CN104244803A - 外科医疗观察装置 - Google Patents

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Abstract

一种带视频的观察装置(10)，例如适用于插入医用导管的带视频的观察装置(10)，其具有可弯曲的外套管(80)和内部组件，该内部组件包括电组件(20)，电组件(20)包括固定在槽形支撑构件(40)中的摄像机(11)、电缆(13)和连接器(14)。内部组件(20、40)沿着外套管(80)穿过，使得摄像机(114)安置在一端(12)，并且连接器(14)安置在其相对端。支撑构件(40)优选通过采用以一定角度斜向的对接接合(42)来端对端接合的具有不同刚度的两个长度段(40A)和(40B)制成，朝向患者端(12)的长度段更柔性，使得观察装置(10)的后端比其患者端更刚硬。随后形成以一定角度斜向的科德尖端(121)，通过下述来获得摄像机(11)相对于尖端的角度的正确取向：观察目标(91)的图像；使观察装置旋转，直到输出处于期望的取向为止；然后将装置安置在以一定角度斜向的夹具(93)中；以及，使该装置经受热处理，以设定倾斜尖端的角度。

Description

外科医疗观察装置
技术领域
本发明涉及如下种类的外科医疗观察装置，该种外科医疗观察装置包括可弯曲材料的外套管、具有连接至电缆的一端的图像传感器的电组件和连接至该电缆相对端的电连接器。
背景技术
本发明更具体地涉及适用于将设备安置在患者体内（例如将气管导管插入到气管中）的观察装置。传统的导引器或探条采取简单的杆的形式，其能弯曲成大致期望的形状，并且能挠曲，以在插入期间适应解剖学形状。导引器可制成具有以一定角度斜向的科德尖端（Coudé tip），以便于导引。由于导引器具有较小的直径，能够弯曲，并且能挠曲成用于插入的理想形状，所以其能比导管本身更容易地插入。小的直径还给予临床医生围绕导引器的外侧对气管更好的观察。这些探条可以在具有或者没有喉镜帮助的情况下使用。当探条已正确地插入时，导管能沿着所述探条的外侧滑动至正确的位置，之后从保留就位的导管中拔出探条。探条可从Smiths Medical得到。
GB2312378描述了一种由脂肪族聚氨酯材料模制的导引器或探条，还描述了一种由重复地以树脂层涂敷的、编织的聚酯丝制成的早期探条。这些探条的特征性的挠曲和恢复特性受到了临床医生的高度评价。
最近，已提出将光学纤维或视频摄像机与导引器一起使用，以便当导引器插入的时候给临床医生提供对气管的观察。WO2007/089491描述了具有导引器和夹到该导引器外侧上的单独的摄像机组件的布置，该单独的摄像机组件在气管导管能沿着导引器滑动之前被拆除。替代性的布置在导引器的机器端具有把手，使得该设备必需与已承载在该导引器上的导管一起从该导引器的患者端插入。由于在插入期间存在导管，所以这样的布置更加难以使用。WO2010/136748描述了一种导引器布置，其具有在导引器的一端并经由线缆连接至在相对端的显示屏幕的摄像机。导引器当被正确安置时从显示器断开，使得气管导管能沿着导引器滑动到位，接下来通过从气管导管向后拔来拆除该导引器。
尤其重要的是，即使在消毒和长期储存之后，这些带视频导引器或探条也保持传统探条的挠曲和恢复特性。如果沿着探条的孔的直径必需扩大以容纳观察装置，那么这可能不利地影响探条的操作特性。另一问题是，可能难以使线缆与探条后端的电连接器连接。如果线缆长度延伸到超出探条以允许实现至连接器的连接，则可能存在多余的线缆，并且在探条内没有空间来接纳该多余的线缆。以合理的成本提供具有全部所需特征的带视频导引器或探条不是没有价值的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种替代性外科医疗观察装置及方法。
根据本发明的一个方面，提供了一种上述种类的外科医疗观察装置，其特征在于，该组件包括具有一定外径的内部支撑构件，该外径使得该内部支撑构件能够插入到外套管内，并且所述内部支撑构件在图像传感器与电连接器之间沿着电缆的外侧延伸，以提供这样的内部组件，所述内部组件能沿着外套管的长度插入在该外套管内，使得图像传感器位于所述外套管的一端，并且电连接器位于所述外套管的相对端。
