專利名稱：導(dǎo)管裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種導(dǎo)管裝置，其包括用于引入到空腔器官、特別是血管中的導(dǎo)管。
背景技術(shù)：
在下文中內(nèi)窺鏡也屬于導(dǎo)管的概念，導(dǎo)管尤其用于加強(qiáng)血管內(nèi)或心臟內(nèi)的治療， 也可以用在胃腸道中。為此，將導(dǎo)管引入到長的空腔器官中，其中導(dǎo)管必須跟隨著器官的形狀克服血管或腸等的多重彎曲。使導(dǎo)管相對柔軟可以使對彎曲的跟隨更容易。但是，這種柔軟性使得手動(dòng)的可推動(dòng)性變得困難，因?yàn)檫@種導(dǎo)管一般由醫(yī)生手動(dòng)地從外部向前推動(dòng)。前移力在多重彎曲的情況下用來使導(dǎo)管變形，也就是說，在器官彎曲的區(qū)域?qū)Ч茉絹碓蕉嗟貜澢?，從而使前移?shí)際上不再可能。同時(shí)，導(dǎo)管的變形使得器官的壁膨脹，這導(dǎo)致了疼痛以及帶來損傷的危險(xiǎn)。為了實(shí)現(xiàn)預(yù)支(Vorschuss)，在能夠不“損失”前移力的情況下跟隨導(dǎo)管，首先要對移入得相對遠(yuǎn)的導(dǎo)管采用和施加比實(shí)際需要的更多的力來前移。該問題導(dǎo)致利用導(dǎo)管不能到達(dá)一定的區(qū)域，無論是例如在其前端具有一定的功能機(jī)制(例如用于刺激或炭化組織或者用于引導(dǎo)電信號(hào))的一般的導(dǎo)管，還是內(nèi)窺鏡導(dǎo)管都無法達(dá)到。因此例如只能部分地或者極其困難地到達(dá)小腸。有問題的還有將導(dǎo)管通過主動(dòng)脈和心室引入到心房中，與此相關(guān)的是巨大的心率干擾和損傷危險(xiǎn)。為了減小在器官彎曲區(qū)域中、特別是在導(dǎo)管端部區(qū)域產(chǎn)生的阻力，公知的是，將導(dǎo)管借助于在端部的抽拉金屬絲可以變形地構(gòu)成。不過，在此總是僅有最外端可以主動(dòng)變形， 同樣突出的、伸拉金屬絲控制的導(dǎo)管長度的其余部分可以任意堅(jiān)硬或者柔軟地構(gòu)成，但是不能主動(dòng)變形。公知的還有，在導(dǎo)管的端部設(shè)置一個(gè)磁體使得端部的方向可以從外部磁性地設(shè)定并因此可以磁性地導(dǎo)航。不過，為了保證器械在體內(nèi)的前移，這種措施要求一直通過導(dǎo)管的長度進(jìn)行從導(dǎo)管遠(yuǎn)離身體的一端直到導(dǎo)管端部的力量傳遞。在隨后公開的德國專利申請DE 102004003082.0中公開了一種導(dǎo)管，其至少可以通過其長度的一部分主動(dòng)地局部變形。這點(diǎn)是通過將彎曲部件一體化而成為可能的，這些彎曲部件通過適當(dāng)?shù)目刂圃试S特定的形狀變化。這種導(dǎo)管使得可以主動(dòng)地與給定的器官形狀進(jìn)行匹配，即，在導(dǎo)管中主動(dòng)地模擬器官形狀。由此，在前移運(yùn)動(dòng)期間導(dǎo)管形狀可以幾乎連續(xù)地與血管形狀相匹配，使得局部看來減小了器官對前移導(dǎo)管的阻力。在此，前移也經(jīng)常手動(dòng)實(shí)現(xiàn)，唯一的“驅(qū)動(dòng)”力是由醫(yī)生引入的前移力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種導(dǎo)管至少可以部分自主運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)管裝置。為了解決上述技術(shù)問題，提供了一種按照本發(fā)明的導(dǎo)管裝置，其包括用于引入到空腔器官、特別是血管中的導(dǎo)管，該導(dǎo)管具有多個(gè)圍繞導(dǎo)管縱軸并至少在導(dǎo)管長度的一部
