CN109453454B - 末端上具有相机的ent导丝 - Google Patents

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Abstract

本发明题为“末端上具有相机的ENT导丝”。本发明提供了一种设备，该设备由导丝组成，该导丝具有近侧端部和能够偏转的远侧端部。导丝内存在固定到远侧端部的至少一根导线。导丝内也存在一个或多个冲洗管。设备具有成像组件壳体，该成像组件壳体固定到远侧端部，包括：相机，该相机具有固定地安装在壳体内的远侧面；以及用于一个或多个冲洗管中的每个的相应偏转器，该相应偏转器固定地附接到并定位在该壳体的远侧端部处，以便使从一个或多个冲洗管射出的流体偏转，以经过相机远侧面，以便清洁该面。在导丝近侧端部处对至少一根导线施加张力使导丝远侧端部、附接到其的成像组件壳体以及壳体中的相机偏转。

Description

末端上具有相机的ENT导丝
相关申请的交叉引用
本专利申请要求2017年9月6日提交的美国临时专利申请62/554,922的权益，该临时专利申请以引用方式并入本文。
技术领域
本发明整体涉及外科工具，并且具体地涉及用于ENT(耳、鼻和喉)手术的外科工具。
背景技术
在执行诸如鼻窦球囊扩张术的ENT手术之前或期间，如果可能的话，呈现医生执行手术是有利的，其中操作区域的图像。在鼻窦扩张术的情况下，这通常是困难的，因为鼻窦的狭窄和曲折的通路，并且因为它们相对靠近诸如视神经的敏感器官。
发明内容
本发明的实施方案提供了设备，所述设备包括：
导丝，所述导丝具有近侧端部和能够偏转的远侧端部；
至少一根导线，所述至少一根导线在导丝内，从近侧端部到远侧端部横跨导丝，其中至少一根导线固定到远侧端部；
一个或多个冲洗管，所述一个或多个冲洗管在导丝内并且从近侧端部到远侧端部横跨导丝；以及
成像组件壳体，所述成像组件壳体固定地附接到远侧端部，具有：
相机，所述相机具有固定地安装在壳体内的远侧面；
用于一个或多个冲洗管中的每个的相应偏转器，所述相应偏转器固定地附接到并定位在壳体的远侧端部处，以便使从一个或多个冲洗管射出的流体偏转，以经过相机远侧面，以便清洁所述面，
使得在导丝的近侧端部处对至少一根导线施加张力使导丝的远侧端部、附接到其的成像组件壳体以及壳体中的相机偏转。
在公开的实施方案中，相机的远侧面与壳体的表面正交，并且相应偏转器中的每个具有与相机的远侧面正交并连接到壳体的远侧端部的第一直线节段、平行于相机的远侧面的第二直线节段，以及连接第一直线节段和第二直线节段的弯曲节段。一个或多个冲洗管中的每个可具有平行于相应偏转器中的每个的第一直线节段的相应远侧端部。
在另外公开的实施方案中，一个或多个冲洗管由两个或更多个冲洗管组成，并且将抽吸施加到两个或更多个冲洗管中的给定管致使给定管的相应偏转器从相机远侧面移除流体，并且将流体引导到给定管中。
在另外公开的实施方案中，设备包括磁传感器，磁传感器安装在成像组件壳体中，被配置为响应于横跨传感器的磁场提供成像组件壳体的位置和取向的指示。
根据本发明的实施方案，还提供了一种方法，包括：
提供导丝，导丝具有近侧端部和能够偏转的远侧端部；
将至少一根导线定位在导丝内，以从近侧端部到远侧端部横跨导丝，其中至少一根导线固定到远侧端部；
将一个或多个冲洗管定位在导丝内以从近侧端部到远侧端部横跨导丝；以及
将成像组件壳体固定地附接到远侧端部，组件具有：
相机，相机具有固定地安装在壳体内的远侧面；
用于一个或多个冲洗管中的每个的相应偏转器，所述相应偏转器固定地附接到并定位在壳体的远侧端部处，以便使从一个或多个冲洗管射出的流体偏转，以经过相机远侧面，以便清洁所述面，
