JP2006516910A5

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Publication number: JP2006516910A5
Application number: JP2006500985A
Authority: JP
Filing date: 2004-01-15
Publication date: 2007-03-01
Anticipated expiration: 2024-01-15

Description

管腔内ツール展開システム

（関連出願の相互参照）
適用なし
（連邦政府出資研究開発下で実施された発明に対する権利に関する陳述）
適用なし
（「配列リスト」、表、またはコンパクトディスクに記録されたコンピュータプログラムリスト付録の参照）
適用なし
（発明の背景）
本発明は、全体として医療用の機器、システム、および方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、内視鏡または腹腔鏡下処置において使用される機器、システム、および方法に関する。

内視鏡検査は、極小の観血的な処置の一形式であり、身体内の開口部、たとえば、食道または直腸を通して身体の内部にアクセスしそれを映像化する。このようにアクセスすることにより、外科医または内科医は、開口部を通してアクセスすることができる開口部の内部部位または内部組織または器官を見および／または処置することが可能になる。これらの処置は、診断目的、たとえば、目視検査または生体組織検査用組織サンプルの摘出のためであってもよく、または、これらの処置は、治療目的、たとえば、ポリープまたは腫瘍の摘出または組織の再構築のためであってもよい。これらの処置は、通常の観血療法を用いて実施することができるとはいえ、内視鏡検査をすれば、普通、患者の痛みが少なく、危険度が低く、傷あとが少なく、回復が早い。

内視鏡検査は、一般的に内視鏡、すなわち光学部品を含む小さな円筒管を使用して実施される。従来の内視鏡検査は、任意の内部部位への開口部の中に挿入される遠位端部を有する小さな直径の「蛇状の」挿入管を含む。光ファイバは、挿入管を通して延在し、遠位端部で終端して、その遠位端部から軸方向を見ることができるようになっている。内視鏡の遠位端部付近の内部部位の画像は、医師が見ることができるようにビデオモニターへ伝送される。コントロールハンドルによって内視鏡検査医は、観察鏡の方向を制御し、場合によっては、内視鏡下処置で必要になる場合がある空気式、水圧式、および吸引式ユーティリティを作動させることができる。

内視鏡は、内部部位の処置を実施するために使うことができるので、いくつかの内視鏡には、管腔が装備されており、その管腔を通して外科手術の器具またはツールを送ることができるようになっている。一般に、管腔は、挿入管の全長を貫通して遠位端部まで延在し、このため、挿入された器具のエンドエフェクタは、遠位端部から軸方向に突き出る。このようにして、器具は、光ファイバと平行に向けられ、その結果、エンドエフェクタは、視線に沿って配置される。

そのような内視鏡は、診断および外科的処置を実行する上でそれらの実用性を制限する多数の制約を有する。最初に、外科手術の器具およびツールを内視鏡内の作業管腔を通して軸方向に挿入する。そうすると、ほとんどのこれら内視鏡では、遠位端部より向こうにあるツールは、軸方向運動と回転運動しかできない。このことは、同じく軸方向に向いている内視鏡の視野内でのツールの配置を維持するのには役立つ。しかしながら、このことは、実行可能な処置の多様性および複雑性を制限している。たとえば、組織近接を含む処置は、組織の一部分しか一度につかむことができず、軸方向よりむしろ横方向の動きが必要になる可能性があるので、大きな困難をもたらす。軸方向に挿入されたツールの操縦性は、遠位端部近辺では可能であっても、そのような操縦をすると、一般にツールのエンドエフェクタは、軸方向に向けられた観察鏡の視野の外に位置してしまう。

これらの制約のいくつかを克服している類似の極小の観血的処置は、腹腔鏡検査である。腹腔鏡検査においては、身体内部は、小さな切開部を通してアクセスされ、映像化される。腹部にアクセスする場合は、切開部は、通常へそに開けられる。腹腔鏡は、当初、女性生殖器、すなわち、子宮、卵管、および卵巣に関して状態を診断し処置するために婦人科医によって使用された。過去には観血療法を必要とした手術、たとえば、虫垂の切除（虫垂切除術）および胆嚢の切除（胆嚢切除術）を含む広範囲の処置に、今では腹腔鏡検査が使用されている。腹腔鏡検査は、切開部を通してアクセスすることができる内部組織または臓器を外科医または内科医が見るおよび／または処置することができる機器を用いて実施される。この機器は、内視鏡と同等または類似であり、時として腹腔鏡と呼ばれる。この機器は、切開部から任意の内部部位まで挿入される遠位端部を有する小さい直径の挿入管を含む。光ファイバが、挿入管を貫通して延在し、遠位端部で終端しており、遠位端部から軸方向に見ることができるようになっている。遠位端部付近の内部部位の画像は、ビデオモニターへ送られ、内科医はそれを見ることができる。切開部を通してアクセスすると、往々にして、開口部を通してアクセスするより短く、真直ぐで直接的なアクセス経路が得られる場合がある。したがって、いくつかの腹腔鏡は、いくつかの内視鏡より短く堅い挿入管を有する場合がある。

腹腔鏡が内視鏡と同じ多くの制約を受けるとはいえ、腹腔鏡の場合は、追加の外科器具およびツールを別の切開部を通して挿入し、処置を実行することが可能である。切開部を適切に配置すれば、器具をさまざまな方向から位置付けすることが可能になる。したがって、動作と視界は、腹腔鏡の軸方向に制限されることなく、処置中、組織および器具をよりたやすく同時に見ることができるようになる。しかしながら、これらの付加的な利益は、より多くの観血性を犠牲にして達成されている。トロカールを利用する器具を使用するには、アクセス経路を作らなければならないが、トロカールを利用すると、全身麻酔が必要で、合併症および感染の危険性が伴い、アクセス経路の治癒の分、総回復時間の増加が避けられない。さらに、アクセスは、一部の患者には、特に病的肥満体の患者には、困難でありまたは禁忌を示す可能性がある。

したがって、極小の観血処置を実施するためには方法、機器、およびシステムを改良して提供することが望ましいと思われる。特に、少ない観血性および深い内部部位へのアクセスなどの内視鏡検査の利益に、さまざまな軸に沿った動作および視界を有する複数の器具が使用できるなどの腹腔鏡の利益が伴っている方法、機器、およびシステムであれば望ましいと思われる。この機器およびシステムは、確実に、便利に、容易に使用することができ、観血性の低減により危険性、犠牲、および回復時間が低減され、これによって、患者に対して成果が改善されると思われる。これらの目的の少なくともいくつかは、以下に記載の本発明によって満たされるはずである。

（発明の要旨）
本発明は、従来の内視鏡器具の機能を超えた組織操作を含む内視鏡処置に対するシステム、機器、および方法を提供する。システムの好ましい実施形態は、長い本体の中を通っている観察鏡および本体の遠位端部から延在する少なくとも１つの操縦可能なツールアームを有する長い本体を含む。好ましい実施形態においては、システムは、２つのツールアームを含み、各アームは、横方向外側に曲線を形成し、さらに横方向内側に曲がるように操縦することができ、それによってアームは角張ったまたはブーメラン形状を形成することができる。その上、エンドエフェクタは、各アームの遠位端部から延在し、組織の操作に使用される。角張った形状によって、エンドエフェクタは、観察鏡の視野内に寄せ集められ、外科医は、共同作業を連続的に見ることができるようになる。さらに、ツールアームは、あらゆる他の方向においても操縦可能であり、組織の把持、引き寄せ、強い引っ張り、持ち上げ、およびもっと複雑な操作ができるように回転可能になっている。したがって、本発明のシステムおよび機器は、内視鏡的手法を用いた観血手術または腹腔鏡下手術の多くの機能を提供する。

本発明の第１の態様においては、（単数または複数の）ツールアームは、近位端部およびたわむことができるまたは操縦可能な遠位端部を有するシャフトを含む。いくつかの好ましい実施形態においては、操縦可能な遠位端部は、横方向に安定化されており、それによって、遠位端部を一平面内で操縦、すなわち、曲げたり操作したりすることができるが、使用中、当該平面の外側へのたわみは阻止されるようになっている。操縦平面は、ほぼ観察鏡の中心軸に平行であるが、ツールアームを回転させることによって回転させることができる。このようにして、（単数または複数の）アームは、観察鏡の視野内で安定した位置付けが維持され、その視野の外側への不慮のたわみは阻止されるようになっている。このことから明白なように、ツールアームは、また安定した平面内に視野を維持すると同時にその平面内で軸方向に平行移動することが可能である。

横方向の安定性を達成するための好ましい構造は、複数の隣接リンクを含む。通常、連結は、蝶番構造体によって枢軸的に取り付けられる。いくつかの好ましい実施形態においては、蝶番構造体は、相互に平行し、かつアームを操縦することができる安定した平面に対してほぼ直角に配置された複数のピボットピンを含む。別の好ましい実施形態においては、蝶番構造体は、軸を規定する雌雄の軸受表面を含み、軸は平行に配置されて、遠位部分のたわみを安定した平面内に制限することができるようになっている。さまざまな他の構造体、たとえば、少し例を挙げれば、展開枠、補強材または引張りワイヤによって接続されたさまざまな形状の連結機構、および溝の付いた管もまた横方向安定性を備えるために使用可能である。

一般に、遠位端部は、少なくとも２つの操縦可能な部分を含み、最遠位の操縦可能な部分は、第１の方向に曲がる先端部分を含み、中間の操縦可能な部分は、その反対方向に曲がる基部を含み、それら両方の湾曲部は、安定した平面内にある。いくつかの好ましい実施形態においては、先端部分の湾曲部は、基部の湾曲部の半径より大きい半径を有する。そのような湾曲部を実現するためには、隣接リンクは、実質上連続的にたわむことができるように形成されてもよい。または、操縦可能な遠位端部はたわんで所定の湾曲を形成することができ、さらに、アームがこれ以上たわまないように、隣接リンクが形成されてもよい。

（単数または複数の）ツールアームの遠位部分を選択的にたわませるための手段は、しばしば少なくとも１つのプルワイヤまたは１つのプッシュワイヤを含む。そのようなプルワイヤまたはプッシュワイヤは、どんな数でもどんな配置にでも存在してよい。遠位部分を選択的にたわませるための手段は、プルワイヤまたはプッシュワイヤに対抗して遠位部分を真直ぐにするように構成された少なくとも１つのばねをさらに含むことができる。

いくつかの好ましい実施形態においては、ツールアームは、ツールアームの遠位端部に配置されたエンドエフェクタを含む。任意の処置または組織操作に応じて、広範なさまざまなエンドエフェクタを使用することが可能である。たとえば、エンドエフェクタは、メス、針、縫糸、ステープラ、ファスナ、クリッパ、電気外科カッターまたは止血作用のあるカッター、およびコアギュレータに限定されることなく、レーザーウエルダ、冷凍手術器具、補助観察鏡、鉗子、レーザーフック、トング、把持器、開創器、消息子、クランプ、はさみ、組織近似器、および吸引式塗布器を含むことができる。一方、ツールアームは、エンドエフェクタを有するツールが貫通することができるツール展開管腔を含む。これらの好ましい実施形態においては、ツールアームは、ツールが操縦カフを貫通することができるように配置されている操縦カフを含み、それによって、操縦カフ内でツールを操作することによりツールアームの遠位端部を操縦する。したがって、どちらの場合も、エンドエフェクタとツールアームの操作は、連係することができる。

本発明の別の態様においては、長い本体は、遠位端部、近位端部、および長い本体の少なくとも１つの遠位部分を通って延在するアーム案内管腔を有する。好ましい実施形態においては、長い本体は、長い本体を通って延在し、遠位先端で終端する観察鏡管腔を有する。アーム案内管腔および観察鏡管腔は、本体内にあらゆる適切なやり方で配置することができる。たとえば、長い本体が第２のアーム案内管腔を有する場合、２つのアーム案内管腔および１つの観察鏡管腔の遠位の終端を本体の遠位先端上にほぼ三角パターンで配置することができる。一方、観察鏡管腔がアーム案内管腔の間に配置されるようにそれら管腔を配置することができる。

一般に、長い本体の少なくとも遠位部分は、操縦可能である。いくつかの好ましい実施形態においては、長い本体は、第１の部分および第１の部分に隣接して配置されている第２の部分を含み、第１の部分と第２の部分は、独立して固定可能になっている。したがって、第１の部分は、第２の部分が操縦可能のままである一方で固定可能にすることができる。そのような操縦は、少なくとも単一の平面内で第２の部分を選択的にたわませるための手段を用いて達成することができる。この手段は、本体の遠位端部を近位端部の方へ向ける反転を含む。いくつかの好ましい実施形態においては、長い本体の遠位部分は、そのような操縦をすることができる複数の隣接リンクを含む。

