CN110831479A - 具有柔性端部的有创医学设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种有创医学设备(10)，包括：细长设备部分(20)，其被附接到手柄(30)，所述细长设备部分包括可转向的端部(21)和多条拉线(23)，所述可转向的端部在所述细长设备部分的远端处，所述多条拉线被附接到所述可转向的端部；以及多个导电形状记忆元件(33)，其被完全包含在所述手柄中，所述形状记忆元件中的每个形状记忆元件被耦合到所述拉线中的一条拉线和电流源连接器(61)并在所述拉线中的所述一条拉线与所述电流源连接器之间的长度方向上延伸，所述电流源连接器被布置为将电流提供给所述导电形状记忆元件，所述导电形状记忆元件中的每个导电形状记忆元件在所述长度方向上具有负膨胀系数。所述有创医学设备(10)优选包括用于所述多个导电形状记忆元件的冷却装置(70、80)，以减少所述形状记忆元件的松弛时间。还公开了一种包括这种有创医学设备的有创医学设备装置以及一种适于与这种有创医学设备装置协作的成像系统。

Description

具有柔性端部的有创医学设备

技术领域

本发明涉及有创医学设备，该有创医学设备包括被附接到手柄的柔性细长设备部分，该柔性细长设备部分包括可转向的柔性端部和用于使该可转向的柔性端部转向的多条拉线，该可转向的柔性端部在柔性细长设备部分的远端处，该多条拉线被附接到该可转向的柔性端部并延伸到所述手柄中。

本发明还涉及包括这种有创医学设备的有创医学设备装置。

本发明还涉及适于控制这种有创医学设备装置的成像系统。

背景技术

可转向的有创医学设备(例如，可转向的导管或导丝)通常用在医学流程中，以便将有创医学设备的柔性端部朝向患者体内的目标区(例如，位于患者心脏内的目标位置)转向或者使柔性端部转向而绕过患者体内的障碍物(例如，狭窄)。传统上，这种转向需要医学从业者使用双手，此时，医学从业者用一只手握持有创医学设备的手柄，同时用另一只手操作一个或多个环或杆以拉动被附接到可转向的柔性端部的拉线，以便例如以3D方式使端部例如上下或左右转向。这相当复杂并且需要很高的技能，特别是在需要对可转向的端部同时进行上/下调节和左/右调节的情况下。因此，通常只能由经验丰富的医学从业者来实现这种有创医学设备的准确转向。

US 5357979 A公开了一种柔性细长设备，该柔性细长设备包括具有近端和远端的柔性细长构件。形状记忆元件被设置在柔性细长构件中并能够呈现马氏体状态和奥氏体状态。

US 5238005公开了一种可转向的柔性细长设备，该可转向的柔性细长设备包括柔性细长构件，该柔性细长构件具有近端和远端并具有延伸到远端中的居中设置的腔体。柔性细长构件具有至少三个额外的腔体，该至少三个额外的腔体绕居中设置的腔体周向地间隔开并延伸到远端中。加强元件被设置在居中设备的腔体中并具有近端和远端。具有负膨胀系数的额外的柔性细长元件(例如，由镍钛合金制成的元件)被设置在三个额外的腔体中的每个中并具有近端和远端。加强元件的远端和额外的柔性细长元件的远端被紧固到柔性细长构件的远端。包括操纵杆的控制台被提供为通过根据操纵杆位置引发的对柔性细长元件的加热来引起远端的移动。为此，被耦合到操纵杆的微处理器将操纵杆的取向转换成电流，该电流被供应给柔性细长元件，以加热柔性细长元件并使柔性细长元件相应地收缩。

这种可转向的柔性细长设备的操作可以更容易，不需要使用环和杆手动操作这种设备所需的相同水平的经验。然而，对延伸到这种可转向的柔性细长设备的远端中的、具有负膨胀系数的柔性细长元件的这种使用的缺点在于：在加热该柔性细长元件中的一个或多个之后用于松弛经转向的远端的响应时间比包括被附接到远端的拉线的装置的响应时间长，在包括被附接到远端的拉线的装置中，释放拉线将使可转向的远端的立即松弛。这种快速松弛是期望的，以限制涉及这种可转向的柔性细长设备的医学流程的持续时间，例如，限制患者的镇静或麻醉的持续时间，限制患者经历的紧张或不适的时段。而且，在柔性细长设备中存在柔性细长元件会增加患者的血液或血管在流程期间被加热的风险。

发明内容

本发明寻求提供一种有创医学设备，该有创医学设备与现有技术中的有创医学设备相比具有减少的松弛时间并避免了或至少减少了患者的血液或血管在医学流程期间被这种有创医学设备加热的风险。

