活塞致動的內窺工具的制作方法

專利名稱：活塞致動的內窺工具的制作方法
技術領域：
本發明大體上涉及對柔性醫療裝置用的工具的致動，具體地涉及在醫療過程中用于致動內窺工具的方法和裝置。
背景技術：
使用內窺鏡檢查體腔在本領域是公知的。用柔性內窺鏡直接檢查胃腸道會產生診斷和治療上的優點，這使得該方法成為標準的現代醫療過程。最常用的內窺過程之一是結腸鏡檢查，其具有廣泛的用途，包括癌癥診斷、胃腸出血源的確定、觀察因腸發炎所影響的部位、除去息肉及減少腸扭結和腸套疊。
柔性內窺鏡通常包括工作通道，其穿過內窺鏡的全長。這些通道的用途之一是使工具穿過內窺鏡以在身體內進行診斷和治療過程。這種工具包括例如微型活檢鉗，其可穿過上述通道并從內窺鏡的遠側端伸出，以從檢查區域取出活組織檢查樣品。通常，在該工具自身后面利用線纜或繩索來控制這種工具，該線纜或繩索穿過外殼延伸至內窺鏡遠側端。醫生通過在近側端對線纜或繩索施加拉力，從而使該工具在遠側端產生所需要的動作。
利用這種技術致動工具的程度，受到每個線纜和包圍該線纜的外殼間的摩擦力的限制。特別地，如果醫生僅需要克服在胃腸道中轉彎一次，那么必須在近側端施加力F1以在遠側端產生力F2，且近似地F1＝F2*eμα，其中μ是線纜和外殼間的摩擦系數，α是由胃腸道中轉彎所限定的有效角。如果內窺鏡在胃腸道中穿過i個轉彎αi(通常情況下都是這樣)，那么合力可能會顯著地(并經常是應該被禁止地)增大到F1=F2*eμΣ|αi|.]]>為克服使用基于外殼中線纜的系統所引起的摩擦作用，已嘗試向內窺鏡引入液壓裝置，但沒有在商業上得到成功。本發明人所知的所有這些液壓系統都很復雜、昂貴、體積龐大，和/或需要外部能源或壓力源，以及控制這些能源或壓力源的設備。由于這些缺點，僅僅基于線纜的技術目前使用在內窺轉向和工具-控制的應用當中。
在此引入作為參考的Dill等人的美國專利5,569,299公開了一種內窺泌尿道活檢鉗，其帶有一個固定鉗和一個活動鉗，其中該活動鉗由線纜致動，且該線纜在支承這兩個鉗的中空管內延伸。由衛生保健專業人士在近側端致動該線纜來操作該活檢鉗。
在此引入作為參考的Smith等人的美國專利5,431,645公開了利用內窺鏡近側端附近的各種能源來遠程致動內窺工具的技術，所述各種能源包括電源、機械源、液壓源和氣動源。
在此引入作為參考的Koblish等人的美國專利5,779,646公開了一種可偏轉的活組織檢查導管，其中從該導管近側端延伸至遠側端的控制線纜用于使遠側梢部偏轉和/或致動活檢鉗。所述控制線纜與活塞相連，該活塞位于導管近側端處的手柄中的缸內，從而移動該活塞可使得操作人員控制遠側梢部的偏轉和/或致動活檢鉗。
在此引入作為參考的Pasricha等人的美國專利5,674,205公開了一種用于將藥物輸送至體腔內某部位的裝置。該裝置類似于細長注射器，其帶有含一劑藥的遠側活塞/噴針裝置，其中使用該注射器的醫生操縱端經連接遠側端和近側端的流體填充管來致動該遠側裝置。
在此引入作為參考的Yamamoto等人的美國專利6,059,719公開了一種內窺鏡系統，其包括多個內窺鏡模塊，其中不同的治療器械安裝在內窺鏡模塊內，且各個治療模塊可自由地更換。在某些實施方案中，利用橫跨內窺鏡長度的傳動線纜來提供致動治療模塊所必需的力。其他實施方案包括液體填充通道，其將遠側活塞/缸結構連接到輸送流體壓力的近側裝置上，從而使該遠側活塞移動。傳動線纜使該遠側活塞與治療模塊連接，從而該遠側活塞的移動可致動該治療模塊。
在此引入作為參考的Peirs等人的論文(標題為“A MicroRobotic Arm For A Self Propelling Colonoscope”，出版于1998年6月的New Actuators上，Proc.Actuator 98，6th Int.Conf.576-579頁)公開了一種用于結腸鏡檢查并包括柔性臂的自推進式內窺系統，其中該柔性臂可由與內窺工具連接的形狀記憶合金材料進行控制。或者通過對形狀記憶合金機構的加熱/冷卻，或者經遠側活塞/缸裝置利用液壓裝置，來控制內窺工具。簡單的活塞/缸裝置可與缸上的單個壓力端口一起使用，從而必須同時使用正壓力和負壓力來操縱所連接的工具。
