(57)【要約】      （修正有）【課題】軟組織切開するための方法及び装置を提供する。【解決手段】ブラントジセクションのための方法及び装置は、ハンドル又は外科用ロボットに取り付けるための取り付けベースに接続された第１の基端と第２の先端とを有する細長い回転駆動系を備える駆動機構１００を含む。駆動機構は、第２の先端に回転可能に取り付けられるように構成された差別的切開部材（ＤＤＭ）を備える。駆動機構は、部材回転振動の略横軸１１２のまわりにＤＤＭを機械的に回転させるように構成された機構を備え、それにより、少なくとも１つの組織係合面を複合組織に対して少なくとも１つの方向に移動させ、ＤＤＭが複合組織内に押圧されると、少なくとも１つの組織係合面が複合組織を横切って移動し、少なくとも１つの組織係合面が複合組織における少なくとも１つの軟組織を破壊するが複合組織における硬組織は破壊しないように、複合組織に選択的に係合するように構成される。【選択図】図３Ａ
2020058848.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合組織を差別的に切開するための差別的切開器具において、
中央の長手軸を有する回転駆動系と、
複合組織に実質的に向けられる回転駆動系の先端と、取り付けベースに実質的に向けられ且つ取り付けベースに関連付けられた回転駆動系の基端と、
回転駆動系に対して遠位に位置し且つ回転駆動系によって回転される回転駆動系の中央の長手軸と同軸の車輪回転軸を有する駆動輪と、
車輪回転軸から非ゼロ半径に位置する駆動点と、
駆動輪に対して遠位に回転可能に取り付けられ、部材回転振動軸を有する差別的切開部材と、を備える、差別的切開器具。
【請求項２】
差別的切開部材が、
複合組織に実質的に向けられる少なくとも１つの組織係合面と、
差別的切開部材の部材回転振動軸に対して近位に配置され、トルク点が中央の長手軸まわりに回転可能に移動するように駆動点に動作可能に関連付けられたトルク点と、
差別的切開部材及びトルク点を動作可能に接続し、差別的切開部材を作動させるようにトルク点の回転運動の面成分のみをさらに許容し、それゆえに部材回転振動軸まわりに面回転振動で差別的切開部材を駆動するモーションフィルタと、を備え、
回転駆動系が、トルク点を回転させて車輪の回転軸まわりにおいて差別的切開部材に振動平面運動を伝達する駆動輪を回転させ、それにより、少なくとも１つの組織係合面を複合組織に対して少なくとも１つの方向に移動させ、
差別的切開部材が前方トンネリング軸に沿って複合組織内に遠位に押圧されたとき、少なくとも１つの組織係合面が複合組織を横切って移動し且つ少なくとも１つの組織係合面が複合組織における１つの軟組織を破壊するが複合組織における硬組織を破壊しないように、少なくとも１つの組織係合面が複合組織に選択的に係合するように構成されている、請求項１に記載の差別的切開器具。
【請求項３】
モーションフィルタが略平坦な弾性部材である、請求項２に記載の差別的切開器具。
【請求項４】
略平坦な弾性部材が鋼製板バネである、請求項３に記載の差別的切開器具。
【請求項５】
略平坦な弾性部材が、同じ材料から形成され且つ差別的切開部材と一体である、請求項３に記載の差別的切開器具。
【請求項６】
モーションフィルタが差別的切開部材にヒンジジョイントによって動作可能に接続された略平板から構成されている、請求項２に記載の差別的切開器具。
【請求項７】
ヒンジジョイントが、さらにバネを備えている、請求項６に記載の差別的切開器具。
【請求項８】
回転駆動系が、モータ回転軸を画定する駆動軸を有する回転電気モータである、請求項１に記載の差別的切開器具。
【請求項９】
回転駆動系が、さらに、駆動輪に電気モータを動作可能に接続する変速機を有する、請求項８に記載の差別的切開器具。
【請求項１０】
回転駆動系が、複合組織を差別的に切開するための細長い差別的切開取り付け部を形成する同軸で動作可能に関連付けられた複数のモータを備える、請求項８に記載の差別的切開器具。
【請求項１１】
複数のモータが回転位相ロックされる、請求項１０に記載の差別的切開器具。
【請求項１２】
複数のモータの駆動軸がユニバーサルジョイントによって互いに接続されており、各ユニバーサルジョイントが、駆動軸まわりにねじり剛性であり、曲げ関節中心を有し、したがってモータ駆動軸が互いに並列関係から逸脱していたとしても全てのモータの回転位相ロック状態を互いに維持する、請求項１１に記載の差別的切開器具。
【請求項１３】
さらに、回転駆動系の要素を囲み、保護し、支持するカバーを備える、請求項１に記載の差別的切開器具。
【請求項１４】
さらに、複数のカバーセグメントを備え、各モータが独自のカバーを有する、請求項１３に記載の差別的切開器具。
【請求項１５】
複数のカバーセグメントが互いに関節接合され、複合組織を差別的に切開するための細長い差別的切開取り付け部を許容してモータが回転しているとき任意の様式で湾曲する、請求項１４に記載の差別的切開器具。
【請求項１６】
さらに、患者の組織に対して滑らかな柔軟な表面を提供する弾性シースを備える、請求項１に記載の差別的切開器具。
【請求項１７】
トルク点が玉を備え、駆動点がソケットを備える、請求項１に記載の差別的切開器具。
【請求項１８】
玉又はソケットのいずれかが、さらに、ころ軸受を装着している、請求項１７に記載の差別的切開器具。
【請求項１９】
細長い差別的切開取り付け部の湾曲程度が制御される、請求項１５に記載の差別的切開器具。
【請求項２０】
各モータ間の湾曲程度が制御される、請求項１９に記載の差別的切開器具。
【請求項２１】
細長い差別的切開取り付け部が、長手方向に非圧縮性であり、装置全体が患者の組織内に遠位に移動して基端から前方に押圧されるのを可能とする、請求項２０に記載の差別的切開器具。
【請求項２２】
細長い差別的切開器具が、長手方向に張力剛性であり、装置全体が患者の組織内に遠位に移動して先端から前方に引っ張られるか又は基端から患者の組織の外側後方に引っ張られるのを可能とする、請求項２０に記載の差別的切開器具。
【請求項２３】
回転駆動系の回転運動が、自由に変えることができ、差別的切開部材の任意の非正弦波状平面運動を可能とする、請求項１に記載の差別的切開器具。
【請求項２４】
切開の方向が存在する、請求項２３に記載の差別的切開器具。
【請求項２５】
切開の方向が中心から外れて動作可能に向けることができる、請求項２４に記載の差別的切開器具。
【請求項２６】
装置が組織を通る任意の経路を切開する、請求項２５に記載の差別的切開器具。
【請求項２７】
さらに、少なくとも最先端セグメントの湾曲程度の手術者制御を提供する、請求項１５に記載の差別的切開器具。
【請求項２８】
さらに、切開の方向が差別的切開取り付け部の長手軸と同軸でないように、回転駆動系の回転運動及び細長い差別的切開取り付け部の少なくとも最先端セグメントの湾曲程度の双方の独立した制御を提供する、請求項２７に記載の差別的切開器具。
【請求項２９】
非対称の動きが切開の方向を変え、それゆえに術者が差別的切開器具を任意に進めるのを許容する、請求項２８に記載の差別的切開器具。
【請求項３０】
複合組織を差別的に切開するための差別的切開器具において、
中央の長手軸を有する取り付けベースと、
複合組織に実質的に向けられる差別的切開器具の先端と、外科用機械に実質的に向けられた差別的切開器具の基端と、
外科用機械に可逆的に取り付けるように構成された取り付け板と、
先端及び基端を有し、基端が取り付けベースの先端に接続された細長部材と、
細長部材の先端に回転可能に取り付けられ、回転軸を有する差別的切開部材と、を備え、差別的切開部材が、
少なくとも１つの組織係合面と、
差別的切開部材の回転軸の第１の側に配置された第１のトルク点と、
回転軸まわりに差別的切開部材を機械的に回転させ、それにより、少なくとも１つの組織係合面を複合組織に対して少なくとも１つの方向に移動させるように構成された機構と、を備え、機構が、
先端及び基端を有し、先端が差別的切開部材の第１のトルク点に取り付けられ、少なくとも１つの力伝達部材の基端が差別的切開部材を振動するように構成された動力源に取り付けられた少なくとも１つの力伝達部材を備え、
少なくとも１つの組織係合面が、差異切開部材が複合組織内に押圧されるとき、少なくとも１つの組織係合面が複合組織を横切って移動し、少なくとも１つの組織係合面が複合組織における少なくとも１つの軟組織を破壊するが複合組織における硬組織は破壊しないように、複合組織に選択的に係合するように構成されている、差別的切開器具。
【請求項３１】
差別的切開部材の回転軸が軸によって形成される、請求項３０に記載の差別的切開器具。
【請求項３２】
差別的切開部材の回転軸が弾性部材によって形成される、請求項３０に記載の差別的切開器具。
【請求項３３】
弾性部材が板バネである、請求項３２に記載の差別的切開器具。
【請求項３４】
複合組織を差別的に切開するための差別的切開部材であって、
本体と、
蛇行経路を介して本体に固定されたループ状振動駆動ケーブルとを備え、蛇行経路が少なくとも１つの位相的に拘束されたループを備え、ループ状振動駆動ケーブルが高速振動に本体を駆動するように構成されている、差別的切開部材。
【請求項３５】
蛇行経路が本体の複数の貫通部を備える、請求項３４に記載の差別的切開部材。
【請求項３６】
少なくとも１つの位相的に拘束されたループが本体の穿孔を通ることを備える、請求項３４に記載の差別的切開部材。
【請求項３７】
少なくとも１つの位相的に拘束されたループが本体の複数の穿孔を通ることを備える、請求項３４に記載の差別的切開部材。
【請求項３８】
本体が６つの穿孔を備え、ループ状振動駆動ケーブルの蛇行経路が６つの穿孔を通ることによって位相的に拘束される、請求項３４に記載の差別的切開部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権出願
本特許出願は、２０１４年４月１８日に出願された「Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｄｅｖｉｃｅｓ，ａｎｄ  Ｒｅｌａｔｅｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｓｏｆｔ  Ｔｉｓｓｕｅ  Ｄｉｓｓｅｃｔｉｏｎ」と名称が付された米国仮特許出願第６１／９８１，５５６号に対する優先権を主張しており、その全体が参照することによって本願明細書に組み込まれる。
【０００２】
本特許出願はまた、２０１３年３月１４日に出願された「Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｄｅｖｉｃｅｓ，ａｎｄ  Ｒｅｌａｔｅｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｓｏｆｔ  Ｔｉｓｓｕｅ  Ｄｉｓｓｅｃｔｉｏｎ」と名称が付された米国仮特許出願第６１／７８３，８３４号；２０１２年１０月６日に出願された「Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  ｆｏｒ  Ｓｏｆｔ  Ｔｉｓｓｕｅ  Ｄｉｓｓｅｃｔｉｏｎ」と名称が付された米国仮特許出願第６１／７４４，９３６号；及び２０１２年４月２８日に出願された「Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  ｆｏｒ  Ｓｏｆｔ  Ｔｉｓｓｕｅ  Ｄｉｓｓｅｃｔｉｏｎ」と名称が付された米国仮特許出願第６１／６８７，５８７号の３つの米国仮特許出願に対する優先権を順次主張している、順次一部継続出願であり、２０１３年４月２９日に出願された「Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｄｅｖｉｃｅｓ，  ａｎｄ  Ｒｅｌａｔｅｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｓｏｆｔ  Ｔｉｓｓｕｅ  Ｄｉｓｓｅｃｔｉｏｎ」と名称が付された同時係属中の米国仮特許出願第１３／８７２，７６６号に対する優先権を主張している、２０１３年１０月２８日に出願された「Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｄｅｖｉｃｅｓ，  ａｎｄ  Ｒｅｌａｔｅｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｓｏｆｔ  Ｔｉｓｓｕｅ  Ｄｉｓｓｅｃｔｉｏｎ」と名称が付された同時係属中の米国特許出願第１４／０６５，１９１号に対する優先権を主張しており、それらの全体が参照することによって本願明細書に組み込まれる。
【０００３】
本開示の分野は、手術又は他の医療処置中に組織を切開するために使用される方法又は装置に関する。
【背景技術】
【０００４】
外科医は、ほとんどの外科的処置の主要な要素として患者の組織を切断又は分離する。「ジセクション」と称され、これは、外科医が体内のターゲットに到達するように患者のアクセス可能な領域からトンネリングする方法である。２つの支配的な切開技術は、以下のとおりである：（１）外科医がハサミ、メス、電気的外科手術又は他の切断器具によって組織を切断する「シャープジセクション」及び（２）他からの１つの組織の制御された引き裂きによって組織を分離することから構成される「ブラントジセクション」。
【０００５】
シャープジセクションの利点は、切断器具がいかなる組織も容易に切断することである。切断自体は、無差別であり、器具が適用される全ての組織をスライスする。これはまた、特に損傷することなく第１の組織を分離しようとする場合、第１の組織が第２の組織に埋め込まれ覆い隠されている場合、あるいは、より一般的には多くの組織によって包まれている場合がシャープジセクションの欠点である。血管、神経又は腸の偶発的な切断は、例えば、最も経験豊富な外科医にとってさえも一定の脅威であり、患者にとって長期の影響により、深刻な、生命さえも脅かし、手術中の合併症を迅速にもたらすことがある。例えば、腹腔鏡検査又は外科用ロボットの使用などの低侵襲処置を使用する場合、手術の誤りの可能性が増大する。
【０００６】
他の組織に埋め込まれている第１の組織の分離は、それゆえに、頻繁にブラントジセクションによって行われる。ブラントジセクションにおいて、切断するよりもむしろ引き裂くことにより、組織を押し通し、２つの組織を押し開き、又は、組織を他の方法で分離するためにブラント器具が使用される。ほとんど全ての手術は、結紮されるべき血管又は回避されるべき神経束などのターゲット構造を露出するために組織のブラントジセクションを必要とする。胸部手術の例は、肺葉切除及びリンパ節の露出のために肺門切開中に血管の分離を含む。
