(57)【要約】第一の細長い断面を有する第一のビーム要素と第二の細長い断面を有する第二のビーム要素とを持つ可撓性シャフトを有する医療装置を提供する。エンドエフェクタが可撓性シャフトの遠位端に置かれ、第一のビーム要素と第二のビーム要素との間の相対運動によって作動する。他の実施例において、可撓性シャフトの近位端にハンドルを置く。第一のコントローラが、ハンドルに取り付けられ、且つ、第一のビーム要素を第二のビーム要素に対して引張状態にしこれにより可撓性シャフトの少なくとも一部を第一のビーム要素に向かって曲げるために第一のビーム要素に直接連結される。2009537282.tif 000003
2009537282.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の細長い断面を持つ第一のビーム（beam）要素および第二の細長い断面を持つ第二のビーム要素を含む可撓性シャフトと、
該可撓性シャフトの遠位端に位置し、且つ第一のビーム要素と第二のビーム要素との間の相対運動によって作動するエンドエフェクタと
を含む医療装置。
【請求項２】
第一の細長い断面の細長い寸法に沿った第一の軸および第二の細長い断面の細長い寸法に沿った第二の軸を持つ医療装置であって、第一の軸が第二の軸に実質的に平行である、請求項1記載の医療装置。
【請求項３】
可撓性シャフトが、第一の軸および第二の軸に垂直な方向よりも第一の軸および第二の軸に実質的に平行な方向においてより大きな曲げ剛性を持つ、請求項2記載の医療装置。
【請求項４】
第一のビーム要素および第二のビーム要素の各々が、高さ寸法と幅寸法との比が少なくとも10:1である長方形断面を持つ、請求項1記載の医療装置。
【請求項５】
エンドエフェクタが把持器である、請求項1記載の医療装置。
【請求項６】
エンドエフェクタが、互いに対して動く第三のビーム要素および第四のビーム要素を含み、且つ、第三のビーム要素および第四のビーム要素の各々が、高さ寸法と幅寸法との比が少なくとも10:1である長方形断面を持つ、請求項1記載の医療装置。
【請求項７】
第三のビーム要素および第四のビーム要素が互いに対して動き、且つ、第五のビーム要素および第六のビーム要素によって4つのバーの連鎖として連結されている、請求項6記載の医療装置。
【請求項８】
第一のビーム要素および第二のビーム要素の各々が少なくとも2つのピースで形成され、各ピースが細長い断面を持ち、各ビーム要素の該細長い断面が互いに平行である、請求項1記載の医療装置。
【請求項９】
第一のビーム要素および第二のビーム要素の各々がエンドエフェクタからハンドルまで延びており、該ハンドルが可撓性シャフトの近位端に位置している、請求項1記載の医療装置。
【請求項１０】
第一の細長い断面の細長い寸法と第二の細長い断面の細長い寸法とに実質的に平行な細長い寸法を有する第三の細長い断面を持ち、可撓性シャフトの遠位端に取り付けられ且つハンドルまで延びている第三のビーム要素と、
ハンドルに位置し、且つ、第三のビーム要素を引張状態にして該可撓性シャフトの該遠位端を第三のビームの方向に曲げるために第三のビーム要素に連結されているコントローラと
をさらに含む、請求項1記載の医療装置。
【請求項１１】
可撓性シャフトが外部シースをさらに含む、請求項1記載の医療装置。
【請求項１２】
細長い断面を持つ第一のビーム要素および細長い断面を持つ第二のビーム要素を含む可撓性シャフトと、
該可撓性シャフトの近位端に位置するハンドルと、
該ハンドルに取り付けられ、且つ、第一のビーム要素を第二のビーム要素に対して引張状態にしこれにより該可撓性シャフトの少なくとも一部を第一のビーム要素に向かって曲げるために第一のビーム要素に直接連結されている第一のコントローラと
を含む医療装置であって、
第一のビーム要素および第二のビーム要素の各々が該ハンドルから該可撓性シャフトの遠位端まで延びている、
医療装置。
【請求項１３】
第一のビーム要素および第二のビーム要素の各々が、高さ寸法と幅寸法との比が少なくとも10:1である長方形断面を持つ、請求項12記載の医療装置。
【請求項１４】