發明概述本發明某些方面的一個目的是提供一種改進的系統和方法，用于在內腔中致動工具。
本發明某些方面的另一目的是提供一種改進的機構，以在患者體腔內致動工具，用于檢查、診斷或治療的目的。
本發明某些方面的另一目的是提供一種改進的機構，以在患者體腔內致動工具，用于進行活組織檢查或進行其他過程。
在本發明優選實施方案中，用于對患者胃腸道或其他體腔中的組織或內容物施加機械作用的內窺工具，穿過置于該體腔中的柔性內窺鏡中的通道而送進。內窺工具被送入目標(例如組織、腸結石或結石)的附處，且在連接到該工具上的致動機構的協助下在通道遠側端附近進行致動，從而對目標施加機械作用。該致動機構包括一個或多個缸，每個缸包括一個活塞，從而該活塞的移動可致動與該工具相連接的連桿，以使該工具發揮作用。活塞的移動可通過將液體引入相應的缸或從相應的缸中排出液體來實現。通過一個或多個柔性管的密閉系統(其經過工作通道)，使液體從內窺鏡的近側端輸送到內窺鏡遠側端附近的致動機構缸。本發明的這些實施方案可避免使用致動工具用的、穿過內窺鏡長度的線纜，從而使通常與基于線纜進行致動相關的困難(如摩擦)最小化。
優選地，通過在壓力下將流體驅動到活塞中(而不是如本領域中公知的被液壓致動的工具那樣從活塞中排出流體)，來加壓致動機構中的活塞，從而致動該工具。在本專利申請的說明書和權利要求中，“致動”工具是指通過該工具所施加的所需力進行操作，如閉合活檢鉗。在基于從液壓機構中排出液體的致動機構中，僅可能施加一個大氣壓的負壓力，從而由該工具所施加的力受到限制。當在正壓力下將液體驅動到活塞內時，可以施加更大的力。
用于經柔性管向致動機構中的缸供應液體的裝置，優選位于內窺鏡的近側端并在患者體外。在本發明優選實施方案中，驅動活塞/缸系統被用于向柔性管中的液體提供壓力，從而驅動該致動機構。優選地，操作人員使用手和/或腳的移動使一個或多個驅動活塞在其各自缸中位移，從而使液體進入該致動機構缸中或從其中排出，且在內窺鏡遠側端附近產生相應的活塞移動及工具所需的致動。從而，操作人員所施加的物理力直接地或成比例地施加以致動內窺工具，使操作人員具有反饋的感覺。在相對較短的訓練和實踐時間后，操作人員通常可以知曉施加到機械用戶-界面裝置(如操縱桿)上的力大小，以在特定過程中操縱該工具。杠桿作用，或該致動機構的機械和/或液壓設計的其他方面，可用于控制致動該工具所需要的物理力。
在本發明優選實施方案中，每個致動機構缸包括用于使液體引入或排出從而使相應活塞移動的一個端口。活塞將每個致動機構缸分成兩個區域(a)液體傳輸區域，其包括一個端口，其中通過該端口可主動地加入或排出液體；及(b)被動區域，其可在一端敞開，或其可包括彈簧或固定量的可壓縮流體(如空氣)。優選地，該致動機構缸與內窺鏡的縱軸對齊，且該液體傳輸區域比該被動區域更接近內窺鏡的遠側端。對某些應用而言，這種結構是優選的，這是當液體被加到致動機構缸之一的遠側端時，在使活塞與工具相連接的致動機構的元件中產生張力，從而降低由于擠壓載荷而使薄元件屈曲的可能性。在兩個或多個致動機構缸間的機械連桿，優選被設計成在液體加到一個或多個缸的液體傳輸區域中時，用于保持這些致動機構元件中的拉伸負載。可選擇地或另外地，一個或多個適當構造的桿與致動機構缸相連接，以使得在施加在缸液體傳輸區域中施加或排出液體時處于擠壓狀態，從而便于工具的致動。
對于每個致動機構缸的被動區域含有可壓縮流體(例如空氣)的應用場合而言，流體通常基本上用作彈簧，并用于使活塞返回其平衡位置。可選擇地或另外地，該區域包括剛性彈簧，用于一旦沒有外壓施加到缸上時使活塞返回其平衡位置。
在本發明另一個優選的實施方案中，每個致動機構缸包括位于活塞每一側上的兩個端口，其分別與缸的兩個液體傳輸區域相連，其中液體被主動地加入液體傳輸區域中或從其中排出。柔性管將液壓壓力從內窺鏡的近側端傳遞至每個端口。響應于活塞相反側上的壓力差，給定活塞啟動了在致動機構中的移動。通過調節活塞每一側上的壓力，可精確控制由活塞傳送至致動機構連桿上的力。優選地，在該工具致動的各個期間，活塞兩側上的壓力都是正壓力。
