CN1681446A - 气囊对齐和坍瘪系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的一气囊导管设置有诸刚性接合元件(260、270)，当气囊(216)充气时它们移动而接合，以使被接合的元件加强处于充气状态的气囊的刚度。当气囊放气时诸接合元件至少部分地脱开以使气囊可弯曲。一位于一接合元件(270)上的杆(274)可突出到处于脱开状态的邻近的接合元件(260)内，以使杆允许接合元件枢转，但约束它们以防纠结。可提供一可伸展的管子(238)来允许通过气囊的连通，以及可提供一弹簧(262、42)，以在放气之后使气囊变得细长。

Description

气囊对齐和坍瘪系统
技术领域
本发明涉及包括诸气囊的装置，并涉及使用诸气囊的技术。
背景技术
某些医疗和兽医的手术对各种用途使用安装在导管上的气囊。例如，如共同待批、被共同转让的美国专利申请09/905,227(出版号为US-2002/0065512-A1)(本文已援引该专利以供参考)所述，一包括一气囊的结构用作为引导超声波能量的反射器，该能量从安装在气囊内的一超声波传感器引导到待切除的组织区域。还如在上述应用中所描述的，气囊结构还聚焦超声波能量。例如，这样一装置可在心脏的心律不齐手术中用来切除心脏组织。其它的气囊结构可用于其它的医疗和兽医的手术中。
气囊通常放置在对象病人的体内，一具有附连在其上的气囊的载体导管通过脉管系统或体内的其它通道引入到对象病人的体内，并引入到要求治疗的部位内，使气囊处于一放气的状态。一旦气囊位于对象病人体内的要求的部位处，将气囊充气，实施所要求的手术，气囊再次放气，并通过曳拉载体导管而拉出气囊。在许多手术中，要求在气囊的诸部分之间保持对齐，在气囊的诸零件和载体导管之间保持对齐，同时，气囊处于充气状态。例如，在上述‘227申请中所述的某些优选的实施例中，超声波传感器安装在设置在气囊内的载体导管的一部分上，邻近于气囊的近端。超声波传感器大致呈圆柱形并与载体导管同轴。当气囊处于一充气状态时，气囊的从近端到远端(或纵向)的轴线也应与传感器同轴线，以便最佳地聚焦超声波能量。
还要求提供一刚性的加强元件，它在载体导管或超声波传感器和气囊的远端之间延伸，以防止气囊的倾斜或气囊沿径向的变形，所述径向即横向于载体导管和传感器的纵向或从近端到远端的方向。然而，当气囊处于放气状态而允许导管在插入和拔出过程中穿引时，还必须使气囊沿径向具有一定的柔性。气囊必须沿径向弯曲，以使其循着脉管系统或其它身体通道的弧形。
使用气囊的某些装置还要求一通过气囊的通道。例如，在许多手术中，穿引操作依赖于一引导线，它穿过载体导管的内腔，并通过结构的末端出来进入脉管系统内。在引导线穿过之后，带有气囊的导管沿着引导线前进。在其它情形中，可要求引入诸如探测电极或其它仪器、锚固元件或诸如此类的结构通过导管的内腔，并推进这些结构，以使它们突出超过气囊的末端。
一般地，气囊的近端附连到载体导管上。如下文中将进一步解释的，当气囊充气时趋于沿横向于纵向的径向膨胀，而沿纵向收缩。因此，在充气和放气过程中，气囊的末端应相对于载体导管沿纵向自由地移动。只是简单地提供一朝向远端突出通过气囊和通过远端处的气囊壁的载体导管的延伸部，将不会允许这样的运动，除非在载体导管和远端的接头处设置一滑动的密封。这样一滑动密封增加了处于放气状态下的组件的体积，并相当可靠地引入到组织。因此，需要一更加好的结构来提供一延伸通过气囊内部的内腔或孔。
发明概要
根据本发明的一个方面的装置包括一具有近端和远端的气囊，它具有一介于两端之间的纵向。气囊在放气状态下具有一介于其两端部之间的放气长度以及一处于充气状态下的充气长度。充气长度小于放气长度。根据本发明该方面的装置还包括多个设置在至少部分地在气囊内的接合元件。这些元件沿纵向彼此可相对移动。当气囊充气后沿纵向收缩时气囊推压诸接合元件彼此接合。然而，在气囊放气后诸接合元件可沿纵向彼此分开地移动。
最佳地是，根据本发明的该方面的装置还包括一具有一内腔的载体导管。气囊的一端(最好是气囊的近端)固定到载体导管上。接合元件可包括一固定的接合元件，其固定到载体导管并设置在邻近气囊近端的气囊内。接合元件理想地包括一可移动的接合元件，当气囊处于其充气状态时该接合元件接合于固定的接合元件。当气囊处于放气状态时，根据本发明的该方面的装置允许气囊沿横向于载体导管的纵向的方向弯曲，而诸接合元件彼此脱开。然而，当气囊充气时诸接合元件被迫彼此接合，以便提供一沿纵向在气囊内延伸的刚性支承件。该支承件限制或防止气囊的远端相对于气囊的近端和相对于载体导管沿径向挠曲，由此，保持气囊与载体导管对齐。当诸接合元件彼此接合时，它们可以布置成沿轴向彼此邻接。在另一结构中，当诸接合元件彼此接合时，它们彼此可伸缩地接合。一个元件的外直径紧密地配装在相邻元件的内孔中，这样，当诸元件处于接合状态时，它们保持成彼此精确地同轴对齐，由此，当气囊充气时气囊的各端保持成彼此精确地对齐。
根据本发明的该方面的装置可包括一沿纵向在气囊内延伸的轴向件。该轴向件最好是一柔性件，并较佳地包括一诸如盘簧之类的弹簧，当气囊放气时，该弹簧推压气囊的近端和远端使彼此分开。例如，接合元件可以是包围一盘簧的小的管形元件。变换地或附加地，一个或多个接合元件可承载一从这样的接合元件沿轴向突出的杆。当诸接合元件彼此脱开时，该杆保持设置在下一个邻近的接合元件内。该杆允许诸接合元件彼此相对枢转。例如，在一接合元件上的一杆可包括一球根形的(较佳地是球形)末端，它保持接合在另一接合元件的内部孔中。
