柔性可延伸管狀導(dǎo)引件及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及特別地但不是唯一地用在用于內(nèi)窺鏡檢查的設(shè)備和設(shè)備中的柔性可 延伸管狀導(dǎo)引件。本發(fā)明還涉及一種用于制造所述管狀導(dǎo)引件的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 內(nèi)窺鏡裝置用于手術(shù)或診斷類操作而被人所知，該操作由直接控制穿過患者 身體的器械的運動的外科醫(yī)生執(zhí)行。通常，在具體操作中每次所必需的例如微型臂 (micro-arms)、微型照相機和/或激光發(fā)射器的手術(shù)和/或診斷器械與內(nèi)窺鏡裝置相關(guān)聯(lián)。
[0003] 內(nèi)窺鏡器械還因其適用于在管狀體腔內(nèi)移動，特別是但是不是唯一地在胃腸道 內(nèi)，以及能夠通過所謂的尺蠖型運動沿預(yù)定的前進方向運動而被人所知。
[0004] 例如在US-A-5398670、US-A-5906591和W002/068035中描述的能夠自動或半自動 在患者體腔內(nèi)移動的這種類型的內(nèi)窺鏡器械。在這些文獻中描述的內(nèi)窺鏡器械基本上由具 有可變長度的管狀中心體和被稱為前部和后部的兩個端部構(gòu)成，前部和后部包括固定件， 固定件能夠?qū)⑶岸瞬亢秃蠖瞬颗R時并交替地固定到體腔的壁上，從而使得設(shè)備能夠向前運 動。值得說明的是，在此處以及本說明書的其他部分術(shù)語"前"和"后"及其類似詞語指的 是內(nèi)窺鏡器械在待檢查人體區(qū)域內(nèi)的前進方向。
[0005] 特別地，上述文獻中描述的具有可變長度的內(nèi)窺鏡器械中心管狀體呈現(xiàn)為波紋管 形管狀體的形式，由此能夠分別跟隨向其中注入空氣和從中吸出空氣伸長和收縮。在上述 專利申請PCTNo.W002/068035中，該將該裝置固定到體腔的壁上是通過夾鉗裝置實現(xiàn)的， 其中夾鉗裝置與可選擇地由外部控制單元致動器械的前端部和后端部結(jié)合，外部控制單元 與波紋管形管狀體的連續(xù)延伸和收縮同步致動。上述夾鉗裝置通過氣壓傳動裝置致動，在 優(yōu)選實施例中，氣壓傳動裝置也由波紋管形元件構(gòu)成。
[0006] 在伸長階段，通過壓縮空氣對波紋管加壓從而獲得與壓縮空氣所產(chǎn)生的壓力成比 例的延長，然而為了縮短波紋管，波紋管內(nèi)部的壓力可逐漸地減小，直到達到一定的真空 度。
[0007]EP1792561根據(jù)W002/068035公開了一種改進的內(nèi)窺鏡器械。根據(jù)該文件，具有可 變長度的中心管狀體不具有波紋管結(jié)構(gòu)，但卻是平的，由彈性材料制成，包括沿其布置的加 強結(jié)構(gòu)，并且在其徑向上為大體上剛性的，而在其軸向上為可收縮的，具體地由多個剛性環(huán) 或至少一個卷簧形成。
[0008] 具有尺蠖型移動的全部內(nèi)窺鏡器械只具有診斷功能，S卩，這些器械只能傳輸他們 所經(jīng)過的身體區(qū)域的圖像。事實上，由于能夠預(yù)測中心體的一系列延長和收縮運動的裝置 的特殊移動方法，以及傳統(tǒng)類型的活體組織檢查操作通道不可延伸的事實，不可能將傳統(tǒng) 類型的活體組織檢查操作通道用于手術(shù)器械的通道。在傳統(tǒng)的內(nèi)窺鏡中，活體組織檢查通 道大體為在其柔性端部加強的管，以在內(nèi)窺鏡的遠端部折疊時，防止形成折疊。為了使內(nèi)窺 鏡的中心體能夠在移動期間伸長和縮短，由此需要活體組織檢查通道在位于內(nèi)窺鏡內(nèi)的部 件內(nèi)隨中心體一起伸長和縮短。
[0009] 為了克服可延伸操作通道的缺點，可以從專利EP0838200中得到啟發(fā)，其中卷繞 為螺旋形的塑料管允許空氣通過并到達內(nèi)窺鏡頂部的通道。螺旋形使得中心體可以自由伸 長和縮短。
