用于推進探針的方法和裝置的制作方法

專利名稱：用于推進探針的方法和裝置的制作方法
用于推進探針的方法和裝置技術領域
所描述的實施方案涉及在推進探針中使用的方法和裝置。具體地，實施方案可被 用于在表面上或者在道一例如生物道一內推進探針。
背景技術：
探測不易被人接近的道、狹窄的空間或區域可能是很困難的。在難以充分控制探 針的推進的情況下，尤為如此。例如，腸道通常相對較長且形成盤繞的路徑，在沒有利用某 種形式的設備來協助探針的推進的情況下，使探針穿過其中是很困難的。
道——例如腸道和血管道——可有利地通過使用醫用的探針來加以探測。
期望的是解決或者改進與用于推進探針的現有方法和/或裝置相關聯的一個或 多個缺點或者劣勢，或者至少提供一種有用的替代方案。發明內容
一些實施方案涉及裝置，該裝置包括
細長的柔性管，其大小被設計為使其可以被容納在一個道內，且其具有近端和遠 端；
驅動機構，其被連接至所述管的近端；和
液柱，其從所述近端延伸至所述遠端；
其中，所述驅動機構被配置為使管內的液柱移動，從而向管傳遞向前的動量，由此 當所述管的至少所述遠端被容納在所述道的一段中時，促進所述道內的所述管的至少所述 遠端的推進。
液柱可以是由所述管和驅動機構封閉的液體體積的一段。所述管可具有沿著所述 遠端的至少一段在所述管的外表面上形成的周期擾動。所述周期擾動可圍繞所述管周向延 伸，且具有約與管壁的徑向厚度相同量級的徑向變化幅度。
管的外表面的輪廓可以被形成為增強管沿相反方向移動時的阻力。所述管的內表 面的輪廓可以被形成為增強液柱沿向前方向移動穿過管時的阻力。所述管的外表面和內表 面(即，周期擾動)可以以近似掃掠過的揪樹(fir tree)圖案方式形成。內部周期擾動可 沿著所述管的近端的遠側的至少一部分被形成。
所述液柱的液體的密度可以與水的密度大致相同或者大于水的密度，從而當液柱 受到驅動機構的作用時，液體最小程度地被壓縮。
所述驅動機構可被配置為向液柱的近端傳遞特定的速度曲線，從而增強所述管在 所述道內的向前移動。所述速度曲線可包括以下部分中的一個或多個
逐漸加速部分，位于所述液柱的向前移動的第一段；
急劇減速部分，位于述向前移動的第一段之后的液柱的向前移動的第二段；
急劇加速部分，位于所述液柱的向后移動的第一段；
逐漸減速部分，位于所述向后移動的第一段之后的液柱的向后移動的第二段。
所述驅動機構可包括被配置為引起管內的液柱的重復推進和縮回的驅動構件 (例如軸)和活塞。所述驅動機構可被配置為引起活塞在朝向活塞的每一沖程的終點時急 劇地減速和/或在遠離活塞的每一沖程的終點時急劇地加速。
所述裝置可進一步包括管內遠端處的柔性膜，用于封閉流體柱的遠端。所述管的 遠端可容納由所述管、所述柔性膜以及定位于所述柔性膜遠側的另一膜所限定的可壓縮流 體體積(例如，空氣或者其他低密度的惰性氣體)。所述另一膜也可以是柔性的，所述這兩 個膜都響應于液柱的推進而可彈性變形。
所述管的內徑可以沿遠側方向變窄。這種變窄可以是階梯式的和/或漸進式的。 這種變窄有助于，在驅動機構移動液柱時，使液柱到遠端的壓力損耗最小化。所述管壁可通 過某種形式的增強器件被增強，以幫助所述管抵抗因驅動機構的作用而形成的壓力差所導 致的膨脹或破裂。
探針可位于所述管的遠端。所述探針可容納用于捕獲探針前面區域的圖像的成像 設備。多個導管可沿著所述管延伸，且可被連接至探針，例如以將信號發送至探針和/或從 探針接收信號。所述導管可沿著所述管的至少一段被設置在所述管內。所述導管中的至少 一個可沿著所述管的至少一段螺旋狀地延伸。在一些實施方案中，第二管腔可在由所述管 限定的主管腔內延伸，且所述導管中的一個或多個可沿著所述管的至少一段在第二管腔內 延伸。在一些實施方案中，所述導管中的一個或多個可沿著所述管的長度的至少一段被嵌 入在管壁內。
例如，所述道可以是消化道或者胃腸道，其中所述管的大小被設計為使其可以在 該道內延伸。或者，所述道可以是非生物的結構或者區域，例如對于人來說接近和/或檢查 可能是很困難或危險的管道、導管、容器或者其他結構。
另外的實施方案涉及一種推進探針的方法，所述方法包括
將細長的柔性管的遠端至少部分地定位在道的下端，所述管的大小被設計為使其 可以被容納在所述道內，且該管具有從所述管的近端延伸至遠端的液柱，其中所述探針位 于所述管的遠端；并且
操作驅動機構，以引起所述管內的液柱的推進，從而向所述管傳遞向前的動量，由 此促進所述道內的所述管的至少所述遠端的推進。
所述操作可包括向所述液柱的近端傳遞特定的速度曲線，以增強所述道內所述管 的向前移動。所述速度曲線可包括以下部分中的至少一個
所述液柱的向前移動的第一段的逐漸加速部分；
在所述向前移動的第一段之后的液柱的向前移動的第二段的急劇減速部分；
所述液柱的向后移動的第一段的急劇加速部分；和
在所述向后移動的第一段之后的液柱的向后移動的第二段的逐漸減速部分。
所述操作可包括操作活塞和驅動軸，以引起所述管內的液柱的重復推進和縮回。 所述操作可引起活塞在朝向活塞的每一沖程的終點時(即，就在最大沖程點之前)急劇地 減速。所述操作可引起活塞在遠離活塞的每一沖程的終點時(即，就在最大沖程點之后) 急劇地加速。
所述方法可進一步包括沿著管的外側設置輪廓，以抵抗管在所述道內的沿相反方 向的移動，并且可包括沿著所述管的內側設置輪廓，以抵抗液柱沿遠側方向通過管的移動。
所述探針可包括成像設備，且所述方法可進一步包括使用所述成像設備捕獲所述 道內的圖像。所述方法可進一步包括將對應于所捕獲圖像的圖像數據傳輸至被配置來處理 和顯示所述圖像的系統。導管——包括至少一個電氣導管——可沿著所述管延伸，以執行 以下操作中的至少一個將信號發送至探針，和從探針接收信號，所述傳輸可使用所述至少 一個電氣導管來執行。
一些實施方案涉及一種推進方法，包括引起在細長構件內從所述構件的一端延 伸至構件的相對端的液柱的往復移動，以沿著所述細長構件的長度傳遞該構件的向前移動。
一些實施方案涉及一種裝置，包括探針，其被定位在細長構件的一端；以及，驅 動機構，其位于細長構件的相對端，所述細長構件容納了從一端延伸至相對端的液柱，其中 所述驅動機構引起所述細長構件內的液柱的往復移動，從而向探針傳遞向前移動。
一些實施方案涉及可置換的自推進式管組件，包括細長的柔性管；放置在所述 管的近端的液體腔；以及，放置在所述管的遠端的探針，所述管具有在液體腔和遠端之間延 伸的液柱。


下面以實施例的方式，參考附圖，詳細地描述實施方案，其中
圖1是用于在道內推進探針中使用的系統的示意性方框圖2是將要向液柱傳遞的示意性速度曲線的圖表；
圖3是被用于推進探針的推進裝置的示意性表示；
圖4A是圖3的推進裝置的管成形段的近側區的示意性側截面視圖4B是圖3的推進裝置的遠側段的示意性側截面視圖5A是示出了朝向推進裝置的遠端定位的柔性膜的示意性表示，其中示出的膜 處于松弛位置；
圖5B是圖5A的膜的示意性圖，其中示出的膜處于變形位置；
