CN101124008A - 导丝结构 - Google Patents

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Abstract

第一医疗导丝结构包括可伸出医疗器械的远端的医疗导丝，并具有第一和第二部分，其中第一部分的弯曲力矩惯量小于第二部分的弯曲力矩惯量。第二导丝结构包括可伸出具有机械化导丝驱动组件的医疗器械的远端的医疗导丝。所述医疗导丝具有一外表面，该外表面包括一系列重复的分开的表面突起元件。表面突起元件的一个例子是外螺纹。间隔开的表面突起元件适于与机械化导丝驱动组件可操作地接合。

Description

导丝结构
相关专利申请的交叉引用
本专利申请要求2004年5月14日提交的序列号为60/571,026和2004年5月14日提交的序列号为60/571,118的美国临时申请的优先权，它们的全部内容通过引用而包含于本申请中。
本专利申请包含下列参考文献：2004年6月10日出版的美国专利申请公开文本2004/0111019；2004年6月10日出版的美国专利申请公开文本2004/0111020；2004年10月7日出版的美国专利申请公开文本2004/0199087；2004年10月7日出版的美国专利申请公开文本2004/0199088；2004年11月18日出版的美国专利申请公开文本2004/0230096；
技术领域
本发明总的涉及导丝结构，更具体地涉及医疗导丝。
背景技术
医生通常使用长的柔性内窥镜进入并在患者的胃肠(GI)道内观察组织。对于上部GI，医生可将内窥镜插入到已使用镇静剂的患者口腔中检查并处理食管、胃和近端十二指肠中的组织。对于下部GI，医生可经过已使用镇静剂的患者肛门插入结肠镜检查直肠和结肠。一些内窥镜具有工作通道，直径通常大约为2.5-3.5毫米，从手持件中的开口延伸到柔性插入管的远侧部分。医生可将医疗装置插入到工作通道中帮助诊断或者治疗在患者体内的组织。医生通常使用柔性活检钳经过内窥镜的工作通道从GI管道的粘膜衬层进行组织活检。
柔性内窥镜的插入，尤其是插入到结肠中，对患者来说可能是非常耗时而且非常不舒适的手术，即使在患者已经使用药物进行镇静时也是如此。医生通常需要数分钟来推动柔性内窥镜经过盘旋的乙状结肠以及降结肠、横向结肠和升结肠部分。医生可在插入或者除去内窥镜的过程中诊断和/或治疗结肠内的组织。柔性内窥镜可能会在结肠(例如在乙状结肠或结肠的脾曲处)中“成环”从而难以进一步使内窥镜沿着结肠行进。当形成环时，施加的推动内窥镜的力拉伸肠系膜并引起患者痛苦。基于患者的解剖结构和医生在操纵柔性内窥镜方面的经验，结肠的一些部分可能没有检查到，由此导致增加了未诊断出疾病的风险。
导丝已经用于辅助将导管及其它器械引入到人身体中的许多部位。许多导丝的医疗应用和特定设计已经用于心血管应用。但是，与血管系统相反，存在许多与在GI道中使用导丝有关的具体困难。因为肠更曲折、更软并且一般直径更大。此外，在小肠和结肠的情况下，它们比大多数动脉或静脉更长。
科学家和工程师们仍在继续探求改进的医疗导丝。
发明内容
本发明的导丝结构的第一种实施方式包括医疗导丝。所述医疗导丝包括作为环状轨道(loop track)延伸超出医疗器械的远端的工作部分。该工作部分具有最大环状轨道长度，并包括第一和第二部分，它们加起来具有大于最大环状轨道长度的90％的长度。第一部分具有第一弯曲力矩的惯量，第二部分具有第二弯曲力矩的惯量。第一弯曲力矩的惯量比第二弯曲力矩的惯量小。
本发明的导丝结构的第二种实施方式包括医疗导丝。所述医疗导丝包括作为环状轨道延伸超出具有机械化导丝驱动组件的医疗器械的远端的工作部分。工作部分具有外表面，所述外表面具有一系列重复的间隔开的表面突起元件，其适于与机械化导丝驱动组件可操作地接合。
本发明的导丝结构的第一种实施方式的替代方式包括医疗导丝。所述医疗导丝可延伸超出医疗器械的远端。医疗导丝包括第一和第二部分，其中第一部分具有第一弯曲力矩的惯量，第二部分具有第二弯曲力矩的惯量，其中第一弯曲力矩的惯量比第二弯曲力矩的惯量小。第一部分具有当医疗导丝完全延伸时延伸超出医疗器械的远端的自由端。
本发明的导丝结构的第二种实施方式的替代方式包括医疗导丝。所述医疗导丝可延伸超出具有机械化的导丝驱动组件的医疗器械的远端。该医疗导丝包括外表面，所述外表面具有一系列重复的间隔开的表面突起元件，其适于与机械化导丝驱动组件可操作地接合。医疗导丝具有当其完全延伸时延伸超出医疗器械的远端的自由端。
通过本发明的一种或多种实施方式获得了许多优点和好处。在一种应用中，带有环状轨道或者非环状轨道的导丝包括第一部分，所述第一部分具有比第二部分的弯曲力矩惯量小的弯曲力矩惯量，这使得第一部分在患者的体腔中更容易延伸，接着第二部分的延伸和临时锚定也更容易，并且医疗器械的行进也更容易，如同本领域技术人员所能理解的那样。在相同或者不同的应用中，具有环状轨道或者非环状轨道的导丝包括外表面，所述外表面具有一系列重复的间隔开的表面突起元件，例如外螺纹，这允许其与机械化导丝驱动组件可操作地接合，用于改进导丝的延伸和医疗器械的行进，如同本领域技术人员理解的那样。在利用机械化导丝驱动组件的一种实施方式中，当机械化导丝驱动组件的表面突起元件接合元件设置在靠近柔性内窥镜的导管(插入管)的远端时，对于导管来说在结肠中“成环”的可能性较小，在结肠镜检查期间引起患者的痛苦也较小。
附图说明
图1是本发明的导丝结构的第一种实施方式的一部分的侧剖视图，包括以横截面示出的光滑套筒；
图2是在具有导管的医疗器械的第一种实施方式中采用的图1的导丝结构的部分切除的示意性侧剖视图，为了清楚起见其中省去了套筒；
图3是本发明的导丝结构的第二种实施方式的一部分的侧视图，包括外螺纹并包括以横截面示出的光滑套筒；
图4是在具有导管的医疗器械的第二种实施方式中采用的图3的导丝结构的部分切除的示意性侧剖视图，为了清楚起见其中省去了套筒；
图5是在结肠镜检查期间采用的结肠镜插入管形式的图4的组件的远端部分的示意图；
图6是导在具有导管的医疗器械的第一种实施方式中采用的引线结构的第一种实施方式的替代的部分切除的示意性侧剖视图，为了清楚起见其中省去了套筒；
图7是导在具有导管的医疗器械的第二种实施方式中采用的引线结构的第二种实施方式的替代的示意性侧剖视图，为了清楚起见其中省去了套筒；
图8是图4的导管的远端部分的更详细的视图，显示了包括电动机、正齿轮和螺母齿轮(nut gear)的机械化导丝驱动组件的具体实施方式；
图9是图8的螺母齿轮的外部侧视图；
图10是图9的螺母齿轮的外部主视图；
图11是沿着图10中的线11-11截取的螺母齿轮的剖视图；
图12是图4的机械化导丝驱动组件的另一种具体实施方式的示意图；
图13是图7的机械化导丝驱动组件的具体实施方式的示意图；
图14是本发明的医疗器械的第三种实施方式的一部分的示意性侧视图，包括导管和医疗导丝；
图15是图14的医疗器械的导管的主视图，其中除去了医疗导丝以显示两个导丝通路开口；
图16是图14的机械化导丝驱动组件的具体实施方式的示意图，显示出导线长度定标器和力/扭矩限制离合器；
图17是本发明的医疗器械的第四种实施方式的示意性侧剖视图，包括被关节运动导管和医疗导丝；
图18是图17的机械化导丝驱动组件的具体实施方式的示意图，包括电动机和齿轮箱，其中需要注意的是电动机设置在导管中；
图19是本发明的医疗器械的第五种实施方式的示意性侧剖视图，包括被关节运动导管和医疗导丝，其中医疗器械的机械化导丝驱动组件设置在医疗器械的手柄中，其中为了清楚起见，延伸到齿轮箱近端的医疗导丝的第二部分的一部分(包括其外螺纹)已经被省去；
图20是本发明的医疗器械的第六种实施方式的示意性侧剖视图，包括被关节运动导管和医疗导丝，其中医疗器械的机械化导丝驱动组件设置在医疗器械的手柄和导管之外，其中为了清楚起见，延伸到齿轮箱近端的医疗导丝的第二部分的一部分(包括其外螺纹)已经被省去；
图21是本发明的医疗器械的第七种实施方式的示意性侧剖视图，包括环状轨道导丝和具有导轨的增加的导管；
图22是图21的导管的透视图，显示导管的导轨中的槽口，为了清楚起见省去了导丝和导丝通路开口；
图23是图22的导轨的更详细的俯视图，其中导轨已经设置为打开以显示槽口的横向程度；
图24是图22的导管的远端视图还有具有含切割刀形式的医疗装置的工作通道的辅助医疗装置的实施方式；
图25是与具有连接器形式的辅助医疗装置的实施方式一起的图22的导管的远端视图，其中连接器与导轨连接并沿着其滑动，并且连接器本身适于滑动容纳图24的辅助医疗装置形式的第二种医疗器械的导轨连接部分；
