CN114901165A - 耳鼻喉工具的偏转机构 - Google Patents

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A·戈瓦里
I·西尼茨基
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Abstract

本发明涉及一种医疗工具，该医疗工具包括可偏转远侧端部、至少拉线和偏转组件。该至少拉线具有联接到该医疗工具的该远侧端部的第一端部，并且被配置成移动以使该远侧端部偏转。该偏转组件联接到至少该拉线的第二端部，并且被配置成控制该远侧端部的偏转。该偏转组件包括第一齿轮，该第一齿轮具有第一旋转轴线；以及第二齿轮，该第二齿轮具有第二旋转轴线并且包括用于与该第一齿轮集成的锯齿状表面。该锯齿状表面相对于该第二旋转轴线倾斜，并且当该第一齿轮旋转时，该第二齿轮被配置成由该第一齿轮旋转、沿着该第二旋转轴线移动并且通过移动该拉线来偏转该远侧端部。

Description

耳鼻喉工具的偏转机构
相关申请的交叉引用
本申请涉及名称为“Non-circular working channel of an ear-nose-throattool”且代理人案卷号为ID-1758/BIO6271USNP1/1002-2126的美国专利申请。本申请还涉及名称为“Preventing twisting of pull wires when deflecting an ear-nose-throattool”且代理人案卷号为ID-1776/BIO6273USNP1/1002-2129的美国专利申请。这些相关申请的公开内容以引用方式并入本文。
技术领域
本发明整体涉及医疗装置，并且具体地涉及用于偏转耳鼻喉(ENT)工具的方法和系统。
背景技术
一些医疗工具诸如耳鼻喉(ENT)工具可具有弯曲能力。
例如，美国专利申请公布2011/0295242描述了用于通过机器人系统来控制外科装置的工作端的移动的装置和系统。在一个实施方案中，提供了用于在外科紧固装置的远侧端部上移动端部执行器的系统和装置。移动可包括端部执行器围绕轴的轴线的旋转移动，端部执行器相对于轴的关节运动，以及端部执行器的致动，例如，闭合、击发和/或切割。
美国专利6,485,455描述了一种具有电极尖端组件的导管，该电极尖端组件在用户选择时可沿两个不同方向弯曲。电极尖端组件在沿两个方向弯曲时呈现不同的非对称的预先确定的曲线构型，并且通过可调整地切向连接到位于导管柄部中的可旋转凸轮的侧向边缘的操控线来操纵。
发明内容
本文描述的本发明的实施方案提供了一种医疗工具，该医疗工具包括可旋转中空管和一根或多根电线。可旋转中空管在其中限定工作通道以用于将医疗器械插入患者身体的腔中。一根或多根电线横穿工作通道以用于与位于可旋转中空管的远侧端部处的一个或多个电子装置交换电信号。工作通道具有非圆形横截面，用于使医疗器械和一根或多根电线两者穿过，并且用于允许可旋转中空管相对于位于工作通道内部的医疗器械在存在一根或多根电线的情况下旋转。
在一些实施方案中，腔包括患者的头部中的鼻腔，并且医疗器械选自由以下组成的列表：(a)球囊、(b)导丝、(c)抽吸管、(d)外科工具、(e)耳鼻喉诊断工具、(f)耳鼻喉治疗工具，以及(g)它们的任何组合。在其他实施方案中，医疗工具包括可旋转旋钮，其被配置成使用旋转机构旋转可旋转中空管和医疗器械中的至少一者。在又一些实施方案中，可旋转旋钮被配置成沿顺时针方向和逆时针旋转方向中的至少一者在0°和180°之间的旋转角度范围内旋转。
在实施方案中，医疗工具包括一根或多根拉线，每根拉线具有联接到远侧端部的第一端部和联接到偏转机构的第二端部，以用于通过拉动一根或多根拉线来使远侧端部偏转。可旋转中空管包括保持器，该保持器被配置成联接在中空管和偏转机构之间以便防止一根或多根拉线围绕医疗工具的部件扭转。在另一个实施方案中，一根或多根电线包括电线的编织物。
根据本发明的一个实施方案，另外提供了一种用于生产医疗工具的方法，该方法包括提供可旋转中空管，该可旋转中空管在其中限定工作通道以用于将医疗器械插入患者身体的腔中。一根或多根电线穿过工作通道以用于与位于可旋转中空管的远侧端部处的一个或多个电子装置交换电信号。工作通道具有非圆形横截面，用于使医疗器械和一根或多根电线两者穿过，并且用于允许可旋转中空管相对于位于工作通道内部的医疗器械在存在一根或多根电线的情况下旋转。
本发明的另一个实施方案提供了一种医疗工具，该医疗工具包括可偏转的远侧端部、至少拉线和偏转组件。至少拉线具有联接到医疗工具的远侧端部的第一端部，并且被配置成移动以使远侧端部偏转。偏转组件联接到至少拉线的第二端部，并且被配置成控制远侧端部的偏转。偏转组件包括第一齿轮，该第一齿轮具有第一旋转轴线；以及第二齿轮，该第二齿轮具有第二旋转轴线并且包括用于与第一齿轮集成的锯齿状表面。锯齿状表面相对于第二旋转轴线倾斜，并且当第一齿轮旋转时，第二齿轮被配置成由第一齿轮旋转并且沿着第二旋转轴线移动，并且通过移动拉线来偏转远侧端部。
