包括管元件的可操纵器械制造技术

一种可操纵器械具有：近侧端部；和远侧端部；操纵装置(168)；和管状主体(18)，所述管状主体(18)在纵向方向上从所述近侧端部延伸到所述远侧端部。所述管状主体(18)具有中间柔性区(12a)和远侧可偏转区(17)以及由金属制成的管元件。所述管元件具有所述柔性区(12a)中的第一开槽结构(74)和所述可偏转区(17)中的第二开槽结构(72；106；136；156)。所述管状主体(18)具有切向旋转阻挡元件，所述切向旋转阻挡元件形成缆线通道(96；97；146；152)，每个缆线通道(96；97)容纳多根缆线(90)中的一根。所述缆线(90)在所述近侧端部处连接到所述操纵装置(168)并且在所述远侧端部处连接到所述可偏转区(17)以允许通过所述操纵装置(168)使所述可偏转区(17)偏转。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括管元件的可操纵器械
本专利技术涉及一种用于侵入式和非侵入式类型的应用(诸如在外科手术中)的可操纵器械。此类器械可用于例如胃镜检查、结肠镜检查、内窥镜检查、腹腔镜检查和其他医疗应用中。然而，根据本专利技术的可操纵器械还可用于非医疗应用中。非医疗应用的实例包括难以到达的位置处的机械和/或电子硬件的检查和/或修理。
技术介绍
需要大切口以使目标区域暴露于微创外科介入，即仅需要自然孔口或小切口以用于使能够进入目标区域的外科介入的转化是众所周知的和持续的过程。在执行微创外科介入中，操作者诸如医师需要进入装置，所述进入装置被布置用于经由人体或动物体的进入端口将侵入式器械引入和导引到所述体内。为了减少瘢痕组织形成和人或动物患者的痛苦，进入端口优选地由皮肤和下层组织中的单个小切口提供。在那方面，使用身体的自然孔的可能性将甚至更好。此外，进入装置优选地使得操作者能够控制侵入式器械提供的一个或多个自由度。以此方式，操作者可在人体或动物体内的目标区域处以人体工程学和准确的方式执行所需动作。在胃镜检查、结肠镜检查、内窥镜检查、腹腔镜检查等的领域中的可操纵外科侵入式器械在本领域中是众所周知的。侵入式器械可包括增强其导航和操纵能力的可操纵管形装置。这种可操纵管形装置可包括：近侧端部部分、包括至少一个可偏转区的远侧端部部分以及刚性或柔性中间部分，其中可操纵管形装置在其近侧端部处还包括操纵布置，所述操纵布置适于使远侧可偏转区相对于管形装置的中心轴线偏转。这种操纵布置可例如包括近侧可偏转区、球形元件或机器人。已知器械中的大多数制造复杂，从而导致昂贵的器械。通常，器械的远侧端部包括柔性区，所述柔性区由具有铰链销、线圈或柔性塑料挤出件的分离链路构成。操纵缆线应被导引穿过孔、穿过这些链路和/或穿过导引眼或钩。在大多数现有技术装置中，操纵布置包括具有例如小于1mm直径的常规操纵缆线作为控制构件，其中操纵缆线布置在管形装置的远侧端部部分处的相关可偏转区与近侧端部部分处的操纵布置之间。另选地，控制构件可由例如通过在管元件中激光切割形成的一组或多组纵向元件实现。关于以上提及的可操纵管及其操纵布置的设计和制造的其他细节已经例如在WO2009/112060A1、WO2009/127236A1、WO2017/213491A1和WO2018/067004中有所描述。此类器械可有利地用于内窥镜手术中，其中长度无需超过例如1米。有时，塑料挤出管可与整合的通道一起使用以用于容纳缆线。