專利名稱：用于柔性器械的鉸接護(hù)套的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于柔性器械例如內(nèi)窺鏡的遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)向、引導(dǎo)、導(dǎo)行和操縱 的護(hù)套。
背景技術(shù)：
內(nèi)窺鏡檢查術(shù)通常使用從身體外部的位置操縱在目標(biāo)器官或組織內(nèi)或 者朝向目標(biāo)器官或組織的內(nèi)窺鏡器械。內(nèi)窺鏡檢查術(shù)的示例包括乙狀結(jié)腸
鏡檢查、結(jié)腸鏡檢查、食管胃十二指腸鏡檢查和支氣管鏡檢查。通常將具 有柔性插入管的柔性內(nèi)窺鏡用于這種手術(shù)。內(nèi)窺鏡的插入管通過被推進(jìn)而 前進(jìn)并通過向后拉而縮回.管的尖端可通過扭動(dòng)和大致向上/向下以及向左 /向右運(yùn)動(dòng)被引導(dǎo)。此有限的運(yùn)動(dòng)范圍常常會(huì)使得難以轉(zhuǎn)過銳角，會(huì)導(dǎo)致患 者不舒適并且增加損傷周圍組織的危險(xiǎn)。
內(nèi)窺鏡還可用于,鏡檢查術(shù)。這種檢查通常包括將套管針引入患者 身體并然后通過該套管針將內(nèi)窺鏡管插到預(yù)期位置。在Wt鏡檢查術(shù)中更 經(jīng)常使用剛性內(nèi)窺鏡一即具有柔性較小且剛性較強(qiáng)的插入管的內(nèi)窺鏡(有 時(shí)也稱為^^鏡)，因?yàn)檫@種內(nèi)窺鏡不太需要前進(jìn)通過狹窄的解剖結(jié)構(gòu)， 這樣配置的內(nèi)窺鏡的可操縱性有限，并且難以獨(dú)立于移動(dòng)的插入套管針操 縱內(nèi)窺鏡。
已做出許多努力來設(shè)計(jì)可操縱性較高的內(nèi)窺鏡以及導(dǎo)液管，但它們的
運(yùn)動(dòng)范圍通常有限。例如，Sato的US 3557780、 Ailinger等的US 5271381、 Alotta等的US 5916146以及Sakai的US 6270453說明了具有可通過致動(dòng) 一組絲線而被彎曲的一個(gè)或多個(gè)柔性部分的內(nèi)窺鏡器械。這些絲線通過旋 轉(zhuǎn)小齒輪(Sato)、操縱旋鈕(Ailinger等)、可轉(zhuǎn)向的臂(Alotta等)或
者通過滑輪機(jī)構(gòu)(Sato)從器械的近端,皮致動(dòng)。Boury等人的US 5916"7 公開了 一種具有四個(gè)絲線的可轉(zhuǎn)向?qū)б汗埽鼋z線在導(dǎo)液管的壁內(nèi)行進(jìn)。 每個(gè)絲線在導(dǎo)液管的不同部分終止。絲線的近端從套管針?biāo)沙诘匮由斐鰪?而可被醫(yī)生拉動(dòng)。醫(yī)生能夠通過選擇性地拉緊絲線來使導(dǎo)液管成形并從而 操縱該導(dǎo)液管。
與不可轉(zhuǎn)向的柔性內(nèi)窺鏡或剛性內(nèi)蔬鏡相比，可轉(zhuǎn)向的內(nèi)窺鏡具有增
大的運(yùn)動(dòng)范圍，但是它們的運(yùn)動(dòng)范圍通常仍受限。此外，這些設(shè)備難以使 用，如Boury等的專利內(nèi)那樣單獨(dú)拉動(dòng)每個(gè)絲線，并且如在旋鈕和滑輪機(jī) 構(gòu)的情況下，需要大量訓(xùn)練來熟練操縱設(shè)備通過患者的身體，另外，可轉(zhuǎn) 向的內(nèi)窺鏡的維護(hù)成;^艮高。因此，提供一種更易于使用、更加成本高效 的系統(tǒng)以改進(jìn)傳統(tǒng)柔性內(nèi)窺鏡的轉(zhuǎn)向、導(dǎo)行、引導(dǎo)和操縱。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種護(hù)套，該護(hù)套可接納柔性器械例如柔性內(nèi)蔬鏡、吸 引管、沖洗管和具有柔性軸的工具例如內(nèi)窺檢查工具(即適于輸送通過內(nèi) 窺鏡的工作通道的工具)、激光和能量源，并且可4吏該器械沿一定路線通 過護(hù)套從而器械的一部分可延伸到或越過護(hù)套的遠(yuǎn)端。護(hù)套可被從其近端 手動(dòng)操縱以遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)向、引導(dǎo)、操縱和/或指引護(hù)套遠(yuǎn)端處的插入管。
