JP5805668B2 - 関節運動式医療機器 - Google Patents

Description

（関連出願）
本願は、米国特許法第１１９条（ｅ）項に基づき、２０１０年１月２６日に出願した米国特許仮出願第６１／２９８２３８号及び２０１０年１０月４日に出願した米国特許仮出願第６１／３８９３０３号の優先権を主張し、それらの開示内容の全体は参照として本明細書中に組み入れられる。

（技術分野）
本発明は、その一部の実施形態では、関節運動式医療機器に関し、さらに詳しくは、駆動機構を有する関節運動式医療機器に関するが、それに限定されない。

多数の関節運動式医療機器および方法が当業界で公知である。

Ｓｃｈｗａｒｚらの米国特許第６９１３６１３号明細書は、近位端および遠位端を有する中空シャンクと、近位端に配設された作動装置と、シャンクの遠位端に配設された口部を担持するシャンクの方向に屈曲自在または枢動自在の機器先端とを有する、外科用機器を記載している。第１作動運動に対して第１の特異的伝達比で作動装置の少なくとも第１運動を口部の回転に変換する歯車機構をさらに備える。歯車機構は、作動装置を機器先端に機械的に連結する。

Ｎｉｃｈｏｌａｓらの米国特許第７０８７０７１号明細書は、内視鏡または腹腔鏡手技用の外科用機器を記載している。機器はハンドル部と、ハンドル部から伸張する内視鏡部と、内視鏡部の遠位端部に枢動自在に接続された関節運動部と、関節運動部と連動する開創器組立体とを含む。内視鏡部の長手軸に対して回転角度内で関節運動部を操作するための構造が設けられる。リンクロッドは関節運動部と内視鏡部との間に接続され、関節運動部の操作中に、リンクロッドは関節運動部と内視鏡部との間で軸外に位置することができる。

Ｃｒａｉｎｉｃｈの米国特許第５５４９６３７号明細書は、ハンドルと、ツールヘッド受容器で終端する長尺体部材と、各々約６０度まで枢動自在の最高３つまでの関節とを備え、それによってツールヘッド受容器がそれらの直線位置に対して合計で１８０度まで枢動自在になる、関節運動式医療機器を記載している。

Ｌｅｖｉｎらの米国特許出願公開第２０１０／０００１０３８号明細書は、回転タックのような外科用ファスナを適用するための枢動タッカを記載しており、タックは、各々がリンクシャフトを含む複数の枢動リンクを含む枢動構造を通過する。

米国特許第３９９５４４９号明細書は、ヘッド部が装着された２つの同時シャフト間の回転運動の等速伝動用の継手を記載している。ヘッド部は、それぞれのヘッド部のそれぞれの穴内に各々摺動自在かつ回転自在に配置される、対を成す関節駆動ロッドによって接続される。全てのロッド対は回転伝動を確実にし、両方のヘッド部はまた、ヘッド部に緩着された連結ボックスによって、二重関節ラインともヒンジ連結される。

追加の背景技術として、米国特許第７６７３７８０号、米国特許出願公開第２００９／００６５５４９号、米国特許出願公開第２００８／０２９６３４３号、米国特許第５５７８０４８号、米国特許第７５４９９９８号、米国特許第５２０９７４７号、米国特許第１３３４３８８号、および欧州特許出願公開第００４２３３０号の明細書が挙げられる。

本発明の一部の実施形態の態様は、近位セグメントおよび遠位セグメントを有し、遠位セグメントが医療器具の遠位部を保持するように、かつ／または外科用物体を収容するように構成された、関節運動式医療機器に関する。医療器具および／または物体を作動させるために駆動機構が設けられる。一部の実施形態では、駆動機構は、関節運動時に機器の遠位セグメントと近位セグメントとの間の関節角度の頂点を通過する近位セグメントと遠位セグメントとの間の実質的に直線に従わない。一部の実施形態では、機器はさらに、遠位セグメントを近位セグメントに向かって関節運動させるための関節運動機構を備える。

本発明の一部の実施形態の態様では、
実質的に直線状の近位セグメントと、
実質的に直線状の遠位セグメントと、
近位および遠位セグメントが実質的に直線を形成する直線状構成と、近位および遠位セグメントがセグメント間に１８０度未満の関節角度を形成する少なくとも１つの関節運動構成とを有し、関節角度を増減するように構成された関節運動機構と、
近位セグメントから遠位セグメントに力を伝達するように構成され、関節角度の頂点を通過する近位セグメントと遠位セグメントとの間の実質的に直線に従わない１つ以上の駆動機構と、
を備えた関節運動式医療機器を提供する。

本発明の一部の実施形態では、少なくとも１つの駆動機構は関節角度の頂点を通過しない。

本発明の一部の実施形態では、少なくとも１つの駆動機構は関節角度の内側に位置付けられる。

本発明の一部の実施形態では、関節運動機構はレバーを備え、少なくとも１つの駆動機構は関節角度とレバーとの間に位置付けられる。

本発明の一部の実施形態では、少なくとも１つの駆動機構は関節角度の外側に位置付けられる。

本発明の一部の実施形態では、関節運動機構は近位セグメントから伸張するレバーを備え、駆動機構はレバーと近位セグメントとの間に位置付けられる。

本発明の一部の実施形態では、少なくとも１つの駆動機構は、回転運動を医療機器の近位端から医療機器の遠位端に伝達するように構成される。

本発明の一部の実施形態では、少なくとも１つの駆動機構は、直線運動を医療機器の近位端から医療機器の遠位端に伝達するように構成される。

本発明の一部の実施形態では、医療器具は遠位セグメント内にまたは遠位セグメントに配置され、駆動機構は医療器具を作動させるように構成される。

本発明の一部の実施形態では、医療機器はさらに、関節運動機構および駆動機構を被覆するシースを備える。

本発明の一部の実施形態では、駆動機構は歯車機構を備える。

本発明の一部の実施形態では、駆動機構は可撓性シャフトを備える。

本発明の一部の実施形態では、近位および遠位セグメントは可撓性継手によって接続される。

本発明の一部の実施形態では、駆動機構および関節運動機構は、近位および遠位セグメント間の接続部に固定的に接続されない。

本発明の一部の実施形態では、駆動機構は、関節角度を維持することを妨げるように加えられる外力応答に実質的に影響されない。

本発明の一部の実施形態では、医療機器はさらに、関節角度が変化するときに、関節運動構成における遠位および近位セグメントに対する駆動機構の取付け点の距離を補償するための距離補償機構を備える。

本発明の一部の実施形態では、医療機器はさらに、近位セグメントに取り付けられたハンドルを備え、駆動装置および関節運動機構はハンドルから制御可能である。

本発明の一部の実施形態では、医療機器はさらに、医療機器を既存のハンドルに取り付けるためのアダプタを備える。

本発明の一部の実施形態の態様では、
実質的に直線状の近位セグメントと、
ねじ付きシャフトを含み、該シャフトの周りに複数の螺旋状ファスナが螺合された実質的に直線状の遠位セグメントと、
近位および遠位セグメントが実質的に直線を形成する直線状構成と、近位および遠位セグメントがセグメント間またはセグメントの延長間に１８０度未満の関節角度を形成する少なくとも１つの関節運動構成とを有し、遠位セグメントを近位セグメントの方向にまたはそこから離反する方向に関節運動させるように構成された関節運動機構と、
ファスナがねじ付きシャフトから遠位方向に抜けるように、近位セグメントから遠位セグメントに回転運動を伝達するように構成された駆動機構であって、関節角度の頂点を通過する近位セグメントと遠位セグメントとの間の実質的に直線に従わない駆動機構と、
を備えた関節運動式医療機器を提供する。

本発明の一部の実施形態の態様では、
実質的に直線状の近位セグメントと、
実質的に直線状の遠位セグメントであって、
ウィングを含む複数のねじ付きファスナと、
ウィングがスロットから外に出るように螺旋状ファスナがスロット内に配置される長手方向スロットを有する管と、
ファスナのウィングが螺合される雌ねじ付き外層と、
を含む遠位セグメントと、
近位および遠位セグメントが実質的に直線を形成する直線状構成と、近位および遠位セグメントがセグメント間またはセグメントの延長間に１８０度未満の関節角度を形成する少なくとも１つの関節運動構成とを有する関節運動機構であって、遠位セグメントを近位セグメントの方向にまたはそこから離反する方向に関節運動させるように構成された関節運動機構と、
管を回転させてファスナを遠位セグメントから抜け出させるべく、近位セグメントから遠位セグメントに回転運動を伝達するように構成された駆動機構であって、関節角度の頂点を通過する近位セグメントと遠位セグメントとの間の実質的に直線に従わない駆動機構と、
を備えた関節運動式医療機器を提供する。

