CN114468943A - 外套管、包括该外套管的系统以及操作该系统的方法 - Google Patents

外套管、包括该外套管的系统以及操作该系统的方法 Download PDF

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Abstract

一种外套管，包括：限定内腔的连接器主体，内窥镜的插入部分可沿着延伸穿过内腔的远侧开口和近侧开口的纵向轴线通过该内腔插入；以及连接机构，包括：可移动地附接到连接器主体的连接器，其中，连接器配置为限定径向远离纵向轴线的稳定平衡第一位置，并且通过径向力从稳定平衡第一位置移动到比第一位置径向上更靠近纵向轴线的第二位置，并且其中，在第二位置，连接器配置为接合插入部分，以限制连接器主体和插入部分沿着纵向轴线的相对移动，同时允许连接器主体通过驱动力相对于插入部分沿着纵向轴线旋转。

Description

外套管、包括该外套管的系统以及操作该系统的方法
技术领域
本发明涉及可附接到插入装置的插入部分并可从插入装置的插入部分拆卸的外套管、具有附接到其并可从其拆卸的外套管的插入装置以及用于将外套管附接到插入装置并从插入装置拆卸外套管的方法。
背景技术
在美国专利申请公开号US2017/0071447A1(美国专利申请号15/362942，美国专利号US9895051B2)中描述了一种附接到插入装置例如内窥镜的插入部分和从其拆卸的外套管。在外套管附接到插入部分的状态下，外套管被驱动以相对于插入部分旋转。当外套管旋转时，随着外套管的外表面朝向近端挤压插入部分所插入的腔的壁，插入部分更深地进入腔。
外套管可以包括棘爪，其可以从径向上远离外套管纵向轴线的第一位置移动到更靠近外套管纵向轴线的第二位置，以接合布置在外套管内腔中的内窥镜插入部分的一部分。
在外套管与内窥镜插入部分的附接和分离过程中，棘爪保持在径向远离外套管纵向轴线的第一位置。
在外套管附接到插入部分的状态下，棘爪处于第二位置，并且与设置在插入部分的所述部分的外表面上的周向凹槽接合。在第二位置，棘爪限制外套管和插入部分沿着纵向轴线的相对移动。
然而，在外套管与内窥镜插入部分的附接和分离过程中，当外套管相对于插入部分沿着纵向轴线移动时，布置在第一位置的棘爪可以接触插入部分的外表面。棘爪和插入部分的外表面之间的这种接触会导致插入部分的外表面损坏。
发明内容
根据本发明一实施例，提供了一种可附接到内窥镜的插入部分的外套管。外套管包括：限定内腔的连接器主体，插入部分可沿着延伸穿过内腔的远侧开口和近侧开口的纵向轴线通过该内腔插入；以及连接机构，包括：可移动地附接到连接器主体的连接器，其中连接器配置为具有径向远离纵向轴线的稳定平衡第一位置，并且通过径向力从稳定平衡第一位置移动到比稳定平衡第一位置径向上更靠近纵向轴线的第二位置，并且其中，在第二位置，连接器配置为接合插入部分，以限制连接器主体和插入部分沿着纵向轴线的相对移动，同时允许连接器主体通过驱动力相对于插入部分沿着纵向轴线旋转。
根据本发明另一实施例，一种系统包括：内窥镜，包括插入部分；以及可附接到内窥镜的插入部分的外套管，外套管包括：限定内腔的连接器主体，插入部分可沿着延伸穿过内腔的远侧开口和近侧开口的纵向轴线通过该内腔插入；以及连接机构，包括：可移动地附接到连接器主体的连接器，其中连接器配置为具有径向远离纵向轴线的稳定平衡第一位置，并且通过径向力从稳定平衡第一位置移动到比稳定平衡第一位置径向上更靠近纵向轴线的第二位置，并且其中，在第二位置，连接器配置为接合插入部分，以限制连接器主体和插入部分沿着纵向轴线的相对移动，同时允许连接器主体通过驱动力相对于插入部分围绕纵向轴线旋转。
根据本发明另一实施例，一种操作系统的方法，该系统包括：内窥镜，包括插入部分；以及可附接到内窥镜的插入部分的外套管，该外套管包括：限定内腔的连接器主体，插入部分可沿着延伸穿过内腔的远侧开口和近侧开口的纵向轴线通过该内腔插入；以及连接机构，包括：可移动地附接到连接器主体的连接器，其中连接器配置为具有径向远离纵向轴线的稳定平衡第一位置，并且通过径向力从稳定平衡第一位置移动到比稳定平衡第一位置径向上更靠近纵向轴线的第二位置，并且其中，在第二位置，连接器配置为接合插入部分，以限制连接器主体和插入部分沿着纵向轴线的相对移动，同时允许连接器主体通过驱动力相对于插入部分围绕纵向轴线旋转，其中该方法包括：将内窥镜的插入部分沿着纵向轴线通过连接器主体的内腔插入；向连接器施加径向力，以将连接器从径向上远离纵向轴线的稳定平衡第一位置移动到比稳定平衡第一位置径向上更靠近纵向轴线的第二位置，以接合插入部分，从而限制连接器主体和插入部分沿着纵向轴线的相对移动；以及当连接器通过施加径向力处于第二位置时，施加驱动力以相对于插入部分沿着纵向轴线旋转连接器主体。
附图说明
图1是示意性地示出根据本发明实施例的内窥镜装置的图，即内窥镜和可附接到其上的旋转单元。
图2是表示图1所示的内窥镜的操作部分的相反侧的侧表面的图。
图3是示出驱动单元的剖视图，该驱动单元设置在内窥镜主体的插入部分中，并且配置成旋转驱动旋转单元的管。
图4是沿着图3的线B-B截取的剖视图。
图5是沿着图3的线C-C截取的剖视图。
图6是示出旋转单元的管的剖视图。
图7是示出连接器的近端套筒的透视图。
图8是从远端侧观察的连接器的近端套管的示意图。
图9是沿着图8的线D-D截取的剖视图。
图10是示出连接器的释放按钮主体的透视图。
图11是从远端侧观察的连接器的释放按钮主体的示意图。
图12是从近端侧观察的连接器的释放按钮主体的示意图。
图13是示出旋转单元的锁定套环的透视图。
图14是示出内窥镜的插入部分和旋转单元的管之间的附接状态的剖视图。
图15是示出处于解锁位置的释放按钮主体和锁定套环的俯视图。
图16是示出处于锁定位置的释放按钮主体和锁定套环的俯视图。