第一のビーム要素および第二のビーム要素が、可撓性シャフトの遠位端において互いに固定的に連結されている、請求項12記載の医療装置。
【請求項１５】
細長い断面を持ち、且つ可撓性シャフトの遠位端に連結された第三のビーム要素と、
第三のビーム要素を第一のビーム要素および第二のビーム要素のうち少なくとも1つに対して引張状態にしこれにより該可撓性シャフトの少なくとも一部を第三のビーム要素に向かって曲げるために第三のビーム要素に連結されている第二のコントローラと
をさらに含む、請求項12記載の医療装置。
【請求項１６】
第一のビーム要素、第二のビーム要素、および第三のビーム要素の各々が少なくとも3つのピースで形成され、各ピースが細長い断面を持ち、各ビーム要素の該細長い断面の細長い寸法が互いに平行である、請求項15記載の医療装置。
【請求項１７】
可撓性シャフトの遠位端に取り付けられたエンドエフェクタをさらに含む、請求項12記載の医療装置。
【請求項１８】
第四のビーム要素に連結された第三のコントローラをさらに含む医療装置であって、
エンドエフェクタが、第三のコントローラにより作動する把持器である、
請求項17記載の医療装置。
【請求項１９】
可撓性シャフトに連結されたハンドル上のコントローラを動かす段階；および
該コントローラを動かす動作に呼応して、該ハンドルおよび該可撓性シャフトの中で第一のビーム要素を第二のビーム要素に対して動かすことによって、該可撓性シャフトの遠位端に所望の結果を提供する段階
を含む、医療装置を作動させる方法であって、
第一のビーム要素および第二のビーム要素の各々が、断面の高さ寸法と断面の幅寸法との比が少なくとも10:1であり、これによって、該可撓性シャフトの第一のビーム要素および第二のビーム要素の断面の細長い方向に、第一のビーム要素および第二のビーム要素の該断面の細長い方向に垂直な方向よりも大きな曲げ剛性が提供される、
方法。
【請求項２０】
第一のビーム要素を第二のビーム要素に対して動かす動作に呼応して可撓性シャフトの遠位端に位置するエンドエフェクタを作動させる段階をさらに含む、請求項19記載の方法。
【請求項２１】
第一のビーム要素を第二のビーム要素に対して動かす動作によって、第一のビーム要素および第二のビーム要素の断面の細長い方向に垂直な方向に可撓性シャフトの遠位端の動きが生じる、請求項19記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連特許出願の相互参照
本発明の態様は、2006年5月20日に提出された米国特許仮出願第60/747,793号「Selectively Flexible Surgical Device and Method of Manufacture」に関する。同仮出願の内容は参照により本明細書に組み入れられ、同仮出願は優先権の主張の根拠となる。
【０００２】
技術分野
本開示内容は該して医療装置に関する。より具体的には、本開示内容は可撓性シャフトを持つ医療装置の設計および構造に関する。
【背景技術】
【０００３】
背景技術
患者の外傷をより少なくするよう開発される、手術道具などの医療装置は、大きく2つのクラスに分類できると考えられる：(1）剛性の腹腔鏡を通して得られる画像の視覚誘導下で、皮膚切開を通じて使用するよう設計された剛性の器具、および、(2）可撓性の内視鏡とともに使用するよう設計され、一般的に既存の身体開口部を通って作動する小型の可撓性装置。
【０００４】
剛性の器具は妥当な強さの操作力を発揮できるが、一方で、操作力をもたらすこの剛性そのものが、一連の可視手段（sight access）を必要とするという理由のために有用性を制限する。小型の可撓性装置は、典型的に、既存の内視鏡の作業チャネルのサイズによる制限を受け、このことは、極度の可撓性と相まって、これら装置が発揮できる力、ひいてはこれら装置の有用性を大きく制限する。
【発明の開示】
【０００５】
概要