3分上分布設(shè)置的、可以通過一個(gè)控制裝置單獨(dú)控制的、用于進(jìn)行預(yù)定的形狀改變的彎曲部件，以及多個(gè)圍繞導(dǎo)管縱軸并至少在導(dǎo)管長度的一部分上分布設(shè)置的、與該控制裝置進(jìn)行通信的彎曲傳感器，其中，控制裝置構(gòu)造用來，根據(jù)彎曲傳感器信號(hào)確定所述導(dǎo)管的給定幾何形狀，并確定為了使可以按照優(yōu)選在用戶側(cè)預(yù)定的移動(dòng)長度對于該導(dǎo)管運(yùn)動(dòng)所要求的彎曲部件的形狀改變，以便通過在器官壁上有針對性地施加能夠彎曲的力而使得該導(dǎo)管可以至少部分地自主運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明的導(dǎo)管裝置的出發(fā)點(diǎn)是，一種至少在其長度的一部分上可以主動(dòng)地改變或者設(shè)置形狀的導(dǎo)管，這種導(dǎo)管例如在隨后公開的德國專利申請DE102004003082.0中進(jìn)行了描述。與在導(dǎo)管側(cè)集成的彎曲部件相對應(yīng)，同樣分布地設(shè)置了與控制裝置通信的彎曲傳感器。根據(jù)傳感器信號(hào)控制裝置可以在計(jì)算機(jī)技術(shù)上采集在信號(hào)采集時(shí)刻的導(dǎo)管實(shí)際形狀。每個(gè)傳感器提供一個(gè)相對起始形狀的、與其形狀或者變形有關(guān)的信號(hào)，根據(jù)該信號(hào)可以得出導(dǎo)管在傳感器區(qū)域內(nèi)的形狀。在傳感器以及彎曲部件相對于導(dǎo)管橫截面和導(dǎo)管長度的位置已知之后，可以確定對導(dǎo)管的精確幾何形狀的至少兩維描述。如果用戶此時(shí)輸入可以按下面將描述的不同方式輸入的移動(dòng)長度，則控制裝置在考慮導(dǎo)管實(shí)際幾何形狀以及已知的移動(dòng)長度的條件下，可以確定，如何控制幾個(gè)或者所有的彎曲部件，以便有目的地通過器官壁或血管壁的形狀改變而局部施加力，該局部力在使器官壁或血管壁輕微變形的條件下使導(dǎo)管在器官中前移。也就是說，導(dǎo)管是自主運(yùn)動(dòng)的， 即，通過對彎曲部件相應(yīng)的控制通過有目的地形狀改變而使導(dǎo)管向前移方向運(yùn)動(dòng)或者“爬行”。即，在理想情況下導(dǎo)管可以自主地移動(dòng)進(jìn)或插進(jìn)器官中。 在此特別適合的是，通過所述控制裝置可以同時(shí)控制所有用于控制導(dǎo)管運(yùn)動(dòng)以變形的彎曲部件。也就是說，在很大程度上同時(shí)并且均勻地實(shí)現(xiàn)在插入的導(dǎo)管長度上的相關(guān)彎曲部件的形狀改變。在此，這種變形可以連續(xù)地或者逐步地從實(shí)際形狀變?yōu)楦鶕?jù)對給出的移動(dòng)長度計(jì)算出的預(yù)定或目標(biāo)形狀，在此，形狀改變應(yīng)該相對慢地進(jìn)行，以避免在器官壁上過快地施加力。在此，除了尤其是在彎曲區(qū)域中由于導(dǎo)管的“碰撞”而造成的相對微小的變形外，解剖結(jié)構(gòu)的彎曲接近于保持位置固定。當(dāng)設(shè)備的匹配的彎曲在變形期間沿導(dǎo)管縱軸移動(dòng)時(shí)，則導(dǎo)管在許多位置上對器官(例如血管和腸道)壁施加力，其中，這些位置的數(shù)目最終取決于彎曲的數(shù)目。即，用于前移的力沿縱軸傳遞到器官壁的不同位置上。由此，在壁上沒有任何地方上的力能高得造成疼痛或者有穿孔的危險(xiǎn)。除了由于血管壁的微小變形而由血管壁接收的部分力之外，所攜帶的能量、即變形所需要的能量近乎完全用于前移。由此，導(dǎo)管的這種主動(dòng)的自身運(yùn)動(dòng)使得可以以特別的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)入迄今為止導(dǎo)管(無論是工作導(dǎo)管或者是內(nèi)窺鏡導(dǎo)管)不能到達(dá)或者僅在高風(fēng)險(xiǎn)條件下才可以到達(dá)的身體區(qū)域。