图26是本发明的医疗器械的第八种实施方式的部分切除的示意性侧剖视图，包括非环形轨道导丝和具有导轨的增加的导管；
图27是与辅助医疗装置的实施方式一起的图26的导管的远端视图，其中为了清楚起见省去了导丝和导丝通路开口。
具体实施方式
在详细解释本发明的各种实施方式之前，应当注意的是，每种实施方式并不限于其在附图和说明书中解释的部件和步骤的构造和设置的细节的应用或者使用。本发明示出的实施方式可在其它实施方式、变化和变型中执行或包含于其它实施方式、变化和变型中，并可以各种方式实践或实施。此外，除非特别说明，为了方便读者，在本文中采用的术语和表述为描述本发明的解释性实施方式的目的而选择，而不是出于限制本发明的目的。
还应理解的是，一种或者多种下列描述的表述、实施方式、例子等可与任何一个或多个其它下列描述的表述、实施方式、例子等组合。
导丝结构
本发明的第一方面涉及导丝结构。导丝结构10的第一种实施方式在图1-2中显示，其包括医疗导丝12。医疗导丝12包括作为环状轨道延伸超出医疗器械18的远端16的工作部分14。工作部分14具有最大环状轨道长度，包括第一部分20和第二部分22，二者的长度加起来大于最大环状轨道长度的90％。第一部分20具有第一弯曲力矩惯量，第二部分22具有第二弯曲力矩惯量。第一弯曲力矩惯量小于第二弯曲力矩惯量。需要注意的是，将第一弯曲力矩惯量描述为小于第二弯曲力矩惯量等同于将第一部分20描述为比第二部分22更具柔性。
需要注意的是，术语“部分”的意思是非交叠部分，还应当注意的是，环状轨道的长度是沿着环状轨道从第一部分20开始延伸超出医疗器械18的远端16处到第二部分22开始延伸超出医疗器械18的远端16处的距离。需要进一步注意的是，当工作部分14没有作为环形轨道完全延伸超出医疗器械18的远端16时，环状轨道的延伸超出医疗器械18的远端16的长度小于环状轨道的最大长度。
医疗导丝12适于导引医疗器械18。在一种变化中，医疗导丝12适于导引医疗器械18的柔性导管(也称为柔性插入管)24。在一种改变中，第一和/或第二部分20和/或22设置为从导管24内部的通路延伸超出导管24的远端16。在一种未显示的解释中，第一部分20和第二部分22从同一通路延伸。在未显示的不同变型中，第一和/或第二部分设置为从导管的外表面外侧延伸超过导管的远端，第二或者两个部分通过导管外表面上的导轨结合。其它改变留给本领域技术人员。导管的例子包括但不限于：心血管导管、肺导管、以及内窥镜的插入管，诸如胃镜和结肠镜的插入管。在图1-2的实施方式的一种实现中，工作部分14适于与患者的内腔接触。患者的体腔的例子包括但不限于：上部GI(胃肠)道、下部GI道和血管通道。医疗器械18、导管24和/或体腔的其它例子留给本领域技术人员。
在图1-2的导丝实施方式的一种构造中，第一部分20和第二部分22具有大体上相同的材料组成，其中第一部分20具有大体上恒定的第一直径，第二部分22具有大体上恒定的第二直径，其中第一直径小于第二直径。在一种变化中，工作部分14包括从第二部分22延伸到第一部分20的第三部分26。第三部分26具有一定的长度，并具有变化的第三直径，该第二直径在接近第二部分22时大体上等于第二直径，在接近第一部分20时大体上等于第一直径。在一种变型中，第三部分26的变化的第三直径大体上从靠近第二部分22向靠近第一部分20线性减小。在不同的变化中，除靠近第一部分20和第二部分22处之外，第三部分26的第三直径小于第一和第二直径。
在图1-2的导丝实施方式的一种实现方式中，工作部分14包括围绕第一部分20的光滑套筒28。套筒28形成易于通过患者(人类或者非人类)的体腔的摩擦较小的表面。用作套筒28的材料的例子包括但不限于，聚四氟乙烯(PTFE)，例如可购自Zeus Inc(Orangeburg，SC)的Striped TeflonPTFE。在一种方法中，套筒28可通过本领域公知的加热-收缩工艺施加在第一部分20上方。在一种变化中，除套筒28之外(或者除任何套筒之外)的工作部分14是单件式的。
在图1-2的导丝实施方式的一种解释中，除任何套筒之外的工作部分14由超弹性合金(例如购自Nitinol Devices & Components(Fremont，CA)的镍钛诺)制成，并具有适于插入到患者体腔中的直径。在一个例子中，第一部分20具有大于1米的长度和基本上为0.46毫米的直径，第二部分22具有大于1米的长度和基本上为0.76毫米的直径，第三部分26具有基本上为0.08米的长度，并且套筒28具有基本上为0.11毫米的壁厚。其它尺寸选择留给本领域技术人员。
使用图1-2的导丝实施方式的导丝结构10的一种技术包括从远端16将第一部分20插入到导管24的第一导丝通路中，并从远端16将第二部分22插入到导管24的第二导丝通路中。然后，随着工作部分14延伸超过导管24远端16的一个最小距离，导管24可手动插入到患者体腔中最初的距离。然后，从患者体外手动推动连接到第一部分20的第一导丝腿12’，以便将第一部分20的至少一部分延伸超过导管24的远端16。然后，从患者体外推动连接到第二部分22的第二导丝腿12”，以便将第二部分22的至少一部分延伸至少超出导管24的远端16，并抵靠体腔壁临时锚定第二部分22。然后，第一部分20(由医生或者通过使用外科夹钳、弹簧夹或者套爪)相对于导管24固定，并将导管24手动推动到体腔中更远的距离，同时从患者体外手动拉动第二导丝腿12”，使第二部分22至少缩回一些。当需要将导管24完全插入到体腔中时重复(在前两个句子中描述的)最后两步。
在图1-2的导丝实施方式的一个未显示的例子中，医疗导丝包括表面突起零件，从而依靠体腔壁改善医疗导丝的临时锚定。在一种变化中，表面突起元件存在于第二部分上而不存在于第一部分。在相同或者不同变化中，表面突起元件是外螺纹。
在图3-5中显示了本发明的导丝结构110的第二种实施方式。图3-5的导丝实施方式的第一种表现形式是一种包括医疗导丝112的导丝结构110。医疗导丝112包括可作为环状轨道延伸超过医疗器械118的远端116的工作部分114，该工作部分114具有机械化导丝驱动组件130。工作部分114包括外表面132，该外表面132具有适于与机械化导丝驱动组件130可操作接合的一系列重复的间隔开的表面突起元件134。
在图3-5的导丝实施方式的第一种表现形式的一种设置中，工作部分114包括第一部分120和第二部分122，表面突起元件134存在于第二部分122上而不存在于第一部分120上。在一种变化中，表面突起元件134选自包括周期性螺纹(也称为外螺纹136)、周期性齿、周期性孔和周期性沟槽的组。在相同或者不同设置中，工作部分114具有最大环状轨道长度，其中第一部分120和第二部分122一起具有比最大环状轨道长度的90％大的长度，其中第一部分120具有第一弯曲力矩的惯量，第二部分122具有第二弯曲力矩的惯量，其中第一弯曲力矩的惯量小于第二弯曲力矩的惯量。
图3-5的导丝实施方式的第二种表现形式是包括医疗导丝112的导丝结构110。医疗导丝112包括可作为环状轨道延伸超过医疗器械118的远端116的工作部分114，该工作部分114具有机械化导丝驱动组件130。工作部分114包括外表面132，该外表面132具有适于与机械化导丝驱动组件130可操作接合的外螺纹136。
应当注意的是，前面描述的用于图3-5的导丝实施方式的第一种表现形式的设置可等同适用于图3-5的导丝实施方式的第二种表现形式，其中外螺纹136为表面突起元件134。在图3-5的导丝实施方式的第二种表现形式的一种实现方式中，工作部分114适于与患者的内腔接触。在一个例子中，医疗器械118是具有柔性插入管(也已知为柔性导管)124的结肠镜，医疗器械118的远端116是结肠镜的柔性插入管124的远端。图5显示了在结肠镜检查过程中设置在患者的结肠138中的医疗导丝112的工作部分114。在一种图3-5中未显示的变化中，插入管124包括成像器、光路和至少一个用于插入医疗装置的医疗装置通路(也就是说，工作通道)，例如在结肠镜检查过程中对息肉进行活检的导线勒除器。
在图3-5的导丝实施方式的第二种表现形式的一种运行方式中，工作部分114包括仅仅环绕第一部分120的光滑套筒128。在一种变化中，除了套筒128之外的工作部分114主要由镍钛合金组成。在一种应用中，镍钛合金是镍钛诺。
