(57)【要約】  本発明の実施形態は、非金属マルチストランド編組をコイルチューブに挿通する方法を提供する。リードラインの一端を非金属マルチストランド編組に接着する技術が提供される。又、複数のヒンジ付けセグメントと、遠位側が複数のセグメントの一つに接続される一方、近位側がアクチュエータに接続された非金属マルチストランド編組と、非金属マルチストランド編組を用いてヒンジ付けセグメントを移動させるように、アクチュエータを制御するように構成された操舵可能なコントローラとを有する操舵可能な装置の実施形態がある。
2009517608.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非金属マルチストランド編組をコイルチューブに挿通する方法において、
接着領域の直径を非金属マルチストランド編組又はリードラインの直径以下に維持しながら、リードラインの一端を非金属マルチストランド編組の一端に接着するステップと、リードラインを使用して非金属マルチストランド編組をコイルチューブに貫通前進させるステップとを備える方法。
【請求項２】
非金属マルチストランド編組への接着性を改良するために、接着ステップの前にリードラインの一端を改造するステップを更に備える請求項１に記載の方法。
【請求項３】
接着ステップが、リードラインの一端を非金属マルチストランド編組の一端ににかわ付けすることを備える請求項１に記載の方法。
【請求項４】
接着ステップが、リードラインの一端を非金属マルチストランド編組の一端に熱接着することを備える請求項１に記載の方法。
【請求項５】
接着ステップの前に、非金属マルチストランド編組のストランドを切断するステップを更に備える請求項１に記載の方法。
【請求項６】
接着ステップの前に、リードラインの一端と非金属マルチストランド編組の一端を取付具に装入するステップを更に備える請求項１に記載の方法。
【請求項７】
非金属マルチストランド編組の端部を終端処理するステップを更に備える請求項１に記載の方法。
【請求項８】
終端処理ステップが、非金属マルチストランド編組に結節を形成することを含む請求項７に記載の方法。
【請求項９】
終端処理ステップの前に、非金属マルチストランド編組をねじ付き要素に通過させるステップを備える請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
非金属マルチストランド編組に形成された結節に接着剤を塗布するステップを更に備える請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
終端処理ステップが、球を非金属マルチストランド編組内ににかわ付けすることを備える請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
終端処理ステップが、非金属マルチストランド編組にクリンプを固定することを備える請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
終端処理ステップが、非金属マルチストランド編組の一端にループを形成することを備える請求項８に記載の方法。
【請求項１４】
接着ステップの前に、リードラインの一端又は非金属マルチストランド編組の一端の直径を減らすステップを減らすステップを更に備える請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
リードラインが、非金属マルチストランド編組と同じ材料で形成される請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
複数のヒンジ付きセグメントと、遠位側が複数のセグメントの一つに接続されると共に近位側がアクチュエータに接続される非金属マルチストランド編組と、非金属マルチストランド編組を使用してヒンジ付きセグメントを移動させるように、アクチュエータを制御するように構成された操舵コントローラとを備える操舵可能な装置。
【請求項１７】
非金属マルチストランド編組をアクチュエータに連結するコネクタアセンブリを更に備える請求項１６に記載の操舵可能な装置。
【請求項１８】
コネクタ内で非金属マルチストランド編組の一端に止着されたキャリッジアセンブリを更に備える請求項１６に記載の操舵可能な装置。
【請求項１９】
非金属マルチストランド編組が、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）からなる請求項１６に記載の操舵可能な装置。
【請求項２０】
非金属マルチストランド編組の一端をキャリッジアセンブリに止着するように、非金属マルチストランド編組の一端上に設けたねじ付き要素を更に備える請求項１８に記載の操舵可能な装置。
【請求項２１】
非金属マルチストランド編組の一端上のねじ付き要素とキャリッジアセンブリの間に配置された非金属マルチストランド編組に形成された結節を更に備える請求項２０に記載の操舵可能な装置。
【請求項２２】
非金属マルチストランド編組に形成された結節を更に備える請求項１６に記載の操舵可能な装置。
【請求項２３】
非金属マルチストランド編組に形成された結節に塗布された接着剤を更に備える請求項２２に記載の操舵可能な装置。
【請求項２４】
