JP2014171865A - 複数の可撓な部分を有する可撓なシャフト - Google Patents

Abstract

【課題】外科手術デバイスを他の器具の周りで容易に移動可能な方法を提供する。
【解決手段】外科手術デバイスシステム１００は、少なくとも２つの操縦部材を有する制御ユニットと、近位端１０１と遠位端１０３とを有する細長いガイドシャフト１０６とを含み、シャフトの遠位端は、画像センサーを含み、シャフトの近位端は、制御ユニットおよび少なくとも１つの可撓な部分と動作可能に連通し、シャフトは、第１のセグメントと第２のセグメントとに仕切られ、第１および第２のセグメントは、シャフトの実質的に中ほどに位置する第１の嵌合点において動作可能に嵌合されている。
【選択図】図１

Description

関連出願への相互参照
本願は、２０１３年３月１２日に出願された、米国仮特許出願第６１／７７７，２６１号の利益および上記仮特許出願に対する優先権を主張し、その開示全体は、本明細書中で参考として援用される。

背景
技術分野
本開示は、外科手術デバイスに関し、より詳しくは、複数の可撓な部分を組み込んでいる可撓なシャフトを含む外科手術デバイスに関する。

関連技術の背景
多くの外科医は、より小さい穿刺様切開または天然のオリフィスを通して、器官に遠隔アクセスするために、内視鏡器具または腹腔鏡器具を使用する。最小限に侵襲性の外科手術手順が開発され、その手順中、外科手術器具は、内部の外科手術部位にアクセスするために、身体の組織における小さい開口部を通過する。代表的に、これらの手順中、身体組織において切開が形成された後、管腔を規定するカニューレが切開を通して挿入され、外科手術部位に対して位置決めされる。

腹腔鏡手順中、例えば、体腔は、非毒性通気ガスで膨張させられて、患者の内部に外科手術器具のための作業領域を作り出し、体腔内で器官を貫通することなく、トロカールが体腔を通ることを可能にする。一般に、外科手術手順を実施することにおいて、外科医を補助するために、複数の異なる器具がカニューレを通過する。

代表的な最小限に侵襲性の手順中、外科手術物（例えば、外科手術アクセスデバイス（例えば、トロカールアセンブリ、およびカニューレアセンブリ）、または内視鏡）は、組織における切開を通して患者の身体の中に挿入される。一般に、患者の身体の中への外科手術物の導入前に、標的外科手術部位を取り囲む領域を拡大し、より大きく、よりアクセス可能な作業領域を作り出すために、通気ガスが使用される。従って、実質的に流体が漏れない密封の維持は、通気ガスの漏れ、および拡大された外科手術部位の収縮または崩壊を防止するために所望される。

種々のカニューレおよび器具の多くのタイプが公知であるが、より良好な視界を外科医のために作り出すために、他の器具の周りで容易に移動可能であり得る器具の必要性が引き続き存在する。

概要
本開示に従って、外科手術デバイスが提供される。外科手術デバイスは、少なくとも２つの操縦部材を有する制御ユニットと、近位端と遠位端とを有する可撓な細長いガイドシャフトとを含む。シャフトの遠位端は、画像センサーを含み、シャフトの近位端は、制御ユニットおよび少なくとも１つの可撓な部分と動作可能に連通している。シャフトは、第１のセグメントと第２のセグメントとに仕切られ、第１および第２のセグメントは、シャフトの実質的に中ほどに位置する第１の嵌合点において動作可能に嵌合されている。

実施形態において、画像センサーは、シャフトの遠位端に位置決めされているカメラであり、シャフトは、嵌合点において、屈曲するか、曲がるか、または湾曲する。少なくとも２つの操縦部材は、シャフト内に位置決めされ得、少なくとも２つの操縦部材は、制御ユニットから嵌合点へシャフトを通って延び得る。

実施形態において、１つの操縦部材の移動は、シャフトを第１の方向に作動させ、他方の操縦部材の移動は、シャフトを第２の方向に作動させ、第２の方向は、実質的に第１の方向の逆である。制御ユニットは、少なくとも４つの操縦部材を含み得、操縦部材のうちの２つは、制御ユニットから第１の嵌合点へシャフトを通って延び、他方の２つの部材は、制御ユニットから画像センサーの近くに位置する第２の嵌合点へシャフトを通って延びている。少なくとも４つの操縦部材は、実質的に９０°で互いに離され、第５の操縦部材が、画像センサーの回転移動を可能にするために提供され得る。

実施形態において、シャフトは、複数の嵌合点を含み、この複数の嵌合点は、各嵌合点におけるシャフトの屈曲を可能にする。さらに、シャフトの遠位端は、複数の画像センサーを含み、画像センサーのうちの少なくとも１つは、他の画像センサーから独立して動作可能である。画像センサーは、遠隔制御され得る。制御ユニットは、少なくとも１つのフィードバック機構を含み得、この少なくとも１つのフィードバック機構は、実質的に連続的なフィードバック、および実質的にリアルタイムのフィードバックのうちの少なくとも１つを、制御ユニットに提供する。可撓な細長いガイドシャフトの遠位端は、外科手術部位を照らすための少なくとも１つの照明源を含む。

本開示に従って、外科手術デバイスが示される。外科手術デバイスは、少なくとも４つの操縦部材を有する制御ユニットと、近位端と遠位端とを有する可撓な細長いガイドシャフトとを含む。シャフトの遠位端は、カメラを含み、シャフトの近位端は、制御ユニットと動作可能に連通している。シャフトは、３つのセグメントに仕切られ、第１および第２のセグメントは、第１の屈曲可能な嵌合点において動作可能に嵌合され、第２および第３のセグメントは、第２の屈曲可能な嵌合点において、動作可能に嵌合されている。

本開示に従って、外科手術手順を実施する方法が示される。上記方法は、少なくとも２つの操縦部材を提供するステップと、細長いガイドシャフトの遠位端において、画像センサーを位置決めするステップであって、シャフトは、少なくとも２つの操縦部材と動作可能に連通している、ステップと、シャフトを第１のセグメントと第２のセグメントとに仕切るステップであって、第１および第２のセグメントは、シャフトの実質的に中ほどに位置する第１の嵌合点において、動作可能に嵌合されている、ステップとを含む。

