(57)【要約】  能動カニューレ１０は、複数の中空管１００，１１０，１２０と、複数のブロック２００，２１０，２２０と、トラック１８００とを含むことができる。ブロックの各々は中空管のうちの１つに接続されることができる。ブロックの各々はそこに沿った動きのためにトラックに動作可能なように接続されることができる。第一の位置において、ブロックはトラックに沿って互いに離れることができ、複数の中空管は入れ子にされることができる。第二の位置において、ブロックはトラックに沿って互いに隣接することができ、複数の中空管は伸展されることができる。第二の位置において、複数の中空管は身体の外側から標的解剖領域へのアクセスを提供することができる。他の実施形態が開示される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
身体の標的解剖領域にアクセスするための装置であって、前記装置は、
複数の中空管と、
各々が前記中空管のうちの１つに接続される、複数のブロックと、
トラックとを有し、前記ブロックの各々は、そこに沿った動きのために前記トラックに動作可能なように接続され、第一の位置において前記ブロックは前記トラックに沿って互いに分離され、前記複数の中空管は入れ子にされ、第二の位置において前記ブロックは前記トラックに沿って互いに隣接し、前記複数の中空管は伸展され、前記第二の位置において前記複数の中空管は前記身体の外側から前記標的解剖領域へのアクセスを提供する、装置。
【請求項２】
前記ブロックに対する前記中空管の軸方向運動又は回転運動を防ぐために、前記ブロックの各々が前記中空管のうちの１つに強固に接続される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記トラックが、２つの方向を除く全方向において前記複数のブロックの動きを制限し、前記２つの方向は互いに相対する、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記複数の中空管の少なくとも一部が形状記憶合金から作られる、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記形状記憶合金がニッケルチタンである、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記複数の中空管のうちの最内管が、外科装置にそこを通過させるために十分な大きさの内径を持つ、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
位置信号を与える位置センサをさらに有する、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
身体の標的解剖領域にアクセスするためのシステムであって、前記システムは、
複数の支持構造と、
各々が前記支持構造のうちの１つに接続される複数の管と、
ガイドとを有し、前記支持構造の各々は前記ガイドに動作可能なように接続可能であり、前記ガイドはそこに沿った前記複数の支持構造の少なくとも一部の動きを可能にし、前記複数の管は前記複数の支持構造が前記ガイドに沿って第一の位置にあるときに入れ子にされ、前記複数の管は前記複数の支持構造が前記ガイドに沿って第二の位置にあるときに伸展され、前記第二の位置において前記複数の管の少なくとも１つは前記身体の前記標的解剖領域にアクセスする、システム。
【請求項９】
前記支持構造に対して前記管の所望の長さ及び方向において、前記複数の管を前記複数の支持構造に接続する構成装置をさらに有する、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記構成装置が較正機構を持つ、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記ガイドが、互いに相対する２つの方向のみにおいて前記複数の支持構造の少なくとも一部の動きを可能にする、請求項８に記載のシステム。
【請求項１２】
前記複数の管の少なくとも一部が形状記憶合金から作られる、請求項８に記載のシステム。
【請求項１３】
前記形状記憶合金がニッケルチタンである、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記複数の管の各々が中空であり、前記複数の管のうちの最内管が、外科装置にそこを通過させるために十分な大きさの内径を持つ、請求項８に記載のシステム。
