トルクに強い連接する中空デバイス
内視鏡またはカテーテルのような医療デバイスで使用するための連接機構は、互いに隣接して配置され、かつ互いに対して可動な、一連の並べられたリンクを含む。各リンクは、１組の枢動点に向かってテーパを有する前面と、隣接するリンクの枢動点を受容するための楔形の陥凹部を画定する後面とを含む。引張ワイヤが張力を提供し、かつ並べられたリンクを結束し、その一方で、また、引張ワイヤのうちの１本以上の動きによって、遠位部分の制御された曲げを可能にする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の参照）
本出願は、米国仮特許出願第６０／９３０，７４８号（２００７年５月１８日出願）に対する優先権および利益を主張し、該出願の全体が、本明細書において参考として援用される。
【０００２】
（技術分野）
本発明は、概して、内視鏡およびカテーテルのような医療デバイスに関する。より具体的には、本発明は、患者体内の様々な部位を通り抜け、そこにアクセスするための、屈曲可能かつ誘導可能な可撓性医療デバイスに関する。
【背景技術】
【０００３】
内臓（大腸、食道、胃、尿道、膀胱、尿管、腎臓、肺、気管支、子宮、および他の臓器系のような）および多様な身体通路（消化および排出管、ならびに気管のような）の疾患の早期発見および治療から、多大な公衆衛生上の効果が得られることは、十分に立証されている。このような疾病の早期発見は、現代の医療処置および内視鏡のようなデバイスによって支援される、定期的医療検査によって達成され得る。従来の撮像内視鏡は、一般的に、光ファイバ光線ガイドを備えた可撓性管を備え、光ファイバが、外部の光源から遠位先端まで照射光線を導き、そこで、照射光線が、検査する患者の体内領域を照射する。ファイバまたはファイバ束および遠位先端から出射する光の発散を調整するために、しばしば、追加の光学的構成要素が組み込まれる。内視鏡の近位端のカメラと通信する対物レンズおよび光ファイバ画像光線ガイド、または遠位先端の画像カメラチップが、画像を作成し、それが操作者に表示される。加えて、ほとんどの内視鏡は、１つ以上のワーキングチャネルを含み、これを通じて、生検鉗子、スネア、高周波療法プローブおよび他のツールのような医療デバイスが送られ得る。
【０００４】
一部の内視鏡および電気生理学的カテーテルは、内視鏡の遠位先端を、大腸、膀胱、腎臓および心臓のような検査中の生体構造の通路をたどるように、誘導または屈曲し得る。これらのタイプの医療デバイスにおいて、屈曲や連接運動は、周辺組織への摩擦力や外傷を最小化し、かつ対象の検査部位を検査するために、しばしば望ましい特徴である。患者体内の様々な部位を介して内視鏡をナビゲーションすることが、検査の成功率を向上させ、患者の痛み、副作用、リスク、または鎮痛剤の使用を最小化する。
【０００５】
デバイスの遠位の可撓部分で有効な屈曲を達成するために、ほとんどの内視鏡は、デバイスの一端上で、通常はハンドルで生成される力を使用する。力は、次いで、制御ケーブルまたは引張ワイヤによって連接セクションに伝えられる。引張ワイヤは、遠位端をハンドルの一連の制御部に接続する内視鏡シャフトの中に備えられる。制御部を操作することによって、操作者は、挿入中に内視鏡の遠位部分を誘導し、それを患者体内の問題の対象領域に導くことができる。
【０００６】
屈曲の機構は、誘導可能な内視鏡およびカテーテルにより様々である。一部の連接セクションは、例えば、Ｐｅｂａｘ（登録商標）のような、弾性要素で作られる。力が引張ワイヤを介して加えられるときには、要素の片側が変形（すなわち、圧縮または伸張）し得、その結果として曲がる。これらのデバイスの曲げ平面の一貫性は、例えば、材料の均質性、または、例えば、成形または押出のような製造プロセスのような因子に依存する。したがって、このようなデバイスの曲げの一貫性は、一般的には、理想には程遠い。これらのデバイスはまた、一般的に、一方の端からもう一方にトルクを伝えるように設計されていない。それらは、トルクを与えられると、ねじれる傾向を有する。
【０００７】
他の連接運動の設計は、多数の個別の要素、リンクから構成され、そのそれぞれが枢動点を有する。各リンクは、力が加えられると、互いに対して枢動点のまわりに回転する。このようなデバイスは、より高い一貫性のもとで曲げ平面を維持する。
【０００８】
これらの公知のデバイスに特有の、多数の設計および性能上の課題が存在する。これらの課題の一部は、先端で平面内の屈曲を達成すること、ならびに、引張ワイヤ機構の張力によるシャフトの座屈、すなわち一連の「Ｓ」字状の形成を防ぐことを含む。他の課題は、それぞれの曲がりを１つの平面内に維持できること、適切な角度の屈曲を達成すること、および複数の方向の屈曲を達成することを含む。
【０００９】
一般的に、可撓性内視鏡は非常に高価な医療デバイスである。高価であるために、これらの内視鏡は、多くの患者における複数回の使用および度重なる殺菌に耐えるように作製される。従来の内視鏡は、概して、度重なる洗浄や高温下で品質劣化を生じない金属やプラスチックのような、強力な複合材料構造で作製される。これらの材料構造は、内視鏡の可撓性を減少させるとともに、患者の快適性を損ない得る。さらに、従来の内視鏡は、一般的に複雑で壊れやすい機器であり、使用中または殺菌処理中の損傷の結果として、高価な修理を頻繁に必要とする。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
公知の可撓性内視鏡に伴う問題に対応または克服するために、本発明は、概して、１回だけの処置のために使用され、次いで廃棄され得る、したがって、使用と使用との間の準備や洗浄の必要性を排除した、低コストの可撓性内視鏡に関する。本発明に従った低コストの内視鏡は、無菌または殺菌包装され得、内視鏡の準備をすることなく１回だけの処置に使用することができ、１回だけの使用の後に廃棄され得る。該内視鏡は、現在の可撓性内視鏡と比較して、次の機能のうちの１つ以上を含み得る。すなわち、ナビゲーションと追跡の向上、操作者との優れたインターフェース、内腔組織にかかる摩擦力削減によるアクセスの改善、患者の快適性の増加、従来の内視鏡で現在可能なものよりも臨床生産性および患者の処理能力の向上、二次汚染のリスクの低下、および、より幅広い処置で使用される能力、である。
【００１１】
かくして、曲げの能動的制御を有する新しいデバイス、ならびに、このようなデバイスを使用するための方法、および医療デバイスのための可撓性シャフトを作成するための方法を、提供することが求められる。特に、先行技術のデバイスとの比較において、先端で平面内の屈曲を達成するとともに、引張ワイヤ機構の張力によるシャフトの座屈、すなわち一連の「Ｓ」字形の形成を防ぐような、デバイスおよび方法を提供することが求められる。また、それぞれの曲がりを１つの平面内に維持すること、適切な角度の屈曲を達成すること、および複数の方向の屈曲を達成することができるようなデバイスを提供することが求められる。このような屈曲デバイスは、先行技術のデバイスよりも構造が簡単でコストがかからず、また、このような方法は、デバイスを利用するために熟練度の高いユーザを必要としない。
【００１２】
本発明の特定の実施形態は、医療デバイスで使用するための連接機構に関し、該機構は、互いに隣接して配置され、かつ互いに対して可動な、一連の並べられた（ｓｔａｃｋｅｄ）リンクを含む。各リンクは、１組の枢動点に向かってテーパを有する前面と、隣接するリンクの枢動点を受容するための楔形の陥凹部を画定する後面とを有する。１本以上の引張ワイヤが張力を提供し、並べられたリンクを結束し、その一方で、また、１本以上の引張ワイヤの動きによって、遠位部分の制御された曲げを可能にする。
【００１３】
本発明の代替の実施形態では、医療デバイスで使用するための連接機構は、互いに隣接して配置され、かつ互いに対して可動な、一連の並べられたリンクを含む。各リンクは、１組の枢動点に向かってテーパを有する前面と、枢動点から放射状にオフセットされる、隣接するリンクの枢動点を受容するための楔形の陥凹部を画定する後面とを有し、複数の屈曲平面を可能にする。少なくとも１本の引張ワイヤが張力を提供し、並べられたリンクを結束し、その一方で、また、引張ワイヤ（単数または複数）の動きによって遠位部分の制御された曲げを可能にする。
