外科用ガイドワイヤを操作するための方法および装置
外科用ガイドワイヤを操作するための方法および装置。装置は、原動力を外科用ガイドワイヤに選択的に結合するためのチャックと、チャックに結合されて軸線方向原動力をチャックに与えるためのアクチュエータとを備える。本発明の実施形態は、装置を使用する方法を更に備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本発明の実施形態は、外科処置における外科用ガイドワイヤの利用に関し、特に、外科用ワイヤを操作するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]外科用ガイドワイヤ（本明細書中では、ガイドワイヤとも称する）は、一般に、血管内外科処置で行なうための初期アクセスポイントとして使用される半硬質プローブである。ガイドワイヤは、医師が処置したい場所にガイドワイヤ先端を位置決めするために、アクセス血管に通されてねじられ、曲げられ、あるいは、操作される。
【０００３】
[0003]従来のガイドワイヤ操作方法は、しばしば、ガイドワイヤにトルクを印加して、曲がりくねって詰まった血管を通じたガイドワイヤの通過を助ける。一般に、ガイドワイヤを人の指先で回転させると、詰まったおよび／または困難な通路を通じたガイドワイヤの操作を助けるためのトルクがもたらされる。この技術は、ヘリコプターの回転翼をほのめかす「ヘリコプタリング」としても知られている。
【０００４】
[0004]しかしながら、トルクの印加は困難である。これは、外科用ガイドワイヤが極めて小さい直径を有し且つ一般に血管の通過を促すための低摩擦面を有するからである。また、医師の手袋にはしばしば血液または生理食塩水溶液が付着し、それにより、ガイドワイヤの滑りが更に高まる。この点において、ヘリコプタリングおよび同様の操作に時間がかかり、非効率的となる可能性がある。この非効率性は、医師にフラストレーションを起こさせるだけでなく、処置完了時間を延ばし、したがって、処置コストを増大させる。
【０００５】
[0005]また、血管内で障害物に直面する場合、医師は、一般に、軸線方向動作を振動態様で加え、ガイドワイヤを押し進めて障害物に通すあるいは通過させる。外科手術中、血管外科医師は、慢性のおよび／または石灰化した閉塞部に直面する場合がある。そのような閉塞部は、石膏に酷似する硬度を持つ硬いシェルを有する。これらの形態の障害物は、ガイドワイヤの手動操作によって突き抜けることが困難である可能性があり、時として突き抜けることが不可能である。その結果、そのような困難な障害物に直面するときには、処置が放棄される場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
[0006]したがって、当該技術分野においては、ガイドワイヤを操作するための方法および装置の必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
[0007]本発明の実施形態は、一般に、外科用ガイドワイヤを操作するための方法および装置を備える。具体的には、装置は、原動力を外科用ガイドワイヤに選択的に結合するためのチャックと、チャックに結合され、軸線方向原動力をチャックに与えるためのアクチュエータとを備える。本発明の実施形態は、装置を使用する方法を更に備える。
【０００８】
[0008]本発明の前述した特徴を詳細に理解できるように、先に簡単に要約された本発明の更に特定の説明が実施形態を参照することによりなされる場合があり、実施形態の一部が添付図面に示される。しかしながら、添付図面は、この発明の単なる典型的な実施形態を示しており、したがって本発明の範囲を限定すると見なされるべきではく、本発明に関しては他の等しく効果的な実施形態が許容され得ることに留意すべきである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る、患者に使用されるガイドワイヤ操作装置の１つの実施形態の図を示している。
【図２】本発明の一実施形態に係るガイドワイヤ操作装置の概略ブロック図を描いている。
【図３】本発明の一実施形態に係るガイドワイヤ操作装置の垂直断面図を描いている。
【図４】図３のガイドワイヤ操作装置で使用されるアクチュエータの一部を描いている。
【図５】図３のガイドワイヤ操作装置を使用するときに軸線方向原動力をガイドワイヤに与えるチャックのハブの斜視図を描いている。
【図６】本発明の一実施形態にしたがってガイドワイヤ操作装置のためのコントローラのブロック図を描いている。
【図７】ガイドワイヤ操作装置の別の実施形態の垂直断面図を描いている。
【図８】図７のガイドワイヤ操作装置のためのガイドワイヤ駆動アセンブリの一部の部分斜視図を描いている。
【図９】図７のガイドワイヤ操作装置のためのハウジングの一部の断面図を描いている。
【図１０】本発明の１つの実施形態にしたがってガイドワイヤに軸線方向原動力を加えるように係合されるアクチュエータを有する図７のガイドワイヤ操作装置の垂直断面図を描いている。
【図１１】軸線方向原動力をガイドワイヤに与えるためのガイドワイヤ操作装置の他の実施形態の部分垂直断面図を描いている。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
[0020]本発明の実施形態は、外科用ガイドワイヤを操作するための方法および装置を備える。方法および装置は、原動力（回転動作および／または軸線方向（直線）動作）を外科用ガイドワイヤに選択的に与えるためのガイドワイヤ操作装置において具現化される。使用中、そのようなガイドワイヤ操作装置は、外科用ガイドワイヤに対して選択的にロックされて、血管内処置中にガイドワイヤを所望の位置へ移動させるための原動力を与えるように作動される。ガイドワイヤに加えられる原動力は、血管を貫通しておよび／または閉塞部を突き抜けて外科用ガイドワイヤを容易に移動させるために回転または軸線方向で選択される。
【００１１】
[0021]図１は、本発明の１つの実施形態に係る患者１１０に使用されるガイドワイヤ操作装置１００の図を示している。１つの実施形態において、ガイドワイヤ操作装置１００は、ユーザの手のひらに適合して片手により操作できる手持ち式の装置である。１つの実施形態では、ガイドワイヤ操作装置１００が外科用ガイドワイヤ１０２上にわたって押し進められる。すなわち、ガイドワイヤ１０２が装置１００の長手方向に向けられる通路を通り抜ける。血管内処置中、ガイドワイヤ１０２が患者１１０の血管１０６（例えば、大腿動脈）内に導入される。ガイドワイヤ操作装置１００はガイドワイヤ１０２に対して選択的にロックされる。ガイドワイヤが患者内へ押し進められるにつれて、ユーザは、必要に応じて、操作装置１００を操作してガイドワイヤ１０２に対して原動力（回転動作および／または軸方向動作）を与える。
【００１２】
[0022]例えば、ガイドワイヤ１０２の先端１０８が血管１０６の曲がった部位または湾曲部位に達すると、ユーザは、操作装置１００をガイドワイヤに対してロックして回転原動力をガイドワイヤ１０２に（例えば、矢印１０４により示される反時計回り方向に）与え、それにより、ガイドワイヤ１０２の先端１０８を血管１０６の曲がった部位または湾曲部位を通じて更に容易に押し進ませる。装置１００が前述の部位を通り越して押し進められると、ガイドワイヤに対する装置１００のロックを解除して、ガイドワイヤを血管を通じて更に押し進めることができる。他の例では、ガイドワイヤ１０２の先端１０８が障害物（例えば、塞栓部）に達するが該障害物を通過できない。このとき、ユーザは、ガイドワイヤ操作装置１００をガイドワイヤ１０２に対してロックして振動を与える（例えば、時計回りと反時計回りとの間で急速に振動させる）。そのような動作により、ガイドワイヤ１０２の先端が障害物を通過する。他の例では、ガイドワイヤ１０２の先端が障害物に達すると、ユーザは、ガイドワイヤ操作装置１０２をガイドワイヤ１０２に対してロックして、ジャックハンマー効果をもたらすために軸線方向動作（例えば、ガイドワイヤ１０２の直線動作）を与える。他の実施形態において、ユーザは、装置１００をガイドワイヤ１０２にロックすると同時に、回転動作および軸線方向動作の両方をガイドワイヤ１０２に与えてもよい。本発明の他の実施形態では、以下で詳しく説明されるように、動作を制御するためのコンピュータプログラムを使用して一連の所定のガイドワイヤ操作（すなわち、パターン）が生み出されてもよい。様々な外科的状況で選択的に使用されるべき様々な動作パターンをメモリから選択してガイドワイヤに適用することができる。