使得在导丝的近侧端部处对至少一根导线施加张力使导丝的远侧端部、附接到其的成像组件壳体以及壳体中的相机偏转。
结合附图，通过以下对本公开的实施方案的详细描述，将更全面地理解本公开，其中：
附图说明
图1是根据本发明实施方案的ENT(耳、鼻和喉)系统的示意图；
图2是根据本发明的实施方案的工具、导丝和球囊插入机构的示意图；
图3是根据本发明的实施方案的工具的部分和导丝的部分的示意图；
图4和图5是根据本发明的实施方案的旋钮及其内部构造的示意性细节图；并且
图6、图7A、图7B、图8和图9是示出根据本发明的实施方案的导丝和与导丝相关联的元件的示意图。
具体实施方式
概述
本发明的实施方案提供了医生用工具执行ENT(耳鼻和喉)手术，该工具可用于使用为了医生观看患者的内部器官(诸如鼻窦)的目的而插入患者中的导丝来执行鼻窦球囊扩张术手术。该手术涉及使用球囊插入机构，该球囊插入机构在导丝上方滑动到患者中的期望位置。
医生可将工具的远侧端部插入患者的鼻孔内，并操纵远侧端部以使得能够进入期望的鼻窦区域。在导丝的远侧末端处包括相机、用于相机的照明器和成像组件中的位置传感器的导丝然后可穿过工具。导丝也包括附接到远侧末端的一根或多根导线，并且通过向导线施加张力，医生可使远侧末端偏转，并因此操纵成像组件以观察患者鼻窦。医生通常在使用球囊插入机构之前、期间和之后使用导丝以对患者执行鼻窦球囊扩张术手术。
冲洗管横跨导丝，并且管的远侧端部大致顺着相机的远侧面终止。冲洗管准许将冲洗流体注入管中，并且相机组件包括与相应的管远侧端部相对的偏转器。偏转器被配置为引导从管远侧端部射出的冲洗流体，所以该冲洗流体横穿相机远侧面。冲洗管也可被配置为从相机远侧面抽出也由偏转器引导的流体。
横跨相机远侧面的冲洗流体将任何黏液或血液或其他非透明材料从相机面清洁掉。诸如黏液或血液的流体的存在使得相机基本上盲化，同时使用偏转的冲洗流体使相机返回到操作状态。如果在管中的一些被配置为提供跨越相机面的偏转的冲洗流体时，其他管被配置为从相机面抽出流体，则可增强清洁效果。
因此，本发明的实施方案提供了导丝，该导丝具有近侧端部和能够偏转的远侧端部。至少一根导线(通常两根或更多根导线)从近侧端部到远侧端部横跨导丝，并且至少一根导线固定到远侧端部。在导丝内，也存在从近侧端部到远侧端部横跨导丝的一个或多个冲洗管。
成像组件壳体固定地附接到远侧端部，并且组件包括具有固定地安装在壳体内的远侧面的相机。壳体也包括在数量上对应于冲洗管的偏转器，该偏转器固定地附接到且定位在壳体的远侧端部处，以便使从一个或多个冲洗管射出的流体偏转，以经过相机远侧面，以便清洁该面。
在导丝的近侧端部处对至少一根导线施加张力使导丝的远侧端部偏转。因为成像组件壳体固定地附接到远侧端部，所以组件及其相机也偏转，使得施加张力的医生可操纵相机以观察患者鼻窦。
详细描述
现在参考图1，图1是根据本发明的实施方案的ENT(耳、鼻和喉)系统20的示意图。在以下描述中，假设系统20中的ENT工具21被配置为通常执行两个功能：
·将在其末端上具有相机的导丝34插入患者22中；和/或
·在患者上执行鼻窦球囊扩张术手术或另一手术，通常是鼻窦手术。
当执行鼻窦球囊扩张术手术时，工具21容纳下面描述的球囊插入机构。一旦导丝34在适当的位置，球囊插入机构通常在导丝34上方滑动。应当理解，ENT工具21同时容纳导丝34的插入和球囊插入机构的插入。在一些实施方案中，使用工具可仅插入导丝。
工具21包括在其远侧末端处的磁传感器32(如下面更详细描述的)，并且在一些实施方案中可包括其他磁传感器。传感器通常是在手术期间由磁跟踪系统23跟踪的单轴线圈或三轴线圈。为了使跟踪是有效的，在系统20中，将患者22的CT(计算机断层摄影)图像和磁跟踪系统23的参照系进行配准。虽然CT图像通常可包括磁共振成像(MRI)图像或荧光透视图像，但是在本文的描述中，以举例的方式，图像被假设为包括荧光透视CT图像。
