具有照明引导和安全特征的套管针和气腹型针的制作方法

本公开涉及在腹腔镜手术的实践中的仪器和使用方法，并且更具体地，涉及这样的设备，其可用于以比现有技术设备更安全的方式形成切口和向下面的体腔吹气。

背景技术：

1、在微创腹腔镜手术的实践中，通常使用气腹针在邻近内部手术部位的患者或受试者的皮肤和皮下组织上做一个小切口。这些针包括具有尖锐远端的管状外套导管和内空心圆柱形针，或终止于钝端的插管。弹簧组件向前推压内插管，使得该内插管的钝端延伸超过外套导管的切割边缘。当仪器被压在患者皮肤上时，内钝插管缩回，从而允许外尖锐插管接触皮肤并前进到组织中。一旦进入体腔，内钝插管就向前弹起，从而避免由尖锐的外套导管意外切割下面的器官。

2、气腹针通常包括用于将所加压的气体(通常是co2)引入针的近端的工具，使得气体通过腹腔镜切口被传递，并使体腔膨胀，以允许容易地进入手术部位。在形成第一个切口并对体腔吹气之后，通常移除气腹针并通过同一切口安置套管针。

3、与使用这样的气腹针组件相关联的一个问题是确定何时针已经前行穿过体腔的壁以及其远端已经出现在腔内。此外，在插入标准气腹针期间，可能会无意中损伤诸如肠道和主要血管的内脏器官。发生这种情况是因为最初的进入是看不到的(即外科医生无法看到针的去向)。本公开提供了对在本领域中的这些和其他问题的解决方案，如下所述。

技术实现思路

1、本公开的优点将在下面的描述中阐述，以及从下面的描述中变得显而易见。本公开的附加优点将通过在书面描述和关于此的权利要求书以及附图中特别指出的方法和系统来实现和获得。

2、根据一个方面，本公开针对一种器械，该器械包括具有近端和远端的手柄，该手柄在远端处连接至空心的向远侧延伸的针，该空心的向远侧延伸的针具有用于刺入组织的远端和近端，其中，手柄和空心的向远侧延伸的针形成导管，用于使流体或仪器中的至少一个穿过其中。该器械还包括具有近端和远端的可视化管心针，所述可视化管心针可滑动地放置在导管内，其中，可视化管心针的远端区域包括安装在其上的电子光电探测器芯片，该电子光电探测器芯片具有配置成检测沿近侧方向行进的入射光的面向远侧的表面。可视化管心针还可以包括光源，该光源被配置为在远侧方向上将光投射到电子光电探测器芯片之外，以提供直接照明，其中，当器械行进穿过组织时，源自光源的光被反射回电子光电探测器芯片。该器械还可以包括被包裹在手柄内的弹簧，用于偏置可视化管心针以延伸经过空心的向远侧延伸的针的尖锐远端，而没有由组织对可视化管心针的阻力。

3、在进一步的实施方案中，可视化管心针可以包括放置在电子光电探测器芯片上方的其远侧尖端上的透镜元件。在一些实施例中，透镜元件可以直接接触电子光电探测器芯片。在一些实施方案中，透镜元件可以相对于电子光电探测器芯片轴向间隔开。如果需要，透镜元件可以相对于电子光电探测器芯片可控地、可调节地轴向间隔开，以允许用户将穿过透镜的入射光聚焦到电子光电探测器芯片上。例如，可以通过相对于电子光电探测器芯片滑动透镜元件来调节透镜元件与电子光电探测器芯片沿器械的中心纵向轴线的轴向间距。

4、如果需要，可以通过相对于电子光电探测器芯片旋转透镜元件来调节透镜元件与电子光电探测器芯片沿器械的中心纵向轴线的轴向间距。在一些实施例中，透镜元件可包括凸透镜、平凸透镜或其他透镜。透镜元件可以是例如圆锥形、金字塔形或圆顶形等。在一些实施方案中，透镜元件可以包括中心透镜，该中心透镜被配置为将入射光聚焦在被多个辅助透镜包围的电子光电探测器芯片上，该多个辅助透镜被配置和布置为分散从透镜元件向远侧传输的源自光源的光。

5、在一些实施例中，光源可以包括联接到光源的一束光纤元件。如果需要，光源可以包括包围电子光电探测器芯片的至少一个微型led元件。该至少一个微型led元件可以包括放置在其上的光学部件，该光学部件将来自该至少一个微型led元件的光聚焦并引导到辅助透镜中的至少其中之一上。如果需要，透镜元件可以包括中心透镜，该中心透镜被配置为将入射光聚焦在由透镜的环形区域包围的电子光电探测器芯片上，其中，中心透镜通过至少一个流体流动通道与透镜的环形区域径向分离，该流体流动通道被配置和布置成将清洁流体的射流引导到中心透镜的至少一部分上。在一些实施方案中，中心透镜和透镜的环形区域可以一体模制。如果需要，中心透镜和透镜的环形区域可由至少两个分立的部件形成。

