专利名称：视频摄像直肠镜的制作方法
技术领域：
本发明的领域本发明一般地涉及医疗探头，具体地涉及内窥镜。
本发明的背景对于大肠直肠和乙状结肠的可视检查和诊断，在该技术领域中已知有各种类型的内窥镜。由于刚性的直肠镜和乙状结肠镜具有耐久、易用和比较价廉等优点，所以它们的使用最为普遍。
为了用刚性直肠镜(或乙状结肠镜)进行检查，医生首先通过肛门插入窥视镜。为了易于插入，窥视镜中塞有一个从其远端伸出的带有钝圆远端部的塞头。当窥视镜到位后，医生将取走塞头并用一个插头封住窥视镜的近端。在插头内安装了一个专用望远镜，使医生能观察窥视镜远端处的直肠和乙状结肠的内部，该观察可以是直接看，或者也可以利用连接在望远镜近端的摄像机。为了照明被观察区域，外部控制柜中有一个光源通过光纤被连接到窥视镜的近端。典型地，该插头还含有一个或几个工作通道，用于通过窥视镜注液、注气或插入手术器械。
这种类型的各种直肠镜和乙状结肠镜可以通过商业渠道购得。例如，德国Tuttlingen市的Karl Storz GmbH(公司名)能供应型号为24911S的直肠镜，它可以借助于一个棒状透镜望远镜(其型例如为24946B)来直接观察或通过一个Karl Storz内窥视频摄像机观察直肠。这种直肠镜及其附件是用不锈钢制作的，可以在各次使用之间进行杀菌和消毒。
还可以购得带有一次性窥视镜和塞头的直肠镜和乙状结肠镜，例如纽约州Skaneateles市Welch Allyn Inc．(公司名)生产的KleenSpec(商标名)一次性乙状结肠镜。其窥视镜和塞头是用塑料制作的。窥视镜通过卡夹或螺纹固定到一个多用途手柄上，该手柄上可以安装光源、望远镜、摄像机和器械。
柔性的乙状结肠镜和结肠镜也是本技术领域所已知的。大多数这种结肠镜含有一个光纤束，用来把结肠镜远端处大肠内部的图像传送到固定于近端处的一个目镜或摄像机上。有些柔性结肠镜在其远端有一个带有物镜的CCD(电荷耦合器件)探测器，例如日本东京AsahiOptical Company(公司名)制造的Pentax ES-3801 PVE视频摄像乙状结肠镜。不过，与刚性直肠镜和乙状结肠镜相比，柔性镜比较昂贵、易损和难以清洗。
本发明概述本发明某些特色的一个目的是提供一种改良的内窥镜，特别是一种改良的直肠镜。
本发明某些特色的一个目的是提供一种能改善直肠内解剖学特征的可视度的视频摄像直肠镜。
本发明某些特色的另一个目的是提供一种医务人员使用容易和方便的直肠镜。
本发明某些特色的又一个目的是提供一种含有易于更换的一次性使用部分的直肠镜，从而最大限度地减少或免除了各次使用之间杀菌和消毒的必要性。
本发明某些特色的再一个目的是提供易于把内窥镜，特别是直肠镜或乙状结肠镜，插入到体腔内的方法和设备。
本发明某些特色的再一个目的是提供一种改良的内窥镜导向机构。
在本发明的一些优选实施例中，直肠镜包括一个其远端带有一个视频摄像头的大体刚性的长形插入单元。该插入单元和摄像头都被一个一次性套筒覆盖，该套筒含有一个覆盖摄像头的透明远端，其中最好有一个光学窗口。摄像头含有一个如本技术领域所公认的最好是CCD阵列的图像探测阵列，一个用于照明摄像头所观察的大肠的区域的光源，以及一个把观察区域成像到擦测器阵列上的物镜。最好是用生物兼容塑料材料制成的套筒在使用之后即被取下和丢弃。该直肠用于检查和治疗处理患者的结肠区域，特别是直肠和结肠的乙状弯曲部分。
与本技术领域所知的刚性直肠镜和乙状结肠镜相比，由于本发明的视频摄像头设置在靠近观察区域的直肠镜远端，所以本发明能提供大为改良的像质。摄像头的远端设置使本发明的直肠镜能同时达到较大的放大率的较宽的视场，在作为对比的已知技术摄像直肠镜和乙状结肠镜中，摄像头是从镜的近端处通过望远镜来观察大肠的。
在本发明的一些优选实施例中，套筒带有一个窄小的并且通常是钝头点状的顶端，使得直肠镜易于通过肛门插入。这样，该窄小顶端就实现了在已知技术的直肠镜和乙状结肠镜插入时所用的塞头的功能。免去了塞头可以让使用直肠镜的医生不再闻到难闻的气味，还可避免通常因取下塞头而可能造成的感染。
