CN103068332A - 被导航的可塑性外科器械 - Google Patents

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Abstract

一种外科器械，能够包括本体、跟踪设备和手柄。该本体能够包括近端端部和远端端部，以及在它们之间延伸的流动通道。该本体由可塑性材料形成从而使得它能够在近端端部和远端端部之间从第一构造弯曲成第二弯曲构造并保持该弯曲构造。该跟踪设备能够定位在远端端部附近以跟踪器械的远端末梢。该手柄能够联接至本体的近端端部并能够包括与本体流动通道流体连通的内部流动通道。该跟踪设备能够包括绕着本体缠绕至手柄的成对引线，其中，该缠绕的引线能够顺应本体的弯曲构造，使得它们在本体的弯曲期间不会张紧或破裂。

Description

被导航的可塑性外科器械
相关申请的交叉参引
本申请要求2011年4月29日提交的美国专利申请No.13/097，243的优先权，以及2010年4月30日提交的美国临时专利申请No.61/330，024的权益。上述申请的公开内容通过参引并入本文。
技术领域
本发明总体上涉及一种被导航的可塑性外科器械。
背景技术
该部分中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，可能不构成现有技术。
能够在例如人体的生物体上执行外科手术，用于对该生物体提供治疗。外科中的一个领域包括在患者的面部空腔上执行的手术，例如在耳朵、鼻子或咽喉（耳鼻喉科）上执行的手术。例如，在这种手术中，例如抽吸装置之类的外科器械可被插入到这种空腔中，以执行手术。因为外科医生对于关注的区域的观看视角会被空腔的周围组织遮挡，因此降低了外科医生有效地实施治疗（例如抽吸过程）的能力。因此，期望提供一种机构，以使得外科医生能够在手术效率或实施治疗的视角范围不被最小化或降低的情况下进行治疗。
在导航系统中，器械设置有跟踪设备。然而，有时，这种跟踪设备是难以操作的或者对于器械而言是笨重的。在另一些情况中，该跟踪设备会被放置在器械的手柄中或近端区域中，使得在远端末梢移动或者相对于手柄被移动的情况下，该远端末梢不再能够被精确地跟踪。
在一些手术中，还难以有效地引导该外科器械通过生物体的各种形状的空腔。为了解决该困难，已经将器械开发成包括构造为永久柔性的柔性细长部。由于这些柔性的器械会顺应于生物体的内腔，它们不保持任何特定的构造，这使得它们通常不适用于某些手术，例如耳鼻喉科的抽吸手术。
发明内容
该部分提供本公开的概要，其并非本公开所有特征的全部范围的全面公开。
在一个形式中，提供一种外科器械，能够包括细长本体部、跟踪设备和手柄部。该细长本体部能够包括近端端部、远端端部和内径，该内径在近端端部与远端端部之间限定第一内部流动通道。本体部能够由可塑性金属材料形成，使得该本体部能够在近端端部与远端端部之间从第一构造弯曲成第二构造并保持该弯曲构造。跟踪设备能够在远端端部附近或靠近远端端部地定位，并能够适于与导航系统相配合以跟踪器械的远端末梢。手柄部能够联接至本体部的近端端部并能够包括与第一内部流动通道流体连通的第二内部流动通道。跟踪设备能够包括从跟踪设备到手柄部绕着本体部缠绕的至少一对引线，缠绕的引线能够构造成顺应本体部的弯曲构造，使得它们在本体部的弯曲期间不会张紧或破裂。
在另一形式中，提供一种外科器械，能够包括细长管状本体部、管状插入部和套管。管状本体部能够具有近端端部、远端端部和内径，该内径在近端端部与远端端部之间限定第一内部流动通道。本体部能够由可塑性金属材料形成，使得该本体部能够在近端端部和远端端部之间从第一构造弯曲成第二构造并保持该弯曲构造。管状插入部能够具有近端端部和远端末梢，插入部的近端端部能够接纳在本体部的远端端部的内径中，并且插入部能够由刚性、不可弯曲的材料形成。套管能够构造成接纳在插入部上并从其远端端部局部地朝着近端端部延伸。该器械还包括跟踪设备和手柄部。跟踪设备能够在插入部的远端末梢附近联接至套管，并能够适于与导航系统相配合以跟踪器械的远端末梢。手柄部能够联接至本体部的近端端部并能够包括与第一内部流动通道流体连通的第二内部流动通道。跟踪设备能够包括相对于本体部的纵向轴线呈锐角地绕着该本体部螺旋地缠绕的至少一对引线，其中，螺旋地缠绕的引线能够构造成顺应本体部的弯曲构造，使得它们在本体部的弯曲期间不会张紧或破裂。柔性外层能够覆盖该本体部、套管、插入部和跟踪设备。
根据在此提供的说明，其它应用领域将变得明显。应当理解，说明和具体实例仅意在用作说明性目的，而不应限制本教导的范围。
附图说明
通过详细说明、附加权利要求以及后文的附图，将更全面地理解本教导。附图仅用于说明性目的，不应限制本公开的范围。
图1为根据本公开原理的示例性导航系统的立体图；
图2为根据本公开原理的用于导航系统的示例性可塑性抽吸器械的俯视图；
图3为根据本公开原理的示例性抽吸器械的侧视图；
图4为根据本公开原理的示例性抽吸器械的远端区域的局部立体图；
