CN111065329A - 内窥镜系统及其使用方法 - Google Patents

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CN111065329A CN201880056815.8A CN201880056815A CN111065329A CN 111065329 A CN111065329 A CN 111065329A CN 201880056815 A CN201880056815 A CN 201880056815A CN 111065329 A CN111065329 A CN 111065329A
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吉亚科莫·巴萨唐纳
艾伦·卢卡斯
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Abstract

在一些实施例中，描述了内窥镜系统和/或使用内窥镜系统的方法。在一些实施例中，内窥镜系统包括压电元件或钩状刀片中的一个或更多个。在一些实施例中，描述了与内窥镜系统一起使用的管心针。在一些实施例中，内窥镜系统有利于整形外科医疗程序。在一些实施例中，内窥镜系统有利于关节镜医疗程序。

Description

内窥镜系统及其使用方法
通过引用合并
本申请要求2017年6月30日提交的美国临时申请No.62/527625的权益，其通过引用以其整体并入本文。本申请通过引用包含2016年8月3日提交的指定了美国的国际申请PCT/US2016/045417的全部内容。该国际申请在2017年2月16日以英文公开为WO 2017/027299 A1。该国际申请的在先美国申请，即2015年8月7日提交的美国申请No.14/821579(在2017年2月9日作为美国公开NO.2017/0035277公开)，也通过引用以其整体并入本文。
背景技术
内窥镜是可用于执行微创医疗程序(例如，手术)的基于导管的装置。内窥镜可以设计成允许比如医师之类的健康保健从业者通过皮肤中的小切口来可视化和/或治疗患者的内部组织。内窥镜可以包括光源和摄像头。纤维镜(或光学纤维内窥镜)可以包括照明纤维或引导光以照明视场的光导。内窥镜可以包括成像纤维束，以将照明区域的图像传送到摄像头。在诊断关节镜中，在将装置引入到患者的关节中之后，医师可以将光照射到该关节中。摄像头提供关节的图像，其然后在视频监视器上被观察到。通过该装置观察所关注的关节，医师不需要制作大切口。可以使用无菌流体来扩张关节，这增加关节区域中的可见性并使医师更容易工作。这些单端口诊断医疗程序已经在医生的医师及“步入”或门诊手术中心中得以执行，例如使用2.0mm的光学纤维关节镜。
技术领域
本公开涉及内窥镜系统。更具体地，本文中的一些实施例涉及包括压电元件、管心针和钩状刀片中的一个或更多个的方法和系统。在一些实施例中，内窥镜系统有利于整形外科医疗程序。在一些实施例中，内窥镜系统有利于关节镜医疗程序。
发明内容
一些方面包括内窥镜系统，其包括护套、图像传感器、照明元件、工作通道和压电元件。护套可以包括管腔和在护套的最远侧端部处的开口。护套的远侧部分可以是可变形的。图像传感器可以设置在护套的远侧部分的管腔内。照明元件可以设置在管腔内邻近图像传感器。工作通道可以设置在管腔内。工作通道可以包括延伸经过图像传感器的至少一部分的可扩张部分。压电元件可以定尺寸为适配在工作通道内。压电元件可以耦接到工作末端。压电元件可以构造成在电力被施加到压电元件时移动工作末端。工作末端可以构造成在该工作末端由于电力被施加到压电元件而移动时穿刺组织。在一些实施例中，工作末端具有在0.1mm至1.0mm范围内的直径。
一些方面包括用于对结缔组织执行医疗程序的内窥镜系统。该系统可以包括护套、图像传感器、照明元件、工作通道和钩状刀片。护套可以包括管腔。护套的最远侧端部可以包括开口。护套的远侧部分可以是可变形的。图像传感器可以设置在护套的远侧部分的管腔内。照明元件可以设置在管腔内并邻近图像传感器。工作通道可以设置在管腔内，并且可以包括延伸经过图像传感器的至少一部分的可扩张部分。钩状刀片可以定尺寸为适配在工作通道内。钩状刀片可以包括凸状的面向远侧的表面和凹状的面向近侧的切割表面。凸状的面向远侧的表面可以具有足以在钩状刀片向远侧前进经过图像传感器时使工作通道的可扩张部分无创伤地扩张的光滑度。在一些实施例中，凸状的面向远侧的表面具有在0.1mm与1.0mm之间的范围内的曲率半径。在一些实施例中，凹状的面向近侧的切割表面具有在0.1mm到1.0mm的范围内的曲率半径。
一些方面包括一种管心针，其构造成与内窥镜系统一起执行关节镜医疗程序，所述内窥镜系统包括：护套，其包括管腔，所述护套的最远侧端部包括开口，所述护套的远侧部分是可变形的；图像传感器，其设置在所述护套的远侧部分的管腔内；照明元件，其设置在所述管腔内邻近所述图像传感器；以及工作通道，其设置在所述管腔内，所述工作通道包括延伸经过所述图像传感器的至少一部分的可扩张部分。管心针可以定尺寸为适配在工作通道内。所述管心针可以具有足以在所述管心针向远侧前进经过所述图像传感器的至少一部分时使所述护套的远侧部分弯曲的刚度。
一些方面包括以前述段落中任一段落的内窥镜系统执行医疗程序的方法。所述方法可以包括：通过患者的皮肤中的切口引入内窥镜系统以到达患者的组织，其中所述组织是患者的内部组织；以工作末端穿刺患者的组织；以及通过切口从患者体内撤回内窥镜系统。
