JP2006510463A - 可撓性内視鏡 - Google Patents

Abstract

本発明は、ハンドル（１２）と、前記ハンドル（１２）から延在するシャフト（１４）とを含む内視鏡（１０）である。このシャフトは、第１能動屈撓部（３４）と第２能動屈撓部（３６）を具えた前端（１８）を有する。前記第１能動屈撓部は第１平面内において屈撓するように限定され、前記第２能動屈撓部はこれとは異なる第２平面内において屈撓するように限定されている。前記第１平面は、前記第２平面に対して傾斜している。

Description

本発明は、医療装置、特に内視鏡に関する。

米国特許第４，８７３，９６５号は、関節で連結された二つの部分を有する可撓性の内視鏡を開示している。英国特許出願第２１３０８８５号は、内視鏡用の可撓性先端部分を開示している。この先端部分はプラスチック材料で作られ、細長い部材や棘によって椎骨に接続されている。米国特許第５，９３８，５８８号は、超弾性合金材料によって固い管として作られたワイヤの鞘を有する内視鏡を開示している。能動屈撓部（ａｃｔｉｖｅ ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ｓｅｃｔｉｏｎ）と受動屈撓部（ｐａｓｓｉｖｅ ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ｓｅｃｔｉｏｎ）とを含む内視鏡も、当業界では知られている。

米国特許第４，８７３，９６５号 英国特許出願第２１３０８８５号 米国特許第５，９３８，５８８号

発明の概要
本発明の一態様によれば、内視鏡はハンドルと、前記ハンドルから延在するシャフトを含んでいる。このシャフトは、第１能動屈撓部と第２能動屈撓部とを含む前端を有している。第１能動屈撓部は第１平面内において屈撓するように限定され、第２能動屈撓部は第２の異なった平面内において屈撓するように限定されている。前記第１平面は、前記第２平面に対して傾斜している。

本発明のもう一つの態様によれば、腎臓鏡が、患者の腎盂の切開を通じて挿入されるように構成されている。この腎臓鏡は、制御部を有するハンドルと、前記ハンドルから延在するシャフトとを含んでいる。このシャフトは、第２能動屈撓部に直列に連結された第１能動屈撓部を含んでいる。前記制御部は、第１及び第２能動屈撓部を別々に屈撓させるように構成されている。前記第１及び第２能動屈撓部は、腎臓鏡の先端が、患者の腎臓の組織に対してシャフトの前端を受動的に屈撓させて腎臓の下極の腎杯に到達するのではなく、腎臓の下極の腎杯に載せられることができるように構成されている。第１及び第２能動屈撓部は、それぞれ、互いに共通する一つの平面内で屈撓するように限定されている。

本発明の一方法によれば、内視鏡を用いて患者の内部領域を観察する方法が提供される。この方法は、ａ）内視鏡の第２の使用者操作用アクチュエータを動かして、単一の平面に沿う運動に限定されている内視鏡のシャフトの前端の第２能動屈撓部を移動させ、内視鏡の第１の使用者操作用アクチュエータを動かすことなく、第２の使用者操作用アクチュエータを動かして、内視鏡のシャフトの先端を前記平面に限定された第１経路に沿って移動させる工程、ｂ）前記第１使用者操作用アクチュエータを動かして、シャフトの前端の第１能動屈撓部を移動させ、前記第２使用者操作用アクチュエータを動かすことなく、前記第１経路と直交する第２経路に沿って前記先端を移動させる工程、およびｃ）前記第１経路に平行な隣接する一連の経路によって、患者の内部領域を系統的に走査するために、前記工程ａ）とｂ）を繰り返す工程を含んでいる。

図１を参照すると、本発明の特長を組み入れた内視鏡１０の側面図が示されている。本発明は、これらの図に示された実施形態を参照して説明されるが、本発明はこれらの実施形態とは別の他の多くの変形にも具体化可能なことを理解すべきである。本発明の特長は、種々の異なるタイプの可撓且つ屈撓可能な内視鏡に具体化することが可能である。更に、適宜なサイズ、形状又はタイプの任意の要素や材料を使用することが可能である。

この実施形態においては、内視鏡１０は可撓性の膀胱鏡である。しかし、別の実施形態においては、この内視鏡は腎臓鏡、膀胱・腎臓鏡、又はその他の適宜なタイプの内視鏡であってもよい。この内視鏡１０は、ハンドル１２、前記ハンドル１２に連結された可撓性シャフト１４、及び能動屈撓性を有する前記シャフトの前端１８とを一般的に含んでいる。別の実施形態においては、前記シャフト１４はその前端を除いて頑丈にできている。

ハンドル１２は制御システムの一部であって、前端１８の能動屈撓性を制御する。この制御システムは、前記ハンドル１２、二つのアクチュエータ１６と１７、ブレーキ又はロック用アクチュエータ２２、及び四本の制御ワイヤ２３、２４、２５、２６（図３Ａ〜図３Ｆ参照）を一般的に含んでいる。しかし、別の実施形態において、この制御システムは補助の又は別の構成要素を具えていてもよい。

前記三つのアクチュエータ１６、１７、２２は、ハンドル１２に動き得るように取付けられている。前記ワイヤ２３、２４、２５、２６の基端は、前記二つのアクチュエータ１６、１７に連結されている。ブレーキ用アクチュエータ２２は、前記第２制御アクチュエータ１７を固定位置にロックするブレーキ機構に連結されている。しかし、別の実施形態においては、任意の適宜なタイプのブレーキ又はロック機構が設けられている。別の実施形態の一タイプにおいては、内視鏡は制御用アクチュエータのブレーキを含んでいない。図示の実施形態においては、第１制御アクチュエータ１６はブレーキを含んでいない。別の実施形態において、内視鏡は二つのブレーキを含んでいる。しかし、一つのブレーキは第１制御アクチュエータ１６のためのものである。別の実施形態において、制御装置はジョイスティック型の制御装置である。