一般に、長い本体の少なくとも遠位部分は、普通の円筒状外形を有し、アーム案内管腔は、円筒状外形の外には延在しない。さらに、アーム案内管腔は、長い本体の遠位先端で終端しており、それによって、ツールアームは、遠位先端を通って前方に進むことができる。同様に、前述のとおり、長い本体は、本体を通って延在し、本体の遠位先端で終端している観察鏡管腔を有する。

本発明のさらに別の態様において、ツールアームは、さまざまな機構によって操縦することができる遠位端部を有する。たとえば、遠位端部は、柔軟な管に取り付けられた少なくとも１つのプルワイヤを有する柔軟な管で構成することができ、それによって、少なくとも１つのプルワイヤを操作することにより、操縦可能な遠位端部をたわませることができる。あるいは、ツールアームは、形状記憶材料を有する柔軟な管で構成された操縦可能な遠位端部を有することができ、それによって、本体の遠位先端から操縦可能な遠位端部が出ることにより、操縦可能な遠位端部を形状記憶位置にたわませることができる。あるいは、ツールアームは、本体の遠位先端から延在する展開枠をさらに含み、枠は、少なくとも２つのツールアームのうちの１つにそれぞれ取り付けられた少なくとも２つの支持部を含み、それによって、展開枠を操作すれば、取り付けられているツールアームをたわませることができる。

本発明のさらなる好ましい実施形態において、管腔内ツール展開システムは、遠位端部、近位端部、および長い本体の少なくとも１つの遠位部分に伸びるまたはその部分を通って延在している少なくとも２つのアーム案内管腔を有する長い本体で構成することができ、そのアーム案内管腔は、本体の遠位先端まで完全に延在し、少なくとも２つのツールアームは、長い本体のアーム案内管腔を通して延在することができるようになっており、そのツールアームは、本体の遠位先端から出ている。

本発明のさらなる別の態様においては、管腔内ツール展開システムは、遠位端部、近位端部、および長い本体の少なくとも１つの遠位部分を通って延在している１つのアーム案内管腔を有する長い本体を含み、少なくとも遠位部分は、複数の隣接リンクを含む。このシステムは、少なくとも単一平面内で遠位部分を選択的にたわませるための手段をさらに含み、少なくとも１つのツールアームは、長い本体のアーム案内管腔を通って延在するようになっている。

本発明のさらなる態様においては、解剖学的空間内で１つ以上のツールを展開する方法を提供する。好ましい実施形態において、その方法は、本体の遠位端部を解剖学的空間へ挿入する工程と、本体内のツール展開管腔からツールアームを解剖学的空間内に前進させる工程と、ツールアームの遠位先端を解剖学的空間内の目標部位近辺に置くことができるようにツールアームをたわませ位置付けする工程と、を含み、アームの遠位部分は、単一平面内で曲げられ、横方向に安定化され、ツールアームの管腔を通ってツールを目標部位へ前進させる。

いくつかの好ましい実施形態においては、たわませかつ位置付ける工程は、ツールアームの遠位部分内で複数の蝶番構造体の隣接リンクを引っ張る工程を含む。蝶番構造体の隣接リンクは、単一平面に対して直角に配置された蝶番ピンによって連結することができ、その結果、そのピンによって遠位部分は、安定化され、単一平面の外側へのたわみが抑制されるようになる。たわませかつ位置付ける工程は、本体内に配置された観察鏡を通して目標部位を見る工程をさらに含み、ツールアームは、本体の遠位先端から軸方向に、観察鏡に近い位置から軸方向に延在している。

本発明の他の目的および利益は、添付の図面に加えて次の詳細な記載から明白であろう。

（発明の詳細な説明）
（Ｉ．概要）
本発明によるシステム２の好ましい実施形態を図１に示す。システム２は、近位端部１２と、遠位先端１６で終端している遠位端部１４とを有する長い本体１０を含む。本体１０は、患者の身体内部の内部目標部位にアクセスするために使用する。一般に、遠位端部１４は、たとえば、内視鏡検査の場合、目標部位まで身体の開口部および１つ以上の生まれつき存在している身体管腔を通る一方、近位端部１２は身体の外側に残る。したがって、本体１０は、たわむことができおよび／または操縦可能なシャフト２０を有し、シャフト２０の材料か設計のどちらかを選択することによって、たわむことができるリンク、蝶番、コイル、または他の類似の構造を含むことができる。したがって、図１は、本体１０が湾曲を含むたわみ位置にある本体１０を示している。このようなたわみおよび／または操縦は、本体管腔を目標部位までジグザグに移動させるときに役立てることができ、近位端部１２近辺のハンドル２２を操作することにより達成することができる。しかしながら、明らかなように、システム２を腹腔鏡下処置で使用することはできるが、そのようなたわみおよび／または操縦が本体１０の配置に対してはあまり役立たない可能性もある。いずれにしても、いくつかのまたはすべてのシャフト２０が剛性をもつことは、たとえば、安定した視覚化プラットフォームを提供するためには望ましいであろう。したがって、後のセクションで説明するとおり、固定機構を含むようにシャフト２０の材料か設計のどちらかを選択することによって、本体１０のシャフト２０の部分を固定することができ、これによって、任意の形状を維持し、剛性を備えることができる。

本体１０は、また、一般に、図示のとおり本体１０の全長の大部分に沿って、本体１０の少なくとも１つの遠位部分に伸びるまたはその部分を通って延在する少なくとも１つのアーム案内管腔２６も含む。図１では、２つのアーム案内管腔２６が示されており、各アーム案内管腔は、近位端部１２近くのシャフト２０に沿った位置から遠位先端１６へ延在している。さらに、本体１０は、シャフト２０を通って遠位先端１６まで延在している観察鏡管腔２４を含む。

システム２は、また、少なくとも１つのツールアーム３０を含み、図１に示した２つのツールアーム３０のそれぞれは、破線で示したとおり別個のアーム案内管腔２６を通して挿入することができる。各ツールアーム３０は、近位端部３２と、遠位端部３４と、近位および遠位端部間にあるシャフト３６とを有する。遠位端部は、たとえば、図で示したように隣接リンクの操作によって操縦することができる。このような操縦性は、近位端部３２の一部である操縦カフ３５によって制御することができる。シャフト３６は、一般に柔軟でありまたはたわむことができ、周りを取り囲んでいる本体シャフト２０をたわませることができる。各ツールアーム３０は、そのツールアームの中を通るツール展開管腔３８をさらに含む。

この好ましい実施形態においては、システム２は、また、少なくとも１つのツール４０を含むが、図１では２つのツールを示す。各ツール４０は、遠位端部４２と、近位端部４４と、遠位および近位端部間にある細長いシャフト４６とを含み、アーム３０のツール展開管腔３８を貫通することができる。各ツール４０は、遠位端部４２に配置されるエンドエフェクタ４８、必要に応じて、身体の外側からエンドエフェクタ４８を操作することができるように近位端部４４にハンドル５０を有する。ツール４０を前に進めると、それによって、エンドエフェクタ４８は、アーム３０の遠位端部３４から出る。

図２は、図１のシステム２を組み立てたところを示す。ここでは、本体シャフト２０のアーム案内管腔２６を通して挿入されたツールアーム３０が示されている。アーム３０の操縦可能な遠位端部３４は、本体１０の遠位端部１４から突き出ており、アーム３０の近位端部３２は、本体１０の近位端部１２から突き出ている。図示のとおり、操縦カフ３５は、アーム３０の近位端部３２に置かれている。さらに、エンドエフェクタ４８がアーム３４の操縦可能な遠位端部３４を越えて延在するようにツール展開管腔３８を通して挿入されているツール４０が示されている。同様に、操縦カフ３５から突き出ているハンドル５０付きのツール４０の近位端部４４も示す。操縦カフ３５に対するツール４０の動きは、後のセクションで説明するとおり、アーム３０の遠位端部３４の操縦を行う。

図２Ａは、図２のシステム２の断面図である。この好ましい実施形態においては、本体１０のシャフト２０は、概ね円筒形の外形を有しているので、シャフト２０の断面は、環状形状を有する。明らかなように、円筒形シャフトは、また、楕円形、長円形、または長方形の断面を有してもよい。シャフト２０は、約５〜２５ｍｍの範囲、望ましくは約１４ｍｍの外径を有する。シャフト２０は、約０．５〜５ｍｍの範囲、望ましくは約２〜３ｍｍの厚さの壁２１を有し、内部中央管腔２３を規定する。壁２１の内部には、さまざまな数と配置で存在することができる本体１０操縦用のさまざまなプッシュワイヤまたはプルワイヤ９６、今後はプルワイヤと呼ぶ、が置かれる。また、プルワイヤ９６は、中央管腔２３の内部に存在してもよい。２つのアーム案内管腔２６を示したが、少なくとも１つのアーム案内管腔は、中央管腔２３を通って延在する。各アーム案内管腔２６は、約０．５〜５ｍｍの範囲、望ましくは約４ｍｍの内径を有する。ツールアーム３０のシャフト３６は、管腔２６内に配置される。また、同様に、ツール４０は、シャフト３６内に配置される。図２Ａは、また、約２〜１０ｍｍの範囲、望ましくは約４ｍｍの内径を有する観察鏡管腔２４を示す。この好ましい実施形態においては、２つのアーム案内管腔２６および観察鏡管腔２４は、概ね三角パターンで配置され、遠位先端１６に保持されているが、観察鏡によってツールアーム、特にエンドエフェクタが見えるならどんな適切な配置でも使用することができる。たとえば、図２Ｂは、シャフト２０が楕円形状であり、アーム案内管腔２６および観察鏡管腔２４が概ね一直線に並んでいる１つの好ましい実施形態の断面を示す。図２Ｂでは、観察鏡管腔２４は、アーム案内管腔２６の間に配置されており、ツールアーム３０を見るのに便利である。また、さまざまな要望に応えることができる追加の管腔も図２Ａおよび２Ｂ内に示す。たとえば、洗浄／吸引管腔６０、通気管腔５６、および補助管腔５８が存在してもよく、各管腔は、約０．５〜５ｍｍの範囲、望ましくは約２ｍｍの内径を有する。補助管腔５８は、アーム３０を通して挿入したツール４０の遠位端部またはアーム３０の遠位端部にあるエンドエフェクタとともに使用するための、少し例を挙げれば、浸軟器、把持器、刃物、または光源といった追加の器具を挿入するといったさまざまな用途に使用することができる。

図３Ａ〜３Ｄは、ツールアーム３０の操縦可能な遠位端部３４の一連の動作を示す。この一連の動作は、多数の動作が遠位端部３４によって単独または共に達成される場合の例としてのみ役立つ。図３Ａは、本体１０の遠位先端１６を示す。観察鏡管腔２４は、遠位先端１６で終端し、図２Ａで示したとおり、三角パターンを形成している２つのアーム案内管腔２６とともに示されている。図３Ｂは、ツールアーム３０の遠位端部３４がアーム案内管腔２６を通って前進し、それによって、アーム３０が遠位先端１６を越えて延在している状態を示す。図３Ｃ〜３Ｄは、好みの配置にたわませたアーム３０を示す。図３Ｃは、横方向外側にたわませたアーム３０を示す。このたわみは、操縦可能な遠位端部３４の基部６４近くの外側方向の湾曲によって達成される。図３Ｄは、各アーム３０がフック形状を形成するように内側方向の湾曲によって達成された横方向内側にたわんだ遠位端部３４の先端部分６６を示す。図示のようにアーム３０の先端部分６６が相互に向き合うことによって、先端部分６６は、観察鏡管腔２４の視界内に直接位置付けられる。したがって、観察鏡２８を観察鏡管腔２４内に配置すると、ツールアーム３０の先端部分６６およびツールアームを通って前に出ている任意のツール４０は、観察鏡２８を通して見ることができることになる。図３Ｃ〜３Ｄにおいては、アーム３０のたわみは、任意の湾曲部分の隣接リンク６２を使用して達成される。このようなリンク６２および他のたわみ機構の好ましい実施形態は、後のセクションで説明するものとする。さらに、図３Ａ〜３Ｄのたわみは、単一平面内であるように示されている。しかしながら、さまざまな好ましい実施形態は、多重平面内のたわみを含む。同様に、図３Ａ〜３Ｄにおいて、アーム３０は、同時にたわむように示されているが、アーム３０は、選択的にまたは独立してたわむことができる。

