CN109475271A - 包括圆柱形直径适应区段的可转向器械 - Google Patents
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Abstract
一种用于诸如外科手术中的内窥镜和/或侵入型应用的可转向器械(10),所述可转向器械具有细长管状主体(18),所述细长管状主体具有:近端部分(11),所述近端部分具有第一致动柔性区带(14、15),所述第一致动柔性区带具有第一直径;以及远端部分(13),所述远端部分具有第一远侧柔性区带(16、17),所述第一远侧柔性区带具有不同于所述第一直径的第二直径。圆柱形直径适应区段(164)被布置来将所述近端部分(11)连接到所述远端部分(13),使得所述第一致动柔性区带(14、15)相对于所述纵向管状主体的纵向中心轴线在径向方向上的屈曲造成所述第一远侧柔性区带(16、17)的放大或衰减的屈曲。
Description
技术领域
本发明涉及用于诸如外科手术中的内窥镜和/或侵入型应用的可转向器械,所述器械包括细长管状主体,所述细长管状主体具有圆柱形直径适应区段。根据本发明的可转向器械可使用在医疗和非医疗应用两者中。后者的示例包括检查和/或修理难以到达的位置处的机械和/或电子硬件。因此,以下描述中所使用的术语诸如内窥镜应用或侵入性器械必须以广泛方式加以解释。
背景技术
将需要大切口来暴露目标区域的手术介入变换成最小侵入性手术介入,即仅需要自然孔口或小切口来建立通向目标区域的通路,是众所周知的进行中的过程。在执行最小侵入性手术介入中,操作者诸如医师需要接入装置,所述接入装置被布置来用于通过人类或动物身体的接入口将侵入性器械引入并引导至那个身体中。为了减少疤痕组织形成和人类或动物患者的疼痛,接入口优选地通过皮肤和下层组织中的单个小切口提供。在这方面,使用身体的自然孔口的可能性将甚至为更好的。此外,接入装置优选地使操作者能够控制侵入性器械提供的一个或多个自由度。以这种方式,操作者可在具有所使用的器械的降低的碰撞风险的情况下以人体工程学和准确方式在人类或动物身体中的目标区域处执行需要的动作。
手术侵入性器械和这些器械借以朝着目标区域引导的内窥镜是本领域中众所周知的。侵入性器械和内窥镜两者可包括增强其导航和转向能力的可转向管。这样的可转向管优选地包括:近端部分,其包括至少一个柔性区带;远端部分,其包括至少一个柔性区带;以及刚性中间部分,其中可转向管进一步包括转向布置,所述转向布置适于将近端部分的至少一部分相对于刚性中间部分的偏转转变成远端部分的至少一部分的有关偏转。
此外,可转向管优选地包括若干同轴布置的圆柱形元件包括外元件、内元件和一个或多个中间元件,取决于管的近端部分和远端部分中的柔性区带的数目以及转向布置的转向构件的所需要的实现方式,即所有转向构件可被布置在单个中间元件中,或转向构件被分成不同集合并且转向构件的每个集合布置在不同的中间构件中。在大多数现有技术装置中,转向布置包括具有例如小于1mm直径的常规转向线缆作为转向构件,其中转向线缆布置在管的近端部分和远端部分处的有关柔性区带之间。然而,因为转向线缆具有许多众所周知的缺点,所以优选地避免它们并且通过形成一个或多个中间元件的整体部分的纵向元件的一个或多个集合来实现转向构件。中间元件中的每一个可通过使用合适的材料添加技术如注塑成型或电镀,或通过合适的材料移除技术诸如激光切割、光化学蚀刻、深压、常规切削技术诸如钻孔或铣削或高压水喷切割系统制造。关于先前提到的材料移除技术,激光切割是非常有利的,因为其在合理的经济条件下允许材料的非常准确和清洁移除。关于先前提到的可转向管和其转向布置的设计和制造的进一步细节已例如在申请人的WO 2009/112060 Al、WO 2009/127236 Al、US 13/160,949和US 13/548,935中进行描述,以上所有专利据此以引用方式整体并入本文。
可转向侵入性器械通常包括手柄,所述手柄布置在可转向管的近端部分处用于使管转向且/或用于操纵布置在可转向管的远端部分处的工具。这样的工具可例如是摄像机、手动操纵器例如一把剪刀、镊子,或使用例如电、超声波或光能源的能源的操纵器。
在本申请中,术语“近侧”和“远侧”是相对于操作者来界定,所述操作者例如操作器械或内窥镜的医师。例如,近端部分将被视为位于医师附近的部分并且远端部分被视为位于距医师一段距离处的部分。
从现有技术已知,可转向器械的细长管状主体的远端部分的远侧柔性区带的屈曲的放大(即远端部分中的柔性区带的弯曲角与细长管状主体的近端部分中的对应的柔性区带的弯曲角至少相同并且优选地大于所述对应的柔性区带的所述弯曲角)可通过使用具有相比于远端部分的较大直径的近端部分来实现。在近端部分具有相比于远端部分的较小直径的情况下,近端部分中的屈曲导致远端部分的对应的减弱屈曲。
当然,反过来可使用相同技术使得一定第一程度的近侧偏转引起相对于第一程度降低的另一个第二程度的对应的远侧偏转。
对于远端部分响应于近端部分的屈曲的放大或减弱屈曲的要求取决于使用可转向器械的具体介入。可需要远端部分的放大屈曲以便能够在操作位点处施加较大的力且/或补偿归回于纵向转向元件的伸展的响应损失。可需要远端部分的减弱屈曲以改进远端部分的操纵性准确性。已知,为了连接具有不同直径的近端部分和远端部分,需要直径适应布置。
包括从现有技术已知的直径适应布置的可转向器械的缺点在于,这些器械的结构至少在直径适应布置的部分中是相当麻烦的并且因此是昂贵的。包括已知直径适应布置的可转向器械的另一个缺点在于,此类布置具有降低的可靠性,因为其更易受归因于损坏的故障的影响。包括已知直径适应布置的可转向器械的进一步缺点在于,此类布置增加可转向器械的细长管状主体的直径。在介入期间使用多个可转向器械的情况下,可转向器械的细长管状主体的增加的直径可使其操纵性折衷,当然这是非常不希望的。
现有技术布置的此类缺点已通过包括如在2015年7月17日提交的尚未公布的荷兰专利申请NL2015185(代理人案号P6056194NL)中描述的直径适应布置的可转向器械提供并解决。
发明内容
本发明的目的将提供用于内窥镜和/或侵入型应用的可转向器械,所述可转向器械包括圆柱形直径适应区段,所述器械优先于或至少减少包括已知直径适应布置的可转向器械的以上提供到的缺点。
这通过如权利要求1中要求的可转向器械实现。
根据本发明的可转向器械包括布置在内部的圆柱形直径适应区段,所述布置在内部的圆柱形直径适应区段相比于从现有技术已知的直径适应布置显著较少地增加可转向器械的细长管状主体的直径。其还包括相比于例如在以上提到的未公布专利申请NL2015185中所描述的一个的较小圆柱形元件。以这种方式,改进根据本发明的可转向器械的操纵性。另外,当将圆柱形直径适应区段布置在可转向器械的细长管状主体内侧时,改进根据本发明的可转向器械的可靠性,因为所述圆柱形直径适应区段更不易受到损坏。此外,根据本发明的可转向器械可以不太麻烦并因此不太昂贵的方式进行制造。
在第二方面,本发明涉及间隔件,所述间隔件使用在可转向器械中的相邻纵向元件之间,以便将相邻纵向元件保持在距彼此的预定切向距离处,并且因此尽可能防止纵向元件的切向移动。
此类间隔件在本领域中已知。此类间隔件的示例例如从申请人的WO 2009/112060Al、WO 2009/127236 Al、US 13/160,949和US 13/548,935已知。这样的间隔件的另一个示例描述于申请人的2015年11月15日提交的尚未公布的PCT专利申请PCT/NL2015/050798(代理人案号P6058139NL)中。
据观察,WO2009112060A公开介于中间圆柱形元件中的纵向元件的相邻柔性部分之间的间隔件,所述间隔件被成形为可滑动岛状物。在一个实施方式中,据公开,这些可滑动岛状物例如通过激光焊接附接到位于中间圆柱形元件内侧或外侧的另一个圆柱形元件。
在可转向器械的制造期间使用通过将纵向力施加于断裂岛状物上脱落以呈现单独可移动部分的断裂岛状物描述于未预告公布的申请PCT/NL2014/050837中。
在其第二方面,本发明针对制造具有介于纵向元件的相邻柔性部分之间的间隔件的可转向器械。
这样的制造过程在独立权利要求14中要求。
附图说明
本发明的进一步特征和优点将通过非限制和非排它性实施方式根据本发明的描述变得显而易见。这些实施方式不应被视为限制保护范围。本领域的技术人员将认识到本发明的其它替选方案和等效实施方式可在不脱离本发明的范围的情况下被设想并且简化以便实践。将参考附图的各图来描述本发明的实施方式,在附图中相似或相同附图标号表示相似、相同或对应的部分,并且在附图中:
图1示出具有两个可转向器械的侵入性器械组件的非限制实施方式的示意性透视图。
图2a示出刚性侵入性器械的非限制实施方式的侧视图。
图2b示出可转向侵入性器械的非限制实施方式的侧视图。
图2c提供可转向器械的细长管状主体的非限制实施方式的详细透视图。
图2d提供如图2c中所示的细长管状主体的远端部分的更详细视图。
图2e示出如图2c中所示的可转向器械的细长管状主体的纵向横截面图。
图2f示出如图2c中所示的可转向器械的细长管状主体的纵向横截面图,其中第一近侧柔性区带和第一远侧柔性区带弯曲,藉此例示转向布置的操作。
图2g示出如图2f中所示的可转向器械的细长管状主体的纵向横截面图,其中第二近侧柔性区带和第二远侧柔性区带另外弯曲,藉此进一步例示转向布置的操作。
图2h示出如图2c中所示的细长管状主体的一部分的透视图,其中外圆柱形元件已部分地被移除以示出在将纵向缝隙提供到中间圆柱形元件的壁之后已获得的纵向转向元件的示范性实施方式,所述中间圆柱形元件互连细长管状主体的第一近侧柔性区带和第一远侧柔性区带。
图2i示出具有一个近侧柔性区带和一个远侧柔性区带的可转向器械的示范性实施方式的纵向横截面图。
图2j示出图2i中所示的可转向器械的三个圆柱形元件的透视分解图。
图2k示出图2j中所示的可转向器械的中间圆柱形元件的示范性实施方式的展开版本的俯视图。中间圆柱形元件可通过将展开版本卷成圆柱形构型并通过任何已知附接手段诸如通过焊接技术附接卷起构型的相邻侧来形成。
图3a、图3b和图3c示出内圆柱形元件、外圆柱形元件和中间圆柱形元件的柔性近侧部分和柔性远侧部分的实施方式的展开视图的示意性表示。
图4示出类似于图2j的分解图,但具有圆柱形元件的变化的直径的可转向管的三个圆柱形元件的透视分解图。
图5a示出具有与图3a、图3b和图3c中所示的类似圆柱形元件的可转向器械的第一示范性实施方式的示意性横截面。圆柱形元件的近侧致动部分具有与远侧处置末端部分相比的较大直径。示意性地表示根据本发明的圆柱形直径适应区段的截头锥形部分已经并入布置在近端部分与远端部分之间以连接细长管状主体具有不同直径的部分的中间刚性部分中。
图5b示出可转向器械的第二示范性实施方式的示意性横截面,其中圆柱形元件的致动部分的近侧致动柔性区带以及布置在近侧致动柔性区带与远侧致动柔性区带之间的中间刚性部分具有相比于细长管状主体的其它部分的较大直径。示出示意性地表示根据本发明的直径适应区段的截头锥形部分。
图6至图10示出根据本发明的用于生产具有直径适应区段的示例的可转向器械的连续制造步骤。
图11示出在图8的制造步骤之后的可转向器械的一部分的放大3D视图。
图12示出处于其组装状态中的可转向器械的横截面。
图13a和图13b示出直径适应区段的替代性实现方式。
