用于导管铰接和其他用途的流体驱动系统技术方案

流体控制设备、系统和方法可用于对导管和其他细长柔性结构进行铰接。模块化歧管架构包括板式安装阀，所述板式安装阀用于促进沿着包括在一个或多个多管腔轴中的多个流体通道的流体连通，以便将包括囊阵列内的囊的致动器与经常安装在两个或更多个挤出多管腔轴上的所述囊铰接在一起。阀/板模块可以组装成阵列，并且所述(多个)轴的近侧接口可以具有用于进入沿着所述接口的轴线分布的囊通道的端口。通过将所述近侧接口与横穿歧管组件的板的接收器对准并接合，可以使用快速断开配件将所述端口快速且容易地密封到所述各种阀/板模块的相关联通道。

Fluid driven system for hinges and other uses

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于导管铰接和其他用途的流体驱动系统相关申请的交叉引用本申请要求来自以下共同转让的美国临时专利申请的优先权权益：2015年3月27日提交的名称为“用于导管和其他用途的铰接系统(ArticulationSystemforCathetersandOtherUses)”的美国临时专利申请号62/139,430(代理人案号097805-000100US-0939456)；2015年6月12日提交的名称为“用于导管和其他用途的选择性固化(SelectiveStiffeningforCathetersandOtherUses)”的美国临时专利申请号62/175,095(代理人案号097805-000110US-0941721)；2015年10月30日提交的名称为“用于导管和其他用途的流体铰接(FluidArticulationforCathetersandOtherUses)”的美国临时专利申请号62/248,573(代理人案号097805-000120US-0962383)；2015年12月4日提交的名称为“用于导管和其他用途的输入和铰接系统(InputandArticulationSystemforCathetersandOtherUses)”的美国临时专利申请号62/263,231(代理人案号097805-000200US-0966468)；以及2016年2月17日提交的名称为“用于伸展-收缩导管和其他用途的使用囊膨胀的柔性本体的局部收缩(LocalContractionofFlexibleBodiesusingBalloonExpansionforExtension-ContractionCatheterArticulationandOtherUses)”的美国临时专利申请号62/296,409(代理人案号097805-000300US-0970626)；以上美国临时专利申请的全部公开内容出于所有目的通过引用整体结合在此。本申请的主题涉及以下共同转让的美国专利申请的主题：与本申请同时提交的名称为“用于导管和其他用途的铰接系统、设备和方法(ArticulationSystem,Devices,andMethodsforCathetersandOtherUses)”的美国专利申请号15/081,026(代理人案号097805-000130US-0970623)以及与本申请同时提交的名称为“导管和其他柔性结构的流体可膨胀本体铰接(Fluid-ExpandableBodyArticulationofCathetersandOtherFlexibleStructures)”的美国专利申请号15/080,949(代理人案号097805-000150US-0970627)；以上美国专利申请的全部公开内容出于所有目的通过引用整体结合在此。