本発明の一部の実施形態では、駆動機構は関節角度の外側に位置付けられる。

本発明の一部の実施形態では、関節運動機構はレバーを備え、駆動機構は関節角度とレバーとの間に位置付けられる。

本発明の一部の実施形態では、駆動機構は関節角度の内側に位置付けられる。

本発明の一部の実施形態では、関節運動機構は近位セグメントから伸張するレバーを備え、駆動機構は関節角度と近位セグメントとの間に位置付けられる。

本発明の一部の実施形態の態様では、
近位シャフトおよび遠位シャフトと、
近位シャフトに接続された複数の近位ロッドと遠位シャフトに接続された複数の遠位ロッドとを含む複数のロッド対であって、回転結合器が、遠位シャフトおよび近位シャフトが実質的に直線を形成する直線状構成と、遠位シャフトが平面継手を中心に近位シャフトに向かって関節運動する関節運動構成とを備えるように、近位ロッドおよび遠位ロッドが平面継手によって相互接続された複数のロッド対と、
遠位シャフトが直線状構成のシャフトの任意の回転位置で平面継手を中心に関節運動することができるように、ロッド対を整合させるための整合機構と、
を備えた関節運動式回転結合器を提供する。

本発明の一部の実施形態では、整合機構は、
ロッドの延長部が摺動自在に挿入される筐体であって、筐体の軸線から偏心配置されたアクスルを含む複数の円筒状筐体と、
ノブが配置された円板であって、近位シャフトから偏心配置された円板と、
を備える。

本発明の一部の実施形態では、整合機構は、ロッド間および筐体の両端の内側にばねを備える。

本発明の一部の実施形態では、整合機構は近位シャフトに取り付けられる。

本発明の一部の実施形態では、複数のロッド対は少なくとも３つのロッド対を備える。

本発明の一部の実施形態の態様では、
近位シャフトおよび遠位シャフトと、
近位シャフトに接続された複数の近位ロッドと遠位シャフトに接続された複数の遠位ロッドとを含む複数のロッド対であって、回転結合器が、遠位シャフトおよび近位シャフトが実質的に直線を形成する直線状構成と、遠位シャフトが可撓性要素を中心に近位シャフトに向かって関節運動する関節運動構成とを備えるように、近位ロッドおよび遠位ロッドが可撓性要素によって相互接続された複数のロッド対と、
を備えた関節運動式回転結合器を提供する。

本発明の一部の実施形態では、回転結合器はさらに、複数のロッド対用の線形補償機構を備える。

本発明の一部の実施形態では、線形補償機構は、ロッド対の端部に取り付けられたばねを含む。

別途定義されない限り、本明細書で使用されるすべての技術的用語および／または科学的用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書に記載される方法および材料と類似または同等である方法および材料を本発明の実施または試験において使用することができるが、例示的な方法および／または材料が下記に記載される。矛盾する場合には、定義を含めて、本特許明細書が優先する。加えて、材料、方法および実施例は例示にすぎず、限定であることは意図されない。

本明細書では本発明のいくつかの実施形態を単に例示し添付の図面を参照して説明する。特に詳細に図面を参照して、示されている詳細が例示として本発明の実施形態を例示考察することだけを目的としていることを強調するものである。この点について、図面について行う説明によって、本発明の実施形態を実施する方法は当業者には明らかになるであろう。

図１Ａは、本発明の例示的実施形態に係る関節運動式外科用機器の略図である。 図１Ｂは、本発明の例示的実施形態に係る関節運動式外科用機器の略図である。 図１Ｃ−１Ｅは、本発明の例示的実施形態に係る関節運動式外科用機器の略図である。 図１Ｆ−１Ｇは、本発明の例示的実施形態に係る関節運動式外科用機器の略図である。 図１Ｈは、本発明の例示的実施形態に係る関節運動式外科用機器の略図である。

図２Ａは、図１に示した実施形態の機器で作動する医療器具の部分断面図である。 図２Ｂは、図１に示した実施形態の機器で作動する医療器具の部分断面図である。

図３Ａ−３Ｂは、図１と同様の、本発明の別の実施形態に係る関節運動式外科用機器に有用な関節運動および駆動機構の略図である。

図４Ａ−４Ｂは、本発明のさらに別の実施形態に係る駆動機構の略図である。 図４Ｃ−４Ｄは、本発明のさらに別の実施形態に係る駆動機構の略図である。 図４Ｅは、本発明のさらに別の実施形態に係る駆動機構の略図である。 図４Ｆは、本発明のさらに別の実施形態に係る駆動機構の略図である。

図４Ｇは、図１Ａおよび１Ｂの機器における図４Ａ〜４Ｅの駆動機構の部分断面図である。 図４Ｈは、図１Ａおよび１Ｂの機器における図４Ａ〜４Ｅの駆動機構の部分断面図である。

図５Ａは、本発明の別の実施形態に係る関節運動式外科用機器で有用な関節運動および駆動機構の略図である。 図５Ｂは、本発明の別の実施形態に係る関節運動式外科用機器で有用な関節運動および駆動機構の略図である。 図５Ｃは、本発明の別の実施形態に係る関節運動式外科用機器で有用な関節運動および駆動機構の略図である。 図５Ｄは、本発明の別の実施形態に係る関節運動式外科用機器で有用な関節運動および駆動機構の略図である。 図５Ｅは、本発明の別の実施形態に係る関節運動式外科用機器で有用な関節運動および駆動機構の略図である。

図６Ａ−６Ｂは、本発明の例示的実施形態に係る、近位および遠位セグメントが可撓性ヒンジによって接続された、図５Ａ〜５Ｃの関節運動および駆動機構の略図である。 図６Ｃは、本発明の例示的実施形態に係る、近位および遠位セグメントが可撓性ヒンジによって接続された、図５Ａ〜５Ｃの関節運動および駆動機構の略図である。

図７Ａは、本発明の別の実施形態に係る、剛性ロッドを使用する図５Ａ〜５Ｃの関節運動および駆動機構の略図である。 図７Ｂは、本発明の別の実施形態に係る、剛性ロッドを使用する図５Ａ〜５Ｃの関節運動および駆動機構の略図である。 図７Ｃは、本発明の別の実施形態に係る、剛性ロッドを使用する図５Ａ〜５Ｃの関節運動および駆動機構の略図である。

図８は、本発明の例示的実施形態に係る医療機器で有用な線形距離補償機構の略図である。

図９Ａ−９Ｂは、本発明の別の実施形態に係る医療機器で有用な別の線形距離補償機構の略図である。

図１０は、本発明の実施形態に係る医療機器で有用な距離補償機構の略図である。

図１１Ａは、本発明の例示的実施形態に係る外科用機器のハンドルの部分断面図である。 図１１Ｂは、本発明の例示的実施形態に係る外科用機器のハンドルの部分断面図である。

図１２Ａは、本発明の例示的実施形態に係る外科用機器用のアダプタの部分断面図である。 図１２Ｂは、本発明の例示的実施形態に係る外科用機器用のアダプタの部分断面図である。

図１２Ｃは、図１２Ａおよび１２Ｂのアダプタの上方斜視図である。

本発明は、その一部の実施形態では、関節運動式医療機器に関し、さらに詳しくは、駆動機構を有する関節運動式医療機器に関するが、それに限定されない。

本発明の一部の実施形態は、近位セグメントおよび遠位セグメントを有する医療機器に関する。該機器は、近位セグメントおよび遠位セグメントが実質的に直線を形成する直線状構成と、［近位セグメントおよび遠位セグメントがセグメント間に実質的に１８０度の角度を形成する］、近位および遠位部がセグメント間またはセグメントの延長間に１８０度未満の関節角度を形成する関節運動構成とを有する。

該機器は、医療器具および／または外科用物体を遠位セグメントに収容または担持するように構成される。任意選択的に、医療器具および／または外科用物体（以下、集合的に「医療器具」という）は、遠位セグメント内に収容される。代替的に、または追加的に、１つ以上の医療器具が遠位セグメントの端に取り付けられる。代替的に、または追加的に、医療器具はその操作中に遠位部内に挿入し、必要時に展開することができる。代替的に、または追加的に、薬剤の注入または組織試料の採取用の導管等が、近位セグメントおよび遠位セグメントに挿通される。

本発明の一部の実施形態の態様は、医療器具を作動させるための駆動機構に関する。駆動機構は、機器の近位セグメントから、または近位セグメントに取り付けられたハンドルもしくはアダプタから、制御可能であることが好ましい。本発明の一部の実施形態では、駆動機構は、関節運動構成の関節角度の頂点を通過する近位セグメントと遠位セグメントとの間の実質的に直線に従わない。一部の実施形態では、駆動機構は、関節運動構成の近位セグメントおよび遠位セグメントによって形成される関節角度の頂点を通過しない。