【００１４】
本発明の別の代替の実施形態では、医療デバイスで使用するための連接機構は、互いに隣接して配置され、かつ互いに対して可動な、第１の一連の並べられたリンクを備える第１の連接セクションを含む。各リンクは、１組の枢動点に向かってテーパを有する前面と、隣接するリンクの枢動点を受容するための楔形の陥凹部を画定する後面とを有する。連接機構はまた、第２の連接セクションを含む。第２の連接セクションは、互いに隣接して配置され、かつ互いに対して可動な、第２の一連の並べられたリンクを含み、各リンクは、１組の枢動点に向かってテーパを有する前面と、隣接するリンクの枢動点を受容するための楔形の陥凹部を画定する後面とを有する。第１の連接セクションの楔形の陥凹部は、第２の連接セクションの楔形の陥凹部から放射状にオフセットされ、複数の屈曲平面を可能にする。
【００１５】
連接機構は、制御カムをさらに含み得る。少なくとも１本の引張ワイヤの近位端が、制御カムに接続される。ユーザが制御カムを回転するときには、張力が少なくとも１本の張力ワイヤに加えられ、それによって、連接機構の遠位端を屈曲させる。
【００１６】
連接機構は、円滑な外面を提供するために、連接機構の外側に配置された外側スリーブをさらに含み得る。様々な潤滑剤および／または薬剤被覆がまた、摩擦を減少するために、または検査されている患者の部位を治療するために、外側スリーブ上に含まれ得る。
【００１７】
連接機構は、連接機構の適切な位置決めを確実にするために、放射線不透過性マーカまたは放射線不透過性材料をさらに含み得る。
【００１８】
本発明に従った様々な実施形態の本質および動作の理解を深めるために、添付の図面と関連してなされる以下の説明を参照する。図面において同じ参照番号は、いくつかの図を通じて対応する部分を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の実施形態に従った、連接機構を形成するために使用されるリンクを示す。
【図２】図２は、図１に示された一連のリンクを並べることによって形成された連接機構の模式図を示す。
【図３】図３は、図２に示された連接機構の遠位部分の拡大模式図を示す。
【図４】図４は、図２に示された連接機構の近位部分の拡大模式図を示す。
【図５】図５は、図２に示された連接機構を上向きに曲げたときの模式図を示す。
【図６】図６は、本発明の代替の実施形態に従った、連接機構を形成するために使用されるリンクを示す。
【図７】図７は、図６に示された一連のリンクを並べることによって形成された連接機構の模式図を示す。
【図８】図８は、本発明の代替の実施形態に従った、連接機構を形成するために使用されるリンクを示す。
【図９】図９は、本発明の代替の実施形態に従った、連接機構を形成するために使用されるリンクを示す。
【図１０】図１０は、図１に示された一連のリンクを並べることによって形成された連接機構の、屈曲姿勢における部分的断面図を示す。
【図１１】図１１は、図９に示された一連のリンクを並べることによって形成された連接機構の、屈曲姿勢における部分的断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明は、誘導可能な内視鏡およびカテーテルで使用される可撓性連接機構に関する。これらの医療デバイスは、操作者が患者の生体内部構造にアクセスし、視認し、ならびに、患者の体内に手術器具を挿入できるようにする。加えて、これらのデバイスは、統合型の診断および治療機能を含み得、操作者が単独の処置で患者を治療できるようにする。本発明に従った連接機構は、十分安価に製造され得、その結果として、デバイスは、１回限りの使用の使い捨て品と見なされ得る。本明細書における頂部、底部、左、右、上および下のような、すべての相対的記述は、図面の参照のためのものであり、故に限定の意味に解釈されるべきではない。
【００２１】
本発明に従った連接機構１０の一実施形態は、互いに隣接して配置され、内部管腔１４を画定し、かつ互いに対して可動な、一連の並べられたリンク１２で作られる。図１をここで参照すると、本発明の一実施形態に従ったリンク１２は、前面１６と後面１８とを含む。各リンクは、リンク１２が剛性を有し、その一方で、内側管腔１４のサイズを最大化するために薄肉形状を有することを可能にする、ステンレス鋼または他の生体適合性材料から、深絞り、圧延と溶接、スタンピング、射出成形、または別様に形成され得る。
【００２２】
リンク１２の前面１６は、１組の対向して配置された係合面を含み、この係合面はリンク１２を二等分し、かつ隣接するリンク１２の対応する後面１８を係合する１組の枢動点２０を画定する。枢動点２０は丸みを付けられ、ベアリングとして機能する実質的に円筒状の表面を形成する。リンク１２の前面１６は、枢動点２０から近位に向かって角度を成す２つのテーパセクション２２をさらに含む。２つのテーパセクション２２は、リンク１２の縦軸２４に対してＡ°の角度で配向される。近位および遠位という用語は基準点を必要とする。本明細書においては、基準点はユーザの視点である。したがって、近位という用語は、常にユーザに最も近い領域を指し、遠位は、常にユーザから離れた領域を指す。
【００２３】
同様に、リンク１２の後面１８は、２つの傾斜セクション２６を含み、この傾斜セクションは、後面１８の比較的平坦な表面２８から遠位に向かって角度を成し、隣接するリンク１２の枢動点２０を受容するための頂点３２を備えた楔形の陥凹部３０を形成する。リンクの前面１６のテーパセクション２２と同様に、後面１８の傾斜セクション２６は、縦軸２４に対してＢ°の角度で配向される。加えて、頂点３２は丸くされ、枢動点２０の丸みを付けられた表面を係合するための実質的に円筒状の表面を形成する。
【００２４】
複数のワイヤチャネル３４、３６、３８、４０が、リンク１２自体に一体に形成されるか、あるいは、リンク１２の内面４２上に配置される。ワイヤチャネルは、リンク１２の周囲の周りに、所定の距離を置いて放射状に配置される。図１に示されるように、チャネル３６および４０は枢動点２０に配置され、その一方で、チャネル３４および３８（図示しない）は、チャネル３６および４０に対して９０°回転して配置される。
【００２５】
ここで、図２〜図５を参照すると、連接機構１０は、各リンク１２の枢動点２０が隣接するリンク１２の頂点３２と整合するように、多数のリンク１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、などを並べることによって作製される。ワイヤチャネル３６および４０に配置された固定のための引張ワイヤ４６および５０は、隣接するリンク１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、などを結束するための張力を提供し、その一方で、引張ワイヤ４４および４８は、連接機構１０を所望の方向に曲げるための制御機構の構成要素である。
【００２６】
制御機構は、引張ワイヤ４４および４８と、制御カム５２とを含む。引張ワイヤ４４および４８の近位端は制御カム５２に接続され、引張ワイヤ４４および４８の遠位端は連接機構１０の遠位端５４に接続される（図３）。図５に示されたように、ユーザが制御カム５２を、線Ｃによって示されるように時計回り方向に回すときには、張力が引張ワイヤ４４に加えられ、そして張力が引張ワイヤ４８から解放され、これによって、連接機構の遠位端５４を上向き方向に屈曲させる。反対に、ユーザが制御カム５２を反時計回り方向に回すときには、張力が引張ワイヤ４８に加えられ、そして張力が引張ワイヤ４４から解放され、したがって、遠位端５４を下向き方向に屈曲させる。
【００２７】
連接機構１０の屈曲能力は、角度Ａと角度Ｂとの差、およびリンクの数Ｎの関数であり、次の式：屈曲角度＝（Ａ−Ｂ）／２×（Ｎ−１）、によって表すことができる。例えば、図２に示された実施形態においては、角度Ａが１４０°であり、角度Ｂが１００°であり、最初と最後のリンクを含み１１個のリンクがある場合には、屈曲は２００°となる。屈曲の半径は、角度の差とリンクの長さの関数である（すなわち、より短いリンクが、より小さい屈曲半径を作る）。
