(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転式アテレクトミーシステムであって、
モータ筐体を有するギアレスモータと、
接続領域と、
ガイドワイヤと、
前記モータ筐体を囲む装置筐体とを備え、
前記ギアレスモータは、前記モータ筐体を通るように延在するモータ駆動シャフトを回転駆動するように適合され、
前記モータ駆動シャフトは、前記ギアレスモータの前記モータ筐体から離れて遠位に延在する遠位端と、近位端と、前記モータ駆動シャフトによって規定され、前記モータ駆動シャフトを通るように延在するモータ駆動シャフト内腔とを含み、前記ギアレスモータは、前記モータ駆動シャフトの回転を開始して、前記モータ駆動シャフトの回転速度を制御するように適合されたアクチュエータを含み、
トルク発生フレキシブルシャフトの近位部分は、前記モータ駆動シャフトの遠位部分に直接に接続され、前記トルク発生フレキシブルシャフトは前記トルク発生フレキシブルシャフトを通過する内腔を含み、それによって前記トルク発生フレキシブルシャフトおよび前記モータ駆動シャフトは、前記接続領域で同じ回転速度で回転するように適合され、前記接続領域は、前記モータ駆動シャフトに対して前記トルク発生フレキシブルシャフトが軸方向に移動することを防止するように適合され、
前記ガイドワイヤは、前記モータ駆動シャフト内腔の内部および前記トルク発生フレキシブルシャフトの内腔の内部において移動するとともに回転するように適合され、
前記モータ筐体および前記トルク発生フレキシブルシャフトは、前記ガイドワイヤ上を近位方向および遠位方向に移動することができ、
前記モータ駆動シャフトの前記近位端は、前記装置筐体を超えない位置において前記ギアレスモータの前記モータ筐体から近位に終端し、
前記モータ駆動シャフトの前記近位端は、前記装置筐体の内部の位置において前記ギアレスモータの前記モータ筐体から近位に終端し、
前記モータ駆動シャフトの前記遠位端は、前記装置筐体を通過するように延在し、前記装置筐体から遠位に終端し、
前記トルク発生フレキシブルシャフトの前記近位部分と前記モータ駆動シャフトの前記遠位部分との間の前記接続領域は、前記回転式アテレクトミーシステムの外部の空間に接するように前記装置筐体から遠位に離間され、
前記トルク発生フレキシブルシャフトの前記近位部分と前記モータ駆動シャフトの前記遠位部分との間の前記接続領域は、摩擦はめ合いを含み、
前記トルク発生フレキシブルシャフトが前記接続領域内において最大閾値を超える回転トルク力を発生する場合に限り、前記摩擦はめ合いは、前記モータ駆動シャフトに対して前記トルク発生フレキシブルシャフトを回転させる、回転式アトレクトミーシステム。
【請求項２】
前記最大閾値を超えることにより、前記接続領域において前記モータ駆動シャフトに対する前記トルク発生フレキシブルシャフトの回転滑りが生じる、請求項１に記載の回転式アトレクトミーシステム。
【請求項３】
前記トルク発生フレキシブルシャフトは、前記トルク発生フレキシブルシャフトの遠位端上または当該遠位端の近くに作業要素を含む、請求項２に記載の回転式アトレクトミーシステム。
【請求項４】
前記作業要素は、少なくとも１つの研磨要素を含む、請求項３に記載の回転式アトレクトミーシステム。
【請求項５】
前記トルク発生フレキシブルシャフトは回転軸を含み、前記少なくとも１つの研磨要素は前記トルク発生フレキシブルシャフトの前記回転軸上に位置する重心を含む、請求項４に記載の回転式アトレクトミーシステム。
【請求項６】
前記トルク発生フレキシブルシャフトは回転軸を含み、前記少なくとも１つの研磨要素は前記トルク発生フレキシブルシャフトの前記回転軸から径方向にオフセットされた位置にある重心を含む、請求項５に記載の回転式アトレクトミーシステム。
【請求項７】
前記トルク発生フレキシブルシャフトは、前記トルク発生フレキシブルシャフトの遠位端上または当該遠位端の近くに作業要素を含む、請求項１に記載の回転式アトレクトミーシステム。
【請求項８】
前記作業要素は、少なくとも１つの研磨要素を含む、請求項７に記載の回転式アトレクトミーシステム。
【請求項９】
前記トルク発生フレキシブルシャフトは回転軸を含み、前記少なくとも１つの研磨要素は前記トルク発生フレキシブルシャフトの前記回転軸上に位置する重心を含む、請求項８に記載の回転式アトレクトミーシステム。
【請求項１０】