总体而言，本专利技术提供了常用于铰接细长柔性结构的流体处理设备、系统和方法。在示例性实施例中，本专利技术提供了可用于选择性地对致动器通电(理想地用于可选择性地使囊阵列中的囊充胀)以便可控地改变细长柔性结构的形状和/或刚度的多通道流体驱动系统。在优选实施例中，本专利技术提供改进的医疗设备、系统和方法，包括用于细长柔性医疗结构(诸如导管、导丝(guidewire)等等)的选择性弯曲、改变该细长柔性医疗结构的弯曲特性和/或改变该细长柔性医疗结构的长度。
技术介绍
诊断和治疗疾病通常涉及进入人体的内部组织。一旦已经进入组织，医疗技术就提供广泛范围的诊断工具来评估组织并识别病变或疾病状态。类似地，已经开发了许多治疗工具，它们可以帮助外科医生与疾病状态所关联的组织相互作用、重建所述组织、向所述组织递送药物或移除所述组织，以便改善患者的健康和生活质量。不幸的是，进入适当的内部组织并且使工具与所述内部组织对准以便进行评估或治疗可能对医师来说是一个重大挑战，可能对患者造成严重的疼痛，并且可能(至少在短期内)严重损害患者的健康。开放性手术通常是进入内部组织的最简单的方法。开放性手术可以通过以下方式来提供这种进入：切割上覆组织并使其移位，以便允许外科医生手动地与身体的目标内部组织结构相互作用。这种标准方法通常利用简单的手持工具，诸如解剖刀、夹具、缝合线等。对于许多情况，开放性手术仍然是优选的方法。尽管开放性手术技术已经非常成功，但是它们可能对附属组织造成显著的创伤，并且这种创伤大部分与进入待治疗的组织相关联。为了帮助避免与开放性手术相关联的创伤，已经开发了许多微创手术进入和治疗技术。许多微创技术涉及通常通过大腿、颈部或手臂的皮肤进入脉管系统。然后，一个或多个细长柔性导管结构可以沿着贯穿身体及其器官延伸的血管腔网络前进。虽然一般限制对患者的创伤，但是基于导管的腔内治疗通常依赖于许多专门的导管操纵技术以便安全且准确地进入目标区域，以便将特定的基于导管的工具定位成与特定的目标组织对准，和/或以便激活或使用所述工具。实际上，在概念上相对简单的一些腔内技术在实践中可能是非常具挑战性的(或甚至是不可能的)(取决于特定患者的解剖结构和特定医师的技能)。更具体地，可以将柔性导丝和/或导管前进穿过弯曲分支的身体管腔网络比作推动绳索。当柔性细长本体围绕第一曲线然后围绕另一曲线并且穿过一系列分支交叉点前进时，导管/组织力、弹性能量储存(通过组织和细长本体)以及运动相互作用可能变得更复杂且不可预测，并且对导管的远端的旋转和轴向位置的控制可能变得更具挑战性且不太精确。因此，将这些细长柔性设备与期望的管腔路径和目标组织准确地对准可能是一个重大挑战。可以采用多种机构来在一个或多个侧向方向上导向导丝或导管的尖端或可变地改变其偏转，以便促进腔内技术和其他微创技术。牵引线可能是最常见的导管尖端偏转结构，并且通过例如可控地减小在沿着导管或线的端部附近的螺旋盘管、编织物或切割海波管的一侧的环之间的间距，可以很好地用于许多导管系统。通常期望在相反的方向上(一般通过包括相反的牵引线)并且在许多情况下沿着两个正交的侧向轴线(使得一些设备中包括三根或四条牵引线)来提供正偏转。在单个设备中期望另外的导向能力的情况下，还可以包括更多的牵引线。已经提出并构建了具有数十根牵引线的复杂且专门的导管系统，并且在一些情况下，每个牵引线由附接到近端的专用电机铰接。还提出了替代的铰接系统，包括电致动形状记忆合金结构、压电致动、相变致动等。随着可导向系统的能力的提高，应当继续扩大可以使用这些技术的治疗范围。不幸的是，由于用于导管的铰接系统变得更复杂，维持对这些柔性本体的准确控制可能变得越来越具挑战性。例如，穿过弯曲的柔性导管的牵引线通常围绕导管内的表面上的弯曲部滑动，其中滑动相互作用不仅围绕用户有意命令的弯曲部延伸，而且还围绕由导管周围的组织施加的弯曲部延伸。牵引线系统的滞后和摩擦力可能随着这种滑动相互作用以及弯曲部的不同总体构型而显著变化，使得可能难以预测和控制铰接系统的响应。