72)와 다수의 리세스(70)와 동일한 다수의 측벽 개구(74)를 가질 수 있다. 개구(74)는 원위 링크(32d)의 내부 표면과 외부 표면 사이에서 연장되는 것으로 도시되었지만, 개구(74)는 원위 링크(32d)에 형성된 캐비티일 수 있어서 이들은 (측벽이 반투명 또는 투명이 아닌 한) 원위 링크의 측벽을 통해 볼 수 없다.
링크(32i, 32p, 32d) 중 인접한 링크의 오목 및 볼록 표면은 링크들이 선형으로 정렬되고 조종 플랫폼(14) 내에서와 같이 함께 연결될 때 특정한 구성을 갖는다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 인접 링크는 축방향으로 위치되어, 오목 표면들은 서로 대면하고 볼록 표면들은 서로 대면한다. 이러한 방식으로, 조종 플랫폼(14)이 굴곡될 때, 인접 링크의 오목 표면들은 서로를 향해 이동하도록 구성되고, 이로써 링크가 조종 플랫폼(14)이 굴곡됨에 따라 이동하기 위한 공간을 갖기 때문에 조종 플랫폼(14)의 더 큰 곡률을 가능하게 한다. 다시 말하면, 원위 링크(32d)의 근위측의 적어도 2개의 대향 볼록 표면과 하나 이상의 중간 링크(32i)는 인접 링크의 원위측의 적어도 2개의 대향 볼록 표면과 대면하며, 원위 링크(32d)의 근위측의 적어도 2개의 대향하는 오목 표면과 하나 이상의 중간 링크(32i)는 유사하게는 인접 링크의 원위측의 적어도 2개의 대향하는 오목 표면과 대면한다.
또한, 중간, 근위 및 원위 링크(32i, 32p, 32d)의 각각의 연결 요소(28)와 리세스(44, 58, 70)는, 연결 요소(28)의 높이(h)가 리세스의 두께, 즉 도 10에 도시된 바와 같이 중간 링크의 리세스(44)의 두께(t) 이하가 되도록 크기가 정해질 수 있다. 이러한 방식으로, 2개의 인접한 링크의 리세스 내에 연결 요소(28)를 배치함으로써 2개의 인접 링크와 동일 평면으로 또는 그 내부에 연결 요소(28)의 외측 표면을 위치시킬 수 있다. 따라서, 조종 플랫폼(14)의 외경은 복수의 커넥터 요소(28)가 인접한 링크를 연결하고 있는 링크(32i, 32p, 32d)의 외경에 의해 한정될 수 있는데, 그 이유는 다양한 링크(32i, 32p, 32d)를 연결하는 커넥터 요소(28)가 링크로부터 돌출되지 않기 때문이다. 이러한 구성은 외과용 기구를 수용하기 위한 조종 플랫폼의 내부 루멘(20)의 직경을 최대화하는 것을 도우면서 최소 침습적 외과적 시술에 장치(10)를 사용하는 것을 용이하게 하도록 조종 플랫폼(14)의 외경을 최소화하는 것을 도울 수 있다.
