柔性可延伸管状导引件及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及特别地但不是唯一地用在用于内窥镜检查的设备和设备中的柔性可 延伸管状导引件。本发明还涉及一种用于制造所述管状导引件的方法。
【背景技术】
[0002] 内窥镜装置用于手术或诊断类操作而被人所知，该操作由直接控制穿过患者 身体的器械的运动的外科医生执行。通常，在具体操作中每次所必需的例如微型臂 (micro-arms)、微型照相机和/或激光发射器的手术和/或诊断器械与内窥镜装置相关联。
[0003] 内窥镜器械还因其适用于在管状体腔内移动，特别是但是不是唯一地在胃肠道 内，以及能够通过所谓的尺蠖型运动沿预定的前进方向运动而被人所知。
[0004] 例如在US-A-5398670、US-A-5906591和W002/068035中描述的能够自动或半自动 在患者体腔内移动的这种类型的内窥镜器械。在这些文献中描述的内窥镜器械基本上由具 有可变长度的管状中心体和被称为前部和后部的两个端部构成，前部和后部包括固定件， 固定件能够将前端部和后端部临时并交替地固定到体腔的壁上，从而使得设备能够向前运 动。值得说明的是，在此处以及本说明书的其他部分术语"前"和"后"及其类似词语指的 是内窥镜器械在待检查人体区域内的前进方向。
[0005] 特别地，上述文献中描述的具有可变长度的内窥镜器械中心管状体呈现为波纹管 形管状体的形式，由此能够分别跟随向其中注入空气和从中吸出空气伸长和收缩。在上述 专利申请PCTNo.W002/068035中，该将该装置固定到体腔的壁上是通过夹钳装置实现的， 其中夹钳装置与可选择地由外部控制单元致动器械的前端部和后端部结合，外部控制单元 与波纹管形管状体的连续延伸和收缩同步致动。上述夹钳装置通过气压传动装置致动，在 优选实施例中，气压传动装置也由波纹管形元件构成。
[0006] 在伸长阶段，通过压缩空气对波纹管加压从而获得与压缩空气所产生的压力成比 例的延长，然而为了缩短波纹管，波纹管内部的压力可逐渐地减小，直到达到一定的真空 度。
[0007]EP1792561根据W002/068035公开了一种改进的内窥镜器械。根据该文件，具有可 变长度的中心管状体不具有波纹管结构，但却是平的，由弹性材料制成，包括沿其布置的加 强结构，并且在其径向上为大体上刚性的，而在其轴向上为可收缩的，具体地由多个刚性环 或至少一个卷簧形成。
[0008] 具有尺蠖型移动的全部内窥镜器械只具有诊断功能，S卩，这些器械只能传输他们 所经过的身体区域的图像。事实上，由于能够预测中心体的一系列延长和收缩运动的装置 的特殊移动方法，以及传统类型的活体组织检查操作通道不可延伸的事实，不可能将传统 类型的活体组织检查操作通道用于手术器械的通道。在传统的内窥镜中，活体组织检查通 道大体为在其柔性端部加强的管，以在内窥镜的远端部折叠时，防止形成折叠。为了使内窥 镜的中心体能够在移动期间伸长和缩短，由此需要活体组织检查通道在位于内窥镜内的部 件内随中心体一起伸长和缩短。
[0009] 为了克服可延伸操作通道的缺点，可以从专利EP0838200中得到启发，其中卷绕 为螺旋形的塑料管允许空气通过并到达内窥镜顶部的通道。螺旋形使得中心体可以自由伸 长和缩短。
[0010] 在上述发明中，螺旋形管用于在肠内吸/吹空气/水。但是这样的解决方案却不能 用于活体组织检查操作通道的实施例中，因为需要对其进行修改，使其无法在功能上用作 活体组织检查通道。首先，为了容纳3_的操作通道，卷绕为螺旋形的管需要具有大于3_ 的直径（例如4mm)。考虑到内窥镜器械的中心体的内径较短（一般为12mm)，形成的螺旋 具有过渡的曲率以致在中心体延长的过程中形成结点折弯，即折叠。其次，由于螺旋的相当 大的曲率导致的摩擦力，手术器械不能够向前穿过螺旋直至其全部伸出。因此唯一可操作 的结构也许是完全延伸以将螺旋"变直"的中心体结构。同时，在该例子中仍存在可能以不 可接受的方式增加摩擦力的管的剩余波动。进一步值得说明的是大曲率意味着螺旋具有相 当的刚性（例如弹簧），并且如此刚性与中心体的运动是有冲突的，因为刚性会抵消中心体 的伸长并使其变形。
[0011] 如US5662587中所示出的使用内部具有弹簧的传统波纹管是获得可延伸操作通 道的一个良好的解决方案。事实上，弹簧的出现可防止"弯扭"而直线结构允许设备在其内 部轻松通过。
[0012] 与这个解决方案相关的困难是制造类型。很难制造一个具有高L/D比率（长度比 上直径）的波纹管，尤其是在铸造工艺中。具体地，当中心体为静止结构时L/D比率为60， 当中心体被伸长时L/D比率为120。此外，插入弹簧也是有困难的并且需要具有足够薄的壁 厚以使波纹管不会对于弯曲以及在延伸方向变得过渡刚性而危害其正确操作。
[0013] 最终，用于通过适合包含在上述类型的内窥镜器械中的手术器械的操作通道必须 具有以下特征：
