用于遠(yuǎn)程操縱外科手術(shù)或診斷工具的活動(dòng)連接裝置的制作方法

專利名稱：用于遠(yuǎn)程操縱外科手術(shù)或診斷工具的活動(dòng)連接裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及活動(dòng)連接裝置(機(jī)構(gòu))及其應(yīng)用，包括遠(yuǎn)程引導(dǎo)和操縱外科手術(shù)或診斷器械/工具。
背景技術(shù)：
外科方法，如內(nèi)窺鏡檢查法和腹腔鏡檢查法，通常采用從人體外的位置在目標(biāo)器官或組織內(nèi)或者朝向目標(biāo)器官或組織操縱的器械。內(nèi)窺鏡檢查法的例子包括乙狀結(jié)腸鏡檢查法、結(jié)腸鏡檢查法、食管胃十二指腸鏡檢查法和支氣管鏡檢查法。傳統(tǒng)地，通過向前推動(dòng)而使內(nèi)窺鏡的插入管前進(jìn)，并且通過向回拉該插入管而將其收回?？赏ㄟ^扭轉(zhuǎn)和一般的上/下和左/右運(yùn)動(dòng)來引導(dǎo)該插入管的端部。經(jīng)常地，這種有限范圍的運(yùn)動(dòng)使得很難(例如，在直腸乙狀結(jié)腸的結(jié)腸部(rectosigmoid colon)中)達(dá)到銳角，造成病人不舒服并增大損傷周圍組織的風(fēng)險(xiǎn)。
腹腔鏡檢查涉及根據(jù)解剖標(biāo)志定位套針端口。端口的數(shù)量通常隨獲得滿意的組織活動(dòng)以及暴露手術(shù)區(qū)域所需預(yù)期方法和器械的數(shù)量而改變。盡管腹腔鏡外科手術(shù)有很多好處，如手術(shù)后痛苦少，(術(shù)后)活動(dòng)早以及粘連產(chǎn)生減少，但是通常很難實(shí)現(xiàn)器官的最佳收縮和傳統(tǒng)器械通過腹腔鏡端口的可操作性。在某些情況下，這些不足可導(dǎo)致手術(shù)時(shí)間增加或者元件如手術(shù)夾和縫合線的不精確定位。
診斷和治療應(yīng)用的易操縱導(dǎo)管也是熟知的。同內(nèi)窺鏡類似，這樣的導(dǎo)管包括在通常有限的運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)被引導(dǎo)而通行于病人的脈管系統(tǒng)的端部。
已經(jīng)做了很多努力設(shè)計(jì)改進(jìn)易操縱性的內(nèi)窺鏡和導(dǎo)管。例如，Sato的US3,557,780、Ailinger等人的US5,271,381、Alotta等人的US5,916,146和Sakai的US6,270,453說明了具有可通過操縱單組金屬絲而彎曲的一個(gè)或多個(gè)柔性部位的內(nèi)窺鏡器械。通過轉(zhuǎn)動(dòng)小齒輪(Sato)、操縱旋鈕(Ailinger等人)、易操縱的臂(Alotta等人)、或通過滑輪裝置(Sato)而從該內(nèi)窺鏡器械的近端來致動(dòng)所述金屬絲。
Boury等人的US5,916,147公開了一種具有四根金屬絲的易操縱導(dǎo)管，這些金屬絲在導(dǎo)管壁內(nèi)延伸。每根金屬絲在導(dǎo)管的不同部分終止。這些金屬絲的近端從導(dǎo)管中松弛地伸出，以便醫(yī)師可以拉動(dòng)它們。通過選擇性地將這些金屬絲設(shè)置到張緊狀態(tài)，醫(yī)師能夠使導(dǎo)管定形(整形)并由此操縱該導(dǎo)管。
盡管上述每個(gè)裝置都是可遠(yuǎn)程操縱的，但是它們的運(yùn)動(dòng)范圍通常是有限的，至少部分通常是因?yàn)樵谝撞倏v元件的連接鏈節(jié)或區(qū)段中僅采用單一繩索組。這樣，在每個(gè)鏈節(jié)或區(qū)段處不可能進(jìn)行獨(dú)立運(yùn)動(dòng)。相反，遠(yuǎn)端鏈節(jié)或區(qū)段作為一個(gè)單元或多個(gè)單元彎曲在一起。該操縱裝置可能使用起來也很費(fèi)力，例如在Boury等人的導(dǎo)管中必須分別拉動(dòng)每根金屬絲以使導(dǎo)管定形。此外，例如在采用旋鈕和滑輪裝置的內(nèi)窺鏡和易操縱導(dǎo)管的情況下，需要經(jīng)過大量的培訓(xùn)以熟練地操縱該裝置通過病人的組織。
因此，具有改進(jìn)的遠(yuǎn)程操縱性而可控制地通行于復(fù)雜組織的裝置，可更加有效并準(zhǔn)確地使外科手術(shù)及診斷器械和工具行進(jìn)和展開，并且在各種外科手術(shù)方法中，有助于降低對(duì)周圍組織的損傷，使病人的不舒適感最小化，減少手術(shù)時(shí)間，甚至可能降低病人的發(fā)病率。對(duì)這種裝置而言，提供更加直觀和容易的用戶界面以獲得這種改進(jìn)的可操縱性也是有利的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于各種目的的活動(dòng)連接裝置，這些目的包括但不限于遠(yuǎn)程操縱器械如外科手術(shù)或診斷的器械或工具，這些器械或工具包括但不限于內(nèi)窺鏡、導(dǎo)管、多普勒流量計(jì)、傳聲器、探測器、牽引器、解剖器、縫合器/吻合器、夾子、抓緊器、剪刀或截切機(jī)、切除或燒灼元件等。該活動(dòng)連接裝置可以用于在身體區(qū)域內(nèi)或病人體內(nèi)的目標(biāo)位置中操縱這些工具，能夠進(jìn)一步用來致動(dòng)這些器械和工具或有助于致動(dòng)這些器械和工具。
在一種變型中，該活動(dòng)連接裝置包括多對(duì)鏈節(jié)，每對(duì)鏈節(jié)中的每個(gè)鏈節(jié)相對(duì)于該對(duì)鏈節(jié)中的另一個(gè)鏈節(jié)保持間隔開一定距離的關(guān)系，以及多組繩索，每組繩索使一離散對(duì)的鏈節(jié)彼此連接并且在各離散對(duì)的鏈節(jié)處終止，使得一對(duì)鏈節(jié)中的一個(gè)鏈節(jié)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致該對(duì)鏈節(jié)中的另一個(gè)鏈節(jié)的相應(yīng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在該活動(dòng)連接裝置遠(yuǎn)端的相對(duì)運(yùn)動(dòng)與在近端處的運(yùn)動(dòng)相應(yīng)。
在另一種變型中，該活動(dòng)連接裝置包括連續(xù)柔性部件。該連續(xù)柔性部件包括多對(duì)區(qū)段，每對(duì)區(qū)段的每個(gè)區(qū)段相對(duì)于該對(duì)區(qū)段中的另一個(gè)區(qū)段保持間隔開一定距離的關(guān)系，和多組繩索，每組繩索使一離散對(duì)的區(qū)段彼此連接并且在各離散對(duì)的區(qū)段處終止，使得一對(duì)區(qū)段中的一個(gè)區(qū)段的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致該對(duì)區(qū)段的另一個(gè)區(qū)段的相應(yīng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在某些情況下，該連續(xù)柔性部件可以是如具有多個(gè)管腔的導(dǎo)管，其中，每個(gè)繩索組在沿著該導(dǎo)管的長度在不同的軸向位置處終止。在其它情況下，該連續(xù)柔性部件可以具有螺旋結(jié)構(gòu)，且每個(gè)區(qū)段對(duì)應(yīng)于螺旋結(jié)構(gòu)的一個(gè)回轉(zhuǎn)。如有需要，可以在該螺旋區(qū)段或鏈節(jié)之間設(shè)置柔性連接件。