在插入导丝和/或执行上面引用的手术之前和期间，包括在磁跟踪系统中的磁辐射器组件24被定位在患者的头部下方。组件24包括磁场辐射器26，该磁场辐射器26被固定在适当位置并将交变磁场传输到患者22的头部所位于的区域30中。由磁传感器(诸如区域30中的传感器32)响应于磁场而生成的电位使得能够在磁跟踪系统的参照系中测量传感器的位置和取向。
以举例的方式，组件24的辐射器26被布置成在患者22的头部周围的大致马蹄形状。然而，组件24的辐射器的另选构型对于本领域的普通技术人员将是显而易见的，并且所有此类构型都被假设为包括在本发明的范围内。
在手术或导丝的插入之前，可通过将磁传感器定位在图像的已知位置(诸如患者的鼻子的末端)处来执行磁跟踪系统的参照系与CT图像的配准。然而，可使用用于配准参照系的任何其他方便的系统。
包括辐射器26和传感器32的系统20的元件在系统处理器40的总体控制下。处理器40可安装在控制台50中，该控制台50包括操作控件58，该操作控件58通常包括小键盘和/或指向装置，诸如鼠标或轨迹球。控制台50经由一根或多根缆线和/或无线地连接到辐射器和传感器32，以及导丝34的其他元件。医生54使用操作控件58以与处理器交互，同时使用系统20来执行导丝的插入和/或手术。在执行插入和/或手术时，处理器可呈现相关结果，相关结果通常在屏幕56上示出导丝的远侧末端的位置、来自导丝远侧末端上的相机的图像，和/或球囊插入机构的节段。
处理器40使用存储在存储器42中的软件来操作系统20。例如，软件可以电子形式通过网络下载到处理器40，或者另选地或除此之外，该软件可被提供和/或存储在非临时性有形介质(诸如磁存储器、光学存储器或电子存储器)上。
图2是工具21、导丝34和球囊插入机构119的示意图，并且图3是根据本发明的实施方案的工具的部分和导丝的部分的示意图。为简单起见，在图2中，在插入到工具21中之后但不从工具中离开，以示意图示出了导丝和球囊插入机构。然而，虽然工具21容纳导丝34和机构119两者一起插入，但是应当理解，该工具可用于插入导丝或机构。
工具21包括连接在一起的近侧节段80和远侧节段82，但是可以从近侧节段拆卸和移除远侧节段。在一些实施方案中，通常在已经执行一个手术之后，近侧节段和/或远侧节段被设计成一次性的。
在其远侧端部处，远侧节段82包括铰接式管状节段84，铰接式管状节段84可从直线构型86可调节地弯折为弯曲构型88，弯曲构型88在图中由虚线示意性地示出。磁传感器32位于节段82的远侧末端处。
在直线构型中，管状节段84限定对称轴线92，对称轴线92也是管100的对称轴线，节段84连接到管100的对称轴线。从直线构型到弯曲构型的调节(以及从弯曲构型到直线构型的调节)可通过有棱纹的旋钮90的顺时针和逆时针旋转来执行。下面相对于图4和图5描述旋钮90。2016年5月16日提交的题为“Insertion Tube with Deflectable Tip”的美国专利申请15/155,850描述了通过在节段近侧的元件(诸如旋钮90)的旋转，可偏转铰接式节段(诸如节段84)的构造和操作，该专利申请以引用方式并入本文。
管状节段84在其近侧端部处固定地连接到管100，并且管和连接节段84可围绕对称轴线92旋转，如由图中的双箭头所指示的。管100的旋转可通过旋转脊状旋钮106来实施，旋钮继而通过容纳在旋转系统壳体104中的任何方便的连接系统(诸如一组齿轮)耦接到该管。