图17是沿着图15中的线E-E截取的剖视图。
图18是沿着图16中的线F-F截取的剖视图。
图19是沿垂直于图17所示截面的方向的剖视图。
图20是沿垂直于图18所示截面的方向的剖视图。
图21是示出内窥镜的插入部分和旋转单元的管之间的附接状态的剖视图。
图22是示出连接器的另一实施例的俯视图，并且锁定套环是解锁(顶部)配置和锁定(底部)配置。
具体实施方式
下文将参照附图解释本发明的实施例。
图1是示意性地示出根据本发明实施例的内窥镜装置1的图。内窥镜装置1包括内窥镜系统10和外套管100。
首先，将描述内窥镜系统10。内窥镜系统10可以包括作为插入装置示例的内窥镜11、控制器(或控制单元)12、光源(或光源单元)13、输入设备(或输入单元)14和显示器(或显示单元)15。
内窥镜11可以包括细长的插入部分16和设置在插入部分16的近端侧的操作部分17。插入部分16可以具有设置在内窥镜11的远端侧的长管状构件。插入部分16可以包括远侧刚性部18、设置在远侧刚性部18的近端侧的弯曲部19以及设置在弯曲部19的近端侧的柔性管部20。远侧刚性部18可以包括未示出的照明光学系统、观察光学系统和图像传感器等。通过用户对操作部分17的操作，可以控制弯曲部19沿期望方向弯曲。例如，柔性管部20可以是可弯曲的，以遵循插入部分16插入其中的体腔中的弯曲形状。通道21可被限定为在插入部分16内延伸，以容纳内窥镜11的驱动机构50的驱动轴51的插入。驱动机构50将在后面描述。
操作部分17可以通过止动件22与柔性管部20联接。照明光纤和电线等可以从插入部分16的内部布置到操作部分17的内部。照明光纤具有与远侧刚性部18的照明光学系统连接的远端。电线具有与远侧刚性部18的图像传感器连接的远端。照明光纤和电线可以包含在从操作部分17的近端侧延伸的通用电缆23中。窥镜连接器24可以设置在通用电缆23的近端。通用电缆23配置为经由窥镜连接器24与控制器12和光源13连接。驱动源附接端口25可以设置在操作部分17上，驱动源附接端口25与位于插入部分16内部的通道21连通。
控制器12与内窥镜11、光源13、输入设备14和显示器15电连接。控制器12控制内窥镜11和与其连接的外围设备(比如光源13和稍后描述的驱动源40)的操作。控制器12可以包括未示出的图像处理器。光源13经由照明光纤向布置在远侧刚性部18中的照明光学系统提供照明光。输入设备14可以包括诸如键盘和鼠标的设备，并且接收用户输入的指令。显示器15可以包括液晶显示器，以显示由远侧刚性部18的图像传感器获取并由控制器12进行图像处理的图像以及操作信息。
图2是表示图1所示的内窥镜11的操作部分17的相反侧的侧表面的图。操作部分17可以包括与在插入部分16内延伸的治疗工具通道(未示出)连通的治疗工具插入端口26。治疗工具插入端口26可以与图1所示的驱动源附接端口25并排布置。诸如超声波探头和活检钳的治疗工具可以插入治疗工具插入端口26。
如图2所示，操作部分17的侧表面可以设置有弯曲操作旋钮27，以接收将弯曲部19沿期望方向弯曲的操作输入。在操作部分17内部，用于弯曲弯曲部19的弯曲线(未示出)的近端可以与联接到弯曲操作旋钮27的轴连接。弯曲线的远端可以与弯曲部19的远端部连接。当用户旋转弯曲操作旋钮27时，与其联接的弯曲线被拉动，从而弯曲部19被弯曲。
操作部分17可以设置有各种类型的开关28、29、30和31，比如空气/水供给开关、抽吸开关、成像开关和另一转换开关，以转换预定功能。操作部分17还可以设置有旋转操作输入开关32，以向控制器12输出用于绕插入部分16的中心轴线A1旋转外套管100的信号。例如，当用户按压由附图标记32a指示的位置以倾斜开关32时，旋转操作输入开关32向控制器12输出信号以在第一方向(例如顺时针方向)上旋转外套管100。当用户按压由附图标记32b指示的位置以倾斜开关32时，旋转操作输入开关32向控制器12输出信号以在与第一方向相反的第二方向(例如逆时针方向)上旋转外套管100。
接下来，参照图1，用于围绕中心轴线A1旋转驱动外套管100的驱动源40可以附接到驱动源附接端口25。驱动源40可以包括包含旋转轴的马达主体41和从马达主体41延伸的马达电缆42。马达主体41的外圆周可以用未示出的保持环保持在驱动源附接端口25上。马达主体41的旋转轴可以与稍后描述的驱动机构50的驱动轴51连接。马达电缆42的近端与控制器12电连接。
接下来，参照图1和图6，将描述外套管100。外套管100可以包括可旋转管101，可旋转管101可以包括基本为圆柱形的管主体110和设置在管主体110的近端侧的连接器120。可旋转管101可以是可拆卸地附接到插入部分16的外圆周表面的处置管。连接器120设置成在可旋转管101的近端侧将可旋转管101附接到插入部分16上。
可旋转管101可以沿着纵向轴线A2从由可旋转管101限定的内腔111的远端开口和近端开口延伸。当可旋转管101附接到插入部分16上时，纵向轴线A2可以与上述旋转中心轴线A1同轴。插入部分16可以通过可旋转管101的内腔111插入和缩回。
当可旋转管101通过连接器120附接到插入部分16上时，限定内腔111的可旋转管101的内圆周表面可以具有与插入部分16的外圆周表面的形状基本配合的形状。
管主体110可以是包括波纹状外表面的柔性管。管主体110可以由诸如聚氨酯的树脂材料制成。管主体110的外圆周表面的至少一部分可以设置有螺旋翅片112，其从近端方向看以顺时针螺旋方式设置。螺旋翅片112可以通过结合或焊接固定到管主体110，或者与管主体110形成为一个整体件，并且可以从管主体110的外圆周表面径向突出。螺旋翅片112可以是实心的或空心的，或者可以填充有流体。螺旋翅片112可以是可变形的，使得当螺旋翅片112在狭窄的体腔内前进时，螺旋翅片112具有减小的形状以容易地穿过狭窄的体腔，并且当螺旋翅片112在穿过狭窄的体腔之后执行期望的旋转前进时，螺旋翅片112具有扩大的形状。螺旋翅片112可以由例如聚氨酯、热塑性弹性体(TPE)、硅树脂、四氟乙烯(TFE)、医用不锈钢、钽、钛或镍钛合金等形成。
