CN109414156A - 具有视频馈送的插管管心针 - Google Patents

Abstract

一种用于放置气管内导管的手动铰接式管心针组件。管心针组件具有转向轴，该转向轴在一端承载柔性远端尖端并且在另一端附接到手柄。远端尖端通过由手柄中的远程致动器控制的护套绳缆操纵。远程致动器内的偏置构件保持绳缆上的连续张力以改善控制。摄像机携带在转向轴中的凹入的透镜袋中，但与远端尖端间隔开。相机FOV以缩短的视角捕获远端尖端的移动。手柄中的套环座接收标准气管内导管的套环连接器，在放置时移除管心针组件时提供快速断开。

Description

具有视频馈送的插管管心针

技术领域

本公开涉及用于放置插管装置的手动铰接式管心针。

背景技术

气管内插管是这样一种过程，其中将柔性气管内(ET)管通过口腔放入气管中以形成用于呼吸的人造回路。为了将ET管的前端导航到气管中的最佳位置，将管心针组件沿ET管的孔向下插入。管心针组件的一个示例可以在2014年5月8日公布的McCormick等人的美国专利公开号2014/0123976(其转让给本发明的受让人)中看到。US2014/0123976的全部公开内容在此引入作为参考并且在相关管辖区允许的范围内依赖。管心针组件的柔性远侧末端突出穿过ET管的前端以用作转向中介，该转向中介通过位于管心针组件上端的手柄上的远程致动器可以可变地移动(通常是卷曲或弯曲)。一旦ET管到达其在气管中的最佳位置，管心针组件就与ET管分离并完全从其孔中抽出以打开空气路径。因此，在插入过程期间，借助于管心针组件的可操纵远侧末端，ET管的前端在障碍物周围通过气管小心地操纵。

插管经常由急救人员和/或急诊室医疗保健人员执行作为挽救生命的过程，平均而言，该急救人员和/或急诊室医疗保健人员放置插管的经验远不如麻醉师或耳鼻喉科(耳、鼻和喉科)专家或耳鼻喉科医生。数据显示，每年在美国发生超过两千万(20,000,000)次插管，超过一半(>50％)的急诊插管由院前环境中的急救人员进行。美国大多数急救人员的插管培训很少，平均只有三(3)年的经验。

研究表明，15至20次插管是获得基本技能熟练度所必需的。一些医学文献甚至更为保守，表明熟练度的阈值范围从连续20到57次成功插管。急救人员要求只进行五(5)次插管以进行认证。一旦进入该领域，平均而言，约三分之二(67％)的认证护理人员每年仅进行一次或两次(1-2次)气管插管。医护人员的培训标准也明显低于急诊医学临床医生的200次插管或麻醉师400多次的最低要求。换句话说，大多数插管是在没有基本技能熟练度的紧急医疗工作者的救生环境中进行的。

由紧急医疗人员进行的插管中的失败率为10-50％。与插管失败相关的后果非常严重。插管失败可导致各种不良反应，从声带麻痹到缺氧性脑损伤甚至死亡。可靠的已发表文献表明，在错误放置的ET管的院前紧急情况下，每年有180,000人死亡。甚至更多的死亡可归因于医院环境中错位的插管。

插管失败不是紧急/救援情况下急救人员专有的问题。在手术室的受控环境中存在困难的插管病例，其中报告的失败率在2-4％的范围内。考虑到在紧急和受控(通常是术前)环境中每年进行的插管总数，在OR中大约800,000例和紧急情况下的1,200,000例中发生失败。经常进行插管的临床医生将主要成功因素归因于培训和经验。插管过程不仅难以掌握，而且需要定期练习才能保持熟练度。

管心针组件设计和制造领域的专家努力创造既容易又可靠地精确操作的装置。鉴于在训练不足的急救人员在高压力紧急情况下进行的插管程序中使用了如此多的管心针组件，因此这是一个具有挑战性的目标。在输入力施加到管心针组件的远程致动器之后，掌控由训练不足的工人插管放置的困难的一个可观察的贡献因素与转向运动中隐藏的滞后有关。这种现象，有时称为空动，通常是由于部件的屈服或松动，制造公差、滑动或磨损。空动的潜在问题是，它导致管理插管过程的人无意中过浅地或过深地插入管心针组件的远端尖端，可能导致患者的软组织损伤或可能缺氧或更糟。

降低这些警报故障率的方法包括将图像捕获装置(或摄像机)附接到ET管或管心针组件的前/远尖端上。当管心针前进时，执行插管过程的人可以看到气道的实时视频馈送(图像)，并且理论上可以更好地将ET管转向到期望的位置。然而，数据表明，简单地将视频功能添加到管心针组件的远端尖端并不会导致故障率的显著改善。因此，需要改进的插管装置、管心针组件和/或降低故障率的方法，其更适合于没有执行足够的插管过程以获得(或维持)技能熟练度的护理人员和急诊科医师使用。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种手动铰接式管心针组件，用于便于将插管装置放置在患者体内。该组件包括至少一个柔性运动传递元件，该柔性运动传递元件具有受控端和控制端。管心针组件的手柄上支撑有远程致动器，用于朝向和远离至少一个致动位置移动。远程致动器包括与运动传递元件的控制端连接的锚定点。远程致动器包括与运动传递元件的控制端连接的锚定点。转向轴从手柄延伸。转向轴具有细长的管状主杆，该主杆沿其长度限定中心线。柔性端部件在过渡部邻接主杆并沿中心线纵向延伸到远端尖端。运动传递元件沿着转向轴布线，其受控端连接到端部件的远端尖端，使得远程致动器的运动引起远侧远端尖端处的相应运动。凹入的透镜袋形成在转向轴中，邻近过渡部并与远端尖端间隔开。透镜袋从中心线横向偏移，用于在向前指向的方向上部分地容纳图像捕获装置，使得其视场定向成响应于远程致动器的致动而捕获远端尖端的移动。