圖6是根據一些實施方案的用于推進探針的系統的示意圖7A是根據一些實施方案的管的局部側截面圖7B是沿著線7-7所取的圖7A的管的橫截面視圖8A是根據一些實施方案的管的側視圖8B是沿著線8-8所取的圖8A的管的橫截面視圖9A是根據一些實施方案的管的側視圖9B是沿著線9-9所取的圖9A的管的橫截面視圖IOA是根據一些實施方案的管的側視圖IOB沿著線10-10所取的圖IOA的管的橫截面視圖IlA是根據一些實施方案的管的側視圖IlB是沿著線11-11所取的圖IlA的管的橫截面視圖12A是根據一些實施方案的管的局部側截面圖12B是沿著線12-12所取的圖12A的管的橫截面視圖13A是根據一些實施方案的管的局部側截面圖13B是沿著線13-13所取的圖13A的管的橫截面視圖13C是沿著線13-13所取的圖13A的管的替代性橫截面視圖14A是根據一些實施方案的管的局部側截面視圖14B是沿著線14-14所取的圖14A的管的橫截面視圖15A是根據一些實施方案的管的局部側截面圖15B是沿著線15-15所取的圖15A的管的橫截面視圖16A和圖16B是根據一些驅動機構實施方案的在腔內移動的活塞的示意性表 示；
圖17A和圖17B是根據一些驅動機構實施方案的在腔內移動的活塞的示意性表 示；
圖18是根據一些驅動結構實施方案的作用在流體腔的柔性膜上的活塞的示意性 表不；
圖19是根據一些驅動機構實施方案的圓形橫截面的活塞的示意性表示，所述活 塞可偏心地旋轉，以使流體腔的膜移位；
圖20是根據一些驅動機構實施方案的流體腔的示意性表示，所述流體腔具有在 電磁元件的控制下可在所述腔內移動的活塞；
圖21是根據一些實施方案的遠側偏置腔的示意性表示；
圖22是根據一些實施方案的遠側偏置腔的示意性表示；
圖23是根據一些實施方案的遠側偏置腔的示意性表示；
圖M是根據一些實施方案的遠側偏置腔的示意性表示；
圖25是根據一些實施方案的以未壓縮狀態示出的遠側偏置腔的示意性表示；
圖沈是圖25的遠側偏置腔的處于壓縮狀態的示意性表示；
圖27是根據一些實施方案的以未壓縮狀態示出的遠側偏置腔的示意性表示；
圖28是圖27的遠側偏置腔的處于壓縮狀態的示意性表示；
圖四是根據一些實施方案的遠側偏置腔的示意性表示；
圖30是根據一些實施方案的遠側偏置腔的示意性表示；
圖31是根據一些實施方案的遠側偏置腔的示意性表示；
圖32是根據一些實施方案的以未壓縮狀態示出的遠側偏置腔的示意性表示；
圖33是圖32的遠側偏置腔的處于壓縮狀態的示意性表示；
圖34是根據一些實施方案的以未壓縮狀態示出的遠側偏置腔的示意性表示；
圖35是圖34的遠側偏置腔的處于壓縮狀態的示意性表示；
圖36是根據一些實施方案的遠側偏置腔的示意性表示；
圖37A是根據一些實施方案的管的一段的局部側截面視圖，示出了沿著所述管的 外表面的周期擾動；
圖37B是根據一些實施方案的管的一段的局部側截面視圖，示出了沿著所述管的 外表面的周期擾動；
圖38A是根據一些實施方案的管的一段的局部側截面視圖，示出了沿著所述管的 外表面的周期擾動；
圖38B是根據一些實施方案的管的一段的局部側截面視圖，示出了沿著所述管的外表面的周期擾動；
圖39A是根據一些實施方案的管的一段的局部側截面視圖，示出了沿著所述管的 外表面的周期擾動；
圖39B是根據一些實施方案的管的一段的局部側截面視圖，示出了沿著所述管的 外表面的周期擾動；
圖40A是根據一些實施方案的管的局部側截面視圖，示出了沿著所述管的內表面 的周期擾動；
圖40B是根據一些實施方案的管的局部側截面視圖，示出了沿著所述管的內表面 的周期擾動；
圖41A是根據一些實施方案的管的局部側截面視圖，示出了沿著所述管的內表面 的周期擾動；
圖41B是根據一些實施方案的管的局部側截面視圖，示出了沿著所述管的內表面 的周期擾動；
圖42A是根據一些實施方案的管的局部側截面視圖，示出了沿著所述管的內表面 的周期擾動；
圖42B是根據一些實施方案的管的局部側截面視圖，示出了沿著所述管的內表面 的周期擾動；
圖43A是根據一些實施方案的管的一段的局部側截面視圖，示出了沿著所述管的 內表面和外表面的周期擾動；
圖4 是根據一些實施方案的管的一段的局部側截面視圖，示出了沿著所述管的 內表面和外表面的周期擾動；
圖44是根據一些實施方案的管的一段的局部側截面視圖，示出沿所述管間隔開 的管段上的內表面和外表面形成的周期擾動。
具體實施方式
所描述的實施方案總體涉及用于在推進探針中使用的方法和裝置。由于不同種類 的探針可與所描述的實施方案一起使用，所以這里的描述將主要集中于，在道、通道或者區 域內推進探針的裝置和方法。所描述的方法和裝置采用細長的柔性管，該柔性管限定一管 腔(lumen)并且其大小被設計為使其可以被容納在道、通道或者區域之內，并且該柔性管 具有近端和遠端。一驅動機構被連接至管的近端，并且一液柱在管腔內從管的近端延伸至 遠端。該驅動機構被配置為使得液柱在管內移動，以向管傳遞向前移動，當至少道、通道或 者區域內的管的遠端被道、通道或者區域的一段支撐時，所述向前移動至少促進所述管的 遠端在道、通道或區域之內的推進。
通常，液柱在管腔之內的移動通過摩擦和/或紊流沿著管的大部分長度向管的內 壁傳遞動量。例如，對于長度約為!Μ的管來說，液柱在管內的移動將相對于!Μ長管中的大 部分的下表面或通道向所述管(除了那些接近于驅動機構或者不被通道的下表面所支撐 的部分外)傳遞一些運動。
如這里所使用的，術語“近”和“遠”旨在具有相對的位置意義。通常，術語“遠”旨 在表示朝向——一個于管的其他部分之前在管道內被推進的管的端部——的位置或方向。術語“近”旨在表示大體上與所述“遠”相對的位置或方向，且可以表示朝向驅動機構所連 接至的管的端部的位置或方向。所描述的實施方案總體涉及探針沿遠側方向的推進。
具體參考圖1，更加詳細地描述了用于推進探針160的系統100。系統100包括推 進裝置110，當探針160被放置在道180或其他區域內時，所述推進裝置110響應于控制模 塊115在道180或者其他區域內推進探針160。
推進裝置110包括驅動機構130，該驅動機構被連接至細長的柔性管140的近端 142。所述管具有遠端144，探針160位于所述遠端。驅動機構130響應于從控制模塊115 接收的控制信號來操作某種形式的驅動器件，例如驅動活塞的驅動軸，以引起管140內的 液柱156的往復(向前和向后)移動。
柔性管140限定了液柱156在其內延伸的主內部管腔141。這一主管腔141從鄰 近的驅動機構130延伸至遠端144，且液柱156基本上沿管腔141的全長延伸。液柱156可 以不恰好延伸至探針160，從而允許遠側偏置器件(在下面描述)被定位在探針160的近 側，使得液柱156能夠，在其一旦已經被向遠側推進時，沿近側方向偏置。液柱156包括被 管140、遠側偏置器件和驅動機構130的流體腔封閉的液體體積的一段。下面結合圖21至 圖36中示出和描述遠側偏置器件的實施例。