在图3-5的导丝实施方式的第二种表现形式的一种构造中，第一部分120和第二部分122具有大致相同的材料组成，其中第一部分120具有大体上恒定的第一直径，如果不考虑外螺纹136，第二部分122具有大体上恒定的第二直径，其中第一直径小于第二直径。在一种变化中，工作部分114包括从第二部分122向第一部分120延伸的第三部分126，其中第三部分126具有一定长度，并具有变化的第三直径，该第三直径其在接近第二部分122时大体上等于第二直径，在接近第一部分120时大体上等于第一直径。在一种改变中，第三部分126的第三直径大体上从靠近第二部分122向靠近第一部分线性减小。在不同的改变中，除靠近第一部分120和第二部分122之外，第三部分26的第三直径小于第一和第二直径。
制备图3-5的导丝实施方式的第二种表现形式的导丝结构110的第一种方法包括步骤a)到步骤e)。步骤a)包括获取具有一定直径的单根芯线。步骤b)包括对芯线进行机加工形成第一截面、第二截面和从第二截面向第一截面延伸的过渡截面，其中第一和第二截面都具有大体上恒定的直径，第一直径小于第二直径。步骤c)包括获取螺旋弹簧。步骤d)包括将螺旋弹簧设置成围绕第二截面。步骤e)包括将螺旋弹簧与第二截面冶金方式连接，其中第一截面大体上限定了除任意套筒128外的第一部分120，其中与螺旋弹簧冶金方式连接的第二截面大体上限定了第二部分122。
在第一种方法的一种实现方式中，步骤e)选自包括焊接和激光焊接的组。在第一种方法中，冶金方式连接的螺旋弹簧限定了外螺纹136。在相同成不同实现方式中，螺旋弹簧是镍钛诺螺旋弹簧，其直径在0.13毫米和0.51毫米之间(在一种构造中大致为0.30毫米)。在一种变化中，对于细螺距应用，外螺纹136具有每英寸40个螺纹的恒定螺距，确定螺距为0.025英寸，对于粗螺距应用，具有每英寸10个螺纹的恒定螺距，确定螺距为0.10英寸。在一种变化中，外螺纹136具有沿着第二部分122长度上变化的螺距。
制备图3-5的导丝实施方式的第二种表现形式的导丝结构110的第二种方法包括步骤a)和步骤b)。步骤a)包括获取单根芯线。步骤b)包括对芯线进行机加工形成除任意套筒128外的第一部分120，并形成包括外螺纹136的第二部分122。
使用图3-5的导丝实施方式的第二种表现形式的导丝结构110的一种技术包括从远端116将第一部分120插入到导管124的第一导丝通路中，并从远端116将第二部分122插入到导管124的第二导丝通路中，以接合机械化导丝驱动组件130。然后，随着工作部分114延伸超过导管24的远端116最小距离，导管124可手动插入到患者体腔中最初的距离。然后，从患者体外手动推动连接到第一部分120的第一导丝腿112’，将第一部分120的至少一部分延伸超过导管124的远端116。然后，使用机械化导丝驱动组件130推动第二部分122，以将第二部分122的至少一部分延伸超出导管124的远端116，并抵靠体腔壁临时锚定第二部分122。然后，将导管124手动推动到体腔中更远的距离，同时使用机械化导丝驱动组件130拉动第二部分122，使至少一部分第二部分122缩回导管124中。当需要将导管124完全插入到体腔中时重复最后两步。
在图6中显示了包括医疗导丝212的导丝结构210的第一种实施方式的替代方式。医疗导丝212可延伸超出医疗器械218的远端216。医疗导丝212包括第一部分220和第二部分222，其中第一部分220具有第一弯曲力矩的惯量，第二部分222具有第二弯曲力矩的惯量，其中第一弯曲力矩惯量小于第二弯曲力矩惯量。第一部分220具有当医疗导丝212完全延伸时伸出医疗器械218的远端216的自由端221。需要注意的是，所述自由端221使医疗导丝212成为无环状轨道的医疗导丝。
在图6的导丝结构210的一种应用中，锚定通常由第一部分220向后折叠并使第二部分222开始向后折叠形成。在一种变化中，医疗导丝212的可延伸超出导管224的远端216的部分具有较长的长度。在一个例子中，第一部分220具有50毫米到1米之间的长度，并具有基本上为0.25毫米的直径，第二部分222具有超过1米的长度并具有基本上为0.76毫米的直径，第三部分226具有基本上为0.08米的长度。
使用图6的导丝结构210的一种技术包括从近端217将第一导丝部分220插入到导管224的导丝通路中。导丝结构210的进一步行进将导致第二导丝部分222从近端217行进到同一导丝通路中。将导管224手动插入到患者的体腔中。然后，在患者体外从近端217手动的使第二导丝部分222行进，以将第一部分220和至少一部分第二部分222延伸超出导管24的远端216，从而将第二部分222暂时锚定在体腔壁上。然后，将导管224手动推动进入体腔更远的距离，同时从患者体外手动拉动第二部分222。当需要将导管224完全插入到体腔中时重复最后两步。
在图7中显示了导丝结构的第二种替代实施方式。图7的导丝结构310的第一种表现形式包括可延伸超过医疗器械318的远端316的医疗导丝312，该医疗导丝312具有机械化导丝驱动组件330。医疗导丝312包括外表面332，该外表面332具有适于与机械化导丝驱动组件330可操作地接合的一系列重复的间隔开的表面增高零件334。医疗导丝312具有当医疗导丝312完全延伸时伸出医疗器械318的远端316的自由端321。需要注意的是，所述自由端321使医疗导丝312成为非环状轨道的医疗导丝。
图7的导丝结构310的第二种表现形式包括可延伸超出医疗器械318的远端316的医疗导丝312，该医疗导丝312具有机械化导丝驱动组件330。医疗导丝312包括外表面332，该外表面332具有适于与机械化导丝驱动组件330可操作地接合的外螺纹336。医疗导丝312具有当医疗导丝312完全延伸时伸出医疗器械318的远端316的自由端321。
在图7的导丝结构310的第二种表现形式的一种应用中，当外螺纹336沿着体腔壁设置时，外螺纹336本身用于锚定医疗导丝312，而不取决于任何医疗导丝向后折叠，特别是当外螺纹336从医疗器械318的远端316延伸到体腔中更远时。在一个例子中，第一部分320具有50毫米到1米之间的长度，并具有基本上为0.25毫米的直径，第二部分322具有超过1米的长度，并具有基本上为0.76毫米的直径，第三部分326具有基本上为0.08米的长度。
使用图7的导丝结构310的第二种表现形式的一种技术包括从远端316将第二部分322插入到导管324的导丝通路中，以与机械化导丝组件330接合。在一种变化中，机械化导丝驱动组件330用于在导管324中拉动所有的导丝结构310，包括第二部分322和第一部分320。如果存在导管324的第二导丝通路的话，使它完全打开，以便用于其它附件。然后，使用机械化导丝驱动组件330推动第一部分320和一部分第二部分322，使它们延伸超出导管324的远端316，并将第二部分322临时锚定在体腔壁中。然后，将导管324手动推动到体腔中更远的距离，同时使用机械化导丝驱动组件330拉动第二部分322，使至少一部分第二部分322缩回导管324中。当需要将导管324完全插入到体腔中时重复最后两步。
具有医疗导丝的医疗器械
本发明的第二方面涉及具有医疗导丝的医疗器械。本发明的医疗器械18的第一种实施方式在图1-2中显示，其包括柔性导管24和医疗导丝12。导管24具有可插入到患者体腔中的远端16。医疗导丝12包括可作为环状轨道延伸超出导管24的远端16的工作部分14。工作部分14具有最大环状轨道长度，包括第一部分20和第二部分22，二者的长度加起来大于最大环状轨道长度的90％。第一部分20具有第一弯曲力矩惯量，第二部分22具有第二弯曲力矩惯量。第一弯曲力矩惯量小于第二弯曲力矩惯量。在一个例子中，导管24是柔性内窥镜(内窥镜成像器、工作通道等为了清楚起见在图1-2中被省去)的插入管。
现在描述用于操作图1-2的医疗器械的实施方式的医疗器械18的方法，其中医疗导丝12包括具有设置在患者体外并连接至第一部分20的自由端的第一导丝腿12’，并包括具有设置在患者体外并连接到第二部分22的自由端的第二导丝腿12”。所述方法包括步骤a)到步骤d)。步骤a)包括将导管24的远端16手动插入到患者体腔中最初的距离。步骤b)包括手动推动第一导丝腿12’将至少一部分第一部分20延伸超出导管24的远端16。步骤c)包括手动推动第二导丝腿12”，将至少一部分第二部分22伸出导管24的远端16并将第二部分22暂时锚定在体腔壁中。步骤d)包括相对于导管24固定第一导丝腿12’并将导管24手动推动到体腔中更远的距离，同时手动拉动第二导丝腿12”，将至少一部分第二部分22缩回。在该方法的一种拓展中，重复步骤c)和步骤d)。
