KR20150023421A - 조정가능한 선단부를 가지는 가요성 프로브 - Google Patents

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크리스토퍼 디 맥도날드
폴 로버트 두하멜
매튜 얼 미첼
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스미스 앤드 네퓨, 인크.
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Abstract

기구가 핸들 부분, 액추에이터, 샤프트, 강성 부재 및 각도 제어 메커니즘을 포함한다. 샤프트는 근위 단부, 전극 영역을 가지는 원위 단부, 그리고 근위 단부와 원위 단부 사이의 가요성 영역을 가진다. 액추에이터의 이동은 피봇 영역의 원위의 가요성 영역의 부분이 벤딩되게 유도하고, 그에 따라 전극 영역의 각도 배향 및 방사상 오프셋 모두는, 액추에이터가 단부 위치에 도달할 때, 최대 각도 배향 및 최대 방사상 오프셋 각각에 도달한다. 강성 부재의 원위 부분이 피봇 영역을 형성한다. 샤프트를 따른 강성 부재의 이동은, 피봇 영역이 병진운동하도록 유도한다. 최대 방사상 오프셋은 피봇 영역의 위치에 의존하여 변화된다. 각도 제어 메커니즘은 각도 배향을 제어하도록 구성되고, 그에 따라 최대 각도 배향은 강성 부재의 위치와 관계없이 동일하다.

Description

조정가능한 선단부를 가지는 가요성 프로브{FLEXIBLE PROBE WITH ADJUSTABLE TIP}
본원 명세서는 조정가능한 선단부를 가지는 가요성 프로브에 관한 것이다.
관절경 수술(arthroscopic surgery) 동안에, 제한된 입구 위치 및 수술 부위 근처의 타이트(tight)한 공간이 수술 부위 내로의 그리고 수술 부위 주위로의 접근을 제한한다. 능동적으로 굴곡되는 선단부를 가지는 관절경 장치는, 보다 강성의 선단부를 가지는 장치로 도달하기 어려울 수 있는 환자의 신체 내의 지역에 접근할 수 있다.
하나의 양태에서, 기구는 핸들 부분, 핸들 부분에 이동가능하게 커플링된 액추에이터, 핸들 부분 및 액추에이터에 커플링된 근위 단부를 가지는 샤프트, 강성 부재, 및 각도 제어 메커니즘을 포함한다. 액추에이터는 시작 위치와 단부 위치 사이에서 이동하도록 구성된다. 샤프트는 전극 영역을 포함하는 원위 단부, 및 근위 단부와 원위 단부 사이의 가요성 영역을 가진다. 액추에이터의 이동은 피봇 영역의 원위에 배치된 가요성 영역의 부분이 벤딩되게 유도하고, 그에 따라 샤프트의 축에 대한 전극 영역의 각도 배향 및 방사상 오프셋 모두는 액추에이터가 단부 위치에 접근함에 따라 증가되고, 액추에이터가 단부 위치에 도달할 때 최대 각도 배향 및 최대 방사상 오프셋 각각에 도달하며, 피봇 영역은 샤프트의 길이를 따라서 배치된다. 강성 부재는 근위 부분 및 원위 부분을 가지고, 강성 부재의 원위 부분이 피봇 영역을 형성하도록, 샤프트에 이동가능하게 커플링된다. 샤프트의 길이를 따른 강성 부재의 위치의 이동은, 피봇 영역의 위치가 샤프트의 길이를 따라서 축방향으로 병진운동하도록 유도한다. 최대 방사상 오프셋은 샤프트의 길이를 따른 피봇 영역의 위치에 의존하여 변화된다. 각도 제어 메커니즘은 최대 각도 배향이 샤프트의 길이를 따른 강성 부재의 위치와 관계없이 실질적으로 동일하도록 전극 영역의 각도 배향을 제어하도록 구성된다.
이러한 양태의 구현예가 이하의 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있을 것이다. 예를 들어, 기구가 근위 부분 및 원위 부분을 가지는 당김 와이어를 더 포함할 수 있을 것이다. 당김 와이어의 근위 부분이 액추에이터에 커플링될 수 있을 것이고, 당김 와이어의 원위 부분이 샤프트에 커플링될 수 있을 것이다. 액추에이터의 이동은 당김 와이어가 당겨지도록 유도할 수 있을 것이고, 그에 따라 피봇 영역의 원위에 배치된 샤프트의 가요성 영역의 부분이 벤딩된다. 액추에이터는 슬라이드, 레버, 또는 다이알 중 적어도 하나를 포함할 수 있을 것이다. 각도 제어 메커니즘은 핸들 부분에 이동가능하게 커플링된 피봇 제어 요소를 포함할 수 있을 것이다. 피봇 제어 요소의 이동이 강성 부재로 하여금 샤프트의 길이를 따라서 축방향으로 병진운동하게 유도하도록, 강성 부재의 근위 부분이 피봇 제어 요소에 커플링될 수 있을 것이다. 피봇 제어 요소가 액추에이터의 단부 위치를 조정하여, 최대 각도 배향이 샤프트의 길이를 따른 강성 부재의 위치와 관계없이 실질적으로 동일하도록, 피봇 제어 요소 및 액추에이터가 기계적으로 링크될 수 있을 것이다. 피봇 제어 요소가 슬라이드, 레버, 또는 다이알 중 적어도 하나를 포함할 수 있을 것이다. 샤프트 축에 대한 전극 영역의 최대 각도 배향이 110 도일 수 있을 것이다. 가요성 영역이 샤프트의 길이를 따라 굴곡 커트(flex cut)를 포함할 수 있을 것이다. 강성 부재는, 샤프트 위에서 슬라이드하는 외측 튜브를 포함할 수 있을 것이다. 강성 부재는, 샤프트 내에서 슬라이드하는 내측 튜브를 포함할 수 있을 것이다. 강성 부재의 원위 단부가 강성 부재의 길이를 따라 굴곡 커트를 포함할 수 있을 것이다. 기구가 샤프트 회전 메커니즘을 더 포함할 수 있을 것이다. 샤프트 회전 메커니즘의 이동은 샤프트가 샤프트 축 주위로 회전하도록 유도할 수 있을 것이다.
