(57)【要約】  近位端及び遠位端（１２ａ、１２ｂ）を有する細長いシャフト（１２）を備えた外科用ステープリング及び切断装置。シャフトの遠位端は、該遠位端から延びる可撓性ネックを有する。装置は、可撓性ネック（２６）の近位端上に配置されているエンドエフェクタ（１６）を備える。エンドエフェクタは、対向する第１のつかみ具（１８）及び第２のつかみ具（２０）を含み、前記第１の（１８）及び第２のつかみ具（２０）は、それらの間に組織を受容するように適合されている。第１のつかみ具は、該つかみ具に取り付けられたステープルカートリッジを有し、ステープルカートリッジは、組織内に推進される、ステープルカートリッジ内に配置された多数のステープルを有する。第２のつかみ具は、ステープルを変形させるためのアンビルを含む。装置は、細長いチューブの近位端に連結された遠隔制御ユーザーインターフェイスも備える。インターフェイスは、遠隔制御ユーザーインターフェイスの動作が可撓性ネックにより模倣されるように、可撓性ネックに操作可能に関連している。
2014514011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外科用ステープリング及び切断装置であって、
近位端及び遠位端を有する細長いシャフトであって、前記遠位端が、前記シャフトの軸線に実質的に直交し、かつ前記軸線から延びる２つの面内での前記エンドエフェクタの関節動作を容易にするように構成されている、細長いシャフトと、
前記可撓性ネックの近位端上に配置されているエンドエフェクタであって、対向する第１のつかみ具及び第２のつかみ具を含み、前記第１のつかみ具及び第２のつかみ具が、前記第１のつかみ具と第２のつかみ具の間に組織を受容するように適合され、前記第１のつかみ具が、前記第１のつかみ具に取り付けられたステープルカートリッジを有し、前記ステープルカートリッジが、前記ステープルカートリッジ内に配置され、かつ組織内に推進されるように構成された多数のステープルを有し、前記第２のつかみ具が、前記ステープルを変形させるためのアンビルを含む、エンドエフェクタと、
遠隔制御ユーザーインターフェイスであって、前記細長いチューブの近位端に連結され、かつ前記遠隔制御ユーザーインターフェイスの動作が前記可撓性ネックにより模倣されるように、前記可撓性ネックと操作可能に関連する、ユーザーインターフェイスと、
を備える、装置。
【請求項２】
前記可撓性ネックが、前記可撓性ネック内に形成された複数のスリットを含んで、前記可撓性ネックの撓りを促進する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記可撓性ネックが、スリットの遠位領域及びスリットの近位領域を含み、前記スリットが、前記可撓性ネックに適用された張力が前記可撓性ネックを前記近位領域及び遠位領域において屈曲させるように構成されている、請求項２に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は「Ｍｅｔｈｏｄｓ  ａｎｄ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  ｆｏｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ  Ａｒｔｉｃｕｌａｔｉｏｎ」と題された２００６年３月２３日出願の米国特許出願第１１／２７７，３２３号の利益を主張する一部継続出願である。
【０００２】
（発明の分野）
本発明は、広くは、外科用装置の作業末端部の動作を制御するための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
多くの場合、内視鏡的手術器具が従来の開放的手術装置よりも好まれているが、これは、天然オリフィスの使用により術後の回復時間と合併症が低減される傾向があるからである。その結果、天然オリフィスを通した、望ましい手術部位における、ツールの作業末端部の正確な配置に好適な内視鏡手術器具の領域において著しい開発がなされている。これらのツールを使用して、診断又は治療効果を達成するために、多くの方法で組織と係合しかつ／又はその組織を処置することができる。
【０００４】
内視鏡手術は、装置のシャフトが可撓性である必要があるとともに、作業末端部を関節動作（articulate）させて、前記作業末端部を組織に対して角度をつけて配向させることが尚可能であり、ある場合には、作業末端部を発射し又は作業末端部に別様の動作を達成するよう作動される必要がある。内視鏡装置の作業末端部の関節動作と作動の制御とを統合することは、可撓性シャフトの使用により、また内視鏡器具のサイズの制約により複雑化する傾向がある。一般に、制御運動は、全て、シャフトを介した長手方向の平行移動として移動され、この平行移動は、シャフトの可撓性を妨げる場合がある。作業末端部を関節動作及び／又は作動させるのに必要な力を、全部又は大部分の外科医が取り扱えるレベルに低下させる要望も存在する。発射のための力（force-to-fire）を低下させる１つの既知の解決法は、電気モータを使用することである。しかしながら、外科医は一般に、エンドエフェクタの適切な操作を確実にするために、作業末端部からのフィードバックを経験することを好む。使用者−フィードバック効果は、現在のモータ駆動装置では適切に実現することができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、内視鏡外科装置の作業末端部の動作を制御するための改善された方法及び装置が依然として必要である。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
本発明は、以下の詳細な説明を添付の図面と併せて考慮することによってより深い理解がなされるであろう。
【図１Ａ】初期位置にある装置の作業末端部を示す、外科用ステープリング及び切断装置の一実施形態の斜視図。
【図１Ｂ】関節動作位置にある装置の作業末端部を示す、図１Ａの外科用ステープリング及び切断装置の斜視図。
【図２】図１Ａ及び１Ｂに示した装置の可撓性ネックの一部分の斜視図。
【図３Ａ】エンドエフェクタと、前記エンドエフェクタに連結された図２の可撓性ネックとを示す、図１Ａ及び１Ｂに示した装置の遠位部分の斜視図。
【図３Ｂ】図３Ａに示したエンドエフェクタの線３Ｂ−３Ｂによる断面図。
【図４Ａ】装置のシャフトの近位端に可動に連結されたハンドルを示す、図１Ａ及び１Ｂに示した装置の近位部分の斜視図。
【図４Ｂ】図４Ａに示した装置の近位部分の分解図。
【図５】光学画像収集機器を示す、図１Ａ及び１Ｂに示した装置の可撓性ネックと細長いシャフトとの間に配置された連結要素の斜視図。
【図６】画像表示スクリーンを示す、図１Ａ及び１Ｂに示した装置のハンドルの斜視図。
【図７】内視鏡とともに使用するための付属チャネルの斜視図。
【図８Ａ】図７に示した装置の可撓性ネックの斜視図。
【図８Ｂ】第１の方向に関節動作されたネックを示す、図８Ａに示した可撓性ネックの斜視図。
【図８Ｃ】第２の方向に関節動作されたネックを示す、図８Ａに示した可撓性ネックの斜視図。
【図９Ａ】付属チャネルとともに使用するための可撓性ネックの別の実施形態の斜視図。
【図９Ｂ】第１の方向に関節動作されたネックを示す、図９Ａに示した可撓性ネックの斜視図。
【図９Ｃ】第２の方向に関節動作されたネックを示す、図９Ａに示した可撓性ネックの斜視図。
【図１０】図７の装置とともに使用するための複数のケーブルアクチュエータの斜視図。
【図１１】図７の付属チャネルのシャフトの断面図。
【図１２】図７の付属チャネルとともに使用するための末端部キャップの一実施形態の斜視図。
【図１３Ａ】ハンドルと、図７に示した装置の細長いシャフトの近位部分との分解図。
【図１３Ｂ】組み立てられた構成にある、ハンドルと、図１３Ａの細長いシャフトの近位部分との断面図。
【図１４Ａ】付属チャネルの別の実施形態の斜視図。
【図１４Ｂ】図１４Ａに示した付属チャネルの断面図。
【図１５Ａ】図１４Ａ及び１４Ｂに示した装置のハンドルアセンブリの斜視図。