这使器械呈现简单构造。然而，大多数塑料是相当脆弱的。因此在非常长的器械(例如，长于1米)的情况下，问题可能会由于施加在缆线上的高力而引起，操纵缆线和致动缆线均被布置来操作器械的远侧端部处的工具。问题可能是不期望的切割、塑料管中的粘滑效应以及常有的缆线上的过高摩擦，从而使操纵缆线进行的操纵难以并很难管理。此外，许多塑料的机械属性可能太差而无法保证足够高的扭转刚度，而这正是所需的，原因是器械应能够在可能已经被导引穿过妨碍整个器械的旋转的若干曲线的使用中被旋转。塑料管的另一缺点可能是，在其设置有致动缆线以操作器械的远侧端部处的工具时，致动缆线中的力可能增加到超出挤出的塑料管中所允许的最大纵向力的程度。如果是这样，则将不可能以可接受的力操作工具。此外，如果塑料管是弯曲布置并且在致动缆线上施加高力，则用于操纵缆线的通道尤其在弯曲/偏转部分中可能发生变形，使得操纵缆线被夹持并且无法再在通道中自由移动，因此妨碍了远侧可偏转区的操纵的恰当操作。在其中更长器械是必要的医疗应用中，诸如在其中可能应用1.5米长器械(或更长)的结肠镜检查中，关于操纵性、柔韧性、刚度和准确性的要求大大增加。期望同样在远侧端部处的机械致动的工具的端部执行器致动、纵向刚度、扭转刚度、耐久性和适用性下开发关于可操纵性比现有技术装置具有更好性能的此类器械。此外，需要设计此类器械，使得它们能够以此类低成本制造，从而使得它们优选地是一次性的，因此避免由于成本效率而重新使用它们的需要(这需要在每次使用之后应用器械的清洁和灭菌)。不恰当的清洁和灭菌可能导致不期望的术后并发症，这是众所周知的和频繁发生的问题。US2004/0236316公开一种用于对身体的区域内或去往身体的区域的各种外科器械和诊断工具进行远程操控的铰接机构。机构的近侧端部处的段的移动导致机构的远侧端部处的段的对应相对移动。近侧段和远侧段由一组缆线连接，其方式为使得每个近侧段与远侧段形成离散对。此构造允许每个段对独立于彼此移动。每个段包括链路元件，所述链路元件具有封闭通道以及任选地朝向外表面敞开的通道。通道出于不同目的容纳缆线。相邻链路彼此触碰并且可在相对于器械的纵向中心轴线的任何角度方向上相对于彼此移动。由于器械必须由许多分离链路制成并且所有缆线必须独立地导引穿过所有链路的所有通道，因此根据此现有技术文档的器械的制造是耗时且复杂的。US2005096694公开一种内窥镜或腹腔镜器械，该内窥镜或腹腔镜器械包括：远侧工具、支撑远侧工具的刚性或柔性细长轴以及近侧柄部或控制构件，其中工具和柄部经由可弯曲运动构件联接到细长轴的相应远侧端部和近侧端部。在图21A至图23D中，此文档示出可弯曲段，所述可弯曲段由实心元件制成，通道在实心元件的纵向方向上制成以容纳缆线，并且所述实心元件具有开槽结构以提供所需弯曲性。此文档中未提及用于制成可弯曲段的材料。此外，如图所示的结构将极其难以由金属制成并且因此将通常由塑料制成。此材料和所示的结构由于高制造成本以及对于纵向和旋转刚度的过低机械属性而均不适于更长的装置。WO2005/067785公开一种用于微创性质的高精度或外科应用的器械，该器械包括：定位在远侧的可引导头、头定位在上面的轴以及用于操作头的定位在近侧的手把。包括纵向延伸的缆线的缆线环连接到头部。缆线环的每根缆线设置成使得两端的至少一部分与缆线环的另一根缆线直接接触。缆线例如通过外管和内线圈牢固地固定在径向方向上。