CN114081422A - 一种插入部、内窥镜及驱动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于内窥镜技术领域，提供了一种插入部、内窥镜及驱动方法，所述插入部包括：插入管、第一径向变形体、第一轴向变形体和第二径向变形体，所述第一轴向变形体的两端分别与所述第一轴向变形体和第二轴向变形体固定连接，所述第二径向变形体固定设置于所述插入管的远端；所述第一径向变形体和所述第二径向变形体可变形至与所述插入管的插入对象的内壁相接触；所述第一轴向变形体用于产生使所述第一径向变形体靠近或远离所述第二径向变形体的作用力。本发明提出了一种前驱动式前进方案实现插入部在人体腔道内的前进，这种驱动方式对插入管的硬度要求较低，可以将插入管设置的较软，可以尽量减小对患者带来的痛苦。
Description
技术领域
本发明涉及一种内窥镜，尤其是涉及一种插入部、内窥镜及驱动方法。
背景技术
内窥镜是一种常用的医疗器械，能够直接进入人体自然管道的检查器械，可为医生提供充分的诊断信息以治疗疾病。使用时，内窥镜的插入部经人体的自然孔道或经手术做的小切口进入人体内，医生可直接窥视有关部位的变化。
内窥镜的插入部一般包括蛇骨段、被动弯曲段、和插入管段。其中蛇骨段最软，插入管段最硬。现有的内窥镜深入到人体腔道内一般是通过向较硬的插入管端使力，从而使整个内窥镜在人体腔道内前进，是一种后驱动式的结构。但由于人体内的腔道，比如大肠和小肠，是非常弯曲的，插入管进去之后会使得大肠或小肠被绷直，给患者带来痛苦的体验。
发明内容
为了解决上述问题，本发明第一方面的目的是，提供了一种插入部，所述插入部包括：插入管、第一径向变形体、第一轴向变形体和第二径向变形体，所述第一轴向变形体的两端分别与所述第一径向变形体和第二径向变形体固定连接，所述第二径向变形体固定设置于所述插入管的远端；
所述第一径向变形体和所述第二径向变形体可变形至与所述插入管的插入对象的内壁相接触；所述第一轴向变形体用于产生使所述第一径向变形体靠近或远离所述第二径向变形体的作用力。
进一步地，所述第一径向变形体和所述第二径向变形体均为球形气囊。
进一步地，所述第一轴向变形体为条形气囊。
进一步地，所述第一径向变形体的数量为一。
进一步地，所述第一径向变形体的数量大于一，相邻的所述第一径向变形体之间通过所述条形气囊连接。
进一步地，所述插入管的外壁附接有第一气管通道，所述第一气管通道与所述第一径向变形体连通。
进一步地，所述插入管内设有第二气管通道，所述第二气管通道与所述第二径向变形体连通。
进一步地，所述第一轴向变形体的外径小于所述第一径向变形体和所述第二径向变形体的外径。
本发明的第二方面，提供了一种内窥镜，所述内窥镜包括手柄部和前述的插入部，所述手柄部用于控制所述插入部沿所述插入部的轴向方向运动。
本发明的第三方面，提供了一种前述的插入部驱动方法，所述方法包括以下步骤：
步骤S001：选择其中一个第一径向变形体作为目标气囊，向所述目标气囊内充气，使所述目标气囊发生膨胀，直至所述目标气囊抵紧插入对象的内壁；
步骤S002：向所述目标气囊和所述第二径向变形体之间的条形气囊内充气，以推动第二径向变形体前进；
步骤S003：当所述第二径向变形体的运动停止时，向所述第二径向变形体内充气，使所述第二径向变形体发生膨胀，直至所述第二径向变形体抵紧插入对象的内壁，并给所述目标气囊放气，使所述目标气囊收缩；
步骤S004：给所述目标气囊和所述第二径向变形体之间的条形气囊放气，以吸引目标气囊靠近第二径向变形体；
步骤S005：当所述目标气囊的运动停止时，给所述第二径向变形体放气，使所述第二径向变形体收缩；
