KR20230027067A - 강성화 디바이스 - Google Patents
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Abstract
강성화 시스템은 가요성 구성으로부터 강성 구성으로 진공 또는 압력에 의해 강성화되도록 구성된 세장형 강성화 디바이스 및 강성화 디바이스 둘레에 위치 설정되도록 구성된 외부 튜브를 포함한다. 외부 튜브는 작업 도구의 관통 통과를 가능하게 하도록 구성된 복수의 팽창 가능한 채널을 내부에 포함한다.
Description
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2020년 5월 26일자로 출원된 "RIGIDIZING DEVICES"라는 명칭의 미국 가특허 출원 제63/030,252호, 2020년 12월 21일자로 출원된 "RIGIDIZING DEVICES"라는 명칭의 미국 가특허 출원 제63/128,769, 및 2021년 3월 24일자로 출원된 "RIGIDIZING DEVICES"라는 명칭의 미국 가특허 출원 제63/165,721호에 대한 우선권을 주장하며, 이들 출원의 전체 내용은 본 명세서에 참조로 포함된다.
본 출원은 또한 2020년 1월 16일자로 출원된 "DYNAMICALLY RIGIDIZING COMPOSITE MEDICAL STRUCTURES"라는 명칭의 국제 출원 제PCT/US2020/013937호에 관한 것일 수 있으며, 이 출원의 전체 내용은 본 명세서에 참조로 포함된다.
의료 시술 동안, 중재 의료 디바이스는 해부구조를 통해 만곡되거나 루핑되어, 의료 디바이스의 전진을 어렵게 만들 수 있다.
위장관의 과도한 만곡 또는 루핑으로 인해 내시경이 더 이상 전진할 수 없을 때 유발되는 위장 루핑은 내시경 검사에 대해 특히 널리 알려진 임상 과제이다. 실제로, 한 연구에 따르면 결장 내시경 검사를 받는 환자 100명 중 91명에서 루핑이 발생한 것으로 밝혀졌다[Shah 등, "Magnetic Imaging of Colonoscopy: An Audit of Looping, Accuracy and Ancillary maneuvers." Gastrointest Endosc 2000; 52: 1-8]. 위장 루핑은 혈관 벽과 장간막을 신장시킬 수 있기 때문에 시술을 연장시키고 환자에게 통증을 유발할 수 있다. 더욱이, 위장 루핑은 천공의 발생률을 증가시킨다. 위장 루핑이 심한 경우, 루핑이 결장의 길이를 신장시키고 결장 내시경이 끝까지 도달할 만큼 충분히 길지 않기 때문에 완전한 결장 내시경 검사가 불가능하다. 위장 루핑은 정확한 팁 제어를 방해하여, 사용자가 갈망하는 핸들과 내시경 팁 사이의 일대일 운동 관계를 거부한다. 그러한 문제는 일반적으로 결장 내시경 검사, 식도위 십이지장 내시경 검사(esophagogastroduodenoscopy)(EGD), 소장 내시경 검사, 내시경 역행 담췌관 조영술(endoscopic retrograde cholangiopancreatography)(ERCP), 중재 내시경 검사 시술(ESD(Endoscopic Submucosal Dissection) 및 EMR (Endoscopic Mucosal Resection)을 포함), 로봇 유연 내시경 검사, 경구강 로봇 수술(trans-oral robotic surgery)(TORS), 변경된 해부구조 사례(Roux-en-Y를 포함), 및 NOTES(Natural Orifice Transluminal Endoscopic Surgery) 시술 동안을 비롯하여 광범위한 내시경 시술에 걸쳐 발생한다. 따라서, 위장관에 대한 보다 성공적인 접근을 제공하기 위해 위장 루핑을 방지하는 데 도움이 되는 디바이스가 요구된다.
예를 들어, 폐, 신장, 뇌, 심장 공간, 및 기타 해부학적 위치에서의 중재 시술 동안 의료 기구를 전진시키는 데에 있어서 유사한 어려움이 발생할 수 있다. 따라서, 달리 도달하기 어려운 해부학적 위치에 안전하고 효율적이며 정밀한 접근을 제공할 수 있는 디바이스가 요구된다.
일반적으로, 일 실시예에서, 강성화 시스템은 가요성 구성으로부터 강성 구성으로 진공 또는 압력에 의해 강성화되도록 구성된 세장형 강성화 디바이스 및 강성화 디바이스 둘레에 위치 설정되도록 구성된 외부 튜브를 포함한다. 외부 튜브는 작업 도구의 관통 통과를 가능하게 하도록 구성된 복수의 팽창 가능한 채널을 내부에 포함한다.
이 실시예 및 다른 실시예는 다음 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 강성화 시스템은 복수의 팽창 가능한 채널들의 채널에 제거 가능하게 삽입되도록 구성된 적어도 하나의 가이드를 더 포함할 수 있다. 적어도 하나의 가이드는 작업 도구의 관통 통과를 가능하게 하도록 구성된 루멘을 포함할 수 있다. 채널은 적어도 하나의 가이드가 관통 삽입됨에 따라 팽창되도록 구성될 수 있다. 채널은 적어도 하나의 가이드가 제거됨에 따라 붕괴되도록 구성될 수 있다. 적어도 하나의 가이드는 비외상성 원위 단부를 포함할 수 있다. 루멘은 적어도 하나의 가이드가 채널 내에 위치 설정될 때 세장형 강성화 디바이스를 향해 반경방향 내향으로 지향하도록 구성될 수 있다. 루멘은 루멘을 반경방향으로 내향으로 지향시키도록 루멘의 원위 단부에 30°-60°의 굽힘부를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 가이드는 세장형 강성화 디바이스에 대한 적어도 하나의 가이드의 회전 정렬을 가능하게 하도록 구성된 비대칭성 단면을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 가이드는 세장형 강성화 디바이스의 외주에 실질적으로 합치하도록 구성된 경사진 또는 만곡된 표면을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 가이드는 가요성 구성에서 강성화 디바이스보다 더 높은 강성도를 가질 수 있고 강성 구성에서 강성화 디바이스보다 더 낮은 강성도를 가질 수 있다. 세장형 강성화 디바이스의 외경과 복수의 채널의 각각의 팽창 가능한 채널의 내경의 비율은 1:1 내지 6:1일 수 있다. 외부 튜브는 0.03 인치 미만의 벽 두께를 갖는 슬리브일 수 있다. 외부 튜브는 엘라스토머, 플라스틱, 또는 천 구조를 포함할 수 있다. 외부 튜브는 세장형 강성화 디바이스에 영구적으로 부착될 수 있다. 각각의 채널은 작업 도구가 채널에 삽입될 때 강성화 디바이스에 대한 작업 도구의 원위 원주방향 위치를 나타내도록 구성되는 근위 마커를 포함할 수 있다. 세장형 강성화 디바이스는 세장형 강성화 디바이스의 벽 내에 진공 또는 압력을 공급함으로써 강성화되도록 구성될 수 있다. 벽은 브레이드층을 포함할 수 있다. 작업 도구는 가요성 구성에서 강성화 디바이스보다 더 높은 강성도를 가질 수 있고 강성 구성에서 강성화 디바이스보다 더 낮은 강성도를 가질 수 있다. 세장형 강성화 디바이스는 오버튜브의 일부일 수 있고, 오버튜브는 스코프를 관통 통과시키도록 구성될 수 있다.
일반적으로, 일 실시예에서, 신체 루멘 내에 작업 도구를 위치 설정하는 방법은, 강성화 디바이스가 가요성 구성에 있는 동안 강성화 디바이스 및 내부에 복수의 팽창 가능한 채널을 갖는 외부 튜브를 신체 루멘으로 삽입하는 단계, 강성화 디바이스에 진공 또는 압력을 공급하여 강성화 디바이스를 가요성 구성으로부터 강성 구성으로 천이시키는 단계, 강성화 디바이스가 강성 구성에 있는 동안 팽창 가능한 채널들의 채널을 통해 작업 도구를 삽입하는 단계, 및 신체 루멘 내에서 작업 도구로 의료 시술을 수행하는 단계를 포함한다.
이 실시예 및 다른 실시예는 다음 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 방법은 강성화 디바이스가 강성 구성에 있는 동안 및 작업 도구를 삽입하기 전에 복수의 팽창 가능한 채널들의 채널을 통해 가이드를 삽입하는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은 가이드로부터 작업 도구를 제거하는 단계 및 채널로부터 가이드를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다. 채널로부터 가이드를 제거하면 채널이 반경방향 내향으로 붕괴되게 될 수 있다. 강성 구성에서 강성화 디바이스의 형상은 가이드를 삽입하는 단계 동안 고정된 상태로 유지될 수 있다. 가이드는 비대칭성일 수 있다. 가이드를 삽입하는 단계는 경사진 또는 만곡된 표면이 강성화 디바이스의 외주에 실질적으로 합치하도록 가이드를 삽입하는 단계를 포함할 수 있다. 작업 도구를 삽입하는 단계는 작업 도구가 가이드의 루멘의 미리 설정된 굽힘부를 통해 연장되고 강성화 디바이스의 중심축을 향해 지향하도록 작업 도구를 삽입하는 단계를 포함할 수 있다. 채널을 통해 가이드를 삽입하면 채널이 접혀진 구성으로부터 팽창된 구성으로 반경방향 외향으로 팽창되게 될 수 있다. 적어도 하나의 가이드는 가요성 구성에서 강성화 디바이스보다 더 높은 강성도를 가질 수 있고 강성 구성에서 강성화 디바이스보다 더 낮은 강성도를 가질 수 있다. 강성화 디바이스에 진공 또는 압력을 공급하는 단계는 강성화 디바이스의 벽에 진공 또는 압력을 공급하는 단계를 포함할 수 있다. 의료 시술을 수행하는 단계는 강성화 디바이스가 강성 구성에 있는 동안 수행될 수 있다. 작업 도구는 가요성 구성에서 강성화 디바이스보다 더 높은 강성도를 가질 수 있고 강성 구성에서 강성화 디바이스보다 더 낮은 강성도를 가질 수 있다. 방법은 강성화 디바이스가 강성화 구성에 있는 동안 강성화 디바이스를 통해 스코프를 통과시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 강성 구성에서 강성화 디바이스의 형상은 작업 도구를 삽입하는 단계 동안 고정된 상태로 유지될 수 있다. 방법은 가이드를 삽입하기 전에 복수의 채널들의 채널을 선택하는 단계를 더 포함할 수 있다. 채널을 선택하는 단계는 채널의 원위 원주방향 위치를 나타내는 근위 마커에 기초하여 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
일반적으로, 일 실시예에서, 강성화 시스템은 진공 또는 압력에 의해 강성화되도록 구성된 세장형 강성화 디바이스 및 강성화 디바이스의 길이를 따라 길이방향으로 연장되는 복수의 레일을 포함한다. 각각의 레일은 세장형 관형 가이드와 활주 가능하게 맞물리도록 구성된다.
이 실시예 및 다른 실시예는 다음 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 세장형 관형 가이드가 복수의 레일들의 레일과 맞물릴 때, 세장형 관형 가이드는 세장형 강성화 디바이스에 평행할 수 있다. 복수의 레일 각각은 T자형 레일일 수 있다. 강성화 디바이스는 관형 가이드를 더 포함할 수 있다. 관형 가이드는 복수의 레일들의 레일과 맞물리도록 구성된 T자형 슬롯을 내부에 포함할 수 있다. 복수의 레일은 수형 연장부를 포함할 수 있다. 강성화 디바이스는 관형 가이드를 더 포함할 수 있으며, 관형 가이드는 복수의 레일들의 레일과 맞물리도록 구성된 암형 슬롯을 내부에 포함한다. 복수의 레일은 내부에 암형 슬롯을 포함할 수 있다. 강성화 디바이스는 관형 가이드를 더 포함할 수 있고, 관형 가이드는 복수의 레일들의 레일과 맞물리도록 구성된 수형 연장부를 그 위에 포함한다. 복수의 레일 중 하나 이상은 톱니형일 수 있다. 복수의 레일은 강성화 디바이스의 원주 둘레에 등거리로 위치 설정될 수 있다.
일반적으로, 일 실시예에서, 강성화 시스템은 제1 강성화 디바이스, 제1 강성화 디바이스 내에 반경방향으로 위치 설정된 제2 강성화 디바이스, 및 제1 강성화 디바이스의 외부를 따라 길이방향으로 연장되는 복수의 도구 채널을 포함한다. 제2 강성화 디바이스는 제1 강성화 디바이스에 대해 축방향으로 활주 가능하다. 제1 및 제2 강성화 디바이스는 진공 또는 압력에 의해 교대로 강성화되도록 구성된다.
이 실시예 및 다른 실시예는 다음 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 복수의 도구 채널은 실질적으로 서로 인접하게 위치 설정될 수 있다. 복수의 도구 채널은 제1 강성화 디바이스의 원주의 120도 미만을 따라서만 위치 설정될 수 있다. 복수의 도구 채널은 강성화 시스템을 신체 루멘으로 삽입한 후에 강성화 디바이스의 원주 둘레를 이동하도록 구성될 수 있다. 적어도 하나의 도구 채널은 그 안에 관절식 카메라를 유지하도록 구성될 수 있다. 복수의 도구 채널은 가요성 증가를 위해 내부에 노치를 가질 수 있다. 강성화 시스템은 제1 강성화 디바이스의 외부 및 복수의 도구 채널 둘레의 외부 외장 및 외부 외장과 제1 강성화 디바이스 사이의 진공 입구를 더 포함할 수 있다. 입구는 도구 채널에 대해 외부 외장을 흡입하기 위해 진공을 제공하도록 구성될 수 있다. 복수의 도구 채널은 나선형 절단 배관 또는 코일을 포함할 수 있다. 강성화 시스템은 제1 강성화 디바이스를 따라 활주 가능하게 이동하도록 구성된 피팅을 더 포함할 수 있다. 복수의 도구 채널은 피팅에 부착될 수 있다. 강성화 시스템은, 근위 방향으로 당겨질 때, 피팅을 원위 방향으로 이동시키도록 구성된 복수의 케이블을 더 포함할 수 있다. 복수의 도구 채널은 제1 강성화 디바이스 위로 활주되도록 구성된 외부 튜브의 일체형 부분일 수 있다. 외부 튜브는 외부 튜브를 따른 굴곡부를 포함할 수 있다. 외부 튜브는 제1 강성화 디바이스 위에 외부 튜브의 스냅 체결을 가능하게 하는 길이방향 슬릿을 포함할 수 있다. 외부 튜브의 내부 벽 또는 외부 벽은 압력 또는 진공의 인가를 통해 강성화되도록 구성될 수 있다.
일반적으로, 일 실시예에서, 강성화 디바이스는 근위 섹션 및 원위 섹션을 갖는 관형 벽을 갖는 세장형 가요성 튜브, 근위 섹션 내에서 연장되는 브레이드층, 원위 섹션 내에서 연장되는 복수의 연동 장치, 근위 섹션 및 원위 섹션의 조향을 위한 연동 장치에 부착된 원위 섹션을 통해 또는 평행하게 연장되는 복수의 케이블, 및 근위 섹션과 원위 섹션 사이의 결합부에 있는 클램핑 메커니즘을 포함한다. 클램핑 메커니즘은 복수의 케이블 둘레에 위치 설정된 복수의 클램프 맞물림부를 포함한다. 관형 벽에 진공 또는 압력을 공급하면 브레이드층이 강성화되어 근위 섹션을 가요성 구성으로부터 강성 구성으로 천이시키고 클램핑 메커니즘을 활성화시켜 원위 섹션의 형상을 로킹한다.
이 실시예 및 다른 실시예는 다음 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 복수의 케이블의 각각의 케이블의 원위 부분은 클램프 맞물림부와 맞물리도록 구성된 복수의 케이블 맞물림부를 포함할 수 있다. 클램프 맞물림부는 암형 맞물림부일 수 있고, 복수의 케이블 맞물림부는 수형 맞물림부일 수 있다. 강성화 디바이스는 브레이드층 및 복수의 연동 장치 위로 연장되는 외부층을 더 포함할 수 있다. 클램핑 메커니즘은 진공 또는 압력이 관형 벽에 공급될 수 있을 때 클램프 맞물림부에 대해 가압하도록 구성된 클램프 블래더를 더 포함할 수 있다.
일반적으로, 일 실시예에서, 강성화 디바이스는 근위 섹션 및 원위 섹션을 갖는 관형 벽을 갖는 세장형 가요성 튜브, 근위 섹션 내에서 연장되는 브레이드층, 원위 섹션 내에서 연장되는 복수의 연동 장치, 근위 섹션 및 원위 섹션의 조향을 위한 연동 장치에 부착된 원위 섹션을 통해 연장되는 복수의 조향 케이블, 원위 섹션을 통해 연장되는 복수의 로킹 케이블, 및 근위 섹션과 원위 섹션 사이의 결합부에 있고 복수의 로킹 케이블 둘레에 위치 설정된 복수의 클램프 맞물림부를 포함하는 클램핑 메커니즘을 포함한다. 관형 벽에 진공 또는 압력을 공급하면 브레이드층이 강성화되어 근위 섹션을 가요성 구성으로부터 강성 구성으로 천이시키고 클램핑 메커니즘을 활성화시켜 원위 섹션의 형상을 로킹한다.
이 실시예 및 다른 실시예는 다음 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 복수의 로킹 케이블의 각각의 케이블의 원위 부분은 클램프 맞물림부와 맞물리도록 구성된 복수의 케이블 맞물림부를 포함할 수 있다.
일반적으로, 일 실시예에서, 강성화 디바이스는 근위 섹션 및 원위 섹션을 포함하는 관형 벽을 갖는 세장형 가요성 튜브, 원위 섹션 내에서 연장되는 복수의 연동 장치, 연동 장치를 통해 또는 그에 평행하게 연장되는 복수의 채널, 및 복수의 채널들의 채널을 통해 연장되는 복수의 압력 라인을 포함한다. 복수의 압력 라인 각각은 원위 섹션을 가요성 구성으로부터 강성 구성으로 천이시키기 위해 복수의 연동 장치에 대해 팽창하도록 구성된다.
이 실시예 및 임의의 다른 실시예는 다음 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 강성화 디바이스는 복수의 채널들의 채널을 통해 연장되는 복수의 지지 부재를 더 포함할 수 있다. 채널 내의 압력 라인의 팽창은 지지 부재를 복수의 연동 장치에 대해 압박할 수 있다. 각각의 채널은 그 내주 상에 맞물림 요소를 포함할 수 있다. 각각의 지지 요소는 압력 라인으로부터 압력이 인가될 때 맞물리도록 구성되는 정합 맞물림 요소를 그 외부 둘레에 포함할 수 있다. 각각의 지지 부재는 와이어를 포함할 수 있다. 강성화 디바이스는 근위 섹션 및 원위 섹션을 통해 또는 그에 평행하게 연장되고 원위 섹션의 조향을 위해 복수의 연동 장치에 부착되는 복수의 케이블을 더 포함할 수 있다. 복수의 압력 라인의 각각의 압력 라인은 0.060" 미만의 직경을 가질 수 있다. 원위 섹션은 1" 미만의 곡률 반경을 갖는 굽힘부를 형성하도록 구성될 수 있다. 복수의 압력 라인은 5 atm보다 큰 압력을 지지하도록 구성될 수 있다. 각각의 압력 라인은 강성 구성의 원주보다 작은 가요성 구성의 원주를 가질 수 있다. 각각의 압력 라인은 유연성 재료를 포함할 수 있다. 각각의 압력 라인은 강성 구성의 원주보다 큰 가요성 구성의 원주를 가질 수 있다. 각각의 압력 라인은 비-유연성 재료를 포함할 수 있다. 근위 섹션은 근위 섹션 내에서 연장되는 브레이드층을 포함할 수 있다. 관형 벽에 진공 또는 압력을 공급하면 브레이드층이 강성화되어 근위 섹션을 가요성 구성으로부터 강성 구성으로 천이시킬 수 있다. 압력 라인은 그 둘레에 브레이드층을 포함할 수 있다.
본 발명의 신규한 특징은 다음 청구범위에 구체적으로 기재되어 있다. 본 발명의 특징 및 이점에 대한 더 나은 이해는 본 발명의 원리가 이용되는 예시적인 실시예를 기재하는 다음의 상세한 설명 및 첨부 도면을 참조하여 획득될 것이고, 도면에서:
도 1은 강성화 디바이스를 도시한다.
도 2a 및 도 2b는 강성화 디바이스의 예시적인 강성화된 형상을 도시한다.
도 3a 내지 도 3d는 예시적인 진공 강성화 디바이스를 도시한다.
도 4a 및 도 4b는 예시적인 압력 강성화 디바이스를 도시한다.
도 5는 원위 단부 섹션을 갖는 강성화 디바이스를 도시한다.
도 6은 디바이스의 근위 섹션과 별개의 브레이드 패턴을 갖는 원위 단부 섹션이 있는 강성화 디바이스를 도시한다.
도 7은 복수의 수동 연동 장치를 갖는 원위 단부 섹션이 있는 강성화 디바이스를 도시한다.
도 8은 복수의 능동 제어식 연동 장치를 갖는 원위 단부 섹션이 있는 강성화 디바이스를 도시한다.
도 9a 내지 도 9e는 복수의 능동 제어식 연동 장치를 도시한다.
도 10은 적층벽 내에서 연장되는 케이블을 포함하는 강성화 디바이스의 일 실시예를 도시한다.
도 11은 적층벽 내에서 연장되는 케이블을 포함하는 강성화 디바이스의 일 실시예를 도시한다.
도 12는 적층벽 내에서 연장되는 케이블을 포함하는 강성화 디바이스의 일 실시예를 도시한다.
도 13은 적층벽 내에서 연장되는 케이블을 포함하는 강성화 디바이스의 일 실시예를 도시한다.
도 14는 적층벽 내에서 연장되는 케이블을 포함하는 강성화 디바이스의 일 실시예를 도시한다.
도 15는 적층벽 내에서 연장되는 케이블을 포함하는 강성화 디바이스의 일 실시예를 도시한다.
도 16은 적층벽 내에서 연장되는 케이블을 포함하는 강성화 디바이스의 일 실시예를 도시한다.
도 17은 중앙 루멘 아래로 연장되는 케이블을 포함하는 강성화 디바이스를 도시한다.
도 18은 그 둘레에 나선형으로 된 케이블을 포함하는 강성화 디바이스의 실시예를 도시한다.
도 19는 그 둘레에 나선형으로 된 케이블을 갖는 강성화 디바이스의 실시예를 도시한다.
도 20a 및 도 20b는 그 둘레에 나선형으로 된 케이블을 갖는 강성화 디바이스의 실시예를 도시한다.
도 21a 및 도 21b는 그 내부에 나선형으로 된 케이블을 갖는 강성화 디바이스를 도시한다.
도 22a 내지 도 22d는 원위 단부에 대한 예시적인 연동 장치를 도시한다.
도 23a 내지 도 23b는 강성화 섹션 위에 연동 장치를 갖는 원위 단부 섹션이 있는 강성화 디바이스를 도시한다.
도 24는 조향 가능한 강성화 팁을 도시한다.
도 25a는 강성화 섹션 내에 연동 장치를 갖는 원위 단부 섹션이 있는 강성화 디바이스를 도시한다.
도 25b는 그 원위 단부 근방의 벽에 부착된 조향 케이블을 갖는 강성화 디바이스를 도시한다.
도 26a 내지 도 26c는 능동적으로 편향된 원위 단부 섹션을 갖는 강성화 디바이스를 도시한다.
도 27은 중첩된 강성화 시스템(nested rigidizing system)을 도시한다.
도 28은 내부와 외부 강성화 디바이스 사이에 커버를 갖는 중첩된 강성화 시스템을 도시한다.
도 29a 및 도 29b는 외부 강성화 디바이스가 조향 및 이미징을 포함하는 중첩된 강성화 시스템을 도시한다.
도 30a 내지 도 30h는 중첩된 강성화 시스템의 예시적인 사용을 도시한다.
도 31a 내지 도 31d는 로봇 제어식 강성화 시스템을 도시한다.
도 32a 및 도 32b는 로봇 제어식 강성화 시스템을 구동시키는 메커니즘을 도시한다.
도 33은 로봇 제어식 강성화 시스템용 구동 유닛을 도시한다.
도 34는 로봇 제어식 강성화 시스템용 가이드를 도시한다.
도 35a 및 도 35b는 로봇 제어식 강성화 시스템용 가이드의 또 다른 실시예를 도시한다.
도 36은 로봇 제어식 강성화 시스템용 피팅의 다른 실시예를 도시한다.
도 37은 로봇 제어식 강성화 시스템과 함께 사용하기 위한 도구를 도시한다.
도 38은 로봇 제어식 강성화 시스템과 함께 사용하기 위한 슬라이드를 도시한다.
도 39a 및 도 39b는 로봇 제어식 강성화 시스템을 도시한다.
도 40은 로봇 제어식 강성화 시스템용 피봇 아암을 도시한다.
도 41a 내지 도 41c는 작업 채널의 부착을 위한 레일 시스템을 갖는 강성화 디바이스를 도시한다.
도 42는 강성화 디바이스의 외부 원주방향 섹션을 따라 서로 인접하게 위치 설정된 작업 채널을 갖는 강성화 디바이스를 도시한다.
도 43은 작업 채널이 원주 둘레로 더 펼쳐진 위치로 이동된 도 42의 강성화 디바이스를 도시한다.
도 44는 톱니형 작업 채널이 부착된 강성화 디바이스를 도시한다.
도 45는 신축형 작업 채널이 부착된 강성화 디바이스를 도시한다.
도 46은 진공 활성화되도록 구성된 외부 외장 내에서 자유롭게 부동하는 하나 이상의 작업 채널을 갖는 강성화 디바이스를 도시한다.
도 47은 나선형 절단 작업 채널이 부착된 강성화 디바이스를 도시한다.
도 48은 코일링된 작업 채널이 부착된 강성화 디바이스를 도시한다.
도 49a 및 도 49b는 가요성 가이드를 포함하는 피팅을 도시한다.
도 50a 내지 도 50c는 작업 도구의 통과를 위한 루멘을 갖는 강성화 디바이스의 원위 단부 섹션을 도시한다.
도 51a 내지 도 51e는 격리된 강성화 원위 단부 섹션을 갖는 강성화 디바이스를 도시한다.
도 52a 및 도 52b는 작업 채널을 갖는 가요성 외부 튜브를 포함하는 강성화 디바이스를 도시한다.
도 53은 작업 채널을 갖는 다른 외부 튜브를 포함하는 강성화 디바이스를 도시한다.
도 54는 격리된 강성화 원위 단부 섹션을 갖는 다른 강성화 디바이스를 도시한다.
도 55는 강성화 원위 팁을 도시한다.
도 56a 내지 도 56d는 내부에 복수의 압력 채널을 포함하는 강성화 원위 단부 섹션을 도시한다.
도 57은 직사각형 압력 라인 및 지지 부재를 갖는 압력 채널을 도시한다.
도 58은 압력 라인 및 케이블 지지 라인을 갖는 압력 채널을 도시한다.
도 59는 압력 라인 및 복수의 지지 부재를 갖는 압력 채널을 도시한다.
도 60은 압력 라인 둘레에 코일링된 지지 부재를 도시한다.
도 61은 압력 라인의 원주보다 작은 원주를 갖는 압력 라인이 있는 압력 채널을 도시한다.
도 62는 압력 라인의 원주보다 큰 원주를 갖는 압력 라인이 있는 압력 채널을 도시한다.
도 63a 및 도 63b는 압력 채널과 함께 사용하기 위한 오버몰딩된 지지 부재를 도시한다.
도 64a 및 도 64b는 압력 채널과 함께 사용하기 위한 다른 오버몰딩된 지지 부재를 도시한다.
도 65는 압력 채널과 함께 사용하기 위한 다른 오버몰딩된 지지 부재를 도시한다.
도 66a 및 도 66b는 그 둘레에 브레이드를 갖는 팽창 가능한 압력 라인을 도시한다.
도 67은 내부에 복수의 압력 채널을 포함하는 다른 강성화 원위 단부 섹션을 도시한다.
도 68a 및 도 68b는 압력 채널을 통한 압력 라인의 예시적인 통과를 도시한다.