图5为根据本公开原理的示例性抽吸器械的远端区域的局部侧视图；
图5A为根据本公开原理的示例性线的径路构造的分解视图；
图6为根据本公开原理的图5的示例性抽吸器械的局部截面图；
图7为根据本公开原理的示例性抽吸器械的手柄部的局部视图；
图8和9为根据本公开原理的示例性的替代性跟踪传感器构造的示意图；
图10为根据本公开原理的示例性可塑性抽吸器械的示例性弯曲或定形构造的视图；
图11为根据本公开原理的示例性抽吸器械的远端区域的局部立体图，示出了示例性的替代性跟踪装置；以及
图12为根据本公开原理的示例性抽吸器械的远端区域的局部立体图，示出了另一示例性的替代性跟踪装置。
具体实施方式
下文的说明本质上仅用作示例，不以任何方式限定本发明、它的应用或用途。应当理解，在整个附图中，相应的参考标号指示相同或相应的零件或特征。
图1为概括性地示出了根据本公开的多种示例性实施方式的图像引导式导航系统10的图示，该导航系统10用于外科器械100（例如，可导航的可塑性抽吸设备或抽吸器械）的非直达导航。示例性导航系统包括在2008年4月29日公告的John H.Dukesherer等人的美国专利No.7,366,562以及2008年6月5日公开的Bradley A.Jascob等人的美国专利申请公开号No.2008/0132909中公开的内容，这两项申请的内容通过参引并入本文。市售导航系统包括美敦力导航公司（MedtronicNavigation,Inc）出售的AxiEMTM手术导航系统，该公司在美国科罗拉多州的路易斯维尔具有营业处。应当理解，虽然通常结合耳朵、鼻子和咽喉（耳鼻喉科）手术而描述导航系统10和抽吸器械100，但导航系统10和抽吸器械100能够使用于多种其他的适当的手术中。
通常，导航系统10能够用于跟踪抽吸器械100（包括其远端末梢或端部）的位置，在此将进行描述。导航系统10通常能够包括可选的成像系统20，例如构造成C臂24的X射线透视成像设备，和图像设备控制器28。C臂成像系统20能够为任何适当的成像系统，例如本领域熟知的数字相机或CCD相机。获得的图像数据能够被储存在C臂控制器28中并被发送到导航计算机和/或处理器控制器或工作站32，其具有用以显示图像数据40的显示设备36以及用户接口44。该工作站32还能够包括或连接至图像处理器、导航处理器和用以保存指令和数据的存储器。工作站32能够包括对导航过程进行协助的优化处理器。还将了解到，该图像数据并不必然首先保留在控制器28中，而是也可直接传递至工作站32。而且，能够由单个或多个处理器（所有这些包含或不包含在该工作站32中）来完成用于导航系统和优化的处理。
该工作站32提供以下能力：将图像数据40作为图像显示在显示设备36上、保存、数字化操作或打印所接收的图像数据的硬拷贝图像。用户接口44（其可为键盘、鼠标、触笔、触屏或其他适合的设备）允许外科医生或用户50提供输入以经由C臂控制器28控制该成像设备20，或调节显示设备36的显示设定。
继续参见图1，导航系统10还能够包括跟踪系统，例如电磁（EM）跟踪系统60。能够理解，该EM跟踪系统60的介绍涉及任何适当的跟踪系统。EM跟踪系统60能够包括定位器，例如线圈阵列64和/或第二线圈阵列68、线圈阵列控制器72、导航探头接口80和可跟踪的抽吸器械100。器械100能够包括一个或多个器械跟踪设备84，在此将进行介绍。简言之，跟踪设备84能够包括电磁线圈，用以感应由定位线圈阵列64、68生成的磁场并向导航系统10提供信息以确定跟踪设备84的定位。然后导航系统10能够确定抽吸器械100的远端末梢的位置，用以实现相对于患者34和患者空间的导航。
EM跟踪系统60能够使用线圈阵列64、68来产生用于导航的电磁场。该线圈阵列64、68能够包括多个线圈，每个线圈可操作以在患者34的导航区域（有时候称为患者空间）中生成不同的电磁场。在1999年6月22日公告的标题为“位置定位系统（Position Location System）”的美国专利No.5,913,820以及在1997年1月14日公告的标题为“对导管探头进行导航的方法和系统（Method and System for Navigating a Catheter Probe）”的美国专利No.5,592,939中陈述了代表性的电磁系统，上述专利通过参引并入本文。
线圈阵列64、68能够由线圈阵列控制器72控制或驱动。线圈阵列控制器72能够以时分复用方式或频分复用方式驱动线圈阵列64、68中的每个线圈。关于这点，可在不同的时间单独地驱动每个线圈，或者可以通过用不同的频率驱动各个线圈而同时驱动所有线圈。