本发明的医疗器械118的第二种实施方式在图3-5和8-11中显示。图3-5和8-11的医疗器械实施方式的第一种表现形式是用于包括柔性导管124、机械化导丝驱动组件130和医疗导丝112的医疗器械118。导管124具有可插入到患者体腔中的远端116。医疗导丝112包括可作为环状轨道延伸超出导管124的远端116的工作部分114。工作部分114包括具有适于与机械化导丝驱动组件130可操作地接合的一系列重复的间隔开的表面突起元件134的外表面132。
在图3-5和8-11的医疗器械实施方式的第一种表现形式的一种设置中，机械化导丝驱动组件130包括设置在导管124中向着导管124的远端116的表面突起元件接合元件140。“向着远端”的意思是距离远端比距离近端更近。表面突起元件接合元件的例子包括但不限于螺母齿轮(nut gear)142、涡轮、辐条齿轮等。需要注意的是，前面描述的图3-5的导丝实施方式的第一种表现形式的设置、变化等同样适用于图3-5和8-11的医疗器械实施方式的第一种表现形式。
图3-5和8-11的医疗器械实施方式的第二种表现形式是用于包括柔性导管124、机械化导丝驱动组件130和医疗导丝112的医疗器械118。导管124具有可插入到患者体腔中的远端116。医疗导丝112包括可作为环状轨道延伸超出导管124的远端116的工作部分114。工作部分114包括具有适于与机械化导丝驱动组件130可操作地接合的外螺纹136的外表面132。
在图3-5和8-11的医疗器械实施方式的第二种表现形式的第一种构造中，机械化导丝驱动组件130包括电动机144、正齿轮146和螺母齿轮142。电动机144具有可旋转电动机轴148，正齿轮146与电动机轴148连接。螺母齿轮142包括通过正齿轮146接合的外齿150。螺母齿轮142包括与医疗导丝112的外螺纹136螺纹接合的内螺纹152。正齿轮146和螺母齿轮142设置在导管124中。
在第一种构造的一种变化中，电动机144设置在导管124中。在未显示的不同变化中，电动机设置在导管近端外侧，其中电动机的电动机轴是柔性电动机轴。在一种未显示的修改中，电动机设置在医疗器械的手柄中。在另一种未显示的修改中，电动机设置在托架中。电动机的其它位置留给本领域技术人员。在一种应用中，电动机144是旋转电动机。在不同应用中，机械化导丝驱动组件包括线性电动机。
在图3-5和8-11的医疗器械实施方式的第二种表现形式的第二种构造(未显示)中，机械化导丝驱动组件130不包括电动机但包括医生用于延伸医疗导丝的非电动机驱动机构。在一个例子中，非电动机驱动机构包括具有连接到可操作地与医疗导丝连接的齿轮箱的可旋转柔性输出轴的手动曲柄。其它例子留给本领域技术人员。
在图3-5和8-11的医疗器械实施方式的第二种表现形式的一种实现方式中，工作部分114包括第一部分1 20和第二部分122。外螺纹136存在于第二部分122上而不存在于第一部分120上。在一种变化中，工作部分114具有最大环状轨道长度，其中第一部分120和第二部分122一起具有比最大环状轨道长度的90％大的长度。在这种变化中，第一部分1 20具有第一弯曲力矩的惯量，第二部分122具有第二弯曲力矩的惯量，其中第一弯曲力矩的惯量小于第二弯曲力矩的惯量。在一种改变中，工作部分114包括从第二部分122向第一部分120延伸的第三部分126，其中第三部分126具有一定长度，并具有变化的第三直径。变化的第三直径在接近第二部分122时基本上等于第二直径，在接近第一部分120时基本上等于第一直径。在一个例子中，螺母齿轮142的内螺纹152设置为与导管124的远端116的距离与医疗导丝112的工作部分114的第三部分126的长度大体上相等。
在图3-5和8-11的医疗器械实施方式的第二种表现形式的一种配置中，导管124是柔性内窥镜(内窥镜成像器、工作通道等为了清楚起见在图3-5和8-11中省去)的插入管。在一种变化中，工作部分114包括仅仅环绕第一部分120的光滑套筒128。在材料的一种选择中，除套筒128之外的工作部分114主要包括镍钛合金。在一种应用中，镍钛合金是镍钛诺。
该段落更详细地描述了机械化导丝驱动组件130的实施方式的一种构造。如图8中所示，可以看出医疗导丝112的第一部分120在导管124中从第一导丝通路154延伸，可以看出医疗导丝112的第二部分122在导管124中从第二导丝通路156中延伸。在这种构造中，导管124包括更具刚性的部分158(例如注塑成型的聚碳酸酯或者具有以蛤壳模式配合在一起的两个半壳的其它塑料部分)，该更具刚性的部分158容纳机械化导丝驱动组件130并具有限制电动机144的固定肋(stabilizing rib)160。医疗器械118还包括为电动机114供电的导线162。在一个例子中，电动机144为微型DC(直流)电动机，例如带具有减速比为64∶1的齿轮箱的Faulhaber电动机，型号为0816-006(可购自Florida，Clearwater的MicroMoElectronics，Inc.)。在该例子中，正齿轮146具有12个齿，节径为8毫米，并由齿轮轴承164支承在其无电动机一侧。在该例子中，螺母齿轮142具有6或者12个外齿150，并由一对凸台166线性约束。因此，电动机144的旋转和倒转导致医疗导丝112的第二部分122的伸出和缩回。在一种应用中，在结肠镜检查期间经过第一导丝通路将空气引入体腔中。在一种未显示的替代构造中，正齿轮设置在两个通用接头之间，这两个通用接头一起设置在两个更小的电动机之间，如本领域技术人员理解的那样，为导管提供更张紧的弯曲半径。其它构造留给本领域技术人员。
现在描述用于操作图3-5和8-11的医疗器械实施方式的第二种表现形式的医疗器械118的方法，其中医疗导丝112包括具有设置在患者体外并连接至第一部分120的自由端的第一导丝腿112’。所述方法包括步骤a)到步骤d)。步骤a)包括将导管124的远端116手动插入到患者体腔中最初的距离。步骤b)包括手动推动第一导丝腿112’，以将至少一部分第一部分120延伸超出导管124的远端116。步骤c)包括使用机械化导丝驱动组件130将至少一部分第二部分122伸出导管124的远端116并将第二部分122暂时锚定在体腔壁中。步骤d)包括将导管124手动推动到体腔中更远的距离，同时使用机械化导丝驱动组件130拉动第二部分122，以将至少一部分第二部分122缩回到导管124中。在该方法的一种拓展中，重复步骤c)和步骤d)。
在图6中显示了医疗器械218的第一种实施方式的替代方式，其包括柔性导管224和医疗导丝212。导管224具有可插入到患者体腔中的远端216。医疗导丝212可伸到导管224的远端216之外。医疗导丝212包括第一部分220和第二部分222，其中第一部分220具有第一弯曲力矩的惯量，第二部分222具有第二弯曲力矩的惯量，其中第一弯曲力矩的惯量比第二弯曲力矩的惯量小。第一部分220具有当医疗导丝212完全延伸时可伸出导管224的远端216的自由端221。
在图7中显示了医疗器械的第二种实施方式的替代方式。图7的医疗器械318的第一种表现形式包括柔性导管324、机械化导丝驱动组件330和医疗导丝312。导管324具有可插入到患者体腔中的远端316。医疗导丝312可伸出导管324的远端316。医疗导丝312包括具有适于与机械化导丝驱动组件330可操作地结合的一系列重复的间隔开的表面突起元件334的外表面332。医疗导丝312具有当医疗导丝312完全延伸时伸出导管324的远端316的自由端321。
图7的医疗器械318的第一种表现形式包括柔性导管324、机械化导丝驱动组件330和医疗导丝312。导管324具有可插入到患者体腔中的远端316。医疗导丝312可伸到导管324的远端316之外。医疗导丝312包括具有适于与机械化导丝驱动组件330可操作地接合的外螺纹336的外表面332。医疗导丝312具有当医疗导丝312完全延伸时伸出导管324的远端316的自由端321。
具有受控导丝进给装置的医疗器械
本发明的第三个方面涉及具有受控导丝进给的医疗器械，其第一种实施方式在图3-4和12中显示。图3-4和12的实施方式的第一种表现形式是包括柔性导管124、医疗导丝112和机械化导丝驱动组件130的医疗器械118。导管124具有可插入到患者体腔中的远端116。机械化导丝驱动组件130适于与医疗导丝112可操作地接合并将医疗导丝112伸出导管124的远端116。机械化导丝驱动组件130包括电动机144，还包括采用驱动力来驱动电动机144的控制器168，其中驱动力具有预定的上限。
