CN109171617A - 一种定位可视导管 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种定位可视导管，包括：鞘管，从鞘管的后端到前端，鞘管包括依次连接的多个不同硬度的子鞘管；导管，导管可移动套接在鞘管内，从导管的后端到前端，导管包括依次连接的多个不同硬度的子导管；定位传感器，定位传感器位于导管前端或鞘管前端，并通过定位传感器的信号线与外部主机连接；图像采集器，图像采集器设置在导管的管腔内，位于导管前端并通过图像采集器的信号线与外部主机连接；光源组件，光源组件包括光源或光导纤维，光源或光导纤维设置在导管的管腔内并位于图像采集器的周围，用于为图像采集器的可视区域提供照明。本发明提供的技术方案，能够在可视的情况下对导管进行导航，保证了导航路径的正确性。
Description
技术领域
本发明属于医疗检查技术领域，具体地说，涉及一种定位可视导管。
背景技术
现有的用于人体自然腔道内的基于磁导航定位技术的活检产品，可以依据磁场确定自身的位置，结合CT等医学影像，使用鞘管和定位导管一同进入体自然腔道内。磁导航定位活检产品所使用的导管外径较小，可以深入组织内部狭小的自然腔道，如肺外周的下级支气管，到达病变位置后取出定位导管，鞘管形成一个内径较大的工作通道，可以使用常规活检工具进行活检采样。
但是，现有的磁导航定位技术在深入自然腔道后无法获得导管前端的实时影像来准确判断实际前进路径的准确性，只能通过磁导航系统在CT等医学影像的辅助下进行定位和路径导航。而且，现有的磁导航定位技术需要在内窥镜辅助引导下进入自然腔道中，并进行较复杂的配准过程，无法独立进行手术操作。因此对配套设备要求较高，准确度受到配准精确度的影响。另外如果自然腔道和组织有位移和变形则可能产生误差影响准确性。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种定位可视导管，用于经过自然腔道建立到达目标位置的通路，在到达目标位置的过程中可同时提供导管前端的实时图像信息和定位位置信息，简化了复杂的配准过程，减少配套设备的使用，在可视的情况下对导管进行导航，使导航过程更加直观和准确。
为解决现有技术中的技术问题，本发明实施例提供了一种定位可视导管，包括：鞘管，从所述鞘管的后端到前端，所述鞘管包括依次连接的多个不同硬度的子鞘管；
导管，所述导管可移动套接在所述鞘管内，从所述导管的后端到前端，所述导管包括依次连接的多个不同硬度的子导管；
定位传感器，所述定位传感器位于所述导管前端或所述鞘管前端，并通过所述定位传感器的信号线与外部主机连接；
图像采集器，所述图像采集器设置在所述导管的管腔内，位于所述导管前端并通过所述图像采集器的信号线与所述外部主机连接；
光源组件，所述光源组件包括光源或光导纤维，所述光源或所述光导纤维设置在所述导管的管腔内并位于所述图像采集器的周围，用于为所述图像采集器的可视区域提供照明。
可选地，还包括保护结构，所述保护结构设置在所述鞘管或所述导管的前端，将所述定位传感器及所述图像采集器包裹在所述保护结构内。
可选地，所述定位传感器为环形传感器，所述导管前端或所述鞘管前端设置有同轴环形腔，所述环形传感器设置在所述同轴环形腔内；或者
所述定位传感器为柱形传感器，所述柱形传感器设置在所述导管的管腔内。
可选地，所述柱形传感器为一个，所述柱形传感器位于所述图像采集器一侧或前端或后端；或者
所述柱形传感器为至少两个，至少两个所述柱形传感器位于所述图像采集器的同侧或相对的两侧或相邻的侧面，至少两个所述柱形传感器在同一平面上的轴线投影之间具有夹角，或者至少两个所述柱形传感器分别位于所述图像采集器的前端及后端。
可选地，多段所述子鞘管或多段所述子导管包括依次连接的至少一个弧形段及直段。
可选地，所述导管或所述鞘管为可控制弯曲形状管；
所述可控制弯曲形状管包括方向控制机构，所述方向控制机构用于控制所述鞘管或所述导管的弯曲的形状以及弯曲朝向的方向。
可选地，所述方向控制机构包括至少一个贯穿所述导管或所述鞘管的前端至后端的控制腔，所述控制腔内穿设有控制丝；
当所述控制腔为多个时，沿所述导管或所述鞘管的周向均匀设置。