[0010] 在上述發(fā)明中，螺旋形管用于在腸內(nèi)吸/吹空氣/水。但是這樣的解決方案卻不能 用于活體組織檢查操作通道的實施例中，因為需要對其進行修改，使其無法在功能上用作 活體組織檢查通道。首先，為了容納3_的操作通道，卷繞為螺旋形的管需要具有大于3_ 的直徑（例如4mm)?？紤]到內(nèi)窺鏡器械的中心體的內(nèi)徑較短（一般為12mm)，形成的螺旋 具有過渡的曲率以致在中心體延長的過程中形成結(jié)點折彎，即折疊。其次，由于螺旋的相當 大的曲率導(dǎo)致的摩擦力，手術(shù)器械不能夠向前穿過螺旋直至其全部伸出。因此唯一可操作 的結(jié)構(gòu)也許是完全延伸以將螺旋"變直"的中心體結(jié)構(gòu)。同時，在該例子中仍存在可能以不 可接受的方式增加摩擦力的管的剩余波動。進一步值得說明的是大曲率意味著螺旋具有相 當?shù)膭傂裕ɡ鐝椈桑?，并且如此剛性與中心體的運動是有沖突的，因為剛性會抵消中心體 的伸長并使其變形。
[0011] 如US5662587中所示出的使用內(nèi)部具有彈簧的傳統(tǒng)波紋管是獲得可延伸操作通 道的一個良好的解決方案。事實上，彈簧的出現(xiàn)可防止"彎扭"而直線結(jié)構(gòu)允許設(shè)備在其內(nèi) 部輕松通過。
[0012] 與這個解決方案相關(guān)的困難是制造類型。很難制造一個具有高L/D比率（長度比 上直徑）的波紋管，尤其是在鑄造工藝中。具體地，當中心體為靜止結(jié)構(gòu)時L/D比率為60， 當中心體被伸長時L/D比率為120。此外，插入彈簧也是有困難的并且需要具有足夠薄的壁 厚以使波紋管不會對于彎曲以及在延伸方向變得過渡剛性而危害其正確操作。
[0013] 最終，用于通過適合包含在上述類型的內(nèi)窺鏡器械中的手術(shù)器械的操作通道必須 具有以下特征：
[0014] 1、足夠大的直徑以允許通過2. 8mm的活檢鉗，或具有類似尺寸的其他手術(shù)器械 (因此具有至少3mm的通道）；
[0015] 2、延伸出至少兩倍于其初始長度的能力以能夠完全跟上內(nèi)窺鏡的中心體的行 程；
[0016] 3、柔性。內(nèi)窺鏡非常柔軟而且待安裝在內(nèi)窺鏡內(nèi)部的活檢通道也需要是柔軟的；
[0017] 4、低彈性系數(shù)。在內(nèi)窺鏡的中心體延伸時，活檢通道不需要對延伸產(chǎn)生較大阻力 以使內(nèi)窺鏡不會發(fā)生形變。事實上，如果操作通道在延伸方向上的剛性過大，就會產(chǎn)生彎曲 失穩(wěn)，并且內(nèi)窺鏡會延伸成S形而不是直線延伸。這使得內(nèi)窺鏡的中心體相對于操作通道 必須更具有剛性。
[0018] 5、強度。通道必須能夠承受器械通過所產(chǎn)生的應(yīng)力而不受到損壞。
[0019] 6、減小的摩擦力。通道必須在不產(chǎn)生過度摩擦力的情況下允許設(shè)備通過。
[0020] 7、無彎扭。通道必須不能在任何結(jié)構(gòu)中形成折疊或倒塌。
[0021] 8、小尺寸。內(nèi)窺鏡的中心體的內(nèi)部空間較小，因此操作通道需要具有較小尺寸以 能夠容納在中心體內(nèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0022] 本發(fā)明的主要目的是提供一種柔性可延伸管狀導(dǎo)引件，其具有大約幾毫米的直 徑，并且在無過度摩擦以及不與圍繞部件（例如所述導(dǎo)引件插入其中的結(jié)構(gòu)）之間產(chǎn)生干 擾的情況下，允許例如外科手術(shù)器械的器械通過或滑動。
[0023] 本發(fā)明的一個特別目的是提供一種上述類型的管狀導(dǎo)引件，該管狀導(dǎo)引件適于用 作使采用尺蠖型移動的內(nèi)窺鏡器械中的手術(shù)設(shè)備通過并且能夠跟隨手術(shù)器械的延伸和收 縮而不會抵消這些運動的操作通道。
[0024] 本發(fā)明進一步的目的是提供一種用于制造上述類型的柔性可延伸管狀導(dǎo)引件的 方法。