通过将凹入的透镜袋定位成远离远端尖端，靠近主干和端部件之间的过渡，图像捕获装置将捕获远端尖端在其视场内的图像。执行插管过程的人将看到远端尖端的实时移动，从而更好地操纵ET管穿过气管。因此，在插管过程中训练不够的和/或生疏的医护人员和急诊科医生将更有可能实现成功的插管。

根据本发明的第二方面，提供了一种手动铰接式管心针组件，用于便于将插管装置放置在患者体内。该组件包括至少一个柔性运动传递元件，其具有受控端和控制端。管心针组件还包括手柄。手柄具有定义枢转轴线的轴颈。远程致动器支撑在轴颈中，用于围绕枢转轴线朝向和远离至少一个致动位置运动。远程致动器又包括至少一个轨道，用于在远程致动器绕枢转轴线旋转时支撑可变长度的运动传递元件。远程致动器还包括连接运动传递元件的控制端的锚定点。转向轴从手柄延伸。转向轴具有细长的主杆，该主杆沿其长度限定中心线。运动传递元件沿转向轴的长度延伸。柔性端部件从主杆沿中心线纵向延伸到远端尖端。运动传递元件的受控端连接到端部件的远端尖端。在远程致动器内，偏置构件设置在锚定点和轨道之间。

通过将偏置构件定位在远程致动器内，将吸收运动传递元件中的松弛，从而消除或至少基本上减少空动的发生。作为直接结果，执行插管过程的人将通过远程致动器更好地控制远端尖端。更好的控制意味着从业者，特别是医护人员和急诊科医生如果没有执行足够的插管过程来达到(或维持)技能熟练度，也不太可能出现插管失败。

附图说明

当结合以下详细描述和附图考虑时，将更容易理解本发明的这些和其他特征和优点，其中：

图1是插管过程的简化视图，其中患者沿着中间或矢状平面以部分截面描绘，其中管心针组件以实线示出并且耦合的气管内(ET)管以虚线示出，并且其中ET管的前端刚刚通过会厌；

图2是如图1中的视图，但其中ET管已到达最佳位置并且管心针组件被取出；

图3是根据本发明的一个示例性实施例的管心针针组件的侧视图，其远端尖端以虚线向下弯曲，并且ET管也以虚线示出；

图4是管心针组件的局部视图，示出了其远端尖端处于各种铰接位置以及作为远端尖端运动的函数的相机视场中的相应变化；

图5是大致沿图4中的线5-5截取的横截面，以描绘在本发明的一个示例性实施例中图像捕获装置如何部分地容纳在凹陷的透镜袋内；

图6是已转向到几个不同位置的远端尖端以及作为远端尖端运动的函数的相机视场中的相应变化的立体图；

图7是根据本发明的一个预期实施例的通过图像捕获装置的纵向横截面图；

图8是插管过程的高度简化视图，其中患者描绘在沿着矢状平面的截面中，所示的ET管和管心针组件的前端接近患者的会厌，并且来自摄像机的示例性视图投射到附近的监视器或屏幕上；

图9是如图8中的视图，其中ET管和管心针组件的前端接近患者的声带，并且来自摄像机的示例性视图投射到附近的监视器或屏幕上；

图10是如图8中的视图，其中ET管和管心针组件的前端接近隆凸，并且来自摄像机的示例性视图投射到附近的监视器或屏幕上；

图11是图3的管心针组件的立体图，示出了用户右手的典型抓握，拇指定位在远程致动器上；

图12是远程致动器的立体图，该远程致动器具有用于支撑可变长度的运动传递元件的轨道和设置在轨道以及用于运动传递元件的锚定点之间的偏置构件；

图13示出了手柄的内腔区域和其中支撑远程致动器的轴颈，用于围绕枢转轴线往复运动；以及

图14是手柄的局部底部立体图，包括ET管的套环部分，其摩擦配合在位于手柄中的套环座中。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施例。附图以各种上下文描绘了本发明的示例性实施例，使得本领域技术人员可以更容易地理解其构造和使用。当然，在整个以下描述中，可以在示例性实施例的上下文中引用具体细节，而实际上特定细节可以是可选的和/或可以以替代形式配置以实现相当的结果。

在整个附图中，手动铰接式管心针总体上以20示出。管心针组件20适于便于将插管装置(例如气管内(ET)管22)放置在患者体内。ET管22可以是任何商业上可获得的品种，具有柔性中空导管(具有通常成角度的前端24)。可充气套囊26沿着导管设置在前端24附近。通过导管30控制球囊状套囊26的充气(图14)。大致圆柱形的套环连接器32盖住ET管22的后端或上端。套环连接器32的目的是与管心针组件20形成临时的、易于释放的附件，如下面将详细描述的。

