專利名稱：具有可充氣球囊的儀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種特別適用于如微創(chuàng)外科手術(shù)的醫(yī)療流程的具有可 充氣球嚢的儀器，并且涉及一種包括這種儀器的系統(tǒng)。而且，本發(fā)明 涉及一種用于在例如微創(chuàng)外科手術(shù)中移動工具元件的方法。
背景技術(shù)：
從US6106550可知一種導(dǎo)管，其包括徑向折疊的頂端(tip)和附 接在導(dǎo)管壁的多個軸向延伸的光纖。在該導(dǎo)管的頂端上的環(huán)形球嚢被 充氣以展開并擴展該導(dǎo)管頂端以使其適合于要被治療的血管的尺寸。

發(fā)明內(nèi)容
基于這個背景，本發(fā)明的目的是提供用于在例如微創(chuàng)外科手術(shù)中 操控對象的可替代裝置，其中所希望的是可以用比較簡單的裝置大范 圍移動工具元件。
該目的可以通過根據(jù)權(quán)利要求1的儀器、根據(jù)權(quán)利要求11的用于 微創(chuàng)外科手術(shù)的系統(tǒng)、以及根據(jù)權(quán)利要求l2的方法來實現(xiàn)。在從屬權(quán) 利要求中公開了優(yōu)選實施例。
根據(jù)本發(fā)明的儀器可以在例如科學、工業(yè)生產(chǎn)、機器人學等領(lǐng)域 用作任何目的。特別地，本發(fā)明的儀器適用于如微創(chuàng)外科手術(shù)的醫(yī)療 流程。該儀器包括下列組件
a)例如從醫(yī)用導(dǎo)管領(lǐng)域已知的可充氣球嚢，其中這種球嚢用于擴 張血管或放置并伸展支架。原則上，該可充氣球嚢可以具有任何拓樸 結(jié)構(gòu)，但是優(yōu)選的是簡單的球形或環(huán)形拓樸結(jié)構(gòu)。用于可充氣球嚢的 典型的材料是生理上可接受的并且可以例如包括膠乳橡膠。
b )具有單獨地附接到球嚢的壁上的可移動部分的至少一個工具元 件。雖然所述部分典型地附接到球嚢的外側(cè)，但是也可能存在這樣的 應(yīng)用其中所述部分附接到球嚢的內(nèi)側(cè)。
所述的儀器具有以下優(yōu)點其工具元件可以大范圍移動，因為該 工具元件具有單獨附接到球嚢壁的至少一個部分從而使得該部分原則上可以完全跟隨所述壁移動。當球嚢被充氣或放氣時，工具元件將因
此而移位并且典型地也相應(yīng)地改變其方位。與此相比，諸如US6106550 中所描述的光纖的工具元件或多或少地被穩(wěn)固地嵌入到一些載體結(jié)構(gòu) 中，該載體結(jié)構(gòu)嚴格限制它們的移動并將其與相關(guān)聯(lián)的球囊基本去耦。
雖然， 一般地不存在對工具元件的尺寸和功能的限制，但是在許 多應(yīng)用中所述工具元件具有基本為絲狀和柔性結(jié)構(gòu)。這種工具元件可 以具有如手指一樣的特性，如果相關(guān)聯(lián)的球嚢被放氣或充氣，則該工 具元件可以彎曲或拉伸。
在本發(fā)明的特定實施例中，(絲狀、柔性)工具元件包括導(dǎo)線。 所述導(dǎo)線優(yōu)選地可以具有伸出球嚢的并且可以用于操縱對象的自由尾 部。
根據(jù)上述實施例的進一步發(fā)展，所述導(dǎo)線具有尾部，該尾部具有 倒鉤、彎頭等等，其中所述尾部優(yōu)選從球嚢自由地伸出。用這樣的方 式設(shè)計所述尾部使得針對某些功能優(yōu)化該工具元件。如果例如彎曲 的工具元件與至少一個相似物(例如，另一個相似的工具元件)協(xié)作， 則它可以如pince鉗子一才羊用于抓取對象。
在本發(fā)明的另一個實施例中，(絲狀)工具元件包括光纖。于是
目的是例如照明或用于利用激光束切割組織。通過將球嚢充氣或放氣，
光纖的發(fā)射可以選擇性地在大范圍內(nèi)被聚焦。
當然，具有作為工具元件的導(dǎo)線和光纖的本發(fā)明的多個所述實施
例可以被組合。因此球嚢可以例如在其外壁上攜帶光纖和導(dǎo)線的交替
序列，其中光纖可以照亮導(dǎo)線的工作區(qū)域。
盡管迄今描述的本發(fā)明包括僅僅具有一個工具元件的儀器的情 況，但是本發(fā)明的優(yōu)選實施例包括環(huán)繞于球嚢周圍的多個(相似的或 不同設(shè)計的)工具元件的圓周布置。因此，可以實現(xiàn)繞球嚢軸的結(jié)構(gòu) 的徑向?qū)ΨQ。如果導(dǎo)線被用作工具元件，則其可以在籠狀抓取器上實 現(xiàn)。如果光纖被用作工具元件，則它們的出口可以定位在可變半徑的 圓上，并且它們的發(fā)射可以在聚合和發(fā)散方向之間連續(xù)地調(diào)整。