内部支撑构件优选以槽的形式。内部支撑构件可借助于粘合剂与线缆附接。内部支撑构件可以沿着其长度具有存在不同刚度的至少两个区域，使得观察装置沿着其长度具有存在不同刚度的多个区域。内部支撑构件优选地布置成使得观察装置朝向后部的机器端或连接器端比朝向前部的患者端或摄像机端更加刚硬。内部支撑构件优选地由端对端接合的至少两个长度的具有不同刚度的材料形成。所述接合优选地沿着内部支撑构件的长度的一部分纵向延伸，使得不同刚度的材料的比例沿着所述接合变化，以便沿着所述接合的长度提供刚度的逐渐转变。所述接合可以是以一定角度斜向的对接接合。
根据本发明的另一方面，提供了一种制造带视频的导引器装置的方法，包括步骤：提供内部组件，该内部组件包括电组件和沿着该电组件的外侧延伸的内部支撑构件，该电组件包括在一端与电缆连接的图像传感器并且具有在该电缆的相对端处的电连接器；使内部组件沿着外套管的长度穿过，使得图像传感器位于外套管的一端，并且电连接器位于该外套管的相对端；以及将内部组件在外套管内固定就位。
内支撑构件优选地以沿着其长度具有开口的槽的形式，并且电组件通过所述开口被放置在该槽中。内部支撑构件可在电组件形成之后再与所述电组件固定。内部支撑构件优选地沿着其长度具有存在不同刚度的至少两个区域。所述两个区域可以由两个长度的具有不同刚度的材料提供，所述方法包括在沿着外套管进行穿过之前将所述两个长度段端对端接合到一起的步骤。所述两个长度段可以接合到一起，以形成以一定角度斜向的对接接合。
根据本发明的另一方面，提供了一种在外科医疗观察装置的患者端形成倾斜尖端的方法，包括步骤：提供没有倾斜尖端的观察装置；在使装置绕其轴线角度移位的同时在屏幕上观察来自该装置的图像，直到获得图像在屏幕上的期望取向为止；保持装置的该角度取向；在处于期望取向的同时使装置的尖端弯曲；以及使装置的弯曲尖端经受处理，以设定弯曲尖端中的期望倾斜。
优选地，观察装置被放置在平坦表面上，并通过使该装置在该表面上转动进行角度移位。观察装置优选被放置在夹具中，以在处理之前保持尖端(121)的弯曲处于期望的取向。所述处理可包括热处理。
根据本发明的又一方面，提供了一种通过根据本发明的以上其他或另外方面的方法制成的观察装置。
附图说明
现在将参考附图通过示例来描述根据本发明的气管导管安置或观察装置，附图中：
图1示出了以带视频的导引器和气管导管的形式的观察装置的组件；
图2是图1的装置沿着线Ⅱ-Ⅱ的放大剖视图；
图3是在省略了内部支撑构件的情况下的内部电组件的透视图；
图4是内部支撑构件的第一形式的透视图；
图5是内部支撑构件的侧视图；
图6是内部支撑构件的第二形式的透视图；
图7是内部支撑构件的第三形式的透视图；
图8是图示了形成观察装置上的倾斜的科德尖端的方法中的预备步骤的透视图；以及
图9是形成倾斜尖端的方法中的后续步骤的平面图。
具体实施方式
首先参考图1至图3，观察装置采用了下述形式的带视频的导引器10：所述带视频的导引器10由柔性的可弯杆或探条提供，具有安装在其前部患者端12的小的摄像机和照明单元11。摄像机和照明单元11与电缆13的一端连接，该电缆13的相对端与低断面（low profile）的电连接器14连接，该低断面的电连接器14足够小，以允许气管导管3在该连接器上滑动。连接器14与附接在第二电缆16的一端处的连接器15可拆除地配合，所述第二电缆16延伸至视频显示监视器18，在该视频显示监视器18上示出了摄像机单元11的照亮视场的显示情况。
如图3所示，摄像机单元11、电缆13和连接器14预装配成电组件子单元20。由于连接器14在插入探杆10内之前与电缆13连接，所以装配操作简单，并且电缆能够以确切期望的长度来提供。由于对电功能的测试能在装配子单元20之前进行，所以还便于对电功能的测试。
电组件子单元20于是沿着电缆13的长度被包封在图4、图6或图7所示种类的内部支撑构件中。
