具有球形远端组件的多节内窥镜设备制造技术

一种用于执行过程的设备，可以包括具有近端和远端的细长管以及具有近端和远端的适配节。所述远端可以包括第一配合表面，其中所述近端可以被配置来附接到所述细长管的所述远端。所述设备还可以包括具有第二配合表面的旋转节，所述第二配合表面被配置来与所述适配节的第一配合表面可旋转地接合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有球形远端组件的多节内窥镜设备相关申请的交叉引用本申请要求2008年9月5日递交的临时专利申请 No. 61/094，606的申请日权益。本申请涉及到美国专利申请Nos. 11/630，279、11/838，519、 11/876，304、11/923，246、12/038，560、12/038，691、12/038，279 以及 PCT/US09/40548。
技术介绍
本申请公开一种专利技术，所述专利技术总地并且在各种实施方案中涉及一种多节 (multi-linked)或连续体(continuum)设备，以及其他具有可旋转远端组件的设备。通常， 大多数医疗探针和/或多节设备仅能够“向前看”，亦即，引线，或远端的方位平行于探针或多节设备的移动方向。为了在任何非移动的方向查看或对准，探针或设备必须在期望的观看方向弯曲或挠曲，而弯曲或挠曲的操作会占据体积。某些应用中，用于弯曲探针以观看其他方向所需要的体积受限，或者在极端情况中不存在。
技术实现思路
描述本专利技术之前，要理解本专利技术不限于所描述的特定系统、方式或协议，因为这些可以变化。还要理解本文所用的术语仅用于描述具体的实施方案的目的，而不意图限制本公开的范围，本公开的范围将仅由所附的权利要求书限定。必须注意，如本文以及所附权利要求书中所用的，单数形式的“一 (a) ”、“一 (an)，， 和“所述(the)”包含复数涵义，除非上下文清楚地另外指定。除非另外定义，本文使用的所有技术和科学数据具有本领域普通技术人员通常理解的相同涵义。如本文使用的，术语“包括”意指“包含，但不限于”。实施方案中，用于执行过程的设备可以包含具有近端和远端的细长管，以及具有近端和远端的适配节。远端可以包含第一配合表面，其中近端可以被配置来附接到细长管的远端。设备还可以包含具有配置为与适配节第一配合表面可旋转地接合的第二配合表面的旋转节。实施方案中，执行过程的方法可以包含选择设备以及旋转设备的旋转节。实施方案中，可操纵多节设备可以包含第一节和多个中间节。中间节的第一个可以被可活动地耦合到第一节。设备可以还包含在第一端可活动地耦合到一个中间节并且在第二端具有凹入表面的适配节，以及适配在所述适配节的所述凹入表面中的球形节。实施方案中，可操纵多节设备可以包含第一多节机构和第二多节机构。第二多节机构可以包含第一节、多个中间节、在第一端可活动地耦合到一个中间节并且在第二端具有凹入表面的适配节，以及适配在适配节的凹入表面中的球形节。中间节的第一个可以被可活动地耦合到第一节。附图说明本文中结合以下附图以举例的方式描述本专利技术的各种实施方案。图IA和IB图示可操纵多节设备的各种实施方案；图2图示图1的设备的核心机构(core mechanism)的各种实施方案；图3A-3C图示核心机构的近端节的各种实施方案；图4A-4C图示核心机构的中间节的各种实施方案；图5A-5C图示核心机构的远端节的各种实施方案；图6图示图1设备的套管机构(sleeve mechanism)的各种实施方案；图7A-7C图示套管机构的近端节的各种实施方案；图8A-8C图示套管机构的中间节的各种实施方案；图9A-9D图示套管机构的远端节的各种实施方案；图10图示图1设备的运动序列(motion sequence)的各种实施方案；图11图示可操纵多节设备穿越(traverse)具有紧凑曲率的路径的各种实施方案。图12图示具有球形远端组件的可操纵多节设备的各种实施方案。图13A-13D图示图12的可操纵多节设备的单独的节的各种实施方案。图14图示图13C描述的球形远端节杯的附加实施方案。图15图示具有包括在适配节和旋转节之间的铰链销联接(hing pin attachment) 的可旋转远端组件的导管设备的各种实施方案。图15A-B图示图15的导管设备的远端的放大图。图16图示包含被插入通过可旋转远端组件的剪刀组件(scissor assembly)的腹腔镜设备的各种实施方案。图17图示包含可旋转远端组件的设备的各种实施方案，所述可旋转远端组件包括球形适配节和杯形可旋转节。