本書で使用する場合、用語「駆動機構」は、近位セグメントから遠位セグメントにトルクまたは力を伝達し、それによって、例えば医療器具または外科用機器を回転させ、医療用鉗子または鋏を制御し、タッカを作動させ、薬剤を注入し、組織試料を採取するなど、遠位セグメントのまたは遠位セグメント内の単数または複数の医療器具を作動させる機構を含む。一部の実施形態では、駆動機構は回転運動を伝達する。代替的に、または追加的に、駆動機構は直線運動を伝達し、例えば引くまたは押すことによって、医療機器を引きまたは押し、もしくは機器を作動させる。例示的駆動機構として、ばね、ロッド、カルダン継手、歯車、ケーブル、または可撓性シャフトがある。一部の実施形態では、駆動機構は、一方を他方の内側に配置することのできる２つの作動機構、例えばシャフト内に通したワイヤにより回転運動を伝達するように構成された可撓性シャフトおよび直線運動を伝達するように構成されたワイヤで構成される。任意選択的に、２つ以上のワイヤまたは作動装置が追加的作動機構に配置される。

本書で使用する場合、関節角度とは、関節運動構成の実質的に直線状の遠位セグメントおよび実質的に直線状の近位セグメントによって形成される１８０度未満の角度である。一部の実施形態では、近位セグメントは実質的に直線状のセグメントから偏位する部品（例えばレバー）を含み、これらの延長部品は、関節角度を画定するときに考慮されない。任意選択的に、角度を形成するヒンジが機器に設けられる。代替的に、そのようなヒンジは機器内に物理的に存在せず、直線状セグメントの軸線が関節角度を画定し続ける。

本書で使用する場合、「関節運動構成」とは、近位セグメントおよび遠位セグメントが実質的に直線を形成しない任意の構成を指す。任意選択的に、関節運動構成とは、関節角度が０度を越えかつ１８０度未満の構成、すなわち１度〜１７９度の間の任意の角度、例えば１２０度、６０度、４５度、８度、または中間値である構成を指す。関節運動構成とは、単一平面上の近位セグメントおよび遠位セグメントの関節運動を指す。両方のセグメントを含む機器は、任意の関節運動構成でその軸線を中心に回転することができることが理解される。

さらに、遠位セグメントを近位セグメントの方向にまたはそこから離反する方向に関節運動するように構成された関節運動機構を提供する。一部の実施形態では、関節運動機構はレバー機構である。一部の実施形態では、レバー機構は、近位セグメント内に位置するかまたはそれに取り付けられた摺動レバーを含む。レバーは、遠位セグメントを近位セグメントの方向に関節運動させるために押し、かつ遠位セグメントを近位セグメントから遠ざけるように関節運動させるために引くことができる。

一部の実施形態では、レバー機構は、一端を遠位セグメントに、かつ他端を近位セグメントに取り付けられた摺動レバーを含む。レバーは、遠位セグメントを近位セグメントの方向に関節運動させるために引き、かつ遠位セグメントを近位セグメントから遠ざけるように関節運動させるために押すことができる。

任意選択的に、レバーは関節角度の内側に配置される。代替的に、レバーは関節角度の外側に配置される。

一部の実施形態では、近位および遠位セグメントの端を接続するヒンジまたは継手が設けられ、それを中心に遠位セグメントが関節運動する。代替的に、遠位および近位セグメントの端は、可撓性シャフト、ばね等のような可撓性ヒンジによって接続される。

任意選択的に、駆動機構は、近位セグメント（一般的にその遠位端またはその付近）から始まり、遠位セグメント（一般的にその近位端またはその付近）で終わる。これらのセグメントの間を通過する際に、駆動機構は、関節運動構成でレバーと関節角度との間に位置することができる。本発明の一部の実施形態では、関節運動構成で駆動機構は関節角度より穏やかな鋭角で屈曲する。一部の実施形態では、例えばレバーが関節角度の内側に位置するときに、駆動機構は関節角度の内側に位置する。他の実施形態では、例えばレバーが関節角度の外側に位置するときに、駆動機構は関節角度の外側に位置する。一部の実施形態では、駆動機構は関節角度とは異なる平面上に位置する。

駆動機構および／または関節運動機構は、直線状構成時に、実質的に直線状の機器内にまたはそれと平行に位置し、関節運動構成時にはセグメントから伸張する。

本発明の一部の実施形態では、関節角度で駆動機構の部品は関節運動機構の部品に固定接続されず、それによって関節角度の変化または関節角度の維持に関係する力は、駆動機構に全くまたは最小限度にしか影響しない。

本発明の一部の実施形態では、関節角度が変化するときに、関節運動構成における遠位および近位セグメントに対する駆動機構の取付け点の距離を補償するための距離補償機構が設けられる。

本発明の一部の実施形態では、機器はさらに、身体組織が機構に引っ掛かるのを防止するために、駆動機構およびレバーを被覆するシースを備える。一部の実施形態では、シースは任意選択的にヒンジをも被覆する。

本発明の一部の実施形態の態様は、第１および第２シャフト（またはセグメント）を結合するための関節運動式結合器であって、シャフトが自由に回転自在であり、かつ任意の回転位置で互いに向かって関節運動することのできる、関節運動式結合器を提供する。回転結合器は、第１シャフトに接続された複数の第１ロッドと、第２シャフトに接続された複数の第２ロッドとを含む複数のロッド対を備える。対を成す第１および第２ロッドは、シャフトを関節運動させるために、平面ヒンジまたは継手によって相互接続されることが好ましい。回転結合器の任意の回転位置に対して、ロッド対が同一方向に関節運動することができるように、複数のロッド対の平面ヒンジを整合させるための整合機構が設けられる。

一部の実施形態では、整合機構は、長手方向スロットを有する複数の円形筐体で構成され、該スロットに第１（または第２）ロッドが嵌合し、それによってロッド対のそれらの軸線を中心とする望ましくない回転が防止される。筐体は各々、円形筐体に対し偏心したアクスルを含み、それは、第１シャフトに偏心して配置された円板に接続される。アクスルの偏位は円板の偏位と略等しく、かつ同一方向である。ノブおよび円板の偏位のため、円板が回転するときに、スロットの方向は同一に維持され、全てのスロットで同一である。

本発明の一部の実施形態の態様は、ロッド対が可撓性要素によって相互接続される、関節運動回転式結合器に関する。

上述したこれらの回転結合器は、上述した実施形態で、複合駆動および関節運動機構として使用することができる。

本発明の少なくとも１つの実施形態を詳しく説明する前に、本発明は、その適用において、下記の説明に示されるか、および／または図面および／または実施例において例示される構成要素および／または方法の組み立ておよび構成の細部に必ずしも限定されないことを理解しなければならない。本発明は他の実施形態が可能であり、または様々な方法で実施または実行されることが可能である。

ここで図面を参照すると、図１Ａ〜１Ｂは、本発明の一部の例示的実施形態に係る関節運動式外科用機器１００を示す。機器１００は外科用機器であるが、本発明の実施形態に従って任意の医療機器を使用することができる。機器１００は、ハンドル１１０と、随意のアダプタ１２０と、実質的に直線状の近位セグメント１３０と、実質的に直線状の遠位セグメント１４０とを含む。

図１Ａは、近位セグメント１３０および遠位セグメント１４０が実質的に直線を形成する直線状構成の機器１００を示す。図１Ｂは、例えばピボットまたは平面ヒンジであるヒンジ１１６を中心に、遠位セグメント１３０が近位セグメント１４０に向かって屈曲する関節運動構成を示す。関節運動構成では、１８０度未満の関節角度１３５が遠位セグメント１４０と近位セグメント１３０との間に形成される。本発明の実施形態では、関節角度は１度〜１７９度の間の任意の角度、例えば４５度〜１７９度の間の角度、例えば８度、６０度、９０度、１２０度、または任意の中間の数字とすることができる。

任意選択的に、医療器具は遠位セグメント１４０の端１４２に取り付けられる（例えば鉗子または鋏）。代替的に、または追加的に、医療器具または外科用機器はセグメント１４０内に収容される（例えば針および／もしくはねじ、タック、またはアンカ）。任意選択的に、例えば薬剤の注入または組織試料の採取のために、導管がセグメント１３０およびセグメント１４０に挿通される。任意選択的に、外科用機器を作動、送達、および／または展開させるための機構もセグメント１４０内に収容される。

機器１００は、遠位セグメント１４０をセグメント１３０の方向に（かつそこから離反する方向に）関節運動させるための関節運動機構と、医療器具を作動させるための駆動機構とを備えることが好ましい。関節運動および駆動機構は、下で図１１および１２に関連してさらに説明する通り、ハンドル１１０から、または随意のアダプタ１２０から操作される。関節運動および駆動機構の要素は、任意選択的に複数の層、例えば２層、３層、４層、またはそれ以上の層で構成される近位セグメント１３０を通過する。

図１Ｃ〜１Ｅは、直線状構成（図１Ｃ）および２つの異なる関節運動構成（図１Ｄおよび１Ｅ）における機器１００の駆動機構およびレバーのより詳細な部分断面図である。セグメント１３０の層については、断面図を参照しながら説明する。いずれの層も、セグメントの外周全体未満を包囲することができる、例えば、層のいずれかはセグメント１３０の外周の３６０度全部を、あるいは外周のわずか３０度だけを包囲する。

