用於組織去除的可插入內窺鏡器械的製造方法與工藝
2023-10-26 04:56:32
用於組織去除的可插入內窺鏡器械相關申請本申請要求2013年5月17日提交的、題為「用於組織去除的可插入內窺鏡器械(InsertableEndoscopicInstrumentforTissueRemoval)」的美國臨時專利申請61/824,760的臨時申請的優先權，在此通過引用將其包括在本發明當中。
背景技術：
：在美國，結腸癌是第三大癌症，並且是第二大致死癌症。結腸癌起因於多達美國人口35％的人群都存在的預先存在的結腸息肉(腺瘤)。結腸息肉可以是良性的、癌症前期的或者癌變的。結腸鏡被普遍認為是在世界範圍內發病率日益增大的結腸癌的極佳篩查工具。根據文獻記載，結腸鏡篩查每增加1％，就會使結腸癌的發生率降低3％。目前對結腸鏡的需求超過了醫療系統提供足夠篩查的能力。儘管在過去幾十年增加了結腸癌篩查，但是僅55％的符合條件的人群被篩查，與建議的80％相差很遠，讓數以百萬計的患者處於危險之中。由於缺乏足夠的資源，操作者實施結腸鏡檢查通常僅抽樣檢查最大的息肉，使患者受到樣本偏差的影響，因為通常留下較小的、可檢測性較差的息肉，而這些息肉在以後的結腸鏡檢查之前有可能發展成結腸癌。由於樣本偏差，來自被採樣息肉的陰性結果不能確保患者確實沒有患癌症。現有的不夠精確的息肉去除技術是繁瑣並且耗時的。目前，使用限定在內窺鏡中的通過工作通道插入患者體內的勒除器去除結腸息肉。勒除器的尖端圍繞息肉的莖從結腸壁切割息肉。一旦切割，被切下的息肉位於患者的腸壁上，直到操作者獲取它以作為樣本。為了獲取樣本，勒除器首先從內窺鏡移除，通過內窺鏡的相同通道提供活體取樣鉗或者活體吸引器獲取樣本。因此，需要一種改進的內窺鏡器械，其提高息肉去除活檢的精確度和速度。技術實現要素：本發明提供了一種改進的內窺鏡器械，其可以精確地去除無柄息肉並且有效地獲取來自患者的多個息肉的樣本。特別地，改進的內窺鏡器械能夠清除一個或多個息肉並且獲取被清除的息肉而不必交替使用單獨的切割工具和單獨的樣本收取工具。採樣可以與結腸鏡檢查相結合。在一些實施方式中，內窺鏡器械可以從患者體內切割並去除組織。在一些這種實施方式中，內窺鏡器械可以從柔性內窺鏡所進入的患者體內大致同時地切割並去除組織。一個方面，可插入內窺鏡的單個器械通道內的內窺鏡器械包括動力驅動器械頭，動力驅動器械頭被配置為在具有工作通道的柔性內窺鏡所到達的治療對象體內的部位切除材料。動力驅動器械頭具有第一遠端和第一近端。動力驅動器械頭的第一遠端限定材料進入埠，被切除的材料可以通過材料進入埠進入柔性內窺鏡器械。主體可以耦合至動力驅動器械頭的第一近端並且被配置為驅動動力驅動器械頭。主體包括具有第二遠端和第二近端的柔性部分。柔性部分的第二近端限定材料排出埠。抽吸通道從動力驅動器械頭的材料進入埠延伸至柔性部分的材料排出埠。柔性部分的第二近端被配置為耦合至真空源以使得當內窺鏡器械布置在柔性內窺鏡的器械通道內時，通過材料進入埠進入抽吸通道的被切除的材料在材料排出埠從抽吸通道移除。在一些實施方式中，主體還包括動力致動器。動力致動器耦合至動力驅動器械頭的第一近端並且被配置為驅動動力驅動器械頭。在一些實施方式中，動力致動器是液壓動力致動器、氣動致動器或電動致動器中的一種。在一些實施方式中，動力致動器包括電機、特斯拉轉子、和葉片轉子中的至少一種。在一些實施方式中，內窺鏡器械包括被配置為給動力致動器供能的能量存儲部件。在一些實施方式中，抽吸通道由動力驅動器械頭、動力致動器和柔性部分限定。在一些實施方式中，動力致動器是液壓動力致動器或氣動致動器中的一種。在一些這種實施方式中，柔性部分包括流體進入管狀構件和流體排出管狀構件，所述流體進入管狀構件被配置為提供衝洗以致動動力致動器，以及所述流體排出管狀構件被配置為移除被供應以致動致動器的流體。在一些實施方式中，柔性部分包括限定抽吸通道的近端部分的抽吸管狀構件。在一些實施方式中，動力致動器包括中空部分，該中空部分將動力驅動器械頭的材料進入埠和柔性部分的材料排出埠流體地耦合。在一些實施方式中，器械包括嚙合組件，嚙合組件被配置為被致動時與內窺鏡的器械通道的壁接觸。在一些實施方式中，嚙合組件包括被配置為被形變的順從環形結構。在一些實施方式中，動力驅動器械頭包括外部結構和布置在外部結構內的切割軸，切割軸耦合至動力致動器並且被配置為當動力致動器被致動時相對於外部結構旋轉。在一些實施方式中，切割軸包括一中空部分和所述材料進入埠。在一些實施方式中，柔性部分包括中空的柔性轉矩線纜。柔性轉矩線纜具有被配置為耦合至動力驅動器械頭的第一近端的遠端區域和被配置為耦合至動力致動器的近端區域。在一些實施方式中，柔性轉矩線纜限定抽吸通道的一部分。柔性轉矩線纜的遠端區域流體地耦合至動力驅動器械頭的材料進入埠，柔性轉矩線纜的近端區域包括所述材料排出埠。在一些實施方式中，器械的外直徑小於大約5mm。