(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療処置を行う装置であって、
基端部と先端部とを有する多関節装置と、
基端部と先端部とを有するカップ部品であって、当該カップ部品の先端部は第１の当接面を有するものであり、当該カップ部品の基端部は前記多関節装置の先端部に取り付けられるよう構成されている、前記カップ部品と、
球状回動継手であって、前記球状回動継手は、第２の当接面を有し、前記第２の当接面が前記カップ部品の前記第１の当接面と当接することで回転可能に構成されている、前記球状回動継手と、
前記医療処置を行う際に使用するツールであって、前記ツールは、少なくとも前記多関節装置および前記カップ部品の部分を通過するように構成されており、且つ、前記ツールはさらに前記球状回動継手の基端部から挿入され遠端部から延出するように構成されている、前記ツールと、
を有する装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、前記多関節装置は操縦可能なものであって、
第１の継手と、
複数の中間継手であって、そのうちの第１の中間継手が前記第１の継手に可動式に連結された、前記複数の中間継手と
を有し、
前記カップ部品の基端部は、前記中間継手のうちの１つに可動式に連結されているものである装置。
【請求項３】
請求項１記載の装置において、前記多関節装置は操縦可能なものであって、
第１の多関節機構と、
第２の多関節機構であって、
第１の継手と、
複数の中間継手であって、そのうちの第１の中間継手が前記第１の継手に可動式に連結された、前記複数の中間継手と
を有する、前記第２の多関節機構と
を有し、
前記カップ部品の基端部は、前記中間継手のうちの１つに可動式に連結されているものである装置。
【請求項４】
請求項１記載の装置において、前記医療処置は鈍的切開処置を有するものであり、前記球状回動継手は横方向の往復動で回転するよう構成されているものである装置。
【請求項５】
請求項１記載の装置において、前記球状回動継手は、前記処置が行われている間に前記多関節装置の先端部の軸から約９０度に配向するよう構成されているものである装置。
【請求項６】
請求項５記載の装置において、前記処置は、経口的ロボット外科手術処置である装置。
【請求項７】
請求項１記載の装置において、前記球状回動継手は、前記ツールが作動する動作中に回転するよう構成されているものである装置。
【請求項８】
請求項１記載の装置において、前記カップ部品は、前記多関節装置に回転可能または着脱可能に取り付けられるものである装置。
【請求項９】
請求項１記載の装置において、前記カップ部品は、次に記載の：
前記カップ部品が運動学的に制約されるよう張力を伴って配置された１若しくはそれ以上の取り付けられたケーブル、
ネジ山構造、
スナップ、
係止爪、
接着剤、
磁石、
電導磁石、および
摩擦係合部材
から１若しくはそれ以上によって前記多関節装置の先端部に取り付けられるものである装置。
【請求項１０】
請求項１記載の装置において、前記カップ部品は、基端部および先端部を有するものであって、前記カップ部品は、１若しくはそれ以上のツールが当該カップ部品の前記基端部から当該カップ部品の前記先端部へ移動できるよう構成されているものであるか、または当該カップ部品は、次に記載の：
電力、および
データ
から１若しくはそれ以上を当該カップ部品の前記基端部から当該カップ部品の前記先端部へ送るよう構成されているものである装置。
【請求項１１】
請求項１記載の装置において、前記第１の当接面は溝を有し、前記第２の当接面は突出部を有し、前記溝は前記突出部をスライド式に受容するよう構成されているものである装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の装置において、前記溝は、非直線状であるか、または前記突出部は、ピンである装置。
【請求項１３】
請求項１記載の装置において、前記球状回動継手は、内部開口部を形成するものであり、前記ツールが当該内部開口部内に取り付けられるものである装置。
【請求項１４】
請求項１記載の装置において、前記球状回動継手は、１自由度または２自由度の回転をするよう構成されているものである装置。
【請求項１５】
請求項１記載の装置において、この装置は、さらに、
当該装置を操作するよう構成された少なくとも１本のステアリングケーブルを有し、当該少なくとも１本のステアリングケーブルの端部は、前記カップ部品の近位に配置されるものである装置。
【請求項１６】
請求項１記載の装置において、この装置は、さらに、
前記球状回動継手において終端する１若しくはそれ以上の回転ケーブルを有するものである装置。
【請求項１７】
請求項１６記載の装置において、少なくとも１本の前記回転ケーブルは、
基端部と、
先端部と、
前記ケーブルの中を貫通するルーメンと
を有するものである装置。
【請求項１８】
請求項１６記載の装置において、この装置は、さらに、
当該装置を操作するよう構成された少なくとも１本のステアリングケーブルを有し、当該少なくとも１本のステアリングケーブルの端部は前記カップ部品の近位に設置されるものである装置。
【請求項１９】
請求項１記載の装置において、前記カップ部品は、１若しくはそれ以上の回転ケーブルを受容するよう構成された１若しくはそれ以上の孔を有するものである装置。
【請求項２０】
請求項２記載の装置において、前記第１の継手および前記中間継手は、それぞれ孔のセットをさらに有し、少なくとも１本のステアリングケーブルおよび少なくとも１本の回転ケーブルは、共通の孔を貫通するものである装置。
【請求項２１】
請求項１６記載の装置において、第１の回転ケーブルは前記球状回動継手の第１の位置において終端し、前記第１の位置は前記第１の回転ケーブルの引き込みにより生じる回転の範囲を決定するものであり、前記第２の回転ケーブルは前記球状回動継手の第２の位置において終端し、前記第２の位置は前記第２の回転ケーブルの引き込みにより生じる回転の範囲を決定するものである装置。
【請求項２２】
請求項１６記載の装置において、第１の回転ケーブルは、前記球状回動継手の第１の位置において終端し、第２の回転ケーブルは、前記球状回動継手の第２の位置において終端し、前記第１の位置および前記第２の位置は、前記球状回動継手の動きを遮る特異点を回避するものである装置。
【請求項２３】
請求項１記載の装置において、当該装置は、少なくとも１つの作業チャネルを有する多関節装置である装置。
【請求項２４】
請求項１記載の装置において、この装置は、さらに、
前記カップ部品と前記球状回動継手との間に連動部（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を有するものであり、前記連動部は、次に記載の：
１若しくはそれ以上の電気信号、
１若しくはそれ以上の光信号、
流体、および
気体
から１若しくはそれ以上を前記球状回動継手に送るよう構成されているものである装置。
【請求項２５】
請求項１記載の装置において、前記カップ部品および前記球状回動継手のうち１若しくはそれ以上は、電子モジュールをさらに有するものであり、前記電子モジュールは、次に記載の
デジタルアナログコンバータ、
アナログデジタルコンバータ、
マイクロコントローラ、
マイクロプロセッサ、
マルチプレクサ、
デマルチプレクサ、
スイッチング回路、
ＭＥＭＳ回路、および
メモリ回路
から１若しくはそれ以上を有するものである装置。
【請求項２６】
請求項１記載の装置において、前記第１の当接面は凹形状を有するものである装置。
【請求項２７】
請求項１に記載の装置において、前記装置は、さらに、少なくとも前記ツールの前記球状回動継手から延出した部分を観察するためのカメラを有し、当該カメラはカップ部品に取り付けられているものである装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は２００８年９月５日付で出願された仮特許出願第６１／０９４，６０６号に基づく利益を主張するものである。本願は、米国特許出願第１１／６３０，２７９号、第１１／８３８，５１９号、第１１／８７６，３０４号、第１１／９２３，２４６号、第１２／０３８，５６０号、第１２／０３８，６９１号、第１２／０３８，２７９号、およびＰＣＴ国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ０９／４０５４８号に関する。
【背景技術】
【０００２】
本願は、全体として、また種々の実施形態において、多関節（ｍｕｌｔｉ−ｌｉｎｋｅｄ）または連続体（ｃｏｎｔｉｎｕｕｍ  ｄｅｖｉｃｅ）の装置および回転可能な遠位アセンブリを有する他の装置に関する発明について開示している。通常、大半の医療用プローブおよび／または多関節装置は「前方を見る」ことができるのみで、すなわち先行する若しくは遠位にある端部の向きは、当該プローブまたは多関節装置の動きの方向に平行である。前記プローブまたは装置がその移動方向以外を見る若しくは向くようにするには、望ましい観察方向へ曲がる若しくは屈曲しなければならず、そのためのスペースが必要である。一定の応用では、前記プローブを曲げて他の方向を見るために必要なスペースは限られているか、極端な場合にはまったく存在しない。
この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、以下のものがある（国際出願日以降国際段階で引用された文献及び他国に国内移行した際に引用された文献を含む）。
（先行技術文献）
（特許文献）
【特許文献１】  米国特許出願公開第２００５／００５１６３１号明細書
【特許文献２】  米国特許出願公開第２００８／００９１１７０号明細書
【特許文献３】  米国特許出願公開第２００７／００１５９６５号明細書
【特許文献４】  米国特許出願公開第２００８／００９７４７１号明細書
【特許文献５】  米国特許出願公開第２００８／００６５０９８号明細書
【特許文献６】  米国特許出願公開第２００５／０２４００７８号明細書
【特許文献７】  米国特許第３０６０９７２号明細書
【特許文献８】  米国特許第３６４３６５３号明細書
【特許文献９】  米国特許第５１４３４７５号明細書
【特許文献１０】  米国特許第５３１８５２６号明細書
【特許文献１１】  米国特許第５３２７９０５号明細書
【特許文献１２】  米国特許第５３８６７４１号明細書
【特許文献１３】  米国特許第５４６７７６３号明細書
【特許文献１４】  米国特許第５４７２０１７号明細書
【特許文献１５】  米国特許第５４８３９５１号明細書
【特許文献１６】  米国特許第５５１４１５７号明細書
【特許文献１７】  米国特許第５５３１７１５号明細書
【特許文献１８】  米国特許第５５４９５４２号明細書
【特許文献１９】  米国特許第５６０５５４３号明細書
【特許文献２０】  米国特許第５６６２５８７号明細書
【特許文献２１】  米国特許第５７４３８７６号明細書
【特許文献２２】  米国特許第５７５９１５１号明細書
【特許文献２３】  米国特許第６０３６６７７号明細書
【特許文献２４】  米国特許第６１９７０１７号明細書
【特許文献２５】  米国特許第６２２１０６１号明細書
【特許文献２６】  米国特許第６４３２１１２号明細書
【特許文献２７】  米国特許第６５１７４７７号明細書
【特許文献２８】  米国特許第６５５４８４４号明細書
【特許文献２９】  米国特許第６６１０００７号明細書
【特許文献３０】  米国特許第６６３８２６６号明細書
【特許文献３１】  米国特許第６６８２４９３号明細書
【特許文献３２】  米国特許第６６９７０４８号明細書
【特許文献３３】  米国特許第６８０００５６号明細書
【特許文献３４】  米国特許第６８２７７１０号明細書
【特許文献３５】  米国特許第６８３７８４６号明細書
【特許文献３６】  米国特許第６８５８００５号明細書
【特許文献３７】  米国特許第６８６９３９６号明細書
【特許文献３８】  米国特許第６９０７２９８号明細書
【特許文献３９】  米国特許第６９６０１６２号明細書
【特許文献４０】  米国特許第６９６０１６３号明細書
【特許文献４１】  米国特許第６６２３４４８号明細書
【特許文献４２】  米国特許第６６９２４８５号明細書
【特許文献４３】  米国特許第６７３００２０号明細書
【特許文献４４】  米国特許第６７９０１７３号明細書
【特許文献４５】  米国特許第６８３７８４７号明細書
【特許文献４６】  米国特許第６８９０２９７号明細書
【特許文献４７】  米国特許第６８９９６７３号明細書
【特許文献４８】  米国特許第６９６３７９２号明細書
【特許文献４９】  米国特許第６９７４４１１号明細書
【特許文献５０】  米国特許第６９７６９９１号明細書
【特許文献５１】  米国特許第６９８４２０３号明細書
【特許文献５２】  米国特許第７０２９４３５号明細書
【特許文献５３】  米国特許第７０４１０５２号明細書
【特許文献５４】  米国特許第７０４４９０７号明細書
【特許文献５５】  米国特許第７０８７０１３号明細書
【特許文献５６】  米国特許第７０９０６８３号明細書
【特許文献５７】  米国特許第７０９０６３７号明細書
【特許文献５８】  米国特許第７１２８７０８号明細書
【特許文献５９】  米国特許第７１６９１４１号明細書
【特許文献６０】  米国特許第７１７１２７９号明細書
【特許文献６１】  米国特許第７１０８６８８号明細書
【特許文献６２】  米国特許第７１８２７３１号明細書
【特許文献６３】  米国特許第７２１４２３０号明細書
【特許文献６４】  米国特許第７２３２４３４号明細書
【特許文献６５】  米国特許第７２５００２７号明細書
【特許文献６６】  米国特許第７３２２９３５号明細書
【特許文献６７】  米国特許第７３３８５０５号明細書
【特許文献６８】  米国特許出願公開第２００８／００５１６３１号明細書
【特許文献６９】  米国特許出願公開第２００８／００３９６９０号明細書
【特許文献７０】  米国特許第５７５２９７３号明細書
【特許文献７１】  米国特許出願公開第２００２／００８７１６６号明細書
【特許文献７２】  米国特許出願公開第２００２／０１０７５０９号明細書
【特許文献７３】  米国特許出願公開第２００４／０１４３１６３号明細書
【特許文献７４】  米国特許出願公開第２００６／０１１１２０９号明細書
【特許文献７５】  米国特許出願公開第２００７／０２４９９９９号明細書
【特許文献７６】  米国特許第７５６６３００号明細書
【特許文献７７】  米国特許出願公開第２００９／０２１６２４５号明細書
【特許文献７８】  米国特許出願公開第２００９／０２６４７５９号明細書
【特許文献７９】  米国特許出願公開第２０１０／００７６４５１号明細書
【特許文献８０】  米国特許出願公開第２０１０／０１２１１４１号明細書
【特許文献８１】  米国特許出願公開第２０１０／０２４９７５９号明細書
【特許文献８２】  米国特許出願公開第２０１１／００２２０７８号明細書
【特許文献８３】  米国特許第５３７５５８８号明細書
【特許文献８４】  米国特許第６２７７０６４号明細書
【特許文献８５】  米国特許出願公開第２００８／０２８７９６３号明細書
【特許文献８６】  米国特許第４９６０１０６号明細書
【特許文献８７】  国際公開第２００６／０８３３０６号
【特許文献８８】  特開昭６０−８４５２４号公報
（非特許文献）
【非特許文献１】  ＳＨＡＭＭＡＳ  ｅｔ  ａｌ．，  "Ｎｅｗ  Ｊｏｉｎｔ  Ｄｅｓｉｇｎ  ｆｏｒ  Ｔｈｒｅｅ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  Ｈｙｐｅｒ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｔ  Ｒｏｂｏｔｓ，"  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｒｏｂｏｔｓ  ａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，  Ｌａｓ  Ｖｅｇａｓ，  ＮＶ，  Ｏｃｏｂｅｒ  ２００３
【非特許文献２】  ＢＲＯＷＮ  ｅｔ  ａｌ．，  "Ｄｅｓｉｇｎ  ａｎｄ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ｏｆ  ａ  Ｓｅｃｏｎｄ−Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｈｙｐｅｒ−Ｒｅｄｕｎｄａｎｔ  Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ，"  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｆ  Ｒｏｂｏｔｓ  ａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，  Ｓａｎ  Ｄｉｅｇｏ，  ＣＡ，  Ｏｃｔｏｂｅｒ  ２９  −  Ｎｏｖｅｍｂｅｒ  ２，  ２００７
