(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外科ステープラにおいて、
細長いシャフトであって、前記細長いシャフトの遠位端部に形成され、組織を受容するように構成された線形ステープル止め組立体を有する細長いシャフトを含み、
前記線形ステープル止め組立体は、ステープル止め機構と、前記ステープル止め機構に対向したアンビルと、を含み、
前記ステープル止め機構は、前記ステープル止め機構の内部に配置され、前記ステープル止め機構から前記アンビルに向かって複数のステープルを移動させるように構成された複数のドライバを含み、
前記線形ステープル止め組立体は、少なくとも１つの電気活性ポリマーアクチュエータに結合されており、前記電気活性ポリマーアクチュエータが、エネルギーが供給されると、少なくとも１つの直線列のステープルを組織内に刺し入れるように構成されており、
前記少なくとも１つの電気活性ポリマーアクチュエータが、前記ステープル止め機構内に配置され、エネルギーが供給されたときに拡張して、前記ステープル止め機構から前記アンビルに向かって複数のステープルを移動させるように構成された、複数の電気活性ポリマードライバを含む、外科ステープラ。
【請求項２】
請求項１に記載の外科ステープラにおいて、
電気活性ポリマーアクチュエータが、少なくとも１つの前記電気活性ポリマーアクチュエータに選択的にエネルギーが供給されると、少なくとも１つの前記ドライバが移動して、これにより、少なくとも１つのステープルが組織内に刺し入れられるように、前記複数のドライバのそれぞれに結合されている、外科ステープラ。
【請求項３】
請求項１に記載の外科ステープラにおいて、
複数の電気活性ポリマーストリップが、前記ステープル止め組立体内に配置されており、各前記電気活性ポリマーストリップが、エネルギーが供給されると、１つの直線列のステープルを組織内に刺し入れることができる、外科ステープラ。
【請求項４】
請求項１に記載の外科ステープラにおいて、
各前記電気活性ポリマードライバが、個別に作動して前記ステープル止め機構から前記アンビルに向かってステープルを移動させるように構成されている、外科ステープラ。
【請求項５】
請求項１に記載の外科ステープラにおいて、
前記細長いシャフトの近位端部に形成されたハンドル、をさらに含み、
前記ハンドルが、前記少なくとも１つの電気活性ポリマーアクチュエータに選択的にエネルギーを供給するように構成された制御機構を含む、外科ステープラ。
【請求項６】
請求項１に記載の外科ステープラにおいて、
前記細長いシャフトは、近位端部に形成されたハンドルを有し、
前記ステープル止め組立体は、間に組織を受容するように構成された第１および第２の対向したジョーを含み、
前記第１のジョーは、ステープル止め機構を含み、
前記第２のジョーは、アンビルを含み、前記少なくとも１つの直線列のステープルを変形させるように構成されている、外科ステープラ。
【発明の詳細な説明】
【開示の内容】
【０００１】
〔関連出願〕
本願は、２００４年７月２８日出願の米国仮特許出願第６０／５９１，６９４号（名称：「電気的に作動する関節運動機構を含む外科器具（Surgical Instrument Incorporating an Electrically Actuated Articulation Mechanism）」）の優先権を主張する２００５年３月１７日出願の米国特許出願第１１／０８２，４９５号（名称：「電気的に作動する関節運動機構を含む外科器具（Surgical Instrument Incorporating an Electrically Actuated Articulation Mechanism）」）の一部継続出願である。これらの特許出願は、参照することを以ってその開示内容の全てを本明細書の一部とする。
【０００２】
〔発明の分野〕
本発明は、広義には外科装置に関し、詳細には、電気活性ポリマーなどの電気的に拡張および収縮可能なアクチュエータを用いて外科ステープラを関節動作および作動を行うための方法および装置に関する。
【０００３】
〔発明の背景〕
内視鏡外科器具は、切開部が小さいため、術後の回復が早く、合併症が少なく、従来の開放外科器具よりも好ましい場合が多い。したがって、トロカールのカニューレを介して所望の手術部位に遠位エンドエフェクタを正確に配置するのに適した一連の内視鏡外科器具が著しい進歩を遂げてきた。このような遠位エンドエフェクタは、様々な方法で組織に係合して、診断効果または治療効果を上げることができる（例えば、エンドカッター、グラスパー（把持器）、カッター、ステープラ、クリップアプライヤー、アクセス装置、薬物／遺伝子治療送達装置や、超音波、高周波、およびレーザーなどを用いるエネルギー装置）。
【０００４】
既知の外科ステープラは、ステープルシャフトに対して関節動作でき、かつ作動して組織にステープルを止めることができるエンドエフェクタを含む。ある種の線形エンドエフェクタは、組織を長手方向に切開すると同時に、その切開部の両側に列状にステープルを止めることができる。このようなエンドエフェクタは、器具が内視鏡または腹腔鏡の用途に用いられる場合、カニューレの通路を通過できる一対の協働するジョー部材を含む。ジョー部材の一方が、横方向に離間した少なくとも２列のステープルを有するステープルカートリッジを受容する。他方のジョー部材は、カートリッジ内のステープル列に整合したステープル形成ポケットを有するアンビルを画定している。ある種の現在のステープラは、往復運動するウェッジも使用する。このような往復運動ウェッジは、遠位側に移動する時に、ステープルカートリッジの開口を通過してステープルを支持するドライバに係合し、アンビルに向かってステープルを発射する。
【０００５】
現在のステープル止め装置の１つの欠点は、関節動作および作動を行うために大きな力が必要であること、そして、この力が発射ストロークの全期間に亘って変化することである。大抵の現在のステープル止め装置は、１つまたは複数の手で握るトリガーを用いている。関節動作の際、エンドエフェクタがシャフトにほぼ直線状に整合している時は荷重が小さく、エンドエフェクタが関節動作するにつれて荷重が増大する。作動の際、ステープルがカートリッジから出て前進し、組織に刺入するストロークの初期段階では、荷重が小さい。ステープルがアンビルポケット内に入り、ステープルの脚を曲げる時に、抵抗および荷重が急速に増大する。次いで、抵抗および荷重が小さくなり、ステープルを形成する時に再び抵抗および荷重が増大する。対照的に、操作者の有効強度は、発射ストロークの初期および中間段階で最大であるが、クロージャーの最終段階では最小になる。関節動作および作動を行うために必要な大きな力、ならびにその力の変動が、外科医の握力を超える場合もある。したがって、予想を超えた過度に大きな力が必要な場合に生じることがある結合不良や他の故障が起こりうる。
【０００６】
発射を行うために必要な大きな力はまた、シャフトの可撓性または調節性の障害となることもある。現在のステープル止め装置では、エンドエフェクタを、シャフトに旋回可能（pivotally）に取り付けてもよいし、シャフトに可撓性を付与してシャフトが湾曲した通路を移動できるようにしてもよい。ハンドルからエンドエフェクタへの力の伝達は、シャフトの旋回部分すなわち湾曲部分によって必ず妨げられ、場合によってはシャフトが直線状になってしまう。
【０００７】
したがって、外科ステープラの作動および／または関節動作を行うための方法および装置、特に、外科ステープラの作動および／または関節動作を行うために必要な力が小さい方法および装置が要望されている。
【０００８】
〔発明の概要〕
本発明は、概して、外科ステープラの作動および／または関節動作のための方法および装置を提供する。一実施形態では、外科ステープラは、細長いシャフトの遠位端部に移動可能に結合されたステープル止め機構すなわちエンドエフェクタを有する。電気活性ポリマーアクチュエータなどの電気的に拡張および収縮可能なアクチュエータを用いて、この電気活性ポリマーアクチュエータにエネルギーを供給して、ステープル止め機構の位置を細長いシャフトに対して旋回可能にすなわち角度調節することができる。別の実施形態では、電気活性ポリマーアクチュエータを用いて、ステープル止め組立体を作動させて、１つまたは複数のステープル、好ましくは少なくとも２つの直線列のステープルを組織内に刺入する。アクチュエータは、別法として、またはこれに加えて、刃を遠位側に移動させてステープル止めされた組織を切断することができる。