可选地，所述鞘管和/或所述导管为多层结构，包括内层管及设置在所述内层管外部的外层管；所述外层管包括加强结构以及包裹在所述加强结构外部的外壳。
可选地，所述方向控制机构还包括设置在所述内层管与所述外层管之间的同轴的金属环；
所述金属环位于所述内层管的前端，所述控制丝的一端固定在所述金属环上，所述加强结构覆盖在所述金属环上。
可选地，所述控制丝的外部套设有套管，所述控制丝及所述套管均设置在所述内层管与所述外层管之间，所述套管的内壁形成所述控制腔。
另外，优选地，所述光导纤维或所述光源的靠近所述图像采集器的一端设置有透镜或导光结构。
本发明实施例提供的技术方案，通过图像采集器配合定位传感器，通过可视的图像，避免了复杂的配准过程，实现在可视的情况下，对定位可视导管进行导航，保证了导航路径的正确性，从而增加了活检采样和手术的成功率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明实施例的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明实施例的一部分，本发明实施例的示意性实施例及其说明用于解释本发明实施例，并不构成对本发明实施例的不当限定。
在附图中：
图1为本发明实施例的鞘管的平面示意图；
图2为本发明实施例的导管的剖面示意图；
图3为本发明实施例的导管的立体示意图；
图4为本发明实施例的带有控制丝的导管的剖面示意图；
图5为沿图4中A-A的截面示意图；
图6为本发明实施例的带有控制丝的鞘管的剖面示意图；
图7为沿图6中B-B的截面示意图；
图8为与图6中的鞘管配合使用的导管的剖面示意图；
图9为本发明实施例的带有控制丝及定位传感器的鞘管的剖面示意图；
图10为与图9中的鞘管配合使用的导管的剖面示意图；
图11为本发明实施例的仅带有定位传感器的鞘管的剖面示意图；
图12为与图11中的鞘管配合使用的导管的剖面示意图；
图13为本发明实施例的带有柱形传感器的导管的剖面示意图；
图14为图13中导管的侧视示意图；
图15为本发明实施例的两个柱形传感器设置在图像采集器同侧的示意图；
图16为图15中的图像采集器的两侧设置光导纤维的示意图；
图17为图15的侧视示意图；
图18为本发明实施例的两个柱形传感器设置在图像采集器相对两侧的示意图；
图19为图18带有导管的侧视示意图；
图20为本发明实施例的带有柱形传感器及控制丝的导管的剖面示意图；
图21为本发明实施例的导管的制作工艺流程图；
图22为本发明实施例的导管的截面图。
附图标记说明
10：鞘管；11：第四直段；12：第三弧形段；13：第二弧形段；14：第一直段；20：导管；21：内层管；22：加强结构；23：外层管；24：金属环；30：定位传感器；40：图像采集器；41：图像采集器的信号线；50：光导纤维；60：保护结构；70：控制丝；71：套管。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明实施例保护的范围。
发明人在实现本发明的过程中发现，目前，所使用的磁导航定位技术，由于没有可视的实时图像，需要内窥镜辅助进行较复杂的配准过程，而且现有的磁导航定位技术在深入自然腔道后无法获得导管前端的实时影像来准确判断实际前进路径的准确性，只能通过磁导航系统进行定位和路径导航。
因此，为解决现有技术中的缺陷，本发明实施例提供一种定位可视导管，可同时提供导管前端的实时可视图像信息和定位位置信息，避免简化了复杂的配准过程，减少配套设备的使用，在可视的情况下对导管进行导航，使导航过程更加直观和准确性。
以下将配合附图及实施例来详细说明本发明实施例的实施方式，藉此对本发明实施例如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施，以下结合附图对本发明实施例的结构做进一步说明。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明实施例的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明实施例的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