在一些實施方式中，柔性部分為動力驅動器械頭的至少40倍長。在一些實施方式中，動力致動器的外直徑小於大約4mm。根據另一方面，內窺鏡器械包括被配置為在治療對象體內部位處切除材料的動力驅動器械頭。動力驅動器械頭包括切割端頭和被配置為允許材料進入內窺鏡器械的遠端的材料進入埠。主體耦合至動力驅動器械頭。主體包括細長的中空柔性管狀構件，中空柔性管狀構件包括允許材料離開內窺鏡器械的近端的材料排出埠。抽吸通道從動力驅動器械頭的材料進入埠延伸至細長的中空柔性管狀構件的材料排出埠。柔性部分的第二近端被配置為流體地耦合至真空源以使得經由動力驅動器械頭的材料進入埠進入抽吸通道的被切除的材料經由材料排出埠從內窺鏡器械移除。內窺鏡器械被配置為穿過內窺鏡的曲折的器械通道。在一些實施方式中，器械的外直徑小於大約5mm，以及其中柔性管狀構件至少72英寸長。在一些實施方式中，主體還包括動力致動器，動力致動器耦合至動力驅動器械頭的第一近端並且被配置為驅動動力驅動器械頭。在一些實施方式中，動力致動器是電動致動器並且還包括被配置為耦合至電源的導電電線。在一些實施方式中，抽吸通道由動力驅動器械頭、動力致動器和柔性部分限定。在一些實施方式中，柔性管狀構件限定抽吸通道的近端部分。在一些實施方式中，動力致動器是液壓動力致動器或氣動致動器中之一，並且還包括被配置為供應流體以致動動力致動器的流體進入管狀構件和被配置為移除被供應以致動致動器的流體的流體排出管狀構件。在一些實施方式中，器械包括被配置為被致動時與內窺鏡的器械通道的壁接觸的嚙合組件。在一些實施方式中，嚙合組件包括真空致動結構，真空致動結構被如下配置：當啟動真空時移入真空致動結構不與器械通道接觸的嚙合位置，而未啟動真空時移入真空致動結構不與器械通道接觸的內縮位置。在一些實施方式中，動力驅動器械頭包括外部結構和布置在外部結構內的切割軸，切割軸耦合至動力致動器並且被配置為當動力致動器被致動時相對於外部結構旋轉。在一些實施方式中，柔性管狀構件包括中空的柔性轉矩線纜。柔性轉矩線纜具有被配置為耦合至動力驅動器械頭的第一近端的遠端區域和被配置為耦合至位於內窺鏡器械外部的動力致動器的近端區域。在一些實施方式中，柔性轉矩線纜還限定抽吸通道的一部分，其中，柔性轉矩線纜的遠端區域流體地耦合至動力驅動器械頭的材料進入埠，而柔性轉矩線纜的近端區域包括材料排出埠。在一些實施方式中，器械包括包圍柔性轉矩線纜的護套。根據另一方面，適合與內窺鏡結合使用的柔性內窺鏡活檢收取工具包括外殼、耦合至外殼的清除部件、以及布置在外殼內用於收取被清除部件清除的材料的樣本收取管道。在多個實施例中，改進的柔性內窺鏡可以被配置集成的內窺鏡活檢收取工具，內窺鏡活檢收取工具包括清除部件和用於收取被清除部件清除的材料的樣本收取管道。根據另一方面，從患者身體收取息肉的方法包括將內窺鏡器械布置在內窺鏡的器械通道內，將內窺鏡插入患者身體，致動內窺鏡器械的清除部件以切割患者身體內的息肉，以及致動內窺鏡器械的樣本收取部件以從患者的身體內移除被切割的息肉。根據又一方面，內窺鏡包括被柔性外殼分隔的第一端和第二端。器械通道從第一端延伸至第二端並且內窺鏡器械在內窺鏡的第一端耦合至器械通道。內窺鏡器械包括部分布置在器械通道內的清除部件和樣本收取管道。根據又一方面，可插入內窺鏡的單個器械通道內的內窺鏡器械包括被配置為在治療對象內的部位出切除材料的切割組件。切割組件包括外套管和布置在外套管內的內套管。外套管限定待切除的材料進入切割組件所通過的開口。內窺鏡器械也包括柔性外管，柔性外管耦合至外套管並且被配置為使外套管相對於內套管旋轉。柔性外管能夠具有小於內窺鏡器械所能插入的器械通道的外直徑。內窺鏡器械也包括柔性轉矩線圈，柔性轉矩線圈的一部分布置在柔性外管內。柔性轉矩線圈的遠端耦合至內套管。柔性轉矩線圈被配置為使得內套管相對於外套管旋轉。內窺鏡器械也包括近端連接件，近端連接件耦合至柔性轉矩線圈的近端並且被配置為與驅動組件嚙合，驅動組件被配置為在啟動時使近端連接件、柔性轉矩線圈和內套管旋轉。內窺鏡器械也包括抽吸通道，抽吸通道具有被配置為與真空源嚙合的抽吸埠。抽吸通道部分地由柔性轉矩線圈的內壁和內套管的內壁限定，並且從限定在內套管中的開口延伸至抽吸埠。內窺鏡器械也包括衝洗通道，衝洗通道具有限定在柔性轉矩線圈的外壁和柔性外管的內壁之間的第一部分並且被配置為將衝洗流體運送至抽吸通道。在一些實施方式中，近端連接件是中空的並且近端連接件的內壁限定抽吸通道的一部分。在一些實施方式中，近端連接件是剛性圓柱結構並且被配置為定位在驅動組件的驅動容器內。近端連接件可以包括被配置為與驅動組件嚙合的耦合器以及被配置為將內套管向外套管的遠端偏置的張力彈簧。在一些實施方式中，張力彈簧被設定尺寸並偏置為使得張力彈簧使內套管的切割部分靠近外套管的開口定位。在一些實施方式中，近端連接件旋轉並流體地耦合至柔性轉矩線圈。在一些實施方式中，內窺鏡器械還包括具有衝洗進入埠的灌洗連接件以及耦合至灌洗連接件和柔性外管的管狀構件。