(57)【要約】カニューレアセンブリは、管腔を形成する管状要素と、管状要素の展開可能部分と、管状要素の展開可能部分に載置される電子構成要素とを含む。管状要素は、近位端と、体腔内に挿入されるように適合される遠位端とを有する。管状要素の展開可能部分は、閉鎖位置と開放位置との間で移行するように管状要素の遠位端の近くで係合される。電子構成要素は、展開可能部分が閉鎖位置にある場合に、少なくとも部分的に管腔の中に配置される。一実施形態において、開放位置は一連の位置を含む。
2012521811.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カニューレアセンブリであって、
管腔を形成する管状要素であって、近位端と、体腔内に挿入されるように適合された遠位端とを有する管状要素と、
閉鎖位置と開放位置との間を移行するように該管状要素の該遠位端の近くで係合された該管状要素の展開可能部分と、
該管状要素の該展開可能部分に載置された電子構成要素と
を備え、
該電子構成要素は、該展開可能部分が該閉鎖位置にある場合に、少なくとも部分的に該管腔の中に配置されている、カニューレアセンブリ。
【請求項２】
前記開放位置は、一連の位置を含む、請求項１に記載のカニューレアセンブリ。
【請求項３】
前記電子構成要素は、前記展開可能部分が前記開放位置にある場合に、前記管腔から遠隔に配置される、請求項１に記載のカニューレアセンブリ。
【請求項４】
前記展開可能部分は、前記管状要素の壁部分を備える、請求項１に記載のカニューレアセンブリ。
【請求項５】
前記展開可能部分が前記閉鎖位置にある場合に、前記管腔内に嵌入するように適合された取り外し可能なトロカールをさらに備える、請求項１に記載のカニューレアセンブリ。
【請求項６】
前記展開可能部分が前記閉鎖位置にある場合に、前記展開可能部分は、前記管状要素の前記遠位端に尖った先端を形成する、請求項１に記載のカニューレアセンブリ。
【請求項７】
前記尖った先端は、前記展開可能部分が前記閉鎖位置にある場合に、該尖った先端を通して画像を前記電子構成要素上に投影するように、光透過性材料を含む、請求項６に記載のカニューレアセンブリ。
【請求項８】
前記電子構成要素は、画像伝送構成要素、照明構成要素、およびそれらの組み合わせより成る群から選択される、請求項１に記載のカニューレアセンブリ。
【請求項９】
前記画像伝送構成要素は、電荷結合素子カメラ、相補型金属酸化膜半導体撮像装置、および光ファイバケーブルから成る群より選択される、請求項８に記載のカニューレアセンブリ。
【請求項１０】
前記照明構成要素は、光源および光ファイバケーブルから成る群より選択される、請求項８に記載のカニューレアセンブリ。
【請求項１１】
前記光源は、発光ダイオード、有機発光ダイオード、白熱電球、電気発光源、およびレーザ源から成る群より選択される、請求項１０に記載のカニューレアセンブリ。
【請求項１２】
前記管状要素の前記展開可能部分は、ヒンジ配設を介して、前記開放位置と前記閉鎖位置との間を移行する、請求項１に記載のカニューレアセンブリ。
【請求項１３】
前記ヒンジ配設は、前記管状要素内に配置される、請求項１２に記載のカニューレアセンブリ。
【請求項１４】
前記ヒンジ配設は、ピボットを備える、請求項１３に記載のカニューレアセンブリ。
【請求項１５】
前記ヒンジ配設は、前記管状要素の円周上に配置される、請求項１２に記載のカニューレアセンブリ。
【請求項１６】
前記ヒンジ配設は、円周のヒンジを備える、請求項１５に記載のカニューレアセンブリ。
【請求項１７】
前記ヒンジ配設は、前記管状要素の外部上に配置される、請求項１２に記載のカニューレアセンブリ。
【請求項１８】
前記ヒンジ配設は、少なくとも１つの四棒リンク機構を備える、請求項１７に記載のカニューレアセンブリ。
【請求項１９】
前記閉鎖位置と前記開放位置との間で前記展開可能部分を移行させるように適合された作動機構をさらに備える、請求項１に記載のカニューレアセンブリ。
【請求項２０】
前記作動機構は、
前記近位端の近くに配置されたつまみと、
該つまみに結合された少なくとも１つの連結具と、
該少なくとも１つの連結具および前記展開可能部分に結合されたヒンジ配設と
を備え、
該つまみの回転は、前記開放位置と前記閉鎖位置との間で該展開可能部分を移動させる、請求項１９に記載のカニューレアセンブリ。
【請求項２１】
カニューレアセンブリを使用する方法であって、
管腔を伴う管状要素を体腔に挿入することであって、該管状要素は、近位端と遠位端とを有する、ことと、
閉鎖位置から開放位置まで、該管状要素の展開可能部分を該遠位端の周囲で作動させることと
を含み、
該展開可能部分に載置された電子構成要素は、該展開可能部分が該閉鎖位置にある場合に、少なくとも部分的に該管腔の中に配置され、該管腔は、該展開可能部分が該開放位置にある場合に、実質的に障害物を含まない、方法。