气囊内的轴向件可包括一管。理想地是，该管沿纵向可扩展。该管的近端机械地连接于气囊的近端。例如，管的近端可机械地连接载体导管或阻挡，以使管的内部孔与载体导管的内腔连通。管的远端机械地连接于气囊的远端。因此，当气囊放气时，管沿纵向伸展。当起囊充气时，管沿纵向缩短。管与导管的内腔合作，以便提供一连续的通道，其延伸通过导管的内腔，出来后通过气囊的远端。最佳地是，管由可膨胀的聚合物的材料形成，这样，当管沿纵向伸展时内部孔的直径或径向尺寸基本上不减小。因此，连续的通道在气囊的所有的状态下保持完全的功能。这便于使用带有引导线的组件或必须突出超过气囊远端的其它的仪器。
从下文中结合附图阐述的优选实施例的详细描述中，将可以更容易地明白本发明的上述的和其它的目的、特征和优点。
附图的简要说明
图1是根据本发明的一实施例的装置的局部剖视图。
图2是类似于图1的局剖的立体图，示出处于充气状态下的装置。
图3是类似于图1的视图，示出根据本发明的另一实施例的装置。
图4是根据本发明的另一实施例的装置的局部剖视图。
图5是类似于图4的局剖的立体图，示出处于充气状态下的装置。
图6是根据本发明的另一实施例的装置的局部剖视图。
图7是用于本发明另一实施例中的管子的局部剖视图。
实施本发明的最好方式
根据本发明的一实施例的装置包括一载体导管10，其具有一远端12和一远离远端的近端(未示出)。一般地，载体导管的近端趋于保持在身体的外面，或以其它方式进入到在手术过程中的操纵位置，而远端趋于插入到体内。载体导管10具有一中心内腔14。一气囊16具有一附连到载体导管的远端的近端18和一远离近端的远端20。气囊16显示为一任意的起皱的形状，其代表气囊处于一放气状态。气囊16理想地由一柔性膜形成，但当气囊充气时其可形成一基本上不顺从的气囊结构。如‘227申请中所解释的，可使用诸如在脉管塑造技术中用来形成非顺从气囊的那些材料，例如PET、PETG、尼龙、聚亚安酯和聚乙烯之类的聚合物的薄膜。气囊可以设计为承受充气压力，该压力的大小在每平方英寸几磅到每平方英寸12磅或以上，最好约每平方英寸8磅，气囊壁理想地具有抵抗设计充气压力而不破损所要求的最小厚度，例如，约为0.001英寸或不到，较佳地是0.0005英寸或不到。气囊16理想地布置成在充气状态下(图2)形成一预定的形状，例如，围绕一与远端12处的载体导管10的中心轴线相一致的中心轴线24的回转表面，所述远端12处的载体导管10的中心轴线即为图1中所示的大致垂直的轴线。
一辅助气囊22邻近近端处包围于气囊16。该辅助气囊可用类似于用于主气囊16的材料形成。载体导管的中心内腔14，或其它的内腔(未示出)与主气囊16的内部连通，而载体导管内的一不同的内腔(未示出)与辅助气囊22的内部连通，这样，这些气囊可用不同的流体进行灌冲，例如，一水性流体灌冲在主气囊内，而空气或其它气体灌冲在辅助气囊内。这些流体之间的声阻之差造成主和辅助气囊之间的交界面，当气囊这样进行灌冲时可以高度地反射超声波。
一刚性的管形延伸部26紧固在载体导管的远端，并与载体导管和轴线24同轴地延伸。延伸部26具有一与载体导管的中心内腔14接续的内部孔28。一固定的接合元件或阻挡30包围延伸部26的外部，其位于延伸部的远端处而远离主气囊16内的载体导管。一中空圆柱形鼻状体34具有一在鼻状体的远端(图1中所示的上端)处敞开的内部孔36，该圆柱形鼻状体34附连于气囊的远端20。鼻状体34由基本上刚性材料形成，例如一金属材料。气囊壁可通过粘结剂(未示出)紧固于鼻状体。
一柔性可伸展的管子38具有一内部孔40，它在阻挡30与鼻状体34之间延伸。管子的近端紧固到阻挡30上，因此紧固于延伸部26、载体导管10和气囊的近端12，而管子的远端紧固于鼻状体。管子38的内部孔40与鼻状体内的孔36和延伸部26内的孔28连通，这样，延伸部26、管子40和鼻状体34合作地形成一连续的通道，其与载体导管的中心孔14连通，并延伸通过气囊16的内部，该通道通向主气囊的远端20处的主气囊16的内部。管子38理想地由诸如可膨胀的聚合物材料形成，例如，膨胀的聚四氟乙烯(“PTFE”)，或膨胀的聚乙烯。在膨胀的聚合物本身是多孔的情形中，管子可具有诸如弹性体之类的非常薄的可变形的无孔材料的覆盖层。膨胀的PTFE管子由作为美国亚利桑那州的Tempe市的C.R.Bard，Inc.的子公司的Impra，Inc.出售，可采用膨胀的PTFE管和通常用作为一脉管植入物的材料。由优选的材料形成的管子具有这样的特性：当管子沿纵向伸展时，管子的内部孔沿径向(横向于沿管子轴线的纵向)基本上不收缩。尽管本发明不局限于任何的操作理论，但可以认为该特性是由构成管壁材料的低的泊松比所造成。所希望的是，当管子伸展到如图1所示的细长状态以使气囊完全放气时，管子的内直径的变化约不大于公称内直径，即如图2所示的、处于沿轴向缩短的完全充气状态下的管子直径的20％。最为一般的是，管子和内孔的截面呈圆形。因此，内孔的直径就是横向于管子轴向的任何方向的内孔的直径。如果管子具有一非圆截面，则内孔的直径可考虑为横向于轴向的任何方向的最大直径。一般地，内孔具有约0.8-1.2mm的公称直径，当管子在全部正常操作范围内伸展从完全充气状态到完全放气状态时，内孔直径的变化不会超过约0.2mm。此外，由优选的膨胀的聚合物材料形成的管子在经受外压时将会抵抗坍瘪。诸如膨胀的PTFE之类的最佳材料还具有一低的摩擦系数，这进一步便于引导线和其它元件通过管子。此外，如下文中将要讨论的，在装置操作过程中管子利用一盘簧的作用而伸展。该优选的材料对伸展提供非常低的阻力。
