專利名稱：一鋼絲絞合中空盤圈體，一用其制造的醫(yī)療器械及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一線絞合的中空盤圈本體，它用作一醫(yī)療器械的主體線形部件，其呈柔性線形鋼絲的形式，諸如，一導尿管、導尿管導線、內(nèi)窺鏡處理工具等，更確切地說，涉及由其制造的一醫(yī)療器械和制造線絞合中空盤圈本體的方法。
背景技術(shù)：
在引導前導末端通過一扭曲和彎曲的脈管系統(tǒng)至一患病區(qū)域的導尿管以及導尿管導線中，通過對位于病人體外的手能到達部分的“推挽式和轉(zhuǎn)動”的操縱，將導尿管或?qū)蚬軐Ь€的一前導末端插入到血管或肉體腔內(nèi)以處理患病區(qū)域。在一插入通過肉體腔到達患病區(qū)域的內(nèi)窺鏡處理工具中，內(nèi)窺鏡處理工具的前導末端以如上所述的同樣的方式進行操縱。
當插入前導末端至肉體腔內(nèi)和血管時，為了實現(xiàn)平穩(wěn)地操縱，要求這些醫(yī)療設(shè)備具有多方面的機械性能。多方面的機械性能包括一高柔軟性、在自由狀態(tài)下的良好的直線性以及對彎曲變形的良好的還原性。這種類型的醫(yī)療設(shè)備要求在其前導末端部分具有一高的柔性，而同時使其后部分具有一作為一功能性梯度特性的合適的剛度。對于前導末端還不可缺少的是須具有一高的可操作性，其中，前導末端適當?shù)仨憫诓∪梭w外所完成的手動操作。
現(xiàn)有技術(shù)已生產(chǎn)出以下的用作一醫(yī)療設(shè)備的主要部件的柔性線形線來實現(xiàn)上述的不可缺少的多方面機械性能。
在日本專利申請公開2002-275774和4-309371的參考文獻(在下文中依次稱為“第一和第二參考文獻”)中，公開一線絞合中空盤圈本體，其具有沿一預定的環(huán)線絞合的多個盤圈線元件，以形成一具有一中心軸向中空部分的繩狀的柔性線性管。在日本專利申請公開2000-512691(在下文中稱為“第三參考文獻”)中，由彈性形狀記憶合金制成的實體的細線在拉伸載荷下絞合。這樣絞合的實體細線在大約280℃×30分鐘-300℃×30分鐘的條件下經(jīng)受一去除應力的熱處理過程，以提供用于醫(yī)療設(shè)備的一柔性的實體線體。
在日本專利申請公開10-165361的參考文獻(在下文中稱為“第四參考文獻”)中公開一螺旋狀的中空管，以從用于一內(nèi)窺鏡處理工具的細長的中空細線形成一護套。螺旋狀中空管的外表面部分地進行磨削，以形成一直徑減小的部分，或部分地被一細線取代，以提供帶有護套的良好的彎曲能力。
在日本專利申請公開11-104071的參考文獻(在下文中稱為“第五參考文獻”)中公開一由用于內(nèi)窺鏡處理工具的多卷繞的螺旋盤圈本體制成的柔性線護套。一操縱線插入到柔性線護套內(nèi)，以便協(xié)調(diào)地與活組織切片端部分一起轉(zhuǎn)動。
在日本專利申請公開11-33004的參考文獻(在下文中稱為“第六參考文獻”)中公開一壓力傳感器型導向線，其中，導向線傳感器部分由一不銹鋼包藏管制成，其具有同心地放置的一鉑螺旋線管和一不銹鋼螺旋線管，以便包圍住一壓電晶體的細長板。在日本專利申請公開7-213481的參考文獻(在下文中稱為“第七參考文獻”)中公開一柔性的內(nèi)窺鏡，其中，一操縱線放置在一具有四個并列的柔性螺旋線的包藏管內(nèi)，每個螺旋線卷繞成具有不同的螺旋節(jié)距。在日本專利申請公開10-290803的參考文獻(在下文中稱為“第八參考文獻”)中公開一內(nèi)窺鏡處理工具，其中，一柔性線盤圈的護套構(gòu)成一主體結(jié)構(gòu)。
在由第一和第二參考文獻中公開的線絞合中空盤圈本體制成的導尿管、導尿管導線和內(nèi)窺鏡管中，線絞合中空結(jié)構(gòu)能呈現(xiàn)出基于線絞合本體結(jié)構(gòu)本身的良好的柔軟性。線絞合中空結(jié)構(gòu)有利地減小操縱時的抗扭矩的力矩，同時，減小每單位長度尺寸的重量，與上述諸優(yōu)點相比，前面提及的參考文獻具有如下的缺點。
即，兩個參考文獻缺乏長度向的直線性和響應于操縱的前導末端的轉(zhuǎn)動順從性能力，并且沒有梯度的柔性，其中，線絞合的本體沿長度方向逐漸地變換其特性，而基本上保持均勻的抗扭矩的特性。由第三參考文獻公開的柔性實體線本體是由全無中心中空部分的實體細線制成，這增加扭轉(zhuǎn)阻力，并增加過度的每單位長度尺寸的重量，以致不能將柔性實體線本體投入到醫(yī)用設(shè)備的實際應用中。