管狀構件的內壁和柔性轉矩線圈的外壁可以限定衝洗通道的第二部分，衝洗通道的第二部分流體地耦合至衝洗通道的第一部分。在一些實施方式中，內窺鏡器械還包括旋轉耦合器，旋轉耦合器將柔性外管耦合至管狀構件並且被配置為使柔性外管相對於管狀構件旋轉並且使限定在外套管中的開口相對於內套管旋轉。在一些實施方式中，灌洗連接件限定其內部布置有柔性轉矩線圈的內孔。在一些實施方式中，內窺鏡器械也包括其內部布置有柔性轉矩線圈的襯套，襯套的外壁被配置為限定衝洗通道的一部分。在一些實施方式中，內套管被配置為相對於外套管軸向地旋轉並且抽吸通道被配置為在內套管的開口處提供抽吸力。在一些實施方式中，柔性轉矩線圈包括多個螺紋。多個螺紋中的每一個可以在與所述多個螺紋中的一個或多個相鄰螺紋被環繞的方向相反的方向上環繞。在一些實施方式中，柔性轉矩線圈包括多個層。多個層中的每一個可以在與多個層中的一個或多個相鄰層被環繞的方向相反的方向上環繞。在一些實施方式中，每一層可以包括一個或多個螺紋。在一些實施方式中，柔性外管的長度超過內窺鏡器械所插入的內窺鏡的長度。在一些實施方式中，柔性外管的長度比柔性外管的外直徑大至少100倍。在一些實施方式中，柔性部分為切割組件的至少40倍長。該技術實現要素：以簡化的形式介紹概念的選擇，這將在下文詳細地描述。該技術實現要素：不意於確定要求保護的主題的關鍵特徵或基本特徵，也不意於限定要求保護的主題的範圍。此外，要求保護的主題不限於提供任意或全部有益效果或者解決現有技術的任意或所有問題的具體實施方式。附圖說明參照附圖示意性地示出並描述本發明，其中：圖1A示出可能在身體內形成的各種類型的息肉。圖1B示出了根據本發明實施例的內窺鏡的局部透視圖。圖1C示出根據本發明實施例的內窺鏡器械的透視圖。圖2A和2B示出根據本發明實施例的與圖1所示的內窺鏡耦合的內窺鏡器械的側面透視圖。圖3A和3B示出根據本發明實施例的與圖1所示的內窺鏡耦合的示例性內窺鏡器械的側面透視圖。圖4A示出根據本發明實施例的可以與內窺鏡耦合的內窺鏡器械的分解圖。圖4B示出耦合至內窺鏡的內窺鏡器械的透視圖，其示出與內窺鏡器械相關聯的各個管道。圖5示出根據本發明實施例的與圖1所示的內窺鏡耦合的另一示例性內窺鏡器械的側面透視圖。圖6示出根據本發明實施例的示例性內窺鏡器械的放大視圖。圖7示出根據本發明實施例的圖6所示的內窺鏡器械的切割工具的外葉片的透視圖。圖8示出根據本發明實施例的圖6所示的內窺鏡器械的切割工具的內葉片的透視圖。圖9示出根據本發明實施例的圖6所示的內窺鏡器械的轉子的透視圖。圖10是根據本發明實施例的圖6所示的內窺鏡器械的套管的透視圖。圖11是根據本發明實施例的圖6所示的內窺鏡器械的帽的透視圖。圖12是根據本發明實施例的圖6所示的內窺鏡器械的耦合構件的透視圖。圖13是耦合至內窺鏡的內窺鏡器械的透視圖，其示出與內窺鏡器械相關聯的多個管道。圖14是耦合至內窺鏡的內窺鏡器械的另一透視圖，其示出與內窺鏡器械相關聯的多個管道。圖15是示出用於操作根據本發明實施例的內窺鏡器械的各個部件的概念系統結構圖。圖16A示出根據本發明實施例的示例性內窺鏡器械的分解視圖。圖16B示出根據本發明實施例的圖16A所示的內窺鏡器械的截面視圖。圖16C示出根據本發明實施例的示例性內窺鏡器械的示例性嚙合組件的示意圖。圖16D示出根據本發明實施例的當嚙合組件脫離時圖16C所示的嚙合組件的剖視圖。圖16E示出根據本發明實施例的當嚙合組件被配置為與內窺鏡的器械通道嚙合時圖16A所示的嚙合組件的剖視圖。圖17A示出根據本發明實施例的示例性內窺鏡器械的分解圖。圖17B示出根據本發明實施例的圖17A所示的內窺鏡器械的截面視圖。圖18A示出根據本發明實施例的使用特斯拉轉子的示例性內窺鏡器械的分解圖。圖18B示出根據本發明實施例的圖18A所示的內窺鏡器械的截面視圖。圖19A示出根據本發明實施例的耦合至動力致動和真空系統的示例性內窺鏡器械。圖19B示出根據本發明實施例的圖19A所示的動力致動和真空系統的截面視圖。圖19C示出根據本發明實施例的圖19A所示的內窺鏡器械的示例性頭部的分解圖。圖19D示出根據本發明實施例的具有嚙合組件的內窺鏡器械部分的剖視圖。圖19E示出根據本發明實施例的在脫離狀態的圖19D所示的嚙合組件的剖視圖。圖19F示出根據本發明實施例的在嚙合狀態的圖19D所示的嚙合組件的剖視圖。圖20是示出用於操作根據本發明實施例的內窺鏡器械的各個部件的概念系統結構圖。圖21A-21E示出根據本發明實施例的內窺鏡組件的各個方面。圖22A-22H示出根據本發明實施例的示例性柔性線纜的各個實施方式。圖23A-23B示出根據本發明實施例的切割工具的示例性實施方式。圖24示出根據本發明實施例的耦合部件的驅動軸的各個方面。圖25示出根據本發明實施例的示例性外殼部件。圖26示出根據本發明實施例的示例性套筒軸承。圖27示出根據本發明實施例的形成套管的一部分的示例性基板。