다른 양태에 따라서, 기구는 핸들 부분, 핸들 부분에 커플링된 근위 단부를 가지는 샤프트, 그리고 제 1 사이트에서 샤프트에 원위적으로 커플링된 제1 당김 와이어와, 제1 사이트와 상이한 제2 사이트에서 샤프트에 원위적으로 커플링된 제2 당김 와이어를 포함한다. 샤프트는 전극 영역을 포함하는 원위 단부, 및 근위 단부와 원위 단부 사이의 가요성 영역을 가진다. 제1 당김 와이어를 당기는 것은, 피봇 영역의 원위적으로 배치된 샤프트의 가요성 영역의 부분이 벤딩되도록 유도하고, 그에 따라 전극 영역이 제1 방사상 오프셋을 가지게 된다. 제2 당김 와이어를 당기는 것은, 피봇 영역의 원위적으로 배치된 샤프트의 가요성 영역의 부분이 벤딩되도록 유도하고, 그에 따라 전극 영역이 제1 방사상 오프셋과 상이한 제2 방사상 오프셋을 가지게 된다.
이러한 양태의 구현예가 이하의 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있을 것이다. 예를 들어, 제1 방사상 오프셋을 가지는 전극 영역의 최대 각도 배향이 제2 방사상 오프셋을 가지는 전극 영역의 최대 각도 배향과 실질적으로 동일할 수 있을 것이다.
다른 양태에 따라서, 기구의 샤프트를 제어하는 방법이, 샤프트의 원위 단부가 제1 최대 각도 배향 및 제1 최대 방사상 오프셋으로 벤딩되도록 액추에이터를 이동시키는 단계, 피봇 영역의 위치를 병진운동시키는 단계, 및 피봇 영역의 위치를 병진운동시키는 단계 이후에, 샤프트의 원위 단부가 제2 최대 각도 배향 및 제2 최대 방사상 오프셋으로 벤딩되도록 액추에이터를 이동시키는 단계를 포함한다. 샤프트는 가요성 영역을 포함하고 액추에이터에 대해서 근위적으로 커플링된다. 액추에이터의 이동은 피봇 영역의 원위에 배치된 가요성 영역의 부분이 벤딩되게 유도한다. 제1 및 제2 최대 각도 배향이 실질적으로 동일하고 제1 및 제2 최대 방사상 오프셋은 상이하다.
이러한 양태의 구현예가 이하의 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있을 것이다. 예를 들어, 피봇 영역의 위치를 병진운동시키는 단계가 샤프트의 길이를 따라서 축방향으로 강성 부재를 병진운동시키는 단계를 포함할 수 있을 것이다. 피봇 영역의 위치를 제1 피봇 위치로 병진운동시키는 단계는 액추에이터가 제1 단부 위치를 넘어서 이동하는 것을 제한할 수 있을 것이다. 피봇 영역의 위치를 제2 피봇 위치로 병진운동시키는 단계는 액추에이터가 제2 단부 위치를 넘어서 이동하는 것을 제한할 수 있을 것이다. 상기 방법은, 샤프트를 따라서 축방향으로 배치된 강성 부재를 병진운동시키는 것에 의해서 피봇 영역의 위치를 병진운동시키기 위해서, 그리고 샤프트의 원위 단부의 실질적으로 동일한 최대 각도 배향과 상응하도록 액추에이터의 단부 지점을 조정하기 위해서, 피봇 제어 요소를 이동시키는 단계를 더 포함할 수 있을 것이다. 액추에이터를 이동시키는 단계는 당김 와이어가 당겨지도록 유도할 수 있을 것이고, 당김 와이어는 액추에이터에 근위적으로 그리고 샤프트에 원위적으로 커플링되며, 그에 따라 당김 와이어를 당기는 것은 샤프트의 원위 단부가 벤딩하도록 유도한다. 상기 방법은 샤프트의 축 주위로 샤프트를 회전시키는 단계를 더 포함할 수 있을 것이다.
하나 이상의 구현예의 상세 내용이 첨부 도면 및 이하의 설명에서 개진되어 있다. 다른 특징, 양태, 및 장점은 상세한 설명, 도면, 및 청구항으로부터 자명해질 것이다.
도 1a 및 1b는 가요성 샤프트의 프로브의 측면도이다.
도 2는 도 1a의 가요성 샤프트의 부분적인 측면도이다.
도 3a 및 3b는 가요성 샤프트의 대안적인 구현예의 부분적인 측면도이다.
도 4a 및 4b는 가요성 샤프트의 다른 대안적인 구현예의 부분적인 측면도이다.
도 5는 가요성 샤프트의 다른 대안적인 구현예의 부분적인 측면도이다.
도 6a 및 6b는 가요성 샤프트를 가지는 프로브의 대안적인 구현예의 측면도이다.
도 7a는 가요성 샤프트를 가지는 프로브의 다른 대안적인 구현예의 측면도이다.
도 7b는 도 7a의 프로브의 부분적인 측면도이다.
도 8a-8c는 가요성 샤프트의 다른 대안적인 구현예의 부분적인 측면도이다.
관절경 프로브와 같은 수술용 프로브가 RF에너지와 같은 에너지를 수술 부위로 전달하는 능동적인 가요성 선단부를 포함할 수 있다. 수술용 프로브의 선단부가 굴곡될 때 또는 벤딩될 때, 선단부가 프로브의 샤프트에 대해서 최대 높이 및 최대 각도 배향에 도달할 수 있다. 일부 구현예에서, 최대 높이는 최대 각도 배향을 변화시키지 않고도 변화될 수 있다.