조종 플랫폼(14'')의 대안적인 예시적인 실시예와 그 구성요소들의 다양한 예시적인 실시예는 도 21 내지 도 34에 도시된다. 조종 플랫폼(14'')은 앞서 논의된 샤프트(12)와 유사한 긴 샤프트에 고정식으로 또는 제거 가능하게 커플링될 수 있고, 유사하게는 외부 덮개에 배치될 수 있다. 대안적인 조종 플랫폼의 커넥터 요소(28'')와 선형으로 배열된 중간, 근위 및 원위 링크(32i'', 32p'', 32d'')는 적어도 예를 들어 도 21에 도시된 바와 같은 휴지 위치에 조종 플랫폼(14'')이 위치될 때 (커넥터 요소(28'')는 생략되지만 작동 케이블(33'')은 도시됨), 인접 링크의 대면하는 오목 표면이 일정 거리만큼 거로 분리되면서 인접 링크의 대면하는 볼록 표면이 서로 접촉하도록, 예를 들어 서로 접하며 일정 거리만큼 이격되지 않게 구성되도록 하는 크기 및 형상을 가질 수 있다. 그럼에도 불구하고, 조종 플랫폼(14'')은, 조종 플랫폼(14'')이 굴곡될 때 다양한 링크(32i'', 32p'', 32d'')의 볼록 표면이 각각 인접 링크 상의 경사 에지(78a, 78b, 78c)와 결합하도록 구성된 경사 에지(78i, 78p, 78d)를 포함하게 함으로써 굴곡될 수 있다. 조종 플랫폼의 본 실시예 또는 다른 실시예의 인접 링크의 대면하는 오목 표면은 조종 플랫폼이 굴곡될 때 서로 접촉하도록 구성될 수 있다. 따라서, 다양한 링크(32i'', 32p'', 32d'')는 조종 플랫폼(14'')에 원하는 만곡(curvature), 예를 들어 조종 플랫폼(14)의 제1 실시예에 대해 전술한 바와 같이 조종 운동의 각각의 가능한 방향으로 약 75도까지의 만곡을 제공할 수 있다. 따라서, 조종 플랫폼(14'')은 제1 조종 플랫폼(14)과 동일한 개수의 링크를 가질 수 있지만, 더 짧은 종방향 길이를 가져서 더 컴팩트할 수 있다. 또한, 대안적인 조종 플랫폼(14'')은 제1 조종 플랫폼(14)과 동일한 종방향 길이를 가질 수 있지만 하나 이상의 추가 링크 및 하나 이상의 추가 커넥터 요소를 포함하며, 이로써 대안적인 조종 플랫폼(14'')이 동일한 종방향 길이의 제1 조종 플랫폼(14)보다 더 큰 곡률 반경을 가지게 되어 더 잘 제어되고 더 엄밀한 관절 운동을 가능하게 한다.
대안적인 조종 플랫폼(14'')과 그의 다양한 구성요소들은 전술한 조종 플랫폼(14)과 그의 다양한 구성요소들의 제1 실시예와 유사하고, 따라서 상세하게 설명하지 않는다. 전술한 바와 같이, 2개의 조종 플랫폼(14, 14'') 사이의 하나의 차이점은 대안적인 링크(32i'', 32p'', 32d'')의 경사 에지(78i, 78p, 78d)를 포함한다는 것이다. 대안적인 링크(32i'', 32p'', 32d'')의 경사 에지(78i, 78p, 78d)는 임의의 방식으로 구성될 수 있고, 조종 플랫폼(14'')의 임의의 다른 경사 에지와 동일하거나 상이할 수 있다. 임의의 하나 이상의 경사 에지(78i, 78p, 78d)가 모따기된(chamfered) 에지를 포함할 수 있고/있거나 복수의 경사 에지(78i, 78p, 78d)를 포함할 수 있다는 것을 당업자는 알 것이다. 2개의 조종 플랫폼(14, 14'')들 사이의 다른 차이점은, 더 근접하게 선형으로 배열된 링크(32i'', 32p'', 32d'')를 수용하기 위해 대안적인 조종 플랫폼(14'')의 커넥터 요소(28'')의 종방향 길이가 전술한 다른 유사한 커넥터 요소(28)보다 짧을 수 있다는 것이다.
다른 실시예에서, 본 명세서에 개시된 다양한 장치는 외과용 장치의 작업 단부, 예를 들어 조종 플랫폼을 원하는 관절 운동된 또는 각도 배향으로 유지하기 위해 핸들(들) 및/또는 액추에이터를 고정 위치로 로킹하기 위한 로킹 메커니즘을 포함할 수 있다. 로킹 메커니즘은 다양한 구성을 가질 수 있지만, 하나의 예시적인 실시예에서 로킹 메커니즘은 하나 이상의 작동 케이블 상으로 눌러 클램핑(clamp down)하여 원하는 배향으로 작업 단부를 로킹하도록 케이블의 운동을 방지하기에 효과적인 클램프 형상일 수 있다. 클램프는 다양한 형상 및 크기를 가질 수 있고, 이는 장치 상의 다양한 위치에 위치될 수 있다. 클램프의 비제한적인 예는, 2006년 3월 23일자로 출원되고 발명의 명칭이 "관절식 내시경 보조 채널"인 전술한 미국 특허 출원 공개 제2007/0225562호에서 발견될 수 있다. 일부 실시예에서, 케이블은 환자의 신체를 통한, 예를 들어 구불구불한 통로를 통한 긴 샤프트의 관절 운동이 피동적으로 가능하게 하는 데 사용될 수 있고, 클램프 또는 다른 로킹 메커니즘은 원할 때 정위치에 장치의 작업 단부를 로킹하는 데 사용될 수 있다. 이러한 구성에서, 핸들은 단지 장치의 파지를 용이하게 하도록 사용될 수 있다.
