CN102131452A - 可操作性增强的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种成像设备，该成像设备包括：细长的承载件，该承载件适于插入通过消化(GI)道腔的近端开口；活塞头，该活塞头与承载件的远端部联接，并且被构造成：被膨胀，从而与胃肠道腔的壁形成压力密封并保持该压力密封，并响应于来自流体压力源的压力向远端前进通过胃肠道；远端球囊，该远端球囊远离活塞头与承载件联接，并且被构造且可操作成被膨胀，从而使胃肠道腔扩张，由此形成工作空间；以及控制单元，该控制单元被构造且可操作成同时控制活塞头内的压力水平和远端球囊内的压力水平。所述控制包括保持活塞头内的恒定压力水平，由此保持所述压力密封并且周期性地调节远端球囊内的所述压力水平，以利于活塞头在胃肠道腔内向远端前进。

Description

可操作性增强的系统和方法
技术领域
本发明总体涉及压力推进系统，该系统适用于对体腔例如胃肠(GI)道成像。
背景技术
已知许多用于形成体腔(例如胃肠(GI)道)的医疗影像的成像设备。例如，内窥镜检查法被广泛地应用于观测组织、为组织照相，以及从病变处提取样本等。
人体中的管状器官可能具有回旋腔室构造。例如胃肠道从口腔开始，穿过食道、胃、十二指肠和小肠，小肠是折叠许多次以适配在腹部内的长管。小肠与大肠连接，大肠从盲肠、小的囊状外翻部开始，然后继之以上行结肠、横结肠、下行结肠和乙状(S形)结肠，而通到直肠。这些体腔可能遭受病变，影响体腔的解剖结构或构造。例如，可能由硬化或存在创伤组织或肿瘤造成正常构造的内腔狭窄、收缩或关闭。
传统的结肠镜检查利用通过直肠插入大肠(结肠)中的薄的管状光纤探头。用于该过程的常规成像内窥镜包括具有光纤导光件的柔性管，该光纤导光件从外部光源将照明光引到内窥镜的远端，在该远端处照亮待被检查的区域(即，组织、闭塞对象)。
主要是因为大肠和回肠的弯曲和脆性，甚至最具穿透性的结肠镜检查都限定到小肠(回肠)的端部与结肠。内窥镜和结肠镜检查对病人身体造成损害的风险小但危害大，例如十二指肠或回肠穿孔，尤其在疾病已发展到晚期，周围组织已变弱或退化时。
Cabiri等人的PCT公报WO 05/065044描述了一种与生物兼容性流体压力源一起使用的设备，该设备包括适于插入穿过体腔的近端开口的细长承载件以及联接到该承载件的远端部的活塞头，该专利通过引用结合于此。所述活塞头适于在承载件插入体腔之后与体腔的壁形成压力密封，并且适于响应于来自流体压力源的压力向远端前进通过体腔。该设备被构造成通过利于使流体从体腔内的远离活塞头的部位流出体腔外而利于使活塞头远端前进。该设备还包括联接到承载件的远端部附近的光学系统，该光学系统具有远端和近端。
在该PCT申请的一些实施方式中，该设备被描述为包括辅助活塞头，该辅助活塞头在靠近远端活塞头的位置处联接到承载件。所述辅助活塞头被描述为适于被膨胀，从而与结肠的壁形成直接接触并保持该接触。在承载件位于体腔内的至少一个时间点，远端活塞头被描述成适于响应于来自流体压力源的压力与已膨胀的辅助活塞头至少部分同时地处于塌缩状态，并且向远端前进通过结肠。在承载件处于体腔内的至少另一个时间点，辅助活塞头被描述成适于响应于来自流体压力源的压力与膨胀的远端活塞头至少部分同时地处于塌缩状态，并且向远端前进通过结肠。
例如，该PCT申请描述了所述系统可最终遇到障碍或者急弯。在该情况下，所述近端活塞头被描述成膨胀并且所述远端活塞头被描述成塌缩。在该构造中，增压流体被描述成产生作用于所述近端活塞头的近端侧的流体压力比作用于所述近端活塞头的远端侧的流体压力更大。该压力差被描述成与所述承载件一起向远端推进所述近端活塞头。该远端运动使塌缩的远端活塞头越过障碍。