【請求項１５】
前記第二の位置において前記複数の支持構造の各々が前記ガイドに沿って互いに対して隣接する、請求項８に記載のシステム。
【請求項１６】
前記複数の管の少なくとも１つに接続される位置送信器と、前記位置送信器から位置信号を受信するための受信器とをさらに有する、請求項８に記載のシステム。
【請求項１７】
身体の標的解剖領域にアクセスするための方法であって、前記方法は、
前記標的解剖領域への経路を決定するステップと、
前記経路をたどる長さ及び形状を持つ複数の管を設けるステップと、
前記管の各々を支持構造に接続するステップと、
前記管が入れ子位置にあるように前記支持構造を位置付けるステップと、
前記管が伸展位置にあるように、かつ、前記複数の管の一部が前記標的解剖領域に近接するように、前記支持構造を動かすステップと、を有する方法。
【請求項１８】
前記支持構造に対して前記管の長さ及び方向を強固に固定することによって、前記管の各々を前記支持構造に接続するステップをさらに有する、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記管が前記伸展位置にあるように、前記支持構造を互いに対して隣接するように動かすステップをさらに有する、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記管が別の伸展位置にあるように、かつ、前記管の一部が別の標的解剖領域に近接するように、前記支持構造を動かすステップをさらに有する、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記複数の中空管の少なくとも一部が形状記憶高分子から作られる、請求項１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は概して医療システムに関し、より具体的にはカニューレ位置調整のための方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
低侵襲外科手術の使用は、一般的に観血的手術に起因する外傷を伴わずにモニタリング又は外科治療を可能にするその能力のために、近年増加している。低侵襲外科手術はまた、以前は到達不可能であった解剖領域へのアクセスを可能にすることもできる。
【０００３】
低侵襲外科手術で利用される典型的なツールは、硬質の腹腔鏡装置、ロボット装置、又は操り人形のような制御用の糸を利用するスコープを含むことができる。これらの装置の各々はいくらかの制限を課し、固有の欠点を持つ。例えば、硬質の腹腔鏡装置は身体の内外の両方で操作するための空間を必要とし得る。この空間要求は多くの種類の手術において硬質の腹腔鏡装置の使用を妨げ得る。
【０００４】
ロボット装置は各関節角度を制御するためにモータに頼っているため、人体の奥深くまで達することができない。モータは身体の小さな解剖学的空間に比べて大きいことが多い。ロボット関節の数は、ロボットが通って達することができる環境の複雑性を制限する。ロボットは特定方向において自由空間内の固定点に達することができるよう、６自由度であることが多い。解剖学的障害の追加は、残りの能動自由度を事実上削減する。器用さを増すための追加モータは、重量とサイズも増加させる。例えば、７自由度を持つロボット装置はしばしば重く、滑らかに制御することが困難であることが多い。
【０００５】
操り人形のような糸によって制御されるスコープ、例えば気管支鏡及び内視鏡は、スコープの遠位部を制御するために操り人形の糸に頼っている。ロボット装置より細いとはいえ、スコープの遠位端における一円弧のみの制御もまた、かなりの制限である。さらに、操り人形のような糸の使用は、装置半径のさらなる増加を要する。
【０００６】
カニューレが複数の同心の予め湾曲した超弾性管から作られる、能動カニューレが開発されている。各管は互いの内外に伸縮する（ｔｅｌｅｓｃｏｐｅ）ことができ、また紡がれることもできる。管の相互作用及び操作は、管の遠位端を所望の位置に位置付けるために医師によって利用されることができる。しかしながら、管の正しい方向を実現することは、困難で、不正確で、時間を消費し得る。手作業組立もまた困難で時間を消費し得る。管は特により小さなサイズでは扱いが難しくなり得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、到達し難い解剖領域にアクセスすることができる、能動カニューレなどのカニューレが必要である。さらに、制御しやすい能動カニューレなどのカニューレが必要である。なおもさらに、能動カニューレなどのカニューレを製造するための方法及びシステムが必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