由第四至第六參考文獻公開的線絞合中空盤圈結(jié)構(gòu)，從用作為醫(yī)用設(shè)備的主體線形本體所不可缺少的要求上來說，它是不能滿意的，因為兩個文獻缺乏長度向的直線性和轉(zhuǎn)動順從性，且同時保持均勻的抗扭矩的特性和柔軟性，其情形同第一和第二參考文獻。
因此，本發(fā)明的目的是克服上述的諸多缺點，提供一線絞合中空本體，一由該本體形成的醫(yī)用設(shè)備，以及一制造該設(shè)備的方法，其中，具有作為主體線形部件的柔性線的醫(yī)用設(shè)備，在其特性上得到顯著地改進。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供一線絞合的中空盤圈本體，其包括沿一預定的圓形線絞合起來的多個盤圈線元件，以形成一具有中心軸向中空部分的柔性線性管，由此，柔性線性管在抗絞合扭轉(zhuǎn)的載荷作用下進行絞合，并進行熱處理以去除形成過程中的殘余應力，這樣，提供高的轉(zhuǎn)動順從能力和高的直線性。諸如醫(yī)用內(nèi)窺鏡、內(nèi)窺鏡處理工具以及壓力傳感器型的醫(yī)用引導線之類的醫(yī)用設(shè)備，與線絞合的中空盤圈的本體一起構(gòu)造成一主體線形部件。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供制造一線絞合的中空盤圈本體的方法，該本體包括沿一預定的圓形線絞合起來的多個盤圈線元件，以形成一具有中心軸向中空部分的柔性線性管，該方法具有如下的諸步驟借助于一轉(zhuǎn)動的活動卡盤夾住初形成的柔性線性管的一端，且安排該初形成的柔性線性管的另一端沿其長度方向滑動，通過一固定的卡盤夾住該另一端，賦予初形成的柔性線性管一張力；致動可轉(zhuǎn)動的活動卡盤以絞合初形成的柔性線性管，在此同時或事后，通過在轉(zhuǎn)動的活動卡盤和固定卡盤之間通電，對初形成的柔性線性管實施熱處理，以去除形成盤圈線元件過程中的殘余應力。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供制造一線絞合的中空盤圈本體的方法，該本體包括沿一預定的圓形線絞合起來的多個盤圈線元件，以形成一具有中心軸向中空部分的柔性線性管，該方法具有如下的諸步驟借助于一轉(zhuǎn)動的活動卡盤夾住初形成的柔性線性管的一端，借助于多個中間夾具部分夾住初形成的柔性線性管的中間部分，根據(jù)轉(zhuǎn)動的活動卡盤和各個中間夾具部分之間的跨距，以不同的絞合匝數(shù)絞合初形成的柔性線性管。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供制造一線絞合的中空盤圈本體的方法，該本體包括沿一預定的圓形線絞合起來的多個盤圈線元件，以形成一具有中心軸向中空部分的柔性線性管，該方法具有如下的諸步驟在絞合初形成的柔性線性管的同時或事后，將初形成的柔性線性管按長度劃分成多部分并容納入加熱裝置，根據(jù)按長度劃分的諸部分，各部分具有不同的加熱條件，這樣，熱處理多個劃分的部分，使其各具不同程度消除的殘余應力。
線絞合的中空盤圈本體，提供諸如高的轉(zhuǎn)動順從性能力和高的直線性的特征，從而形成一組盤圈線元件絞合而成的柔性線性管構(gòu)造的高質(zhì)量的線絞合結(jié)構(gòu)。應該指出的是，初形成的柔性線性管可表現(xiàn)為普通的繩索構(gòu)造，其中，一組盤圈線元件圍繞一細長的芯線的外表面絞合。
為了根據(jù)其應用和用途，進一步改進性能，線絞合的中空盤圈本體構(gòu)造如下初形成的柔性線性管的按長度劃分的諸部分構(gòu)造成具有不同程度的絞合匝數(shù)和不同程度消除的殘余應力；絞合盤圈線元件組群的外表面以保持與線絞合中空盤圈本體同心的關(guān)系的方式進行磨削以減小直徑；或者，盤圈線元件規(guī)定為奧氏體不銹鋼；柔性線性管的外表面用電解法進行拋光處理；柔性線性管在絞合之后反向地松開若干匝。
線絞合的中空盤圈本體，在抗扭轉(zhuǎn)的載荷(沿長度方向的張力載荷)作用下進行絞合，并進行熱處理以去除殘余應力，這樣，提供高的轉(zhuǎn)動順從能力和高的直線性。在醫(yī)用設(shè)備的柔性中空線性線上獲得一良好的操縱響應，即，推拉操縱手可達到的部分，以將前導的末端部分插入到脈管系統(tǒng)或肉體的凹腔內(nèi)進行適當?shù)氖中g(shù)。該結(jié)構(gòu)能使一操作者在插入到脈管系統(tǒng)或肉體凹腔之前和之后有良好的直線性感覺，且由于線絞合中空的結(jié)構(gòu)而呈現(xiàn)一輕型的結(jié)構(gòu)，而由于彎曲剛度的減小，保證高的扭轉(zhuǎn)能力，從而形成一高質(zhì)量的線性線管。