用于計(jì)算機(jī)技術(shù)上的形狀改變以及由此用于確定對各彎曲部件的控制參數(shù)所需的移動(dòng)長度的預(yù)先給定可以是不同的。按照本發(fā)明的第一實(shí)施方式，可以通過控制裝置的輸入裝置作為絕對值輸入可預(yù)先給定的移動(dòng)長度。即，醫(yī)生在將導(dǎo)管引入一確定的路段之前或者之后定義移動(dòng)長度L，例如2cm或者5cm，他希望導(dǎo)管主動(dòng)地前移該長度。也就是說， 通過該長度定義路徑增量作為每個(gè)步驟運(yùn)動(dòng)周期的基礎(chǔ)。根據(jù)部件反應(yīng)的快慢以及系統(tǒng)控制設(shè)置的快慢，運(yùn)動(dòng)周期可以或者稍快或者稍慢。彎曲部件反應(yīng)得越快，則按步驟的運(yùn)動(dòng)越流暢，不過其中快速的形狀改變意味著在血管壁上更高的能量和力量承載。在此根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的不同而采用相應(yīng)的設(shè)置。
除了通過例如定義的絕對值直接輸入路徑增量或者移動(dòng)長度之外，還存在這樣的可能性，即，可以手動(dòng)地通過導(dǎo)管的運(yùn)動(dòng)來給定可預(yù)先給定的移動(dòng)長度，其中，可以通過采集裝置對這種用于確定移動(dòng)長度的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行采集。也就是說，醫(yī)生在利用對應(yīng)的采集裝置 (例如具有較高分辨率的路徑記錄儀)進(jìn)行第一插入運(yùn)動(dòng)期間，定義應(yīng)該作為按步驟自主運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)的移動(dòng)段。也可以考慮，在利用電機(jī)驅(qū)動(dòng)的移動(dòng)裝置的條件下機(jī)械地移動(dòng)導(dǎo)管， 在這種情況下通過對應(yīng)的電機(jī)參數(shù)定義移動(dòng)長度。在此也可以考慮，不是確定關(guān)于主動(dòng)起始-停止運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)長度，而是將移動(dòng)長度定義為導(dǎo)管例如手動(dòng)地在一個(gè)預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)所運(yùn)動(dòng)的長度。這種時(shí)間間隔例如是兩秒，而在該這段時(shí)間中導(dǎo)管向前移動(dòng)4cm，后者就是所確定的移動(dòng)長度。這種按照本發(fā)明的實(shí)施方式還具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即，醫(yī)生可以近乎于連續(xù)地一同移動(dòng)，其中，該時(shí)間間隔選擇得足夠短，并且在每個(gè)時(shí)間間隔結(jié)束時(shí)立刻針對緊靠此前所采集的移動(dòng)長度對主動(dòng)的部件控制進(jìn)行計(jì)算并實(shí)施相應(yīng)的控制。即，在此醫(yī)生手動(dòng)地進(jìn)行支持，其中，由于結(jié)合主動(dòng)的壁支撐的、連續(xù)的、非常迅速的主動(dòng)形狀改變，這里不涉及與在現(xiàn)有技術(shù)中同樣地給出的、通過手動(dòng)的移動(dòng)行為造成的問題，因?yàn)槊總€(gè)由手動(dòng)移動(dòng)產(chǎn)生的“張開”立即被消除掉?