概要は、本発明の本質と要点を簡潔に示す本発明の概要を要求する、３７Ｃ．Ｆ．Ｒ．§１．７３に従うように提供される。これは請求項の範囲又は意味を解釈又は限定するために使用されないという了解の下で提出される。
【０００９】
本開示の発明の態様にかかる例示的な実施形態は、入れ子位置から伸展位置へのカニューレ管の動きを可能にするガイド又は他の装置を含むことができる。例示的な実施形態は、標的解剖領域に達するために所望の経路がたどられることができるように、長さ及び／又は方向についてカニューレ管を構成する構造又は技術を含むことができる。
【００１０】
本開示の例示的な一実施形態において、身体の標的解剖領域にアクセスするための装置が提供される。該装置は、複数の中空管、複数のブロック、及びトラックを含むことができる。ブロックの各々は中空管のうちの１つに接続されることができる。ブロックの各々は、そこに沿った動きのためにトラックに動作可能なように接続されることができる。第一の位置において、ブロックはトラックに沿って互いに離れることができ、複数の中空管は入れ子にされることができる。第二の位置において、ブロックはトラックに沿って互いに隣接することができ、複数の中空管は伸展されることができる。第二の位置において、複数の中空管は身体の外側から標的解剖領域へのアクセスを提供することができる。
【００１１】
別の例示的な一実施形態において、身体の標的解剖領域にアクセスするためのシステムが提供される。該システムは、複数の支持構造と、各々が支持構造のうちの１つに接続される複数の管と、ガイドを含むことができる。支持構造の各々はガイドに動作可能なように接続可能であることができる。ガイドはそこに沿った複数の支持構造の少なくとも一部の動きを可能にすることができる。複数の管は、複数の支持構造がガイドに沿って第一の位置にあるとき、入れ子にされることができる。複数の管は、複数の支持構造がガイドに沿って第二の位置にあるとき、伸展されることができる。第二の位置において、複数の管の少なくとも１つは身体の標的解剖領域にアクセスすることができる。
【００１２】
さらなる例示的な一実施形態において、身体の標的解剖領域にアクセスするための方法が提供される。該方法は、標的解剖領域への経路を決定するステップと、該経路をたどる長さ及び形状を持つ複数の管を設けるステップと、該管の各々を支持構造へ接続するステップと、該管が入れ子位置にあるように支持構造を位置付けるステップと、該管が伸展位置にあるように、かつ複数の管の一部が標的解剖領域に近接するように、支持構造を動かすステップとを含むことができる。
【００１３】
技術的応用は、到達し難い解剖領域への容易なアクセスを提供することによって外科手術を容易にすることを含むが、これに限定されない。技術的効果はさらに、能動カニューレなどのカニューレの製造、及び／又は制御を容易にすることを含むが、これに限定されない。
【００１４】
本開示の上記及び他の特徴と利点は、以下の詳細な説明、図面、及び添付の請求項から当業者によって評価され、理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は本発明の例示的な一実施形態にかかる能動カニューレの一対の管の略図である。
【図２】図２は本発明の例示的な一実施形態にかかる図１の管を伴う支持ブロックの略図である。
【図３】図３は本発明の例示的な一実施形態にかかる図２の管と支持ブロックを接続するための構成装置の略図である。
【図４】図４は図３の構成装置の別の略図である。
【図５】図５は図２の支持ブロックのうちの１つの略図である。
【図６】図６は図５の支持ブロックの別の略図である。
【図７】図７は図２の支持ブロックのうちの１つ及び管の分解図である。
【図８】図８は図７の支持ブロック及び管の略図である。
【図９】図９は図７の支持ブロック及び管の断面図である。
【図１０】図１０は図３の構成装置の一部の略図である。
【図１１】図１１は図３の構成装置の別の部分の略図である。
【図１２】図１２は図３の構成装置の別の部分の略図である。
【図１３】図１３は図３の構成装置の別の部分の略図である。