图1为本发明实施例的鞘管的平面示意图，图2为本发明实施例的导管的剖面示意图，图3为本发明实施例的导管的立体示意图，如图1至3所示。
本发明实施例提供了一种定位可视导管，包括：鞘管10、导管20、定位传感器30、图像采集器40以及光源组件。其中，
从鞘管10的后端到前端，鞘管10包括依次连接的多个不同硬度的子鞘管。一种可实现的方式是，子鞘管可包括依次连接的第四直段11、第三弧形段12、第二弧形段13和第一直段14。
导管20可移动套接在鞘管10内，从导管20的后端到前端，导管20包括依次连接的多个不同硬度的子导管。
定位传感器30位于导管20前端或鞘管10前端，并通过定位传感器的信号线与外部主机连接。定位传感器30可为电磁定位传感器，通过与主机相连，实现电磁定位。
图像采集器40设置在导管20的管腔内，位于导管20前端并通过图像采集器40的信号线41与外部主机连接。图像采集器40可实时获取定位可视导管前端的图像，在导航过程中实现可视的功能。
光源组件包括光源或光导纤维50，光源或光导纤维设置在导管20的管腔内并位于图像采集器40的周围，用于为图像采集器40的可视区域提供照明。光源组件的设置位置可根据具体环境设定，光导纤维50或光源设置在图像采集器40的周围，如两端或侧面，以便照亮图像采集器40的可视区域。例如，光导纤维可与设置在导管20后端的手柄内部或者主机内部的光源连接，通过光导纤维50将照明光线传输至导管20前端，以照亮图像采集器40的可视区域。再如，光源可直接设置在导管20内，位于图像采集器40的周围，直接为图像采集器40的可视区域提供照明。
本发明实施例提供的技术方案，通过图像采集器40配合定位传感器30，可同时提供导管20前端的实时可视图像信息和定位位置信息，简化了复杂的配准过程，减少配套设备的使用，在可视的情况下对导管20进行导航，使导航过程更加直观和准确性。
下面对本发明实施例提供的定位可视导管作进一步的详细介绍。
继续参见图1，本发明实施例中，子鞘管和子导管的实现方式包括多种，其中，子鞘管的一种可实现的方式是，多个子鞘管的硬度依次变化，例如，越靠近鞘管10的前端，鞘管10的子鞘管的硬度越小。另一种方式是，多个子鞘管的硬度不是依次变化，例如，从鞘管10的前端到后端，最前端的第一段最软，与第一段连接的第二段较硬，之后的第三段较软，第四段较硬，最后一段最硬。上述两种子鞘管的实现方式，可以使得子鞘管在行进至自然腔道的分叉处(例如、肺部支气管等的分叉处)时，可以适应不同角度的弯曲继续行进。同一根鞘管10可以是通过不同硬度、不同材料的子鞘管一次成型制成，也可以是若干段不同硬度的子鞘管连接制成。
类似于鞘管10，导管20的一种可实现的方式是，多个子导管的硬度依次变化，例如，越靠近导管20的前端，导管20的子导管的硬度越小。另一种实现方式是，多个子导管的硬度不是依次变化，例如，从导管20的前端到后端，最前端的第一段最软，第二段较硬，之后的第三段较软，第四段较硬，最后一段最硬。上述两种子导管的实现方式，可以使得子导管在行进至自然腔道的分叉处(例如、肺部支气管等的分叉处)时，可以适应不同角度的弯曲继续行进，或者能够沿着鞘管10的弯曲形成相应的弯曲。
本发明实施例中，图像采集器40的实现方式包括多种，其中，一种可实现的方式是，图像采集器40为摄像头，通过摄像头将采集到的图像通过信号线传输至外部主机。例如，图像采集器40为CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，互补金属氧化物半导体)图像传感器、镜头及图像处理电路，可以是CMOS图像传感器与镜头同为一个模块，也可以是镜头与图像传感器单独设立。CMOS图像传感器通过镜头采集图像，并有图像处理电路处理后将模拟或数字格式的图像信息传输至外部主机。另一种可实现的方式是，光学相干断层成像、共聚焦等成像技术。
本发明实施例中，定位传感器30包括环形传感器和柱形传感器。下面对本发明实施例提供的定位可视导管不同的实现方式进行详细介绍。
