(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カテーテルまたは誘導線に切れ目を形成するシステムであって、
ベース部材と、
摺動可能な状態でベース部材に結合された垂直可動部材と、
スピンドル端部を有し、摺動可能な状態で垂直可動部材に結合された水平可動部材と、
スピンドル端部を通して配置された少なくとも１つの回転可能なスピンドルと、
スピンドルと同軸で配置された少なくとも１枚の円形鋸刃と、
少なくとも１枚の円形鋸刃を回転させるために、少なくとも１つのスピンドルに結合された駆動手段と、
べース部材に結合されて、これに配置され、少なくとも１枚の円形鋸刃が切開部を作成する間に、クランプ手段をカテーテルまたは誘導線と嵌合させることができるクランプ部材と、
カテーテルまたは誘導線をクランプ手段へと送る手段と、
前記垂直可動部材と水平可動部材とを、カテーテルまたは誘導線に切開部を作成するために正しく配置できるよう、少なくとも１枚の円形鋸刃に対してカテーテルまたは誘導線の位置を決定する位置決定手段とを備え、
前記少なくとも１枚の円形鋸刃は複数の円形鋸刃からなり、鋸刃が少なくとも１つのスピンドル上に平行かつ同軸で装着され、複数の円形鋸刃がそれぞれ同じ直径を有し、
前記クランプ手段がクランプ部材を備え、そのクランプ部材が、
カテーテルまたは誘導線を部分的に受けてまっすぐに保持するため、窪みが横断しているクランプ表面と、
そのクランプ表面から反対の裏側へと延び、複数のクランプフィンガを区画形成するとともに、対応する鋸刃の通過を可能にするための複数のスロットと、
カテーテルまたは誘導線を窪みに押し込み、クランプ表面へ押しつけるため、前記クランプフィンガに対応する複数のフィンガを備えるとともにクランプ表面に結合された板ばねと、
複数のスロット間にあって、裏側からクランプ表面へと延びる複数のアクセス用穴と、
複数の押し棒と、１本の押し棒が複数のアクセス用穴のそれぞれに配置され、それによってカテーテルまたは誘導線を操作すべき時に板ばねをカテーテルまたは誘導線から持ち上げるため、各押し棒を押すための作動手段とを備えるシステム。
【請求項２】
垂直可動部材が、第１垂直結合面と第１水平結合面とを有し、第１垂直面でベース部材と摺動可能な状態で結合される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
水平可動部材が第２水平結合面を有し、水平可動部材が、第２水平結合面で垂直可動部材の第１水平結合面に摺動可能な状態で結合される、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
カテーテルまたは誘導線をクランプ手段に送る手段が、クランプ部材に隣接して配置されたピンチ・ローラ・アセンブリを備え、これによってカテーテルまたは誘導線をクランプ手段へと送る、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
ピンチ・ローラ・アセンブリが、
カテーテルまたは誘導線を支持し、クランプ手段が外れると、カテーテルまたは誘導線をクランプ手段へと強制的に移動させる第１ローラと、
カテーテルまたは誘導線に力を加え、これを第１ローラに押しつけ、それによって円筒形物体をクランプ手段へと押す摩擦を提供する第２ローラと、
旋回端部でベースに結合され、可動端部で第２ローラに結合されるレバー・アームとを備え、レバー・アームとベース部材との間に結合されたばね手段が第２ローラに力を与える、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
システムが、さらに、少なくとも１枚の円形鋸刃の摩耗程度を判断するセンサ手段を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
センサ手段が、少なくとも１枚の円形鋸刃およびカテーテルまたは誘導線に結合された導電感知回路を備え、カテーテルまたは誘導線が導電性で、少なくとも１枚の円形鋸刃が導電性のカテーテルまたは誘導線と接触すると、電気回路が完成したのを前記回路が位置制御手段に通知する、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