因此，根據本發明實施方案提供了一種內窺裝置，具有插進患者體內的遠側端和保留在患者體外的近側端，該內窺裝置包括近側缸，其位于內窺裝置近側端的附近區域；近側活塞，其可滑動地容置在該近側缸內；遠側缸，其位于內窺裝置遠側端的附近區域；遠側活塞，其可滑動地容置在該遠側缸內；用于容納液體的管，其連接在近側缸和遠側缸之間；及工具，其被連接以由該遠側活塞的位移所致動，從而響應于該遠側活塞的位移對身體的組織或身體的內容物施加機械作用。
在一個實施方案中，該工具、該遠側缸、該遠側活塞和該管適合于穿過內窺鏡的工作通道，從而使用該內窺鏡來接近身體內的區域。
在一個實施方案中，該工具適合于接近患者胃腸道的一部分。
對于一些應用場合，該工具包括活組織檢查工具。可選擇地或另外地，該工具包括治療工具。
在一個實施方案中(a)該遠側缸包括位于該遠側缸的各個側面上的兩個區域，(b)該管適合于與所述區域中的第一區域相連通，(c)所述區域中的第二區域被構造成使得，該遠側活塞在第一方向上的移動可改變第二區域中的流體壓力，及(d)該遠側活塞與該遠側缸連接，從而響應于流體壓力的變化在與第一方向相反的第二方向上經受力。
對某些應用而言，該近側活塞適合于手動操作。在一個實施方案中，該內窺裝置包括與該近側活塞連接的連桿，其適合于便利該近側活塞的手動操作。
對某些應用而言，該工具與該遠側活塞連接，從而由于該近側活塞的操作通過液體對該管加壓來致動該工具。例如，該工具包括鉗子，及其中通過對該管加壓來致動該工具以使該鉗子關閉。該工具包括勒除器，及其中通過對該管加壓來致動該工具以使該勒除器關閉。
根據本發明一個實施方案還提供一種內窺裝置，具有插進患者體內的遠側端和保留在患者體外的近側端，該內窺裝置包括
遠側活塞；遠側缸，其中在該遠側缸內可滑動地容置有該遠側活塞，該遠側缸位于該內窺裝置遠側端的附近區域，且該遠側缸具有鄰近該遠側活塞的第一遠側端口和遠離該遠側活塞的第二遠側端口；工具，其被連接以由該遠側活塞的位移進行致動；近側活塞；近側缸，其中在該近側缸內可滑動地容置有該近側活塞，該近側缸位于該內窺裝置近側端的附近區域，該近側缸具有鄰近該近側活塞的第一近側端口和遠離該近側活塞的第二近側端口；及第一管和第二管，其中該第一管將其中的一個近側端口與其中的一個遠側端口相連接，且該第二管將其中的另一個近側端口與其中的另一個遠側端口相連接，以使得(a)該近側活塞的近側移動可驅動液體通過其中的一個管而將正壓力施加至該遠側活塞的第一側，以使該遠側活塞在第一方向上位移，并對該工具進行致動以處于第一狀態，及(b)該近側活塞的遠側移動可驅動液體通過其中的另一個管而將正壓力施加至該遠側活塞的第二側，以使該遠側活塞在第二方向上位移，并對該工具進行致動以處于第二狀態。
在一個實施方案中，該工具、該遠側缸、該遠側活塞和該管適合于穿過內窺鏡的工作通道，從而使用該內窺鏡來接近身體內的區域。
在一個實施方案中，該工具適合于接近患者胃腸道的一部分。
對某些應用而言，該工具包括活組織檢查工具和/或治療工具。
在一個實施方案中，該近側活塞適合于手動操作。例如，該裝置包括與該近側活塞連接的連桿，其適合于便利該近側活塞的手動操作。
根據本發明一個實施方案還提供了一種內窺裝置，具有插進患者體內的遠側端和保留在患者體外的近側端，該內窺裝置包括第一近側缸和第二近側缸，其置于該內窺裝置近側端的附近區域；第一近側活塞和第二近側活塞，其可滑動地容置在各自的近側缸內；至少一個遠側缸，其置于該內窺裝置遠側端的附近區域；至少一個遠側活塞，其可滑動地容置在所述至少一個遠側缸內；用于容納液體的第一管，其連接在該第一近側缸和所述至少一個遠側缸之間；用于容納液體的第二管，其連接在該第二近側缸和所述至少一個遠側缸之間；機械連桿，其連接到所述第一近側活塞和第二近側活塞上，以使得(a)當該機械連桿在第一方向上位移時，移動該第一近側活塞并在該第一管中產生正壓力，及(b)當該機械連桿在第二方向上位移時，移動該第二近側活塞并在該第二管中產生正壓力；及工具，其被連接以由所述至少一個遠側活塞的位移進行致動，從而響應于該遠側活塞的位移對身體組織或身體的內容物施加機械作用。
