JP5491674B2 - 方向付け可能端を有する柔軟な細長い構造体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、操作可能端を有する柔軟な細長い構造体を製造する方法に関する。

本発明は、有利には、医療分野に適用可能であり、より詳細には、内視鏡又はカテーテル製造用に適用可能である。

特に、医療用途に設計されているにも関わらず、本発明は、パイプの非破壊検査のような、操作可能端を有する細長い構造体を使用する他の多様な技術分野にも等しく使用されてよい。

公知の方法では、外科医は、血管疾患治療のために狭い接近経路を使用し、あまり侵襲的ではない技術の使用を好む。そのような技術は、開腹手術への依存を制限し、患者の負担軽減を可能にする。この目的で、人体内への細長い本体の挿入と前進を容易にする目的のために、操作可能な細長い本体をその端に有するカテーテル又は内視鏡が、頻繁に使用される。

細長い本体の構造体は、少なくとも１つのアクチュエータ部材を含み、前記アクチュエータ部材は、実際に、細長い本体の主軸上に配置されていない人体部分を観察又は治療するために、端部が、人体の湾曲部を通り抜けて非直線部分の中を移動するのを可能にするように、湾曲可能となっている。

アクチュエータ部材の多様な型が提案されており、そのうちのいくつかは、形状記憶合金ワイヤ(以下、ＳＭＡＷ：Shape Memory Alloy Wire、と称する）を使用する。

ＳＭＡＷは、これらの端が固定される細長い本体に沿って延びる。ＳＭＡＷは、例えば、ジュール効果により、それ自身を加熱する手段に関係付けられており、これにより、細長い本体に曲げが生じるように、ＳＭＡＷの収縮が引き起こされる。この目的のため、電力供給ワイヤがＳＭＡＷに結合される。

とは言うものの、そのような構造は製造が難しい。ＳＭＡＷは、縦長本体にその端を固定し、且つ電力供給ワイヤにも結合しなければならない。

接着又は実際のレーザのような、本体にＳＭＡＷを固定する多様な方法が提案されている。しかし、縦長本体上へ正確にワイヤを配置することと、特に、ＳＭＡＷの大きな温度変化、及びＳＭＡＷにかかる高い牽引力を考えると、ワイヤを長期にわたり適切に維持することの両方を保証することはできないため、接着又はレーザは、大して満足がいくものではない。

短絡回避のため、これらのワイヤ間の接触を防止することが必要であるため、縦長本体に複数のＳＭＡＷを通過させるときには、ワイヤの配置が特に重要であることを強調することは重要である。

最終的に、構造体が小直径管に沿って通ることを可能にするのに必要な小ささを組立品が呈するように、ＳＭＡＷに起因する余分な厚さ、及び本体にＳＭＡＷを結合する手段に起因する余分な厚さを最小化しなくてはならないことも認識されている。

本発明は、ＳＭＡＷアクチュエータを含むこのような操作可能な縦長構造体の改良を提案しようとするものである。

この目的達成のため、本発明は、操作可能端を有する細長い構造体の製造方法を提供し、前記構造体は、少なくとも１つのアクチュエータ部材に関連する柔軟な縦長本体を具備し、前記アクチュエータ部材は、少なくとも１つの形状記憶合金ワイヤ、すなわち、 ＳＭＡＷを含み、前記ＳＭＡＷは、本体に沿って延長し、且つ本体の端に固定され、前記ＳＭＡＷは、制御された方法で、それ自身を加熱する手段に関係付けられている。

本発明によれば、次の工程を含む：
少なくとも２つの端管を含む管に前記ＳＭＡＷを挿入する工程；
前記ＳＭＡＷの端に少なくとも前記端管を圧着する工程；及び
前記ワイヤが前記本体に沿って延びる態様で前記本体に前記管を固定する工程。

従って、ＳＭＡＷが所定位置に設置されている間、前記ＳＭＡＷに損傷を与えるリスクも無く、前記本体に沿って前記ＳＭＡＷが配置される間、圧着された管の使用は、ＳＭＡＷを操作することを容易にする。

この技術は、前記ＳＭＡＷを、溶接、半田付け、接着の対象にすることを回避する。前記圧着は、前記管の前記表面外側を変形させる、このため、特に、結紮糸により前記本体に前記管を結合させた場合、前記ＳＭＡＷの収縮により生成された牽引力に対する、前記管と前記本体との間の結合力を強化するように働く。