在一实施例中，管子由膨胀的PTFE形成，其在未伸展状态下具有0.038英寸(0.97mm)的公称内直径，而当伸展时其伸长了未伸展长度的约30-35％，其内直径大小足以通过一0.035英寸(0.89m)直径的引导线。在未伸展状态下，即使在经受每平方英寸8磅的外压时，管子也将通过相同的引导线。
一圆柱形盘簧42包围管子38并在阻挡30与鼻状体34之间延伸。弹簧的端部固定到阻挡30和鼻状体34上。盘簧呈大致的圆柱形并与管子38同轴。因此，盘簧42和管子38形成一复合的轴向件，其在主气囊16内大致沿纵向方向延伸。在一实施例中，处于其松弛状态下的弹簧42约为28-30mm长。
一呈薄壁中空圆柱形的第一或近端可移动接合元件(proximal mobileengagement element)44包围了盘簧42和管子38。在如图1所示的主气囊16的放气状态中，该近端可移动接合元件44可在盘簧上滑动，并可离所示位置朝向近端和远端移动。一第二或远端可移动接合元件(distal mobile engagementelement)46在主气囊16的远端20处或邻近远端20的地方包围了盘簧42和管子38。该远端接合元件46是一中空管形结构。远端接合元件可与鼻状体34一体地形成或可粘合到鼻状体上。接合元件44和46由基本上刚性的材料形成，例如由如不锈钢管子之类的金属材料形成。在一实施例中，接合元件具有0.125英寸(3.175mm)的外直径和0.105英寸(2.667mm)的内直径。
一圆柱形的大致管形的超声波传感器50围绕了阻挡30与主气囊的近端18之间的延伸部26，以使超声波传感器设置在主气囊内。
在操作中，气囊组件最初设置有多个被放了气的气囊，以使该组件基本上处于如图1所示的状态。在此放气状态中，弹簧42处于松弛状态，而气囊处于扭转状态。一诸如引导线52的细长元件先后穿过载体导管的中心内腔14、延伸部26的孔28、管子38的孔和鼻状体孔36，以使引导线突出超过主气囊16的远端20。使用传统技术以将引导线穿入到对象病人，例如通过对象病人的脉管系统。一旦引导线就位，带有诸气囊的载体导管沿着引导线并通过脉管系统前进。在穿引过程中，该气囊组件沿横向于纵向和横向于轴线24的径向基本上可自由地弯曲。因为可移动接合元件44和46彼此脱开并彼此远离，所以，设置在可移动接合元件之间的间隙内的至少弹簧42和管子38的那部分可沿径向弯曲。同样地，设置在近端可移动接合元件44与固定的接合元件或阻挡30之间的弹簧和管子的那部分也可弯曲。
一旦导管的远端已经前进到对象病人体内的要求部位或靠近要求部位，则气囊如图2所示地充气。一旦充气，主气囊16沿径向膨胀，但沿纵向或轴向收缩，这样，主气囊的远端20朝向近端18和朝向载体导管10移动。气囊在充气时未扭转，因此，气囊的远端相对于气囊的近端围绕中心轴线24转动。该运动压缩和扭转了弹簧42(图1)，并沿纵向缩短了管子38。在一实施例中，弹簧42被压缩约9mm，即压缩到其自由长度的68％，并围绕中心轴线24扭转了一圈(360°)。气囊诸端部彼此相向运动以沿轴向推压可移动接合元件46和44使朝向彼此移动，并推压近端可移动接合元件44使之与固定的接合元件或阻挡30接合，以使组件到达如图2所示的状态。由气囊施加到接合元件上的力可以是相当大。在一典型的实施例中，使气囊处于充气状态和呈如图2所示的结构，沿轴向施加约6磅的力，以使接合元件保持彼此接合。在充气状态中接合元件彼此接合，以使它们彼此邻接以形成一基本刚性的柱。
由接合元件形成的该刚性柱在载体导管的刚性延伸部26与鼻状体34之间延伸。因此，该柱的远端机械地连接于气囊的远端，而柱的近端通过延伸部26机械地连接于气囊的近端18。由此，该柱保持鼻状体和气囊的远端20与载体导管的轴线24对齐。这可保持主气囊16和超声波传感器50的对齐，并提供最佳的聚焦作用。尽管组件处于该状态中，但引导线52可留在位置上，或可拉出并用其它细长的探头、导管或引导线替代。例如，一探测装置可前进通过诸孔来测量气囊远端区域内的生理状况。
超声波能量可通过传感器50施加，以烧蚀中心轴线24周围的组织，例如，烧蚀心脏壁内的环形损害组织，在‘227申请中有较完整的描述。
在要求的手术完成之后，气囊放气。弹簧42(图1)迫使气囊的近端和远端彼此远离，由此，便于气囊沿径向收缩并将组件基本上返回到如图1所示的状态。在此状态中，接合元件返回到如图1所示的脱开状态。弹簧还返回到其松弛的未扭转状态，以使充气过程中围绕轴线24弹簧的扭转运动反过来。在一实施例中，弹簧和鼻状体34的远端以及气囊的远端20相对于弹簧的近端围绕轴线24转动，从而围绕轴线24扭转并将其恢复到基本上初始的放气状态。轴向的和扭转的运动有助于将气囊坍瘪到一紧凑状态。载体导管和气囊然后从对象病人体内抽出。
在不脱离由权利要求书限定的本发明的前提下，可使用上述特征的许多种变化和组合。例如，接合元件的结构可被应用在这样的结构中，该结构省略管子38并因此省略提供一通过气囊的通道的管子的功能。在这样一结构中，接合元件只由弹簧引导，或由设置的其它柔性件引导以代替弹簧。再者，管子38可由普通材料，例如一弹性体或诸如此类的材料形成，当管子延伸时，该材料沿径向收缩或“颈缩”到相当的程度。这样一气囊组件不是较佳的，因为当组件处于放气状态时管子的内孔将部分地或全部地关闭。相反，如上所述，较佳的管子即使在不包括接合元件的结构中也可使用。再者，本发明可使用在气囊结构中，该结构不使用连接到气囊近端的导管。