【０００７】
ブラントジセクションは、鈍いプローブ又は器具の挿入、鉗子の逆動作（すなわち、拡張）及び鉗子による組織の引っ張り又は「拭き取り切開器具」（例えば、鉗子に保持された手術用ガーゼ又は専用の使い捨て綿棒スティック）による摩擦などの軟組織を裂くか又は引き裂く様々な方法を含む様々な操作を含む。必要なときに、ブラントジセクション中の引き裂きに耐える組織を切断するために慎重にシャープジセクションが使用される。
【０００８】
ブラントジセクションの一般的な目的は、ターゲット構造又は近くの血管若しくは神経などの重要な構造のいずれかを引き裂き又は破壊することなくターゲット構造から遠ざかるように膜及び腸間膜などの閉塞組織を裂くか又は他の方法で破壊することである。外科医は、隣接組織の異なる剛性又はより強固組織間のより軟らかい組織の面の存在などの組織の異なる機械的挙動を利用する。頻繁に、外科医の目標は、機械的にしっかりとした、より堅く詰まった繊維成分からなり、機械的に軟らかく、より緩く詰まった繊維成分（例えば、コラーゲン、レチキュリン又はエラスチンのゆるいネットワーク）からなる組織に埋め込まれるターゲット組織を分離することである。より堅く詰まった繊維組織は、堅く詰まったコラーゲンと、多くの場合には階層的な組成物による繊維成分の非常に組織化された異方性の分布を通常有する他の繊維状の結合組織とから構成される組織を含む。例としては、血管、神経鞘、筋肉、筋膜、嚢及び腱を含む。より緩く詰まった繊維組織は、はるかに低い単位体積あたりの繊維数を有するか又は脂肪や腸間膜などのあまりよく組織化されていない素材から構成されている。繊維成分は、繊維、小線維、フィラメント及び他のフィラメント状成分を含む。組織が「繊維」と称される場合、通常、細胞外基質を形成するように変化する多様な複雑さの線状構造へと重合するタンパク質−コラーゲンやエラスチンなどの細胞外フィラメント状成分に対する言及である。前の段落において述べたように、繊維成分の密度、方向、組織は、組織の機械的挙動を大幅に決定する。場合によっては、組織は、繊維状又はフィラメント状の成分が高密度に詰まり、組織化され且つ組織のかなりの大部分を備えることを示す「丈夫な繊維状組織」と称される。しかしながら、全ての組織は、ある意味では、実質的に組織に存在する繊維及び他のフィラメント状細胞外成分を有する繊維質である。
【０００９】
本考察に対して重要なことは、より軟らかい組織が、より強固組織よりも容易に引き裂き、そのため、ブラントジセクションがより強固組織ではなくより軟らかい組織を引き裂くのに十分な力をかけることによって進行するように試みるということである。
【００１０】
ブラントジセクションは、困難であることがあり、多くの場合時間がかかる。密接に並置された強固組織ではなく軟組織を引き裂くための力を判断することは容易ではない。それゆえに、血管は、引き裂かれることがある。神経は引き伸ばされたり又は引き裂かれたりすることがある。これに応じて、外科医は、慎重にシャープジセクションを試みるが、血管、神経及び気道、特に指数関数的に小さくなる小規模な側枝を切除することがある。これは、全て、長く退屈な切開や、出血、肺からの空気漏れ及び神経損傷などの合併症のリスクの増加をもたらす。
【００１１】
外科医は、頻繁に、ブラントジセクションのために鉗子を使用する。図１Ａ及び図１Ｂは、従来技術の一般的な鉗子１０を示している。図１Ａは、対向する第１のクランプ要素３０と第２のクランプ要素３１との間の組織３４をクランプするための閉位置における鉗子１０を示している。図１Ｂは、組織３４を強制的に離す開位置における鉗子１０を示している。第１の指係合部２０及び対向する第２の指係合部２１は、機構を作動させるために使用される。第１の指係合部２０は、第１のクランプ要素３０を駆動し、第２の指係合部２１は、第２のクランプ要素３１を駆動する。枢動軸４０は、第１のクランプ要素３０及び第２のクランプ要素３１を取り付け、第１のクランプ要素３０及び第２のクランプ要素３１を強制的に合わせるか又は離すようにハサミ状作用を可能とし、それにより、２つのクランプ面３５及び３６の間の組織３４をクランプするか又は第１のクランプ要素３０及び第２のクランプ要素３１の拡がりによって組織３４を引き裂く。頻繁に、ラチェット留め金５０は、第１のクランプ要素３０及び第２のクランプ要素３１を一緒にロックするために使用される。
【００１２】
腹腔鏡及び胸腔鏡（ここでは「内視鏡」と総称される）器具は、同様の作用を使用する。図２は、従来技術の内視鏡鉗子６０の例を示している。第１の指係合部７０及び対向する第２の指係合部７１は、機構を作動させるために使用される。第１の指係合部７０は、器具本体７２にしっかりと取り付けられる。第２の指係合部７１は、対向するクランプ要素８０及び８１を駆動する。枢動軸９０は、第２の指係合部７１の作動がクランプ要素８０及び８１を一体に押し進めるように、２つのクランプ要素８０及び８１を取り付け、それにより、２つのクランプ面８５及び８６の間の組織をクランプする。図１Ａ及び図１Ｂにおけるように、内視鏡鉗子１０は、組織を押し開くために使用されることができる。クランプ要素８０及び８１は、閉じられ、組織内に挿入され、その後、組織を引き裂くために開かれる。
【００１３】
鉗子１０又は内視鏡鉗子６０のいずれかの器具について、外科医は、鉗子を閉じ、閉じた鉗子を組織内に押し込み、その後必要に応じて、組織内部において鉗子を開き、組織を引き裂いて離すように鉗子のジョーの開放によって加えられる力を使用することによってブラントジセクションを行う。それゆえに、外科医は、組織内への押し込みと鉗子のジョーの開放との組み合わせによって組織を切開するように進める。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ブラントジセクションは、一般に、濡れて滑らかな組織に使用され、ほとんどの外科用器具の滑らかな不活性表面は、組織に沿って容易に摺動し、てこ作用を使って組織を分離するための器具の能力を損う。さらにまた、外科医は、突き、移動又は分離のみ可能な制限された制御のみを有する。強固組織を破壊せずに軟組織を差別的に分離することができたブラントジセクションのための改良された器具は、多くの手術を大幅に容易とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本願明細書において開示される実施形態は、硬組織を破壊することなく軟組織を差別的に破壊するブラントジセクションのための方法及び装置を含む。特に、１つの実施形態において、複合組織を差別的に切開するための差別的切開器具用の駆動機構及び構成要素が開示される。差別的切開器具用の駆動機構は、第１の基端及び第２の先端を有する細長い回転駆動系を備え、第１の基端は、ハンドル又は外科用ロボットに取り付けるための取り付けベースに接続される。駆動機構はまた、第２の先端に回転可能に取り付けられるように構成され、少なくとも１つの組織係合面を含む差別的切開部材を備える。駆動機構は、さらに、部材回転振動の略横軸のまわりに差別的切開部材を機械的に回転させるように構成された機構を備え、それにより、少なくとも１つの組織係合面を複合組織に対して少なくとも１つの方向に移動させる。少なくとも１つの組織係合面は、差異切開部材が複合組織内に押圧されると、少なくとも１つの組織係合面が複合組織を横切って移動したとき、少なくとも１つの組織係合面が複合組織における少なくとも１つの軟組織を破壊するが複合組織における硬組織は破壊しないように、複合組織に選択的に係合するように構成される。
【００１６】
他の実施形態において、複合組織を切開するための差別的切開部材が開示される。差別的切開部材は、第１の端部から第２の端部まで中心軸を有する第１の端部及び第２の端部を有する本体を備える。第１の端部は、移動の方向に沿って第２の端部を掃引するように、複合組織から基端方向に離れて向けられるように構成され且つ差別的切開部材を移動させる回転駆動系と係合されるように構成されている。第２の先端は、複合組織に向けられるように構成された組織に面する表面を備える。組織に面する最先端面は、少なくとも１つの谷及び少なくとも１つの突起の交点が動きの方向に対して垂直な方向成分を有する少なくとも１つの谷縁を画定するように、組織に面する表面上の動きの方向に沿って配列された少なくとも１つの谷及び少なくとも１つの突起の交互系列から構成される少なくとも１つの組織係合面を備える。１つの実施形態において、少なくとも１つの谷縁は鋭くない。
【００１７】
他の実施形態において、複合組織を差別的に切開するための差分切開部材（ＤＤＭ）が開示される。ＤＤＭは、本体と、蛇行経路を介して本体に取り付けられたループ状振動駆動ケーブルとを備える。蛇行経路は、少なくとも１つの位相的に拘束されたループを備える。ループ状振動駆動ケーブルは、高速振動に本体を駆動するように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１Ａ】従来技術の例を示している。図１Ａは、組織を把持するために使用される鉗子を示している。
【図１Ｂ】従来技術の例を示している。図１Ｂは、組織を分割するためのブラントジセクションに使用される例示的な鉗子を示している。
【図２】従来技術の腹腔鏡鉗子を示している。
【図３Ａ】ハンドル、腹腔鏡器具又は外科用ロボットに取り付ける差別的切開器具のための例示的コンパクトな駆動機構を示している。積分モーションフィルタを含む振動駆動系の端部に配置された振動する差別的切開部材を有する差別的切開取り付け部（カバーは、明確化のために透明化されている）の斜視図を示している。
【図３Ｂ】ハンドル、腹腔鏡器具又は外科用ロボットに取り付ける差別的切開器具のための例示的コンパクトな駆動機構を示している。モーションフィルタを有する振動する差別的切開部材の斜視図を示している。
【図３Ｃ】ハンドル、腹腔鏡器具又は外科用ロボットに取り付ける差別的切開器具のための例示的コンパクトな駆動機構を示している。モーションフィルタを有する振動する差別的切開部材の平面図を示している。
【図３Ｄ】ハンドル、腹腔鏡器具又は外科用ロボットに取り付ける差別的切開器具のための例示的コンパクトな駆動機構を示している。モーションフィルタを有する振動する差別的切開部材の側面図を示している。
【図３Ｅ】ハンドル、腹腔鏡器具又は外科用ロボットに取り付ける差別的切開器具のための例示的コンパクトな駆動機構を示している。積分モーションフィルタを有する振動する差別的切開部材の端面図を示している。
【図３Ｆ−０】ハンドル、腹腔鏡器具又は外科用ロボットに取り付ける差別的切開器具のための例示的コンパクトな駆動機構を示している。駆動輪において切断された回転駆動系の一部の回転運動の垂直及び水平成分を示している。
【図３Ｆ−１】ハンドル、腹腔鏡器具又は外科用ロボットに取り付ける差別的切開器具のための例示的コンパクトな駆動機構を示している。振動する差別的切開部材のモーションフィルタに係合して駆動する駆動系の一連の動きの断面を示している。
【図３Ｆ−２】ハンドル、腹腔鏡器具又は外科用ロボットに取り付ける差別的切開器具のための例示的コンパクトな駆動機構を示している。振動する差別的切開部材のモーションフィルタに係合して駆動する駆動系の一連の動きの断面を示している。
【図３Ｆ−３】ハンドル、腹腔鏡器具又は外科用ロボットに取り付ける差別的切開器具のための例示的コンパクトな駆動機構を示している。振動する差別的切開部材のモーションフィルタに係合して駆動する駆動系の一連の動きの断面を示している。
【図３Ｆ−４】ハンドル、腹腔鏡器具又は外科用ロボットに取り付ける差別的切開器具のための例示的コンパクトな駆動機構を示している。振動する差別的切開部材のモーションフィルタに係合して駆動する駆動系の一連の動きの断面図を示している。
【図３Ｆ−５】ハンドル、腹腔鏡器具又は外科用ロボットに取り付ける差別的切開器具のための例示的コンパクトな駆動機構を示している。ころ軸受を介してモーションフィルタに係合する駆動系を示す駆動系の断面図を示している。
【図３Ｇ−１】ハンドル、腹腔鏡器具又は外科用ロボットに取り付ける差別的切開器具のための例示的コンパクトな駆動機構を示している。積分モーションフィルタを介して駆動系に係合する振動する差別的切開部材の一連の動きの側面図を示している。
【図３Ｇ−２】ハンドル、腹腔鏡器具又は外科用ロボットに取り付ける差別的切開器具のための例示的コンパクトな駆動機構を示している。積分モーションフィルタを介して駆動系に係合する振動する差別的切開部材の一連の動きの側面図を示している。
【図３Ｇ−３】ハンドル、腹腔鏡器具又は外科用ロボットに取り付ける差別的切開器具のための例示的コンパクトな駆動機構を示している。積分モーションフィルタを介して駆動系に係合する振動する差別的切開部材の一連の動きの側面図を示している。
【図３Ｇ−４】ハンドル、腹腔鏡器具又は外科用ロボットに取り付ける差別的切開器具のための例示的コンパクトな駆動機構を示している。積分モーションフィルタを介して駆動系に係合する振動する差別的切開部材の一連の動きの側面図を示している。
【図３Ｈ−１】ハンドル、腹腔鏡器具又は外科用ロボットに取り付ける差別的切開器具のための例示的コンパクトな駆動機構を示している。積分モーションフィルタを有する振動する差別的切開部材の斜視図を示している。
【図３Ｈ−２】ハンドル、腹腔鏡器具又は外科用ロボットに取り付ける差別的切開器具のための例示的コンパクトな駆動機構を示している。積分モーションフィルタを有する振動する差別的切開部材の平面図を示している。
【図３Ｈ−３】ハンドル、腹腔鏡器具又は外科用ロボットに取り付ける差別的切開器具のための例示的コンパクトな駆動機構を示している。積分モーションフィルタを有する振動する差別的切開部材の側面図を示している。
【図３Ｈ−４】ハンドル、腹腔鏡器具又は外科用ロボットに取り付ける差別的切開器具のための例示的コンパクトな駆動機構を示している。積分モーションフィルタを有する振動する差別的切開部材の端面図を示している。
【図３Ｊ−１】ヒンジ結合された剛性平板から構成されるモーションフィルタを有する振動する差別的切開部材の斜視図、および平面図を示している。
【図３Ｊ−２】ヒンジ結合された剛性平板から構成されるモーションフィルタを有する振動する差別的切開部材の側面図を示している。
【図４Ａ】全てトルクを供給する、機械的に直列に接続された複数のモータから構成される複数モータ回転駆動系の端部にモーションフィルタによって接続された振動する差別的切開部材を有する差別的切開器具の先端部（カバーは、明確化のために透明である）の斜視図を示している。