在本发明的一些优选实施例中，摄像头的光轴相对于插入单元的纵轴倾斜了一个角度，而且套筒的远端也有类似的角度，从而确定了一个窄小顶端。套筒顶端最好有一个球状突起，使直肠镜更容易通过肛门插入。
在一个这样的实施例中，在球状突起上固定了一个反射镜，突起的形状使得反射镜能设置在摄像头的视场之内，并且其取向相对于摄像头光轴是倾斜的。直肠或乙状结肠内壁的图像将通过该反射镜的反射面被摄像头摄取。所以该反射镜使医生能从另一个视角来观看图像，这特别对于观察和控制被医生利用直肠镜插入到直肠内的器械的运动是十分有用的，对此后面将有说明。
在本发明的另一些优选实施例中，套筒的窄小顶端由多个用弹性材料做成的叶片组成，它们紧密地合在一起形成一个封闭结构，盖住套筒的透明部分和摄像头。当通过肛门插入时，这些封合的叶片将防止透明部分被粪便、润滑剂或其他物质污染。当直肠镜已被插入后，最好通过将套筒向近端回拉而拉开这些叶片，从而露出套筒的透明部分，使摄像头能接收大肠观察区域的图像。
在本发明的一些优选实施例中，套筒含有一个或几个工作通道，以用于吸取、注液、注气、通过手术器械或本技术领域所知的其他用途。直肠镜有一个手柄，套筒即安装在该手柄上，安装方式最好是能快速连接和取下的。手柄上最好有一些用户控制器，以调节例如通过工作通道的吸取、注液和注气功能。更好的是，一个或几个工作通道都含有一个单向阀门，以防止通过这些工作通道进行注液或注气时液、气的返流。
虽然这里所说明的根据本发明的直肠镜都是大体刚性的，但在某些优选实例中插入单元也可以含有一段柔软有弹性的纵向部分。这一部分使得直肠镜在插入直肠时可以弯曲，从而能更易于插入并减少患者的痛苦。采用本技术领域已知的刚性内窥镜是不可能有这种弯曲的，而且这种弯曲也不同于柔性内窥镜的弯曲，后者的刚度不足以保持特定的形状，而且为了控制其弯曲角度和方向需要复杂的导向机构。
在一个这样的实施例中，直肠镜套筒含有一个或几个纵向设置的柔性可充气气囊，最好在插入单元柔性部分的不同侧面上在套筒内径向地设置至少两个这样的气囊。各气囊最好在套筒的相对侧壁上。这些气囊分别通过各自的阀门连接到一个合适的气压源上。当一个气囊内的压力加大时，该气囊将变长；而当压力减小时，它将缩短。于是，可以通过改变一个或几个气囊内的压力来控制套筒和其内的插入单元的弯曲角度。
在本发明的另一个实施例中，将其内有一个弯曲通道穿过的一个大体上刚性的直肠插入器插入到直肠内，一直插到乙状弯曲部分。在直肠内转动插入器，使得乙状弯曲部分处的通道出口大致沿着乙状结肠轴的方向对着大肠。然后将如前所述含有柔性部分的直肠通过上述通道插入，插入器的刚性将迫使直肠镜向乙状结肠轴弯曲。这样，根据该优选实施例，插入器和直肠镜的结合将能够检查通常只有使用较昂贵的柔性内窥镜才能检查的大肠部分。这里所说明的直肠插入器也可以与本技术领域已知的柔性内窥镜结合使用，使后者能更容易地通过乙状结肠并减少痛苦和可能发生的大肠意外穿孔事故。
虽然这里的优选实施例是按照直肠的检查和处理来说明的，并且根据这些优选实施例的内窥镜这里一般是指直肠镜，但应该理解这些内窥镜也可以类似地是乙状结肠镜。本发明的原理也可以类似地用来制作插入到其他体腔内部进行检查的刚性内窥镜，这些体腔例如有喉管、阴道或任何其他其大小足以接纳这里所说明的带有位于其远端的摄像头的内窥镜的任何体腔。
因此，根据本发明的一个优选实施例，提供了一种视频摄像内窥镜，它包括一个大体上刚性的长形插入单元，其上有一个远端和一个近端；一个固定在插入单元远端的视频摄像头；以及一个套在插入单元上并覆盖了插入单元的套筒，该套筒有一个覆盖着视频摄像头的远端部分，该远端部分中至少有一部分基本上是透明的。
摄像头最好含有一个探测器阵列和一个能把一个图像形成在探测阵列上的物镜。