图18A图示包含曲线槽的杯组件的各种实施方案。图18B图示包含可旋转远端组件的设备的各种实施方案，所述可旋转远端组件包括图18A的杯组件和配合旋转球体。图19图示包含可旋转远端组件的设备的各种实施方案，所述可旋转远端组件包括机械利益部件。图20图示包含提供不同转动性能的第一旋转线缆和第二旋转线缆的设备的各种实施方案。图21图示包含多个旋转球体的设备的各种实施方案。 具体实施例方式要理解，本专利技术的至少一些附图和描述已经被简化为关注于与清楚理解本专利技术相关的部件，同时出于清楚的目的去除了本领域技术普通人员将意识到也可以构成本专利技术一部分的其他部件。然而，因为这些部件在本领域是公知的，并且因为它们并非必定有助于更好地理解本专利技术，所以本文中并未提供对这样的部件的描述。根据各种实施方案，本文描述的专利技术可以被用来控制多节设备，如本文所描述的可操纵多节设备的移动。出于易于解释的目的，本专利技术将由本文描述的可操纵多节设备的各种实施方案在其应用的上下文中被描述。然而，本领域技术人员将认识到本专利技术可以由其他类型的多节设备来利用。13图IA和IB图示可操纵多节设备10的各种实施方案。根据各种实施方案，可操纵多节设备可以是机器蛇，连续体机器人等等。设备10的各种实施方案可以被用于医疗过程(例如，用作机器人钻孔(robotic bore)、定位设备、消融工具(ablation tool)、相机或器具支持器，或者用于微创过程的导向系统)，用于监视应用，用于检查应用，用于搜救应用等。仅仅出于清楚的目的，下文中将在对医疗过程的可用性的情境中描述设备10的使用。 然而，本领域技术人员将意识到设备10可以被用于各种不同的应用。设备10包括第一机构12和第二机构14。根据各种实施方案，机构可以是机器蛇， 连续体机器人等等。根据各种实施方案，第二机构14被构造和设置为如图IB所示那样接纳并且包围第一机构12。因此，第一机构和第二机构可以是同心的。对于这样的实施方案， 第一机构12可以被视为内部机构或者核心机构，并且第二机构14可以被视为外部机构或者套管机构。根据其他实施方案，第一和第二机构12、14可以被构造和设置为具有除同心关系之外的关系。例如，本领域技术人员将意识到，根据各种实施方案，第一和第二机构12、 14可以被构造和设置为以并排(side-by-side)布置进行工作，其中第一机构12相邻于第二机构14进行工作。根据各种实施方案，在本公开范围内可以使用附加的和/或可替换的配置。根据各种实施方案，可以在第一和第二机构之间提供三维空间对0。下面将更详细地描述该空间。如下文更详细地描述的，第一机构12可以以刚性模式或柔性模式进行工作，第二机构14可以以刚性模式或柔性模式进行工作，并且第一和第二机构12、14可以独立于彼此进行工作。第一机构12和第二机构14两者可以是可操纵机构。因此，将意识到设备10可以被用于通行于(navigate)内腔空间(luminal space)以及腔内空间(intracavity space) 内的任何三维路径。根据各种实施方案，设备10可以通过交替第一机构12和第二机构14 在柔本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于执行过程的设备，包括：包括近端和远端的细长管；包括近端和远端的适配节，其中所述远端包括第一配合表面，其中所述近端被配置来附接到所述细长管远端；以及包括第二配合表面的旋转节，所述第二配合表面被配置来与所述适配节第一配合表面可旋转地接合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US61/094,6062008年9月5日1.一种用于执行过程的设备，包括 包括近端和远端的细长管；包括近端和远端的适配节，其中所述远端包括第一配合表面，其中所述近端被配置来附接到所述细长管远端；以及包括第二配合表面的旋转节，所述第二配合表面被配置来与所述适配节第一配合表面可旋转地接合。2.如权利要求1所述的设备，其中所述设备包括可操纵的多节设备，所述可操纵的多节设备包括第一节；以及多个中间节，其中所述中间节中的第一个可活动地耦合到所述第一节， 其中所述适配节的所述近端可活动地耦合到所述中间节中的一个。3.如权利要求1所述的设备，其中所述设备包括可操纵的多节设备，所述可操纵的多节设备包括第一多节机构；以及第二多节机构，所述第二多节机构包括第一节，以及多个中间节，其中所述中间节中的第一个可活动地耦合到所述第一节， 其中所述适配节的所述近端可活动地耦合到所述中间节中的一个。