(57)【要約】本実施形態は、概して、通路に沿って器具を前進させるための推進管ユニット及び推進デバイスと、関連の使用方法とに関する。例えば、器具は、医療的使用（内視鏡検査等）または工業的使用（採掘等）のためのツール、センサ、プローブ、及び／または監視機器を含み得る。いくつかの実施形態では、推進デバイスは、チャネルと連通する液体及び圧力アクチュエータを収容するように構成されているチャネルを画定する細長い管を備え得る。圧力アクチュエータは、チャネル内の液体の圧力を選択的に調節し、交互に、キャビテーションを誘発し及び液体中で気泡を形成するために圧力を減らし、液体に戻るように気泡の一部または全てを圧潰するために圧力を増加させ、それによって、管の第１の端に向かう液体の少なくともの一部を加速させ、推進力を管に移送させ、管を通路に沿って前進させるように構成され得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
器具を通路に沿って前進させる推進デバイスであって、
第１の端と、前記第１の端の反対側の第２の端とを備える、細長い管であって、前記管は液体を収容するように構成されているチャネルを画定し、前記チャネルの第１の端は前記管の前記第１の端において、または前記管の前記第１の端の近くで閉鎖され、前記チャネルの第２の端は前記管の前記第２の端によって画定される、前記細長い管と、
前記チャネルの前記第２の端と連通し、かつ前記チャネル内の前記液体の圧力を選択的に調節するように構成されている、圧力アクチュエータであって、交互に、
キャビテーションを誘発し、かつ前記液体中で気泡を形成するように、前記圧力を減らし、
前記液体に戻るように前記気泡の一部または全てを圧壊するために前記圧力を増大させ、前記管の前記第１の端に向かう前記液体の少なくとも一部を加速させ、推進力を前記管に移送させ、前記管を前記通路に沿って前進させる、
前記圧力アクチュエータと、
を備える、前記推進デバイス。
【請求項２】
前記圧力が減るとき、前記チャネルの１つ以上の領域内にキャビテーションを促進するように構成されている１つ以上の機構をさらに備え、
前記１つ以上の領域は前記チャネルの長さの少なくとも一部に沿って延在する、請求項１に記載の推進デバイス。
【請求項３】
前記１つ以上の機構は、前記チャネルの前記長さの少なくとも一部に沿って離間している複数の領域内でキャビテーションを促進するように構成されている、請求項２に記載の推進デバイス。
【請求項４】
前記１つ以上の機構は、前記チャネルの内部表面の表面変化を含む、請求項３に記載の推進デバイス。
【請求項５】
前記表面変化はコーティングを含む、請求項４に記載の推進デバイス。
【請求項６】
前記コーティングは疎水性材料を含む、請求項５に記載の推進デバイス。
【請求項７】
前記コーティングは触媒物質を含む、請求項５または６に記載の推進デバイス。
【請求項８】
前記コーティングは、オクタデシルトリクロロシラン、シラン化合物、パリレンＣ、フルオロポリマー、ＰＴＦＥ（テフロン（登録商標））、酸化マンガンポリスチレン（ＭｎＯ２／ＰＳ）、ナノコンポジット酸化亜鉛ポリスチレン（ＺｎＯ／ＰＳ）、ナノコンポジット沈降炭酸カルシウム、フッ素化アクリレートオリゴマー、ウレタン、アクリル、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリエチレンオキシド、ヒドロキシエチルメタクリレート及びアクリルアミドの組み合わせから選択された１つ以上のコーティングを含む、請求項５に記載の推進デバイス。
【請求項９】
前記表面変化は局部的形状変化を含む、請求項５〜８のいずれか１項に記載の推進デバイス。
【請求項１０】
前記局部的形状変化は、傷のある表面、または窪みがある表面を含む、請求項９に記載の推進デバイス。
【請求項１１】
前記局部的形状変化は、複数のＶ字型チャネルを画定する、請求項９または１０に記載の推進デバイス。
【請求項１２】
前記Ｖ字型チャネルの特性角は、約１０度〜９０度の範囲にある、請求項１１に記載の推進デバイス。
【請求項１３】
前記Ｖ字型チャネルの平均幅は、約１μｍ〜１０μｍの範囲にある、請求項１１または１２に記載の推進デバイス。
【請求項１４】
前記局部的形状変化は、複数の円錐ピットを画定する、請求項９〜１３のいずれか１項に記載の推進デバイス。
【請求項１５】
前記円錐ピットの特性角は、約１０度〜９０度の範囲にある、請求項１４に記載の推進デバイス。
【請求項１６】
前記円錐ピットの平均幅は、約１μｍ〜１０μｍの範囲にある、請求項１４または１５に記載の推進デバイス。
【請求項１７】
前記局部的形状変化は、複数の突起を画定する、請求項９〜１６のいずれか１項に記載の推進デバイス。
【請求項１８】
前記突起の平均高さは、約０．１μｍ〜１ｍｍの範囲にある、請求項１７に記載の推進デバイス。
【請求項１９】
前記突起の平均幅は、約０．１μｍ〜５００μｍの範囲にある、請求項１７または１８に記載の推進デバイス。
【請求項２０】
隣接する突起間の平均距離は、約０．１μｍ〜５００μｍの範囲にある、請求項１７〜１９のいずれか１項に記載の推進デバイス。
【請求項２１】
前記局部的形状変化は、約０．１μｍ〜５００μｍの範囲の表面粗度を有する、請求項９〜２０のいずれか１項に記載の推進デバイス。
【請求項２２】
前記局部的形状変化は、多孔質表面を画定する、請求項９〜２１のいずれか１項に記載の推進デバイス。
【請求項２３】
前記多孔質表面の平均孔径は、約１０ｎｍ〜２００μｍの範囲にある、請求項２２に記載の推進デバイス。
【請求項２４】
前記１つ以上の機構は、前記チャネルの前記長さに沿った前記管の壁の熱伝導率の変動を含む、請求項２〜２３のいずれか１項に記載の推進デバイス。
【請求項２５】
前記壁の前記熱伝導率は、約０．２５Ｗｍ−１Ｋ−１〜２４０Ｗｍ−１Ｋ−１の範囲にわたって、前記チャネルの前記長さに沿って変動する、請求項２４に記載の推進デバイス。
【請求項２６】
前記１つ以上の機構は、１つ以上の音響変換器を備える、請求項２〜２５のいずれか１項に記載の推進デバイス。
【請求項２７】
前記１つ以上の音響変換器は、前記管の壁の内部に配置される、請求項２６に記載の推進デバイス。
【請求項２８】
１つ以上の前記音響変換器は、前記管の壁の外側に配置される、請求項２６または２７に記載の推進デバイス。
【請求項２９】
前記音響変換器の動作周波数は、約１ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの範囲にある、請求項２６〜２８のいずれか１項に記載の推進デバイス。
【請求項３０】
前記音響変換器によって前記チャネルの管腔に向かう超音波照射エネルギーに関連付けられる電力は、約１０ｍＷ〜１００ｍＷの範囲にある、請求項２６〜２９のいずれか１項に記載の推進デバイス。
【請求項３１】
前記デバイスは、患者の体内の管腔に沿って医療器具を前進するように構成されている、請求項１〜３０のいずれか１項に記載の推進デバイス。
【請求項３２】
前記チャネルは、前記管の前記第１の端から前記管の前記第２の端まで延在する連続的に包囲されたチャネルである、請求項１〜３１のいずれか１項に記載の推進デバイス。
【請求項３３】
前記管は、内圧変化に起因する拡張または収縮に対抗するように補強されている、請求項１〜３２のいずれか１項に記載の推進デバイス。
【請求項３４】
前記管は滅菌に適切な材料から形成される、請求項１〜３３のいずれか１項に記載の推進デバイス。
【請求項３５】
並んで延在する請求項１〜３０のいずれか１項に記載の複数の管をさらに備える、請求項１〜３４のいずれか１項に記載の推進デバイス。
【請求項３６】
前記圧力アクチュエータは、密閉チャンバを画定する柔軟膜と、前記チャネル内の前記液体の前記圧力を選択的に調節するように前記柔軟膜を変形するように構成されている駆動機構と、を備える、請求項１〜３５のいずれか１項に記載の推進デバイス。
【請求項３７】
前記圧力アクチュエータは、
ピストンアセンブリの孔の内部に配置される移動可能ピストンを含む、前記ピストンアセンブリと、
前記ピストンアセンブリの前記ピストンを駆動し、前記チャネル内の前記液体の前記圧力を選択的に調節するように構成されている、駆動機構と、
を備える、請求項１〜３５のいずれか１項に記載の推進デバイス。
【請求項３８】
前記ピストンアセンブリは、前記液体を含有する密閉された管ユニットを形成するように前記管に接続され、
前記ピストンアセンブリは、前記駆動機構に取り外し可能に結合できる、請求項３７に記載の推進デバイス。
【請求項３９】
請求項１〜３５のいずれか１項に従った１つ以上の前記管と、
前記管の前記第２の端に接続されるピストンアセンブリであって、
前記１つ以上の管のそれぞれの前記チャネルと流体連通する孔を画定する本体と、
前記孔の内部に配置され、かつ前記孔の内部表面に接して密閉するように構成されている、移動可能ピストンと、
を備える、前記ピストンアセンブリと、
を備える、推進管ユニット。
【請求項４０】
前記ピストンアセンブリ及び前記１つ以上の管は、選択された液体量及び選択された気体量を含有する密閉容器を画定するように協働する、請求項３９に記載の推進管ユニット。
【請求項４１】
請求項１〜３５のいずれか１項に従った前記管の１つと、
前記管の第２の端のチャネル内に、または前記管の第２の端の近くのチャネル内に配置され、かつ前記チャネルの内部表面に接して密閉するように構成されている、移動可能ピストンと、
を備える、推進管ユニット。
【請求項４２】
前記ピストン及び前記管は、選択された液体量及び選択された気体量を含有する密閉容器を画定するように協働する、請求項４１に記載の推進管ユニット。
【請求項４３】
第１の端と、前記第１の端の反対側の第２の端とを備える、細長い管であって、前記管は液体を収容するように構成されているチャネルを画定し、前記チャネルの第１の端は前記管の前記第１の端において、または前記管の前記第１の端の近くで閉鎖され、前記チャネルの第２の端は前記管の前記第２の端によって画定される、前記細長い管と、
前記管の前記第２の端に接続されるピストンアセンブリであって、
前記管の前記チャネルと流体連通する孔を画定する本体と、
前記孔の内部に配置され及び前記孔の内部表面に接して密閉するように構成されている、移動可能ピストンと、
を備える、前記ピストンアセンブリと、を備え、
前記ピストンアセンブリ及び前記管は、選択された液体量及び選択された気体量を含有する密閉容器を画定するように協働する、推進管ユニット。
【請求項４４】
前記ピストンアセンブリは、アクチュエータと協働するように構成され、前記ピストンの移動をもたらさせ、前記チャネル内の前記液体の圧力を選択的に調節し、交互に、
キャビテーションを誘発し、かつ前記液体中に気泡を形成するように、前記圧力を減らし、
前記液体に戻るように前記気泡の一部または全てを圧壊するために前記圧力を増大させ、前記管の前記第１の端に向かう前記液体の少なくとも一部を加速させ、推進力を前記管に移送させ、前記管を通路に沿って前進させる、
請求項４３に記載の推進管ユニット。
【請求項４５】
圧力が減るとき、前記チャネルの長さの少なくとも一部に沿って離間している複数の領域内でキャビテーションを促進するように構成されている１つ以上の機構をさらに備える、請求項４３または４４に記載の推進管ユニット。
【請求項４６】
前記管は複数のチャネルを画定し、前記複数のチャネルのそれぞれは液体を収容するように構成され、各チャネルの第１の端は前記管の前記第１の端において、または前記管の前記第１の端の近くで閉鎖され、各チャネルの第２の端は前記管の前記第２の端によって画定され、
前記複数のチャネルは全て相互に流体連通し、前記ピストンアセンブリの前記孔と流体連通する、請求項４３〜４５のいずれか１項に記載の推進管ユニット。
【請求項４７】
請求項３９〜４６のいずれか１項に従って、推進管ユニットを受容し、かつ前記推進管ユニットに係合するように構成されているソケットを画定する筐体と、
前記ピストンに係合するように構成されているアクチュエータと、
前記アクチュエータを動作させて前記ピストンを移動させ、前記管の前記チャネルの内部の圧力を選択的に調節するように構成されているコントローラと、
を備える、駆動コンソール。
【請求項４８】
器具を通路に沿って前進させる方法であって、前記器具に接続される管内の液体の圧力を選択的に調節し、前記液体中に気泡のキャビテーションを連続的に誘発し、続いて、前記液体に戻るように前記気泡を圧壊し、前記管内の前記液体を加速させ、推進力を前記液体から前記管に移送し、前記管を前記通路に沿って前進させることを含む、前記方法。