在一个优选实施例中，摄像头相对于插入单元的纵轴是倾斜的。
摄像头最好含有一个光源，更好地是含有一个或几个LED(发光二极管)。
套筒远端部分中的基本透明部分最好含有一个光学窗口。
套筒远端部分最好含有一个能使内窥镜易于通过肛门插入的窄小顶端。更好的是，该窄小顶端含有一个球状突起。
该窄小顶端可以代之以或附加地含有两个或多个叶片，这些叶片在通过肛门插入时是闭合的，而在插入后则是打开分离的，以便暴露出套筒远端部分的透明部分。为了打开这些叶片，最好是将套筒相对于插入单元向近端方向拉动。
套筒最好含有一个沿其纵向穿过的工作通道。更好的是，套筒在工作通道内含有一个单向阀门，以防止通过通道的流体返流。
内窥镜最好含有一个固定于插入单元近端的手柄，并且该手柄含有一些用户控制器，以控制流体通过工作通道的流量。
在一个优选实施例中，插入单元的至少一个纵向段(部分)是柔软有弹性的。套筒最好含有一个沿纵向设置在套筒内的可充气气囊，使得气囊的充气将令其长度增加从而让插入单元弯曲。
在另一个优选实施例中，在摄像头视场内比摄像头更远的一个位置上固定了一个反射镜，该反射镜的取向相对于摄像头的光轴是倾斜的，使得摄像头能拍摄到一个由反射镜反射的图像。由反射镜反射的图像最好包含了一个生理结构的区域，在该区域内将利用内窥镜进行手术处理。
根据本发明的一个优选实施例还提供了一种用于长形医疗探头的导向机构，它至少含有一个固定在探头上的可有控制地充气的元件，该元件的纵向尺寸可根据其充气情况改变，由此使探头弯曲。
该至少一个可充气元件最好是设置在探头不同径向的侧面上的两个元件，从而可以使探头分别向不同方向弯曲。更好的是，这两个元件包括位在探头相对侧面上的第一元件和第二元件，使得当第一元件充气而第二元件放气时探头将向着固定了第二元件的那个侧面弯曲。
该至少一个可充气元件最好在其外表面上有一个可膨胀壁部分，当响应于该元件充气情况的变化时，这个壁将膨胀或收缩。
该导向机构最好含有一个压力源，它能以可控方式向可充气元件施加气压，从而控制探头的弯曲。
在一个优选实施例中，探头含有一个大体上刚性的内窥镜，该内窥镜含有一个可被上述机构弯曲的柔性部分，其中，该内窥镜最好含有一个一次性的套筒，其内含有至少一个可充气元件。
根据本发明的一个优选实施例还提供了一种大体上刚性的直肠插入器，它带有一个能插入到患者直肠内的远端，该插入器有一个穿过其内的弯曲通道，内窥镜即通过这个通道被插入到患者结肠的乙状结肠部分内。
插入器的远端最好被插入到患者的乙状弯曲部附近，而通道的弯曲最好使得它在远端处的开口是横向的，从而能对着乙状弯曲部分。更好的是，插入器可以在直肠内转动，使得其通道的远端开口可对准于大肠。
根据本发明的一个优选实施例还提供了一种内窥镜检查方法，它包括提供一个在其远端处有一个视频摄像头的长形、大体上刚性的插入单元；把一个一次性套筒套在该单元上，使得摄影头被套筒上的一个基本透明的部分所覆盖；把覆盖有套筒的插入单元插入到患者的体腔内；以及接收由摄像头获得的体腔内部的视频图像。
套上套筒最好是套上一个带有一个窄小顶端的套筒，并且插入插入单元最好首先把窄小顶端插入到体腔内。
在一个优选实施例中，当插入后窄小顶端最好被打开，以暴露出覆盖了摄像头的套筒上的基本透明部分，其中，打开窄小顶端最好包括使套筒的至少一部分在插入单元上向着近端方向移动，使得原来合在一起形成窄小顶端的两个或几个叶片分开。
接收视频图像最好包括利用一个位在摄像头内的光源照明体腔的内部。
更好的是，套上一次性套筒包括套上一个其内至少有一个工作通道穿过的套筒。在一个优选实施例中，借助于让加压气体通过工作通道来对体腔充气。
在一个优选实施例中，提供插入单元包括提供一个至少带有一个柔软和有弹性的纵向部分的单元，并且插入插入单元包括使该柔软和有弹性的部分弯曲。插入插入单元最好包括把一个其内有一个弯曲通道穿过的插入器插入到体腔内，然后通过该弯曲通道插入插入单元。使柔软和有弹性的部分弯曲可以代之以或附加地包括对设置在套筒内的可充气气囊充气使气囊长度增大，由此使该部分弯曲。
