(57)【要約】軸２３３と、壁内で軸方向に延伸するチャンネルを有する壁とを含む第１チューブ２３２を含み、第１チューブが複数の一体に形成されたインターロックセグメント２３４を含む手術装置２０４。
2021531113.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１チューブを含む手術装置であって、
前記第１チューブは、軸および壁を有し、前記壁内に軸方向に延伸するチャンネルがあり、
前記第１チューブは、複数の一体に形成されたインターロックセグメントを含む、手術装置。
【請求項２】
前記第１チューブは、ポリマーまたはガラスを含む、請求項１に記載の手術装置。
【請求項３】
前記第１チューブは、内壁を含む、請求項１または２に記載の手術装置。
【請求項４】
各前記インターロックセグメントは、
前記インターロックセグメントの第１端に位置する軸方向ロック部材および接線方向ロック部材と、
前記インターロックセグメントの第２端に位置する相補軸方向ロック部材および相補接線方向ロック部材と、を含み、
第１インターロックセグメントの軸方向ロック部材は、第２インターロックセグメントの相補軸方向ロック部材に係合し、第１セグメントと第２セグメントの軸方向における分離を防止する軸方向ロックを形成し、
第１インターロックセグメントの接線方向ロック部材は、第２セグメントの相補接線方向ロック部材に係合し、第１セグメントと第２セグメントの接線方向ロックにおける分離を防止する接線方向ロックを形成する、請求項１から３のいずれか１項に記載の手術装置。
【請求項５】
各相補軸方向ロック部材は、キャビティおよび前記キャビティに隣接する開口を含み、前記キャビティ幅が前記開口の幅よりも大きく、
各軸方向ロック部材は、ヘッドおよび前記ヘッドから突出するネックを含み、前記ネックの幅が前記開口の幅よりも小さく、前記ヘッドの幅が前記開口の幅よりも大きく、前記キャビティの幅よりも小さい、請求項４に記載の手術装置。
【請求項６】
前記キャビティおよび前記ヘッドは、楕円形、円形、または涙滴形である、請求項５に記載の手術装置。
【請求項７】
各相補接線方向ロック部材は、スロットを含み、
各接線方向ロック部材は、幅がスロットの幅よりも小さいスタブを含む、請求項６に記載の手術装置。
【請求項８】
各インターロックセグメントは、
１対の軸方向ロック部材と、
１対の相補軸方向ロック部材と、
１対の接線方向ロック部材と、
１対の相補接線方向ロック部材と、
を含む、請求項１から７のいずれか１項に記載の手術装置。
【請求項９】
各インターロックセグメントの前記軸方向ロック部材および前記相補軸方向ロック部材は、互いに軸方向に位置合わせされる、請求項４から８のいずれか１項に記載の手術装置。
【請求項１０】
各インターロックセグメントの前記軸方向ロック部材および前記相補接線方向ロック部材は、互いに軸方向に位置合わせされる、請求項４から８のいずれか１項に記載の手術装置。
【請求項１１】
チャンネルを通って延伸するテンドンをさらに含む、請求項１から１０のいずれか１項に記載の手術装置。
【請求項１２】
前記第１チューブの遠位端とインターロックされる先端部分をさらに含む、請求項１から１１のいずれか１項に記載の手術装置。
【請求項１３】
第１チューブの近位端に第２チューブをさらに含み、
前記第２チューブは、軸と、壁内で螺旋経路に沿って延伸する螺旋チャンネルを有する壁とを含み、
前記螺旋経路は、
第２チューブの軸方向の長さに沿う経路軸と、
第２チューブの断面半径に実質的に等しい半径と、
を含む、請求項１から１２のいずれか１項に記載の手術装置。
【請求項１４】
前記第２チューブは、前記第１チューブに連続し、前記第１チューブと一体に形成される、請求項１３に記載の手術装置。
【請求項１５】
前記第２チューブは、ポリマーまたはガラスを含む、請求項１３または１４に記載の手術装置。
【請求項１６】
前記螺旋チャンネルは、前記第１チューブにおけるチャンネルに軸方向に位置合わせされる、請求項１３または１５に記載の手術装置。
【請求項１７】
手術装置の製造方法であって、
軸と、壁内で軸方向に延伸するチャンネルを有する壁とを含む第１プリフォームを提供するステップと、
第１プリフォームを線引きして、軸と、壁内で軸方向に延伸するチャンネルを有する壁とを含むチューブを形成するステップと、
前記チューブを複数のインターロックセグメンにセグメント化するステップと、
を含む、方法。
【請求項１８】
第１プリフォームを線引きするステップは、ファイバ線引きプロセスにより第１プリフォームを線引きすることを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
第１プリフォームを提供するステップは、ポリマーまたはガラスを含む第１プリフォームを提供することを含む、請求項１７または１８に記載の方法。
【請求項２０】
第１プリフォームを提供するステップは、内壁を有する第１プリフォームを提供することを含む、請求項１７から１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
前記第１チューブをセグメント化するステップは、前記チューブをレーザ切断してインターロックセグメントを形成することを含む、請求項１７から２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】
前記第１チューブをセグメント化するステップは、機械的切断プロセス、化学エッチングプロセスおよび／またはリソグラフィプロセスを含む、請求項１７から２１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２３】
複数のインターロックセグメントを支持するステップと、
前記複数のインターロックセグメントに軸方向の圧縮を加えるステップと、
前記第１チューブの前記チャンネルを介してテンドンを供給するステップと、
をさらに含む、請求項１７から２２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２４】
軸と、壁内で軸方向に延伸するチャンネルを有する壁とを含む第２プリフォームを提供するステップと、
前記第２プリフォームを線引きし、軸と、壁内で軸方向に延伸するチャンネルを有する壁とを含む第２チューブを形成し、前記線引きする際に前記第２プリフォームまたは前記第２チューブのいずれかを回転させるステップと、
前記第２チューブを前記第１チューブに隣接させるステップと、
をさらに含む、請求項１７から２３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２５】
前記回転ステップは、前記第２プリフォームまたは前記第２チューブを一定の回転速度で回転させることを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記第２プリフォームを提供するスッテップは、ポリマーまたはガラスを含む第２プリフォームを提供することを含む、請求項２４または２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記プリフォームを線引きするステップは、任意の順序で、