前記トルク発生フレキシブルシャフトは回転軸を含み、前記少なくとも１つの研磨要素は前記トルク発生フレキシブルシャフトの前記回転軸から径方向にオフセットされた位置にある重心を含む、請求項８に記載の回転式アトレクトミーシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明者
Ｈｅｎｉｓｈａ  Ａ．Ｄｈａｎｄｈｕｓａｒｉａ，Ｌａｋｅｖｉｌｌｅ，ＭＮ，アメリカ合衆国の市民
Ｍａｔｔｈｅｗ  Ｗ．Ｔｉｌｓｔｒａ，Ｒｏｇｅｒｓ，ＭＮ，アメリカ合衆国の市民
関連出願との相互参照
本願は、２０１７年２月２４日に出願され、ギアレスモータアセンブリおよびシステムと題された仮特許出願番号第６２／４６３，１３７号の優先権を主張する。当該出願の全内容は、参照によって本明細書に引用される。
連邦政府によって出資された研究または開発に関する声明
適用されない。
参照による引用
すべての参照は、各参照が参照によって引用されるように具体的かつ個別的に示されている場合と同程度まで、同じ効果を伴って、参照によって本明細書に引用される。当該すべての参照は、本明細書において言及される公報、特許出願、および特許を含むが、これらに限定されない。
【０００２】
発明の背景
発明の分野
本発明は、回転式医療装置用のシステム、装置、および方法に関する。より特定的には、限定することなしに、回転式アテレクトミー手術において使用されるギアレスモータに関する。
【背景技術】
【０００３】
関連技術の説明
様々な技術および機器が、動脈および同様の身体通路における組織の除去または修復での使用のために開発されてきた。そのような技術および機器のよくある目的は、患者の動脈におけるアテローム性動脈硬化プラークの除去である。アテローム性動脈硬化は、患者の血管の内膜層内（すなわち、内皮下）における脂肪性沈着物（アテローム）の蓄積によって特徴付けられる。最初は比較的柔らかいコレステロールを多く含む物質として堆積されるものが、時間の経過とともに往々にして石灰化したアテローム性動脈硬化プラークに硬化する。そのようなアテロームは、血流を制限するため、しばしば狭窄性病変または狭窄と呼ばれる。そのような遮断物質は、狭窄物質と呼ばれる。そのような狭窄は、治療されないまま放置されると、狭心症、高血圧、心筋梗塞、および脳卒中等を引き起こし得る。
【０００４】
高速回転式アテレクトミー装置は、閉塞を除去するために使用され得る。さらに、血栓、他の柔らかい組織、またはプラークは、除去を必要とし得る。多種多様の他の医療装置は、原動機、たとえば電動モータまたは空気圧を活用し、駆動シャフト、または原動機に動作可能に取り付けられた他の付属物に伝達される回転性の出力を発生する。典型的な回転式システムは、たとえば駆動シャフト自身を回転させるための駆動シャフトギアと係合する原動機ギアを有する原動機を備える。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
既知の、例示的な眼窩アテレクトミーシステムは、駆動シャフトまたは他の回転式付属物の治療目的を達成するために必要とされる１分当たりの高回転を提供するためのギア比（たとえば４対１）を必要とする。既知のギア付設計は、ハイポチューブアセンブリをガイドワイヤが通過することも許容する。しかしながら、たとえば原動機ギアおよび駆動シャフト（または回転式付属物）ギアのような複数のギアの追加は、材料コスト、組み立てコスト、全装置重量、原動機を収容するハンドル内部の全スペース所要量、および回転式付属物との全相互接続を増加させる。さらに、当該複数のギアは、振動およびノイズをももたらす。
【０００６】
本発明は、医療装置、またはモータ駆動の回転式付属物を必要とする他の装置および／もしくは実用例ためのこれらのギアを除去する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図面のいくつかの眺望の簡単な説明
【図１】本発明の一実施形態の側面断面図である。
【図２】本発明の一実施形態の斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態の側面斜視部分断面図である。
【図４】本発明の一実施形態の斜視部分断面図である。
【図５】本発明の一実施形態の斜視部分断面図である。