在本發(fā)明的一個(gè)變型中，提供了一種具有細(xì)長(zhǎng)軸和近端區(qū)段與遠(yuǎn)端區(qū) 段的護(hù)套，所述區(qū)段具有多對(duì)鏈節(jié)，其中一對(duì)鏈節(jié)中的一個(gè)部件位于該近 端區(qū)段上而該對(duì)鏈節(jié)中的另 一個(gè)位于遠(yuǎn)端區(qū)段上，護(hù)套還包括至少部分地 延伸通過該軸并且開口通向該軸的遠(yuǎn)端區(qū)段的管腔。與管腔連通的入口位 于護(hù)套的近端和遠(yuǎn)端區(qū)段之間。入口和軸管腔允許內(nèi)窺鏡的插入管通過該 軸延伸到護(hù)套的遠(yuǎn)端。護(hù)套還包括使至少一個(gè)分離對(duì)的鏈節(jié)中的鏈節(jié)相互 連接的一組或多組纜索，從而連接對(duì)中的一個(gè)鏈節(jié)的運(yùn)動(dòng)(移動(dòng))會(huì)導(dǎo)致 該對(duì)的另 一個(gè)鏈節(jié)進(jìn)行相應(yīng)的相關(guān)運(yùn)動(dòng)(relative movement),在另夕卜的 變型中，包括多組纜索，其中每組纜索連接分離對(duì)的鏈節(jié)。近端區(qū)段的運(yùn) 動(dòng)導(dǎo)致遠(yuǎn)端區(qū)段進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)。
可使用寬范圍的鏈節(jié)系統(tǒng)來形成護(hù)套的近端和遠(yuǎn)端區(qū)段。在本發(fā)明的 一個(gè)變型中，提供其中鏈節(jié)形成柔性節(jié)段的鏈節(jié)系統(tǒng)。柔性節(jié)段包括至少 一個(gè)鏈節(jié)和至少一個(gè)柔性鉸鏈的組合件，并且相鄰的柔性節(jié)段通過柔性鉸 鏈相接合。成對(duì)的柔性節(jié)段形成近端和遠(yuǎn)端區(qū)段。纜索使至少一個(gè)分離對(duì) 的柔性節(jié)段相互連接，從而該連接對(duì)的一個(gè)柔性節(jié)段的運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致該對(duì)的 另 一個(gè)柔性節(jié)段進(jìn)行相應(yīng)的相關(guān)運(yùn)動(dòng)。
本發(fā)明還提供了通過在預(yù)期位置引入護(hù)套并使內(nèi)窺鏡通過入口并前進(jìn) 到護(hù)套內(nèi)來將例如柔性內(nèi)窺鏡引入患者身體的方法。在一些變型中，可通 過使用套管針來進(jìn)行護(hù)套的引入。


圖l是位于鉸接位置的根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的護(hù)套的透視圖，其中
柔性內(nèi)窺鏡穿過該護(hù)套；
圖2是圖1的護(hù)套的側(cè)視圖2A和2B分別是被指定為2A和2B的圖2的護(hù)套的遠(yuǎn)端區(qū)段和近 端區(qū)段的放大視圖3A-3C分別示出形成圖2A的遠(yuǎn)端區(qū)段的一部分的柔性節(jié)段的透視 圖、側(cè)視圖和端視圖4示出圖1的護(hù)套和內(nèi)窺鏡的俯視圖，其中部分?jǐn)嚅_并且護(hù)套處于 未鉸接位置；
圖5示出圖1的護(hù)套和內(nèi)蔬鏡的俯視圖，其中部分?jǐn)嚅_并且護(hù)套處于 鉸接位置；
圖6是圖2的護(hù)套的俯視圖7是沿由線7-7指定的平面截取的圖6的護(hù)套的橫截面視圖8是指定為8的圖7的護(hù)套的一部分的放大橫截面視圖，其中更詳
細(xì)地示出護(hù)套的遠(yuǎn)端區(qū)段部分；
圖9是指定為9的圖7的護(hù)套的一部分的放大橫截面視圖，其中更詳
細(xì)地示出護(hù)套的手柄部的一部分；
圖IO是圖2的護(hù)套的手柄部的分解透視圖；以及 圖11A和11B分別是設(shè)置在圖IO的手柄部?jī)?nèi)的纜索引導(dǎo)件的側(cè)視圖 和透浮見圖。
具體實(shí)施例方式
如前文所述的，根據(jù)本發(fā)明的護(hù)套構(gòu)型成接納柔性器械并使之穿過該 護(hù)套，從而器械的尖端可從護(hù)套的遠(yuǎn)端顯露出來。護(hù)套的近端區(qū)段和遠(yuǎn)端
接。僅為了說明，下文將針對(duì)這種護(hù)套與柔性內(nèi)窺鏡的共同使用來說明這 種護(hù)套，但應(yīng)當(dāng)理解，該護(hù)套可用于多種柔性器械。通常對(duì)于與柔性內(nèi)窺 鏡的共同使用，護(hù)套被插入患者身體的期望部位，并且將柔性內(nèi)窺鏡引入 護(hù)套?；蛘?，可首先將內(nèi)窺鏡引入護(hù)套并使它們一起向前。受近端區(qū)段控 制的護(hù)套遠(yuǎn)端區(qū)段的移動(dòng)使內(nèi)窺鏡插入管的尖端移動(dòng)，從而移動(dòng)內(nèi)窺鏡的 尖端。因此，可通過近端區(qū)段的簡(jiǎn)單操作容易地轉(zhuǎn)向、操縱和引導(dǎo)內(nèi)窺鏡， 大大簡(jiǎn)化了標(biāo)準(zhǔn)柔性內(nèi)窺鏡的導(dǎo)行，并當(dāng)內(nèi)宛鏡用于例如患者身體內(nèi)時(shí)， 不管是傳統(tǒng)內(nèi)窺鏡應(yīng)用還是腹腔鏡應(yīng)用均允許容易且增強(qiáng)的可操縱性，
護(hù)套通常包括將近端區(qū)段和遠(yuǎn)端區(qū)段分開的細(xì)長(zhǎng)軸。該軸對(duì)于，鏡 應(yīng)用可比較硬或剛性，而對(duì)于內(nèi)窺鏡應(yīng)用則可比較柔性。近端和遠(yuǎn)端區(qū)段 通常具有許多對(duì)鏈節(jié)， 一對(duì)鏈節(jié)中的一個(gè)位于近端區(qū)段而該對(duì)中的另 一個(gè)