【請求項４９】
ステップ、プロセス、サブプロセス、特徴、整数、構造、構成要素、サブ構成要素、システム、サブシステム、要素、組成、及び／または化合物は、個別にまたは集合的に、前記ステップ、プロセス、サブプロセス、特徴、整数、構造、構成要素、サブ構成要素、システム、サブシステム、要素、組成、及び／または化合物の２つ以上の任意の組み合わせ及び全ての組み合わせで、本明細書に開示される、または本願の明細書に示される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、概して、通路に沿って器具を前進させるための推進管ユニット及び推進デバイスと、関連の使用方法とに関する。例えば、器具は、医療的使用（内視鏡検査等）または工業的使用（採掘等）のためのツール、センサ、プローブ、及び／または監視機器を含み得る。説明される実施形態は、また、通路に沿って器具を前進させるのに、他の分野での適用に適切であり得る。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡検査等の、採掘及び医療における適用を含む、通路に沿って器具を前進させるためのいくつかの既存方法及び装置がある。患者の体内の道または管腔に沿って、従来の内視鏡機器を前進させることにいくつかの困難があり、これらの困難は、患者への損傷をもたらす関連の危険性をもたらし得る。
【０００３】
通路に沿って器具を前進させるための既存の推進デバイスに関連付けられる１つ以上の欠点または不利点に対処または改良することが望まれる、または、少なくとも、有用な代替物を提供することが望まれる。
【０００４】
本明細書に含まれている文書、法令、材料、デバイス、品物等のいずれかの議論は、これらの内容のいずれかまたは全ては、先行技術基準の一部を形成すること、または、それが本願の各請求の優先日の前に存在したものであるとして、本開示に関連する分野で周知の知識であったことを承認するものとして考えられていない。
【０００５】
本明細書の全体を通して、単語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、または「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」もしくは「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」等の変形例は、規定された要素、整数もしくはステップ、または要素のグループ、複数の整数もしくは複数のステップの含有を示唆するが、任意の他の要素、整数もしくはステップ、または要素のグループ、複数の整数もしくは複数のステップの除外を示唆しないことが理解されるだろう。
【発明の概要】
【０００６】
いくつかの実施形態は、器具を通路に沿って前進させるための推進デバイスに関し、推進デバイスは、
第１の端と、第１の端の反対側の第２の端とを備える、細長い管であって、管は液体を収容するように構成されているチャネルを画定し、チャネルの第１の端は管の第１の端において、または管の第１の端の近くで閉鎖され、チャネルの第２の端は管の第２の端によって画定される、細長い管と、
チャネルの第２の端と連通し及びチャネル内の液体の圧力を選択的に調節するように構成されている、圧力アクチュエータであって、交互に、
キャビテーションを誘発し及び液体中に気泡を形成するために圧力を減らし、
液体に戻るように気泡の一部または全てを圧壊するために圧力を増加させ、それによって、管の第１の端に向かう液体の少なくとも一部を加速させ、推進力を管に移送させ、管を通路に沿って前進させる、圧力アクチュエータと、を備える。
【０００７】
いくつかの実施形態は、
第１の端と、第１の端の反対側の第２の端とを備える、細長い管であって、管は液体を収容するように構成されているチャネルを画定し、チャネルの第１の端は管の第１の端において、または管の第１の端の近くで閉鎖され、チャネルの第２の端は管の第２の端によって画定される、細長い管と、
管の第２の端に接続されるピストンアセンブリであって、
管のチャネルと流体連通する孔を画定する本体と、
孔の内部に配置され及び孔の内部表面に接して密閉するように構成されている、移動可能ピストンと、を備える、ピストンアセンブリと、を備え、
ピストンアセンブリ及び管は、選択された液体量及び選択された気体量を含有する密閉容器を画定するように協働する、推進管ユニットに関する。
【０００８】
ピストンアセンブリは、ピストンの移動をもたらすアクチュエータと協働し、チャネル内の液体の圧力を選択的に調節し、交互に、キャビテーションを誘発し及び液体中に気泡を形成するために圧力を減らし、液体に戻るように気泡の一部または全てを圧壊するために圧力を増加させ、それによって、管の第１の端に向かう液体の少なくとも一部を加速させ、推進力を管に移送させ、管を通路に沿って前進させるように構成され得る。
【０００９】
いくつかの実施形態では、推進デバイスまたは推進管ユニットは、圧力が減るとき、チャネルの１つ以上の領域内にキャビテーションを促進するように構成されている１つ以上の機構を備え得、１つ以上の領域はチャネルの長さの少なくとも一部に沿って延在する。１つ以上の機構は、チャネルの長さの少なくとも一部に沿って離間している複数の領域内でキャビテーションを促進するように構成され得る。１つ以上の機構はチャネルの内部表面の表面変化を含み得る。
【００１０】
表面変化はコーティングを含み得る。コーティングは疎水性材料を含み得る。コーティングは触媒物質を含み得る。コーティングは、オクタデシルトリクロロシラン、シラン化合物、パリレンＣ、フルオロポリマー、ＰＴＦＥ（テフロン（登録商標））、酸化マンガンポリスチレン（ＭｎＯ２／ＰＳ）、ナノコンポジット酸化亜鉛ポリスチレン（ＺｎＯ／ＰＳ）、ナノコンポジット沈降炭酸カルシウム、フッ素化アクリレートオリゴマー、ウレタン、アクリル、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリエチレンオキシド、ヒドロキシエチルメタクリレート及びアクリルアミドの組み合わせ、または他の疎水性化合物から選択された１つ以上のコーティングを含み得る。
【００１１】
表面変化は局部的形状変化を含み得る。局部的形状変化は、例えば、約０．１μｍ〜５００μｍ、約０．５μｍ〜１００μｍ、または約１μｍ〜１０μｍの範囲の表面粗度を有し得る。
【００１２】
局部的形状変化は、傷のある表面、または窪みがある表面を含み得る。局部的形状変化は、複数のＶ字型チャネルを画定し得る。Ｖ字型チャネルの特性角は、例えば、約１０度〜９０度、約３０度〜６０度、または約４０度〜５０度の範囲にあり得る。Ｖ字型チャネルの平均幅は、例えば、約１μｍ〜１０μｍまたは約２μｍ〜４μｍの範囲にあり得る。
【００１３】
局部的形状変化は、複数の円錐ピットを画定し得る。円錐ピットの特性角は、例えば、約１０度〜９０度、約３０度〜６０度、または約４０度〜５０度の範囲にあり得る。円錐ピットの平均幅は、例えば、約１μｍ〜１０μｍまたは約２μｍ〜４μｍの範囲にあり得る。
【００１４】
局部的形状変化は、複数の突起を画定し得る。突起の平均高さは、例えば、約０．１μｍ〜１ｍｍ、約１μｍ〜５００μｍ、または約１０μｍ〜１００μｍの範囲にあり得る。突起の平均幅は、例えば、約０．１μｍ〜５００μｍ、約０．５μｍ〜１００μｍ、または約１μｍ〜１０μｍの範囲にあり得る。隣接する突起間の平均距離は、例えば、約０．１μｍ〜５００μｍ、約０．５μｍ〜１００μｍ、または約１μｍ〜１０μｍの範囲にあり得る。
【００１５】
いくつかの実施形態では、突起は、例えば、炭素またはシリコン等の材料から形成され得るナノワイヤまたは中空ナノチューブを備え得る。
【００１６】
ナノワイヤに関して、突起の幅は、約１０ｎｍ〜５００ｎｍ、約２０ｎｍ〜３００ｎｍ、または約１００ｎｍ〜２００ｎｍの範囲にあり得、突起８３５の長さまたは高さは、約０．１μｍ〜１００μｍ、約１μｍ〜５０μｍ、または約１０μｍ〜２０μｍの範囲にあり得、突起間の平均間隔は、例えば、約１０ｎｍ〜１０μｍ、約１０ｎｍ〜１００ｎｍ、または約１００ｎｍ〜１μｍの範囲にあり得る。
【００１７】
ナノチューブに関して、突起の幅は、約１０ｎｍ〜１００ｎｍ、約１０ｎｍ〜５０ｎｍ、または約２０ｎｍ〜４０ｎｍの範囲であり得、突起の長さまたは高さは、約１μｍ〜５０μｍ、約５μｍ〜３０μｍ、または約１０μｍ〜２０μｍの範囲にあり得、突起の孔径（または内径）は、約１μｍ〜４０μｍ、約５μｍ〜３０μｍ、または約１０μｍ〜２０μｍの範囲にあり得、突起間の平均間隔は、例えば、約１０ｎｍ〜１０μｍ、約１０ｎｍ〜１００ｎｍ、または約１００ｎｍ〜１μｍの範囲にあり得る。
【００１８】
局部的形状変化は、多孔質表面を画定し得る。多孔質表面は、例えば、発泡体、焼結材料、または他の多孔質材を含み得る。多孔質表面の平均孔径は、例えば、約１０ｎｍ〜２００μｍ、約２０ｎｍ〜２５０ｎｍ、約５０ｎｍ〜１５０ｎｍ、約１０μｍ〜約２００μｍ、または約５０μｍ〜約１００μｍの範囲にあり得る。多孔質表面は、多孔質材の層を含み得る。多孔質層の厚さは、例えば、約１０μｍ〜１ｍｍまたは約５０μｍ〜１００μｍの範囲にあり得る。
【００１９】
１つ以上の機構は、チャネルの長さに沿った管の壁の熱伝導率の変動を含み得る。壁の熱伝導率は、約０．２５Ｗｍ−１Ｋ−１〜２４０Ｗｍ−１Ｋ−１の範囲にわたって、チャネルの長さに沿って変動し得る。
【００２０】
１つ以上の機構は１つ以上の音響変換器を備え得る。１つ以上の音響変換器は管の壁の内部に配置され得る。１つ以上の音響変換器は管の壁の外側に配置され得る。音響変換器の動作周波数は、約１ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの範囲にあり得る。音響変換器によってチャネルの管腔に向かう超音波照射エネルギーに関連付けられる電力は、約１０ｍＷ〜１００ｍＷの範囲にあり得る。
【００２１】
いくつかの実施形態では、推進デバイスは、患者の体内の管腔に沿って医療器具を前進するように構成され得る。
【００２２】
いくつかの実施形態では、チャネルは、管の第１の端から管の第２の端まで延在する連続的に包囲されたチャネルであり得る。管は、内圧変化に起因する拡張または収縮に対抗するように補強され得る。管は滅菌に適切な材料から形成され得る。
【００２３】
いくつかの実施形態では、推進デバイスは、並んで延在する説明される実施形態のいずれか１つに従って、複数の管を備え得る。
【００２４】
いくつかの実施形態では、圧力アクチュエータは、密閉チャンバを画定する柔軟膜と、チャネル内の液体の圧力を選択的に調節するために柔軟膜を変形するように構成されている駆動機構と、を備え得る。
【００２５】
いくつかの実施形態では、圧力アクチュエータは、ピストンアセンブリの孔の内部に配置される移動可能ピストンを含むピストンアセンブリと、ピストンアセンブリのピストンを駆動し、チャネル内の液体の圧力を選択的に調節するように構成されている、駆動機構と、を備え得る。ピストンアセンブリは液体を含有する密閉された管ユニットを形成するように管に接続され得、ピストンアセンブリは駆動機構に取り外し可能に結合でき得る。
【００２６】
いくつかの実施形態は、
説明される実施形態のいずれか１つに従った１つ以上の管と、
管の第２の端に接続されるピストンアセンブリであって、
１つ以上の管のそれぞれのチャネルと流体連通する孔を画定する本体と、
孔の内部に配置され及び孔の内部表面に接して密閉するように構成されている、移動可能ピストンと、を備える、ピストンアセンブリと、
を備える、推進管ユニットに関する。
【００２７】
いくつかの実施形態は、
説明される実施形態のいずれか１つに従った管の１つと、
管の第２の端の、または管の第２の端の近くのチャネル内に配置され及びチャネルの内部表面に接して密閉するように構成されている、移動可能ピストンと、
を備える、推進管ユニットに関する。
【００２８】
いくつかの実施形態では、ピストンアセンブリ及び１つ以上の管は、選択された液体量及び選択された気体量を含有する密閉容器を画定するように協働し得る。選択された液体量及び気体量は、管の特定の長さ及び直径に関して選ばれ得る。液体及び気体は、動作中に一般的なチャネル圧力よりも著しく高くない既定の圧力で保持され得る。
【００２９】
いくつかの実施形態は、
開示される実施形態のいずれか１つに従って、推進管ユニットを受容し及び推進管ユニットに係合するように構成されているソケットを画定する筐体と、