ハンドル１２は、光源ポスト２８、出力をディスプレイ装置（図示しない）に接続する接続部３０、及び作業機器／洗浄液入口３２も含んでいる。しかし、別の実施形態においては、ハンドル１２は補助又は別の構成要素を含むことができる。この機器は、シャフト１４を通って光源２８と先端２０との間に延在する二本の光ファイバーの束８６を具えている。一実施形態においては、シャフト１４を通って、先端２０と出力接続部３０の代わりの接眼レンズ（図示しない）との間に、光ファイバー映像用束が延在している。作業チャンネル８４が、シャフト１４を通って作業装置入口３２と先端２０との間に延在している。

前端１８の背後の可撓性シャフト１４は、例えば、その全体が参考として本明細書中に組み込まれている米国特許出願第０９／５４７，６８６号に開示されているシャフト等の任意の適宜なタイプのものであってもよい。前端１８は、第１能動屈撓部３４と第２能動屈撓部３６とを含んでいる。図２を参照すると、この実施形態において、第２能動屈撓部３６は、ハンドル１２に関して単一の平面内で屈撓するように限定され、第１能動屈撓部３４は、第２能動屈撓部３６に関するものとは異なる単一の平面内で屈撓するように限定されている。特に、これら二つの平面は、約７５°〜８５°の角度で互いに実質的に直交しているが、９０°であってもよい。第２能動屈撓部３６は左右方向に湾曲可能であり、第１能動屈撓部３４は上下方向に湾曲可能である。別の実施形態においては、第１及び／又は第２能動屈撓部は、それぞれ二方向よりも少ない、或いは多くの方向に屈撓することができる。

図３〜図５を参照すると、前端１８は一般的に、先端部材３８、取付け具又は連結具６２によって互いに連結された二つのフレーム４０、４２、及び外部カバー４１（図２参照）を含んでいる。図示の実施形態において、前記二つのフレーム４０と４２は互いに類似しているが、取付け具６２においては互いに軸回りに約７５°〜８５°の範囲で偏向している。別の実施形態において、これら二つのフレーム４０と４２は、互いに異なっていてもよい。

前記第１フレーム４０は一般的に、リング部材４４、回動軸受４６（図３Ｆ参照）、及び連結部材４７′（図３Ｆ参照）を含んでいる。再び図４Ａ〜図４Ｃを参照すると、各リング部材４４はステンレスで作られていることが好ましい。しかし、任意の適宜な材料が使用されてよい。各リング部材４４は、一般的にほぼ開放された中心チャンネルと、二つの制御ワイヤチャンネル４８と、二つの連結部材チャンネル５０とを含んでなる。各リング部材４４の前側部５２と後側部５３は、前記リング部材の側面の幅がリング部材の上部及び下部より広くなるように内側に傾斜している。前記二つの制御ワイヤチャンネル４８は、上側部及び下側部５４、５５を通って延在している。二つの連結部材チャンネル５０が横側部５６、５７を通って延在している。前記連結部材チャンネル５０の前後側部は、ソケット５８を含んでいる。

図３Ｆから最もよく判るように、各回動（ｐｉｖｏｔ）軸受４６は、ほぼ球形をなし中心チャンネル６０がそこを貫通している。リング部材４４は、隣接している各一対のリング部材間に位置する二つの回動軸受４６と直列に整合している。これらの回動軸受４６はソケット５８に設けられている。これらの回動軸受４６及びリング部材４４の傾斜した前後側部の形状によって、リング部材４４は互いに上下方向に回動可能である。

連結部材４７は、連結部材のチャンネル５０と回動軸受４６のチャンネル６０とを貫通して延在している。連結部材４７はワイヤ或いはケーブルを含むことができる。好適実施形態において、第１フレーム４０は二つの連結部材４７を含み、その一方は左側を通り、他方は右側を通っている。連結部材４７の端部は連結具６２と先端部材３８内に延在している。好適実施形態においては、連結部材の両端部は、連結具６２と先端部材３８に対して自由に動き得る。しかし、別の実施形態において、連結部材４７の両端の一方は、固定される。

第２フレーム４２は、一般的にリング部材６４、回動軸受４６（図３Ｆ参照）、及び連結部材４７（図３Ｆ参照）を含んでいる。図５Ａ〜図５Ｃも参照すると、各リング６４はステンレスで作られることが好ましい。しかし、任意の適宜材料を利用してもよい。各リング部材６４は、ほぼ開放された中心チャンネル、第１セットの制御ワイヤチャンネル６８、第２セットの制御ワイヤチャンネル６９、及び二つの連結部材チャンネル７０を含んでいる。各リング部材６４の前側７２と後側７３は内向きに傾斜して、リング部材の上下側の幅がリング部材の中間部よりも大きくなっている。第１セットの制御ワイヤチャンネルの二つの制御ワイヤチャンネル６８は、上下側部７６、７８を貫通して延在している。第２セットの制御ワイヤチャンネルの二つの制御ワイヤチャンネル６９は、横側部７４、７５を貫通して延在している。二つの連結部材チャンネル７０は上下側部７６、７８を貫通して延在している。連結部材チャンネル７０の上下側部は、ソケット８０を含んでいる。

第２フレーム４２に使用されている回動軸受は、第１フレーム４０で使用されている回動軸受と同じである。図３Ｆに見られるのと同様に、各回動軸受４６は中心チャンネル６０を有してほぼ球形をなしている。リング部材６４は、隣接するリング部材６４の対同士の間に位置する二つの回動軸受４６と直列に整合している。回動軸受４６はソケット８０に設けられている。回動軸受４６、及びリング部材６４の前後側面７２、７３の傾斜した形状によって、リング部材６４同士は互いに左右方向に回動することができる。