도 69는 내부에 복수의 압력 채널을 포함하는 다른 강성화 원위 단부 섹션을 도시한다.
도 70은 내부에 비마찰층을 갖는 압력 채널을 도시한다.
도 71a 및 도 71b는 연동 장치를 따라 연장되는 지지 부재를 갖는 강성화 원위 단부 섹션을 도시한다.
도 72는 원위 단부 섹션을 위한 클램프 메커니즘을 갖는 강성화 디바이스를 도시한다.
도 73a 내지 도 73m은 작업 도구의 관통 삽입을 가능하게 하도록 구성된 제거 가능한 가이드가 있는 외부 튜브를 갖는 강성화 시스템을 도시한다.
도 74a 내지 도 74f는 작업 도구의 관통 삽입을 가능하게 하도록 구성된 제거 가능한 가이드가 있는 외부 튜브를 갖는 다른 강성화 시스템을 도시한다.
도 75a 및 도 75b는 강성화 시스템과 함께 사용하기 위한 제거 가능한 가이드를 갖는 다른 외부 튜브를 도시한다.
도 1은 강성화 디바이스를 도시한다.
도 2a 및 도 2b는 강성화 디바이스의 예시적인 강성화된 형상을 도시한다.
도 3a 내지 도 3d는 예시적인 진공 강성화 디바이스를 도시한다.
도 4a 및 도 4b는 예시적인 압력 강성화 디바이스를 도시한다.
도 5는 원위 단부 섹션을 갖는 강성화 디바이스를 도시한다.
도 6은 디바이스의 근위 섹션과 별개의 브레이드 패턴을 갖는 원위 단부 섹션이 있는 강성화 디바이스를 도시한다.
도 7은 복수의 수동 연동 장치를 갖는 원위 단부 섹션이 있는 강성화 디바이스를 도시한다.
도 8은 복수의 능동 제어식 연동 장치를 갖는 원위 단부 섹션이 있는 강성화 디바이스를 도시한다.
도 9a 내지 도 9e는 복수의 능동 제어식 연동 장치를 도시한다.
도 10은 적층벽 내에서 연장되는 케이블을 포함하는 강성화 디바이스의 일 실시예를 도시한다.
도 11은 적층벽 내에서 연장되는 케이블을 포함하는 강성화 디바이스의 일 실시예를 도시한다.
도 12는 적층벽 내에서 연장되는 케이블을 포함하는 강성화 디바이스의 일 실시예를 도시한다.
도 13은 적층벽 내에서 연장되는 케이블을 포함하는 강성화 디바이스의 일 실시예를 도시한다.
도 14는 적층벽 내에서 연장되는 케이블을 포함하는 강성화 디바이스의 일 실시예를 도시한다.
도 15는 적층벽 내에서 연장되는 케이블을 포함하는 강성화 디바이스의 일 실시예를 도시한다.
도 16은 적층벽 내에서 연장되는 케이블을 포함하는 강성화 디바이스의 일 실시예를 도시한다.
도 17은 중앙 루멘 아래로 연장되는 케이블을 포함하는 강성화 디바이스를 도시한다.
도 18은 그 둘레에 나선형으로 된 케이블을 포함하는 강성화 디바이스의 실시예를 도시한다.
도 19는 그 둘레에 나선형으로 된 케이블을 갖는 강성화 디바이스의 실시예를 도시한다.
도 20a 및 도 20b는 그 둘레에 나선형으로 된 케이블을 갖는 강성화 디바이스의 실시예를 도시한다.
도 21a 및 도 21b는 그 내부에 나선형으로 된 케이블을 갖는 강성화 디바이스를 도시한다.
도 22a 내지 도 22d는 원위 단부에 대한 예시적인 연동 장치를 도시한다.
도 23a 내지 도 23b는 강성화 섹션 위에 연동 장치를 갖는 원위 단부 섹션이 있는 강성화 디바이스를 도시한다.
도 24는 조향 가능한 강성화 팁을 도시한다.
도 25a는 강성화 섹션 내에 연동 장치를 갖는 원위 단부 섹션이 있는 강성화 디바이스를 도시한다.
도 25b는 그 원위 단부 근방의 벽에 부착된 조향 케이블을 갖는 강성화 디바이스를 도시한다.
도 26a 내지 도 26c는 능동적으로 편향된 원위 단부 섹션을 갖는 강성화 디바이스를 도시한다.
도 27은 중첩된 강성화 시스템(nested rigidizing system)을 도시한다.
도 28은 내부와 외부 강성화 디바이스 사이에 커버를 갖는 중첩된 강성화 시스템을 도시한다.
도 29a 및 도 29b는 외부 강성화 디바이스가 조향 및 이미징을 포함하는 중첩된 강성화 시스템을 도시한다.
도 30a 내지 도 30h는 중첩된 강성화 시스템의 예시적인 사용을 도시한다.
도 31a 내지 도 31d는 로봇 제어식 강성화 시스템을 도시한다.
도 32a 및 도 32b는 로봇 제어식 강성화 시스템을 구동시키는 메커니즘을 도시한다.
도 33은 로봇 제어식 강성화 시스템용 구동 유닛을 도시한다.
도 34는 로봇 제어식 강성화 시스템용 가이드를 도시한다.
도 35a 및 도 35b는 로봇 제어식 강성화 시스템용 가이드의 또 다른 실시예를 도시한다.
도 36은 로봇 제어식 강성화 시스템용 피팅의 다른 실시예를 도시한다.
도 37은 로봇 제어식 강성화 시스템과 함께 사용하기 위한 도구를 도시한다.
도 38은 로봇 제어식 강성화 시스템과 함께 사용하기 위한 슬라이드를 도시한다.
도 39a 및 도 39b는 로봇 제어식 강성화 시스템을 도시한다.
도 40은 로봇 제어식 강성화 시스템용 피봇 아암을 도시한다.
도 41a 내지 도 41c는 작업 채널의 부착을 위한 레일 시스템을 갖는 강성화 디바이스를 도시한다.
도 42는 강성화 디바이스의 외부 원주방향 섹션을 따라 서로 인접하게 위치 설정된 작업 채널을 갖는 강성화 디바이스를 도시한다.
도 43은 작업 채널이 원주 둘레로 더 펼쳐진 위치로 이동된 도 42의 강성화 디바이스를 도시한다.
도 44는 톱니형 작업 채널이 부착된 강성화 디바이스를 도시한다.
도 45는 신축형 작업 채널이 부착된 강성화 디바이스를 도시한다.
도 46은 진공 활성화되도록 구성된 외부 외장 내에서 자유롭게 부동하는 하나 이상의 작업 채널을 갖는 강성화 디바이스를 도시한다.
도 47은 나선형 절단 작업 채널이 부착된 강성화 디바이스를 도시한다.
도 48은 코일링된 작업 채널이 부착된 강성화 디바이스를 도시한다.
도 49a 및 도 49b는 가요성 가이드를 포함하는 피팅을 도시한다.
도 50a 내지 도 50c는 작업 도구의 통과를 위한 루멘을 갖는 강성화 디바이스의 원위 단부 섹션을 도시한다.
도 51a 내지 도 51e는 격리된 강성화 원위 단부 섹션을 갖는 강성화 디바이스를 도시한다.
도 52a 및 도 52b는 작업 채널을 갖는 가요성 외부 튜브를 포함하는 강성화 디바이스를 도시한다.
도 53은 작업 채널을 갖는 다른 외부 튜브를 포함하는 강성화 디바이스를 도시한다.
도 54는 격리된 강성화 원위 단부 섹션을 갖는 다른 강성화 디바이스를 도시한다.
도 55는 강성화 원위 팁을 도시한다.
도 56a 내지 도 56d는 내부에 복수의 압력 채널을 포함하는 강성화 원위 단부 섹션을 도시한다.
도 57은 직사각형 압력 라인 및 지지 부재를 갖는 압력 채널을 도시한다.
도 58은 압력 라인 및 케이블 지지 라인을 갖는 압력 채널을 도시한다.
도 59는 압력 라인 및 복수의 지지 부재를 갖는 압력 채널을 도시한다.
도 60은 압력 라인 둘레에 코일링된 지지 부재를 도시한다.
도 61은 압력 라인의 원주보다 작은 원주를 갖는 압력 라인이 있는 압력 채널을 도시한다.
도 62는 압력 라인의 원주보다 큰 원주를 갖는 압력 라인이 있는 압력 채널을 도시한다.
도 63a 및 도 63b는 압력 채널과 함께 사용하기 위한 오버몰딩된 지지 부재를 도시한다.
도 64a 및 도 64b는 압력 채널과 함께 사용하기 위한 다른 오버몰딩된 지지 부재를 도시한다.
도 65는 압력 채널과 함께 사용하기 위한 다른 오버몰딩된 지지 부재를 도시한다.
도 66a 및 도 66b는 그 둘레에 브레이드를 갖는 팽창 가능한 압력 라인을 도시한다.
도 67은 내부에 복수의 압력 채널을 포함하는 다른 강성화 원위 단부 섹션을 도시한다.
도 68a 및 도 68b는 압력 채널을 통한 압력 라인의 예시적인 통과를 도시한다.
도 69는 내부에 복수의 압력 채널을 포함하는 다른 강성화 원위 단부 섹션을 도시한다.
도 70은 내부에 비마찰층을 갖는 압력 채널을 도시한다.
도 71a 및 도 71b는 연동 장치를 따라 연장되는 지지 부재를 갖는 강성화 원위 단부 섹션을 도시한다.
도 72는 원위 단부 섹션을 위한 클램프 메커니즘을 갖는 강성화 디바이스를 도시한다.
도 73a 내지 도 73m은 작업 도구의 관통 삽입을 가능하게 하도록 구성된 제거 가능한 가이드가 있는 외부 튜브를 갖는 강성화 시스템을 도시한다.
도 74a 내지 도 74f는 작업 도구의 관통 삽입을 가능하게 하도록 구성된 제거 가능한 가이드가 있는 외부 튜브를 갖는 다른 강성화 시스템을 도시한다.
도 75a 및 도 75b는 강성화 시스템과 함께 사용하기 위한 제거 가능한 가이드를 갖는 다른 외부 튜브를 도시한다.
일반적으로, 신체(예를 들어, 혈관)의 만곡된 또는 루핑된 부분을 통해 스코프(예를 들어, 내시경) 또는 기타 의료 기구를 운반하는 것을 돕도록 구성된 강성화 디바이스(예를 들어, 오버튜브)가 본 명세서에 설명되어 있다. 강성화 디바이스는 길고 가늘며 중공형일 수 있고 가요성 구성(즉, 느슨하거나, 늘어지거나, 헐렁한 구성)으로부터 강성 구성(즉, 뻣뻣하고 및/또는 강성화된 경우에 있는 형상을 유지하는 구성)으로 빠르게 천이될 수 있다. 복수의 층(예를 들어, 코일링된 또는 보강된 층, 슬립층, 편조된 층, 블래더층 및/또는 밀봉 외장)이 함께 강성화 디바이스의 벽을 형성할 수 있다. 강성화 디바이스는, 예를 들어 강성화 디바이스의 벽에 또는 강성화 디바이스의 벽 내부에 진공 또는 압력을 인가함으로써 가요성 구성으로부터 강성 구성으로 천이될 수 있다. 진공 또는 압력이 제거된 경우, 층들은 서로에 대해 쉽게 전단되거나 이동할 수 있다. 진공 또는 압력이 인가된 경우, 층들은 전단, 이동, 굽힘, 토크, 및 좌굴에 저항하는 실질적으로 개선된 능력을 나타내는 상태로 천이됨으로써, 시스템 강성화를 제공할 수 있다.
본 명세서에 설명된 강성화 디바이스는 카테터, 외장, 스코프(예를 들어, 내시경), 와이어, 오버튜브, 투관침, 또는 복강경 기구를 비롯하여 다양한 의료 용례를 위한 강성화를 제공할 수 있다. 강성화 디바이스는 별개의 부가 디바이스로서 기능하거나 카테터, 외장, 스코프, 와이어 또는 복강경 기구의 본체에 일체화될 수 있다. 본 명세서에 설명된 디바이스는 또한 비의료 구조에 대한 강성화를 제공할 수 있다.
예시적인 강성화 디바이스 시스템이 도 1에 도시되어 있다. 시스템은 브레이드층, 외부층(그 일부는 아래에 있는 브레이드를 보여주기 위해 절취됨), 및 내부층을 포함하는 복수의 층이 있는 벽을 갖는 강성화 디바이스(300)를 포함한다. 시스템은 강성화 디바이스(300)에 진공 또는 압력을 공급하기 위해 진공 또는 압력 입구(344)를 갖는 핸들(342)을 더 포함한다. 구동 요소(346)는 진공 또는 압력을 턴 온하고 턴 오프함으로써 가요성 구성과 강성 구성 사이에서 강성화 디바이스(300)를 천이시키는 데 사용될 수 있다. 강성화 디바이스(300)의 원위 팁(339)은 신체를 통한 강성화 디바이스(300)의 원위 이동을 용이하게 하기 위해 매끄럽고, 가요성이며, 비외상성일 수 있다. 또한, 팁(339)은 본체를 통한 강성화 디바이스(300)의 원위 이동을 더욱 용이하게 하기 위해 원위 단부로부터 근위 단부로 테이퍼질 수 있다.
강성화 구성의 예시적인 강성화 디바이스가 도 2a 및 도 2b에 도시되어 있다. 강성화 디바이스가 강성화됨에 따라, 강성화 디바이스는 진공 또는 압력이 인가되기 전의 형상으로 그렇게 되고, 즉 그 형상을 직선화, 굽힘, 또는 달리 실질적으로 변경시키지 않는다(예를 들어, 도 2a에 도시된 바와 같이 루핑된 구성으로 또는 도 2b에 도시된 바와 같이 사형 형상으로 강화시킬 수 있음). 이는 내부층 또는 외부층(예를 들어, 코일 권취형 튜브로 제조됨)에 대한 공기 강화 효과가 굽힘 시 강성화 디바이스의 최대 하중 용량의 작은 비율(예를 들어, 5%)일 수 있기 때문일 수 있으며, 이에 의해 강성화 디바이스가 직선화에 저항하게 할 수 있다. 진공 또는 압력이 해제되면, 브레이드 또는 스트랜드가 서로에 대해 로킹 해제될 수 있고 다시 이동하여 강성화 디바이스를 굽힘시킬 수 있다. 다시 말하지만, 강성화 디바이스는 진공 또는 압력의 해제를 통해 더 유연해지기 때문에, 강성화 디바이스는 진공 또는 압력이 해제되기 전의 형상으로 그렇게 되고, 즉 그 형상을 직선화, 굽힘, 또는 달리 실질적으로 변경시키지 않는다. 따라서, 본 명세서에 설명된 강성화 디바이스는 브레이드의 스트랜드 사이의 움직임을 제한함으로써(예를 들어, 진공 또는 압력을 인가함으로써) 가요성의 덜 강성 구성으로부터 더 높은 강성도의 강성 구성으로 천이될 수 있다.
본 명세서에 설명된 강성화 디바이스는 강성 구성과 가요성 구성 사이에서 신속하게 토글할 수 있으며, 몇몇 실시예에서는 무한한 수의 천이 사이클을 갖는다. 중재적 의료 디바이스가 더 길어지고 인체에 더 깊이 삽입됨에 따라, 그리고 보다 엄격한 치료 시술을 행할 것으로 예상됨에 따라, 정밀도와 제어에 대한 요구가 증가되고 있다. 본 명세서에 설명된 바와 같은 선택적 강성화 디바이스(예를 들어, 오버튜브)는 유리하게는 가요성의 이점(필요한 경우) 및 강성의 이점(필요한 경우) 모두를 제공할 수 있다. 또한, 본 명세서에 설명된 강성화 디바이스는, 예를 들어 2016년 9월 2일자로 출원되었고 명칭이 "DEVICE FOR ENDOSCOPIC ADVANCEMENT THROUGH THE SMALL INTESTINE"인 국제 특허 출원 제PCT/US2016/050290호에 설명된 것과 같은 고전적인 내시경, 결장 내시경, 로봇 시스템, 및/또는 네비게이션 시스템과 함께 사용될 수 있고, 상기 출원의 전체 내용은 본 명세서에 참조로 포함된다.
본 명세서에 설명된 강성화 디바이스는 2016년 9월 2일자로 출원되었고 명칭이 "DEVICE FOR ENDOSCOPIC ADVANCEMENT THROUGH THE SMALL INTESTINE"이며 제WO 2017/041052호로서 공개된 국제 특허 출원 제PCT/US2016/050290호, 2018년 7월 19일자로 출원되었고 명칭이 "DYNAMICALLY RIGIDIZING OVERTUBE"이며 제WO 2019/018682호로서 공개된 국제 특허 출원 제PCT/US2018/042946호, 2019년 7월 19일자로 출원되었고 명칭이 "DYNAMICALLY RIGIDIZING COMPOSITE MEDICAL STRUCTURES"이며 제WO 2020/018934호로서 공개된 국제 특허 출원 제PCT/US2019/042650호, 및 2020년 1월 16일자로 출원되었고 명칭이 "DYNAMICALLY RIGIDIZING COMPOSITE MEDICAL STRUCTURES"인 국제 특허 출원 제PCT/US2020/013937호와 관련하여 설명된 특징 중 임의의 것을 추가로 또는 대안적으로 포함할 수 있고, 이들 특허의 전체 내용은 본 명세서에 참조로 포함된다.
본 명세서에 설명된 강성화 디바이스는 상이한 길이 및 직경을 포함하는 다중 구성으로 제공될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 강성화 디바이스는 (예를 들어, 강성화 디바이스의 본체 내에서 통상적인 내시경 도구를 통과시키기 위한) 작업 채널, 벌룬, 중첩된 요소, 및/또는 측면 로딩 피처를 포함할 수 있다.
도 3a 내지 도 3d를 참조하면, 일 실시예에서, 관형 강성화 디바이스(100)는 (예를 들어, 관통하는 기구 또는 내시경의 위치를 위해) 루멘(120) 둘레에 위치 설정된 복수의 층을 갖는 벽을 포함할 수 있다. 강성화 디바이스(100)를 강성화하기 위해 층 사이에 진공이 공급될 수 있다.
최내측 층(115)은, 예를 들어 강성화 디바이스(100)의 벽 내에 진공이 인가될 때 나머지 층이 통합될 수 있는 내부 표면을 제공하도록 구성될 수 있다. 그 구조는 비진공 조건에서 굽힘력을 최소화하고/가요성을 최대화하도록 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 최내측 층(115)은 전술한 바와 같이 매트릭스 내에 보강 요소(150z) 또는 코일을 포함할 수 있다.
최내측 층(115) 위의 층(113)(즉, 그 반경방향 외향)은 슬립층일 수 있다.
층(111)은 반경방향 간극(즉, 공간)일 수 있다. 간극 층(111)은 그 위의 편조된 층(들)이 (진공이 인가되지 않은 경우) 내부에서 이동하기 위한 공간 뿐만 아니라 (진공의 인가 시) 편조된 층 또는 직조된 층이 반경방향 내향으로 이동할 수 있는 공간을 제공할 수 있다.
층(109)은 본 명세서의 다른 곳에서 설명된 것과 유사한 편조된 스트랜드(133)를 포함하는 제1 브레이드층일 수 있다. 브레이드층은, 예를 들어 두께가 0.001" 내지 0.040"일 수 있다. 예를 들어, 브레이드층은 두께가 0.001", 0.003", 0.005", 0.010", 0.015", 0.020", 0.025" 또는 0.030"일 수 있다.
몇몇 실시예에서, 도 3b에 도시된 바와 같이, 브레이드는 인장 또는 후프 섬유(137)를 가질 수 있다. 후프 섬유(137)는 나선형으로 될 수 있고 및/또는 브레이드층으로 직조될 수 있다. 또한, 후프 섬유(137)는 인치당 2-50, 예를 들어 20-40개의 후프에 위치 설정될 수 있다. 후프 섬유(137)는 유리하게는 (좌굴 또는 휘어짐에 저항하기 위해) 반경방향으로 높은 압축 강성을 전달할 수 있지만, 강성화 디바이스(100)의 길이방향 축(135)의 방향으로 유연성을 유지할 수 있다. 즉, 강성화 디바이스(100)에 압축이 가해지면, 브레이드층(109)은 압축됨에 따라 직경이 팽창하려고 할 것이다. 후프 섬유(137)는 이러한 직경 팽창에 저항할 수 있고 따라서 압축에 저항할 수 있다. 따라서, 후프 섬유(137)는 굽힘 시에 가요성이지만 여전히 인장 및 압축 모두에 저항하는 시스템을 제공할 수 있다.
층(107)은 층(111)과 유사한 다른 반경방향 간극 층일 수 있다.
몇몇 실시예에서, 본 명세서에 설명된 강성화 디바이스는 둘 이상의 브레이드층을 가질 수 있다. 예를 들어, 강성화 디바이스는 2개, 3개 또는 4개의 브레이드층을 포함할 수 있다. 도 3c를 참조하면, 층(105)은 제2 브레이드층(105)일 수 있다. 제2 브레이드층(105)은 제1 브레이드층(109)과 관련하여 설명된 특성 중 임의의 것을 가질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제2 브레이드층(105)의 브레이드는 제1 브레이드층(109)의 브레이드와 동일할 수 있다. 다른 실시예에서, 제2 브레이드층(105)의 브레이드는 제1 브레이드층(109)의 브레이드와 상이할 수 있다. 예를 들어, 제2 브레이드층(105)의 브레이드는 제1 브레이드층(109)의 브레이드보다 더 적은 스트랜드를 포함하고 더 큰 브레이드 각도(α)를 가질 수 있다. 더 적은 수의 스트랜드를 갖는 것은 (동일하거나 더 많은 수의 스트랜드를 갖는 제2 스트랜드를 갖는 것에 비교하여) 강성화 디바이스(100)의 가요성을 증가시키는 데 도움이 될 수 있고, 더 큰 브레이드 각도(α)는 강성화 디바이스(100)의 가요성을 증가/유지하면서 (예를 들어, 제1 브레이드층이 압축되면) 제1 브레이드층(109)의 직경을 수축시키는 데 도움이 될 수 있다. 다른 예로서, 제2 브레이드층(105)의 브레이드는 제1 브레이드층(109)의 브레이드보다 더 많은 스트랜드를 포함하고 더 큰 브레이드 각도(α)를 가질 수 있다. 더 많은 스트랜드를 갖는 것은 상대적으로 단단하고 매끄러운 층을 초래할 수 있는 반면 더 큰 브레이드 각도(α)를 갖는 것은 제1 브레이드층(109)의 직경을 수축시키는 데 도움이 될 수 있다.
층(103)은 층(111)과 유사한 다른 반경방향 간극 층일 수 있다. 간극 층(103)은 0.0002-0.04", 예컨대 약 0.03"의 두께를 가질 수 있다. 이 범위 내의 두께는 브레이드층(들)의 스트랜드(133)가 강성화 디바이스(100)의 굽힘 동안 가요성을 보장하기 위해 서로에 대해 쉽게 미끄러지고 및/또는 팽창할 수 있음을 보장할 수 있다.
최외측 층(101)은, 진공이 되어 브레이드층(105, 109)에 대해 아래로 당겨지고 그 표면(들)에 합치할 때 반경방향 내향으로 이동하도록 구성될 수 있다. 최외측 층(101)은 부드럽고 비외상성일 수 있으며, 층(115)을 갖는 진공 밀폐 챔버를 생성하도록 양 단부에서 밀봉될 수 있다. 최외측 층(101)은, 예를 들어 우레탄으로 제조된 엘라스토머일 수 있다. 최외측 층(101)의 경도는, 예를 들어 30A 내지 80A일 수 있다. 또한, 최외측 층(101)은 0.0001-0.01", 예컨대 약 0.001", 0.002", 0.003" 또는 0.004"의 두께를 가질 수 있다. 대안적으로, 최외측 층은, 예를 들어 LDPE, 나일론, 또는 PEEK를 포함하는 플라스틱일 수 있다.
몇몇 실시예에서, 최외측 층(101)은, 예를 들어 관통 연장되는 인장 또는 후프 섬유(137)를 가질 수 있다. 후프 섬유(137)는, 예를 들어 아라미드(예를 들어, Technora, 나일론, Kevlar), Vectran, Dyneema, 탄소 섬유, 유리 섬유 또는 플라스틱으로 제조될 수 있다. 또한, 후프 섬유(137)는 인치당 2-50, 예를 들어 20-40개의 후프에 위치 설정될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 후프 섬유(137)는 엘라스토머 외장 내에 적층될 수 있다. 후프 섬유는 유리하게는 다른 방향에 비교하여 한 방향으로 더 높은 강성도를 전달할 수 있다(예를 들어, 후프 방향으로 매우 강성일 수 있지만, 강성화 디바이스의 길이방향 축의 방향으로 매우 유연할 수 있음). 추가로, 후프 섬유는 유리하게는 섬유가 인장 하중 하에 놓일 때까지 낮은 후프 강성도를 제공할 수 있으며, 이 지점에서 후프 섬유는 갑자기 높은 후프 강성도를 나타낼 수 있다.
몇몇 실시예에서, 최외측 층(101)은 해부구조를 통한 강성화 디바이스의 활주를 개선하기 위해 그 외부 표면에 윤활제, 코팅 및/또는 분말(예를 들어, 활석 분말)을 포함할 수 있다. 코팅은 친수성(예를 들어, Hydromer® 코팅 또는 Surmodics® 코팅) 또는 소수성(예를 들어, 플루오로폴리머)일 수 있다. 코팅은, 예를 들어 그 위에 코팅을 침지, 페인팅 또는 분무함으로써 적용될 수 있다.
최내측 층(115)은 유사하게는, 특히 가요성을 최대화하기 위해 강성화 디바이스(100)에 진공이 인가되지 않을 때, 접하는 층들이 서로에 대해 보다 쉽게 전단하게 하도록 구성된 윤활제, 코팅(예를 들어, 친수성 또는 소수성 코팅), 및/또는 분말(예를 들어, 활석 분말)을 그 내부 표면 상에 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 최외측 층(101)은 반경방향 내향 층 위에서 느슨할 수 있다. 예를 들어, 층(101)의 내경(튜브를 구성한다고 가정함)은 반경방향 내향으로 다음 층(예를 들어, 브레이드층)과 0"-0.200"의 직경 간극을 가질 수 있다. 이는 높은 강성화 배수를 여전히 보존하면서 진공 상태가 아닐 때 진공 강성 시스템에 더 많은 가요성을 제공할 수 있다. 다른 실시예에서, 최외측 층(101)은 반경방향 내향의 다음 층(예를 들어, 브레이드층) 위로 일부 신장될 수 있다. 예를 들어, 튜브 구성 층(101)의 제로 변형률 직경은 반경방향 내향의 다음 층보다 직경이 0-0.200" 더 작을 수 있고 그 위로 신장될 수 있다. 진공 상태가 아닐 때, 이 시스템은 외부층(101)이 더 느슨한 것보다 가요성이 더 적을 수 있다. 그러나, 이 시스템은 외관이 더 매끄럽고 사용 동안 찢어질 가능성이 더 적을 수 있다.
몇몇 실시예에서, 최외측 층(101)은 반경방향 내향 층 위에서 느슨할 수 있다. 층(101)을 완만하게 팽창시키고 강성화 디바이스가 가요성 구성에서 보다 자유롭게 굽힘되게 하기 위해 층(101) 아래에 작은 양압이 인가될 수 있다. 이 실시예에서, 최외측 층(101)은 엘라스토머일 수 있고 브레이드 위에 압축력을 유지할 수 있음으로써, 강성도를 부여할 수 있다. 일단 양압이 공급되면(브레이드의 외장을 명목상 팽창하기에 충분할 정도로, 예를 들어 2 psi), 최외측 층(101)은 더 이상 강성도에 기여하지 않고, 이는 기준선 가요성을 개선시킬 수 있다. 강성화가 요망되면, 양압을 음압(진공)으로 대체하여 강성도를 제공할 수 있다.