第１プリフォームをファイバ線引きして前記第１チューブを形成するステップと、
第１プリフォームをファイバ線引きして前記第２チューブを形成し、前記第２チューブを線引きする際に前記第１プリフォームまたは前記第２チューブのいずれかを回転させるステップと、
を含む、請求項１８から２３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２８】
前記第１プリフォームをファイバ線引きして第１チューブを形成し、前記第１プリフォームをファイバ線引きして第２チューブを形成するステップは、連続するファイバ線引きプロセスを構成する、請求項２７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低侵襲手術手順に使用される手術装置、および手術装置の製造方法に関する。本発明は、特に、気管支鏡介入に使用される可撓性で細長いロボット、および気管支鏡介入に使用されるロボットの製造方法に関する。なお、本発明の手術装置は、他の用途に使用可能であり、本発明の方法は、異なる用途を有する類似の装置の製造に使用可能である。
【０００２】
多くの低侵襲手術（ＭＩＳ）の手順では、可撓性管状案内装置または可撓性ロボットが使用される。可撓性管状装置は、内視鏡の作業チャネルに適合し、内視鏡が到達するには狭すぎる通路に延伸することができる。これらの通路は、例えば、動脈、気道、または腸管であることができる。
【０００３】
気管支鏡検査（肺検査の臨床ルーチン）は、可撓性管状装置を利用できるＭＩＳ手順の一例である。この過程において、患者の口または鼻から可撓性気管支鏡を挿入し、気道の内部を検査する。気管支内器具は、気管支鏡の作業チャネルを通過し、生検を行ったり、インプラントを送達したりするなどの機能を実行することができる。操作者にとって気管支鏡の末梢気道領域に対する検査は困難である。典型的な気管支鏡は、直径が６ｍｍであることができ、気道寸法の減少により第４世代以降の気道への到達が制限される。これらの高世代の気道に対する検査は、可撓性管状装置の使用により実現することができる。
【０００４】
可撓性管状装置または可撓性ロボットは、外科医によって作動可能な可撓性マニピュレータを含み得る。作動メカニズムの例には、磁気作動および電動作動が含まれる。ワイヤ駆動による作動は、１つまたは複数の拮抗テンドンまたはフィラメントが可撓性マニピュレータの屈曲を制御できる別の技術である。可撓性マニピュレータは、テンドン案内盤が取り付けられた単一の可撓性バックボーンを含み得る。もう１つのオプションは、単一の連続体を使用するのではなく、複数のセグメントまたは椎骨を組み立てることである。それぞれのセグメントは、テンドンの案内機能を有することができる。これらの個々のセグメントの組み立ては複雑で、コストが高い。個々のセグメントを組み立てる方法のもう１つの欠点は、通常分解できることである。つまり、個々のセグメントは、接線方向と軸方向の両方においてもインターロックされていない。この結果、マニピュレータは断裂する可能性がある（ＭＩＳ中で特に望ましくない結果）。
【０００５】
可撓性マニピュレータは、内視鏡および狭い通路内に入られるのに十分に小さい外径と、センサおよび器具が通過できるのに十分に大きい内径を有する必要がある。そのため、可撓性マニピュレータの壁の厚さは数百ミクロンの範囲になることが多い。既知の薄壁マニピュレータは、マニピュレータ壁の内面または外面に追加の盤状若しくは板状のテンドン案内機構および／またはテンドン案内機能を使用している。しかし、このような内／外面の特徴は、不利に有効な内径／外径を変える。このような構造および板は、チューブの軸方向の長さに沿って分割される傾向があり、その結果、介在領域のテンドンが露出し、損傷する可能性がある。
【０００６】
薄肉ワイヤ駆動の可撓性マニピュレータの既知の製造方法の問題は、得られたマニピュレータのテンドン案内特徴は、装置の長さに沿ってテンドンを適切に保護できず、内径または外径に悪影響を与える、並びに／或いは製造のために部材および／またはプロセスステップを増設する必要があることである。
【発明の概要】
【０００７】
本開示の第１態様によれば、軸と、壁内で軸方向に延伸するチャンネルを備える壁とを有する第１チューブを含む手術装置が提供される。第１チューブは、複数の一体に形成されたインターロックセグメントを含む。
【０００８】
本発明によれば、手術装置は、複数のインターロックセグメントおよび第１チューブの壁内で軸方向に延伸するチャンネルを含む第１チューブによって提供される。
【０００９】
チャンネルはテンドンを収容可能であることで、手術装置はワイヤ駆動可撓性マニピュレータとして機能可能である。第１チューブの壁内にチャンネルを提供することにより、チャンネルは手術装置の内径または外径を変更しない。内径は、器具の収容のために有利に最大化できるとともに、外径は、手術装置がヒトの狭い通路（例えば、気管支、血管など）に入られるために最小化できる。さらに、手術装置の外面は、装置が人間の通路に引っ掛かったり、通路を損傷したりする可能性のある突出したテンドン案内機構がないように保つことができる。
【００１０】
第１チューブの壁内にチャンネルを提供することにより、チャンネルは、第１チューブの長さに沿って収容されたテンドンを保護することができる。これによって、ＭＩＳ手順中のテンドン破砕のリスクが低減される。
【００１１】
第１チューブの壁は、円筒形または楕円形であってもよい。いくつかの実施形態において、壁は、六角形、八角形またはそれ以上の多角形などの多面断面形状であってもよい。第１チューブの外径は、０．５−６．０ｍｍであってもよい。第１チューブの内径は、０．３−５．５ｍｍであってもよい。
複数の一体に形成されたインターロックセグメントは、一連のセグメントとして配置され、各セグメントは、隣接するセグメントとインターロックされる。インターロックのメカニズムについては、以下に詳しく説明する。インターロックセグメントにより、ＭＩＳ手順で特に望ましくないイベントである手術装置の断裂を防ぐことができる。複数のインターロックセグメントは、手術装置を曲げることができることによって、ＭＩＳ手順でのワイヤ駆動の可撓性マニピュレータとしての使用に適している。第１チューブの中央ルーメンは、手術装置のための器具チャンネルを提供することができる。
【００１２】
本発明の実施形態において、第１チューブは、ポリマーまたはガラスを含む。
【００１３】
ポリマーおよびガラス材料は、いずれも（ｉ）生体適合性であり、（ｉｉ）本発明の第２態様に係る手術装置の製造方法と互換性があるという利点を有する。両方の材料は、磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）とも互換性がある。これによって、この方法で製造された手術装置を使用したＭＩＳ処置中にそのような技術の使用を可能となる。シリカは、適切なガラス材料の一例である。適切なポリマーは、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスルホン（ＰＳＵ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）（アクリルとも呼ばれる）および環状オレフィン共重合体（ＣＯＣ）を含む。具体的なポリマーは、弾性、強度、硬度、脆性などのさらなる材料特性に関連して選択することができる。
