CN116867421A - 用于在管腔中提供容积的装置和方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种在管腔中提供容积以用于内窥镜操作的装置。该装置包括：多个柔性管联动件，每个所述柔性管联动件具有远端和近端；致动和锁定机构，其包括致动丝，其中，每个柔性管联动件的近端连接到致动和锁定机构，其中，致动丝围绕每个柔性管联动件的远侧连接，以及其中，致动丝布置成相对于致动和锁定机构旋转以限定容积。

Description

用于在管腔中提供容积的装置和方法

优先权要求

本申请要求2021年2月22日提交的第10202101738X号新加坡专利申请的优先权。

技术领域

本发明总体上涉及在诸如管腔的可塌缩管结构中形成工作位点，并且更具体地涉及用于在管腔中提供容积的装置和方法。

背景技术

在可塌缩导管、特别是小型可塌缩导管中工作是具有挑战性的，因为壁往往会自行塌缩，从而难以在导管内保持一定的容积作为工作空间。当导管极小时(例如身体管腔)，以及当从导管外部的远程位置在导管内工作时，这会变得复杂。

从导管外部的远程位置在小型可塌缩导管内工作的示例包括将非侵入性窥镜递送到管腔中以用于可视化以及递送器械(即，抓紧器、切割器、烧灼工具、超声探头等)以用于组织操纵。

与其他身体管腔相比，胃肠(GI)道有相对较大的管腔。GI道的评估和治疗受到结肠的区域和局部解剖几何形状以及表面状况的阻碍。此外，结肠分为多个部分(升结肠、横结肠、降结肠和乙状结肠)，每个部分具有一个区域性转弯和其间的多个褶皱。此外，结肠组织具有粘弹性，其状况根据其位置而变化。

由于这些情况，使用传统内窥镜完全可视化结肠的壁具有挑战性。当内窥镜被放置到结肠中时，结肠可能会由于痉挛和蠕动而收缩。这种收缩使可见性变得更加困难，并限制了插入了内窥镜的器械在工作空间接近目标组织。

此外，在内窥镜操作期间，GI道中的周围组织可能会由于GI道中的重量和腹内压(IAP)而塌缩，从而阻碍正常执行手术所需的视野和任务空间。

结肠的吹入已被用于能够接近目标组织，同时避免痉挛和蠕动。气体吹入是吹入的一种形式，其中，使用二氧化碳等气体来扩大管腔，以实现更佳的可视化并促进结肠镜的推进。二氧化碳是吹入的常用选择，因为它很快被胃肠粘膜吸收到血液中，然后呼出到肺部。然而，将二氧化碳用作吹入气体具有明显的缺点，例如腹胀和栓塞引起的术后疼痛。此外，患有慢性阻塞性肺病等已有疾病的人可能更容易受到二氧化碳滞留的影响。此外，内窥镜治疗期间的穿孔，无论是有意的还是无意的，都会导致吹入气体逸入腹膜腔中，从而使维持管腔内空间更加困难，并可能导致心脏窘迫。

因此，需要提供一种装置和方法，其能够扩张身体管腔或柔软的可塌缩导管以暴露和维持工作空间，例如在无需吹入的情况下在管腔的侧壁组织内形成容积以用于内窥镜诊断、治疗和手术。具有扩展且稳定的管腔内空间将提供目标区域(例如，目标组织)以及周围侧壁的适当可视化，并在柔软的可塌缩导管内形成容积以用于适当的工作空间，从而独立地操纵递送机构(例如，内窥镜或导管或类似的柔性组件)以及工具或其他仪器。此外，结合附图和本公开的背景技术，通过随后的详细描述和所附权利要求，其他期望的特征和特性将变得显而易见。

发明内容

根据本实施例的至少一个方面，提供了一种在管腔中提供容积以用于内窥镜操作的装置。该装置包括：多个柔性管联动件，每个所述柔性管联动件具有远端和近端；致动和锁定机构，其包括致动丝，其中，每个柔性管联动件的近端连接到致动和锁定机构，其中，致动丝连接到每个柔性管联动件的大致的远侧，以及其中，致动丝布置成相对于致动和锁定机构旋转以限定容积。

根据本实施例的其他方面，提供了一种用于在管腔中提供容积以用于内窥镜操作的方法。该方法包括以下步骤：将装置推进到目标部位；以及使致动和锁定机构旋转，使得多个柔性管联动件的远端紧靠所述多个柔性管联动件的近端，从而形成限定的容积。

附图说明

附图用于说明各个实施例并解释根据本实施例的各种原理和优点，其中，在各个单独的视图中，类似的附图标记指代相同或功能相似的元件，并且附图与下面的详细描述一起并入说明书中并形成说明书的一部分。

图1A和图1B是根据本实施例的身体管腔扩张装置的透视图。

图2A至图2D是示出根据本实施例的管腔扩张装置的柔性主结构的展开过程的照片。

图3A和图3B是根据本实施例的管腔扩张装置的柔性管联动件的左侧视图和右侧视图。

图4A和4B是根据本实施例的管腔扩张装置的致动和锁定机构的分解横截面视图。

图5是根据本实施例的管腔扩张装置的操纵杆和操纵管的透视图。

图6A至图6C描绘了根据本实施例的在递送之前将操纵杆和操纵管连接到管腔扩张装置的过程。

图7A是根据本实施例的管腔扩张装置的致动和锁定机构的横截面视图，图7B是根据本实施例的管腔扩张装置在展开之前的外部视图。

图8A是根据本实施例的图7的致动和锁定机构的横截面视图，图8B是根据本实施例的管腔扩张装置在完全展开时的外部视图。

图9A是根据本实施例的管腔扩张装置的致动和锁定机构的横截面视图，图9B是根据本实施例的当管腔扩张装置完全展开并且锁被启动时管腔扩张装置的外部视图。

图10A和图10B是根据本实施例的展开的管腔扩张装置的示意图，其中，图10A是从近侧观察的透视图，图10B是从远侧观察的透视图。

图11A和图11B示出了根据本实施例的断开致动线以释放张力的过程。

图12A和图12B示出了根据本实施例的将装置连接到操纵杆和管以用于缩回的过程。

图13是根据本实施例的展开的管腔扩张装置的近侧面的横截面视图。

图14是根据本实施例的展开的管腔扩张装置的左侧面的横截面视图。

图15是根据本实施例的展开的管腔扩张装置的右侧面的横截面视图。

图16是根据本实施例的展开的管腔扩张装置的远侧面的横截面视图。

图17是根据本实施例的展开的管腔扩张装置的左联动件的对角线横截面视图。

图18是根据本实施例的展开的管腔扩张装置的右联动件的对角线横截面视图。

图19是根据本实施例的当管腔扩张装置展开时致动线的透视图。

图20是根据本实施例的当管腔扩张装置展开时组织阻挡线的透视图。

图21是根据本实施例的当管腔扩张装置展开时图19的致动线和图20的组织阻挡线的透视图。

图22是根据本实施例的当管腔扩张装置展开时柔性主结构的透视图。

图23是根据本实施例的当管腔扩张装置展开时柔性主结构、致动线和组织阻挡线的透视图。

图24是当根据本实施例的管腔扩张装置展开时柔性主结构、致动基座、致动杆、致动线和组织阻挡线的透视图。

图25A和图25B是根据本实施例的管腔扩张装置的展开结构的照片，该展开结构具有带有倒圆角连结边缘的小远侧面和大近侧面。

图26A至图26C示出了根据本实施例的锁定帽和操纵管之间的连接的另一实施例。

图27A和图27B示出了根据本实施例的致动基座和锁定帽的另一实施例，其中，锁定帽与致动基座接合。

图28A至图28C示出了用于通过利用磁吸引力将根据本实施例的管腔扩张装置连接到操作杆的另一方法。

图29A是根据本实施例的用于管腔扩张装置的致动和锁定机构的另一实施例的分解图，图29B是根据本实施例的具有致动线和张紧线的图29A的致动和锁定机构的分解图，图29C是根据本实施例的处于闭合耦合布置的图29A的致动和锁定机构的透视图。

图30A至图30D示出了用于根据本实施例的管腔扩张装置的图29A至图29C的致动和锁定机构的实施例的张紧、锁定和分离序列。

技术人员将理解，附图中的元件是为了简单和清楚起见而示出的，并不一定是按比例描绘的。

具体实施方式

下面的详细描述本质上仅仅是示例性的，并不旨在限制本发明或本发明的应用和用途。此外，无意受本发明前述背景技术或以下详细描述中提出的任何理论的限制。本实施例的目的是提出一种用于限定一种结构以在可塌缩管状结构(例如管腔)中提供容积的装置和方法。

根据本发明的一个实施例，该装置包括柔性主结构、致动和锁定机构以及递送/操纵工具。柔性主结构包括多个柔性框架，这些柔性框架可从闭合塌缩结构弹出成为三维(3D)结构，从而在管腔中形成容积以用于内窥镜操作。每个柔性框架可以是预先成形的，或者它可以是具有多个回转接头的联动件。回转接头可由槽口(一个接头可以有单个或多个槽口)或销接头形成。柔性框架联结在一起形成最终的3D(三维)结构。柔性主结构的转换由外部电源供电，并且最终的3D结构通过锁定机构的激活来包含。柔性主结构可与递送工具完全分离。在内窥镜操作后，最终的3D结构可被解锁，并且柔性主结构可通过操纵工具取回。所有部件都足够柔性和/或足够小以穿过内窥镜的器械通道。

根据本发明的另一实施例，柔性主结构/框架由两个串联联动件组成，两个串联联动件组具有由槽口形成的四个回转接头。联动件由高强度柔性材料(即，PET或超弹性镍钛诺棒、杆或管)制成。一个联动件的接头被分配以形成前左上对角线右下的形状。另一方面，另一联动件被设计成形成前右上对角线左下的形状/结构。这些联动件彼此相邻放置并用弹性元件(例如，优选地由镍钛诺合金制成的丝或丝绳)联结以保持其适当的相对位置。当所有接头都处于其最大极限时，联动件从闭合塌缩结构转换为长方体帐篷状形状/结构。此外，可添加柔性杆、棒或管来加强所述结构的底面。可替代地，可展开的形状/结构，即最终的3D形状，包括三棱柱、棱锥体、圆柱体、帐篷和圆顶状形状或结构，这取决于联动件/框架的数量和长度以及接头的数量、放置和旋转限制。通过使线张紧来执行接头致动，其中，所述线是高强度、低拉伸的，并且柔性线包括超弹性镍钛诺丝或合成/金属丝绳，所述线穿过所述框架。当拉动线时，所述结构弹出，同时框架的尖端被拉向近侧，并且帐篷结构的接头被迫旋转以达到其极限。

根据本发明的另一实施例，致动和锁定机构由三个部件组成：致动基座、致动杆和锁定帽。从闭合塌缩形状转换为展开的帐篷形状所需拉动的线的长度大致与所述结构的闭合塌缩形状的长度一样长。为了使装置尽可能短，通过缠绕所述线来触发致动。致动基座的远端连接到柔性主结构。在近端，致动基座在外表面上的中间凹槽中具有螺纹孔，以引导致动线从柔性主结构伸出。紧邻凹槽的脊部用作锁定帽的引导件。致动杆在远端具有螺钉和于螺钉紧邻的键。螺钉与致动基座上的螺纹孔适配，并且致动线终止于所述键处。螺钉的大部分最初放置在致动基座的螺纹孔内。当螺钉被旋松时，更多的螺纹被暴露，同时致动线缠绕在螺钉上。锁定帽包括引导槽和键槽。在装置完全展开后，锁定帽沿致动基座的脊部滑入，直到致动杆上的键适配到一个键槽中，使螺钉不可旋转。

根据本发明的另一实施例，致动和锁定机构由两个部件组成：L形插座致动基座和T形锁。L形插座致动基座的远端连接到柔性主结构。线/丝穿过L型插座驱动基座和T形锁上的孔。通过旋转附接到T形锁的操纵工具使线/丝扭转成一束。在使线/丝扭转成一束后，T形锁被推入L形插座中，以避免线/丝反向扭转。扭转所产生的摩擦力可防止线/丝松弛，从而保持张力。因此，以线性运动拉动线/丝使得线处于扭转状态并处于锁定配置。此外，由于线/丝被扭转成一束，展开的所述装置的尺寸更短，并且这允许展开的装置通过狭窄的急弯部。

根据本发明的另一实施例，通过与所述结构的面相交的线/丝的另一环路来防止挤压到展开结构中所形成的空间中的组织进入所形成的空间。虽然该结构的近侧面保持开放以供内窥镜和器械进入，但与结构的其他面相交的组织阻挡线/丝的间距可根据周围组织的状况和手术要求(即病变的类型、大小和状况)进行调整。组织阻挡线/丝也需要被张紧以保持组织压入。可通过将所述线终止于致动杆处并将其与线性旋松运动耦合来提供该张紧。可替代地，可使用与张紧致动线/丝相同的过程来执行所述张紧。在这两种情况下，致动和锁定机构在柔性主结构展开后保持致动线/丝和组织阻挡线/丝的张力。

根据本发明的另一实施例，所述装置的所有操纵，包括递送、展开致动、锁定、分离、张力释放和缩回，都将通过内窥镜通道用操纵工具来执行，并在内窥镜外部的近端处进行操纵。

由于内窥镜技术(例如诊断和治疗内窥镜检查以及自然孔腔内窥镜手术(NOTES))的最新进展，已经开发出新的治疗方法和操作。GI道的评估和治疗受到结肠的区域和局部解剖几何形状以及表面状况的阻碍。此外，结肠组织具有粘弹性，其状况根据其位置而变化。使用传统内窥镜完全可视化结肠的壁具有挑战性，因为结肠可能会由于痉挛和蠕动而收缩，从而使可见性变得更加困难，并限制了插入了内窥镜的器械在工作空间内接近目标组织。本实施例提供了在内窥镜诊断、治疗和手术期间扩张身体管腔以在管腔内提供工作空间容积的装置和方法。

参照图1A，本发明的实施例包括根据本实施例的柔性主结构100、致动和锁定机构200、操纵管300和操纵杆400。柔性主结构100以及致动和锁定机构200位于诸如内窥镜装置(例如，内窥镜)、导管或类似柔性组件的柔性组件的远端处，并且可被递送到管腔或类似的柔软的可塌缩导管内的工作空间，并且由用户经由位于柔性组件的近端处的操纵管300和操纵杆400来控制。

图1B示出了根据本实施例的柔性主结构100以及致动和锁定机构200的细节。致动线180终止于致动和锁定机构200处，穿过左柔性管联动件110、右柔性管联动件140、侧管框架170和171以及远侧管172。左柔性管联动件110和右柔性管联动件140中的每一个包括远端和近端，其中，左柔性管联动件110和右柔性管联动件140中的每一个的近端连接到致动和锁定机构200，并且其中，致动线180的远端连接到左柔性管联动件110和右柔性管联动件140的远端。远侧管172耦合到左柔性管联动件110和右柔性管联动件140的近端中的至少一个。组织阻挡丝181终止于致动和锁定机构200处，并且组织阻挡丝181穿过左柔性管联动件110和右柔性管联动件140的内部和外部。左柔性管联动件110和右柔性管联动件140与柔性元件182连结以限制它们的相对位置。可替代地，柔性管联动件可以是多个柔性管联动件。可替代地，左柔性管联动件和右柔性管联动件可以是单个结构。可替代地，柔性主结构100、致动和锁定机构200、操纵管300和操纵杆400可耦合以形成单个结构。根据本实施例，左柔性管联动件110、右柔性管联动件140、侧管框架170和171以及远侧管172包括闭合可塌缩结构，该结构在柔性主结构100内被递送到工作空间，在工作空间中，致动线180由用户在柔性组件的近端处操纵，以将闭合可塌缩结构转换为3D(三维)展开结构，从而有利地在管腔或其他小型可塌缩导管内形成工作空间容积。

图2A至2D是描绘所述装置的柔性主结构100在从闭合塌缩结构转换为三维(3D)展开结构(图2D)期间的各个步骤(图2A、图2B、图2C、图2D)的照片。致动和锁定机构200布置成相对于左柔性管联动件110和右柔性管联动件140旋转以将致动线180的远端拉向致动和锁定机构200，从而使左柔性管联动件110和右柔性管联动件140中的每一个的远端朝向左柔性管联动件110和右柔性管联动件140中的每一个的近端移动，由此形成由左柔性管联动件100和右柔性管联动件140中的每一个限定的结构，从而限定容积。在限定的结构即3D展开配置中，组织阻挡丝181垂直地连接到左柔性管联动件110和右柔性管联动件140。当致动和锁定机构200旋转时，张力增加，从而为由柔性管联动件110、140中的每一个以及由侧管框架170、171和远侧管172限定的结构提供刚性。可替代地，致动线180可以是致动丝，组织阻挡线181可以是结构丝，并且所述容积可以是管腔内空间。

参照图3A和图3B，根据本实施例，左柔性管联动件110和右柔性管联动件140均包括五个柔性联动件部分111至115和141至145，以及具有硬止动件116至119和146至149的四个旋转元件。硬止动件可通过销接头或槽口来提供，其中，每个旋转元件连接五个联动件部分111至115、141至145中的相邻联动件部分。对于左柔性管联动件110和右柔性管联动件140，接头的取向被设置为对称的，从而在展开后实现如图2D所示的3D形状/结构。设计参数可包括联动件/框架的数量和长度以及接头的数量、接头的放置以及接头的旋转限制。旋转元件可以是转动接头。可替代地，可通过设计参数的不同组合来形成各种3D形状/结构(例如，棱锥形)。可替代地，柔性联动件部分111至115、141至145中的每一个可以是多个联动件部分。

参照图4A和图4B，示出了致动和锁定机构200，并且根据本实施例，致动和锁定机构200包括三个部分：致动基座210、致动杆220和锁定帽230。致动基座210包括围绕致动基座210的远端定位的窗口215，以及位于致动基座210的外表面上与窗口215相邻的凹槽211，其中，致动线180布置成穿过窗口215和凹槽211。致动基座210还包括围绕致动基座210的近端周围的外表面定位的脊部212，脊部212布置成用作锁定帽230的引导件。致动基座210还包括大约在近端定位的螺纹孔213，以及在螺纹孔213的相对端大约定位的远侧孔214，螺纹孔213布置成容纳致动杆220，并且远侧孔214布置成接合柔性主结构100。

致动杆220包括围绕致动杆220的远端的外表面定位的螺纹部221，螺纹部221布置成适配到螺纹孔213中。致动杆220还包括邻近螺纹部221定位的突出锁定键222。中空管225位于致动杆202的内表面上，中空管225布置成为组织阻挡丝181提供通道。L形钩孔223和U形钩环224定位在布置成与操纵杆400连结的致动杆220的近端。

锁定帽230包括定位在其远端的槽231，槽231布置成滑入致动基座210的脊部212中。公连接器232位于锁定帽230的近端附近的外表面上，公连接器232布置成接合操纵管300上的对应母连接器330。锁定帽230还包括定位在其近端附近的键槽，键槽233具有多个槽，每个槽布置成接合锁定键222，使得致动和锁定机构200处于锁定位置。

根据本实施例的致动和锁定机构200的操纵使得左柔性管联动件100和右柔性管联动件140能够展开以形成3D结构，从而在工作空间形成管腔间容积以用于可视化和工具/仪器操纵。根据本实施例，致动和锁定机构200可由用户在柔性组件(例如，内窥镜)的近端处通过操纵操纵管300和操纵杆400来操纵，如下文参照图5所述。圆柱形手柄310位于操纵管300的近端上，手柄310布置成用于操纵操纵管300，其中，操纵包括致动、扭转和旋转运动。操纵管300包括从手柄310延伸的柔性操纵管320；母连接器330位于柔性操纵管320的远端上，从柔性操纵管320延伸，母连接器330的尺寸形成为适配致动和锁定机构200的公连接器232(图4A)。操纵管300耦合到操纵杆400，其中，操纵杆400包括位于其近端上的用于操纵该装置的杆手柄410。长柔性杆420从杆手柄410延伸并穿过操纵管300而伸出。L形钩430位于长柔性杆420的伸出端上，其中，L形钩430从操纵管300中突出。可替代地，U形钩440可位于柔性杆420上并且从操纵管300突出。可替代地，其他形状的钩(例如，其他字母形状的钩)可位于柔性杆420上。可替代地，手柄310可以是圆形而不是圆柱形，或者可以是任何三维形状以适应用户的手。

图6A至图6C示出了根据本实施例的将操纵杆400和操纵管300连结到致动和锁定机构200的近端以准备递送装置的过程。参照图6A，具有暴露的L形钩430的操纵管300被置于靠近致动和锁定机构200的近端和L形钩孔223。参照图6B，L形钩430布置成适配到L形钩孔223中，并且操纵管300布置成滑动到与致动和锁定机构200的近端接触，使得母连接器330与对应的公连接器232接合，将操纵管300和致动和锁定机构200置于接合配置。图6C示出了处于接合配置的操纵管300以及致动和锁定机构200，其中，该装置准备好通过内窥镜通道递送。根据本实施例，当由于旋转手柄410而对操纵管300施加旋转运动时，接合的L形钩孔223相对于操纵管300旋转，从而使得致动和锁定机构200旋转，以使左柔性管联动件110、右柔性管联动件140、侧管框架170和171以及远侧管172展开并形成3D展开结构从而提供工作空间容积。

图7A中示出了根据本实施例的待递送装置的横截面视图。柔性主结构100适配到致动基座210的远端中并且可通过粘合剂连结。致动线180延伸出柔性主结构100延伸出并穿过窗口215到达致动基座210的外部，同时穿过凹槽211并终止于锁定键222处。组织阻挡线181在内部穿过致动杆220并终止于具有压接珠183的致动杆220的近端处。致动线180可能需要一定的松弛度以将展开运动与组织阻挡线181的张紧耦合。在该配置中，螺纹杆220的大部分位于螺纹孔213内，并且锁定键222远离键槽233，从而确保有足够的距离来拉动致动线180和组织锁定线181。图17B中示出了该配置的外部视图。可替代地，柔性主结构100和致动基座210可通过相应的接头或燕尾接头、或者通过箱形接头被连结。

图8A是根据本实施例的在拉动致动线之后致动和锁定机构的横截面视图。图8B是根据本实施例的在拉动致动线之后的所述装置的横截面视图，包括形成容积的3D结构。通过旋转操纵杆400并将螺纹杆220从螺纹孔213中旋松来产生拉动运动。操纵管300保持稳定以产生反扭矩，从而防止该装置旋转。旋松的旋转运动和线性运动使得致动线180缠绕在螺纹杆221上，并且由于致动杆220处的近端将压接珠183推出而拉动组织阻挡线181。螺纹孔213和螺纹部221的长度需要基于拉动致动线180和组织阻挡线181以将装置从闭合塌缩形状转换为展开形状所需的距离来确定(即，螺纹孔213和螺纹部221的长度与将所述装置转换为展开形状所需的拉动距离成线性关系)。当操纵杆400被拉向操纵管300时，锁定键222移动靠近锁定槽233，在它们之间留有一定距离。图8B中示出了该配置的外部视图，其中，柔性主结构100形成帐篷形状，其确保用于内窥镜操作的工作空间容积。致动座210与锁定帽230的相对位置在致动前后没有变化(即槽231未沿脊部212滑动)。

图9A是根据本实施例的致动和锁定机构200的横截面视图以及在锁定机构被致动之后所述装置的一部分的横截面视图。操纵管300被从其近端推入以在锁定帽230中滑动，直到锁定键222适配到一个键槽233中，同时操纵杆400保持稳定。可能需要对锁定帽230的取向进行一些调整，以将锁定键222与一个键槽233对准。由于致动线180的弹性引起旋松的趋势，锁定键222与锁定槽233之间产生摩擦，并且锁定帽230布置成防止展开的3D结构从致动基座210滑落。图9B示出了该状态下的外部视图，其中，锁定帽230沿着脊部212定位得更深。

图10A和图10B示出了根据本实施例的展开的装置。左管联动件110形成展开结构的包含前管111、左管112、上管113、对角右管114和下管115的部分，而右管联动件140被设计成形成展开结构的对称部分，包括前管141、右管142、上管143、对角左管144和下管145。最终的展开结构形成用于内窥镜操作的矩形盒工作空间容积，其中，矩形盒工作空间容积是允许内窥镜和/或医疗器械进入的中空空间。致动线180穿过面结构(柔性联动件部分111、112、113、115、145、143、142和141、侧管框架170、171和远侧管框架172)进入内部。可替代地，远侧管框架可以是引导管，所述引导管布置成为致动线180提供通道。致动线180在两个位置处(在柔性联动件部分112和113以及柔性联动件部分142和143之间)暴露在底部框架的外部。这是为了便于它们之间的接头117和147的致动运动。当致动线被拉动时，其他接头自然地旋转到它们的极限。侧面和远侧面上的组织阻挡线181与多个柔性管联动件110、140相关联布置，以防止周围组织挤压到管腔中所形成的空间或容积中。近侧面和底面保持开放，以用于内窥镜进入和用于内窥镜操作的空间。操纵杆和管可按照与图6所示的连结过程相反的顺序来拆卸。

参照图11A，根据本实施例，在内窥镜操作完成之后，U形钩440被引入到展开结构，其中，U形钩440布置成接合展开结构的近侧面上的暴露的致动线180之一，以断开致动线180。参照图11B，为了断开暴露的致动线180之一，所述U形钩在接合的暴露的致动线上旋转，从而释放致动线中的张力并且使展开结构塌缩，由此有利地提供简单且容易的手段以使塌缩的结构变得柔性以从管腔移除。

图12A和图12B示出了根据本实施例的将操纵杆400和操纵管300重新连结到致动和锁定机构200的近端以准备用于装置的缩回的过程。U形钩440通过U形钩环224钩住，以耦合U形钩400和U形钩环224。然后，操纵管300滑动以连结母连接器330和公连接器232。之后可通过向操纵杆440施加线性运动，从而拉动接合的U形钩环224和U形钩400并因此拉动柔性塌缩结构穿过内窥镜通道，使所述装置通过内窥镜通道缩回。

参照图13至图16，示出了根据本实施例的展开的管腔扩张装置的横截面透视图，其中，图13描绘了展开的扩张装置的近侧面视图，图14描绘了展开的扩张装置的左侧面视图，图15描绘了展开的扩展装置的右侧视面图，图16描绘了展开的扩张装置的远侧面视图。从图13至图16可以看出，致动线180离开致动和锁定机构200并进入左内管联动件111和右内管联动件141。从左内管联动件111和右内管联动件141，致动线180进入第二左管联动件112和第二右管联动件142并从分别位于第二左管联动件112和右管联动件上的孔121和151离开。致动线180从孔121和151经由定位在第三左管联动件113和第三右管联动件143下半部分的孔122和152进入第三左管联动件113和第三右管联动件143，并且通过分别邻近孔122和152的孔123和153离开。然后，致动线180进入位于柔性主结构100底部的侧管框架170和171内部。行进穿过侧管框架170和171，穿过侧框架170和171的相对端处的孔161和131，进入垂直耦合到侧框架170和171的第五管联动件145和115内部，并通过位于第五管联动件145和115底部的孔162和132离开，并从孔162和132进入垂直于第五管联动件145和115的远侧管框架172内部以完成环路。

从图13至图16的视图还可以看出，组织阻挡线181从致动和锁定机构200处开始，穿过左管联动件部分111、112、113，并从位于左管联动件部分113上的孔124离开。组织阻挡线181从孔124穿过柔性主结构100的左侧面的中部，进入管联动件145上的孔159中，并从邻近孔159的孔160离开。组织阻挡线181穿过柔性主结构100的远侧面的中部，进入管联动件115上的孔130中，并从邻近孔130的孔129离开。组织阻挡线181在柔性主结构100的右侧面的中部相交，进入管联动件143的孔154中，向上行进穿过管联动件143，并从位于管联动件143的顶部的孔155离开。然后，组织阻挡线181穿过柔性主结构100的右侧面的顶部，进入位于管联动件115的顶部的孔127中并从邻近孔127的孔128离开。组织阻挡线181接下来穿过柔性主结构100的远侧面的顶部，进入孔158中，并从管联动件115的孔157离开。组织阻挡线181从孔157穿过柔性主结构100的左侧面的顶部，进入管联动件113的孔125中，从邻近孔125的孔126离开，与柔性主结构100的近侧面的顶部相交，经由孔155进入管联动件143中，并通过管联动件143、142和141返回到致动和锁定机构200。可替代地，致动线180可布置成穿过管联动件部分111和112之间以及141和142之间的接头的内部，可形成一些孔以使致动线180穿过这些接头的外部，以增加旋转扭矩而使展开更容易。联动件上的孔124至130和154至160的数量和位置可根据组织阻挡线181的所需位置进行调整。另外，可在侧管框架和底管框架170、171、172上形成一些孔，以便在需要调节挤压组织的量的情况下使组织阻挡线穿过。

参照图17和图18，描绘了根据本实施例的展开的管腔扩张装置的左联动件114和右联动件144的对角线横截面视图。柔性弹性线182穿过位于结构顶部的联动件114和144并穿过孔133和孔163，使得柔性弹性线182围绕交点缠绕在联动件114、144的外部，从而有利地耦合左管联动件110和右管联动件140。根据本实施例,柔性弹性线182的弹性有利地允许限制左管联动件部分110和右管联动件部分140的联动件部分114、140的相对位置，以使展开的3D结构具有更大的稳定性和耐用性。

参照图19，当装置完全展开时，致动线180形成了形成3D展开结构的基础结构的形状，从而根据本实施例有利地将柔性联动件110、140拉入其展开位置。参照图20，组织阻挡线181终止于压接珠183处，并且根据本实施例，形成环路以形成顶部结构和所述展开结构的交叉打开的左面、右面和远侧面，以便有利地减少组织侵入展开结构中。参照图21，根据本实施例，致动线180和组织阻挡线181被一起示出，示出了它们彼此重叠。

图22示出了根据本实施例的在没有致动线180和组织阻挡线181的情况下处于展开的3D配置的柔性主结构100(左管联动件110和右管联动件140以及侧管框架170、171、172)。图23示出了根据本实施例的具有致动线80和组织阻挡线181的图22的展开的3D配置，其中，致动线已被旋转以将柔性主结构100拉动至展开的3D配置，并且压接珠183已被拉离展开结构以将组织阻挡线181拉动就位。参照图24，图23所示的展开的3D结构、致动线180和组织阻挡线181与根据本实施例的用于展开柔性主结构的致动基座210和致动杆220一起被示出。

参照图25A和图25B，描绘了根据本实施例的展开的#D结构的变型。从图25A和25B的照片中可以看出，所述展开结构具有带有倒圆角连结边缘的小远侧面和大近侧面。联动件部分111至115和141至145的长度布置成形成具有小远侧面和大近侧面的结构。小远侧面有利地降低了在展开期间致动线缠结以及结构的尖端卡住组织的风险。此外，由于具有大近侧面，可通过向外按压周围的身体管腔来策略性地锚定该展开结构。另外，近侧面117、118、147、148上的接头可优选地通过形成多个槽口而被倒圆角，以防止锐边损坏邻接工作空间的组织的风险。此外，根据本实施例，致动线180可布设在联动件部分111、112和141、142的外部，以有利地增加旋转接头116和146上的扭矩，从而便于展开。图25A和图25B还示出了组织阻挡线181在展开的3D结构的底面上的可能的布设。

图26A至图26C示出了根据本实施例的用于将锁定帽230连接到操纵管300的另一实施例。在锁定帽230与操纵管300线性接合之后，操纵管300可旋转以将L形插座适配在锁定帽230和操纵管331上，以防止在装置的操纵期间操纵管300与锁定帽230意外断开。

参照图27A，描绘了根据本实施例的致动基座和锁定帽的另一实施例，其中，锁定帽230与致动基座210接合。根据该实施例，致动基座210包括在其近端上的脊部216，并且锁定帽230包括对应的槽235。脊部216具有凸起部分，并且每个凸起部分的尺寸被设置成适配到对应的槽235中。对应的槽235由形成矩形形状的两个水平边缘和两个垂直边缘围住，并且每个槽具有由垂直边缘形成的通道，从而允许所述凸起部分在通道上垂直滑动。

参照图27B，图27A的实施例还描绘了锁定帽230向后移动以使脊部216与槽235的水平边缘之一相接触，从而有利地防止锁定帽230从致动基座210滑落。

图28A至图28C示出了根据本实施例的用于图12的重新连结过程的替代方法中的步骤，其中，使用磁吸引力来准备装置的缩回。根据该方法，永磁体226可附接到致动和锁定机构200的近端而不是U形钩环。另外，对应的永磁体450可附接到操纵杆400的端部，其中，永磁体226和对应的永磁体450处于不同的磁极，使得磁体226、450彼此吸引。以这种方式，磁吸引力可有利地用于适当地定向和接合致动和锁定机构200和操纵杆400，以用于装置的缩回和移除。

图29A至图29C示出了根据本实施例的变型的致动和锁定机构210的另一实施例。根据该变型的致动和锁定机构210包括两个部分：L形插座致动基座240和T形锁250。递送和操纵由操纵杆400和外部操纵管340提供。操纵杆460的母连接器与T形锁252的公连接器连结，而张紧线470便于拉动致动线180以用于3D结构的原位展开。另外，外部操纵管341的母连接器与L形插座致动基座245的公连接器连接。致动线180通过中间孔241进入，从窗口242穿出，通过通道243的外部布线，并从L形插座244进入内部。然后，致动线穿过T形锁250上的孔251。

图30A至图30D示出了图29A至图29C的致动和锁定机构的变型的张紧、锁定和分离过程中的步骤。参照图30A，拉动张紧线470以张紧致动线180。在图30B中，随后通过旋转操纵杆400来扭转致动线180。扭转的致动线180提供摩擦力以保持所施加的张力。接下来参照图30C，将T形锁250插入L形插座244中以防止致动线180解扭，其中，T形锁250耦合到操纵杆400。然后，在图30D中，将操纵杆400拉动并缩回，使T形锁250插入L形插座244中。之后，通过接合到L形插座致动基座240的外部操纵管340有利地防止装置的旋转。

可替代地，操纵工具可以是任何形式，只要柔性主结构100以及致动和锁定机构210按预期被操纵即可。例如，操纵工具可由在其远端处具有插座、槽或钩的柔性管和杆组成。

本实施例有利地提供了一种装置和方法，其用于扩张身体官腔或柔软的可塌缩导管以暴露和维持工作空间，例如在不依赖于吹入的情况下在管腔的侧壁组织内形成容积以用于内窥镜诊断、治疗和手术。此外，该装置可附接到普通内窥镜而不增加尺寸和所使用的穿孔。此外，根据本实施例的装置和方法提供了扩展且稳定的管腔内空间，用于目标区域(例如，目标组织)以及周围侧壁的适当可视化，并在柔软的可塌缩导管内形成容积以用于适当的工作空间，从而独立地操纵递送机构(例如，内窥镜或导管或类似的柔性组件)以及工具或其他器械。

虽然在本实施例的前述详细描述中已经呈现了示例性实施例，但应当理解，存在大量的变化。还应当理解，示例性实施例仅是示例，并不旨在以任何方式限制本发明的范围、适用性、操作或配置。相反，前述详细描述为本领域技术人员提供了用于实现本发明的示例性实施例的方便的路线图，应当理解，在不脱离所附权利要求中阐述的本发明的范围的情况下，可以对示例性实施例中描述的步骤的功能和布置以及操作方法进行各种改变。

Claims (14)

1.一种在管腔中提供容积的装置，包括：

多个柔性管联动件，所述多个柔性管联动件中的每一个具有远端和近端；以及

致动和锁定机构，其包括致动线，

其中，所述多个柔性管联动件中的每一个的近端耦合到所述致动和锁定机构，

其中，所述致动线的远端连接到所述多个柔性管联动件的远端，以及

其中，所述致动和锁定机构布置成相对于所述多个柔性管联动件旋转，以将所述致动线的远端拉向所述致动和锁定机构，从而使每个柔性管联动件的远端朝向每个柔性管联动件的近端移动，从而形成由每个柔性管联动件限定的结构，由此在所述管腔中限定容积。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述致动和锁定机构还包括结构丝，当形成限定的结构时，所述结构丝垂直地连接到所述多个柔性管联动件。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，当所述致动和锁定机构旋转时，所述结构丝中的张力增加，从而为由每个柔性管联动件限定的结构提供刚性。

4.根据权利要求1或3所述的装置，其中，所述致动和锁定机构包括引导管，所述引导管布置成为所述致动丝提供通道。

5.根据权利要求2至4所述的装置，其中，所述致动和锁定机构还包括：

具有螺纹孔的致动基座，

具有螺纹部和锁定键的致动杆，所述螺纹部布置成接合所述螺纹孔，以及

具有键槽的锁定帽，所述键槽布置成接合所述锁定键，使得所述致动和锁定机构处于锁定位置。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置还包括耦合到所述多个柔性管联动件中的至少一个的远侧管，以及其中，所述致动线布置成穿过所述远侧管。

7.根据权利要求5所述的装置，其中，所述结构线布置成穿过所述致动杆，以及其中，所述致动线布置成穿过所述致动基座的外表面。

8.根据权利要求1所述的装置，还包括一根或多根组织阻挡线，所述一根或多根组织阻挡线与所述多个柔性管联动件相关联布置，以防止目标部位处的周围组织进入所述管腔中的限定的容积。

9.根据权利要求1所述的装置，还包括具有操纵杆的操纵管，所述操纵杆包括钩，所述钩布置成与所述致动和锁定机构上的孔接合。

10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述操纵杆被配置为使所述致动和锁定机构旋转。

11.根据前述权利要求中任一项所述的装置，所述多个柔性管联动件中的每一个包括多个联动件部分和旋转元件，其中，每个旋转元件连接所述多个联动件部分中的相邻联动件部分。

12.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述装置被配置为在所述管腔中限定容积以用于内窥镜操作，以及其中，限定的容积是布置成允许内窥镜穿过的中空形状的长方体。

13.一种用于在管腔中提供容积的方法，所述方法包括以下步骤：

将根据权利要求1至12所述的装置推进到目标位置；以及

使所述致动和锁定机构旋转，使得所述多个柔性管联动件的远端紧靠所述多个柔性管联动件的近端，从而形成限定的容积。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，旋转步骤包括将操纵管附接到所述致动和锁定机构并使所述操纵杆旋转，从而使所述致动和锁定机构旋转。