在本发明的第三方面的最广泛应用中，如前一段所述，医疗导丝112可以是环状轨道或者非环状轨道的医疗导丝，医疗导丝112可具有带不同弯曲惯量指数和/或不同直径(或者其它不同横截面形状/大小)的部分，但这不是必须的，并且医疗导丝112可具有诸如外螺纹136等表面突起元件134，但这也不是必须的。在一种未显示的解释中，机械化紧带轮将具有光滑外表面的医疗导丝伸出导管的远端。
在图3-4和12的实施方式的第一种表现形式的一种设置中，电动机144是响应于控制器168的驱动力产生扭矩的旋转电动机。在一种变化中，电动机144是DC(直流)电动机，其中驱动力是电流，其中扭矩与电流有关，其中预定的上限是预定的电流上限，其中控制器168包括将电流限制到预定电流上限的限流器170。在一种实现方式中，预定电流上限是通过DC电动机的扭矩的最小测定实验建立的，并且是在无需任何预定电流上限的使用医疗器械118的至少一次医疗手术中至少一个患者的舒适水平。其它类型的驱动力，例如但不限于脉宽调制(PWM)和其它类型的电动机留给本领域技术人员。在一个例子中，导线169为控制器168供电，导线162从控制器168为电动机144供电。
在图3-4和12的实施方式的第一种表现形式的一种实现方式中，医疗导丝112包括可作为环状轨道延伸超过导管124的远端116的工作部分114，其中工作部分114具有最大环状轨道长度，并包括加在一起具有比最大环状轨道长度的90％大的长度的第一部分120和第二部分122。在该实现方式中，第一部分120具有第一弯曲力矩的惯量，第二部分122具有第二弯曲力矩的惯量，其中第一弯曲力矩的惯量小于第二弯曲力矩的惯量。在该实现方式中，机械化导丝驱动组件130适于可操作接合第二部分，但不与第一部分接合。
在图3-4和12的实施方式的第一种表达的一种构造中，电动机144设置在导管124的远端116的大约50厘米处。在一种变化中，导管1 4是柔性内窥镜的插入管。需要注意的是，在一种利用中，使电动机144向着、甚至靠近导管124的远端116的设置减小了延伸到齿轮箱172的电动机轴148的长度，如本领域技术人员理解的那样，这缓解了与电动机驱动力有关的患者的不适。在一种改变中，齿轮箱172包括正齿轮146和在图8中显示的机械化导丝驱动组件130的特定实施方式的螺母齿轮142设置。
图3-4和12的实施方式的第二种表现形式是用于包括柔性导管124、医疗导丝112和机械化导丝驱动组件130的医疗器械118。导管124具有可插入到患者体腔中的远端116。医疗导丝112包括可作为环状轨道伸出导管124的远端116的工作部分114，其中工作部分114包括具有一系列重复的间隔开的表面突起元件134的外表面132。机械化导丝驱动组件130包括电动机144，还包括采用驱动力来驱动电动机144的控制器168，其中驱动力具有预定的上限。
在图3-4和12的实施方式的第二种表现形式的一种使用方式中，工作部分114包括第一部分120和第二部分122，其中表面突起元件134存在于第二部分122上而不存在于第一部分120上。需要注意的是，前面描述的图3-4和12的实施方式的第一种表现形式的设置、实现方式、构造等同样适用于在图3-4和12的实施方式的第二种表现形式。
图3-4和12的实施方式的第三种表现形式是用于包括柔性导管124、医疗导丝112和机械化导丝驱动组件130的医疗器械118。导管124具有可插入到患者体腔中的远端116。医疗导丝112包括可作为环状轨道伸出导管124的远端116的工作部分114，其中工作部分114包括具有外螺纹136的外表面132。机械化导丝驱动组件130适于可操作地与外螺纹136接合。机械化导丝驱动组件130包括电动机144，还包括采用驱动力来驱动电动机144的控制器168，其中驱动力具有预定的上限。
在图3-4和12的实施方式的第三种表现形式的一种采用方式中，工作部分114包括第一部分120和第二部分122，其中外螺纹136存在于第二部分122上而不存在于第一部分120上。需要注意的是，前面描述的图3-4和12的实施方式的第一种表现形式的设置、实现方式、构造等同样适用于在图3-4和12的实施方式的第三种表现形式。
本发明的第三个方面的第二种实施方式在图7和13中显示。图7和13的实施方式的第一种表现形式是包括柔性导管324、医疗导丝312和机械化导丝驱动组件330的医疗器械318。导管3 24具有可插入到患者体腔中的远端316。医疗导丝312可伸出导管324的远端316。医疗导丝312包括具有一系列重复的间隔开的表面突起元件334的外表面332。医疗导丝312具有当医疗导丝312完全延伸时伸出导管324的远端316的自由端321。机械化导丝驱动组件330适于可操作地接合表面突起元件334。机械化导丝驱动组件330包括电动机344，还包括采用驱动力来驱动电动机344的控制器368，其中驱动力具有预定的上限。
图7和13的实施方式的第二种表现形式是包括柔性导管324、医疗导丝312和机械化导丝驱动组件330的医疗器械318。导管324具有可插入到患者体腔中的远端316。医疗导丝312可伸出导管324的远端316。医疗导丝312包括具有外螺纹336的外表面332。医疗导丝312具有当医疗导丝312完全延伸时伸出导管324的远端316的自由端321。机械化导丝驱动组件330适于可操作地接合外螺纹336。机械化导丝驱动组件330包括电动机344，还包括采用驱动力来驱动电动机344的控制器368，其中驱动力具有预定的上限。
在图7和13的实施方式的第二种表现形式的一个例子中，导线369为控制器368供电，导线362从控制器368为电动机344供电。具有导管和医疗导丝的医疗器械
本发明的第四方面涉及具有导管和导丝的医疗器械，其为在图14-16中显示的实施方式。图14-16的实施方式的第一种表现形式是包括柔性导管424和医疗导丝412的医疗器械418。导管424具有可插入患者体腔中的大致为圆头形的远端部分417，其具有至少一个导丝通路开口474。医疗导丝412具有可伸出所述至少一个导丝通路开口474的工作部分414。
具有大致圆头形的导管远端部分417是导管远端部分41 ，其横截面具有大体为圆形的周界，其中当向着远端416运动时圆形的尺寸连续减小，如侧剖视图所示，其中远端416是圆的或者平的。在一种变化中，远端部分417大致为半球形，远端416为圆的，如图14所示。在未显示的不同变化中，远端部分大体上为截锥形，远端为平的。其它变化，包括大体上为抛物线的远端部分留给本领域技术人员。
在图14-16的实施方式的第一种表现形式的最广泛应用中，如前面第二段所述，医疗器械418可具有机械化导丝驱动组件430，但这不是必须的，医疗导丝412可以是环状轨道或者非环状轨道医疗导丝，医疗导丝412可具有不同弯曲力矩指数和/或不同直径(或者其它不同横截面形状/大小)的部分，但这也不是必须的，医疗导丝412可具有表面突起元件434，例如外螺纹436，但这同样也不是必须的。
在图14-16的实施方式的第一种表现形式的一种实现方式中，工作部分414是可作为环状轨道延伸超出所述至少一个导丝通路开口474。在一种变化中，工作部分414具有最大环状轨道长度，包括第一部分420和第二部分422，其中第一部分420和第二部分422的长度加起来大于最大环状轨道长度的90％。其中第一部分420具有第一弯曲力矩惯量，第二部分422具有第二弯曲力矩惯量，其中第一弯曲力矩惯量小于第二弯曲力矩惯量。在相同或不同变化中，医疗器械418包括机械化导丝驱动组件430，工作部分414包括第一部分420和第二部分422，第二部分422包括适于与机械化导丝驱动组件430可操作地接合的一系列重复的分开的表面突起元件434，机械化导丝驱动组件430包括向着远端416设置在导管424中的表面突起元件接合元件440。在一个例子中，表面突起元件43 4是外螺纹436。
图14-16的实施方式的第二种表现形式是包括柔性导管424、医疗导丝412和至少一个导线长度定标器476和478的医疗器械418。导管424具有可插入患者体腔中的远端部分416。医疗导丝412具有可伸出导管424的远端416的工作部分414。所述至少一个导线长度定标器476和478可与医疗导丝412可操作地连接，以测定伸出导管424的远端416的工作部分414的长度。
在图14-16的实施方式的第二种表现形式的最广泛应用中，如前一段所述，医疗器械418可具有机械化导丝驱动组件430，但这不是必须的，医疗导丝412可以是环状轨道或者非环状轨道医疗导丝，医疗导丝412可具有不同弯曲力矩指数和/或不同直径(或者其它不同横截面形状/大小)的部分，但这也不是必须的，医疗导丝可具有表面突起元件434，例如外螺纹436，但这同样也不是必须的。