此已知器械的缺点在于缆线环不会被阻止无法相对于外管和/或内线圈进行切向旋转，从而可能导致当器械被致动在不同方向上进行两次弯曲时对器械的不充分的可操纵性。在致动时，拉动的缆线倾向于寻求从操纵端部到远侧端部的最短路径，并且因此倾向于移动到器械的内曲线并且因此围绕器械纵向轴线切向地旋转。这将导致失去操纵。此外，由于缆线环的缆线至少部分地接触相邻缆线，因此相邻缆线之间存在摩擦。此外，在操作中，在器械的弯曲/偏转部分，可在一些缆线上施加力，使得所述缆线倾向于由于“楔”效应而夹持在相邻缆线与外管/内线圈之间。第二，在曲线中，如果张力被施加到外操纵线，则内部曲线中的操纵线夹持在内管与外管之间。这可能会导致不受控制的操纵。在此申请中，术语“近侧”和“远侧”相对于操作者(例如，操作器械或内窥镜的医师)定义。例如，近侧端部部分应被解释为靠近医师定位的部分，并且远侧端部部分应被解释为与医师相距一定距离定位的部分。在此文档的上下文中，为了解释本专利技术，将使用术语“结肠镜检查器械”。所述术语不是用于将其申请限制为在身体或别处中的某些类型的操作。
技术实现思路
本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可操纵器械，所述可操纵器械具有近侧端部和远侧端部并且包括：至少一个操纵装置(168)，所述至少一个操纵装置(168)布置在所述近侧端部处；管状主体(18)，所述管状主体(18)沿着中心轴线(98)在纵向方向上从所述近侧端部延伸到所述远侧端部，所述管状主体(18)具有中间柔性区(12a)和至少一个远侧可偏转区(17)，/n所述管状主体(18)包括由金属制成的至少一个管元件，所述管元件设置有所述柔性区(12a)中的第一开槽结构(74)和所述至少一个可偏转区(17)中的第二开槽结构(72；106；136；156)，/n所述管状主体(18)设置有切向旋转阻挡元件，所述管状主体(18)布置成诸如以形成多个缆线通道(96；97；146；152)，每个缆线通道(96；97)容纳多根缆线(90)中的一根；/n所述缆线(90)在所述近侧端部处连接到所述操纵装置(168)并且在所述远侧端部处连接到所述可偏转区(17)以允许借助于所述操纵装置(168)使所述可偏转区(17)偏转。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181016 NL 20218231.一种可操纵器械，所述可操纵器械具有近侧端部和远侧端部并且包括：至少一个操纵装置(168)，所述至少一个操纵装置(168)布置在所述近侧端部处；管状主体(18)，所述管状主体(18)沿着中心轴线(98)在纵向方向上从所述近侧端部延伸到所述远侧端部，所述管状主体(18)具有中间柔性区(12a)和至少一个远侧可偏转区(17)，
所述管状主体(18)包括由金属制成的至少一个管元件，所述管元件设置有所述柔性区(12a)中的第一开槽结构(74)和所述至少一个可偏转区(17)中的第二开槽结构(72；106；136；156)，
所述管状主体(18)设置有切向旋转阻挡元件，所述管状主体(18)布置成诸如以形成多个缆线通道(96；97；146；152)，每个缆线通道(96；97)容纳多根缆线(90)中的一根；
所述缆线(90)在所述近侧端部处连接到所述操纵装置(168)并且在所述远侧端部处连接到所述可偏转区(17)以允许借助于所述操纵装置(168)使所述可偏转区(17)偏转。