センサ手段が、駆動手段またはスピンドルによって少なくとも１枚の円形鋸刃に結合された機械的抵抗検出手段を備える、請求項６に記載のシステム。
【請求項９】
機械的抵抗検出手段が、少なくとも１枚の円形鋸刃の回転を監視する回転検出器手段を備え、これにより、スピンドルをカテーテルまたは誘導線に向かって前進させながら、上下に動かすことによって、いつ接触したか判断する、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
機械的抵抗検出手段が、少なくとも１枚の円形鋸刃を回転させるのに必要なトルク量の変化を監視するトルク検出器手段を備える、請求項８に記載のシステム。
【請求項１１】
センサ手段が、少なくとも１枚の円形鋸刃とカテーテルまたは誘導線との間のギャップを検出する光学検出器手段を備える、請求項６に記載のシステム。
【請求項１２】
前記位置決定手段は鋸刃およびクランプ部材に対するカテーテルまたは誘導線の位置を検出し、その情報を、システムの全構成要素の動作を調整するための制御装置に提供する請求項１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はカテーテルおよび誘導線への正確な切れ目の作成に関する。特に、切れ目の位置を正確に制御できる２自由度でカテーテルまたは誘導線を操作することができる、カテーテルまたは誘導線を保持し、前進させ、回転し、次に切断する装置が提供される。カテーテルまたは誘導線を操作する種々のクランプ機構、さらに、切断に使用する鋸の刃の摩耗を検出し、その結果、機械的特性を制御下で変化させる機構を提供する。
【背景技術】
【０００２】
カテーテルおよび誘導線に切れ目を作成するには、それを用いる医療用途により信頼性を確保するため、正確さが要求される。しかし、医療産業の費用を最小限に抑えられるよう、生産費を抑制することも重要である。
【０００３】
最新技術は、切れ目を作成する研削ワイヤ、巻線コイルおよびレーザなどの装置を特徴とする。しかしこのような装置は、切れ目を作成する装置と切削される円筒形の物体との両方を正確に位置決めするには、費用が高いか、不正確か、制御が困難な機構であることが多い。
【０００４】
必要とされているのは、切れ目の特性を正確にコントロールすることができる、カテーテルおよび誘導線に切れ目を作成する方法および装置である。それには、少なくとも１枚の鋸刃が前進して切断し、その後に引っ込む間、概ね円筒形の物体を正確に保持し、前進させ、回転させる必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
カテーテルおよび誘導線に正確な切れ目を形成する装置を提供することが、本発明の目的である。
２自由度でカテーテルまたは誘導線を操作して切れ目のパラメータを制御することにより、正確な切れ目を形成する装置を提供することが、本発明のさらに別の目的である。
【０００６】
切断するカテーテルまたは誘導線を保持し、前進させ、回転させる方法および装置を提供することが、本発明のさらに別の目的である。
本発明のさらに別の目的は、１つの切削工具に複数の鋸の刃を設けることにより、カテーテルまたは誘導線に切れ目を形成する装置のスループットを増加させる装置を提供することである。
【０００７】
鋸の刃の位置をさらに正確に制御するために、鋸刃の摩耗程度を検出する装置を提供することが、本発明の別の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の以上およびその他の目的は、カテーテル、誘導線に切れ目を作成する装置の好ましい実施形態で実現される。装置は、スピンドル部材に装着された少なくとも１枚の円形の鋸刃を有するベースと、切断する物体を操作し、位置決めするクランプとを含む。円形の鋸刃はスピンドル部材に回転可能な方法で装着される。スピンドル部材は、ベースに対して垂直方向および水平方向に自由に動き、これによってそれに隣接して配置されたカテーテルまたは誘導線の切れ目の位置、長さ、深さおよび角度を制御する。クランプは切断する物体を保持し、例えば回転によってそれを配置し、それによってカテーテルまたは誘導線の全周を鋸刃に露出させることができる。クランプを解放することにより、ピンチ・ローラは、クランプが再び噛み合って切削すべきカテーテルまたは誘導線をしっかり保持する前に、カテーテルまたは誘導線を前進させる。