圖28示出根據本發明實施例的形成套管的一部分的示例性側板。圖29A-29E示出根據本發明實施例的套圈的各個方面。圖30A-30C示出根據本發明實施例的端頭被壓配入其中的內窺鏡組件的各個方面。圖31A-31C示出根據本發明實施例的端頭被壓配入其中的內窺鏡組件的各個方面。圖32示出根據本發明實施例的內窺鏡工具的示例性柔性部分的頂視圖。圖33示出根據本發明實施例的使用轉矩繩的內窺鏡工具的示例性切割組件的截面視圖。圖34A-34C是本文所述的內窺鏡工具的一個實施方式的柔性部分區域的不同設置的截面視圖。圖35示出根據本發明實施例的內窺鏡工具的各部分的各種視圖。圖36示出根據本發明實施例的內窺鏡工具的一個實施方式的柔性部分區域的截面視圖。圖37示出根據本發明實施例的內窺鏡工具的一個實施方式的截面視圖。圖38示出根據本發明實施例的內窺鏡工具的一個實施方式的遠端部分的各個視圖。圖39示出根據本發明實施例的沿截面B-B和截面C-C截取的圖38所示的內窺鏡工具的遠端部分的截面視圖。圖40A示出根據本發明實施例的內窺鏡工具和被配置為驅動內窺鏡工具的驅動組件部分的透視圖。圖40B示出根據本發明實施例的圖40A所示的內窺鏡工具和被配置為驅動內窺鏡工具的驅動組件部分的透視圖。圖41示出根據本發明實施例的圖40A所示的內窺鏡工具的頂視圖和驅動組件部分的頂部展示圖。圖42示出根據本發明實施例的圖40A所示的沿截面A-A截取的內窺鏡工具和驅動組件部分的截面視圖。圖43示出根據本發明實施例的圖40A所示的內窺鏡的驅動連接件和驅動組件部分的放大視圖。圖44示出根據本發明實施例的圖40A所示的內窺鏡工具和驅動組件部分的透視圖。圖45示出根據本發明實施例的沿截面B-B截取的內窺鏡工具和驅動組件部分的截面視圖。圖46示出根據本發明實施例的內窺鏡工具的旋轉耦合器段的放大的截面視圖。圖47A和47B是根據本發明實施例的內窺鏡工具的旋轉耦合器的頂視圖和截面視圖。圖48是根據本發明實施例的插入驅動組件內用於操作的內窺鏡工具部分的透視圖。圖49示出根據本發明實施例的內窺鏡工具和被配置為驅動內窺鏡工具的另一實施方式。圖50A是根據本發明實施例的圖49所示的內窺鏡工具和驅動組件的側面視圖。圖50B是根據本發明的實施例的沿截面A-A截取的圖49所示的內窺鏡工具和驅動組件的截面視圖。具體實施方式本發明提出的技術針對改進的柔性內窺鏡器械，其能夠精確並有效地從患者的單個或多個息肉和腫瘤獲取樣本。特別地，改進的內窺鏡器械能夠從一個或多個息肉清除樣本並且收取被清除的樣本而不必將內窺鏡器械從患者體內的治療位置移除。圖1A示出能夠在身體內形成的不同類型的息肉。大多數息肉可以通過勒除器息肉切除術去除，雖然特別大的息肉和/或無柄的或扁平的息肉必須使用活體取樣鉗一塊一塊地處理或者採用內鏡下黏膜切除術(EMR)整塊切除。最近的研究已經得出這樣的結論，即壓平的無柄息肉隱藏惡性腫瘤的概率最高，達到33％。相同的研究也已經發現非息肉狀腫瘤病灶(無柄息肉)佔息肉患者的22％或者接受結腸鏡檢查的所有患者的10％。切除結腸息肉有多種障礙，即移除無柄息肉的困難、移除多個息肉所涉及的時間以及缺乏針對切除多於一個息肉的補償差(reimbursementdifferential)。因為切除不易接近的無柄息肉存在挑戰，並且針對每個患者的多個息肉耗費較多的時間，所以大多數息肉被一塊一塊地去除而將組織剩下，隨著息肉尺寸增加，如果不知道剩餘組織的病理，就會產生取樣偏差，從而使假陰性率增加。結腸鏡不是優選的篩查工具。以目前的結腸鏡檢查實踐，通過去除最大的息肉(有柄息肉)而留下不容易檢測和接近的無柄/扁平息肉，內窺鏡使患者受取樣偏差的影響。以目前的技術，無柄息肉極難在內窺鏡下去除或者不可能在內窺鏡下去除，通常被單獨留下。在目前的實踐中，估計有28％的有柄息肉和60％的無柄(扁平)息肉未被檢測、活檢或去除，這引起結腸鏡篩查的取樣偏差以及6％的假陰性率。目前的用於息肉切除的結腸鏡器械受限於它們不能充分地去除無柄息肉並且不能完全去除多個息肉。根據臨床文獻，大於10mm的無柄息肉具有較大的惡性腫瘤的風險。在未完全切除之後留下的無柄息肉碎片將生長成新的息肉並且有惡性腫瘤的風險。在最近幾年，採用內鏡下黏膜切除術(EMR)去除無柄息肉。EMR包括使用注射劑提升周圍的黏膜，然後打開勒除器切割息肉，最後使用活體取樣鉗或者收取(retrieval)裝置去除息肉。引入和移除注射針和勒除器穿過大約5.2英尺的結腸鏡長度必須針對取樣鉗重複進行。本發明涉及一種內窺鏡工具，其能夠提供創新的對現有息肉去除工具(包括勒除器、熱活檢和EMR)的替代方式，其方式是引入與當代的結腸鏡結合併且能夠切割並去除任何息肉的柔性的動力器械。本文所述的內窺鏡工具被設計為使醫師能夠更好地確定無柄息肉或大息肉的位置並且在很短的時間內去除多個息肉。通過採用本文所述的內窺鏡工具，醫師能夠更加高效地早期診斷結腸癌。