管心针组件20在图1-3中示出，包括手柄34和转向轴36。在整个附图中，转向轴36以中空管状构件的形式示出。然而，在一些预期的实施例中，转向轴36不是管状的而是扁平的带状或者可能是I形的横截面。许多形状都是可能的。转向轴36沿着中心线A从手柄34延伸。中心线A不是线性的，而是跟随长而窄的转向轴36的长度，因为它像中空ET管22内的蛇形装置一样曲折和弯曲。转向轴36的尺寸设计成在插管过程中沿ET管22的孔或导管向下滑动，如图1-2和图8-10所示。在插入过程期间，操纵转向轴36以帮助引导ET管22的前端24穿过障碍物并朝向患者气管38中的适当目的地。一旦ET管22到达气管38中的预定位置(图2)，通过小心地将手柄34与套环连接器32断开(下面将更全面地描述)，然后将转向轴36从ET管22的导管状孔中滑出，完全取出管心针组件20。此时，管心针组件20被丢弃或清洁以便重复使用。

通过沿转向轴36的长度延伸的至少一个但更典型地两个柔性运动传递元件40、42，实现转向轴36的可操纵品质。在共同配置中，运动传输元件之一可以指定为上部运动传递元件40而另一个可以指定为下部运动传递元件42。当然，上部和下部标记在某种程度上是任意的，但是当以常规方式夹紧和使用时，与组件20的方向相关。上部40和下部42运动传递元件可由能够传递力的任何合适材料制成，包括金属线、绳索、缆绳、带等。

每个运动传递元件40、42具有受控端44和控制端46。由用户在控制端46处施加的力沿着相应的运动传递元件40、42的长度传递，导致在受控端44处的相应运动。在一些预期的实施例中，运动传递元件40、42可包括能够传递拉力和压力的单个力传递器-即推拉系统。在其他实施例中，与所示示例中所示的那些相同，运动传递元件40、42由两个单独的仅拉伸力传递器-即拉-拉系统组成。在后一种情况下，示例性实施例考虑了两个单独且不同的线或绳缆40、42。然而，通过较小的修改，本领域普通技术人员可以容易地想到单个连续环形式的运动传递元件，其适当地锚定以实现受控端44和控制端46的功能等同物。

手柄34具有中空的内腔(图13)，其中设置有一个或多个引导件48，以在转向轴36和远程致动器50之间建立上部40和下部42运动传递元件的引导路径。远程致动器50支撑在手柄34上，用于朝向和远离至少一个致动位置移动，通过该运动，使用者可变地将力施加到运动传递元件40、42的控制端46，以在远离受控端44处实现相应的运动。远程致动器50可以采用许多不同的形式。在一些预期的实施例中，远程致动器50配置为在线性轨道(未示出)中来回滑动。在其他预期的实施例中，远程致动器50配置为像按钮(未示出)一样往复地往复运动。在其他预期的实施例中，远程致动器50配置为像喷雾瓶或挤压杆(未示出)的触发器一样移动。存在许多不同的可能性。然而，在所示的示例中，远程致动器50配置为围绕枢转轴线B弧形地振荡。

手柄34的内腔包括轴颈52(图13)，轴颈52支撑远程致动器50以便像简单的轴承或衬套那样进行枢转运动。在所示的示例中，远程致动器50设计成部分地位于由轴颈52支撑的手柄34的内腔内。远程致动器50具有大致圆形的接口，其与旋转滑动接触的轴颈52配合。以这种方式，远程致动器50的接口和轴颈52都限定了枢转轴线B。尽管枢转轴线B可以在几乎任何方向上定向，但是附图示出了枢转轴线B水平地横穿手柄34，大致垂直于转向轴36的中心线A。

轮状远程致动器50的一部分暴露在手柄34的外部，使得管理插管程序的人可以用一个或多个手指容易地接近远程致动器50。为了增加触觉响应性，远程致动器50可包括从暴露部分突出的拇指片54，如图3和13所示。也就是说，拇指片54可在手柄34外部触及。如图11所示，该配置允许用户握住具有“冰镐”式握把的手柄34，以拇指的舒适的上下运动来操纵远程致动器50。

根据一个可能的实施例，图12和13更详细地示出了远程致动器50。这些示例中的远程致动器50包括上部56和下部58轨道，用于分别支撑上部40和下部42运动传递元件的可变长度。当远程致动器50绕枢转轴线B旋转时，上部40和下部42运动传递元件的暴露部分将在这些轨道56、58上缠绕和不缠绕，这有点类似于围绕滑轮缠绕在凸轮或皮带上的绳缆的作用。在所示的示例中，上部56和下部58轨道是半圆形的并且通常围绕枢转轴线B同心地共同定位。然而，如果需要，上部56和下部58轨道可以是不对称的和/或设计成提供非线性凸轮效果。在设想但未示出的一些替代实施例中，上部40和下部42运动传递元件可以使用单个轨道。或者，单个运动传输元件可以使用单个轨道。实际上，在轨道56、58的问题上可能有许多变化。

远程致动器50具有锚定点60，其与上部40和下部42运动传递元件的控制端46连接。锚定点60通常与枢转轴线B重合，但是当运动传递元件40、42中的张力波动时，预期两者会异相移位。在图12和13中，锚定点60采用插座的形式，适于接收压接到两个运动传递元件40、42的圆柱形凸耳62。在该实施例中，上部40和下部42运动传递元件连接到凸耳62的共同点是相应的控制端46。轨道56、58通常与锚定点60同心地间隔开。每个轨道56、58分别具有驱动边缘56'、58'，运动传递元件40、42围绕该驱动边缘56'、58'缠绕。驱动边缘56'、58'彼此分开以形成小间隙，两个运动传递元件40、42通过该间隙具有间隙以穿过到达锚定点60。锚定点60和驱动边缘56'、58'之间的径向距离实际上是力矩臂。远程致动器50的旋转通过在偏移驱动边缘56'、58'之间相对于锚定点60产生的杠杆作用将力(负载)施加到相应的运动传递元件40、42。在某些方面，可以看出，运动传递元件40、42的实际有效控制端46位于驱动边缘56'、58'而不是锚定点60。然而，这种技术解析不一定与理解本发明密切相关。相反，这里的核心教导是当远程致动器50绕枢转轴线B旋转时，远程致动器50同时驱动运动传递元件40、42的控制端46。