【００２８】
可撓性の外側スリーブが、円滑な外面を提供するために連接機構１０の外側に配置され得る。外側スリーブは、柔軟で薄いポリウレタン、ＬＬＤＰＥ、シリコン、ペレセン、ポリウレタン、あるいは、ポリエチレン、ポリプロピレンまたはポリビニルアルコールのような、他の認可された生体適合性材料から作製され得る。加えて、外側スリーブは、マサチューセッツ州ＮａｔｉｃｋのＢｏｓｔｏｎ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能であり、かつ米国特許第５，７０２，７５４号および第６，０４８，６２０号に記載される、ＨＹＤＲＯＰＡＳＳ（登録商標）親水性被膜のような、親水性の円滑被膜で表面を覆われ得る。該米国特許は、本明細書において参考として援用される。加えて、外側スリーブは、体内組織を治療するための薬剤で覆われ得る。
【００２９】
正しい位置決めを確実にするために、連接機構１０は、蛍光透視法、心エコー検査法、血管内超音波法、血管内視鏡、または別の視覚化手段を使用して、可視化されることが望まれる。蛍光透視法が利用される場合には、連接機構のいずれかまたは全てが、放射線不透過性材料で被膜され得、または放射線不透過性マーカが、デバイスの任意の部分に含まれ得て、視覚化のために役立つ。使用され得る放射線不透過性材料の１つの例は、硫酸バリウムである。放射線不透過性マーカは、例えば、金、プラチナ、またはタングステンを含む、任意の多数の材料から作られ得る。
【００３０】
ここで図６を参照すると、本発明の代替の実施形態に従った、リンク１１２が示されている。リンク１１２は、上記のリンク１２と実質的に同一の機能を実行し、したがって、「１」の数字で始まる同様な参照番号が、同様な要素を示すために使用される。
【００３１】
本実施形態において、リンク１１２の前面１１６は、１組の対向して配置された係合面を含み、この係合面はリンク１１２を二等分し、かつ隣接するリンク１１２の対応する後面１１８を係合する１組の枢動点１２０を画定する。枢動点１２０は丸みを付けられ、ベアリングとして機能する実質的に円筒状の表面を形成する。リンク１１２の前面１１６は、枢動点１２０から近位に向かって角度を成す２つのテーパセクション１２２をさらに含む。
【００３２】
リンク１１２の後面１１８は、後面１１８の比較的平坦な面１２８から遠位に向かって角度を成す２つの傾斜セクション１２６を含み、隣接するリンク１１２の枢動点１２０を受容するための頂点１３２を備えた、楔形の陥凹部１３０を形成する。上記の実施形態とは異なり、楔形の陥凹部１３０は、前面１１６のテーパセクション１２２に対して９０°放射状にオフセットされる。頂点１３２は丸くされ、枢動点１２０の丸みを付けられた表面を係合するための実質的に円筒状の表面を形成する。
【００３３】
複数のワイヤチャネル１３４、１３６、１３８、１４０が、リンク１１２自体に一体に形成されるか、あるいは、リンク１１２の内面１４２上に配置される。ワイヤチャネルは、リンク１１２の周囲の回りに所定間隔をあけて放射状に配置される。図６に示されるように、チャネル１３６および１４０は、枢動点１２０に配置され、その一方で、チャネル１３４および１３８（図示しない）は、チャネル１３６および１４０に対して９０°回転され、楔形陥凹部１３０の頂点１３２に配置される。
【００３４】
ここで図７を参照すると、連接機構１１０は、各リンク１１２の枢動点１２０が隣接するリンク１１２の頂点１３２に整合するように、多数のリンク１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、などを並べることによって作製される。前面のテーパセクション１２２および楔形の陥凹部１３０は互いに直交するために、各連続する要素が曲げ平面を９０°回転させ、その結果として、曲げは、要素の組で発生する。
【００３５】
制御機構は、引張ワイヤ１４４、１４６、１４８、１５０と、２つの制御カム１５２および１５６とを含む。引張ワイヤ１４４と１４８の近位端は、制御カム１５２に接続され、引張ワイヤ１４４と１４８の遠位端は、連接機構１１０の遠位端１５４に接続される。引張ワイヤ１４６と１５０の近位端は、制御カム１５６に接続され、引張ワイヤ１４６と１５０の遠位端は、連接機構１１０の遠位端１５４に接続される。ユーザが制御カム１５２を、線Ｄによって示されるように時計回り方向に回すときには、張力が引張ワイヤ１４４に加えられ、そして張力が引張ワイヤ１４８から解放され、したがって、連接機構１１０の遠位端１５４を上向き方向に屈曲させる。反対に、ユーザが制御カム１５２を反時計回り方向に回すときには、張力が引張ワイヤ１４８に加えられ、そして張力が引張ワイヤ１４４から解放され、したがって、遠位端１５４を下向き方向に屈曲させる。ユーザが制御カム１５６を、線Ｅによって示される時計回り方向に回すときには、張力が引張ワイヤ１５０に加えられ、そして張力が引張ワイヤ１４６から解放され、したがって、連接機構の遠位端１５４を右に屈曲させる。反対に、ユーザが制御カム１５６を反時計回り方向に回すときには、張力が引張ワイヤ１４６に加えられ、そして張力が引張ワイヤ１５０から解放され、したがって、遠位端１５４を左に屈曲させる。
【００３６】
ここで図８を参照すると、本発明の代替の実施形態に従った、連接機構２１０が示されている。連接機構２１０は、上記の連接機構１０と実質的に同一の機能を実行し、したがって、「２」の数字で始まる同様な参照番号が、同様な要素を示すために使用される。
【００３７】
本実施形態において、連接機構２１０を作成するために、リンクの組み合わせが使用される。制御機構に最も近い第１の連接セクション２５８は、多数のリンク２１２ａ、２１２ｂ、２１２ｃ、などを並べることによって作製され、その結果として、各リンク２１２の枢動点２２０が隣接するリンク２１２の頂点２３２と整合する。リンク２１２ａの遠位側に、遷移リンク２６２が挿入されて、これにより、曲げ角度を９０°回転させる。リンク２６２の遠位側の第２の連接セクション２６０は、次いで、多数のリンク２１２ｄ、２１２ｅ、２１２ｆ、などを並べることによって作製され、２つの屈曲平面を作成する。
【００３８】
制御機構は、引張ワイヤ２４４、２４６、２４８、２５０と、２つの制御カム２５２および２５６とを含む。引張ワイヤ２４４と２４８の近位端は、制御カム２５２に接続され、引張ワイヤ２４４と２４８の遠位端は、遷移リンク２６２に接続される。引張ワイヤ２４６と２５０の近位端は、制御カム２５６に接続され、引張ワイヤ２４６と２５０の遠位端は、連接機構２１０の遠位端２５４に接続される。ユーザが制御カム２５２を、線Ｆによって示されるように時計回り方向に回すときには、張力が引張ワイヤ２４４に加えられ、そして張力が引張ワイヤ２４８から解放され、したがって、連接機構の第１の屈曲セクション２５８を上向き方向に屈曲させる。反対に、ユーザが制御カム２５２を反時計回り方向に回すときには、張力が引張ワイヤ２４８に加えられ、そして張力が引張ワイヤ２４４から解放され、したがって、第１の屈曲セクション２５８を下向きに屈曲させる。ユーザが制御カム２５６を、線Ｇによって示されるように時計回り方向に回すときには、張力が引張ワイヤ２５０に加えられ、そして張力が引張ワイヤ２４６から解放され、したがって、連接機構の第２の屈曲セクションの２６０を右に屈曲させる。反対に、ユーザが制御カム２５６を反時計回り方向に回すときには、張力が引張ワイヤ２４６に加えられ、そして張力が引張ワイヤ２５０から解放され、したがって第２の屈曲セクション２６０を左に屈曲させる。
【００３９】
ここで図９を参照すると、本発明の代替の実施形態に従った、リンク３１２が示されている。リンク３１２は、上記のリンク１２と実質的に同一の機能を実行し、したがって、「３」の数字で始まる同様な参照番号が、同様な要素を示すために使用される。
【００４０】