도 1a 및 1b를 참조하면, 프로브(10)가 근위 단부(14) 및 원위 단부(16)를 가지는 샤프트(12)를 포함한다. 샤프트(12)는 그 근위 단부(14)에서 프로브 본체(15)에 커플링되고, 본체(15)는, 사용자의 손에 들어 맞도록 대체로 성형된 정지형(stationary) 핸들 부분(18)을 포함한다. 본체(15)는 또한, 예를 들어, 화살표(B)에 의해서 표시된 방향으로 샤프트(12)의 원위 단부(16)를 벤딩시키기 위해서, 화살표(A)로 표시된 방향으로 사용자에 의해서 이동될 수 있는 액추에이터(20)를 포함한다. 최대로 벤딩된 원위 단부(16)에 의해서 얻어지는, 최대 높이, 또는 방사상 오프셋이 이하에서 더 설명되는 바와 같이 변화될 수 있다. 부가적으로, 이하에서 더 설명되는 바와 같이, 프로브(10)는, 원위 단부(16)의 최대 방사상 오프셋(ha, hb)과 관계없이 샤프트(12)의 원위 단부(16)가 실질적으로 일정한 최대 각도(θa, θb)를 획득할 수 있게 하는 각도 제어 메커니즘을 포함한다.
특히, 프로브(10)의 샤프트(12)는, 샤프트(12)에 슬라이딩식으로 커플링되고 강성 부재와 접촉하게 되는 부분에서 샤프트(12)의 강성도(rigidity)를 향상시키는, 강성 슬리브(22)와 같은, 강성 부재를 포함한다. 강성 슬리브(22), 및 이하에서 더 설명되는 바와 같은 강성 부재의 다른 구현예가 샤프트(12)의 길이를 따라서 축방향으로 병진운동하여 샤프트(12)의 피봇 영역을 병진운동시킬 수 있다. 예를 들어, 도 1a 및 1b에 도시된 바와 같이, 강성 슬리브(22)의 원위 부분(24)은, 샤프트(12)가 액추에이터(20)의 이동에 응답하여 벤딩되기 시작하는 피봇 영역(25)을 형성한다. 따라서, 사용자는, 샤프트 축(30)을 따라서 샤프트(12) 상에서 강성 슬리브(22)를 병진운동시키는 것에 의해서, 샤프트(12)의 길이를 따라 피봇 영역(25)의 위치를 변화시킬 수 있고 그에 따라 샤프트(12)가 액추에이터(20)의 이동에 응답하여 벤딩되거나 굴곡되는 양을 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 도 1a는 제1 위치(27a)에서 피봇 영역(25)을 도시하고, 도 1b는 제2 위치(27b)에서 피봇 영역(25)을 도시한다. 샤프트(12)는, 영역 내에서 샤프트(12)의 가요성을 향상시키는 샤프트(12)의 근위 단부(14)와 원위 단부(16) 사이에 위치된 가요성 영역(26)을 포함한다. 샤프트(12) 및 강성 슬리브(22)는, 폴리머, 플라스틱, 세라믹, 금속, 또는 그 조합을 포함하는 임의의 적합한 생체적합 재료로 형성될 수 있을 것이다.
샤프트(12)의 원위 단부(16)는, 예를 들어, 환자의 신체 내의 수술 부위로 에너지를 전달할 수 있는 전극 영역(28)을 포함한다. 전달되는 에너지는, 수술 부위의 치료 및/또는 진단을 돕는 RF 에너지, 전기 에너지, 기계적 에너지, 등을 포함할 수 있다. 전극 영역(28)으로의 그리고 전극 영역(28)으로부터의 신호는, 외부 공급원/모니터(미도시)로 연결되는 전기 연결부(32)를 통해서 제공될 수 있다.
사용자가 액추에이터(20)를 화살표(A) 방향으로 단부 위치(34a, 34b)로 이동시킬 때, 그에 따라, 전극 영역(28)은 이동에 응답하여 이동한다. 예를 들어, 사용자가 액추에이터(20)를 단부 위치(34a)로 이동시킬 때, 그리고 강성 슬리브(22)가 피봇 영역(24a)을 형성할 때, 전극 영역(28)이 단부 위치(28a)(도 1a)로 이동한다. 유사하게, 사용자가 액추에이터(20)를 단부 위치(34b)로 이동시킬 때, 그리고 강성 슬리브(22)가 피봇 영역(24b)을 형성할 때, 전극 영역(28)이 단부 위치(28b)(도 1a)로 이동한다. 따라서, 전극 영역(28)이 단부 위치(28a)로 이동하는 것은 최대 각도 배향(θa) 및 최대 방사상 오프셋(ha)에 도달한 전극 영역(28)을 유도하는 한편, 전극 영역(28)이 단부 위치(28b)로 이동하는 것은 최대 각도 배향(θb) 및 최대 방사상 오프셋(hb)에 도달한 전극 영역(28)을 유도한다. 이하에서 더 설명되는 바와 같이, 각도 제어 메커니즘은, 얻어지는 최대 방사상 오프셋과 관계없이 전극 영역(28)의 최대 각도 배향이 실질적으로 일정하도록 보장한다. 전극 영역(28)의 최대 각도 배향은 약 90 도 내지 110 도일 수 있다. 일부 경우에, 최대 각도 배향이 110 도 보다 클 수 있다. 도 2를 참조하면, 샤프트(12)의 가요성 영역(26)이 근위 단부(14)와 원위 단부(16) 사이에 배치된다. 일부 경우에, 샤프트(12)의 전체 길이가 가요성 영역(26)을 포함할 수 있을 것이다. 설명된 바와 같이, 가요성 영역(26)은 가요성 영역(26)을 포함하는 샤프트의 부분에서 샤프트(12)의 가요성을 향상시키는데 도움을 줄 수 있다. 일부 경우에, 가요성 영역(26)을 포함하지 않는 샤프트(12)의 부분이 또한 가요성을 가질 수 있을 것이다. 부가적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 가요성 영역(26)이 샤프트(12)의 하나 이상의 측부를 따라서 하나 이상의 굴곡 커트(36)를 포함하여, 샤프트(12)의 벤딩을 개선할 수 있다. 굴곡 커트(36)는 연속적인 나선형 커트, 인터로킹(interlocking) 커트, 퍼즐(puzzle) 커트, 또는 샤프트(12)로 보다 큰 가요성을 제공하는 다른 적절한 커트 배열체의 형태일 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 가요성 영역(26)은 가요성을 증가시키는데 도움을 주는 하나 이상의 재료를 포함할 수 있다. 사용 중에, 도 2에 도시된 바와 같이, 강성 슬리브(22)가 샤프트(12)의 전체 길이를 커버할 수 있고, 그에 따라 슬리브(22)의 원위 부분(24)에 의해서 형성된 피봇 영역(24c)이 샤프트(12)의 원위 단부(16) 근처에 배치된다. 일부 경우에서, 그리고 이하에서 설명되는 바와 같이, 강성 슬리브(22)가 굴곡 커트(36)를 포함하는 부분을 구비할 수 있다.