该系统被描述成继续其在体腔内的远端运动，直到近端活塞头遇到障碍。此时，远端活塞头被描述成膨胀，近端活塞头被描述成塌缩。增压流体被描述成产生作用于所述远端活塞头的近端侧的流体压力比作用于所述远端活塞头的远端侧上的流体压力更大。所述压力差被描述成在体腔内向远端推进所述系统，使塌缩的近端活塞头越过障碍。该循环被描述成在必要时尽量多次重复。
发明内容
有必要提供一种改进的成像医疗装置，该成像医疗装置向远端前进通过胃肠道，并且尤其被用作以增强的可操作性进入下胃肠道内的成像设备。这种需求与下列因素相关。下胃肠道由直肠和大肠或结肠组成。结肠从右下象限向上延伸，在横膈膜正下方横穿身体的宽度，沿腹部的左侧向下延伸，然后在与直肠和肛门连接之前以退行的方式绕成环。因内窥镜轴的柔性性质和结肠的下垂性质，难以利用柔性内窥镜对大肠插管。对于一些人，乙状结肠可能非常长并且除了其肠系膜外不固定，因此由于当推动内窥镜通过乙状结肠时乙状结肠往往形成环而可能极难对其进行插管。一些解剖区域(例如乙状结肠连接处、脾曲和肝曲)仅仅由于其曲折性而难以通过。因内窥镜在乙状结肠中绕成环形而加剧穿过该区域的问题。
因此内窥镜检查是一种在进行了几百次检查之后才能精通的困难技术。快速地将管插入肠内并且横穿整个结肠直至盲肠的能力是仅少数内窥镜检查者才具有的技能。对于在内窥镜检查中所遇到的困难的公开调查表明，在15％的案例中，过程失败，这之中由于不能达到结肠或者不能使结肠可见而被视为无效。在35％的案例中，由于过程持续时间延长以及病人经历的疼痛而被视为困难。其它调查表明，达29％的案例被认为是技术上存在困难。
内窥镜通常为100至150厘米长，并且可被插入消化系统的任一端中。通常，该装置具有适于供内窥镜插入的身体开口的特定设计特征。内窥镜被从下部推动，并且利用外部操纵引导通过曲折的通路。
本发明提供一种新颖的成像设备，该成像设备通常为可移动通过体腔的成像设备。
在一些实施方式中，细长的承载件插入通过胃肠(GI)道腔的近端开口(“近端”和“远端”应被理解为是相对于医生来说的)。联接到承载件的远端部的活塞头被膨胀，从而与胃肠道腔的壁形成压力密封并保持该压力密封。所述活塞头响应于来自所述流体压力源的压力向远端前进穿过胃肠道。远端球囊远离所述活塞头被联接到所述承载件。控制单元在保持压力密封的同时使所述远端球囊内的压力水平循环。通常，当所述活塞头的远端运动被阻碍时，所述控制单元使所述压力水平循环。在一些实施方式中，当所述活塞头的远端运动未被阻碍时，所述控制单元附加地使所述远端球囊内的所述压力水平循环。
因此应理解，对于本发明的目的来说，术语“压力密封”应以其常规含义解释为体腔的至少一部分处的闭塞向远端推进所述活塞头。
本发明的一些实施方式提供一种成像系统，该成像系统借助流体压力被推进穿过体腔，例如胃肠(GI)道。本文参照胃肠道描述本发明的实施方式，但应理解，这些实施方式不限于使用在胃肠道中，而是还可用于其它体腔。
因此根据本发明的实施方式提供了一种与生物兼容的流体压力源一起使用的设备，该设备包括：细长的承载件，该承载件适于被插入穿过胃肠(GI)道腔的近端开口；活塞头，该活塞头联接到所述承载件的远端部，并且构造成：被膨胀，从而与胃肠道腔的壁形成压力密封并保持该压力密封，并响应于来自流体压力源的压力向远端前进穿过胃肠道；远端球囊，该远端球囊远离所述活塞头与所述承载件联接，并且被构造且可操作成被膨胀，从而使胃肠道腔扩张，由此产生工作空间；以及控制单元，该控制单元被构造且可操作成同时控制所述活塞头内的压力水平和所述远端球囊内的压力水平，所述控制包括保持所述活塞头内的恒定压力水平，由此保持所述活塞头与胃肠道腔的壁之间的所述压力密封并且周期性地调节所述远端球囊内的所述压力水平，以利于所述活塞头在胃肠道腔内向远端前进。