接下来，将描述旋转驱动外套管100的可旋转管101的内窥镜11的驱动机构50。图3是示出设置在内窥镜11的插入部分16中的驱动机构50的剖视图。图4是沿着图3的线B-B截取的剖视图。驱动机构50可以包括驱动轴51和齿轮箱52。齿轮箱52可以包括旋转齿轮53、内齿轮54和驱动辊55。
如图1和图3所示，驱动轴51的近端与马达主体41的旋转轴连接。驱动轴51可以布置在插入部分16内部延伸的通道21中。驱动轴51可以具有例如多层结构，以圆柱网状编织的金属线叠加在其中，或者可以由多层线形成，顺时针线和逆时针线叠加在其中，并且具有对马达主体41的旋转跟随性和柔性。
驱动轴51的远端可以设置有齿轮箱52的旋转齿轮53。当围绕驱动轴51的纵向轴线的旋转力施加到驱动轴51的近端时，驱动轴51可以旋转旋转齿轮53。旋转齿轮53的外齿53a与设置在插入部分16的外圆周上的内齿轮54的内齿54a啮合。驱动辊55的轴56附接到内齿轮54。因此，来自驱动源40的马达主体41的驱动力从驱动轴51传递，以旋转驱动齿轮箱52的旋转齿轮53、内齿轮54和驱动辊55。
内齿轮54和驱动辊55可以布置成在纵向轴线方向上彼此移位。利用这种结构，在内齿轮54的外圆周表面上形成范围不超过驱动辊55的高度的空间。在本实施例中，支承部70可以设置在空间中。支承部70设置在基座构件57上，并且用作开口部，其可滑动地装配在内齿轮54的近端部的外圆周表面上。换句话说，在内窥镜11的纵向轴线方向上，支承部70布置成叠加在旋转齿轮53的外齿53a和内齿轮54的内齿54a之间的啮合部上。
内齿轮54和驱动辊55可以在插入部分16的外圆周表面处被盖60覆盖。盖60设置有通过覆盖驱动辊55而形成在其外表面上的径向凸出部60a。盖60可以是防水片构件，其提供屏障或密封以保护内齿轮54、驱动辊55和布置在其内部的内窥镜11的其他构件。盖60保持内窥镜11(插入部分16)内部的水密性，并防止水或其他流体的渗透。盖60可以用盖固定材料61固定到插入部分16的外圆周表面。盖60可以通过线轴结合而与盖固定材料61结合。
图5是沿着图3的线C-C截取的剖视图。如上所述，驱动机构50的驱动辊55的外圆周表面可以沿径向方向在插入部分16外侧用盖60覆盖。沿径向方向在盖60外侧，稍后描述的连接器120的辊150可以一个接一个地布置，凸出部60a插入其间，以抵靠盖60的外圆周表面。辊150还可以沿径向方向在插入部分16外侧抵靠稍后描述的可旋转管101的连接器120的连接器主体140的内圆周表面。
当驱动机构50被驱动时，来自驱动源40的驱动力经由驱动轴51、齿轮箱52的旋转齿轮53和内齿轮54传递到驱动辊55。以这种方式，驱动辊55围绕旋转轴线A1旋转。驱动辊55和辊150在盖60上旋转，以减少由盖60引起的摩擦。因为盖60固定到插入部分16的外圆周表面，所以盖60不相对于插入部分16旋转。相比之下，两个辊150将驱动辊55保持在辊150之间，从而驱动辊55将内齿轮54的旋转运动传递到盖60之外的可旋转管101。因此，来自驱动源40的驱动力从驱动机构50传递到外套管100，并且外套管100围绕旋转轴线A1被旋转驱动。例如，当进行小肠或大肠的检查时，外套管100前进，同时向近端按压紧靠旋转管主体110的螺旋翅片112的小肠壁和大肠壁的折叠，以辅助插入部分16的插入。
作为辊150的替代，可以提供凸轮(未示出)。当驱动机构50被驱动时，来自驱动源40的驱动力经由驱动轴51、齿轮箱52的旋转齿轮53和内齿轮54传递到驱动辊55。以这种方式，驱动辊55围绕旋转轴线A1旋转。因为盖60固定到插入部分16的外圆周表面，所以盖不相对于插入部分16旋转。相比之下，两个凸轮将驱动辊55保持在两个凸轮之间，从而驱动辊55将内齿轮54的旋转运动传递到盖之外的可旋转管101。因此，来自驱动源40的驱动力从驱动机构50传递到外套管100，并且外套管100围绕旋转轴线A1被旋转驱动。
如图3所示，可旋转管101的内圆周表面可以设置有支承表面66，其位于传递驱动力的驱动辊55之外的近端侧，并且与设置在基座构件70的外圆周表面上的支承表面68接合。支承表面66和68是圆周表面。支承表面66的内径形成为略大于支承表面68的外径，使得随着可旋转管101相对于插入部分16的旋转，支承表面66可相对于支承表面68滑动。具体地，支承表面66和68用作限制可旋转管101在插入部分16的径向方向上的移动的径向移动限制机构。
接下来，将描述外套管100的可旋转管101的连接器120，如图1所示。图6是示出外套管100的可旋转管101的剖视图。连接器120可以包括环形近端套筒130、连接器主体140和上述滚子150(或凸轮)。近端套筒130可以与连接器主体140的近端接合。近端套筒130和连接器主体140可以可旋转地保持辊150(或凸轮)。连接器主体140还可以与锁定套环160接合，如下所述，锁定套环160可以在可旋转管101的纵向轴线方向上滑动。
图7至图9分别是近端套筒130的透视图、从远端侧观察的前视图以及沿着图8的线D-D截取的剖视图。近端套筒130可以包括形成在圆柱形壁131的远端部中的六个切口部132，以及布置在相应切口部132中的六个辊保持部133。辊保持部133从近端套筒130的内圆周表面径向突出，以在可旋转管101附接到插入部分16上时保持辊150基本平行于插入部分16的纵向轴线方向。六个辊150的一个端部被相应的辊保持部133分别保持为可绕轴线旋转。三个接合部131a形成在近端套筒130的圆柱形壁131的远端侧，每个接合部在其外表面上具有不平坦形状。这些接合部131a与形成在稍后描述的连接器主体140的大直径部141的内圆周上的相应的对应接合部141a接合。设置在近端侧的近端套筒130的内圆周上的大直径内圆周表面130a具有对应于上述支承表面66(参见图3)的结构，并且与插入部分16的对应于支承表面68的表面滑动配合。
