JP2010527690A - 外科用機器 - Google Patents

Abstract

【解決手段】基端及び末端を有する機器軸と、機器軸の末端から配設されたツールと、機器軸の基端から配設された制御ハンドルと、機器軸の末端をツールに連結する末端の運動部材と、機器軸の基端をハンドルに連結する基端の運動部材と、基端の運動部材の動きを末端の運動部材に連結しツールの配置を制御すべく末端及び基端の運動部材の間を伸びる起動手段と、ツールの位置を選んだ位置にて固定し、係止状態と非係止状態とを有する係止機構とを含む外科用機器である。

Description

本発明は、全体として、医療用機器、より特定的には、最小侵襲外科手術又はその他の形態の外科的又は医療方法又は技術にて使用することを目的とする手操作式外科用機器に関する。本明細書にて説明した機器は、主として、腹腔鏡下方法にて使用するものであるが、本発明のこの機器は、管腔内法を含む、多岐にわたるその他の方法のため使用することができることを理解すべきである。

市場にて現在利用可能な内視鏡下及び腹腔鏡下機器は、主として使用するときの巧みさに欠けるため、操作及び使用を習得することが極めて困難である。例えば、外科手術を行なう間、典型的な腹腔鏡下機器を使用するとき、機器のツールの方向はターゲット及び切開箇所の位置によってのみ決まる。これらの機器は、全体として、患者自身の切開箇所をてこ点として使用するてこ効果にて機能する。その結果、縫合、結束及び精密切開といったような一般的な作業は、習熟することが容易ではない。通常、追加的な制御のため別個に配設した制御部材によって制御されることが多い余剰な関節動作を提供することによりこの難点を解決すべく永年にわたって各種の腹腔鏡下機器が開発されてきた。しかし、これにも拘らず、これらの機器は、依然として、外科医が特に随意に選んだ方向にて縫合のような一般的な作業を実行することを許容するのに十分な巧みさを提供しない。また、この型式の既存の機器は、機器を特定の位置にて保持する効果的な方法を提供しない。更に、既存の機器は、機器を効果的に制御するため両手を使用することを必要とする。

巧みさが向上し、特に、基端及び末端の曲げ可能な部材を有する回転作用部を含む改良された機器が米国特許第７，１４７，６５０号明細書に示されている。これらの機器は改良された作用部を有しているが、基端の再配置が為される迄、機器の末端部分が所定の位置に維持されている間、機器の基端部分を特に再配置することができる、機器が依然として必要とされている。このことは、外科医が機器の基端の制御部分を機器の末端の制御のためより安楽な位置に配置することを望む外科的方法にて極めて有益であろう。このことは、例えば、外科医が狭小なオリフィス内にて又はオリフィスを通ってかなり狭い空間内にて機器を操作するときにも有益である。

米国特許第７，１４７，６５０号明細書

従って、本発明の１つの目的は、外科医がより優れた巧みさにて外科用機器のツール端部を操作することを許容する改良された腹腔鏡下又は内視鏡下外科用機器を提供することである。

本発明の別の目的は、切開箇所を通して、自然の身体オリフィスを通して又は管腔式に多岐にわたる用途を有する改良された外科用又は医療用機器を提供することである。
本発明の更なる目的は、機器の末端部分が所定の位置に維持されている間、機器の基端部分を再配置することができる改良された医療用機器を提供することである。

本発明の別の目的は、機器のその他の制御部にとって補助的に重要であり、外科医が所望の位置になったとき、機器を係止することを可能にする係止作用部を提供することである。このことは、その後、外科医が同時に機器を特定の曲がった形態にて保持することなく、外科的方法を実行することをより容易にする。

本発明の更に別の目的は、ユーザが片手にて効果的に制御することのできる改良された医療用機器を提供することである。
本発明の更に別の目的は、係止されている間、機器の先端を回転するのを可能にしつつ、機器の位置を予め選んだ位置に係止する能力を特徴とする改良された医療用機器を提供することである。

本発明の更なる目的は、機器に対して更に優れた巧みさを得るため、機器のハンドルを再配置する能力を特徴とする改良された医療用機器を提供することである。

本発明の上記及びその他の目的、特徴及び有利な点を実現するため、基端及び末端を有する機器軸と、機器軸の末端から配設されたツールと、機器軸の基端から連結された制御ハンドルと、機器軸の末端をツールに連結する末端の運動部材と、機器軸の基端をハンドルに連結する基端の運動部材と、基端の運動部材の動きを末端の運動部材に連結しツールの配置を制御すべく末端及び基端の運動部材の間を伸びる起動手段と、係止状態と非係止状態とを有し、また、起動手段の一端を終端とすべく基端の運動部材の基端に配設された従動子とを含む外科用機器が提供される。

本発明のその他の特徴に従って、制御ハンドルに隣接して配設され且つ、制御ハンドルに対して回転し機器軸及びツールの相応する回転を生じさせる回転手段を含み、少なくとも基端の運動部材が基端の曲げ可能な部材を備え、回転手段は、末端のツールのロール軸線の回りにてツールを回転させ得るようにした回転ノブを備え、回転ノブは、制御ハンドルと基端の曲げ可能な部材との間に配設され、ハンドルのピボット点にてハンドルから支持された起動レバーと、ツールからハンドルまで伸びるツールの起動ケーブルと、ツールの起動ケーブルの基端を捕捉するスライダと、スライダの平行移動、また、ツールの作動を制御すべくハンドルにて支持された起動レバーとを含み、起動手段は、複数のケーブルを含み、従動子は、ケーブルの基端を終端にすべくアンカーリングを保持するライダーを支持するボール部材を含み、ライダーをボール部材上にて係止し且つ非係止状態とするよう手操作にて起動可能な制御ボタンを含み、ボール部材は、割型ボールを備え、制御ボタンは、ウェッジ部材を作動させ割型ボールを拡張且つ収縮させそれぞれ係止状態及び非係止状態を提供し、また、従動子は、その非係止状態にあるとき、ツールを制御することなく、制御ハンドルを再配置することを可能にし、起動手段は、複数の起動ケーブルを備え、ケーブルの位置を保持するケーブルの把み手段を更に含む、外科用機器が提供される。

本発明の別の型式に従って、解剖学的本体の内部を通ることを目的とする細長い機器軸により相互に連結された基端の制御ハンドル及び末端のツールと、基端の制御ハンドル及び末端のツールを機器軸とそれぞれ相互に連結する基端及び末端の可動部材と、可動部材の間に配設されたケーブルの起動手段と、末端のツールを制御すべくハンドルにおける起動部材と、基端の可動部材が異なる位置の間にて動くのを許容すると同時に、末端の可動部材の位置を固定し得るようにケーブルの起動手段を選択的に規制する部材とを有する、医療用機器が提供される。

本発明の更にその他の特徴に従って、選択的に規定する部材が解放可能であり、係止及び非係止状態を有し、その非係止状態にあるとき、末端の可動部材の位置が固定されている間、基端の可動部材が異なる位置の間にて動くことを許容し、また、その係止状態にあるとき、選択的に規制する部材が解放されたとき、異なる位置の間にて動くことを許容する基端の可動部材を含み、係止状態及び非係止状態を有する部材が基端の運動部材の基端に配設され且つケーブルの起動手段の終端を形成する従動子を含み、また、規制部材は、そのケーブルの末端を動かないように保持するケーブルの把み部材を含む、医療用機器が提供される。

本発明の更に別の型式に従い、制御ハンドルを含む基端と、末端ツールを含む末端とを有し、制御ハンドル及び末端ツールは、細長い機器軸によって相互に連結された医療用機器を制御する方法であって、それぞれ基端の制御ハンドル及び末端ツールを機器軸と相互に連結する基端及び末端の可動部材を提供し、該基端及び末端の可動部材は、相互に連結され、基端の可動部材における動きが末端の可動部材を制御するようにする工程と、末端の可動部材を第一の選んだ位置に保持する工程と、末端の可動部材がこの第一の選んだ位置に保持されている間、基端の可動部材を末端の可動部材の第一の選んだ位置に相応する第一の位置から該第一の位置と相違する第二の位置まで動かす工程と、その後、基端の可動部材から制御するため、末端の可動部材をこの第二の位置から解放する工程とを含む上記の制御方法が提供される。

本発明の更に別の特徴に従い、機器の基端から、その長手方向末端のツール軸線の回りにおける末端のツールの回転を手動にて制御する工程を含む方法が提供される。
本発明の更に別の型式に従い、細長い機器軸によって相互に連結された基端の制御ハンドル及び末端ツールと、基端の制御ハンドル及び末端ツールを機器軸とそれぞれ相互に連結する基端及び末端の可動部材と、基端の可動部材における動きが末端の可動部材を制御するように、可動部材の間に配設された手段と、末端の可動部材を可動部材の間の第一の相対的な方向にて規制する手段と、末端の可動部材がこのように規制されている間、基端の可動部材を第一の相対的方向から可動部材の間の第二の相対的方向まで動かすことを可能にする手段と、第二の相対的方向から開始してその後に基端の可動部材から制御することを可能にし得るように解放可能な上記の規制手段とを備える機器が提供される。