【００１３】
[0023]図２は、ガイドワイヤ操作装置１００の１つの実施形態の概略ブロック図を描いている。ガイドワイヤ操作装置１００は軸線方向に延びる長手方向通路２０４を形成し、使用中にガイドワイヤ１０２が長手方向通路２０４に通される。ガイドワイヤ操作装置１００は、ハウジング２００と、アクチュエータ２０６と、チャック２０２とを備える。チャック２０２はガイドワイヤロック機構２０８を備える。使用中、チャック２０２はロック機構２０８を使用してガイドワイヤ１０２に対してロックされる。ロックされると、アクチュエータは、原動力（回転動作および／または軸線方向動作）をガイドワイヤ１０２に対して選択的に与える。
【００１４】
[0024]図３は、ガイドワイヤ操作装置１００の１つの実施形態の垂直断面図を描いている。この実施形態では、図２のアクチュエータ２０６が回転アクチュエータ２０６Ａと軸線方向アクチュエータ２０６Ｂとに分けられ、それにより、装置は、原動力無し、回転原動力、または、回転・軸線方向原動力をガイドワイヤに対して選択的に適用することができる。
【００１５】
[0025]装置１００はハウジング２００を備えており、該ハウジングは、一般に、互いに接着され、螺合され、あるいは、取り付けられて筐体を形成する半体の形態を成す。ハウジング２００内にはスロット３５０が形成され、該スロット内にブシュ３０２Ａおよび３０２Ｂが保持される。ブシュ３０２Ａおよび３０２Ｂはアクスル（軸）３００を支持する。アクスル３００は、アクスル３００を軸線方向に貫通して延びる通路２０４を形成する。使用中、ガイドワイヤ１０２が通路２０４に通される。
【００１６】
[0026]回転アクチュエータ２０６Ａは、アクスル３００と、モータ３２８と、駆動アセンブリ３２６と、コントローラ３３０と、制御スイッチ３３２とを備える。図４に関連して以下で更に説明するように、駆動アセンブリ３２６は、複数の歯車を使用してモータ３２８の回転動作をアクスル３００に結合する。本発明の１つの実施形態において、コントローラ３３０は、制御スイッチ３３２を介してモータ３２８に結合される単なる１つ以上のバッテリである。そのような実施形態において、制御スイッチ３３２は、単に電圧を１つ以上のバッテリからモータ３２８へ印加してモータ３２８を回転させてもよい。その最も簡単な形態では、制御スイッチ３３２が単なる単極スイッチ、単投（ＳＰＳＴ）スイッチ、瞬間接触スイッチである。より複雑な実施形態では、図６に関して以下で説明するように、コントローラ３００がプログラマブルマイクロコントローラを備える。他の実施形態において、スイッチ３３２は、モータ３２８を時計回りまたは反時計回りに選択的に回転させるために電圧を印加してもよい。制御スイッチ３３２は、一般に、ハウジング２００の外部に露出されてユーザの片手による操作を容易にするように取り付けられる（例えば、親指で作動されるプッシュボタンまたはスライドスイッチ）。
【００１７】
[0027]アクスル３００はチャック２０２に結合される。１つの実施形態において、チャック２０２は、カプラ３０４と、ハブ３２４と、楔３１４とを備える。カプラ３０４およびアクスル３００は、カプラ３０４が軸線方向に移動できるようにしつつアクスル３００の回転動作をチャック２０２に結合させるためのスプライン嵌合面３４２を有する。ハブ３２４は面３１２でカプラ３０４に螺合される。楔３１４は、カプラ３０４によって形成される窓部３５２内に配置される。ハブ３２４は、窓部３５２内に楔３１４を保持する。非係合（ロック解除）位置において、ハブ３２４は楔３１４に対して圧力を与えず、それにより、ガイドワイヤ１０２は、楔３１４の下方で通路２０４を通じて自由にスライドできる。ガイドワイヤをロック機構２０８にロックさせるため、ハブ３２４がカプラ３０４に対して回転され、それにより、ハブ３２４の傾斜面３１６が楔３１４の上面３１８と相互に作用する。ハブ３２４が嵌め合い螺合面３１２を介してカプラ３０４に対して移動されるにつれて、楔３１４がガイドワイヤ１０２に押し付けられる。その結果、ガイドワイヤが楔３１４とカプラ３０４との間で捕捉され、それにより、ガイドワイヤがチャック２０２にロックされる。ロックされると、チャック２０２の任意の動作が原動力としてガイドワイヤ１０２に与えられる。
【００１８】
[0028]本発明の他の実施形態は他の形態のチャックを利用する。広い意味で、ガイドワイヤを原動力源に対して選択的にロックするために使用され得る任意の機構が用いられてもよい。複数のジョーを有する他の形態のチャックまたは圧縮スロット付きシリンダを適用できる。
【００１９】
[0029]カプラ３０４は、スプリング３０６の第１の端部を支持するスプリングシート３５４を備える。スプリング３０６の第２の端部は、ハウジング２００の内面から延びるフランジ３２２に当接する。スプリング３０６は、カプラ３０４をアクスル３００へ向けて内側へ付勢する弾性部材の１つの実施形態である。カプラ３０４は、カプラ３０４の外面から径方向に延びるフランジ３２０を更に備える。フランジ３２０は、チャック２０２に与えられ得る軸線方向動作の大きさを制限するためにカプラ３０4に沿って配置される。したがって、スプリング３０６は、フランジ３２０とフランジ３２２との間の接触を維持するようにカプラ３０４を付勢する。
【００２０】
[0030]軸線方向動作をチャック２０２に与えるため、ハブ３２４の下面３５６に窪みが設けられる。面３５６は、ハブ３２４の面３５６に隣接するハウジング２００の外面から延びる突起３３６と相互に作用する。カプラ３０４に対するハブ３２４の位置に応じて、スプリング３０６は、突起３３６が窪みのある面３５６と相互作用するようにする。チャック２０２をガイドワイヤ１０２に対してロックしてチャック２０２に回転を与えると、ガイドワイヤ１０２が矢印３５８によって示されるように軸線方向に移動する。軸線方向の原動力を解放するため、ハブ３２４がねじ３１２に沿ってカプラ３０４に対して回転されて、突起３３６が面３５６から分離される。このようにして、ロック機構２０８は、軸線方向動作を与えることなくアクスル３００の回転動作がガイドワイヤ１０２に与えられるようにガイドワイヤ１０２を保持する。この実施形態において、軸線方向動作アクチュエータ２０６Ｂは、ハブ３２４と、スプリング３０６と、カプラ３０４と、ハウジング２００とを備える。
【００２１】
[0031]図４は、本発明の１つの実施形態に係る図３の４−４線に沿う回転アクチュエータ２０６Ａの駆動アセンブリ３２６の断面図を描いている。駆動アセンブリ３２６は、モータ歯車４００と、中間歯車４０２と、アクスル歯車４０４とを備える。図３のモータ３２８は、モータ歯車４００に結合されてモータ歯車に回転動作を与える。１つの実施形態において、アクスル歯車４０４は、図３のアクスル３００のこの面の一体部分として形成される。中間歯車４０２は、モータ歯車４００とアクスル歯車４０４との間に所定の歯数比を与えるように形成される。各歯車の直径および歯数は、ガイドワイヤの回転動作の速度および軸線方向動作の振動速度を見出す設計上の選択であると考えられる。
【００２２】
[0032]他の実施形態において、図３のモータ３２８は、他の形態の駆動アセンブリ、例えばダイレクトドライブやウォームギヤ等を介して、アクスルに結合されてもよい。特定のモータおよび駆動アセンブリ特性は、特定のガイドワイヤ回転速度およびトルクを生み出すための設計上の選択と見なされる。幾つかの実施形態において、駆動アセンブリは、特定の速度およびトルクプロファイルまたは調整を容易にもたらすように調整できてもよい。１つの形態の調整は、後述するように、コントローラによって生成されるパルス幅変調信号を用いて制御され得るステッピングモータの使用によって容易にされてもよい。
【００２３】
[0033]選択可能な方向で回転原動力を与えるための別の実施形態は、電気モータによって一方向に絶えず駆動される共通シャフトに取り付けられる２つの大径の平歯車を備えるギヤトレインを使用する。２つの平歯車のそれぞれは、その歯のその総数の１／２よりもやや多い部分が除去される。除去された歯の部分は、２つの更なる小さい平歯車の一方または他方だけが一度に駆動されるように配置され、２つの更なる小さい平歯車のそれぞれは、これらの共通シャフト歯車のうちの１つによって駆動されるように配置される。このとき、２つの小さい平歯車は、アクスル上の歯車を駆動させるために１つずつ使用されるが、これらの駆動歯車のうちのただ１つとアクスル歯車との間の１つの更なる歯車の位置決めは、そのセットがアクスル歯車を駆動しているときに逆転されるアクスルの回転方向をもたらす。