在一些实施方案中，第二齿轮具有包括以下节段的圆周：(i)第一节段，该第一节段具有(a)沿着第二旋转轴线的第一厚度和(b)锯齿状表面的从其延伸的第一锯齿状节段，以及(ii)第二节段，该第二节段具有(a)沿着第二旋转轴线的小于第一厚度的第二厚度，以及(b)锯齿状表面的从其延伸的第二锯齿状节段。在第二齿轮旋转时：当第一锯齿状节段与第一齿轮接触时，远侧端部偏转第一量，并且当第二锯齿状节段与第一齿轮接触时，远侧端部偏转小于第一量的第二量。在其他实施方案中，医疗工具包括可旋转旋钮，该可旋转旋钮联接到第一齿轮并且被配置成通过旋转第一齿轮来控制偏转。在又一些实施方案中，医疗工具包括联接元件，该联接元件联接到至少拉线的第二端部，并且被配置成由第二齿轮沿着第二旋转轴线移动。
在实施方案中，第二齿轮是中空的，并且医疗工具包括一个或多个杆，该一个或多个杆平行于第二旋转轴线并且横穿第二齿轮，使得第二齿轮由一个或多个杆沿着第二旋转轴线移动。在另一个实施方案中，医疗工具包括设置在远侧端部和偏转组件之间的中空管，并且中空管在其中限定工作通道以用于将医疗器械穿过远侧端部插入患者身体的腔中。在又一个实施方案中，腔包括患者的头部中的鼻腔，并且工作通道用于插入选自由以下组成的列表的医疗器械：(a)球囊、(b)导丝、(c)抽吸管、(d)外科工具、(e)耳鼻喉诊断工具、(f)耳鼻喉治疗工具，以及(g)它们的任何组合。
根据本发明的一个实施方案，另外提供了一种用于生产医疗工具的方法，该方法包括提供可偏转的远侧端部。将医疗工具的远侧端部联接到至少拉线的第一端部，该拉线将被移动以偏转远侧端部。将至少拉线的第二端部联接到偏转组件以用于控制远侧端部的偏转。偏转组件包括第一齿轮，该第一齿轮具有第一旋转轴线；以及第二齿轮，该第二齿轮具有第二旋转轴线并且包括用于与第一齿轮集成的锯齿状表面。锯齿状表面相对于第二旋转轴线倾斜，并且当第一齿轮旋转时，第二齿轮由第一齿轮旋转并且沿着第二旋转轴线移动以用于通过移动拉线来偏转远侧端部。
本发明的另一个实施方案提供了一种医疗工具，该医疗工具包括可偏转远侧端部、至少拉线和联接元件。至少拉线具有联接到医疗工具的远侧端部的第一端部，并且被配置成移动以使远侧端部偏转。联接元件联接到拉线的第二端部并且具有至少两个钻孔，该至少两个钻孔被配置成接收横穿其中的至少两个相应杆。联接元件被配置成沿着联接到其的可旋转元件的旋转轴线移动，并且钻孔和相应杆被配置成防止联接元件的旋转。
在一些实施方案中，联接元件具有至少附加钻孔，并且拉线横穿附加钻孔。在其他实施方案中，可旋转元件包括围绕联接元件的至少一部分的中空齿轮，并且当中空齿轮旋转时，联接元件沿着旋转轴线移动，并且杆防止联接元件随中空齿轮旋转。在又一些实施方案中，联接元件具有面板，该面板联接到拉线的第二端部并且与可旋转元件物理接触以便沿着旋转轴线移动。
在实施方案中，联接元件具有另外的钻孔，该另外的钻孔在其中限定工作通道以用于将医疗器械插入患者身体的腔中。在另一个实施方案中，腔包括患者的头部中的鼻腔，并且医疗器械选自由以下组成的列表：(a)球囊、(b)导丝、(c)抽吸管、(d)外科工具、(e)耳鼻喉诊断工具、(f)耳鼻喉治疗工具，以及(g)它们的任何组合。
根据本发明的一个实施方案，另外提供了一种用于生产医疗工具的方法，该方法包括提供可偏转的远侧端部。将被移动以用于偏转远侧端部的至少拉线的第一端部联接到医疗工具的远侧端部。具有至少两个钻孔的联接元件联接到拉线的第二端部，并且至少两个相应杆被插入以便横穿至少两个钻孔。用于沿着可旋转元件的旋转轴线移动联接元件的可旋转元件联接到联接元件，使得钻孔和相应杆防止联接元件的旋转。
结合附图，通过以下对本发明的实施方案的详细描述，将更全面地理解本发明，其中：
附图说明
图1是根据本发明的实施方案使用ENT系统的ENT规程的示意性图解；
图2A是根据本发明的实施方案的可旋转中空管的示意性图解；
图2B是根据本发明的实施方案的ENT工具的旋转机构的示意性图解；
图3A是根据本发明的实施方案的远侧端部组件的偏转机构的示意性图解；
图3B是根据本发明的实施方案的线保持器的示意性图解；并且
图4是根据本发明的实施方案的示意性地示出用于生产ENT工具的方法的流程图。
具体实施方式
概述
一些医疗规程需要将医疗工具插入患者的分支器官中。例如，鼻窦球囊扩张术规程包括将导丝插入患者耳鼻喉(ENT)的鼻窦中，并将导丝上的球囊移动到鼻窦口中以便打开窦口中的阻塞。在其他规程中，医师可插入用于将粘液抽出鼻窦的抽吸管，或用于切割患者ENT器官中的组织(例如，软骨、骨或息肉)的外科工具。
下文所述的本发明的实施方案提供了用于改善ENT工具的功能性和可操纵性的方法和设备。在一些实施方案中，ENT系统包括ENT工具和控制台。ENT工具包括由医师插入分支器官(诸如患者鼻窦)中的远侧端部。ENT工具包括可旋转中空管，该可旋转中空管限定用于插入鼻窦医疗器械(诸如但不限于前述导丝、球囊、抽吸管、外科工具或它们的任何组合)中的工作通道。
在一些实施方案中，ENT工具包括用于改善远侧端部的操纵并且用于将前述器械插入鼻窦中的旋转和偏转机构。ENT工具包括电子装置，诸如相机和发光二极管(LED)，其联接到远侧端部并且被配置成获取所考虑的组织的图像。在一些实施方案中，ENT系统包括一根或多根电线，其通常结合在穿过工作通道的编织物中，并且被配置成在控制台与远侧端部处的电子装置之间交换电力和成像信号。
在ENT规程期间，医师在ENT工具的远侧端部处旋转和/或偏转，该ENT工具在工作通道中具有医疗器械和电线编织物中的一者或多者。在一些情况下，编织物可缠绕在医疗器械周围，并且可被撕裂和/或干扰医疗器械的运动。
