用于远程操纵外科或诊断工具的链节系统和铰接机构技术方案

本发明专利技术提供了用于各种用途包括但不限于远程操纵器械例如外科或诊断器械或工具的铰接机构、链节系统及其部件。该链节系统包括链节，其中至少两个相邻的链节围绕两个不同的枢转点彼此相对枢转。本发明专利技术还提供了用于锁定链节的机构。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及链节(link)系统及其应用，包括手术或诊断器械和工具的远程引导和操纵。
技术介绍
能够容易地远程操纵、引导和/或操作器械和工具的能力在许多工业和应用中是有意义的，尤其是在希望将器械或工具导引到不易于用手导引或者会存在风险或危险的工作空间内的情况下。这些可包括应用工具或器械难以到达目标位置的情况，例如手动到达目标位置受限的某些外科手术过程，或机器的制造或修理，乃至商业和家庭使用。其它情况例如可包括工作环境对于使用者而言是危险的工业应用，例如工作空间暴露在危险的化学物质下。其它情况还可例如包括使用者会有危险的法律执行或军事应用，例如将工具或器械部署在危险或敌对位置。以外科手术过程作为说明性示例，过程例如内窥镜检查和腹腔镜检查通常使用从身体外部的位置在目标器官或组织内操纵或朝该目标器官或组织操纵的器械。内窥镜检查过程的示例包括乙状结肠镜检查、结肠镜检查、食管胃十二指肠镜检查和支气管镜检查。传统上，内窥镜的插入管可通过向前推动而前进，通过向后拉动而收回。可通过扭曲以及一般的向上/向下和向左/向右运动来指引管的端部。该受限的运动范围往往使得难以通过锐角处(例如在直肠乙状结肠内)，会使病人不舒服并增加周围组织受到损伤的危险。腹腔镜检查包括根据解剖标志安置套针工作口(port)。工作口的数量通常根据预期过程以及要获得令人满意的组织松动(mobilization)以及手术区暴露所需的器械的数量而改变。尽管腹腔镜手术存在许多好处，例如术后疼痛较小，下床活动早以及黏连形成减少，但是其往往难以通过腹腔镜工作口实现最优的器官回缩(retraction)以及获得传统器械的最佳可操作性。在某些情况下，这些缺陷会导致手术时间增加或者不精确地放置组件例如缝合器和缝合线。可操纵的导管对于诊断和治疗应用也是公知的。类似于内窥镜，这种导管包括可在一般受限的运动范围内被指引的端部以导引病人的脉管系统。已经进行了许多尝试来设计具有改进的可操纵性的内窥镜和导管。例如，Sato的U.S.3,557,780、Ailinger等的U.S.5,271,381、Alotta等的U.S.5,916,146以及Sakai的U.S.6,270,453说明了具有一个或多个柔性部分的内窥镜器械，可通过致动一组丝线而使所述柔性部分弯曲。通过旋转小齿轮(Sato)、操作旋钮(Ailinger等)、可操纵臂(Alotta等)或通过滑轮机构(Sato)从器械的近端来致动所述丝线。Boury等的U.S.5,916,147公开了一种可操纵的导管，该导管具有四条在导管的壁内延伸的丝线。每条丝线终止于导管的不同部分。丝线的近端从导管松散地延伸出来从而医生可以拉动它们。医生能够通过选择性地拉紧丝线而使导管成一定形状并从而操纵导管。尽管上述每种装置都可被远程操纵，但是它们的运动范围一般受到限制。操纵机构的使用还比较麻烦，例如在Boury等的导管中，必须单独拉动每条丝线以使导管成一定形状。此外，在例如使用旋钮和滑轮机构的内窥镜和可操纵导管的情况下，需要进行大量训练以便能够熟练地操作这些装置通过病人的身体。因此，具有提高的远程可操纵性以便可控制地导引复杂几何形体的装置能使器械和工具更有效且精确地前进和布置。这种装置对于提供更直观和易用的用户接口(interface)以实现这种提高的可操纵性而言也是有利的。这种装置对于限制缆线部件内所不期望的张紧或松弛也是有利的。另外，这种装置具有能够防止该装置运动的锁定机构是有利的。这种装置在许多工业领域中在引导、操纵和/或操作器械和工具方面会有广泛应用。这种装置本身还具有娱乐、消遣和教育价值。
技术实现思路