第２フレーム４２に使用されている連結部材は、第１フレーム４０に使用されている連結部材４７（図３Ｆ参照）と同一である。第２フレーム４２は二つの連結部材４７を含んでいる。連結部材４７は、連結部材チャンネル７０と回動軸受４６のチャンネル６０を貫通して延在している。連結部材４７はワイヤ又はケーブルを含んでいてもよい。好適実施形態において、第２フレームは二つの連結部材４７を含み、その一方は上側部を貫通し、他方は下側部を貫通している。連結部材４７の各端部はそれぞれ連結具６２と基端部材８２内に延在している。好適実施形態においては、連結部材４７の両端は、連結具６２と基端部材８２に対して自由に動き得る。しかし、別の実施形態においては、連結部材４７の一方の端は固定されている。

特に図３Ａ、３Ｂ、３Ｃ及び３Ｄを参照すると、シャフト１４は、それを貫通する種々の構成要素を具え、作業チャンネル８４、二つの光搬送部８６、電気ケーブル８８を含む。これら四つの部材は異なるリング部材４４、６４の中心チャンネルを貫通して、ハンドル１２から先端２０まで延在している。図３Ａに最もよく示されているように、電気ケーブル８８は、先端部材３８の内側のプリント回路基板９０に接続されている。映像捕捉システム９２がこのプリント回路基板９０上のセンサに取付けられ、これに接続された電気ケーブル８８を有している。使用者は、ケーブル８８がこのディスプレイに接続されている場合には、ビデオ画面（図示しない）において映像捕捉システム９２からの映像を見ることが可能である。別の実施形態において、電気ケーブル８８、プリント回路基板９０及び映像捕捉システム９２が、光ファイバ映像束と対物レンズに置き換えられてよい。この実施形態においては、使用者はハンドル１２の端の接眼レンズ或いはスナップカメラによって映像を見ることができる。

第１セットの二本の制御ワイヤ２５、２６の先端は、先端部材３８に連結されている。図３Ｅを参照して、先端部材３８への制御ワイヤ２５、２６の一つの接続を説明する。制御ワイヤ２５、２６は、孔９６を通じて先端部材３８の後端に挿入される。スリーブ９４が制御ワイヤ２５、２６の先端のそれぞれに固定される。次に、制御ワイヤ２５、２６は引っ張られて緊張し、ワイヤの先端とスリーブ９４は先端部材３８のポケットに位置決めされる。こうして、制御ワイヤ２５、２６が後方に引かれると、これらは先端部材３８を後方に引っ張る。制御ワイヤ２５、２６の一方はアクチュエータ１６によって後方に引っ張られ、他方のワイヤはアクチュエータによって緩められる。こうして、第一フレーム４０は上下に曲がることができる。しかし、回動軸受４６におけるリング部材４４に設けられている連結具によって、フレーム４０の運動は単一の平面内の二方向のみに限られる。

図３Ｃと図３Ｄを参照すると、リング部材６４と連結具６２は、第１セットの制御ワイヤ２５、２６を外側ケーブルシース２７と共に貫通させるチャンネルを含む。第２セットの２本の制御ワイヤ２３、２４の先端は、連結具６２に連結されている。しかし、第２能動屈撓部３６のための制御ワイヤ２３、２４は、第１能動屈撓部３４のための制御ワイヤ２５、２６に対して、約９０°（例えば約７５〜８５°）ずれている。第２制御ワイヤ２３、２４と連結具６２との連結は、第１制御ワイヤ２５、２６と先端部材３８との連結と実質的に同じである（図３Ｅ参照、連結具６２の受け入れポケットに設けられたスリーブ９４を使用することによって）。こうして、第２制御ワイヤ２３、２４が後方に引かれると、これらは連結具６２を後方に牽引する。制御ワイヤ２３、２４の一つはアクチュエータ１６によって後方に牽引され、他方の制御ワイヤはアクチュエータによって緩められる。こうして、第２フレーム４２は左又は右に湾曲する。しかし、回動軸受４６においてリング部材６４間に設けられている連結部材によって、フレーム４２の運動は単一平面内の二つの方向のみに限定される。

図３Ｂ、図３Ｃ及び図３Ｄに示された横断面図において、第１制御ケーブル２５、２６と第２フレーム４２の連結部材４７は互いに僅かにずれている。したがって、二つのフレーム４０、４２によって作られた二つの屈撓平面は互いに正確には直交していない。しかし、別の実施形態において、後部フレーム４２の連結部材４７は、制御ワイヤ２５、２６が貫通するほぼ管状をなしてよい。こうして、真に直交した構成が提供される。

図６Ａ〜図６Ｆを参照すると、第１及び第２能動屈撓部３４、３６の運動が説明される。図６Ａは、第１及び第２能動屈撓部３４、３６が互いに実質的に直線状に配列されている状態を示している。このタイプの形状は、内視鏡１０の前端を患者の尿道１０２（図９参照）を通じて患者の膀胱１０の内部に挿入するのに使用される。膀胱１００の内部に挿入されると、使用者はアクチュエータ１６、１７を操作して、第１及び第２能動屈撓部３４、３６を別々に且つ独立して曲げることができる。

図６Ｂは、第１能動屈撓部３４が上方に湾曲し、第２能動屈撓部３６が直線方向に維持されている状態を示す。図６Ｃは第１能動屈撓部３４が上方に湾曲した状態に維持され、第２能動屈撓部３６が左方に湾曲している状態を示す。これから判るように、内視鏡１０の先端２０は上方及び後方を向いている。図６Ｄは、第２能動屈撓部３６が左に湾曲した位置に維持され、第１能動屈撓部３４がその上方に湾曲した位置から下向き位置に曲げられた状態を示している。内視鏡１０の先端２０は、下方及び前方を向いている。図６Ｅは、第１能動屈撓部３４が下方に湾曲した位置に維持され、第２能動屈撓部３６がその左側に曲がった位置から右側に曲った位置まで湾曲している状態を示す。したがって、内視鏡１０の先端２０は下方及び後方を向いている。図６Ｆは、第２能動屈撓部３６がその右側に曲がった位置に維持され、第１能動屈撓部３４が後方に曲がって上向き位置を占めている状態を示す。

