CN105992605A - 操纵工具 - Google Patents

Abstract

一种操纵工具(200)包括设置于外管(14)内的内管(12)。内管和外管被设置为相对于彼此纵向轴向移动。内管的远端固定地接合至外管的远端。内管和外管中的至少一者在其远端附近开槽，并且纵向轴向移动导致管的远端弯曲。

Description

操纵工具

技术领域

本发明总体上涉及一种用于操纵医疗设备穿过体腔的操纵工具。

背景技术

本发明人的PCT专利申请PCT/US2013/040691描述了一种用于操纵医疗设备穿过体腔的操纵工具。操纵工具具有设置在外管内的内管。内管和外管被布置为相对于彼此纵向轴线移动。内管的远端被固定地接合至外管的远端。内管和外管中的一者或两者在靠近其远端处开槽。纵向轴向移动导致管的远端弯曲。内管和外管中的一者或两者在靠近其远端处开槽。操纵工具提供了一个结合了转向性、灵活性和扭转性(torqueability)的远尖端。该工具消除了拉/推导丝的需求。

这个操纵工具的一些优点包括减小的横截面，为了在不同方向上(朝向两个或多个侧边)的弯曲的均匀稳定性的每个方向的圆形横截面，非常薄的壁厚，以及适用于非常小的管(例如，0.2-3毫米的直径)。操纵工具与较大的管也能很好的工作。该操纵工具简化了生产并且减少了医疗和工业领域中任意可操纵的内窥镜的部件的数量。

发明内容

本发明试图提供用于操纵医疗设备穿过体腔的操纵工具的进一步改进，如在下文中更详细的描述。

因此，提供了根据本发明的一个实施方式的操纵工具，其包括设置于外管内的内管，内管和外管被布置为相对于彼此纵向轴向移动，其中内管的远端固定地接合至外管的远端，并且内管和外管中的至少一者在其远端附近开槽，并且其中纵向轴向移动导致管的远端弯曲。

根据本发明的一个实施方式，内管和外管两者都在其远端附近开槽。

根据本发明的一个实施方式，槽的形状随着距离内管和外管的远端的距离的参数而改变。

根据本发明的一个实施方式，内管和外管均形成有一个或多个对准的孔，从而在接合和装配期间校正内管和外管的轴向和旋转的对准。

根据本发明的一个实施方式，定位销插入到一个或多个对准孔中。

根据本发明的一个实施方式，末端开口的轴向槽形成于内管和外管中的至少一者中。轴向槽可以开口至横向槽的最远侧槽。

根据本发明的一个实施方式，横向槽在长度和宽度上随着距离内管和外管的远端的距离的增长而减少。

槽限制了可能的管弯曲的量，以避免对管的损坏。例如，外槽在推动时进行保护而内槽在牵拉时进行保护。

附图说明

根据以下的详细描述并结合附图，将更加全面地理解和懂得本发明，其中：

图1是根据本发明的一个非限制性实施方式的操纵工具的简化示意图，以展开的视图显示了操纵工具的管中的一个管；

图2是根据本发明的一个非限制性实施方式的操纵工具的简化示意图，显示了开槽的内管和外管；

图3是操纵工具的简化示意图，显示了定位销，用于组装期间管的正确对准；

图4是操纵工具的简化示意图，其中内部部分是没有槽的中空管或者是用于流体或电线以进行能量传输的导管或者是传输光学数据或激光的光纤；

图5A和图5B分别是根据本发明的一个非限制性实施方式构造和操作的操纵工具的简化图示和剖面示意图，操纵工具具有操作手柄；

图5C、图5D和图5E分别是根据本发明的另一个非限制性实施方式构造和操作的操纵工具的简化图示、局部剖面和截面示意图，操纵工具具有操作手柄，图5E是沿图5C中的线E-E截取的；

图6A至图6D是接合操纵工具的任意实施方式的内管和外管的另一种方式的简化示意图，其中图6A显示了扁平形式的外管，图6B和图6C显示了外管处于其卷曲、管状形式，并且图6D示出了接合至外管的内管；