【図４Ｂ】全て直線状に配置され且つトルクを供給する、ねじれ剛性の弾性ジョイントによって接続されたそれらの駆動軸を有する同軸の複数のモータの側面図を示している。
【図４Ｃ】トルクを供給しながらの直線からの許容される偏向を示す、ねじれ剛性の弾性ジョイントによって接続されたそれらの駆動軸を有する複数のモータの側面図を示している。
【図４Ｄ】トルクを供給しながらの直線からの偏向を示す、ねじれ剛性のユニバーサルジョイントによって接続されたそれらの駆動軸を有する複数のモータの側面図を示している。
【図４Ｅ】各モータがそれ自体のハウジングセグメントによってさらに被覆されて接続され、また関節接合され且つトルクを供給しながらの１つの平面内での直線からの偏向を示す、ねじれ剛性のユニバーサルジョイントによって接続されたそれらの駆動軸を有する複数のモータの側面図を示している。
【図４Ｆ−１】各モータがそれ自体のハウジングセグメントによってさらに被覆されて接続され、また関節接合され且つトルクを供給しながらの２つの平面内での直線からの偏向を示す、ねじれ剛性の可撓性ユニバーサルジョイントによって接続されたそれらの駆動軸を有する複数のモータの斜視図を示している。
【図４Ｆ−２】関節接合ハウジングジョイントの垂直及び水平軸並びに回転中心と、ハウジングセグメント及びモータに対するその空間的関係とを示している。
【図４Ｇ】トルクを供給しながら、一度に２つの平面内での直線からの偏向を示すとともに、個々のモータの回転偏向を示す、ねじれ剛性の可撓性ユニバーサルジョイントによって接続されたそれらの駆動軸を有する複数のモータの斜視図を示している。
【図５Ａ−１】差別的切開器具の長手軸まわりにおいて正確に前方を指す振動の中心まわりに定常的に、対称的に、正弦波状に振動するケーブル駆動の制御可能な差別的切開部材を示している。
【図５Ａ−２】経時的な差別的切開部材の回転位置及び回転速度を概略的に示している。
【図５Ｂ−１】差別的切開器具の長手軸から非ゼロ角度を指す振動の中心まわりに定常的に、対称的に、正弦波状に振動するケーブル駆動の制御可能な差別的切開部材を示している。
【図５Ｂ−２】差別的切開器具の長手軸から非ゼロ角度を指す振動の中心まわりに定常的に、対称的に、正弦波状に振動するケーブル駆動の制御可能な差別的切開部材を示している。
【図５Ｃ−１】差別的切開器具の長手軸まわりにおいて正確に前方を指す振動の中心まわりに対称的に、正弦波状に振動するが、変化する角速度プロファイルを有するケーブル駆動の制御可能な差別的切開部材を示している。
【図５Ｃ−２】差別的切開器具の長手軸まわりにおいて正確に前方を指す振動の中心まわりに対称的に、正弦波状に振動するが、変化する角速度プロファイルを有するケーブル駆動の制御可能な差別的切開部材を示している。
【図５Ｄ−１】差別的切開器具の長手軸から非ゼロ角度を指す振動の中心まわりに定常的に、対称的に、正弦波状に振動するが、変化する角速度プロファイルを有するケーブル駆動の制御可能な差別的切開部材を示している。
【図５Ｄ−２】差別的切開器具の長手軸から非ゼロ角度を指す振動の中心まわりに定常的に、対称的に、正弦波状に振動するが、変化する角速度プロファイルを有するケーブル駆動の制御可能な差別的切開部材を示している。
【図５Ｅ−１】内視鏡の先端に位置し、振動の中心まわりに振動し、切開の方向を形成し、その方向に切開する制御可能な差別的切開取り付け部の動作の経時的な３つの段階を示しており、切開の方向の任意制御を示し、それゆえに組織内の任意方向におけるトンネリングを許容する。
【図５Ｅ−２】内視鏡の先端に位置し、振動の中心まわりに振動し、切開の方向を形成し、その方向に切開する制御可能な差別的切開取り付け部の動作の経時的な３つの段階を示しており、切開の方向の任意制御を示し、それゆえに組織内の任意方向におけるトンネリングを許容する。
【図５Ｅ−３】内視鏡の先端に位置し、振動の中心まわりに振動し、切開の方向を形成し、その方向に切開する制御可能な差別的切開取り付け部の動作の経時的な３つの段階を示しており、切開の方向の任意制御を示し、それゆえに組織内の任意方向におけるトンネリングを許容する。
【図６Ａ−１】その目的のために差別的切開部材において行われる穿孔を通過する繊細なワイヤロープの又はケーブルの連続した回りくどいループによって捕捉され且つそれによって振動するように駆動される差別的切開部材を示している。
【図６Ａ−２】「ひばり結び（ｃｏｗ−ｈｉｔｃｈ）」（又は「ひばり結び・ヒバリの頭（ｌａｒｋ‘ｓ  ｈｅａｄ）」）を形成し、それによって直接それ自体を交差することなく差別的切開部材を位相的に捕捉する、差別的切開部材を通る繊細なワイヤロープのループの完全な、内部の低応力経路をさらに示している。
【図６Ｂ−１】例示的なケーブル保持された差別的切開部材の正面図を示している。
【図６Ｂ−２】例示的なケーブル保持された差別的切開部材の背面図を示している。
【図６Ｂ−３】例示的なケーブル保持された差別的切開部材の端面図を示している。
【図６Ｂ−４】例示的なケーブル保持された差別的切開部材の底面図を示している。
【図６Ｂ−５】例示的なケーブル保持された差別的切開部材の外形図を示している。
【図６Ｃ−１】湾曲した外形を有するケーブル保持された差別的切開部材の斜視図を示している。
【図６Ｃ−２】湾曲した外形を有するケーブル保持された差別的切開部材の側面図を示している。
【図６Ｃ−３】湾曲した外形を有するケーブル保持された差別的切開部材の端面図を示している。
【図７】差別的切開部材の回転軸が、差別的切開部材の端部が動作可能に取り付けられる、板バネなどの弾性平板状部材によって形成されたケーブル駆動差別的切開部材の斜視図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
具体的には、「差別的切開取り付け部（ＤＤＡ）」が開示される。用語「差別的」は、差別的切開取り付け部が硬組織の破壊を回避しながら軟組織を破壊することができるため使用される。差別的切開部材（ＤＤＭ）と称される差別的切開取り付け部のエフェクタ端部は、硬組織及び軟組織の双方からなる組織に対して押圧されることができ、軟組織は、硬組織よりもはるかに容易に破壊される。それゆえに、ＤＤＭを有するＤＤＡを備えた差別的切開器具（ＤＤＩ）が複合組織に押圧されると、差別的切開器具は軟組織を破壊し、それにより、硬組織が露出する。この差別的動作は、自動であって、装置設計の機能である。注意は、ブラントジセクションのための伝統的な方法よりも手術者にとっての注意力は少なくてすみ、組織に対する偶発的な損傷の危険性は、大幅に低減される。
【００２０】
本特許出願の目的のために、「軟組織」は、ブラントジセクション中に分離され、引き裂かれ、除去され又は別の形で一般的に破壊される様々な軟らかい組織として定義される。「ターゲット組織」は、ブラントジセクション中に血管、胆嚢、尿道又は神経束など、単離されてその完全性が保存される組織として定義される。「強固組織」は、機械的に強く、通常、堅く詰まったコラーゲン又は他の細胞外繊維性基質の１つ以上の層を含む組織として定義される。強固組織の例は、血管壁、神経繊維の鞘、筋膜、腱、靭帯、胆嚢、心膜及び他の多くを含む。「複合組織」は、軟組織及び強固組織の双方から構成される組織であり、ターゲット組織を含むことができる。
【００２１】
本願明細書に開示される実施形態は、硬組織を破壊せずに軟組織を差別的に分離するブラントジセクション用の方法及び装置を含む。我々は、複合組織の安全なブラントジセクションのための外科用機械への取り付けに手を使用するための差別的切開器具用の駆動機構及び関連する要素を開示している。差別的切開駆動機構は、第１に、第１の基端が外科用機械（例えば、ハンドヘルド腹腔鏡器具又は外科用ロボット）に取り付けるのに適した取り付けベースに関連付けられた、第１の基端及び第２の先端を有する細長部材（ハウジングとすることができる）と、第２に、回転を発生させる回転駆動系と、第３に、その回転を伝達する駆動輪と、第４に、その回転を振動に変換するモーションフィルタ、最後に、その振動を複合組織の切開に変換するための差別的切開部材を大まかに備えることができる。モーションフィルタは、１つのステップにおいて平面振動への駆動輪の回転運動をさらに改善することができ、それにより、差別的切開取り付け部の設計及び製造を大幅に単純化することができる。
【００２２】
図３Ａ乃至図３Ｊ−２を参照すると、我々は、ＤＤＭの振動を駆動するための代替駆動機構１００の１つの実施形態を開示している。この駆動機構１００は、ハンドル若しくは外科術用ロボット又は他の外科用機械に取り付けられることができる。図３Ａは、カバー３８５内に収容された駆動機構１００を開示しており、駆動機構１００は、さらに、複合組織（図示しない）に実質的に向けられた回転駆動系３０４の先端３９６と、取り付けベース３７５に実質的に向けられ且つ取り付けベース３７５に関連付けられた回転駆動系３０４の基端３９７とを有する、中央の長手軸３９８まわりの回転運動３９０を供給する回転駆動系３０４と、回転駆動系３０４の中央の長手軸３９８と一致する軸を有し且つ駆動系３０４の遠位に配置された駆動輪１５０とを備え、駆動輪の回転３９１は、回転駆動系３０４によって供給され、駆動輪１５０は、さらに、駆動輪１５０が回転する軸でもある長手軸３９８から離れた非ゼロ半径に配置された駆動点１５５を備える。差別的切開部材１１０は、差別的切開部材１１０が回転駆動系３０４の中央長手軸３９８に対して略横方向である部材回転振動の軸１１２のまわりに回転可能でありながら、駆動輪１５０から遠位に位置決めされる。差別的切開部材１１０は、さらに、くさび状本体１１１と、部材回転振動の軸１１２と略一致して同心とすることができる軸１１３と、装置１００における最先端に配置され且つ複合組織（図示しない）に実質的に向けられた少なくとも１つの組織係合面１２０と、差別的切開部材１１０の部材回転振動の略横軸１１２に対して近位に配置された配置されたトルク点１３０であって、トルク点１３０が駆動輪の回転３９１によって中央の長手軸３９８まわりに回転可能に移動するように駆動点１５５に動作可能に関連付けられたトルク点１３０と、差別的切開部材１１０の本体１１１及びトルク点１３０に動作可能に接続する略平坦なモーションフィルタ１４０であって、差別的回転振動のその略横軸１１２まわりに面内回転振動で差別的切開部材１１０を作動させるようにトルク点１３０の回転運動入力３９１の面成分出力運動３９２のみを駆動点１５５を介して駆動輪１５０から伝達するモーションフィルタ１４０とを備える。それゆえに、回転駆動系３０４が駆動輪１５０を連続的に回転させると、駆動輪１５０における駆動点１５５もまた連続的に回転し、トルク点１３０を連続的に回転させる。トルク点１３０は、この実施形態においては面内変形に抵抗する（そのため、その平面内の動きを伝達する）が容易な面外変形を許容する（そのため、その平面内の動きを伝達しない）弾性平板状部材から形成されるモーションフィルタ１４０によって差別的切開部材１１０の本体１１１に取り付けられ、それゆえに差別的切開部材１１０の本体１１１に振動平面運動３９２のみを伝え、それゆえに部材回転振動の略横軸１１２まわりに振動し、ここでは振動平面運動３９２で組織係合面１２０を複合組織に対して少なくとも１つの方向３９２に移動させ、それにより、この実施形態は、差別的切開部材１１０の振動を複合組織の切開に変換し、複合組織における硬組織の破壊を回避しながら複合組織における少なくとも１つの軟組織を破壊する。
【００２３】
少なくとも図３Ａ、図３Ｆ−０乃至図３Ｆ−４、図３Ｇ−１乃至図３Ｇ−４、図３Ｊ−１及び図３Ｊ−２及び図４Ａを参照すると、回転駆動系３０４の１回の完全な回転が複合組織に対して差別的切開部材１１０の組織係合面１２０の平面運動に沿った２つの経路（一方が他方に対して反対方向）を駆動する旨を容易に理解することができる。それゆえに、１００Ｈｚで動作する（すなわち、回転する）モータ３１０は、毎秒２００経路で切開される組織を通過して組織係合面１２０を駆動する。駆動輪１５０の駆動輪回転３９１を参照すると、回転３９１が位置Ａで始まる場合、差別的切開部材１１０の組織係合面１２０は、位置Ａ’を指すように機械的に拘束される。それゆえに、駆動輪１５０が位置Ｂまで回転すると、ここでは平坦な板バネとして示されているモーションフィルタ１４０は、それ自体の平面から容易に逸脱し、それゆえに、部材回転振動の略横軸１１２まわりの（駆動輪回転３９１の）平面成分３９２のみを差別的切開部材１１０に伝達し、それゆえに、位置Ａ’と同じ平面内の位置Ｂ’まで組織係合面１２０を回転させる。駆動輪１５０が位置Ｃまで回転３９１を継続すると、差別的切開部材１１０の組織係合面１２０は、位置Ｃ’まで回転し、平面運動３９２を継続する。駆動輪１５０が位置Ｄまで進むと、組織係合面１２０は、点Ｄ’
（位置Ｂ’と同一）まで移動する。最後に、駆動輪１５０が位置Ａまで戻ると、差別的切開部材１１０の組織係合面１２０もまた、位置Ａ’まで戻り、差別的切開部材１１０の平面運動３９２の振動サイクルを完了し、そのため、切開されるべき複合組織に対する組織係合面１２０の平面振動サイクルを完了する。
【００２４】
少なくとも図３Ａを参照し続けると、回転駆動系３０４は、さらに、直流ブラシ付き電気モータ、ブラシレス電気モータ、空気圧モータなどから構成されることができる。回転駆動系３０４は、さらに、例えば駆動輪１５０における高トルクと引き換えに回転運動３９１の速度を低減させ、したがって組織係合面１２０における確実さを向上させ、必要に応じてより強力な切開を可能とするように、モータ３１０のトルク及び回転速度を変化させるための変速機３１１を備えることができる。実施形態が電気的である場合には、実施形態が電気的である場合には、電力は、ワイヤ３９９によってモータ３１０に供給されることができる。モーションフィルタ１４０は、例えば金属又は硬質ポリマーから構成される例えば板バネなどの弾性シートから形成されることができる。
【００２５】
これらのニーズに対処する複数モータ回転駆動系３０４の他の実施形態において、回転駆動系３０４は、少なくとも１つの民生品の一体化された小径電気モータ３１０及び変速機３１１から構成され、コンパクトな装置を実現する。そのようなモータ−変速機の組み合わせの１つの市販の例は、Ｍａｘｏｎ  ＵＳＡ社からの４ミリメートル径、２６ミリメートル長のＥＣ４ブラシレスモータである。これ又は同様のモータを使用する回転駆動系によって構成される差別的切開取り付け部は、それゆえに、低侵襲手術のために定期的に使用される器具の最先端に取り付けるのに十分にコンパクトである。