【００１４】
本発明の実施形態において、第１チューブは、内壁を含む。
【００１５】
このような実施形態において、内壁は、第１チューブの内部ルーメンを複数のルーメンに分割する。複数のルーメンは、手術装置のための分離した器具チャンネルを提供することができる。
【００１６】
本発明の実施形態において、各インターロックセグメントは、インターロックセグメントの第１端に軸方向ロック部材および接線方向ロック部材を有し、インターロックセグメントの第２端に相補軸方向ロック部材および相補接線方向ロック部材を有する。第１インターロックセグメントの軸方向ロック部材は、第２インターロックセグメントの相補軸方向ロック部材に係合して、第１セグメントと第２セグメントの軸方向での分離を防止する軸方向ロックを形成する。第１インターロックセグメントの接線方向ロック部材は、第２セグメントの相補接線方向ロック部材に係合して、第１セグメントと第２セグメントの接線方向での分離を防止する接線方向ロックを形成する。
【００１７】
本発明のこのような実施形態において、隣接するインターロックセグメント間のインターロックは、軸方向ロックおよび接線方向ロックによって提供される。軸方向ロックは、第２インターロックセグメントの相補軸方向ロック部材に係合する第１インターロックセグメントの軸方向ロック部材を含む。接線方向ロックは、第２インターロックセグメントの相補接線方向ロック部材に係合する第１インターロックセグメントの接線方向ロック部材を含む。
【００１８】
軸方向ロックと接線方向ロックの両方を提供することにより、インターロックセグメントは完全にインターロックされ、破壊力なしでは分離できない。
【００１９】
本発明の実施形態において、各相補軸方向ロック部材は、キャビティおよびキャビティに隣接する開口を含む。キャビティの幅は、開口の幅よりも大きい。各軸方向ロック部材は、ヘッドおよびヘッドから突出するネックを含む。ネックの幅は、開口の幅よりも小さく、ヘッドの幅は、開口の幅よりも大きく、キャビティの幅よりも小さい。
【００２０】
このような実施形態において、第１セグメントの第１軸方向ロック部材のヘッドは、第２セグメントの相補軸方向ロック部材のキャビティ内に位置し、軸方向ロックを形成する。第１軸方向ロック部材のヘッドは、ヘッドの幅が開口の幅よりも大きいことで、相補軸方向ロック部材の開口を通過することができない。この制限により、隣接するインターロックセグメント間の軸方向インターロックが形成される。動きはヘッドの中心にある表面に正接するとともに第１チューブの軸に垂直である方向においても制限される。
【００２１】
いくつかの実施形態において、軸方向ロック部材は、２つのウイングをさらに含む。各ウイングは、ギャップによって分離されたヘッドおよびネックの一側に位置する。このような実施形態において、相補軸方向ロック部材は、キャビティの一縁を規定するＣ字型機構と、それぞれＣ字型機構の一側に位置する２つの相補ウイング機構とをさらに含む。軸方向ロック追加の機構により、軸方向および／または接線方向におけるインターロックはより堅固になる。
【００２２】
本発明の実施形態において、キャビティおよびヘッドはいずれも楕円形、円形または涙滴形である。
【００２３】
このような実施形態において、第１インターロックセグメントにおけるロック部材のヘットは、第２インターロックセグメントにおける相補ロック部材のキャビティ内を回転可能である。これによって、第１インターロックセグメントは、第２インターロックセグメントに対して回転またはヒンジすることができる。回転軸（またはヒンジ軸）は、ヘッドの中心点にある軸方向ロック部材のヘッドの表面に垂直な軸として定義される。
【００２４】
回転の範囲は、相補軸方向ロック部材の開口の幅および／または形状に対する軸方向ロック部材のネックの幅および／または形状によって制限される。いくつかの実施形態において、軸方向ロック部材のネックおよび相補軸方向ロック部材の開口は、ヘッド／キャビティに隣接するネック／開口の近位端からネック／開口の遠位端まで幅が大きくなる。このような軸方向ロック部材および相補軸方向ロック部材は、鍵穴形状の軸方向ロックと呼ばれる場合がある。
【００２５】
本発明の実施形態において、各相補接線方向ロック部材は、スロットを含む。各接線方向ロック部材は、スロットの幅より小さいスタブを含む。
【００２６】
第２インターロックセグメントの相補接線方向ロック部材のスロットに係合する第１インターロックセグメントの接線方向ロック部材のスタブは、静的軸を中心とする回転が制限される。静的軸は、スタブの中心点にある接線方向ロック部材のスタブの表面に垂直な軸として定義される。これによって、第１および第２インターロックセグメントは、静的軸を中心に相互に回転またはヒンジで動くことができない。スタブ／スロットの設計により、スタブの中心にある表面に正接するとともに第１チューブの軸に垂直である方向における第１および第２セグメントの相対運動が防止または制限される。
【００２７】
いくつかの実施形態において、接線方向ロック部材は、２つのスロットをさらに含む。各スロットは、接線方向ロック部材のスタブの一側に位置する。このような実施形態において、相補接線方向ロック部材は、２つのスタブをさらに含む。各スタブは、相補接線方向ロック部材のスロットの一側に位置する。軸方向ロックの上記追加特徴により、接線方向でのインターロックはより牢固になる。
【００２８】
いくつかの実施形態において、軸方向ロックのヘッド−ネック／キャビティ−開口設計と接線方向ロックのスタブ／スロット設計との組み合わせにより、隣接するセグメント間は完全にインターロックされる。しかし、任意の隣接する２つのセグメントは、互いに回転軸を中心に回転することができる。
【００２９】
本発明の実施形態において、各インターロックセグメントは、１対の軸方向ロック部材と、１対の相補軸方向ロック部材と、１対の接線方向ロック部材と、１対の相補接線方向ロック部材とを含む。
【００３０】
各１対の軸方向ロック部材は、手術装置の反対側に位置することができる。各１対の相補軸方向ロック部材と同様に、接線方向ロック部材および相補接線方向ロック部材は、手術装置の反対側に位置することができる。様々なロックおよび相補ロック部材のペアを提供することにより、セグメントの分離による手術装置の断裂のリスクは低減する。
【００３１】
本発明の実施形態において、各インターロックセグメントの軸方向ロック部材および相補軸方向ロック部材は、互いに軸方向に位置合わせされる。
【００３２】
このような実施形態において、各隣接するインターロックセグメントの間の回転軸は、互いに平行である。このようにして、手術装置は、軸方向ロックにより回転軸に垂直な平面に定義される１つの自由度で曲がることができる。
【００３３】
本発明の実施形態において、各インターロックセグメントの軸方向ロック部材および相補接線方向ロック部材は、互いに軸方向に位置合わせされる。
【００３４】