；旧峡梢杂舍t(yī)生分別僅僅進(jìn)行一個(gè)主動(dòng)運(yùn)動(dòng)步驟，也就是說，在例如給出的絕對值的基礎(chǔ)上計(jì)算一次形狀改變，并參數(shù)化對于主動(dòng)的向前運(yùn)動(dòng)的對應(yīng)控制。醫(yī)生可以近乎于按步地向前嘗試，并且例如通過X射線檢查等類似手段跟蹤對于目標(biāo)區(qū)域的接近。除了由醫(yī)生本身開始的單步驟的運(yùn)動(dòng)之外，也可以考慮，例如在給定絕對值的前提下，控制裝置分別在利用預(yù)定移動(dòng)長度的條件下依次為導(dǎo)管的多次運(yùn)動(dòng)計(jì)算所需要的彎曲部件的形狀改變，并對應(yīng)地控制這些彎曲部件。即，僅給定一次移動(dòng)長度并作為每次按步驟的計(jì)算的基礎(chǔ)。自然也存在這樣的可能性，隨時(shí)停止“爬行運(yùn)行”或者改變增量的移動(dòng)長度值。在如同詳細(xì)說明的那樣在主動(dòng)導(dǎo)管變形時(shí)利用導(dǎo)管與器官壁的主動(dòng)共同作用帶來器官的一定變形，根據(jù)局部引入的彎曲力的大小，在本發(fā)明的一個(gè)有效的擴(kuò)展中，將控制裝置這樣構(gòu)造，使得所述導(dǎo)管在一個(gè)運(yùn)動(dòng)結(jié)束之后再次基本上恢復(fù)其在該運(yùn)動(dòng)之前所具有的幾何形狀。也就是說，在每個(gè)運(yùn)動(dòng)步驟之后或者在每次向前移動(dòng)所定義的路徑增量之后， 優(yōu)選地將彎曲部件在整個(gè)導(dǎo)管長度上再次這樣控制，使得導(dǎo)管恢復(fù)其在執(zhí)行該運(yùn)動(dòng)步驟之前所具有的形狀，該形狀漸近地與器官解剖結(jié)構(gòu)精確地對應(yīng)。由此，在每個(gè)步驟之后再次消除了可能的器官變形，使得其不在一個(gè)連續(xù)的按步驟的運(yùn)動(dòng)中逐步地建立。在通過彎曲傳感器連續(xù)地檢查呈現(xiàn)的形狀并可以與此前取得的實(shí)際形狀進(jìn)行比較之后，這種“形狀匹配” 可以容易地實(shí)現(xiàn)。因?yàn)閭鞲衅饕约皬澢考趯?dǎo)管長度上的位置是已知的，可以由此計(jì)算出，哪個(gè)傳感器必須相對于此前的實(shí)際形狀正確地設(shè)置以及它必須提供哪種信號(hào)，以便導(dǎo)管再次恢復(fù)此前的血管解剖結(jié)構(gòu)。


本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、特征和細(xì)節(jié)由下面借助于附圖對實(shí)施方式的描述給出。圖中圖1示出本發(fā)明導(dǎo)管裝置的原理圖，圖2示出帶有兩個(gè)在相反方向上作用的彎曲部件的導(dǎo)管的部件，圖3示出通過帶有多個(gè)徑向向外錯(cuò)開、分布設(shè)置的彎曲部件和彎曲傳感器的導(dǎo)管的截面圖，圖4示出通過控制不同的彎曲部件所得到的導(dǎo)管曲線，和圖5和6示出本發(fā)明導(dǎo)管裝置的、用于說明自身運(yùn)動(dòng)的功能流程的原理圖。
具體實(shí)施例方式圖1示出按照本發(fā)明的導(dǎo)管裝置1，其包括導(dǎo)管2，在該導(dǎo)管的自由的、沒有引入到患者體內(nèi)的一端設(shè)置一個(gè)連接裝置3，該連接裝置3與通過其可以控制集成在導(dǎo)管中的彎曲部件的控制裝置5的連接裝置4耦合。通過控制裝置5可以單獨(dú)地控制各個(gè)彎曲部件。 圍繞導(dǎo)管縱軸并在導(dǎo)管長度上分布的彎曲部件例如是可以液壓或氣壓地加載流體或者氣體形式填充介質(zhì)的、軟管形的空心體，其在卸載狀態(tài)下沒有填充并且是柔軟的，而在壓力下形成的填充狀態(tài)中則呈現(xiàn)出預(yù)定的、相對剛性的形狀。