【非特許文献３】  ＷＯＬＦＥ  ｅｔ  ａｌ．，  "Ａ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｈｙｐｅｒ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｔ  Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ  ｆｏｒ  Ｓｅａｒｃｈ  ａｎｄ  Ｒｅｓｃｕｅ  Ｔａｓｋｓ，"  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｒｏｂｏｔｓ  ａｎｄ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，  Ｌａｓ  Ｖｅｇａｓ，  ＮＶ，  Ｏｃｔｏｂｅｒ  ２００３
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明の記載に先立ち、本発明は、本願明細書に記載の特定のシステム、方法論、またはプロトコルに限定されるものではなく、これらは変更を含むことが可能であると理解されるべきである。また、本明細書で使用された用語は、特定の実施形態の記載のみを目的とするものであって本発明の開示の範囲を限定することを意図するものではなく、当該開示は添付の本願請求項によってのみ限定されるものである。
【０００４】
本明細書および添付の請求項において単数形扱いしている名称は、別段の断りがない限り、複数形も含む。別段の定義がない限り、本明細書で使用するすべての科学技術用語は、当業者に一般に理解されているものと同じ意味を有する。本明細書における用語「を有する」は、「を含む（これに限定されるものではないが）」を意味する。
【０００５】
一実施形態において、処置を実施するための装置には、近端部（ｐｒｏｘｉｍａｌ  ｅｎｄ）および遠端部（ｄｉｓｔａｌ  ｅｎｄ）を有する細長い管と、近端部および遠端部を有する適合連結部とを含めることができる。前記遠端部には、第１の嵌合面を含めることができ、前記近端部は、前記細長い管の遠端部に取り付けられるよう構成することができる。当該装置には、前記適合連結部の第１の嵌合面と回転可能に連動するよう構成された第２の嵌合面を有する回転連結部を含めることもできる。
【０００６】
一実施形態では、処置を行う方法に、装置を選択する工程と、前記装置の回転連結部を回転させる工程とを含めることができる。
【０００７】
一実施形態では、操作可能な多関節装置に、第１の連結部および複数の中間連結部を含めることができる。前記複数の中間連結部のうち第１の中間連結部は、前記第１の連結部に運動可能に連結できる。前記装置には、第１の端部において前記中間連結部の１つに運動可能に連結され前記第２の端部において凹面を有する適合連結部と、前記適合連結部の前記凹面に嵌装された球形連結部とを含めることもできる。
【０００８】
一実施形態では、操作可能な多関節装置に、第１の多関節機構および第２の多関節機構を含めることができる。前記第２の多関節機構には、第１の連結部と、複数の中間連結部と、第１の端部において前記中間連結部の１つに運動可能に連結され前記第２の端部において凹面を有する適合連結部と、前記適合連結部の前記凹面に嵌装された球形連結部とを含めることができる。前記複数の中間連結部のうち第１の中間連結部は、前記第１の連結部に運動可能に連結できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】図１Ａおよび１Ｂは、操作可能な多関節装置の種々の実施形態を例示した図である。
【図１Ｂ】図１Ａおよび１Ｂは、操作可能な多関節装置の種々の実施形態を例示した図である。
【図２】図２は、図１の装置のコア機構の種々の実施形態を例示した図である。
【図３Ａ】図３Ａ〜３Ｃは、前記コア機構の近位の連結部の種々の実施形態を例示した図である。
【図３Ｂ】図３Ａ〜３Ｃは、前記コア機構の近位の連結部の種々の実施形態を例示した図である。
【図３Ｃ】図３Ａ〜３Ｃは、前記コア機構の近位の連結部の種々の実施形態を例示した図である。
【図４Ａ】図４Ａ〜４Ｃは、前記コア機構の中間連結部の種々の実施形態を例示した図である。
【図４Ｂ】図４Ａ〜４Ｃは、前記コア機構の中間連結部の種々の実施形態を例示した図である。
【図４Ｃ】図４Ａ〜４Ｃは、前記コア機構の中間連結部の種々の実施形態を例示した図である。
【図５Ａ】図５Ａ〜５Ｃは、前記コア機構の遠位の連結部の種々の実施形態を例示した図である。
【図５Ｂ】図５Ａ〜５Ｃは、前記コア機構の遠位の連結部の種々の実施形態を例示した図である。
【図５Ｃ】図５Ａ〜５Ｃは、前記コア機構の遠位の連結部の種々の実施形態を例示した図である。
【図６】図６は、図１の装置のスリーブ機構の種々の実施形態を例示した図である。
【図７Ａ】図７Ａ〜７Ｃは、前記スリーブ機構の近位の連結部の種々の実施形態を例示した図である。
【図７Ｂ】図７Ａ〜７Ｃは、前記スリーブ機構の近位の連結部の種々の実施形態を例示した図である。
【図７Ｃ】図７Ａ〜７Ｃは、前記スリーブ機構の近位の連結部の種々の実施形態を例示した図である。
【図８Ａ】図８Ａ〜８Ｃは、前記スリーブ機構の中間連結部の種々の実施形態を例示した図である。
【図８Ｂ】図８Ａ〜８Ｃは、前記スリーブ機構の中間連結部の種々の実施形態を例示した図である。
【図８Ｃ】図８Ａ〜８Ｃは、前記スリーブ機構の中間連結部の種々の実施形態を例示した図である。
【図９Ａ】図９Ａ〜９Ｄは、前記スリーブ機構の遠位の連結部の種々の実施形態を例示した図である。
【図９Ｂ】図９Ａ〜９Ｄは、前記スリーブ機構の遠位の連結部の種々の実施形態を例示した図である。
【図９Ｃ】図９Ａ〜９Ｄは、前記スリーブ機構の遠位の連結部の種々の実施形態を例示した図である。
【図９Ｄ】図９Ａ〜９Ｄは、前記スリーブ機構の遠位の連結部の種々の実施形態を例示した図である。
【図１０】図１０は、図１の装置の動きのシーケンスの種々の実施形態を例示した図である。
【図１１】図１１は、曲率の小さい経路を移動している状態の操作可能な多関節装置の種々の実施形態を例示した図である。
【図１２】図１２は、球形遠位アセンブリを有する操作可能な多関節装置の種々の実施形態を例示した図である。
【図１３Ａ】図１３Ａ〜１３Ｄは、図１２の操作可能な多関節装置の個々の連結部の種々の実施形態を例示した図である。
【図１３Ｂ】図１３Ａ〜１３Ｄは、図１２の操作可能な多関節装置の個々の連結部の種々の実施形態を例示した図である。
【図１３Ｃ】図１３Ａ〜１３Ｄは、図１２の操作可能な多関節装置の個々の連結部の種々の実施形態を例示した図である。
【図１３Ｄ】図１３Ａ〜１３Ｄは、図１２の操作可能な多関節装置の個々の連結部の種々の実施形態を例示した図である。
【図１４】図１４は、図１３Ｃで説明した球形遠位連結部カップの追加実施形態を例示した図である。
【図１５】図１５は、適合連結部と回転連結部との間にヒンジピン取り付け部を有する回転可能な遠位アセンブリを伴ったカテーテル装置の種々の実施形態を例示した図である。
【図１５Ａ】図１５Ａ〜Ｂは、図１５のカテーテル装置の遠端部の拡大図である。
【図１５Ｂ】図１５Ａ〜Ｂは、図１５のカテーテル装置の遠端部の拡大図である。
【図１６】図１６は、回転可能な遠位アセンブリに挿通されたはさみアセンブリを含む腹腔鏡下装置の種々の実施形態を例示した図である。
【図１７】図１７は、球形適合連結部およびカップ形状の回転可能な連結部を有する回転可能な遠位アセンブリを含んだ装置の種々の実施形態を例示した図である。
【図１８Ａ】図１８Ａは、曲線状の溝を含むカップアセンブリの種々の実施形態を例示した図である。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、図１８Ａのカップアセンブリおよびそれに嵌合する回転球体を有した回転可能な遠位アセンブリを含む装置の種々の実施形態を例示した図である。
【図１９】図１９は、機械的利点のある要素を有する回転可能な遠位アセンブリを含む装置の種々の実施形態を例示した図である。
【図２０】図２０は、種々の回転性能を提供する第１の回転ケーブルおよび第２の回転ケーブルを含む装置の種々の実施形態を例示した図である。
【図２１】図２１は、複数の回転球体を含む装置の種々の実施形態を例示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の図および説明の少なくとも一部は、本発明の明確な理解を助けるため重要な要素に主眼を置き、一方、明瞭化のため、当業者であれば本発明の一部を構成すると理解する他の要素を排除するため、単純化されていることが理解される。ただし、そのような要素は当該技術分野でよく知られており、また必ずしも本発明の理解を促進するわけではないため、本明細書では説明していない。
【００１１】
種々の実施形態によれば、本明細書で説明する本発明を利用すると、本明細書で説明する操作可能な多関節装置などの多関節装置の動きを制御することができる。説明の便宜上、本発明については、本明細書で説明している操作可能な多関節装置の種々の実施形態で使用する文脈で以下説明する。ただし、当業者であれば、本発明を他種の多関節装置と併用することもできることが理解されるであろう。
【００１２】
図１Ａおよび１Ｂは、操作可能（ｓｔｅｅｒａｂｌｅ）な多関節装置１０の種々の実施形態を例示したものである。様々な実施形態によると、前記操作可能な多関節装置１０は、ヘビ型ロボット（ｓｎａｋｅ  ｒｏｂｏｔ）、連続体ロボット（ｃｏｎｔｉｎｕｕｍ  ｒｏｂｏｔ）、若しくはその類のロボットであってもよい。この装置１０の種々の実施形態は、医療処置（例えば、低侵襲的処置用の穿孔ロボット、位置決め装置、アブレーションツール、カメラ、または器具支持部材、あるいは低侵襲的処置用の誘導システムなど）、監視用途、検査用途、探索、救助用途などに利用できる。以下本明細書において、当該装置１０を明瞭化するのみの目的でその実用性についてを医療処置へ適用される場合を想定して説明する。ただし、当業者であれば、この装置１０が様々な異なる用途で利用可能なことが理解されるであろう。
【００１３】
前記装置１０は、第１の機構１２および第２の機構１４を有する。種々の実施形態によると、機構は、ヘビ型ロボット、連続体ロボット、若しくはその類のものであってもよい。種々の実施形態によれば、前記第２の機構１４は、図１Ｂに示すように、前記第１の機構１２を受容しこれを取り囲むよう構築および構成されている。したがって、前記第１の機構および第２の機構は同軸でもよい。このような実施形態の場合、前記第１の機構１２は内部機構またはコア機構、前記第２の機構１４は外部機構またはスリーブ機構と見なすことができる。他の実施形態によれば、これら第１の機構１２および第２の機構１４は、同軸関係以外の関係を有するよう構築および構成することができる。例えば当業者であれば、種々の実施形態に従い、前記第１の機構１２および前記第２の機構１４が、並列式（横並び）の構成で動作し、当該第１の機構１２が当該第２の機構１４の調整動作を行うよう、構築および構成できることが理解されるであろう。種々の実施形態によると、本願開示の範囲内での付加的な構成および／または代替構成を使用することが可能であり。種々の実施形態によると、３次元空間２４０が、前記第１の機構および第２の機構の間に提供されてもよい。当該空間は以下により詳細に記載される。以下詳述するように、前記第１の機構１２は剛性モードまたは柔軟モードで動作し、前記第２の機構１４も剛性モードまたは柔軟モードで動作し、これら第１の機構１２および第２の機構１４は互いに独立して動作できる。
【００１４】
前記第１の機構１２および前記第２の機構１４は、どちらも操作可能な機構であってよい。そのため、当該装置１０を利用すると、管腔空間および空洞内空間の任意の３次元経路をナビゲートできることが理解される。種々の実施形態によると、前記装置１０は、剛性モードと柔軟モードの間で前記第１の機構１２と前記第２の機構１４の操作を切り替えることによって前進する。
【００１５】
種々の実施形態によれば、前記装置１０は、１若しくはそれ以上のケーブルを有することもできる。種々の実施形態によれば、それらのケーブルのうち１若しくはそれ以上は、ステアリングケーブルおよび／または張力調整ケーブルであってよい。例えば、前記装置には、３本のステアリングケーブルおよび１本の張力調整ケーブルを含めることができる。
【００１６】
図２は、前記装置１０の前記第１の機構１２の種々の実施形態を例示したものである。この第１の機構１２は多関節機構であり、第１の端部２４および第２の端部２６を含む。前記第１の端部２４は近端部、また前記第２の端部２６は遠端部と見なすことができる。この第１の機構１２は、第１の連結部２８と、第２の連結部３０と、これら第１の連結部２８および第２の連結部３０の間の１若しくはそれ以上の中間連結部３２とを有することが可能である。前記第１の連結部２８は近位の連結部、また前記第２の連結部３０は遠位の連結部と見なすことができる。
【００１７】
図３Ａ〜３Ｃは、前記第１の機構１２の前記第１の連結部２８（内部の近位連結部）の種々の実施形態を例示したものである。この第１の連結部２８は、第１の端部３４および第２の端部３６を含み、図３Ｂに示すように、前記第１の連結部２８には前記第１の端部３４の中心および前記第２の端部３６の中心を貫通する長手方向の軸３８が形成されている。この第１の連結部２８は、任意の適切な材料で製作できる。種々の実施形態によれば、この第１の連結部２８は、Ｇ１０／ＦＲ４  Ｇａｒｏｌｉｔｅ（登録商標）などの繊維強化材料で製作される。外側が略円柱形であるこの第１の連結部２８については、以降より詳しく説明する。
【００１８】
前記第１の連結部２８は、第１の部分４０および第２の部分４２を有する。前記第１の部分４０は近位の部分、また前記第２の部分４２は遠位の部分と見なすことができる。前記第１の部分４０は、前記第２の部分４２と一体的に作製できる。前記第１の部分４０は、外側が円柱形で、当該第１の連結部２８の前記第１の端部３４から当該第１の連結部２８の前記第２の端部３６へと延長する。種々の実施形態によれば、前記第１の部分４０の直径は約６．３５ミリメートル程度であるが、他のサイズも使用可能である。
【００１９】
前記第２の部分４２は、以下に記載されるその他の特徴を含むと通常外側が略円柱形となる。この第２の部分４２は、外側が円柱形になっている部分で前記第１の部分４０に接触し、当該第１の連結部２８の前記第２の端部３６へ向かってテーパーがかかっている。この第２の部分４２は、当該第１の連結部２８の前記第２の端部３６において、全体として、セグメント化された半球の形態に成形できる。種々の実施形態によれば、この第２の部分４２の直径は、前記第１の部分４０に接触する位置において約４．７５ミリメートル程度であるが、他のサイズも使用可能である。
【００２０】
前記第２の部分４２は、第１の表面４４を有する。この第１の表面４４は、当該第２の部分４２の外面と見なすことができる。当該第２の部分４２には、前記第１の表面４４に沿って前記長手方向の軸３８に平行な第１の溝４６と、前記第１の表面４４に沿って前記長手方向の軸３８に平行な第２の溝４８と、前記第１の表面４４に沿って前記長手方向の軸３８に平行な第３の溝５０とが形成されている。これら第１の溝４６、第２の溝４８、第３の溝５０は、それぞれ前記第１の表面４４に沿って、当該第１の連結部２８の前記第２の端部３６へと延在する。これら第１の溝４６、第２の溝４８、第３の溝５０は半管形にでき、図３Ｃに示すように、当該第１の連結部２８の前記第２の部分４２の前記第１の表面４４に沿って均等に離間できる。種々の実施形態によれば、前記第１の溝４６、前記第２の溝４８、前記第３の溝５０は、セグメント化された円筒形状に構成できる。これら溝４６、４８、５０の各サイズは、互いに同一でも、または互いに異なるものであってもよい。例えば、種々の実施形態によると、前記第１の溝４６および第２の溝４８は、約１．２５ミリメートル程度の直径を有する円筒形のセグメントとして構成されることが可能であり、前記第３の溝５０は、約２．５０ミリメートル程度の直径を有する円筒形のセグメントとして構成されてもよい。当該第１の連結部２８の長さは、約６５ミリメートル程度である。ただし当業者であれば、この第１の連結部２８の長さまたは直径は実際の用途に基き変更が可能であると理解するものである。
【００２１】
また、当該第１の連結部２８には、図３Ｂに示すように、前記第１の端部３４から前記第２の端部３６へ前記長手方向の軸３８に沿って延在する経路５２が形成されている。この経路５２は、その中を少なくとも１つのケーブルが貫通するのに十分なサイズのものである。種々の実施形態によると、前記経路５２は、その中を張力調整ケーブルが貫通するのに十分なサイズのものである。種々の実施形態によれば、前記経路５２は、全体として複雑な形状に構成され、この形状は、前記第１の端部３４から前記第２の端部３６へ延長する第１の円筒形５４と、前記第１の円筒形５４から前記第２の端部３６へ延長する第２の円筒形５６との組み合わせを有する。前記第１の円筒形５４の直径は、前記第２の円筒形５６の直径より大きい。例えば種々の実施形態によれば、前記第１の円筒形５４は、約３．２０ミリメートル程度の直径を有し、前記第２の円筒形５６は、約１．５０ミリメートル程度の直径を有するが、他のサイズも使用可能である。
【００２２】
図４Ａ〜４Ｃは、前記第１の機構１２の前記中間連結部３２の１つ（内部の中間連結部）の種々の実施形態を例示したものである。この中間連結部３２は、他の前記中間連結部３２の代表的なものである。この中間連結部３２は、第１の端部５８および第２の端部６０を含み、図４Ｂに示すように、当該中間連結部３２には、前記第１の端部５８の中心および前記第２の端部６０の中心を貫通する長手方向の軸６２が形成されている。この中間連結部３２は、任意の適切な材料で製作できる。種々の実施形態によれば、この中間連結部３２は、Ｇ１０／ＦＲ４  Ｇａｒｏｌｉｔｅ（登録商標）などの繊維強化材料で製作される。外側が略弾丸形であるこの中間連結部３２については、以下により詳しく説明する。