一些方面包括以前述段落中任一段落的内窥镜系统执行医疗程序的方法。所述方法包括：通过患者的皮肤中的切口引入内窥镜系统以到达患者的结缔组织，其中所述结缔组织是内部组织；以钩状刀片切开结缔组织；以及通过切口从患者体内撤回内窥镜系统。
一些方法包括准备根据前述段落中任一段落的管心针来与内窥镜系统一起用于关节镜医疗程序的方法。所述方法可以包括：使管心针的远侧部分弯曲到期望形状；以及将所述管心针的远侧部分插入到内窥镜系统的工作通道中。
附图说明
图1是根据本文中的一些实施例的内窥镜系统的示意图。
图2A是根据本文中的一些实施例的包括工作通道的内窥镜的远侧末端的端视图。
图2B是根据本文中的一些实施例的包括工作通道的内窥镜的远侧末端的截面侧视图。
图3A是根据本文中的一些实施例的直接耦接到工作末端的压电元件的示意图。
图3B是根据本文中的一些实施例的通过中间丝耦接到工作末端的压电元件的示意图。
图4A是根据本文中的一些实施例的包括压电元件的内窥镜的远侧末端的局部侧视图。
图4B是根据本文中的一些实施例的包括压电元件的内窥镜的远侧末端的局部侧视图。
图5是根据本文中的一些实施例的以包括压电元件的内窥镜系统在骨骼上执行的微裂缝医疗程序的示意图。
图6是根据本文中的一些实施例的包括钩状刀片的内窥镜系统的示意图。
图7A是根据本文中的一些实施例的包括钩状刀片的内窥镜系统的示意图，示出了插入在腕韧带下方的内窥镜，其中钩状刀片容纳在内窥镜内。
图7B是根据本文中的一些实施例的包括钩状刀片的内窥镜系统的示意图，示出了插入在腕韧带下方的内窥镜，其中钩状刀片从内窥镜内得到部署。
图7C是根据本文中的一些实施例的包括钩状刀片的内窥镜系统的示意图，示出了在内窥镜已经从腕韧带下方抽离之后的已切开腕韧带，其中钩状刀片已从内窥镜中部署。
图8A是根据本文中的一些实施例的用于以内窥镜系统执行关节镜医疗程序的管心针和护套的示意图。
图8B是插入到内窥镜的管心针工作通道中以重新定位护套的远侧末端的管心针的示意图。
具体实施方式
在一些实施例中，描述了内窥镜系统。在一些实施例中，内窥镜系统包括耦接到工作末端的压电元件。压电元件可以驱动工作末端去穿刺患者的组织，比如骨骼。因此，在一些实施例中，内窥镜系统可以用于使用单个内窥镜和单个切口来执行微裂缝手术。
在一些实施例中，内窥镜系统包括可以从工作通道扩张的钩状刀片。一旦扩张，钩状刀片就可以切开结缔组织。在一些实施例中，内窥镜系统的轴可以在其沿着正中神经滑动时用作组织膨胀器，并且然后钩状刀片可以扩张以切开腕韧带。因此，在一些实施例中，内窥镜系统可以用于腕管手术，其仅采用单个内窥镜系统和单个切口。
在一些实施例中，描述了用于执行关节镜医疗程序的管心针。某些关节(比如髋部或膝盖的背部)对于常规内窥镜系统而言可能难以可视化。操作者可以通更换轴中的弯曲管心针来改变内窥镜系统的轴的刚度。管心针可以构造成前进穿过如本文所述的内窥镜系统的工作通道。因此，在一些实施例中，操作者可以使用一个管心针或多个管心针来调节末端位置。因此，可以通过使用管心针来改变图像捕捉和/或照明的场域。因此，在一些实施例中，一个管心针或多个管心针可以促进难以到达的位置的可视化。
所描述的技术的各种示例性方面在附图中示出并在本文中讨论，它们被提供来允许该技术的各个方面和示例的制造和使用。具体材料、技术和应用的描述被提供作为示例。并未从以下附图、示例或讨论中输入对本技术以及后随权利要求的范围的限制。
内窥镜系统
在一些实施例中，描述了内窥镜系统。本文中应理解的是，当本文中提及术语“内窥镜”(包括此词根术语的变型)时，也明确地设想到内窥镜系统。另外，应当理解的是，当在本文中提及“内窥镜系统”(包括该词根术语的变型)时，明确地设想了包括仅仅单个内窥镜、由其构成或基本上由其构成的内窥镜系统，但是内窥镜系统不一定仅限于单个内窥镜。
根据一些实施例的内窥镜系统可以包括在护套的管腔内延伸的一个或更多个工作通道。例如，内窥镜系统可以包括这样一种工作通道，其定尺寸为允许工具插入到工作通道中。工作通道可以构造成允许插入到工作通道中的工具沿着工作通道前进以到达内窥镜的远侧端部。在一些实施例中，工作通道可以在该工作通道的远侧端部处具有开口，从而允许工具的远侧部分离开内窥镜的远侧端部。工作通道的远侧部分可以是可扩张的，并且外护套的纵向重叠部分也可以是可变形的，从而允许内窥镜的轮廓在工作通道内的工具向远侧移动经过内窥镜的管腔内的元件(例如，图像传感器)时膨胀。
根据一些实施例的内窥镜系统可以包括附加工作通道(比如举例来说，用以允许第二工具到达内窥镜的远侧端部)、流体冲洗通道、流体抽吸通道以及一个或更多个管心针工作通道。内窥镜系统可以允许使用单个内窥镜来可视化组织(例如，经由图像传感器和照明元件)、扩张组织(例如，经由流体冲洗通道)、以及对组织执行手术医疗程序(例如，经由工作通道)。
在一些实施例中，内窥镜系统具有外护套，其包括管腔和在护套的最远侧端部处的开口。内窥镜系统可以包括设置在护套的管腔内的图像传感器(例如，摄像头)和照明元件。照明元件可以构造成使光穿过护套的最远侧端部处的开口以照明视场。图像传感器可以适于检测从被照明元件照明的组织反射的光，从而允许用户可视化在内窥镜的最远侧端部处的组织。在一些实施例中，内窥镜系统是用于手术医疗程序的一次性使用的内窥镜系统。
在一些实施例中，激光器向内窥镜系统的照明元件提供光。不受理论的限制，可想到的是激光器可以经由单个光导纤维提供足够的光以照明视场。在一些实施例中，激光器经由单个光导纤维提供光。因此，在一些实施例中，使用激光器和/或激光器加单个光导纤维可以得到具有较小直径的内窥镜系统，从而使内窥镜系统的侵入性最小化。