位于遠(yuǎn)端區(qū)段。文中使用的術(shù)語"鏈節(jié)"是指在護(hù)套一端的分離部分或限 定區(qū)域，其與在護(hù)套的相對(duì)端的另一個(gè)分離部分或限定區(qū)域相對(duì)應(yīng)。鏈節(jié) 通常但并不必須是柱形的，并且通常在未鉸接的狀況下沿軸向相互對(duì)齊. 在任何情況下，護(hù)套將包含多個(gè)作為分離對(duì)的部件的鏈節(jié)或節(jié)段，并且每 對(duì)中的一個(gè)鏈節(jié)位于近端區(qū)段而另一個(gè)鏈節(jié)或節(jié)段位于遠(yuǎn)端區(qū)段。成套的 連接纜索使分離對(duì)的鏈節(jié)相互連接，從而一對(duì)中的一個(gè)鏈節(jié)的運(yùn)動(dòng)會(huì)使得 該對(duì)中的另 一個(gè)鏈節(jié)或節(jié)段進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)。多種鏈接系統(tǒng)和連接纜索適 合于形成護(hù)套的近端和遠(yuǎn)端區(qū)段，它們包括但不局限于申請(qǐng)人的下列未決 申請(qǐng)中所述的系統(tǒng)2003年5月23日提交的美國(guó)申請(qǐng)No. 10/444769、 2004
年8月26日提交的美國(guó)申請(qǐng)No. 10/928479、2004年9月24日提交的美國(guó) 申請(qǐng)No. 10/948911以及2004年11月23日提交的標(biāo)題為"Articulating Mechanisms and Link Systems With Torque Transmission In Remote Manipulation of Instruments and Tools"的美國(guó)申請(qǐng)，這些專利申請(qǐng)全文 結(jié)合在此以作參考。文中使用術(shù)語"活動(dòng)鏈節(jié)"或"活動(dòng)鏈節(jié)對(duì)"是指通 過纜索組直接相互連接的鏈節(jié)。術(shù)語"間隔鏈節(jié)"或"間隔鏈節(jié)對(duì)"是指 沒有通過纜索組直接連接的鏈節(jié)。然而，間隔鏈節(jié)可設(shè)置在活動(dòng)鏈節(jié)之間 并且為連接活動(dòng)鏈節(jié)的纜索組提供通路。獨(dú)立操縱各個(gè)鏈節(jié)的能力使得近 端和遠(yuǎn)端區(qū)段能容易地形成復(fù)雜的三維構(gòu)型和幾何形狀，以便容易地引導(dǎo) 和導(dǎo)行內(nèi)窺鏡插入管。
在本發(fā)明的一些變型中，護(hù)套的遠(yuǎn)端和近端區(qū)段將包括多對(duì)柔性節(jié)段， 例如本申請(qǐng)人2004年9月24日提交的未決的美國(guó)申請(qǐng)No. 10/948911內(nèi)所 迷的節(jié)段。這種柔性節(jié)段通常包括一個(gè)或通過彎曲或撓曲的柔性鉸鏈連接 的多個(gè)相鄰鏈節(jié)。具有單自由度的能夠在二維空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的柔性節(jié)段可具 有連接兩個(gè)鏈節(jié)的單個(gè)柔性鉸鏈?；蛘撸瑑蓚€(gè)或多個(gè)柔性鉸鏈可連接兩個(gè) 鏈節(jié)，其中鉸鏈并行排列。具有二自由度的能夠在三維空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的柔性 節(jié)段可具有連接到三個(gè)鏈節(jié)的相互成銳角地定向的兩個(gè)柔性鉸鏈。為了實(shí) 現(xiàn)最大的三維運(yùn)動(dòng)范圍，該角度可以是直角。柔性節(jié)段對(duì)是指位于護(hù)套的 一個(gè)端部區(qū)段的柔性節(jié)段以及位于護(hù)套的另 一端部區(qū)段的對(duì)應(yīng)柔性節(jié)段。 為了在三維空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)最大的運(yùn)動(dòng)自由度，護(hù)套的至少一個(gè)柔性鉸鏈被定 向成垂直于機(jī)構(gòu)的至少一個(gè)其它鉸鏈。但是，本發(fā)明還可設(shè)計(jì)成其中柔性 鉸鏈平行地定向或者以任何銳角偏離的構(gòu)型.如文中使用的，術(shù)語"活動(dòng) 柔性節(jié)段"或"活動(dòng)柔性節(jié)段對(duì)"是指通過纜索組直接相互連接的柔性節(jié) 段。術(shù)語"間隔柔性節(jié)段"或"間隔柔性節(jié)段對(duì)"是指沒有通過纜索組直 接連接的柔性節(jié)段。然而，間隔柔性節(jié)段可設(shè)置在活動(dòng)柔性節(jié)段之間并且 為連接活動(dòng)柔性節(jié)段的纜索組提供通路。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的護(hù)套的一個(gè)實(shí)施例，其中內(nèi)窺鏡穿過該護(hù)套。 護(hù)套IOO包括細(xì)長(zhǎng)軸150、手柄170、近端區(qū)段125和遠(yuǎn)端區(qū)段126。內(nèi)窺
