專利名稱：用于由手對可插入到人體內(nèi)的探針進(jìn)行遙控導(dǎo)航的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1的前序部分所述的用于由手對可插入到人體內(nèi)的探針進(jìn)行遙控導(dǎo)航的裝置。這種類型的裝置可以從美國專利申請US2002/0177789A1中得知。
背景技術(shù)：
借助于可以從外側(cè)插入到人體內(nèi)的探針對人體進(jìn)行內(nèi)部檢查是在診斷醫(yī)學(xué)中使用的一種標(biāo)準(zhǔn)方法。例如，從人體的外側(cè)插入的導(dǎo)管用于研究血管內(nèi)的疾病，而內(nèi)窺鏡用于檢查支氣管。通常，在進(jìn)行檢查時，醫(yī)生正好位于病人的附近。借助于視覺控制或連續(xù)的X射線控制，用手在人體內(nèi)對探針進(jìn)行導(dǎo)航，從而導(dǎo)致醫(yī)生從事持續(xù)暴露于輻射的治療過程。這就是為什么在用于內(nèi)窺鏡診斷和治療的新系統(tǒng)中使用遙控探針的一個原因所在，由此，所述探針可以借助于外部控制裝置由醫(yī)生用手在相鄰的房間內(nèi)加以控制。
從專利申請US 2002/0177789 A1中可以得知借助于外部遙控單元的這種類型的裝置，該裝置用于通過手對探針加以遙控導(dǎo)航，而探針可以插入到人體內(nèi)。在前述情況中，探針在向內(nèi)和向外方向上的導(dǎo)航是借助于操縱桿來保證的。操縱桿遠(yuǎn)離人體的機(jī)械傾斜運動借助于指令傳感器轉(zhuǎn)變成電子控制指令，使得探針沿向內(nèi)方向移動。操縱桿朝向人體的傾斜運動被相應(yīng)地轉(zhuǎn)變成控制指令，使得探針沿向外方向運動。為了防止誤操作，并由此保護(hù)病人免受探針的錯誤導(dǎo)航所帶來地嚴(yán)重傷害，人們認(rèn)為對應(yīng)于每個傾斜運動的探針導(dǎo)航運動通過字母或通過符號來清楚地識別是必須的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是創(chuàng)造一種裝置，該裝置能夠利用簡單的裝置實現(xiàn)探針的精確并尤其靈敏的導(dǎo)航，而與遙控?zé)o關(guān)。
這個目的是基于權(quán)利要求1的前序部分以及特征部分的裝置來實現(xiàn)的。本裝置的有益實施例是從屬權(quán)利要求的主題。
用于對可以插入到人體內(nèi)的探針進(jìn)行遙控的裝置的直觀操作也保證了即使操縱者和探針在空間上分離，在不直接視覺上接觸和操作上接觸的情況下通過人體也可以進(jìn)行可靠和靈敏的導(dǎo)航。由此，遙控可以基于由探針執(zhí)行的導(dǎo)航運動而進(jìn)行，從而即使在控制裝置上沒有任何特定識別標(biāo)記或者即使在不借助于顯示器進(jìn)行額外指示的情況下，相應(yīng)的導(dǎo)航運動也可得以執(zhí)行。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，尤其有利的是，探針的靈敏而簡單的導(dǎo)航可以只利用一只手、借助于U形控制裝置予以實行，該U形控制裝置帶有一個幾乎剛性的臂狀部件，而該臂狀部件上連接有一個可彎曲的曲線部件，由此，如此構(gòu)造的控制裝置的尤其是可直觀上執(zhí)行的向內(nèi)運動和/或旋轉(zhuǎn)運動和/或彎曲運動可以轉(zhuǎn)變成與其相對應(yīng)的探針的向內(nèi)運動和/或旋轉(zhuǎn)運動和/或彎曲運動。當(dāng)U形部件以彈性方式構(gòu)造時，探針尖端的彎曲程度可以借助于手施加在控制裝置的彎曲部上的壓力來方便加以調(diào)節(jié)。
通過將探針和要被檢查的環(huán)境之間的機(jī)械相互作用經(jīng)探針作為“強(qiáng)制反饋(forced feedback)”傳遞到控制裝置，并進(jìn)而傳遞到手，可以非常有效地提高探針的靈敏控制性。通過創(chuàng)造性地將機(jī)械相互作用傳遞到控制裝置，從事治療的醫(yī)生可以獲得關(guān)于探針尖端周圍的局部環(huán)境內(nèi)的解剖學(xué)數(shù)據(jù)的重要信息，由此該信息直接由操縱的手接收。例如，借助于探針尖端的旋轉(zhuǎn)并同時彎曲，通過與環(huán)境相關(guān)的運動阻力的變化，可以識別血管的分叉。