사용시, 본 명세서에 기재된 조종 플랫폼을 갖는 임의의 외과용 장치는 외과적 시술에 사용하기 위해 환자의 신체 내로 도입될 수 있다. 이 장치는 당업자가 알 수 있는 바와 같이 자연적인 오리피스, 절개 및/또는 투관침과 같은 다양한 방법으로 도입될 수 있다. 도 35는 환자(80)의 복강 내의 위(84) 내로 환자(80)의 식도(82)를 통해 조종 플랫폼(14)과 샤프트(12)의 적어도 일부가 전진하고 있는, 환자(80) 내로 경구 삽입된 장치(10)의 예시적인 일 실시예를 도시한다. 도 36은 장치(10)가 투관침(90)을 통해 환자(88)의 복부(86) 내로 경피적으로 도입되는 다른 예시적인 실시예를 도시한다.
당업자는 본 발명이 통상적인 내시경 및 개복 외과용 기구의 사용에서의 응용뿐만 아니라 로봇 조력식 외과적 처치에서의 응용을 가짐을 알 것이다.
또한, 본 명세서에 개시된 장치는 1회 사용 후 폐기되도록 설계될 수 있거나 또는 이는 다수회 사용되도록 설계될 수 있다. 그러나, 어느 경우에서도, 이 장치는 적어도 1회의 사용 후에 재사용을 위해 원상회복될 수 있다. 원상회복은 장치의 분해 후에 특정 부분의 세정 또는 교체하고 그 후에 재조립하는 단계들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 특히, 본 장치는 분해될 수 있고, 장치의 임의의 개수의 특정 단편 또는 부품이 임의의 조합으로 선택적으로 교체 또는 제거될 수 있다. 특정 부품의 세정 및/또는 교체시, 본 장치는 원상회복 설비에서, 또는 외과적 처치 절차 직전에 외과 팀(team)에 의해서 후속 사용을 위해 재조립될 수 있다. 당업자는 장치의 원상회복이 분해, 세정/교체 및 재조립을 위한 다양한 기법을 이용할 수 있음을 알 것이다. 그러한 기법의 사용과 얻어진 원상회복된 장치는 모두 본 출원의 범주 내에 있다.
당업자는 전술된 실시예들에 기초하여 본 발명의 추가의 특징들 및 이점들을 인식할 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 특허청구범위에 의해 지시된 바를 제외하고는, 이제까지 구체적으로 도시되고 설명된 것에 의해 제한되지 않는다. 본 명세서에 인용된 모든 공보 및 참고 문헌은 명확히 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다.
당업자는 전술된 실시예들에 기초하여 본 발명의 추가의 특징들 및 이점들을 인식할 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 특허청구범위에 의해 지시된 바를 제외하고는, 이제까지 구체적으로 도시되고 설명된 것에 의해 제한되지 않는다. 본 명세서에 인용된 모든 공보 및 참고 문헌은 명확히 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다.