細長的柔性管140可具有被選定的直徑和長度，以適應具體的探測應用。管140的 材料可類似地被選定以適應具體的應用。例如，當推進裝置110被采用以推進生物道一 例如胃腸道一內的探針時，該管可具有約5mm至約15mm的最大外徑(可更接近于7mm)， 且可具有約Im至多達約IOm的長度，可約: 至約6m。約為: 至細的管長度可適合用于 經由肛門的腸道內(即，至小腸內)的探針160的推進。
當管被用于探測腸道(即，用于胃腸內窺鏡)時，管的材料可由合適的柔性和醫 藥惰性材料——例如，合適的聚氯乙烯(PVC)、硅樹脂、乳膠或者橡膠材料——形成。管140 的材料應當允許管140是可彎曲的，從而能夠形成具有相對小的極小直徑的環(取決于應 用)，同時不會出現管140的壁的扭結或者斷裂或者變形而減小管140的內部橫截面。為 此，為了獲取增強的結構完整性，管壁可被加固。對于內窺鏡應用來說，例如，最小的環直徑 可以約為2cm并且可在約Icm至約5cm范圍內變化。
對于期望探測血管道的醫藥或獸醫應用(即，用于血管鏡)來說，所述管的直徑和 長度可相應小些，例如直徑為約3mm至約IOmm (可更接近于5mm)且長度為約0. 8m至約:3m， 探針160也被選定為具有合適的小直徑。
對于具有更多工業性質的探測應用來說，例如，用于探測人不便于接近、接近時不 安全或者接近有困難的管道、導管、容器、通道、道或者其他區域來說，管140可由更堅固的 材料形成，至少在其外表面上，以避免或減少所述管沿著潛在的粗糙表面通過時對管的損 壞。在一些應用中，管140需要是相對柔性的，且能夠在管140旨在穿過的表面、結構或者 物體上獲得一些附著力。由此，沿著管140的外表面形成的周期擾動，如下面參考圖37A至 圖44更詳細地描述的，對摩擦性地嚙合，管140意欲穿過的表面或結構，起了協助作用。
系統100可包括計算機系統120，以提供與探針160的推進有關的控制、信號處理 和用戶界面功能。因此，計算機系統120可包括控制模塊115，該控制模塊可以以硬件、軟件 或者兩者組合的形式來提供。盡管未示出，但是計算機系統120包括被配置用于執行這里 所描述的功能的至少一個處理器和存儲器。
計算機系統120可包括用戶界面模塊124。計算機系統120還可包括信號處理模 塊122，用于接收和處理來自探針160的信號，例如對應于圖像數據或狀態或反饋信號的信 號。信號處理模塊122可與用戶界面模塊IM對接，以在顯示器(未示出)上提供由探針 160捕獲的圖像，使得系統100的用戶可以隨著探針160的前進而獲得視覺反饋。
用戶界面模塊1 可被配置為允許信號處理模塊122和控制模塊115的設置和/ 或功能被修改或者被定制，以適應具體的環境、應用或者情形。
模塊115、122和IM中的每一個都可以作為存儲在存儲器中的可由至少一個處理 器訪問的程序代碼來執行，且可由合適的軟件和/或硬件部件——例如輸入-輸出部件、操 作系統部件、計算機外圍設備等——來實現。
作為對驅動機構130的補充，可以提供在控制模塊115的控制下的輔助裝備135， 以向探針160提供功率、信號和/或物質。例如，輔助裝備135可以例如經由沿著管140延 伸的至少一個電氣導管向一個或多個光源提供電力，所述光源如定位在探針160的遠側面 的發光二極管(LED)。此外，當探針160包括具有電荷耦合設備(CXD)的圖像捕獲設備或者 其他適當小的成像設備時，所述至少一個電氣導管還可被用于啟動所述圖像捕獲設備。
輔助裝備135可進一步包括凈化過的空氣和/或水源，該凈化過的空氣和/或水 源沿著沿管140延伸的一個或多個另外的導管被提供至探針160。為此，輔助裝備135可 包括合適的壓縮機，以使提供至探針160的空氣、水或者其他物質增壓。探針160可以，根 據應用，使用位于其極遠側的通氣孔來實現對道，例如血管道或者腸道的注入。例如，探針 160還可分配來自位于其遠側表面的開口的水，以清潔成像設備前面的區域。
輔助裝備135可成段地或者全部地由控制模塊115控制，所述控制模塊115可進 而由用戶通過用戶界面模塊1 控制，或者所述輔助裝備135可被單獨地控制，例如通過對 輔助裝備的合適部件的手工操作，以提供與探針160的必要的相互作用。根據應用，輔助裝 備135還可包括用于對鄰近探針160的材料的捕獲(捕獲該材料例如用于活檢該材料或者 將該材料用于稍后的分析)進行控制的機構。為此，輔助裝備135可經由沿著管140延伸 的另一吸管和/或控制電纜道而機械地、氣動地和/或電氣地與探針160相互作用。
圖1示出的系統100可采取了對探針160中的成像設備所捕獲的圖像數據進行無 線數據采集，所述數據由與計算機系統120相關聯的合適的天線接收，以將所述圖像數據 直接提供至數據處理模塊124以進行處理。替代地或者另外地，響應于使用合適的短程低 功率無線電收發信機的控制模塊115和/或輔助裝備135，控制信號可以從探針160無線地 接收或者被無線地傳送至探針160。
為了推進探針160，驅動機構130以重復的方式向管腔141內的液柱156傳遞特定 的速度曲線。所述速度曲線的一個實例被描繪在圖2示出的速度-時間的圖表中。由驅動 機構130傳遞至液柱156的移動可被分為向前移動部分30和反向移動部分34，每一所述部 分31、34被分為兩段或兩個階段。向前移動部分30被分為第一階段31，在該階段中，所述 驅動機構130向液柱的近端傳遞漸進的加速度。緊隨第一階段的第二階段32向驅動機構 130傳遞急劇的減速度(deceleration)，直至液柱156暫時地停止在靜止位置33，該位置對 應于液柱156被移動至管140內最遠側位置(對應于最大沖程點)。然后反向移動部分34 可包括沿近側方向急劇加速的第一階段35，緊隨其后的是沿近側方向的逐漸減速的第二階 段36，所述第二階段持續直至液柱156又一次暫時地停止在其最近側的位置，如參考數字37所示。
盡管圖2示出的向前和向后移動部分30、34的第一和第二階段31、32、35和36的 每一階段在速度上具有恒定的變化(即，恒定的加速度)，但是這種速度的變化不必是線性 的。相反，一種包含了劇烈的逆轉的速度曲線(即，從小的、但是正向的加速度到較大的、負 向的加速度，或反之)被認為可有效地將來自液柱156的沿向前(S卩，遠側)方向的動量轉 移傳遞至管140。
如果期望縮回探針160，速度曲線可被反轉，使在最近側靜止位置(由參考數字37 來表示)的任一側上具有急劇的加速度和減速度。例如，在向前移動部分中，急劇加速階段 之后跟隨一個逐漸減速階段；在反向移動部分中，逐漸加速階段之后跟隨一個急劇減速階 段。
在一些實施方案中，急劇的速度逆轉將僅包含在向前移動部分30中或僅包含在 反向移動部分34中，其他移動部分在速度上具有相對逐漸的變化。