图1描绘了根据一些实施例的普通内窥镜100。内窥镜100可以包括保持在患者的身体外部的毂110。如本文所述，操作者可以使用毂110来操控内窥镜100。细长的柔性轴120可以从该毂110延伸。轴120可以插入到患者的身体中。轴120可以将毂110连接到内窥镜100的远侧末端130。轴120可以在内窥镜100的远侧末端130处具有开口132。轴120可以是中空的，或包括一个或更多个管腔。开口132可以提供用于轴120的内部空间(或轴内的管腔的内部空间)的路径，以与外部环境连通。例如，开口132可以允许轴120的内部空间在轴120插入穿过患者的皮肤中的切口时与患者的内部腔体连通。
毂110可以包括一个或更多个端口112。如本文所述，物品(例如，工具、冲洗流体)可以插入到端口112的近侧开口114中，沿着轴120的内部前进，并且穿过在轴120的远侧端部130处的开口132。毂110可以适于接收导丝10。例如，在示出的实施例中，内窥镜100以套在丝上的构造安装到导丝10上。内窥镜100可以以快速更换构造安装到导丝10上。内窥镜100可以包括数据通信线路12和/或动力线路14。毂110可以构造成允许数据通信线路12和/或动力线路14延伸出毂110。数据通信线路12可以将数据(例如，图像传感器数据)传输到电子装置(例如，显示屏幕)。动力线路14可以向容纳在毂112内或在内窥镜100的另一位置处的电子器件提供动力。
轴120可以包括可膨胀部分122。可膨胀部分122可以适于可逆地膨胀。可膨胀部分122可以构造成径向膨胀，以允许具有大轮廓的物品向远侧推动经过内窥镜100的位于轴120的可膨胀部分122处的其它部件。例如，可膨胀部分122可以环绕占据大尺寸轮廓的摄像头透镜。可膨胀部分122可以膨胀以允许工具向远侧行进经过摄像头透镜。
轴120可以包括刚性部分124。刚性部分124可以被适配成使得它不会可逆地膨胀。刚性部分124可以与轴120的不需要膨胀的部分纵向对齐，以允许大轮廓的物品向远侧朝向开口132前进。例如，刚性部分124可以环绕纤维光纤、电线或其它小轮廓物品，其不要求轴120径向膨胀以允许工具前进经过这些小轮廓物品。
在一些实施例中，轴120的插入到患者体内的远侧部分可以具有约2mm的外部直径。在一些实施例中，轴的外部直径约为：0.5mm、0.6mm、0.8mm、1.0mm、1.5m、2.0mm、3.0mm、4.0mm或5.0mm，包括所列值中任意两个之间的范围。在一些配置中，轴120的外部直径在0.5mm到5.0mm、1.0mm到4.0mm、2.0mm到3.0mm或1.5mm到2.5mm的范围之间。
图2A示出了内窥镜100的远侧末端130的非限制说明性实施例的端视图。轴120的可膨胀部分122可以环绕图像传感器140。一个更多个工作通道150可以设置在轴120的管腔内。工作通道150可以定尺寸为允许物品穿过工作通道150以到达内窥镜100的远侧末端130。在示出的实施例中，远侧末端130包括两个工作通道150，其设置在图像传感器140的径向外侧。在一些实施例中，远侧末端130仅包括一个工作通道150。在一些配置中，内窥镜100包括三个或更多个工作通道150。如本文所讨论的，工作通道150可以包括可扩张部分，其能可逆地变形以允许工作通道150的管腔的横截面面积增大。
继续参考图2A，远侧末端130可以包括照明纤维160。在示出的实施例中，远侧末端130包括三个照明纤维160。在一些实施例中，远侧末端130仅包括一个照明纤维160。在一些配置中，内窥镜100包括两个或多于三个的照明纤维160。在至少一个实施例中，内窥镜100可以仅包括一个照明纤维160，并且该单个照明纤维160耦接到大功率激光器光源，从而允许单个照明纤维160提供足够的光来充分照明用于通过图像传感器140成像的组织空间。
图2B示出了远侧末端130的另一个实施例的截面侧视图。远侧末端130包括斜坡170，其适于引导工作通道150绕过图像传感器140。斜坡170可以配置成使得在工作通道150内前进经过图像传感器140的物品(例如，工具)不影响或不改变图像传感器140的取向。当工作通道150内的物品前进经过图像传感器140时，斜坡170可以保护图像传感器140免于被撞失去恰当对齐。在示出的实施例中，远侧末端130仅具有一个工作通道150。然而，内窥镜100可以包括附加的工作通道150和斜坡170，其保护传感器140免于被撞失去对齐。在一些构造中，斜坡170可以锚定到轴120的刚性部分124。例如，斜坡170可以包括销172，其通过支柱(未示出)连接到刚性部分124。
如所讨论的，工作通道150可以包括可扩张部分152，其与轴120的可膨胀部分122纵向对齐。当物品(例如，工具)沿着工作通道150向远侧前进时，斜坡170引导物品远离图像传感器140，从而保护图像传感器140的对齐。当物品从图像传感器140旁经过时，工作通道150的可扩张部分152径向膨胀，以允许物品从图像传感器140旁经过，而不扰乱图像传感器140的位置。工作通道150的可扩张部分152的径向膨胀可以导致轴120的可膨胀部分122径向膨胀，以适应从图像传感器140旁经过的物品的轮廓。一旦工作通道150中的物品不再与图像传感器140纵向对齐，可扩张部分152和可膨胀部分122就可以变形回到小轮廓构造。
关于内窥镜的附加信息，包括适于本文中一些实施例的内窥镜以及内窥镜的特征，可以在题为“ENDOSCOPE WITH VARIABLE PROFILE TIP”的国际申请公No.WO2017/027299和题为“ENDOSCOPE WITH VARIABLE PROFILE TIP”的美国专利申请公开No.2017/0035277中找到，它们中每一个的内容都通过引用以其整体并入本文。