在絞合盤圈線元件組群中，由于緊密布置的相鄰盤圈線元件之間產(chǎn)生的壓縮應力，以及在盤圈線元件之間出現(xiàn)的拉應力和剪切應力，柔性線性管通常產(chǎn)生沿長度方向傳輸?shù)谋P卷或鼓起。與上述情形相比，根據(jù)本發(fā)明的中空線盤圈構(gòu)造，是在抗扭轉(zhuǎn)的載荷下進行絞合，并經(jīng)熱處理后消除殘余應力。這可避免因復雜的應力組合而引起的不利的盤卷或鼓起現(xiàn)象發(fā)生的幾率，因此，提供具有良好直線性的線絞合中空構(gòu)造。這還實現(xiàn)良好的轉(zhuǎn)動順從性能力，其中，前導的末端堅定地遵從手可到達部分的轉(zhuǎn)動操縱。公開在第一和第二參考文獻中的現(xiàn)有技術(shù)的線絞合中空盤圈本體間斷地產(chǎn)生“絞股線粘連部分”，其中一部分經(jīng)過度的轉(zhuǎn)動操作時間，很快地釋放，以致以粘連滑移的方式滾動。這在圖表1中形成用虛線表示的之字形曲線，其表明在手可到達部分的角度(θ2)的轉(zhuǎn)動操縱導致在前導末端形成扭轉(zhuǎn)角(θ1)。相反，根據(jù)本發(fā)明的線絞合中空盤圈本體是在抗扭矩載荷作用下絞合的，以消除不利的“絞合粘連部分”，從而呈現(xiàn)高的轉(zhuǎn)動順從性能力和高度的直線性，如圖表1中示出的由實線表示的線性關(guān)系。
表1 根據(jù)本發(fā)明的線絞合中空盤圈本體用作高質(zhì)量醫(yī)用設(shè)備的主要線形部件，其中，線絞合中空盤圈本體具備高的轉(zhuǎn)動順從性能力和高度的直線性。
采用前者的制造線絞合中空盤圈本體的方法，可以相對低的成本有效地大量生產(chǎn)線絞合中空盤圈本體。采用后者的制造線絞合中空盤圈本體的方法，可制造初形成的柔性線性管的按長度劃分成的多部分，以具有不同絞股匝數(shù)和不同程度消除的殘余應力。這就導致有效地大規(guī)模生產(chǎn)有功能梯度型的線絞合中空盤圈本體，其在前導末端部分具有高的柔性，在中間部分具有中等的柔性，而在后端部分具有高的剛性。
附圖的簡要說明本發(fā)明的一優(yōu)選的形式示于諸附圖中，其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的線絞合中空盤圈本體的分解的平面圖；圖2是沿圖1的線II-II截取的緯度向的截面圖；圖3是一醫(yī)用導入線的平面圖，線絞合中空盤圈本體納入其中，但局部剖視；圖4是一說明性的視圖，示出線絞合中空盤圈本體是如何加工制造的；圖5是沿圖4的線V-V截取的緯度向的截面圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的線絞合中空盤圈本體的平面圖；
圖7是一說明性的視圖，示出線絞合中空盤圈本體是如何加工制造的；圖8是一夾具部分的立體圖；圖9是線絞合中空盤圈本體的一特征曲線；圖10是根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的線絞合中空盤圈本體；圖11是一說明性的視圖，示出線絞合中空盤圈本體是如何加工制造的；圖12是線絞合中空盤圈本體的一特征曲線；圖13是根據(jù)本發(fā)明的第四實施例，沿圖16的線XIII-XIII截取的緯度向的截面圖；圖14是沿圖16的線XIV-XIV截取的緯度向的截面圖；圖15是沿圖16的線XV-XV截取的緯度向的截面圖；圖16是一線絞合中空盤圈本體的平面圖；圖17是一改型的線絞合中空盤圈本體的平面圖；圖18是一柔性內(nèi)窺鏡的平面圖；圖19是沿圖18的線XIX-XIX截取的緯度向的截面圖；圖20是為比較而示出的現(xiàn)有技術(shù)的柔性內(nèi)窺鏡的說明性視圖；圖21是柔性內(nèi)窺鏡的說明性視圖；圖22是柔性內(nèi)窺鏡的另一說明性視圖，示出一包藏管在承受一彎曲變形時如何伸展；圖23是一圖解法表示，示出總的彎曲角度(θ)和延伸長度(L)之間的關(guān)系；圖24是現(xiàn)有技術(shù)的包藏管的平面圖，但局部剖視；圖25是一包藏管的平面圖，但局部剖視；圖26是一內(nèi)窺鏡處理工具的平面圖，但局部剖視；圖27是另一內(nèi)窺鏡處理工具的平面圖，但局部剖視；圖28是一現(xiàn)有技術(shù)的多纏繞盤圈護套的平面圖；圖29是一壓力傳感器型導向線的平面圖；以及圖30是壓力傳感器型導向線的說明性視圖。
具體實施例方式