第一种可实现方式是，继续参见图2，定位传感器30为环形传感器，环形传感器设置在导管20上。具体地，定位传感器30为环形传感器，导管20前端设置有同轴环形腔，环形传感器设置在同轴环形腔内。
鞘管10包括但不限于为双向编织或者螺旋丝加强管，螺旋丝可为金属丝，以便传递扭矩使鞘管10跟随操作旋转，并防止鞘管10打折或者被压扁。鞘管10的管内壁上设置有聚四氟乙烯(PTFE，Poly tetra fluoroethylene)层或者氟化乙烯丙烯共聚物(FEP，Fluorinated ethylene propylene)层或者其他低摩擦系数的高分子材料层，以减少导管20与鞘管10之间的摩擦。鞘管10带有预弯段，例如，多段子鞘管包括依次连接的至少一个弧形段及直段。一种可实现的实施例中，多段子鞘管包括依次连接的第一直段14、第二弧形段13、第三弧形段12及第四直段11。
导管20包括但不限于为双向编织或者螺旋丝加强管，防止导管20打折或者被压扁。导管20的管外壁上设置有聚四氟乙烯层或者氟化乙烯丙烯共聚物层或者其他低摩擦系数的高分子材料层，以减少导管20与鞘管10之间的摩擦。在鞘管10没有预弯段时，导管20可以为带有预弯段，例如，多段子导管包括依次连接的至少一个弧形段及直段。
图像采集器40可以捕捉视频信号并通过图像采集器40的信号线41传输到外部主机(图中未示出)，获得导管20前端的实时图像。图像采集器40需要照明以获得图像信号。光源组件(包括但不限于光源或光导纤维50)靠近图像采集器40的一端设置有透镜或者导光结构，使得照明能覆盖图像采集器40的成像范围。图像采集器40可以是CCD(ChargedCoupled Device)或CMOS图像传感器及镜头，可以是图像传感器与镜头同为一个模块，也可以是镜头与图像传感器单独设立，具体结构不限。例如，可采用背照式的CMOS图像传感器。光源可以是白色可见光，如LED光源，也可以是特殊光源，如UV(紫外线)光源等。如果使用不同波长段的光源，图像采集器40也需要选用相应的型号规格。
继续参见图2，为防止定位传感器30及图像采集器40在一定外力的作用下变形或者损坏，本发明实施例中，定位可视导管还包括保护结构60。保护结构60设置在鞘管10或导管20的前端，将定位传感器30及图像采集器40包裹在保护结构60内。保护结构60包括但不限制为金属或塑料或多种材料的组合，金属包括但不限于不锈钢、钛、钛合金、镍钛合金、铂铱合金等。
以鞘管10带有预弯段为例，在使用时，导管20的前端伸出鞘管10，以便导管20的长度略长于鞘管10。导管20穿设于鞘管10之中并锁定，控制导管20的弯曲则鞘管10也跟随导管20一起弯曲，以进入不同的自然腔道分叉。到达位置后取出导管20保留鞘管10以建立到达病变位置的通路。
在第一种实现方式的基础上，第二种可实现方式是，导管20为可控弯导管，鞘管10无预弯段。具体地，参见图4和图5，导管20为可控制弯曲形状管。可控制弯曲形状管包括方向控制机构，方向控制机构用于控制鞘管或导管的弯曲的形状以及弯曲朝向的方向。一种可实现的方式是，方向控制机构包括至少一个(如一个、两个或两个以上)贯穿导管20的前端至后端的控制腔，控制腔内穿设有控制丝70。当控制腔的数量为多个时(如4个)，沿导管20的周向均匀设置。通过拉动其中一个控制腔中的一根控制丝70，则导管20向该控制丝70的方向弯曲。相互对称的两个控制丝70能控制导管20在一个平面中的两个方向弯曲。如图5中所示，两对控制丝70所在平面正交布置，同时操作则能控制导管20向各个方向弯曲。
实际使用中，一种操作方式是，导管20的长度略长于鞘管10，导管20穿设于鞘管10之中并锁定，通过控制丝70控制导管20的弯曲则鞘管10也跟随导管20一起弯曲，以进入不同的自然腔道分叉，到达位置后取出导管20保留鞘管10以建立到达病变位置的通路。
另一种操作方式是，导管20的长度大于鞘管10的长度(例如10cm以上)，将导管20穿过鞘管10，使鞘管10位于导管20的后端。推送并操作导管20的弯形，进入不同的支气管通路。到达位置后，将鞘管10推进至前端与导管20的前端齐平，之后保持鞘管10位置，并取出导管20保留鞘管10以建立到达病变位置的通路。