【図１４】図１４は図３の構成装置の別の部分の略図である。
【図１５】図１５は図３の構成装置の別の部分の略図である。
【図１６】図１６は本発明の例示的な一実施形態にかかるブロックアダプタを伴う図１の管の分解図である。
【図１７】図１７は図１６の管の一部及びアダプタの分解図である。
【図１８】図１８は本発明の例示的な一実施形態にかかる入れ子位置にある能動カニューレの略図である。
【図１９】図１９は伸展位置にある図１８の能動カニューレの略図である。
【図２０】図２０は患者との使用時における図１８の能動カニューレの略図である。
【図２１】図２１は本発明の別の例示的な実施形態にかかる能動カニューレの略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本開示の例示的な実施形態は、人の低侵襲手術に関して記載される。本開示の例示的な実施形態は人、動物を問わず適用されることができることが、当業者によって理解されるべきである。本発明の例示的な一実施形態において、能動カニューレは、モータ、ワイヤ、又は他の制御構造が不必要であるように、及びこれらの小さな細い装置が人体構造の奥深くまで達することができるように、意図した動きを装置の構造に組み込むことができる。本発明の能動カニューレは、解剖学的障害を避けながら標的に達するように構成されることができる。
【００１７】
図面を、特に図１を参照すると、一連の管１００，１１０が示されている。管１００，１１０は、一緒に入れ子にされるとき、そしてその入れ子位置から伸展されるときに、これらが標的解剖領域へ行くように、特定の寸法と形状を持つことができる。一実施形態において、管の内径と外径は、管が標的解剖領域へ行くことができるように所望の全体形状を維持しながら、入れ子位置から伸展位置への展開を容易にするように選ばれることができる。例示的な実施形態は円筒状管１００，１１０の使用に関して記載されているが、本開示は、長円形断面、又は、そこを通る特定のツール若しくは他の装置の通過を容易にすることができる他の形状を含む、管の他の形状の使用を意図する。
【００１８】
例示的な実施形態は、カニューレ手術のための管の開始位置を入れ子位置として記載する。入れ子位置は、内側の管の各々が少なくとも実質的に外側の管内にある完全入れ子位置を含むことができ、及び、内側の管のうちの１つ以上の一部分が外側の管内にある（外側の管の外へ部分的に伸展することを含む）部分入れ子位置であることができる。入れ子位置は、管が手術中に互いに別々に通されることを要求するのではなく、互いに対するその動きを容易にすることによって、管の伸展を容易にすることができる。
【００１９】
管１００，１１０は様々な材料又は材料の組み合わせから作られることができる。一実施形態において、管１００，１１０は、その形状を記憶しながら変形されることができる、ニッケルチタン（例えばニチノール）などの形状記憶合金（ＳＭＡ）から作られることができる。管１００，１１０は、特定の形状又は湾曲を持つ生体構造に沿って伸展される、いくつもの伸縮性の（ｔｅｌｅｓｃｏｐｉｎｇ）予め成形された柔軟なＳＭＡ管であることができる。ＳＭＡ管とその'記憶性'の使用は、内側の伸縮された管の各々が、真っ直ぐになるか、又は、伸展されるまでその周囲のより大きな管の中に従うことを可能にする。
【００２０】
一実施形態において、管１００，１１０のうちの１つ以上は、全部又は一部において、形状記憶高分子（ＳＭＰ）から作られることができる。ＳＭＰはニチノールと同様の形状保護の能力を持つ。ＳＭＰは遷移温度、すなわち形状保護が起こる温度を持ち、これは様々な環境での使用をもたらすことができる。例えば、ＳＭＰから作られた管１００，１１０は広範囲の遷移温度（例えば−７５℃から＋７５℃）を持つことができる。ＳＭＰは以下を含む他の利点を持つことができる：費用効率が高い、例えばニチノールの価格よりも約１０％安価である；非常に再利用可能である、例えば５００形状記憶／回復サイクルを可能にする；従来の金属形状合金における７‐８％と比較して４００％の形状回復；滅菌されることができ、生体適合性かつ生分解性であることができる。
【００２１】
一実施形態において、ＳＭＰ微小管（例えば２５０μｍ以上）が利用されることができる。例えば、ＳＭＰ微小管はＬｅｅの米国特許第６，０５９，８１５号に記載され、この開示は参照により本明細書に組み込まれる。本明細書で使用されることができる市販のＳＭＰ管は、ドイツはアーヘンのＭｅｍｒｙ  Ｉｎｃ．ｏｆ  Ｂｅｔｈｅｌ，  Ｃｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔ  ａｎｄ  ＭｎｅｍｏＳｃｉｅｎｃｅ  ＧｍｂＨから利用可能である。