接合元件的数量可以变化。根据本发明的另一实施例的装置(图3)类似于参照图1和2的上述装置，例外的是，上述两个可移动接合元件被一单一的可移动接合元件144替代，该接合元件144固定于鼻状体134并由此固定于气囊的远端。该可移动接合元件是一类似于上述可移动接合元件的管形结构，其包围了弹簧142和管子138。在如图3所示的放气状态中，可移动接合元件的近端远离固定接合元件或阻挡130。因此，组件沿横向于轴线124的方向在接合元件之间的间隙102内自由弯曲。该可弯曲性可以类似于上述的方式便于气囊组件穿引通过脉管系统和在手术后取出该组件。在充气状态中，可移动接合元件144的近端邻接于固定接合元件或阻挡130，以提供一如上所述的柱或支承。然而，在穿引和取出过程中，根据该实施例的组件在放气状态下更加不会发生纠结。
管形的可移动接合元件144设置有一个或多个延伸通过管壁的孔145。当气囊116填充液体时，孔145便于从接合元件的孔内的小空间(刚好包围管子138)中清除掉空气。类似的孔可设置在可移动接合元件内(如图1和2所示)。
例如，近端接合元件44可用两个较短的接合元件替代。再者，上述的近端可移动接合元件44可固定到固定接合元件或阻挡30上。
在另一变体中，其中，不需要超声波传感器50，或传感器50位于不同区域，阻挡30可被省略，以使近端可移动接合元件直接邻接抵靠于气囊近端处的导管的远端。如上所述，当气囊处于一充气状态时接合元件与弹簧合作，以将弹簧的变形限制在诸元件之间的接头处的弹簧的局部区域内。即使诸接合元件彼此不邻接，但只是在气囊的充气状态中彼此接近，该作用也将提供至少一定的增加的刚度。
根据另一实施例的装置包括一第一接合元件270和一第二接合元件260(图4和5)。如在上述的实施例中，接合元件260、270位于气囊216内。第一接合元件270(也称之为“阳”接合元件)大致呈一具有一轴线280的圆柱形式。第一接合元件刚好在超声波传感器250的远端处安装于导管210，其作为导管的刚性管形延伸部226，这样，第一接合元件相对于传感器和相对于气囊的近端218处于固定的位置。第一接合元件270的轴线280与传感器250的中心轴线以及导管的中心轴线相吻合。一杆274从第一接合元件270的远端沿轴线280突出。该杆固定于第一接合元件，并较佳地用诸如一金属的基本上刚性的材料与第一接合元件一体形成。该杆包括一主要部分275，它大致呈一围绕轴线280旋转形成的回转体形式，例如，一圆柱或圆锥。远离第一接合元件270的主要部分275的至少那部分的直径小于第一接合元件的直径，因此，具有一比第一接合元件270小的横截面面积。第一接合元件270具有一引向杆274的锥形表面278。表面274的直径在第一接合元件的圆柱形部分与杆之间沿远端的方向逐渐地减小。杆274包括一远离第一接合元件270并位于主要部分275的远处的球根形末端272。该球根形末端272比杆274的主要部分宽。也就是说，球根形末端具有横向于轴线280的最大尺寸，其大于杆274的对应的尺寸。球根形末端272具有一外表面(这里称之为球接头表面(ball joint surface))，该外表面呈现一球形区域形式，该球的中心在轴线280上。该球接头表面的直径大于杆主要部分275的直径，并等于或刚好略小于第一接合元件270的直径。第一接合元件270和杆274在球根形元件272处合作地形成一孔277，该孔沿轴线280从第一接合元件的近端延伸到杆的远端。
第二接合元件2660(也称之为“阴”接合元件)是一形成有一轴线282和一圆柱形内孔266的中空管。第二接合元件具有一通过鼻状体234紧固于气囊216的远端的远端。第二接合元件260最好由诸如一金属的基本上刚性的材料形成。例外的是，在元件近端处的第二接合元件的一部分由如聚合物之类的相对软的材料形成，或一软材料的套筒放置在第二接合元件的近端部分上。
第二接合元件的内孔266具有一内径，其刚好略大于第一接合元件270的外径，并刚好略大于球根形元件272的直径。例如，孔266的内径可超过第一接合元件270的直径约0.001-0.004英寸(25-100μm)，以使第二接合元件形成一与第一接合元件配合的自由活动。再者，孔266的内径较佳地超过球根形末端272的外径约0.001-0.004英寸(25-100μm)。孔266在其近端处敞开。
在第二接合元件260内的是类似于上述柔性管的柔软的可伸展的管子238。管子238在杆274的远端与鼻状体234之间延伸。管子形成一内孔239，其与杆和第一接合元件的内孔277和导管210的内腔连通。孔239通过鼻状体234在气囊的远端处与气囊的外部连通。一螺旋形弹簧262也设置在第二接合元件的孔266内。弹簧262包围了管子238。弹簧挤压在球根形部分272处的杆274的远端上和鼻状体234上，以使弹簧推压接合元件260、270和气囊216的诸端部使之彼此分离。