图14a和图14b分别示出分别根据现有技术和根据本发明的具有用来将相邻纵向元件的部分保持在距彼此一定距离处的间隔件的可转向器械的设计。
具体实施方式
图2a示出刚性侵入性器械240的非限制实施方式的侧视图,并且图2b示出可转向侵入性器械10的非限制实施方式。图1示出侵入性器械组件1的非限制实施方式,所述侵入性器械组件具有带有两个这样的可转向侵入性器械10的导引器。关于图2c至图2k解释可转向侵入性器械10的非限制实施方式的细节。
如图2a中所示的刚性侵入性器械240包括细长轴杆242,所述细长轴杆具有近端部分241和远端部分243。在远端部分243处,布置工具2,例如镊子。在近端部分241处,布置手柄3,所述手柄适于操纵工具2,即打开和关闭镊子的夹头。为此,控制杆(未示出)存在于细长轴杆242内,所述杆将手柄3与工具2连接。杆可通过手柄3移动,并且杆的移动被转换成工具2的预定移动,如本领域的技术人员已知的并且在此不需要进一步解释。另外,轴杆242可包括导线以允许电流流动到工具,例如用以加热所述工具以便在人类或动物身体内执行热治疗。
图2b示出可转向侵入性器械10的侧视图。可转向器械10包括细长管状主体18,所述细长管状主体具有:近端部分11,所述近端部分包括两个致动柔性区带14、15;远端部分13,所述远端部分包括两个远侧柔性区带16、17;以及刚性中间部分12。本实施方式中的致动柔性区带14、15被构造为柔性近侧区带,并且将进一步称为柔性近侧区带。在远端部分13处,布置工具,如镊子2。在近端部分11a处,布置手柄3,所述手柄适于打开和关闭镊子2的夹头。
图2c提供可转向器械10的细长管状主体18的远侧部分的详细透视图,并且示出细长管状主体18由若干同轴布置的层或圆柱形元件组成,所述若干同轴布置的层或圆柱形元件包括外圆柱形元件104,所述外圆柱形元件在远端部分13处的第一远侧柔性区带16之后终止。外圆柱形元件104的远端部分13例如借助于焊接点100处的点焊固定地附接到位于外圆柱形元件104内并相邻于所述外圆柱形元件的圆柱形元件103。然而,可使用任何其它合适的附接方法,包括任何机械卡扣配合连接或通过合适的胶进行的胶合。
图2d提供远端部分13的更详细视图,并且示出所述远端部分包括三个同轴布置的层或圆柱形元件,为内圆柱形元件101、第一中间圆柱形元件102和第二中间圆柱形元件103。内圆柱形元件101、第一中间圆柱形元件102和第二中间圆柱形元件103的远端三个全部彼此固定地附接。这可借助于焊接点100处的点焊进行。然而,可使用任何其它合适的附接方法,包括任何机械卡扣配合连接或通过合适的胶进行的胶合。附接点可在内圆柱形元件101、第一中间圆柱形元件102和第二中间圆柱形元件103的末端边缘处,如各图中所示。然而,这些附接点也可位于距这些边缘一些距离处,其优选地在末端边缘与柔性区带17的位置之间。
技术人员将明白,如图2c中所示的细长管状主体18包括总计四个圆柱形元件。根据图2c中所示的实施方式的细长管状主体18包括两个中间圆柱形元件102和103,转向布置的转向构件布置在所述两个中间圆柱形元件中。如图2c中所示的细长管状主体18的示范性实施方式中的转向布置包括细长管状主体18的近端部分11处的两个柔性区带14、15、细长管状主体18的远端部分13处的两个柔性区带16、17和布置在近端部分11与远端部分13处的有关柔性区带之间的转向构件。转向构件的示范性实际布置在图2e中示出,图2e提供如图2c中所示的细长管状主体18的示范性实施方式的示意性纵向横截面图。
图2e示出以上提到的四个层或圆柱形元件,即内圆柱形元件101、第一中间圆柱形元件102、第二中间圆柱形元件103,和外圆柱形元件104。
如沿着其长度从器械的远端向近端看出的,内圆柱形元件101包括布置在可转向器械10的远端部分13处的刚性环111、第一柔性部分112、第一中间刚性部分113、第二柔性部分114、第二中间刚性部分115、第三柔性部分116、第三中间刚性部分117、第四柔性部分118,和布置在可转向器械10的近端部分11处的刚性末端部分119。
如沿着其长度从器械的远端向近端看到的,第一中间圆柱形元件102包括刚性环121、第一柔性部分122、第一中间刚性部分123、第二柔性部分124、第二中间刚性部分125、第三柔性部分126、第三中间刚性部分127、第四柔性部分128,和刚性末端部分129。第一中间元件102的刚性环121、第一柔性部分122、第一中间刚性部分123、第二柔性部分124、第二中间刚性部分125、第三柔性部分126、第三中间刚性部分127、第四柔性部分128,和刚性末端部分129的纵向尺寸分别与内圆柱形元件101的刚性环111、第一柔性部分112、第一中间刚性部分113、第二柔性部分114、第二中间刚性部分115、第三柔性部分116、第三中间刚性部分117、第四柔性部分118,和刚性末端部分119的纵向尺寸对准,并且优选地与所述纵向尺寸近似相等,并且也分别与这些部分一致。在本描述中,“近似相等”意味相应的同一尺寸在小于10%,优选地小于5%的裕度内相等。
如沿着其长度从器械的远端向近端看到的,第二中间圆柱形元件103包括第一刚性环131、第一柔性部分132、第二刚性环133、第二柔性部分134、第一中间刚性部分135、第一中间柔性部分136、第二中间刚性部分137、第二中间柔性部分138,和刚性末端部分139。第二中间圆柱103的第一刚性环131、第一柔性部分132以及第二刚性环133和第二柔性部分134、第一中间刚性部分135、第一中间柔性部分136、第二中间刚性部分137、第二中间柔性部分138,和刚性末端部分139的纵向尺寸分别与第一中间元件102的刚性环111、第一柔性部分112、第一中间刚性部分113、第二柔性部分114、第二中间刚性部分115、第三柔性部分116、第三中间刚性部分117、第四柔性部分118,和刚性末端部分119的纵向尺寸对准,并且优选地与所述纵向尺寸近似相等,并且也分别与这些部分一致。
如沿着其长度从器械的远端向近端看出的,外圆柱形元件104包括第一刚性环141、第一柔性部分142、第一中间刚性部分143、第二柔性部分144,和第二刚性环145。外圆柱形元件104的第一柔性部分142、第一中间刚性部分143和第二柔性部分144的纵向尺寸分别与第二中间元件103的第二柔性部分134、第一中间刚性部分135和第一中间柔性部分136的纵向尺寸对准,并且优选地与所述纵向尺寸近似相等,并且也分别与这些部分一致。刚性环141具有与刚性环133近似相同的长度并且例如通过点焊或胶合固定地附接到所述刚性环133。优选地,刚性环145仅在需要例如通过点焊或胶合分别做出刚性环145与第二中间刚性部分137之间的充分的固定附接的长度上与第二中间刚性部分137重叠。刚性环111、121和131例如通过点焊或胶合彼此附接。这可在其末端边缘处但也可在这些末端边缘的一段距离处进行。
在一个实施方式中,相同情形可适用于也可以类似方式附接在一起的刚性末端部分119、129和139。然而,如将在下文中所解释,结构可使得圆柱形元件在近侧部分处的直径相对于远侧部分处的直径较大,或较小。在此实施方式中,近侧部分处的结构不同于图2e中所示的结构。由于直径的增加或减少,实现放大或减弱,即,远侧部分处的柔性区带的弯曲角将大于或小于近侧部分处的对应柔性部分的弯曲角。以下将参考图4进一步详述这种情形。
圆柱形元件101、102、103和104的内径和外径在沿着细长管状主体18的相同位置处被选择以使得内圆柱形元件101的外径稍微小于第一中间圆柱形元件102的内径,第一中间圆柱形元件102的外径稍微小于第二中间圆柱形元件103的内径并且第二中间圆柱形元件103的外径稍微小于外圆柱形元件104的内径,以使得相邻圆柱形元件相对于彼此的滑动移动是可能的。尺寸设定应使得在相邻元件之间提供滑动配合。相邻元件之间的空隙通常可为大约0.02mm至0.1mm,但是取决于具体应用和所使用的材料。空隙优选地小于纵向元件的壁厚度以防止其重叠构型。将空隙限制于纵向元件的壁厚度的约30%到40%通常是充分的。
如可在图2e中看出的,近端部分11的柔性区带14通过第二中间圆柱形元件103的部分134、135和136连接到远端部分13的柔性区带16,所述部分形成可转向器械10的转向布置的纵向转向构件的第一集合。此外,近端部分11的柔性区带15通过第一中间圆柱形元件102的部分122、123、124、125、126、127和128连接到远端部分13的柔性区带17,所述部分形成转向布置的纵向转向构件的第二集合。如以上所描述的结构的使用允许可转向器械10将被用于双重弯曲。将关于图2f和图2g中所示的示例解释这个结构的工作原理。
为了方便起见,如图2e、图2f和图2g中所示,圆柱形元件101、102、103和104的不同部分已被分组为如下界定的区带151-160。区带151包括刚性环111、121和131。区带152包括部分112、122和132。区带153包括刚性环133和141以及部分113和123。区带154包括部分114、124、134和142。区带155包括部分115、125、135和143。区带156包括部分116、126、136和144。区带157包括刚性环145以及部分117、127和137与所述刚性环重合的部分。区带158包括部分117、127和137在区带157外侧的部分。区带159包括部分118、128和138。最后,区带160包括刚性末端部分119、129和139。
为了使可转向器械10的远端部分13的至少一部分偏转,有可能将弯曲力沿任何径向方向施加至区带158。根据图2f和图2g中所示的示例,区带158相对于区带155向下弯曲。因此,区带156向下弯曲。由于包括布置在第二中间刚性部分137与第二刚性环133之间的第二中间圆柱形元件103的部分134、135和136的转向构件的第一集合,区带156的向下弯曲通过转向构件的第一集合的纵向位移转移到区带154相对于区带155的向上弯曲中。这在图2f和图2g两者中示出。
应注意,区带156的示范性向下弯曲仅导致器械的远端处的区带154的向上弯曲,如图2f中所示。布置在区带152与区带154之间的区带153防止作为区带156的弯曲的结果的区带152的弯曲。当随后将在任何径向方向上的弯曲力施加至区带160时,区带159也弯曲。如图2g中所示,区带160在相对于其在图2f中所示的位置的向上方向上弯曲。因此,区带159在向上方向上弯曲。由于包括布置在刚性环121与刚性末端部分129之间的第一中间圆柱形元件102的部分122、123、124、125、126、127和128的转向构件的第二集合,区带159的向上弯曲通过转向构件的第二集合的纵向位移转移到区带152相对于其在图2f中所示的位置的向下弯曲。
图2g进一步示出如图2f中所示的器械在区带154中的初始弯曲将被维持,因为这个弯曲仅受区带156的弯曲支配,而区带152的弯曲仅受区带159的弯曲支配,如以上所描述。由于区带152和154能相对于彼此独立弯曲的事实,有可能给予可转向器械10的远端部分13彼此无关的位置和纵向轴线方向。具体地,远端部分13可采用有利的类似S的形状。技术人员将了解,相对于彼此独立地弯曲区带152和154的能力显著地增强远端部分13和因此作为整体的可转向器械10的操纵性。