此外，更复杂的牵引线系统可能会增加另外的挑战。虽然相反的牵引线可以各自用于使导管在相反的方向上从大致笔直的构型弯曲，但是一起使用两者的尝试—同时沿着所述区段的组织正在未知的方向上施加未知的力—可能导致广泛地不一致的结果。因此，可能有益的是：提供更准确的小且精确的运动，改善延迟时间，和/或提供在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铰接系统，包括：铰接结构，所述铰接结构包括细长柔性本体，所述细长柔性本体具有近端和远端，其中在所述近端与所述远端之间具有轴线，与所述近端相邻的近侧接口具有沿着所述轴线分布的多个端口、位于所述端口远侧的多个致动器、以及沿着所述柔性本体延伸的多个管腔，每个管腔在相关联端口与相关联致动器之间提供流体连通；以及歧管，所述歧管具有歧管本体，所述歧管本体具有近侧取向和远侧取向，其中在所述近侧取向与所述远侧取向之间具有歧管轴线，所述歧管本体具有沿着所述歧管轴线分布的多个区域，每个区域具有流体供应通道，所述歧管具有横穿所述区域的接收器，其中，所述接收器可移除地接收所述铰接结构的近侧接口，其中每个端口与相关联流体供应通道处于密封流体连通，以使得从所述流体供应通道传输的流体能够致动所述致动器并且引起所述远端的移动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.27 US 62/139,430;2015.06.12 US 62/175,095;1.一种铰接系统，包括：铰接结构，所述铰接结构包括细长柔性本体，所述细长柔性本体具有近端和远端，其中在所述近端与所述远端之间具有轴线，与所述近端相邻的近侧接口具有沿着所述轴线分布的多个端口、位于所述端口远侧的多个致动器、以及沿着所述柔性本体延伸的多个管腔，每个管腔在相关联端口与相关联致动器之间提供流体连通；以及歧管，所述歧管具有歧管本体，所述歧管本体具有近侧取向和远侧取向，其中在所述近侧取向与所述远侧取向之间具有歧管轴线，所述歧管本体具有沿着所述歧管轴线分布的多个区域，每个区域具有流体供应通道，所述歧管具有横穿所述区域的接收器，其中，所述接收器可移除地接收所述铰接结构的近侧接口，其中每个端口与相关联流体供应通道处于密封流体连通，以使得从所述流体供应通道传输的流体能够致动所述致动器并且引起所述远端的移动。2.一种用于与铰接结构一起使用的歧管，所述铰接结构包括：细长柔性本体，所述细长柔性本体在近侧接口与远端之间延伸，其中多个端口沿着所述近侧接口；多个致动器，所述多个致动器位于所述端口远侧；以及多个管腔，所述多个管腔在所述端口与所述致动器之间提供流体连通，所述歧管包括：歧管本体，所述歧管本体具有近端和远端以及在所述近端与所述远端之间延伸的歧管轴线，所述歧管本体具有沿着所述歧管轴线分布的多个区域，每个区域具有流体通道，其中，接收器横穿所述区域并且可移除地接收所述细长本体的近侧部分，其中每个端口与相关联流体通道处于密封流体连通，以使得从所述流体通道传输的流体引起所述远端的移动。3.一种用于与歧管一起使用的铰接结构，所述歧管具有歧管本体，所述歧管本体具有多个区域，每个区域具有流体通道，所述歧管本体具有横穿所述区域的接收器，以使得所述流体通道沿着所述接收器分布，所述铰接结构包括：细长柔性本体，所述细长柔性本体具有近端和远端并且在所述近端与所述远端之间限定轴线，所述本体具有与所述近端相邻的近侧接口和沿着所述近侧接口轴向地分布的多个端口、位于所述端口远侧并且沿着所述柔性本体的多个致动器、以及多个管腔，每个管腔在相关联端口与相关联致动器之间提供流体连通；其中，所述细长本体的所述近侧接口能由所述接收器可移除地接收，其中每个端口与相关联供应通道处于密封流体连通，以使得从所述流体供应通道传输的流体引起所述远端的移动。4.