【０００９】
本発明の別の態様は、切削される物体の回転および前進と、鋸刃のスピンドル部材の動作とを制御する手段を提供することにより、精密切断を行う能力である。補正するために必要な鋸刃のスピンドル部材の交換または位置調整について信号を送るよう、鋸刃の摩耗を検出できるセンサも提供される。
【００１０】
別の態様は、物体に複数の切れ目を同時に作成する能力である。これは、複数の平行な刃を有する鋸刃で達成される。鋸刃スピンドル部材を２つ以上設け、それぞれが２自由度で独立して動作できるようにすることによって、さらに多くの切れ目を作成することができる。
【００１１】
本発明の別の態様は、刃が、カテーテルまたは誘導線の長さに沿って異なる位置で同時に精密切断できるよう、２つ以上のスピンドル部材を提供することである。
本発明の一態様は、カテーテルまたは誘導線に切れ目を形成するシステムであって、ベース部材と、摺動可能な状態でベース部材に結合された垂直可動部材と、スピンドル端部を有し、摺動可能な状態で垂直可動部材に結合された水平可動部材と、スピンドル端部を通して配置された少なくとも１つの回転可能なスピンドルと、スピンドルと同軸で配置された少なくとも１枚の円形鋸刃と、少なくとも１枚の円形鋸刃を回転させるために、少なくとも１つのスピンドルに結合された駆動手段と、べース部材に結合されて、これに配置され、少なくとも１枚の円形鋸刃が切開部を作成する間に、クランプ手段をカテーテルまたは誘導線と嵌合させることができるクランプ部材と、カテーテルまたは誘導線をクランプ手段へと送る手段と、前記垂直可動部材と水平可動部材とを、カテーテルまたは誘導線に切開部を作成するために正しく配置できるよう、少なくとも１枚の円形鋸刃に対してカテーテルまたは誘導線の位置を決定する位置決定手段とを備え、
前記少なくとも１枚の円形鋸刃は複数の円形鋸刃からなり、鋸刃が少なくとも１つのスピンドル上に平行かつ同軸で装着され、複数の円形鋸刃がそれぞれ同じ直径を有し、前記クランプ手段がクランプ部材を備え、そのクランプ部材が、カテーテルまたは誘導線を部分的に受けてまっすぐに保持するため、窪みが横断しているクランプ表面と、そのクランプ表面から反対の裏側へと延びる複数のスロットと、
カテーテルまたは誘導線を窪みに押し込み、クランプ表面へ押しつけるため、クランプ表面に結合された板ばねと、複数のスロット間にあって、裏側からクランプ表面へと延びる複数のアクセス用穴と、複数の押し棒と、１本の押し棒が複数のアクセス用穴のそれぞれに配置され、それによってカテーテルまたは誘導線を操作すべき時に板ばねをカテーテルまたは誘導線から持ち上げるため、各押し棒を押すための作動手段とを備えるたシステムを要旨とする。
【００１２】
垂直可動部材が、第１垂直結合面と第１水平結合面とを有し、第１垂直面でベース部材と摺動可能な状態で結合されることが望ましい。
水平可動部材が第２水平結合面を有し、水平可動部材が、第２水平結合面で垂直可動部材の第１水平結合面に摺動可能な状態で結合されることが望ましい。
【００１６】
カテーテルまたは誘導線をクランプ手段に送る手段が、クランプ部材に隣接して配置されたピンチ・ローラ・アセンブリを備え、これによってカテーテルまたは誘導線をクランプ手段へと送ることが望ましい。
【００１７】
ピンチ・ローラ・アセンブリが、カテーテルまたは誘導線を支持し、クランプ手段が外れると、カテーテルまたは誘導線をクランプ手段へと強制的に移動させる第１ローラと、カテーテルまたは誘導線に力を加え、これを第１ローラに押しつけ、それによって円筒形物体をクランプ手段へと押す摩擦を提供する第２ローラと、旋回端部でベースに結合され、可動端部で第２ローラに結合されるレバー・アームとを備え、レバー・アームとベース部材との間に結合されたばね手段が第２ローラに力を与えることが望ましい。
【００１８】
システムが、さらに、少なくとも１枚の円形鋸刃の摩耗程度を判断するセンサ手段を備えることが望ましい。