插入插入单元最好包括通过目标的肛门插入该单元，并且接收图像最好包括接收直肠内部的图像，或者，代之以或附加地，接收乙状结肠内部的图像。
根据本发明的一个优选实施例还提供了一种对医疗探头导向的方法，它包括在探头上固定一个可充气元件；以及可控制地对该元件充气以改变其长度，从而使探头弯曲。
固定可充气元件最好包括在探头的一些不同侧面上固定多个可充气元件，使各个元件能分别使探头向不同的相应方向弯曲。
在一个优选实施例中，医疗探头包括一个至少有一段是柔性的大体上刚性的内窥镜，并且其中对元件的可控充气将使内窥镜的柔性段弯曲。
根据本发明的一个优选实施例还提供了一种把内窥镜插入到患者结肠内的方法，它包括提供一个大体上刚性的插入器，它含有一个近端和一个远端，其内还有一个弯曲通道穿过，该通道在远端处有一个横向的开口；把插入器插入到患者的直肠内，使得其远端到达结肠的乙状弯曲部附近；以把内窥镜通过弯曲通道插入，直到乙状结肠中。
最好在通过插入器弯曲通道插入内窥镜之前，转动插入器使其远端处的开口对准于结肠。
插入内窥镜最好包括通过弯曲通道插入一个柔性内窥镜，或者，通过弯曲通道插入一个含有一个柔性段的大体上刚性的内窥镜，以使柔性段被弯曲通道弯曲。
通过下面结合附图对本发明一些优选实施例的详细说明，将可更充分地理解本发明，在附图中附图的简单说明
图1是根据本发明一个优选实施例的直肠镜的原理性部分剖面图；图2是图1直肠镜的远端部分的详细剖面图；图3A和3B分别是根据本发明另一优选实施例的被一个处于闭合状态和打开状态的套筒所覆盖的直肠镜的原理性剖面图；图4A是根据本发明另一个优选实施例的直肠镜的远端部分的原理性剖面图；图4B是由图4A直肠镜所获取的视频图像的示意图；图5A是根据本发明一个优选实施例的直肠镜的远端部分的原理性剖面图；图5B是根据本发明另一个优选实施例的特别适合于与图5A直肠镜结合使用的直肠插入器的原理性剖面图；以及图6是根据本发明又一个优选实施例的直肠镜的原理性剖面图。
优选实施例的详细说明现在参见图1，这是根据本发明一个优选实施例的视频摄像直肠镜20的原理性部分剖面图。直肠镜20包括一个可插入到患者直肠内的插入部分22和一个供检查医生把握的手柄24。插入部分22含有一个固定在手柄24上的插入单元28和一个覆盖着插入单元的一次性套筒26。单元28在其远端处含有一个视频摄像头30，该摄像头通过导线32与手柄24连接。套筒26最好由例如聚碳酸化合物等生物兼容塑料材料做成，并且以本技术领域所知的快速连接方式与手柄24连接。套筒26在使用之后将被取下并丢弃。
图2详细说明含有摄像头30的插入部分22的远端的原理性剖面图。摄像头包含一个探测器阵列芯片46，它最好包括例如Sony(索尼公司)的ICX087AKB CCD芯片这样的彩色CCD阵列50，其上还配置了一个合适的光学滤色器48。有一个或几个灯42照明着摄像头视场中的大肠区域。该区域的图像通过套筒26上的光学窗口36被一个物镜44聚焦到阵列50上，从而被接收到。
由芯片46产生的信号由导线32传送给手柄24，再通过一个电缆38(图1)从手柄传送给一个视频柜，在其中信号将得到处理并被用来驱动一个视频显示器。视频柜和显示器(图中未示出)都采用本技术领域熟知的标准视频电子技术。或者，也可以使手柄24含有电源，例如一节或几节电池，以及处理电路和一个视频发射机，并通过无线连结把经过处理的芯片46的信号传送给视频柜。
灯42最好包括一些白光LED，例如瑞士Basel市Sloan AG(公司名)所生产的T1 White L3-W31N LED。这些灯由视频柜通过导线32和电缆38所传送的电流供电。或者，这些灯也可以由手柄24中的上述电池供电。不论哪种情况，采用灯42可以免去在本技术领域所知的内窥镜中因采用高功率光纤光源来照明观察区域而造成的复杂性和高成本。