【図１５Ｂ】図１５Ａのハンドルアセンブリの拡大図。
【図１６Ａ】ロック機構の一実施形態の斜視図。
【図１６Ｂ】図１Ａ及び１Ｂの外科用ステープリング及び切断装置に連結された図１６Ａのロック機構の斜視図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本明細書に開示される装置、並びに方法の構造、機能、製造、及び使用の原理の全体的な理解を与えるため、特定の例示的実施形態について以下に説明する。これらの実施形態の１以上の例を添付図面に示す。当業者であれば、本明細書に具体的に記載され、添付の図面に示される装置及び方法は、非限定的かつ例示的な実施形態であって、本発明の範囲、特許請求の範囲のみによって定義される点は理解されるであろう。例示的な１つの実施形態に関連して図示又は説明される特徴は、他の実施形態の特徴部と組み合わせることができる。そのような改変及び変形は、本発明の範囲に含まれるものとする。
【０００８】
本発明は、内視鏡外科用装置の作業末端部を制御するための方法及び装置を提供する。一般に、内視鏡外科用装置は細長いシャフトを備え、前記シャフトは、可撓性ネックを有する遠位作業末端部と、遠位作業末端部上の可撓性ネックの動作を制御するためのハンドルを有する近位端と、を有する。所定の例示的な実施形態では、このことは、ハンドルの動作がケーブルの１つ以上に力を適用して可撓性部分を撓ませることにより装置の作業末端部を動作させるように、例えばハンドルと可撓性ネックとの間に延びる１つ以上のケーブルを使用して達成され得る。様々な他の機構も提供されて、装置の使用を容易にする。当業者は、制御されるその特定の装置、及び作業末端部の特定の構成は様々であってもよく、本明細書に記載する様々な制御技術が、作業末端部の動作の制御が所望される実質上任意の外科用装置上に使用できることを認識するであろう。
【０００９】
図１Ａ及び１Ｂは、エンドエフェクタの関節動作を制御するための技術、特に、エンドエフェクタに模倣させ、かつハンドルと同時に動作させるための技術の例示的な一実施形態を示す。この実施形態では、装置は、複数のステープルの直線状の列を組織に適用し、ステープリングされた組織を切断するための直線状ステープリング及び切断装置１０の形態である。図示するように、装置１０は一般に細長いシャフト１２を備え、シャフト１２は、以下により詳細に述べるように、ハンドル１４が連結された近位端１２ａと、エンドエフェクタ１６が連結され又は上部に形成された遠位の作業末端部１２ａと、を有する。使用時、エンドエフェクタ１６は、ハンドル１４の動作を模倣するように構成されている。ハンドル１４とエンドエフェクタ１６との間の模倣運動は、ハンドル１４とエンドエフェクタ１６との間に延び、かつハンドル１４からエンドエフェクタ１６に力を転送するのに有効である、アクチュエータ（図示せず）を使用して達成することができる。例示的な一実施形態では、アクチュエータは、細長いシャフト１２の周辺の周りにて離間され、細長いシャフト１２の長さに沿って延びる、数個のケーブルの形態である。シャフト１２の近位端１２ａを中心とするハンドル１４の動作は、ケーブルの１つ以上に力を適用して、ケーブルがエンドエフェクタ１６に力を適用するようにすることによって、エンドエフェクタ１６にハンドル１４の運動を模倣させるであろう。模倣運動は対応する運動を含んでもよく、それによってエンドエフェクタ１６は、ハンドル１４と同一の方向に動作及び配向し、又は鏡像運動を含んでもよく、それによってエンドエフェクタ１６はハンドル１４と反対の方向に動作及び配向する。模倣運動はまた、ハンドルの動作に比例してもよい。
【００１０】
装置１０の細長いシャフト１２は、多様な構成を有することができる。例えば、シャフト１２は中実又は中空であってもよく、また、単一の構成要素又は複数のセグメントから形成されていてもよい。図２に示すように、細長いシャフト１２は中空であり、多数の接続セグメントから形成されて、細長いシャフト１２の撓りを可能にしている。シャフト１２の可撓性及び比較的小さい直径により、シャフト１２を内視鏡手技に使用することが可能となり、それによって装置は天然オリフィスを通して経ルーメン的に導入される。シャフトはまた、意図される用途に応じて様々な長さを有することができる。
【００１１】
図２は、数個のケーブル３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄの形態のアクチュエータ２２の例示的な一実施形態を更に示し、ケーブル３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄは、細長いシャフト１２の周辺の周りにて離間され、かつ細長いシャフト１２の長さに沿って延びる。ケーブルの数及び位置は、様々であってもよい。例えば、３つのケーブルをシャフト１２の周辺の周りにて互いにおよそ１２０°離間させてもよい。図２に示した実施形態では、４つのケーブル３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄがシャフト１２の周辺の周りにて互いにおよそ９０°離間されている。各ケーブル３４ａ〜ｄは、細長いシャフト１２上に、又はシャフト１２内に、又はシャフト１２の周囲に形成されているルーメンなどの通路内を延びてもよい。図２は、シャフト１２の各セグメントの外側表面上に形成された切り欠き内を延びる各ケーブル３４ａ〜ｄを示す。それ故、各セグメントは、シャフト１２の周辺部の周りにて等間隔で離間された４つの切り欠きを含んで、ケーブル３４ａ〜ｄを互いに等間隔に維持する。切り欠きは、ケーブル３４ａ〜ｄがシャフト１２に対して自由に摺動することを可能にするとともに、ケーブル３４ａ〜ｄを前記切り欠き内に保持するのに有効なサイズを有することが好ましい。
【００１２】
ケーブル３４ａ〜ｄの遠位端はエンドエフェクタ１６と結合（mate）されて、エンドエフェクタ１６の動作を制御してもよい。エンドエフェクタ１６は多様な構成を有することができ、当技術分野にて既知の様々なエンドエフェクタを使用することができるが、図３Ａは、一般に、その間に組織を受容するように適合された対向する第１つかみ具１８及び第２のつかみ具２０を含む、エンドエフェクタ１６の例示的な一実施形態を示す。第１のつかみ具１８は、多数のステープルをそこに配置し、かつ組織内に推進されるように構成されている、テープルカートリッジを含むように適合され、第２のつかみ具２０は、ステープルを変形させるためのアンビルを形成する。エンドエフェクタ１６の特定の構成及び基本的な作動は様々であってもよく、当技術分野にて既知の様々なエンドエフェクタ１６を使用することができる。非限定的な例として、その全体が参照により本明細書に組み込まれる「Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｓｔａｐｌｉｎｇ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｎｇ  ａｎ  Ｅ−Ｂｅａｍ  Ｆｉｒｉｎｇ  Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ」と題された米国特許第６，９７８，９２１号は、本発明とともに使用することができるエンドエフェクタの一実施形態を開示している。
【００１３】