本発明の別の特徴に従い、制御ハンドルにあり且つ、基端及び末端の可動部材を介してその末端のツール軸線の回りにおける末端のツールの回転を制御すべくユーザによって操作可能な制御部材を含む機器であって、可動部材の間に配設された手段は、ケーブルを含み、また、規制手段は、ケーブルの末端を動かないように保持するケーブルの把み部材を含み、該ケーブルの把み部材は、機器軸の基端に配設され、可能にする手段は係止状態及び非係止状態を有する従動子を含み、該従動子は、その非係止状態にあるとき、基端の可動部材を第一の相対的な方向から第二の相対的な方向まで動かすことを可能にし、ケーブルの把み部材は、従動子が非係止位置から係止位置まで動くとき、解放される、上記の機器が提供される。

本発明の更なる型式に従い、解剖学的本体の内部を通ることを目的とする細長い機器軸によって相互に連結された基端の制御ハンドル及び末端ツールと、基端の制御ハンドル及び末端ツールを機器軸とそれぞれ相互に連結する基端及び末端の可動部材と、可動部材の間に配設されたケーブル起動手段と、末端ツールを制御すべくハンドルに設けられた起動部材と、ハンドルを基端の可動部材と選択的に係合させ且つ非係合状態とするクラッチ部材とを有する医療用機器が提供される。

本発明のその他の特徴に従い、基端の可動部材が異なる位置の間にて動くのを許容すると同時に、末端の可動部材の位置を固定すべくケーブル起動手段を規制する手段を含み、また、基端及び末端の可動部材の間にて相対的位置を係止する係止機構を含む機器が提供される。

図面は、単に説明の目的にのみ掲げたものであり、発明の限界を画することを意図するものではないことを理解すべきである。本明細書に記載した実施の形態の上記及びその他の目的並びに有利な効果は、添付図面と共に、検討したとき、以下の詳細な説明を参照することにより明らかになるであろう。
本発明の機器の１つの実施の形態を示す斜視図である。 図１の線２−２に沿った図１の機器の断面平面図である。 図２の線３−３に沿った図１及び図２の機器を示す断面端面図である。 従動子が係止され、ケーブルの把み部材が解放された、図１−３に示した機器の部分断面側面図である。 機器が曲げられ、従動子及びケーブルの把み部の双方が係止された、図１−３に示した機器の部分断面側面図である。 従動子が解放され、ケーブルの把み部材が係止され、また、機器の基端が再配置された、図１−３に示した機器の部分断面側面図である。 従動子が係止され、ケーブルの把み部材が解放されてツールの更なる位置決めを可能にするようにした、図１−３に示した機器の部分断面側面図である。 従動子部材のみを使用する、図１−３に示した機器の代替的な実施の形態の部分断面側面図である。 従動子をその係止位置まで動かした、図８の機器の部分断面側面図である。 把み部材及びウェッジ部材を使用する、図１−３に示した機器の更に代替的な実施の形態の部分断面側面図である。 ウェッジ部材が非係止状態とされ、把み部材が解放された、図１０の機器の部分断面側面図である。 角度の係止機構も含む、機器の別の実施の形態の部分断面側面図である。 図１２の線１３−１３に沿った断面図である。 図１２及び図１３に示した実施の形態の部分断面図である。 本発明の更に別の実施の形態を示す部分断面図である。

本発明の機器は、最小侵襲法を実行するため使用することができる。本明細書にて「最小侵襲法」とは、外科医が手術箇所にアクセスするため使用される小さい切口又は切開箇所を通して操作する外科的方法を意味する。１つの実施の形態において、切開箇所の長さは直径１ｍｍから２０ｍｍの範囲、好ましくは、直径５ｍｍから１０ｍｍの範囲にある。この法は、手術箇所にアクセスするため大きい切開箇所を必要とする方法と対照的である。このように、かかる小さい切開箇所及び（又は）自然体腔又はキャビティを通して挿入し、機器を特定の外科的又は医療的法のため内部のターゲット箇所に配置するため可撓性の機器が使用されることが好ましい。外科用機器を解剖学的部位内に導入することは、管腔、血管又はキャビティへの経皮的又は外科的アクセスにより又は解剖学的部位の自然のオリフィスを通して導入することにより行うこともできる。

腹腔鏡下方法にて使用することに加えて、本発明の機器は、大腸内視鏡、上部消化管鏡、関節鏡、洞、胸部、前立腺、経膣、整形外科、及び心臓手術を含むが、これらにのみ限定されない多様なその他の医療的又は外科的方法にて使用することができる。特定の方法に依存して、機器軸は、剛性、半剛性又は可撓性とすることができる。

本明細書にて「外科用機器」について説明するが、本発明の原理は、必ずしも外科手術用ではなく、カテーテルのようなその他の道具及び診断用及び治療用機器及び道具を含むが、これらにのみ限定されないその他の医療用機器にも当てはまる。

本発明の主要な特徴の１つは、医療方法を行う間、制御ハンドルを再配置する能力である。この点に関して、この再配置を可能にする少なくとも２つの異なる型式のものがある。より簡略化した実施の形態において、基端及び末端部材を連結し協調して作動させ又は、末端部材を実質的に作動させることなくハンドルを再配置のため自由に動かすことを可能にするため、機器の基端に起動可能なクラッチ部材が設けられる。本発明の別の実施の形態は、同一のクラッチ部材を使用するが、基端の再配置が行われる間、機器の末端にて特定の位置を維持するためケーブルの起動手段を把む手段を更に追加する。

上記したクラッチ部材が関係する限り、本明細書にて、クラッチ部材は多数の異なる実施の形態に開示され、また、基端の曲げ可能な部材にて終端とせずに、起動ケーブルの基端を終端とすべく使用される従動子の形態をしている。この従動子は、係止されたとき、作動ケーブルに対する終端を規定し、このため、基端及び末端の曲げ可能な部材の間にて直接的に制御することを可能にする。従動子が非係止状態とされたとき、このことは、１つの実施の形態において、機器の末端の位置に実質的に影響を与えることなく、基端の制御ハンドルを再配置することを許容する。

機器に組み込むことのできる別の作用部は、基端及び末端の曲げ可能な部材を特定の曲がった状態にて維持する係止作用部である。この係止制御部は、外科医が特定の作業を行なうとき、集中するため１つの小さい自由度を可能にする。曲げ可能な部分を特定の位置にて係止することにより、このことは、外科医がエンドエフェクタの方向を制御するため、回転ノブの操作のような、機器のその他の自由度を制御するため両手が自由であることを可能にする。

本発明の機器にて具体化された多数の独創的な作用部が存在する。例えば、曲げ動作に従う基端の運動部材の回りに配設されたボールアンドソケット装置を使用する構造とされた係止機構が設けられ、この場合、ボールアンドソケット装置を固定の特定の位置に保持すると共に、基端及び末端の曲げ可能な部材を特定の曲がった状態、すなわち換言すれば、その位置にて係止されたままに維持するため、環状の締め付け帯状リングが使用される。締め付け帯状リングは、係止レバーを含むことができ、該係止レバーは、機器のハンドルに隣接する位置に便宜に配置され、また、締め付け帯状リングを係止し且つ非係止状態にする一方、エンドエフェクタの位置を容易に操作できる。締め付け帯状リングは、回転可能であり、係止レバーは、便宜に配置することができ、又は、左手及び右手ユーザの間にて切り換える（回転する）ことができるようにすることが好ましい。この係止制御部は、外科医が特定の作業を行なうとき、集中するため１つのより小さい自由度を許容する。曲げ可能な部分を特定の位置にて係止することにより、このことは、外科医が回転ノブを操作する一方、エンドエフェクタの方向を制御するような、機器のその他の自由度を制御すべく両手が自由であることを可能にする。本明細書にて示した別の実施の形態において、ハンドルのソケットアンドボール装置と組み合わせて、係止スイッチにより係止作用部を具体化することができる。

図１は、本発明の外科用機器１０の１つの実施の形態の斜視図である。この外科用機器において、ツール及びハンドル運動部材又は曲げ可能な部材の双方は、任意の方向に曲がることができる。これらは、基端部材における曲げ動作が末端部材にて関連した曲がりを提供するような形態にてケーブル（好ましくは、４本のケーブル）を介して相互に接続される。基端の曲がりは、機器のユーザによって制御ハンドルの動き又は偏向により制御される。換言すれば、外科医はハンドルを把み、機器が所要の位置となったとき、ハンドルにおける任意の動き（偏向）が直ちに、基端の曲げ可能な部材を制御する一方、該基端の曲げ可能な部材は、ケーブル１００を介して末端の曲げ可能な部材の相応する曲がり又は偏向を制御する。一方、この動きは、末端ツールの位置を制御する。

基端部材は、向上した人間工学的制御を提供し得るよう末端部材よりも全体として大きいことが好ましい。図示した実施の形態において、基端と末端の曲げ可能な部材の直径の比は、３対１程度とすることができる。本発明に従った１つの型式において、末端の曲げ可能な部材が基端の曲げ可能な部材と同一方向に曲がる曲げ動作を提供することができる。１つの代替的な実施の形態において、曲げ可能、回転可能又は可撓性部材は、起動ケーブルを１８０°回転させることにより反対方向に曲がるよう配置することができ、又は、ケーブルに対する末端及び基端の支持点間の関係に依存して実質的に任意のその他の方向に曲がるよう制御することができる。