このような実施形態において、隣接するセグメントの間の回転軸は、手術装置に沿って軸方向ロックごとに変化する。このようにして、軸方向ロックにより、手術装置は２つの自由度で曲がることができる。これによって、ヒトの通路において任意の方向で手術装置を操作することができる。
【００３５】
本発明の実施形態において、手術装置は、チャンネルを通って延伸するテンドンをさらに含む。
【００３６】
手術装置の第１チューブは、１つ以上の軸方向チャンネルおよび各チャンネルのための対応するテンドンまたはフィラメントをさらに含み得る。これによって、拮抗するテンドンのペアを用いてヒトの通路を通るように手術装置を操作することができる。テンドンは、第１チューブの遠位端に固定され得る。テンドンは、接着剤、レーザ溶接などの溶接または機械的手段により第１チューブの遠位端に固定され得る。テンドンは、接着を補助するためにボールヘッドピンを含み得る。テンドンは、超弾性ニチノールケーブル、液晶ポリマー（ＬＣＰ）モノフィラメントまたは他の適切な生体適合性材料を含み得る。
【００３７】
本発明の実施形態において、手術装置は、第１チューブの遠位端にインターロックされる先端部分をさらに含み得る。
【００３８】
上記先端は、その近位端に（ｉ）軸方向ロック部材および接線方向ロック部材、または（ｉｉ）相補軸方向ロック部材および相補接線方向ロック部材のいずれかを含む。これによって、上記先端は、複数のインターロックセグメントに係合することができる。上記先端および複数のインターロックセグメントは、第１チューブから一体に形成され、本発明の第２態様に係る方法によって製造することができる。
【００３９】
本発明の実施形態において、手術装置は、第１チューブの近位端に第２チューブをさらに含む。第２チューブは、軸と壁を含む。上記壁は、壁内の螺旋経路に沿って延伸する螺旋チャンネルを有する。螺旋経路は、第２チューブの軸方向の長さに沿う経路軸と、第２チューブの断面半径に実質的に等しい半径とを有する。
【００４０】
このような実施形態において、第２チューブは、第１チューブの近位端に位置し、第１チューブと一体に形成されるかまたは第１チューブに取り付けられる。このようにして、第２チューブは、ワイヤ駆動の可撓性マニピュレータとして作動可能な第１チューブを支持するための可撓性シャフトとして作動可能である。第２チューブの内径および外径は、上述した第１チューブの範囲と同じであってもよい。第２チューブの内径および外径は、第１チューブの内径および外径と同じであってもよい。
【００４１】
第２チューブは、第２チューブの壁内で軸方向に延伸する螺旋チャンネルを含む。螺旋チャンネルは、テンドンを収容することができる。いくつかの実施形態において、第２チューブの壁内に軸方向に延伸する螺旋チャンネルが１つ以上あってもよい。螺旋チャンネルの数は、第１チューブの壁内のチャンネルの数と同じであってもよい。第２チューブが湾曲状態である場合、螺旋チャンネルは互いに実質的に同じ長さを保持する。これによって、第２チューブの湾曲による望ましくないテンドン張力および望ましくないテンドン長さの変化の影響を有利に低減することができる。上記テンドンの張力およびテンドン長さの変化は、ストレートな軸方向チャンネルを有する可撓性シャフトに発生する可能性がある。
【００４２】
本発明の実施形態において、第２チューブは、第１チューブに一体に形成される。
【００４３】
本発明の実施形態において、第２チューブは、ポリマーまたはガラスを含む。
【００４４】
第２チューブは、第１チューブに関して説明した上記材料を含んでもよい。第２チューブは第１チューブと同じ材料を含んでもよい。
【００４５】
本発明の実施形態において、螺旋チャンネルは、第１チューブのチャンネルに軸方向に位置合わせされる。
【００４６】
螺旋チャンネルを第１チューブの軸方向チャンネルに位置合わせすることにより、得られたチャンネルの組み合わせはテンドンを収容することができる。第１チューブに複数のチャンネルがある実施形態において、対応する数の螺旋チャンネルは、第１チューブチャンネルに位置合わせされる。チャンネルは、ペアとなる拮抗テンドンを収容するために、ペアで第１チューブの反対側に配置され得る。第２チューブは、後述する本発明の第２態様と同様に線引きプロセスにおいて第２プリフォームを回転させることにより製造することができる。第１チューブのチャンネル方向と同じチャンネル方向を有する第２プリフォームを提供することにより、第２チューブの螺旋チャンネルと第１チューブのチャンネルとの位置合わせが保証される。或いは、連続した第１チューブおよび第２チューブの構造を提供するために、第１チューブおよび第２チューブを第１プリフォームから線引きしてもよい。第２チューブの螺旋チャンネルは、第１チューブの軸方向チャンネルに必然的に連続し、または自動的に位置合わせされる。
【００４７】
本開示の第２態様によれば、以下の方法を含む手術装置の製造方法を提供する。軸と、壁内で軸方向に延伸するチャンネル壁とを含む第１プリフォームを提供する。第１プリフォームを線引きし、軸と、壁内で軸方向に延伸するチャンネル壁とを含む第１チューブを形成する。第１チューブを複数のインターロックセグメントにセグメント化する。
【００４８】
本発明によれば、第１プリフォームを、第１チューブの壁内で軸方向に延伸するチャンネルを有する第１チューブに線引きすることにより手術装置の製造方法が提供される。第１チューブを複数のインターロックセグメントにセグメント化して手術装置を提供する。チューブの壁内にある軸方向チャンネルは、テンドン案内機構を提供することができる。このテンドン案内機構は、（ｉ）実質的に第１チューブの全長にわたってテンドンを保護し、（ｉｉ）第１チューブの内径または外径をマイナスに変更せず、（ｉｉｉ）部材またはチャンネルドリルのようなプロセスを追加する必要がない。
【００４９】
本発明の実施形態に係る方法は、壁内で軸方向に延伸するチャンネルを有する複数の第１プリフォームを提供することを含んでもよい。例えば、２つ、３つまたは４つのチャンネルは、第１プリフォームの壁内で軸方向に延伸してもよい。
【００５０】
壁および軸方向チャンネルを有する第１プリフォームは、いくつかの方法により壁内で作成することができる。例えば、ロッドまたはバーは、壁を含むプリフォームに直接機械加工することができる。或いは、熱可塑性シートまたはフィルムは、壁を含むポリマープリフォームに圧延することができる。第１プリフォームを提供するためにプリフォームの壁にチャンネルをドリルで開けることができる。さらに、第１ポリマープリフォームは、熱可塑性ペレットのホットプレス、キャスト成形または射出成形により製造することができる。金型にはチャンネルを含み得る。これらの方法のさまざまな順列と組み合わせであってもよい。第１プリフォームにチャンネルの提供は簡単である。これは、第１プリフォームの直径が数センチメートルであり、壁厚さが数ミリメートルであるためである。いくつかの実施形態において、第１プリフォームの直径は２−４ｃｍであってもよい。
【００５１】