結節に塗布された接着剤が、接着剤が存在することの視覚表示を与える顔料を含む請求項２３に記載の操舵可能な装置。
【請求項２５】
非金属マルチストランド編組が、コネクタアセンブリとセグメントの間を延在するコイルチューブを通過する請求項１６に記載の操舵可能な装置。
【請求項２６】
非金属マルチストランド編組とコイルチューブの内面の間の隙間の、コイルチューブの内径に対する比が１５％以下である請求項２３に記載の操舵可能な装置。
【請求項２７】
非金属マルチストランド編組を所望のセグメントにおいて終端処理することによって、非金属マルチストランド編組が、遠位側で複数のセグメントの一つに接続される請求項１６に記載の操舵可能名装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、「操舵可能な装置用の改良されたテンドン」と題して２００５年１１月２３日に出願されて、全体が参考のために本明細書に組込まれた米国特許仮出願第６０／７３９，２５０号の利益を主張する。
【背景技術】
【０００２】
関節動作装置の可動セグメントに作動力を伝達する技術は、ハウジング又はコイルチューブ内のケーブルの使用を伴う。この構成は、一般に、ボーデンケーブルと呼ばれる共に、自転車のブレーキ系統に動作が類似する。このケーブルは、制御ハンドルからの作動力を操舵可能な能動セグメントに伝達するのに使用される。いくつかの場合、操舵可能な装置を操縦するのに必要な力は大きいことがある。いくつかの場合、大きな作動力は、鋼ケーブルとコイルチューブの間の摩擦により生じる。例えば、二硫化モリブデン等の潤滑剤の使用を含むケーブル／チューブ構成では、摩擦力の大きさを減らすことが望ましい。
【０００３】
しかしながら、潤滑剤がどれだけ有用であっても、例えば、（１）粉末状の二硫化モリブデン潤滑剤が、スコープの使用によりスコープ性能が劣化するにつれて最後に尽きてしまう、（２）二硫化モリブデン潤滑剤は、コイル内に塗布することが困難であると共に、塗布中にやっかいである、（３）ケーブルとコイルチューブの間への潤滑剤の追加が、又、圧縮負荷の下で互いに摺動するコイルチューブの各コイル間の潤滑問題を生じる等の多数の実際上の問題が残る。コイルチューブ座屈は、内視鏡性能を迅速に劣化させると共に、スコープコイルの高価な再建を要する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
関節動作装置の可動セグメントへの作動力の伝達に関連する摩擦力に打勝つ改良されたやり方が大いに必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施形態は、接着領域の直径を非金属マルチストランド編組又はリードラインの直径以下に維持しながら、リードラインの一端を非金属マルチストランド編組の一端に接着することにより、非金属マルチストランド編組をコイルチューブに挿通する方法を提供する。次に、リードラインを使用して非金属マルチストランド編組をコイルチューブに貫通前進させる。一代替策では、非金属マルチストランド編組への接着性を改良するために、接着ステップの前にリードラインが改造される。別の代替策では、接着ステップが、リードラインの一端を非金属マルチストランド編組の一端ににかわ付けすることを備える。別の代替策では、接着ステップが、リードラインの一端を非金属マルチストランド編組の一端に熱接着することを備える。一態様では、接着ステップの前に、非金属マルチストランド編組のストランドが切断される。別の実施形態では、接着ステップの前に、リードラインの一端と非金属マルチストランド編組の一端が取付具に装入される。一態様では、リードラインと非金属マルチストランド編組を接着する前に、リードラインの一端又は非金属マルチストランド編組の一端の直径が減らされる。一態様では、リードラインが、非金属マルチストランド編組と同じ材料で形成される。
【０００６】
別態様では、非金属マルチストランド編組の端部が終端処理される。一態様では、終端処理ステップが、非金属マルチストランド編組に結節を形成することを含む。別態様では、終端処理ステップの前に、非金属マルチストランド編組をねじ付き要素に通過させる。終端処理ステップが、非金属マルチストランド編組に形成された結節に接着剤を塗布すること、球を非金属マルチストランド編組内ににかわ付けすること、非金属マルチストランド編組にクリンプを固定すること又は非金属マルチストランド編組の一端にループを形成することにより実行される。
【０００７】
別の実施形態では、複数のヒンジ付きセグメントと、遠位側が複数のセグメントの一つに接続されると共に近位側がアクチュエータに接続される非金属マルチストランド編組と、非金属マルチストランド編組を使用してヒンジ付きセグメントを移動させるように、アクチュエータを制御するように構成された操舵コントローラとを有する操舵可能な装置が設けられる。一態様では、コネクタアセンブリが、非金属マルチストランド編組をアクチュエータに連結する。別態様では、キャリッジアセンブリが、コネクタ内で非金属マルチストランド編組の一端に止着される。別態様では、非金属マルチストランド編組が、コネクタアセンブリとセグメントの間を延在するコイルチューブを通過する。一代替策では、非金属マルチストランド編組とコイルチューブの内面の間の隙間の、コイルチューブの内径に対する比が１５％以下である。