明显地,有可能变化图2e至图2g中所示的柔性部分的长度,以便适应关于可转向器械10的远端部分13和近端部分11的弯曲半径和总长度的具体要求或适应近端部分11的至少一部分和远端部分13的至少一部分的弯曲之间的放大或衰减比率。
转向构件包括形成一个或多个中间圆柱形元件102、103的整体部分的纵向元件的一个或多个集合。优选地,纵向元件包括中间圆柱形元件102、103的壁在中间圆柱形元件102、103的壁已被提供界定剩余纵向转向元件的纵向缝隙之后的剩余部分。
参考关于可转向器械的示范性实施方式的图2i至图2k来提供关于后者纵向转向元件的制造的进一步细节,所述可转向器械包括其近端部分11和远端部分13两者处的仅一个柔性区带。
图2i示出可转向器械2201的纵向截面,所述可转向器械包括三个同轴布置的圆柱形元件,即内圆柱形元件2202、中间圆柱形元件2203和外圆柱形元件2204。将用于制作圆柱形元件2202、2203和2204的合适的材料包括不锈钢、钴-铬、形状记忆合金诸如塑料、聚合物、复合物或其他可切割材料。替代地,可通过3D印刷过程制作圆柱形元件。
内圆柱形元件2202包括位于器械2201的远端部分13处的第一刚性末端部分2221、第一柔性部分2222、中间刚性部分2223、第二柔性部分2224和位于器械2201的近端部分11处的第二刚性末端部分2225。
外圆柱形元件2204也包括第一刚性末端部分2241、第一柔性部分2242、中间刚性部分2243、第二柔性部分2244和第二刚性末端部分2245。圆柱形元件2202和2204的不同部分的长度是大致上相同的,使得当将内圆柱形元件2202插入外圆柱形元件2204中时,不同的部分抵靠彼此安置。
中间圆柱形元件2203也具有第一刚性末端部分2331和第二刚性末端部分2335,所述第一刚性末端部分和所述第二刚性末端部分在组装条件下分别位于两个其它圆柱形元件2202、2204的对应刚性部分2221、2241和2225、2245之间。中间圆柱形元件2203的中间部分2333包括三个或更多个单独纵向元件,所述单独纵向元件可具有不同的形式和形状,如以下将解释。在组装三个圆柱形元件2202、2203和2204借此将元件2202插入元件2203中并且将两个组合的元件2202、2203插入元件2204中之后,至少器械的远端处的内圆柱形元件2202的第一刚性末端部分2221、中间圆柱形元件2203的第一刚性末端部分2331和外圆柱形元件2204的第一刚性末端部分2241彼此附接。在图2i和图2j中所示的实施方式中,器械的近端处的内圆柱形元件2202的第二刚性末端部分2225、中间圆柱形元件2203的第二刚性末端部分2335和外圆柱形元件2204的第二刚性末端部分2245也彼此附接,使得三个圆柱形元件2202、2203、2204形成一个整体单元。
在图2j中所示的实施方式中,中间圆柱形元件2203的中间部分2333包括具有均匀横截面的若干纵向元件2338,使得中间部分2333具有如在图2k中的中间圆柱形元件2203的展开条件下所示的一般形状和形式。根据图2k,还清楚,中间部分2333是由中间圆柱形部分2203的圆周上的若干等距间隔的平行纵向元件2338形成。有利地,纵向元件2338的数目是至少三个,使得器械2201变得能在任何方向上充分地控制,但是任何较高数目也是可能的。优选地,纵向元件2338的数目是6或8。
通过注塑成型或电镀技术或从具有所需要的内径和外径的圆柱形管开始并移除以中间圆柱形元件2203的所需要的形状结束所需要的圆柱形管的壁的部分最便利地进行这样的中间部分的生产。然而,替代地,可使用任何3D印刷方法。
材料的移除可借助于不同的技术来进行,所述技术诸如激光切割、光化学蚀刻、深压、常规切削技术如钻孔或铣削、高压水喷切割系统或可利用的任何合适的材料移除过程。优选地,使用激光切割,因这在合理的经济条件下允许材料的非常准确和清洁移除。以上提到的过程是便利的方式,因为可以说是在一个过程中制作构件2203,而不需要如常规器械中所需要的用于连接中间圆柱形元件的不同部分的额外步骤,其中常规转向线缆必须以某种方式连接到末端部分。相同类型的技术可用于生产内圆柱形元件2202和外圆柱形元件2204以及其相应的柔性部分2222、2224、2242和2244。
图2h示出已在将纵向缝隙5提供到第二中间圆柱形元件103的壁之后获得的纵向(转向)元件4的示范性实施方式,所述第二中间圆柱形元件互连近侧柔性区带14和远侧柔性区带16,如以上所描述。即,纵向转向元件4至少部分地绕器械的纵向轴线螺旋,使得器械的近侧部分处的相应的转向元件4的末端部分绕纵向轴线以相比于器械的远侧部分处的同一纵向转向元件4的末端部分的另一个角取向布置。如果纵向转向元件4以线性取向布置,则近侧部分处器械在一定平面中的弯曲将导致远侧部分处的器械在相同平面中但在180度相反方向上的弯曲。纵向转向元件4的这个螺旋结构允许以下效应:近侧部分处的器械在一定平面中的弯曲可导致远侧部分处的器械在另一个平面中,或在相同平面中沿相同方向的弯曲。优选的螺旋结构使得器械的近侧部分处的相应的转向元件4的末端部分相对于器械的远侧部分处的同一纵向转向元件4的末端部分绕纵向轴线以180度的角度移位的取向布置。然而,例如任何其它角度移位的取向,例如90度,在本文件的范围内。缝隙被尺寸设定使得当在可转向器械中提供于适当位置时纵向元件的移动通过相邻纵向元件引导。
可通过2008年3月10日提交的欧洲专利申请08 004 373.0第5页、第15-26行中所描述的方法获得如图2e中所示的柔性部分112、132、114、142、116、144、118和138以及图2i和图2j中所示的柔性部分2222、2224、2242和2244,但是任何其它的合适的过程可用来制作柔性部分。
此类柔性部分可具有如图2c和图2d中所示的结构。即,可通过多个缝隙14a、15a、16a、17a获得柔性。例如,两条圆周缝隙可沿着相同圆周线提供在圆柱形元件中,其中两条缝隙位于距彼此一定距离处。圆周缝隙14a、15a、16a、17a的多个相同集合在器械的纵向方向上提供在多个距离处,其中连续集合布置在角度旋转位置处,例如每次旋转90度。在这样的布置中,圆柱形元件的所有部分仍然彼此连接。
图3a、图3b和图3c示出可如何获得部分中的这样的柔性的替代性方式。图3a示出平坦的铺开柔性近侧或远侧圆柱形区带或的示意性表示。然后通过卷起平坦元件并且以同样已知的方式诸如通过焊接技术将侧边缘附接在一起来制作中间圆柱形元件。在图3a中所示的实施方式中,已为圆柱形管变为柔性的部分提供缝隙14a、15a、16a、17a,所述缝隙在柔性区带的长度上以螺旋方式延伸。可通过缝隙的数目和/或缝隙相对于圆柱形元件的轴向方向的角度控制柔性。在图3b的实施方式中,已为圆柱形管变为柔性的部分提供若干短缝隙14a、15a、16a、17a。缝隙可被分成组,每个组中的缝隙位于垂直于圆柱形元件的轴线延伸的同一条线中。两个相邻组的缝隙偏移。在图3c的实施方式中,已通过制作缝隙14a、15a、16a、17a,从而在缝隙之间产生若干燕尾部来提供圆柱形管变为柔性的部分,所述燕尾部如所示配合在彼此中。明显的是,也可以使用在圆柱形管壁中提供柔性区带的其它系统。更具体地说,有可能使用以上所示的系统的组合。然而,替代地可使用任何其它合适的柔性结构。例如,也可以使用EP 0 764 423 A和EP 0 782 836 A中所示并描述的柔性结构中的任一个。
此外,如果如图2e中所示的分别形成纵向转向构件的第一集合和第二集合的第一中间圆柱形元件102的部分122、123、124、125、126、127和128以及第二中间圆柱形元件103的部分134、135和136被实现为如图2h中所示的纵向转向元件4,则可使用以上所描述的制造方法。相同情形适用于图2j和图2k的纵向元件2338。此外,根据本发明,可使用EP 2 762058 A中所描述的任何实施方式。
另外,也可以通过本领域中已知的诸如例如EP 1 708 609 A中所描述的任何其它技术获得纵向元件4、2338。关于使用在这些部分中的纵向元件的结构的唯一限制在于必须维持器械在柔性部分重合的这些位置中的总柔性。
可通过任何已知方法生产如以上分别关于图2e和图2i中所示的可转向器械的示范性实施方式所描述的不同同轴布置的层或圆柱形元件101、102、103、104、2202、2203和2204,只要所述方法对于制作多层系统是合适的。多层系统将被理解为是包括用于将近端部分的移动转移到远端部分的纵向元件4、2338的至少两个单独集合的可转向器械。不同圆柱形元件的组装也可以相同方式实现。生产不同圆柱形元件的优选方法已在以上提到的EP2 762 058 A中进行描述,所述专利由此以引用方式整体并入本文。
在以上实施方式中,近侧部分和远侧部分是以类似方式构建。然而,不必总是如此,如现在将解释的。
例如,近侧部分可具有如图4中所示的较宽直径,图4示出根据本发明的器械的特殊实施方式。内圆柱形元件2202构成自第一刚性末端部分2225、第一柔性部分2224、中间刚性部分2223、第二柔性部分2222和第二刚性末端部分2221,所述第二刚性末端部分正常地被用作器械的操作部分,因为其用来使单元的另一末端转向。外圆柱形元件2204同样地构成自第一刚性部分2245、第一柔性部分2244、中间刚性部分2243、第二柔性部分2242和第二刚性部分2241。中间圆柱形元件2203也具有第一刚性末端部分2335和第二刚性末端部分2331,所述第一刚性末端部分和所述第二刚性末端部分在组装条件下分别位于两个其它圆柱形元件2202、2204的对应刚性部分2225、2245和2221、2241之间。在所示的实施方式中,纵向元件2338具有图2j中所示的类型,但是明显的是,也可使用以上所描述的任何其它类型。到目前为止,结构类似于以上所描述的器械。关于以上实施方式的主要差异是直径的不同集合对于器械的一些部分的使用。在图4中所示的实施方式中,部分2222、2221、2331、2242和2241具有相比于其它部分的较大直径。在部分2223、2333和2243中,已制作截头锥形部分2212、2213、2214以便将小直径部分与大直径部分连接。如图4中所示,可通过将一个插入另一个中容易地组装不同的部分。然而,具有带有不同直径的这样的器械的主要原因在于,通过使用具有较大直径的操作部分,放大另一个末端的移动,而如果使用较小直径,则使另一个末端的移动衰减。取决于应用和其要求,较大的直径可用来具有放大的移动或较小的直径可用来使移动衰减并且增加处置头的操纵性准确性。
具有朝着近侧部分的增加的直径的器械的这种增宽也可应用在具有多于两个可弯曲部分的器械中,如图5a和图5b中所示。
在图5a中,示出根据本发明的可转向器械的第一示范性实施方式,所述可转向器械具有四个层并且因而所述器械类似于图2e的器械,但是器械的近端部分的远侧致动柔性区带156和近侧致动柔性区带159具有与器械的远端部分的相应的对应远侧柔性区带154和152相比的较大直径。在区带155中,已并入了截头锥形部分,所述截头锥形部分示意性地表示根据本发明的可转向器械的圆柱形直径适应区段162。在本发明的上下文中的圆柱形直径适应区段162至少占据细长管状主体的轴向或纵向方向上的一段距离,纵向元件在所述距离上从圆柱形直径适应区段的第一侧处的第二直径改变成圆柱形直径适应区段的第二侧处的第三直径。由于近端部分的近侧致动柔性区带156和近侧致动柔性区带159的较大直径,相应的对应远侧柔性区带154和152的屈曲将在弯曲时被放大,借此放大处置头的屈曲。也可能用具有相比于近侧致动柔性区带156和159的较大直径的远侧柔性区带154和152在相反方向上工作,借此使屈曲的程度衰减,由此改进处置头的移动准确性。