【０００９】
例示されている一実施形態では、外科ステープラは、細長いシャフトと線形ステープル止め組立体との間に結合された少なくとも１つの電気活性ポリマーアクチュエータを含むことができる。少なくとも１つの電気活性ポリマーアクチュエータにエネルギーが供給されると、１つまたは複数の電気活性ポリマーアクチュエータは、線形ステープル止め組立体を細長いシャフトに対して選択的に旋回させるように構成することができる。線形ステープル止め組立体は、様々な結合技術を用いてシャフトに移動可能に結合することができる。線形ステープル止め組立体は、様々な結合技術を用いてシャフトに移動可能に結合することができる。例えば、線形ステープル止め組立体は、ピボット接合部によって細長いシャフトに結合することができる。細長いシャフトは、内部に延在するスライドバーを含むことができる。このスライドバーは、ピボット接合部に結合された、線形ステープル止め組立体を移動させるための遠位端部を有する。
【００１０】
様々な技術を用いて、スライドバーを移動させ、ステープル止め組立体の旋回を行うことができるが、例示的な一実施形態では、１つまたは複数の電気活性ポリマーアクチュエータは、エネルギーが電気活性ポリマーアクチュエータに供給されてスライドバーが横方向に移動すると、径方向に拡張するように構成でき、これにより、線形ステープル止め組立体が旋回する。例示的な一実施形態では、本装置は、スライドバーの第１の側に近接して配置された第１の電気活性ポリマーアクチュエータと、スライドバーの第２の側に近接して配置された第２の電気活性ポリマーアクチュエータを含む。第１および第２の電気活性ポリマーアクチュエータは、エネルギーが電気活性ポリマーアクチュエータに供給されて、スライドバーが横方向に移動すると、径方向に拡張するように構成することができる。スライドバーは、オプションとして、その遠位端部に形成された歯車を含むことができる。この歯車は、ピボット接合部に形成された対応する歯車に係合するように構成されている。
【００１１】
別の実施形態では、１つまたは複数の電気活性ポリマーアクチュエータは、軸方向に収縮して径方向に拡張するように構成することができる。例えば、細長いシャフトは、線形ステープル止め組立体の第１の側面に旋回可能に結合された第１の電気活性ポリマーアクチュエータと、線形ステープル止め組立体の反対側の第２の側面に結合された第２の電気活性ポリマーアクチュエータを含むことができる。第１の電気活性ポリマーアクチュエータは、エネルギーが供給されて第１の方向に線形ステープル止め組立体が旋回すると、軸方向に収縮でき、第２の電気活性ポリマーアクチュエータは、エネルギーが供給されて第１の方向とは反対の第２の方向に線形ステープル止め組立体が旋回すると、軸方向に収縮することができる。
【００１２】
別の実施形態では、線形ステープル止め組立体は、可撓性部分によって細長いシャフトに移動可能に結合することができる。複数の電気活性ポリマーアクチュエータを、可撓性部分の異なった位置に結合することができ、各電気活性ポリマーアクチュエータを、エネルギーが選択的に供給されると、方向を変えて可撓性部分を所望の方向に曲げるように構成することができる。
【００１３】
組織をステープル止めするための方法も提供する。この方法は、外科ステープラの細長いシャフトを体腔内に挿入して、細長いシャフトの遠位端部に移動可能に結合されたステープル止め組立体を手術部位に近接して配置するステップと、ステープル止め組立体の対向したジョー間に組織を捕捉するステップと、少なくとも１つの電気活性ポリマーアクチュエータにエネルギーを供給して、ステープル止め組立体を細長いシャフトに対して旋回させるステップと、ステープル止め組立体を作動させて、少なくとも１つの直線列のステープルをジョーの一方から組織に刺入するステップを含むことができる。例示的な一実施形態では、細長いシャフトは、内部に延在するスライドバーを含むことができる。このスライドバーは、細長いシャフトとステープル止め組立体との間に形成されたピボット接合部に結合された遠位端部を有する。少なくとも１つの電気活性ポリマーアクチュエータにエネルギーを供給して、この電気活性ポリマーアクチュエータを径方向に拡張させてスライドバーを横方向に移動させ、これにより、ステープル止め組立体を旋回させることができる。各電気活性ポリマーアクチュエータに供給するエネルギーの量は、ステープル止め組立体の移動の程度に一致しうる。別の実施形態では、線形ステープル止め組立体は、可撓性部分によって細長いシャフトに移動可能に結合することができる。電気活性ポリマーアクチュエータは、可撓性部分の異なった位置に結合された複数の電気活性ポリマーアクチュエータを含むことができ、これら複数の電気活性ポリマーアクチュエータに選択的にエネルギーを供給して、可撓性部分を所望の方向に曲げることができる。
【００１４】
さらに別の実施形態では、組織を受容するように構成された線形ステープル止め組立体が遠位端部に形成された細長いシャフトを有する外科ステープラを提供する。ステープル止め組立体は、エネルギーが供給されると、少なくとも１つの直線列のステープルを組織に刺入するように構成された少なくとも１つの電気活性ポリマーアクチュエータに結合されている。例示的な一実施形態では、ステープル止め組立体は、ステープル止め機構、および、このステープル止め機構に対向したアンビルを含む。ステープル止め機構は、内部に配置された複数のドライバを含むことができる。これらのドライバは、複数のステープルをステープル止め機構からアンビルに向かって移動させるように構成されている。電気活性ポリマーアクチュエータは、この少なくとも１つの電気活性ポリマーアクチュエータにエネルギーが選択的に供給されると、少なくとも１つのドライバを移動させて、少なくとも１つのステープルを組織内に刺入するように、複数のドライバのそれぞれに結合することができる。別の実施形態では、複数の電気活性ポリマーは、ステープル止め組立体内に配置することができ、各電気活性ポリマーは、エネルギーが供給されると直線列状のステープルを組織内に刺入することができる。電気活性ポリマーは、別個に作動させて、ステープルをステープル止め機構からアンビルに向かって移動させるように構成することができる。
【００１５】
さらに別の実施形態では、外科ステープラは、細長いシャフト内にスライド可能に配置されたプッシュロッドを含むことができる。このプッシュロッドは、遠位側に移動する時に、複数のステープルをステープル止め機構からアンビルに向かって移動させるように構成されている。プッシュロッドは、電気活性ポリマーアクチュエータに結合することができる。この電気活性ポリマーアクチュエータは、エネルギーが供給されると、このプッシュロッドを遠位側に移動させるように構成されている。例示的な実施形態では、プッシュロッドに結合された電気活性ポリマーアクチュエータは、エネルギーが供給されてプッシュロッドが遠位側に移動すると、軸方向に拡張して径方向に収縮するように構成されている。
【００１６】
１つまたは複数の外科ステープルを組織に取り付けるための方法も提供する。この方法は、対向した第１および第２のジョー間に組織を捕捉するステップと、電気活性ポリマーアクチュエータにエネルギーを供給して、少なくとも１つの直線列のステープルを第１のジョーから組織を通して、第２のジョーに形成されたアンビルに向かって移動させるステップを含むことができる。一実施形態では、１つまたは複数のドライバを第１のジョー内に移動可能に配置することができ、電気活性ポリマーアクチュエータにエネルギーを供給して、第１のジョー内のドライバを移動させて、ステープルを第１のジョーを介してアンビルに向かって移動させることができる。別の実施形態では、電気活性ポリマーアクチュエータにエネルギーを供給して、プッシュロッドを遠位側に移動させて複数のステープルドライバを前進させ、これにより、少なくとも１列のステープルを第１のジョーから組織を通して、第２のジョーに形成されたアンビルに向かって移動させることができる。別の態様では、第１のジョー内に配置された複数の電気活性ポリマーアクチュエータに選択的にエネルギーを供給して、少なくとも１つの直線列のステープルを第１のジョーから組織を介して、第２のジョーに形成されたアンビルに向かって移動させることができる。さらに別の実施形態では、電気活性ポリマーアクチュエータにエネルギーを供給して刃を遠位側に前進させ、これにより、ステープル止めされた組織を切断することができる。