6、在一些实施方案中，该器械还可以包括至少一个流体流动通道，该流体流动通道被配置和布置成将清洁流体的射流引导到中心透镜的放置在可视化管心针的远端处的至少一部分上。该至少一个流体流动通道可由沿可视化管心针可滑动地放置的至少一个管状构件限定，管状构件在其侧壁中限定多个喷射开口。如果需要，管状构件可由形状记忆材料形成。管状构件的末端区域可以从可视化管心针向远侧推出，并且呈现出导致管状构件朝向透镜元件弯曲的热定形曲率。

7、在一些实施例中，如果相应地配备，则可以通过致动可视化管心针的近端附近的致动器来调节透镜元件与电子光电探测器芯片的轴向间距。如果需要，本文公开的透镜元件的任一个可在其中包括至少一个通气孔，例如，用于吹入气体的通过，和/或通过允许透镜相对于可视化管心针的剩余部分的轴向复位，来促进透镜元件的聚焦。

8、在一些实施例中，该至少一个流体流动通道可由附接至空心针的导管的内壁的至少一个管状构件限定。管状构件可在其侧壁中限定多个喷射开口，这些喷射开口被配置和布置成通过引导流体横向流过透镜来清洁透镜。可视化管心针还可以在其中限定至少一根细长的吹气导管，该细长的吹气导管被配置为将吹入气体穿过其中传递到器械的远端区域。吹入气体可以通过在可视化管心针的远侧尖端附近穿过可视化管心针的侧壁限定的至少一个开口离开。可视化管心针可以至少部分地由透光材料形成。例如，光源可包括放置在手柄的近端中的至少一个led。

9、在一些实施方案中，该器械还可以包括用于接收来自气体源的吹入气体的气体引入端口。可视化管心针可被配置成向近侧撤回，以建立用于吹入气体穿过器械的流动路径。可视化管心针还可以包括导体，用于将从电子光电探测器芯片接收到的信号引导到处理器。处理器可以附接到可视化管心针。如果需要，该器械还可以包括用于显示由电子光电探测器芯片捕获的图像的显示屏。如果需要，该器械还可以包括电池，用于为电子光电探测器芯片、处理器和显示屏供电。

10、本公开进一步提供了用于治疗受试者诸如患者的多种方法。例如，提供了使用诸如本文描述的那些设备的方法的第一实施例。一些方法可以包括在受试者的腹部的皮肤中产生小的表面切口，在通过可视化管心针实时观看组织被推动穿过的同时，将包括放置在其中的可视化管心针的空心的向远侧延伸的针的远端推动穿过受试者的腹壁的连续的层，可视化管心针被配置为在远侧方向上观看，并且在观察到可视化管心针相对于空心的向远侧延伸的针向远侧延伸时停止推动空心的向远侧延伸的针的远端，这表明已经到达受试者的腹腔。

11、在一些实施方案中，该方法还可以包括，在停止推动空心的向远侧延伸的针的远端之后，通过空心的向远侧延伸的针开始吹气。通过空心的向远侧延伸的针开始吹气还可以包括通过空心的向远侧延伸的针的近端移除可视化管心针，以及通过空心的向远侧延伸的针注射气体。如果需要，该方法还可以包括将信号从电子光电探测器芯片引导到处理器。该方法还可包括将信号从处理器引导至显示屏。

12、在该方法的一些实施例中，空心的向远侧延伸的针可以充当沿着其长度至少部分地覆盖可视化管心针的护套。手柄可包括插管，其可移除地附接到空心的向远侧延伸的针。该方法还可以包括，在吹气之后，从空心的向远侧延伸的针移除插管，以及在可视化管心针上向近侧撤回插管。移除插管可包括断开连接空心的向远侧延伸的针和插管的螺纹连接。如果需要，该方法还可以包括将近侧延伸部附接到空心的向远侧延伸的针和可视化管心针中的至少一个，以形成组件，以及使用该组件作为内窥镜来执行腹腔镜手术。如果需要，该方法还可以包括将空心的向远侧延伸的针和手柄与可视化管心针分离并且从受试者移除可视化管心针和空心的向远侧延伸的针和手柄其中之一。一旦移除可视化管心针，该方法可包括将空心的向远侧延伸的针留在适当的位置，以用作插管用于执行进一步外科手术。