一旦用线圈阵列控制器72驱动线圈阵列64、68中的线圈，则在患者34体内正在被执行医疗手术的区域（有时候也被称为患者空间）之中生成电磁场。在患者空间中生成的电磁场在布置在抽吸器械100之上或之中的跟踪设备84中诱导出电流。来自跟踪设备84的这些诱导信号能够被传递至导航探头接口80并随后转达至线圈阵列控制器72。该导航探头接口80还能够包括放大器、滤波器和缓冲器，以与器械100中的跟踪设备84直接互联。替代性地，跟踪设备84，或任何其他恰当的部分，可采用无线通信通道，例如2002年11月5日公告的标题为“外科通信电源系统（SurgicalCommunication Power System）”的美国专利No.6,474,341中所公开的无线通信通道，该专利通过参引并入本文，这与直接联接至导航探头接口80的方式相反。
如果使用电磁跟踪组件，则该跟踪系统60实质上通过以下方式工作：将线圈阵列64、68布置在患者32附近以生成磁场，该磁场能够是低能量的，并且通常被称作导航场。因为该导航场或患者空间中的每个点都与唯一的场强相关联，所以该电磁跟踪系统60能够通过测量在跟踪设备84的位置处的场强而确定器械100的位置。线圈阵列控制器72能够接收来自跟踪设备84的诱导信号并发出关于定位的信息，其中，定位信息能够包括与被跟踪的抽吸器械100相关联的跟踪设备84的x、y和z位置以及滚转、俯仰和偏摆定向信息。相应地，能够由该导航系统10确定六个自由度（6DOF）的信息。
现在参见图2-10，将更详细地描述被导航的可塑性外科器械100。在一个示例性构造中，该可塑性外科器械100能够用于抽吸，包括在ENT（耳鼻喉科）手术中的流体和组织移除。然而，应当理解，该被导航的可塑性器械100能够按照需要用在多种其他外科手术中，并且，能够设置为可塑性的或柔性的内诊镜、可塑性的或柔性的导管和/或可塑性的插管等形式。因此，虽然下文的说明继续参照被导航的可塑性抽吸器械100，但以下介绍也能够应用于上述的这些外科器械。
抽吸器械100能够包括管道组件110、手柄组件114和跟踪传感器装置118。抽吸器械100能够构造成一次性的，以使得它在这样使用之后将被丢弃。管道组件110能够包括可塑性细长管状本体126和插入部130。管状本体126能够包括外径134和内径138并能够具有联接至手柄组件114的第一端部142和构造为接纳插入部130的相对的第二端部148，如图6中所示。第二端部148能够包括内部环形凹部152，该内部环形凹部152的内径156大于本体126的其余部分的内径138，也如图6中所示。可塑性细长本体126能够由多种铝合金（例如铝3003-O）以及多种不锈钢合金（例如304退火不锈钢合金）形成，以使得它是可塑性的以便于弯曲或成型为多种构造且保持该弯曲或成型的构造，在此将进行介绍。本体126还能够被设置为有多种长度和直径，包括7、9和12法式直径（Frenchdiameters）。
插入部130能够构造成至少为跟踪传感器84提供非可塑性的支撑。插入部130能够具有大体等于环形凹部152的内径156的外径160，以及大体等于可塑性细长本体126的内径138的内径164，也如图6中所示。以这样的方式，该大体相等的内径138、164能够提供用于抽吸的大体恒定的流动路径166。然而，应当理解，内径138、164也能够设置有不同尺寸。插入部130能够包括第一端部172和相对的第二端部176。插入部130的第一端部172能够被接纳于环形凹部152中，如图6中所示。插入部能够包括刚性构造以便于接纳并容纳跟踪设备84，在此将进行描述。以这样的方式，插入部130能够由不锈钢或其他生物相容的刚性材料成型或制造，以使得插入部130不像细长本体126那样是可塑性的。插入部还能够包括例如约为10mm的轴向长度。
插入部130能够包括接纳在其外部的套管190，如图5和6中所示。套管190能够包括大体等于插入部130的外径的内径194，以及大体等于本体126的外径134的外径198。应当理解，套管190还能够构造成具有相对于本体126不同的直径。套管190能够在插入部130的一部分上从插入部130的第一端部172朝着第二端部延伸，如图6中所示。在一个示例性构造中，套管190能够从第一端部172延伸并在插入部130联接至本体126的环形凹部152时接触本体126的第一端部142。在另一示例性构造中，套管190能够以类似于上述的方式从本体部130的第一端部172延伸，但能够在差一点未到达本体126的第一端部142时停止，如图6中所示。通过适当的粘合剂，插入部130能够固定至环形凹部152，并且套管190能够固定至插入部130。套管190能够由聚合物材料或其他适合的材料形成。套管190还能够包括构造为大体与插入部130的第二端部176对齐的第一端部220。第一端部220能够包括倒圆或倒角的钝性远端末梢222，以使得它能够在抽吸手术期间靠着周边组织放置而不会切割或损坏这些组织。