本開示に従って、外科手術手順を実施する方法が示される。上記方法は、少なくとも４つの操縦部材を提供するステップと、細長いガイドシャフトの遠位端において、画像センサーを位置決めするステップであって、シャフトは、少なくとも４つの操縦部材と動作可能に連通している、ステップと、シャフトを３つのセグメントに仕切るステップであって、第１および第２のセグメントは、第１の屈曲可能な嵌合点において、動作可能に嵌合され、第２および第３のセグメントは、第２の屈曲可能な嵌合点において、動作可能に嵌合されている、ステップとを含む。

本開示は、例えば以下の項目を提供する。
（項目１）
外科手術デバイスであって、該外科手術デバイスは、
少なくとも２つの操縦部材を有する制御ユニットと、
近位端と遠位端とを有する細長いガイドシャフトとを含み、該シャフトの該遠位端は、画像センサーを含み、該シャフトの該近位端は、該制御ユニットおよび少なくとも１つの可撓な部分と動作可能に連通し、
該シャフトは、第１のセグメントと第２のセグメントとに仕切られ、該第１および第２のセグメントは、該シャフトの実質的に中ほどに位置する第１の嵌合点において動作可能に嵌合されている、
外科手術デバイス。
（項目２）
上記画像センサーは、カメラである、上記項目に記載の外科手術デバイス。
（項目３）
上記シャフトは、上記第１の嵌合点において屈曲する、上記項目のうちのいずれか一項に記載の外科手術デバイス。
（項目４）
上記少なくとも２つの操縦部材は、上記シャフト内に位置決めされている、上記項目のうちのいずれか一項に記載の外科手術デバイス。
（項目５）
上記少なくとも２つの操縦部材は、上記制御ユニットから上記第１の嵌合点へ上記シャフトを通って延びている、上記項目のうちのいずれか一項に記載の外科手術デバイス。
（項目６）
１つの操縦部材の移動は、上記シャフトを第１の方向に作動させ、他方の操縦部材の移動は、該シャフトを第２の方向に作動させ、該第２の方向は、実質的に該第１の方向の逆である、上記項目のうちのいずれか一項に記載の外科手術デバイス。
（項目７）
上記制御ユニットは、少なくとも４つの操縦部材を含み、該操縦部材のうちの２つは、該制御ユニットから上記第１の嵌合点へ上記シャフトを通って延び、他方の２つの部材は、該制御ユニットから上記画像センサーの近くに位置する第２の嵌合点へ該シャフトを通って延びている、上記項目のうちのいずれか一項に記載の外科手術デバイス。
（項目８）
上記少なくとも４つの操縦部材は、実質的に９０°で互いに離されている、上記項目のうちのいずれか一項に記載の外科手術デバイス。
（項目９）
上記画像センサーの回転移動を可能にするために、第５の操縦部材が提供される、上記項目のうちのいずれか一項に記載の外科手術デバイス。
（項目１０）
上記シャフトは、複数の嵌合点を含み、該複数の嵌合点は、各嵌合点における上記シャフトの屈曲を可能にする、上記項目のうちのいずれか一項に記載の外科手術デバイス。
（項目１１）
上記シャフトの上記遠位端は、複数の画像センサーを含み、該画像センサーのうちの少なくとも１つは、他の画像センサーから独立して動作可能である、上記項目のうちのいずれか一項に記載の外科手術デバイス。
（項目１２）
上記画像センサーは、遠隔制御される、上記項目のうちのいずれか一項に記載の外科手術デバイス。
（項目１３）
上記制御ユニットは、少なくとも１つのフィードバック機構を含み、該少なくとも１つのフィードバック機構は、実質的に連続的なフィードバック、および実質的にリアルタイムのフィードバックのうちの少なくとも１つを、該制御ユニットに提供する、上記項目のうちのいずれか一項に記載の外科手術デバイス。
（項目１４）
上記可撓な細長いガイドシャフトの上記遠位端は、外科手術部位を照らすための少なくとも１つの照明源を含む、上記項目のうちのいずれか一項に記載の外科手術デバイス。
（項目１５）
外科手術デバイスであって、該外科手術デバイスは、
少なくとも４つの操縦部材を有する制御ユニットと、
近位端と遠位端とを有する可撓な細長いガイドシャフトとを含み、該シャフトの該遠位端は、カメラを含み、該シャフトの該近位端は、該制御ユニットと動作可能に連通し、
該シャフトは、３つのセグメントに仕切られ、第１および第２のセグメントは、第１の屈曲可能な嵌合点において動作可能に嵌合され、該第２および第３のセグメントは、第２の屈曲可能な嵌合点において、動作可能に嵌合されている、
外科手術デバイス。
（項目１６）
上記第１の屈曲可能な嵌合点は、上記シャフトの中間点に位置し、上記第２の屈曲可能な嵌合点は、上記カメラ付近において、該シャフトの上記遠位端に位置している、上記項目のうちのいずれか一項に記載の外科手術デバイス。
（項目１７）
上記少なくとも４つの操縦部材は、実質的に９０°で互いに離されている、上記項目のうちのいずれか一項に記載の外科手術デバイス。
（項目１８）
上記２つの操縦部材は、上記制御ユニットから上記第１の屈曲可能な嵌合点へ上記シャフトを通って延び、他方の２つの部材は、該制御ユニットから上記第２の屈曲可能な嵌合点へ該シャフトを通って延びている、上記項目のうちのいずれか一項に記載の外科手術デバイス。
（項目１９）
第５の操縦部材が、上記カメラの回転移動を可能にするために提供される、上記項目のうちのいずれか一項に記載の外科手術デバイス。
（項目２０）
上記シャフトの上記遠位端は、複数のカメラを含み、該カメラのうちの少なくとも１つは、他から独立して動作可能である、上記項目のうちのいずれか一項に記載の外科手術デバイス。

（摘要）
複数の操縦部材を有する制御ユニットと、近位端と遠位端とを有する可撓な細長いガイドシャフトとを含む外科手術デバイスが提供される。シャフトの遠位端は、画像センサーを含み、シャフトの近位端は、制御ユニットおよび少なくとも１つの可撓な部分と動作可能に連通している。シャフトは、第１のセグメントと第２のセグメントとに仕切られ、第１および第２のセグメントは、シャフトの実質的に中ほどに位置する第１の嵌合点において動作可能に嵌合されている。