結合附圖從下面對本發明優選實施方案的詳細說明中可以更充分地理解本發明，其中附圖簡要說明

圖1是根據本發明優選實施方案的內窺工具的示意剖面圖，其包括液壓致動機構；圖2是根據本發明另一優選實施方案的內窺工具的示意剖面圖，其包括液壓致動機構；圖3是根據本發明另一優選實施方案的內窺工具的示意剖面圖，其包括液壓致動機構；圖4是根據本發明另一優選實施方案的內窺工具的示意剖面圖，其包括液壓致動機構；圖5是根據本發明另一優選實施方案的內窺工具的示意剖面圖，其包括液壓致動機構；及圖6是根據本發明另一優選實施方案的內窺工具的示意剖面圖，其包括液壓致動機構。
優選實施方案詳細說明根據本發明優選實施方案，現參考圖1，該圖1是包括被液壓致動的工具的柔性內窺裝置100的示意剖面圖。內窺裝置100包括遠側部分102，其穿過置于患者胃腸道中的內窺鏡80的工作通道82而送進。內窺裝置100還包括近側部分104，其中該近側部分的一部分保留在患者外側，且該工具的操作人員夠得著這一部分。通常，該工具包括活組織檢查工具115，其包括兩個相對的活檢鉗114。活組織檢查工具115被置于內窺裝100的遠側梢部附近，用于在胃腸道內對組織切除或取樣。
用于致動活組織檢查工具115的裝置，被置于遠側部分102附近的遠側梢部。在優選實施方案中，每個活檢鉗114都包括勺狀桿，且可繞共有樞軸點113旋轉，使得每個桿的勺部分能抓住并切取組織。樞軸點113與端蓋112相連，該端蓋與內窺裝置100的遠側梢部相連。楔形元件110的移動可致動鉗114，從而楔形元件110的遠側移動，即在遠側方向上的移動(如圖所示向上方向)，可使活檢鉗關閉；而楔形元件110的近側移動，即在近側方向上(向下)的移動，可使得活檢鉗張開。在優選實施方案中，活組織檢查工具115包括彈簧130；當楔形元件110朝近側方向移動時，該彈簧可用于使活檢鉗114張開。
機械止動件118優選地連接于遠側部分102的內部，且位于活塞108的遠側，從而當施加正壓力時限制活塞的移動。通常，當內窺裝置100穿過工作通道82送進時，壓力作用在活塞108上，從而靠著機械止動件118擠壓活塞108，且使得鉗114保持于關閉位置。
楔形元件110通過桿120連接于遠側活塞108，從而活塞108的移動可使楔形元件110進行相等的移動。優選地，桿120的長徑比相對較小(例如小于10)，以使得桿120能在無屈曲或明顯彎曲的情況下傳遞擠壓載荷。可選擇地，可以不設置桿120，使得活塞108直接固定到楔形元件110上。
通過移動近側活塞106實現對活組織檢查工具115的致動，且所述近側活塞106的移動改變了內裝液體并處于活塞106和活塞108之間的管道116的壓力，從而控制作用于活塞108的力。優選地，管道116內裝有基本上不可壓縮的、生物相容性液體(例如水或鹽溶液)。使用活塞106來加壓管道116，從而在遠側方向上驅動活塞108，由此關閉鉗114。通過與活塞106連接且在近側部分104遠側端附近夠得著的機械連桿122，操作人員可啟動活塞106的移動。在優選實施方案中，連桿122是簡單的桿，其移動直接施加于活塞106。可選擇地，連桿122包括操縱桿、輪子或其他機構，以提高該工具的易用性，例如降低操作人員所需施加的力。需要說明的是，使用近側活塞106，可避免了在本領域公知的、液壓內窺活組織檢查工具所需的更復雜近側壓力裝置。
圖2是根據本發明優選實施方案的柔性內窺裝置200的示意剖面圖，其包括被液壓致動的工具。柔性內窺裝置200大體與參考圖1所述的內窺裝置100的作用方式相近，但包括不同的機構來將活塞108的移動轉化成對活組織檢查工具117的致動。