本発明の種々の実施例は、可撓性を提供して操作性をもたらし、また一方で、いくつかの方向の曲げ剛性を増加させるという特性も持つ。いくつかの実施例は、装置の可撓性部分の長さに沿った細長い断面を持つビーム（beam）を用いる。いくつかの実施例は、操縦および／または作業部位への力の印加を助けるため、1つまたは複数のビームに力を印加することなどによって、可撓性シャフトの遠位端に曲げ力を提供できる。いくつかの実施例は、金属またはプラスチックの積層板を用いることなどによって、細長い断面を持つ複数のピースの材料を用い、これによって腹腔鏡装置の剛性の大部分を提供し、また一方で、口、鼻、肛門、尿道、および膣など天然の開口部を通って身体に入るのに必要な可撓性も実現する。
【０００６】
1つの態様は、第一の細長い断面を有する第一のビーム要素と第二の細長い断面を持つ第二のビーム要素とを持つ可撓性シャフトを持つ医療装置に関する。エンドエフェクタが可撓性シャフトの遠位端に置かれ、第一のビーム要素と第二のビーム要素との間の相対運動によって作動する。
【０００７】
さらなる例示的な態様は、細長い断面を持つ第一のビーム要素と細長い断面を持つ第二のビーム要素とを持つ可撓性シャフトを有する医療装置を提供する。可撓性シャフトの近位端にハンドルが置かれる。第一のコントローラがハンドルに取り付けられる。そして第一のコントローラは、第一のビーム要素を第二のビーム要素に対して引張状態にしこれにより可撓性シャフトの少なくとも一部が第一のビーム要素に向かって曲がるよう、第一のビーム要素に直接連結される。この態様において、第一のビーム要素および第二のビーム要素の各々は、ハンドルから可撓性シャフトの遠位端まで延びる。
【０００８】
別の態様は医療装置を作動する方法を提供する。同方法はハンドル上のコントローラを動かす段階を含む。ハンドルは可撓性シャフトに連結される。コントローラを動かすことに呼応して、ハンドルおよび可撓性シャフトの中で第一のビーム要素を第二のビーム要素に対して動かすことによって、可撓性シャフトの遠位端に所望の結果が提供される。第一のビーム要素および第二のビーム要素の各々は、断面の高さ寸法と断面の幅寸法との比が少なくとも10:1であり、これによって、可撓性シャフトの第一のビーム要素および第二のビーム要素の断面の細長い方向には、第一のビーム要素および第二のビーム要素の断面の細長い方向に垂直な方向より大きな曲げ剛性が提供される。この態様の1つの実施例において、第一のビーム要素を第二のビーム要素に対して動かすことに呼応して、可撓性シャフトの遠位端に置かれたエンドエフェクタが作動する。この態様の別の実施例において、第一のビーム要素を第二のビーム要素に対して動かしたとき、可撓性シャフトの遠位端が、第一のビーム要素および第二のビーム要素の断面の細長い方向に垂直な方向に動く。
【０００９】
例示的な態様の詳細な説明
本発明の種々の態様は可撓性シャフトを持つ医療装置を提供しうる。可撓性シャフトは、例えば組織を把持、保持、切開、および／またはステープル留めなどするためにエンドエフェクタを作動するための1つまたは複数のコントローラを持つハンドルとともに用いてもよい。種々の実施例は、1つの軸に沿った曲げ剛性が平行方向の曲げ剛性より大きい可撓性シャフトを提供しうる。そのような可撓性シャフトは、細長い断面を持つ1つまたは複数のビーム要素を用いることによって形成してもよい。複数のピースを用いて各ビーム要素を形成してもよく、且つ、複数のビーム要素を用いてもよい。
【００１０】
図1Aおよび図1Bを参照すると、図1Aは本発明の実例的態様に基づくビーム10の例を示している。図1Bはストランドケーブル20の拡大図を示している。ケーブル20はXY面およびXZ面において高い可撓性を示し、一方、YZ面に垂直な、ケーブルの長さすなわちX軸に沿っては引張荷重にのみ耐えられる。本発明の実例的態様に基づくビーム10の例は、XY面の曲げ剛性と比較してXZ面の曲げ剛性が大きい。ビーム10はまた、X軸に沿って圧縮力を発揮する能力がストランドケーブル20より高い。図1Bに示すように、圧縮下において、ケーブル20のストランドは互いに分離する可能性がある。
【００１１】