エンドエフェクタ１６を細長いシャフト１２に対して動作させるために、エンドエフェクタ１６は細長いシャフト１２の遠位端１２ｂに可動に連結されていてもよい。例えば、エンドエフェクタ１６は、枢動継手又は回転継手により、細長いシャフト１２の遠位端１２ｂに枢動可能に連結されてもよい。代替的に、エンドエフェクタ１６は、図示するように、エンドエフェクタ１６上に形成されている可撓性ネック２６を含んで、細長いシャフト１２に対するエンドエフェクタ１６の動作を可能にしてもよい。可撓性ネック２６は、シャフト１２の遠位端１２ｂ、及び／若しくはつかみ具１８、２０の近位端と一体的に形成されてもよく、又はシャフト１２とつかみ具１８、２０との間に延びる別個の部材であってもよい。図３Ａに示すように、可撓性ネック２６は、対向するつかみ具１８、２０の近位端に可撓性ネック２６を結合するための第１のカップラー２８と、可撓性ネック２６を細長いシャフト１２の遠位端に結合するための第２のカップラー３０と、を含む。カップラー２８、３０は、可撓性ネック２６に、並びに／又は、つかみ具１８、２０及びシャフト１２に取り外し可能に又は固定的に結合されてもよい。カップラー２８、３０はまた、エンドエフェクタ１６の所定の構成要素を収容するよう機能する。例えば、第１のカップラー２８は、以下に述べるように、ケーブルをカップラー２８内に繋留するよう機能してもよく、またつかみ具１８、２０を作動させる（例えば、閉鎖及び発射させる）ための歯車及び駆動体アセンブリを収容するよう機能してもよい。
【００１４】
可撓性ネック２６の撓りを促進するために、ネック２６は、内部に形成されている１つ以上のスリット３２を含んでもよい。スリット３２の量、位置及びサイズは、所望の可撓性を得るように変更されてもよい。図３Ａに示した実施形態では、可撓性ネック２６はスリット３２の多数の列を含み、各列は可撓性ネック２６の周囲に径方向に延び、また各列は可撓性ネック２６の長さに沿って軸線方向に離間されている。スリットの各列は、ネック２６の周辺の周りに延びる２つのスリットを含み、スリット３２の各列は、互いに軸線方向にずれている。その結果、可撓性ネック２６は、交互のスリット３２を含む。当業者には、特にスリット３２のパターンが様々であってもよく、図３Ａは、単に可撓性ネック２６を撓らせるスリット３２を形成するための１つのパターンを示している。他の例示的なスリット構成を、以下により詳細に述べる。
【００１５】
上記に示したように、ケーブル３４ａ〜ｄは、エンドエフェクタ１６に連結されて、エンドエフェクタ１６がハンドル１４と協調して動作することを可能にする。ケーブル３４ａ〜ｄをエンドエフェクタ１６に接続する位置は、所望の動作に応じて様々であってもよい。図示した実施形態では、ケーブル３４ａ〜ｄの遠位端は可撓性ネック２６の遠位端に接続され、詳細には第１のカップラー２８内へ延び、カップラー２８に接続されている。図３Ｂは、それぞれ４つのケーブル３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄを受容する４つの孔２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄを示す、第１のカップラー２８の断面図を示す。実質上、例えば、接着剤、締まりばめ、ボールソケット接続、ねじ山などの機械的結合技術を含む当技術分野にて既知の任意の技術を用いて、ケーブル３４ａ〜ｄをカップラー２８に接続することができる。使用時、可撓性ネック２６の遠位端におけるケーブル３４ａ〜ｄの接続により、ケーブル３４ａ〜ｄがハンドル１４により軸線方向の力を適用された際、ケーブル３４ａ〜ｄが可撓性ネック２６に張力を適用することが可能となる。この張力は、以下により詳細に述べるように、各ケーブル３４ａ〜ｄに適用される張力の量により決定される方向にネック２６を撓ませるであろう。
【００１６】
装置１０のハンドル１４は、エンドエフェクタ１６の動作を制御するよう使用されてもよく、詳細には、エンドエフェクタ１６を関節動作させることによって、エンドエフェクタ１６を細長いシャフト１２の長手方向軸線Ａに対して角度をつけて配向するよう使用されてもよい。ハンドル１４は多様な構成を有してもよいが、例示的な一実施形態では、ハンドル１４は、ハンドル１４の動作がエンドエフェクタ１６により模倣され得るように、細長いシャフト１２の近位端１２ａに可動に連結されている。様々な技術を用いてハンドル１４をシャフト１２に可動に連結することができるが、図４Ａ〜４Ｃに示す実施形態では、ハンドル１４と、細長いシャフト１２の近位端１２ａとの間にボールソケット接続が形成されている。図４Ｂに最良に示すように、細長いシャフト１２の近位端１２ａは、近位端１２ａ内に形成されたソケット２４を含み、ハンドル１４は、ハンドル１４の遠位端上に形成され、かつソケット２４内に回転可能に収まるように構成された半球状ボール１３ａを含む。ソケット２４は、細長いシャフトの近位端１２ａと一体的に形成されてもよく、又は、図示するように、細長いシャフト１２の近位端１２ａに中空ハウジング１２ｃを連結することにより形成されてもよい。半球状ボール１３ａも、ハンドル１４と一体的に形成されてもよく、又はハンドル１４に連結された別個の部材であってもよい。ハンドル１４をシャフト１２に可動に結合するために、ハンドル１４上の半球状ボール１３ａをケーブル３４ａ〜ｄを使用してソケット２４内に保持してもよく、ケーブル３４ａ〜ｄは、以下に述べるようにハンドル１４に取り付けられている。しかしながら、他の結合技術を用いてハンドル１４をシャフト１２に可動に結合してもよい。例えば、ボール１３ａは球状であってもよく、細長いシャフト１２の近位端１２ａ内に形成された球状ソケット内に捕捉されてもよく、又は例えばピンなどの結合要素がボール１３ａを通して延びて、ボール１３ａをソケット２４内に保持してもよい。図４Ｂは、ハンドル１４上に形成されたボール１３ａと、シャフト１２内に形成されたソケット２４とを図示しているが、ボールソケット接続は、ボールがシャフト１２上にあり、かつソケットがハンドル１４内にあるように逆転されてもよい。更に、当業者は、多様な他の技術を用いて、ハンドル１４を細長いシャフト１２の近位端１２ａに可動に連結できることを認識するであろう。
【００１７】
使用時、ハンドル１４は、シャフト１２に対して関節動作又は枢動的に動作して、エンドエフェクタ１６がハンドル１４の動作を模倣するようにしてもよい。これは、ケーブル３４ａ〜ｄの近位端をハンドル１４に連結することにより達成することができる。ケーブル３４ａ〜ｄをハンドル１４に接続する位置は、所望の動作に応じて様々であってもよい。図示した実施形態では、ケーブル（図４Ａには、３つのみのケーブル３４ａ、３４ｂ及び３４ｃが示されている）は、細長いシャフト１２から中空ハウジング１２ｃを通って、中空ハウジング１２ｃの近位端内に形成されたスロット又は開口部から外部に延びる。次いで、ケーブル３４ａ〜ｄはハンドル１４上のボール１３ａの周囲に延び、ボール１３ａを包囲する、ハンドル１４の遠位に向いた表面に接続する。実質上、例えば、接着剤、締まりばめ、ねじ山などの機械的結合技術を含む当技術分野にて既知の任意の技術を用いて、ケーブル３４ａ〜ｄをハンドル１４に接続することができる。図４Ａに示すように、ハンドル１４は、ハンドル１４内に形成された開口部を含み、ケーブル３４ａ〜ｄの近位端（図示せず）は、前記近位端上に形成され、かつ開口部内に捕捉されるように構成されたボール又は他の要素を有してもよい。更に図４Ａに示すように、ケーブル（３つのみのケーブル３４ａ、３４ｂ及び３４ｃが示されている）は、ハンドル１４の周辺の周りにて離間した状態で留まり得る。これにより、以下により詳細に述べるように、ハンドル１４の動作がエンドエフェクタ１６により再現（mirror）されることが可能となるであろう。代替的に、ケーブル３４ａ〜ｄは、それらがハンドル１４に接続する前に交差されて、エンドエフェクタ１６がハンドル１４と同一の方向に動作するようにしてもよい。例えば、対向するケーブル３４ａ及び３４ｃは互いに交差してもよく、そしてハンドル１４の対向する側に接続してもよく、また対向するケーブル３４ｂ及び３４ｄは同様に互いに交差してもよく、そしてハンドル１４の対向する側に接続してもよい。ケーブル３４ａ〜ｄは、例えばシャフト１２の近位端１２ａ上の中空ハウジング１２ｃ内などの、任意の位置で交差させることができる。
【００１８】