由于管道116中的壓力所引起的活塞108移動被傳遞至桿120、連桿元件124和活檢鉗114的近側端。以這種方式，活塞108的遠側移動傾向于張開鉗114且拉緊彈簧130，而活塞108的近側移動傾向于在彈簧130協助下關閉鉗114。因此，關閉活組織檢查工具117的鉗114，將使桿120和連桿元件124拉緊，從而使得這些部件的屈曲的可能性最小。另外，通過調整活組織檢查工具117的連桿中的元件大小，可調節由活檢鉗114所施加的力，使其成為施加于活塞106上的力的所需倍數。
需要說明的是，使用近側活塞106，可避免本領域公知的、液壓內窺活組織檢查工具所需的更復雜近側壓力裝置。
圖3是根據本發明優選實施方案的柔性內窺裝置400的示意剖面圖，其包括被液壓致動的工具412。用于可便利該工具操作的裝置置于遠側部分102中，且優選地包括多個缸328，每一個缸都內置有活塞310。有利地是，多個缸328使得醫生能獨立地控制任何一個鉗114，例如可偏離內窺裝置400的中心線來操作被液壓致動的工具412。可以理解的是，在其他應用場合中所用的其他內窺工具或成套工具(圖未示)也可以由多個缸328所帶來的操作自由度提高中獲益。
每個活塞310優選地連接于各自線纜302的一端。線纜302的相反端連接于活檢鉗114的相應部分。在優選實施方案中，連接于遠側部分102的橫檔304包括多個滑輪306，以在活塞310和鉗114之間確定線纜302的線路。
通過經由柔性管402將液體輸送至缸328或從中排回液體，來驅動活塞310的移動。優選地，每個缸328都與內窺鏡的縱軸平行排列，且液體在缸遠側端附近被輸送至端口414或從其中排回。每個缸被活塞310分成兩部分(a)更接近于遠側部分102遠側端的液體傳輸部分308，在其中液體被輸送或排回，及(b)更接近于遠側部分102近側端的被動部分312。
彈簧326優選地連接于活檢鉗114上，以傾向于張開該鉗。從而，使得施加于缸328上以使活塞310向遠側移動和張開鉗114的抽吸力最小，或者不需要。抽吸力的減小，可減少與柔性管402收縮相關的潛在問題。再者，作為使內窺鏡產生有用移動的一種方法，抽吸通常被限制于一個大氣壓，而正壓力可能會超過一個大氣壓。使用本發明原理所進行的實驗，僅僅使用手所容易產生的力就可在遠側端產生50個大氣壓的正壓力，來施加于根據本發明實施方案而優選的簡易低廉裝置中。需強調的是，用于液壓內窺活組織檢查工具的現有技術系統，通常需要復雜而昂貴的裝置，其使用泵和壓力調節裝置或其他動力設備進行操作。
對某些應用而言，每個缸328的被動部分312包括孔408；當活塞310發生位移時，該孔可允許流體(通常為空氣)進入或離開。在本發明優選實施方案中，缸328的被動部分包括可選擇地用來替換彈簧326的彈性元件(如彈簧)，其用于使活塞310保持于其平衡位置。可選擇地，缸328的被動部分被密封，且封裝有可壓縮流體(如空氣)；當活塞310發生位移時，該可壓縮流體的作用相當于彈簧，使得活塞返回到其平衡位置。
響應于在驅動缸404中的相應驅動活塞406的操作，液體被輸送至每個缸328或從中排回。每個驅動活塞406優選地通過其中的一個柔性管402連接于各自的缸328。對驅動活塞406施加遠側定向力，可對驅動缸404中的液體加壓。該壓力通過在柔性管402和缸328中的液體進行傳遞，且作用于活塞310，以對被液壓致動的工具412如前所述地進行致動。特別地，活塞406的遠側移動可使鉗114關閉，而彈簧326的伸展可使鉗114張開。施加于驅動活塞406的驅動力與活塞310受到的壓力之比，通常與兩個活塞表面的面積之比成比例。從而，可通過相對于活塞310的面積減少活塞406的面積，來精確地控制被液壓致動的工具412。用這種方式，操作人員產生的活塞406移動，可通過杠桿作用使活塞310產生精確的移動。可通過適當地給定驅動活塞406和活塞310的尺寸，來選擇致動該工具所需的力。
在本發明的一些優選實施方案中，機械連接于活塞406上的機械連桿410(如操縱桿)，被用于致動該驅動活塞406，以使對該工具的致動更符合人機工程學。對于更多缸被用于內窺鏡的遠側端和/或近側端的一些應用而言，可對該連桿進行適當的改變，從而使操作人員更方便地使用。