上述したように、末端の曲げ部材にて発生される曲げ運動量は、末端の曲げ可能な部材の比較した基端の曲げ可能な部材の寸法により決定される。説明した実施の形態において、基端の曲げ可能な部材は、末端の曲げ可能な部材よりも全体として大きく、その結果、末端の曲げ可能な部材にて発生される運動量は、基端の曲げ可能な部材の運動量よりも大きい。基端の曲げ可能な部材は、任意の方向に曲げて（約３６０°）、末端の曲げ可能な部材が同一又は反対方向の何れかにではあるが、同時に同一の面内にて曲がるよう制御することができる。また、図１及び図５に示したように、外科医は、回転方向Ｒ１の回りにて軸方向回転ノブ２４を回すだけで、機器のツールをその長手方向軸線Ｔの回りにて任意の方向に曲げ且つ回すことができる。

本明細書にて、曲げ可能な部材について説明している。これらの部材は、また、回転可能な部材、曲げ可能な部分又は可撓性部材と称することもできる。本明細書に記載した説明において、「曲げ可能な部分」、「曲げ可能なセグメント」、「曲げ可能な部材」又は「回転可能な部材」のような語は、継手に設けられた１つの要素と比較して、制御可能に曲げることのできる機器の１つの要素を意味する。「可動部材」という語は、曲げ可能な部分及び継手の総称であるとみなす。本発明の曲げ可能な要素は、単一の方向ではなく任意の方向に曲がることができ、また、全て単一体又は単一本体構造であることが好ましい、任意の方向に曲がり易い能力を更に特徴とする機器を製造することを可能にする。「単一体」又は「単一本体」構造体の定義は、単一の一体的な部材によってのみ構成される構造体であり、多数の組み立て又は合わせた構成要素にて形成される構造体ではない。

これら曲げ可能な部材の定義は、制御手段又は被制御手段の何れかとして形成され且つ、張力又は圧縮力によって規制されて何ら鋭い破断又は角度を伴わずに、直線から湾曲した形態まで偏倚することのできる機器の要素である。曲げ可能な部材は、図２及び図４に示したような単一構造体の形態とすることができ、また、係合可能なディスク又は同様のものにて構成することができ、また、ベローズ装置又は可動のリング組立体を含むものでもよい。曲げ可能な部材のその他の形態に関しては、その特許出願の双方の内容の全体を参照として引用し本明細書に含めた、２００６年８月１６日付けで出願された同時出願係属中の米国特許出願第１１／５０５，００３号明細書及び２００６年９月１９日付けで出願された同時出願係属中の米国特許出願第１１／５２３，１０３号明細書を参照されたい。

図１には、本発明の機器の１つの実施の形態が示されている。更なる詳細は、図２及び図３に示されている。図４−図７には、機器を再配置することのできる態様が連続的に示されている。図１には、ハンドル１２がインラインの構造をした１つの形態にて外科用機器１０が示されている。図１５に示したような１つの代替的な形態において、ハンドルは、ピストルのグリップの型式のものとすることができる。ピストルグリップ機器の構造の更なる詳細について、その双方の内容の全体を参考として引用し本明細書に含めた、２００６年９月２７日付けで出願された同時出願係属中の米国特許出願第１１／５２８，１３４号明細書及び２００７年１月２日付けで出願された同時出願係属中の米国特許出願第１１／６４９，３５２号明細書を参照されたい。

単に一例として、本明細書に記載した機器は、腹壁を通しての腹腔鏡下外科手段のため使用することができる。この目的のため、カニューレ又はトロカールが配設される切開箇所が提供される。機器１０の軸１４は、機器の末端を手術箇所に配設し得るようカニューレ又はトロカールを通り得るようにされている。エンドエフェクタ１６は図１に示されている。図１に示した機器の実施の形態は、体液が末端の曲げ部材２０に入るのを防止するためシース９８と共に使用することができる。

本発明の機器により回転運動が行われる。これは、回転ノブ２４が軸線Ｐの回りにてハンドル１２に対して回転すること（図２参照）で行われる。これは、図１に回転矢印Ｒ１で示されている。回転ノブ２４を何れかの方向に回転させたとき、これは、機器軸１４の相応する回転を生じさせる。これは、図１にて回転矢印Ｒ２で示されている。この同一の運動は、また、長手方向先端又はツール軸線Ｔの回りのように、図５に示した、機器の先端に相応する軸線の回りにて末端の曲げ可能な部材及びエンドエフェクタ１６の回転Ｒ３を生じさせることにもなる。

機器が係止される（又は非係止状態にある）間、回転ノブ２４の全ての回転は、機器先端を同一の角度位置に維持するが、先端（ツール）の方向を回転させる。先端の回転作用部の更なる説明については、その内容の全体を参考として引用し本明細書に含めた、２００５年１２月１４日付けにて出願された同時出願係属中の米国特許出願第１１／３０２，６５４号明細書、特に図２５−図２８を参照されたい。

ハンドル１２は、基端の曲げ可能な部材１８を介して、機器軸の長手方向中心軸線に対してある角度にて傾動させることができる。この傾動、偏向又は曲がりは、紙面内にて考えることができる。ケーブルによって、この動作は、先端が機器軸の長手方向中心軸線に対して相応する角度にて軸線に沿って向けられる位置まで末端の曲げ可能な部材２０の相応する曲がりを生じさせる。図５には、この曲げ動作が示されている。基端の曲げ可能な部材１８におけるこの曲がりは、外科医がハンドルを図１の紙の面内且つその面外を含む実質的に任意の方向に向けて操作することによりハンドル１２から制御する。この操作は、基端の曲げ可能な部材の曲がりを直接、制御する。機器軸の長手方向軸線に相応する軸線Ｕを示す図５を参照されたい。また、軸線Ｐ、Ｕの間の基端の曲げ角度Ｂ１、及び軸線Ｕ、Ｔの間の相応する末端の曲げ角度Ｂ２も参照されたい。

このように、ハンドルにおける制御を使用して機器を基端の運動部材にて曲げる一方、末端の運動部材及びツールの位置を制御する。ツールの「位置」は、主として、この曲げ又は運動動作によって決まり、また、末端の運動部材の末端における座標位置とみなすことができる。実際、基端及び末端の運動部材の双方にて、並びに機器先端における座標軸線を考えることができる。この位置決めは、３次元的である。勿論、機器の位置決めは、また、機器を切開箇所にて回動させる外科医の能力によっても特定の程度まで制御される。他方、ツールの「方向」は、図示した末端の先端又はツールの軸線Ｔの回りにてツールを基端の回転制御部材から回転可能に位置決めすることに関する。

図面には、１組みのジョーが示されているが、その他のツール又は装置は、本発明の機器と共に容易にし得るようにすることができる。これらは、カメラ、検出器、光学素子、スコープ、流体供給装置、注射器等を含むが、これらにのみ限定されるものではない。ツールは、ジョー、鋏、把み器、針ホルダ、微細切断器、ステープルアプライヤー、タッカー、吸引洗浄ツール及びクリップアプライヤーのような、多様な関節動作式ツールを含むことができる。更に、ツールは、切断ブレード、プローブ、洗浄器、カテーテル又は吸引オリフィスのような、非関節動作式ツールを含むものとしてもよい。

図１の外科用機器は、使用中の本発明に従った外科用機器１０の１つの好ましい実施の形態を示し、これは、患者の皮膚の挿入箇所にてカニューレを通して挿入することができる。機器軸１４、エンドエフェクタ１６、末端の曲げ部材２０及び基端の曲げ部材１８のような、図示した構成要素の多くは、２００５年７月２０日付けで出願され、その内容の全体を参考として引用し本明細書に含めた同時出願係属中の米国特許出願第１１／１８５，９１１号明細書に記載された機器の構成要素と同様であり且つこれらと同一の態様にて相互作用するようにすることができる。図示した多くのその他の構成要素、特に、図１５に示した機器のハンドル端部は、２００６年９月２７日付けで出願され、その内容の全体を参照として引用し本明細書に含めた、同時出願係属中の米国特許出願第１１／５２８，１３４号に記載された構成要素と同様のものとすることができる。２００４年４月１２日付けで出願された米国特許出願第１０／８２２，０８１号明細書、２００５年１０月３日付けで出願された米国特許出願第１１／２４２，６４２号明細書、２００５年１２月１４日付けで出願された米国特許出願第１１／３０２，６５４号明細書、及び２００６年１１月２８日付けで出願された米国特許出願第６０５，６９４号明細書は、その内容の全体が参考として本明細書に含められており、これらは全て当該譲受人が保有するものである。

図２−図９に示したように、基端の曲げ可能な部材１８と末端の曲げ可能な部材２０との間の制御は、曲がり制御ケーブル１００によって提供される。図示した実施の形態において、所望の全方向への曲がりを提供するためかかる制御ケーブル１００は４本設けられている。しかし、本発明のその他の実施の形態において、より多くの又はより少ない曲がり制御ケーブルを使用してもよい。曲がり制御ケーブル１００は、機器軸１４及び図４及び図５に示したような、基端及び末端の曲げ可能な部材を通して伸びる。曲がり制御ケーブル１００は、これらのケーブルが起動されるとき、屈曲するのを防止し得るようその実質的に全長に沿って規制されることが好ましい。

図１に示した機器は、インライン型である。しかし、本発明の原理は、図１５に図示したような、ピストンのグリップハンドルのようなその他の形態のハンドルにも適用できる。図１には、主としてレバー２２から成るジョーの締止め又は起動手段が示されている。レバー２２は、ツールの主起動ケーブル３８を制御する。各種のツールの起動機構の更なる詳細については、上述した同時出願係属中の出願の何れかを参照されたい。