【請求項２２】
前記遠位端を越えて前記体腔の一部を視認するために、前記電子構成要素を使用することをさらに含む、請求項２１に記載のカニューレアセンブリを使用する方法。
【請求項２３】
前記展開可能部分が前記開放位置にある場合に、手術用具および第２の電子構成要素のうちの少なくとも１つを、前記遠位端を越えて前記管腔を通過させることをさらに含む、請求項２１に記載のカニューレアセンブリを使用する方法。
【請求項２４】
前記管状要素が挿入カニューレを通して挿入されるように、該挿入カニューレを前記体腔に最初に導入することをさらに含む、請求項２１に記載のカニューレアセンブリを使用する方法。
【請求項２５】
前記挿入カニューレによって前記カニューレアセンブリに及ぼされる力が、前記展開可能部分を前記閉鎖位置に移動させるように、該挿入カニューレを通して、該カニューレアセンブリを前記体腔から引き抜くことをさらに含む、請求項２４に記載のカニューレアセンブリを使用する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の引用）
本願は、同時係属の米国仮特許出願第６１／１６４，２１５号（２００９年３月２７日出願、名称「Ｃａｎｎｕｌａ  ｗｉｔｈ  ｅｍｂｅｄｄｅｄ  ｃａｍｅｒａ  ａｎｄ  ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ」）および米国仮特許出願第６１／２６１，９１０号（２００９年１１月１７日出願、名称「Ｓｈａｒｐ  Ｍｅｍｏｒｙ  Ａｌｌｏｙ  Ｇｒｏｕｐ，ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ  ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ  ＳＭＡ  Ｃｌｉｐｓ，ｃｌｏｓｕｒｅｓ  ａｎｄ  Ｅｎｄｏｓｃｏｐｅ  ｓｔｅｅｒｉｎｇ）に基づく優先権を主張する。両出願の開示は、その全体が参照により本明細書に引用される。
【０００２】
（技術分野）
本発明は、概して、統合撮像および照明装置を伴うカニューレ、より具体的には、展開可能部分を伴って構成されるカニューレに関する。
【背景技術】
【０００３】
低侵襲性外科手術において、多くの場合、手術用具、吹送装置、内視鏡、または他の視認装置を挿入するために、身体内にいくつかの小さい切開口を作製する。外科医は、今や、単一ポート切開口または単一ポートアクセス（ＳＰＡ）と称される、可能であれば１つのみに切開口の数を最小にする様式で手順を行う。外科医は、口腔等の自然の開口部も使用し、これは、切開口を使用しない、または身体内部への切開口のみを使用する手順においてアクセスを提供する。
【０００４】
切開点の数を可能な限り減らすことによって、外科医が求める利点は、患者に対する外傷を少なくすること、感染の発生率を低減すること、回復時間を改善すること、および美容上の損傷を減らすことである。
【０００５】
切開口の位置を減らすことは、外科医とそのチームが行う方式を変える。通常、外科手術部位の周囲の機器を持ち、調節する複数の外科医に対処するための場所が、もはやアクセスポイントの周りにない場合がある。１つのアクセスポイントによる手順のために、１人の外科医が機器の全てを管理する必要がある場合がある。
【０００６】
例えば、管状カニューレを通して実施される内視鏡外科手順が、長い年月をかけて発達した。現在、外科医は、領域が吹送された後、胴体身体領域の任意の中空臓器において、内視鏡手順を実施している。典型的に、種々の機器を収容し、視認角度を変更するために、複数の細いカニューレが、皮膚の個別の小さい進入創（すなわち、ポート）を通して、それぞれ挿入される。これらの挿入を実現するために、カニューレと併せて個別のトロカールを使用し、体腔を穿刺する。トロカールは、皮膚を穿刺するために、または個別に作製された切開口を通して進入するために使用されるかどうかに応じて、尖った切断ブレードまたは鈍い先端のいずれかを用いてカニューレの内部に誘導設置される。カニューレが挿入されたら、トロカールを取り除き、手順中に使用するための中空カニューレを留置する。
【０００７】
撮像および／または照明構成要素の進入および展開は、内視鏡手順等の、外科手術手順を補助することができる。展開可能な撮像および／または照明構成要素を有する管状カニューレの例は、Ｉｒｉｏｎの特許文献１、Ｓａａｄａｔらの特許文献２、Ｔｈｏｍｐｓｏｎの特許文献３、およびＣｏｏｐｅｒらの特許文献４に記載されており、その全ての開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第５，１６６，７８７号明細書
