专利名称：具有轨线的医疗装置及使用方法
技术领域：
本发明涉及一种医疗装置，更具体地说，本发明涉及一种可沿位于患者身体的内腔中的轨线行进的医疗装置。
背景技术：
医生通常使用较长的、挠性内窥镜进入并观察患者的胃肠(GI)道内的组织。对于上部胃肠来说，医生可将胃窥镜插入到服有镇静剂的患者口中以检查和治疗食道、胃、以及近十二指肠中的组织。对于较低的胃肠道来说，医生可通过服有镇静剂的患者的肛门插入结肠窥镜以检查直肠和结肠。一些内窥镜具有其直径通常约为2.5-3.5mm的工作通道，从手柄中的一部分延伸到挠性轴的末端。医生可将医疗器械插入到工作通道中以帮助诊断或治疗患者体内的组织。医生通常使用挠性、活体取样钳通过内窥镜的工作通道从胃肠道的粘膜衬中提取活组织进行检查。
对于患者来说，插入挠性内窥镜，尤其是插入到结肠中，通常是非常耗时且不舒服的过程，即便是服有镇静药物。医生将挠性内窥镜推入到结肠的回旋状的s形、下降的、横向的以及上升部分通常需要几分钟。医生可在内窥镜的插入或移除过程中诊断和/或治疗结肠中的组织。挠性内窥镜通常在结肠中(诸如在乙状结肠处或结肠的脾曲处)形成环状而打结，因此难以使内窥镜沿结肠进一步前进。当形成环时，所施加的用以推动内窥镜的力会拉伸肠系膜并使得患者疼痛。结肠的一部分可能无法检查，这取决于患者的组织和医生在操纵挠性内窥镜方面的经验，因此增加了未确诊疾病的危险。
GivenEngineering LTD，Yoquneam Israel在美国出售一种称为“M2ATMSwallowable Imaging Capsure”的装置。该装置包含微型摄像机、电池组以及传递器。通过自然的肠蠕动将其推进到胃肠道中。该装置通常用于诊断目的并且以患者身体的自然肠蠕动所确定的速度穿过肠道。授权给C.Mosse等人的国际申请号WO 0108548A1描述了一种适于穿过具有包含收缩性组织的壁的通路的自推进式装置。申请人披露，所述装置特别适合于用作内窥镜并且还可将诸如饲管、引导线、生理学传感器或传统内窥镜等物品带入到内脏中。在1999年1月1日的Gastrointestinal Endoscopy Clinics of North America的第9卷145-161页中C.Mosse等人的“Technical Advances and ExperimentalDevices for Enteroscopy”中可发现用于推动内窥镜检查的其它替换方案的概要。
科学家和工程师在继续探求用于进入、诊断和/或治疗身体内腔中的组织(胃肠道)的改进方法和装置。
发明内容
申请人已经认识到对于低成本、可一次性使用的医疗装置的需求性，所述医疗装置可给医生所希望替代方案，以使用传统的、可重复使用的挠性内窥镜。消除了操作者对于内窥镜的活节控制作出常规调整的需求，这样可减少插入装置所要求的经验，从而允许除医生以外的操作者使用所述装置。由于胃肠病学家通常没有能力处理所有需要进行结肠镜检查的患者，因此允许具有能力的其它人员(诸如护士)帮助进行该程序的设备可增强处理能力并使得胃肠病学家治疗更多的患者，因此这是有利的。
在一个实施例中，本发明提供了一种医疗装置，所述医疗装置包括可在轨线上穿过身体内腔前进的细长挠性元件。所述轨线可具有环部分，所述环部分在挠性元件的远侧前进，然后所述元件沿轨线前进。所述挠性元件可包括显像装置、照明装置以及用于流体(气体或液体)和仪器的通道。
本发明还提供了一种使得医疗设备通过患者的身体(诸如通过胃肠道)移动的方法。所述方法可包括以下步骤将医疗装置的一部分布置于身体内腔中；使得一定长度轨线沿医疗装置的远侧行进；以及使得医疗装置在轨线上行进以便于在内腔中在远侧移动。医疗装置可在远侧行进同时同步地缩回轨线近侧的一部分。
本发明可用于参与组织的诊断和治疗，包括将医疗器械定位在期望的组织部位，该医疗器械包括(但不局限于)囊体、扩张器、组织抓紧器、组织切割装置、组织纤维包扎(stapling)装置、组织着色或治疗装置、脉管结扎装置、以及组织切除装置。
虽然在所附权利要求中具体阐述了本发明的新颖特征，但是参照以下描述和附图将更全面地理解所有实施例中的本发明。
图1示出了医疗装置70，所述医疗装置70通常包括可移动设备，诸如适合于在身体内腔中移动的包膜80；可压缩套筒40；固定板50；管缆30；线缆25、视频装置72、手柄20以及运动控制装置58。
图2是图1中所示的医疗装置70的截面图，并且包括线缆卷轴74、线缆锚52以及形成于线缆圈54中的线缆25。
图3是相对于解剖里程碑布置有医疗装置70的胃肠道一部分的横截面图，所述一部分包括乙状结肠100、下行结肠102、左脾曲112、横结肠104、结肠右曲110、上行结肠106以及盲肠108。
图4是图1医疗装置70的详图，示出了线路部分34、驱动线缆32以及包膜80，所述包膜80包括前端64、后端65、第一区域77、第二区域78以及第三区域79。