步骤S006：重复步骤S001至步骤S005。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果为：本发明提出了采用了一种完全不同于现有技术的前驱动式的方案。通过在插入管的远端外壁上设置第一径向变形体、第一轴向变形体、第二径向变形体，通过控制第一轴向变形体在插入管轴向方向的收缩与扩张，实现了第一径向变形体和第二径向变形体之间的远离和靠近，实现了插入管在插入对象内的爬行式前进。这种驱动方式由于不需要从插入管传递推力，因此对插入管的硬度要求较低，因此可以将插入管设置的较软，整个插入部在插入对象内很容易变形，从而在使用内窥镜时，可以尽量减小对患者带来的痛苦。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一个实施例中一种插入部的结构示意图；
图2是图1所示插入部的原始状态示意图；
图3是图2所示插入部，第一径向变形体膨胀后的结构示意图；
图4是图3所示插入部，第一轴向变形体膨胀后，第二径向变形体远离第一径向变形体的结构示意图；
图5是图4所示插入部，第二径向变形体膨胀，第一径向变形体收缩后的结构示意图；
图6是图5所示插入部，第一轴向变形体收缩后，第一径向变形体靠近第二径向变形体的结构示意图；
图7是本发明另一个实施例中，具有两个第一径向变形体的插入部结构示意图；
图8是图7所示插入部的原始状态示意图；
图9是图8所示插入部，处于第一位置的第一径向变形体以及，所有的第一轴向变形体膨胀，使得第二径向变形体远离第一径向变形体运动的结构示意图；
图10是图9所示插入部中，第二径向变形体膨胀，第一径向变形体收缩的结构示意图；
图11是图10所述插入部中，所有的第一轴向变形体收缩，使第一径向变形体靠近第二径向变形体运动的结构示意图。
图中：1-插入管，2-第一径向变形体，3-第一轴向变形体，4-第二径向变形体，5-插入对象。
具体实施方式
以下的说明提供了许多不同的实施例、或是例子，用来实施本发明的不同特征。以下特定例子所描述的元件和排列方式，仅用来精简地表达本发明，其仅作为例子，而并非用以限制本发明。
内窥镜是一种常用的医疗器械，能够直接进入人体自然管道的检查器械，可为医生提供充分的诊断信息以治疗疾病。使用时，内窥镜的插入部经人体的自然孔道或经手术做的小切口进入人体内，医生可直接窥视有关部位的变化。
内窥镜的插入部一般包括蛇骨段、被动弯曲段、和插入管段。其中蛇骨段是由一个个蛇骨单元依次连接而成；而插入管段和被动完全断常常是由螺纹管形成，插入管段的螺纹螺距要大于被动弯曲管段的螺纹螺距，因此，现有的内窥镜的插入部中，插入管段最硬，被动弯曲管段次之，蛇骨段最软。
现有技术中，将内窥镜的插入部深入到人体腔道内，一般是通过向较硬的插入管段使力，从而使整个内窥镜的插入部在人体腔道内前进。因此，这种后驱动式的结构，就对内窥镜的插入管段的硬度有一定的要求。当内窥镜的插入管段的硬度较低时，会使得使用者无法从后端按照预定的腔道走向推进内窥镜，当插入管段的硬度较高时，由于人体内的腔道，比如大肠和小肠，是非常弯曲的，插入管进去之后会使得大肠或小肠被绷直，给患者带来痛苦的体验。
因此，急需提供一种拥有较低硬度的插入部，同时还可以实现内窥镜的插入在人体腔道内的顺利推进。
需要提前说明的是，本发明中的“远端”和“近端”均是相对于内窥镜的手柄部而言，其中距离内窥镜的手柄部较近的一端称为“近端”，距离内窥镜手柄部较远的一端称为“远端”
鉴于此，本发明的一个实施例，如图1所示，提供了一种插入部，所述插入部包括：插入管1、第一径向变形体2、第一轴向变形体3和第二径向变形体4，所述第一轴向变形体3的两端分别与所述第一径向变形体2和第二径向变形体4固定连接，所述第二径向变形体4固定设置于所述插入管1的远端；