與公知的剛性控制桿不同，利用如此構(gòu)造的控制裝置，保證了用戶親和的、靈敏的、但仍簡單的操作，使得即使在超長檢查過程中和例如大量血管分叉的存在困難的解剖學(xué)條件的情況下，也可以通過人體對探針進(jìn)行靈敏的并由此尤其可靠的導(dǎo)航。
下面參照附圖中示意性示出的示例性實施例，對本發(fā)明以及如從屬權(quán)利要求所述的本發(fā)明的其他實施例加以更詳細(xì)的描述。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的用于由手對探針進(jìn)行遙控導(dǎo)航的裝置的示意圖。
具體實施例方式
附圖中示出的用于遙控導(dǎo)航的裝置包括U形控制裝置1，該裝置1可以由手3操縱，以便執(zhí)行機(jī)械運動(MB；MR；MP)；指令傳感器2，以便將被執(zhí)行的運動轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的導(dǎo)航控制信號(SB；SR；SP)，該導(dǎo)航控制信號可以傳遞到遙控的探針?？刂蒲b置包括幾乎剛性的臂狀部件1.1和連接于其上的彈性曲線部件1.2?？梢岳每刂蒲b置1執(zhí)行向內(nèi)運動MP、旋轉(zhuǎn)運動MR和彎曲運動MB形式的機(jī)械運動。
由此為每個特定的機(jī)械運動MR、MB和MP分配探針的一個相應(yīng)的導(dǎo)航運動，從而這種分配是基于控制裝置1的運動類型作出的，這導(dǎo)致直觀的、用戶親和的操作。遙控探針的向內(nèi)調(diào)節(jié)可以借助平行于臂狀部件1.1的軸線的向內(nèi)運動MP予以控制，而旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)可以借助圍繞臂狀部件1.1的軸線的旋轉(zhuǎn)運動MR預(yù)先定義為探針的一個限定的角度。在這個實施例中，探針的彎曲運動可以借助于控制裝置1的曲線部件1.2的彈性彎曲加以控制。由手3施加并轉(zhuǎn)變成彎曲運動MB的壓力導(dǎo)致控制裝置的曲線部件1.2朝虛線所表示的位置的方向彎曲，基于這個彎曲來調(diào)節(jié)可插入到人體內(nèi)的探針的位置。當(dāng)通過手相應(yīng)的直觀運動釋放控制裝置1上的壓力時，就恢復(fù)了彈性構(gòu)造的曲線部件1.2的最初起始位置，并由此恢復(fù)了遙控探針的最初起始位置。可以由控制裝置1轉(zhuǎn)變的所有機(jī)械運動(MB；MR；MP)可以彼此無關(guān)地進(jìn)行，由此在通過人體對探針導(dǎo)航過程中保證了高度靈敏性。除了上面描述的向內(nèi)、旋轉(zhuǎn)和彎曲運動(MB；MR；MP)之外，其他類型的運動，例如夾緊運動，也可以借助于根據(jù)本發(fā)明的控制裝置1的其他實施例以直觀的方式加以控制。
由手3執(zhí)行的并傳遞到控制裝置1的機(jī)械運動(MB；MR；MP)借助于指令傳感器1轉(zhuǎn)變成導(dǎo)航控制信號(SB；SR；SP)，并且傳遞到空間上遠(yuǎn)離的探針?？刂蒲b置1連接到指令傳感器2上，這種連接是以控制裝置1可以在向內(nèi)運動MP的方向上運動并可以圍繞臂狀部件1.1的軸線旋轉(zhuǎn)的方式實現(xiàn)的。機(jī)械運動以如下方式轉(zhuǎn)變，即導(dǎo)航控制信號SP分配給向內(nèi)運動MP、導(dǎo)航控制信號SR分配給旋轉(zhuǎn)運動MR，而導(dǎo)航控制信號SB分配給彎曲運動MB。導(dǎo)航控制信號(SB；SR；SP)在控制裝置1和探針(未示出)之間的傳輸可以以有線和無線的方式來實現(xiàn)，例如通過因特網(wǎng)或廣域網(wǎng)或紅外線連接到探針上。取決于遙控探針的結(jié)構(gòu)，控制信號例如轉(zhuǎn)變成電信號或機(jī)械信號，來控制磁場、電機(jī)或其他導(dǎo)航裝置，并從而轉(zhuǎn)變成與控制信號相對應(yīng)的運動。