图10-12分别是连接器主体140的透视图、从远端侧观察的前视图和从近端侧观察的后视图。
连接器主体140可以包括近端侧的大直径部141、中间的中等直径部143和远端侧的小直径部147。
大直径部141的外径可以大于中等直径部143的外径。此外，中等直径部143的外径可以大于小直径部147的外径。
大直径部141的内径可以大于中等直径部143和小直径部147的内径，并且中等直径部143和小直径部147的内径可以基本相等。此外，大直径部141、中等直径部143和小直径部147的内圆周表面形成可旋转管101中的内腔111的一部分，且具有允许插入部分16的外圆周表面的远侧部插入并穿过内腔111以及插入部分16的外圆周表面的近侧部布置在内腔111内的形状。
大直径部141可以设置有六个辊保持部142，以保持六个辊150的另一端部。辊保持部142与近端套筒130的辊保持部133一起在轴向方向上可旋转地保持相应辊150。大直径部141与近端套筒130和辊150一起形成旋转接合机构180(如图6所示)，以将可旋转管101可旋转地接合到插入部分16。
如上所述，旋转接合机构180配置成与形成在盖60上的凸出部60a接合，并接收来自驱动机构50的驱动力。旋转接合机构180设置在可旋转管101上，接收来自驱动机构50的驱动力，并且相对于通过管主体110的内腔111插入的插入部分16旋转。
如图13和17-21所示，连接器主体140可以设置有一个或多个连接器144，其可移动地附接到连接器主体140的中等直径部143。一个或多个连接器144中的每个可以可移动地附接到中等直径部143，以将一个或多个连接器144中的每个保持在径向远离可旋转管101的纵向轴线A2的稳定平衡第一位置，并且通过在其上施加外力而移动到径向比稳定平衡第一位置径向上更靠近可旋转管101的纵向轴线A2的第二位置，以与布置在插入部分16中的凹槽(凹形部)59接合，稍后所述，从而形成锁定机构170。外力可以包括例如朝向纵向轴线A2的外部径向力。
在一配置中，每个连接器144的稳定平衡第一位置可以设置成使得当插入部分16的远侧部沿着纵向轴线A2移动通过可旋转管101的内腔111时，连接器144共同提供足够的间隙且不接触插入部分16的远侧部，并且当旋转接合机构180移动到与形成在盖60上的凸出部60a接合的位置以接收来自驱动机构50的驱动力时，不接触位于内腔111内的插入部分16的近侧部。
在另一配置中，一个或多个连接器144中的每个的稳定平衡第一位置可以设置成径向上远离纵向轴线A2基本相同的距离，使得当插入部分16的远侧部沿着纵向轴线A2移动通过可旋转管101的内腔111时，一个或多个连接器144提供足够的间隙且不接触插入部分16的远侧部，并且当旋转接合机构180移动到与形成在盖60上的凸出部60a接合的位置以接收来自驱动机构50的驱动力时，不接触位于内腔111内的插入部分16的近侧部。
更详细地，每个连接器144可以包括锁定表面144a。在稳定平衡第一位置，如图17和19所示，锁定表面144a布置成径向上远离纵向轴线A2至少预定距离，以提供足够的间隙，从而允许插入部分16的远侧部沿着纵向轴线A2移动通过内腔111，而不接触锁定表面144a。
在本实施例中，一个或多个连接器144中的每个可被偏压以返回到比第二位置更远离纵向轴线A2的稳定平衡第一位置。因此，在移除外力时，一个或多个连接器144中的每个从相应的第二位置移动到稳定平衡第一位置，以提供足够的间隙，用于插入部分16的远侧部沿着纵向轴线A2移动通过可旋转管101的内腔111，而不接触插入部分16的远侧部。
将描述可被偏压以返回到稳定平衡第一位置的连接器144的示例。连接器144可以包括突出部144b，其包括锁定表面144a。连接器144还可以包括铰链144c，其配置成将突出部144b可移动地附接到连接器主体140。铰链144c配置成偏压突出部144b，以返回到径向上远离纵向轴线A2的稳定平衡第一位置。此外，突出部144b配置成通过外力移动，以沿着铰链144c从稳定平衡第一位置枢转到第二位置，以将锁定表面144a与插入部分16的相应部分接合，从而限制连接器主体140相对于插入部分16沿着纵向轴线A2的移动，同时允许连接器主体140相对于插入部分16围绕纵向轴线A2旋转。
突出部144b和铰链144c可以由单一材料形成为活动铰链。此外，突出部144b、铰链144c和连接器主体140可以由单一材料形成为活动铰链。活动铰链可以形成为平铰链，其中突出部144b和连接器主体140形成为比铰链144c更厚且更坚硬。突出部144b和铰链144c可以通过模制形成。此外，铰链144c可以通过例如减薄或切割来形成，以具有柔性并偏压突出部144b以返回到稳定平衡第一位置。只要铰链144c被偏压以返回到稳定平衡第一位置，铰链144c不需要比突出部144B薄。此外，还考虑了活动铰链的其他实施例。例如，突出部144b和铰链144c可以形成为双铰链、蝶形铰链或双稳态铰链。
在连接器144包括突出部144b和铰链144c的上述示例中，突出部144b还可以包括锁定表面144a。在稳定平衡第一位置和第二位置，锁定表面144a可以是连接器144的径向上最靠近纵向轴线A2的表面。锁定表面144a可以形成为凸形凸起，如图13所示。可替代地，锁定表面144a可以限定凹形凹槽146，如图21所示。此外，如图13所示，插入部分16可以限定接收突出部144b的锁定表面144a的凸形凸起的凹形凹槽59之一。可替代地，如图21所示，插入部分16可以形成被锁定表面144a的凹形凹槽接收的凸形凸起。