图7A、图7B和图7C是根据本发明的一个实施方式的管槽的几何结构如何能够用于实现不同效果的简化示意图；以及

图8是形状的简化示意图，其可以通过改变槽来实现，诸如螺旋形。

具体实施方式

现在参考图2和图3，其示出了根据本发明的一个非限制性的实施方式的操纵工具10。

操纵工具10包括内管12，内管12设置在外管14内。内管12的远端12D固定地接合至外管14的远端14D。术语“接合”包含将管的材料附接到一起的任何方法，诸如但不限于焊接、超声焊接、热粘结、粘合剂粘结、模制和其它方法。内管12和外管14被布置为相对于彼此纵向轴向移动(除了它们接合在一起的远端)。

根据本发明的一个实施方式，内管12和外管14均形成有一个或多个对准孔13，从而在接合和装配期间校正内管和外管的对准(包括关于纵轴的轴向和旋转对准)。定位销15(图3)可以插入到对准孔13中以在接合过程中保持管处于正确对准。对准孔13可以是偏离中心的和/或具有两个不同的直径，以确保管不会意外地错误对准。

内管12的外径小于外管14的内径，从而它们能够容易地相对于彼此滑动。直径上的差异可能会在焊接或其它类型的接合过程中引起问题。根据本发明的一个实施方式，尽管在直径上有差异，但是为了实现管之间的良好接合(例如，焊接或粘接)，在内管12和/或外管14上形成有末端开口的轴向槽17(也可见于图1的扁平视图)。槽17提供了用于焊接、锡焊或粘合材料流动并将管接合在一起的路径。

内管12和外管14可以由任何合适的柔性的、医学上安全的材料制成，诸如但不限于，不锈钢(例如AISI 316)、镍钛诺、钴铬合金、镍钛合金及其它玻璃纤维、塑料(例如，尼龙、聚丙烯以及许多其它的)或它们的组合。如将在下面进一步描述的，除了弯曲的机械作用之外，管能够用于包括光导、激光、光学或电传输以及其它用途的应用。

内管12和外管14中的至少一者在其远端附近被开槽以具有槽16(例如，横向于管的纵轴；术语横向包含不平行于管的纵轴的任意角度——不仅仅是垂直)。在优选实施方式中，两个管都开槽，但可替代地，内管和外管中仅有一者被开槽且另一者可以是柔性但不开槽的。纵向轴向移动导致两个管的远端的弯曲(由于它们接合在一起)，如PCT/US2013/040691中已知的。内管和外管中的一者可以长于另一者(例如，内管是较长的，用于抓住其近端，从而推动和牵拉它)。

槽16朝向一个或多个管的远端增加柔性，用于设备的操纵能力及其控制操作性能。柔性量可以通过槽的数量、槽间的间距、槽的形状、槽所对着的角度、管的厚度、管的材料以及其它因素来控制。槽16可以对着大约180-270°的弧。

例如，从图1中能够看出，槽16的形状随着距离远端的距离的参数而改变。在所示意的示例中，槽在长度和宽度(例如，渐近至最小尺寸)上随着距离远端的距离的增大而减小。这样，弯曲半径在距离远端的任何距离处都保持基本上恒定，并且弯矩随着距离远端的距离的增大而增加。轴向槽17可开口至最远侧槽16。

现在参照图7A、图7B和图7C来说明槽的几何结构能够如何用于实现不同效果的另一个示例。图7A示出了处在直的位置的操纵工具；图7B示出了操纵工具向左弯曲；并且图7C示出了操纵工具向右弯曲。内管12和外管14都可以被开槽以具有槽16，其中内管槽具有面向一个方向的开口端，而外管槽具有面向相对于彼此成180°的另一个方向的开口端。另外，其中一个管的槽之间的间隔比另一个管的槽之间的间隔大。可替代地，内管或外管可以这样制成，使得一些槽16具有面向一个方向的开口端，而其它槽16具有面向另一个方向的开口端，诸如分开180°。另外，管一侧的槽之间的间隔比另一侧的槽之间的间隔大。图7A还显示了另一个选择，其中一些槽的形状不同于其它的槽。例如，槽16-1、16-2、16-3和16-4的开口端是不同形状的——一些比其它的更封闭。这意味着一些槽将在其它槽停止弯曲之前停止弯曲，这是因为在弯曲位置槽的开口端抵靠彼此，因此用作硬止动件以防止进一步的弯曲。通过使用不同形状的槽，能够实现不同的弯曲效果。