在本發(fā)明的另一個實施例中，所述儀器包括附接了工具元件的另 一部分的剛體。在該設(shè)計的可選的修改中，所述球嚢至少部分地連接 到所述剛體。如果工具元件既連接到剛體又連接到柔性球嚢，則可以實現(xiàn)該工具元件的柔性。在這種情況下，該剛體可以用作例如導(dǎo)線或 光纖的主體所附接的固定底座，同時該工具元件的頂端根據(jù)球嚢的填 充狀態(tài)移動。
在本發(fā)明的進一步發(fā)展中，所述儀器包括操縱元件，其一端被固 定于球嚢壁以用于選擇性在所述壁上施加力。該操縱元件可以特別地 定位在球嚢內(nèi)并且可以固定到球囊的內(nèi)壁，并且它可以可選地實現(xiàn)為 線或桿。于是，拉動這樣的線或者拉或推動這種桿可以在不改變球嚢 充氣狀態(tài)的情況下選擇性地改變球嚢的形狀。因此，獲得用于操縱附 接到球嚢的工具元件的進一步的自由度，這增加了該儀器的功能。
所述儀器可以可選地進一步包括管狀元件，所述球嚢被布置在該 管狀元件中。該管狀元件為球嚢提供了屏障和一種框架。所述球嚢優(yōu) 選地未,皮固定到該管狀元件，而是可以相對于它徑向地移動。
本發(fā)明進一步涉及一種用于微創(chuàng)外科手術(shù)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括
內(nèi)窺鏡或?qū)Ч芤约吧鲜鲱愋偷尼t(yī)療儀器(即，具有可充氣球嚢和至少 一個具有單獨地附接到球嚢壁的可移動部分的工具元件的儀器)。
而且，本發(fā)明涉及一種移動用于微創(chuàng)外科手術(shù)的儀器的工具元件 的方法，其中該工具元件的可移動部分附接到球嚢，并且其中所述球 嚢被充氣或放氣以使得工具元件產(chǎn)生相應(yīng)的移動。
所述用于微創(chuàng)外科手術(shù)的系統(tǒng)和方法包括上述種類的儀器的基本 特征。因此，參考前面的描述以用于所述系統(tǒng)和方法的細節(jié)、優(yōu)點和 改進方面的更多的信息。


通過參照下面所描述的實施例，本發(fā)明的這些和其他方面將被闡 明并變得顯然。將通過借助于附圖的實例來描述這些實施例，在附圖
中
圖1示意性示出具有由導(dǎo)線構(gòu)成的籠狀抓取器的儀器的軸向剖面 (頂部)圖和其頂視圖(底部)；
圖2示出圖1中被圏出的儀器的頂端區(qū)域的放大圖，其中所述抓
取器為帶有軸向延伸的導(dǎo)線的中立配置；
圖3示出圖l的儀器的軸向剖面(左上部)圖、頂視圖(左下部)、 和頂端(右部)的放大圖，該儀器處于這樣的狀態(tài)其中球嚢被充氣并且抓取器被打開；
圖4示出當球嚢被放氣且抓取器關(guān)閉時以與如圖3的相似表示的 儀器；
圖5示意性示出具有多個布置在環(huán)繞球嚢圓周上的光纖的儀器的 軸向剖面；
圖6示出圖5中被圏出的儀器的頂端區(qū)域的放大圖，其中所述球 嚢為帶有軸向延伸的光纖的中立配置；
圖7示出圖6的儀器的頂端的放大圖，該儀器處于這樣的狀態(tài) 其中球嚢被充氣并且光纖具有發(fā)散的結(jié)構(gòu)；
圖8示出當球嚢被放氣且光纖聚合時與如圖7相似表示的儀器。
在附圖中，通過100的整數(shù)倍區(qū)分的相似的參考數(shù)字表示相同或 相似的組件。
具體實施例方式
下面，將針對在導(dǎo)管上的應(yīng)用來闡述本發(fā)明。然而，本發(fā)明也可 以用于其他醫(yī)療應(yīng)用(例如，內(nèi)窺鏡和內(nèi)窺鏡的工作區(qū)域)以及用于
非醫(yī)療應(yīng)用。
導(dǎo)管是用于現(xiàn)代微創(chuàng)介入的重要工具。它基本上是可以插入體腔 或血管的一種管，由此使得其容易進入身體的關(guān)鍵部位。導(dǎo)管被用于 流行的心血管疾病的診斷和治療(例如將支架放置在血管中)，而且 還用于泌尿和神經(jīng)血管的應(yīng)用。
當在微創(chuàng)介入中必須移除疏松對象時，必須將其抓住。如果該對 象非常脆弱、柔軟、非常堅硬、光滑、黏糊或較小，則在沒有將其壓 碎的情況下通常很難用鉗子抓取它。
在導(dǎo)管的其他應(yīng)用中，來自光纖的光用于凝固例如心臟區(qū)域中的