參照圖1至5，描述利用制造線絞合中空盤圈本體1的第一方法而制成的根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的線絞合中空盤圈本體1。為了將一細長的彈性細線用于醫(yī)用的導向線，多個奧氏體不銹鋼盤圈線元件2沿一預定的環(huán)線絞合以形成一柔性的線性管，其中的空間用作中心的軸向中空部分3。柔性線性管的總長度(Lt)量測大約為1,000-1,500mm。
盤圈線元件2組群在抗絞合扭轉(zhuǎn)載荷(抗扭矩載荷)的作用下進行絞合，并進行熱處理，以消除在絞合和拉拔操作過程中出現(xiàn)的殘余應力。這樣形成的線絞合中空盤圈本體1在自由狀態(tài)下具備一高的直線性，全無不利的盤卷或鼓起的現(xiàn)象。線絞合中空盤圈本體1還具備高的轉(zhuǎn)動順從性能力，其中，如果該細小的柔性線的一端繞軸向中空部分3轉(zhuǎn)動時，則細小柔性線在一端的轉(zhuǎn)動很平穩(wěn)地和有效地傳輸?shù)皆摷毿∪嵝跃€的另一端。
線絞合中空盤圈本體1按照下列第一方法(見圖4)形成。即，利用普通的線繩絞合機，一初形成的柔性線性管R(簡單稱之為“初近似管R”)形成為具有一預定長度的普通線繩結(jié)構(gòu)。初近似管R放置在絞合機10的轉(zhuǎn)動的活動卡盤11上。初近似管R的另一端布置成沿其長度方向可滑動，并被一用靜態(tài)重量W加載的滑動型的固定卡盤12夾住。在張應力W作用下的抗扭矩的載荷施加到放置在轉(zhuǎn)動的活動卡盤11和滑動型固定卡盤12之間的初近似管R上。然后，一從電功率發(fā)生器14延伸出的導線15連接到轉(zhuǎn)動的活動卡盤11和滑動型固定卡盤12，這樣，施加一電流到初近似管R上，以準備對初近似管R的熱處理。
在抗扭矩載荷作用和熱處理下的初近似管R，如表2中(A)所示，沿絞合方向轉(zhuǎn)300圈，并沿相反方向松開100圈(合成地絞合200(300-100)圈)。在初近似管R絞合之時或初近似管R絞合之后，因其本身電阻的通電，初近似管R被熱處理。初近似管R被熱處理之后，從初近似管R中抽出細長的內(nèi)芯4形成軸向的中空部分3，這樣，制成線絞合中空盤圈本體1。
一不銹鋼或鎳-鈦合金芯5放置在軸向中空部分3內(nèi)，作為形成導向線所需的一柔性線部件。一單一纏繞的螺旋盤圈9連接到線絞合中空盤圈本體1的前末端，螺旋盤圈9是由輻射透不過的材料制成，以便實施熒光照相術(shù)，同時，確保在線絞合中空盤圈本體1的前導末端的高度的柔軟性，從而提供一高質(zhì)量的導向線本體。對導向線本體的前末端，內(nèi)芯5通過一釬焊料熱融焊接大致形成一半球形凸起部分6。對導向線本體的后末端，內(nèi)芯5通過等離子焊接熱融焊接大致形成相同的半球形凸起部分6。導向線本體的的外表面用電解法拋光進行磨光(包括磨石磨光的眾所周知的方法)，經(jīng)電解法拋光的表面涂復一親水性的聚合物膜C，以形成一醫(yī)用的導向線。為了舉例說明，線絞合中空盤圈本體1的尺寸設(shè)計示于表2中。
表2

應當指出的是，如有必要的話，可如表2中的尺寸設(shè)計，在形成線絞合中空盤圈本體1時，沿與絞合初近似管R相反的方向解纏若干圈。伴隨該絞合操作，這通過吸收回彈的彈性可穩(wěn)定整個結(jié)構(gòu)，并在過度的絞合時，避免由不均勻的質(zhì)量引起的不利的卷纏或鼓起的現(xiàn)象。
線絞合中空盤圈本體1呈現(xiàn)其每單位長度的輕型結(jié)構(gòu)，以及基于中空線性管結(jié)構(gòu)的平穩(wěn)的扭轉(zhuǎn)操縱。除了上述的主要優(yōu)點之外，還獲得制造線絞合中空盤圈本體1的第一方法特有的優(yōu)點。
采用由奧氏體不銹鋼(具有高的熱膨脹系數(shù))制成的盤圈線元件2，及其用電解法拋光的外表面，可確保第二優(yōu)點。即，可提供初近似管R以良好的抽拔性和在熱融合凸起部分6時的釋熱能力，這樣，減緩在初近似管R內(nèi)的殘余應力以有助于穩(wěn)定主要優(yōu)點。由于用電解法處理的拋光表面，可確保光滑和耐腐蝕的表面以穩(wěn)定作為醫(yī)用設(shè)備的主要線形部件的改進的性能。
參照圖6至17，結(jié)合制造線絞合中空盤圈本體1的第二和第三方法，描述本發(fā)明的第二實施例。盤圈線元件2沿預定的環(huán)線絞合的初近似管R，在長度上劃分為三個部分X、Y和Z，如圖6和7所示，每個部分具有不同的絞合匝數(shù)。當應用于醫(yī)用導向線時，部分X具有設(shè)置在手可到達的部分8處的最大絞合匝數(shù)，部分Z具有設(shè)置在前導末端7處的最小絞合匝數(shù)，部分Y具有設(shè)置在中間部分的中等數(shù)量的絞合匝數(shù)。絞合匝數(shù)從部分X通過部分Y至部分Z逐步地減少，而其螺旋節(jié)距相反地以同樣的量級對應地增加。