샤프트(12)는 또한, 샤프트(12)의 원위 단부(16)를 능동적으로 굴곡시키기 위해서 액추에이터(20)(도 1)에 의해서 작동될 수 있는 하나 이상의 조향 또는 당김 와이어(38)를 수용할 수 있다. 예를 들어, 당김 와이어(38)의 근위 부분이 액추에이터(20)에 커플링될 수 있고, 그리고 샤프트 연결 블록(40)에서 종료될 수 있는 당김 와이어(38)의 원위 부분이 샤프트(12)에 커플링될 수 있다. 사용 중에, 사용자가 액추에이터(20)를 이동시킬 때, 피봇 영역의 원위에 배치되는 샤프트(12)의 부분이 당김 와이어(38)의 이동에 응답하여 굴곡될 수 있도록, 당김 와이어(38)가 당겨진다.
도 3-5는 도 1 및 2의 강성 부재 및 가요성 샤프트의 여러 가지 구현예를 도시한다.
도 3a 및 3b를 참조하면, 샤프트(50)는, 샤프트(50)의 외측 부분에 슬라이딩식으로 커플링되는 강성 외측 부재(52)를 가진다. 외측 부재(52)의 원위 부분(54)은 샤프트(50)의 길이를 따라서 가동형(movable) 피봇 영역(54a, 54b)을 형성한다. 예를 들어, 화살표(C)에 의해서 표시된 방향으로, 강성 외측 부재(52)를 축방향으로 병진운동시키는 것에 의해서, 샤프트(50)의 피봇 영역이 피봇 영역(54a)으로부터 피봇 영역(54b)으로 이동하고, 그에 의해서 액추에이터(20)(도 1)의 이동에 응답하여 굴곡되는 샤프트(50)의 부분을 증가시킨다.
도 2에 대해서 전술한 바와 같이, 사용자가 액추에이터(20)를 이동시킬 때, 당김 와이어(58)가 당겨지고, 그에 따라 피봇 영역(54a, 54b)의 원위의 샤프트(50)의 부분이 벤딩된다. 외측 부재(52)가 피봇 영역(54a, 54b)을 형성하는 상태에서, 전극 영역(28)이 최대 오프셋(h1, h2)을 각각 획득할 수 있다. 이하에서 설명되는 바와 같이, 각도 제어 메커니즘은, 전극 영역(28)이 샤프트(50)의 길이를 따른 피봇 영역의 위치와 관계없이 실질적으로 동일한 최대 각도로 항상 굴곡되는 것을 제공한다. 굴곡 커트(56)는 샤프트(50)의 가요성을 개선할 수 있다.
도 4a 및 4b를 참조하면, 샤프트(60)가, 샤프트(60)의 내측 부분에 슬라이딩식으로 커플링된 강성 내측 부재(62)를 가진다. 일부 경우에, 강성 내측 부재(62)는, 당김 와이어(58)를 포함하는 내측 슬리브를 가질 수 있다. 대안적으로, 강성 내측 부재가 강성 막대-유사 구조를 가질 수 있다. 내측 부재(62)의 원위 부분(64)이 샤프트(60)의 길이를 따라서 가동형 피봇 영역(64a, 64b)을 형성한다. 예를 들어, 화살표(D)에 의해서 표시된 방향으로 강성 내측 부재(62)를 축방향으로 병진운동시키는 것에 의해서, 샤프트(60)의 피봇 영역이 피봇 영역(64a)으로부터 피봇 영역(64b)으로 이동하고, 그에 의해서 액추에이터(20)(도 1)의 이동에 응답하여 굴곡되는 샤프트(60)의 부분을 증가시킨다. 도 3에 대해서 전술한 바와 같이, 전극 영역(28)이 최대 방사상 오프셋(h3, h4)을 획득할 수 있고, 내측 부재(62)는 피봇 영역(64a, 64b)을 각각 형성한다. 각도 제어 메커니즘은, 전극 영역(28)이 샤프트(60)의 길이를 따른 피봇 영역의 위치와 관계없이 실질적으로 동일한 최대 각도로 항상 굴곡되는 것을 제공한다.
도 5를 참조하면, 샤프트(70)는 원위 부분(76)에서 굴곡 커트(74)를 가지는 강성 외측 부재(72)를 포함한다. 굴곡 커트(74)가 굴곡 커트(74)를 포함하는 부재(72)의 부분에서 외측 부재(72)의 가요성을 개선할 수 있기 때문에, 강성 외측 부재(72)의 부분이 액추에이터(20)(도 1)의 이동에 응답하여 벤딩될 수 있다. 샤프트(70)의 강성 부분으로부터 가요성 부분으로의 급격한(sharp) 전이 지점을 제공하는 대신에, 굴곡 커트(74)는 부재(72)의 길이를 따라서 점진적인 피봇 지역(78)을 제공한다. 점진적인 피봇 지역(78)을 가지는 것은, 예를 들어, 피봇 영역에서의 응력 집중 가능성을 감소시킬 수 있고 및/또는 샤프트(70)의 보다 균일한 곡률을 허용할 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 외측 부재(72)의 부분을 따른 다른 구조적 또는 재료적 변동이 외측 부재(72)의 개선된 가요성을 유도할 수 있다. 예를 들어, 외측 부재(72)의 전부 또는 일부가 유연한 카테터 튜빙 또는 다른 형태의 가요성 튜빙을 포함할 수 있다. 샤프트(60)의 강성 내측 부재(62)가 또한 외측 부재(72)에 대해서 전술한 바와 같은 가요성 부분을 포함할 수 있을 것이다.