近位セグメント１３０の外層を本書では筐体１３２という。筐体１３２は任意選択的にセグメント１３０全体を包囲せず、例えば図１Ｃに示すように、セグメント１３０の外層は筐体１３２ならびに部分的筐体１１２、２２３、および２２５を含む。

遠位セグメント１４０を近位セグメント１３０に向かって、またはそこから離反するように関節運動させるために、関節運動機構が設けられる。図１の実施形態では、関節運動機構は、ヒンジ１１６を中心に遠位セグメント１４０を関節運動させるレバー機構である。レバー機構は、図１Ｄおよび１Ｅに示すように、遠位セグメント１４０の関節運動を制御および／または安定化させるためのレバーとして動作する部分的筐体１１２で構成される。レバー１１２は、レバーヒンジ１２４によって駆動要素１１８に取り付けられる。駆動要素１１８は、ハンドル１１０またはアダプタ１２０から方向１３３に駆動される中空管であり、それによってレバー１１２を遠位方向に摺動させてヒンジ１１６を中心に遠位セグメント１４０を関節運動させ、関節角度１３５を形成する。駆動要素１１８は筐体１３２内に（または部分的にその内部に）配置され、セグメント１３０の第２層を構成する。

遠位セグメント１４０に（または内に）ある医療器具を関節運動させるために、駆動機構がさらに設けられる。任意選択的に、（かつ図示する通り）、駆動機構は回転運動を医療器具に伝達する。代替的に、または追加的に、駆動機構は直線運動を医療器具に、または医療器具を制御するアクチュエータに伝達する。駆動機構は任意選択的に、関節角度１３５の頂点において近位セグメントと遠位セグメントとの間の実質的に直線に従わず、関節角度１３５より小さい角度１３７を形成する。

駆動機構１５０は近位シャフト２１０と、歯車機構２２０と、遠位シャフト２３０とを含む。直線状構成では、近位シャフト２１０および遠位シャフト２３０は近位セグメント１３０内に（またはそれと平行に）位置し、セグメント１３０の第３層を構成する。関節運動構成では、近位シャフト２１０が近位セグメント１３０の下から伸張し、遠位シャフト２３０が直線状遠位セグメント１４０に連続して位置する。近位シャフト２１０は部分的に筐体１１２内に位置する。遠位シャフト２３０は部分的に、セグメント１４０から伸張する筐体１１７内に位置することができる。

近位シャフト２１０は、リンク１２１によって、セグメント１３０の第３層の一部でもある内管駆動装置１３４に接続される。関節運動構成では、シャフト２１０はセグメント１３０から軸線方向に伸張し、内管駆動装置１３４に対するシャフト２１０の取付け点の距離を補償する必要がある。例示的距離補償機構を図示し、下で図１０に関連して詳述する。シャフト２１０の可撓性を高めるために、近位シャフトに追加リンクを設けることができる。例えば、ロッド１２３および１２５が関節運動するように、シャフト２１０の第１ロッド１２３を第２ロッド１２５（図１Ｄに示す）に取り付けるリンク１２２が設けられる。

歯車機構２２０は、近位シャフト２１０および遠位シャフト２３０にそれぞれ取り付けられたフェース歯車２２１および２２９で構成される。フェース歯車２２１および２２９の間に歯車２２２、２２４、および２２６が設けられる。３つの歯車が示されているが、本発明の実施形態では、任意の個数のホイールを使用することができる（例えば１個、２個、または４個の歯車）。（ハンドル１１０またはアダプタ１２０からの）管１３４の回転によって、トルクがリンク１２１（および随意のリンク１２２）を介してシャフト２１０に伝達され、それによりフェース歯車２２１が回転し、歯車２２２、２２４、および２２６ないしフェース歯車２２９を回転させ、それによって遠位シャフト２３０が回転する。

歯車の回転を可能にしながら、歯車２２２、２２４、および２２６をそれぞれ保持するために、任意選択的に支持体２２３および２２５が設けられる。支持体２２３および２２５は、追加的軸線を画定するヒンジ２２７によって相互接続され、該軸線を中心に歯車機構２２０が回転することができ、それによって機器１００の関節運動構成時に、シャフト２３０をシャフト２１０の方向に屈曲させることが可能になる。

関節運動中に、歯車２２６はヒンジ２２７および歯車２２４を中心に回転する。歯車２２４を中心とする回転はフェース歯車２２９を回転させ、それによって望ましくない回転運動がセグメント１４０に伝達される。一部の実施形態では、この望ましくない回転運動は、関節運動中にフェース歯車２２１を歯車２２２から分離する結合器の追加によって不能になる。この分離によって、ヒンジ２２７を中心とする歯車２２６の関節運動は、フェース歯車２２９およびセグメント１４０の回転ではなく、歯車２２４および２２２の回転を引き起こす。

図１Ｆ〜１Ｈは、フェース歯車２２１を歯車２２２から分離するための結合器２７０を示す。図１Ｆはフェース歯車が歯車２２２に結合され、作動する結合器２７０を示し、図１Ｇは、フェース歯車２２１が歯車２２２から分離され、フェース歯車２２１と歯車２２２との間にロッド２３１が露出し、作動不能化された結合器２７０を示す。図１Ｈは結合器２７０の拡大図である。管１３４はその端に、螺旋管２７４によって包囲されるばねを含む。結合器２７０を作動させるためのハンドル２７６が設けられる。ハンドル２７０は、螺旋管２７４に面する内側に歯２７３を含む。ハンドル２７０を方向２７５に（すなわち図１Ｆに示す位置から図１Ｇに示す位置に）押すことによって、歯２７３は螺旋管２７３内に挿入され、フェース歯車２２１が歯車２２２から分離し、ロッド２３１が露出するように、管１３４を引く。

関節運動が実行される前または後に、ハンドル２７２は図１Ｆに示すように配置され、関節運動中は図１Ｇに示す位置に配置される。結合器２７０はセグメント１３０の端に配置され、身体組織内に挿入されないことが好ましい。一部の実施形態では、結合器２７０は、レバーを作動させる機構に組み込まれる。

さらに、駆動機構１５０を通過し、セグメント１３０の第４層を構成する、少なくとも１つのワイヤまたはケーブル１３６を設けることができる。ワイヤ１３６は任意選択的に、直線運動を医療器具に、または医療器具のアクチュエータに伝達するように適応された追加的駆動機構である。任意選択的に、ワイヤ１３６はハンドル１１０またはアダプタ１２０から押され、または引かれる。

図２Ａおよび２Ｂは、本発明の一部の実施形態に係る機器によって作動する例示的医療器具の断面図である。図２Ａおよび２Ｂは図１Ａ〜１Ｆに示す機器を示し、医療器具は本発明のいずれかの例示的実施形態に従って作動することができることが理解される。

図２Ａは、遠位セグメント１４０内に配置されたタッカ２５０を示す。タッカ２５０は、針先２５３を有するねじ付き長尺要素２５２と、要素２５２の周りに螺合された多数の螺旋状ファスナ２５４とを含む。複数のファスナを本発明の実施形態に従って装着することができる（例えば１〜１０個のファスナが、希望に応じて展開される）。要素２５２およびファスナ２５４は、セグメント１４０の外層２５８に配置された雌ねじ付きスリーブ２５６内に配置される。任意選択的に、針先２５３はスリーブ２５６の外に配置される。

ファスナ２５４を体内で固定するために、針先２５３は身体組織に穿刺され、ファスナ２５４は次いで、それらがねじ付き要素２５２から外れて身体組織内に固定されるまで、スリーブ２５６によって回転される。一部の実施形態では、要素２５２は前進せず、静止状態を維持し、セグメント１４０は後退する。セグメント１４０の針端２５３が位置する場所に、引込みばね２５９を設けることができる。セグメント１４０を身体組織に押し付けることによって、引込みばね２５９が収縮し、それによって針端２５３が露出する。任意選択的に、引込みばね２５９は図２Ａに示すようにセグメント１４０の端に配置される。代替的に、引込みばね２５９はセグメント１４０のいずれかの他の位置に配置される。本発明の実施形態に従って、当業界で公知の任意の引込みばねを使用することができる。任意選択的に、端２５３の望ましくない露出を防止するために、制御された閾値力をもたらす折畳み式要素が引込みばねとして使用される。これらの実施形態では、要素２５２は静止しており、タッカ２５０の作動中に移動しない。

代替的実施形態では、引込みばね２５９は存在せず、要素２５２は、例えば端２５３とは反対側の針の端に設けられたばねによって直線方向に移動する。要素２５２はハンドル１１０またはアダプタ１２０から制御される。要素２５２は任意選択的に、遠位セグメント１４０の関節運動中に自在に直線運動することができるが、関節運動が完了した後は、針を身体組織に穿刺するために、直線方向に制御可能に移動するだけに止めるべきである。要素２５２のための距離補償機構については、下で図８および９に関連して詳述する。