特别地参照图4和5，套管190能够包括构造成接纳并支撑跟踪传感器装置118的多个平坦区段206，在此将进行描述。在一个示例性构造中，套管190能够包括构造成可附接地接纳跟踪设备84的至少三个平坦区段206。在该构造中，跟踪设备84能够包括三个线圈组件214，在此将进行描述。简言之，在一个示例性构造中，这三个线圈组件214中的每一个能够包括如图4和5中所示的圆柱形构造，其具有约为1.5mm至2mm的总的轴向长度，以及约为0.3mm至0.5mm的总的直径，以及沿着圆柱形基部缠绕以形成圆柱形构造的多个绕线。该多个绕线能够形成具有大体均匀的圆柱形构造的线圈组件214，大体如图5中所示。每个平坦区段206能够包括形成在其中并构造成接纳相应的线圈组件214的切口或凹部218，例如在图5和6中所示的。每个切口218能够相对于管道组件110的纵向轴线208呈0至90度地形成于相应的平坦区段206中。在一个示例性构造中，每个切口218能够形成为相对于纵向轴线208呈45或55度，如图5中所示。这三个平坦区段206中的每一个能够绕着套管190的圆周等距地或120度地定位，以使得这三个线圈组件214类似地绕着套管90的圆周等距地放置，也大体如图4-6中所示。应当理解，线圈组件还能够在没有平坦区段206的情况下联接至套管，并且能够排布成相对于纵向轴线呈不同定向，包括平行于该纵向轴线定向。关于这点，套管190能够包括这样的外表面：该外表面具有构造为接纳线圈组件214的圆形横截面形状。
线圈组件214能够包括与导航系统10配合的如上述的三个线圈组件，以使得能够确定6个自由度的跟踪信息。然而，应当理解，也能够结合该导航系统10使用两个线圈组件214，以使得也能够确定6个自由度的跟踪信息。在利用三个线圈组件214的构造中，这三个线圈组件中的两个线圈能够相对于纵向轴线208呈角度地布置，而第三个线圈相对于纵向轴线208呈角度地或者平行于该纵向轴线208布置。这三个线圈组件214中的每一个还能够相对于彼此呈角度地布置。如上，这三个线圈组件214相对于纵向轴线208的示例性角度为45或55度，该角度提供了线圈组件圆周地绕着套管190的最佳预装和间隔。应当理解，虽然介绍了45或55度的角度，但也可根据需要为线圈组件214和器械100采用其他的角度。还应当理解，如上所述，线圈组件可被平行于或垂直于纵向轴线208布置。
在跟踪设备84包括两个线圈组件214的构造中，这两个线圈组件能够类似地绕着套管190的外周等距地或呈180度间隔地布置，也可以相对于彼此呈角度地或者相对于管道组件110的纵向轴线呈角度地布置。在该构造中，这两个线圈组件还能够与导航系统10配合以使得能够确定6个自由度的跟踪信息。在一个示例性实施方式中，这两个线圈组件214能够相对于管道组件210的纵向轴线208呈约0至90度的角度（包括约45度）地布置。
另外参照图8和9，图中示出了具有替代性的绕线构造的两个示例性线圈组件214A和214B，其操作地与示例性器械的示例性管状结构223相联。与图5中示出的线圈组件214的总体上的圆柱形构造相比，线圈组件214A和214B中的每一个能够包括总体上非线性的形状。线圈组件214A能够包括中央弧形凹部或凹面224以使得该凹部224具有比多个绕线的相对的两个端部225更小的外径，大体如图8中所示。线圈组件214A的绕线构造能够提供以下能力：使得在基部线上的线圈绕线的数量最大化而同时使得器械的整个外部尺寸或大小最小化。关于这一点，图8中示出的线圈组件214A具有大体顺应于管状结构223的外表面226的弧形凹部224，以使得线圈组件214A实质上绕着管状结构的外表面226嵌套。关于这一点，由于与管状结构223的外径相邻地设置的圆柱形线圈组件所提供的总间隙，在该线圈的每个端部上的间隔或空间221能够包括额外的绕线而不会有效地增加整个组件的总的外径。这能够提供在导航空间中的更大或更强的灵敏度。
特别参照图9，线圈组件214B能够包括整体的弧形凸面形状227，其构造成顺应于并嵌套在示例性管状结构的内径229内。与线圈组件214A类似，这种构造能够使得在基部线上的绕线的数量最大化，而又同时使得用以接纳一个或多个线圈组件214B所需的管状结构223内径最小化。
具体参照图5和5A，现在将详细描述跟踪传感器装置118。跟踪传感器装置118能够包括：具有两个或三个线圈组件214的跟踪设备84、第一组引线228、印刷电路板232和第二组引线236。第一组引线228能够包括用于每个线圈组件214的一对引线228A，大体如图6中所示。各对引线218A能够被布线至印刷电路板232上的相应的各对连接器240的第一端部。应当理解，虽然跟踪设备84被描述为具有三个线圈组件，但根据期望或者需要，例如按照所使用的导航系统的特性以及期望的自由度数量，能够使用更多或更少的线圈组件。
印刷电路板232能够包括柔性背衬244以使得它能够容易地顺应本体126的外表面的轮廓，如图4中的实例所示。该柔性印刷电路板232能够整个地包绕或部分地绕着本体126的周边，并能够被设置为与本体126的第二端部148相邻，大体如图5和6中所示。以这样的方式，插入部130（处于图6中所示的它的插入位置中）能够全部地或几乎全部地位于印刷电路板232的下方。因此，刚性插入部130能够防止可塑性本体126在印刷电路板232的区域中弯曲或挠曲。在一个示例性构造中，印刷电路板能够为套管190的集成部分。