图5是沿图1的线5-5所截的横截面图，示出了固定板50、线缆锚52、中心附件56以及管缆30。
图6是图5的管缆30的横截面的详图，示出了线缆25、线路部分34、驱动线缆32以及工作通道36。
图7是图4的包膜80的等距视图，示出了滑动通道90、夹紧通道91、工作通道36以及包括第一等径伞齿轮82、第二等径伞齿轮83、滑轮86以及滑轮夹具87的推进机构44。
图8是沿图7的线8-8所截的包膜80的横截面图，示出了驱动线缆32、第一等径伞齿轮82、第二等径伞齿轮83、滑轮86、滑轮夹具87以及线缆25。
图9是沿图8的线9-9所截的包膜80的横截面图，示出了线路部分34、照明装置96以及显像装置95。
图10是沿图9的线10-10所截的包膜80的横截面图，示出了第一等径伞齿轮82、第二等径伞齿轮83、滑轮86、滑轮夹具87、滑动通道90中的线缆25以及夹紧通道91中的线缆25。
图11是本发明一个实施例所涉及的医疗装置的示意图，示出了从装置的手柄处延伸的挠性细长元件以及从细长元件的末端延伸的环轨线。
图12是沿图11中的线12-12所截的横截面视图，示出了挠性细长元件的末端。
图13A-E示出了使得图11中所示的医疗装置行进得穿过结肠的一部分。
图14是具有用于前进和收缩轨线的马达的手柄的示意图。
图15是具有一个导管并且使得轨线的一端固定于挠性元件末端或位于挠性元件末端附近的一个实施例的示意图。
图16是沿图15中的截面16-16所截的端视图。
图17是包括两组引导线和可被支撑于通常垂直的平面中的两个轨线环部分的一个实施例的示意图。
图18是沿图17中的截面18-18所截的端视图。
具体实施例方式
通过示例，示出并描述了用在人类患者的下部胃肠道的结肠中的本发明。然而，本发明也可用于人类和其它哺乳动物的其它中空器官的身体内腔中。
图1示出了医疗装置70。医疗装置70可包括其形状和尺寸用于通过身体内腔移动的可移动设备诸如包膜80；可压缩套筒40；固定板50；管缆30；线缆25、视频装置72、手柄20。
包膜80通常具有前端64，所述前端64是光滑的以用于通过胃肠(GI)道(诸如结肠)的曲折通路的无损伤通路。在包膜80的一个实施例中，前端64是半球形的，而后端65是平坦的以接受包含在管缆30中的内容物。包膜80也可为其它形状的，诸如(但不局限于)锥形的、圆柱形的、卵形的或蛋形的形状，以助于穿过结肠。
可压缩套筒40可从包膜80的后端65延伸到固定板50。可使用粘合剂将固定板50锚定在患者身上。附着于患者身上的其它方法包括(但不局限于)胶水、胶带或紧贴圈。也可使用缝合或纤维包扎，但是由于在放置或移除时存在痛苦，因此不大希望使用缝合或纤维包扎。在与下部胃肠道有关的应用中，固定板50可延伸到患者的肛门中。希望板50具有附于患者身体的牢固附件，或其它夹具，以使得固定板50提供锚定，从而增强包膜80更深入地移动到结肠中。
管缆30的近端部分可在身体外部延伸，并且可与包括视频装置72和手柄20的设备相连接。管缆30的末端部分可与结肠内部的包膜80的后端65相连接。管缆30可穿过板50和套筒40中的开口，并且管缆30可相对于板50和套筒40滑过开口。管缆30可最好用重量轻、挠性、塑料的多内腔的管制成。例如，管缆30可具有四个内腔用于工作通道36的3mm内腔、用于线路部分34的3mm直径内腔、用于接收驱动线缆32的5mm直径内腔、以及用于接收线缆25的3mm直径内腔。许多其它尺寸和组合的内腔也是可行的。管缆30还可包括隔离薄壁、用带捆扎在一起的挠性塑料管、热缩塑料包等等。
线缆25可提供包膜80在其上被支撑和推进的轨线。线缆25可以多种形状构成，包括纤维的麻花状绳股、涂覆线材、平带、或者可具有恒定的横截面形状，包括圆形、三角形或矩形。线缆25可包括有助于牵引的周期性和/或非周期性的特征图形，诸如齿状物、孔、或槽。可用任何适合的材料制成线缆25，包括(但不局限于)包括钢、镍钛金属互化物、铝、或钛的一种或多种材料，并且具有包括(但不局限于)0.5mm到2.5mm的直径。
用作线缆25的一种适合的材料是具有由直径为0.008英寸的不锈钢线卷缠绕的直径为0.021英寸到0.025英寸的镍钛金属互化物芯层的引导线(guidwire)。总直径可在0.037英寸到0.041英寸之间，并且可以50cm的间隔焊接或附着不锈钢线圈以便于相对于镍钛金属互化物芯层将不锈钢线圈固定在合适的位置中。用作线缆25的另一种适合的材料是可从Winston Salem，NC的Wilson-Cook Medical，Inc.处购买到的商标为Elite protectorTMElite 480捆丝导向器(wireguide)的引导线(guidwire)。