图2中示出的窗口36显得比较小，这是为了简化套筒26的制作和降低其成本。套筒26在窗口周围还有一个透明面积，以让灯42发出的光能到达观察区域，但这个面积不需要具有光学级质量。事实上，如果愿意，整个套筒26都可以用透明塑料制成。
应该指出，透镜44和阵列50的光轴相对于单元28的纵轴倾斜了一个角度。窗口36和套筒26的远端也有类似的倾斜角。与本技术领域已知的刚性直肠和乙状结肠镜直接正对着大肠的情形相比，这个倾斜角使得摄像头30能观察比较靠近插入部分22远端的大肠壁区域。由于这种布局，插入部分22的远端可以做得比较窄小而尖细，使得能在不需要单独的塞头的情形下较容易通过患者的肛门插入，同时减少患者的痛苦。球状突起34最好形成在套筒26的远端顶部，其形状最好使得在插入肛门时给患者带来的不舒适感最小化。
套筒26最好至少有一个工作通道38，该通道在套筒远端形成一个开口52。通道38可以用来把例如医用镊子等手术器械插入到大肠内，并在摄像头30的监视下进行手术处理。由于手术器械将对摄像头视场内的大肠壁进行处理，所以上述摄像头的倾斜取向将特别有利于监视这种处理。
附加地或者替代地，通道38也可以用于对大肠的吸取、注液和／或注气，如本技术领域已知的，为此只需把该通道连接到一个合适的泵或气源上。这一连接最好通过手柄24实现，并且吸取、注液或注气最好由手柄上的用户控制器40控制。通常，在检查时希望对大肠充气，以迫使大肠壁离开窗口36，让摄像头30能清晰地看到大肠壁。为此，套筒26最好在其通道38中含有一个单向阀门54，例如本技术领域所知的叶瓣式阀门。当加压气体通过通道对大肠充气后，阀门54将封闭以防止气体返流并保持大肠内的压力。
图3A和3B是说明根据本发明另一个优选实施例的含有一个一次性套筒62的直肠镜60的原理性剖面图。直肠镜60含有一个在其远端有一个视频摄像头30的大体刚性的插入单元28，这一点与图1和2中的直肠镜是基本相同的，但是在直肠镜60中，摄像头的光轴大体上是与单元28的纵轴相一致的。
套筒62包括一个外层64和一个内层66。内层最好由例如聚碳酸化合物等大体刚性的塑料材料做成，并能适配地套在插入单元28上。内层66有一个透明的远端部分，如前所述，其中最好有一个光学窗口68。外层64最好由例如聚乙烯等柔软有弹性的塑料做成，其上有两个或多个叶片70，最好是三个叶片。
如图3A所示，当把直肠镜60插入肛门时，各叶片70将合在一起，封闭住直肠镜的远端并保护着窗口68。这些叶片最好构成一个钝滑的尖顶结构，以便易于插入。
如图3B所示，当插入之后，各叶片70将被打开，以暴露出窗口68，从而使摄像头30能接收大肠内部的图像。这些叶片的打开最好是这样实现的相对于内层66，向近端方向即直肠外的方向(图3A和3B中的向右方向)拉动外层64。每个叶片70最好都有一个向内的突起72，它保持着与内层的接触，从而拉动时将强迫叶片打开，如图3B所示。在完成了直肠镜处理之后，套筒62可以恢复成图3A的形状，以便通过肛门取出。
图4A是说明根据本发明另一个优选实施例的直肠镜76的远端部分的原理性剖面图。直肠镜76与图1和2所示的直肠镜20大体相似，它包括其远端处带有摄像头30的插入单元28。直肠镜76被一个套筒78覆盖，该套筒78除了有一个伸入到摄像头30视场内的一个球状突起80之外，其余与套筒26相似。在突起80上固定有一个反射镜82，其位置和取向使得通常为直肠壁的生理结构84的图像能被该反射镜反射并通过窗口36被摄像头30获取。在图4A所示的例子中，手术器械88被通过套筒78中的工作通道38插入，用来采集结构84上地点86处的生物样品。