图5b示出根据本发明的可转向器械的第二示范性实施方式的示意性横截面,其中圆柱形元件的致动部分的近侧致动柔性区带159以及布置在所述近侧致动柔性区带159与近侧致动柔性区带156之间的中间刚性区带158具有相比于细长管状主体的另一个部分的较大直径。示意性地表示根据本发明的可转向器械的圆柱形直径适应区段164的截头锥形部分已经并入区带158中。在本发明的上下文中的圆柱形直径适应区段164在细长管状主体的轴向或纵向方向上至少沿着纵向元件从圆柱形直径适应区段的第一侧处的第二直径改变成圆柱形直径适应区段的第二侧处的第三直径所在的距离延伸。技术人员将明白,仅对应远侧柔性区带152的屈曲将在近端部分的对应近侧致动柔性区带159弯曲时被放大。由于包括被构造并布置以将近侧致动柔性区带156的屈曲转移到对应远侧柔性区带154的纵向元件的中间圆柱形元件在这些区带中具有相同直径的事实,远侧柔性区带154的屈曲程度原则上将与对应近侧致动柔性区带156的屈曲程度相同。在实践中,由于纵向元件的伸展,这些屈曲程度之间可存在轻微差异。
图6至图13b示出可如何实现并制造柔性致动区带的半径的增加或减少的直径。即,图6至图10示出执行来制作可转向器械的直径适应区段的连续制造动作,所述可转向器械具有插入彼此中的五个圆柱形元件(当然可使用不同于五个的任何其它合适的数目)。
图6示出具有两个相对末端601、603的内保护圆柱形元件600。在此,末端601将称为远端,而末端603将称为近端。然而,那可在实践中用相反方式。内保护圆柱形元件600优选地是任何合适的材料如不锈钢、钴-铬、形状记忆合金诸如塑料、聚合物、复合物或其他可切割材料的单个圆柱形管。替代地,可通过3D印刷过程制作内保护圆柱形元件600。那个管的厚度取决于其应用。对于医疗应用,厚度可在0.1mm至2.0mm,优选地0.1mm至1.0mm,更优选地0.1mm至0.5mm,并且最优选地0.2mm至0.4mm的范围内。内保护圆柱形元件600的直径取决于其应用。对于医疗应用,直径可在0.5mm至20mm,优选地0.5mm至10mm,更优选地0.5mm至6mm的范围内。
图7示出插入中间圆柱形元件619中的内保护圆柱形元件600。中间圆柱形元件619具有缝隙605,所述缝隙界定相邻纵向元件602。如将在下文中明白的,那些纵向元件602可在可转向器械的组装状态中用作推动/拉动丝。缝隙605可通过激光切割制作并且具有优选地在5μm至50μm,更优选地15μm至30μm的范围内的宽度。
在末端615,即可转向器械的近端处,中间圆柱形元件619包括刚性环形元件610。刚性环形元件610附接到一组指形元件608。优选地,指形元件608的数目等于纵向元件602的数目。
优选地,每个纵向元件602在与刚性环形元件610相同的末端处具有一个或多个指形元件611,每个指形元件611位于两个相邻指形元件608之间。
优选地,中间圆柱形元件619是由任何合适的材料的单个圆柱形管制成,所述任何合适的材料可为与来自内保护圆柱形元件600的材料相同的材料。那个管的厚度取决于其应用。对于医疗应用,厚度可在0.1mm至2.0mm,优选地0.1mm至1.0mm,更优选地0.1mm至0.5mm,并且最优选地0.2mm至0.4mm的范围内。中间圆柱形元件619具有相比于内保护圆柱形元件600的稍微较大直径,使得当内保护圆柱形元件600插入中间圆柱形元件619中时,在它们之间存在在例如0.02mm至0.1mm的范围内的空隙。中间圆柱形元件619的直径取决于其应用。对于医疗应用,直径可在0.5mm至20mm,优选地0.5mm至10mm,更优选地0.5mm至6mm的范围内。
如以上所解释,然后可通过激光切割圆柱形管以便呈现缝隙605,和因而纵向元件602来制作纵向元件605。如果缝隙605将直接在切割过程之后沿着中间圆柱形元件602的整个长度存在,则在可转向器械的制造过程期间将难以将它们保持在一起。因此,切割过程被布置,使得在切割过程完成之后,在与末端615相对的中间圆柱形元件619的末端处(或在任何其它所需要的位置处),相邻纵向元件602通过所谓的“断裂岛状物”604连接。
这些断裂岛状物604在两个相对末端处附接到两个相邻纵向元件602。断裂岛状物604被示出为具有圆形形状并且借助于细柔性桥接器附接到相邻纵向元件602。在使用中,当纵向元件602用来控制可转向器械的柔性部分的偏转时,相邻纵向元件602在可转向器械的纵向方向上相对于彼此移动。通过这个移动,断裂岛状物604到相邻纵向元件602的附接中的至少一个将断裂,使得相邻纵向元件602可在纵向方向上自由移动。这样的移动可被推迟,直到可转向器械已达到其组装状态。这极大地促进可转向器械的制造过程,因为所有相邻纵向元件602可在一位置中保持在一起,使得它们仍然尽可能长久地一起形成它们的原始圆柱形形状。
可转向器械在使用断裂岛状物604时的制造可总结如下。这样的可转向器械包括至少一个细长管状主体,所述细长管状主体具有近端部分、远端部分和介于近端部分与远端部分之间的中间部分,所述近端部分具有至少一个致动近侧区带,所述远端部分具有至少一个柔性远侧区带,并且所述细长管状主体被构造使得致动近侧区带的移动被转移到对应的柔性远侧区带以用于其对应的移动。细长管状主体包括内圆柱形元件、外圆柱形元件和至少一个中间圆柱形元件,所述中间圆柱形元件具有纵向元件并且提供在内圆柱形元件与外圆柱形元件之间,所述内圆柱形元件、外圆柱形元件和中间圆柱形元件被耦接使得致动近侧区带的移动通过中间圆柱形元件中的一个的纵向元件转移到对应的柔性远侧区带。
制造动作可总结如下:
-提供内圆柱形元件和外圆柱形元件;
-提供中间圆柱形元件,使得相邻纵向元件通过沿着纵向元件的长度分布的一个或多个附接在一个或多个位置处彼此附接,所述附接被布置来允许纵向元件在纵向元件的纵向方向上相对于彼此的相对移动,并且以便限制纵向元件在中间圆柱形元件的径向方向上的移动;以及
-将中间圆柱形元件并入内圆柱形元件与外圆柱形元件之间,
其中,一个或多个附件是可释放附接件,并且方法包括在所述制造期间释放所述可释放附接件。
优选地,可转向器械被制造成具有纵向元件的中间圆柱在纵向元件相对于彼此移动使得断裂岛状物将脱落之前插入保护内圆柱形元件与保护外圆柱形元件之间的状态。然后,在这些断裂岛状物已脱落之后,相邻纵向元件保持它们在介于保护内圆柱形元件与保护外圆柱形元件之间的虚拟圆柱上的相应位置。
断裂岛状物604是可如下界定的破裂元件。每个破裂元件被构造并布置以在每个这样的破裂元件所附接的相邻纵向元件602在纵向方向上相对于彼此移动时破裂,以致在每个这样的破裂元件中显现实际破裂元件应力σact,fe,所述实际破裂元件应力大于或等于每个单独破裂元件的极限拉伸应力σUTS,fe,而同时,如显现在这些相邻纵向元件602中的每一个中的实际纵向元件应力σact,le仍然低于其自己的相应屈服应力σy,le,这可以方程式叙述:
σact,le≤σy,le且σact,fe≥σUTS,fe。
这样的断裂岛状物604已在本申请人的PCT申请PCT/NL/2014/050837中详细地描述并且要求,所述PCT申请仅在本申请的优先权日之后公布。其内容以引用方式整体并入本申请中。PCT/NL/2014/050837更详细地示出并且解释如本申请中所示的断裂岛状物604。应理解,术语“断裂岛状物”并非意味限于本申请中所示的实施方式,而是可以任何合适的形式实现,包括PCT/NL/2014/050837中所示的示例中的任何一个。
用来制造中间圆柱形元件619的圆柱形管被切割以致呈现附接到刚性环形元件610的指形元件608,以及纵向元件602的指形元件611。此外,切割过程被布置,使得在切割过程的结束时,相邻指形元件608和指形元件611具有相对于彼此的交错位置。
切割过程另外被布置,使得其呈现指形元件611和刚性环形元件610的每个末端面之间的开放空间627,使得在可转向器械的使用中,指形元件611可在相邻指形元件608之间依纵向方向自由移动。然而,当切割过程完成时,优选地,每个指形元件611仍然通过一个或多个断裂岛状物606附接到相邻指形元件608。如以上所解释,这样的断裂岛状物608被设计,使得当在可转向器械的使用中指形元件611相对于相邻指形元件608在纵向方向上移动时,每个断裂岛状物608将从相邻指形元件608、611中的至少一个脱落。这个裂开将导致指形元件608可相对于指形元件611自由移动和反之亦然的情形。另外,可以推迟这种裂开,直到可转向器械处于其组装状态中。这大大地促进制造过程。这些断裂岛状物606可具有通过细柔性桥接器诸如断裂岛状物604附接到相邻指形元件608、611的圆形部分。如果需要,则断裂岛状物606可具有任何其它合适的设计包括PCT/NL/2014/050837中所描述的任何一个。
据观察,一旦断裂岛状物606脱离,中间圆柱形元件619在虚线613的任一侧处分裂为两个可独立移动的区段。
图8示出如何将包括插入中间圆柱形元件619中的圆柱形元件600的圆柱形元件的集合插入圆柱形元件621中。在所示的实施方式中,圆柱形元件621自身不具有纵向元件。优选地,圆柱形元件621是由单个圆柱形管制成,所述单个圆柱形管可由与内保护圆柱形元件600和中间圆柱形元件619相同的材料制成并且可具有与所述内保护圆柱形元件和所述中间圆柱形元件相同的厚度。
中间圆柱形元件619的外径和中间圆柱形元件621的内径被选择,使得二者之间的空隙为小的,使得它们可容易地在纵向方向上相对于彼此移动但是使相互径向游隙保持最小。空隙可在0.02mm至0.1mm的范围内。优选地,中间圆柱形元件621是由任何合适的材料的单个圆柱形管制成,所述任何合适的材料可为与来自内保护圆柱形元件600的材料相同的材料。那个管的厚度取决于其应用。对于医疗应用,厚度可在0.1mm至2.0mm,优选地0.1mm至1.0mm,更优选地0.1mm至0.5mm,和最优选地0.2mm至0.4mm的范围内。中间圆柱形元件621的直径取决于其应用。对于医疗应用,直径可在0.5mm至20mm,优选地0.5mm至10mm,更优选地0.5mm至6mm的范围内。
在图8的右手侧,即近侧,中间圆柱形元件621包括刚性环形元件626,所述刚性环形元件具有末端628。刚性环形元件626连接到柔性部分624,所述柔性部分沿着中间圆柱形元件621的预定距离延伸。柔性部分624包括一个或多个铰链,使得柔性部分624可相对于可转向器械的中心轴线(即内保护圆柱形元件600的中心轴线)偏转到一定的预定角度。可使用从现有技术已知的任何合适的铰链,例如本文件的图2c、图2d、图3a、图3b和图3c中所示的铰链。然而,可使用其它铰链包括任何合适的未来铰链。
朝着中间圆柱形元件621的远侧,柔性部分624连接到刚性部分622。刚性部分622包括刚性圆柱形部分612a、612b,所述刚性圆柱形部分借助于纵向布置的连接元件617彼此附接。优选地,这些连接元件617具有带有恒定宽度和厚度的直条带的形式。刚性圆柱形部分612b连接到柔性部分624。