线缆25的近端部分在身体外部延伸，以使得操作者可操纵它。通过管缆30送入线缆25、穿过包膜80，以便于形成包膜30前面(末端)的线缆圈54。如以下所述的，线缆圈54可用于围绕结肠的曲折路径行进，消除操作者必须对内窥镜的活节控制进行恒定调节的需要，从而可降低对于插入装置的经验要求。作为线缆25的替换物，也可使用其它适合的轨线形状，包括(但不局限于)挠性导轨、链条、滑块以及皮带。
仍然参照图1，视频装置72向照明装置96(图9)供应电力，并且当其穿过结肠时处理由包膜80中的显像装置95(图9)所取得的视频图像，以使得操作者能够看到内腔的内表面。照明装置96可包括包含于包膜80中的灯泡或LED(发光二极管)，或者包括光学纤维、光导管或包含于视频装置72中的光源透镜。可被布置于包膜80中的灯泡的一个示例是来自于Carley Lamps(Torrance，CA)的Xenon#724。显像装置95可为CMOS(互补型金属氧化物半导体)或CCD(电荷耦合装置)摄像机。在尺寸上可用在包膜80中的以上任一种摄像机都可在市场上买到。例如，可使用一种CMOS芯片，诸如来自于Omnivision Technologies(Sunnyvale，CA)的#OV7620。线路部分34在视频装置72与照明装置96之间、以及在视频装置72与显像装置95之间传输信号。
手柄20提供运动控制装置58以便于推动包膜80沿线缆25的推进。可以任何适合的方式沿线缆25推进包膜80。在一个实施例中，手柄20包含马达并且以可操作的方式控制挠性驱动线缆32，所述挠性驱动线缆32被构造成用以传送扭矩，以便于操纵位于包膜80内部的推进机构44(图7)，从而使得医疗装置70进一步移动到结肠中。在一个实施例中，运动控制装置58具有用以改变马达在手柄20中的转动的正向和反向设定，从而使得包膜80沿着线缆25沿正向和反向移动。
工作通道36的近端部分在身体外部延伸到手柄20附近的一个位置处，以使得操作者可多次将医疗器械移入和移出结肠。工作通道36的末端部分穿过包膜80到包膜80的前端64外表面中的开口中。可将医疗器械插入到工作通道36的近端，并且在不从身体内腔中移除包膜80的情况下引导医疗器械通过工作通道到包膜80外表面中的开口处。因此，当包膜穿过内腔时，操作者可通过医疗器械接近邻近于包膜80的内腔组织。可通过工作通道引导的医疗器械包括(但不局限于)组织抓紧器、纤维切断机、刀具、夹子灌肠器、组织切除装置、组织着色装置，以及用于分配药剂的装置。
图2示出了图1中的医疗装置70，所述医疗装置70包括身体外部的线缆卷轴74、以及包膜80前面(末端)的线缆圈54。线缆卷轴74储存线缆25的近端部分，并且可用于展开通过管缆30和滑动通道90的线缆25的辅助长度，以增加结肠中包膜80前面的线缆圈54的尺寸。
线缆圈54从线缆25的中间部分被形成于包膜80的前面。线缆圈54的一端由从滑动通道90处向外延伸到末端的线缆形成，而线缆圈54的另一端(返回端)由沿近端延伸到包膜80外表面中的开口中的线缆构成，其中所述线缆通过包膜80中的夹紧通道91被送入(并通过夹紧通道91接合)。线缆从夹紧通道91近端延伸过可压缩套筒40(管缆30外部)到线缆锚52。这种布置使得使用者可通过滑动通道90送入线缆25的辅助部分以增加线缆圈54的尺寸(圈的另一端由夹紧通道91控制)。由于线缆圈54的尺寸增加了，因此它在包膜80的前面直接“展开”了内腔的内部，并且在内腔中被弯曲，从而可沿所述弯曲部分和/或在弯曲部分近端形成在其上推进包膜的轨线。线缆圈54的这种布置在简化穿过结肠过程方面可为有利的。操作者可简单地增加线缆的圈部分的长度以便于在胃肠道中进行弯曲和转向，而不是试图通过内腔的三维弯曲部分操纵导管或引导线的端部。然后操作者使用运动控制装置58(图1)使得包膜80在向前的方向上沿轨线(线缆圈54)前进以使得包膜80通过结肠中的弯曲部分。
图3示出了布置于结肠中的医疗装置70。线缆圈54首先被引入，包膜80、可压缩套筒40以及固定板50跟在其后。然后可用粘合剂或其它方式将固定板50牢固地附着于肛门或其它合适的位置，相对于患者形成锚定点。
图中示出了围绕乙状结肠100中的弯曲部分布置的线缆圈54。操作者通过观察视频装置72(图1)监控包膜80和线缆圈54的前进，所述视频装置72显示由显像装置95(图9)所取得的图像。当线缆圈54到达可在结肠中形成弯曲的充分位置时，在启动运动控制装置58(图1)的操作者的控制下由推进机构44(图7)将包膜80沿线缆25推进一小段距离。该过程缩短了包膜80前面(末端)的线缆圈54的长度。
为了使得包膜80更深入地前进到结肠中，操作者可使得线缆25的更多近端部分滑过管缆30和滑动通道90，以便于再次增加包膜80前面的线缆圈54的尺寸。该过程通过结肠更深处的其它弯曲部分(诸如左脾曲112或结肠右曲110)布置了辅助轨线。操作者继续使得线缆25滑动并顺次启动运动控制装置58(图1)，以便于以增强的方式使得包膜80通过下行结肠102、横结肠104以及上行结肠106移动到盲肠108。