【００２２】
例示的な実施形態は、伸展された管を通してツール又は他の装置を通過させることによって標的解剖領域へのアクセスを可能にするために伸展されることができる、入れ子管の使用に関して記載されているが、本開示は、ツール又は他の装置を含む最内管を意図する。例えば最内管は、入れ子位置から伸展されるときに画像装置が標的解剖領域に位置付けられるように、その末端に画像装置を持つことができる。一実施形態において最内管は、標的解剖領域へ、及び／又は標的解剖領域から光を伝達するための光ファイバ線のような閉口端を持つことができる。別の実施形態において、最内管は部分的に又は完全に固体であることができる。
【００２３】
一実施形態において、標的は特定の解剖領域内で選択されることができ、一連のＳＭＡ管は、入れ子位置から伸展位置へ、標的へと進んで到達するために、各々特定の相対方向及び長さで作製されることができる。例えば以下の基準が、特定の解剖領域に達するようにＳＭＡ管を作製するために選択されることができる。
【表１】
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【００２４】
一連の管の各々は、例示的な構成管１００，１１０のような、ストレート、カーブ、又は他の形状の既知の長さの構成管であることができる。構成管は、ストレートであるか、又は部分的な若しくは完全な弧を持つことを含む、任意の形状で作られることができる。様々な湾曲度が利用されることができる。例えば、標的解剖領域が肺の中にある場合などは、気道構造が１つの連続弧においてこの度を超えて曲がることはまずないので、１８０度の湾曲が１つ以上のＳＭＡ管のために利用されることができる。らせんを含むさらなる形状もまたＳＭＡ管のために利用されることができる。
【００２５】
さらに図２を参照すると、管１００，１１０の各々はそれに接続されるブロック又は支持構造２００，２１０を持つことができる。ブロック２００，２１０は、管１００，１１０に沿って特定の距離でしっかりと接続されることができ、管の特定の方向でしっかりと接続されることができる（図２の矢印Ｒによって示される）。管１００，１１０は入れ子にされることができ、ブロック２００，２１０は、下記により具体的に記載されるように、トラック又は他のガイド構造の中にセットされることができ、これは計画者の出力によって指定されるカニューレ構成に従って、これらが展開される（手動展開を含む）ことを可能にする。例示的な実施形態は矩形ブロック２００，２１０の使用について記載されているが、本開示は管１００，１１０の各々に接続される他の形状の支持構造の使用を意図する。支持構造（例えばブロック２００，２１０）は、入れ子位置から伸展位置へ展開されるときに、管が標的解剖領域へ所望の経路をたどることができるように、管の各々の所望の長さ及び方向の固定を可能にする。
【００２６】
さらに図３から図１７を参照すると、構成装置３００が、管１１０などのＳＭＡ管に取り付けられるブロック２１０などのブロック又は他の支持構造をセットアップするために使用されることができる。装置３００は、ブロック２１０に対する管１１０の長さをセットする並進機構である、可動板３１０又は他の構造を含むことができる。一実施形態において、サーボモータ３２０はリードスクリュー３２５を所望の回転に回転させることができ、その結果管は静止したまま、板３１０が装置３００に沿って所望の距離へ動く。本開示はまた、回転つまみなどでリードスクリューを手動で動かすことを含む、装置３００に沿って板３１０を動かすための他の部品、装置、及び構成も意図する。板３１０の動きは、管の所望の長さが得られることができるよう、ブロック２１０に対する管１１０の動きをもたらす。本開示はまた、ブロック２１０又は他の支持構造は静止したまま、管１１０を動かすことも意図する。
【００２７】
ブロック２１０に対する管１１０の所望の方向を得るために、回転装置３５０と較正機構３６０が装置３００に含まれることができる。回転装置３５０はサーボモータ３５５又は他の調節機構（手動調節を含む）によって調節されることができる。回転装置３５０は、較正機構３６０によって得られる較正に基づくなどして、所望の方向へブロック２１０に対して管１１０を回転させることができる。例えば、較正機構３６０はゼロ方向を規定するレーザを持つことができる。レーザからの光は、公称（例えばゼロ）方向にあるときに管１１０をハイライトすることができる。