該活動(dòng)連接裝置的變型也可以包括可能具有用于接納一鎖定桿的通道的區(qū)段或鏈節(jié)，該鎖定桿可將活動(dòng)連接裝置的近端固定并保持在一固定位置。代替鎖定桿，可在該裝置的近端上安裝一鎖定套以將該近端固定并保持在一固定位置。
外科手術(shù)或診斷工具可以連接到根據(jù)本發(fā)明的活動(dòng)連接裝置的遠(yuǎn)端或從該遠(yuǎn)端伸出，或者反過來也可以將該活動(dòng)連接裝置結(jié)合進(jìn)這樣的工具。外科手術(shù)或診斷工具的例子包括但不限于內(nèi)窺鏡、導(dǎo)管、多普勒流量計(jì)、傳聲器、探測器、牽引器、解剖器、縫合器/吻合器、夾子、抓緊器、剪刀或截切機(jī)、切除或燒灼元件。


圖1A-1E示出根據(jù)本發(fā)明一種變型的具有多對(duì)由相應(yīng)的繩索(纜線)組連接的鏈節(jié)的活動(dòng)連接裝置的透視圖，圖1A示出該活動(dòng)連接裝置處于自然構(gòu)形，圖1B-1E示出該活動(dòng)連接裝置處于不同操縱狀態(tài)；圖1F是類似于圖1A的活動(dòng)連接裝置在端部操縱成具有多個(gè)彎曲時(shí)遠(yuǎn)端的透視圖；圖2A-2E示出用于根據(jù)本發(fā)明另一種變型的活動(dòng)連接裝置中的鏈節(jié)的端面圖、側(cè)視圖和透視圖；圖3A-3C是類似于圖2A-2E中的鏈節(jié)并具有不同形狀的桿部和相應(yīng)的凹槽的鏈節(jié)的橫截面視圖，在圖3A和3B中，該桿部的遠(yuǎn)端為凸?fàn)?，在圖3C中為球形，圖3A中的凹槽為錐形，圖3B為凹面形，圖3C為球形；圖3D是根據(jù)本發(fā)明另一種變型的在鏈節(jié)之間設(shè)有球形元件的活動(dòng)連接裝置中使用的鏈節(jié)的橫截面視圖，圖3E是類似于圖3D中的鏈節(jié)和球形元件的橫截面視圖，該鏈節(jié)和球形元件還包括延伸通過并且連通該鏈節(jié)和球形元件的中心通道(通孔)；圖4A-4C是用于根據(jù)本發(fā)明一種變型的活動(dòng)連接裝置中的鏈節(jié)的橫截面視圖，示出了繩索連接到鏈節(jié)上的不同模式；圖5A和5B示出用于本發(fā)明另一種變型的活動(dòng)連接裝置中的單個(gè)鏈節(jié)，圖5A是該鏈節(jié)的透視圖，圖5B是該鏈節(jié)的端面視圖，所示的鏈節(jié)包括用于接納和通過繩索和其它元件的管腔和通道；圖6A-6C示出根據(jù)本發(fā)明變型的結(jié)合有外科手術(shù)夾的活動(dòng)連接裝置的透視圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明一種變型的結(jié)合有導(dǎo)管的活動(dòng)連接裝置的透視圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明另一種變型的結(jié)合有內(nèi)窺鏡的活動(dòng)連接裝置的透視圖；圖9A和9B是用于形成遠(yuǎn)程牽引器的活動(dòng)連接裝置的透視圖，在圖9A中，該牽引器為“U”形，在圖9B中，該牽引器具有三角形牽引表面；圖9C是根據(jù)本發(fā)明另一種變型的活動(dòng)連接裝置的透視圖，其中該裝置連接到使用者的手上；圖10A-10B示出根據(jù)本發(fā)明另一種變型的活動(dòng)連接裝置的透視圖，該裝置具有連續(xù)的柔性元件，該部件包括螺旋區(qū)段，多對(duì)這種區(qū)段通過相應(yīng)的繩索組連接起來，圖10B是圖10A中所示的螺旋區(qū)段局部剖開的放大圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明另一種變型的活動(dòng)連接裝置的透視圖，該裝置具有帶有多個(gè)貫穿的管腔的連續(xù)的柔性元件，并且多對(duì)區(qū)段通過相應(yīng)的繩索組連接起來；圖12A-12B是根據(jù)本發(fā)明再一種變型的活動(dòng)連接裝置的遠(yuǎn)端的透視圖，該裝置連接有組織切除元件；以及圖13A-13F示出根據(jù)圖12的活動(dòng)連接裝置的遠(yuǎn)端，該裝置用于遠(yuǎn)程操縱以燒蝕心臟疾病。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明的活動(dòng)連接裝置通常包括多對(duì)鏈節(jié)或區(qū)段和多組繩索。該活動(dòng)連接裝置可以由單個(gè)間隔開的區(qū)段制成，即鏈節(jié)，或由連續(xù)的柔性部件形成的區(qū)段制成。此處所用的術(shù)語“鏈節(jié)”和“區(qū)段”是指在裝置的一端的離散部分或限定區(qū)域，該離散部分或限定區(qū)域與在該裝置的相對(duì)端的另一個(gè)離散部分或限定區(qū)域相對(duì)應(yīng)。無論如何，該活動(dòng)連接裝置都包括多個(gè)構(gòu)成離散對(duì)的組成部分的鏈節(jié)或區(qū)段。該鏈節(jié)或區(qū)段形成一個(gè)近端和一個(gè)遠(yuǎn)端，每對(duì)中的一個(gè)鏈節(jié)或區(qū)段位于近端，另外一個(gè)鏈節(jié)或區(qū)段位于遠(yuǎn)端。如下面進(jìn)一步描述的，由連續(xù)柔性部件形成的鏈節(jié)或區(qū)段例如可以為連續(xù)的管狀形式，或者例如設(shè)置成螺旋狀排列，其中，每個(gè)區(qū)段對(duì)應(yīng)于螺旋結(jié)構(gòu)的一個(gè)回轉(zhuǎn)。
每個(gè)繩索組將離散對(duì)的鏈節(jié)或區(qū)段連接到另一鏈節(jié)或區(qū)段，以便一對(duì)中的一個(gè)鏈節(jié)或區(qū)段的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致該對(duì)中的另外的鏈節(jié)或區(qū)段的運(yùn)動(dòng)。操縱單個(gè)鏈節(jié)的能力允許該裝置易于形成如在此處進(jìn)一步詳細(xì)說明的復(fù)雜的三維構(gòu)造和幾何形狀。對(duì)于依賴于繩索或金屬絲的傳統(tǒng)的活動(dòng)連接裝置，很難形成這種復(fù)雜的幾何形狀，原因是這種裝置是操縱繩索或金屬絲通過每個(gè)區(qū)段并且在最遠(yuǎn)端的區(qū)段終止的普通設(shè)計(jì)。由此，為對(duì)金屬絲或繩索組通常為曲線或弓形形式的運(yùn)動(dòng)作出協(xié)調(diào)反應(yīng)，所有的區(qū)段都彎曲在一起。例如，Alotta等人在US5,916,146中描述的該裝置具有這種構(gòu)造。
為舉例說明，本發(fā)明的活動(dòng)連接裝置將在用于遠(yuǎn)程引導(dǎo)、操縱和/或致動(dòng)在身體的較遠(yuǎn)可接近區(qū)域中的外科手術(shù)或診斷工具和器械的上下文中進(jìn)行描述。此處術(shù)語“器械”和“工具”可以通用并且指通常由使用者操作以完成特定目的的裝置。此處所用的術(shù)語“區(qū)域”是指處于疾病或非疾病狀態(tài)的任何實(shí)心器官(如肝臟、腎、腦、心臟)或中空器官(如食道、腸、胃、膀胱)、任何實(shí)心或內(nèi)腔(如血管或管)組織，或任何體腔(如瘺管、胸膜或腹膜空間)。除了外科手術(shù)或診斷應(yīng)用，該活動(dòng)連接裝置的其它應(yīng)用也是可以預(yù)期的，并且對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯而易見的。這些應(yīng)用包括但不限于，工業(yè)用途，如將工具、探測器、傳感器等引航進(jìn)入到狹窄的空間，或用于精確地遠(yuǎn)程操縱工具。其它用途包括也希望遠(yuǎn)程操縱復(fù)雜幾何形狀的領(lǐng)域。這些用途包括娛樂或娛樂表演用途，如玩具或游戲，例如遠(yuǎn)程操縱木偶、玩偶、小雕像等。