図４〜６は、ツールアーム３０のさらなる可能な動作を示す。たとえば、図４は、ツールアーム３０の軸方向動作を示す。各ツールアーム３０を、たとえば、矢印で示したとおり、ツール展開管腔３８内で摺動させることによって別個に遠近方向に動かすことができる。このような動作によれば、アーム３０は、同一平面内に維持され、しかももっと多様な動作、したがって、外科手技が可能になる。図５は、ツールアーム３０の回転動作を示す。たとえば、円弧矢印で示されるとおり、ツール展開管腔３８内でアーム３０を回すことによって各ツールアーム３０を別個に回すことができる。このような回転によって、アーム３０は、さまざまな平面内を経由して動く。軸方向、横方向、および回転運動を組み合わせることによって、アーム３０、したがって、アームを通って配置されたツール４０を１つ以上の平面内で広範なさまざまな位置から操縦することが可能になる。

図６は、ツールアーム３０のさらなる関節結合を示す。いくつかの好ましい実施形態においては、アーム３０は、図３Ｄに示したような所定配置を形成することができるようにたわむことができる。一般に、所定配置を形成する場合、アーム３０は、アーム３０がこれ以上たわまないようにされている所定配置の形成になるまで操縦可能である。別の好ましい実施形態においては、アームは、さまざまな位置にたわむことができ、所定配置によって制限されない。そのような好ましい実施形態を図６に示す。図６では、アーム３０には関節があり、それによって、先端部分６６は、本体１０の遠位先端１６に向かって内側に巻いている。再び、先端部分６６は、観察鏡管腔２４および表示用観察鏡２８の前面に位置付けられている。先端部分６６ａは、観察鏡２８の中心軸３１をはさんで向き合うように位置付けられ、（矢印２９で示された）視界は、約１４０度、中心軸３１をはさんでそれぞれの側に約７０度にまでおよぶ。加えて、視界の深さは、一般に約１〜１０ｃｍの範囲である。

前述のとおり、本発明の管腔内ツール展開システム２は、さまざまな内臓組織または臓器にアクセスし、広範なさまざまな外科的な処置を実施するために使用することができる。図７Ａ〜７Ｂは、システム２を使用して、粘膜切除、または胃の粘膜および／または粘膜下組織の一部の摘出を実施している好ましい実施形態を示す。図７Ａは、食道Ｅを通って胃Ｓまで前進した本体１０を示す。それから、本体１０を胃Ｓ内の任意の位置まで操縦し、遠位先端１６にある観察鏡２８を通して胃粘膜Ｍを見る。図７Ｂを参照すれば、ツールアーム３０は、本体１０を通って前進し関節を働かせている。前述のとおり、ツール４０は、ツールアーム３０を通って前進させることができ、またはエンドエフェクタ４８は、各アーム３０の遠位端部に配置することができる。ここで、把持器８０は一方のアーム３０の遠位端部に配置され、カッター８２は他方のアーム３０の遠位端部に配置されている。把持器８０は、粘膜Ｍの一部分を把握するのに使用する。次に、粘膜Ｍの把握された部分は、ツールアーム３０の回転または操作によって持ち上げることができる。この方法によれば、図示のとおりカッター８２を使用した切断によって粘膜Ｍの部分を安全に切除することができる。組織の操作と切除は、先端部分６６、したがって、エンドエフェクタ４８と一直線に並んでいる観察鏡２８を通して処置全体にわたって視覚化される。

明らかなように、本発明のシステム、方法、および機器は、身体内のあらゆる部位、特にあらゆる固有のまたは人工的に作られた体腔内での診断および外科的処置に適用可能である。そのような部位は、少し例を挙げれば、胃腸管、泌尿器管、腹腔、心臓血管系、呼吸器系、気管、副鼻腔、女性生殖系、および脊柱管などの内部に見つけることができる。これらの部位へのアクセスは、あらゆる身体の管腔を通ってまたは中実の組織を通って達成することができる。たとえば、胃は経食道アプローチ、心臓はポートアクセス法、直腸は直腸アプローチ、子宮は経膣アプローチ、脊柱はポートアクセス法、および腹はポートアクセス法を通してアクセスすることができる。

本発明のシステムおよび機器を用いて、さまざまな処置を実行することができる。下記の処置に使用するための提案を提供することを意図しており、そのような使用法を決して制限する考えはない。すなわち、その処置は、喉頭鏡検査、鼻鏡検査、咽頭鏡検査、気管支鏡検査、Ｓ字結腸鏡検査（Ｓ字結腸の検査、Ｓ字結腸は下行結腸を直腸に結合している部分であり、しかしながら、最初に検査目的として、生検処置および経肛門顕微手術を実施し腫瘍を摘出することができる）、結腸内視術（結腸の検査、ポリープおよび腫瘍の摘出のためまたは生体組織検査のため）、および内科医が食道、胃、および十二指腸（小腸の先頭の部分）の内側を見ることができる食道胃十二指腸鏡検査（ＥＧＤ）である。この処置は、嚥下困難、嘔気、嘔吐、逆流、出血、消化不良、腹痛、または胸痛の原因を発見するために使用することができる。

さらに、外科医が肝臓、胆嚢、胆管、および膵臓内の疾患を診断することができる内視鏡的逆行性胆管膵管造影法（ＥＲＣＰ）を実現することができる。この処置と組み合わせて内視鏡的括約筋切開術を行い、導管石の摘出を容易にすることができる。ＥＲＣＰは、膵臓および胆管系の異常性の識別に重要である。他の処置としては、少し例を挙げれば、胆嚢切除術（病んでいる胆嚢の摘出）、（総胆管に対する）ＣＢＤ診査、虫垂切除術（病んでいる虫垂）、ヘルニア修復ＴＡＰ、ＴＥＰＰ、およびその他（各種のヘルニア）、（逆流性食道炎に対する）噴門部皺壁形成およびＨＩＳＳ処置、十二指腸穿孔修復、（末期の上部Ｇ．Ｉ．Ｔ．癌の暫定処置としての）胃切開術、（消化性潰瘍疾患に対する）選択的迷走神経切断術、脾臓摘出術（病んでいる脾臓の摘出）、（病的肥満症に対する）胃縮小処置および消化吸収能力を低下させる処置、上部および下部Ｇ．Ｉ．内視鏡検査法（診断ならびに治療用内視鏡検査）、（子供の先天性変形部に対する）幽門形成術、人工肛門形成術、結腸切除術、副腎摘出術（クロム親和性細胞腫に対する副腎の摘出）、肝臓生体組織検査、胃空腸吻合術、肝臓部分切除術、胃切除術、（梗塞または狭窄または閉塞に対する）小腸部分切除術、癒着剥離術、直腸脱出症の処置、ヘラー筋切離術、肝門部緊張亢進症の非脈管化、組織壁に機器を取り付けること、および局部薬物送達がある。

（ＩＩ．本体）
前述のとおり、本発明のシステム２は、近位端部１２と、遠位先端１６で終端している遠位端部１４とを有する長い本体１０を含む。真直ぐな形状の本体１０の好ましい実施形態を図８Ａに示す。しかしながら、本体１０は、患者の身体内部で内部目標部位にアクセスするために使用されるので、本体１０は、たわむことが可能なおよび／または操縦可能なシャフト２０を有する。したがって、図８Ｂは、本体がたわんだまたは操縦された状態のさまざまな湾曲を有する本体１０を示す。好ましい実施形態においては、本体１０は、操縦可能であり、それによって、支えのない生体組織を通って本体１０を前進させ、中空の体腔内で任意の部位に向けることができる。いくつかの好ましい実施形態においては、本体１０は、図８Ｂに示すとおり、第２の部分９２に隣接する第１の部分９０を含む。部分９０、９２は、両方とも操縦可能であるが、第１の部分９０は、定位置に固定することができる一方、第２の部分９２は、もっと関節を働かせることができる。そのことを示す図８Ｃにおいて、第１の部分９０は、図８Ｂと変わらない位置に固定されている状態を示し、第２の部分９２は、さまざまな反り返った位置の状態を示している。反り返りにおいては、第２の部分９２は、横方向外側に曲がりまたは丸まり、それによって、遠位先端１６は、本体１０の近位端部１２の方へ向けられる。必要に応じて、第２の部分９２も、また、反り返った状態であらゆる他の位置の状態でも固定することができる。

操縦したり固定したりすることは、どのような適切な機構によっても達成することができる。いくつかの好ましい実施形態においては、シャフト２０は、図９Ａに示すとおり、多数の入れ子式部品２６０で構成されている。図９Ｂに、図９Ａの入れ子式部品２６０の分解組立図を示す。これで分かるとおり、１つの部品２６０の遠位の表面２６２が隣接する部品の近位の表面２６４と共同するように部品２６０は配置されている。入れ子式部品２６０のそれぞれは、１つ以上のプルワイヤ管腔９８を含み、そのプルワイヤ管腔を貫通してプルワイヤ９６が通っている。プルワイヤ９６は、部品２６０を入れ子式配列に維持し、操縦と固定を実現するために使われる。プルワイヤ管腔９８を貫通しているプルワイヤ９６の柔軟性、耐ねじれ性、および円滑運動を得るために、プルワイヤ９６は、超弾性材料、たとえば、ニッケルチタン合金製であるのが望ましい。または、プルワイヤ９６は、編組ステンレス鋼、単一ステンレス鋼線、ポリパラフェニレンテレフタルアミド（たとえば、ケブラー（登録商標））、高抗張力単一繊維糸、それらの複合化したもの、または任意の適切な材料で作ることができる。

一般に、隣接する表面２６２、２６４は、はめ合うことができるように輪郭がつけられており、それによって、プルワイヤ９６がゆるんだとき、表面２６２、２６４は、相互に対して回転することができる。この機構によって、シャフト２０は、あらゆる方向でシャフトの全長にわたって湾曲を形成することができる。各プルワイヤ９６は、プルワイヤの遠位端部においてシャフト２０に沿って特定の部品２６０にまたは遠位先端１６に固定されている。特定のプルワイヤ９６に張力を加えると、固定点に隣接するシャフト２０が湾曲を形成する。このようにしてシャフト２０を操縦する。プルワイヤ９６をさまざまなパターンで配置すれば、さまざまな方向で操縦を達成することができる。たとえば、図９Ｄは、図８Ｂのシャフト２０の第１の部分９０の断面図である。壁２１を貫通している８つのプルワイヤ９６（４つのプルワイヤ９６ａおよび４つのプルワイヤ９６ｂ）をここに示す。４つのプルワイヤ９６ａは、第１の部分９０の遠位端部で終端しており、第１の端部９０の操縦に使われる。プルワイヤ９６ａは、等間隔で配置されているので、張力を個別でも組み合わせでもプルワイヤ９６ａに与え、第１の部分９０をあらゆる任意の方向に操縦することができる。あらゆる適切な機構を使ってプルワイヤ９６ａ内で張力を保持することによって第１の部分９０を所定位置に固定することができる。たとえば、摩擦によって部品２６０が固定され張力が保持される状態に部品２６０が圧縮されるまで張力を同時にプルワイヤ９６へ加えることができる。

図９Ｃは、図８Ｂのシャフト２０の第２の部分９２の断面図である。壁２１を貫通している４つのプルワイヤ９６ｂをここに示す。これらのプルワイヤ９６ｂは、図９Ｄに示すとおり、第１の部分９０を貫通して延在し、遠位先端１６近くで終端している。プルワイヤ９６ｂは、等間隔で配置されているので、張力を個別でも組み合わせでもプルワイヤ９６ｂに加え、第２の部分９２をあらゆる任意の方向に操縦することができる。プルワイヤ９６ｂはまた、第１の部分９０を貫通しているので、そのような操縦もまた、第１の部分が固定されていない場合、第１の部分９０の湾曲を引き起こす可能性がある。しかしながら、そのような影響は、微少であり、第１の部分９０の操縦によって打ち消しまたは補正することができ、固定することによって防止することができる。第２の部分９２もまた、あらゆる適切な機構を使ってプルワイヤ９６ｂ内で張力を保持することによって所定位置に固定することができる。

この好ましい実施形態においては、壁２１は、その壁を貫通して延在しているプルワイヤ９６の終端点によって特定される第１および第２の部分９０、９２を備えて近位端部１２から遠位端部１４まで連続的に延在している。また、第１および第２の部分９０、９２は、相互に隣接して同軸方向に配置された別個のシャフトを組み合わせることもできる。