【００２４】
[0034]他の実施形態は、両方向で略一定の回転速度を伴うことなく正転および逆転だけが必要とされる場合、アクスル上の平歯車が枢支された１／４円形状プレートによって駆動される。先端近傍の枢軸と反対側の歯付き湾曲部分は、アクスル平歯車と噛み合うように正しいピッチ半径を有する。この枢支歯車部分プレートは、その枢軸から上方へ延びて、その面にスロットを有しており、該スロット内で、ディスク上に偏心して取り付けられるピンが上下に自由にスライドできる。電気モータがこのディスクを一定の方向に回転させると、それにより、枢支プレートが前後に揺れ、その結果、その歯車部分がアクスル平歯車を一方向に駆動させ、その後、逆方向に駆動させる。
【００２５】
[0035]図５は本発明の１つの実施形態に係るハブ３２４の斜視図を描いている。ハブ３２４は、複数の窪み５０４と、窪み５０４間の空間５０２とを有する面３５６を備える。ハブ３２４はねじ付き内面３１２を更に備える。ねじ付き内面３１２は、カプラ３０４のねじ付き外面と相互に作用するようになっており、カプラ３０４および楔３１４に対するハブの位置を調整するようになっている。窪み５０４および窪み間の空間５０２は、軸線方向動作をチャック２０２に与えるために突起３３６と相互に作用するようになっている。窪みの間隔およびモータの速度は軸線方向動作の振動速度を制御する。また、面３５６上の空間５０４に対する窪み５０４の深さは、軸線方向動作の移動距離を制御する。
【００２６】
[0036]図６は、本発明の１つの実施形態に係るコントローラ３３０のブロック図を描いている。コントローラ３３０は、マイクロコントローラ６００と、サポート回路６０２と、メモリ６０４と、電源６０６とを備える。マイクロコントローラ６００は、多くの市販のマイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等のうちの１つ以上であってもよい。サポート回路６０２は、クロック回路、キャッシュ、電源、入力／出力回路、インジケータ、センサ等を含むがこれらに限定されない、マイクロコントローラ６００の動作を容易にする良く知られた回路を備える。１つの実施形態では、電源６０６が１つ以上のバッテリを備える。他の実施形態において、電源６０６は、ガイドワイヤ操作装置を壁面コンセントに差し込むことができるようにＡＣ／ＤＣ変換器を備えてもよい。更なる実施形態では、電源６０６が１つ以上のバッテリを備えてもよく、また、バッテリ用の充電回路がベースチャージャに誘導結合されてもよい。
【００２７】
[0037]メモリ６０４は、マイクロコントローラ６００のためのデジタル命令およびデータを記憶するために使用される任意の形態のメモリデバイスであってもよい。１つの実施形態において、メモリ６０４は、アクチュエータ２０６を制御して動作をガイドワイヤに与えるために使用される制御コード６０８（例えば、コンピュータ可読命令）を備えるランダムアクセスメモリまたはリードオンリーメモリである。アクチュエータ２０６を制御するためにマイクロコントローラ６００によって利用されるプログラムは、一般に、制御スイッチ３３２および／または他の入力デバイスによって制御される。
【００２８】
[0038]本発明の１つの実施形態において、モータ３２８は、例えば特定のトルクおよび／または速度プロファイルをモータ３２８に与えるためにコントローラ３３２によって生成されるパルス幅変調信号を使用して制御されるステッピングモータである。幾つかの実施形態では、ユーザがガイドワイヤの経路中の特定のタイプの障害物を乗り越えることができるように、所定のプログラムを生成してスイッチ３３２の操作により選択することができる。例えば、医師が特定のタイプの塞栓部に直面する場合には、障害物を乗り越えるためにガイドワイヤの動作を規定する特定のプログラムを選択して実行することができる。血管内処置でのガイドワイヤ利用の実証的研究によって様々なプログラムを生成することができる。特定の動作パターンを選択するために、スイッチが複数の選択可能な位置を有するスライドスイッチであってもよい。この場合、それぞれの位置が異なる動作パターンに対応する。
【００２９】
[0039]図７は、本発明の別の実施形態に係るガイドワイヤ操作装置６５０の垂直断面図を描いている。この実施形態において、軸線方向動作の使用は、機械的なスイッチ７０２の操作によって選択される。先の実施形態と同様、この実施形態は、原動力無し、回転原動力、または、回転・軸線方向原動力をガイドワイヤに対して選択的に与える。図３に関して前述したように、装置６５０は回転アクチュエータ２０６Ａを備える。この実施形態において、カプラ７００は、スプリングシート７５０と、窪み付きフランジ７１０と、スイッチストッパ７５２とを備える。スライド可能なスイッチ７０２は、スイッチシート７５２と相互に作用する延在部７０４を備える。スイッチシート７５２およびスプリングシート７５４は、スイッチ延在部７０４を捕捉する空間７０６を画定する。スイッチ７０２の操作により、カプラ７００は、アクスル３００と嵌合する面に沿って軸線方向に移動する。スプリング７０８はスプリングシート７０５とハウジングフランジ３２２との間に配置される。スプリング７０８はカプラをアクスル３００へ向けて内側に付勢する。窪み付きフランジ７０２はカプラ７００から径方向に延びる。カプラ７００が軸線方向に移動する距離を制限するため、窪み付きフランジの一方の面がハウジングフランジ３２２に当接する。窪み付きフランジ７１０は、ハウジング２００の窪みのある面７１２と位置合わせされる面を有する。ガイドワイヤがチャック２０２に対してロックされて回転アクチュエータ２０６Ａが作動されると、ガイドワイヤ１０２が軸線方向動作を何ら伴うことなく回転する。図１０に関連して以下で更に説明するように、フランジ７１０の窪みのある面を窪みのある面７１２と係合させるためにスイッチ７０２が前方へ移動されると、ガイドワイヤ１０２の軸線方向原動力がガイドワイヤ１０２に対して与えられる。
【００３０】
[0040]図８は、本発明の１つの実施形態に係るカプラ７００の部分斜視図を描いている。カプラ７００は、ガイドワイヤが通される開口８０６を有する。窪み付きフランジ７１０は、表面に複数の窪み８００が形成される径方向に延びるフランジ８０２を備える。１つの実施形態では、窪みが一連の楔として形成される。他の実施形態では、カプラ７００が回転されるときにチャックの軸線方向動作を引き起こすために、フランジ８０２の表面を、対応する面との相互作用がカプラ７００の軸線方向動作を引き起こすように変える必要がある。
【００３１】
[0041]図９は、図７の線９−９に沿うハウジング２００の断面図を描いている。１つの実施形態に置いて、面７１２は、カプラ７００の面８００の窪みと相互に作用するように形成される対応する突起を備える。他の実施形態において、面７１２は、カプラ７００の面８００に対して相補的な楔９００を備えてもよい。楔の形状は、一部分において、ガイドワイヤの移動距離、カイドワイヤの加速度、および、ガイドワイヤ振動速度を規定する。
【００３２】
[0042]図１０は、図７のガイドワイヤ操作装置６５０の一実施形態を描いている。この場合、窪み付きフランジ７１０が突起面７１２と係合してしまっている。このようにすると、スイッチ７０２は、面７１０および７１２の係合を容易にするためにカプラ７００を前方へ移動させている。チャック２０２がガイドワイヤ１０２に対してロックして、回転アクチュエータが作動されると、ガイドワイヤ１０２は、矢印１００２で示されるように回転して、矢印１０００により表わされるように軸線方向に振動する。
【００３３】
[0043]図１１は、ガイドワイヤ操作装置１１００の一部の垂直断面図を描いている。装置１１００は、ガイドワイヤの回転動作を与えることなく選択的に利用され得る軸線方向アクチュエータ２０６Ｂを備える。したがって、この実施形態を用いると、装置１１０は、原動力無し、回転原動力、軸線方向原動力、または、軸線方向・回転原動力をガイドワイヤに対して選択的に与える。
【００３４】