ピストンに係合するように構成されているアクチュエータと、
アクチュエータを動作させてピストンを移動させ、管のチャネルの内部の圧力を選択的に調節するように構成されているコントローラと、
を備える、駆動コンソールに関する。
【００３０】
いくつかの実施形態は、器具を通路に沿って前進させる方法に関し、本方法は、器具に接続される管内の液体の圧力を選択的に調節し、液体中に気泡のキャビテーションを連続的に誘発し、続いて、液体に戻るように気泡を圧壊し、管内の液体を加速させ、推進力を液体から管に移送し、管を通路に沿って前進させることを含む。
【００３１】
ここで、例示的実施形態は、図面に関して詳細に説明されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】いくつかの実施形態による、推進デバイスの概略図である。
【図２】図２Ａは、いくつかの実施形態による、管の内部に含有される液体中の気泡の核生成及びキャビテーションのサイクル、ならびに後続の液体に戻る気泡の圧壊を示す、推進デバイスの管の一部の一連の縦断面である。図２Ｂは、いくつかの実施形態による、管の内部に含有される液体中の気泡の核生成及びキャビテーションのサイクル、ならびに後続の液体に戻る気泡の圧壊を示す、推進デバイスの管の一部の一連の縦断面である。図２Ｃは、いくつかの実施形態による、管の内部に含有される液体中の気泡の核生成及びキャビテーションのサイクル、ならびに後続の液体に戻る気泡の圧壊を示す、推進デバイスの管の一部の一連の縦断面である。図２Ｄは、いくつかの実施形態による、管の内部に含有される液体中の気泡の核生成及びキャビテーションのサイクル、ならびに後続の液体に戻る気泡の圧壊を示す、推進デバイスの管の一部の一連の縦断面である。図２Ｅは、いくつかの実施形態による、管の内部に含有される液体中の気泡の核生成及びキャビテーションのサイクル、ならびに後続の液体に戻る気泡の圧壊を示す、推進デバイスの管の一部の一連の縦断面である。図２Ｆは、いくつかの実施形態による、管の内部に含有される液体中の気泡の核生成及びキャビテーションのサイクル、ならびに後続の液体に戻る気泡の圧壊を示す、推進デバイスの管の一部の一連の縦断面である。
【図３】図３Ａは、いくつかの実施形態による、管の内部に含有される液体中の気泡の核生成及びキャビテーションのサイクル、ならびに後続の液体に戻る気泡の圧壊を示す、推進デバイスの管の一部の一連の縦断面である。図３Ｂは、いくつかの実施形態による、管の内部に含有される液体中の気泡の核生成及びキャビテーションのサイクル、ならびに後続の液体に戻る気泡の圧壊を示す、推進デバイスの管の一部の一連の縦断面である。図３Ｃは、いくつかの実施形態による、管の内部に含有される液体中の気泡の核生成及びキャビテーションのサイクル、ならびに後続の液体に戻る気泡の圧壊を示す、推進デバイスの管の一部の一連の縦断面である。図３Ｄは、いくつかの実施形態による、管の内部に含有される液体中の気泡の核生成及びキャビテーションのサイクル、ならびに後続の液体に戻る気泡の圧壊を示す、推進デバイスの管の一部の一連の縦断面である。図３Ｅは、いくつかの実施形態による、管の内部に含有される液体中の気泡の核生成及びキャビテーションのサイクル、ならびに後続の液体に戻る気泡の圧壊を示す、推進デバイスの管の一部の一連の縦断面である。図３Ｆは、いくつかの実施形態による、管の内部に含有される液体中の気泡の核生成及びキャビテーションのサイクル、ならびに後続の液体に戻る気泡の圧壊を示す、推進デバイスの管の一部の一連の縦断面である。図３Ｇは、いくつかの実施形態による、管の内部に含有される液体中の気泡の核生成及びキャビテーションのサイクル、ならびに後続の液体に戻る気泡の圧壊を示す、推進デバイスの管の一部の一連の縦断面である。
【図４】いくつかの実施形態による、管の内部のある領域内における気泡核生成及び／または合体を促進するための機構を示す推進デバイスの管の一部の縦断面である。
【図５】いくつかの実施形態による、管の内部のある領域内における気泡核生成及び／または合体を促進するための機構を示す推進デバイスの管の一部の縦断面である。
【図６】いくつかの実施形態による、管の内部のある領域内における気泡核生成及び／または合体を促進するための機構を示す推進デバイスの管の一部の縦断面である。
【図７】いくつかの実施形態による、気泡核生成を促進するための局部的形状表面変化の例示である。
【図８】図８Ａは、いくつかの実施形態による、気泡核生成を促進するための異なる種類の突起の一連の例示を示す。図８Ｂは、いくつかの実施形態による、気泡核生成を促進するための異なる種類の突起の一連の例示を示す。図８Ｃは、いくつかの実施形態による、気泡核生成を促進するための異なる種類の突起の一連の例示を示す。図８Ｄは、いくつかの実施形態による、気泡核生成を促進するための異なる種類の突起の一連の例示を示す。図８Ｅは、いくつかの実施形態による、気泡核生成を促進するための異なる種類の突起の一連の例示を示す。
【図９】いくつかの実施形態による、気泡核生成を促進するための多孔質表面の例示である。
【図１０】図１０Ａは、いくつかの実施形態による、液体と管との間の推進力移送を高めるための異なる種類の広範囲の局部的形状表面変化の一連の例示を示す。図１０Ｂは、いくつかの実施形態による、液体と管との間の推進力移送を高めるための異なる種類の広範囲の局部的形状表面変化の一連の例示を示す。図１０Ｃは、いくつかの実施形態による、液体と管との間の推進力移送を高めるための異なる種類の広範囲の局部的形状表面変化の一連の例示を示す。
【図１１】いくつかの実施形態による、圧力アクチュエータのピストンの移動を示す例示的な変位及び速度プロフィールを示す。
【図１２】いくつかの実施形態による、管内の液体に印加される圧力を示す例示的な圧力サイクルを示す。
【図１３】図１３Ａは、いくつかの実施形態による、管の異なる配列を示す複数の管を伴う２つのデバイスの断面を示す。図１３Ｂは、いくつかの実施形態による、管の異なる配列を示す複数の管を伴う２つのデバイスの断面を示す。
【図１４】いくつかの実施形態による、取り外し可能管及びピストンアセンブリを伴う推進デバイスの一部の概略図を示す。
【図１５】図１４の推進デバイスの駆動コンソールの前面パネルを示す。
【図１６】いくつかの実施形態による、図１４の推進デバイスを含む内視鏡システムを示す。
【図１７】いくつかの実施形態による、代替の管ユニットを伴う推進デバイスを示す。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
本実施形態は、概して、通路に沿って器具を前進させるための推進デバイスと、関連の使用方法とに関する。例えば、器具は、医療的使用（内視鏡検査等）または工業的使用（採掘等）のためのツール、センサ、プローブ、及び／または監視機器を含み得る。説明される実施形態は、また、通路に沿って器具を前進させるのに、他の分野での適用に適切であり得る。
【００３４】
図１を参照して、いくつかの実施形態に従って、推進デバイス１００を示す。推進デバイス１００は、液体１３０を収容するように構成されている管腔またはチャネル１２０を画定する細長い管１１０と、圧力を変動させることによって、随意に、圧力を連続的に変動させること等によって、チャネル１２０の中の液体１３０の圧力を選択的に調節するように構成されている圧力アクチュエータ１４０とを備える。
【００３５】
チャネル１２０の第１の端または遠位端１２２は、管１１０の第１の端または遠位端１１２において、またはその近くで閉鎖される。管１１０の遠位端１１２は、図１の通路１０３のチャネルまたは管腔１０１の中に配置されるように示される。
【００３６】
いくつかの実施形態では、管１１０は、患者の通路１０３の管腔１０１等の生物学的道の中に及びそれを通して挿入されるように構成され得る。係る生物学的道の実施例は、食道、胃、腸、結腸、小腸、大腸、十二指腸、または胃腸系のいずれか１つ以上の通路を含む。いくつかの実施形態では、管１１０は、例えば、血管、静脈、または動脈等の、患者の体内の別の通路１０３の中に及びそれを通して挿入されるように構成され得る。いくつかの実施形態では、管１１０は、人間医学的適用または獣医学的適用のために構成され得る。いくつかの実施形態では、管１１０は、例えば、配管用パイプ、壁の空洞、ケーブルトラック、機械、採掘、または裸孔等において使用される、工業的適用のために構成され得る。
【００３７】
いくつかの実施形態では、管１１０は、内視鏡の挿入管の内部に収容されるように構成され得、挿入管は、患者の体内の通路等の通路１０３の中に挿入されるように構成されている。係る配列の実施例は図１６に示される。推進デバイス１００の管１１０は、挿入管の内部の推進管チャネル（図示せず）の中に収容され得る。いくつかの実施形態では、推進管チャネルは、挿入管の外径と同心または同軸であり得、挿入管の中心縦軸に沿って延在し得る。いくつかの実施形態では、推進管チャネルは、挿入管の中心軸から径方向にずれ得る。
【００３８】
圧力アクチュエータ１４０は、遠位端１１２の反対側の管１１０の第２の端または近位端１１４において、またはその近くで、チャネル１２０の第２の端または近位端１２４と連通する。チャネル１２０は、管１１０の第１の端１１２から管１１０の第２の端１１４まで延在する連続的に包囲されたチャネルを備え得る。
【００３９】
圧力アクチュエータ１４０は、チャネル１２０の中の液体１３０の圧力を選択的に調節するように構成されている任意の適切なデバイス（例えば、往復ピストン等）を備え得る。いくつかの実施形態では、圧力アクチュエータ１４０は、コントローラ（図示せず）によって制御されるリニアモータ等のモータによって駆動されるピストンを備え得る。
【００４０】
圧力アクチュエータ１４０は、徐々にチャネル１２０の中の圧力を減らし、キャビテーションを誘発し、液体１３０の中で気泡を形成し、次に、突然、液体１３０に戻るように気泡を圧縮及び圧潰するために圧力を増加させ、それによって、管１１０の第１の端１１２に向かう液体１３０の少なくともの一部を加速させ、それにより、推進力は、管１１０を通路に沿って前進させるために液体から管１１０に移送される。
【００４１】
いくつかの実施形態では、チャネル１２０が初期圧力または基準圧力にあるとき、チャネル１２０の内部に気体及び液体１３０の体積が存在し得、圧力アクチュエータ１４０は、液体１３０の中の気体の一部または全てを圧縮及び分解するために、圧力を増加させるように制御され得る。いくつかの実施形態では、チャネル１２０は、全体的に、液体１３０で満たされ、圧力アクチュエータ１４０は、液体１３０の外に気体のキャビテーションを誘発するために圧力を減らし得る。様々な実施形態では、基準圧力は、大気圧と同じ値もしくはそれに近い値に、大気圧よりも著しく高い値に、または大気圧よりも著しく低い値に設定され得る。
【００４２】
圧力アクチュエータ１４０は、液体１３０の外に気泡のキャビテーションを誘発するために、繰り返しサイクルで圧力を調節し、続いて、液体１３０に戻るように、気体の一部または全てを圧縮するように構成され得る。様々な適用では、チャネル１２０の最大圧力とチャネル１２０の最小圧力との差は、例えば、約１０ｋＰａ〜１００ＭＰａ、約１０ｋＰａ〜１００ｋＰａ、約１００ｋＰａ〜１ＭＰａ、約１ＭＰａ〜約１０ＭＰａ、または約１０ＭＰａ〜約１００ＭＰａの範囲にあり得る。いくつかの実施形態では、最大圧力は、大気圧を上回る圧力、下回る圧力、または大気圧に近い圧力であり得る。いくつかの実施形態では、最小圧力は、大気圧を上回る圧力、下回る圧力、または大気圧に近い圧力であるが、最大圧力からセロ以外の差があり得る。
【００４３】
例えば、胃腸適用に関して、チャネル圧力は、大気圧を下回る１００ｋＰａから大気圧を上回る１０００ｋＰａまで変動し得、心臓血管適用に関して、チャネル圧力は、大気圧を下回る２０ｋＰａから大気圧を上回る３００ｋＰａまで変動し得、工業的適用に関して、チャネル圧力は、大気圧を下回る１０００ｋＰａから大気圧を上回る１００００ｋＰａまで変動し得る。
【００４４】
チャネル１２０の中の液体１３０は、例えば、純正液体、溶液、気体／液体溶液（すなわち、液体中で分解された気体）、気体及び液体の混合物、懸濁液等の液体及び固体粒子の混合物、ならびに、２つ以上の混和性液または非混合性液の混合物のうちの任意の１つ以上を含み得る。いくつかの実施形態では、大気圧における気体と液体との体積比は、例えば、約０．１％〜１０％、約０．５％〜５％、または約１％〜２％の範囲にあり得る。