在一些实施方案中，工作通道具有非圆形横截面，用于使医疗器械和电线编织物两者穿过，并且允许医疗器械相对于中空管在存在电线的编织物的情况下旋转。
在一些实施方案中，ENT工具包括可旋转旋钮，其被配置成旋转可旋转中空管和医疗器械中的至少一者。可旋转旋钮被配置成在0°至180°之间的旋转角度范围内顺时针和逆时针旋转。
在一些实施方案中，ENT工具包括一根或多根拉线，该一根或多根拉线具有(a)联接到ENT工具的远侧端部的远侧端部，以及(b)联接到ENT工具的偏转机构(在本文中也称为偏转组件)的近侧端部。在一些实施方案中，偏转组件包括(i)第一齿轮，该第一齿轮被配置成围绕第一旋转轴线旋转并由医师所操作的偏转旋钮控制，以及(ii)第二齿轮，该第二齿轮围绕第二旋转轴线旋转并且包括用于与第一齿轮集成的锯齿状表面。锯齿状表面相对于第二旋转轴线倾斜，并且当医师旋转偏转旋钮时，第二齿轮由第一齿轮旋转并且沿着第二旋转轴线移动以便通过移动拉线来偏转远侧端部。
在一些实施方案中，ENT工具包括线保持器(在本文中也称为联接元件)，其与第二齿轮进行物理接触，并且联接到一根或多根拉线的近侧端部。在此类实施方案中，线保持器被配置成由第二齿轮沿着第二旋转轴线移动。
线保持器与第二齿轮之间的物理接触可导致线保持器随第二齿轮旋转，这可能导致拉线围绕彼此和/或围绕ENT工具的其他元件扭转。在一些实施方案中，线保持器具有至少两个钻孔，该至少两个钻孔被配置成接收横穿其中的至少两个相应杆。在此类实施方案中，钻孔和杆被配置成防止联接元件的旋转，从而防止拉线的扭转。
在一些实施方案中，拉线可具有用于横穿ENT工具的各种部件(诸如但不限于医疗器械和前述拉线中的一者或多者)的附加钻孔。
所公开的技术通过使单个医师能够同时操作多个诊断和/或治疗装置来改善医疗工具的功能性。此外，所公开的技术改善了此类多功能医疗工具在各种分支器官中的可操纵性，诸如ENT、支气管镜检查或神经学规程，但是可能需要调整特定应用的配置。
系统描述
图1是根据本发明的实施方案使用ENT系统20的ENT规程的示意性图解。在一些实施方案中，ENT规程可包括鼻窦球囊扩张术规程，其中球囊被插入鼻窦48的阻塞窦口中，并且充胀以便打开窦口以使得粘液能够通过患者22的鼻26的鼻腔从鼻窦规则地流动和排出。在其他实施方案中，ENT规程可包括在患者ENT中进行的任何其他诊断或治疗规程。在此类实施方案中，ENT系统20包括医疗导管(在本示例中为ENT工具28)，其被配置成在患者22的一个或多个鼻窦48中进行ENT规程中的一个或多个ENT规程。
在一些实施方案中，ENT工具28包括可旋转中空管，在本文中称为管52，其被医师24插入患者22的腔(诸如前述鼻26的鼻腔)中。ENT工具28还包括手持设备30，该手持设备联接到管52的近侧端部并且被配置成辅助医师24在患者22的头部41中进行ENT规程，如下文将详细描述的。
现在参考插图45。在一些实施方案中，ENT工具28包括远侧端部组件77，该远侧端部组件联接到管52的远侧端部。远侧端部组件77可包括镍钛合金，诸如nitinolTM，或任何其他合适的材料，并且被配置成如下文将详细描述的那样偏转和旋转。
在一些实施方案中，手持设备30包括由医师24的手指保持的夹持器58。在一些实施方案中，手持设备30包括滑块70，该滑块由医师24的拇指沿着ENT工具28的纵向轴线移动。在插图45的示例中，医师24沿示出为双头箭头72的两个方向移动滑块70，以便将医疗器械诸如球囊(未示出)插入患者22的头部41中和/或从患者22的头部41回缩。
现在参见回到图1的全视图。在一个实施方案中，系统20还包括磁性位置跟踪系统，所述磁性位置跟踪系统被配置成在头部41中跟踪一个或多个位置传感器的位置。磁性位置跟踪系统包括磁场发生器44和位置传感器55，该位置传感器响应于感测由磁场发生器44产生的外部磁场而生成位置信号，从而使处理器34(下文详细描述)能够估计位置传感器55在患者22的头部41内的位置。
该位置感测方法在各种医疗应用中例如在由Biosense Webster Inc.(Irvine,Calif.)生产的CARTOTM系统中实现，并且详细地描述于美国专利5,391,199、6,690,963、6,484,118、6,239,724、6,618,612和6,332,089、PCT专利公布WO 96/05768以及美国专利申请公布2002/0065455A1、2003/0120150A1和2004/0068178A1中，这些专利的公开内容全部以引用方式并入本文。
在一些实施方案中，系统20还包括定位垫40，该定位垫包括固定在框架46上的场发生器44。在图1中所示的示例性配置中，垫40包括五个场发生器44，但可另选地包括任何其他合适数量的场发生器44。垫40还包括放置在患者22的头部41下方的枕头(未示出)，使得场发生器44定位在头部41外部的固定且已知的位置处。
在一些实施方案中，系统20包括控制台33，该控制台包括存储器49和驱动器电路42，所述驱动电路被配置成经由缆线37利用合适的信号驱动场发生器44，以便在围绕头部41的空间中在预定工作体积中产生磁场。
在一些实施方案中，控制台33包括通常为通用计算机的处理器34，该处理器具有合适的前端和接口电路，用于经由缆线32接收来自具有联接到其上的一个或多个磁性传感器55的ENT工具28的信号，并且用于控制本文所述的系统20的其他部件。