一実施形態において、非金属マルチストランド編組が、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）からなる。一態様では、非金属マルチストランド編組を所望のセグメントにおいて終端処理することによって、非金属マルチストランド編組が、遠位側で複数のセグメントの一つに接続される。別態様では、ねじ付き要素が、非金属マルチストランド編組の一端をキャリッジアセンブリに止着するように、非金属マルチストランド編組の一端上に設けられる。別態様では、結節が、非金属マルチストランド編組の一端上のねじ付き要素とキャリッジアセンブリの間に配置された非金属マルチストランド編組に形成される。一実施形態において、結節が、非金属マルチストランド編組に形成される。一態様では、接着剤が結節に塗布される。別態様では、接着剤が、接着剤が存在することの視覚表示を与える顔料を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本明細書に記載した全ての公報と特許出願は、各々の個々の公報や特許出願が特に個々に本明細書に参考のために組込まれたと記載されたのと同程度に、本明細書に参考のために組込まれている。
【０００９】
編組化した超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）の使用が、従来のステンレス鋼制御ケーブルの置換物として提案される。ＵＨＭＷＰＥ力伝達ケーブルは、追加の潤滑無しに使用される。我々の試験は、追加の潤滑無しにＵＨＭＷＰＥを使用することが、鋼等の他の型式のケーブル材料の使用と比べて、摩擦力を減らすことを示した。その結果、ＵＨＭＷＰＥ／コイルチューブ構造上の摩擦負荷の減少が、内視鏡を操舵するのに必要な作動力の大幅な減少につながる。その上、ケーブルハウジング又はコイルチューブの内部は、ＵＨＭＷＰＥケーブルとハウジングの間の摩擦を更に減らす材料のコーティングからなる又は該コーティングを有する。
【００１０】
（鋼ケーブルの編組化ＵＨＭＷＰＥへの置換）
各種の材料についての広範な試験により、米国ハネウェル社製造の「スペクトラ」（Spectra）又はオランダＤＳＭ社製造の「ダイネーマ」（Dyneema）の商品名で購買される編組化ＵＨＭＷＰＥが、内視鏡の操舵可能なセグメントを作動するのに必要な力を大幅に減らすことが判明した。ＵＨＭＷＰＥの物性の更なる詳細は、商業パンフレットで入手できる。更なる詳細は、ハネウェル社とＤＳＭ社のウェブサイトで得られる。その材料の潤滑性は、コイルチューブ内の潤滑の必要無しにその材料を使用することを許容することにより、従来の鋼ケーブルと比べて、必要な保全の間隔がより長くて、力伝達がより確実な部品が得られる。得られるより小さい力は、又、コイルチューブの座屈の問題を解決する。ＵＨＭＷＰＥのプリストレッチされた高デニールの編組の構造は、システムにおけるから動きを最小化することに貢献する。
【００１１】
（編組化ＵＨＭＷＰＥをコイルチューブに挿通する方法）
従来の鋼ケーブルを置換して編組化材料を使用することを試みる時に解消すべき問題の一つは、柔弱な編組をコイルチューブに挿通する手段である。いくつかの場合、コイルチューブは、１１０インチ程の長さで、０．０２５インチの内径を有する。
【００１２】
この問題は、最初にリードラインを編組に接合することによって、新規なやり方で解決された。リードラインの追加は、編組をコイルチューブ内で操縦することを許容した。その方法は、接着領域の直径を非金属マルチストランド編組又はリードラインの直径以下に維持しつつ、リードラインの一端を非金属マルチストランド編組の一端に接着することを含んだ。一旦過度の摩擦無しにコイルチューブを通過するのに十分に小さい直径で接着されと、リードラインは、非金属マルチストランド編組をコイルチューブに挿通するのに使用された。
【００１３】
リードラインは、編組構造をチューブに挿入するのを助けるために、編組に接合できた。ある場合には、編組操作を助けるリードラインは、ＵＨＭＷＰＥ編組の端部に接合されたモノフィラメント線であった。一実施形態において、リードラインは、非金属マルチストランド編組と同じ材料で形成される。
【００１４】
このモノフィラメント線は、次に、コイルチューブに挿通されて、ＵＨＭＷＰＥ編組をコイルチューブに引き通すのに使用することができた。この方法は、接着径が使用コイルチューブの内方寸法より大きいことを許容せずに、モノフィラメント線を編組に接着することを必要とした。接着領域の直径寸法の維持は、リードラインと非金属マルチストランド編組を接着する前に、リードラインの一端の直径を減らすこと、非金属マルチストランド編組の直径を減らすこと、又はその両方によって達成される。
図６は、編組直径（Ｄｂ）とリーダ直径（Ｄ１）が接着領域直径１５５と同じであることを示す。その上、接着溝１２０は、接着構造のこれらの部分がコイルチューブ２６１４を貫通する直径に維持されるように寸法設定される。一つの特定実施形態において、コイルチューブは０．０２５インチの内径を有し、接着領域直径１５５は、約０．０２４インチより小さい直径に維持された。この問題の更なる詳細を、図７Ａ及び図７Ｂについて以下に述べる。
【００１５】