4.如权利要求2或3所述的设备，其中所述中间节被配置来当所述旋转节被旋转时处于锁定位置。5.如权利要求2或3所述的设备，还包括至少一根包括附接到所述适配节的远端的线缆，其中当所述至少一根线缆被缩回时达到所述锁定位置。6.如权利要求1所述的设备，其中所述设备被配置来执行医疗过程。7.如权利要求1所述的设备，其中所述设备被配置来执行钝性分离过程。8.如权利要求7所述的设备，其中所述旋转节被配置来以往复横向运动被旋转。9.如权利要求1所述的设备，其中，当所述过程正被执行时，所述旋转节被配置来取向为相对于所述细长管的所述远端的轴呈大致90度。10.如权利要求9所述的设备，其中所述过程是经口机器人手术过程。11.如权利要求1所述的设备，还包括工具并且其中所述旋转节被配置来以致动所述工具的运动旋转。12.如权利要求1所述的设备，其中所述细长管包括一个或更多个刚性部分。13.如权利要求12所述的设备，其中所述设备被配置来执行腹腔镜检查过程。14.如权利要求1所述的设备，其中所述细长管是挠性的。15.如权利要求14所述的设备，其中所述设备是导管设备。16.如权利要求14所述的设备，其中所述设备是内窥镜设备。17.如权利要求1所述的设备，其中所述细长管包括多个连接的节。18.如权利要求1所述的设备，还包括配置来被所述细长管滑动地接纳的第二细长管。19.如权利要求1所述的设备，还包括配置来滑动地接纳所述细长管的第二细长管。20.如权利要求1所述的设备，其中所述管包括具有横截面几何形状的部分，所述横截面几何形状包括以下的一种或更多种 圆形， 椭圆形， 梯形， 矩形，以及三角形。21.如权利要求1所述的设备，其中所述细长管包括沿所述细长管长度的均勻直径。22.如权利要求1所述的设备，其中所述细长管包括沿所述细长管长度的非均勻直径。23.如权利要求1所述的设备，其中所述适配节可旋转地附接到所述细长管。24.如权利要求23所述的设备，其中所述适配节被配置来关于所述细长管的所述远端旋转。25.如权利要求M所述的设备，其中所述设备是多节设备，并且所述管远端是多节设备的中间节。26.如权利要求1所述的设备，其中所述适配节通过以下的一种或更多种被附接到所述细长管的所述远端一根或更多根附接的线缆，所述线缆被张紧地放置为承受拉力，以便所述适配节在运动学上被约束； 螺纹； 搭扣； 倒钩； 粘结结合； 磁体；电磁体；以及摩擦接合构件。27.如权利要求1所述的设备，其中所述适配节被固定地附接到所述细长管。28.如权利要求1所述的设备，其中所述适配节被可移除地附接到所述细长管。29.如权利要求1所述的设备，还包括至少一根线缆，所述线缆被配置来提供张力以维持所述适配节的所述近端与所述细长管的所述远端之间的接触。30.如权利要求四所述的设备，包括至少两根线缆，所述线缆被配置来提供张力以维持所述适配节的所述近端与所述细长管的所述远端之间的接触。31.如权利要求1所述的设备，其中所述适配节包括近端和远端，其中所述适配节被配置来允许一个或更多个工具从所述适配节的所述近端穿越到所述适配节的所述远端。32.如权利要求1所述的设备，其中所述适配节包括近端和远端，其中所述适配节被配置来将以下的一种或更多种从所述适配节的所述近端传输到所述适配节的所述远端电力；以及数据。33.如权利要求32所述的设备，还包括以下的一种或更多种从所述适配节的所述近端延伸到所述适配节的所述远端的一条或更多条电源线；以及从所述适配节的所述近端延伸到所述适配节的所述远端的一条或更多条数据线。34.如权利要求32所述的设备，其中所述适配节还包括第一传导部分，其中所述旋转节还包括第二传导部分，其中所述第一传导部分被配置来在所述旋转节旋转时维持与所述第二部分的电气连接。35.如权利要求1所述的设备，其中所述适配节还包括出口端口，所述出口端口被配置来允许一个或更多个工具通过所述出口端口。36.如权利要求35所述的设备，其中所述细长管还包括至少一个孔腔，其中所述出口端口被可操作地连接到所述至少一个孔腔。37.如权利要求1所述的设备，还包括第二适配节，所述第二适配节包括近端、远端和连接部件，其中所述第二适配节的所述近端被配置来附接细长管的所述远端，其中所述第二适配节的所述远端包括配置来与所述旋转节第二配合表面配合的第三配合表面。38.如权利要求37所述的设备，其中所述第一适配节包括第一几何形状，其中所述第二适配节包括不同于所述第一几何形状的第二几何形状。39.