包括压电元件的内窥镜系统及使用方法
在一些实施例中，内窥镜系统包括压电元件。在一些实施例中，压电元件可以适于在患者的组织上执行关节镜医疗程序(例如，微裂缝)。压电元件可以定尺寸为适配在内窥镜的工作通道内。压电元件可以耦接到工作末端，并构造成在电力被施加到压电元件时使工作末端移动。
微裂缝手术是一种关节镜手术，其中可以通过在下方骨骼中创建非常小的裂缝来修复软骨。不受理论的限制，相信的是血液和细胞可以进入该裂缝，并且可以由于这些物质的进入而形成软骨。在一些实施例中，包括压电元件的内窥镜系统构造成用于微裂缝手术。压电元件可以适于创建用于微裂缝医疗程序的非常小的骨骼裂缝。
图3A描绘了压电元件200的非限制说明性实施例。压电元件200可以与内窥镜100一起使用。在一些实施例中，压电元件200可以定尺寸为适配在内窥镜的工作通道150内。压电元件200可以包括换能器210和向换能器210提供电力的动力线缆212。压电元件200可以包括工作末端220。压电元件200可以构造成使得工作末端220在电力被施加到换能器210时移动。如图3A中所示，在某些配置中，工作末端220直接耦接到换能器210(没有任何中间元件)。在某些配置中，换能器210经由中间丝222耦接到工作末端220，如图3B中所示。中间丝222可以是足够刚性的，以将压缩力从换能器210传输到工作末端220。在一些实施例中，中间丝包括金属(例如，手术钢、镍钛诺)、聚合物材料、陶瓷或其组合。
工作末端220可以构造成在工作末端220由于电力被施加到压电元件200而移动时穿刺组织(例如，骨骼)。在一些实施例中，工作末端220构造成在被压电元件200移动时穿刺骨骼，从而允许使用压电元件200来对患者执行微裂缝医疗程序。压电元件200可以构造成在工作末端220上施加力，例如至少约15N的力。在一些实施例中，压电元件200可以构造成施加约为以下大小的力：1N、15N、30N、50N、100N、200N、500N，包括所列值中任意两个之间的范围。工作末端220可以具有在约5°与10°之间的末端角度，从而允许工作末端220在力被施加到工作末端220时穿刺皮质骨骼。在一些实施例中，工作末端220可以具有约为以下大小的末端角度：1°、2°、5°、7°、10°、15°、20°或45°，包括所列值中任意两个之间的范围。在一些实施例中，工作末端220定位成与图像传感器140平行或基本上平行。因此，工作末端220可以面向与图像传感器相同的角度。例如，工作末端220和图像传感器140两者可以是面向前方的。
图4A和4B示出了不同的配置，其中压电元件200可以与内窥镜100一起使用。虽然工作通道150未在图4A和4B中示出，但是压电元件200可以插入工作通道150内并且前进到内窥镜100的护套120的远侧末端130。工作通道150(未示出)可以包括可扩张部分152(在图2B中示出)，其与护套120的可变形部分122纵向对齐，从而允许护套120径向膨胀以允许压电元件200的至少一部分向远侧前进经过图像传感器140，而不扰乱图像传感器140的对齐，如本文所述。
参考图4A，在一些实施例中，压电元件200包括换能器210，其在工作末端220定位成向远侧超过护套120的远侧末端130处的开口132时，设置在图像传感器140的远侧。在一些实施例中，当工作末端向远侧延伸超过护套的最远侧端部处的开口时，换能器和工作末端都设置在图像传感器的远侧。在一些实施例中，压电元件200可以包括丝210或类似的小轮廓连接器(例如，条、带)，其将换能器210连接到工作末端220。如图4B中所示，在一些配置中，当工作末端220定位成向远侧超过护套120的远侧末端130处的开口132时，换能器210设置在图像传感器140的近侧。在一些实施例中，压电元件200包括丝210，并且当工作末端220向远侧延伸超过护套120的远侧末端130处的开口132时，换能器210和工作末端220都设置在图像传感器140的远侧。
图5示出了通过具有压电元件200的内窥镜100的实施例执行的微裂缝医疗程序。在一些实施例中，护套120插入穿过患者的皮肤中的切口40，以将护套120的远侧末端132定位在患者的骨骼42附近。如所讨论的，内窥镜100可以包括图像传感器140(在图4A和4B中示出)和照明元件160，它们构造成允许使用者(例如，医师)使要在其上执行微裂缝医疗程序的骨骼42的目标部位可视化。压电元件200沿着护套120向远侧前进，以使工作末端220靠近骨骼42的目标部位。如上所述，内窥镜100可以构造成允许工作末端220从图像传感器140旁经过而不干扰图像传感器140的对齐。在示出的实施例中，工作末端220直接耦接到压电元件200的换能器210，并且换能器210和工作末端220都向远侧延伸超过图像传感器140并去到内窥镜100的护套120的外部。在一些方法中，可以使用压电元件200的其它配置来执行微裂缝医疗程序。压电元件200被通电以移动工作末端220并在骨骼42中创建微裂缝或孔44，从而在骨骼42上执行微裂缝医疗程序。在一些实施例中，仅使用单个内窥镜系统100来执行微裂缝医疗程序。