图4B是说明用图4A结构的直肠镜76所获取的视频图像90的示意图。该图像的上面部分示出了摄像头30通过窗口36直接看到的器械88和结构84。由于摄像头的视角，器械的图像发生与距离有关的按透视法缩短。因此仅根据这样的图像是难以判断器械与结构之间的距离的。图像90下面部分的一个插入图92示出了通过反射镜82看到的器械88和结构84。在此情况下，观看器械的角度使得能清楚地看到器械的位置和它至结构84的距离，从而能以较大的精度予以控制。
图5A是根据本发明另一个优选实施例的直肠镜106的远端部分的原理性剖面图。直肠镜106除了其插入单元28含有至少一个柔软有弹性的部分108之外，其余基本上与图1和2所示的直肠镜20类同。弹性部分108中最好含有一个弹簧元件，例如插入一个弹簧钢，在正常情况下该弹簧钢使弹性部分保持直线形，但当其上被施加了横向力时将允许其弯曲。更好地，直肠镜106的套筒26含有例如聚乙烯或硅胶等柔软有弹性的材料，以便在弹性部分108弯曲时套筒也能相应地弯曲和伸长。
直肠镜106的弯曲能力使得在插入直肠到达乙状结肠时能比完全刚性的直肠镜或乙状结肠镜的插入更容易一些，并且对患者造成的痛苦和不舒适感也要小一些。已有技术的刚性直肠镜不可以像直肠镜106那样含有一个柔性部分，这是因为柔性部分的弯曲将破坏内窥观察所用望远镜的光轴。虽然已知技术的乙状结肠镜也可以弯曲并且插入时给患者造成的不舒适性比刚性镜小，但是这种柔性镜需要复杂而昂贵的导向机构。本发明通过把摄像头30设置在直肠镜106的远端处，提供了一种不需要导向机构的柔性结构。
图5B示出根据本发明一个优选实施例的直肠插入器102的原理性剖面图，该直肠插入器可用于对患者大肠96的内窥检查和处理。插入器102特别有用于把直肠镜106导引到大肠内，但也可以与已有技术的普通柔性内窥镜配合使用。插入器102最好由例如聚碳酸化合物等大体刚性但稍有柔性的塑料材料做成，这样可使插入容易一些。插入器内部有一条弯曲的通道104穿过，该通道的内径大小足以让例如直肠镜106等内窥镜插入通过。
插入器102被插入到直肠98内，一直到达大肠96的乙状弯曲100处。然后转动插入器使通道104的开口对着大肠的乙状结肠部分101，如图5B所示。然后使直肠镜106穿过插入器，这时它将着通道的弯曲而弯曲。把带有摄像头30的直肠镜远端推入乙状结肠101，使得可以对大肠96中的下述部分进行检查和处理，若不采用本发明，这样的部分只有使用普通的柔性内窥镜才能达到。插入器102还防止了乙状弯曲100区域受到直肠镜(或通过插入器插入的普通柔性内窥镜)的压力，否则这种压力可能会造成痛苦甚至大肠穿孔。
图6是根据本发明另一个优选实施例的含有一个导向机构111的直肠镜110的原理性剖面图。与前述一些优选实施例相同，直肠镜110也含有插入单元28和摄像头30，它们被一个在远端处带有光学窗口36的一次性套筒112覆盖着。直肠镜110的插入单元28或者像参考图5A所说明的那样含有一个柔性部分，或者如图6所示那样基本上在整个长度上都被做成是柔性的。
导向机构111包括两个位在套筒112内的柔性、长形气囊118和120，它们分别设置在插入单元28的两个径向相对的侧壁上。气囊118和12吩别具有可膨胀的壁部分114和116，这两个部分最好如图6所示那样是手风琴折迭状的壁。两个气囊分别通过阀门124与一个压力源126相连，其中的压力源例如是一个气瓶或气泵，阀门和压力源可以含在直肠镜110的手柄122中或者设在一个分开的控制箱中。通过操纵阀门124，气囊118和120将分别被加压到压力P1和P2。在图6所示的例子中，P1＞P2，使气囊118的壁部分114膨胀，气囊120的壁部分116收缩，从而使插入单元28弯曲。
这样，通过对套筒112内的两个气囊118和120充气或放气，机构111为直肠镜110的可控弯曲和导向提供了一种简单、低成本的一次性使用装置。为了实现对直肠镜弯曲形状和方向的更大的控制，还可以沿着直肠镜的长度方向和／或径向设置更多的气囊。应该指出，不论是一次性的或是可重复使用的，这种压力驱动的导向机构也能应用于其他类型的内窥镜。