【特許文献２】米国出願公開第２００９／０２７５７９９号明細書
【特許文献３】米国出願公開第２００９／０２５９０９７号明細書
【特許文献４】米国出願公開第２００８／００６５０９９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、当該分野において、手順毎の身体の開口部の数を最小に抑えるために、トロカールカニューレを撮像および照明機能と組み合わせた外科手術装置アセンブリが必要である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
既存技術の外科手術機器は、挿入中の撮像装置および照明の両方の光学装置を保護する機能に欠き、カニューレ軸からオフセットされた視認角度を得る機能に欠く。本発明の目的の１つは、典型的に必要とされる切開口より少ない切開口を使用する場合に、低侵襲性外科手術中のアクセス、撮像、および使用される機器の制御を容易にすることである。カニューレ、撮像、および照明を組み合わせることにより、単一装置がいくつかの装置の代わりをし、これによって、より効率的で、より容易な制御されたアクセスを可能にする。
【００１１】
本発明の一実施形態において、外科手術装置は、トロカール、カニューレ、ならびに撮像および照明構成要素の組み合わせを含む。本実施形態において、そのような組み合わせは、外科的空洞の視認の改善を外科医に提供する。代替的な実施形態は、患者に対する切開口の数を低減することができる。
【００１２】
本装置は、切開口の数の低減、外科的空洞の撮像の改善、および／または外科的効率の性能の改善を含む、手術法の改善を発展させることができる。
【００１３】
一局面において、本発明は、管腔を形成する管状要素を有するカニューレに関し、管状要素は、体腔内に挿入されるように構成される、近位端と遠位端とを有する。カニューレアセンブリは、管状要素の展開可能部分を備え、閉鎖位置と開放位置との間を移行するように、管状要素の遠位端の近くで係合される。カニューレアセンブリは、管状要素の展開可能部分に載置される電子構成要素を備え、電子構成要素は、展開可能部分が閉鎖位置にある場合に、少なくとも部分的に管腔の中に配置される。
【００１４】
前述の局面のある実施形態において、開放位置は、一連の位置を含む。別の実施形態において、電子構成要素は、展開可能部分が開放位置にある場合に、管腔から遠隔に配置される。また別の実施形態において、展開可能部分は、管状要素の壁部分を含む。さらに別の実施形態において、カニューレアセンブリは、展開可能部分が閉鎖位置にある場合に、管腔内に嵌入するように適合される取り外し可能なトロカールも含む。ある実施形態において、展開可能部分が閉鎖位置にある場合に、展開可能部分は、管状要素の遠位端に尖った先端を形成する。別の実施形態において、尖った先端は、展開可能部分が閉鎖位置にある場合に、尖った先端を通して画像を電子構成要素上に投影するように、光学的の透明な材料を含む。
【００１５】
上記局面のまた別の実施形態において、電子構成要素は、画像伝送構成要素、照明構成要素、およびそれらの組み合わせであり得る。さらに別の実施形態において、画像伝送構成要素は、電荷結合素子カメラ、相補型金属酸化膜半導体撮像装置、および光ファイバケーブルであり得る。ある実施形態において、照明構成要素は、光源および光ファイバケーブルであり得る。別の実施形態において、光源は、発光ダイオード、有機発光ダイオード、白熱電球、電気発光源、およびレーザ源であり得る。
【００１６】
上記局面のさらに別の実施形態において、管状要素の展開可能部分は、ヒンジ配設を介して、開放位置と閉鎖位置との間を移行する。ある実施形態において、ヒンジ配設は、管状要素の中に配置される。別の実施形態において、ヒンジ配設は、ピボットを含む。また別の実施形態において、ヒンジ配設は、管状要素の円周上に配置される。さらに別の実施形態において、ヒンジ配設は、円周のヒンジを含む。ある実施形態において、ヒンジ配設は、管状要素の外部上に配置される。別の実施形態において、ヒンジ配設は、少なくとも１つの四棒リンク機構を含む。
【００１７】
前述の局面のさらに別の実施形態において、カニューレアセンブリは、閉鎖位置と開放位置との間で展開可能部分を移行させるように構成される作動機構も含む。別の実施形態において、作動機構は、近位端の近くに配置されるつまみと、つまみに結合される少なくとも１つの連結具と、少なくとも１つの連結具および展開可能部分に結合されるヒンジ配設とを備え、つまみの回転は、開放位置と閉鎖位置との間で、展開可能部分を移動させる。
【００１８】