本发明进一步寻求提供一种包括这种有创医学设备的有创医学设备装置。

本发明还试图提供一种适于控制这种有创医学设备装置的成像系统。

根据一个方面，提供了一种有创医学设备，包括：柔性细长设备部分，其被附接到手柄，所述细长设备部分包括可转向的柔性端部和用于使所述可转向的柔性端部转向的多条拉线，所述可转向的柔性端部在所述细长设备部分的远端处，所述多条拉线被附接到所述可转向的柔性端部；以及多个导电形状记忆元件，其被完全包含在所述手柄中，所述导电形状记忆元件中的每个导电形状记忆元件被耦合到所述拉线中的一条拉线和电流源连接器并在所述拉线中的所述一条拉线与所述电流源连接器之间的长度方向上延伸，所述电流源连接器被布置为将电流提供给所述导电形状记忆元件，所述形状记忆元件中的每个形状记忆元件在所述长度方向上具有负膨胀系数。

根据本发明，可转向的柔性端部由导线装置控制，该导线装置包括延伸穿过柔性细长设备部分的多条拉线，其中，每条拉线被附接到位于有创医学设备的手柄中的导电形状记忆元件。这具有以下优点：简单直接地制造柔性细长设备部分，因为不需要将形状记忆元件并入在柔性细长设备部分内；同时促进手柄中的形状记忆元件的更快冷却，这归因于，与柔性细长设备部分相比，手柄的横截面体积较大，这促进了从导电形状记忆元件向其周围介质的更快传热，因为能够在手柄中提供更大体积的这种介质。以这种方式，与其中导电形状记忆元件延伸穿过柔性细长设备部分并被附接到可转向的柔性端部的有创医学设备相比，导电形状记忆元件可以更快发生被动冷却。此外，导电形状记忆元件的热量损失发生在患者的身体之外，从而避免了患者的血液或血管通过这种热量损失而被加热。

在优选实施例中，所述有创医学设备还包括在所述手柄中的冷却装置，所述冷却装置被布置为冷却所述导电形状记忆元件以进一步减少所述形状记忆元件的松弛时间。例如，所述冷却装置可以包括散热器装置，所述散热器装置包括多条通道，所述形状记忆元件中的每个形状记忆元件至少部分地延伸穿过所述通道中的一条通道，使得热量能够从所述导电形状记忆元件有效地传递到所述散热器装置，从而促进所述导电形状记忆元件的快速冷却。这种散热器装置可以由任何合适的导热材料制成。在示例性实施例中，所述散热器装置包括至少一个金属或金属合金散热器，其中，所述通道中的每条通道内衬有电绝缘材料，以防止所述散热器装置与所述导电形状记忆元件之间发生短路。

替代地，所述冷却装置可以被布置为生成与所述多个导电形状记忆元件热接触的冷却流体流，例如与导电形状记忆元件接触的气流或液流，以实现对导电形状记忆元件的有效冷却。在又一实施例中，冷却装置实施固态主动冷却，例如，基于帕尔贴效应的固态主动冷却。

可以任何合适的方式实施导电形状记忆元件。例如，每个导电形状记忆元件可以是包括形状记忆合金的导线，但是也可以使用诸如条带等的一种或多种其他形状的记忆元件。此外，任何适合的导电形状记忆材料都可以用于这种导电形状记忆元件。

每个导电形状记忆元件可以以任何合适的方式被附接到对应的拉线。例如，每个导电形状记忆元件可以通过紧固构件被附接到拉线，所述紧固构件包括用于将所述导电形状记忆元件和所述拉线分别紧固在所述紧固构件中的一对螺钉。这提供了导电形状记忆元件到对应的拉线的特别牢固的附接。

每条拉线可以任何合适的方式延伸穿过柔性细长设备部分。在特别合适的布置中，每条拉线被容纳在延伸穿过所述柔性细长设备部分的腔体中，使得所述拉线能够自由地移动穿过所述柔性细长设备部分。

根据本发明的实施例的有创医学设备可以是任何合适类型的有创医学设备，例如，导管或导丝。在一些实施例中，所述柔性细长设备部分能从所述手柄被拆卸。这例如在柔性细长设备部分是一次性的情况下是有用的，使得可以通过从柔性细长设备部分拆卸手柄并用新的柔性细长设备部分更换旧的柔性细长设备部分来重复使用手柄，以例如用于对另一患者的研究或处置。因此，这避免了在使用后必须处理整个有创医学设备，从而降低了成本。

控制单元可以被提供有根据本发明的任何实施例的有创医学设备，以形成根据本发明的另外的方面的有创医学设备装置。这种控制单元通常包括用户接口和至少一个电流源，所述用户接口被耦合到微控制器，所述至少一个电流源用于连接到所述有创医学设备的所述电流源连接器中的一个电流源连接器，其中，所述微控制器适于控制所述至少一个电流源将基于利用所述用户接口提供的用户输入(例如，所述操纵杆的取向)的电流供应给所述电流源连接器，使得能够使用所述用户接口以简单直接的方式控制可转向的柔性设备端部。