【図６】本発明の一実施形態の斜視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図面のいくつかの眺望の詳細な説明
図１〜図５は、ギアレスモータ１０を備えるシステムの一実施形態を示す。ギアレスモータ１０は、筐体１１を有し、回転式モータ駆動シャフト１２を双方向に回転させるように適合されている。そのようなモータは、ポルテスキャップのようなベンダによって販売されている。
【０００９】
本発明のモータ駆動シャフト１２は、図示されるようにギアレスモータ筐体１１を通過するように延在し、さらにモータ駆動シャフト１２を通過するモータ駆動シャフト内腔１４を規定する。モータ駆動シャフト１２およびモータ駆動シャフト内腔１４は、モータ駆動シャフトの近位端１６で近位に終端する。近位端１６は、ギアレスモータ筐体１１から近位に延在する。モータ駆動シャフト１２およびモータ駆動シャフト内腔１４は、モータ駆動シャフトの遠位端１８で遠位に終端する。遠位端１８は、ギアレスモータ筐体１１から遠位に延在する。いくつかの実施形態において、近位端１６は、ギアレスモータ筐体１１から離れて近位に延在しなくてもよい。この場合、モータ駆動シャフト１２は、依然として近位端１６においてモータ駆動シャフト内腔１４に接近することを許容しながら、ギアレスモータ筐体１１の近位端と実質的に同延である近位端において近位に終端する。
【００１０】
図３〜図５において点線で示されるハンドヘルド装置筐体２０は、モータ駆動シャフト１２の近位端１６および／またはモータ駆動シャフト１２の遠位端１８においてモータ駆動シャフト内腔１４に接近することを許容しながら、ギアレスモータ１０、モータ駆動シャフト１２、駆動シャフト内腔１４を少なくとも部分的に覆うように設けられてもよい。
【００１１】
ギアレスモータ１０は、電気モータであってもよいし、ブラシレスであってもよいし、ギアレスであって、かつ２０，０００ｒｐｍより速い範囲または遅い範囲を含む回転速度の範囲で双方向の回転が可能であってもよい。当該装置のいくつかの実施形態のための回転速度設定は、固定されていてもよいし、または既知の機構を使用する操作者によって制御可能であってもよい。すべての実施形態において、ギアレスモータ１０は、近位端１６および遠位端１８を含むモータ駆動シャフト１２を、予め定められた回転速度、または装置筐体２０に搭載され得る速度コントローラおよび／もしくはアクチュエータを用いて制御可能な回転速度で回転するように適合されている。
【００１２】
図３に示されるように、ガイドワイヤ３０は、モータ駆動シャフト内腔１４を通過するように移動されてもよい。ガイドワイヤ３０は、モータ駆動シャフトの近位端１６から離れて近位に延在するとともに、モータ駆動シャフトの遠位端１８から離れて遠位に延在する。そのため、ガイドワイヤは、モータ駆動シャフト内腔１４を介してギアレスモータを直接に通過する。患者の蛇行性血管系を通過させて、たとえば治療介入を要する閉塞のような関心部位へ当該ガイドワイヤを移動するために、当該ガイドワイヤは、操作者によって軸方向に移動され、および／または回転されてもよい。いくつかの実施形態において、ガイドワイヤ３０は、モータ駆動シャフト内腔１４内で当該ガイドワイヤを移動する前に血管系に侵入し位置決めされてもよい。他の実施形態においては、ガイドワイヤ３０は、血管系内へのガイドワイヤ３０の侵入および位置決めの前にモータ駆動シャフト内腔１４内を移動されてもよい。
【００１３】
図４〜図６に戻り、近位端１６および遠位端１８は、ギアレスモータ筐体１１から、それぞれ近位および遠位に延在する。これらの延在（特に遠位の延在）によって、トルク発生フレキシブルシャフト４０のギアレス回転のための、接続領域３５でのトルク発生フレキシブルシャフト４０との直接の接続が可能となる。トルク発生フレキシブルシャフト４０は、たとえば、遠位端Ｄ上または遠位端Ｄの近くに、この技術分野においてよく知られるような作業要素２００を含む、ハイポチューブまたはインターベンショナル回転駆動シャフトである。例示的な作業要素２００は、１つ以上の研磨座金、１つ以上の研磨クラウンギア、駆動シャフトの１つ以上の拡大部分、またはこれらの組合せを含み得るが、これらに限定されない。当該研磨クラウンギアは、トルク発生フレキシブルシャフト４０の典型的な形である細長くフレキシブルであって、この技術分野でよく知られているようなトルク発生回転駆動シャフトに搭載されている。