2.如权利要求1所述的可操纵器械，其中所述至少一个管元件是中间管元件(88；88a；88b；88c；88d；88e)，所述中间管元件(88；88a；88b；88c；88d；88e)
·布置在所述管状主体(18)的至少一部分中，
·具有内表面和外表面，所述内表面包围第一通道(94)，
·包括所述第二开槽结构(106)以向所述中间管元件(88；88a；88b；88c；88d；88e)提供至少一个可偏转段，并且
·被构造成以下形状中的至少一种以提供所述切向旋转阻挡手段：
a.所述外表面沿着其整个长度具有波纹横截面，从而限定所述多个第一缆线通道(96)，每个第一缆线通道容纳一根缆线(90)的至少一部分，并且
b.所述内表面沿着其整个长度具有波纹横截面，从而限定所述多个第二缆线通道(97)，每个第二缆线通道容纳一根缆线(90)的至少一部分。


3.如权利要求2所述的可操纵器械，所述可操纵器械被构造成具有所述多个第一缆线通道(96)，每个第一缆线通道容纳一根缆线(90)的至少所述部分，其中所述管状主体(18)设置有外管元件(86；130；134；150)，所述外管元件(86；130；134；150)封闭所述中间管元件(88；88a；88b；88c；88d)诸如以覆盖所述多个第一缆线通道(96)。


4.如权利要求3所述的可操纵器械，其中所述外管元件(86；130；134；150)设置有所述远侧可偏转区(17)中的第一外管元件开槽结构(72；136)和所述中间柔性区(12a)中的第二外管元件开槽结构(74)中的至少一者。


5.如权利要求3或4中任一项所述的可操纵器械，其中所述外管元件(150)被成形成诸如以形成多个第三缆线通道(151)，每个第三缆线通道(151)与一个第一缆线通道(96)相对诸如以一起形成容纳一根缆线(90)的第四缆线通道(152)。


6.如权利要求3、4或5所述的可操纵器械，其中邻近于所述多个第一缆线通道(96)，所述中间管元件(88；88a；88d)的所述外表面在接触区域中触碰所述外管元件(86；130；150)，使得所述多个第一缆线通道(96)在所述接触区域中具有渐缩部分，所述渐缩部分至少部分地填充有材料以便防止缆线(90)卡在所述渐缩部分中。


7.如权利要求6所述的可操纵器械，其中所述材料是所述外管元件(130)的朝向所述中心轴线向内延伸的部分以及布置在所述中间管元件(88a)与外管元件(130)之间的衬里(142)中的至少一者。


8.如权利要求3至7中任一项所述的可操纵器械，其中所述外管元件(86；134；150)沿着其整个长度具有均一厚度。


9.如权利要求3至8中任一项所述的可操纵器械，其中所述外管元件(86；134；150)至少在所述可偏转段的近侧端部处的一个或多个位置(75)处附接到所述中间管元件(88；88a；88d)。


10.如权利要求2至9中任一项所述的可操纵器械，其中所述中间管元件(88；88a；88d)具有横截面结构，所述横截面结构沿着其整个长度具有均一厚度，使得所述外表面和所述内表面具有相同波纹结构。


11.如权利要求2至10中任一项所述的可操纵器械，所述可操纵器械被构造成具有所述多个第二缆线通道(97)，每个第二缆线通道容纳一根缆线(90)的至少所述部分，其中所述管状主体(18)设置有内管元件(92)，所述内管元件(92)布置在所述中间管元件(88)内诸如以覆盖所述多个第二缆线通道(97)。


12.如权利要求2所述的可操纵器械，其中所述中间管元件(88e)具有横截面结构，所述横截面结构沿着其整个长度具有均一厚度，使得所述外表面和所述内表面具有相同波纹结构，所述中间管元件(88e)包括外部部分(88e2)和内部部分(88e1)，所述外部部分(88e2)形成所述中间管元件(88e)的外周，所述内部部分(88e1)各自被成形成诸如以封闭实质上封闭的通道(96)。


13.根据前述权利要求中任一项所述的可操纵器械，其中所述缆线(90)中的至少一根封闭在分离的管(142)中。


14.如权利要求1所述的可操纵器械，其中所述至少一个管元件是外管元件(134；134a)，所述外管元件(134；134a)包围中间管元件(88b)，所述中间管元件(88b)布置在所述管状主体(18)的至少一部分中并且具有内表面和外表面，所述内表面包围第一通道(94)，并且所述外表面沿着其整个长度具有波纹横截面，从而形成所述多个第一缆线通道(96a；96b)，每个第一缆线通道容纳一根缆线(90)的至少一部分。