図９Ｂに示す好ましい実施形態においては、入れ子式部品２６０は、本体１０の全長にわたって通っている中央管腔２３を有する。器具またはツールは、図９Ｃ〜９Ｄに示すとおり、この管腔２３の中を通ってもよく、または、器具またはツールが通ることができる管腔２３内に管があってもよい。好ましい実施形態においては、入れ子式部品２６０は、その部品を通して形成された穴を有し、それによって、部品２６０が積み重ねられたとき、穴の配置によって管腔が形成される。たとえば、図９Ｅは、管腔としての役割を果たす入れ子式部品２６０内に形成された穴を示す入れ子式部品の断面図を示している。図示のとおり、観察鏡管腔２４、アーム案内管腔２６、および予備管腔５８は、部品２６０の中央を通って延在し、一方、プルワイヤ管腔９８は、周囲を取り囲んで置かれている。明らかなように、プルワイヤ管腔９８はまた、部品２６０の中央を通って延在することができる。たとえば、図１０Ａは、積み重ねられた入れ子式部品２６０の中央を通って延在するプルワイヤ９６を有する好ましい実施形態を示す。図１０Ａは、１つの部品２６０の遠位の表面２６２が隣接する部品の近位の表面２６４と共同するように部品２６０が配置されている入れ子式部品２６０の分解組立図を示す。図示のとおり、入れ子式部品２６０のそれぞれは、入れ子式部品の中央を通っているプルワイヤ管腔９８を含む。図１０Ｂは、図１０Ａの入れ子式部品２６０の断面図を示す。図示のとおり、入れ子式部品２６０は、さまざまな他の管腔、たとえば、観察鏡管腔２４、アーム案内管腔２６、補助管腔５８、および操縦用に使われるさまざまなプルワイヤ管腔９８に取り巻かれた部品２６０の中央にあり、固定用プルワイヤ管腔９８ｃの中にプルワイヤ９６ｃを有する固定用プルワイヤ管腔９８ｃを含む。いったん部品２６０を任意の配置に位置付けると、シャフト２０を中央プルワイヤ９６ｃによって所定位置に固定することができる。張力をプルワイヤ９６ｃに加えると、張力が保持される摩擦によって部品２６０が固定される状態にまで、部品２６０は圧縮される。

さらに、ライナー２６６は、積み重ねられた入れ子式部品２６０のあらゆる管腔を貫通させることができる。そのようなライナー２６６は、入れ子式部品２６０の管腔穴を連結する連続した管腔を作るように形成されている。図１０Ｃは、ライナー２６６の包含、たとえば、アーム案内管腔２６が貫通している図１０Ａの入れ子式部品２６０を示す。同様に、図１０Ｄは、図１０Ｃの入れ子式部品２６０の断面図を示す。ここには、ライナー２６６を通して管腔２４、２６、５８を形成した入れ子式部品２６０を貫通して配置されたライナー２６６を示す。また、明らかなように、ライナー２６６は、同様にプルワイヤ管腔９８を通して延在することもできる。ライナー２６６は、摩擦低減のために親水性被膜でライナー管腔表面をコーティングしてもよく、あるいは、ライナー２６６は、テフロン（登録商標）、フルオロエチレンポリマー（ＦＥＰ）などといった滑らかなポリマーで構成されてもよい。

明らかなように、本体１０のシャフト２０は、ツールアーム３０を体内の任意の部位へ繰り出すために適したあらゆる構造を有することができる。そのような構造の典型的な好ましい実施形態は、上に記載されており、また、２００２年１０月２５日に出願した同時係属中の米国特許出願第１０／２８１，４６２号に提供されており、この出願は、米国特許出願第１０／１７３，２０３、１０／１７３，２２７、１０／１７３，２３８、および１０／１７３，２２０号の一部継続出願であり、これらすべては、２００２年６月１３日に出願されており、その全体に言及することによって本明細書の一部となる。また、２００２年１０月２５日にそれぞれ出願した同時係属中の米国特許出願第１０／２８１，４６１および１０／２８１，４２６号は、その全体に言及することによって本明細書の一部および利益となる。さらに、明らかなように、本体１０は、従来の内視鏡または腹腔鏡を通って１つ以上のツールアーム３０を通すことができる従来の内視鏡または腹腔鏡で構成することが可能である。従来の内視鏡の典型的な好ましい実施形態は、米国特許第３，９４８，２５１、４，０３６，２１８、４，２０１，１９８、４，２２４，９２９、４，９８８，１７１、５，０２０，５３９、５，０３５，２３１、５，０６８，７１９、５，１７０，７７５、５，１７２，２２５、５，１８７，５７２、および５，１９６，９２８号に提供されており、これらすべては、その全体に言及することによって本明細書の一部となる。

（ＩＩＩ．ツールアーム）
前述のとおり、システム２は、また、少なくとも１つのツールアーム３０も含み、システム２の各アーム３０は、本体１０内にある別個のアーム案内管腔２６を通して挿入することができる。図１１に示すとおり、各ツールアーム３０は、近位端部３２、遠位端部３４、および近位と遠位端部との間にシャフト３６を有する。遠位端部３４は、たとえば、概略的に示したとおり隣接リンク６２の操作によって操縦することができる。そのような操縦性能は、必要に応じて近位端部３２内に配置された操縦カフ３５によって制御することができる。各ツールアーム３０は、さらにツールアーム３０を通ってツール展開管腔３８を含む。

（Ａ．遠位端部）
図１２Ａ〜１２Ｂは、アーム３０を操縦することができるように遠位端部３４に配置された隣接リンク６２の好ましい実施形態を示す。ここに、リンク６２は、蝶番構造体１００によって枢軸的に連結されている。図１２Ａに示すとおり、リンク６２は、蝶番構造体１００による連結によって、蝶番構造体１００の真反対側のリンク６２の間に間隙１０２ができるように形成されている。リンク６２を通って延在し、固定点１０４で終端しているプルワイヤ９６を示す。さて、図１２Ｂを参照すれば、プルワイヤ９６を収縮させることにより、リンク６２は、共に引き締められ、リンク６２の間の間隙１０２は最小になる。リンク６２の形状と配置によって、この動作は、図示のとおりアーム３０に湾曲を引き起こす。遠位端部３４は、実質上真直ぐと、間隙１０２が完全に閉じられているか他の制限機能が設置されている最大湾曲との間のあらゆる湾曲を有することができるように操縦することができる。いくつかの好ましい実施形態においては、遠位端部３４は、３６０度までの湾曲が可能である。遠位端部３４は、プルワイヤ９６を前進させることによって、または反動力によって遠位端部３４を真直ぐにさせるばねの存在によって、真直ぐになった位置へ戻すことができる。

図１３Ａ〜１３Ｂは、アーム３０を操縦することができるように遠位端部３４に配置された隣接リンク６２の類似の好ましい実施形態を示す。再び、リンク６２は、蝶番構造体１００によって枢軸的に連結されている。しかしながら、図１３Ａに示すとおり、リンク６２は、蝶番構造体１００による連結によって、蝶番構造体１００の両側のリンク６２の間に間隙１０２ができるように形成されている。リンク６２を通って延在し、固定点１０４で終端しているプルワイヤ９６を示す。さて、図１３Ｂを参照すれば、プルワイヤ９６を収縮させることにより、リンク６２は、共に引き締められ、プルワイヤ９６に沿ったリンク６２の間の間隙１０２は最小になり、蝶番構造体１００の反対側の間隙１０２は最大になる。リンク６２のこの形状と配置によって、この動作は、図示のとおりアーム３０に湾曲を引き起こす。遠位端部３４は、また、プルワイヤ９６を前進させることによって、または反動力によって遠位端部３４を真直ぐにさせるばねの存在によって、真直ぐになった位置へ戻すこともできる。しかしながら、この好ましい実施形態においては、遠位端部３４は、プルワイヤ９６を引き続き前進させることによって反対方向にたわみまたは湾曲させることができる。プルワイヤ９６を前進させることによって、蝶番構造体１００の反対側の間隙１０２を最小にし、当該反対側に湾曲を生じさせる。同様に、ばねを存在させて、遠位端部を当該反対方向の湾曲から真直ぐにすることもできる。

図１４は、図１３Ａ〜１３Ｂに示した好ましい実施形態に類似の好ましい実施形態を示す。蝶番構造体１００によって枢軸的に連結されたリンク６２を示す。ここに、蝶番構造体１００は、平行に配置され、たわみを単一平面内に限定するピボットピン１０６を含む。いくつかの好ましい実施形態においては、蝶番構造体は、軸を規定する雌雄の軸受表面を含み、当該軸は、平行に配置され、遠位部分のたわみを単一平面内に限定している。リンク６２は、ピボットピン１０６による連結によって、リンク６２の間に間隙１０２を作るように形成されている。ピボットピン１０６の一方の側の間隙１０２を閉じれば、同時にピボットピン１０６の他方の側の間隙が開く。図１４は、また、アーム３０のツール展開管腔３８を通して前進させたツール４０のエンドエフェクタ４８を示す。

図１５は、ツールアーム３０の可能なたわみまたは動作の例を示す。ここに、長い本体１０の遠位先端１６から突き出ている２つのアーム３０を示す。各アーム３０の遠位端部３４は、操縦可能であり、複数の隣接リンク６２で構成されている。先端部分６６を内側に丸め、ほとんど完全な円形状を形成する位置に操縦された左側のアーム３０を示す。これに対して、先端部分６６を少し内側にそらせ円弧形状を形成する位置に操縦された右側のアーム３０を示す。したがって、アーム３０は、別個にさまざまな角度の湾曲へ操縦することができる。アーム３０を内方へ操縦し、共同で外科処置を実行し、中央部に配置された観察鏡を通して視界を維持することができるのが望ましい。

図１６Ａ〜１６Ｂは、複数の隣接リンク６２を含むツールアーム３０の別の好ましい実施形態を示す。ここに、リンク６２は、ディスク１１０が積み重ねられたときディスクの間に間隙１０２が形成されるように角度が付けられた表面を有するディスク１１０で構成されている。ディスク１１０は、１つ以上のワイヤまたはリボン１１２によって連結されている。図１６Ｂに示したこの好ましい実施形態においては、２つのリボン１１２が存在し、それぞれのリボンは、積み重ねられたディスク１１０のそれぞれの壁の内部の正反対の位置にあり、それによって、角度の付いた表面は、リボン１１２の間に配置される。リボン１１２を積み重ねられたディスクと一体成形して壁内にはめ込むか、単純に壁内の管腔の中を通すこともできる。リボン１１２によって、ディスク１１０の相対位置が維持され、操縦可能な遠位端部３４は、安定化され、単一平面内でのみたわますことができるようになる。また、図１６Ｂに示すとおり、管腔１１４を通ってプルワイヤ９６を配置するために管腔１１４がリボン１１２の間にある。プルワイヤ９６は、ディスク１１０の角度の付いた部分を貫通しており、それによって、プルワイヤ９６に張力を加えると、ディスク１１０の角度の付いた表面が相互に引き締められ、角度の付いた表面の間の間隙１０２が閉じられる。この動作によって、順に、正反対の位置にある間隙１０２が広がり、積み重ねられた状態で湾曲が作られる。

前述のとおり、いくつかの好ましい実施形態においては、アーム３０は、たわむことができ、たとえば、前に図３Ｄで示したとおり、所定配置を形成することができる。一般には、所定配置を形成する場合、アーム３０は、そのときアーム３０がこれ以上たわまないようにされている所定配置を形成するまで操縦することができる。図１７は、アーム３０が所定配置まで操縦可能な複数の隣接リンク６２を含む当該アーム３０の好ましい実施形態を示す。図示のとおり、遠位端部３４は、遠位端部３４を外側にたわませる基部６４および内側にたわませる先端部分６６を含む。基部６４と先端部分６６との間には、剛直なスペーサ６８が置かれている。スペーサ６８は、大きな長いリンクまたは単純にまっすぐな部分と考えることができる。このようなスペーサ６８は、必要に応じて使用し、特定の所定配置を作るために使用することができる。図１７Ａは、リンク６２内に形成された蝶番構造体１００によって枢軸的に連結されたリンク６２の形状を示す先端部分６６の拡大図である。間隙１０２は、構造体１００の両側に存在し、遠位端部３４を湾曲させることができる。間隙１０２の大きさは、リンク６４のさまざまな大きさと形状によって変わることになり、それによって、間隙１０２を閉じると、特定の湾曲が形成される。この構造は、図１７Ｂ〜１７Ｃで最も容易に分かることである。図１７Ｂは、さまざまな大きさの間隙１０２を作るためにさまざまな形状を有する基部６４のリンク６２を示す。図示のように、プルワイヤ９６は、間隙１０２に沿ってリンク６２を通って延在している。プルワイヤ９６に張力を加えることにより、リンク６２は、いっしょに引き絞られ、間隙１０２は閉じられ、図１７Ｃにあるとおり所定の湾曲が形成される。