在一些实施例中，具有压电元件200的内窥镜100可用于在除了微裂缝手术之外的医疗程序中治疗(例如活检)目标组织(例如，肝脏)。在该方法的一些实施例中，护套120插入到患者体内，并且护套120的远侧末端132定位靠近患者的目标组织，例如包括骨骼的组织、基本上由骨骼组成或由骨骼组成的组织。如所讨论的，内窥镜100可以包括图像传感器140和照明元件160，它们构造成允许使用者(例如，医师)使要在其上执行医疗程序的目标组织可视化。压电元件200沿着护套120向远侧前进，以使工作末端220靠近目标组织。如上所述，内窥镜100可以构造成允许工作末端220从图像传感器140旁经过而不干扰图像传感器140的对齐。在某些方法中，工作末端220直接耦接到压电元件200的换能器210，并且换能器210和工作末端220都向远侧延伸超过图像传感器140并去到内窥镜100的护套120的外部。压电元件200被通电以移动工作末端220并将工作末端驱动到目标组织中。在一些方法中，压电元件200适于在目标组织上执行组织穿刺医疗程序。例如，包括压电元件200的内窥镜100可以用于划破或活检目标组织。在一些方法中，压电元件200适于在不穿刺目标组织的情况下使目标组织凹陷或以其它方式变形。
用于在结缔组织上执行医疗程序的内窥镜系统以及使用这种内窥镜系统的方法
对于一些医疗程序，切开结缔组织可能是有利的。例如，在腕管手术中，切割横向腕韧带可以被切割，以便缓解腕管综合症的症状。在一些实施例中，内窥镜系统构造成用于腕管手术。
参考图6，在一些实施例中，内窥镜系统100包括图像传感器140、照明元件160和工作通道150，其允许内窥镜100成为在患者的结缔组织上进行可视化并执行医疗程序所需的唯一内窥镜100。内窥镜系统100可以包括护套120，其具有管腔和在护套120的远侧末端130处的开口132。图像传感器140和照明元件160可以设置在护套120的管腔内。至少护套120的与图像传感器120纵向对齐的部分122可以是可变形的，从而允许护套120从小轮廓构造变形为大轮廓构造。内窥镜系统100可以包括在护套120的管腔内延伸的工作通道150。工作通道150可以包括可扩张部分152(在图2B中示出)，其可以从小轮廓构造变形为大轮廓构造。工作通道150的可扩张部分152可以与护套120的可变形部分122以及图像传感器140纵向对齐，从而允许内窥镜100在工作通道150内的工具向远侧前进经过图像传感器140时膨胀。
内窥镜系统100可以包括钩状刀片300，其定尺寸为适配在内窥镜100的工作通道150内。钩状刀片可以由例如钢、钛、手术级钢、聚合物材料、陶瓷或这些的组合制成。钩状刀片300可以具有凸状的面向远侧的表面302和凹状的面向近侧的切割表面304。凸状的面向远侧的表面302可以构造成在钩状刀片300被向远侧推压经过图像传感器140时无创伤地扩张工作通道150的可扩张部分152(在图2B中示出)。凸状的面向远侧的表面302可以具有在2mm与4mm之间的曲率半径。在一些实施例中，凸状的面向远侧的表面302可以具有约为以下大小的曲率半径：0.5mm、1mm、2mm、3mm、4mm、6mm，包括所列值中任意两个之间的范围。凹状的面向近侧的切割表面304可以具有在0.5mm与1.0mm之间的曲率半径。在一些实施例中，凹状的面向近侧的切割表面304可以具有约为以下大小的曲率半径：0.1mm、0.2m、0.5mm、1.0mm、2.0mm、4.0mm，包括所列值中任意两个之间的范围。
如前所述，内窥镜100可以构造成使得在钩状刀片300被推压向远侧经过图像传感器140时，钩状刀片300不会干扰图像传感器140的对齐。例如，内窥镜100可以包括斜坡170(在图2B中示出)，其引导工作通道150经过图像传感器140。
图7A-7C示出了以包括钩状刀片300的内窥镜100在结缔组织上执行医疗程序(例如，切开腕韧带)的方法。参考图7A，内窥镜100的远侧末端132可以插入穿过皮肤中的切口并且沿着正中神经50前进，经过患者的腕韧带52下方。当内窥镜沿着正中神经前进时，护套120可以用作组织膨胀器。当远侧末端130在腕韧带52下方经过时，钩状刀片300可以容纳在护套120内。在护套的远侧末端132避开腕韧带52的远侧边缘之后，钩状刀片300可以沿着工作通道150向远侧前进，直到钩状刀片300离开护套120的远侧末端130处的开口132(参见图7B)。钩状刀片300可以定位成使得凸状的面向近侧的切割表面304设置成向远侧超过护套120的远侧末端130。内窥镜100和钩状刀片300然后可以一起向近侧缩回，拉动凸状的面向近侧的切割表面304抵靠并穿过腕韧带52，从而切开腕韧带52(参见图7C)。如图7C中的虚线所示，可以通过钩状刀片300在腕韧带52中做出切口54。在一些实施例中，仅使用单个内窥镜系统100来执行该方法。
管心针
在一些实施例中，一个或更多个管心针400协助定位如本文所述的内窥镜系统100的远侧末端130。图8A示出了管心针400，其可以定尺寸为适配在设置在内窥镜的护套120内的管心针工作通道155内。图8B示出了当管心针400插入到管心针工作通道155中时护套120的远侧末端130可以被偏转或重新定位。管心针工作通道155可以延伸经过内窥镜100的图像传感器140的至少一部分。管心针400可以具有足以在管心针400向远侧前进经过图像传感器140的至少一部分时使护套120的远侧末端130弯曲的刚度。内窥镜100可以包括引导装置(例如，斜坡)，其引导管心针工作通道155经过图像传感器140，使得管心针400的插入不会干扰图像传感器140相对于照明元件160的对齐，但是两个部件可以在管心针400插入管心针工作通道155中时在远侧末端130时一起偏转。因此，管心针400可以用于重新定位护套120的远侧末端130，而不撞击图像传感器140失去与照明元件160的对齐，从而允许图像传感器140在管心针400已使远侧末端130重新定位之后在照明场域内对组织进行成像。