【００１７】
本発明は、添付の図面を参照しながら以下の詳細な説明を読めば、より完全に理解できるであろう。
【００１８】
〔詳細な説明〕
本発明は、概して、外科ステープラの１つまたは複数の構成要素を移動させるための方法および装置を提供する。例示的な一実施形態では、ステープル止め機構すなわちエンドエフェクタが細長いシャフトの遠位端部に移動可能に結合された外科ステープラを提供する。電気活性ポリマーアクチュエータなどの電気的に拡張および収縮可能なアクチュエータを用い、この電気活性ポリマーアクチュエータにエネルギーを加えて、細長いシャフトに対するステープル止め機構の位置を旋回可能に、すなわち角度調節することができる。別の実施形態では、電気活性ポリマーアクチュエータを用いてエンドエフェクタを作動させ、これにより、１つまたは複数のステープル、好ましくは少なくとも２つの直線列のステープルを移動させて組織に刺入させる。これに加えてまたは別法では、アクチュエータは、刃を遠位側に移動させて、ステープル止めされる組織を切断することができる。当業者であれば、外科ステープラは、様々な構造を有することができ、外科ステープラの１つまたは複数の構成要素を移動させるために、このような構成要素に１つまたは複数の電気活性ポリマーアクチュエータを結合できることを理解できよう。
【００１９】
電気活性ポリマー
電気活性ポリマー（ＥＡＰ）は、人工筋肉とも呼ばれ、電界または機械的な場に応答して、圧電特性、焦電気性、または電歪特性を有する材料である。具体的には、ＥＡＰは、電圧がかかると形状を変える一連の導電ドープ型ポリマーである。導電ポリマーは、ある種の形態のイオン流体またはイオンゲルおよび電極と対にすることができる。流体／ゲルから導電ポリマーまたはその逆へのイオンの流れにより、ポリマーの形状が変化し得る。一般に、使用する特定のポリマーおよびイオン流体またはイオンゲルによって、１Ｖ〜４ｋＶの範囲の電圧を加えることができる。ＥＡＰは、エネルギーが加えられても体積が変化せず、単に一方向に拡張し、横方向に収縮することに留意されたい。
【００２０】
ＥＡＰの主な利点の１つは、その作用および特性を電気的に制御および微調整できることである。ＥＡＰは、ＥＡＰ全体に外部電圧を加えて繰り返し変形させることができ、加える電圧の極性を逆にして元の形状に迅速に戻すことができる。拡張、直線移動、および曲がる構造を含め、異なる種類の移動構造が得られるように、特定のポリマーを選択することができる。ＥＡＰは、ばねや可撓性プレートなどの機械的機構と組み合わせて、電圧が加えられた時に起こる効果を変更することもできる。
【００２１】
ＥＡＰには、２つの基本タイプがあり、それぞれが複合構造である。第１のタイプは、協働して働くように互いに束ねられた多数のファイバーからなるファイバーバンドルである。このようなファイバーは通常、約３０μｍ〜５０μｍの大きさを有する。これらのファイバーは、織物と同じように編んで束にすることができ、ＥＡＰ糸と呼ばれる場合が多い。使用に際し、ＥＡＰの機械的構造によって、ＥＡＰアクチュエータおよびその運動能力が決まる。例えば、ＥＡＰを長いストランドに形成して、１つの中心電極の周りに巻くことができる。可撓性の外側シースが、アクチュエータ用の他方の電極を形成し、装置の機能に必要なイオン流体を含む。このシースに電圧が加えられると、ＥＡＰが膨張して、ストランドが収縮する、または短くなる。別法として、ファイバーは、拡張すなわち長くなるように構成することもできる。一例として、市販のファイバーＥＡＰ材料が、サンタフェ・サイエンス・アンド・テクノロジー（Santa Fe Science and Technology）によって製造され、ＰＡＮＩＯＮ（商標）ファイバーとして販売され、参照することを以って本明細書の一部とする米国特許第６，６６７，８２５号に開示されている。
【００２２】
図１Ａおよび図１Ｂは、ファイバーバンドルから形成されたＥＡＰアクチュエータ１００の例示的な一実施形態を例示している。図示されているように、このアクチュエータ１００は通常、向かい合ったエンドキャップ１０２ａおよび１０２ｂが形成された細長い円筒状部材の形態である可撓性導電外側シース１０２を含む。しかしながら、外側シース１０２は、使用目的によって様々な他の形状および大きさを有することができる。さらに、図示しているように、外側シース１０２は、エネルギー供給電極１０８ａおよびリターン電極１０８ｂに接続されている。例示している実施形態では、エネルギー供給電極１０８ａは、１つのエンドキャップ、例えば、エンドキャップ１０２ａから導電外側シース１０２の内腔を経て、他方のエンドキャップ、例えば、エンドキャップ１０２ｂに至っている。エネルギー供給電極１０８ａは、例えば、白金陰極ワイヤ（platinum cathode wire）とすることができ、外側シース１０２の任意の部分に結合することができる。導電外側シース１０２は、エネルギー供給電極１０８ａから外側シース１０２内に配置されたＥＡＰファイバー１０４にエネルギーを供給するために、外側シース１０２内に配置されるイオン流体またはゲル１０６も含むことができる。具体的には、複数のＥＡＰファイバー１０４が並列に配置され、各エンドキャップ１０２ａおよび１０２ｂ間に延在し、それらエンドキャップ内まで延びている。上記したように、ファイバー１０４は、様々な方向に配置して、例えば、径方向の拡張や収縮、または曲がる動きなどの所望の結果を得ることができる。使用の際は、活性なエネルギー供給電極１０８ａを介して、エネルギーをアクチュエータ１００に供給することができる。このエネルギーにより、イオン流体中のイオンがＥＡＰファイバー１０４内に入り、これによりファイバー１０４が、一方向、例えば径方向に拡張して各ファイバー１０４の外径が増大し、横方向、例えば軸方向に収縮してファイバーの長さが短くなる。この結果、エンドキャップ１０２ａおよび１０２ｂが、互いに向かって引っ張られ、可撓性外側シース１０２の長さが収縮して短くなる。
【００２３】
別のタイプのＥＡＰは、ラミネート構造であって、１つまたは複数のＥＡＰの層、各ＥＡＰの層の間に配置されたイオンゲルまたはイオン流体の層、および、構造に取り付けられた１つまたは複数の可撓性プレートからなる。電圧が加えられると、ラミネート構造は、一方向に拡張して、横方向すなわち垂直方向に収縮し、可撓性プレートに対するＥＡＰの構造によって、ラミネート構造に結合した可撓性プレートが短くなるか、長くなるか、または曲がる。一例として、市販のラミネートＥＡＰ材料が、ＳＲＩラボラトリーズ（SRI Laboratories）の一部門であるアーティフィシャル・マスル社（Artificial Muscle Inc）によって製造されている。薄膜ＥＡＰとも呼ばれるプレートＥＡＰ材料は、日本のＥＡＭＥＸも販売している。
【００２４】
