插入导引件制造技术

一种用于将柔性针或其它这种器械插入组织内的装置，引入了可塌缩的支撑导引件，该支撑导引件支撑着针的还没有穿透组织的那一部分，防止其变形，并且引入了从针的近侧端拉动针以提供用于穿透过程的足够的力的结构。可塌缩支撑导引件可以是一对柔性带，它们沿着它们的长度相连接并且沿着针的未插入长度包封针以支撑针，在本装置的远侧端处具有用于随着针被插入而将所述带从针脱离的机构。插入可以通过一对滚子实现，所述滚子接合带并且向远侧推进带。可替代地，伸缩支撑管可用于支撑针，该管随着针被插入而伸缩性塌缩，用于在针上保持空隙。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】插入导引件
本专利技术涉及针或其他细医疗工具的插入领域，并且具体涉及用于防止医疗工具在插入过程中变形的装置。
技术介绍
当代临床实践中采用的许多常规治疗包括针、导管和其他细医疗工具的经皮插入，用于活检、药物输送和其他诊断和治疗过程。插入过程的目的是将合适医疗器械的末端安全且精确地置于目标区域中，该目标区域可以是肿瘤、病变组织、器官或血管。需要插入针或另一类似医疗工具的治疗的例子包括种痘、血液/流体取样、局部麻醉、组织活检、导管插入、低温消融、电解消融、浅部治疗、神经外科、深部脑刺激以及各种微创手术。这类医疗工具(例如，针)一般是薄壁的、直径小并且多数都非常长。由于这些特征，并且因为需要力来穿透患者的皮肤(大约10N)，在该力的作用下，可能很难在针不变形的情况下使针从针的近侧端穿透患者的皮肤。如果针在其行进过程中遇到硬的物体、比如骨头，也可能具有相同的问题。在其专利技术人与本专利技术相同的、共同拥有的PCT申请号PCT/IL2014/050891中，题为“NeedleSteeringbyShaftManipulation”，介绍了一种使针插入患者体内的装置，其中针被从其近侧端远程地保持并且通过基于摩擦的机构拉动。这种装置可以防止变形，但其构造复杂，并且不容易实现一次性消毒针包的使用。此外，借助于摩擦驱动器从其近侧端拉动针可能提供不了足够克服如上所述的穿透力的力。摩擦驱动器一般需要向针施加径向力，这可能导致针弯曲。因为活检针的趋势是减小针的壁厚，这可能成为严重的问题。在授予R.J.WebsterIII等人的US专利No.7,822,458，题为“DistalBevelTipNeedleControlDeviceandAlgorithm”，描述了经皮地操纵手术针进入患者组织内的方法。一个实施例示出将针从其远侧端拉到患者皮肤内的一对驱动轮，该实施例具有与PCT/IL2014/050891相同的缺点。第二实施例使用伸缩导引件，但具有下述缺点：因为使用导螺杆来推进针，所以机构的高度得以保持在其固定的全尺寸，这妨碍了其使用，例如，在CT系统的受限孔内。因此，需要一种克服现有技术装置的缺点的新插入装置。在本部分中以及在本说明书的其它部分中涉及到的文献中每一个的公开内容都被整体以引用方式并入本文。
技术实现思路
本公开描述了一种通过使用可塌缩支撑导引件将柔性针或任何其它细长器械或物体机械插入到软介质(例如，组织)的方法和设备，所述支撑导引件支撑着针的还没有穿透介质的那部分，防止其变形，但不妨碍继续插入过程。在本公开中描述的装置的不同实施方式包括：(i)使用柔性支撑导引件，比如沿着它们的长度相连接并且沿着针长度的至少一部分包封针的一对柔性带。这些带被适于随着针被插入而从针脱离，这使得该针能够通过从其近侧端推进它而实现插入，以确保足够的力能够被施加以用于穿透过程；(ii)使用伸缩支撑管，上述伸缩支撑管支撑着针并且防止位于患者皮肤外面的针的那一部分变形，该伸缩支撑管当针被插入时伸缩式塌缩使该装置的高度不妨碍在受限空间、比如CT系统的内孔中的使用。对于在这里描述的使用柔性支撑导引件的第一实施方式(i)来说，许多推进方法可被使用，以通过针-支撑导引件组件的近侧端将其推或拉到患者身体内，如下：(a)导引件的近侧端被经由拉机构、比如通过缆线或带子向下拉；(b)导引件自身被穿孔，并且该组件的下部分中的两个或更多个滚子具有突出部，上述突出部接合导引件的穿孔并且向远侧朝向患者身体拉导引件自身；(c)导引件被成形为类似于齿条，上述齿条在其长度的至少一部分上具有齿，并且其齿与被定位在该组件的下部分处的对应齿轮齿啮合；(d)基于摩擦的机构，其中导引件具有粗糙的外表面并且一对相对面对面的滑轮压在导引件上。