更に、前記管は、導電性を有するように選択してよく、このため、電力供給ワイヤに結合されてよく、その結果、ＳＭＡＷが電力供給ワイヤに結合されることを容易にする。

本発明の別の観点では、中間管は、ＳＭＡＷの両端に圧着された両端管の間に設けられており、前記中間管も、前記本体に固定され、且つ前記ＳＭＡＷへ任意選択的に圧着される。

この特徴は、前記両端管の間に延びる縦長本体部分のより大きな湾曲部分を得ることが可能となり、従って、医師に、縦長本体の構造体の操作及び移動をより容易にする。

本発明は、非限定的な実施態様として、提供される添付図面を参照して、実施態様の詳細な説明を読むと容易に理解されることが可能である。

図１は、本発明の詳細な実施態様の操作可能端を有する細長い構造体の斜視図である。 図２ａは、製造の異なる工程間の、図１の操作可能端を有する細長い構造体の縦断面図を示す。 図２ｂは、製造の異なる工程間の、図１の操作可能端を有する細長い構造体の縦断面図を示す。 図２ｃは、製造の異なる工程間の、図１の操作可能端を有する細長い構造体の縦断面図を示す。 図２ｄは、製造の異なる工程間の、図１の操作可能端を有する細長い構造体の縦断面図を示す。 図２ｅは、製造の異なる工程間の、図１の操作可能端を有する細長い構造体の縦断面図を示す。 図２ｆは、製造の異なる工程間の、図１の操作可能端を有する細長い構造体の縦断面図を示す。 図２ｇは、製造の異なる工程間の、図１の操作可能端を有する細長い構造体の縦断面図を示す。 図３は、本発明の第２の実施の形態の細長い構造体の縦断面図である。 図４は、本発明の休止位置及び湾曲された位置での縦長構造体の変形実施態様の部分縦断面図である。 図５は、本発明の休止位置及び湾曲位置での縦長構造体の変形実施態様の部分縦断面図である。

図１は、縦長本体２に沿って延びるＳＭＡＷを含むアクチュエータ部材に関連した柔軟な縦長本体２を含む操作可能端を有する縦長構造体１を示す。ＳＭＡＷは、帯状部７により本体２に固定された所定数の管５ａ，５ｂ，５ｃ内で延びる。この実施態様では、管全部がＳＭＡＷ４上に圧着される。前記管は、導電性があり、端管５ａ，５ｂは、ジュール効果によりＳＭＡＷが加熱されることを可能にする電力供給ワイヤに結合されている。これにより、ＳＭＡＷ４を収縮を引き起こされ、ＳＭＡＷ４が延びる本体２の部分に曲げを生じさせる。

図２ａ〜２ｇに示された工程を有する最初の製造方法では、出発原料は、導電性の剛性材料の鞘５であり、帯状部７により共に結合される管区域５ａ〜５ｄを残すように、図２ｂに示されたように、鞘が切り取られる。それから、図２ｃに見られるように、ＳＭＡＷ４は、全ての管を通ってＳＭＡＷが延びるように、管５内にＳＭＡＷ４が挿入される。そして、端管５ａ及び５ｄに、電力供給ワイヤ１０が、その端をそれぞれ結合することにより設置される。

それから、図２ｄに示されるように、端管５ａ及び端管５ｄは、ワイヤ４及び１０上に圧着されて、その上に一連の凹部９及び突起が形成される。この後に、図２ｅに示されるように、この方法により製造された組立品が本体２に取り付けられる。

図２ｆに示されたように、組立品は、管５ａ、５ｂ、５ｃ及び５ｄに対してクランプするように延びる結紮糸６により本体２に固定される。端管５ａ及び５ｄについて、圧着する凹部９に結紮糸６が延び、これにより、前記管が本体２に対して軸方向に移動するのを防止する。

最終的に、図２ｇに開示されるように、帯状部７は除去され、最初の鞘の管５ａ〜５ｄのみが残される。これは、柔軟な縦長本体２が固定される間、管が適切に互いに整列されることを保証する。

この実施態様では、端管５ａ及び５ｄがＳＭＡＷ４の端上に圧着され、従って、本体２にＳＭＡＷ４を支持するように働く。また、端管５ａ及び５ｄは、ＳＭＡＷ４と電力供給ワイヤ１０との間の電気的結合も提供する。これに対して、中間管５ｂ及び５ｃは、ＳＭＡＷ４の制御された収縮及び拡張の間にＳＭＡＷ４を案内するためのジャーナルを形成する。