基于上述凸形凸起和凹形凹槽结构，突出部144b可通过外力移动以沿着铰链144c从稳定平衡第一位置枢转到第二位置，以将形成锁定表面144a的凸形凸起和凹形凹槽中的一个分别与由插入部分限定的凹形凹槽和凸形凸起中的一个接合，以将锁定表面144a与插入部分16接合，从而限制连接器主体140相对于插入部分16围绕纵向轴线A2旋转的运动。
在图13和17-21所示的一配置中，铰链144c可布置成比锁定表面144a沿着纵向轴线A2更靠近旋转接合机构180。在图22所示的替代配置中，锁定表面144a可布置成比铰链144c沿着纵向轴线A2更靠近旋转接合机构180。
一个或多个连接器144可以移动到稳定平衡第一位置并保持稳定平衡的其他机构也被认为被本公开涵盖。例如，一个或多个连接器中的每个可以悬臂方式形成，具有稳定平衡第一位置，并且可通过外力移动到第二位置，以接合插入部分16，从而限制连接器主体140相对于插入部分16围绕纵向轴线A2旋转的运动。
中等直径部143还可以设置有从其外表面径向突出的释放按钮145。如图10所示，释放按钮145可以悬臂方式由中等直径部143支撑。当用户从上方推动释放按钮145或将锁定套环160滑动到释放按钮145上的位置时，这种结构使得释放按钮145能够在基本径向方向上移动。释放按钮145还通过与锁定套环160的开口161接合而形成锁定机构170。
小直径部147可以包括形成在小直径部147的外圆周表面上的接合部148。接合部148可以附接到形成在管主体110的近端部的内圆周表面上的相应接合部113。
接下来，将描述内窥镜11的插入部分16和外套管100的可旋转管101之间的附接状态，其中连接器144处于第二位置。
图13是示出插入部分16和可旋转管101之间的附接状态的剖视图。在插入部分16中，驱动辊55的远端侧可以设置有环形接收构件58，以接收连接器120的连接器主体140的连接器144。接收构件58可以是齿轮箱52的一部分，并且用作相对于插入部分16不旋转的固定部分。接收构件58可以布置在插入部分16的外圆周表面上，并且可以包括具有较大径向高度的远端侧部58a和具有小于远端侧部58a的径向高度的近端侧部58b。远端侧部58a可以设置有凹槽59，其在径向方向上凹进并且沿着插入部分16的外圆周表面的圆周方向延伸。盖60的远端侧固定到近端侧部58b。
如上所述，外套管100的可旋转管101可以包括设置在连接器主体140的中等直径部143中的一个或多个连接器144。具体地，连接器144可以布置在远端侧，超出在可旋转管101中形成旋转接合机构180的连接器主体140的近端套筒130、辊150和大直径部141。
如图17和19所示，当旋转接合机构180移动到与形成在盖60上的凸出部60a接合的位置以接收来自驱动机构50的驱动力时，每个连接器144可以通过施加外力移动到第二位置，以接合位于内腔111内的插入部分16的相应部分。在第二位置，一个或多个连接器144接合插入部分16的相应部分，以限制连接器主体140和插入部分16沿着纵向轴线A2的相对移动，同时允许连接器主体140通过驱动力相对于插入部分16围绕纵向轴线A2旋转。
应指出，当可旋转管101被来自驱动机构50的驱动力驱动旋转时，每个连接器144与插入部分16的相应部分的接合可以包括每个连接器144与插入部分16的相应部分之间的连续接触或间歇接触，只要这种接触限制连接器主体140和插入部分16沿着纵向轴线A2的相对移动，同时允许连接器主体140通过驱动力相对于插入部分16沿着纵向轴线A2旋转。
连接器144的锁定表面144a可以在内径方向上从中等直径部143的内表面突出，并且可以与形成在接收构件58中的凹槽59接合。锁定表面144a可以与凹槽59接合，以限制可旋转管101相对于插入部分16沿着可旋转管101(或插入部分16)的纵向轴线方向的移动。此外，当锁定表面144a与凹槽59接合时，随着可旋转管101的旋转，锁定表面144a可以沿着插入部分16的外圆周表面的圆周方向移动。
可旋转管101的内圆周表面(中等直径部143的内圆周表面)可以在锁定表面144a的远端侧和近端侧设置有支承表面62，并且插入部分16的外圆周表面(接收构件58的外圆周表面)可以在凹槽59的远端侧和近端侧设置有支承表面64。支承表面64可以由圆周表面形成，并且支承表面62可以是弧形表面，其曲率半径设置为略大于支承表面64的曲率半径，使得支承表面62可相对于支承表面64滑动。当可旋转管101插入到插入部分16中且锁定表面144A与凹槽59接合时，支撑表面62和支撑表面64可以配置成彼此相对且相互邻接。这种结构限制了可旋转管101在插入部分16的径向方向上的移动。随着可旋转管101的旋转，支承表面62相对于支承表面64相对移动。
在本实施例中，形成在插入部分16中的接收构件58中的凹槽59与形成在连接器120中的连接器主体140的中等直径部143中的连接器144的锁定表面144a接合的位置位于纵向轴线方向上比设置盖60的位置更远端侧。处于连接器144的第二位置的凹槽59和锁定表面144a可以包括由支承表面62和支承表面64形成的支承机构149。支承机构149也可以设置在比可旋转管101在旋转接合机构180处接收来自驱动机构50的驱动力的位置更远端侧。当可旋转管101附接到插入部分16并围绕纵向轴线旋转时，支承机构149抑制旋转中心相对于插入部分16的中心轴线A1的偏心。
接下来，将描述外套管100的锁定套环160。图14是示出外套管100的锁定套环160的透视图。锁定套环160可以是中空环形构件，并且配置成其尺寸基本适合连接器主体140的中等直径部143的尺寸。锁定套环160可以设置有开口161，以与连接器主体140的释放按钮145接合。