【００４５】
液体１３０は、例えば、水、エタノール、二酸化炭素、窒素、空気、一酸化窒素、アルゴン、塩分、塩化ナトリウム、ギ酸カリウム、酸、酢酸、またはメタタングステン酸リチウム等の任意の適切な液体、気体、固体粒子、または溶液を含み得る。
【００４６】
異なる液体は、異なる適用に適切であり得る。例えば、医学的適用では、好ましい液体は、生体適合性があり、非毒（または、かなり低有毒性を有する）、非発熱性、非炎症性、非高浸透性、比較的不活性であり、比較的低圧力での及び患者の一般的な体温と同様の温度での動作に適切であり得る。例えば、水、エタノール、二酸化炭素、窒素、空気、一酸化窒素、アルゴンが挙げられる。
【００４７】
生体適合性が要求されない工業的適用では、高密度の液体は、例えば、不活性無機化合物の水溶液等が好ましい場合がある。１つの適切な高密度液体は、高密度、低粘度、及び良好な熱安定性を有するメタタングステン酸リチウムの水溶液であり得る。
【００４８】
様々な実施形態では、管１１０は、所与の適用に関するその適切性に応じて、異なる材料から形成され得る。例えば、医学的適用に関して、管１１０は、患者の体内の通路内の角または曲がり角の周囲で曲がるように十分に可撓性がある非毒材料から形成され得る。
【００４９】
異なる適用で管１１０を形成するように使用され得る材料のいくつかの実施例は、ポリマー、プラスチック、ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ビニル、ナイロン、ゴム、エラストマー、合成樹脂、またはポリマー、エラストマー、もしくは合成樹脂が含浸した繊維製品を含む複合材料を含む。内部構造に空隙（発泡体）を含有するポリマーは、また、押出ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）等の可撓性を増加させるために使用され得る。これらの材料の複合層は、また、強度を増加させ、可撓性を維持し、内圧またはねじりに抵抗するために使用され得る。
【００５０】
管１１０の壁１１８は、所与の適用に関して、圧力差の予想範囲に耐えるのに十分な強度及び厚さを有するはずである。いくつかの実施形態では、管１１０または管壁１１８は、圧力変化に起因する管の膨張及び／または収縮に対して軽減するように補強され得る。任意の適切な補強材料は、例えば、高強力繊維または超高分子量ポリエチレン等が使用され得る。
【００５１】
図２Ａ〜図２Ｆを参照して、推進デバイス１００の管１１０の区分は、いくつかの実施形態に従って示され、一連の図でキャビテーションプロセスを示す。
【００５２】
図２Ａを参照すると、初期圧力または基準圧力において、チャネル１２０は、実質的にまたは全体的に、チャネル１２０の内部で気体が少しある、または気体がない状態で、液体１３０で満たされ得る。（しかし、いくつかの実施形態では、基準圧力でチャネル内に存在する、かなりの気体の体積があり得る）。
【００５３】
チャネル１２０の圧力が圧力アクチュエータ１４０によって徐々に減らされるとき、気泡１３３は、図２Ｂに示されるように、チャネル１２０の内部の液体１３０の中で形成することを開始し得る。気泡１３３は、液体１３０及び／または蒸気（すなわち、液体１３０の気相）の中で事前に分解された気体を含み得る。泡１３３は、液体１３０の中で及び／または管１１０の内側表面１２６の核生成部位で懸濁する粒子等の、核生成部位の液体１３０の均一核生成によって、または不均一核生成によって形成し得る。
【００５４】
圧力がさらに減るにつれて、泡１３３は、図２Ｃに示されるように、より大きい泡１３３ｃを形成するために体積が増大し得、新しい泡１３３は核生成によって形成されることを継続し得る。泡１３３、１３３ｃの一部は、図２Ｄに示されるように、さらに大きい泡１３３ｄを形成するために合体し得る。
【００５５】
ある条件下で、泡１３３は、図２Ｅに示されるように、チャネル１２０の管腔に広がる大きい泡１３３ｅを形成するために合体し得る。すなわち、広がる泡１３３ｅは、チャネル１２０の領域内で、チャネル１２０の全管腔を占め得、それにより、液体１３０の異なる部分は泡１３３ｅの一方の側で分離される。これが急な圧力の増加中に液体１３０の加速度を増加させることによって、ひいては、管１１０に移送される液体１３０及び推進力に付与される運動エネルギーを増加させることによって推進効果を向上または増加させ得るように、チャネル１２０の中で係る広がる泡１３３ｅの形成を推奨または促進することが望ましい場合がある。
【００５６】
圧力が増加するとき（すなわち、圧縮中）、液体１３０は、図２Ｆの矢印２０１によって示されるように、遠位方向に（すなわち、チャネル１２０の第１の端または遠位端１２２に向かって）加速する。液体１３０の比較的低圧縮率よりも数桁大きい気泡１３３の比較的高圧縮率に起因して、液体１３０は、図２Ｆに示されるように、泡１３３を迅速に加速し及び圧縮することが可能になる。
【００５７】
泡１３３が圧縮されるとき、泡１３３が圧力及び密度の急増を経験し、図２Ａに示されるように、液体１３０に戻るように圧壊（すなわち、分解及び／または凝縮）する。気液界面の合計表面積を増加させることによって、液体１３０の中の泡１３３の分解／圧壊の割合を増加させ得る。したがって、多くの泡１３３と、好ましくは、多くの広がる泡１３３ｅとの形成を推奨または促進することが望ましい場合がある。
【００５８】
広がる泡１３３ｅの形成の可能性が増加し得るいくつかの方法があり、方法のいくつかが下記に説明される。例えば、いくつかの実施形態では、１つ以上の添加物は、気泡合体を向上させるために液体１３０の中に含まれ得る。いくつかの実施形態では、チャネル１２０の内径は、比較的小さくなるように選択され得、それにより、わずかに比較的小さい気泡体積が管腔に広がることが要求される。しかしながら、管腔の内径は、依然として、圧力が急増するとき（すなわち、毛細血管抵抗によってあまり制限されていないとき）、液体１３０がチャネル１２０に沿って流れることが可能になるのに十分に大きいはずである。いくつかの実施形態では、推進デバイス１００は、互いに並んで延在する複数の管１１０を備え得、複数の管１１０のそれぞれがチャネル１２０を画定する。これは、管１１０の内部の液体１３０の比較的大きい全質量を維持しながら、各チャネル１２０の内径を比較的小さくすることを可能にし得る。
【００５９】
いくつかの実施形態では、キャビテーション、気泡核生成、及び／または気泡合体は、チャネル１２０のある領域内で向上、推奨、または促進され得る。
【００６０】
いくつかの実施形態では、推進デバイス１００は、圧力が減るとき、チャネルの１つ以上の領域内にキャビテーション、気泡核生成、及び／または気泡合体を促進するように構成されている１つ以上の機構を備え得る。１つ以上の領域は、チャネル１２０の長さの少なくとも一部に沿って延在し得る。例えば、１つ以上の機構は、チャネル１２０の長さに沿って離間している複数の領域内でキャビテーション、気泡核生成、及び／または気泡合体を促進するように構成され得る。
【００６１】
いくつかの実施形態では、キャビテーションが促進する各領域は、チャネル１２０の内径の約１０％〜４００％、随意に、約３０％〜３００％、随意に、約５０％〜２００％の距離だけ、チャネルの長さの一部に沿って延在し得る。いくつかの実施形態では、キャビテーションが促進する隣接する領域間の距離は、例えば、約２〜５０、約５〜３０、または約１０〜２０の倍数だけ、チャネル１２０の内径よりも大きくなり得る。
【００６２】
図３Ａ〜図３Ｇを参照して、推進デバイス１００の管１１０の区分は、いくつかの実施形態に従って示され、一連の図でキャビテーションプロセスを示す。キャビテーションプロセスは、図２Ａ〜図２Ｆに関して説明されたものと同様である。しかしながら、図３Ａ〜図３Ｇに示される管１１０は、また、圧力が減るとき、チャネル１２０の１つ以上の領域内にキャビテーション、気泡核生成、及び／または気泡合体を促進するように構成されている１つ以上の機構３３０を含む。
【００６３】
図３Ａを参照すると、基準圧力において、チャネル１２０は、実質的にまたは全体的に、チャネル１２０の内部で気体が少しある、または気体がない状態で、液体１３０で満たされ得る。
【００６４】
チャネル１２０の圧力が圧力アクチュエータ１４０によって徐々に減らされるとき、気泡１３３は、図３Ｂに示されるように、チャネル１２０の内部の液体１３０の中で形成することを開始し得る。いくつかの泡１３３は、液体１３０の全体にわたってランダムに形成し得る。しかしながら、泡１３３の発生の可能性は、キャビテーション促進機構３３０の領域内でより高くなるだろう。
【００６５】
圧力がさらに減るにつれて、泡１３３は、図３Ｃに示されるように、より大きい泡１３３ｃを形成するために体積が増大し得、新しい泡１３３は核生成によって形成されることを継続し得る。泡１３３、１３３ｃの一部は、図３Ｄに示されるように、さらに大きい泡１３３ｄを形成するために合体し得る。
【００６６】
泡１３３は、図３Ｅに示されるように、チャネル１２０の管腔の全直径に広がる管腔に広がる泡１３３ｅを形成するために合体し得る。管腔に広がる泡１３３ｅの形成は、泡のより大きい数またはサイズが形成されること及び／または気泡合体が向上したことに起因して、機構３３０の領域内で、より可能性が高くなり得る。
【００６７】
圧力が増加するとき、液体１３０は、図３Ｆの矢印３０１によって示されるように、遠位方向に（すなわち、チャネル１２０の第１の端または遠位端１２２に向かって）加速し、泡１３３は、図３Ｇに示されるように、体積が圧縮し及び減る。
【００６８】
泡１３３が圧縮されるとき、泡１３３が圧力及び密度の急増を経験し、図３Ａに示されるように、液体１３０に戻るように圧壊（すなわち、分解及び／または凝縮）する。
【００６９】
機構３３０は、キャビテーション、気泡核生成、及び／または気泡合体の可能性を向上、促進、推奨、または増加させるための任意の適切な手段を含み得る。
【００７０】
図４を参照すると、いくつかの実施形態では、１つ以上の機構３３０は、チャネル１２０の長さに沿った管の壁１１８の熱伝導率及び／または熱質量の変動を含み得る。この熱伝導率及び／または熱質量の変動は、壁１１８の残りの部分よりも高い熱伝導率及び／または熱質量を有する材料を含むチャネル１２０の長さに沿って異なる場所で壁部４３０を含むことによって達成し得る。例えば、いくつかの実施形態では、壁１１８は押出ポリマーから形成され得、金属粒子は、比較的高い熱質量及び熱伝導率の壁部４３０を作成するために壁１１８のある部分に含浸し得る。
【００７１】
壁部４３０と壁１１８の残りの部分との間の熱伝導率及び／または熱質量の差は、チャネル１２０の残りの部分と比較して、壁部分４３０の領域内でキャビテーション及び気泡核生成のより高い可能性をもたらし得る。
【００７２】
いくつかの実施形態では、壁１１８の熱伝導率は、約０．２５Ｗｍ−１Ｋ−１〜２４０Ｗｍ−１Ｋ−１の範囲にわたって、チャネルの長さに沿って変動し得る。いくつかの実施形態では、壁部４３０の熱伝導率は、少なくとも１０、少なくとも１００、少なくとも５００、または少なくとも１０００の倍数だけ、壁１１８の残りの部分よりも高くなり得る。例えば、いくつかの実施形態では、壁部４３０の熱伝導率は、約１００Ｗｍ−１Ｋ−１〜３００Ｗｍ−１Ｋ−１、約１５０Ｗｍ−１Ｋ−１〜２５０Ｗｍ−１Ｋ−１、または約２００Ｗｍ−１Ｋ−１の範囲にあり得る一方、壁１１８の残りの部分の熱伝導率は、約０．１Ｗｍ−１Ｋ−１〜１０Ｗｍ−１Ｋ−１、または約０．５Ｗｍ−１Ｋ−１〜１Ｗｍ−１Ｋ−１の範囲にあり得る。
【００７３】
図５を参照すると、いくつかの実施形態では、１つ以上の機構３３０は、１つ以上の音響変換器５３０を備え得る。音響変換器５３０は、１つ以上のケーブル５３５を介してコントローラに接続され、キャビテーション、気泡核生成、及び／または気泡合体を促進する振幅及び周波数を伴う音響エネルギーを放出するように構成され得る。
【００７４】
音響変換器５３０は、管１１０の外部表面もしくは内部表面に結合され得、管１１０の壁１１８の外側に配置される、または、いくつかの実施形態では、管１１０の壁１１８の内部に配置もしくは埋設され得る。いくつかの実施形態では、音響変換器５３０は、圧電パッチ変換器を備え得る。
【００７５】