參照?qǐng)D1A所示的變型，活動(dòng)連接裝置100包括多個(gè)構(gòu)成近端106和遠(yuǎn)端108的鏈節(jié)102。鏈節(jié)A1和A2，B1和B2，D1和D2分別是一個(gè)離散對(duì)的組成部分，一對(duì)中的一個(gè)鏈節(jié)位于近端106而另一個(gè)鏈節(jié)位于遠(yuǎn)端108。鏈節(jié)C1和C2為間隔鏈節(jié)，以下將作更詳細(xì)的描述。近端鏈節(jié)(A1，B1，D1)通過繩索104連接到遠(yuǎn)端鏈節(jié)(A2，B2，D2)。在近端106和遠(yuǎn)端108之間設(shè)置間隔元件112，以便將近端鏈節(jié)和遠(yuǎn)端鏈節(jié)分開并使它們保持分割開的關(guān)系。該間隔元件112可以為適于目標(biāo)應(yīng)用的任何長度，并且通常為中空結(jié)構(gòu)，以便可以容納連接鏈節(jié)對(duì)的所有繩索104以及同該活動(dòng)連接裝置一起使用的希望的工具或器械相關(guān)的附加繩索、金屬絲、光學(xué)纖維或其它類似元件。
根據(jù)不同目的，鏈節(jié)可以具有任何尺寸和形狀，但是鏈節(jié)的形式通常取決于這樣的因素，如病人的年齡、受益區(qū)的構(gòu)造、目標(biāo)應(yīng)用和外科醫(yī)生的喜好。例如，鏈節(jié)102通常為圓柱形，并且包括用于連接鏈節(jié)對(duì)的繩索、與同該裝置結(jié)合使用的希望工具或器械相關(guān)的附加繩索、金屬絲、光學(xué)纖維或其它類似元件通過的通道。該通道的直徑通常略大于繩索直徑，形成滑動(dòng)配合。此外，該鏈節(jié)還可以包括一個(gè)或多個(gè)用于接納可連接的外科手術(shù)器械或診斷工具的元件或用于使致動(dòng)它們的繩索通過的通道。該鏈節(jié)可通常具有約0.5mm至約15mm的直徑，或根據(jù)應(yīng)用更大的直徑。對(duì)于內(nèi)窺鏡應(yīng)用，小內(nèi)窺鏡器械的典型直徑為約2mm至約3mm，中等尺寸的內(nèi)窺鏡器械的直徑為約5mm至約7mm，大內(nèi)窺鏡器械為約10mm至約15mm。對(duì)于導(dǎo)管應(yīng)用，直徑可從約1mm至約5mm。通常根據(jù)鏈節(jié)之間所希望的彎曲半徑的不同，鏈節(jié)的總長將不同。
圖2A-2E所示的變型中，鏈節(jié)200通常為圓柱形并且還包括桿部202。鏈節(jié)200可以排列成使桿部202的遠(yuǎn)端206與形成在相鄰區(qū)段的表面210中的相應(yīng)凹槽208接合。桿部的遠(yuǎn)端可以為各種形狀。例如，鏈節(jié)200a和200b分別具有凸起端部206a和206b(圖3A，3B)，而鏈節(jié)200c具有球形端部206c(圖3C)。同樣地，只要允許各鏈節(jié)相互接合并且不會(huì)限制活動(dòng)連接裝置運(yùn)動(dòng)所需的范圍，相應(yīng)的凹槽就可以為各種對(duì)應(yīng)形狀，例如，凹槽206b和206c為凹面的(圖3B和3C)或凹槽206a為錐形的(圖3A)。
桿部202可通常具有在約0.5mm至大于約15mm之間的長度和在約0.5mm至約2.5mm之間的直徑。對(duì)于內(nèi)窺鏡應(yīng)用，桿部直徑為約1mm至約1.5mm。如圖2A-2E所示，鏈節(jié)200還包括多個(gè)用于使連接鏈節(jié)對(duì)的繩索通過的通道212。如圖5所示，鏈節(jié)500設(shè)計(jì)成具有一連接通道502，該連接通道502與該區(qū)段的外部相通并且朝向該區(qū)段的外圍設(shè)置，用于在該活動(dòng)連接裝置的遠(yuǎn)端安裝其它元件，如能量來源(用來切除或凝結(jié))或光學(xué)纖維，或柔性內(nèi)窺鏡。一個(gè)以上的鏈節(jié)或區(qū)段可以包括一連接通道，以便該連接通道可以從該裝置的遠(yuǎn)端延伸到近端。如果需要，繩索、金屬絲、光學(xué)纖維、柔性內(nèi)窺鏡等也可以穿過一中心通道504。
鏈節(jié)或區(qū)段可以由任何生物適合的材料制成，該材料包括但不限于不銹鋼、鈦、鉭以及任何它們的合金；聚合物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、硅樹脂、聚亞安酯、含氟聚合物、聚氯乙烯以及它們的化合物。
如果需要，可以在鏈節(jié)或區(qū)段上設(shè)置光滑的涂層以有助于該活動(dòng)連接裝置前進(jìn)。該光滑的涂層可以包括親水聚合物如聚乙烯吡咯烷酮，含氟聚合物如四氟乙烯或者硅樹脂。
在一個(gè)或多個(gè)區(qū)段上也可以包括不透射線的標(biāo)志以在射線成像時(shí)指示該活動(dòng)連接裝置的位置。通常，該標(biāo)志由熒光透視法檢查。
活動(dòng)連接裝置近端的每個(gè)鏈節(jié)或區(qū)段通過兩個(gè)或更多繩索連接到其在遠(yuǎn)端的相應(yīng)鏈節(jié)或區(qū)段上。每個(gè)繩索組可由至少兩個(gè)繩索組成。如注意到的，一對(duì)鏈節(jié)或區(qū)段的運(yùn)動(dòng)由相應(yīng)的繩索操縱，并且獨(dú)立于任何其它對(duì)鏈節(jié)或區(qū)段。例如，在某種變型中，一個(gè)繩索組將包括三根以120度分開的繩索。通過采用由三根繩索組成的繩索組來連接每個(gè)鏈節(jié)或區(qū)段對(duì)，可以獨(dú)立于任何其它鏈節(jié)或區(qū)段對(duì)而在三個(gè)自由度上操縱或運(yùn)動(dòng)每個(gè)鏈節(jié)或區(qū)段對(duì)。通過結(jié)合多個(gè)鏈節(jié)或區(qū)段對(duì)，實(shí)現(xiàn)多個(gè)自由度使活動(dòng)連接裝置變成各種復(fù)雜的外形。例如，圖1F所示的變型中總共有九個(gè)鏈節(jié)對(duì)，每對(duì)均由三根繩索組成的繩索組獨(dú)立連接，可以在27個(gè)自由度上運(yùn)動(dòng)。在僅采用單獨(dú)繩索組來操縱鏈節(jié)的典型傳統(tǒng)活動(dòng)連接裝置中無法獲得這樣多的自由度。
繩索的直徑根據(jù)應(yīng)用而變化，其范圍可從約0.15mm至約3mm。對(duì)于導(dǎo)管應(yīng)用，有代表性的直徑范圍可從約0.15mm至約0.75mm。對(duì)于內(nèi)窺鏡應(yīng)用，有代表性的直徑范圍可從約0.5mm至約3mm。
例如，可以根據(jù)繩索材料的種類和編織法或者物理或化學(xué)處理改變繩索的柔韌性。通常，根據(jù)該活動(dòng)連接裝置的目標(biāo)應(yīng)用的需要改變繩索的硬度或柔韌性。該繩索可以是單股或多股金屬絲，該金屬絲的材料包括但不限于生物適合的材料，如鎳鈦合金、不銹鋼或任何它的合金、超彈性合金、碳化纖維、聚合物例如聚氯乙烯、聚氧乙烯、聚對(duì)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、絲綢和它們的化合物，或本領(lǐng)域熟知的其它適用的材料。