機器軸１４は、軽量な金属材料にて出来たものとし、又はプラスチック材料とすることのできる外側軸管３２を含む。その最基端にて且つ図２の線３−３に沿った機器軸の図３の断面図を参照されたい。管３２の基端は、図２に示したように、アダプタ２６により受け入れられる。管３２の末端は、末端の曲げ可能な部材２０に固定される。外側管軸３２内には、プラスチック材料にて出来たものであることが好ましい支持管３４がある。管３４は、末端の曲げ可能又は可撓性部材２０と基端の曲げ可能又は可撓性の部材１８との間を伸びている。ジョーアクチュエータケーブル３８はこの支持管３４内を伸びている。

図示した機器において、機器のハンドル端部は、基端の曲げ可能な部材は３６０°の曲がりを可能にし得るような構造及び配置とされているため、任意の方向に先端を向けることができる。このハンドルの機器軸に対する動きは、機器を基端の曲げ可能な部材１８にて曲げることになる。一方、この動作は、曲げ制御ケーブル１００を介して末端の曲げ可能な部材を同一方向に曲げることになる。上述したように、反対方向への曲げは、制御ケーブルを一端からその他端まで１８０°回転させ又は捩ることにより使用することができる。図１５の概略図的な斜視図を参照されたい。図示した機器にて使用することのできるケーブルスキームの図について、その内容の全体を参考として引用し本明細書に含めた、２００７年１月２日付けで出願された、同時出願係属中の米国特許出願第１１／６４９，３５２号明細書の図１５を参照されたい。

本明細書にて示した第一の実施の形態において、ハンドル１２は、関係した起動レバー２２が支持されたインライン形態を有している。ツールの起動レバー２２は、図１に示されており、また、ハンドルの基部に回動可能に装着されている。レバー２２は、ツールの起動ケーブル３８を制御するスライダ（図示せず）を有しており、該ケーブルは、スライダから機器の末端まで伸びている。ケーブル３８は、ジョーの開放、閉塞を制御し、また、レバーの異なる位置は、ジョーに加わる力を制御する。ハンドル及びスライダ機構のより詳細については、２００５年７月２０日付けで出願された、上述の米国特許出願第１１／１８５，９１１号明細書を参照する。

次に、図２−図４に関して説明する。この機器において、末端の曲げ可能な部材２０は、末端の曲げ可能な部材２０の詳細の一部を示し得るよう何らの保護シース無しにて示されている。末端の曲げ可能な部材は、その間に隔てたスロット１１２を規定する隔てたディスク１１０から成っている。リブ１１１は、上記の米国特許出願第１１／１８５，９１１号明細書に記載したものと同様の態様にて隣接するディスク同士を接続することができる。機器のツール端部の更なる詳細については、２００６年９月２７日付けで出願された上記の米国特許出願第１１／５２８，１３４号明細書を参照することができる。

基端の曲げ可能な部材１８は、末端の曲げ可能な部材２０と同様に、その間にスロット１３２を規定する一連の可撓性のディスク１３０を含む単一体又は単一本体のスロット付き構造体の構造となるようにすることもできる。「単一体」又は「単一本体」構造体は、単一部品にて使用する構造とされ、また、部品の組み立てを必要としないものとして規定することができる。接続リブ（図示せず）は、隣接するディスク１３０の間を伸びるようにしてもよい。曲げ可能な部材の双方は、リブが１つのリブから隣接するリブまで好ましい６０°の変化にて配設されるリブパターンを有することが好ましい。このことは、改良された曲げ動作を提供することが判明している。リブをその間にて９０°以下の間隔であるように配置することにより、改良された曲げが可能であることが判明した。リブは、１つのリブから隣接するリブまで約３５°から約７５°の間隔にて配設することができる。９０°以下の間隔とすることにより、リブはより均一に分配することができる。その結果、曲げ動作は、任意の方向にてより均一となる。本発明において、曲げ可能な部材の双方は、ＰＥＢＡＸ（ポリエーテルブロックアミド）のような高弾性のポリマーにて出来たものとすることができるが、その他の弾性的で且つ順応性のある材料にて形成してもよい。

回転ノブ２４には、基端の曲げ部材１８の基端を支持する基端ハブ２５が設けられている。図２には、基端の曲げ可能な部材１８及びハブ２５を通って伸びるケーブル１００が示されている。曲げ制御ケーブルを基端の曲げ可能な部材又はハブにて終端とせずに、これらのケーブルは、本明細書にて従動子機構１４０とも称されるクラッチ部材にて終端となっている。

本明細書に従い、ケーブルスキームは、相対的に剛性であるが、しかも曲げ可能である曲げ制御ケーブルを使用することが好ましい。剛性なケーブルは、その「引っ張り」のみならず、その「押し」動作をも許容する。このことは、ケーブルの制御作用が提供されるため、ケーブルが「引っ張られる」ときのみならず、ケーブルが「押される」ときもケーブルを介しての改良された制御作用を可能にする。このことは、ケーブルを介してより均一な制御作用を行うことを可能にする。「引っ張り」動作のみならず、「押し」動作をも可能にするため、ケーブル１００は、押されたとき、屈曲を防止するため、比較的狭い管腔又は通路内にて支持される。このことは、特に、２００７年１月２日付けで出願された同時出願係属中の米国特許出願第１１／６４９，３５２号に記載されたように、軸フィラーを提供することにより容易にすることができる。特に、「押し」動作を許容するため、ケーブルは、機器自体の内部にて変形しないよう規制されている。

上述したように、本発明の主要な特徴の１つは、医療方法を行なう間、制御ハンドルを再配置し得る能力である。この点に関して、この再配置を可能にする少なくとも２つの異なる型式がある。図８及び図９に示したように、より簡単な実施の形態において、機器の基端にて作動可能であり、基端及び末端の部材を協調して作用するよう連結し、又は、ハンドルが末端の部材を実質的に機能させることなく再配置のため自由に動くことを可能にするクラッチ又は従動子部材が存在する。図１−図７に示した本発明の別の実施の形態は、同一のクラッチ又は従動子部材を使用するが、ケーブルの起動手段に対して把み部材を更に追加し、基端の再配置が行われる間、機器の末端にて特定の位置を維持する。

従動子１４０は、図２−図７に示されている。従動子すなわちクラッチ機構１４０は、特に、曲げ制御ケーブル１００に対する主要な支持体を提供するアンカーリング１４２と、ライダー１４８を支持する割型ボール１２５とを含む。ウェッジ部材１８０が起動されて、割型ボール１２５を係止し又は非係止状態にする。アンカーリング１４２は、対向した後方に伸びる指状体１７６の細長いスロット内に受容される直径方向に配設されたピン１７２を含む。指状体１７６は、回転ノブのハブ２５から伸びている。個別のケーブル１００は、端部突起１０２によりアンカーリングに装着されている。ばね又は弾性パッド１０４が突起１０２とアンカーリング１４２との間に配設されることが好ましい。ケーブル１００の各々は、ケーブルが起動されたとき適正に規制され且つ、屈曲しないよう剛性な管１０５内にて支持されることも好ましい。

クラッチ機構１４０は、曲げ制御ケーブル１００がアンカーリング１４２にて固定状態で終端とされる係止位置か又はライダーが割型ボール上にて回動し又は回転自在であり、ハンドルを新たな位置に再配置することを可能にする、非係止位置と称することのできる係止位置かの何れにあるようにされている。この新たな位置から、クラッチ機構は、機器の末端を基端ハンドルから制御することを可能にし得るよう再係合させることができる。換言すれば、再係合したとき、ライダー１４８は、次に、割型ボール部材１２５に対して係止することができる。

この実施の形態にて示した機器が図４に示した真直ぐなインライン位置にあるとき、次に、クラッチ機構１４０、特に、アンカーリング１４２は、中心軸線Ｐに対し実質的に横断状に伸びる。ハンドル１２が図５に示した位置におけるように曲がったとき、次に、従動子すなわちクラッチ機構１４０は、長手方向軸線Ｐに対するその横断状位置を維持する。クラッチ機構１４０を係止させるべきとき、ウェッジ部材１８０は、割型ボール１２５と係合し、ボールをライダーに対して押し付け、このことは、アンカーリング１４２の位置を係止し、従って、曲げ制御ケーブル１００の位置を係止する。クラッチ機構１４０を非係止状態にすべきとき、ウェッジ部材１８０は、割型ボール１２５から非係合状態となり、このことは、ボール部材が最早、ライダーと係合しないため、制御ケーブル１００を再配置することを可能にする。機構１４０の係止位置及び非係止位置の双方において、アンカーリング１４２は、ノブ２４の回転に応答してライダーに対して回転することが許容される。

クラッチ又は係止機構１４０は、アンカーリング１４２及びライダー１４８に加えて、保持リング１４９を含む。ねじ又は同様のものを使用して図２に示したように、ライダー１４８及び保持リング１４９を共に球形ボール１２５の回りにて固定することができる。ボール１２５は、また、その中心部がスリーブ１５２により支持されており、該スリーブ１５２は、壁１５１に隣接する一端にフランジを有し、その他端に固定ナット又はフランジを有している。ウェッジ部材１８０がスリーブ１５２上を摺動して球形の割型ボール１２５のスリット１４７に入り得るようにされている。図２の断面図は、そのスリット１４７と共に、ボール１２５を示す。図２には、ウェッジ部材１８０も示されている。