接着取付具を含む一つの接着解決提案が、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、即ち、テフロン（商標名）のブロックで計画されたことを示すために、図１乃至図５を以下に使用する。ＰＴＦＥ又はリーダや編組に接着しない他の材料で取付具を製造することは、接着領域直径を制御し得ると共に、編組へのリーダの接着を許容する。図１Ａ、図１Ａ１と図１Ｂは、複数の接着溝１２０を有する相補ブロック１０８Ａと１０８Ｂからなる接着取付具１０５の各種の図を示す。図１Ａは、部品の分解図である。図１Ａ１は、組立てた取付具１０５を示す。図１Ｂは、開口１１３を有する組立てた取付具を示す。ブロックは、開口１１３に挿通されナット１１２で固定されるボルト１１０等の従来の手段を使用して互いに固定される。別のやり方として、ブロックは、図４に示すように、万力１０３を使用して固定されてもよい。
【００１６】
図２に示すように、非金属マルチストランド編組２６１２は、組立てた取付具１０５に挿入されている。これは、リーダを編組に接着する前にリードラインの一端と非金属マルチストランド編組の一端を取付具に装入することにおける第１ステップである。
【００１７】
次に、編組の端部が、リーダへの接着を助けると共に接着領域の寸法を小さく維持するのを助けるために、切断される。一実施形態において、接着ステップの前に、マルチストランド編組のストランドを切断するステップがある。別のやり方として、取付具内で編組を組立てる前に、編組の１本を除く全てのストランドが、かみそり刃を使用して端部から約１／４インチだけトリミングされる。残りのストランドは、リーダに接着するのに使用される。図２において、この切断端１２８は、取付具１０５から突出している。次のステップは、リードラインの一端を非金属マルチストランド編組の一端ににかわ付けすることである。これは、ロックタイト４２０として市販されているシアノアクリレート接着剤の一滴を編組１２８の一端上に滴下することにより達成される。
【００１８】
その後、編組２６１２が取付具１０５に引込まれる。図４に示すように、リーダライン１５０が、次に、編組２６１２と同じ接着溝１２０に装入される。リーダ１５０は、編組２６１２に到達するように前進させられ、過剰にかわが排出される。図３Ａに示すように、リーダ１５０は、接着領域直径を適当な寸法に維持しつつ、編組への接着を助けるために、縮小形成端１５２を有する。別のやり方として、図３Ｂに明示するように、リーダ１５０は、編組への接着を助けるために、縮小形状と凹凸面１５４を有する。理解されるように、その方法は、非金属マルチストランド編組への接着性を改良するために、接着ステップの前にリードラインの一端を改造することを含む。
【００１９】
にかわが乾燥した後、リーダ１５０（即ち、この例ではモノフィラメント線）が止着された編組２６１２は、図５に示すように、２個構成取付具から取外される。
【００２０】
一旦モノフィラメントリーダが、図５に明示されるように、編組の端部に固定されると、モノフィラメントリーダは、複数の長さのコイルチューブ２６１４に容易に挿通され得る。その都度、編組２６１２の端部が所定長さに切断され、組立物、即ち、編組化構造に接着されたリーダが、追加のコイル２６１４を挿通するように使用される。例えば、モノフィラメント線１５０は、５０フィートを超えるコイルチューブ２６１４を挿通するように使用できる５５フィートスプールの編組化ＵＨＭＷＰＥに接着することができる。大きい長さの編組化／チューブ組立物を作る能力は、非金属編組構造を使用して関節動作させられる操舵可能な装置を作るのに用いられる製造プロセスを大幅に簡略化する。
【００２１】
別のやり方として、リーダを編組に接着することは、熱接着等の他の公知の接着技術又はリーダの材料型式をＵＨＭＷＰＥ編組に接合する分野の当業者に知られた他の技術を使用して達成される。当業者は、接着技術が、接合すべき材料の型式に依存することを理解している。「ビーム・スプリット・ダイ・サーマル・ボンダー２２０−Ｂ」は、熱接着技術によく適した市販の装置である。接着ステップは、又、リードラインの一端を非金属マルチストランド編組の一端に熱的に接着することを含む。
【００２２】
（編組化ＵＨＭＷＰＥを終端処理する方法）
関節動作力の摩擦の減少に有用であるけれども、ＵＨＭＷＰＥ編組の潤滑性は、編組の端部を正確な位置で終端処理することを困難にする。
【００２３】
終端処理問題への一つの解決は、編組化ＵＨＭＷＰＥを、単にそれを結節化することにより、又はこの型式の編組を固定する公知の他の技術を使用することにより、終端処理することができるという理解であった。非金属マルチストランド編組の端部の終端処理は、非金属マルチストランド編組に結節を形成することを含む。
【００２４】
別のやり方として、結節化端は、編組をにかわ付けすること又はラインの端部を終端処理する他の技術により更に固定することができる。編組の終端処理は、非金属マルチストランド編組に形成された結節に接着剤を塗布することを含む。使用される一つのシアノアクリレートが、ロックタイト４２０（商品名）シリーズ接着剤であった。別のやり方として、製造の容易さのために、顔料が接着剤に追加されて、にかわが各結節１３３に塗布されたかどうかの視覚標識を提供する。これは、各結節に塗布されたかどうかを見分けることが困難な透明なにかわに対する改良である。別の実施形態において、終端処理した端部に塗布された接着剤は、エポキシ等の紫外線硬化接着剤である。