線絞合中空盤圈本體1放置在絞合機10的轉(zhuǎn)動的活動卡盤11和固定卡盤12之間，而可滑動的夾具部分14放置在部分X、Y和Z之間的邊界上，如圖8所示，通過成對的夾板15、15將每一部分夾住。每一部分經(jīng)夾住后，根據(jù)其X、Y和Z諸部分，借助于制造線絞合中空盤圈本體1的第二方法，即可制造具有不同絞合匝數(shù)的線絞合中空盤圈本體1。
各部分X、Y和Z具有不同的絞合匝數(shù)，并在多個機械性能中呈現(xiàn)其彎曲特性(視其絞合匝數(shù)而定)。手可到達的部分8具有一最大的剛度，它是作為醫(yī)用設(shè)備的柔性線性管，在病人體外進行操縱的部分。引導入脈管系統(tǒng)和肉體腔內(nèi)的前導末端部分具有高度的圓滑和柔軟特性。如圖9所示，初近似管R具有沿長度尺寸(L)不斷減小的彎曲剛度(R1)，以形成一高質(zhì)量的柔性線性管，它是從高剛度部分到柔性部分逐漸變換特性的具有功能性梯度的物體。
圖10至12示出本發(fā)明的第三實施例，其中，逐個劃分的部分X、Y和Z分別放置在三個各具有不同加熱條件的加熱裝置16A、16B和16C上。在絞合初近似管R之時或絞合初近似管R之后，通過對16A、16B和16C的通電實施初近似管R的熱處理，這樣，借助于制造線絞合中空盤圈本體1的第三方法，消除形成過程中產(chǎn)生的殘余應力。根據(jù)加熱裝置16A、16B和16C的加熱條件，對部分X、Y和Z進行不同的熱處理，從而具有不同程度的殘余應力的消除。這對線絞合中空盤圈本體1提供功能梯度的“張力強度”和“彎曲剛度(R2)”，各沿長度方向(L)逐漸地變換，以形成高質(zhì)量的柔性線性管(如圖12所示)。
圖13至17示出本發(fā)明的第四實施例，其中，盤圈線元件2組群的外表面以與中心軸向中空部分3同軸的關(guān)系進行磨削，以將原始的外直徑(DL)減小到縮減的外直徑(DS)。如圖16中所示的直徑尺寸DS、D2和D3，可在直徑上減小線絞合中空盤圈本體1，以臺階的形式從手到達的部分8到前導末端7根據(jù)長度上的劃分部分，逐漸地進行減小。作為一種變體形式，線絞合中空盤圈本體1可以錐形的形式從手到達的部分8到前導末端7，在其直徑的尺寸上如圖17中的直徑尺寸DS和D3所示地降低。從這觀點來說，達到“柔性線性管在其前端是柔軟的，在其后端部分是剛性的”，是用于醫(yī)用設(shè)備的要求。這實現(xiàn)一種功能梯度的結(jié)構(gòu)，它使操作者能隨著離手可到達的部分的距離有比例地感到從前部的柔軟特性到后部的剛性特性的平穩(wěn)的變換。
如果與盤圈線元件2的外表面未經(jīng)磨削的結(jié)構(gòu)相比，即使線絞合中空盤圈本體1沒有制成錐形或臺階形結(jié)構(gòu)，也可改進彎曲剛度和扭矩傳輸能力，以確保一在相鄰盤圈線元件之間全無起伏的光滑外表面。這提高其將柔性線性管插入到脈管系統(tǒng)和肉體腔內(nèi)時的性能。
圖18示出一醫(yī)用設(shè)備，其中，線絞合中空盤圈本體1被用作為一柔性線性管。圖18、19、21、22和25示出一柔性的內(nèi)窺鏡20，其中，線絞合中空盤圈本體1被用作為一包藏管23。如圖19所示，內(nèi)窺鏡20具有四個細長的柔性包藏管23，它們以明顯區(qū)別于第一參考文獻的方式布置在前角向操作器21和后操作器22之間。各個包藏管23具有一被一柔性外管25包圍的操作器線24。
當柔性內(nèi)窺鏡20通過肛門或直腸插入到結(jié)腸內(nèi)時，它用來通過人的乙狀結(jié)腸。通過將線絞合中空盤圈本體1應用于內(nèi)窺鏡20，可獲得專用于內(nèi)窺鏡20的下列的優(yōu)點。
與由單一卷繞的盤圈結(jié)構(gòu)(圖20)構(gòu)造的現(xiàn)有技術(shù)的包藏管23A相比，在包藏管23A的外側(cè)增加螺旋節(jié)距間隙P，以在穿過乙狀結(jié)腸時增加作用在操作器線24上的張應力，如圖21所示，因為在本發(fā)明中的包藏管23能使自己容易地適應彎曲形的結(jié)構(gòu)，其具有高度的柔軟性，所以，可以顯著地減小施加在操作器線24上的張應力。
與現(xiàn)有技術(shù)的包藏管相比，由于其在通過乙狀結(jié)腸時伸展，從而顯著地增加從包藏管延伸的操作器線24的長度(L2)，而包藏管23即使在承受彎曲變形時，包藏管23也以顯著小的程度伸展，所以，可將長度(L2)限制到如圖22中虛線所示的延伸長度(L1)。