盡管驅動機構可被操作，以向液柱156的近端傳遞期望的速度曲線，但是由于液 柱156的移動依賴于由驅動機構產生且從近端142被傳遞至遠端144的液柱156的壓力差， 在液柱156的長度上可能會有一些壓力損耗。因此，在近端142處由驅動機構130向液柱 156傳遞的速度曲線與在遠端144處液柱156所經歷的速度曲線可能不同。為了最小化或 者減少管140長度上的壓力損耗，管140的大體圓柱形壁可被增強，以抵抗管壁響應于沿著 液柱156引起的壓力差的膨脹或者斷裂。另外，管腔141的內徑可在管140的長度上從近 端142的第一內徑至遠端144的較小的第二內徑逐漸減小。這種直徑的減小可以以平穩的 或者階狀的方式實現。例如，階狀式的減小可包括例如沿著管140每15Cm、20Cm、25Cm或者 30cm減小0.05mm或者0. 1mm。這種沿著管140長度的直徑的減小可以是線性的或者非線 性的。在本文中，例如下面結合圖37A至圖44所描述的，沿著管140的長度的內徑的減小 獨立于由周期擾動而引起的內部管腔直徑的任何周期性改變。
通過使用在室溫和內部身體溫度下其密度約等于或大于同樣溫度下的水的密度 的液體，沿著管140的壓力損耗可被最小化。在由驅動機構130施加相對小的壓力下，具有 這種密度的液體總體上不會明顯地壓縮。因而，水——例如凈化水或者脫礦質水——可被 用作液柱156的液體。
在使用系統100時，管140的大部分長度可能被盤繞、卷曲或者保持松弛，使得隨 著遠端144和探針160被定位在道180或其他區域內并且在道180或者其他區域內推進時， 它可以逐漸地被拉直。因此，隨著探針在驅動機構130操作下的推進，更多的管140將容納 在道180之內。一旦管140內的所有松弛部分被拉直，且管140在道180外的那段不能再 進一步推進時，探針160將達到它在道180內能延伸的極限。
一旦完成內窺鏡檢查、血管鏡或者其他形式的探測，通過手動地輕拉保持在道180 外的那段管140，探針160可從道180撤回。這可以通過以下操作來協助，或用以下操作來 替代，所述操作為操作驅動機構130以向液柱156提供反轉的速度曲線使其趨向于傳遞反 向移動并沿大體近側方向縮回管140。
推進裝置110在圖3、圖4A和圖4B中被更詳細地示出和描述。如圖3所示，推進裝 置110包括被連接至管140的近端142的驅動機構130。探針160被連接至管140的遠端 144。驅動機構130可包括驅動活塞352，所述驅動活塞352可以相對于由腔壁350限定的腔351以往復方式移動。壁350內的活塞352的移動可使腔351內的液體——例如水—— 增壓以及減壓，通過開口 356將液體從腔351中壓出去或者將液體吸回至腔351。驅動機構 130的各種替代方案在以下的圖16A至圖20中被示出和描述。
驅動機構130可包括驅動輪322，其被安裝以接觸和作用在一個驅動構件3 上——該驅動構件連接至一個驅動活塞352的驅動軸354。驅動輪322和驅動構件3M被 布置為使得，驅動輪322以順時針或者逆時針方向的旋轉分別使驅動構件3M沿近側或者 遠側方向線性運動。驅動輪322可被緊固地定位在安裝支架310內，安裝支架經由一個或 多個緊固件——該一個或多個緊固件通過安裝支架310中所形成的狹縫312被接收——安 裝至一個表面和/或結構(未示出)。驅動構件3M置于被固定地連接至安裝支架310的 支撐件3 上。驅動構件3M可以以相對小的摩擦相對于支撐件3 滑動。
在一些實施方案中，驅動構件3M和/或驅動軸3M可以可拆裝地附接至活塞 352，使得腔350以及其遠側的所有零件(包括管140和探針160)在一次或多次使用后或 者由于性能退化之后可被置換。
驅動輪322在被包括在驅動機構130內的步進電動機(未示出)的控制下是可旋 轉的。步進電動機的控制可由控制模塊115使用合適的驅動器程序——該驅動器程序例如 通常可以從市售的步進電動機獲取——來執行。控制模塊115可被配置為使得步進電動機 旋轉驅動輪322，從而通過壁350內的活塞352的推進和縮回來向液柱156的近端傳遞期望 的速度曲線。
如圖3和圖4A所示，推進機構110可包括被連接至驅動腔351的出口 356和管 140的一端之間的Y型接頭。所述Y型接頭330用作一種允許一個或多個導管340、342通 過或者并入管140的近側段內的器件，使得所述導管在管腔141內延伸且沿著管140的大 部分長度與液柱156同延。Y型接頭330具有被連接的近端332，用于經由開口 356與驅動 腔351流體連通。近端332形成Y型接頭330的第一分支，而第二分支334以銳角遠離圖 3中示出的近端332延伸。Y型接頭330具有遠端336，液柱156和流體導管340、342穿過 該遠端336。
導管340可限定一第二管腔——其他導管穿過第二管腔以在輔助裝備135和探針 160之間傳送信號和/或物質。所述導管可包括，例如，空氣和/或水通道、用于信號傳輸的 電氣導管、控制電纜、活檢管等。導管342可包括電氣導管，例如用于向暴露在探針160的 遠側面162的一個或多個光源提供電壓。導管342可固定至導管340，從而隨其一起螺旋狀 地延伸——其中導管340和342都在管140的管腔141內延伸。液柱156在管腔141內的 未被導管340、342占據的空間376內延伸。
如圖4A和圖4B所示，中空的流體連接器410、412、414和416可被用于將推進裝 置Iio的不同部分連接在一起。例如，第一連接器410將Y型接頭330的近端332連接至 管440——管440被連接至開口 356附近的壁；350。第二連接器412將Y型接頭330的遠 端336連接至管140的近端142。第三連接器將管140的遠端連接至遠側管部分450，所述 遠側管部分450經由第四連接器416進而被連接至柔性部分460。柔性部分460可直接連 接至探針160，且可例如通過使用在導管340和/或342內延伸的控制電氣導管被定向地控 制。
遠端部分450包括膜454，該膜通過密封地抵靠在遠側管部分452的內壁以及導管340、342的外壁上，來密封液柱156的遠端。大體圓柱形的密封部分455還可被提供用 于阻止來自液柱156的流體進入柔性部分460。
柔性部分460可限定內部管腔或增壓室464，導管340、342穿過該內部管腔或增 壓室以被連接至探針160。柔性部分460具有限定增壓室464的柔性壁462。柔性壁462 被連接至位于柔性壁462的近端處的第四連接器416以及位于柔性壁462的遠端處的探針 160。
如圖4B所示，探針160可容納一成像設備474以及一個或多個定位在遠端面162 的光源472，例如發光二極管，從而把光投向遠側且捕獲由光源472照亮的區域的圖像。