도 6a 및 6b를 참조하면, 프로브(10)(도 1)의 특별한 구현예는, 액추에이터(20)의 작동을 제한하는 것에 의해서 가요성 선단부의 각도를 유지할 수 있는 각도 제어 메커니즘을 포함한다. 도시된 바와 같이, 프로브(80)가 근위 단부(82a) 및 원위 단부(82b)를 가지는 샤프트(82)를 포함한다. 샤프트(82)의 근위 단부(82a)는 프로브 본체(84)에 커플링되고, 본체(84)는 액추에이터(20)를 포함한다. 액추에이터(20)는 슬라이드, 레버, 다이알, 또는 임의의 다른 기계적인 제어 요소일 수 있고, 그러한 슬라이드, 레버, 다이알, 또는 임의의 다른 기계적인 제어 요소는 샤프트(82)에 커플링되고 그 이동은 그에 따라 샤프트(82)의 원위 단부(82b)를 벤딩되거나 굴곡되게 유도한다. 예를 들어, 액추에이터(20)는, 당김 와이어(58)에 커플링되는 레버 부분(86)을 포함할 수 있고 힌지 지점(88)에서 본체(84)에 회전식으로 부착된다. 사용시에, 사용자가 액추에이터(20)를 레버 부분(86) 상에서 뒤쪽으로 당길 때, 당김 와이어(58)가 당겨지고, 그에 따라 샤프트(82)의 부분이 응답하여 벤딩될 수 있다. 예를 들어, 액추에이터(20)를 화살표(E 및 J)에 의해서 표시된 방향으로 이동시키는 것은, 전극 영역(28)으로 하여금, 화살표(F 및 K)에 의해서 각각 표시된 방향으로 이동하도록 유도한다.
샤프트(82)는, 샤프트(82)의 내측 표면에 슬라이딩식으로 커플링되는 강성 내측 슬리브(92)를 가진다. 내측 부재(92)의 원위 부분(94)은 샤프트(82)의 길이를 따라서 가동형 피봇 영역(95)을 형성한다. 예를 들어, 도 6a는 제1 위치(97a)에서 피봇 영역(95)을 도시하고, 도 6b는 제2 위치(97b)에서 피봇 영역(95)을 도시한다. 대안적으로, 샤프트는 도 3에 대해서 전술한 바와 같이 강성 외측 슬리브를 가질 수 있다. 당김 와이어(58)는 내측 슬리브(92) 내에 배치되고 샤프트(82)의 내측 표면에 대해서 원위적으로 커플링된다. 당김 와이어(58)의 근위 부분이 액추에이터(20)의 레버 부분(86)에 커플링되고, 그에 따라 액추에이터(20)의 이동이 당김 와이어(58)를 당겨 전극 영역(28)을 활성화시킨다.
각도 제어 메커니즘은, 전술한 바와 같이, 전극 영역(28)으로 하여금 피봇 영역의 위치와 관계없이 실질적으로 일정한 최대 각도 배향을 획득하게 할 수 있다. 여러 가지, 수동적, 기계적, 전기적, 및/또는 전자적 메커니즘을 이용하여 전극 영역(28)의 희망하는 일정한 최대 각도 배향을 제공할 수 있을 것이다. 예를 들어, 프로브(80)가 피봇 제어 요소(96) 형태의 각도 제어 메커니즘을 가질 수 있다.
피봇 제어 요소(96)는, 도 6a 및 6b에 도시된 바와 같이, 프로브(80)의 본체(84) 내에 배치된 슬라이딩 요소이다. 피봇 제어 요소(96)는 내측 슬리브(92)에 커플링되고 사용자 제어 부분(96a) 및 액추에이터 차단 부분(96b)을 포함한다. 사용시에, 피봇 제어 요소(96)는 이하에서 덜 설명되는 바와 같이 액추에이터(20)의 단부 위치를 조정할 수 있다. 내측 슬리브(92) 및 피봇 제어 요소(96)가, 예를 들어, 연결 부분(96c)을 통해서, 기계적으로 링크되고, 그에 따라 피봇 제어 요소(96)의 이동은 내측 슬리브(92)가 그리고 그에 따라 피봇 영역(95)의 위치가 샤프트(82)를 따라서 병진운동하도록 유도한다. 사용시에, 사용자는, 피봇 영역(95)을 화살표(H)에 의해서 표시된 바와 같이 위치(97a)로 병진운동시키기 위해서, 예를 들어 화살표(G)에 의해서 표시된 방향으로 사용자 제어 부분(96a)을 슬라이딩시킬 수 있다. 유사하게, 사용자는, 화살표(M)에 의해서 표시된 바와 같이 위치(97b)까지 피봇 영역(95)을 병진운동시키기 위해서 화살표(L)에 의해서 표시된 방향으로 사용자 제어 부분(96a)을 슬라이딩시킬 수 있다.
샤프트(82)를 따른 피봇 영역의 특별한 위치는, 일반적으로, 전극 영역(28)을 희망하는 최대 각도 배향에 도달하도록 이동시키기 위해서 사용자가 액추에이터(20)를 얼마나 멀리 이동시켜야 하는지를 결정한다. 예를 들어, 도 6a에서, 전극 영역(28)은, 액추에이터(20)가 단부 위치(90a)로 이동될 때 최대 각도 배향을 가지는 단부 위치(28c)에 도달한다. 여기에서, 단부 위치(90a)를 지나서 액추에이터(20)를 이동시키는 것은, 희망하는 최대 각도 배향 보다 큰 각도 배향에 전극 영역(28)이 도달하게 유도할 것이다. 유사하게, 도 6b에서, 전극 영역(28)은, 액추에이터(20)가 단부 위치(90b)로 이동될 때 최대 각도 배향을 가지는 단부 위치(28d)에 도달한다. 여기에서, 단부 위치(90a)로 액추에이터(20)를 이동시키는 것은, 희망하는 최대 각도 배향 보다 작은 각도 배향에 도달하는 전극 영역(28)을 유도할 것이다.