図1Aの例示的なビーム10は、前述のように、異なるレベルの曲げ剛性を提供する。剛性方程式における幾何学的な（すなわち材料に依存しない）条件は (b*h3)/12 という形式で表現される。同式において、b は直角プリズムの（Y軸に沿った）幅であり、h は（Z軸に沿った）高さである。「b」の値を大きくすると剛性方程式が加法的に（A1）増大し、「h」の値を大きくすると剛性が指数的に（A3）大きくなる。この特性を用いて、一方向の剛性が非常に高く、且つ別方向では比較的可撓性である装置を作ることができる。これとは対照的に、正方形または円形の断面を有するワイヤは、典型的に両方向の剛性が同じである。ワイヤ（およびワイヤから作られるケーブル）は、その必然的な対称性のため、「b」が常に「h」と等しい。この係数は (b*b3)/12 または (b4)/12 とまとめることができ、ワイヤの追加（例えばケーブルを形成するなど）は式 (b14+ b24+ b34+ b44+...+ bn4)/12 を示す。このような構成において、XZ面の剛性は、XY面を同じだけ硬くすることによってのみ増大できる。
【００１２】
可撓性の内視鏡および腹腔鏡による手術において、剛性は手技の大部分において必須であるが、装置の挿入時および抜去時にはたいてい望ましくない。例えば、口から喉への通過では、まず、単一面（解剖学的には正中／体側面）において90度の曲げが生じる。経口式の装置は、たとえ曲げが生じない方向において非常に剛性が高くても、剛性がより少ないXY面を正中・体側面に合わせて装置を挿入することによって、この解剖学的な特徴を克服することができる。体内に入った後は、この方向の剛性は、本発明の種々の態様に基づいて使用した場合、組織を把持、保持、切開、および／またはステープル留めするのにきわめて有用となりうる。
【００１３】
種々の態様は、異なる方向において異なる曲げ剛性を用いることによって、有益な機能性を提供できる。例えば、把持器――組織の操作および／または生検用組織の採取などに使われる――は、理想的には、上下のジョーが動く面（面XZ）において剛性であるべきである。これに垂直な面（XY）においては、装置は、必要な機能的荷重の下で座屈を回避できるだけの十分な剛性があればよい。三番目の面YZは、その軸を中心に回転運動が生じる面である。この運動は、採取対象の組織に対して装置を位置決めするのに有用であることが多い。典型的には、両方の面において装置を等しく剛性にすることによって――換言すれば必要をはるかに上回る剛性をもたせることによって――座屈が回避されている。
【００１４】
本発明の種々の態様は、伸長と平行な面の剛性を増大させ且つそれに垂直な面の剛性を大幅に低減させるよう細長い断面を伴って形成された、例えば鋼、ステンレス鋼、その他の金属、またはエンジニアリングプラスチックなど1つまたは複数の材料を用いてもよい。任意で、ガラスまたは炭素繊維など剛化用の添加剤もまた用いてもよい。
【００１５】
種々の態様の細長い断面は、2x4木材の断面と概ね相似である。多くの実施形態において、高さ対幅の比（Y:Z）は少なくとも10:1が用いられ、いくつかの実施形態では比が8:1である。この比はまた10:1以上であってもよい。座屈に対する抵抗性は以下の手段のうち1つまたは複数によって実現される：(1）例えば平行な層など、十分な数の同一（またはほぼ同一）のピースを追加する；(2）より薄い積層板とより厚い積層板とを交互にする；および、(3）座屈を防止するかまたは許容可能な限度内に保つため、（同じ厚さまたは異なる厚さの）積層板をガイドチューブまたはオーバーチューブの中に閉じ込める。最後のそしてより望ましくない座屈制限手段は、(4）1つまたは複数の層を、ファスナーのように一時的に、または溶接もしくは接着剤によって永久的に、一緒にくっつけることである。これらのような接合技法は、接合領域において中実な物体に近い特性を生じる可能性がある。小さな領域において、このことは必要かあるいは望ましい場合すらある。例えば、細長い積層板の一端において長さの変化が予測可能な状態で生じるよう、もう一方の端を固定するなどである。この長さの変化は、曲げられた部品の「中立軸」だけが応力ゼロであり、中立軸の上下の放射状部分はそれらに働く応力の大きさおよび方向のため長さが変化するという、幾何学的な理由によるものである。