本実施形態において、リンク３１２の前面３１６は、１組の対向して配置された係合面を含み、この係合面はリンク３１２を二等分し、かつ隣接するリンクの対応する後面３１８を係合する１組の枢動点３２０を画定する。枢動点３２０は丸みを付けられ、ベアリングとして機能する実質的に円筒状の表面を形成する。リンク３１２の前面３１６は、枢動点３２０から近位に向かって角度を成す２つのテーパセクション３２２をさらに含む。
【００４１】
リンク３１２の後面３１８は、後面３１８の比較的平坦な表面３２８から遠位に向かって角度を成す２つの傾斜セクション３２６を含み、隣接するリンクの枢動点３２０を受容するための頂点３３２を備えた、楔形の陥凹部３３０を形成する。頂点３３２は丸くされ、枢動点３２０の丸みを付けられた表面を係合するための実質的に円筒状の表面を形成する。
【００４２】
複数のワイヤチャネル３３４、３３６、３３８、３４０が、リンク３１２自体に一体化して形成され、あるいは、リンク３１２の内面３４２上に配置される。ワイヤチャネルは、リンク３１２の周囲の回りに所定の間隔をあけて放射状に配置される。図９に示されるように、チャネル３３６と３４０は枢動点３２０に配置され、その一方で、チャネル３３４と３３８は、チャネル３３６と３４０に対して９０°回転され、楔形の陥凹部３３０の頂点３３２に配置される。
【００４３】
上記のリンク１２の実施形態とは異なり、ワイヤチャネル３３６と３４０は、面取りされるか、あるいは長円形にされて、連接機構が屈曲されるときに、引張ワイヤの側方への移動量を増加させる。例えば、ここで図１０を参照すると、多数のリンク１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、などを並べることによって作製された連接機構１０が、屈曲姿勢で示されている。この屈曲姿勢では、ワイヤチャネル３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、などは、部分的に位置がずれており、引張ワイヤは、隣接するリンク１２の間で引っかかり、または締め付けを生じ得る。
【００４４】
ここで再び図１１を参照すると、多数のリンク３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃ、などを並べることによって作製された連接機構３１０が、屈曲姿勢で示されている。本実施形態において、ワイヤチャネル３３６ａ、３３６ｂ、３３６ｃ、などは、ワイヤチャネル３３６の面取りのために、屈曲後も整合した状態に維持される。ワイヤチャネル３３６は、前面３１６、後面３１８、または両方で面取りされ得る。代替案として、ワイヤチャネル３３６は、片端または両端で面取りする代わりに、長さ全体にわたって長円形にされ得る。
【００４５】
所望の屈曲面の数に応じて、追加の屈曲セクションおよび／または引張ワイヤが、制御機構に含まれ得る。引張ワイヤ４４、４６、４８、５０は、ステンレス鋼、ポリマーフィラメント、ケブラーまたはナイロンのような強力な繊維または合成素材、または、例えばニッケル−チタン合金であるＮｉｔｉｎｏｌ（登録商標）のような、他の金属および合金から作られる。制御機構はまた、ハンドル、レバー、ノブ、ロボット、ジョイスティック、または他の制御機能を含み得、これらはどれも図示されていないが、これらの全ては、医療デバイス分野の当業者にとって公知である。
【００４６】
開示された実施形態は、例示である。本発明は、開示された例示的な実施形態によって限定されることも、これらに限定されることもない。また、開示された例示的な実施形態に対する様々な変更および組み合わせが可能であり、それらは、本開示に含まれる。
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の参照）
本出願は、米国仮特許出願第６０／９３０，７４８号（２００７年５月１８日出願）に対する優先権および利益を主張し、該出願の全体が、本明細書において参考として援用される。
【０００２】
（技術分野）
本発明は、概して、内視鏡およびカテーテルのような医療デバイスに関する。より具体的には、本発明は、患者体内の様々な部位を通り抜け、そこにアクセスするための、屈曲可能かつ誘導可能な可撓性医療デバイスに関する。
【背景技術】
【０００３】
内臓（大腸、食道、胃、尿道、膀胱、尿管、腎臓、肺、気管支、子宮、および他の臓器系のような）および多様な身体通路（消化および排出管、ならびに気管のような）の疾患の早期発見および治療から、多大な公衆衛生上の効果が得られることは、十分に立証されている。このような疾病の早期発見は、現代の医療処置および内視鏡のようなデバイスによって支援される、定期的医療検査によって達成され得る。従来の撮像内視鏡は、一般的に、光ファイバ光線ガイドを備えた可撓性管を備え、光ファイバが、外部の光源から遠位先端まで照射光線を導き、そこで、照射光線が、検査する患者の体内領域を照射する。ファイバまたはファイバ束および遠位先端から出射する光の発散を調整するために、しばしば、追加の光学的構成要素が組み込まれる。内視鏡の近位端のカメラと通信する対物レンズおよび光ファイバ画像光線ガイド、または遠位先端の画像カメラチップが、画像を作成し、それが操作者に表示される。加えて、ほとんどの内視鏡は、１つ以上のワーキングチャネルを含み、これを通じて、生検鉗子、スネア、高周波療法プローブおよび他のツールのような医療デバイスが送られ得る。
【０００４】
一部の内視鏡および電気生理学的カテーテルは、内視鏡の遠位先端を、大腸、膀胱、腎臓および心臓のような検査中の生体構造の通路をたどるように、誘導または屈曲し得る。これらのタイプの医療デバイスにおいて、屈曲や連接運動は、周辺組織への摩擦力や外傷を最小化し、かつ対象の検査部位を検査するために、しばしば望ましい特徴である。患者体内の様々な部位を介して内視鏡をナビゲーションすることが、検査の成功率を向上させ、患者の痛み、副作用、リスク、または鎮痛剤の使用を最小化する。
【０００５】
デバイスの遠位の可撓部分で有効な屈曲を達成するために、ほとんどの内視鏡は、デバイスの一端上で、通常はハンドルで生成される力を使用する。力は、次いで、制御ケーブルまたは引張ワイヤによって連接セクションに伝えられる。引張ワイヤは、遠位端をハンドルの一連の制御部に接続する内視鏡シャフトの中に備えられる。制御部を操作することによって、操作者は、挿入中に内視鏡の遠位部分を誘導し、それを患者体内の問題の対象領域に導くことができる。
【０００６】
屈曲の機構は、誘導可能な内視鏡およびカテーテルにより様々である。一部の連接セクションは、例えば、Ｐｅｂａｘ（登録商標）のような、弾性要素で作られる。力が引張ワイヤを介して加えられるときには、要素の片側が変形（すなわち、圧縮または伸張）し得、その結果として曲がる。これらのデバイスの曲げ平面の一貫性は、例えば、材料の均質性、または、例えば、成形または押出のような製造プロセスのような因子に依存する。したがって、このようなデバイスの曲げの一貫性は、一般的には、理想には程遠い。これらのデバイスはまた、一般的に、一方の端からもう一方にトルクを伝えるように設計されていない。それらは、トルクを与えられると、ねじれる傾向を有する。
【０００７】
他の連接運動の設計は、多数の個別の要素、リンクから構成され、そのそれぞれが枢動点を有する。各リンクは、力が加えられると、互いに対して枢動点のまわりに回転する。このようなデバイスは、より高い一貫性のもとで曲げ平面を維持する。
【０００８】
これらの公知のデバイスに特有の、多数の設計および性能上の課題が存在する。これらの課題の一部は、先端で平面内の屈曲を達成すること、ならびに、引張ワイヤ機構の張力によるシャフトの座屈、すなわち一連の「Ｓ」字状の形成を防ぐことを含む。他の課題は、それぞれの曲がりを１つの平面内に維持できること、適切な角度の屈曲を達成すること、および複数の方向の屈曲を達成することを含む。
【０００９】
一般的に、可撓性内視鏡は非常に高価な医療デバイスである。高価であるために、これらの内視鏡は、多くの患者における複数回の使用および度重なる殺菌に耐えるように作製される。従来の内視鏡は、概して、度重なる洗浄や高温下で品質劣化を生じない金属やプラスチックのような、強力な複合材料構造で作製される。これらの材料構造は、内視鏡の可撓性を減少させるとともに、患者の快適性を損ない得る。さらに、従来の内視鏡は、一般的に複雑で壊れやすい機器であり、使用中または殺菌処理中の損傷の結果として、高価な修理を頻繁に必要とする。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