[0025] 這些特征由根據(jù)本發(fā)明的柔性可延伸導(dǎo)引件及其制造方法實現(xiàn)，該導(dǎo)引件及其制 造方法的基本特征分別由權(quán)利要求1和8限定。更多重要的特征包含在從屬權(quán)利要求中。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的管狀導(dǎo)引件的一個重要特征包括形成其的管狀件具有均勻地形成 波紋狀以允許導(dǎo)引件延伸和收縮的中間部分。在管狀件內(nèi)，彈性件沿軸向設(shè)置并且管狀件 通過其兩個端部固定到彈性件上。
[0027] 在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施例中，管狀件由熱收縮材料制成并且均勻地形成波紋 狀的中間部分通過其塑性變形形成，而端部用作隨著熱收縮將管狀件固定到內(nèi)部彈性件上 的固件裝置。
[0028] 在本發(fā)明的另一個實施例中，管狀件由具有至少200%的塑性范圍形變（即大于 或等于200%的延伸）的適于塑性變形的塑性材料制成，并且作為固定到內(nèi)部彈性件上的 手段，可以預(yù)見的是設(shè)有兩個由熱收縮材料制成的套管，套管隨著熱處理將管狀件的端部 固定到彈性件上。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明的管狀導(dǎo)引件的一個重要優(yōu)點包括，在將管狀導(dǎo)引件應(yīng)用于具有尺蠖 移動的內(nèi)窺鏡的例子中，給醫(yī)生提供了使用例如活檢鉗的傳統(tǒng)內(nèi)窺鏡器械以與其根據(jù)現(xiàn)有 技術(shù)利用柔性內(nèi)窺鏡進行操作的方式完全相同的方式進行操作的可能性。
【附圖說明】
[0030] 柔性可延伸管狀導(dǎo)引件及相關(guān)生產(chǎn)方法的特征和優(yōu)點將參照附圖從作為例子給 出的而非用于限制目的的實施例的下面描述中變得更加清楚，其中：
[0031] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的管狀導(dǎo)引件的一部分的透視圖；
[0032] 圖2具體到a)、b)和c)，示出了圖1中的管狀導(dǎo)引件分別處于靜止狀態(tài)、中間延 伸狀態(tài)和完全延伸狀態(tài)；
[0033] 圖3是圖1中導(dǎo)引件的縱向局部剖視放大圖；
[0034] 圖4是根據(jù)本發(fā)明的具有柔性端部以允許對內(nèi)窺鏡進行操控的管狀導(dǎo)引件的縱 向圖；
[0035] 圖5示意性地示出了生產(chǎn)工藝的步驟；
[0036] 圖6示意性地示出了生產(chǎn)工藝所生產(chǎn)的管狀導(dǎo)引件；
[0037] 圖7示意性地示出了用于內(nèi)窺鏡轉(zhuǎn)向部的一段柔性不可延伸導(dǎo)引件的結(jié)構(gòu)；
[0038] 圖8是圖1中處于中間延伸狀態(tài)的管狀導(dǎo)引件的3D圖示；
[0039] 圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的管狀導(dǎo)引件的前部的一個不同的實施例。
【具體實施方式】
[0040] 參照附圖1-3,附圖標記1通常表示根據(jù)本發(fā)明的由字母G表示為一個整體的管狀 導(dǎo)引件的管狀件。管狀件1的中間部分2均勻地形成波紋狀，而兩個端部3和4是光滑的 并且牢固地固定到軸向地設(shè)置在管狀件1內(nèi)的卷簧5上。管狀件1在其中間部分2處的波 紋由多個折疊（f〇ld)6形成，多個折疊6相互連接以構(gòu)成大體多邊形凹部8的縱向帶或排 7。在管狀件1的中間部分2上縱向延伸的每個帶7由折疊6所限定的所述凹部8的排形 成，每個折疊6分別與鄰近的多個折疊通過各自的端部相連以在縱向凹部8的拐角處形成 結(jié)點9。
[0041] 在存在軸向牽引或壓縮應(yīng)力的情況下，管狀件1的中間部分2會變形，特別是相應(yīng) 地伸長或縮短。圖2示出了當存在牽引應(yīng)力時中間部分2是如何變形的。特別地，圖2a示 出了處于靜止狀態(tài)的管狀件1，其中折疊6非常緊密地靠近彼此并且彈簧5的螺距非常窄。 在這種情況下，凹部8幾乎是閉合的并且呈現(xiàn)出大體扁平的鉆石形，結(jié)點9具有大體類似于 點的尺寸。圖2b示出了中間延伸狀態(tài)，其中折疊