具有分段可弯曲区段的医学设备制造技术

一种铰接式医学器械，具有中空芯，能够以大程度的可操纵性通过患者的小空间从而以最小侵入性到达目标，并且一旦医学器械到达了目标，就允许医学工具被导向通过中空室来促成在目标处的医学程序，医学工具包括内窥镜、照相机和可弯曲医学装置。机和可弯曲医学装置。机和可弯曲医学装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有分段可弯曲区段的医学设备
[0001]相关专利申请的交叉引用
[0002]本申请要求2019年10月23日在美国专利商标局提交的美国临时专利申请No.62/925101的优先权，该美国临时专利申请的公开内容全文以引用方式并入本文。


[0003]本公开总体涉及用于医学应用的设备和方法。更具体地，本公开涉及一种具有中空室的铰接式医学装置，其中该装置能够在患者体内操纵以达到期望目标，并且允许医学工具被导向通过中空室，从而允许在目标处进行医学程序。医学工具可包括内窥镜、照相机、可弯曲医学装置或其他医学器具。

技术介绍

[0004]可弯曲医学器械(诸如内窥镜外科器械和可弯曲医学装置)是熟知的并在医学领域中一直得到认可。可弯曲医学器械通常包括通称为套或鞘的柔性主体。一个或多个工具通道沿柔性主体(典型地在该柔性主体内部)延伸以允许接近位于主体的远端处的目标。
[0005]该器械旨在提供在患者体内的柔性通路，其具有通向所欲目标的至少一个弯曲部或更多弯曲部，同时保持扭转和纵向刚度，使得医生可通过操纵医学器械的近端来控制位于该器械的远端处的工具。
[0006]最近，为了增强器械的远端的可操纵性，已经出现控制远侧部分的机器人化器械。在那些机器人化器械中，为了通过机器人在远侧部分处局部地产生弯曲，已经公开了不同的技术。
[0007]例如，美国专利公开No.2018/0243900提供一种具有弯曲区段的多区段铰接式可弯曲医学装置，其中所有区段都包括多个单独的节点/导环。在先专利涉及由许多单独的导环组成的完全“骨架”区段或由多导孔管件制成的单件区段。
[0008]在任一情况下，本领域提供多个导管以保持近侧部分的形状，同时驱动腱使医学器械中的远侧部分弯曲。将通过对导管的近端进行约束或解除约束来以二元方式选择性地控制多个导管。通过选择受约束的导管，可弯曲医学装置可通过基于导管部署的区域来改变可弯曲医学装置的刚度来改变弯曲的远侧区段的长度。
[0009]然而，现有医学器械具有若干短处，从而严格地限制其用途和功效。即，推进器械通过困难区域而不塌陷所必需的柱刚度已经是特别地有挑战性的，尤其是当最小化器械的总体直径时。另外，使用具有单结构近侧区段的医学器械缺乏操纵通过急弯的灵活性。由于该区段的长度也起作用，用于单结构近侧区段的短弯曲区段将需要比可行的大得多的力来将器械弯曲到期望输出角。短长度骨架结构可提供最佳可操纵性，但是前述被动区段需要是刚性的，以允许骨架结构正确地弯曲，以及承受在弯曲时置于其上的力，这使得难以行进通过曲折路径。
[0010]最后，具有骨架结构和多导孔管件两者的近侧区段的实现方式不够强健，以致无法传递导航通过肺气道所需的推力。虽然近侧区段的骨架部分可导航通过肺的某些分叉，
但是遵循骨架结构的多导孔管件往往无法转向同一分叉，而是开始屈曲并脱垂到分叉的其他开口中。当这种情况发生时，机器人系统无法将推力传递到可弯曲医学装置的远端，因此脱垂限制了可弯曲医学装置对肺的外围区域中的结节的可及性。该问题进一步加剧的话，可弯曲医学装置脱垂通常引起永久性损坏，从而使医学器械不能用。
[0011]用于解决该缺陷的一些尝试包括了采用更长的弯曲区段，然而，这些尝试受到在弯曲时需要大的位移之困，从而使得难以控制可弯曲医学装置，这有可能对患者造成伤害。
[0012]在远侧区段与近侧区间之间的长度差造成在设备进入患者体内的进展期间的不准确路径遵循和大的末端运动。这种末端错位导致使用者尝试调整末端以与原始轨迹重新对准。然而，该运动对于可弯曲医学装置遵循前进到患者体内的路径应当不是必要的，因此，随着器械前进，中间区段和近侧区段将在不沿期望路径的方向上弯曲。该过程将使末端在不期望方向上移动，并且脱轨循环将继续，每一步都被加剧。近侧区段的刚度造成医学器械的不良且不一致的前进，因为弯曲输出与近侧区段的中部的输出不匹配，这意味着它将不达到应有角度，并且有可能对患者造成伤害。