円錐形ウェッジ１８０は、係止ボタン１５５を含むボタン装置によって動かすことができる。このボタンは、両端１５５Ａ、１５５Ｂを有するものとみなすことができる。ボタン端部１５５Ｂを矢印１５５Ｃに向けて動かしたとき（図７参照）、このことは、機器のクラッチ機構を係止することになる。その代わり、ボタン端部１５５Ａが矢印１５５Ｄの方向にハンドルハウジングに向けて押されたとき（図６参照）、このことは、クラッチ機構を解放することになる。円錐形ウェッジ部材１８０は、ボタン１５５により支持されたウェッジ１５４によって動かす。クラッチ機構１４０のような、機構の更なる詳細については、２００６年９月１９日付けで出願され、その内容を参考として引用し本明細書に含めた、米国特許出願第１１／５２３，１０３号明細書の図９−図１２を参照されたい。

図１−図７に示した第一の実施の形態は、機器の基端位置が再配置される間、機器の末端位置を維持することができるように、曲がった制御ケーブルを把持する手段も含む。この点に関して、図８及び図９に示した第二の実施の形態は、把み手段を使用せず、基端の再配置機構のみを使用することが分かる。把み手段１３３は、把みリング１３４、接続リンク１３５、リング形状のウェッジ１３６及び弾性的な円錐形リング１３７を含むものとして図示されている。図２には、また、その非把み状態にある把み部材も示されている。図３は、把み部材の更なる詳細を示す把み手段１３３の断面図である。把み部材は、この実施の形態において、アダプタ２６の末端、又は機器軸の基端に配設されている。これは、機器のユーザによって起動させるのに便宜な位置であるが、機器のハンドルに対するその他の位置に配置してもよい。

図２の位置にあるとき、把みリング１３４がスロット１３８の左側に配設された状態にて把み部材は解放される。この位置において、ウェッジ１３６は、ケーブル１００から非係合状態とされ、このため、ケーブルは、機器の曲がりを制御し得るよう自由に動かすことができる。他方、図５には、スロット１３８の右側の係止位置まで動かした把みリング１３４が示されている。この動作は、ケーブル１００をウェッジ１３６と弾性円錐体１３７との間にて把む。この把み動作は、把み部材が係止されたときに、とる位置である機器（エンドエフェクタ）の末端の位置を保持することになる。この把み作用が開始されたとき、ハンドルは、再配置のため自由にすることができる（クラッチ機構は解放され且つ、その後に新しい位置にて係合する）。

次に、本発明のクラッチ制御装置を作動させる方法の説明のため、図２−図７を参照する。図２には、ウェッジ部材１８０が割型ボール１２５との係合から外れた非係止状態にあるクラッチ機構が示されている。図２には、また、その非把み位置にある把み部材も示されている。図４には、クラッチ機構１４０が係止され、把み部材がその非把み位置にあるインライン位置における機器が示されている。図４の位置にて、機器は、任意の方向に容易に曲げることができるように配置されている。クラッチ機構が係止されたとき、曲げ制御ケーブルは、実質的に、作動可能な状態にある。

図５には、機器ハンドルを基端の曲げ可能な部材を曲げるよう動かす一方、該曲げ可能な部材は、末端の曲げ可能な部材及びツールを曲げるときのケーブル及びクラッチ装置が示されている。ハンドルは、角度Ｂ１にて曲げられ、ツールは、これに相応して、図示した角度Ｂ２にて曲げられている。図５において、クラッチ機構は、依然として、係止されているため、ボール１２５に対してライダー１４８は全く動かず、このため、アンカーリング１４２は、ハンドルの軸線Ｐに対するその横断状位置に維持される。図５には、曲げられて、末端の曲げ可能な部材２０にて相応する曲がりを生じさせる基端の曲げ可能な部材１８が示されている。図５において、次に、把み部材１３３は、係止され曲げ制御ケーブルを阻止する。この動作は、機器の基端にて何が生じようとも、機器の末端を図５に示した位置に保持することになる。図５には、依然として係止されたクラッチ機構が示されている。

図６には、機器を作動させるときの次の可能なステップが示されており、ここにおいて、基端のクラッチ機構が非係止状態とされ又は解放され、機器のハンドルを図６に示した真直ぐな位置に再配置することを許容する間、把み部材１３３は係止されて末端位置を保持する状態に保たれる。このように、図６において、基端のハンドル位置が真直ぐな位置に再配置されたときでさえ、末端の曲がり（角度Ｂ２）が維持される。また、図６の位置において、再配置によりクラッチ機構は、ハンドルの長手方向軸線に対して傾き、真直ぐな位置に対する位置を補償することも分かる。真直ぐな位置が示されているが、ハンドル及び基端の曲げ可能な部材は、クラッチ機構が再度、係合する前に、実質的に任意の所望の位置に再配置することができることが理解される。

ハンドルが再配置された後、次に、機器の基端を再係合させる。換言すれば、次に、クラッチ機構１４０を、再度、最初に、図６の位置にて係合させる。これは、図７にてその係止した位置に示したボタン又はスイッチ１５５から制御される。次に、図７には、ハンドル１２と、末端の曲げ可能な部材２０及びエンドエフェクタ１６を更に配置し得るように下方に動かした基端の曲げ可能な部材１８とが示されている。この動作は、図７にて分かるように、エンドエフェクタ１６をより大きい角度Ｂ３にて更に偏向させる。このことは、機器の末端部分が維持されている間、外科医がハンドルを選択的に再配置することにより、機器の末端部分を一層良く制御することを可能にする。図７にて、制御される前、図７に示したように、把みリング１３４を末端方向に動かすことにより把み部材は解放される。

次に、把み部材無しにてクラッチ機構１４０のみが使用される点を除いて、本明細書にて説明した、第一の実施の形態に示したものと実質的に同一である、本発明の別の実施の形態について図８及び図９を参照する。図８及び図９において、適当な場合、第一の実施の形態におけるものと同一の参照番号が使用されている。本発明のこの実施の形態において、その使用中の実質的に任意の時点にて、但し、特に図８の位置のような、当初の位置から、機器の基端を再配置することが可能である。図８には、クラッチ機構１４０が非係合状態となったインライン位置にある機器が示されている。この位置から、単に一例として、ハンドル１２を、図９の位置まで下方に動かすことができる。クラッチ機構は、最初に解放されるため、ハンドルは、機器の末端を何ら実質的に動かすことなく動かすことができる。図９には、下方に曲げられているが、末端は曲がっていないハンドルが示されている。図９には、係合し又は係止し、このため曲げ制御を開始することのできるクラッチ機構１４０も示されている。図９の位置から、外科医は、ハンドルを全３６０°の動きを含む任意の方向に動かすことができる。

図１０及び図１１には、クラッチ機構と、ケーブルを規制する把み部材との双方を含む本発明の更に別の実施の形態が示されている。図１０及び図１１に示した実施の形態において、同一の参照番号の幾つかは、本明細書にて説明した上記の実施の形態に記載したものと同一の構成要素を識別するため使用される。このように、図１０及び図１１には、ハンドル１２の一部分、機器軸１４の一部、基端の曲げ可能な部材１８、回転ノブ２４及びアダプタ２６が示されている。図１０及び図１１に示した把み部材１３３は、図１−図３に示したものと実質的に同一である。このように、把み部材は、把みリング１３４と、接続リンク１３５と、リング形ウェッジ１３６と、弾性的なクロニクルリング１３７とを含む。把み部材の構成要素は、図２の断面図に示した第一の実施の形態に示したものとほぼ同一の位置に配設されている。

図１０及び図１１の２つの断面図において、クラッチ機構は、上記の実施の形態にて説明したものと異なっており且つ、多少相違する態様にて作動される。この状況は、それぞれ図１０及び図１１に示した２つの位置の間のような、ハンドルに対して軸方向に回転ノブ２４が動くことにより形成される。

図１０及び図１１の実施の形態において、従動子すなわちクラッチ機構２４０は、特に、曲げ制御ケーブル２００に対する主要な支持体を提供するアンカーリング２４２と、ライダー２４８を支持する割型ボール２２５とを含む。割型ボール２２５は、回転ノブ２４に確実に固定され且つ、その長手方向への変位を伴って動く。ウェッジ部材２８０は、ハンドル壁２８１から支持されており且つ、割型ボール２２５と係合し、また、該割型ボール２２５に対し非係合状態となることができる。ウェッジ部材２８０は、割型ボール２２５がウェッジ部材２８０に近接し且つ離反するように移動してクラッチ機構２４０をそれぞれ係止し且つ非係止状態にする間、その位置に固定される。アンカーリング２４２は、対向した後方に伸びる指状体２７６の細長いスロット内に受容される直径方向に配設したピン２７２を含む。指状体２７６は、回転ノブのハブから伸びている。

個別のケーブル２００は、端部突起２０２によりアンカーリング２４２に装着される。ばね又は弾性パッド２０４は、突起２０２とアンカーリング２４２との間に配設されることが好ましい。ケーブル２００の各々は、補強管（図１０及び図１１に図示せず）内に支持され、ケーブルは、ケーブルが起動されたとき適正に制限され且つ屈曲しないようにすることが好ましい。４本の制御ケーブルを使用することができ、又は、より少数又は多数の制御ケーブルを使用してもよい。