カメラアセンブリを有する本開示の外科手術デバイスの種々の実施形態が、図面を参照して以下に記載される。

図１は、本開示の実施形態に従う、外科手術デバイスの、その遠位端がカニューレアセンブリを通って組織の中に挿入されている斜視図である。 図２は、本開示に従う、図１の外科手術デバイスの、その遠位端がカニューレアセンブリを通って組織の中に挿入され、さらなるデバイスがカニューレアセンブリを通って挿入されている斜視図である。 図３Ａは、本開示に従う、第１の起動させられていない位置にある外科手術デバイスの斜視図である。 図３Ｂは、本開示に従う、第２の起動させられた位置にある外科手術デバイスの斜視図である。 図４Ａは、本開示に従う、外科手術デバイスの側面斜視図であり、２部材の構成を例示している。 図４Ｂは、本開示に従う、外科手術デバイスのシャフトの中間点における図４Ａの断面図である。 図５Ａは、本開示に従う、外科手術デバイスの側面斜視図であり、４部材の構成を例示している。 図５Ｂは、本開示に従う、外科手術デバイスのシャフトの中間点における図５Ａの断面図である。 図６Ａは、本開示に従う、２部材の構成を有する外科手術デバイスの、外科手術デバイスが第１の上方方向に起動させられている斜視図である。 図６Ｂは、本開示に従う、２部材の構成を有する外科手術デバイスの、外科手術デバイスが第２の下方方向に起動させられている斜視図である。 図７は、本開示に従う、４部材の構成を有する外科手術デバイスの、外科手術デバイスが少なくとも４つの方向に起動させられている斜視図である。 図８は、本開示の実施形態に従う、シャフトの少なくとも一部分の屈曲を可能にするための少なくとも２つの可撓な部分を有する外科手術デバイスの斜視図である。 図９Ａは、本開示の実施形態に従う、シャフトの少なくとも一部分の屈曲および回転を可能にするための少なくとも２つの可撓な部分を有する外科手術デバイスの斜視図である。 図９Ｂは、本開示に従う、シャフトの１つの可撓な部分における図９Ａの断面図である。 図１０Ａおよび図１０Ｂは、本開示の実施形態に従う、起動させられていない位置および起動させられた位置にある複数のシャフトを有する外科手術デバイスの斜視図である。 図１０Ａおよび図１０Ｂは、本開示の実施形態に従う、起動させられていない位置および起動させられた位置にある複数のシャフトを有する外科手術デバイスの斜視図である。

実施形態の詳細な説明
本開示の適用性のさらなる範囲は、以下に与えられる詳細な説明から明らかになる。しかし、詳細な説明および特定の例は、本開示の実施形態を示しているが、本開示の趣旨および範囲内の種々の変更および改変がこの詳細な説明から当業者に明らかになるので、例示としてのみ与えられることが理解されるべきである。

次に、特定の例示的実施形態が、本明細書中に開示されるデバイスおよび方法の構造、機能、製造、および使用の原理の総合的な理解を提供するために記載される。これらの実施形態のうちの１つ以上の例は、添付の図面において例示される。本明細書中に特に記載され、添付の図面に例示されているデバイスおよび方法が、非限定的な例示的実施形態であること、ならびに本開示の範囲が、特許請求の範囲によってのみ規定されることを当業者は理解する。１つの例示的実施形態に関して例示されるか、または記載される特徴は、他の実施形態の特徴と組み合わせられ得る。そのような改変およびバリエーションは、本開示の範囲内に含まれることが意図される。

本開示の原理は、標的部位への経皮アクセスを可能にするように適合されている多様な外科手術アクセスデバイスに適用可能である。これらのアクセスデバイスとしては、トロカールおよび／またはカニューレ、カテーテル、ハンドアクセスデバイス、スコープなどが挙げられるが、これらに限定されない。本開示は、種々の外科手術手順（例えば、腹腔鏡、関節鏡、胸腔鏡などが挙げられる）において使用するために企図される。本開示は、全てのタイプの外科手術器具（クリップアプライヤー、グラスパー、ディセクター、レトラクター、ステープラー、レーザーファイバー、写真デバイス、内視鏡および腹腔鏡、ならびにチューブなどが挙げられる）の体腔への導入を企図する。全てのそのような物、および他の同様の物は、本明細書中で「器具（複数可）」と称され得る。

図および以下の記載において、類似の参照数字は、同様の要素または同一の要素を識別し、用語「近位」は、使用中、操作者により近い、装置の端を指し、他方、用語「遠位」は、操作者からより遠い、端を指す。

本開示の例示実施形態において、外科手術デバイスの作業端の移動を制御するための方法およびデバイス、特に、エンドエフェクターを有する器具を用いて種々の外科手術手順を実施するための方法およびデバイスが提供され、このエンドエフェクターは、デバイスの細長いガイドシャフトに対して関節運動させられ得る。特定の実施形態において、エンドエフェクターはまた、デバイスの細長いシャフトに対して、必要に応じて回転し得、および／またはシャフトは、デバイスのハンドルに対して回転し得る。エンドエフェクターの関節運動および回転は、外科手術手順中に、エンドエフェクターが種々の場所に位置決めさせられることを可能にし、それにより、使用者に、エンドエフェクターに対する正確な制御を提供する。エンドエフェクターは、カメラであり得る。