公知の可撓性内視鏡に伴う問題に対応または克服するために、本発明は、概して、１回だけの処置のために使用され、次いで廃棄され得る、したがって、使用と使用との間の準備や洗浄の必要性を排除した、低コストの可撓性内視鏡に関する。本発明に従った低コストの内視鏡は、無菌または殺菌包装され得、内視鏡の準備をすることなく１回だけの処置に使用することができ、１回だけの使用の後に廃棄され得る。該内視鏡は、現在の可撓性内視鏡と比較して、次の機能のうちの１つ以上を含み得る。すなわち、ナビゲーションと追跡の向上、操作者との優れたインターフェース、内腔組織にかかる摩擦力削減によるアクセスの改善、患者の快適性の増加、従来の内視鏡で現在可能なものよりも臨床生産性および患者の処理能力の向上、二次汚染のリスクの低下、および、より幅広い処置で使用される能力、である。
【００１１】
かくして、曲げの能動的制御を有する新しいデバイス、ならびに、このようなデバイスを使用するための方法、および医療デバイスのための可撓性シャフトを作成するための方法を、提供することが求められる。特に、先行技術のデバイスとの比較において、先端で平面内の屈曲を達成するとともに、引張ワイヤ機構の張力によるシャフトの座屈、すなわち一連の「Ｓ」字形の形成を防ぐような、デバイスおよび方法を提供することが求められる。また、それぞれの曲がりを１つの平面内に維持すること、適切な角度の屈曲を達成すること、および複数の方向の屈曲を達成することができるようなデバイスを提供することが求められる。このような屈曲デバイスは、先行技術のデバイスよりも構造が簡単でコストがかからず、また、このような方法は、デバイスを利用するために熟練度の高いユーザを必要としない。
【００１２】
本発明の特定の実施形態は、医療デバイスで使用するための連接機構に関し、該機構は、互いに隣接して配置され、かつ互いに対して可動な、一連の並べられた（ｓｔａｃｋｅｄ）リンクを含む。各リンクは、１組の枢動点に向かってテーパを有する前面と、隣接するリンクの枢動点を受容するための楔形の陥凹部を画定する後面とを有する。１本以上の引張ワイヤが張力を提供し、並べられたリンクを結束し、その一方で、また、１本以上の引張ワイヤの動きによって、遠位部分の制御された曲げを可能にする。
【００１３】
本発明の代替の実施形態では、医療デバイスで使用するための連接機構は、互いに隣接して配置され、かつ互いに対して可動な、一連の並べられたリンクを含む。各リンクは、１組の枢動点に向かってテーパを有する前面と、枢動点から放射状にオフセットされる、隣接するリンクの枢動点を受容するための楔形の陥凹部を画定する後面とを有し、複数の屈曲平面を可能にする。少なくとも１本の引張ワイヤが張力を提供し、並べられたリンクを結束し、その一方で、また、引張ワイヤ（単数または複数）の動きによって遠位部分の制御された曲げを可能にする。
【００１４】
本発明の別の代替の実施形態では、医療デバイスで使用するための連接機構は、互いに隣接して配置され、かつ互いに対して可動な、第１の一連の並べられたリンクを備える第１の連接セクションを含む。各リンクは、１組の枢動点に向かってテーパを有する前面と、隣接するリンクの枢動点を受容するための楔形の陥凹部を画定する後面とを有する。連接機構はまた、第２の連接セクションを含む。第２の連接セクションは、互いに隣接して配置され、かつ互いに対して可動な、第２の一連の並べられたリンクを含み、各リンクは、１組の枢動点に向かってテーパを有する前面と、隣接するリンクの枢動点を受容するための楔形の陥凹部を画定する後面とを有する。第１の連接セクションの楔形の陥凹部は、第２の連接セクションの楔形の陥凹部から放射状にオフセットされ、複数の屈曲平面を可能にする。
【００１５】
連接機構は、制御カムをさらに含み得る。少なくとも１本の引張ワイヤの近位端が、制御カムに接続される。ユーザが制御カムを回転するときには、張力が少なくとも１本の張力ワイヤに加えられ、それによって、連接機構の遠位端を屈曲させる。
【００１６】
連接機構は、円滑な外面を提供するために、連接機構の外側に配置された外側スリーブをさらに含み得る。様々な潤滑剤および／または薬剤被覆がまた、摩擦を減少するために、または検査されている患者の部位を治療するために、外側スリーブ上に含まれ得る。
【００１７】
連接機構は、連接機構の適切な位置決めを確実にするために、放射線不透過性マーカまたは放射線不透過性材料をさらに含み得る。
【００１８】
本発明に従った様々な実施形態の本質および動作の理解を深めるために、添付の図面と関連してなされる以下の説明を参照する。図面において同じ参照番号は、いくつかの図を通じて対応する部分を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の実施形態に従った、連接機構を形成するために使用されるリンクを示す。
【図２】図２は、図１に示された一連のリンクを並べることによって形成された連接機構の模式図を示す。
【図３】図３は、図２に示された連接機構の遠位部分の拡大模式図を示す。
【図４】図４は、図２に示された連接機構の近位部分の拡大模式図を示す。
【図５】図５は、図２に示された連接機構を上向きに曲げたときの模式図を示す。
【図６】図６は、本発明の代替の実施形態に従った、連接機構を形成するために使用されるリンクを示す。
【図７】図７は、図６に示された一連のリンクを並べることによって形成された連接機構の模式図を示す。
【図８】図８は、本発明の代替の実施形態に従った、連接機構を形成するために使用されるリンクを示す。
【図９】図９は、本発明の代替の実施形態に従った、連接機構を形成するために使用されるリンクを示す。
【図１０】図１０は、図１に示された一連のリンクを並べることによって形成された連接機構の、屈曲姿勢における部分的断面図を示す。
【図１１】図１１は、図９に示された一連のリンクを並べることによって形成された連接機構の、屈曲姿勢における部分的断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明は、誘導可能な内視鏡およびカテーテルで使用される可撓性連接機構に関する。これらの医療デバイスは、操作者が患者の生体内部構造にアクセスし、視認し、ならびに、患者の体内に手術器具を挿入できるようにする。加えて、これらのデバイスは、統合型の診断および治療機能を含み得、操作者が単独の処置で患者を治療できるようにする。本発明に従った連接機構は、十分安価に製造され得、その結果として、デバイスは、１回限りの使用の使い捨て品と見なされ得る。本明細書における頂部、底部、左、右、上および下のような、すべての相対的記述は、図面の参照のためのものであり、故に限定の意味に解釈されるべきではない。
【００２１】
本発明に従った連接機構１０の一実施形態は、互いに隣接して配置され、内部管腔１４を画定し、かつ互いに対して可動な、一連の並べられたリンク１２で作られる。図１をここで参照すると、本発明の一実施形態に従ったリンク１２は、前面１６と後面１８とを含む。各リンクは、リンク１２が剛性を有し、その一方で、内側管腔１４のサイズを最大化するために薄肉形状を有することを可能にする、ステンレス鋼または他の生体適合性材料から、深絞り、圧延と溶接、スタンピング、射出成形、または別様に形成され得る。
【００２２】
リンク１２の前面１６は、１組の対向して配置された係合面を含み、この係合面はリンク１２を二等分し、かつ隣接するリンク１２の対応する後面１８を係合する１組の枢動点２０を画定する。枢動点２０は丸みを付けられ、ベアリングとして機能する実質的に円筒状の表面を形成する。リンク１２の前面１６は、枢動点２０から近位に向かって角度を成す２つのテーパセクション２２をさらに含む。２つのテーパセクション２２は、リンク１２の縦軸２４に対してＡ°の角度で配向される。近位および遠位という用語は基準点を必要とする。本明細書においては、基準点はユーザの視点である。したがって、近位という用語は、常にユーザに最も近い領域を指し、遠位は、常にユーザから離れた領域を指す。