センサ手段が、少なくとも１枚の円形鋸刃およびカテーテルまたは誘導線に結合された導電感知回路を備え、カテーテルまたは誘導線が導電性で、少なくとも１枚の円形鋸刃が導電性のカテーテルまたは誘導線と接触すると、電気回路が完成したのを前記回路が位置制御手段に通知することが望ましい。
【００１９】
センサ手段が、駆動手段またはスピンドルによって少なくとも１枚の円形鋸刃に結合された機械的抵抗検出手段を備えることが望ましい。
機械的抵抗検出手段が、少なくとも１枚の円形鋸刃の回転を監視する回転検出器手段を備え、これにより、スピンドルをカテーテルまたは誘導線に向かって前進させながら、上下に動かすことによって、いつ接触したか判断することが望ましい。
【００２０】
機械的抵抗検出手段が、少なくとも１枚の円形鋸刃を回転させるのに必要なトルク量の変化を監視するトルク検出器手段を備えることが望ましい。
センサ手段が、少なくとも１枚の円形鋸刃とカテーテルまたは誘導線との間のギャップを検出する光学検出器手段を備えることが望ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
次に、本発明の種々の要素を数字で指定し、当業者が本発明を製造し、使用できるよう、本発明について図面を参照して説明する。
本発明が図１Ａおよび図１Ｂに図示されている。図１Ａは、本発明の好ましい実施形態の前面図であり、カテーテル、誘導線に正確な切れ目を形成するシステムを示す。本発明において、カテーテルに言及することにより、大部分の医療用途で正確さが主要事項である場合、非常に正確な切削装置を有するという目的を留意させることになる。さらに、カテーテルは医療用途の一つの実施形態にすぎないが、正確さの必要性を容易に表すことができる。
【００２７】
図１Ａおよび図１Ｂに図示したシステム６は、構造を支持するベース部材１０を含む幾つかの要素で構成される。垂直ベース部材１２と摺動嵌合で結合しているのは、第１垂直結合面１６および第１水平結合面１８を有する垂直可動部材１４である。垂直結合面１６は、ベース部材の垂直結合面２０と摺動嵌合する。
【００２８】
垂直結合面１６とベース部材の垂直結合面２０との間で摺動嵌合を可能にする機構２２は、任意の適切な装置でよい。重要な考慮事項は、垂直可動部材１４が水平に移動できないことであり、さもないとシステムの精度が下がってしまう。
したがって、機構２２の公差は必然的に小さくしなければならない。適切な機構２２の好例は、交差したころ軸受けスライドとして当業者に周知である。
垂直可動部材１４の形状は、ここでは小さい逆「Ｌ字」として図示されている。垂直可動部材１４の代替形状を図２に示す。部材１４は、図１Ａの実施形態をひっくり返したものである。部材１４の重要な特徴は、摺動嵌合して垂直に移動できる２つの面１６、１８を提供し、別の部材が摺動嵌合して水平に移動できる第２面を提供することである。
【００２９】
図１Ａおよび図１Ｂのシステムは、スピンドル端部２６および第２水平結合面２８を有する水平可動部材２４も備える。この水平可動部材２４は、第２水平結合面２８の垂直可動部材１４に、その第１水平結合面１８で摺動嵌合する。垂直可動部材１４と水平可動部材２４は、互いに対して独立して移動できることが分かる。このようにして、システムは独立した２自由度の動作を達成する。
【００３０】
水平可動部材２４のスピンドル端部２６は、スピンドル３２が配置された水平スロット３０を提供する。スロット３０は概ね円形で、スピンドル３２の丸い軸３４の受容体として働く。スピンドル軸３４は、作業端部３６に少なくとも１枚の円形の鋸刃３８が作業端部３６に配置される。円形鋸刃３８は、スピンドル軸３４上に垂直に配置されるが、他の実施形態では角度を付けてもよい。
【００３１】
スピンドル軸３４は歯車、ベルト、直接ドライブ、またはスピンドル軸３４を高速回転させる他の任意の適切な手段（図示せず）によって、駆動モータに結合される。駆動モータ（図示せず）は、スピンドル軸に対して任意の適切な位置に配置することができる。好ましい実施形態では、スピンドル軸３４は歯付きタイミング・ベルトを通してブラシレスＤＣモータによって駆動される。
【００３２】
円形鋸刃３８は、当技術分野で見られる典型的な鋸刃である。好ましい実施形態では、鋸刃３８の刃先４０は工業用ダイアモンドで被覆する。