図１０及び図１１の実施の形態において、クラッチ機構２４０は、曲げ制御ケーブル２００がアンカーリング２４２にて固定状態にて終端とされる係止位置、又はライダーが割型ボール上にて回動し又は回転自在であり、ハンドルを新しい位置に再配置することを可能にする非係止又は解放した位置と称することのできる位置の何れかにあり得るようにすることができる。新しい位置から、クラッチ機構を再係合させて機器の末端を基端ハンドルから制御することを可能にすることができる。図１０において、この断面図は、そのクラッチ位置又は係止位置にあるクラッチ機構を示す。回転ノブ２４は、右側に動いて、割型ボール２２５とウェッジ部材２８０とが係合するようにする。これにより割型ボールが拡張し且つライダー２４８と接触し、このためライダーと割型ボールとの間の固定された位置を維持する。

他方、図１１の断面図は、より末端位置にあり、このため、ウェッジ部材２８０と割型ボール２２５との間の係合を解放する回転ノブを示し、ここにおいて、ライダーは、割型ボール上にて回動し又は回転自在であり、ハンドルを再配置することを可能にする。図１−図７に関して上述したものと同一の順序は、図１０及び図１１の実施の形態にも当て嵌まり、これにより、クラッチ機構が係止又は非係止状態にある間、把み部材は、係合して機器の末端にて予め選んだ位置を維持し、機器の末端を更に制御し又はハンドルの再配置を可能にする。図１０及び図１１に示した実施の形態において、アンカーリング２４２は、回転ノブ２４を回転させたようなとき、ライダー２４８に対して回転することができる。クラッチ機構２４０の係止位置において、ウェッジ部材２８０は、割型ボールを分離させ、このためライダーを割型ボール２２５上の固定された位置に実質的に保持する。他方、回転ノブ２４を図１１に示した位置まで動かしたとき、割型ボールは、最早、拡張せず、このため、ライダーは、割型ボール２２５上にて自在に動くことができる。

次に、図１２−図１４に示した本発明の更に更なる実施の形態について説明する。図１２は、機器を示す部分断面図である。図１４は、機器の構成要素の分解斜視図である。図１２−図１４に示した機器は、また、クラッチ機構及び把み手段の双方と、ハンドルとツールとの間の特定の位置を係止する手段とを含む。図１２の断面図に示した機器は、機器の特定の位置を係止する別個の係止部材を含む。図１２−図１４に示したものと同一の構成要素の多くを保持する機器の構造について、参考として引用し本明細書に含めた、２００６年１１月２８日付けで出願された同時出願係属中の米国特許出願第１１／６０５，６９４号明細書を参照されたい。

図１２は、ハンドル１２及び機器軸１４の一部分のみを示す、この実施の形態を示す機器の部分断面図である。図１２には、また、単一体構造とすることのできる末端の曲げ可能な部材２０と、エンドエフェクタ１６とが示されている。図１２において、機器軸を通って伸び且つエンドエフェクタ１６に連結されたケーブル８００が示されている。ハンドルの構造は、基端の曲げ可能な部材８１８との境界面にて部分図でのみ示されている。ハンドルは、エンドエフェクタまで伸びるツールの起動ケーブルを起動させるレバー（図示せず）を含む。

図１２の実施の形態において、末端の曲げ可能な部材２０における末端の曲がりを制御するのはハンドルがアダプタ８２６に対して傾動することである。これと代替的に、軸がハンドルに対して傾動することを考えることができる。回転ノブ８２４は、アダプタ８２６と一体的であり、また、機器軸の回転、特に機器軸の内管に対する機器軸の外管８３２の回転を可能にする。機器軸の外管８３２の回転は、末端の曲げ可能な部材と、その末端にて支持されたエンドエフェクタとを回転させる。このことは、機器の先端を図１２の軸線Ｐのような末端の先端軸線の回りにて回転させることを可能にする。

軸の外管８３２は、アダプタ８２６内にて固定されている。内管８３４は、外管８３２に対して支持されている。図１２、図１３の断面図は、４つの曲げ制御ケーブル８００を示す。機器軸内にて、ケーブル８００を受容する案内スロットを有する離間器（図示せず）を設けることもできる。４本の制御ケーブル８００が図１３の断面図に示したように設けられているが、その他の実施の形態において、より少数又は多数のケーブルを設けてもよい。

内管８３４の最基端８３６はボール８１５を支持する。ボール８１５は、回転しない内側部材の端部にて固定状態に取り付けられている。ツールの起動ケーブルは、ボール８１５を通って進む。この目的のため、ボール８１５には、多少円錐形のキャビティ８１７が設けられている。

図１２−図１４の実施の形態において、三次元内でのエンドエフェクタの傾動は、同様に、アダプタ８２６に対して三次元内にて曲がり又は傾動する能力を有するハンドルによって行われる。この目的のため、ハンドルは、その間にて、ボールソケット８２５を規定する２つの半体にて提供することができる。図１４の分解斜視図には、球形ボール８１５と、ハンドル１２の一部分としてのボール受容ソケット８２５とが示されている。ボール８１５には、直径方向に配設されたピン８２７が設けられており、該ピンは、ボールソケット８２５のハンドルの直径方向に配設されたスロット８２８内に受容される。このピン及びスロット装置は、ハンドルがボール８１５に対して三次元的に動くことを可能にする。ピン８２７は、ハンドルが図１２の紙面内にて動いたとき、スロット８２８内にて変位することができる。また、ハンドルは、ハンドルが図１２の紙面内に且つ紙面外に動いたとき、ピン８２７に対して回動することができる。このことは、三次元的に位置決めすることを可能にする。

図１２には、また、ハンドルに対して支持され且つケーブル８００の各々の最基端を支える回転アンカーリング８４０も示されている。この目的のため、アンカーリング８４０は、互いに９０°にて配設され且つ、ケーブル８００の各々の基端（突起８４１）を受け入れる、４つの穴を含む。参照番号８４２で示したばね又は弾性部材は、ケーブルの終端の各々と回転アンカーリング８４０との間に設けることができる。図１２に示した位置において、ハンドルは下方に傾動されているのが分かる。ケーブル８００が機器軸内にて捩られない限り、ハンドルの傾動は、末端の曲げ可能な部材２０を介してエンドエフェクタの相応する上方への動きを引き起こす。アンカーリング８４０は、ライダー８８０に対して回転し機器の末端の先端を自在に回転させることができる。

上述したように、アンカーリング８４０は、ケーブル８００の最基端を保持する手段を表わす。また、回転するアンカーリング８４０は、回転ノブ８２４とハンドルとの間の境界面である。この目的のため、回転ノブ８２４の円弧状スロット８５０内に受容される、直径方向に配設したピン８４９がリング８４０上に設けられている。ピン及びスロット装置は、回転ノブが回転することを可能にする一方、この回転は、機器軸の外管及びエンドエフェクタを回転させる。回転ノブ８２４がエンドエフェクタを回転させるとき、ハンドルの位置に関係なく、ピン８４９は、スロット８５０内を動いてこの回転運動を可能にする。その他のピン及びスロット装置８２７、８２８と同様に、ピン８４９及びスロット８５０は、ハンドルの機器軸に対する位置に関係なく、回転ノブ８２４の回転運動を可能にする。

図１２の断面図には、また、ハンドルにおける２つの別個のボタン制御装置も示されている。これらの制御装置の一方は、特定の曲がった状態にて機器の係止を制御するためのものである。これは、参照符号Ａで示したボタン装置により制御される。図１２の断面図にて参照符号Ｂで示した他方のボタン制御装置は、ハンドルを再配置することを可能にする、この実施の形態に従ったクラッチ機能を制御する。

図１２において、ボタン制御装置Ａと関係した係止機構は、一端にてフランジ８５３を支持し、他端にてカップ８５４を支持するスリーブ８５２を含む。カップ８５４は、ボール８１５に対して摺動して接近、離反し得るよう支持されている。スリーブ８５２は、ボール８１５に対して直線状に変位して接近、離反し得るようにされている。１つの位置において、スリーブは、ボールから離れて配設され、また、対向した位置にて、カップ８５４は、動いてボールと接触し、ハンドルのボール８１５に対する位置を係止する。この係止位置となったとき、次に、基端及び末端の曲げ可能な部材を通して、先端を回転ノブ８２４を介して回転させることができる点を除いて、機器の全体がその位置にて係止される。

スリーブ８５２の平行移動は、ウェッジ８５６から制御される。ウェッジ８５６は、フランジ８５３に当接する平坦面を有し且つ、ハンドルのテーパー付き壁と係合するテーパー付き面を有している。ウェッジ８５６は、また、十分な隙間を提供する細長いスロットも含んでおり、このため、ウェッジ部材８５６がその係止位置と非係止位置との間を動くとき、ツールの起動ケーブルとその関係したシースとは接触しない。