진공은 최소로부터 전체 대기 진공(예를 들어, 약 14.7 psi)까지 강성화 디바이스(100) 내에서 운반될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 가변 강성도 능력을 제공하기 위해 진공이 임의의 중간 레벨로 블리드 다운되도록 블리드 밸브, 조절기, 또는 펌프 제어부가 있을 수 있다. 진공 압력은 유리하게는 이웃한 층에 대해 편조된 슬리브의 층(들)을 압축함으로써 강성화 디바이스 구조를 강성화하는 데 사용될 수 있다. 브레이드는 굽힘 시에(즉, 길이방향 축에 수직으로 굽힘될 때) 자연스럽게 휘어지고, 슬리브가 굽힘될 때 인터레이싱된 스트랜드에 의해 형성된 격자 구조가 왜곡되어 브레이드가 내부층에 놓여 있는 동안 굽힘된 형상에 합치하게 한다. 그 결과, 편조된 슬리브가 굽힘됨에 따라 각각의 격자 요소의 코너 각도가 변경되는 격자 기하형상이 초래된다. 본 명세서에 설명된 층과 같이 등각 재료 사이에서 압축될 때, 격자 요소는 현재 각도에서 로킹되고 진공의 인가 시에 변형에 저항하는 개선된 능력을 가짐으로써, 진공이 인가될 때 굽힘 시 전체 구조를 강성화한다. 또한, 몇몇 실시예에서, 브레이드를 통과하는 또는 브레이드 위의 후프 섬유는 높은 인가 굽힘 하중에서 브레이드의 국부 좌굴을 방지하는 데 도움이 되는 인장 하중을 전달할 수 있다.
강성화 디바이스(100)의 강성도는 가요성 구성으로부터 강성 구성으로 천이될 때 2배 내지 30배 초과, 예를 들어 10배, 15배, 또는 20배 증가할 수 있다. 하나의 특정 예에서, 강성화 디바이스(100)와 유사한 강성화 디바이스의 강성도가 테스트되었다. 테스트된 강성화 디바이스의 벽 두께는 1.0 mm이었고, 외경은 17 mm이었으며, 강성화 디바이스가 10도 휘어질 때까지 강성화 디바이스의 9.5 cm 길이의 외팔보식 부분의 단부에 힘이 인가되었다. 가요성 모드에서 그렇게 하는 데 필요한 강제적인 힘은 30 그램에 불과한 반면 강성(진공) 모드에서 그렇게 하는 데 필요한 강제적인 힘은 350 그램이다.
진공 강성화 디바이스(100)의 몇몇 실시예에서, 단 하나의 브레이드층이 있을 수 있다. 진공 강성화 디바이스(100)의 다른 실시예에서, 2개, 3개 또는 그 이상의 브레이드층이 있을 수 있다. 몇몇 실시예에서, 강성화 디바이스(100)의 반경방향 간극 층 또는 슬립층 중 하나 이상이 제거될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 강성화 디바이스(100)의 슬립층의 일부 또는 전부가 제거될 수 있다.
본 명세서에 설명된 브레이드층은 가변 강성도 층으로서 작용할 수 있다. 가변 강성도 층은 활성화될 때(예를 들어, 진공이 인가될 때) 굽힘 강성도 및/또는 전단 저항이 증가되어 더 높은 강성을 초래하는 하나 이상의 가변 강성도 요소 또는 구조를 포함할 수 있다. 브레이드층에 추가하여 또는 그 대신에 다른 가변 강성도 요소가 사용될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 2018년 7월 19일자로 출원된 "DYNAMICALLY RIGIDIZING OVERTUBE"라는 명칭의 국제 특허 출원 제PCT/US2018/042946호에 설명된 바와 같이 가변 강성도 요소로서 맞물림부가 사용될 수 있으며, 상기 출원의 전체 내용은 본 명세서에 참조로 포함된다. 대안적으로 또는 추가로, 가변 강성도 요소는 입자 또는 과립, 재밍 층, 스케일, 강성화 축방향 부재, 강성화제, 길이방향 부재 또는 실질적으로 길이방향 부재를 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 본 명세서에 설명된 강성화 디바이스는 진공보다는 압력의 인가를 통해 강성화될 수 있다. 예를 들어, 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 강성화 디바이스(2100)는 진공보다는 강성화를 위해 내부에 압력(예를 들어, 1 atm 초과)을 유지하도록 구성될 수 있다는 점을 제외하고는 강성화 디바이스(100)와 유사할 수 있다. 따라서, 강성화 디바이스(2100)는 루멘(2120) 둘레에 위치 설정된 복수의 층을 포함할 수 있다(예를 들어, 관통하는 기구 또는 내시경의 위치를 위해). 강성화 디바이스(2100)는 최내측 층(2115)(최내측 층(115)과 유사), 슬립층(2113)(슬립층(113)과 유사), 압력 간극(2112), 블래더층(2121), 간극 층(2111)(간극 층(111)과 유사), 브레이드층(2109)(브레이드층(109)과 유사) 또는 본 명세서에 설명된 바와 같은 다른 가변 강성도 층, 간극 층(2107)(층(107)과 유사), 및 최외측 봉쇄 층(2101)을 포함할 수 있다.
압력 간극(2112)은 강성화 디바이스(2100)의 층에 압력을 인가하기 위한 간극을 제공하는 밀봉된 챔버일 수 있다. 압력은 유체 또는 가스 팽창/압력 매체를 사용하여 압력 간극(2112)에 공급될 수 있다. 팽창/압력 매체는 물 또는 식염수, 또는 예를 들어 토양 또는 글리세린과 같은 윤활 유체일 수 있다. 윤활 유체는, 예를 들어 강성화 디바이스(2100)의 층이 가요성 구성에서 서로 위로 유동하는 것을 도울 수 있다. 팽창/압력 매체는 강성화 디바이스(2100)의 강성화 동안 간극(2112)에 공급될 수 있고, 강성화 디바이스(2100)를 가요성 구성으로 다시 변환시키기 위해 그로부터 부분적으로 또는 완전히 배출될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 강성화 디바이스(2100)의 압력 간극(2112)은 사전 충전된 주사기 또는 사전 충전된 취입기와 같은 사전 충전된 압력 소스에 연결될 수 있고, 이에 의해 의사의 요구되는 설정 시간을 감소시킬 수 있다.
블래더층(2121)은, 예를 들어 낮은 듀로미터 엘라스토머(예를 들어, 쇼어 20A 내지 70A) 또는 얇은 플라스틱 시트로 제조될 수 있다. 블래더층(2121)은 튜브를 형성하도록 길이방향으로 밀봉된 플라스틱 또는 고무의 얇은 시트로 형성될 수 있다. 길이방향 밀봉부는, 예를 들어 맞대기부 또는 겹이음부일 수 있다. 예를 들어, 겹이음부는 겹이음부에서 고무를 용융시키거나 접착제를 사용함으로써 고무 시트에 길이방향 방식으로 형성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 블래더층(2121)은 0.0002-0.020" 두께, 예컨대 약 0.005" 두께일 수 있다. 블래더층(2121)은 부드럽고, 마찰이 크며, 신축성이 있고, 및/또는 쉽게 주름 잡힐 수 있다. 몇몇 실시예에서, 블래더층(2121)은 폴리올레핀 또는 PET이다. 블래더(2121)는 열 수축 배관을 형성하는 데 사용되는 방법, 예를 들어 베이스 재료의 압출 및 이어서 열, 압력 및/또는 복사에 의한 벽 박형화를 사용하여 형성될 수 있다. 압력 간극(2112)을 통해 압력이 공급될 때, 블래더층(2121)은 간극 층(2111)을 통해 팽창되어 브레이드 스트랜드의 상대 운동이 감소되도록 최외측 봉쇄 층(2101)에 대해 브레이드층(2109)을 푸시할 수 있다.
최외측 봉쇄 층(2101)은 압출된 튜브와 같은 튜브일 수 있다. 대안적으로, 최외측 봉쇄 층(2101)은, 본 명세서에 설명된 다른 실시예의 최내측 층에 대해 설명된 것과 유사하게 보강 부재(예를 들어, 원형 또는 직사각형 단면을 포함하는 금속 와이어)가 엘라스토머 매트릭스 내에 캡슐화되어 있는 튜브일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 최외측 봉쇄 층(2101)은 나선형 스프링(예를 들어, 원형 또는 평탄한 와이어로 제조됨), 및/또는 관형 브레이드(예컨대, 원형 또는 평탄한 금속 와이어로 제조됨) 및 층의 다른 요소에 접합되지 않는 얇은 엘라스토머 시트를 포함할 수 있다. 최외측 봉쇄 층(2101)은 연속적이고 매끄러운 표면을 갖는 관형 구조일 수 있다. 이는 매우 근접하게 그리고 국부적으로 높은 접촉 하중(예를 들어, 본 명세서에 추가로 설명되는 중첩된 구성)으로 외부 부재가 최외측 봉쇄 층에 대해 활주되는 것을 용이하게 할 수 있다. 또한, 외부층(2101)은 핀칭과 같은 압축 하중을 지지하도록 구성될 수 있다. 추가로, 외부층(2101)(예를 들어, 내부에 보강 요소를 가짐)은 압력이 인가되는 경우에도 강성화 디바이스(2100)가 직경을 변경하는 것을 방지하도록 구성될 수 있다.
외부층(2101) 및 내부층(2115) 모두가 내부에 보강 요소를 포함하기 때문에, 브레이드층(2109)은 수축 직경(인장 하중 하에서) 및 직경 증가(압축 하중 하에서) 모두로부터 합리적으로 제약될 수 있다.
가요성 상태로부터 강성 상태로 천이하기 위해 진공이 아닌 압력을 사용함으로써, 강성화 디바이스(2100)의 강성이 증가될 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 압력 간극(2112)에 공급되는 압력은 1 내지 40 atm, 예컨대 2 내지 40 atm, 예컨대 4 내지 20 atm, 예컨대 5 내지 10 atm일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 공급되는 압력은 약 2 atm, 약 4 atm, 약 5 atm, 약 10 atm, 약 20 atm이다. 몇몇 실시예에서, 강성화 디바이스(2100)는 가요성 구성으로부터 강성 구성으로 2-100배, 예컨대 10-80배, 예컨대 20-50배의 상대적 굽힘 강성도(단순한 외팔보식 구성에서 측정됨)의 변화를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 강성화 디바이스(2100)는 가요성 구성으로부터 강성 구성으로 약 10, 15, 20, 또는 25, 30, 40, 50, 또는 심지어 100배 초과의 상대적 굽힘 강성도의 변화를 가질 수 있다.
본 명세서에 설명된 임의의 강성화 디바이스는 강성화 디바이스의 주 세장형 본체와 상이한 설계를 갖는 원위 단부 섹션 또는 섹션들을 가질 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 예를 들어 강성화 디바이스(5500)는 주 세장형 본체(5503z) 및 원위 단부 섹션(5502z)을 가질 수 있다. 원위 단부 섹션(5502z)만, 주 세장형 본체(5503z)만, 또는 원위 단부 섹션(5502z)과 주 세장형 본체(5503z) 모두는 본 명세서에 설명된 바와 같이 (예를 들어, 진공 및/또는 압력에 의해) 강성화될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 하나의 섹션(5502z, 5503z)은 압력에 의해 활성화되고 다른 섹션(5502z, 5503z)은 진공에 의해 활성화된다. 다른 실시예에서, 두 섹션(5502z, 5503z)은 모두 각각 압력 또는 진공에 의해 활성화된다.
도 6을 참조하면, 몇몇 실시예에서, 원위 섹션(5702z)은 주 세장형 섹션(5703z)의 브레이드와 상이한 강성화 브레이드를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 원위 단부 섹션(5702z)의 길이방향 축에 대한 브레이드 각도는 주 세장형 본체(5703z)의 브레이드 각도보다 클 수 있다. 예를 들어, 원위 섹션의 브레이드 각도는 40도일 수 있는 반면 주 세장형 본체의 브레이드 각도는 20도일 수 있다. 브레이드는 다소 중첩될 수 있으며 가요성 접착제로 결합될 수 있다. 이러한 설계는 주 세장형 섹션(5703z)보다 비-강성화 상태에서 원위 단부 섹션(5702z)에 더 큰 굽힘 가요성을 제공할 수 있다. 보다 가요성 원위 팁을 갖는 것은, 예를 들어 (브레이드 단부를 고정함으로써 야기되는) 팁에서의 좌굴 및 항력을 유리하게 방지할 수 있고 및/또는 유리하게는 신체 루멘을 통한 네비게이션 중에 가요성을 제공하여 해부구조에 대한 외상을 방지할 수 있다. 다른 실시예에서, 원위 단부 섹션(5702z)의 길이방향 축에 대한 브레이드 각도는 주 세장형 본체(5703z)의 브레이드 각도보다 작을 수 있다. 이는 주 세장형 본체(5703z)에 비해 강성화 상태에서 원위 단부 섹션(5702z)에 더 많은 강성도를 제공할 수 있다. 원위 단부 섹션(5702z)에 더 많은 강성도를 갖는 것은, 예를 들어 유리하게는 중앙 루멘을 통해 그리고 강성화 디바이스(5700)의 원위 단부 밖으로 의료 디바이스의 이동 또는 전달을 위한 안정한 플랫폼을 제공할 수 있다.
도 7을 참조하면, 몇몇 실시예에서, 원위 단부 섹션(5802z)은 수동적으로 활성화되는 복수의 연동 장치(5804z)를 포함할 수 있다. 연동 장치(5804z)는 하나 이상의 피봇 지점에서 함께 연결될 수 있고 유리하게는 결정론적 굽힘(즉, 특정 및 미리 결정된 방향으로의 굽힘)을 제공할 수 있다. 추가로, 연동 장치(5804z)는 유리하게는 굽힘에 대한 높은 가요성을 제공하면서 원위 단부 섹션(5802z)에 비틀림 강성을 제공할 수 있다. 연동 장치(5804z)는, 예를 들어 디바이스(5800)가 해부구조를 통해 이동됨에 따라 굴곡을 통해 수동적으로 활성화될 수 있다. 원위 단부 섹션(5802z)은, 예를 들어 1, 2, 4, 6, 8, 10, 16, 20, 30 또는 40개의 연동 장치(5504z)와 같은 1-100개의 연동 장치(5804z)를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 연동 장치(5804z)는 레이저 절단 튜브 또는 스텐트와 같은 수동 절단 굴곡부에 의해 형성될 수 있다.
도 8을 참조하면, 다른 실시예에서, 원위 단부 섹션(7602z)은 강성화 디바이스(7600)의 조향을 위해, 예컨대 케이블(7624)을 통해 능동적으로 제어되는 복수의 연동 장치(7604z)를 포함할 수 있다. 디바이스(7600)는 디바이스의 움직임을 제어하도록 구성된 케이블(7624)을 포함한다는 점을 제외하면 디바이스(5800)와 유사하다. 강성화 세장형 본체(7603z)(즉, 외부 벽(7601), 브레이드층(7609), 및 내부층(7615)을 가짐)를 통한 케이블(7624)의 통과가 도 26에 도시되어 있지 않지만, 케이블(7624)은 본 명세서의 다른 곳에서 설명된 바와 같이 임의의 방식으로 이 본체를 통해 연장될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 강성화 세장형 본체(7603z)의 하나 이상의 층은 원위 단부 섹션(7602z)으로 계속될 수 있다. 예를 들어, 그리고 도 26에 도시된 바와 같이, 내부층(7615)은 원위 단부 섹션(7602z)으로 계속될 수 있고, 예를 들어 연동 장치(7604z)의 반경방향 내향으로 위치될 수 있다. 유사하게, 강성화 근위 섹션으로부터의 임의의 추가 층(예를 들어, 브레이드층(7609) 또는 외부층(7601))은 원위 섹션(7602z)으로 계속될 수 있고 및/또는 연동 장치(7604z)의 반경방향 내향으로 위치 설정될 수 있다. 다른 실시예에서, 강성화 세장형 본체(7603z)의 층 중 어느 것도 원위 섹션(7602z)으로 계속되지 않는다. 연동 장치(7604z)(및 본 명세서에 설명된 임의의 연동 장치) 는 그 위에 커버링(7627z)을 포함할 수 있다. 커버링(7627z)은 유리하게는 원위 섹션(7602z)을 비외상성으로 및/또는 매끄럽게 만들 수 있다. 커버링(7627z)은 팽창된 PTFE와 같은 필름일 수 있다. 팽창된 PTFE는 유리하게는 굽힘에 대한 저항은 낮지만 좌굴에 대한 저항은 높은 매끄러운 저마찰 표면을 제공할 수 있다.
도 9a 내지 도 9e는 강성화 디바이스의 조향을 위해, 예컨대 케이블(4324)을 통해 능동적으로 제어되는 복수의 연동 장치(4304z)를 포함하는 다른 예시적인 원위 단부 섹션(4302z)을 도시한다. 몇몇 실시예에서, 연동 장치(4304z)에 대한 피봇은 국소 접촉 항력을 감소시키기 위해, 도 9a 내지 도 9e에 도시된 바와 같이, 기어 톱니와 유사한 인벌류트(involute)일 수 있다. 케이블(4324)은 강성화 디바이스의 길이를 연장시키는 케이블 가이드(예를 들어, 재킷 또는 코일 파이프) 내에 위치 설정될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 케이블(4324)(및 케이블 가이드)은 강성화 디바이스의 벽 내에서 연장될 수 있다. 케이블 가이드는 유리하게는, 하중이 연동 장치(4304z)에 인가될 때 벽의 구조가 불리하게 편향되지 않도록, 인장 하중이 강성화 디바이스의 벽을 통해서가 아니라 케이블 가이드를 통해 전달되는 것을 보장할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 케이블 가이드 및 케이블(4324)은 강성화 디바이스의 굽힘을 처리하기 위해 초과 길이를 가질 수 있다. 이러한 초과 길이는, 예를 들어 강성화 디바이스의 벽 내에서 직조되거나 컬링될 수 있다. 또한, 케이블(4324)은 연동 장치(4304z)(예를 들어, 도 9c 참조)의 구멍 및/또는 홈을 통해 연장할 수 있고, 달리 벽 내에서 자유롭게 부동하는 상태로 유지된다(이에 의해 강성화 디바이스의 굽힘을 처리함). 케이블(4324)이 활성화됨에 따라, 연동 장치(4304z)는 서로에 대해 피봇함으로써, 강성화 디바이스의 원위 단부 섹션을 위한 조향을 제공한다. 조향을 위한 연동 장치(4304z)와 케이블(4324)의 분절은 액추에이터(예를 들어, 로컬 모터, 전류 활성화(열) 니티놀 와이어, 근위 액추에이터(통상적으로 스테인리스강, 텅스텐 또는 복합재), 유압 장치, 및/또는 EAP(electro-active polymers)(전기 활성 폴리머))에 의해 달성될 수 있다. 이러한 조향 메커니즘은 유리하게는 증가된 임상 유용성을 제공할 수 있다. 또한, 이러한 조향은 중앙 루멘(예를 들어, 내시경 또는 가이드와이어)을 통해 위치 설정된 디바이스가 원하는 해부학적 위치를 향해 조향되고 보다 쉽게 도달할 수 있게 한다.
원위 단부 섹션을 조향하기 위해 케이블이 사용되는 경우, 케이블(케이블 가이드에 있거나 없을 수 있음)은 다수의 상이한 방식으로 본 명세서에 설명된 강성화 디바이스의 벽을 통해 라우팅될 수 있다. 도 10 내지 도 21b는 케이블 가이드가 있는 강성화 디바이스의 예시적인 구성을 도시한다(명확성을 위해 일부 벽 층은 도 10 내지 도 21b에서 생략됨). 예를 들어, 도 10은 외부 반경방향 간극 층(6207) 내의(따라서, 브레이드층(6209)과 외부층(6201) 사이의) 케이블 가이드(6299)에서 연장되는 케이블(6224)을 갖는 강성화 디바이스(6200)를 도시한다. 몇몇 실시예에서, 각각의 케이블(6224) 및 케이블 가이드(6299)는 원주 둘레에서 대략 등거리에 위치 설정될 수 있다(즉, 4개의 케이블이 사용되는 경우 이웃한 케이블로부터 약 90도 떨어져 있음). 다른 실시예에서, 케이블(6224) 및 케이블 가이드(6299) 중 하나 이상은 이격되기보다는 (예를 들어, 동일한 사분면 내에서) 함께 밀접하게 그룹화될 수 있다. 또한, 몇몇 실시예에서, 케이블(6224) 및/또는 가이드(6299)는 강성화 디바이스(6200)의 원주 둘레에 비대칭성으로 위치 설정될 수 있다.
도 11은 케이블(6324) 및 케이블 가이드(6399)가 내부 반경방향 간극 층(6311) 내에(따라서 브레이드층(6309)과 블래더(6321)와 같은 강성화 디바이스의 내부층 사이에) 위치 설정되는 강성화 디바이스(6300)를 도시한다. 예를 들어, 압력 간극(6312)에 압력이 공급될 때, 블래더(6321)는 브레이드층(6309)에 대해 푸시할 수 있고, 브레이드층은 그에 따라 브레이드층(6309)이 압착하거나 달리 케이블(6324)에 충격을 주지 않고 외부층(6301)에 대해 푸시할 수 있다. 다시, 케이블(6324) 및 케이블 가이드는 강성화 디바이스(6300)의 원주에 대해 등거리에 또는 비대칭성으로 위치 설정될 수 있다.
도 12를 참조하면, 몇몇 실시예에서, 강성화 디바이스(6400)는 가압 또는 진공 구역으로부터 적어도 부분적으로 분리된 케이블(6424) 및 케이블 가이드(6499)를 가질 수 있다. 예를 들어, 도 12에 도시된 바와 같이, 관형 블래더층(6421)이 압력 간극(6412)을 둘러쌀 수 있다. 케이블(6424) 및 케이블 가이드(6499)의 일부 또는 전부는 내부층(6415)과 브레이드층(6409) 사이의 간극(6407)에 그리고 관형 블래더층(6421)에 원주방향으로 인접하여 위치 설정될 수 있다. 유리하게는, 이 구성에서, 케이블(6424) 및 케이블 가이드(6499)는 모두 블래더층(6421)의 가압에 의해 최소로 영향을 받을 수 있고 실질적으로 추가적인 스택 높이 또는 두께를 벽에 제공하지 않는다.
도 13을 참조하면, 몇몇 실시예에서, 강성화 디바이스(6500)는, 각각의 케이블(6524) 및 케이블 가이드(6599)가 인접한 관형 블래더(6521) 사이의 간극(6507)에 끼워질 수 있도록 원주방향으로 이격된 복수의 관형 블래더(6521)를 포함할 수 있다.
도 14를 참조하면, 강성화 디바이스(6600)는, 케이블(6624) 및 가이드(6699)가 필요한 관형 블래더(6621)의 수를 감소시키기 위해 쌍으로 그룹화된다는 점을 제외하고는 디바이스(6500)와 유사하다(예를 들어, 2개의 관형 블래더(6621) 및 두 쌍의 케이블(6624) 및 가이드(6699)가 그 사이에 위치 설정될 수 있음)
도 15를 참조하면, 강성화 디바이스(6700)는, 각각의 관형 블래더(6721)가 (즉, 디바이스(6500)에서와 같이 단일 브레이드층(6509)을 갖기보다는) 그 둘레에 관형 브레이드층(6709)을 포함한다는 점을 제외하고는 디바이스(6500)와 유사하다. 가압 매체가 압력 간극(6712)에 제공됨에 따라, 블래더(6721)가 팽창되어 각각의 개별 관형 브레이드(6709)를 가압할 수 있고, 관형 브레이드는 팽창하여 내부 및 외부층(6715, 6701)에 대해 가압할 수 있다. 대안적으로, 디바이스가 원주 둘레의 일부만 보강되도록, 모든 블래더가 동시에 가압되지 않을 수 있다(예를 들어, 1 또는 2개만). 이는, 다른 부분 사이에서 여전히 가요성을 가능하게 하면서, 디바이스의 일부만을 따라 강성도를 생성할 수 있어, 디바이스에 편향 하중이 부여되는 경우 우선적인 움직임을 생성할 수 있다.
도 16을 참조하면, 몇몇 실시예에서, 강성화 디바이스(6800)는 브레이드층(6809)의 스트립(즉, 관형 브레이드보다는 평탄한 브레이드)을 포함할 수 있다. 브레이드층(6809)의 각각의 스트립과 각각의 케이블(6824) 및 케이블 가이드(6899)는 반경방향 간극(6807)에 위치 설정될 수 있다. 또한, 브레이드층(6809)의 스트립은 케이블(6824/6899)과 교번하여 강성화 디바이스(6800)의 벽 두께를 최소화할 수 있다. 블래더(6821)는 브레이드층(6809)의 스트립 및 케이블(6824)/가이드(6899)의 반경방향 외향으로 위치 설정될 수 있다. 압력 매체가 압력 간극(6812)에 공급될 때, 블래더(6821)는 브레이드층(6809)의 스트립을 최내측 층(6815)에 대해 반경방향 내향으로 푸시하여 디바이스(6800)를 강성화시킬 수 있다. 다른 실시예에서, 블래더(6821)는 브레이드층(6809)의 스트립(및 케이블(6824)/가이드(6899))의 반경방향 내향에 있을 수 있고 외부층(6801)에 대해 브레이드층(6809)의 스트립을 푸시하도록 구성될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 도 17을 참조하면, 케이블(6924) 및 케이블 가이드(6999)는 강성화 디바이스(6900)의 중앙 루멘(6920) 아래로 연장되도록 위치 설정될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 도 18을 참조하면, 케이블(7024) 및 케이블 가이드(7099)는 외부층(7001)의 반경방향 외향으로 위치 설정될 수 있다. 케이블(7024) 및 가이드(7099)는, 예를 들어 케이블(7024) 위로만 연장될 수 있거나 외부층(7001)을 완전히 둘러쌀 수 있는 외장(7009z)에 위치 설정될 수 있다. 가이드(7099)는 디바이스(7000)의 이동 중에 자유롭게 굽힘되도록(예를 들어, 가이드(7099)가, 굽힘됨에 따라 강성화 디바이스(7000)의 경화 내부 또는 외부에 위치 설정되는 지의 여부에 따라 전체 길이로 컬링되거나 연장되도록) 외장(7009z) 내에서 최소로만 구속될 수 있다.
도 19를 참조하면, 몇몇 실시예에서, 케이블 가이드(7199)(그 안에 하나 이상의 케이블을 가짐)는 강성화 디바이스(7100)의 외부층(7101)의 외부 둘레에 나선형으로 될 수 있다. 추가 케이블 가이드도 마찬가지로 그 둘레에 나선형으로 될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 케이블 가이드(7199)는 강성화 디바이스(7100)의 다른 층 둘레에, 예컨대 내부층 둘레에 나선형으로 될 수 있다.
도 20a 및 도 20b를 참조하면, 몇몇 실시예에서, 케이블 가이드(7299)(하나 이상의 케이블을 내부에 가짐) 및 관형 요소(7210z)는 내부층(7215) 둘레에 교대로 나선형으로 될 수 있다(즉, 케이블 가이드(7299) 및 관형 요소(7210z)가 강성화 디바이스(7200)의 길이 아래로 대략 단일 층을 형성함). 관형 요소(7210z)는 내부 관형 블래더(7221)를 갖는 외부 관형 브레이드(7209)를 포함할 수 있다. 가압 매체가 압력 간극(7212)에 제공됨에 따라, 블래더(7221)가 팽창하여 관형 브레이드(7209)를 외향으로 가압할 수 있으며, 관형 브레이드는 외부층(명확성을 위해 도시되지 않음)을 외향으로 푸시할 수 있다.
도 21a 및 도 21b를 참조하면, 강성화 디바이스(7300)는, 케이블 가이드(7399) 및 관형 블래더(7321)만이 간극(7311) 내의 내부층(7315) 둘레에 나선형으로 될 수 있다는 점을 제외하고는 디바이스(7200)와 유사할 수 있다(케이블 가이드(7399) 및 관형 블래더(7321)는 명확성을 위해 도 21b에 도시되지 않음에 유의한다). 이어서, 브레이드층(7309)이 간극(7311) 둘레에 반경방향으로 랩핑될 수 있다. 압력 매체가 관형 블래더(7321)에 공급될 때, 블래더(7321)가 팽창하여 외부층(7301)(명확성을 위해 도 21a에는 도시되지 않음)에 대해 브레이드층(7309)을 푸시할 수 있다.