【００２３】
前記中間連結部３２は、第１の部分６４および第２の部分６６を有する。前記第１の部分６４は近位の部分、また前記第２の部分６６は遠位の部分と見なすことができる。前記第１の部分６４は、前記第２の部分６６と一体的に作製できる。前記第１の部分６４は、外側が略円柱形で、当該中間連結部３２の前記第１の端部５８から当該中間連結部３２の前記第２の端部６０へと延長する。種々の実施形態によれば、前記第２の部分６６は、外側が略円柱形になっている部分で前記第１の部分６４に接触し、当該中間連結部３２の前記第２の端部６０へ向かって先細加工（ｔａｐｅｒ）される。前記第２の部分６６の外側は、全体的にセグメント化された半球の形態に構成される。種々の実施形態によれば、この中間連結部３２の直径は、前記第１の端部５８において約４．７５ミリメートル程度である。当該中間連結部３２の長さは、約５．８５ミリメートル程度である。ただし当業者であれば、この中間連結部３２の長さまたは直径は、用途に基き変更可能であると理解するものである。
【００２４】
また、前記中間連結部３２は、当該中間連結部３２の前記第１の端部５８から当該中間連結部３２の前記第２の端部６０へと延長する第１の表面６８を有する。この第１の表面６８は、当該中間連結部３２の外面と見なすことができる。また当該中間連結部３２には、前記第１の表面６８に沿って前記長手方向の軸６２に平行な第１の溝７０と、前記第１の表面６８に沿って前記長手方向の軸６２に平行な第２の溝７２と、前記第１の表面６８に沿って前記長手方向の軸６２に平行な第３の溝７４とが形成されている。これら第１の溝７０、第２の溝７２、第３の溝７４は、それぞれ前記第１の表面６８に沿って、当該中間連結部３２の前記第１の端部５８から当該中間連結部３２の前記第２の端部６０へと延在する。これら第１の溝７０、第２の溝７２、第３の溝７４は半管形にでき、図４Ｃに示すように、当該中間連結部３２の前記第１の表面６８に沿って均等に離間できる。種々の実施形態によれば、前記第１の溝７０、前記第２の溝７２、前記第３の溝７４は、セグメント化された円筒形状に構成できる。これら溝７０、７２、７４の各サイズは、互いに同一でも、または互いに異なるものであってもよい。例えば、種々の実施形態によれば、前記第１の溝７０および第２の溝７２は、当該中間連結部３２の前記第１の端部５８で約１．７５ミリメートル程度の直径を有する円筒形のセグメントとして構成され、前記第３の溝７４は、当該中間連結部３２の前記第１の端部５８で約２．５０ミリメートル程度の直径を有する円筒形のセグメントとして構成される。これら第１の溝７０、第２の溝７２、第３の溝７４は、それぞれ様々な用具（ｔｏｏｌ）または器具（例えば、アブレーションツール）を受け取りかつ部分的に取り囲むよう構成され、これらのツールは、当該多関節装置１０の前記第１の端部２４から当該多関節装置１０の前記第２の端部２６へと通過する。
【００２５】
また、当該中間連結部３２には、図４Ｂに示すように、前記第１の端部５８から前記第２の端部６０へ前記長手方向の軸６２に沿って延在する経路７６が形成されている。この経路７６は、その中を１若しくはそれ以上のケーブルが貫通するのに十分なサイズのものである。種々の実施形態によれば、前記経路７６は、その中を張力調整ケーブルが貫通するのに十分なサイズのものである。種々の実施形態によれば、この経路７６は、複合的な形状に構成され、この形状は、前記中間連結部３２の前記第１の端部５８から前記第２の端部６０へ延在する第１のセグメント化された半球７８と、前記第１のセグメント化された半球７８から前記第２の端部６０へ延在する第２のセグメント化された半球８０と、前記第２のセグメント化された半球８０から前記第２の端部６０へ延在する円筒形８２と、前記円筒形８２から前記第２の端部６０へ延在する第３のセグメント化された半球８４との組み合わせを有する。種々の実施形態によれば、前記第１のセグメント化された半球７８は、約４．７５ミリメートル程度の直径を有する球体の一部を表し、前記第２のセグメント化された半球８０は、約２．２５ミリメートル程度の直径を有する球体の一部を表し、前記円筒形８２は、約１．０ミリメートル程度の直径を有し、前記第３のセグメント化された半球８４は、約２．２５ミリメートル程度の直径を有する球体の一部を表す。他のサイズも使用可能である。
【００２６】
前記経路７６の前記第１のセグメント化された半球７８は、前記第１の連結部２８が前記中間連結部３２に連結された場合に、前記第１の連結部２８の前記第２の端部３６を受容するよう構成されている。同様に、所与の中間連結部３２についても、その経路７６の第１のセグメント化された半球７８は、前記所与の中間連結部３２が別の中間連結部３２に連結された場合に、その別の中間連結部３２の第２の端部６０を受容するよう構成されている。前記第３のセグメント化された半球８４は、中間連結部３２の１つが、当該中間連結部３２に連結され隣接する中間連結部３２に対して動く際に、ケーブルの圧迫または束縛を軽減するよう作用することが可能である。同様に、前記第２の連結部３０が所与の中間連結部３２に連結された場合、その第３のセグメント化された半球８４は、前記第２の連結部３０がそれに連結された所与の中間連結部３２に対し動いたとき、ケーブルが圧迫または束縛されるのを軽減するよう作用可能である。
【００２７】
上記の構造により、前記第１の連結部２８は、その前記第２の端部３６を、前記中間連結部３２の前記経路７６の前記第１のセグメント化された半球７８内に着座させることにより、前記中間連結部３２に連結できる。前記第１の連結部２８の前記第２の端部３６の凸型構成は、全体として、前記中間連結部３２の前記経路７６の前記第１のセグメント化された半球７８の凹型構成に対応するため、前記第１の連結部２８は前記中間連結部３２に連結でき、その場合、前記第１の連結部２８の前記長手方向の軸３８と、前記第１の溝４６と、前記第２の溝４８と、前記第３の溝５０とが、前記中間連結部３２の前記長手方向の軸６２と、前記第１の溝７０と、前記第２の溝７２と、前記第３の溝７４とにそれぞれ位置合わせされる。前記中間連結部３２は、その前記長手方向の軸６２が、前記第１の連結部２８の前記長手方向の軸３８に整列していない状態で、前記第１の連結部２８に対して動くことができる。種々の実施形態によれば、前記第１の連結部２８および前記中間連結部３２の構成により、前記中間連結部３２は、前記第１の連結部２８の前記長手方向の軸３８と、前記中間連結部３２の前記長手方向の軸６２とが、互いに最高約２５°の角度をなすよう、当該中間連結部３２の連結先である前記第１の連結部２８に対して動くことができる。同様に、中間連結部３２の１つは、その第２の端部６０を別の中間連結部３２の経路７６の第１のセグメント化された半球７８内に着座させることにより、前記別の中間連結部３２と連結することができる。前記中間連結部３２の前記第２の端部６０の凸型構成は、全体として、前記中間連結部３２の前記経路７６の前記第１のセグメント化された半球７８の凹型構成に対応するため、前記中間連結部３２同士は連結でき、その場合、当該中間連結部３２の前記長手方向の軸６２同士、前記第１の溝４６同士、前記第２の溝４８同士、および前記第３の溝５０同士がそれぞれ位置合わせされる。互いに連結された前記中間連結部３２同士は、それらの長手方向の軸６２が互いに整列していない状態で、相対的に動くことができる。種々の実施形態によれば、連結された前記中間連結部３２同士の構成により、中間連結部３２の１つは、前記長手方向の軸６２同士が互いに最高約２５°の角度をなすよう、隣接した連結先である別の中間連結部３２に対し動くことができる。
【００２８】
図５Ａ〜５Ｃは、前記第１の機構１２の前記第２の連結部３０（内部の遠位連結部）の種々の実施形態を例示したものである。この第２の連結部３０は、第１の端部８６および第２の端部８８を含み、図５Ｂに示すように、前記第２の連結部３０には前記第１の端部８６の中心および前記第２の端部８８の中心を貫通する長手方向の軸９０が形成されている。この第２の連結部３０は、任意の適切な材料で製作できる。種々の実施形態によれば、この第２の連結部３０は、Ｄｅｌｒｉｎ（登録商標）などの熱可塑性材料で製作される。
【００２９】
前記第２の連結部３０は、第１の部分９２および第２の部分９４を有する。前記第１の部分９２は近位の部分、また前記第２の部分９４は遠位の部分と見なすことができる。前記第１の部分９２は、前記第２の部分９４と一体的に作製できる。前記第１の部分９２は、外側が略円柱形で、当該第２の連結部３０の前記第１の端部８６から当該第２の連結部３０の前記第２の端部８８へと延長する。種々の実施形態によれば、前記第２の部分９４は、前記第１の部分９２に接触する外側は略円柱形を有し、当該第２の連結部３０の前記第２の端部８８へ向かって先細加工されている。前記第２の部分９４の外側は、全体的にセグメント化され円錐形の形態に構成されている。種々の実施形態によれば、当該第２の連結部３０の直径は、その第１の端部８６において約４．７５ミリメートル程度であり、前記第２の部分９４の先細部分（ｔａｐｅｒ）は、前記第１の部分９２の外側に対し約３０°の角度をなしている。当該第２の連結部３０の長さは、約５．９０ミリメートル程度にできる。ただし当業者であれば、この第２の連結部３０の長さまたは直径は用途に基づいて異なってよいことが理解されるものである。
【００３０】
また、前記第２の連結部３０は、当該第２の連結部３０の前記第１の端部８６から当該第２の連結部３０の前記第２の端部８８へと延長する第１の表面９６を有する。この第１の表面９６は、当該第２の連結部３０の外面と見なすことができる。当該第２の連結部３０には、前記第１の表面９６に沿って前記長手方向の軸９０に平行な第１の溝９８と、前記第１の表面９６に沿って前記長手方向の軸９０に平行な第２の溝１００と、前記第１の表面９６に沿って前記長手方向の軸９０に平行な第３の溝１０２とが形成されている。これら第１の溝９８、第２の溝１００、第３の溝１０２は、それぞれ前記第１の表面９６に沿って、当該第２の連結部３０の前記第１の端部８６から当該第２の連結部３０の前記第２の端部８８へ向かい延在する。これら第１の溝９８、第２の溝１００、第３の溝１０２は半管形にでき、図５Ｃに示すように、当該第２の連結部３０の前記第１の表面９６に沿って均等に離間できる。種々の実施形態によれば、前記第１の溝９８、前記第２の溝１００、前記第３の溝１０２は、セグメント化された円筒形状に構成できる。これら溝９８、１００、１０２の各サイズは、互いに同一でも、または互いに異なるものであってもよい。例えば、種々の実施形態によれば、前記第１の溝９８および第２の溝１００は、当該第２の連結部３０の前記第１の端部８６で約１．２５ミリメートル程度の直径を有する円筒形のセグメントとして構成され、前記第３の溝１０２は、当該第２の連結部３０の前記第１の端部８６で約２．５０ミリメートル程度の直径を有する円筒形のセグメントとして構成される。これら第１の溝９８、第２の溝１００、第３の溝１０２は、それぞれ様々な用具または器具（例えば、アブレーションツール）を受け入れかつその一部取り囲むよう構成され、これらのツールは、当該多関節装置１０の前記第１の端部２４から当該多関節装置１０の前記第２の端部２６へと通過する。
【００３１】
また、当該第２の連結部３０には、図５Ｂに示すように、前記第１の端部８６から前記第２の端部８８へ前記長手方向の軸９０に沿って延在する経路１０４が形成されている。この経路１０４は、その中を少なくとも１つのケーブルが貫通するのに十分なサイズのものである。種々の実施形態によると前記経路１０４は、その中を張力調整ケーブルが貫通するのに十分なサイズのものである。種々の実施形態によれば、この経路１０４は、複合的な形状に構成され、この形状は、前記第１の端部８６から前記第２の端部８８へ延在する第１のセグメント化された半球１０６と、前記第１のセグメント化された半球１０６から前記第２の端部８８へ延在する第２のセグメント化された半球１０８と、前記第２のセグメント化された半球１０８から前記第２の端部８８へ延在する円筒形１１０との組み合わせを有する。種々の実施形態によれば、前記第１のセグメント化された半球１０６は、約４．７５ミリメートル程度の直径を有する球体の一部を表し、前記第２のセグメント化された半球１０８は、約２．５０ミリメートル程度の直径を有する球体の一部を表し、前記円筒形１１０は、約１．０ミリメートル程度の直径を有する。前記経路１０４の前記第１のセグメント化された半球１０６は、中間連結部３２が前記第２の連結部３０に連結された場合に、前記中間連結部３２の第２の端部６０を受容するよう構成されている。
【００３２】
上記の構造により、中間連結部３２は、その前記第２の端部６０を、前記第２の連結部３０の前記経路１０４の前記第１のセグメント化された半球１０６内に着座させることにより、前記第２の連結部３０に連結できる。前記中間連結部３２の前記第２の端部６０の凸型構成は、全体として、前記第２の連結部３０の前記経路１０４の前記第１のセグメント化された半球１０６の凹型構成に対応するため、前記中間連結部３２は前記第２の連結部３０に連結でき、その場合、前記中間連結部３２の前記長手方向の軸６２と、前記第１の溝７０と、前記第２の溝７２と、前記第３の溝７４とが、前記第２の連結部３０の前記長手方向の軸９０と、前記第１の溝９８と、前記第２の溝１００と、前記第３の溝１０２とにそれぞれ位置合わせされる。前記第２の連結部３０は、前記長手方向の軸６２および９０が互いに整列していない状態で、当該第２の連結部３０の連結先である前記中間連結部３２に対し動かすことができる。種々の実施形態によれば、前記第２の連結部３０の構成により、それに連結された中間連結部３２は、前記長手方向の軸６２および９０が互いに最高約２５°の角度をなすよう、前記第２の連結部３０に対し動くことができる。
【００３３】
図６は、前記装置１０の前記第２の機構１４の種々の実施形態を例示したものである。この第２の機構１４は多関節機構であり、第１の端部１２０および第２の端部１２２を含む。前記第１の端部１２０は近端部、また前記第２の端部１２２は遠端部と見なすことができる。この第２の機構１４は、第１の連結部１２４と、第２の連結部１２６と、これら第１の連結部１２４および第２の連結部１２６の間の任意数の中間連結部１２８とを有する。前記第１の連結部１２４は近位の連結部、また前記第２の連結部１２６は遠位の連結部と見なすことができる。
【００３４】
図７Ａ〜７Ｃは、前記第２の機構１４の前記第１の連結部１２４（外部の近位連結部）の種々の実施形態を例示したものである。この第１の連結部１２４は、第１の端部１３０および第２の端部１３２を含み、図７Ｂに示すように、当該第１の連結部１２４には、前記第１の端部１３０の中心および前記第２の端部１３２の中心を貫通する長手方向の軸１３４が形成されている。この第１の連結部１２４は、任意の適切な材料で製作できる。種々の実施形態によれば、この第１の連結部１２４は、３１６ステンレス鋼などのステンレス鋼材料で製作される。外側が略弾丸形であるこの第１の連結部１２４については、以降より詳しく説明する。
【００３５】
前記第１の連結部１２４は、第１の部分１３６および第２の部分１３８を有する。前記第１の部分１３６は近位の部分、また前記第２の部分１３８は遠位の部分と見なすことができる。前記第１の部分１３６は、前記第２の部分１３８と一体的に作製できる。前記第１の部分１３６は、外側が円柱形で、当該第１の連結部１２４の前記第１の端部１３０から当該第１の連結部１２４の前記第２の端部１３２へと延長する。種々の実施形態によれば、この第１の部分１３６の直径は、約１２．７０ミリメートル程度であるが、他のサイズも使用可能である。
【００３６】
前記第２の部分１３８は、外側が略円柱形である。この第２の部分１３８は、外側が円柱形になっている部分で前記第１の部分１３６に接触し、当該第１の連結部１２４の前記第２の端部１３２へ向かって先細加工されている。この第２の部分１３８は、当該第１の連結部１２４の前記第２の端部１３２において、全体として、セグメント化された半球の形態に成形できる。種々の実施形態によれば、この第２の部分１３８の直径は、前記第１の部分１３６に接触する位置で、約９．５０ミリメートル程度であるが、他のサイズも使用可能である。
【００３７】
前記第２の部分１３８は、第１の表面１４０を有する。この第１の表面１４０は、当該第２の部分１３８の外面と見なすことができる。当該第２の部分１３８には、前記第１の表面１４０に沿って第１の溝１４２が形成され、前記第１の表面１４０に沿って第２の溝１４４が画成され、また前記第１の表面１４０に沿って第３の溝１４６が形成されている。これら第１の溝１４２、第２の溝１４４、第３の溝１４６は、それぞれ前記長手方向の軸１３４に対し斜角をなしており、前記第１の表面４４に沿って、当該第１の連結部１２４の前記第２の端部１３２へと延在する。種々の実施形態によれば、これらの溝１４２、１４４、１４６は、それぞれ前記長手方向の軸１３４に対し約１５°程度の角度で配向される。図７Ｃに示すように、これら第１の溝１４２、第２の溝１４４、第３の溝１４６は、当該第１の連結部１２４の前記第１の表面１４０に沿って均等に離間できる。種々の実施形態によれば、前記第１の溝１４２、前記第２の溝１４４、前記第３の溝１４６は、セグメント化された円筒形状に構成できる。これら溝１４２、１４４、１４６の各サイズは、互いに同一でも、または互いに異なるものであってもよい。例えば種々の実施形態によれば、これら溝１４２、１４４、１４６は、それぞれ直径約３．０ミリメートル程度の円筒形のセグメントとして構成されている。これら第１の溝１４２、第２の溝１４４、第３の溝１４６は、それぞれ種々の用具または器具（例えば、アブレーションツール）を前記多関節装置１０内への導入を容易にするよう構成されている。当該第１の連結部１２４の長さは、約１８．５ミリメートル程度であるが、ただし当業者であれば、この第１の連結部１２４の長さまたは直径は用途に基づき変更が可能であると理解する。