図１７の所定配置は、反対方向の湾曲を含み、基部６４は、横方向外側に湾曲し、先端部分６６は、横方向内側に湾曲している。これら独特の湾曲は、別個のプルワイヤ９６によって実現することができる。たとえば、図１８Ａに示すとおり、第１のプルワイヤ９７ａは、ツールアーム３０の片側に沿って配置され、遠位端部３４に沿って中間部に位置する固定点１０４ａで終端している。この固定点１０４ａの基部方向に位置するリンク６２は、基部６４を形成する。第２のプルワイヤ９７ｂは、アーム３０の反対側に沿って配置され、遠位端部３４の先端に位置する固定点１０４ｂで終端している。一般には、固定点１０４ａと固定点１０４ｂとの間に位置するリンク６２は、先端部分６６を形成する。さて、図１８Ｂを参照すれば、第１のプルワイヤ９７ａに張力を加えることにより、基部は、横方向外側に湾曲し、第２のプルワイヤ９７ｂに張力を加えることにより、先端部分は、横方向内側に湾曲する。

図１９は、所定配置へ操縦されている２つのツールアーム３０を示す。このような操縦は、図１８Ａ〜１８Ｂに示すとおり、プルワイヤ９６を使用して達成される。固定点１０４ｂは、見える一方、固定点１０４ａは、アーム３０の内部に隠れている。図示のとおり、張力をプルワイヤ９６に加えたときこの配置を形成するために、リンク６２は、大きさと形状が変えられる。たとえば、リンク６２は、一般に、基部６４にかけてより大きく、先端部分６６にかけてより小さい。さらに、この好ましい実施形態は、安定化のためにアーム３０を貫通している安定装置１２０を含む。

いくつかの好ましい実施形態においては、操縦可能な遠位端部３４は、２つのタイプのリンクを含み、１つは、所定配置まで操縦可能なリンクおよびもう１つは、無制限に操縦可能なリンクである。たとえば、図２０は、基部６４が、適切な形状と大きさであり、横方向外側にたわむことができ、所定配置を形成することができるリンク６２で構成された好ましい実施形態を示す。このようなたわみは、視界から隠れており、遠位端部３４に沿って中間部で終端しているプルワイヤを用いて達成される。この好ましい実施形態においては、先端部分６６は、適切な形状と大きさであり、横方向内側に無制限にたわむことができるリンク６２で構成されている。先端部分６６のリンク６２は、ピボットピン１０６によってともに蝶番で取り付けられ、無制限な動作の全域にわたって支持を与えることができる。さらに、アーム３０内のツール展開管腔３８を貫通しているエンドエフェクタ４８を有するツール４０を示す。また、図２０に示すとおり、アーム３０を回転させると、別の平面内に位置することができ、この特徴は、前のセクションで説明した。

明らかなように、リンクを含む好ましい実施形態は、どんな数のリンクでも有することができる。たとえば、操縦可能な遠位端部３４は、蝶番構造体１００によってともに蝶番で取り付けられた２つのリンク６２を有することができる。この例においては、シャフト３６は、第１のリンク６２を第１の方向に向け、蝶番構造体１００は、遠位先端１６を第２の方向へ向けることになる。さらにリンク６２を追加すれば、よりなめらかな湾曲がつくれ、および／または操縦可能な遠位端部３４の全体にわたって多重湾曲が可能になる。

ツールアーム３０の前述の好ましい実施形態が、複数の隣接リンクで構成されていたとしても、明らかなように、アーム３０は、あらゆる適切な形状の材料で構成することが可能である。たとえば、各アームを、たとえば、加熱硬化によって所定の形状に成形し、任意の湾曲を形成することができるポリマー管で構成することができる。ポリマー管は、十分やわらかくアーム案内管腔２６を通して送り出すとき湾曲を真直ぐにすることができ、かつ、適度にやわらかくアーム３０を跳ね返らせることができ、管腔３０から出たとき任意の湾曲を形成することができる材料で構成される。

別の好ましい実施形態においては、各アーム３０は、図２１Ａ〜２１Ｂに示すとおり、溝付き管で構成される。図２１Ａについて説明すれば、管１３０は、管の長手方向に沿って一連の溝１３２を有する。この好ましい実施形態においては、溝１３２は、管１３０の片側に沿って存在しているが、明らかなように、溝１３２は、管の両側または管のあらゆるたわませたい部分に沿って存在することができる。図２１Ａに戻って説明すれば、プルワイヤ９６は、溝１３２に沿って管の内部に存在し、固定点１０４において管１３０に固定されている。プルワイヤ９６に張力を加えると、管１３０は、図２１Ｂに示すとおり、プルワイヤ９６の方へたわむ。溝１３２の存在によって、管１３０を比較的硬質または厚い材料で構成することができる一方、たわみおよび湾曲には、管１３０によるわずかな座屈または抵抗がともなう。明らかなように、図２１Ａ〜２１Ｂの管１３０は、また、わずかな座屈または抵抗をともなうたわみおよび湾曲が可能な薄くまたはより柔軟な材料で構成された溝のない均質な壁の管であってもよい。さらに、次の好ましい実施形態のそれぞれは、均質壁管または溝付き管、あるいはあらゆる他の適切な管構造で構成することができるさまざまなツールアーム３０を示す。

図２１Ｃ〜２１Ｄは、プルワイヤ９６が管１３０の外側に配置され固定点１０４で管１３０に固定されている管１３０で構成されたアーム３０の好ましい実施形態を示す。プルワイヤ９６に張力を加えると、管１３０は、図２１Ｄに示すとおりプルワイヤ９６の方へたわむ。プルワイヤ９６は、管１３０の外側に配置されているので、プルワイヤ９６は、固定点１０４のつなぎ綱を形成し、管１３０の表面に沿ってなぞらない。

図２１Ｅ〜２１Ｆは、形状記憶材料、たとえば、ニチノール線を一体成形したポリマー壁からなるアーム３０の好ましい実施形態を示す。図２１Ｅは、アーム３０がアーム案内管腔２６を貫通する時のまっすぐになった位置のアーム３０、およびアーム３０が形状記憶湾曲まで跳ね返った時の湾曲した位置のアーム３０を示す。図２１Ｆは、アーム３０の壁内に分布された形状記憶材料を示す図２１Ｅのアーム３０の断面図を示す。

図２１Ｇ〜２１Ｈは、ツールアーム３０を操縦するための別の機構を示す。図２１Ｇを説明すれば、本体１０のシャフト２０から延在している対になったツールアーム３０を有する本体１０のシャフト２０を示す。アーム３０を取り囲んで展開枠２９０が置かれている。枠２９０は、十分な強度を備えアーム３０に力を加えることができる半硬質または硬質材料、たとえば、ステンレス鋼線で構成される。枠２９０は、少なくとも２つの支柱２９２を含み、各支柱は、シャフト２０の遠位先端１６から延在し、かつ、頂点２９４で連結されている。各支柱２９２は、取付点２９６でツールアーム３０に取り付けられている。枠２９０は、また、遠位先端１６から頂点２９４まで延在している作動支柱２９８を含む。アーム３０および支柱２９２、２９８は、図２１Ｇに示すとおり、直線構成で本体１０の遠位先端１６から体内の任意の部位へ前進させる。図２１Ｈを説明すれば、作動支柱２９８に張力を加えると、頂点２９４は、遠位先端１６の方へ引き絞られ、支柱２９２は、外側に弓なりにされまたは曲げられ、取り付けられているアーム３０は、外側へ引っ張られる。同様に、支柱２９２は蝶番を含み、支柱２９２は蝶番で曲がる。図２１Ｈは、取付点２９６で曲がっているアーム３０を示してはいるが、明らかなように、アーム３０は、どんな部位で曲げることもできる。このように曲げることにより、ツール展開管腔３８は、相互に向き合い、ツール展開管腔３８を貫通したツールの連係が容易になる。頂点２９４を遠近方向に動かすことによって、アーム３０の湾曲が変わり、操縦が可能になる。枠２９０は、また、周辺の組織がアーム３０やツール４０に浸入するのを制限して、作業空間を作り出すのに役立つ。

大多数の好ましい実施形態においては、ツールアームの遠位端部は、固定され、たわみ位置を維持することができる。そのような固定は、あらゆる適切な機構によって達成することができる。ツールアームがプルワイヤまたはプッシュワイヤの操作によって操縦できる場合、ワイヤを所定の位置に保持し、任意の位置に遠位端部を固定することができる。プルワイヤが貫通している多数の入れ子式部品を含む好ましい実施形態においては、プルワイヤは、ほぼ部品を入れ子式配置に保持し、かつ、操縦と固定を行うために使用される。プルワイヤに張力を同時に加えると、張力を保持する摩擦によって部品が固定される状態にまで部品を圧縮することができる。他の固定機構もまた、使用することができる。さらに、ツールアームを本体内部で回転方向および軸方向で固定し、本体に対してツールアームの位置付けを維持することができる。

（Ｂ．シャフト）
前述のとおり、ツールアーム３０のシャフト３６は、本体１０を貫通している。本体１０がたわむことができる好ましい実施形態においては、シャフト３６もまた、たわむことができる。しかしながら、シャフト３６は、横方向にたわむことができるのが望まれるとはいえ、シャフト３６は、軸方向に剛性を維持しているのも望まれる。耐ねじり性に優れた編組補強管を含むあらゆる適切な構造を使用することができる。以下にさらなる好ましい実施形態を記載する。

図２２Ａ〜２２Ｂは、コイル１４０を含むシャフト３６の好ましい実施形態を示す。ここに、図２２Ａに示したコイル１４０の巻き線は、軸方向移動を防ぎ、かつ、軸方向剛性を維持することができるように相互に隣接して位置している。しかしながら、このコイル構成によれば、図２２Ｂに示すとおり、シャフト３６はたわむことができる。

図２３に示した別の好ましい実施形態においては、シャフト３６は、複数の隣接リンク機構１５０を含む。ここに、各リンク機構１５０は、リンク機構の表面上に対になった突起構造１５２およびリンク機構の基部上に対になった切り込み１５４を含む。突起構造１５２および切り込み１５４は、ともに円弧形状であり、それによって、１つのリンク機構１５０の突起構造１５２は、隣接して積み重ねられたリンク機構１５０の切り込み１５４と回転自在に嵌合する。図２３に示すとおり、対になった突起構造１５２および切り込み１５４の交互配置によって、シャフト３６は、両横湾曲方向に曲がりやすくなる一方、軸方向およびねじりには剛性が維持される。また、突起構造１５２およびシャフトの壁を貫通しているじょうご状管腔１５８を示す。じょうご状によって、じょうごを貫通しているロッドまたはワイヤは、リンク機構１５０が突起構造１５２上を回転するとき、管腔１５８内で動くことができるようになっている。丸いプルワイヤ管腔１５６は、図示のとおり、切り込み１５４およびシャフト３６の壁を貫通している。ロッドまたはワイヤは、リンク機構１５０を積み重ねられた構成に保持し、必要に応じてシャフト３６の操縦に使用される。

図２４に示す別の好ましい実施形態においては、シャフト３６は、また、積み重ねられ、横方向にたわむ一方、軸方向に剛性を維持する複数の隣接リンク機構１６０を含む。ここに、各リンク機構１６０は、リンク機構の表面上に対になった突起構造１６２およびリンク機構の基部上に対になった切り込み１６４を含む。突起構造１６２および切り込み１６４は、ともに円弧形状であり、それによって、１つのリンク機構１６０の突起構造１６２は、隣接して積み重ねられたリンク機構１６０の切り込み１６４と回転自在に嵌合する。図２４に示すとおり、対になった突起構造１６２および切り込み１６４の交互配置によって、シャフト３６は、両横湾曲方向に曲がりやすくなる一方、軸方向およびねじりには剛性が維持される。この好ましい実施形態においては、リンク機構１５０は、中央管腔１６６を含み、その中央管腔１６６の中をロッドまたはワイヤが通っている。ロッドまたはワイヤは、リンク機構１６０を積み重ねられた構成に保持するために使用される。