当气囊216处于其放气状态时，接合元件260、270位于如图4所示的脱开位置。球根形部分或杆的球接头表面272位于孔266内，邻近孔的敞开的近端。在此状态下，接合元件260和270彼此可相对枢转，这样，第二接合元件的轴线282可相对于第一接合元件的轴线280、沿任何方向围绕球接头表面272的中心枢转通过一预定的角度范围。当第二接合元件260围绕球根形末端272枢转时，柔性材料238和弹簧266可以弯曲。该枢转运动允许气囊横向于导管210的方向弯曲。在病人体内放置装置和从病人体内取出装置的过程中，该柔性帮助导管沿引导线循路而行和通过解剖原理进行操纵。然而，第二接合元件260基本上被杆所约束，尤其是被球根形部分272的球接头表面约束，以阻止第二接合元件260沿横向于第一接合元件的轴线280的方向相对于第一接合元件平移。这确保气囊216、管子238和弹簧266不会纠结。在放气状态下，第二接合元件260的近端可挤压在气囊216的内部上，尤其是当组件如图4所示地弯曲时。然而，构成第二接合元件260的近端的软材料276不会切割或撕裂气囊。
图5示出带有处于其充气状态的气囊组件。当气囊216充气时，气囊的长度减小并压缩弹簧262。但弹簧262压缩时第二接合元件260朝向第一接合元件270移动。在此运动中，杆274较深地移入第二接合元件的孔266内。杆在该孔内逐渐地接合，将迫使第二接合元件与第一接合元件对齐。随着第一接合元件的近端遇到锥形导向表面278，然后第一接合元件270继续该过程。在图5的完全充气状态中，使第二接合元件260可伸缩地包围第一接合元件270，第一接合元件的外部与第二接合元件的内部之间的紧密配合确保接合元件彼此同轴，以使轴线282与轴线280相吻合。气囊的远端与近端精确地保持同轴线，因此，与传感器250以及与由气囊216和辅助气囊222形成的反射的抛物线的交界面区域同轴线。一旦放气，弹簧262迫使第二接合元件远离第一接合元件，因此沿轴向伸展气囊216，将组件恢复到如图4所示的弯曲状态。接合元件彼此脱开，直到第二接合元件260仍包围杆274的球根形末端272为止。在此实施例中，在放气过程中弹簧可以扭转也可不扭转气囊，以帮助气囊如上所述地有序地坍瘪。
图4和5的结构可以变化。例如，接合元件的位置可以倒过来，以使阳接合元件或杆承载的第一接合元件270安装在气囊的远端，而管形的或阴接合元件260安装在气囊的近端和导管上。再者，组件可两个以上的接合元件。例如，组件可包括两个管形的阴接合元件和一设置在它们之间的阳接合元件，以在充气过程中使两个阴接合元件从相对侧接近阳接合元件。在这样一实施例中，阳接合元件可具有两个沿相对方向突出的杆，以使一个杆突出到各个阴接合元件内。
根据另一实施例的装置包括一第三接合元件350(图6)。该第三接合元件350也称之为一“阴”接合元件，因为它是形成一轴线382和一圆柱形内孔366的中空管。第三接合元件具有与以上参照图4和5所述的第二接合元件260类似的结构，而第二中间接合元件360具有一类似于上述第二接合元件260的近端和一类似于上述第一接合元件的远端。因此，一杆374从第二或中间接合元件的远端突出，这样的杆具有一球根形元件372。这里，接合元件理想地也由基本上刚性的材料形成，例外的是第二接合元件360和第三接合元件350各在其对应的近端处具有一如聚合物的相当软的材料，以在放气状态中防止气囊和这些元件的近端之间的接合造成对气囊的损坏。在所示的放气状态中，接合元件围绕杆的球根形末端以参照图4和5的上述方式可自由地彼此相对枢转。在充气的状态中，第三接合元件350可伸缩地接受第二接合元件360的外部，而第二接合元件可伸缩地接受第一接合元件370的外部。这里，被接合的元件沿轴向彼此约束，由此，保持气囊的近端和远端彼此精密地对齐，并在气囊处于充气状态时与如传感器301之类的内部结构精密地对齐。
与带有两个接合元件的其它方式的等价结构相比，图6的带有三个接合元件的结构在充气状态下的柔性增加了。其它的变体可包括附加的接合元件，以便进一步增加放气状态下的柔性。
以上参照图4和5所述的杆结构可用于如下的情形中：如图1-3所示，接合元件在气囊充气状态中彼此邻接，而不是可伸缩地彼此包围。在另一变体中，图4和5的第一接合元件270在其近端处或其附近可设置有一台肩，以使第二接合元件的近端将邻接于气囊充气状态下的这样的台肩。如图4-6所示的彼此包围的接合元件可被采用而不需要用杆。再者，杆可进行修改而包括一呈一圆盘或其它非球形表面形式的球根形部分，或完全省略球根形部分。如果省略球根形部分，则抗纠结的功能通常将欠奏效。此外，第一接合元件具有一光滑的圆柱形表面并不是关键的。例如，第一接合元件270可具有由一组肋、翅片或其它突出物形成的外表面。
在一变体中，以上参照图1和2所讨论的管子40可具有一如图7所示的回转形状。因此，管子440可大致呈一小风箱的形式，其具有回转体以使回转体形成一小直径dM。这样一管子可沿轴向伸展(如图7中所示，向上和向下)，其从实线所示的轴向收缩状态伸展到虚线所示的轴向延伸状态。事实上，回转体是局部地或全部地延伸的。理想地是，小的直径dM在延伸过程中基本上不减小。这样一管子可由上述材料制成，或由诸如传统的聚合物和弹性体之类的其它材料制成。
由于在不脱离本发明的前提下可以使用上述诸特征的这些和其它的变体和组合，所以，以上优选实施例的描述应看作是说明性的，而不是限制由权利要求书所限定的本发明。
工业应用
本发明可用于医疗手术。
权利要求书
(按照条约第19条的修改)
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括一细长元件，该元件延伸通过所述载体导管和所述孔的细长元件，并突出超过所述气囊的远端。
7.一种装置包括：