接下来，将描述将外套管100附接到内窥镜11的过程。
外套管100的可旋转管101可以从内窥镜11的插入部分16的远端侧插入到插入部分16中，进入可旋转管101的近端侧。
在如图15、17和19所示的解锁位置，连接器144处于径向上远离纵向轴线A2的稳定平衡第一位置。具体地，在突出部144b上没有外力的情况下，铰链144c将突出部144b偏压到径向上远离纵向轴线A2的稳定平衡第一位置，以将锁定表面144a布置成径向上远离纵向轴线A2至少预定距离，从而允许插入部分16的至少远侧部沿着纵向轴线A2移动而不接触锁定表面144a。
如图5所示，插入部分16沿着纵向轴线A2移动，直到固定到连接器主体140的大直径部141的辊150抵靠通过驱动辊55抵靠盖60而形成的凸出部60a。具体地，辊150经由盖60抵靠布置在插入部分16中的驱动机构50的驱动辊55。
图15和图16分别是处于解锁位置和锁定位置的连接器主体140和锁定套环160的俯视图。图17和图18分别是沿着图14的线E-E截取的剖视图和沿着图15的线F-F截取的剖视图。图19和图20分别是在垂直于图17和图18所示的截面的方向上的剖视图。具体地，图19和图20分别示出了平行于中心轴线A1和垂直于图17和图18的横截面的横截面。
锁定套环160可滑动地附接到可旋转管101的外圆周表面，使得连接器主体140的中等直径部143的释放按钮145在径向方向上与锁定套环160的开口161对齐。
在图15、17和19所示的解锁位置，锁定套环160位于比连接器主体140的中等直径部143更远端侧，例如更靠近小直径部147。
此外，在图15、17和19所示的解锁位置，外力可以施加到连接器144，以使连接器144的锁定表面144a与限定在插入部分16上的凹槽59接合。具体地，外力施加到由铰链144c偏压的突出部144b，以返回到径向上远离纵向轴线A2的稳定平衡第一位置，使得突出部144b径向向内移动到第二位置，以将连接器144的锁定表面144a与限定在插入部分16上的凹槽59接合。
在锁定表面144a与凹槽59接合的状态下，锁定套环160然后可以从解锁位置朝向连接器主体140的中等直径部143滑动，以处于锁定位置。锁定套环160的开口161可以与设置在中等直径部143上的释放按钮145接合。因为释放按钮145处于悬臂方式，当锁定套环160移动到释放按钮145上时，释放按钮145稍微弯曲以从中等直径部143沿径向方向向下推动，并装配和固定到开口161中。在锁定位置，连接器144的锁定表面144a被锁定套环160按压，以从稳定平衡第一位置移动到第二位置，从而将锁定表面144a与凹槽59接合。
还可以设想，处于稳定平衡第一位置的突出部144b可以相对于纵向轴线A2成角度，以允许锁定套环160从解锁位置朝向连接器主体140的中等直径部143滑动，以处于锁定位置。当锁定套环160朝向锁定位置滑动时，锁定套环160接合突出部144b，以施加力将突出部144b从稳定平衡第一位置移动到第二位置，从而将连接器144的锁定表面144a与限定在插入部分16上的凹槽59接合。
在图22所示的替代配置中，不必首先提供外力来将连接器144从稳定平衡第一位置移动到第二位置，然后将锁定套环160从解锁位置滑动到锁定位置来保持外力，从而将连接器144保持在第二位置。如图22所示，当锁定套环16从解锁位置滑动到锁定位置时，锁定套环160首先抵靠突出部144b的比锁定表面144a更靠近铰链144c的部分。当锁定套环160进一步朝向锁定位置移动时，锁定套环160施加额外的外力以使突出部144b沿着铰链144c枢转，从而将锁定表面144a从稳定平衡第一位置移动到第二位置，以使锁定表面144a与插入部分16接合。
作为将连接器144的锁定表面144A从稳定平衡第一位置移动到第二位置以将锁定表面144A与插入部分16接合的结果，防止可旋转管101相对于插入部分16在可旋转管101(或插入部分16)的纵向轴线A2的方向上移动。此外，因为支承表面66和68设置在驱动辊55的近端侧，所以支承表面66和68进一步抑制当可旋转管101围绕纵向轴线A2旋转时引起振动的旋转中心的偏心。因此，锁定机构170可以通过锁定表面144A和凹槽59的接合来限制轴向移动，同时允许连接器主体140通过驱动力旋转。
接下来，将描述从内窥镜11拆卸外套管100的过程。
当外套管100从内窥镜11移除时，用户推入释放按钮145。因此，释放按钮145沿径向方向向内移动，并从锁定套环160的开口161拆卸。此后，通过朝向远端侧滑动锁定套环160，锁定套环160返回到解锁位置，并且施加在连接器144上的外力被移除，以允许连接器144被偏压以返回到比第二位置径向上更远离纵向轴线A2的稳定平衡第一位置，以将可旋转管101的连接器144从插入部分16拆卸。此后，可旋转管101可以相对于插入部分16朝向远端侧移动，以从插入部分16移除可旋转管101。
当可旋转管101相对于插入部分16朝向远端侧移动时，由于连接器144特别是连接器144的锁定表面144a处于稳定平衡第一位置，所以提供足够的间隙，使得当插入部分16从可旋转管101移除时，连接器144不接触插入部分16的外表面。
与“背景技术”部分中描述的外套管相比，在本实施例中，外套管100具有连接器144，其能够保持径向上远离可旋转管101的纵向轴线A2的稳定平衡第一位置。如上所述，连接器144的稳定平衡第一位置可以提供足够的间隙，以避免当插入部分16沿着纵向轴线A2移动通过可旋转管101的内腔111时与插入部分16接触，使得连接器144在外套管100与插入部分16附接和拆卸期间不接触或卡住插入部分16的外表面。因此，可以避免由连接器144与插入部分16的外表面接触引起的损坏。
