CN111246812A - 用于碎片去除的去除管腔内堵塞的自动方法 - Google Patents

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Abstract

一种碎片去除系统，包括：细长轴，其从近侧端部延伸到远侧端部，并包括轴管腔，该轴被构造成通过身体管腔插入到目标手术部位；振动马达，其经由振动轴环联接到所述细长轴，所述振动马达包括可旋转轴和联接到所述可旋转轴的至少一个配重，所述配重绕所述轴的中心轴线非对称地定形状，使得所述轴的旋转沿着所述细长轴的长度产生振动能量，以移除所述目标手术部位内的碎片；以及真空泵，其连接到所述细长轴，并被构造成通过所述轴管腔从目标手术部位对移除的碎片抽真空。

Description

用于碎片去除的去除管腔内堵塞的自动方法
优先权要求
本公开要求2017年11月15日提交的美国临时专利申请序列No.62/586,585的优先权，其公开内容通过引用并入于此。
背景技术
许多外科手术程序和其它情况需要从患者的管腔或腔体去除碎片。例如，泌尿科医生可能需要去除肾结石。通常，在这种情况下，外科医生将执行激光碎石术，以使肾结石破碎成多个碎块，并用篮状件装置移除这些结石碎块。由于外科医生一次只能去除一个碎块，所以这个过程可能很耗时。相比之下，真空系统允许外科医生一次去除不止单个碎块或结石。然而，堵塞的管腔阻塞了真空系统的抽吸路径，这降低了利用这种系统去除结石的效率，并且可能对患者来说是危险的，因为它会导致患者的腔体压力上升。因此，本设计提供了一种通过使用振动能量在真空抽吸期间去除或防止充满碎片的管腔内的堵塞的新方法。
发明内容
本公开涉及一种碎片去除系统。所述系统包括：细长轴，其从近侧端部延伸到远侧端部，并包括轴管腔，该轴被构造成通过身体管腔插入到目标手术部位；振动马达，其经由振动轴环联接到所述细长轴，所述振动马达包括可旋转轴和联接到所述可旋转轴的至少一个配重，所述配重绕所述轴的中心轴线非对称地定形状，使得所述轴的旋转沿着所述细长轴的长度产生振动能量，以移除所述目标手术部位内的碎片；以及真空泵，其连接到所述细长轴，并被构造成通过所述轴管腔从目标手术部位对移除的碎片抽真空。
在一实施例中，所述振动轴环包括壳体，所述壳体包括隔室，所述隔室构造成在其中容纳所述振动马达的至少一部分。
在一实施例中，所述可旋转轴的一部分从所述隔室以向近侧和向远侧中的一种方式延伸，所述配重联接到所述隔室。
在一实施例中，所述配重大致定形状为半圆形。
在一实施例中，所述真空泵经由管道连接到所述细长轴。
在一实施例中，所述细长轴包括至少一个传感器，该传感器将与所述目标手术部位相关的传感器数据传送到处理器，其中如果所述传感器检测到手术部位中的障碍，则所述处理器自动地开启马达。
本公开还涉及一种碎片去除系统。所述系统包括：护套，其从近侧端部延伸到远侧端部，并包括延伸穿过其中的管腔，该护套被构造成将流体输送到目标手术部位；窥镜装置，其包括从其远侧端部延伸的细长轴，该细长轴被构造成通过所述护套的管腔插入；振动马达，其被构造成联接到所述细长轴，所述振动马达沿着所述细长轴的长度提供振动能量以移除所述目标手术部位内的碎片；以及真空泵，其连接到所述细长轴，以通过所述细长轴从目标手术部位抽吸移除的碎片。
在一实施例中，所述系统进一步包括处理器，所述处理器被构造成自动地控制振动马达。
在一实施例中，所述细长轴包括至少一个传感器，该传感器将与所述目标手术部位相关的传感器数据传送到处理器，其中如果所述传感器检测到手术部位中的障碍，则所述处理器自动地开启马达。
在一实施例中，所述振动马达经由振动轴环联接到所述细长轴，所述振动轴环从近侧端部延伸到远侧端部，并包括构造成容纳振动马达的壳体。
在一实施例中，所述振动轴环包括通道，其从近侧端部延伸到远侧端部，并且定尺寸和形状为接收穿过其中的所述细长轴。
在一实施例中，所述振动马达包括可旋转轴和与之联接的至少一个偏心配重。
在一实施例中，所述系统进一步包括收集罐，所述收集罐流体地连接到所述窥镜装置和所述真空泵，从而将移除的碎片从目标手术部位吸到所述收集罐。
在一实施例中，所述护套包括密封件，该密封件构造成防止流体通过所述管腔回流。
在一实施例中，所述窥镜装置进一步包括手柄，该手柄包括至少一个按钮，所述至少一个按钮被构造成手动地控制所述振动马达或所述振动马达的功率。