上述のように、この実施形態において、第１能動屈撓部３４と第２能動屈撓部３６は、互いにほぼ直交する、例えばほぼ水平及び垂直な単一平面内で屈撓するように限定されている。図９を参照すると、膀胱の断面図が示されている。この実施形態において、内視鏡は、尿道１０２を通じて膀胱１００に挿入されることを意図した膀胱鏡である。この内視鏡の前端１８が膀胱１００内に挿入されると、この前端１８は能動的に屈撓して膀胱の内部を観察し、膀胱内部で作業を行うであろう。

膀胱の内部はほぼ丸い楕円状又は球状の形を有している。したがって、内視鏡の使用者は、内視鏡を操作して内部の球状の３６０°の領域を観察する必要がある。過去には、膀胱鏡は多方向制御機構を具えて、四つの方向に屈撓可能になっていた。しかし、単に制御機構を使用して膀胱の内部の球状領域のすべてを系統的に観察（して使用者が前記領域のいずれの箇所にも間違いが無いと確認）する試みは、その複雑さと使用が必要なメモリのために、実際上は不可能であった。したがって、過去においては、使用者は、手動で内視鏡のシャフト全体を軸回転させて、一平面内で前端を積極的に屈撓させるだけで系統的なパターンで内部の球状領域を走査することが多かった。しかし、膀胱鏡は走査の各経路の後に回転させられたので、使用者はこのプロセスの間、彼の体をねじ曲げている必要があった。

本発明は、使用者が系統的な走査プロセスを実行することを可能にし、尿道に対して膀胱鏡のシャフトを軸回転させたり、使用者がこのプロセスの際に彼の体をねじ曲げたりすることを不必要にするものである。第２能動屈撓部３６の後端は実質的に静止状態に保たれるが、二つの能動屈撓部３４、３６の構造と、先端２０における映像観察システムの視野とによって、ほぼ球状の内部（即ち膀胱の内部）の３６０°の観察が可能になる。本発明は、膀胱鏡の前端に、互いにほぼ直交する角度で交差する屈撓平面内に限定された動きをする二つの独立して可動の能動屈撓部を設けることによって、この能力を発揮するものである。すなわち、先端部材３８の前端は、垂直方向に移動することなく、第１平面例えば水平面内で動いて第１走査経路を形成する。先端部材３８の前端は、水平方向に移動することなく、第２平面例えば垂直面内で動くことができる。次いで、この前端は、垂直に移動することなく、前記第１走査経路に隣接する第３平面内を動かされ、前記第１走査経路に隣接する第２走査経路を形成する。

前端の動きを二つの直交する即ち角度のついた独立した単一平面内の屈撓可能な運動に物理的に限定することによって、使用者は混乱したり、意図しない方向に先端部材３８を動かしたりすることなく、非常に容易にアクチュエータ１６、１７を制御することができる。例えば、使用者は単にアクチュエータ１６を動かすだけで先端部材３８を上下に移動させ、アクチュエータ１７を動かす必要がない。そして、使用者は単にアクチュエータ１７を動かすだけで先端部材３８を左右に移動させ、アクチュエータ１６を動かす必要がない。従来技術においては、使用者は同時に両方のアクチュエータを動かして、この単一平面タイプの運動を一貫性を以て繰り返して得る必要があった。両方のアクチュエータを同時に動かしてこの単一平面タイプの運動を一貫性を以て反復して得ることは、非常に複雑で且つ時間のかかることであり、前述のように使用者は単に患者に対してシャフトの回転を繰り返すだけであった。

本発明に独特な特長の一つは、使用者が患者の内面を制御された系統的なやり方で観察できることにある。詳しくは、図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａ及び図８Ｂを参照すると、内視鏡１０の前端が膀胱１００の内部に示されている。使用者は、先ずアクチュエータ１６、１７を使用して、図７Ａに示されているように、第２能動屈撓部３６が左方に曲がり、第１能動屈撓部３４が上方に曲がるように先端２０を位置決めする。次に、使用者は一つのアクチュエータ１７のみを操作して、図７Ａに点線で示されているように、第２能動屈撓部３６がその左側に湾曲した形状から右側に湾曲した形状になるように屈撓させる。他方のアクチュエータ１６は使用者によって動かされることはなく、したがって、第１能動屈撓部３４は、第２能動屈撓部３６がその左に湾曲した位置から右に湾曲した位置まで移動する全期間を通じて上方に湾曲した形状を維持する。先端２０のカメラは、経路１０４に沿って膀胱１００の内部を走査することができる。図８Ａを参照すると、好適実施形態においては、経路１０４は膀胱１００の内周面全体の約５０％であり、膀胱の内周面の上半分を占めている。

次に、使用者は第２能動屈撓部３６を、図７Ａに示されている左方に湾曲した位置に戻す。第１アクチュエータ１６のみを操作することによって、図７Ｂと図８Ｂに示されているように、使用者は第１能動屈撓部３４をその上方に曲がった位置から下方に曲がった位置まで屈撓させることができる。次に使用者は、第２アクチュエータ１７のみを操作して、図７Ｂに点線で示されているように、第２能動屈撓部３６をその左側に湾曲した位置から右側に湾曲した位置まで屈撓させることができる。先端２０のカメラは経路１０５に沿って膀胱１００の内部を走査することができる。好適実施形態におていは、この経路１０５は膀胱１００の内周面全体の約５０％であり、その下半分を占めている。しかし、別の実施形態においては、この走査経路はこれら二つの経路１０４、１０５よりも多くてもよく、走査経路は互いに隣り合ったり、部分的に重なっていることが好ましい。別の方法においては、使用者は第１能動屈撓部３４を動かし、第２能動屈撓部３６を静止状態に維持することによって、走査を行うことができる。