切削するカテーテル８を保持し、操作する手段は、クランプ部材５０である。
クランプ部材５０は、２つの主要なアセンブリを備える。クランプ５２とクランプ送り（供給）手段５４、つまりカテーテル８をクランプ５２に送り、次にそれを通過させる装置である。クランプ部材５０はベース部材１０にも結合され、カテーテル８を円形鋸刃３８に容易に送れる位置でクランプ５２を保持する。
【００３３】
好ましい実施形態では、クランプ５２はコレット・クランプとして当業者に知られているタイプである。コレット・クランプは、旋盤上のスリーブまたはチャックのテーパ状内部にぴったり挿入され、円筒形の加工品を保持するスロット付き円筒形クランプである。図１Ａでは、クランプ５２の円筒形の形状が見える。
クランプ・アーム５８が、嵌合解除された時にカテーテル８から引き離すことができ、嵌合時にはカテーテル８の周囲でしっかり合うよう、互いから分離するという意味でスロットが付いている。
【００３４】
好ましい実施形態では、クランプ５２の望ましい特徴は、クランプ部材５０内に回転可能な状態で装着されることである。これで、コレット・クランプ５２は、カテーテル８の表面の異なる部分を鋸刃３８に配置するよう、回転することができる。クランプ５２を回転させる機構は、概ね５６で図示され、鋸刃３８に対して回転できる枠に保持されたクランプ５２を備える。
【００３５】
図１Ｂに見られるクランプ送り（供給）手段５４は、この好ましい実施形態では、送りローラ６６と共に働くピンチ・ローラ・アセンブリ６０、６２を備えるよう図示されている。図１Ｂで明白なように、ピンチ・ローラ・アセンブリ６０、６２は、２つの対向する部材６０、６６間に生じる摩擦を用いて、カテーテル８をクランプ５２に送る。上部材はピンチ・ローラ６０である。下部材は送りローラ６６である。送りローラ６６は、送りローラ６６が回転できるようクランプ送り手段５４に装着された軸６８を有する。ピンチ・ローラ６０は、旋回端部７０で旋回するレバー・アーム６２の端部に配置される。レバー・アームの長さに沿ってピンチ・ローラ・アセンブリの遠位側には、穴７２が配置される。ばね６４の一方端がそれに挿入され、ばね６４の他方端は、別の穴７４でクランプ送り手段５４に結合される。ばね６４は、送りローラ６６がカテーテル８をクランプ５２へと押すのに必要な張力を提供する。
【００３６】
カテーテル切断アセンブリ６の好ましい実施形態の構成要素の大半について述べてきたが、アセンブリ６の操作は以下の通りである。まず、未切削カテーテル８をピンチ・ローラ６０と送りローラ６６との間に配置する。これは、ばね６４を伸ばすことによりレバー・アーム６２を上げることによって行うことができる。レバー・アーム６２を解放すると、カテーテル８が間に配置された状態で、ピンチ・ローラ６０が送りローラ６６へと押し下げられる。駆動機構（図示せず）
を送りローラ６６に結合してこれを回転させ、それによってカテーテル８をクランプ５２へと押す。クランプ５２は、カテーテル８をその間に簡単に送れるよう、非嵌合位置（クランプの穴がカテーテル８の直径より大きい）にあるとよい。
クランプ５２を通過させた後、カテーテル８は適切な位置で表面を切開されるよう、円形鋸刃３８より十分先まで送られる。
【００３７】
カテーテル８を正しく配置したら、クランプ５２を嵌合させ、鋸刃３８を前進させて切削接触させる。切削前に、鋸刃３８は常に引込み位置に配置される。引込み位置は、カテーテル８に対して垂直に下方向で、水平方向には引き離される位置である。鋸刃３８の第１動作は、１）カテーテル８に向かって水平方向に前進する。これは、水平可動部材２４を、これを取り付けた垂直可動部材１４に対して移動させることによって実行される。水平可動部材２４は、カテーテル８を切開する深さに到達するまで移動する。次のステップ２）は、垂直可動部材１４が、これと結合しているベース１０に対して上方向に移動し、それによって切断する。次に、垂直可動部材１４をカテーテル８から離すことにより、鋸刃３８を即座に引っ込める。水平部材は、次の切れ目の深さが異なる場合、または全ての切削が完了した場合のみ移動する。
【００３８】