【００２６】
モーションフィルタ１４０は、例えば金属又は硬質ポリマーから構成される例えば板バネなどの弾性シートから形成されることができる。モーションフィルタ１４０の材料は、差別的切開部材１１０のものとは異なることができ、この場合、モーションフィルタ１４０をその内部に保持するためのモーションフィルタクランプ１４２を設けることが有利であり得る。部材回転振動の略横軸１１２は、軸を受け入れるための孔又は空洞１１４から構成されることができ、必要に応じて、それらの間の摩擦を低減するためにブッシュ又はころ軸受をさらに装着した孔１１４とすることができる。
【００２７】
図３Ｂ乃至図３Ｆ−５は、モーションフィルタ１４０を有する振動する差別的切開部材１１０のいくつかの図を示している。最初に図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、振動する差別的切開部材１１０は、略横軸１１２に回転可能関連付けられた本体１１１を有する。本体１１１は、軸１１３  ブッシュ又はころ軸受１１５（図３Ａ及び図４Ａ）をさらに受け入れるために軸受空洞１１４を有することができる。軸受空洞１１４はまた、低摩擦ジョイントが本体材料と軸１１２を形成する材料との間に得られることを条件として、振動する差別的切開部材１１０のくさび状本体１１１の材料から直接形成されることができる。図３Ａにおいて、軸１１２は、軸１１３と一致し且つ軸１１３によって画定される。ここに示された実施形態において、組織係合面１２０は、それが組織に飛び込んで組織を安全に切開することから最先端である。組織係合面１２０の反対側は、振動する差別的切開部材１１０の最基端部、すなわち、駆動輪１５０の駆動点１５５に動作可能に関連付けられ且つそれから回転運動を受け入れるトルク点１３０である（図３Ａを参照）。トルク点１３０は、駆動点１５５を介して供給される回転入力と係合して受け入れるように多くの形態をとることができる。（図示された）１つの実施形態において、駆動点１５５（図３Ａを参照）は、ソケットとすることができる一方で、トルク点１３０は、切頂玉の形態をとることができる。
【００２８】
振動する差別的切開部材１１０の本体１１１にモーションフィルタ１４０を取り付けるために、図示された実施形態は、モーションフィルタクランプ１４２を特徴としている。モーションフィルタクランプ１４２は、モーションフィルタ１４０の最先端をしっかりと把持する。モーションフィルタ１４０は、それ自体の平面を通って可撓性があるがそれ自体の平面内でせん断に抵抗する任意の平面状物品とすることができる。図示された実施形態において、モーションフィルタ１４０は、バネ鋼から形成される。それゆえに、駆動点１５５からの回転入力は、駆動機構１００の長軸３９８まわりの円運動においてトルク点１３０を駆動に続く。バネ鋼のモーションフィルタ１４０の柔軟な湾曲に起因して、また、回転軸１１２まわりの差別的切開部材１１０の一定の回転に起因して（ここで図３Ｆ−０も参照すると）、駆動輪１５０の円運動３９１の垂直成分１２６は、モーションフィルタ１４０の平面に対して垂直に移動することから伝達しない：差別的切開部材１１０の平面運動３９２を何らもたらさない。モーションフィルタ１４０の平面に平行に移動する回転運動３９１の水平成分１２４は、しかしながら、バネ鋼がその平面内で非常に剛性であり且つ差別的切開部材１１０がその回転軸１１２まわりに自由に回転することから、差別的切開部材１１０に伝達する。
【００２９】
それゆえに、駆動輪１５０の安定した回転運動３９１及びモーションフィルタ１４０による動き成分１２４及び１２６のフィルタリングが与えられると、差別的切開部材１１０は、図３Ｂにおける矢印１３６及び１３８によって示されるように正弦波状に振動する。より詳細には、その関連するモーションフィルタ１４０を有する振動する差別的切開部材１１０は、全体として、略平坦なモーションフィルタ１４０によって画定される平面内で剛性である。トルク点１３０が矢印１３２によって示される方向に駆動されると、差別的切開部材１１０の組織係合面１２０は、矢印１３６の方向に移動し、トルク点１３０が矢印１３４によって示される方向に駆動されると、差別的切開部材１１０の組織係合面１２０は、矢印１３８の方向に移動する。それゆえに、回転駆動系３０４からの安定した一定の回転入力３９１（図３Ａを参照）は、組織係合面１２０において双方向の正弦波運動３９２を生成する。
【００３０】
図３Ｃは、モーションフィルタ１４０を有する振動する差別的切開部材１１０（明確化のために単独で示されている）の平面図を示している。この図においてはページ面に対して平行であるトルク点１３０の回転運動３９１の（図３Ｆ−０の断面図において１２４として示される）水平成分１３２及び１３４は、モーションフィルタクランプ１４２を介して振動する差別的切開部材１１０の本体１１１に伝達され、矢印１３６及び１３８によって示されるように組織係合面１２０を駆動する。しかしながら、この図においてはページ面を通過するトルク点１３０の回転運動の垂直成分（図３Ｆ−０の断面座右における要素１２６）は伝わらない。また、三角ビームとして略平坦なモーションフィルタ１４０を製造することが有利であり得ることにも留意されたい。モーションフィルタ１４０は、本質的に、エンドロードされた片持ち梁である。三角形の形態は、応力が梁の長さに沿って一定であることを確実にし、手術中に負荷が変化するもとで、駆動機構１００が毎秒数百サイクルで動作しているときの応力集中に起因する損傷を防止する。また、モーションフィルタ１４０の三角形の形態は、部材回転振動の略横軸１１２に最も近い塊に集中し、差別的切開部材１１０を振動させるのに必要なエネルギを低減する。
【００３１】
図３Ｄを参照すると、これは、モーションフィルタ１４０を有する振動する差別的切開部材１１０の実施形態の側面図を示している。示された図（図３Ｄ）における振動する差別的切開部材１１０の入力された動き（図３Ｂ及び図３Ｃにおける矢印１３６及び１３８）は、ここではページ面内及びページ面外である。垂直成分１２６に沿ったモーションフィルタ１４０のトルク点１３０の柔軟な湾曲は、図３Ｄに示されるように左右である。モーションフィルタクランプ１４２の形状は、この図においてより明確に示されている。振動する差別的切開部材１１０の本体１１１は、さらに、モーションフィルタ１４０の移動に衝突するプロファイルカム１４４を形成する。プロファイルカム１４４の形状は、モーションフィルタ１４０の負荷を制御するのに役立つ；この実施形態においてはバネ鋼が湾曲することから、それは、モーションフィルタプロファイルカム１４４の形状に適合する。プロファイルカム１４４の形状は任意であり、反動を防止して駆動機構１００の動きを滑らかに保持するためにモーションフィルタ１４０のバネ鋼をプレロードするのに役立つことができる。図３Ｅは、モーションフィルタ１４０を有する振動する差別的切開部材１１０の端面図を示している。トルク点１３０の回転移動は、図３Ｆ−１乃至図３Ｆ−４においてより明確に示されているように、実質的にページ面内に位置する。
【００３２】
明確化するために、図３Ｆ−０は、差別的切開部材１１０及びモーションフィルタ１４０に対する駆動輪１５０及び駆動点１５５の回転運動３９１（図３Ａも参照）の成分を遠位にみた断面図で示している。駆動輪１５０の回転運動３９１は、垂直成分１２６及び水平成分１２４の２つの成分から構成される。例えば鋼の板バネなどの弾性平板であるモーションフィルタ１４０は、その平面から容易に湾曲し、回転運動３９１の垂直成分１２６に容易に適応する；部材回転振動の略横軸１１２（図３Ａを参照）は垂直成分１２６に抵抗することから、軸１１２まわりの動きは、何ら発生し得ない。モーションフィルタ１４０は、それ自体の平面内でかなりの剛性を有する弾性平板であり、部材回転振動の略横軸１１２は、同じ平面内での容易な回転運動を明確に許容することから、回転運動３９１の水平成分１２４の全て（及びそれのみ）は、差別的切開部材１１０に対して回転駆動系３０４から伝達され（図３Ａを参照）、それゆえにその平面内で振動を誘発し、そのため、切開されるべき複合組織を横切って双方向に（水平成分１２４に平行に）組織係合面１２０を掃引する（図３Ａを参照）。
【００３３】
図３Ｆ−１乃至図３Ｆ−４は、さらに、回転駆動系３０４（図３Ａを参照）のこの部分の一連（ここでは、反時計回り）の動きの駆動輪１５０を通る断面図を示している。駆動輪１５０は、トルク点１３０に係合し、したがってトルク点１３０を駆動する駆動点１５５を駆動し、それ自体が振動する差別的切開部材１１０のモーションフィルタ１４０を駆動する。図３Ｆ−１において、駆動輪１５０は、駆動点１５５が観察者の左（９時の位置）となるように回転される。駆動点１５５に係合されるトルク点１３０は、駆動点１５５にしたがい、モーションフィルタ１４０を左に押しやり、部材回転振動（図３Ａを参照）の軸１１２まわりに回転するように差別的切開部材１１０を順次押しやる。これは、必ず遠位の組織係合面１２０（この図においてみえない；それは、差別的切開部材１１０の反対側の端部にある）を右に押しやる。
【００３４】
図３Ｆ−２において、駆動輪１５０は、トルク点１３０が移動の下方（６時の位置）となるように反時計回りに回転している；そのとき、振動する差別的切開部材１１０の全体は中央に戻っている。トルク点１３０の回転運動３９１の（この図においては）垂直成分１２６（図３Ｃ及び図３Ｄを参照）を除去した、モーションフィルタ１４０の下向き湾曲状態に留意されたい。図３Ｆ−３において、駆動輪１５０（したがって、駆動点１５５及びトルク点１３０）は、観察者の右（３時の位置）へと反時計回りに循環しており、観察者の左に組織係合面１２０を駆動する。図３Ｆ−４は、観察者の「上」位置（１２時）まで反時計回りに回転する駆動点１５５及びトルク点１３０により、サイクルを継続する。時計回りに回転運動３９１を継続すると、駆動輪１５０を、したがって駆動点１５５を、したがってトルク点１３０を９時位置にもたらし、サイクルを完了する。非回転トルク点１３０を駆動する駆動輪１５０の連続回転３９１は、駆動点１５５における摩擦損失が駆動機構１００の効率を削減することができることを意味する。図３Ｆ−５は、駆動輪１５０がころ軸受によって形成された駆動点１５５’を介してトルク点１３０に動作可能に接続し、駆動輪１５０とトルク点１３０との間の相対回転に起因して摩擦損失を大幅に低減する駆動機構１００の実施形態を示している。
【００３５】
ここで図３Ｇ−１乃至図３Ｇ−４を参照すると、側面図から同じ過程がみえる；振動する差別的切開部材１１０の一連の動きは、モーションフィルタ１４０を介した駆動系３０４（ここでは部分的に示され、図３Ａにおいて完全に示される）との係合に起因して振動する。図３Ｇ−１乃至図３Ｇ−４において、さらに、ここでは切頂玉として示されたトルク点１３０がここではソケットとして示された駆動点１５５の内部に大幅に傾いていることがわかる。図３Ｇ−１（図３Ｆ−１に示された装置の側面図）を参照すると、モータ３１０は、駆動軸１５６を介して、駆動点１５５が観察者から最も遠いように駆動輪１５０を回転している。駆動点１５５に係合されたトルク点１３０は、必ず駆動点１５５にしたがい、モーションフィルタ１４０（この実施形態においては板バネ）を観察者から離れて回転するように押しやり、それゆえに、差別的切開部材１１０を部材回転振動の軸１１２まわりに回転するように押しやり、したがって、観察者に向かって遠位の組織係合面１２０を必ず押しやる。振動サイクルのこの段階において、弾性平板状のモーションフィルタ１４０が湾曲していないことがわかる。また、モーションフィルタクランプ１４０が差別的切開部材１１０の本体１１１に形成され（図３Ａを参照）、モーションフィルタ１４０を保持することもわかる。この時点で、プロファイルカム１４４は係合しない。
【００３６】
図３Ｇ−２において、モータ３１０が（駆動軸１５６を介して）トルク点１３０がその回転運動３９１（図３Ａを参照）の下方にここであるように反時計回り駆動輪１５０を回転させる、図３Ｆ−２に示された段階の側面図がみえる。振動する差別的切開部材１１０は、中央に戻り、この時点で組織係合面１２０が直接遠位、この図においては観察者の右（図３Ａにおける位置Ｂ’及びＤ’に相当）に向いている。しかしながら、差別的切開部材１１０がページ面内での回転を示さないように、弾性平板状のモーションフィルタ１４０の下向き湾曲状態は、トルク点１３０の回転運動３９１（図３Ａを参照）の垂直成分１２６（図３Ｆ−０を参照）を（この図においては）除去していることに留意されたい。また、プロファイルカム１４４の滑らかな円形形状がここで係合され、モーションフィルタ１４０の先端部を徐々に支持しており、それゆえにここでは鋼の板バネであるモーションフィルタ１４０のローディングを制御することにも留意されたい。
【００３７】
次の図（図３Ｇ−３、図３Ｆ−３に示された振動サイクルの一部の側面図）において、モータ３１０は、軸１５６を介して、観察者に向かって駆動輪１５０（したがって駆動点１５５、したがってトルク点１３０）を反時計回りに回転している。この場合も図３Ｇ−１におけるのと同様に、モーションフィルタ１４０は湾曲していない。この図において、モーションフィルタ１４０は、観察者から離れて反時計回りに循環しており、観察者から離れて組織係合面１２０を駆動する。この場合も同様に、差別的切開部材１１０の本体１１１に形成され、モーションフィルタ１４０をしっかりと保持するモーションフィルタクランプ１４２をみることができ、プロファイルカム１４４が係合していないことがわかる。
【００３８】
上記図３Ｆ−４と相補的な図３Ｇ−４を参照すると、観察者の「上」位置まで反時計回りに回転した駆動点１５５及びトルク点１３０による完全なサイクルをここでみることができる。モーションフィルタ１４０は、明らかに垂直成分１２６に沿って上方に湾曲している（モーションフィルタ１４０に起因して、差別的切開部材１１０の振動運動に何ら寄与しない）。モーションフィルタ１４０の湾曲は、図３Ｇ−１乃至図３Ｇ−４におけるページ面内でトルク点１３０を回転させることがわかる。このため、トルク点１３０の好ましい形態は、球、玉又はその一部とすることができることを示している。
【００３９】