參照?qǐng)D1A，固定到近端鏈節(jié)上的繩索通過間隔元件112與該對(duì)中的相應(yīng)遠(yuǎn)端鏈節(jié)連接。如圖1B-1E所示，近端鏈節(jié)的運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致遠(yuǎn)端鏈節(jié)反向的相應(yīng)(相反，reciprocal)運(yùn)動(dòng)。在其它變型中，繩索穿過間隔元件112時(shí)可以扭轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)動(dòng)180度，以便反映出在遠(yuǎn)端108的相應(yīng)運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明的活動(dòng)連接裝置可以構(gòu)造成包括扭轉(zhuǎn)成0到360度范圍內(nèi)任意角度的繩索，以提供360度范圍的相應(yīng)運(yùn)動(dòng)。
繩索可以根據(jù)本領(lǐng)域中已知的方式固定到一對(duì)鏈節(jié)上，如采用粘合劑或采用硬釬焊、軟釬焊、焊接等。圖4a示出繩索401以這樣的方式固定在鏈節(jié)410的通道402內(nèi)。在圖4B所示的另一種變型中，在繩索端部404上例如通過壓接、硬釬焊、焊接或粘結(jié)安裝有繩索終結(jié)器400以防止繩索通過通道402滑脫。在進(jìn)一步變型中，如圖4C所示，該繩索終結(jié)器400型鍛而形成通道402內(nèi)的斜面，從而在繩索端部404和繩索終結(jié)器400之間形成摩擦配合。
圖10A和10B示出本發(fā)明的一種變型?；顒?dòng)連接裝置130的區(qū)段不是單個(gè)鏈節(jié)或區(qū)段，而是由圖示為拉長的線圈的連續(xù)柔性部件形成。該線圈的每一個(gè)回轉(zhuǎn)是該活動(dòng)連接裝置的一螺旋狀區(qū)段131。區(qū)段131具有使通道105平行于線圈的軸而穿過它們的厚度。在近端107處的螺旋區(qū)段同遠(yuǎn)端109處的區(qū)段形成離散區(qū)段對(duì)。每個(gè)區(qū)段對(duì)由其自有的一組繩索111連接。在近端107和遠(yuǎn)端109之間也設(shè)置有間隔元件113，以便將遠(yuǎn)端區(qū)段與近端區(qū)段隔開。如前所述，該繩索可以固定到螺旋區(qū)段上。
如圖11所示，在本發(fā)明的又一變型中，活動(dòng)連接裝置132由一連續(xù)的導(dǎo)管115形成，導(dǎo)管115具有多個(gè)通過整個(gè)導(dǎo)管長度的管腔117。連續(xù)導(dǎo)管115還可以有選擇地包括中央管腔119。繩索組可以穿過導(dǎo)管的長度并且在近端和遠(yuǎn)端利用如環(huán)氧樹脂錨固在不同的相應(yīng)軸向位置，或在區(qū)段對(duì)的每個(gè)區(qū)段之間穿過并且在近端或遠(yuǎn)端錨固在每個(gè)區(qū)段或每個(gè)區(qū)段附近。例如，在該裝置的近端121，一個(gè)繩索組可以錨固在A1，另一個(gè)錨固在B1，還有一個(gè)錨固在C1。然后，每個(gè)繩索組將在該裝置的遠(yuǎn)端123處錨固在相應(yīng)的位置上，如A2、B2和C2處。
穿過區(qū)段對(duì)的繩索可被精確地切割成一定長度，但如果需要，可被切割成大約那個(gè)長度。一種設(shè)置繩索的方法包括利用推進(jìn)器使繩索通過管腔向前移動(dòng)。在推進(jìn)器上的可視標(biāo)志或可觸知止動(dòng)件可以指示將推進(jìn)器推進(jìn)多遠(yuǎn)。移除推進(jìn)器后，可以向每個(gè)管腔中引入一根注射針以在每根繩索的端部使環(huán)氧樹脂從例如注射器外部沉積到導(dǎo)管中。在另一種方法中，例如可利用穿過導(dǎo)管整個(gè)長度的繩索而應(yīng)用該方法，可引導(dǎo)注射針在每個(gè)希望的繩索連接點(diǎn)處或其附近穿透導(dǎo)管壁而在所希望的點(diǎn)向繩索輸送環(huán)氧樹脂，由此將每根繩索連接到每個(gè)相應(yīng)的區(qū)段對(duì)上。
盡管前面附圖所示的多數(shù)活動(dòng)連接裝置僅具有8個(gè)鏈節(jié)(4對(duì))，但這僅是為了指示單個(gè)裝置組件彼此關(guān)系的示例性目的?？梢圆捎萌我鈹?shù)量的鏈節(jié)或鏈節(jié)對(duì)，這取決于這樣的因素，即使用者的目標(biāo)身體區(qū)域和活動(dòng)連接裝置的希望長度。例如，圖1F的活動(dòng)連接裝置101具有9個(gè)鏈節(jié)對(duì)。
該活動(dòng)連接裝置中還可以包括間隔鏈節(jié)，即沒有被分散組的繩索連接的鏈節(jié)(如圖1A-1E中的C1和C2)。這些鏈節(jié)可以在遠(yuǎn)端或近端中的任一個(gè)或兩個(gè)上插入活動(dòng)鏈節(jié)之間，用作不能獨(dú)立致動(dòng)的被動(dòng)鏈節(jié)，但是允許繩索組通過而到達(dá)相鄰活動(dòng)鏈節(jié)。間隔鏈節(jié)可以用來給近端或遠(yuǎn)端提供額外長度。此外，該活動(dòng)連接裝置一端包括間隔鏈節(jié)允許成比例地調(diào)節(jié)相應(yīng)另一端的運(yùn)動(dòng)或動(dòng)作。例如，在遠(yuǎn)端包括間隔鏈節(jié)將要求使用者在近端作更大的運(yùn)動(dòng)以在遠(yuǎn)端獲得所希望的運(yùn)動(dòng)。這在希望完美精確的操縱運(yùn)動(dòng)情形中可能是有利的，例如，在缺乏成比例地調(diào)節(jié)遠(yuǎn)端運(yùn)動(dòng)或動(dòng)作的情況下，存在使用者可能不具備完成希望程序所需要的機(jī)敏的風(fēng)險(xiǎn)的情形?？蛇x地，可以在近端設(shè)置間隔鏈節(jié)，在這種情況下，遠(yuǎn)端運(yùn)動(dòng)的程度可以成比例地大于近端運(yùn)動(dòng)的程度，這也可能是特別應(yīng)用中所需要的。
如注意到的，本發(fā)明的活動(dòng)連接裝置可以以其本來的直線構(gòu)形或從病人體外部位在近端進(jìn)行各種操縱后，用于在身體區(qū)域內(nèi)或朝向病人身體區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)位置引導(dǎo)外科手術(shù)或診斷器械/工具。經(jīng)過適當(dāng)?shù)牟迦牒?，該活?dòng)連接裝置的近端的運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致遠(yuǎn)端相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)。此外，所得到的遠(yuǎn)端的定向運(yùn)動(dòng)可以是反向的、鏡像的或其它方向的，這取決于近端相對(duì)于遠(yuǎn)端的轉(zhuǎn)動(dòng)程度。同樣地，近端提供了一個(gè)用戶界面以控制對(duì)遠(yuǎn)端的操縱和操作，這種用戶界面相對(duì)于其它依賴于例如滑輪或旋鈕來控制操縱金屬絲的傳統(tǒng)操縱裝置更方便和易于使用。例如，這種用戶界面允許使用者根據(jù)外部定位的近端用戶界面，很容易地想象出活動(dòng)連接裝置的位于例如病人內(nèi)部的遠(yuǎn)端的形狀和定向運(yùn)動(dòng)。