通過下文的描述並結合附圖可以更全面地理解本發明。在該說明書中，本發明的多個實施例中相似的附圖標記表示類似的元件。在該說明書中，結合實施例解釋權利要求書。本領域技術人員很容易理解，本文所述的方法、裝置和系統僅僅是示例性的，並且在不背離本發明的精神和範圍的前提下可以作各種變型。回到附圖，圖1B示出根據本發明實施例的內窺鏡的局部透視圖。雖然本發明針對適合於與任意類型的內窺鏡結合使用的內窺鏡器械，但是為了方便，本發明的教導針對與下消化道顯示器(例如結腸鏡)結合使用的內窺鏡器械。然而，應當理解，本發明的範圍不限於與消化道顯示器結合使用的內窺鏡器械，而是可以擴展至任意類型的柔性內窺鏡，包括但不限於支氣管窺鏡、胃鏡和喉鏡，或者可以用於治療患者的其他醫療設備。根據多個實施例，典型的下消化道顯示器100包括從第一端或頭部102延伸至第二端或手柄部分的充分柔軟的部件。頭部102可以被配置為旋轉，從而使頭部102的端頭104可以定向在半球形空間內的任意方向。手柄部分具有控制件，其允許內窺鏡100的操作者使用兩個導向輪將結腸鏡引導至結腸內部的感興趣區域並且在兩個結腸段之間的拐角處轉彎。一系列器械位於顯示器端頭104的表面106上，包括但不限於，一個或多個水通道108A-108N(總體地被稱為水通道108，用於使用水衝洗該區域)，一個或多個光源110A-110N(總體地被稱為光源110)，相機鏡頭112以及器械通道120，內窺鏡器械通過器械通道120進行一系列操作。器械通道120的尺寸可以根據所使用的內窺鏡100的類型而改變。在多個實施例中，器械通道120的直徑在大約2mm至6mm的範圍內，或者更特別地，在大約3.2mm至4.3mm的範圍內。一些較大的顯示器可以具有兩個器械通道120，使得可以同時有兩個工具進入患者。然而，較大的顯示器會使患者感到不適，並且可能太大而不能通過一些較小的腔進入患者體內。圖1C示出根據本發明實施例的內窺鏡器械150的透視圖。內窺鏡器械150被配置為通過圖1B所示的內窺鏡100的器械通道120被送入。內窺鏡器械150被配置為插入內窺鏡的器械通道(例如圖1B所示的內窺鏡100的器械通道120)內。在一些實施方式中，內窺鏡器械150的被配置為插入器械通道120內的部分的外直徑小於內窺鏡的器械通道120的內直徑。在一些這種實施方式中，內窺鏡器械150的外直徑足夠小，以使內窺鏡盤繞或者彎曲時，內窺鏡器械150可滑動地插入器械通道內。當內窺鏡盤繞或者彎曲時，器械通道可以形成包含一個或多個彎曲的曲折路徑。在一個示例性實施方式中，當內窺鏡被拉直時，內窺鏡包括內直徑大約為4.3mm的器械通道。然而，當內窺鏡盤繞或者彎曲時，內窺鏡靠近彎曲的部分具有小於大約4.3mm的內直徑的空隙。在一些實施方式中，當內窺鏡被拉直時，內窺鏡可以實現具有大約3.8mm的空隙，而不是4.3mm。在一些實施方式中，內窺鏡可以具有大約3.2mm的間隙。由此，在一些實施方式中，內窺鏡器械150的尺寸可以被設置為使得內窺鏡器械150可以滑動地插入內窺鏡的器械通道內，即使當內窺鏡盤繞或者彎曲時也可以使用。在一些實施方式中，內窺鏡器械150包括被配置為在治療對象體內的部位切除材料的動力驅動器械頭160。動力驅動器械頭160具有遠端162和近端161。動力驅動器械頭160的遠端162限定一材料進入埠170，已切除的材料可以通過材料進入埠170進入內窺鏡器械150。動力驅動器械頭160可以包括在遠端162處的被配置為切割組織和其它材料的切割部。如本文所使用的，埠可以包括任意的材料通過其可以進入或排出的開口、孔或者間隙。在一些實施方式中，材料進入埠可以是開口，已切除的材料通過開口進入內窺鏡器械150。在一些實施例中，被切除的材料可以被吸入材料進入埠，然後，器械頭在材料進入埠切除材料。主體152包括頭部155和柔性部165。主體152的頭部155的遠端156耦合至動力驅動器械頭160的近端161。在一些實施方式中，主體152的頭部155被配置為驅動動力驅動器械頭160。頭部155的近端158耦合至柔性部165的遠端166。柔性部165的近端176限定材料排出埠175。柔性部165可以包括中空的柔性管狀構件。內窺鏡器械也包括從動力驅動器械頭160的材料進入埠170延伸至柔性部165的材料排出埠175的抽吸通道。在一些實施方式中，抽吸通道由動力驅動器械頭160、主體152的頭部155和主體的柔性部165限定。柔性部165的近端176被配置為耦合至真空源，從而使得當內窺鏡器械150布置在內窺鏡的器械通道內時，經由材料進入埠170進入抽吸通道的已切除的材料在材料排出埠175從抽吸通道移除。頭部155包括外殼，外殼的外直徑被配置為使內窺鏡器械150能夠滑動地插入內窺鏡的器械通道中。在一些實施方式中，頭部155可以包括被配置為驅動動力驅動器械頭160的動力致動器。在一些實施方式中，動力致動器布置在頭部155內。在一些實施方式中，動力致動器位於能夠插入內窺鏡的器械通道內的內窺鏡器械150部分的外部。