本公开还涉及去除管腔内的堵塞的方法。所述方法包括：将细长轴插入目标管腔中，所述细长轴从近侧端部延伸到远侧端部，并包括延伸穿过其中的通道；经由联接到细长轴的远侧端部的至少一个传感器检测目标管腔内的阻塞；经由联接到细长轴的振动马达将阻塞从目标管腔移除，所述振动马达包括可旋转轴和联接到可旋转轴的至少一个配重，该配重绕轴的中心轴线非对称地定形状，使得可旋转轴的旋转在目标管腔内沿着细长轴的长度产生振动能量；以及经由与细长轴流体连接的真空泵从该目标管腔并通过该细长轴通道对移除的阻塞物抽真空，其中当检测到阻塞物时，该至少一个传感器自动地触发该马达振动马达开启。
在一实施例中，所述方法进一步包括将进入护套插入到目标管腔中，所述进入护套从近侧端部延伸到远侧端部，并且包括延伸穿过其中的管腔，所述进入护套定尺寸和形状为在其中接收细长轴并且被构造成将流体输送到目标管腔。
在一实施例中，所述方法进一步包括将移除的阻塞物吸到收集罐，所述收集罐流体地连接到所述窥镜装置和所述真空泵，从而将移除的阻塞物从目标管腔吸到所述收集罐。
在一实施例中，所述方法进一步包括将与目标管腔相关的传感器数据传送到处理器。
在一实施例中，所述方法进一步包括当至少一个传感器检测到目标管腔内的状态已经正常化时，自动地发信号通知振动马达关闭。
附图说明
图1示出了根据本公开的示例性实施例的堵塞/碎片去除系统的示意图；
图2示出了根据本公开的另一示例性实施例的图1的堵塞/碎片去除系统的示意图；
图3示出了根据本公开的示例性实施例的堵塞/碎片去除系统的振动轴环的透视图；
图4示出了根据本公开的示例性实施例的图3的振动轴环的侧视图；
图5示出了根据示例性实施例的具有内部振动马达的窥镜装置的透视图；以及
图6示出了根据图5的实施例的窥镜的远侧端部的透视图，其中振动马达附接到管腔。
具体实施方式
参照以下描述和附图可以理解本发明，其中相同的元件用相同的附图标记表示。本发明涉及通过使用振动能量来去除管腔内的碎片的装置、系统和方法。示例性实施例描述了一种系统，其包括：管腔，比如在末端处具有传感器的导管或窥镜；振动马达；以及在一些实施例中的LithoVueTM窥镜装置。系统可以包括用于将被移除的碎片抽吸到管腔外部的真空源。其它示例性实施例描述了用于碎片的收集点。应该指出的是，本文使用的术语“近侧”和“远侧”旨在表示朝向(近侧)和远离(远侧)装置的用户的方向。
如图1-2中所示，根据本公开的示例性实施例的系统100包括用于提供(例如，沿着通过经由自然出现的身体孔洞进入的自然身体管腔的曲折路径)进入身体管腔的进入护套102、轴106和带有振动马达124的振动轴环104，振动马达124用于在管腔内引起能量以移除其中的碎片。系统100可以进一步包括具有手柄148的窥镜组件106，当轴106通过护套102插入时，手柄148保持在活体的外部。当护套102和轴106在管腔中时，窥镜组件106允许用户经由致动器控制振动马达124。窥镜组件106还包括用于真空泵108的致动器。
如图1-2中所示，进入护套102包括细长构件，其从近侧端部110纵向地延伸至远侧端部112且包括延伸穿过其中的管腔114。护套102可以大致是管状的，并且它可以由任何合适的生物相容性材料制成，比如聚氨酯、塑料或任何其它这种材料。也可以设想其它合适的截面形状，比如椭圆形、卵形、多边形或不规则形状。护套102可以沿其整个长度是柔性的，或者可以适于沿着其长度的一部分挠曲。替代地，护套的远侧端部112可以是柔性的，而轴102的其余近侧部分是刚性的。柔性允许护套102在迂回的管腔中操纵，而刚性提供了推动护套102向前所需的力。护套102提供了例如将冲洗流体递送到目标管腔或腔体的流体路径。在示例性实施例中，进入护套102包括在近侧端部110处的密封部件115。密封件115可以与进入护套102一体地形成，或者它可以是联接到或夹持在进入护套102上的单独部件。密封件115允许窥镜106的轴144插入通过进入护套102并进入到目标管腔中，而系统100不会损失压力。具体而言，密封件115防止设置成通过进入护套管腔114的冲洗流体的回流。本领域技术人员应该明白的是，密封件115不需要是紧密的密封件，而是仅允许在进入护套102内维持足够的压力，以将大部分冲洗流体推入到目标管腔中。