工具21包括环形元件128，环形元件128可调节地连接到抽吸管124。抽吸管124可用于经由壳体104从管100和节段34抽出诸如黏液或血液的流体。使用工具21的医生能够使用他/她的手指或拇指来保持元件128，并因此保持工具，使得元件128充当工具21的柄部。然而，任何其他方便的柄部可用于工具。
管100和铰接式节段84包括中心管腔102，中心管腔102准许导丝34和球囊插入机构119穿过管腔。插入机构的近侧节段由歧管127保持在适当位置，并且节段可根据需要通过附接到抽吸管124的锁定机构131锁定在适当位置。
图4和图5是根据本发明的实施方案的旋钮90及其内部构造的示意性细节图。图5中隐藏的旋钮90通过销130刚性地连接到圆柱体134，并且圆柱体包括第一沟槽138A和与第一沟槽成180°的第二沟槽138B，两个沟槽被配置为双头螺纹。第一销142A和与第一销成180°的第二销142B安装在内部圆柱体146上，使得销142A驻留在沟槽138A内，并且销142B驻留在沟槽138B内。旋钮90的旋转因此致使旋钮和圆柱体134以平行于轴线92的向前或向后运动移动。圆柱体134通过内部元件耦接到连接到远侧节段84的导线(内部元件和导线未在图中示出)，使得平行于轴线92的圆柱体的运动致使远侧节段弯折成弯曲构型88或伸直成直线构型86。
图6、图7A、图7B、图8和图9是示出根据本发明的实施方案的导丝34和与导丝相关联的元件的示意图。图6示出了柄部150，柄部150在导丝的近侧端部处连接到导丝，并且由医生54用于将导丝插入患者22中。柄部150包括旋钮152，旋钮152可旋转，以便使导丝的远侧端部在直线状态和弯曲状态之间偏转，弯曲状态在图中由虚线示出。远侧端部的偏转可通过至少一根导线实施，至少一根导线通过焊接锚固到远侧端部，至少一根导线横跨导丝且终止于旋钮152处。通常存在两根此类导线，但是为了简单起见，在图9中的图中仅示出了一根导线185。柄部150通常包含用于本文所述的导丝的操作元件的其他控件，但是为了简单起见，这些控件未在图中示出。
成像组件156固定地附接到导丝的远侧端部。相对于图7A、图7B、图8和图9描述组件156的元件。
组件156包括相机158，相机158安装在组件壳体162中且具有远侧面160。壳体162在其近侧侧部处附接到导丝34。在一个实施方案中，相机面160是具有1mm侧面的正方形。在另选的实施方案中，面160是具有0.5mm侧面的正方形。通常，相机具有大致2.5mm的深度。图7A和图7B示出了组件156和壳体162。图8和图9示出了具有隐藏的壳体的组件156。在一个实施方案中，导丝34具有大致2mm的直径，并且壳体162是具有基本上相同的外径的圆柱形。然而，其他实施方案具有大于或小于2mm的导丝和壳体直径。
为了照明由相机成像的场景，组件156包括多个光纤166，多个光纤166环绕相机且被配置为从其远侧端部投射光。光纤在其近侧端部处接收成像光，并且可由一个或多个LED170生成输入到光纤的光。
在一些实施方案中，光纤166是短的、使其近侧端部终止于靠近导丝的远侧端部。在图8和图9中示出这些实施方案。在这些实施方案中，一个或多个LED 170可位于靠近光纤近侧端部，LED由横跨导丝34的传导线(图中未示出)供电。图8示意性地示出了一个LED170。
在另选的实施方案中，光纤166是长的、终止于柄部150，并且一个或多个LED 170也位于柄部中且在那里被配置为将成像光提供到光纤近侧端部。
在两种类型的实施方案中，一个或多个LED的控件可并入柄部150中。
