CN102036709B - 用于推进探针的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一些实施方案涉及一种装置，包括：细长的柔性管，其被定尺寸为容纳在一道内，且具有近端和远端；驱动机构，其被连接至所述管的近端；和，液柱，从近端延伸至远端；其中所述驱动机构被配置为使管内液柱的移动，从而向管传递向前的动量，由此当至少所述远端容纳在所述道内的一部分中使，促进所述管的至少远端的推进。

Description

用于推进探针的方法和装置

技术领域

所描述的实施方案涉及在推进探针中使用的方法和装置。具体地，实施方案可被用于在表面上或者在道——例如生物道——内推进探针。

背景技术

探测不易被人接近的道、狭窄的空间或区域可能是很困难的。在难以充分控制探针的推进的情况下，尤为如此。例如，肠道通常相对较长且形成盘绕的路径，在没有利用某种形式的设备来协助探针的推进的情况下，使探针穿过其中是很困难的。

道——例如肠道和血管道——可有利地通过使用医用的探针来加以探测。

期望的是：解决或者改进与用于推进探针的现有方法和/或装置相关联的一个或多个缺点或者劣势，或者至少提供一种有用的替代方案。

发明内容

一些实施方案涉及装置，该装置包括：

细长的柔性管，其大小被设计为使其可以被容纳在一个道内，且其具有近端和远端；

驱动机构，其被连接至所述管的近端；和

液柱，其从所述近端延伸至所述远端；

其中，所述驱动机构被配置为使管内的液柱移动，从而向管传递向前的动量，由此当所述管的至少所述远端被容纳在所述道的一段中时，促进所述道内的所述管的至少所述远端的推进。

液柱可以是由所述管和驱动机构封闭的液体体积的一段。所述管可具有沿着所述远端的至少一段在所述管的外表面上形成的周期扰动。所述周期扰动可围绕所述管周向延伸，且具有约与管壁的径向厚度相同量级的径向变化幅度。

管的外表面的轮廓可以被形成为增强管沿相反方向移动时的阻力。所述管的内表面的轮廓可以被形成为增强液柱沿向前方向移动穿过管时的阻力。所述管的外表面和内表面(即，周期扰动)可以以近似扫掠过的枞树(fir tree)图案方式形成。内部周期扰动可沿着所述管的近端的远侧的至少一部分被形成。

所述液柱的液体的密度可以与水的密度大致相同或者大于水的密度，从而当液柱受到驱动机构的作用时，液体最小程度地被压缩。

所述驱动机构可被配置为向液柱的近端传递特定的速度曲线，从而增强所述管在所述道内的向前移动。所述速度曲线可包括以下部分中的一个或多个：

逐渐加速部分，位于所述液柱的向前移动的第一段；

急剧减速部分，位于述向前移动的第一段之后的液柱的向前移动的第二段；

急剧加速部分，位于所述液柱的向后移动的第一段；

逐渐减速部分，位于所述向后移动的第一段之后的液柱的向后移动的第二段。

所述驱动机构可包括被配置为引起管内的液柱的重复推进和缩回的驱动构件(例如轴)和活塞。所述驱动机构可被配置为引起活塞在朝向活塞的每一冲程的终点时急剧地减速和/或在远离活塞的每一冲程的终点时急剧地加速。

所述装置可进一步包括管内远端处的柔性膜，用于封闭流体柱的远端。所述管的远端可容纳由所述管、所述柔性膜以及定位于所述柔性膜远侧的另一膜所限定的可压缩流体体积(例如，空气或者其他低密度的惰性气体)。所述另一膜也可以是柔性的，所述这两个膜都响应于液柱的推进而可弹性变形。

所述管的内径可以沿远侧方向变窄。这种变窄可以是阶梯式的和/或渐进式的。这种变窄有助于，在驱动机构移动液柱时，使液柱到远端的压力损耗最小化。所述管壁可通过某种形式的增强器件被增强，以帮助所述管抵抗因驱动机构的作用而形成的压力差所导致的膨胀或破裂。

探针可位于所述管的远端。所述探针可容纳用于捕获探针前面区域的图像的成像设备。多个导管可沿着所述管延伸，且可被连接至探针，例如以将信号发送至探针和/或从探针接收信号。所述导管可沿着所述管的至少一段被设置在所述管内。所述导管中的至少一个可沿着所述管的至少一段螺旋状地延伸。在一些实施方案中，第二管腔可在由所述管限定的主管腔内延伸，且所述导管中的一个或多个可沿着所述管的至少一段在第二管腔内延伸。在一些实施方案中，所述导管中的一个或多个可沿着所述管的长度的至少一段被嵌入在管壁内。

例如，所述道可以是消化道或者胃肠道，其中所述管的大小被设计为使其可以在该道内延伸。或者，所述道可以是非生物的结构或者区域，例如对于人来说接近和/或检查可能是很困难或危险的管道、导管、容器或者其他结构。

另外的实施方案涉及一种推进探针的方法，所述方法包括：

将细长的柔性管的远端至少部分地定位在道的下端，所述管的大小被设计为使其可以被容纳在所述道内，且该管具有从所述管的近端延伸至远端的液柱，其中所述探针位于所述管的远端；并且

操作驱动机构，以引起所述管内的液柱的推进，从而向所述管传递向前的动量，由此促进所述道内的所述管的至少所述远端的推进。

所述操作可包括向所述液柱的近端传递特定的速度曲线，以增强所述道内所述管的向前移动。所述速度曲线可包括以下部分中的至少一个：

所述液柱的向前移动的第一段的逐渐加速部分；

在所述向前移动的第一段之后的液柱的向前移动的第二段的急剧减速部分；

所述液柱的向后移动的第一段的急剧加速部分；和

在所述向后移动的第一段之后的液柱的向后移动的第二段的逐渐减速部分。

所述操作可包括操作活塞和驱动轴，以引起所述管内的液柱的重复推进和缩回。所述操作可引起活塞在朝向活塞的每一冲程的终点时(即，就在最大冲程点之前)急剧地减速。所述操作可引起活塞在远离活塞的每一冲程的终点时(即，就在最大冲程点之后)急剧地加速。

所述方法可进一步包括沿着管的外侧设置轮廓，以抵抗管在所述道内的沿相反方向的移动，并且可包括沿着所述管的内侧设置轮廓，以抵抗液柱沿远侧方向通过管的移动。

所述探针可包括成像设备，且所述方法可进一步包括使用所述成像设备捕获所述道内的图像。所述方法可进一步包括将对应于所捕获图像的图像数据传输至被配置来处理和显示所述图像的系统。导管——包括至少一个电气导管——可沿着所述管延伸，以执行以下操作中的至少一个：将信号发送至探针，和从探针接收信号，所述传输可使用所述至少一个电气导管来执行。

一些实施方案涉及一种推进方法，包括：引起在细长构件内从所述构件的一端延伸至构件的相对端的液柱的往复移动，以沿着所述细长构件的长度传递该构件的向前移动。

一些实施方案涉及一种装置，包括：探针，其被定位在细长构件的一端；以及，驱动机构，其位于细长构件的相对端，所述细长构件容纳了从一端延伸至相对端的液柱，其中所述驱动机构引起所述细长构件内的液柱的往复移动，从而向探针传递向前移动。