如可在图11的放大图中更好地看出的,刚性圆柱形部分612a、612b和连接元件617被布置来界定开放空间631,一个开放空间与一个纵向元件602相关联。另外,这些开放空间631由切割过程诸如激光切割引起。切割过程被布置使得其也将滑动岛状物618呈现在每个开放空间631中。当切割过程完成时,优选地,每个滑动岛状物618仍然借助于一个或多个断裂岛状物616、620附接到相邻连接元件617和刚性圆柱形部分612a、612b中的至少一个。此类断裂岛状物616具有与断裂岛状物604和606相同的功能并且可具有相同形式。
然而,因为断裂岛状物616、620连接到连接元件617而非连接到纵向元件,所以它们的界定稍有不同。即,这里,断裂岛状物616、620是如下界定的破裂元件。每个破裂元件被构造并布置以在每个这样的破裂元件所附接的相邻连接元件617在纵向方向上相对于彼此移动时破裂,以致在每个这样的破裂元件中显现实际破裂元件应力σact,fe,所述实际破裂元件应力大于或等于每个单独破裂元件的极限拉伸应力σUTS,fe,而同时,如显现在这些相邻连接元件617中的每一个中的实际连接元件应力σact,ce仍然低于其自己的相应屈服应力σy,ce,这可以方程式叙述:
σact,ce≤σy,ce且σact,fe≥σUTS,fe。
例如,如图8和图11中所示,在切割过程的结束时,滑动岛状物618借助于在任一纵向末端处的断裂岛状物616、620附接到相邻连接元件617中的一个。如在纵向方向上测量的滑动岛状物618的长度比其所在的开放空间631的纵向长度短。因而,当在可转向器械的组装状态中断裂岛状物616、620脱离时,滑动岛状物618可沿着预定距离在开放空间631中自由移动。如将在下文中显而易见的,为了向滑动岛状物618提供引导功能,如在切线方向上测量的所述滑动岛状物的宽度优选地至少沿着其总长度的例如多于50%的预定部分仅稍微小于如在切线方向上测量的开放空间631的宽度。在一个实施方式中,这两个宽度之间的差异小于60μm,优选地小于40μm。
在将中间圆柱形元件619插入中间圆柱形元件621期间,每个滑动岛状物618与现在位于其内侧的一个纵向元件602对准。在滑动岛状物618已与纵向元件602适当地对准之后,将每个滑动岛状物618连接或附接到一个纵向元件602。连接/附接可是对指形岛状物611,如图8与图7之间的虚线箭头634示意性地指示。
这样的连接/附接可通过焊接如激光焊接进行。然而,机械连接/附接也可例如借助于卡扣配合连接进行。替代地,可使用胶。优选地当纵向元件602仍然借助于远端处的断裂岛状物604彼此附接,指形元件611仍然借助于断裂岛状物606附接到指形元件608并且滑动岛状物618仍然借助于断裂岛状物616、620附接到连接元件617和刚性圆柱形部分612a、612b中的至少一个时进行连接/附接。此外,连接/附接应使得每个滑动岛状物618与纵向元件602一起移动,所述滑动岛状物在尽可能小的游隙的情况下连接/附接到所述纵向元件。纵向元件602和相应的滑动岛状物618的这个共同移动使断裂岛状物616和620在纵向元件602在连接/附接到相应的滑动岛状物618之后第一次相对于中间圆柱形元件621移动期间脱离。
为了向可转向器械提供稳定性,中间圆柱形元件619的刚性环形元件610优选地连接/附接到中间圆柱形元件621的刚性部分612b,如通过图8与图7之间的虚线箭头636所示。这个连接/附接可通过焊接如激光焊接,或任何合适的机械连接如卡扣配合连接进行。替代地,可使用胶。这个连接/附接优选地使得刚性环形元件610和刚性部分612b不能彼此独立地移动。
因而,当纵向元件602连接/附接到滑动岛状物618时,其在纵向方向上通过介于指形元件608之间的其指形元件611并且通过开放空间631中的滑动岛状物618引导。其可能的切向移动受其指形元件611与指形元件608之间和滑动岛状物618与相邻连接元件617之间的缝隙的宽度限制。
如图9中所示,将如图8所示的插入彼此中并且包括内圆柱形元件600、中间圆柱形元件619和中间圆柱形元件621的圆柱形元件的集合插入中间圆柱形元件623中。
中间圆柱形元件621的外径和中间圆柱形元件623的内径被选择,使得二者之间的空隙为小的,使得它们可容易地在纵向方向上相对于彼此移动但是使相互径向游隙保持最小。空隙可在0.02mm至0.1mm的范围内。
优选地,中间圆柱形元件623是由任何合适的材料的单个圆柱形管制成,所述任何合适的材料可为与来自内保护圆柱形元件600的材料相同的材料。那个管的厚度取决于其应用。对于医疗应用,厚度可在0.1mm至2.0mm,优选地0.1mm至1.0mm,更优选地0.1mm至0.5mm,和最优选地0.2mm至0.4mm的范围内。中间圆柱形元件623的直径取决于其应用。对于医疗应用,直径可在0.5mm至20mm,优选地0.5mm至10mm,更优选地0.5mm至6mm的范围内。
在左手侧,图9的实施方式中的远侧,中间圆柱形元件623包括刚性环形元件642。刚性环形元件642具有一组指形元件627。
在右手侧,图9的实施方式中的近侧,中间圆柱形元件623包括刚性圆柱形部分656。朝着远侧,刚性圆柱形部分656附接到一个或多个柔性纵向元件633。在中间圆柱形元件623应与中间圆柱形元件621的柔性部分624对准的一部分中,柔性纵向元件633应为充分柔性的,以允许可转向器械的偏转。为此,在如所示的实施方式中,柔性纵向元件633具有在切线方向上测量的相对小的宽度。其宽度优选地为沿着其长度恒定的。为了确保柔性纵向元件633在这个柔性部分中沿切线方向紧固,将柔性间隔件654提供在所述柔性纵向元件之间。可使用间隔件的任何合适的设计,例如本申请人的尚未公布的申请PCT/NL2015/050798中所描述的间隔件。
在柔性部分的远侧处,每个柔性纵向元件633附接到纵向元件635,所述纵向元件可具有较大宽度以为所述柔性纵向元件提供一定所需要的强度。例如,相邻纵向元件635可大致上彼此接触。在这里,术语“大致上”指示相邻纵向元件635可沿着其长度的至少部分尽可能靠近,相互距离仅通过用来制作介于其间的缝隙650的切割过程确定。
在其远端处,纵向元件635具有指形元件646,所述指形元件各自位于两个相邻指形元件627之间。
另外,所有示出的缝隙、开放空间和间隔件优选地通过切割如激光切割圆柱形管加以制作。在切割过程结束时,指形元件646仍然借助于断裂岛状物644附接到指形元件627。此类断裂岛状物644具有与参考断裂岛状物604、606、616、620所解释的相同的功能。因此,断裂岛状物644可具有与断裂岛状物604、606、616、620相同的设计。断裂岛状物644优选地在可转向器械的组装过程期间保持无损并附接到指形元件627和646两者,并且仅在完成组装过程之后由例如用户脱离。
如由虚线箭头638所指示,在中间圆柱形元件621和中间圆柱形元件623的适当切向和纵向对准使得每个纵向元件635与一个滑动岛状物618对准之后,每个纵向元件635连接/附接到一个滑动岛状物618。因而,在这个实施方式中,纵向元件635的数目等于滑动岛状物618的数目,并且等于中间圆柱形元件619中的纵向元件602的数目。连接/附接可通过焊接例如激光焊接,或任何合适的机械连接如卡扣配合连接进行。替代地,可使用胶。再次,这样的连接中的任何游隙应保持最小。
作为替选方案,纵向元件635中的一个或多个具有柔性唇部648。再次在适当对准之后,这样的唇部648例如根据激光焊接连接/附接到一个滑动岛状物618。使用这样的唇部648的优点在于,其在径向方向上为柔性的,并且因而可应对中间圆柱形元件621、623的内径/外径中的公差。
图9示出一旦断裂岛状物644已经脱离,中间圆柱形元件623也将分成两个可独立移动的区段,如通过虚线652所指示。然后,纵向元件635将在其纵向方向上通过其各自位于两个相邻指形元件627之间的指形元件646并且通过其连接/附接到的相应的滑动岛状物618引导。
为了向可转向装置提供充分的稳定性并使所有圆柱形元件适当地彼此对准,优选地,近端658连接/附接到中间圆柱形元件621的近端628,如通过图9与图8之间的虚线箭头640所指示。
图10示出最后的外保护圆柱形元件625如何在图9中所示的圆柱形元件的集合上移位,所述集合包括内圆柱形元件600以及三个中间圆柱形元件619、621和623。当然,塑料套筒或类似物可在可转向器械的至少一个或多个部分上移位,如本领域的技术人员清楚的。
外保护圆柱形元件625具有柔性部分666,所述柔性部分应与中间圆柱形元件623的柔性纵向元件633并且与中间圆柱形元件621的柔性部分624纵向对准。在柔性部分666的相反侧处,外保护圆柱形元件625具有抗弯曲部分664和668。优选地,可转向器械的所有柔性部分比可转向器械的抗弯曲或刚性部分更柔性至少5倍,但是更优选地至少10倍。
中间圆柱形元件623的外径和外圆柱形元件625625的内径被选择,使得二者之间的空隙为小的,使得它们可容易地在纵向方向上相对于彼此移动但是使相互径向游隙保持最小。空隙可在0.02mm至0.1mm的范围内。优选地,外圆柱形元件625是由任何合适的材料的单个圆柱形管制成,所述任何合适的材料可为与来自内保护圆柱形元件600的材料相同的材料。那个管的厚度取决于其应用。对于医疗应用,厚度可在0.1mm至2.0mm,优选地0.1mm至1.0mm,更优选地0.1mm至0.5mm,并且最优选地0.2mm至0.4mm的范围内。外圆柱形元件625的直径取决于其应用。对于医疗应用,直径可在0.5mm至20mm,优选地0.5mm至10mm,更优选地0.5mm至6mm的范围内。
为了向可转向装置提供充分的稳定性并使所有圆柱形元件适当地彼此对准,优选地,近端670连接/附接到中间圆柱形元件623的近端658,如通过图10与图9之间的虚线箭头662所指示。出于相同原因,外圆柱形元件625的远端663连接/附接到中间圆柱形元件623,如通过图10与图9之间的虚线箭头660所指示。这样的连接/附接可通过(激光)焊接或通过机械手段包括卡扣配合连接进行。替代地,可使用胶。
图12示出根据本发明的一个实施方式的可转向器械在其组装状态中的横截面图,所述可转向器械包括如参考图6至图11所描述的直径适应区段164。相同附图标号指代与较早的图中相同的元件/部件。
在图12的示例中,内圆柱形元件600、中间圆柱形元件619、621、623和外圆柱形元件625全部绕公共对称轴线692同轴地布置。内圆柱形元件600的直径小于中间圆柱形元件619的直径,中间圆柱形元件619的直径小于中间圆柱形元件621的直径,中间圆柱形元件621的直径小于中间圆柱形元件623的直径,中间圆柱形元件623的直径小于外圆柱形元件625的直径。
图12示出内圆柱形元件600、中间圆柱形元件619、621、623和外圆柱形元件625的不同区段如何纵向地对准以便形成圆柱形直径适应区段164。
即,外圆柱形元件625的抗弯曲部分668与中间圆柱形元件623的刚性圆柱形部分656对准并且连接/附接到所述刚性圆柱形部分,而刚性圆柱形部分656自身与中间圆柱形元件621的刚性环形的626对准并且连接/附接到所述刚性环形。
类似地,外圆柱形元件625的柔性部分666与柔性纵向元件633,并且与中间圆柱形元件621的柔性部分624对准。