鏡10包括攝#4^/視頻耦合器16、用于進(jìn)入內(nèi)窺鏡的工作通道的端口 14 以及從內(nèi)窺鏡的體部15延伸出的插入管12。入口 172從手柄170延伸出， 并接納內(nèi)窺鏡10的插入管12。插入管穿過入口 172和軸150，其中該插入 管12的尖端從護(hù)套的遠(yuǎn)端區(qū)段126伸出。如圖l所示，護(hù)套100示出處于 鉸接位置，其中與近端區(qū)段對(duì)應(yīng)的遠(yuǎn)端區(qū)段處于鉸接位置。圖2示出處于 直線的、未鉸接構(gòu)型的護(hù)套。
圖2A和2B更詳細(xì)地示出近端和遠(yuǎn)端區(qū)段125和126。近端和遠(yuǎn)端區(qū) 段125和126由多個(gè)柔性節(jié)段形成。柔性節(jié)段111和112、 113和114、 115 和116、 117和118、 119和120以及121和122分別為分離對(duì)的部件，并 且一對(duì)中的一個(gè)柔性節(jié)段(111、 113、 115、 117、 119或121)位于近端區(qū) 段125，而另一個(gè)柔性節(jié)段(112、 114、 116、 118、 120或122)位于遠(yuǎn)端 區(qū)段126。如圖所示，近端區(qū)段125處的柔性節(jié)段111由通過相互垂直地 定向的柔性鉸鏈107和109連接的鏈節(jié)101、 103和105形成。纜索通道位 于且穿過每個(gè)鏈節(jié)的周緣以便承受纜索組的通過和連接。遠(yuǎn)端區(qū)段柔性節(jié) 段還包括中央通道128，該通道穿過遠(yuǎn)端區(qū)段的柔性節(jié)段的縱向軸線延伸 以適于內(nèi)窺鏡通過，下面將進(jìn)一步詳細(xì)說明，圖3A-3C更詳細(xì)地示出柔性 節(jié)段112,并且更清楚地示出柔性節(jié)段的中央通道128和纜索通道129。遠(yuǎn) 端區(qū)段126處的成對(duì)的柔性節(jié)段112類似地由通it^目互垂直地定向的柔性 鉸鏈108和110連接的鏈節(jié)102、 104和106形成，并且同樣包括類似的纜 索通道，并且還可包括中央通道。近端區(qū)段的其它柔性節(jié)段(113、 115、 117、 119和121)和遠(yuǎn)端區(qū)段的其它柔性節(jié)段(114、 116、 118、 120和122) 具有相同的構(gòu)型，并且一個(gè)節(jié)段的最后一個(gè)鏈節(jié)還用作下一個(gè)節(jié)段的笫一 個(gè)鏈節(jié)。如圖所示，每個(gè)柔性鉸鏈均定向?yàn)榇怪庇谙噜彽你q鏈。如前文指 出的，這種構(gòu)型的柔性節(jié)段以二自由度運(yùn)動(dòng)，并且可在三維空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)。 近端柔性節(jié)段(111、 117、 119和121)分別通過纜索組131、 137、 139 和141連接到遠(yuǎn)端柔性節(jié)段(112、 118、 120和122)。從而這些柔性節(jié)段 對(duì)是活動(dòng)節(jié)段。柔性節(jié)段113和114以及115和116沒有通過纜索組直接 連接，從而用作間隔節(jié)段。所示的活動(dòng)節(jié)段和間隔節(jié)段的構(gòu)型僅用于說明，
并且應(yīng)理解，這些"^殳置和組合可根據(jù)應(yīng)用改變。
護(hù)套近端區(qū)段處的每個(gè)活動(dòng)柔性節(jié)段通過至少一個(gè)并且優(yōu)選兩個(gè)或更 多纜索連接到其對(duì)應(yīng)的在遠(yuǎn)端區(qū)段處的活動(dòng)柔性節(jié)段。每個(gè)纜索組可由至 少一個(gè)并且優(yōu)選地為兩個(gè)或多個(gè)纜索構(gòu)成。如指出的， 一個(gè)活動(dòng)柔性節(jié)段 對(duì)的運(yùn)動(dòng)由其對(duì)應(yīng)的纜索組控制并且獨(dú)立于任何其它柔性節(jié)段對(duì)。在一些
變型中，例如，纜索組將包括相互隔開120度的三個(gè)纜索。通過使用一組 三個(gè)纜索來連接具有垂直于至少一個(gè)其它柔性鉸鏈的至少一個(gè)柔性鉸鏈的 活動(dòng)柔性節(jié)段，每個(gè)活動(dòng)柔性節(jié)段對(duì)可獨(dú)立于任何其它活動(dòng)對(duì)被以三自由 度操縱或移動(dòng)。這些三自由度包括上下運(yùn)動(dòng)、左右運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)或"轉(zhuǎn)動(dòng)" 運(yùn)動(dòng)(不管柔性節(jié)段是直的還是彎曲的構(gòu)型)。通過組合多個(gè)活動(dòng)柔性節(jié) 段，可實(shí)現(xiàn)多自由度，從而允許護(hù)套的近端和遠(yuǎn)端區(qū)段形成各種復(fù)雜構(gòu)型。