さらに、作業要素２００の様々な形は、駆動シャフトの回転軸Ａとの関係で幾何学的に同心の形または偏心の形を含み得る。その結果、作業要素２００は、例示的な駆動シャフトについて幾何学的に対称に配置され得るか、当該駆動シャフトについて非対称に配置され得るか、またはこられの組合せであり得る。さらに、作業要素２００は、重心Ｍを含み得る。重心Ｍは、当該駆動シャフトの中心回転軸Ａ上に位置し、および／または、Ｍ’によって示されるように、例示的な駆動シャフトの回転軸Ａから径方向にオフセットされた位置にあり得る。その結果、様々な構成において、作業要素２００は、当該作業要素によってトレースされる、高速回転の間の作業径を誘導し得る。当該トレースされる作業径は、作業要素２００の静止径以上である。様々な構成および組合せにおいて作業要素２００のシステムは、静止径と比べてより大きい作業径を誘導する傾向があるか、または作業径を最小化する傾向があるように提供され得る。
【００１４】
トルク発生フレキシブルシャフト４０と延在する遠位端１８との間を接続する機構は、様々な手段で実現され得る。当該様々な手段は、摩擦はめ合い、キーはめ合い、スロットはめ合い、螺合、これらの同等物、およびこれらの組合せを含むが、これらに限定されない。いくつかの実施形態において接続領域３５は、接続された要素間において回転滑り無しの接続機構を備え得る。一方、他の実施形態において接続領域３５は、遠位端１８とトルク発生フレキシブル駆動シャフト４０との間において、軸滑りまたは並進滑りを防止しながら、予め定められたトルク閾値で或る程度の回転滑りを許容するように調整され得る。当該トルク閾値は、たとえばインターベンショナル駆動シャフトの作業要素が閉塞内に詰まることによる損傷を防止するためのものである。この場合、接続領域３５は、実質的にクラッチとして機能する。この観点において、接続領域３５は、予め定められた摩擦係数を有し得る。当該摩擦係数は、トルクが上回る場合に、モータ駆動シャフト１２に対してトルク発生フレキシブルシャフト４０の回転滑りを許容して、たとえば例示的なインターベンショナル駆動シャフトの作業要素が閉塞内で詰まった場合における患者への損傷を最小化する。この構成の実行例は、摩擦はめ合いを備え得る。当該摩擦はめ合いは、いくつかの実施形態において、モータ駆動シャフトの遠位端１８およびトルク発生フレキシブルシャフト４０の近位端の双方のための接続領域３５内で使用される磁性物質を含み得る。この場合、生成される磁力および／または静止摩擦力は、最大トルク力閾値でのトルクシャフト４０によって上回られ得る。この閾値に達することにより、シャフト４０は、モータ駆動シャフト１２に対して回転することができる。
【００１５】
図５に示されるように、接続領域３５は、モータ駆動シャフトの遠位端１８の外面の部分を囲むとともに係合しているトルク発生フレキシブルシャフトの近位端の部分を含む。当業者は、トルク発生フレキシブルシャフト４０の近位端が接続領域３５を含むモータ駆動シャフトの遠位端１８の内腔１４内にもはめ合い得ることをただちに認識するだろう。さらに、トルク発生フレキシブルシャフト４０の近位端およびモータ駆動シャフトの遠位端１８は、接合された、末端間の接続領域３５を含み得る。
【００１６】
以上、図５は、ギアレスモータ１０を備える組立システム１００の一実施形態を示す。ギアレスモータ１０は、ギアレスモータ駆動シャフト１２およびインターベンショナル駆動シャフト４０の内腔を通過するように位置するガイドワイヤ３０を有する。インターベンショナル駆動シャフト４０は、インターベンショナル駆動シャフト４０の回転のためにモータ駆動シャフト１２の遠位端１４に動作可能に係合されて取り付けられている。
【００１７】
ギアレスモータシステム１００の確かな効果は、すぐに明らかになる。ガイドワイヤ３０は、手術の間、操作者によって軸方向に移動され、および／もしくは回転され得て、ならびに／またはギアレスモータ１０および／もしくは筐体２０は、ガイドワイヤ３０に沿って軸方向に移動され、および／もしくはガイドワイヤ３０について回転され得る。さらに、操作者は、近位方向または遠位方向にギアレスモータ１０および筐体２０を単に移動することによって、トルク発生フレキシブルシャフト４０を軸方向に移動して、その結果、駆動シャフト４０の遠位端に取り付けられた作業要素または当該遠位端の近くに取り付けられた作業要素を移動し得る。
【００１８】