図４Ａ及び４Ｂに更に示すように、ハンドル１４は他の機構を含んで、装置の使用を容易にしてもよい。例えば、ハンドル１４は、エンドエフェクタ１６上のつかみ具１８、２０を閉鎖するのに有効な並進部材３８、及び、エンドエフェクタ１６を選択的に回転及び作動させるのに有効な回転部材４０を含んでもよい。並進部材３８及び回転部材４０は、Ｍａｒｋ  Ｏｒｔｉｚらによる、本出願と同一の日に出願された「Ｓｕｒｇｉｃａｌ  Ｆａｓｔｅｎｅｒ  Ａｎｄ  Ｃｕｔｔｅｒ  Ｗｉｔｈ  Ｓｉｎｇｌｅ  Ｃａｂｌｅ  Ａｃｔｕａｔｏｒ」と題された出願に、より詳細に記載されており、前記出願の全体は、参照により本明細書に組み込まれる。別の実施形態では、ハンドル１４は、エンドエフェクタ１６を回転及び／又は作動させるトリガ、ノブなどを含んでもよい。
【００１９】
再び図１Ｂを参照すると、使用時、ハンドル１４を細長いシャフト１２の近位端１２ａに対して枢動させ、又は角度をつけて配向させて、エンドエフェクタ１６の模倣動作を達成することができる。詳細には、ハンドル１４を細長いシャフト１２を中心として第１の方向に枢動させることにより、ケーブル３４ａ〜ｄの１つ以上に力が適用されて、ケーブル（１つ又は複数）を軸線方向に牽引するであろう。その結果、作動されたケーブルが可撓性ネック２６に張力を適用して、ネック２６を撓ませるであろう。ハンドル１４によりケーブル３４ａ〜ｄに適用された張力に応答した、細長いシャフト１２の撓みを防止するために、可撓性ネック２６は細長いシャフト１２と比較して高い可撓性を有してもよい。このことは、例えば、前述したような交互のスリット３２を使用して達成することができ、又は別の実施形態では、材料を相違させてもよく、又は細長いシャフトが該シャフト内を延びるロッドなどの安定化要素を含んで、シャフトを可撓性ネックと比較してより剛性としてもよい。
【００２０】
ハンドル１４の動作方向は、エンドエフェクタ１６により同一方向に（即ち、対応する動作）、又は反対方向に（即ち、鏡像動作）模倣され、それ故、ユーザーはエンドエフェクタ１６を正確に制御することが可能となるであろう。例示的な一実施形態では、エンドエフェクタ１６の動作の特定の量は、ハンドル１４の動作の量に比例してもよい。即ち、エンドエフェクタ１６の動作の量は、ハンドル１４の動作の量と直接等価であってもよく、又はハンドル１４の動作の量に対して比例的に増大又は低下してもよい。所定の実施形態では、ハンドル１４の動作の量に対して増大した、エンドエフェクタ１６の動作の量を有することが望ましい可能性がある。その結果、エンドエフェクタ１６を大きく動作させるのにハンドル１４の少量の動作のみが必要となるであろう。様々な技術を用いてエンドエフェクタ１６の動作を比例的に増加又は増大させることができるが、力増加メカニズムの例示的な一実施形態は偏心カムであり、該カムは、ケーブルに連結され、ハンドル１４によりケーブル３４ａ〜ｄに張力が適用されたときにケーブル３４ａ〜ｄの力又は変位のいずれかの機械的利益を増大させる。
【００２１】
当業者は、ハンドルと装置の作業末端部との間の動作は理論的には比例的であり得るが、実際には、力が細長いシャフトを通して転送されるにつれて、幾分かの力の損失が生じる可能性があることを認識するであろう。したがって、本明細書で使用する比例的動作は、ハンドル及び作業末端部が比例した量で動作するように構成されているが、装置の実際の作動中には幾分かの力の損失が生じ得る用途を含むことが意図される。
【００２２】
本明細書に開示した様々な装置はまた、多様な他の機構を備えて、該装置の使用を容易にしてもよい。例えば、図１Ａの装置１０は光学画像収集ユニットを備えてもよく、該ユニットは、細長いシャフト１２の遠位端上に配置され、かつ内視鏡手技中に画像を獲得するように構成されている。ユニットの位置は様々であってもよいが、一実施形態では、光学画像収集ユニットは第２のカップラー３０上に配置されてもよい。詳細には、図５は、斜面形状のハウジング４２を図示し、ハウジング４２は、カップラー３０の外側表面から突出し、かつハウジング４２内に光学画像収集ユニットを含む。ハウジング４２の遠位に向いた表面上に視認窓４４が形成されて、ユニットがエンドエフェクタ１６と、包囲する外科用部位との画像を獲得することを可能にする。光学画像収集ユニットからの画像は外部画像表示スクリーンに転送されてもよく、又は代替的に装置１０は、装置の近位部分上に配置され又は該近位部分に連結された画像表示スクリーンを備えてもよい。図６は、ハンドル１４から外方向に突出する画像表示スクリーン４６の一実施形態を示す。
【００２３】
既に示したように、内視鏡外科用装置の作業末端部の動作を制御するための、本明細書に開示した様々な技術は、多様な医療装置とともに使用することができる。図７は、その作業末端部の動作を制御するためのアクチュエータを有する、医療装置の別の実施形態を示す。この実施形態では、医療装置は、内視鏡とともに使用するための付属チャネル１００の形態である。付属チャネル１００は外部装置であり、該外部装置は、内視鏡と結合し、該内視鏡に沿って摺動して、把持器具、切断器具などの他のツールを内視鏡を通して導入し、内視鏡の視認端の付近に配置することを可能にすることができる。付属チャネル１００は、実質上任意の構成、形状及びサイズを有し得るが、図７に示した実施形態では、付属チャネル１００は、その近位端１０２ａと遠位端１０２ｂとの間に延びる内側ルーメンを有して、前記ルーメンを通してツールを受容する細長いチューブ又はシャフト１０２を含む。付属チャネル１００はまた、付属チャネル１００を直接内視鏡に又は内視鏡の周囲に配置されたスリーブ又は他の装置に結合するための、付属チャネル１００上に形成された結合要素を含んでもよい。実質上、任意の結合技術を用いることができるが、図示した実施形態では、付属チャネル１００上の結合要素は、細長いシャフト１０２の長さに沿って延びるレール１０４の形態である。レール１０４は、内視鏡上に、又は、内視鏡の周囲に配置されている、例えばスリーブなどの装置上に形成されている相補的な軌道内に受容されるように構成されている。当業者は、多様な他の技術を用いて、付属チャネルを内視鏡に直接又は間接的のいずれかで結合できることを認識するであろう。
【００２４】
付属チャネル１００の作業末端部の動作を制御するために、装置１００は前述したものと類似した機構を備えてもよい。詳細には、装置１００は、細長いシャフト１０２の遠位端１０２ｂ上に形成され又は該遠位端１０２ｂに連結された可撓性ネック１０８、細長いシャフト１０２の近位端１０２ａ上に形成され又は該近位端１０２ａに連結されたハンドル１０６、及び、ハンドル１０６と可撓性ネック１０８との間に延びるアクチュエータを備えてもよい。この実施形態では、アクチュエータは、ハンドル１０６の動作が可撓性ネック１０８により模倣されることによって、付属チャネル１００内を延びるツールが所望の角度配向にて配置されるように、ハンドル１０６から可撓性ネック１０８へ力を転送するように構成されている。
【００２５】
可撓性ネック１０８は多様な構成を有することができ、細長いシャフト１０２に連結された別個の部材であってもよく、又は、図７に示すように、細長いシャフト１０２と一体的に形成されてもよい。ネック１０８は、様々な技術を用いて可撓性を有するように作製され得る。例えば、ネック１０８は、互いに対して動作する１つ以上のセグメントから形成されてもよく、及び／又は可撓性材料から形成されてもよい。図８Ａに示す例示的な実施形態では、ネック１０８は、ネック１０８内に形成され、ネック１０８の最大可撓性を提供するように構成されている数個のスリット１１２を含む。スリット１１２のサイズ、量及び配向は、所望の結果を得るように様々であってもよいが、図示した実施形態では、可撓性ネック１０８はスリットの４つの柱を含む（矢印１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃで示すスリットの３つの柱のみが示されている）。各柱は可撓性ネック１０８の長さに沿って軸線方向に延び、各柱は、ネック１０８の周辺の周りにて径方向に離間されているスリットの４つの列を含む。スリット１１２の各柱はまた、互いに軸線方向にずれて、スリット１１２の重なり合いを可能にしている。使用時、アクチュエータに張力が適用された際、スリット１１２は、図８Ｂ及び８Ｃに示すように、細長いシャフト１０２の残部に対して関節動作するように、ネック１０８を屈曲させ又は湾曲した構成をとらせるであろう。