在一些实施例中，管心针400是可延展的，从而允许操作者(例如，医师)将管心针400重新成形为期望形状。管心针可以例如由金属(例如，钢、钛、镍钛诺)、聚合物材料、陶瓷或这些的组合制成。在一些实施例中，管心针由镍钛诺形状记忆合金制成。在某些配置中，管心针400可以通过手且不使用工具来重新成形。管心针400可以是多种管心针中的一种，从而允许使用者选择最适合于患者的解剖结构的管心针。在一些配置中，在护套120插入到患者体内之前，管心针400前进到管心针工作通道155中。在一些实施例中，护套120在管心针工作通道155中没有管心针400的情况下前进到患者体内。管心针400可以在护套120已被放置在患者的体内之后前进到管心针工作通道155中。
在一些实施例中，内窥镜100包括管心针工作通道155和一个或更多个工作通道150。例如，内窥镜100可以包括管心针工作通道155和定尺寸为接收压电元件200的工作通道150。管心针400可以插入到管心针工作通道155中，以恰当地定位护套120的远侧末端130，以便于使用通过工作通道150递送到目标组织部位的压电元件200的微裂缝医疗程序，如先前所述。
示例
示例1
一种用于执行微裂缝医疗程序的内窥镜系统包括周向地环绕图像传感器的可变形外护套、照明元件和耦接到工作末端的压电元件。压电元件容纳在工作通道内，该工作通道具有与图像传感器纵向对齐的可扩张部分。压电元件构造成在工作末端上施加15N的力。工作末端由钨制成，具有0.1mm的直径，并且具有足够的硬度，从而在压电元件被通电以在工作末端的远侧端部处施加15N的力时穿刺皮质骨骼。
示例2
示例1的内窥镜系统插入穿过患者的皮肤中的2mm切口，并且前进到患者的膝关节中。压电元件沿着工作通道向远侧前进，以使工作末端延伸向远侧超过内窥镜的外护套。工作末端定位在骨骼表面附近。压电元件被通电以移动工作末端，从而导致工作末端穿刺骨骼。因此，仅使用单个内窥镜就执行了微裂缝医疗程序。
示例3
一种用于切开腕韧带的内窥镜系统包括周向地环绕图像传感器的可变形外护套、照明元件以及具有与图像传感器纵向对齐的可扩张部分的工作通道。该内窥镜系统进一步包括具有凸状的面向远侧的表面的钩状刀片，所述凸状的面向远侧的表面具有2mm的曲率半径。钩状刀片具有凹状的面向近侧的表面，其具有1.2mm的曲率半径。
示例4
示例3的内窥镜系统插入穿过患者的皮肤中的2mm切口，并且在腕韧带下方沿着正中神经前进。钩状刀片向远侧前进超过外护套。当外护套向近侧撤回经过腕韧带时，钩状刀片相对于外护套保持固定，从而通过钩状刀片的凹状的面向近侧的表面切开腕韧带。因此，仅使用单个内窥镜就执行了腕管手术。
示例5
一种与本公开的内窥镜系统一起使用的管心针定尺寸为适配在工作通道中，该工作通道延伸穿过内窥镜的外护套的管腔。该管心针具有足够的刚度以使外护套的远侧部分弯曲到期望位置，从而协助关节镜医疗程序。
示例6
示例5的管心针插入到内窥镜的工作通道中，并且前进穿过患者的皮肤中的2mm切口，以对髋部进行成像。管心针的曲率将内窥镜的远侧末端设置在期望位置，以对髋部进行成像。
本领域的技术人员将理解的是，对于本文中公开的过程和方法，可以按不同次序实施在过程和方法中执行的功能。此外，所概述的步骤和操作仅被提供作为示例，并且所述步骤和操作中的一些可以是可选的，可以被组合成更少的步骤和操作，或者扩展成附加的步骤和操作，而不脱离所公开的实施例的本质。
对于本文中使用的基本上任何的复数和/或单数术语，本领域的技术人员能将复数转换为单数，和/或将单数转换为复数，视场景和/或应用而定。各种单数/复数置换在本文中可能被明确地给出，以为清楚之故。
本领域的技术人员将理解的是，一般而言，本文所使用的术语，特别是在所附权利要求书(例如，所附权利要求书的正文)中使用的术语，通常旨在作为“开放的”术语(例如，术语“包括”应该解释为“包括但不限于”，术语“具有”应该解释为“至少具有”，术语“包含”应该解释为“包含但不限于”等等)。本领域的技术人员将进一步理解的是，如果意图在所引入的权利要求列举中给出特定的数量，则这种意图将明确地列举于权利要求中，从而在没有这种列举的情况下，就表示不存在这种意图。例如，为了便于理解，以下所附的权利要求书可以包含使用引言短语“至少一个”和“一个或更多个”等来引入权利要求列举。然而，这种短语的使用不应该解释为暗示通过不定冠词“一”或“一个”引入的权利要求列举会将包含这种引入权利要求列举的任何特定权利要求限制为仅包含一个这种列举的实施例，甚至是在同一权利要求包括“一个或更多个”或“至少一个”等引言短语以及比如“一”或“一个”等不定冠词(例如，“一”和/或“一个”应该解释为意指“至少一个”或“一个或更多个”)时；使用定冠词来引入权利要求列举时也如此。另外，即使明确地列举了特定数量的所引入权利要求列举，本领域技术人员也将意识到这种列举应该解释为意指至少为所列举的数量(例如，仅列举有“两个列举”而没有其它修饰词时，意指至少两个列举或者两个或更多个列举)。此外，在使用了类似于“A、B和C等中的至少一个”这种习语的情况下，一般而言，这种结构在某种意义上预期的是本领域的技术人员应理解该习语(例如，“具有A、B和C中的至少一个的系统”将包括但不限于具有以下情形的系统：单独的A、单独的B、单独的C、A和B一起、A和C一起、B和C一起、和/或A、B和C一起等等)。在使用了类似于“A、B或C等中的至少一个”这种习语的情况下，一般而言，这种结构在某种意义上预期的是本领域的技术人员应理解该习语(例如，“具有A、B或C中的至少一个的系统”将包括但不限于具有以下情形的系统：单独的A、单独的B、单独的C、A和B一起、A和C一起、B和C一起、和/或A、B和C一起等等)。本领域的技术人员将进一步理解的是，存在两种或更多种选项的基本上任何选择性词语和/或短语，不管是在说明书、权利要求书还是附图中，都应该理解为可想到包括这些选项之一、这些选项中的任一个、或两个选项的可能性。例如，短语“A或B”将被理解为包括“A”或“B”或“A和B”的可能性。