为此，至少一个电流源可以是包括多个级的单个源，其中，每个级被连接到电流源连接器中的一个电流源连接器，或者替代地，至少一个电流源包括多个电流源，每个电流源被连接到所述电流源连接器中的不同的一个电流源连接器。

控制单元可以是单独的单元，或者替代地，控制单元可以被集成在有创医学设备的手柄中。有创医学设备装置可以使用市电电源来供电，或者替代地，有创医学设备装置可以包括被耦合到至少一个电流源的电池，以便提供电池供电的装置。任选地，这种电池供电的装置也可以使用市电电源来供电以产生特别灵活的装置。在这种装置中，电池可以是可重复充电的电池，该可重复充电的电池可以原位充电，例如通过将该装置连接到市电电源或通过无线功率传输(例如，Qi)进行充电，在这种情况下，可以将控制单元做成防水的，以实现无菌目的。替代地，可以将电池从该装置中移除来进行充电。

在特别有利的装置中，所述控制单元还包括被耦合到所述微控制器的通信模块，并且其中，所述微控制器还适于控制所述至少一个电流源将基于通过所述通信模块从成像系统接收的、用于使所述可转向的柔性端部转向的转向信号的电流供应给所述电流源连接器。因此，可以在成像系统的控制下使有创医学设备的柔性端部自动转向，而无需用于转向的手动介入。在这种情况下，医学从业者可以简单地将有创医学设备引导到患者体内，或者可以提供机械引导装置而使引导过程也自动化。

根据又一方面，提供了一种用于与这种有创医学设备装置协作的成像系统，所述成像系统包括：图像生成器，其包括电磁辐射生成器和电磁辐射收集器，所述图像生成器用于生成患者的身体的部分的图像，所述部分至少包括所述有创医学设备的所述可转向的柔性端部；图像处理器，其被耦合到所述电磁辐射收集器并适于：处理所述图像以确定所述柔性端部在所述患者的身体的所述部分内的实际取向；确定所述柔性端部的所述实际取向与期望取向之间的差异；基于所述差异来生成针对所述柔性端部的转向信号；并且将所述转向信号提供给所述有创医学设备装置的所述通信模块。这种成像系统可以用于如先前所解释的对有创医学设备的可转向的柔性设备端部的转向的自动控制。

附图说明

参考附图，通过非限制性示例来更详细地描述本发明的实施例，其中：

图1示意性地描绘了根据实施例的有创医学设备装置；

图2示意性地描绘了根据实施例的有创医学设备装置的一个方面的截面图；

图3示意性地描绘了根据实施例的有创医学设备装置的另一方面的截面图；

图4示意性地描绘了根据替代实施例的有创医学设备装置的这种另一方面的截面图；

图5示意性地描绘了根据另一实施例的有创医学设备装置；

图6和图7示意性地描绘了根据又一实施例的有创医学设备装置；

图8示意性地描绘了根据又一实施例的有创医学设备装置；并且

图9示意性地描绘了根据本发明的实施例的适于控制有创医学设备装置的成像系统的示例性实施例。

具体实施方式

应当理解，附图仅是示意性的且并未按比例绘制。还应当理解，在所有附图中，使用相同的附图标记来指示相同或相似的部分。

图1示意性地描绘了根据本发明的实施例的有创医学设备10。有创医学设备10可以是可能需要插入患者体内的任何类型的医学设备，例如，任何类型的导管或导丝。有创医学设备10包括柔性细长设备部分或构件20，柔性细长设备部分或构件20包括在柔性细长设备部分20的远端处的可转向的柔性端部21。柔性细长设备部分20在其近端处被附接到手柄30，医学从业者在将设备引导到患者体内的同时使用手柄30握住有创医学设备10。柔性细长设备部分20可以由任何合适的柔性材料(例如，柔性聚合物，例如，聚酰胺等)制成，并且通常旨在在其中使用有创医学设备10的医学流程期间被至少部分地插入患者体内(例如被插入患者的心血管系统中)。如将在下面更详细地说明的，柔性细长设备部分20是可以从手柄30上拆卸的，使得柔性细长设备部分20能够用不同的柔性细长设备部分20(例如，不同类型的柔性细长设备部分20)来更换。而且，柔性细长设备部分20可以是一次性的，使得手柄30能够与新的(或重新消毒的)柔性细长设备部分20一起重复使用。

可转向的柔性端部21(其可以如图1中的虚线变形示意性指示的那样被转向或变形)被附接到延伸穿过柔性细长设备部分20的多条拉线23，并且可以由任何合适的材料(例如，聚合物、金属或金属合金)制成。注意，为了避免疑惑，可以将任何合适数量的拉线23附接到柔性细长设备部分20的可转向的柔性端部21，并且仅以非限制性示例的方式示出了四条拉线23。拉线23可以以任何合适的方式延伸穿过柔性细长设备部分20。图2描绘了柔性细长设备部分20沿着图1中的线A-A’的截面图。例如，如图2中示意性地描绘的，每条拉线23可以延伸穿过单独的腔体25，该单独的腔体25延伸穿过柔性细长设备部分20。