还应该指出，上述各个实施例只是作为例子给出的，本发明的完整范畴仅由权利要求书限定。
权利要求
1.一种视频摄像内窥镜，它包括一个大体刚性的长形插入单元，它含有一个远端和一个近端；一个固定于插入单元远端处的视频摄像头；以及一个套在插入单元上并覆盖了插入单元的套筒，它有一个覆盖着视频摄像头的远端部分，该远端部分的至少一部分是基本透明的。
2.根据权利要求1的内窥镜，其中的摄像头包括一个探测器阵列。
3.根据权利要求2的内窥镜，其中的摄像头包括一个能把一个图像形成在探测器阵列上的物镜。
4.根据权利要求1的内窥镜，其中的摄像头相对于插入单元的纵轴是倾斜的。
5.根据权利要求1的内窥镜，其中的摄像头包括一个光源。
6.根据权利要求5的内窥镜，其中的光源包括一个或几个LED(发光二极管)。
7.根据权利要求1的内窥镜，其中套筒的远端基本透明部分包括一个光学窗口。
8.根据前述各权利要求中任一项的内窥镜，其中套筒的远端部分包括一个窄小顶端，该顶端能使内窥镜易于通过肛门插入。
9.根据权利要求8的内窥镜，其中的窄小顶端包括一个球状突起。
10.根据权利要求8的内窥镜，其中的窄小顶端包括两个或更多个叶片，当通过肛门插入时这些叶片是闭合的，当插入后这些叶片是打开的，以暴露出套筒的远端部分的透明部分。
11.根据权利要求10的内窥镜，其中为了打开叶片，套筒被相对于插入单元向近端方向拉移。
12.根据权利要求1-7中任一项的内窥镜，其中的套筒含有一个沿纵向穿过它的工作通道。
13.根据权利要求12的内窥镜，其中的套筒在其工作通道内含有一个单向阀门，用于防止流经其中的流体的返流。
14.根据权利要求12的内窥镜，其中的内窥镜包括一个固定在插入单元的近端处的手柄，并且其中的手柄包括一些用户控制器，用于控制流经工作通道的流体流量。
15.根据权利要求1-7中任一项的内窥镜，其中插入单元的至少一个纵向部分是柔软和有弹性的。
16.根据权利要求15的内窥镜，其中的套筒包括一个纵向地设置在套筒内的可充气气囊，使得对该气囊的充气将使其长度增大，从而使插入单元弯曲。
17.根据权利要求1-7中任一项的内窥镜，它包括一个固定在比摄像头更远的位置上的反射镜，该位置上在摄像头的视场之内，该反射镜的取向相对于摄像头的光轴是倾斜的，使得摄像头能获取从反射镜反射的图像。
18.根据权利要求17的内窥镜，其中从反射镜反射的图像包含了准备用内窥镜进行手术处理的生物结构的区域。
19.一种用于长形医疗探头的导向机构，它包括至少一个固定在探头上的可有控制地充气的元件，其中该元件的纵向长度可根据其充气情况改变，从而使探头弯曲。
20.根据权利要求19的机构，其中至少一个可充气元件包括设置在探头不同径向的侧壁上的两个元件，使探头可分别向相应的不同方向弯曲。
21.根据权利要求20的机构，其中的两个元件包括分别位在探头相对侧壁上的第一元件和第二元件，使得当第一元件充气而第二元件放气时探头将向固定了第二元件的那个侧壁弯曲。
22.根据权利要求19-21中任一项的机构，其中的至少一个可充气元件包括一个位于其外表面上的可膨胀壁部分，该部分响应于元件的充气情况而膨胀和收缩。
23.根据权利要求19-21中任一项的机构，它包括一个压力源，它能以可控方式对可充气元件加压，从而控制探头的弯曲。
24.根据权利要求19-21中任一项的机构，其中的探头包括一个大体刚性的内窥镜，该内窥镜有一个可被导向机构弯曲的柔性部分。
25.根据权利要求24的机构，其中的内窥镜包括一个一次性套筒，该套筒包括至少一个可充气元件。
26.一个大体刚性的直肠插入器，它含有一个可插入到患者直肠内的远端，该插入器还含有一个穿过它的弯曲通道，内窥镜可以通过该弯曲通道被插入到患者结肠的乙状结肠部分内。
27.根据权利要求26的插入器，其中插入器的远端被插入到患者乙状弯曲的附近，并且其中通道的弯曲使得其远端的开口是横向的，从而可以对着乙状弯曲。