一些实施方案涉及可置换的自推进式管组件，包括：细长的柔性管；放置在所述管的近端的液体腔；以及，放置在所述管的远端的探针，所述管具有在液体腔和远端之间延伸的液柱。

附图说明

下面以实施例的方式，参考附图，详细地描述实施方案，其中：

图1是用于在道内推进探针中使用的系统的示意性方框图；

图2是将要向液柱传递的示意性速度曲线的图表；

图3是被用于推进探针的推进装置的示意性表示；

图4A是图3的推进装置的管成形段的近侧区的示意性侧截面视图；

图4B是图3的推进装置的远侧段的示意性侧截面视图；

图5A是示出了朝向推进装置的远端定位的柔性膜的示意性表示，其中示出的膜处于松弛位置；

图5B是图5A的膜的示意性图，其中示出的膜处于变形位置；

图6是根据一些实施方案的用于推进探针的系统的示意图；

图7A是根据一些实施方案的管的局部侧截面图；

图7B是沿着线7-7所取的图7A的管的横截面视图；

图8A是根据一些实施方案的管的侧视图；

图8B是沿着线8-8所取的图8A的管的横截面视图；

图9A是根据一些实施方案的管的侧视图；

图9B是沿着线9-9所取的图9A的管的横截面视图；

图10A是根据一些实施方案的管的侧视图；

图10B沿着线10-10所取的图10A的管的横截面视图；

图11A是根据一些实施方案的管的侧视图；

图11B是沿着线11-11所取的图11A的管的横截面视图；

图12A是根据一些实施方案的管的局部侧截面图；

图12B是沿着线12-12所取的图12A的管的横截面视图；

图13A是根据一些实施方案的管的局部侧截面图；

图13B是沿着线13-13所取的图13A的管的横截面视图；

图13C是沿着线13-13所取的图13A的管的替代性横截面视图；

图14A是根据一些实施方案的管的局部侧截面视图；

图14B是沿着线14-14所取的图14A的管的横截面视图；

图15A是根据一些实施方案的管的局部侧截面图；

图15B是沿着线15-15所取的图15A的管的横截面视图；

图16A和图16B是根据一些驱动机构实施方案的在腔内移动的活塞的示意性表示；

图17A和图17B是根据一些驱动机构实施方案的在腔内移动的活塞的示意性表示；

图18是根据一些驱动结构实施方案的作用在流体腔的柔性膜上的活塞的示意性表示；

图19是根据一些驱动机构实施方案的圆形横截面的活塞的示意性表示，所述活塞可偏心地旋转，以使流体腔的膜移位；

图20是根据一些驱动机构实施方案的流体腔的示意性表示，所述流体腔具有在电磁元件的控制下可在所述腔内移动的活塞；

图21是根据一些实施方案的远侧偏置腔的示意性表示；

图22是根据一些实施方案的远侧偏置腔的示意性表示；

图23是根据一些实施方案的远侧偏置腔的示意性表示；

图24是根据一些实施方案的远侧偏置腔的示意性表示；

图25是根据一些实施方案的以未压缩状态示出的远侧偏置腔的示意性表示；

图26是图25的远侧偏置腔的处于压缩状态的示意性表示；

图27是根据一些实施方案的以未压缩状态示出的远侧偏置腔的示意性表示；

图28是图27的远侧偏置腔的处于压缩状态的示意性表示；

图29是根据一些实施方案的远侧偏置腔的示意性表示；

图30是根据一些实施方案的远侧偏置腔的示意性表示；

图31是根据一些实施方案的远侧偏置腔的示意性表示；

图32是根据一些实施方案的以未压缩状态示出的远侧偏置腔的示意性表示；

图33是图32的远侧偏置腔的处于压缩状态的示意性表示；

图34是根据一些实施方案的以未压缩状态示出的远侧偏置腔的示意性表示；

图35是图34的远侧偏置腔的处于压缩状态的示意性表示；

图36是根据一些实施方案的远侧偏置腔的示意性表示；

图37A是根据一些实施方案的管的一段的局部侧截面视图，示出了沿着所述管的外表面的周期扰动；

图37B是根据一些实施方案的管的一段的局部侧截面视图，示出了沿着所述管的外表面的周期扰动；

图38A是根据一些实施方案的管的一段的局部侧截面视图，示出了沿着所述管的外表面的周期扰动；

图38B是根据一些实施方案的管的一段的局部侧截面视图，示出了沿着所述管的外表面的周期扰动；

图39A是根据一些实施方案的管的一段的局部侧截面视图，示出了沿着所述管的外表面的周期扰动；

图39B是根据一些实施方案的管的一段的局部侧截面视图，示出了沿着所述管的外表面的周期扰动；

图40A是根据一些实施方案的管的局部侧截面视图，示出了沿着所述管的内表面的周期扰动；

图40B是根据一些实施方案的管的局部侧截面视图，示出了沿着所述管的内表面的周期扰动；

图41A是根据一些实施方案的管的局部侧截面视图，示出了沿着所述管的内表面的周期扰动；

图41B是根据一些实施方案的管的局部侧截面视图，示出了沿着所述管的内表面的周期扰动；

图42A是根据一些实施方案的管的局部侧截面视图，示出了沿着所述管的内表面的周期扰动；

图42B是根据一些实施方案的管的局部侧截面视图，示出了沿着所述管的内表面的周期扰动；

图43A是根据一些实施方案的管的一段的局部侧截面视图，示出了沿着所述管的内表面和外表面的周期扰动；

图43B是根据一些实施方案的管的一段的局部侧截面视图，示出了沿着所述管的内表面和外表面的周期扰动；

图44是根据一些实施方案的管的一段的局部侧截面视图，示出沿所述管间隔开的管段上的内表面和外表面形成的周期扰动。

具体实施方式

所描述的实施方案总体涉及用于在推进探针中使用的方法和装置。由于不同种类的探针可与所描述的实施方案一起使用，所以这里的描述将主要集中于，在道、通道或者区域内推进探针的装置和方法。所描述的方法和装置采用细长的柔性管，该柔性管限定一管腔(lumen)并且其大小被设计为使其可以被容纳在道、通道或者区域之内，并且该柔性管具有近端和远端。一驱动机构被连接至管的近端，并且一液柱在管腔内从管的近端延伸至远端。该驱动机构被配置为使得液柱在管内移动，以向管传递向前移动，当至少道、通道或者区域内的管的远端被道、通道或者区域的一段支撑时，所述向前移动至少促进所述管的远端在道、通道或区域之内的推进。

通常，液柱在管腔之内的移动通过摩擦和/或紊流沿着管的大部分长度向管的内壁传递动量。例如，对于长度约为3m的管来说，液柱在管内的移动将相对于3m长管中的大部分的下表面或通道向所述管(除了那些接近于驱动机构或者不被通道的下表面所支撑的部分外)传递一些运动。