本發(fā)明背后的主要思想歸納如下盡管利用簡單裝置實現(xiàn)遙控，但是根據(jù)本發(fā)明的裝置利用直觀對應(yīng)于探針的導(dǎo)航的控制裝置1，借助于運動(MR；MB；MP)，確保了對可以插入到人體內(nèi)的探針精確并尤其靈敏地導(dǎo)航。尤其是利用控制裝置(1)的創(chuàng)造性的U形實施例，可以轉(zhuǎn)變直觀操作。借助于創(chuàng)造性地將探針和處于檢查的環(huán)境之間的機(jī)械相互作用反饋到控制裝置1并從而直接反饋到操作的手3，可以提高靈敏控制性。
權(quán)利要求
1.用于由手(3)對探針進(jìn)行遙控導(dǎo)航的裝置，該探針可以插入到人體內(nèi)，該裝置具有可以由手(3)操縱的控制裝置(1)和指令傳感器(2)，該指令傳感器用于將所述指令轉(zhuǎn)變成導(dǎo)航控制信號(SR；SB；SP)，其特征在于，控制裝置(1)構(gòu)造成使得探針的導(dǎo)航運動可以轉(zhuǎn)變成控制裝置(1)的相應(yīng)運動(MR；MB；MP)，與手(3)的直觀控制相對應(yīng)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，可以用手(3)操縱的U形控制裝置(1)具有基本上剛性的臂狀部件(1.1)和連接于該臂狀部件上的可彎曲的曲線部件(1.2)。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，控制裝置(1)的可變形的曲線部件(1.2)以彈性方式構(gòu)造，使得在壓力釋放時，曲線部件(1.2)自動從其彎曲位置返回到一個限定的起始點。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，出于控制裝置(1)的直觀運動的目的，為探針的向內(nèi)調(diào)節(jié)提供了至少一個線性向內(nèi)運動(MP)，且/或為探針的角度的旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)提供了至少一個旋轉(zhuǎn)運動(MR)，且/或提供了至少一個彎曲運動(MB)來調(diào)節(jié)探針尖端的彎曲運動。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，為了將控制裝置(1)的機(jī)械運動(MR；MB；MP)轉(zhuǎn)變成探針的電子導(dǎo)航控制信號(SB；SR；SP)，提供了指令傳感器(2)。
6.如權(quán)利要求1-5中任一項所述的裝置，其特征在于，探針和要由所述探針檢查的環(huán)境之間的機(jī)械相互作用可以以強(qiáng)制反饋的方式傳遞回到控制裝置(1)，并由此可以傳遞回到手(3)。
全文摘要
本發(fā)明公開了用于由手對可插入到人體內(nèi)的探針進(jìn)行遙控導(dǎo)航的裝置。盡管利用簡單裝置實現(xiàn)遙控，但是根據(jù)本發(fā)明的裝置利用控制裝置(1)借助于直觀對應(yīng)于探針的導(dǎo)航的運動(MR；MB；MP)，確保了對可以插入到人體內(nèi)的探針精確并尤其靈敏地導(dǎo)航。尤其是利用控制裝置(1)的創(chuàng)造性的U形實施例，可以轉(zhuǎn)變直觀操作。借助于創(chuàng)造性的反饋，通過將探針和處于檢查的環(huán)境之間的機(jī)械相互作用傳遞到控制裝置(1)并從而直接傳遞到操作的手(3)，可以提高靈敏控制性。
文檔編號A61B1/00GK1660019SQ20051005093
公開日2005年8月31日 申請日期2005年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月25日
發(fā)明者簡·貝斯, 馬丁·克林, 馬庫斯·菲斯特, 諾伯特·蘭 申請人:西門子公司