在图1-2中所示的示例性实施例中，窥镜装置106、比如例如输尿管镜为目标管腔提供真空以从其中去除碎片。窥镜106包括窥镜轴144，其定尺寸和定形状为通过进入护套102的管腔114插入并且包括工作通道142。如图1中所示，窥镜106可以经由供应管线(即，管道152)连接到真空泵108，如下所述。因此，真空泵108通过轴144的工作通道142和管道向患者体内的目标管腔提供真空压力源。在示例性实施例中，窥镜106可以包括结合在其中的至少一个传感器136。例如，在一个实施例中，窥镜106可以包括在窥镜轴144的远侧末端138处的压力换能器137，以测量例如肾脏内的压力。替代地，压力换能器137可以位于导丝、进入护套102上，或者沿着管道152位于外部。窥镜106可以包括其它传感器，比如，在一个实施例中，相机139，如下面将更详细地描述的。如图5中所示，窥镜106进一步包括手柄148。手柄148允许用户控制马达124何时经由马达打开/关闭开关(未示出)向轴144提供振动能量。在示例性实施例中，手动马达按钮可以超控(override)系统对马达124的自动控制。也就是说，如果系统100通过使用传感器136中的一个，已经检测到阻塞并向马达124发出开启信号，则用户可以使用手动开关超控该命令。在实施例中，手柄148还可以包括真空打开/关闭按钮(未示出)。因此，当碎片、流体等在目标管腔内但在不需要抽吸可以关闭真空时，用户可自行决定开启真空。
如图3-4中所示，包括电旋转振动马达124的振动轴环104联接到窥镜轴144，以促进沿其长度的振动。振动轴环104从近侧端部130延伸到远侧端部132，并包括壳体120，该壳体包括用于振动马达124的隔室127。在该实施例中，振动马达124具有沿着中心纵向轴线S延伸的可旋转轴126，其可以完全设置在隔室127内，或者在另一实施例中，可以从隔室127向近侧或向远侧延伸，如图3中所示。轴126包括与其联接的至少一个偏心配重128。例如，如图3中所示，配重可以被构造成半圆形。因为配重128围绕轴126的中心轴线S非对称地成形，所以当轴126旋转时，轴126围绕其轴线朝向配重侧是不失衡的，从而当轴126旋转时引起振动。因此，振动频率将等于马达的转数。如图所示，配重128可以联接到轴126的从壳体120向近侧延伸的近侧端部。然而，应该明白的是，配重128可以在沿着轴的长度的任何点处联接到轴126，只要附接有配重128的轴126能够自由旋转。电能可以经由导线122提供给振动马达124，导线122提供至电源的连接。在示例中，导线122连接到手柄，手柄又具有电源，比如例如电池或到插座的电力线。在示例性实施例中，振动马达124可以通过传感器刺激而自动地启用，如下面将更详细地描述的。在另一示例性实施例中，马达124还可以由用户使用手柄148上的打开/关闭开关手动地启用。
振动轴环104包括从近侧端部130穿过其中延伸到远侧端部132的通道134。通道134定尺寸和定形状为接收穿过其中的窥镜轴144。例如，通道134的直径可以等于或略微大于轴144的外径。振动轴环104可以经由任何联接机构(比如例如摩擦配合、收缩管或通过粘合剂)联接到轴144。在图6中所示的示例性实施例中，振动轴环104在窥镜装置106的远侧端部内的位置处联接到轴144。在实施例中，振动轴环104可以与窥镜106一体地形成，使得振动能量沿着轴144的轴线、沿着轴144的整个长度传递。然而，在如图2所示的另一示例性实施例中，振动轴环104可以沿着其长度在任何用户偏好的点处联接到轴144。因此，振动能量可以聚焦在轴144的特定长度上，使得振动能量可以更集中在阻塞点处。
尽管在本实施例中，进入护套102用于为流体提供到目标管腔的路径，并且窥镜轴144用于从目标管腔对碎片抽真空，但是本领域的技术人员应明白的是，可以使流动路径反向，使得窥镜轴144向目标管腔提供流体，并且进入护套102用于从目标管腔对碎片抽真空。然而，在流动路径是反向的并且进入护套102用于对碎片抽真空的实施例中，振动轴环104和振动马达124联接到进入护套102。也就是说，振动能量被施加到连接到真空泵108的部件(即，进入护套102、窥镜轴144)，使得穿过其中被抽吸的碎片可以被振动马达124移除。在另一示例性实施例中，窥镜轴144可以包括两个管腔，一个用于抽吸，而另一个用于冲洗。在该实施例中，振动轴环104和振动马达124可以联接到该轴144，从而消除了对进入护套的需求。本领域的普通技术人员将会理解的是，不止一个振动马达124可以联接到窥镜轴144。
