視頻攝像直腸鏡的製作方法
2023-04-24 21:05:21 2
專利名稱：視頻攝像直腸鏡的製作方法
技術領域：
本發明的領域本發明一般地涉及醫療探頭，具體地涉及內窺鏡。
本發明的背景對於大腸直腸和乙狀結腸的可視檢查和診斷，在該技術領域中已知有各種類型的內窺鏡。由於剛性的直腸鏡和乙狀結腸鏡具有耐久、易用和比較價廉等優點，所以它們的使用最為普遍。
為了用剛性直腸鏡(或乙狀結腸鏡)進行檢查，醫生首先通過肛門插入窺視鏡。為了易於插入，窺視鏡中塞有一個從其遠端伸出的帶有鈍圓遠端部的塞頭。當窺視鏡到位後，醫生將取走塞頭並用一個插頭封住窺視鏡的近端。在插頭內安裝了一個專用望遠鏡，使醫生能觀察窺視鏡遠端處的直腸和乙狀結腸的內部，該觀察可以是直接看，或者也可以利用連接在望遠鏡近端的攝像機。為了照明被觀察區域，外部控制櫃中有一個光源通過光纖被連接到窺視鏡的近端。典型地，該插頭還含有一個或幾個工作通道，用於通過窺視鏡注液、注氣或插入手術器械。
這種類型的各種直腸鏡和乙狀結腸鏡可以通過商業渠道購得。例如，德國Tuttlingen市的Karl Storz GmbH(公司名)能供應型號為24911S的直腸鏡，它可以藉助於一個棒狀透鏡望遠鏡(其型例如為24946B)來直接觀察或通過一個Karl Storz內窺視頻攝像機觀察直腸。這種直腸鏡及其附件是用不鏽鋼製作的，可以在各次使用之間進行殺菌和消毒。
還可以購得帶有一次性窺視鏡和塞頭的直腸鏡和乙狀結腸鏡，例如紐約州Skaneateles市Welch Allyn Inc．(公司名)生產的KleenSpec(商標名)一次性乙狀結腸鏡。其窺視鏡和塞頭是用塑料製作的。窺視鏡通過卡夾或螺紋固定到一個多用途手柄上，該手柄上可以安裝光源、望遠鏡、攝像機和器械。
柔性的乙狀結腸鏡和結腸鏡也是本技術領域所已知的。大多數這種結腸鏡含有一個光纖束，用來把結腸鏡遠端處大腸內部的圖像傳送到固定於近端處的一個目鏡或攝像機上。有些柔性結腸鏡在其遠端有一個帶有物鏡的CCD(電荷耦合器件)探測器，例如日本東京AsahiOptical Company(公司名)製造的Pentax ES-3801 PVE視頻攝像乙狀結腸鏡。不過，與剛性直腸鏡和乙狀結腸鏡相比，柔性鏡比較昂貴、易損和難以清洗。
本發明概述本發明某些特色的一個目的是提供一種改良的內窺鏡，特別是一種改良的直腸鏡。
本發明某些特色的一個目的是提供一種能改善直腸內解剖學特徵的可視度的視頻攝像直腸鏡。
本發明某些特色的另一個目的是提供一種醫務人員使用容易和方便的直腸鏡。
本發明某些特色的又一個目的是提供一種含有易於更換的一次性使用部分的直腸鏡，從而最大限度地減少或免除了各次使用之間殺菌和消毒的必要性。
本發明某些特色的再一個目的是提供易於把內窺鏡，特別是直腸鏡或乙狀結腸鏡，插入到體腔內的方法和設備。
本發明某些特色的再一個目的是提供一種改良的內窺鏡導向機構。
在本發明的一些優選實施例中，直腸鏡包括一個其遠端帶有一個視頻攝像頭的大體剛性的長形插入單元。該插入單元和攝像頭都被一個一次性套筒覆蓋，該套筒含有一個覆蓋攝像頭的透明遠端，其中最好有一個光學窗口。攝像頭含有一個如本技術領域所公認的最好是CCD陣列的圖像探測陣列，一個用於照明攝像頭所觀察的大腸的區域的光源，以及一個把觀察區域成像到擦測器陣列上的物鏡。最好是用生物兼容塑料材料製成的套筒在使用之後即被取下和丟棄。該直腸用於檢查和治療處理患者的結腸區域，特別是直腸和結腸的乙狀彎曲部分。
與本技術領域所知的剛性直腸鏡和乙狀結腸鏡相比，由於本發明的視頻攝像頭設置在靠近觀察區域的直腸鏡遠端，所以本發明能提供大為改良的像質。攝像頭的遠端設置使本發明的直腸鏡能同時達到較大的放大率的較寬的視場，在作為對比的已知技術攝像直腸鏡和乙狀結腸鏡中，攝像頭是從鏡的近端處通過望遠鏡來觀察大腸的。