此外，当可旋转管101附接到内窥镜11时，例如，在设置在外套管侧的棘爪与位于比内窥镜侧的盖更近端侧的凸缘接合以将可旋转管101在径向方向上固定到插入部分16的情况下，棘爪需要移动越过盖以被固定。因为棘爪在可旋转管101的径向方向上向内突出，所以当棘爪在盖上移动时，棘爪会卡住并损坏盖。
相反，在本实施例中，设置在管主体110上的连接器144布置在纵向轴线方向上比覆盖设置在内窥镜侧的驱动机构50的驱动辊55的盖60的凸出部60a更远端侧。因此，当可旋转管101附接到插入部分16时，连接器144不会越过盖60的凸出部60a。该结构防止连接器144在可旋转管101的附接和拆卸过程中卡住盖60并破坏或损坏盖60。
上述说明将内窥镜系统10作为外套管100所附接的插入装置，但插入装置不限于内窥镜。例如，插入装置可以是可旋转管相对于插入部分可附接和可拆卸的插入装置，比如操作操纵器。因此，引入装置可以是包括旋转单元和不限于内窥镜且旋转单元与之可附接和可拆卸的插入装置的装置。
本领域技术人员将容易想到附加的优点和修改。因此，本发明在其更广泛的方面不限于本文示出和描述的具体细节和代表性实施例。因此，在不脱离由所附权利要求及其等同物限定的总体发明构思的精神或范围的情况下，可以进行各种修改。

Claims (20)

1.一种可附接到内窥镜的插入部分的外套管，该外套管包括：
限定内腔的连接器主体，插入部分可沿着延伸穿过内腔的远侧开口和近侧开口的纵向轴线通过该内腔插入；以及
连接机构，包括：
可移动地附接到连接器主体的连接器，
其中，连接器配置为具有径向远离纵向轴线的稳定平衡第一位置，并且通过径向力从稳定平衡第一位置移动到比稳定平衡第一位置径向上更靠近纵向轴线的第二位置，并且
其中，在第二位置，连接器配置为接合插入部分，以限制连接器主体和插入部分沿着纵向轴线的相对移动，同时允许连接器主体通过驱动力相对于插入部分沿着纵向轴线旋转。
2.根据权利要求1所述的外套管，
其中，所述连接器配置成被偏压以返回到比所述第二位置径向上更远离纵向轴线的所述稳定平衡第一位置。
3.根据权利要求1所述的外套管，
其中，所述连接器包括锁定表面，并且
其中，所述连接器配置成通过径向力从所述稳定平衡第一位置移动到所述第二位置，以将锁定表面与所述插入部分接合，从而限制连接器主体相对于插入部分沿着纵向轴线的移动，同时允许连接器主体相对于插入部分围绕纵向轴线旋转。
4.根据权利要求3所述的外套管，
其中，所述连接器配置成被偏压以返回到径向上远离纵向轴线的所述稳定平衡第一位置，以将所述锁定表面布置成径向上远离纵向轴线至少预定距离，从而允许所述插入部分的包括插入部分的远端的至少一部分在所述内腔内沿着纵向轴线移动，而不接触锁定表面。
5.根据权利要求3所述的外套管，
其中，所述连接器包括：
突出部，其包括所述锁定表面；以及
铰链，其配置成可移动地将突出部附接到所述连接器主体，
其中，所述铰链配置成偏压突出部，以返回到径向上远离纵向轴线的所述稳定平衡第一位置，并且
其中，所述突出部配置成通过径向力移动，以沿着铰链从稳定平衡第一位置枢转到所述第二位置，从而将锁定表面与所述插入部分接合，以限制连接器主体相对于插入部分沿着纵向轴线的移动，同时允许连接器主体相对于插入部分围绕纵向轴线旋转。
6.根据权利要求5所述的外套管，
其中，所述突出部的锁定表面由凸形凸起和凹形凹槽中的一个形成，
其中，所述插入部分限定接收突出部的锁定表面的凸形凸起的凹形凹槽和由突出部的锁定表面的凹形凹槽接收的凸形凸起中的一个，并且
其中，所述突出部配置成通过径向力移动，以沿着所述铰链从所述稳定平衡第一位置枢转到所述第二位置，以使形成锁定表面的凸形凸起和凹形凹槽中的一个分别与由插入部分限定的凹形凹槽和凸形凸起中的一个接合，以将锁定表面与插入部分接合，从而限制所述连接器主体相对于插入部分沿着纵向轴线的移动，同时允许连接器主体相对于插入部分围绕纵向轴线旋转。
7.根据权利要求1所述的外套管，
其中，所述内窥镜包括布置到所述插入部分的驱动机构，其中，所述驱动机构配置成提供驱动力，
其中，所述外套管包括附接到所述连接器主体的旋转接合机构，
其中，所述旋转接合机构配置成接收来自内窥镜的驱动机构的驱动力，以相对于插入部分围绕纵向轴线旋转连接器主体，并且
其中，在插入部分的远端从连接器主体的内腔的远侧开口突出并且所述连接器处于所述第二位置并与插入部分接合的配置中，连接器布置成沿着纵向轴线比旋转接合机构更靠近连接器主体的内腔的远侧开口。
8.根据权利要求7所述的外套管，
其中，所述连接器包括锁定表面，
其中，所述连接器配置为被偏压以返回到径向上远离纵向轴线的所述稳定平衡第一位置，以将锁定表面布置成径向上远离纵向轴线预定距离，从而允许所述插入部分的包括插入部分的远端的至少一部分在所述内腔内沿着纵向轴线移动，而不接触锁定表面，并且
其中，在插入部分的远端从所述连接器主体的内腔的远侧开口突出的配置中，锁定表面径向上布置成比所述内窥镜的驱动机构的最外表面更靠近纵向轴线。
9.根据权利要求1所述的外套管，
其中，所述连接器包括：
突出部，其包括锁定表面；以及
铰链，其配置成可移动地将突出部附接到所述连接器主体，
其中，所述铰链配置成偏压突出部，以返回到径向上远离纵向轴线的所述稳定平衡第一位置，并且
其中，所述突出部配置成通过径向力移动，以沿着铰链从稳定平衡第一位置枢转到所述第二位置，从而将锁定表面与所述插入部分接合，以限制连接器主体相对于插入部分沿着纵向轴线的移动，同时允许连接器主体相对于插入部分围绕纵向轴线旋转。
10.根据权利要求9所述的外套管，
其中，所述突出部的锁定表面由凸形凸起和凹形凹槽中的一个形成，
其中，所述插入部分限定接收突出部的锁定表面的凸形凸起的凹形凹槽和由突出部的锁定表面的凹形凹槽接收的凸形凸起中的一个，并且