该管可朝向槽的开口侧弯曲，直到最终这些槽成为封闭的或“压紧的”，在该点处，封闭的槽用作止动件，其不允许进一步的弯曲。由于这些槽中的一组槽之间的间隔比这些槽中的另一组槽之间的间隔大的事实，该管可以在一个方向上比另一个方向上弯曲得更多，并且在管被进行与牵拉不同的推动时可以以不同的程度进行弯曲。通过具有不同的槽半径或形状，能够实现相同的效果。因此，在图7A至图7C的实施方式中，内管12和/或外管14的一些槽16比内管12和/或外管14的较难弯曲的其它槽16更容易弯曲。

两组槽之间的角度的变化量(即，不是180°)能够实现针对管的不同侧的不同的弯曲形状、力度和灵敏度。图8示出了形状的另一个示例，其可以通过改变槽来实现，即，螺旋形，其可有助于血管或其它管腔内的自定心。

操纵工具10可以覆盖有半刚性的或柔性的护套18(在图2中以虚线部分地显示)，并用作导管或针。在一个更优选的实施方式中，如图4中所示，内管12是没有槽的简单的管或线。在中空管的情形中，除了弯曲的机械功能之外，内管12能够用作传输流体、光、激光、光学、相机、照明、电能传输(例如，有线连接)以及其它的导管。因此，该装置可以用于高准确性地将流体输送到体内位置，诸如但不限于，直接将药物注射到大脑内。例如，工具10可被用作针，以凸出穿过或插入血管中，并将物质直接注射到脑内、肿瘤或感染区域内。操纵工具10可以用作导管以引导和输送冷却气体以冷冻肿瘤或其它区域。操纵工具10可用作导管以引导光纤或激光设备用于照明、治疗、消融或干燥或其它用途。在另一个实施方式中，光纤可以是机械操纵系统的一部分，作为内管或外管内的牵引丝。这样，直径为0.3毫米的受控光纤变得可行。

在任何实施方式中，内管、外管和/或整个工具的远侧边缘形状不仅可以是圆形的，也可以成形为电极、针或其它形状。

现在参考图5A和图5B，其示出了根据本发明的一个非限制性实施方式构造和操作的具有操作手柄20的操纵工具。

在该操纵工具中，外管14的近端19在手柄20的远端被固定或锁定在外管保持器22内。内管12如上所述被设置在外管14内。内管12延伸穿过手柄20的长度，并且内管12的近侧部23可以由近侧内管保持器24保持。内管保持器24可包括隔片26，隔片可被用来密封内管12的穿过其中的通道。手柄20可被设置为具有近侧流体连接器28。

手柄20设置有管操作器30，例如线性滑动件，用于引起内管和外管的相对轴向移动。例如，管操作器30可以抵靠或连接到手柄20的可动部32，可动部被连接到或抵靠到外管保持器22。通过向远侧移动管操作器30，可动部32也向远侧移动并且使内管12也向远侧移动，从而使内管和外管的远端尖端弯曲，如上所述。管操作器30可向近侧抵靠在手柄20的固定不动的部分上和/或可以“喀呖”到形成于手柄的凹槽内，以用作近端止动件并锁定管操作器30就位。在需要时可以从锁定位置释放管操作器30并且重新锁定就位。在将操纵工具插入(手柄解锁)到体腔内期间，具有自由移动，从而使两个管都可以自由地移动并且允许操纵工具根据体腔的形状(诸如任何种类的曲线路径)弯曲。在到达体腔内的期望位置之后，手柄锁定并不再弯曲。因此，操纵工具可以很容易地用作导丝来引导导管和其它设备。

现在参考图5C至图5E，其示出了根据本发明的另一非限制性实施方式构造和操作的具有操作手柄202的操纵工具200。该实施方式可以与其它实施方式中描述的内管和外管一起使用。