[0044]１つの実施形態において、装置１１００は、てこ台１１１２と相互に作用するシャフト１１１４に結合するリニアアクチュエータ１１１６を備える。リニアアクチュエータ１１１６は直線動作をてこ台１１１２の一部に与える。てこ台は枢支点１１２０に取り付けられ、それにより、直線原動力がてこ台１１１２に対して加えられると、てこ台１１１２が枢支点１１２０を中心に回転する。てこ台１１１２の第２の端部はカプラ１１０４と相互に作用する。カプラ１１０４は、先の実施形態と同様、必要に応じて回転動作をカプラに与えるためにアクスル３００と相互に作用するスプライン面を有する。カプラ１１０４はスプリングシート１１０８を備える。カプラ１１０４をアクスル３００へ向けて付勢するために、スプリング１１０６がハウジング１１０２とスプリングシート１１０８との間に配置される。てこ台１１０２は、てこ台１１０２の動作がカプラ１１０４を軸線方向に移動させるようにスプリングシート１１０８に結合する。このようにして、回転動作を何ら伴うことなく、リニアアクチュエータ１１１６は、カプラ、および、チャック２０２でロックされるガイドワイヤ１０２に対して軸線方向動作を与える。
【００３５】
[0045]１つの実施形態において、リニアアクチュエータ１１１６は、ソレノイド、圧電アクチュエータ、リニアモータ、回転モータ、および、ボールスクリューまたはラック／ピニオン等であってもよい。他の実施形態では、軸線方向力をガイドワイヤに与えるために、ハンマー−ドリル型のアセンブリが使用されてもよい。
【００３６】
[0046]図３のモータ３２８を制御するために説明された態様と同様の態様のコントローラ３００がリニアアクチュエータ１１１６を制御してもよい。
【００３７】
[0047]以上の説明は本発明の実施形態に関するものであるが、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく本発明の他の更なる実施形態が案出されてもよく、また、本発明の範囲は以下の請求項によって決定される。
【技術分野】
【０００１】
[0001]本発明の実施形態は、外科処置における外科用ガイドワイヤの利用に関し、特に、外科用ワイヤを操作するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]外科用ガイドワイヤ（本明細書中では、ガイドワイヤとも称する）は、一般に、血管内外科処置で行なうための初期アクセスポイントとして使用される半硬質プローブである。ガイドワイヤは、医師が処置したい場所にガイドワイヤ先端を位置決めするために、アクセス血管に通されてねじられ、曲げられ、あるいは、操作される。
【０００３】
[0003]従来のガイドワイヤ操作方法は、しばしば、ガイドワイヤにトルクを印加して、曲がりくねって詰まった血管を通じたガイドワイヤの通過を助ける。一般に、ガイドワイヤを人の指先で回転させると、詰まったおよび／または困難な通路を通じたガイドワイヤの操作を助けるためのトルクがもたらされる。この技術は、ヘリコプターの回転翼をほのめかす「ヘリコプタリング」としても知られている。
【０００４】
[0004]しかしながら、トルクの印加は困難である。これは、外科用ガイドワイヤが極めて小さい直径を有し且つ一般に血管の通過を促すための低摩擦面を有するからである。また、医師の手袋にはしばしば血液または生理食塩水溶液が付着し、それにより、ガイドワイヤの滑りが更に高まる。この点において、ヘリコプタリングおよび同様の操作に時間がかかり、非効率的となる可能性がある。この非効率性は、医師にフラストレーションを起こさせるだけでなく、処置完了時間を延ばし、したがって、処置コストを増大させる。
【０００５】
[0005]また、血管内で障害物に直面する場合、医師は、一般に、軸線方向動作を振動態様で加え、ガイドワイヤを押し進めて障害物に通すあるいは通過させる。外科手術中、血管外科医師は、慢性のおよび／または石灰化した閉塞部に直面する場合がある。そのような閉塞部は、石膏に酷似する硬度を持つ硬いシェルを有する。これらの形態の障害物は、ガイドワイヤの手動操作によって突き抜けることが困難である可能性があり、時として突き抜けることが不可能である。その結果、そのような困難な障害物に直面するときには、処置が放棄される場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
[0006]したがって、当該技術分野においては、ガイドワイヤを操作するための方法および装置の必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
[0007]本発明の実施形態は、一般に、外科用ガイドワイヤを操作するための方法および装置を備える。具体的には、装置は、原動力を外科用ガイドワイヤに選択的に結合するためのチャックと、チャックに結合され、軸線方向原動力をチャックに与えるためのアクチュエータとを備える。本発明の実施形態は、装置を使用する方法を更に備える。
【０００８】
[0008]本発明の前述した特徴を詳細に理解できるように、先に簡単に要約された本発明の更に特定の説明が実施形態を参照することによりなされる場合があり、実施形態の一部が添付図面に示される。しかしながら、添付図面は、この発明の単なる典型的な実施形態を示しており、したがって本発明の範囲を限定すると見なされるべきではく、本発明に関しては他の等しく効果的な実施形態が許容され得ることに留意すべきである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る、患者に使用されるガイドワイヤ操作装置の１つの実施形態の図を示している。
【図２】本発明の一実施形態に係るガイドワイヤ操作装置の概略ブロック図を描いている。
【図３】本発明の一実施形態に係るガイドワイヤ操作装置の垂直断面図を描いている。
【図４】図３のガイドワイヤ操作装置で使用されるアクチュエータの一部を描いている。
【図５】図３のガイドワイヤ操作装置を使用するときに軸線方向原動力をガイドワイヤに与えるチャックのハブの斜視図を描いている。
【図６】本発明の一実施形態にしたがってガイドワイヤ操作装置のためのコントローラのブロック図を描いている。
【図７】ガイドワイヤ操作装置の別の実施形態の垂直断面図を描いている。
【図８】図７のガイドワイヤ操作装置のためのガイドワイヤ駆動アセンブリの一部の部分斜視図を描いている。
【図９】図７のガイドワイヤ操作装置のためのハウジングの一部の断面図を描いている。
【図１０】本発明の１つの実施形態にしたがってガイドワイヤに軸線方向原動力を加えるように係合されるアクチュエータを有する図７のガイドワイヤ操作装置の垂直断面図を描いている。
【図１１】軸線方向原動力をガイドワイヤに与えるためのガイドワイヤ操作装置の他の実施形態の部分垂直断面図を描いている。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
[0020]本発明の実施形態は、外科用ガイドワイヤを操作するための方法および装置を備える。方法および装置は、原動力（回転動作および／または軸線方向（直線）動作）を外科用ガイドワイヤに選択的に与えるためのガイドワイヤ操作装置において具現化される。使用中、そのようなガイドワイヤ操作装置は、外科用ガイドワイヤに対して選択的にロックされて、血管内処置中にガイドワイヤを所望の位置へ移動させるための原動力を与えるように作動される。ガイドワイヤに加えられる原動力は、血管を貫通しておよび／または閉塞部を突き抜けて外科用ガイドワイヤを容易に移動させるために回転または軸線方向で選択される。
【００１１】
[0021]図１は、本発明の１つの実施形態に係る患者１１０に使用されるガイドワイヤ操作装置１００の図を示している。１つの実施形態において、ガイドワイヤ操作装置１００は、ユーザの手のひらに適合して片手により操作できる手持ち式の装置である。１つの実施形態では、ガイドワイヤ操作装置１００が外科用ガイドワイヤ１０２上にわたって押し進められる。すなわち、ガイドワイヤ１０２が装置１００の長手方向に向けられる通路を通り抜ける。血管内処置中、ガイドワイヤ１０２が患者１１０の血管１０６（例えば、大腿動脈）内に導入される。ガイドワイヤ操作装置１００はガイドワイヤ１０２に対して選択的にロックされる。ガイドワイヤが患者内へ押し進められるにつれて、ユーザは、必要に応じて、操作装置１００を操作してガイドワイヤ１０２に対して原動力（回転動作および／または軸方向動作）を与える。