Claims (22)

  1. 외과용 장치로서,
    조종 플랫폼(steering platform)을 통해 연장되는 중앙 통로에 가요성 외과용 기구(surgical instrument)의 원위 단부를 수용하도록 구성되는 가요성 조종 플랫폼을 포함하며,
    상기 조종 플랫폼은:
    상기 중앙 통로를 한정하는 중앙 보어를 각각 갖는 복수의 링크(link), 및
    복수의 가요성 커넥터 요소로서, 인접하는 상기 링크들은 적어도 2개의 상기 커넥터 요소와 연결되어 적어도 2개의 상기 커넥터 요소를 휘게 함으로써 적어도 2개의 운동 평면으로 상기 조종 플랫폼을 굴곡시킬 수 있는 상기 복수의 가요성 커넥터 요소를 포함하는, 외과용 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 2개의 운동 평면은 실질적으로 수직인, 외과용 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 복수의 링크의 각각을 통해 적어도 부분적으로 연장되는 제1 작동 케이블 및 제2 작동 케이블을 추가로 포함하고, 상기 제1 작동 케이블 및 제2 작동 케이블 중 적어도 하나는 상기 복수의 가요성 커넥터 요소의 각각을 통해 적어도 부분적으로 연장되는, 외과용 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 작동 케이블은 제1 운동 평면으로 상기 조종 플랫폼을 굴곡시키도록 구성되고, 상기 제2 작동 케이블은 제2 운동 평면으로 상기 조종 플랫폼을 굴곡시키도록 구성되는, 외과용 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 복수의 링크의 각각을 통해 적어도 부분적으로 연장되는 제3 및 제4 작동 케이블을 추가로 포함하고, 상기 제1 작동 케이블, 제2 작동 케이블, 제3 작동 케이블 및 제4 작동 케이블은 상기 중앙 통로 둘레에서 등거리로 이격되는, 외과용 장치.
  6. 제1항에 있어서, 관통하여 연장되는 내부 루멘(lumen)을 갖는 긴 본체를 추가로 포함하고, 상기 긴 본체는 상기 조종 플랫폼의 근위 단부에 연결되고, 상기 내부 루멘은 상기 중앙 통로와 연통하는, 외과용 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 링크의 각각은 적어도 하나의 리세스(recess)를 포함하고, 상기 커넥터 요소들 중 하나가 상기 각각의 리세스 내에 배치된, 외과용 장치.
  8. 외과용 장치로서,
    조종 플랫폼 위에 배치된 외부 덮개를 갖는 조종 세그먼트를 포함하며, 상기 조종 플랫폼은 굴곡 가능하며,
    상기 조종 플랫폼은
    근위 기부 링,
    원위 단부 링,
    상기 근위 기부 링과 상기 원위 단부 링 사이에 위치되는 복수의 개별 링크로서, 상기 링크의 각각은 링 형상이고, 상기 링크는 상기 기부 링, 상기 단부 링 및 상기 링크를 통해 연장되는 내부 루멘을 한정하도록 상기 기부 링과 상기 단부 링 사이에서 상기 조종 세그먼트의 길이를 따라 연속하여 배열되는 상기 복수의 개별 링크, 및
    복수의 가요성 커넥터 요소로서, 적어도 2개의 상기 커넥터 요소는 인접하는 링크들을 연결하여 각각의 상기 링크가 이에 연결된 적어도 2개의 상기 커넥터 요소를 갖는 상기 가요성 커넥터 요소를 갖는, 외과용 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 조종 세그먼트는 적어도 4개의 방향으로 굴곡 가능한, 외과용 장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 근위 기부 링은 캐뉼러가 삽입된 긴 본체(cannulated elongate body)의 원위 단부에 제거 가능하게 연결되도록 구성되고, 상기 긴 본체는 그 안에 외과용 기구를 수용하도록 구성되는, 외과용 장치.
  11. 제8항에 있어서, 상기 복수의 개별 링크와 상기 복수의 가요성 커넥터 요소를 통해 연장되는 적어도 하나의 작동 케이블을 추가로 포함하는, 외과용 장치.
  12. 제11항에 있어서, 각각의 상기 링크는 축방향으로 관통 형성된 적어도 하나의 링크 보어(bore)를 갖고, 각각의 상기 커넥터 요소는 축방향으로 관통 형성된 적어도 하나의 커넥터 보어를 갖고, 상기 링크 보어와 상기 커넥터 보어는 상기 적어도 하나의 작동 케이블이 각각의 상기 링크의 상기 적어도 하나의 링크 보어를 통해 그리고 각각의 상기 커넥터 요소의 상기 적어도 하나의 커넥터 보어를 통해 연장되도록 정렬되는, 외과용 장치.