(a)一气囊，该气囊具有近端和远端和一介于所述两端之间的纵向方向，所述气囊具有一充气状态和一放气状态，所述气囊具有一在放气状态下的介于所述两端部之间的放气长度以及一处于充气状态下的充气长度，所述充气长度小于所述放气长度；以及
(b)多个设置在至少部分地在所述气囊内的接合元件，这些元件沿纵向可彼此相对移动，当气囊充气后所述气囊推压诸所述接合元件使之彼此接合，在气囊放气后诸所述接合元件可沿纵向彼此分开地移动。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述多个接合元件包括第一接合元件和第二接合元件，当所述气囊处于所述充气状态时所述第二接合元件至少部分地可伸缩地包围所述第一接合元件。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，多个所述接合元件包括第三接合元件，当所述气囊处于充气状态时所述第三接合元件至少部分地可伸缩地包围所述第二接合元件。
10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一接合元件形成一轴线，所述第二接合元件形成一轴线，所述接合元件可彼此相对枢转，这样，当所述气囊处于所述放气状态时第二接合元件的轴线可相对于第一接合元件的轴线枢转通过一预定的角度范围。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第二接合元件基本上受约束，当所述气囊处于所述放气状态时阻止所述第二接合元件相对于所述第一接合元件沿横向于第一接合元件的轴线的方向作平移运动。
12.如权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括一从所述第一接合元件突出的杆，当所述气囊处于所述放气状态时所述杆设置在所述第二接合元件内，所述杆的至少一部分具有比所述第一接合元件小的横截面面积。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述第一接合元件具有一引向所述杆的锥形表面。
14.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述杆包括一远离所述第一接合
48.如权利要求45所述的方法，其特征在于，在所述穿引步骤过程中，当所述气囊处于所述放气状态时一从诸所述接合元件中的第一个中突出的杆设置在诸所述接合元件中的第二个内，在所述穿引步骤过程中所述杆允许所述第二接合元件相对于所述第一接合元件枢转。
49.如权利要求48所述的方法，其特征在于，在所述放气和拽拉取出步骤的过程中，从所述第一接合元件突出的所述杆保持设置在所述第二接合元件内。
50.如权利要求45所述的方法，其特征在于，所述推压气囊的远端的步骤由设置在气囊内的一弹簧来执行。
51.如权利要求50所述的方法，其特征在于，在放气步骤过程中，所述弹簧相对于近端扭转气囊的远端。
52.如权利要求45所述的方法，其特征在于，还包括这样的步骤：提供一导向元件，其延伸通过载体导管和设置在气囊内的一管子，并延伸超过气囊，在气囊的远端移离近端之后管子伸展，而在气囊充气之后管子缩短。
53.如权利要求44所述的方法，其特征在于，所述实施一手术的步骤包括：从设置在气囊内的一传感器中将能量引导到气囊壁，并在气囊壁处将能量朝向对象病人的目标区域反射。
54.如权利要求7所述的装置，其特征在于，多个所述接合元件形成一结构，当所述气囊处于充气状态且诸所述接合元件彼此接合时所述结构基本上加强所述气囊，阻止侧向平移，而当所述气囊处于放气状态时多个所述接合元件允许所述气囊沿横向于纵向的侧向弯曲。
55.如权利要求44所述的方法，其特征在于，当所述气囊处于充气状态时所述接合元件基本上加强所述气囊，阻止沿横向于纵向的侧向平移，而当所述气囊处于放气状态时所述接合元件允许所述气囊沿侧向弯曲。

Claims (53)

1.一种装置包括：
(a)一具有近端和远端的气囊，它具有一介于所述两端之间的一纵向方向，所述气囊具有一充气状态和一放气状态，所述气囊具有一在放气状态下的介于两所述端部之间的放气长度以及一处于充气状态下的充气长度，所述充气长度小于所述放气长度；以及
(b)一设置在所述气囊内并沿所述气囊的纵向延伸的管子，所述管子具有一至少局部形成通过所述气囊的一通道的内孔，所述管子具有一机械地连接于气囊的近端的近端和一机械地连接于气囊的远端的远端，由此，当所述气囊放气时所述管子沿纵向伸展，而当所述气囊充气时所述管子沿纵向缩短，尽管作这样的伸展和压缩，但所述管子的所述内孔具有的直径尺寸基本上保持恒定。
2.一种装置包括：
(a)一具有近端和远端的气囊，它具有一介于所述两端之间的一纵向方向，所述气囊具有一充气状态和一放气状态，所述气囊具有一在放气状态下的介于所述两端部之间的放气长度以及一处于充气状态下的充气长度，所述充气长度小于所述放气长度；以及
(b)一设置在所述气囊内并沿所述气囊的纵向方向延伸的管子，所述管子具有一至少局部地形成通过所述气囊的一通道的内孔，所述管子具有一机械地连接于气囊的近端的近端和一机械地连接于气囊的远端的远端，由此，当所述气囊放气时所述管子沿纵向伸展，而当所述气囊充气时所述管子沿纵向缩短，所述管子由选自包括膨胀的聚合物的组群中的材料形成。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述管子由膨胀的聚四氟乙烯形成。