当包膜80沿线缆25前进时，可压缩套筒40开始解压缩(在长度上增加)，从而保持了从固定板50到包膜80的光滑且不间断的表面。
图4是医疗装置70的详图，所述医疗装置70通常包括包膜80、可压缩套筒40、固定板50以及管缆30。在该实施例中，所述包膜80包括三个区域(第一区域77、第二区域78以及第三区域79)，以便于装配和容纳推进机构44(图7)。具有区域的不同布置或数量、或推进机构的其它位置的其它实施例也是可行的。位于包膜80前端64附近的显像装置95(图9)和照明装置96(图9)通过线路部分34与视频装置72相通，以便于显示包膜80附近的内腔的内部。在不从身体内腔中移除包膜80的情况下，工作通道26允许操作者重复地使得医疗器械移入和移除患者以对于包膜80附近执行治疗。
可压缩套筒40可执行至少两种功能。第一，当其更深入地前进到结肠中时，可压缩套筒40可提供固定板50与包膜80之间的光滑、连续、挠性的连接，从而当医疗装置70在结肠中行进时可保护身体内腔不受损害。另外，可压缩套筒40可用于径向地限制位于夹紧通道91和线缆锚52之间的一部分线缆25以助于沿更深入结肠的正向推进包膜80。通过径向地限制位于夹紧通道91和线缆锚52之间的一部分线缆25，套筒40可有助于防止第二圈形成于包膜80与固定板50之间的线缆25中(防止线缆圈形成于包膜80的后面(近端))。可压缩套筒40可用任何适合的材料制成，所述材料包括(但不局限于)ePTFE(膨胀的聚四氟乙烯)，或者其它可伸展或在长度上可增加的适合挠性材料，以便于容纳由于包膜更深入地移动到胃肠道中而在锚52与包膜80之间增加的距离。
推进机构44使用夹紧通道91内部的一部分线缆25，以便于进一步将包膜80推进到结肠中。当启动运动控制装置58(图1)时，推进机构44使得一部分线缆25(最初包括线缆圈54)移动，通过夹紧通道91回到包膜80与固定板50之间的位置。因此，包膜80与固定板50之间的线缆25的长度增加了。由于线缆25是通过固定板50被锚定于患者的并且由可压缩套筒40沿径向限制，因此线缆25提供轴向力以抵消推进机构44所施如的牵引力，从而使得包膜80被进一步推进到结肠中。
在包膜80中布置推进机构44是有利的，这是因为推进机构44从已位于结肠中的一个位置处将包膜80局部地推进一小段距离。这减少了推动内窥镜或其它长挠性延长部分的整个长度穿过曲折结肠所需的力。然而，也可使用其它机构或机构位置来执行所述推进。例如，可将推进机构44布置于可使得固定板50与包膜80之间的线缆25的长度在长度上可改变的任何地方，包括包膜80与固定板50之间的隔离囊、附于固定板50(或包含于固定板50一部分中)的分离外壳。
图5是沿图1的线5-5所截的医疗装置70的横截面图，示出了具有其尺寸适合于将其固定于患者肛门的较大直径的固定板50的一个实施例。图中示出了作为固定板50的刚性附件的线缆锚52，所述线缆锚52使得线缆25的末端部分不会相对于固定板50移动。中心附件56将管缆30保持在固定板50的中心中以便于通过肛门与结肠对齐。
图6示出了图5的管缆30的横截面的详图，示出了线缆25的内腔、线路部分34的内腔、驱动线缆32的内腔以及工作通道36。图6示出了管缆30的该实施例中的这些内腔和元件的相对位置和尺寸。多种其它尺寸和布置是可行的。例如，还可增加辅助的工作通道，可将工作通道36的尺寸制定得更大以允许更大器械的通过，或者用于驱动线缆32的内腔可更小。通常，管缆30最好具有较小直径并且重量较轻，以使得当包膜80穿过结肠前进时具有尽可能小的阻力。
图7是图4的可压缩套筒40和包膜80的等距视图，包括滑动通道90、夹紧通道91、工作通道36以及包括第一等径伞齿轮82、第二等径伞齿轮83、滑轮86以及滑轮夹具87的推进机构44。该视图示出了这些元件在三维空间中的相对位置。
推进机构44通过改变包膜80与固定板50之间的线缆25的长度而工作，所述固定板50已被紧固于患者的身体上。以这种方式，当线缆25的该长度增加时，包膜80可更深入地移动到结肠中，并且当该长度减小时，包膜80向后移出结肠。在该实施例中，推进机构44包括如下所述的包含于包膜80中的齿轮系统，但是其它位置和系统也是可行的。
图8是沿图7的线8-8所截的包膜80的横截面图，示出了推进机构44(图7)的该实施例中齿轮的布置。驱动线缆32的末端部分穿过包膜80的后端65并同轴地与第一等径伞齿轮82相连接。驱动线缆32被构成得用于将扭矩从手柄20传递到第一等径伞齿轮82，以使得当操作者启动运动控制装置58(图1)时，第一等径伞齿轮82围绕与驱动线缆32共线的轴线转动。