应理解，胃肠道中的胃和其它体腔具有高度可动的壁，当将力作用于其上时容易移位。它们还非常有力并以各种循环膨胀和收缩。在任何时候，体腔都可被打开或关闭，但最常处于塌缩状态。因此，本发明的远端球囊被构造且可操作成使体腔扩张，以由此在体腔中形成工作空间，以利于活塞头前进并利于内腔的成像。通过周期性地调节远端球囊内的压力实现体腔的扩张。因此球囊在体腔内形成成像工作空间并且稳定地保持该空间。这导致整个设备沿体腔前进的摩擦力降低。
还应注意，使活塞头向远端前进必须与体腔的壁连续接触，因此不能向活塞头施加增压的周期性调节。
在一实施方式中，所述活塞头和所述远端球囊以隔开一定距离的隔开构造布置，所述距离在大约1mm至50mm范围内，优选为10mm。
在一实施方式中，至少所述承载件的在所述活塞头与所述远端球囊之间联接的部分的硬度被选择为在大约30至60肖氏A级的范围内。所述承载件的联接在所述活塞头与所述远端球囊之间的该部分可以是承载件的分离部分或一体部分。应理解，所述承载件的柔性是待被合适地选择的设备的重要特征。一方面，为了插入胃肠道中，该设备必须具有足够的柔性；另一方面，为了在胃肠道内前进并且不弯曲，所述承载件必须具有足够的刚性。因此，所述承载件的至少一部分的硬度必须被选择为能够沿胃肠道插入并前进。所述硬度可沿所述承载件可变。例如，弹簧状构件可被引入所述承载件内，以控制其硬度。
在一实施方式中，所述控制单元被构造且可操作成识别所述活塞头的受阻运动，并且响应于识别出的受阻运动而使所述远端球囊内的压力水平循环。
在一实施方式中，所述控制单元被构造成与所述活塞头的受阻运动的任何指示无关地使所述远端球囊内的压力水平循环。
在一实施方式中，在活塞头向远端前进期间，基本上只要所述活塞头与胃肠道腔的壁之间的压力密封得以保持时，所述控制单元就可使所述远端球囊内的压力水平循环。
在一实施方式中，所述控制单元被构造成接收用户生成的指示所述活塞头的受阻运动的输入，并且响应于所述输入使所述远端球囊内的压力水平循环。
在一实施方式中，所述活塞头被构造成在膨胀状态下直径在大约25mm至100mm的范围内。
在一实施方式中，在所述控制单元使所述远端球囊内的压力水平循环时，所述远端球囊的最大直径在大约10mm至65mm的范围内。
在一实施方式中，所述控制单元被构造成根据长度在大约0.5秒至10秒的范围内的周期使所述远端球囊内的压力水平循环，所述长度尤其是在大约2秒至6秒的范围内。
在一实施方式中，所述控制单元被构造成根据长度在大约1.5秒至4秒的范围内的周期使所述远端球囊内的压力水平循环。
在一实施方式中，所述控制单元被构造成在多个循环期间将所述远端球囊的最小压力水平设定为小于10mbar，优选为小于1mbar和/或基本为0mbar。
在一实施方式中，所述控制单元被构造成在多个循环期间将所述远端球囊的最大压力水平设定为处于大约20至100mbar的范围内。在一实施方式中，所述设备包括抽吸源，该抽吸源被构造成从所述远端球囊抽吸流体，所述控制单元被构造成通过控制所述抽吸源而使所述远端球囊内的压力水平循环。
在一实施方式中，所述控制单元被构造成通过被动地允许流体从所述远端球囊排出而使所述远端球囊内的压力水平循环。
在一实施方式中，所述控制单元被构造成使所述远端球囊内的压力水平循环，以有选择地使所述球囊的近端和/或远端塌缩或膨胀，并因此根据期望的临床效果调节所述工作空间的尺寸。
在一实施方式中，所述设备包括：至少第一流体压力源和第二流体压力源；第一通路，该第一通路与所述第一压力源和所述活塞头流体连通，用于使所述活塞头膨胀；以及第二通路，该第二通路与所述第二压力源和所述远端球囊流体连通；使得所述控制单元通过驱动所述第一压力源以保持所述活塞头与胃肠道腔的壁之间的压力密封并且通过驱动所述第二压力源以周期性地调节所述远端球囊内的压力水平，从而同时地并独立地控制所述活塞头内的压力水平和所述远端球囊的压力水平。