図２Ａおよび図２Ｂは、ラミネートから形成されたＥＡＰアクチュエータ２００の例示的な構造を例示している。まず図２Ａを参照すると、アクチュエータ２００は、間に配置された接着層１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、および１０３ｄによって互いに接着されたラミネートＥＡＰ複合材である複数の層を含むことができる。この複数の層は、例えば、図示されているように、５つの層２１０、２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ、および２１０ｄとすることができる。１つの層すなわち層２１０が、図２Ｂに詳細に示されている。図示されているように、層２１０は、第１の可撓性導電プレート２１２ａ、ＥＡＰ層２１４、イオンゲル層２１６、および、第２の可撓性導電プレート２１２ｂを含み、これらはすべて互いに結合されてラミネート複合材を形成している。この複合材は、さらに図２Ｂに示されているように、可撓性導電プレート２１２ａに結合された、エネルギー供給活性電極２１８ａ、および、可撓性導電プレート２１２ｂに結合されたリターン電極２１８ｂを含むこともできる。使用の際は、エネルギー供給活性電極２１８ａを介してアクチュエータ２００にエネルギーを供給することができる。このエネルギーにより、イオンゲル層２１６のイオンがＥＡＰ層２１４内に入り、これにより層２１４が一方向に拡張し、横方向に収縮する。この結果、可撓性プレート２１２ａおよび２１２ｂが曲がるか、またはＥＡＰ層２１４が他の形状に変化する。
【００２５】
外科ステープラ
上記したように、例示的な実施形態では、装置の様々な構成要素の関節動作および／または作動を行うために、ＥＡＰアクチュエータなどの電気的に拡張および収縮可能なアクチュエータを用いた外科ステープル止めの方法および装置を提供する。機械的な補助を用いずに関節動作および／または作動を行うためにＥＡＰアクチュエータを有するものとして様々な実施形態を示しているが、別法として、このようなアクチュエータは、機械的な関節動作および／または作動を補完するように構成することもできる。例えば、ＥＡＰアクチュエータを用いて、ステープルを発射する力、およびオプションであるナイフすなわち刃を組立体を介して移動させてステープル止めされた組織を切断する力を含め、外科ステープラのエンドエフェクタを閉じる際の力を低減することができる。図３は、関節動作および／または作動を行うための１つまたは複数のＥＡＰアクチュエータを含むことができる外科ステープラ１０の例示的な一実施形態を例示している。上記したように、ここに開示する関節動作および作動を行うための様々な方法および装置は、当分野で周知の実質的に全ての外科ステープラに組み込むことができる。例示した外科ステープラ１０は、ここに開示しない当分野で周知の様々な他の機能を含むこともできる。
【００２６】
一般に、ステープラ１０は、細長いシャフト１２を含む。この細長いシャフト１２は、その近位端部１２ａに結合されたハンドル１４と、その遠位端部１２ｂに結合されたステープル止め組立体すなわちエンドエフェクタ１６を有する。このエンドエフェクタ１６は、第１および第２の対向したジョー１８および２０を含む。第１および第２の対向したジョー１８および２０は、これらの間に組織を受容するように構成されている。第１のジョー１８は、ステープルカートリッジを受容するように構成されている。このステープルカートリッジは、その内部に配置され、かつ組織に刺入するように構成されている複数のステープルを有する。第２のジョー２０は、これらのステープルを変形させるためのアンビルを形成している。ハンドル１４は、細長いシャフト１２に対してエンドエフェクタ１６を関節動作させるため、エンドエフェクタ１６を閉じるため、および／またはステープル止め装置を作動（発射）させるために、ハンドルに結合された１つまたは複数のトリガーを備えることができる。図３は、ハンドル１４に移動可能に結合された、エンドエフェクタ１６の対向したジョー１８と２０を閉じるための第１のトリガー１４ａを例示している。第１のトリガー１４ａの作動により、クロージャーチューブ１２ｃがジョー１８および２０に対してスライドしてジョー１８と２０が閉じる。ハンドル１４は、第１のジョー２０内のステープルカートリッジを発射して、１つまたは複数のステープルまたはクリップを組織内に刺入するために、このハンドル１４に移動可能に結合された第２のトリガー１４ｂも備えている。第２のトリガー１４ｂはまた、刃を、第１のジョー１８内のステープルカートリッジを介して遠位側に前進させて、ステープル止めされた組織を切断することができる。ステープルの発射および組織の切断のための例示的な技術を、以下に詳細に説明する。図示されていないが、ハンドル１４は、これに加えてまたは別法として、細長いシャフト１６に対してエンドエフェクタ１６を関節動作させるため、ジョーを閉じるため、およびエンドエフェクタ１６を作動させるために、トリガー、回転可能なノブ、レバー、スライドノブ、または他の機構を含むことができる。使用において、外科ステープラ１０は、細長いシャフト１２の直径が比較的小さく、小さなアクセスポートすなわち通路内を通過できるため、特に内視鏡および腹腔鏡外科手術に適している。しかしながら、ステープラは、様々な医療処置に用いるために変更することができる。
【００２７】
関節動作
図４Ａ〜図７は、細長いシャフト１２に対してエンドエフェクタ１６を関節動作させて、エンドエフェクタ１６をステープル止めすべき組織に近接して配置するのを容易にするための技術の様々な例示的な実施形態を例示している。まず、図４Ａ〜図４Ｃを参照すると、細長いシャフト１２の遠位端部１２ｂが、エンドエフェクタ１６がシャフト１２に対してピボット接合部２２を中心に旋回できるように、このピボット接合部２２によってエンドエフェクタ１６の近位端部に結合されている。装置１０はまた、細長いシャフト内に延在するスライドバー２４も含む。このスライドバー２４は、歯車の歯２４ｔが形成された遠位端部２４ｄを有する。この歯２４ｔは、エンドエフェクタ１６に形成された対応する歯車の歯１６ｔに係合するように構成されている。装置１０はまた、ＥＡＰアクチュエータなどの電気的に拡張および収縮可能な１つまたは複数のアクチュエータを含むことができる。ＥＡＰアクチュエータは、スライドバー２４を移動させて、スライドバー２４の歯車の歯２４ｔによってエンドエフェクタ１６の歯車の歯１６ｔを移動させ、これにより、エンドエフェクタ１６を細長いシャフト１２に対して旋回させることができる。様々な技術を用いて、ＥＡＰアクチュエータでスライドバー２４を移動させることができるが、例示的な一実施形態では、ＥＡＰアクチュエータは、スライドバー２４を横方向に移動させるように構成されている。具体的には、図４Ａ〜図４Ｃに示されているように、第１のＥＡＰアクチュエータ２６ａを、スライドバー２４の第１の側面に近接して、細長いシャフト１２の少なくとも一部の中に延在させ、第２のＥＡＰアクチュエータ２６ｂを、スライドバー２４の反対側の第２の側に近接して、細長いシャフト１２の少なくとも一部の中に延在させることができる。いずれのタイプのＥＡＰアクチュエータも用いることができるが、例示的な実施形態では、ＥＡＰアクチュエータ２６ａおよび２６ｂは、エネルギーが供給されると横方向に拡張するように構成されたラミネート型ＥＡＰアクチュエータである。図４Ａおよび図４Ｃでは、第１のＥＡＰアクチュエータ２６ａが、横方向に拡張してスライドバー２４が第２のＥＡＰアクチュエータ２６ｂに向かって横方向に移動し、スライドバー２４により、エンドエフェクタ１６がスライドバー２４の移動方向と反対方向に旋回している。図４Ｂでは、いずれのアクチュエータ２６ａおよび２６ｂにもエネルギーが供給されず、両方のアクチュエータ２６ａおよび２６ｂが、拡張していない、作動していない構造である。エネルギーは、シャフト１２内に延在する電極を介して、アクチュエータ２６ａおよび２６ｂに供給することができる。これらの電極は、ハンドル部分１４内に配置されたエネルギー源に接続してもよいし、電気コンセントまたは他のエネルギー源などを介してハンドル１２に結合してもよい。ハンドル１４はまた、ハンドルに結合され、かつ各アクチュエータ２６ａおよび２６ｂに供給されるエネルギーの量を制御するように構成された回転可能なノブまたはダイヤルなどの制御機構を備えることができる。各アクチュエータ２６ａおよび２６ｂに供給されるエネルギーの量によって、アクチュエータ２６ａおよび２６ｂの拡張の程度が決まる。したがって、エンドエフェクタ１６の旋回の程度は、選択的に調節することができる。
【００２８】