在示例性实施例中，窥镜106可以连接到作为用于碎片、组织、流体等的收集点的收集罐150。在实施例中，管道152可以从窥镜106通向收集罐150，收集罐150经由其它管道152连接到真空泵108，如图1-2中所示。因此，真空泵108通过收集罐150和窥镜工作通道142提供抽吸，从而在收集罐150中产生低压以将碎片以及流体等吸出目标管腔并进入到收集罐150中。在示例性实施例中，收集罐150可以包括重量传感器156。重量传感器(未示出)可以操作性地连接到处理装置，如以下更详细地论述的。
在实施例中，系统100可以包括处理装置160，比如计算机。处理装置160可以操作性地连接到一个或更多个系统部件，比如例如，窥镜装置106、真空泵108和/或重量传感器156。处理装置160能够执行各种功能，比如计算、控制、估计等。例如，处理装置160可以接收来自系统100的传感器136(即，压力换能器、相机、流量计)的信号或数据，并从所提供的数据来确定振动马达124何时以及是否应该被开启。处理装置160还可以被构造成包括视觉软件/图像识别软件，其可以检测来自相机的视觉噪声。如果提供给处理装置160的图像被确定为不足够的清楚或清晰，则振动马达124被开启以破碎碎片，直到图像清晰或清楚。振动马达124可以被开启一段临时时间(即，预定时段)，或者直到视野被认为足够清晰。在另一示例中，如果窥镜106的远侧末端处的压力换能器在抽吸碎片期间检测到腔体内的压力上升，则系统将假设工作通道142中存在阻塞，从而导致压力上升，并且一信号将被发送到处理装置160，其将自动地开启振动马达124。示例性的压力上升可以是基线压力的大约5-10％。在另一示例性实施例中，系统100可以包括流量计158。在该实施例中，如果流量计检测到工作通道142内的流体流动减少，信号将被发送到处理装置160，其将开启振动马达124，直到堵塞被移除并且流体流动返回到正常流量。在又一示例性实施例中，如果收集罐150包括重量传感器156，则收集罐150在程序期间被称重。如果传感器156在预定的时间量(比如例如5-10秒)内检测到重量没有变化，则系统将假设工作通道142中存在阻塞，并且可以向处理装置160发送信号以自动地开启振动马达124。
在示例性实施例中，处理装置160包括用户接口部件，比如触摸屏接口162。用户接口可以包括显示屏以及触摸按钮。用户接口允许用户开启/关闭系统100(比如例如振动马达124)的各种功能。也就是说，在实施例中，用户能够通过用户接口或通过窥镜手柄148手动地控制振动马达124。在另一实施例中，用户接口可以包括代替窥镜手柄148的振动马达控制按钮。正在使用的多个传感器136中的每个可以由用户接口管理，这也允许用户添加、改变或中断多个传感器的使用。用户接口部件还可以用于在各种程序的自动和手动模式之间改变振动马达124。
用于从堵塞的工作通道142去除碎片的示例性方法包括将进入护套102的远侧端部插入到目标通道中，并使护套102穿过其中行进到例如肾脏内的目标腔体中。在一些实施例中，冲洗流体可以通过进入护套102的管腔114提供并进入目标通道中。一旦进入护套102根据需要被定位在肾脏内，窥镜106的轴144行进穿过护套102的管腔114，直到其远侧端部延伸超过进入护套102的远侧端部112。随着窥镜106行进到目标管腔中，定位在窥镜轴144的远侧端部上的传感器136向处理装置160提供关于窥镜106定位在其中的目标解剖结构的状态以及窥镜轴140的工作通道142内的状态的反馈，其随后可以被显示在显示屏上。例如，在碎石术期间，肾结石被破碎成多个碎块，并且窥镜106被用于通过轴144的工作通道142抽吸碎块。当通过系统100抽吸碎片时，如果传感器136确定在工作通道142中存在由例如肾肾结石碎块形成的阻塞堵塞物，则传感器136将自动地触发马达124开启。因为马达124和马达轴环104联接到窥镜轴144，所以沿着轴144的长度提供振动能量，以移除碎片并破碎工作通道142内的堵塞物。一旦碎片被移除，真空泵108继续从窥镜106的轴144的工作通道142中对碎片抽真空并进入到收集罐150中。当传感器136检测到状态已经正常化(即障碍已经被去除)时，系统100将关闭马达124。在程序中的任何时刻，用户可以经由用户接口162或其它物理开关来切换系统100，使得其部件，比如马达124、真空泵108等，可以被手动地调节。手动调节可以通过使用窥镜手柄上的按钮或用户接口上的按钮来进行。