音響変換器５３０の動作周波数は、約１ｋＨｚ〜１００ｋＨｚまたは約１０ｋＨｚ〜２５ｋＨｚの範囲にあり得る。音響変換器５３０の動作周波数は、１に近い気体飽和率係数（すなわち、完全飽和状態）を伴うシステムにおいて少なくとも１マイクロメータの気泡の機械的核生成のためのブレイク閾値よりも高くなるように選択され得る。閾値が増加すると、周波数が増加し、気体飽和が減少する（参照のために、Ａｃｏｕｓｔｉｃ  ｃａｖｉｔａｔｉｏｎ  ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ，Ｒ．Ｅ．Ａｐｆｅｌ，Ｔｈｅ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ａｃｏｕｓｔｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ａｍｅｒｉｃａ  ６９，１６２４（１９８１）を確認されたい）。
【００７６】
音響超音波照射エネルギーは、音響変換器５３０によってチャネルの管腔内に指向され、液体１３０の中でキャビテーションを誘発することを促進、向上、または補助し得る。いくつかの実施形態では、超音波照射フィールドの特徴は、例えば、約１０ＭＰａ〜１００Ｍｐａの範囲の圧力変化、約０．２ｍｓ〜１０ｍｓの範囲内のパルス持続時間、及び約１０ｍＷ〜１００ｍＷの範囲の合計電力を含み得る。いくつかの実施形態では、音響変換器５３０は、約１００ｋＰａの圧力、約２５μｍの変位量、及び約２１ｋＨｚの周波数で動作し得る。
【００７７】
いくつかの実施形態では、機構３３０は、液体１３０の中にキャビテーションを誘発するように構成されている１つ以上のレーザを備え得る。例えば、いくつかの実施形態では、機構３３０は、管１１０の壁１１８の中に埋設されるマイクロダイオードレーザモジュールを備え得る。レーザモジュールは、圧力サイクルの低圧段階と一致するように１０ｍｓ〜２０ｍｓの期間のパルスでアクティブになり、気泡１３３の核生成を誘発することを促進、向上、または補助し得る。
【００７８】
いくつかの実施形態では、機構３３０は、チャネル１２０の管腔の内部で配置され及び約０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲で接近して分離するように配列される、１つ以上の組の導電体を備え得、それにより、電流は、一方の導体から他の導体に液体１３０を通って放電することができ、液体１３０の電離及び後続の気体核生成を生じさせる。導体ペアは、環状構造で配列され、非導電ポリマー管の壁内に埋設され得る。導体ペアは、管１１０の長さに沿って進む導線を介して電源に接続され得る。電源は、大容量、高電圧、弱電流放電回路を備え得、弱電流放電回路は、圧力アクチュエータ１４０によって生じる圧力サイクルの最低点で放電するように指定時間に作動することができる。供給電圧は、約１００Ｖ〜２００Ｖの範囲にあり得る。電流は、約１ｍＡ〜１０ｍＡの範囲にあり得る。
【００７９】
図６を参照すると、いくつかの実施形態では、１つ以上の機構３３０は、管１１０の内部表面１２６の表面変化６３０を含み得る。すなわち、内部表面１２６の表面変化部６３０は、内部表面１２６の残りの部分と異なり及び気泡核生成を促進または推奨するように構成されている。
【００８０】
いくつかの実施形態では、表面変化６３０は、管１１０の内部表面１２６の一部に適用されるコーティングを含み得る。いくつかの実施形態では、表面変化６３０は、例えば、オクタデシルトリクロロシラン（ＣＯ２核生成を促進するためのもの）、または他の同様の化合物等の触媒物質のコーティングを含み得る。いくつかの実施形態では、表面変化６３０は、例えば、シラン（水素化シリコン）化合物、パリレンＣ、またはＰＴＦＥ（テフロン（登録商標））等のフルオロポリマー、酸化マンガンポリスチレン（ＭｎＯ２／ＰＳ）、ナノコンポジット酸化亜鉛ポリスチレン（ＺｎＯ／ＰＳ）、ナノコンポジット沈降炭酸カルシウム、またはフッ素化アクリレートオリゴマー等の疎水性コーティングを含み得る。
【００８１】
いくつかの実施形態では、内部表面１２６の残りの部分は、例えば、ウレタン、アクリル、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリエチレンオキシド、ヒドロキシエチルメタクリレートもしくはアクリルアミドの組み合わせ等の親水性材料、または内部表面１２６の残りの部分（すなわち、表面変化６３０から離れている部分）の気泡核生成を抑止するのに適切な別の材料から形成され、またはそれでコーティングされ得る。
【００８２】
いくつかの実施形態では、表面変化６３０は、局部的形状変化を含み得る。比較的小さい局部的形状変化（例えば、約１μｍ〜１００μｍの長さスケールにおけるもの）は、気泡核生成及び気泡増大を推奨または促進するように核生成部位を提供し得る。例えば、局部的形状変化は、表面粗度、微小孔表面、傷のある表面もしくは窪みがある表面、複数の突起、突出する繊維、ナノチューブ、ピット、チャネル、隆起、フィン、凹部、空洞の変化、または他の幾何学的変化を含み得る。局部的形状変化は、例えば、成形、傷付け、カッティング、刻み付け、エッチング、摩耗、または圧痕によって形成され得る。いくつかの実施形態では、セラミック等の多孔質微粒子は、核生成部位を提供するように、内側表面１２６で管１１０の壁１１８の中に埋設され得る。
【００８３】
いくつかの実施形態では、局部的形状変化は、管１１０の内部表面１２６の全体にわたって延在し得る。いくつかの実施形態では、管１１０は内部表面１２６の全体にわたって延在する局部的形状変化が形成され得、次に、内部表面１２６のある部分は（例えば、ポリマーコーティングによって）平滑化され得、表面変化６３０を形成するように局部的形状変化の露出部／非平滑部を残す。例えば、管１１０の壁１１８は多孔質材で形成され得、次に、内部表面１２６のある部分は密閉され得、表面変化６３０を形成するように内部表面１２６の露出部／非密閉部を残す。
【００８４】
表面変化６３０は、所与の適用に関して、任意の適切な局部的形状変化を含み得る。いくつかの適切な局部的形状変化は下記に説明される。
【００８５】
いくつかの実施形態では、局部的形状変化は、複数のＶ字型チャネルを画定し得る。Ｖ字型チャネルは、相互に平行して整列し得る、または、ランダムに配向され、相互に交差し得る。
【００８６】
Ｖ字型チャネルの特性角（すなわち、Ｖ字型の頂点の角度）は、例えば、約１０度〜９０度、約３０度〜６０度、または約４０度〜５０度の範囲にあり得る。Ｖ字型チャネルの平均幅は、例えば、約１μｍ〜１０μｍまたは約２μｍ〜４μｍの範囲にあり得る。Ｖ字型チャネルの平均深度は、例えば、約１μｍ〜１０μｍまたは約２μｍ〜４μｍの範囲にあり得る。
【００８７】
図７を参照すると、いくつかの実施形態では、表面変化７３０は、Ｖ字型チャネル７３７を交差する部分的ランダムパターンを含み得る。これは、２μｍの定格サイズを伴うダイアモンド微粒子を使用して摩耗によって達成し得る。ダイアモンド微粒子は、鋭いＶ字型頂点を有し得、内部表面１２６への回転適用のために、金属ロッド上に焼結され得る。金属ロッドは、表面変化７３０を生じさせる回転振動により、内部表面１２６に適用され得る。本方法を使用して達成する一般的なランダムＶ字型傷パターンの原子間力の顕微鏡写真は図７に示される。
【００８８】
いくつかの実施形態では、局部的形状変化は、複数の円錐ピットを画定し得る。円錐ピットは、ランダムにまたは周期的配列で配列され得る。
【００８９】
円錐ピットの特性角（すなわち、円錐ピットの頂点の角度）は、例えば、約１０度〜９０度、約３０度〜６０度、または約４０度〜５０度の範囲にあり得る。円錐ピットの平均幅は、例えば、約１μｍ〜１０μｍまたは約２μｍ〜４μｍの範囲にあり得る。円錐ピットの平均深度は、例えば、約１μｍ〜１０μｍまたは約２μｍ〜４μｍの範囲にあり得る。
【００９０】
いくつかの実施形態では、局部的形状変化は複数の突起を画定し得る。突起は、任意の適切な形状を画定し得、いくつかの実施形態では、複数の異なる形状を画定し得る。突起はランダムにまたは周期的配列で配列され得る。
【００９１】
突起の平均高さは、例えば、約０．１μｍ〜１ｍｍ、約１μｍ〜５００μｍ、または約１０μｍ〜１００μｍの範囲にあり得る。突起の平均幅は、例えば、約０．１μｍ〜５００μｍ、約０．５μｍ〜１００μｍ、または約１μｍ〜１０μｍの範囲にあり得る。隣接する突起間の平均距離は、例えば、約０．１μｍ〜５００μｍ、約０．５μｍ〜１００μｍ、または約１μｍ〜１０μｍの範囲にあり得る。
【００９２】
図８Ａ〜８Ｅを参照すると、表面変化８３０のいくつかの実施例は、いくつかの実施形態に従って示される。表面変化８３０は、それぞれ、複数の突起８３５を画定する。いくつかの実施形態では、突起８３５は、チャネル８３７によって分離されるフィンまたは隆起８３５を画定し得る。
【００９３】
いくつかの実施形態では、突起８３５は、例えば、炭素またはシリコン等の材料から形成され得るナノワイヤまたは中空ナノチューブを備え得る。ナノワイヤに関して、突起８３５の幅は、約１０ｎｍ〜５００ｎｍ、約２０ｎｍ〜３００ｎｍ、または約１００ｎｍ〜２００ｎｍの範囲にあり得、突起８３５の長さまたは高さは、約０．１μｍ〜１００μｍ、約１μｍ〜５０μｍ、または約１０μｍ〜２０μｍの範囲にあり得、突起８３５の間の平均間隔は、例えば、約１０ｎｍ〜１０μｍ、約１０ｎｍ〜１００ｎｍ、または約１００ｎｍ〜１μｍの範囲にあり得る。ナノチューブに関して、突起８３５の幅は、約１０ｎｍ〜１００ｎｍ、約１０ｎｍ〜５０ｎｍ、または約２０ｎｍ〜４０ｎｍの範囲にあり得、突起８３５の長さまたは高さは、約１μｍ〜５０μｍ、約５μｍ〜３０μｍ、または約１０μｍ〜２０μｍの範囲にあり得、突起８３５の孔径（または内径）は、約１μｍ〜４０μｍ、約５μｍ〜３０μｍ、または約１０μｍ〜２０μｍの範囲にあり得、突起８３５の間の平均間隔は、例えば、約１０ｎｍ〜１０μｍ、約１０ｎｍ〜１００ｎｍ、または約１００ｎｍ〜１μｍの範囲にあり得る。
【００９４】
いくつかの実施形態では、局部的形状変化は、例えば、発泡体、焼結材料、または他の多孔質材等の多孔質表面を画定し得る。多孔質表面の平均孔径は、例えば、約１０ｎｍ〜２００μｍ、約２０ｎｍ〜２５０ｎｍ、約５０ｎｍ〜１５０ｎｍ、約１０μｍ〜約２００μｍ、または約５０μｍ〜約１００μｍの範囲にあり得る。多孔質表面は、多孔質材の層を含み得る。多孔質層の厚さは、例えば、約１０μｍ〜１ｍｍまたは約５０μｍ〜１００μｍの範囲にあり得る。
【００９５】
図９を参照すると、多孔質層９３３を含む表面変化９３０は、いくつかの実施形態に従って示される。多孔質層９３３は、例えば、約１０μｍ〜約１００μｍの範囲にわたる直径を伴う焼結粒子９３５から形成され得る。
【００９６】
いくつかの実施形態では、局部的形状変化は、例えば、約０．１μｍ〜５００μｍ、約０．５μｍ〜１００μｍ、または約１μｍ〜１０μｍの範囲の表面粗度を有し得る。
【００９７】
いくつかの実施形態では、１つ以上の添加物は、キャビテーション、気泡核生成、及び／または気泡合体を促進するために液体１３の中に含まれ得る。例えば、添加物は、液体１３０の密度、粘度、ｐＨレベル、気体溶解度、合体特徴、または表面張力を変更するために含まれ得る。
【００９８】
各流体気体の組み合わせの溶解度及び合体特徴は、温度及びｐＨ等の制御され得る因子に依存し得る。ＣＯ２の場合、溶液のｐＨは、理想的には、最適な効果をもたらすために６〜６．５になるように調節されるべきであると考えられている。ｐＨが６．５を上回る場合、水分中の気体の高溶解度に起因して気泡核生成を誘発することが困難であり得る。いくつかの実施形態では、ＣＯ２が気体として使用され、溶液のｐＨは、酢酸の添加物を用いて６〜６．５のレベルまで減少し得、液体中のＣＯ２の気泡の核生成及び合体を促進するために生じさせる。
【００９９】
いくつかの適用では、液体１３０に反応を引き起こす圧力アクチュエータ１４０の機械的作用は、液体１３０の熱を生じさせ得、液体１３０の中の気体１３３の溶解度を減少させ得る。いくつかの実施形態では、推進デバイス１００は、液体１３０から離れるように過度の熱を引き込むヒートシンク（図示せず）を含み得る。例えば、ヒートシンクは、管１１０の近位端１１４で、またはその近くに配置される金属ヒートシンクを含み得、圧力アクチュエータ１４０の内部に、またはそれに隣接して配置され得る。ヒートシンクは、空気対流、冷却、または放射によって冷却され得る。
【０１００】
いくつかの実施形態では、液体１３０の熱伝導率は、熱が液体１３０を通って管１１０に沿ってヒートシンクに移送されるのに十分であり得る。いくつかの実施形態では、ギ酸カリウム等の塩分は、粘度または沸点を著しく増加させることなく、液体１３０の熱伝導率及び密度を増加させるために水に追加され得る。