本開示の実施形態において、可撓な鞘の中にスライド可能に収容されている可撓なシャフトを含む医学的器具が提供され、器具は、器具の遠位端部分に保持されている画像センサー（例えば、カメラ）を含む。鞘の挿入可能な部分は、可撓なポリマーチューブを含み得る。鞘の可撓性は、多くの手法で得られ得る。例えば、可撓性を増大させるために、鞘は、可撓な材料から作製され得、および／または鞘は、多くのセグメントから構成され得、および／または鞘は、例えば、溝のような、そこから除去される材料の部分を有し得る。器具は、シャフトの遠位端に配置されている機能的な要素を含み得る。器具において、少なくとも１つの起動機構は、器具の長さに沿って保持され得、使用者が器具の少なくとも遠位部分の偏向を制御することを可能にするために、器具に動作可能に連結され得る。器具において、起動機構は、鞘の長さの少なくとも一部分に沿ってチャネルの中にスライド可能に配置され得る。器具は、少なくとも１つの引っ張り可能な部材（例えば、ケーブル）を含み得、この少なくとも１つの引っ張り可能な部材は、器具の遠位端部分に動作的に連結されている遠位部分と、器具の近位端において引張機構に動作的に連結されている近位端部分とを有し、引張機構は、器具の少なくとも遠位端が偏向することをもたらすために、使用者によって制御可能である。

次に、本開示の実施形態が詳細に参照される。本開示の特定の実施形態が記載されるが、それらの記載される実施形態に対して、本開示の実施形態を限定することが意図されないことが理解される。それと反対に、本開示の実施形態に対する参照は、添付の特許請求の範囲によって規定される場合、本開示の実施形態の趣旨および範囲内に含まれ得るものとして、代替物、改変、および等価物を含むことが意図される。

図１〜図７を参照すると、外科手術デバイスシステム１００は、一般に、近位端１０１と遠位端１０３とを有するシャフト１０６を含む。シャフト１０６の近位端１０１は、通気チューブ１０４を有するハンドルアセンブリ１０２を含む。シャフト１０６は、少なくとも１つの可撓部材１０８を含む。可撓部材１０８の可撓性は、多くの手法で得られ得る。例えば、可撓性を増大させるために、部材１０８は、可撓な材料から作製され得、および／または多くのセグメントから構成され得、および／または例えば、溝のような、そこから除去される材料の部分を有し得る。可撓部材１０８は、シャフト１０６の実質的に中ほどに位置決めされ得る。可撓部材１０８は、デバイスの近位端よりも遠位端に実質的に近くに位置決めされ得るか、またはデバイスの遠位端よりも近位端に実質的に近くに位置決めされ得る。実施形態において、シャフト１０６全体は、実質的に可撓部材１０８である。シャフト１０６の遠位端１０３は、アクセス部材１１２を有するカニューレハウジング１１０を通って挿入可能である。シャフト１０６の先端１１４は、カニューレハウジング１１０を通って、およびアクセス部材１１２を通って延びている。アクセス部材１１２は、外科手術作業部位１１８の組織１１６を貫通している。

図１は、外科手術デバイスシステム１００を例示し、その遠位先端１１４がカニューレハウジング１１０およびアクセス部材１１２を通って、作業部位１１８の組織１１６の中に挿入されている。図２は、外科手術デバイスシステム２００を例示し、その遠位先端１１４がカニューレハウジング１１０およびアクセス部材１１２を通って、組織１１６の中に挿入されており、さらなるデバイス２０２もカニューレハウジング１１０およびアクセス部材１１２を通って挿入され、その結果、さらなるデバイス２０２の遠位先端２０４は、作業部位１１８の中に挿入されている。複数の外科手術デバイスが、カニューレハウジング１１０およびアクセス部材１１２を通って、組織１１６の中に挿入され得ることが企図される。そのような外科手術デバイスとしては、少なくとも腹腔鏡、内視鏡、グラスパー、鋏、ディセクター、レトラクター、鉗子、ステープラー、クリップアプライヤー、光ガイド、トロカール、ビデオシステム、外科手術ロボット、および任意の他のタイプの最小限に侵襲性の外科手術器具が挙げられ得る。

図３Ａは、第１の起動させられていない位置３００Ａにある図１の外科手術デバイスシステム１００および図２の外科手術デバイスシステム２００を例示するのに対して、図３Ｂは、第２の起動させられた位置３００Ｂにある図１の外科手術デバイスシステム１００および図２の外科手術デバイスシステム２００を例示している。第１の位置３００Ａにおいて、シャフト１０６は、まっすぐな構成であるように構成されているのに対して、第２の位置３００Ｂにおいて、シャフト１０６は、屈曲または湾曲した構成であるように構成されている。屈曲は、可撓部材１０８において起きる。可撓部材１０８は、シャフト１０６の実質的に中ほどに位置決めされ得る。しかし、当業者は、可撓部材１０８を、シャフト１０６の長さにわたって、任意の実質的に遠位、近位、または中ほどの地点に位置決めすることを企図し得る。図８および図９Ａを参照して以下に記載されるように、当業者は、複数の可撓部材を、シャフト１０６の長さにわたって用いることを企図し得る。デバイスが複数の可撓部材１０８を含み得、各々が異なる程度の可撓性を有し、シャフト１０６の異なる程度の屈曲を可能にすることも企図される。例えば、デバイスの近位端に近いほうに位置決めされている１つの可撓部材は、デバイスの遠位端に近いほうに位置決めされている第２の可撓部材よりも可撓であり得、従って、シャフトが、デバイスの近位端に近いほうへ、より大きい程度まで屈曲することを可能にする。逆も企図される。

さらに、可撓部材１０８の左および右に対する部分またはセグメントは、可撓であるか、または屈曲可能である。セグメント１０６、１１４は、可撓部材１０８の屈曲に対して屈曲し得る。しかし、セグメント１０６、１１４は、可撓部材１０８の屈曲から独立して屈曲し得る。当業者は、複数の異なる屈曲を各セグメント１０６、１１４の長さにわたって企図し得る。当業者はまた、複数の屈曲を各セグメント１０６、１１４の長さにわたって起動させるための複数の異なるケーブリング機構を企図し得る。

図４Ａを参照すると、図１の外科手術デバイスシステム１００および図２の外科手術デバイスシステム２００の一部分の側面斜視図４００Ａが示され、２部材の構成を例示している。

