一次性使用的内窥镜成像系统技术方案

一种内窥镜成像系统包括可反复使用的控制柜，该控制柜具有控制与之连接的轻型内窥镜方位的多个致动器。内窥镜用于单个病人，而后丢弃。该内窥镜包括照明机构、图像传感器和其中具有一个或多个腔管的细长轴。在内窥镜末端处的铰接关节使远侧末端能够由控制柜中的致动器定向。内窥镜涂覆有能减少其摩擦系数的亲水性涂层，且由于其是轻型的，只需较小的力就能将其推进到病人体内所需位置处。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及医疗器械，尤其涉及治疗和诊断内窥镜。
技术介绍
作为疾病早期检测的辅助工具，公认由定期的内窥镜体内结构检查能获得较大的公共卫生益处，体内结构比如是消化道和气道，例如食道、肺、结肠、子宫和其它器官系统。用于这种过程的常规成像内窥镜包括具有光纤光导的柔性管，该光导将照明光从外部光源引导到远侧末端，照明光在远侧末端射出内窥镜并照射待检查的组织。通常，还包含另外的光学组件以调整光射出维纤束和远侧末端的速度。物镜和光纤成像光导与位于内窥镜近端处的照相机或位于远侧末端处的成像照相机芯片通信，生成显示给检查者的图像。此外，大多数内窥镜包括一个或多个工作通道，医疗器械，如活检钳、勒除器、电灼探头或其它工具可从该通道中通过。穿过复杂曲折路径的内窥镜导航对于成功地以对病人产生最小的疼痛、副作用、危险或镇静而进行检查是至关重要的。为此目的，现代内窥镜包括使内窥镜远侧末端弯曲的装置，从而使远侧末端顺应被检查结构路径，在周围组织上产生最小弯曲或摩擦力。类似于木偶线的控制线缆装在内窥镜体内以将远端的柔性部分连接到近侧内窥镜手柄处的一组控制旋钮上。通过操纵控制旋钮，检查者通常能够在插入期间操纵内窥镜并将它引导到感兴趣区域，尽管这种传统控制系统是不灵活的、非直觉的和受摩擦限制的，从而具有局限性。普通操作者对传统内窥镜的报怨包括其有限的柔性、有限的柱强度和沿内窥镜长度上的有限的操作者硬度控制。常规内窥镜是贵重的医疗设备，内窥镜的花费在$25,000范围内，相关的操作者控制台花费更多。由于上述费用的原因，这些内窥镜制造成能承受反复消毒并用于许多病人。常规内窥镜通常由坚固的材料制成，这会降低内窥镜的柔性，从而可减少病人的舒适性。此外，常规内窥镜是复杂和易损坏的仪器，由于在使用期间或消毒过程期间发生损坏而常常需要昂贵的维修。为克服这些和其它问题，需要一种低成本成像内窥镜，其可用于单个过程而后丢弃。该内窥镜应当比目前能够获得内窥镜具有更好的导航和跟踪，与操作者的优越界面，通过减少内腔组织上的摩擦力而改进接近性，增加病人的舒适度，以及更大的临床生产率和病人容许量。
技术实现思路
为解决现有技术中的这些和其它问题，本专利技术提出一种内窥镜视频成像系统。该系统包括一个控制柜，该控制柜包含多个控制内窥镜方位的致动器和一个生成由内窥镜远端的图像传感器采集的组织图像的成像系统。一次性使用的内窥镜可与该控制柜连接并用于检查病人。在检查过程之后，将内窥镜从控制柜上拆下并可丢弃。本专利技术的一次性使用内窥镜包括柔性细长管或轴和将光引导到组织样本上的照明光源。位于或邻近内窥镜远端的图像传感器和物镜组件捕获反射光以生成被照明组织的图像。由传感器生成的图像传送到显示设备由检查者观察。在一个实施例中，在内窥镜远端处的成像组件包括廉价且易于组装的元件组，该元件组包括一个或多个发光二极管(LED)、图像传感器如CMOS固态图像传感器和透镜组件。LED热耦合到热交换器上，热交换器由空气或液体进行冷却以去除由LED产生的过多热量。本专利技术的一次性使用的内窥镜还包括操纵机构，如多个拉伸控制线缆，其允许内窥镜远端向所需要的方向偏转。在本专利技术的一个实施例中，拉伸控制线缆的近端与控制柜内的致动器通信。独立操纵杆或其它导向控制器产生电控制信号，该电控制信号由控制柜内的处理器发送以计算该信号来驱动致动器，以将内窥镜远端定位在检查者所需要的方向中。在本专利技术的另一个实施例中，基于来自图像传感器的图像分析自动操纵内窥镜的远端。操纵杆或其它导向控制器可包括触觉或其它感应反馈以警告操作者内窥镜可能打卷或抵靠到组织壁上。在本专利技术的一个实施例中，内窥镜包括铰接关节，该铰接关节包括多个低成本、易于组装的零件，这些零件允许内窥镜远端受控制线缆控制弯向所需的方向。在本专利技术的一个实施例中，铰接关节施加恢复力，从而当释放拉伸力时，内窥镜远端将会变直。