每条拉线23被附接到被包含在手柄30内的导电形状记忆元件33(从此以后将其简称为形状记忆元件或SMA(形状记忆合金)33)。每个形状记忆元件33在拉线23与电流源连接器61之间的长度方向上延伸，电流源连接器61将形状记忆元件33连接到电流源60(其在这里位于手柄30内)。每个形状记忆元件33至少在其长度方向上具有负膨胀系数，使得在由形状记忆元件33的电流源60通过电流源连接器61将电流供应给形状记忆元件33时，形状记忆元件33因加热而在其长度方向上收缩，而形状记忆元件33在被冷却时返回其原始尺寸。这种加热可以通过SMA的内部电阻或者通过外部加热来实现。由于形状记忆元件33被耦合到拉线23中的一条拉线，因此形状记忆元件33在收缩时将其拉线23拉向手柄30，从而使柔性细长设备部分20的可转向的柔性端部21变形(即，转向)。

在这一点上，注意，可以以任何合适的方式将用于加热SMA33的电流递送到SMA33。例如，SMA33可以形成被连接到电流源60(通过该电流源60提供电流)的闭合导电回路的部分，或者替代地，SMA33还可以被连接到电流吸收器(例如，接地)，使得被供应给SMA33的电流流经SMA33。这在图1中通过端子62示意性地描绘出，端子62可以表示这种闭合的导电回路或电流吸收器。仅以非限制性示例的方式示出了SMA33共用的端子62，如本领域技术人员显而易见的，每个SMA33可以具有其自己的端子62，例如在离散的闭合导电回路的情况下就是如此。仅出于清楚的目的而未明确示出这种情况。许多其他合适的装置对于本领域技术人员而言是显而易见的，并且应当理解，仅出于简洁的目的而未示出这种装置。

形状记忆元件33可以由任何合适的形状记忆材料(例如，具有负膨胀系数的任何合适的形状记忆合金)制成。这种材料本身是公知的，因此仅出于简洁的目的而不再进一步详细说明。每个形状记忆元件33可以具有任何合适的细长形状，例如，线、带等。包括形状记忆合金的线的形状是特别优选的。

可以以任何合适的方式(例如通过点焊等)将每个形状记忆元件33附接到其对应的拉线23。在特定实施例中，每个形状记忆元件33通过紧固构件39被附接到形状记忆元件33的对应的拉线23，该紧固构件39可以包括引导管道，形状记忆元件33及其对应的拉线23从相对的两端插入该引导管道，该紧固构件39还可以包括一对螺钉，该对螺钉被布置在所述两端附近并垂直于引导管道延伸，使得通过向下拧紧螺钉，能够将形状记忆元件33及其对应的拉线23紧固在紧固构件39中。这例如在柔性细长设备部分20为一次性的情况下是特别有利的，这使得手柄30可以被重复使用，因为能够从紧固构件39容易地释放要被处理的柔性细长设备部分20的拉线23，同时能够通过松开和拧紧其螺钉而将柔性细长设备部分20的更换的拉线23容易地紧固在紧固构件39中。

在如前所述的其中拉线23被紧固到形状记忆元件33的情况下，拉线23可以延伸到手柄30中，但是，替代地，形状记忆元件33和/或紧固构件39也可以延伸超过手柄30的边缘，以便例如促进对一次性柔性细长设备部分20的更换。

在图1中示意性地描绘的实施例中，有创医学设备10还包括被附接到手柄30或以其他方式被集成到手柄30中的用户接口40，该用户接口40用于使柔性细长设备部分20的可转向的柔性端部21转向。用户接口40被能通信地耦合到微控制器50，微控制器50将用户接口信号转换成用于相应的电流源60的控制信号，以便使选定的形状记忆元件33缩小或收缩。例如，在用户接口40包括操纵杆的情况下，微控制器50将用户接口信号转换成用于相应的电流源60的控制信号，以便使与操纵杆40的位置相对应的选定的形状记忆元件33缩小或收缩，使得柔性端部21根据该位置而转向。这可以以任何合适的方式来实现，并且由于这种操纵杆操作本身是公知的，因此仅出于简洁的目的将不对其进行进一步的详细说明。此外，应当理解，操纵杆仅仅是这种用户接口40的许多典型示例中的一个，并且用户接口40可以采用任何合适的替代形式，例如，轨迹球、推进象限或触摸按钮等。

虽然示出了多个分立的电流源60，但是应当理解，这仅是非限制性示例，并且使用单个电流源60来控制各个形状记忆元件33同样是可行的，其方式例如是具有多个级，每个级专用于形状记忆元件33中的一个。