由此可以有針對性地如下所述地使導(dǎo)管彎曲?？刂蒲b置5與帶有監(jiān)視器7、鍵盤8以及鼠標(biāo)9的輸入裝置6耦合。在此，為了可以簡單的方式進(jìn)行導(dǎo)航，操作者可以在在監(jiān)視器7上觀察圖像，例如由X射線裝置10在侵入期間并行拍攝的X射線圖像提供的，或者必要時(shí)使用例如從磁共振或計(jì)算機(jī)圖像斷層造影儀獲得的圖像數(shù)據(jù)組給出，通過對一個(gè)或者多個(gè)在那里設(shè)置的彎曲部件的相應(yīng)控制在導(dǎo)管端部的哪個(gè)方向上進(jìn)行彎曲。功能原理的基礎(chǔ)是，在導(dǎo)管中集成多個(gè)彎曲部件，這些彎曲部件在其內(nèi)部建立起壓力的條件下可以呈現(xiàn)特定的形狀。圖2按照原理圖的方式示出了兩個(gè)集成在導(dǎo)管中的彎曲部件12a、12b，兩者做成軟管形式，并且例如由一種非彈性的塑料材料、例如PUR或PTFE或類似的其它任意塑料制成。每個(gè)彎曲部件12a、12b在一側(cè)具有短壁片段而在相對一側(cè)具有較長的壁片段，即壁是不對稱的。如果通過引入線13引入填充介質(zhì)，例如水、食鹽溶液、空氣或氧氣，則在內(nèi)部建立壓力，該壓力導(dǎo)致各個(gè)受控的彎曲部件在最小的表面積下有盡可能小的體積。因?yàn)楸谑欠菑椥缘?，所以不?huì)出現(xiàn)膨脹。顯然，按照這種方式建立起依賴于彎曲部件幾何形狀的彎曲，如圖2所示。根據(jù)彎曲部件的不同朝向，可以實(shí)現(xiàn)任意的彎曲，其中，對兩個(gè)相鄰的彎曲部件的控制自然也可以使其以中間角度偏轉(zhuǎn)。圖3以截面圖的形式示出了導(dǎo)管2，在其中間有導(dǎo)管開孔14和徑向向外錯(cuò)開并在所示例子中對稱分布的六個(gè)彎曲部件12a_12f，在導(dǎo)管開孔14中例如引入其它工作導(dǎo)管、 信號(hào)或控制線或者內(nèi)窺鏡裝置。對每個(gè)彎曲部件可以通過沒有進(jìn)一步示出的、單獨(dú)的引入線進(jìn)行控制。在此，這樣對彎曲部件進(jìn)行定位和構(gòu)造，使得每個(gè)彎曲部件具有一個(gè)分別通過各個(gè)箭頭表示的、自身的優(yōu)選彎曲裝置。彎曲部件相對于導(dǎo)管縱軸徑向向外錯(cuò)開，并且可以分段定位，即，將多個(gè)彎曲部件設(shè)置在相同的長度位置上?；蛘咭部梢钥紤]，將它們徑向向外錯(cuò)開但相互重疊，例如按照螺旋形式的結(jié)構(gòu)進(jìn)行定位。如圖3所示，為每個(gè)彎曲部件設(shè)置一個(gè)彎曲傳感器15a_15f。每個(gè)彎曲傳感器 15a-15f同樣通過單獨(dú)的信號(hào)線與控制裝置5連接，并且提供一個(gè)與其形狀相關(guān)的信號(hào)。每個(gè)彎曲傳感器都參與導(dǎo)管的變形，使得根據(jù)給出的彎曲傳感器信號(hào)可以采集到關(guān)于局部導(dǎo)管形狀的精確信息，并且根據(jù)同樣在導(dǎo)管長度上并圍繞導(dǎo)管縱軸分布的彎曲傳感器的多個(gè)信號(hào)可以采集到對給定實(shí)際導(dǎo)管形狀的精確描述。這些傳感器局部地固定在特定的彎曲部件上。因此，控制裝置5 了解彎曲部件以及屬于其的彎曲傳感器關(guān)于導(dǎo)管縱軸的位置。
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圖4以原理圖的形式舉例示出了通過對彎曲部件的分別控制所達(dá)到的導(dǎo)管2的變形。在導(dǎo)管的一部分的長度上設(shè)置了多個(gè)單獨(dú)的彎曲部件12，它們分別配有一個(gè)彎曲傳感器15。在所示出的形狀中共有六個(gè)不同的彎曲部位A、B、C、D、E和F。為了實(shí)現(xiàn)在彎曲點(diǎn)A處的彎曲，控制彎曲部件12g，而相鄰的、特別是相對的彎曲部件12則保持未加壓并因此是柔軟的。