  13. 외과용 장치로서,
    굴곡 가능한 조종 플랫폼의 중앙 통로에 배치된 굴곡 가능한 외과용 기구의 원위 단부를 수용하도록 구성되는 조종 플랫폼을 포함하며,
    상기 조종 플랫폼은
    적어도 2개의 대향 오목 단부 표면과 적어도 2개의 볼록 단부 표면을 구비한 원위측을 갖는 근위 기부 링크,
    적어도 2개의 대향 오목 단부 표면과 적어도 2개의 대향 볼록 단부 표면을 갖는 근위측을 갖는 원위 단부 링크,
    상기 근위 기부 링크와 상기 원위 단부 링크 사이에 위치되는 복수의 중간 링크로서, 상기 중간 링크의 각각은 적어도 2개의 대향 오목 표면과 적어도 2개의 볼록 표면을 구비한 근위측과 적어도 2개의 대향하는 오목 표면과 적어도 2개의 볼록 표면을 구비한 원위측을 가지고, 상기 기부 링크, 상기 단부 링크 및 상기 중간 링크는 선형으로 배열되는 상기 복수의 중간 링크, 및
    복수의 가요성 커넥터 요소로서, 적어도 2개의 상기 커넥터 요소는 인접 링크들을 연결하는 상기 복수의 커넥터 요소를 포함하는, 외과용 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 복수의 링크의 각각과 상기 복수의 커넥터 요소의 각각을 통해 적어도 부분적으로 연장되는 작동 케이블을 추가로 포함하며, 상기 작동 케이블을 작동시킴으로써 상기 굴곡 가능한 조종 플랫폼을 굴곡시킬 수 있게 되어, 상기 링크들 중 첫번째 링크의 근위측의 적어도 하나의 오목 표면이 상기 링크들 중 상기 첫번째 링크에 인접한 상기 링크들 중 두번째 링크의 원위측의 적어도 하나의 오목 표면 쪽으로 이동하는, 외과용 장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 중간 링크의 근위측의 적어도 2개의 대향 볼록 표면은 상기 근위 링크 또는 상기 중간 링크 중 인접하는 링크의 원위측의 적어도 2개의 대향 볼록 표면과 대면하는, 외과용 장치.
  16. 제13항에 있어서, 상기 커넥터 요소는 인접 링크의 볼록 표면에 커플링되는, 외과용 장치.
  17. 제13항에 있어서, 상기 인접 링크의 근위측 및 원위측은 적어도 상기 중앙 통로가 실질적으로 직선일 때 일정 거리만큼 이격되는, 외과용 장치.
  18. 제13항에 있어서, 상기 인접 링크의 대면하는 표면은 적어도 상기 중앙 통로의 종방향 축이 실질적으로 직선일 때 일정 거리만큼 이격되는, 외과용 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 인접 링크의 대면하는 표면은 상기 조종 세그먼트가 굴곡될 때 서로 접촉하도록 구성되는, 외과용 장치.
  20. 제13항에 있어서, 상기 인접 링크의 대면하는 표면은 적어도 상기 중앙 통로의 종방향 축이 실질적으로 직선일 때 서로 접촉하는, 외과용 장치.
  21. 제13항에 있어서, 상기 볼록 표면의 각각은 상기 조종 플랫폼이 굴곡될 때 인접 링크의 경사 에지(edge)와 결합하도록 구성되는 경사 에지를 포함하는, 외과용 장치.