本专利技术提供了用于各种用途包括但不限于器械例如外科或诊断器械或工具的远程操作的铰接机构、链节系统以及它们的部件。这些器械和工具可包括外科或诊断器械或工具，包括但不限于内窥镜、导管、多普勒流量计、麦克风、探针、牵开器、解剖器、缝合器、夹具、抓紧器、剪刀或切割器、消融(ablation)或烧灼元件等。非外科应用中的其它器械或工具包括但不限于抓紧器、驱动器、动力工具、焊接器、磁体、光学透镜和观察器、电动工具、音频/视频工具、激光器、监视器等。根据应用，可以想到本专利技术的铰接机构、链节系统和其它部件可容易地调整以适应多个器械和工具的结合或适应它们的变型。链节系统和铰接机构可用于将这些器械或工具操纵到所期望的目标位置，并且还可用于致动或有助于致动这类器械和工具。在本专利技术的一个方面中，提供一种包括多个链节的链节系统，其中至少两个相邻的链节可围绕两个不同的枢转点彼此相对枢转。在一些变型中，相邻的链节具有相对的表面，每个表面具有沿轴向对齐的凸起部或凹部。在这些变型中，链节系统还包括设置在至少两个相邻链节之间的套管，该套管与所述至少两个相邻链节中的每一个的凸起部或凹部相接触。该套管可包括构造成接纳相邻链节的相对的凸起部和/或凹部的凹部或凸起部。在某些情况下，相邻链节的凸起部或凹部是半球形。这种链节系统可并入或以其它方式形成根据本专利技术的铰接机构的部件。在本专利技术的另一个方面中，提供一种用于例如远程操纵外科或诊断工具的铰接机构。该铰接机构可包括一个或多个允许远程操纵位于远端的工具或器械的链节系统。在一个变型内，提供一种包括多对链节的铰接机构，每个链节都相对于该对中的另一个链节保持间隔开。至少两个相邻的链节可围绕两个不同的枢转点彼此相对枢转。在一些变型内，相邻的链节具有相对的表面，每个表面具有沿轴向对齐的凸起部或凹部，并且所述相邻链节被置于它们之间的套管分隔开。该铰接机构还包括多组缆线，每组缆线将分离的一对链节相互连接，使得一对中的一个链节的运动可引起该对中的另一个链节的对应的相关运动(relative movement)。在一些变型内，链节设计成减小或消除相邻链节之间的过度的缆线松弛或张紧。在本专利技术的又一个方面中，提供一种可并入铰接机构的锁定机构。该机构构造成接纳一条或多条在远端连接到一个或多个链节的缆线(或其它致动元件)，并且在被致动时阻止缆线(或其它致动元件)运动从而阻止对应的链节本身的运动。在锁定机构的一个实施例中，该机构构造成使得每条缆线能够从活动的锁定构件和固定的接触构件之间通过。活动的锁定构件的运动可使一条或多条缆线接触所述固定的接触构件，从而摩擦地阻止一条或多条缆线的运动。在另一个实施例中，锁定机构可包括一个或多个垂直于该锁定机构的中心轴线设置的锁定通道。在机构壳体内的一个或多个锁定通道中的每一个内都设置有活动的按钮件。所述壳体可包括接纳一条或多条缆线(或其它致动元件)的一个或多个通过通道，每个锁定通道与每个通过通道相关联。在锁定通道内压下按钮件使得相关联的通过通道内的缆线(或其它致动元件)与筒体发生摩擦接触，从而摩擦地阻止缆线的运动。在另一个实施例中，锁定机构包括具有沿轴向对齐的固定和活动套环的双套环机构。一个或多个缆线组(或其它致动元件)通过一个套环并围绕另一个套环的周界。活动套环朝固定套环的轴向运动使得缆线与两个套环接触，从而摩擦地阻止缆线的运动。在本专利技术的另一个方面中，提供一种包括外科或诊断工具以及位于该外科或诊断工具的近端的多个链节的外科装置。一细长轴位于所述多个链节的近端，并且一条或多条缆线在远端连接到一个或多个链节并在近端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于远程操纵外科或诊断工具的铰接机构，包括：　　　　多对链节，每个链节被保持成与和其同对的另一个链节分隔开，并且其中至少两个相邻链节可围绕两个不同的枢转点彼此相对枢转；以及　　　　多组缆线，每组缆线使分离的一对链节相互连接，从而该对链节中的一个链节的运动引起该对中的另一个链节的对应的相关运动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：CD欣曼，DJ达尼茨，
申请(专利权)人：诺瓦尔外科系统公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]