如上所述，由于通過離散的繩索組形成多對(duì)區(qū)段或鏈節(jié)，所以可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，包括上、下、左、右、斜向和轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。例如，在圖1B所示的變型中，當(dāng)在近端A1致動(dòng)最遠(yuǎn)端的鏈節(jié)時(shí)，可以致動(dòng)在遠(yuǎn)端的最遠(yuǎn)端鏈節(jié)A2，但所有其它鏈節(jié)保持靜止。為示例起見，示出最遠(yuǎn)端鏈節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)形成一直立圓錐114a，該直立圓錐的底部直徑隨著這樣的因素增大，即桿部長度的增加、繩索柔韌性的增強(qiáng)和除其它鏈節(jié)外增加間隔鏈節(jié)103(如C1)。
如圖1C所示，當(dāng)僅在近端致動(dòng)最近端鏈節(jié)D1時(shí)，在遠(yuǎn)端的最近端鏈節(jié)D2被致動(dòng)，但所有其它鏈節(jié)都保持靜止。由于增大了被致動(dòng)的區(qū)段的數(shù)量(由此增大了傾斜高度)，所以經(jīng)過轉(zhuǎn)動(dòng)直立圓錐114b的底部直徑大于圖1B中的圓錐114a的底部直徑。
如果致動(dòng)在近端的中間鏈節(jié)如圖1D中的B1，在所有其它鏈節(jié)保持為直線或彼此靜止時(shí)，只有遠(yuǎn)端相應(yīng)的中間鏈節(jié)B2被操縱并可被轉(zhuǎn)動(dòng)形成如具有彎曲側(cè)面116a的圓錐。或者，如圖1E所示，通過操縱最遠(yuǎn)端的鏈節(jié)A1可以形成具有彎曲側(cè)面116b的更大的圓錐，從而所有近端鏈節(jié)都彎曲成曲線。在遠(yuǎn)端的所有鏈節(jié)隨后將以相反方式模仿該曲線。
盡管在圖1B-1E中示出了轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，但是此外也可以實(shí)現(xiàn)包括上、下、右、左和傾斜運(yùn)動(dòng)的其它復(fù)雜的三維運(yùn)動(dòng)。例如，圖1F示出沿其長度具有多個(gè)彎曲(122，124，126)的活動(dòng)連接裝置的遠(yuǎn)端120，每個(gè)彎曲在彼此獨(dú)立的方向上取向。如注意到的，圖1F的活動(dòng)連接裝置101具有帶三個(gè)繩索組的九對(duì)鏈節(jié)，每個(gè)鏈節(jié)提供27個(gè)自由度上的運(yùn)動(dòng)，但是鏈節(jié)對(duì)和繩索組的其它構(gòu)形將容易地實(shí)現(xiàn)類似的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)和幾何外形。通過獨(dú)立地致動(dòng)由其相應(yīng)的繩索組控制的各鏈節(jié)或區(qū)段對(duì)，使活動(dòng)連接裝置具備這樣的能力，即不同部分可同時(shí)沿不同方向彎曲并且能形成活動(dòng)的復(fù)雜構(gòu)形。
當(dāng)區(qū)段通過繩索組連接時(shí)，區(qū)段的自然構(gòu)形通常是線性的。這樣，如果希望在活動(dòng)連接裝置的遠(yuǎn)端保持某種彎曲或其它復(fù)雜構(gòu)形，可在近端區(qū)段內(nèi)滑動(dòng)的有韌性的導(dǎo)管可以成形為使近端區(qū)段并由此它們相應(yīng)的遠(yuǎn)端區(qū)段保持在特定構(gòu)形。例如，在外科醫(yī)生例如致動(dòng)與該裝置相關(guān)的工具或同時(shí)進(jìn)行一單獨(dú)程序的同時(shí)，操縱該裝置到達(dá)希望的目標(biāo)位置并且希望將該裝置“鎖定”就位的情況下，這可能是有利的。術(shù)語“有韌性”是指導(dǎo)管足夠柔韌而能夠具有某種形狀，但又足夠硬而保持這種成形的形狀。在另一種變型中，一鎖定桿可以插入一個(gè)或多個(gè)貫穿鏈節(jié)或區(qū)段的連接通道而將該活動(dòng)連接裝置的近端和遠(yuǎn)端區(qū)段“鎖定”就位。該鎖定桿可以是有韌性的金屬棒，該金屬桿可以被定形并隨后插到連接通道中以將近端和遠(yuǎn)端區(qū)段設(shè)定成特定構(gòu)形，或者以預(yù)先定形的形式提供該鎖定桿。
其它固定或鎖定該活動(dòng)連接裝置就位的方法包括通常使用的利用球-承窩類型的接頭和張緊的繩索一起來構(gòu)形的鏈節(jié)。這種系統(tǒng)的例子通常描述在如Corey，Jr.et al的美國專利No.5,899,425中。在這種系統(tǒng)中，穿過接頭的繩索被張緊，使球和承窩摩擦地鎖定在一起。該繩索可以通過多種方式張緊，包括如通過將張緊繩索的末端固定到一擰入螺母的螺桿上，而該螺母固定在該裝置的近端。圖3D和3E舉例說明了用于本發(fā)明的活動(dòng)連接裝置中的球-承窩類型的鏈節(jié)系統(tǒng)。如圖3D所示，每個(gè)鏈節(jié)300都具有用于接納設(shè)置在鏈節(jié)之間的球形元件或球302的凹窩301。當(dāng)沿鏈節(jié)的軸線線性地施加拉緊力時(shí)，由于球和承窩之間的摩擦力鏈節(jié)將鎖入位。圖3E示出類似構(gòu)形的鏈節(jié)系統(tǒng)，每個(gè)鏈節(jié)310和球312都具有用于使張緊的繩索通過的對(duì)齊的通道313和314。
該活動(dòng)連接裝置可以用于遠(yuǎn)程操縱外科手術(shù)器械、診斷工具、各種導(dǎo)管等進(jìn)入中空或有腔室的器官和/或組織，這些器官和/或組織包括但不限于血管(包括頭顱內(nèi)的血管、大血管、周邊血管、冠狀動(dòng)脈、動(dòng)脈瘤)、心臟、食道、胃、腸、膀胱、輸尿管、輸卵管、排泄管如膽管，以及大小氣管。該活動(dòng)連接裝置還可以用于遠(yuǎn)程引導(dǎo)外科手術(shù)器械、診斷工具、各種導(dǎo)管等作用于實(shí)心器官或組織，這些器官或組織包括但不限于皮膚、肌肉、脂肪、腦、肝臟、腎、脾以及良性或惡性腫瘤。該活動(dòng)連接裝置可以用于包括人的受治療哺乳動(dòng)物，(哺乳動(dòng)物包括但不限于靈長類動(dòng)物、畜牧業(yè)動(dòng)物、運(yùn)動(dòng)型動(dòng)物、貓、狗、兔、田鼠和老鼠)。
該活動(dòng)連接裝置通常可以用于在近端有用戶界面而在遠(yuǎn)端有致動(dòng)元件的任何應(yīng)用領(lǐng)域或者結(jié)合入具有這種特征的其它裝置中。該用戶界面可以包括活動(dòng)連接裝置的近端，而其遠(yuǎn)端可以連接到致動(dòng)元件上。例如，在圖6A中示出一個(gè)可遠(yuǎn)程操縱的外科手術(shù)夾。鉗口602連接到該活動(dòng)連接裝置的遠(yuǎn)端604上。近端606嵌在鉗柄608上。使用者能夠通過操縱活動(dòng)連接裝置的近端606而遠(yuǎn)程定位鉗口602。中間部分(“頸”)610也可以設(shè)置有外科手術(shù)器械，其長度和柔韌性隨應(yīng)用的不同而不同，該頸起到間隔元件的作用。圖6C示出另一種變型，其中，外科手術(shù)夾630的鉗柄632從近端634伸出。在其它變型中，鉗口602可以換成剪刀或其它剪切元件、解剖器、組織抓緊器或針抓緊器、縫合裝置、燒灼或切除裝置，和或其它類似工具或器械。