【００１６】
図2および図3に、本発明の実例的態様に基づく医療装置100を示す。医療装置100は、ハンドル120、可撓性シャフト140、およびエンドエフェクタ160を持つ。図の実施例においてエンドエフェクタは把持器であるが、例えばカッター、カッター／ステープラー、電極など、他のエンドエフェクタを用いてもよい。この実例的態様において、医療装置100には、ハンドル120の内部からエンドエフェクタ160まで延びる複数のビーム要素が提供される。可撓性シャフト140は、外部シースなど外部被覆150の1つまたは複数の層を含んでいてもよい。可撓性シャフト140の長さは、その中に置かれたビーム要素の利用および／または可撓性の外部被覆の利用によって保たれてもよく、これによって、圧縮に抵抗しながら可撓性シャフト140の曲げを可能にしてもよい。通過する体腔からエンドエフェクタを遮蔽しつつ本医療装置を体内に展開することを可能にするため、外部被覆は、任意で、格納可能または取り外し可能であってもよい。
【００１７】
本実施例のハンドル120には1つまたは複数のコントローラが取り付けられる。第一のコントローラ122は第一のビーム要素142に直接連結される。本実施例において、第一のビーム要素142は、本実施例において把持器の開閉であるエンドエフェクタ160の作動を行うよう構成されている。第二のコントローラ124は第二のビーム要素144に直接連結される。本実施例において、第二のビーム要素144は、第二のビーム要素144に沿って力を印加することによって可撓性シャフト140を曲げるよう構成されている。例えば、第二のビーム要素144に引張力を印加することによって、可撓性シャフト140が第二のビーム要素144の方向に曲がりうる。本実施例において、オフセット軸に沿った引張力に抵抗するためのビーム要素を提供するため、第三のビーム要素146が、ハンドルの内部構造部品121を利用するなどによってハンドル120の近位端に取り付けられ、且つ、可撓性シャフト140の遠位端にも取り付けられる。このような配置は、第二のビーム要素144からの引張力によって可撓性シャフト140がつぶれるのではなく、引張力の印加時に可撓性シャフトの曲げ運動が生じるようにすることができる。
【００１８】
可撓性シャフト140の反対側に力を印加することを可能にするため、任意で、第四のビーム要素148が提供されそして第二のコントローラ124に直接連結されるかまたは別のコントローラに連結されてもよい。例えば、第二のコントローラ124を用いることによって第四のビーム要素148に引張力を印加してもよい。
【００１９】
本実施例において、第二のコントローラ124は、可撓性シャフト140の望ましい曲げ方向に応じて、第二のビーム要素144および第四のビーム要素148に個別に引張力を印加できるように第二のビーム要素144および第四のビーム要素148と選択的に係合できるよう、ハンドル120に近づく方向および遠ざかる方向に動くように構成される。ハンドル120の内部に置かれた第二のコントローラ124の部分は、前述の選択的係合を可能にするためのオフセット部分125とともに図示されている。選択的係合を可能にするため幅広い種々の構成および幾何学的配置が利用できることが理解される。代替または追加として、ビーム要素の1つと係合して可撓性シャフト140に第二の方向への曲げを生じさせるため、追加のコントローラを提供してもよい。
【００２０】
図4に、外部被覆150を持つ可撓性シャフト140の断面図を示す。可撓性シャフト140の管腔内に複数のビーム要素142、144、146、および148が示されている。例として示されているように、ビーム要素の各々は複数のピースで形成されている。例えば、第二のビーム要素144は144A、144B、144Cという3つのピースで図示されている。ビーム要素の各々は、ビーム要素を形成する1つ、2つ、3つ、またはそれ以上のピースで形成されていてもよい。任意で、ピースの各々は、隣のピースと接触する層として配置される。