【００１２】
[0022]例えば、ガイドワイヤ１０２の先端１０８が血管１０６の曲がった部位または湾曲部位に達すると、ユーザは、操作装置１００をガイドワイヤに対してロックして回転原動力をガイドワイヤ１０２に（例えば、矢印１０４により示される反時計回り方向に）与え、それにより、ガイドワイヤ１０２の先端１０８を血管１０６の曲がった部位または湾曲部位を通じて更に容易に押し進ませる。装置１００が前述の部位を通り越して押し進められると、ガイドワイヤに対する装置１００のロックを解除して、ガイドワイヤを血管を通じて更に押し進めることができる。他の例では、ガイドワイヤ１０２の先端１０８が障害物（例えば、塞栓部）に達するが該障害物を通過できない。このとき、ユーザは、ガイドワイヤ操作装置１００をガイドワイヤ１０２に対してロックして振動を与える（例えば、時計回りと反時計回りとの間で急速に振動させる）。そのような動作により、ガイドワイヤ１０２の先端が障害物を通過する。他の例では、ガイドワイヤ１０２の先端が障害物に達すると、ユーザは、ガイドワイヤ操作装置１０２をガイドワイヤ１０２に対してロックして、ジャックハンマー効果をもたらすために軸線方向動作（例えば、ガイドワイヤ１０２の直線動作）を与える。他の実施形態において、ユーザは、装置１００をガイドワイヤ１０２にロックすると同時に、回転動作および軸線方向動作の両方をガイドワイヤ１０２に与えてもよい。本発明の他の実施形態では、以下で詳しく説明されるように、動作を制御するためのコンピュータプログラムを使用して一連の所定のガイドワイヤ操作（すなわち、パターン）が生み出されてもよい。様々な外科的状況で選択的に使用されるべき様々な動作パターンをメモリから選択してガイドワイヤに適用することができる。
【００１３】
[0023]図２は、ガイドワイヤ操作装置１００の１つの実施形態の概略ブロック図を描いている。ガイドワイヤ操作装置１００は軸線方向に延びる長手方向通路２０４を形成し、使用中にガイドワイヤ１０２が長手方向通路２０４に通される。ガイドワイヤ操作装置１００は、ハウジング２００と、アクチュエータ２０６と、チャック２０２とを備える。チャック２０２はガイドワイヤロック機構２０８を備える。使用中、チャック２０２はロック機構２０８を使用してガイドワイヤ１０２に対してロックされる。ロックされると、アクチュエータは、原動力（回転動作および／または軸線方向動作）をガイドワイヤ１０２に対して選択的に与える。
【００１４】
[0024]図３は、ガイドワイヤ操作装置１００の１つの実施形態の垂直断面図を描いている。この実施形態では、図２のアクチュエータ２０６が回転アクチュエータ２０６Ａと軸線方向アクチュエータ２０６Ｂとに分けられ、それにより、装置は、原動力無し、回転原動力、または、回転・軸線方向原動力をガイドワイヤに対して選択的に適用することができる。
【００１５】
[0025]装置１００はハウジング２００を備えており、該ハウジングは、一般に、互いに接着され、螺合され、あるいは、取り付けられて筐体を形成する半体の形態を成す。ハウジング２００内にはスロット３５０が形成され、該スロット内にブシュ３０２Ａおよび３０２Ｂが保持される。ブシュ３０２Ａおよび３０２Ｂはアクスル（軸）３００を支持する。アクスル３００は、アクスル３００を軸線方向に貫通して延びる通路２０４を形成する。使用中、ガイドワイヤ１０２が通路２０４に通される。
【００１６】
[0026]回転アクチュエータ２０６Ａは、アクスル３００と、モータ３２８と、駆動アセンブリ３２６と、コントローラ３３０と、制御スイッチ３３２とを備える。図４に関連して以下で更に説明するように、駆動アセンブリ３２６は、複数の歯車を使用してモータ３２８の回転動作をアクスル３００に結合する。本発明の１つの実施形態において、コントローラ３３０は、制御スイッチ３３２を介してモータ３２８に結合される単なる１つ以上のバッテリである。そのような実施形態において、制御スイッチ３３２は、単に電圧を１つ以上のバッテリからモータ３２８へ印加してモータ３２８を回転させてもよい。その最も簡単な形態では、制御スイッチ３３２が単なる単極スイッチ、単投（ＳＰＳＴ）スイッチ、瞬間接触スイッチである。より複雑な実施形態では、図６に関して以下で説明するように、コントローラ３００がプログラマブルマイクロコントローラを備える。他の実施形態において、スイッチ３３２は、モータ３２８を時計回りまたは反時計回りに選択的に回転させるために電圧を印加してもよい。制御スイッチ３３２は、一般に、ハウジング２００の外部に露出されてユーザの片手による操作を容易にするように取り付けられる（例えば、親指で作動されるプッシュボタンまたはスライドスイッチ）。
【００１７】
[0027]アクスル３００はチャック２０２に結合される。１つの実施形態において、チャック２０２は、カプラ３０４と、ハブ３２４と、楔３１４とを備える。カプラ３０４およびアクスル３００は、カプラ３０４が軸線方向に移動できるようにしつつアクスル３００の回転動作をチャック２０２に結合させるためのスプライン嵌合面３４２を有する。ハブ３２４は面３１２でカプラ３０４に螺合される。楔３１４は、カプラ３０４によって形成される窓部３５２内に配置される。ハブ３２４は、窓部３５２内に楔３１４を保持する。非係合（ロック解除）位置において、ハブ３２４は楔３１４に対して圧力を与えず、それにより、ガイドワイヤ１０２は、楔３１４の下方で通路２０４を通じて自由にスライドできる。ガイドワイヤをロック機構２０８にロックさせるため、ハブ３２４がカプラ３０４に対して回転され、それにより、ハブ３２４の傾斜面３１６が楔３１４の上面３１８と相互に作用する。ハブ３２４が嵌め合い螺合面３１２を介してカプラ３０４に対して移動されるにつれて、楔３１４がガイドワイヤ１０２に押し付けられる。その結果、ガイドワイヤが楔３１４とカプラ３０４との間で捕捉され、それにより、ガイドワイヤがチャック２０２にロックされる。ロックされると、チャック２０２の任意の動作が原動力としてガイドワイヤ１０２に与えられる。
【００１８】
[0028]本発明の他の実施形態は他の形態のチャックを利用する。広い意味で、ガイドワイヤを原動力源に対して選択的にロックするために使用され得る任意の機構が用いられてもよい。複数のジョーを有する他の形態のチャックまたは圧縮スロット付きシリンダを適用できる。
【００１９】
[0029]カプラ３０４は、スプリング３０６の第１の端部を支持するスプリングシート３５４を備える。スプリング３０６の第２の端部は、ハウジング２００の内面から延びるフランジ３２２に当接する。スプリング３０６は、カプラ３０４をアクスル３００へ向けて内側へ付勢する弾性部材の１つの実施形態である。カプラ３０４は、カプラ３０４の外面から径方向に延びるフランジ３２０を更に備える。フランジ３２０は、チャック２０２に与えられ得る軸線方向動作の大きさを制限するためにカプラ３０4に沿って配置される。したがって、スプリング３０６は、フランジ３２０とフランジ３２２との間の接触を維持するようにカプラ３０４を付勢する。
【００２０】
[0030]軸線方向動作をチャック２０２に与えるため、ハブ３２４の下面３５６に窪みが設けられる。面３５６は、ハブ３２４の面３５６に隣接するハウジング２００の外面から延びる突起３３６と相互に作用する。カプラ３０４に対するハブ３２４の位置に応じて、スプリング３０６は、突起３３６が窪みのある面３５６と相互作用するようにする。チャック２０２をガイドワイヤ１０２に対してロックしてチャック２０２に回転を与えると、ガイドワイヤ１０２が矢印３５８によって示されるように軸線方向に移動する。軸線方向の原動力を解放するため、ハブ３２４がねじ３１２に沿ってカプラ３０４に対して回転されて、突起３３６が面３５６から分離される。このようにして、ロック機構２０８は、軸線方向動作を与えることなくアクスル３００の回転動作がガイドワイヤ１０２に与えられるようにガイドワイヤ１０２を保持する。この実施形態において、軸線方向動作アクチュエータ２０６Ｂは、ハブ３２４と、スプリング３０６と、カプラ３０４と、ハウジング２００とを備える。
【００２１】