在第一种可实现方式的基础上，第三种可实现的方式是，导管20无预弯段，鞘管10为可控弯鞘管。具体地，参见图6和图7，鞘管10为可控制弯曲形状管。可控制弯曲形状管包括方向控制机构，方向控制机构用于控制鞘管或导管的弯曲的形状以及弯曲朝向的方向。一种可实现的方式是，方向控制机构包括至少一个(如一个、两个或两个以上)贯穿鞘管10的前端至后端的控制腔，控制腔内穿设有控制丝70。当控制腔的数量为多个时(两个或两个以上)，沿鞘管10的周向均匀设置。通过拉动其中一个控制腔中的一根控制丝70，则鞘管10向该控制丝70的方向弯曲。相互对称的两个控制丝70能控制鞘管10在一个平面中的两个方向弯曲。如图7中所示，两对控制丝70所在平面正交布置，同时操作则能控制鞘管10向各个方向弯曲。
实际使用中，导管20的长度略长于鞘管10或与鞘管10齐平，导管20穿设于鞘管10之中并锁定，通过控制丝70控制鞘管10的弯曲则导管20也跟随鞘一起弯曲，以进入不同的支气管通路，到达位置后取出导管20保留鞘管10以建立到达病变位置的通路。在第三种可实现的方式中，导管20可参见图8，导管20可随着鞘管10一起弯曲，可以省略导管20的控制丝70。但是，为了控制弯曲的准确性，在导管20上也可以设置控制丝70，如图4中的导管20，这样导管20和鞘管10可双重控制弯曲，保证了弯曲的灵活性。
第四种可实现方式，参见图9和10，与前三种实现方式不同的地方在于，定位传感器30为环形传感器，环形传感器设置在鞘管10上。具体地，鞘管10前端设置有同轴环形腔，环形传感器设置在同轴环形腔内。导管20无预弯段，鞘管10为可控弯鞘管，即控制丝70设置在鞘管10上的控制腔内。导管20可参见图10，导管20可随着鞘管10一起弯曲，可以省略控制丝70。
第五种可实现方式，参见图11和12，与第四种实现方式不同的地方在于，导管20为可控弯鞘管，鞘管10无预弯段，即控制丝70设置在导管20上的控制腔内。鞘管10可参见图11，鞘管10可随着导管20一起弯曲，可以省略控制丝70。
以上五种实现方式中，定位传感器30均为环形传感器，可设置在导管20上或者鞘管10上。控制丝70可设置在导管20上和/或鞘管10上。五种实现方式均可相互参考借鉴，此处不做具体的限定。
第六种可实现方式，与前五种实现方式的区别点在于，定位传感器30为柱形传感器，柱形传感器设置在导管20的管腔内。柱形传感器为一个或者至少两个。
参见图13和图14，柱形传感器为一个，柱形传感器位于图像采集器40一侧或前端或后端，当柱形传感器位于图像采集器40的前端或者后端，柱形传感器的延伸方向与导管20延伸方向平行。或者，参见图15至图19柱形传感器为至少两个或相邻的侧面，至少两个柱形传感器位于图像采集器40的同侧或相对的两侧，至少两个柱形传感器在同一平面上的轴线投影之间具有夹角，或者至少两个柱形传感器分别位于图像采集器40的前端及后端。
柱形传感器可为5自由度的电磁导航定位传感器，使用一个可以明显减小定位可视导管的外直径。使用两个5自由度电磁导航定位传感器组成6自由度的定位导管，提高定位可视导管的定位精确度和抗干扰度。
定位传感器30为柱形传感器时，导管20或鞘管10可带有预弯段，或者导管20和/或鞘管10均可为可控弯管。举例来说，参见图20，导管20为可控弯导管，鞘管10无预弯段。控制丝70设置在导管20的控制腔内，鞘管10可随着导管20进行弯曲。
举例来说，定位可视导管包括一个柱形传感器，导管20无预弯段，鞘管10为可控弯鞘管。具体地，鞘管10可参见图6和图7，鞘管10为可控制弯曲形状管。柱形传感器位于导管20前端并位于图像采集器40一侧，通过信号线与外部主机连接。图像采集器40设置在导管的管腔内，位于导管20前端并通过信号线与所述外部主机连接。使用时，导管20的长度略长于鞘管10或与鞘管10齐平，导管20穿设于鞘管10之中并锁定，通过控制丝70控制鞘管10的弯曲则导管20也跟随鞘管10一起弯曲，以进入不同的支气管通路，到达位置后取出导管20保留鞘管10以建立到达病变位置的通路。