如这里所使用的，术语“近”和“远”旨在具有相对的位置意义。通常，术语“远”旨在表示朝向——一个于管的其他部分之前在管道内被推进的管的端部——的位置或方向。术语“近”旨在表示大体上与所述“远”相对的位置或方向，且可以表示朝向驱动机构所连接至的管的端部的位置或方向。所描述的实施方案总体涉及探针沿远侧方向的推进。

具体参考图1，更加详细地描述了用于推进探针160的系统100。系统100包括推进装置110，当探针160被放置在道180或其他区域内时，所述推进装置110响应于控制模块115在道180或者其他区域内推进探针160。

推进装置110包括驱动机构130，该驱动机构被连接至细长的柔性管140的近端142。所述管具有远端144，探针160位于所述远端。驱动机构130响应于从控制模块115接收的控制信号来操作某种形式的驱动器件，例如驱动活塞的驱动轴，以引起管140内的液柱156的往复(向前和向后)移动。

柔性管140限定了液柱156在其内延伸的主内部管腔141。这一主管腔141从邻近的驱动机构130延伸至远端144，且液柱156基本上沿管腔141的全长延伸。液柱156可以不恰好延伸至探针160，从而允许远侧偏置器件(在下面描述)被定位在探针160的近侧，使得液柱156能够，在其一旦已经被向远侧推进时，沿近侧方向偏置。液柱156包括被管140、远侧偏置器件和驱动机构130的流体腔封闭的液体体积的一段。下面结合图21至图36中示出和描述远侧偏置器件的实施例。

细长的柔性管140可具有被选定的直径和长度，以适应具体的探测应用。管140的材料可类似地被选定以适应具体的应用。例如，当推进装置110被采用以推进生物道——例如胃肠道——内的探针时，该管可具有约5mm至约15mm的最大外径(可更接近于7mm)，且可具有约1m至多达约10m的长度，可约3m至约6m。约为3m至4m的管长度可适合用于经由肛门的肠道内(即，至小肠内)的探针160的推进。

当管被用于探测肠道(即，用于胃肠内窥镜)时，管的材料可由合适的柔性和医药惰性材料——例如，合适的聚氯乙烯(PVC)、硅树脂、乳胶或者橡胶材料——形成。管140的材料应当允许管140是可弯曲的，从而能够形成具有相对小的极小直径的环(取决于应用)，同时不会出现管140的壁的扭结或者断裂或者变形而减小管140的内部横截面。为此，为了获取增强的结构完整性，管壁可被加固。对于内窥镜应用来说，例如，最小的环直径可以约为2cm并且可在约1cm至约5cm范围内变化。

对于期望探测血管道的医药或兽医应用(即，用于血管镜)来说，所述管的直径和长度可相应小些，例如直径为约3mm至约10mm(可更接近于5mm)且长度为约0.8m至约3m，探针160也被选定为具有合适的小直径。

对于具有更多工业性质的探测应用来说，例如，用于探测人不便于接近、接近时不安全或者接近有困难的管道、导管、容器、通道、道或者其他区域来说，管140可由更坚固的材料形成，至少在其外表面上，以避免或减少所述管沿着潜在的粗糙表面通过时对管的损坏。在一些应用中，管140需要是相对柔性的，且能够在管140旨在穿过的表面、结构或者物体上获得一些附着力。由此，沿着管140的外表面形成的周期扰动，如下面参考图37A至图44更详细地描述的，对摩擦性地啮合，管140意欲穿过的表面或结构，起了协助作用。

系统100可包括计算机系统120，以提供与探针160的推进有关的控制、信号处理和用户界面功能。因此，计算机系统120可包括控制模块115，该控制模块可以以硬件、软件或者两者组合的形式来提供。尽管未示出，但是计算机系统120包括被配置用于执行这里所描述的功能的至少一个处理器和存储器。

计算机系统120可包括用户界面模块124。计算机系统120还可包括信号处理模块122，用于接收和处理来自探针160的信号，例如对应于图像数据或状态或反馈信号的信号。信号处理模块122可与用户界面模块124对接，以在显示器(未示出)上提供由探针160捕获的图像，使得系统100的用户可以随着探针160的前进而获得视觉反馈。

用户界面模块124可被配置为允许信号处理模块122和控制模块115的设置和/或功能被修改或者被定制，以适应具体的环境、应用或者情形。

模块115、122和124中的每一个都可以作为存储在存储器中的可由至少一个处理器访问的程序代码来执行，且可由合适的软件和/或硬件部件——例如输入-输出部件、操作系统部件、计算机外围设备等——来实现。

作为对驱动机构130的补充，可以提供在控制模块115的控制下的辅助装备135，以向探针160提供功率、信号和/或物质。例如，辅助装备135可以例如经由沿着管140延伸的至少一个电气导管向一个或多个光源提供电力，所述光源如定位在探针160的远侧面的发光二极管(LED)。此外，当探针160包括具有电荷耦合设备(CCD)的图像捕获设备或者其他适当小的成像设备时，所述至少一个电气导管还可被用于启动所述图像捕获设备。

辅助装备135可进一步包括净化过的空气和/或水源，该净化过的空气和/或水源沿着沿管140延伸的一个或多个另外的导管被提供至探针160。为此，辅助装备135可包括合适的压缩机，以使提供至探针160的空气、水或者其他物质增压。探针160可以，根据应用，使用位于其极远侧的通气孔来实现对道，例如血管道或者肠道的注入。例如，探针160还可分配来自位于其远侧表面的开口的水，以清洁成像设备前面的区域。

辅助装备135可成段地或者全部地由控制模块115控制，所述控制模块115可进而由用户通过用户界面模块124控制，或者所述辅助装备135可被单独地控制，例如通过对辅助装备的合适部件的手工操作，以提供与探针160的必要的相互作用。根据应用，辅助装备135还可包括用于对邻近探针160的材料的捕获(捕获该材料例如用于活检该材料或者将该材料用于稍后的分析)进行控制的机构。为此，辅助装备135可经由沿着管140延伸的另一吸管和/或控制电缆道而机械地、气动地和/或电气地与探针160相互作用。

图1示出的系统100可采取了对探针160中的成像设备所捕获的图像数据进行无线数据采集，所述数据由与计算机系统120相关联的合适的天线接收，以将所述图像数据直接提供至数据处理模块124以进行处理。替代地或者另外地，响应于使用合适的短程低功率无线电收发信机的控制模块115和/或辅助装备135，控制信号可以从探针160无线地接收或者被无线地传送至探针160。

为了推进探针160，驱动机构130以重复的方式向管腔141内的液柱156传递特定的速度曲线。所述速度曲线的一个实例被描绘在图2示出的速度-时间的图表中。由驱动机构130传递至液柱156的移动可被分为向前移动部分30和反向移动部分34，每一所述部分31、34被分为两段或两个阶段。向前移动部分30被分为第一阶段31，在该阶段中，所述驱动机构130向液柱的近端传递渐进的加速度。紧随第一阶段的第二阶段32向驱动机构130传递急剧的减速度(deceleration)，直至液柱156暂时地停止在静止位置33，该位置对应于液柱156被移动至管140内最远侧位置(对应于最大冲程点)。然后反向移动部分34可包括沿近侧方向急剧加速的第一阶段35，紧随其后的是沿近侧方向的逐渐减速的第二阶段36，所述第二阶段持续直至液柱156又一次暂时地停止在其最近侧的位置，如参考数字37所示。