在本發明的一些優選實施例中，套筒帶有一個窄小的並且通常是鈍頭點狀的頂端，使得直腸鏡易於通過肛門插入。這樣，該窄小頂端就實現了在已知技術的直腸鏡和乙狀結腸鏡插入時所用的塞頭的功能。免去了塞頭可以讓使用直腸鏡的醫生不再聞到難聞的氣味，還可避免通常因取下塞頭而可能造成的感染。
在本發明的一些優選實施例中，攝像頭的光軸相對於插入單元的縱軸傾斜了一個角度，而且套筒的遠端也有類似的角度，從而確定了一個窄小頂端。套筒頂端最好有一個球狀突起，使直腸鏡更容易通過肛門插入。
在一個這樣的實施例中，在球狀突起上固定了一個反射鏡，突起的形狀使得反射鏡能設置在攝像頭的視場之內，並且其取向相對於攝像頭光軸是傾斜的。直腸或乙狀結腸內壁的圖像將通過該反射鏡的反射面被攝像頭攝取。所以該反射鏡使醫生能從另一個視角來觀看圖像，這特別對於觀察和控制被醫生利用直腸鏡插入到直腸內的器械的運動是十分有用的，對此後面將有說明。
在本發明的另一些優選實施例中，套筒的窄小頂端由多個用彈性材料做成的葉片組成，它們緊密地合在一起形成一個封閉結構，蓋住套筒的透明部分和攝像頭。當通過肛門插入時，這些封合的葉片將防止透明部分被糞便、潤滑劑或其他物質汙染。當直腸鏡已被插入後，最好通過將套筒向近端回拉而拉開這些葉片，從而露出套筒的透明部分，使攝像頭能接收大腸觀察區域的圖像。
在本發明的一些優選實施例中，套筒含有一個或幾個工作通道，以用於吸取、注液、注氣、通過手術器械或本技術領域所知的其他用途。直腸鏡有一個手柄，套筒即安裝在該手柄上，安裝方式最好是能快速連接和取下的。手柄上最好有一些用戶控制器，以調節例如通過工作通道的吸取、注液和注氣功能。更好的是，一個或幾個工作通道都含有一個單向閥門，以防止通過這些工作通道進行注液或注氣時液、氣的返流。
雖然這裡所說明的根據本發明的直腸鏡都是大體剛性的，但在某些優選實例中插入單元也可以含有一段柔軟有彈性的縱向部分。這一部分使得直腸鏡在插入直腸時可以彎曲，從而能更易於插入並減少患者的痛苦。採用本技術領域已知的剛性內窺鏡是不可能有這種彎曲的，而且這種彎曲也不同於柔性內窺鏡的彎曲，後者的剛度不足以保持特定的形狀，而且為了控制其彎曲角度和方向需要複雜的導向機構。
在一個這樣的實施例中，直腸鏡套筒含有一個或幾個縱向設置的柔性可充氣氣囊，最好在插入單元柔性部分的不同側面上在套筒內徑向地設置至少兩個這樣的氣囊。各氣囊最好在套筒的相對側壁上。這些氣囊分別通過各自的閥門連接到一個合適的氣壓源上。當一個氣囊內的壓力加大時，該氣囊將變長；而當壓力減小時，它將縮短。於是，可以通過改變一個或幾個氣囊內的壓力來控制套筒和其內的插入單元的彎曲角度。
在本發明的另一個實施例中，將其內有一個彎曲通道穿過的一個大體上剛性的直腸插入器插入到直腸內，一直插到乙狀彎曲部分。在直腸內轉動插入器，使得乙狀彎曲部分處的通道出口大致沿著乙狀結腸軸的方向對著大腸。然後將如前所述含有柔性部分的直腸通過上述通道插入，插入器的剛性將迫使直腸鏡向乙狀結腸軸彎曲。這樣，根據該優選實施例，插入器和直腸鏡的結合將能夠檢查通常只有使用較昂貴的柔性內窺鏡才能檢查的大腸部分。這裡所說明的直腸插入器也可以與本技術領域已知的柔性內窺鏡結合使用，使後者能更容易地通過乙狀結腸並減少痛苦和可能發生的大腸意外穿孔事故。
雖然這裡的優選實施例是按照直腸的檢查和處理來說明的，並且根據這些優選實施例的內窺鏡這裡一般是指直腸鏡，但應該理解這些內窺鏡也可以類似地是乙狀結腸鏡。本發明的原理也可以類似地用來製作插入到其他體腔內部進行檢查的剛性內窺鏡，這些體腔例如有喉管、陰道或任何其他其大小足以接納這裡所說明的帶有位於其遠端的攝像頭的內窺鏡的任何體腔。