【００２８】
製造の方法の一実施形態において、アダプタ１６００，１６１０が、接着剤（例えばＬＯＣＴＩＴＥ（登録商標）接着剤）などを使用して、管１００，１１０の末端に取り付けられることができる。管１１０が湾曲した末端を持つ場合、アダプタ１６１０は図１６に示されるように真っ直ぐな末端側に置かれることができる。一実施形態において、管１００，１１０の末端は、平面上の配置などを通してアダプタ１６００，１６１０の末端と同一平面にされることができる。
【００２９】
管１１０の所望の長さを得るために、管の先端は、例えばブロック２１０の内部にある間、アダプタ１６１０の開口を通されることができる。管１１０は、一端において装置３００の支持スロット３７５にわたって置かれることができ、もう一方の端において回転装置３５０を取り付けられることができる。アダプタ１６１０はセットスクリュー２１５などを通してブロック２１０の中に固定されることができる。ラチェット又はラグ構造などの他のロック構造又は技術もまた使用されることができる。そしてサーボモータ３２０は、板３１０及びブロック２１０が、計画者によって指定されるような所望の長さへ管１１０に対して動かされるまで、ドライブスクリュー３２５を回すことができる。スクリュー３１１又は他の接続装置は、その動きのためにブロック２１０を板３１０と一時的に接続するために使用されることができる。
【００３０】
方向がセットされなければならない湾曲を持つ管の場合、管は特定方向においてブロックの中にセットされることができる。管１１０は、較正機構３６０などを使用して、先端が既知の方向になるまで回転されることができる。例示的な実施形態は較正機構３６０のレーザが支持スロット３７５よりも下にあることを記載しているが、本開示はレーザが平行な固定構造上にあることを意図する。管１１０がレーザ線内で回転するとき、管はレーザからの光を反射することができる。そして方向サーボ３５５はその角度に較正されることができる。そして方向サーボ３５５は計画者によって指定される所望の方向又は角度へ管１１０を回転させることができる。
【００３１】
一旦所望の長さ及び所望の方向が得られると、管１１０はアダプタのエッジに沿って置かれる接着剤などを通してアダプタ１６１０へ固定されることができる。一実施形態において、ブロック２１０は、接着剤がブロックの表面下にとどまるように、内側へのテーパ２１２を持つ開口を持つことができる。ブロック２１０の背面２１７を超えて伸展する過剰な管は切除されることができる。これは各ブロックが次のブロックに対してぴったりと動かされることができることを保証する。一実施形態において、隣接ブロック間の隙間を最小限にするために、背面２１７の最外面以下に管１１０が切断されることを可能にするため、ベベル又は円錐形の空間２１８が使用されることができる。
【００３２】
さらに図１８から図２０を参照すると、必要な管１００，１１０，１２０の全てがその各ブロック２００，２１０，２２０の中に一旦セットされると、管は順に互いに通されるか又は入れ子にされることができる。例えば、管１００，１１０，１２０が図１８のように右へ伸展する場合、ブロック２００，２１０，２２０は最大直径から最小直径の管へと配置されることができる。そしてブロック２００，２１０，２２０はトラック１８００又は他のガイド内に位置付けられることができる。
【００３３】
能動カニューレ１０の例示的な実施形態は、スライド可能なブロックを含む真っ直ぐなスライド装置としてトラック１８００を示す。しかしながら、代替的な形状のトラック１８００及び／又はスライド可能なブロックのための経路が利用されることができることが、当業者によって理解されるべきである。例えば図２１を参照すると、例えば空間を節約し、より容易な操作を可能にするために、コイル形の経路が利用されることができる。一実施形態において、つまみ２１００，２１０１，２１０２がスロット２１５０に沿ってスライド可能なように動かされることができ、様々な位置にロック可能である。スロット２１５０は円柱構造２１０３の中に形成されることができ、つまみの各々に対して較正された距離を与えるためにそれに沿ってマークを持つことができ、所望の経路に沿った管２１０４の動きをもたらすことができる。
【００３４】