図４Ａは、シャフト部分４０２を示し、このシャフト部分４０２は、その遠位端においてカメラ４０４を含むように適合されている。シャフト部分４０２の近位端は、可撓部材４２０を含む。可撓部材４２０は、起動機構４１０によって作動させられる。起動機構４１０は、第１の操縦部材であるケーブル４０６と、第２の操縦部材であるケーブル４０８とを含む。第１の部材４０６は、第２の部材４０８に対して実質的に完全に対向し得る。第１の部材４０６および第２の部材４０８は、ハンドルアセンブリ１０２（図１および図２を参照のこと）から始まり、可撓部材４２０を組み込んでいるシャフト４０２の中間点において、実質的に終端する。第１の部材４０６および第２の部材４０８は、カメラ４０４を有する遠位シャフト部分４０２を、遠位方向へ移動させるか、角度を付けて操作するか、回転させるか、または偏向させるために、起動機構４１０と動作的に協働し得る。操縦部材は、ケーブルであり得るか、またはバーであり得るか、または運動を伝えることが可能な任意の他の周知のデバイスであり得ることが想定される。

起動機構４１０は、圧力式作動システム（示されない）を含み得る。実施形態において、圧力式作動システムは、図１の器具１００および図２の器具２００を圧力式に作動させ、圧力式システムにおいて流量を電気的に制御するために、電気的制御システム（示されない）と組み合わせられ得る。アクチュエーターは、圧力式システムの加圧を電気的に制御するために用いられ得る。例示的な圧力式作動システムの構築および動作の詳細な議論について、２００５年３月２３日に出願された、Ｒｏｙに対する共有に係る米国特許第７，４８１，３４７号、および２００９年１月５日に出願された、Ｒｏｙに対する共有に係る米国特許第８，１８１，８３７号（両方は、発明の名称「Ｐｎｅｕｍａｔｉｃ Ｐｏｗｅｒｅｄ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｓｔａｐｌｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ」である）が参照され得、それらの内容全体は、両方とも本明細書中で参考として援用される。

制御システムは、源から加圧ガスまたは流体を受け取り得、器具の要素を作動させるために、少なくとも１つの電気的構成要素または電気的要素を用いて電気的出力を生み出し得る。制御システムは、外科手術切断および締め付けデバイスの要素ならびに／またはカメラを制御するために用いられ得る。切断および締め付け要素ならびに／またはカメラは、コントローラーよって、圧力式に動作可能であり得る。従って、圧力式シリンダーの作動は、加圧ガスおよびコントローラーを用いて制御され得る。コントローラーは、加圧ガスが圧力式システム内で放出される速度を制御する。コントローラーは、１つ以上の流動制御要素（例えば、ソレノイド、圧電気アクチュエーター、または電気モーター）を制御するために用いられ得る。これらの流動制御要素は、作動シリンダーへの加圧ガスの放出の速度を制御するために、バルブおよび他の閉鎖機構を開閉するために用いられ得る。さらなる流動制御要素は、加圧ガスを可変速度で放出するために用いられ得る。実施形態は、この文脈において、限定されない。

本明細書中で用いられる場合、用語「加圧ガス」は、滅菌環境で用いられる圧力で動力供給される（ｐｎｅｕｍａｔｉｃａｌｌｙ ｐｏｗｅｒｅｄ）システムにおける使用に適した任意のガスを指す。そのような媒体の非限定的な例としては、圧縮空気、二酸化炭素（ＣＯ２）、窒素、酸素、アルゴン、ヘリウム、水素化ナトリウム、プロパン、イソブタン、ブタンクロロフルオロカーボン、ジメチルエーテルが挙げられる。他の流体または液体が利用され得ることも想定される。

実施形態において、圧力で動力供給される器具は、電気的フィードバック能力を含む。圧力で動力供給される器具は、フィードバックモジュールと一体化され得る。フィードバックモジュールは、自給式であり得、器具、電気回路要素、および複数のインジケーターにわたって配置されている複数の接点に接続するように適合され得る。フィードバックシステム、インジケーター、センサー、および制御装置は、遠隔な場所から電気的に動力化および制御され得る。実施形態は、この文脈において、限定されない。

ハンドルアセンブリ１０２（図１および図２を参照のこと）は、制御装置（例えば、起動機構４１０）のための支持を供給し得る。起動機構４１０は、カメラ４０４の方向を操作するために、シャフト４０２の遠位端の角度を有する偏向を制御する方法を提供する。起動機構４１０は、１つ以上のレバー、スライド、トリガー、または同様の制御装置を含み得、各々は、少なくとも１つの偏向部材（例えば、プルワイヤー、ケーブル、または第１の部材４０６および第２の部材４０８からシャフト４０２の遠位端に運動を伝えるための他の手段）に取り付けられている。第１の部材４０６および第２の部材４０８を延ばすか、または引っ込めることにより、起動機構４１０を押すか、または引っ張り、起動機構４１０は、シャフト４０２の近位端を通ってアタッチメントの１つ以上の点へ、長さの方向にスライド可能に延びている。

デバイスが、カメラ４０４の方向を操作するために、シャフト４０２の遠位端の角度を有する偏向を制御するための電気機械的システムを含み得ることも想定される。例えば、電気信号は、カメラ４０４における運動を開始するために、例えば、ワイヤーを介して、ハンドルアセンブリ１０２からシャフトに沿って送られ得る。

図４Ｂは、可撓部材４２０におけるシャフト４０２の断面図４００Ｂである。起動機構４１０は、シャフト４０２内で実質的に中央に配置されている。第１の部材４０６および第２の部材４０８は、シャフト内に位置し得、互いに対して実質的に完全に対向し得る。もちろん、当業者は、部材４０６、４０８、および起動機構４１０について、複数の異なる位置構成を企図し得る。多くの部材が存在し得ること、および部材が、互いから独立して、または同時に動作可能であり得ることが想定される。

図５Ａを参照すると、外科手術デバイスシステム１００、２００の一部分の側面斜視図５００Ａが示され、４部材の構成を例示している。図５Ａの構成要素は、図４Ａの構成要素と同様に動作する。しかし、図４Ａと比べて、図５Ａは、４部材の構成を例示している。