ウェッジ部材８５６は、１対のボタンにより制御される。これは、軸８６１の端部にて支持された係止ボタン８６０を含む。軸８６１は、ウェッジ部材８５６に固定されている。ウェッジ部材８５６の反対側には、軸８６３によりウェッジ部材から支持された解放ボタン８６２がある。係止ボタン８６０がハンドルに向けて内方に押されると、これは、ウェッジ部材８５６をテーパー付き面に対して動かし、これによりスリーブ８５２を長手方向に動かし、このため、カップ８５４はボール８１５に締止め圧力又は力を加えるようにする。これが生じたとき、ハンドルは、ボール８１５に対して固定した位置に保持される。換言すれば、ボタン８６０が押されたとき、機器がどの位置にあろうとも、機器は、エンドエフェクタが特定の相応する位置にある状態にてその位置に維持される。係止部材は、解放ボタン８６２を押すことにより解放させ、ウェッジ部材８５６を反対方向に向けて長手方向に動かすことができる。これは、スリーブ８５２の張力を解放し、このため、カップ８５４は、最早、ボール８１５と密着していないようにする。このことは、ハンドルをアダプタ８２６に対して任意の三次元的位置にて動かすことを可能にする。偏倚手段又は保持手段をこの係止機構と関係付けることができる。

図１２に示した他方のボタン装置Ｂは、ハンドルの再配置を制御するためのものである。この動作は、アンカーリング８４０を支持するライダー８８０とボール８１５に対するソケットを形成するハンドル端部の外面８８１との間の境界面を制御する。この外面８８１は、４つの円弧状板８８２を面８８１の受容凹所内にて支持する。板８８２は、矢印８８３の方向に向けて外方に動かし、ライダー８８０に対して当接し得るようにされている。これらの板は、クラッチ機構の係止位置にてライダー８８０に対して当接する。クラッチ機構の解放した位置において、板８８２は解放され、ライダー８８０に対して何らの当接力を提供しない。

板８８２は、４本のテーパー付きワイヤー８５５により起動され、該ワイヤーは、一端にてそれぞれの板８８２の下方を伸び、また、他端にてボタン装置Ｂ、より特定的には、基部８８７にて保持されている。基部８８７は、フレーム８９０の対角状スロット８８９を通って伸びる端部ピン８８８により支持されている。図１４の分解斜視図にて示したように、テーパー付きワイヤー８８５を縮退させ得るように押し込むことのできるボタン装置Ｂの一部分である１つのボタン８９２がある。ボタン装置Ｂの他端には、フレーム８９０と接続されたボタン８９４がある。ボタン８９４を図１４にて上方に押すと、このことは、テーパー付きワイヤーを前方に付勢しそれぞれの板８８２と係合させクラッチ機構を係止する。ボタン８９２を図１４にて下方に押すと、このことは、テーパー付きワイヤーを縮退させ、それぞれの板８８２との係合から外して、クラッチ機構を非係止状態にし又は解放する。

次に、図１５に示した本発明の更なる実施の形態について説明する。ここにおいて、クラッチ作用の着想は、上述した同時出願係属中の米国特許出願第１１／６４９，３５２号明細書に記載された型式のような、ピストルグリップ型機器に適用される。この実施の形態において、基本的に、基端の曲げ可能な部材４１８の上方に配設され且つ、基端の曲げ可能な部材の曲がりに従うボールアンドソケット装置を含む係止機構又は角度係止手段４４０が使用される。係止機構は、係止位置と、非係止位置を有し、また、基端の可動又は曲げ可能な部材の回りに配設され、また、その係止位置にて基端の可動部材の位置をハンドルに対して固定し得るよう手操作にて制御される。係止機構は、ボール部材と、ソケット部材を規定する可圧縮性ハブとを備えている。ハブは、割型ハブとすることができ、係止機構は、割型ハブの回りに配設された締め付け帯状リング４２０と、締め付け帯状リングをハブの回りにて閉じてハブを球形ボール部材４２２に対して係止すべく締め付け帯状リング上に取り付けられた係止レバー４２１とを含むものとして図示されている。締め付け帯状リング４２０は、ハブと相互に係止するが、非係止位置にあるとき、ハブに対して回転することもできる。

「ボール」部分は、基本的に、ボール部材４２２により形成される一方、「ソケット」部分は、基本的に、ハンドルの伸長部により形成される。係止機構は、基端の曲げ可能な部材を所望の位置にて係止し、また、これを行うことにより、末端の曲げ可能な部材及びツールの位置を係止する。基端の曲げ部材４１８は、ボールアンドソケット装置により取り巻かれているが、機器軸４１４及び基端の曲げ部材４１８がケーブル４００と共に、自由に回転することを許容する（回転ノブ４２４）し、また、機器軸の軸線がハンドルの軸線に対して自由モード又はこれと代替的に、係止モードにて角度を付けるのを許容する。

この目的のため、図１２に示したボール部材４２２を参照されたい。ボール部材４２２は、球形の外面４０４を有する部分球形のボール端部に隣接している、末端のネック部４０６を含む。ネック部４０６は、基本的に、アダプタ４２６及び基端の曲げ可能な部材４１８の円錐形部分４１９上に配設される一方、ボール部分は、主として、基端の曲げ可能な部材４１８の主要部分上に配設されている。ボール部材４２２は、ハブ４０２の形態にてハンドルに形成されたソケット内に着座し得るようにされ、該ハブは、締め付け帯状リング４２０を半径方向に圧縮することによりボール部材４２２の回りにて圧縮することができる。この係止構造の更なる詳細については、その内容を参考として引用し本明細書に含めた同時出願係属中の米国特許出願第１１／６４９，３５２号明細書にて見られる追加的な詳細を参照されたい。

回転ノブ４２４には、基端の曲げ部材４１８の基端を支持する基端ハブ４２５が設けられている。図１５には、基端の曲げ可能な部材４１８及びハブ４２５を通って伸びるケーブル４００が示されている。曲げ制御ケーブルを基端の曲げ可能な部材又はハブにて終端とさせずに、これらのケーブルは、本明細書にて、従動子機構５４０とも称されるクラッチ部材にて終端とされている。

従動子すなわちクラッチ機構５４０は、特に、曲げ制御ケーブル４００に対する主要な支持体を提供するアンカーリング５４２と、ライダー５４８を支持する割型ボール５２５とを含む。ウェッジ部材５８０は、起動されて割型ボール５２５を係止し又は非係止状態とする。個々のケーブル４００は、端部突起５０２によりアンカーリングに装着されている。ばね又は弾性パッド５０４は、突起５０２とアンカーリング５４２との間に配設されることが好ましい。ケーブル４００の各々は、また、補強管５０５内にて支持され、ケーブルは起動されたとき、適正に規制され且つ屈曲しないようにすることが好ましい。補強管５０５は、ハブ４２５とアンカーリング５４２との間に配設された状態にて図１５に示されている。

クラッチ機構５４０は、曲げ制御ケーブル４００がアンカーリング５４２にて固定状態にて終端とされる係止位置、又はライダーが割型ボール上にて回動し又は回転自在でありハンドルを新しい位置に再配置する非係止位置と称することのできる係止位置の何れかにあるようにされている。該新しい位置から、クラッチ機構は、再係合させて機器の末端を基端ハンドルから制御することを可能にする。換言すれば、再係合したとき、ライダー５４８は、割型ボール部材５２５に対して係止される。機構５４０の係止位置及び非係止位置の双方において、アンカーリング５４２は、ノブ４２４の回転に応答してライダーに対して回転することが許容される。クラッチ機構５４０を係止すべきとき、ウェッジ部材５８０は割型ボール５２５と係合し、ボールをライダーに対して押し付け、このことは、アンカーリング５４２の位置を係止し、このため、曲げ制御ケーブル４００の位置を係止する。クラッチ機構５４０を非係止状態とすべきとき、ウェッジ部材５８０は、割型ボール５２５から非係合状態となり、このことは、ボール部材は、最早、ライダーに係合しないため、ハンドル４１２及び制御ケーブル４００を再配置することを可能にする。図１５に示した機構５４０は、図２に示したものと実質的に同一とすることができる。

円錐形ウェッジ５８０は、図２に示したもののようなボタン装置（図１５に図示せず）により動かすことができる。このボタンは、両端を有し、また、両方向に動いてクラッチ機構を係止し又は非係止状態にすることができるものとみなす。円錐形ウェッジ部材５８０は、ボタン装置により支持されたウェッジ５５４により動かす。

図１５に示した実施の形態は、機器の基端位置が再配置される間、機器の末端位置を維持することができるように、曲げ制御ケーブルを把む手段も含む。把み手段１３３は、把みリング１３４、接続リンク１３５、リング形状ウェッジ１３６及び図２に示し且つ図２にて以前に説明したものと実質的に同一の円錐形リング１３７を含むものとして示されている。図１５には、その非把み状態にある把み部材が示されている。把み部材は、この実施の形態にて、アダプタ４２６の末端に又は機器軸の基端に配設されている。このことは、機器のユーザが起動させるのに便宜な位置であり、また、機器ハンドルに対してその他の位置に配置することもできる。

図１５の位置にあるとき、把み部材は、把みリング１３４がスロットの左側に配設された状態にて解放される。この位置において、ウェッジ１３６は、ケーブル４００から非係合状態とされ、このためケーブルは、自在に動いて機器の曲がりを制御する。把みリング１３４がスロットの右側の係止位置まで動くと、この動作は、ケーブル４００をウェッジ１３６と弾性円錐体１３７との間にて把む。この把み動作は、把み部材が係止されたときの位置にて機器（エンドエフェクタ）の末端の位置を保持する。この把み作用が開始されたとき、次に、ハンドルは、再配置のため自由にすることができる（クラッチ機構は解放され、その後、新しい位置にて係合する）。