在该实施方式中，如图5A至图5B所示，内管12和外管14被保持在操作手柄中，操作手柄能够使其中一个管相对于另一个管轴向地沿其纵轴移动，从而引起两个管的共同末端弯曲。图5C至图5E的实施方式与先前实施方式的不同之处在于，内管12和外管14被保持在操作手柄中，操作手柄能够另外地使其中一个管围绕它们的纵轴相对于另一个管旋转。这使得其中一个管相对于另一个管扭曲并引起管呈现通过先前的手柄不能达到的弯曲或扭曲形状。通过具有交错或相移的组合，管可以呈现S弯曲形、螺旋形和其它许多弯曲和扭曲的形状。(能够通过旋转管和/或通过切割具有相移的槽来生成相移；在任何情况下，弯曲形状通过轴向移动产生。)使用者可以根据需要扭曲管，并且该工具允许在所选择的扭曲方向上锁定或以其它方式保持管。下面的描述是针对所示出的实施方式进行的，但是该实施方式的原理可以由其它配置和结构来实现。

如图5D所示，在操纵工具200中，外管14的近端粘附或锁定在手柄202的远端处的外管保持器204中。外管保持器204具有紧固件206(例如，销、螺钉等)，其穿过远侧毂208并夹在外管14的外轮廓上。毂208从容纳在外管保持器204内的鼓210轴向延伸。外管保持器204与毂208及鼓210一起绕工具的纵轴217旋转。鼓210的近侧面与盘212通过棘爪的方式相互作用，如选择性地座于沟槽216内的棘爪掣214。当外管保持器204围绕工具的纵轴旋转时，棘爪掣被捕获到沟槽中(“喀呖”卡到沟槽中)。这样，使用者可以根据需要扭转管，并且棘爪掣将管锁住或以其它方式保持在所选择的扭转方向上。

内管12如上所述地设置在外管14内。内管12延伸穿过外管保持器204，并被内管保持器218固定或保持。盘212被固定地连接到内管保持器218或其一部分上。手柄202设置有管操作器220，用于引起内管和外管的相对轴向移动。例如，管操作器220可以是附连到内管保持器218的套管222。套管222可与外管保持器204螺纹连接。当套管222转动时，内管12相对于外管14轴向地前进或缩回，从而引起内管和外管如上所述地在远端尖端处弯曲。可以设置导向销224，其在导槽中226滑动，用于引导管的轴向移动。该工具的近端可以具有入口开口288，用于使导丝、光纤或其它工具穿过管。

如上所述并参考图1至图3，为了实现管之间的良好接合(例如，焊接或粘接)而不管直径上的不同，开口端轴向槽17形成在内管12和/或外管14中。现在参照图6A至图6D，其示出了接合内管12和外管14的另一种方式。

在该实施方式中，外管14形成有孔67，孔可以是圆形的孔(如实施方式中所示出的)，或者可以是任何尺寸和形状的开口，例如细长槽、椭圆形切口、菱形切口等。图6A显示了扁平形式的外管14。图6B和图6C都显示了外管14的滚动、管状形式。

图6D示出了内管12，内管12接合至外管14。焊接(例如，金属管中的激光焊接)或粘结(例如，塑料管中的粘合剂或热粘接)内管12和外管14是在孔67处或穿过孔67实现的。应该指出的是，内管12可由一张平板卷起，从而使得它具有边缘12A和12B，这两个边缘彼此接近或相互邻接。孔67可有利地位于边缘12A和12B附近，即，位于切断的内管12的两侧上。在孔的这个位置接合有助于防止边缘12A和12B彼此弹开。与边缘12A和12B的接合处相对的内管12较硬侧(在图6D中指示为12C)可由单个孔67而不是两个孔接合到外管14，如实施方式中所示出的。