横方向に拡張するＥＡＰアクチュエータ２６ａおよび２６ｂで横方向に移動するスライドバー２４が図４Ａ〜図４Ｃに例示されているが、当業者であれば、スライドバー２４およびアクチュエータ２６ａおよび２６ｂが、他の様々な構造を有することができることを理解できよう。例えば、ファイバーバンドルの形態の複数のＥＡＰアクチュエータを、細長いシャフト１２の内面とスライドバー２４との間に横方向に延在させることができる。ＥＡＰアクチュエータにエネルギーが供給されると、ＥＡＰアクチュエータの長さが収縮すなわち短縮され、スライドバー２４が細長いシャフト１２に向かって引かれて、スライドバー２４が横方向に移動する。別法では、スライドバー２４は、縦方向に移動してエンドエフェクタ１６を移動させるように構成することができ、ＥＡＰアクチュエータを用いて、スライドバー２４を縦方向に移動させることができる。別の実施形態では、スライドバー自体、またはスライドバーの少なくとも一部を、所望の軸方向に拡張してスライドバーを横方向に移動させるように構成されたＥＡＰアクチュエータから形成することができる。
【００２９】
図５Ａおよび図５Ｂは、細長いシャフト１２’に対してエンドエフェクタ１６’を関節動作させるための技術の別の実施形態を例示している。この実施形態では、細長いシャフト１２’は、内部に延在するスライドバー２４’を含む。このスライドバー２４’は、その遠位端部に形成されたボール２４ｔ’が形成されている。このボール２４ｔ’は、エンドエフェクタ１６’の近位端部に形成された対応するソケット１６ｓ’内に受容される。スライドバー２４’はまた、スライドバー上に、好ましくは細長いシャフト１２’の遠位端部の近位側の位置に、カム面２５ａ’および２５ｂ’を備えている。カム面２５ａ’および２５ｂ’は、様々な形状および大きさを有することができるが、例示的な実施形態では、図示されているように、カム面２５ａ’および２５ｂ’は、スライドバー２４’の両側から外側に延び、近位方向から遠位方向にかけて幅が増大したウェッジ型部材である。本装置はまた、細長いシャフト１２’内に延在し、かつスライドバー２４’の両側に位置する第１および第２の作動部材２６ａ1’および２６ｂ1’を含む。各作動部材２６ａ1’および２６ｂ1’は、スライドバー２４’に形成されたカム面２５ａ’および２５ｂ’に当接するように構成されたカム面２７ａ’および２７ｂ’を作動部材上に備えている。このため、第１の作動部材２６ａ’が遠位側に移動すると、第１の作動部材２６ａ’上に形成されたカム面２７ａ’が、スライドバー２４’に形成されたカム面２５ａ’に対してスライドし、これにより、スライドバー２４’が第１の作動部材２６ａ’から横方向に移動して離れる。スライドバー２４’が横方向に移動するため、ボール２４ｔ’により、エンドエフェクタ１６’が細長いシャフト１２’に対して旋回する。逆に、第２の作動部材２６ｂ’が遠位側に移動すると、第２の作動部材２６ｂ’上に形成されたカム面２７ｂ’がスライドバー２４’に形成されたカム面２５ｂ’に対してスライドするため、スライドバー２４’が第２の作動部材２６ｂ’から横方向に移動して離れ、これにより、エンドエフェクタ１６’が反対方向に旋回する。バネなどの付勢要素（不図示）をスライドバー２４’の両側に配置して、スライドバー２４’を図５Ａに示されている中心の静止位置に付勢し、これにより、作動部材２６ａ’および２６ｂ’が近位側に戻ると、スライドバー２４’が静止位置に戻るようにすることができる。
【００３０】
例示的な実施形態では、各作動部材２６ａ1’および２６ｂ1’の移動は、これらの作作動部材２６ａ1’および２６ｂ1’に結合されたＥＡＰアクチュエータによって達成することができる。図５Ａおよび図５Ｂに示されているように、好ましくはファイバーバンドル型アクチュエータの形態であるＥＡＰアクチュエータコード２６ａ2’および２６ｂ2’が、各作動部材２６ａ1’および２６ｂ1’の遠位端部とシャフト１２’の遠位端部との間に延在する。ＥＡＰアクチュエータコードの一方、例えば第１のアクチュエータコード２６ａ2’にエネルギーが選択的に供給されると、図５Ｂに示されているように、この第１のアクチュエータコード２６ａ2’が、軸方向に収縮すなわち短縮し、これにより、作動したＥＡＰコード２６ａ2’に結合された作動部材２６ａ1’が遠位側に引っ張られる。作動部材２６ａ1’のカム面２７ａ’が、スライドバー２４’のカム面２５ａ’に当接し、これにより、スライドバー２４’が、第２の作動部材および２６ｂ1’に向かって横方向に移動する。したがって、スライドバー２４’の遠位端部のボール２４ｔ’により、エンドエフェクタ１６’が、ボール２４ｔ’を中心に旋回、すなわち関節動作する。
【００３１】
当業者であれば、ＥＡＰアクチュエータは、様々な他の構造を有することができ、他の様々な技術を用いてスライドバー２４’を移動させることができることを理解できよう。例えば、ＥＡＰ作動コード２６ａ2’および２６ｂ2’にエネルギーが供給された時にスライドバー２４’が遠位側に引かれるのではなく、ＥＡＰアクチュエータは、スライドバー２４’の近位端部に結合して、スライドバー２４’を遠位側に押すように構成することができる。別の実施形態では、各作動部材２６ａ1’および２６ｂ1’に形成されたカム面２７ａ’および２７ｂ’は、このカム面２７ａ’および２７ｂ’にエネルギーが供給されるとスライドバー２４’に向かって拡張し、これにより、スライドバー２４’が所望の方向に移動してステープル止め装置１６’が関節動作するように、ＥＡＰアクチュエータから形成することができる。各作動部材２６ａ1’および２６ｂ1’の移動の程度、従ってステープル止め装置１６’の関節動作の程度は、各ＥＡＰアクチュエータに供給されるエネルギーの量を制御して制御することができる。
【００３２】
図６Ａおよび図６Ｂは、エンドエフェクタ１６’’を関節動作させるための技術のさらに別の実施形態を例示している。この実施形態では、スライドバーを用いてエンドエフェクタ１６’’を旋回させるのではなく、２つの作動部材２６ａ’’および２６ｂ’’が、ステープル止め装置１６’’の近位端部の両側に直接結合され、このステープル止め装置１６’’を押すまたは引いて関節動作させる。具体的には、第１の作動部材２６ａ’’の近位側への移動により、ステープル止め装置１６’’が第２の作動部材２６ｂ’’を中心に旋回し、第２の作動部材２６ｂ’’の近位側への移動により、ステープル止め装置１６’’が第１の作動部材２６ａ’’を中心に旋回するように、各作動部材２６ａ’’および２６ｂ’’の遠位端部が、ピボット接合部によってステープル止め装置１６’’の近位端部に結合されている。作動部材２６ａ’’および２６ｂ’’は、さまざまな技術を用いて移動させることができる。例えば、各作動部材２６ａ’’および２６ｂ’’の全てまたは一部を、軸方向に拡張するように構成されたＥＡＰから形成することもできるし、また、これらの作動部材２６ａ’’および２６ｂ’’の近位側および遠位側への移動でエンドエフェクタが関節動作するように、作動部材２６ａ’’および２６ｂ’’をＥＡＰアクチュエータに結合することもできる。
【００３３】
図７は、エンドエフェクタ１６’’’を関節動作させるための技術のさらに別の実施形態を例示している。この実施形態では、細長いシャフト１２’’’は、この細長いシャフト１２’’’に対するエンドエフェクタ１６’’’の関節動作を可能にするように構成された可撓性部分１２ｐ’’’を含む。１つまたは複数のＥＡＰアクチュエータを、細長いシャフト１２’’’の可撓性部分１２ｐ’’’の内部、表面、または周囲の様々な位置に配置することができる。このＥＡＰアクチュエータは、エネルギーが供給されると、可撓性部分１２ｐ’’’を曲げるように構成でき、これによりエンドエフェクタ１６’’’を関節動作させる。図７は、細長いシャフト１２’’’の可撓性部分１２ｐ’’’の異なった部分に沿って軸方向に延在する複数のＥＡＰアクチュエータ２６1、２６2、２６3、２６4、２６5を例示している。図示されていないが、複数のＥＡＰアクチュエータは、可撓性部分１２ｐ’’’の外周面の様々な他の位置に配置することもできる。使用の際、例えば、第１のアクチュエータ２６1にエネルギーが供給されると、この第１のアクチュエータ２６1が軸方向に収縮して、可撓性部分１２ｐ’’’の一部が曲がる。したがって、使用者は、１つまたは複数のアクチュエータに選択的にエネルギーを供給して、エンドエフェクタ１６’’’を所望に関節動作させて配置することができる。
【００３４】