【００３８】
また、当該第１の連結部１２４には、図７Ｂに示すように、前記第１の端部１３０から前記第２の端部１３２へ前記長手方向の軸１３４に沿って延在する経路１４８が形成されている。この経路１４８は、その中を前記第１の機構１２が貫通できるようにする上で十分なサイズのものである。種々の実施形態によれば、この経路１４８は、複合的な形状に構成され、この形状は、当該第１の連結部１２４の前記第１の端部１３０から前記第２の端部１３２へ延在するセグメント化された円錐形１５０と、前記セグメント化された円錐形１５０から前記第２の端部１３２へ延在する円筒形１５２との組み合わせを有する。種々の実施形態によれば、前記セグメント化された円錐形１５０の直径は、当該第１の連結部１２４の前記第１の端部１３０で約７．０ミリメートル程度であり、前記長手方向の軸１３４に対し約４５°程度の角度で先細加工がなされていてもよい。前記円筒形１５２の直径は、約５．５０ミリメートル程度である。これらは他の寸法も使用可能である。
【００３９】
また、当該第１の連結部１２４には、第１の孔１５４と、第２の孔１５６と、第３の孔１５８とが形成されている（図７Ｃを参照）。前記第１の孔１５４は、前記長手方向の軸１３４に実質的に平行で、前記第１の部分１３６から前記第２の端部１３２へと延長し、前記経路１４８と前記第１の表面１４０との間に配置されている。前記第２の孔１５６は、前記長手方向の軸１３４に実質的に平行で、前記第１の部分１３６から前記第２の端部１３２へと延長し、前記経路１４８と前記第１の表面１４０との間に配置されている。前記第３の孔１５８は、前記長手方向の軸１３４に実質的に平行で、前記第１の部分１３６から前記第２の端部１３２へと延長し、前記経路１４８と前記第１の表面１４０との間に配置されている。これら第１の孔１５４、第２の孔１５６、および第３の孔１５８は、略円柱形である。種々の実施形態によれば、これらの孔１５４、１５６、１５８は、図７Ｃに示すように、互いに均等に離間される。これら孔１５４、１５６、１５８の各サイズは、互いに同一でも、または互いに異なるものであってもよい。例えば、種々の実施形態によれば、前記孔１５４、１５６、１５８に伴う各直径は、それぞれ約１．２０ミリメートル程度でよい。前記第１の孔１５４は、ケーブルを受容しかつ取り囲むよう構成されている。前記第２の孔１５６は、ケーブルを受容しかつ取り囲むよう構成されている。前記第３の孔１５８は、ケーブルを受容しかつ取り囲むよう構成されている。これら第１の孔１５４、第２の孔１５６、および第３の孔１５８は、これら前記ケーブルが動けるようにするための誘導路として作用する。
【００４０】
図８Ａ〜８Ｃは、前記第２の機構１４の前記中間連結部１２８の１つ（外部の中間連結部）の種々の実施形態を例示したものである。この中間連結部１２８は、他の前記中間連結部１２８の代表的なものである。この中間連結部１２８は、第１の端部１６０および第２の端部１６２を含み、図８Ｂに示すように、当該中間連結部１２８には前記第１の端部１６０の中心および前記第２の端部１６２の中心を貫通する長手方向の軸１６４が形成されている。この中間連結部１２８は、任意の適切な材料で製作できる。種々の実施形態によれば、この中間連結部１２８は、ポリスルホンなどの高分子熱可塑性材料で製作される。外側が略弾丸形であるこの中間連結部１２８については、以下により詳しく説明する。
【００４１】
前記中間連結部１２８は、第１の部分１６６および第２の部分１６８を有する。前記第１の部分１６６は近位の部分、また前記第２の部分１６８は遠位の部分と見なすことができる。前記第１の部分１６６は、前記第２の部分１６８と一体的に作製できる。前記第１の部分１６６は、外側が略円柱形で、当該中間連結部１２８の前記第１の端部１６０から当該中間連結部１２８の前記第２の端部１６２へと延長する。種々の実施形態によれば、前記第２の部分１６８は、外側が略円柱形になっている部分で前記第１の部分１６６に接触し、当該中間連結部１２８の前記第２の端部１６２へ向かって先細加工されている。前記第２の部分１６８の外側は、全体として、セグメント化された半球の形態に構成されている。種々の実施形態によれば、当該中間連結部１２８の直径は、前記第１の端部１６０において、約９．６５ミリメートル程度である。当該中間連結部１２８の長さは、約８．４０ミリメートル程度でよい。ただし当業者であれば、この中間連結部１２８の寸法は用途に基づき変更が可能であると理解するものである。
【００４２】
また、前記中間連結部１２８は、当該中間連結部１２８の前記第１の端部１６０から当該中間連結部１２８の前記第２の端部１６２へと延長する第１の表面１７０と、当該中間連結部１２８の前記第１の端部１６０から当該中間連結部１２８の前記第２の端部１６２へと延長する第２の表面１７０とを有する。前記第１の表面１７０は当該中間連結部１２８の外面、前記第２の表面１７２は当該中間連結部１２８の内面と見なすことができる。当該中間連結部３２には、前記第２の表面１７２に沿って前記長手方向の軸１６４に平行な第１の溝１７４と、前記第２の表面１７２に沿って前記長手方向の軸１６４に平行な第２の溝１７６と、前記第２の表面１７２に沿って前記長手方向の軸１６４に平行な第３の溝１７８とが形成されている。これら第１の溝１７４、第２の溝１７６、第３の溝１７８は、それぞれ前記第２の表面１７２に沿って、当該中間連結部１２８の前記第２の端部１６２へと延在する。これら第１の溝１７４、第２の溝１７６、第３の溝１７８は半管形にでき、図８Ｃに示すように、当該中間連結部１２８の前記第２の表面１７２に沿って均等に離間できる。種々の実施形態によれば、前記第１の溝１７４、前記第２の溝１７６、前記第３の溝１７８は、セグメント化された円筒形状に構成できる。これら溝１７４、１７６、１７８の各サイズは、互いに同一でも、または互いに異なるものであってもよい。例えば、種々の実施形態によれば、前記第１の溝１７４および第２の溝１７６は、当該中間連結部１２８の前記第１の端部１６０で約１．７５ミリメートル程度の直径を有する円筒形のセグメントとして構成され、前記第３の溝１７８は、当該中間連結部１２８の前記第１の端部１６０で約２．５０ミリメートル程度の直径を有する円筒形のセグメントとして構成される。これら第１の溝１７４、第２の溝１７６、第３の溝１７８は、それぞれ様々な用具または器具（例えば、アブレーションツール）を受容しかつその一部を取り囲むよう構成され、その用具または器具は、当該多関節装置１０の前記第１の端部２４から当該多関節装置１０の前記第２の端部２６へと通過する。
【００４３】
また、当該中間連結部１２８には、図８Ｂに示すように、前記第１の端部１６０から前記第２の端部１６２へ前記長手方向の軸１６４に沿って延在する経路１８０が形成されている。この経路１８０は、その中を前記第１の機構１２が貫通できるようにする上で十分なサイズのものである。種々の実施形態によれば、この経路１８０は、複合的な形状に構成され、この形状は、前記中間連結部１２８の前記第１の端部１６０から前記第２の端部１６２へ延在するセグメント化された半球１８２と、前記セグメント化された半球１８２から前記第２の端部１６２へ延在する第１のセグメント化された円錐形１８４と、前記第１のセグメント化された円錐形１８４から前記第２の端部１６２へ延在する円筒形１８６と、前記円筒形１８６から前記第２の端部１６２へ延在する第２のセグメント化された円錐形１８８との組み合わせを有する。種々の実施形態によれば、前記セグメント化された半球１８２は、約９．６５ミリメートル程度の直径を有する球体のセグメントを表し、前記第１のセグメント化された円錐形１８４は、前記長手方向の軸１６４に対し約１５°程度の角度で先細加工されており、円筒形１８６は、約５．５０ミリメートル程度の直径を有し、第２のセグメント化された円錐形１８８は、前記長手方向の軸１６４に対し約１５°程度の角度で先細加工されている。前記経路１８０の前記セグメント化された半球１８２は、前記第１の連結部１２４が当該中間連結部１２８に連結された場合に、前記第１の連結部１２４の前記第２の端部１３２を受容するよう構成されている。同様に、所与の中間連結部１２８についても、その経路１８０のセグメント化された半球１８２は、前記所与の中間連結部１２８が別の中間連結部１２８に連結された場合に、その別の中間連結部１２８の第２の端部１６２を受容するよう構成されている。
【００４４】
また、前記中間連結部１２８には、第１の孔１９０と、第２の孔１９２と、第３の孔１９４とが形成されている（図８Ｃを参照）。前記第１の孔１９０は、前記長手方向の軸１６４に実質的に平行で、前記第１の部分１６６から前記第２の端部１６２へと延長し、前記経路１８０と前記第１の表面１７０との間に配置されている。前記第２の孔１９２は、前記長手方向の軸１６４に実質的に平行で、前記第１の部分１６６から前記第２の端部１６２へと延長し、前記経路１８０と前記第１の表面１７０との間に配置されている。前記第３の孔１９４は、前記長手方向の軸１６４に実質的に平行で、前記第１の部分１６６から前記第２の端部１６２へと延長し、前記経路１８０と前記第１の表面１７０との間に配置されている。これら第１の孔１９０、第２の孔１９２、および第３の孔１９４は、略円柱形である。種々の実施形態によれば、これらの孔１９０、１９２、１９４は、互いに均等に離間される。これら孔１９０、１９２、１９４の各サイズは、互いに同一でも、または互いに異なるものでもよい。例えば、種々の実施形態によれば、前記孔１９０、１９２、１９４に伴う各直径は、それぞれ約１．２５ミリメートル程度でよい。前記第１の孔１９０は、ケーブルを受容しかつ取り囲むよう構成されている。前記第２の孔１９２は、ケーブルを受容しかつ取り囲むよう構成されている。前記第３の孔１９４は、ケーブルを受容しかつ取り囲むよう構成されている。これら第１の孔１９０、第２の孔１９２、および第３の孔１９４は、これら前記ケーブルが動けるようにするための誘導路として作用する。
【００４５】
また前記中間連結部１２８は、図８Ｃに示すように、前記第２の部分１６８に伴う先細部分と、前記第１の溝１７４、前記第２の溝１７６、前記第３の溝１７８の構成および配向との組み合わせが一部理由となり、前記第２の端部１６２において、第１の凹陥部（インデント）１９６、第２の凹陥部１９８、および第３の凹陥部２００が形成されている。これら第１の凹陥部１９６、第２の凹陥部１９８、第３の凹陥部２００は、図８Ｃに示すように、当該中間連結部１２８の前記第２の端部１６２に沿って均等に離間できる。これら第１の凹陥部１９６、第２の凹陥部１９８、第３の凹陥部２００は、当該第２の機構１４の前記中間連結部１２８の１つが、それに連結された別の中間連結部１２８に対し動かされた場合に、種々の用具または器具（例えば、アブレーションツール）が圧迫または束縛されるのを軽減するよう作用可能である。
【００４６】
また前記中間連結部１２８には、前記第２の部分１６８に伴う先細部分と、前記第１の孔１９０、前記第２の孔１９２、前記第３の孔１９４の構成および配向との組み合わせにより、前記第２の端部１６２において、第４の凹陥部２０２、第５の凹陥部２０４、および第６の凹陥部２０６が形成されている。これら第４の凹陥部２０２、第５の凹陥部２０４、および第６の凹陥部２０６は、図８Ｃに示すように、当該中間連結部１２８の前記第２の端部１６２に沿って均等に離間でき、前記第１の凹陥部１９６、前記第２の凹陥部１９８、および前記第３の凹陥部２００からも均等に離間できる。これら第４の凹陥部２０２、第５の凹陥部２０４、および第６の凹陥部２０６は、当該第２の機構１４の前記中間連結部１２８の１つが、それに連結された別の中間連結部１２８に対し動かされた場合に、ケーブルが圧迫または束縛されるのを軽減するよう作用することができる。
【００４７】
種々の実施形態によれば、中間連結部１２８には、その前記第２の表面１７２から若しくは前記溝１７４、１７６、１７８の１つから、前記第１の表面１７０へ延在する開口部（図示せず）も形成可能である。前記中間連結部１２８は、このような開口部を任意数有することができ、任意数の前記中間連結部１２８が、このような開口部を有することができる。図２および図４を参照すると、前記開口部は、当該多関節装置１０の前記第１の端部２４から当該多関節装置１０の前記第２の端部２６まで通過する用具または器具の出口点として利用できる。そのような実施形態の場合、各前記中間連結部１２８は、当該第２の機構１４の第２の連結部１２６に近接して配置できる。前記開口部は、前記中間連結部１２８の前記長手方向の軸１３４に対し、任意の角度に配向できる。前記第１の機構１２を前記第２の機構１４から取り出して、当該第２の機構１４の前記第１の端部１２０から当該第２の機構１４の前記第２の端部１２２へ比較的大きな用具または器具を前進させる場合、第２の用具または器具（例えば、光ファイバーケーブル）には、当該第２の機構１４の前記第２の端部１２２を貫通するだけの十分な空間が残されていないおそれがある。そのような場合は、前記中間連結部１２８の１つの開口部から、前記第２の用具または器具を出すことができる。
【００４８】
上記の構造により、前記第１の連結部１２４は、その前記第２の端部１３２を、前記中間連結部１２８の前記経路１８０の前記セグメント化された半球１８２内に着座させることにより、前記中間連結部１２８に連結できる。前記第１の連結部１２４の前記第２の端部１３２の凸型構成は、全体として、前記中間連結部１２８の前記経路１８０の前記セグメント化された半球１８２の凹型構成に対応するため、前記第１の連結部１２４は前記中間連結部１２８に連結でき、その場合、前記第１の連結部１２４の前記長手方向の軸１３４と、前記第１の溝１４２と、前記第２の溝１４４と、前記第３の溝１４６と、前記第１の孔１５４と、前記第２の孔１５６と、前記第３の孔１５８とが、前記中間連結部１２８の前記長手方向の軸１６４と、前記第１の溝１７４と、前記第２の溝１７６と、前記第３の溝１７８と、前記第１の孔１９０と、前記第２の孔１９２と、前記第３の孔１９４とにそれぞれ位置合わせされる。前記中間連結部１２８は、その前記長手方向の軸１６４が、前記第１の連結部１２４の前記長手方向の軸１３４に整列していない状態で、前記第１の連結部１２４に対して動くことができる。種々の実施形態によれば、前記第１の連結部１２４および前記中間連結部１２８の構成により、前記中間連結部１２８は、前記第１の連結部１２４の前記長手方向の軸１３４と、前記中間連結部１２８の前記長手方向の軸１６４とが、互いに最高約１０°の角度をなすよう、当該中間連結部１２８の連結先である前記第１の連結部１２４に対して動くことができる。同様に、中間連結部１２８の１つは、その第２の端部１６２を別の中間連結部１２８の経路１８０のセグメント化された半球１８２内に着座させることにより、前記別の中間連結部１２８と連結することができる。前記中間連結部１２８の前記第２の端部１６２の凸型構成は、全体として、前記中間連結部１２８の前記経路１８０の前記セグメント化された半球１８２の凹型構成に対応するため、前記中間連結部１２８同士は連結でき、その場合、当該中間連結部１２８の前記長手方向の軸１６４同士、前記第１の溝１７４同士、前記第２の溝１７６同士、前記第３の溝１７８同士、前記第１の孔１９０同士、前記第２の孔１９２同士、および前記第３の孔１９４同士がそれぞれ位置合わせされる。互いに連結された前記中間連結部１２８同士は、それらの長手方向の軸１６４が互いに整列していない状態で、相対的に動くことができる。種々の実施形態によれば、連結された前記中間連結部１２８同士の構成により、中間連結部１２８の１つは、前記長手方向の軸１６４同士が互いに最高約１０°の角度をなすよう、当該中間連結部１２８の連結先である別の中間連結部１２８に対し動くことができる。
【００４９】
図９Ａ〜９Ｃは、前記第２の機構１４の前記第２の連結部１２６（外部の遠位連結部）の種々の実施形態を例示したものである。この第２の連結部１２６は、第１の端部２０８および第２の端部２１０を含み、図９Ｃに示すように、当該第２の連結部１２６には、前記第１の端部２０８の中心および前記第２の端部２１０の中心を貫通する長手方向の軸２１２が形成されている。この第２の連結部１２６は、任意の適切な材料で製作できる。種々の実施形態によれば、この第２の連結部１２６は、Ｄｅｌｒｉｎ（登録商標）などの熱可塑性材料で製作される。
【００５０】
前記第２の連結部１２６は、第１の部分２１４および第２の部分２１６を有する。前記第１の部分２１４は近位の部分、また前記第２の部分２１６は遠位の部分と見なすことができる。前記第１の部分２１４は、前記第２の部分２１６と一体的に作製できる。前記第１の部分２１４は、外側が略円柱形で、当該第２の連結部１２６の前記第１の端部２０８から当該第２の連結部１２６の前記第２の端部２１０へと延長する。種々の実施形態によれば、この第１の部分２１４の直径は、約４．８０ミリメートル程度である。