中间圆柱形元件623的纵向元件635与中间圆柱形元件621的刚性圆柱形部分612b,并且与中间圆柱形元件619的刚性环形元件610对准。
中间圆柱形元件623的每个纵向元件635在其内侧连接/附接到中间圆柱形元件621的滑动岛状物618中的一个的外侧。此外,每个滑动岛状物618在其内侧连接/附接到中间圆柱形元件619的纵向元件602中的一个,可能通过指形元件611。
如图11中最好地所示,每个滑动岛状物618位于开放空间631中,从而一旦断裂岛状物616、620已从连接元件617脱离,允许滑动岛状物618在空间631中沿纵向方向往返移动。一旦滑动岛状物618连接/附接到纵向元件635并且连接/附接到纵向元件602,这样的脱离将发生,并且可转向器械的远端绕可转向器械的柔性部分偏转,所述柔性部分由柔性部分666、柔性纵向元件633和柔性部分624界定。即,这样的偏转使例如图12的上侧处的纵向元件635向右移位。因此,因为这个纵向元件635连接/附接到一个滑动岛状物618并且连接/附接到一个纵向元件602,所以那个滑动岛状物618和那个纵向元件602将向右移位,从而有效地将力显现在断裂岛状物616、620到相邻连接元件617的附接上并使其从连接元件617脱离。然而,纵向元件635通过相应的滑动岛状物618保持连接/附接到纵向元件602中的相应的一个。
朝着可转向器械的远侧,可转向器械在一个实施方式中与图5b中所示的可转向器械类似地设计。因此,图12b中的相同附图标号指代与图5b中相同的元件。图5b和图12的实施方式之间的一个差异在于图5b的装置仅示出插入彼此中的三个圆柱形元件,因为内保护圆柱形元件600和外保护圆柱形元件625未示出。
在图12的布置中,内保护圆柱形元件600包括如图6中所示的刚性部分,所述刚性部分位于可转向器械的近侧处。这个刚性部分在其远端处连接到柔性部分680,所述柔性部分可由一个或多个铰链如柔性部分666制成。在其远端处,柔性部分680连接到刚性部分681,所述刚性部分在其远端处连接到柔性部分682。这个柔性部分682在其远端处连接到刚性部分683,所述刚性部分自身在其远端处连接到柔性部分684。柔性部分684在其远端处连接到刚性部分685,所述刚性部分可为刚性环。如本领域的技术人员将明白的,内保护圆柱形元件600与所有其刚性部分和柔性部分可例如通过激光切割由单个圆柱形管制成。
在图12的布置中,中间圆柱形元件619的纵向元件602具有在内保护圆柱形元件600的柔性部分680的纵向位置处的柔性部分670。在其远端处,每个柔性部分670可附接到较低柔性部分671,所述较低柔性部分自身在其远端处可连接到柔性部分672。柔性部分672位于与内保护圆柱形元件600的柔性部分682相同的纵向位置处。在其远端处,每个柔性部分672可附接到较低柔性部分673,所述较低柔性部分自身在其远端处附接到柔性部分674。最后,所有柔性部分674在其远端处连接到单个刚性环675。刚性环675例如通过激光焊接或通过任何合适的机械连接包括卡扣配合连接附接到内保护圆柱形元件600的刚性部分685。替代地,可使用胶。如本领域的技术人员将明白的,中间圆柱形元件619与所有其刚性部分、纵向元件、柔性部分和较低柔性部分可例如通过激光切割由单个圆柱形管制成。
在图12的布置中,中间圆柱形元件621的刚性圆柱形部分612a在其远端处附接到多个纵向元件。每个这样的纵向元件具有在内保护圆柱形元件600的柔性部分680的纵向位置处的柔性部分676。在其远端处,每个柔性部分676可附接到纵向元件的较低柔性部分677,所述较低柔性部分自身在其远端处可连接到柔性部分678。柔性部分678位于与内保护圆柱形元件600的柔性部分682相同的纵向位置处。在其远端处,每个柔性部分678附接到刚性部分689,所述刚性部分具有刚性环的形式。刚性部分689在其远端处附接到柔性部分690。柔性部分690可通过铰链如柔性部分666实现。最后,柔性部分690在其远端处连接到单个刚性环691。刚性环691可例如通过激光焊接或通过任何合适的机械连接包括卡扣配合连接附接到内中间圆柱形元件619的刚性环675。替代地,可使用胶。如本领域的技术人员将明白的,中间圆柱形元件621与所有其刚性部分、纵向元件、柔性部分和较低柔性部分可例如通过激光切割由单个圆柱形管制成。
在图12的布置中,中间圆柱形元件623具有不同功能。如以上所解释,在其近侧处,中间圆柱形元件623具有多个纵向元件635,所述多个纵向元件在其远端处具有指形元件646。这些指形元件646与指形元件627交错(参照图9)。这些指形元件627在其远端处附接到刚性环形元件642。在其远端处,刚性环形元件642连接到柔性部分686,所述柔性部分位于与内保护圆柱形元件600的柔性部分680相同的纵向位置处。柔性部分686可以与外保护圆柱形元件625的柔性部分666相同的方式加以设计。在其远端处,柔性部分686连接到刚性抗弯曲部分687,所述刚性抗弯曲部分优选地被设计以致完全覆盖纵向元件677并且因而保护所述纵向元件以防灰尘、液体、湿气和其它污染。在其远端处,刚性抗弯曲部分687连接到柔性部分688,所述柔性部分可以与柔性部分666相同的方式设计。最后,在其远端处,柔性部分688连接到刚性环形部分691。刚性环形部分691例如通过激光焊接或通过任何合适的机械连接包括卡扣配合连接附接到中间圆柱形元件621的刚性部分689。替代地,可使用胶。如本领域的技术人员将明白的,中间圆柱形元件623与所有其刚性部分、纵向元件、柔性部分和较低柔性部分可例如通过激光切割由单个圆柱形管制成。
可转向器械的近侧处的第一致动区带15分别通过分别连接/附接到刚性环形元件668、656和626的柔性部分666、柔性纵向元件633和柔性部分624形成。通过使第一致动区带15偏转,纵向元件635将在可转向器械的纵向方向上移动。
如以上所解释,纵向元件635中的一个或多个的任何纵向移动转换成纵向元件602中的相应的纵向元件的纵向移动,因为纵向元件635中的每一个通过滑动岛状物618连接/附接到纵向元件602中的相应的一个。因此,远侧处的形成第一可偏转区带17的可弯曲区带152将被偏转。因为纵向元件635相比于纵向元件602位于距可转向器械的对称轴线692的较大距离处,所以第一致动区带15的一定偏转角度导致远侧处的可偏转区带17的较大偏转。因而,获得放大效应。放大中的一些可由于纵向元件635、602的弹性而丢失。
类似地,柔性区带156形成第二致动区带14,所述第二致动区带包括柔性部分686、中间圆柱形元件623中的纵向元件的柔性部分676、纵向元件602的柔性部分670,和柔性部分680。通过使可转向器械绕第二致动区带14偏转,形成可偏转区带16的可弯曲区带154将也由于纵向元件678、677、676的纵向移动而偏转。可偏转区带16包括柔性部分688、中间圆柱形元件623中的纵向元件的柔性部分678、纵向元件602的柔性部分672,和柔性部分682。
如本领域的技术人员将明白的,不同的圆柱形元件中的纵向元件可以螺旋形式取向,使得第一致动区带14和/或第二致动区带15在一定表面中的弯曲导致可偏转区带16、17在具有不同取向的不同表面中的偏转。一个优选取向变化是在170°至190°的范围内,更优选地在175°至185°的范围内。参考图2h。
直径适应区段164示出在致动区带14、15之间。然而,如图5a中所示,替代地,直径适应区段164同样可很好地位于致动区带14远侧处。
现在,简要地解释一些替代性实施方式。
首先,据观察,在图6至图12的以上解释中,纵向元件602的对称轴线到纵向元件635的距离的增加等于中间圆柱形元件619的厚度与中间圆柱形元件621的厚度的和。替代地,第一圆柱形元件中的纵向元件可例如通过激光焊接或任何所需要的机械连接简单地附接到相邻于第一圆柱形元件的第二圆柱形元件中的纵向元件。作为又一替选方案,滑动岛状物618自身可附接到相邻于滑动岛状物618所在的圆柱形元件621的另一个圆柱形元件中的另一个滑动岛状物,使得存在位于纵向元件602和635之间的两个(或甚至更多个)滑动岛状物。这将增加放大系数。
滑动岛状物也可使用在其附接到以螺旋形式(参照图2h)布置的纵向元件的实施方式中。此类滑动岛状物可防止尖端的平面外反应,支撑柔性纵向元件的线性负载并且引起较少疲劳。
作为又一替选方案,没有滑动岛状物618使用在空间631中,但是纵向元件635的唇部648通过空间631向内折叠,使得其啮合并且焊接到纵向元件602。
圆柱形直径适应区段164的更进一步替代性实施方式在图13a和图13b中示出。这些图示出纵向元件635与纵向元件602之间的机械连接。这样的机械连接可通过为纵向元件635提供向内(即朝着对称轴线)延伸的唇部700来进行。这个唇部700可由两个上小分支向内折叠的T形纵向元件635产生,如图13a中所示。当然,如果需要,则仅可存在一个这样的唇部700,或多于两个这样的唇部700。唇部700被布置,使得在组装状态中,唇部700的最延伸部分位于纵向元件602中的孔702中。优选地,唇部700的那个最延伸部分紧密配合到孔702中,使得孔702中的唇部700的游隙保持绝对最小。
图13b示出这样的唇部如何延伸通过圆柱形元件621中的空间631。因而,再次,纵向元件635距对称轴线692的距离等于纵向元件602距对称轴线692的距离加圆柱形元件619和圆柱形元件621的厚度。当然,可将这样的唇部700制作成较小或较大。这个唇部700可用来连接相邻圆柱形元件中的相邻纵向元件或通过多于一个圆柱形元件分开的纵向元件。
尽管已主要参考可转向器械具有器械的近侧处的两个致动区带和远侧处的两个可弯曲区带(每个可弯曲区带通过一个致动区带控制)的图6至图12的实施方式解释了本发明,但是应理解,本发明不限于两个这样的致动区带和两个这样的受控制的可弯曲区带。其可应用于具有一个或多个致动区带和一个或多个受控制的可弯曲区带的器械中。此外,尽管图5b的实施方式已被用作参考图6至图12中的圆柱形直径适应区段164解释本发明的起始点,但是本发明也可应用在参考圆柱形直径适应区段162的图5a的实施方式中。
总之,在以上示例中,已经描述并且解释了具有至少以下特征的可转向器械。
可转向器械10被设计来用于诸如外科手术中的内窥镜和/或侵入型应用,并且包括细长管状主体18,所述细长管状主体具有在可转向器械的近侧处的至少一个致动区带14、15和在可转向器械的远侧处的至少一个可弯曲区带16、17。至少一个致动区带14、15被布置来借助于多个纵向元件控制至少一个柔性区带16、17的弯曲。可转向器械具有圆柱形直径适应区段164,所述圆柱形直径适应区段包括第一侧和第二侧。纵向元件在第一侧处位于距可转向器械的对称轴线692的第一距离处并且在第二侧处位于距对称轴线692的第二距离处,其中第一距离不同于第二距离。
纵向元件至少包括一个或多个纵向元件602的第一集合和一个或多个纵向元件635的第二集合。
纵向元件的第一集合中的一个或多个纵向元件602在第一侧处位于距对称轴线692的第一距离处并且位于圆柱形直径适应区段164内。
纵向元件的第二集合中的一个或多个纵向元件635在第二侧处位于距对称轴线692的第二距离处并且位于圆柱形直径适应区段164内。