本发明的一个独特方面是在锚定点60和轨道56、58之间结合偏置构件64。偏置构件64的目的是始终在运动传递元件40、42上保持预张力。通过保持预张力，大大减少和/或消除了系统中空动的机会。偏置构件64可以采用许多不同的形式，并且仍然在运动传递元件40、42中保持均匀的拉力。一些预期的形式包括弹簧、线圈、气动装置和弹性材料，仅举几个例子。然而，在所描绘的实施例中，偏置构件64采用大致椭圆形的构造，如图12和13所示。有效地，椭圆形偏置构件64为双片弹簧类别，其中两个镜臂形式的弓形臂连接(在66处)到远程致动器50，并且连接点66在功能上位于轨道56、58和锚定点60之间。优选但非必要地，用于椭圆偏置构件64的连接点66沿着假想的径向线C策略性地定位，该假想的径向线C穿过相应轨道56、58的锚定点60和驱动边缘56'、58'。如图12清楚所示，椭圆形偏置构件64的连接点66与驱动边缘56'、58'径向相对。替代地(未示出)，椭圆偏置构件64的连接点66可以与所示的连接点完全相反，恰好在驱动边缘56'、58'之间的间隙内。通过沿着穿过锚定点60和驱动边缘56'、58'的假想径向线C定位椭圆偏置构件64的连接点66，在整个操作运动和条件范围内，可以在运动传递元件40、42上保持相对均匀的拉伸载荷。即使锚定点60在变化的拉伸载荷下移动，连接点66的这种放置也有助于将锚定点60保持在距每个驱动边缘56'、58'相等的距离处。也就是说，偏置构件64的双片弹簧构造与连接点66沿假想径向线C的策略位置相结合，限制了锚定点60沿着相同的假想径向线C的行进。通过在锚定点60和每个驱动边缘56'、58'之间保持相等的距离，当锚定点60在变化的负载下移动时，运动传递元件40、42的受控端44将不受影响。如果不完全消除，则空动的不良影响基本上被抑制。以这种方式，执行插管过程的人能够更好地精确地控制转向轴36并因此能够放置ET管22。

现在转到图3-6，将更详细地描述转向轴36。如前所述，中心线A沿其长度跟随转向轴36。该长度的大部分由细长的主杆68组成，主杆68在其内腔中附接到手柄34(图13)。主杆68通常是直的，并且相对较硬但仍然能够弯曲。在所示的示例中，主杆68是管状的并且沿其整个纵向长度具有大致恒定的圆形外径。然而，如上所述，转向轴36以及因此引申开来主杆68也可以具有开放结构，例如扁平的带状或I形或背对背的C形()，仅举几个可能性。如示例性描绘中所示，主杆68可以是简单的中空管，其中上部40和下部42运动传递元件松散地容纳在其中，或者主杆68可以纵向分隔(例如，θ)以形成相应的上部70和下部72内腔(即，导管)，以为上部40和下部42运动传递元件建立相应的滑动引导路径。上部70和下部72内腔可以是开放通道(当主杆68具有诸如I形或背靠背C形的开放结构时可能是这种情况)或完全封闭的导管状护套或通道。所示实施例示出了图13中的完全封闭的导管状上部70和下部72内腔。在该示例中，上部70和下部72内腔在铰接平面内彼此径向相对，如图5和6中所示的竖直线D所示。即使在插管期间操纵中心线A和转向轴36，铰接平面D也穿过中心线A。还可以看出，铰接平面D垂直地平分远程致动器50的枢转轴线B。

转向轴36还具有柔性端部件74，其在过渡部76处邻接主杆68。端部件74具有大致恒定的圆形外径，其可以基本上等于主杆68的外径。以这种方式，端部件74从主杆68沿中心线A延伸，终止于远端尖端78。与略微坚硬的主杆68不同，端部件74具有高度的柔韧性和弹性。过渡部76定义为相对较硬的主杆68和高度柔性的端部件74之间的接合部。因为端部件74的柔性可以以各种方式实现，所以过渡部76同样可以采用许多不同的形式。在一些情况下，端部件74通过在其主体中模制或加工狭缝而形成，类似于例如在上述美国专利公开号US2014/0123976中所描绘的狭缝。在这种情况下，过渡部76可以是狭缝开始的大致位置。在一些情况下，端部件74可具有相对于主杆68的预设角度或曲线。过渡部76在这些情况将是中心线A的斜率改变的区域。在本示例中，端部件74不具有狭缝，而是通过其材料成分实现柔性，该材料成分与主杆68的材料成分不同。在这种情况下，端部件74可以单独制造(作为松散件)，然后连接或熔合到主杆68的端部。因此，过渡部76将是结合点。在另一个预期的变型中，采用制造技术来共同形成主杆68和端部件74，尽管是不同的材料成分。在一个示例中，使用挤压工艺来形成主杆68。一旦获得所需长度的主杆68，即时采取步骤以改变挤出材料的成分，使得其弹性大大增强，于是继续挤压形成作为整体构件的端部件74。在后一种情况下，过渡部76是桥接相对坚硬的主杆68和高度柔性的端部件74的材料的跨度或区域。