示された実施形態は、高速で実行することができる；非回転トルク点１３０を駆動する駆動輪１５０の連続的な回転運動３９１は、上述した傾斜した玉とともに、駆動点１５５における摩擦損失が駆動機構１００の効率を削減することができることを意味する。それゆえに、駆動点１５５として機能する（例えば、図３Ｆ−５に示されるように）ころ軸受において捕捉される球状トルク点１３０を使用することは、これらの損失を最小限に削減することができる。ここに挙げた例は限定されるものではない；トルク点１３０が駆動点１５５内で自由に回転及び傾斜する又はモーションフィルタ１４０が駆動点１５５における駆動輪１５０のその取り付け部において自由に傾斜する限り（例えば、フレキシブルジョイント、ヒンジ又はピボット）、任意数の機構がトルク点１３０と駆動点１５５を係合するのに役立つ。
【００４０】
図３Ｈ−１は、一体型モーションフィルタ１４１を有する振動する差別的切開部材１１０の代替実施形態の斜視図を示している。この実施形態において、振動ＤＤＭ１１０の本体１１１は、一体型モーションフィルタ１４１として機能する平坦弾性平板を含むように一体的に成形され、振動する差別的切開部材１１０の全体をモノリシックに形成し、おそらく製造を簡略化することができる。
【００４１】
図３Ｈ−２、図３Ｈ−３及び図３Ｈ−４は、それぞれ、一体型モーションフィルタ１４１を有する振動する差別的切開部材１１０の代替実施形態の平面図、側面図及び端部図を示している。この実施例は、弾性率が供給される回転運動３９１の面外垂直成分１２６を除去しながら回転運動３９１の面内水平成分１２４の伝達中に面外座屈を防止するのに十分に高い限り、単一材料（例えば、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン））から成形されることができる。一体的に成形されたモーションフィルタ１４１の特徴は、駆動機構１００に組み込むための部品の製造に関与する複雑さ及び時間の低減を除き、図３Ｂ乃至図３Ｅに示されたものと同様である。
【００４２】
図３Ｊ−１及び図３Ｊ−２は、部材回転振動の略横軸１１２まわりに回転可能であり、軸受空洞１１４をさらに備え、ヒンジ１４９を介して差別的切開部材１１０に取り付けられた剛性平板１４３から構成される代替モーションフィルタ１４３を備えている振動する差別的切開部材１１０の他の実施形態の平面図及び側面図を示している。この実施形態は、全く弾性平板又はその把持部を必要としない；ヒンジは、よく理解された機械的な特徴である。このモーションフィルタ１４３の動作は、上記開示されたものと同じであり、トルク点１３０は、回転駆動系３０４によって回転運動３９１において駆動される駆動輪１５０の駆動点１５５に係合する（図３Ａ，図３Ｆ−１から図３Ｆ−４及び図３Ｇ−１から図３Ｇ−４を参照）。このヒンジ結合されたモーションフィルタ１４３は、垂直成分１２６なしで回転運動３９１の水平成分１２４を伝達する。この点で、その動作は、図３Ｂから図３Ｅ及び図３Ｈ−１から図３Ｈ−４に開示されたものと同様であり、矢印１３２の方向におけるトルク点１３０の動きは、矢印１３６の方向に組織係合面１２０を駆動し、矢印１３４に沿ったトルク点１３０の動きは、矢印１３８の方向における組織係合面１２０の掃引をもたらす。弾性反動が要求される場合、ヒンジバネ１４８は、上記開示された利点のいくつかを達成するために容易に追加される。
【００４３】
組織係合面の平面振動出力を許容する、モーションフィルタを介して駆動される差別的切開部材の精神を維持しながら、多数の置き換えが行われることができることが当業者によって理解されるであろう。上記開示された実施形態のいずれも、ケースを限定するように意図するものではない。
【００４４】
図４Ａを参照すると、タイトな範囲での差別的切開を可能とする非常に細長いコンパクトな駆動系４００が開示されている。現代の低侵襲手術は、アクセスポート、トロカール及び自然開口を介して挿入される腹腔鏡、内視鏡、胸腔鏡及びロボット処置のための細長くて狭い専用ツールを要求する、必要とされる手術器具の低減した直径を有する（急成長している肥満が長さを増加させている）。例えば、８．５、さらには３ミリメートル程度に小さいトロカールの内径はありふれている。最良の利用可能なモータのいずれかを使用してこれらの径の器具軸において十分なトルクを提供することは困難であり得る。さらに、器具のスポーツ関節軸が新しいほど、タイトな空間での操縦がより良好となるが、内部空間の残りのものの多くを使用する機構を必要とする。関節軸を介したフィッティング機構は、剛性の困難さを提起する。おそらくこれらの障害のために、低侵襲外科手術ブランドジセクションは、同じ原始的な鉗子、プローブ及び綿棒などのこれらの器具の端部になおも使用する。共通軸を共有する列において同軸にエンドツーエンドで置かれ、モータ駆動軸に隣接して機械的な直列を形成する１つのモータ駆動軸の先端を他の基端と関連付けるカップリングをさらに備える、両端から出る駆動軸を有する複数の小型電気モータから構成されるコンパクトな回転駆動系が本願明細書において開示されている。モータ電源リードの検知を適切に一致させることによって回転の旋進性を一致させて設けられ、そのような機械的な一連のモータ構成のトルク出力は、列内のモータの数に比例する。このように、いかなる必要なトルクも、非常に狭い手術器具に追加されることができる。この機械的な一連のモータは、他の低侵襲外科器具について標準であるように、狭径の細長い剛性鋼管内にさらに設けることができる。これらが低侵襲手術のねじれに良好に適した関節接合器具軸を形成することができる方法が本願明細書に開示されている。
【００４５】
図４Ａは、ハンドル又は外科用ロボットを取り付けるための差別的切開器具の先端部を備える非常に細長くてコンパクトな駆動系４００の要素の斜視図を示している。非常にコンパクトな駆動系４００は、以下に開示される区別される特徴を除き、図３Ａに示された装置に一部同様である。非常に細長くてコンパクトな駆動系４００は、ハンドヘルド外科器具又は外科用ロボットへの取り付けを容易とする取り付けベース３７５に関連付けられることができる第１の基端３９７と、切開されるべき複合組織に向けられ且つ振動する差別的切開部材１１０に関連付けられた第２の先端３９６とを有する長手軸３９８を備える。非常に細長くてコンパクトな駆動系４００の２つの端部は、ハウジング３８５によって（明確化のために透明に示される）外部に接続されており、複数モータ回転駆動系３０５及び先端３９６に近い振動駆動機構３０３によって内部において大幅に占有されている。複数のモータの回転駆動系３０５は、複数の二重軸モータ３１０（各モータ３１０は、ハウジング３８５に固定されており、各モータ３１０は、さらに、モータ３１０の両端から出る駆動軸３１４を有する）から構成されている。隣接する各モータ３１０の駆動軸３１４の隣接する端部は、複数モータ回転駆動系の全体が機械的に直列に接続されるように、同軸に接続されており、ねじり剛性の可撓性ジョイント３１３によって互いに回転可能にロックされる。さらに、駆動軸は、全て、一体として回転し、全てのモータが同じ方向３６０において同じ速度で回転するように、全てのモータ３１０が回転可能に他に対して位相ロックされる。
【００４６】
この実施形態において、差別的切開部材１１０は、本体１１１を有し、非常に細長いコンパクトな駆動系４００の先端３９６において（軸１１３から構成されることができる）部材回転振動の略横軸１１２まわりに回転可能に配置される。差別的切開部材１１０はまた、振動駆動機構３０３に動作可能に接続する。振動駆動機構３０３は、複数モータ回転駆動系３０５の最先端３９６に動作可能に関連付けられ且つ最先端３９６によって回転される（基端方向から始まる）駆動輪１５０からそれ自体構成されており、駆動輪は、さらに、（駆動輪１５０が回転する軸でもある）長手軸３９８から非ゼロ半径に配置された駆動点１５５を備える。駆動点１５５は、長軸３９８まわりの回転３９１において、この実施形態においてはモーションフィルタ１４０の最基端範囲を形成するトルク点１３０と係合し、捕捉し、駆動する。モーションフィルタ１４０は、モーションフィルタクランプ１４２によって差別的切開部材１１０の本体１１１に固定されている。差別的切開部材１１０は、（切開されるべき複合組織に向けられた）少なくとも１つの組織係合面１２０を有する。
【００４７】
モータ３１０の一連の全体は、使用されるモータの種類に応じて電源ケーブル３９９によって適切に接続され、複合組織を切開するための電力を提供している。示された実施形態はまた、複数モータ回転駆動系３０５の先端３９６及び振動駆動機構３０３の最基端部に動作可能に関連付けられ且つそれによって回転される変速機３１１を含む。これは、強化されたトルク３９０（及び、したがって強力なブラントジセクション中の装置の高まった確実さ）によって振動駆動機構３０３が低回転周波数で循環することができながら、複数モータ回転駆動系３０５が高い回転周波数で実行されるのを可能とする。
【００４８】
図４Ａを引き続き参照すると、複数モータ回転駆動系３０５の回転は、駆動点１５５を順次回転させる駆動輪１５０に回転運動３９１を与える振動駆動機構３０３の回転を駆動する。駆動点１５５は捕捉し、したがって、モーションフィルタ１４０の最基端部を備えるトルク点１３０も回転させる。
【００４９】
図３Ａ及び図３Ｆ−０に示された代替駆動機構１００とともに上記開示されたように、モーションフィルタ１４０は、同一平面成分、すなわち、差別的切開部材１１０の本体１１１に対してトルク点１３０の回転運動３９１の水平成分１２４のみを伝達する。上記装置の他の実施形態によるケースであったように、位置Ａにおける駆動輪１５０の駆動輪回転３９１で始まる場合、差別的切開部材１１０の組織係合面１２０は、位置Ａ’を指す。駆動輪１５０が位置Ｂまで回転駆動されるとき、モーションフィルタ１４０は、独自の平面から湾曲し、駆動輪回転３９１の水平成分１２４のみを差別的切開部材１１０に対して伝達する。部材回転振動の略横軸１１２まわりのみの回転に制限すると、それゆえに、差別的切開部材１１０は、中央において位置Ｂ’を指すように組織係合面１２０を押しやり、直接遠位に指し、長手軸３９８と並べられる。駆動輪１５０が位置Ｃまで回転するとき、差別的切開部材１１０の組織係合面１２０は、位置Ｃ’を指すように掃引し、平面運動３９２を継続する。駆動輪１５０がさらに位置Ｄまで進むと、組織係合面１２０は、ここで（位置Ｂ’と同一で、非常に細長くてコンパクトな駆動系４００の長手軸３９８と再度並べられる）位置Ｄ’まで移動する。最後に、駆動輪１５０がその回転３９１を継続するのにともない、差別的切開部材１１０の組織係合面１２０がまた位置Ａ’まで戻るように、それは循環して位置Ａまで戻って、差別的切開部材１１０の平面運動３９２の振動のサイクルを完了する。
【００５０】
このように、切開されるべき複合組織に対する双方向の組織係合面１２０の平面振動のサイクルが進み、複合組織における硬組織の破壊を回避しながら、複合組織における少なくとも１つの軟組織を破壊する。このように、非常に細長くてコンパクトな駆動系４００は、改善された手術結果を可能とするために、そうでない場合は扱いにくい腹腔鏡器具又は外科用ロボットアームによって入力電力を複合組織の安全且つ迅速な切開に変換する。
【００５１】
図４Ｂ乃至図４Ｇをみると、図４Ｂには、この図においては特に（例えば、進行中に静かになる傾向がある弾性チューブ、ブロック又はロッドから構成された）合理的にねじり剛性の可撓性ジョイント３１３によって接続されたそれらの隣接する駆動軸３１４及び３１４’を有する２つの隣接するモータ３１０及び３１０’の配置に焦点をあてた、同軸の複数の回転モータ３１０によって形成された露出した複数モータ回転駆動系３０８の側面図が示されている。非常に低電圧で又は起動時に、（マブチモーター社のような製造業者からの大量生産ＤＣブラシ付きモータなどの）非常に安価なモータは、静止摩擦及びコギング、当業者にとって周知の困難に一部起因して故障することがある。しかしながら、この構成により、いかなるモータ３１０も、したがってモータ３１０’もそのようにふるまう。本特許出願の発明者らは、（モータ３１０は、可撓性又は柔軟なジョイントによってモータ３１０’に接続される）この構成が、おそらくコギングを防止する隣接するモータのロータ間の回転位置合わせ不良に起因して、又は、滑らかでより信頼性が高い開始を確実にすることを兼ね備える隣接するモータの起動の不規則性に起因して、コギング及び静止摩擦を解消すると思われることを発見している。この図に示されたモータの全ては直線で任意に配置され、全ては積極的にトルクを供給する。したがって、これらのモータの全ては、単一の回転速度で回転しており、これは、複数モータ回転駆動系３０５の単純な実施形態である。
【００５２】
図４Ｃは、図４Ｂにおいて上記開示された同じ積極的に回転する複数モータ回転駆動系３０８の側面図を示しているが、この図において、駆動軸３１４が接触するジョイント３１３においてモータはなおも同軸であるものの、複数のモータ３１０は、直線配列から意図的に偏向されている。ねじり剛性の可撓性ジョイント３１３によってなおも接続されたモータ３１０及び３１０’の駆動軸３１４及び３１４’により、この構成が例えば振動駆動機構３０３に対して下流にトルクをなおも積極的に供給しながら、直線からの複数モータ回転駆動系３０５の合理的な偏向（及びずれ）を許容する方法をみることができる。モータが互いに相対回転するのが防止される限り、そのような構成におけるモータの全ては、回転可能に位相ロックされたままであり、１つの複数モータ回転駆動系３０５として一体に回転する（図３Ａを参照）。
【００５３】
図４Ｄは、若干似ている複数モータ回転駆動系３０６の側面図を示している。この実施形態において、複数のモータ３１０は、ユニバーサルジョイント３１５によって接続されたそれらの駆動軸３１４を有し、図４Ｃに示された状況と同様に、一体としてトルクを供給しながら、直線からの偏向を示している。ユニバーサルジョイント３１５は、通常、図４Ｂ及び図４Ｃに示された弾性ジョイント３１３よりもはるかにねじり剛性である；開示された実施形態は、いずれかを有効に使用することができる。限定されるものではないが、摺動するドッグボーンジョイント、インターレーススパイダージョイント、ベローズジョイントなどを含む、湾曲しながらねじりを伝達する他の手段が当該技術分野において知られている。複数モータ回転駆動系３０６におけるユニバーサルジョイント３１５の使用の利点は、上記複数モータ回転駆動系３０８における可撓性ジョイントが構成される材料を変形させる精力的な損失が、ユニバーサルジョイント３１５が低摩擦鋼軸受によって構成されることができるということである。ユニバーサルジョイント３１５のさらなる利点は、許容される偏向の程度が可撓性弾性ジョイント３１３についてのものよりも大きくすることができ、それらが通常はより大きなトルクに耐えるということである。
【００５４】