【００２５】
一つの例示技術は、低粘度で高吸上のシアノアクリレート接着剤に浸漬されたストッパー結節である。ダブル・オーバハンド結節としても知られるストッパー結節並びに他の適当な結節は、多数の参考文献に記載されている。
【００２６】
図７Ａ及び図７Ｂは、編組とコイルチューブの内面の間に隙間１９０を有するコイルチューブ２６１４内の編組２６１２を示す。コイルチューブの内径とコイルチューブの直径も示されている。適当な内径隙間１９０の維持は、本発明の方法を使用して解決された別の問題であった。もし隙間１９０が小さすぎると、編組への摩擦力が高くて、作動力を増大させる必要がでてくる。もし隙間が大きすぎると、セグメントを作動するための編組の引付けは、コイルチューブを座屈させる。適当な隙間１９０の維持は、まずまずの力伝達機能を確保するために重要である。コイルチューブが０．０４０インチの内径を有する以下の特定の例を挙げる。０．００１インチの隙間は、大きすぎる摩擦を生じる。０．００７インチを超える隙間は、座屈とスリップを生じる。力伝達のまずまずの範囲は、０．００１インチより大きく、０．００７インチより小さい。下記の制御可能な装置で使用される制御ケーブル２６１２の個数が与えられると（即ち、完全関節動作装置を制御するのに使用される６４個までの制御ケーブル）、寸法範囲内のコイルチューブが典型的に必要となる。小径編組で作業しつつ小さな接着領域を維持することに関する多数の製造問題は、本明細書に記載する方法によって解決されてきた。我々は、非金属マルチストランド編組とコイルチューブの内面の間の隙間の、コイルチューブの内径に対する比が１５％以下であることを見出した。
【００２７】
図８乃至図１４において、例示ＵＨＭＷＰＥケーブルが関節動作装置と共に示されている。図８に明示するように、編組化ＵＨＭＷＰＥ２６１２が標準２−５６止めねじ１２９を通過するように、止めねじ１２９は、貫通穴を有し、ストッパー結節１３３を使用して終結させられる。次に、ねじ１２９は、ラック又はコネクタの部品であるねじ付きキャリッジアセンブリ１２０の端部に挿入される（更には、米国特許出願公開第２００６／００５２６６４号に記載される）。ＵＨＭＷＰＥケーブル２６１２は、下記のように各セグメントを個々に作動するように、作動力で引かれる。
【００２８】
上記のように、非金属マルチストランド編組の遠位側は、非金属マルチストランド編組を所望のセグメントにおいて終端処理することによって、複数のセグメントの一つと接続される。別の終端処理方法は、以下を含む。
１．編組化ケーブルの一端に製造された全強度ループ。
２．ＵＨＭＷＰＥを所定位置に堅固に保持し得る「ざらついた」又は粗い内部を有する、適当な長さの鋼クリンプ。別のやり方として、滑らかな内部を有する黄銅クリンプを使用してもよい。
３．金属球が、中空編組内に配置され、次に、終結処理のために所定位置でにかわ付けされる。
【００２９】
（ＵＨＭＷＰＥを使用する操舵可能な装置とシステム）
多数の操舵可能な装置が入手可能である。操舵可能な装置、各種の制御及び力伝達システムの例は、例えば、米国特許第６，４６８，２０３号、米国特許第６，８５８，００５号、「内視鏡用の関節動作可能なコネクタ」と題して２００４年１１月１２日に出願された米国特許出願第１０／９８８，２１２号であって、米国特許出願公開第２００６／００５２６６４号に記載されており、これらの文献の各々の全体が参考のために本明細書に組込まれている。上記の出願と特許は、本願と同じ譲受け人に譲渡されている。
【００３０】
図８及び図９は、下記のように、複数のヒンジ付けセグメント２５２２と、遠位側が複数のセグメントの一つ（即ち、結節１７５により）に接続されると共に、近位側がアクチュエータに接続された非金属マルチストランド編組２６１２とを図示する。システムの図示部分では、編組２６１２は、結節１３３において近位側で終結させられる。ねじ１２９が、ラック又はコネクタ１２０にねじ込まれて、結節がねじ付きコネクタとラックの間に維持される。この図に図示されないが以下に記載するものは、非金属マルチストランド編組２６１２を使用してヒンジ付けセグメント２５２２を移動させるようにアクチュエータを制御するように構成された操舵コントローラである。ラック１２０への作動力（図９に矢印で示す）の印加は、編組２６１２を引張って、図示するように、セグメント２５２２を曲げる。本明細書に記載した非金属編組化構造の使用の更なる詳細は、図１０乃至図１４を参照して理解されるだろう。
【００３１】
図１０は、制御可能な物品１１００を移動させるシステム１０００の略図を示す。ユーザー入力装置１１４０とシステムコントローラ１１４５の一方又は両方の制御下の力発生器が、制御可能な物品１１００を移動させるのに使用される力を発生する。力発生器によって発生される力は、力伝達要素１１３５とコネクタアセンブリ１１２０を用いて、制御可能な物品に伝達される。制御可能な物品は、又、関節動作装置又は曲げ可能装置でもよい。
【００３２】