尽管图2示出的向前和向后移动部分30、34的第一和第二阶段31、32、35和36的每一阶段在速度上具有恒定的变化(即，恒定的加速度)，但是这种速度的变化不必是线性的。相反，一种包含了剧烈的逆转的速度曲线(即，从小的、但是正向的加速度到较大的、负向的加速度，或反之)被认为可有效地将来自液柱156的沿向前(即，远侧)方向的动量转移传递至管140。

如果期望缩回探针160，速度曲线可被反转，使在最近侧静止位置(由参考数字37来表示)的任一侧上具有急剧的加速度和减速度。例如，在向前移动部分中，急剧加速阶段之后跟随一个逐渐减速阶段；在反向移动部分中，逐渐加速阶段之后跟随一个急剧减速阶段。

在一些实施方案中，急剧的速度逆转将仅包含在向前移动部分30中或仅包含在反向移动部分34中，其他移动部分在速度上具有相对逐渐的变化。

尽管驱动机构可被操作，以向液柱156的近端传递期望的速度曲线，但是由于液柱156的移动依赖于由驱动机构产生且从近端142被传递至远端144的液柱156的压力差，在液柱156的长度上可能会有一些压力损耗。因此，在近端142处由驱动机构130向液柱156传递的速度曲线与在远端144处液柱156所经历的速度曲线可能不同。为了最小化或者减少管140长度上的压力损耗，管140的大体圆柱形壁可被增强，以抵抗管壁响应于沿着液柱156引起的压力差的膨胀或者断裂。另外，管腔141的内径可在管140的长度上从近端142的第一内径至远端144的较小的第二内径逐渐减小。这种直径的减小可以以平稳的或者阶状的方式实现。例如，阶状式的减小可包括例如沿着管140每15cm、20cm、25cm或者30cm减小0.05mm或者0.1mm。这种沿着管140长度的直径的减小可以是线性的或者非线性的。在本文中，例如下面结合图37A至图44所描述的，沿着管140的长度的内径的减小独立于由周期扰动而引起的内部管腔直径的任何周期性改变。

通过使用在室温和内部身体温度下其密度约等于或大于同样温度下的水的密度的液体，沿着管140的压力损耗可被最小化。在由驱动机构130施加相对小的压力下，具有这种密度的液体总体上不会明显地压缩。因而，水——例如净化水或者脱矿质水——可被用作液柱156的液体。

在使用系统100时，管140的大部分长度可能被盘绕、卷曲或者保持松弛，使得随着远端144和探针160被定位在道180或其他区域内并且在道180或者其他区域内推进时，它可以逐渐地被拉直。因此，随着探针在驱动机构130操作下的推进，更多的管140将容纳在道180之内。一旦管140内的所有松弛部分被拉直，且管140在道180外的那段不能再进一步推进时，探针160将达到它在道180内能延伸的极限。

一旦完成内窥镜检查、血管镜或者其他形式的探测，通过手动地轻拉保持在道180外的那段管140，探针160可从道180撤回。这可以通过以下操作来协助，或用以下操作来替代，所述操作为：操作驱动机构130以向液柱156提供反转的速度曲线使其趋向于传递反向移动并沿大体近侧方向缩回管140。

推进装置110在图3、图4A和图4B中被更详细地示出和描述。如图3所示，推进装置110包括被连接至管140的近端142的驱动机构130。探针160被连接至管140的远端144。驱动机构130可包括驱动活塞352，所述驱动活塞352可以相对于由腔壁350限定的腔351以往复方式移动。壁350内的活塞352的移动可使腔351内的液体——例如水——增压以及减压，通过开口356将液体从腔351中压出去或者将液体吸回至腔351。驱动机构130的各种替代方案在以下的图16A至图20中被示出和描述。

驱动机构130可包括驱动轮322，其被安装以接触和作用在一个驱动构件324上——该驱动构件连接至一个驱动活塞352的驱动轴354。驱动轮322和驱动构件324被布置为使得，驱动轮322以顺时针或者逆时针方向的旋转分别使驱动构件324沿近侧或者远侧方向线性运动。驱动轮322可被紧固地定位在安装支架310内，安装支架经由一个或多个紧固件——该一个或多个紧固件通过安装支架310中所形成的狭缝312被接收——安装至一个表面和/或结构(未示出)。驱动构件324置于被固定地连接至安装支架310的支撑件326上。驱动构件324可以以相对小的摩擦相对于支撑件326滑动。

在一些实施方案中，驱动构件324和/或驱动轴354可以可拆装地附接至活塞352，使得腔350以及其远侧的所有零件(包括管140和探针160)在一次或多次使用后或者由于性能退化之后可被置换。

驱动轮322在被包括在驱动机构130内的步进电动机(未示出)的控制下是可旋转的。步进电动机的控制可由控制模块115使用合适的驱动器程序——该驱动器程序例如通常可以从市售的步进电动机获取——来执行。控制模块115可被配置为使得步进电动机旋转驱动轮322，从而通过壁350内的活塞352的推进和缩回来向液柱156的近端传递期望的速度曲线。

如图3和图4A所示，推进机构110可包括被连接至驱动腔351的出口356和管140的一端之间的Y型接头。所述Y型接头330用作一种允许一个或多个导管340、342通过或者并入管140的近侧段内的器件，使得所述导管在管腔141内延伸且沿着管140的大部分长度与液柱156同延。Y型接头330具有被连接的近端332，用于经由开口356与驱动腔351流体连通。近端332形成Y型接头330的第一分支，而第二分支334以锐角远离图3中示出的近端332延伸。Y型接头330具有远端336，液柱156和流体导管340、342穿过该远端336。

导管340可限定一第二管腔——其他导管穿过第二管腔以在辅助装备135和探针160之间传送信号和/或物质。所述导管可包括，例如，空气和/或水通道、用于信号传输的电气导管、控制电缆、活检管等。导管342可包括电气导管，例如用于向暴露在探针160的远侧面162的一个或多个光源提供电压。导管342可固定至导管340，从而随其一起螺旋状地延伸——其中导管340和342都在管140的管腔141内延伸。液柱156在管腔141内的未被导管340、342占据的空间376内延伸。

如图4A和图4B所示，中空的流体连接器410、412、414和416可被用于将推进装置110的不同部分连接在一起。例如，第一连接器410将Y型接头330的近端332连接至管440——管440被连接至开口356附近的壁350。第二连接器412将Y型接头330的远端336连接至管140的近端142。第三连接器将管140的远端连接至远侧管部分450，所述远侧管部分450经由第四连接器416进而被连接至柔性部分460。柔性部分460可直接连接至探针160，且可例如通过使用在导管340和/或342内延伸的控制电气导管被定向地控制。