虽然在图1中未具体示出，但是微控制器50还可以响应于与形状记忆元件33中的每个形状记忆元件相关联的反馈机制，在该反馈机制中，响应于被供应给形状记忆元件33的电流来量化形状记忆元件33的收缩量。这可以以任何合适的方式来实现，例如通过将温度传感器热耦合到这种形状记忆元件33(其中，微控制器50响应于温度传感器)，或者通过将微控制器50布置为测量形状记忆元件33的电阻(因为该电阻通常是形状记忆元件33的收缩程度的函数)来实现。微控制器50可以被布置为根据该反馈来操作对应的电流源60，以确保准确控制形状记忆元件33的期望收缩量并且使柔性端部21按顺序准确转向。

被集成在手柄30中的控制单元(即，可转向的柔性端部21的控制设备)可以通过市电电源来供电，在这种情况下，有创医学设备20可以包括电源连接件(未示出)，例如，用于将有创医学设备10连接到市电电源的导线等。替代地或额外地，有创医学设备20可以包括为有创医学设备20供电的电池35，该电池35包括一个或多个电流源60、用户接口40和微控制器50。在一些实施例中，这种电池35可以是可重复充电的电池，或者，在其他实施例中，这种电池35可以是一次性电池。在电池35是可重复充电的电池的情况下，可以通过将有创医学设备20或手柄30连接到市电电源来对电池35进行原位充电，或者可以通过从集成有电池35的手柄30中移除电池35以用于充电。替代地，可以通过诸如Qi之类的无线功率传输来对电池原位充电，在这种情况下，可以将控制单元做成防水的，以例如用于无菌目的。在将可转向的柔性端部21的控制单元集成在有创医学设备10的手柄30中的情况下，将形状记忆元件33连接到一个或多个电流源60的电流源连接器61可以是导电轨道等，该导电轨道可以以任何合适的方式被附接到形状记忆元件33，例如通过点钎焊或熔焊，通过使用导电胶或使用任何其他合适类型的紧固手段。

由于手柄30的横截面通常比有创医学设备10的可插入部分(即，柔性细长设备部分20)大(得多)，因此，在响应于利用用户接口40提供的转向命令而利用一个或多个电流源60对形状记忆元件33中的一个或多个形状记忆元件进行电阻式加热时，这种形状记忆元件33的松弛时间通常比有创医学设备(其中这种形状记忆元件延伸穿过柔性细长设备部分20)的松弛时间少，即，形状记忆元件33会因手柄30中的形状记忆元件33得到更有效的冷却而更快地返回到其稳定状态形式。这是因为与柔性细长设备部分20相比，形状记忆元件33在手柄30中可以更大地间隔开，使得与需要将形状记忆元件33紧密包装在柔性细长设备部分20内(因为需要保持这种设备部分20的横截面尽可能小，从而能适配在患者体内(例如需要适配在患者的血管或器官内部))的情况相比，形状记忆元件33可以更快地冷却。

形状记忆元件33的这种有效冷却可以以被动方式来实现，例如通过手柄30内的空气来实现冷却，其中，手柄30包括多个开口，例如，缝隙等，空气能够通过缝隙循环，使得能够将热空气从手柄30排出并用较冷的空气(例如，环境空气)替换。替代地，手柄30也可以包括主动冷却装置以辅助对形状记忆元件33的冷却。例如，风扇等(未示出)可以被并入在手柄30中，以迫使空气循环通过手柄30，从而辅助对形状记忆元件33的冷却。

在示例性实施例中，被动冷却装置包括如图3所示的散热器70，图3示意性地描绘了沿着图1中的虚线B-B’的散热器70的截面图。散热器70通常包括容纳形状记忆元件33的多条通道71。例如，每条通道71可以容纳形状记忆元件33中的单独的一个形状记忆元件。形状记忆元件33被容纳在散热器70内，使得形状记忆元件33热耦合到散热器70。散热器70可以具有如图3中示意性地描绘的开放结构。如图3中，通道71在通道73的长度方向上是开放的，或者替代地，散热器70可以包围形状记忆元件33，在这种情况下，形状记忆元件33延伸穿过封闭的通道71。形状记忆元件33通常包括延伸超过散热器70的相对边界的部分，以在控制可转向的柔性端部21的转向时促进形状记忆元件33的上述尺寸变化。

散热器70可以由任何合适的导热材料制成。特别合适的材料包括金属(例如，铝)和金属合金(例如，钢)。由于这种材料是导电的，因此通道71可以内衬有电绝缘材料(例如，在通道71中的涂层73)，以防止形状记忆元件33之间通过导电散热器70而发生短路。这种涂层73可以由任何合适的电绝缘材料制成。例如，可以将通道70中的散热器70的暴露表面氧化以提供这种电绝缘涂层73，或者替代地，可以在通道71内沉积电绝缘材料的涂层73。合适的电绝缘材料包括电绝缘聚合物和电介质材料，例如，氧化硅、氮化硅和高k电介质材料。