其中，所述突出部配置成通过径向力移动，以沿着所述铰链从所述稳定平衡第一位置枢转到所述第二位置，以使形成锁定表面的凸形凸起和凹形凹槽中的一个分别与由插入部分限定的凹形凹槽和凸形凸起中的一个接合，以将锁定表面与插入部分接合，从而限制所述连接器主体相对于插入部分沿着纵向轴线的移动，同时允许连接器主体相对于插入部分围绕纵向轴线旋转。
11.根据权利要求1所述的外套管，
其中，所述连接机构包括：
锁定套环，其配置为沿着纵向轴线从解锁位置移动到锁定位置，以施加径向力，从而将所述连接器从所述稳定平衡第一位置移动到比稳定平衡第一位置径向上更靠近纵向轴线的所述第二位置，以接合所述插入部分，从而限制所述连接器主体和插入部分沿着纵向轴线的相对移动，同时允许连接器主体和插入部分通过驱动力相对于插入部分围绕纵向轴线旋转。
12.根据权利要求1所述的外套管，进一步包括：
可旋转管，包括：
管主体，其连接到所述连接器主体，并且配置为通过驱动力相对于所述插入部分沿着纵向轴线与所述连接器一起旋转；以及
螺旋翅片，其在管主体的外圆周表面的至少一部分上附接到管主体或者与管主体一体形成。
13.一种系统，包括：
内窥镜，包括插入部分；以及
可附接到内窥镜的插入部分的外套管，该外套管包括：
限定内腔的连接器主体，插入部分可沿着延伸穿过内腔的远侧开口和近侧开口的纵向轴线通过该内腔插入；以及
连接机构，包括：
可移动地附接到连接器主体的连接器，
其中，连接器配置为具有径向远离纵向轴线的稳定平衡第一位置，并且通过径向力从稳定平衡第一位置移动到比稳定平衡第一位置径向上更靠近纵向轴线的第二位置，并且
其中，在第二位置，连接器配置为接合插入部分，以限制连接器主体和插入部分沿着纵向轴线的相对移动，同时允许连接器主体通过驱动力相对于插入部分围绕纵向轴线旋转。
14.根据权利要求13所述的系统，
其中，所述连接器配置成被偏压以返回到比所述第二位置径向上更远离纵向轴线的所述稳定平衡第一位置。
15.根据权利要求13所述的系统，
其中，所述连接器包括：
突出部，其包括锁定表面；以及
铰链，其配置成可移动地将突出部附接到所述连接器主体，
其中，所述铰链配置成偏压突出部，以返回到径向上远离纵向轴线的所述稳定平衡第一位置，并且
其中，所述突出部配置成通过径向力移动，以沿着铰链从稳定平衡第一位置枢转到所述第二位置，从而将锁定表面与所述插入部分接合，以限制连接器主体相对于插入部分沿着纵向轴线的移动，同时允许连接器主体相对于插入部分围绕纵向轴线旋转。
16.根据权利要求15所述的系统，
其中，所述突出部的锁定表面由凸形凸起和凹形凹槽中的一个形成，
其中，所述插入部分限定接收突出部的锁定表面的凸形凸起的凹形凹槽和由突出部的锁定表面的凹形凹槽接收的凸形凸起中的一个，并且
其中，所述突出部配置成通过径向力移动，以沿着所述铰链从所述稳定平衡第一位置枢转到所述第二位置，以使形成锁定表面的凸形凸起和凹形凹槽中的一个分别与由插入部分限定的凹形凹槽和凸形凸起中的一个接合，以将锁定表面与插入部分接合，从而限制所述连接器主体相对于插入部分沿着纵向轴线的移动，同时允许连接器主体相对于插入部分围绕纵向轴线旋转。
17.根据权利要求13所述的系统，
其中，所述连接机构包括：
锁定套环，其配置为沿着纵向轴线从解锁位置移动到锁定位置，以施加径向力，从而将所述连接器从所述稳定平衡第一位置移动到比稳定平衡第一位置径向上更靠近纵向轴线的所述第二位置，以接合所述插入部分，从而限制所述连接器主体和插入部分沿着纵向轴线的相对移动，同时允许连接器主体和插入部分通过驱动力相对于插入部分围绕纵向轴线旋转。
18.一种操作系统的方法，该系统包括：
内窥镜，包括插入部分；以及
可附接到内窥镜的插入部分的外套管，该外套管包括：
限定内腔的连接器主体，插入部分可沿着延伸穿过内腔的远侧开口和近侧开口的纵向轴线通过该内腔插入；以及
连接机构，包括：
可移动地附接到连接器主体的连接器，
其中，连接器配置为具有径向远离纵向轴线的稳定平衡第一位置，并且通过径向力从稳定平衡第一位置移动到比稳定平衡第一位置径向上更靠近纵向轴线的第二位置，并且
其中，在第二位置，连接器配置为接合插入部分，以限制连接器主体和插入部分沿着纵向轴线的相对移动，同时允许连接器主体通过驱动力相对于插入部分围绕纵向轴线旋转，
其中，该方法包括：
将内窥镜的插入部分沿着纵向轴线通过连接器主体的内腔插入；
向连接器施加径向力，以将连接器从径向上远离纵向轴线的稳定平衡第一位置移动到比稳定平衡第一位置径向上更靠近纵向轴线的第二位置，以接合插入部分，从而限制连接器主体和插入部分沿着纵向轴线的相对移动；以及
当连接器通过施加径向力处于第二位置时，施加驱动力以相对于插入部分沿着纵向轴线旋转连接器主体。
19.根据权利要求18所述的方法，
其中，所述连接器配置成被偏压以返回到比所述第二位置径向上更远离纵向轴线的所述稳定平衡第一位置，
其中，该方法包括：
向连接器施加径向力，抵抗偏压，以将连接器从径向上远离纵向轴线的所述稳定平衡第一位置移动到比稳定平衡第一位置径向上更靠近纵向轴线的所述第二位置，以接合所述插入部分，从而限制所述连接器主体和插入部分沿着纵向轴线的相对移动；以及
移除施加到连接器的径向力，以允许连接器被偏压以从第二位置返回到比第二位置径向上更远离纵向轴线的稳定平衡第一位置。
20.根据权利要求18所述的方法，
其中，所述连接机构包括：
锁定套环，其配置为沿着纵向轴线从解锁位置移动到锁定位置，并且
其中该方法包括：
将锁定套环沿着纵向轴线从解锁位置移动到锁定位置，以施加径向力，从而将所述连接器从所述稳定平衡第一位置移动到比稳定平衡第一位置径向上更靠近纵向轴线的所述第二位置，以接合所述插入部分，从而限制所述连接器主体和插入部分沿着纵向轴线的相对移动；以及
当连接器通过施加将锁定套环移动到锁定位置的径向力处于第二位置时，施加驱动力以相对于插入部分沿着纵向轴线旋转连接器主体。
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