远端部分450包括膜454，该膜通过密封地抵靠在远侧管部分452的内壁以及导管340、342的外壁上，来密封液柱156的远端。大体圆柱形的密封部分455还可被提供用于阻止来自液柱156的流体进入柔性部分460。

柔性部分460可限定内部管腔或增压室464，导管340、342穿过该内部管腔或增压室以被连接至探针160。柔性部分460具有限定增压室464的柔性壁462。柔性壁462被连接至位于柔性壁462的近端处的第四连接器416以及位于柔性壁462的远端处的探针160。

如图4B所示，探针160可容纳一成像设备474以及一个或多个定位在远端面162的光源472，例如发光二极管，从而把光投向远侧且捕获由光源472照亮的区域的图像。

现在参考图5A和图5B，示出和描述了远端部分450的替代形式。替代的远端部分550被示意性地且未按比例地示出在图5A和图5B中。远端部分550包括柔性膜554，所述柔性膜554被密封地连接至圆柱形壁552的内表面并且沿远侧方向以圆锥形状向内延伸，从而围绕导管340被周向且密封地连接。柔性膜554被定位为使得液柱156被布置在柔性膜554的大体近侧，且第二流体体积556，例如空气，被布置在柔性膜554的远侧。第二流体体积556应当是一种可压缩的流体体积，使得当液柱156由于驱动机构130的作用而向远侧移动时，柔性膜554可变形，如图5B中所示，且在某种程度上压缩第二流体体积556。第二流体体积556的这种压缩以及柔性膜554的弹性变形提供了偏置功能，因为所述变形和压缩趋向于，在液柱156向远侧移动之后，接着沿近侧方向推回液柱156。

现在参考图6，提供了系统100的替代方案的示意性表示。图6中描绘的系统100与上面图1中所描述的那些系统具有相似的特征和功能。另外，计算机系统120包括用于显示所捕获的图像的显示器612、输入设备614(例如键盘)，以及用于与控制模块115相接的用户控制设备616(例如，控制杆)。如果需要的话，可以利用辅助装备135——其可与计算机系统120集成——向活检管提供空气和/或水和/或吸力。控制模块115可被配置为将来自用户输入控制设备616的输入转变为控制信号，所述控制信号被提供至可定向控制的柔性部分662所连接的中间探针160和远端部分(例如图4B、图5A、图5B或者图21至图36所示出和描述的)，从而改变探针160的位置。

导管340、342设置在管140内，以向柔性部分662以及探针160提供合适的控制和/或反馈功能。替代地或者除此之外，其他导管或者控制器件可被设置以定向地控制探针160。如图6所示，远端部分450(或者550、2150、2250、2350、2450、2550、2750、2950、3050、3150、3250、3450或3650)、柔性部分662和探针160形成管140的远端处的远侧部分644。图6示出的系统100的变体可适于例如内窥镜检查或者血管镜。

现在参考图7A和图7B，示出和描述了根据管140的一些特定实施方案的管740。管740具有一限定管腔741的大体圆柱形壁750，液柱156，以及，可选地，导管340、342延伸穿过管腔741。纵向的增强构件752可被嵌入或者布置在壁750内，围绕壁750周向地间隔开。替代地或者除此之外，增强构件752可包括用于连接至探针160的导管，以提供上面所描述的导管功能。

现在参考图8A和图8B，示出和描述了根据管140的一些特定实施方案的管840。管840具有限定管腔841的基本圆柱形壁850，且具有多个围绕壁850的外侧周向设置的增强构件852。增强构件852可以以适当地柔性方式被粘附或者固定至壁850的外表面，以抵抗壁850的直径的变化，同时允许管840沿着道穿过时根据需要发生弯曲。因此，增强构件852与管740的增强构件752在功能和目的上相似。

图9A、图9B、图10A、图10B、图11A和图11B示出的管940、1040和1140也使用相应的增强构件952、1052和1152，从而为管壁提供结构化的整体性，以抵抗由于压力变化而引起的管壁的断裂或者膨胀，同时允许有充分的弯曲以允许柔性通道穿过盘绕的道。图9A和图9B示出了增强构件952，该增强构件以螺旋状围绕和沿着限定中心管腔941的壁950的外侧形成。

管1040与管840和940相似，其中管1040组合了纵向和螺旋状增强构件1052，由此组合了管840和940的特征。增强构件1052围绕限定了中心管腔1041的壁1050的外侧设置。

管1140与管940相似，除了增强构件1152以分开的螺旋形成，所述螺旋随着它们绕壁1150行进而相互交叉。因而，增强构件1152关于它们的螺旋形式是相对地成角度的。这两个螺旋形式相对于管1140的纵向轴线可以具有不同的角度，且因而具有不同地间隔的盘绕。壁1150限定了中心管腔1141，所述管腔1141——如同管腔741、841、941和1041——允许液柱156在其内穿过。

在一些实施方案中，增强构件752、852、952、1052和1152可包括用于连接至探针160以提供上面所描述的导管功能的一个或多个导管。因而，这种增强构件可提供双重功能。对于围绕管壁外侧设置的增强构件852、952、1052和1152，所述构件可被固定至壁的外侧，例如通过合适的粘附或者超声波焊接或者通过覆盖粘结层或者涂层。对于医药应用来说，所述粘附或者固定材料应当是恰当地医药惰性的。在一些实施方案中，增强构件952、1052和1152可用作沿着管壁外部的周期扰动，用于将管与周围区域的摩擦接合增加至足够程度，从而增强管在驱动机构130作用下，在所述道或者其他区域内前进的能力。

图12A、图12B、图13A、图13B、图13C、图14A、图14B、图15A和图15B示出了管140的各种特定实施方案——其中针对在管140的管腔141内延伸的导管的布置，。如图12A和图12B所示，管1240可具有多个在由管1250限定的管腔1241内延伸的导管1262。导管1262可以采用多个导管1262螺旋状地围绕中心导管1262的布置方式延伸，所述中心导管比螺旋状导管1262的直径要大(例如以便容纳其他的导管)。导管1262可占据管腔1241内的大部分空间，同时为液柱156留下充足的空间，以使液柱可在剩余空间376内移动。

如图13A、13B和13C所示，管1340具有限定至少一个管腔1341的大体圆柱形的外壁1350。至少一个分割膜1364在管腔1341内延伸，以将由壁1350限定的内部横截面区域分割为两个或更多个部分，诸如图13B和图13C所示出。图13B示出了管1340a，在该管中，分割膜1364将管腔1341分割为导管1362沿着其穿过的一部分和液柱156沿着其自由穿过的另一部分。图13C示出了图13A的一个替代的横截面，其中管1340b具有将管腔1341分割为四部分的至少两个分割膜1364，所述四部分中的两部分被用于容纳导管1362，同时管腔1341的剩余的两部分允许液柱156沿着其自由移动。

如图14A和图14B所示，根据一些实施方案的管1440具有限定管腔1441的壁1450，管腔1441是主管腔，限定了第二管腔的第二导管1464在所述管腔1441中穿过。所述第二导管1464容纳了多个导管1462，这些导管1462包含在大体圆柱形形式的第二管腔内。第二导管1464可被粘附或者固定至壁1450的内表面，或者与壁1450的内表面整体成形。