現在參考圖5A和圖5B，示出和描述了遠端部分450的替代形式。替代的遠端部分 550被示意性地且未按比例地示出在圖5A和圖5B中。遠端部分550包括柔性膜554，所述 柔性膜5M被密封地連接至圓柱形壁552的內表面并且沿遠側方向以圓錐形狀向內延伸， 從而圍繞導管340被周向且密封地連接。柔性膜5M被定位為使得液柱156被布置在柔性 膜5M的大體近側，且第二流體體積556，例如空氣，被布置在柔性膜5M的遠側。第二流體 體積556應當是一種可壓縮的流體體積，使得當液柱156由于驅動機構130的作用而向遠 側移動時，柔性膜5M可變形，如圖5B中所示，且在某種程度上壓縮第二流體體積556。第 二流體體積陽6的這種壓縮以及柔性膜554的彈性變形提供了偏置功能，因為所述變形和 壓縮趨向于，在液柱156向遠側移動之后，接著沿近側方向推回液柱156。
現在參考圖6，提供了系統100的替代方案的示意性表示。圖6中描繪的系統100 與上面圖1中所描述的那些系統具有相似的特征和功能。另外，計算機系統120包括用于 顯示所捕獲的圖像的顯示器612、輸入設備614 (例如鍵盤)，以及用于與控制模塊115相接 的用戶控制設備616(例如，控制桿)。如果需要的話，可以利用輔助裝備135——其可與計 算機系統120集成——向活檢管提供空氣和/或水和/或吸力。控制模塊115可被配置為 將來自用戶輸入控制設備616的輸入轉變為控制信號，所述控制信號被提供至可定向控制 的柔性部分662所連接的中間探針160和遠端部分(例如圖4B、圖5A、圖5B或者圖21至 圖36所示出和描述的)，從而改變探針160的位置。
導管340、342設置在管140內，以向柔性部分662以及探針160提供合適的控制和 /或反饋功能。替代地或者除此之外，其他導管或者控制器件可被設置以定向地控制探針 160。如圖 6 所示，遠端部分 450(或者 550、2150、2250、2350、2450、2550、2750、2950、3050、 3150,3250,3450或3650)、柔性部分662和探針160形成管140的遠端處的遠側部分644。 圖6示出的系統100的變體可適于例如內窺鏡檢查或者血管鏡。
現在參考圖7A和圖7B，示出和描述了根據管140的一些特定實施方案的管740。 管740具有一限定管腔741的大體圓柱形壁750，液柱156，以及，可選地，導管340、342延 伸穿過管腔741。縱向的增強構件752可被嵌入或者布置在壁750內，圍繞壁750周向地間 隔開。替代地或者除此之外，增強構件752可包括用于連接至探針160的導管，以提供上面 所描述的導管功能。
現在參考圖8A和圖8B，示出和描述了根據管140的一些特定實施方案的管840。 管840具有限定管腔841的基本圓柱形壁850，且具有多個圍繞壁850的外側周向設置的增 強構件852。增強構件852可以以適當地柔性方式被粘附或者固定至壁850的外表面，以抵 抗壁850的直徑的變化，同時允許管840沿著道穿過時根據需要發生彎曲。因此，增強構件852與管740的增強構件752在功能和目的上相似。
圖9A、圖9B、圖10A、圖10B、圖IlA和圖IlB示出的管940、1040和1140也使用相 應的增強構件952、1052和1152，從而為管壁提供結構化的整體性，以抵抗由于壓力變化而 引起的管壁的斷裂或者膨脹，同時允許有充分的彎曲以允許柔性通道穿過盤繞的道。圖9A 和圖9B示出了增強構件952，該增強構件以螺旋狀圍繞和沿著限定中心管腔941的壁950 的外側形成。
管1040與管840和940相似，其中管1040組合了縱向和螺旋狀增強構件1052，由 此組合了管840和940的特征。增強構件1052圍繞限定了中心管腔1041的壁1050的外 側設置。
管1140與管940相似，除了增強構件1152以分開的螺旋形成，所述螺旋隨著它 們繞壁1150行進而相互交叉。因而，增強構件1152關于它們的螺旋形式是相對地成角度 的。這兩個螺旋形式相對于管1140的縱向軸線可以具有不同的角度，且因而具有不同地 間隔的盤繞。壁1150限定了中心管腔1141，所述管腔1141——如同管腔741、841、941和 1041——允許液柱156在其內穿過。
在一些實施方案中，增強構件752、852、952、1052和1152可包括用于連接至探針 160以提供上面所描述的導管功能的一個或多個導管。因而，這種增強構件可提供雙重功 能。對于圍繞管壁外側設置的增強構件852、952、1052和1152，所述構件可被固定至壁的外 側，例如通過合適的粘附或者超聲波焊接或者通過覆蓋粘結層或者涂層。對于醫藥應用來 說，所述粘附或者固定材料應當是恰當地醫藥惰性的。在一些實施方案中，增強構件952、 1052和1152可用作沿著管壁外部的周期擾動，用于將管與周圍區域的摩擦接合增加至足 夠程度，從而增強管在驅動機構130作用下，在所述道或者其他區域內前進的能力。
圖 12A、圖 12B、圖 13A、圖 13B、圖 13C、圖 14A、圖 14B、圖 15A和圖 15B 示出了管 140 的各種特定實施方案——其中針對在管140的管腔141內延伸的導管的布置，。如圖12A 和圖12B所示，管1240可具有多個在由管1250限定的管腔1241內延伸的導管1262。導管 1262可以采用多個導管1262螺旋狀地圍繞中心導管1262的布置方式延伸，所述中心導管 比螺旋狀導管1262的直徑要大(例如以便容納其他的導管)。導管1262可占據管腔1241 內的大部分空間，同時為液柱156留下充足的空間，以使液柱可在剩余空間376內移動。
如圖13A、i;3B和13C所示，管1340具有限定至少一個管腔1341的大體圓柱形的 外壁1350。至少一個分割膜1364在管腔1341內延伸，以將由壁1350限定的內部橫截面 區域分割為兩個或更多個部分，諸如圖1 和圖13C所示出。圖1 示出了管1340a，在該 管中，分割膜1364將管腔1341分割為導管1362沿著其穿過的一部分和液柱156沿著其自 由穿過的另一部分。圖13C示出了圖13A的一個替代的橫截面，其中管1340b具有將管腔 1341分割為四部分的至少兩個分割膜1364，所述四部分中的兩部分被用于容納導管1362， 同時管腔1341的剩余的兩部分允許液柱156沿著其自由移動。
如圖14A和圖14B所示，根據一些實施方案的管1440具有限定管腔1441的壁 1450，管腔1441是主管腔，限定了第二管腔的第二導管1464在所述管腔1441中穿過。所 述第二導管1464容納了多個導管1462，這些導管1462包含在大體圓柱形形式的第二管腔 內。第二導管1464可被粘附或者固定至壁1450的內表面，或者與壁1450的內表面整體成 形。
現在參考圖15A和圖15B，示出了根據另一實施方案的管1540，所述管1540具有 限定了管腔1541的壁1550。管腔1541是主管腔，限定了第二管腔的第二導管1564延伸通 過該主管腔，所述第二導管1564與第二導管1464類似，除了第二導管1564被定位在主要 管腔1541的中央。第二導管1564在大體圓柱形管內容納了多個導管1562。第二導管1564 可包括通過一系列間隔定位的元件——例如定位凸條一一被定位在主管腔1541中央的管， 所述定位凸條以一種不明顯妨礙主管腔1541內的液柱156的移動的方式從壁1550向內延 伸。