13、在一些实施例中，该方法还可以包括从可视化管心针移除镜头盖，以及将可视化管心针重新引入到手柄和没有镜头盖的空心的向远侧延伸的针中。例如，可以通过在铰链上将镜头盖远离可视化管心针的远端扭转(articulating)来移除镜头盖。

14、所公开的方法还可以包括，例如，在受试者内部时，引导包括液体或气体中的至少一个的清洁流体至少部分地沿横向方向穿过可视化管心针的远端，以增强可视化。引导清洁流体可包括向远侧延伸清洁棒，该清洁棒被配置并适应于将清洁流体引导向可视化管心针的远端。引导清洁流体可包括引导清洁流体通过可视化管心针并通过在可视化管心针的远端区域处的至少一个开口流出。引导清洁流体可包括引导清洁流体通过位于可视化管心针的远端处的透镜。清洁流体可以至少部分地沿径向向内路径被引导穿过透镜的中心区域。引导清洁流体可包括引导清洁流体通过空心的向远侧延伸的针。如果需要，引导清洁流体可包括，引导清洁流体穿过放置在可视化管心针和空心的向远侧延伸的针的内孔之间的至少一个管状通道，其中，该至少一个管状通道附接至空心的向远侧延伸的针的内孔。

15、进一步根据本公开，该方法可包括移除空心的向远侧延伸的针和手柄，将可视化管心针留在适当的位置。如果需要，该方法还可以包括将近侧延伸部添加到可视化管心针，以形成组件，以及使用该组件作为内窥镜。该方法还可以包括将具有至少两倍于可视化管心针的直径的孔径的插管放置在可视化管心针上，导致组织径向向外扩大。如果需要，可视化管心针可以具有例如1至2mm的直径，以及插管可以具有5mm的孔。如果需要，可视化管心针可以具有1至2mm的直径，以及插管可以具有10mm的孔。

16、如果需要，该方法还可以包括撤回可视化管心针，将插管留在适当的位置。该方法还可以包括通过插管引入另外的仪器。该另外的仪器可以是被配置为与插管的孔的尺寸相匹配的内窥镜。

17、进一步根据本公开，提供了手术仪器的实施方案。在一些实施方案中，手术仪器包括远侧外部组件，该远侧外部组件包括具有流体输入端口的远侧外壳和从其向远侧延伸的空心的向远侧延伸的针。空心的向远侧延伸的针具有远端和近端，其中，远侧外部组件形成通路，以使流体和仪器中的至少一个穿过其中。手术仪器还包括至少部分地放置在远侧外部组件的通路内的可视化管心针组件。可视化管心针组件可移除地联接到远侧外部组件。可视化管心针包括细长主体、电子光电探测器芯片、光源以及套筒，该细长主体具有近端和远端，电子光电探测器芯片安装成接近细长主体的远端，电子光电探测器芯片具有面向远侧的表面，以检测沿着近侧方向行进的入射光，光源至少部分地集成到细长主体中，以将光沿远侧方向投射到电子光电探测器芯片之外，以提供直接照明来导引吹气针组件的通过，套管可滑动地放置在可移除的可视化管心针组件的至少远侧尖端区域周围。套筒可以包括放置在其远端处的透镜元件，以将光引导穿过透镜元件朝向电子光电探测器芯片。套筒的至少一部分可向近侧延伸穿过空心的向远侧延伸的针。套筒可终止于套筒的近侧手柄部分，以有利于套筒相对于细长主体的相对运动。远侧外部组件和可移除的可视化管心针组件可以可移除地与套筒联接在一起，以允许外部组件、可移除的可视化管心针和套筒作为单一结构单元被推动穿过组织。

18、在一些实施方案中，可视化管心针组件可被配置成与套筒一起从远侧外部组件移除，以及套筒可从可移除的可视化管心针组件周围移除，以暴露电子光电探测器芯片并允许可移除的可视化管心针组件将被重新引入到其上没有套筒的外部组件的导管中。

19、在一些实施方案中，手术仪器可以是吹气针组件，或者可以是套管针组件。作为吹气针组件，可移除的可视化管心针组件可包括在其中限定孔的近侧外壳部分，该近侧外壳部分包括放置在其中的压缩弹簧。可视化管心针组件的细长主体可通过压缩弹簧相对于近侧外壳部分沿远侧方向被偏置，以使套筒和细长主体延伸超过空心的向远侧延伸的针的远端。在一些实施例中，可视化管心针组件还可包括围绕细长主体的近侧区域同中心地放置的连接器主体。连接器主体可包括面向远侧的连接器，以可移除地联接到套筒的手柄部分。