本発明によって、使用者は隣接する経路を系統的に走査して、膀胱内部の３６０°の全周領域を観察することができる。この方法は、内視鏡の使用者操作用第２アクチュエータを動かして内視鏡シャフトの前端の第２能動屈撓部を移動させ、前記第２能動屈撓部は単一の平面に沿って動くように限定されている方法であって、使用者操作用第１アクチュエータを動かさずに前記使用者操作用第２アクチュエータを動かして、内視鏡シャフトの先端を前記平面に限定された第１経路に沿って移動させる工程と、前記使用者操作用第２アクチュエータを動かさずに前記使用者操作用第１アクチュエータを動かして、前記シャフトの前端の第１能動屈撓部を前記第１経路にほぼ直交する第２経路を移動させる工程と、一連の隣接する前記第１経路によって患者の内部領域を系統的に走査するために、前記二つの工程を繰り返す工程を含んでいる。

一つの好適実施形態においては、前記第１能動屈撓部は約１１０〜２１０°の角度範囲にわたって屈撓するように構成され、前記第２能動屈撓部は約１１０〜２１０°の角度範囲にわたって屈撓可能に構成され、両者とも約１３０°であることが好ましい。しかし、任意の適宜な角度でも構わない。内視鏡前端の光学レンズの視野は、これらの角度にわたって動かされた場合、３６０°を見渡すことができる。この内視鏡は、各アクチュエータ、例えば左右のアクチュエータのために、それぞれ一つのブレーキのみを含んでいる。しかし、別の実施形態においては、この一つのブレーキが上下運動のみの制動制御を行う。本発明は、シャフトを軸回転させることなく、シャフトの前端のカメラ又は光学レンズによって、ほぼ球形をなす内部への固定入口を通じてこのほぼ球形をなす内部を観察する手段を形成している。

本発明は、実質的に何らのシャフトの回転を必要とせずに、内部の全体的な走査を可能にする利点を有している。ほぼ直交する直列に連結された二方向のみの屈撓部を具えた本発明によって、使用者は先端部（及び観察対象の経路）の運動をより良好に制御することができる。このようにして、使用者は内部の球形領域全体を確実に観察可能にする制御された系統的な走査パターン方法を使用することができる。使用者は一つ経路を一方向のみに走査して直交する方向に再位置決めして、隣接するもう一つの走査経路を取ることを可能とする。こうして、走査再位置決め繰り返し方法を使用して、使用者は、前記二つの工程からなる方法をそれぞれの工程に対してアクチュエータ１６、１７のいずれか一方を動かすように限定することが可能となる。これによって、屈撓部３４、３６の走査パターンと工程運動を明確に規定することができる。

図１０には膀胱Ｋの断面が示されており、本発明の一実施形態の前端５１８がそこに位置決めされている。この実施形態においては、内視鏡５１０は、腎臓鏡（腎臓の内部を観察するために腎盂の切開ＩＮに挿入される器具）又は胆嚢鏡及び腎臓鏡の両方に使用可能な胆嚢−腎臓鏡である。前記二つの能動屈撓部５３４、５３６は、内視鏡の先端５２０を下葉又は下極ＬＰにおける腎臓の腎杯ＬＰＣの中に突入させることができるように構成されている。更に詳しくは、二つの能動屈撓部５３４、５３６は、前端５１８が患者の腎臓組織を受動的に屈撓させることなく、前記先端５２０を腎杯ＬＰＣ内に突入させることができるように構成されている。前端５１８は受動屈撓部を含んでいない。その代わりに、前端５１８は前述の二つの能動屈撓部を含んでいる。

図１１には、前端５１８の構成要素が記載されている。前端５１８は、先端部材、第１フレーム部材５４０、第２フレーム部材５４２、及び継手５４４を含んでいる。前端５１８は密閉されたジョイントにおいて、シャフト５１４の全長にわたって延在するカバーに取付けられた弾性体のカバーも含んでいる。前記先端部材は、第１フレーム部材５４０の前端に連結されている。２本の第１制御ワイヤの前端が先端部材に固定されている。

第１フレーム部材５４０は、一体物のほぼ管状をなす部材である。しかし、別の実施形態においては、この第１フレーム部材５４０は、複数の管が直列に連結された一つより多い管で構成され、且つ補助部材を含んでいてもよい。第１フレーム部材５４０は、Ｔｉｎｅｌ又はＮｉｔｉｎｏｌ等の形状記憶合金材料で作られていることが好ましい。しかし、任意の適宜なタイプの形状記憶合金材料が使用されてもよい。この係合記憶合金材料は、材料が４％又は通常の金属が組成変形を起こす典型的な歪みである０．４％を越える量より大きく歪んでも、その自然の即ち所定の位置まで弾性復帰する材料特性によって発揮される超弾性の故に使用される。したがって、「超弾性材料」と云う用語はこのタイプの材料を表すのに使用される。

第１フレーム部材５４０は、前後端５４８、５５０が開放された中心チャンネルと、スロット５５２を有している。第１フレーム部材５４０は、第１能動屈撓部５３４のためのフレームを形成している。図示実施形態における前記スロット５５２は、二つの反対方向に向かって第１フレーム部材５４０の中に入り込んでいる。しかし、別の実施形態において、これらのスロット５５２は、二つより多くの又は少ない方向に向かって延在していてもよい。スロット５５２は、第１フレーム部材の長さの大部分に沿って第１フレーム部材５４０の中に入り込み、且つその直径の半分以上の距離だけ第１フレーム部材の中に入り込んでいる。しかし、別の実施形態において、スロット５５２は任意の適宜タイプ或いは形状で配置されてもよい。