上記で部分的に説明されたように、ギアレスモータの様々な実施形態は、通常の２ギアモータ駆動の回転式システムと比較して、少なくとも以下の長所をもたらす。
【００１９】
コストがより低い。
必要な部品がより少ない。
【００２０】
組み立てがより容易である。
振動がより小さい。
【００２１】
騒音がより小さい。
全体的なデザインがより小さく、特にギアレスモータを収納するのに必要な空間におけるデザインがより小さい。
【００２２】
重量がより小さい。
さらに我々は、以下の特許および出願の開示を提供する。以下の特許および出願の各々は、カーディオバスキュラーシステムズ社に帰属し、それらの全体が本明細書に引用される。それらの各々は、本願において開示された主題の様々な実施形態に関連し、または当該実施形態とともに使用され得るシステム、方法、および／または装置を含み得る。
【００２３】
米国特許第９，４６８，４５７号明細書，“偏心クラウンギアを有するアテレクトミー装置”
米国特許第９，４３９，６７４号明細書，“交換可能な駆動シャフトとかみ合いギアとを有する回転式アテレクトミー装置”
米国特許第９，２２０，５２９号明細書，“電動モータを有する回転式アテレクトミー装置”
米国特許第９，１１９，６６１号明細書，“電動モータを有する回転式アテレクトミー装置”
米国特許第９，１１９，６６０号明細書，“電動モータを有する回転式アテレクトミー装置”
米国特許第９，０７８，６９２号明細書，“回転式アテレクトミーシステム”
米国特許第６，２９５，７１２号明細書，“回転式アテレクトミー装置”
米国特許第６，４９４，８９０号明細書，“偏心回転式アテレクトミー装置”
米国特許第６，１３２，４４４号明細書，“アテレクトミー装置用の偏心駆動シャフト、および生産方法”
米国特許第６，６３８，２８８号明細書，“アテレクトミー装置用の偏心駆動シャフト、および生産方法”
米国特許第５，３１４，４３８号明細書，“回転式アテレクトミー用の研磨駆動シャフト装置”
米国特許第６，２１７，５９５号明細書，“回転式アテレクトミー装置”
米国特許第５，５５４，１６３号明細書，“アテレクトミー装置”
米国特許第７，５０７，２４５号明細書，“研磨クラウンギアを有する回転式血管形成装置”
米国特許第６，１２９，７３４号明細書，“径方向に拡張可能な原動機カップリングを有する回転式アテレクトミー装置”
米国特許出願第１１／７６１，１２８号，“高速回転式アテレクトミー装置用の偏心研磨ヘッド”
米国特許出願第１１／７６７，７２５号，“閉塞病変を開放するためのシステム、器具、および方法”
米国特許出願第１２／１３０，０８３号，“高速回転式アテレクトミー装置用の偏心研磨要素”
米国特許出願第１２／３６３，９１４号，“横方向に変位した重心を有するアテレクトミー装置用のマルチ素材研磨ヘッド”
米国特許出願第１２／５７８，２２２号，“予め曲げられた駆動シャフトを有する回転式アテレクトミー装置”
米国特許出願第１２／１３０，０２４号，“高速回転式アテレクトミー装置用の偏心研磨切削ヘッド”
米国特許出願第１２／５８０，５９０号，“高速回転式アテレクトミー装置用の偏心研磨切削ヘッド”
米国特許出願第２９／２９８，３２０号，“回転式アテレクトミー研磨クラウンギア”
米国特許出願第２９／２９７，１２２号，“回転式アテレクトミー研磨クラウンギア”
米国特許出願第１２／４６６，１３０号，“回転式アテレクトミー装置用の双方向に拡張可能なヘッド”
米国特許出願第１２／３８８，７０３号，“研磨効率を改善するための回転式アテレクトミーのセグメント化された研磨ヘッドおよび方法”
本明細書において説明された本発明および本願の記載は、例示であって、本発明の範囲を限定することを意図していない。様々な実施形態の特徴は、本発明の熟考の範囲内における他の複数の実施形態と組み合わせられ得る。本明細書において開示された実施形態の変更および修正は可能である。当該実施形態の様々な要素の実用的な代替例および均等例は、本特許文書の研究に基づいて当業者に理解される。当該代替例および均等例、ならびに本明細書において開示された実施形態の他の変更および他の修正は、本発明の範囲および精神から逸脱することなく作成され得る。
【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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