现在参考图15A和图15B，示出了根据另一实施方案的管1540，所述管1540具有限定了管腔1541的壁1550。管腔1541是主管腔，限定了第二管腔的第二导管1564延伸通过该主管腔，所述第二导管1564与第二导管1464类似，除了第二导管1564被定位在主要管腔1541的中央。第二导管1564在大体圆柱形管内容纳了多个导管1562。第二导管1564可包括通过一系列间隔定位的元件——例如定位凸条——被定位在主管腔1541中央的管，所述定位凸条以一种不明显妨碍主管腔1541内的液柱156的移动的方式从壁1550向内延伸。

现在参考图16A、图16B、图17A、图17B、图18、图19和图20，示意性示出了驱动机构130的各种实施方案。如图16A和图16B所示，驱动机构130可包括简易活塞1652和被布置用于在由壁1650限定的腔1651内来回地移动活塞1652的驱动轴1654。由于活塞1652在壁1650内来回地重复移动，腔1651内的液体被迫重复地从壁1650内形成的开口1656流出，然后通过开口1656抽回至腔1651。活塞1652密封地与壁1650接合，使得腔1651内的液体不在活塞1652附近穿过。

图17A和图17B中描绘的驱动机构的布置与图16A和图16B中示出的基本上相似，除了纵向可压缩/可伸长的摺箱(bellow)或者波纹管(sylphon)1770被布置为在壁1650的远侧段与活塞1652之间延伸，从而限定了流体体积1751，该流体体积1751以活塞1652(在流体体积的一端处)、波纹管1770的手风琴状的壁以及限定远端开口1656的壁1650为边界。波纹管1770省去了活塞1652与壁1650的密封接合的必要，例如当这种接合可能引起不期望的摩擦量或者可能很难适当地密封时。在一些实施方案中，波纹管1770可被另一柔性膜替代，所述柔性膜也是柔性可压缩的，但是没有柔性管1770那样结构化。

现在参考图18，描述了驱动机构130的另一实施方案，该实施方案采用弹性可变形的柔性膜1870来形成一个用于封闭液体体积1851的外壳的壁。外壳壁1850与柔性膜1870合作，以封闭液体体积1851。被连接至平坦的或者有些弯曲的活塞1852的驱动轴1854被用于向内地推进柔性膜1870，从而将来自液体体积1851的液体排出所述外壳的壁1850上的开口1856。一旦释放(即，缩回)驱动轴1854，柔性膜1870被允许至少部分地返回至一个位置，柔性膜1870弹性地从所述位置偏斜，从而通过产生吸力来增加液体体积1851中的液体量以及从而通过开口1856将液体抽回。驱动轴1854由驱动机构操作，以重复地使柔性膜1870偏斜，从而使液柱156在管腔141内来回移动。在一些实施方案中，驱动轴1854可被连接至柔性膜1870，使得驱动轴1854的缩回引起柔性膜1870更强有力地返回至其松弛位置(或者至少较小偏斜的位置)，由此产生比由柔性膜1870单独可产生的吸力更大的吸力。

图19中示意性示出的驱动机构以与图18示出的驱动机构在相似的原理上操作，除了下述以外：代替推杆和活塞，圆柱形活塞偏心地围绕驱动轴1954旋转，以循环地使弹性柔性膜1970向内偏斜，从而减少由壁1950和柔性膜1970所限定的外壳内的液体1951的体积。随着活塞1952围绕驱动轴1954旋转，液体通过形成在壁1950中的开口1956而被向外推出和被向内吸入。在一些实施方案中，活塞1952可具有椭圆形、非圆形(但是弯曲的)的形状，以向液柱156传递特定的速度曲线。例如，活塞1952可以是更接近球形的形状或者具有相对平坦的面，而非圆形面，但是仍围绕驱动轴1954偏心地旋转。

现在参考图20，示出了又一替代的驱动机构，该驱动机构使用电磁元件2054，该电磁元件定位于一个限定腔2051的壁2050的外侧。活塞2052在电磁元件2054的控制下是可移动的，从而通过形成在壁2050中的开口2056将液体从腔2051中推出，并且随后将液体吸回至腔2051内。活塞2052由合适的材料形成，从而能够使使用元件2054实现电磁控制成为可能，并且与上面结合图16A、16B、17A和17B所描述的实施方案的驱动机构相同，活塞2052采取了使活塞2052与壁2050密封接合，或者使用省去所述密封接合的波纹管。

上面结合图16A至图20所描述的驱动机构的实施方案仅提供可能的机构的一些实施例，其中所述机构用于使管140内的液柱156实现往复移动。可以采用其他的实施方案，例如采用气压的、液压的、电气的或者机械的器件，以在液柱156内以及沿着液柱156产生重复的正和负压力差，从而趋于以一种适当可控地向液柱156传递期望的速度曲线的方式引起其往复移动。

现在参考图21至图36，示出和描述了远侧偏置部分的各种实施方案。与远侧偏置部分550相似，这些实施方案使用各种不同的器件或者机构，用于，一旦液柱156已经被向远侧推进，则接着沿近侧方向将其往回偏置。这还有助于避免——液柱通过驱动机构130在负压下被向近侧吸入时——管壁的破裂。因此，示出在图21至图36的远侧偏置部分全部旨在被定位在液柱156的远侧，但在探针160的近侧，并且它们旨在被定位在管壁内，由管140或者与管140邻近的或者与管140邻接的部分提供。

示出在图21中的远侧偏置腔2150具有最为基本的构造：主要由圆柱形壁2152构成，并带有可移动元件2154，例如可在腔2156内移动的活塞。在其近侧面，元件2154被暴露在液柱156的远端，且响应于液柱156的远侧移动，所述元件被推向远侧。腔2156包括可压缩的流体体积，例如空气，且被壁2152和由另一远侧定位的结构(未示出)提供的远端所封闭。元件2154密封地接合壁2152，使得来自液柱156的液体不穿过进入腔2156。由元件2154的远侧移动所引起的腔2156内的压力增加在元件2154上提供了近侧导向的力，使元件2154沿近侧方向返回——当液柱156由于驱动机构130的作用而被向近侧吸入时。

图22的远侧偏置腔2250以与图21中同样的方式运行，除了所述壁2252在近端和远端限定了被进一步缩小的端通道外。可移动元件2254在壁2252内移动，以响应于液柱156的远侧移动而压缩腔2256。

示出在图23中的远侧偏置腔2350以与图21中示出的同样的方式运行，除了所述腔2350具有远端壁2380，所述远端壁与壁2352处的可移动元件2350一起限定了包括可压缩流体——例如空气——的封闭腔2356。

示出在图24中的远侧偏置腔2450与图23中的相似，除了柔性膜2480被提供作为远端壁。柔性膜2480与可移动的元件2454和壁2452一起限定了包括可压缩的流体——例如空气——的封闭腔2456。根据腔2456内的压力，柔性膜2480膨胀和收缩，并且柔性膜可有助于沿近侧方向偏置可移动元件2454。