在所示出的实施例中，等径伞齿轮82和83(诸如通过合适的轴承或衬套)被支撑于包膜80中，以便于围绕它们各自的旋转轴线转动，所述旋转轴线通常是彼此垂直的。第一等径伞齿轮82和第二等径伞齿轮83的齿状物每个都是以45度角切割，以使得围绕驱动线缆32的轴线的旋转运动被转换为围绕与第一轴线成90度角的另一轴线的旋转。因此，当操作者启动运动控制装置58时，第一等径伞齿轮82绕其旋转轴旋转，并将扭矩传递到第二等径伞齿轮83，使得齿轮83绕着其旋转轴旋转。
滑轮86被同轴地连接于第二等径伞齿轮83，并且滑轮86被支撑以便于绕着等径伞齿轮83的旋转轴旋转。当第二等径伞齿轮83旋转时，滑轮86随着齿轮83围绕其旋转轴旋转。包含于夹紧通道91中的一部分线缆25与滑轮86相接触。当滑轮86旋转时，夹紧通道91和滑轮夹具87共同作用以防止滑动并从滑轮86处向线缆25施加牵引力。以与沿铁路轨线推进火车头的火车车轮相似的方式，滑轮86沿线缆25推进包膜80。该运动的结果增加了包膜80与固定板50之间的线缆25的长度，以便于将包膜80进一步推进到结肠中。
图9是沿图8的线9-9所截的包膜80的横截面图。图中示出了包膜80中的显像装置95、照明装置96、线缆25以及滑轮86的相对位置。在该实施例中，在线路部分34穿过包膜80的后端65之前分成两束。一束与照明装置96相通，而另一束与显像装置95相通。照明装置96发出光线以照射包膜80附近中的内腔的区域。显像装置95将在该位置取得的图像通过线路部分34回传到视频装置72，以便于操作者进行观察。
图10是沿图9的线10-10所截的包膜80的横截面图。如该图中所示的，夹紧通道91被布置和对齐以便于将线缆25引导到滑轮夹具87中，并且滑轮夹具87控制线缆25与滑轮86相接触。图中也示出了滑动通道90处于没有障碍物(例如结肠中的锐曲线或弯曲部分)的胃肠道的位置中，以使得操作者可使得线缆25沿正向滑动，以便于增加包膜80前面的线缆圈54(图2)的尺寸。该实施例示出了分成两束的线路部分34，其中一束位于 显像装置95相连接，而另一束与照明装置96相连接。
通常，医疗装置70在操作者的控制下通过结肠被推进，以便于内腔中部位的检查和治疗。通过肛门将医疗装置70放置于患者的结肠中。在该位置将固定板50附着于患者身上。操作者通过管缆30和滑动通道90使得线缆25的近端部分前进以便于增加包膜80前面的线缆圈54的尺寸。如上所述，该过程在结肠的弯曲部分提供了包膜80沿其而行的路径。
当观察视频装置72时，操作者可看见包膜80附近的内腔内部。手柄20的运动控制装置58被启动以使得包膜80沿线缆25前进，使其深入地移动到结肠中。为了进一步使得包膜80前进，操作者再次供给线缆25以进一步增加线缆圈54的尺寸，并再次启动运动控制装置58。重复这些步骤直到包膜80到达操作者认为足够的深度，在许多情况中所述深度为盲肠108。在该过程期间的任何时间，操作者都可通过工作通道36引入和移除医疗器械，以便于治疗患者体内的部位。因此医疗装置70可用于诊断和治疗。
图11示出了本发明另一个实施例所涉及的医疗装置210。医疗装置210包括从手柄220末端延伸的细长、挠性元件230。挠性元件230可直接或间接地附于手柄220上，并且可为管缆形式的。对于“挠性”，它的意思是，元件230具有足够的弯曲挠性，以便于在不损伤患者的情况下允使得元件230被插入到身体内腔(诸如胃肠道)中并沿身体内腔(诸如胃肠道)前进。元件230为细长的意思是，它具有足够的长度，从而允许与手柄220相连的元件230的近端232被布置于身体的外侧，或被布置于身体内腔的入口附近，而使得元件230的末端234前进到身体内腔中。在一个实施例中，挠性元件230可具有至少约36英寸的长度，更具体地说，对于用在结肠中的情况，挠性元件230最好具有至少大约100英寸的长度。挠性元件230可具有约0.1与1.0英寸之间的外径，以便于可布置于胃肠道中以及可在胃肠道中前进。在一个实施例中，挠性元件230可为导液管形式的，或具有导液管式的形状，并且可具有约4-6mm之间的外径，更具体地说，约为5mm。
挠性元件230可包括基本沿挠性元件230的整个长度延伸的外鞘236。合适的鞘可用薄的、挠性聚合膜或其它适合的挠性材料制成。一种适合的鞘材料为其厚度约为0.02英寸的多孔聚四氟乙烯管(PTFE)。适合的材料是由Tempe Arizona的International PolymerEngineering制造的。
在图11中，以剖视的方式示出了挠性元件230的末端234处的鞘236的一部分，从而展现挠性元件230的内部特征和与挠性元件230的末端234相联系部件。挠性元件230包括用以接收挠性元件230可在其上前进的轨线250的轨线导向件。在图11中示出了两个轨线导管242和244形式的轨线导向件。轨线250被接收于轨线导管242和244中，并且可在管242和244中中滑动。轨线导管242和244被布置于鞘236中，并且可从与手柄220相连接的近导管端延伸到与挠性元件230末端的末端。在图11中，示出了以斜角切割的轨线导管的末端，以便于容纳相对于挠性元件230的纵向轴以一定角度从挠性元件230处延伸的轨线250。