在一些實施方式中，動力致動器能夠通過一個軸驅動動力驅動器械頭，動力致動器產生的動作能夠通過該軸轉移至動力驅動器械頭。在一些實施方式中，動力致動器不是內窺鏡器械150的一部分，取而代之的是，動力致動器耦合至動力驅動器械頭160。在一些實施方式中，所述軸可以是柔性軸。在一些這種實施方式中，所述柔性軸可以是柔性轉矩線圈，其更多細節將在下文參照附圖19A-19C描述。內窺鏡器械150的尺寸被設置為使其能夠插入內窺鏡的器械通道內。在一些實施方式中，內窺鏡器械150的尺寸可以被設置為使得當內窺鏡插入治療對象體內時，內窺鏡器械可以被插入內窺鏡的器械通道內。在一些這種實施方式中，例如結腸鏡的內窺鏡可以是彎折的或者彎曲的，因此需要內窺鏡器械150的尺寸被設置為使其能夠插入彎折的或者彎曲的內窺鏡中。在一些實施方式中，內窺鏡器械150的頭部155和動力驅動器械頭160可以是基本上僵硬的或剛性的，而柔性部165可以相對地柔性或者順應性的。頭部155和動力驅動器械頭60可以是基本上剛性的。同樣地，在一些這種實施方式中，頭部155和動力驅動器械頭60至少在厚度和長度上的尺寸被設置為使得在內窺鏡器械150插入內窺鏡的器械通道內的過程中，內窺鏡器械150可以應對急劇的彎曲和彎處。在一些實施方式中，動力驅動器械頭160的長度可以在大約0.2」-2」之間,大約0.2」和1」之間或者在一些實施方式中，在0.4」和0.8」之間。在一些實施方式中，動力驅動器械頭160的外直徑可以在大約0.4」-1.5」之間，0.6」和1.2」之間和0.8」和1」之間。在一些實施方式中，主體的頭部155的長度可以在大約0.5」-3」之間，大約0.8」和2」之間和1」和1.5」之間。柔性部165的長度可以是大致是和/或相對地長於頭部和動力驅動器械頭160的長度。在一些實施方式中，柔性部165足夠長以使內窺鏡器械的組合長度超過可以插入器械的內窺鏡的器械通道的長度。如此，柔性部165的長度超過大約36」、大約45」或大約60」。對於被配置為與其他類型的內窺鏡結合使用的內窺鏡器械，柔性部的長度可以短於36」，但是仍然足夠長以允許內窺鏡器械的主體的長度近似等於或者長於與器械結合使用的內窺鏡的長度。柔性部165的外直徑也可以被設置為使內窺鏡器械可以插入內窺鏡的器械通道內。在一些實施方式中，柔性部165的外直徑的尺寸可以小於內窺鏡的器械通道的相應的內直徑。在一些這種實施方式中，內窺鏡器械的尺寸可以被設置為其外直徑足夠小，從而當內窺鏡被盤繞或者彎曲時，內窺鏡器械可以滑動地布置在內窺鏡中。例如，當內窺鏡被拉直時，內窺鏡的器械通道的內直徑大約4.3mm。然而，當內窺鏡被盤繞或者彎曲時，內窺鏡靠近彎曲的部分可以具有小於大約4.3mm的內直徑的間隙。在一些實施方式中，內窺鏡可以具有可以低至3.2mm的間隙。如此，在一些實施方式中，內窺鏡器械的尺寸可以被設置為使得即使當內窺鏡被盤繞或彎曲時，內窺鏡器械也可以滑動地插入內窺鏡的器械通道內。圖2A和2B和3A和3B示出根據本發明實施例的與圖1B所示的內窺鏡耦合的內窺鏡器械的透視圖。內窺鏡器械220被配置為通過內窺鏡100的器械通道120被送入。如圖2A和2B所示，內窺鏡器械220能夠延伸至內窺鏡100的端頭104的外部，而圖3A和3B示出內窺鏡工具220可以縮到內窺鏡內部以使內窺鏡器械220的任何部分都不延伸超過內窺鏡100的端頭104。如在下文參照圖4更詳細描述的，內窺鏡器械220能夠切割或者清除息肉並且從治療位置獲取清除的息肉而不必從內窺鏡100移除內窺鏡器械220。圖4A示出根據本發明實施例的適合與內窺鏡100結合使用的內窺鏡器械220的分解圖。內窺鏡器械220包括用於清除生長在患者身體內的息肉的清除部件，以及用於從手術部位收取被清除的息肉的樣本收取部件。內窺鏡器械220包括耦合至帽420的管410。在多個實施例中，帽420可以與管410密封地嚙合。帽可以在主軸430的第一部分與主軸430對齊。在多個實施例中，主軸430是大致中空的。主軸430可以耦合至被配置為旋轉主軸430的轉子440。主軸430的第二部分包括可以被配置為與外葉片460相互作用的內葉片450。在一些實施方式中，外葉片460可以通過形成衝洗通道的間隙(未示出)與內葉片分離。套管470被配置為包圍帽420和轉子440，如上圖2A和3A所示。可以理解，諸如墊圈、軸承、密封件等的其他部件也可以包含在內窺鏡器械220中。圖4B是部分插入內窺鏡的器械通道內的內窺鏡器械的示意圖。在多個實施例中，帽、連接件、轉子和套管可以由注塑成型的塑料製作。主軸和插管可以由手術級別的鋼材製作，而管可以由矽樹脂製作。然而，應當理解，這些材料僅僅是可用材料的示例。本領域技術人員可以理解，可以使用其他材料代替上述材料。在圖4A和4B中，圖4A中的管410的尺寸可以被設置為通過內窺鏡100的器械通道120。