【０１０１】
いくつかの実施形態では、管１１０自体の熱質量及び熱伝導率は、熱が管１１０に沿ってヒートシンクに移送されるのに十分であり得る。いくつかの実施形態では、管壁１１８は、管１１０に沿ってヒートシンクまで熱を移送する１つ以上の熱導体（金属膜またはワイヤ等）を備え得る。
【０１０２】
いくつかの実施形態では、液体１３０は、具体的には、高密度液体を含み得、及び／または、１つ以上の添加物は、液体１３０が加速するときに生じた推進力を増加させるために、ひいては、管１１０に移送される推進力を増加させ、通路に沿って管１１０を前進させるために、液体１３０の密度または慣性を増加させるために液体１３０の中に含まれ得る。
【０１０３】
いくつかの実施形態では、医療使用等に関して、液体１３０は、１つ以上の添加物（表面張力及び粘度を減らすエタノール、ｐＨレベルを減らすクエン酸もしくは酢酸、または密度を増加させる塩化ナトリウム等の塩分等）と組み合わせられた水を含み得る。
【０１０４】
いくつかの実施形態では、管１１０の内部表面１２６は、急な圧力増加中に液体１３０から管１１０までの推進力移送を向上させるように構成されている、比較的広範囲の局部的形状変化（例えば、管１１０の内径の約５％〜１０％の範囲の長さスケールでの変化）を画定し得る。
【０１０５】
図１０Ａ〜１０Ｃを参照すると、いくつかの実施形態に従って、管１１０の区分が示され、内部表面１２６によって画定される広範囲の局部的形状変化のいくつかの実施例を示す。内部表面１２６は、近位方向（チャネル１２０の第２の端または近位端１２４に向かう）の後退角のある複数の周期的環状隆起１０１０を画定し得る。隆起１０１０は、図１０Ａ〜１０Ｃに示されるように、断面の後ろに延びるモミの木パターンまたは近位に後ろに延びる歯のように現れる。
【０１０６】
近位に後ろに延びる環状隆起１０１０は、流体ダイオード効果をもたらし得、それによって、遠位方向の流体流動に対してより大きい抵抗と、近位方向の流体流動に対して比較的少ない抵抗とが存在するようになる。この効果は、急な圧力増加中、液体１３０から管１１０までの推進力移送を向上させ得る。
【０１０７】
いくつかの実施形態では、環状隆起１０１０は近位に後ろに延び得ず、流体ダイオード効果は、異なる種類の局部的形状変化によって達成し得る、または、いくつかの実施形態では、全く達成しない場合がある。
【０１０８】
上記に説明したように、チャネル１２０が初期状態または静止状態の液体１３０の体積及び気体１３３の別の体積を収容するとき、圧力アクチュエータ１４０は、気体１３３を液体１３０の中で分解するために、チャネル圧力を増加させ（これは、圧力増加段階と称され得る）、続いて、気泡１３３の核生成及びキャビテーションを液体１３０の中で誘発するためにチャネル圧力を減少するように構成され得る（これは、圧力減少段階と称され得る）。代替として、チャネル１２０が初期状態または静止状態の１３０だけを収容するとき、圧力アクチュエータ１４０は、気泡１３３の核生成及びキャビテーションを液体１３０の中で誘発するために、チャネル圧力を減少させ（圧力減少段階）、続いて、気泡１３３を液体１３０の中で（凝縮または分解によって）圧壊するためにチャネル圧力を増加させるように構成され得る（圧力増加段階）。
【０１０９】
いくつかの実施形態では、圧力増加段階は、実質的に、圧力減少段階の期間に類似し得る。いくつかの実施形態では、圧力増加段階の期間は、圧力減少段階の期間よりも著しく短い場合がある。
【０１１０】
いくつかの実施形態では、圧力アクチュエータ１４０は、圧力が減る時間周期の約１％〜５０％、例えば、随意に、約５％〜３０％、随意に、約１０％〜２０％である時間周期にわたって、圧力を増加させるように構成され得る。
【０１１１】
上記に説明したように、圧力アクチュエータ１４０は、説明される方式で、チャネル圧力を変動させるための任意の適切な装置を備え得る。いくつかの実施形態では、圧力アクチュエータ１４０は、ダイヤフラムを偏向または変形させ、システムの体積を変化させ、チャネル圧力を制御するように構成されている機構を伴う、可撓ダイヤフラムを備え得る。いくつかの実施形態では、圧力アクチュエータ１４０は、例えば、電気モータまたはリニアモータ等のモータによって駆動される往復ピストンを備え得る。
【０１１２】
図１１を参照すると、いくつかの実施形態に従って、例示的な変位プロフィールｘ（ｔ）及び対応する速度プロフィールｖ（ｔ）が示され、経時的に、ピストンの形態における圧力アクチュエータ１４０の移動を説明している。
【０１１３】
変位プロフィール及び速度プロフィールは、圧力増加段階１１１０と、後に続く、圧力減少段階１１２０とを示す。圧力増加段階１１１０（ピストンの圧縮行程に対応する）の間、ピストンは、気泡１３３の高圧縮性特質によって可能である急速な加速１１１２を受ける。
【０１１４】
一度気泡１３３が液体１３０に戻るように圧壊すると、液体１３０の比較的非圧縮性特質（すなわち、気体１３３よりも著しく少ない圧縮性）に起因して、ピストンの急な減速１１１４が発生する。ピストン及び液体１３０の急な減速１１１４は、大きい衝撃と、液体１３０から管１１０までの推進力の移送と、通路１０３に沿って管１１０を前進するように作用する結果として生じる推進効果とをもたらす。
【０１１５】
ピストン減速１１１４の後に、一度チャネル圧力が最大値に達すると、ピストンが引き出されるとき、圧力減少段階１１２０が開始する。引き出し行程（圧力減少段階１１２０）は、気泡１３３の核生成及びキャビテーションが発生するのに必要な時間に起因して、圧縮行程（圧力増加段階１１１０）よりも著しく遅くなり得る。次に、チャネル圧力は最小値まで減少する。次に、ピストンの移動は、圧力変動サイクルを繰り返す同様の方式で繰り返し得る。
【０１１６】
圧力アクチュエータ１４０は、チャネル圧力を繰り返して増加及び減少させ、複数の衝撃で推進力を管１１０に付与するように構成され得、各衝撃は対応する圧力増加段階に関連付けられる。いくつかの実施形態では、チャネル圧力は、繰り返し圧力サイクル（すなわち、圧力増加、後に続く、圧力減少）がある周期的または循環的方式で、圧力アクチュエータ１４０によって変動し得る。いくつかの実施形態では、圧力アクチュエータ１４０は、繰り返し圧力サイクルに従って、チャネル圧力を変動させるように構成され得、繰り返し圧力サイクルは、例えば、約０．１Ｈｚ〜１０Ｈｚ、約０．５Ｈｚ〜５Ｈｚ、約０．５Ｈｚ〜１．５Ｈｚ、約２Ｈｚ〜４Ｈｚの範囲、または約３Ｈｚの周波数で行われる。
【０１１７】
いくつかの実施形態では、圧力アクチュエータ１４０は、逆サイクルで動作し、チャネル圧力を調節し、逆衝撃を管１１０に付与し、器具を近位方向に移動させるように構成され得る。この逆圧力サイクルは、器具を通路から引き出すために使用され得る。
【０１１８】
図１２を参照すると、例示的な圧力／時間プロフィールは、いくつかの実施形態に従って示され、圧力が増加するときに気泡１３３を液体１３０の中で圧縮し、続いて、圧力が減るときに液体１３０の中で気泡１３３のキャビテーションを誘発するために必要なチャネル圧力の変化を説明する。圧力スケールは大気圧を上回るキロパスカル（ｋＰａ）で示され、時間スケールは秒によって示される。チャネル圧力が約０．３ｓの周期にわたって徐々に減り、次に、約０．０５ｓの周期にわたって急に増加する。この加圧サイクルは約３Ｈｚの周波数で繰り返す。
【０１１９】
前述したように、いくつかの実施形態では、チャネル１２０は、圧縮前に形成する広がる泡１３３ｅの可能性を増加させるために比較的小さいことが望ましい場合がある。チャネル１２０の内径は、例えば、０．１ｍｍ〜１０ｍｍ、０．１ｍｍ〜１ｍｍ、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ、１ｍｍ〜７ｍｍ、または２ｍｍ〜５ｍｍの範囲にあり得る。いくつかの実施形態では、推進デバイス１００は、図１３Ａ及び図１３Ｂに示される例示的な管構成の断面によって示されるように並んで延在する複数の管１１０を備え得る。
【０１２０】
いくつかの実施形態では、管１１０は、図１３Ｂに示されるように、例えば、内視鏡等のプローブを受容するように構成されている器具チャネル１３０１の周囲に配列され得る。いくつかの実施形態では、管１１０は、図１３Ａに示されるように、例えば、内視鏡等のプローブの管腔内に挿入されるために束に配列され得る。いくつかの実施形態では、管１１０は内視鏡等のプローブの一部として一体的に形成され得、管１１０は器具チャネル（例えば、ビデオ管、照明、潅注、吸引、操縦、生検、及び他の器具チャネル）と平行して延在する。
【０１２１】
いくつかの実施形態では、推進デバイス１００は第２の管１１０の内部に第１の管１１０を備え得、液体１３０及び気体１３３は２つの管１１０の間に画定される環状チャネル１２０の中に含有される。また、第１の管１１０の内側管腔は液体１３０及び気体１３３を含有し得る。または、代替として、いくつかの実施形態では、第１の管１１０の内側管腔は器具チャネルを画定し得る。
【０１２２】
単一の管１１０または複数の管１１０は、所与の適用に関して予想される力に耐える十分な強度及び剛性を伴う可撓性材料から形成され得る。医学的適用に関して、いくつかの適切な材料は、例えば、超高分子量ポリエチレンまたは他の生体適合性ポリマーに対して高いものを含み得る。いくつかの実施形態では、単一の管１１０または複数の管１１０は、例えば、ポリウレタン及びシリコンエラストマーのコーティングでらせん状になっているポリエチレン等の複合材料から形成され得る。
【０１２３】
管１１０の寸法は、異なる適用のために変動し得る。例えば、胃腸用内視鏡等の医療用内視鏡に関して、単一の管推進デバイスは、８ｍｍの外径及び６ｍｍの内径、または６ｍｍの外径及び４．５ｍｍの内径を伴う管１１０を備え得、複数管の推進デバイスは、４つの管１１０を備え得、４つの管１１０のそれぞれは、３ｍｍの外径及び２ｍｍの内径を有する。いくつかの実施形態では、単一の管推進デバイス１００の管１１０または複数管の推進デバイス１００の複数管１１０は、例えば、１ｍｍ〜５ｍｍの範囲の内径と、例えば、０．５ｍｍ〜１５ｍｍ、１ｍｍ〜１０ｍｍ、２ｍｍ〜８ｍｍ、または４ｍｍ〜６ｍｍの範囲の外径とを有し得る。医療用内視鏡の長さは、一般的に、例えば、約１ｍ〜５ｍまたは約３ｍ〜４ｍの範囲である。いくつかの実施形態では、胃腸内視鏡検査等に関して、管（複数可）１１０は、例えば、獣医学適用に関して、３ｍ〜４ｍ、１ｍ〜５ｍ、または５ｍ〜１５ｍもしくは７ｍ〜９ｍ等の５ｍをさらに上回る範囲の長さを有し得る。いくつかの実施形態では、動脈内視鏡検査等に関して、管（複数可）は、例えば、０．５ｍ〜２ｍ、０．７ｍ〜１．５ｍ、または０．９ｍ〜１．２ｍの範囲の長さを有し得る。いくつかの実施形態では、工業用内視鏡等に関して、管の寸法は、かなり大きくなり得る。
【０１２４】
医学的適用に関して、通常、推進デバイス１００が無菌であることが重要であるだろう。これを受けて、デバイス１００の少なくとも一部は、無菌パッケージ内で提供され使用後に破棄することができる、使い捨て構成要素を備えることが望ましい場合がある。図１４を参照して、いくつかの実施形態に従って、推進デバイス１４００を示す。推進デバイス１４００は、推進デバイス１００に関して説明されるものと略同様の特徴を含み、同様の数字で言及される。圧力アクチュエータ１４４０及びチャネル１４２０を画定する管１４１０の近位端１４１４が示される。管１４１０が図１の推進デバイス１００に関して説明されるような遠位端（図示せず）まで延在することが理解されるであろう。管１４１０は、推進管と称され得、上記に説明した管１１０と同様の特徴を含み得る。いくつかの実施形態では、管１４１０は、図１３Ａまたは図１３Ｂに関して説明されるような管１１０または複数の管１１０の束を備え得る。
【０１２５】
圧力アクチュエータ１４４０は、筐体１４４２、駆動機構１４４４（モータの形態のもの）、作動ロッド１４４６、及び筐体１４４２の側面に画定されるソケット１４４８を備える。圧力アクチュエータ１４４０は、さらに、ピストンアセンブリ１４５０を備え、このピストンアセンブリ１４５０は、シリンダ１４５４を画定する本体１４５２と、シリンダ内に配置されるピストン１４５６と、ピストン１４５６をシリンダ１４５４の内部孔１４６０に対して密閉するピストン密閉部１４５８とを備える。ピストン１４５６及びシリンダ１４５４は、ピストンポンプを形成するように一緒に作用する。しかしながら、いくつかの実施形態では、異なる種類のポンプまたは圧縮機（例えば、ダイヤフラムポンプ）は、図１７に関して下記に説明されるように、管１４１０の中でチャネル圧力を調節するために使用され得る。