再举例来说，定位可视导管包括一个柱形传感器，导管20为可控弯导管，鞘管10无预弯段。导管20可参见图4和图5，导管20为可控制弯曲形状管。柱形传感器位于导管20前端并位于图像采集器40一侧，通过信号线与外部主机连接。图像采集器40设置在导管的管腔内，位于导管20前端并通过信号线与所述外部主机连接。使用时，导管20的长度略长于鞘管10或与鞘管10齐平，导管20穿设于鞘管10之中并锁定，通过控制丝70控制导管20的弯曲则鞘管10也跟随导管20一起弯曲，以进入不同的支气管通路，到达位置后取出导管20保留鞘管10以建立到达病变位置的通路。
需要说明的是，图像采集器40的成像功能也可以通过使用共聚焦成像技术的共聚焦显微内镜完成。共聚焦显微内镜允许在细胞和亚细胞水平对组织表面进行高分辨率评估，可获取几乎任何可到达的腔内表面的“光学活检”，拓展了可曲式内窥镜的成像能力。共聚焦显微内镜不用于路径的观察和引导，而是用于细胞级的显微观察，分辨细胞是否为癌细胞。可以配合普通可视导管一起使用。前述的定位可视导管的各种方案都可以将图像采集器40替换为共聚焦显微内镜。
下面对本发明实施例提供的定位可视导管如何使用进行介绍。
在实际使用中，本发明实施例提供的定位可视导管还需配合相应的操作系统使用。
操作系统组成：
相应的操作软件，操作软件可实现病例管理、CT数据导入、路径规划、实时导航、实时图像识别和处理及定位配准；
图形工作站，处理相应图形；
电磁导航设备，电磁导航设备与定位传感器配合使用，包括控制电路、传感器接口装置以及磁场发生器。
通过定位可视导管进行导航，如下：
首先获得病人近期的肺部CT数据，导入系统中对CT数据重建，获得肺部的CT图像并重建出肺部三维模型；
基于CT图像和三维模型确定目标位置；
通过所述三维模型以及肺部分叉处路径的方向，建立每个肺部分叉处的图像识别模式；
通过定位可视导管分别到达左肺和右肺一定深度的支气管中，并通过定位及回传图像判断接近和经过的肺部分叉，并与所述三维模型对比，确定导航路径的最佳配置角度和位置；
在靠近一个分叉处时，通过当前定位坐标，配合图像识别算法以及肺部分叉处的图像识别模式，同时以导航路径上每个分叉间的距离作为辅助判断依据，校准实际定位坐标与导航路径的偏差；
所述定位可视导管沿导航路径到达目标位置，抽出导管，通过鞘管形成工作通道。
对本发明实施例中，鞘管10或导管20为可控制弯曲形状管时的结构进行介绍，参见图21、图22。
在本发明的一种可实现的实施例中，鞘管10和/或导管20为多层结构，包括内层管21及设置在内层管21外部的外层管23，外层管23包括加强结构以及包裹在加强结构外部的外壳。其中，内层管21可为聚四氟乙烯(PTFE)或FEP材料制成。加强结构22可为双向编织的钢丝网，或者螺旋状钢丝，或者激光雕刻的龙骨结构，保护内层管21，可防止内层管21被挤压变形，以及提供良好的扭矩和推送力传递性能。外壳为在加强结构22的外部通过挤出工艺包裹的一层高分子材料层，例如PEBAX(尼龙弹性体)、TPU(Thermoplasticpolyurethanes，热塑性聚氨酯弹性体橡胶)或其他高分子材料，外层管23可以沿长度方向具有多个不同硬度的分段，使导管20在不同分段硬度不同和力学性能。
为保证控制丝70和加强结构22稳定地固定在导管20前段，方向控制机构还包括设置在内层管21与外层管23之间的同轴的金属环24。金属环24位于内层管21的前端，控制丝70的一端固定在金属环24上，加强结构22覆盖在所述金属环上。具体地，加强结构22的金属丝端头固定在金属环24上。控制丝70与金属环24之间的固定方式包括但不限于通过焊接固定，例如，激光焊等。本发明实施例中，金属环的材质包括但不限于为不锈钢、铂铱合金、钛、钛合金、镍钛合金等具有显影性的金属，使导管前段通过本身材质特性或经专门处理获得影像设备(X光、CT成像)下良好的显影性。
本发明实施例中，控制丝70的材质包括但不限于为不锈钢、铂铱合金、钛、钛合金、镍钛合金等，为保证控制丝70在控制腔内能够顺畅的来回移动，控制丝70的外部套设有套管71，控制丝70及套管71均设置在内层管21与外层管23之间，套管71的内壁形成控制腔。套管71可以是PTFE材料、FEP、聚丙烯(PP)等低摩擦的高分子材料制成，也可以是细密的金属丝编织网管。