如权利要求38所述的设备，其中所述第一适配节包括配置为第一孔几何形状的一个或更多个第一孔，其中所述第二适配节包括配置为第二孔几何形状的一个或更多个第二孔，其中所述第二孔几何形状不同于所述第一孔几何形状。40.如权利要求1所述的设备，其中所述第一配合表面包括相对凹的几何形状。41.如权利要求40所述的设备，其中所述第二配合表面包括相对凸的几何形状。42.如权利要求1所述的设备，其中所述第一配合表面包括相对凸的几何形状。43.如权利要求42所述的设备，其中所述第二配合表面包括相对凹的几何形状。44.如权利要求1所述的设备，其中所述第一配合表面包括与第一半径相关联的几何形状，其中所述第二配合表面包括与第二半径相关联的几何形状，其中所述第一半径与所述第二半径大致相等。45.如权利要求1所述的设备，其中所述第一配合表面包括与第一半径相关联的几何形状，其中所述第二配合表面包括与第二半径相关联的几何形状，其中所述第二半径是以下的一种或更多种大于所述第一半径；以及小于所述第一半径。46.如权利要求1所述的设备，其中所述第一配合表面包括以下几何形状的一种或更多种球面的以及椭球面的。47.如权利要求1所述的设备，其中所述第一配合表面包括锥形的几何形状。48.如权利要求1所述的设备，其中所述第一配合表面包括与所述第二配合表面接触的单线。49.如权利要求1所述的设备，其中所述第一配合表面包括槽，其中所述第二配合表面包括突起，其中所述槽被配置来滑动地接纳所述突起。50.如权利要求49所述的设备，其中所述旋转包括沿单个平面的运动。51.如权利要求49所述的设备，其中所述槽是非直线的。52.如权利要求49所述的设备，其中所述突起是销。53.如权利要求1所述的设备，其中所述旋转节限定内部开口。54.如权利要求53所述的设备，还包括安装在所述内部开口中的工具。55.如权利要求M所述的设备，其中所述工具被适当地定尺寸来牢固地置于所述内部开口中。56.如权利要求1所述的设备，还包括第二旋转节，所述第二旋转节包括配置来与所述第一适配节的所述第一配合表面可旋转地接合的第三配合表面。57.如权利要求56所述的设备，其中所述第一旋转节包括第一几何形状，其中所述第二旋转节包括第二几何形状，其中所述第一几何形状不同于所述第二几何形状。58.如权利要求56所述的设备，其中所述第一旋转节包括一个或更多个第一工具，其中所述第二适配节包括一个或更多个第二工具，其中所述第一工具不同于所述第二工具。59.如权利要求1所述的设备，其中所述第二配合表面包括相对凹的几何形状。60.如权利要求1所述的设备，其中所述第二配合表面包括相对凸的几何形状。61.如权利要求1所述的设备，其中所述旋转节被配置来以单个自由度旋转。62.如权利要求61所述的设备，还包括被槽滑动接纳的突起，所述突起和槽导致预定的旋转模式。63.如权利要求1所述的设备，其中所述旋转节被配置来以两个自由度旋转。64.如权利要求1所述的设备，还包括配置来操纵所述设备的至少一根操纵线缆，其中所述至少一根操纵线缆的一端被安置为接近所述适配节。65.如权利要求64所述的设备，其中所述设备是导管，并且所述至少一根操纵线缆是沿所述细长管终止并且配置来偏转所述细长管的所述远端的牵引线。66.如权利要求64所述的设备，其中所述设备是多节设备，并且所述至少一根操纵线缆是终止于所述适配节并且配置来操纵所述多节设备的操纵线缆。67.如权利要求64所述的设备，其中所述至少一根线缆被配置来传输以下的一种或更多种电能；数据光信息； 数据； 液体；以及气体。68.如权利要求1所述的设备，还包括终止于所述旋转节的一组旋转线缆。69.如权利要求68所述的设备，其中所述一组旋转线缆的至少一根线缆被配置来传输以下的一种或更多种电能； 光信息； 数据； 液体；以及气体。70.如权利要求68所述的设备，其中至少一根线缆被配置来抵抗拉伸。71.如权利要求70所述的设备，其中所述线缆构建自以下材料的一种或更多种 编织材料；金属丝；以及氟碳丝。72.如权利要求68所述的设备，其中至少一根线缆被配置来拉伸。73.如权利要求72所述的设备，其中所述线缆由以下的一种或更多种构成聚合物；以及聚合物共混单丝。74.如权利要求68所述的设备，其中所述至少一根线缆包括近端；远端；以及由其通过的孔腔。75.如权利要求74所述的设备，其中所述孔腔被配置来运送流体或气体。76.如权利要求7...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·朱比亚特，
申请(专利权)人：卡内基梅隆大学，
类型：发明
国别省市：US