此外，在从马库什组的方面描述本公开的特征或方面的情况下，本领域技术人员将意识到，本公开由此也从马库什组的任何单个成员或成员子组的方面进行描述。
如本领域技术人员将理解的，出于任何和所有目的，比如就提供书面描述的方面而言，本文中公开的所有范围还涵盖其任何和所有可能的子范围及子范围的组合。任何列出的范围都可以被容易地被认为是充分描述并允许被分解成至少相等的二分之一、三分之一、四分之一、五分之一、十分之一等相同的范围。作为非限制性示例，本文中讨论的每个范围都可以容易地分解成下三分之一、中三分之一和上三分之一等。如本领域技术人员还将理解的，比如“多达”、“至少”等所有语言都包括所列举的数字，并指代可以在随后被分解成上文所讨论的子范围的范围。例如，“大约5”应当包括数字“5”。最后，如本领域技术人员将理解的，范围包括每个单独的成员。因此，例如，具有1-3个单元的组是指具有1、2或3个单元的组。类似地，具有1-5个单元的组是指具有1、2、3、4或5个单元的组，依此类推。
对于本文中公开的方法，比如执行医疗程序的方法，还明确地想到对应的用途。例如，对于用内窥镜系统、内窥镜或管心针执行医疗程序的方法，还可想到将本内窥镜系统、内窥镜或管心针用于医疗程序的对应用途。
从前述内容，将理解的是本文中已经出于说明的目的描述了本公开的各种实施例，并且可以在不脱离本公开的范围和精神的情况下做出各种修改。因此，本文中公开的各种实施例并不旨在是限制性的，且真正的范围和精神由后附权利要求书示出。

Claims (49)

1.一种内窥镜系统，包括：
护套，其包括管腔和在所述护套的最远侧端部处的开口，所述护套的远侧部分是可变形的；
图像传感器，其设置在所述护套的远侧部分的管腔内；
照明元件，其设置在所述管腔内邻近所述图像传感器；
工作通道，其设置在所述管腔内，所述工作通道包括延伸经过所述图像传感器的至少一部分的可扩张部分；以及
压电元件，其定尺寸为适配在所述工作通道内，所述压电元件耦接到工作末端，所述压电元件构造成在电力被施加到所述压电元件时移动所述工作末端，所述工作末端构造成在所述工作末端由于电力被施加到所述压电元件而移动时穿刺组织。
2.根据权利要求1所述的内窥镜系统，其中，所述压电元件直接耦接到所述工作末端。
3.根据权利要求1所述的内窥镜系统，其中，所述压电元件包括换能器和将所述换能器耦接到所述工作末端的中间丝，所述换能器构造成在电力被施加到所述换能器时经由所述丝移动所述工作末端。
4.根据权利要求3所述的内窥镜系统，其中，当所述工作末端向远侧延伸超过所述护套的最远侧端部处的开口时，所述换能器设置在所述图像传感器的远侧。
5.根据权利要求3所述的内窥镜系统，其中，当所述工作末端向远侧延伸超过所述护套的最远侧端部处的开口时，所述换能器设置在所述图像传感器的近侧。
6.根据前述权利要求中任一项所述的内窥镜系统，其中，所述组织包括骨骼。
7.根据前述权利要求中任一项所述的内窥镜系统，其中，所述工作末端在莫氏标度上具有至少6.5的硬度。
8.根据前述权利要求中任一项所述的内窥镜系统，其中，所述工作末端包括选自由以下材料组成的组中的材料：钢、钨、钛、形状记忆材料(例如，镍钛诺)和塑料。
9.根据前述权利要求中任一项所述的内窥镜系统，其中，所述工作末端适于在组织上执行微裂缝医疗程序，所述组织包括人类患者的骨骼。
10.一种用于在结缔组织上执行医疗程序的内窥镜系统，该系统包括：
护套，其包括管腔，所述护套的最远侧端部包括开口，所述护套的远侧部分是可变形的；
图像传感器，其设置在所述护套的远侧部分的管腔内；
照明元件，其设置在所述管腔内邻近所述图像传感器；
工作通道，其设置在所述管腔内，所述工作通道包括延伸经过所述图像传感器的至少一部分的可扩张部分；以及
钩状刀片，其定尺寸为适配在所述工作通道内，所述钩状刀片包括凸状的面向远侧的表面和凹状的面向近侧的切割表面，所述凸状的面向远侧的表面具有足以在所述钩状刀片向远侧前进经过所述图像传感器时无创伤地扩张所述工作通道的可扩张部分的光滑度。
11.根据权利要求10所述的内窥镜系统，其中，所述结缔组织包括腕韧带。
12.根据权利要求10或11中任一项所述的内窥镜系统，其中，所述刀片包括选自由以下材料组成的组中的材料：钢、钨、钛、形状记忆材料(例如，镍钛诺)和塑料。
13.根据权利要求10-12中任一项所述的内窥镜系统，其中，所述凹状的面向近侧的切割表面具有足以切开所述结缔组织的锐利度。
14.根据权利要求10-13中任一项所述的内窥镜系统，其中，在所述钩状刀片向远侧前进经过所述开口之前，在所述图像传感器的近侧的工作通道容置所述钩状刀片。
15.根据权利要求10-14中任一项所述的内窥镜系统，其中，所述钩状刀片在被限制于所述工作通道内时变形为小轮廓构造。
16.根据权利要求10-15中任一项所述的内窥镜系统，进一步包括用于在不切割所述护套的情况下将所述钩状刀片重新收束到所述工作通道中的装置。
17.一种管心针，构造成与内窥镜系统一起执行关节镜医疗程序，所述内窥镜系统包括：护套，其包括管腔，所述护套的最远侧端部包括开口，所述护套的远侧部分是可变形的；图像传感器，其设置在所述护套的远侧部分的管腔内；照明元件，其设置在所述管腔内邻近所述图像传感器；以及工作通道，其设置在所述管腔内，所述工作通道包括延伸经过所述图像传感器的至少一部分的可扩张部分，
所述管心针定尺寸为适配在所述工作通道内，并且
所述管心针具有足以在所述管心针向远侧前进经过所述图像传感器的至少一部分时使所述护套的远侧部分弯曲的刚度。