  22. 외과적 처치 방법으로서,
    조종 세그먼트를 그 원위 단부에 갖는 외과용 기구를 환자 내로 도입하는 단계로서, 상기 조종 세그먼트는:
    그 벽에 형성된 제1 구멍 및 제2 구멍을 각각 갖는 복수의 링크,
    관통 형성된 제1 보어를 각각 갖는 복수의 축방향으로 정렬된 가요성 커넥터 요소로서, 상기 복수의 커넥터 요소들 중 적어도 2개는 상기 복수의 링크들 중 인접하는 링크와 연결되어 상기 커넥터 요소의 상기 보어는 상기 링크의 상기 제1 구멍과 정렬되는 상기 가요성 커넥터 요소,
    각각의 상기 보어와 상기 제1 구멍을 통해 연장되는 제1 작동 케이블, 및
    각각의 상기 제2 구멍을 통해 연장되는 제2 작동 케이블을 포함하는, 상기 도입 단계; 및
    적어도 하나의 작동 케이블을 작동시켜 상기 외과용 기구의 상기 조종 세그먼트 및 상기 원위 단부를 굴곡시키는 단계를 포함하는, 외과적 처치 방법.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150114255A (ko) 2014-04-01 2015-10-12 (주) 태웅메디칼 내시경관절 구조
KR20180075987A (ko) 2016-12-27 2018-07-05 (주)아모레퍼시픽 발효녹차 추출물을 유효성분으로 함유하는 구강세균 억제 및 항염 효과가 우수한 구강용 조성물
KR20180102082A (ko) * 2016-02-05 2018-09-14 보드 오브 리전츠 오브 더 유니버시티 오브 텍사스 시스템 외과용 장치

Families Citing this family (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2259733B1 (en) 2008-03-06 2014-07-23 Cook Medical Technologies LLC Medical systems for accessing an internal bodily opening
US9782566B1 (en) * 2008-05-01 2017-10-10 Annex Medical, Inc. Bend limiting access sheath
AU2009246137B2 (en) * 2008-05-15 2013-10-10 Cook Medical Technologies Llc Systems, devices and methods for accessing a bodily opening
US8834361B2 (en) * 2009-05-15 2014-09-16 Cook Medical Technologies Llc Systems, devices and methods for accessing a bodily opening
US20110034771A1 (en) * 2009-08-07 2011-02-10 Gyrus Acmi, Inc. Endoscope resilient deflection section frame
AU2010300449A1 (en) * 2009-10-02 2012-05-03 Cook Medical Technologies Llc Endoscopic fascia tunneling
US9339264B2 (en) 2010-10-01 2016-05-17 Cook Medical Technologies Llc Port access visualization platform
AU2010300450B2 (en) * 2009-10-02 2013-10-31 Cook Medical Technologies Llc Apparatus for single port access
WO2012015659A2 (en) 2010-07-28 2012-02-02 Arnold Oyola Surgical positioning and support system
US8992421B2 (en) 2010-10-22 2015-03-31 Medrobotics Corporation Highly articulated robotic probes and methods of production and use of such probes
EP2637551B1 (en) 2010-11-11 2019-10-02 Medrobotics Corporation Introduction devices for highly articulated robotic probes
BR112014005937A2 (pt) 2011-09-13 2017-04-04 Medrobotics Corp sondas extremamente articuladas com disposição de conexões antitorção, métodos para sua formação e métodos de condução de procedimentos médicos
WO2013096610A1 (en) 2011-12-21 2013-06-27 Oyola Arnold E Stabilizing apparatus for highly articulated probes with link arrangement, methods of formation thereof, and methods of use thereof
US20150327751A1 (en) * 2012-04-25 2015-11-19 Industry-University Cooperation Foundation Hanyang University Erica Campus Bendable end-effector
WO2014015156A2 (en) * 2012-07-20 2014-01-23 Boston Scientific Scimed, Inc. Elongate medical device with articulating portion
AU2014259679B2 (en) 2013-05-02 2018-03-22 Metrobotics Corporation A robotic system including a cable interface assembly
WO2015066536A1 (en) * 2013-10-31 2015-05-07 Graham Howard P Flexible structures
AU2015242144B2 (en) * 2014-03-31 2019-05-02 Human Extensions Ltd. Steerable medical device
JP6234332B2 (ja) * 2014-06-25 2017-11-22 オリンパス株式会社 内視鏡装置、作動方法、及び作動プログラム
ES2672387T3 (es) * 2014-12-08 2018-06-14 Steerable Instruments nv Amplificador de movimiento para un mecanismo de orientación de una herramienta orientable
WO2016166830A1 (ja) * 2015-04-15 2016-10-20 国立大学法人九州大学 屈曲処置具用ヒンジ部材及びこのヒンジ部材を組み込んだ屈曲処置具
WO2016187056A1 (en) * 2015-05-15 2016-11-24 The Johns Hopkins University Manipulator device and therapeutic and diagnostic methods