在一实施方式中，所述设备包括影像捕获装置，该影像捕获装置远离所述远端球囊安装在所述承载件上，被构造并可操作成对胃肠道成像。所述远端球囊被构造并可操作成在胃肠道与所述影像捕获装置之间产生空间，以利于对所述胃肠道成像。
应理解，当所述影像捕获装置定位成与体腔接触时，难以成像相关的组织。因此，所述球囊在远离所述成像设备的容纳影像捕获装置的前端的相关组织之间产生空间。
此外，应理解，供安装所述影像捕获装置的所述承载件是柔性的，因此所述影像捕获装置由于重力而被向下吸引。因此，所述远端球囊被构造并操作成将所述承载件置于所述胃肠道(例如结肠)的中央附近，该胃肠道的直径大于所述承载件的直径，并且保持承载件的纵向取向。结肠在全景视野内的壁因此距影像捕获装置几乎等距，以减小所需景深并简化曝光。
在一实施方式中，所述远端球囊在膨胀状态下直径小于所述活塞头的直径。
在另外的实施方式中，所述远端球囊与胃肠道形成压力密封，以使所述设备能够向远端前进。
根据本发明的实施方式，还提供一种方法，该方法包括，在活塞头与胃肠(GI)道腔的壁之间形成压力密封，所述活塞头靠近远端球囊布置；通过向所述活塞头的外表面施加流体压力，而使所述活塞头和所述远端球囊向远端前进通过胃肠道腔；并且在保持所述活塞头与胃肠道腔的壁之间的压力密封的同时，周期性地调节所述远端球囊内的压力水平，以使胃肠道腔扩张，由此产生利于所述活塞头前进的成像工作空间。
在一实施方式中，在所述活塞头与胃肠道腔的壁之间形成压力密封包括在所述活塞头与胃肠道腔的壁之间形成压力密封，所述活塞头的远端面被布置在向近端距所述远端球囊的近端表面在大约1mm至50mm的范围内的距离处。
在一实施方式中，所述方法还包括识别所述活塞头的受阻运动，其中，周期性地调节所述远端球囊内的压力水平包括响应于识别出的受阻运动周期性地调节所述远端球囊内的压力水平。
在一实施方式中，所述方法还包括接收用户生成的指示所述活塞头的受阻运动的输入，其中，周期性地调节所述远端球囊内的压力水平包括响应于所述输入周期性地调节所述压力水平。
在一实施方式中，周期性地调节所述远端球囊内的压力水平包括与所述活塞头的受阻运动的任何指示无关并且/或者基本上只要在所述活塞头远端前进期间在所述活塞头与胃肠道腔的壁之间的压力密封得以保持时，使所述远端球囊内的压力水平循环。
在一实施方式中，周期性地调节所述远端球囊内的压力水平包括调节所述远端球囊内的压力水平，使得在多个循环期间所述远端球囊的最大直径为10mm至65mm。
在一实施方式中，周期性地调节所述远端球囊内的压力水平包括下列情况中的至少一种：根据长度为0.5秒至10秒(具体为2秒至6秒的长度)的周期调节所述远端球囊内的压力水平；在多个循环期间将所述远端球囊内的压力水平设定成处于最小值至少0.5秒，并且在多个循环中设定成处于最大值至少10秒；在多个循环期间将所述远端球囊内的最小压力水平设定成小于10mbar，尤其为小于1mbar，尤其为基本0mbar；在多个循环期间将所述远端球囊内的最大压力水平设定成大于20mbar，尤其为大于60mbar。
在一实施方式中，周期性地调节所述远端球囊内的压力水平包括致动抽吸源，以从所述远端球囊抽吸流体。
在一实施方式中，周期性地调节所述远端球囊内的压力水平包括被动地允许流体从所述远端球囊排出。
附图说明
图1A至1B是根据本发明的一个实施方式布置在对象的胃肠道内的活塞头和远端球囊的示意图；
图2A至2B是根据本发明的一个实施方式分别处于塌缩状态和膨胀状态的远端球囊的示意图；以及
图3A至3B是示出根据本发明的一个实施方式周期性调节远端球囊内的压力的曲线图。
具体实施方式