【００２１】
把持器の形態であるエンドエフェクタ160の斜視図を図5および図6に示す。把持器の本実施例は第一および第二の可動ジョー162、164で形成されている。図5は開位置にした把持器のジョー162、164を示した図であり、図6はほとんど閉じた位置にあるジョー162、164の他の側を示した図である。ジョー162、164は、第一のビーム要素142が動き、これによりクロージャーピン165が動いて位置決めピン166、167を横方向に滑動させたときに、動いて開閉する。図5および図6に示すように、クロージャーピン165は、第一のジョー162のスロット172および第二のジョー164のスロット174の中で滑動する。位置決めピン166は第二のジョー164に、そして位置決めピン167は第一のジョー162に取り付けられ、位置決めピン166、167は、スロット152の中で滑動するよう構成される。スロット152は、可撓性シャフト140に取り付けられるか、且つ／または、位置決めピン166、167を介して第一のビーム要素142により印加される力に抵抗するためスロット152をハンドルから位置決めするビーム要素に取り付けられる。
【００２２】
本実例的態様のジョー162、164は把持を高めるための歯161とともに示されているが、ジョー162、164は、切開を可能にするため1つまたは複数の鋭利端とともに構成されていてもよい。
【００２３】
ジョー162、164は、層として配置された複数のピースで形成されたものとして示されている。このような構成は、閉じる方向に垂直な方向の曲げ剛性を少なくできる性能を任意で提供してもよい。このような構成は、剛的に接続されたスタンピング加工品を持つ剛性ツールに対して、任意で操作性の向上を提供してもよい。フォトエッチングされた部品またはそれと同様の部品など、細長い断面を持つピースで剛性スタンピング加工品を置換することにより、腹腔鏡手技用の剛性装置の機能の多くは、可撓的内視鏡手技、または「可撓的腹腔鏡手技」と呼んでもよい第三のもしくはハイブリッドの手技において実現されうる。可撓的腹腔鏡手技は、例えば積層などである多層の機能的構成部品または作動用構成部品を適宜用いることによって、剛性ツールの選択された要素を、高機能の可撓性または半可撓性の構成部品にする。
【００２４】
把持器／カッターの形態であるエンドエフェクタ180の別の実施例を図7に提供する。エンドエフェクタ180は4つのバーの連鎖の形態で図示されている。この連鎖は、2つの側部バー186、188によって連結された上部バー182および下部バー184を含む。図5および図6のエンドエフェクタ160と同様、図7のエンドエフェクタ180も第一のビーム要素142によって作動する。連鎖の角をハンドルに対して配置し、これにより第一のビーム要素142の動きで連鎖を開閉できるようにするため、ストラット154が提供されてもよい。上部バー182および下部バー184は、それらの間に位置するものを把持、保持、および／または切開するよう構成されていてもよく、そして連鎖を閉じることによって閉じられてもよい。上部バー182および下部バー184は細長い断面を伴って形成されていてもよく、これにより、曲げ方向によってさまざまである曲げ剛性が提供されてもよい。これにより、4つのバーの連鎖は、体内を通過しながら曲がることが可能となり、且つ、閉じる方向の曲げ剛性が高いことによって十分な閉じ力を印加できる。
【００２５】
図7のエンドエフェクタ180を他の構成部品とともに用いて、外科手技中に同時または逐次的に組織を保持、切開、およびステープル留めしてもよい。そのような手技には、生検用の切除、癌性または前癌性の病変部の治療としての切除、または胃バイパス術中の切除／離断が含まれうる。図の実施例に基づく4つのバーの連鎖は、上部バー182、下部バー184、および／または側部バー186、188の一部または全部において、Yに対するZの比が高い。
【００２６】