例えば、図５Ａは、シャフト部分５０２を示し、このシャフト部分５０２は、その遠位端において、カメラ５０４を含むように適合されている。シャフト部分５０２の近位端は、可撓部材５２０を含む。可撓部材５２０は、起動機構５１４によって作動させられる。起動機構５１４は、第１の操縦部材であるケーブル５０６と、第２の操縦部材であるケーブル５０８と、第３の操縦部材であるケーブル５１０と、第４の操縦部材であるケーブル５１２とを含む。第１の部材５０６は、第２の部材５０８に対して実質的に完全に対向し得、第３の部材５１０は、第４の部材５１２に対して実質的に完全に対向し得る。第１の部材５０６、第２の部材５０８、第３の部材５１０、および第４の部材５１２は、ハンドルアセンブリ１０２（図１および図２を参照のこと）から始まり、可撓部材５２０を組み込んでいるシャフト５０２の中間点において終端する。第１の部材５０６、第２の部材５０８、第３の部材５１０、および第４の部材５１２は、カメラ５０４を有する遠位シャフト部分５０２を、角度を付けて操作するために、起動機構５１４と動作的に協働する。起動機構５１４は、図４Ａを参照して上に記載されるように、圧力式作動システムであり得る。

図５Ｂは、可撓部材５２０におけるシャフト５０２の断面図５００Ｂである。起動機構５１４は、シャフト５０２内で中央に配置されている。第１の部材５０６および第２の部材５０８は、互いに対して実質的に完全に対向し、第３の部材５１０および第４の部材５１２も同様である。もちろん、当業者は、部材５０６、５０８、５１０、５１２、および起動機構５１４について複数の異なる位置配置を企図し得る。

従って、遠位端において、制限された空間（例えば、体腔内部または間質腔）における画像を獲得するように適合されている電子撮像システムが提供される。本質的に小さいビデオカメラ４０４、５０４であり得るこの撮像システムは、画素化画像センサー（例えば、電荷結合素子（ＣＣＤ））、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）画像センサーに基づくか、あるいはシャフトもしくは鞘の構築物の遠位端において、またはシャフトもしくは鞘の構築物の遠位端付近に配置されている、同様のアナログセンサーまたはデジタルセンサーに基づく。撮像システムは、代表的に、画像を画像センサーの作用面に伝送するための１つ以上の光学要素をさらに含む。そのような要素は、単独または任意の組み合わせにおいて、保護光学窓と、画像をセンサーの焦点に合わせるための対物レンズと、所定の角度で光軸の方向を変えるための１つ以上のプリズムまたは鏡を含み得る。撮像システムは、代表的に、例えば、制御信号を解釈するために、および画像信号を内臓装置または外部装置に伝送するために、支持する電子機器およびコンダクターをさらに含む。

図６Ａおよび図６Ｂを参照すると、外科手術デバイスが第１の上方方向に起動させられている２部材の構成を有する外科手術デバイスの斜視図６００Ａ、および外科手術デバイスが第２の下方方向に起動させられている２部材の構成を有する外科手術デバイスの斜視図６００Ｂが、それぞれ示されている。

例えば、第１の部材４０６（図４Ａを参照のこと）が起動機構４１０によって起動させられる場合、シャフト１０６の遠位端１１４は、図６Ａにおいて、矢印「Ａ」によって示されるように、上方に屈曲し得る。第２の部材４０８（図４Ａを参照のこと）が起動機構４１０によって起動させられる場合、シャフト１０６の遠位端１１４は、図６Ｂにおいて、矢印「Ｂ」によって示されるように、下方に屈曲し得る。結果として、カメラ４０４（図４Ａを参照のこと）の方向は、起動機構４１０と、第１の部材４０６および第２の部材４０８の押圧／引っ張りとによって角度を付けて操作され得る。

図７を参照すると、４部材の構成を有する外科手術デバイスの斜視図７００が示され、外科手術デバイスは、４方向まで、またはそれ以上の方向に起動させられる。

例えば、第１の部材５０６（図５Ａを参照のこと）が起動機構５１４によって起動させられる場合、シャフト１０６の遠位端１１４は、想像図１１４Ａにおいて、矢印「Ａ」によって示されるように、上方に屈曲し得る。第２の部材５０８（図５Ａを参照のこと）が起動機構５１４によって起動させられる場合、シャフト１０６の遠位端１１４は、想像図１１４Ｃにおいて、矢印「Ｃ」によって示されるように、下方に屈曲し得る。第３の部材５１０（図５Ａを参照のこと）が起動機構５１４によって起動させられる場合、シャフト１０６の遠位端１１４は、想像図１１４Ｂにおいて、矢印「Ｂ」によって示されるように、左に向かって屈曲し得る。第４の部材５１２（図５Ａを参照のこと）が起動機構５１４によって起動させられる場合、シャフト１０６の遠位端１１４は、想像図１１４Ｄにおいて、矢印「Ｄ」によって示されるように、右に向かって屈曲し得る。結果として、カメラ５０４（図５Ａを参照のこと）の方向は、起動機構５１４と、第１の部材５０６、第２の部材５０８、第３の部材５１０、および第４の部材５１２とによって角度を付けて操作され得る。

さらに、可撓部材１０８の左および右に対する部分またはセグメントは、可撓であるか、または屈曲可能である。セグメント１０６、１１４Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、可撓部材１０８の屈曲に対して屈曲し得る。しかし、セグメント１０６、１１４Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、可撓部材１０８の屈曲から独立して屈曲し得る。当業者は、各セグメント１０６、１１４Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの長さにわたって複数の異なる屈曲を企図し得る。当業者は、各セグメント１０６、１１４Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの長さにわたって複数の屈曲を起動させるための複数の異なるケーブリング機構も企図し得る。複数の屈曲は、互いから独立して、または同時に、屈曲し得るか、または曲がり得る。

図８を参照すると、本開示の実施形態に従う、シャフトの屈曲を可能にするための少なくとも２つの可撓な部分を有する外科手術デバイスの斜視図が示されている。

図１の外科手術デバイスシステム１００および図２の外科手術デバイスシステム２００の遠位端８００が例示され、シャフト８０２は、第１の可撓部材８０４と第２の可撓部材８０６との間に位置決めされている。第１の可撓部材８０４は、シャフト８０２におけるおおよそ中間点において位置決めされているのに対して、第２の可撓部材８０６は、カメラ８０８に隣接して、またはカメラ８０８の付近において、シャフト８０２の遠位端に位置決めされている。