当業者であれば、エンドエフェクタを関節動作させるために、ＥＡＰアクチュエータを他の様々な関節動作機構に組み込むことができることを理解できよう。限定するものではないが、一例として、参照することを以ってその開示内容の全てを本明細書の一部とする２００５年２月１８日出願の米国特許出願第１０／０６１，９０８号（名称：「流体移送制御式関節運動機構を有する外科用器械（Surgical Instrument Incorporating A Fluid Transfer Controlled Articulation Mechanism）」）に、流体袋を用いて外科ステープル止め組立体の関節動作を行う様々な関節動作機構が開示されている。流体袋を用いるのではなく、ＥＡＰアクチュエータを用いて、装置に力を加えて関節動作させることができる。
【００３５】
作動
上記したように、本発明は、外科ステープラのエンドエフェクタを関節動作させるための例示的な方法および装置を提供する。この方法は、ステープルを発射するステップと、ナイフまたは刃を組立体内を移動させてステープル止めされた組織を切断するオプションのステップを含む。図８Ａ〜図１０Ｂは、１つまたは複数のＥＡＰアクチュエータを用いて、エンドエフェクタ１６を発射して、刃をエンドエフェクタ内を移動させて、ステープル止めされた組織を切断するための技術の様々な例示的な実施形態を例示している。当業者であれば、エンドエフェクタが様々な構造を有することができ、ＥＡＰアクチュエータを、発射および／または切断を行うために様々な他のエンドエフェクタに組み込むことができることを理解できよう。
【００３６】
図８Ａ〜図８Ｄは、ＥＡＰアクチュエータを用いてステープルの発射および組織の切断を行うための技術の例示的な一実施形態を例示している。この実施形態では、ＥＡＰアクチュエータを用いて、細長いシャフト内を通して組立体を縦方向に移動させて、ステープルカートリッジ内に配置された複数のステープルドライバを移動させ、これにより、ステープル止めされた組織を切断する。図８Ａは、細長いシャフト１２およびエンドエフェクタ１６を形成する一部の構成要素を示す、図３の外科ステープル止め装置１０の遠位部分を詳細に例示している。上記したように、エンドエフェクタ１６は、図８Ｂでは開いた位置に示されている第１および第２の対向したジョー１８および２０を含む。第１のジョー１８は、ステープルカートリッジ３４を保持するトレー３０を受容している。ステープルカートリッジ３４は、好ましくは縦方向に延在する列に整合したステープル３３と、同様に好ましくは縦方向に延在する列に整合したステープルドライバ３２を含むように構成されている。ステープルドライバ３２は、ステープルカートリッジ３４に形成された開口３４ａを通じてステープル３３を移動させることができる。具体的には、図８Ｃに詳細に示されているように、ドライバ３２が第２のジョー２０に向かって移動すると、ステープル３３がステープルカートリッジ３４内に形成された開口３４ａを通って、アンビルを形成する第２のジョー２０に形成された対応する溝２０ａに向かって前進する。
【００３７】
ドライバ３２は、様々な技術を用いて移動させることができるが、例示的な実施形態では、ドライバ３２は、ステープルカートリッジ３４に形成された縦方向に延びたスロット内をウェッジスレッドドライバ４２を前進させて移動させる。ウェッジスレッドドライバ４２は、ステープルドライバ３２に接触するカム面を含むことができる。このカム面により、ステープルドライバ３２が上方に持ち上げられ、ステープル３３が、ステープルカートリッジ３４内に形成された開口３４ａを通じて押し上げられ、第２のジョー２０に形成された対応する溝２０ａ内に移動する。例示的な実施形態では、ウェッジスレッドドライバ４２は、プッシュロッド４０を用いて移動させることができる。このプッシュロッド４０は、細長いシャフト１２内にスライド可能に配置され、ウェッジスレッドドライバ４２に係合してステープルカートリッジ３４に対してこのウェッジスレッドドライバ４２をスライドさせる遠位端部４１を含む。プッシュロッド４０の遠位端部４１は、組織がステープル止めされる最中またはその後に組織を切断するための切断面４１ａを遠位端部上に備えることもできる。
【００３８】
例示的な一実施形態では、プッシュロッド４０は、ＥＡＰアクチュエータを用いて装置１０の細長いシャフト１２内を前進させることができる。図８Ａに示されているように、プッシュロッド４０の近位端部は、発射トラフ４４に結合するように構成されている。ＥＡＰアクチュエータ４６は、発射トラフ４４内に延在し、その遠位端部で発射トラフ４４に結合している。ＥＡＰアクチュエータ４６の近位端部は、ハウジング１４の一部分に結合することができ、電極を用いて、ハウジング１４内に配置したエネルギー源またはそのハウジング１４に結合したエネルギー源から、ＥＡＰアクチュエータ４６にエネルギーを供給することができる。ＥＡＰアクチュエータ４６は、エネルギーが供給されると、軸方向に拡張し、発射トラフ４４およびプッシュロッド４０が、図８Ｃに示されている初期位置から図８Ｄに示されている最遠位に移動する。発射トラフ４４およびプッシュロッド４０が遠位側に移動する際に、ウェッジスレッドドライバ４２により、ステープルカートリッジ３４内に配置されたステープルドライバ３２が第２のジョー２０に向かって移動し、これにより、ステープル３３が、第１のジョー１８と第２のジョー２０との間に係合した組織に刺入する。エネルギーの供給を停止すると、ＥＡＰアクチュエータ４６が拡張していない状態に戻り、プッシュロッド４０および発射トラフ４４が、その初期位置まで近位側に戻り、ドライバ３２が、作動していない初期位置に戻ることができる。さらに、図８Ａに示されているように、プッシュロッド４０の一部が、プッシュロッド４０とステープルカートリッジ３４との整合を維持できるガイド３７内に延在することができる。また、フレーム３６を、プッシュロッド４０および発射トラフ４４の周りに配置することもでき、その組立体全体は、細長いシャフト１２のクロージャーチューブ１２ｃ内を縦方向に移動することができる。
【００３９】
一実施形態では、ＥＡＰアクチュエータ４６に対するエネルギー供給は、ハウジングに移動可能に結合された第２のトリガー１４ｂを用いて制御することができる。第２のトリガー１４ｂは、ハウジング１４内に配置されたバッテリ、外部バッテリパック、または電気コンセントなどのエネルギー源に接続することができる。第２のトリガー１４ｂを作動させて、エネルギー源から電極を介してＥＡＰアクチュエータ４６に送られ、発射トラフ４４およびプッシュロッド４０を移動させるエネルギーの量を増大させることができる。供給されるエネルギーの量は、発射トラフ４４およびプッシュロッド３０の移動の程度に一致しうる。別法では、旋回トリガー１４ｂを用いるのではなく、ハンドル１４が、ＥＡＰアクチュエータ４６へのエネルギー供給を制御するためのボタン、レバー、ノブ、ダイヤル、または他の機構を含むことができる。当業者であれば、様々な技術を用いて、ＥＡＰアクチュエータ４６へのエネルギー供給を制御できることを理解できよう。
【００４０】
図８Ａ〜図８Ｄは、発射トラフ４４およびプッシュロッド４０を遠位側に移動させるＥＡＰアクチュエータ４６を例示しているが、ＥＡＰアクチュエータは、ウェッジスレッドドライバ４２をステープルカートリッジ３４内を移動させる他の様々な構造を有することができる。例えば、別の実施形態では、ＥＡＰアクチュエータは、軸方向に拡張すなわち伸びるのではなく、軸方向に収縮すなわち短縮するように構成することができる。したがって、ＥＡＰアクチュエータは、このＥＡＰアクチュエータが軸方向に収縮する時に発射トラフ４４およびプッシュロッド４０を遠位側に引くことができるように、発射トラフ４４またはプッシュロッド４０に結合することができる。別の実施形態では、ＥＡＰアクチュエータ４６は、発射トラフ４４の代わりに用いることができ、プッシュロッド４０に直接連結して、このプッシュロッド４０を細長いシャフト１２内を移動させることができる。別法では、プッシュロッド４０を直接移動させるために、プッシュロッド４０の一部をＥＡＰアクチュエータから形成することができ、またＥＡＰアクチュエータを、プッシュロッド４０全体の代わりに用いて、ウェッジスレッドドライバ４２を、ステープルカートリッジ３４内を直接移動させることができる。