第二组引线能够包括三对线236A、236B、236C，大体如图5中所示，参照图5A中的局部分解图。应当理解，虽然图2-5、6-7和10示出的第二组引线236为一个元件，但这仅是出于示意目的，并且应当理解，图2-5、6-7和10中示出的第二组引线包括三对线236A-C，如图5A中所示。每对引线236A-C能够被扭绕在一起并彼此相邻地布置，也如图5A中所示。扭绕的成对的线236A-C能够减少在每对相邻的引线之间的电干扰或串扰。每对引线能够被连接至单个的线圈组件214。引线还能够在其外表面上包括特氟隆（Teflon）涂层或其他适合的滑润或减摩涂层。每对引线236A-C能够联接至印刷电路板232上的各个连接器240的相对的端部。应当理解，引线228能够替代性地作为扭绕的成对引线沿本体126一直延伸而不使用印刷电路板232，或者能够一直延伸到并直接终止于扭绕的各对引线236。
包括三对扭绕线236A-C的第二组引线236能够从印刷电路板232到第二端部148绕着细长本体126螺旋地缠绕，大体如图3-5A中的示例所示。线236能够以相对于纵向轴线208呈约0至85度（包括大约30度）的角度α缠绕于本体126的外部，大体如图5和5A中所示。线236绕着本体126的每一圈能够以大约2至45mm（包括约5mm）的距离D彼此隔开，参照图5中所示。在一个示例性构造中，该范围能够包括约15-45mm。线236的相对于纵向轴线呈锐角的螺旋形缠绕以及线与特氟隆（Teflon）涂层的相对紧密的间隙有助于能够以较大的角度弯曲可塑性本体136（包括超过90度的角度）而不会破坏或以别的方式损坏线236，在此将进行介绍。应当理解，线236还能够从印刷电路板232或跟踪设备84到第二端部148以一圈的方式沿着本体126定位。关于这一点，圈的间隔能够为约2mm至本体126的长度。线236还能够从印刷电路板232至第二端部148沿着本体126定位而不绕着本体136缠绕。
一旦第二组线236已经绕着管状本体126的外部螺旋地缠绕到第一端部142，这些线能够被布线到手柄组件114中的切口254之中并被连接至电缆连接器组件258的相应的引线，大体如图7中所示。电缆连接器组件258能够连接至导航探头接口80，大体如图1中所示。手柄组件114能够包括两个半部264，在图7中以示意目的示出了一个半部。
特别参考图6并继续参考图2-5A、7和10，管道组件110能够包括覆盖整个组件的聚合物外部热收缩部272，如图6的截面图所示。因此，该热收缩部272能够覆盖细长本体126、插入部130和包括沿着本体126螺旋缠绕的线的传感器装置118。热收缩部172能够提供覆盖管道组件110和传感器装置118的外覆盖部或壳体，而同时为本体126的弯曲以及由该弯曲导致的螺旋缠绕线236的轻微相对运动提供充分的柔性。由此，线能够可移动地保持在热收缩部和管状本体之间。热收缩覆盖部还能够用作电绝缘屏障。应当理解，虽然仅在图6中示出的热收缩覆盖部，而处于简化目的，在其他多个视图中未示出该热收缩覆盖部，这只是为了更好地展示传感器装置118以及线236的路径。关于这一点，应当理解，热收缩部272能够覆盖图2-10中示出的管道组件110和传感器装置118。
如上所介绍的，手柄组件114能够包括多个部件，例如两个半部，图7中示出的其中一个半部接纳抽吸管道组件110的第一端部，与形成在其中的抽吸通道280流体连通。抽吸通道280能够终止于从手柄的近端端部上伸出的连接器284（图2和3）并能够构造成接纳与抽吸源（未示出）流体连通的抽吸软管或其他装置。当线被连接至电缆组件并如上所述地布线在切口254中后，能够连接手柄组件114的另一半部并且能够使用粘合剂将手柄的半部粘合在一起以形成如图2和3中示出的手柄。
特别参照图2，手柄组件114能够包括抽吸调节特征290，其能够为从手柄组件114的外表面294延伸并与抽吸通道280流体连通的孔292的形式。在操作中，外科医生或器械100的用户50能够将他们的拇指或另一物体放置到孔292上以改变孔292的开口并因此改变在流动路径或通道166中实现的抽吸压力的量。例如，如果孔292为完全打开或未覆盖的，大部分的（即使不是所有的）抽吸将通过孔292而不通过插入部130的第一端部172。另一方面，如果孔192被完全覆盖或被关闭，则将在端部172处实现最大量的抽吸。因此，在完全关闭和完全打开之间改变孔292的开口能够相应地改变在端部172处实现的抽吸的量。
在操作中，且另外参照图10，可塑性细长本体126能够被弯曲成多种构造，大体由示例性构造300A-D所示。本体126的可塑性特性能够提供使得该本体126被弯曲成这些多种构造而不会扭折的能力，并且能够保持多种构造直到被弯曲或定形成另一构造。此外，可塑性本体126能够如上所述被弯曲或定形而无须额外的工具，例如，无需用以帮助弯曲的心轴。这是有利的，例如，这使得外科医生能够在手术期间在患者附近用手多次弯曲该本体126，而不用在执行该手术时借助额外的工具或装备来帮助弯曲。