在近端和遠(yuǎn)端區(qū)段125和126使用柔性節(jié)段具有一些優(yōu)點(diǎn)。 一個(gè)優(yōu)點(diǎn) 是柔性節(jié)段提供的靈活性。為了獲得更大的靈活性，可使用在鏈節(jié)之間結(jié) 合兩個(gè)柔性鉸鏈的柔性節(jié)段，例如申請(qǐng)人在2004年9月24提交的未決美 國(guó)申請(qǐng)No. 10/948911內(nèi)所述的柔性節(jié)段，該申請(qǐng)全文結(jié)合在此以作參考。 另一優(yōu)點(diǎn)是易于制造和組裝，因?yàn)榻撕瓦h(yuǎn)端區(qū)段可作為具有通過柔性鉸 鏈連接的多個(gè)鏈節(jié)的連續(xù)件被制造。再一優(yōu)點(diǎn)是沿護(hù)套傳遞力矩的能力增 加。但是，在本發(fā)明的護(hù)套中也可使用其它傳遞力矩的鏈節(jié)系統(tǒng)，包括但 不局限于如申請(qǐng)人在2004年11月23日提交的標(biāo)題為"Articulating Mechanisms and Link Systems With Torque Transmission In Remote Manipulation of Instruments and Tools"的未決美國(guó)申請(qǐng)中所述的鏈節(jié)系 統(tǒng)，該申請(qǐng)全文結(jié)合在此以作參考。
護(hù)套的變型還可包括可包含用于接納鎖桿的通道的近端區(qū)段鏈節(jié)或節(jié) 段，該鎖桿用于將護(hù)套的近端固定并保持在固定位置。除了鎖桿之外，可 將鎖緊套管裝在護(hù)套的近端上以將該近端固定并保持在固定位置。在一旦 通過使用護(hù)套將內(nèi)窺鏡指引到位置就希望將內(nèi)窺鏡保持在固定位置的情況 下，這是有利的。其它用于將護(hù)套鎖定在固定、鉸接位置的機(jī)構(gòu)包括但不 局限于2004年8月26日提交的美國(guó)申請(qǐng)No.10/928479內(nèi)所述的機(jī)構(gòu)，該
申請(qǐng)全文結(jié)合在此以作參考。
圖4和5還更詳細(xì)地示出護(hù)套100,其中近端和遠(yuǎn)端處于直的、未鉸 接的構(gòu)型(圖4)或處于彎曲的、4^接的構(gòu)型(圖5)。如圖可見，遠(yuǎn)端區(qū) 段進(jìn)行與近端區(qū)段對(duì)應(yīng)的、互逆的運(yùn)動(dòng)。此外，遠(yuǎn)端區(qū)段的彎曲或撓曲程 度成比例地大于近端區(qū)段。運(yùn)動(dòng)的成比例縮放可通過增加或減小在近端或 遠(yuǎn)端的鏈節(jié)或柔性節(jié)段內(nèi)的纜索通道圖案半徑來實(shí)現(xiàn)，申請(qǐng)人的未決美國(guó) 申請(qǐng)No. 10/948911對(duì)此進(jìn)行了進(jìn)一步說明，該申請(qǐng)全文結(jié)合在此以作參 考。如圖4和5可見，纜索距近端區(qū)段的節(jié)段的中心軸線的徑向距離大于 在遠(yuǎn)端區(qū)段的徑向距離。結(jié)果，身體的小的、受控的向外運(yùn)動(dòng)使得在遠(yuǎn)端 區(qū)段進(jìn)行更大程度的運(yùn)動(dòng)，這在身體內(nèi)引導(dǎo)和操縱被保持的內(nèi)窺鏡時(shí)是有 利的。
在護(hù)套100的近端和遠(yuǎn)端區(qū)段，存在柔性節(jié)段的一對(duì)一的或?qū)ΨQ的對(duì) 應(yīng)。這并不必總是如此，而是可存在希望護(hù)套在近端和遠(yuǎn)端區(qū)段具有鏈節(jié) 或柔性節(jié)段的不對(duì)稱設(shè)置的應(yīng)用。例如，可向近端或遠(yuǎn)端區(qū)段添加額外的 間隔鏈節(jié)或柔性節(jié)段，這是為近端或遠(yuǎn)端區(qū)段提供附加長(zhǎng)度所希望的。另 外，在近端或遠(yuǎn)端區(qū)段包含額外(或者較大相對(duì)數(shù))的間隔鏈節(jié)或柔性節(jié) 段允許對(duì)應(yīng)的另一區(qū)段的運(yùn)動(dòng)或動(dòng)作成比例縮放。例如，在近端區(qū)段包含 額外的間隔鏈節(jié)或柔性節(jié)段(或較大相對(duì)數(shù)的間隔鏈節(jié)或柔性節(jié)段)則需 要用戶在近端區(qū)段進(jìn)行過大的運(yùn)動(dòng)以在遠(yuǎn)端區(qū)段實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)。