【００５１】
種々の実施形態によれば、前記第２の部分２１６は、外側が略円柱形である部分で前記第１の部分２１４に接触し、当該第２の連結部１２６の前記第２の端部２１０へ向かって先細加工されている。前記第２の部分２１６の外側は、セグメント化された円錐形の形態に構成されている。種々の実施形態によれば、前記第２の部分２１６の外側は、当該第２の連結部１２６の前記第１の部分２１４から前記第２の端部２１０へ向かって、前記第１の部分２１４の外側に対し約２０°程度の角度で先細加工されている。当該第２の連結部１２６の長さは、約１５ミリメートル程度にできる。ただし当業者であれば、この第２の連結部１２６の長さは用途に基き変更が可能であることを理解するものである。
【００５２】
また、前記第２の連結部１２６は、当該第２の連結部１２６の前記第１の端部２０８から当該第２の連結部１２６の前記第２の端部２１０へと延長する第１の表面２１８と、当該第２の連結部１２６の前記第１の端部２０８から当該第２の連結部１２６の前記第２の端部２１０へと延長する第２の表面２２０とを有する。前記第１の表面２１８は当該第２の連結部１２６の外面、前記第２の表面２２０は当該第２の連結部１２６の内面と見なすことができる。
【００５３】
また、前記第２の連結部１２６には、第１のポート２２２と、第２のポート２２４と、第３のポート２２６とが形成されている（図９Ｂを参照）。前記第１のポート２２２は、前記第２の表面２２０から前記第１の表面２１８へ延在し、前記長手方向の軸２１２に実質的に平行である。前記第２のポート２２４は、前記第２の表面２２０から前記第１の表面２１８へ延在し、前記長手方向の軸２１２に実質的に平行である。前記第３のポート２２６は、前記第２の表面２２０から前記第１の表面２１８へ延在し、前記長手方向の軸２１２に実質的に平行である。これら第１のポート２２２、第２のポート２２４、第３のポート２２６は円柱形にでき、図９Ｄに示すように、当該第２の連結部１２６の前記長手方向の軸２１２の周りで均等に離間できる。これらポート２２２、２２４、２２６の各サイズは、互いに同一でも、または互いに異なるものであってもよい。例えば、種々の実施形態によれば、前記第１のポート２２２および第２のポート２２４は、約１．５０ミリメートル程度の直径を有する円筒形のセグメントとして構成され、前記第３のポート２２６は、約２．５０ミリメートル程度の直径を有する円筒形として構成される。その他の寸法も使用可能である。これら第１のポート２２２、第２のポート２２４、第３のポート２２６は、それぞれ様々な用具または器具（例えば、アブレーションツール）を受容しかつ取り囲むよう構成され、その用具または器具は、当該多関節装置１０の前記第１の端部２４から当該多関節装置１０の前記第２の端部２６へと通過する。
【００５４】
また、前記第２の連結部１２６には、第１の孔２２８と、第２の孔２３０と、第３の孔２３２とが形成されている（図９Ｂを参照）。前記第１の孔２２８は、前記第２の表面２２０から前記第１の表面２１８へ延在し、前記長手方向の軸２１２に実質的に平行である。前記第２の孔２３０は、前記第２の表面２２０から前記第１の表面２１８へ延在し、前記長手方向の軸２１２に実質的に平行である。前記第３の孔２３２は、前記第２の表面２２０から前記第１の表面２１８へ延在し、前記長手方向の軸２１２に実質的に平行である。これら第１の孔２２８、第２の孔２３０、および第３の孔２３２は、略円柱形である。種々の実施形態によれば、これらの孔２２８、２３０、２３２は、図９Ｄに示すように、互いに均等に離間される。これら孔２２８、２３０、２３２の各サイズは、互いに同一でも、または互いに異なるものであってもよい。例えば、種々の実施形態によれば、前記孔２２８、２３０、２３２に伴う各直径は、それぞれ約１．２５ミリメートル程度でよい。前記第１の孔２２８は、ケーブルを受容しかつ取り囲むよう構成されている。前記第２の孔２３０は、ケーブルを受容しかつ取り囲むよう構成されている。前記第３の孔２３２は、ケーブルを受容しかつ取り囲むよう構成されている。
【００５５】
また、当該第２の連結部１２６には、図９Ｃに示すように、前記第１の端部２０８から前記第２の端部２１０へ前記長手方向の軸２１２に沿って延在する凹部２３４が形成されている。種々の実施形態によれば、前記凹部２３４は、複合的な形状に構成され、この形状は、当該第２の連結部１２６の前記第１の端部２０８から前記第２の端部２１０へ延在する第１のセグメント化された半球２３６と、前記第１のセグメント化された半球２３６から前記第２の端部２１０へ延在する第２のセグメント化された半球２３８との組み合わせを有する。種々の実施形態によれば、前記第１のセグメント化された半球２３６は、約９．５０ミリメートル程度の直径を有する球体の一部を表し、前記第２のセグメント化された半球２３８は、約７．０ミリメートル程度の直径を有する球体の一部を表す。前記凹部２３４の前記第１のセグメント化された半球２３６は、中間連結部１２８が前記第２の連結部１２６に連結された場合に、前記中間連結部１２８の第２の端部１６２を受容するよう構成されている。
【００５６】
上述の構造により、中間連結部１２８は、その前記第２の端部１６２を前記第２の連結部１２６の前記凹部２３４の前記第１のセグメント化された半球２３６内に着座させることによって前記第２の連結部１２６に連結する。前記中間連結部１２８の前記第２の端部１６２の凸型構成は、前記第２の連結部１２６の前記凹部２３４の前記第１のセグメント化された半球２３６の凹型構成にほぼ対応するため、前記中間連結部１２８は前記第２の連結部１２６に連結でき、その場合、前記中間連結部１２８の前記長手方向の軸１６４と、前記第１の溝１７４と、前記第２の溝１７６と、前記第３の溝１７８と、前記第１の孔１９０と、前記第２の孔１９２と、前記第３の孔１９４とが、前記第２の連結部１２６の前記長手方向の軸２１２と、前記第１のポート２２２と、前記第２のポート２２４と、前記第３のポート２２６と、前記第１の孔２２８と、前記第２の孔２３０と、前記第３の孔２３２とにそれぞれ位置合わせされる。前記第２の連結部１２６は、前記長手方向の軸１６４および２１２が互いに整列していない状態で、当該第２の連結部３０の連結先である前記中間連結部１２８に対し動かすことができる。種々の実施形態によれば、前記第２の連結部１２６の構成により、連結された中間連結部１２８は、前記長手方向の軸１６４および２１２が互いに最高約１０°の角度をなすよう、前記第２の連結部１２６に対し移動可能である。
【００５７】
前記第１の機構１２を前記第２の機構１４に挿入すると、前記第１の機構１２の前記中間連結部３２の前記第１の溝７０と、前記第２の溝７２と、前記第３の溝７４とは、前記第２の機構１４の前記中間連結部１２８の前記第１の溝１７４と、前記第２の溝１７６と、前記第３の溝１７８とに実質的に位置合わせ可能となり、前記第１の機構１２の前記第２の連結部３０の前記長手方向の軸９０と、前記第１の溝９８と、前記第２の溝１００とは、前記第２の機構１４の前記第２の連結部１２６の前記第１のポート２２２と、前記第２のポート２２４と、前記第３のポート２２６とに実質的に位置合わせ可能となる。前記第１の機構１２の前記中間連結部３２の前記第１の溝７０が、前記第２の機構１４の前記中間連結部１２８の前記第１の溝１７４に位置合わせされて組み合わさることにより、前記第１の溝７０および１７４は、集合的に、前記第２の機構１４の前記第２の連結部１２６の前記第１のポート２２２に実質的に位置合わせされた第１の作業ポートとして作用することができる。前記第１の溝７０は前記第１の作業ポートの内側部分、前記第１の溝１７４は前記第１の作業ポートの外側部分と見なすことができる。
【００５８】
同様に、前記第１の機構１２の前記中間連結部３２の前記第２の溝７２が、前記第２の機構１４の前記中間連結部１２８の前記第２の溝１７６に位置合わせされて組み合わさることにより、前記第２の溝７２および１７６は、集合的に、前記第２の機構１４の前記第２の連結部１２６の前記第２のポート２２４に実質的に位置合わせされた第２の作業ポートとして作用することができ、前記第１の機構１２の前記中間連結部３２の前記第３の溝７４が、前記第２の機構１４の前記中間連結部１２８の前記第３の溝１７８に位置合わせされて組み合わさることにより、前記第３の溝７４および１７８は、集合的に、前記第２の機構１４の前記第２の連結部１２６の前記第３のポート２２６に実質的に位置合わせされた第３の作業ポートとして作用することができる。前記第２の溝７２は前記第２の作業ポートの内側部分、前記第２の溝１７６は前記第２の作業ポートの外側部分と見なすことができる。前記第３の溝７４は前記第３の作業ポートの内側部分、前記第３の溝１７８は前記第３の作業ポートの外側部分と見なすことができる。前記第１の作業ポート、前記第２の作業ポート、前記第３の作業ポートの各々を利用すると、当該多関節装置１０の前記第１の端部２４から当該多関節装置１０の前記第２の端部２６へ、種々の用具または器具（例えば、アブレーションツール）を通過させることができる。上記の例示的なサイズの場合、前記第３の作業ポートは、前記第１の作業ポートおよび第２の作業ポートより大きい。そのため、前記第３の作業ポートは、前記第１の作業ポートまたは第２の作業ポートを通過させるには大きすぎる特定の用具または器具を通過させる上で利用できる。
【００５９】
各前記中間連結部３２および１２８の各前記溝７０、７２、７４、１７４、１７６、１７８が位置合わせされて、集合的に前記種々の用具または器具を取り囲んだ場合、前記溝７０、７２、７４、１７４、１７６、１７８と、前記種々の用具または器具とを組み合わせたものは、前記第１の機構１２および前記第２の機構１４の相対的な回転を制限し若しくは防ぐよう作用することができる。
【００６０】
前記第２の機構１４の前記中間連結部１２８の前記経路１８０の直径は、前記第１の機構１２のいずれの部分の直径よりも大きいため、当該第１の機構１２が当該第２の機構１４に受容されると（図１Ｂを参照）、当該第１の機構１２と当該第２の機構１４との間には３次元の空間２４０が存在する。種々の実施形態によれば、この空間２４０を利用すると、配線、用具、器具などを、当該多関節装置１０の前記第１の端部２４から当該多関節装置１０の前記第２の端部２６まで通過させることができる。
【００６１】
種々の実施形態によれば、１若しくはそれ以上のステアリングケーブルは適切な任意の材料から製作できる。例えば、種々の実施形態によれば、前記ステアリングケーブルは、Ｓｐｅｃｔｒａ（登録商標）などのポリエチレンファイバーケーブルで製作してよい。前記ステアリングケーブルを利用し当該多関節装置１０の動きを制御することができる。例えば、前記ステアリングケーブルのそれぞれに実質的に等しい張力を与えると、前記連結部２８、３０、３２、１２４、１２６、１２８の各々の前記長手方向の軸３８、６２、９０、１３４、１６４、２１２がすべて整列する方向に、前記第１の機構１２および／または前記第２の機構１４を操作することができる。１若しくはそれ以上の前記ステアリングケーブルに異なる張力を与えると、前記連結部２８、３０、３２、１２４、１２６、１２８の各々の前記長手方向の軸３８、６２、９０、１３４、１６４、２１２がまったく整列し合わない方向に、前記第１の機構１２および／または前記第２の機構１４を操作することができる。また、前記ケーブル１６、１８、２０を利用すると、前記第２の相機構１４の対的な状態を制御することもできる。例えば、前記ステアリングケーブルに均一な張力を与えると、前記第２の機構１４は「剛性の」（ｒｉｇｉｄ）状態となることが可能であり、当該ステアリングケーブルへの張力を緩めると、前記第２の機構１４は「柔軟な」（ｌｉｍｐ）状態になる。種々の実施形態によれば、１若しくはそれ以上の前記ステアリングケーブルは、前記第２の機構１４の前記第１の連結部１２４の前記第１の端部１３０に、例えば各々のストッパーノットにより、各々の滑車（図示せず）に取り付けることができる。前記ステアリングケーブルは、例えば各々のストッパーノットにより、前記第２の機構１４の前記第２の連結部１２６の前記第２の端部１３２に取り付けることができる。当業者であれば、他の実施形態に従って、前記第１の機構１２および／または前記第２の機構１４にねじり力をかけることにより、または当該技術分野で公知の他の任意態様により、上記の「剛性の」状態および「柔軟な」状態を達成できることが理解されるものである。
【００６２】
種々の実施形態によれば、１若しくはそれ以上の張力調整ケーブルは適切な任意の材料から製作できる。例えば種々の実施形態によれば、前記張力調整ケーブルはＳｐｅｃｔｒａ（登録商標）などのポリエチレンファイバーケーブルで製作することが可能である。前記張力調整ケーブルを利用し、前記第１の機構１２の相対的な状態を制御することができる。例えば、前記張力調整ケーブルを強く引くと、前記第１の機構１２は「剛性の」状態になり、この張力調整ケーブルを弛緩させると、前記第１の機構１２は「柔軟な」状態になることができる。種々の実施形態によれば、この張力調整ケーブルは、前記第１の機構１２の前記第１の連結部２８の前記第１の端部３４で、例えばストッパーノットにより、滑車（図示せず）に取り付けることができる。この張力調整ケーブルは、例えばストッパーノットにより、前記第１の機構１２の前記第２の連結部３０の前記第２の端部８８に取り付けることができる。
【００６３】
図１０は、当該操作可能な多関節装置１０の動きのシーケンスの種々の実施形態を例示したものである。このシーケンスの開始時には、図１０の工程「ａ」で示すように、前記第２の機構１４が前記第１の機構１２を取り囲み、前記第１の機構１２の前記連結部２８、３０、３２の各々の前記長手方向の軸３８、６２、９０が、前記第２の機構１４の前記連結部１２４、１２６、１２８の各々の前記長手方向の軸１３４、１６４、２１２と実質的に整列し、前記第１の機構１２の前記第２の端部２６が、前記第２の機構１４の前記第２の端部１２２と実質的に同じ位置にある。前記張力調整ケーブルを強く引くと当該第１の機構１２は剛性モードになっている。前記ステアリングケーブルを強く引かないことによって前記第２の機構１４は柔軟モードになっている。
【００６４】
次に、前記第２の機構１４が前方に動かされることにより、その第２の連結部１２６が、図１０の工程「ｂ」に示すように、前記第１の機構１２の前記第２の端部２４より連結部約１つ分だけ前方に位置付けられる。前記ケーブル１６、１８、２０を利用すると、前記第２の連結部１２６を特定の配向にでき、その場合、前記第１の連結部１２４の前記長手方向の軸１３４は、もはや前記第２の機構１４の前記中間連結部１２８の前記長手方向の軸１６４にも前記第１の機構１２の前記第２の連結部３０の前記長手方向の軸９０にも整列していない。前記第２の連結部１２６が望ましい位置および配向になったのち、前記第２の機構１４を剛性モードにしてその位置および配向を維持するよう、前記ステアリングケーブルが同一の力で引張られる。
【００６５】
次いで、前記張力調整ケーブルを引く力が解除されると、前記第１の機構１２が柔軟モードになる。この第１の機構１２は、柔軟モードになった後、図１０の工程「ｃ」に示すように、この第１の機構１２の前記第２の連結部３０が、前記第１の機構１４の第２の連結部１２２と実質的に同じ位置になるよう、前方に動かされる。前記第１の機構１２の前記第２の連結部３０が望ましい位置および配向になったのち、前記張力調整ケーブルが強く引かれ前記第１の機構１２が再び剛性モードになることで、前記第１の機構１２の位置および配向が保たれる。
【００６６】
次に、前記ステアリングケーブルを引く力が解除されると、前記第２の機構１４が再び柔軟モードになる。再び柔軟モードになった前記第２の機構１４が前方に動かされ、これにより、当該第２の機構１４の第２の連結部１２６は、図１０の工程「ｄ」に示すように、前記第１の機構１２の前記第２の端部２６より連結部約１つ分だけ前方に位置付けられる。前記第２の連結部１２６が望ましい位置および配向になると、前記第２の機構１４を剛性モードにしてその位置および配向を維持するよう、前記ステアリングケーブルが同一の力で引張られる。
【００６７】
次いで、前記張力調整ケーブルを引く力が解除されると、前記第１の機構１２が再び柔軟モードになる。この第１の機構１２は、再び柔軟モードになった後、図１０の工程「ｅ」に示すように、この第１の機構１２の前記第２の連結部３０が、再び前記第１の機構１４の第２の連結部１２２と実質的に同じ位置になるよう、前方に動かされる。前記第１の機構１２の前記第２の連結部３０が望ましい位置および配向になったのち、前記張力調整ケーブルが強く引かれて前記第１の機構１２が再び剛性モードになることで、前記第１の機構１２の位置および配向が保たれる。上記の全般的な動きのシーケンスは、任意の回数繰り返すことができ、前記第２の機構１４の前記第２の連結部１２６は、任意の方向に任意の配向で前進できる。当業者であれば、当該多関節装置１０を使うと、任意数の動きのシーケンスを利用できることが理解されるであろう。例えば、種々の実施形態によれば、前記第２の機構１４は、任意数の連結部を前記第１の機構１２より前方へ動かすことができる。
【００６８】