在所示的示例中，端部件74具有设置在铰接平面D内的预设曲率，如图6中最佳示出的。预设曲率可以与静止位置相关联，其中即使在远程致动器50上没有施加力时也保持略微向上的曲率。端部件74可以形成有上部70'和下部72'内腔延伸部，其与主干68的上部70和下部72内腔相对齐(即，继续)，以在铰接平面D内为上部40和下部42运动传递元件建立连续的滑动引导路径。如图4和图6中的虚线图像覆盖图所示，端部件74可以通过远程致动器50从其静止位置移动到正倾斜位置或负倾斜位置。设想了替代实施例，其中上部70和下部72内腔部分地或完全地从主杆68中省略，然而上部70'和下部72'内腔延伸部保留在端部件74中。以这种方式，延伸穿过端部件74的上部40和下部42运动传递元件的部分保持在铰接平面D内，即使主杆68内的运动传递元件40、42的部分是不受约束的。在端部件74内，上部40和下部42运动传递元件的受控端44直接固定地连接到远端尖端78。这可以通过多种方式实现。根据一种方法，远端尖端78由小的插头状帽形成，该插头状帽固定到端部件74的自由端。因此，帽可以实现锚定上部40和下部42运动传递元件的受控端44以及还关闭/密封端部件74的双重功能。远端尖端78优选地具有平滑的圆顶端以阻止在组织上的钩挂。

因此，应当理解，运动传递元件40、42在功能上在远端末端78和远程致动器50之间延伸。控制端46附接到远程致动器，受控端44附接到远端尖端78。当操作者移动远程致动器50时，例如通过拇指的向上或向下运动，引起远端尖端76处的相应移动。以这种方式，执行插管的人可以用一只手握住手柄34并使远端尖端78在铰接平面D内上下弯曲。当然，用同一只手操作者可以扭转整个管心针组件20以及推拉以帮助将ET管操纵到患者气管中的位置。

转到图4-7，将描述管心针组件20的另一个独特特征。如前所述，减少插管失败率的方法(尤其是在急救人员社区的未经训练的成员中)已经包括将图像捕获装置(或摄像机)附接到ET管或管心针组件的前端。附接图像捕获装置为执行插管过程的人提供气道38的实时视频馈送(实时运动图像)。然而，在实践中，通过添加实时视频馈送仅观察到插管失败率的极小改善。本发明通过在过渡部76附近的转向轴36中设置透镜袋80来解决该缺点。通过将透镜袋80与远端尖端78隔开，已经观察到插管成功率的显著改善，特别是在训练不足的用户中。在所示示例中，透镜袋80示出为插入转向轴36的管状主体的扇形区域。优选地，透镜袋80从中心线A横向偏移。更优选地，透镜袋80在3点钟位置或9点钟位置处从铰接平面D侧向偏移，以避免与任何内腔70、70'、72、72'干扰。后一示例的优点使得透镜袋80在上部40和下部42运动传递元件之间大致等间隔，从而减轻或避免当运动传递元件40、42致动时完全不相等的影响。透镜袋80可以完全位于主杆68内，或者完全位于端部件74内，或者可以与过渡部76本身相交。然而，在任何情况下，透镜袋80相对于过渡部76非常紧密地定位，相对远离远端尖端78。出于以下详述的原因，将透镜袋80完全定位在直接邻近过渡部76的端部件74内具有一些优点。

通常以82表示的图像捕获装置设置在透镜袋80中。图像捕获装置82能够产生或用于产生通过有线或无线信号传输到远程监视器84(诸如通用计算机屏幕或平板电脑或专用显示屏)的实况视频馈送。术语“图像捕获装置”旨在广义地解释为包括任何和所有合适形式的图像捕获技术。在这种情况下，图像捕获装置82实际上可以仅是光学透镜或透镜组，或者可以是全紧凑型数码相机组件。后一种全紧凑型数码相机组件的情况在图7中作为示例示出。图像捕获装置不一定限于捕获可见光谱中的光。一些其他预期形式的图像捕获装置82可以包括基于可见光谱外的无线电磁波的图像捕获以及使用声音反射等。实际上，本发明更倾向于图像捕获装置82的定位，而不是其底层图像捕获技术。

图像捕获装置82具有视场FOV，其通常但不是必须以锥形形式发出。透镜袋80在前向方向上部分地容纳图像捕获装置82，使得视场FOV响应于远程致动器50的致动而捕获远端尖端78的移动。也就是说，视场FOV指向远端尖端78。由于透镜袋80与过渡部76相邻的策略位置，锥形视场FOV将捕获可操纵的端部件74中的大部分或全部。结果，由图像捕获装置82产生的实况视频馈送图像将包括端部件74。通过远程监视器84上出现的图像，可以实时观察远程致动器50处的用户输入。