所述第一径向变形体2和所述第二径向变形体4可变形至与所述插入管1的插入对象5的内壁相接触；所述第一轴向变形体3用于产生使所述第一径向变形体2靠近或远离所述第二径向变形体4的作用力。
上述方案中，插入部指的是柔性内窥镜除手柄部、电气连接线以外的部分。插入对象5可以为人体内的腔道，如人体的肠道，也可以为动物体内的腔道，下文以插入对象5为人体腔道为例进行说明。
第一径向变形体2和第二径向变形体4在初始状态下，其外径小于插入人体腔道的内径。在变形状态下，第一径向变形体2和第二径向变形体4可沿其径向方向膨胀，第一径向变形体2和第二径向变形体4的最大膨胀直径大于人体腔道的内径。
第一轴向变形体3在初始状态下，其轴向方向的长度较短。在变形状态下，第一轴向变形体3可沿其轴向方向膨胀，使其轴向方向的长度伸长。第一轴向变形体3的直径小于人体腔道的内径。
现有技术中的内窥镜常通过手柄部向前推动，以将插入管1插入到人体的腔道内。与现有技术不同的是，上述方案中采用了一种前驱动式的方案实现插入部在人体腔道内的推进。具体地：
在初始状态下，可以通过手柄端用力推进的方式，将包含第一径向变形体2、第一轴向变形体3和第二径向变形体4的插入管1段插入人体腔道内；
第一步：使第一径向变形体2在其径向方向变形至与插入对象5的内壁接触，且使第一径向变形体2相对于插入对象5不可移动；
第二步：使第一轴向变形体3沿其轴向方向发生变形，由于第一轴向变形体3的另一端与第二径向变形体4及插入管1的远端固定连接，从而可带动第二径向变形体4及插入管1向前前进；
第三步：当第二径向变形体4的前进运动停止时，使所述第二径向变形体4在其径向方向变形至与插入对象5的内壁接触，且使第二径向变形体4相对于插入对象5不可移动；
第四步：使第一径向变形体2径向方向收缩，与人体腔道的内壁分离；同时使第一轴向变形体3在轴向方向收缩，使第一轴向变形体3在轴向方向缩短，从而拉动第一径向变形体2靠近第二径向变形体4运动；
第五步：当第一径向变形体2的靠近运动停止时，使第二径向变形体4径向方向收缩，与人体腔道的内壁分离；
在执行完上述五步之后，插入部在插入对象5内便完成了一次前进动作，当需要继续实现插入部的前进时，重复上述步骤一至步骤五即可。
与现有技术不同的是，上述方案中采用了一种完全不同于现有技术的前驱动式的方案。通过在插入管1的远端外壁上设置第一径向变形体2、第一轴向变形体3、第二径向变形体4，通过控制第一轴向变形体3在插入管1轴向方向的收缩与扩张，实现了第一径向变形体2和第二径向变形体4之间的远离和靠近，实现了插入管1在插入对象5内的爬行式前进。这种驱动方式由于不需要从插入管1传递推力，因此对插入管1的硬度要求较低，因此可以将插入管1设置的较软，整个插入部在插入对象5内很容易变形，从而在使用内窥镜时，可以尽量减小对患者带来的痛苦。
进一步地，所述第一径向变形体2和所述第二径向变形体4均为球形气囊。
球囊式第一径向变形体2和第二径向变形体4，在未充气状态下，其外径较小，且小于插入对象5的内径；
当需要将第一径向变形体2与插入对象5的内壁之间进行定位时，则可向第一径向变形体2内充入气体，使第一径向变形体2在径向方向上膨胀，当膨胀至与插入对象5的内壁贴合时，再向第一径向变形体2充入少许气体，第一径向变形体2会对插入对象5的内壁产生轻微挤压，从而使第一径向变形体2抵紧插入对象5的内壁，不易移动。
同理，当需要将第二径向变形体4与插入对象5的内壁之间进行定位时，则可向第二径向变形体4内充入气体，使第二径向变形体4在径向方向上膨胀，当膨胀至与插入对象5的内壁贴合时，再向第二径向变形体4充入少许气体，第二径向变形体4会对插入对象5的内壁产生轻微挤压，从而使第二径向变形体4抵紧插入对象5的内壁，不易移动。