上記の例示的サイズは、全般的に相対的なものであり、当業者であれば、前記多関節装置１０が拡大（スケールアップ）または縮小（スケールダウン）可能であることが理解されるであろう。例えば、上述した実施形態の場合、当該多関節装置１０の前記中間連結部１２８の最大部における直径は約９．６５ミリメートル程度であるが、当業者であれば、他の実施形態では、当該多関節装置１０の前記中間連結部１２８の最大部における直径が約１．０ミリメートル程度になるよう、前記中間連結部１２８をスケールダウンできることが理解されるであろう。そのような実施形態では、当該多関節装置１０の他の構成要素も、それぞれ比例的にスケールダウンされることになる。
【００６９】
前記第１の機構１２を有する各前記連結部２８、３０、３２の独特の構成と、前記第２の機構１４を有する各前記連結部１２４、１２６、１２８の独特の構成との組み合わせにより、比較的小さい半径を有する円周により形成される経路を移動する能力が、前記多関節装置１０にもたらされる。例えば、上記の例示的サイズの場合、当該多関節装置１０は、約４５ミリメートル程度の半径を有する円周により形成される経路を移動することができる。そのような小さい曲率でナビゲートする当該多関節装置１０の例は、図１１に示される。当該多関節装置１０の前記中間連結部１２８の最大部が（例えば、外径で測定した場合に）約１．０ミリメートル程度であるような実施形態では、当該多関節装置１０は、４５ミリメートルより著しく小さい半径を有する円周により形成される経路を移動することができる。外径寸法の軽減とは独立してより小さな曲率半径を達成することも可能である。例えば、一定の外径を維持する一方、長手方向の寸法を変更し（例えば、中間連結部の長さ）前記半径曲率を下げることが可能である。当業者であれば、そのような小さい曲率をナビゲートする能力により、当該多関節装置１０は、管腔空間および腔内空間（空洞内空間）の双方におけるいくつかの異なる低侵襲的処置での使用に適していることが理解されるであろう。
【００７０】
一実施形態では、操作可能な多関節装置に、球形遠位アセンブリを含めることができる。このアセンブリには少なくとも２つの構成要素が含まれ、これらは通常、遠位連結カップおよび球体である。前記球体は、前記遠位連結カップとは別個の構成要素で、前記多関節装置とは別個の制御システムに接続される。この別個の制御システムには、補助作動ケーブルのセットのほか、追加制御要素が含まれる。前記補助作動ケーブルは、前記球体だけでなく前記追加制御要素にも接続でき、前記追加制御要素は前記補助作動ケーブルの長さを変え、結果的に前記球体の動きを変える。前記別個の制御システムは、上記のようにフィーダー内または前記多関節装置内に設置することができる。
【００７１】
前記球体は、（遠位連結カップを原点とし、Ｚ軸が順方向すなわち当該遠位連結カップの長手方向軸に向かい、Ｘ軸およびＹ軸が前記Ｚ軸に垂直な３次元座標系の）Ｘ方向およびＹ方向の平行移動について、前記遠位連結カップの形状により運動学的に制約されており、前記補助作動ケーブルによりＺ方向に制約されている。また、前記球体は、前記遠位連結カップの長手方向軸（Ｚ軸）の周りの回転についても前記補助作動ケーブルにより制約されているが、前記Ｚ軸に直交した前記２軸の周りの回転は可能である。
【００７２】
前記球形遠位アセンブリを含めることにより、前記多関節装置の遠端部の動きの範囲が拡大する。ただし、前記球体を前記多関節装置に接続する必要はないので注意することが重要である。前記補助作動ケーブルにかかる張力は、前記遠位連結カップ内の前記球体を運動学的に制約することにより、前記遠位連結アセンブリを形成する。遠位連結カップを伴った操作可能な多関節装置は、通常、前記球体なしでも機能できるが、前記球体は、前記遠位連結カップおよび補助作動ケーブルなしでは機能しない。以下、前記球形遠位アセンブリについて、図１２〜１４を参照してさらに詳しく説明する。
【００７３】
図１２は、多関節装置１２００の例示的な実施形態を例示したものである。上記に表した実施形態（例えば、図２に例示した実施形態）と同様、多関節装置１２００は、近位連結部１２０２および一連の中間連結部１２０４を有する。装置１２００は、球形遠位連結カップ１２０６および球形連結部１２０８も有し、これらが合わせて前記球形遠位アセンブリを形成する。図１２に示すように、前記装置１２００の球形連結部は、球形連結部１２０８に取り付けた装置（例えば、カメラ）または当該多関節装置の前記ポートの１つを貫通する装置（例えば、アブレーションカテーテル）の向きを変える上で、前記中間連結部および前記遠位連結カップの相対運動より著しく広い範囲の動きを有する（矢印１２１０および１２１２で表す）。代替実施形態において、この球形連結部は、前記中間連結部および前記遠位連結カップの動きと同様な、またはそれより狭い範囲の動きを有することができる。
【００７４】
装置１２００の動きは、上述した装置１２の動きと同様である。何本かのステアリングケーブル（この例では、３本のステアリングケーブル）は、各連結部に開けられた孔を貫通して前記球形遠位連結カップ１２０６へ方向付けられ、そこで終端する。上記と同様、各ステアリングケーブルの長さを変える（例えば、各ケーブルにかかる張力を変えて、その長さを変える）ことにより、装置１２００の前記遠位連結部を特定の方向へ向けることができる。球形連結部１２０８の制御は、付加的な補助作動ケーブルセットにより行われる。これらの補助作動ケーブルは、前記ステアリングケーブルと同じ穴のセット、または各連結部に開けられた別個の穴のセットにより方向付けることができ、球形連結部１２０８上で終端する。装置１２００の各連結部（すなわち、近位、中間、および球形遠位アセンブリ）とそれに伴うケーブル孔およびケーブル終端部については、図１３Ａ〜１４を参照してさらに詳しく説明する。
【００７５】
図１３Ａは、近位連結部１２０２の複数の図、すなわち断面図および等角図を例示したものである。近位連結部１２０２は、上述し、また図７Ａ〜７Ｃに例示した近位連結部１２４と同様に機能する。近位連結部１２０２が連結部１２４と異なる点は、前記ケーブルを受容する６つの孔、例えば前記３本のステアリングケーブルを受容する孔１３０２、１３０４、および１３０６と、前記補助作動ケーブルを受容する孔１３０８、１３１０、および１３１２とを含むことである。ただし、この構成配置は、単に例として示したものであることを理解すべきである。連結部の完全性を保ちながら前記ケーブルを保護する孔の構成であれば、いかなるものも使用でき、例えば孔を合計３つとし、各孔が別個のケーブルを２本受容し、そのうち１本のケーブルは前記多関節装置のステアリング用で、１本は補助作動ケーブルにしてもよく、例えば図７Ｃに例示した構成配置で近位連結部１２４が３つの孔１５４、１５６、および１５８を有するようにしてもよい。ただし、この構成配置を使うと、２セットのケーブル間に摩擦が生じるため、各ケーブルにコーティングを施して摩擦による当該ケーブルの損傷を防ぐことが必要になる可能性がある。同様に、各ケーブルは、孔内でのケーブル共有により生じる摩擦を制限するよう、低摩擦シースに収容することができる。種々の実施形態によれば、近位連結部１２０２は、例えばＤｅｌｒｉｎ（登録商標）などの熱可塑性材料、あるいはアルミニウムまたはステンレス鋼など任意の適切な金属で製作される。
【００７６】
図１３Ｂは、中間連結部１２０４の複数の図、すなわち断面図および等角図を例示したものである。中間連結部１２０４は、上述し、また図８Ａ〜８Ｃに例示した中間連結部１２８と同様に機能する。中間連結部１２０４が連結部１２８と異なる点は、前記ケーブルを受容する６つの孔、例えば前記３本のステアリングケーブルを受容する孔１３２２、１３２４、および１３２６と、前記補助作動ケーブルを受容する孔１３２８、１３３０、および１３３２とを含むことである。ただし、この構成配置は、単に例として示したものであることを理解すべきである。連結部の完全性を保ちながら前記ケーブルを保護する孔の構成であれば、いかなるものも使用でき、例えば孔を合計３つとし、各孔が別個のケーブルを２本受容し、そのうち１本のケーブルは前記多関節装置のステアリング用で、１本は補助作動ケーブルにしてもよく、例えば図７Ｃに例示した構成配置で近位連結部１２８が３つの孔１９０、１９２、および１９４を有するようにしてもよい。ただし、この構成配置を使うと、２セットのケーブル間に摩擦が生じるため、各ケーブルにコーティングを施して摩擦による当該ケーブルの損傷を防ぐことが必要になる可能性がある。同様に、各ケーブルは、孔内でのケーブル共有により生じる摩擦を制限するよう、低摩擦シースに収容することができる。種々の実施形態によれば、この中間連結部１２０４は、例えばＤｅｌｒｉｎ（登録商標）などの熱可塑性材料、またはポリスルホンで製作される。
【００７７】
図１３Ｃは、球形遠位連結カップ１２０６の複数の図、すなわち断面図および等角図を例示したものである。球形遠位連結カップ１２０６は、前記多関節装置ステアリングケーブルの終端点である。多関節装置ケーブルは、孔１３４２、１３４４、および１３４６に受容される。前記多関節ステアリングケーブルの終端部には、当該ケーブルの終端部が前記孔の開口部より大きくなるよう結び目が作られる。同様に、ケーブルを機械的にクランプまたはスプライシング（接続）するなど付加的な終端技術を使用することもできる。球形遠位連結カップ１２０６において一度ケーブルを終端させると、前記多関節装置ステアリングケーブルのいかなる長さ変更も、当該球形遠位連結カップ１２０６に直接伝わって、前記球形遠位アセンブリの配向（向き）が変更される。図１３Ｃに例示した球形遠位カップの例では、３つの別個の孔１３４８、１３５０、および１３５２が前記補助作動ケーブルとして提供されている。ただし、近位連結部１２０２および中間連結部１２０４と同様、補助作動ケーブルは、多関節装置ステアリングケーブルと孔を共有する可能性がある。図１４は、球形遠位カップ１２０６の例を示したもので、この場合３つの孔１４０２、１４０４、および１４０６が提供されており、各孔はステアリングケーブルおよび補助作動ケーブルの双方を受容する。
【００７８】
また、球形遠位連結カップ１２０６は、３つの凹面（例えば、図１３Ｃの１３６０、１３６２、および１３６４）を有する。これらの凹面は、前記の球形連結部の半径と同様な半径を有することにより、前記球形連結部との適切な嵌合を確実にできる。種々の実施形態によれば、球形遠位連結カップ１２０６は、例えばＤｅｌｒｉｎ（登録商標）などの熱可塑性材料、あるいはアルミニウムまたはステンレス鋼など任意の適切な金属で製作される。
【００７９】
図１３Ｄは、球形連結部１２０８の複数の図、すなわち断面図および等角図を例示したものである。球形連結部１２０８は、上述の遠位連結部３０と同様に機能する。遠位連結部３０同様、開口部１３７０には装置（例えば、カメラ）を取り付けられるが、前記補助作動ケーブルの制御および終端位置の態様により、球形連結部１２０８は、取り付けられた装置に遠位連結部３０より広い範囲の動きをもたらす。また、作業ポート１３７２、１３７４、および／または１３７６の１つには医療器具（例えば、アブレーションカテーテル）を取り付けることができる。
【００８０】
各前記補助作動ケーブルは、孔１３８０、１３８２、および１３８４を通過し、球形連結部１２０８で終端する。各ケーブルは球形連結部１２０８の外側に沿って配線され、孔の中へ送られる。次いで、前記補助作動ケーブルが球形連結部１２０８の内面、例えば内面１３９０上で反応するよう、球形連結部１２０８の内側で前記ケーブルに結び目が作られ、または終端処理が行われる。前記補助作動ケーブルが取り付けられた球形連結部１２０８は、球形遠位連結カップ１２０６内に嵌装されて、前記球形遠位アセンブリを形成する。前記補助作動ケーブルの１つに張力をかけると当該補助作動ケーブルの長さが変わり、これに伴って球形連結部１２０８が回転する。この構成において、球形連結部１２０８は前記多関節装置に取り付けられておらず、むしろ球形遠位カップ１２０６内に運動学的に制約され、前記補助作動ケーブルにより定位置に保持されている。
【００８１】
種々の実施形態によれば、球形連結部１２０８は、球形遠位連結カップ１２０６の製作に使用される材料のタイプとは一致しない材料で製作される。例えば、球形遠位連結カップ１２０６が熱可塑性物質、例えばＤｅｌｒｉｎ（登録商標）で製作される場合、球形連結部１２０８は、ステンレス鋼または他の適切な金属などの金属で製作できる。球形遠位連結カップ１２０６および球形連結部１２０８を一致しない材料で製作することにより、これら２つの間の摩擦が軽減される。ただし、一致しない材料は必須ではなく、また一部の用途（例えば、精密手術用途）ではより大きな摩擦が望まれることに注意すべきである。
【００８２】
図１５は、一実施形態に係る装置の例示的な側面図を示した図である。図１５で例示するように、この装置には、単一の自由度で回転するよう構成された回転連結部を含めることができる。装置１５００は、インターベンション用または経皮的なカテーテル装置などのカテーテルであってよい。装置１５００には、柔軟な（可撓性の）カテーテルシャフト１５１０、例えば生体適合性エラストマーあるいはシリコンまたはポリウレタンなど他のプラスチックで作製されたシャフトを含めることができる。ハンドル１５４０は、シャフト１５１０の近端部に設置でき、制御部、ノブ１５４１、および／または標準的なルアーロックアクセスポート１５４２を含んでよい。ポート１５４２は、１若しくはそれ以上の用具（ツール）をポート１５４２に挿通し、またシャフト１５１０の１若しくはそれ以上の作業チャネルに挿通できるよう構成することができ、前記経路については図示していないが、上記で詳述している。図１５Ａは、一実施形態に係る装置１５００の例示的な遠端部を示した図である。枢動アセンブリ１５２０は、例えば接着接合部を介してシャフト１５１０の遠端部に取り付けることができる。枢動アセンブリ１５２０または他のシャフト１５１０用の適合連結部を取り付ける際は、多数の取り付け形態を利用することができる。例えば、１若しくはそれ以上のネジ山、スナップ式継手、係止爪式接続部、接着剤、溶接部、摩擦係合部などを使用してもよい。特定の一実施形態では、１若しくはそれ以上のケーブルを枢動アセンブリ１５２０に取り付け、張力を維持してシャフト１５１０と枢動アセンブリ１５２０間の接触を保つことができる。一代替実施形態では、１若しくはそれ以上の磁石または電導磁石をシャフト１５１０の遠端部および／または枢動アセンブリ１５２０の近端部に含め、その各々をそれに対応する部品の磁石または磁性材料に結合させることができる。結果的に生じる磁力により、前記枢動アセンブリ１５２０とシャフト１５１０の遠端部との接触を保つことが可能になる。
【００８３】
枢動アセンブリ１５２０にはヒンジピン１５２１を含めることができ、これに回転球体１５３０を回転可能に取り付けることができる。２本の回転ケーブル、ケーブル１５３２ａおよび１５３２ｂは、シャフト１５１０のチャネル、ルーメン、または他の開口部を通過し、球体１５３０上の溶接部１５３３ａおよび１５３３ｂでそれぞれ終端する。溶接部１５３３ａおよび１５３３ｂは、球体１５３０上に、例えばケーブル１５３２ａおよび１５３２ｂが近位側へ引き込まることにより生じる回転量を決定するよう配置できる。この回転量は、前記終端部の配置に関係付けることができる。例えば、図１５Ａのように配向される場合、前記終端部を遠位側へ移動すると、それに伴うケーブルの引き込みによる回転量を増やすことができる。前記終端部を前記遠端部に近づけ、続けて同じ外周に沿って近位側へ近づけると、回転範囲をさらに拡大することができる。また、ケーブル１５３２ａおよび１５３２ｂの各々の、枢動アセンブリ１５２０からの出口の位置によっても、球体１５３０の回転量を決定できる。ケーブル１５３２ａおよび１５３２ｂの出口が枢動アセンブリ１５２０の軸中心に近いほど、回転量を大きくできる。
【００８４】
ケーブル用の孔または他の貫通孔の位置と、ケーブル終端部の位置（例えば、球体１５３０上の位置）との組み合わせ、および球体に対するカップ直径の関係により、許容される回転範囲を決定することができる。一実施形態では、回転パターン範囲がすべて第１の開始位置から開始するよう、第１のケーブル、第１の貫通孔、第１のおよび、第１のケーブル終端部を配置できる。第２のケーブル、第２の貫通孔、および第２のケーブル終端部は、前記第１のケーブルにより生じる回転位置の範囲のいずれも、第２のケーブルの引き込みにより逆転できる（例えば、前記第１の開始位置に戻される）よう配置される。一実施形態では、第１のケーブルおよび第２のケーブルを同時に引き込むことにより、球体１５３０を回転させることができる。別の実施形態では、第１のケーブルを引き込み、第２のケーブルを前進させる（例えば、前記第１のケーブルの引き込みにより生じた回転に対応させる）ことにより、球体１５３０を回転させることができる。
【００８５】
ケーブル用の孔または他の貫通位置とケーブル終端部の位置（例えば、球体１５３０上の位置）との組み合わせは、１若しくはそれ以上のケーブルの前進または引き込み（または他の措置）の逆操作が不可能な回転先位置、あるいは別の位置への移動が不可能な回転先位置への回転動作を防ぐよう選択することができる。ロボット工学において、この状態は特異点により生じる。また関節が機械的な限界に近づく場合、例えばケーブルが機械的な停止状態に達する場合など、自由度が失われてしまう状態も特異点で説明される。特異点は、孔または終端点を再配置し、または球体１５３０を望ましくない位置から移動させるよう構成された１若しくはそれ以上の追加ケーブルを加える（すなわち、それらの追加ケーブルにより自由度がもう１つ追加される）ことにより回避できる。また、特異点は、前記遠位回転アセンブリの１若しくはそれ以上の特徴、例えば１若しくはそれ以上の位置で１若しくはそれ以上の方向へ機械的に回転を停止させるよう構成された１若しくはそれ以上のリッジ部により回避することができる。他の回復不可能な位置、例えば球体１５３０が第１の位置にあるときに第１のケーブルが球体１５３０の球形部分の外周の一部に巻き付いてしまっている状態も回避できる。前記第１のケーブルについて、この第１の位置から動くとき抵抗が最小になる経路が当該第１の位置へと引っ張られたときに辿る経路と異なる場合、当該ケーブルの引き込みにより望ましくない回転が生じるおそれがある（例えば、引き込み中、当該ケーブルが球体１５３０の表面上をスライドしてしまう可能性がある）。一代替実施形態では、そのような位置へ球形連結部を回転させてその位置にとどまらせたい場合など、特異点または他の回復不可能な位置が望ましい場合もある。