需要注意的是，导线长度定标器476和478是测定从延伸的导线的参考位置的延伸长度的任何装置，所述装置对本领域技术人员而言是公知的。还应注意，图14-16的实施方式的第一种表现形式的执行、变化、例子等对于图14-16的实施方式的第二种表现形式来说同样适用。
在图14-16的实施方式的第二种表现形式的一种应用中，所述至少一个导线长度定标器476和478包括可操作地与第二部分422连接的第一导线长度定标器476，以测定伸出导管424的远端416的第二部分422的长度。在一种变化中，至少一个导线长度定标器476和478包括可操作地与第一部分420连接的第二导线长度定标器478，以测定伸出导管424的远端416的第一部分420的长度。应当注意的是，如同本领域技术人员理解的那样，这种应用和/或变化可用于或者不用于机械化导丝驱动组件430。在一种修改中，其中采用机械化导丝驱动组件430，机械化导丝驱动组件430包括具有电动机轴449的电动机444，第一导线长度定标器476包括可操作的与电动机轴449连接的编码器480。在一种未显示的实现方式中，第一和第二导线长度定标器476和478包括临床医生可观察的控制台上的显示器(例如圆形或数字显示器)。在一种未显示的拓展中，导管424包括长度标记。在一个例子中，导线462为电动机444供电。
图14-16的实施方式的第三种表现形式是包括柔性导管424、医疗导丝412和力/扭矩限制离合器482的医疗器械418。导管424具有可插入患者体腔中的远端部分416。医疗导丝412具有可伸出导管424的远端416的工作部分414。力/扭矩限制离合器482可操作地与医疗导丝412连接。
在图14-16的实施方式的第三种表现形式的最广泛应用中，如前一段所述，医疗器械418可具有机械化导丝驱动组件430，但这不是必须的，医疗导丝412可以是环状轨道或者非环状轨道医疗导丝，医疗导丝412可具有不同弯曲力矩指数和/或不同直径(或者其它不同横截面形状/大小)的部分，但这也不是必须的，医疗导丝412可具有表面突起元件434，例如外螺纹436，但这同样也不是必须的。在一个未显示的例子中，医疗导丝由临床医生手动延伸，力/扭矩限制离合器包括力限制离合器。在另一个例子中，采用机械化导丝驱动组件430，包括电动机444，其中电动机444是旋转电动机，其中力/扭矩限制离合器482是扭矩限制离合器。其它例子留给本领域技术人员。
在图14-16的实施方式的第三种表现形式的一种实现中，医疗器械418还包括机械化导丝驱动组件430，其中医疗导丝412适于与机械化导丝驱动组件430可操作地接合，其中机械化导丝驱动组件430包括力/扭矩限制离合器482。在一种变化中，力/扭矩限制离合器482包括滑动离合器483。在一种修改中，机械化导丝驱动组件430包括旋转轴(例如但不限于电动机轴448)和齿轮箱472，其中齿轮箱472适于与医疗导丝412可操作地接合，其中滑动离合器483设置在旋转轴(例如电动机轴448)和齿轮箱472之间，并可操作地与它们连接。在一个例子中，机械化导丝驱动组件430包括可操作地与旋转轴(例如电动机轴448)连接的电动机444。
在图14-16的实施方式的第三种表现形式的一种构造中，图16的滑动离合器483包括由柔性(在该构造中)旋转轴(例如电动机轴448)旋转并包括六个指状突起的耦合器(未显示)。六个指状突起围绕滑动离合器483的六边形输出轴481。耦合器还包括多个O形环，其围绕并将压力施加到指状突起。当运动的医疗导丝412遇到阈值阻力时，六边形输出轴481停止旋转，旋转的指状突起在六边形输出轴481的角上滑动。当医疗导丝412遇到的阻力降低到阈值阻力以下时，旋转的指状突起停留在六边形输出轴481的平面上。在该方式中，当遇到阈值阻力时，滑动离合器483的这种构造使六边形输出轴481的旋转中断，但当阻力降低到阈值以下时允许旋转。滑动离合器和/或力/扭矩限制离合器482的其它构造留给本领域技术人员。
具有导丝和关节运动的导管的医疗器械
本发明的第五个方面涉及具有导丝和关节运动导管的医疗器械，其第一种实施方式在图17-18中显示。图17-18的实施方式的第一种表现形式是包括柔性导管524和医疗导丝512的医疗器械518。导管524具有可插入患者体腔中的远端516和关节运动部分584，其中关节运动部分584适于从患者体外控制。医疗导丝512包括可作为环状轨道伸出导管524的远端516的工作部分514。工作部分514具有最大环状轨道长度，包括第一部分520和第二部分522，二者的长度加起来大于最大环状轨道长度的90％。第一部分520具有第一弯曲力矩惯量，第二部分522具有第二弯曲力矩惯量。第一弯曲力矩惯量小于第二弯曲力矩惯量。
在图17-18的实施方式的第一种表现形式的最广泛应用中，如前段所述，医疗器械518可包括机械化导丝驱动组件530，但这不是必须的，医疗导丝512可具有表面突起元件534，例如外螺纹536，但这也不是必须的。
在图17-18的实施方式的第一种表现形式的一种设置中，关节运动部分548向着(在一个例子中靠近)远端516设置。在一种变化中，医疗器械518包括具有控制输入装置588的手柄586，其中手柄586与导管524连接，其中控制输入装置588可操作地与关节运动部分584连接。控制输入装置的例子包括但不限于：旋转控制旋钮，控制开关和控制按钮。在一种修改中，控制输入装置588包括控制旋钮590，医疗器械518包括两个控制索592，它们每个都具有与关节运动部分584中的对应锚定点594连接的一端，并且都具有可操作地与控制旋钮590连接的另一端，其中控制旋钮590的旋转使关节运动部分584沿着一个方向弯曲，控制旋钮590的反方向旋转使关节运动部分584沿着相反方向弯曲，如同本领域技术人员理解的那样。用于弯曲关节运动部分548的其它机构留给本领域技术人员。在一种应用中，导管524是柔性内窥镜(内窥镜成像器、工作通道等为了清楚起见在图17-18中省去)的插入管。
图17-18的实施方式的第二种表现形式是包括柔性导管524、机械化导丝驱动组件530和医疗导丝512的医疗器械518。导管524具有可插入患者体腔中的远端516和关节运动部分584，其中关节运动部分584适于从患者体外控制。医疗导丝512包括可作为环状轨道伸出导管524的远端516的工作部分514。工作部分514包括具有适于与机械化导丝驱动组件530可操作地接合的一系列重复间隔开的表面突起元件534。
在图17-18的实施方式的第二种表现形式的一种设置中，关节运动部分548向着(在一个例子中靠近)远端516设置。在一种变化中，医疗器械518包括具有控制输入装置588的手柄586，其中手柄586与导管524连接，其中控制输入装置588可操作地与关节运动部分584连接。
在图17-18的实施方式的第二种表现形式的一种实现方式中，工作部分514包括第一部分520和第二部分522，表面突起元件534存在于第二部分522上而不存在于第一部分520上。在一种变化中，工作部分514具有最大环状轨道长度，其中第一部分520和第二部分522一起具有比最大环状轨道长度的90％大的长度。在该变化中，第一部分520具有第一弯曲力矩的惯量，第二部分522具有第二弯曲力矩的惯量，其中第一弯曲力矩的惯量小于第二弯曲力矩的惯量。
图17-18的实施方式的第三种表现形式是包括柔性导管524、机械化导丝驱动组件530和医疗导丝512的医疗器械518。导管524具有可插入患者体腔中的远端516和关节运动部分584，其中关节运动部分5 84适于从患者体外控制。医疗导丝512包括可作为环状轨道伸出导管524的远端516的工作部分514。工作部分514包括具有适于与机械化导丝驱动组件530可操作地接合的外螺纹536。
前述图17-18的实施方式的第二种表现形式的设置、实现方式等同样适用于图17-18的实施方式的第三种表现形式，其中所述第二种表现形式的表面突起元件534是所述第三中表现形式的外螺纹536。在一种修改中，工作部分514包括从第二部分522延伸到第一部分520的第三部分526，其中第三部分526具有一定的长度，并具有变化的第三直径，该第三直径在接近第二部分522时基本上等于(第二部分522的)第二直径，在接近第一部分520时基本上等于(第一部分520的)第一直径。
在图17-18的实施方式的第三种表现形式的一种实现方式中，机械化导丝驱动组件530包括设置在导管524中的电动机544。在一种变化中，导线526为电动机544供电，电动机544旋转可操作地与齿轮箱572连接的电动机轴548，所述齿轮箱572可操作地与医疗导丝512连接。在相同或者不同实现方式中，导管524是柔性内窥镜的插入管。