可通过任何适合的方式(例如，通过粘合剂、松紧带、超声波焊接)将轨线导管242和244连接于鞘236和/或连接于手柄20，以使得管242、244、鞘236以及手柄20一起移动。轨线导管242和244也可被紧紧地装配在鞘236中并且可通过热收缩管(未示出)固定于鞘236的任一端。
显像装置和光源也可与挠性元件230的末端相连接。在图11和图12中，光学纤维320从光源324处延伸、穿过手柄220、穿过挠性元件230，终止于挠性元件230的末端。光学纤维320从光源324处传送光线以照射邻近于挠性元件230末端的内腔组织。摄像机420和相关的摄像机光学器件424可被设置于挠性元件230的末端处。摄像机可包括内装式光学器件和电子元件，并且可包括CCD或CMOS容量。适合的摄像机是MicroVideo ProductS所制造的MVC-Snake-1摄像机，所述摄像机具有带有内装式光学器件和电子元件的自给CCD摄像机。或者，也可使用CMOS摄像机，诸如Welch Allyn of Schenectady New York所制造的一种摄像机。信号电线缆近端地从摄像机420处延伸过挠性元件230和手柄220，以便于向监控器428或其它适合的接收器/记录器提供信号。
挠性元件230还可包括用于从患者体外一点向邻近于挠性元件230的末端234的组织传送气体、液体、或工作装置的各种沟道/通道。参照图11和图12，真空管600可穿过挠性元件230和手柄220以便于与向挠性元件230的末端提供真空的真空源620相通。同样地，流体管700可穿过元件230和手柄220到流体(例如，水、盐溶液、润滑液)的供给处720。图12还示出了挠性元件230的末端处的工作通道管800的开口。工作通道管800可穿过元件230和手柄220以接收医疗器械900。例如，在将挠性元件230的末端布置于身体内腔中的期望位置处之后，可通过通道管800将医疗器械900(诸如图11中所示的具有镊子端902的那一种)引入以接近挠性元件230的末端附近的组织。在图11和图12中，示出了带500将光学纤维320和管600、700及800控制得与摄像机420相对。
轨线250可延伸挠性元件230的长度。在图11中，示出了轨线250包括第一和第二端部252和254、以及沿第一和第二端部252和254之间的轨线布置的环部分256。环部分256被布置于挠性元件230末端的末端。第一和第二端部252和254可从手柄220近端延伸。如果期望的话，从手柄220近端延伸的轨线端部可被缠绕、盘绕或支撑于适合的线轴上或接收器上以防止端部252和254缠结。轨线250以通常连续的方式在挠性元件230的末端延伸(在挠性元件230末端的内腔中没有轨线端部)。
第一和第二端部可通过操作者的手人工地操纵以使得端部252或254朝向手柄220前进延伸到轨线250穿过挠性元件230前进，从而增大环部分256。或者，端部252和254可与图11中示意性地示出的控制单元260相连。在图14中所示的实施例中，手柄220可包括用于独立地控制可逆马达2240和2260的两个开关2210和2220，可逆马达2240和2260可被安装于手柄220中。马达速度和/或扭矩可由控制单元260控制，并且马达可包括联接机构，所述联接机构向轨线250施加摩擦力以便于根据开关的位置向前(朝向挠性元件230末端地)或向后(远离挠性元件230近端地)驱动轨线端部。
在所示出的实施例中，轨线250为单件式的，它从第一端部252处延伸、穿过手柄220并末端地穿过导管242以从挠性元件230末端234附近的导管242处退出。轨线250从导管242的斜切面末端延伸以便于围绕环部分256延伸，并进入到挠性元件230相对侧上的导管244的斜切面中，轨线250从所述导管244的斜切面处从导管242处退出。环部分256包括光滑的圆弧或其它弯曲，在所述圆弧或弯曲中轨线250转向(或对向)至少约90度，更具体地，至少约180度的角度。在图11中，轨线250在环部分256中转向大于180度的角度。轨线250近端地穿过导管244并通过手柄220返回到第二端部252。在图11中，示出了切除了一部分导管244以示出穿过导管244的轨线250。