這在希 望精細(xì)、細(xì)致地控制運(yùn)動(dòng)的情況下，例如在用戶不具有在缺少這種遠(yuǎn)端區(qū) 段運(yùn)動(dòng)或動(dòng)作的成比例縮放時(shí)執(zhí)行希望的過程所必需的靈巧性的情況下是 有利的?；蛘?，可在遠(yuǎn)端區(qū)殺:設(shè)置額外的間隔鏈節(jié)或柔性節(jié)段(或較大相 對(duì)數(shù)的間隔鏈節(jié)或柔性節(jié)段)，在此情況下遠(yuǎn)端區(qū)段的運(yùn)動(dòng)程度將成比例 地大于近端區(qū)段，這也是特定應(yīng)用所希望的，間隔鏈節(jié)或柔性節(jié)段通常無 約束，即，當(dāng)護(hù)套的遠(yuǎn)端區(qū)段包含各個(gè)間隔鏈節(jié)或間隔柔性節(jié)段時(shí)，該遠(yuǎn) 端區(qū)段將不能抵抗由于橫向施加的力導(dǎo)致的移動(dòng)(與活動(dòng)鏈節(jié)或柔性節(jié)段 相反，其被限制成抵抗由于橫向施加的力導(dǎo)致的移動(dòng))。因此，設(shè)置間隔 鏈節(jié)或柔性節(jié)段會(huì)降低在包含這種間隔鏈節(jié)或柔性節(jié)段的那些區(qū)域的近端或遠(yuǎn)端區(qū)段的剛性，這是在通過或在敏感或脆弱的解剖結(jié)構(gòu)附近引導(dǎo)護(hù)套 時(shí)所希望的。
如圖4和5可見，得到的遠(yuǎn)端區(qū)段126的定向運(yùn)動(dòng)相對(duì)于近端區(qū)段125 反向。在其它變型中，可通過在纜索組通過護(hù)套時(shí)將纜索組扭動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)180 度來實(shí)現(xiàn)鏡像的運(yùn)動(dòng)?？赏ㄟ^將纜索扭動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)0-360度之間的任何量來 實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)上的其它改變。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖6-9,可以看出，軸150包括用于確定接納的內(nèi)窺鏡的路線 的通路。如圖9更具體地示出的，手柄170包含與軸管152的內(nèi)腔連通的 端口 172。軸管152從入口延伸i^A手柄170并通過軸150直至在該軸的 遠(yuǎn)端終止，在該處該軸管緊靠并固定在柔性節(jié)段122的鏈節(jié)106上，這在 圖8中更清楚地示出?；蛘?，鏈節(jié)106可包括埋頭孔以接納軸管152。連 接近端和遠(yuǎn)端區(qū)段125和126的柔性節(jié)段的包括纜索131的連接纜索從近 端區(qū)段125進(jìn)入手柄，其中纜索在管腔151內(nèi)環(huán)繞軸管152、通過導(dǎo)架160 然后通過軸150延伸，該管腔由軸150的內(nèi)壁和軸管152的外壁之間的空 間形成。導(dǎo)架160安置在手柄170內(nèi)以在軸管152進(jìn)入軸時(shí)給軸管定中心 和定向，以及在纜索環(huán)繞軸管并iiX軸的內(nèi)腔151時(shí)給纜索定向。在遠(yuǎn)端 區(qū)段，鏈節(jié)106連接并固定在軸150和軸管152上。柔性管156延伸通過 遠(yuǎn)端區(qū)段126的柔性節(jié)段的中央通道并緊靠軸管154,從而柔性管的管腔 158和軸管的管腔154形成用于使柔性內(nèi)窺鏡的插入管通過的連續(xù)管腔， 該連續(xù)管腔從入口 172延伸通過手柄170、軸150和遠(yuǎn)端區(qū)段126并且在 遠(yuǎn)端區(qū)段的遠(yuǎn)端開口 。柔性管156固定在軸管152和/或鏈節(jié)106上，并且 尺寸形成為滑動(dòng)配合在遠(yuǎn)端區(qū)段的柔性節(jié)段的中央通道128(見圖3C)內(nèi)， 從而當(dāng)遠(yuǎn)端區(qū)段彎曲時(shí)，形成遠(yuǎn)端區(qū)段的柔性節(jié)段的鏈節(jié)可相對(duì)于柔性管 移動(dòng)。
軸管152在從入口 172和手柄170延伸通過軸150時(shí)可具有可變的柔 性或硬度。在一些變型中，軸管的>^口 172延伸通過手柄的部分將比較 剛性以在內(nèi)窺鏡插入管從入口進(jìn)入軸時(shí)幫助引導(dǎo)該插入管通過最初的彎曲 路徑。當(dāng)軸管延伸通過軸時(shí)，該軸管的相對(duì)柔性或硬度可隨軸的柔性或硬度而變化。在一些情況中，希望軸比較硬，這本質(zhì)上是向另外通過護(hù)套設(shè) 置的柔性內(nèi)窺鏡提供剛性。這例如在腹腔鏡檢查術(shù)中是有利的，在該檢查 術(shù)中使用具有剛性軸的護(hù)套將實(shí)質(zhì)上將柔性內(nèi)窺鏡轉(zhuǎn)變成剛性內(nèi)窺鏡。在