在图19中显示了本发明的第五方面的第二种实施方式，其中为了清楚起见，省去了延伸靠近齿轮箱672的医疗导丝612的第二部分622(包括其上的外螺纹636)的一部分，但应类似于在图18中显示的齿轮箱/导丝设置。图19的医疗器械618的实施方式等同于在图17-18中的医疗器械的实施方式，区别为：机械化导丝驱动组件630的电动机644设置在手柄686中，而不是设置在导管624中，而且更长的柔性电动机轴648可操作的将电动机644与齿轮箱672连接。在图19中还显示了关节运动部分684、控制输入装置688、控制索692、锚定点694和为电动机644供电的导线662。
在图20中显示了本发明的第五方面的第三种实施方式，其中为了清楚起见，省去了延伸靠近齿轮箱672的医疗导丝612的第二部分622(包括其上的外螺纹636)的一部分，但应类似于在图18中显示的齿轮箱/导丝设置。图20的医疗器械718的实施方式等同于在图17-18中的医疗器械518的实施方式，区别为：当完全延伸时医疗导丝712具有伸出远端716的自由端721，而且机械化导丝驱动组件730的电动机744设置在手柄786和导管724之外，第二齿轮箱773设置在手柄786中，长柔性电动机轴648可操作的将电动机744与第二齿轮箱773连接，而且连接轴796可操作地连接第二齿轮箱773和第一齿轮箱772。在图20中还显示了关节运动部分784、控制输入装置788、控制索792、锚定点794和为电动机744供电的导线762。
图20的实施方式的第一种表现形式是包括柔性导管724和医疗导丝712的医疗器械718。导管724具有可插入患者体腔中的远端部分716和关节运动部分784，其中关节运动部分784适于从患者体外控制。医疗导丝712可伸出导管724的远端716。医疗导丝712包括第一部分720和第二部分722。第一部分720具有第一弯曲力矩惯量，第二部分722具有第二弯曲力矩惯量，其中第一弯曲力矩惯量小于第二弯曲力矩惯量。第一部分720具有当医疗导丝712完全延伸时可伸出导管724的远端716的自由端721。
在图20的实施方式的第一种表现形式的最广泛应用中，如前段所述，医疗器械718可包括机械化导丝驱动组件730，但这不是必须的，医疗导丝712可具有表面突起元件734，例如外螺纹736，但这也不是必须的。
图20的实施方式的第二种表现形式是包括柔性导管724、机械化导丝驱动组件730和医疗导丝712的医疗器械718。导管724具有可插入患者体腔中的远端716和关节运动部分784，其中关节运动部分784适于从患者体外控制。医疗导丝712可伸出导管724的远端716。医疗导丝712包括具有适于与机械化导丝驱动组件730可操作地接合的一系列重复的间隔开的表面突起元件734的外表面732。该医疗导丝712具有当其完全延伸时可伸出导管724的远端716的自由端721。
图20的实施方式的第三种表现形式是包括柔性导管724、机械化导丝驱动组件730和医疗导丝712的医疗器械718。导管724具有可插入患者体腔中的远端716和关节运动部分784，其中关节运动部分784适于从患者体外控制。医疗导丝712可伸出导管724的远端716。医疗导丝712包括具有适于与机械化导丝驱动组件730可操作地接合的外螺纹736的外表面732。该医疗导丝712具有当其完全延伸时可伸出导管724的远端716的自由端721。
具有导丝和增加的导管的医疗器械
本发明的第六方面涉及具有导丝和增加的导管的医疗器械，其第一种实施方式在图21-24中显示。图21-24的实施方式的第一种表现形式是包括柔性导管824和医疗导丝812的医疗器械818。导管824具有可插入患者体腔中的远端816，导管824适于滑动容纳附加医疗装置801的导轨连接部分800。医疗导丝812包括可作为环状轨道伸出导管824的远端816的工作部分814。工作部分814具有最大环状轨道长度，包括第一部分820和第二部分822，二者的长度加在一起大于最大环状轨道长度的90％。第一部分820具有第一弯曲力矩惯量，第二部分822具有第二弯曲力矩惯量，其中第一弯曲力矩惯量小于第二弯曲力矩惯量。
在图20-24的实施方式的第一种表现形式的最广泛应用中，如前段所述，医疗器械818可包括机械化导丝驱动组件830，但这不是必须的，医疗导丝812可具有表面突起元件834，例如外螺纹836，但这也不是必须的。
附加医疗装置801的例子包括但不限于第二医疗器械802，例如不具有医疗导丝的医疗器械，以及如图25的替代实施方式中所示(其中在图24和25中相同的附图标记表示相同元件)，适于滑动容纳诸如不具有医疗导丝的医疗器械的第二医疗器械802的导轨连接部分的连接器803。其它例子留给本领域技术人员。在材料的一种选择中，连接器主要由聚四氟乙烯(PTFE)构成。在一种实现方式中，PTFE减小了滑动摩擦力。
在图20-24的实施方式的第一种表现形式的一种构造中，导管824包括导轨804，其中导轨804适于连接并滑动容纳附加医疗装置801的导轨连接部分800。在一种变化中，导轨804是导管824的一体部分。在材料的一种选择中，导管824主要由聚氨酯构成。在另一种未显示的变化中，导轨与导管可松开地连接。在一种改变中，导轨804设置在导管824的外表面上。在另一种未显示的改变中，导轨设置在导管的内表面上。在一种设计中，导轨804包括多个横向延伸的槽口805(见图21-22，特别参见在图23中的导轨804的详细图示)。在一种实现方式中，槽口805提供了柔性。
在图20-24的实施方式的第一种表现形式的一种应用中，导管824是柔性内窥镜(内窥镜成像器、工作通道等为了清楚起见在图21-24中省去)的插入管，附加医疗装置801包括适于容纳医疗器具807的工作通道806。在一种变化中，工作通道807是柔性圆管808的内部，该柔性圆管的外表面适于连接到导轨804并沿着其滑动。在一个例子中，连接元件由匹配的舌与槽设置提供。在未显示的不同应用中，不存在工作通道，医疗器具本身适于与导轨连接并沿着其滑动。医疗器具807的例子包括但不限于成像器、搅拌器、切割刀、超声端部执行器、金属丝勒除器等。在一种未显示的改变中，导管包括两个或者更多导轨。
需要注意的是，图21-24的实施方式的第一种表现形式的导管824可描述为增加的导管，允许具有小的导管直径，该具有医疗导丝812的导管允许更容易地插入到患者体腔中。对于特定医疗手术而言如果需要的话，可将附加医疗装置801增加到导管824。如果治疗上需要，连续的附加医疗装置可设置到治疗部位，在从患者体内退出时导管824用作附加医疗装置的导轨，并将其保持到直到医疗手术完成。
图21-24的实施方式的第二种表现形式是包括柔性导管824、机械化导丝驱动组件830和医疗导丝812的医疗器械818。导管824具有可插入患者体腔中的远端816，导管824适于滑动容纳附加医疗装置801的导轨连接部分800。医疗导丝812包括可作为环状轨道伸出导管824的远端816的工作部分814。工作部分814包括具有适于与机械化导丝驱动组件830可操作地接合的一系列重复的间隔开的表面突起元件834的外表面832。
在图20-24的实施方式的第二种表现形式的一种构造中，导管824包括导轨804，其中导轨804适于连接并滑动容纳附加医疗装置801的导轨连接部分800。在一种变化中，导轨804包括多个横向延伸的槽口805。在图20-24的实施方式的第一种表现形式的一种应用中，导管824是柔性内窥镜的插入管，附加医疗装置801包括适于容纳医疗器具807的工作通道806。
在图21-24的实施方式的第二种表现形式的一种实现中，工作部分814包括第一部分820和第二部分822，表面突起元件834存在于第二部分822上而不存在于第一部分820上。在一种变化中，工作部分814具有最大环状轨道长度，第一部分820和第二部分822一起具有比最大环状轨道长度的90％大的长度。在该变化中，第一部分820具有第一弯曲力矩的惯量，第二部分822具有第二弯曲力矩的惯量，其中第一弯曲力矩的惯量小于第二弯曲力矩的惯量。
在图21-24的实施方式的第二种表现形式的一个例子中，表面突起元件834是外螺纹836。在一种改变中，工作部分814包括从第二部分822向第一部分820延伸的第三部分826，其中第三部分826具有一定的长度并具有变化的第三直径，该第三直径在接近第二部分822时基本上等于(第二部分822的)第二直径，在接近第一部分820时基本上等于(第一部分820的)第一直径。