도 10 내지 도 21b와 관련하여 설명된 케이블 구성은 임의의 수의 케이블(예컨대, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 12 또는 16개의 케이블)과 함께 사용될 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 케이블은 임의의 팁 또는 강성화 디바이스를 조향하고 및/또는 임의의 원위 단부 섹션(예를 들어, 연동 장치 또는 상이한 브레이드 각도를 갖는 섹션)을 조향하는 데 사용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 설명된 케이블 가이드는 원형 케이블이 있는 원형, 평탄형, 평탄한 리본 인장 요소가 있는 직사각형, 또는 그 조합일 수 있다. 또한, 몇몇 실시예에서, 케이블에 추가하여 또는 케이블 대신에 다른 조향 요소(예를 들어, 공압, 유압, 형상 기억 합금, EAP(electro-active polymer) 또는 모터)가 사용될 수 있다. 조향에 필요한 요소와 강성화에 필요한 요소를 의도적으로 분리하면, 조향에 이용 가능한 힘이 중첩된 시스템 강성화에 필요한 힘보다 현저히 낮은 경우에도 구조가 길이의 함수로서 지속적으로 높은 강성화 성능을 나타내는 것이 가능할 수 있다.
추가로, 도 10 내지 도 21b와 관련하여 설명된 케이블 구성 및 배치는 강성화 디바이스 내의 작업 채널 또는 다른 루멘(예를 들어, 벌룬용 팽창 루멘)의 배치에 유사하게 사용될 수 있음을 이해하여야 한다.
도 22a 내지 도 22d를 참조하면, 몇몇 실시예에서, 원위 단부 섹션(5902z)은 압력 또는 진공의 인가를 통해 강성화하도록 특별히 설계된 일련의 연동 장치(5904z)(능동 또는 수동)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 연동 장치(5904z)는 피봇 지점(5928z)(예를 들어, 와이어 피봇 지점일 수 있음)를 통해 서로 연결될 수 있다. 각각의 피봇 지점(5928z)은 연동 장치 사이에서 1 자유도의 굽힘을 가능하게 할 수 있다. 또한, 연동 장치(5904z)는 이전의 연동 장치로부터 90도 떨어져 위치 설정된 피봇 지점(5928z)과 연결되는 모든 다른 연동 장치와 교번 방식으로 배열될 수 있다. 각각의 연동 장치(5904z)는 서로에 대해 연동 장치(5904z)의 굽힘을 허용하도록 피봇 지점(5928z)으로부터 연장되는 그 근위 및 원위 단부에 절결부(5975z)를 가질 수 있다. 또한, 각각의 연동 장치(5904z)는 각각의 인장 부재(5930z)에 의해 이웃한 연동 장치(5904z)에 연결될 수 있다. 인장 부재(5930z)는 하나의 연동 장치에 대해 고정될 수 있고 이웃한 연동 장치의 트랙(5931z) 내에서(예를 들어, 연동 장치(5904z)의 트랙(5931z) 내에서) 적어도 부분적으로 이동 가능할 수 있다. 연동 장치(5904z)의 이동은 인장 부재(5930z)가 강성화 디바이스의 굽힘 동안 곡선의 외부에 있을 때 연장되고 곡선의 내부에 있을 때 짧아지는 것을 허용한다. 또한, 근위 단부 섹션(5902z)은 대향 축을 따라(즉, 서로 90도 이격되어) 인장 부재(5930z)에 부착된 2개의 활주 클램프(5932z)를 포함할 수 있다. 2개의 인장 부재(5930z)는 각각의 활주 클램프(5932z)로부터 원위 섹션(5902z)의 최원위 단부까지 연장된다. 원위 단부 섹션(5902z)이 굽힘됨에 따라, 각각의 활주 클램프(5932z)의 하나의 케이블 요소가 단축되고 각각의 활주 클램프(5932z)의 하나의 케이블 요소가 길어져, 활주 클램프(5932z)의 원주방향 이동을 초래한다. 진공 또는 압력이 인가되는 경우, 외부 슬리브는 활주 클램프(5932z)를 트랙(5931z) 표면으로 압축할 수 있다. 활주 클램프(5932Z) 및 트랙(5931z) 표면은 매끄럽거나, 거칠거나, 또는 톱니가 있을 수 있다. 이 압축력은 활주 클램프(5932Z)가 링크(5904z)에 대해 제자리에 로킹하게 함으로써, 인장 부재(5930z)의 위치를 고정하고 원위 단부 섹션을 그 현재 형상에서 더 강성으로 만들 수 있다. 추가적인 강성화 연동 장치 및/또는 맞물림부는 2018년 7월 19일자로 출원된 "DYNAMICALLY RIGIDIZING OVERTUBE"라는 명칭의 국제 특허 출원 제PCT/US2018/042946호(현재는 PCT 공개 제WO 2019/018682호)에 설명되어 있으며, 그 전체 내용은 본 명세서에서 참조로 포함된다.
도 23a 및 도 23b를 참조하면, 몇몇 실시예에서, 원위 단부 섹션(6002z)은 본 명세서에서 달리 설명된 바와 같이 진공 또는 압력을 통해 강성화되는 섹션(6007z) 위에(즉, 내부층(6015), 압력 간극(6012), 블래더(6021), 브레이드층(6009), 및 외부층(6001)을 갖는 강성화 벽 위에) 배치되는 연동 장치(6004z)(능동 또는 수동)를 포함할 수 있다. 강성화 섹션 위에 연동 장치(6004z)를 배치하면 나머지 구조가 강성화될 때 강성화될 수 있는 조향 또는 결정론적 굽힘 팁과 함께 연결된 시스템의 이점(예를 들어, 굽힘 및 비틀림 강성도의 가요성)을 제공할 수 있다. 대안적으로, 연동 장치는 도 71a에 도시된 바와 같이, 강성화 섹션의 반경방향 내향으로 위치 설정될 수 있다. 또한, 도 71a(및 도 71b)에 도시된 바와 같이, 지지 부재(7493y)는 연동 장치(7404z)의 반경방향 외향으로(즉, 브레이드층(7409)과 연동 장치(7404z) 사이에서) 연장될 수 있다. 지지 부재(7493y)는 원위 단부 섹션(7402z)이 가요성 구성에 있을 때 연동 장치(7404z)에 대해 활주하도록 구성될 수 있다. 압력이 블래더(7421) 내의 압력 간극(7412)(외부층(7401)과 브레이드(7409) 사이에 위치 설정됨)에 공급될 때, 브레이드(7409)는 지지 부재(7493y)에 대해 강성화되어, 연동 장치(7404z)에 대해 지지 부재(7493y)를 푸시하며 강성 구성에서 원위 단부 섹션(7402z)의 형상을 보강할 수 있다. 도 23b에 도시된 바와 같이, 케이블 가이드(6099) 내의 케이블(6024)은 연동 장치(6004z)를 통해 연장되어 연동 장치(6004z)의 임의적인 능동 조향을 제공할 수 있다.
도 24를 참조하면, 몇몇 실시예에서, 원위 단부 섹션(8907z)은 본 명세서에서 달리 설명된 바와 같이 진공 또는 압력을 통해 강성화되는 섹션(8907z)의 반경방향 내향으로 위치 설정된 연동 장치(8904z)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 연동 장치(8904z)(및 대응하는 케이블(8924))는 내부층(8915)(따라서 또한 블래더(8921), 브레이드층(8909), 및 외부층(8901))의 반경방향 내향으로 배치될 수 있다. 내부층(8915)의 반경방향 내향으로 있을 때, 연동 장치(8904z)는 내부층(8915)(예를 들어, 코일 권취 튜브)이 붕괴에 저항하는 것을 도울 수 있다. 또한, 이러한 실시예에서, 연동 장치(8904z)와 동일한 공간을 점유하는 내부층(8915)의 원위 부분은 연동 장치(8904z)와 동일한 공간을 점유하지 않는 내부층(8915)의 근위 부분보다 더 얇고 및/또는 더 가요성일 수 있다. 내부층(8915)의 더 얇고 및/또는 더 가요성의 원위 부분을 갖는 것은 팁에서 개선된 기동성, 가요성 및 굽힘성을 제공할 수 있다.
원위 단부 섹션(8907z)(또는 도 23a 및 도 23b의 원위 단부 섹션(6002z))의 하나의 예시적인 사용에서, 연동 장치(8904z) 및 케이블(8924)은 강성화 섹션(8907z)이 가요성 구성에 있을 때 강성화 디바이스를 조향하는 데 사용될 수 있다. 반대로, 강성화 섹션이 강성 구성에 있을 때, 연동 장치(8904z)는 이동이 방지될 수 있고, 그에 따라 연동 장치(8904z)를 고정된 형상으로 유지할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 섹션(8907z)은 강성화 디바이스의 근위 부분에 대해 개별적으로 강성화 가능할 수 있다.
도 55를 참조하면, 몇몇 실시예에서, 원위 단부 섹션(5507z)은 연동 장치(5504z) 및 연동 장치(5504z) 위의 이중 브레이드 및 이중 블래더를 포함하는 강성화 벽을 포함할 수 있다. 따라서, 원위 단부 섹션(5507z)은 사이에 2개의 블래더(5521, 5517)(및/또는 단일 블래더)를 샌드위치하는 2개의 브레이드층(5509, 5505)을 포함할 수 있다. 블래더(5521, 5517) 사이의 압력 간극(5512)에 압력이 공급될 때, 외부 브레이드층(5505)은 외부층(5501)에 대해 반경방향으로 푸시될 수 있고 내부 브레이드층(5509)은 연동 장치(5504z)에 대해 반경방향 내향으로 푸시되어 디바이스 및 원위 단부 섹션(5507z)을 강성화할 수 있다. 원위 단부 섹션(8907z)과 유사하게, 연동 장치(5504z) 및 케이블(5524)은 강성화 섹션(5507z)이 가요성 구성에 있을 때 강성화 디바이스를 조향하는 데 사용될 수 있다. 반대로, 강성화 섹션(5507z)이 강성 구성에 있을 때, 연동 장치(5504z)는 이동이 방지될 수 있고, 그에 따라 연동 장치(5504z)를 고정된 형상으로 유지할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 브레이드층(5509, 5505) 중 하나 또는 양자 모두는 관통 연장되거나 인접한 길이방향 섬유를 포함할 수 있다.
도 51a 내지 도 51e를 참조하면, 일 실시예에서, 강성화 디바이스(5100)는 연동 장치(5104z)를 갖는 원위 단부 섹션(5102z), 조향을 위해 연동 장치(5104z)를 활성화시키는 하나 이상의 케이블(5124), 및 최외측 층(5101)(주 세장형 본체(5103z)의 최외측 층과 연속될 수 있음)을 포함할 수 있다. 클램프(5157y)는 원위 단부 섹션(5102z)에 바로 근위측에 있을 수 있고 주 세장형 본체(5103z)의 최외측 층(5101), 브레이드층(5109), 및 블래더(5121) 내에 위치 설정될 수 있다. 도 51c에 도시된 바와 같이, 클램프(5157y)는, 예를 들어 그로부터 연장되는 복수의 암형 맞물림부(5128)를 포함할 수 있다. 클램프(5157y)는 외부 표면에서 클램프 블래더(5164y)에 의해 둘러싸일 수 있다(도 51b 참조). 또한, 각각의 케이블(5124)의 원위 부분은 케이블(5124) 둘레에 있고 그 원위 길이 아래로 연장되는 복수의 수형 맞물림부(5114)를 포함할 수 있다. 대안적으로, 수형 맞물림부(5114)는 도시된 복수의 개별 피스가 아니라 단일 연속 피스의 일부일 수 있다. 암형 맞물림부(5128)는 케이블(5124)의 수형 맞물림부(5114)를 사이에 끼우도록 구성된 외부 플랜지(5127) 및 내부 플랜지(5129)를 각각 포함할 수 있다. 강성화 디바이스(5100)가 가요성 구성에 있을 때, 케이블(5124)은 클램프(5157y)를 통해 자유롭게 이동할 수 있어(예를 들어, 케이블(5124)의 수형 맞물림부(5114)는 클램프(5157y)의 암형 맞물림부(5128)를 통해 자유롭게 이동할 수 있음), 케이블(5124)이 원하는 대로 연동 장치(5104z)를 조향하게 할 수 있다. 주 세장형 본체(5103z)의 벽에 압력(또는 진공)의 인가 시에, 클램프 블래더(5164y)는 클램프(5157y) 위에서 수축되어, 암형 맞물림부(5128)가 원주방향으로 서로 더 가까워지게 하고, 그에 따라 케이블(5124)의 수형 맞물림부(5114) 상에 클램핑되어, 케이블(5124)을 제자리에 로킹하고, 그에 따라 주 세장형 본체(5103z)의 강성화와 동시에 원위 단부 섹션(5102z)을 제자리에 로킹시킬 수 있다.
유리하게는, 클램프(5157y)는, 형상을 유지하는 데 필요한 케이블(5124)의 길이가 작기 때문에(즉, 원위 섹션(5102z) 내의 케이블(5124)이 주 세장형 본체(5103z)의 케이블로부터 효과적으로 격리되기 때문에) 원위 섹션(5102z)의 강성화를 개선할 수 있다. 추가로, 클램프(5157y)로 로킹되면, 원위 단부 섹션(5102z)을 얇은 벽(즉, 벽은 오직 얇은 외부층(5101) 및 연동 장치(5104z)만을 포함할 수 있음)으로 유지하면서 원위 단부 섹션(5102z)이 주 세장형 본체(5103z)과 동일한 구동 메커니즘(예를 들어, 압력 또는 진공)으로 강성화되게 할 수 있다.
도 51b에 가장 잘 도시된 바와 같이, 클램프(5157y)는 케이블 파이프(5159y)가 종료되는 외장 종단 블록(5158y)을 포함할 수 있다. 케이블 파이프(5159y)는 근위 단부가 케이블 가이드(5199)에 연결될 수 있다. 케이블 파이프(5159y)는 케이블 가이드(5199)와 같이 케이블(5124)을 수용할 수 있다. 그러나, 케이블 파이프(5159y)가 케이블(5124)의 원위 단부에 있고 그에 따라 그 둘레에 수형 맞물림부(5114)를 갖는 케이블(5124)의 부분을 수용하기 때문에, 케이블 파이프(5159y)는 수형 맞물림부(5114)를 수용하도록 더 큰 직경을 가질 수 있다. 도 51b에 도시된 바와 같이, 케이블 파이프(5159y)는, 강성화 디바이스(5100)의 굽힘 동안 케이블(5124)의 근위 움직임을 수용하도록 강성화 디바이스(5100)가 직선일 때, 수형 맞물림부(5114)보다 더 근위 방향으로 연장될 수 있다.
맞물림부(5128, 5114)에 추가하여 또는 그 대신에 사용될 수 있는 예시적인 맞물림부는 2018년 7월 19일자로 출원된 "DYNAMICALLY RIGIDIZING OVERTUBE"라는 명칭의 국제 특허 출원 제PCT/US2018/042946호에 설명되고, 이 출원의 전체 내용은 본 명세서에 참조로 포함된다.
몇몇 실시예에서, 도 54를 참조하면, 원위 단부 섹션(5402z)을 강성화하기 위해 연동 장치(5404z)에 연결되는 조향 케이블(5424)을 사용하는 대신에, 수형 강성화 요소를 포함하는 별개의 로킹 케이블(5460y)이 표준 조향 케이블(5424)과 함께 원위 단부 섹션(5402z)을 통해 연장될 수 있다. 로킹 케이블(5460y)은 (원위 단부 섹션(5402z)의 굽힘 동안 로킹 케이블(5460y)의 연장을 수용하기 위해) 클램프(5457y)를 넘어 약간 근위 방향으로만 연장될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 예를 들어, 로킹 케이블(5460y)은 강성화 디바이스(5400)의 원주 둘레에서 조향 케이블(5424)(및 주변 케이블 가이드(5499))과 교번할 수 있다. 진공 또는 압력의 활성화 시에, 로킹 케이블(5460y)은 클램프 블래더(5464y) 및 맞물림부(5428)에 의해 제자리에 로킹될 수 있다.
도 56a 내지 도 56d를 참조하면, 몇몇 실시예에서, 강성화 디바이스(5600)의 강성화 원위 단부 섹션(5602z)은 이를 따라, 예컨대 연동 장치(5604z)의 내주를 따라 연장되는 복수의 압력 채널(5690y)을 갖는 연동 장치(5604z)를 포함할 수 있다. 각각의 압력 채널(5690y)은 팽창 가능한 압력 라인(5691y) 및 그 안에 위치 설정된 지지 부재(5693y)를 더 포함할 수 있다. 본 명세서에 설명된 다른 강성화 원위 단부 섹션과 유사하게, 연동 장치(5604z)는 하나 이상의 피봇 지점(5628z)을 통해 함께 연결될 수 있다. 케이블 가이드(5699) 내에서 연장되는 케이블(5624)은 피봇 지점(5628z)에서 연동 장치(5604z)의 굽힘을 제어할 수 있다. 외부층(5698y)(명확성을 위해 도 56a에 도시되지 않음)은 연동 장치(5604z) 위로 연장될 수 있다. 외부층(5698z)은 주 강성화 본체(5603z)의 외부층(5601)과 연속적이거나 별개일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 외부층(5698z)은 ePTFE를 포함할 수 있다.
각각의 팽창 가능한 압력 라인(5691y)은 직경이 작을 수 있고(예를 들어, 직경이 0.060" 미만, 예컨대 0.050" 미만, 예컨대 0.040" 미만의 직경을 가질 수 있음) 또한 낮은 벽 두께(예를 들어, 0.002" 미만, 예컨대 0.001" 미만, 예컨대 0.0005" 미만, 예컨대 0.00025" 미만의 벽 두께를 가질 수 있음)를 가질 수 있다. 압력 라인(5691y)은 강성화 디바이스(5600)의 근위 단부로부터 주 강성화 본체(5603z)를 통해 원위 단부 섹션(5602z)으로 연장될 수 있다. 각각의 압력 라인(5691y)은 강성화 디바이스(5600)의 전체 길이에 걸쳐 동일한 재료일 수 있거나 상이한 재료일 수 있다(예를 들어, 원위 단부 섹션(5602z)에서만 팽창 가능할 수 있고 주 강성화 본체(5603z) 내에서는 팽창 가능하지 않을 수 있음). 또한, 압력 라인(5691y)은 주 강성화 본체(5603z)와 동일한 압력 라인에 연결되거나 별개로 활성화되어 제어될 수 있다.
각각의 지지 부재(5693y)는 강성화 디바이스(5600)의 길이를 연장할 수 있고, 예를 들어 각각의 채널(5690y) 내에서 팽창 가능한 압력 라인(5691y)에 평행하게 연장할 수 있다. 지지 부재(5693y)는 (예를 들어, 원위 단부 섹션(5602z)이 강성 구성에 있을 때) 압축 하에서 원위 단부 섹션(5602z)의 좌굴을 방지하기 위해 연동 장치(5604z) 사이의 간극을 연결하는 것이 유리할 수 있다. 지지 부재(5693y)는 와이어일 수 있다. 일 실시예에서, 와이어는 0.010" 스테인리스강 스프링 와이어일 수 있다. 채널(5690y) 및/또는 지지 부재(5693y)는, 예를 들어 원형(도 56b에 도시됨), 직사각형(도 57에 도시됨), 정사각형, 또는 타원형일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 도 58에 도시된 바와 같이, 지지 부재(5693y)는 복수의 필라멘트(5602x)를 포함할 수 있다(예를 들어, 케이블로서 형성될 수 있음). 몇몇 실시예에서, 도 59에 도시된 바와 같이, 각각의 채널(5690y)은 복수의 지지 부재(5693y)를 포함할 수 있다(그리고 채널(5690y)은 대응하는 합치 형상을 포함할 수 있음). 몇몇 실시예에서, 도 60에 도시된 바와 같이, 지지 부재(5693y)는 팽창 가능한 압력 라인(5691y)에 평행하게 연장되기보다는 그 둘레에 코일링될 수 있다.
가요성 구성에서, 연동 장치(5604z)는 원위 단부 섹션(5602z)이 유연하게 굽힘되는 것을 가능하게 할 수 있다(예를 들어, 1" 미만, 예컨대 0.5" 미만, 예컨대 0.25" 미만의 곡률 반경을 갖는 곡선을 형성할 수 있음). 가요성 구성에서, 팽창 가능한 압력 라인(5691y) 및/또는 지지 부재(5693y)는 압력 채널(5690y) 내에서 활주될 수 있다. 압력이 팽창 가능한 압력 라인(5691y)에 공급될 때, 압력 라인(5691y)은 압력 채널(5690y) 내에서 팽창되어 압력 채널을 채울 수 있으며, 이에 의해 지지 부재(5693y)를 연동 장치(5604z)에 대해 강제하여, 연동 장치(5604z)가 서로에 대해 이동하는 것을 방지하고, 원위 단부 섹션(5602z)을 강성 구성으로 천이시킬 수 있다. 작은 직경의 압력 라인(5691y)은 유리하게는 3 atm 내지 60 atm 또는 5 atm 초과와 같은 상당히 높은 압력을 견딜 수 있고, 이에 의해 증가된 강성화를 가능하게 할 수 있다.
도 61을 참조하면, 몇몇 실시예에서, 압력 라인(5691y)은, 가요성 구성에서, 압력 채널(5690y)의 원주보다 작은 원주를 가질 수 있다. 이 실시예에서, 압력 라인(5691y)은, 예를 들어 나일론, 페백스(pebax), 또는 우레탄과 같은 유연성 재료로 제조될 수 있다. 압력이 인가되면, 압력 라인(5691y)의 유연성 재료가 팽창하여 압력 채널(5690y)을 채울 수 있다.
도 62를 참조하면, 몇몇 실시예에서, 압력 라인(5691y)은 압력 채널(5690y)의 직경에 비해 너무 클 수 있다(예를 들어, 압력 채널(56906)보다 큰 원주를 가질 수 있지만, 그 안에서 절첩되거나 주름잡힐 수 있음). 이 실시예에서, 압력 라인(5691y)은 예를 들어 PET와 같은 비-유연성 재료로 제조될 수 있다. 압력이 인가되면, 압력 라인(5691y)의 비-유연성 재료는 펼쳐져 압력 채널(5690y)을 채울 수 있다.
몇몇 실시예에서, 압력 라인(5691y) 및 지지 부재(5693y)는 서로에 대해 자유롭게 활주될 수 있다. 다른 실시예에서, 압력 라인(5691y) 및 지지 부재(5693y)는 서로 접합될 수 있다.
도 63a 및 도 63b를 참조하면, 몇몇 실시예에서, 지지 부재(5693y)는, 예를 들어 수형 맞물림부(5695y)(예를 들어, 도 51a 내지 도 51e의 수형 맞물림부(1554)와 유사함)로 오버몰딩될 수 있다. 압력 채널(5690y)은 그 내주에 대응하는 정합 암형 맞물림부(5692y)(예를 들어, 암형 맞물림부(5128)와 유사함)를 포함할 수 있다. 대안적으로, 지지 부재(5693y)는 암형 맞물림부 및 수형 맞물림부의 압력 채널(5690y)을 포함할 수 있다. 압력이 압력 라인(5691y)에 공급됨에 따라, 팽창 라인(5691y)은 지지 부재(5693y)에 압력을 인가하여, 수형 맞물림부(5695y) 및 암형 맞물림부(5692y)가 함께 로킹되게 하여, 보강된 강성화를 제공할 수 있다. 도 64a 및 도 64b에 도시된 바와 같이, 몇몇 실시예에서, 맞물림부(5695y, 5692y)는 날카롭거나 뾰족할 수 있다. 도 65를 참조하면, 몇몇 실시예에서, 각각의 맞물림부(5695y, 5692y)는 압력 채널(5690y)의 내주에 있는 대응하는 요소와 맞물리도록 구성된 복수의 연장부 또는 요소를 포함할 수 있다.
도 66a 및 도 66b를 참조하면, 몇몇 실시예에서, 지지 부재(5693y)를 포함하기 보다는, 팽창 가능한 압력 라인(5691y)은 연동 장치(5604z)에 대해 강성화되도록 구성된 브레이드층(5694y)에 의해 둘러싸일 수 있다.
도 67을 참조하면, 몇몇 실시예에서, 채널(5690y)은 연동 장치(5604z) 내에 및/또는 연동 장치를 통해 임베딩될 수 있다(내주를 따라 연장되는 대신에). 도 67의 연동 장치(5604z)는 또한 도 56a 내지 도 56c의 연동 장치와 상이한 형상 및 구성을 갖는다는 점에 유의한다. 임의의 도면에 도시된 임의의 연동 장치(5604z)는 본 명세서에 설명된 임의의 다른 연동 장치로 대체되거나 교체될 수 있음을 이해하여야 한다.
본 명세서에 설명된 임의의 실시예에서 채널(5690y)은 타원형(도 67에 도시된 바와 같이) 또는 원형(도 56a에 도시된 바와 같이)일 수 있다.
도 68a 및 도 68b를 참조하면, 몇몇 실시예에서, 압력 라인(5691y)은 서로 별개이거나(도 68a에서와 같이) 서로 연속적일 수 있다(도 68b에서와 같이).
몇몇 실시예에서, 원위 단부 섹션(5602z)은 2-10개의 채널(5690y), 예컨대 4개의 채널(도 56a 및 도 67에 도시된 바와 같이)을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 원위 단부 섹션(5602z)은 10-20개의 채널(도 69에 도시된 바와 같이)과 같은 더 많은 수의 채널(5690y)을 포함할 수 있다.
도 70을 참조하면, 몇몇 실시예에서, 채널(5690y)의 내경은 압력이 팽창 가능한 압력 라인(5691y)에 인가될 때 강성화를 향상시키도록 구성된 마찰층(5697y)으로 코팅될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 연동 장치(5904z)는 수동적일 수 있고 케이블(5624)을 포함하지 않을 수 있다. 연동 장치(5604z)는 플라스틱 또는 금속으로 제조될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 전체 강성화 디바이스는 도 56a 내지 도 70과 관련하여 설명된 강성화 시스템(예를 들어, 연동 장치(5604z), 채널(5690y 등))을 포함할 수 있다(즉, 별개의 강성화 본체(5603z) 대신에). 몇몇 실시예에서, 본체는 원위 단부 섹션(5602z)이 강성화되는 동안 강성화되지 않을 수 있다.
도 72를 참조하면, 몇몇 실시예에서, 그리고 도 54와 유사하게, 원위 단부 섹션(4702z)은 복수의 연동 장치(4704z), 연동 장치(4704z)와 함께 연장되는 복수의 로킹 케이블(4760y), 및 클램프(4757y)를 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 클램프(4757y)는 그를 통해 연장되는 복수의 채널(4790y)을 갖는 원주방향 부재를 포함할 수 있다(명확성을 위해 하나의 채널(4790y)만 도시됨). 로킹 케이블(4760y) 및 팽창 가능한 압력 라인(4791y)(예를 들어, 도 56a 내지 도 70과 관련하여 설명된 팽창 가능한 압력 라인과 유사함)은 채널(4790y)을 통해 연장될 수 있다. 클램프(4757y)는 케이블(4724)이 관통 연장될 수 있는 복수의 채널(4799)을 더 포함할 수 있다(다시 한번, 명확성을 위해 하나의 채널(4799)만 도시됨). 압력 채널(4790y)은 (도 64a 내지 도 65b와 관련하여 설명된 것과 유사하게) 그 내주를 따라 추가의 수형 또는 암형 맞물림부를 가질 수 있고 로킹 케이블(4760y)은 (맞물림부(4795y)는 그 전체 길이를 따라 연장될 수 있지만) 채널(4790y)을 통해 연장되는 케이블(4760y)의 적어도 일부를 따라 대응 맞물림부를 포함할 수 있다. 압력 라인(4790y)에 압력이 인가될 때, 압력 라인(4790y)은 클램프(4757y) 내에서 팽창하여, 맞물림부를 함께 로킹하고 원위 단부 섹션(4702z)을 강성화할 수 있다. 도 51a 내지 도 51e의 실시예와 유사하게, 별개의 로킹 케이블(4760y)은 상부에 맞물림부가 있는 케이블(4724)로 대체될 수 있다.