其中軸是柔性的變型中，作為使纜索通過公共管腔151的替換方案，設(shè)置 單獨(dú)的管腔以通過軸傳送纜索也是有利的。這種構(gòu)型可幫助實(shí)現(xiàn)可能由軸 的彎曲導(dǎo)致的纜索的局部移動(dòng)和展開。另一方面，不管軸的柔性如何，柔 性管156都需要保持足夠的柔性，以便不會(huì)限制遠(yuǎn)端區(qū)段126的運(yùn)動(dòng)和鉸 接。在其中遠(yuǎn)端區(qū)段使用具有完全封閉的中央通道的鏈接系統(tǒng)的變型中柔 性管156并不是必需的。應(yīng)理解，軸長(zhǎng)度本身可根據(jù)應(yīng)用改變。在一些變 型中，軸本身可由鏈節(jié)或柔性節(jié)段形成。
圖10更詳細(xì)地示出手柄組件。手柄170由通過螺釘175緊固在一起的 手柄體部174和手柄板176形成。手柄體部174在近端包含開口 177。近 端區(qū)段125的柔性節(jié)段121連接在開口 177處。手柄體部174的遠(yuǎn)端處的 開口 178具有類似的構(gòu)造以l更接納和連接軸150 (見圖9)。手柄體部174 還包括導(dǎo)向槽186和184 (見圖9)，而手柄板176包括接納并固定導(dǎo)架 160的臂的導(dǎo)向槽182。圖11A和11B內(nèi)更詳細(xì)地示出導(dǎo)架160，導(dǎo)架160 包括中心環(huán)162，該中心環(huán)具有分別從中心環(huán)延伸出的水平臂和垂直臂164 和166。臂164和166固定在導(dǎo)槽184、 182和186內(nèi)。軸管152被接納通 過導(dǎo)架160的中心環(huán)162以被支持和定向通過軸150。在軸管152通過導(dǎo) 架的中心環(huán)就位的情況下，凹槽168與管152的外壁一起形成在連接纜索 i^管腔151時(shí)引導(dǎo)和定向連接纜索的單個(gè)的導(dǎo)向通道?；蛘撸蓪⑦@種 導(dǎo)向通道一體形成在手柄170的遠(yuǎn)端的面179內(nèi)。在此情況中，也可在該 面內(nèi)設(shè)置定中心通道以定向軸管152。
應(yīng)理解，盡管設(shè)置手柄172和入口 172會(huì)增加一定程度的方便性，但 是這并不是必須的。根據(jù)本發(fā)明的護(hù)套的替代變型方案，遠(yuǎn)端區(qū)段可直接 連接到軸上，并且入口從軸本身延伸出。在其它變型中，入口不需要從軸 延伸出，而是可簡(jiǎn)單地為與軸表面平齊的通向軸管管腔的開口。
與上述考慮一致，根據(jù)目的的不同，護(hù)套還可以為任何大小和形狀。
鏈節(jié)通常但不是必須地為柱形，并且如前文所述地包括用于使連接柔性節(jié) 段對(duì)的纜索通過的通道以及用于被接納的內(nèi)窺鏡的通道。根據(jù)應(yīng)用，鏈節(jié)
和軸的尺寸可"i殳計(jì)成容納用于接納通過同一護(hù)套的多個(gè)器械的多個(gè)管。纜 索通道的直徑通常稍大于纜索的直徑，從而形成滑動(dòng)配合。對(duì)于典型的內(nèi) 窺鏡，鏈節(jié)的代表性直徑對(duì)于小型內(nèi)窺鏡在約lmm到約3mm的范圍內(nèi)， 對(duì)于中等尺寸的內(nèi)窺鏡在約4mm到約8mm的范圍內(nèi)，而對(duì)于大型內(nèi)窺鏡 在約9mm到約15mm的范圍內(nèi)。鏈節(jié)的總長(zhǎng)度通?？筛鶕?jù)鏈節(jié)之間的預(yù) 期彎曲半徑而變化。纜索直徑還可才艮據(jù)應(yīng)用改變。對(duì)于典型的內(nèi)窺鏡應(yīng)用， 代表性直徑可在約O.lmm到約3mm的范圍內(nèi)。
護(hù)套可由現(xiàn)有技術(shù)已知的多種材料形成并且可根據(jù)應(yīng)用改變。為了易 于制造，可使用可注射成型的聚合物，例如聚乙烯或其共聚物、聚對(duì)苯二 甲酸乙二醇酯或其共聚物、尼龍、聚硅氧烷、聚氨酯、含氟聚合物、聚乙 烯(乙烯基氯)以及它們的組合，或者現(xiàn)有技術(shù)已知的其它適當(dāng)材料。另 外，對(duì)于剛性管或軸可使用不銹鋼。
對(duì)于一些應(yīng)用，如果希望有助于護(hù)套前進(jìn)則可在護(hù)套上i殳置光滑的涂 層。光滑涂層可包括親水聚合物例如聚乙烯吡咯烷酮、含氟聚合物例如四 氟乙烯或聚硅氧烷。護(hù)套的遠(yuǎn)端區(qū)段上可包含不透射線的標(biāo)記以在射線照 相成像時(shí)指示護(hù)套的位置。通常，可通過熒光檢查來檢測(cè)該標(biāo)記。
纜索柔性例如可通過纜索材料的類型和織法或通過物理或化學(xué)處理來 改變。通常，可根據(jù)護(hù)套的預(yù)期應(yīng)用的要求來改變纜索硬度或柔性。纜索 可以是由下列材料制成的單股或多股絲線，該材料包括但不局限于生物適 應(yīng)性材料例如鎳鈥合金、不銹鋼或任何其合金、超彈性合金、碳纖維、聚 合物例如聚乙烯(乙烯基氯)、聚氧化乙烯、^t苯二甲酸乙二醇酯和其 它聚酯、聚烯烴、聚丙烯以及它們的共聚物，尼龍，絲和它們的組合，或 者現(xiàn)有技術(shù)已知的其它合適材料.