【００２３】
同様に、リンク１２の後面１８は、２つの傾斜セクション２６を含み、この傾斜セクションは、後面１８の比較的平坦な表面２８から遠位に向かって角度を成し、隣接するリンク１２の枢動点２０を受容するための頂点３２を備えた楔形の陥凹部３０を形成する。リンクの前面１６のテーパセクション２２と同様に、後面１８の傾斜セクション２６は、縦軸２４に対してＢ°の角度で配向される。加えて、頂点３２は丸くされ、枢動点２０の丸みを付けられた表面を係合するための実質的に円筒状の表面を形成する。
【００２４】
複数のワイヤチャネル３４、３６、３８、４０が、リンク１２自体に一体に形成されるか、あるいは、リンク１２の内面４２上に配置される。ワイヤチャネルは、リンク１２の周囲の周りに、所定の距離を置いて放射状に配置される。図１に示されるように、チャネル３６および４０は枢動点２０に配置され、その一方で、チャネル３４および３８（図示しない）は、チャネル３６および４０に対して９０°回転して配置される。
【００２５】
ここで、図２〜図５を参照すると、連接機構１０は、各リンク１２の枢動点２０が隣接するリンク１２の頂点３２と整合するように、多数のリンク１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、などを並べることによって作製される。ワイヤチャネル３６および４０に配置された固定のための引張ワイヤ４６および５０は、隣接するリンク１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、などを結束するための張力を提供し、その一方で、引張ワイヤ４４および４８は、連接機構１０を所望の方向に曲げるための制御機構の構成要素である。
【００２６】
制御機構は、引張ワイヤ４４および４８と、制御カム５２とを含む。引張ワイヤ４４および４８の近位端は制御カム５２に接続され、引張ワイヤ４４および４８の遠位端は連接機構１０の遠位端５４に接続される（図３）。図５に示されたように、ユーザが制御カム５２を、線Ｃによって示されるように時計回り方向に回すときには、張力が引張ワイヤ４４に加えられ、そして張力が引張ワイヤ４８から解放され、これによって、連接機構の遠位端５４を上向き方向に屈曲させる。反対に、ユーザが制御カム５２を反時計回り方向に回すときには、張力が引張ワイヤ４８に加えられ、そして張力が引張ワイヤ４４から解放され、したがって、遠位端５４を下向き方向に屈曲させる。
【００２７】
連接機構１０の屈曲能力は、角度Ａと角度Ｂとの差、およびリンクの数Ｎの関数であり、次の式：屈曲角度＝（Ａ−Ｂ）／２×（Ｎ−１）、によって表すことができる。例えば、図２に示された実施形態においては、角度Ａが１４０°であり、角度Ｂが１００°であり、最初と最後のリンクを含み１１個のリンクがある場合には、屈曲は２００°となる。屈曲の半径は、角度の差とリンクの長さの関数である（すなわち、より短いリンクが、より小さい屈曲半径を作る）。
【００２８】
可撓性の外側スリーブが、円滑な外面を提供するために連接機構１０の外側に配置され得る。外側スリーブは、柔軟で薄いポリウレタン、ＬＬＤＰＥ、シリコン、ペレセン、ポリウレタン、あるいは、ポリエチレン、ポリプロピレンまたはポリビニルアルコールのような、他の認可された生体適合性材料から作製され得る。加えて、外側スリーブは、マサチューセッツ州ＮａｔｉｃｋのＢｏｓｔｏｎ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能であり、かつ米国特許第５，７０２，７５４号および第６，０４８，６２０号に記載される、ＨＹＤＲＯＰＡＳＳ（登録商標）親水性被膜のような、親水性の円滑被膜で表面を覆われ得る。該米国特許は、本明細書において参考として援用される。加えて、外側スリーブは、体内組織を治療するための薬剤で覆われ得る。
【００２９】
正しい位置決めを確実にするために、連接機構１０は、蛍光透視法、心エコー検査法、血管内超音波法、血管内視鏡、または別の視覚化手段を使用して、可視化されることが望まれる。蛍光透視法が利用される場合には、連接機構のいずれかまたは全てが、放射線不透過性材料で被膜され得、または放射線不透過性マーカが、デバイスの任意の部分に含まれ得て、視覚化のために役立つ。使用され得る放射線不透過性材料の１つの例は、硫酸バリウムである。放射線不透過性マーカは、例えば、金、プラチナ、またはタングステンを含む、任意の多数の材料から作られ得る。
【００３０】
ここで図６を参照すると、本発明の代替の実施形態に従った、リンク１１２が示されている。リンク１１２は、上記のリンク１２と実質的に同一の機能を実行し、したがって、「１」の数字で始まる同様な参照番号が、同様な要素を示すために使用される。
【００３１】
本実施形態において、リンク１１２の前面１１６は、１組の対向して配置された係合面を含み、この係合面はリンク１１２を二等分し、かつ隣接するリンク１１２の対応する後面１１８を係合する１組の枢動点１２０を画定する。枢動点１２０は丸みを付けられ、ベアリングとして機能する実質的に円筒状の表面を形成する。リンク１１２の前面１１６は、枢動点１２０から近位に向かって角度を成す２つのテーパセクション１２２をさらに含む。
【００３２】
リンク１１２の後面１１８は、後面１１８の比較的平坦な面１２８から遠位に向かって角度を成す２つの傾斜セクション１２６を含み、隣接するリンク１１２の枢動点１２０を受容するための頂点１３２を備えた、楔形の陥凹部１３０を形成する。上記の実施形態とは異なり、楔形の陥凹部１３０は、前面１１６のテーパセクション１２２に対して９０°放射状にオフセットされる。頂点１３２は丸くされ、枢動点１２０の丸みを付けられた表面を係合するための実質的に円筒状の表面を形成する。
【００３３】
複数のワイヤチャネル１３４、１３６、１３８、１４０が、リンク１１２自体に一体に形成されるか、あるいは、リンク１１２の内面１４２上に配置される。ワイヤチャネルは、リンク１１２の周囲の回りに所定間隔をあけて放射状に配置される。図６に示されるように、チャネル１３６および１４０は、枢動点１２０に配置され、その一方で、チャネル１３４および１３８（図示しない）は、チャネル１３６および１４０に対して９０°回転され、楔形陥凹部１３０の頂点１３２に配置される。
【００３４】
ここで図７を参照すると、連接機構１１０は、各リンク１１２の枢動点１２０が隣接するリンク１１２の頂点１３２に整合するように、多数のリンク１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、などを並べることによって作製される。前面のテーパセクション１２２および楔形の陥凹部１３０は互いに直交するために、各連続する要素が曲げ平面を９０°回転させ、その結果として、曲げは、要素の組で発生する。
【００３５】
制御機構は、引張ワイヤ１４４、１４６、１４８、１５０と、２つの制御カム１５２および１５６とを含む。引張ワイヤ１４４と１４８の近位端は、制御カム１５２に接続され、引張ワイヤ１４４と１４８の遠位端は、連接機構１１０の遠位端１５４に接続される。引張ワイヤ１４６と１５０の近位端は、制御カム１５６に接続され、引張ワイヤ１４６と１５０の遠位端は、連接機構１１０の遠位端１５４に接続される。ユーザが制御カム１５２を、線Ｄによって示されるように時計回り方向に回すときには、張力が引張ワイヤ１４４に加えられ、そして張力が引張ワイヤ１４８から解放され、したがって、連接機構１１０の遠位端１５４を上向き方向に屈曲させる。反対に、ユーザが制御カム１５２を反時計回り方向に回すときには、張力が引張ワイヤ１４８に加えられ、そして張力が引張ワイヤ１４４から解放され、したがって、遠位端１５４を下向き方向に屈曲させる。ユーザが制御カム１５６を、線Ｅによって示される時計回り方向に回すときには、張力が引張ワイヤ１５０に加えられ、そして張力が引張ワイヤ１４６から解放され、したがって、連接機構の遠位端１５４を右に屈曲させる。反対に、ユーザが制御カム１５６を反時計回り方向に回すときには、張力が引張ワイヤ１４６に加えられ、そして張力が引張ワイヤ１５０から解放され、したがって、遠位端１５４を左に屈曲させる。