組織。在這種情況下，將光瞄準到適當?shù)奈恢貌⑶覍⒐馍⒉荚谧兓?表面上引起了不小的問題。
圖1到圖4示出解決上述問題的儀器100的第一實施例。所述儀 器100包括下列組件
-處于其"中立"或靜止狀態(tài)的圖1和2所示的可充氣球嚢104， 其中該球囊具有基本上圓柱形的形狀，并且其中它的遠端具有與其主 體相同的直徑。在其近端，球嚢104包括入口 102，它連接到通向氣體或流體(例如生理溶液)的可控供應(yīng)源(未示出)的通道，通過該入 口球嚢可以被充氣或放氣。例如從經(jīng)皮血管成形術(shù)大體上可知所示類 型的球嚢。
-多個(在所示的實例l2中)線性地延伸的導(dǎo)線105，其中這些 導(dǎo)線105的子部分附接到球嚢104。這些導(dǎo)線還均勻地分布在球嚢100 的圓周上并且例如設(shè)有頂端106，其徑向地朝著球嚢的軸A向內(nèi)彎曲。 一般地，頂端106可以具有多種形狀。根據(jù)應(yīng)用，它們可以例如是光 滑的(如圖所示)或具有倒鉤。
-剛體103，在所述的情況下其基本為圓柱形，其中球嚢104的大 部分附接到該剛體。當球嚢被充氣或放氣時，剛體103保持其形狀(對 比圖3和圖4)。
-牽引繩101，其在球嚢104內(nèi)沿軸A延伸并且被固定到球嚢的頂端。
所述儀器100的導(dǎo)線105實現(xiàn)了籠狀抓取器，其可以通過對球嚢 充氣或放氣并且可以通過拉動繩101來操縱。在這方面，圖1和2示 出帶有線性延伸的導(dǎo)線的抓取器的中立狀態(tài)。
圖3示出儀器100的一狀態(tài)，其中超壓使得球嚢膨脹，從而使得 導(dǎo)線105發(fā)散并且導(dǎo)致抓取器打開。
與此相比，圖4示出在由于負壓使球嚢104放氣時的狀態(tài)，這導(dǎo) 致導(dǎo)線的會聚結(jié)構(gòu)，其使得抓取器關(guān)閉。此外或可替代地，也可以通 過拉動繩101來實現(xiàn)抓取器的關(guān)閉結(jié)構(gòu)，該拉動導(dǎo)致在球囊104的頂 端中的凹痕。在這種情況下，在抓取動作期間，可以通過充氣的球嚢 104使得儀器所處的腔保持打開。
隨著導(dǎo)線105的所述移動，可以通過改變球嚢內(nèi)的壓力來抓取疏 松的傷口組織或其他疏松對象。在抓取動作期間，儀器的總體位置不 會改變。只有抓取導(dǎo)線105將向內(nèi)移動以封閉對象。
圖5和8示出儀器200的第二實施例，其包括具有絲狀、柔性的 工具元件205的可充氣球嚢204，該工具元件部分地固定到球嚢的外 部。 一般地，可充氣球嚢204、其入口 202、和牽引繩201相似于第一 實施例中對應(yīng)的元件，并且因此不需要再次描述。然而，現(xiàn)在該絲狀、 柔性的工具元件不是由導(dǎo)線而是由光纖205構(gòu)成，通過該光纖激光可 以從位于近端的光源(未示出)被傳導(dǎo)到位于光纖205的遠端的出口206。而且，在該實施例中，帶有附接的光纖的球嚢位于導(dǎo)管210內(nèi)，該導(dǎo)管提供了中空柔性管，其中球嚢204可以自由地軸向移動。
球囊204的充氣或放氣和/或牽引繩201的拉動可以再次用于改變球嚢的形狀并且因此也改變光纖205及其出口 206的方向。在這方面，圖5和6示出所述中性結(jié)構(gòu)，其中光纖被軸向伸展，并且發(fā)射的光或多或少地直接集中于具有大約為導(dǎo)管210的直徑大小的光點(其中光點的實際尺寸依賴于導(dǎo)管的末端與被照明區(qū)域之間的距離)。
圖7示出的狀態(tài)中球嚢204被推到導(dǎo)管210之外的某個距離處并且通過過壓而膨脹，這使得光纖205分散開。以此方式，可以照亮更大的區(qū)域。如果所述膨脹比一個光纖照亮的區(qū)域更大，則將出現(xiàn)中間帶有暗點的圓形照明區(qū)域。
圖8示出其中通過繩201向后拉動球嚢頂端的中部并且/或者其中球囊被充氣的狀態(tài)。隨后光纖205將向內(nèi)朝導(dǎo)管中心彎曲。以此方式，可以使得所有光纖對準儀器的軸A上的相同焦點。
可以通過使用現(xiàn)有的導(dǎo)管對準方案來適當?shù)匾龑?dǎo)導(dǎo)管210從而完成將光纖205對準預(yù)定點。于是，光纖205的所述可變的聚合或發(fā)散特別地可以用于調(diào)整照明區(qū)域。因此擴張光纖將照亮更大的區(qū)域，同時將它們對準一個點從而在所述點處產(chǎn)生了大的亮度。