【００２６】
別の実施形態では、スリットはネックを多数の位置又は屈曲点で撓ることを可能にするように、又はさもなければ、ネックを所定の位置へ撓ることを可能にするように配置されてもよい。非限定的な例として、図９Ａは、その内部に形成されているスリット１１２’の２つの領域を有する可撓性ネック１０８’の別の実施形態を示す。詳細には、可撓性ネック１０８’は、スリットの遠位領域１１２ａ’と、スリットの近位領域１１２ｂ’とを含む。各領域１１２ａ’、１１２ｂ’は、任意の位置に配置された任意の数のスリットを含んで、１つ以上の所望の方向への所望の程度の可撓性の提供することができる。図９Ａに示すように、スリットの近位領域１１２ａ’及び遠位領域１１２ｂ’はそれぞれ、スリットの２つの列を含み、該列は、可撓性ネック１０８’の対向する側に形成され、かつ可撓性ネック１０８’の長さに沿って延びる。使用時、以下により詳細に述べるように、可撓性ネック１０８’に張力が適用された際、ネック１０８’は近位領域１１２ａ’及び遠位領域１１２ｂ’の両方にて撓ることにより、細長いシャフト１０２’の残部に対して関節動作するであろう。図９Ｂに示すように、撓りは、最初、ネック１０８’の遠位領域１１２ａ’に生じ得る。次いで、ネック１０８’に対する更なる張力の適用が、図９Ｃに示すように、近位領域１１２ｂ’を撓らせる。別の実施形態では、スリットの配置及び／又はスリットのサイズは、撓りが近位領域１１２ｂ’に生じた後に遠位領域１１２ａ’に生じるように構成されてもよく、又は代替的に、スリットは近位領域１１２ｂ’及び遠位領域１１２ａ’が同時に撓るように構成されてもよい。当業者は、所望の結果を得るようにスリットの量、位置、サイズ及び形状を調整できることを認識するであろう。各スリットの形成に使用される切れ目の特定の構成も、様々であってもよい。例えば、スリットの幅及び長さは、細長いシャフトの外側表面から細長いシャフトの内側表面へ一定のままであってもよく、又は代替的に、幅及び長さは、スリットがテーパされ若しくは別様に変化するように、増大若しくは低下してもよい。非限定的な例として、テーパ状構成は、スリットの長さ及び幅が細長いシャフトの外側表面から内側表面へ低下する三角形の構成を有するスリットを形成することにより形成されてもよい。
【００２７】
上記に示したように、アクチュエータは、可撓性ネック１０８に張力を適用してネック１０８を関節動作させるように構成されている。アクチュエータは多様な構成を有することができるが、例示的な一実施形態では、アクチュエータは前述したアクチュエータと類似し、ハンドル１０６と可撓性ネック１０８が操作可能に関連するように、ハンドル１０６と可撓性ネック１０８の遠位端との間に延びる１つ以上のケーブルを含む。各ケーブルは、可撓性ネック１０８に張力を適用して、ネック１０８を移動面内で関節動作させるように構成されている。それ故、装置１００が１つのみのケーブルを備える場合、可撓性ネック１０８は単一の移動面内で関節動作し得る。追加のケーブルのそれぞれは、ネック１０８を異なる移動面内で関節動作することを可能にし得る。多数のケーブルが提供されている場合、ネック１０８は多数の移動面内で関節動作することができる。更に、ケーブルに同時に張力をかけ、潜在的に可撓性ネック１０８の３６０°関節動作を可能にすることができる。
【００２８】
ケーブルの数は様々であってもよく、装置１００は１つのみのケーブルを備えてもよいが、図７に示す実施形態では、装置１００は４つのケーブルを備えている（３つのみのケーブル１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃが示されている）。図１０に、ケーブル１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄの一部分をより詳細に示す。上述したように、ケーブル１１０ａ〜ｄは、細長いシャフト１０２の長さに沿ってハンドル１０６と可撓性ネック１０８との間を延びる。ケーブル１１０ａ〜ｄの特定の位置は様々であってもよいが、例示的な実施形態では、ケーブル１１０ａ〜ｄは細長いシャフト１０２の周辺の周りにて径方向に離間され、また可撓性ネック１０８の最遠位端とハンドル１０６との間に延びる。ケーブル１１０ａ〜ｄは、細長いシャフト１０２の内部を延び、又は該シャフトに沿って外部を延び、又は細長いシャフト１０２の側壁内に形成されたルーメン又は通路内を延びてもよい。図１１は、内部に４つのルーメン１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄが形成されている細長いシャフト１０２の断面図を示す。ルーメン１０３ａ〜ｄは、ケーブル１１６ａ〜ｄがルーメン１０３ａ〜ｄ内で摺動可能なサイズを有することが好ましく、また細長いシャフト１０２の周辺の周りにて離間されていてもよい。ルーメン１０３ａ〜ｄは、細長いシャフト１０２の近位端１０２ａと遠位端１０２ｂとの間に延びて、ケーブル１１０ａ〜ｄがハンドル１０６と可撓性ネック１０８の最遠位端との間に延びることを可能にする。
【００２９】
ケーブル１１０ａ〜ｄの遠位端は、多様な技術を用いて可撓性ネック１０８の最遠位端に結合することができるが、図１２に示す一実施形態では、可撓性ネック１０８は、可撓性ネック１０８の最遠位端に連結し又は該最遠位端上に形成されたエンドキャップ１１４を含む。エンドキャップ１１４の構成は、アクチュエータの構成に応じて様々であってもよいが、図示した実施形態では、エンドキャップ１１４は、４つの孔１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ、１１４ｄを含み、該孔は、エンドキャップ１１４内に形成され、かつ、孔１１４ａ〜ｄが細長いシャフト１０２内のルーメン１０３ａ〜ｄと整合するようにエンドキャップ１１４の周辺の周りにて離間されている。各孔１１４ａ〜ｄは、ケーブル１１０ａ〜ｄのうちの１つを受容するように構成されている。様々な結合技術を用いてケーブル１１０ａ〜ｄを孔１１４ａ〜ｄ内に保持することができる。例えば、図１０は、各ケーブル１１０ａ〜ｄの末端部上に形成され、ケーブル１１０ａ〜ｄの末端部をエンドキャップ１１４内の孔１１４ａ〜ｄ内に保持するためのボールを図示する。エンドキャップ１１４は中央ルーメン１１６も含み得、中央ルーメン１１６は、エンドキャップ１１４内に形成され、該ルーメン１１６を通してツールを受容する。ルーメン１１６はまた、付属チャネル１００を通して挿入されたツールの配置を容易にするよう機能してもよい。
【００３０】
ケーブル１１０ａ〜ｄの近位端は、シャフト１０２の近位端に連結されたハンドル１０６に結合してもよい。ハンドル１０６は多様な構成を有することができるが、図７に以前に示した例示的な一実施形態では、ハンドル１０６は、細長いシャフト１０２の近位端１０２ａに可動に連結され、特に細長いシャフト１０２の近位端１０２ａに対して関節動作するように構成されているジョイスティックの形態であってもよい。以下に述べるように、ハンドル１０６の関節動作により、ハンドル１０６の動きが可撓性ネック１０８により模倣されることが可能となり得る。
【００３１】
関節動作は多様なタイプの継手を使用して達成することができるが、図示した実施形態では、ハンドル１０６と細長いシャフト１０２との間にボールソケット接続が形成されている。詳細には、図１３Ａ及び１３Ｂにより詳細に示すように、細長いシャフト１０２の近位端１０２ａはハウジング１０３を含み、ハウジング１０３は、近位端１０２ａ上に形成され、かつハウジング１０３の近位端内にソケット１１８を画定する。ハンドル１０６は、ソケット１１８内に可動に配置されるボール１２０を含み、ジョイスティックがボール１２０から近位方向に延びることによって、ハンドル１０６が細長いシャフト１０２に対して関節動作することを可能にする。ピン又は他のメカニズムを使用して、ボール１２０をソケット１１８内に可動に保持してもよい。当業者は、ハンドルが多様な他の形状を有してもよく、様々な他の技術を用いてハンドル１０６を細長いシャフト１０２に可動に接続できることを認識するであろう。