进一步地，所述第一轴向变形体3为条形气囊。其套接于所述插入管1的外壁上，所述条形气囊的一端固定连接于所述第一径向变形体2的球形气囊，所述条形气囊的另一端固定连接于所述第二径向变形体4的球形气囊，
当需要使第一轴向变形体3使所述第一径向变形体2远离所述第二径向变形体4的作用力时，则向第一轴向变形体3内充入气体，使第一轴向变形体3在轴向方向上膨胀，从而使第一径向变形体2和所述第二径向变形体4之间的相对距离变远。
在此基础上，当需要使第一轴向变形体3使所述第一径向变形体2靠近所述第二径向变形体4的作用力时，则对第一轴向变形体3放气，使第一轴向变形体3在轴向方向上收缩，从而使第一径向变形体2和所述第二径向变形体4之间的相对距离变近。
由于所述第二径向变形体4固定连接于插入管1的外壁上，因此，可以将第一轴向变形体3靠近第二径向变形体4的一端直接固定连接到第二径向变形体45的球形气囊上；当然，也可以将第一轴向变形体3靠近第二径向变形体4的一端直接固定连接至第二径向变形体4近端侧的插入管1上。只要保持第一轴向变形体3与第二径向变形体4的之间的相对位置不变即可。
另外，可以只在第一径向变形体2的远侧端面固定设置一个第一轴向变形体3，也可以在第一径向变形体2的近侧端面和远侧端面分别固定设置一个第一轴向变形体3，具体如何设置，需根据第一径向变形体2的数量来定。
实际应用中，为了便于装配，可以将第二径向变形体4和第一径向变形体2设置为结构、材质、形状等均完全相同的两球形气囊。
进一步地，所述第一径向变形体2的数量为一。
上述方案中，当第一径向变形体2的数量为一时，实现上述插入部在人体腔道内运动的原理如下：
在初始状态下，可以通过手柄端用力推进的方式，将包含第一径向变形体2、第一轴向变形体3和第二径向变形体4的插入管1段插入人体腔道内；
第一步：向第一径向变形体2内充气，使其在径向方向膨胀，直至与插入对象5的内壁接触，继续给第一径向变形体2内充入少许气体，使第一径向变形体2对插入对象5的内壁产生轻微挤压，从而将第一径向变形体2定位于插入对象5的内壁内，使第一径向变形体2相对于插入对象5不可移动；
第二步：向第一轴向变形体3内充入气体，使其在轴向方向上膨胀，由于第一轴向变形体3的另一端与第二径向变形体4及插入管1的远端固定连接，从而可带动第二径向变形体4及插入管1向前前进；
第三步：当第二径向变形体4的前进运动停止时，向所述第二径向变形体4内充入气体，使第二径向变形体4在径向方向膨胀，直至与插入对象5的内壁接触，继续给第二径向变形体4内充入少许气体，使第二径向变形体4对插入对象5的内壁产生轻微挤压，从而将第二径向变形体4定位于插入对象5的内壁内，使第二径向变形体4相对于插入对象5不可移动；
第四步：同时，对使第一径向变形体2进行放气，使其在径向方向收缩，与人体腔道的内壁分离；同时对第一轴向变形体3进行放气，使其在轴向方向收缩，由于第一轴向变形体3在轴向方向变短，从而拉动第一径向变形体2靠近第二径向变形体4运动；
第五步：当第一径向变形体2的靠近运动停止时，对第二径向变形体4进行放气，使其在径向方向收缩，与人体腔道的内壁分离；
在执行完上述五步之后，插入部在插入对象5内便完成了一次前进动作，当需要继续实现插入部的前进时，重复上述步骤一至步骤五即可。
进一步地，所述第一径向变形体2的数量大于一，相邻的所述第一径向变形体2之间通过所述条形气囊连接。
当插入管1的外壁上设有多个第一径向变形体2时，多个第一径向变形体2依次设置于第二变形体的近端侧，且相邻的两第一径向变形体2之间通过第一轴向变形体3实现连接。
设置多个第一径向变形体2实现插入部前进的原理与设置一个第一径向变形体2实现插入部前进的原理相同，不同在于，设置多个第一径向变形体2可以实现插入部一次实现更远距离的前进，以下，将以第一径向变形体2的数量为二，对其驱动原理进行说明：