【０１２６】
ピストンアセンブリ１４５０は、管ユニット１４０１を形成するように管１４１０に取り付けられる。管ユニット１４０１は、既定の圧力で管１４１０のチャネル１４２０の内部で密閉される、液体１３０の既定の質量及び気体１３３の既定の質量で製造され及び満たされ得る。次に、管ユニット１４０１は、筐体１４４２（ソケット１４４８及び駆動機構１４４４を含む）から別個に梱包及び滅菌され得、それにより、筐体１４４２は再滅菌及び再使用されることができる一方、管ユニット１４０１は、使用後に廃棄される使い捨てユニットとして製造及び滅菌されることができる。
【０１２７】
この配列は、手術室等の無菌環境において管１４１０を無菌流体１３０、１３３で満たすことを必要とすることなく、流体１３０、１３３、及び管ユニット１４０１を一緒に、より容易に滅菌し得る。
【０１２８】
ピストンアセンブリ１４５０は、筐体１４４２に取り外し可能に結合され（すなわち、ソケット１４４８から取り外し可能である）。ソケット１４４８は、ソケット１４４８を画定し及びソケット１４４８の中にピストンアセンブリ１４５０を収容することを助ける、内部円筒状壁１４８６を備え得る。
【０１２９】
本体１４５２は第１の開口部１４６２及び第２の開口部１４６４をシリンダ１４５４で画定し、シリンダ１４５４は第１の開口部１４６２と第２の開口部１４６４との間の開放通路を画定する。管１４１０の近位端１４１４は第２の開口部１４６４でピストンアセンブリ１４５０の本体１４５２に接続され、それにより、チャネル１４２０はシリンダ１４５４と流体連通する。シリンダ１４５４の内径または孔は、管１４１０の内径よりも著しく大きい場合があり、それにより、比較的短い行程の長さは、管１４１０の所望の圧力変化に影響を及ぼすには必要である。例えば、管１４１０とシリンダ１４５４との内径の比率は、０．０１〜０．５、０．０５〜０．４、０．１〜０．３、または０．１〜０．２の範囲にあり得る。
【０１３０】
シリンダ１４５４の内径は、第２の開口部１４６４において、管１４１０の内径に合わせて小さくなるように徐々にテーパ状になり得る。いくつかの実施形態では、第２の開口部１４６４は、本体１４５２の中心軸からずれ得、圧力アクチュエータ１４４０が水平構成で配置されるとき、シリンダ１４５４の上面に、または近くに配置され得る。これは、シリンダ内で捕捉される、キャビテーション中にシリンダ１４５４内で形成され得る、気泡の可能性を減らし得、代わりに、泡が、重力に起因して、第２の開口部１４６４に向かって及び管１４１０の中に上昇することを可能にする。
【０１３１】
圧力アクチュエータ１４４０は、シリンダ１４５４の長さに沿って前後にピストン１４５６を移動させ、管１４１０のチャネル圧力を変動させる等によって、チャネル圧力を調節するように構成されている。圧縮行程または圧力増加行程は、ピストン１４５６を管１４１０に向かって移動させ、流体をシリンダ１４５４から及び管１４１０に押し、それによって、管１４１０のチャネル圧力を増加させる。戻り行程、または引き出し行程もしくは圧力減少行程は、ピストン１４５６を管１４１０から離れるように移動させ、流体が管１４１０からシリンダ１４５４に戻るように流れることを可能にし、それによって、管１４１０のチャネル圧力を減少させる。
【０１３２】
モータ１４４４及び作動ロッド１４４６は、筐体１４４２の内部に配置され、それにより、ピストンアセンブリ１４５０がソケット１４４８の内部で配置されるとき、作動ロッド１４４６は本体１４５２の第１の開口部１４６２と整合し、第１の開口部１４６２を通過し、シリンダ１４５４の内部でピストン１４５６に接触し、ピストン１４５６を移動させることができる。いくつかの実施形態では、管１４１０の内部のチャネル圧力は、作動ロッド１４４６がシリンダ１４５４から引き出されるとき、戻り行程を通してピストン１４５６を移動させるのに十分であり得る。いくつかの実施形態では、ピストンアセンブリ１４５０は、さらに、作動ロッド１４４６に接して及び／または管１４１０から離れるように、ピストン１４５６を付勢する付勢部材１４７０（ばね等）を備え得、それにより、ピストン１４５６は、作動ロッド１４４６がシリンダ１４５４から引き出されたとき、付勢部材１４７０によって、戻り行程を通して後方に押される。例えば、付勢部材１４７０は、ステンレス鋼ばね及び／またはらせんばねを備え得る。いくつかの実施形態では、作動ロッド１４４６は、ピストン１４５６自体に取り外し可能に結合でき、作動ロッド１４４６が、ピストン１４５６を後方に引っ張り、同じように、ピストン１４５６を前方に押すことを可能にし得る。
【０１３３】
ピストンアセンブリ１４５０は、さらに、ピストン１４５６が第１の開口部１４６２を通ってシリンダ１４５４から取り外されることを制限するロックリング１４６６を備え得る。いくつかの実施形態では、駆動機構１４４４は、モータ及び作動ロッドを介することよりもむしろ、ピストン１４５６を直接駆動させるように構成されている１つ以上の電磁石を備え得る。
【０１３４】
本体１４５２は、さらに、ソケット１４４８に係合し、ピストンアセンブリ１４５０を筐体１４４２に結合するように構成されている１つ以上のロックつまみ１４６８を画定し得る。ソケット１４４８は、また、つまみ１４６８に係合し、ピストンアセンブリ１４５０をソケット１４４８の内部に固着するように構成されている１つ以上の外部フランジ１４８８を備え得る。このように、ピストンアセンブリ１４５０は、筐体１４４２に取り外し可能に結合できるように構成され、それにより、ピストンアセンブリ１４５０及び管１４１０は、単一の使い捨て管ユニットとして一緒に製造されることができる一方、筐体１４４２及びモータ１４４４は、新しい手術毎に、新しい管ユニットで再使用されることができる。例えば、ロックつまみ１４６８は、代替として、タブまたは径方向突出と称され得る。
【０１３５】
管ユニットは、（適用に応じて、大気圧またはより高い圧力のいずれかにおいて）チャネル１４２０の内部に配置される液体１３０及び気体１３３とともに組み立てられ、ピストンアセンブリ１４５０に接続され、液体１３０及び気体１３３を管ユニット内に密閉し得る。いくつかの実施形態では、本体１４５２は、管１４１０の近位１４１４端及びピストン１４５６に固定され、ピストン１４５６は、続いて、シリンダ１４５４の内部に設置され、ロックリング１４６６でロックされ、液体１３０及び気体１３３をチャネル１４２０及びシリンダ１４５４の内部で密閉し得る。密閉部１４５８は、ピストン１４５６の内部で画定される１つ以上の対応するガスケッシートで、または、代替として、シリンダ１４５４の内側表面内に着座し得る、Ｏリング等の１つ以上のガスケットを含み得る。
【０１３６】
いくつかの実施形態では、ピストンアセンブリ１４５０の本体１４５２は、シリンダ１４５４及び管１４１０のチャネル１４２０を、選択された液体１３０の既定の質量及び選択された気体１３３の既定の質量で満たすための入口バルブ１４９０を含み得る。本体１４５２は、また、チャネル１４２０及びシリンダ１４５４が液体１３０及び気体１３３で満たされている間に、空気をチャネル１４２０及びシリンダ１４５４から放出することを可能にする出口バルブ１４９２を含み得る。
【０１３７】
バルブ１４９０、１４９２は、第２の開口部の本体１４５２の一端の近くに位置し得、シリンダ１４５４及びチャネル１４２０の内部の圧力を維持するように構成され得る。いくつかの実施形態では、バルブ１４９０、１４９２は、ばねプランジャバルブを備え得る。図１４に示されるように、入口バルブ１４９０は第２の開口部１４６４に比較的より近くに位置し得、出口バルブ１４９２は第２の開口部１４６４から比較的より遠方に位置し得る。
【０１３８】
管ユニット１４０１を気体１３３及び液体１３０で満たすために、本体１４５２は、上下逆に保持され得る、またはバルブ１４９０、１４９２が第２の開口部の上部に配置され、チャネル１４２０及びシリンダ１４５４の体積のほとんどもしくは実質的に全ては、出口バルブ１４９２よりも低い高さにある状態で配列される。これは、チャネル１４２０及びシリンダ１４５４が液体１３０で満たされるとき、過剰空気が出口バルブ１４９２に向かって上昇することが推奨される。空気は、真空ラインまたは他の吸引部を介して、出口バルブ１４９２から吸われ得る。
【０１３９】
いくつかの場合、液体１３０及び気体１３３は圧力容器内で一緒に混合され得、それにより、気体１３３は飽和溶液の液体１３０の中で完全に分解され、その場合、気体／液体溶液は、空気が出口バルブ１４９２を介して除去されるとき、入口バルブ１４９０を介して管ユニット１４０１に導入されることができる。気体１３３及び液体１３０が別個に導入される場合、最初に、出口バルブ１４９２を介してチャネル１４２０及びシリンダ１４５４から可能な限り多くの空気を除去することが好ましい場合があり、液体１３０をチャネル１４２０及びシリンダ１４５４の中に入口バルブ１４９０を介して注入する前に、いずれかの残りの空気を、出口バルブ１４９２を介して除去し、次に、気体１３３をチャネル１４２０及びシリンダ１４５４の中に、入口バルブ１４９２を介して注入する。
【０１４０】
代替として、管１４１０は開放されている遠位端で形成され得、液体１３０及び気体１３３は、空気がシリンダ１４５４から引き出されたとき、チャネル１４２０に沿って及びシリンダ１４５４の中に引き出され得、次に、管１４１０の遠位端は、プラグをチャネル１４２０の中で保持し及び管１４１０を密閉するように、プラグ及び鋼鉄スエージで閉鎖され得る。しかしながら、プラグまたは他の手段で管１４１０を閉鎖することを必要とすることを回避するために、閉鎖された遠位端を伴う管１４１０を形成することが好ましい場合がある。
【０１４１】
一度管ユニットがチャネル１４２０及びシリンダ１４５４の内側で密閉される液体１３０及び気体１３３とともに完全に組み立てられると、管ユニットは、梱包され、例えば、ガンマ放射線で滅菌され得る。一緒に、管１４１０及びピストンアセンブリ１４５０は、選択された液体量１３０及び選択された気体量１３３を含有する密閉容器を画定し得る。いくつかの実施形態では、気密閉鎖部は、シリンダ１４５４の第１の開口部１４６２を閉鎖するために及び使用するまで選択された管チャネル圧力を維持することを補助するために、梱包中に、ピストンアセンブリ１４５０の本体１４５２に適合し得る。本体１４５２は、閉鎖部に係合し及び気密密閉を形成するために、１つ以上の凹部、切り欠き、または突出部を画定する係合部（図示せず）を含み得る。
【０１４２】
いくつかの実施形態では、圧力アクチュエータ１４４０は、管１４１０のチャネル圧力を制御するために、ピストンポンプの代わりにダイヤフラムポンプを備え得る。図１７を参照すると、推進デバイス１４００は、代替の管ユニット１７０１で示され、上記に説明したピストンアセンブリ１４５０の代わりに、ダイヤフラムポンプアセンブリ１７５０を備える。全ての他の点において、管ユニット１７０１は、同様の参照数字で示される同様の特徴を用いて上記に説明した、管ユニット１４０１と実質的に同様であり得る。
【０１４３】
ダイヤフラムポンプアセンブリ１７５０は、第１の開口部１７６２と第２の開口部１７６４との間に延在するチャンバ１７５４を画定する本体１７５２と、チャンバ１７５４の第１の開口部１７６２を閉鎖する、または覆うダイヤフラム１７７０と、を備える。管１４１０の近位端１４１４は第２の開口部１７６４でダイヤフラムポンプアセンブリ１７５０の本体１７５２に接続され、それにより、チャネル１４２０はチャンバ１７５４と流体連通する。本体１７５２は、さらに、ソケット１４４８のフランジ１４８８に係合し、ダイヤフラムアセンブリ１７５０を筐体１４４２に結合するように構成されている１つ以上のつまみ１４６８を画定し得る。
【０１４４】
いくつかの実施形態では、ダイヤフラムポンプアセンブリ１７５０の本体１７５２は、入口バルブ１７９０及び出口バルブ１７９２を含み得、入口バルブ１７９０及び出口バルブ１７９２は、管ユニット１４０１及び本体１４５２に関して説明されるようなバルブ１４９０及び１４９２と同様の方式で構成され得る。
【０１４５】