別の局面において、本発明は、管腔を有する管状要素を体腔内に挿入することであって、管状要素が近位端と遠位端とを有する、ことと、管状要素の展開可能部分を、閉鎖位置から開放位置まで、遠位端の周囲で作動させることであって、展開可能部分に載置される電子構成要素は、展開可能部分が閉鎖位置にある場合に、少なくとも部分的に管腔に配置され、管腔は、展開可能部分が開放位置にある場合に、実質的に障害物を含まない、こととを含む、カニューレアセンブリを使用する方法に関する。
【００１９】
前述の局面のある実施形態において、カニューレアセンブリを使用する方法は、遠位端を越えて体腔の一部を視認するために、電子構成要素を使用することも含む。別の実施形態において、方法は、展開可能部分が開放位置にある場合に、遠位端を越えて管腔を、手術用具および第２の電子構成要素のうちの少なくとも１つを通過させることも含む。さらに別の実施形態において、カニューレアセンブリを使用する方法は、管状要素が挿入カニューレを通して挿入されるように、挿入カニューレを体腔に最初に導入することも含む。ある実施形態において、方法は、挿入カニューレによってカニューレアセンブリに及ぼされる力が、展開可能部分を閉鎖位置に移動させるように、挿入カニューレを通して、カニューレアセンブリを体腔から引き抜くことも含む。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
本発明の特徴および利点ならびに発明自体は、添付の図面と併せて読まれる場合に、以下の種々の実施形態の説明からより完全に理解され得る。
【図１】図１は、本発明の実施形態に従う、閉鎖位置のカニューレアセンブリの概略的な斜視図を示す。
【図２】図２は、その開放位置のうちの１つにおける、図１のカニューレアセンブリの概略的な斜視図を示す。
【図３】図３は、図２のカニューレアセンブリの先端部分の拡大された概略的な斜視図を示す。
【図４】図４は、本発明の実施形態に従う、その開放位置のうちの１つにおける、カニューレアセンブリの先端部の別の実施形態の拡大された概略的な斜視図を示す。
【図５Ａ】図５Ａおよび５Ｂは、本発明の実施形態に従う、カニューレアセンブリが閉鎖位置にある間の前方視認のために撮像構成要素が構成される、カニューレアセンブリの選択部の概略的な断面図および概略的な部分断面斜視図を示す。
【図５Ｂ】図５Ａおよび５Ｂは、本発明の実施形態に従う、カニューレアセンブリが閉鎖位置にある間の前方視認のために撮像構成要素が構成される、カニューレアセンブリの選択部の概略的な断面図および概略的な部分断面斜視図を示す。
【図６】図６は、本発明の実施形態に従う、その開放位置のうちの１つにおける、カニューレアセンブリの先端部の別の実施形態の概略的な拡大斜視図を示す。
【図７Ａ】図７Ａおよび７Ｂは、本発明の実施形態に従う、開放位置および閉鎖位置におけるカニューレアセンブリの展開可能部分に接続される作動機構の概略的な拡大断面図および概略的な斜視図を示す。
【図７Ｂ】図７Ａおよび７Ｂは、本発明の実施形態に従う、開放位置および閉鎖位置におけるカニューレアセンブリの展開可能部分に接続される作動機構の概略的な拡大断面図および概略的な斜視図を示す。
【図８】図８は、本発明の別の実施形態に従う、その開放位置のうちの１つにおける、カニューレアセンブリの先端部の概略的な拡大斜視図を示す。
【図９Ａ】図９Ａ、９Ｂ、および９Ｃは、本発明の実施形態に従う、閉鎖の間に、前方視認の機能を有し、取り外し可能なトロカールを有する装置の別の先端実施形態の概略的な斜視図および概略的な断面図を示す。
【図９Ｂ】図９Ａ、９Ｂ、および９Ｃは、本発明の実施形態に従う、閉鎖の間に、前方視認の機能を有し、取り外し可能なトロカールを有する装置の別の先端実施形態の概略的な斜視図および概略的な断面図を示す。
【図９Ｃ】図９Ａ、９Ｂ、および９Ｃは、本発明の実施形態に従う、閉鎖の間に、前方視認の機能を有し、取り外し可能なトロカールを有する装置の別の先端実施形態の概略的な斜視図および概略的な断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の全体的な理解を提供するために、ここで、画像を表示するための装置および方法を含む、特定の例示的な実施形態を説明する。しかしながら、本明細書に記載されるシステムおよび方法は、向けられる用途に適切であるように適合され、修正され得、また、本明細書に記載されるシステムおよび方法は、他の適切な用途に利用され得ることを、当業者は理解するであろう。全てのそのような適合は、本発明の範囲内であると見なされる。
【００２２】
図１および２は、それぞれ、閉鎖位置および開放位置のカニューレアセンブリ１００の実施形態の概略的な斜視図を示す。一実施形態において、カニューレアセンブリ１００は、管腔２０２を形成する管状要素１１０を備える。管状要素１１０の近位端１１４は、外科医または臨床医による操作に適合され、遠位端１１６は、体腔内の挿入に適合され得る。ハンドル１０４を伴う筺体１０８は、外科医または臨床医が操作するために近位端１１４の近く、またはそこに取り付けることができる。代替的な実施形態において、管状要素１１０は、種々の断面形状、例えば、略円形または円筒形、楕円体、三角形、四角形、およびＤ字形状（一側が平坦）を形成することができる。