この実態態様は、図３及び４に示されたいくつかの多様な変形を対象としてよい。

図３に示されたように、結紮糸６は、区別できるＳＭＡＷ４に各々関係付けられた複数の管をクランプしてよい。更に、前記中間管は、ＳＭＡＷ４上にそれ自体圧着されてよい。

図４に示されるように、局所的に本体２を硬くするために管の１つを延ばすように、鞘の管状部８を残るようにしてもよい。この図に示されたように、管状部８は、それが、管５ａを延ばして残ることを許容され、その部分の端は、本体２に、結紮糸により取り付けられる。従って、図５に示されるように、ＳＭＡＷ４の収縮の間、本体２は、もはや、管状部８と整列して曲がることはできないが、ＳＭＡＷが案内無しに残される部分に沿ってのみ曲がることができる。従って、管状部８の形をした延長部は、本体が曲がっている間の、本体の曲率半径を減少するのに寄与する。というのも、ＳＭＡＷの与えられた長さに対して、上述した部分に折曲部が集中するからである。

勿論、端管５ａ及び５ｄが内方へ、すなわち、図に示された他の管の方へ、又は外方に、延ばされてよい。同様に、中間管を延ばすこともできる。

好ましくは、延長部８の長さは、縦長本体２の直径の５倍よりも短いため、本体２の前進を妨げることを回避するのに十分な本体２の全体的な柔軟さが残っている。

本発明は、上記記載に限定されるものではなく、これに対し、特許請求の範囲で規定された如何なる変形例も範囲に入る。

特に、結紮糸により本体に固定された管が、上に言及されたが、接着のような他の固定手段を使用することは可能である。

管が導電性材料で形成されると言及されたが、これは、ＳＭＡＷと電力供給ワイヤとの間の結合を容易にするものであるが、本質的なことではない。もし、管が、ＳＭＡＷと、対応する電力供給ワイヤとを、各端管内側で重ね合わせるのを可能にするのに、十分な直径を有していれば、圧着による圧力の適用により両者間に電気的接触が確立される。

管は共通の鞘を切り出して形成される。このことは、ＳＭＡＷの操作及び構造体本体へのＳＭＡＷの配置をより容易にすると上で述べたが、代替的に、単一のＳＭＡＷが装着され、且つ少なくとも２つの端管を含む、複数の管の使用をすることもできる。

Claims (7)

1. 操作可能端を有する細長い構造体の製造方法であって、前記構造体は、少なくとも１つのアクチュエータ部材と関連する柔軟な縦長本体（２）を具備し、前記アクチュエータ部材は、少なくとも１つの形状記憶合金ワイヤ、すなわち、ＳＭＡＷ（４）を含み、前記ＳＭＡＷ（４）は、前記本体（２）に沿って延長し、且つ前記本体の端で固定され、前記ＳＭＡＷ（４）は、制御された方法でそれ自身を加熱する手段と関係付けられており：
   少なくとも２つの端管（５ａ、５ｄ）を含む管（５ａ、・・・、５ｄ）に前記ＳＭＡＷを挿入する工程；
   前記ＳＭＡＷの端上に少なくとも前記端管を圧着する工程；及び
   前記ワイヤが前記本体（２）に沿って延びるような態様で前記本体（２）に前記管を固定する工程；を含むことを特徴とする、操作可能端を有する細長い構造体の製造方法。
2. 前記管（５ａ、…、５ｄ）は、全て共通の１つの鞘（５）から切り出されることにより得られる、請求項１記載の方法。
3. 前記鞘（５）は、帯状部（７）により共に結合された前記管が残るように切り出され、このように、共に結合された前記管が、前記帯状部が除去される前に、前記本体に固定される、請求項２記載の方法。
4. 電力供給ワイヤ（１０）の端が、前記端管（５ａ、５ｄ）に挿入される、請求項１記載の方法。
5. 前記管は、結紮糸（６）により前記本体に結合される、請求項１記載の方法。
6. 圧着された前記管のために、前記管を圧着することによって残された凹部（９）に、前記結紮糸が延びる、請求項５記載の方法。
7. 前記管の少なくとも１つが、圧着部を超える延長部（８）を備える、請求項１記載の方法。

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