此外，透镜袋80的策略位置将产生远端尖端78的独特缩短的视角，如图8-10中所示。已经发现出现在远程监视器84上的远端尖端78的缩短视角对于未经训练的用户产生了令人惊讶的直观益处。由于尚未完全了解的潜在原因，没有执行足够的插管过程以达到(或维持)技能熟练程度的从业者能够更好地基于通过远程监视器84观察到的视觉提示直观地导航通行气管38，因为端部件74的图像，甚至更特别是因为其缩短的视角。可能地，缩短的视角是有效的，因为端部件74的最近的可见部分通过远程致动器50的作用相对于图像捕获装置82移动得非常少。然而，由于缩短的视角，远端尖端78相对于图像捕获装置82的移动在监视器84视图中将显得高度突出。因此，可能出现这样的情况：出现在监视器84中的实况视频馈送图像将倾向于在过渡部76(图像捕获装置82所在的位置)附近的保守运动和远端尖端78的过度运动。可能的是，在监视器84上出现的图像中的这种动作的保守/过度具有本能地压缩学习曲线的能力，使得执行插管的相对未受过训练的人可以避免导致失败的动作。

如上所述，将透镜袋80完全定位在直接邻近过渡部76的端部件74内具有一些优点。可以参考图4和6描述该优点。记住，转向轴36的主杆68是相对刚性的，而端部件74是高度柔性的，可以理解的是，远程致动器50的操纵产生了远端尖端78的显著位移，但在主杆68中几乎没有位移。在透镜袋80完全位于端部件74内的情况下，当远程致动器50移动时，透镜袋80也将经历一些位移。图像捕获装置82部分地容纳在透镜袋80内并相对于透镜袋80安装。当透镜袋80移动时，图像捕获装置82移动，使得出现在远程监视器84上的结果图像不会记录相对移动。就像观看由位于飞机驾驶舱内的前视摄像头产生的图像一样；驾驶舱对应于透镜袋80。在这个类比中，即使飞机可能正在执行高度特技飞行操作，所产生的图像也不会显示出与驾驶舱内部相关的任何相对运动。以类似的方式，当透镜袋80完全位于端部件74内时，图像捕获装置82将与透镜袋80一起移动。可以看到铰接的远端尖端78移动，但是这种运动通过先前描述的缩短透视技术得到强调，使得操作者看到的屏幕图像有利地以一种增强直观学习曲线的方式失真。描述这种现象的另一种方式是当透镜袋80完全位于端部件74内时，尽管邻近过渡部76，视场FOV将随着远程致动器50的操作而移动。然而，因为透镜袋80靠近过渡部76，所以视场FOV的移动量总是小于远端尖端78的移动量。因此，远端尖端78将看起来在视场FOV内移动。并且通过上述缩短透视技术稍微过度强调了远端尖端78在视场FOV内的运动外观。

如已经提到的，图像捕获装置82可以采用许多不同的形式。然而，图7中以纵向截面示出了图像捕获装置82的一个示例。在该示例中，图像捕获装置82是具有大致圆柱形外壳的数码摄像机。该图像捕获装置82的视场FOV有意地向上成角度，然而其他应用可以指示不同角度或非角度FOV。在壳体内部，一组堆叠的光学棱镜透镜86位于其向外的端部(图7中的左侧)。棱镜透镜86通过第一透镜间隔物90与双合透镜88分离。双合透镜88通过第二间隔物94与红外(IR)滤光器92分离。管状壳体的后端形成用于图像传感器96的安装空间，从该安装空间发出柔性电路板98。通常，一条或多条信号线将从柔性电路板98延伸，以传输视频信号、命令和电源。

在图8中，在远程监视器84上描绘了由附图解剖图中的图像捕获装置82产生的图像100。图像100对应于图像捕获装置82的瞬时视场。在患者的气管38内，管心针组件20的端部件74接近第一主要障碍物-会厌102。ET管22必须在会厌102下方熟练地布线，以避免软组织损伤的可能性。由于透镜袋80的策略位置，端部件74的缩短透视图与会厌102一起出现在图像100中。执行插管过程的人操纵远程致动器50以使远端尖端78在会厌102下方转向。

图9显示了来自图8的插管过程的进一步进展。这里，管心针组件20的端部件74显示为接近患者气管38中的下两个主要障碍物-通向食道104和此后不远声带106的分叉。为了实现插管成功放置，ET管22必须远离食道104并保持在气管38内。为了避免对患者造成伤害，ET管22必须非常小心地穿过声带106。由于透镜袋80的策略位置，端部件74的缩短透视图保留在图像100中，同时还示出了食道104和声带106的分叉。执行插管过程的人能够直观地沿着期望的路径操纵远端尖端78。

图10示出了来自图9的插管过程的又一进展，其中示出了端部件74在隆凸108处接近其最终目的地。插管过程后期的主要问题是何时停止。理想地，ET管22的前端恰好位于隆凸108之前，使得两个主支气管通道110最终可通过ET管22吸入空气。如果ET管22推得太深，则主支气管通道110中的一个可能缺乏空气和/或可能导致患者受伤。由于透镜袋80的策略位置，端部件74的缩短透视图保留在图像100中，同时还显示隆凸108。执行插管过程的人使用实时可视图像100来直观地转向和停止远端尖端78，从而实现ET管22的成功放置。套囊26膨胀，从而将ET管22的前端24保持就位(图2)。