도 25a를 참조하면, 몇몇 실시예에서, 원위 단부 섹션(6102z)은 (예를 들어, 엘라스토머, PVC 또는 PEEK로 제조된) 재료(6108z)의 얇은 층 내에 밀봉된 일련의 연동 장치(6104z)(능동 또는 수동)를 포함할 수 있다. 연동 장치(6104z) 및 재료의 얇은 층(6108z)은, 예를 들어 브레이드층(6109) 위에(즉, 그로부터 반경방향 외향으로) 위치 설정될 수 있고 주 세장형 본체(6103z)의 코일 권취 튜브(6101)와 연속적일 수 있다. 이 실시예에서, 압력 또는 진공이 간극(6112)에 공급될 때, 브레이드층(6109)은 주 세장형 본체(6103z)의 코일 권취 튜브(6101)에 대해 그리고 원위 단부 섹션(6102z)의 연동 장치 외장(6108z)에 대해 블래더(6121)에 의해 압축되어 강성화될 수 있다. 연동 장치 외장(6108z)은 브레이드 팽창의 압력에 저항할 수 있도록 연동 장치(6104z)에 의해 지지된다. 이 설계는 유리하게는 낮은 벽 두께 및/또는 직경을 유지하면서 강성화와 연동 장치를 모두 제공한다. 원위 단부 섹션(6102z)은, 예를 들어 연동 장치(6104z)를 활성화하기 위해 케이블 가이드 내에서 연장되는 케이블(6124)을 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 강성화 구조는 강성화 구조의 벽 내에서 그리고 임의로 임의의 링크 없이 조향될 수 있다. 도 25b는 케이블 가이드(2599)가 압력 간극(2512)에 배치되고 내부층(2515)에 부착될 수 있는 압력 강성화 구조(2500)의 단면을 도시한다. 케이블(2524)은 케이블 가이드(2599)로부터 원위 단부 섹션(2502z)으로 연장되고 앵커 지점(2568)에서 내부층(2515)에 고정된다. 케이블(2524)을 당기면 원위 단부 섹션(2502z)(케이블 가이드(2599)의 단부 원위측에 있음)이 편향되게 할 것이다. 몇몇 실시예에서, 케이블 가이드(2599)는 생략될 수 있고, 강성화 디바이스(2500)는 케이블(2524)이 당겨질 때 전체 길이를 따라 굽힘될 것이다. 몇몇 실시예에서, 디바이스(2500)는 근위 세장형 본체(2503z)보다 더 낮은 굽힘 강성도를 갖는 원위 단부 섹션(2502z)으로 구축되어(본 명세서에 설명된 바와 같이, 예를 들어 브레이드 각도를 변경하거나 또는 내부층 또는 외부층에 더 많은 가요성 보강 요소를 사용함으로써), 원위 단부 섹션(2502z)이 본체(2503z)보다 더 굽힘될 수 있게 한다. 케이블 가이드(2599) 및 케이블(2524)은 블래더(2521)와 브레이드(2509) 사이 또는 브레이드(2509)와 외부층(2501) 사이에 위치될 수 있다. 케이블 가이드(2599) 및/또는 케이블(2524)은 외부 벽(2501)에 부착될 수 있다. 대안적으로, 진공 강성화 구조에서, 케이블 가이드(2599) 및 케이블(2524)은 내부층과 브레이드 사이 또는 브레이드와 외부층 사이에 위치될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 블래더(2521) 및 브레이드층(2509)의 브레이드는 케이블(2524)이 케이블 가이드(2599) 내부에 있지 않은 섹션에서 생략되어, 내부층(2515) 및 외부층(2501)만 남기거나, 외부층만을 남기거나, 또는 내부층만을 남길 수 있다.
도 26a 내지 도 26c를 참조하면, 몇몇 실시예에서, 원위 단부 섹션(4602z)은 활성 편향 세그먼트(4646)를 포함할 수 있다. 편향 세그먼트(4646)는 활성화 시에 하나 이상의 미리 결정된 방향으로만 굽힘을 제공하는 관통 연장되는 리본 또는 스파인을 포함할 수 있다. 활성 편향 세그먼트(4646)는, 예를 들어 하나 이상의 케이블, 블래더, 풀와이어, 및/또는 가이드와이어의 도입을 사용하여 미리 결정된 형상으로 편향될 수 있다. 따라서, 능동 편향 세그먼트(4646)는 고정된 위치에서 그리고 고정된 방향으로 강성화 디바이스(4600)의 굽힘을 제공할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 마커(예를 들어, 방사선 불투과성 마커)는 굽힘이 발생할 위치 및/또는 능동 편향 세그먼트(4646)가 굽힘되는 방향을 나타내기 위해 능동 편향 세그먼트(4646) 내에 또는 그 근방에 위치 설정될 수 있다. 능동 편향 세그먼트(4646)를 사용하는 강성화 디바이스(4600)의 굽힘은, 예를 들어 해부구조로부터의 도움 없이 굽힘이 요구되는 경우(즉, 강성화 디바이스(4600)에 대한 해부학적 경로가 해부구조에 의해 미리 정해지거나 제한되지 않을 때) 유리할 수 있다. 예를 들어, 이러한 굽힘은 승모판의 중격경유 시술 중에 하대정맥(inferior vena cava)(IVC)과 심방 중격 사이의 개방된 공간 또는 상대적으로 구속되지 않은 공간에 걸쳐 굽힘을 생성하는 데 유용할 수 있다. 활성 굽힘 세그먼트(4646)는 굽힘 구성에서 활성 편향 세그먼트(4646)를 고정하거나 로킹하기 위해 본 명세서에 설명된 바와 같이(즉, 압력 또는 진공을 통해) 강성화되도록 구성될 수 있다. 또한, 강성화 디바이스(4600)는 능동 편향 세그먼트(4646)에 추가하여 조향 가능한 원위 섹션(4647)(예를 들어, 연동 장치를 가짐)을 포함할 수 있다. 조향 가능한 원위 섹션(4647)은 본 명세서의 다른 곳에서 설명된 바와 같이 원하는 방향으로 (예를 들어, 케이블을 통해 및/또는 4개의 축을 따라) 강성화 디바이스(4646)의 원위 단부를 지향시키거나 배향하는 데 사용될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 본 명세서에 설명된 강성화 디바이스는 본 명세서에 설명된 하나 이상의 다른 강성화 디바이스와 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 내시경은 본 명세서에 설명된 강성화 메커니즘을 포함할 수 있고, 강성화 디바이스는 본 명세서에 설명된 강성화 메커니즘을 포함할 수 있다. 함께 사용되면, 요소 중 하나가 항상 강성화된 상태로 유지되어 루핑이 감소되거나 제거될 수 있도록(즉, 순차적으로 전진되는 중첩된 시스템을 생성하도록) 차례로 전진할 수 있는 중첩된 시스템을 생성할 수 있다.
예시적인 중첩된 시스템(2300z)이 도 27에 도시되어 있다. 시스템(2300z)은 동심 또는 비동심으로 서로에 대해 축방향으로 이동할 수 있는 외부 강성화 디바이스(2300) 및 내부 강성화 디바이스(2310)(여기서는, 강성화 스코프로서 구성됨)를 포함할 수 있다. 외부 강성화 디바이스(2300) 및 내부 강성화 디바이스(2310)는 본 명세서에 설명된 바와 같은 임의의 강성화 피처를 포함할 수 있다. 예를 들어, 외부 강성화 디바이스(2300)는 최외측 층(2301a), 편조된 층(2309a), 및 권취된 코일을 포함하는 내부층(2315a)을 포함할 수 있다. 외부 강성화 디바이스(2300)는, 예를 들어 최외측 층(2301a)과 내부층(2315a) 사이에 진공을 수용하여 강성화를 제공하도록 구성될 수 있다. 유사하게, 내부 스코프(2310)는 외부층(2301b)(예를 들어, 코일이 권취되어 있음), 브레이드층(2309b), 블래더층(2321b), 및 내부층(2315b)(예를 들어, 코일이 권취되어 있음)을 포함할 수 있다. 내부 스코프(2310)는, 예를 들어 블래더(2321b)와 내부층(2315b) 사이에 압력을 수용하여 강성화를 제공하도록 구성될 수 있다. 또한, 공기/물 채널(2336z) 및 작업 채널(2355)은 내부 강성화 디바이스(2310)를 통해 연장될 수 있다. 추가로, 내부 강성화 스코프(2310)는 카메라(2334z), 조명(2335z), 및 조향 가능한 연동 장치(2304z)를 갖는 원위 섹션(2302z)을 포함할 수 있다. 커버(2327z)는 원위 섹션(2302z) 위로 연장될 수 있다. 다른 실시예에서, 카메라 및/또는 조명은 별개의 조립체로 전달될 수 있다(예를 들어, 카메라 및 조명은 카테터에 함께 번들로 제공될 수 있고 작업 채널(2355) 및/또는 추가 작업 채널에서 최원위 단부(2333z)로 전달될 수 있음).
인터페이스(2337z)는 내부 강성화 디바이스(2310)와 외부 강성화 디바이스(2300) 사이에 위치 설정될 수 있다. 인터페이스(2337z)는, 예를 들어 0.001"-0.050", 예컨대 0.0020", 0.005", 또는 0.020" 두께의 치수(d)(도 5 참조)를 갖는 간극일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 인터페이스(2337z)는 저마찰일 수 있고, 예를 들어 마찰을 감소시키도록 분말, 코팅 또는 라미네이션을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 내부 강성화 디바이스(2310)와 외부 강성화 디바이스(2300) 사이에 밀봉부가 있을 수 있고, 개재 공간은, 예를 들어 유체 또는 물로 가압되어 정수압 베어링을 생성할 수 있다. 다른 실시예에서, 내부 강성화 디바이스(2310)와 외부 강성화 디바이스(2300) 사이에 밀봉부가 있을 수 있고, 개재 공간은 마찰을 감소시키도록 작은 구체로 채워질 수 있다.
내부 강성화 디바이스(2310) 및 외부 강성화 디바이스(2300)는 서로에 대해 이동하고 교대로 강성화되어 중첩된 시스템(2300z)의 길이 아래로 굽힘 또는 형상을 전달할 수 있다. 예를 들어, 내부 디바이스(2310)는 루멘에 삽입되고 원하는 형상으로 굽힘되거나 조향될 수 있다. 내부 강성화 디바이스(2310)에 압력이 인가되어 브레이드 요소가 구성에서 내부 강성화 디바이스(2310)와 맞물리고 로킹하게 할 수 있다. 강성화 디바이스(예를 들어, 가요성 상태)(2300)는 강성 내부 디바이스(2310) 위에서 전진될 수 있다. 외부 강성화 디바이스(2300)가 내부 디바이스(2310)의 팁에 도달할 때, 강성화 디바이스(2300)에 진공이 인가되어 층이 맞물리고 로킹되게 하여 강성화 디바이스의 형상을 고정시킬 수 있다. 내부 디바이스(2310)는 가요성 상태로 천이될 수 있고, 전진되며, 프로세스가 반복될 수 있다. 시스템(2300z)이 강성화 디바이스 및 스코프로서 구성된 내부 디바이스를 포함하는 것으로 설명되지만, 다른 구성이 가능하다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들어, 시스템은 2개의 오버튜브, 2개의 카테터, 또는 오버튜브, 카테터 및 스코프의 조합을 포함할 수 있다.
도 28은 다른 예시적인 중첩된 시스템(2700z)을 도시한다. 시스템(2700z)은 내부 및 외부 강성화 디바이스(2710, 2700) 모두에 부착된 커버(2738z)를 포함한다는 점을 제외하고는 시스템(2300z)과 유사하다. 커버(2738z)는, 예를 들어 낮은 듀로미터이고 얇은 벽으로 되어 탄성 및 신장을 가능하게 할 수 있다. 커버(2738z)는 우레탄, 라텍스 또는 실리콘과 같은 고무일 수 있다. 커버(2738z)는 내부 디바이스(2710)와 외부 디바이스(2700) 사이의 인터페이스/반경방향 간극을 보호할 수 있다. 커버(2738z)는 내부 튜브와 외부 튜브 사이의 공간으로 오염물이 진입하는 것을 방지할 수 있다. 커버(2738z)는 내부 튜브와 외부 튜브 사이의 공간에 조직 및 기타 물질이 포획되는 것을 추가로 방지할 수 있다. 커버(2738z)는 내부 디바이스(2710) 및 외부 디바이스(2700)가 재료의 탄성 한계 내에서 서로 독립적으로 이동하게 하도록 신장될 수 있다. 커버(2738z)는 커버(2738z)가 항상 최소로 약간 신장되는 방식으로 강성화 디바이스(2710, 2700)에 접합되거나 부착될 수 있다. 이 실시예는 세정을 위해 외부에서 세척될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 커버(2738z)는 US6447491호에 개시된 것과 같은 "롤링" 밀봉부로서 구성될 수 있으며, 이 특허의 전체 개시내용은 본 명세서에 참조로 포함된다.
도 29a 및 도 29b는 다른 예시적인 중첩된 시스템(9400z)을 도시한다. 이 시스템(9400z)에서, 외부 강성화 디바이스(9400)는 조향 및 이미징(예를 들어, 스코프와 유사함)을 포함하는 반면 내부 디바이스는 강성화만을 포함한다(단, 본 명세서의 다른 곳에서 설명된 바와 같이 추가적인 조향 요소를 포함할 수 있음). 따라서, 외부 디바이스(9400)는 본 명세서에 개시된 연동 장치 또는 다른 조향 수단(9404z), 카메라(9434z), 및 조명(9435z)을 포함한다. 외부 디바이스(9400)는 내부 디바이스(9410)(예를 들어, 내부의 작업 채널과 같은 루멘)에 접근하기 위한 중앙 통로(9439z)를 더 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 배관의 벨로우즈 또는 루프는 통로(9439z)를 내부 디바이스(9410)의 루멘에 연결할 수 있다. 다른 중첩된 시스템과 유사하게, 디바이스(9410, 9400) 중 적어도 하나는 한 번에 강성화될 수 있고 다른 하나는 강성화에 합치할 수 있고 및/또는 해부구조를 통해 이동할 수 있다. 여기서, 외부 디바이스(9400)는 내부 디바이스(9410)를 리드할 수 있다(내부 디바이스(9410)는 도 29a에서 외부 디바이스(9400)에 대해 수축된 것으로 도시되고 도 7b에서는 외부 디바이스(9400)와 실질적으로 고르게 연장됨). 유리하게는, 시스템(9400z)은 내부 디바이스(9410)와 외부 디바이스(9400) 사이에서 해부구조의 핀칭 및/또는 유체의 유입을 피하기 위해 매끄러운 외부 표면을 제공할 수 있다. 외부 디바이스(9400)에 조향을 갖는 것은 팁을 조향하기 위한 추가적인 활용을 제공할 수도 있다. 또한, 외부 디바이스는 외부 디바이스(9400)의 더 큰 직경과 더 큰 카메라를 수용할 수 있는 능력으로 인해 더 나은 이미징 능력을 용이하게 할 수 있다.
도 30a 내지 도 30h는 본 명세서에 설명된 바와 같은 중첩된 시스템(2400z)의 예시적인 사용을 도시한다. 도 30a에서, 내부 강성화 디바이스(2410)는 내부 강성화 디바이스(2410)의 원위 단부가 외부 강성화 디바이스(2400)의 외부로 연장되도록 외부 강성화 디바이스(2400) 내에 위치 설정된다. 도 30b에서, 내부 강성화 디바이스(2410)의 원위 단부는 원하는 방향/배향으로 굽힘된 다음 강성화된다(예를 들어, 본 명세서에 설명된 바와 같은 진공 또는 압력을 사용하여). 도 30c에서, 외부 강성화 디바이스(2400)(가요성 구성)는 강성화된 내부 강성화 디바이스(2410) 위에서(굽힘 원위 섹션 위 포함) 전진된다. 외부 강성화 디바이스(2400)의 원위 단부가 내부 강성화 디바이스(2410)의 원위 단부 위에서 충분히 전진되면, 외부 강성화 디바이스(2400)가 강성화될 수 있다(예를 들어, 본 명세서에 설명된 바와 같은 진공 또는 압력을 사용하여). 도 30d에서, 내부 강성화 디바이스(2410)는 이어서 가요성 상태로 천이될 수 있고(예를 들어, 본 명세서에 설명된 바와 같이 진공 또는 압력을 제거하고 팁이 쉽게 움직일 수 있도록 조향 케이블이 처지게 함으로써) 전진될 수 있으며 원하는 대로 지향/배향/조향될 수 있다. 대안적으로, 도 30d에서, 내부 강성화 디바이스(2410)는 강성화된 외부 튜브에 대한 부하를 최소화하도록 출현할 때(수동으로 또는 계산 제어를 통해) 능동적으로 조향될 수 있다. 외부 강성화 디바이스(2400)에 대한 부하를 최소화하면 이 튜브가 강성화된 형상을 유지하는 것이 더 쉬워진다. 내부 강성화 디바이스(2410)가 강성화되면, 외부 강성화 디바이스(2400)는 가요성 상태로 천이되고 그 위로 전진될 수 있다(도 30e에 도시된 바와 같이). 이어서, 프로세스는 도 30f 내지 도 30h에 도시된 바와 같이 반복될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 도 30a 내지 도 30h에 도시된 시퀀스의 완료 시, 제3 강성화 디바이스가 처음 2개의 강성화 디바이스(2400, 2410) 위에서 활주되어 강성화될 수 있다. 강성화 디바이스(2400 및 2410)는 이후 후퇴될 수 있다. 마지막으로, 제3 튜브의 내부 루멘을 통해 제4 강성화 디바이스가 삽입될 수 있다. 이 제4 강성화 디바이스는 강성화 디바이스(2410)보다 더 큰 직경 및 더 많은 피처를 가질 수 있다. 예를 들어, 더 큰 작업 채널, 더 많은 작업 채널, 더 나은 카메라, 또는 그 조합을 가질 수 있다. 이 기술은 더 가요성이고 조작이 가능한 경향이 있는 2개의 작은 튜브를 신체 깊숙이 도달하게 하는 동시에 여전히 궁극적으로 치료 목적을 위해 더 큰 튜브를 전달할 수 있다. 대안적으로, 위의 예에서, 제4 강성화 디바이스는 본 기술 분야에 알려진 바와 같은 일반 내시경일 수 있다.
몇몇 실시예에서, 도 30a 내지 도 30h에 도시된 시퀀스의 완료 시, 외부 강성화 디바이스(2400)가 강성화될 수 있고 이어서 내부 강성화 디바이스(2410)가 제거될 수 있다. 예를 들어, 강성화 디바이스(2410)는 카메라, 조명, 및 원위 조향 섹션을 포함하는 "네비게이션" 디바이스일 수 있다. "네비게이션" 디바이스(2410)는 시술 사이에 세정하기 쉽도록 잘 밀봉될 수 있다. 그 후, 제2 내부 디바이스가 강성화된 외부 디바이스(2400) 내부에 배치되고 외부 디바이스(2400)의 원위 단부를 지나 전진될 수 있다. 제2 내부 디바이스는 카메라, 조명, 물, 흡입 및 다양한 도구와 같은 요소를 포함하는 "치료" 튜브일 수 있다. "치료" 디바이스는 조향 섹션 또는 강성화하는 능력을 가지지 않을 수 있으며, 이에 의해 다른 피처, 예를 들어 치료를 수행하기 위한 도구를 포함하기 위해 치료 튜브의 본체에 추가 공간을 제공한다. 일단 배치되면, "치료용" 튜브의 도구는, 예를 들어 점막 절제 또는 인간 위장관의 절개부와 같이 신체에서 치료를 수행하는 데 사용될 수 있다.
다른 실시예에서, 도 30a 내지 도 30h에 도시된 시퀀스의 완료 후 또는 완료 동안, 제3 디바이스가 내부 튜브(2410) 내에 삽입될 수 있다. 제3 디바이스는 강성화 디바이스 및/또는 내시경일 수 있다.
본 명세서에 설명된 중첩된 시스템용 외부 강성화 디바이스는 흔히 진공을 통한 강성화라고 지칭되고 내부 스코프 강성화 디바이스는 압력을 통한 강성화라고 지칭되지만, 그 반대일 수 있고(즉, 외부 강성화 디바이스가 압력을 통해 강성화될 수 있고 내부 강성화 디바이스가 진공을 통해 강성화될 수 있음) 및/또는 양자 모두가 동일한 강성화 소스(압력 및/또는 진공)를 가질 수 있다.
중첩된 시스템의 내부 및 외부 요소는 일반적으로 일체형 강성화 요소를 포함하는 것으로 설명되지만, 강성화 요소는 별개일 수 있다(예를 들어, 이미징 스코프 요소와 강성화 요소 사이의 상대적 활주를 허용하기 위해).
본 명세서에 설명된 중첩된 시스템의 강성화 디바이스는 조립될 때 내부 강성화 디바이스가 외부 강성화 디바이스 내에서 실질적으로 회전할 수 없도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 내부 강성화 디바이스의 외부 표면은 스플라인을 형성하는 길이방향 리지 및 홈을 가질 수 있다. 외부 강성화 디바이스의 내부 표면은 외부 강성화 디바이스의 동일한 피처와 정합하는 대응하는 리지 및 홈을 가질 수 있다.
본 명세서에 설명된 중첩된 시스템의 강성화 디바이스 중 하나 또는 양자 모두가 조향 가능할 수 있다. 강성화 디바이스 양자 모두를 조향할 수 있는 경우, 어느 쪽이든 가요성이고 길이방향으로 이동하는 강성화 디바이스를 조향하는 알고리즘이 구현될 수 있다. 알고리즘은 강성화 디바이스의 형상을 예상하도록 가요성 강성화 디바이스를 조향할 수 있으므로 이동하는 가요성 강성 디바이스가 강성 디바이스를 곧게 펴는 경향을 최소화한다.
본 명세서에 설명된 중첩된 시스템의 하나의 강성화 디바이스가 진공을 필요로 하고 다른 강성화 디바이스는 압력을 필요로 하는 경우, 하나를 다른 하나(외부 및 내부)로 이동시키는 것이 스위치를 누르는 것을 수반하는 사용자 제어가 구성될 수 있는데, 스위치는, 예를 들어 다른 하나가 가요성을 위해 배출될 때 하나가 강성을 위해 가압되는 제1 조건과 하나는 가요성을 위해 배출되고 다른 하나는 강성도를 위해 진공 처리되는 제2 조건 사이에서 토글된다. 이는, 예를 들어 풋 페달 또는 핸드 스위치가 될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 본 명세서에 설명된 중첩된 시스템의 교번 이동은 수동으로 제어될 수 있다. 다른 실시예에서, 교번 이동은 컴퓨터를 통해 및/또는 전동식 동작 제어 시스템을 이용하여 자동으로 제어될 수 있다.
본 명세서에 설명된 중첩된 시스템은 유리하게는 유사한 강성도로 될 수 있다. 이는 중첩된 시스템의 전체 강성도가 비교적 연속적임을 보장할 수 있다. 본 명세서에 설명된 중첩된 시스템은 다양한 여러 해부구조에 맞도록 작을 수 있다. 예를 들어, 신경학 용례의 경우, 시스템의 외경은 0.05" 내지 0.15", 예컨대 약 0.1"일 수 있다. 심장학 용례의 경우, 시스템의 외경은 0.1" 내지 0.3", 예컨대 약 0.2"일 수 있다. 위장 용례의 경우, 시스템의 외경은 0.3" 내지 1.0", 예컨대 0.8"일 수 있다. 또한, 본 명세서에 설명된 중첩된 시스템은 작은 프로파일에서도 높은 강성도를 유지할 수 있다. 예를 들어, 가요성 구성으로부터 강성 구성으로의 상대 강성도 변화는 10x, 20x, 30x의 배수이고 심지어 그 이상일 수 있다. 추가로, 본 명세서에 설명된 중첩된 시스템은 유리하게는 서로에 대해 매끄럽게 이동할 수 있다.
본 명세서에 설명된 중첩된 시스템은 유리하게는 임의의 경로 또는 개방되거나 복잡하거나 구불구불한 공간을 네비게이팅할 수 있고 다양한 독립형 복합 형상을 생성할 수 있다. 중첩된 시스템은 형상 전파를 더 유리하게 제공할 수 있어, 형상 기억이 한 요소로부터 다른 요소로 부여되게 할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 주기적으로, 두 튜브는, 예를 들어 시스템의 반경 또는 곡률이 증가하고 주변 해부구조가 시스템에 지지를 제공하도록 부분적으로 또는 완전히 가요성 상태로 배치될 수 있다. 튜브를 강성화하는 데 사용되는 압력 또는 진공은 튜브를 부분적으로 또는 완전히 가요성 상태로 만들도록 감소되거나 중지될 수 있다. 이 순간적인 이완(예를 들어, 1-10초 동안)은 시스템이 이동 중인 해부구조와 더 밀접하게 일치하는 형상을 찾게 할 수 있다. 예를 들어, 결장에서, 이러한 이완은 해부구조의 타이트한 선회부를 부드럽게 개방시킬 수 있다.
몇몇 실시예에서, 내부 또는 외부 강성화 디바이스의 강성도 능력은, 외부 강성화 디바이스에 의해 복사될 때, 형상이 외부 튜브 아래로 근위 방향으로 전파됨에 따라, 팁에서 내부 강성화 디바이스에 의해 형성된 타이트한 선회부가 점진적으로 개방되도록(더 큰 반경을 갖도록) 설계될 수 있다. 예를 들어, 외부 강성화 디바이스는 강성화될 때 더 높은 최소 곡률 반경을 갖도록 설계될 수 있다.
중첩된 시스템은 연속적(즉, 비분절화)이므로 신체(예를 들어, 창자)를 통해 매끄럽고 지속적인 움직임을 제공한다. 중첩된 시스템은 일회용이며 비용이 저렴할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 외부 강성화 디바이스는 동적 강성화 오버튜브일 수 있다(예를 들어, 전체 내용이 본 명세서에 참조로 포함되는 PCT/US18/42946호에 설명된 바와 같이). 몇몇 실시예에서, 내부 강성화 디바이스는 강성화 시스템 또는 상업적으로 이용 가능한 스코프, 예를 들어 5 mm 직경의 비강 스코프일 수 있다. 강성화 및 중첩된 시스템을 이용하면 십이지장경에 비교하여 원하는 경우 더 많은 가요성, 원하는 경우 더 많은 강성도, 향상된 조작성, 및 훨씬 더 작은 곡률 반경에서 분절하는 능력을 제공하는 더 작은 스코프를 이용할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 목표 목적지에 도달하면, 중첩된 시스템의 내부 강성화 디바이스가 후퇴될 수 있다. 외부 강성화 디바이스는 강성화된 상태로 유지될 수 있으며 조영제가 내부 요소의 공간을 통해 주입되어 형광 투시 이미징할 수 있다.
RF 코일은 중첩된 시스템이 취하는 어떠한 형상의 3-D 표현을 제공하기 위해 본 명세서에 설명된 중첩된 시스템 중 임의의 시스템에서 사용될 수 있다. 그 표현은 형상을 재형성하거나 주어진 지점으로 돌아가는 데 사용될 수 있다(예를 들어, 자동화 결장 내시경 검사 후 의사에 의한 재검사를 위해).
몇몇 실시예에서, 본 명세서에 설명된 중첩된 시스템은 작업 채널, 가압 라인, 진공 라인, 팁 워시, 및 조명과 이미징을 위한 전자 기기(비전 시스템, 초음파, x-선, MRI)의 유효 하중을 전달하는 내부 구조를 갖는 완전한 내시경으로서 유용할 수 있다.