因此，根據本發明的一個優選實施例，提供了一種視頻攝像內窺鏡，它包括一個大體上剛性的長形插入單元，其上有一個遠端和一個近端；一個固定在插入單元遠端的視頻攝像頭；以及一個套在插入單元上並覆蓋了插入單元的套筒，該套筒有一個覆蓋著視頻攝像頭的遠端部分，該遠端部分中至少有一部分基本上是透明的。
攝像頭最好含有一個探測器陣列和一個能把一個圖像形成在探測陣列上的物鏡。
在一個優選實施例中，攝像頭相對於插入單元的縱軸是傾斜的。
攝像頭最好含有一個光源，更好地是含有一個或幾個LED(發光二極體)。
套筒遠端部分中的基本透明部分最好含有一個光學窗口。
套筒遠端部分最好含有一個能使內窺鏡易於通過肛門插入的窄小頂端。更好的是，該窄小頂端含有一個球狀突起。
該窄小頂端可以代之以或附加地含有兩個或多個葉片，這些葉片在通過肛門插入時是閉合的，而在插入後則是打開分離的，以便暴露出套筒遠端部分的透明部分。為了打開這些葉片，最好是將套筒相對於插入單元向近端方向拉動。
套筒最好含有一個沿其縱向穿過的工作通道。更好的是，套筒在工作通道內含有一個單向閥門，以防止通過通道的流體返流。
內窺鏡最好含有一個固定於插入單元近端的手柄，並且該手柄含有一些用戶控制器，以控制流體通過工作通道的流量。
在一個優選實施例中，插入單元的至少一個縱向段(部分)是柔軟有彈性的。套筒最好含有一個沿縱向設置在套筒內的可充氣氣囊，使得氣囊的充氣將令其長度增加從而讓插入單元彎曲。
在另一個優選實施例中，在攝像頭視場內比攝像頭更遠的一個位置上固定了一個反射鏡，該反射鏡的取向相對於攝像頭的光軸是傾斜的，使得攝像頭能拍攝到一個由反射鏡反射的圖像。由反射鏡反射的圖像最好包含了一個生理結構的區域，在該區域內將利用內窺鏡進行手術處理。
根據本發明的一個優選實施例還提供了一種用於長形醫療探頭的導向機構，它至少含有一個固定在探頭上的可有控制地充氣的元件，該元件的縱向尺寸可根據其充氣情況改變，由此使探頭彎曲。
該至少一個可充氣元件最好是設置在探頭不同徑向的側面上的兩個元件，從而可以使探頭分別向不同方向彎曲。更好的是，這兩個元件包括位在探頭相對側面上的第一元件和第二元件，使得當第一元件充氣而第二元件放氣時探頭將向著固定了第二元件的那個側面彎曲。
該至少一個可充氣元件最好在其外表面上有一個可膨脹壁部分，當響應於該元件充氣情況的變化時，這個壁將膨脹或收縮。
該導向機構最好含有一個壓力源，它能以可控方式向可充氣元件施加氣壓，從而控制探頭的彎曲。
在一個優選實施例中，探頭含有一個大體上剛性的內窺鏡，該內窺鏡含有一個可被上述機構彎曲的柔性部分，其中，該內窺鏡最好含有一個一次性的套筒，其內含有至少一個可充氣元件。
根據本發明的一個優選實施例還提供了一種大體上剛性的直腸插入器，它帶有一個能插入到患者直腸內的遠端，該插入器有一個穿過其內的彎曲通道，內窺鏡即通過這個通道被插入到患者結腸的乙狀結腸部分內。
插入器的遠端最好被插入到患者的乙狀彎曲部附近，而通道的彎曲最好使得它在遠端處的開口是橫向的，從而能對著乙狀彎曲部分。更好的是，插入器可以在直腸內轉動，使得其通道的遠端開口可對準於大腸。
根據本發明的一個優選實施例還提供了一種內窺鏡檢查方法，它包括提供一個在其遠端處有一個視頻攝像頭的長形、大體上剛性的插入單元；把一個一次性套筒套在該單元上，使得攝影頭被套筒上的一個基本透明的部分所覆蓋；把覆蓋有套筒的插入單元插入到患者的體腔內；以及接收由攝像頭獲得的體腔內部的視頻圖像。
套上套筒最好是套上一個帶有一個窄小頂端的套筒，並且插入插入單元最好首先把窄小頂端插入到體腔內。