所述儀器200可以用在醫(yī)用導(dǎo)管應(yīng)用中以為幾個醫(yī)學原因而照明組織，例如為了凝結(jié)或燒灼組織。
最后，需要指出，在本申請中，術(shù)語"包括"不排除其他元件或步驟，"一個，，不排除多個，并且單個處理器或其他單元可以實現(xiàn)幾個裝置的功能。本發(fā)明在于每一個新穎的特性特征和特性特征的每一個組合。而且，權(quán)利要求中的附圖標記不應(yīng)當被解釋為限制了其范圍。
權(quán)利要求
1.一種特別地用于醫(yī)療流程的儀器，包括a)可充氣球囊(104，204)；b)至少一個工具元件(105，205)，其具有單獨附接到所述球囊(104，204)的壁的可移動部分。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的儀器，其特征在于，所述工具元件(105， 205 )具有基本為絲狀、柔性 的結(jié)構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的儀器，其特征在于，所述工具元件包括導(dǎo)線(105)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的儀器，其特征在于，所述導(dǎo)線(105)具有帶有倒鉤或彎曲(106)的尾部。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的儀器，其特征在于，所述工具元件包括光纖(205 )。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1的儀器，其特征在于，多個工具元件(105， 205 )環(huán)繞所述球嚢(104， 204 ) 布置。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1的儀器，其特征在于，該儀器包括剛體(103)，工具元件(105)的另一部分附接到該剛體。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7的儀器，其特征在于，球嚢(104)至少部分地連接到剛體(103)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1的儀器，其特征在于，其包括操縱元件，特別地為繩(IOI， 201)或桿， 其一端被固定在球囊(104, 204 )的壁。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1的儀器，其特征在于，其包括管狀元件(210)，球嚢(2(H)位于該管狀 元件中。
11. 一種用于微創(chuàng)外科手術(shù)的系統(tǒng)，包括內(nèi)窺鏡或?qū)Ч?，以及根?jù) 權(quán)利要求1的醫(yī)療儀器。
12. —種移動用于微創(chuàng)外科手術(shù)的儀器的工具元件(105, 205 )的方法，其中該工具元件的可移動部分附接到球嚢(104， 204 ),并且 其中所述球嚢被充氣或放氣以使得該工具元件產(chǎn)生相應(yīng)的移動。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種儀器，特別是一種用于微創(chuàng)外科手術(shù)的醫(yī)療設(shè)備，其包括附接至少一個可移動工具元件(105)的可充氣球囊(104)。在優(yōu)選實施例中，該工具元件是一種絲狀柔性結(jié)構(gòu)，如導(dǎo)線(105)或光纖。而且，多個這樣的工具元件被優(yōu)選地布置在環(huán)繞球囊(104)的圓周上，從而構(gòu)成了例如可以通過對球囊(104)充氣或放氣來打開或關(guān)閉的籠狀抓取器。此外，通過拉動附接到球囊(104)的繩額外地允許改變該球囊的結(jié)構(gòu)。
文檔編號A61B17/22GK101528140SQ200780039721
公開日2009年9月9日 申請日期2007年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月25日
發(fā)明者W·C·J·比爾霍夫 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司