본 명세서에 설명된 중첩된 시스템은, 예를 들어 결장 내시경 검사에 사용될 수 있다. 이러한 결장 내시경 검사 중첩된 시스템은 루핑을 감소시키거나 제거할 수 있다. 이는 내시경 감소의 필요성을 제거할 수 있다. 루핑이 없는 경우, 이 시술은 구불 결장 내시경 검사의 속도와 저렴한 비용을 결장 내시경 검사의 효능과 조합할 수 있다. 추가로, 결장 내시경 검사 중첩된 시스템은 얕은 진정 및 그 관련 비용, 시간, 위험, 및 설비 요구 사항을 제거할 수 있다. 또한, 본 명세서에 설명된 중첩된 시스템을 사용함으로써 이러한 결장 내시경 검사 시술에 대한 시술 기술이 현저히 감소될 수 있다. 또한, 몇몇 실시예에서, 본 명세서에 설명된 중첩된 시스템은 자동화 결장 내시경 검사를 제공할 수 있고, 비전 시스템은 용종을 찾는 동안 결장의 중심 아래로 중첩된 시스템을 자동으로 구동한다. 이러한 자동화 시스템은 유리하게는 필요한 경우 의사가 추가 검사를 위해 후속 조치를 취할 수 있게 하면서 기본 검사를 위해 진정제 또는 의사를 필요로 하지 않는다.
몇몇 실시예에서, 본 명세서에 설명된 강성화 디바이스(예를 들어, 중첩된 시스템)는 로봇 제어식일 수 있다. 도 31a 내지 도 31d는 도 30a 내지 도 30h에 도시된 것과 같이 (예를 들어, 강성화, 조향, 이동 등을 위해) 로봇 제어 또는 조작될 수 있는 중첩된 시스템(9300z)의 예시적인 사용을 도시한다. 도 31a 내지 도 31d에 도시된 바와 같이, 외부 강성화 디바이스(9300) 및 내부 강성화 디바이스(9310)는 카세트(9357)와 같은 공통 구조로 함께 종결될 수 있다. 외부 강성화 디바이스(9300)는 카세트(9357)에 장착된 디스크(9389)의 회전에 의해 내부 강성화 디바이스(9310)에 대해 이동 가능할 수 있다. 예를 들어, 디스크(9389)는 피니언일 수 있고, 외부 강성화 디바이스(9300)는 그 외부에 복수의 작은 치형부를 포함하는 랙(9382)을 가질 수 있다. 치형부(9382)에 대해 디스크(9389)를 회전시키면 외부 강성화 디바이스(9300)가 내부 강성화 디바이스(9310)에 대해 전방 또는 후방으로 전진되게 할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 강성화 디바이스(9300, 9310)의 가능한 이동 또는 병진은 카세트(9357)의 크기 또는 설계에 의해 제한된다.
카세트(9357)는 내부 강성화 디바이스(9310)(및/또는 외부 강성화 디바이스(9300))의 팁을 조향(예를 들어, 굽힘 또는 편향)하기 위해 각각 케이블(9363a, b)에 연결할 수 있는 추가 디스크(9371a, 9371b)를 더 포함할 수 있다. 다른 조향 메커니즘(예를 들어, 공압, 유압, 형상 기억 합금, EAP(electro-active polymer) 또는 모터)도 가능하다. 다시, 상이한 조향 메커니즘을 갖는 실시예에서, 카세트(9357)의 하나 이상의 디스크(예를 들어, 디스크(9371a, 9371b))는 조향을 구동시키는 데 사용될 수 있다.
카세트(9357)는 각각 내부 강성화 디바이스(9310) 및 외부 강성화 디바이스(9300)의 압력 간극에 연결될 수 있는 벨로우즈(9303a, 9303b)를 더 포함할 수 있다. 벨로우즈(9303a, 9303b)를 압축하면 압력 라인(9305z)을 통해 유체가 구동되어, 내부 강성화 디바이스(9310, 9300)의 압력 간극의 압력을 상승시켜, 강성화 디바이스(9310, 9300)가 강성이 되게 할 수 있다. 벨로우즈(9303a, 9303b)의 활성화는 순차적으로 및/또는 동시에 적용될 수 있다. 도 9a 내지 도 9d에 도시된 바와 같이, 카세트(9357)는 벨로우즈(9303a, b)를 제어하기 위해 편심 캠(9374a, b)을 포함할 수 있다. 대안적으로, 도 32a에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 선형 액추에이터(9316y)(예를 들어, 카세트(9357) 또는 구동 유닛(9517y) 상에)는 벨로우즈(9303a, b)를 구동시키도록 구성될 수 있다. 또 다른 대안으로서, 디바이스(9300, 9310)는, 도 32b에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 섬프(본 명세서에 설명된 바와 같음) 또는 압력 소스(9306z)를 통해(예를 들어, 압력 라인(9305z)을 통해) 강성화 및 강성화 해제될 수 있다. 내부 및 외부 강성화 디바이스(9310, 9300)의 강성화를 야기하는 다른 메커니즘도 가능하다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 카세트(9357)는 강성화를 위한 압력을 추가하기 위해 내부 및 외부 강성화 디바이스(9310, 9300)로 전달될 수 있는 유체를 포함하는 주사기 또는 다른 용기를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 주사기 또는 다른 용기는 카세트(9357) 내에서 유체를 끌어당기기 위해 사용될 수 있고, 내부 및 외부 강성화 디바이스(9310, 9300)에 적용될 수 있는 진공을 생성할 수 있다.
도 31a 내지 도 31d를 다시 참조하면, 카세트(9357)는 내부 강성화 디바이스(9310)의 추가 루멘 및/또는 배선에 연결하기 위한 커넥터(9315y)를 포함할 수 있다. 커넥터(9315y)는 내부 강성화 디바이스(9310)의 팁으로 흡입 및 물 모두를 전달하기 위한 연결을 포함할 수 있다. 커넥터(9315y)는 외부 모니터 및/또는 비디오 처리 유닛에 대한 내부 강성화 디바이스(9310)의 팁에 장착된 카메라에 연결하기 위한 전기 커넥터를 포함할 수 있다. 커넥터(9315y)는 내부 강성화 디바이스(9310)의 팁까지 내내 이어지는 중공 튜브(예를 들어, 작업 채널)에 연결되는 기계적 커넥터를 포함할 수 있다. 커넥터(9315y)를 포함함으로써, 시스템(9300z)의 모든 구성요소의 제어가 카세트(9357)로 수행될 수 있다.
디스크(9389, 9371a, 9371b) 및 캠(9374a, 9374b)(또는 대응 벨로우즈)은 도 93b의 측면 사시도에 가장 잘 도시된 바와 같이 카세트(9357)의 바닥으로부터 접근 가능할 수 있다. 디스크(9389, 9371a, 9371b) 및/또는 캠(9374a, 9374b)은 토크를 전달하기 위해 스플라인, 핀 또는 치형부와 같은 피처를 가질 수 있다. 이들 피처는 디스크(9389, 9371a, 9371b) 및/또는 캠(9374a, 9374b)이 (예를 들어, 구동 유닛에 의해) 조작되게 할 수 있다.
도 33은 디스크(9389, 9371a, 9371b) 및/또는 캠(9374a, 9374b)을 구동하는 데 사용될 수 있는 예시적인 구동 유닛(9517y)을 도시한다. 예를 들어, 구동 유닛(9517y)은 카세트(9357)의 디스크(9389, 9371a, 9371b) 및/또는 캠(9374a, 9374b)과 정렬될 수 있는 구동 패들(9519y)을 포함할 수 있다. 구동 패들(9519y)은 카세트(9357)의 디스크(9389, 9371a, 9371b) 및/또는 캠(9374a, 9374b)에 토크를 전달하기 위해 구동 유닛(9517y)의 하나 이상의 모터에 의해 구동(즉, 회전)될 수 있다. 구동 패들(9519y)은 토크를 카세트(9357)의 디스크(9389, 9371a, 9371b) 및/또는 캠(9374a, 9374b)에 전달하기 위한 피처(9518y)(예를 들어, 스플라인, 핀, 치형부 등)를 포함할 수 있다. 구동 유닛(9517y)은, 예를 들어 클립, 나사 또는 자석을 이용하여 카세트(9357)에 부착될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 본 명세서에 설명된 강성화 시스템은 수술 또는 복강경 도구, 그래스퍼, 관절식 그래스퍼, 배설물 세정 디바이스, 및/또는 배설물 흡입 디바이스와 같은 도구(즉, 작업 도구)의 관통 전진을 허용하는 하나 이상의 가이드를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 도구는 (예를 들어, 1차 스코프 내에서 또는 1차 스코프와 나란히 2차 스코프를 가능하게 하기 위해) 스코프일 수 있다. 가이드는 도구의 원위 단부가 원하는 시술을 수행하기 위해 강성화 디바이스의 원위 단부를 지나 원위 방향으로 전진할 때까지 강성화 디바이스를 따라 또는 강성화 디바이스를 통해 도구가 안내되게 할 수 있다. 또한, 몇몇 실시예에서, 강성화 시스템은 다중 도구의 상이한 배치 및/또는 사용을 제공하기 위해 둘 이상의 가이드를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 36에 도시된 바와 같이, 강성화 디바이스(9800)는 그 반대쪽에 2개의 가이드(9821y)를 포함할 수 있다. 가이드(9821y)는 동일하거나 상이한 설계를 포함할 수 있다. 3개 이상의 가이드 및 관련 도구가 또한 가능하다. 몇몇 실시예에서, 가이드는 내부 강성화 디바이스(예를 들어, 강성화 디바이스(9310))의 체적 내에 위치될 수 있다.
본 명세서에 설명된 가이드는 단일 강성화 시스템(예를 들어, 고정 스코프 또는 오버튜브) 또는 중첩된 강성화 시스템(예를 들어, 로봇 제어식 중첩된 시스템)과 함께 사용될 수 있다. 중첩된 시스템의 일부로 사용되는 경우, 가이드는 내부 강성화 디바이스 또는 외부 강성화 디바이스 상에 또는 내부에 포함될 수 있다. 추가로, 본 명세서에 설명된 도구 가이드는 강성화 시스템이 가요성, 부분적으로 가요성, 또는 완전 강성화 구성에 있을 때 사용될 수 있다.
도 34를 참조하면, 몇몇 실시예에서, 본 명세서에 설명된 바와 같은 강성화 시스템(예를 들어, 로봇 시스템(9300z))은 외부 강성화 디바이스(9600)의 외경을 따라 연장되는 하나 이상의 가이드(9621y)를 포함할 수 있다. 가이드(9621y)는, 예를 들어 일련의 비외상성 링(9622y)일 수 있다. 링(9622y)은, 외부 강성화 디바이스(9600)가 최대 굽힘 반경으로 편향되는 경우에도 서로 접촉하지 않도록 길이방향 축을 따라 서로 이격될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 링(9622y)은 약 2-9 mm의 내경을 가질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 링(9622y)은, 본체 내로 삽입될 때 디바이스(9600)에 대해 평탄하게 놓일 수 있도록 강성화 디바이스(9600)에 대해 그 연결에서 틸트될 수 있고 이어서 사용을 위해 디바이스(9600)의 원주에 대략 직교하는 위치까지 틸트될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 링(9622y)은 반경방향 외향으로 자체 팽창하도록 미리 바이어스될 수 있다. 다른 실시예에서, 링(9622y)은 능동적으로 팽창되도록 구성될 수 있다(예를 들어, 링(9622y)에 연결된 풀와이어에 장력을 인가함으로써).
도 35a 및 도 35b를 참조하면, 강성화 시스템 또는 디바이스를 위한 가이드(9721y)는, 예를 들어 강성화 디바이스(9700)에 한 측면을 따라 부착되는 레이플랫 튜브(layflat tube)일 수 있다. 제1 구성(도 35a에 도시됨)에서, 레이플랫 튜브 가이드(9721y)는 강성화 디바이스(9700)의 외부에 대해 평탄할 수 있다. 제2 구성에서, 가이드(9721y)는 그 관형 형상으로 팽창될 수 있다. 레이플랫 튜브 가이드(9721y)는 팽창된 직경을 보강하기 위해 그 둘레에 후프 패턴으로 권취된 섬유를 포함할 수 있다. 섬유는, 예를 들어 테크노라(Technora)와 같은 아라미드, 다이니마(Dyneema)와 같은 초고분자량 폴리에틸렌, 또는 벡트란(Vectran)과 같은 액정 폴리머일 수 있다. 팽창 구성에서 가이드(9721y)의 내경은, 예를 들어 2 mm 내지 9 mm일 수 있다. 레이플랫 튜브 가이드(9721y)는, 예를 들어 도구가 레이플랫 튜브 가이드(9721y)를 통과할 때 제2 구성을 취할 수 있다. 레이플랫 튜브 가이드(9721y)는 도구가 강성화 디바이스(9700)의 길이를 따라 임의의 천공에서 튜브 가이드(9721y)의 루멘으로 삽입되게 하도록 길이를 따라 일련의 천공을 가질 수 있다. 하나의 예시적인 제조 방법에서, 레이플랫 튜브 가이드(9721y)는 길이로 신장될 수 있고, 그 후 여전히 신장된 상태에서 강성화 디바이스(9700)의 측면에 접합될 수 있다. 예를 들어, 레이플랫 튜브 가이드(9721y)는 강성화 디바이스(9700)에 접합되기 전에 20%, 30%, 40%, 50% 또는 그 이상 변형될 수 있다. 이 기술은 벽에 잔류 변형률이 있는 레이플랫 튜브 가이드(9721y)를 초래할 수 있다. 강성화 디바이스(9700)(및 관련 레이플랫 튜브 가이드(9721y))가 곡선 둘레에서 굽힘되고 레이플랫 튜브 가이드(9721y)가 압축력을 받을 때(예를 들어, 작업 채널이 강성화 디바이스(9700)의 굴곡부 내부에 있는 경우), 레이플랫 튜브 가이드(9721y)의 벽에 있는 잔류 변형률은 유리하게는 벽에 더 작은 압축을 초래하여 레이플랫 튜브 가이드(9721y)의 주름을 덜 적게 초래할 수 있다.
본 명세서에 사용되는 도구 가이드는 유리하게는 가요성으로 됨으로써 강성화 디바이스를 삽입하는 동안 강성화 디바이스의 굽힘을 가능하게 하도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 링(9622y)은 강성화 디바이스의 가요성 굽힘을 가능하게 하도록 이격될 수 있다. 유사하게, 레이플랫 튜브(9721y)는 강성화 디바이스의 굽힘을 가능하게 하도록 얇고 가요성일 수 있다.
다른 예로서, 도 44에 도시된 바와 같이, 가이드(들)(2221y)는 그 길이를 따라 강성화 디바이스(2200)에 부착될 때 쉽게 굽힘되도록 구성된 노치형 또는 톱니형 튜브일 수 있다.
다른 예로서, 도 45에 도시된 바와 같이, 가이드(들)(2321y)는 벨로우즈와 같은 형상을 갖는 일련의 신축형 강성화 디바이스 또는 그 조합일 수 있다. 가이드(들)(2321y)는 외부 강성화 디바이스(2300)의 길이를 따라 길이방향으로 이격된 링(2353y)을 갖는 외부 강성화 디바이스(2300)에 주기적으로 부착될 수 있다.
다른 예로서, 도 46에 도시된 바와 같이, 가이드(들)(2421y)는 근위 단부 및 원위 단부에서만 외부 강성화 디바이스(2400)에 부착되는 가요성 배관일 수 있다. 디바이스 외장(2454y)은 외부 강성화 디바이스(2400) 및 가이드(들)(2421y)의 상단 위에 밀봉될 수 있다. 몇몇 실시예에서(예를 들어, 디바이스가 그 원하는 위치에 도달한 후), 디바이스 외장(2454y)과 외부 강성화 디바이스(2400) 사이의 공간에 진공이 인가될 수 있고, 이에 의해 견고한 부착을 위해 강성화 디바이스(2400)에 대해 가이드(들)(2421y)를 흡입할 수 있다. 이러한 견고한 부착은 도구가 가이드(들)(2421y)를 쉽게 통과할 수 있게 할 수 있다.
다른 예로서, 도 47에 도시된 바와 같이, 가이드(들)(2521y)는 나선형 절단 배관으로 제조될 수 있다. 나선형 절단 가이드(들)(2521y)는 가이드(들)(2521y)의 길이를 따라 외부 강성화 디바이스(2500)에 주기적으로 부착되거나 매우 가요성 엘라스토머의 얇은 시트와 같은 얇은 재료 시트와 함께 부착될 수 있다.
다른 예로서, 도 48에 도시된 바와 같이, 가이드(들)(2621y)는 코일 사이에 간극이 있는 스프링(예를 들어, 금속 스프링)일 수 있다. 가이드(들)(2621y)는 외부 강성화 디바이스(2600)에 주기적으로 부착될 수 있다.
다른 예로서, 가이드(들)는 본체에 배치된 후 및/또는 도구가 가이드를 통해 배치될 때 외향으로 팽창 및/또는 절첩되도록 구성될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 강성화 시스템(예를 들어, 로봇 제어식 중첩된 시스템)은 시스템을 본체에 삽입한 후에 부착될 수 있는 가이드를 포함하도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 도 41a 내지 도 41c를 참조하면, 강성화 디바이스(1900)는 외부 강성화 디바이스(1900)의 길이를 연장시키는 복수의 레일(1949y)을 포함할 수 있다. 레일(1949y)은, 예를 들어 T-바아(예를 들어, 레일(1949y)의 최외측 에지(1950y)와 외부 강성화 디바이스(1900)의 외경 사이에 레지가 형성되도록)와 같은 수형 연장부를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 도 41b에 도시된 바와 같이, 에지(1950y)의 최외측 표면은 레일(1949y)의 가요성을 향상시키기 위해(예를 들어, 외부 강성화 디바이스(1900)가 굽힘될 때 레일(1949y)이 굽힘 가능한 것을 돕기 위해) 그 길이방향 길이를 따라 치형부(1951y)(예를 들어, 무딘 치형부)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 강성화 디바이스(1900)의 원주 둘레에 (예를 들어, 등거리로 또는 다양한 위치에) 위치 설정된 1-10개의 레일(1949y)이 있을 수 있다. 하나의 특정 실시예에서, 원주 둘레에서 서로 약 90도 이격되어 위치 설정된 4개의 레일(1949y)이 있을 수 있다. 도 41c에 도시된 바와 같이, 가이드(들)(1921y)는 가이드(1921y)의 길이방향 길이를 따라 연장되고 레일(1949y)과 정합하고 레일을 따라 진행하도록 구성된 암형 슬롯(1952y)(예를 들어, T-슬롯)을 갖는 관형 본체일 수 있다.
사용 시에, 강성화 디바이스(1900)는 관심 위치(예를 들어, 병변)에 도달할 때까지 신체 루멘에 삽입될 수 있다. 위치에 도달하면, 하나 이상의 가이드(1921y)가 레일(1949y)을 따라 삽입될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 가이드(1921y)의 근위 단부는 가이드(1921y)의 불필요한 길이를 감소시키기 위해 삽입 후에 끊어지거나 파단될 수 있다. 그 후, 원하는 대로(예를 들어, 병변을 치료하기 위해) 하나 이상의 도구가 가이드(1921y)를 통해 삽입될 수 있다.
유리하게는, 연결 가능한 가이드(1921y)를 갖는 레일(1949y)을 갖는 것은 시스템이 제위치에 삽입될 때 강성화 시스템의 직경 및 강성도를 감소시킬 수 있고, 이에 의해 시스템을 관심 영역으로 이동 및/또는 조향하는 것을 용이하게 한다. 또한, 가이드(1921y)와 레일(1949y) 사이의 연결은 유리하게는 확실할 수 있고, 가이드(1921y)는 (예를 들어, 시스템의 이동에 영향을 주지 않고) 상대적으로 강성일 수 있어, 도구가 관심 위치(예를 들어, 병변)에서 사용하기 위해 그를 통해 배치될 수 있음을 보장한다. 추가로, 다중 레일(1949y)을 갖는 것은 유리하게는 사용자가 가이드(1921y)의 원하는 회전 위치를 선택할 수 있게 함으로써, 전체 시스템을 실질적으로 회전하지 않고도 도구가 관심 위치(예를 들어, 병변)에 대해 정확한 배향으로 위치 설정될 수 있음을 보장할 수 있다. 마지막으로, 부착 가능한 가이드(1921y)를 갖는 것은 사용자가 치료 계획에 특정한 직경 또는 특성을 가진 가이드(1921y)를 선택하게 할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 레일(1949y)은 암형 슬롯을 가질 수 있고, 가이드(1921y)는 수형 연장부를 가질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 레일(1949y)은 치형부보다는 외부 강성화 디바이스(1900)의 길이방향 길이를 따라 별개의 연결 해제된 부분을 가질 수 있다.
몇몇 실시예에서, 복수의 가이드는 강성화 디바이스를 본체에 삽입한 후 강성화 디바이스 위로 활주되는 일체형 구조의 일부일 수 있다. 예를 들어, 도 52a 및 도 52b에 도시된 바와 같이, (예시적인 도구(5277a, b)의 통과를 위한) 복수의 가이드(5221y)가 외부 튜브(5261y)에 내장될 수 있다. 외부 튜브(5261y)는 외부 강성화 디바이스(5200) 위로 활주되도록 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 예를 들어, 외부 튜브(5261y)는 활주되는 동안 마찰을 감소시키기 위해 그 내부에 코팅을 가질 수 있다. 또한, 도 52a 및 도 52b에 도시된 바와 같이, 외부 튜브(5261y)는 튜브(5261y)의 가요성을 향상시키기 위해 복수의 굴곡부 또는 연동 장치를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 외부 튜브(5261y)는 솔리드 튜브 및/또는 코일 권취 튜브일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 외부 튜브(5261y)는 길이방향 길이 아래로 슬릿을 가질 수 있고 및/또는 외부 강성화 디바이스(5200) 상에 스냅 체결하도록 반원형일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 외부 튜브(5261y)의 근위 단부는 불필요한 길이를 감소시키기 위해 삽입 후에 파단되거나 끊어지도록 구성될 수 있다. 외부 튜브(5261y)는 유리하게는 외부 강성화 디바이스(5200) 위로 외부 튜브(5261y)를 삽입한 후에 가이드(5221y)의 위치를 회전 조절할 수 있도록 비틀림 강성도를 가질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 외부 튜브(5261y)는 가이드(5221y)를 외부 강성화 디바이스(5200)에 대해 흡입하기 위해 외부 외장과 외부 강성화 디바이스(5200) 사이에 진공이 공급될 수 있도록 그 위에 외부 외장을 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 도 73a 내지 도 73m에 도시된 바와 같이, 복수의 가이드(7321y)는 채널(7348x)에 대한 라이너로서 작용하도록 외부 튜브(7361y) 내에 제거 가능하게 위치 설정되도록 구성될 수 있다. 외부 튜브(7361y)는 엘라스토머 슬리브, 플라스틱 슬리브 또는 천 슬리브와 같은 벽이 얇은 슬리브일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 외부 튜브(7361y)는 섬유 보강 또는 와이어 보강된 슬리브일 수 있다. 하나의 특정 예에서, 외부 튜브(7631y)는 본질적으로 약간의 신축성을 갖는 천 재료 및/또는 45°각도로 재봉된 천 재료(예를 들어, 오프 바이어스가 컴플라이언스 및/또는 신축성을 제공하도록)일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 튜브(7361y)는 강성화 디바이스(7300)의 외부 표면에 영구적으로 부착(예를 들어, 접합, 열 용접, 재봉, 또는 초음파 용접)될 수 있다(예를 들어, 강성화 디바이스(7300)의 벽의 추가 층일 수 있음). 외부 튜브(7631y)는, 예를 들어 0.001" 내지 0.030", 예컨대 0.010"의 벽 두께를 가질 수 있다. 외부 튜브(7361y)는 외부 튜브(7361y) 둘레에 위치 설정된 복수의 채널(7348x)(예를 들어, 2 내지 8개의 채널(7348x), 예컨대 3개의 채널(7348x))을 포함할 수 있다. 채널(7348x)은, 예를 들어 레이플랫 또는 팽창 가능한 채널(7348x)일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 채널(7348x)은 직선일 수 있다(즉, 외부 튜브(7361y)와 축방향으로 정렬됨). 다른 실시예에서, 채널(7348x)은 나선형으로 될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 채널(7348x)은 재봉, 접합 또는 열 밀봉에 의해 함께 결합될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 채널(7348x)은 친수성, 소수성 또는 저마찰(예를 들어, PTFE) 코팅으로 라이닝될 수 있다.
가이드(7321y)는 사용을 위해 채널(7348x) 내에 위치 설정되도록 구성된 인서트(예를 들어, 성형 또는 압출된 인서트)일 수 있다. 예를 들어, 가이드(7321y)는 강성화 디바이스(7300)가 신체 루멘에 배치 및/또는 강성화된 후에 하나 이상의 채널(7348x)에 삽입되도록 구성될 수 있다. 각각의 가이드(7321y)는 내부에 루멘(7350x)(도구(7377)의 통과를 위해 구성됨)을 포함할 수 있다. 각각의 가이드(7321y)는 관통 연장될 때 채널(7348x)을 개방 또는 팽창하기에 충분한 강성도를 가질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 가이드는 1 mm 내지 7 mm, 예컨대 3 mm 내지 5 mm의 내경, 및 1/2 mm 내지 1 mm의 벽 두께를 가질 수 있다. 또한, 몇몇 실시예에서, 가이드(7321y)는 폴리머, 예컨대 테플론, FEP 또는 폴리에틸렌(예컨대, HDPE 또는 LDPE)으로 제조될 수 있다. 루멘(7350x)은 도구(7377)의 관통 통과를 가능하게 하는 것을 돕도록 윤활성일 수 있다. 예를 들어, 루멘(7350x)은 테플론, FEP 또는 폴리에틸렌(예컨대, HDPE 또는 LDPE)과 같은 낮은 마찰 계수를 갖는 재료(예를 들어, 가이드(7321y) 자체와 동일한 재료)로 제조될 수 있다. 또 다른 예로서, 루멘(7350x)은 친수성 코팅과 같은 별개의 윤활성 코팅으로 코팅될 수 있다.
도 73e 내지 도 73l에 가장 잘 도시된 바와 같이, 각각의 가이드(7321y)는 (도 73k 내지 도 73l에 도시된 바와 같이) 각각의 채널(7348x)을 넘어 원위 방향으로 연장하도록 구성된 비외상성 및/또는 연성 원위 단부(7349x)를 포함할 수 있다. 또한, 도 73g 내지 도 73h에 가장 잘 도시된 바와 같이, 루멘(7350x)은 가이드(7321y) 내에서 실질적으로 축방향으로 연장될 수 있지만, 연성 원위 단부(7349x) 바로 근위측에서 반경방향 내향으로(예를 들어, 30°내지 60°, 예컨대 45°각도로) 만곡되거나 경사져 도구(7377)를 강성화 디바이스(7300)의 중심을 향해 지향시킬 수 있다. 강성화 디바이스(7300)의 중심을 향해 도구(7377)를 지향시키는 것은 유사하게 유리하게는 (예를 들어, 도구(7377)에 의한 신체 루멘의 벽을 통한 천공을 피하기 위해) 신체 루멘의 중심을 향해 도구(7377)를 지향할 수 있다.
도 73c 내지 도 73d에 가장 잘 도시된 바와 같이, 몇몇 실시예에서, 가이드(7321y)는 비대칭성 단면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 비대칭성 단면은 원으로부터 연장되는 날개(7351x)(예를 들어, 둥근 삼각형 형상의 날개)를 갖는 원형 형상을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 날개(7351x)는 강성화 디바이스(7300)의 외주에 밀접하게 합치하도록 구성된 경사진 표면(7357x)(예를 들어, 110°내지 130°, 예컨대 약 120°의 각도를 가짐)을 형성하기 위해 중앙 결합부에서 만날 수 있다. 비대칭성 단면은 유리하게는 가이드(7321y)의 적절한 반경방향 정렬을 보장할 수 있다(예를 들어, 루멘(7350x)의 원위 단부가 강성화 디바이스(7300)에 대해 반경방향 내향으로 지향하도록). 추가로, 비대칭성 단면은 유리하게는 채널(7348x) 내에서 가이드(7321y)의 회전 이동을 방지할 수 있다. 이는, 비대칭성 단면이 원하는 작업 영역에 견고하고 안정적인 접근을 제공하는 데 도움이 될 수 있으므로, 강성화 디바이스가 강성 구성에 있을 때 특히 유리할 수 있다. 다른 실시예에서, 가이드(7321y)는 대칭성일 수 있고 및/또는 달리 채널(7348x) 내에서 회전 가능하도록 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 가이드(7321y)의 근위 단부는 채널(7348x)에 대한 및/또는 강성화 디바이스(7300)에 대한 가이드(7321y)의 원위 단부의 회전 위치를 나타내도록 구성된 인디케이터 마크를 포함할 수 있다.