圖4是根據本發明優選實施方案的柔性內窺裝置460的示意剖面圖，其包括被液壓致動的工具450。如參考圖1所述的那樣，楔形元件110的移動可致動活檢鉗114，從而楔形元件110的遠側移動可使活檢鉗關閉，而近側移動可使活檢鉗張開。與一些已知的液壓活組織檢查工具控制裝置相比，被液壓致動的工具450優選地不包括用于張開或關閉活檢鉗114的彈簧。
操作人員通過控制驅動活塞406的移動，來啟動對被液壓致動的工具450的致動。驅動活塞406的移動會改變遠側柔性管316和近側柔性管314中的壓力，其中所述管分別(a)將驅動缸404的遠側驅動部分322連接到缸328的遠側部分309上，以及(b)將驅動缸404的近側驅動部分324連接到缸328的近側部分313上。用這種方法，通常可精確控制作用于活塞310上的力。優選地，柔性管314和316內充滿基本上不可壓縮的生物相容性液體(例如水或鹽溶液)。
操作人員經由機械連桿122啟動活塞406的移動，其中該連桿122連接于活塞406且在近側部分104的近側端附近可以夠得著。有利的是，通過施加正壓力于柔性管316和314內，可分別使活塞310在近側方向和在遠側方向上移動。特別地，驅動活塞406的近側移動可關閉鉗114，而驅動活塞406的遠側移動可張開鉗114。從而，通常在不使用彈簧情況下，圖4中所示的本發明實施方案響應于正壓力的施加而可在兩個方向上進行有效工作。有利的是，可輕易地產生較高的正液壓壓力，來張開和關閉活檢鉗，或適當地致動其他內窺工具。
圖5是根據本發明優選實施方案的柔性內窺裝置400的示意剖面圖，其包括被液壓致動的工具412。圖5所示的實施方案大體與圖3所示相似，但是在圖5中機械連桿410(在圖3所示包括兩個操縱桿)被替換為單個操縱桿500。當使用者朝一個方向移動操縱桿500時，其中一個驅動缸404中的壓力增大，相應地增加了與其連接的柔性管402中的壓力。當操縱桿500朝另一個方向移動時，另一個驅動缸404中的壓力增大，相應地增加了與該驅動缸連接的柔性管402中的壓力。
圖6是根據本發明優選實施方案的柔性內窺裝置600的示意剖面圖，其包括液壓致動勒除器602。如參考圖4所示那樣，內窺裝置600大體與內窺裝置460相似，但是圖4中所示的活檢鉗114和相關裝置在圖6所示的實施方案中被勒除器602替換。勒除器602通常用于套住患者組織的息肉或其他部分。當勒除器逐漸撤回到殼體604(其安裝在內窺裝置600的遠側端片612上)中時，該組織被除去。
通過移動驅動活塞406，可啟動對勒除器602的致動。如前所述，驅動活塞406的移動，可改變遠側柔性管316和近側柔性管314中的壓力。用這種方法，通常可精確控制作用于活塞310上的力。接下來，活塞310的移動優選地直接轉換為對勒除器602的致動(即張開或關閉)。從而，通常地通過分別對柔性管314和316施加正壓力來實現勒除器602的張開和關閉。
可以理解地是，勒除器602可以替換成可縮回的鉗子或其他本領域所知的醫療工具。
在本發明優選實施方案中，本文所述的技術可與共同未決的美國臨時專利申請中公開的方法和裝置相結合使用；其中，該申請的暫定序列號為60/395,694，題目為″Piston-actuated endoscopicsteering system″，申請日為2002年7月11日，且被轉讓給本專利申請的受讓人，在此引入作為參考。該專利申請陳述″在本發明優選實施方案中，在內窺鏡遠側端附近的轉向機構的協助下，柔性內窺鏡的遠側部分通過胃腸道送進。該轉向機構包括一個或多個缸，每個缸包括一個活塞，其中一個或多個活塞的移動可致動轉向機構中的桿、線纜和/或繩索，從而使內窺鏡的遠側端轉彎。可通過將流體引入相應的缸或從相應的缸中排出，來實現一個或多個活塞的移動，從而實現活塞的移動。經柔性管的密閉系統，可使流體從內窺鏡的近側端輸送至內窺鏡遠側端附近的轉向機構缸中。