【００２３】
カニューレアセンブリ１００の遠位端の全てまたは一部は、直接体腔内に、または別の吹送カニューレを通してのいずれかでの挿入および引き出しのために、閉鎖位置１０２に位置付けることができる。閉鎖される場合に、遠位端アセンブリは、患者の皮膚を穿刺することができるトロカール等の、尖った先端を形成する。別の実施形態において、管状要素１１０の管腔２０２は、図９Ａ〜９Ｃに示され、またさらに本明細書の以下に記載される等の、格納可能および／または取り外し可能なトロカールで嵌められることができる。一実施形態において、トロカールは、固体の不透明な材料で作製され、一方、別の実施形態において、トロカールの全てまたは一部は、光学的に透明な材料または光透過性材料で作製される。
【００２４】
管状要素１１０の遠位端１１６の１以上の部分は、体腔内に挿入されると、開放するように設計することができる。一実施形態において、図３に示されるように、管状要素１１０の少なくとも１つの展開可能部分２０４は、開放調節手段１０６、すなわち、作動機構の操作に基づく、調節可能な展開の角度を有する。例えば、調節手段１０６は、閉鎖位置と開放位置との間で、展開可能部分２０４を移動させることができる。代替的に、調節手段１０６は、閉鎖位置と任意の数の開放位置との間で、展開可能部分２０４を段階的に移動させることができる。さらなる、または代替的な実施形態において、展開可能部分２０４は、電子構成要素を収容し、これは、閉鎖位置にある場合に、少なくとも部分的に管腔内に配置される。代替的な実施形態において、全ての電子構成要素は、管状要素の壁内に収容される。展開可能部分２０４が少なくとも１つの開放位置に移動される場合に、電子構成要素が管腔の外に移動されているため、管腔２０２は実質的に障害物を含まず、そのため、種々の機器、例えば、手術用具または他の電子構成要素は、管腔を通過し、操作または外科手術手順中に使用することができる。
【００２５】
電子構成要素は、１つ以上の照明構成要素３０５と組み合わせて、１つ以上の画像伝送構成要素３０４を備える。一実施形態において、画像伝送構成要素３０４は、電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラ、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）撮像装置、および／または撮像光ファイバケーブル、ならびに電力、通信、および他の機能用のそれらの付帯光学素子および電子ドライバであり得る。
【００２６】
光学的に、画像伝送構成要素３０４の１つ以上は、また、スペクトルにわたり撮像し得、赤外線および紫外線等の、ヒトの目に見えないそれらの部分を含む。一実施形態において、２つの画像伝送構成要素は、立体画像（静止および／または動で）を捕捉するように構成され得る。一実施形態において、画像伝送構成要素３０４の１つ以上は、固定光学素子、適応光学素子、および／または能動光学素子の任意の組み合わせで構成され得る。適応光学素子および能動光学素子は、標的領域の画像上に焦点を合わせる、および／またはそれを拡大することができる。
【００２７】
一実施形態において、１つ以上の画像伝送構成要素３０４は、動画および静止画の両方を捕捉し、筺体１０８、ハンドル１０４、管腔２０２、および／または管状要素１１０壁内に収容されるか、またはそれらに接続される有線または無線通信手段１１８を通して、それらを外科医またはオペレータに伝送することができる。そのような回線手段１１８は、アナログおよび／もしくはデジタルまたは光ファイバ通信システム等の、電気的信号を含み得る。
【００２８】
照明構成要素３０５は、１つ以上の光源または照明源３０６、３０８およびそれらの付帯電子ドライバ３１０であり得る。一実施形態において、照明源３０６、３０８は、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）、照明光ファイバ、白熱電球、電気発光、および／またはレーザ源である。一実施形態において、照明構成要素３０５は、光学的特徴およびスペクトル特徴の両方において、画像伝送構成要素３０４と密接に連動するように調整され、照明領域、照明レベル、および照明の均一性を最適化する。一実施例において、これは、照明レベルが外科医または臨床医により制御されることを意味する場合があり、一方、別の実施例において、画像伝送構成要素である自動ゲイン制御（ＡＧＣ）は、照明構成要素３０５の照明レベルと相関する。
【００２９】