別の切れ目を作成する場合は、コレット・クランプ５２をステップ４）として解放する。次に、ステップ５）として、送りローラ６６によってクランプ５２を通してカテーテル８を送る。次にステップ６）でクランプ５２を再嵌合し、必要に応じてコレット・クランプ５２を回転させ、カテーテル８の異なる位置を鋸刃３８に露出させる。次に切れ目の深さを変更する場合は、鋸刃３８を水平に移動させ、次に垂直に移動させて切れ目を作成し、全ての切れ目を作成するか、カテーテル８が送りローラ６６および対向するピンチ・ローラ６０によってもう把持できなくなるまで、ステップ１）から７）を必要な回数だけ繰り返す。
【００３９】
カテーテル切削システム６の操作に関する以上の説明は、クランプ５２が実行する様々な役割を述べる。円形鋸刃３８がカテーテル８に切れ目を作成する時、クランプ５２はカテーテル８をしっかり保持する。カテーテル８に切れ目が作成されたら、クランプをカテーテル８から外すことにより、クランプ５２を通してカテーテル８を送る。外したら、カテーテル８の次の切開点が鋸刃３８に対して所定の位置になるまで、クランプ５２を通してカテーテル８を送る。クランプ５２は、カテーテル８の周囲にぴったり配置されて、再び切削中にカテーテル８の動作を防止するよう、再度嵌合する。
【００４０】
以上の説明から、カテーテル８の切れ目の幅は円形鋸刃３８の幅に制限されることが認識される。したがって、切れ目を広くするには、カテーテル８を鋸刃３８よりわずかに前進させる必要がある。しかし、切削中は前進しない。クランプ５２が前進中のカテーテル８の周囲から外れることができるよう、鋸刃３８を引っ込めなければならない。こうする必要があるのは、クランプが外れている時にカテーテル８を切削できるようにすると、不正確ではなくても、不要な切れ目が生じてしまうからである。
【００４１】
アセンブリ６のもう一つの重要な構成要素は、位置決定手段である。カテーテル８の切断方法についてはこれで理解したが、送りローラ６６が、クランプ５２を通ってカテーテル８を送るのをいつ停止させるか、あるいは切削を開始する前にクランプ５２をどの程度回転する必要があるかは、まだ説明していない。つまり、正確な切削には、カテーテルの正確な位置決めも必要である。正確な位置決めには、鋸刃３８およびクランプに対するカテーテル８の位置を検出し、この情報を、システム６の全構成要素を正確に配置するのに必要な信号を送ることによって、全構成要素の動作を調整する何らかの制御装置に提供する必要がある。
【００４２】
この概念は、図４のブロック図で概略的に図示される。カテーテル切削システム６は、垂直可動部材１４を位置決めするために制御手段８０から矢印８２で図示される入力と、水平可動部材２４を位置決めする矢印８４で図示した入力と、クランプ５２の回転を制御する入力を示す矢印８６と、送りローラ６６を制御する入力を示す矢印８８とを受ける。クランプおよびスピンドル・モータの２つの制御入力も、それぞれ矢印８７および８９で図示される。図４のブロック図は、矢印９２で示すように、システム６から位置情報を受信するセンサ手段９０も示す。この情報は、処理して正しい制御信号８２、８４、８６および８８をシステム６に送信できるよう、矢印９４で示すように制御手段８０に送信される。
【００４３】
鋸刃３８に対するカテーテル８の位置を判断するには、幾つかの代替方法がある。それらの装置は全て、図４のセンサ手段９０と置換することができる。第１装置は、図５としてブロック図の形態で図示した電導感知回路１００である。カテーテル８に使用する材料が導電性であることは時々ある。さらに鋸刃３８も導電性であることがある。その結果、鋸刃３８を導電カテーテル８に接触させると、電気回路を完成することができる。カテーテル８と突然接触することがないよう、鋸刃３８を十分低速で移動させることにより、鋸刃３８が所望の切れ目を作成するのに適切な水平距離だけ移動できるよう、接触の瞬間を基準点として使用することができる。
【００４４】
図６は、位置感知の代替方法を示す。この実施形態では、機械的抵抗検出手段を鋸刃３８に結合する。抵抗検出手段１０２は、鋸刃３８の駆動手段１０４か、鋸刃３８のスピンドル３２と結合することができる。つまり、抵抗検出手段１０２は、鋸刃３８がいつ抵抗力に遭遇したかを検出する任意の適切な装置である。