（Ｃ．近位端部）
ツールアーム３０の近位端部３２は、ツールアーム３０のツール展開管腔３８にツール４０を貫通させることができるように末端部またはコネクタで簡単に終端することができる。しかしながら、近位端部３２は、ツールアーム３０の操縦、特に、ツールアーム３０の遠位端部３４の操縦に対する操縦カフ３５を必要に応じて含むことができる。

図２５Ａは、２つのツールアーム３０が存在し、各ツールアーム３０が、本体１０のシャフト２０内のアーム案内管腔２６を通って挿入されている、本体１０の近位端部１２の好ましい実施形態を示す。図示のとおり、各ツールアーム３０は、本体１０の外側に残された操縦カフ３５を含み、ツール展開管腔３８には、操縦カフ３５を通ってアクセスすることができる。図２５Ｂは、２つのツールアーム３０が存在し、各ツールアーム３０が、本体１０のハンドル２２を貫通しているアーム案内管腔２６を通って挿入されている、近位端部１２の好ましい実施形態を示す。再び、各ツールアーム３０は、本体１０の外側に残された操縦カフ３５を含み、ツール展開管腔３８には、操縦カフ３５を通ってアクセスすることができる。この好ましい実施形態は、また、各アーム３０上に固定機構１７０も含む。固定機構１７０は、たとえば、図２５Ｂに示したレバー１７２を回すことによって操作することができ、遠位端部３４または操縦位置ならびにたわみ位置にあるツールアーム３０を固定することができる。

図２６は、ツールアーム３０の中をツール４０が貫通しているツールアーム３０の近位端部３２に配置された操縦カフ３５の好ましい実施形態を示す。この好ましい実施形態においては、ツールアーム３０は、シャフト３６の外周部の周りに等間隔で配置された４つのプルワイヤ９６（図２６では３つ見える）を含む。プルワイヤ９６は、前述のとおり、アーム３０の遠位端部３４の操縦に使用される。図示のとおり、ツール４０は、アーム３０の遠位端部３４から出ているエンドエフェクタ４８をともなった遠位端部４２を有する。同様に、ツール４０は、操縦カフ３５から出ている近位端部４４を有する。この好ましい実施形態においては、操縦カフ３５は、一方の端が少なくともプルワイヤ９６に、また、多くの場合、さらにアーム３０自体に取り付けられているじょうご形状を有する。ツール４０の近位端部４４を角度矢印１８０で示されているようにたわませると、近位端部４４が操縦カフ３５を押し付け、操縦カフ３５を点線で示されたたわみ位置まで回す。このような回転によって、矢印１８２で示されたとおり、たわみ位置の正反対の場所にあるプルワイヤ９６に張力が加えられる。このような張力によって、アーム３０の遠位端部３４は操縦される。したがって、操縦カフ３５内のツール４０の操作を使うことにより、アーム３０の遠位端部３４を操縦することができる。

図２７Ａ〜２７Ｂおよび図２８Ａ〜２８Ｂは、操縦カフ３５の別の好ましい実施形態を示す。ここに、操縦カフ３５は、球体形状を有し、ツールアーム３０の近位端部３２に配置されている。ツール４０は、球体形状カフ３５内の管腔１８４を貫通しており、それによって、ツールの遠位端部４２は、アーム３０の遠位端部３４から出ており、近位端部４４は、図示のようにカフ３５の外側に残っている。この好ましい実施形態においては、ツールアーム３０は、シャフト３６の外周部の周りに等間隔で配置された４つのプルワイヤ９６（３つは見える）を含む。プルワイヤ９６は、前述のとおりアーム３０の遠位端部３４の操縦に使用される。図２７Ａは、アーム３０のシャフト３６から出ており、かつ、球体形状カフ３５の表面に取り付けられているプルワイヤ９６を示す。同様に、図２７Ｂは、類似の図を示す、しかしながら、この場合、アーム３０は、シャフト３６内の管腔を通って延在しているプルワイヤ９６と、ツール展開管腔３８を通って延在しているツール４０とが見えるように一部が切り取られている。図２８Ａは、直線位置にある好ましい実施形態を示す。ツール４０の近位端部４４を角度矢印１８０で示されたようにたわませると、近位端部４４は、操縦カフ３５を押し付け、操縦カフ３５を、図２８Ｂに示すとおり、たわみ位置まで回す。このような回転によって、矢印１８２で示すとおり、たわみ位置の正反対の場所にあるプルワイヤ９６に張力が加えられる。このような張力によって、アーム３０の遠位端部３４は操縦される。したがって、操縦カフ３５内のツール４０の操作を使うことにより、アーム３０の遠位端部３４を操縦することができる。

明らかなように、図２６および図２７Ａ〜２７Ｂ、２８Ａ〜２８Ｂに示した操縦カフ３５の好ましい実施形態は、あらゆる任意のレベルの操縦に対してあらゆる数のプルワイヤ９６を含むことができる。たとえば、各好ましい実施形態においては、単一平面内でアーム３０の操縦可能な遠位端部３４を動かすためには、操縦カフ３５をはさんで向き合うように配置された２つのプルワイヤ９６があればよい。これは、横方向に安定化されたアーム３０の例である。

（ＩＶ．ツール）
前述のとおり、システム２は、また、少なくとも１つのツール４０を含む。いくつかの好ましい実施形態においては、ツール４０は、ツールアーム３０の遠位端部に配置されたエンドエフェクタ４８を簡単に含むことができ、エンドエフェクタ４８は、アーム３０を通って延在している機構を操作することによって動作する。別の好ましい実施形態においては、各ツール４０は、遠位端部４２と、近位端部４４と、遠位と近位の端部間にある長いシャフト４６とを含み、アーム３０のツール展開管腔３８を貫通することができる。シャフト４６は、ほぼあらゆる適切な材料、たとえば、編組またはコイル補強押し出し成形品で構成されたねじれ安定性に優れた管であることが望ましい。これらの好ましい実施形態においては、各ツール４０は、遠位端部４２に配置されたエンドエフェクタ４８を有し、必要に応じて、身体の外側からエンドエフェクタ４８を操作するためのハンドル５０を近位端部４４に有する。したがって、ツール４０を前進させると、それによって、エンドエフェクタ４８がアーム３０の遠位端部３４から出る。

所望の処置または組織操作によって、多種多様なエンドエフェクタ４８を使うことができる。たとえば、エンドエフェクタ４８は、メス、針、縫糸、ホチキス、ファスナ、クリッパ、電気外科カッターまたは止血作用のあるカッター、およびコアギュレータに限定されることなく、レーザーウエルダ、冷凍手術器具、補助観察鏡、鉗子、レーザーフック、トング、把持器、開創器、消息子、クランプ、はさみ、組織近似器、および吸引式塗布器を含むことができる。

図２９は、はさみの形のエンドエフェクタを有するツール４０の好ましい実施形態を示す。はさみは、外科医によって使われる最古の外科手術器具の１つである。はさみを使えば、開放外科手術において多くの作業が実行できるが、極めて小さな入口からの手術においてはさみを使用するには、より多くの熟練が必要である。図示のとおり、はさみ２００は、２つの刃２０２、支点２０４、および力付与器２０６を含む。はさみ２００の切断力には、てこの原理が機能する。刃２０２に加えられる力は、力付与器２０６の長さおよび付与器２０６に加えられる力によって算出することができる。長いシャフト４６のシリンダ動作のせいで、ツール４０のはさみ２００には正確なてこの原理が当てはまらないが、付与器２０６は、てこの動きによって力の増幅が促進するよう設計されている。はさみ２００の刃２０２を閉じると、刃の鋭いエッジが相互にすり合わさり、はさみの刃の間に来たあらゆる組織を切断することになる。

図２９のはさみ２００は、刃がまっすぐなストレートはさみの例を示す。このはさみは、腹腔鏡手術の機械的切開に対して広く使われる器具である。別のタイプのはさみは、はさみ２１４の刃２０２が少し湾曲している、図２９Ａに示す湾曲したはさみ２１４を含む。場合によっては、湾曲したはさみ２１４は、このはさみの刃２０２の湾曲によって、さらなる操作角度が作り出され、観察鏡を通してより良い視界が提供されるので好ましい。別のタイプのはさみは、ぎざぎざの付いたエッジ２１８が組織を刃２０２から滑り抜けるのを防止する刃にぎざぎざが付いているはさみ２１６を含む。刃にぎざぎざが付いているはさみは、滑りやすい組織や結さつ糸の切断に役立つ場合がある。さらに別のタイプのはさみは、切断の前に組織構造を取り囲むフックはさみ２２０を含む。組織は、フックはさみのかぎ形の刃の間に保持されるので、すべる可能性は極めて少ない。フックはさみ２２０は、固定された管や動脈の切断に特に有用である。同様に、神経切断術の神経束の切断には、フックはさみ２２０を使用すると便利である。フックはさみは、また、術中の胆管造影のために胆嚢管の部分切断に役立つ。さらに、別のタイプのはさみは、マイクロチップはさみ２２２を含む。マイクロチップはさみ２２２の主要な利点の１つは、カニューレ挿入を容易にするために管を部分的に切ることである。同様に、このマイクロチップはさみ２２２は、術中の胆管造影を実施するために胆嚢管の切断に使うことができる。総胆管のような小管の診査には、マイクロチップはさみ２２２の鋭利な小刃のおかげでマイクロチップはさみ２２２を用いると非常に重宝する。湾曲形状の鋭利なマイクロチップはさみ２２２もまた入手可能である。

図３０は、わに歯把持器２３０の形のエンドエフェクタを有するツール４０の好ましい実施形態を示す。これらの把持器２３０は、組織を強引に把持する能力がある逆歯２３２を有する。さらに、把持器２３０は、組織が圧縮されているとき、組織が脱漏できるようにカップ状になっている。したがって、把持器２３０は、繊維状卵巣や子宮組織の取り扱いおよび骨盤鏡に対して役立つ可能性がある。

図３１は、関節でつながった把持器２３６の形をしたエンドエフェクタ４８を有するツール４０の好ましい実施形態を示す。把持器２３６は、把持器のあご２４０とシャフト４６の間に関節部分２３８を含む。関節部分を含むことにより、把持器２３６をツールアーム３０に対してさらなる自由度のある関節でつなぐことができる。

エンドエフェクタ４８を有するツール４０の好ましい実施形態は、さまざまな形状の開創器の形であってもよい。そのような開創器の例は、少し例を挙げれば、角度付き開創器２４２（図３２）、フック付き開創器２４４（図３３〜３４）、三角形開創器２４６（図３５）、および円形開創器（図３６）を含む。各開創器は、やわらかく、器官および組織構造を操作することができる。

（Ｖ．補助管腔）
前述のとおり、観察鏡管腔２４およびアーム案内管腔２６に加えて管腔が本体１０内にあってもよく、補助管腔５８と考えることができる。このような管腔５８は、あらゆる目的、たとえば、少し例を挙げれば、洗浄、吸引、通気、浸軟、照明、把持、または切断に使い、多くの場合、アーム３０および／またはアーム３０の中に挿入されたまたはアーム３０の終端に配置されたツール４０と共に使うことができる。

図３７Ａに示す１つの好ましい実施形態においては、把持フック３１０は、シャフト２０内の単一補助管腔または別個の補助管腔５８（示されている）の中に挿入されている。把持フック３１０は、あらゆる適切な材料、たとえば、いったんフック３１０が遠位先端１６から出たらフック形状を形成することができる形状記憶ワイヤまたは形成できるポリマーで構成することができる。さらに、フック３１０は、先を尖らせたまたは鋭利な先端を有し、組織を把持したり突き刺したりするとき補佐することができる。図３７Ｂを参照すれば、把持フック３１０を使って、組織Ｔの一部分を把持し、ひだまたは折り目を作ることができる。そのとき、ツールアーム３０は、折り曲げられた組織Ｔの両側に延在し、所定の位置にひだを保持する固定機器３１２を展開することができる。図３７Ｃは、ひだの両側に配置された固定具３１６とともに組織を貫通している留め具３１４を含む当該固定機器３１２を示す。留め具３１４は、たとえば、縫糸、ワイヤ、またはロッドで構成することができ、また、固定具３１６は、少し例を挙げれば、結節、円板、または拡張式傘で構成することができる。このようなひだ処置は、逆流性食道炎（ＧＥＲＤ）の治療に使うことができる。