【００４１】
別の実施形態では、ウェッジスレッドドライバ４２を用いてドライバ３２を移動させるのではなく、複数のＥＡＰアクチュエータストリップを用いて、ステープルカートリッジ内に配置された複数のステープルドライバを直接移動させることができる。このような例示的な実施形態が、クロージャーチューブ１２ｃ’の一部およびステープルカートリッジの一部を示す図９Ａおよび図９Ｂに例示されている。図示されているように、ステープルカートリッジは、縦方向に延在する複数列のドライバ３２’を含む。各列のドライバ３２’は、その下に配置された１つまたは複数のＥＡＰアクチュエータストリップ３５’を含むことができる。ＥＡＰアクチュエータストリップ３５’は、エネルギーが供給されてドライバ３２’がアンビルすなわち第２のジョー２０に向かって移動すると、拡張すなわち高くなるように構成されている。例示的な実施形態では、ＥＡＰアクチュエータストリップ３５’はラミネート型である。ＥＡＰアクチュエータストリップ３５’の数、および、各ＥＡＰアクチュエータストリップ３５’によって駆動されるドライバ３２’の数は、様々にすることができる。図９Ａおよび図９Ｂに示されている実施形態では、ステープルカートリッジ（不図示）は、縦方向に延在する６列のステープルドライバ３２’を含み、各列に１１個のステープルドライバ３２’が存在する。１つのＥＡＰアクチュエータ３５’を、各ドライバ３２’の下側に配置してもよいし、１つまたは複数の細長いＥＡＰアクチュエータストリップ３５’を、複数のドライバ３２’の下側に配置してもよい。図９Ａおよび図９Ｂは、第１のドライバの列における６個のドライバ３２’の下側に配置された、縦方向に方向付けされたＥＡＰアクチュエータストリップ３５’を例示している。エネルギーがＥＡＰアクチュエータストリップ３５’に供給されると、ＥＡＰアクチュエータストリップ３５’が拡張して、その上に配置されたドライバ３２’が第２のジョー（不図示）に向かって移動する。したがって、ドライバ３２’により、その上に配置されたステープル３３’が第２のジョー内に形成された凹部内に移動し、これにより、ジョーの間に配置された組織がステープル止めされる。エネルギーは、アクチュエータストリップ３５’および電源に接続された電極３７’を介して、各アクチュエータストリップ３５’に供給することができる。
【００４２】
さらに、図９Ａおよび図９Ｂに示されているように、本装置は、ステープルドライバ３２’の列の間に配置された切刃４１’を含むこともできる。切刃４１’は、この切刃４１’がステープルカートリッジ内に引き込まれた引戻し位置と、図示されているように切刃４１’が第２のジョー（不図示）に向かって延出した延出位置との間で上下に移動できるように構成することができる。縦方向に方向付けされたＥＡＰアクチュエータストリップ（不図示）を、切刃４１’の下側に配置することができる。このＥＡＰアクチュエータストリップは、エネルギーが供給されて切刃４１’が引込み位置から延出位置に移動すると、拡張すなわち高さが増大するように構成でき、これにより、ジョー間に係合した組織を切断する。ＥＡＰアクチュエータへのエネルギーの供給を停止すると、切刃４１’は、その引込み位置に戻る。
【００４３】
図１０Ａおよび図１０Ｂは、ＥＡＰアクチュエータを用いたステープルの発射のための技術のさらに別の実施形態を例示している。この実施形態では、複数のＥＡＰアクチュエータを用いて、ステープルカートリッジ内に配置された複数のステープルを直接移動させる。図示されているように、クロージャーチューブ１２ｃ’’の遠位端部に結合されたステープルカートリッジ３４’’は、その内部に配置された複数の細長いＥＡＰアクチュエータストリップ３５ａ’’〜３５ｇ’’を含む。アクチュエータストリップ３５ａ’’〜３５ｇ’’は、ステープルカートリッジ３４’’を介して、アンビルを形成する第２のジョーに向かってステープル３３’’を直接移動させるように配置されている。複数のアクチュエータストリップ３５ａ’’〜３５ｇ’’を用いて、各群またはゾーン内のステープル３３’’を別々に組織内に刺入することができる。当業者であれば、各ＥＡＰアクチュエータ３５ａ’’〜３５ｇ’’は、１つのステープルまたは任意の数のステープルを個々に移動させるように構成できることを理解できよう。使用の際、例えば電極を介してアクチュエータ３５ａ’’〜３５ｇ’’にエネルギーを供給すると、アクチュエータ３５ａ’’〜３５ｇ’’が、第２のジョーに向かって拡張して、ステープル３３’’が第２のジョーに向かって移動する。エネルギーの供給を停止すると、アクチュエータ３５ａ’’〜３５ｇ’’は、収縮して元の拡張していない状態に戻る。
【００４４】
当業者であれば、本発明のさらなる特徴および利点は、上記した実施形態から明らかであろう。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲を除き、図示および説明した形態に限定されるものではない。ここで言及した全ての刊行物および参照文献は、参照することを以ってその内容の全てを本発明の一部とする。
【００４５】
〔実施の態様〕
（１）外科ステープラにおいて、
細長いシャフトであって、前記細長いシャフトの遠位端部に形成され、かつ組織を受容するように構成された線形ステープル止め組立体を有する細長いシャフト、
を含み、
前記線形ステープル止め組立体は、少なくとも１つの電気活性ポリマーアクチュエータに結合されており、前記電気活性ポリマーアクチュエータが、エネルギーが供給されると、少なくとも１つの直線列のステープルを組織内に刺入するように構成されている、
外科ステープラ。
（２）実施態様（１）に記載の外科ステープラにおいて、
前記ステープル止め組立体が、ステープル止め機構、および、前記ステープル止め機構に対向したアンビルを含む、外科ステープラ。
（３）実施態様（２）に記載の外科ステープラにおいて、
前記ステープル止め機構が、前記ステープル止め機構の内部に配置され、前記ステープル止め機構から前記アンビルに向かって複数のステープルを移動させるように構成された複数のドライバを含む、外科ステープラ。
（４）実施態様（３）に記載の外科ステープラにおいて、
電気活性ポリマーアクチュエータが、少なくとも１つの前記電気活性ポリマーアクチュエータに選択的にエネルギーが供給されると、少なくとも１つの前記ドライバが移動して、これにより、少なくとも１つのステープルが組織内に刺し入れられるように、前記複数のドライバのそれぞれに結合されている、外科ステープラ。
（５）実施態様（１）に記載の外科ステープラにおいて、
複数の電気活性ポリマーストリップが、前記ステープル止め組立体内に配置されており、各前記電気活性ポリマーストリップが、エネルギーが供給されると、１つの直線列のステープルを組織内に刺し入れることができる、外科ステープラ。
【００４６】
（６）実施態様（１）に記載の外科ステープラにおいて、
前記少なくとも１つの電気活性ポリマーアクチュエータが、前記ステープル止め機構内に配置され、エネルギーが供給されて前記ステープル止め機構から前記アンビルに向かって複数のステープルが移動すると、拡張するように構成された、複数の電気活性ポリマードライバを含む、外科ステープラ。
（７）実施態様（６）に記載の外科ステープラにおいて、
各前記電気活性ポリマードライバが、個別に作動して前記ステープル止め機構から前記アンビルに向かってステープルを移動させるように構成されている、外科ステープラ。
（８）実施態様（１）に記載の外科ステープラにおいて、
前記細長いシャフト内にスライド可能に配置されたプッシュロッドであって、前記プッシュロッドが遠位側に移動されると、前記ステープル止め機構から前記アンビルに向かって複数のステープルを移動させるように構成されたプッシュロッド、
をさらに含み、
前記プッシュロッドが、エネルギーが供給されると前記プッシュロッドを遠位側に移動させるように構成された電気活性ポリマーアクチュエータに結合されている、
外科ステープラ。
（９）実施態様（８）に記載の外科ステープラにおいて、