4.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述管子的所述孔具有一当气囊放气时管子缩短的第一内径以及一当气囊充气时管子伸展的第二内直径，所述第一和第二内径彼此不同，两者之差约小于第一内径的20％。
5.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，还包括一机械地连接于所述气囊的近端的载体导管，所述载体导管具有一与所述管子的孔连通的孔。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括一延伸通过所述载体导管和所述孔的细长元件，并突出超过所述气囊的所述远端。
7.一种装置包括：
(a)一具有近端和远端的气囊，它具有一介于所述两端之间的一纵向方向，所述气囊具有一充气状态和一放气状态，所述气囊具有一在放气状态下的介于所述两端部之间的放气长度以及一处于充气状态下的充气长度，所述充气长度小于所述放气长度；以及
(b)多个设置在至少部分地在所述气囊内的接合元件，这些元件沿纵向可彼此相对移动，当气囊充气后所述气囊推压所述接合元件彼此接合，在气囊放气后所述接合元件可沿纵向方向彼此分开地移动。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述多个接合元件包括第一接合元件和第二接合元件，当所述气囊处于所述充气状态时所述第二接合元件至少部分地可伸缩地包围所述第一接合元件。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，多个所述接合元件包括第三接合元件，当所述气囊处于充气状态时所述第三接合元件至少部分地可伸缩地包围所述第二接合元件。
10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一接合元件形成一轴线，所述第二接合元件形成一轴线，所述接合元件可彼此相对枢转，这样，当所述气囊处于所述放气状态时第二接合元件的轴线可相对于第一接合元件的轴线枢转通过一预定的角度范围。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第二接合元件基本上受约束，当所述气囊处于所述放气状态时阻止所述第二接合元件相对于所述第一接合元件沿横向于第一接合元件的轴线的方向作平移运动。
12.如权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括一从所述第一接合元件突出的杆，当所述气囊处于所述放气状态时所述杆设置在所述第二接合元件内，所述杆的至少一部分具有比所述第一接合元件小的横截面面积。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述第一接合元件具有一引向所述杆的锥形表面。
14.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述杆包括一远离所述第一接合元件的球根形末端和一将所述球根形末端连接于所述第一接合元件的主要部分，所述球根形末端宽于所述主要部分，当所述气囊处于所述放气状态时所述球根形末端设置在所述第二接合元件内。
15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述球根形末端形成一呈一球形区域形式的球接头表面，所述球接头表面具有一直径。
16.如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述第一接合元件和所述杆合作地形成一杆孔，其沿轴线从所述第一接合元件的近端延伸到所述球根形末端处的所述杆的远端。
17.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述第二接合元件端部可围绕所述球根形末端枢转。
18.如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述第二接合元件具有一内孔，所述内孔的内径大于所述球接头表面的直径。
19.如权利要求18所述的装置，其特征在于，所述内径比所述球接头表面的所述直径大约25-100微米。
20.如权利要求12所述的装置，其特征在于，还包括一设置在所述第二接合元件内的弹簧，当所述气囊放气时所述弹簧推压所述接合元件和所述气囊的端部使之彼此分离。
21.如权利要求20所述的装置，其特征在于，当所述气囊处于所述充气状态时所述弹簧受压缩。
22.如权利要求15所述的装置，其特征在于，还包括一在所述第二接合元件内的柔性管，其中，当所述气囊处于一放气状态时所述柔性管可弯曲。
23.如权利要求22所述的装置，其特征在于，所述柔性材料基本上与所述第二接合元件同轴线。
24.如权利要求22所述的装置，其特征在于，所述弹簧包围所述柔性材料。
25.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一接合元件具有一外直径，而所述第二接合元件具有一内孔，当所述气囊处于所述充气状态时内孔包围所述第一接合元件，所述内孔的内直径略微大于所述第一接合元件的外径，这样，当所述气囊处于所述充气状态时所述第一和第二接合元件被基本上约束在彼此同轴线的对齐中。