為了達(dá)到在點(diǎn)B的彎曲，控制彎曲部件1 ；為了在彎曲點(diǎn)C彎曲控制彎曲部件12i。按照本發(fā)明的方法，在彎曲點(diǎn)D(彎曲部件12j)、E(彎曲部件12k)和F(彎曲部件 121)處彎曲也相應(yīng)地進(jìn)行。顯然，每個(gè)分別配屬于受控彎曲部件的彎曲傳感器也參與到這種彎曲中。這些彎曲傳感器以及所有其它彎曲傳感器向控制裝置5提供相應(yīng)的反映形狀的傳感器信號(hào)，控制裝置5據(jù)此可以準(zhǔn)確計(jì)算出如圖4所示的導(dǎo)管形狀。這樣，按照本發(fā)明的導(dǎo)管裝置允許導(dǎo)管在血管中主動(dòng)自主地運(yùn)動(dòng)?；竟ぷ鞣绞接蓤D5和6給出。圖5按照原理圖的形式示出由于對若干彎曲部件的控制而在血管16內(nèi)變形的導(dǎo)管2。在此，進(jìn)一步示出了五個(gè)彎曲部位A，B, C，D，E，其中，通過在導(dǎo)管側(cè)對相應(yīng)的彎曲部件12g，12h，12i，12 j和1 進(jìn)行控制而對這些彎曲施加影響。通過控制裝置5采集所有配屬于各個(gè)彎曲部件12的彎曲傳感器15的信號(hào)，并由此同樣采集屬于單個(gè)彎曲部件12g_12k的彎曲傳感器15g-Mk的信號(hào)?？刂蒲b置5可以根據(jù)這些單個(gè)的傳感器信號(hào)采集各個(gè)彎曲傳感器的彎曲或者彎曲度。對于每個(gè)彎曲傳感器控制裝置已知其在導(dǎo)管上的縱向位置以及其在導(dǎo)管截面上的位置。例如，每個(gè)傳感器可以在傳感器信號(hào)中傳送一個(gè)對應(yīng)的編碼，使得其可以得到識(shí)別。由于這種局部分辨使得可以將每個(gè)傳感器信號(hào)精確對應(yīng)于導(dǎo)管的一個(gè)點(diǎn)或者一個(gè)短的片段。控制裝置5根據(jù)這種知識(shí)可以借助傳感器數(shù)據(jù)確定導(dǎo)管形狀。即可以采集導(dǎo)管空間位置的數(shù)據(jù)表示或者其瞬時(shí)幾何形狀并例如隨時(shí)在顯示器7上輸出。此外，控制裝置5采集進(jìn)給長度，必要時(shí)其可由用戶定義，也就是說，用戶可以例如通過鍵盤8定義其所希望的、導(dǎo)管應(yīng)該獨(dú)立實(shí)施的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。例如，用戶輸入一個(gè)5cm的長度，導(dǎo)管自身在后續(xù)的運(yùn)動(dòng)步驟中應(yīng)該向前運(yùn)動(dòng)該長度。根據(jù)已知的導(dǎo)管形狀以及所定義的進(jìn)給長度，在控制裝置5 —側(cè)根據(jù)該進(jìn)給長度確定待取得的形狀，也就是說，在考慮所希望的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的條件下確定已經(jīng)給出的導(dǎo)管彎曲沿縱軸所必需的移動(dòng)。同時(shí)，由此確定為了實(shí)施所希望的運(yùn)動(dòng)所需的、對單個(gè)彎曲部件的控制參數(shù)。然后，根據(jù)這些控制參數(shù)控制單個(gè)彎曲部件主動(dòng)地運(yùn)動(dòng)該進(jìn)給長度。在所示出的實(shí)施方式中，由圖6示例性地給出了新的、待取得的形狀。為了對主動(dòng)運(yùn)動(dòng)施加影響在所示出的實(shí)施方式中，對從圖5的實(shí)際位置出發(fā)的彎曲部件12g'，12h'， 12 '，12j'和12k'(即直接跟在主動(dòng)彎曲的彎曲部件12g-Wk之后的彎曲部件)進(jìn)行控制，而彎曲部件12g-^k則被減壓放松。這種控制作用為由于根據(jù)所希望的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)確定的控制參數(shù)所控制的彎曲部件區(qū)域中導(dǎo)管的局部變形。