[0031]図４は、本発明の１つの実施形態に係る図３の４−４線に沿う回転アクチュエータ２０６Ａの駆動アセンブリ３２６の断面図を描いている。駆動アセンブリ３２６は、モータ歯車４００と、中間歯車４０２と、アクスル歯車４０４とを備える。図３のモータ３２８は、モータ歯車４００に結合されてモータ歯車に回転動作を与える。１つの実施形態において、アクスル歯車４０４は、図３のアクスル３００のこの面の一体部分として形成される。中間歯車４０２は、モータ歯車４００とアクスル歯車４０４との間に所定の歯数比を与えるように形成される。各歯車の直径および歯数は、ガイドワイヤの回転動作の速度および軸線方向動作の振動速度を見出す設計上の選択であると考えられる。
【００２２】
[0032]他の実施形態において、図３のモータ３２８は、他の形態の駆動アセンブリ、例えばダイレクトドライブやウォームギヤ等を介して、アクスルに結合されてもよい。特定のモータおよび駆動アセンブリ特性は、特定のガイドワイヤ回転速度およびトルクを生み出すための設計上の選択と見なされる。幾つかの実施形態において、駆動アセンブリは、特定の速度およびトルクプロファイルまたは調整を容易にもたらすように調整できてもよい。１つの形態の調整は、後述するように、コントローラによって生成されるパルス幅変調信号を用いて制御され得るステッピングモータの使用によって容易にされてもよい。
【００２３】
[0033]選択可能な方向で回転原動力を与えるための別の実施形態は、電気モータによって一方向に絶えず駆動される共通シャフトに取り付けられる２つの大径の平歯車を備えるギヤトレインを使用する。２つの平歯車のそれぞれは、その歯のその総数の１／２よりもやや多い部分が除去される。除去された歯の部分は、２つの更なる小さい平歯車の一方または他方だけが一度に駆動されるように配置され、２つの更なる小さい平歯車のそれぞれは、これらの共通シャフト歯車のうちの１つによって駆動されるように配置される。このとき、２つの小さい平歯車は、アクスル上の歯車を駆動させるために１つずつ使用されるが、これらの駆動歯車のうちのただ１つとアクスル歯車との間の１つの更なる歯車の位置決めは、そのセットがアクスル歯車を駆動しているときに逆転されるアクスルの回転方向をもたらす。
【００２４】
[0034]他の実施形態は、両方向で略一定の回転速度を伴うことなく正転および逆転だけが必要とされる場合、アクスル上の平歯車が枢支された１／４円形状プレートによって駆動される。先端近傍の枢軸と反対側の歯付き湾曲部分は、アクスル平歯車と噛み合うように正しいピッチ半径を有する。この枢支歯車部分プレートは、その枢軸から上方へ延びて、その面にスロットを有しており、該スロット内で、ディスク上に偏心して取り付けられるピンが上下に自由にスライドできる。電気モータがこのディスクを一定の方向に回転させると、それにより、枢支プレートが前後に揺れ、その結果、その歯車部分がアクスル平歯車を一方向に駆動させ、その後、逆方向に駆動させる。
【００２５】
[0035]図５は本発明の１つの実施形態に係るハブ３２４の斜視図を描いている。ハブ３２４は、複数の窪み５０４と、窪み５０４間の空間５０２とを有する面３５６を備える。ハブ３２４はねじ付き内面３１２を更に備える。ねじ付き内面３１２は、カプラ３０４のねじ付き外面と相互に作用するようになっており、カプラ３０４および楔３１４に対するハブの位置を調整するようになっている。窪み５０４および窪み間の空間５０２は、軸線方向動作をチャック２０２に与えるために突起３３６と相互に作用するようになっている。窪みの間隔およびモータの速度は軸線方向動作の振動速度を制御する。また、面３５６上の空間５０４に対する窪み５０４の深さは、軸線方向動作の移動距離を制御する。
【００２６】
[0036]図６は、本発明の１つの実施形態に係るコントローラ３３０のブロック図を描いている。コントローラ３３０は、マイクロコントローラ６００と、サポート回路６０２と、メモリ６０４と、電源６０６とを備える。マイクロコントローラ６００は、多くの市販のマイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）等のうちの１つ以上であってもよい。サポート回路６０２は、クロック回路、キャッシュ、電源、入力／出力回路、インジケータ、センサ等を含むがこれらに限定されない、マイクロコントローラ６００の動作を容易にする良く知られた回路を備える。１つの実施形態では、電源６０６が１つ以上のバッテリを備える。他の実施形態において、電源６０６は、ガイドワイヤ操作装置を壁面コンセントに差し込むことができるようにＡＣ／ＤＣ変換器を備えてもよい。更なる実施形態では、電源６０６が１つ以上のバッテリを備えてもよく、また、バッテリ用の充電回路がベースチャージャに誘導結合されてもよい。
【００２７】
[0037]メモリ６０４は、マイクロコントローラ６００のためのデジタル命令およびデータを記憶するために使用される任意の形態のメモリデバイスであってもよい。１つの実施形態において、メモリ６０４は、アクチュエータ２０６を制御して動作をガイドワイヤに与えるために使用される制御コード６０８（例えば、コンピュータ可読命令）を備えるランダムアクセスメモリまたはリードオンリーメモリである。アクチュエータ２０６を制御するためにマイクロコントローラ６００によって利用されるプログラムは、一般に、制御スイッチ３３２および／または他の入力デバイスによって制御される。
【００２８】
[0038]本発明の１つの実施形態において、モータ３２８は、例えば特定のトルクおよび／または速度プロファイルをモータ３２８に与えるためにコントローラ３３２によって生成されるパルス幅変調信号を使用して制御されるステッピングモータである。幾つかの実施形態では、ユーザがガイドワイヤの経路中の特定のタイプの障害物を乗り越えることができるように、所定のプログラムを生成してスイッチ３３２の操作により選択することができる。例えば、医師が特定のタイプの塞栓部に直面する場合には、障害物を乗り越えるためにガイドワイヤの動作を規定する特定のプログラムを選択して実行することができる。血管内処置でのガイドワイヤ利用の実証的研究によって様々なプログラムを生成することができる。特定の動作パターンを選択するために、スイッチが複数の選択可能な位置を有するスライドスイッチであってもよい。この場合、それぞれの位置が異なる動作パターンに対応する。
【００２９】
[0039]図７は、本発明の別の実施形態に係るガイドワイヤ操作装置６５０の垂直断面図を描いている。この実施形態において、軸線方向動作の使用は、機械的なスイッチ７０２の操作によって選択される。先の実施形態と同様、この実施形態は、原動力無し、回転原動力、または、回転・軸線方向原動力をガイドワイヤに対して選択的に与える。図３に関して前述したように、装置６５０は回転アクチュエータ２０６Ａを備える。この実施形態において、カプラ７００は、スプリングシート７５０と、窪み付きフランジ７１０と、スイッチストッパ７５２とを備える。スライド可能なスイッチ７０２は、スイッチシート７５２と相互に作用する延在部７０４を備える。スイッチシート７５２およびスプリングシート７５４は、スイッチ延在部７０４を捕捉する空間７０６を画定する。スイッチ７０２の操作により、カプラ７００は、アクスル３００と嵌合する面に沿って軸線方向に移動する。スプリング７０８はスプリングシート７０５とハウジングフランジ３２２との間に配置される。スプリング７０８はカプラをアクスル３００へ向けて内側に付勢する。窪み付きフランジ７０２はカプラ７００から径方向に延びる。カプラ７００が軸線方向に移動する距離を制限するため、窪み付きフランジの一方の面がハウジングフランジ３２２に当接する。窪み付きフランジ７１０は、ハウジング２００の窪みのある面７１２と位置合わせされる面を有する。ガイドワイヤがチャック２０２に対してロックされて回転アクチュエータ２０６Ａが作動されると、ガイドワイヤ１０２が軸線方向動作を何ら伴うことなく回転する。図１０に関連して以下で更に説明するように、フランジ７１０の窪みのある面を窪みのある面７１２と係合させるためにスイッチ７０２が前方へ移動されると、ガイドワイヤ１０２の軸線方向原動力がガイドワイヤ１０２に対して与えられる。
【００３０】
[0040]図８は、本発明の１つの実施形態に係るカプラ７００の部分斜視図を描いている。カプラ７００は、ガイドワイヤが通される開口８０６を有する。窪み付きフランジ７１０は、表面に複数の窪み８００が形成される径方向に延びるフランジ８０２を備える。１つの実施形態では、窪みが一連の楔として形成される。他の実施形態では、カプラ７００が回転されるときにチャックの軸線方向動作を引き起こすために、フランジ８０２の表面を、対応する面との相互作用がカプラ７００の軸線方向動作を引き起こすように変える必要がある。