圖23示出操作器線24的總彎曲角(θ)和延伸長度(L)之間的關(guān)系。從圖23中的實線發(fā)現(xiàn)，柔性線性管結(jié)構(gòu)可使延伸長度(L)比虛線所示的現(xiàn)有技術(shù)的延伸長度(Lp)(第七參照文獻)顯著地減小。
由圖24和25中所理解的，與現(xiàn)有技術(shù)的包藏管23A的盤圈節(jié)距相比，包藏管23具有一增加的盤圈線元件2之間的絞合節(jié)距。與現(xiàn)有技術(shù)的包藏管23A相對于操作器線24的相對摩擦角(θB)相比，這種結(jié)構(gòu)可顯著地增加相對于操作器線24的相對摩擦角(θA)。這減小包藏管23和操作器線24之間的摩擦阻力，從而大大地提高其推拉的操縱性。通過包藏管23反向地相對于操作器線24的絞合(沿相反方向絞合)，可確定轉(zhuǎn)過90度的相對摩擦角(θA)，以提高其可操縱性。
這樣構(gòu)造的柔性內(nèi)窺鏡20具有這樣的優(yōu)點，它能使前導端平穩(wěn)地通過乙狀結(jié)腸，這樣，可顯著地提高由后操作器22致動的前角向操作器21的響應性和操縱性(圖18)。
圖26示出一內(nèi)窺鏡處理工具30，其中，盤圈護套31布置在后操作器33和前滯留環(huán)34之間。盤圈護套31用作線絞合中空盤圈本體1，其具有一操作器繩可通過其間插入的中心的中空區(qū)域。除了主要優(yōu)點之外，內(nèi)窺鏡處理工具30提供下列的諸優(yōu)點。
即，在由第八參考文獻所公開的單一卷繞的盤圈護套中，操作器繩強制地伸展，這樣，在將盤圈護套插入到肉體腔時，會降低操作性，因此，松動前滯留環(huán)34對息肉35的夾持，于是，因不能抓住息肉35而喪失前滯留環(huán)34的能力。
與此相反，此處的內(nèi)窺鏡處理工具30具有前滯留環(huán)34(固定到盤圈護套31上)，它以良好的操作性穩(wěn)定對息肉35的的夾持，從而克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，顯著地改進對息肉35的治愈能力。
如圖27所示，此處的內(nèi)窺鏡處理工具30不同于第五參考文獻的方式，具有一布置在前活組織切片杯41和后操作器40之間的護套42。護套42用作線絞合中空盤圈本體1，一操縱繩43插入到該線絞合中空盤圈本體1中，這樣，可轉(zhuǎn)動地移動前活組織切片杯41。線絞合中空盤圈本體1用于其中的并用作護套42的內(nèi)窺鏡處理工具30，除了主要優(yōu)點之外，還提供下列的優(yōu)點。
即，存在這樣的情形，前活組織切片杯41的打開和關(guān)閉的致動，對精確地抓住病患組織以獲得提高的操縱性和致動性是最關(guān)鍵的精髓所在。然而，如第五參考文獻所指明的現(xiàn)有技術(shù)的多卷繞的盤圈護套42A(圖28)當插入到肉體內(nèi)突遭彎曲時，其在相鄰的盤圈線元件之間趨于產(chǎn)生一較寬的間隙S。如強制地伸展操縱繩43而疏忽地扭轉(zhuǎn)前活組織切片杯41，將阻塞其打開和關(guān)閉的操作，致使打開和關(guān)閉的動作不穩(wěn)定。
采用由線絞合中空盤圈本體1形成的護套42，由于線絞合中空盤圈本體的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)高度轉(zhuǎn)動順從性能力和高度的直線性，當插入到肉體內(nèi)突遭彎曲時，可防止較寬的間隙S出現(xiàn)在相鄰的盤圈線元件之間。這可穩(wěn)定前活組織切片杯的打開和關(guān)閉和轉(zhuǎn)動操作，由此，能使操作器方便而有效地夾住病患的組織。
應當指出的是，由于內(nèi)窺鏡處理工具30在夾住病患的組織時，要求有較強的扭轉(zhuǎn)力矩，所以，通過使用盤圈線元件2組群的外表面經(jīng)磨削過的結(jié)構(gòu)(圖13-17)，操作性可得到進一步的改進。為了同樣的目的，可使用包藏管23和操作器線24互相以相反方向絞合的結(jié)構(gòu)(圖25)。
圖29和30示出一壓力傳感器型的導向線45，其中壓力傳感器48設(shè)置在柔性中空管線46的前末端上，以便以明顯不同于第六參考文獻的方式，通過導線47測量血壓或監(jiān)視血壓波。使用線絞合中空盤圈本體1容納其中的柔性中空管線46，壓力傳感器型的導向線45除主要優(yōu)點之外還提供下列的優(yōu)點。
即，采用由普通中空盤圈本體制備的柔性中空管線，該柔性中空管線承受彎曲變形，這樣，在將其插入到曲折的脈管系統(tǒng)內(nèi)以確認治療冠狀動脈狹窄(AC)(舉例來說)的術(shù)后情況時，導線47偶然會被張力阻斷。在單一卷繞的柔性中空管線的情形中，過度的較寬的間隙出現(xiàn)在相鄰盤圈線元件之間，以使在靠近間隙區(qū)域的血流產(chǎn)生紊流，這樣，由壓力傳感器48測得血壓的波動，以致測量無效。