連鎖の開閉は、適切に絶縁された体内の電気モーターの使用；熱もしくは電気によって作動する形状記憶効果の手段；または、図の実施例の細長い断面のバーで形成されたものを含む、ワイヤ、ねじれロッド、押し／引き機構などの機械的手段など、任意の数の手段によって生じさせることができる。カリフォルニア州FremontのNitinol Devices and Componentsから入手可能であるニチノールは、熱または電気によって作動する形状記憶効果に用いることができる材料の例である。連鎖は、作動力の連続的な印加、摩擦、または前述の任意の手段による機械的なインターロックによって、開状態または閉状態に保たれてもよい。
【００２７】
ステープル留めおよび切開を、同時的であれ逐次的であれ行うことができる。細長い断面を持つようすべての構成部品を形成する必要はなく、サイズまたはその他の特徴のためこの様式による改良が得られやすいものだけにしてもよい。例として、切刃は、典型的に、鋭利なツールに固有のもろさのため可撓性にできない小さな部品である。また多くの場合、切刃は、組織と接触する領域の必要部分のみ鋭利にし、支持部品を必要に応じて優先的に硬いまま残すことによって非常に小さく作ることができるため、可撓性にする必要もない。連鎖の上部バー182および下部バー184もまた、下の組織にステープルを通すときだけ硬くなるように設計してもよい。
【００２８】
試作および小バッチ生産には、シート素材からの機械加工およびフォトケミカルエッチングが特に適している。組立は、カスタムおよび一般のばねおよび／またはファスナー、ピンなどを追加して種々の構成部品を保持および配置することを含んでいてもよい。より大規模の生産には、構成部品の多数または全部を、非常に薄いシート素材からスタンピングまたはファインブランキングする。組立は、装置構成部品を配向および／または保持するディンプル、ボス、スロット、穿孔などの位置決め用の特徴を組み込むことによって容易になる。スタンピング加工は、単一の複雑な部品に複数の特徴を形成するのに特に好適であり、且つ、本発明の必須の構成部品の好ましい原材料である細いシート状物質によく適合している。
【００２９】
挿入中および使用中に構成部品を保護および封入するため、外部の被覆を用いてもよい。これらは例えば、ポリオレフィン、フルオロポリマー、および他のプラスチックで作られたシースおよび／または押出チューブを含んでいてもよい。収縮チューブを用いて優れた効果をもたらしてもよい。あるいは、特に可動構成部品間の内部摩擦を低減するために、適切なコーティングまたは共有押出し成形を用いてもよい。
【００３０】
本発明の再利用／使い捨ての局面は多くの要因に依存し、特に、強い応力を受ける外部構成部品の厚さおよび堅牢性に依存する。ビーム要素については、場合によっては任意の多層構造の個々の層を分解するなどによって、汚染された表面の洗浄を可能にするよう十分な注意が払われる。さらに、またはその代わりとして、保護シースによって最初から体液の出現を防いでもよい。最後に、装置の全部または一部を覆う使い捨てのシースで、洗浄が特に困難な要素を保護してもよい。
【００３１】
種々の態様は、体腔への装置の挿入中に曲げ剛性がより小さい方向への動きを許容してもよく、そして次に、装置が把持、切開などに使われている間、例えば曲げ剛性を増大させるなど、この動きを抑制してもよい。例えば、挿入中、円形の支持チューブの内部で、左右の側部に「半月」形の空間を伴っていくつかの積層板を平行に積み重ね、これによって、通過すべき解剖学的曲線の必要に応じて装置が側方から側方へ自由に屈曲することを可能にしてもよい。使用中は、この「半月」空間は、座屈を引き起こすのに十分な力が印加された場合に装置がその中へと動く空間となるため、それほど望ましくない。したがって、適切な剛性および摩擦特性を備えた材料でこの空間を部分的にまたは完全に充填してもよい。これは、「半月」形をした材料の細長いストリップであってもよく、または、ずっと単純に、起こりうる座屈運動の大部分または全部を抑制できる適切なサイズの中実ワイヤ（またはケーブル）であってもよい。この形状またはワイヤは、装置の硬い部分が解剖学的構造の蛇行部分を通過した後に挿入される。この説明は別の種類の有益な非対称性を追加していることに注意されたい。すなわち本装置は、中にどの構成部品があるか、それらが長軸に沿ってどこに位置しているか、そして最も重要な点として、解剖学的構造に対するそれらの位置に応じて、装置の長さに沿って剛性がさまざまである。このことは、最近位および最遠位の部分を除いて剛性および内部組成が全長に沿って同じである、大多数のワイヤ駆動式装置と対照的である。
