具有球形远端组件的多节内窥镜设备的制造方法
【专利说明】具有球形远端组件的多节内窥镜设备
[0001] 本申请是2009年9月8日递交的申请号为200980144063. 1、发明名称为"具有球 形远端组件的多节内窥镜设备"的发明专利申请的分案申请。
[0002] 相关申请的夺叉引用：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。
【背景技术】
[0003] 本申请公开一种发明，所述发明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。
【发明内容】
[0004] 描述本发明之前，要理解本发明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。
[0005] 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"。
[0006] 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。
[0007] 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。
[0008] 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。
[0009] 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。
[0010] 本发明提供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。
[0011] 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。
[0012] 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。
[0013] 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。
[0014] 其中，所述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。
[0015] 其中，所述设备被配置来执行医疗过程。
[0016] 其中，所述设备被配置来执行钝性分离过程。
[0017] 其中，所述旋转节被配置来以往复横向运动被旋转。
[0018] 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。
[0019] 其中，所述过程是经口机器人手术过程。
[0020] 其中，所述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。
[0021] 其中，所述细长管包括一个或更多个刚性部分。
[0022] 其中，所述设备被配置来执行腹腔镜检查过程。
[0023] 其中，所述细长管是挠性的。
[0024] 其中，所述设备是导管设备。
[0025] 其中，所述设备是内窥镜设备。
[0026] 其中，所述细长管包括多个连接的节。
[0027] 其中，所述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。
[0028] 其中，所述设备还包括配置来滑动地接纳所述细长管的第二细长管。
[0029] 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。
[0030] 其中，所述细长管包括沿所述细长管长度的均匀直径。
[0031] 其中，所述细长管包括沿所述细长管长度的非均匀直径。
[0032] 其中，所述适配节可旋转地附接到所述细长管。
[0033] 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。
[0034] 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。
[0035] 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。
[0036] 其中，所述适配节被固定地附接到所述细长管。
[0037] 其中，所述适配节被可移除地附接到所述细长管。
[0038] 其中，所述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。
[0039] 其中，所述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。
[0040] 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。
[0041] 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。
[0042] 其中，所述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。
[0043] 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。
[0044] 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。
[0045] 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。
[0046] 其中，所述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。
[0047] 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。
[0048] 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。
[0049] 其中，所述第一配合表面包括相对凹的几何形状。
[0050] 其中，所述第二配合表面包括相对凸的几何形状。
[0051] 其中，所述第一配合表面包括相对凸的几何形状。
[0052] 其中，所述第二配合表面包括相对凹的几何形状。
[0053] 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。
[0054] 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。
[0055] 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。
[0056] 其中，所述第一配合表面包括锥形的几何形状。
[0057] 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。
[0058] 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。
[0059] 其中，所述旋转包括沿单个平面的运动。
[0060] 其中，所述槽是非直线的。
[0061] 其中，所述突起是销。
[0062] 其中，所述旋转节限定内部开口。
[0063] 其中，所述设备还包括安装在所述内部开口中的工具。
[0064] 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。
[0065] 其中，所述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。