前記プッシュロッドに結合された前記電気活性ポリマーアクチュエータが、エネルギーが供給されて前記プッシュロッドが遠位側に移動すると、軸方向に拡張して径方向に収縮するように構成されている、外科ステープラ。
（１０）実施態様（１）に記載の外科ステープラにおいて、
前記細長いシャフトの近位端部に形成されたハンドル、
をさらに含み、
前記ハンドルが、前記少なくとも１つの電気活性ポリマーアクチュエータに選択的にエネルギーを供給するように構成された制御機構を含む、
外科ステープラ。
【００４７】
（１１）実施態様（１）に記載の外科ステープラにおいて、
前記ステープル止め機構が、ステープル止めされた組織を切断するように構成された刃を含む、外科ステープラ。
（１２）外科ステープラにおいて、
近位端部に形成されたハンドル、および、遠位端部に形成されたステープル止め組立体を有する細長いシャフト、
を含み、
前記ステープル止め組立体が、間に組織を受容するように構成された第１および第２の対向したジョーを含み、
前記第１のジョーが、内部に配置されたステープル止め機構、および、エネルギーが供給されると、前記ステープル止め機構を作動させて少なくとも１つの直線列のステープルを組織内に移動させるように構成された少なくとも１つの電気活性ポリマーアクチュエータを含み、
前記第２のジョーが、前記少なくとも１つの直線列のステープルを変形させるように構成されたアンビルを含む、
外科ステープラ。
（１３）実施態様（１２）に記載の外科ステープラにおいて、
前記ステープル止め機構が、少なくとも１列のステープルを組織内に刺し入れるための、内部に配置された複数のドライバを含む、外科ステープラ。
（１４）実施態様（１３）に記載の外科ステープラにおいて、
電気活性ポリマーアクチュエータが、前記複数のドライバのそれぞれに近接して配置されており、前記電気活性ポリマーアクチュエータにエネルギーが供給されると、前記ドライバが移動する、外科ステープラ。
（１５）実施態様（１３）に記載の外科ステープラにおいて、
プッシュロッドが、前記細長いシャフト内に移動可能に配置されており、前記プッシュロッドが、遠位側に移動して前記複数のドライバを移動させ、これにより、少なくとも１列のステープルを組織内に刺し入れるように構成されており、
電気活性ポリマーアクチュエータが、前記プッシュロッドに結合されており、前記電気活性ポリマーアクチュエータにエネルギーが供給されると、前記プッシュロッドを遠位側に移動させるように構成されている、
外科ステープラ。
【００４８】
（１６）１つまたは複数の外科ステープルを組織に止めるための方法において、
第１および第２の対向したジョー間に組織を捕捉するステップと、
電気活性ポリマーアクチュエータにエネルギーを供給して、前記第１のジョーから前記組織を通して、前記第２のジョーに形成されたアンビルに向かって少なくとも１つの直線列のステープルを移動させるステップと、
を含む、方法。
（１７）実施態様（１６）に記載の方法において、
少なくとも１つのドライバが、前記第１のジョー内に移動可能に配置されており、前記電気活性ポリマーアクチュエータにエネルギーを供給して、前記第１のジョー内の前記ドライバを移動させて、前記第１のジョーを介して前記アンビルに向かってステープルを移動させる、方法。
（１８）実施態様（１６）に記載の方法において、
前記電気活性ポリマーアクチュエータにエネルギーを供給して、プッシュロッドを遠位側に移動させ、前記第１のジョーから前記組織を通して、前記第２のジョーに形成されたアンビルに向かって少なくとも１つの直線列のステープルを移動させる複数のステープルドライバを前進させる、方法。
（１９）実施態様（１６）に記載の方法において、
前記第１のジョー内に配置された複数の電気活性ポリマーアクチュエータに選択的にエネルギーを供給して、前記第１のジョーから前記組織を通して、前記第２のジョーに形成されたアンビルに向かって少なくとも１つの直線列のステープルを移動させる、方法。
（２０）実施態様（１６）に記載の方法において、
さらに、電気活性ポリマーアクチュエータにエネルギーを供給して、刃を遠位側に前進させて、ステープル止めされた組織を切断する、方法。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１Ａ】従来技術のファイバーバンドル型ＥＡＰアクチュエータの断面図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示されている従来技術のアクチュエータの径方向断面図である。
【図２Ａ】複数のＥＡＰ複合層を有する従来のラミネート型ＥＡＰアクチュエータの断面図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示されている従来技術のアクチュエータの複合層の１つの斜視図である。
【図３】ハンドル、細長いシャフト、および、この細長いシャフトの遠位端部に結合されたエンドエフェクタを有する外科ステープラの例示的な一実施形態の側面図である。
【図４Ａ】エンドエフェクタを関節動作させるためのＥＡＰアクチュエータを示す、図３に示されているエンドエフェクタの部分側断面図である。
【図４Ｂ】作動していない構造のＥＡＰアクチュエータを示す、図４Ａに示されているエンドエフェクタの断面図である。
【図４Ｃ】１つのＥＡＰアクチュエータが電気的に作動してエンドエフェクタが関節動作している、図４Ａに示されているエンドエフェクタの断面図である。
【図５Ａ】エンドエフェクタを関節動作させるためのＥＡＰアクチュエータを有し、細長いシャフトの遠位部分に移動可能に結合されたエンドエフェクタの別の実施形態の部分断面図である。
【図５Ｂ】ＥＡＰアクチュエータの１つが電気的に作動してエンドエフェクタが関節動作している、図５Ａに示されている細長いシャフトおよびエンドエフェクタの部分断面図である。
【図６Ａ】エンドエフェクタを関節動作させるためのＥＡＰアクチュエータを有し、細長いシャフトの遠位部分に移動可能に結合されたエンドエフェクタのさらに別の実施形態の部分断面図である。
【図６Ｂ】ＥＡＰアクチュエータの１つが電気的に作動してエンドエフェクタが関節動作している、図６Ａに示されている細長いシャフトおよびエンドエフェクタの部分断面図である。
【図７】エンドエフェクタを関節動作させるための可撓性部分、および、この可撓性部分を曲げるために複数のＥＡＰアクチュエータを有する細長いシャフトに結合されたエンドエフェクタの別の実施形態の斜視図である。
【図８Ａ】図３に示されている外科ステープラの細長いシャフトおよびエンドエフェクタの様々な構成要素を示す組立分解斜視図である。
【図８Ｂ】対向したジョーが開いた位置にある図３のエンドエフェクタの先端の斜視図である。
【図８Ｃ】切刃が近位にある図８Ｂに示されているエンドエフェクタの側断面図である。
【図８Ｄ】切刃が遠位にある図８Ｃに示されているエンドエフェクタの側断面図である。
【図９Ａ】ステープルを移動させるためのドライバ要素、および、このドライバ要素を移動させるためのＥＡＰアクチュエータストリップを有するエンドエフェクタの別の実施形態の一部の上方からの斜視図である。
【図９Ｂ】複数のドライバ要素を移動させるように配置されたＥＡＰアクチュエータストリップの１つを示す、図９Ａに示されているエンドエフェクタの側面図である。
【図１０Ａ】ステープルを直接移動させるためのＥＡＰドライバを示す、外科ステープラとともに用いるためのエンドエフェクタの別の実施形態の上方からの斜視図である。
【図１０Ｂ】ＥＡＰドライバの１つの上に配置されたステープルを示す、図１０Ａに示されているエンドエフェクタの一部の上方からの斜視図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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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８Ｄ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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