CN108495582B (zh) 2015-09-03 2020-10-02 海王星医疗公司 用于使内窥镜穿过小肠推进的器械
US20180193608A1 (en) * 2016-01-15 2018-07-12 Cook Medical Technologies Llc Modular medical guide wire assembly
US10434288B2 (en) * 2016-01-15 2019-10-08 Cook Medical Technologies Llc Locking medical guide wire
AU2017214568B9 (en) 2016-02-05 2020-07-09 Board Of Regents Of The University Of Texas System Steerable intra-luminal medical device
EP3448297B1 (en) 2016-04-29 2022-06-15 Intuitive Surgical Operations, Inc. Compliant mechanisms having inverted tool members
EP3500151A4 (en) 2016-08-18 2020-03-25 Neptune Medical Inc. DEVICE AND METHOD FOR IMPROVED VISUALIZATION OF THE SMALL BOWEL
CN109937013B (zh) * 2016-09-14 2023-03-24 直观外科手术操作公司 具有交叉轴线挠曲枢轴的关节组件
US10682192B2 (en) * 2016-09-30 2020-06-16 Intuitive Surgical Operations, Inc. Variable-length guide apparatus for delivery of a flexible instrument and methods of use
WO2018098465A1 (en) 2016-11-28 2018-05-31 Inventio, Inc. Endoscope with separable, disposable shaft
WO2018118698A1 (en) 2016-12-19 2018-06-28 Intuitive Surgical Operations, Inc. Sample retrieval tool with compliant retention member
WO2018172565A1 (en) * 2017-03-24 2018-09-27 Ambu A/S Articulated tip part for an endoscope
JP7379321B2 (ja) * 2017-07-20 2023-11-14 ネプチューン メディカル インク． 動的に剛体化するオーバチューブ
US20210127947A1 (en) * 2017-10-20 2021-05-06 Anqing Medical Co., Ltd Multi-section bending tube having graduated rigidity, insertion tube for endoscope using the bending tube, and endoscope
WO2019136041A1 (en) * 2018-01-04 2019-07-11 Covidien Lp Robotic surgical instrument including high articulation wrist assembly with torque transmission and mechanical manipulation
US12059128B2 (en) 2018-05-31 2024-08-13 Neptune Medical Inc. Device and method for enhanced visualization of the small intestine
WO2020018934A1 (en) 2018-07-19 2020-01-23 Nep Tune Medical Inc. Dynamically rigidizing composite medical structures
US20220211393A1 (en) * 2019-02-26 2022-07-07 Epidutech Ltd System and methods for decompression of spinal epidural space
US11793392B2 (en) 2019-04-17 2023-10-24 Neptune Medical Inc. External working channels
USD1018844S1 (en) 2020-01-09 2024-03-19 Adaptivendo Llc Endoscope handle
WO2021202336A1 (en) 2020-03-30 2021-10-07 Neptune Medical Inc. Layered walls for rigidizing devices
DE102020111458A1 (de) * 2020-04-27 2021-10-28 Schölly Fiberoptic GmbH Flexibles Endoskop mit Skelett-Struktur
DE102020111455A1 (de) 2020-04-27 2021-10-28 Schölly Fiberoptic GmbH Flexibles Endoskop basierend auf einer Einbettmasse
EP4284226A1 (en) 2021-01-29 2023-12-06 Neptune Medical Inc. Devices and methods to prevent inadvertent motion of dynamically rigidizing apparatuses
USD1031035S1 (en) 2021-04-29 2024-06-11 Adaptivendo Llc Endoscope handle
AU2023260917A1 (en) 2022-04-27 2024-10-31 Neptune Medical Inc. Hygienic sheath for endoscopy
CN117398134A (zh) * 2022-07-09 2024-01-16 深圳市精锋医疗科技股份有限公司 柔性手术器械、导管及关节组件
WO2024196675A1 (en) * 2023-03-17 2024-09-26 Boston Scientific Scimed, Inc. Medical devices including articulation joints and associated methods of assembly

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3060972A (en) * 1957-08-22 1962-10-30 Bausch & Lomb Flexible tube structures
US3470876A (en) * 1966-09-28 1969-10-07 John Barchilon Dirigible catheter
US4580551A (en) * 1984-11-02 1986-04-08 Warner-Lambert Technologies, Inc. Flexible plastic tube for endoscopes and the like