此外，线236沿着特氟隆（Teflon）涂层的螺旋缠绕构造提供了以多种角度（包括90度）弯曲该可塑性本体126而不会破坏线的能力。更具体地，通过使得线236彼此靠近地并且相对于纵向轴线呈角度地绕本体126螺旋缠绕，该缠绕的线能够顺应弯曲的形状并随弯曲的管道而移动或挠曲，以使得它们在弯曲期间不会张紧和/或破裂。另外，特氟隆（Teflon）涂层为线提供额外的滑润性，以使得在弯曲期间在管道和外部收缩涂层272之间具有相对运动。
此外，通过将跟踪设备84设置在远端末梢222的附近，当抽吸器械的远端末梢222在患者34的体腔中、视线之外时，能够跟踪抽吸器械的远端末梢222以提供抽吸器械100的远端末梢的基本精确的位置数据。这对可塑性抽吸器械100是特别有用的，因为，例如，末梢能够相对于手柄移动或弯曲并仍然被跟踪。另一方面，如果跟踪设备在手柄中（例如，在后方跟踪系统中）并且本体126随后被弯曲或定形，则导航系统将不能够再精确地跟踪远端末梢的位置。关于这一点，本教导提供了末梢被跟踪的可塑性抽吸器械，其能够根据手术中的需要而弯曲或定形成多种构造，并且该远端末梢能够在多个弯曲位置中的任何一个位置中被精确地跟踪。
在使用中，患者34能够被安置到操作台和其他适当的结构上，并且能够获得患者或导航空间（例如耳鼻喉区域）的适当的图像数据。如本领域熟知的，该图像数据能够关于导航空间进行登记。外科医生50能够确定可塑性抽吸器械100的用以到达目标地点的形状，并将抽吸器械100弯曲至使器械100保持弯曲形状的确定形状，如上文所述。然后能够将该弯曲的或定形的外壳器械100引导至目标地点，以使得代表器械100的远端末梢位置的图标重叠在图像数据上。该图标能够在器械100被导航至目标地点时示出被跟踪的远端末梢的相对位置。另外，如果在将定形的器械100导航至目标地点的过程中，外科医生确定需要改变定形的构造时，该外科医生能够将该器械100弯曲和/或重新定形成新的定形构造，并且再次进行上述过程。
另外参照图11，现在将介绍替代性跟踪设备装置84’。如图11中能够看到的，跟踪设备84’能够包括两个或三个包绕的线圈组件214’，其能够替代线圈组件214。线圈组件214’能够在靠近远端末梢222处包绕套管190。在一个示例性构造中，线圈组件214’能够以重叠的方式各自包绕套管190，使得包绕轴线相对于纵向轴线208呈非法向和非平行的角度。在描绘的示例性构造中，线圈组件214’能够相对于彼此以及纵向轴线208呈角度地包绕套管190。在另一示例性构造中，线圈组件214’能够包绕套管190并且彼此轴向地间隔。在2010年4月29日提交的、标题为“用于外科导航的方法和设备（Method and Apparatus for Surgical Navigation）”的、序列号为No.12/770,181的美国专利中有关于线圈组件214’的进一步介绍，该公开的全部内容通过参引并入本文。
另外参照图12，示出了与器械100结合的另一替代性跟踪设备装置84”。跟踪设备84”也能够用于替代跟踪设备84，并能够包括在远端末梢222附近绕套管190布置的多个长圆形线圈组件214”。在一个示例性构造中，能够在远端末梢222附近绕套管190布置两到四个线圈组件214”。在示出的示例性构造中，四个线圈组件214”能够在远端末梢222附近绕套管190在周向上间隔开，并且在线圈组件214”附近能够设置有轴向线圈304，如图12中所示。在一个示例性构造中，两个长圆形线圈组件214”能够设置有轴向线圈304。这两个线圈组件214”还能够包括设置有轴向线圈304的两对线圈组件214”。
线圈组件214”能够形成为多种选定的形状，例如椭圆形、圆形或长圆形。在一个示例性构造中，轴向线圈304能够与套管190或本体126的外表面同心且包绕于套管190或本体126的外表面，如图12所示。在2011年1月28日提交的、标题为“用于基于图像的导航的方法和设备（Methodand Apparatus for Iamge-Based Navgation）”的、序列号为No.13/016,740的美国专利中有关于线圈组件214”和轴向线圈304的进一步介绍，该公开的整体内容通过参引并入本文。
虽然已经描述并示出了一个或多个具体的实例，但本领域的技术人员将理解，在不违背由权利要求所限定的本教导的范围的情况下，可做出多种变换并可由等价物替换其元件。此外，在此能够明确地设想到多种实例之间的特征、元件和/或功能的混合和配合，以使得本领域的技术人员通过本教导能够理解到，除非上文另有描述之外，一个实例的特征、元件和/或功能能够恰当地结合到另一实例中。此外，在不背离本教导的实质范围的情况下，可做出许多修改以使具体的情况或材料适应本教导。

Claims (37)

1.一种外科器械，包括：