管410可以包括一個或多個氣動流體進入管道412，一個或多個氣動流體排出管道414，一個或多個衝洗管道416以及一個或多個抽吸管道418。氣動流體進入管道412被配置為供應壓縮空氣以氣動地驅動轉子440，而氣動流體排出管道414移除氣動流體進入管道412供應的空氣以防止大量的空氣進入患者體內。衝洗管道416在內葉片450和外葉片460之間供應諸如水的衝洗流體以幫助潤滑內葉片450和外葉片460之間的區域。此外，衝洗流體之後從內葉片450的外部流到內葉片450的內部。可以理解，內葉片450的內部可以通過帽420與管410的抽吸管道418對齊，從而使得進入內葉片450的任何流體都能夠通過內葉片450進入管410的抽吸管道418。流過內葉片450的內部和抽吸管道418的衝洗流體有助於潤滑抽吸管道418，來自患者身體的被清除的息肉和其他廢棄物通過抽吸管道418被移除。如上所述，管410在第一端耦合至帽420，但是在第二端(未示出)耦合至一個或多個部件。例如，在第二端，氣動空氣進入管道412可以耦合至壓縮空氣源，而衝洗流體管道416可以耦合至供水源。此外，氣動流體排出管道414可以耦合至壓縮空氣源或者簡單地保持暴露在患者身體外部以用於排氣。在多個實施例中，抽吸管道418可以耦合至一次性套筒，一次性套筒被配置為捕獲被切割的息肉並將其存儲以用於後期檢驗。在多個實施例中，一次性套筒可以包括多個收集箱。操作者能夠選擇收集箱以收集特定的切割息肉樣本。一旦選擇了收集箱，抽吸管道418就將來自患者身體內的所收集的材料提供給特定的收集箱。由此，操作者能夠將各個息肉的樣本收集在單個的收集箱中。以此方式，可以確定單個息肉的腫瘤性質。帽420的尺寸可以被設置為與管410的第一端匹配。在多個實施例中，管410的第一端可以包括被配置為與帽420耦合的連接件。在多個實施例中，帽420可以被壓配進入管410的連接件。為此，帽420可以包括與管410的管道匹配的相應管道。因此，來自壓縮空氣源的壓縮空氣可以通過管410的氣動空氣進入管道412和帽420的相應的氣動空氣進入管道供應至轉子440。轉子440可以包括一個或多個轉子葉片442，壓縮空氣衝擊葉片442從而使轉子440旋轉。然後，衝擊到轉子葉片442上的空氣可以通過帽的相應的氣動空氣排出管道和管410的氣動空氣進入管道414排出。轉子440的旋轉速度依賴於空氣的量以及空氣供應至轉子440的壓力。在多個實施例中，可以由內窺鏡100的操作者控制轉子440的旋轉速度。雖然本發明公開了用於操作轉子的氣動部件，但是一些實施例可以包括用於操作轉子的液壓部件。在這種實施例中，諸如水的流體可以代替壓縮空氣被供應至氣動空氣進入管道412。如上所述，主軸430耦合至轉子440，以使得當轉子440旋轉時，主軸430也旋轉。在多個實施例中，主軸430的第一端包括內葉片450，其也相應地隨著轉子440旋轉。內葉片450的尺寸可以被設置為與外葉片460的直徑匹配。在多個實施例中，衝洗流體源供應的衝洗流體可以通過管410的衝洗流體管道416以及帽420的相應管道沿內葉片450和外葉片460之間的空間供應，並且供應至由內葉片450的內直徑所限定的抽吸管道418。可以理解，因為抽吸管道418耦合至真空源，所以流體和其他材料可以通過抽吸管道抽吸。以此方式，衝洗流體能夠至少潤滑抽吸管道418的大部分長度，從內葉片450的端頭452，經過主軸430、帽420和管410進入上述一次性套筒。內葉片450可以相對於外葉片460旋轉，從而使內葉片450和外葉片460之間的相互作用使息肉與內葉片450接觸時被切割。在多個實施例中，也可以使用用於切割息肉的其他機械裝置，可以包括也可以不包括使用轉子440、內葉片450或外葉片460。清除部件一般可以被配置為清除息肉。例如，清除可以包括任意的包含從患者身體表面分離息肉或者一部分息肉的行為。因此，包含但不限於完全或部分地切割、勒除、切碎、切開、粉碎的行為也都是清除的示例。因此，清除部件可以是能夠切割、勒除、切碎、切開、粉碎患者身體表面的息肉的部件。同樣地，清除部件也可以實現為取樣鉗、剪刀、刀、勒除器、切碎器或能夠清除息肉的任意其他部件。在一些實施例中，清除部件可以被手動致動以使清除部件可以通過操作者所施加的機械力的轉移來操作，或者可以使用渦輪、電機或者任意其他力源部件驅動來自動致動而啟動清除部件。例如，清除部件可以被液壓致動、氣動致動或電致動。在多個實施例中，通過內窺鏡的管或者通道的單獨的管道可以被配置為附有電線為諸如電機的電動致動器供電。根據多個實施例，清除部件可以包括渦輪組件，渦輪組件由轉子440、轉子葉片442和主軸430組成。操作者可以通過向渦輪組件供應壓縮空氣來致動內窺鏡器械的清除部件。當操作者準備開始清除息肉時，操作者致動渦輪組件以致動清除部件。在例如圖4所示的實施例中，致動清除部件可以包括使內葉片450相對於外葉片460旋轉。