図２Ｂは、本発明の例示的実施形態に従って作動される代替的タッカを示す。タッカ２６０は、遠位セグメント１４０内に収容された状態で示される。タッカ２６０は雌ねじ付き管２６６の内側に多数の螺旋状ファスナ２６４を含む。管２６６は多数の、例えば２つの長手方向スリットを有し、ファスナ２６４のウィング２６５がそこを通して伸張する。管２６６は、明確にするためにセグメント１４０の端を切り欠いた状態で示されるが、ファスナ２６４を全部被覆する。ファスナ２６４はウィング２６５によってセグメント１４０のねじ２６８に保持される。駆動機構を介する回転運動の伝達によって、管２６６が回転し、それによってファスナがセグメント１４０の端に向かって前進し、次いで身体組織内に螺入される。図２Ｂに示す実施形態では、直線運動機構は不要である。

図３Ａおよび３Ｂは、本発明の別の実施形態に係る駆動機構を示す。図３Ａは、摺動レバー１１２、筐体１１７、および駆動機構３２０が近位シャフト１３０と平行に配置された直線状構成を示す。図３Ｂに示す関節運動構成では、駆動機構３２０は部分的に、レバー１１２および筐体１１７内に配置される。駆動機構３２０は、図１に示した実施形態のシャフト２１０および２３０ならびに駆動機構２２０に取って代わる。

駆動機構３２０は、直線状構成でセグメント１３０および１４０内に配置されかつセグメント１４０もしくはセグメント１４０内における医療器具に取り付けられた、一般的にシース内のカニューレ内部に位置する可撓性シャフトである。シャフト３２０はハンドル１１０から制御可能であることが好ましい。直線状構成では、シャフト３２０は実質的に直線状のセグメント１３０の形状に従う（かつ、その内側に配置される）。関節運動構成では、駆動機構３２０はレバー１１２および筐体１１７を接続する継手３２２から伸張し、図３Ｂに示す通り、レバー１１２および筐体１１７内に完全には配置されない。

ハンドル１１０からのシャフト３２０の回転は、機器を介してトルクを伝達し、それによってセグメント１４０もしくはセグメント１４０内における医療器具を回転させる。一部の実施形態では、シャフト３２０は中空であり、他の駆動機構を中空シャフト３２０に挿通させることができる。例えば図３Ａおよび３Ｂに示す通り、ワイヤ１３６は中空シャフト３２０内に配置される。２本以上のワイヤ１３６をシャフト３２０内に通すことができることが理解される（例えば２本またはそれ以上のワイヤ）。

本発明の一部の実施形態では、身体組織に薬剤を注入するための導管がシャフト３２０内に挿通される。代替的に、または追加的に、組織試料は例えば真空吸引を適用することによって導管を介して採取される。

図４Ａ〜４Ｇは、本発明のさらに別の実施形態に係る駆動機構４２０を示す。駆動機構４２０は、近位シャフト４１０と遠位シャフト４３０との間に位置する状態で示される。図４Ａ〜４Ｆは、周囲の機器の無い状態で駆動機構を示す。例示的周囲機器は図４Ｆに示されており、図１〜３に示した機器と同様である。本発明の例示的実施形態では他の機器を使用することができる（例えば駆動機構が関節角度の頂点において近位セグメントと遠位セグメントとの間で実質的に直線に従うようにした機器）。

駆動機構４２０は、以下で一般的にロッド対４２２および４２４という、３対のロッド４２２ａおよび４２４ａ、４２２ｂおよび４２４ｂ、ならびに４２２ｃおよび４２４ｃで構成される。ロッド４２２ａ、４２２ｂ、および４２２ｃは近位シャフト４１０に接続され、ロッド４２４ａ、４２４ｂ、および４２４ｃは遠位シャフト４３０に接続される。ロッドの各対はそれぞれヒンジ４２３ａ〜ｃによって相互接続される。ヒンジ４２３ａ〜ｃは任意選択的に、一方向のみに関節運動することのできる平面ヒンジまたは継手である。

回転運動は近位シャフト４１０からロッド対４２２および４２４を介して遠位シャフト４３０に伝達される。実質的に任意の数のロッド対４２２および４２４を使用することができる（例えば１つ、２つ、または４つのロッド対）。好ましくは、ロッド対は互いに等間隔で斜めに配置され、シャフト４１０および４３０の直径内に位置する。ロッド対４２２および４２４の間に位置する通路４２８は、シャフト４１０および４３０それぞれの中心穴４１２および４１４を介して、１つ以上の追加的駆動機構を通すことを可能にする（例えばばねまたはワイヤのような直線運動機構）。

駆動機構４２０は、図４Ａに示す直線状構成、および例えば図４Ｂに示す関節運動構成で、自在に回転することができる。ロッド対４２２および４２４を接続するために平面ヒンジ４２３ａ〜ｃが使用されるので、ロッドは２つの角度のみで関節運動することができ、異なるロッドが常に同一方向に関節運動するようにロッドを整合させる必要がある。

ロッド対４２２および４２４を直線状および関節運動構成で整合させ続けるために、任意選択的に整合機構４４０が設けられる。図４Ｃは整合機構４４０の拡大図である。図示する整合機構４４０は近位シャフト４１０に取り付けられているが、本発明の例示的実施形態では、遠位シャフト４３０に取り付けることもできる。

ロッド４２２ａ〜ｃは部分的にそれぞれ筐体４２５ａ〜ｃ内に収容される。図４Ｅは例示的ロッド４２２および筐体４２５の拡大図である。ロッド４２２は筐体４２５の長手方向スロット４３５に嵌合する延長部４３２を含み、それによってロッド４２２が筐体４２５に対して回転するのを防止する。

筐体４５２ａ〜ｃは、円板４６０内に受容されるそれらの端部にアクスル４２６ａ〜ｃを含む。アクスル４２６ａ〜ｃは筐体４２６ａ〜ｃの軸線（およびロッド４２２の軸線）から偏心し、円板４６０はシャフト４１０から偏心配置される。アクスル４２６ａ〜ｃは、円板４６０と同量だけかつ同一方向に偏心することが好ましい。アクスル４２６ａ〜ｃおよび円板４６０の偏位は、円板４６０の回転中に筐体４２６ａ〜ｃがそれらの軸線を中心に回転しないことを確実にする。

図４Ｄは、例示的筐体４２５を持つ円板４６０の回転を示す。Ａ１はノブ４２６の中心を示し、Ａ２は筐体４２５およびロッド４２２の中心を示す。Ｏ１は円板４６０の中心を示し、Ｏ２はシャフト４１０の中心を示す。Ａ１とＡ２との間の距離は、Ｏ１とＯ２との間の距離に等しい。方向４５０の円板４６０の回転中に、筐体４２５（およびノブ４２６）は位置４５２から位置４５４まで移動する。回転中に、Ａ１とＡ２との間の距離はＯ１とＯ２との間の距離に等しいままであり、それによって筐体４２５の軸線を中心とする回転が防止される。

追加的整合要件として、継手が常に同一軸線上に位置するように、ロッド対４２２および４２４が直線方向に移動することを防止する直線状整合がある。ロッドの直線運動を制御装置するために、各ロッド４２２ａ〜ｃと筐体４２５ａ〜ｃの端との間にばね４４２ａ〜ｃが設けられる。ロッドはそれらのそれぞれの筐体内で摺動して、要求に応じてロッド／筐体構成の長さを変更することができる。

本発明の別の実施形態では、ロッド対４２２および４２４は、例えば図４Ｆに示すように任意の方向に屈曲することのできる、可撓性要素４３３によって相互接続される。可撓性要素を使用するとロッド対は任意の軸線を中心に屈曲することができるので、整合機構４４０の使用が排除される。可撓性要素４３３は伸縮性でないことが好ましく、例えばニチノールまたは非伸縮性ナイロンから作ることができる。一部の実施形態では、ロッド対の直線状整合のために、直線状整合機構、例えばばね４４２ａ〜ｃが設けられる。しかし、ロッドを包囲する筐体はスロットを切る必要はなく、上述した偏心率は一般的に設けられない。

図４Ｇは、図４Ａ〜４Ｆに示す通り、駆動機構４２０を持つ医療機器４００の断面図である。医療機器４００は、駆動機構以外では、図１に示した機器１００と同様である。遠位セグメント４０２および近位セグメント４０１が示されている。図２Ａに示したタッカと同様のタッカが、遠位セグメント４０２内に配置されている。タッカはねじ付きシャフト４７０およびねじ４８０で構成される。図４Ｇに示す実施形態では、シャフト４７０は静止しており、針端４７２が位置するセグメント４０２の端に引込みばね４９０が設けられる。したがって、セグメント４０２を身体組織に押し付けることによって、引込みばね４９０が収縮し、それによって針端４７２が露出する。