纵向元件的第一集合中的一个或多个纵向元件602中的每一个在沿径向方向从对称轴线692观察时与圆柱形直径适应区段164内的纵向元件的第二集合中的一个或多个纵向元件635中的一个重叠,并且进行以下至少一项:连接和附接到纵向元件的第二集合中的一个或多个纵向元件635中的一个,使得纵向元件的第一集合中的一个或多个纵向元件602中的一个沿可转向器械的纵向方向的移动导致纵向元件的第二集合中的一个或多个纵向元件635中的一个在纵向方向上的相同移动。
所呈现的设计的优点可如下。
可转向器械的近侧可由管的刚性无损部分制成。
没有纵向元件需要在制造期间被引导至器械的另一个直径层,因而简化制造过程。
纵向元件经受较小的应力和压缩。
所有的柔性部分以相同方式切割,从而导致间隔件与纵向元件之间的较小游隙。
具有滑动岛状物的圆柱形元件在将滑动岛状物(激光)焊接到位于内部的纵向元件期间形成屏蔽。这防止将相邻纵向元件彼此焊接或焊接到其它管部分。
滑动岛状物在其沿纵向方向移动时引导纵向元件,并且防止所述纵向元件的切向移动,所述切向移动也补偿扭矩。
所呈现的设计可用来容易地实现多于一个直径适应区段。
通过使用断裂岛状物,可将管分成不同的独立区段(如通过虚线613、652所指示),所述不同的独立区段可用于不同的功能。
间隔件
本发明的第二方面涉及使用滑动岛状物作为相同圆柱形元件中的相邻纵向元件之间的间隔件和引导元件。这个第二方面对本申请人的W02009112060A中公开的现有技术进行详述。为了说明这个第二方面,首先将在这里重复图8和其来自WO2009112060A的有关描述。W02009112060A图8在这里复制来作为图14a。
图14a示出中间圆柱形元件810的一部分的展开版本。该图示出借助于多个纵向元件800互相连接的两个末端部分831、835,所述多个纵向元件中的两个被示出。在这个图中,两个相邻纵向元件802被展示为具有附接到末端部分831的第一柔性部分801和附接到末端部分835的第二柔性部分803。第一柔性部分801借助于中间部分802附接到第二柔性部分803,所述中间部分比第一柔性部分801和第二柔性部分802更具刚性,例如,刚性为至少两倍。末端部分831、835和纵向元件800可通过从单个圆柱形管激光切割制成。
第一柔性部分801和第二柔性部分803分别具有圆周宽度,使得分别在相邻的第一柔性部分801和第二柔性部分803的每个对之间分别存在圆周间隙804和805。中间部分802具有圆周宽度,使得两个相邻中间部分802大致上彼此接触,意味所述两个相邻中间部分仅通过在激光切割单个圆柱形管以呈现末端部分X31、X35和连接所述末端部分的纵向元件800之后保留的缝隙彼此分离。
分别在每个间隙804和805中,滑动岛状物806和807已分别被放置,所述滑动岛状物806和807分别具有分别充满间隙804和805的宽度的圆周宽度。因而,滑动岛状物806和807分别提供用于相邻第一柔性部分801和相邻第二柔性部分803的引导元件,使得所述滑动岛状物防止相邻第一柔性部分801相对于彼此的相当大的切向移动和相邻第二柔性部分803相对于彼此的相当大的切向移动。
滑动岛状物806、807可通过从相同的单个圆柱形管激光切割所述滑动岛状物来制成,所述末端部分831、835和纵向元件800已由所述单个圆柱形管制成。然后,滑动岛状物806与第一柔性部分801之前和滑动岛状物807与第二柔性部分803之间的任一侧处的分离的和可为在这样的激光切割之后保留的缝隙的宽度的两倍。
实现纵向元件800在纵向方向上的自由移动,因为在纵向方向上,滑动岛状物806和807分别不完全填充间隙804和805的整个空间,但是分别留下预定自由空间。
对于如图14a中所示的这样的系统的生产,如WO2009112060A中所解释的,有可能借助于例如从单个圆柱形管激光切割来首先制作中间圆柱形元件,这导致每个滑动岛状物806和807仍然连接到相邻纵向元件800或连接到末端部分831或835的中间圆柱形元件。以这种形式,当中间圆柱形元件810移位到中间圆柱形元件810外部的另一个圆柱形元件中时,滑动岛状物元件806和807与中间圆柱形元件810的剩余部分之间的连接点保持无损,所述另一个圆柱形元件具有与连接点一致的孔。一旦组装完成,然后可破坏连接点。
也如WO2009112060A中所解释,滑动岛状物806和807未完全摆脱器械的剩余部分,但是每个滑动岛状物806和807连接到中间圆柱形元件810内部或外部的另一个圆柱形元件。在所示的实施方式中,这已经通过分别在一个点808和809处将滑动岛状物806和807焊接到中间圆柱形元件810外部或内部的另一个圆柱形元件的中间刚性部分实现。以这种方式,纵向元件800通过器械的柔性部分中的滑动岛状物806和807准确地引导,但是滑动岛状物元件806和807自身并非自由移动,借此已改进对移动的控制。
图14b示出滑动岛状物可如何被用作相邻纵向元件之间的间隔件,所述滑动岛状物首先借助于断裂岛状物连接到相邻纵向元件,所述断裂岛状物稍后在制造过程中脱离,使得滑动岛状物可在相邻纵向元件之间的开放空间中自由地移动。这个脱离过程可在不需要如在W02009112060A中所公开的其它圆柱形元件中的任何孔以破坏连接点的情况下执行。
图14b基于以上所描述的图4并且相同附图标号指代相同部件。因此,本发明的第二方面参考具有在第一(例如近侧)侧处的一个致动区带的可转向器械加以解释,并且被布置来控制器械的第二另一个(例如远侧)侧处的单个可弯曲区带的偏转。所示的可转向器械包括第一侧处的直径适应区段。然而,根据第二方面的可转向器械可不具有直径适应区段或在任何所需要的位置处的多于一个直径适应区段。此外,根据第二方面的可转向器械也可具有多于一个致动区带和多于一个可弯曲区带,其中每一个可弯曲区带的偏转是由一个致动区带借助于其自己的纵向元件的集合控制,并且其中集合布置在一个或多个中间圆柱形元件中。
在制造过程期间,执行以下动作。
内圆柱形元件2202具有其柔性部分2222和2224,以及中间刚性部分2223。优选地例如通过激光切割由单个管生产内圆柱形元件2202。其材料和大小分别选自分别如以上参考内圆柱形元件600所指示的相同材料和尺寸。
提供中间圆柱形元件2203。所述中间圆柱形元件包括在近侧处的刚性环2331和在其远侧处的刚性环2335。刚性环2331和刚性环2335借助于多个纵向元件2338彼此附接。优选地例如通过激光切割由单个管生产中间圆柱形元件2203。所述中间圆柱形元件的材料、直径和厚度分别选自分别如以上参考中间圆柱形元件619、621、623所指示的相同材料、直径和厚度。在相邻纵向元件2338之间,中间圆柱形元件2203包括一个或多个滑动岛状物618a、618b、618c。每个滑动岛状物618a、618b、618c仍然借助于至少一个断裂岛状物616a/620a、616b/620b、616c/620c附接到至少一个相邻纵向元件2338。这些断裂岛状物616a/620a、616b/620b、616c/620c中的每一个满足以上参考断裂岛状物604、606、616、620、644给出的界定的要求。
在预定部分处,滑动岛状物618a、618b、618c借助于不比由切割到圆柱形管中的制造过程所引起的宽的小缝隙与相邻纵向元件2338分离。这些缝隙的最小宽度可在5μm至50μm之间,优选地在15μm至30μm之间,如由例如激光切割产生。
内圆柱形元件2202插入中间圆柱形元件2203中,使得柔性部分222和2224与纵向元件2338的柔性部分纵向地对准。
在所示的示例中,在这样的对准之后,滑动岛状物618a、618b和618c分别与内圆柱形元件2202的分别柔性部分2224、中间刚性部分2223和柔性部分2222纵向地对准。滑动岛状物618a的一部分被布置使得其在沿纵向方向观察时延伸超过柔性部分2224。与柔性部分2224纵向地对准的另一部分在纵向方向上应为柔性的,因为若非柔性的,则可转向器械不能绕柔性部分2224偏转。这可通过在滑动岛状物618a的那个另一部分中制作合适的横向缝隙来进行,如本领域的技术人员将理解的。
类似地,滑动岛状物618c的一部分被布置,使得其在沿纵向方向观察时延伸超过柔性部分2222。与柔性部分2222纵向地对准的另一部分在纵向方向上应为柔性的,因为若非柔性的,则可转向器械不能绕柔性部分2222偏转。这可通过在滑动岛状物618c的那个另一部分中制作合适的横向缝隙来进行,如本领域的技术人员将理解的。
因为滑动岛状物618b与中间刚性部分2223完全对准,所以其不需要在其纵向方向上为柔性的。
现在,滑动岛状物618a、618b、618c可附接到内圆柱形元件2202。为此,所述滑动岛状物618a、618b、618c中的每一个优选地附接到内圆柱形元件2202的刚性部分上的位置。附接是在每个滑动岛状物618a、618b、618c上的一个或多个位置上进行。代替这些附接,或除了这些附接之外,滑动岛状物618a、618b、618c可在一个或多个位置处附接到外侧圆柱形元件2204,如以下将解释。
内圆柱形元件2202和中间圆柱形元件2203的集合插入外圆柱形元件2204中。柔性部分2242和2244分别与分别柔性部分2222和2224对准。
滑动岛状物618b现在与中间刚性部分2243对准。滑动岛状物618a和618c的部分也与外圆柱形元件2204的刚性部分对准。
如通过相应的箭头840、841、842、843、844、845、846和847所指示的,滑动岛状物618a、618b、618c可在一个或多个合适的位置处附接到外圆柱形元件2204的刚性部分。
据观察,不需要提供内圆柱形元件2202和外圆柱形元件2204两者。它们中的一个为足够的。此外,如果它们两者存在,则滑动岛状物618a、618b、618c可在一个或多个合适的位置处附接到内圆柱形元件2202和外圆柱形元件2204中的仅一个的刚性部分。
在内圆柱形元件2202、中间圆柱形元件2203和外圆柱形元件2204已插入彼此中之后,使如由柔性部分2222、2242界定的柔性区带和/或如由柔性部分2224和2244界定的柔性区带偏转。通过这样做,施加纵向元件2338中的纵向力,从而导致相应的断裂岛状物616a、620a、616b、620b、616c、620c中的反向力,使得所述相应的断裂岛状物从其附接到的相应的纵向元件2338脱离。然而,所述断岛状物保持附接到所述内圆柱形元件2202和/或外圆柱形元件2204,并且将充当相邻纵向元件2338之间的防止切向移动的纵向引导件。
据观察,在纵向元件2338中施加纵向力以使断裂岛状物616a、620a、616b、620b、616c、620c脱离可依任何所需要的方式产生。
本领域的技术人员应明白,本发明的范围不限于前文中所论述的示例,在不脱离所附权利要求书限定的本发明的范围的情况下,对本发明的若干修正和修改是可能的。虽然已在附图和描述中例示并详细描述了本发明,但这样的例示和描述将被视为仅仅是说明性的或示范性的而非限制性的。本发明不限于所公开的实施方式,但是包括可实现优点的所公开实施方式的任何组合。
根据对附图、描述和所附权利要求书的研究,本领域的技术人员在实践所要求的发明时可理解并且实现对所公开的实施方式的变化。在描述和权利要求书中,字词“包括”不排除其它元件,并且不定冠词“一个(a/an)”不排除多个。实际上,其应被视为意味“至少一个”。在互相不同的从属权利要求中叙述某些特征的不争事实不指示这些特征的组合不可用于获得优点。权利要求书中的任何附图标号不应视为限制本发明的范围。以上所描述的实施方式和方面的特征可进行组合,除非其组合导致明显的技术冲突。