在初始状态下，可以通过手柄端用力推进的方式，将包含第一径向变形体2、第一轴向变形体3和第二径向变形体4的插入管1段插入人体腔道内；
第一步：选择处于第一位置的(即图8最左端位置)第一径向变形体2作为目标气囊，向目标气囊内充气，使其在径向方向膨胀，直至与插入对象5的内壁接触，继续给第一径向变形体2内充入少许气体，使第一径向变形体2对插入对象5的内壁产生轻微挤压，从而将第一径向变形体2定位于插入对象5的内壁内，使第一径向变形体2相对于插入对象5不可移动；
第二步：向所有的条形气囊内充入气体，使其在轴向方向上膨胀，从而处于第二位置的第一径向变形体2将相对于处于第一位置的第一径向变形体2远离距离L(L为条形气囊膨胀前和膨胀后的长度变化)，在此基础上，第二径向变形体4将带动插入管1相对于处于第二位置的第一径向变形体2远离距离L；如此，第二径向变形体4相对于处于第一位置的第一径向变形体2运动的距离总共为2L。
第三步：当第二径向变形体4的前进运动停止时，向所述第二径向变形体4内充入气体，使第二径向变形体4在径向方向膨胀，直至与插入对象5的内壁接触，继续给第二径向变形体4内充入少许气体，使第二径向变形体4对插入对象5的内壁产生轻微挤压，从而将第二径向变形体4定位于插入对象5的内壁内，使第二径向变形体4相对于插入对象5不可移动；
第四步：同时，对使第一径向变形体2进行放气，使其在径向方向收缩，与人体腔道的内壁分离；同时对条形气囊进行放气，使其在轴向方向收缩，由于条形气囊在轴向方向变短，从而拉动第一径向变形体2靠近第二径向变形体4运动；
第五步：当第一径向变形体2的靠近运动停止时，对第二径向变形体4进行放气，使其在径向方向收缩，与人体腔道的内壁分离；
在执行完上述五步之后，插入部在插入对象5内便完成了一次前进动作，当需要继续实现插入部的前进时，重复上述步骤一至步骤五即可。
需要说明的是，可以选择处于不同位置的第一径向变形体2作为目标气囊；如上述方案中选择处于第一位置的(即图8最左端位置)第一径向变形体2作为目标气囊，当然根据一次所需实现的插入管1的前进距离，也可以选择处于第二位置(即图8中左起第二个第一径向变形体2)或其他位置的第一径向变形体2作为目标气囊，重复执行上述步骤。
进一步地，所述插入管1的外壁附接有第一气管通道，所述第一气管通道与所述第一径向变形体2连通。
进一步地，所述插入管1内设有第二气管通道，所述第二气管通道与所述第二径向变形体4连通。在插入管1与第二径向变形体4相对应的位置上设有通气孔(未图示)，第二气管通道通过通气孔实现与第二径向变形体4的连通，对其进行充气和放气。
进一步地，所述第一轴向变形体3的外径小于所述第一径向变形体2和所述第二径向变形体4的外径。使得在第一轴向变形体3的轴向方法发生膨胀时，不会与插入对象5的内壁接触。
本发明的第二方面，提供了一种内窥镜，所述内窥镜包括手柄部和前述的插入部，所述手柄部用于控制所述插入部沿所述插入部的轴向方向运动。
上述方案中的内窥镜采用一种前驱动的方式实现插入部在插入对象5内的前驱动式前进。这种内窥镜的插入管1可以设置的较软，整个插入部在插入对象5的内壁很容易变形，从而在使用内窥镜时，可以尽量减小对患者带来的痛苦。
本发明的第三方面，提供了一种前述的插入部驱动方法，所述方法包括以下步骤：
步骤S001：选择其中一个第一径向变形体2作为目标气囊，向所述目标气囊内充气，使所述目标气囊发生膨胀，直至所述目标气囊抵紧插入对象5的内壁；
步骤S002：向所述目标气囊和所述第二径向变形体4之间的条形气囊内充气，以推动第二径向变形体4前进；
步骤S003：当所述第二径向变形体4的运动停止时，向所述第二径向变形体4内充气，使所述第二径向变形体4发生膨胀，直至所述第二径向变形体4抵紧插入对象5的内壁，并给所述目标气囊放气，使所述目标气囊收缩；