组件156也包括一个或多个管174，一个或多个管174朝远侧大致顺着相机面160终止。在图8和图9中最佳地看到管174。以举例的方式，组件156被示出为具有四个管174，但是本发明的实施方案可具有多于或少于四个管。每个管横跨导丝34并朝远侧终止于柄部150内。在柄部内，每个管174可供应有冲洗流体，冲洗流体在管的远侧端部处从管射出。另选地，可将抽吸施加到给定管174，使得管远侧终端接触的流体沿着管抽出。
与每个管174的远侧终端相对，存在相应的流体偏转器178，相应的流体偏转器178从壳体162的远侧端部朝远侧延伸。每个偏转器178是弯曲的，使得在远侧方向上从流体的相应的管174排出的流体撞击偏转器且大致正交地偏转。结果，偏转的流体横跨相机远侧面160，所以清洁相机的面。
图7B示出了流体偏转器178的元件。偏转器178由三个节段形成：两个直线节段178A,178C和连接两个直线节段的弯曲节段178B。直线节段178C具有内平面表面178D，内平面表面178D平行于相机远侧面160且与相机远侧面160分离。直线节段178A在其近侧侧部处物理地附接到壳体162，在其远侧侧部处物理地附接到弯曲节段178B，并且具有与相机远侧面160正交的内平面表面178E。
当给定管174被配置为射出流体时，流体遵循由箭头181所示的排出管的弯曲路径，因为流体被与给定管相对的偏转器178偏转以横跨远侧面160。
另选地，当给定管174被配置为抽出流体时，流体遵循与由箭头181所示的相反的弯曲路径，因为抽出的流体也被偏转器178偏转，并且所以从远侧面160移除抽出的流体。
通常，当导丝34已插入患者22中时，导丝的远侧端部可被黏液和/或血液环绕，基本上使相机158盲化。为了使相机返回到操作条件，医生54可将流体馈送到一个或多个管174中，使得排出的流体越过相机的远侧面，并清洁相机的远侧面。在一些实施方案中，虽然一些管174被配置为射出流体，但是其他管174可配置成抽出流体。
在公开的实施方案中，相机158的相对侧上的管174被配置为同时从相机的远侧面射出和抽出流体。例如，在图7B中，上管174可射出流体，而下管174可同时抽出流体。类似地，相机后面的管174可射出流体，而相机前面的管174同时抽出流体。此类从远侧面158同时射出和抽出流体增强了远侧面的清洁。
组件156包括磁传感器180，磁传感器180基本上类似于传感器32，使得处理器40(图1)能够跟踪导丝34的远侧端部的位置和取向。另选地，可通过在壳体162周围卷绕线圈来提供磁传感器。
导体184从组件156连接到传感器180且连接到相机158，并且导体横跨导丝34终止于柄部150处。导体将功率和数据信号提供到相机，并且将来自相机和传感器180的信号传送到柄部，因此处理器40能够控制相机的成像，并且在屏幕56上呈现由相机观看的场景。
虽然本文描述的实施方案主要解决了用于ENT的导丝的改进，但是本文描述的方法和系统也可用于诸如在神经、胃和其他腹腔镜手术中的其他非ENT应用。
应当了解，上面描述的实施方案以举例的方式被引用，并且本发明不限于上文特定示出和描述的内容。相反，本发明的范围包括上文描述的各种特征的组合和子组合以及它们的变型和修改，本领域的技术人员在阅读上述描述时将会想到所述变型和修改，并且所述变型和修改并未在现有技术中公开。

Claims (10)

1.一种用于ENT手术的设备，包括：
导丝，所述导丝具有近侧端部和能够偏转的远侧端部；
至少一根导线，所述至少一根导线在所述导丝内，从所述近侧端部到所述远侧端部横跨所述导丝，其中所述至少一根导线固定到所述远侧端部；
多个冲洗管，所述多个冲洗管在所述导丝内并且从所述近侧端部到所述远侧端部横跨所述导丝；以及
成像组件壳体，所述成像组件壳体固定地附接到所述远侧端部，包括：
相机，所述相机具有固定地安装在所述壳体内的远侧面；