図４Ｅは、ここでは駆動軸ユニバーサルジョイント３１５によって隣接する駆動軸に接続されたそれらの駆動軸３１４をそれぞれ有する複数のモータ３１０を備える図４Ｄに開示されたものと同様の複数モータ回転駆動系３０７の実施形態の側断面図を示している。この実施形態における各モータ３１０は、しかしながら、各モータ３１０が内部に固定される独自の関連するハウジングセグメント３７７によってさらに被覆されている。各ハウジング３７７はまた、ハウジングジョイント３１７によって両端において関節接合され、関連する駆動軸ユニバーサルジョイント３１５を囲み、それにより、隣接するハウジングセグメント３７７に各ハウジングセグメント３７７を及び隣接する駆動軸３１４に各駆動軸３１４を接続する。それゆえに、複数モータ回転駆動系３０７のこの実施形態は、各モータ３１０がその関連するハウジングセグメント３７７の内部に固定されることを除き、上記同様の実施形態ができるように整列状態から偏向することができ、モータ３１０がその駆動軸３１４を活性化して回転するときに生成された反力トルクと競うための構造を提供する。そのため、複数モータ回転駆動系３０７が示されるように１つの面内で湾曲するとき、構成モータ３１０は、ハウジングセグメント３７７によって提供される安定性に起因して組み合わせた最大トルクを供給する。さらに、ハウジングセグメント３７７は、外科用ロボット又は腹腔鏡器具に取り付けるための便利な表面を提供し、それゆえに、代替の取り付けベース３７５として機能する（図３Ａ及び図４Ａ）。
【００５５】
これをさらに図示すると、図４Ｆ−１及び図４Ｆ−２は、独自のハウジングセグメント４７７によってそれぞれが被覆されて支持され且つ多面同心ユニバーサルジョイント４１８によって互いに接続された図４Ｅにおけるものと同様の複数のモータ４１０を有する複数モータ回転駆動系４０７（及びその要素）を示している。複数モータ回転駆動系４０７は、ここでは、ねじれと折り合いをつけるのに適切な３次元の可撓性を実証して患者内で回転する１度に２つの平面内での偏向が示されている。また、隣接するモータ４１０の隣接する駆動軸４１４を接続しているユニバーサルジョイント４１５と同様の２つの軸ハウジングセグメントジョイント４１７とを組み合わせた多面同心ユニバーサルジョイント４１９が開示されている。当業者によく知られているように、ユニバーサルジョイントは、通常、幾何学的中心で交差する互いに直角に配向された２つの軸から構成されており、双方の軸は、通常、それらが関連付けられた駆動軸に対して直角に配向されており、関連する駆動軸の回転軸は、その同一の幾何学的中心と整列している。これは、駆動軸ユニバーサルジョイント４１５と同様である。
【００５６】
さらに、この実施形態４０７のハウジングセグメントジョイント４１７は、互いに双方に対して且つ駆動軸４１４の回転軸に対して直角に配向され且つ幾何学的回転中心４１９において全て交差する２つの軸（軸によって定義される）４２０及び４２１から同様に構成されている。多面同心ユニバーサルジョイント４１８を本装置に有用にするのは、ユニバーサルジョイント４１５及びハウジングセグメントジョイント４１７が共通の幾何学的回転中心に配置されるからである。これは、関節接合された剛性ハウジングセグメント４７７に固定され且つそれによって囲まれるにもかかわらず、モータ４１０の駆動軸４１５がトルクを供給しながら自由に偏向することを意味する。繰り返すために、各駆動軸ユニバーサルジョイント４１５及び関連するハウジングセグメントジョイント４１７は、全ての平面内で単一の幾何学的回転中心４１９を共有する。この構成の他の結果は、これらの回転中心４１９の間の長さが通常は鋼製の駆動軸４１４の剛性性質のために不変であるということである。それゆえに、複数モータ回転駆動系４０７の長さは、湾曲するにもかかわらず変わらない。これは、例えばそのように形成された空洞から外科用器具を引き出すために、切開されるべき組織に対して力を発現するように並びに引張負荷を発現するように大抵の場合に必要とされるように、ブラントジセクションを行う外科医が閉じ込められた通路に双方の下向きの圧縮負荷を加えるのを可能とする。
【００５７】
図４Ｆ−１を再度みると、この図においては、実質的にページ面の内外の回転を許容する垂直配向されたピンジョイント４２１及び実質的にページ面内の回転を許容する水平配向されたピンジョイント４２０を支持するリングをそれぞれ備える少なくとも１つのハウジングセグメントジョイント４１７が示されている。垂直配向されたピンジョイント４２１及び水平配向されたピンジョイント４２０の軸は、単一の幾何学的回転中心４１９において正確に交差し、その幾何学的回転中心４１９は、駆動軸ユニバーサルジョイント４１５によっても使用される。これは、複数モータ回転駆動系４０７の全体が３次元的に偏向するときに全てのモータ４１０の駆動軸４１４の同時位相ロックされた回転を許容する構成であり、外科医が複合組織の安全なブラントジセクションを行うために患者の身体の任意の所望の内部空間により容易にアクセスするのを可能とする。
【００５８】
図４Ｆ−２は、複数モータ回転駆動系４０７の１つのハウジングセグメントジョイント４１７と、単一の回転中心４１９と、どのように垂直配向されたピンジョイント４２１、水平配向されたピンジョイント４２０と及びユニバーサルジョイント４１５の軸の収束によって形成されるのかを概略形態で示している。この構成は、それらがハウジングセグメント４７７の内部に固定されたときにモータ４１０の自由な偏向を許容し、複数モータ回転駆動系４０７の全体の位相ロックされた回転を同時に維持することが同様にわかる。
【００５９】
最終的な詳細を図示するために、図４Ｇは、互いに接続され且つユニバーサルジョイント４１６によって位相ロックされたそれらの駆動軸４１４を有する複数の同軸モータ４１０から構成される複数モータ回転駆動系４０９の斜視図を示している。さらに、この実施形態４０９は、複数のモータ４１０を被覆する（ここでは透明形態で示される）可撓性柔軟なシース４４４をさらに備える。柔軟なシース４４４は、先の実施形態からの剛性ハウジングセグメント４７７の代替物である。柔軟なシース４４４がモータ４１０のいくつかの回転偏向を含む偏向の全ての方法を許容する一方で、それは、それらの回転偏向をさらに制限し、モータ４１０が例えば振動駆動機構３０３（図３Ａ及び図４Ａを参照）などの下流に供給するために有用なトルクを発現して供給するのを可能とする。この図は、１度に２つの平面内でのモータ４１０の直線からの偏向を示し、また、全てが前のように位相ロックされてトルクを供給しながら個々のモータ４１０の回転偏向も示している。このような構成は有用であり得る。柔軟なシース４４４のようなソフトカバーは、いくつかの低侵襲手術において好ましくあり得る。より多くの剛性ハウジングセグメント４７７の完全な確実さをさらに保持しながら、より滑らかな外観のためにハウジングセグメント４７７と柔軟なシース４４４を組み合わせることができる。柔軟なシース４４４及びハウジングセグメント４７７はまた、モータカバー方式が複数モータ回転駆動系４０９の全長を支配しない場合に不規則な態様で効果的に組み合わせることができる。
【００６０】
より多くの手術が低侵襲外科的方法を介して行われるのにともない、複雑な操作によるこれまで以上に複雑な処置における作業は、重要な構造のまわりの強化されたアクセス能力、特に複雑で安全なブラントジセクション及びトンネリングを必要とする。図５Ａ乃至図５Ｅ−３を参照すると、ハンドヘルド腹腔鏡器具又は外科用ロボットなどの外科用機械について、任意の所望の方向において複合組織のブラントジセクションを行うことができる差別的切開器具及びその要素の実施形態が開示されている。すなわち、外科医は、アクセスポイント（例えば、切開、ポート又は自然開口）からでもリモートでも、意図的に差別的切開の経路を進めることができ、複合組織内、複合組織の周囲又は複合組織を通る任意の所望の形状のトンネル、ポケット及び貫通路を安全に形成する。リモート又は直接に操作される、任意の所望の方向における複合組織の差別的切開のための操縦可能な差別的切開装置が本願明細書に開示されている。
【００６１】
図５Ａ−１は、任意の所望の方向における差別的切開を可能とする操縦可能な差別的切開アセンブリ５００の１つの実施形態（及び基本動作）を示している。また、部材回転振動の略横軸１１２まわりに振動可能な差別的切開部材１１０と、部材回転振動の略横軸１１２まわりに振動して差別的切開部材１１０を駆動する駆動手段１６０と、操縦可能な差別的切開アセンブリ５００の最先端部を形成する組織係合面１２０とを備える操縦可能な差別的切開アセンブリ５００が開示されている。差別的切開部材１１０は、差別的切開部材１１０の振動振幅５３８と、駆動手段１６０の移動の大きさ５３６と、差別的切開部材１１０の左方向スイング５３７’と、左方向スイング５３７’を駆動する左方向駆動入力５３７と、差別的切開部材１１０の右方向スイング５３９’と、右方向スイング５３９’を駆動する右方向駆動入力５３９と、左方向スイング５３７’と右方向スイング５３９’との間の略中間である差別的切開部材１１０の振動中心５３８’と、差別的切開部材１１０の振動中心５３８’と略一致する切開方向１２１とを有する。
【００６２】
動作中において、操縦可能な差別的切開アセンブリ５００は、図６Ａ−１におけるようにケーブル駆動１６０又は図３Ａ及び図４Ａに示されたような振動駆動系とすることができる駆動手段１６０を介して差別的切開部材１１０を振動する。差別的切開部材１１０の振動振幅５３８は、駆動手段１６０の移動の大きさ５３６によって制御され、左方向駆動入力５３７及び右方向駆動入力５３９は、それぞれ、左方向スイング５３７’及び右方向スイング５３９’を制御する。
【００６３】
さらに図５Ａ−１を参照すると、差別的切開部材１１０は、通常、ケーブルループ１６０によって駆動される部材回転振動の略横軸１１２まわりに振動中心５３８の両側に対して左右に振動し、切開されるべき複合組織に対して先端に組織係合面１２０を提示する。この図において、部材回転振動の略横軸１１２まわりの差別的切開部材１１０の回転方向（したがって複合組織に対する組織係合面１２０の動き）は、ケーブルループ１６０の端部に加えられる張力のバランスに依存する。複合組織に対する組織係合面１２０の動きの確実さ（すなわち、組織を切開するために必要な力に対する組織係合面の力の余剰）は、ケーブルループ１６０の全体に加えられる張力の大きさに依存する。振動中心５３８’まわりの振動振幅５３８は、ケーブルループ１６０が移動する移動の大きさ５３６に依存する。それゆえに、差別的切開部材１１０の全体の動きは、右方向駆動入力５３９（中実黒の太い矢印）が差別的切開部材１１０の右方向スイング５３９’をもたらす一方で、左方向駆動入力５３７（半陰の太い矢印）が差別的切開部材１１０の左方向スイング５３７’をもたらすように、ケーブルループ１６０の動きの関数である。
【００６４】
図５Ａ−１を継続すると、差別的切開部材１１０は、差別的切開器具の長手軸３９８と一致し且つ切開されるべき組織に向けられた先端を正確に指す振動中心５３８’の両側において定常的に、対称的に、正弦波状に４５度振動して示されている。この場合における切開方向１２１は、複合組織が差別的切開取り付け部の前方において直接切開されるので前方を指す。
【００６５】
図５Ａ−１の差別的切開部材１１０の規則的な正弦波運動の概略が図５Ａ−２に開示されている。時間５７０はｘ軸を形成し、ｙ軸には、差別的切開部材１１０のオメガ［ω］として回転速度５７４が右側に示されているとともに、ｙ軸には、振動中心５３８’から離れた角度でシータ［θ］として差別的切開部材１１０の角度位置５７２が左側に示されている。差別的切開部材１１０の回転速度５７４は、その角度位置５７２が４５度の極限に到達したときにゼロまで降下し、角度位置５７２がゼロ度と交差したときに差別的切開部材１１０の回転速度５７４がその最大に到達する。この差別的切開部材１１０の動きの例、すなわち、切開方向１２１が正確に遠位であるように、差別的切開取り付け部１００の長手軸３９８と一致する振動中心５３８’まわりの規則的な正弦波振動は、差別的切開取り付け部の通常の状態と考えることができる。とは言っても、角速度５７４、角度位置５７２又はその双方を動的に変化させることによって得られるものが多いことから、決して限定した場合ではない。
【００６６】
図５Ｂ−１及び図５Ｂ−２を参照すると、１つの方法は、この例においては振動中心５３８’を（ここでは、観察者の左に対して−２２．５度だけ）オフセットすることにより、振動振幅５３８を変化させることなく切開方向１２１を変化させることができる；これは、左側におけるケーブル基端を右におけるより遠位にシフトすることによって行われる。差別的切開部材１１０がここで左を効果的に指すことを考えると、振動中心５３８’まわりの振動は、上に及び左に切開を駆動する。差別的切開装置５００が前方に推進されるとき、そこで組織が崩壊することから切開されるべき組織からの抵抗が低減され、したがって、差別的切開装置５００は左に進む。切開方向１２１は、この実施形態においてはケーブルループ１６０である駆動手段１６０の動きを制御することによって意図的に変化させることができる。
【００６７】
図５Ｂ−１及び図５Ｂ−２を参照すると、これらの図は、差別的切開器具の長手軸から非ゼロ角度（ここでは、観察者の左に対して２２．５度）を指すオフセット振動中心５３８’まわりに定常的に、対称的に、正弦波状に振動するケーブル駆動型の制御可能な差別的切開部材１１０を示している。それゆえに、差別的切開部材１１０がその左方向、したがって切開方向１２１に傾いたオフセット振動中心５３８’まわりに振動することから、切開方向１２１は左を指す。それゆえに、切開されるべき組織は、左において優先的に崩壊し、切開の抵抗は左において減少し、操縦可能な差別的切開アセンブリ５００は、左にトンネリングする。このように、操縦可能な差別的切開アセンブリ５００は、オフセットを制御することによって任意の所望の方向にトンネリングするように向けられることができる。
【００６８】
図５Ｃ−１及び図５Ｃ−２は、対称的に振動するが、差別的切開器具の長手軸３９８まわりに正確に前方を指す振動中心５３８’まわりにおいて、変化する角速度プロファイルを有するケーブル駆動型の制御可能な差別的切開部材を示している。変化する角速度プロファイルは、切開されるべき組織に対して軸外の力を発生させ、それゆえに、軸外の切開方向１２１に駆動し、操縦可能な差別的切開アセンブリ５００は、その方向において優先的に切開する。図５Ｄ−１及び図５Ｄ−２は、定常的に、対称的に、正弦波状に振動するが、差別的切開器具の長手軸３９８から非ゼロ角度を指す振動中心５３８’まわりにおいて、変化する角速度プロファイルを有するケーブル駆動型の制御可能な差別的切開部材１１０を示している。組み合わせはまた、非対称の切開を発生させ、切開方向１２１の方向における変化を駆動し、操縦可能な差別的切開アセンブリ５００が外科医によって選択された方向に切開するのを可能とする。