【００８６】
装置１５００には、ハンドル１５４０のポート１５４２から挿入し、シャフト１５１０内、枢動アセンブリ１５２０内、および球体１５３０のチャネル１５２２内で前進させて挿通可能な１若しくはそれ以上の用具を含めることができる。装置１５００および他の装置には、多数の医療用および他の用具を挿入でき、それら用具としては、これに限定されるものではないが、カッター、捕捉器具、解剖器具、生検機構、心電図電極または電極アレイなどの検出装置、低温および高周波（ＲＦ）組織アブレーションツールなどのエネルギー送達ツール、薬剤送達装置、カメラなどがある。図１５Ａでは、アブレーションプローブ１５５０が装置１５００に挿入されており、その遠端部はチャネル１５２２内に常駐している。チャネル１５２２は、その遠端部において、出口孔およびツールポート１５３１を有し、シャフト１５１０の遠端部が標的位置に近接して配置された際には、前記ツールポート１５３１からアブレーションプローブ１５５０を前進させ、また球体１５３０のチャネル１５２２を前記標的位置に向けて回転させることができる。ピン１５２１および球体１５３０の連動部（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）により、チャネル１５２２が単一平面内で移動するよう、線１２１０に沿って単一自由度で球体１５３０を回転させることができる。図１５Ｂを参照すると、球体１５３０は、アブレーションプローブ１５５０が前進すると、このプローブ１５５０の遠端部が標的Ｔへ向かって移動するよう回転されている。標的Ｔは、医療処置で焼灼する予定の患者の心臓、腫瘍、または他組織の標的位置であってよい。球体１５３０は、ケーブル１５３２ｂの引張り、および／またはケーブル１，５３２ａの押し出しにより回転されている。当該装置では、図１５で例示した装置１５００を放射状に外方向へ向け、または９０°配向させるなど、多数の方向へ向けることのできる回転連結部を提供できる。配向を９０°以上にすると、多くの処置、例えば経口的ロボット外科手術（ｔｒａｎｓｏｒａｌ  ｒｏｂｏｔｉｃ  ｓｕｒｇｅｒｙ：ＴＯＲＳ）処置を行うことができ、その場合、ツールは食道などの導管に入り、前記回転連結部から出て、前記導管の壁に比較的直交して入る。一実施形態では、結腸などの導管に内視鏡を入れ、結腸壁にほぼ直交して壁内へツールを前進させ、結腸壁内または結腸外で医療処置を行うことができる。
【００８７】
ハンドル１５４０には、例えば付加的なアクセスポート、１若しくはそれ以上の電源、図１７を参照して説明するモジュールなどの電子モジュール、１若しくはそれ以上の連結部を制御するスライドまたはノブなどの追加制御部、空気圧式または油圧式のアセンブリなどの追加構成要素を含めることができる。図１５、１５Ａ、および１５Ｂでは例示的なカテーテル装置１５００を例示しているが、内視鏡または多関節装置などの柔軟な（可撓性の）装置、あるいは腹腔鏡下装置などの剛性の装置を含む（これに限定されるものではないが）追加および／または代替装置も、本開示の範囲内で使用することができる。
【００８８】
図１６は、一実施形態に係る例示的な装置の側面図である。図１６で例示するように、この装置には、切断アセンブリを回転させるよう構成された回転連結部を含めることができる。装置１６００は、腹腔鏡下または他の同様な低侵襲医療装置であってよい。装置１６００には、剛性の管１６１０、例えばステンレス鋼、チタン、または他の金属の管、あるいは生体適合性硬質プラスチック管などの非金属管を含めることができる。カップアセンブリ１６２０は、管１６１０、例えば図１５、１５Ａ、及び１５Ｂを参照して上述したものなどに取り付けることができる。カップアセンブリ１６２０は、管１６１０に固着し、または回転可能に取り付けることができる。一実施形態では、カップアセンブリ１６２０を管１６１０に着脱可能に取り付けて、例えば種々の構成のカップアセンブリを前記管１６１０に取り付け、および／または管１６１０の遠端部および／または管１６１０内で前方に動かされる１若しくはそれ以上の用具の遠端部をアクセス可能にできる。カップアセンブリ１６２０が回転可能に取り付けられた場合、球体１６３０は、線１２１０および１２１２に沿って２つの自由度で回転するよう構成できる。装置１６００の近端部には、２若しくはそれ以上のケーブルに動作可能に取り付けられた制御部、ジョイスティック１６４１を設けることができる。ジョイスティック１６４１の動きにより、線１２１０および１２１２の一方または双方に沿って球体１６３０が動くようにできる。一代替実施形態では、球体１６３０の近端部にそれと対をなす球体を作動ケーブルで直接接続し、球体１６３０が１対１の運動マップ（等直径の球体）またはスケーリングされた運動マップ（異なる直径を有する球体）で制御されるようにできる。
【００８９】
装置１６００には切断アセンブリを含めることができ、この切断アセンブリの遠端部には、球体１６３０から出た状態で示しているはさみアセンブリ１６５０を含めることができる。剪刀アセンブリ１６５０には、球体１６３０の回転により線１２１０および１２１２の一方または双方に沿って回転可能なブレード（ｂｌａｄｅ）１６５１を含めることができる。また、装置１６００の近端部には、はさみの持ち手状の機構、アクチュエータ１６４２を設けることができる。アクチュエータ１６４２を開閉すると、それに対応してアクチュエータ１６４２と剪刀アセンブリ１６５０間で動作可能に接続できる機械的、空気圧式、油圧式、または他の適用可能な連結部などにより、ブレード１６５１を開閉させることができる。
【００９０】
図１７は、装置の例示的な遠位部分の横断面図である。図１７で例示するように、遠位部分には、より近位の球面および／または電流などの電力またはデータを回転遠位部材に送る手段と回転可能に連動するよう構成された遠位カップを含めることができる。一実施形態では、電力および／またはデータが１若しくはそれ以上の線、ワイヤー、ケーブルなどを使って送られる。装置１７００には、シャフト１７１０、例えば図１５、１５Ａ、または１５Ｂのシャフト１５１０、図１６などの管１６１０、あるいは図１〜１４の前記多関節装置のシャフトと同様なシャフトを含めることができる。シャフト１７１０には、シャフト１７１０に固着し、または着脱可能に取り付けることができる球体の一部１７２０を含めることができる。球体の一部１７２０は、１若しくはそれ以上のケーブルにより、シャフト１７１０の遠端部に対し定位置に保たれる。回転カップ１７３０の凹面は、球体の一部１７２０の凸面と回転可能に係合させることができる。ケーブル１７３２ａおよびケーブル１７３２ｂは、遠端部がそれぞれ接合部１７３３ａおよび１７３３ｂにおいてカップ１７３０に取り付けられ、近端部がハンドルに取り付けられる。接合部１７３３ｂは、回転カップ１７３０の表面１７３８’に取り付けられる。この位置でのモーメントアームは、回転カップ１７３０の接合部１７３３ａが表面１７３８”上に位置する場合のモーメントアームより小さいケーブル１７３２ｂ引き込みの単位長さあたりの回転角度は、接合部１７３３が表面１７３８’上にある場合の方が、表面１７３８”上にある場合より大きくできる。また、ケーブル１７３２ｂが引き込まれるに伴い、表面１７３８’は最終的にシャフト１７１０の遠端部と接触して回転を停止する。当該装置の前記適合連結部および回転連結部の表面の幾何学的構造（例えば、凹型および凸型の関係）を変更すると、その回転機構の性能および他の機械的特性がカスタマイズ可能となる。本明細書で説明する遠位回転アセンブリには種々の構成を適用でき、これにより回転の大きさおよびケーブル引き込みの関係、ならびに回転力およびケーブル引き込み力の関係など、多様な性能を実現することができる。
【００９１】
一実施形態では、結び目、接着剤ボール、接合部（ｓｐｌｉｃｅ）、機械的圧着、および／または他のケーブル拡大手段を多関節ケーブルの端部で形成して、当該ケーブルの端部が、当該ケーブルの貫通する孔（例えば、回転カップ１７３０の孔）より大きくなるようにできる。同様に、例えば溶接、接着接合、ケーブルと捕捉要素（例えば、Ｖ字状またはバネ式の捕捉装置）間の摩擦係合、ケーブル端部でフックまたはネジ穴およびネジにより固定されるループ、および／または他の接合部形成手段による終端技術を使って、前記ケーブル端部を直接取り付けることもできる。ケーブル１７３２ａおよび１７３２ｂに加え、例えばカップ１７３０を代替配向に回転させ、および／または１若しくはそれ以上の回転方向を逆転させるため、１若しくはそれ以上の他のケーブルを設けることができる。
【００９２】
球体の一部１７２０には第１の導電性要素１７２５が含まれ、この第１の導電性要素１７２５は、カップ１７３０に一体化できる第２の導電性要素１７３９に電気的に合着するよう構成することができる（すなわち、回転する基準系から静止した基準系への電気信号または電力の伝達に使用されるスリップリング接続と同様）。導電性要素１７２５は、ワイヤー１７２６に取り付けることができる。一実施形態では、導電性要素１７２５および１７３９に、複数の単離され若しくは独立した導電性要素（例えば、１若しくはそれ以上の絶縁体により分離され、位置合わせされた複数の導電性ストリップ（帯状体））を含めることができ、ワイヤー１７２６には複数の独立したワイヤーを含めて、複数の独立した送電が第１の導電性要素１７２５から第２の導電性要素１７３９に行われるようにできる。好適な一実施形態では、ワイヤー１７２６が第１の導電性要素１７２５、第２の導電性要素１７３９、およびワイヤー１７３６をそれぞれ通じて、電子モジュール１７３７に電気エネルギーおよび／またはデータを送る。電子モジュール１７３７にエネルギー貯蔵手段を含めると、ワイヤー１７２６がエネルギーを伝達していないとき、例えばワイヤー１７２６が電子モジュール１７３７とデータを送受信しているときに、カップ１７３０が利用可能なエネルギー源を有するようにできる。送られた電気エネルギーは、電子モジュール１７３７またはカップ１７３０内の若しくはカップ１７３０に近接した別の構成要素による貯蔵および／または使用が可能である送信または受信されるデータは、それぞれ回転位置制御信号または位置フィードバック信号であってよく、あるいは他の多くの形態のデータ、例えば装置１７００の１若しくはそれ以上の用具へ送信されるデータ、または装置１７００の１若しくはそれ以上のセンサーから受信されるデータであってよい。
【００９３】
電子モジュール１７３７は、１若しくはそれ以上のセンサー（図示していないが、カップ１７３０、球体１７２０、またはシャフト１７１０と一体的な）からのデータを記録するなどのための１若しくはそれ以上の機能を実行するよう構成された単純または複雑な電気回路であってよい。モジュール１７３７には、これに限定されるものではないが、デジタルアナログコンバータ、アナログデジタルコンバータ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、マルチプレクサおよびデマルチプレクサ、スイッチング回路、ＭＥＭＳ回路、およびＲＡＭおよびＲＯＭなどの構成要素／メモリ装置を含む種々の電子電気機械の構成要素またはシステムを含めることができる。モジュール１７３７には、その内部に埋め込まれた１若しくはそれ以上のソフトウェアプログラム、例えば利用者が装置の使用中に起動するソフトウェアを含めることができる。モジュール１７３７は、１若しくはそれ以上の用具、例えばカメラ１７５２ａおよび１７５２ｂを含むカメラアセンブリからのデータを操作および／または受信するよう構成することができる。カメラ１７５２ａおよび１７５２ｂは、ワイヤー１７３５ａおよび１７３５ｂにより電子モジュール１７３７に接続される。ワイヤー１７３５ａおよび１７３５ｂは、導線、または光ファイバーケーブルなど他の電力および／またはデータ導管であってよい。一実施形態において、カメラ１７５２ａおよび１７５２ｂはレンズアセンブリであってよく、ワイヤー１７３５ａおよび１７３５ｂは光ファイバーケーブルであってよく、その光情報は、電子モジュール１７３７に一体化されたカメラモジュールで捕捉することができる。
【００９４】
装置１７００には、１若しくはそれ以上の医療用または他の用具、例えばシャフト１７１０、球体の一部１７２０を貫通して、カップ１７３０の開口部、ツールポート１７３１に進入した状態で図１７に示した生検装置１７５１を含めることができる。ケーブル１７３２ａおよび１７３２ｂ、または他のケーブル（図示せず）を押し出し、および／または引き込むことによりカップ１７３０を回転させると、それに対応してツールポート１７３１の軌跡も回転して、例えば前進させ若しくは前進させる予定の生検装置１７５１の軌跡を制御できる。
【００９５】
図１８Ａおよび１８Ｂは、一実施形態に係る例示的な適合連結部の上面図および例示的な装置の横断面図を例示したものである。図１８Ａに示すように、カップアセンブリ１８２０には曲線状の溝１８２４を含めることができ、この溝１８２４は、好適な回転パターンのピンまたは他の嵌合突出部を含む回転連結部の回転を誘導するよう構成できる。カップアセンブリ１８２０には、１若しくはそれ以上のワイヤーまたはケーブル用の経路であるスロット１８２３のための開口部を含めることができる。図１８Ｂを参照すると、装置１８００には、上記で詳述したように、１若しくはそれ以上の構造または構成を有する管１８１０を含めることができる。管１８１０の遠端部には一体型のカップアセンブリ１８２０を含めることができ、これには適合連結部を提供する凹面を含めることができる。回転球体の凸面は、カップアセンブリ１８２０と直径が同様で、カップアセンブリ１８２０の凹面に嵌合式に受容される。
【００９６】
ケーブル１８３２は、管１８１０、カップアセンブリ１８２０、球体１８３０、または装置１８００の他の構成要素と一体化された１若しくはそれ以上の構成要素へ、装置１８００の近端部から電気信号または電力を送れるよう構成することができる。ケーブル１８３２は、ワイヤー１８５２の近端部に電気的に合着でき、このワイヤー１８５２の遠端部は、球体１８３０の遠端部に示した電極１８５１に取り付けることができる。球体１８３０が所定の回転パターンその他で回転された場合、電極１８５１は、それに対応して、患者体内の特定の組織標的などの標的へ向かって配向されるよう回転する。装置１８００の近端部には、ハンドルを含めることができる。このハンドルには、ケーブル１８３２と動作可能に接続された１若しくはそれ以上の制御部を含めることができる。
【００９７】
図１９は、例示的な装置の遠位部分の横断面図である。図１９で例示したように、装置には、回転ケーブルの移動を制限するよう構成された要素を含めることができる。装置１９００には、管１９１０、例えば図１５Ａ、１５Ｂ、または１５Ｃのシャフト１５１０、図１６の管１６１０、あるいは図１〜１４の前記多関節装置のシャフトと同様なシャフトを含めることができる。管１９１０の遠端部にはカップアセンブリ１９２０を配置でき、このカップアセンブリ１９２０は、溶接部１９２９でカップアセンブリ１９２０に取り付けられたケーブル１９２２の張力調整により長手方向の位置に保たれる。カップアセンブリ１９２０の凹面より小さい直径で示した球体１９３０は、溶接部１９３３ａおよび１９３３ｂでそれぞれ２本のケーブル、ケーブル１９３２ａおよび１９３２ｂに取り付けることができる。ケーブル１９３２ａおよび１９３２ｂは、カップアセンブリ１９２０の孔１９２７ａおよび１９２７ｂをそれぞれ通過してよい。ケーブル１９３２ｂにはカップアセンブリ１９２０のリング部１９２８を通過させることができ、これによりケーブル１９３２ｂが引き込まれた場合、球体１９３０の時計回り方向の回転が、溶接部１９３３ｂがリング部１９２８に近接した位置で止まるよう制限できる。ケーブル１９３２ａの引き込みにより球体１９３０にかかるねじり力には、溶接部１９３３ａにかかる接線方向の力と、ケーブル１９３２ａおよび球体１９３０面の摩擦係合により生じる力とが含まれる。ケーブル１９３２ｂの引き込みにより球体１９３０にかかるねじり力には、溶接部１９３３ｂとリング部１９２８間の力ベクトルにより生じるねじり力が含まれる。ケーブル１９３２ａが引き込まれる際に生じるねじりに対する球体１９３０の応答を修正する際には、孔１９２７ａおよび溶接１９３３ａに多数の構成を選択できる。同様に、ケーブル１９３２ｂが引き込まれる際に生じるねじりに対する球体１９３０の応答をカスタマイズする際にも、リング部１９２８および溶接部１９３３ｂに多数の位置および他の構成を選択できる。一代替実施形態では、ケーブル１９３２ａにも、反時計回り方向の回転を制限できるよう同様なリング部を提供できる。
【００９８】