一方、他のツールは、類似目的または他の目的に対して補助管腔５８を貫通させることができる。たとえば、組織Ｔを把持するためのコルク栓抜き状器具３２０（図３８）または爪状把持器３２２（図３９）は、補助管腔５８を貫通することができる。あるいは、組織Ｔは、吸引器具を用いて把持することができる。図４０Ａは、展開前の構成状態の吸引器具３２４を示す。吸引器具３２４は、拡張式じょうご３２６を収納している展開スリーブ３２８を含む。展開スリーブ３２８を引っ込めると、じょうご３２６は開放され、図４０Ｂに示すとおり、じょうご３２６は自動拡張することができる。じょうご３２６の表面積が増大することによって、組織Ｔを把持したりじょうご３２６内に組織Ｔを保持したりするための適切な吸引が可能になる。

明らかなように、ツール４０は、また、アーム案内管腔２６を貫通して、別のアーム案内管腔２６を貫通したツールアーム３０とともに使用することができる。たとえば、図４１に示すとおり、浸軟器３３６は、アーム案内管腔２６を貫通して、組織Ｔまたは血餅を浸軟することができる一方、ツールアーム３０は、洗浄および吸引に使用される。浸軟器３３６は、組織Ｔを浸軟して、より簡単に吸引することができる小片を形成することができる。さらに、アーム３０を通して洗浄を使えば、機器の部分を清浄にすることができる。たとえば、図４２に示すとおり、アーム３０を操縦して観察鏡２８に向け、洗浄で観察鏡２８を清浄にすることができ、こうして、視界を向上させることができる。

前述の発明は、理解を明瞭にする目的で、図および例を参照しながら相当詳細に説明してきたが、さまざまな代替物、変更物、および均等物の使用が可能であり、上記の記載は、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲を限定するものではないことは明白である。

図１は、本発明によるシステムの好ましい実施形態を示す。図２は、図１のシステムを組み立てたところを示す。図２Ａは、図２のシステムの断面を図示し、図２Ｂは、別の断面を図示している。図３Ａ〜３Ｄ、４〜６は、ツールアームの操縦可能な遠位端部の可能な動作を示す。図３Ａ〜３Ｄ、４〜６は、ツールアームの操縦可能な遠位端部の可能な動作を示す。図３Ａ〜３Ｄ、４〜６は、ツールアームの操縦可能な遠位端部の可能な動作を示す。図３Ａ〜３Ｄ、４〜６は、ツールアームの操縦可能な遠位端部の可能な動作を示す。図７Ａ〜７Ｂは、粘膜切除の実施に使われた本システムの好ましい実施形態を示す。図８Ａ〜８Ｃは、さまざまな位置の本体の好ましい実施形態を示す。図９Ａは、多数の入れ子式部品で構成された本体のシャフトの好ましい実施形態を示し、図９Ｂは、それら部品の分解組立図を示す。図９Ｃ〜９Ｅは、さまざまな入れ子式部品の断面図を示す。図１０Ａは、入れ子式部品の中心部を貫通して延在するプルワイヤを有する入れ子式部品の分解組立図を示し、図１０Ｂは、１つの入れ子式部品の断面図を示す。図１０Ｃは、ライナー状の封入体を備えた図１０Ａの入れ子式部品を示し、図１０Ｄは、１つの入れ子式部品の断面図を示す。図１１は、ツールアームの好ましい実施形態を示す。図１２Ａ〜１２Ｂ、１３Ａ〜１３Ｂ、１４は、ツールアームの遠位端部に配置される隣接リンクの好ましい実施形態を示す。図１２Ａ〜１２Ｂ、１３Ａ〜１３Ｂ、１４は、ツールアームの遠位端部に配置される隣接リンクの好ましい実施形態を示す。図１２Ａ〜１２Ｂ、１３Ａ〜１３Ｂ、１４は、ツールアームの遠位端部に配置される隣接リンクの好ましい実施形態を示す。図１５は、ツールアームの好ましい実施形態の可能なたわみまたは動作の例を示す。図１６Ａ〜１６Ｂは、複数の隣接リンクで構成されたツールアームの別の好ましい実施形態を示す。図１７、１７Ａ〜１７Ｃは、所定配置まで操縦可能なツールアームの好ましい実施形態を示す。図１８Ａ〜１８Ｂは、別個のプルワイヤによって達成された独特の湾曲の創作物を示す。図１９は、所定配置まで操縦された２つのツールアームを示す。図２０は、所定配置まで操縦可能なリンクおよび制限なく操縦可能なリンクの両方を含む好ましい実施形態を示す。図２１Ａ〜２１Ｂは、溝の付いた管で構成されたツールアームの好ましい実施形態を示す。図２１Ａ〜２１Ｂは、溝の付いた管で構成されたツールアームの好ましい実施形態を示す。図２１Ｃ〜２１Ｄは、プルワイヤが管の外側に配置された管で構成されたツールアームの好ましい実施形態を示す。図２１Ｃ〜２１Ｄは、プルワイヤが管の外側に配置された管で構成されたツールアームの好ましい実施形態を示す。図２１Ｅ〜２１Ｆは、形状記憶材料とともに同時押出し成形されたポリマー壁で構成されたツールアームの好ましい実施形態を示す。図２１Ｅ〜２１Ｆは、形状記憶材料とともに同時押出し成形されたポリマー壁で構成されたツールアームの好ましい実施形態を示す。図２１Ｇ〜２１Ｈは、展開枠を含むツールアームを操縦するための機構を示す。図２１Ｇ〜２１Ｈは、展開枠を含むツールアームを操縦するための機構を示す。図２２Ａ〜２２Ｂ、２３、２４は、本体のシャフトの好ましい実施形態を示す。図２２Ａ〜２２Ｂ、２３、２４は、本体のシャフトの好ましい実施形態を示す。図２２Ａ〜２２Ｂ、２３、２４は、本体のシャフトの好ましい実施形態を示す。図２５Ａ〜２５Ｂは、２つのツールアームが存在し、各ツールアームは操縦カフを含む本体の好ましい実施形態の近位端部の図を示す。図２６、２７Ａ〜２７Ｂ，２８Ａ〜２８Ｂは、操縦カフの好ましい実施形態を示す。図２６、２７Ａ〜２７Ｂ，２８Ａ〜２８Ｂは、操縦カフの好ましい実施形態を示す。図２６、２７Ａ〜２７Ｂ，２８Ａ〜２８Ｂは、操縦カフの好ましい実施形態を示す。図２９、２９Ａ〜２９Ｄは、さまざまな形状のはさみの形をしたエンドエフェクタを有するツールの好ましい実施形態を示す。図３０は、わに歯把持器の形をしたエンドエフェクタを有するツールの好ましい実施形態を示す。図３１は、関節付き把持器の形をしたエンドエフェクタを有するツールの好ましい実施形態を示す。図３２〜３６は、さまざまな形状の開創器の形をしたエンドエフェクタを有するツールの好ましい実施形態を示す。図３２〜３６は、さまざまな形状の開創器の形をしたエンドエフェクタを有するツールの好ましい実施形態を示す。図３２〜３６は、さまざまな形状の開創器の形をしたエンドエフェクタを有するツールの好ましい実施形態を示す。図３２〜３６は、さまざまな形状の開創器の形をしたエンドエフェクタを有するツールの好ましい実施形態を示す。図３２〜３６は、さまざまな形状の開創器の形をしたエンドエフェクタを有するツールの好ましい実施形態を示す。図３７Ａ〜３７Ｂは、本体内の補助管腔を通して挿入される把持フックを示し、図３７Ｃは、そのような把持フックをひだ形成処置で使用するとき、ツールアームによって展開することができる固定機器を示す。図３８、３９、４０Ａ〜４０Ｂは、本体内の補助管腔を貫通した別のツールを示す。図３８、３９、４０Ａ〜４０Ｂは、本体内の補助管腔を貫通した別のツールを示す。図３８、３９、４０Ａ〜４０Ｂは、本体内の補助管腔を貫通した別のツールを示す。図４１は、ツールアームとともに使用するためにアーム案内管腔を貫通したツールを示す。図４２は、本体の一部、特に観察鏡レンズを清掃するために使用されるアームを示す。