″可選擇地或另外地，本文所述的技術與PCT專利公開文獻WO 00/44275中所公開的方法和裝置結合使用，其題目為″Propulsion of a probe in the colon using a flexible sleeve″，且其在美國國家階段的專利申請號為09/646,941，其被轉讓給本專利申請的受讓人，在此引入作為參考。第’275號專利公開文獻中陳述″在本發明優選實施方案中，含有內窺器械的探針，利用連接于該探針上的柔性套的膨脹穿過患者的靠下胃腸道而送進。該柔性套的一端通常被錨定在患者的肛門處或緊鄰患者的肛門。隨著該柔性套被充氣(優選使用加壓氣體)，該探針被向前推進，且該柔性套在該探針和肛門間逐漸送出(feed out)。只要該柔性套被充氣，其充氣部分就沿徑向向外膨脹，且相對于腸內壁基本上保持靜止。通常僅在該探針處或緊鄰該探針處，該柔性套會相對于壁縱向移動。從而，該探針容易送進，且對胃腸道的損傷最小。為了除去該探針，該柔性套被排空，且被用于通過肛門拉回該探針...。
″在本發明其他的優選實施方案中，該柔性套置于緊縮狀態，且通常在該探針內部或緊鄰著該探針被折疊或卷曲。最優選地，被折疊或卷曲的探針置于該探針近側部分的凹進部分中。隨著該探針的送進，該柔性套逐漸退出其保存狀態，且貼著內腸壁膨脹...。
″在本發明優選實施方案中，通過向柔性套充氣來使探針穿過胃腸道進行送進，這樣會減少或不需要在探針近側端處(患者身體的外側)施加機械力以插入探針。因此，本發明可減少或不需要對患者身體的任何部分施加集中、局部的壓力，減少或不需要探針單元或其部件與患者身體之間的刮擦和摩擦，且可避免將流體或其他原料噴射到身體通道內″。
根據本發明優選實施方案，通過將本專利申請的技術與″Piston-actuated endoscopic steering system″申請及″Propulsion of aprobe in the colon using a flexible sleeve″申請中所述的技術相結合，可提供基本上進行所有移動(即工具-操作、轉向和推進)的內窺鏡，且其不需要公知的線纜或其他元件；所述線纜或其他元件有些時候會對胃腸道施加不希望有的力，和/或在操作過程中產生過大的摩擦力。
可以理解的是，盡管上述闡明了優選的實施方案，但本發明并不限于以上特別顯示和描述的。相反地，本發明的范圍包括以上所述各個特征的集合及子集，以及本領域所屬技術人員通過閱讀前述上述說明書可以得到的、但在現有技術中未公開的變型和修改。例如，雖然本發明優選實施方案描述了液壓工具在胃腸道內的操作，但可以理解地，其也可用于其他體腔中。
權利要求
1.一種內窺裝置，具有插進患者體內的遠側端和保留在患者體外的近側端，該內窺裝置包括近側缸，其位于內窺裝置近側端的附近區域；近側活塞，其可滑動地容置在該近側缸內；遠側缸，其位于內窺裝置遠側端的附近區域；遠側活塞，其可滑動地容置在該遠側缸內；用于容納液體的管，其連接在近側缸和遠側缸之間；及工具，其被連接以由該遠側活塞的位移所致動，從而響應于該遠側活塞的位移對身體的組織或身體的內容物施加機械作用。
2.如權利要求1所述的內窺裝置，其特征在于該工具、該遠側缸、該遠側活塞和該管適合于穿過內窺鏡的工作通道，從而使用該內窺鏡來接近身體內的區域。
3.如權利要求1所述的內窺裝置，其特征在于該工具適合于接近患者胃腸道的一部分。
4.如權利要求1所述的內窺裝置，其特征在于該工具包括活組織檢查工具。
5.如權利要求1所述的內窺裝置，其特征在于該工具包括治療工具。
6.如權利要求1所述的內窺裝置，其特征在于該遠側缸包括位于該遠側缸的各個側面上的兩個區域，該管適合于與所述區域中的第一區域相連通，所述區域中的第二區域被構造成使得，該遠側活塞在第一方向上的移動可改變第二區域中的流體壓力，及該遠側活塞與該遠側缸連接，從而響應于流體壓力的變化在與第一方向相反的第二方向上經受力。
7.如權利要求1～6中任一項所述的內窺裝置，其特征在于該近側活塞適合于手動操作。
8.如權利要求7所述的內窺裝置，其特征在于該內窺裝置包括與該近側活塞連接的連桿，其適合于便利該近側活塞的手動操作。