散热器70可以与另外的冷却装置(例如，如前所述的迫使空气通过手柄30的风扇等)进行组合，以加速从散热器70向其周围环境(例如，环境空气)的传热。

图4示意性地描绘了被布置在手柄30内的主动冷却装置80的示例性实施例，在手柄30中，冷却装置80生成与形状记忆元件33热接触的冷却流体流83。为此，形状记忆元件33任选地被放置在引导管道81中，冷却装置80迫使冷却流体流83通过引导管道81。这例如在冷却流体是液体的情况下是可期望的，在这种情况下，冷却装置80的引导管道81可以形成封闭回路装置的部分，冷却装置80的泵(未示出)将该液体泵送通过该封闭回路装置。这种封闭回路装置可以和与封闭回路装置热接触的散热器(未示出)进行组合，以将由冷却液体收集的热量从形状记忆元件33传递到周围介质(例如，空气)。替代地，例如，冷却装置80在形状记忆元件33周围生成气流以冷却形状记忆元件33的情况下，可以省去引导管道81。这种主动冷却装置80在需要对形状记忆元件33进行的特别快速的松弛的应用领域中会是优选的。

应当理解，也可以在手柄30内使用用于形状记忆元件33的合适的冷却装置(例如，利用帕尔贴效应的热电冷却装置)或不同类型的冷却装置的任何适当组合(例如，被动冷却装置和主动冷却装置的组合)的其他示例来冷却形状记忆元件33。

在图1中，有创医学设备10的控制单元被集成在手柄30中。然而，在如图5中示意性地描绘的替代实施例中，可以提供单独的控制单元90，该控制单元90包括用户接口40(例如，操纵杆等)和微控制器50，并且任选地还包括一个或多个电流源60。在该实施例中，形状记忆元件33的电流源连接器61可以包括插头或插座等元件，通过该插头或插座等元件，形状记忆元件33可以被连接到单独的控制单元90中的一个或多个电流源60。例如，电流源中的每个电流源或电流源级60可以被连接到插头、插孔等元件，该插头、插孔等元件可以与在暴露于有创医学设备10的手柄30的主体中的电流源连接器61的末端处的对应的插座互相适配。许多其他设计变型对于本领域技术人员是显而易见的，并且应当理解，这种设计变型旨在落入本发明的范围内。

如前所述，柔性细长设备部分或构件20可以从手柄30上拆卸，以例如促进对柔性细长设备部分或构件20的互换，以便重复使用手柄30。这例如允许手柄30与不同类型的柔性细长设备部分或构件20一起重复使用并且/或者允许手柄30与一次性柔性细长设备部分或构件20一起重复使用。这可以使用在柔性细长设备部分或构件20与手柄30之间的任何合适的耦合机构(例如，前面提到的紧固构件39)来实现。

图6和图7示意性地描绘了这种紧固装置的另一示例性实施例，其中，手柄30包括用于与这种可互换的柔性细长设备部分或构件20接合的连接块36。手柄30内的每个导电形状记忆元件33被机械地耦合到连接块36中的通道或凹槽38，该通道或凹槽38用作用于在柔性细长设备部分或构件20中的拉线23的靠近手柄30的末端处的连接器25的紧固构件，并且该通道或凹槽38可以在手柄30的外部以便于进入。连接器25和通道或凹槽38可以具有诸如蘑菇形状之类的形状或任何其他合适的形状，使得连接器25能够被容易地紧固在通道或凹槽38中，如图7中示意性地描绘的那样。通道或凹槽38通常被可移动地安装在连接块36中，使得导电形状记忆元件33中的尺寸变化被转换到附接这些导电形状记忆元件33的拉线23。如本领域技术人员将意识到的，这种装置允许通过将连接器25从通道或凹槽38进行定位或移除而使得柔性细长设备部分或构件20能被特别容易地连接到手柄30和从手柄30断开。

图8示意性地描绘了本发明的有创医学设备10的另一实施例，其中，这里仅以非限制性示例的方式将控制单元集成在手柄30中，该控制单元还包括被布置为与成像系统通信的通信模块37。例如，如图9中示意性地描绘的成像系统100。通信模块37可以被布置为以任何合适的方式与这种成像系统通信，例如，通过非限制性示例的方式，使用任何合适的无线通信协议(例如，蓝牙或Wi-Fi)以无线方式通信，或者替代地，通信模块37可以被布置为以有线方式与这种成像系统通信，在这种情况下，通信模块37可以通过本身公知的线缆等被(暂时)耦合到成像系统100。