導(dǎo)管彎曲，由此在多個(gè)位置上向血管壁16施加力，也就是說，導(dǎo)管主動(dòng)地在血管壁16上支撐或者擠壓。如果基本上同時(shí)控制所有彎曲部件12g' -12k'，則在彎曲部件12g-^k同時(shí)放松的條件下，因?yàn)橹鲃?dòng)變形導(dǎo)管在血管中主動(dòng)地向前擠壓，即，其自身向前移動(dòng)并且在血管壁16的共同作用下完成類似爬行運(yùn)動(dòng)。在此，血管壁通過施加于其上的、源自變形的壓力而產(chǎn)生一定的變形，因?yàn)槠洳皇莿傂缘?。這種形狀的改變可以通過直接參與上述步驟的彎曲傳感器(即，傳感器15g-15k和傳感器15g' -15k')的信號(hào)來采集并檢驗(yàn)。通過控制裝置5可以緊接在實(shí)施該主動(dòng)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)之后這樣重新計(jì)算對彎曲部件的控制，使得導(dǎo)管基本上處于一種對應(yīng)于圖5的出發(fā)位置的最后形狀，也就是說，盡可能理想地對應(yīng)于血管的解剖形狀。通過連續(xù)地采集彎曲傳感器的信號(hào)可以檢查導(dǎo)管的連續(xù)位置或形狀控制，也就是說，總是很清楚導(dǎo)管的實(shí)際形狀如何。由此，控制裝置可以對于給出的情況進(jìn)行反應(yīng)并這樣優(yōu)化對彎曲部件的控制，使得導(dǎo)管盡可能少地偏離實(shí)際的血管或器官形狀。對于重新的運(yùn)動(dòng)步驟，從如圖6中所示的理想化的新取得的導(dǎo)管實(shí)測形狀出發(fā)， 在考慮例如此前已經(jīng)處理的進(jìn)給長度的條件下重新對控制參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，以便導(dǎo)管向前運(yùn)動(dòng)一個(gè)在理想情況下對應(yīng)于進(jìn)給長度的、進(jìn)一步的路徑增量。圖5和6僅僅是表示理想化主動(dòng)運(yùn)動(dòng)過程的原理草圖。因?yàn)檠芑蚱鞴俨皇莿傂詷?gòu)成的，所以由于在彎曲部件變形期間總是發(fā)生一定的器官變形，在運(yùn)動(dòng)步驟中不一定能夠進(jìn)給精確定義的移動(dòng)長度。不過，由于連續(xù)地采集實(shí)際的導(dǎo)管形狀，控制裝置可以在考慮傳感器信號(hào)的條件下連續(xù)地確定對彎曲部件的最佳控制，從而可以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)管的自主運(yùn)動(dòng)， 并且導(dǎo)管可以近乎獨(dú)立地通過血管移動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)管裝置，其包括用于引入到空腔器官、特別是血管中的導(dǎo)管0)，該導(dǎo)管O) 具有多個(gè)圍繞導(dǎo)管縱軸并至少在導(dǎo)管長度的一部分上分布設(shè)置的、能夠通過一個(gè)控制裝置 (5)單獨(dú)控制的、用于進(jìn)行預(yù)定的形狀改變的彎曲部件(12，12a-12f，12a' -12e')，以及多個(gè)圍繞導(dǎo)管縱軸并至少在導(dǎo)管長度的一部分上分布設(shè)置的、與該控制裝置( 進(jìn)行通信的彎曲傳感器(15，15a-15e，15a' -15e')，其中，所述控制裝置(5)構(gòu)造用來，根據(jù)彎曲傳感器信號(hào)確定所述導(dǎo)管O)的給定幾何形狀，并確定為了能夠按照優(yōu)選在用戶側(cè)預(yù)定的移動(dòng)長度對于該導(dǎo)管(2)運(yùn)動(dòng)所要求的彎曲部件(12，12a-12f，12a' -12e')的形狀改變， 以便通過在器官壁(16)上有針對性地施加能夠彎曲的力而使得該導(dǎo)管( 能夠至少部分地自主運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)管裝置，其特征在于，通過所述控制裝置( 能夠同時(shí)控制所有用于控制所述導(dǎo)管(2)運(yùn)動(dòng)的彎曲部件(12，12a-12f，12a' -12e')。