本発明の少数の実施の形態について説明したが、当該技術の当業者には、多数のその他の実施の形態及び変更例が特許請求の範囲により規定された本発明の範囲に属することが明らかであろう。例えば、本発明の別の型式において、ツール先端の軸線の回りにおける末端の回転を制御するためスライド機構のような異なる形態の機器先端の回転手段を使用することができる。かかる代替的な手段を使用する場合でさえ、係止機能を提供することができるよう係止機能を、依然、機器と関係付けることができる。また、本明細書にて説明した機器において、可動部材は、曲げ可能な部分、より特定的には、単一体の曲げ可能な部分として示した。しかし、これと代替的に、可動部材は、係合可能なディスク、ベローズ装置、可動のリング組立体又はボールアンドソケット部材を含むが、これらにのみ限定されないその他の構造体としてもよい。曲げ可能な部材のその他の形態については、その双方の内容を参考として引用し本明細書に含めた、２００６年８月１６日付けで出願された同時出願係属中の米国特許出願第１１／５０５，００３号明細書及び２００６年９月１９日付で出願された米国特許出願第１１／５２３，１０３号明細書を参照されたい。

Claims (25)

1. 外科用機器において、
   基端及び末端を有する機器軸と、
   前記機器軸の末端から配設されたツールと、
   前記機器軸の前記基端から連結された制御ハンドルと、
   前記機器軸の前記末端を前記ツールに連結する末端の運動部材と、
   前記機器軸の前記基端を前記ハンドルに連結する基端の運動部材と、
   前記基端の運動部材の動きを前記末端の運動部材に連結し前記ツールの配置を制御すべく前記末端及び基端の運動部材の間を伸びる起動手段と、
   係止状態と非係止状態とを有し、また、前記起動手段の一端を終端とすべく前記基端の運動部材の基端に配設された従動子とを備える、外科用機器。
2. 請求項１に記載の外科用機器において、前記制御ハンドルに隣接して配設され且つ、該制御ハンドルに対して回転し機器軸及びツールの相応する回転を生じさせる回転手段を更に含む、外科用機器。
3. 請求項２に記載の外科用機器において、少なくとも前記基端の運動部材は、基端の曲げ可能な部材を備え、前記回転手段は、末端のツールのロール軸線の回りにて前記ツールを回転させ得るようにした回転ノブを備え、前記回転ノブは、前記制御ハンドルと基端の曲げ可能な部材との間に配設される、外科用機器。
4. 請求項１に記載の外科用機器において、前記ハンドルのピボット点にて該ハンドルから支持された起動レバーを含む、外科用機器。
5. 請求項１に記載の外科用機器において、前記ツールから前記ハンドルまで伸びるツールの起動ケーブルと、前記ツールの起動ケーブルの前記基端を捕捉するスライダと、前記スライダの平行移動、また、前記ツールの作動を制御すべく前記ハンドルにて支持された起動レバーとを含む、外科用機器。
6. 請求項１に記載の外科用機器において、前記起動手段は、複数のケーブルを含み、前記従動子は、前記ケーブルの基端を終端にすべくアンカーリングを保持するライダーを支持するボール部材を含む、外科用機器。
7. 請求項６に記載の外科用機器において、前記ライダーを前記ボール部材上にて係止し且つ非係止状態とするよう手操作にて起動可能な制御ボタンを含む、外科用機器。
8. 請求項７に記載の外科用機器において、前記ボール部材は、割型ボールを備え、前記制御ボタンは、ウェッジ部材を作動させ前記割型ボールを拡張且つ収縮させ、前記それぞれの係止状態及び非係止状態を提供する、外科用機器。
9. 請求項１に記載の外科用機器において、前記従動子は、その非係止状態にあるとき、前記ツールを制御することなく、前記制御ハンドルを再配置することを可能にし、前記起動手段は、複数の起動ケーブルを備え、前記ケーブルの位置を保持するケーブルの把み手段を更に含む、外科用機器。
10. 解剖学的本体の内部を通ることを目的とする細長い機器軸により相互に連結された基端の制御ハンドル及び末端のツールを備える医療用機器において、前記基端の制御ハンドル及び前記末端のツールを前記機器軸とそれぞれ相互に連結する基端及び末端の可動部材と、前記可動部材の間に配設されたケーブルの起動手段と、前記末端のツールを制御すべく前記ハンドルにおける起動部材と、前記基端の可動部材が異なる位置の間にて動くのを許容すると同時に、前記末端の可動部材の位置を固定し得るように前記ケーブルの起動手段を選択的に規制する部材とを有する、医療用機器。
11. 請求項１０に記載の医療用機器において、選択的に規制する前記部材は解放可能である、医療用機器。
12. 請求項１１に記載の医療用機器において、係止及び非係止状態を有し、その非係止状態にあるとき、前記末端の可動部材の位置が固定されている間、前記基端の可動部材が異なる位置の間にて動くことを許容し、また、その係止状態にあるとき、選択的に規制する前記部材が解放されたとき、前記基端の可動部材が異なる位置の間にて動くことを許容する部材を有する、医療用機器。
13. 請求項１２に記載の医療用機器において、係止状態及び非係止状態を有する前記部材は、前記基端の運動部材の基端に配設され且つ前記ケーブルの起動手段の終端を形成する従動子を含む、医療用機器。
14. 請求項１３に記載の医療用機器において、前記規制部材は、その前記ケーブルの末端を動かないように保持するケーブルの把み部材を含む、医療用機器。
15. 制御ハンドルを含む基端と、末端ツールを含む末端とを有し、前記制御ハンドル及び末端ツールは、細長い機器軸によって相互に連結された医療用機器を制御する方法において、それぞれ前記基端の制御ハンドル及び前記末端ツールを前記機器軸と相互に連結する基端及び末端の可動部材を提供し、前記基端及び末端の可動部材は、相互に連結され、前記基端の可動部材における動きが前記末端の可動部材を制御するようにする工程と、前記末端の可動部材を第一の選んだ位置に保持する工程と、前記末端の可動部材がこの第一の選んだ位置に保持されている間、前記基端の可動部材を前記末端の可動部材の第一の選んだ位置に相応する第一の位置から前記第一の位置と相違する第二の位置まで動かす工程と、その後、前記基端の可動部材から制御するため、前記末端の可動部材を前記第二の位置から解放する工程とを含む、医療用機器を制御する方法。
16. 請求項１５に記載の方法において、前記機器の前記基端から、その長手方向末端のツール軸線の回りにおける前記末端のツールの回転を手動にて制御する工程を含む、方法。
17. 細長い機器軸によって相互に連結された基端の制御ハンドル及び末端ツールと、前記基端の制御ハンドル及び前記末端ツールを前記機器軸とそれぞれ相互に連結する基端及び末端の可動部材と、前記基端の可動部材における動きが前記末端の可動部材を制御するように、前記可動部材の間に配設された手段と、前記末端の可動部材を前記可動部材の間の第一の相対的な方向にて規制する手段と、前記末端の可動部材がこのように規制されている間、前記基端の可動部材を前記第一の相対的方向から前記可動部材の間の第二の相対的方向まで動かすことを可能にする手段と、その後に前記第二の相対的方向から開始して前記基端の可動部材から制御することを可能にし得るように解放可能な前記規制手段とを備える、機器。
18. 請求項１７に記載の機器において、前記制御ハンドルにあり且つ、前記基端及び末端の可動部材を介して末端ツールのその軸線の回りにおける前記末端ツールの回転を制御すべくユーザによって操作可能な制御部材を含む、機器。
19. 請求項１７に記載の機器において、前記可動部材の間に配設された前記手段は、ケーブルを含み、また、前記規制手段は、前記ケーブルの末端を動かないように保持するケーブルの把み部材を含む、機器。
20. 請求項１９に記載の機器において、前記ケーブルの把み部材は、前記機器軸の基端に配設される、機器。
21. 請求項１９に記載の機器において、前記可能にする手段は係止状態及び非係止状態を有する従動子を含み、前記従動子は、その非係止状態にあるとき、前記基端の可動部材を前記第一の相対的な方向から前記第二の相対的な方向まで動かすことを可能にする、機器。
22. 請求項２１に記載の機器において、前記ケーブルの把み部材は、前記従動子が前記非係止位置から係止位置まで動くとき、解放される、機器。
23. 解剖学的本体の内部を通ることを目的とする細長い機器軸によって相互に連結された基端の制御ハンドル及び末端ツールを備える医療用機器において、前記基端の制御ハンドル及び前記末端ツールを前記機器軸とそれぞれ相互に連結する基端及び末端の可動部材と、前記可動部材の間に配設されたケーブル起動手段と、前記末端ツールを制御すべく前記ハンドルに設けられた起動部材と、前記ハンドルを前記基端の可動部材と選択的に係合させ且つ非係合状態とするクラッチ部材とを有する医療用機器。
24. 請求項２３に記載の機器において、前記基端の可動部材が異なる位置の間にて動くのを許容すると同時に、前記末端の可動部材の位置を固定すべく前記ケーブル起動手段を規制する手段を含む、機器。
25. 請求項２３に記載の機器において、前記基端及び末端の可動部材の間の相対的位置を係止する係止機構を含む、機器。

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