在另一變型中，該活動(dòng)連接裝置本身可以形成鉗口。在圖6B中，手術(shù)夾612具有用戶端部，近端區(qū)段614從手術(shù)夾的樞軸616伸出。源于近端區(qū)段614的繩索分成兩根繩索，每根都在樞軸616的區(qū)域內(nèi)，從而在近端的每根繩索可以隨后在形成相對(duì)的鉗口618，618的兩個(gè)分開的活動(dòng)連接裝置中終止。這樣，當(dāng)使用者操縱近端區(qū)段614時(shí)，該鉗口618將保持對(duì)齊并且相應(yīng)地被遠(yuǎn)程操縱。如有必要，近端區(qū)段614可以伸出并從手術(shù)夾的手柄620進(jìn)行操縱。該鉗口可進(jìn)一步構(gòu)造成具有特殊的組織結(jié)合表面以及切除元件。
在又一種變型中，該活動(dòng)連接裝置可以結(jié)合進(jìn)導(dǎo)管，并且用于如以困難中心線布置或以透皮膚或圖像引導(dǎo)排泄管布置來引導(dǎo)該導(dǎo)管。如圖7所示，導(dǎo)管700可包括一活動(dòng)連接裝置，該活動(dòng)連接裝置的近端702構(gòu)造成作為用戶界面的一體元件，在該例子中為手柄706。遠(yuǎn)端區(qū)段708形成導(dǎo)管的遠(yuǎn)端部分，并且可以隨著其前進(jìn)遠(yuǎn)程操縱引導(dǎo)導(dǎo)管700。在另一種變型中(圖中未示出)，該活動(dòng)連接裝置可以象導(dǎo)絲一樣旋擰通過導(dǎo)管，以致于使近端區(qū)段從導(dǎo)管近端伸出，例如直接從導(dǎo)管管腔伸出，或者從一分開的Y字形連接器中伸出。遠(yuǎn)端區(qū)段可以從導(dǎo)管尖端伸出，并且隨著其前進(jìn)該導(dǎo)管可被遠(yuǎn)程引導(dǎo)到其目標(biāo)位置。典型地，隨后將移除該活動(dòng)連接裝置以允許該導(dǎo)管流通。但是，如果采用的活動(dòng)連接裝置具有一中心管腔，就可以不必進(jìn)行該移除。
在同樣的模式中，該活動(dòng)連接裝置可以結(jié)合入并用于操縱柔性內(nèi)窺鏡。在圖8中，設(shè)有內(nèi)窺鏡800，從而該活動(dòng)連接裝置的近端806形成了內(nèi)窺鏡手柄804的一體部分。該裝置的遠(yuǎn)端808將構(gòu)成內(nèi)窺鏡插入管810的全部或一部分。在操縱近端區(qū)段806時(shí)，就可遠(yuǎn)程操縱插入管810。
在另一變型中，如圖9A和9B所示，該活動(dòng)連接裝置可以用作手持或自保持牽引器(retractor)900。近端區(qū)段902和遠(yuǎn)端區(qū)段904可以從牽引器手柄906中伸出。操縱近端區(qū)段902將以相應(yīng)的方式移動(dòng)遠(yuǎn)端區(qū)段904?？梢圆倏v遠(yuǎn)端區(qū)段以形成多種復(fù)雜形狀，所希望的形狀取決于特殊的應(yīng)用。在操作中，可首先將遠(yuǎn)端定位成所希望的形狀，然后將其與目標(biāo)組織相接合?？蛇x地，在操縱遠(yuǎn)端的同時(shí)可進(jìn)行組織收縮，即遠(yuǎn)端可以與目標(biāo)組織接合并且通過對(duì)遠(yuǎn)端的操縱作用可使組織被收縮。
在使用中牽引器通常必須保持其形狀。由此，采用如前述方法可以將該牽引器“鎖定”就位。例如，該裝置可包括具有球和承窩構(gòu)造與鎖定繩索(未示出)的鏈節(jié)?？蛇x地，在操縱近端區(qū)段902前可以在其上面設(shè)置一有韌性的外殼，或者如前所述可利用鎖定桿(未示出)以特殊構(gòu)形固定牽引器。在圖9A中，該牽引器900為“u”形。在圖9B中，該牽引器900具有三角形收縮表面。如注意到的，牽引器的形狀可以改變，這取決于如所涉及的解剖結(jié)構(gòu)或外科手術(shù)方法的類型一樣的因素。
在另一種變型中，多個(gè)活動(dòng)連接裝置可結(jié)合成這樣的方式，即使用者的手指運(yùn)動(dòng)可被遠(yuǎn)程模仿。例如，該裝置的近端可固定到使用者的手指上，如捆扎在每個(gè)手指上，或者固定到使用者可以穿戴的手套上。于是，遠(yuǎn)端將根據(jù)使用者手指的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)。在圖9C所示的變型中，裝置950包括三個(gè)可以通過使用者的拇指、食指和中指的運(yùn)動(dòng)操作的活動(dòng)連接裝置。如所看到的，近端951、952和953通過帶957分別固定在使用者的拇指、食指和中指上。該裝置還通過帶958牢固在使用者的手上，帶958將間隔元件956的近端固定在使用者的手腕上。使用者的拇指、食指和中指的運(yùn)動(dòng)分別導(dǎo)致遠(yuǎn)端961、962和963的相應(yīng)運(yùn)動(dòng)。這些變型在需要對(duì)組織或器官進(jìn)行粗略地操縱的各種外科手術(shù)情形中是有利的。在這種及其它變型中，可在該裝置上延伸覆蓋一保護(hù)性柔韌外殼以避免單個(gè)鏈節(jié)或繩索對(duì)組織的潛在危害。
在另一種變型中，該活動(dòng)連接裝置可用于心房纖維性顫動(dòng)的內(nèi)窺鏡治療。具體地，本發(fā)明的活動(dòng)連接裝置可適于在心臟組織中促進(jìn)燒灼損害的形成，它已經(jīng)被證實(shí)在治療心房纖維性顫動(dòng)中是有效的，如下面文獻(xiàn)中所描述的，例如Cox，J.L.(2000).″Minimally Invasive Maze-III Procedure，″Operative Techniques in Thoracic and Cardiovascular Surgery Vol.5(1)79-92；Simha et al.(2001).″The Electrocautery Maze-How I Do It，″TheHeart Surgery Forum Vol.4(4)340-345；和Prasad et al.(2001).″EpicardialAblation on the Beating Heart；Progress Towards an Off-Pump MazeProcedure，″The Heart Surgery Forum Vol.5(2)100-104；以及如在Cox等人的美國專利No.6,161,543所描述的。這些程序可包括心外膜或心臟內(nèi)的切除，和許多需要進(jìn)入病人心臟的后部但該進(jìn)入可能很困難的程序。本發(fā)明的活動(dòng)連接裝置可以設(shè)置切除元件，并且同時(shí)具有形成復(fù)雜幾何形狀的能力；該裝置可容易地通過心臟的周圍結(jié)構(gòu)并易于定位在心臟后部內(nèi)或心臟后部上的各個(gè)位置以利于這種切除治療。
圖12A所示的活動(dòng)連接裝置131包括連接到電磁能量源(未示出)例如在射頻(RF)或微波頻率范圍產(chǎn)生能量的能量源上的切除元件125。這類切除元件在本領(lǐng)域是熟知的，包括通常在US6,471,696中描述的那些切除元件。該切除元件通過連接件134安裝到該裝置的遠(yuǎn)端141的鏈節(jié)上，該連接件134與鏈節(jié)142的通道144相匹配的接合。該切除元件包括一絕緣部分127，該絕緣部分通常由熱塑性彈性體形成并且具有用于將能量傳遞到其所在的組織中的縱向延伸的天線或金屬絲129。其它的天線或金屬絲幾何形狀，包括螺旋狀線圈和印刷電路等，同樣是有效的。設(shè)有用于以單極構(gòu)造將能量源連接到天線或金屬絲上的絕緣導(dǎo)線136和137。雙極構(gòu)造也可以考慮。該切除元件也設(shè)置有附加連接器138和139，它們可起到各種作用，如提供溫度或其它傳感器或探測器，或者如在Phan的美國專利申請(qǐng)公開US2003/0078644中所描述的，將冷卻介質(zhì)輸送到該元件上以冷卻周圍組織并防止大量的組織損害。