シャフト４７０を静止状態に維持するために、駆動機構４２０を介して管４７４が設けられ、シャフト４７０を支持する。管４７４は任意選択的に継手４７５をも有し、管４７４がロッド対４２２および４２４と共に屈曲することを可能にする。代替的に、管４７４は比較的柔軟であるので、屈曲しかつ駆動機構４２０の関節運動に追従することができる。

任意選択的に、シャフト４７０および４７４は、組織試料の採取および／または薬剤の注入用の導管に置き換えられる。

図４Ｈは、遠位セグメントの端に鉗子４８５が設けられた、図４Ｇに示した機器と同様の機器を示す。鉗子は、駆動機構の中心穴４１２および４１４に通したケーブル４８６によって作動する。回転は鉗子の様相の変化をもたらす。

本発明の実施形態に係る機器１００用の多数の駆動および関節運動機構が設けられる。一般的に、駆動および関節運動機構は２つのグループに分けることができる。第１グループは、例えば図１〜４に示しかつ上述した通り、駆動機構およびレバーが関節角度の外側に配置される。このグループでは、遠位セグメントを近位セグメントの方向に関節運動させるために、レバーを押す。駆動機構およびレバーの第２グループは、例えば図５および７に示しかつ下述する通り、関節角度の内側に配置される。第２グループでは、遠位セグメントを近位セグメントの方向に関節運動させるために、レバーを引く。どちらのグループでも、駆動機構は関節角度に従わず、かつ機器の関節運動構成の関節運動および維持に関わる力によって実質的に影響されない。

第２グループについて、ここで図５〜７に関連して詳述する。

図５Ａ〜５Ｃは、本発明の別の実施形態に係る駆動および関節運動機構５００を示す。図５Ａは直線状構成を示し、図５Ｂは、実質的に直線状の遠位セグメント５３０が実質的に直線状の近位セグメント５１０に向かって屈曲可能となる関節運動構成を示す。継手５４０におけるセグメント５１０および５３０の接合部に関節角度５４２が存在する。継手５４０は当業界で公知の任意の継手、例えば平面ピボットとすることができる。一部の実施形態では、継手５４０を設けず、関節角度５４２は、直線状セグメント５１０および５３０の（事実上の）連続性によって画定される。

セグメント５３０をセグメント５１０に向かって関節運動させるために、レバー５５０が設けられる。レバー５５０は、図１に示されかつ図１１および１２に関連して下述するハンドル１１０またはアダプタ１２０から制御される。レバー５５０の第１端５５２は近位セグメント５１０に取り付けられ、レバー５５０の第２端５５４は遠位セグメント５３０に取り付けられる。図５Ａに示す直線状構成では、レバー５５０はセグメント５１０および５３０と平行に（またはそれらの中に）配置される。図５Ｂに示す関節運動構成では、レバー５５０はセグメント５１０および５３０から伸張し、セグメント５１０および５３０の間で関節角度５４２の内側に配置される。

セグメント５１０および５３０から伸張するために、レバー５５０は、セグメントへの取付け点の距離変化が可能になるように、近位セグメントに摺動自在に取り付ける必要がある。図５Ｃは、図５Ｂの関節運動構成の断面図である。図５Ｃは、駆動機構５８０に沿って摺動する駆動要素５３６に対し、レバーヒンジ５５６によって取り付けられたレバー５５０の端部５５２を示す。

駆動機構５８０は、直線状構成でセグメント５１０および５３０内に配置された、一般的にシース内のカニューレ内部に位置する可撓性シャフトである。関節運動構成では、シャフト５８０はセグメント５１０および５３０から伸張し、関節角度５４２とレバー５５０との間に位置する。継手５４０から駆動機構５８０が伸張することによって、駆動機構５８０は、セグメント５１０および５３０の関節運動に関わる力、例えば矢印５６２および５６４によって示される力によって受ける影響が少なくなる。力５６２および５６４はまた、外科用器具が患者の身体に押し付けられたときに加えられる外力をも表わすことがある。関節運動構成で、駆動機構５８０は関節角度内に位置するが、角度５４２の頂点において近位セグメントと遠位セグメントとの間の直線を通過しない。図５に示す実施形態では、駆動機構５８０は継手５４０を通過しない。

シャフト５８０は、セグメント５３０の端で医療器具、例えば図５Ｂおよび５Ｃに示す鉗子５９０に取り付けられる。シャフト５８０はハンドル１１０から制御可能であることが好ましく、任意選択的にセグメント５１０からセグメント５３０を介して回転運動を伝達して、鉗子５９０を回転させる。一部の実施形態では、シャフト５８０は中空であり、ばね５９２の力に抗して鉗子を閉じる直線運動／力を伝達するワイヤまたはケーブルのような１つ以上の追加的駆動機構をそこに通すことができる。代替的に、または追加的に、シャフト５８０は、回転運動および直線運動の両方をセグメント５１０からセグメント５３０を介して鉗子５９０に伝達することができる。例えば図５Ｃに示すように、鉗子５９０を作動させるために、作動機構の一部であるばね５９２がセグメント５３０内に設けられる。

シャフト５８０は、当業界で公知の任意の可撓性シャフトとすることができる。図５Ｄは、本発明の例示的実施形態に従って使用することのできる例示的可撓性シャフト、例えばシースまたは複数の相互接続リンクまたは継手を示す。図５Ｄに示すシャフトは、図３Ｂに示したシャフト３２０の代わりとして使用することもできる。

本発明の一部の実施形態では、シャフト５８０は、薬剤または組織試料がそこを通してもたらされる可撓性導管である。図５Ｅは、遠位セグメント１４０の端１４２の断面図であり、導管５８０の端に注射器２０１３を示す。針支持体２０１２が設けられ、レバー２０１１によって導管５８０に取り付けられる。レバー２０１１を押すと、注射器２０１３が露出し、薬剤を注入するため、または組織試料を採取するために、身体組織に穿刺することができる。

図６Ａおよび６Ｂは、ヒンジ５４０が３つの相互接続されたリンク６２２、６２３、および６２４に置き換えられた、本発明の例示的実施形態を示す。図６Ａ〜Ｂに示す実施形態では、セグメント５１０および５３０の関節運動を支持するための平面ヒンジ５４０を設けない。関節角度５４２は、図６Ａに点線で示すように、連続するセグメント５１０および５３０によって画定される。

図６Ｂは、図６Ａに示した可撓性ヒンジの部分切欠き等角図である。タッカ６９０が遠位セグメント５３０内に設けられる。回転運動を伝達するために、セグメント５１０内ならびにリンク６２２および６２４中に可撓性シャフト６２８が設けられる。任意選択的に、直線運動を伝達するために、少なくとも１つワイヤ６２６がシャフト６２８内に設けられる。任意選択的に、ワイヤ６２６は中心の細長い針を引き戻し、図２Ａに関連して詳述した通り、タッカが中心針の周りを回転する間、中心針の固定手段として働く。代替的に、ワイヤ６２６は可動であり、例えばワイヤを引くことによって、タッカの針または任意の他の医療器具が動的に作動する。

図６Ｃは、リンク６２２、６２３、および６２４が複数の緊密に相互接続されたリンク６３０によって置き換えられた実施形態を示す。

図７Ａ〜７Ｃは、可撓性シャフト５８０が実質的剛性ロッド５２０に置き換えられた、図５で上述した機器と同様の外科用機器を示す。

図７Ａは、セグメント５１０および５３０が実質的に直線を形成する直線状構成を示し、図５Ｂは、セグメント５３０がセグメント５１０の方向に屈曲される関節運動構成を示す。

駆動機構５２０は、第１端を任意選択的にカルダン継手５２２によって近位セグメント５１０のシャフト５５６に取り付けられ、かつ第２端を任意選択的にカルダン継手５２４によって遠位セグメント５３０の駆動シャフト（図７Ｂに示す）に取り付けられる。直線状構成では、駆動機構５２０はセグメント５１０および５３０と平行に、またはそれらの内部に位置付けられる。関節運動構成では、駆動機構５２０はセグメント５１０および５３０から伸張する。

セグメント５１０および５３０から伸張するために、駆動機構５２０は、近位セグメントに沿って摺動し、かつ近位セグメントに対する取付け点の距離を補償するように、近位セグメントに（または近位セグメント内に）摺動自在に取り付ける必要がある。図７Ｂに示す実施形態では、駆動機構５２０は、カルダン継手５２２によってセグメント５１０の内管５１４に取り付けられる。関節角度が変化すると、内管５１４に対する駆動機構５２０の取付け点の距離は補償する必要がある。本発明の例示的実施形態に係る例示的距離補償機構の詳細な説明は、下で図１０に関連して提供する。

図７Ａ〜Ｃに示す実施形態では、駆動機構５２０は、カルダン継手によってセグメント５１０および５３０内の管に取り付けられたシャフトである。カルダン継手は、近位セグメント５１０から遠位セグメント５３０への回転運動の伝達を可能にする。シャフト５２０は、追加的駆動機構、例えば図７Ｂに示す少なくとも１つのワイヤ５１６のような直線運動機構をそこに通すことができるように中空とすることができる。