通信模块37被耦合到微控制器50，其中，微控制器50适于通过通信模块37从成像系统100接收针对柔性细长设备部分20的可转向的柔性端部21的转向命令145并将该转向命令转换成针对一个或多个电流源60的一个或多个控制信号，以便迫使形状记忆元件33中的一个或多个形状记忆元件的尺寸变化，从而根据该转向命令来使可转向的柔性端部21自动转向。如果以这种方式使柔性端部21转向，则可以仅需要操作有创医学设备10的医学人员将有创医学设备10引导通过患者1，或者替代地，这种引导也是(例如在成像系统100的控制下的)自动化的。

成像系统100可以基于对利用成像系统100生成的、有创医学设备10的柔性细长设备部分20的至少可转向的柔性端部21位于其中的患者1的身体部分的一幅或多幅图像的评价来生成转向命令145。为此，成像系统100可以包括在处理器装置110的控制下的电磁辐射生成器120，该电磁辐射生成器120生成通过包含可转向的柔性端部21的患者1的身体部分的电磁辐射125，以便对患者1的身体部分内的可转向的柔性端部21的取向进行成像。成像系统100通常还包括电磁辐射收集器130，该电磁辐射收集器130用于收集在电磁辐射125通过患者1的身体部分后改变的电磁辐射125。例如，电磁辐射生成器120可以生成X射线辐射、磁场、超声波等，所生成的X射线辐射、磁场、超声波等由电磁辐射收集器130收集并被馈送到处理器装置110，在处理器装置110处将所收集的X射线辐射、磁场、超声波等进行处理并转换成患者1的身体部分的一幅或多幅图像。

如技术人员将容易理解的，例如在X射线成像系统、CT成像系统、MRI系统等情况下，电磁辐射收集器130可以是针对电磁辐射生成器120的独立实体；或者，例如在包括本身公知的适于生成超声波并收集这种超声波的回波的换能器阵列的超声成像系统的情况下，电磁辐射收集器130可以被集成到电磁辐射生成器120或者形成电磁辐射生成器120的部分。

电磁辐射收集器130通常适于将所收集的电磁辐射转换成一个或多个电信号，该一个或多个电信号被馈送到处理器装置110，处理器装置110通常包括图像处理器，该图像处理器适于处理一个或多个电信号并将该信号转换成利用成像系统100成像的患者1的身体部分的一幅或多幅图像。处理器装置110的图像处理器可以适于在患者1的身体部分的一幅或多幅图像中识别在该身体部分内的可转向的柔性端部21及其取向。这例如可以使用公知的目标识别算法来实现。

例如，可转向的柔性设备端部21和/或柔性细长设备部分20可以包括根据限定的空间分布的、能够在一幅或多幅图像内识别的多个在空间上分布的标记，使得可以根据所识别的标记和这些标记的限定的空间分布来导出患者1的身体部分内的可转向的柔性设备端部21的取向。识别在患者体内的可转向的柔性设备端部21的取向的许多其他方式对于本领域技术人员而言是显而易见的，正因如此，这种识别技术本身是公知的，因此为了简洁的目的而不再对其进行进一步的详细说明。

处理器装置110的图像处理器或任何其他处理器通常被布置为将可转向的柔性设备端部21的实际取向(包括从一个或多个生成的图像导出的可转向的柔性设备端部21的实际形状)与可转向的柔性设备端部21的期望取向进行比较。这种期望取向可以由成像系统100的控制器(例如，医学从业者)(例如通过成像系统100的用户接口(例如，用户控制台等))指定，或者可以由成像系统100(例如通过识别可转向的柔性设备端部21附近的、应当使可转向的柔性设备端部21围绕其或朝向其转向的目标)从一幅或多幅生成的图像中自动导出。

处理器装置110基于所确定的在患者体内的可转向的柔性设备端部21的实际取向与其期望取向之间的差异来生成针对可转向的柔性设备端部21的转向命令145。处理器装置110通常被耦合到成像系统100的通信模块140，该通信模块140被布置为例如以如前所述的无线或有线的方式将转向命令145传达到有创医学设备10的通信模块37，使得微控制器50能够根据接收到的转向命令145来生成用于有创医学设备10的手柄30中的一个或多个形状记忆元件33的控制信号，以便将设备端部21朝向患者体内的期望取向转向。

应当注意，以上提及的实施例图示而非限制本发明，并且本领域技术人员将能够设计许多替代实施例，而不偏离权利要求的范围。在权利要求中，置于括号内的任何附图标记均不应被解读为对权利要求的限制。词语“包括”不排除权利要求中列出的那些以外的元件或步骤的存在。元件前的词语“一”或“一个”不排除多个这样的元件的存在。本发明能够借助于包括若干不同元件的硬件来实施。在列举了若干单元的装置型权利要求中，这些单元中的若干可以由同一项硬件来实施。某些措施被记载在互不相同的从属权利要求中的事实并不指示不能有利地使用这些措施的组合。