【００６９】
図５Ｅ−１乃至図５Ｅ−３は、振動中心５０１まわりに振動し、切開方向を形成し、その方向に切開する内視鏡の先端に配置された制御可能な差別的切開装置５００を示しており、それゆえに複合組織内の任意の方向におけるトンネリングを許容する切開方向の任意の制御を示している。図５Ｅ−１は、可撓性器具軸５５５の最先端部５１１を振動するように固定された差別的切開部材５１０を備える操舵可能な差別的切開アセンブリ５００を示しており、振動が振動中心５０１と、第１の振動の程度５０２及び第２の振動の程度５０３と、第１の振動の程度５０２と第２の振動の程度５０３との間の角度によって画定される振動振幅５１４とを有する。操縦可能な差別的切開アセンブリ５００は、さらに、長手軸５１８及び切開方向５１６を備える。差別的切開部材５１０は、この文書において開示された他のものと同様であり、組織係合面、部材回転振動の略横軸などを有する。ここで関心のあるものは、差別的切開部材５１０の振動の特性、主に振動中心５０１のオフセットを変調することによる、及び、第２には差別的切開部材５１０の回転速度を変化させることによる切開方向５１６の制御である。切開方向５１６は、複合組織がそこで保存された硬い又は編成された組織と崩壊された軟らかいあまりよく編成されていない組織とに分化するように、十分な差別的切開効果を経験する組織の狭い領域の中心として画定される。
【００７０】
通常の動作中において、切開方向５１６は、振動中心５０１と一致する。差別的切開部材５１０が振動するのにともない、それは、通常、通常は第１の振動の程度５０２と第２の振動の程度５０３との間の中間である中心まわりに正弦波状に振動する；振動中心５０１としてその中間点を定義する。差別的切開部材５１０の振動は、図３Ａ及び図５Ａ−１から図５Ｄ−２に開示されたようなケーブル駆動装置において経時的な張力（したがって、位置）の変化の大きさによって決定される；図３Ａ、図４Ａに開示されたような振動駆動系は、モータの速度を変化させることができる。それゆえに、切開方向１２１（又は５１６）は、外科医の裁量によって制御可能である。
【００７１】
図６Ａ−１乃至図６Ｂ−５を参照すると、差別的切開器具についての改善された性能及び安全性を確実にするために、以下及び最初は図６Ａ−１において、差別的切開部材１１０の他の実施形態６００を開示する。この差別的切開部材１１０は、差別的切開部材１１０の本体１１１を通り且つ駆動機構に対して近位に離れた一連の穿孔（通路）を通過する繊細なワイヤロープ又はケーブルの連続的な回りくどいループ１６０によって捕捉され且つそれによって振動するように駆動される。連続的な回りくどいループ１６０は、繊細なワイヤロープ又はケーブルの部分１６０Ａ−１６０Ｇから構成される。差別的切開部材１１０の本体１１１を通り且つその周囲のループの回りくどい経路は、差別的切開部材１１０を捕捉する位相的に拘束された経路である「ひばり結び・ヒバリの頭（ｌａｒｋ‘ｓ  ｈｅａｄ）又は「ひばり結び（ｃｏｗ−ｈｉｔｃｈ）」を形成し、その損失を防止する。
【００７２】
この実施形態の要素を詳細に記載すると、差別的切開部材１１０は、ハンドル又は外科用ロボット内の又はそれに関連付けられた駆動機構に実質的に向けられた第１の基端３９７と、切開されるべき組織に向かって遠位に実質的に向けられた第２の先端３９６とを有する長手軸３９８を有する。差別的切開部材１１０は、長手軸３９８に対して垂直であり且つ長手軸３９８の第２の先端３９６の近くに位置する部材回転振動の略横軸１１２まわりに回転可能である。差別的切開部材１１０は、さらに、長手軸３９８と実質的に整列された略くさび状本体１１１と、切開されるべき組織に向かって遠位に実質的に向けられ且つくさび状体の若干薄い先端部を形成する組織係合面１２０とを有する。本体は、さらに、くさび状本体１１１の第１の表面６９１と、くさび状本体１１１の第２の裏面６９２とを有する。
【００７３】
差別的切開部材１１０の本体１１１は、さらに、外科用器具の残りに対して差別的切開部材１１０を保持する繊細なワイヤロープ又はケーブルの連続ループの通路を受け入れ、それを捕捉し、可能とするように構成された一連の短くて浅い表面トラフ及び貫通本体孔（通路）を備える。第１に、表面６９１は、口状トラフ１６６並びに２つの眼状トラフ１６２及び１６４を有する。第２の裏面６９２は、２つの耳状トラフ１６２’及び１６４’を有する。口状トラフ１６６は、さらに、差別的切開部材１１０の本体１１１を完全に通過する２つの通路１６１Ｃ及び１６１Ｄを備える。眼状トラフ１６２は、差別的切開部材１１０の第２の裏面を通過する通路１６１Ｂと、差別的切開部材１１０の下部から移動する長手方向配向通路１６１Ａとを有する。眼状トラフ１６４は、差別的切開部材１１０の第２の裏面を通過する通路１６１Ｅと、差別的切開部材１１０の下部から移動する長手方向配向通路１６１Ｆとを有する。図６Ｂ−１（差別的切開部材１１０の第１の表面６９１の直接の図）及び図６Ｂ−２（差別的切開部材１１０の第２の裏面６９２の直接の図）もまたみると、そこにおいて第２の裏面６９２が以下の２つ以上のトラフであることがわかる：通路１６１Ｅ及び通路１６１Ｄをさらに備える耳状トラフ１６４’並びに通路１６１Ｂ及び通路１６１Ｃをさらに備える耳状トラフ１６２’。
【００７４】
図６Ａ−１、図６Ｂ−１及び図６Ｂ−２をさらに参照すると、図６Ａ−２に明確に示されたケーブルループ１６０の回りくどい経路をここで確認できる。通路まわりのケーブルループ１６０に続いて、ケーブルループ部１６０Ａは、差別的切開部材１１０の第１の表面６９１において眼状トラフ１６４の下部へと通路１６１Ｆを遠位方向に最初に通過することがわかる。そして、ケーブルループ１６０は、ループ部１６０Ｂとして眼状トラフ１６４を通ってそこから遠位方向に移動し、第１の表面６９１から通路１６１Ｅを通過し、差別的切開部材１１０の第２の裏面６９２において耳状トラフ１６４’へとループ部１６０Ｂ’として出現する。そして、ケーブルループ１６０は、トラフ１６４’を介して近位下方向に回転して移動し、ループ部１６０Ｃ’として通路１６１Ｄを通過し、差別的切開部材１１０の第１の表面において口状トラフ１６６へとループ部１６０Ｃとして出現する。そして、ループは、口状トラフ１６６内をループ部１６６Ｄとして通過し、第１の表面６９１を移動する。
【００７５】
本特許出願において開示される主題の発明者らは、ケーブルループ１６０を「噛む」又は「つまむ」ように口状トラフ１６６をさらに設計することが有利であると見出した。この特徴は、差別的切開部材１１０の実施形態６００の外形図である図６Ｂ−５において最も明確に観察される。口状トラフ１６６を有する差別的切開部材１１０の本体１１１を提供することにより、ケーブルループ１６０の端部に近い厳しい周期的な負荷から最も遠く、それゆえに、差別的切開部材１１０は、繊細なケーブル又はワイヤループ１６０をつまむことができ、口状トラフ１６６内にクリート状にそれを固定し、その場合、それを移動させる傾向があるであろう応力が最小である。これは、ケーブルループ１６０の全体が差別的切開部材１１０の本体に形成された一連の通路及びトラフによって形成された回りくどい経路を介して滑るように進む（すなわち、摺動）ことができないことを確実にするのに役立つ。この図において、切開されるべき複合組織を分割してプレテンションするのに役立つ差別的切開部材１１０の本体１１１の略直線のくさび状形態を明確に観察することができる。また、この図において、眼状トラフ１６４から移動する通路１６１Ｄの長さが第１の表面６９１内に深く設定され、耳状トラフ１６４’を介して、差別的切開部材１１０の本体１１１の第２の裏面６９２内に設定されることをみることができる。この好ましい実施形態６００を備える差別的切開部材１１０の本体１１１の第１の表面６９１における口状トラフ１６６及び第２の裏面６９２に設定された耳状トラフ１６４’を接続する通路１６１Ｄをさらにみることができる。差別的切開部材１１０の本体１１１は、さらに、部材回転振動の略横軸１１２と一致する軸上に差別的切開部材１１０を固定するのに役立つスタビライザ９９９を備え、スタビライザ９９９は、さらに、ケーブルループ部１６０Ａ用の鋭利な許容間隙を有する。
【００７６】
回りくどいループを継続すると（及び図６Ａ−１、図６Ｂ−１及び図６Ｂ−２を再度参照すると）、回りくどいループの経路は、残りの通路を介して略対称にトレースされることができる。ケーブルループ１６０は、口状トラフ１６６における第１の表面６９１のその移動を完了した後、耳状トラフ１６２’の最基端へとループ部１６１Ｅ’として第２の裏面６９２に出現するように通路１６１Ｃを介して第１の表面６９１から離れるようにループ部１６０Ｅとして通過する。そこから、ケーブルループ１６０は、それがループ部１６０Ｆ’として通路１６１Ｂに到達するまで、耳状トラフ１６２’に沿って遠位方向に循環し、その場合、眼状トラフ１６２においてループ部１６０Ｆとして第１の表面６９１に出現するように通過する。そして、ケーブルループ１６０は、最後の時間に第１の表面６９１を出て近位下方向に降下し、それが通路１６１Ａ内に入って通過するまで眼状トラフ１６２に続き、ループ部１６０Ｇとして出現するまで、長手軸３９８の第１の基端３９７に向かって近位方向に向かう。
【００７７】
再度図６Ａ−１を参照すると、この差別的切開部材１１０の実施形態６００は、さらに、それぞれ、ケーブルループ部１６０Ｇ及び１６０Ａにおいて対向する引張力１３７及び１３９の発現を含むことに留意されたい。引張力１３７が引張力１３９よりも大きい場合、不均衡が存在することにさらに留意されたい。この力の不均衡は、差別的切開部材１１０が矢印１３６の方向に部材回転振動の略横軸１１２まわりに回転するように駆動する。逆に、引張力１３９が引張力１３７よりも大きくなる場合、差別的切開部材１１０は、矢印１３８の方向に軸１１２まわりに回転する。ケーブルループの１６０の端部１６０Ｇ及び１６０Ａにおける引張力は、この差別的切開部材１００の実施形態６００の近位に位置する駆動機構によってリモートで提供される。効果的な差別的切開のための有用なケーブル振動周波数は、１０Ｈｚから１ＫＨｚの間、好ましくは５０Ｈｚから５００Ｈｚの間の範囲である。
【００７８】
ここでもう一度だけ図６Ａ−２を確認すると、ケーブルループ１６０がそれ自体とどこにも接触していない（差別的切開部材１１０がケーブルループ１６０の完全な回りくどい経路を露出するように透明である）この図において、ケーブルループ１６０がねじれるのに十分に小さい半径で湾曲せず、ケーブルループ１６０が負荷下でそれ自体を損傷する可能性を低減することがわかる。ケーブルループ１６０は、差別的切開部材１１０の本体１１１における６つの孔を完全に通過し、差別的切開部材１１０の完全な捕捉の残りを大幅に増加し、手術中にその損失を防止するのに役立つ。５つのトラフは、差別的切開部材１１０の外面に深く（好ましくは下方に）入り込むように、ケーブルが差別的切開部材１１０の本体１１１の周囲を及びそれを通って包むのを可能とするように設計されている。
【００７９】
図６Ｂ−１、図６Ｂ−２、図６Ｂ−４及び図６Ｂ−５を参照すると、この差別的切開部材１１０の実施形態６００の設計のさらなる特徴は、円筒状軸ウェル１９９である。円筒軸ウェル１９９は、好ましくは、直接近位方向に面しており、部材回転振動の横軸１１２によって形成された軸受空洞１１４（図３Ｂを参照）と同心の横長軸を有する。軸を受け入れるように設計すると、この差別的切開部材１１０の実施形態６００が軸上に位置したままとするために近位方向に向かう引張力１３７及び１３９を必要とすることが軸ウェル１９９は、図６Ｂ−１及び図６Ｂ−２においてわかる。さらに、差別的切開部材１１０の設計は、さらに、近くにスタビライザ９９９を組み込み、差別的切開器具の先端３９６の上からの差別的切開部材１１０の脱落を防止するためにより良好であることがわかる。スタビライザ９９９の形状は、さらに、スタビライザ９９９がケーブルループ１６０の滑らかな動作に干渉することができないように、引張下にあるときにケーブルループ１６０による大きな角度での掃引を認める。
【００８０】
最後に、通路の短い長さは、実施形態６００を近位方向に後方に向かってみた平面図を示す図６Ｂ−３において明確にみることができる。差別的切開部材１１０は、本体１１１と、部材回転振動の略横軸１１２と、組織係合面１２０（この図において、観察者に向いている）と、第１の表面６９１と、第２の裏面６９２と、差別的切開部材１１０の本体１１１に形成された複数のトラフ及び通路とを有する。通路１６１Ｄが第２の裏面６９２に耳状トラフ１６４’を通って入り、第１の表面６９１において口状トラフ１６６に出現することがわかる。通路１６１Ｅは、第２の裏面６９２に耳状トラフ１６４’を通って入り、第１の表面６９１において眼状トラフ１６４に出現する。通路１６１Ｂは、第２の裏面６９２に耳状トラフ１６２’を通って入り、第１の表面６９１において眼状トラフ１６２に出現する。通路１６１Ｃは、第２の裏面６９２に耳状トラフ１６２’を通って入り、第１の表面６９１において口状トラフ１６６に出現する。通路は、ケーブルループ１６０（図６Ａ−２を参照）を決してそれ自体に巻きつくことを必要とせず、したがって、ケーブルの磨耗や損傷の可能性を低減する。
【００８１】
直線状に直接前方に切開することができるようにすることが大抵の場合に有用である。図６Ａ−１乃至図６Ｂ−５に再度示された実施形態６００において、複合組織を切開するための略直線状本体の差別的切開部材１１０が開示されている。差別的切開部材１１０は、第１の基端３９７及び第２の先端３９６を有する長手軸３９８を有する本体１１１を備える。長手軸３９８は、部材１１０が平面運動３９２に沿ったその移動掃引においてセンタリングされたときに差別的切開部材１１０と並べられる。差別的切開部材１１０の本体１１１のくさび形状は、差別的切開を可能とするように取り付けられる差別的切開ハンドヘルド開口外科用器具、差別的切開腹腔鏡器具又は差別的切開外科用ロボットアームの前方において直接切開するように設計されている。したがって、同様に、この実施形態６００において、差別的切開部材１１０の本体１１１の塊は、長手軸３９８に沿って略直線状に配置され、差別的切開効果は、差別的切開部材１１０の軸に略直接沿った領域において発生し、すなわち、組織は、装置の先端に対して直接遠位の領域における組織係合面１２０によって分離される。直線器具は、ほとんどの時間多くの処置にとって十分に機能する。