装置１９００には、出口ポート１９１３が管１９１０からの出口となる貫通ルーメン、ルーメン１９１２を含めることができる。ルーメン１９１２は、１若しくはそれ以上の用具が管１９１０を貫通できるよう、または１若しくはそれ以上の流体をポート１９１３に近接した領域に送達できるよう構成できる。球体１９３０およびカップアセンブリ１９２０には１若しくはそれ以上の貫通孔が含まれ、それらの貫通孔は、上記で詳述したように、１若しくはそれ以上の用具が球体１９３０を貫通して、球体１９３０の回転により回転されるよう構成することができる。カップアセンブリ１９２０の遠端部にはカメラ１９６０ａおよび１９６０ｂを含めることができ、これらカメラは、例えば球体１９３０内から前進した１若しくはそれ以上の用具を観察するため、図示したように球体１９３０の正面を見るよう向きを調節できる。球体１９３０および任意の装着または挿入ツールを９０°回転させた場合など、放射状に広く見るには、広角レンズを含めることができる。カメラ１９６０ａおよび１９６０ｂは、それぞれワイヤー１９６１ａおよび１９６１ｂに取り付けて、例えば図１５を参照して上述したように、ハンドルの近位側へ移動するようにできる。前記ハンドルには、モニター、またはモニター接続用のビデオ装着ポートを含めることができる。一代替実施形態において、カメラ１９６０ａおよび１９６０ｂは単にカメラレンズであってよく、ワイヤー１９６１ａおよび１９６１ｂは前記レンズに動作可能に取り付けられた光ファイバーケーブルであってよく、その場合は、カメラを装置１９００に取り付けて、前記レンズから提供された画像を見ることができる。前記ハンドルには、ケーブル１９３２ａおよび１９３２ｂのほかケーブル１９２２とも動作可能に接続された１若しくはそれ以上の制御部を含めることができる。当該ハンドルには、球体１９３０から出るよう構成された１若しくはそれ以上の用具を導入するため、１若しくはそれ以上のポートを含めることができる。
【００９９】
図２０は、一実施形態に係る装置の例示的な遠位部分の横断面図である。図２０で例示するように、この装置には２本のケーブルとそれに伴う貫通孔を含めることができ、前記貫通孔は異なる回転動作用に配向される。装置２０００には、管２０１０、例えば図１５、１５Ａ、または１５Ｂのシャフト１５１０、図１６の管１６１０、あるいは図１〜１４の前記多関節装置のシャフトと同様なシャフトを含めることができる。管２０１０の遠端部には凹面２０２０の適合連結部を一体的に設けることができ、この凹面２０２０は、球体２０３０の凸面と回転式に嵌合できる。球体２０３０は、溶接部２０３３ａおよび２０３３ｂでそれぞれケーブル２０３２ａおよび２０３２ｂに取り付けることができる。ケーブル２０３２ａおよび２０３２ｂは、それぞれ孔２０２７ａおよび２０２７ｂで凸面２０２０を貫通できる。装置２０００の前記孔（孔２０２７ａおよび２０２７ｂ）の構成は、当該孔が管２０１０の遠端部の中心軸Ｃに近いほど、それに伴うケーブルの引き込みによる回転範囲が大きくなるようにできる。終端点（例えば、溶接部２０３３ａおよび２０３３ｂ）の構成は、前記孔と終端点間の外周上の弧が長いほど、それに伴うケーブルの引き込みによる回転範囲が大きくなるようにできる。再び図２０を参照すると、ケーブル２０３２ａが貫通する孔２０２７ａは、ケーブル２０３２ｂが貫通する孔２０２７ｂより軸Ｃに近く設置できる。また、ケーブル２０３２ａの溶接部２０３３ａおよびケーブル２０３２ｂの溶接部２０３３ｂは、球体２０３０の外周上におけるケーブル２０３２ａの弧の長さをケーブル２０３２ｂより長くするよう配置できる。したがって、ケーブル２０３２ａは、ケーブル２０３２ｂより著しく大きな回転範囲（１８０°に近い）を有することができる。
【０１００】
球体２０３０および凹面２０２０には１若しくはそれ以上の貫通孔を含めることができ、それらの貫通孔は、上記で詳述したように、１若しくはそれ以上の用具が球体２０３０を貫通して、球体２０３０の回転により回転されるよう構成される。装置２００の近端部には、例えば図１５を参照して上述したハンドルを含めることができる。このハンドルには、ケーブル２０３２ａおよび２０３２ｂと動作可能に接続された１若しくはそれ以上の制御部を含めることができる。当該ハンドルには、球体２０３０から出るよう構成された１若しくはそれ以上の用具を導入するため、１若しくはそれ以上のポートを含めることができる。
【０１０１】
図２１は、装置の例示的な遠位部分の横断面図である。図２１で例示するように、装置には、単一の適合連結部と併用できる複数の回転連結部のキットを含めることができる。装置２１００には、管２１１０、例えば図１５、１５Ａ、または１５Ｂのシャフト１５１０、図１６の管１６１０、あるいは図１〜１４の前記多関節装置のシャフトと同様なシャフトを含めることができる。管２１１０の遠端部には直線状に先細加工された凹面、円錐面２１２０の適合連結部を一体的に設けることができ、この円錐面２１２０は、球体２１３０ａ、２１３０ｂ、および２１３０ｃの凸面と回転式に嵌合できる。球体２１３０ａ、２１３０ｂ、および２１３０ｃは、管２１１０のチャネル２１１１または他のケーブルルーメンを貫通できる１若しくはそれ以上の回転ケーブルに係合可能に取り付けられるよう構成することができる。この係合可能な取り付け部には、取り付け手段、例えば１若しくはそれ以上のケーブルの端部またはその付近に設けられるループであって、球体のネジ穴にネジで取り付けられるループ、球体の孔と摩擦により係合する係止爪（ｂａｒｂ）または他の突出部、または利用者により係合可能な他のケーブル取り付け手段を含めることができる。
【０１０２】
球体２１３０ａ、２１３０ｂ、および２１３０ｃは、それぞれこの順に減少する直径を有してよく、直線的に先細加工された円錐面２１２０との間に各々円形（例えば、単一の接触線）である一意の係合表面を有してよい。球体２１３０ａ、２１３０ｂ、および２１３０ｃは、直径を変化させることにより、円錐面２１２０上で種々の長手方向位置、高さＨ１、Ｈ２、およびＨ３にそれぞれ位置付けられる。（図示していないが上記で詳述した１若しくはそれ以上のケーブルにより）前記球体を作動させる上で必要な力は、各ケーブルと球体間のモーメントアームの変化により、場合に応じて異なる。係合表面および摩擦力により、回転運動および必要な力をカスタマイズすることができる。その追加態様または代替態様として、円錐面２１２０の円錐形状の直径およびテーパー角度（すなわちピッチ）を変更し、１若しくはそれ以上のケーブルの動きの範囲だけでなく、１若しくはそれ以上のケーブルの引き込みおよび前進に必要な、またそれにより生じる力をカスタマイズすることができる。一実施形態では、球面または円錐面の幾何学的断面形状を変えて、性能および／または必要な力をカスタマイズできる。
【０１０３】
球体２１３０および円錐面２１２０には１若しくはそれ以上の貫通孔を含めることができ、それらの貫通孔は、上記で詳述したように、１若しくはそれ以上の用具が球体２１３０を貫通して、球体２１３０の回転により回転されるよう構成することができる。装置２１００の近端部には、例えば図１５を参照して上述したハンドルを含めることができる。このハンドルには、１若しくはそれ以上のケーブルと動作可能に接続された１若しくはそれ以上の制御部を含めることができ、前記ケーブルは球体２１３０で終端させることができ、上記で詳述したように球体２１３０を回転させるよう構成できる。当該ハンドルには、球体２１３０から出るよう構成された１若しくはそれ以上の用具を導入するため、１若しくはそれ以上のポートを含めることができる。
【０１０４】
図２０および図２１に示したように、ケーブル出口孔およびケーブル終端点の配置については、前記適合連結部の中心軸に孔を近づけ、および／または前記回転連結部上で終端位置を「より高くする」と、より大きな回転が達成されることが示唆されている。回転範囲を最大限にするよう複数のケーブルを配置する場合には、特異点および他の望ましくない回転状態（例えば、前記回転連結部の制御が損なわれる）の尤度が増大するなどの制限がある。
【０１０５】
前記装置には、本願の要旨を逸脱しない範囲で、本明細書で説明する他の多くの構成、システム、および方法を使用できることは言うまでもない。多数の図により典型的な寸法を示したが、言うまでもなく、同様な機能および性能をもたらす他の寸法も使用することができる。
【０１０６】
本明細書で説明した装置およびシステムを使用すると、診断手順、治療処置、外科手術、鈍的切開、低侵襲手術、介入処置、内視鏡的処置などの医療処置を含む種々の処置を行うことができる。一実施形態では、説明する装置およびシステムを使って、例えば心臓のアブレーション中に心臓など患者の器官に対する処置を行え、または心臓不整脈と診断された患者に対するマッピング処置を行うことができる。
【０１０７】
装置の細長いシャフトは、当該シャフトの長手方向に沿って変化する幾何学的形状を含む種々の幾何学的断面形状を有することができる。適用可能な幾何学的断面形状としては、これに限定されるものではないが、円形、楕円形、台形、長方形、三角形、および／または他の幾何学的形状などがある。
【０１０８】
前記遠位回転連結部については、上述した装置およびシステムの遠位部分に例示したが、例えば前記遠位回転連結部の遠端部に取り付けられた複数の連結部が前記装置に含まれ、それら複数の連結部と、それらを貫通し若しくはそれらに取り付けられた任意の用具とが、前記遠位回転連結部の回転により回転される場合には、前記遠位回転連結部を前記装置の近端部または中間部分に設置することもできる。
【０１０９】
一実施形態では、適合連結部を前記細長い管に固着し、または着脱可能に取り付けて、１若しくはそれ以上の取り付け手段を利用することができる前記適合連結部は、例えば１若しくはそれ以上のケーブル、前記適合連結部を回転させるようさらに構成されたこれらのケーブルのうち１若しくはそれ以上により、運動学的に制約された態様で前記細長いシャフトに固着することができる。一実施形態では、ヒンジピン構成により前記適合連結部を前記細長い管に固着して、その固着部を回転ケーブルの張力から独立したものにできる。前記適合連結部は、それに伴う回転連結部の嵌合面が回転できるよう構成された比較的凹型または凸型の遠端部を有することができる。嵌合し合う面の相対直径は、同様でも、異なってもよい。
【０１１０】
前記回転連結部は、９０°から１８０°への配向変更など、種々の向きにすることができる。前記回転連結部は往復動の動作が可能で、その動きを使うと、前記回転連結部と一体化した手術用具またはエンドエフェクタツールなどの用具を作動させることができる。
【０１１１】
前記シャフト、適合連結部、および回転連結部には、１若しくはそれ以上の用具を前記装置から出すことのできる１若しくはそれ以上の出口孔を含めることができる。システムには、複数のシャフト、適合連結部、および／または回転連結部を含めることができ、その例としては、作業チャネルまたは他の孔の種々のサイズおよびパターン、１若しくはそれ以上の用具を出せる種々の出口ポート、種々のケーブル終端タイプおよび／または位置、回転連結部と一体的な１若しくはそれ以上のカメラまたは他の用具など種々の一体型用具、およびキット形態でシステムに提供可能な他の相違点を備えた構成要素がある。前記シャフト、適合連結部、および回転連結部には、それらに１若しくはそれ以上の用具を取り付けるよう構成された用具取り付け要素を含めることができる。
【０１１２】
説明したシステムおよび装置には、１若しくはそれ以上の回転ケーブルまたは取り付けケーブルを含めることができる。一実施形態では、３若しくはそれ以上の回転ケーブルを含めることにより、例えば安定性を提供でき、また例えば前記回転連結部が完全な球面を含む場合に２つの回転自由度（ピッチおよびヨー）を提供できる。嵌合し合う突出部および溝、または動きを制約する他の手段により回転連結部が制約される場合などには、１本または２本のケーブルを使用することができる。第１のケーブルを使用すると、第１の方向に若しくは第１のパターンで回転を生じることができ、第２のケーブルを使用すると、前記回転連結部を元の位置に戻すことができる。一実施形態では、３若しくはそれ以上の取り付けケーブルを含めて、前記適合連結部を運動学的に制約し、例えば安定性を提供し、前記適合連結部の回転に２つの自由度を与えることができる。
【０１１３】
前記ケーブルは、互いに同様でも、異なってもよく、エネルギーを伝達し、組織を焼灼（アブレーション）する極低温物質などの液体または気体の流れを可能にし、追加機能を提供するといった追加機能を提供できる。前記ケーブルは固体であってよく、または１若しくはそれ以上のルーメン、例えば組織焼灼処置を行うため使用される極低温物質または患者の組織過熱を防ぐため使用される冷却液などの液体または気体を送るよう構成されたルーメンを含んでよい。１若しくはそれ以上のケーブルは耐伸長性であってよく、例えば、ステンレス鋼またはニチノールのワイヤーなどの金属ワイヤー、フルオロカーボンフィラメント、材料の網組ストランドなどで作製されたケーブルまたはハイポチューブであってよい。１若しくはそれ以上のケーブル、例えばモノフィラメントポリマーまたはモノフィラメントポリマーブレンドで作製されたケーブルは、伸長するよう構成することができる。
【０１１４】
一実施形態では、本明細書で説明する方法に、医療処置および他の処置の実施を含めることができる。一実施形態において、医療処置は、臨床医により実施可能で、診断手順、治療処置、鈍的切開、外科手術、低侵襲手術、介入処置、内視鏡的処置などを含むことができる。方法には、前記回転連結部の種々の回転、例えば９０°および１８０°の回転を含めることができる。一実施形態では、前記回転連結部を約９０°回転させることができ、あるいは前記装置を食道または直腸に挿入した場合、用具がそれぞれ食道組織または結腸直腸組織などの組織表面に向かい直交して前方に動かされるよう、回転させることができる。一実施形態では、前記回転連結部を回転させて前記回転連結部を貫通する手術用具などの１若しくはそれ以上の用具、またはエンドエフェクタツールなど前記回転連結部に取り付けられた用具を作動させることができる。前記回転連結部の動きは往復運動であってよく、これにより例えば鈍い若しくは鋭い用具で組織を切断または切開することができる。上述した装置の種々の連結部は、１若しくはそれ以上のケーブルを張力調整することにより、定位置にロックできる。一実施形態では、前記回転連結部を回転させる前および／または前記回転連結部から１若しくはそれ以上の用具を前進させる前に、１若しくはそれ以上の連結部をロックしておくことができる。
【０１１５】
以上、本発明の実施形態を例をとり説明したが、当業者であれば、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態について種々の変更形態、修正形態、および適応形態が実現可能であることが理解されるであろう。
【図１Ａ】
0005656313.tif 000002
【図１Ｂ】
0005656313.tif 000003
【図２】
0005656313.tif 000004
【図３Ａ】
0005656313.tif 000005
【図３Ｂ】
0005656313.tif 000006
【図３Ｃ】
0005656313.tif 000007
【図４Ａ】
0005656313.tif 000008
【図４Ｂ】
0005656313.tif 000009
【図４Ｃ】
0005656313.tif 000010
【図５Ａ】
0005656313.tif 000011
【図５Ｂ】
0005656313.tif 000012
【図５Ｃ】
0005656313.tif 000013
【図６】
0005656313.tif 000014
【図７Ａ】
0005656313.tif 000015
【図７Ｂ】
0005656313.tif 000016
【図７Ｃ】
0005656313.tif 000017
【図８Ａ】
0005656313.tif 000018
【図８Ｂ】
0005656313.tif 000019
【図８Ｃ】
0005656313.tif 000020
【図９Ａ】
0005656313.tif 000021
【図９Ｂ】
0005656313.tif 000022
【図９Ｃ】
0005656313.tif 000023
【図９Ｄ】
0005656313.tif 000024
【図１０】
0005656313.tif 000025
【図１１】
0005656313.tif 000026
【図１２】
0005656313.tif 000027
【図１３Ａ】
0005656313.tif 000028
【図１３Ｂ】
0005656313.tif 000029
【図１３Ｃ】
0005656313.tif 000030
【図１３Ｄ】
0005656313.tif 000031
【図１４】
0005656313.tif 000032
【図１５】
0005656313.tif 000033
【図１５Ａ】
0005656313.tif 000034
【図１５Ｂ】
0005656313.tif 000035
【図１６】
0005656313.tif 000036
【図１７】
0005656313.tif 000037
【図１８Ａ】
0005656313.tif 000038
【図１８Ｂ】
0005656313.tif 000039
【図１９】
0005656313.tif 000040
【図２０】
0005656313.tif 000041
【図２１】
0005656313.tif 000042