滑轮自身也可以是粗糙的；(e)压电驱动器的阵列被安装在针或导引件的一侧或多侧上，使得它们的驱动器元件分别与针或导引件接触，并且它们的致动向远侧推进针或导引件。对于在这里描述的第二实施方式(ii)来说，首选的推进方法是使用缆线向远侧拉动带有被包封的针的伸缩组件的近侧端。因此，根据本公开中描述的装置的示例性实施方式，提供了一种用于工具的插入装置，包括：(i)导引元件，其具有适于允许所述工具穿过的开口；(ii)推进机构，其被配置用于在朝向插入部位的方向上推进所述工具使其通过所述开口；和(iii)防变形机构，其被配置用于当所述工具被在朝向插入部位的方向上推进时沿着所述工具的长度的至少一部分支撑所述工具，其中，所述装置被配置为使其相对于插入部位的高度随着所述工具被在朝向插入部位的方向上推进而减小。此装置可还包括头部元件，所述工具在其近侧区域处被接合到所述头部元件。在本实例中，所述推进机构可包括所述防变形机构并且包括：(i)一对柔性带，所述一对柔性带被沿着它们长度的至少一部分连接并且在它们之间具有适于接收和支撑所述工具的中心通道，所述一对带在其近侧区域处被接合到所述头部元件；和(ii)一对滚子，所述一对滚子被设置在所述一对柔性带的任一侧上，并且与所述一对柔性带相互作用使得所述一对滚子的反向转动致使所述一对柔性带在所述一对滚子之间移动，其中，在所述工具被接收在所述中心通道内时，所述一对柔性带和所述工具借助于所述头部元件相连接，使得所述滚子在适当方向上的反向转动朝向所述一对滚子拉动所述一对柔性带和所述工具。所述一对滚子中的每一个滚子可包括沿着其周长布置的多个突出部，所述多个突出部被适于与沿着所述一对柔性带中的每一个带的长度形成的对应多个孔相接合。所述一对柔性带可在适于接收所述工具的所述中心通道的至少一侧上相连接。此外，它们可在适于接收所述工具的所述中心通道的区域中未连接。这种带有滚子的装置可还包括适于围绕着所述一对滚子之一引导所述一对柔性带中的每一个带的分离特征。所述分离特征可以仅仅是所述一对柔性带的未连接远侧端，所述未连接远侧端中的每一个围绕着所述一对滚子中的相关联的滚子缠绕。作为可替代方式，所述一对滚子中的每一个滚子可包括沿着其周长布置的多个脊部，所述脊部被适于与形成在所述一对柔性带中的对应脊部接合。在上述装置中的任一者中，所述中心通道可包括沿着其长度的弱化部分，以便于所述一对柔性带中的每一个带围绕着其相关联的滚子缠绕。根据不同实施方式，所述插入装置包括适于被连接到彼此和从彼此断开连接的两个单独的单元，每个单元包括：(i)所述一对带中的一个带；(ii)所述一对滚子中的一个滚子；和(iii)所述导引元件的至少一部分。在上述装置的又其它实施方式中，所述防变形机构可包括伸缩管。这种伸缩管的实施方式可还包括头部元件，所述工具在其近侧区域处被接合到所述头部元件，其中所述伸缩管被附接在所述头部元件和所述导引元件之间。在这些实例的任一者中，该装置可还包括被连接到所述伸缩管的至少一个夹持构件，所述至少一个夹持构件被配置用于接收所述工具并且当所述工具被在朝向插入部位的方向上推进时支撑所述工具。所述工具可被包封在所述伸缩管内。此外，所述头部元件可被借助于附接在所述头部元件和所述导引元件之间的缆线而朝向所述导引元件移动。所述缆线可被围绕着附接至所述导引元件的滑轮缠绕。在这种用于工具的插入装置中，所述推进机构可包括一个或多个压电致动器。在上述装置中的任一者中，所述开口可还包括被配置为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于工具的插入装置，包括：导引元件，其具有适于允许所述工具穿过的开口；推进机构，其被配置用于在朝向插入部位的方向上推进所述工具使其通过所述开口；和防变形机构，其被配置用于当所述工具被在朝向插入部位的方向上推进时沿着所述工具的长度的至少一部分支撑所述工具，其中，所述装置被配置为使其相对于插入部位的高度随着所述工具被在朝向插入部位的方向上推进而减小。