ダイヤフラム１７７０は、クランプ１７７２によって、チャンバ１７５４の第１の開口部１７６２にわたって別個に形成及び適所に保持され得る。図１７に示されるように、例えば、クランプ１７７２は、本体１７５２に螺合するように構成されているねじ山付きロックリングを備え得、それによって、本体１７５２とクランプ１７７２との間に、ダイヤフラム１７７０の周縁を挟着する。他の実施形態では、ダイヤフラム１７７０は、例えば、複合成形プロセスを使用して、本体１７５２と一体的に形成され得る。
【０１４６】
ダイヤフラム１７７０は、管１４１０のチャネル１４２０と流体連通するチャンバ１７５４の体積を変化させるために、アクチュエータによって変形し得る、弾性的に変形可能な膜を備える。ダイヤフラム１７７０の中心部１７７４は、駆動機構１４４４の作動ロッド１４４６に取り外し可能に結合され得る。ダイヤフラム１７７０は、中心部１７７４の周辺の弾性的変形可能部１７７６を含み、ダイヤフラムの中心部１７７４を、中心部１７７４の表面に対して実質的に直角（垂直）である軸１７８０に沿って本体１７５２に対して前後に移動することを可能にする。例えば、駆動機構またはリニアモータ１４４４の作動ロッド１４４６の軸方向運動と平行に、または一直線上にある。
【０１４７】
ダイヤフラム１７７０の中心部１７７４が、圧縮位置１７７８ａ（破線で示される）と、引き出された位置１７７８ｂ（実線で示される）との間に前後に移動するにつれて、チャンバ１７５４の体積が変化する。したがって、作動ロッド１４４６及びダイヤフラム１７７０の中心部１７７４の位置を制御することによって、管１４１０のチャネル圧力を調節及び制御することができる。
【０１４８】
ダイヤフラム１７７０は、円形であり得る、または回転対称であり得るが、弾性的に変形可能な膜に任意の適切な形状を画定し得る。チャンバ１７５４は図１７にシリンダとして示されるが、チャネル圧力の所望の範囲を提供するための任意の適切な形状を画定し得る。いくつかの実施形態では、チャンバ１７５４は、比較的短く及び第２の端１７６４に向かってテーパ状になり得、比較的幅広いダイヤフラム１７７０及び第２の開口部１７６４の比較的狭い直径を可能にし、ダイヤフラムの比較的わずかな軸方向運動のためのチャネル圧力のより大きい範囲を可能にする。
【０１４９】
いくつかの実施形態では、異なる医学的適用に関する異なる管ユニットは、同様のピストンアセンブリが取り付けられ、異なる管ユニットのそれぞれを一般的な筐体１４４２及びモータ１４４４とともに使用することを可能にし得る。いくつかの実施形態では、複数の管１４１０は、単一のピストンアセンブリ１４５０に接続され得、管１４１０のそれぞれのチャネル１４２０は、ピストンアセンブリ１４５０のシリンダ１４５４と流体連通する。
【０１５０】
いくつかの実施形態では、筐体１４４２は、図１５に示されるような駆動コンソールまたは駆動部ユニット１５００を備え得る。駆動コンソール１５００は、電源１５６０から駆動コンソール１５００まで電力供給を制御する電源スイッチ１５０２を備え得る。
【０１５１】
ソケット１４４８は、１つ以上の円周フランジ１４８８を備え得、円周フランジ１４８８は、ソケットの円周の周囲の一部の経路を延在し、径方向に内向きに延在し、本体１４５２のつまみ１４６８をソケット１４４８の内部に保定する。つまみ１４６８は、図１５に破線で示され、フランジ１４８８の内部に、またはその下に収容される本体１４５２から離れるように径方向に突出する。つまみ１４６８は、また、本体１４５２の一部の周囲で円周方向に延在する。
【０１５２】
つまみ１４６８及びフランジ１４８８の両方は、ピストンアセンブリ１４５０をソケット１４４８に結合する、またはソケット１４４８から分離するとき、つまみ１４６８の通過を可能にするフランジ１４８８の間の間隔と、フランジ１４８８の通過を可能にするつまみ１４６８の間の間隙とが存在するように配列する。ピストンアセンブリ１４５０を筐体１４４２に結合するために、本体１４５２は、フランジ１４８８の間の間隙と整合するつまみ１４６８を伴うソケット１４４８の中に挿入され、次に、本体１４５２は、フランジ１４８８と、フランジ１４８８の反対側にあり、フランジ１４８８の下に直接ある筐体１４４２の表面（図示せず）との間に画定される空間内でピッタリ合うようにつまみ１４６８に係合するように回転する。
【０１５３】
いくつかの実施形態では、つまみ１４６８及び／またはフランジ１４８８は、フランジ１４８８と係合されるつまみ１４６８と一直線に接続される状態における回転に対して、本体１４５２を固定する弾性クリックロック、クリップ、またはラッチを備え得る。つまみ１４６８及び／またはフランジ１４８８は、また、つまみ１４６８がフランジ１４８８と完全に係合される角度を超えて、ピストンアセンブリ１４５０の回転を制限する止め具を備え得る。
【０１５４】
ピストンアセンブリ１４５０を筐体１４４２から分離するために、本体１４５０は、つまみ１４６８をフランジ１４８８から係脱するように回転し、つまみ１４６８はフランジ１４８８の間の間隙と整合する。次に、ピストンアセンブリ１４５０は、ソケット１４４８から取り外しされることができる。
【０１５５】
いくつかの実施形態では、本体１４５０は、ピストンアセンブリ１４５０をソケット１４４８に結合するとき、正確な配向を示すインジケータタブ１４８０を備え得る。フランジ１４８８は、ピストンアセンブリ１４５０がソケット１４４８の中への挿入のために正確に配向されるとき、インジケータタブ１４８０の通過を可能にするように構成されている補完式切り欠き部または凹部１４８２を画定し得る。一度ソケット１４４８の中に挿入されると、本体１４５０は回転し得、つまみ１４６８がフランジ１４８８と完全に係合されるまで、インジケータタブは、フランジ１４８８の１つ以上の下を通過する。いくつかの実施形態では、つまみ１４６８がフランジ１４８８と完全に係合されるとき、筐体１４４２は、インジケータタブ１４８０の位置を示す印またはマークを含み得る。
【０１５６】
駆動コンソール１５００は、ピストンアセンブリ１４５０が駆動コンソール１５００に接続されているときに点灯するように構成されている接続インジケータ光１５０４を含み得る。駆動コンソール１５００は、ピストンアセンブリ１４５０がソケット１４４８に接続される時間、及び／または、つまみ１４６８がフランジ１４８８と完全に係合される時間を検出するセンサ（図示せず）を備え得る。センサが駆動コンソール１５００へのピストンアセンブリ１４５０の接続を検出するとき、センサは、信号を動作させ、または、電気回路を完全にし、接続インジケータ光１５０４をオンにし得る。
【０１５７】
駆動コンソールは、圧力アクチュエータ１４４０が動作中であるとき、点灯するように構成されている動作インジケータ光または起動インジケータ光１５０６を含み得る。インジケータ光１５０６は、モータ１４４４への電力供給を制御する電気回路に含まれ得、または電気回路に連結され、それにより、モータ１４４４が動作中であるとき、インジケータ光１５０６はオンになる。
【０１５８】
いくつかの実施形態では、駆動コンソール１５００は、圧力アクチュエータ１４４０の動作を制御するための足踏みスイッチ等の外部コントローラから信号ケーブルのコネクタを受容するように構成されている接続端子１５０８を含み得る。いくつかの実施形態では、駆動コンソール１５００は、推進デバイス１４００の動作に関する情報をユーザに提供する及び／またはユーザが推進デバイス１４００の動作を制御することを可能にする、ディスプレイまたはユーザインタフェース１５１０を含み得る。いくつかの実施形態では、駆動コンソール１５００は、推進デバイス１４００の動作を制御するように構成されているコンピュータ及び／またはコントローラ１５５０を備え得る。
【０１５９】
コンピュータ１５５０は、推進デバイス１４００の動作についての情報を提供するユーザインタフェース１５１０に接続され得、いくつかの実施形態では、ユーザインタフェースから入力を受信し、ある動作パラメータを選択し得る。ユーザインタフェース１５１０は知的ディスプレイグラフィックユーザインタフェースを含み得、コンピュータ１５５０は、駆動コンソール１５００及び駆動機構１４４４の機能を制御するプログラム可能マイクロプロセッサを含み得る。電源１５６０は駆動コンソール１５００及びコンピュータ１５５０に接続され得、コンピュータ１５５０は駆動コンソール１５００の様々な構成要素への電力供給を制御し得る。
【０１６０】
図１６を参照して、いくつかの実施形態に従って、内視鏡システム１６００を示す。内視鏡システム１６００は、患者の体内へ挿入するための挿入管１６１０を有する内視鏡１６０１と、内視鏡の動作を制御するための内視鏡コンソール１６２０と、内視鏡１６０１の動作のさらなる制御及び／または代替の制御のための内視鏡ハンドピース１６３０と、患者の体内の通路に沿って内視鏡１６０１及び挿入管１６１０を前進させるための推進デバイス１４００と、電力を駆動コンソール１５００及び内視鏡コンソール１６２０に供給する電源（図示せず）とを備える。
【０１６１】
推進デバイス１４００は、上記に説明したような挿入管１６１０の中に挿入するための推進管１４１０と、推進デバイス１４００の動作を制御する駆動コンソール１５００とを備える。
【０１６２】
内視鏡システム１６００は、さらに、内視鏡コンソール１６２０を介して、内視鏡のカメラから受信された画像を表示するように構成されているモニタ１６４０を備え得る。
【０１６３】
上記に説明したように、推進デバイス１４００は、推進管１４１０の内部の推進力移送によって、推進力を内視鏡１６０１及び挿入管１６１０に提供するように動作し得る。推進力は、内視鏡１６０１、挿入管１６１０、及び推進管１４１０を患者の体内の通路に沿って前進させるために使用され得る。
【０１６４】
推進力が推進管１４１０にその長さに沿って移送されるとき、多くの場合に従来の押出タイプ内視鏡で発生し得るような、挿入管１６１０が通路の曲がり角（例えば、消化管の曲がり角）を進むときに挿入管１６１０が詰まる危険性を減らし得る、または抵抗を減らし得る。また、この推進方法は、従来の押出式内視鏡で行われるような内視鏡をさらに前進するために各曲がり角に対して内視鏡を簡単に押すことによって代替を提供するように、内視鏡が通路に沿って前進するとき、各曲がり角における摩擦を減らし得る。
【０１６５】
いくつかの実施形態では、推進デバイス１４００は、例えば、約１．５ｃｍ／ｓの前進速度で、通路に沿って内視鏡１６０１を前進させることが可能であり得る。様々な動作環境、状態、及び／または要件に応じて、前進速度は、例えば、０．１ｃｍ／ｓ〜２ｃｍ／ｓまたは０．５ｃｍ／ｓ〜１ｃｍ／ｓの範囲で変動し得る。いくつかの適用では、時間−圧力プロフィールは、例えば、管１４１０を通路から引き出すことを補助するために、通路に沿って後方向に管１４１０を移動させるために逆になり得る。また、推進デバイス１４００は、小腸の全範囲を検査することを可能にするように、内視鏡１６０１を腸の長さに沿って、さらにまたは全体的に前進させることを可能にすることによって、腸の内視鏡検査に関する完成度の改善を可能にし得る。推進デバイス１４００は、また、内視鏡検査を介して胃腸道全体へのアクセスを可能にし得る。
【０１６６】
様々な実施形態では、推進デバイス１００、１４００、１７００は、通路に沿って、例えば、器具、プローブ、センサ、カメラ、監視デバイス、ツール、外科ツール、採掘ツール、掘削ツール、内視鏡、小腸内視鏡、十二指腸内視鏡、ボアスコープ、ロボットテザー、及び工業用内視鏡のいずれか１つ以上を前進させるように構成され得る。推進デバイス１００、１４００、１７００は、通路、縦坑、裸孔、パイプ、下水管、壁空洞、及び患者の体内の通路（生物学的通路の管腔、動脈、または道等）のいずれか１つ以上に沿って、器具、センサ、またはツールを前進させることを補助するように構成され得る。
【０１６７】
いくつかの変形及び／または修正は、本開示の広義の一般的な範囲から逸脱することなく、上記に説明した実施形態にされ得ることを当業者によって認識されるだろう。したがって、本実施形態は、例証として、限定するものではないものとして、全ての点において考慮されるべきである。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図３Ｇ】
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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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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