Claims (15)

1.一种有创医学设备(10)，包括：

柔性细长设备部分(20)，其被附接到手柄(30)，所述细长设备部分包括可转向的柔性端部(21)和用于使所述可转向的柔性端部转向的多条拉线(23)，所述可转向的柔性端部在所述细长设备部分的远端处，所述多条拉线被附接到所述可转向的柔性端部；以及

多个导电形状记忆元件(33)，其被完全包含在所述手柄中，所述形状记忆元件中的每个形状记忆元件被耦合到所述拉线中的一条拉线和电流源连接器(61)并在所述拉线中的所述一条拉线与所述电流源连接器之间的长度方向上延伸，所述电流源连接器被布置为将电流提供给所述导电形状记忆元件，所述形状记忆元件中的每个形状记忆元件在所述长度方向上具有负膨胀系数。

2.根据权利要求1所述的有创医学设备(10)，还包括在所述手柄(30)中的冷却装置(70、80)，所述冷却装置被布置为冷却所述多个导电形状记忆元件(33)。

3.根据权利要求2所述的有创医学设备(10)，其中，所述冷却装置包括散热器装置(70)，所述散热器装置包括多条通道(71)，所述导电形状记忆元件(33)中的每个导电形状记忆元件至少部分地延伸穿过所述通道中的一条通道。

4.根据权利要求3所述的有创医学设备(10)，其中，所述散热器装置(70)包括至少一个金属或金属合金散热器，并且其中，所述通道(71)中的每条通道内衬有电绝缘材料(73)。

5.根据权利要求2-4中的任一项所述的有创医学设备(10)，其中，所述冷却装置(80)被布置为生成与所述多个导电形状记忆元件(33)热接触的冷却流体流(83)。

6.根据权利要求1-5中的任一项所述的有创医学设备(10)，其中，每个导电形状记忆元件(33)是包括形状记忆合金的导线。

7.根据权利要求1-6中的任一项所述的有创医学设备(10)，其中，每个导电形状记忆元件(33)通过紧固构件(39)被附接到拉线(23)，所述紧固构件包括用于将所述导电形状记忆元件和所述拉线分别紧固在所述紧固构件中的一对螺钉。

8.根据权利要求1-7中的任一项所述的有创医学设备(10)，其中，每条拉线(23)被容纳在延伸穿过所述柔性细长设备部分(20)的至少部分的腔体(25)中。

9.根据权利要求1-8中的任一项所述的有创医学设备(10)，其中，所述有创医学设备是导管或导丝，任选地，其中，所述柔性细长设备部分(20)能从所述手柄(30)被拆卸。

10.一种有创医学设备装置，包括根据权利要求1-9中的任一项所述的有创医学设备(10)以及控制单元(90)，所述控制单元包括用户接口(40)和至少一个电流源(60)，所述用户接口被耦合到微控制器(50)，所述至少一个电流源用于连接到所述有创医学设备的所述电流源连接器(61)中的一个电流源连接器，其中，所述微控制器适于控制所述至少一个电流源将基于利用所述用户接口(40)提供的用户输入的电流供应给所述电流源连接器。

11.根据权利要求10所述的有创医学设备装置，其中，所述至少一个电流源(60)包括多个电流源，每个电流源被连接到所述电流源连接器(61)中的不同的一个电流源连接器。

12.根据权利要求10或11所述的有创医学设备装置，其中，所述控制单元(90)被集成在所述有创医学设备(10)的所述手柄(30)中。

13.根据权利要求12所述的有创医学设备，还包括被耦合到所述至少一个电流源(60)的电池(35)。

14.根据权利要求10-13中的任一项所述的有创医学设备装置，其中，所述控制单元(90)还包括被耦合到所述微控制器(50)的通信模块(37)，并且其中，所述微控制器还适于控制所述至少一个电流源(60)将基于通过所述通信模块从成像系统(100)接收的、用于使所述可转向的柔性端部(21)转向的转向信号(145)的电流供应给所述电流源连接器(61)。

15.一种用于与根据权利要求14所述的有创医学设备装置协作的成像系统(100)，所述成像系统包括：

图像生成器，其包括电磁辐射生成器(120)和电磁辐射收集器(130)，所述图像生成器用于生成患者的身体(1)的部分的图像，所述部分至少包括所述有创医学设备(10)的所述可转向的柔性端部(21)；

图像处理器(110)，其被耦合到所述电磁辐射收集器并适于：

处理所述图像以确定所述可转向的柔性端部在所述患者的身体的所述部分内的实际取向；

确定所述可转向的柔性端部的所述实际取向与期望取向之间的差异；

基于所述差异来生成针对所述可转向的柔性端部的转向信号(145)；并且

将所述转向信号提供给所述有创医学设备装置的所述通信模块(37)。

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