本领域技术人员将理解的是，当前的装置和方法并不局限于所公开的实施例。例如，所公开的碎片去除系统100可以用于各种其它程序，比如例如来说，宫腔窥镜检查、膀胱窥镜检查等。因此，系统100并不局限于与输尿管窥镜一起使用，而是可以与其它装置(比如膀胱窥镜、宫腔窥镜或具有插入身体通道/管腔/腔体的轴的任何其它装置)一起使用。
本领域技术人员将理解的是，可以对以上描述实施例进行改变而不背离其创造性构思。还应当理解，与实施例中的一个相关联的结构特征和方法可以并入到其它实施例中。因此，应该理解的是，本发明并不局限于所公开的特定实施例，相反，修改也包含在由所附权利要求限定的本发明的范围内。

Claims (15)

1.一种碎片去除系统，包括：
细长轴，其从近侧端部延伸到远侧端部，并包括轴管腔，该轴被构造成通过身体管腔插入到目标手术部位；
振动马达，其经由振动轴环联接到所述细长轴，所述振动马达包括可旋转轴和联接到所述可旋转轴的至少一个配重，所述配重绕所述轴的中心轴线非对称地定形状，使得所述轴的旋转沿所述细长轴的长度产生振动能量，以移除所述目标手术部位内的碎片；以及
真空泵，其连接到所述细长轴，并被构造成通过所述轴管腔从所述目标手术部位对移除的碎片抽真空。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述振动轴环包括壳体，所述壳体包括隔室，所述隔室构造成在其中容纳所述振动马达的至少一部分。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述可旋转轴的一部分从所述隔室以向近侧和向远侧中的一种方式延伸，所述配重联接到所述隔室。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，所述配重大致定形状为半圆形。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其中，所述真空泵经由管道连接到所述细长轴。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其中，所述细长轴包括至少一个传感器，该传感器将与所述目标手术部位相关的传感器数据传送到处理器，其中如果所述传感器检测到所述手术部位中的障碍，则所述处理器自动地开启所述马达。
7.一种碎片去除系统，包括：
护套，其从近侧端部延伸到远侧端部，并包括延伸穿过其中的管腔，该护套被构造成将流体递送到目标手术部位；
窥镜装置，其包括从其远侧端部延伸的细长轴，该细长轴被构造成通过所述护套的管腔插入；
振动马达，其被构造成联接到所述细长轴，所述振动马达沿所述细长轴的长度提供振动能量以移除所述目标手术部位内的碎片；以及
真空泵，其连接到所述细长轴，以通过所述细长轴从所述目标手术部位抽吸移除的碎片。
8.根据权利要求7所述的系统，进一步包括处理器，所述处理器被构造成自动地控制所述振动马达。
9.根据权利要求7或8所述的系统，其中，所述细长轴包括至少一个传感器，该传感器将与所述目标手术部位相关的传感器数据递送到处理器，其中如果所述传感器检测到所述手术部位中的障碍，则所述处理器自动地开启所述马达。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的系统，其中，所述振动马达经由振动轴环联接到所述细长轴，所述振动轴环从近侧端部延伸到远侧端部并包括构造成容纳所述振动马达的壳体。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述振动轴环包括通道，其从所述近侧端部延伸到所述远侧端部，并且定尺寸和形状为接收穿过其中的所述细长轴。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的系统，其中，所述振动马达包括可旋转轴和与之联接的至少一个偏心配重。
13.根据权利要求7至12中任一项所述的系统，进一步包括收集罐，所述收集罐流体地连接到所述窥镜装置和所述真空泵，从而将移除的碎片从所述目标手术部位吸到所述收集罐。
14.根据权利要求7至13中任一项所述的系统，其中，所述护套包括密封件，该密封件构造成防止流体通过所述管腔回流。
15.根据权利要求7至14中任一项所述的系统，其中，所述窥镜装置进一步包括手柄，该手柄包括至少一个按钮，所述至少一个按钮被构造成手动地控制所述振动马达或所述振动马达的功率。
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