圖12B示出構(gòu)造成用于切除的本發(fā)明的活動(dòng)連接裝置的另一種變型。在這種變型中，構(gòu)造成雙極使用的活動(dòng)連接裝置133包括具有遠(yuǎn)端鏈節(jié)152的遠(yuǎn)端143，該遠(yuǎn)端鏈節(jié)152包含反向電極159。這些反向電極由通道164分開。絕緣導(dǎo)線如導(dǎo)線166和167將每對(duì)電極連接到能量源上(未示出)。通電時(shí)，能量通過電極對(duì)傳輸，在周圍組織導(dǎo)致切除。此外，還設(shè)有附加連接線168和169以提供附加功能，這些附加功能包括探測器、傳感器和冷卻流體。
盡管上述變型采用依賴電磁能的切除元件，但是根據(jù)本發(fā)明的活動(dòng)連接裝置也可以容易地適于結(jié)合本領(lǐng)域已知的其它切除方法。例如，該切除元件可以為低溫或超聲波探測器，或使用激光能量的切除元件，或其它已知的切除技術(shù)。
如圖13A-13F所示例子中示出的，可以形成心外膜燒灼性損傷。最初，通過活動(dòng)連接裝置131接近病人心臟929后部可以通過如胸廓切開術(shù)、微型胸廓切開術(shù)或設(shè)置在病人前胸壁上的套管針端口(如5-10mm端口)完成。該活動(dòng)連接裝置的間隔元件(未示出)可用作在端口處的轉(zhuǎn)節(jié)。當(dāng)外科醫(yī)生使病人體外的近端鏈節(jié)彎曲時(shí)，病人體內(nèi)的遠(yuǎn)端鏈節(jié)會(huì)以相應(yīng)的形式模仿外部鏈節(jié)的彎曲，以在活動(dòng)連接裝置前進(jìn)的同時(shí)環(huán)繞上腔靜脈933(13A)并繼而環(huán)繞肺靜脈935(13B)。當(dāng)處于圖13B所示的位置時(shí)，該活動(dòng)連接裝置遠(yuǎn)端上的切除元件可以隨后被致動(dòng)而形成損害(lesion)，如此處具體示出的，肺部環(huán)繞損害943(圖13C)。在圖13D和13E中，所示的活動(dòng)連接裝置被重新設(shè)置成從肺靜脈935向下延伸，以形成下至二尖瓣環(huán)的損害939，該二尖瓣環(huán)連接到預(yù)先形成的肺部環(huán)繞損害943(圖13F)上。
本發(fā)明還涉及用于提供各種活動(dòng)連接裝置和相關(guān)附件的成套工具。例如，可以提供包含具有不同長度、不同區(qū)段直徑、和/或不同類型的外科手術(shù)器械、或不同類型的鎖定桿或有韌性的外殼的活動(dòng)連接裝置的成套工具。該成套工具可以根據(jù)特殊程序如內(nèi)窺鏡檢查、收縮、或?qū)Ч懿贾煤?或用于特殊病人群體如兒科或成年人進(jìn)行調(diào)整。
在此所引用的所有出版物、專利和專利申請(qǐng)被全文引用作為參考，就如每個(gè)單獨(dú)的出版物、專利或?qū)＠暾?qǐng)被專門并單獨(dú)地說明而結(jié)合在此作為參考。盡管為了清楚理解本發(fā)明，已經(jīng)通過圖示和舉例對(duì)上述發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)描述，但是本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的教導(dǎo)下應(yīng)當(dāng)明白，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行某些改變和修改并未脫離所附權(quán)利要求的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于遠(yuǎn)程操縱外科手術(shù)或診斷工具的活動(dòng)連接裝置，該裝置包括多對(duì)鏈節(jié)，每對(duì)鏈節(jié)中的每個(gè)鏈節(jié)相對(duì)于該對(duì)鏈節(jié)中的另一個(gè)鏈節(jié)保持間隔開一定距離的關(guān)系，以及多組繩索，每組繩索使一離散對(duì)的鏈節(jié)彼此連接并且在各離散對(duì)的鏈節(jié)處終止，使得一對(duì)鏈節(jié)中的一個(gè)鏈節(jié)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致該對(duì)鏈節(jié)中的另一個(gè)鏈節(jié)的相應(yīng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活動(dòng)連接裝置，其特征在于，所述鏈節(jié)形成有近端和遠(yuǎn)端，相應(yīng)對(duì)的鏈節(jié)分別位于該近端和該遠(yuǎn)端，該近端的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致該遠(yuǎn)端的相應(yīng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的活動(dòng)連接裝置，其特征在于，所述遠(yuǎn)端的所述相應(yīng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)與所述近端的運(yùn)動(dòng)相反。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的活動(dòng)連接裝置，其特征在于，所述遠(yuǎn)端的所述相應(yīng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)鏡像所述近端的運(yùn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的活動(dòng)連接裝置，其特征在于，外科手術(shù)或診斷工具連接到所述遠(yuǎn)端上。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的活動(dòng)連接裝置，其特征在于，所述外科手術(shù)或診斷工具從所述遠(yuǎn)端伸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的活動(dòng)連接裝置，其特征在于，所述外科手術(shù)或診斷工具是切除元件。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的活動(dòng)連接裝置，其特征在于，所述遠(yuǎn)端還包括外科手術(shù)或診斷工具。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的活動(dòng)連接裝置，其特征在于，所述遠(yuǎn)端還包括組織收縮表面。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活動(dòng)連接裝置，其特征在于，還包括設(shè)置在鏈節(jié)對(duì)之間而以間隔開一定距離的關(guān)系保持鏈節(jié)對(duì)的間隔元件。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的活動(dòng)連接裝置，其特征在于，所述間隔元件是中空的并且容納繩索組。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活動(dòng)連接裝置，其特征在于，鏈節(jié)對(duì)包括用于接納和通過與相鄰鏈節(jié)對(duì)相關(guān)的繩索組的通道。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活動(dòng)連接裝置，其特征在于，還包括附加的間隔鏈節(jié)對(duì)，其中，所述間隔鏈節(jié)對(duì)未被在成對(duì)的間隔鏈節(jié)處終止的離散組的繩索連接。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活動(dòng)連接裝置，其特征在于，一個(gè)或多個(gè)鏈節(jié)包括桿部，該桿部從該鏈節(jié)伸出并且與相鄰鏈節(jié)中的相應(yīng)凹槽接合。