为了使得挠性元件230(以及其相关部件)前进到身体内腔中，可将挠性元件230的末端布置于内腔的入口中。可使得一个(或两个)轨线端部252和254朝向手柄220前进(例如，通过轻轻地推在轨线端部上)，同时使得手柄220和挠性元件230保持静止。轨线250任一端的前进导致环部分256在长度上增加并且当其前进到挠性元件末端限度以外时导致轨线“露出”，以便于在内腔中沿着内腔的弯曲部分前进。在环部分256已经从挠性元件230末端前进(如通过摄像机420可看到的)之后，挠性元件230可沿轨线250末端地前进。通过末端地推动在手柄220上并且同步地近端拉动在轨线端部252或轨线端部254而使得挠性元件230(以及相关的摄像机420和光学纤维320)进一步前进到身体内腔中。在不受理论限制的情况下，我们认为通过推动手柄220和所附的挠性元件230，同时在轨线端部252与254中的一个上(近端地)向后拉，减少了使得挠性元件230通过内腔(例如，胃肠道)前进所需的力。特别是，在一个实施例中，可末端地推动手柄220同时在一个(而不是两个)端部252/254上向后拉。
图13A-E示意性地示出了如何使得轨线250可在结肠中前进，以及任何使得挠性元件230可沿轨线前进以便于将挠性元件230的末端布置于结肠中的期望位置处。在图13A中，示出了在将医疗装置最初插入到胃肠道中之后，轨线250为较为收缩的形状。在图13B-13D中，使得轨线通过挠性元件230末端地前进，(通过朝向手柄220推动一个或两个端部252与254)。使得轨线250通过手柄220和元件230前进增大了环部分256，并且露出了环部分256。在图13D中，示出了环部分256被露出到与横结肠的起始处相关的位置处。然后如图13E中所示的，通过将手柄/挠性元件230末端地推入到胃肠道中，同时同步地在轨线250的端部252和254中的一个上向后(朝向近端)拉，可使得挠性元件230和相关的摄像机以及光源前进到横结肠。在图13E中，由于在端部252/254中的一个上向后拉，环部分256已在结肠中相对于其图13D中的位置近端地收缩。如果期望的话，可重复进行图13B-E中顺次示出的步骤，以便于将挠性元件230的末端布置在期望的位置处。
轨线250可为通常具有圆截面的引导线。用作轨线250的一种合适的材料是具有由直径为0.008英寸的不锈钢线卷缠绕的直径为0.021英寸到0.025英寸的镍钛金属互化物芯层的引导线(guidwire)。总直径可在0.037英寸到0.041英寸之间，并且可以50cm的间隔焊接或附着不锈钢线圈以便于相对于镍钛金属互化物芯层将不锈钢线圈固定在合适的位置中。用作轨线250的另一种适合的材料是可从Winston Salem，NC的Wilson-Cook Medical，Inc.处购买到的商标为EliteProtectorTMElite 480捆丝导向器(wire guide)的引导线，并且具有0.035英寸的直径。取决于所要穿行的内腔的长度，轨线可具有约15英尺以上的长度。
轨线250可在轨线导管242和244中滑动。轨线导管242和244可用低摩擦材料制成，或者将其处理得具有低摩擦涂层。在一个实施例中，管242和244可为加固聚四氟乙烯管以提供与轨线250之间的低摩擦接触面。该管可为诸如由Tempe Arizona的International PolymerEngineering制造的线加固聚四氟乙烯管。其外径可小于或等于约0.10”，并且壁厚度可为约0.016”。
虽然图11中的轨线导向件示为管形的，但是应该理解的是，也可采用其它的导向件形状，包括(但不局限于)通道、导轨以及有槽的表面，作为支撑和引导轨线250的导向件。在另一个实施例中，鞘236的内径可适合于提供轨线导向件。
虽然在图11中示出了两个导管，但是在一个替换实施例中，也可使用一个导管(例如导管242)，并且轨线250可从第一端(位于患者体外)处延伸，通过手柄220和导管242、围绕环部分256延伸、然后再进入到导管242中。或者，轨线250可从位于患者体外的第一端处延伸，通过手柄220和导管242、围绕环部分256延伸、并且具有固定于挠性元件230末端处或挠性元件230末端附近的第二端部(在该情况下一个轨线端部将在患者体外延伸，并且该轨线端部将朝向手柄220前进以增大环部分256)。
位于挠性元件230末端处的摄像机和光源可被嵌入到挠性元件230中，以便于不会脱落。或者，摄像机和光源可为以可拆卸的方式附于挠性元件230(诸如通过有螺纹的附件、扣环附件、卡口类型附件等等)的密封装置。在一个实施例中，挠性元件230(以及相关的导管、流体管以及工作通道)可为一次性的，而摄像机和光学器件可为可重复使用的。
图15和图16(沿图15中的截面16-16所截的端视图)示出了一个实施例，该实施例具有一个导管242，以及独立单元420中的摄像机单元和光源。在图15中，示出了切除了一部分鞘236。轨线250从导管242处延伸，通过环部分256转向，并且诸如通过被固定于位于挠性元件230末端处的尾端件285上而被附在挠性元件230的末端处。