在插管过程的这一点上，必须移除管心针组件20，留下ET管22的适当位置。如图2所示，通过手柄34的部分扭转，然后进行拉动，实现了管心针组件20与ET管22的快速且极小程度的破坏性解耦。初始扭转运动破坏ET管22上的套环连接器32与手柄34中的套环座112之间的摩擦。套环座112在图12和13中最佳地示出，其包括半圆形开口，该半圆形开口的尺寸适于与标准套环连接器32的圆柱形外表面轻摩擦(干涉)配合。有利地，套环座112将ET管22保持在手柄34中，并具有足够的抓握力，以便能够在插管过程中遇到所有正常应力。在套环连接器32/套环座112的接口处，大部分轴向力将是压缩的。隔板114位于靠近套环座112的手柄34中，以为套环连接器32提供后止挡。转向轴36在中心穿过手柄34中的套环座112，以及穿过隔板114。因此，套环连接器32在套环座112中的摩擦楔提供了一种简单方便的单手方法来移除管心针组件20。

总之，本发明是一种医疗装置和/或方法，其设计用于改善插管的功效和安全性，尤其是在不太熟练的从业者手中，并且减少成功所需的训练。

已经根据相关法律标准描述了前述发明，因此，该描述是示例性的而不是限制性的。对于本领域技术人员来说，对所公开实施例的变化和修改都是显而易见的，并且落入本发明的范围内。此外，除非附图或本说明书另有说明，否则一个实施例的特定特征可以替换另一个实施例中的相应特征或者可以补充其他实施例。

Claims (20)

1.一种手动铰接式管心针组件，用于便于将插管装置放置在患者体内，所述组件包括：

具有受控端和控制端的至少一个柔性运动传递元件，

手柄，支撑在所述手柄上的远程致动器，用于朝向和远离至少一个致动位置运动，所述远程致动器包括连接所述至少一个运动传递元件的所述控制端的锚定点，

从所述手柄延伸的转向轴，所述转向轴具有沿其长度限定中心线的细长主杆，柔性的端部件，其在过渡部与所述主杆相邻，并沿着所述中心线纵向延伸到远端尖端，所述至少一个柔性运动传递元件的所述受控端连接到所述端部件的所述远端尖端，使得所述远程致动器的运动引起所述远端尖端的相应运动，

具有视场的图像捕获装置，以及

设置在所述转向轴中的凹入的透镜袋，所述转向轴邻近所述过渡部并与所述远端尖端间隔开，所述透镜袋从所述中心线横向偏移，用于沿所述前向方向部分地容纳所述图像捕获装置，所述视场定向成响应于所述远程致动器的致动而捕获所述远端尖端的运动图像。

2.根据权利要求1所述的组件，其中，所述透镜袋设置在所述端部件中。

3.根据权利要求1所述的组件，其中，所述端部件具有预设曲率。

4.根据权利要求1所述的组件，其中，所述至少一个柔性运动传递元件包括上部柔性运动传递元件和下部柔性运动传递元件，每个所述上部和下部柔性运动传递元件包括相应的受控端和控制端，所述透镜袋在所述上部和下部柔性运动传递元件之间大致等间隔，所述主杆具有纵向延伸的上部和下部内腔，为所述上部和下部柔性运动传递元件建立相应的滑动引导路径。

5.根据权利要求4所述的组件，其中，所述手柄具有中空内腔，所述远程致动器至少部分地设置在所述内腔中，所述内腔包括用于支撑所述远程致动器的轴颈，用于绕枢转轴线摆动枢转运动，所述远程致动器包括上部和下部轨道，用于当所述远程致动器围绕所述枢转轴线旋转时分别支撑所述上部和下部运动传递元件的可变长度，所述远程致动器包括设置在所述锚定点和所述轨道之间的偏置构件。

6.根据权利要求5所述的组件，其中，所述偏置构件通常是椭圆形的。

7.根据权利要求5所述的组件，其中，所述上部和下部内腔在铰接平面内彼此径向相对，所述铰接平面垂直地平分所述远程致动器的所述枢转轴线。

8.根据权利要求5所述的组件，其中，所述锚定点通常与所述枢转轴线重合。

9.根据权利要求4所述的组件，其中，所述主杆是管状的，沿其纵向长度具有大致恒定的圆形外径，所述上部和下部内腔在铰接平面内彼此径向相对，所述端部件具有大致恒定的圆形外径，所述外径基本上等于所述主杆的外径，所述端部件具有上部和下部内腔，其与所述主杆的相应的所述上部和下部内腔对齐，以在所述铰接平面内为所述上部和下部柔性运动传递元件建立连续的滑动引导路径，所述上部和下部柔性运动传递元件的延伸通过所述端部件的部分保持在所述铰接平面内。

10.一种手动铰接式管心针组件，用于便于将插管装置放置在患者体内，所述组件包括：

具有受控端和控制端的至少一个柔性运动传递元件，

具有设置在其中的轴颈的手柄，其限定枢转轴线，支撑在所述轴颈中的远程致动器，用于围绕所述枢转轴线朝向和远离至少一个致动位置运动，所述远程致动器包括至少一个轨道，用于在所述远程致动器绕所述枢转轴线旋转时支撑所述至少一个运动传递元件的可变长度，所述远程致动器包括用于连接所述至少一个运动传递元件的所述控制端的锚定点，

从所述手柄延伸的转向轴，所述至少一个运动传递元件沿所述转向轴延伸，所述转向轴具有沿其长度限定中心线的细长主杆，从所述主杆沿所述中心线纵向延伸到远端尖端的柔性端部件，所述至少一个柔性运动传递元件的所述受控端连接到所述端部件的所述远端尖端，以及