在一些实施方案中，处理器34被配置成估计每个位置传感器55的位置。基于相应传感器在磁性位置跟踪系统的坐标系中的估计位置，处理器34被配置成导出远侧端部组件77的位置、朝向和曲率半径。
在本发明的上下文和权利要求中，术语“弯曲”、“偏转”可互换使用，并且是指ENT工具28的一个或多个节段的操控。
在一些实施方案中，处理器34被配置成经由接口(未示出)接收一个或多个解剖图像，诸如使用外部CT系统(未示出)获得的描绘头部41的相应分段二维(2D)切片的计算机断层摄影(CT)图像。术语“分段”是指通过在CT系统中测量组织的相应衰减来显示每个切片中标识的各种类型的组织。
控制台33还包括输入装置39和用户显示器36，该输入装置用于控制系统20的操作，该用户显示器被配置成显示从处理器34接收的数据(例如，图像)并且/或者显示由医师24或输入装置39的另一用户插入的输入。
在一些实施方案中，处理器34被配置成从CT图像中选择一个或多个切片，诸如解剖图像35，并且在用户显示器36上显示所选择的切片。在图1的示例中，解剖图像35描绘了患者22的一个或多个鼻窦48的剖视前视图。
在一些实施方案中，处理器34被配置成在CT系统的坐标系和磁性位置跟踪系统之间配准，并且将远侧端部组件77的位置覆盖在解剖图像35上。
现在返回参考插图45。在一些实施方案中，手持设备30包括偏转旋钮，在本文中称为旋钮66，该旋钮由医师24控制，并且被配置成通过围绕其轴线顺时针和逆时针旋转来偏转远侧端部组件77，如由双头箭头69所示。
在一些实施方案中，手持设备30还包括旋钮，在本文中称为旋钮54，该旋钮被配置成顺时针和逆时针旋转，如由双头箭头68所示，以便使管52、远侧端部组件77和管52内的医疗器械(在下面的图2A、图2B、图3A和图3B中示出)中的一者围绕纵向轴线50旋转。在本示例中，旋钮54使管52和远侧端部组件77两者围绕纵向轴线50旋转，而医疗器械不旋转。在一些实施方案中，旋钮54被配置成顺时针旋转180°并且逆时针旋转180°，如将在下面的图2A和图2B中详细描述。
在一些实施方案中，远侧端部组件77包括电子装置56，诸如但不限于相机和一个或多个发光二极管(LED)。电子装置56联接到远侧端部组件77的远侧端部并且被配置成照射所考虑的ENT组织并且在ENT规程期间获取ENT组织的解剖图像。
现在参见回到图1的全视图。需注意，为简单和清晰起见，图1仅示出了与本发明所公开的技术有关的元件。系统20通常包括附加模块和元件，该附加模块和元件与本发明所公开的技术不直接相关，并且因此被有意地从图1和系统20的描述中省略。
处理器34可用软件编程以执行由系统使用的功能，并且将数据存储在待由软件处理或以其他方式使用的存储器49中。例如，可通过网络将软件以电子形式下载到处理器，或者可将软件提供在非临时性有形介质上，诸如，光学、磁性或电子存储介质。另选地，可通过专用或可编程数字硬件部件来执行处理器34的功能中的一些或全部功能。
通过示例的方式示出了ENT工具28的该特定配置，以便说明通过本发明的实施方案解决的某些问题，并且展示这些实施方案在增强这种系统的性能方面的应用。然而，本发明的实施方案决不限于这种具体类别的示例性ENT工具，并且本文所述的原理可类似地应用于其他类别的医疗诊断和/或治疗工具和/或系统。
具有带有非圆形横截面的工作通道的可旋转中空管
图2A为根据本发明的实施方案的可旋转中空管52的示意性图解。在一些实施方案中，可旋转中空管52在其中限定工作通道(WC)62以用于将医疗器械88插入患者22的鼻窦48(或任何其他腔)中。在一些实施方案中，医疗器械88可包括：(a)球囊或另一个器械，其沿着导丝移动以进行上文在图1中所述的鼻窦扩张术规程；(b)抽吸管，其联接到泵以用于例如在打开阻塞窦口之后抽出患者粘液，(c)任何合适类型的ENT外科工具，例如用于切割息肉或用于移除患者22的其他组织，(d)耳鼻喉诊断工具，(e)耳鼻喉治疗工具，(f)任何其他合适类型的ENT医疗器械，或(g)它们的任何合适的组合。需注意，在图2A中，医疗器械88以横截面示意性地示出，并且可具有任何合适的大小和形状。
在一些实施方案中，当至少远侧端部组件77插入鼻26的鼻腔中时，医师24应用滑块70以将医疗器械88(例如，前述鼻窦扩张术球囊)插入目标组织(诸如鼻窦48)中。
在一些实施方案中，系统20包括一根或多根电线，在本示例中为电线的编织物90，其横穿WC 62以用于在控制台33与一个或多个电子装置56之间交换电信号。
在一些实施方案中，由旋钮54对管52的旋转被限制为顺时针180°和逆时针180°，以便防止编织物90缠绕在医疗器械88周围。在旋转不受限制的情况下，缠绕可能导致至少一根电线的撕裂或损坏并且/或者导致难以移动医疗器械88。
在一些实施方案中，WC 62具非圆形横截面，用于使(a)一个或多个医疗器械88和(b)编织物90穿过其中。WC 62的非圆形形状允许管52相对于医疗器械88(定位在WC 62内部)在存在编织物90的情况下旋转。在一些实施方案中，医疗器械88和管52中的至少一者被配置成围绕轴线50旋转。在此类实施方案中，WC 62的非圆形横截面形状实现医疗器械88与管52之间的相对旋转，而不使编织物90的一根或多根电线缠绕在医疗器械88周围。