现在参照图1A，该图是根据本发明的一个实施方式的成像设备100的实施例的示意图。根据本发明的一个实施方式，成像设备100包括控制单元25以及布置在对象的胃肠道腔24内的活塞头20和远端球囊22。活塞头20与承载件的远端部联接，并且构造成被膨胀从而与胃肠道腔的壁形成压力密封并保持该压力密封，并且响应于来自流体压力源的压力向远端前进穿过胃肠道。远端球囊22远离活塞头联接到承载件，并且构造并可操作成被膨胀，从而使胃肠道腔扩张，由此形成成像工作空间。控制单元25构造并可操作成，通过保持活塞头内压力水平恒定以由此保持活塞头与胃肠道腔壁之间的压力密封并且通过周期性地调节远端球囊内的压力水平以利于使活塞头在胃肠道腔内向远端前进，从而同时控制活塞头内的压力水平和远端球囊内的压力水平。
细长的承载件28通过胃肠(GI)道腔的近端开口插入该胃肠道腔中。在图1A的具体但非限性实施例中，导向件26插入对象体腔的近端开口中，例如胃肠道腔24，细长的承载件28通过导向件中的孔插入体腔中。构造成对胃肠道腔成像的影像捕获装置30通常远离远端球囊22安装在承载件28上。
应理解，远端球囊还构造并可操作成在胃肠道与影像捕获装置之间产生空间，以利于对胃肠道成像。
参照图1B，图1B示出了成像设备100的一部分的放大图。承载件28包括活塞头通路34，该活塞头通路与活塞头20流体连通，并且与增压的生物兼容性流体源32连接，例如但不限于用于使活塞头20膨胀的增压空气、CO2或水(未示出)的源。在一些实施方式中，导向件26形成有与同一源32或另一个源连接的源通路29。
对于一些应用，活塞头膨胀流体压力源被调节成不管活塞头响应于胃肠道腔24的直径变化产生的体积变化如何都保持活塞头20内的压力基本恒定。例如，活塞头被构造成当该活塞头处于膨胀状态时直径为25mm至100mm。
排出管38可穿过或围绕活塞头20(并穿过或围绕远端球囊22)，该排出管具有远离活塞头20的开口40，流体可通过该开口40排到外部。即，排出管38的近端使经过导向件26的流体排放到外部。
动力供应管42(例如，包括电线、光纤等)可穿过承载件28，用于与影像捕获装置30连接。
在一些实施方式中，流体供应管44穿过承载件28，并且与流体源(未示出)连接，该流体源例如为增压的水，用于清洁影像捕获装置30附近的区域，或者与排出管38连通，用于清洁胃肠道腔24自身。
通过经由通路34使流体(例如空气)通入胃肠道的靠近活塞头的部位而向活塞头20施加压力，这样使活塞头穿过胃肠道前进。在活塞头前进期间，排出管38将由于活塞头的前进而积聚的压力排到外部。通常通过以相反方式产生压差以主动使活塞头20与承载件28一起向近端推进而使活塞头穿过胃肠道向近端撤回。来自另一个(例如第三)流体压力源(未示出)的增压流体(例如空气)借助穿过或围绕活塞头20的压力施加管被引到活塞头20的远端侧。远端球囊因此通过不同的流体压力源而独立于活塞头被控制。
任选地，排出管38在撤回期间用作压力施加管。增压流体产生作用于活塞头20的远端侧比作用于活塞头20的近端侧更大的流体压力，由此向近端推进活塞头和承载件。在活塞头通过胃肠道前进和/或撤回期间，成像装置30对胃肠道成像。
在一些实施方式中，另一通路46穿过或围绕活塞头20。设备100可具有与另一通路46和远端球囊22流体连通的另一流体压力源(未示出)。控制单元25同时且独立地控制经由通路46从另一流体压力源流入远端球囊22中的流体流。流体经由通路46通过导向件26通向外部而从远端球囊22去除。
在一些实施方式中，第一通路向远端球囊供应流体，第二通路从远端球囊移除流体。通常，流体压力源供应增压的生物兼容性流体，例如但不限于增压空气、CO2或水。对于一些实施方式，流体以被动方式(即，通过允许流体流出体腔外)经由通路46从远端球囊排出。可选地，通路46联接到抽吸源，并且该抽吸源从远端球囊主动地抽吸流体。例如，控制单元25控制抽吸源。