一実施形態において、図７Ａおよび７Ｂに図示されるように、調節手段１０６は、つまみ７０１を備え得、これは、回転ホイール７０２と、管状要素１１０の長さに沿って管腔を通って移動する連結具７０４、７０６とに接続される。代替的な実施形態において、つまみ７０１の代わりに押棒を使用することができる。別の代替的な実施形態において、連結具７０４、７０６は、管状要素１１０の壁に形成される１つ以上の長手方向の開口を通って移動する。つまみ７０１を回すことにより、ホイール７０２を一方向に回転させ、これは連結具７０６の一端を引っ張り、そのもう一端に力を伝達し、これはヒンジ７１４の下流部分７１２に接続され、展開可能部分２０４を開放する。例えば、つまみ７０１を部分的に回すと、展開可能部分２０４を任意の中間開放位置に移動することができる。同様であるが、つまみ７０１を反対に回すと、連結具７０４を引っ張り、これは、ヒンジ７１４の上流部分７１０に接続され、展開可能部分２０４を閉鎖する。連結具７０４は、棒、ロッド、ケーブル、ワイヤ等の、硬いまたは柔軟な要素であり得る。代替的に、ナットと主ネジとの組み合わせを使用し得る。つまみ７０１の代わりに、レバーを使用することができる。同様に、つまみ７０１の代わりに、バネ押し開放機構により展開可能部分２０４を作動させることができる。代替的な実施形態において、展開可能部分２０４は、磁気システムを用いて作動させることができる。本構成において、展開可能部分２０４は、磁石（例えば、永久磁石または強磁性標的）と嵌められる。身体または患者の外部の相補型磁石（例えば、永久磁石または電磁石標的）は、展開可能部分２０４上の磁石と相互作用するように使用され、そのため、オペレータは、展開可能部分２０４の周囲で、またはそれに対して外部磁石を動かすことにより、展開可能部分２０４を開放および閉鎖することができる。
【００３０】
展開可能部分２０４の開放／閉鎖のためのヒンジ配設は、数多くの方式で実現することができる。一実施形態において、１つ以上の展開可能部分２０４は、ヒンジ配設を介して、閉鎖位置と多数の開放位置との間を移行する。ヒンジ配設は、管状要素１１０の壁内、例えば、全てまたは部分的に管腔２０２内、管状要素１１０の円周上のピボット点の周囲、例えば、円周ヒンジ、および／または管状要素１１０の外部に配置されるヒンジを含み得る。代替的に、ヒンジ配設は、少なくとも１つの四棒リンク機構を含み得る。
【００３１】
代替的な実施形態において、管腔２０２は、管状要素１１０の壁に沿った陥凹、またはその中に形成される開口を通して連結具７０４、７０６を通過させることにより開けた状態を確保される。代替的な実施形態において、調節手段１０６は、外科医または臨床医により操作される、１つ以上のモータを駆動する、電気−機械的作動のスイッチを備える。モータまたはアクチュエータは、管状要素１１０の近位端１１４（例えば、非展開可能部分）内、または展開可能部分２０４内のいずれかに位置し得る。代替的に、展開可能部分２０４は、空気圧式、または流体アクチュエータを介して移動されることができる。
【００３２】
代替的な実施形態において、展開可能部分２０４を遠位端１１６に接続するヒンジは、補助加熱要素を伴う、または伴わない、形状記憶合金（ＳＭＡ）材料を含むことができる。一実施形態において、ニチノール（管腔２０２、管状要素１１０、および／または展開可能部分２０４内に位置する）等の材料を使用することにより、任意の展開可能部分２０４は、室温（例えば、２５℃）で閉鎖し、体腔内で予測される温度未満（例えば、３７℃未満）で展開する。代替的な実施形態において、補助加熱要素は、外科医または臨床医により制御され得る。補助加熱要素の電圧は、管状要素１１０の壁に沿って伝送することができる。補助加熱要素は、体腔内に入ると、ＳＭＡ材料を展開可能温度範囲内に設置するために使用される；例えば、電圧を上昇させるとＳＭＡ材料の温度が上昇し、これは、展開可能部分２０４をその開放位置の１つ以上に移行させる。電圧（したがって、熱）を除去または低下させると、展開可能部位２０４をその閉鎖位置に移行させる。
【００３３】
一実施形態において、図６に示すように、連結具６１２は単一要素、例えば、金属で作製されるテープまたはロッド、または他の非座屈構成であり、これは、つまみ７０１の操作を介して外科医によって遠位端に向かって押される場合に、管腔６０４の遠位端に向かってそれを延長させる。延長する圧力は、展開可能部分６０２上のヒンジ配設６０８、６１４を反転させ、１つ以上の開放位置に回転させ、前に遠位に面していた部分６１０をここで近位端に向けさせる。本構成において、撮像構成要素６０６および照明構成要素６１６は、関心領域に面する。展開可能部分６０２の開放角度は、つまみ７０１または他の構造調節機構の回転を通して管状要素１１０内に供給される連結具６１２の量により調節することができる。本配設は、画像構成要素６０６および照明構成要素６１６が、閉鎖される時に管腔６０４の大半または全てを占め、開放される時に管腔６０４を実質的に開放し、機器の挿入／操作ならびに／または機器および身体試料の両方の除去のために利用可能であるようにしておくことを可能にする。加えて、本配設は、閉鎖される場合に、任意の画像または照明構成要素を保護し、一方では、展開可能部分６０２用の開放角度ならびに／または画像構成要素６０６および照明構成要素６１６のいずれかの調節により、同じ角度の角度配置を可能にする。本明細書に記載されるものに類似するヒンジ配設および調節手段も使用することができる。