第１プリフォームの壁内で軸方向に延伸するチャンネルを有する第１プリフォームを線引きすることにより、第１チューブの壁内で軸方向に延伸する同様の規模のチャンネルを有する同様の設計の小規模の第１チューブが形成される。複数のチャンネルを有するプリフォームを含む実施形態では、複数の対応する規模のチャンネルを有する第１チューブは形成される。このようにして、狭い壁厚さを有するチューブは、壁内で軸方向に延伸するチャンネルを含み得る。例えば、壁厚さが１００−１０００ミクロンでありながら、第１チューブの壁内で軸方向に延伸するチャンネルを依然として含むように、第１チューブを線引きすることができる。言い換えれば、狭い壁に穴を開けるステップなしで、狭い壁および壁内で軸方向に延伸するチャンネルを含む第１チューブを作成することができる。いくつかの実施形態において、手術装置は、気管支鏡と共に使用される。第１チューブの外径は１．８−２．２ｍｍ、内径は１．０−１．４ｍｍであってもよい。第１チューブの長さは１５−２５ｍｍであってもよい。このような装置は、６−７ｍｍの最小曲げ半径を有することができる。
【００５２】
第１チューブのセグメント化により、個々のセグメントを組み立てる必要がなく、複数のインターロックセグメントを有する手術装置が形成される。これによって、個々のセグメントを組み立てる必要がある方法に比較して、コストが削減され、手術装置の製造が容易になる。
【００５３】
複数のインターロックセグメントは、一体に形成される手術装置が形成される。インターロックセグメントによりセグメント（破壊力がない場合）の分離が防止され、いくつかの実施形態において、接線方向と軸方向の分離が防止される。インターロックにより、隣接するセグメントは互いに対してヒンジで動くかまたは回転することができる。このようにして、手術装置は、可撓性マニピュレータまたは可撓性ロボットとして使用可能である。各セグメントにおける１つ以上のチャンネルは、テンドンを収容して可撓性マニピュレータを作動させることができる。このようにして、手術装置は、狭いヒトの通路を通って操作可能な可撓性マニピュレータとして使用することができる。
【００５４】
第１チューブを複数のインターロックセグメントにセグメント化することにより、第１チューブの軸方向チャンネルは、複数のインターロックセグメントを介して分配される。第１チューブの軸方向チャンネルは、その完全性を保持するとともに、テンドンを収容するための実施的に連続したチャンネルを提供する。
【００５５】
第１チューブを複数のインターロックされるセグメントにセグメント化することは、レーザ切断、機械的切断、化学エッチング、リソグラフィーを含む様々なプロセスにより達成できる。
【００５６】
本発明の実施形態において、第１プリフォームを線引きするステップは、ファイバ線引きプロセスにより第１プリフォームを線引きすることを含む。
【００５７】
ファイバ線引きプロセスにおいて、第１プリフォームは、ファイバ線引き塔に置かれる。第１プリフォームの先端は、加熱され、溶融した第１プリフォームは、第１チューブファイバとして引き出すかまたは線引きされる（ネックダウンプロセスと呼ばれる）。ネックダウンプロセス中、ポリマーやガラスなどのプリフォーム材料の粘度は数桁減少し、第１プリフォームは自重でネックダウンする。
【００５８】
ファイバ線引き塔は、１つ以上の加熱領域を有する加熱炉を含み得る。いくつかの実施形態において、第１プリフォームの軸方向に沿って温度プロファイルを提供する３つの加熱領域がある。温度プロファイルは、プロファイルの中央で最大値になるように構成できる。加熱炉は、第１プリフォームを第１プリフォーム材料のガラス転移温度を超える温度に加熱することができ、ネックダウンプロセスが発生することを可能にする。ポリマープリフォームの場合、加熱炉の温度は、６５°Ｃ−５００°Ｃであってもよい。例えば、ＰＣプリフォームの場合、温度は、１４５°Ｃ−４００°Ｃであってもよい。第１プリフォームの先端の温度は、第１プリフォームから線引きされるときの第１チューブファイバの急冷時間または焼入れ時間を定義することができる。焼入れ後、キャプスタンを使用して第１チューブファイバを一定速度で引っ張ることができる。いくつかの実施形態において、線引き速度は０．１ｍ／ｍｉｎ−１０ｍ／ｍｉｎであってもよい。
【００５９】
第１チューブファイバの直径は、レーザマイクロメートルで監視できる。引っ張り張力は、第１チューブファイバ内の有効な内部応力を測定できる３輪張力センサーを使用して監視できる。温度プロファイル、ダウンフィード速度と線引き速度は、第１プリフォームから第１チューブファイバのネックダウン領域を定義できる調整可能なパラメータである。ファイバ線引きプロセスが完成した後、第１チューブファイバの長さを切断して第１チューブを形成することができる。第１チューブファイバは、複数の第１チューブを提供するために使用され得る。いくつかの実施形態において、第１チューブファイバの外径および第１チューブの外径は、いずれも０．５−６．０ｍｍであってもよい。第１チューブファイバの内径および第１チューブの内径は、０．３−５．５ｍｍであってもよい。
【００６０】
本発明の実施形態において、第１チューブをセグメント化するステップは、機械的切断プロセス、化学エッチングプロセスおよび／またはリソグラフィプロセスを含む。
【００６１】
第１チューブをセグメント化するステップは、レーザ切断プロセス、機械的切断プロセス、化学エッチングプロセス、リソグラフィプロセスまたはこれらの組み合わせを含み得る。
【００６２】
本発明の実施形態において、第１プリフォームを提供するステップは、ポリマーまたはガラスを含む第１プリフォームを提供することを含む。
【００６３】
ポリマーおよびガラス材料は、いずれも（ｉ）生体適合性であり、（ｉｉ）ファイバ線引きに適している。両方の材料は、磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）とも互換性がある。これによって、この実施形態で提供される手術装置を使用したＭＩＳ処置中にそのような技術の使用を可能となる。  シリカは、第１プリフォーム材料として適用されるガラスの一例である。適切なポリマーは、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスルホン（ＰＳＵ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）（アクリルとも呼ばれる）および環状オレフィン共重合体（ＣＯＣ）を含む。ポリマーを用いてキャスト成形によりプリフォームを形成することができる。金型は、得られる第１プリフォームが壁と壁内で軸方向に延伸するチャンネルとを含むように設計することができる。
【００６４】
本発明の実施形態において、第１プリフォームを提供するステップは、内壁を有する第１プリフォームを提供することを含む。
【００６５】
このような実施形態において、第１プリフォームは、第１プリフォームを複数のルーメンに分割する内壁を含む。第１プリフォームを線引きした後、得られた第１チューブは、個別の器具チャンネルとして使用可能な複数のルーメンを含む。
【００６６】
本発明の実施形態において、第１チューブをセグメント化するステップは、チューブをレーザ切断してインターロックセグメントを形成することを含む。
【００６７】
レーザ切断により第１チューブの壁の一部を取り除いてインターロックセグメントを形成する。インターロック構造は、表面に切断され、第１チューブの壁を通過する。インターロックの構造またはパターンの詳細は、後述する。これらの構造により、手術装置に一体に形成されたインターロックセグメントが得られる。