【００３１】
[0041]図９は、図７の線９−９に沿うハウジング２００の断面図を描いている。１つの実施形態に置いて、面７１２は、カプラ７００の面８００の窪みと相互に作用するように形成される対応する突起を備える。他の実施形態において、面７１２は、カプラ７００の面８００に対して相補的な楔９００を備えてもよい。楔の形状は、一部分において、ガイドワイヤの移動距離、カイドワイヤの加速度、および、ガイドワイヤ振動速度を規定する。
【００３２】
[0042]図１０は、図７のガイドワイヤ操作装置６５０の一実施形態を描いている。この場合、窪み付きフランジ７１０が突起面７１２と係合してしまっている。このようにすると、スイッチ７０２は、面７１０および７１２の係合を容易にするためにカプラ７００を前方へ移動させている。チャック２０２がガイドワイヤ１０２に対してロックして、回転アクチュエータが作動されると、ガイドワイヤ１０２は、矢印１００２で示されるように回転して、矢印１０００により表わされるように軸線方向に振動する。
【００３３】
[0043]図１１は、ガイドワイヤ操作装置１１００の一部の垂直断面図を描いている。装置１１００は、ガイドワイヤの回転動作を与えることなく選択的に利用され得る軸線方向アクチュエータ２０６Ｂを備える。したがって、この実施形態を用いると、装置１１０は、原動力無し、回転原動力、軸線方向原動力、または、軸線方向・回転原動力をガイドワイヤに対して選択的に与える。
【００３４】
[0044]１つの実施形態において、装置１１００は、てこ台１１１２と相互に作用するシャフト１１１４に結合するリニアアクチュエータ１１１６を備える。リニアアクチュエータ１１１６は直線動作をてこ台１１１２の一部に与える。てこ台は枢支点１１２０に取り付けられ、それにより、直線原動力がてこ台１１１２に対して加えられると、てこ台１１１２が枢支点１１２０を中心に回転する。てこ台１１１２の第２の端部はカプラ１１０４と相互に作用する。カプラ１１０４は、先の実施形態と同様、必要に応じて回転動作をカプラに与えるためにアクスル３００と相互に作用するスプライン面を有する。カプラ１１０４はスプリングシート１１０８を備える。カプラ１１０４をアクスル３００へ向けて付勢するために、スプリング１１０６がハウジング１１０２とスプリングシート１１０８との間に配置される。てこ台１１０２は、てこ台１１０２の動作がカプラ１１０４を軸線方向に移動させるようにスプリングシート１１０８に結合する。このようにして、回転動作を何ら伴うことなく、リニアアクチュエータ１１１６は、カプラ、および、チャック２０２でロックされるガイドワイヤ１０２に対して軸線方向動作を与える。
【００３５】
[0045]１つの実施形態において、リニアアクチュエータ１１１６は、ソレノイド、圧電アクチュエータ、リニアモータ、回転モータ、および、ボールスクリューまたはラック／ピニオン等であってもよい。他の実施形態では、軸線方向力をガイドワイヤに与えるために、ハンマー−ドリル型のアセンブリが使用されてもよい。
【００３６】
[0046]図３のモータ３２８を制御するために説明された態様と同様の態様のコントローラ３００がリニアアクチュエータ１１１６を制御してもよい。
【００３７】
[0047]以上の説明は本発明の実施形態に関するものであるが、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく本発明の他の更なる実施形態が案出されてもよく、また、本発明の範囲は以下の請求項によって決定される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外科手術で使用される外科用ガイドワイヤを操作するための装置であって、
原動力を外科用ガイドワイヤに選択的に結合するためのチャックと、
前記チャックに結合され、軸線方向原動力を前記チャックに与えるためのアクチュエータと、
を備える装置。
【請求項２】
前記アクチュエータが回転原動力を前記チャックに与える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記チャックが、前記チャックを外科用ガイドワイヤに対して選択的にロックするためのロック機構を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記チャックが、
前記アクチュエータから原動力を受けるためのカプラと、
前記カプラに結合されるハブと、
前記カプラの窓部内に配置されて、前記ハブによって前記窓部内に保持される楔であって、前記ハブと相互に作用して前記楔をガイドワイヤロック位置とガイドワイヤロック解除位置との間で移動させる傾斜面を有する楔と、
を備える、請求項１の記載の装置。
【請求項５】
前記ハブが突起と相互に作用するための窪みのある面を備え、前記アクチュエータが回転原動力を前記ハブに与え、前記突起と相互に作用する前記窪みのある面が軸線方向原動力を生み出す、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記カプラが、突起と相互に作用するための窪みのある面を有する径方向に延びるフランジを備え、前記アクチュエータが回転原動力を前記カプラに与え、前記突起と相互に作用する前記窪みのある面が軸線方向原動力を生み出す、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記アクチュエータが前記チャックに結合されるリニアアクチュエータを更に備える、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記アクチュエータに結合され、前記アクチュエータの作動を制御するためのコントローラを更に備える、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記コントローラが複数の原動力パターンを伴ってプログラムされる、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
ユーザの手のひらに適合するように寸法付けられるハウジングを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
外科手術中に外科用ガイドワイヤを操作する方法であって、
ガイドワイヤ操作装置にガイドワイヤを通すステップと、
前記ガイドワイヤを前記ガイドワイヤ操作装置に対してロックするステップと、
前記ガイドワイヤ操作装置を作動させて、軸線方向原動力を前記ガイドワイヤに与えるステップと、
を備える方法。
【請求項１２】
前記通すステップが、前記ガイドワイヤ操作装置を貫通して長手方向に向けられる通路に前記ガイドワイヤを通す工程を更に備え、前記通路が回転アクチュエータに結合されるアクスルによって形成される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ロックするステップが、チャックを前記ガイドワイヤに対して選択的にロックする工程を更に備え、前記チャックが前記アクスルに結合される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記回転アクチュエータを作動させて前記アクスルおよび前記チャックを回転させるステップを更に備え、前記チャックが突起と相互に作用して軸線方向原動力を前記ガイドワイヤに与える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記作動させるステップが、リニアアクチュエータを作動させて軸線方向原動力を前記ガイドワイヤに与える工程を更に備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
外科手術で使用される外科用ガイドワイヤを操作するための装置で、
原動力を外科用ガイドワイヤに選択的に結合するためのチャックであって、
カプラと、
前記カプラに結合され、突起と相互に作用するための窪みのある面を有するハブと、
前記カプラの窓部内に配置されて、前記ハブによって前記窓部内に保持される楔であって、前記ハブと相互に作用して前記楔をガイドワイヤロック位置とガイドワイヤロック解除位置との間で移動させる傾斜面を有する楔と、
を備えるチャックと、