[0014] 1、足够大的直径以允许通过2. 8mm的活检钳，或具有类似尺寸的其他手术器械 (因此具有至少3mm的通道）；
[0015] 2、延伸出至少两倍于其初始长度的能力以能够完全跟上内窥镜的中心体的行 程；
[0016] 3、柔性。内窥镜非常柔软而且待安装在内窥镜内部的活检通道也需要是柔软的；
[0017] 4、低弹性系数。在内窥镜的中心体延伸时，活检通道不需要对延伸产生较大阻力 以使内窥镜不会发生形变。事实上，如果操作通道在延伸方向上的刚性过大，就会产生弯曲 失稳，并且内窥镜会延伸成S形而不是直线延伸。这使得内窥镜的中心体相对于操作通道 必须更具有刚性。
[0018] 5、强度。通道必须能够承受器械通过所产生的应力而不受到损坏。
[0019] 6、减小的摩擦力。通道必须在不产生过度摩擦力的情况下允许设备通过。
[0020] 7、无弯扭。通道必须不能在任何结构中形成折叠或倒塌。
[0021] 8、小尺寸。内窥镜的中心体的内部空间较小，因此操作通道需要具有较小尺寸以 能够容纳在中心体内。
【发明内容】
[0022] 本发明的主要目的是提供一种柔性可延伸管状导引件，其具有大约几毫米的直 径，并且在无过度摩擦以及不与围绕部件（例如所述导引件插入其中的结构）之间产生干 扰的情况下，允许例如外科手术器械的器械通过或滑动。
[0023] 本发明的一个特别目的是提供一种上述类型的管状导引件，该管状导引件适于用 作使采用尺蠖型移动的内窥镜器械中的手术设备通过并且能够跟随手术器械的延伸和收 缩而不会抵消这些运动的操作通道。
[0024] 本发明进一步的目的是提供一种用于制造上述类型的柔性可延伸管状导引件的 方法。
[0025] 这些特征由根据本发明的柔性可延伸导引件及其制造方法实现，该导引件及其制 造方法的基本特征分别由权利要求1和8限定。更多重要的特征包含在从属权利要求中。
[0026] 根据本发明的管状导引件的一个重要特征包括形成其的管状件具有均匀地形成 波纹状以允许导引件延伸和收缩的中间部分。在管状件内，弹性件沿轴向设置并且管状件 通过其两个端部固定到弹性件上。
[0027] 在本发明的一个优选的实施例中，管状件由热收缩材料制成并且均匀地形成波纹 状的中间部分通过其塑性变形形成，而端部用作随着热收缩将管状件固定到内部弹性件上 的固件装置。
[0028] 在本发明的另一个实施例中，管状件由具有至少200%的塑性范围形变（即大于 或等于200%的延伸）的适于塑性变形的塑性材料制成，并且作为固定到内部弹性件上的 手段，可以预见的是设有两个由热收缩材料制成的套管，套管随着热处理将管状件的端部 固定到弹性件上。
[0029] 根据本发明的管状导引件的一个重要优点包括，在将管状导引件应用于具有尺蠖 移动的内窥镜的例子中，给医生提供了使用例如活检钳的传统内窥镜器械以与其根据现有 技术利用柔性内窥镜进行操作的方式完全相同的方式进行操作的可能性。
【附图说明】
[0030] 柔性可延伸管状导引件及相关生产方法的特征和优点将参照附图从作为例子给 出的而非用于限制目的的实施例的下面描述中变得更加清楚，其中：
[0031] 图1示出了根据本发明的管状导引件的一部分的透视图；
[0032] 图2具体到a)、b)和c)，示出了图1中的管状导引件分别处于静止状态、中间延 伸状态和完全延伸状态；
[0033] 图3是图1中导引件的纵向局部剖视放大图；
[0034] 图4是根据本发明的具有柔性端部以允许对内窥镜进行操控的管状导引件的纵 向图；
[0035] 图5示意性地示出了生产工艺的步骤；
[0036] 图6示意性地示出了生产工艺所生产的管状导引件；
[0037] 图7示意性地示出了用于内窥镜转向部的一段柔性不可延伸导引件的结构；
[0038] 图8是图1中处于中间延伸状态的管状导引件的3D图示；
[0039] 图9示出了根据本发明的管状导引件的前部的一个不同的实施例。
【具体实施方式】
[0040] 参照附图1-3,附图标记1通常表示根据本发明的由字母G表示为一个整体的管状 导引件的管状件。管状件1的中间部分2均匀地形成波纹状，而两个端部3和4是光滑的 并且牢固地固定到轴向地设置在管状件1内的卷簧5上。管状件1在其中间部分2处的波 纹由多个折叠（f〇ld)6形成，多个折叠6相互连接以构成大体多边形凹部8的纵向带或排 7。在管状件1的中间部分2上纵向延伸的每个带7由折叠6所限定的所述凹部8的排形 成，每个折叠6分别与邻近的多个折叠通过各自的端部相连以在纵向凹部8的拐角处形成 结点9。
[0041] 在存在轴向牵引或压缩应力的情况下，管状件1的中间部分2会变形，特别是相应 地伸长或缩短。图2示出了当存在牵引应力时中间部分2是如何变形的。特别地，图2a示 出了处于静止状态的管状件1，其中折叠6非常紧密地靠近彼此并且弹簧5的螺距非常窄。 在这种情况下，凹部8几乎是闭合的并且呈现出大体扁平的钻石形，结点9具有大体类似于 点的尺寸。图2b示出了中间延伸状态，其中折叠