【００６８】
レーザ切断は、第１チューブをレーザビームに対して軸方向に移動させ、第１チューブをその軸を中心に回転させるステップをさらに含む。
【００６９】
レーザは、第１プリフォームおよび得られる第１チューブの材料に応じて連続波レーザまたはパルスレーザであり得る。パワー、波長、パルス幅は、最適なカットを実現するために選択することができる。ガラスやポリマー材料の切断には、平均パワーが低い短パルスレーザが適している。レーザビームの公称経路は、第１交点および第２交点で第１チューブの壁と交差する。第１交点は第２交点よりもレーザ源に近い。レーザは、第１交点で壁を切断するように操作または焦点を合わせることができる。或いは、レーザビームが第２交点に到達するのを防ぐために、シールドロッドを第１チューブ内に挿入することができる。
【００７０】
本発明の実施形態において、上記方法は、複数のインターロックセグメントを支持するステップと、複数のインターロックセグメントに軸方向の圧縮を加えるステップと、第１チューブのチャンネルを介してテンドンを供給するステップとをさらに含む。
【００７１】
第１チューブのセグメント化の後に、そのままテンドンを第１チューブの軸方向チャンネルを介して供給することは、隣接するセグメントの相対的なヒンジまたは回転により困難である。軸方向の圧縮の状態で複数のインターロックセグメントを支持することにより、公称位置でセグメントを保持することができ、これによって隣接するセグメント間の回転またはヒンジは減少または最小化される。圧縮下では、複数のインターロックセグメントは、セグメント化ステップ前の第１チューブと同様にストレートな構成となることができる。これは、軸方向チャンネルを介してテンドンを供給するステップを簡単化することができる。
【００７２】
挿入後、テンドンは、複数のインターロックセグメントの遠位端に固定され得る。テンドンは接着または溶接（例えば、レーザ溶接または機械的手段）により遠位端に固定することができる。テンドンは、接着を補助するためのボールヘッドピンを含み得る。テンドンの挿入と固定後に、軸方向の圧縮を手術装置から解放することができる。次いで、テンドンに張力を加えることにより、手術装置を操作したり、曲げたりすることができる。テンドンに張力を加えると、隣接するセグメントがテンドンの張力の作用下でヒンジまたは回転することにより手術装置を曲げることができる。
【００７３】
上記のように、１つ以上のチャンネルがあってもよい。１つのテンドンを各チャンネルに供給し、遠位端に固定することができる。このようにして、複数のテンドンは、１つまたは２つの自由度で手術装置の湾曲を制御することができる。軸方向チャンネルは、ペアとなるように第１チューブの壁内に配置することができる。各ペアは、第１チューブの反対側に位置する。このようなチャンネルに供給されるテンドンは、拮抗するペアのテンドンを形成することができる。１対の拮抗テンドンのそれぞれに張力を加えることにより、手術装置は反対方向に操作されるかまたは曲がる。例えば、２つのチャンネルが第１チューブの反対側に位置する場合、第１テンドンに張力を加えることにより、手術装置を一方向に曲げることができる。隣接するインターロックセグメントは、回転軸を中心に一方向にヒンジまたは回転する。第２テンドンに張力を加えることにより、手術装置を反対方向に曲げることができる。隣接するインターロックセグメントは、回転軸を中心に反対方向にヒンジまたは回転する。
【００７４】
テンドンは、超弾性ニチノールケーブル、液晶ポリマー（ＬＣＰ）モノフィラメントまたは他の適切な生体適合性材料を含む。
【００７５】
本発明の実施形態において、上記方法は、軸と壁内で軸方向に延伸するチャンネルを有する壁とを含む第２プリフォームを提供するステップと、第２プリフォームを線引きして、軸と壁内で軸方向に延伸するチャンネルを有する壁とを含む第２チューブを形成し、線引きプロセス中で第２プリフォームまたは第２チューブのいずれかを回転させるステップと、第２チューブを第１チューブに隣接させるステップと、をさらに含む。
【００７６】
第２チューブは、第１チューブと同様の方法により形成される。しかし、第２チューブまたは第２プリフォームのいずれかは線引きプロセスにおいて回転する。このようにして、第２チューブの壁内の軸方向チャンネルは、第２チューブの壁内の螺旋経路に沿って軸方向に延伸する。
【００７７】
第１チューブおよび第１プリフォームと同様に、１つ以上のチャンネルがあり得る。第２チューブにおけるチャンネルの数は、第１チューブにおけるチャンネルの数と同じであってもよい。第２チューブにおける各チャンネルは、第２チューブの壁内における螺旋経路に沿って延伸する。
【００７８】
第２チューブは、第１チューブの複数のインターロックセグメントを支持するための可撓性シャフトであってもよい。チャンネルの螺旋経路は、手術装置が曲がるとき、特に、上記のように拮抗テンドンのペアを有するチャンネルのペアがあるときのテンドンの長さの変化を補償することができる。螺旋経路は、手術装置の湾曲の正確な制御を容易にすることができる。
【００７９】
本発明の実施形態において、回転ステップは、一定の回転速度で第２プリフォームまたは第２チューブを回転させることを含む。一定の回転速度で第２プリフォームまたは第２チューブを回転させることにより、一定のピッチを有する螺旋状チャンネルが形成される。
【００８０】
本発明の実施形態において、第２プリフォームを提供するステップは、ポリマーまたはガラスを含む第２プリフォームを提供することを含む。第２プリフォームは、第１プリフォームと同じ材料を含んでもよい。
【００８１】
本発明の実施形態において、プリフォームを線引きするステップは、第１プリフォームをファイバ線引きして第１チューブを形成するステップと、第１プリフォームをファイバ線引きして第２チューブを形成し、第２チューブを線引きする過程において第１プリフォームまたは第２チューブのいずれかを回転させるステップとを任意の順序で含む。
【００８２】
このような実施形態において、第１プリフォームまたは第１チューブを回転させず、第１プリフォームをファイバ線引きして第１チューブを形成する。第１プリフォームをファイバ線引きし、ファイバ線引き過程において第１プリフォームまたは第２チューブを回転させ、第２チューブを形成する。回転により、第２チューブの壁におけるチャンネルは、第２チューブの壁内で螺旋経路に沿って軸方向に延伸する。第２チューブの線引きは、第１チューブの線引きの前後であってもよい。回転は一定の速度で実行することができる。
【００８３】
このような実施形態によれば、手術装置の製造が有利に簡単化される。連続プロセスで第１プリフォームから第１および第２チューブを線引きするときに、第２チューブの螺旋チャンネルを第１チューブの軸方向チャンネルと位置合わせする必要もない。
【００８４】
本発明の実施形態において、第１プリフォームファイバを線引きして第１チューブを形成し、第１プリフォームをファイバ線引きして第２チューブを形成するステップは、連続したファイバ線引きプロセスを形成する。
【００８５】