【００３６】
ここで図８を参照すると、本発明の代替の実施形態に従った、連接機構２１０が示されている。連接機構２１０は、上記の連接機構１０と実質的に同一の機能を実行し、したがって、「２」の数字で始まる同様な参照番号が、同様な要素を示すために使用される。
【００３７】
本実施形態において、連接機構２１０を作成するために、リンクの組み合わせが使用される。制御機構に最も近い第１の連接セクション２５８は、多数のリンク２１２ａ、２１２ｂ、２１２ｃ、などを並べることによって作製され、その結果として、各リンク２１２の枢動点２２０が隣接するリンク２１２の頂点２３２と整合する。リンク２１２ａの遠位側に、遷移リンク２６２が挿入されて、これにより、曲げ角度を９０°回転させる。リンク２６２の遠位側の第２の連接セクション２６０は、次いで、多数のリンク２１２ｄ、２１２ｅ、２１２ｆ、などを並べることによって作製され、２つの屈曲平面を作成する。
【００３８】
制御機構は、引張ワイヤ２４４、２４６、２４８、２５０と、２つの制御カム２５２および２５６とを含む。引張ワイヤ２４４と２４８の近位端は、制御カム２５２に接続され、引張ワイヤ２４４と２４８の遠位端は、遷移リンク２６２に接続される。引張ワイヤ２４６と２５０の近位端は、制御カム２５６に接続され、引張ワイヤ２４６と２５０の遠位端は、連接機構２１０の遠位端２５４に接続される。ユーザが制御カム２５２を、線Ｆによって示されるように時計回り方向に回すときには、張力が引張ワイヤ２４４に加えられ、そして張力が引張ワイヤ２４８から解放され、したがって、連接機構の第１の屈曲セクション２５８を上向き方向に屈曲させる。反対に、ユーザが制御カム２５２を反時計回り方向に回すときには、張力が引張ワイヤ２４８に加えられ、そして張力が引張ワイヤ２４４から解放され、したがって、第１の屈曲セクション２５８を下向きに屈曲させる。ユーザが制御カム２５６を、線Ｇによって示されるように時計回り方向に回すときには、張力が引張ワイヤ２５０に加えられ、そして張力が引張ワイヤ２４６から解放され、したがって、連接機構の第２の屈曲セクションの２６０を右に屈曲させる。反対に、ユーザが制御カム２５６を反時計回り方向に回すときには、張力が引張ワイヤ２４６に加えられ、そして張力が引張ワイヤ２５０から解放され、したがって第２の屈曲セクション２６０を左に屈曲させる。
【００３９】
ここで図９を参照すると、本発明の代替の実施形態に従った、リンク３１２が示されている。リンク３１２は、上記のリンク１２と実質的に同一の機能を実行し、したがって、「３」の数字で始まる同様な参照番号が、同様な要素を示すために使用される。
【００４０】
本実施形態において、リンク３１２の前面３１６は、１組の対向して配置された係合面を含み、この係合面はリンク３１２を二等分し、かつ隣接するリンクの対応する後面３１８を係合する１組の枢動点３２０を画定する。枢動点３２０は丸みを付けられ、ベアリングとして機能する実質的に円筒状の表面を形成する。リンク３１２の前面３１６は、枢動点３２０から近位に向かって角度を成す２つのテーパセクション３２２をさらに含む。
【００４１】
リンク３１２の後面３１８は、後面３１８の比較的平坦な表面３２８から遠位に向かって角度を成す２つの傾斜セクション３２６を含み、隣接するリンクの枢動点３２０を受容するための頂点３３２を備えた、楔形の陥凹部３３０を形成する。頂点３３２は丸くされ、枢動点３２０の丸みを付けられた表面を係合するための実質的に円筒状の表面を形成する。
【００４２】
複数のワイヤチャネル３３４、３３６、３３８、３４０が、リンク３１２自体に一体化して形成され、あるいは、リンク３１２の内面３４２上に配置される。ワイヤチャネルは、リンク３１２の周囲の回りに所定の間隔をあけて放射状に配置される。図９に示されるように、チャネル３３６と３４０は枢動点３２０に配置され、その一方で、チャネル３３４と３３８は、チャネル３３６と３４０に対して９０°回転され、楔形の陥凹部３３０の頂点３３２に配置される。
【００４３】
上記のリンク１２の実施形態とは異なり、ワイヤチャネル３３６と３４０は、面取りされるか、あるいは長円形にされて、連接機構が屈曲されるときに、引張ワイヤの側方への移動量を増加させる。例えば、ここで図１０を参照すると、多数のリンク１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、などを並べることによって作製された連接機構１０が、屈曲姿勢で示されている。この屈曲姿勢では、ワイヤチャネル３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、などは、部分的に位置がずれており、引張ワイヤは、隣接するリンク１２の間で引っかかり、または締め付けを生じ得る。
【００４４】
ここで再び図１１を参照すると、多数のリンク３１２ａ、３１２ｂ、３１２ｃ、などを並べることによって作製された連接機構３１０が、屈曲姿勢で示されている。本実施形態において、ワイヤチャネル３３６ａ、３３６ｂ、３３６ｃ、などは、ワイヤチャネル３３６の面取りのために、屈曲後も整合した状態に維持される。ワイヤチャネル３３６は、前面３１６、後面３１８、または両方で面取りされ得る。代替案として、ワイヤチャネル３３６は、片端または両端で面取りする代わりに、長さ全体にわたって長円形にされ得る。
【００４５】
所望の屈曲面の数に応じて、追加の屈曲セクションおよび／または引張ワイヤが、制御機構に含まれ得る。引張ワイヤ４４、４６、４８、５０は、ステンレス鋼、ポリマーフィラメント、ケブラーまたはナイロンのような強力な繊維または合成素材、または、例えばニッケル−チタン合金であるＮｉｔｉｎｏｌ（登録商標）のような、他の金属および合金から作られる。制御機構はまた、ハンドル、レバー、ノブ、ロボット、ジョイスティック、または他の制御機能を含み得、これらはどれも図示されていないが、これらの全ては、医療デバイス分野の当業者にとって公知である。
【００４６】
開示された実施形態は、例示である。本発明は、開示された例示的な実施形態によって限定されることも、これらに限定されることもない。また、開示された例示的な実施形態に対する様々な変更および組み合わせが可能であり、それらは、本開示に含まれる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療デバイスで使用するための連接機構であって、該連接機構は、
互いに隣接して配置され、かつ互いに対して可動な、一連の並べられたリンクであって、各リンクは、１組の枢動点に向かってテーパを有する前面と、隣接するリンクの該枢動点を受容するための楔形の陥凹部を画定する後面とを含む、一連の並べられたリンクと、
該連接機構に張力を提供し、かつ該隣接するリンクを結束するための、少なくとも１本の引張ワイヤと、
を備える、連接機構。
【請求項２】
前記楔形の陥凹部は、前記枢動点から放射状にオフセットされる、請求項１に記載の連接機構。
【請求項３】
前記少なくとも１本の引張ワイヤに接続された制御カムをさらに備える、請求項１に記載の連接機構。
【請求項４】
平滑な外面を提供するために、前記連接機構の外側に配置された外側スリーブをさらに備える、請求項１に記載の連接機構。
【請求項５】
前記外側スリーブは、潤滑被覆を備える、請求項４に記載の連接機構。
【請求項６】
前記外側スリーブは、薬剤被覆を備える、請求項４に記載の連接機構。
【請求項７】
放射線不透過性マーカをさらに備える、請求項１に記載の連接機構。
【請求項８】
放射線不透過性材料をさらに備える、請求項１に記載の連接機構。
【請求項９】
医療デバイスで使用するための連接機構であって、該連接機構は、
互いに隣接して配置され、かつ互いに対して可動な、一連の並べられたリンクであって、各リンクは、１組の枢動点に向かってテーパを有する前面と、隣接するリンクの該枢動点を受容するための楔形の陥凹部を画定する後面とを含み、該楔形の陥凹部は、該枢動点から放射状にオフセットされる、一連の並べられたリンクと、