現在參考圖16A、圖16B、圖17A、圖17B、圖18、圖19和圖20，示意性示出了驅動機 構130的各種實施方案。如圖16A和圖16B所示，驅動機構130可包括簡易活塞1652和 被布置用于在由壁1650限定的腔1651內來回地移動活塞1652的驅動軸16M。由于活塞 1652在壁1650內來回地重復移動，腔1651內的液體被迫重復地從壁1650內形成的開口 1656流出，然后通過開口 1656抽回至腔1651。活塞1652密封地與壁1650接合，使得腔 1651內的液體不在活塞1652附近穿過。
圖17A和圖17B中描繪的驅動機構的布置與圖16A和圖16B中示出的基本上相 似，除了縱向可壓縮/可伸長的摺箱(bellow)或者波紋管(sylphon) 1770被布置為在壁 1650的遠側段與活塞1652之間延伸，從而限定了流體體積1751，該流體體積1751以活塞 1652(在流體體積的一端處)、波紋管1770的手風琴狀的壁以及限定遠端開口 1656的壁 1650為邊界。波紋管1770省去了活塞1652與壁1650的密封接合的必要，例如當這種接合 可能引起不期望的摩擦量或者可能很難適當地密封時。在一些實施方案中，波紋管1770可 被另一柔性膜替代，所述柔性膜也是柔性可壓縮的，但是沒有柔性管1770那樣結構化。
現在參考圖18，描述了驅動機構130的另一實施方案，該實施方案采用彈性可變 形的柔性膜1870來形成一個用于封閉液體體積1851的外殼的壁。外殼壁1850與柔性膜 1870合作，以封閉液體體積1851。被連接至平坦的或者有些彎曲的活塞1852的驅動軸1邪4 被用于向內地推進柔性膜1870，從而將來自液體體積1851的液體排出所述外殼的壁1850 上的開口 1856。一旦釋放(即，縮回)驅動軸1854，柔性膜1870被允許至少部分地返回至 一個位置，柔性膜1870彈性地從所述位置偏斜，從而通過產生吸力來增加液體體積1851中 的液體量以及從而通過開口 1856將液體抽回。驅動軸1邪4由驅動機構操作，以重復地使柔 性膜1870偏斜，從而使液柱156在管腔141內來回移動。在一些實施方案中，驅動軸1邪4 可被連接至柔性膜1870，使得驅動軸1邪4的縮回引起柔性膜1870更強有力地返回至其松 弛位置(或者至少較小偏斜的位置)，由此產生比由柔性膜1870單獨可產生的吸力更大的 吸力。
圖19中示意性示出的驅動機構以與圖18示出的驅動機構在相似的原理上操作， 除了下述以外代替推桿和活塞，圓柱形活塞偏心地圍繞驅動軸1%4旋轉，以循環地使彈 性柔性膜1970向內偏斜，從而減少由壁1950和柔性膜1970所限定的外殼內的液體1951 的體積。隨著活塞1952圍繞驅動軸1%4旋轉，液體通過形成在壁1950中的開口 1956而 被向外推出和被向內吸入。在一些實施方案中，活塞1952可具有橢圓形、非圓形(但是彎 曲的)的形狀，以向液柱156傳遞特定的速度曲線。例如，活塞1952可以是更接近球形的 形狀或者具有相對平坦的面，而非圓形面，但是仍圍繞驅動軸1%4偏心地旋轉。
現在參考圖20，示出了又一替代的驅動機構，該驅動機構使用電磁元件20M，該電磁元件定位于一個限定腔2051的壁2050的外側。活塞2052在電磁元件20M的控制下 是可移動的，從而通過形成在壁2050中的開口 2056將液體從腔2051中推出，并且隨后將 液體吸回至腔2051內。活塞2052由合適的材料形成，從而能夠使使用元件20M實現電磁 控制成為可能，并且與上面結合圖16A、16B、17A和17B所描述的實施方案的驅動機構相同， 活塞2052采取了使活塞2052與壁2050密封接合，或者使用省去所述密封接合的波紋管。
上面結合圖16A至圖20所描述的驅動機構的實施方案僅提供可能的機構的一些 實施例，其中所述機構用于使管140內的液柱156實現往復移動。可以采用其他的實施方 案，例如采用氣壓的、液壓的、電氣的或者機械的器件，以在液柱156內以及沿著液柱156產 生重復的正和負壓力差，從而趨于以一種適當可控地向液柱156傳遞期望的速度曲線的方 式引起其往復移動。
現在參考圖21至圖36，示出和描述了遠側偏置部分的各種實施方案。與遠側偏 置部分550相似，這些實施方案使用各種不同的器件或者機構，用于，一旦液柱156已經被 向遠側推進，則接著沿近側方向將其往回偏置。這還有助于避免——液柱通過驅動機構130 在負壓下被向近側吸入時——管壁的破裂。因此，示出在圖21至圖36的遠側偏置部分全 部旨在被定位在液柱156的遠側，但在探針160的近側，并且它們旨在被定位在管壁內，由 管140或者與管140鄰近的或者與管140鄰接的部分提供。
示出在圖21中的遠側偏置腔2150具有最為基本的構造主要由圓柱形壁2152構 成，并帶有可移動元件2154，例如可在腔2156內移動的活塞。在其近側面，元件21M被暴 露在液柱156的遠端，且響應于液柱156的遠側移動，所述元件被推向遠側。腔2156包括可 壓縮的流體體積，例如空氣，且被壁2152和由另一遠側定位的結構(未示出)提供的遠端 所封閉。元件21M密封地接合壁2152，使得來自液柱156的液體不穿過進入腔2156。由 元件21M的遠側移動所引起的腔2156內的壓力增加在元件21M上提供了近側導向的力， 使元件21M沿近側方向返回——當液柱156由于驅動機構130的作用而被向近側吸入時。
圖22的遠側偏置腔2250以與圖21中同樣的方式運行，除了所述壁2252在近端 和遠端限定了被進一步縮小的端通道外。可移動元件22M在壁2252內移動，以響應于液 柱156的遠側移動而壓縮腔2256。
示出在圖23中的遠側偏置腔2350以與圖21中示出的同樣的方式運行，除了所述 腔2350具有遠端壁2380，所述遠端壁與壁2352處的可移動元件2350 —起限定了包括可壓 縮流體——例如空氣——的封閉腔2356。
示出在圖M中的遠側偏置腔M50與圖23中的相似，除了柔性膜M80被提供作 為遠端壁。柔性膜M80與可移動的元件MM和壁M52 —起限定了包括可壓縮的流體—— 例如空氣——的封閉腔對56。根據腔M56內的壓力，柔性膜M80膨脹和收縮，并且柔性膜 可有助于沿近側方向偏置可移動元件MM。
示出在圖25和圖沈中的遠側偏置腔2550與示出在圖22中的相似，除了可移動元 件25M被容納在壁2552內的彈簧2580向遠側偏置。當可移動元件25M向遠側前進時， 彈簧2580壓縮，從而趨于沿近側方向偏置可移動元件25M。彈簧2580位于在可移動元件 2554遠側限定的腔2556內。
示出在圖27和圖觀中的遠側偏置腔2750和示出在圖25和圖沈中的相同，除了 沒有采用彈簧，而是將彈性可偏斜的網格或海綿2780設置在一個在可移動元件27M遠側由壁2752限定的腔2756內。