现在参照图2A至2B，图2A至2B是根据本发明的一个实施方式分别处于塌缩状态(图2A)和膨胀状态(图2B)的远端球囊22的示意图。在一些实施方式中，活塞头20膨胀，从而与胃肠道腔24的壁形成压力密封并保持该压力密封(例如图1A中所示)。如上所述，活塞头响应于来自流体压力源的压力向远端前进穿过胃肠道。控制单元25(图1A中所示)使远端球囊内的压力水平循环，同时保持活塞头与所述壁之间的压力密封。
在一些实施方式中，当活塞头的远端运动受到阻碍时，控制单元使远端球囊内的压力水平循环。控制单元25识别活塞头20的运动(例如，通过使用联接到活塞头的加速传感器)，并且响应于识别出的运动的参数使远端球囊22内的压力水平循环。可选地或者附加地，控制单元接收用户生成的指示活塞头运动受阻的输入，并且响应于该输入使远端球囊内的压力水平循环。对于一些应用，控制单元与活塞头的受阻运动的指示无关地使远端球囊内的压力水平循环。例如，在活塞头向远端前进期间，基本上只要活塞头与胃肠道腔壁之间的压力密封得以保持，控制单元就可使远端球囊内的压力水平基本连续地循环。
对于一些应用，远端球囊20的最大直径D2为10mm至65mm，同时控制单元25使远端球囊内的压力水平循环。远端球囊22通常通过管50与活塞头20联接，管50可以是承载件28的分离部分或一体部分。在一些实施方式中，管50具有30至38的肖氏A级硬度。通常，在其中球囊的最大直径D2为10mm至50mm的实施方式中，管50的长度L为5mm至30mm，在其中球囊的最大直径D2为50mm至65mm的实施方式中，管50的长度L为20mm至50mm。
在一些实施方式中，控制单元被构造成使远端球囊内的压力水平循环，以有选择地塌缩或膨胀球囊的远端和/或近端(22A和22B)。
现在参照图3A至3B，图3A至3B是根据本发明一实施方式示出远端球囊22内的周期性压力调节的曲线图。图3A示出4秒循环，根据该循环，球囊压力在每个循环处于0mbar的最小压力下2秒，并且在每个循环处于25mbar的最大压力下2秒。图3B示出8秒循环，根据该循环，球囊压力在每个循环处于0mbar的最小压力下4秒，并且在每个循环处于50mbar的最大压力下4秒。
通常，当活塞头20的前进和/或撤回受到设备和胃肠道腔之间的相互作用阻碍时，远端球囊22内的周期性压力调节有利于该前进和/或撤回。
应理解，通过向活塞头的外表面施加流体压力以产生压力差，该设备具有响应于来自流体压力源的压力通过体腔向近端撤回的能力。来自流体压力源的增压流体(例如空气)经由穿过或围绕活塞头20的压力施加管被引向活塞头20的远端侧。任选地，排出管38在撤回期间用作压力施加管。增压流体产生作用于活塞头20的远端侧上比作用于活塞头20的近端侧上更大的流体压力，由此向近端推进活塞头和承载件。活塞头20的近端侧与体腔外部之间的排出管通过施加吸力可主动或被动地帮助在活塞头20两侧产生压力差。在活塞头撤回期间，不对远端球囊内的压力水平进行周期性地调节，而是使其保持在恒定的最小压力，从而使远端球囊膨胀，以在胃肠道与影像捕获装置之间产生空间，如以上所述该影像捕获装置远离远端球囊安装在承载件上以利于对胃肠道进行成像。膨胀的远端球囊能够使影像捕获装置淹没在体腔内。
在一些实施方式中，设备100包括抽吸源(未示出)，该抽吸源构造成从远端球囊主动地抽吸流体。控制单元25被构造成通过控制抽吸源而使远端球囊内的压力水平循环。抽吸源的压力水平周期长度在大约0.5秒至5秒范围内。
可选地或附加地，流体被动地从远端球囊排出。远端球囊内的压力水平周期长度在大约1.5秒至10秒范围内。在一些实施方式中，该周期使得远端球囊的压力水平在多个循环中处于最小值大约0.5至4秒，并且在多个循环中处于最大值大约0.5至4秒。