在其图4和图5所示的优选形式中，内部支撑构件40是截面为C形的开口槽，其由常规塑料材料挤制，具有与该槽的轴线纵向平行延伸的缝隙、开口或间隙41。电组件20能够通过缝隙41侧向插入到槽40内。缝隙41的自然宽度稍小于电缆13的直径，使得在电缆的插入期间该电缆必需被挤压或者使缝隙稍微变宽。在插入电缆13之后，该电缆扩展至其自然直径，并且缝隙41闭合至其自然宽度，使得该电缆被保持在槽40中。槽40的内侧涂有诸如活化粘合剂之类的粘合剂，使得槽能够围绕电缆13被夹紧以允许槽与电缆相互结合，并且允许粘合剂渗入到缝隙41中从而封闭缝隙41。替代地，缝隙41可通过嵌条（fillet）或凝固的化合物封闭，或者可任由缝隙41敞开。选择槽40的长度，使得其在不覆盖摄像机单元11或连接器14的情况下沿着电缆13的整个长度延伸。
优选地，槽40沿着其长度具有存在不同刚度的两个区域40A和40B(图5)。更具体地，朝向前部的患者端或摄像机端12的区域40A比朝向后端的区域40B更软或更具柔性。刚度中的这种变化的原因是要提供更加刚硬的后端，以便帮助支撑被附接至导引器10后部的电缆16的重量，但不会不利地影响由临床医生操纵的前部的患者端12的挠曲和操作特性。柔性前部40A的长度相对于更加刚硬的后部40B的长度的比率优选地为大约2:5，其中，前部为大约200 mm长。在该示例中，两个区域40A和40B由具有不同刚度的单独长度的塑料材料形成，优选地由不同等级的相同塑料材料提供，以便有利于将两个长度段接合到一起。图5示出了通过具有大约60°的角度θ的以一定角度斜向的对接接合42来端对端接合的两个长度段40A和40B，两个倾斜端42A和42B通过合适的溶剂、粘合剂结合，或通过热结合来结合。以一定角度斜向的或倾斜的接合41具有这样的优点，即：为所述结合提供更大的表面积以提高其整体性，但更重要的是，其导致了软材料(来自区域40A)相对于更硬的材料(来自区域40B)的比例沿着所述接合的长度逐渐变化，更硬材料的量沿着所述接合向后逐渐增加。这使得导引器10的刚度在接合42的区域中具有较小的突然可察觉变化。可能存在所述接合的各种替代性构造。尽管是令人期望的，但是内部支撑构件40沿着其长度在刚度中的变化并不是必不可少的。支撑构件可设置有超过两个的具有不同刚度的区域，或者支撑构件可具有沿着其长度逐渐变化的刚度。尤其地，在患者端12处在科德尖端121的弯曲部附近的区域相对于前部患者端区域40A的其余部分可以具有更柔性的材料。存在沿着支撑构件的长度改变其刚度的许多替代方式。例如，支撑构件可以由沿着该支撑构件的长度在厚度方面变化的两层具有不同刚度的材料挤制成，或者支撑构件可以由两种具有不同刚度的材料的混合物制成，混合的比例沿着其长度变化。替代地，支撑构件可沿着其长度具有相同的材料，但是可贯穿有数量和尺寸沿着支撑构件的长度变化的孔。
内部支撑构件不必具有槽形状，而是可以采用诸如图6所示的如下种类的热缩套管60的形式，所述种类的热缩套管60被制成为具有第一直径，并且能够通过施加诸如来自热风机的热从而减小至较小的第二直径。为了利用套管60形成内部组件，套管60设置有大到足够在摄像机单元11或连接器14上滑动的自然内径，使得该套管能从一端滑动到电组件上。然后施加热，以便使套管60沿着电缆13的长度牢固地收缩，从而使摄像机单元11和连接器14暴露在相对的两端。这样的套管60可布置成像图4和图5的槽40中那样，沿着其长度具有存在不同刚度的区域。
图7示出了另一替代性的内部支撑构件70，所述内部支撑构件70采用了进行缠绕以形成具有螺旋缝隙72的管的螺旋带71的形式，其能通过拉伸或解开所述带而打开，以允许插入电组件20的电缆13。带71的自然恢复力允许其在被释放时回复到管状构造。管70的内侧涂有粘合剂，使得其与电缆13的外侧牢固地结合。同样地，带71沿着其长度可具有存在不同刚度的区域。
传统的气管探条具有大约5 mm的外径和具有大约2 mm直径的孔。在本发明的布置中，探条10具有5 mm相同外径的可弯曲塑料材料的外套管80，但孔81扩大至大约4 mm，以便接纳包括电组件20和内部支撑构件40、60或70的内部组件。内部支撑构件40、60或70的外径被选择成在外套管80的孔81内紧密滑动地配合，使得内部组件能够在摄像机11安置（或定位）在一端并且连接器14安置在相对端的情况下沿着外套管的长度滑入到位。粘合剂在插入之前涂在内部支撑构件40、60或70的外侧上，以沿着孔81润滑通路和在粘合剂固化之后将内部组件固定在外套管内。具有内部支撑构件40、60或70的电组件20足够刚硬，以便允许其沿着外管80的孔81被推动。