第１フレーム部材５４０の後端５５０は、取付け具５４４に固定されている。この取付け具５４４は、金属等の適宜材料で作られた一体物の部材で構成されている。しかし、別の実施形態において、取付け具５４４は一つより多い部材で構成され、又は一つ又は二つのフレーム部材に組み込まれ、或いは任意の適宜なタイプの材料で構成されてもよい。第１フレーム部材５４０の後端５５０は、取付け具５４４の前部の外側に固定されている。

中心部５５４は、取付け具５４４の周囲に盛り上がった環状リングを形成している。この盛り上がったリングは、二つの前記フレーム部材の端部５５０と５７０のための停止面を形成している。別の実施形態において、フレーム部材を取付け具上に位置決めする適宜タイプの位置決めシステムを設けることができる。

取付け具５４４の内部は、二つの貫通孔と、第２制御ケーブルの端を装着するための装着部を含んでいる。これら二つの貫通孔は、二本の第１制御ケーブルをスライドさせて通すことのできるサイズと形状を有している。取付け具５４４は、第２制御ケーブル５２４の前端を受けるサイズと形状を有する孔を含み、前記前端がこれに固定されるようになっている。しかし、別の実施形態においては、第２制御ケーブルの前端を取付け具５４４に取付けるのに、任意の適宜手段を使用することができる。更に、別の実施形態において、取付け具５４４は、それに一本より多いケーブルを固定するように構成されることもできる。更に、別の実施形態において、取付け具５４４は二本より多い又は少ない制御ケーブルを貫通させるように構成されることもできる。

第２フレーム部材５４２は、一体物の一つの管状部材である。しかし、別の実施形態において、この第２フレーム部材５４２は一本より多い管、例えば直列に連結された複数の管を含んでいてもよく、且つ補助部材を含んでもよい。第２フレーム部材５４２は、米国特許出願第０９／４２７，１６４号に開示されているのと同様な、シャフト５１４の長さに沿って延在する部材の前部を含んでもよい。第２フレーム部材５４２は、第１フレーム部材５４０を参照して前に述べたのと同様な、形状記憶合金材料で作られることが好ましい。

第２フレーム部材５４２は、開放前後端５７０、５７２及びスロット５７４を有する中心チャンネルを含む。第２フレーム部材５４２は、第２能動屈撓部５３６のためのフレームを形成している。図示実施形態において、前記スロット５７４は第２フレーム部材５４２中へ一方向にだけ侵入している。しかし、別の実施形態において、スロット５７４は二方向以上の多方向に第２フレーム部材へ侵入してよい。これらのスロット５７４は、第２フレーム部材の長さの大部分に沿って第２フレーム部材５４２へ延び、且つ第２フレーム部材の直径の約３／４に相当する距離で侵入している。しかし、別の実施形態において、スロット５７４は任意の適宜タイプの列、形状又は深さでフレーム部材の側面に入り込むように配置されている。

図示実施形態において、第２フレーム部材５４２は、図１１に示されているように湾曲した予め付形された初期位置を有している。しかし、別の実施形態において、第２フレーム部材５４２は、第１フレーム部材５４０に類似した直線状の初期位置を含む任意の適宜タイプの初期位置を持つこともできる。別の実施形態において、第１フレーム部材５４０は湾曲した初期位置を含んでよい。第２フレーム部材５４２の前端５７０は、取付け具５４４の後部に固定される。第２フレーム部材５４２の後端５７２は、前端５１８の背後のシャフト５１４のフレームに固定される。

別の実施形態において、第１フレーム部材５４０及び／又は第２フレーム部材５４２は、任意の適宜材料及び部材で構成されてよい。例えば、これらの部材は可撓性部材（例えば超弾性材料その他の可撓性材料のロッド等）によって連結された金属リングで構成され、或いは、相互に回動自在に連結された単なる金属リングで構成されてもよい。本発明の特長は、超弾性材料のみで構成された二本の管状フレーム部材の使用に限定される必要はない。例えば、別の実施形態の一タイプが図１２に示されている。この実施形態において、第１及び第２能動屈撓部はリング部材５８０を含んでいる。これらのリング部材５８０は、ジョイント５８２において互いに直列に回動自在に連結されている。第１制御ワイヤ５２４が、これらのリング部材５８４の一つに連結された先端を有する。他の制御ワイヤ５２５、５２６はリング部材を貫通する。これらの金属リングはステンレスで作られる。種々の異なるタイプの可撓性で屈撓可能な内視鏡シャフトが当前記技術において公知であり、これらは本発明を実施するように構成又は修正可能である。例えば、これらの金属リング同士は互いにリベットで連結され、又は互いにヒンジ止めされて回動できるようになっていてもよい。

図示の実施形態において、スロット５７４が入り込んでいる第２フレーム部材５４２の横側面は、取付け具５４４の装着部に整合している。アクチュエータ１７によって所定位置にセットされた場合に、第２制御ケーブルは取付け具５４４に張力を及ぼし、第２フレーム部材５４２を実質的に直線状態に維持する。第２制御ケーブルがアクチュエータ１７によって後方に牽引されると、第２フレーム部材５４２は反対側の横側面に沿って内側に湾曲するように構成される。第２制御ケーブルが緩められると、予め湾曲した形状を付与されている第２フレーム部材５４２からの内部応力によって、第２能動屈撓部５３６は直線状のその初期位置に復帰する。別の実施形態において、三本より多くの又は少ない制御ケーブルが使用されてよい。