在一些实施方案中，WC 62的近侧端部可具有前述非圆形横截面形状，并且WC 62的远侧端部可具有任何其他横截面，诸如但不限于圆形或非圆形横截面形状。
在一些实施方案中，管52联接到壳体53，在系统20的示例中，壳体53与管52集成为单个模制件。在其他配置中，可使用任何合适的技术将管52联接到壳体53。
在一些实施方案中，壳体53具有一个或多个保持器60，该保持器被配置成保持将壳体53附接到下面图2B中示出的旋转机构以及下面图3A中示出和详细描述的偏转机构中的至少一者。在此类实施方案中，当医师24旋转旋钮54时，保持器60通过保持拉线与管52一起旋转而防止拉线(下面在图3A和图3B中示出)的扭转。
在一些实施方案中，壳体53具有一个或多个开口73，该开口被配置成保持将壳体53附接到旋钮54并且附接到前述旋转机构。
图2B为根据本发明的实施方案的管52的旋转机构89和远侧端部组件77的示意性图解。在图2B的示例中，为了概念清楚起见，从图中移除ENT工具28的若干部件，诸如旋钮54、壳体53和管52，以便示出旋转机构89的元件，当组装ENT工具28时，这些元件通常对于观察者来说是隐藏的。
在一些实施方案中，旋转机构89被配置成紧密地装配在壳体53中。在一些实施方案中，旋转机构89包括盘59，该盘具有围绕医疗器械88和编织物90的非圆形开口。在一些实施方案中，非圆形开口的形状通常类似于WC 62的形状，但是在其他实施方案中，开口可具有任何其他合适的形状。
在一些实施方案中，旋转机构89具有一个或多个开口61，其中每个开口被配置成装配在对应的保持器60(在上面图2A中示出)上，以便保持将壳体53附接到旋转机构89并且随旋转机构89旋转，并且保持拉线(在下面图3A和图3B中示出)与管52一起旋转。这种配置防止拉线围绕彼此和/或围绕ENT工具28的其他部件(诸如医疗器械88和/或编织物90)扭转。
在一些实施方案中，旋转机构89包括一个或多个突起75，其中每个突起被配置成装配在对应的开口73中，以便联接在壳体53与旋转机构89之间。在此类实施方案中，壳体53和管52装配在旋转机构89上方，使得医师24可将医疗器械88穿过限定在管52中的WC 62插入患者22的感兴趣的腔(例如，鼻窦48)中。
在一些实施方案中，旋转机构89联接到旋钮54以用于使管52、远侧端部组件77和医疗器械88中的至少一者围绕ENT工具28的纵向轴线50旋转。在本示例中，医师24应用旋钮54以使管52和远侧端部组件77围绕纵向轴线50旋转。
通过示例的方式提供旋转机构89、管52和壳体53的特定配置，以便说明某些问题，诸如使医师24能够改进对管52、远侧端部组件77和医疗器械88中的至少一者的旋转的控制，这通常在前述ENT规程中的一个或多个ENT规程期间进行。通过本发明的实施方案解决此类问题，并且上述配置展示这些实施方案在增强这样的ENT系统的性能方面的应用。然而，本发明的实施方案决不限于这种特定类别的示例性系统，并且本文所述的原理可类似地应用于其他类别的可旋转ENT和医疗系统。
用于ENT工具的偏转机构
图3A是根据本发明的实施方案的远侧端部组件77的偏转机构99的示意性图解。在一些实施方案中，偏转机构99由医师24操作的旋钮66启动。在本公开和权利要求的上下文中，术语“偏转机构”和“偏转组件”可互换使用。
现在参考插图87，其示出从ENT工具28的远侧端部观察的偏转机构99的透视图。在一些实施方案中，偏转机构99包括齿轮96，该齿轮联接到旋钮66并由旋钮66旋转。齿轮96包括锯齿状表面，该锯齿状表面与齿轮111的锯齿状表面112集成。在偏转机构99的示例性配置中，齿轮111是中空的并且被配置成围绕旋转轴线122旋转。在本示例中，旋转轴线122基本上平行于ENT工具28的纵向轴线50，并且基本上正交于旋钮66和齿轮96的旋转轴线。在其他实施方案中，齿轮96和111的旋转轴线可在其间具有不同于本示例性配置中的直角的任何其他合适的取向角度。在另选的实施方案中，旋转轴线122可具有相对于纵向轴线50(例如，不平行)的任何合适的取向。
在一些实施方案中，ENT工具28包括一根或多根拉线92，其具有联接到远侧端部组件77的第一端部以及联接到偏转机构99的第二端部，如下文将描述的。拉线92中的至少一者可具有介于约0.1mm和约0.5mm之间的任何合适的直径，并且可包括不锈钢、纳米丝(也称为蜘蛛拖丝)、芳族聚酰胺(诸如kevlarTM)、或拉伸强度大于约10kgf的任何其他合适的材料。需注意，拉线92的直径基于拉伸强度和施加到拉线92以偏转远侧端部组件77的力的指定范围来选择。在一些实施方案中，拉线被配置成通过偏转机构99移动，以使远侧端部组件77偏转。
在本公开和权利要求的上下文中，针对任何数值或范围的术语“约”或“大致”指示合适的尺寸公差，该合适的尺寸公差允许部件的一部分或集合为本文所述的预期目的起作用。例如，“约”或“大约”可指列举值的值±20％的范围，例如，“约90％”可以指72％至100％的值范围。
在一些实施方案中，偏转机构99被配置成基于齿轮96和111之间的接合来控制远侧端部组件77的偏转。
在一些实施方案中，齿轮111是中空的，使得拉线92和一个或多个杆120(在本示例中为两个杆120)穿过其中。在一些实施方案中，锯齿状表面112相对于旋转轴线122倾斜并且在锯齿状表面112与旋转轴线122之间限定倾斜角114。