図８において、２つの部材は、第１の可撓部材８０４において終端し、２つの部材は、第２の可撓部材８０６において終端する。例えば、第１の部材８１０および第２の部材８１２が、第１の可撓部材８０４において終端し得るのに対して、第３の部材８１４および第４の部材８１６は、第２の可撓部材８０６において終端し得る。シャフト８０２の実質的に中ほどの点において、第１の部材８１０は、シャフト８０２が、上方方向「Ａ」および／または下方方向「Ｃ」へ移動することを可能にするのに対して、第２の部材８１２は、シャフト８０２が、左方向「Ｂ」および／または右方向「Ｄ」に移動することを可能にする。第３の部材８１４は、シャフト８０２が、遠位端において、左方向「Ｂ’」に移動することを可能にし、第４の部材８１６は、シャフト８０２が、遠位端において、右方向「Ａ’」に移動することを可能にする。複数の部材の維持は、シャフトが、これらの方向（例えば、上方方向および左方向）の任意の組み合わせにおいて、移動することを可能にし得る。

従って、第１の部材８１０および第２の部材８１２は、第１の可撓部材８０４において、シャフト８０２を移動させ、第３および第４の部材は、第２の可撓部材８０６において、シャフト８０２を移動させる。第１の可撓部材８０４は、シャフト８０２の中間点において制御され得るのに対して、第２の可撓なシャフトは、カメラ８０８の方向を制御するために、シャフト８０２の遠位端において制御され得る。図８に見られるように、第３の部材８１４の遠位端８２０および第４の部材８１６の遠位端８２２は、第２の可撓部材８０６において、カメラ８０８に隣接して終端する。第１の部材８１０、第２の部材８１２、第３の部材８１４、および第４の部材８１６は、起動機構８１８によって制御され得る。起動機構８１８は、シャフト８０２の少なくとも一部分を延び得る。例示的な起動機構は、図４Ａおよび図５Ａを参照して、上に記載されている。

図９Ａは、図８と同様である。しかし、図８と比べて、図９Ａは、カメラの回転移動を可能にするために、シャフトの遠位端に延びているさらなる部材を含む。

図１の外科手術デバイスシステム１００および図２の外科手術デバイスシステム２００の遠位端９００Ａが例示され、シャフト９０２は、第１の可撓部材９０４と第２の可撓部材９０６との間に位置決めされている。第１の可撓部材９０４は、シャフト９０２におけるおおよそ中間点において位置決めされているのに対して、第２の可撓部材９０６は、カメラ９０８に隣接して、またはカメラ９０８の付近において、シャフト９０２の遠位端に位置決めされている。

図９Ａにおいて、２つの部材は、第１の可撓部材９０４において終端し、２つの部材は、第２の可撓部材９０６において終端する。例えば、第１の部材９１０および第２の部材９１２が、第１の可撓部材９０４において終端し得るのに対して、第３の部材９１４および第４の部材９１６は、第２の可撓部材９０６において終端し得る。シャフト９０２の実質的に中ほどの点において、第１の部材９１０は、シャフト９０２が上方方向「Ａ」および／または下方方向「Ｃ」に移動することを可能にするのに対して、第２の部材９１２は、シャフト９０２が左方向「Ｂ」および／または右方向「Ｄ」に移動することを可能にする。第３の部材９１４は、シャフト９０２が、遠位端において左方向「Ｂ’」に移動することを可能にし、第４の部材９１６は、シャフト９０２が、遠位端において右方向「Ａ’」に移動することを可能にする。

従って、第１の部材９１０および第２の部材９１２は、第１の可撓部材９０４においてシャフト９０２を移動させ、第３および第４の部材は、第２の可撓部材９０６においてシャフト９０２を移動させる。第１の可撓部材９０４は、シャフト９０２の中ほどにおいて制御され得るのに対して、第２の可撓なシャフトは、カメラ９０８の方向を制御するために、シャフト９０２の遠位端において制御され得る。図９Ａに見られるように、第３の部材９１４の遠位端９２０および第４の部材９１６の遠位端９２２は、カメラ９０８に隣接して、第２の可撓部材９０６において終端する。さらに、第５の部材９２４は、シャフト９０２の長さを延び得、第２の可撓部材９０６において終端し得る。第５の部材９２４は、カメラ９０８の回転を制御するために使用され得る。

第１の部材９１０、第２の部材９１２、第３の部材９１４、第４の部材９１６、および第５の部材９２４は、起動機構９１８によって制御され得る。起動機構９１８は、シャフト９０２の少なくとも一部分を延び得る。例示の起動機構は、図４Ａおよび図５Ａを参照して、上に記載されている。

図９Ｂは、第２の可撓部材９０６におけるシャフト９０２の断面図９００Ｂを例示する。断面図９００Ｂは、部材の位置決め、ならびにカメラ９０８の位置決めを例示する。もちろん、当業者は、部材９１０、９１２、９１４、９１６、および起動機構９１８、およびカメラ９０８についての複数の異なる位置の構成を企図し得る。

図１０Ａおよび図１０Ｂを参照すると、別の例の実施形態において、起動させられていない位置および起動させられた位置における、複数のシャフトを有する外科手術デバイスの斜視図１０００Ａ、１０００Ｂが示されている。

起動させられていない位置１０００Ａにおいて、外科手術デバイス１０１０は、第１のシャフト１０１２と第２のシャフト１０１４とを含む。第１のシャフト１０１２は、可撓部材１０２２と遠位端１０３２とを含み、この遠位端１０３２は、第１のカメラ１０４２を含む。第２のシャフト１０１４は、可撓部材１０２４と遠位端１０３４とを含み、この遠位端１０３４は、第１のセンサーまたはカメラ１０４４を含む。起動させられた位置１０００Ｂにおいて、第１のシャフト１０１２は、可撓部材１０２２において、第１の方向「Ｂ」に屈曲し得るのに対して、第２のシャフト１０１４は、可撓部材１０２４において、第２の方向「Ａ」に屈曲し得る。シャフト１０１２、１０１４は、互いに間隔が空けられ得るか、または互いに対して実質的に隣接し得る。実施形態において、シャフト１０１２、１０１４は、互いに対して直接隣に位置決めされる。当業者は、複数の異なるシャフトを多くの構成において位置決めすることを企図し得、少なくとも１つのシャフトは、その遠位端において、カメラを含む。