例えば、このための一つの装置は、刃３８を回転させる軸のトルク負荷を測定するトルク変換器である。
【００４５】
図７は、スピンドルが垂直に振動し、水平に低速で前進するにつれ、鋸刃３８のわずかな部分的回転でも検出する回転検出器手段１０６を使用する、位置感知の関連方法を示す。刃３８がスピンしない状態で、刃がカテーテルにわずかに接触すると、刃３８の回転が生じる。
【００４６】
カテーテル８に対する鋸刃３８の位置を検出する最後の実施形態は、図８のブロック図形式で図示したような光学検出器１０８を使用することである。光学検出器手段１０８は、鋸刃３８とカテーテル８との接触を検出できるよう配置される。この検出器１０８の実現に使用できる種々の光学装置がある。
【００４７】
上記の種々の感知手段９０に関連した本発明の一つの態様は、刃の位置を知ることが重要なばかりでなく、刃の摩耗程度を知るのも重要なことである。上記のセンサの実施形態は全て、本質的に刃３８の経験する摩耗を補償することができる。つまり、刃３８の正確な位置を判断する方法で、刃３８のサイズが一定であると仮定する方法はない。センサの実施形態９０は全て、所定の鋸刃３８のサイズに基づかない動的な位置決定により、鋸刃３８の摩耗を考慮に入れる。実際、センサ９０は、接触した時を判断し、それに従って刃３８またはカテーテル８の位置を調整する。
【００４８】
好ましい実施形態の変形を、クランプ手段５２を改造した図９Ａおよび図９Ｂに示す。図９Ａから分かるように、静止支持表面１１０には、カテーテル８を下から支持するスロット１１２を設ける。スロット１１２は切削前、切削中および切削後にカテーテル８を誘導し、保持する。カテーテル８を保持することにより、より正確に切削できるばかりでなく、保持しないと生じるようなカテーテル８への損傷を防止することもできる。可動クランプ部材１１４または金床も設け、これによって金床１１４とスロット付き支持表面１１０との間にクランプされたカテーテル８に力を加える。図９Ｂは、金床１１４が、金床１１４が支持表面１１０に対して垂直に移動できる構造１１６を有することも示す。
【００４９】
図１０は、図１Ａおよび図１Ｂに図示したスピンドル３２および鋸刃３８の配置構成の変形を示す。特に、複数の鋸刃３８が同じスピンドル３２に平行に装着されたものとして図示されている。これは、鋸刃３８が必然的に同軸になることも意味する。鋸刃３８は、個々の鋸刃３８によってカテーテルへの切開の深さが異ならないよう、同じ直径を有することも好ましい。しかし、スピンドル３２または鋸刃３８がシステム６から容易に取り外せる場合、同じスピンドル３２に異なる直径の刃を装着して、異なる深さを有する一定のパターンの切れ目を達成できることも明白である。
【００５０】
図１１Ａは、図１０の複数鋸刃３８アセンブリと共に使用するクランプ機構１２０を示す。クランプ機構１２０は、複数の鋸刃３８でカテーテル８を切削中に、カテーテル８を所定の位置に保持することができる。これは、カテーテル８を受ける窪みまたはスロット１２４を有するクランプ表面１２２を設けることによって達成される。クランプ表面には板ばね１２６が結合される。板ばね１２６は、カテーテル８が切削中にこれをスロット１２４中に強制的に留める幾つかのフィンガ１２８を備える。スロット１２４に対して垂直に配置され、クランプ表面１２２から延在し、クランプ機構１２０を裏側１３６まで貫通するのは複数のスロット１３０（クランプ・フィンガ１３２を形成する）で、鋸刃３８はこれを通って延在し、カテーテル８を切削する。板ばね１２６のフィンガ１２８は、通常は複数のスロット１３０間の間隔と等しい距離だけ間隔をあける。これによって、鋸刃３８が、カテーテル８を切削中に板ばねのフィンガ１２８と不用意に接触しないことが保証される。
【００５１】
カテーテル８をクランプ表面１２２のスロット１２４を通して送ることができるよう、板ばね１２６のフィンガ１２８をクランプ表面１２２から離す機構が必要である。図１１Ａはクランプ機構１２０を通る複数の穴１３４を示し、クランプ・フィンガ１３２ごとに１つの穴１３４がある。図１１Ｂはこれらの穴１３４を示し、特に重要なことであるが、クランプ機構２０の裏側１３６からクランプ表面１２２へと穴１３４を通って延びる複数の押し棒１３６を示す。クランプ１２０にクランプから外れてカテーテル８を移動させるよう指令した時に、複数の押し棒１３６を同時に押すレバー・アームまたは他の機構は、図示されていない。