図１から図２０に戻って参照すると、実施中、能動カニューレ１０は、例えば図２０に示されるように患者の側面に沿って、患者に近接して位置付けられることができる。一実施形態において、トラック１８００はベッド又は他の患者支持器に接続されることができ、そしてブロック２００，２１０，２２０、及び管１００，１１０，１２０はトラック１８００に沿って位置付けられることができる。管１００，１１０，１２０が展開されるとき、最大の管１００が患者の中に置かれることができる。一実施形態において、最大の管１００は、患者の中又は近くの位置へと調節されることができるようにその変形形状を保つ、柔軟な管であることができる。例示的な実施形態において、能動カニューレ１０は患者の口を通して位置付けられることができるが、当業者は、鼻孔など、他の入り口もまた標的解剖領域に達するために使用されることができることがわかるだろう。
【００３５】
標的解剖領域に達するために、最大又は最外管１００に接続されるブロック２００は、例えばトラックのジャム１８１０にぶつかるまで、トラック１８００に沿って前進させられることができる。そして次のブロック２１０は、管１１０が前進して管１００から伸展するように、ブロック２００に対して隣接するまで、トラック１８００に沿って前進させられることができる。そして第三のブロック２２０は、管１２０が前進して管１１０から伸展するように、ブロック２１０に対して隣接するまで、トラック１８００に沿って前進させられることができる。他のブロック及び管（図示せず）はトラック１８００に沿って同様に動かされることができる。トラック１８００は、管がその入れ子位置から伸展される際にある経路が管によってたどられることができるよう、互いに相対する２方向を除く全方向におけるブロックの動きを制限することができる。一旦全ての管１００，１１０，１２０が完全に伸展されると、標的解剖領域は最小の管（例えば管１２０）の遠位端によって到達されるはずである。能動カニューレ１０の例示的な実施形態は、標的解剖領域へ達するために使用される３つのブロック２００，２１０，２２０、及び３つの管１００，１１０，１２０を示すが、本開示は、所望の経路に沿って進み、標的解剖領域内へ伸展するために、任意の数のブロック及び管が使用されることを意図する。
【００３６】
例示的な実施形態は、標的位置へ達するために完全に伸展される管を示す。しかしながら本開示は部分的な伸展を意図し、その長さに沿ってマークを持つ管を含み、又はトラック１８００は、中間位置が実現されることができるようにその長さに沿ってマークを持ち得る。例えば計画者は、第二（又はそれ以上）の位置が同じ管のセットで到達されることができるよう、各ブロックをロックするマーカー値を提供することができる。１つ以上の代替位置に対する同じ管の再利用は、複数の位置に達するために複数のカニューレを要するのとは対照的に、時間を節約することができ、費用効果が高い。
【００３７】
完全に伸展された能動カニューレは図１９に示される。管の各々がそのブロックの動きによってその入れ子位置から伸展すると、管は管の長さ及び形状によって、直線又は直線でなくてもよい、所望の経路に沿って進む。一実施形態において、ＳＭＡ管の使用は、管がその入れ子位置から伸展される際に、その変形形状から所望の形状に戻る各々の遷移を可能にする。管の各々を入れ子にすることは、直線でないＳＭＡ管への一時的な変形をもたらす。たどられるべき特定の経路は、患者の測定結果、イメージング、既知の経路などを含む、多数の技術に基づいて決定されるか、又は他の方法で得られることができる。
【００３８】
一実施形態において、管１００，１１０，１２０のうちの１つ以上は、センサ又は他の追跡装置１９００を持つことができる。追跡装置１９００は標的解剖領域内の能動カニューレ１０の位置を確認するために使用されることができる。管のいずれか又は全てが追跡装置１９００を持つことができることが当業者によって理解されるべきである。例えば、第一の管１００の適切な位置付け及び方向は、残りの管がそこから順に伸展されることができるように、追跡装置１９００によって検証されることができる。一実施形態において、追跡装置１９００はモニタ２０００（図２０に示される）とともに使用される電磁追跡装置であることができる。電磁追跡は電磁場強度を検出するために管のうちの１つ以上に対して電磁石コイルを使用して、１つ以上の管の位置と方向を決定することができる。使用されることができる例示的な部品は、ＴＲＡＸＴＡＬ（登録商標）又はＡＵＲＯＲＡ（登録商標）から利用可能である。別の実施例として、ＮＤＩ  Ｏｐｔｏｔｒａｃｋ  Ｃｅｒｔｕｓ  Ｍｏｔｉｏｎ  Ｃａｐｔｕｒｅ  Ｓｙｓｔｅｍなどの光学追跡部品が利用されることができる。超音波部品を含む他の技術及び部品が、位置センサ又は送信器、及び位置モニタ又は受信器として使用されることができる。