Claims

遠位端部と、近位端部と、長い本体の全体または少なくとも遠位部分を通って延在するアーム案内管腔とを有する、長さに沿って柔軟な長い本体であって、前記長い本体の少なくとも一部が、操縦可能であり、そして複数の隣接リンクを備える、長い本体、および
前記長い本体の前記アーム案内管腔を通って延在することができるようになっており、かつ、横方向に安定化された操縦可能な遠位端部を有し、長さに沿って柔軟であり、ツール展開管腔を規定する少なくとも１つのツールアームであって、前記遠位端部は、前記長い本体に対して、前記長い本体とは独立して配置可能であり、かつ前記長い本体を越えて遠位に延在可能である、少なくとも１つのツールアーム
を含む、管腔内ツール展開システム。
前記ツールアームの前記横方向に安定化された操縦可能な遠位端部は、単一平面内でのみたわむことができる、請求項１に記載のシステム。
前記ツールアームの前記横方向に安定化された操縦可能な遠位端部は、前記単一平面内でたわみ位置までたわむことができ、かつ、前記たわみ位置で固定することができる、請求項２に記載のシステム。
前記隣接リンクは、蝶番構造体によって枢軸的に連結されている、請求項１に記載のシステム。
前記蝶番構造体は、ピボットピンを含み、前記ピボットピンは、たわみを前記単一平面内に限定することができるように平行に配置されている、請求項４に記載のシステム。
前記ツールアームは、前記アーム案内管腔内で軸方向および回転方向に移動可能である、請求項１に記載のシステム。
前記アーム案内管腔は、前記長い本体の遠位先端で終端し、それによって、前記ツールアームは、前記遠位先端を通って前進する、請求項６に記載のシステム。
前記アーム案内管腔は、前記遠位部分を通って延在し、前記遠位部分の遠位先端で終端している、請求項１に記載のシステム。
前記長い本体の前記遠位部分は、ほぼ円筒形の外形を有し、前記アーム案内管腔は、前記円筒形の外形の外側に延在しない、請求項８に記載のシステム。
前記長い本体は、前記長い本体を通って延在し、かつ、前記遠位先端で終わる観察鏡管腔を有する、請求項１に記載のシステム。
前記長い本体は、第２のアーム案内管腔を有し、前記２つのアーム案内管腔および前記１つの観察鏡管腔の前記遠位の終端が、前記本体の前記遠位先端上にほぼ三角パターンで配置されている、請求項１０に記載のシステム。
前記長い本体は、第１の部分および前記第１の部分の近位に配置されている第２の部分を含み、前記第１および第２の部分は、独自に固定できる、請求項１に記載のシステム。
前記第１の部分は、固定可能である一方、前記第２の部分は、操縦可能のままである、請求項１２に記載のシステム。
前記第２の部分は、少なくとも単一平面内で選択的にたわむようになっている、請求項１２に記載のシステム。
前記第２の部分は、前記本体の前記遠位端部が前記近位端部の方へ向く反転状態にたわむことができる、請求項１４に記載のシステム。
遠位端部と、近位端部と、長い本体の全体または少なくとも遠位部分を通って延在するアーム案内管腔とを有し、管腔内を前進するようになっている、長い本体および
前記長い本体の前記アーム案内管腔を通って延在することができるようになっており、かつ、複数の隣接リンクを含む操縦可能な遠位端部を含む、少なくとも１つのツールアームであって、前記操縦可能な遠位端部は、前記長い本体に対して、前記長い本体とは独立して配置可能である、少なくとも１つのツールアームを含み、
前記ツールアームの前記操縦可能な遠位端部は、単一平面内でたわむことが可能であり、そして前記単一平面内で横方向外向きにたわむことが可能である基部、および前記長い本体に対して単一平面内で横方向内向きにたわむことが可能である先端部分を備える、
管腔内ツール展開システム。
前記先端部分は、前記本体の前記遠位端部に直面するまでたわむことができる、請求項１６に記載のシステム。
前記隣接リンクは、蝶番構造体によって枢軸的に連結されている、請求項１６に記載のシステム。
前記蝶番構造体は、ピボットピンを含み、前記ピボットピンは、たわみを前記単一平面内に限定するように平行に配置されている、請求項１８に記載のシステム。
前記ツールアームは、前記アーム案内管腔内で軸方向および回転方向に移動可能である、請求項１６に記載のシステム。
前記アーム案内管腔は、前記長い本体の遠位先端で終端し、それによって、前記ツールアームは、前記遠位先端を通って前進する、請求項２０に記載のシステム。
前記操縦可能な遠位端部がたわんで所定の湾曲を形成することができ、さらに、前記アームがさらにたわむことを制限するように、前記隣接リンクが形成されている、請求項１６に記載のシステム。
前記少なくとも１つのツールアームは、前記遠位端部を操縦するプルワイヤをさらに含む、請求項１６に記載のシステム。
前記ツールアームは、ツール展開管腔を含み、前記システムは、さらに、前記ツール展開管腔を通って延在することができるようになっているツールを含む、請求項１６に記載のシステム。
前記ツールアームは、操縦カフを通って前記ツールを延在させるために配置されている操縦カフをさらに含み、これによって、前記操縦カフ内で前記ツールを操作することにより、前記ツールアームの前記遠位端部を操縦するようにした、請求項２４に記載のシステム。
前記アーム案内管腔は、前記遠位部分を通って延在し、前記遠位部分の遠位先端で終端している、請求項１６に記載のシステム。
前記長い本体の前記遠位部分は、ほぼ円筒形の外形を有し、前記アーム案内管腔は、前記円筒形の外形の外側に延在しない、請求項２６に記載のシステム。
前記長い本体は、前記長い本体を通って延在し、かつ、前記遠位先端で終端する観察鏡管腔を有する、請求項１６に記載のシステム。
前記長い本体は、第２のアーム案内管腔を有し、前記２つのアーム案内管腔および前記１つの観察鏡管腔の前記遠位の終端が、前記本体の前記遠位先端上にほぼ三角パターンで配置されている、請求項２８に記載のシステム。
前記長い本体の少なくとも前記遠位部分は、操縦可能である、請求項１６に記載のシステム。
前記長い本体は、第１の部分および前記第１の部分の近位に配置された第２の部分を含み、前記第１および第２の部分は、独自に固定できる、請求項３０に記載のシステム。
前記第１の部分は、固定可能である一方、前記第２の部分は、操縦可能のままである、請求項３１に記載のシステム。
前記第２の部分は、少なくとも単一平面内で選択的にたわむようになっている、請求項３１に記載のシステム。
前記第２の部分は、前記本体の前記遠位端部が前記近位端部の方へ向く反転状態にたわむことができる、請求項３３に記載のシステム。
前記長い本体の前記遠位部分は、複数の隣接リンクを含む、請求項３０に記載のシステム。
前記遠位部分は、少なくとも単一平面内で選択的にたわむようになっている、請求項３５に記載のシステム。
前記ツールアームの前記操縦可能な遠位端部は、たわみ位置までたわむことができ、かつ、前記たわみ位置で固定することができる、請求項１６に記載のシステム。
遠位端部と、近位端部と、長い本体の少なくとも遠位部分を通って延在しているアーム案内管腔と、を有する、長さに沿って柔軟な長い本体であって、前記長い本体の少なくとも前記遠位部分は、操縦可能であり、そして複数の隣接リンクを含む、長い本体、および
前記長い本体の前記アーム案内管腔を通って延在することができるようになっている、長さに沿って柔軟であり、ツール展開管腔を規定する少なくとも１つのツールアームであって、前記少なくとも１つのツールアームは、前記長い本体に対して、前記長い本体とは独立して配置可能であり、かつ前記長い本体を越えて遠位に延在可能である、少なくとも１つのツールアーム
を含む、管腔内ツール展開システム。
前記長い本体の少なくとも前記遠位部分は、ほぼ円筒形の外形を有し、前記アーム案内管腔は、前記円筒形の外形の外側に延在しない、請求項３８に記載のシステム。
前記ツールアームは、前記アーム案内管腔内で軸方向および回転方向に移動可能である、請求項３９に記載のシステム。
前記アーム案内管腔は、前記長い本体の遠位先端で終端し、それによって、前記ツールアームは、前記遠位先端を通って前進する、請求項４０に記載のシステム。
前記長い本体は、前記長い本体を通って延在し、かつ、前記遠位先端で終端する観察鏡管腔を有する、請求項３８に記載のシステム。
前記２つのアーム案内管腔および前記１つの観察鏡管腔の前記遠位の終端が、前記本体の前記遠位先端上にほぼ三角パターンで配置されている、請求項４２に記載のシステム。
前記遠位部分が、少なくとも単一平面内で選択的にたわむようになっている、請求項３８に記載のシステム。
遠位端部と、近位端部と、長い本体の全体または少なくとも遠位部分を通って延在している少なくとも２つのアーム案内管腔とを有する、長い本体であって、前記少なくとも２つのアーム案内管が、前記本体の遠位先端まで完全に延在している、長い本体、
前記長い本体の前記アーム案内管腔を通って延在することができるようになっている少なくとも２つのツールアームであって、前記本体の前記遠位先端から出ており、そして少なくとも１つのツールアームが、前記長い本体に対して、前記長い本体とは独立して配置可能である前記ツールアーム、および
前記本体の遠位先端から延在する展開枠をさらに含み、前記枠は、前記少なくとも２つのツールアームのうちの１つにそれぞれ取り付けられた少なくとも２つの支持部を含み、それによって、前記展開枠を操作することにより、前記取り付けられているツールアームをたわませるようにしている、展開枠
を含む、管腔内ツール展開システム。
前記長い本体は、前記長い本体を通って延在し、かつ、前記遠位先端で終端する観察鏡管腔を有する、請求項４５に記載のシステム。
前記２つのアーム案内管腔および前記１つの観察鏡管腔の前記遠位の終端が、前記本体の前記遠位先端上にほぼ三角パターンで配置されている、請求項４６に記載のシステム。
前記ツールアームは、前記アーム案内管腔内で軸方向および回転方向に移動可能である、請求項４５に記載のシステム。
前記ツールアームの少なくとも１つは、柔軟な管に取り付けられた少なくとも１つのプルワイヤを有する前記柔軟な管を含む操縦可能な遠位端部を有し、それによって、少なくとも１つのプルワイヤを操作することにより、前記操縦可能な遠位端部をたわませるようにしている、請求項４５に記載のシステム。
前記ツールアームの中の少なくとも１つは、形状記憶材料を有する柔軟な管を含む操縦可能な遠位端部を有し、それによって、前記操縦可能な遠位端部が前記本体の前記遠位先端から出ることにより、前記操縦可能な遠位端部を形状記憶位置にたわませるようにしている、請求項４９に記載のシステム。
前記アーム案内管腔は、前記遠位部分を通って延在し、前記遠位部分の遠位先端で終端している、請求項４５に記載のシステム。
前記長い本体の前記遠位部分は、ほぼ円筒形の外形を有し、前記アーム案内管腔は、前記円筒形の外形の外側に延在しない、請求項５１に記載のシステム。
前記長い本体の少なくとも前記遠位部分は、操縦可能である、請求項４５に記載のシステム。
前記長い本体の前記遠位部分は、複数の隣接リンクを含む、請求項５３に記載のシステム。
少なくとも単一平面内で前記遠位部分を選択的にたわませるための手段をさらに含む、請求項５４に記載のシステム。
遠位端部と、近位端部と、長い本体の少なくとも遠位部分を通って延在するアーム案内管腔とを有する、長い本体であって、前記長い本体の少なくとも前記遠位部分は、操縦可能であり、前記長い本体の前記遠位部分は、複数の隣接リンクを含み、そして前記前記アーム案内管腔が、前記長い本体の丸い遠位先端上で遠位で終端している、長い本体、および
前記長い本体の前記アーム案内管腔を通って延在することができるようになっている少なくとも１つのツールアームであって、前記本体の前記丸い遠位先端から出ており、そして前記ツールアームは、前記アーム案内管腔内で軸方向および回転方向に移動可能である、ツールアーム
を含む、管腔内ツール展開システム。
前記長い本体の前記遠位部分は、ほぼ円筒形の外形を有し、前記アーム案内管腔は、前記円筒形の外形の外側に延在しない、請求項５６に記載のシステム。
前記長い本体は、前記長い本体を通って延在し、かつ、前記遠位先端で終端する観察鏡管腔を有する、請求項５６に記載のシステム。
前記長い本体は、第２のアーム案内管腔を有し、前記２つのアーム案内管腔および前記１つの観察鏡管腔の前記遠位の終端が、前記本体の前記遠位先端上にほぼ三角パターンで配置されている、請求項５８に記載のシステム。
前記遠位部分が、少なくとも単一平面内で選択的にたわむようになっている、請求項５６に記載のシステム。
横方向に安定化された操縦可能なツールアームであって、
管腔内で前進するようになっている長い本体から遠位に延びる、近位端部および遠位端部を有するシャフトであって、前記アームの遠位部分が前記遠位部分のたわみを単一平面内に限定する蝶番構造体によって枢軸的に取り付けられた複数の隣接リンクを含む、シャフトを備え、
前記シャフトの前記遠位部分は、その近位端部から作動される場合に、前記単一平面内で選択的にたわむようになっており、これによって、前記遠位端部は、前記長い本体の長手軸と直接整列して位置決めされ、そして前記シャフトは、前記長い本体に対して軸方向および回転方向に移動可能であり；そして
前記蝶番構造体は、それぞれピンを含み、前記ピンは、前記遠位部分の前記たわみを前記単一平面内に限定することができるように平行に配置されている、
ツールアーム。
前記蝶番構造体は、軸を規定する雌雄の軸受表面を含み、前記軸は、前記遠位部分のたわみを前記単一平面内に限定することができるように平行に配置されている、請求項６１に記載のツールアーム。
前記遠位端部は、少なくとも２つの操縦可能な部分を含み、最遠位の操縦可能な部分は、第１の方向へ湾曲する先端部分を含み、中間の操縦可能な部分は、その反対側方向に湾曲する基部を含み、両湾曲は、前記単一平面内にある、請求項６１に記載のツールアーム。
前記先端部分の湾曲は、前記基部の湾曲の半径より大きい半径を有する、請求項６３に記載のツールアーム。
前記遠位部分を選択的にたわませるための、少なくとも１つのプルワイヤまたは１つのプッシュワイヤを含む、請求項６１に記載のツールアーム。
前記遠位部分を選択的にたわませるための、少なくとも１つの付加的なプルワイヤまたはプッシュワイヤをさらに含む、請求項６５に記載のツールアーム。
前記プルワイヤまたはプッシュワイヤに対抗して前記遠位部分を真直ぐにすることができるように構成された少なくとも１つのばねをさらに含む、請求項６５に記載のツール。
前記操縦可能な遠位端部がたわんで所定の湾曲を形成することができ、前記シャフトがさらにたわむことを制限するように、前記隣接リンクが形成されている、請求項６１に記載のツール。
ツールを貫通させることができるように、前記シャフトを通ってツール展開管腔が延在している、請求項６１に記載のツール。
前記ツールアームは、前記ツールが操縦カフを貫通するように配置されている前記操縦カフをさらに含み、それによって、前記操縦カフ内で前記ツールを操作することにより、前記ツールアームの前記遠位端部を操縦するようにしている、請求項６９に記載のツール。
前記シャフトの前記遠位端部上または近くに配置されたエンドエフェクタをさらに含む、請求項６１に記載のツール。
解剖学的空間内で１つ以上のツールを展開させるためのシステムであって、前記システムは、
遠位端部が前記解剖学的空間内に挿入するされるようになっている、長さに沿って柔軟な本体と、
前記本体を越えて前記解剖学的空間の中に延在するように、前記本体内の少なくとも遠位部分に規定されたツール展開管腔から前進する、長さに沿って柔軟なツールアームと、
前記解剖学的空間内の目標部位付近に前記ツールアームの遠位先端を置くように、前記本体に対して、前記本体とは独立して前記ツールアームをたわませ、かつ、位置付けるための手段であって、前記目標部位において、前記アームの遠位部分は、単一平面内で湾曲し、かつ、横方向に安定化されており、たわませかつ位置付けることは、前記ツールアームの前記遠位部分内の蝶番で留められた複数の隣接リンクを引っ張ることを包含し、前記蝶番で留められた隣接リンクは、前記単一平面に対して垂直に配置された蝶番ピンによって連結され、その結果、前記ピンによって、前記遠位部分は安定化され、前記単一平面の外側へのたわみが抑制される、手段と、
前記目標部位へ前記ツールアームの管腔を通してツールを前進させるための手段と、
を含む、システム。
前記本体内に配置された観察鏡をさらに含み、前記ツールアームは、前記本体の遠位先端から、前記観察鏡に近い場所から軸方向に延在している、請求項７２に記載のシステム。