示出在圖四中的遠側偏置腔四50與上面描述的那些相似，但是具有被連接至可 移動元件四討的近側以限定近側腔四58的波紋管四70，所述近側腔四58響應于液柱156 的遠側移動是可膨脹的，但是趨于根據波紋管的形狀記憶和/或遠側流體體積四56內增加 的壓力而縮回，由此沿近側方向偏置可移動元件四討。波紋管四70在遠側偏置腔四50的 近端處被連接至壁四52。可壓縮的遠側流體體積四56被提供在可移動元件的遠側， 以進一步沿近側方向偏置可移動元件四討。
示出在圖30中的遠側偏置腔3050以與圖四示出的相似方式利用第一波紋管 3070，以及設置在由壁3052限定的遠端腔3056內的第二波紋管3071。第一和第二波紋管 3070和3071的相對的形狀記憶趨向于沿近側方向偏置可移動元件3(^4。示出在圖31中 的遠側偏置腔3150與示出在圖30中的相同，除了其遠端壁由彈性可偏斜的柔性膜3180代替。
示出在圖32和圖33中的遠側偏置腔3250表示圖25、圖沈和圖四所示和結合這 些圖所描述的彈簧和波紋管特征的組合。示出在圖34和圖35中的遠側偏置腔3450表示 上面結合圖27、圖觀和圖四所描述的波紋管和海綿/網格特征和功能的組合。圖32至圖 35都采用限定近側腔3258/3458的近側設置的且被連接至可移動元件32M/34M的波紋管 3270/3470，以及一個偏置元件——例如被定位在壁3252/3452內的可移動元件32M/3454 的遠側的彈簧3280或海綿或網格3480。
圖36中示出的遠側偏置腔3650具有壁3652，所述壁3652限定彈性可偏斜的近 側柔性膜36M和彈性可偏斜的遠側柔性膜3680之間的內部可壓縮流體腔3656。柔性膜 36M和3680兩者都可響應于液柱156的遠側移動而向遠側偏斜，并且將趨向于返回至靜止 位置——在該靜止位置它們未被向遠側移位——由此趨向于沿近側方向偏置液柱156。
參考圖37A、37B、38A、38B、39A和39B，描述了管140的各種實施方案。每一實施 方案都具有厚度為X的標稱壁厚，相對于所述標稱壁厚X，沿著所述管的外表面形成周期擾 動。所述周期擾動具有最大幅度Y和間隔Z。如這些圖中所示，周期擾動被形成為具有大體 類似揪樹(fir-tree)或鋸齒上的鋸齒的圖案。但是，在一些實施方案中，所述周期擾動可 以是更圓角的和/或不是(如揪樹圖案那般)近似掃掠過的。
如圖37A所示，管3740的最小壁厚為X，壁厚隨著周期擾動在X和X+Y之間變化。 示出在圖37B中的管3745的壁厚在標稱厚度X和X-Y之間變化。
圖38A和圖38B示出了與圖37A和圖37B略微不同的揪樹模式，其中沒有底切，但 是其他基本上相同，其中管3845與管3840相比具有更大的標稱厚度。
示出在圖39A中的管3940在周期擾動之間具有更大的間隔Z，其中壁的厚度在標 稱厚度X和X+Y之間變化。示出在圖39B中的管3945與圖39A中所示相同，但是具有更大 的標稱厚度X，并且壁厚在X和X-Y之間變化。
在所描述和描繪的實施方案中，周期擾動的間隔可為約2mm至約50mm之間的任何 值。厚度的變化量(即，幅度)Y可以在0.5mm至約5mm，這取決于所述管所要用的探測應 用。標稱壁厚X可以是約0. 5mm至約10mm，這同樣取決于應用。在一些實施方案中，壁厚的 變化可以基于幅度Y(或者M，如下面所描述的)的一些百分比，例如該厚度可在X+1/2Y和 X-1/2Y之間或者X+1/3Y和X-2/3Y之間變化。
現在參考圖40A、圖40B、圖41A、圖41B、圖42A和圖42B，這些圖示出和描述了管 140的各種實施方案，其中周期擾動被設置在管的內壁上。管壁的標稱厚度L可連同周期 擾動的幅度M和周期N —起變化。所描繪的各種實施方案具有大體近似掃掠過的揪樹圖 案——該圖案還可被描述為鋸齒狀圖案，盡管也可以采用圓角的和/或不是近似掃掠過的 擾動。管4040被示出在圖40A中，其壁厚在標稱厚度L和L+M之間變化。在圖40B中，管 4045具有在L和L-M之間變化的標稱壁厚。示出在圖41A和圖41B中的管4140和4145與 管4040和4045基本上相同，只是在后者的圖中示出了揪樹圖案的更為尖銳的底切。示出 在圖42A中的管4240具有在L和L+M之間變化的標稱壁厚L。管4245具有在L和L-M之 間變化的標稱厚度L，如圖42B所示。在一些實施方案中，壁厚的變化可基于幅度M的一些 百分比，如上面所描述的。
如圖43A和圖4 所示，管140的實施方案包括管4340和4345，它們表示上面描 述的管的實施方案38A、38B、41A和41B的組合。管4340具有標稱厚度X，其中厚度在X和 X+Y+M之間變化。夕卜側周期擾動的間隔Z可以與內側周期擾動的間隔N不同。另外，內側 和外側周期擾動不需要具有相同的鋸齒狀或者揪樹形狀。特別地，內側或外側周期擾動的 其中之一可以是鋸齒狀，而另一個可以是更為圓角的且間隔更大的。示出在圖《B中的管 4345與管4340相似，只是管4345具有較大的標稱厚度X，且厚度在X和X_Y_M之間變化。 在一些實施方案中，壁厚的變化可基于幅度M和/或Y的比例，如上面所描述的。
圖44示出了根據一些實施方案的管4440的示意性表示，其中管的第一部分4441 可具有內側周期擾動，而管4440的第二部分可具有外側周期擾動。管的第一和第二部分可 由不包含任何內側或外側周期擾動的部分4442分隔。
根據所描述的實施方案，管140的一些實施方案可包含沿著管140的壁的內或外 表面的一部分或者基本大部分的周期擾動。所述管壁的內表面上的這種周期擾動有助于為 液柱156的推進提供更大的阻力——由于在一些實施方案中的近似掃掠過的形狀的擾動， 因此改進了沿遠側方向從液柱156至管140的動量傳遞。形成在管140的外側壁上的周期 擾動可同樣有助于推進管140，通過對管140沿近側方向的移動提供更大的阻力——相比 于沿遠側方向的移動而言，使得液柱156的縮回導致管沿向后方向的較小的移動——相比 于沿向前方向實現的管的移動而言。
這里所描述的管140的不同實施方案可以組合，例如與增強構件——例如那些沿 著管壁向外延伸或者在管壁內延伸的構件——組合以提供周期擾動。具體地，管腔141內 導管——例如導管340、342—一的延伸可與管壁內的內側和/或外側周期擾動組合，和/或 可與外側的或嵌入的縱向或者螺旋的增強構件相組合。
所描述的管140的實施方案可通過成型工藝來形成，例如，使用如上面描述的合 適的材料。
這里所描述的以及在圖中示出的實施方案旨在通過實施例和非限制的方式來提 供。因此，所描述的實施方案是非限制的且應當被相應地解釋。
權利要求
1.一種裝置，包括細長的柔性管，其大小被設計為使其可以被容納在一個道內，且其具有近端和遠端；驅動機構，其被連接至所述管的近端；和液柱，其從所述近端延伸至所述遠端；其中，所述驅動機構被配置為使管內的液柱移動，從而向管傳遞向前的動量，由此當所 述管的至少所述遠端被容納在所述道的一段中時，促進所述道內的所述管的至少所述遠端 的推進。