【００３２】
上記に示したように、ケーブル１１０ａ〜ｄの近位端は、ハンドル１０６に結合するように構成されている。それ故、ハンドル１０６は、ケーブル１１０ａ〜ｄに結合するための機構を含んでもよい。特定の結合機構は、アクチュエータの構成に応じて様々であり得るが、例示的な実施形態では、ハンドル１０６上のジョイスティック１２２は、ジョイスティック１２２上に形成された４つの脚１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃ、１２４ｄを含む。脚１２４ａ〜ｄは、ジョイスティック１２２の周辺の周りにて離間され、したがって脚１２４ａ〜ｄは、実質的にケーブルと整合し、各脚１２４ａ〜ｄがケーブル１１０ａ〜ｄのうちの１つの終端部と結合するように構成されている。ケーブル１１０ａ〜ｄの遠位端に関連して前述したようなボールソケット接続を使用してケーブル１１０ａ〜ｄを脚に結合してもよく、又は代替的に、当技術分野にて既知の任意の他の結合技術を用いてもよい。
【００３３】
再び図７を参照すると、使用時、ハンドル１０６は、細長いシャフト１０２の近位端１０２ａに対して枢動し又は角度をつけて配向して、可撓性ネック１０８の模倣動作を達成し、それによって可撓性ネック１０８を通して延びるツールを配置することができる。図７及び１３Ｂに示すように、ハンドル１０６上のジョイスティックはルーメン１０７を含んでもよく、ルーメン１０７は、ジョイスティックを通して形成され、細長いシャフト１０２内のルーメン１０２ｃと軸線方向に整合されてツールが装置１００を通して導入されることを可能にする。別の実施形態では、ハンドル１０６は、ハンドル１０６がケーブルに連結するが、細長いシャフト１０２内のルーメン１０２ｃへの直接的なアクセスを妨害しないように、細長いシャフト１０２の近位端１０２ａからずれていてもよい。
【００３４】
可撓性ネック１０８の動作を制御し、それ故、内部に配置されたツールの動作を制御するために、ハンドル１０６は、細長いシャフト１０２の近位端１０２ａを中心として枢動又は関節動作される。例えば、ハンドル１０６の第１の方向における動作により、ハンドル１０６上の脚１２４ａ〜ｄがケーブル１１０ａ〜ｄのうちの１つ以上に力を適用して、ケーブルを軸線方向に牽引するであろう。その結果、作動されたケーブルが可撓性ネック１０８に張力を適用して、ネック１０８を撓らせるであろう。ハンドル１０６によりケーブル１１０ａ〜ｄに適用された張力に応答した、細長いシャフト１０２の撓みを防止するために、可撓性ネック１０８は細長いシャフト１０２と比較して高い可撓性を有してもよい。このことは、例えば、前述したようなスリットを使用して達成することができ、又は別の実施形態では、シャフト１０２が前記シャフト内を延びるロッドなどの安定化要素を含んで、シャフト１０２を可撓性ネック１０８と比較してより剛性としてもよい。ハンドル１０６の動作方向は、可撓性ネック１０８により同一方向に（即ち、対応する動作）、又は反対方向に（即ち、鏡像動作）模倣され、それ故、ユーザーは可撓性ネック１０８の位置を正確に制御し、ひいては、可撓性ネック１０８を通して延びるツールの位置を制御することが可能となるであろう。例示的な一実施形態では、可撓性ネック１０８の動作の特定の量は、ハンドル１０６の動作の量に比例してもよい。即ち、可撓性ネック１０８の動作の量は、ハンドル１０６の動作の量と直接等価であってもよく、又はハンドル１０６の動作の量に対して比例的に増大又は低下してもよい。所定の実施形態では、ハンドル１０６の動作の量に対して増大した、可撓性ネック１０８の動作の量を有することが望ましい可能性がある。その結果、可撓性ネック１０８を大きく動作させるのにハンドル１０６の少量の動作のみが必要となるであろう。様々な技術を用いて可撓性ネック１０８の動作を比例的に増加又は増大させることができるが、力増加メカニズムの例示的な一実施形態は偏心カムであり、前記カムは、ケーブルに連結され、ハンドル１０６によりケーブル１１０ａ〜ｄに張力が適用されたときにケーブル１１０ａ〜ｄの力又は変位のいずれかの機械的利益を増大させる。
【００３５】
前記にて説明したように、ハンドルと装置の作業末端部との間の動作は理論的には比例的であり得るが、実際には、力が細長いシャフトを通して転送されるにつれて、幾分かの力の損失が生じる可能性がある。したがって、本明細書で使用する比例的動作は、ハンドル及び作業末端部が比例した量で動作するように構成されているが、装置の実際の作動中には幾分かの力の損失が生じ得る用途を含むことが意図される。
【００３６】
図１Ａ及び７は、作業末端部がハンドルの動作を模倣する装置を示したが、ハンドルは、装置の作業末端部がハンドルの動作を模倣する必要なく、装置の作業末端部を関節動作させるのに有効な多様な他の構成を有してもよい。図１４Ａ及び１４Ｂは、可撓性ネック２０６を装置の細長いシャフト２０２に対して１つ以上の移動面内で関節動作させるのに有効な回転可能な部材を含むハンドル２０４を有する、装置２００の別の実施形態を示す。一般に、装置２００の細長いシャフト２０２は、前述した細長いシャフト１０２と非常に類似し、一般に、細長いシャフト２０２の遠位端に連結され又は該遠位端上に形成された可撓性ネック２０６を含む。４つのケーブルアクチュエータ（図示せず）がハンドル１０６と可撓性ネック２０６との間において細長いシャフト内を延びる。シャフト１０２及びケーブルアクチュエータは、装置１００に関連して前述したシャフト１０２及びケーブルアクチュエータ１１０ａ〜ｄと類似するため、それらは詳細に記載されない。
【００３７】
図１５Ａ及び１５Ｂに、装置２００のハンドル２０４をより詳細に図示する。一般に、ハンドル２０４は、ハンドル２０４上に回転可能に配置された１つ以上のスプールを含む。各スプールは、ケーブルアクチュエータの１つと結合し、該アクチュエータを制御するように構成されている。それ故、各スプールの回転はケーブルを巻き上げ又は解放し、それにより可撓性ネック１０８を撓らせ、また特定の方向に関節動作させる。スプールの数はケーブルアクチュエータの数に応じて様々であってもよいが、図１５Ａ及び１５Ｂに図示した実施形態では、ハンドル２０４は４つのスプール２０８ａ、２０８ｂ、２１０ａ、２１０ｂを含む。第１の２つのスプール２０８ａ、２０８ｂが互いに連結され、第２の２つのスプール２１０ａ、２１０ｂが互いに連結されている。第１のケーブル２１２ａは第１のスプール２０８ａに連結され、かつスプール２０８ａの周囲に巻回され、第２のケーブル２１２ｂは第２のスプール２０８ｂに連結され、かつスプール２０８ｂの周囲に巻回されている。第１のケーブル２１２ａ及び第２のケーブル２１２ｂは、細長いシャフト２０２上に配置され、かつシャフト２０２の互いの反対側に沿って延びる。その結果、第１のケーブル２１２ａに適用された張力は、可撓性ネック２０６を第１の移動面内で一方向に関節動作させ、第２のケーブル２１２ｂに適用された張力は、可撓性ネック２０６を同一の移動面内で反対方向に関節動作させるであろう。ケーブル２１２ａ、２１２ｂの一方のみに張力が適用されるためには、第１のケーブル２１２ａ及び第２のケーブル２１２ｂを第１のスプール２０８ａ及び第２のスプール２０８ｂの周囲に互いに反対方向に巻回する。それ故、第１のスプール２０８ａ及び第２のスプール２０８ｂの回転がケーブル２１２ａ、２１２ｂの一方を巻回し、かつ該ケーブル２１２ａ、２１２ｂの一方に張力を適用する一方、ケーブル２１２ａ、２１２ｂの他方を解き、かつ該ケーブル２１２ａ、２１２ｂの他方上の張力を解放するであろう。第３のケーブル２１２ｃ及び第４のケーブル２１２ｄは同様に、第３のスプール２１０ａ及び第２のスプール２１０ｂの回転が、ケーブル２１２ｃ、２１２ｄの一方を巻回し、かつ該ケーブル２１２ｃ、２１２ｄの一方に張力を適用する一方、ケーブル２１２ｃ、２１２ｄの他方を解き、かつ該ケーブル２１２ｃ、２１２ｄの他方上の張力を解放するように、第３スプール２１０ａ及び第４のスプール２１０ｂの周囲に巻回される。第３のケーブル２１２ｃ及び第４のケーブル２１２ｄは、第３のケーブル２１２ｃ及び第４のケーブル２１２ｄが可撓性ネック２０６を第２の、異なる移動面内で関節動作させるように、第１のケーブル２１２ａ及び第２のケーブル２１２ｂから径方向にずれた位置にてシャフト１０２に沿って延びてもよい。例えば、第３のケーブル２１２ｃ及び第４のケーブル２１２ｄは、ケーブル２１２ａ〜ｄが全て、細長いシャフト２０２の周辺の周りに実質的に等間隔で離間されるように、第１のケーブル２１２ａ及び第２のケーブル２１２ｂから約９０°ずれていてもよい。当業者は、ハンドル２０４が、任意の数のスプール及びケーブルを含んで、所望の数の面内での関節動作を達成できることを認識���るであろう。