15.如权利要求1所述的可操纵器械，其中所述至少一个管元件是外管元件(134)，所述可操纵器械还包括内管元件(92)，所述缆线布置在所述内管元件(2)与所述外管元件(134)之间，所述切向旋转阻挡元件由以下中的至少一者实现：
·一组第一柔性管(131)，每个第一柔性管容纳一根缆线(90)并且其中至少一些柔性管以预定纵向距离附接到所述外管元件(134)和内管元件(92)中的至少一者，
·一组第二柔性管(133)，所述一组第二柔性管(133)被构造为相邻缆线(90)之间的切向间隔件，其中一些第二柔性管以预定纵向距离附接到所述外管元件(134)和内管元件(92)中的至少一者，和
·一组唇缘(149)，所述一组唇缘(149)从所述外管元件(134)向内弯曲到所述内管元件(92)并且被构造为相邻缆线(90)之间的切向间隔件。


16.如权利要求1所述的可操纵器械，其中所述至少一个管元件是外管元件(134)，所述可操纵器械还包括内管元件(92)，所述缆线布置在所述内管元件(2)与所述外管元件(134)之间，所述切向旋转阻挡元件由一组第一柔性管(131)和一组唇缘(149)实现，每个第一柔性管容纳一根缆线(90)，所述一组唇缘(149)从所述外管元件(134)向内弯曲到所述内管元件(92)并且被构造为所述柔性管中的两个或更多个之间的切向间隔件。


17.如权利要求1所述的可操纵器械，其中所述至少一个管元件是外管元件(134)，所述可操纵器械还包括内管元件(92)，所述缆线布置在所述内管元件(2)与所述外管元件(134)之间，所述切向旋转阻挡元件由一组唇缘(149)实现，所述一组唇缘(149)从所述外管元件(134)向内弯曲到所述内管元件(92)并且被构造为相邻缆线(90)之间的切向间隔件，使得所述内管元件(92)和外管元件(134)通过大于所述缆线(90)的厚度的径向距离分离。


18.如权利要求16或17所述的可操纵器械，其中所述唇缘(149)中的至少一些设置有唇缘延伸部(154)，所述唇缘延伸部(154)被插入内管元件(92)中的合适的空腔或通孔中。


19.一种制造柔性管元件的方法，其包括以下动作：
a.提供具有内表面和外表面的管元件(88；88a；88b；88c；88d；88e)，所述内表面包围通道(94)，其中所述管元件(88；88a；88b；88c；88d；88e)被构造成以下形状中的至少一种：
·所述外表面沿着其整个长度具有波纹横截面，从而限定多个第一缆线通道(96；96a；96b)，每个第一缆线通道被布置来容纳一根缆线(90)的至少一部分，并且
·所述内表面沿着其整个长度具有波纹横截面，从而限定多个第二缆线通道(97)，每个第二缆线通道被布置来容纳一根缆线(90)的至少一部分，
b.在所述管元件(88；88a；88b；88c；88d；88e)中制造至少一个开槽结构(72；74；106；156)以向所述管元件(88；88a；88b；88c；88d；88e)提供至少一个可偏转段。


20.如权利要求19所述的方法，其中所述管元件由金属制成，并且所述至少一个开槽结构通过激光切割或水切割中的任一种制成。


21.如权利要求19所述的方法，其中所述激光切割通过引导垂直于所述管元件的所述外表面的激光束来执行。


22.如权利要求19至21中任一项所述的方法，所述方法包括：通过在所述近侧端部处提供至少一个操纵装置(168)，从所述柔性管元件制造具有近侧端...

【专利技术属性】
技术研发人员：马修斯·亨德里克·路易斯·西森，M·A·E·韦贝克，R·C·L·维特，
申请(专利权)人：富通麦迪资产二有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL