CN115443091A - 具有一次性部件的内窥镜及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一种内窥镜装置，包括可重复使用单元和一次性单元。可重复使用单元包括适于接收图像数据的接收器，并且一次性单元包括插入管。插入管包括用于对远侧物体成像的光导和适于容纳可重复使用单元的壳体。可重复使用单元适于设置在壳体内部并机械地固定在其中。接收器适于从光导处接收光学图像并将光学图像转换为数字图像数据。

Description

具有一次性部件的内窥镜及其使用方法

背景技术

内窥镜可以是可重复使用的，然而，出于卫生要求，该装置必须在每位患者使用后进行清洗或以其他方式消毒。需要一种在不破坏卫生要求且最小化重复消毒操作的情况下能够重复使用内窥镜的装置和方法。

发明内容

公开了一种内窥镜装置，包括一次性单元，该一次性单元包括内窥镜插入管，该内窥镜插入管包括光导并具有近侧端部和远侧端部，用于对远侧物体成像。一次性单元还可以包括接口单元和限定受限空间的壳体。内窥镜装置还可以包括可重复使用单元，该可重复使用单元被构造为设置并固定在一次性单元的壳体内部，并且包括接收器，以通过接口单元接收所成像的远侧物体的图像数据。

在本发明的一些实施例中，接口单元包括光学耦接器。

在本发明的一些实施例中，接收器适于经由光学耦接器从光导接收光学图像，并将光学图像转换为数字图像数据。

在本发明的一些实施例中，接收器包括光学传感器。

在本发明的一些实施例中，一次性单元进一步包括用于操纵插入管的远侧末端的导航机构。

在本发明的一些实施例中，可重复使用单元进一步包括用于操作导航机构的导航杆。

在本发明的一些实施例中，内窥镜装置进一步包括光源。

在本发明的一些实施例中，光源设置在可重复使用单元的内部，其中插入管进一步包括照明引导件，以将来自照明源的光引导到插入管的远侧端部。

在本发明的一些实施例中，光源设置在插入管的远侧端部处。

在本发明的一些实施例中，光导包括多芯光纤。

在本发明的一些实施例中，内窥镜装置进一步包括聚焦单元，从而能够通过控制光导的近侧端部与接收器之间的距离来实现对图像的聚焦。

在本发明的一些实施例中，内窥镜装置包括用于将光导的近侧端部与接收器的光轴对准的对准装置。

在本发明的一些实施例中，内窥镜装置进一步包括可延伸的消毒保护柔性套筒，该消毒保护柔性套筒构造为从一次性单元的后方端部滚出，并围封从可重复使用单元延伸到控制单元的电缆。

附图说明

被视为本发明的主题在说明书的结论部分中被特别指出并明确要求保护。然而，本发明关于组织和操作方法，连同其目的、特征和优点，在阅读附图时可以通过参考以下详细描述得到最好的理解，在附图中：

图1A和图1B是根据本发明的一些实施例的分别处于拆卸(图1A)位置和组装(图1B)位置的包括可重复使用单元和一次性单元的内窥镜的示意图；

图2A至图2D是根据本发明的一些实施例的具有可重复使用单元和一次性单元的内窥镜的示意图，分别以俯视图和侧视图示出处于拆卸位置的内窥镜，以及以俯视图和侧视图示出处于组装位置的内窥镜；

图2E和图2F是根据本发明的一些实施例的内窥镜200的分别示出为处于拆卸位置和组装位置的等距3D视图；

图3是根据本发明的一些实施例的内窥镜的可重复使用部件的内部元件和一次性部件的内部元件的总体视图的示意图；

图3A是根据本发明的一些实施例的内窥镜前端部的内部元件的示意图；

图3A1和图3A2是根据本发明的一些实施例的展示一次性单元和可重复使用单元之间的接口方面的简化示意图；

图3B是根据本发明的一些实施例的内窥镜的中心部件的内部元件的示意图；

图3C是根据本发明的一些实施例的内窥镜的后方部件的内部元件的示意图；

图4A和图4B是根据本发明的一些实施例的内窥镜的示出轴导航系统的导航杆的示意性等距视图，以及移除内窥镜的前端部的盖以描绘轴导航机构的视图；

图4C、图4C1和图4C2是根据本发明的实施例的一次性内窥镜单元的后盖的示意性局部等距视图；

图5是根据本发明的一些实施例的用于保持内窥镜的可重复使用部件的所需清洁水平的套筒的示意图；以及

图6示意性地描绘了根据本发明的一些实施例的用于在使用一次性内窥镜插入管时保持可重复使用的内窥镜设备的所需清洁水平的器件。

将理解的是，出于说明的简单和清晰的目的，附图中所示的元件并非必须按比例绘制。例如，为了清晰起见，一些元件的尺寸可能相对于其他元件被放大。此外，在认为适当的情况下，参考标记可以在附图中重复以指代对应或类似的元件。

具体实施方式

在以下详细描述中，阐述了许多具体细节以提供对本发明的透彻理解。然而，本领域技术人员将理解，本发明可以在没有这些具体细节的情况下实践。在其他情况下，没有详细描述众所周知的方法、程序和部件，以免混淆本发明。

根据本发明的一些实施例，内窥镜能以负担得起的方式重复使用，这意味着具有最小化的消毒工作并且不会破坏卫生要求。根据本发明的一些实施例，仅内窥镜的一部分(例如内窥镜插入管)可以是一次性的。内窥镜的一次性插入管可以仅包括最少的必要元件，从而使一次性插入管的生产成本最小化。使用一次性插入管可能是非常有利的，因为它可以降低患者之间交叉污染的风险，以及减少对消毒过程的需要，同时只需要更换内窥镜的一部分(一次性插入管)。

本发明的一些实施例涉及内窥镜、多芯内窥镜光纤以及构造和操作方法。根据一些实施例的多芯光纤可以具有大量(例如，数百或数千)的芯并且可以与工作通道和/或附加光纤结合。所使用的光纤可以配置在不同的光学构造中，以捕获内窥镜的远侧末端处的组织和物体的图像，并广泛地增强所获得图像的光学特性，例如分辨率、视场、景深、波长范围等。根据本发明的一些实施例，可以在内窥镜中实现近场成像和远场成像，并且可以利用相应的光学特征来优化成像。可以在远侧末端使用光学元件，或者远侧末端可以不具有任何透镜。可以实施诊断和光学治疗反馈回路，并且可以调整照明以产生全彩色图像、深度估计、增强的视场和/或景深以及额外的诊断数据。

可以使用多芯内窥镜光纤的各种实施例。根据本发明的一些实施例的内窥镜可以实现远场成像，即，在内窥镜光纤的近侧端部形成图像，而根据一些实施例的另一内窥镜可以实现近场成像，即，在内窥镜的远侧端部形成图像。远场和近场实施方式两者均可以在成像物体或组织与内窥镜的远侧末端之间具有远侧光学元件，或者可以在没有这种远侧光学元件的情况下操作。四种组合(有无远侧光学元件的远场及有无远侧光学元件的近场)各有不同的特征、优缺点，并且可以根据具体的实施场景进行选择。组合的替代可以在应用之间进行或实时进行，以结合不同构造类型的优点。应进一步注意的是，内窥镜可设计成具有多种组合，例如，光纤面的一部分(或某些光纤模块)具有用于对远处物体进行成像的远侧光学器件，而光纤面的另一部分(或其他光纤模块)则不具有用于显微成像的远侧光学器件。

根据一些实施例的内窥镜可以在远侧末端不具有任何光学元件。这样的无透镜实施例可以实现远场成像或近场成像，并且可以利用结构特征来提高光学分辨率、应用超分辨率方法以及检索波前信息，同时减少芯之间的串扰。

根据本发明的一些实施例的内窥镜可以具有完整的末端横截面或在成像光纤内具有由不同的构造和用途表征的工作通道、或具有集成的额外的光纤等，在这种情况下，芯和光学元件可以被构造为克服由于结合工作通道而导致的视场减小。

根据本发明的一些实施例的内窥镜光纤中大量芯的各种构造可以为各种问题提供解决方案，例如减少光纤之间的串扰、克服材料损耗、通过不同方法实现增强的分辨率、提供所需的机械特性和优化内窥镜光纤的成像性能。根据本发明的一些实施例的内窥镜可以用于不同的目的，例如，可以设计为腹腔镜或输尿管镜等。

根据本发明的一些实施例的微型内窥镜可以由大量芯(例如，每个光纤或光纤模块中具有一百个或更多芯、数百个芯、数千个芯，在某些实施例中为数万或数十万个芯，在某些光纤内窥镜中达到超过一百万芯)构成，其中每个芯可能负责传输单个或大量空间自由度，由此在输出处的近侧端部(位于患者身体外部的端部)，可以构建高分辨率彩色图像。根据本发明的一些实施例的多芯光纤可以在其光学设计中表现出高度的灵活性，这可以被利用和适用于特定应用，例如用于具有大工作通道和小外径的输尿管镜或用于以小外径获得非常高分辨率的腹腔镜。

根据本发明的一些实施例，内窥镜可以分为两个主要部件：可重复使用内窥镜手柄，其可以包括内窥镜的大部分且较昂贵的功能件，例如较复杂且昂贵的光学单元(例如相机、图像初始处理器件和电子设备)，以及可拆卸的且为一次性的内窥镜插入管(或头部)，其可包括较简单且相对便宜的光学装置、内窥镜图像传导引导器，例如光纤或光纤束(例如，具有多个芯的多芯光纤)以及可选地用于将照明引导至插入管的远侧端部的一个或多个照明引导器(例如，光纤中的一个或多个芯)。

内窥镜插入管可以包括基于光纤的光导管器件以及特定的光学和机械连接器件，该光学和机械连接器件适于将一次性内窥镜插入管牢固地附接到可重复使用内窥镜手柄。在一些实施例中，光源可以设置在内窥镜的远侧端部处，例如，使用合适的LED(发光二极管)作为光源。位于内窥镜手柄的前端部的通用安装接口可以允许使用具有不同功能的专用、可更换的内窥镜插入管。电子密集型可重复使用手柄允许使用各种不同的单次使用的一次性插入管的功能。一次性内窥镜插入管可包括定位在插入管的近侧端部处的壳体，该壳体适于以保护该内窥镜手柄、保护其免受外部物理接触和污染并保持其消毒的方式容纳并包封内窥镜手柄。整个内窥镜可以覆盖有可密封的(例如塑料、橡胶)覆盖物，从而覆盖包括连接到可重复使用手柄的电缆的两个部件(一次性部件和可重复使用部件)。当需要时，例如在使用结束时，手柄可以从一次性内窥镜插入管拆离并从壳体中取出，而具有壳体的一次性内窥镜插入管则被处置或丢弃。

手柄和一次性内窥镜插入管之间的连接件可以包括机械连接器，该机械连接器可以基于各种构造，包括位于连接接口两侧的磁体、基于机械旋转的夹子、基于机械平移的夹子(当一个部件相对于另一部件旋转时，捕捉两个部件)、基于旋转的螺旋式/卡口式连接件等。

现在参考图1A和图1B，它们分别是根据本发明的一些实施例的内窥镜100的处于拆卸位置和组装位置的示意图。内窥镜100包括两个主要部件：可重复使用内窥镜手柄102和一次性内窥镜插入管104。一次性内窥镜插入管104包括内窥镜手柄壳体104A，其适于在该内窥镜手柄壳体中密封地容纳可重复使用内窥镜手柄102。一次性内窥镜插入管104进一步包括内窥镜手柄接口单元104B、内窥镜光学探头单元104C和内窥镜锁定器件104D。

根据具体设计，可重复使用内窥镜手柄102包括内窥镜本体102A，内窥镜本体可以包括电子设备、电源、通信单元等。根据给定的具体设计，可重复使用内窥镜手柄102进一步包括内窥镜一次性插入管接口单元，该内窥镜一次性插入管接口单元适于支持并实现光和电信号与数据的传输、通信和交换。根据一些实施例，接口单元102B可以例如仅使用光学耦接件而提供与一次性内窥镜插入管的非接触式接口。在这样的实施例中，一次性插入管可能需要包含电源(图1A和1B中未示出)。

可重复使用内窥镜手柄102进一步包括适于能够以保持消毒方式将可重复使用手柄102拉动到壳体104A外的拉出器件102C。在手柄102被拉动到壳体104A外之后，一次性插入管104可以被丢弃并且可重复使用手柄102可以在未来的手术中重复使用。

当在为医疗程序做准备时而手柄102插入到壳体104A中时，在优选实施例中，手柄102应该完全插入到壳体中从而能够操作锁定器件104D以将手柄102牢固地锁定在壳体104A内，例如，通过将夹具推入到制成在手柄102的外表面中的凹槽102D中/通过使用将系统锁定的后盖。

根据具体设计，在优选实施例中，当手柄102正确定位并锁定在壳体104A内时，接口单元102B和104B应当以能够在手柄102和一次性插入管104之间实现连接、通信和信号交换的方式相对于彼此放置。在一些实施例中，接口可以制成为不具有机械/电连接件，例如依赖于光学耦接件。

现在参考图2A、图2B、图2C和图2D，它们是根据本发明的一些实施例的具有可重复使用单元和一次性单元的内窥镜200的示意图，其分别以前视图和侧视图示出处于拆卸位置的内窥镜，以及以前视图和侧视图示出处于组装位置的内窥镜。与内窥镜100类似，内窥镜200包括两个主要部件：可重复使用单元202和一次性单元204。如图2A和图2B所示，可重复使用单元202的形状和尺寸可滑动地装配到占据一次性单元204的后端部的主要部件的壳体中。当可重复使用单元202插入到一次性单元204的壳体中时，可重复使用单元202被完全围封在一次性单元204中。

现在还参考图2E和图2F，它们是根据本发明的一些实施例的内窥镜200的分别示出为处于拆卸位置和组装位置的等距3D视图。图2E和图2F所选择的观察角度清楚地展示了可重复使用单元202完全容纳在制成为一次性单元204的壳体内部。

现在参考图3，其是根据本发明的一些实施例的内窥镜300的可重复使用部件302的内部元件和一次性部件304的内部元件的总体视图的示意图。为了能够清楚地理解图3中呈现的实施例，内窥镜300的内部视图被划分为三个不同的视图：如图3A中详细描述的最前方的视图(最靠近与内窥镜插入管的连接处的视图)，如图3B所描述的中间视图，和如图3C所描述的最后方的视图。

现在参考图3A，其是根据本发明的一些实施例的内窥镜300的前端部的内部元件的示意图。内窥镜插入管3010从内窥镜300的最前端部出来，并且在该内窥镜内部，插入管3010分成光纤/多芯光纤3020和光波导3030。光波导3030终止于光波导接口单元3032，例如光学耦接器。光纤/多芯光纤3020终止于光纤接口单元3022，例如光学耦接器。接口单元3032和3022两者均由接口床单元3060保持，该接口床单元是一次性单元304的一部分，下文将详细解释。接口单元3022和3032的端部形成相对于可重复使用单元302的接口。本文描述的实例展示了由光纤3020传输的光学图像和向波导3030传输的光的光学耦接件，然而显然可以使用其他合适的耦接器件并且仍在本发明的范围内。在接口床3060的另一侧(附图中为接口床的右侧)，呈现了可重复使用单元302的元件。光学模块3050适于接收由光纤3020传输的光学数据并适于将光学数据转换成图像的数字表示。光学模块3050在其面向接口床3060的一侧以突出端部的形状终止，该突出端部适于帮助将光纤3020与光学模块的中心光轴光学地对准，下文将详细解释。光源3040靠近光学模块3050设置并且基本上与光学模块平行，并且光源的光束旨在对准光波导接口单元3032。当可重复使用单元302完全插入并适当地定位在一次性单元304内部时，设置在光源单元3040的前端部处的光源接口单元3042与波导接口单元3032的最后方端部紧密接合，从而确保光良好地传输到波导。

现在参考图3A1和图3A2，它们是根据本发明的一些实施例的展示一次性单元304和可重复使用单元302之间的接口方面的简化示意图。为了确保传输到内窥镜插入管的光和从光导接收的光学图像具有足够好的光学耦接，需要满足某些要求。在光路中，应提供良好且有效的光能传输，以最小化光源接口单元3042与波导接口单元3032之间的接口中的光能损失。如本领域已知的，为了使光从介质传播到介质过程中的损失最小化，两种介质应具有相同的折射系数，或彼此的折射系数尽可能接近。通过正确地选择用于生产的透明材料可以很容易地满足此要求。在一些实施例中，使用布置在内窥镜的远侧端部的光源(例如LED)，而不是用于将光传输到内窥镜的光学耦接件，可以使用电学耦接件为LED提供电力。

在本发明的一些实施例中，接口平面处的层可以尽可能薄，使得穿过该界面的光将经历最小的损失。为了满足这一要求，光源单元可滑动地设置在可重复使用单元302的内部，使得光源单元可以平行于可重复使用单元302的假想纵向轴线(ILA)前后滑动。光源单元3040可以设置有支撑在光源3040和可重复使用单元302的本体之间的弹簧元件3048。当可重复使用单元302不与一次性单元304耦接时，弹簧元件3048被卸载并且光接口单元3042的前端部突出超过光接口平面(LIP)。当单元302和304耦接时，光接口单元被波导接口单元3032向后推，并且弹簧元件3048缩回并提供确保对光足够光学耦接的预定耦接力。

为了确保将光纤单元3020收集的图像良好地传输到光学模块3050，除了在接口平面处提供良好的光传输之外，还应该提供光学图像的精准传输。当光学图像源与光学图像目标单元耦接时，这种耦接应被设置在接口的三个主轴线X-Y-Z上，使得源光轴与目标光轴对准，并提供光焦点。为了确保在光纤接口单元3022和光学模块3050耦接时光轴的自对准，光纤接口单元3022的接口平面可以成形为锥形凹陷3022A，其较宽的开口面向一次性单元304的壳体(例如图1A的壳体104A)。光纤3020可以精确地终止于锥形凹陷3022A的较窄开口的中间。波导接口单元3022能可滑动地设置在接口床3060中，从而可以在接口床3060的X-Y平面内自由滑动，但在Z轴线上保持准确的位置。在耦接之前，接口单元3022可以定位在X-Y平面中，使得锥形凹陷3022A的中心大致位于耦接单元302和304的共同光学轴线的预期X-Y坐标的X-Y坐标处。光学模块3050的前端部3052可以形成为突起(例如，锥形突起)，该突起与锥形凹陷3022A在宽基部和窄基部以及锥角的尺寸相匹配。当可重复使用单元302插入到一次性单元304的壳体中并接近接口床3060时，锥形突起的较窄的前端部3052可以进入到锥形凹陷3022A的宽开口处，并通过在X-Y平面中强制执行所需的移动而逐渐将锥形突起的光轴与光纤单元3020的光轴对准，直到光纤接口单元3022与光学模块3050完全对准。在此实施例中的焦点调节的描述将在下文中描述。

参考图3A2，图3A2是聚焦单元的示意性简化框图，该聚焦单元用于在可重复使用单元302和一次性单元304耦接时调节由光纤单元3020传输到光学模块3050的图像的光学焦点。在生产过程中可以保证可重复使用单元302的机械精度。然而，一次性单元304可能经受不太精确的制造标准，以降低生产成本。因此，当可重复使用单元302和一次性单元304耦接时，光纤接口单元3022的端部与光学模块3050之间的实际距离在一个一次性单元与另一个一次性单元之间可能以不可接受的变化范围变化。为了确保精确聚焦，光学模块3050可制成具有透明的前表面3053，使得光敏平面3052'定位在距前表面3053的精准预定光学间隙(PDOG)距离处。光纤接口单元3022能沿Z轴线具有一定的移动自由度地设置在接口床3060中，并且可以定位成当单元302和304未耦接时，其前端部略微向图像接口平面(IIP)的前方(朝向单元302的壳体)突出。光纤接口单元3022可以制成为沿Z轴线具有一定的移动灵活性，并且由于光纤单元具有一定水平的灵活性，光纤接口单元的向后移动(朝向光纤单元3020)可引起弹性回弹力。当可重复使用单元302完全插入到其在一次性单元304的壳体内部的位置时，前表面3053抵抗光纤单元3020的回弹力略微向后推动光纤接口单元3022。结果，光纤接口单元被迫接触前表面3053，从而保证光纤接口单元与光学模块3050之间的光学间隙。

现在参考图3B，图3B是根据本发明的一些实施例的内窥镜300的中间部分的内部元件的示意图。为了确保光源3040与光波导接口3032的良好光学耦接，光学耦接自调节器件可以包括耦接到滑动轴3046的照明单元3044，滑动轴被弹簧元件3048朝向一次性单元302的前端部推动。当可重复使用单元302完全插入到一次性单元304的壳体中时，照明单元3044被波导接口单元3032略微向后推动，并导致弹簧元件3048缩回并引起照明单元3044到波导接口单元3032上的耦接力。

为了能够调节光学模块3050和光纤接口单元3022之间的接口中的光学焦点(即，设置各单元之间沿光轴的距离)，聚焦单元可以包括容纳在形成于光学模块3050中的腔体3054中的弹簧元件3056。弹簧元件3056被设置并设计成提供连续力，以将光学元件朝向可重复使用单元302的后端部推动。可以朝向可重复使用单元302的前端部向前推动光学模块，如下文关于图3C的解释。

现在参考图3C，图3C是根据本发明的一些实施例的内窥镜300的后方部分的内部元件的示意图。光学模块3050的光学传感器3072(例如，CMOS传感器)制成为被焦点调节器件3070向前推动，该焦点调节器件3070包括螺纹连接在螺纹壳体3076中的螺纹单元3074。螺纹壳体3076可旋转地设置在可重复使用单元302内，并以调节旋钮3078终止于可重复使用单元302的外侧后表面。当焦点的调节需要使光学模块3050更靠近光纤接口单元3022时，用户可以旋转旋钮3078，以通过在导致螺纹单元3074从螺纹壳体3076中拔出的方向上转动旋钮3078来强制光学模块向前移动。当所需的调节方向相反时，可以向另一个方向转动调节旋钮3078，从而导致螺纹单元3074缩回到螺纹壳体3076中并允许弹簧元件3056向后推动光学元件3050，使得成像物体聚焦在光学传感器3072上。

现在参考图4A和图4B，它们是根据本发明的一些实施例的内窥镜400的示出导航系统4000的导航杆4010的示意性等距视图，以及移除内窥镜400的前端部的盖以描绘导航机构4000的视图。导航系统4000是单平面、两个方向的类型，这在几种类型的内窥镜中是已知的。这种类型的导航是基于施加到两条导航线缆中的一条导航线缆上的拉力相比于施加到另一条上的拉力之间的差异。当拉力相等时，内窥镜将处于“静止位置”。导航系统4000包括设置在一次性单元304的本体外部并通过公共枢转件耦接到导航盘4020的导航杆4010。导航线缆4030A和4030B在近侧端部(如图4B所示)处连接到导航盘4020，每条导航线缆位于盘4020的旋转中心的一侧上，并且导航线缆在远侧端部处连接到插入管的远侧端部的任一侧。当用户移动导航杆时导致导航盘4020旋转，并因此拉动导航线缆4030A/4030B中的一条并且释放另一条。因此，施加在线缆上的力的差异导致内窥镜插入管的远侧端部沿第一方向或相反方向弯曲，并且由此可以执行导航。为了将内窥镜插入管的远侧端部引导到其他方向，用户可以围绕平行于内窥镜插入管的插入方向的细长轴线旋转可重复使用单元。

现在参考图4C、图4C1和图4C2，它们是根据本发明的一些实施例的一次性内窥镜单元的分别处于组装和拆卸位置的后盖的示意性部分等距视图。图4C描绘了根据本发明的一些实施例的具有主体4110和后盖4120的一次性单元4100，后盖示出为处于后盖闭合位置。后盖4120可制成为牢固地覆盖后开口4112(图4C1)，例如在可重复使用单元(未示出)插入到该后开口中之后。后盖4120的一个端部可以通过铰接件4126铰接地连接到开口4112的外圆周上的铰接支座4116。后盖4120的主要部件4122可以包括位于该后盖中的开口4128，例如以允许内窥镜电缆从可重复使用单元向外穿过该开口。为了将后盖4120牢固地锁定在其闭合位置，可以使用锁定机构，该锁定机构包括在一个端部处连接到一次性单元4100并且在其另一端部连接到第二锁定构件4124的第一锁定构件4114。第二锁定构件4124可以在其另一端部装备有锁定销4124A，该锁定销适于在锁定销位于锁定凹部4125上时紧紧地拉动和闭合主盖单元4122，并将它们朝向一次性单元4100的主体4110拉动。

现在参考图5，图5是根据本发明的一些实施例的用于保持内窥镜的可重复使用部件的所需清洁水平的器件的示意图。为了能够重复使用可重复使用单元(例如可重复使用单元302)，而不必在每次使用后进行完整且冗长的消毒程序，在内窥镜手术期间保护可重复使用单元使得其所需的清洁水平不会被篡改是必不可少的。根据本发明的一些实施例，这需要能够以一种确保可重复使用单元在手术的整个过程中(包括在手术后将可重复使用单元与一次性单元分离期间)被保护在所需清洁水平的方式操作内窥镜。根据本发明的一些实施例，一次性单元5000可以配置有能由保留消毒材料(例如，像用于消毒手套那样的)制成的柔性薄套筒5010。在使用之前，套筒5010可以靠近可重复使用单元壳体(例如，图1A的壳体104A)的开口设置并且可以处于其折叠位置，例如它可以像蛇形一样缠绕在一次性单元的后方部分。处于展开位置的套筒5010的长度可以基本上等于将内窥镜连接到其控制单元5100的内窥镜电缆的长度(例如，约3米)。在可重复使用单元插入到一次性单元5000之后，套筒5010可以展开并沿着电缆5002拉伸(描述为5010'，直到电缆被完全覆盖或基本上完全覆盖。在内窥镜手术之后，用户可以在不破坏电缆5002的消毒的情况下握住套筒5010'的端部并小心地将其朝向一次性单元5000拉回。在套筒5010'已经被完全向后折叠并可选地以其内部面向外的方式卷绕在可重复使用单元5000的后方端部上方之后，可重复使用单元的后方端部(在该图中未示出)被显露。在这个阶段，用户可以利用他自己或另一位同事的已消毒的手来小心地将可重复使用单元从其在一次性单元5000中的壳体中拉出，例如使用拉出器件，例如图1A的拉出器件102C。在可重复使用单元已被移除并且一次性单元5000已被取走之后，一次性单元对可重复使用单元的消毒篡改风险结束，并且该过程可以结束，直到重复使用可重复使用单元。

现在参考图6，图6示意性地描绘了根据本发明的一些实施例的包括可重复使用内窥镜装备单元6110和一次性内窥镜6010的内窥镜系统6000。一次性内窥镜6010可包括内窥镜插入管6012、内窥镜手柄6011、内窥镜电缆6014和一次性内窥镜连接器6020，该内窥镜插入管6012可具有光纤单元(单芯或多芯光纤)、可选的光学器件(例如透镜)、照明器件(全部设置在内窥镜的远侧端部或近侧端部)。电缆6014可包括光学引导器件，以将在一次性内窥镜的远侧端部处获取的光学图像提供给连接器6020(例如，光纤单元可从远侧端部延伸到连接器6020)。电缆6014可以进一步包括电导管，以为一次性内窥镜6010的照明器件供电，或包括光导，以使来自设置在可重复使用内窥镜装备6110中的光源的光能够传输到达内窥镜插入管6012的远侧端部。根据该实施例，从插入管6012的远侧端部延伸到连接器6020的一次性内窥镜6010可以在用于第一患者的医疗手术中使用之后被丢弃，并且另一个预先消毒的一次性内窥镜6010可以通过连接器6120和连接器6020连接到可重复使用内窥镜装备单元6110。连接器6120和6020内部的连接的具体细节可根据具体实施例而变化。例如，连接器6120和6020可以包括光学接口，以支持将在插入管6012的远侧端部处获取的光学图像提供给可重复使用内窥镜装备单元6110中的光学接收器。连接器6120和6020可以包括光学接口，以能够实现将由布置在可重复使用内窥镜装备单元6110中的照明器件产生的光输送到一次性内窥镜6010的远侧端部，或者在另一实施例中，连接器可以包括电接口以能够为布置在一次性内窥镜6010中的光源供电。

在一些实施例中，一次性内窥镜6010可以包括导航器件(未示出)，例如类似结合图4A和图4B描述的导航器件系统4000。

根据该实施例，可重复使用内窥镜装备单元6110的消毒可以不需要任何特殊的保留消毒方式。通常，控制单元6100和可重复使用内窥镜装备单元6110位于被治疗患者的远侧端部，并且电缆6014的连接到连接器6020的端部在内窥镜手术期间不太可能被污染。然而，在内窥镜手术结束时，一次性内窥镜6010可以在不会破坏其消毒的情况下与可重复使用内窥镜装备单元6110断开连接，从而能够进一步使用可重复使用内窥镜装备单元6110，而无需在每次内窥镜手术后对其进行消毒。

根据本发明的一些实施例，可重复使用内窥镜单元可以与多种类型的一次性内窥镜插入管一起使用，以满足多种需要和目标。各种类型的一次性插入管仅应在机械和光学上符合可重复使用单元的接口设计。

在一些实施例中，内窥镜的一次性单元可以包括设置在内窥镜插入管的远侧端部或其近侧端部处的视频示波器单元，以用于获取物体图像并借助数据信号将该物体图像传输到内窥镜可重复使用单元。

根据一些实施例，可以通过在内窥镜插入管的光导的近侧端部处配置光学传感器来完成将多芯光纤的近侧端部处的光学图像转换成数字图像数据，并例如通过本领域已知的卷帘式快门技术将光学图像转换为数字数据。可以提供通信接口以促进将光学传感器耦接到可重复使用单元中的接收器，并将数字数据从光学传感器传输到接收器。

虽然本文已经说明并描述了本发明的某些特征，但是本领域普通技术人员现在将想到许多修改、替换、改变和等同物。因此，应当理解，所附权利要求旨在涵盖落入本发明的真正精神内的所有这些修改和变化。

Claims (13)

1.一种内窥镜装置，包括：

一次性单元，包括：

内窥镜的插入管，包括光导并具有近侧端部和远侧端部，所述插入管用于对远侧物体成像；

接口单元；以及

壳体，限定受限空间；以及

可重复使用单元，构造为设置并固定在所述一次性单元的壳体的内部，并且包括接收器，以通过所述接口单元接收所成像的所述远侧物体的图像数据。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述通信接口包括光学耦接器。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述接收器适于经由所述光学耦接器从所述光导接收光学图像，并将所述光学图像转换为数字图像数据。

4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述接收器包括光学传感器。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中，所述一次性单元进一步包括用于操纵所述插入管的远侧末端的导航机构。

6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述可重复使用单元进一步包括用于操作所述导航机构的导航杆。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，进一步包括光源。

8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述光源设置在所述可重复使用单元的内部，并且其中，所述插入管进一步包括照明引导件，以将来自所述照明源的光引导到所述插入管的远侧端部。

9.根据权利要求7所述的装置，其中，所述光源设置在所述插入管的远侧端部处。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的装置，其中，所述光导包括多芯光纤。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的装置，进一步包括聚焦单元，从而能够通过控制所述光导的近侧端部与所述接收器之间的距离来实现对图像的聚焦。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的装置，进一步包括用于将所述光导的近侧端部与所述接收器的光轴对准的对准装置。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的装置，进一步包括能延伸的消毒保护柔性套筒，所述消毒保护柔性套筒构造为从所述一次性单元的后方端部滚出，并围封从所述可重复使用单元延伸到控制单元的电缆。

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