9.如權利要求1～6中任一項所述的內窺裝置，其特征在于該工具與該遠側活塞連接，從而由于該近側活塞的操作通過液體對該管加壓來致動該工具。
10.如權利要求9所述的內窺裝置，其特征在于該工具包括鉗子，及其中通過對該管加壓來致動該工具以使該鉗子關閉。
11.如權利要求9所述的內窺裝置，其特征在于該工具包括勒除器，及其中通過對該管加壓來致動該工具以使該勒除器關閉。
12.一種內窺裝置，具有插進患者體內的遠側端和保留在患者體外的近側端，該內窺裝置包括遠側活塞；遠側缸，其中在該遠側缸內可滑動地容置有該遠側活塞，該遠側缸位于該內窺裝置遠側端的附近區域，且該遠側缸具有鄰近該遠側活塞的第一遠側端口和遠離該遠側活塞的第二遠側端口；工具，其被連接以由該遠側活塞的位移進行致動；近側活塞；近側缸，其中在該近側缸內可滑動地容置有該近側活塞，該近側缸位于該內窺裝置近側端的附近區域，該近側缸具有鄰近該近側活塞的第一近側端口和遠離該近側活塞的第二近側端口；及第一管和第二管，其中該第一管將其中的一個近側端口與其中的一個遠側端口相連接，且該第二管將其中的另一個近側端口與其中的另一個遠側端口相連接，以使得(a)該近側活塞的近側移動可驅動液體通過其中的一個管而將正壓力施加至該遠側活塞的第一側，以使該遠側活塞在第一方向上位移，并對該工具進行致動以處于第一狀態，及(b)該近側活塞的遠側移動可驅動液體通過其中的另一個管而將正壓力施加至該遠側活塞的第二側，以使該遠側活塞在第二方向上位移，并對該工具進行致動以處于第二狀態。
13.如權利要求12所述的內窺裝置，其特征在于該工具、該遠側缸、該遠側活塞和該管適合于穿過內窺鏡的工作通道，從而使用該內窺鏡來接近身體內的區域。
14.如權利要求12所述的內窺裝置，其特征在于該工具適合于接近患者胃腸道的一部分。
15.如權利要求12所述的內窺裝置，其特征在于該工具包括活組織檢查工具。
16.如權利要求12所述的內窺裝置，其特征在于該工具包括治療工具。
17.如權利要求12～16中任一項所述的內窺裝置，其特征在于該近側活塞適合于手動操作。
18.如權利要求17所述的內窺裝置，其中該裝置包括與該近側活塞連接的連桿，其適合于便利該近側活塞的手動操作。
19.一種內窺裝置，具有插進患者體內的遠側端和保留在患者體外的近側端，該內窺裝置包括第一近側缸和第二近側缸，其置于該內窺裝置近側端的附近區域；第一近側活塞和第二近側活塞，其可滑動地容置在各自的近側缸內；至少一個遠側缸，其置于該內窺裝置遠側端的附近區域；至少一個遠側活塞，其可滑動地容置在所述至少一個遠側缸內；用于容納液體的第一管，其連接在該第一近側缸和所述至少一個遠側缸之間；用于容納液體的第二管，其連接在該第二近側缸和所述至少一個遠側缸之間；機械連桿，其連接到所述第一近側活塞和第二近側活塞上，以使得(a)當該機械連桿在第一方向上位移時，移動該第一近側活塞并在該第一管中產生正壓力，及(b)當該機械連桿在第二方向上位移時，移動該第二近側活塞并在該第二管中產生正壓力；及工具，其被連接以由所述至少一個遠側活塞的位移進行致動，從而響應于該遠側活塞的位移對身體組織或身體的內容物施加機械作用。
全文摘要
本發明提供一種內窺裝置，其具有插進患者體內的遠側端(102)和留在患者體外的近側端。該內窺裝置包括置于該內窺裝置近側端的附近區域的近側缸(404)。近側活塞(406)可滑動地容置在該近側缸內。遠側缸(328)置于該內窺裝置遠側端的附近區域，且遠側活塞(310)可滑動地容置在該遠側缸內。用于容納液體的管(402)連接在該近側缸和遠側缸之間。工具(例如活組織檢查工具115)被連接，以由該遠側活塞的位移進行致動，從而響應于該遠側活塞的位移對身體組織或身體的內容物施加機械作用。
文檔編號A61B10/06GK1688240SQ03823361
公開日2005年10月26日 申請日期2003年9月18日 優先權日2002年9月30日
發明者達恩·奧茲 申請人:賽特萊恩技術有限公司