피봇 제어 요소(96)의 액추에이터 차단 부분(96b)은, 예를 들어, 액추에이터(20)가 피봇 위치(97a) 및 단부 위치(28c)에 상응하는 단부 위치(90a)에 도달하였을 때 액추에이터(20)의 이동을 기계적으로 차단하는 것, 또는 액추에이터(20)가 피봇 위치(97b) 및 단부 위치(28d)에 상응하는 단부 위치(90b)에 도달하였을 때 액추에이터(20)의 이동을 차단하는 것에 의해서 전극 영역(28)의 각도 제어를 제공할 수 있다. 액추에이터 차단 부분(96b) 및 레버 아암(86)의 형상, 구성, 및/또는 상대적인 배열이 변화되고 미세-튜닝되어, 피봇 영역의 위치와 관계없이 전극 영역(28)의 최대 각도 배향이 대체적으로 동일하도록 보장한다. 일부 경우에, 프로브(80)의 이용 이전에 또는 도중에, 전극 영역(28)의 최대 각도 배향이 사용자에 의해서 변경될 수 있을 것이다. 예를 들어, 액추에이터 차단 부분(96b)과 레버 아암(86) 사이의 접촉을 유지하면서 피봇 제어 요소(96)를 슬라이딩시키는 것은, 전극 영역(28)의 각도 배향을 변화시키지 않고 전극 영역(28)의 방사상 오프셋을 일반적으로 변화시킬 것이다.
액추에이터(20)의 이동을 물리적으로 제한하기 위해서 액추에이터 차단 부분(96b)과 같은 요소를 이용하는 대신에, 각도 제어 메커니즘의 다른 구현예가, 액추에이터(20)가 전극 영역(28)의 희망하는 이동에 상응하는 위치에 도달하였을 때를 사용자가 인지하게 하는, 가시적, 청각적, 및/또는 촉각적 피드백 메커니즘을 포함할 수 있을 것이다. 일부 경우에서, 각도 제어 메커니즘이 전극 영역(28)의 일정한 최대 각도 배향을 유지하기 위한 전자적 센서 및/또는 액추에이터를 포함할 수 있을 것이다.
도 7a 및 7b를 참조하면, 프로브(80)(도 6)의 구현예가 회전 샤프트를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 프로브(100)는, 근위 단부가 회전 제어 메커니즘(104)에 커플링된 회전 샤프트(102)를 가진다. 화살표(X)에 의해서 표시된 방향을 따른 회전 제어 메커니즘(104)의 이동이 화살표(Y)에 의해서 표시된 방향을 따라 샤프트 축(30) 주위로 샤프트(102)가 회전하는 것을 유도하도록, 샤프트(102) 및 회전 제어 메커니즘(104)이 기계적으로 링크된다. 예를 들어, 도 7b에 도시된 바와 같이, 회전 제어 메커니즘(104)은 샤프트(102)에 부착된 샤프트 기어(106) 및 트리거(110)에 부착된 제어 기어(108)를 포함할 수 있다. 사용자가 트리거(110)를 작동시킬 때 전술한 바와 같이 샤프트(102)의 회전 운동을 허용하도록, 샤프트 기어(106) 및 제어 기어(108)가 기계적으로 결합된다. 일부 경우에, 샤프트 기어(106) 및 제어 기어(108)가 베벨 기어 또는 다른 유사한 기어 메커니즘의 일부일 수 있다.
도 8a-8c를 참조하면, 각도 제어 메커니즘의 대안적인 구현예는, 최대 각도 배향을 변화시키지 않고 가요성 선단부의 최대 방사상 오프셋을 변화시키기 위해서 복수의 당김 와이어를 이용한다. 도시된 바와 같이, 샤프트(120)는 제1 연결 사이트(124)에서 샤프트(120)의 내측 표면에 커플링된 제1 당김 와이어(122)와, 제2 연결 사이트(128)에서 샤프트(120)의 내측 표면에 커플링된 제2 당김 와이어(126)를 포함한다. 제1 당김 와이어(122)를 당기는 것에 의해서 유발되는 벤딩 이동이 제2 당김 와이어(126)를 당기는 것에 의해서 유발되는 벤딩 이동과 상이하도록, 제1 및 제2 연결 사이트(124, 128)가 샤프트(120)의 길이를 따라서 상이한 위치들에 배치된다.
도 8a-8c에 도시된 예에서, 제2 연결 사이트(128)가 제1 연결 사이트(124)의 원위에 배치된다. 사용 중에, 당김 와이어(122, 126)를 당기는 것은, 샤프트(120)의 원위 부분(129)이 샤프트(120)의 피봇 영역(130)으로부터 시작하여 벤딩되도록 유도한다. 전술한 바와 같이, 피봇 영역(130)은, 피봇 영역(130)에 대해서 근위적으로 배치된 강성 부재에 의해서 형성될 수 있다. 대안적으로, 피봇 영역(130)은, 피봇 영역(130)에 대해서 원위적으로 배치된 가요성 영역, 예를 들어, 굴곡 커트를 가지는 샤프트의 부분을 도입하는 것에 의해서, 강성 부재를 이용하지 않고 형성될 수 있다. 일부 구현예에서, 강성 부재 및 가요성 영역 모두를 함께 이용하여 피봇 영역(130)을 형성할 수 있다.