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的導(dǎo)管裝置，其特征在于，能夠通過所述控制裝置( 的輸入裝置(8)作為絕對值輸入可預(yù)先給定的移動(dòng)長度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的導(dǎo)管裝置，其特征在于，能夠手動(dòng)地通過導(dǎo)管的運(yùn)動(dòng)來給定可預(yù)先給定的移動(dòng)長度，其中，能夠通過采集裝置對這種用于確定移動(dòng)長度的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行采集。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的導(dǎo)管裝置，其特征在于，能夠通過采集裝置作為移動(dòng)長度采集在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)經(jīng)歷過的移動(dòng)路徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的導(dǎo)管裝置，其特征在于，所述控制裝置(5)在利用預(yù)先給定的移動(dòng)長度的條件下依次為所述導(dǎo)管O)的多次運(yùn)動(dòng)計(jì)算所需的彎曲部件 (12,12a-12f,12a' -12e ‘)的形狀改變，并相應(yīng)地控制這些彎曲部件(12，12a-12f， 12a' -12e')。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的導(dǎo)管控制裝置，其特征在于，為了控制所述彎曲部件(12，12a-12f，12a' -12e')，所述控制裝置(5)這樣構(gòu)成，使得所述導(dǎo)管(2)在一次運(yùn)動(dòng)結(jié)束之后再次基本上恢復(fù)其在該運(yùn)動(dòng)之前所具有的幾何形狀。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種導(dǎo)管裝置，其包括用于引入到空腔器官、特別是血管的導(dǎo)管(2)，其具有多個(gè)繞導(dǎo)管縱軸并至少在導(dǎo)管的部分長度上分布設(shè)置、可通過控制裝置(5)單獨(dú)控制的、用于進(jìn)行預(yù)定的形狀改變的彎曲部件(12，12a-12f，12a′-12e′)，和多個(gè)繞導(dǎo)管縱軸并至少在導(dǎo)管的部分長度上分布設(shè)置的、與控制裝置通信的彎曲傳感器(15，15a-15e，15a′-15e′)，控制裝置根據(jù)彎曲傳感器信號(hào)確定導(dǎo)管(2)的給定幾何形狀，并確定為了可以按照優(yōu)選在用戶側(cè)預(yù)定的移動(dòng)長度對導(dǎo)管運(yùn)動(dòng)所要求的彎曲部件的形狀改變，以通過在器官壁(16)上有針對性地施加能夠彎曲的力而使該導(dǎo)管(2)可以至少部分地自主運(yùn)動(dòng)。
文檔編號(hào)A61B6/00GK102512744SQ20111032511
公開日2012年6月27日 申請日期2005年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月13日
發(fā)明者簡.貝澤, 諾伯特.拉恩, 馬丁.克利恩 申請人:西門子公司