在致動的時候，操作者可以使內窺鏡器械220朝向待清除的息肉以使內葉片450清除息肉，使被清除的息肉部分位於息肉的生長區域附近。然後，操作者可以使渦輪組件停動並且通過抽吸管道418啟動抽吸。然後，操作者可以使內葉片靠近被切割的息肉以通過抽吸管道418收取被切割的息肉。在多個實施例中，當清除部件被致動時，內窺鏡器械的抽吸部件可以被致動，因此允許通過抽吸部件收取任何被清除的材料。雖然上述實施例覆蓋了使用渦輪組件的清除部件，但是本發明的範圍並不限於這些實施例。更確切地說，本領域技術人員可以理解，清除部件可以被手動地操作或者可以使用任意其他清除息肉的手段以能夠經由上述抽吸管道從手術部位收取被清除的息肉。因此，清除部件的示例可以包括，但不限於，可以被渦輪組件驅動或者不被渦輪組件驅動的剪刀、葉片、鋸、或者任意其他尖銳工具。可以理解，理想的是使用能夠將息肉切割成足夠小的塊的清除部件，從而可以通過抽吸管道收取被切割的塊而不必將內窺鏡器械從內窺鏡移除。用於旋轉至少一個切割工具葉片的渦輪組件的幾何結構和組成可以依賴於流體動力學。伯努利方程可以用於解釋流體壓力和流體速度之間的轉換。根據該方程，流體速度與初始流體壓力有關，由如下方程給出：其中V是速度，P是壓力,以及D是質量密度。為了使流速達到計算的速度，在排出點的流體可以被設置為使流體所流過的通道滿足根據經驗確定的L/D比值為2，其中『D』是流體的浸潤直徑，『L』是通道的長度。為了進一步理解轉子葉片和流體的相互作用，假設使轉子葉片使得空氣噴射在平面上衝擊轉子葉片。可以使用線性動量方程得到所產生的力：其中：是衝擊空氣噴射的質量流量，V是體積。假設控制體積保持為常數(葉片之間的體積)，葉片上生成的力可以被求解為：在衝擊渦輪上，量Vout和Vin是相同的,動量改變僅通過改變流體的方向而產生。質量流量由待指定的泵確定。實際數值必須體現轉子速度。因此最後，單個葉片空氣噴射相互作用產生的力是：其中『θ』是進入的空氣噴射與排出的空氣噴射之間的角度差。理論上，當『θ』值為180°時產生最大的力矩，但是這樣做實際上會使進入的噴射到達下一葉片的背部。因此，角度最好被給定為低於180°15°到20°的角度，以允許流體完全排出。最後，力可以被定義成旋轉力矩：可以被考慮的第二個力源於改變空氣噴射從噴嘴進入渦輪的方向。為了激勵渦輪，空氣噴射可以從空氣噴射的方向轉彎90°進入葉片的方向。空氣噴射的轉向將對靜止外殼產生一個力，該力是噴射速度的函數，正比於所施加的壓力：該力可以被外殼和內窺鏡之間的連接影響，在操作過程中，連接失敗將導致渦輪組件的噴出。基於有限元法(FEM)的計算分析顯示：發現最大力的區域靠近葉片的基部，在那裡存在尖銳拐角。可以通過內窺鏡中現有的空氣噴嘴通道簡化空氣輸入通道的設計。現有的內窺鏡中的空氣噴嘴使壓縮空氣穿過物鏡以除溼，同時提供被檢查腔體的擴張或者使加壓水穿過物鏡以清理碎屑。現在參照圖4B，圖4B為耦合至內窺鏡的內窺鏡器械的透視圖，示出了與內窺鏡器械相關聯的各個管道。特別地，氣動空氣進入管道412被示出將壓縮空氣供應至轉子組件，而氣動空氣排出管道412(在該視圖中未示出)將來自轉子組件的空氣移除至內窺鏡100的外部。衝洗通道416被示出將衝洗液體運送至內窺鏡器械220內，在那裡衝洗流體進入抽吸管道418，抽吸管道418將患者身體內部的材料運送至內窺鏡外部的收集部件。如圖4B所示，衝洗流體可以在衝洗流體進入開口419進入抽吸管道418。可以理解，衝洗液體進入開口419可以置於沿抽吸管道的任何位置。由於施加至抽吸管道的抽吸力，衝洗流體將被迫進入抽吸管道而沒有如下風險：即在抽吸管道中流動的材料通過衝洗流體進入開口419流到抽吸管道外部。此外，在一些實施例中，衝洗通道可以僅為內窺鏡器械提供衝洗流體，而抽吸被施加給抽吸管道。圖5示出根據本發明實施例的與圖1所示的內窺鏡耦合的另一內窺鏡器械的側面透視圖。附加的內窺鏡器械500的尺寸被設置為與限定內窺鏡100的端頭104的器械通道120的壁耦合。在多個實施例中，附加的內窺鏡器械500可以通過盈配合或壓配合可移除地連接至內窺鏡104的端頭104處的內窺鏡100的器械通道120。在其他實施例中，可以使用本領域公知的其他連接方式將附加的內窺鏡器械500耦合至內窺鏡100。現在參照圖6，其示出附加的內窺鏡器械500的放大視圖。附加的內窺鏡器械包括外葉片或支撐構件510，布置在外葉片510內的內葉片520，耦合至內葉片520並被套管540包圍的轉子530。套管耦合至帽550，帽550進一步耦合至連接件560。在一些實施例中，連接件560的尺寸可以被設置為與內窺鏡100的器械通道120的內直徑嚙合。在一些實施例中，內窺鏡器械的任意其他部件可以被配置為以此方式與內窺鏡100嚙合，從而將內窺鏡器械固定至器械通道120。圖7-12示出根據本發明實施例的圖6所示的附加內窺鏡器械的各個部件的透視圖。與參照圖1-4公開的內窺鏡器械220相比，附加的內...當前第1頁1 2 3