一种用于在铰接系统中使用的接口，所述铰接系统包括铰接结构，所述铰接结构具有细长柔性本体，所述细长柔性本体具有近侧轴部分和远端并且在所述近侧轴部分与所述远端之间限定轴线，多个致动器和多个管腔沿着所述柔性本体布置，所述近侧轴部分具有多个轴向分布的轴端口，每个管腔在相关联轴端口与相关联致动器之间提供流体连通，所述铰接系统进一步包括歧管，所述歧管具有歧管本体，所述歧管本体具有多个流体供应通道，所述接口包括：接口本体，所述接口本体具有近端和远端，所述接口本体包括多个可变形密封件和多个刚性结构，所述多个刚性结构包括近侧刚性结构和远侧刚性结构，所述刚性结构与所述密封件轴向地交错，通路在所述刚性结构和所述密封件内轴向地延伸，所述通路对准以形成在所述远侧刚性结构与所述近侧刚性结构之间延伸的接口接收器；以及轴向压缩构件，所述轴向压缩构件将所述近侧刚性结构与所述远侧刚性结构耦合，以便在所述近侧刚性结构与所述远侧刚性结构之间维持轴向压缩力；其中，当所述压缩构件不施加所述轴向压缩力时，所述接口本体的所述通路能够接收所述细长本体的所述近侧轴，其中所述近侧刚性结构与所述远侧刚性结构之间的所述轴向压缩力引起所述密封件沿着所述接收器径向向内突出，以便将所述近侧轴部分密封地接合在所述轴端口之间，以使得从所述流体供应通道传输的流体能够致动所述致动器并且引起所述远端的移动。5.如权利要求1-4之一所述的设备，其中，所述铰接结构包括导管并且所述铰接结构的所述致动器包括多个囊。6.如权利要求1-5之一所述的设备，其中，所述歧管本体包括多个板，每个板具有相反的主表面并且在所述相反的主表面之间限定所述歧管的相关联区域，并且其中，所述接收器横穿所述板。7.如权利要求1-6之一所述的设备，其中，所述可铰接结构的所述近侧接口包括连续的结构并且所述接收器包括连续的特征，以使得所述近侧接口与所述接收器的对准将所述多个通道与所述多个端口配准。8.如权利要求7所述的设备，进一步包括快速断开配件，所述快速断开配件可手动地在第一构型与第二构型之间移动，在所述第一构型中，所述快速断开配件维持所述端口与相关联通道之间的密封流体连通，在所述第二构型中，所述快速断开配件允许移除和替换所述近侧部分。9.如权利要求1-8之一所述的设备，其中，所述可铰接结构的所述近侧接口包括射频识别(RFID)标签、电连接器或光纤连接器中的一个或多个；并且其中，所述接收器包括RFID读取器、电连接器或光纤连接器。10.如权利要求6所述的设备，其中，所述接收器或所述近侧接口中的一个包括柱阵列，其中，所述接收器或所述近侧接口中的另一个包括压痕阵列，所述柱可与所述压痕配合，其中在所述柱与所述压痕之间具有密封件，用于在所述端口与所述通道之间提供密封流体连通。11.如权利要求10所述的设备，其中，所述可铰接本体具有从所述近侧接口朝远侧延伸的整数A个多管腔轴，A大于1，每个多管腔轴具有整数B个管腔，所述管腔具有相关联端口和相关联致动器，B大于1，并且其中，所述柱阵列包括AXB柱阵列，并且其中，所述柱/压痕接合部分布在所述歧管的B个模块板之中。12.如权利要求6所述的设备，其中，每个板包括多个板层，并且其中，每个板具有附连到其上的侧向板接收器构件，所述接收器由所述接收器构件的侧表面限定。13.如权利要求6所述的设备，其中，所述接收器由穿过所述歧管的所述板的接收器通路限定，所述接收器通路在已组装的歧管中轴向地对准，其中，所述可铰接本体的所述近侧接口包括轴，所述轴具有轴向分布的端口，所述轴可插入到所述接收器...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·P·拉比，M·D·巴利什，
申请(专利权)人：项目莫里股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US