在一些实施方案中，倾斜角114可具有任何合适的角度，以便获得齿轮111在约1mm与约12mm之间的示例性范围处的移动。
在一些实施方案中，ENT工具28包括线保持器132，该线保持器具有面板133和下面在图3B中详细描述的附加元件。齿轮111围绕线保持器132旋转并且可具有与线保持器132的面板133的物理接触。如下面将详细描述的，杆120、医疗器械88和拉线92全部穿过线保持器132的钻孔。
在一些实施方案中，齿轮111具有可平行于旋转轴线122布置的圆周。齿轮111具有位于齿轮111的圆周的不同位置处的节段116和118。在此类实施方案中，节段116和118中的每个节段被配置成与面板133进行物理接触并且具有锯齿状表面112的节段。在此类实施方案中，锯齿状表面112的锯齿状节段113从节段116延伸，并且锯齿状表面112的锯齿状节段115从节段118延伸。需注意，在偏转机构99的配置中，面板133是不可旋转的，如下面在图3B中描述的。如插图87所示，由于齿轮111的形状，节段116沿着旋转轴线122的厚度大于节段118的厚度。
在一些实施方案中，当医师24通过旋钮66旋转齿轮96时，锯齿状表面97和112彼此集成，并且齿轮111被配置成通过相对于旋钮66旋转但不平移的齿轮96围绕旋转轴线122旋转。
在此类实施方案中，当锯齿状节段113与齿轮96的锯齿状表面97接触时，齿轮111被配置成沿着旋转轴线122沿方向117移动，并且通过移动拉线92来使远侧端部组件77偏转最大量，如下文将描述的。类似地，当锯齿状节段115与锯齿状表面97接触时，齿轮111被配置成沿着旋转轴线122沿方向119移动并且使远侧端部组件77能够拉直。此外，医师24可通过旋转旋钮66来控制远侧端部组件77的偏转量，使得齿轮111的任何其他锯齿状节段与齿轮96的锯齿状表面97接触。例如，医师24可通过旋转旋钮66来获得远侧端部组件77的部分偏转，使得位于锯齿状节段113和115之间的给定锯齿状表面与齿轮96的锯齿状表面97接触。需注意，当给定锯齿状表面与锯齿状表面97接触时的偏转量小于当锯齿状节段113与锯齿状表面97接触时的偏转量。
如上面在图1中所述，远侧端部组件77可包括nitinolTM，其在偏转时充当弹簧。换句话说，当远侧端部组件77偏转时，镍钛合金将力施加到拉线92以便返回到拉直(即，未偏转)位置。
在一些实施方案中，当锯齿状节段113与齿轮96的锯齿状表面97集成时，拉线92与齿轮111一起沿方向117移动，并且将远侧端部组件77保持在偏转位置。当(节段118的)锯齿状节段115与锯齿状表面97集成时，拉线92与齿轮111一起沿方向119移动，并且可以松开，以便使nitinolTM的内力将远侧端部组件77拉直到非偏转位置。需注意，杆120用作齿轮111沿方向117和119的运动的轨道。
现在参考插图91，其示出从ENT工具28的近侧端部观察的偏转机构99的透视图。如以上插图87中所描述，锯齿状表面112相对于旋转轴线122倾斜，如倾斜角114所示。
如以上插图87中所描述，杆120、医疗器械88和拉线92全部穿过线保持器132的钻孔。如插图91所示，杆120、医疗器械88和拉线92突出穿过面板133，并且一根或多根拉线92穿过钻孔94并且联接到面板133的外表面。
在一些实施方案中，杆120用作线保持器132和齿轮111沿着旋转轴线122的运动的轨道。当医师24旋转旋钮66时，杆120被配置成防止线保持器132的面板133与齿轮111一起旋转，并且还使得拉线92能够沿着旋转轴线122运动，以控制远侧端部组件77的偏转，如上所述。
偏转机构99的配置通过示例的方式示出并且结合了与杆120、医疗器械88和拉线92的接口，以实现远侧端部组件77的偏转。然而，本发明的实施方案决不限于这种具体类别的示例性配置，并且本文所述的原理可类似地应用于在其他类型的医疗工具和/或系统或其他类型的可偏转装置中使用的其他类别的偏转机构。
在偏转远侧端部组件时防止拉线的扭转
图3B为根据本发明实施方案的线保持器132的示意性图解。在一些实施方案中，线保持器132(在本文中也称为联接元件)具有用于使杆120穿过其中的钻孔134。在图3A和图3B的示例性配置中，ENT工具28包括两个杆120，并且因此线保持器132具有两个钻孔134。在其他实施方案中，ENT工具28可具有任何其他合适数量的一个或多个杆120和相应的一个或多个钻孔134。
在一些实施方案中，线保持器132具有限定工作通道(诸如WC 62)的钻孔136，用于使医疗器械88穿过其中。在其他实施方案中，线保持器132可包括多个钻孔136，用于分别使多个医疗器械88穿过其中。附加地或另选地，钻孔可具有任何合适的横截面，该横截面可在大小、形状或其任何其他参数上变化。
如以上图3A的插图91中所示和所述，线保持器132具有用于使拉线92穿过其中的钻孔94(图3B中未示出)。在一些实施方案中，线保持器132可用作前述联接元件，该联接元件联接到拉线92的近侧端部，并且被配置成通过齿轮111沿着旋转轴线122移动，如上所述。在上述一些实施方案中，钻孔134和相应杆120被配置成当齿轮111围绕旋转轴线122旋转时防止联接元件(在本示例中为线保持器132中)的旋转。在此类实施方案中，钻孔134和相应杆120被配置成在偏转(和拉直)远侧端部组件77时防止拉线92的扭转。