尽管外套管80的壁厚与传统探条的壁厚相比被减小，但内部支撑构件与外套管的组合效果能布置成提供与传统的气管探条相同的操作特性。
在内部组件已插入并结合在自然笔直的外套管80中之后，使导引器10形成倾斜的科德尖端121。科德尖端121必需相对于摄像机11的取向合适地倾斜，使得在监视器18上形成的图像正确地取向。实现上述情形的通常方式是给摄像机单元提供某一形式的取向标记并且在使导引器的尖端弯曲时将其用作引导。然而，近年来视频摄像机芯片尺寸的减小意味着这样的取向标记现在非常小，使得它们难以被观察和精确地取向。因此，在图8和图9中图示了优选的替代方法。在该方法中，以笔直形式的导引器10连接至视频显示监视器18，并且被放在诸如桌面之类的平坦表面90上。导引器10的患者端12指向由屏幕92上的打印标记提供的对准目标91。观察视频监视器18上的对准目标91的图像，并且用手使导引器10在表面90上缓慢地转动小的距离，以改变导引器的角度取向以及由此改变其摄像机单元11的角度取向，直到在监视器18上观察的目标处于期望的取向中为止。导引器10于是在维持其取向的同时从桌面90提升，并转移至如图9所示的尖端成形夹具93。夹具93具有槽94，该槽94沿着其长度的主要部分为直线的，但是在一端处具有短的以一定角度斜向的段95，该斜向段95布置成将导引器的患者端12保持成处于科德尖端121的期望角度。夹具93具有用于保持若干个导引器的槽94，但图9为了简洁起见仅示出了两个这样的槽。夹具93及其承载的导引器10于是经受合适的处理循环，使得导引器的弯曲尖端12被赋予具有期望斜向的科德尖端121的永久定形。典型地，该处理将包括某种热处理，例如加温以使内部支撑构件40和外套管80的塑料材料变软和松弛的循环，继之以冷却循环，使得导引器10的尖端12永久地呈现由夹具93中的斜向段95限定的角度。
代替在将槽40或其他支撑构件插入外套管80之后形成科德尖端，也能够在将槽插入套管之前单独在该槽中形成科德尖端。槽40在插入套管80期间将可能变直。当槽40或其他支撑构件已经被完全插入时，相对薄的套管80将松弛并且也采用所述槽的弯曲形式，从而使得完成的组件具有期望的弯曲。
然后，对完成的导引器进行封装和灭菌消毒。由于在长期储存之后，尤其是如果储存在温暖的状况下，弯曲尖端可松弛和变直，所以可能必需对导引器采用某种形式的保持器来进行封装，以保持科德尖端形状中的尖端弯曲。
本发明的布置极大地有利于对可靠的带视频导引器实现具有成本效益的制造。

Claims (19)

1.一种外科医疗观察装置(10)，包括：可弯曲材料的外套管(80)、具有连接至电缆(13)一端的图像传感器(11)和连接至所述电缆相对端的电连接器(14)的电组件(20)，其特征在于，所述组件包括具有一定外径的内部支撑构件(40、60、70)，所述外径使得所述内部支撑构件(40、60、70)能够被插入所述外套管(80)内，所述内部支撑构件(40、60、70)在所述图像传感器(11)与所述电连接器(14)之间沿着所述电缆(13)的外侧延伸，以便提供能够沿着所述外套管的长度插入所述外套管内的内部组件，使得所述图像传感器(11)位于所述外套管(80)的一端(12)，并且所述电连接器(14)位于所述外套管的相对端。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述内部支撑构件采用槽(40)的形式。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述内部支撑构件(40、60、70)借助于粘合剂与所述电缆(13)附接。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，所述内部支撑构件(40)沿着其长度具有存在不同刚度的至少两个区域(40A和40B)，使得所述观察装置(10)沿着其长度具有存在不同刚度的多个区域。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述内部支撑构件(40)布置成使得所述观察装置(10)朝向所述后部的机器端或连接器端比所述前部的患者端或摄像机端(12)更加刚硬。