26.如权利要求25所述的装置，其特征在于，所述第二接合元件内的所述内孔的内径比所述第一接合元件的外径大约25-100微米。
27.如权利要求8所述的装置，其特征在于，最靠近所述第一接合元件的所述第二接合元件的一端部包括一软材料，以防止所述气囊损坏。
28.如权利要求26所述的装置，其特征在于，所述第二接合元件包括一基本上刚性的管子和一最靠近于所述第一接合元件的所述第二接合元件的端部的所述软材料套筒。
29.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一接合元件位于所述第二接合元件的近端，而所述第二接合元件位于所述第一接合元件的远端。
30.如权利要求8所述的装置，其特征在于，当所述气囊处于所述充气状态时一个接合元件完全地可伸缩地包围另一个接合元件。
31.如权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括一轴向件，其在气囊内沿纵向延伸，所述轴向件沿横向于所述纵向的径向至少部分地约束所述接合元件。
32.如权利要求31所述的装置，其特征在于，所述轴向件具有一机械地连接于气囊近端的近端以及一机械地连接到气囊远端的远端。
33.如权利要求32所述的装置，其特征在于，所述轴向件包括一弹簧，当所述气囊放气时所述弹簧推压所述气囊的所述端部使之彼此分离。
34.如权利要求33所述的装置，其特征在于，所述弹簧是一盘簧，其具有一沿纵向延伸的轴线。
35.如权利要求34所述的装置，其特征在于，所述接合元件中的至少一个是大致的管形并包围所述盘簧。
36.如权利要求34所述的装置，其特征在于，所述轴向件还包括一与所述盘簧同轴线并设置在所述盘簧内的管子，所述管子形成一内孔。
37.如权利要求36所述的装置，其特征在于，还包括一具有一内腔的载体导管，所述气囊的近端固定于所述载体导管，所述内腔与所述管子的内孔连通。
38.如权利要求37所述的装置，其特征在于，所述内腔、杆孔和柔性管彼此连通，以在所述载体导管内形成一连续的通道。
39.如权利要求37所述的装置，其特征在于，多个所述接合元件包括固定于在所述气囊内邻近于气囊近端和第一可移动接合元件的所述载体导管的一阻挡，当所述气囊处于所述充气状态时所述第一可移动接合元件接合于所述阻挡。
40.如权利要求39所述的装置，其特征在于，当所述气囊处于所述放气状态时所述第一可移动接合元件相对于所述阻挡和所述载体导管沿纵向可移动。
41.如权利要求40所述的装置，其特征在于，所述第一可移动接合元件安装在气囊的远端。
42.如权利要求40所述的装置，其特征在于，所述接合元件包括一第二可移动接合元件，其安装在气囊的远端并相对于所述第一可移动接合元件和相对于所述阻挡沿纵向可移动，所述第一可移动接合元件设置在所述第二可移动接合元件与所述阻挡之间。
43.如权利要求39所述的装置，其特征在于，还包括一安装在所述气囊内的所述载体导管上的超声波传感器，其位于气囊的近端与所述阻挡之间。
44.一种放置和操作一装置的方法包括：
(a)将一载体导管穿引到一哺乳类对象病人的体内，同时一气囊固定到该载体导管上，上述操作是在放气状态下进行，同时，至少部分地设置在气囊内的诸接合元件彼此脱开；然后
(b)对气囊充气，以使气囊沿径向膨胀而沿纵向收缩，这样，气囊的收缩可移动诸接合元件使之彼此靠拢；
(c)使用处于充气状态的气囊实施一手术，在所述手术过程中诸所述接合元件加强气囊；然后
(d)使气囊放气，以使诸所述接合元件彼此脱开，并取出载体导管和气囊，同时诸所述接合元件彼此脱开。
45.如权利要求44所述的方法，其特征在于，还包括这样的步骤：在所述放气步骤过程中沿纵向推压气囊的远端以远离气囊的近端。
46.如权利要求45所述的方法，其特征在于，当所述气囊处于所述充气状态时诸所述接合元件中的邻近的元件彼此可伸缩地接合，其中，当所述气囊充气时诸所述接合元件被约束在同轴线彼此对齐中。
47.如权利要求46所述的方法，其特征在于，所述气囊具有近端和远端，诸所述接合元件中之一连接于气囊的近端，诸所述接合元件中的另一个连接于气囊的远端，当气囊充气时所述接合元件将气囊的近端和远端保持彼此对齐。
48.如权利要求45所述的方法，其特征在于，在所述穿引步骤过程中，当所述气囊处于所述放气状态时一从诸所述接合元件中的第一个中突出的杆设置在诸所述接合元件中的第二个内，在所述穿引步骤过程中所述杆允许所述第二接合元件相对于所述第一接合元件枢转。
49.如权利要求48所述的方法，其特征在于，在所述放气和拽拉取出步骤的过程中，从所述第一接合元件突出的所述杆保持设置在所述第二接合元件内。
50.如权利要求45所述的方法，其特征在于，所述推压气囊的远端的步骤由设置在气囊内的一弹簧来执行。
51.如权利要求50所述的方法，其特征在于，在放气步骤过程中所述弹簧相对于近端扭转气囊的远端。
52.如权利要求45所述的方法，其特征在于，还包括这样的步骤：提供一导向元件，其延伸通过载体导管，延伸通过设置在气囊内的一管子，并延伸超过气囊，在气囊的远端移离近端之后管子伸展，而在气囊充气之后管子缩短。
53.如权利要求44所述的方法，其特征在于，所述实施一手术的步骤包括：从设置在气囊内的一传感器中将能量引导到气囊壁，并在气囊壁处将能量朝向对象病人的目标区域反射。
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