本発明の一部の実施形態では、例えば図７Ｃに示すように、駆動および関節運動機構を被覆するシース５７０が設けられる。シース５７０は、身体組織が駆動および関節運動機構に引っ掛かるのを防止する。シース５７０は任意選択的に、関節運動中にそれに加えられる伸縮力によって損傷しないように、充分な柔軟性を持つ生体適合性材料、例えばシリコンまたはゴムから作られる。

本発明の全ての実施形態で、例えば図１〜６に示す実施形態で、シース５７０（または特定の構成用に適用された同様のシース）を設けることができる。

図５〜７の実施形態では、関節ヒンジと遠位セグメントに対するレバーの接続点との間の空間は失われる。すなわち、図１〜４に示す実施形態とは対照的に、医療器具をその中に配置することができず、よってより長い遠位セグメントが必要になる。したがって、関節角度内に位置する駆動機構と関節角度の下に位置する駆動機構との間の選択は、使用する医療器具および／または実施される治療に依存する。例えば、タッカが遠位セグメント内に位置する場合、遠位セグメントのかなりの部分が使用される一方、鉗子が遠位セグメントの端部に位置する場合、遠位セグメントの全長を使用する必要はない。

タッカのねじ付き要素のための例示的距離補償機構８００を図８に示す。距離補償機構８００は、その直線位置が制御される管またはロッド８１０で構成される。管８１０は例えば図２Ａのねじ付き要素２５２に接続された管を表わし、それは機器１００の関節運動中に、直線方向に自在に移動する（図８で８１２として示される）ことが要求され、かつ関節運動が完了した後、身体組織に針を穿刺するために、直線方向に制御可能に移動する必要がある。

管８１０は、歯車８１６の内側にねじ切りされたねじ８１４を含む。歯車８１６は歯車８１８と係合する。ねじ８１４および歯車８１６はばねによって押し付けられて管８１０と共に８１２の後方に移動する一方、歯車８１８は回転するが、直線運動はしない。関節運動が完了し、歯車８１６がその新しい位置に着いた後、管８１０の現在位置／新しい位置からの相対的運動は、歯車８１８によって制御される。シャフト８１０の前進が要求される場合、歯車８１８は方向８２０に回転し、それにより歯車８１６はねじナット８１４を中心に方向８２２に回転し、よって管８１０は前進する。針を後方に戻すために、逆の回転が行なわれる。

図９Ａ〜Ｂは、本発明の別の実施形態に係るタッカのねじ付き要素のための距離補償機構９００を示す。距離補償機構９００は、上述した機構８００の代わりとして使用することができる。

機構９００は、関節運動中に方向９１２に沿って摺動する管９１０を含む。管（またはロッド）９１０および管９１０の端を包囲するばね９１４は、受容器９１６内に配置される。管９１０の端は鋸歯板９１８に取り付けられる。関節運動が完了し、管９１０がその新しい位置内に着いた後、例えば針を身体組織に穿刺するために、鋸歯板９１８と係合して管９１０の方向９１２の制御された運動をもたらす指状要素９２０が設けられる。歯９２０は受容器９１６によって、板９１８の方向に押し付けられる。関節運動の完了後に、歯板９１０（および管９１０）を制御可能に前進させるために、カム９２２または他の機構が設けられる。

一部の実施形態では、板９１８に対する要素９２０の任意の係合点で、少なくとも１つの指状体が板の歯内にもたらされ、よって板９１８の運動が阻止され、直線方向に力が加えられるように、歯板９２０の指状体は方向９１２に互いにわずかに離間する。図９は４つの歯を示すが、本発明の実施形態では任意の個数の歯を使用することができる。歯の数が増すと、機構の精度が高くなる。

図１０は、管１０１０の長さの変動を可能にし、かつ管の様々な長手方向位置における管１０１０の回転を可能にする距離補償機構を示す。これは例えば、駆動機構の取付け点を変動させるために関節運動中に直線運動し、かつ関節運動の完了後に静止し続ける必要のある、図１Ａ〜１Ｅの管１３４または図７Ｂの管５１４のように、駆動機構に対して管の距離を補償するときに必要になることがある。管１３４および５１４のさらなる要件として、近位セグメントから遠位セグメントに回転運動を伝達するために、これらの管の任意の長手方向位置で、それらが回転することができる必要がある。

管１０１０は、管１０１０の一部分内に、そこから伸張するシャフト１０１２を含む。シャフト１０１２は方向１０１４に移動可能であり、よって管１０１０の長手方向位置が変動する。シャフト１０１２は任意選択的に、管１０１０の雌要素１０１８と係合する雄要素１０１６を含む。要素１０１６および１０１８の係合は、シャフト１０１２の例えば方向１０２０の回転を可能にし、それは管１０１０の方向１０２２の回転に伝達される。

ここで、図１に示したハンドル１１０について説明する。ハンドル１１０は、使用者が機器１００の関節運動機構および１つ以上の駆動機構を制御することを可能にする。一部の実施形態では、図８および９に示すように、ハンドル１１０は１つ以上の機構を含む。

図１１Ａは、本発明の例示的実施形態に係るハンドル１１０の断面図である。ハンドル１１０は、例えば駆動機構を制御するためのグリップ１１２０を含む。セグメント１４０内のタッカ位置のねじ付き要素の距離を補償するために、任意選択的に距離補償機構８００が設けられる。ハンドル１１０はさらに、レバーを引くかまたは押すことによって関節運動を制御するために、ねじ１１６０の周りのねじナット１１４０を含む。本発明の例示的実施形態では、他の制御機構を使用することができる。例えば、一部の実施形態では、駆動機構および／またはレバーを電動化することができる。

図１１Ｂは、例えば図５Ｅに示しかつそれに関連して説明したように、薬剤を注入するため、または組織試料を採取するために、導管を含む駆動機構の作動に使用されるハンドル２００１の部分断面図である。図５Ｅに示すように、遠位セグメント１３０の端における注射器の直線運動のために、近位セグメント１３０の端にハンドル２００４が配置される。追加的ハンドル２００２は、ハンドル２００１内の注入装置２００３を作動させる。容器２００５は薬剤２００７を含み、一端を導管２００８に、他端をロッド２００６に取り付けられた支持体２００９に取り付けられる。一部の実施形態では、注入装置２００３は組織試料を採取するための吸引装置として機能する。これらの実施形態では、導管２００８内に真空を形成するためにロッド２００６を近位方向に押す追加的ハンドルが設けられる。

本発明の一部の実施形態では、ハンドル１１０と近位セグメント１３０との間にアダプタ１２０が設けられる。アダプタ１２０は、当該機器を既存の機器に対する拡張機能として使用するために用いることができ、それによって既存のハンドルがアダプタならびに近位セグメントおよび遠位セグメントに接続され、既存の医療器具が遠位セグメントに、またはその中に配置される。

図１２Ａ〜１２Ｃは、本発明の例示的実施形態に係るアダプタを示す。図１２Ａは、図１に示しかつそれに関連して記載した機器の部分断面図である。図１２Ｂは図１２Ａのアダプタの断面図の拡大図であり、図１２Ｃはアダプタの上方斜視図である。

アダプタ１２０は、近位セグメント１３０に取り付けられたシャフト１２７０を含む。駆動要素１１８に接続された第１レバー１２４０および第２レバー１２５０を有するレバー機構に接続されたねじ１２３０上のねじナット１２２０で構成される、関節運動の制御機構１２１０が設けられる。ねじナット１２２０の回転が第１レバー１２４０を押し（または引き）、それが第２レバー１２５０を押し（または引き）、それが今度は駆動要素１１８を押し（または引き）、それがレバー１１２を押して、継手１１６を中心とする遠位セグメント１４０の関節運動を引き起こす。

一部の実施形態では、駆動機構の制御はハンドルからアダプタを介して伝達される。

アダプタについては図１の実施形態に関連して説明したが、アダプタ１２０は、本発明の実施形態のいずれでも使用することができることが理解される。例えばアダプタ１２０は、第２レバー１２５０が駆動要素５３６に取り付けられる図５の実施形態で使用することができる。

本願全体を通して、分かり易くするために、医療機器の特定の実施形態について、関節運動機構、駆動機構、および医療器具の特定の組合せを用いて記載している。本発明の実施形態は、特定の実施形態に関連して記載した関節運動機構、駆動機構、および医療器具の任意の組合せを含むことが理解される。

本出願から成熟する特許の存続期間の期間中には、多くの関連する関節運動機構および駆動機構が開発されることが予想され、関節運動機構および／または駆動機構の用語の範囲は、すべてのそのような新しい技術を先験的に包含することが意図される。

本明細書中で使用される用語「約」は、±１０％を示す。

用語「含む／備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ、ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ、ｉｎｃｌｕｄｅｓ、ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、およびそれらの同根語は、「含むが、それらに限定されない（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｂｕｔ ｎｏｔ ｌｉｍｉｔｅｄ ｔｏ）」ことを意味する。