【００８２】
しかしながら、外科医は、大抵の場合、損傷してはならない他の繊細で重要な構造の背後に隠されたターゲット構造にアクセスする必要がある。この種の手術は、全ての関係者にとって退屈で苦労が多い。外科医はまた、大抵の場合、直線器具が単に収まらないタイトな空間において発見された重要な構造に到達するか又は露出することが求められる。上記開示したものに関連する実施形態において、ここでさらに、湾曲した振動する差別的切開部材を教示する。図６Ｃ−１乃至図６Ｃ−３は、湾曲した外形を有するケーブル保持された差別的切開部材６１０の他の実施形態６５０の斜視図、側面図及び端面図を示している。湾曲した差別的切開部材６１０は、第１の端部及び第２の端部を有するとともに第１の端部から第２の端部までの中心軸３９８を有する本体６１１を備える。しかしながら、この実施形態において、それらが湾曲した差別的切開部材の振動中に決して交差しないように組織係合面６２０を備える少なくとも１つの谷及び少なくとも１つの突起の交互系列が振動平面３９２の一方の側に全体的に配列されるように、差別的切開部材６１０の組織係合面６２０は、部材６１０の振動３９２の平面から、長手軸３９８の一方側から離れるように及び一方側まで略湾曲状に配置されている。これは、差別的切開効果を実質的に装置の軸の一方の側における領域において生じさせ、閉塞組織の周囲及び背後において外科医がブラントジセクションを行うのを可能とする。
【００８３】
差別的切開装置の先の実施形態は、開示された差別的切開部材の部材回転振動の略横軸を形成して支持するために、軸、ブッシュ、ころ軸受などにほとんど依拠していた。軸及びころ軸受は、詰まり、ジャム、又は、百万サイクル以上について厳しく変化する負荷下で数百ヘルツで振動する差別的切開部材と干渉することがある問題を起こすことがある。さらにまた、安全性を高め且つコストを削減するために、装置内の部品の数及び複雑さを低減することが望ましい。また、部品が残るものの間の相対運動を低減することは、磨耗や損傷を低減することができ、放射ノイズを低減することができ、装置の性能を高めることができる。
【００８４】
これらの条件下で差別的切開部材７１０を支持する代替手段が図７に開示されている。図７は、軸７９０の最先端及びその近くに配置された差別的切開部材７１０に取り付けられたケーブル７８０が通過する細長軸７９０を備えるケーブル駆動型差別的切開アセンブリの実施形態７００の斜視図を示している。差別的切開部材７１０はまた、本体７１１と、組織係合面７２０と、部材回転振動の略横軸７１２と、部材回転振動の略横軸７１２に対して略垂直に配向された振動運動７９２の所望の平面とを有する。差別的切開部材７１０は、さらに、駆動ケーブル７８０の少なくとも一部を受け入れ捕捉する内部空洞７６０を備える。この実施形態７００はまた、細長軸７９０に略平行に配向され且つ差別的切開部材７１０の振動運動７９２の所望の平面に対して略垂直に配向された平面形態を有する弾性平板状部材７７５を備える。弾性平板状部材７７５は、それ自体の平面内で剛性であるが、面外負荷を受けたときに面外に偏向する（すなわち、湾曲する）任意の適切な材料から構成されることができる。細長軸７９０はまた、弾性平板状部材７７５の一部を受け入れて固定するように設計された取り付け手段７７７を有することができる。差別的切開部材７１０の内部空洞７６０はまた、弾性平板状部材７７５の最先端部を受け入れ、結合し、保持することができ、それにより、弾性平板状部材７７５の最先端部に配置されることができる。それゆえに、差別的切開部材７１０は、それ自体が細長軸７９０の最先端部に存在する弾性平板状部材７７５上に存在する。
【００８５】
この実施形態７００において、部材回転振動の略横軸７１２は、弾性平板状部材７７５に平行であり且つ弾性平板状部材７７５によって画定される平面と一致していることに留意することが重要である；すなわち、部材回転振動の略横軸７１２は、理想的には、弾性平板状部材７７５の厚さの中央を通過する。それ自体が振動運動７９２の所望の平面内での回転を可能とする軸、ころ軸受、又は他の車輪状の特徴はない。また、示されたケーブルが弾性平板状部材７７５の両側を通過することを図７から観察することが重要である。
【００８６】
動作中において、図６Ａ−１において少なくとも上記開示されたような振動ケーブル張力の不均衡を提供することにより、弾性平板状部材７７５上に存在する差別的切開部材７１０がより大きな張力を受ける弾性平板状部材７７５のその側に対して（振動運動７９２の所望の平面内で）偏向するように、弾性平板状部材７７５上に存在する差別的切開部材７１０は面外負荷を受ける。それゆえに、ケーブル７８０が所定の周波数において振動張力の不均衡を受ける場合、差別的切開部材７１０及び弾性平板状部材７７５は、同じ周波数において振動運動７９２の所望の平面内で振動する。片持ち梁の振動の固有周波数が梁の質量で除算した梁の曲げ剛性の平方根に比例することを考慮し、また、梁を振動するのに必要とされるエネルギがその梁の振動の固有周波数において最小化される（及び振幅が最大化される）ことを考慮すると、差別的切開を安全に行うために好ましい所望の周波数において動作するように、差別的切開部材７１０及び弾性平板状部材７７５の曲げ剛性、質量、長さ及び他の特性を設計することが望ましい。それゆえに、差別的切開装置の実施形態７００は、特定の外科的処置についての適応及び要件を含む、振動運動７９２の所望の平面内又はその組み合わせでの差別的切開部材７１０の振動振幅を最大化するために、装置を動作させるために必要とされるエネルギを最小化するように調整されることができる。
【００８７】
当業者は、本願明細書における装置及び要素の多くの変形例及び組み合わせが本発明の精神に違反することなく可能であることを理解するであろう。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ−０】
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【図３Ｆ−１】
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【図３Ｆ−２】
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【図３Ｆ−３】
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【図３Ｆ−４】
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【図３Ｆ−５】
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【図３Ｇ−１】
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【図３Ｇ−２】
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【図３Ｇ−３】
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【図３Ｇ−４】
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【図３Ｈ−１】
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【図３Ｈ−２】
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【図３Ｈ−３】
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【図３Ｈ−４】
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【図３Ｊ−１】
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【図３Ｊ−２】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
2020058848.tif 000031
【図４Ｆ−１】
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【図４Ｆ−２】
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【図４Ｇ】
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【図５Ａ−１】
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【図５Ａ−２】
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【図５Ｂ−１】
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【図５Ｂ−２】
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【図５Ｃ−１】
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【図５Ｃ−２】
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【図５Ｄ−１】
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【図５Ｄ−２】
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【図５Ｅ−１】
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【図５Ｅ−２】
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【図５Ｅ−３】
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【図６Ａ−１】
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【図６Ａ−２】
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【図６Ｂ−１】
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【図６Ｂ−２】
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【図６Ｂ−３】
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【図６Ｂ−４】
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【図６Ｂ−５】
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【図６Ｃ−１】
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【図６Ｃ−２】
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【図６Ｃ−３】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年12月27日(2019.12.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合組織を差別的に切開するための差別的切開部材であって、
長手軸を有する本体と、
組織に係合するように構成された先端と、
駆動機構に向けられた基端と、
を備え、
本体の基端は、本体に動作可能に関連付けられた軸に動作可能に係合するようにさらに構成されており、
ループ状振動駆動ケーブルは、駆動機構に動作可能に関連付けられ、蛇行経路を介して本体を駆動機構に固定し、
蛇行経路は、少なくとも１つの位相的に拘束されたループを備え、
ループ状振動駆動ケーブルは、高速振動に本体を駆動するように構成されている、差別的切開部材。
【請求項２】
蛇行経路は、本体内に複数のトラフを備え、
ループ状振動駆動ケーブルは、少なくとも１つのトラフの少なくとも一部を占有する、請求項１に記載の差別的切開部材。
【請求項３】
蛇行経路が、本体の１つの穿孔を通ることを備える、請求項１に記載の差別的切開部材。
【請求項４】
蛇行経路が、本体の複数の穿孔を通ることを備える、請求項１に記載の差別的切開部材。
【請求項５】
本体が６つの穿孔を備え、ループ状振動駆動ケーブルの蛇行経路が、６つの穿孔を通ることによって位相的に拘束される、請求項１に記載の差別的切開部材。
【請求項６】
ループ状振動駆動ケーブルの少なくとも一部が、実質的に近位に向けられた張力を受け、
前記張力は、或る大きさを有し、
前記張力の大きさは、軸上で動作可能に本体を保持する、請求項１に記載の差別的切開部材。
【請求項７】
ループ状振動駆動ケーブルによって占められる少なくとも１つのトラフの少なくとも一部は、ループ状振動駆動ケーブルをその中でつまむクリートであって、高速振動中にループ状振動駆動ケーブルがそこを通って滑るように進むまたは摺動するのを防止するためのクリートとして構成されている、請求項２に記載の差別的切開部材。
【請求項８】
高速振動が、１０ヘルツと１０００ヘルツとの間の周波数を有する、請求項１に記載の差別的切開部材。
【請求項９】
高速振動は、５０ヘルツと５００ヘルツとの間の周波数を有する、請求項１に記載の差別的切開部材。
【請求項１０】
ループ状振動駆動ケーブルの蛇行経路が、ひばり結びを描く、請求項１に記載の差別的切開部材。
【請求項１１】
ループ状振動駆動ケーブルの蛇行経路がひばりの頭結びを描く、請求項１に記載の差別的切開部材。
【請求項１２】
実質的に近位に向けられた張力の大きさが、駆動機構によってさらに調節される、請求項６に記載の差別的切開部材。
【請求項１３】
駆動機構は、張力の大きさを正弦波状に調節する、請求項１２に記載の差別的切開部材。
【請求項１４】
駆動機構は、張力の大きさを非正弦波的に調節する、請求項１２に記載の差別的切開部材。
【請求項１５】
本体がくさび状であり、先端がより狭く、基端がより広い、請求項１に記載の差別的切開部材。