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.29 US 62/085,5181.一种用于工具的插入装置，包括：导引元件，其具有适于允许所述工具穿过的开口；推进机构，其被配置用于在朝向插入部位的方向上推进所述工具使其通过所述开口；和防变形机构，其被配置用于当所述工具被在朝向插入部位的方向上推进时沿着所述工具的长度的至少一部分支撑所述工具，其中，所述装置被配置为使其相对于插入部位的高度随着所述工具被在朝向插入部位的方向上推进而减小。2.根据权利要求1所述的插入装置，还包括头部元件，所述工具在其近侧区域处被接合到所述头部元件。3.根据权利要求2所述的插入装置，其中，所述推进机构包括所述防变形机构并且包括：一对柔性带，所述一对柔性带被沿着它们长度的至少一部分连接并且在它们之间具有适于接收和支撑所述工具的中心通道，所述一对带在其近侧区域处被接合到所述头部元件；和一对滚子，所述一对滚子被设置在所述一对柔性带的任一侧上，并且与所述一对柔性带相互作用使得所述一对滚子的反向转动致使所述一对柔性带在所述一对滚子之间移动，其中，在所述工具被接收在所述中心通道内时，所述一对柔性带和所述工具借助于所述头部元件相连接，使得所述滚子在适当方向上的反向转动朝向所述一对滚子拉动所述一对柔性带和所述工具。4.根据权利要求3所述的插入装置，其中，所述一对滚子中的每一个滚子包括沿着其周长布置的多个突出部，所述多个突出部被适于与沿着所述一对柔性带中的每一个带的长度形成的对应多个孔相接合。5.根据权利要求3或4所述的插入装置，其中，所述一对柔性带在适于接收所述工具的所述中心通道的至少一侧上相连接。6.根据权利要求3至5中任一项所述的插入装置，其中，所述一对柔性带在适于接收所述工具的所述中心通道的区域中未连接。7.根据权利要求3至6中任一项所述的插入装置，还包括适于围绕着所述一对滚子之一引导所述一对柔性带中的每一个带的分离特征。8.根据权利要求7所述的插入装置，其中，所述分离特征包括所述一对柔性带的未连接远侧端，所述未连接远侧端中的每一个围绕着所述一对滚子中的相关联的滚子缠绕。9.根据权利要求3所述的插入装置，其中，所述一对滚子中的每一个滚子包括沿着其周长布置的多个脊部，所述脊部被适于与形成在所述一对柔性带中的对应脊部接合。10.根据权利要求3至9中任一项所述的插入装置，其中，所述中心通道包括沿着其长度的弱化部分，以便于所述一对柔性带中的每一个带围绕着其相关联的滚子缠绕。11.根据权利要求3至10中任一项所述的插入装置，其中，所述插入装置包括适于被连接到彼此和从彼此断开连接的两个单独的单元，每个单元包括：所述一对带中的一个带；所述一对滚子中的一个滚子；和所述导引元件的至少一部分。12.根据权利要求1所述的插入装置，其中，所述防变形机构包括伸缩管。13.根据权利要求12所述的插入装置，还包括头部元件，所述工具在其近侧区域处被接合到所述头部元件，其中所述伸缩管被附接在所述头部元件和所述导引元件之间。14.根据权利要求12或13所述的插入装置，还包括被连接到所述伸缩管的至少一个夹持构件，所述至少一个夹持构件被配置用于接收所述工具并且当所述工具被在朝向插入部位的方向上推进时支撑所述工具。15.根据权利要求12或13所述的插入装置，其中，所述工具被包封在所述伸缩管内。16.根据权利要求13至15中任一项所述的插入装置，其中，所述头部元件被借助于附接在所述头部元件和所述导引元件之间的缆线而朝向所述导引元件移动。17.根据权利要求16所述的插入装置，其中，所述缆线被围绕着附接至所述导引元件的滑轮缠绕。18.根据权利要求1所述的插入装置，其中，所述推进机构包括一个或多个压电致动器。19.根据前述权利要求中任一项所述的插入装置，其中，所述开口还包括被配置为根据所述工具的尺寸进行调节的约束机构，所述约束机构的至少一部分设置在所述开口内。20.