在本专利技术的另一个实施例中，内窥镜沿其长度具有硬度变化，其使远端相对更易弯曲，而内窥镜更近端区域具有增加的柱强度和扭距保真度，从而医生能够极容易地、准确地和较少误推进地(“打卷”)扭动和推进内窥镜。可通过改变构成内窥镜轴的材料的硬度等级来提供沿长度上的硬度变化。操作者可控的可变化硬度可通过控制线缆来提供，控制线缆可收紧或放松以调整轴的硬度。在另一实施例中，选择构成铰接关节的元件之间的间隙以提供沿铰接关节长度上的硬度变化。在本专利技术的又一实施例中，内窥镜套有可缩回套筒，该套筒在内窥镜使用期间露出内窥镜远端，而在将内窥镜从病人取出后伸出套在远端。在本专利技术的另一实施例中，内窥镜涂覆有亲水涂层以减少其摩擦系数。附图说明本专利技术的上述方面和许多附带的优点将通过参照下面结合附图而进行的具体描述而变得更为易于理解和明白，附图中图1A和1B是根据本专利技术的内窥镜成像系统的示意图；图2进一步示出图1A所示内窥镜成像系统中所采用的一次性使用内窥镜的详细结构；图3A是与根据本专利技术实施例的一次性使用内窥镜连接的控制柜的框图；图3B是与根据本专利技术另一实施例的一次性使用内窥镜连接的控制柜的框图；图3C是根据本专利技术另一实施例的控制柜的框图和一次性使用内窥镜；图3D是图3C所示的一次性使用内窥镜射流图；图3E示出用于本专利技术一次性使用内窥镜实施例的柔性腔管；图4A示出在控制柜上用于连接到一次性使用内窥镜的连接器的实施例；图4B-4D示出用于将一次性使用内窥镜的近端连接到控制柜的连接器的实施例；图4E示出带有用于连接到一次性使用内窥镜的连接器的控制柜的另一个实施例；图5A是用于本专利技术内窥镜成像系统的手持控制器的一个实施例的详细视图；图5B示出操纵杆型控制器，其包括用于本专利技术内窥镜成像系统的力反馈机构；图5C示出用于向图5B所示类型的操纵杆提供力反馈的机构的一个实施例；图5D和5E示出本专利技术断接盒和手持控制器的另一个实施例；图6A示出根据本专利技术的一次性使用内窥镜远侧末端的实施例；图6B-6I示出用于本专利技术一次性使用内窥镜的成像组件的实施例；图7示出用于使多个控制线缆终止于成像内窥镜远侧末端的一个机构；图8示出具有控制线缆的一次性使用内窥镜，其中控制线缆穿过内窥镜轴壁内的腔管走线；图9A和9B示出使控制线缆从内窥镜轴的中央腔管到铰接关节内的控制线缆腔管走线的过渡引导机构；图10A和图10B示出根据本专利技术实施例的内窥镜轴部结构；图11示出了一个机构，该机构用于提供沿其长度而具有变化硬度的轴；图12A和12B示出用于形成根据本专利技术实施例的铰接关节的突出结构；图13示出根据本专利技术实施例的铰接关节；图14和15示出具有不同硬度区域的突出结构，其用于形成根据本专利技术另一个实施例的铰接关节；图16A和16B示出根据本专利技术实施例的铰接关节的另一个实施例，其包括多个球窝部分；图17A-17D示出用于形成铰接关节的球和球窝部分的各种可能的结构；图18A-18B示出根据本专利技术另一个实施例的由多个堆叠盘形成的铰接关节；图19A-19B示出根据本专利技术另一实施例的用于形成铰接关节的盘；图20A-20B示出根据本专利技术另一实施例的用于形成铰接关节的盘；图21A-21B示出根据本专利技术另一实施例的用于形成铰接关节的非圆形段；图22示出根据本专利技术另一实施例的具有作为铰接关节的编织件的内窥镜；图23示出用于将控制线的端部固定到图22所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成像内窥镜，包括：轴，其具有近端和远端以及其中的一个或多个腔管；一个或多个发光二极管，其位于轴远端处或附近以照明组织；在轴远端处的成像组件，其包括成像传感器以生成组织图像；多条控制线缆，其有选择地拉紧以使 轴向在所需要的方向上弯曲；可变形的铰接关节，其包括多个由弹簧段连接在一起的链节且在一个或多个控制线缆的拉紧下可弯曲；和套在铰接关节上的护套。

【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：MS巴尼克，DR布莱斯，小LA库韦隆，ACC钦，FJ安德森，FT麦克纳马拉，SD凡托纳，DJ布朗斯坦，DG奥尔班德，M萨贝尔，IW亨特，PA科波拉，AP基鲁阿克，RJ克拉克，RM威斯曼，TJ梅森，NR梅塔，AER格里夫斯，
申请(专利权)人：波士顿科技有限公司，
类型：发明
国别省市：BB[巴巴多斯]