28.根据权利要求27的插入器，其中该插入器可以在直肠内转动，以使其远端处的通道开口与大肠对准。
29.一种内窥镜检查方法，它包括提供一个长形的大体刚性的插入单元，在该单元的远端处含有一个视频摄像头；在该单元上套上一个一次性套筒，使摄像头被套筒的一个基本透明的部分覆盖；把被套筒覆盖了的插入单元插入到患者的体腔内；以及接收由摄像头获取的体腔内部的视频图像。
30.根据权利要求29的方法，其中的套上套筒包括套上一个带有窄小顶端的套筒，并且其中的插入插入单元包括首先把该窄小顶端插入体腔。
31.根据权利要求30的方法，它还包括在插入后打开窄小顶端，以暴露出覆盖摄像头的套筒的基本透明部分。
32.根据权利要求31的方法，其中的打开窄小顶端包括使套筒的至少一部分相对于插入单元向近端方向移动，使原来合在一起形成了窄小顶端的两个或更多个叶片分开。
33.根据权利要求29-32中任一项的方法，其中的接收视频图像包括利用视频摄像头中的一个光源照明体腔的内部。
34.根据权利要求29-32中任一项的方法，其中的套上一次性套筒包括套上一个其内至少有一个工作通道穿过的套筒。
35.根据权利要求34的方法，它还包括通过使加压流体流经工作通道对体腔注气。
36.根据权利要求29-32中任一项的方法，其中的提供插入单元包括提供一个其至少一个纵向部分是柔软和有弹性的插入单元，并且其中的插入插入单元包括弯曲该柔软和有弹性的部分。
37.根据权利要求36的方法，其中插入插入单元包括把一个其中穿过一个弯曲通道的插入器插入到体腔内，然后再通过该通道插入插入单元。
38.根据权利要求36的方法，其中的弯曲柔软和有弹性的部分包括对设置在套筒内的一个可充气气囊充气使该气囊的长度增大，从而弯曲该部分。
39.根据权利要求29-32中任一项的方法，其中的插入插入单元包括通过患者的肛门插入插入单元。
40.根据权利要求39的方法，其中的接收图像包括接收直肠内部的图像。
41.根据权利要求39的方法，其中的接收图像包括接收乙状结肠内部的图像。
42.一种对医疗探头导向的方法，它包括在探头上固定一个可充气元件；以及对该元件进行可控制的充气以改变其长度，从而使探头弯曲。
43.根据权利要求42的方法，其中固定可充气元件包括把多个元件固定在探头不同的侧壁上，使各个元件能引起探头向不同的相应方向弯曲。
44.根据权利要求42的方法，其中的医疗探头包括一个其至少一部分为柔性的大体刚性的内窥镜，并且其中对元件的可控充气能使内窥镜的柔性部分弯曲。
45.一种把内窥镜插入到患者结肠中的方法，它包括提供一个大体刚性的插入器，该插入器有一个近端和一个远端，并且其中穿过一个弯曲通道，该通道在远端处有一个横向的开口；将插入器插入到患者的直肠内，使其远端到达结肠的乙状弯曲附近；以及通过通道插入内窥镜，使之进入乙状结肠。
46.根据权利要求45的方法，它还包括在把内窥镜插入插入器之前，转动插入器使其远端处的开口对准结肠。
47.根据权利要求45或46的方法，其中插入内窥镜包括通过通道插入一个柔性内窥镜。
48.根据权利要求45或46的方法，其中插入内窥镜包括通过通道插入一个带有一个柔性部分的大体刚性的内窥镜，使柔性部分因通道的弯曲而随之弯曲。
全文摘要
一种视频摄像内窥镜(20)包含一个具有一个远端和一个近端的大体刚性的长形插入单元(22)以及一个固定在插入单元远端处的视频摄像头(30)。一个套筒(26)套在插入单元上并覆盖了插入单元,该套筒有一个覆盖着视频摄像头的远端部分,该远端部分的至少一部分(36)基本上是透明的。
文档编号A61B1/04GK1283086SQ98812501
公开日2001年2月7日 申请日期1998年11月2日 优先权日1997年11月4日
发明者阿里·阿夫尼, 维京托·莱文, 鲍里斯·施图尔, 达恩·奥兹 申请人:赛特莱恩技术有限公司