18.根据权利要求17所述的管心针，其中，所述管心针是可延展的，并且可以由使用者重新成形。
19.根据权利要求17或18中任一项所述的管心针，其中，所述管心针可以由使用者在不需要使用工具的情况下重新成形。
20.根据权利要求17-19中任一项所述的管心针，其中，所述管心针在被接收于所述工作通道内时延伸穿过所述护套以及被定尺寸为接收组织切割工具的操作通道。
21.根据权利要求17-20中任一项所述的管心针，其中，所述管心针的远侧末端是钝的，并且定尺寸为防止所述管心针的远侧末端离开所述工作通道的远侧端部。
22.根据权利要求17-21中任一项所述的管心针，其中，所述管心针包括选自由以下材料组成的组中的材料：钢、钨、钛、形状记忆材料(例如，镍钛诺)和聚合物材料。
23.根据前述权利要求中任一项所述的内窥镜系统或管心针，其中，所述护套具有在20与70之间的硬度计值。
24.根据前述权利要求中任一项所述的内窥镜系统或管心针，其中，所述工作通道的可扩张部分具有在20与70之间的硬度计值。
25.根据前述权利要求中任一项所述的内窥镜系统或管心针，其中，所述护套可以从小轮廓构造变形为大轮廓构造，所述护套在所述小轮廓构造中具有第一最大外部直径，并且在所述大轮廓构造中具有第二最大外部直径，第一最大直径与第二最大直径之间的比值在0.1与0.8之间的范围内。
26.根据前述权利要求中任一项所述的内窥镜系统或管心针，其中，所述工作通道的可扩张部分能从小轮廓构造变形为大轮廓构造，所述工作通道的可扩张部分在所述小轮廓构造中具有第一最大外部直径，并且在所述大轮廓构造中具有第二最大外部直径，第一最大外部直径与第二最大外部直径之间的比值在0.1与0.8之间的范围内。
27.根据权利要求26所述的内窥镜系统，其中，所述第一最大外部直径与所述图像传感器的最大直径的比值不大于约1.4。
28.根据前述权利要求中任一项所述的内窥镜系统，进一步包括斜坡，其引导所述工作通道经过所述图像传感器。
29.根据前述权利要求中任一项所述的内窥镜系统，其中，激光器向所述照明元件提供光。
30.根据权利要求29所述的内窥镜系统，其中，所述激光器经由单个光导纤维向所述照明元件提供光。
31.一种以根据权利要求1-9中任一项所述的内窥镜系统执行医疗程序的方法，所述方法包括：
通过患者的皮肤中的切口引入所述内窥镜系统以到达患者的组织，其中所述组织是患者的内部组织；
以所述工作末端穿刺患者的组织；以及
通过所述切口从患者体内撤回所述内窥镜系统。
32.根据权利要求31所述的方法，其中，所述医疗程序由单个内窥镜执行，所述单个内窥镜包括所述内窥镜系统、基本上由所述内窥镜系统组成或由所述内窥镜系统组成。
33.根据权利要求31或32所述的方法，其中，所述医疗程序通过单个切口来执行。
34.一种以根据权利要求10-16中任一项所述的内窥镜系统执行医疗程序的方法，所述方法包括：
通过患者的皮肤中的切口引入所述内窥镜系统以到达患者的结缔组织，其中所述结缔组织是内部组织；
以所述钩状刀片切开所述结缔组织；以及
通过所述切口从患者体内撤回所述内窥镜系统。
35.根据权利要求34所述的方法，其中，所述结缔组织是腕韧带，并且其中所述组织是腕韧带。
36.根据权利要求34或35所述的方法，其中，切开所述结缔组织包括将所述结缔组织切割成至少两个分离部分。
37.根据权利要求34-36中任一项所述的方法，其中，所述医疗程序是以单个内窥镜来执行的。
38.根据权利要求34-37中任一项所述的方法，其中，所述医疗程序通过单个切口来执行。
39.一种准备根据权利要求17-22中任一项所述的管心针来与所述内窥镜系统一起用于关节镜医疗程序的方法，所述方法包括：
将所述管心针的远侧部分弯曲到期望形状；以及
将所述管心针的远侧部分插入到所述内窥镜系统的工作通道中。
40.根据权利要求39所述的方法，其中，弯曲是用手执行的。
41.根据权利要求40所述的方法，其中，弯曲是在不使用工具的情况下执行的。
42.根据权利要求39-41中任一项所述的方法，其中，在将所述内窥镜系统插入患者体内之前，将所述管心针插入到所述内窥镜系统的工作通道中。
43.根据权利要求39-41中任一项所述的方法，其中，在所述内窥镜系统已被插入患者体内之后，将所述管心针插入到所述内窥镜系统的工作通道中。
44.根据权利要求39-43中任一项所述的方法，进一步包括从多种管心针中选择管心针，所述多种管心针中的至少一种具有与所选择的管心针的长度或外部直径尺寸不同的长度或外部直径尺寸。
45.根据权利要求39-44中任一项所述的方法，进一步包括以所述管心针和内窥镜系统来执行关节镜医疗程序，所述关节镜医疗程序包括：
使所述管心针在所述工作通道内向远侧前进经过所述工作通道的可扩张部分的至少一部分；以及
使所述护套弯曲。
46.一种以权利要求17-22中任一项所述的管心针来执行关节镜医疗程序的方法，所述方法包括：
将所述管心针插入到所述工作通道的近侧端部中；
使所述管心针在所述工作通道内向远侧前进经过所述工作通道的可扩张部分的至少一部分；以及
使所述护套弯曲。
47.根据权利要求46所述的方法，其中，使所述护套弯曲会改变由所述照明元件照明的场域。
48.根据权利要求46所述的方法，其中，使所述护套弯曲会改变通过向远侧延伸穿过所述护套的开口的工具可触及的范围。
49.根据权利要求46-48中任一项所述的方法，进一步包括在将所述管心针插入到所述工作通道的近侧端部中之前，将所述管心针的远侧部分弯曲到期望形状。
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