該連接機構に張力を提供し、かつ該隣接するリンクを結束するための、少なくとも１本の引張ワイヤと、
を備える、連接機構。
【請求項１０】
前記少なくとも１本の引張ワイヤに接続された制御カムをさらに備える、請求項９に記載の連接機構。
【請求項１１】
平滑な外面を提供するために、前記連接機構の外側に配置された外側スリーブをさらに備える、請求項９に記載の連接機構。
【請求項１２】
前記外側スリーブは、潤滑被覆を備える、請求項１１に記載の連接機構。
【請求項１３】
前記外側スリーブは、薬剤被覆を備える、請求項１１に記載の連接機構。
【請求項１４】
放射線不透過性マーカをさらに備える、請求項９に記載の連接機構。
【請求項１５】
放射線不透過性材料をさらに備える、請求項９に記載の連接機構。
【請求項１６】
医療デバイスで使用するための連接機構であって、該連接機構は、
第１の連接セクションであって、該第１の連接セクションは、互いに隣接して配置され、かつ互いに対して可動な、第１の一連の並べられたリンクを含み、各リンクは、１組の枢動点に向かってテーパを有する前面と、隣接するリンクの該枢動点を受容するための楔形の陥凹部を画定する後面とを含む、第１の連接セクションと、
第２の連接セクションであって、該第２の連接セクションは、互いに隣接して配置され、かつ互いに対して可動な、第２の一連の並べられたリンクを含み、各リンクは、１組の枢動点に向かってテーパを有する前面と、隣接するリンクの該枢動点を受容するための楔形の陥凹部を画定する後面とを含み、該第１の連接セクションの該楔形の陥凹部は、該第２の連接セクションの該楔形の陥凹部から放射状にオフセットされる、第２の連接セクションと、
該連接機構に張力を提供し、かつ該隣接するリンクを結束するための、少なくとも１本の引張ワイヤと、
を備える、連接機構。
【請求項１７】
前記少なくとも１本の引張ワイヤに接続された制御カムをさらに備える、請求項１６に記載の連接機構。
【請求項１８】
平滑な外面を提供するために、前記連接機構の外側に配置された外側スリーブをさらに備える、請求項１６に記載の連接機構。
【請求項１９】
前記外側スリーブは、潤滑被覆を備える、請求項１８に記載の連接機構。
【請求項２０】
前記外側スリーブは、薬剤被覆を備える、請求項１８に記載の連接機構。
【請求項２１】
放射線不透過性マーカをさらに備える、請求項１６に記載の連接機構。
【請求項２２】
放射線不透過性材料をさらに備える、請求項１６に記載の連接機構。
【請求項１】
医療デバイスで使用するための連接機構であって、該連接機構は、
互いに隣接して配置され、かつ互いに対して可動な、一連の並べられたリンクであって、各リンクは、１組の枢動点に向かってテーパを有する前面と、隣接するリンクの該枢動点を受容するための楔形の陥凹部を画定する後面とを含む、一連の並べられたリンクと、
該連接機構に張力を提供し、かつ該隣接するリンクを結束するための、少なくとも１本の引張ワイヤと、
を備える、連接機構。
【請求項２】
前記楔形の陥凹部は、前記枢動点から放射状にオフセットされる、請求項１に記載の連接機構。
【請求項３】
前記少なくとも１本の引張ワイヤに接続された制御カムをさらに備える、請求項１に記載の連接機構。
【請求項４】
平滑な外面を提供するために、前記連接機構の外側に配置された外側スリーブをさらに備える、請求項１に記載の連接機構。
【請求項５】
前記外側スリーブは、潤滑被覆を備える、請求項４に記載の連接機構。
【請求項６】
前記外側スリーブは、薬剤被覆を備える、請求項４に記載の連接機構。
【請求項７】
放射線不透過性マーカをさらに備える、請求項１に記載の連接機構。
【請求項８】
放射線不透過性材料をさらに備える、請求項１に記載の連接機構。
【請求項９】
医療デバイスで使用するための連接機構であって、該連接機構は、
互いに隣接して配置され、かつ互いに対して可動な、一連の並べられたリンクであって、各リンクは、１組の枢動点に向かってテーパを有する前面と、隣接するリンクの該枢動点を受容するための楔形の陥凹部を画定する後面とを含み、該楔形の陥凹部は、該枢動点から放射状にオフセットされる、一連の並べられたリンクと、
該連接機構に張力を提供し、かつ該隣接するリンクを結束するための、少なくとも１本の引張ワイヤと、
を備える、連接機構。
【請求項１０】
前記少なくとも１本の引張ワイヤに接続された制御カムをさらに備える、請求項９に記載の連接機構。
【請求項１１】
平滑な外面を提供するために、前記連接機構の外側に配置された外側スリーブをさらに備える、請求項９に記載の連接機構。
【請求項１２】
前記外側スリーブは、潤滑被覆を備える、請求項１１に記載の連接機構。
【請求項１３】
前記外側スリーブは、薬剤被覆を備える、請求項１１に記載の連接機構。
【請求項１４】
放射線不透過性マーカをさらに備える、請求項９に記載の連接機構。
【請求項１５】
放射線不透過性材料をさらに備える、請求項９に記載の連接機構。
【請求項１６】
医療デバイスで使用するための連接機構であって、該連接機構は、
第１の連接セクションであって、該第１の連接セクションは、互いに隣接して配置され、かつ互いに対して可動な、第１の一連の並べられたリンクを含み、各リンクは、１組の枢動点に向かってテーパを有する前面と、隣接するリンクの該枢動点を受容するための楔形の陥凹部を画定する後面とを含む、第１の連接セクションと、
第２の連接セクションであって、該第２の連接セクションは、互いに隣接して配置され、かつ互いに対して可動な、第２の一連の並べられたリンクを含み、各リンクは、１組の枢動点に向かってテーパを有する前面と、隣接するリンクの該枢動点を受容するための楔形の陥凹部を画定する後面とを含み、該第１の連接セクションの該楔形の陥凹部は、該第２の連接セクションの該楔形の陥凹部から放射状にオフセットされる、第２の連接セクションと、
該連接機構に張力を提供し、かつ該隣接するリンクを結束するための、少なくとも１本の引張ワイヤと、
を備える、連接機構。
【請求項１７】
前記少なくとも１本の引張ワイヤに接続された制御カムをさらに備える、請求項１６に記載の連接機構。
【請求項１８】
平滑な外面を提供するために、前記連接機構の外側に配置された外側スリーブをさらに備える、請求項１６に記載の連接機構。
【請求項１９】
前記外側スリーブは、潤滑被覆を備える、請求項１８に記載の連接機構。
【請求項２０】
前記外側スリーブは、薬剤被覆を備える、請求項１８に記載の連接機構。
【請求項２１】
放射線不透過性マーカをさらに備える、請求項１６に記載の連接機構。
【請求項２２】
放射線不透過性材料をさらに備える、請求項１６に記載の連接機構。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公表番号】特表２０１０−５２７６５３（Ｐ２０１０−５２７６５３Ａ）
【公表日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５０８５７８（Ｐ２０１０−５０８５７８）
【出願日】平成２０年５月１５日（２００８．５．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０６３７２１
【国際公開番号】ＷＯ２００８／１４４４０１
【国際公開日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【出願人】（５００３３２８１４）ボストン サイエンティフィック リミテッド (627)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月１５日（２００８．５．１５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０６３７２１
【国際公開番号】ＷＯ２００８／１４４４０１
【国際公開日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【出願人】（５００３３２８１４）ボストン サイエンティフィック リミテッド (627)
【Ｆターム（参考）】
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