技术实现思路

[0013]因此，为了解决在行业中的这种示例性需求，本专利技术公开的设备教导一种医学设备，所述医学设备包括：可弯曲主体，所述可弯曲主体具有中空室，所述中空室延伸所述可弯曲主体的长度；第一可弯曲区段；中间可弯曲区段；至少两个导环，所述至少两个导环设置在所述第一可弯曲区段中并彼此间隔开一定距离以形成腔；至少两个导孔，所述至少两个导孔在所述可弯曲主体中，所述导孔延伸所述可弯曲主体的长度并与所述中空室平行；以及至少一个驱动线，所述至少一个驱动线可滑动地安置在所述至少两个导孔中的至少一者中并附接到所述可弯曲主体的远端，其中所述中间可弯曲区段具有与所述第一可弯曲区段的刚度梯度不同的刚度梯度。
[0014]在另一个实施例中，所述设备的所述中间可弯曲区段包括至少两个区段，其中每个区段具有不同的刚度梯度。
[0015]在另外的实施例中，所述设备还包括柔韧壁，所述柔韧壁延伸所述可弯曲主体的长度。还设想，所述至少两个导环的内径附连到所述壁的至少一部分。另外，所述壁可还包括用于包封所述至少两个导环的弹性外衬。
[0016]在其他实施例中，主题设备还包括致动器，所述致动器附接到所述至少一个驱动线的近端，其中所述致动器被构造为致动所述驱动线。
[0017]在又另外的实施例中，所述中间可弯曲区段是一致的。另外，所述中间可弯曲区段可包括至少两个相邻区段，其中所述至少两个区段中的每一者具有不同的刚度梯度。
[0018]在另外的实施例中，所述设备包括中间驱动线，所述中间驱动线可滑动地安置在所述导孔中并附接到所述可弯曲主体，其中第一驱动线和中间驱动线的附接位置沿所述可弯曲主体的轴向方向不同。
[0019]在又另外的实施例中，所述至少两个导孔被构造为在所述至少两个导环中的每一者中。
[0020]还设想，所述驱动线和所述导孔中的任一者或两者可由不透射线的材料构成。
[0021]本创新还教导一种医学设备，所述医学设备包括可弯曲主体，所述可弯曲主体具
有远侧区段和近侧区段，所述可弯曲主体被构造为与驱动线一起弯曲，所述远侧区段具有骨架结构，所述骨架结构包括：多个导环，所述多个导环按一定间隔排列以保持所述驱动线的位置；以及内衬和外衬，所述内衬和所述外衬附接到所述导环，并且所述近侧区段包括：优先弯曲区段，所述优先弯曲区段具有骨架结构并连接到所述远侧区段；过渡骨架区段，所述过渡骨架区段包括骨架结构并连接到所述优先弯曲区段；以及被动区段，所述被动区段包括多内腔管件并连接到所述过渡骨架区段，其中所述导环、所述内衬和所述外衬形成中空室。
[0022]在各种实施例中，所述过渡骨架区段包括支撑线，所述支撑线终止在所述过渡骨架区段的远端处，其中在所述远端处，弯曲刚度按所述优先弯曲区段、所述过渡骨架区段和所述被动区段的次序增大。
[0023]在其他实施例中，所述优先弯曲区段还包括第二组的支撑线，其中所述过渡骨架区段包括比所述优先弯曲区段更大数量的支撑线。
[0024]在又另一个实施例中，所述被动区本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种医学设备，所述医学设备包括：可弯曲主体，所述可弯曲主体具有中空室，所述中空室延伸所述可弯曲主体的长度；远侧可弯曲区段；中间可弯曲区段；至少两个导环，所述至少两个导环设置在所述远侧可弯曲区段中并彼此间隔开一定距离以形成腔；至少两个导孔，所述至少两个导孔在所述可弯曲主体中，所述导孔延伸所述可弯曲主体的长度并被构造为在所述中空室周围并与所述中空室平行；以及至少一个驱动线，所述至少一个驱动线可滑动地安置在所述至少两个导孔中的至少一者中并附接到所述可弯曲主体的远端，其中所述中间可弯曲区段具有与所述远侧可弯曲区段的刚度梯度不同的刚度梯度。2.如权利要求1所述的医学设备，其中所述中间可弯曲区段包括至少两个段，每个段具有不同的刚度梯度。3.如权利要求1所述的医学设备，所述医学设备还包括柔韧壁，所述柔韧壁延伸所述可弯曲主体的长度。4.如权利要求3所述的医学设备，其中所述至少两个导环的内径附连到所述柔韧壁的至少一部分。5.如权利要求3所述的医学设备，其中所述柔韧壁还包括用于包封所述至少两个导环的弹性外衬。6.如权利要求1所述的医学设备，所述医学设备还包括致动器，所述致动器附接到所述至少一个驱动线的近端，其中所述致动器被构造为致动所述驱动线。7.如权利要求1所述的医学设备，其中所述中间可弯曲区段是一致的。8.如权利要求7所述的医学设备，其中所述中间可弯曲区段包括至少两个相邻段，其中所述至少两个段中的每一者具有不同的刚度梯度。9.如权利要求1所述的医学设备，所述医学设备还包括中间驱动线，所述中间驱动线可滑动地安置在所述导孔中并附接到所述可弯曲主体，其中第一驱动线和所述中间驱动线的附接位置沿所述可弯曲主体的轴向方向不同。10.如权利要求1所述的医学设备，其中第一导孔和中间导孔被构造在所述至少两个导环中的每一者中。11.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：布莱恩，
申请(专利权)人：佳能美国公司，
类型：发明
国别省市：