[0066] 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。
[0067] 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。
[0068] 其中，所述第二配合表面包括相对凹的几何形状。
[0069] 其中，所述第二配合表面包括相对凸的几何形状。
[0070] 其中，所述旋转节被配置来以单个自由度旋转。
[0071] 其中，所述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。
[0072] 其中，所述旋转节被配置来以两个自由度旋转。
[0073] 其中，所述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。
[0074] 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。
[0075] 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。
[0076] 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。
[0077] 其中，所述设备还包括终止于所述旋转节的一组旋转线缆。
[0078] 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。
[0079] 其中，至少一根线缆被配置来抵抗拉伸。
[0080] 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。
[0081] 其中，至少一根线缆被配置来拉伸。
[0082] 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。
[0083] 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。
[0084] 其中，所述孔腔被配置来运送流体或气体。
[0085] 其中，所述孔腔被配置来运送配置来消融患者组织的低温试剂。
[0086] 其中，所述孔腔被配置来运送配置来预防对所述患者不合期望的组织损伤的冷却 流体。
[0087] 其中，所述设备还包括配置来操纵所述设备的至少一根操纵线缆，其中至少一根 操纵线缆的一端被安置为接近所述适配节。
[0088] 其中，所述至少一根操纵线缆终止于接近所述适配节。
[0089] 其中，所述设备是导管设备。
[0090] 其中，所述至少一根操纵线缆终止于所述适配节。
[0091] 其中，所述第一节和所述中间节每个均包括配置来接纳至少一根操纵线缆的至少 一个孔。
[0092] 其中，所述第一节、所述中间节和所述适配节每个均包括配置来接纳一组旋转线 缆的一组孔。
[0093] 其中，所述第一节和所述中间节每个还包括一组孔，并且其中所述至少一根操纵 线缆和至少一根旋转线缆穿过共同的孔。
[0094] 其中，所述至少一根操纵线缆或所述至少一根旋转线缆还包括摩擦降低表面。
[0095] 其中，第一旋转线缆被配置来在第一方向产生运动。
[0096] 其中，第二旋转线缆被配置来在与所述第一方向相反的方向产生运动。
[0097] 其中，所述第一旋转线缆在第一位置终止于所述旋转节，其中所述第一位置确定 由缩回所述第一旋转线缆而产生的旋转范围。
[0098] 其中，第二旋转线缆在第二位置终止于所述旋转节，其中所述第二位置确定由缩 回所述第二旋转线缆而产生的旋转范围。
[0099] 其中，所述第一旋转线缆被配置来穿越所述旋转节的第一周向长度，并且所述第 二旋转线缆被配置来穿越所述旋转节的第二周向长度，其中所述第二周向长度比所述第一 周向长度更长，其中所述由缩回所述第二旋转线缆而产生的旋转范围比所述由缩回所述第 一旋转线缆而产生的旋转范围更大。
[0100] 其中，所述适配节还包括孔，其中来自所述一组旋转线缆的第一旋转线缆穿过所 述孔。
[0101] 其中，所述适配节还包括中心轴，其中所述由缩回所述第一线缆而产生的旋转范 围的大小与所述孔离所述中心轴的距离相关。
[0102] 其中，所述由缩回所述第一线缆而产生的旋转范围与所述孔离所述中心轴的所述 距离成反比。
[0103] 其中，至少一根线缆通过以下的一种或更多种终止于所述旋转节：打结，粘结球， 在穿过孔的线缆一端上的绞接，焊接，粘结接头，所述线缆与捕获部件之间的摩擦接合；以 及具有固定地附接到孔的环状端部的线缆。
[0104] 其中，所述适配节还包括中心轴，其中至少一根旋转线缆被终止，以使所述至少一 根旋转线缆的所述远端部分相对地垂直于所述适配节中心轴。
[0105] 其中，所述设备还包括配置来滑动地偏转至少一根旋转线缆大致九十度的支承表 面。
[0106] 其中，第一旋转线缆在第一旋转节位置终止，并且第二旋转线缆在第二旋转节位 置终止，其中所述第一位置和所述第二位置避免阻止所述旋转节的移动的奇异性。
[0107] 其中，随着第一旋转线缆被缩回，所述第一旋转线缆终止于导致从第一旋转节方 位到第二旋转节方位的旋转的位置，其中所述第一方位与所述第二方位分开不大于90度。
[0108] 其中，当第二旋转线缆被缩回时，所述第二旋转线缆终止于导致从所述第二方位 到所述第一方位的旋转的位置。
[0109] 其中，随着第一旋转线缆被缩回，所述第一旋转线缆终止于导致从第一旋转节方 位到第二旋转节方位的旋转的位置，其中所述第一方位与所述第二方位分开不大于180 度。
[0110] 其中，所述设备是包括至少一个工作通路的多节设备。
[0111] 其中，所述设备包括至少两个工作通路，其中所述适配节包括第一数量的工作通 路，其中所述旋转节包括第二数量的工作通路，其中所述第二数量的工作通路少于所述第 一数量的工作通路。
[0112] 其中，所述设备还包括工具。
[0113] 其中，所述工具包括以下的一种或更多种：切割器；抓紧器；分离器；活组织检查 机构；传感设备；EKG电极；能量递送工具；低温工具；RF组织消融工具；药物递送设备；记 录设备；以及摄像机。
[0114] 其中，所述工具被附接到所述旋转节。
[0115] 其中，所述工具被配置来穿过所述细长管。
[0116] 其中，所述工具被配置来穿过所述旋转节。
[0117] 其中，所述设备还包括所述适配节和所述旋转节之间的连接装置。
[0118] 其中，所述连接装置被配置来向所述旋转节传送以下的一种或更多种：一种或更 多种电信号；一种或更多种光信号；流体；以及气体。
[0119] 其中，所述旋转节还包括电子模块，其中所述连接装置被配置来传输能量到所述 电子模块。
[0120] 其中，所述电子模块被配置来储存接收的能量。
[0121] 其中，所述电子模块被配置来在所述设备的使用过程中间断地接收能量。
[0122] 其中，所述旋转节包括工具，其中所述连接装置被配置来供应电力到所述工具。
[0123] 其中，所述工具包括以下的一种或更多种：切割器；抓紧器；分离器；活组织检查 机构；传感设备；EKG电极；能量递送工具；低温工具；RF组织消融工具；药物递送设备；记 录设备；以及摄像机。
[0124] 其中，所述连接装置包括多个独立的通路，其中每个通路被配置来传输以下的一 种或更多种：电力和数据。
[0125] 其中，第一通路被配置来执行以下的一种或更多种：传输数据，以及接收数据，其 中第二通路被配置来执行以下的一种或更多种：传输电力，以及接收电力。
[0126] 其中，所述适配节和所述旋转节的一个或更多个还包括电子模块。
[0127] 其中，所述电子模块包括以