在一些实施方式中，在多个循环期间远端球囊内的最小压力小于10mbar，例如，小于1mbar，例如基本为0mbar。在一些实施方式中，在多个循环期间远端球囊内的最大压力大于20mbar，例如大于65mbar。
例如，远端球囊以大约50至60mbar的目标压力脉动。可以为几种操作方式：(1)在大约0至6秒(优选为2秒)范围内的一个循环施加恒定压力。然后进行主动塌缩，并且在大约0至2秒内不施加压力。(2)通过闭合通道施加恒定压力0至6秒(通常为2秒)(在该情况下，即使周围压力升高，球囊也不受控制或者不能减小其体积)。然后进行主动塌缩，并且在大约0至2秒内不施加压力。(3)远端球囊可立即再次塌缩或膨胀(最快频率)。
应理解，如上所述，胃肠道的与直肠连接的下部是薄部，其中，活塞头在该薄部中的插入和膨胀困难。为了解决上述问题，通过保持恒定的压力水平，直径显著小于活塞头的直径并且在活塞头之前插入体腔中的远端球囊可膨胀而与胃肠道形成压力密封，以使设备能够向远端前进。
在一些实施方式中，使用远端球囊向远端驱动活塞头和整个设备。然后通过小于供应的后部压力(即，作用在活塞头的近端侧的压力)的压力使活塞头膨胀。在该模式下，活塞头通常因比其周围压力小的低压而塌缩，但一旦观察到泄漏(例如当远端球囊与结肠壁不形成压力密封时)，则后部压力迅速降低(由于泄漏)，而使活塞头与结肠产生压力密封。因此，本发明的系统分开控制活塞头和远端球囊的能力使得能够执行特别是当活塞头与结肠壁之间存在泄漏时以及当活塞头的近端侧的压力下降时必需的该类操作。通过利用该操作模式，活塞头由于周围压力下降体积增大，从而能够与结肠壁更好地密封，进一步防止泄漏。
本领域技术人员应理解，本发明不限于以上具体示出并描述的内容。而且，本发明的范围包括上述各种特征的组合和次组合，并包括由本领域技术人员在阅读了前述说明后会想到的不存在于现有技术中的变型和修改。

Claims (24)

1.一种成像设备，该成像设备包括：细长的承载件，该承载件适于被插入而穿过胃肠道腔的近端开口；活塞头，该活塞头与所述承载件的远端部联接，并且被构造成：被膨胀，从而与胃肠道腔的壁形成压力密封并保持该压力密封，并响应于来自流体压力源的压力向远端前进穿过胃肠道；远端球囊，该远端球囊相对于所述活塞头在远端与所述承载件联接，并且被构造且可操作成被膨胀，从而使胃肠道腔扩张，由此形成工作空间；以及控制单元，该控制单元被构造且可操作成同时控制所述活塞头内的压力水平和所述远端球囊内的压力水平，所述控制包括保持所述活塞头内的恒定压力水平，由此保持所述压力密封并且周期性地调节所述远端球囊内的压力水平，以利于所述活塞头在胃肠道腔内向远端前进。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述远端球囊和所述活塞头以隔开一定距离的隔开构造布置，所述距离在大约1mm至50mm范围内。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述控制单元被构造且可操作成识别所述活塞头的受阻运动，并且响应于识别出的受阻运动使所述远端球囊内的压力水平循环。
4.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述控制单元被构造成接收用户生成的指示所述活塞头的受阻运动的输入，并且响应于所述输入使所述远端球囊内的压力水平循环。
5.根据权利要求1所述的设备，其中，至少所述承载件的在所述活塞头与所述远端球囊之间联接的部分被选择为硬度在大约30至60肖氏A级的范围内。
6.根据权利要求1至5所述的设备，其中，所述活塞头被构造成在处于膨胀状态时直径在大约25mm至100mm的范围内。