现在返回参考以上图2A和图2B。需注意，当将保持器60插入相应开口61中时，拉线92与旋转机构89和管52一起旋转，并且因此不会围绕彼此或围绕ENT工具28的任何其他部件扭转。在一些实施方案中，当将保持器60插入相应开口61中时，杆120(其穿过钻孔134)和面板133在医师24旋转旋钮54时随旋转机构89旋转。在此类实施方案中，当医师24旋转旋钮54时，线保持器132的整个结构随旋转机构89旋转。
在一些实施方案中，当医师24旋转旋钮66以使远侧端部组件77偏转时，齿轮111围绕旋转轴线122旋转，然而，钻孔134和相应杆120被配置成防止线保持器132的旋转，以便防止拉线92的前述扭转。
现在返回参考图3B。在一些实施方案中，线保持器132包括通常为圆形的表面131，使得当医师24旋转旋钮66时，中空的齿轮111的内表面(未示出)装配在表面131上并围绕该表面旋转。
在一些实施方案中，线保持器132包括表面135，该表面是面板133的内表面并且被配置成与齿轮111进行接触。在此类实施方案中，当锯齿状节段113与锯齿状表面97(如以上图3A的插图87所示)进行接触时，齿轮111沿方向117移动并且向表面135施加力，以便沿方向117移动线保持器132以使远侧端部组件77偏转。需注意，当医师24控制齿轮111以沿方向119移动时，nitinolTM的内力用作沿方向119移动拉线92的弹簧，以便将远侧端部组件77拉直到非偏转位置。
为概念清楚起见，线保持器132的配置通过示例的方式提供并且可被简化。在其他实施方案中，线保持器132可包括附加钻孔并且/或者可具有图3B所示的钻孔中的一些钻孔，这些钻孔组合在一起成为单个钻孔。
图4是根据本发明的实施方案的示意性地示出用于生产ENT工具28的方法的流程图。该方法开始于手持设备提供步骤200，其中提供ENT工具28的手持设备30。在偏转机构联接步骤202处，由旋钮66控制的偏转机构99联接到手持设备30。如以上图3A中所述，偏转机构99包括齿轮111，该齿轮是中空的并且围绕旋转轴线122旋转且沿着旋转轴线122移动。
在线保持器联接步骤204处，线保持器132例如通过将线保持器132装配到中空齿轮111的开口中来联接到齿轮111，如以上图3A的插图87中所述。在一些实施方案中，线保持器132具有用于沿着旋转轴线122移动并防止围绕旋转轴线122旋转的机构。在以上图3B中描述的本示例中，线保持器132具有用于使杆120穿过其中的钻孔134，以便使得能够沿着旋转轴线122移动线保持器132并防止线保持器132围绕旋转轴线122旋转。在一些实施方案中，用于生产ENT工具28的方法包括将线保持器132装配在齿轮111的中空部分内并将杆120插入钻孔134中。
在旋转机构联接步骤206处，由旋钮54控制的旋转机构89联接到手持设备30。在可旋转中空管联接步骤208步骤处，可旋转中空管52联接到旋转机构89。在一些实施方案中，联接到管52的壳体53可用于联接在管52和旋转机构89之间。在此类实施方案中，旋转机构89包括一个或多个突起75，其中每个突起被配置成装配在壳体53的对应开口73中，以便(使用壳体53)联接在管52与旋转机构89之间。在一些实施方案中，管52内的中空节段限定具有非圆形横截面的工作通道62，如以上图2A所述。
在可偏转远侧端部联接步骤210处，远侧端部组件77联接到管52的远侧端部。在电子装置装配步骤212处，位置传感器55和一个或多个电子装置56装配在远侧端部组件77上。在电线联接步骤214处，一根或多根电线(在本示例中为电线的编织物90)穿过工作通道62并且联接到位置传感器55并联接到一个或多个电子装置56。在规程期间，系统20的用户(例如，医师24)可将编织物90的近侧端部联接到控制台33，以便使得能够经由编织物90的电线在控制台33和位置传感器55和电子装置56之间交换电力和电信号。
在拉线联接步骤216处，一根或多根拉线92联接在远侧端部组件77和线保持器132之间。在系统20的示例中，一根或多根拉线92穿过线保持器132的钻孔94，并且联接到面板133的外表面，如以上图3A和图3B中所述。
在一些实施方案中，拉线联接步骤216结束图4的方法。在其他实施方案中，步骤202-216的顺序可不同于图4中所示的顺序。例如，(i)电线联接步骤214可在电子装置装配步骤212之前进行，或(ii)电子装置装配步骤212可在远侧端部联接步骤210之前进行。
此外，为了概念清楚起见，图4的方法步骤被简化，并且ENT工具28的整个生产过程可包括附加步骤，诸如但不限于钻孔136和工作通道62之间的对准。可以进行对准并对其进行测试，使得(i)医师24可以容易地将一个或多个医疗器械88插入患者22身体内的感兴趣腔中，以及(ii)用于将编织物90放置在ENT工具28内，并且将其电线联接到位置传感器55并联接到电子装置56。
尽管本文所述的实施方案主要针对ENT工具，但是本文所述的方法和系统也可以用于其他应用中。
因此应当理解，上面描述的实施方案以举例的方式被引用，并且本发明不限于上文特定示出和描述的内容。相反，本发明的范围包括上文描述的各种特征的组合和子组合以及它们的变型和修改，本领域的技术人员在阅读上述描述时将会想到该变型和修改，并且该变型和修改并未在现有技术中公开。以引用方式并入本专利申请的文献被视为本申请的整体部分，不同的是如果这些并入的文献中限定的任何术语与本说明书中明确或隐含地给出的定义相冲突，则应仅考虑本说明书中的定义。