【００５２】
図１２は、本発明の別の代替実施形態の図である。垂直可動部材１４は、その上に、それぞれが独自の鋸刃３８を有する２つの水平可動部材２４を配置できる別の形状を有するよう図示されている。この実施形態では、カテーテル表面の円周方向で規定された異なる点で、カテーテル８を同時に切削することができる。
これは特に、例えばカテーテル８の直径方向反対側の位置などに、複数の切開部を有するカテーテルに切れ目を作成するのに有用である。
【００５３】
好ましい実施形態は、鋸刃を結合したスピンドルを備えた水平可動部材を有するよう定義されてきたが、垂直および水平可動部材の配置は切り替えられることに留意されたい。この配置構成では、水平可動部材をベース部材および垂直可動部材に結合し、垂直可動部材は回転可能な状態で結合されたスピンドルを有する。
【００５４】
本発明の代替実施形態は、垂直および水平に移動してスピンドル端部を配置できるよう、少なくとも２自由度の動作が可能なレバー・アームを使用する。
明らかにしなければならない本発明のもう一つの態様は、カテーテルの回転が、回転可能なクランプ機構の使用に限定されないことである。例えば、クランプは回転不可能で、カテーテル送り機構がカテーテルを回転できるように外れ、次に再度クランプと嵌合して追加の切開部を作成することができる。さらに、クランプおよびカテーテル送り機構は、追加の切開部を作成する前に一緒に回転することができる。
【００５５】
本発明の代替態様は、現在好ましい実施形態の回転刃を置換することを含む。
例えば、システムに装着した材料を切削するため、レーザを設けることができる。
回転刃が、使用できる唯一の機械的刃のタイプではないことも理解される。従来通りの「鋸引き」刃を設けることもできる。
【００５６】
上述した実施形態は、本発明の原理の適用を例証したものにすぎないことを理解されたい。当業者には、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、無数の変形および代替配置構成を考案することができる。添付の請求の範囲は、このような変形および配置構成を網羅するものとする。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１Ａ】本発明の原理により作成した好ましい実施形態の前面図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示した本発明の側面図である。
【図２】図１Ａおよび図１Ｂに対して反対方向で示した、垂直移動部材の代替実施形態である。
【図３】図１Ａおよび図１Ｂに対して反対方向で示した、水平移動部材の代替実施形態である。
【図４】構成要素の位置決定および動作を制御する制御手段およびセンサ手段を示す、好ましい実施形態のブロック図である。
【図５】導電センサ使用時に構成要素間で渡される信号を示すブロック図である。
【図６】機械的抵抗検出センサ使用時に構成要素間で渡される信号を示すブロック図である。
【図７】回転検出器センサ使用時に構成要素間で渡される信号を示すブロック図である。
【図８】光学検出センサ使用時に構成要素間で渡される信号を示すブロック図である。
【図９Ａ】クランプ手段の代替実施形態の前面図である。
【図９Ｂ】図９Ａのクランプ手段の代替実施形態の側面図である。
【図１０】本発明のすべての実施形態に使用することができる代替鋸刃アセンブリである。
【図１１Ａ】代替クランプ装置の上面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａの代替クランプ装置の側面図である。
【図１２】２つの鋸刃アセンブリを使用してカテーテルに同時に複数の切開部を作成する代替実施形態である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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