コネクタアセンブリ１１２０は、力発生器１１１０によって発生されて制御可能な物品１１００に印加される動力の伝達を完了する。コネクタアセンブリ１１２０の２個の部分１１２５と１１３０は着脱自在に連結されている。コネクタ部分１１２５は、第１コネクタ部分又は力発生側コネクタである。コネクタ部分１１３０は、第２コネクタ部分又は制御可能な物品側のコネクタ部分である。コネクタ部分１１２５と１１３０が連結状態にある時、力伝達要素１１３５は接合されて、力発生器１１１０によって発生された力は、制御可能な物品１１００に印加される。コネクタ部分１１２５と１１３０が連結されていない時、単一一体物としての実施形態において、コネクタ部分１１３０、力伝達要素１１３５と制御可能な物品１１００を、コネクタ部分１１２５、力伝達要素１１３５と力発生器１１１０又はアクチュエータ１１１５から取外せる。
力伝達要素１１３５は、本明細書に記載したＵＨＭＷＰＥケーブル等の非金属編組化ケーブルである。
【００３３】
コネクタアセンブリ１１２０は、２個の部分１１２５と１１３０を迅速に接続及び接続解除する能力を付与して、単一の力伝達部分が、多数の制御可能な物品と共に使用できる。現在、例えば、内視鏡等の関節動作装置は、典型的に、内視鏡の先端における制限された制御を提供するように、４本だけのケーブルを有する。更に、コネクタは、高操縦性で制御可能な物品によって使用される多数の力伝達要素のコンパクトな構成と効率的な連結を提供する。
本明細書に記載する制御可能な物品は、１６本以上のＵＨＭＷＰＥ制御ケーブル又はセグメント毎に４本のＵＨＭＷＰＥ制御ケーブルと４個以上のセグメントを使用する。一実施形態では、全セグメント化制御可能装置を制御するために使用される３２本のＵＨＭＷＰＥケーブルがある。別の実施形態では、全セグメント化制御可能装置を制御するために使用される６４本のＵＨＭＷＰＥケーブルがある。
【００３４】
図１１は、本発明の一実施形態にかかるコネクタアセンブリ１１０の斜視図を示す。コネクタアセンブリ１１０は、第１コネクタ部分１１２（不図示であるがハウジング１０９内）と第２コネクタ部分１１４を含む。第１コネクタ部分１１２はハウジング１０９内である。第２コネクタアセンブリ１１４は、各々がキャリッジアセンブリ１２０を有する複数のガイドウェイ１１８を含む。各キャリッジアセンブリ１２０は、１個以上の係合部１２２を有する。第２コネクタ部分１１４内のキャリッジアセンブリ１２０上の係合部１２２は、第１コネクタ部分１１２のキャリッジアセンブリ１２０上の係合部１２２と係合するように構成されている。キャリッジアセンブリ１２０の一端は、力伝達要素１３０又はＵＨＭＷＰＥケーブルに接続される。図示の実施形態において、ケーブルはボーデンケーブルである。ケーブルは、ゆるみ領域１１６を貫通する。ゆるみ領域１１６は、制御可能な物品の移動中に発生するケーブルゆるみのための追加空間を許容する。その後、ＵＨＭＷＰＥケーブルは、終端処理されると共に、制御可能な物品の特定セグメントに望むように接続される。
【００３５】
ハウジング１０９は、コネクタアセンブリ１１０を支持する構造的基部を提供する。本実施形態では、第１コネクタ部分１１２（不図示）はハウジング１０９内に固定される。第１コネクタ部分とそのキャリッジアセンブリは、力伝達要素１３０を介してアクチュエータ１０５に接続される。４個のアクチュエータ１０５が図示されているが、対応する個数のキャリッジアセンブリを駆動するために、より多くのアクチュエータを使用してもよいことを理解すべきである。ハウジング１０９は、又、第２コネクタ部分１１４を受承するように構成された開口１０７を提供する。オプションとして、開口１０７と第２コネクタ部分１１４の一部の一方又は両方は、接続前の正確な整列を確保するためにキー締めされてもよい。第２コネクタ部分１１４が開口１０７に装入される時、第１コネクタ部分１１２と第２コネクタ部分１１４は、例えば、カム作動レバーや当業者には公知の他の係合装置等の適当なクイックリリース機構を用いて係合させられる。第１コネクタ部分１１２と第２コネクタ部分１１４が係合させられる時、アクチュエータ１０５によって発生される力が、制御可能な物品に伝達される。
【００３６】
図１２は、曲げ可能な装置がテンドン駆動式内視鏡２５１０である実施形態を示す。内視鏡２５１０は、オプションとして装置から消去してもよい、手動で又は選択的に操舵可能な遠位部２５１６、自動制御対象部分２５２０と軟質で受動操作される近位部２５１４を設けた細長い本体２５１２を有する。操舵可能な遠位部２５１６は、手で（即ち、セグメントを関節動作させる従来の内視鏡手動制御の機械力を用いて）又はアクチュエータからの機械的支援で関節動作させ得る。その上、いくつかの実施形態は、ユーザーが、操舵指令を内視鏡セグメント運動に変換するコントローラに、ジョイスティック２５４４又は他の入力装置を介して操舵指令を入力することを許容する。
【００３７】
自動制御対象部分２５２０はセグメント化され、各セグメントは、操舵運動の全範囲で屈曲し得る。遠位部２５１６も制御可能なセグメントである。セグメント化内視鏡の構造と操作のより詳細な説明は、２００２年８月２７日に出願されて、全体が参考のために本明細書に組込まれた米国特許出願第１０／２２９，５７７号にある。
部品の構成の更なる詳細は、本明細書に記載するコンピュータ制御内視鏡システムの実際の実施形態を図示する図１３に示される。
【００３８】