20、可视化管心针组件还可包括围绕细长主体的近侧区域同中心地放置的连接器主体，以及连接器主体可包括面向远侧的连接器，以可移除地联接至套筒的手柄部分，连接器主体至少部分地被接收在手术仪器的近侧外壳内。如果需要，套筒的手柄可以包括母锁定构件，该母锁定构件被连接器主体的公锁定构件接收(或反之亦然)，以允许套筒选择性地与可视化管心针组件脱开，以暴露电子光电探测器芯片。

21、在一些实施方案中，近侧外壳可限定向远侧延伸的凸台，以由远侧外部组件密封地接收。向远侧延伸的凸台可以被不透流体的密封件包围，以与远侧外部组件的面向内的表面相接。远侧外部组件还可以包括例如漏斗形状的导引管，其放置在远侧外部主体的通路内，以将可视化管心针组件导引到空心的向远侧延伸的针中。

22、在一些实施方案中，可视化管心针组件还可包括至少部分地放置在近侧外壳内的散热器，以消散由手术仪器产生的热量。如果需要，近侧外壳可限定近侧空腔，可视化的细长主体在细长主体的近端处终止于该近侧空腔中。至少一根电缆可从细长主体的近端延伸穿过近侧空腔、穿过散热器、然后到达位于近侧外壳的近侧盖内的连接器。如果需要，散热器可以包括近端、远端，以及限定至少部分地穿过其中的孔。led芯片可以至少部分地安装在散热器的孔内。led芯片可以包括面向远侧的led，以将光引导到可视化管心针中，以提供前向照明。

23、进一步根据本公开，提供了一种吹气针组件的实施方案，其包括远侧组件，该远侧组件包括空心的向远侧延伸的针，该空心的向远侧延伸的针具有尖锐的远端、近端以及限定穿过其中的针孔。空心的向远侧延伸的针可以在其近端处联接至远侧外壳。远侧外壳可在其中限定通向空腔的近侧开口。空腔可以与针孔流体连通。吹气针组件还可包括近侧组件，该近侧组件包括近侧外壳、放置在近侧外壳的孔中的压缩弹簧、以及可视化管心针。例如，可视化管心针可包括(i)细长主体，其限定近端和远端，(ii)电子光电探测器芯片，其安装成接近细长主体的远端，电子光电探测器芯片具有面向远侧的表面，以检测沿着近侧方向行进的入射光，(iii)光源，其至少部分地被集成到细长主体中，以将光沿远侧方向投射到电子光电检测器芯片之外，以提供直接照明来导引吹气针组件的通过，以及(iv)凸台，其与压缩弹簧的远端接触，以沿远侧方向推压可视化管心针；近侧组件可配置成由远侧组件接收，以及近侧组件可配置成可移除地联接到远侧组件。可视化管心针可被偏置，以延伸超出空心的向远侧延伸的针的远端。

24、在一些实施方案中，近侧外壳可以形成设备的手柄。手柄可由远侧外壳接收的远侧手柄段限定。远侧手柄段可包括外围密封件，以与远侧外壳的面向内的表面相接。手柄还可以包括由远侧手柄段密封地接收的近侧手柄段，其中，近侧手柄段和远侧手柄段协作，以限定弹簧孔，以接收压缩弹簧。可视化管心针的凸台可放置在弹簧孔内相对于压缩弹簧远侧的位置处。压缩弹簧包围可视化管心针的细长主体的邻近于凸台设置的一长度。如果需要，可通过将近侧手柄段与远侧手柄段分离并从远侧手柄段撤回细长构件同时将细长主体联接到近侧手柄段来从手柄移除弹簧。

25、在一些实施方案中，近侧手柄段可限定面向近侧的孔。可视化管心针的细长主体可终止于面向近侧的孔内的其近端处，以及附接到套管，该套管密封地被接收在近侧手柄段的面向近侧的孔内。

26、在一些实施方案中，近侧手柄段可在其近端处联接至应力消减组件。应力消减组件可以限定变化硬度的区域。应变消除组件可在近侧终止于多个连接器中。连接器可以联接到穿过可视化管心针的细长主体的导体。在一些实施方案中，导体可以从连接器向远侧穿过，通过应力消减组件，通过近侧手柄段的近侧空腔，然后进入可视化管心针的细长主体中。如果需要，应力消减可以包括向远侧延伸的凸台，该向远侧延伸的凸台被接收在近侧手柄段的面向近侧的孔的近端内。在一些实施方案中，远侧组件可以在至少两个离散的轴向不同位置中联接至近侧组件。

27、应当理解，前面的一般描述和下面的详细描述是示例性的，以及旨在提供对所公开的实施例的进一步解释。并入本说明书并构成本说明书的部分的附图被包括，以说明并提供对所公开的方法和系统的进一步理解。附图与说明书一起用于解释本公开的原理。