このような実施形態において、第１チューブおよび第２チューブはいずれも第１プリフォームの連続ファイバ線引きにより形成される。第１チューブおよび第２チューブは、第１プリフォームまたは第２チューブの回転を適切に実行または停止することによって、連続プロセスで線引きすることができる。
【００８６】
本発明の実施形態において、上記方法は、線引きプロセス中でテンドンを第１チューブファイバまたは第２チューブファイバに供給することを含んでもよい。
【００８７】
テンドンは、線引きプロセス中で第１チューブファイバまたは第２チューブファイバに供給することができる。線引きプロセス中でテンドンを第２チューブファイバに供給し、第１チューブを形成してセグメント化した後、第１チューブに供給することができる。これによって、セグメント化ステップのときにテンドンが切断されるリスクが低減される。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
以下、図面を参照しながら実施例により本発明を説明する。
【００８９】
【図１】本発明の第１態様の実施形態に係る気管支鏡介入のときに使用される手術装置の概略図である。
【図２】図２ａから２ｂは、図１の手術装置をより詳しく示す概略図である。
【図３】図３ａから３ｃは、図２ａおよび２ｂの手術装置のインターロックセグメントの概略図である。図３ｄから３ｆは、本発明の他の実施形態に係るインターロックセグメントの設計を示す。
【図４】図４ａは、図２ａの手術装置の湾曲状態での概略図である。図４ｂは、２つのチャンネルを通って２つのテンドンを有するストレート構成での図２ａの手術装置の概略図である。
【図５】図５ａは、ストレートチャンネルを含む第２チューブの概略図である。図５ｂは、螺旋チャンネルを含む第２チューブの概略図である。
【図６】本発明の第２態様の実施形態に係る図１の手術装置の製造方法の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００９０】
図１は、気管支鏡介入中に使用される本発明の第１態様に係る手術装置の概略図である。可撓性気管支鏡１００は、患者の口を通って右肺１０１に挿入される。可撓性気管支鏡１００は、第３世代細気管支１１０ａに入る。可撓性気管支鏡１００の外径は、肺１０１においてさらに移動し、例えば、第４世代細気管支１１０ｂまたは第５世代細気管支１１０ｃに入るのに十分ほど狭くない。より高い世代の気管支に入るために、可撓性気管支鏡１００内に収容された可撓性マニピュレータ１０４は、操作者の動作または操作によって第４世代の細気管支１１０ｂを通って第５世代の細気管支１１０ｃに導入される。可撓性マニピュレータ１０４の近位端は、可撓性マニピュレータ１０４の経路をたどる可撓性シャフト１０２に取り付けられる。可撓性シャフト１０２および可撓性マニピュレータ１０４は、いずれも器具チャンネルを含む。器具１０６は、器具チャンネルを通過して目的組織１０８に到達することができる。器具１０６は、目的組織１０８の生検を行うか、またはインプラントを送達するために使用され得る。
【００９１】
図２ａおよび２ｂは、本発明の第１態様の他の実施形態に係る手術装置の概略図であり、図１の気管支鏡における手術用マニピュレータとして使用可能な手術装置２０４を示す。図２ａおよび２ｂは、それぞれ上面視点および側面視点から手術装置２０４を示す。
【００９２】
手術装置２０４は、軸２３３と、壁と、壁内で軸方向に延伸する２つのチャンネル（図示せず）とを有する第１チューブ２３２を含む。２つのテンドン２３５ａ，２３５ｂは、チャンネルを通って延伸し、それぞれボールヘッドピン２３７ａ，２３７ｂによって第１チューブ２３２の遠位端に固定される。
【００９３】
第１チューブ２３２は、複数のインターロックセグメント２３４を含む。本実施形態において、軸方向ロック２３６は、軸方向ロック部材２３８および相補軸方向ロック部材２４０を含む。第１インターロックセグメントの軸方向ロック部材２３８は、隣接する第２インターロックセグメントの相補軸方向ロック部材２４０に係合する。軸方向ロック２３６は、隣接するインターロックセグメント間の軸方向のインターロックを提供する。軸方向ロックは、軸方向ロック２３６の中心点にある面に接するとともに第１チューブ２３２の軸２３３に垂直である方向ｚにおける接線方向のインターロックも提供する。
【００９４】
接線方向ロック２４２は、接線方向ロック部材２４４および相補接線方向ロック部材２４６を含む。第１インターロックセグメントの接線方向ロック部材２４４は、第２インターロックセグメントの相補接線方向ロック部材２４６に係合する。接線方向ロック２４２は、接線方向ロック２４２の中心点にある面に接するとともに第１チューブ２３２の軸２３３に垂直である方向ｙにおける接線方向のインターロックを提供する。
【００９５】
図３ａから３ｃは、それぞれ図２ａおよび２ｂの手術装置のインターロックセグメント３３４の設計を示す。インターロックセグメント３３４の軸方向ロック部材は、ヘッド３３８ａおよびヘッド３３８ａから突出するネック３３８ｂを含む。インターロックセグメント３３４の相補軸方向ロック部材は、キャビティ３４０ａおよびキャビティ３４０ａに隣接する開口３４０ｂを含む。本実施形態において、軸方向ロック部材は、２つのウイング３３８ｃをさらに含む。各ウイング３３８ｃは、ヘッド３３８ａおよびネック３３８ｂの一側に位置し、ギャップによって分離される。相補軸方向ロック部材は、キャビティの縁を規定するＣ字型機構３４０ｃ、および２つの相補ウイング機構３４０ｄをさらに含む。各相補ウイング機構（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  ｗｉｎｇ  ｆｅａｔｕｒｅ）３４０ｄは、Ｃ字型機構（Ｃ−ｓｈａｐｅｄ  ｆｅａｔｕｒｅ）３４０ｃの一側に位置する。
【００９６】
軸方向ロック部材のヘッド３３８ａおよびネック３３８ｂは、鍵穴形状を構成する。相補軸方向ロック部材のキャビティ３４０ａおよび開口３４０ｂは、類似する鍵穴形状を構成する。ヘッド３３８ａの幅または直径はキャビティ３４０ａの幅に類似するが、それより小さい。ネック３３８ｂの幅は、開口３４０ｂの幅より狭い。これによって、第１インターロックセグメントのヘッド３３８ａは、第２インターロックセグメントに隣接するキャビティ内を回転することができる。回転の程度は、ネック３３８ｂと開口３４０ｂの幅の差に規定される。このようにして、第１インターロックセグメントは、回転軸ｙを中心に第２インターロックセグメントに対して回転することができる。
【００９７】
インターロックセグメント３３４の接線方向ロック部材はスタブ３４４を含む。相補接線方向ロック部材はスロット３４６を含む。スタブ３４４の幅はスロット３４６の幅に類似するが、それより小さい。これによって、第１インターロックセグメントのスタブ３４４は、静的軸ｚを中心に隣接する第２インターロックセグメントのスロット内を回転することができない。本実施形態において、接線方向ロック部材は、２つのスロット３４４ａをさらに含む。各スロット３４４ａは、接線方向ロック部材のスタブ３４４の一側に位置する。相補接線方向ロック部材は、２つのスタブ３４６ａをさらに含む。各スタブ３４６ａは、相補接線方向ロック部材のスロット３４６の一側に位置する。