図１０において、内視鏡５１０の制御部（図示しない）は、第１及び第２能動屈撓部を別々に屈撓させるように構成されている。第１及び第２能動屈撓部は、腎臓鏡の先端５２０が、シャフトの前端５１８を腎臓の組織に対して受動的に屈撓させて腎杯に到達させることなく、腎臓Ｋの下部極ＬＰの腎杯ＬＰＣ内に置けるように構成されている。

腎臓鏡の前端に互いに独立して屈撓可能な二つの能動屈撓部を設けることによって、腎臓鏡の前端を、腎臓のサイズや形状に関係なく、腎臓の下極の腎杯に位置決めすることができる。腎臓鏡５１０は、その先端５２０を所望位置に位置決めするのに、腎臓の組織に対して受動的な屈撓を与えることはない。腎臓鏡５１０の前端を操作するための空間又は地所の大きさ及び腎臓内部の下極の腎杯内への小さい回転半径は、非常に限定されている。二つの別個の形状記憶フレーム部材５４０、５４２を使用することによって、本発明は、前端５１８をこの限られた空間と鋭い回転経路環境において操作する能力を提供する。形状記憶フレーム部材５４０、５４２は超弾性を提供し、フレーム部材がこの限定された空間と鋭い回転経路環境内で屈撓すると共に、その初期位置に弾性復帰することを可能にする。二つの能動屈撓部５３４、５３６を別々に屈撓させる能力は、形状記憶フレーム部材の超弾性と組み合わされて、フレーム部材をこの限定された空間と鋭い回転経路環境を通る経路を通過させることができる。一つのみの能動屈撓部が設けられる場合には、下極の腎杯に到達するようにうまく操作するには、更に長い距離を必要とするであろう。

第１の能動屈撓部５３４は、第２の能動屈撓部５３６の前に屈撓させることができ、第２能動屈撓部５３６はそれが切開ＩＮに入る際に屈撓する。これらの能動屈撓部５３４、５３６が切開ＩＮを出る際にこれらが順次に屈撓する能力によって、受動的屈撓を加えることなく、下極の腎杯ＬＰＣへのアクセスが可能になる。本発明は、以前には不可能であった腎臓の領域に到達する能力を提供する。

本発明の別の実施形態において、前端５１８が二つより多い能動屈撓部を含んでいる。第１能動屈撓部５３４は、前述のように一つの平面内と第２能動屈撓部５４６の一方の屈撓と同じ平面内の二方向に屈撓可能である。別の実施形態において、第一能動屈撓部５３４は二方向より多い又は少ない方向に屈撓可能である。この実施形態において、制御システムは、二本よりも多い又は少ない制御ケーブルを含む。第二能動屈撓部５３６は前述のように、一方向に屈撓可能である。別の実施形態において、第二能動屈撓部５３６は、実質的に同じ平面内で一つより多くの方向に屈撓可能である。この実施形態において、制御システムは、第二能動屈撓部のために一本より多い制御ケーブルを含んでよい。

上述の説明は本発明の例示に過ぎないことを理解すべきである。当業者であれば、本発明から逸脱することなく、種々の変更や修正を行うことが可能である。したがって、本発明は、添付の請求の範囲に入るすべての変更や修正を包含することを意図している。

本発明の特長を組み入れた内視鏡の側面図である。 図１に示された内視鏡の前端の拡大斜視図である。 外側カバーを取り外した状態の図１に示された内視鏡の前端の拡大側面図である。 図３の線３Ａ−３Ａに沿った断面図である。 図３の線３Ｂ−３Ｂに沿った断面図である。 図３の線３Ｃ−３Ｃに沿った断面図である。 図３の線３Ｄ−３Ｄに沿った断面図である。 図３に示された領域３Ｅの拡大部分断面図である。 図３に示された領域３Ｆの拡大部分断面図である。 図３Ｂに示されたリング部材の端面図である。 図４Ａに示されたリング部材の線４Ｂ−４Ｂに沿った断面図である。 図４Ａに示されたリング部材の側面図である。 図３Ｄに示されたリング部材の端面図である。 図５Ａに示されたリング部材の線５Ｂ−５Ｂに沿った断面図である。 図５Ａに示されたリング部材の平面図である。 図１に示された内視鏡の前端の概略図であり、第１及び第２能動屈撓部が直線位置を占めている。 図６Ａと同様な概略図であり、第１能動屈撓部が上方に湾曲している。 図６Ｂと同様な概略図であり、第２能動屈撓部が左側に湾曲している。 図６Ｃと同様な概略図であり、第１能動屈撓部が下方に湾曲している。 図６Ｄと同様な概略図であり、第２能動屈撓部が右側に湾曲している。 図６Ｅと同様な概略図であり、第１能動屈撓部が上方に湾曲している。 患者の膀胱内に内視鏡の前端が図６Ｃに示された姿勢で位置決めされた、図１に示されたシャフトの前端の概略断面図である。 図６Ｄに示された位置にシャフトの前端がある、図７Ａと同様な概略断面図である。 患者の膀胱内に内視鏡の前端が図７Ａに示されたように位置決めされた、図１に示された内視鏡の前端の概略断面図である。 図７Ｂに示された位置に内視鏡の前端がある、図８Ａと同様な概略断面図である。 膀胱の断面図である。 図１に示された内視鏡と同様な腎臓鏡がその前端を腎臓の中に位置決めされている断面図である。 図１０に示された腎臓鏡の前端の一部を形成するのに使用されているフレーム部材と取付け具の側面図である。 本発明の特長を組み入れた第１及び第２能動屈撓部の別の構成のフレーム部と制御ワイヤの模式図である。

Claims (19)