【００３８】
スプール２０８ａ、２０８ｂ、２１０ａ、２１０ｂを制御するために、装置は１つ以上の把持部材を備えてもよい。図１５Ａ及び１５Ｂに示すように、第１の回転可能なノブ２１４は第１のスプール２０８ａ及び第２のスプール２０８ｂに連結され、第２の回転可能なノブ２１６は第３のスプール２１０ａ及び第４のスプール２１０ｂに連結されている。ノブ２１４、２１６はスプール２０８ａ、２０８ｂ、２１０ａ、２１０ｂと一体的に形成されてもよく、又は、スプール２０８ａ、２０８ｂ、２１０ａ、２１０ｂを通して延びるシャフトによりスプール２０８ａ、２０８ｂ、２１０ａ、２１０ｂに連結されていてもよい。図示した実施形態では、第１のノブ２１４は、第１のスプール２０８ａ上に形成され又はスプール２０８ａに直接連結され、第２のノブ２１６は、シャフト２１８により第３のスプール２１０ａ及び第４のスプール２１０ｂに連結され、シャフト２１８は、ノブ２１６から第１のスプール２０８ａ及び第２のスプール２０８ｂを通して延び、第３のスプール２１０ａ及び第４のスプール２１０ｂに連結している。換言すれば、第１のスプール２０８ａ及び第２のスプール２０８ｂは、シャフト２１８の周囲に回転可能に配置されている。
【００３９】
所定の例示的な実施形態では、スプール及び回転可能なノブはまた、異なるサイズを有してもよい。図１５Ａ及び１５Ｂに示す実施形態では、第１のスプール２０８ａ及び第２のスプール２０８ｂ並びに第１の回転可能なノブ２１４は、第３のスプール２１０ａ及び第４のスプール２１０ｂ並びに第２の回転可能なノブ２１６の直径よりも大きい直径を有する。そのような構成は、必須というわけではないが、ケーブル２１２ａ〜ｄを互いに離間させて、ケーブル２１２ａ〜ｄが互いに接触することを防止するため有利であり得る。
【００４０】
使用時、ツールを細長いシャフト２０２を通して配置することができ、ノブ２１４、２１６を回転させてシャフト２０２上の可撓性ネック２０６を関節動作させることにより、ツールを所望通り配置することができる。図１４Ａ及び１４Ｂに示すように、ハンドル２０４はルーメン２０５を含んでもよく、ルーメン２０５は、ハンドル２０４内に延び、かつ細長いシャフト２０２内のルーメンと整合してツールがハンドル２０４及びシャフト２０２を通過することを可能にする。別の実施形態では、ハンドル２０４は、細長いシャフト２０２からずれて、細長いシャフト２０２内のルーメンへの直接的なアクセスを提供してもよい。ツールがシャフト２０２を通して配置された後、ノブ２１４、２１４を回転させて、細長いシャフト２０２の遠位端上の可撓性ネック２０６を関節動作させてもよい。詳細には、第１のノブ２１４を第１の方向、例えば時計回りに回転させて、ケーブルの１つ、例えば第１のケーブル２１２ａに張力を適用する一方、他のケーブル、例えば第２のケーブル２１２ｂを解放し又は解いてもよい。その結果、第１のケーブル２１２ａに適用された張力は、可撓性ネック２０６の最遠位端を近位方向に牽引し、可撓性ネック２０６を撓ませることによって第１の方向に関節動作させるであろう。第１のノブ２１４の反対方向、例えば反時計回りの回転は、第１のケーブル２１２ａを解く一方、第２のケーブル２１２ｂを巻回するであろう。可撓性ネック２０６は、その初期の直線状構成に戻るであろう。第１のノブ２１４の更なる回転は第２のケーブル２１２ｂの巻回を継続する一方、第１のケーブル２１２ａを解き、それにより可撓性ネック２０６を撓ませ、同一移動面に沿って反対方向に関節動作させるであろう。第２のノブ２１６は同様に、回転されて、異なる移動面内での可撓性のものを関節動作させ得る。ノブ２１４、２１６はまた、場合により、同時に回転されて、第１及び第２の移動面とは異なる追加の移動面内で、可撓性ネック２０６を関節動作させてもよい。
【００４１】
別の実施形態において、本明細書に開示した様々な装置は、ロック機構を備えてもよく、該ロック機構は、ハンドル（１つ又は複数）及び／又はアクチュエータを固定位置にロックして、装置の作業末端部を所望の関節動作された又は角度がついた配向に維持する。ロック機構は多様な構成を有することができるが、例示的な一実施形態では、ロック機構は、ケーブル上にしっかり締め付けることによってケーブルの移動を防止し、作業末端部を所望の配向にロックするのに有効なクランプの形態であってもよい。クランプは多様な形状及びサイズを有することができ、また装置上の様々な位置に配置することができる。図１６Ａ及び１６Ｂは、図１Ａ及び１Ｂの外科用締結及び切断装置１０上の中空ハウジング１２ｃの周囲に配置されている、クランプ３００の例示的な一実施形態を示す。クランプ３００は一般にリング形状であり、内部をケーブル（３つのみのケーブル３４ａ、３４ｂ、３４ｃが図１６Ｂに図示されている）が延びる開口部に隣接して、中空ハウジング１２ｃに摺動可能又は回転可能に結合するように構成されてもよい。初期位置において、クランプ３００は開口部から離間されて、内部を通るケーブル３４ａ〜ｄの自由な動作を可能にする。装置の作業末端部、例えばエンドエフェクタ１６が、所望の位置へ関節動作した後、クランプ３００は、クランプ３００が開口部上に延び、開口部から延びるケーブル３４ａ〜ｄと係合するまで、中空ハウジング１２ｃに沿って軸線方向に移動してもよい。クランプ３００はかくして、クランプ３００がロック位置にある際、ケーブル３４ａ〜ｄの動作を防止するであろう。クランプ３００を軸線方向に移動し、クランプ３００をハウジング１２ｃにロックするために、クランプ３００は、クランプ３００上に形成され、かつハウジング１２ｃ上に形成されている対応する結合要素と係合するように構成された結合要素を含んでもよい。図１６Ａ及び１６Ｂに示すように、クランプは、該クランプ内に形成され、かつハウジング１２ｃ上に形成されている対応するねじ山（図示せず）と結合するように構成されたねじ山３０２を含む。その結果、ハウジング１２ｃの周囲でのクランプ３００の回転が、クランプ３００を初期位置とロック位置との間で動作させる。当業者は、様々な他の結合技術が使用できることを認識するであろう。更に、ロック機構は多様な他の構成を有してもよい。例えば、ハンドルはロック要素を含んでもよく、該要素は、ハンドル上に形成され、かつハンドルが固定された関節動作位置にロックするように構成されている。
【００４２】
別の実施形態では、ケーブルを使用して、細長いシャフトが身体管腔を通して関節動作することを受動的に可能にしてもよく、また、クランプ３００又は他のロック機構を使用して、所望の場合に装置の作業末端部を定位置にロックしてもよい。そのような構成では、ハンドルは単に装置の把持を容易にするのに使用されてもよい。
【００４３】