【００９８】
図３ｃは、１対の軸方向ロック部材３３８、１対の相補軸方向ロック部材３４０、１対の接線方向ロック部材３４４、および１対の相補接線方向ロック部材３４６を含むインターロックセグメント３３４を示す。図２のテンドンを収容する２つのチャンネル３４５ａ，３４５ｂは同図から見える。本実施形態において、チャンネルは、接線方向ロック部材のスタブ３４４を通って軸方向に延伸する。
【００９９】
図３ｄから３ｆは、本発明の他の実施形態に係るインターロックセグメント３３４の設計を示す。この設計は、本実施形態の軸方向ロックがウイング機構、相補ウイング機構およびＣ字型機構を含まないこと、接線方向ロックが２つのスタブおよび２つのスロットを含まないこと以外、図３ａから３ｃと同様である。
【０１００】
図２に示すように、本実施形態において、各インターロックセグメント２３４の軸方向ロック部材２３８および相補軸方向ロック部材２４０は、互いに軸方向に位置合わせされる。これによって、隣接するインターロックセグメントの間の軸方向ロック２３６は、平行な回転軸ｙを有する。このような軸方向ロックによって、手術装置は、回転軸に垂直な平面（ｘ／ｚ）に定義される１つの自由度で曲がることができる。
【０１０１】
図４ａは、図２ａの手術装置の湾曲状態での概略図である。本実施形態において、複数のインターロックセグメント４３４は、それぞれ隣接するセグメントに対して回転またはヒンジで固定される。回転は軸方向ロック４３６によって実現される。各軸方向ロック部材４３８のヘッドおよびネックは、隣接するインターロックセグメントのキャビティおよび開口４４０内を回転する。同図は、各軸方向ロック４３６の回転が最大であるときの最大湾曲度を示す。各軸方向ロック４３６の最大回転は、軸方向ロック部材４３８のネックと相補軸方向ロック部材４４０の開口との相対幅差によって決定される。開口の一側に対するネックの一側の境界によって、両回転方向での回転範囲が制限される。
【０１０２】
回転は、手術装置４０４のチャンネルを通って供給されるテンドン４３５ａ，４３５ｂによって作動することができる。本実施形態において、１対の拮抗テンドン４３５ａ，４３５ｂは、手術装置４０４の反対側の壁内で軸方向に延伸する２つのチャンネルに収容されている。本実施形態において、図４ｂに示すように、チャンネルおよびテンドン４３５ａ，４３５ｂは、各インターロックセグメントの接線方向ロック部材のスタブ４４４を通って壁内で軸方向に延伸する。テンドン４３５ａ，４３５ｂは、ボールヘッドピン４３７ａ，４３７ｂによって第１チューブ４３２の遠位端に固定される。
【０１０３】
図４ａに示すように、テンドン４３５ａ，４３５ｂは、手術装置４０４の内側曲率半径および外側曲率半径に沿って壁内で通過する。図４ｂに示すように、同様に、テンドンは、手術装置４０４の両側の各インターロックセグメント４３４のスタブを通過する。内側曲率半径で壁内で通過するテンドン４３５ａに張力を加えると、手術装置は図に示されるように曲がる。張力を解放し、もう１つのテンドン４３５ｂに張力を加えると、装置は図２ａの方向に戻り、張力をさらに加えると、手術装置は図４に示す方向と反対の方向（−ｚ）へ曲がる。
【０１０４】
図５ａおよび５ｂは、それぞれチューブの壁内で軸方向に延伸するストレートおよび螺旋チャンネルを有する第２チューブ５０２ａ，５０２ｂの概略図である。第２チューブ５０２ａ，５０２ｂは、図１の手術装置における第２チューブ５０２の遠位端に可撓性マニピュレータが取り付けられた可撓性シャフトとして使用され得る。
【０１０５】
図５ａは、第２チューブ５０２ａの壁内で軸方向に延伸する２つのストレートチャンネル５５０ａ，５５０ｂを含む第２チューブ５０２ａを示す。第２チューブ５０２ａは、ストレート状態および湾曲状態で示されている。ストレートチャンネル５５０ａ，５５０ｂは、テンドン（図示せず）を収容することができる。ストレート構成において、各ストレートチャンネル５５０ａ，５５０ｂにおけるテンドンは長さが同じである。可撓性第２チューブ５０２ａが湾曲状態に曲がっている場合、内側曲率半径に沿うストレートチャンネル５５０ｂは、外側曲率半径に沿うストレートチャンネル５５０ａよりも短くなる。内側曲率半径に沿ってストレートチャンネル５５０ｂを通過するテンドンは、たるむようになれる。同時に、外側曲率半径に沿ってストレートチャンネル５５０ａを通過するテンドンは、張るようになれる。この望ましくない張力／緩みは、第２チューブ５０２の遠位端に取り付けられた可撓性マニピュレータ（例えば、図２に示されるもの）に影響を与える。第２チューブ５０２は、複雑なヒトの通路を通る可撓性マニピュレータに従うので、第２チューブ５０２の湾曲は予測できない可能性がある。望ましくないテンドンの長さの変化は、器具に損傷を与えたり、患者に害を及ぼしたりする可能性がある。
【０１０６】
図５ｂは、本開示の他の実施形態に係る手術装置に使用される第２チューブ５０２ｂの概略図である。本実施形態において、第２チューブ５０２ｂは、第２チューブ５０２ｂの壁内で軸方向に延伸する螺旋チャンネル５５２ａ，５５２ｂを含む。第２チューブ５０２ｂは、ストレート状態および湾曲状態で示されている。螺旋チャンネル５５２ａ，５５２ｂは、テンドン（図示せず）を収容することができる。螺旋チャンネル５５２ａ，５５２ｂは、ストレート状態および湾曲状態において、長さが実質的に同じである。これによって、本実施形態において、第２チューブ５０２ｂの湾曲によるテンドンの張力の望ましくない影響および望ましくないテンドンの長さの変化は低減される。
【０１０７】
図６は、本発明の第２態様の実施形態に係る手術装置、例えば、図１の可撓性マニピュレータの製造方法の概略図である。この方法で製造された装置については、図２を参照されたい。
【０１０８】
図６の方法は、以下のステップを含む。第１ステップ６２０において、壁内に軸方向チャンネルがある第１プリフォームを提供する。第２ステップ６２２において、ファイバ線引きプロセスにより第１プリフォームを線引きして第１チューブファイバを形成する。次いで、第１チューブファイバを切断して第１チューブ２３２を形成する。第１チューブ２３２は、その壁内にスケーリングされたチャンネルがあるスケーリングされたプリフォームを含む。第３ステップ６２４において、レーザ切断により第１チューブ２３２をセグメント化して複数のインターロックセグメント２３４を形成する。第４ステップ６２６において、第１チューブ２３２を支持し、そして第１チューブ２３２の端部に対して軸方向の圧縮を加える。第５ステップ６２８において、第１チューブ２３２の軸方向チャンネルを介してテンドンを供給する。第７ステップ６３０において、テンドンを第１チューブ２３２の遠位端に固定する。
【図１】
2021531113.tif 000003
【図２】
2021531113.tif 000004
【図３】
2021531113.tif 000005
【図４】
2021531113.tif 000006
【図５】
2021531113.tif 000007
【図６】
2021531113.tif 000008
【国際調査報告】
2021531113.tif 000009
2021531113.tif 000010
2021531113.tif 000011