15.根據(jù)權(quán)利要求5所述的活動(dòng)連接裝置，其特征在于，一個(gè)或多個(gè)鏈節(jié)還包括用于接納相連的外科手術(shù)或診斷工具的元件的通道，該元件延伸至活動(dòng)連接裝置的近端。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的活動(dòng)連接裝置，其特征在于，所述外科手術(shù)或診斷工具的元件能夠傳輸能量。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的活動(dòng)連接裝置，其特征在于，所述外科手術(shù)或診斷工具的元件能夠致動(dòng)該工具。
18.根據(jù)權(quán)利要求2所述的活動(dòng)連接裝置，其特征在于，一個(gè)或多個(gè)鏈節(jié)還包括用于接納一鎖定桿的通道，該鎖定桿能將所述裝置的近端固定并保持在一固定位置。
19.根據(jù)權(quán)利要求2所述的活動(dòng)連接裝置，其特征在于，還包括安裝在所述裝置的近端上以將該近端固定并保持在一固定位置的鎖定套。
20.一種用于遠(yuǎn)程操縱外科手術(shù)或診斷工具的活動(dòng)連接裝置，該裝置包括連續(xù)柔性部件，該部件具有多對(duì)區(qū)段，每對(duì)區(qū)段中的每個(gè)區(qū)段相對(duì)于該對(duì)區(qū)段中的另一個(gè)區(qū)段保持間隔開一定距離的關(guān)系，以及多組繩索，每組繩索使一離散對(duì)的區(qū)段彼此連接并且在各離散對(duì)的區(qū)段處終止，使得一對(duì)區(qū)段中的一個(gè)區(qū)段的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致該對(duì)區(qū)段的另一個(gè)區(qū)段的相應(yīng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的活動(dòng)連接裝置，其特征在于，所述連續(xù)柔性部件包括多個(gè)管腔，繩索組延伸通過所述管腔。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的活動(dòng)連接裝置，其特征在于，所述連續(xù)柔性部件還包括設(shè)置在相鄰區(qū)段之間的柔性連接件。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的活動(dòng)連接裝置，其特征在于，所述連續(xù)柔性部件呈螺旋結(jié)構(gòu)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的活動(dòng)連接裝置，其特征在于，每個(gè)區(qū)段對(duì)應(yīng)于所述螺旋結(jié)構(gòu)的一個(gè)回轉(zhuǎn)。
25.一種成套工具，它包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的活動(dòng)連接裝置和構(gòu)造成連接到該活動(dòng)連接裝置上的外科手術(shù)或診斷工具。
26.一種活動(dòng)連接裝置，該裝置包括多對(duì)鏈節(jié)，每對(duì)鏈節(jié)中的每個(gè)鏈節(jié)相對(duì)于該對(duì)鏈節(jié)中的另一個(gè)鏈節(jié)保持間隔開一定距離的關(guān)系，使得該鏈節(jié)形成有近端和遠(yuǎn)端，相應(yīng)對(duì)的鏈節(jié)分別位于該近端和該遠(yuǎn)端；以及多組繩索，每組繩索使一離散對(duì)的鏈節(jié)彼此連接并且在各離散對(duì)的鏈節(jié)處終止，使得一對(duì)鏈節(jié)中的一個(gè)鏈節(jié)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致該對(duì)鏈節(jié)中的另一個(gè)鏈節(jié)的相應(yīng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并且近端的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致遠(yuǎn)端的相應(yīng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的活動(dòng)連接裝置，其特征在于，還包括設(shè)置在鏈節(jié)對(duì)之間而以間隔開一定距離的關(guān)系保持鏈節(jié)對(duì)的間隔元件。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的活動(dòng)連接裝置，其特征在于，所述間隔元件是是中空的并且容納有繩索組。
29.根據(jù)權(quán)利要求26所述的活動(dòng)連接裝置，其特征在于，鏈節(jié)對(duì)包括用于接納和通過與相鄰鏈節(jié)對(duì)相關(guān)的繩索組的通道。
30.根據(jù)權(quán)利要求26所述的活動(dòng)連接裝置，其特征在于，還包括附加的間隔鏈節(jié)對(duì)，其中，所述間隔鏈節(jié)對(duì)未被在成對(duì)的間隔鏈節(jié)處終止的離散組的繩索連接。
31.根據(jù)權(quán)利要求26所述的活動(dòng)連接裝置，其特征在于，在遠(yuǎn)端連接有工具。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的活動(dòng)連接裝置，其特征在于，一個(gè)或多個(gè)鏈節(jié)還包括用于接納被連接的工具的元件的通道。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于遠(yuǎn)程操縱外科手術(shù)或診斷工具的活動(dòng)連接裝置。該活動(dòng)連接裝置用于例如遠(yuǎn)程操縱在身體的區(qū)域內(nèi)或到達(dá)身體的區(qū)域的各種外科手術(shù)設(shè)備和診斷工具。在該裝置的近端的區(qū)段的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致在該裝置遠(yuǎn)端的區(qū)段的相應(yīng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。該遠(yuǎn)端和近端區(qū)段通過一組繩索這樣連接，即每個(gè)近端區(qū)段與一個(gè)遠(yuǎn)端區(qū)段形成一離散對(duì)。這種構(gòu)造允許每個(gè)區(qū)段對(duì)彼此獨(dú)立地運(yùn)動(dòng)，還允許該活動(dòng)連接裝置進(jìn)行復(fù)雜運(yùn)動(dòng)并且采用復(fù)雜構(gòu)造。
文檔編號(hào)A61B17/00GK1826083SQ200480020940
公開日2006年8月30日 申請(qǐng)日期2004年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月23日
發(fā)明者D·J·達(dá)尼茨, A·戈?duì)柕?申請(qǐng)人:諾瓦爾外科系統(tǒng)公司