도 8b에 도시된 바와 같이, 화살표(P)에 의해서 표시된 방향으로 제1 당김 와이어(122)를 당기는 것은, 원위 부분(129)이 굴곡되게 하여, 피봇 영역(130)과 제1 연결 사이트(124) 사이에 곡선형 영역(132)을 유도한다. 제1 연결 사이트(124)와 제2 연결 사이트(128) 사이에 배치된 직선형 영역(134)은 직선형으로 유지된다. 방사상 오프셋(hc)이 샤프트(120)의 축과 원위 부분(129)의 선단부 사이에 생성된다. 유사하게, 도 8c에 도시된 바와 같이, 화살표(Q)에 의해서 표시된 방향으로 제2 당김 와이어(126)를 당기는 것은, 원위 부분(129)이 굴곡되게 하여, 피봇 영역(130)과 제2 연결 사이트(128) 사이에 곡선형 영역(136)을 유도한다. 방사상 오프셋(hd)이 샤프트(120)의 축과 원위 부분(129)의 선단부 사이에 생성된다. 도시된 예에서, 직선형 영역(134)의 존재로 인해서 그리고 곡선형 영역(136)의 곡률반경 보다 작은 곡선형 영역(132)의 곡률반경으로 인해서, hc 는 hd 보다 크다.
제1 당김 와이어(122)의 근위 부분에 커플링된 제1 액추에이터(미도시) 및 제2 당김 와이어(126)의 근위 부분에 커플링된 제2 액추에이터(미도시)를 가지는 각도 제어 메커니즘을 이용하는 것에 의해서, 최대 방사상 오프셋과 관계없이, 샤프트(120)의 원위 부분(129)의 일정한 최대 각도 배향이 유지될 수 있다. 예를 들어, 제1 액추에이터를 제1 단부 위치로 이동시키는 것이 원위 부분(129)을 최대 오프셋(hc)으로 그리고, 예를 들어, 도 8b에 도시된 바와 같이 약 90도의 최대 각도 배향으로 벤딩 유도하도록, 제1 및 제2 액추에이터가 구성되거나 조정될 수 있다. 유사하게, 제2 액추에이터를 제2 단부 위치로 이동시키는 것이 원위 부분(120)을 보다 작은 최대 오프셋(hd)으로 그리고, 예를 들어, 도 8c에 도시된 바와 같이 약 90도의 최대 각도 배향으로 벤딩 유도한다. 부가적으로, 제1 및 제2 당김 와이어(122, 126) 모두가 동시적으로 작동되어, 샤프트(120)의 원위 부분(129)의 부가적인 벤딩 구성을 유도할 수 있다. 일부 경우에, 제1 및 제2 연결 사이트(124, 128)가 샤프트(120)의 길이를 따라서 병진운동하여, 예를 들어, 곡선형 영역(132, 136)의 길이 및/또는 위치를 변화시킬 수 있다.
본 명세서가 많은 구체적인 구현예의 상세 내용을 포함하지만, 이들은 임의의 구현예의 또는 청구될 수 있는 것의 범위에 대한 제한으로서 해석되지 않아야 하고, 오히려 특정 구현예에 대해 특이적인 특징의 설명으로서 해석되어야 한다. 개별적인 구현예의 맥락에서 본 명세서에서 설명되는 소정의 특징은 또한 단일 구현예 내에서의 조합으로 구현될 수 있다. 반대로, 단일 구현예의 맥락에서 설명되는 다양한 특징이 또한 복수의 구현예에서 분리되어 또는 임의의 적합한 하위 조합으로 구현될 수 있다. 또한, 특징들이 소정의 조합으로 작용하며 처음에 그와 같이 청구되는 것으로 위에서 설명될 수 있지만, 청구되는 조합으로부터의 하나 이상의 특징은 몇몇 경우에, 조합으로부터 제외될 수 있고, 청구되는 조합은 하위 조합 또는 하위 조합의 변경에 관한 것일 수 있다. 따라서, 청구 대상의 특정 구현예가 설명되었다. 다른 구현예가 다음의 특허청구범위의 범위 내에 있다.

Claims (20)

  1. 기구이며:
    핸들 부분;
    핸들 부분에 이동가능하게 커플링되고 시작 위치와 단부 위치 사이에서 이동하도록 구성된 액추에이터;
    핸들 부분 및 액추에이터에 커플링된 근위 단부, 전극 영역을 포함하는 원위 단부, 및 근위 단부와 원위 단부 사이의 가요성 영역을 가지는 샤프트로서, 액추에이터의 이동은 피봇 영역의 원위에 배치된 가요성 영역의 부분이 벤딩되게 유도하고, 그에 따라 샤프트의 축에 대한 전극 영역의 각도 배향 및 방사상 오프셋 모두는, 액추에이터가 단부 위치에 접근함에 따라 증가되고, 액추에이터가 단부 위치에 도달할 때 최대 각도 배향 및 최대 방사상 오프셋 각각에 도달하며, 피봇 영역은 샤프트의 길이를 따라서 배치되는, 샤프트; 및
    근위 부분 및 원위 부분을 가지는 강성 부재로서, 강성 부재의 원위 부분이 피봇 영역을 형성하도록 강성 부재가 샤프트에 이동가능하게 커플링되고, 샤프트의 길이를 따른 강성 부재의 위치의 이동은, 피봇 영역의 위치가 샤프트의 길이를 따라서 축방향으로 병진운동하도록 유도하며, 최대 방사상 오프셋은 샤프트의 길이를 따른 피봇 영역의 위치에 의존하여 변화되는, 강성 부재; 및
    최대 각도 배향이 샤프트의 길이를 따른 강성 부재의 위치와 관계없이 실질적으로 동일하도록, 전극 영역의 각도 배향을 제어하도록 구성된 각도 제어 메커니즘을 포함하는, 기구.
  2. 제1항에 있어서,
    근위 부분 및 원위 부분을 가지는 당김 와이어를 더 포함하고, 당김 와이어의 근위 부분이 액추에이터에 커플링되고, 당김 와이어의 원위 부분이 샤프트에 커플링되며, 액추에이터의 이동은 당김 와이어가 당겨지게 유도하고, 그에 따라 피봇 영역의 원위에 배치된 샤프트의 가요성 영역의 부분이 벤딩되는, 기구.