図１２において、選択的に操舵可能な遠位部２５１６は、選択的に操舵又はどの方向にも、例えば、図示するように全１８０度まで曲げることができる。光ファイバーイメージングバンドル２５３４と１個以上の照明ファイバー２５３２は、近位部２５１４から遠位部２５１６まで本体２５１２を貫通する。別のやり方として、内視鏡２５１０は、内視鏡本体２５１２の遠位部２５１６に配置されたＣＣＤカメラ又はＣＭＯＳカメラ等のミニチュアビデオカメラを有するビデオ内視鏡として構成してもよい。ビデオカメラからの画像は、画像がリアルタイムに見られるビデオモニタに伝送ケーブル又は無線送信によって伝送され及び／又は記録装置によって、アナログ記録媒体、例えば、磁気テープ又はデジタル記録媒体、例えば、コンパクトディスク、デジタルテープ等に記録される。
【００３９】
内視鏡２５１０の本体２５１２は、オプションとして照明に使用される１個以上のアクセスルーメン２５２８、光源、インサフレーション又は灌注を提供するファイバー、空気チャンネル及び水チャンネルと真空チャンネルを含んでもよい。一般に、内視鏡２５１０の本体２５１２は、各種のチャンネルを元のままに維持しながら、座屈やキンク無しに小径カーブの回りを屈曲し得るように、極めて軟質である。大腸内視鏡として構成される時、内視鏡２５１０の本体２５１２は、典型的に、長さが１３５〜１８５ｃｍで直径が約１３〜１９ｍｍに及ぶ。内視鏡２５１０は、他の医療的及び工業的用途のための各種の他の寸法と構成で作ることができる。
【００４０】
制御可能な部分２５２０は、コンピュータで及び／又は内視鏡２５１０から所定距離に位置する電子コントローラ２５４０で制御可能な少なくとも１個のセグメント２５２２、好ましくはいくつかのセグメント２５２２からなる。セグメント２５２２の各々又は少なくとも大部分のセグメント２５２２は、空間内のセグメント２５２２の制御された運動を許容するように、力発生器又はアクチュエータに機械的に接続されたＵＨＭＷＰＥ力伝達要素又はテンドンを有する。ＵＨＭＷＰＥテンドンを駆動するアクチュエータは、力をテンドンに印加し得る各種の異なる型式の機構、例えば、電気機械モータ、空圧シリンダ及び油圧シリンダ、空圧モータ及び油圧モータ、ソレノイド、形状記憶合金ワイヤ、電子ロータリーアクチュエータあるいは当分野で公知の他の装置又は方法を含んでもよい。コントローラ内のアクチュエータの直線並進は、所望程度のセグメント運動と関節動作に依存した効果的な関節動作を実行するように、相対的に短い距離を移動するように構成される。アクチュエータの運動は、制御システムに対する入力を提供するように、センサーを使用して測定される。
【００４１】
各セグメント２５２２は、ワイヤ、光ファイバー、空気及び／又は水のチャンネル、各種の内視鏡工具又は各種の装置及びワイヤが挿通されるアクセスチャンネルを提供するように、貫通する少なくとも１個のルーメンを画成することが好ましい。重合体のカバー又はシース２５３０が、制御可能な部分２５２０と操舵可能な遠位部２５１６を含む内視鏡２５１２の本体上を延在する。このシース２５３０は、制御可能なセグメント２５２２、操舵可能な遠位部２５１６と近位部２５１４のフレキシブルチューブの間の滑らかな転移を提供することが好ましい。
【００４２】
ハンドル２５２４が、内視鏡の近位端に止着される。ハンドル２５２４は、直接観察のために、光ファイバーイメージングバンドル２５３４に接続された接眼レンズを含む。ハンドル２５２４は、他の点で、ビデオモニタ、カメラ、例えば、ＣＣＤ又はＣＭＯＳカメラ又は記録装置２５５０を含む。ハンドル２５２４は、照明ファイバ２５３４と接続される又は連続である照明ケーブル２５３８によって、照明源２５３６に接続される。別のやり方として、これらの接続のいくつか又は全てをコントローラ２５４０に設けることができる。ルア（ｌｕｅｒ）ロック継手２５２６が、ハンドル２５２４上に配置されて、各種の装置チャンネルに接続される。
【００４３】
ハンドル２５２４は、制御ケーブル２５４２を介して運動コントローラ２５４０に接続される。操舵コントローラ２５４４は、第２ケーブル２５４６を介して運動コントローラ２５４０に接続されるが、オプションとして、ハンドル２５２４に直接接続してもよい。別のやり方として、ハンドルは、例えば、ジョイスティックと、ダイアル、プーリやホイールの従来のディスクコントローラ等の形態でハンドルに直接一体化された操舵制御機構を有してもよい。操舵コントローラ２５４４は、ユーザーが、本体２５１２の選択的に操舵可能な遠位部２５１６を所望方向２５１８に選択的に操舵又は曲げることを許容する。操舵コントローラ２５４４は、図示のジョイスティック、又は、他の操舵制御機構、例えば、従来の内視鏡のデュアルダイアル又は回転ノブ、トラックボール、タッチパッド、マウス又はセンサーグローブでもよい。運動コントローラ２５４０は、本体２５１２の自動制御されるセグメント化近位部２５２０の運動を制御する。このコントローラ２５４０は、マイクロコンピュータで実行される運動制御プログラムを使って、又は、特定用途向け運動コントローラを使って実施される。
【００４４】