根据权利要求19所述的插入装置，其中，所述约束机构包括彼此相对设置的至少两个部分，并且其中，所述至少两个部分中的至少一个被适于朝向所述至少两个部分中的另一个移动。21.根据权利要求20所述的插入装置，其中，所述约束机构还包括拧紧螺丝。22.根据前述权利要求中任一项所述的插入装置，还包括被配置用于确定所述工具的位置的编码器。23.根据权利要求22所述的插入装置，其中，所述编码器是光学编码器，其被配置用于通过下述中的一个或多个来确定所述工具的位置：所述工具上的感测标记和所述防变形机构的一个或多个部件上的感测特征。24.根据前述权利要求中任一项所述的插入装置，其中，所述插入装置包括适于被连接到彼此和从彼此断开连接的两个单独的单元，每个单元包括：所述导引元件的至少一部分；所述推进机构的至少一部分；和所述防变形机构的至少一部分。25.根据前述权利要求中任一项所述的插入装置，其中，所述工具包括下述中一个或多个：针，套管，导管，插管器，端口，流体输送管或电极杆。26.一种用于工具的插入组件，包括：插入模块，所述插入模块包括：导引元件，其具有适于允许所述工具穿过的开口；推进机构，其被配置用于在朝向插入部位的方向上推进所述工具使其通过所述开口；和防变形机构，其被配置用于当所述工具被在朝向插入部位的方向上推进时沿着所述工具的长度的至少一部分支撑所述工具；壳体，其被配置用于接收所述插入模块；和致动机构，其被配置用于致动所述推进机构。27.根据权利要求26所述的插入组件，其中，所述插入模块被配置为使其相对于插入部位的高度随着所述工具被在朝向插入部位的方向上推进而减小。28.根据权利要求26或27所述的插入组件，其中，所述插入模块还包括头部元件，所述工具在其近侧区域处被接合到所述头部元件。29.根据权利要求26至28中任一项所述的插入组件，其中，所述推进机构包括所述防变形机构并且包括：一对柔性带，所述一对柔性带被沿着它们长度的至少一部分连接并且在它们之间具有适于接收和支撑所述工具的中心通道，所述一对带在其近侧区域处被接合到所述头部元件；和一对滚子，所述一对滚子被设置在所述一对柔性带的任一侧上，并且与所述一对柔性带相互作用使得所述一对滚子的反向转动致使所述一对柔性带在所述一对滚子之间移动，其中，在所述工具被接收在所述中心通道内时，所述一对柔性带和所述工具借助于所述头部元件相连接，使得所述滚子在适当方向上的反向转动朝向所述一对滚子拉动所述一对柔性带和所述工具。30.根据权利要求29所述的插入组件，其中，所述一对滚子中的每一个滚子包括沿着其周长布置的多个突出部，所述多个突出部被适于与沿着所述一对柔性带中的每一个带的长度形成的对应多个孔相接合。31.根据权利要求29或30所述的插入组件，其中，所述一对柔性带的远侧端未连接，所述未连接远侧端中的每一个围绕着所述一对滚子中的相关联的滚子缠绕。32.根据权利要求26至31中任一项所述的插入组件，其中，所述插入模块包括适于被连接到彼此和从彼此断开连接的两个单独的单元，每个单元包括：所述一对带中的一个带；所述一对滚子中的一个滚子；和所述导引元件的至少一部分。33.根据权利要求26所述的插入组件，其中，所述防变形机构包括伸缩管。34.根据权利要求32所述的插入组件，其中，所述防变形机构还包括被连接到所述伸缩管的至少一个夹持构件，所述夹持构件被配置用于接收所述工具并且当所述工具在朝向插入部位的方向上前进时支撑所述工具。35.根据权利要求26所述的插入组件，其中，所述推进机构包括一个或多个压电致动器。36.根据权利要求26至33中任一项所述的插入组件，还包括被配置用于确定所述工具的位置的编码器。37.根据权利要求26至35中任一项所述的插入组件，其中，所述工具包括下述中一个或多个：针，套管，导管，插管器，端口，流体输送管或电极杆。38.根据权利要求26所述的插入组件，其中，所述致动机构的第一部分被接合到所述壳体，并且所述致动机构的第二部分被接合到所述插入模块的所述导引元件。39....

【专利技术属性】
技术研发人员：B·加利利，O·阿诺德，S·沙龙，D·格洛兹曼，
申请(专利权)人：赞克特机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列,IL