概して、本開示の開示される実施形態は、外科手術作業部位内でのカメラの移動を高める有効な外科手術デバイスを提供することを助け得る。

シャフトおよび／もしくは部材および／もしくはカメラの寸法および形状、またはシャフトおよび／もしくは部材および／もしくはカメラが製造される材料、またはそのようなカメラアセンブリを作動させるために使用され得る電子機器に関して、制限が存在するべきではないことが理解される。本開示の部品が、サイズ、材料、形状、形態、機能、ならびに操作、組み立て、および使用の様式におけるバリエーションを含むための最適な寸法関係は、当業者に容易に明らかであり、明白であると考えられること、ならびに図面に例示され、本明細書中に記載されるものに対する全ての等価関係は、本開示によって包含されることが意図されることが理解されるべきである。

前述のものから、および種々の図面を参照して、当業者はまた、本開示の範囲から外れることなく、特定の改変が本開示に対してなされ得ることを認識する。本開示のうちのいくつかの実施形態は、図面に示されるが、本開示は、当該分野が許可するのと同じくらい範囲が広いこと、および本明細書が同様に読まれることを意図するので、本開示がそれに対して限定されることは意図されない。従って、上の記載は、限定するものではなく、単に特定の実施形態の例示として解釈されるべきである。当業者は、本明細書に添付される特許請求の範囲の趣旨および範囲内で他の改変を想定する。

１００、２００、１０１０ 外科手術デバイス（システム）
１０６、４０２、８０２、９０２、１０１２、１０１４ シャフト

Claims (20)

1. 外科手術デバイスであって、該外科手術デバイスは、
   少なくとも２つの操縦部材を有する制御ユニットと、
   近位端と遠位端とを有する細長いガイドシャフトとを含み、該シャフトの該遠位端は、画像センサーを含み、該シャフトの該近位端は、該制御ユニットおよび少なくとも１つの可撓な部分と動作可能に連通し、
   該シャフトは、第１のセグメントと第２のセグメントとに仕切られ、該第１および第２のセグメントは、該シャフトの実質的に中ほどに位置する第１の嵌合点において動作可能に嵌合されている、
   外科手術デバイス。
2. 前記画像センサーは、カメラである、請求項１に記載の外科手術デバイス。
3. 前記シャフトは、前記第１の嵌合点において屈曲する、請求項１に記載の外科手術デバイス。
4. 前記少なくとも２つの操縦部材は、前記シャフト内に位置決めされている、請求項１に記載の外科手術デバイス。
5. 前記少なくとも２つの操縦部材は、前記制御ユニットから前記第１の嵌合点へ前記シャフトを通って延びている、請求項１に記載の外科手術デバイス。
6. １つの操縦部材の移動は、前記シャフトを第１の方向に作動させ、他方の操縦部材の移動は、該シャフトを第２の方向に作動させ、該第２の方向は、実質的に該第１の方向の逆である、請求項１に記載の外科手術デバイス。
7. 前記制御ユニットは、少なくとも４つの操縦部材を含み、該操縦部材のうちの２つは、該制御ユニットから前記第１の嵌合点へ前記シャフトを通って延び、他方の２つの部材は、該制御ユニットから前記画像センサーの近くに位置する第２の嵌合点へ該シャフトを通って延びている、請求項１に記載の外科手術デバイス。
8. 前記少なくとも４つの操縦部材は、実質的に９０°で互いに離されている、請求項７に記載の外科手術デバイス。
9. 前記画像センサーの回転移動を可能にするために、第５の操縦部材が提供される、請求項７に記載の外科手術デバイス。
10. 前記シャフトは、複数の嵌合点を含み、該複数の嵌合点は、各嵌合点における前記シャフトの屈曲を可能にする、請求項１に記載の外科手術デバイス。
11. 前記シャフトの前記遠位端は、複数の画像センサーを含み、該画像センサーのうちの少なくとも１つは、他の画像センサーから独立して動作可能である、請求項１に記載の外科手術デバイス。
12. 前記画像センサーは、遠隔制御される、請求項１に記載の外科手術デバイス。
13. 前記制御ユニットは、少なくとも１つのフィードバック機構を含み、該少なくとも１つのフィードバック機構は、実質的に連続的なフィードバック、および実質的にリアルタイムのフィードバックのうちの少なくとも１つを、該制御ユニットに提供する、請求項１に記載の外科手術デバイス。
14. 前記可撓な細長いガイドシャフトの前記遠位端は、外科手術部位を照らすための少なくとも１つの照明源を含む、請求項１に記載の外科手術デバイス。
15. 外科手術デバイスであって、該外科手術デバイスは、
    少なくとも４つの操縦部材を有する制御ユニットと、
    近位端と遠位端とを有する可撓な細長いガイドシャフトとを含み、該シャフトの該遠位端は、カメラを含み、該シャフトの該近位端は、該制御ユニットと動作可能に連通し、
    該シャフトは、３つのセグメントに仕切られ、第１および第２のセグメントは、第１の屈曲可能な嵌合点において動作可能に嵌合され、該第２および第３のセグメントは、第２の屈曲可能な嵌合点において、動作可能に嵌合されている、
    外科手術デバイス。
16. 前記第１の屈曲可能な嵌合点は、前記シャフトの中間点に位置し、前記第２の屈曲可能な嵌合点は、前記カメラ付近において、該シャフトの前記遠位端に位置している、請求項１５に記載の外科手術デバイス。
17. 前記少なくとも４つの操縦部材は、実質的に９０°で互いに離されている、請求項１５に記載の外科手術デバイス。
18. 前記２つの操縦部材は、前記制御ユニットから前記第１の屈曲可能な嵌合点へ前記シャフトを通って延び、他方の２つの部材は、該制御ユニットから前記第２の屈曲可能な嵌合点へ該シャフトを通って延びている、請求項１５に記載の外科手術デバイス。
19. 第５の操縦部材が、前記カメラの回転移動を可能にするために提供される、請求項１５に記載の外科手術デバイス。
20. 前記シャフトの前記遠位端は、複数のカメラを含み、該カメラのうちの少なくとも１つは、他から独立して動作可能である、請求項１５に記載の外科手術デバイス。

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