7.根据权利要求1至6所述的设备，其中，所述远端球囊的直径在大约10mm至65mm的范围内。
8.根据权利要求1至7所述的设备，其中，所述控制单元被构造成根据长度在大约0.5秒至10秒范围内的周期使所述远端球囊内的压力水平循环。
9.根据权利要求1至8所述的设备，该设备还包括抽吸源，该抽吸源被构造成从所述远端球囊抽吸流体，所述控制单元被构造成通过控制所述抽吸源而使所述远端球囊内的压力水平循环。
10.根据权利要求1至9所述的设备，其中，所述控制单元被构造成通过被动地允许流体从所述远端球囊排出而使所述远端球囊内的压力水平循环。
11.根据权利要求1至10所述的设备，其中，所述控制单元被构造成使所述远端球囊内的压力水平循环，以有选择地使所述球囊的近端和/或远端塌缩或膨胀。
12.根据权利要求1至11所述的设备，该设备还包括：至少第一流体压力源和第二流体压力源；第一通路，该第一通路与所述第一压力源和所述活塞头流体连通，用于使所述活塞头膨胀；以及第二通路，该第二通路与所述第二压力源和所述远端球囊流体连通；使得所述控制单元通过驱动所述第一压力源以保持所述活塞头与胃肠道腔的壁之间的压力密封并且通过驱动所述第二压力源以周期性地调节所述远端球囊内的压力水平，从而同时地并独立地控制所述活塞头内的压力水平和所述远端球囊内的压力水平。
13.根据权利要求1至12所述的设备，该设备还包括影像捕获装置，该影像捕获装置被构造并可操作成相对于所述远端球囊在远端安装在所述承载件上，以对所述胃肠道成像。
14.根据权利要求13所述的设备，其中，所述远端球囊被构造并可操作成在胃肠道与所述影像捕获装置之间产生空间，以利于对所述胃肠道成像。
15.根据权利要求1至14所述的设备，其中，所述远端球囊在膨胀状态下直径小于所述活塞头的直径。
16.根据权利要求1至14所述的设备，其中，所述远端球囊与胃肠道形成压力密封，以使所述设备能够向远端前进。
17.一种方法，该方法包括：在活塞头与胃肠道腔的壁之间形成压力密封，所述活塞头靠近远端球囊布置；通过向所述活塞头的外表面施加流体压力，而使所述活塞头和所述远端球囊向远端前进穿过胃肠道腔；并且在保持所述活塞头与胃肠道腔的壁之间的压力密封的同时周期性地调节所述远端球囊内的压力水平，以使胃肠道腔扩张，由此形成利于所述活塞头前进的成像工作空间。
18.根据权利要求17所述的方法，该方法还包括识别所述活塞头的受阻运动，其中，周期性地调节所述远端球囊内的压力水平包括响应于识别出的受阻运动周期性地调节所述远端球囊内的压力水平。
19.根据权利要求17所述的方法，该方法还包括接收用户生成的指示所述活塞头的受阻运动的输入，其中，周期性地调节所述远端球囊内的压力水平包括响应于所述输入周期性地调节所述压力水平。
20.根据权利要求17至19所述的方法，其中，周期性地调节所述远端球囊内的压力水平包括根据长度为0.5秒至10秒的周期调节所述远端球囊内的压力水平。
21.根据权利要求17至20所述的方法，其中，周期性地调节所述远端球囊内的压力水平包括在多个循环期间将所述远端球囊的最小压力水平设定成小于10mbar。
22.根据权利要求17至21所述的方法，其中，周期性地调节所述远端球囊内的所述压力水平包括在多个循环期间将所述远端球囊内的最大压力水平设定成大于20mbar。
23.根据权利要求17至22所述的方法，其中，周期性地调节所述远端球囊内的压力水平包括致动抽吸源，以从所述远端球囊抽吸流体。
24.根据权利要求17至23所述的方法，其中，周期性地调节所述远端球囊内的压力水平包括被动地允许流体从所述远端球囊排出。
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