示出在图25和图26中的远侧偏置腔2550与示出在图22中的相似，除了可移动元件2554被容纳在壁2552内的弹簧2580向远侧偏置。当可移动元件2554向远侧前进时，弹簧2580压缩，从而趋于沿近侧方向偏置可移动元件2554。弹簧2580位于在可移动元件2554远侧限定的腔2556内。

示出在图27和图28中的远侧偏置腔2750和示出在图25和图26中的相同，除了没有采用弹簧，而是将弹性可偏斜的网格或海绵2780设置在一个在可移动元件2754远侧由壁2752限定的腔2756内。

示出在图29中的远侧偏置腔2950与上面描述的那些相似，但是具有被连接至可移动元件2954的近侧以限定近侧腔2958的波纹管2970，所述近侧腔2958响应于液柱156的远侧移动是可膨胀的，但是趋于根据波纹管的形状记忆和/或远侧流体体积2956内增加的压力而缩回，由此沿近侧方向偏置可移动元件2954。波纹管2970在远侧偏置腔2950的近端处被连接至壁2952。可压缩的远侧流体体积2956被提供在可移动元件2954的远侧，以进一步沿近侧方向偏置可移动元件2954。

示出在图30中的远侧偏置腔3050以与图29示出的相似方式利用第一波纹管3070，以及设置在由壁3052限定的远端腔3056内的第二波纹管3071。第一和第二波纹管3070和3071的相对的形状记忆趋向于沿近侧方向偏置可移动元件3054。示出在图31中的远侧偏置腔3150与示出在图30中的相同，除了其远端壁由弹性可偏斜的柔性膜3180代替。

示出在图32和图33中的远侧偏置腔3250表示图25、图26和图29所示和结合这些图所描述的弹簧和波纹管特征的组合。示出在图34和图35中的远侧偏置腔3450表示上面结合图27、图28和图29所描述的波纹管和海绵/网格特征和功能的组合。图32至图35都采用限定近侧腔3258/3458的近侧设置的且被连接至可移动元件3254/3454的波纹管3270/3470，以及一个偏置元件——例如被定位在壁3252/3452内的可移动元件3254/3454的远侧的弹簧3280或海绵或网格3480。

图36中示出的远侧偏置腔3650具有壁3652，所述壁3652限定弹性可偏斜的近侧柔性膜3654和弹性可偏斜的远侧柔性膜3680之间的内部可压缩流体腔3656。柔性膜3654和3680两者都可响应于液柱156的远侧移动而向远侧偏斜，并且将趋向于返回至静止位置——在该静止位置它们未被向远侧移位——由此趋向于沿近侧方向偏置液柱156。

参考图37A、37B、38A、38B、39A和39B，描述了管140的各种实施方案。每一实施方案都具有厚度为X的标称壁厚，相对于所述标称壁厚X，沿着所述管的外表面形成周期扰动。所述周期扰动具有最大幅度Y和间隔Z。如这些图中所示，周期扰动被形成为具有大体类似枞树(fir-tree)或锯齿上的锯齿的图案。但是，在一些实施方案中，所述周期扰动可以是更圆角的和/或不是(如枞树图案那般)近似扫掠过的。

如图37A所示，管3740的最小壁厚为X，壁厚随着周期扰动在X和X+Y之间变化。示出在图37B中的管3745的壁厚在标称厚度X和X-Y之间变化。

图38A和图38B示出了与图37A和图37B略微不同的枞树模式，其中没有底切，但是其他基本上相同，其中管3845与管3840相比具有更大的标称厚度。

示出在图39A中的管3940在周期扰动之间具有更大的间隔Z，其中壁的厚度在标称厚度X和X+Y之间变化。示出在图39B中的管3945与图39A中所示相同，但是具有更大的标称厚度X，并且壁厚在X和X-Y之间变化。

在所描述和描绘的实施方案中，周期扰动的间隔可为约2mm至约50mm之间的任何值。厚度的变化量(即，幅度)Y可以在0.5mm至约5mm，这取决于所述管所要用的探测应用。标称壁厚X可以是约0.5mm至约10mm，这同样取决于应用。在一些实施方案中，壁厚的变化可以基于幅度Y(或者M，如下面所描述的)的一些百分比，例如该厚度可在X+1/2Y和X-1/2Y之间或者X+1/3Y和X-2/3Y之间变化。

现在参考图40A、图40B、图41A、图41B、图42A和图42B，这些图示出和描述了管140的各种实施方案，其中周期扰动被设置在管的内壁上。管壁的标称厚度L可连同周期扰动的幅度M和周期N一起变化。所描绘的各种实施方案具有大体近似扫掠过的枞树图案——该图案还可被描述为锯齿状图案，尽管也可以采用圆角的和/或不是近似扫掠过的扰动。管4040被示出在图40A中，其壁厚在标称厚度L和L+M之间变化。在图40B中，管4045具有在L和L-M之间变化的标称壁厚。示出在图41A和图41B中的管4140和4145与管4040和4045基本上相同，只是在后者的图中示出了枞树图案的更为尖锐的底切。示出在图42A中的管4240具有在L和L+M之间变化的标称壁厚L。管4245具有在L和L-M之间变化的标称厚度L，如图42B所示。在一些实施方案中，壁厚的变化可基于幅度M的一些百分比，如上面所描述的。

如图43A和图43B所示，管140的实施方案包括管4340和4345，它们表示上面描述的管的实施方案38A、38B、41A和41B的组合。管4340具有标称厚度X，其中厚度在X和X+Y+M之间变化。外侧周期扰动的间隔Z可以与内侧周期扰动的间隔N不同。另外，内侧和外侧周期扰动不需要具有相同的锯齿状或者枞树形状。特别地，内侧或外侧周期扰动的其中之一可以是锯齿状，而另一个可以是更为圆角的且间隔更大的。示出在图43B中的管4345与管4340相似，只是管4345具有较大的标称厚度X，且厚度在X和X-Y-M之间变化。在一些实施方案中，壁厚的变化可基于幅度M和/或Y的比例，如上面所描述的。

图44示出了根据一些实施方案的管4440的示意性表示，其中管的第一部分4441可具有内侧周期扰动，而管4440的第二部分可具有外侧周期扰动。管的第一和第二部分可由不包含任何内侧或外侧周期扰动的部分4442分隔。

根据所描述的实施方案，管140的一些实施方案可包含沿着管140的壁的内或外表面的一部分或者基本大部分的周期扰动。所述管壁的内表面上的这种周期扰动有助于为液柱156的推进提供更大的阻力——由于在一些实施方案中的近似扫掠过的形状的扰动，因此改进了沿远侧方向从液柱156至管140的动量传递。形成在管140的外侧壁上的周期扰动可同样有助于推进管140，通过对管140沿近侧方向的移动提供更大的阻力——相比于沿远侧方向的移动而言，使得液柱156的缩回导致管沿向后方向的较小的移动——相比于沿向前方向实现的管的移动而言。

这里所描述的管140的不同实施方案可以组合，例如与增强构件——例如那些沿着管壁向外延伸或者在管壁内延伸的构件——组合以提供周期扰动。具体地，管腔141内导管——例如导管340、342——的延伸可与管壁内的内侧和/或外侧周期扰动组合，和/或可与外侧的或嵌入的纵向或者螺旋的增强构件相组合。