Claims (14)

1.一种医疗工具，包括：
远侧端部，所述远侧端部是可偏转的；
至少拉线，所述拉线具有联接到所述医疗工具的所述远侧端部的第一端部，并且配置成移动以用于偏转所述远侧端部；以及
偏转组件，所述偏转组件联接到至少所述拉线的第二端部，并且配置成控制所述远侧端部的偏转，所述偏转组件包括：
第一齿轮，所述第一齿轮具有第一旋转轴线；以及
第二齿轮，所述第二齿轮具有第二旋转轴线并且包括用于与所述第一齿轮集成的锯齿状表面，其中所述锯齿状表面相对于所述第二旋转轴线倾斜，并且其中，当所述第一齿轮旋转时，所述第二齿轮配置成由所述第一齿轮旋转并且沿着所述第二旋转轴线移动，并且通过移动所述拉线来偏转所述远侧端部。
2. 根据权利要求1所述的医疗工具，其中，所述第二齿轮具有包括以下节段的圆周：(i)第一节段，所述第一节段具有(a)沿着所述第二旋转轴线的第一厚度和(b)所述锯齿状表面的从其延伸的第一锯齿状节段，以及(ii)第二节段，所述第二节段具有(a)沿着所述第二旋转轴线的小于所述第一厚度的第二厚度，以及(b)所述锯齿状表面的从其延伸的第二锯齿状节段，并且其中，在所述第二齿轮旋转时：
当所述第一锯齿状节段与所述第一齿轮接触时，所述远侧端部偏转达第一量；并且
当所述第二锯齿状节段与所述第一齿轮接触时，所述远侧端部偏转达小于所述第一量的第二量。
3.根据权利要求1所述的医疗工具，并且包括可旋转旋钮，所述可旋转旋钮联接到所述第一齿轮并且配置成通过旋转所述第一齿轮来控制所述偏转。
4.根据权利要求1所述的医疗工具，并且包括联接元件，所述联接元件联接到至少所述拉线的所述第二端部，并且配置成由所述第二齿轮沿着所述第二旋转轴线移动。
5.根据权利要求1所述的医疗工具，其中，所述第二齿轮是中空的，并且包括一个或多个杆，所述一个或多个杆平行于所述第二旋转轴线并且横穿所述第二齿轮，使得所述第二齿轮由所述一个或多个杆沿着所述第二旋转轴线移动。
6.根据权利要求5所述的医疗工具，并且包括设置在所述远侧端部和所述偏转组件之间的中空管，其中所述中空管在其中限定工作通道以用于将医疗器械穿过所述远侧端部插入患者身体的腔中。
7.根据权利要求6所述的医疗工具，其中，所述腔包括所述患者的头部中的鼻腔，并且其中所述工作通道用于插入选自由以下组成的列表的所述医疗器械：(a)球囊、(b)导丝、(c)抽吸管、(d)外科工具、(e)耳鼻喉诊断工具、(f)耳鼻喉治疗工具，以及(g)其任何组合。
8.一种用于生产医疗工具的方法，所述方法包括：
提供远侧端部，所述远侧端部是可偏转的；
将至少拉线的第一端部联接到所述医疗工具的所述远侧端部，所述拉线待移动以用于偏转所述远侧端部；以及
将偏转组件联接到至少所述拉线的第二端部以用于控制所述远侧端部的偏转，所述偏转组件包括：
第一齿轮，所述第一齿轮具有第一旋转轴线；以及
第二齿轮，所述第二齿轮具有第二旋转轴线并且包括用于与所述第一齿轮集成的锯齿状表面，其中所述锯齿状表面相对于所述第二旋转轴线倾斜，并且其中，当所述第一齿轮旋转时，所述第二齿轮由所述第一齿轮旋转并且沿着所述第二旋转轴线移动以用于通过移动所述拉线来偏转所述远侧端部。
9. 根据权利要求8所述的方法，其中，所述第二齿轮具有包括以下节段的圆周：(i)第一节段，所述第一节段具有(a)沿着所述第二旋转轴线的第一厚度和(b)所述锯齿状表面的从其延伸的第一锯齿状节段，以及(ii)第二节段，所述第二节段具有(a)沿着所述第二旋转轴线的小于所述第一厚度的第二厚度，以及(b)所述锯齿状表面的从其延伸的第二锯齿状节段，并且其中，在所述第二齿轮旋转时：
当所述第一锯齿状节段与所述第一齿轮接触时，所述远侧端部偏转达第一量；并且
当所述第二锯齿状节段与所述第一齿轮接触时，所述远侧端部偏转达小于所述第一量的第二量。
10.根据权利要求8所述的方法，并且包括可旋转旋钮，所述可旋转旋钮联接到所述第一齿轮并且配置成通过旋转所述第一齿轮来控制所述偏转。
11.根据权利要求8所述的方法，并且包括将联接元件联接到至少所述拉线的所述第二端部，以通过所述第二齿轮沿着所述第二旋转轴线移动。
12.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第二齿轮是中空的，并且包括穿过所述第二齿轮插入一个或多个杆，所述一个或多个杆平行于所述第二旋转轴线并且横穿所述第二齿轮，使得所述第二齿轮由所述一个或多个杆沿着所述第二旋转轴线移动。
13.根据权利要求12所述的方法，并且包括在所述远侧端部和所述偏转组件之间设置中空管，其中所述中空管在其中限定工作通道以用于将医疗器械穿过所述远侧端部插入患者身体的腔中。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述腔包括所述患者的头部中的鼻腔，并且其中所述工作通道用于插入选自由以下组成的列表的所述医疗器械：(a)球囊、(b)导丝、(c)抽吸管、(d)外科工具、(e)耳鼻喉诊断工具、(f)耳鼻喉治疗工具，以及(g)其任何组合。
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