テンドンに力を印加するアクチュエータは、図示するように運動コントローラユニット２５４０に含まれてもよいが、別個に配置してＵＨＭＷＰＥ制御ケーブルで接続してもよい。操舵可能な遠位部２５１６と制御可能なセグメント２５２２を制御するＵＨＭＷＰＥテンドンは、内視鏡本体２５１２の長さを延在すると共に、アクチュエータに接続される。図３は、ＵＨＭＷＰＥテンドンが、ハンドル２５２４を貫通すると共に、クイックリリースコネクタ２５５４を介して運動コントローラ２５４０に直接接続されている変形例を示す。この実施形態では、クイックリリースコネクタ２２５４は、上記のコネクタ組立物又は係合組立物のいずれでもよい。この変形例では、アクチュエータがコネクタ２５４０と連通している限り、テンドンは独立してアクチュエータに接続され得るけれども、ＵＨＭＷＰＥテンドンは、制御ケーブル２５４２の一部でもよい。
【００４５】
軸方向運動トランスデューサ（「深さ参照装置」とも呼ぶ）２５４８は、内視鏡本体２５１２が前進及び後退する時に、内視鏡本体２５１２の軸方向運動、即ち、深さ変化を測定するために設けられる。深さ参照装置２５４８は、多くの可能な構成で作ることができる。例えば、図３の軸方向運動トランスデューサ２５４８は、内視鏡２５１０の本体２５１２を囲むリング２５４８として構成される。軸方向運動トランスデューサ２５４８は、手術台や患者の身体上の内視鏡２５１０の挿入点等の固定参照点に止着されることが好ましい。深さ参照装置２５４８とその異なる例並びにセグメント関節動作とケーブル操作は、２００２年８月２７日に出願されて、全体が参考のために本明細書に組込まれた米国特許出願第１０／２２９，５７７号に、より詳細に説明されている。
【００４６】
図１４は、セグメントに連結された単一ＵＨＭＷＰＥテンドンの部分略図を示す。明瞭さのために、他のテンドンとセグメントを含む、全内視鏡の他の部分は図４から削除されている。ＵＨＭＷＰＥケーブルに印加される張力は、セグメント全体を横切って伝達され、曲げが生じる。ボーデンケーブル２６１０は、セグメント２６０１の基部２６２２に止着されていると共に近位アクチュエータ端２６０３に固定されたコイルチューブ２６１４を有する。ＵＨＭＷＰＥケーブル２６１２は、アクチュエータ２６０５と遠位セグメント端２６３０に接続されている。張力をＵＨＭＷＰＥケーブル２６１２に印加することにより、意図されたセグメント２６０１だけが曲げられて、より近位のセグメントは影響を受けない。ＵＨＭＷＰＥケーブル２６１２は、アクチュエータ２６０５により張力下に置かれ、これは、この変形例では、モーターがＵＨＭＷＰＥケーブル２６１２を引付ける時に生じる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】Ａ、Ａ１とＢは、リーダを編組構造に接着するのに使用される取付具の色々の図を示す。
【図２】接着前の編組の端部の改造を示す。
【図３】ＡとＢは、異なる改造リーダを示す。
【図４】接着操作中の万力における図１Ａ乃至図１Ｂの取付具を示す。
【図５】取付具から取外したリーダに接着されるストランドを示す。
【図６】リーダ、編組と接着領域の直径を示す。
【図７Ａ】コイルチューブ内の編組の断面図を示す。
【図７Ｂ】コイルチューブ内の編組の断面図を示す。
【図８】セグメント化ヒンジ付け装置に接続された編組を示す。
【図９】図８の装置を関節動作させるために編組を使用することを示す。
【図１０】制御可能な物品又は曲げ可能な装置を関節動作させるシステムの略図を示す。
【図１１】コネクタアセンブリの斜視図である。
【図１２】セグメント化内視鏡の実施形態を示す。
【図１３】本発明の装置と共に使用されるシステムの実施形態を示す。
【図１４】セグメントとアクチュエータに接続された単一ＵＨＷＭＷＰＥテンドンの部分略図を示す。
【符号の説明】
【００４８】
１０５  アクチュエータ
１０９  ハウジング
１１０  コネクタアセンブリ
１２０  キャリッジアセンブリ
１３０  力伝達要素
１０００  システム
１１００  制御可能な物品
１１１０  力発生器
１１２０  コネクタアセンブリ
１１４０  ユーザー入力装置
２５１０  テンドン駆動式内視鏡
２５１４  近位部
２５１６  遠位部
２５２２  セグメント
２５２４  ハンドル
２５４０  電子コントローラ
２５４２  制御ケーブル
２５５０  記録装置
２６０１  セグメント
２６０５  アクチュエータ
２６１０  ボーデンケーブル
【図１Ａ】
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【図１Ａ１】
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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４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2009517608.tif 000016
【図１１】
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【図１２】
2009517608.tif 000018
【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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