別の実施形態において、装置の作業末端部の関節動作を達成するのに使用される、本明細書に開示したケーブルアクチュエータは、電気活性ポリマー材料から形成されてもよい。人工筋肉とも称される電気活性ポリマー（ＥＡＰｓ）は、電気的又は機械的な場に応答して、圧電性、集電気性又は電歪性の特性を示す材料である。詳細には、ＥＡＰｓは、電圧が印加された際、形状を変化させる１組の導電性ドープポリマーである。導電性ポリマーは、ある形態のイオン性流体又はゲル及び電極と対を為してもよく、流体／ゲルから導電性ポリマー中へ又は該導電性ポリマー外へのイオンの流れが、ポリマーの形状変化を誘導することができる。典型的には、使用する特定のポリマー及びイオン性流体又はゲルに応じて、約１Ｖ〜４ｋＶの範囲内の電位が印加され得る。ＥＡＰｓは電圧を印加された際に体積を変化させず、単に一方向に膨張し、横断方向に収縮することに留意することが重要である。それ故、本明細書に以前に開示したケーブルアクチュエータは、ＥＡＰアクチュエータで置き換えることができ、ハンドルは、ケーブルの１つ以上にエネルギーを選択的に供給するエネルギー源を起動するように構成されてもよい。例示的な一実施形態では、ハンドルの動作は、エネルギー源の量と、エネルギー源を受容するケーブル（１つ又は複数）とを決定するように構成されてもよい。その結果、ハンドルの動作は尚、装置の作業末端部により模倣されて、作業末端部の位置に関する同様の正確な制御をユーザーに提供することができる。エネルギー源は、電池などの内部源であってもよく、又は外部源であってもよい。別の実施形態では、ＥＡＰケーブルアクチュエータは、ハンドルの動作によりケーブルに適用される軸線の力を補足することにより、ハンドルに対する作業末端部の動作の量を比例的に増大させてもよい。
【００４４】
別の態様では、ケーブルアクチュエータは、Ｎｉｔｉｎｏｌなどの形状記憶材料から形成されてもよい。そのような構成により、ケーブルに張力が適用されてエンドエフェクタを関節動作させるが、ハンドルを操作する必要なくケーブルが初期の直線状構成に戻ることが可能となる。
【００４５】
更なる別の実施形態では、その一部分を含む本明細書に開示した様々な装置は、単回使用後に廃棄されるよう設計されてもよく、又は複数回使用されるよう設計されてもよい。いずれの場合でも、装置は少なくとも１回の使用後に再調整され得る。再調整は、装置の分解工程、これに続く洗浄工程又は特定部品の交換工程、及びその後の再組み付け工程の任意の組み合わせを含むことができる。例として、図１Ａ及び１Ｂに示した外科用ステープリング及び締結装置は、医療手技に使用された後に再調整されてもよい。装置は分解可能であり、任意の数の特定び部品は、任意の組み合わせで選択的に交換又は取り外すことができる。例えば、外科用ステープリング及び切断装置の場合、エンドエフェクタ内に配置され、かつ複数の締結具を収容するカートリッジは、新たな締結具カートリッジをエンドエフェクタに加えることにより交換されてもよい。特定の部材の洗浄及び／又は交換に際し、装置を再調整施設において、あるいは外科手術の直前に手術チームによって再組み付けしてからその後の使用に供することができる。当業者であれば、装置の再調整に、分解、洗浄／交換、及び再組み付けのための様々な技術を利用できる点は認識されるであろう。このような技術の使用、及びその結果として得られる再調整された装置は、全て、本出願の範囲内にある。
【００４６】
上述した本発明は、ロボット外科用システムにも適用可能である。そのようなシステムは、当技術分野にて周知であり、Ｉｎｔｕｉｔｉｖｅ  Ｓｕｒｇｉｃａｌ，Ｉｎｃ．，Ｓｕｎｎｙｖａｌｅ，ＣＡ．から入手可能なものを含む。その例は、米国特許第６，７８３，５２４号、同第７，５２４，３２０号、及び同第７，８２４，４０１号にも開示されている。これらの全ては、参照により本明細書に組み込まれる。一般に、ロボット外科用システムは、アームを遠隔制御するための遠隔制御ユーザーインターフェイスを有し、該ユーザーインターフェイスは、外科用器具及びシステムのインターフェイスとなり、これらを操作するように構成されている。アームは、典型的には、ユーザーのインターフェイスとなるローカライズされたコンソールに適合された電子制御システム（１つ又は複数）により制御可能である。器具は、外科用システムによって局部的に動力を供給されるか、又はロボット制御全体から隔離された動力供給システムを有するかのいずれであってもよい。
【００４７】
ロボット外科用システムは、作動アセンブリ、モニター、ロボット、及び、ロボットアームに取り付けられた少なくとも１つの確実に取り付けられた負荷ユニットを含み、前記負荷ユニットは少なくとも１つの外科用器具を有して、少なくとも１つの外科用任務を実行し、かつアームの遠位端に解放可能に取り付けられるように構成されている。
【００４８】
更なる別の実施形態では、ロボット外科用システムは、プロセッサ、少なくとも１つのモータ駆動継手の位置を決定する少なくとも１つのエンコーダと、ステープリングユニットから送信された電気信号を受信し、前記ステープリングユニットの運動を制御する受信機と、を含む。
【００４９】
ロボットとともに使用するための例示的な使い捨て負荷ユニットは、Ｔｏｖｅｙ  ｅｔ  ａｌ．に付与された米国特許第６，２３１，５６５号に開示されている。比例的な外科医制御を有する例示的な外科用ロボットは、Ｓｍｉｔｈ  ｅｔ  ａｌ．に付与された米国特許第５，６２４，３９８号に開示されている。
【００５０】
本発明の別の態様では、ロボットシステムは、フレーム、フレームに対して移動可能なロボットアームを有し、また、ステープリングアセンブリをロボットアームに接続する細長いチューブを有するステープリングアセンブリを有する。ステープリングアセンブリを有する細長いチューブと、ステープリングアセンブリ自体との両方は、ロボットアームに解放可能に取り付けられ、かつ該ロボットアームに操作可能に連結されている。ステープリングアセンブリの１つの構成を取り外し、異なる構成を取り付け及び操作してもよい。
【００５１】
関連図１。ロボットシステムは、ハンドル１４の代わりに、細長いシャフト１２の近位端に解放可能に取り付けられた連結部材を含む。
【００５２】
上記に述べた実施形態に基づく本発明の更なる特徴及び利点は、当業者には認識されるところであろう。したがって、本発明は、付属の特許請求の範囲によって示される場合を除いて、具体的に図示及び説明した内容によって限定されるものではない。本明細書に引用される全ての刊行物及び文献は、それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【００５３】
〔実施の態様〕
（１）  外科用ステープリング及び切断装置であって、
近位端及び遠位端を有する細長いシャフトであって、前記遠位端が、前記シャフトの軸線に実質的に直交し、かつ前記軸線から延びる２つの面内での前記エンドエフェクタの関節動作を容易にするように構成されている、細長いシャフトと、
前記可撓性ネックの近位端上に配置されているエンドエフェクタであって、対向する第１のつかみ具及び第２のつかみ具を含み、前記第１のつかみ具及び第２のつかみ具が、前記第１のつかみ具と第２のつかみ具の間に組織を受容するように適合され、前記第１のつかみ具が、前記第１のつかみ具に取り付けられたステープルカートリッジを有し、前記ステープルカートリッジが、前記ステープルカートリッジ内に配置され、かつ組織内に推進されるように構成された多数のステープルを有し、前記第２のつかみ具が、前記ステープルを変形させるためのアンビルを含む、エンドエフェクタと、
遠隔制御ユーザーインターフェイスであって、前記細長いチューブの近位端に連結され、かつ前記遠隔制御ユーザーインターフェイスの動作が前記可撓性ネックにより模倣されるように、前記可撓性ネックと操作可能に関連する、ユーザーインターフェイスと、
を備える、装置。
（２）  前記可撓性ネックが、前記可撓性ネック内に形成された複数のスリットを含んで、前記可撓性ネックの撓りを促進する、実施態様１に記載の装置。
（３）  前記可撓性ネックが、スリットの遠位領域及びスリットの近位領域を含み、前記スリットが、前記可撓性ネックに適用された張力が前記可撓性ネックを前記近位領域及び遠位領域において屈曲させるように構成されている、実施態様２に記載の装置。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【国際調査報告】
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