具有近端端部和远端端部的细长本体部，所述本体部具有在近端端部与远端端部之间限定第一内部流动通道的内径，所述本体部由可塑性金属材料形成从而使得所述本体部能够在所述近端端部与远端端部之间从第一构造弯曲成第二弯曲构造并保持所述弯曲构造；
跟踪设备，所述跟踪设备定位在所述远端端部附近并适于与导航系统相配合以跟踪所述器械的远端末梢；以及
手柄部，所述手柄部联接至所述本体部的近端端部并包括与所述第一内部流动通道流体连通的第二内部流动通道，所述跟踪设备包括从所述跟踪设备至所述手柄部绕着所述本体部缠绕的至少一对引线，缠绕的引线构造为顺应所述本体部的弯曲构造，使得它们在所述本体部的弯曲期间不会张紧或破裂。
2.根据权利要求1所述的外科器械，其中，成对引线从所述跟踪设备至所述手柄部绕着所述本体部螺旋地缠绕。
3.根据权利要求2所述的外科器械，其中，成对引线绕着所述本体部螺旋地缠绕，使得螺旋缠绕的成对线的各圈轴向地间隔开15mm-45mm。
4.根据权利要求3所述的外科器械，还包括覆盖所述细长本体部和所述跟踪设备的外部聚合物收缩配合层。
5.根据权利要求3所述的外科器械，其中，成对引线扭绕在一起并相对于所述本体部的纵向轴线以5度-45度的角度绕着所述本体部螺旋地缠绕。
6.根据权利要求5所述的外科器械，其中，所述角度包括约30度。
7.根据权利要求2所述的外科器械，其中，成对引线中的每一根引线都包括位于其外表面上的滑润涂层。
8.根据权利要求1所述的外科器械，还包括：
具有近端端部和远端端部的管状插入部，所述插入部的近端端部构造成接纳在所述本体部的远端端部中，所述插入部由刚性、不可弯曲的材料形成；以及
套管，所述套管构造成接纳在所述插入部上并从所述插入部的远端端部局部地朝着所述插入部的近端端部延伸；
其中，所述跟踪设备在所述插入部的远端端部附近联接至所述套管。
9.根据权利要求8所述的外科器械，其中，所述套管包括形成于其外表面中的凹部，并且所述凹部的纵向轴线相对于所述本体部的纵向轴线呈锐角地定位，并且
其中，所述跟踪设备包括布置成位于所述凹部中的电磁线圈。
10.根据权利要求9所述的外科器械，其中，所述锐角包括约55度。
11.根据权利要求8所述的外科器械，其中，所述套管包括形成于其表面中并且绕所述套管的外表面在周向上相等地间隔开的三个凹部，每个凹部的纵向轴线相对于所述本体部的纵向轴线呈约55度地定位；并且
其中，所述跟踪设备包括三个电磁线圈组件，每个线圈组件构造成定位在所述套管的外表面中形成的三个凹部之一中。
12.根据权利要求11所述的外科器械，其中，所述套管还包括绕所述套管的外表面在周向上间隔开的三个平坦平面区段，三个凹部中的每一个形成于相应的一个平坦区段中。
13.根据权利要求11所述的外科器械，其中，所述线圈组件中的每一个包括相应的一对引线，每对引线彼此相邻地从所述跟踪设备到所述手柄绕着所述本体部螺旋地缠绕，使得螺旋地缠绕的各成对线的各圈轴向地间隔开约15mm-45mm。
14.根据权利要求13所述的外科器械，还包括具有柔性背衬的电路板，所述柔性背衬构造成顺应所述本体部的外部圆柱形表面；
其中，三对引线各包括第一组引线和第二组引线，所述第一组引线在一个端部连接至相应的线圈组件并在相对的第二端部连接至所述印刷电路板的第一端部，所述第二组引线在一个端部连接至所述柔性电路板的相对的第二端部，并且彼此相邻地从所述电路板至所述手柄绕着所述本体部螺旋地缠绕，使得螺旋地缠绕的各成对线的各圈轴向地间隔开约30mm。
15.根据权利要求14所述的外科器械，还包括覆盖所述套管、插入部、柔性电路板和本体部的外部聚合物收缩层，所述线可移动地保持在所述外部收缩层与所述本体部之间。
16.根据权利要求1所述的外科器械，其中，所述跟踪设备包括具有多个绕线的至少一个线圈组件，所述多个绕线缠绕以形成大致圆柱形的形状，所述大致圆柱形的形状具有小于约0.5mm的外径以及介于约1.5mm至2.0mm之间的轴向长度。
17.根据权利要求1所述的外科器械，其中，所述跟踪设备包括具有多个绕线的至少一个线圈组件，所述多个绕线缠绕以形成位于所述线圈组件的相对两端部之间的至少部分内凹的或内凹的外表面，所述内凹的外表面构造成绕着所述本体部的大致圆柱形表面嵌套。
18.根据权利要求1所述的外科器械，其中，所述跟踪设备包括至少两个线圈组件，所述至少两个线圈组件定位在所述细长本体部的远端端部附近并定向为垂直于所述本体部的纵向轴线。
19.根据权利要求1所述的外科器械，其中，所述跟踪设备包括在所述远端末梢附近包绕所述本体部的至少两个线圈组件，所述至少两个线圈组件的包绕轴线相对于所述本体部的纵向轴向是非法向的并且非平行的。
20.根据权利要求19所述的外科器械，其中，所述至少两个线圈组件包括相对于彼此以重叠的方式包绕所述本体部的三个线圈组件。
21.根据权利要求1所述的外科器械，其中，所述跟踪设备包括定位在所述远端末梢附近的至少两个长圆形线圈组件。
22.根据权利要求21所述的外科器械，还包括设置有至少两个长圆形线圈的轴向线圈。