用語「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ）」は、「含み、それらに限定される（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ａｎｄ ｌｉｍｉｔｅｄ ｔｏ）」ことを意味する。

表現「から本質的になる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ）」は、さらなる成分、工程および／または部分が、主張される組成物、方法または構造の基本的かつ新規な特徴を実質的に変化させない場合にだけ、組成物、方法または構造がさらなる成分、工程および／または部分を含み得ることを意味する。

本明細書中で使用される場合、単数形態（「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」）は、文脈がそうでないことを明確に示さない限り、複数の参照物を包含する。例えば、用語「継手（ｊｏｉｎｔ）」または用語「少なくとも１つの継手」は、相互接続されたリンクを含めて、複数の継手を包含し得る。

本開示を通して、本発明の様々な態様が範囲形式で提示され得る。範囲形式での記載は単に便宜上および簡潔化のためであり、本発明の範囲に対する柔軟性のない限定として解釈すべきでないことを理解しなければならない。従って、範囲の記載は、具体的に開示された可能なすべての部分範囲、ならびに、その範囲に含まれる個々の数値を有すると見なさなければならない。例えば、１〜６などの範囲の記載は、具体的に開示された部分範囲（例えば、１〜３、１〜４、１〜５、２〜４、２〜６、３〜６など）、ならびに、その範囲に含まれる個々の数値（例えば、１、２、３、４、５および６）を有すると見なさなければならない。このことは、範囲の広さにかかわらず、適用される。

数値範囲が本明細書中で示される場合には常に、示された範囲に含まれる任意の言及された数字（分数または整数）を含むことが意味される。第１の示された数字および第２の示された数字「の範囲である／の間の範囲」という表現、および、第１の示された数字「から」第２の示された数「まで及ぶ／までの範囲」という表現は、交換可能に使用され、第１の示された数字と、第２の示された数字と、その間のすべての分数および整数とを含むことが意味される。

明確にするため別個の実施形態の文脈で説明されている本発明の特定の特徴が、単一の実施形態に組み合わせて提供されることもできることは分かるであろう。逆に、簡潔にするため単一の実施形態で説明されている本発明の各種の特徴は別個にまたは適切なサブコンビネーションで、あるいは本発明の他の記載される実施形態において好適なように提供することもできる。種々の実施形態の文脈において記載される特定の特徴は、その実施形態がそれらの要素なしに動作不能である場合を除いては、それらの実施形態の不可欠な特徴であると見なされるべきではない。例えば、特定の医療器具が本発明の特定の実施形態で使用されるように記載されているが、いかなる医療器具も記載された例示的実施形態のいずれでも使用されることができることが認識される。

Claims (15)

1. 遠位端および近位端を有する近位セグメントと、
   遠位端および近位端を有し、近位端で近位セグメントの遠位端に接続された遠位セグメントと、
   近位セグメントと遠位セグメントの間の関節角度を変化し、かつ近位および遠位セグメントが実質的に直線を形成する直線状構成と、近位および遠位セグメントがセグメント間に１８０度未満の関節角度を形成する少なくとも１つの関節運動構成とを与え、関節角度を増減するように構成された関節運動機構と、
   近位セグメント内の一部分から遠位セグメント内の一部分に回転を伝達するように構成された１つ以上の駆動機構であって、少なくとも１つの駆動機構が直線状構成のセグメント内に含まれ、関節運動構成において、少なくとも１つの駆動機構の少なくとも一部分が、（ｉ）遠位セグメントの近位端に対して遠位の遠位セグメントから伸張すること、および（ｉｉ）近位セグメントの遠位端に対して近位の近位セグメントから伸張することのうちの少なくとも１つを実行する、１つ以上の駆動機構と、
   を備えた関節運動式医療機器であって、関節運動機構は近位セグメントから伸張するレバーを備え、駆動機構はレバーと近位セグメントとの間に位置付けられる、関節運動式医療機器。
2. 遠位端および近位端を有する近位セグメントと、
   ねじ付きシャフトを含み、該シャフトの周りに複数の螺旋状ファスナが螺合された遠位セグメントであって、遠位端および近位端を有し、近位端で近位セグメントの遠位端に接続された遠位セグメントと、
   近位セグメントと遠位セグメントの間の関節角度を変化し、かつ近位および遠位セグメントが実質的に直線を形成する直線状構成と、近位および遠位セグメントがセグメント間またはセグメントの延長間に１８０度未満の関節角度を形成する少なくとも１つの関節運動構成とを与え、遠位セグメントを近位セグメントの方向にまたはそこから離反する方向に関節運動させるように構成された関節運動機構と、
   ファスナがねじ付きシャフトから遠位方向に抜けるように、近位セグメント内の一部分から遠位セグメント内の一部分に回転運動を伝達するように構成された駆動機構であって、駆動機構が直線状構成のセグメント内に含まれ、駆動機構が、関節運動構成において、（ｉ）遠位セグメントの近位端に対して遠位の遠位セグメントから伸張すること、および（ｉｉ）近位セグメントの遠位端に対して近位の近位セグメントから伸張することのうちの少なくとも１つを実行する、駆動機構と、
   を備えた関節運動式医療機器であって、関節運動機構は近位セグメントから伸張するレバーを備え、駆動機構はレバーと近位セグメントとの間に位置付けられる、関節運動式医療機器。
3. 遠位端および近位端を有する近位セグメントと、
   遠位端および近位端を有し、近位端で近位セグメントの遠位端に接続された遠位セグメントであって、
   ウィングを含む複数のねじ付きファスナと、
   ウィングがスロットから外に出るように螺旋状ファスナがスロット内に配置される長手方向スロットを有する管と、
   ファスナのウィングが螺合される雌ねじ付き外層と、
   を含む遠位セグメントと、
   近位セグメントと遠位セグメントの間の関節角度を変化し、かつ近位および遠位セグメントが実質的に直線を形成する直線状構成と、近位および遠位セグメントがセグメント間またはセグメントの延長間に１８０度未満の関節角度を形成する少なくとも１つの関節運動構成とを与える関節運動機構であって、遠位セグメントを近位セグメントの方向にまたはそこから離反する方向に関節運動させるように構成された関節運動機構と、
   管を回転させてファスナを遠位セグメントから抜け出させるべく、近位セグメント内の一部分から遠位セグメント内の一部分に回転運動を伝達するように構成された駆動機構であって、駆動機構が直線状構成のセグメント内に含まれ、駆動機構が、関節運動構成において、（ｉ）遠位セグメントの近位端に対して遠位の遠位セグメントから伸張すること、および（ｉｉ）近位セグメントの遠位端に対して近位の近位セグメントから伸張することのうちの少なくとも１つを実行する、駆動機構と、
   を備えた関節運動式医療機器であって、関節運動機構は近位セグメントから伸張するレバーを備え、駆動機構はレバーと近位セグメントとの間に位置付けられる、関節運動式医療機器。
4. 少なくとも１つの駆動機構は関節角度の頂点を通過しない、請求項１に記載の医療機器。
5. 少なくとも１つの駆動機構は関節角度の内側に位置付けられる、請求項１または２に記載の医療機器。
6. 少なくとも１つの駆動機構は、直線運動を医療機器の近位端から医療機器の遠位端に伝達するように構成される、請求項１〜５のいずれかに記載の医療機器。
7. 関節運動機構および駆動機構を被覆するシースをさらに備える、請求項１〜６のいずれかに記載の医療機器。
8. 近位セグメント内の一部分から遠位セグメント内の一部分に回転を伝達するための少なくとも１つの駆動機構は歯車機構を備える、請求項１〜７のいずれかに記載の医療機器。
9. 近位セグメント内の一部分から遠位セグメント内の一部分に回転を伝達するための少なくとも１つの駆動機構は可撓性シャフトを備える、請求項１〜７のいずれかに記載の医療機器。
10. 近位セグメント内の一部分から遠位セグメント内の一部分に回転を伝達するための少なくとも１つの駆動機構はばねを備える、請求項１〜７のいずれかに記載の医療機器。
11. ワイヤが前記ばねを貫通する、請求項１０に記載の医療機器。
12. 近位および遠位セグメントは可撓性継手によって接続される、請求項１〜１１のいずれかに記載の医療機器。
13. 駆動機構および関節運動機構は、近位および遠位セグメント間の接続部に固定的に接続されず、それによって関節角度の変化または関節角度の維持に関係する力は、駆動機構に全くまたは最小限度にしか影響しない、請求項１〜１２のいずれかに記載の医療機器。
14. 関節角度が変化するときに、関節運動構成における遠位および近位セグメントに対する駆動機構の取付け点の距離を補償するための距離補償機構をさらに備える、請求項１〜１３のいずれかに記載の医療機器。
15. 医療機器を既存の医療機器のハンドルに取り付けるためのアダプタをさらに備える、請求項１〜１４のいずれかに記載の医療機器。