【００３４】
代替的な実施形態において、図８に示されるように、ヒンジ配設は、展開可能部分８０４に結合されるアーム８０２、８０３を伴う四棒リンク機構である。本配設において、展開可能部分８０４は、同様に、上述のように作動させることができる。例えば、管状要素１１０の壁の内側を通る１つ以上の連結具は、アーム８０２、８０３に接続される。つまみを回転すると、またはプッシュロッドを押すと、展開可能部分８０４を管状要素１１０の上に持ち上げる。撮像構成要素６０６および照明構成要素６１６は、展開可能部分８０４の中に収容される。
【００３５】
代替的な実施形態において、図４に示されるように、管状要素１１０は、複数の展開可能部分、例えば、２つまたは３つの展開可能部分を備えることができる。例えば、図４に示されるように、一実施形態は、２つの展開可能部分を備え、展開可能部分２０５の１つは、電子構成要素（例えば、１つ以上の画像伝送構成要素および／または１つ以上の照明構成要素）を有し、他方の展開可能部分３１４は、電子構成要素を有さない。代替的に、両方の展開可能部分２０５、３１４は、電子構成要素を備えることができる。１つ、または両方の展開可能部分２０５、３１４は、ユーザの入力に応じて開放することができる。展開可能部分の数は、管状要素１１０の円周を、同じまたは異なる採寸部のいずれかに分割する機能によってのみ制限される。１つ以上のそのような展開可能部分は、本明細書に記載される任意の調節手段の組み合わせを使用して形成することができる。これは、外科手術または手術が行われる領域において、カニューレ干渉からのさらなる自由を外科医または臨床医に与える。
【００３６】
一実施形態において、電子構成要素を備える展開可能部分２０４は、機械的連結具により作動し、一方、電子構成要素を備えない他の展開可能部分３１４は、展開のためにＳＭＡ手段を使用する。これは、電子構成要素を伴う展開可能部分２０４に微細なポンティング／角度配置を可能にし、他の展開可能部分３１４により簡易で、低精度の調節機構を与える。別の実施形態において、補充の電子機器一式は、各展開可能部分２０４、３１４の中に収容され、外科医またはオペレータが選択できる冗長システムを提供する。別の実施形態において、管状要素１１０は、３つの展開可能部分を備えることができ、１つは、画像伝送構成要素を備え、他は照明構成要素を備え、最後の１つは電子構成要素を備えない。代替的に、画像伝送構成要素および照明構成要素のうちの少なくとも１つ以上は、展開可能部分のそれぞれに配置することができる。
【００３７】
管状要素１１０の展開可能部分２０４は、管状要素１１０と整合される閉鎖位置（すなわち０度）から、管状要素１１０により規定される中心軸線に対して０〜１８０度の無数の開放位置に移動するように構成される。これは、画像伝送構成要素および照明構成要素の視界の１つ以上を効率的に「角度配置」する機能を外科医またはオペレータに提供する。図４に見られるように、管状要素１１０の軸４０２に対する展開可能部分２０４の開放角度αの調節は、例えば、画像伝送構成要素または照明構成要素の視野４０４の方向を、カニューレを移動させずに調節させる。これによって、カニューレを移動する必要性に戻らずに、視野がわずかに変更される。手順中のカニューレの移動は、手術される臓器または身体構造に対する機器の位置に影響を及ぼす場合がある。使用において、カニューレは、画像伝送構成要素および照明構成要素が視界をより広く網羅するように回転され得る。カニューレの回転は、画像を一配向に保つように追跡され得る。種々の実施形態において、カニューレアセンブリに配置される加速度計、エンコーダ（例えば、機械的または光学的）、または他の適切なフィードバック要素は、同じ配向に画像を維持するために、オペレータに表示される前に画像を回転させるために、画像伝送構成要素のビデオ出力の制御電子機器と通信することができる。フィードバック要素は、垂直または上方配向等の、好ましい配向を示すように、固定基準点を有し得る。フィードバック要素の固定基準点は、特定の基準点または画像伝送構成要素の配向に対応する。これは、上方配向等の、同じ配向であり得る。カニューレの回転は、ユーザの介入なしに自動的に実現されるか、または回転は、オペレータが制御することができる。画像伝送構成要素内に、電子光学画像安定性およびその他を含む、周知の理解される撮像特徴を導入することができる。