所述远程致动器包括设置在所述锚定点和所述至少一个轨道之间的偏置构件。

11.根据权利要求10所述的组件，其中，所述偏置构件具有大致椭圆形的构造。

12.根据权利要求10所述的组件，其中，所述至少一个轨道是半圆形的并且围绕所述枢转轴线同心地定位，所述至少包括驱动边缘的轨道，所述连接到所述远程致动器的偏置构件是大致沿着穿过所述驱动边缘和所述锚定点的径向线定位的连接点。

13.根据权利要求10所述的组件，其中，所述至少一个柔性运动传递元件包括上部柔性运动传递元件和下部柔性运动传递元件，所述透镜袋设置在所述端部件中，所述端部件通常在所述上部和下部柔性运动传递元件之间等间隔，并且图像捕获装置设置在所述透镜袋中，所述图像捕获装置具有指向所述远端尖端的视场，所述主杆具有纵向延伸的上部和下部内腔，为所述上部和下部柔性运动传递元件建立相应的滑动引导路径，所述上部和下部内腔在铰接平面内彼此径向相对。

14.根据权利要求13所述的组件，其中，所述主杆是管状的，沿其纵向长度具有大致恒定的圆形外径，所述端部件具有大致恒定的圆形外径，基本上等于所述主杆的外径，所述端部件具有上部和下部内腔，其与所述主杆的相应的所述上部和下部内腔对齐，以在所述铰接平面内为所述上部和下部柔性运动传递元件建立连续的滑动引导路径，所述上部和下部柔性运动传递元件的延伸通过所述端部件的部分保持在所述铰接平面内。

15.根据权利要求13所述的组件，其中，所述手柄具有中空的内腔，多个引导件设置在所述内腔中，用于为所述上部和下部柔性运动传递元件建立引导路径。

16.根据权利要求16所述的组件，其中，所述远程致动器具有与所述轴颈旋转滑动接触设置的大致圆形的接口，所述远程致动器包括暴露在所述手柄的所述内腔外部的拇指片。

17.根据权利要求10所述的组件，其中，所述柔性端部件在过渡部邻接所述主杆，还包括设置在所述转向轴中邻近所述过渡部并与所述远端尖端间隔开的透镜袋，所述透镜袋从所述中心线横向偏移，用于在所述前向方向上部分地容纳所述图像捕获装置，使得所述视场响应于所述远程致动器的致动而捕获所述远端尖端的运动。

18.根据权利要求10所述的组件，其中，所述主杆具有至少一个纵向延伸的内腔，为所述至少一个运动传递元件建立滑动引导路径。

19.根据权利要求18所述的组件，其中，所述至少一个内腔设置在铰接平面内，所述铰接平面垂直平分所述远程致动器的所述枢转轴线。

20.一种手动铰接式管心针组件，用于便于将插管装置放置在患者体内，所述组件包括：

上部柔性运动传递元件和下部柔性运动传递元件，每个所述上部和下部柔性运动传递元件包括相应的受控端和相应的控制端，

具有中空内腔的手柄，设置在所述内腔中的多个引导件，用于为所述上部和下部柔性运动传递元件建立引导路径，支撑在所述手柄上的远程致动器，用于朝向和远离至少一个致动位置运动，所述内腔包括用于支撑所述远程致动器的轴颈，用于绕枢轴线枢转运动，所述远程致动器具有与所述轴颈旋转滑动接触设置的大致圆形接口，所述远程致动器包括暴露在所述手柄的所述内腔外部的拇指片，所述远程致动器包括上部和下部轨道，用于当所述远程致动器围绕所述枢转轴线旋转时分别支撑所述上部和下部运动传递元件的可变长度，所述上部和下部轨道是半圆形的并且围绕所述枢转轴线同心地定位，所述远程致动器包括用于连接所述上部和下部运动传递元件的所述控制端的锚定点，所述锚定点通常与所述枢转轴线重合，所述远程致动器包括设置在所述锚定点和所述轨道之间的偏置构件，所述偏置构件具有大致椭圆形的构造，

从所述手柄延伸的转向轴，所述转向轴具有沿其长度限定中心线的细长管状主杆，所述主杆具有纵向延伸的上部和下部内腔，为所述上部和下部柔性运动传递元件建立相应的滑动引导路径，所述上部和下部内腔在铰接平面内彼此径向相对，所述中心线包含在所述铰接平面内，所述铰接平面垂直地平分所述远程致动器的所述枢转轴线，所述主杆沿其纵向长度具有大致恒定的圆形外径，在过渡部邻接所述主杆并沿着所述中心线从其纵向延伸到远端尖端的柔性端部件，所述端部件具有大致恒定的圆形外径，基本上等于所述主杆的外径，所述端部件具有设置在所述铰接平面内的预设曲率，所述上部和下部柔性运动传递元件的延伸通过所述端部件的部分保持在所述铰接平面内，所述端部件具有上部和下部内腔，其与所述主杆的相应的所述上部和下部内腔对齐，以在所述铰接平面内为所述上部和下部柔性运动传递元件建立连续的滑动引导路径，所述上部和下部柔性运动传递元件的受控端直接固定连接于所述端部件的所述远端尖端，

透镜袋设置在邻近所述过渡部的所述端部件中并与所述远端尖端间隔开，所述透镜袋从所述铰接平面横向偏移，所述透镜袋在所述上部和下部柔性运动传递元件之间大致等间隔，以及

设置在所述透镜袋中的图像捕获装置，所述图像捕获装置具有指向所述远端尖端的视场，至少一条信号线从所述图像捕获装置延伸以将视频信号传输到远程观察监视器。