用于所述多个冲洗管中的每个的相应偏转器，所述相应偏转器固定地附接到并定位在所述壳体的远侧端部处，以便使从所述多个冲洗管射出的流体偏转，以经过所述相机远侧面以便清洁所述面，
使得在所述导丝的所述近侧端部处对所述至少一根导线施加张力使所述导丝的所述远侧端部、附接到其的所述成像组件壳体以及所述壳体中的所述相机偏转；并且
其中，所述多个冲洗管包括在所述相机的相对侧上的至少两个冲洗管，并且其中，所述至少两个冲洗管被配置为同时从所述相机远侧面射出和抽出流体。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述相机的所述远侧面与所述壳体的表面正交，并且其中所述相应偏转器中的每个包括与所述相机的所述远侧面正交并连接到所述壳体的所述远侧端部的第一直线节段、平行于所述相机的所述远侧面的第二直线节段，以及连接所述第一直线节段和所述第二直线节段的弯曲节段。
3.根据权利要求2所述的设备，其中所述多个冲洗管中的每个具有平行于所述相应偏转器中的每个的所述第一直线节段的相应远侧端部。
4.根据权利要求1所述的设备，其中将抽吸施加到所述至少两个冲洗管中的给定管致使所述给定管的所述相应偏转器从所述相机远侧面移除流体，并且将所述流体引导到所述给定管中。
5.根据权利要求1所述的设备，并且包括磁传感器，所述磁传感器安装在所述成像组件壳体中，被配置为响应于横跨所述传感器的磁场提供所述成像组件壳体的位置和取向的指示。
6.一种制造用于ENT手术的设备的方法，包括：
提供导丝，所述导丝具有近侧端部和能够偏转的远侧端部；
将至少一根导线定位在所述导丝内，以从所述近侧端部到所述远侧端部横跨所述导丝，其中所述至少一根导线固定到所述远侧端部；
将多个冲洗管定位在所述导丝内以从所述近侧端部到所述远侧端部横跨所述导丝；以及
将成像组件壳体固定地附接到所述远侧端部，所述组件包括：
相机，所述相机具有固定地安装在所述壳体内的远侧面；
用于所述多个冲洗管中的每个的相应偏转器，所述相应偏转器固定地附接到并定位在所述壳体的远侧端部处，以便使从所述多个冲洗管射出的流体偏转，以经过所述相机远侧面以便清洁所述面，
使得在所述导丝的所述近侧端部处对所述至少一根导线施加张力使所述导丝的所述远侧端部、附接到其的所述成像组件壳体以及所述壳体中的所述相机偏转；并且
其中，所述多个冲洗管包括在所述相机的相对侧上的至少两个冲洗管，并且其中，所述至少两个冲洗管被配置为同时从所述相机远侧面射出和抽出流体。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述相机的所述远侧面与所述壳体的表面正交，并且其中所述相应偏转器中的每个包括与所述相机的所述远侧面正交并连接到所述壳体的所述远侧端部的第一直线节段、平行于所述相机的所述远侧面的第二直线节段，以及连接所述第一直线节段和所述第二直线节段的弯曲节段。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述多个冲洗管中的每个具有平行于所述相应偏转器中的每个的所述第一直线节段的相应远侧端部。
9.根据权利要求6所述的方法，其中所述方法还包括将抽吸施加到所述至少两个冲洗管中的给定管，以便致使所述给定管的所述相应偏转器从所述相机远侧面移除流体，并且将所述流体引导到所述给定管中。
10.根据权利要求6所述的方法，并且包括将磁传感器安装在所述成像组件壳体中，其中所述传感器被配置为响应于横跨所述传感器的磁场提供所述成像组件壳体的位置和取向的指示。
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