图17和18示出了一个实施例，所述实施例包括两个轨线250A和250B以及通常设置于垂直平面中的相应的轨线环部分256A和256B。在图17中，以剖视的形式示出了鞘236以便于露出导轨242A、242B以及244B(导轨244A不可视)，以及光学纤维320和摄像机单元240。在图17和18中所示的实施例中，光学纤维320可穿过带500中的孔，并且带500可将光学纤维320控制得邻近于摄像机420。其它管通路(例如图17和18中未示出的600、700和800)也可被支撑于带500中的孔中。提供轨线固定环257以便于将轨线250A和250B控制和/或隔在期望的位置中。轨线固定环257可包括围绕环257沿圆周以90度的间隔布置的孔(未示出孔)，轨线250A和250B可滑过所述孔。因此，轨线固定环257将轨线环部分256A支撑于第一平面中，将环部分256B支撑于基本垂直于第一平面的第二平面中。辐条259可用于将固定环257支撑于带500上。如果期望的话，如果轨线250A和250B被支撑以滑过环257的话，可将鞘236附于固定环257上(例如，如果轨线250A和250B穿过环257中的孔中的话)。
在另一个实施例中，轨线250可包括一个线或其它不具有明显端部(即，没有端部252/254)的适合的轨线片，但是也可改为包括具有封闭形状(例如，环轨线、椭圆形等)的光滑的、连续轨线，其中封闭形状轨线的环部分穿过挠性元件230以延伸挠性元件230末端234的末端，并且封闭形状的另一个环部分延伸手柄220的近端。在这样的实施例中，延伸手柄220近端的环部分可由手或由控制器控制以使得挠性元件230的环部分末端在身体内腔中前进。
在每个实施例中，应该理解的是，随意地，可提供一个或多个密封件，以便于诸如从患者体外的一点到内腔中的一点限制气体或液体流过或环流挠性元件230，尤其是期望在挠性元件230的末端处提供真空或者是期望将内腔中的状态与内腔外的状态相隔离的情况下。例如，参照图11和12，可提供与导轨242和244相联系以及与通道800相联系的密封件，以防止空气穿过导轨或通道800。用于通道的密封件可为具有孔的小挠性硅橡胶保护罩形式的，其中轨线250或器械900可穿过所述孔。同样地，挠性套箍或轴环可被布置于挠性元件230上，并且可在挠性元件230与邻近于患者内腔的开口处的患者身体部分之间提供密封。润滑凝胶体和其它润滑产品也可用于增强或提供密封。
虽然已描述了本发明的各种实施例，但是本领域普通技术人员应该明白的是，所述实施例仅是作为示例提供的。可以与其它医疗装置一起的成套形式提供本发明，所述其它医疗装置包括用在工作通道中的医疗装置，并且成套元件可被高温消毒和封装在密封容器或封套中以防止污染。本发明可作为独立使用的一次性装置提供，或者，也可将其构成为多种用途的。此外，本发明的每个元件或部件都可看作是用于执行由元件或部件所执行的功能的装置。在没有脱离本发明的情况下，本领域普通技术人员可对本发明作出各种改变、变化以及替换。因此，本发明只受所附权利要求的精神和保护范围限制。
权利要求
1.一种用在患者身体内腔中的医疗装置，所述医疗装置包括可布置于身体内腔中的挠性元件，所述挠性元件包括从中穿过的通路；以及设置于所述通路中并向该挠性元件末端延伸的轨线，其中，向该挠性元件末端延伸的轨线的一部分包括一个环。
2.如权利要求1中所述的医疗装置，其特征在于，所述轨线适合于穿过该挠性元件前进。
3.如权利要求1中所述的医疗装置，其特征在于，所述挠性元件适合于沿该轨线前进。
4.如权利要求1中所述的医疗装置，其特征在于，所述医疗装置包括成像装置。
5.如权利要求1中所述的医疗装置，其特征在于，所述医疗装置包括光源。
6.如权利要求1中所述的医疗装置，其特征在于，所述医疗装置包括用于使医疗器械从身体内腔外部的一位置进入该身体内腔中的工作通道。
7.如权利要求1中所述的医疗装置，其特征在于，所述医疗装置包括用于为该装置末端部分提供真空的通道。
8.如权利要求1中所述的医疗装置，其特征在于，所述医疗装置包括用于为该装置末端部分提供流体的通道。
9.如权利要求1中所述的医疗装置，其特征在于，所述医疗装置包括与该装置末端部分相关的光学器件。
10.如权利要求9中所述的医疗装置，其特征在于，所述光学器件可从所述装置上被拆除。
全文摘要
本发明提供了一种医疗装置，所述医疗装置用于在患者的内腔(诸如胃肠道)中执行医疗程序。该装置包括可沿轨线前进的细长的挠性元件。该轨线可包括环部分，可使得该环部分在细长的挠性元件前面前进。挠性元件的末端可包括摄像机、光源、真空开口，以及用于接收医疗器械的工作通道。
文档编号A61M25/01GK1535649SQ200410003278
公开日2004年10月13日 申请日期2004年2月3日 优先权日2003年4月3日
发明者G·L·龙, G L 龙 申请人:伊西康内外科公司