然而，采用由線絞合中空盤圈本體1形成的柔性中空管線46，由于線絞合盤圈的結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)高的轉(zhuǎn)動順從性和高度的直線性，當插入到肉體內(nèi)突遭彎曲時，可防止在相鄰的盤圈線元件之間出現(xiàn)較寬的間隙S。這防止在間隙S附近出現(xiàn)紊流，以使操作器能以高的精度和改進的特性穩(wěn)定壓力傳感器48的測量。
將圖13-17的結(jié)構(gòu)應用于柔性中空管線46以代表盤圈線元件的磨削的外表面，可形成柔性中空管線46的一光滑的外表面，從而減小抵抗血流的流體摩擦阻力，以抑制如圖30中的拋物線的速度分布所示的在邊界層的層流阻力。這在至少有血栓量沉積在盤圈線元件的外表面上的情況下，可達到精確測量的血流所需要的量。
在將奧氏體不銹鋼應用于線絞合中空盤圈本體1和醫(yī)用設(shè)備的情形中，下面繼續(xù)關(guān)于由“奧氏體不銹鋼”和“電解法拋光的盤圈線元件的外表面”所代表的結(jié)構(gòu)的描述。順便說一下，馬氏體不銹鋼在熱處理中趨于硬化，這樣，在釬焊凸起部分6時產(chǎn)生的熱影響下，可能使凸起部分6附近的絞合盤圈部分剛性化，由此，最終結(jié)果喪失絞合盤圈部分的有利的柔性。另一方面，鐵氏體不銹鋼具有被稱之為“475℃脆性”的特性，還具有當加熱到大約600-800℃且延遲一時間段時發(fā)生的、被稱之為“西格瑪(sigma)脆性”的特性。具體來說，當加熱到950℃或更高時，鐵氏體不銹鋼生長結(jié)晶顆粒而顯示“高溫下的脆性”，由此，因通過熱融合凸起部分6引起的熱影響，造成其作為導尿管或?qū)蚬芤龑Ь€的質(zhì)量的不利的下降。
然而，由于奧氏體不銹鋼在加熱時，較少承受組織結(jié)構(gòu)的變換，所以，較少受到在熱融合凸起部分6時產(chǎn)生的熱的影響。此外，奧氏體不銹鋼具有相對小的熱傳導率和較大的熱膨脹系數(shù)，熱膨脹系數(shù)大約是普通不銹鋼熱膨脹系數(shù)的1.5-1.6倍。這就是說，由熱融合凸起部分6時在線絞合中空盤圈本體1中所產(chǎn)生的熱膨脹和熱應力，被鄰近凸起部分6的線絞合中空盤圈本體1的約束部分吸收。這減緩由熱融合凸起部分6所引起的殘余應力，由此，對靠近凸起部分6的線絞合中空盤圈本體1的約束部分，提供良好的線性和有利的柔性。
盡管馬氏體不銹鋼具有淬火硬化特性，其拉伸強度因淬火硬化而增加，但奧氏體不銹鋼在拉伸時(加工硬化)增加其強度，從而十分適合于線絞合中空盤圈本體1的盤圈線元件。因為奧氏體不銹鋼的電阻大約是碳鋼電阻的5倍，大約是馬氏體不銹鋼電阻的1.6倍。這減小熱融合凸起部分6所需的電流強度，由此，將熱融合的熱限制到所要求的最小值，以便在熱融合凸起部分6產(chǎn)生的熱影響下，減緩扭曲和扭轉(zhuǎn)變形。
采用由奧氏體不銹鋼規(guī)定的盤圈線元件2，盤圈線元件2在由方塊工具拉伸時進行磁化，且使盤圈線元件2的外表面進行鏡面拋光。借助于基于分子間引力的凡得瓦爾力(Vandel Waal)，這可吸引在盤圈線元件2的外表面上的鐵屑，并收集在鄰近盤圈線元件2之間的異物。當異物被收集時，除了來自于相對部件上的被動捕獲的鐵銹之外，在盤圈線元件2的外表面和異物之間發(fā)生微裂縫腐蝕，這樣，減小抗腐蝕的特性。然而，采用經(jīng)電解法拋光的盤圈線元件2的外表面，去除氧化皮以恢復盤圈線元件2的鉻成分的原始濃度，最終提高抗腐蝕的特性。
線絞合中空盤圈本體1不僅應用于醫(yī)用設(shè)備，而且用于一柔性線插入其中的包藏管。在該例子中，任何材料可用于盤圈線元件2中，例如，普通鋼絲、加強的細繩等。
從上述的介紹中可以明白，線絞合中空盤圈本體具有一柔性的中空線管，它具有高的轉(zhuǎn)動順從性能力和高度的直線性，它們提供如此良好的特性，以致可適合應用于各種將其插入到脈管系統(tǒng)和肉體腔內(nèi)實施手術(shù)的醫(yī)用工具中的主要部件。這有效地提高醫(yī)用工具的質(zhì)量和性能，有助于在醫(yī)學領(lǐng)域內(nèi)提高操作性的技能。此外，制造線絞合中空盤圈本體的方法能使制造商以相對低的成本大規(guī)模地有效生產(chǎn)高質(zhì)量的醫(yī)用設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一線絞合中空盤圈本體(1)，包括沿一預定的圓形線絞合起來的多個盤圈線元件(2)，以形成一具有中心軸向中空部分(3)的柔性線性管，其特征在于，所述柔性線性管在抗絞合扭轉(zhuǎn)的載荷作用下進行絞合，并進行熱處理以去除形成過程中的殘余應力，這樣，提供高的轉(zhuǎn)動順從能力和高的直線性。