23.根据权利要求21所述的外科器械，其中，所述至少两个长圆形线圈组件包括两对长圆形线圈组件。
24.根据权利要求1所述的外科器械，其中，所述跟踪设备包括三个线圈组件，每个线圈组件具有沿着所述本体部直接延伸至所述手柄的相应的一对引线。
25.一种外科器械，包括：
具有近端端部和远端端部的细长管状本体部，所述本体部具有在所述近端端部与远端端部之间限定第一内部流动通道的内径，所述本体部由可塑性金属材料形成从而使得所述本体部能够在所述近端端部与远端端部之间从第一构造弯曲成第二弯曲构造并保持所述弯曲构造；
具有近端端部和远端末梢的管状插入部，所述插入部的近端端部接纳在所述本体部的远端端部中，所述插入部由刚性、不可弯曲的材料形成；
套管，所述套管构造成接纳在所述插入部上并从所述插入部的远端端部局部地朝着近端端部延伸；
跟踪设备，所述跟踪设备在所述插入部的远端末梢附近联接至所述套管，所述跟踪设备适于与导航系统相配合以跟踪所述器械的远端末梢；
手柄部，所述手柄部联接至所述本体部的近端端部并包括与所述第一内部流动通道流体连通的第二内部流动通道，所述跟踪设备包括相对于所述本体部的纵向轴线呈锐角地绕着所述本体部螺旋地缠绕的至少一对引线，螺旋地缠绕的成对引线构造成顺应所述本体部的弯曲构造而使得它们在所述本体部的弯曲期间不会张紧或破裂；以及
覆盖所述本体部、套管、插入部和跟踪设备的柔性外层。
26.根据权利要求25所述的外科器械，其中，所述跟踪设备包括至少两个线圈组件，每个线圈组件在远端末梢附近联接至所述套管，并且每个线圈组件的纵向轴线相对于所述本体部的纵向轴线呈锐角地定向。
27.根据权利要求26所述的外科器械，其中，所述至少两个线圈组件相对于彼此以不平行的构造定向。
28.根据权利要求27所述的外科器械，其中，所述至少两个线圈组件包括三个线圈组件；并且
其中，所述三个线圈组件中的至少两个相对于所述纵向轴线以及相对于彼此呈锐角地定向。
29.根据权利要求25所述的外科器械，其中，所述跟踪设备包括至少两个线圈组件，每个线圈组件在所述远端末梢附近联接至所述套管，并且每个线圈组件的纵向轴线垂直于所述本体部的纵向轴线地定向。
30.根据权利要求28所述的外科器械，其中，每个线圈组件包括联接至柔性电路板的第一对线，所述柔性电路板在所述本体部的远端端部附近固定至所述本体部的外表面；并且其中，所述至少一对引线包括三对引线，每对引线的端部联接至所述印刷电路板，并且每对引线彼此相邻地从所述印刷电路板起相对于所述本体部的纵向轴线呈锐角地绕着所述本体部螺旋地缠绕，使得各圈轴向地彼此间隔开15mm-45mm。
31.根据权利要求28所述的外科器械，其中，每个线圈组件绕着所述套管的圆周彼此等距地定位。
32.根据权利要求30所述的外科器械，其中，所述刚性插入部的近端端部延伸到所述本体部中以在所述印刷电路板的大致整个轴向长度下方延伸。
33.根据权利要求25所述的外科器械，其中，所述远端末梢包括倒角或倒圆的末梢。
34.根据权利要求25所述的外科器械，其中，所述柔性外层包括由聚合物材料形成的收缩配合层。
35.根据权利要求25所述的外科器械，其中，成对引线可移动地保持在所述柔性外层和所述本体部之间。
36.根据权利要求25所述的外科器械，其中，所述跟踪设备包括三个线圈组件，每个线圈组件具有沿着所述本体部直接延伸至所述手柄的相应的一对引线。
37.一种外科器械，包括：
具有近端端部和远端端部的细长管状本体部，所述本体部具有在所述近端端部与远端端部之间限定第一内部流动通道的内径，在所述远端端部的内径中形成有环形凹部，所述本体部由可塑性金属材料形成而使得所述本体部能够在所述近端端部与远端端部之间从第一构造弯曲成第二弯曲构造并保持所述弯曲构造；
具有近端端部和远端末梢的管状插入部，所述插入部的近端端部接纳在所述本体部的远端端部的所述环形凹部中，所述插入部由刚性的、不可弯曲的材料形成；
聚合物套管，所述聚合物套管构造成接纳在所述插入部上并从所述插入部的远端端部局部地朝着所述插入部的近端端部延伸；
跟踪设备，所述跟踪设备在所述插入部的远端末梢附近联接至所述套管，所述跟踪设备适于与导航系统相配合以跟踪所述器械的远端末梢，所述跟踪设备包括联接至所述套管的外表面中的凹部的至少两个电磁线圈组件，每个线圈组件相对于所述本体部的纵向轴线呈锐角地定位；
手柄部，所述手柄部联接至所述本体部的近端端部并包括与所述第一内部流动通道流体连通的第二内部流动通道，所述跟踪设备针对每个线圈组件包括一对引线，所述引线彼此相邻地相对于所述本体部的纵向轴线呈锐角地绕着所述本体部螺旋地缠绕，螺旋地缠绕的各成对引线构造成顺应所述本体部的弯曲构造，使得它们在本体部的弯曲期间不会张紧或破裂；以及
覆盖所述本体部、套管、插入部和跟踪设备的柔性聚合物外部热收缩层，各成对引线可移动地保持在所述可塑性本体部与所述柔性外层之间。
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