步骤S004：给所述目标气囊和所述第二径向变形体4之间的条形气囊放气，以吸引目标气囊靠近第二径向变形体4；
步骤S005：当所述目标气囊的运动停止时，给所述第二径向变形体4放气，使所述第二径向变形体4收缩；
步骤S006：重复步骤S001至步骤S005。
上述方法通过设置第一径向变形体2、第一轴向变形体3、第二径向变形体4，通过控制第一轴向变形体3在插入管1轴向方向的收缩与扩张，实现了第一径向变形体2和第二径向变形体4之间的远离和靠近，实现了插入管1在插入对象5内的爬行式前进。这种驱动方式由于不需要从插入管1传递推力，因此对插入管1的硬度要求较低，因此可以将插入管1设置的较软，整个插入部在插入对象5内很容易变形，从而在使用内窥镜时，可以尽量减小对患者带来的痛苦。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种插入部，其特征在于，包括：插入管(1)、第一径向变形体(2)、第一轴向变形体(3)和第二径向变形体，所述第一轴向变形体(3)的两端分别与所述第一径向变形体(3)和第二径向变形体(4)固定连接，所述第二径向变形体(4)固定设置于所述插入管(1)的远端；
所述第一径向变形体(2)和所述第二径向变形体(4)可变形至与所述插入管(1)的插入对象(5)的内壁相接触；所述第一轴向变形体(3)用于产生使所述第一径向变形体(2)靠近或远离所述第二径向变形体(4)的作用力。
2.如权利要求1所述的插入部，其特征在于，所述第一径向变形体(2)和所述第二径向变形体(4)均为球形气囊。
3.如权利要求2所述的插入部，其特征在于，所述第一轴向变形体(3)为条形气囊。
4.如权利要求3所述的插入部，其特征在于，所述第一径向变形体(2)的数量为一。
5.如权利要求3所述的插入部，其特征在于，所述第一径向变形体(2)的数量大于一，相邻的所述第一径向变形体(2)之间通过所述条形气囊连接。
6.如权利要求4或5所述的插入部，其特征在于，所述插入管(1)的外壁附接有第一气管通道，所述第一气管通道与所述第一径向变形体(2)连通。
7.如权利要求6所述的插入部，其特征在于，所述插入管(1)内设有第二气管通道，所述第二气管通道与所述第二径向变形体(4)连通。
8.如权利要求4或5所述的插入部，其特征在于，所述第一轴向变形体(3)的外径小于所述第一径向变形体(2)和所述第二径向变形体(4)的外径。
9.一种内窥镜，其特征在于，包括手柄部和如权利要求1-8之一所述的插入部，所述手柄部用于控制所述插入部沿所述插入部的轴向方向运动。
10.一种如权利要求3-8之一所述的插入部驱动方法，包括以下步骤：
步骤S001：选择其中一个第一径向变形体(2)作为目标气囊，向所述目标气囊内充气，使所述目标气囊发生膨胀，直至所述目标气囊抵紧插入对象(5)的内壁；
步骤S002：向所述目标气囊和所述第二径向变形体(4)之间的条形气囊内充气，以推动第二径向变形体(4)前进；
步骤S003：当所述第二径向变形体(4)的运动停止时，向所述第二径向变形体(4)内充气，使所述第二径向变形体(4)发生膨胀，直至所述第二径向变形体(4)抵紧插入对象的内壁，并给所述目标气囊放气，使所述目标气囊收缩；
步骤S004：给所述目标气囊和所述第二径向变形体(4)之间的条形气囊放气，以吸引目标气囊靠近第二径向变形体(4)；
步骤S005：当所述目标气囊的运动停止时，给所述第二径向变形体(4)放气，使所述第二径向变形体(4)收缩；
步骤S006：重复步骤S001至步骤S005。
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