需要注意的是，图21-24的实施方式的第一种表现形式的构造、应用等同样适用于图21-24的实施方式的第二种表现形式。在图21-24的实施方式的第二种表现形式的一种实现中，机械化导丝驱动组件830包括设置在导管824中的电动机844。
本发明的第六方面的第二种实施方式在图26-27中显示。图26-27的实施方式的第一种表现形式是包括柔性导管924和医疗导丝912的医疗器械918。导管924具有可插入患者体腔中的远端916，导管924适于滑动容纳附加医疗装置901的导轨连接部分900。医疗导丝912包括第一部分920和第二部分922。其中第一部分920具有第一弯曲力矩惯量，第二部分922具有第二弯曲力矩惯量，其中第一弯曲力矩惯量小于第二弯曲力矩惯量。第一部分920具有当医疗导丝912完全延伸时可伸出导管924的远端916的自由端921。
在图26-24的实施方式的第一种表现形式的最广泛应用中，如前段所述，医疗器械918可包括机械化导丝驱动组件930，但这不是必须的，医疗导丝912可具有表面突起元件934，例如外螺纹936，但这也不是必须的。在图26-27的实施方式的第一种表现形式的一种构造中，导管924包括适于连接并滑动容纳附加医疗装置901的导轨连接部分900的导轨904。
图26-27的实施方式的第二种表现形式是包括柔性导管924、机械化导丝驱动组件930和医疗导丝912的医疗器械918。导管924具有远端916，导管924适于滑动容纳附加医疗装置901的导轨连接部分900。医疗导丝912可伸出导管924的远端916。医疗导丝912包括具有适于与机械化导丝驱动组件930可操作地接合的一系列重复的间隔开的表面突起元件934的外表面932。医疗导丝912具有当其完全延伸时伸出导管924的远端916的自由端921。在图26-27的实施方式的第二种表现形式的一种构造中，导管924包括适于连接并滑动容纳附加医疗装置901的导轨连接部分900的导轨904。
图26-27的实施方式的第三种表现形式是包括柔性导管924、机械化导丝驱动组件930和医疗导丝912的医疗器械918。导管924具有远端916，导管924适于滑动容纳附加医疗装置901的导轨连接部分900。医疗导丝912可伸出导管924的远端916。医疗导丝912包括具有适于与机械化导丝驱动组件930可操作地接合的外螺纹936的外表面932。医疗导丝912具有当其完全延伸时伸出导管924的远端916的自由端921。在图26-27的实施方式的第三种表现形式的一种构造中，导管924包括适于连接并滑动容纳附加医疗装置901的导轨连接部分900的导轨904。
通过本发明的一个或多个实施方式获得了许多益处和优点。在一种应用中，带有包括具有比第二部分的弯曲力矩惯量小的第一弯曲力矩惯量的第一部分的环状轨道或非环状轨道导丝允许更容易地在患者体腔中延伸第一部分，接着更容易地延伸并临时锚定第二部分，并更容易地使医疗器械行进，如同本领域技术人员所理解的那样。在相同或不同应用中，带有包括具有诸如外螺纹等一系列重复的间隔开的表面突起元件的外表面的环状轨道或非环状轨道导丝允许其与机械化导丝驱动组件可操作地接合，从而改善导丝的延伸和医疗器械的行进，如同本领域技术人员所理解的那样。在一种利用机械化导丝驱动组件的实现方式中，当机械化导丝驱动组件的表面突起元件结合元靠近地件定位在柔性内窥镜的导管(插入管)的远端时，对于导管来说在结肠中“成环”的倾向较小，从而在结肠镜检查期间对患者引起的痛苦也较少。
虽然已经通过描述许多表现形式、实施方式、方法及其例子等对本发明进行了描述，这并不是想将所附的权利要求书的精神和范围限制得如此详细。在不背离本发明的范围的前提下，大量的其它变化、改变和替代对本领域技术人员来说将是可以想到的。应当理解，前述说明仅仅作为例子提供，在不背离所附的权利要求书的精神和范围的前提下的其它修改对本领域技术人员来说是可以想到的。

Claims (20)

1.一种导丝结构，其包括医疗导丝，所述医疗导丝包括作为环状轨道延伸超出医疗器械的远端的工作部分，其中所述工作部分具有最大环状轨道长度，并包括第一和第二部分，它们加起来具有大于最大环状轨道长度的90％的长度，第一部分具有第一弯曲力矩的惯量，第二部分具有第二弯曲力矩的惯量，第一弯曲力矩的惯量比第二弯曲力矩的惯量小。
2.根据权利要求1所述的导丝结构，其中，第一部分和第二部分大体上具有相同的材料组成，其中第一部分具有大体恒定的第一直径，第二部分具有大体恒定的第二直径，并且第一直径小于第二直径。
3.根据权利要求2所述的导丝结构，其中，所述工作部分包括从第二部分延伸到第一部分的第三部分，第三部分具有一定的长度并具有变化的第三直径，该第三直径在接近第二部分时大体上等于第二直径，在接近第一部分时大体上等于第一直径。
4.根据权利要求1所述的导丝结构，其中，所述工作部分包括围绕第一部分的光滑套筒。
5.一种导丝结构，其包括医疗导丝，所述医疗导丝包括作为环状轨道延伸超出具有机械化导丝驱动组件的医疗器械的远端的工作部分，其中工作部分具有外表面，所述外表面具有一系列重复的间隔开的表面突起元件，其适于与机械化导丝驱动组件可操作地接合。
6.根据权利要求5所述的导丝结构，其中，所述工作部分包括第一和第二部分，其中表面突起元件存在于第二部分上但不存在于第一部分上。
7.根据权利要求6所述的导丝结构，其中，所述工作部分具有最大环状轨道长度，第一和第二部分加起来具有大于最大环状轨道长度的90％的长度，其中第一部分具有第一弯曲力矩的惯量，第二部分具有第二弯曲力矩的惯量，其中第一弯曲力矩的惯量比第二弯曲力矩的惯量小。
8.根据权利要求5所述的导丝结构，其中，所述表面突起元件选择包括周期性螺纹、周期性齿、周期性的孔和周期性槽的组。
9.根据权利要求5所述的导丝结构，其中，所述表面突起元件是外螺纹。
10.根据权利要求9的导丝结构，其中，所述工作部分包括第一和第二部分，其中外螺纹存在于第二部分上但不存在于第一部分上。
11.根据权利要求10所述的导丝结构，其中，所述工作部分具有最大环状轨道长度，其中第一和第二部分加起来具有大于最大环状轨道长度的90％的长度，第一部分具有第一弯曲力矩的惯量，第二部分具有第二弯曲力矩的惯量，其中第一弯曲力矩的惯量比第二弯曲力矩的惯量小。
12.根据权利要求11所述的导丝结构，其中，所述工作部分适于与患者在腔内接触。
13.根据权利要求12所述的导丝结构，其中，医疗器械是包括柔性插入管的结肠镜，并且该医疗器械的远端是结肠镜的柔性插入管的远端。
14.根据权利要求11所述的导丝结构，其中，所述工作部分包括仅仅围绕第一部分的光滑套筒。
15.根据权利要求11所述的导丝结构，其中，第一部分和第二部分大体上具有相同的材料组成，其中第一部分具有大体恒定的第一直径，在不考虑外螺纹的条件下第二部分具有大体恒定的第二直径，其中第一直径小于第二直径，工作部分包括从第二部分延伸到第一部分的第三部分，第三部分具有一定的长度并具有变化的第三直径，该第三直径在接近第二部分时大体上等于第二直径，在接近第一部分时大体上等于第一直径。
16.一种制备权利要求11所述的导丝结构的方法，包括下列步骤：
a)获取具有一直径的单根芯线；
b)对芯线进行机加工形成第一截面、第二截面和从第二截面向第一截面延伸的过渡截面，其中第一和第二截面都具有大体上恒定的直径，其中第一直径小于第二直径；
c)获取螺旋弹簧；
d)将螺旋弹簧设置成围绕第二截面；和
e)将螺旋弹簧与第二截面以冶金方式连接，其中第一截面大体上限定了除任意套筒外的第一部分，其中与螺旋弹簧以冶金方式连接的第二截面大体上限定了第二部分。
17.一种制备权利要求11所述的导丝结构的方法，包括下列步骤：
a)获取单根芯线；和
b)对芯线进行机加工形成除任意套筒外的第一部分，并形成包括外螺纹的第二部分。
18.一种导丝结构，其包括具有可伸出医疗器械的远端的医疗导丝，其中所述医疗导丝包括第一和第二部分，第一部分具有第一弯曲力矩的惯量，第二部分具有第二弯曲力矩的惯量，其中第一弯曲力矩的惯量比第二弯曲力矩的惯量小，第一部分具有当医疗导丝完全延伸时延伸超出医疗器械的远端的自由端。
19.一种导丝结构，其包括具有可伸出医疗器械的远端的医疗导丝，其中所述医疗器械具有机械化的导丝驱动组件，该医疗导丝包括外表面，所述外表面具有一系列重复的间隔开的表面突起元件，其适于与机械化导丝驱动组件可操作地接合，医疗导丝具有当其完全延伸时延伸超出医疗器械的远端的自由端。
20.根据权利要求19所述的导丝结构，其中，所述表面突起元件是外螺纹。
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