1. ハンドルと、
   前記ハンドルから延在するシャフトとを含む内視鏡であって、
   前記シャフトは、第１能動屈撓部と第２能動屈撓部を有し、前記第１能動屈撓部は第１平面内での屈撓に限定され、前記第２能動屈撓部は第２平面内での屈撓に限定され、前記第１平面は前記第２平面に対して傾斜している内視鏡。
2. 前記第１平面は前記第２平面に対して約７５°〜９０°の角度を有する請求項１に記載の内視鏡。
3. 前記第２能動屈撓部は、前記ハンドルに対して左右方向にのみ屈撓するように限定されている請求項１に記載の内視鏡。
4. 前記第１能動屈撓部は、前記第２能動屈撓部に対して上下方向にのみ屈撓するように限定されている請求項３に記載の内視鏡。
5. 前記第１能動屈撓部は、約１１０°〜２１０°の角度範囲で屈撓するように構成されている請求項１に記載の内視鏡。
6. 前記能動屈撓部は、約１１０°〜２１０°の角度範囲で屈撓するように構成されている請求項５に記載の内視鏡。
7. 前記ハンドルは、前記第１能動屈撓部のみを動かす第１アクチュエータと前記第２能動屈撓部のみを動かす第２アクチュエータとを含む制御部と、少なくとも一つのブレーキ用アクチュエータとを含み、前記少なくとも一つのブレーキ用アクチュエータは、前記能動屈撓部の一つのみを所望位置にロックするように構成されている請求項１に記載の内視鏡。
8. 前記少なくとも一つのブレーキ用アクチュエータは、一つのみのブレーキを含んでいる請求項７に記載の内視鏡。
9. 前記内視鏡は、前記シャフトを軸回転させることなく、シャフトの前端のカメラや光学レンズによってほぼ球形状の内部を球形状の固定入口を通じて３６０°にわたって観察する手段を含んだ膀胱鏡である請求項１に記載の内視鏡。
10. 前記第１能動屈撓部は、互いに回動可能に連結されて前記第１能動屈撓部のフレームを形成する複数のリングを含み、前記リング同士の連結部は、前記リングのソケットに設けられたボールと、前記ボールの孔を通って延在する少なくとも一つの連結部材とを含んでいる請求項１に記載の内視鏡。
11. 患者の腎盂の切開を通じて挿入されるように構成された腎臓鏡であって、
    制御部を有するハンドルと、
    前記ハンドルから延在するシャフトとを含み、前記シャフトは、第２能動屈撓部に直列に連結された第１能動屈撓部を有する前端を含み、前記制御部は前記第１及び第２屈撓部を別々に屈撓させるように構成され、前記第１及び第２能動屈撓部は、前記シャフトの前端を患者の腎臓の組織に対して受動的に屈撓させることを要せずして下極の腎杯に到達させて、腎臓鏡の先端が腎臓の下極の腎杯に載せられるように構成され、前記第１及び第２能動屈撓部は、互いに共通の一つの平面内で屈撓するように限定されている腎臓鏡。
12. 前記第１能動屈撓部は、約１８０°〜２１０°の角度範囲で屈撓するように構成されている請求項１１に記載の腎臓鏡。
13. 前記制御部は、前記第１能動屈撓部を動かすための第１アクチュエータと、前記第２能動屈撓部を動かすための第２アクチュエータと、少なくとも一つのブレーキ用アクチュエータとを含み、前記少なくとも一つのブレーキ用アクチュエータは、前記第２能動屈撓部のみを所望位置にロックするように構成された第１ブレーキ用アクチュエータを含んでいる請求項１１に記載の腎臓鏡。
14. 前記少なくとも一つのブレーキ用アクチュエータが、前記第１ブレーキ用アクチュエータのみを含んでいる請求項１３に記載の腎臓鏡。
15. 前記第１能動屈撓部が、超弾性材料で作られたほぼ管状をなす第１形状記憶フレーム部材を含み、前記第２能動屈撓部が、超弾性材料で作られたほぼ管状をなす第２形状記憶フレーム部材を含んでいる請求項１１に記載の腎臓鏡。
16. 前記第２フレーム部材が、予め与えられた湾曲した形状の初期位置を有する請求項１５に記載の腎臓鏡。
17. 前記第２フレーム部材が、前記制御部からの制御ワイヤによる張力によって直線位置に維持されている請求項１６に記載の腎臓鏡。
18. 内視鏡によって患者の内部領域を観察する方法であって、
    ａ）内視鏡の第２の使用者操作用アクチュエータを動かして、単一の平面に沿う運動に限定されている内視鏡のシャフトの前端の第２能動屈撓部を移動させ、内視鏡の第１の使用者操作用アクチュエータを動かすことなく、第２の使用者操作用アクチュエータを動かして、内視鏡のシャフトの先端を前記平面に限定された第１経路に沿って移動させる工程、ｂ）前記第１使用者操作用アクチュエータを動かして、シャフトの前端の第１能動屈撓部を移動させ、前記第２使用者操作用アクチュエータを動かすことなく、前記第１経路と約７３°〜９０°の角度範囲で傾斜した第２経路に沿って前記先端を移動させる工程、ｃ）前記第１経路に平行な隣接する一連の経路によって、患者の内部領域を系統的に走査するために、前記工程ａ）とｂ）を繰り返す工程を含む方法。
19. ハンドルと、
    前記ハンドルから延在し、第１能動屈撓部と第２能動屈撓部とを含む前端を有するシャフトであって、前記第１能動屈撓部は第１平面内で屈撓するするように限定され、前記第２能動屈撓部はこれとは異なる第２平面内で屈撓するように限定され、前記第１平面は前記第２平面に対して傾斜しているシャフトと、
    前記シャフトを軸回転させることなく、前記シャフトの前端の光学レンズによってほぼ球形の内部の固定入口を通じてこのほぼ球形の内部を観察する手段とを含む膀胱−腎臓鏡。

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