【００３２】
任意で、長さに沿った規則的またはその他の間隔で積層板を一緒に「束ねる」ことによって、単独でまたは前述との関連において座屈を制限してもよい。これにより、1対の束の間の座屈は、次の束ねられた部分への伝搬が制限される。束は、効率のよい材料の別の形態である。すなわち、束は本質的に引張荷重のみを引き受け、したがって装置の挿入中および抜去中の曲げ剛性にはわずかしか寄与しない。束の材料および／またはそのコーティングは、隣接層間のX軸運動を可能にするため適切な摩擦特性を持つよう選択されなければならない。
【００３３】
別の態様は医療装置を作動する方法を提供する。同方法はハンドル上のコントローラを動かす段階を含む。ハンドルは可撓性シャフトに連結される。コントローラを動かすことに呼応して、ハンドルおよび可撓性シャフトの中で第一のビーム要素を第二のビーム要素に対して動かすことによって、可撓性シャフトの遠位端に所望の結果が提供される。第一のビーム要素および第二のビーム要素の各々は、断面の高さ寸法と断面の幅寸法との比が少なくとも10:1であり、これによって、可撓性シャフトの第一のビーム要素および第二のビーム要素の断面の細長い方向には、第一のビーム要素および第二のビーム要素の断面の細長い方向に垂直な方向より大きな曲げ剛性が提供される。この態様の1つの実施例において、第一のビーム要素を第二のビーム要素に対して動かすことに呼応して、可撓性シャフトの遠位端に置かれたエンドエフェクタが作動する。この態様の別の実施例において、第一のビーム要素を第二のビーム要素に対して動かしたとき、可撓性シャフトの遠位端が、第一のビーム要素および第二のビーム要素の断面の細長い方向に垂直な方向に動く。
【００３４】
重要な点として、種々の例示的な態様に示した本発明の構成および配置は実例的なものにすぎないことに注意されたい。本開示においては本発明の少数の態様を詳しく説明したのみであるが、特許請求の範囲に列挙された内容の新規の教示および利点から著しく逸脱することなく多数の変更（例えば、種々の要素のサイズ、寸法、構造、形状、および割合、パラメータの値、取り付け配置、材料の使用、色、向きなどのバリエーション）が可能であることが、本開示を閲覧する当業者には容易に理解されると考えられる。したがって、そのようなすべての変更は、添付の特許請求の範囲において規定される本発明の範囲内に含まれるものと意図される。任意のプロセスまたは方法の段階の順序は、代替の態様に基づいて変更または並び替えされてもよい。添付の特許請求の範囲において表現される本発明の範囲から逸脱することなく、例示的な態様の設計、操作条件、および配置に、その他の代用、修正、変更、および省略を行うことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図1Aは、1つの例示的な態様に基づくビーム要素の略図である。図1Bは、圧縮荷重下にあるストランドケーブルの略図である。
【図２】1つの例示的な態様に基づく医療装置の斜視図である。
【図３】1つの例示的な態様に基づく図2の医療装置のハンドルの拡大斜視図である。
【図４】1つの例示的な態様に基づく、図2の医療装置の可撓性シャフトの断面図である。
【図５】1つの例示的な態様に基づく、図2の医療装置のエンドエフェクタの拡大斜視図である。
【図６】1つの例示的な態様に基づく、図2の医療装置のエンドエフェクタの拡大斜視図である。
【図７】別の例示的な態様に基づく、図2の医療装置とともに使用するための別のエンドエフェクタの拡大斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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