前記チャックに結合され、回転原動力を前記カプラに与えるためのアクチュエータであって、前記アクチュエータが回転原動力を前記カプラに与え、前記突起と相互に作用する前記ハブの前記窪みのある面が前記チャックに作用する軸線方向原動力を生み出す、アクチュエータと、
を備える装置。
【請求項１７】
前記アクチュエータに結合され、前記アクチュエータの作動を制御するためのコントローラを更に備える、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記コントローラが複数の原動力パターンを伴ってプログラムされる請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記チャックおよび前記アクチュエータを支持し、ユーザの手のひらに適合するように寸法付けられるハウジングを備える請求項１６に記載の装置。
【請求項２０】
前記アクチュエータが、反時計回り方向および時計回り方向の回転原動力を選択的に与えるための複数の歯車を備える請求項１６に記載の装置。
【請求項１】
外科手術で使用される外科用ガイドワイヤを操作するための装置であって、
原動力を外科用ガイドワイヤに選択的に結合するためのチャックと、
前記チャックに結合され、軸線方向原動力を前記チャックに与えるためのアクチュエータと、
を備える装置。
【請求項２】
前記アクチュエータが回転原動力を前記チャックに与える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記チャックが、前記チャックを外科用ガイドワイヤに対して選択的にロックするためのロック機構を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記チャックが、
前記アクチュエータから原動力を受けるためのカプラと、
前記カプラに結合されるハブと、
前記カプラの窓部内に配置されて、前記ハブによって前記窓部内に保持される楔であって、前記ハブと相互に作用して前記楔をガイドワイヤロック位置とガイドワイヤロック解除位置との間で移動させる傾斜面を有する楔と、
を備える、請求項１の記載の装置。
【請求項５】
前記ハブが突起と相互に作用するための窪みのある面を備え、前記アクチュエータが回転原動力を前記ハブに与え、前記突起と相互に作用する前記窪みのある面が軸線方向原動力を生み出す、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記カプラが、突起と相互に作用するための窪みのある面を有する径方向に延びるフランジを備え、前記アクチュエータが回転原動力を前記カプラに与え、前記突起と相互に作用する前記窪みのある面が軸線方向原動力を生み出す、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記アクチュエータが前記チャックに結合されるリニアアクチュエータを更に備える、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記アクチュエータに結合され、前記アクチュエータの作動を制御するためのコントローラを更に備える、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記コントローラが複数の原動力パターンを伴ってプログラムされる、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
ユーザの手のひらに適合するように寸法付けられるハウジングを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
外科手術中に外科用ガイドワイヤを操作する方法であって、
ガイドワイヤ操作装置にガイドワイヤを通すステップと、
前記ガイドワイヤを前記ガイドワイヤ操作装置に対してロックするステップと、
前記ガイドワイヤ操作装置を作動させて、軸線方向原動力を前記ガイドワイヤに与えるステップと、
を備える方法。
【請求項１２】
前記通すステップが、前記ガイドワイヤ操作装置を貫通して長手方向に向けられる通路に前記ガイドワイヤを通す工程を更に備え、前記通路が回転アクチュエータに結合されるアクスルによって形成される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ロックするステップが、チャックを前記ガイドワイヤに対して選択的にロックする工程を更に備え、前記チャックが前記アクスルに結合される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記回転アクチュエータを作動させて前記アクスルおよび前記チャックを回転させるステップを更に備え、前記チャックが突起と相互に作用して軸線方向原動力を前記ガイドワイヤに与える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記作動させるステップが、リニアアクチュエータを作動させて軸線方向原動力を前記ガイドワイヤに与える工程を更に備える、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
外科手術で使用される外科用ガイドワイヤを操作するための装置で、
原動力を外科用ガイドワイヤに選択的に結合するためのチャックであって、
カプラと、
前記カプラに結合され、突起と相互に作用するための窪みのある面を有するハブと、
前記カプラの窓部内に配置されて、前記ハブによって前記窓部内に保持される楔であって、前記ハブと相互に作用して前記楔をガイドワイヤロック位置とガイドワイヤロック解除位置との間で移動させる傾斜面を有する楔と、
を備えるチャックと、
前記チャックに結合され、回転原動力を前記カプラに与えるためのアクチュエータであって、前記アクチュエータが回転原動力を前記カプラに与え、前記突起と相互に作用する前記ハブの前記窪みのある面が前記チャックに作用する軸線方向原動力を生み出す、アクチュエータと、
を備える装置。
【請求項１７】
前記アクチュエータに結合され、前記アクチュエータの作動を制御するためのコントローラを更に備える、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記コントローラが複数の原動力パターンを伴ってプログラムされる請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記チャックおよび前記アクチュエータを支持し、ユーザの手のひらに適合するように寸法付けられるハウジングを備える請求項１６に記載の装置。
【請求項２０】
前記アクチュエータが、反時計回り方向および時計回り方向の回転原動力を選択的に与えるための複数の歯車を備える請求項１６に記載の装置。
【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２０１２−５１７３０２（Ｐ２０１２−５１７３０２Ａ）
【公表日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５４９３３０（Ｐ２０１１−５４９３３０）
【出願日】平成２２年２月９日（２０１０．２．９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０２３６２９
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０９３６３０
【国際公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【出願人】（５１１１９４５４４）ヴェサテック エルエルシー (1)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月９日（２０１０．２．９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０２３６２９
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０９３６３０
【国際公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【出願人】（５１１１９４５４４）ヴェサテック エルエルシー (1)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]