本发明实施例中，为保证光线可以均匀的照亮图像采集器40的可视范围，光导纤维50或光源的靠近图像采集器40的一端设置有透镜或导光结构。通过设置透镜或导光结构，使得光导纤维50或光源提供的光线能够在可视范围内均匀分布，来提供质量更好的成像效果。
下面以具体的制作工艺流程介绍导管20为可控制弯曲形状管时如何制作，继续参见图21、图22。
1、使用PTFE材料制成内层管21；
2、在PTFE管的前段安放一个金属环24，金属环24可以是不锈钢或者铂铱合金材质；
3、通过不锈钢材料制成控制丝70，在控制丝70的外部套设有PTFE材料或者细密的金属丝编织网管制成的套管71；
4、控制丝70及套管71与内层管21平行并排放置，控制丝70的前端固定在金属环24上；
5、控制丝70固定在金属环24上以后，在控制丝70的外部编织钢丝，形成加强结构22，加强结构22的前端也固定在金属环24上，加强结构22与内层管21之间为控制丝70和套管71经过的空间；
6、在内层管21和加强结构22之外通过挤出工艺包裹一层PEBAX(尼龙弹性体)层，作为外层管23。
需要说明的是，控制丝70及套管71通常可以是1根、2根(2根控制丝70之间间隔180度对称放置)、4根(4根控制丝70之间间隔90度间隔放置)，也可以是更多根等间隔放置。
如果是1根，拉动控制丝70时，导管20软段向控制丝70方向弯曲。实际使用中需要配合导管20旋转，以控制导管20前端弯曲方向。
如果是2根，拉动控制丝70，导管20的软段可以在两根控制丝70所在平面内向两个方向弯曲。实际使用中需要配合导管20旋转，以控制导管20前端弯曲方向。
如果是4根或以上钢丝，只通过控制控制丝70就可以控制导管20弯曲朝向各个方向。
从导管20的后端到前端，导管20包括依次连接的多个不同硬度的子导管，在导管20的不同分段的子导管可以是不同的硬度，使得不同分段可以具有不同的性能。例如，导管20在后端较硬，保持良好的推送性能和扭矩传递性能。在前段的可控制弯曲的部分比较软，在拉动控制丝70时只有软段可以弯曲。
举例来说，导管20可控弯部分只有一个分段，即导管20具有一个弯段。
导管20的后端具有一个长的硬段，材料较硬，在拉动控制丝70时不会弯曲。
软段作为可控弯部分，材料较软，拉动控制丝70时，软段整体按照一定比例弯曲，控制丝70拉动越多、拉力越大，则软段的弯曲角度越大。
导管20的前端直段是从金属环24位置开始到导管20最前端的部分，拉动控弯钢丝时不弯曲。
再如，导管20可控弯部可分为多个不同的分段，以两个可控弯分段为例，即导管20具有两个弯段。
导管20的后端具有一个长的硬段，材料较硬，在拉动控制丝70时不会弯曲。
软段1和软段2作为可控弯部分，材料较软。软段1和软段2弯曲强度有区别，可以是材料硬度不同，软段2比软段1材料稍软；或者软段2和软段1的加强结构22的节距(密度)不同。拉动控制丝70时软段1和软段2按照一定比例弯曲，钢丝拉动越多/拉力越大，则弯曲角度越大，其中同等长度的软段2比软段1弯曲角度更大。
导管20的前端直段是从金属环24位置开始到导管20最前端的部分，拉动控制丝70时不弯曲。
与只有一个分段的导管20相比，多个分段的导管20的弯曲形状适合通过更加复杂的路径和自然腔道分叉，到达需要的目标位置。为方便对控制丝70的操控，控制丝70在导管20的后端附近，可以从导管20后段的内部或者外部伸出。
对于穿设在鞘管10内部的导管20，在导管20内部可以设置螺旋状钢丝(类似拉伸弹簧，每圈钢丝之间没有空隙)，或者多跟缠绕钢丝(类似钢丝绳)，以改善导管20的推送性能，并增加弯形回正(导管20变直，朝向正前方)的弹性。
需要说明的是，鞘管10为可控制弯曲形状管时，可参考上述导管20为可控制弯曲形状管时的结构和制作工艺流程，此处不做一一赘述。
综上所述，本发明实施例提供的技术方案，本发明实施例提供的技术方案，通过图像采集器配合定位传感器，通过可视的图像，避免了复杂的配准过程，实现在可视的情况下，对定位可视导管进行导航，保证了导航路径的正确性，从而增加了活检采样和手术的成功率。