도 73a 및 도 73b와 도 73m에 가장 잘 도시된 바와 같이, 외부 튜브(7361y)는 외부 튜브에 부착되고 내부에 가이드(7321y)의 삽입을 가능하게 하도록 구성된 근위 매니폴드(7353x)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 매니폴드(7353x)는 각각의 채널(7348x)에 대한 액세스를 가능하게 하는 포트(7354x)를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 각각의 포트(7354x)는 채널(7348x)의 식별(따라서 채널을 통해 삽입된 도구(7377)의 원위 원주방향 위치의 식별)을 가능하게 하도록 구성된 대응하는 마커(7355x)를 포함할 수 있다. 마커(7355x)는 형상, 숫자, 색상, 또는 다양한 입력/출력 일치 식별자 중 임의의 하나일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 포트(7354x)는 그 위에 밸브를 포함할 수 있고 및/또는 진공 밀봉될 수 있다(예를 들어, 디바이스(7300)에 추가 강성화를 제공하기 위해 채널(7348x) 내의 가이드(7321y)를 가능하게 하도록).
몇몇 실시예에서, 가이드(7321y)는 채널(7348x) 및/또는 매니폴드(7353x) 내에서 너무 멀리 가이드(7321y)의 축방향 이동을 제한하기 위해 근위 단부에 핸들 또는 정지부(5352x)(도 73b 참조)를 포함할 수 있다.
사용 시에, 외부 튜브(7361y)가 둘레에 부착된 강성화 디바이스(7300)는 원하는 해부학적 위치에 배치될 수 있다(도 73a 참조). 예를 들어, 강성화 디바이스(7300)는 먼저 원하는 해부학적 위치에 배치되고 강성화될 수 있다(예를 들어, 본 명세서에 설명된 바와 같은 압력 또는 진공의 인가를 통해). 도구(7377)의 사용을 원하는 경우, 사용자는 원하는 채널(7348x)을 선택할 수 있다(마커(7355x) 및 도구(7377)의 원하는 위치에 기초하여). 이어서, 사용자는 강성화 디바이스(7300)가 강성 구성에 있는 동안 채널(7348x)을 통해 가이드(7321y)를 삽입할 수 있다. 가이드(7321y)를 삽입하면 채널(7348x)이 팽창될 수 있다(도 73b 또는 도 73d 참조). 이어서, 도구(7377)는 디바이스(7300)(도 73g 내지 도 73m 참조) 및/또는 신체 루멘의 중심을 향해 지향하도록 가이드(7321y)를 통해 삽입될 수 있다. 시술이 완료된 후, 도구(7377) 및 가이드(7321y)가 제거될 수 있으며, 채널(7348x)은 다시 붕괴될 수 있다. 유리하게는, 본 명세서에 설명된 외부 튜브(7361y)는 사용하지 않을 때 얇고 가요성이면서(즉, 강성화 디바이스(7300)의 직경 또는 굽힘 강성도를 크게 추가하지 않음) 도구의 관통 통과를 가능하게 할 수 있다.
가이드(7321y) 및/또는 작업 도구(7377)는 가요성 구성에서 강성화 디바이스(7300)보다 더 높은 강성도를 가질 수 있지만, 강성 구성에서 강성화 디바이스(7300)보다 더 낮은 강성도를 가질 수 있다. 유리하게는, 이들 상대적 강성도는 강성 가이드(7321y) 및/또는 작업 도구(7377)가 사용되는 것을 가능하게 하는 동시에(예를 들어, 치료 부위에서 접근 및/또는 성능을 증가시킴), 여전히 가이드(7321y) 및/또는 작업 도구(7377)가 강성화 디바이스(7300)의 형상에 영향을 미치지 않는 것(예를 들어, 곧게 펴지지 않는 것)을 보장할 수 있다. 추가로, 이들 상대적 강성도는 작업 디바이스의 형상에 영향을 미치지 않고 큰 작업 도구(7377)가 강성화 디바이스(7300)와 함께 사용될 수 있도록 할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 강성화 디바이스(7300)의 외경과 팽창된 가이드(7321y)의 외경의 비율은 1:1 내지 6:1, 예컨대 2:1 내지 4:1일 수 있다.
가이드(7321y)는 유리하게는 다양한 크기로 제공될 수 있고(예를 들어, 직경이1 mm 내지 7 mm, 예컨대 2 mm 내지 6 mm 범위인 루멘과 같은 다양한 크기의 루멘(7350x)을 가짐) 채널(7348x)에서 상호 교환 가능하게 사용될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 가이드(7321y)는 원위 단부에 굽힘부가 없는 루멘을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 가이드(7321y)의 굽힘부 및/또는 비대칭성 요소는 강성화 디바이스의 중심을 향하는 것 이외의 방향으로 도구를 지향시키도록(예를 들어, 루멘의 벽에 시술을 수행하기 위해 반경방향 외향으로 도구를 지향시키도록) 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 가이드(7321y)는 관통 통과하는 작업 도구(7377)의 추가적인 조작 또는 지향을 가능하게 하도록 (예를 들어, 풀와이어 또는 다른 조향 메커니즘을 통해) 조향 가능할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 가이드(7321y)는 디바이스(7300)에 추가적인 강성화를 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 채널(7348x)은 밀봉 가능하고 압력 또는 진공의 인가를 가능하게 할 수 있다(주 강성화 디바이스(7300)에 공급되는 압력 또는 진공과 별개로 또는 그와 함께). 채널(7348x)에 압력 또는 진공이 제공됨에 따라, 가이드(7321y) 둘레를 밀봉함으로써, 디바이스(7300)를 위한 강화/강성화 리브를 생성할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 채널(7348x)은 사용하지 않을 때(즉, 가이드(7321y)가 관통 연장되지 않을 때) 채널(7348x)이 강성화 디바이스(7300)에 대해 붕괴된 상태를 유지하도록 구성된 탄력적인 커프 또는 섹션을 포함할 수 있다.
본 명세서에서 외부 튜브(7361y)가 가이드(7321y)와 함께 사용되는 것으로 설명되어 있지만, 외부 튜브(7361)는, 몇몇 실시예에서, 가이드를 사용하지 않고 채널(7348x)을 통해 작업 도구의 통과를 가능하게 할 수 있음을 이해하여야 한다.
몇몇 실시예에서, 스코프는 가이드(7321y)를 통해 배치될 수 있다. 또한, 몇몇 실시예에서, 가이드(7321y)는 다양한 각도(예를 들어, 강성화 디바이스(7300)에 대해 동축인 각도와 스코프에 직교하는 각도 사이)의 위치에서 조향되거나 달리 미리 설정될 수 있다.
도 73a 내지 도 73m에 대해 설명된 것과 유사한 다른 시스템의 사용이 도 74a 내지 도 74f에 도시되어 있다. 도 74a에서, 강성화 디바이스(7400)는 스코프(7491) 둘레에 위치 설정된다. 강성화 디바이스(7400)는 그 둘레에 외부 튜브(7461y)(복수의 레이플랫 채널(7448x)을 포함함)를 포함한다. 도 74b에서, 가이드(7421y)는 채널(7448x)을 통해 삽입된다. 몇몇 실시예에서, 사용자는 (예를 들어, 원하는 치료 위치에 가장 가까운 채널(7448x)을 선택하기 위해) 근위 단부의 마커(7455x) 및 원위 단부의 대응하는 마커(7456x) 중 하나 또는 양자 모두에 기초하여 채널(7448x)을 선택할 수 있다. 도 74e에 도시된 바와 같이, 각각의 가이드(7421y)를 상이한 채널(7448x)에 배치함으로써 추가 가이드(7421y)가 제1 가이드(7421y)와 동시에 사용될 수 있다. 도 74f에서, 가이드(들)(7421y)가 배치된 후, 하나 이상의 도구(7477)가 가이드를 통해 배치될 수 있다.
다른 예시적인 가이드(7521y)(가이드(7321y)와 상호 교환 가능할 수 있음)가 도 75a 및 도 75b에 도시되어 있다. 가이드(7521y)는 초승달 형상의 비대칭성 단면을 포함할 수 있다(예를 들어, 가이드(7321y)의 경사진 표면(7357x)은 만곡된 표면(7558x)으로 대체될 수 있음). 만곡된 표면(7558x)은 강성화 디바이스의 외주(및/또는 외부 튜브(7561y)의 내주)와 실질적으로 동일한 곡률을 가질 수 있다. 유리하게는, 일치하는 곡률은 강성화 디바이스에 대한 가이드(7521y)의 확실한 결합을 보장하는 데 도움을 줄 수 있다. 또한, 가이드(7521y)는 유리하게는 채널(7548x)에 꼭 맞을 수 있고, 그에 따라 가이드(7521y)를 강성화 디바이스에 견고하게 유지하는 유익한 힘이 있다(즉, 채널(7548x)의 외부 벽은 가이드(7521y)를 강성화 디바이스의 중심을 향해 푸시하는 힘을 제공할 수 있음). 이들 이점은 강성화 디바이스가 강성 상태에 있을 때 강성화 디바이스에 대한 가요성 가이드(7521y)의 유익한 안정화를 추가로 제공할 수 있다. 이러한 안정화는 가이드(7521y)가 강성화 디바이스의 중심 둘레에서 굽힘, 비틀림 또는 회전하는 경향이 감소하는 것을 포함할 수 있다. 이 안정화는 도구가 통과할 수 있는 보다 안정적인 루멘(7550x)을 제공할 수 있고, 그에 따라 도구의 안정성과 정밀한 동작을 하는 능력을 증가시킨다.
명확성을 위해 채널(7348x, 7548x)의 벽이 가이드(7321y, 7521y)로부터 이격되어 있는 것으로 도시되어 있지만, 벽의 일부 또는 전부는 (즉, 가이드(7321y, 7521y)가 채널(7348x, 7548x)을 통과할 때 벽의 신장으로 인해) 가이드(7321y, 7521y)와 동일한 높이에 위치 설정될 수 있음을 이해하여야 한다.
다른 실시예에서, 도 53에 도시된 바와 같이, 복수의 가이드(5321y)는 강성화되는 외부 튜브(5361y)에 내장될 수 있다. 외부 튜브(5361)의 외부 벽(5362y) 및 내부 벽(5363y) 중 하나 또는 양자 모두는 본 명세서의 다른 곳에서 설명된 바와 같이 강성화될 수 있다. 유리하게는, 더 큰 직경으로 인해, 외부 튜브(5361y)는 강성화될 때 매우 강성일 수 있고, 그에 의해 내부의 가이드(5321y)가 도구의 관통 통과를 위한 매우 안정적인 플랫폼을 제공하는 것을 보장한다. 몇몇 실시예에서, 강성화 시스템(여기서는, 내부 강성화 디바이스(5310) 및 외부 강성화 디바이스(5300)를 포함하는 것으로 도시됨)은 배치 후에 외부 튜브(5361y)로부터 후퇴되어 상이한 도구 또는 스코프(예를 들어, 매우 큰 도구 또는 고해상도)가 외부 튜브(5361y)를 통해 배치되게 할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 도구 가이드를 강성화 디바이스와 일체화하는 대신, 가이드가 없는 강성화 중첩된 시스템이 본체에 삽입될 수 있다. 중첩된 시스템이 원하는 위치(예를 들어, 병변)에 도달한 후, 가이드가 없는 외부 강성화 디바이스는 내부 강성화 디바이스를 제자리에 그대로 두고 본체로부터 제거될 수 있다. 이어서, 도구 가이드(예를 들어, 본 명세서에 설명된 임의의 도구 가이드)를 포함하는 외부 강성화 디바이스는 내부 강성화 디바이스 위에 배치될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 가이드는 내부 강성화 디바이스의 내부에, 예컨대 내부 강성화 디바이스 또는 단일 강성화 디바이스의 내부에 내장될 수 있다. 예를 들어, 도 50a 내지 도 50c를 참조하면, 강성화 디바이스의 원위 단부 섹션(2802z)은 원위 단부 섹션(2802z)이 굽힘 가능하게 하도록 구성된 연동 장치(2804z)를 포함할 수 있다. 또한, 각각의 연동 장치(2804z)는 관통하는 복수의 루멘을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 루멘은 선택적 레이저 소결(selective laser sintering)(SLS)을 통해 연동 장치(2804z)에 형성될 수 있다. 각각의 연동 장치(2804z)의 루멘은 정렬된 루멘이 함께 세그먼트 가이드(2821y)를 형성할 수 있도록 원위 단부 섹션(2802z)의 길이 아래로 정렬될 수 있다. 도시된 바와 같이, 루멘은 상이한 크기의 작업 채널(예를 들어, 카메라, 겸자 등을 위한)을 수용하기 위해 다양한 크기로 될 수 있다.
도 36을 다시 참조하면, 몇몇 실시예에서, 로봇 제어식 중첩된 시스템은 그 원위 단부에 피팅(9823y)을 포함할 수 있다. 가이드(들)(9821y)는 포트(들)(9824y)에서 피팅(9823y)에 종결될 수 있다(또는 피팅에 링이 사용되는 경우, 링은 외부 강성화 디바이스(9800)가 직선 구성에 있을 때 포트(9824y)와 동심으로 정렬될 수 있음). 도구가 가이드(9821y)를 통과하는 경우, 대응 포트(9824y)도 통과할 수 있고, 몇몇 실시예에서는 포트(9824y)에 로킹될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 2개, 3개 또는 그 이상의 도구가 피팅(9823y)에 로킹될 수 있다. 또한, 몇몇 실시예에서, 피팅(9823y)은 흡입, 물, 이미징 및/또는 추가 도구 채널을 제공하기 위해 추가 관형 구조에 연결할 수 있는 추가 포트를 포함할 수 있다. 이들 추가적인 관형 구조는 카세트(예를 들어, 카세트(9357))에 대해 근위 방향으로 또는 카세트를 지나 연장될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 이들 추가적인 관형 구조는 피팅(9823y)으로의 통합으로 인해 내부 강성화 디바이스(9310)의 내부로부터 생략될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 피팅(9823y)은 외부 강성화 디바이스(9800)에 영구적으로 부착될 수 있지만, 특정 시술 동안 사용하기 위해 내부 강성화 디바이스(예를 들어, 강성화 디바이스(9310))에 일시적으로 부착될 수 있다. 피팅(9823y)은 피팅에 부착된 일회용 외장을 포함할 수 있다. 일회용 외장은, 예를 들어 저렴한 레이플랫 강성화 디바이스와 같은 얇은 플라스틱 강성화 디바이스일 수 있다. 일회용 외장은 내부 강성화 디바이스(예를 들어, 디바이스(9310)) 및 외부 강성화 디바이스(9800)를 덮고 카세트(예를 들어, 카세트(9357))에 연결될 수 있다. 일회용 외장은 본 명세서에 설명된 바와 같이 흡입, 물 및 추가 도구 채널과 같은 피처를 제공하는 관형 구조를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 피팅(9823y)은 외부 강성화 디바이스(9800)를 중심으로 회전하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 보우덴 케이블(Bowden cable)은 외부 강성화 디바이스(9800)의 외부에 끼워질 수 있고 피팅(9823y)의 원위 단부에서 그리고 핸들에서와 같은 강성화 디바이스의 근위 단부에서 종결될 수 있다. 보우덴 케이블을 회전시키면 피팅(9823y)에 토크가 부여되어 피팅(9823y)이 회전되게 할 수 있다. 피팅(9823y)은 제한된 동작 범위; 예를 들어, +/-90도 또는 +/-60도를 가질 수 있다.
도 49a 및 도 49b를 참조하면, 몇몇 실시예에서, 피팅(2723y)은 중첩된 시스템을 본체에 삽입한 후 제위치로 이동될 수 있다. 예를 들어, 시스템(2700z)의 외부 강성화 디바이스(2700)는 외부 강성화 디바이스에 부착된 풀리(2755y)를 포함할 수 있고, 케이블(2756y)이 그 둘레에서 연장된다. 케이블(2756y)은, 예를 들어 외부 강성화 디바이스(2700)와 내부 강성화 디바이스(2710) 사이에서 연장될 수 있고 피팅(2723y)에 부착될 수 있다. 따라서, 케이블(2756y)이 근위 방향으로 당겨질 때, 피팅(2723y)(및 이에 부착된 가요성 가이드(2721y))이 제자리로 원위 방향으로 당겨질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 가이드(2721y)는 가이드(2721y)가 제위치에 있을 때 도구가 관통 통과할 만큼 충분히 강성인 것을 보장하는 데 도움이 되는 강화 부분을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 전체 시스템(2700z)은 추가 강성도를 제공하기 위해 가이드(2721y) 위로 진공을 당기는 것을 가능하게 하는 외부 외장을 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 도 42를 참조하면, 강성화 시스템(2000z)(예를 들어, 로봇 제어식 중첩된 시스템)은, 서로 이격되는 것이 아니라(예를 들어, 디바이스(2000)의 반대쪽에 있는 것이 아니라) 서로 인접하여(예를 들어, 9시와 10시) 외부 강성화 디바이스(2000)를 따라 위치 설정되는 본 명세서에 설명된 바와 같은 복수의 도구 가이드(2021y)를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 예를 들어, 모든 도구 가이드(2021y)는 외부 강성화 디바이스(2000)의 원주의 180도 미만, 예컨대 120도 미만, 예컨대 90도 이하인 호를 따를 수 있다. 서로 인접한 도구 가이드(2021y)를 갖는 것은 유리하게는 시스템의 전체 원주를 더 작게 만들 수 있고, 이에 의해 신체를 통한 조작을 더 쉽게 할 수 있다.
도 43에 도시된 바와 같이, 몇몇 실시예에서, 인접한 가이드(2021y)는 강성화 디바이스(2000)가, 예를 들어 관심 위치에 대해 더 나은 각도 배치를 위해 본체 내에 배치된 후에 서로 분리될 수 있다. 가이드(2021y) 중 하나(예를 들어, 중간 가이드(2021y))는, 예를 들어 관절식 카메라를 관통 연장하는 데 사용될 수 있다. 관절식 카메라는 유리하게는 (예를 들어, 내부 강성화 요소의) 중첩된 시스템(2000z)의 내장형 카메라가 더 작아지게 할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 가이드(예를 들어, 본 명세서에 설명된 임의의 가이드)는 강성화 디바이스의 외부층(예를 들어, 외장 및/또는 벽의 외부층) 내에 부착되거나 달리 느슨하게 임베딩될 수 있다. 이 실시예에서, 도구가 가이드를 통해 삽입됨에 따라, 도구의 강성도 및 곧게 펴려는 도구의 경향은 강성화 디바이스의 원주(즉, 중심축) 둘레에서 가이드를 회전시킬 수 있다. 이 회전은 유리하게는 도구 삽입에 대한 저항이 더 낮은 위치에 가이드를 놓을 수 있고 및/또는 가이드에 대한 변형률을 감소시킬 수 있다. 몇몇 실시예에서, 도구는 강성화 디바이스가 가요성 구성에 있는 동안 삽입될 수 있고, 강성화 디바이스가 강성화될 때 브레이드층이 외부층으로 푸시되어 가이드를 제자리에 고정시킬 수 있다.
다른 실시예(예를 들어, 가이드가 강성화 디바이스의 원주에 대해 고정되는 실시예)에서, 강성화 디바이스는 원하는 낮은 저항 위치에 가이드를 위치 설정하기 위해 그 축을 중심으로 회전될 수 있다.
본 명세서에 설명된 임의의 도구 가이드(및 대응하는 도구)는 중첩된 강성화 시스템 또는 단일 강성화 시스템(예를 들어, 단일 오버튜브)과 함께 사용될 수 있음을 이해하여야 한다. 유사하게, 본 명세서에서 설명된 임의의 도구 가이드(및 대응하는 도구)는 강성화 시스템 또는 비-강성화 시스템과 함께 사용될 수 있음을 이해하여야 한다.
로봇 중첩된 시스템(예를 들어, 시스템(9300z))과 함께 사용하기 위한 예시적인 도구(9980)가 도 37에 도시되어 있다. 도구(9980)는 카세트(9925y), 가요성 샤프트(9926y), 굽힘 섹션(9927y) 및 엔드 이펙터(9928y)(예를 들어, 겸자, 그래스퍼 또는 가위)를 포함할 수 있다. 중첩된 시스템 카세트(예를 들어, 카세트(9357))와 같은 카세트(9925y)는 도구(9980)의 양태를 제어하기 위해 회전될 수 있는 디스크를 가질 수 있다. 예를 들어, 디스크를 회전시키면 굽힘 섹션(9927y)이 편향되게 될 수 있다. 다른 디스크를 사용하여 엔드 이펙터(9928y)를 제어할 수 있다. 추가로, 도구(9980)는 외부 강성화 디바이스(예를 들어, 강성화 디바이스(9800))에 대해 도구(9980)를 제자리에 로킹하기 위해 피팅 포트(예를 들어, 포트(9824y))와 맞물리도록 구성된 로킹 피처(9929y)를 포함할 수 있다. 로킹 피처(9929y)는, 예를 들어 단부 피팅(3060) 상의 대응하는 슬롯 또는 구멍과 맞물리도록 구성된 스프링 핀을 포함할 수 있다. 다른 로킹 메커니즘도 가능하다(예를 들어, 자성 잠금 장치, 전자 잠금 장치, 트위스트 잠금 장치, 불이행 잠금 장치, 베이어닛 잠금 장치 등).
하나의 예시적인 사용에서, 도구(9980)가 가이드(9821y)에 삽입될 때, 도구가 포트(9824y)를 통과하고 로킹 피처(9929y)가 포트(9824y)의 내경과 정렬될 때까지 원위 방향으로 이동될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 도구(9980)에 대한 제어는 단부 피팅(9823y)으로 도구(9980)를 길이방향으로 로킹하도록 가역적으로 맞물릴 수 있다. 대안적으로, 도구(9980)는 피팅(9923y)에서 제자리에 자동으로 로킹될 수 있다. 피팅(9823y)에서의 로킹을 제외하고, 도구(9980)는 가이드(9821y)에서 달리 느슨하게 유지되거나 길이방향으로 부동할 수 있다.
도 38 및 도 31a 내지 도 31d를 다시 참조하면, 몇몇 실시예에서, 로봇 시스템(예를 들어, 내부 및 외부 강성화 디바이스(9310, 9300) 및 카세트(9357)를 포함하는 시스템(9300z))은 선형 슬라이드(10020y) 상에 위치 설정될 수 있다. 선형 슬라이드(10020y)는 내부 및 외부 강성화 디바이스(9310, 9300)를 제어하도록 구성된 구동 유닛(10017y)(구동 유닛(9517y)과 유사함)을 더 포함할 수 있다. 슬라이드(10020y)는 내부 및 외부 강성화 디바이스(9310, 9300)가 함께(즉, 동시에) 병진되게 할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 외부 강성화 디바이스(9300)에 대한 내부 강성화 디바이스(9310) 사이의 상대 이동을 실행하기 위해, 시스템(9300z)은 제1 방향(슬라이드(10020y)를 따라 전방 또는 후방)으로 병진될 수 있으며 동시에 외부 강성화 디바이스(9300) 상의 디스크(9389) 및 랙(9382)을 사용하여 외부 강성화 디바이스(9300)를 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 이동시킬 수 있다. 즉, 외부 강성화 디바이스(9300)에 대해 내부 강성화 디바이스(9310)를 전진시키기 위해, 두 강성화 디바이스(9300, 9310)를 모두 포함하는 시스템(9300z)은 슬라이드(10020y)를 따라 전진되는 동시에 디스크(9389) 및 랙(9382)을 사용하여 외부 강성화 디바이스(9300)를 후퇴시킨다. 반대로, 외부 강성화 디바이스(9300)에 대해 내부 강성화 디바이스(9310)를 후퇴시키기 위해, 두 강성화 디바이스(9300, 9310)를 모두 포함하는 시스템(9300z)은 슬라이드(10020y)를 따라 후퇴될 수 있는 동시에 외부 강성화 디바이스(9300)를 전진시킨다.
도 38을 참조하면, 선형 슬라이드(10020y)는 내부 및 외부 강성화 디바이스와 함께 사용되는 도구 또는 도구들(예를 들어, 도구(9980))를 제어하도록 구성된 제2 구동 유닛(10030y)을 더 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 구동 유닛(10017y) 및 제2 구동 유닛(10030y)은 선형 슬라이드(10020y)를 따라 독립적으로 병진할 수 있다. 1개, 2개 또는 그 이상의 도구(9980)가 구동 유닛(10030Y)에 부착될 수 있다. 선형 슬라이드(10020y)는 유리하게는 중첩된 강성화 시스템과 함께 사용되는 도구(들)가 외부 강성화 디바이스에 의한 임의의 병진에도 불구하고 외부 강성화 디바이스의 원위 단부에서 제자리에 유지되는 것을 보장할 수 있다. 예를 들어, 도구 구동 유닛(10030y)은 외부 강성화 디바이스가 슬라이드(10020y)에 대해 전진할 때 도구를 전방으로 병진시키도록 구성될 수 있다. 유사하게, 도구 구동 유닛(10030y)은 외부 강성화 디바이스가 슬라이드(10020y)에 대해 후퇴할 때 도구를 후퇴시키도록 구성될 수 있다. 이는, 예를 들어, 도구가 피팅(예를 들어, 피팅(9823y))에 로킹된 상태로 유지되는 것을 보장할 수 있다.
도 39a 및 도 39b는 중첩된 강성화 디바이스(10100, 10110)의 제어를 위해 구동 유닛(10117y)에 부착된 카세트(10157)와 함께 슬라이드(10120y) 상에 위치 설정된 예시적인 로봇 시스템(10100z)의 상부 사시도 및 평면도를 각각 도시한다. 2개의 상이한 도구(10180)의 제어를 위한 2개의 카세트(10125y)가 구동 유닛(10130y)에 장착된다. 도구(10180)는 가이드(10121y)를 통해 삽입되고 포트(10124y)에서 피팅(10123y)에 로킹된다.
도 40은 환자에 대해 슬라이드(10120y) 및 로봇 시스템의 잔여 부분(중첩된 강성화 디바이스(10100, 10110) 및/또는 도구(10180)를 포함))을 배향시키도록 선형 슬라이드(10120y)에 연결될 수 있는 예시적인 피봇 아암(10231y)을 도시한다. 이와 같이, 선형 슬라이드(10120y)는 수직, 수평 또는 그 사이의 각도로 위치 설정될 수 있다.
시스템(10100z)은 다음의 예시적인 방식으로 사용될 수 있다. 카세트(10157)는 내부 및 외부 강성화 디바이스(10110, 10100)에 부착되고, 내부 및 외부 강성화 디바이스(10110, 10100)는 환자의 신체 내로 전진된다(예를 들어, 도 65a 내지 도 65h에 상세히 설명된 바와 같이). 몇몇 실시예에서, 내부 및 외부 강성화 디바이스(10110, 10100)는 환자의 결장 또는 상부 위장관으로 전진된다. 내부 강성화 디바이스(10110) 및 외부 강성화 디바이스(10100)의 왕복 운동은 카세트(10157) 내의 디스크의 운동 및 슬라이더(10120y)를 따른 강성화 디바이스(10110, 10100)의 병진에 의해 제공된다. 강성화는 카세트(10157)의 벨로우즈를 압축하여 제공된다. 조향은 카세트(10157)의 디스크에 의해 제공된다. 의료 종사자가 시술이 수행될 신체 부위에 도달하면, 도구가 가이드(10121y)를 통해 삽입되고 포트(10124y)에 로킹될 수 있다. 그 후, 카세트(10125y)는 도구 제어를 위해 구동 유닛(10130y)에 부착된다.