2.如權利要求1的裝置，其中所述管具有沿著所述管的至少一段在管的外表面上形成 的周期擾動。
3.如權利要求2的裝置，其中所述周期擾動圍繞所述管周向延伸。
4.如權利要求2或3的裝置，其中所述周期擾動以近似掃掠過的揪樹圖案方式形成。
5.如權利要求1至4中任一項所述的裝置，其中所述管的外表面的輪廓被形成為抵抗 所述管沿遠側方向的移動。
6.如權利要求1至5中任一項所述的裝置，其中所述管的內表面的輪廓被形成為增強 所述液柱沿向前方向移動穿過所述管時的阻力。
7.如權利要求6的裝置，其中所述內表面包括沿著所述管的近端的遠側的至少一部分 的內側周期擾動。
8.如權利要求6或7的裝置，其中所述內側周期擾動以近似掃掠過的揪樹圖案方式形成。
9.如權利要求1至8中任一項所述的裝置，其中所述液體的密度與水的密度大致相同 或者大于水的密度。
10.如權利要求1至9中任一項所述的裝置，其中所述驅動機構被配置為向液柱的近端 傳遞特定的速度曲線，從而增強所述道內的所述管的向前移動。
11.如權利要求10的裝置，其中所述速度曲線包括以下部分中的至少一個逐漸加速部分，位于所述液柱的向前移動的第一段；急劇減速部分，位于所述向前移動的第一段之后的液柱的向前移動的第二段；急劇加速部分，位于所述液柱的向后移動的第一段；以及逐漸減速部分，位于所述向后移動的第一段之后的液柱的向后移動的第二段。
12.如權利要求1至11中任一項所述的裝置，其中所述驅動機構包括被配置為引起所 述管內液柱的重復推進和縮回的驅動構件和活塞。
13.如權利要求12的裝置，其中所述驅動機構被配置為引起活塞在朝向活塞的每一沖 程的終點時急劇地減速。
14.如權利要求12或13的裝置，其中所述驅動機構被配置為引起活塞在遠離活塞的每 一沖程的終點時急劇地加速。
15.如權利要求1至14中任一項所述的裝置，進一步包括柔性膜，其位于所述管內的遠 端，用于封閉流體柱的遠端。
16.如權利要求15的裝置，其中所述管的遠端容納由所述管、所述柔性膜和被定位在 柔性膜遠側的另一膜所限定的可壓縮流體體積。
17.如權利要求1至16中任一項所述的裝置，其中所述管的內徑沿遠側方向變窄。
18.如權利要求1至17中任一項所述的裝置，進一步包括位于所述管遠端的探針。
19.如權利要求18的裝置，進一步包括沿著所述管延伸且被連接至所述探針的多個導管。
20.如權利要求19的裝置，其中所述多個導管包括沿著所述管延伸且被連接至探針 的至少一個電氣導管，以執行以下操作中的至少一個將信號發送至探針，和從探針接收信號。
21.如權利要求19或20的裝置，其中所述多個導管包括空氣供給導管、水供給導管和 活檢導管中的至少一個。
22.如權利要求19至21中任一項所述的裝置，其中所述導管中的至少一個沿著所述管 的至少一段螺旋狀地延伸。
23.如權利要求19至22中任一項所述的裝置，其中所述管限定一個所述導管于其內延 伸的中心管腔。
24.如權利要求19至23中任一項所述的裝置，進一步包括在所述管內延伸的第二管 腔，其中所述導管沿著所述管的至少一段在第二管腔內延伸。
25.如權利要求1至M中任一項所述的裝置，進一步包括位于遠端的偏置器件，且該偏 置器件被配置為響應于液柱的向遠側移動來促進液柱的向近側移動。
26.如權利要求1至25中任一項所述的裝置，進一步包括位于所述管的遠端的成像設備。
27.如權利要求1至沈中任一項所述的裝置，其中所述道是血管道或消化道。
28.如權利要求1至沈中任一項所述的裝置，其中所述道是結構化的道。
29.—種推進探針的方法，所述方法包括將細長的柔性管的遠端至少部分地定位在道的下端，所述管的大小被設計為使其可以 被容納在所述道內，且所述管具有從所述管的近端延伸至遠端的液柱，其中所述探針被定 位在所述管的遠端；和操作驅動機構，以引起所述管內的液柱的推進，從而向所述管傳遞向前的動量，由此促 進所述道內的所述管的至少遠端的推進。
30.如權利要求四的方法，其中所述操作包括向所述液柱的近端傳遞特定的速度曲 線，以增強所述道內的所述管的向前移動。
31.如權利要求30的方法，其中所述速度曲線包括以下部分中的至少一個 所述液柱的向前移動的第一段的逐漸加速部分；在所述向前移動的第一段之后的液柱的向前移動的第二段的急劇減速部分； 所述液柱的向后移動的第一段的急劇加速部分；在所述向后移動的第一段之后的液柱的向后移動的第二段的逐漸減速部分。
32.如權利要求四至31中任一項所述的方法，其中所述操作包括操作活塞和驅動構 件，以引起所述管內液柱的重復推進和縮回。
33.如權利要求32的方法，其中所述操作引起活塞在朝向活塞的每一沖程的終點時急 劇地減速。
34.如權利要求32或33所述的方法，其中所述操作引起活塞在遠離活塞的每一沖程的 終點時急劇地加速。
35.如權利要求四至34中任一項所述的方法，進一步包括沿著所述管的外側設置輪 廓，以抵抗在操作期間所述道內的管沿近側方向的移動。
36.如權利要求四至35中任一項所述的方法，進一步包括沿著所述管的內側設置輪 廓，以抵抗液柱沿遠側方向通過所述管的移動。
37.如權利要求四至36中任一項所述的方法，其中所述探針包括成像設備，所述方法 進一步包括使用所述成像設備捕獲所述道內的圖像。
38.如權利要求37的方法，進一步包括將對應于所捕獲圖像的圖像數據傳輸至被配置 用于處理和顯示這些圖像的系統。
39.如權利要求38的方法，其中所述至少一個電氣導管沿著所述管延伸，以執行以下 操作中的至少一個將信號發送至探針，和從探針接收信號；其中所述傳輸使用至少一個 電氣導管來執行。
40.一種推進方法，包括引起在細長構件內從所述構件的一端延伸至構件的相對端 的液柱的往復移動，以沿著所述細長構件的長度傳遞該構件的向前移動。
41.一種裝置，包括探針，其被定位在細長構件的一端；以及，驅動機構，其位于細長 構件的相對端，所述細長構件容納了從一端延伸至相對端的液柱，其中所述驅動機構引起 所述細長構件內的液柱的往復移動，從而向探針傳遞向前移動。
42.一種組件，包括細長的柔性管；放置在所述管的近端的液體腔；以及，放置在所述 管的遠端的探針，所述管具有在液體腔和遠端之間延伸的液柱。
全文摘要
一些實施方案涉及一種裝置，包括細長的柔性管，其被定尺寸為容納在一道內，且具有近端和遠端；驅動機構，其被連接至所述管的近端；和，液柱，從近端延伸至遠端；其中所述驅動機構被配置為使管內液柱的移動，從而向管傳遞向前的動量，由此當至少所述遠端容納在所述道內的一部分中使，促進所述管的至少遠端的推進。
文檔編號F16L55/00GK102036709SQ200980118638
公開日2011年4月27日 申請日期2009年5月5日 優先權日2008年5月5日
發明者M·桑托賴恩 申請人:內基因控股有限公司