需要说明的是，虽然结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本发明实施例的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属于本发明实施例的保护范围。
本发明实施例的示例旨在简明地说明本发明实施例的技术特点，使得本领域技术人员能够直观了解本发明实施例的技术特点，并不作为本发明实施例的不当限定。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
上述说明示出并描述了本发明实施例的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明实施例并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明实施例的精神和范围，则都应在本发明实施例所附权利要求的保护范围内。
Claims (11)
1.一种定位可视导管，其特征在于，包括：
鞘管，从所述鞘管的后端到前端，所述鞘管包括依次连接的多个不同硬度的子鞘管；
导管，所述导管可移动套接在所述鞘管内，从所述导管的后端到前端，所述导管包括依次连接的多个不同硬度的子导管；
定位传感器，所述定位传感器位于所述导管前端或所述鞘管前端，并通过所述定位传感器的信号线与外部主机连接；
图像采集器，所述图像采集器设置在所述导管的管腔内，位于所述导管前端并通过所述图像采集器的信号线与所述外部主机连接；
光源组件，所述光源组件包括光源或光导纤维，所述光源或所述光导纤维设置在所述导管的管腔内并位于所述图像采集器的周围，用于为所述图像采集器的可视区域提供照明。
2.根据权利要求1所述的定位可视导管，其特征在于，还包括保护结构，所述保护结构设置在所述鞘管或所述导管的前端，将所述定位传感器及所述图像采集器包裹在所述保护结构内。
3.根据权利要求1或2所述的定位可视导管，其特征在于，所述定位传感器为环形传感器，所述导管前端或所述鞘管前端设置有同轴环形腔，所述环形传感器设置在所述同轴环形腔内；或者
所述定位传感器为柱形传感器，所述柱形传感器设置在所述导管的管腔内。
4.根据权利要求3所述的定位可视导管，其特征在于，所述柱形传感器为一个，所述柱形传感器位于所述图像采集器一侧或前端或后端；或者
所述柱形传感器为至少两个，至少两个所述柱形传感器位于所述图像采集器的同侧或相对的两侧或相邻的侧面，至少两个所述柱形传感器在同一平面上的轴线投影之间具有夹角，或者至少两个所述柱形传感器分别位于所述图像采集器的前端及后端。
5.根据权利要求1或2所述的定位可视导管，其特征在于，多段所述子鞘管或多段所述子导管包括依次连接的至少一个弧形段及直段。
6.根据权利要求1或2所述的定位可视导管，其特征在于，所述导管或所述鞘管为可控制弯曲形状管；
所述可控制弯曲形状管包括方向控制机构，所述方向控制机构用于控制所述鞘管或所述导管的弯曲的形状以及弯曲朝向的方向。
7.根据权利要求6所述的定位可视导管，其特征在于，所述方向控制机构包括至少一个贯穿所述导管或所述鞘管的前端至后端的控制腔，所述控制腔内穿设有控制丝；
当所述控制腔为多个时，沿所述导管或所述鞘管的周向均匀设置。
8.根据权利要求7所述的定位可视导管，其特征在于，所述鞘管和/或所述导管为多层结构，包括内层管及设置在所述内层管外部的外层管；
所述外层管包括加强结构以及包裹在所述加强结构外部的外壳。
9.根据权利要求8所述的定位可视导管，其特征在于，所述方向控制机构还包括设置在所述内层管与所述外层管之间的同轴的金属环；
所述金属环位于所述内层管的前端，所述控制丝的一端固定在所述金属环上，所述加强结构覆盖在所述金属环上。
10.根据权利要求8所述的定位可视导管，其特征在于，所述控制丝的外部套设有套管，所述控制丝及所述套管均设置在所述内层管与所述外层管之间，所述套管的内壁形成所述控制腔。
11.根据权利要求1或2所述的定位可视导管，其特征在于，所述光导纤维或所述光源的靠近所述图像采集器的一端设置有透镜或导光结构。
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