纜索可根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)已知的方式例如使用粘合劑或通過釬焊、軟釬焊、 焊接等固定在活動(dòng)對(duì)的鏈節(jié)或柔性節(jié)段上，所述方式包括申請(qǐng)人的未決專 利申請(qǐng)No. 10/444769、 No. 10/928479和No. 10/948911內(nèi)所述的方式，該
專利申請(qǐng)全文結(jié)合在此以作參考。
盡管附圖中示出的許多護(hù)套具有一定數(shù)量的柔性節(jié)段和柔性節(jié)段對(duì)， 但是這僅用于說明目的。根據(jù)諸如預(yù)期應(yīng)用和希望的護(hù)套長(zhǎng)度的因素，可 使用任意數(shù)量的鏈節(jié)和鏈節(jié)對(duì)或柔性節(jié)段和柔性節(jié)段對(duì)。
文中引用的所有公告、專利和專利申請(qǐng)全文結(jié)合在此以作參考，這在 作用上與每個(gè)公告、專利或?qū)＠暾?qǐng)均被特別和單獨(dú)指明以這樣并入作為 參考文獻(xiàn)相同。盡管為了清楚地理解較詳細(xì)地說明了作為例證和示例的前 面的發(fā)明，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)可容易地看到，可 對(duì)其進(jìn)行改變和修改而不會(huì)背離所附權(quán)利要求的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于柔性器械的輸送和導(dǎo)向的護(hù)套，該護(hù)套包括細(xì)長(zhǎng)的軸；具有多對(duì)鏈節(jié)的近端區(qū)段和遠(yuǎn)端區(qū)段，每對(duì)鏈節(jié)中的每個(gè)鏈節(jié)保持與該對(duì)鏈節(jié)中的另一鏈節(jié)相互間隔開；一組或多組纜索，每組纜索使分離的鏈節(jié)對(duì)的鏈節(jié)相連，從而一對(duì)鏈節(jié)中一個(gè)鏈節(jié)的運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致該對(duì)鏈節(jié)中另一個(gè)鏈節(jié)進(jìn)行相應(yīng)的相關(guān)運(yùn)動(dòng)；至少部分地延伸通過該軸并開口通向該遠(yuǎn)端區(qū)段的遠(yuǎn)端的管腔；以及位于近端區(qū)段和遠(yuǎn)端區(qū)段之間的入口，該入口與該管腔連通，該管腔和入口構(gòu)造成接納柔性器械并使柔性器械通過。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的護(hù)套，其特征在于，所述兩個(gè)或多個(gè)相鄰的鏈 節(jié)通過柔性鉸鏈相接合。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的護(hù)套，其特征在于，至少一個(gè)柔性鉸鏈定向成 垂直于該軸的縱向軸線。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2的護(hù)套，其特征在于，至少一個(gè)柔性鉸鏈定向成 與至少一個(gè)其它柔性鉸鏈成銳角。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2的護(hù)套，其特征在于，至少一個(gè)柔性鉸鏈定向成 垂直于至少一個(gè)其它柔性鉸鏈。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2的護(hù)套，其特征在于，柔性鉸鏈定向成相互平行。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l的護(hù)套，其特征在于，該近端區(qū)段的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致遠(yuǎn) 端區(qū)段進(jìn)行相應(yīng)的相關(guān)運(yùn)動(dòng).
8. 根據(jù)權(quán)利要求7的護(hù)套，其特征在于，所述遠(yuǎn)端區(qū)段的相應(yīng)的相 關(guān)運(yùn)動(dòng)與該近端區(qū)段的運(yùn)動(dòng)互逆。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7的護(hù)套，其特征在于，所述遠(yuǎn)端區(qū)段的相應(yīng)的相 關(guān)運(yùn)動(dòng)鏡像該近端區(qū)段的運(yùn)動(dòng)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l的護(hù)套，其特征在于，成對(duì)的鏈節(jié)包括用于接納 與相鄰的成對(duì)鏈節(jié)相關(guān)聯(lián)的纜索組并使該纜索組通過的通道。
11. 根據(jù)權(quán)利要求l的護(hù)套，其特征在于，該護(hù)套還包括沒有通過分 離的纜索組連接的一個(gè)或多個(gè)額外鏈節(jié)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求l的護(hù)套，其特征在于，連接一對(duì)鏈節(jié)的纜索距離 該對(duì)中的第一鏈節(jié)的中心的徑向距離與距該對(duì)中的第二鏈節(jié)的中心的徑向 距離不同。
13. 根據(jù)權(quán)利要求l的護(hù)套，其特征在于，該護(hù)套還包括用于將近端 區(qū)段和遠(yuǎn)端區(qū)段鎖定在固定位置的鎖定機(jī)構(gòu)。
14. 一種用于將柔性內(nèi)窺鏡引入患者身體內(nèi)的預(yù)期位置的方法，該方 法包括以下步驟使根據(jù)權(quán)利要求1的護(hù)套前進(jìn)到患者身體內(nèi)的預(yù)期位置；以及 使柔性內(nèi)蕕鏡通過該護(hù)套前進(jìn)，
15. 根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其特征在于，該方法還包括操縱護(hù)套 的近端區(qū)段以推進(jìn)內(nèi)窺鏡的移動(dòng)的步驟。
16. —種用于執(zhí)行內(nèi)窺鏡檢查的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括 根據(jù)權(quán)利要求l的護(hù)套；以及通過該護(hù)套的管腔接納的內(nèi)窺鏡，該內(nèi)窺鏡的遠(yuǎn)端從該護(hù)套的遠(yuǎn)端區(qū) 段延伸出。
全文摘要
一種用于遠(yuǎn)程轉(zhuǎn)向、導(dǎo)向和/或操縱包括例如內(nèi)窺鏡的柔性器械的護(hù)套，該柔性器械被接納通過該護(hù)套。
文檔編號(hào)A61B1/008GK101102713SQ200580046957
公開日2008年1月9日 申請(qǐng)日期2005年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月23日
發(fā)明者C·D·欣曼, D·J·達(dá)尼茨 申請(qǐng)人:諾瓦爾外科系統(tǒng)公司