外管14的孔67被定位成靠近内管的最硬区域和最柔性区域(12A、12B和12C)，以转化剪切力而使在它们之间没有扭矩存在。

在本发明的又一实施方式中，内管和外管的组件可以在不连接/焊接或粘结管的端部到另一个的情况下运行。相反，其中一个管可在其远端处与远端止动件一起制成。第二管可以相对于第一管滑动，直到第二管抵靠第一管的远端止动件，并且然后进一步的力施加导致管如上所述地弯曲。这样的实施方式对于单侧弯曲是很有效的。不像在远侧部具有固定于彼此的管的实施方式，这种实施方式仅在推动其中一个管朝向远端时才工作，而在向近侧牵拉管时不工作。

Claims (12)

1.一种操纵工具(200)，该操纵工具包括：

内管(12)，该内管设置于外管(14)内，所述内管(12)和外管(14)被布置为相对于彼此纵向轴向移动，其中，所述内管(12)的远端固定地接合至所述外管(14)的远端，并且所述内管(12)和外管(14)中的至少一者在其远端附近形成有横向槽(16)，并且其中，所述纵向轴向移动造成所述管的所述远端弯曲；

其特征在于，所述内管(12)和外管(14)分别被保持在内管保持器(218)和外管保持器(204)中，所述内管保持器和外管保持器被安装在操作手柄(202)中，并且其中，所述内管保持器(218)和外管保持器(204)能沿着它们的纵轴相对于彼此轴向移动以造成所述管的所述远端的弯曲，并且其中，所述内管保持器(218)和外管保持器(204)能围绕它们的纵轴相对于彼此旋转。

2.根据权利要求1所述的操纵工具(200)，其中，所述外管保持器(204)与所述内管保持器(218)利用棘爪掣(214、216)进行相互作用，所述棘爪掣(214、216)将所述内管(12)和外管(14)保持于选定的扭转方向。

3.根据权利要求1所述的操纵工具(200)，其中，所述操纵工具的近端具有供工具穿过的入口开口(228)。

4.根据权利要求1所述的操纵工具(200)，其中，所述内管(12)和外管(14)中的所述至少一者的所述横向槽(16)中的一些横向槽比所述内管(12)和外管(14)中的所述至少一者的较难弯曲的其它横向槽(16)更容易弯曲。

5.根据权利要求1所述的操纵工具(200)，其中，较难弯曲的所述横向槽(16)抵靠止动件(16)，从而防止比更容易弯曲的所述横向槽(16)弯曲得更多。

6.根据权利要求1所述的操纵工具(200)，其中，在进行与牵拉不同的推动时，所述内管(12)和外管(14)中的所述至少一者进行不同程度的弯曲。

7.根据权利要求1所述的操纵工具(200)，其中，所述内管(12)和外管(14)中的所述至少一者的所述横向槽(16)中的一些横向槽具有面向一个方向的开口端，而所述内管(12)和外管(14)中的所述至少一者的其它横向槽(16)具有面向另一个方向的开口端，所述内管(12)和外管(14)中的所述至少一者的一侧的所述横向槽(16)之间的间隔比所述内管(12)和外管(14)中的所述至少一者的另一侧的横向槽之间的间隔大。

8.根据权利要求1所述的操纵工具(200)，其中，所述外管(14)形成有用于接合至所述内管(12)的孔(67)。

9.根据权利要求8所述的操纵工具(200)，其中，所述孔(67)被定位成靠近所述内管(12A、12B、12C)的最硬区域和最柔性区域。

10.根据权利要求1所述的操纵工具(200)，其中，所述内管(12)和外管(14)中的所述至少一者的所述横向槽(16)中的一些横向槽具有面向一个方向的开口端，而所述内管(12)和外管(14)中的所述至少一者的其它横向槽(16)具有面向另一个方向的开口端，所述内管(12)和外管(14)中的所述至少一者的一侧的所述横向槽(16)之间的间隔比所述内管(12)和外管(14)中的所述至少一者的另一侧的横向槽之间的间隔大。

11.根据权利要求10所述的操纵工具(200)，其中，所述外管(14)形成有用于接合至所述内管(12)的孔(67)。

12.根据权利要求11所述的操纵工具(200)，其中，所述孔(67)被定位成靠近所述内管(12A、12B和12C)的最硬区域和最柔性区域。