6.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，所述内部支撑构件(40)通过端对端接合的至少两个长度的具有不同刚度的材料形成。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述接合(42)沿着所述内部支撑构件(40)的长度的一部分纵向延伸，使得不同刚度的材料的比例沿着所述接合变化，以便沿着所述接合(42)的长度提供刚度的逐渐转变。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述接合为以一定角度斜向的对接接合(42)。
9.一种制造带视频的导引器装置(10)的方法，包括步骤：提供内部组件，所述内部组件包括电组件(20)和沿着所述电组件的外侧延伸的内部支撑构件(40、60、70)，所述电组件包括在一端与电缆(13)连接的图像传感器(11)，并且具有在所述电缆相对端的电连接器(14)；使所述内部组件沿着外套管(80)的长度穿过，使得所述图像传感器(11)位于所述外套管(80)的一端(12)，并且所述电连接器(14)位于所述外套管的相对端；以及将所述内部组件在所述外套管内固定就位。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述内部支撑构件是以沿着其长度具有开口(41)的槽(40)的形式，并且所述电组件(20)通过所述开口(41)被放置在所述槽(40)中。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述内部支撑构件(40、60、70)在所述电组件形成之后与所述电组件固定。
12.根据权利要求9至11中的任一项所述的方法，其特征在于，所述内部支撑构件(40)沿着其长度具有存在不同刚度的至少两个区域(40A和40B)。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述两个区域通过两个长度的具有不同刚度的材料(40A和40B)提供，并且所述方法包括在沿着所述外套管(80)进行穿过之前将所述两个长度段端对端接合到一起的步骤。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述两个长度段接合到一起，以形成以一定角度斜向的对接接合(42)。
15.一种在外科医疗观察装置(10)的患者端形成倾斜尖端(121)的方法，包括步骤：提供没有倾斜尖端的观察装置；在使所述装置绕其轴线角度移位的同时，在屏幕(18)上观察来自所述装置(10)的图像，直到获得所述图像在所述屏幕(18)上的期望取向为止；保持所述装置的角度取向；在处于所述期望取向的同时，使所述装置的尖端(121)弯曲；以及使所述装置的弯曲尖端经受处理，以设定所述弯曲尖端(121)中的期望倾斜。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述观察装置(10)被放置在平坦表面(90)上，并且通过使所述装置在所述表面上转动来进行角度移位。
17.根据权利要求15或16所述的方法，其特征在于，所述观察装置(10)被放置在夹具(93)中，以在处理之前保持所述尖端(121)的弯曲处于所述期望取向中。
18.根据权利要求15至17中的任一项所述的方法，其特征在于，所述处理包括热处理。
19.一种观察装置(10)，其通过根据权利要求9至18中的任一项所述的方法制成。
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