  3. 제1항에 있어서,
    액추에이터는 슬라이드, 레버, 또는 다이알 중 적어도 하나를 포함하는, 기구.
  4. 제1항에 있어서,
    각도 제어 메커니즘은 핸들 부분에 이동가능하게 커플링된 피봇 제어 요소를 포함하고, 피봇 제어 요소의 이동이 강성 부재로 하여금 샤프트의 길이를 따라서 축방향으로 병진운동하게 유도하도록, 강성 부재의 근위 부분이 피봇 제어 요소에 커플링되고, 피봇 제어 요소가 액추에이터의 단부 위치를 조정하여, 최대 각도 배향이 샤프트의 길이를 따른 강성 부재의 위치와 관계없이 실질적으로 동일하도록, 피봇 제어 요소 및 액추에이터가 기계적으로 링크되는, 기구.
  5. 제1항에 있어서,
    피봇 제어 요소가 슬라이드, 레버, 또는 다이알 중 적어도 하나를 포함하는, 기구.
  6. 제1항에 있어서,
    샤프트 축에 대한 전극 영역의 최대 각도 배향이 110 도인, 기구.
  7. 제1항에 있어서,
    가요성 영역이 샤프트의 길이를 따라 굴곡 커트(flex cut)를 포함하는, 기구.
  8. 제1항에 있어서,
    강성 부재는, 샤프트 위에서 슬라이드하는 외측 튜브를 포함하는, 기구.
  9. 제1항에 있어서,
    강성 부재는, 샤프트 내에서 슬라이드하는 내측 튜브를 포함하는, 기구.
  10. 제1항에 있어서,
    강성 부재의 원위 단부가 강성 부재의 길이를 따라 굴곡 커트를 포함하는, 기구.
  11. 제1항에 있어서,
    샤프트 회전 메커니즘을 더 포함하고, 샤프트 회전 메커니즘의 이동은 샤프트가 샤프트 축 주위로 회전하도록 유도하는, 기구.
  12. 기구이며:
    핸들 부분;
    핸들 부분에 커플링된 근위 단부, 전극 영역을 포함하는 원위 단부, 및 근위 단부와 원위 단부 사이의 가요성 영역을 포함하는 샤프트; 및
    제 1 사이트에서 샤프트에 원위적으로 커플링된 제1 당김 와이어와, 제1 사이트와 상이한 제2 사이트에서 샤프트에 원위적으로 커플링된 제2 당김 와이어로서, 제1 당김 와이어를 당기는 것은, 피봇 영역의 원위적으로 배치된 샤프트의 가요성 영역의 부분이 벤딩되도록 유도하고, 그에 따라 전극 영역이 제1 방사상 오프셋을 가지게 되고, 제2 당김 와이어를 당기는 것은, 피봇 영역의 원위적으로 배치된 샤프트의 가요성 영역의 부분이 벤딩되도록 유도하고, 그에 따라 전극 영역이 제1 방사상 오프셋과 상이한 제2 방사상 오프셋을 가지게 되는, 기구.
  13. 제12항에 있어서,
    제1 방사상 오프셋을 가지는 전극 영역의 최대 각도 배향이 제2 방사상 오프셋을 가지는 전극 영역의 최대 각도 배향과 실질적으로 동일한, 기구.
  14. 샤프트가 가요성 영역을 포함하고 액추에이터에 근위적으로 커플링되고, 액추에이터의 이동이 피봇 영역의 원위에 배치된 가요성 영역의 부분이 벤딩되게 유도하는, 기구의 샤프트를 제어하는 방법이며:
    샤프트의 원위 단부가 제1 최대 각도 배향 및 제1 최대 방사상 오프셋으로 벤딩되도록 액추에이터를 이동시키는 단계;
    피봇 영역의 위치를 병진운동시키는 단계; 및
    피봇 영역의 위치를 병진운동시키는 단계 이후에, 샤프트의 원위 단부가 제2 최대 각도 배향 및 제2 최대 방사상 오프셋으로 벤딩되도록 액추에이터를 이동시키는 단계를 포함하고;
    제1 및 제2 최대 각도 배향이 실질적으로 동일하고 제1 및 제2 최대 방사상 오프셋이 상이한, 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    샤프트의 원위 단부가 제1 최대 각도 배향 및 제1 최대 방사상 오프셋으로 벤딩되도록 액추에이터를 이동시키는 단계는 액추에이터를 제1 단부 위치로 이동시키는 단계를 포함하고;
    샤프트의 원위 단부가 제2 최대 각도 배향 및 제2 최대 방사상 오프셋으로 벤딩되도록 액추에이터를 이동시키는 단계는 액추에이터를 제2 단부 위치로 이동시키는 단계를 포함하는, 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    피봇 영역의 위치를 병진운동시키는 단계는 샤프트의 길이를 따라서 축방향으로 강성 부재를 병진운동시키는 단계를 포함하는, 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    피봇 영역의 위치를 제1 피봇 위치로 병진운동시키는 단계는 액추에이터가 제1 단부 위치를 넘어서 이동하는 것을 제한하고; 그리고
    피봇 영역의 위치를 제2 피봇 위치로 병진운동시키는 단계는 액추에이터가 제2 단부 위치를 넘어서 이동하는 것을 제한하는, 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    샤프트를 따라서 축방향으로 배치된 강성 부재를 병진운동시키는 것에 의해서 피봇 영역의 위치를 병진운동시키기 위해서 그리고 샤프트의 원위 단부의 실질적으로 동일한 최대 각도 배향과 상응하도록 액추에이터의 단부 지점을 조정하기 위해서, 피봇 제어 요소를 이동시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  19. 제14항에 있어서,
    액추에이터를 이동시키는 단계는 당김 와이어가 당겨지도록 유도하고, 당김 와이어는 액추에이터에 근위적으로 그리고 샤프트에 원위적으로 커플링되며, 그에 따라 당김 와이어를 당기는 것은 샤프트의 원위 단부가 벤딩되도록 유도하는, 방법.
  20. 제14항에 있어서,
    샤프트의 축 주위로 샤프트를 회전시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
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