Claims (17)
1.一种用于诸如外科手术中的内窥镜和/或侵入型应用的可转向器械(10),所述器械包括细长管状主体(18),所述细长管状主体具有在所述可转向器械的近侧处的至少一个致动区带(14;15)和在所述可转向器械的远侧处的至少一个可弯曲区带(16;17),所述至少一个致动区带(14;15)被布置来借助于多个纵向元件控制所述至少一个柔性区带(16;17)的弯曲,所述可转向器械具有圆柱形直径适应区段(164),所述圆柱形直径适应区段包括第一侧和第二侧,所述纵向元件在所述第一侧处位于距所述可转向器械的对称轴线(692)的第一距离处并且在所述第二侧处位于距所述对称轴线(692)的第二距离处,所述第一距离不同于所述第二距离,其特征在于
所述纵向元件至少包括一个或多个纵向元件(602)的第一集合和一个或多个纵向元件(635)的第二集合,
所述纵向元件的第一集合中的所述一个或多个纵向元件(602)在所述第一侧处位于距所述对称轴线(692)的所述第一距离处并且位于所述圆柱形直径适应区段(164)内,
所述纵向元件的第二集合中的所述一个或多个纵向元件(635)在所述第二侧处位于距所述对称轴线(692)的所述第二距离处并且位于所述圆柱形直径适应区段(164)内,
在沿径向方向从所述对称轴线(692)观察时,所述纵向元件的第一集合中的所述一个或多个纵向元件(602)中的每一个与所述圆柱形直径适应区段(164)内的所述纵向元件的第二集合中的所述一个或多个纵向元件(635)中的一个重叠,并且进行以下:连接到和附接到所述纵向元件的第二集合中的所述一个或多个纵向元件(635)中的所述一个,使得所述纵向元件的第一集合中的所述一个或多个纵向元件(602)中的所述一个在所述可转向器械的纵向方向上的移动导致所述纵向元件的第二集合中的所述一个或多个纵向元件(635)中的所述一个在所述纵向方向上的相同移动。
2.如权利要求1所述的可转向器械,其中所述至少一个致动区带(15)是柔性的,并且被布置来通过使所述致动区带(15)相对于所述对称轴线(692)绕第一角度偏转来控制所述至少一个柔性区带(17)的偏转,使得所述至少一个柔性区带(17)绕第二角度偏转,所述第二角度不同于所述第一角度。
3.如权利要求1或2所述的可转向器械,其中所述纵向元件的第一集合中的所述一个或多个纵向元件(602)是第一中间圆柱形元件(619)具有等于所述第一距离的第一半径的部分,并且所述纵向元件的第二集合中的所述一个或多个纵向元件(635)是第二中间圆柱形元件(623)具有等于所述第二距离的第二半径的部分。
4.如权利要求3所述的可转向器械,其中所述纵向元件的第二集合中的所述一个或多个纵向元件(635)中的所述一个附接到柔性纵向元件(633),所述柔性纵向元件也是所述第二圆柱形元件(623)的部分并且位于所述圆柱形直径适应区段(164)外侧和所述致动区带(15)内侧。
5.如权利要求3或4所述的可转向器械,其中所述可转向器械包括至少一个第三中间圆柱形元件(621),所述至少一个第三中间圆柱形元件具有介于所述第一半径与第二半径之间的第三半径并且位于所述第一中间圆柱形元件(619)与所述第二中间圆柱形元件(623)之间,所述至少一个第三中间圆柱形元件(621)具有所述圆柱形直径适应区段(164)中的一个或多个开放空间(631),每个开放空间(631)被布置来允许所述纵向元件的第一集合中的所述一个或多个纵向元件(602)中的所述一个连接或附接到,或者连接并附接到所述纵向元件的第二集合中的所述一个或多个纵向元件(635)中的所述一个。
6.如权利要求5所述的可转向器械,其中所述纵向元件的第二集合中的所述一个或多个纵向元件(635)中的所述一个附接到柔性纵向元件(633),所述柔性纵向元件也是所述第二圆柱形元件(623)的部分并且位于所述圆柱形直径适应区段(164)外侧和所述致动区带(15)内侧,并且所述至少一个第三中间圆柱形元件(621)具有在所述致动区带(15)内侧的柔性部分(624)。
7.如权利要求5或6所述的可转向器械,其中滑动岛状物(618)提供在每个所述开放空间(631)中,每个滑动岛状物(618)进行以下至少一项:连接到和附接到所述纵向元件的第一集合中的所述一个或多个纵向元件(602)中的所述一个和所述纵向元件的第二集合中的所述一个或多个纵向元件(635)中的所述一个,并且每个滑动岛状物(618)具有纵向大小,所述纵向大小小于所述开放空间(631)的纵向大小。
8.如权利要求5或6所述的可转向器械,其中所述纵向元件的第一集合中的所述一个或多个纵向元件(602)中的所述一个和所述纵向元件的第二集合中的所述一个或多个纵向元件(635)中的所述一个进行以下至少一项:借助于唇部(648;700)通过所述开放空间(631)来彼此连接和彼此附接。
9.如前述权利要求中任一项所述的可转向器械,其中所述纵向元件的第一集合中的所述一个或多个纵向元件(602)中的所述一个和所述纵向元件的第二集合中的所述一个或多个纵向元件(635)中的所述一个借助于焊接过程和胶合中的至少一个彼此附接。
10.如权利要求1-8中任一项所述的可转向器械,其中所述纵向元件的第一集合中的所述一个或多个纵向元件(602)中的所述一个和所述纵向元件的第二集合中的所述一个或多个纵向元件(635)中的所述一个借助于机械连接彼此连接。
11.如前述权利要求中任一项所述的可转向器械,其中所述细长管状主体(18)具有所述可转向器械的所述近侧处的至少一个其它致动区带(14)和所述可转向器械的所述远侧处的至少一个其它可弯曲区带(16),所述至少一个其它致动区带(14)被布置来借助于其它多个纵向元件(677)控制所述至少一个其它柔性区带(16)的弯曲。
12.一种生产根据权利要求7的用于内窥镜和/或侵入型应用的可转向器械(10)的方法,所述方法包括以下步骤:
a.提供所述第一圆柱形元件(619),
b.提供所述第三圆柱形元件(621),所述第三圆柱形元件(621)包括通过连接元件(617)彼此附接的刚性圆柱形部分(612a、612b),所述圆柱形部分(612a、612b)和连接元件(617)界定开放空间(631),所述至少一个滑动岛状物(618)借助于一个或多个断裂岛状物(616;620)附接到所述连接元件(617)和所述刚性圆柱形部分(612a、612b)中的至少一个,
c.将所述第一圆柱形元件(619)插入所述第三圆柱形元件(621)中,
d.将所述至少一个滑动岛状物(618)与所述第一圆柱形元件(619)的所述一个或多个纵向元件(602)中的所述至少一个对准,
e.进行以下至少一项:将所述至少一个滑动岛状物(618)连接到和附接到所述第一圆柱形元件(619)的所述一个或多个纵向元件(602)中的所述至少一个,
f.提供所述第二圆柱形元件(623)并将所述第一圆柱形元件(619)和所述第三圆柱形元件(621)插入所述第二圆柱形元件(623)中,
g.将所述至少一个滑动岛状物(618)与所述第二圆柱形元件(623)的所述一个或多个纵向元件(635)中的所述至少一个对准,
h.进行以下至少一项:将所述至少一个滑动岛状物(618)连接和附接到所述第二圆柱形元件(623)的所述一个或多个纵向元件(635)中的所述至少一个,
i.通过在所述开放空间(631)中移动所述至少一个滑动岛状物(618)来使所述一个或多个断裂岛状物(616;620)脱离,使得所述至少一个滑动岛状物(618)可在所述开放空间(631)中自由地移动。
13.如权利要求12所述的方法,其中所述动作i是通过相对于所述第三圆柱形元件(621)移动所述第一圆柱形元件(619)的所述一个或多个纵向元件(602)中的所述至少一个和所述第二圆柱形元件(623)的所述一个或多个纵向元件(635)中的所述至少一个来执行。
14.一种生产用于内窥镜和/或侵入型应用的可转向器械(10)的方法,所述器械包括细长管状主体,所述细长管状主体具有所述可转向器械的近侧处的至少一个致动区带和所述可转向器械的远侧处的至少一个可弯曲区带,所述至少一个致动区带被布置来借助于多个纵向元件(2338)控制所述至少一个可弯曲区带的弯曲,所述方法包括以下步骤:
a.提供以下中的至少一个:
i.内圆柱形元件(2202),其包括近侧处的至少一个第一近侧柔性部分(2222)、远侧处的至少一个第一远侧柔性部分(2224),和介于所述至少一个第一近侧柔性部分(2222)与所述至少一个第一远侧柔性部分(2224)之间的第一中间刚性部分(2223),
ii.外圆柱形元件(2204),其包括所述近侧处的至少一个第二近侧柔性部分(2242)、所述远侧处的至少一个第二远侧柔性部分(2244),和介于所述至少一个第二近侧柔性部分(2242)与所述至少一个第二远侧柔性部分(2244)之间的第二中间刚性部分(2243),
b.提供至少一个中间圆柱形元件(2203),所述至少一个中间圆柱形元件包括所述多个纵向元件(2338)和介于两个相邻纵向元件(2338)之间的至少一个滑动岛状物(618a;618b;618c),所述至少一个滑动岛状物(618a;618b;618c)借助于至少一个断裂岛状物(616a/620a;616b/620b;616c/620c)附接到所述两个相邻纵向元件(2338)中的至少一个,
c.执行以下动作中的至少一个:
i.将所述内圆柱形元件(2202)插入所述中间圆柱形元件(2203)中并将所述至少一个滑动岛状物(618a;618b;618c)附接到所述内圆柱形元件(2202)的刚性部分,在所述两个相邻纵向元件(2338)中的所述至少一个上施加纵向力,以致相对于所述内圆柱形元件(2202)的所述刚性部分移动所述两个相邻纵向元件(2338)中的所述至少一个并使所述至少一个断裂岛状物(616a/620a;616b/620b;616c/620c)脱离并且使得所述至少一个断裂岛状物(616a/620a;616b/620b;616c/620c)可在所述两个相邻纵向元件(2338)之间自由地移动并防止所述两个相邻纵向元件(2338)的切向移动,
ii.将所述中间圆柱形元件(2203)插入所述外圆柱形元件(2204)中并将所述至少一个滑动岛状物(618a;618b;618c)附接到所述外圆柱形元件(2204)的刚性部分,在所述两个相邻纵向元件(2338)中的所述至少一个上施加纵向力,以致相对于所述外圆柱形元件(2204)的所述刚性部分移动所述两个相邻纵向元件(2338)中的所述至少一个并使所述至少一个断裂岛状物(616a/620a;616b/620b;616c/620c)脱离并且使得所述至少一个断裂岛状物(616a/620a;616b/620b;616c/620c)可在所述两个相邻纵向元件(2338)之间自由地移动并防止所述两个相邻纵向元件(2338)的切向移动。
15.如权利要求14所述的方法,其中第一滑动岛状物(618b)完全位于所述细长管状主体的刚性部分中。
16.如权利要求14或15所述的方法,其中第二滑动岛状物(618a)包括所述细长管状主体的所述至少一个可弯曲区带中的柔性部分。
17.如权利要求14、15或16所述的方法,其中第三滑动岛状物(618c)包括所述细长管状主体的所述至少一个致动区带中的柔性部分。
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