2.如權(quán)利要求1所述的線絞合中空盤圈本體(1)，其特征在于，所述柔性線性管在長度上劃分為多個部分(X、Y和Z)，每個部分具有不同的絞合匝數(shù)。
3.如權(quán)利要求1所述的線絞合中空盤圈本體(1)，其特征在于，所述柔性線性管在長度上劃分為多個部分(X、Y和Z)，每個部分具有不同程度消除的殘余應力。
4.如權(quán)利要求1至3之一所述的線絞合中空盤圈本體(1)，其特征在于，所述柔性線性管的外表面以與所述預定的圓形線同軸的關(guān)系進行磨削。
5.如權(quán)利要求1所述的線絞合中空盤圈本體(1)，其特征在于，所述柔性線性管的外表面用電解拋光以與所述預定的圓形線同軸的關(guān)系進行磨削。
6.如權(quán)利要求1所述的線絞合中空盤圈本體(1)，其特征在于，所述盤圈線元件(2)是奧氏體不銹鋼。
7.一醫(yī)用內(nèi)窺鏡(20)，它具有一由如權(quán)利要求1所述的線絞合中空盤圈本體(1)組成的包藏管(23)。
8.一醫(yī)用內(nèi)窺鏡處理工具(30)，它具有一由如權(quán)利要求1所述的線絞合中空盤圈本體(1)組成的盤圈護套(31)。
9.一醫(yī)用內(nèi)窺鏡處理工具(30)，它具有由如權(quán)利要求1所述的線絞合中空盤圈本體(1)組成的多個護套部分(42)。
10.一醫(yī)用導向線(45)，它具有一由如權(quán)利要求1所述的線絞合中空盤圈本體(1)組成的主體線本體。
11.一壓力傳感器型的醫(yī)用導向線(45)，它具有一由如權(quán)利要求1所述的線絞合中空盤圈本體(1)組成的主體線部件。
12.一制造線絞合中空盤圈本體(1)的方法，該本體包括沿一預定的圓形線絞合的多個盤圈線元件(2)，以形成一具有中心軸向中空部分(3)的柔性線性管，該方法包括如下的諸步驟借助于一轉(zhuǎn)動的活動卡盤(11)夾住初形成的柔性線性管(R)的一端，且安排所述的初形成的柔性線性管(R)的另一端沿其長度方向滑動，及通過一固定的卡盤(12)夾住所述的另一端，賦予初形成的柔性線性管(R)一張力；致動所述可轉(zhuǎn)動的活動卡盤(11)以絞合所述初形成的柔性線性管(R)，在此同時或事后，通過在所述轉(zhuǎn)動的活動卡盤(11)和所述固定卡盤(12)之間通電，對初形成的柔性線性管(R)實施熱處理，以去除形成所述盤圈線元件(2)過程中的殘余應力。
13.一制造線絞合的中空盤圈本體(1)的方法，該本體包括沿一預定的圓形線絞合起來的多個盤圈線元件(2)，以形成一具有中心軸向中空部分(3)的柔性線性管，該方法包括如下的諸步驟借助于一轉(zhuǎn)動的活動卡盤(11)夾住初形成的柔性線性管(R)的一端，借助于多個中間夾具部分(14)夾住所述初形成的柔性線性管(R)的中間部分，根據(jù)所述轉(zhuǎn)動的活動卡盤(11)和各個所述中間夾具部分(14)之間的跨距，以不同的絞合匝數(shù)絞合所述初形成的柔性線性管(R)
14.一制造線絞合的中空盤圈本體(1)的方法，該本體包括沿一預定的圓形線絞合起來的多個盤圈線元件(2)，以形成一具有中心軸向中空部分(3)的柔性線性管，該方法包括如下的諸步驟在絞合初形成的柔性線性管(R)的同時或事后，將初形成的柔性線性管(R)按長度劃分成的多個部分(X、Y和Z)容納入加熱裝置(16A、16B和16C)，根據(jù)所述按長度劃分的諸部分(X、Y和Z)，各部分具有不同的加熱條件，這樣，熱處理所述多個劃分的部分(X、Y和Z)，使其各具不同程度消除的殘余應力。
全文摘要
一線絞合中空盤圈本體(1)包括沿一預定的圓形線絞合起來的多個盤圈線元件(2)，以形成一具有中心軸向中空部分(3)的柔性線性管，柔性線性管在抗絞合扭轉(zhuǎn)的載荷作用下進行絞合，并進行熱處理以去除形成過程中的殘余應力，這樣，提供高的轉(zhuǎn)動順從能力和高的直線性。此外，一種方法提供在抗絞合扭轉(zhuǎn)的載荷作用下絞合盤圈線元件(2)，同時對盤圈線元件(2)進行熱處理的方式。
文檔編號A61F2/958GK1506022SQ03152280
公開日2004年6月23日 申請日期2003年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月11日
發(fā)明者加藤富久, 宮田憲次, 次 申請人:朝日印帝克股份有限公司