【００３９】
能動カニューレの管がＳＭＰから作られる場合、多数の製造技術が利用されることができる。上記の通り、ＳＭＰ管はインターベンションの前に同じ形状に予め成形され保存されることができる。別の実施形態において、ＳＭＰ管は高温（例えば＋７５℃）で予め成形され、前の形状（例えばストレート）をとる室温（＋２０‐２５℃）に冷却され、例えば管を温かい流体（例えば滅菌流体）に導入することによって、手術の開始時に再成形されることができる。別の実施形態において、ＳＭＰ管は上記の通り、ただしより低温（例えば＋３７℃）で予め成形され、室温に冷却され、そして例えば遷移誘導因子として体温を用いることによって、体内で再成形されることができる。高遷移材料を持つＳＭＡ材料はこれらの上記技術のいくつかを用いて形成するのが困難であろう。
【００４０】
能動カニューレ１０は、低侵襲手術において望まれる小さなサイズのカニューレによって生じる問題をユーザ（例えば医師）が克服することを可能にする。正しい方向を得ることは困難で、不正確で時間を消費し得る。各管の長さは通常、正確な伸展を可能にするために、絶対的にも、他の管に相対的にも、正確であるように意図される。手作業組立は困難で時間を消費し得る。管は特により小さなサイズ（例えば０．００７インチ又は０．７７８ｍｍ）において扱いが難しい。展開は、管が患者の中へ前進されながらその相対方向を維持することを要求する。正確な展開もまた困難となり得る。管が展開される際、各管の他の管に対する正確な方向を維持することは、エラーを起こしやすい。非常に小さな管をつかむことは困難となり得、手動の前進は機械的補助なしでは不正確となり得る。能動カニューレ１０は、入れ子にされたサブ管の各々の正確な長さ及び方向を、ロック可能なブロック又は支持構造へセットすることができる。各ブロックは、方向及び距離を維持するフレームの中に取り付けられるか、又は他の方法で具備されることができる。フレーム内での管に対するブロックの正確なセッティングは、管の連続的な展開が、非常に特定の経路を横断しながら正確な標的に達することを確実にする。能動カニューレ１０は、肺、脳、心臓、胆嚢などを含む、様々な手術及び様々な身体の部分において使用されることができる。他の用途もまた本開示によって意図される。
【００４１】
本明細書に記載の実施形態の例示は、様々な実施形態の構造の一般的な理解を提供することを意図し、本明細書に記載の構造を活用し得る装置及びシステムの全ての構成要素及び特徴の完全な記載となることを意図していない。多くの他の実施形態が、上記説明を考察することで当業者に明らかとなるだろう。他の実施形態はそこから利用され、導き出されてもよく、構造的及び論理的な置換及び変更が本開示の範囲から逸脱することなくなされ得るようになっている。また、図面は具象的なものに過ぎず、縮尺通りに描かれていないかもしれない。その特定の部分は拡大され得、一方他の部分は縮小され得る。従って、明細書及び図面は限定的な意味ではなく例示とみなされるものである。
【００４２】
従って、本明細書には特定の実施形態が図示され記載されているが、当然のことながら、同じ目的を達成するために計算されたいかなる構成が、示された特定の実施形態と置き換えられてもよい。本開示は様々な実施形態のありとあらゆる改作又は変更をカバーすることを意図する。上記実施形態の組み合わせ、及び本明細書に具体的に記載されていない他の実施形態は、上記説明を考察することで当業者に明らかとなるだろう。従って本開示は、本発明を実行するために意図される最良の形態として開示された特定の実施形態に限定されず、本発明は添付の請求項の範囲内にある全実施形態を含むことが意図される。
【００４３】
本開示の要約は、技術的開示の本質を読者が迅速に解明することを可能にする要約を要求する、３７Ｃ．Ｆ．Ｒ．§１．７２（ｂ）に従うように提供される。これは請求項の範囲又は意味を解釈又は限定するために使用されないという了解の下で提出される。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
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