所描述的管140的实施方案可通过成型工艺来形成，例如，使用如上面描述的合适的材料。

这里所描述的以及在图中示出的实施方案旨在通过实施例和非限制的方式来提供。因此，所描述的实施方案是非限制的且应当被相应地解释。

Claims (38)

1.一种用于推进探针的装置，包括：

细长的柔性管，其大小被设计为使其能够被容纳在一个道内，且其具有近端和远端；

驱动机构，其被连接至所述管的近端；

液柱，其从所述近端延伸至所述远端；

位于所述远端的偏置器件，且该偏置器件被配置为响应于液柱的向远侧移动来促进所述液柱的向近侧移动；和

增强构件，用以抵抗所述管的直径的变化；

其中，所述驱动机构被配置为使管内的液柱移动，从而向管传递向前的动量，由此当所述管的至少所述远端被容纳在所述道的一段中时，促进所述道内的所述管的至少所述远端的推进。

2.如权利要求1的装置，其中所述管具有沿着所述管的至少一段在管的外表面上形成的周期性间隔的突起。

3.如权利要求2的装置，其中所述突起围绕所述管周向延伸。

4.如权利要求2或3的装置，其中所述突起以近似扫掠过的枞树图案方式形成。

5.如权利要求1至3中任一项所述的装置，其中所述管的外表面的轮廓被形成为抵抗所述管沿远侧方向的移动。

6.如权利要求1至3中任一项所述的装置，其中所述管的内表面的轮廓被形成为增强所述液柱沿向前方向移动穿过所述管时的阻力。

7.如权利要求6的装置，其中所述内表面包括沿着所述管的近端的远侧的至少一部分的内侧周期性间隔的突起。

8.如权利要求7的装置，其中所述内侧突起以近似扫掠过的枞树图案方式形成。

9.如权利要求1至3中任一项所述的装置，其中所述液柱的液体的密度与水的密度大致相同或者大于水的密度。

10.如权利要求1至3中任一项所述的装置，其中所述驱动机构被配置为向液柱的近端传递特定的速度曲线，从而增强所述道内的所述管的向前移动。

11.如权利要求10的装置，其中所述速度曲线包括以下部分中的至少一个：

逐渐加速部分，位于所述液柱的向前移动的第一段；

急剧减速部分，位于所述向前移动的第一段之后的液柱的向前移动的第二段；

急剧加速部分，位于所述液柱的向后移动的第一段；以及

逐渐减速部分，位于所述向后移动的第一段之后的液柱的向后移动的第二段。

12.如权利要求1至3中任一项所述的装置，其中所述驱动机构包括被配置为引起所述管内液柱的重复推进和缩回的驱动构件和活塞。

13.如权利要求12的装置，其中所述驱动机构被配置为引起活塞在朝向活塞的每一冲程的终点时急剧地减速。

14.如权利要求12的装置，其中所述驱动机构被配置为引起活塞在远离活塞的每一冲程的终点时急剧地加速。

15.如权利要求1至3中任一项所述的装置，进一步包括柔性膜，其位于所述管内的远端，用于封闭流体柱的远端。

16.如权利要求15的装置，其中所述管的远端容纳由所述管、所述柔性膜和被定位在柔性膜远侧的另一膜所限定的可压缩流体体积。

17.如权利要求1至3中任一项所述的装置，其中所述管的内径沿远侧方向变窄。

18.如权利要求1至3中任一项所述的装置，进一步包括位于所述管远端的探针。

19.如权利要求18的装置，进一步包括沿着所述管延伸且被连接至所述探针的多个导管。

20.如权利要求19的装置，其中所述多个导管包括沿着所述管延伸且被连接至探针的至少一个电气导管，以执行以下操作中的至少一个：将信号发送至探针，和从探针接收信号。

21.如权利要求19或20的装置，其中所述多个导管包括空气供给导管、水供给导管和活检导管中的至少一个。

22.如权利要求19或20的装置，其中所述导管中的至少一个沿着所述管的至少一段螺旋状地延伸。

23.如权利要求19或20所述的装置，其中所述管限定一个所述导管于其内延伸的中心管腔。

24.如权利要求19或20的装置，进一步包括在所述管内延伸的第二管腔，其中所述导管沿着所述管的至少一段在第二管腔内延伸。

25.如权利要求1至3中任一项所述的装置，进一步包括位于所述管的远端的成像设备。

26.如权利要求1至3中任一项所述的装置，其中所述道是血管道或消化道。

27.如权利要求1至3中任一项所述的装置，其中所述道是结构化的道。

28.一种推进探针的方法，所述方法包括：

将细长的柔性管的远端至少部分地定位在道的下端，所述管的大小被设计为使其能够被容纳在所述道内，且所述管具有从所述管的近端延伸至远端的液柱、位于所述远端的偏置器件和用以抵抗所述管的直径的变化的增强构件，且该偏置器件被配置为响应于液柱的向远侧移动来促进所述液柱的向近侧移动，其中所述探针被定位在所述管的远端；和

操作驱动机构，以引起所述管内的液柱的推进，从而向所述管传递向前的动量，由此促进所述道内的所述管的至少远端的推进，以及，其中所述道是非生物的结构或者区域。

29.如权利要求28的方法，其中所述操作包括向所述液柱的近端传递特定的速度曲线，以增强所述道内的所述管的向前移动。

30.如权利要求29的方法，其中所述速度曲线包括以下部分中的至少一个：

所述液柱的向前移动的第一段的逐渐加速部分；

在所述向前移动的第一段之后的液柱的向前移动的第二段的急剧减速部分；

所述液柱的向后移动的第一段的急剧加速部分；和

在所述向后移动的第一段之后的液柱的向后移动的第二段的逐渐减速部分。

31.如权利要求28至30中任一项所述的方法，其中所述操作包括操作活塞和驱动构件，以引起所述管内液柱的重复推进和缩回。

32.如权利要求31的方法，其中所述操作引起活塞在朝向活塞的每一冲程的终点时急剧地减速。

33.如权利要求31所述的方法，其中所述操作引起活塞在远离活塞的每一冲程的终点时急剧地加速。

34.如权利要求28至30中任一项所述的方法，进一步包括沿着所述管的外侧设置轮廓，以抵抗在操作期间所述道内的管沿近侧方向的移动。

35.如权利要求28至30中任一项所述的方法，进一步包括沿着所述管的内侧设置轮廓，以抵抗液柱沿远侧方向通过所述管的移动。

36.如权利要求28至30中任一项所述的方法，其中所述探针包括成像设备，所述方法进一步包括使用所述成像设备捕获所述道内的图像。

37.如权利要求36的方法，进一步包括将对应于所捕获图像的图像数据传输至被配置用于处理和显示这些图像的系统。

38.如权利要求37的方法，其中至少一个电气导管沿着所述管延伸，以执行以下操作中的至少一个：将信号发送至探针，和从探针接收信号；其中所述传输使用至少一个电气导管来执行。