본 명세서에 설명된 구동 유닛은 제어를 위해 컴퓨터(예를 들어, 컴퓨터, 태블릿, 랩탑 등)에 연결될 수 있다. 구동 유닛과 통신하는 컴퓨터는 임상의가 시스템 및 사용 중인 임의의 도구를 제어하기 위해 상호 작용할 수 있는 사용자 인터페이스를 제공하는 소프트웨어를 포함할 수 있다. 본 명세서에 설명된 카세트 및/또는 구동 유닛의 컴퓨터 제어를 통한 것과 같은 자동화를 사용하여 반복 작업을 보다 쉽게 수행하게 할 수 있다. 예를 들어, 물을 방출하는 동안 호에서 강성화 디바이스의 원위 단부를 자동으로 이동시키는 프로그램을 개발할 수 있다. 그 후, 위장관으로부터 물과 물질을 흡입하기 위해 제2 호를 만들 수 있다. 이는 위장관의 세정에 유용할 수 있다. 조작자가, 예를 들어 조이스틱으로 디바이스의 원위 단부를 지향시키기 위해 입력을 제공하기만 하면 되도록 본 명세서에 설명된 강성화 단계를 순차적으로 수행하기 위한 프로그램이 개발될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 내부 강성화 디바이스 및 외부 강성화 디바이스는 작은 단차부(예를 들어, 1인치 미만의 단차부)를 사용하여 본 명세서에 설명된 로봇 시스템에 의해 전진될 수 있다. 작은 단차부는 유리하게는 강성화 디바이스의 배치 및 배향의 보다 정밀한 제어를 가능하게 할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 내부 튜브를 원하는 방향으로 조향할 수 있으며, 내부 튜브가 외부 튜브보다 약간(예를 들어, 1/2, 3/4 또는 1 인치 바로 아래) 전진함에 따라, 외부 튜브의 강성화 및 전진 또는 후퇴의 순서가 자동으로 트리거될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 작은 단차부의 현재 시퀀스는 원할 때 무시될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 내부 강성화 디바이스 및 외부 강성화 디바이스는 중간 단차부(예를 들어, 1-3인치 단차부) 또는 큰 단차부(예를 들어, 3 인치보다 더 큰 단차부)를 사용하여 로봇 시스템에 의해 전진될 수 있다.
본 명세서에 설명된 카세트 및/또는 도구는 일회용이거나 재사용 가능하거나 제한된 수의 주기 동안 사용 및 세정될 수 있다.
본 명세서에 설명된 선형 슬라이드는, 몇몇 실시예에서, 대응하는 U자형 관을 갖는 U자형일 수 있다. 대안적으로, 선형 슬라이드는, 몇몇 실시예에서, 대응하는 원형 관을 갖는 원형일 수 있다.
몇몇 실시예에서, 외부 강성화 디바이스의 팁은 로봇 시스템과 함께 사용되는 도구의 엔드 이펙터를 보기 위한 하나 이상의 카메라를 포함할 수 있다. 이는 로봇 시스템의 제어기가 제어 입력과 이펙터 출력 사이의 관계를 계산하고 조절하며 그에 따라 치형부 경로에 무관하게(예를 들어, 굽힘 동안 도구 제어 케이블에 인가되는 항력에 무관하게) 동일한 이펙터 동작을 제공하게 할 수 있다.
일 실시예와 관련하여 본 명세서에 설명된 임의의 피처는 다른 실시예와 관련하여 본 명세서에 설명된 임의의 피처와 조합되거나 이를 대체할 수 있음을 이해하여야 한다. 예를 들어, 본 명세서에 설명된 강성화 디바이스의 다양한 층 및/또는 피처는 다른 층에 대해 조합, 대체 및/또는 재배열될 수 있다.
재료 및 제조 기술을 비롯하여 본 발명에 관련된 추가 세부 사항은 관련 기술 분야의 숙련자의 수준 내에서 채용될 수 있다. 일반적으로 또는 논리적으로 채용되는 추가 행위의 관점에서 본 발명의 방법 기반 양태와 관련하여 동일하게 적용될 수 있다. 또한, 설명된 본 발명의 변형의 임의의 임의적인 피처는 독립적으로, 또는 본 명세서에 설명된 피처 중 임의의 하나 이상과 조합하여 기재되고 청구될 수 있음이 고려된다. 마찬가지로, 단수 항목에 대한 참조는 동일한 항목이 여러 개 존재할 가능성을 포함한다. 더 구체적으로, 본 명세서 및 첨부된 청구범위에서 사용될 때, 단수 형태는 문맥이 달리 명확하게 지시하지 않는 한 복수 대상을 포함한다. 청구범위는 임의의 임의적인 요소를 제외하도록 작성될 수 있음을 추가로 유의한다. 따라서, 이 진술은 청구항 요소의 인용 또는 "부정적" 제한의 사용과 관련하여 "단독", "오직" 등과 같은 배타적 용어 사용에 대한 선행 근거의 역할을 하도록 의도된다. 본 명세서에서 달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본 발명의 범위는 본 명세서에 의해 제한되는 것이 아니라, 채용된 청구범위 용어의 명백한 의미에 의해서만 제한되어야 한다.
피처 또는 요소가 본 명세서에서 다른 피처 또는 요소 "상에" 있는 것으로 언급될 때, 이는 다른 피처 또는 요소 상에 직접 있을 수 있거나 개재 피처 및/또는 요소가 또한 존재할 수도 있다. 이와 달리, 피처 또는 요소가 다른 피처 또는 요소 "상에 직접" 있는 것으로 언급되는 경우, 개재 피처 또는 요소가 존재하지 않는다. 피처 또는 요소가 다른 피처 또는 요소에 "연결", "부착" 또는 "결합"된 것으로 언급될 때, 다른 피처 또는 요소에 직접 연결, 부착 또는 결합될 수 있거나 개재 피처 또는 요소가 존재할 수 있음이 또한 이해될 것이다. 이와 달리, 피처 또는 요소가 다른 피처 또는 요소에 "직접 연결", "직접 부착" 또는 "직접 결합"되는 것으로 언급될 때, 개재 피처 또는 요소가 존재하지 않는다. 일 실시예에 대해 설명되거나 도시되지만, 그렇게 설명되거나 도시된 피처 및 요소는 다른 실시예에 적용될 수 있다. 또한, 다른 피처에 "인접하게" 배치된 구조 또는 피처에 대한 언급은 인접한 피처와 중첩되거나 그 아래에 있는 부분을 가질 수 있다는 것이 본 기술 분야의 숙련자에 의해 이해될 것이다.
본 명세서에 사용된 용어는 단지 특정 실시예를 설명하기 위한 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 없다. 예를 들어, 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 명백하게 달리 나타내지 않는 한, 복수 형태를 물론 포함한다. 본 명세서에 사용될 때, 용어 "포함한다" 및/또는 "포함하는"은 언급된 피처, 단계, 동작, 요소 및/또는 구성요소의 존재를 특정하고, 하나 이상의 다른 피처, 단계, 동작, 요소, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다는 것이 이해될 것이다. 본 명세서에 사용될 때, "및/또는"이라는 용어는 관련된 나열 항목 중 하나 이상의 임의의 조합 및 모든 조합을 포함하고 "/"로 약칭될 수 있다.
"밑", "아래", "하부", "위", "상부" 등과 같은 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 예시된 다른 요소(들) 또는 피처(들)에 대한 하나의 요소 또는 피처의 관계를 설명하도록 설명의 편의를 위해 본 명세서에 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시된 배향 외에 사용 또는 동작 중인 디바이스의 상이한 배향을 포함하도록 의도되는 것으로 이해될 것이다. 예를 들어, 도면에서 디바이스가 반전된 경우, 다른 요소 또는 피처 "아래" 또는 "밑"으로 설명된 요소는 다른 요소 또는 피처 "위로" 배향될 것이다. 따라서, 예시적인 용어 "아래"는 위 및 아래의 배향 양자 모두를 포함할 수 있다. 디바이스는 달리 배향(90도 또는 다른 배향으로 회전)될 수 있으며 여기에 사용된 공간적 상대 설명자는 그에 따라 해석된다. 유사하게, "상향", "하향", "수직", "수평" 등의 용어는 달리 구체적으로 지시되지 않는 한 설명의 목적으로만 본 명세서에 사용된다.
"제1" 및 "제2"라는 용어는 다양한 피처/요소를 설명하기 위해 본 명세서에서 사용될 수 있지만, 문맥에서 달리 나타내지 않는 한 이들 피처/요소는 이들 용어에 의해 제한되어서는 안된다. 이들 용어는 하나의 피처/요소를 다른 피처/요소와 구별하는 데 사용될 수 있다. 따라서, 아래에서 설명되는 제1 피처/요소는 제2 피처/요소로 명명될 수 있고, 유사하게, 아래에서 설명되는 제2 피처/요소는 본 발명의 교시를 벗어나지 않고 제1 피처/요소로 명명될 수 있다.
예에 사용된 것을 포함하여 명세서 및 청구범위에 사용될 때, 달리 명시적으로 특정되지 않는 한, 용어가 명시적으로 나타나지 않더라도, 모든 숫자는 "약" 또는 "대략"이라는 단어가 앞에 있는 것처럼 읽을 수 있다. "약" 또는 "대략"이라는 문구는 설명된 값 및/또는 위치가 값 및/또는 위치의 합리적인 예상 범위 내에 있음을 나타내기 위해 크기 및/또는 위치를 설명할 때 사용될 수 있다. 예를 들어, 수치 값은 명시된 값(또는 값의 범위)의 +/-0.1%, 명시된 값(또는 값의 범위)의 +/-1%, 명시된 값(또는 값의 범위)의 +/-2%, 명시된 값(또는 값의 범위)의 +/-5%, 명시된 값(또는 값의 범위)의 +/-10% 등인 값을 가질 수 있다. 본 명세서에 언급된 임의의 수치 범위는 그 안에 포함된 모든 하위 범위를 포함하는 것으로 의도된다.
Claims (79)
- 강성화 시스템이며,
가요성 구성으로부터 강성 구성으로 진공 또는 압력에 의해 강성화되도록 구성된 세장형 강성화 디바이스; 및
강성화 디바이스 둘레에 위치 설정되도록 구성된 외부 튜브를 포함하고, 외부 튜브는 작업 도구의 관통 통과를 가능하게 하도록 구성된 복수의 팽창 가능한 채널을 내부에 포함하는, 강성화 시스템. - 제1항에 있어서, 복수의 팽창 가능한 채널들의 채널에 제거 가능하게 삽입되도록 구성된 적어도 하나의 가이드를 더 포함하고, 적어도 하나의 가이드는 작업 도구의 관통 통과를 가능하게 하도록 구성된 루멘을 포함하는, 강성화 시스템.
- 제2항에 있어서, 채널은 적어도 하나의 가이드가 관통 삽입됨에 따라 팽창되도록 구성되는, 강성화 시스템.
- 제2항에 있어서, 채널은 적어도 하나의 가이드가 제거됨에 따라 붕괴되도록 구성되는, 강성화 시스템.
- 제2항에 있어서, 적어도 하나의 가이드는 비외상성 원위 단부를 포함하는, 강성화 시스템.
- 제2항에 있어서, 루멘은 적어도 하나의 가이드가 채널 내에 위치 설정될 때 세장형 강성화 디바이스를 향해 반경방향 내향으로 지향하도록 구성되는, 강성화 시스템.
- 제6항에 있어서, 루멘은 루멘을 반경방향으로 내향으로 지향시키도록 루멘의 원위 단부에 30°내지 60°의 굽힘부를 포함하는, 강성화 시스템.
- 제2항에 있어서, 적어도 하나의 가이드는 세장형 강성화 디바이스에 대한 적어도 하나의 가이드의 회전 정렬을 가능하게 하도록 구성된 비대칭성 단면을 포함하는, 강성화 시스템.
- 제8항에 있어서, 적어도 하나의 가이드는 세장형 강성화 디바이스의 외주에 실질적으로 합치하도록 구성된 경사진 또는 만곡된 표면을 포함하는, 강성화 시스템.
- 제2항에 있어서, 적어도 하나의 가이드는 가요성 구성에서 강성화 디바이스보다 더 높은 강성도를 갖고 강성 구성에서 강성화 디바이스보다 더 낮은 강성도를 갖는, 강성화 시스템.
- 제1항에 있어서, 세장형 강성화 디바이스의 외경과 복수의 채널의 각각의 팽창 가능한 채널의 내경의 비율은 1:1 내지 6:1인, 강성화 시스템.
- 제1항에 있어서, 외부 튜브는 0.03 인치 미만의 벽 두께를 갖는 슬리브인, 강성화 시스템.
- 제1항에 있어서, 외부 튜브는 엘라스토머, 플라스틱, 또는 천 구조를 포함하는, 강성화 시스템.
- 제1항에 있어서, 외부 튜브는 세장형 강성화 디바이스에 영구적으로 부착되는, 강성화 시스템.
- 제1항에 있어서, 각각의 채널은 작업 도구가 채널에 삽입될 때 강성화 디바이스에 대한 작업 도구의 원위 원주방향 위치를 나타내도록 구성되는 근위 마커를 포함하는, 강성화 시스템.
- 제1항에 있어서, 세장형 강성화 디바이스는 세장형 강성화 디바이스의 벽 내에 진공 또는 압력을 공급함으로써 강성화되도록 구성되는, 강성화 시스템.
- 제15항에 있어서, 벽은 브레이드층을 포함하는, 강성화 시스템.
- 제1항에 있어서, 작업 도구는 가요성 구성에서 강성화 디바이스보다 더 높은 강성도를 갖고 강성 구성에서 강성화 디바이스보다 더 낮은 강성도를 갖는, 강성화 시스템.
- 제1항에 있어서, 세장형 강성화 디바이스는 오버튜브의 일부이고, 오버튜브는 스코프를 관통 통과시키도록 구성되는, 강성화 시스템.
- 신체 루멘 내에 작업 도구를 위치 설정하는 방법이며,
강성화 디바이스가 가요성 구성에 있는 동안 강성화 디바이스 및 외부 튜브를 신체 루멘에 삽입하는 단계로서, 외부 튜브는 내부에 복수의 팽창 가능한 채널을 포함하는, 단계;
강성화 디바이스에 진공 또는 압력을 공급하여 강성화 디바이스를 가요성 구성으로부터 강성 구성으로 천이시키는 단계;
강성화 디바이스가 강성 구성에 있는 동안 팽창 가능한 채널들의 채널을 통해 작업 도구를 삽입하는 단계; 및
작업 도구를 이용하여 신체 루멘에서 의료 시술을 수행하는 단계를 포함하는, 방법. - 제20항에 있어서, 강성화 디바이스가 강성 구성에 있는 동안 및 작업 도구를 삽입하기 전에 복수의 팽창 가능한 채널들의 채널을 통해 가이드를 삽입하는 단계를 더 포함하는, 방법.
- 제21항에 있어서,
가이드로부터 작업 도구를 제거하는 단계; 및
채널로부터 가이드를 제거하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제22항에 있어서, 채널로부터 가이드를 제거하면 채널이 반경방향 내향으로 붕괴되게 되는, 방법.
- 제21항에 있어서, 강성 구성에서 강성화 디바이스의 형상은 가이드를 삽입하는 단계 동안 고정된 상태로 유지되는, 방법.
- 제21항에 있어서, 가이드는 비대칭성이고, 가이드를 삽입하는 단계는 가이드의 경사진 또는 만곡된 표면이 강성화 디바이스의 외주에 실질적으로 합치하도록 가이드를 삽입하는 단계를 포함하는, 방법.
- 제21항에 있어서, 작업 도구를 삽입하는 단계는 작업 도구가 가이드의 루멘의 미리 설정된 굽힘부를 통해 연장되고 강성화 디바이스의 중심축을 향해 지향하도록 작업 도구를 삽입하는 단계를 포함하는, 방법.
- 제21항에 있어서, 채널을 통해 가이드를 삽입하면 채널이 접혀진 구성으로부터 팽창된 구성으로 반경방향 외향으로 팽창되게 되는, 방법.
- 제21항에 있어서, 적어도 하나의 가이드는 가요성 구성에서 강성화 디바이스보다 더 높은 강성도를 갖고 강성 구성에서 강성화 디바이스보다 더 낮은 강성도를 갖는, 방법.
- 제20항에 있어서, 강성화 디바이스에 진공 또는 압력을 공급하는 단계는 강성화 디바이스의 벽에 진공 또는 압력을 공급하는 단계를 포함하는, 방법.
- 제20항에 있어서, 의료 시술을 수행하는 단계는 강성화 디바이스가 강성 구성에 있는 동안 수행되는, 방법.
- 제20항에 있어서, 작업 도구는 가요성 구성에서 강성화 디바이스보다 더 높은 강성도를 갖고 강성 구성에서 강성화 디바이스보다 더 낮은 강성도를 갖는, 방법.
- 제20항에 있어서, 강성화 디바이스가 강성화 구성에 있는 동안 강성화 디바이스를 통해 스코프를 통과시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
- 제21항에 있어서, 강성 구성에서 강성화 디바이스의 형상은 작업 도구를 삽입하는 단계 동안 고정된 상태로 유지되는, 방법.
- 제20항에 있어서, 가이드를 삽입하기 전에 복수의 채널들의 채널을 선택하는 단계를 더 포함하고, 채널을 선택하는 단계는 채널의 원위 원주방향 위치를 나타내는 근위 마커에 기초하여 선택하는 단계를 포함하는, 방법.
- 강성화 시스템이며,
진공 또는 압력에 의해 강성화되도록 구성된 세장형 강성화 디바이스; 및
강성화 디바이스의 길이를 따라 길이방향으로 연장되는 복수의 레일을 포함하고, 각각의 레일은 세장형 관형 가이드와 활주 가능하게 맞물리도록 구성되는, 강성화 시스템. - 제35항에 있어서, 세장형 관형 가이드가 복수의 레일들의 레일과 맞물릴 때, 세장형 관형 가이드는 세장형 강성화 디바이스에 평행한, 강성화 시스템.
- 제35항에 있어서, 복수의 레일들의 각각의 레일은 T자형 레일인, 강성화 시스템.
- 제37항에 있어서, 관형 가이드를 더 포함하고, 관형 가이드는 복수의 레일들의 레일과 맞물리도록 구성된 T자형 슬롯을 내부에 포함하는, 강성화 시스템.
- 제35항에 있어서, 복수의 레일들의 각각의 레일은 수형 연장부를 포함하는, 강성화 시스템.
- 제39항에 있어서, 관형 가이드를 더 포함하고, 관형 가이드는 복수의 레일들의 레일과 맞물리도록 구성된 암형 슬롯을 내부에 포함하는, 강성화 시스템.
- 제35항에 있어서, 복수의 레일들의 각각의 레일은 내부에 암형 슬롯을 포함하는, 강성화 시스템.
- 제41항에 있어서, 관형 가이드를 더 포함하고, 관형 가이드는 복수의 레일들의 레일과 맞물리도록 구성된 수형 연장부를 그 위에 포함하는, 강성화 시스템.
- 제35항에 있어서, 복수의 레일 중 하나 이상은 톱니형인, 강성화 시스템.
- 제35항에 있어서, 복수의 레일들의 각각의 레일은 강성화 디바이스의 원주 둘레에 등거리로 위치 설정되는, 강성화 시스템.
- 강성화 시스템이며,
제1 강성화 디바이스;
제1 강성화 디바이스 내에 반경방향으로 위치 설정된 제2 강성화 디바이스로서;
제2 강성화 디바이스는 제1 강성화 디바이스에 대해 축방향으로 활주 가능하고;
제1 및 제2 강성화 디바이스는 진공 또는 압력에 의해 교대로 강성화되도록 구성되는, 제2 강성화 디바이스; 및
제1 강성화 디바이스의 외부를 따라 길이방향으로 연장되는 복수의 도구 채널을 포함하는, 강성화 시스템. - 제45항에 있어서, 복수의 도구 채널의 각각의 도구 채널은 실질적으로 서로 인접하게 위치 설정되는, 강성화 시스템.
- 제46항에 있어서, 복수의 도구 채널의 각각의 도구 채널은 제1 강성화 디바이스의 원주의 120도 미만을 따라서만 위치 설정되는, 강성화 시스템.
- 제46항에 있어서, 복수의 도구 채널의 각각의 도구 채널은 강성화 시스템을 신체 루멘에 삽입한 후 강성화 디바이스의 원주 둘레에서 이동하도록 구성되는, 강성화 시스템.
- 제45항에 있어서, 적어도 하나의 도구 채널은 그 안에 관절식 카메라를 유지하도록 구성되는, 강성화 시스템.
- 제45항에 있어서, 복수의 도구 채널의 각각의 도구 채널은 가요성 증가를 위해 내부에 노치를 갖는, 강성화 시스템.
- 제45항에 있어서,
제1 강성화 디바이스의 외부 및 복수의 도구 채널 둘레의 외부 외장; 및
외부 외장과 제1 강성화 디바이스 사이의 진공 입구를 더 포함하고, 입구는 진공을 제공하여 도구 채널에 대해 외부 외장을 흡입하도록 구성되는, 강성화 시스템. - 제45항에 있어서, 복수의 도구 채널의 각각의 도구 채널은 나선형 절단 배관 또는 코일을 포함하는, 강성화 시스템.
- 제45항에 있어서, 제1 강성화 디바이스를 따라 활주 가능하게 이동하도록 구성된 피팅을 더 포함하고, 복수의 도구 채널은 피팅에 부착되는, 강성화 시스템.
- 제53항에 있어서, 근위 방향으로 당겨질 때, 피팅을 원위 방향으로 이동시키도록 구성된 복수의 케이블을 더 포함하는, 강성화 시스템.
- 제45항에 있어서, 복수의 도구 채널은 제1 강성화 디바이스 위로 활주되도록 구성된 외부 튜브의 일체형 부분인, 강성화 시스템.
- 제55항에 있어서, 외부 튜브는 외부 튜브를 따른 굴곡부를 포함하는, 강성화 시스템.
- 제55항에 있어서, 외부 튜브는 제1 강성화 디바이스 위에 외부 튜브의 스냅 체결을 가능하게 하는 길이방향 슬릿을 포함하는, 강성화 시스템.
- 제55항에 있어서, 외부 튜브의 내부 벽 또는 외부 벽은 압력 또는 진공의 인가를 통해 강성화되도록 구성되는, 강성화 시스템.
- 강성화 디바이스이며,
근위 섹션 및 원위 섹션을 포함하는 관형 벽을 갖는 세장형 가요성 튜브;
근위 섹션 내에서 연장되는 브레이드층;
원위 섹션 내에서 연장되는 복수의 연동 장치;
근위 섹션 및 원위 섹션을 통해 또는 그에 평행하게 연장되는 복수의 케이블 - 복수의 케이블은 원위 섹션의 조향을 위해 연동 장치에 부착됨 -; 및
근위 섹션과 원위 섹션 사이의 결합부에 있는 클램핑 메커니즘을 포함하고, 클램핑 메커니즘은 복수의 케이블 둘레에 위치 설정된 복수의 클램프 맞물림부를 포함하며;
관형 벽에 진공 또는 압력을 공급하면 브레이드층이 강성화되어 근위 섹션을 가요성 구성으로부터 강성 구성으로 천이시키고 클램핑 메커니즘을 활성화시켜 원위 섹션의 형상을 로킹하는, 강성화 디바이스. - 제59항에 있어서, 복수의 케이블의 각각의 케이블의 원위 부분은 클램프 맞물림부와 맞물리도록 구성된 복수의 케이블 맞물림부를 포함하는, 강성화 디바이스.
- 제60항에 있어서, 클램프 맞물림부는 암형 맞물림부이고 복수의 케이블 맞물림부는 수형 맞물림부인, 강성화 디바이스.
- 제60항에 있어서, 브레이드층 및 복수의 연동 장치 위로 연장되는 외부층을 더 포함하는, 강성화 디바이스.
- 제62항에 있어서, 클램핑 메커니즘은 진공 또는 압력이 관형 벽에 공급될 때 클램프 맞물림부에 대해 가압하도록 구성된 클램프 블래더를 더 포함하는, 강성화 디바이스.
- 강성화 디바이스이며,
근위 섹션 및 원위 섹션을 포함하는 관형 벽을 갖는 세장형 가요성 튜브;
근위 섹션 내에서 연장되는 브레이드층;
원위 섹션 내에서 연장되는 복수의 연동 장치;
근위 섹션과 원위 섹션을 통해 연장되는 복수의 조향 케이블 - 복수의 케이블은 원위 섹션의 조향을 위해 연동 장치에 부착됨 -;
원위 섹션을 통해 연장되는 복수의 로킹 케이블; 및
근위 섹션과 원위 섹션 사이의 결합부에 있는 클램핑 메커니즘을 포함하고, 클램핑 메커니즘은 복수의 로킹 케이블 둘레에 위치 설정된 복수의 클램프 맞물림부를 포함하며;
관형 벽에 진공 또는 압력을 공급하면 브레이드층이 강성화되어 근위 섹션을 가요성 구성으로부터 강성 구성으로 천이시키고 클램핑 메커니즘을 활성화시켜 원위 섹션의 형상을 로킹하는, 강성화 디바이스. - 제64항에 있어서, 복수의 로킹 케이블의 각각의 케이블의 원위 부분은 클램프 맞물림부와 맞물리도록 구성된 복수의 케이블 맞물림부를 포함하는, 강성화 디바이스.
- 강성화 디바이스이며,
근위 섹션 및 원위 섹션을 포함하는 관형 벽을 갖는 세장형 가요성 튜브;
원위 섹션 내에서 연장되는 복수의 연동 장치;
연동 장치를 통해 또는 그에 평행하게 연장되는 복수의 채널; 및
복수의 압력 라인을 포함하고, 각각의 압력 라인은 복수의 채널들의 채널을 통해 연장되며, 복수의 압력 라인은 원위 섹션을 가요성 구성으로부터 강성 구성으로 천이시키기 위해 복수의 연동 장치에 대해 팽창하도록 구성되는, 강성화 디바이스. - 제66항에 있어서, 복수의 지지 부재를 더 포함하고, 각각의 지지 부재는 복수의 채널들의 채널을 통해 연장되며, 채널 내의 압력 라인의 팽창은 지지 부재를 복수의 연동 장치에 대해 압박하는, 강성화 디바이스.
- 제67항에 있어서, 각각의 채널은 그 내주 상에 맞물림 요소를 포함하고, 각각의 지지 요소는 그 외부 둘레에 정합 맞물림 요소를 포함하며, 지지 요소는 압력 라인으로부터 압력이 인가될 때 맞물리도록 구성되는, 강성화 디바이스.
- 제66항에 있어서, 각각의 지지 부재는 와이어를 포함하는, 강성화 디바이스.
- 제66항에 있어서, 근위 섹션 및 원위 섹션을 통해 또는 그에 평행하게 연장되는 복수의 케이블을 더 포함하고, 복수의 케이블은 원위 섹션의 조향을 위해 복수의 연동 장치에 부착되는, 강성화 디바이스.
- 제66항에 있어서, 복수의 압력 라인의 각각의 압력 라인은 0.060" 미만의 직경을 갖는, 강성화 디바이스.
- 제66항에 있어서, 원위 섹션은 1" 미만의 곡률 반경을 갖는 굽힘부를 형성하도록 구성되는, 강성화 디바이스.
- 제66항에 있어서, 복수의 압력 라인의 각각은 5 atm보다 큰 압력을 지지하도록 구성되는, 강성화 디바이스.
- 제66항에 있어서, 각각의 압력 라인은 강성 구성의 원주보다 작은 가요성 구성의 원주를 갖는, 강성화 디바이스.
- 제74항에 있어서, 각각의 압력 라인은 유연성 재료를 포함하는, 강성화 디바이스.
- 제66항에 있어서, 각각의 압력 라인은 강성 구성의 원주보다 큰 가요성 구성의 원주를 갖는, 강성화 디바이스.
- 제76항에 있어서, 각각의 압력 라인은 비-유연성 재료를 포함하는, 강성화 디바이스.
- 제66항에 있어서, 근위 섹션은 근위 섹션 내에서 연장되는 브레이드층을 포함하고, 관형 벽에 진공 또는 압력을 공급하면 브레이드층이 강성화되어 근위 섹션을 가요성 구성으로부터 강성 구성으로 천이시키는, 강성화 디바이스.
- 제66항에 있어서, 압력 라인은 그 둘레에 브레이드층을 포함하는, 강성화 디바이스.
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