US4686963A (en) * 1986-03-05 1987-08-18 Circon Corporation Torsion resistant vertebrated probe of simple construction
US5005558A (en) * 1988-05-16 1991-04-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Endoscope
DE69029358T2 (de) * 1989-10-13 1997-06-12 Machida Endoscope Co Ltd Beugevorrichtung
US5325845A (en) * 1992-06-08 1994-07-05 Adair Edwin Lloyd Steerable sheath for use with selected removable optical catheter
DE19535179A1 (de) * 1995-09-22 1997-03-27 Wolf Gmbh Richard Abwinkelbares Rohr und Verfahren zu seiner Herstellung
US5904647A (en) * 1996-10-08 1999-05-18 Asahi Kogyo Kabushiki Kaisha Treatment accessories for an endoscope
US5873817A (en) * 1997-05-12 1999-02-23 Circon Corporation Endoscope with resilient deflectable section
US5976075A (en) * 1997-12-15 1999-11-02 University Of Massachusetts Endoscope deployment apparatus
JP4096325B2 (ja) * 1998-12-14 2008-06-04 正喜 江刺 能動細管及びその製造方法
JP2000193893A (ja) * 1998-12-28 2000-07-14 Suzuki Motor Corp 検査用挿入管の屈曲装置
US6179776B1 (en) * 1999-03-12 2001-01-30 Scimed Life Systems, Inc. Controllable endoscopic sheath apparatus and related method of use
US6491626B1 (en) * 1999-04-16 2002-12-10 Nuvasive Articulation systems for positioning minimally invasive surgical tools
US7637905B2 (en) * 2003-01-15 2009-12-29 Usgi Medical, Inc. Endoluminal tool deployment system
US6780151B2 (en) * 1999-10-26 2004-08-24 Acmi Corporation Flexible ureteropyeloscope
US6749560B1 (en) * 1999-10-26 2004-06-15 Circon Corporation Endoscope shaft with slotted tube
US6837846B2 (en) * 2000-04-03 2005-01-04 Neo Guide Systems, Inc. Endoscope having a guide tube
US20060178556A1 (en) * 2001-06-29 2006-08-10 Intuitive Surgical, Inc. Articulate and swapable endoscope for a surgical robot
US20060058582A1 (en) * 2002-06-13 2006-03-16 Usgi Medical Inc. Disposable shapelocking system
US20040186350A1 (en) * 2003-01-13 2004-09-23 Usgi Medical Corp. Apparatus and methods for guiding an endoscope via a rigidizable wire guide
US20040249367A1 (en) * 2003-01-15 2004-12-09 Usgi Medical Corp. Endoluminal tool deployment system
US20040199052A1 (en) * 2003-04-01 2004-10-07 Scimed Life Systems, Inc. Endoscopic imaging system
US7591783B2 (en) * 2003-04-01 2009-09-22 Boston Scientific Scimed, Inc. Articulation joint for video endoscope
US7008375B2 (en) * 2003-04-03 2006-03-07 Surgical Solutions Llc Articulating shaft
US7431694B2 (en) * 2003-05-16 2008-10-07 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Method of guiding medical devices
JP2005296412A (ja) * 2004-04-13 2005-10-27 Olympus Corp 内視鏡治療装置
US8052597B2 (en) * 2005-08-30 2011-11-08 Boston Scientific Scimed, Inc. Method for forming an endoscope articulation joint
US8236010B2 (en) * 2006-03-23 2012-08-07 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Surgical fastener and cutter with mimicking end effector
US20090270686A1 (en) * 2008-04-29 2009-10-29 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Methods and devices for maintaining visibility during surgical procedures

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150114255A (ko) 2014-04-01 2015-10-12 (주) 태웅메디칼 내시경관절 구조
KR20180102082A (ko) * 2016-02-05 2018-09-14 보드 오브 리전츠 오브 더 유니버시티 오브 텍사스 시스템 외과용 장치
KR20180075987A (ko) 2016-12-27 2018-07-05 (주)아모레퍼시픽 발효녹차 추출물을 유효성분으로 함유하는 구강세균 억제 및 항염 효과가 우수한 구강용 조성물

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US20100160735A1 (en) 2010-06-24
US8348834B2 (en) 2013-01-08
WO2010080262A1 (en) 2010-07-15

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