【００３８】
カニューレアセンブリのフェイルセーフ設計は、遠位端１１６の上流点に位置する、展開可能部分２０４に対するヒンジ配設の結果である。展開可能部分２０４は、外部挿入カニューレ２００を通って引き抜かれる間に、カニューレアセンブリの引き出しの際に、それに加わる力により閉鎖されることができる。本構成において、展開可能部分２０４は、調節手段１０６を操作せずに、閉鎖位置に移動される。
【００３９】
管状要素１１０の遠位端１１６の全てまたはその一部は、トロカール、尖った先端、または任意の適切な形状の先端形態として、光学的に透明な材料から形成することができる。管腔２０２の内部容積の全て、またはその一部を占める展開可能な、または取り外し可能なミラーとの組み合わせにおいて、外科医またはオペレータは、展開可能部分２０４が閉鎖位置にある場合に、またはそれに近い場合に、カニューレアセンブリを越えた前方の視野を見ることができる。代替的な実施形態において、ミラーの代わりにプリズムを使用することができる。
【００４０】
図５Ａおよび５Ｂは、トロカールの全てまたはその一部が、光透過性材料または光学的に透明な材料で作製される、カニューレアセンブリ１００の実施形態を図示する。展開可能部分２０４が閉鎖位置５００にある場合に、画像伝送構成要素５０８は、光路５１２を介して、カニューレアセンブリの遠位端５０２を通した撮像を可能にし、光路は、遠位端５０２上の窓５１０、光路管、または類似する光透過性媒体を通して移動する。
【００４１】
管腔内のミラーアセンブリは、１つ以上の適切な反射面５０６であり得、前方視野を可能にするように適切な角度に設置される。反射面５０６は、カニューレアセンブリ１００の管腔２０２を通って近位端１１４までの接続５０４（例えば、ロッド）を形成し、展開可能部分２０４が開放されると、必要に応じてミラーアセンブリが引き出される。
【００４２】
図９Ａ、９Ｂ、および９Ｃに示されるように、カニューレアセンブリ９００は、展開可能部分２０４が閉鎖位置にある間、前方視認する機能を有する。加えて、カニューレアセンブリ９００は、取り外し可能なトロカールを備える。遠位端は、２つの部分の組み合わせを形成する。１つは、展開可能部分２０４（外表面９０２を有する）であり、もう１つは、格納可能部分９０４である。展開可能部分２０４は、任意の適切な材料から作製され、一方、格納可能部分９０４は、好ましくは、光透過性材料または光学的に透明な材料から作製される。光透過性材料または光学的に透明な材料は、管腔内部のミラーアセンブリ（および上述のものに類似する）と組み合わせて、展開可能部分２０４が閉鎖位置にある間、撮像伝送構成要素が前方視認することができる窓を提供する。展開時、格納可能部分９０４は、外科医またはオペレータにより管腔を通して引き戻される。
【００４３】
一実施形態において、遠位端に面する外表面９０４の凹部内に追加の照明源を設置する。そのような照明源は、画像伝送構成要素に戻ってくるトロカールの光透過性部分からの反射を最小限に抑える。代替的な実施形態において、照明源の電力は、カニューレアセンブリ内に設置されるエネルギー蓄積構成要素、例えば、ハンドル内の電池により提供され、カニューレアセンブルの残部への接触を最小限に抑える。外科医は、カニューレアセンブリの挿入時に照明源を起動させることができる。照明源は、上述の照明源のいずれかを備えることができる。エネルギー蓄積構成要素は、電池または超コンデンサであり得る。エネルギー蓄積構成要素は、ロッド５０４に結合されるか、または照明源に接続することができる。
【００４４】
本発明の種々の実施形態および特徴が、ある程度の特定性を伴って詳細に記載された。その有用性は、当業者によって理解される。上記の本発明の実施形態は、単に、本発明の原理の明確な理解を説明するために、可能な導入の実施例を説明し、多くの変更、変形、および修正が本発明の原理の概念および範囲から逸脱することなく、本明細書に記載される実施形態になされ得ることを強調しておく。また、そのような変形および修正は、付属の特許請求の範囲に説明されるように、本明細書において、本発明の範囲内に含まれるものとする。本発明の範囲は、前述の実施形態の説明ではなく、付属の特許請求の範囲により定義される。したがって、特許証によって保護されるものは、以下の特許請求の範囲に定義され、区別される、本発明および全ての等価物である。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【国際調査報告】
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