在一個優選實施例中，當插入後窄小頂端最好被打開，以暴露出覆蓋了攝像頭的套筒上的基本透明部分，其中，打開窄小頂端最好包括使套筒的至少一部分在插入單元上向著近端方向移動，使得原來合在一起形成窄小頂端的兩個或幾個葉片分開。
接收視頻圖像最好包括利用一個位在攝像頭內的光源照明體腔的內部。
更好的是，套上一次性套筒包括套上一個其內至少有一個工作通道穿過的套筒。在一個優選實施例中，藉助於讓加壓氣體通過工作通道來對體腔充氣。
在一個優選實施例中，提供插入單元包括提供一個至少帶有一個柔軟和有彈性的縱向部分的單元，並且插入插入單元包括使該柔軟和有彈性的部分彎曲。插入插入單元最好包括把一個其內有一個彎曲通道穿過的插入器插入到體腔內，然後通過該彎曲通道插入插入單元。使柔軟和有彈性的部分彎曲可以代之以或附加地包括對設置在套筒內的可充氣氣囊充氣使氣囊長度增大，由此使該部分彎曲。
插入插入單元最好包括通過目標的肛門插入該單元，並且接收圖像最好包括接收直腸內部的圖像，或者，代之以或附加地，接收乙狀結腸內部的圖像。
根據本發明的一個優選實施例還提供了一種對醫療探頭導向的方法，它包括在探頭上固定一個可充氣元件；以及可控制地對該元件充氣以改變其長度，從而使探頭彎曲。
固定可充氣元件最好包括在探頭的一些不同側面上固定多個可充氣元件，使各個元件能分別使探頭向不同的相應方向彎曲。
在一個優選實施例中，醫療探頭包括一個至少有一段是柔性的大體上剛性的內窺鏡，並且其中對元件的可控充氣將使內窺鏡的柔性段彎曲。
根據本發明的一個優選實施例還提供了一種把內窺鏡插入到患者結腸內的方法，它包括提供一個大體上剛性的插入器，它含有一個近端和一個遠端，其內還有一個彎曲通道穿過，該通道在遠端處有一個橫向的開口；把插入器插入到患者的直腸內，使得其遠端到達結腸的乙狀彎曲部附近；以把內窺鏡通過彎曲通道插入，直到乙狀結腸中。
最好在通過插入器彎曲通道插入內窺鏡之前，轉動插入器使其遠端處的開口對準於結腸。
插入內窺鏡最好包括通過彎曲通道插入一個柔性內窺鏡，或者，通過彎曲通道插入一個含有一個柔性段的大體上剛性的內窺鏡，以使柔性段被彎曲通道彎曲。
通過下面結合附圖對本發明一些優選實施例的詳細說明，將可更充分地理解本發明，在附圖中附圖的簡單說明
圖1是根據本發明一個優選實施例的直腸鏡的原理性部分剖面圖；圖2是圖1直腸鏡的遠端部分的詳細剖面圖；圖3A和3B分別是根據本發明另一優選實施例的被一個處於閉合狀態和打開狀態的套筒所覆蓋的直腸鏡的原理性剖面圖；圖4A是根據本發明另一個優選實施例的直腸鏡的遠端部分的原理性剖面圖；圖4B是由圖4A直腸鏡所獲取的視頻圖像的示意圖；圖5A是根據本發明一個優選實施例的直腸鏡的遠端部分的原理性剖面圖；圖5B是根據本發明另一個優選實施例的特別適合於與圖5A直腸鏡結合使用的直腸插入器的原理性剖面圖；以及圖6是根據本發明又一個優選實施例的直腸鏡的原理性剖面圖。
優選實施例的詳細說明現在參見圖1，這是根據本發明一個優選實施例的視頻攝像直腸鏡20的原理性部分剖面圖。直腸鏡20包括一個可插入到患者直腸內的插入部分22和一個供檢查醫生把握的手柄24。插入部分22含有一個固定在手柄24上的插入單元28和一個覆蓋著插入單元的一次性套筒26。單元28在其遠端處含有一個視頻攝像頭30，該攝像頭通過導線32與手柄24連接。套筒26最好由例如聚碳酸化合物等生物兼容塑料材料做成，並且以本技術領域所知的快速連接方式與手柄24連接。套筒26在使用之後將被取下並丟棄。
圖2詳細說明含有攝像頭30的插入部分22的遠端的原理性剖面圖。攝像頭包含一個探測器陣列晶片46，它最好包括例如Sony(索尼公司)的ICX087AKB CCD晶片這樣的彩色CCD陣列50，其上還配置了一個合適的光學濾色器48。有一個或幾個燈42照明著攝像頭視場中的大腸區域。該區域的圖像通過套筒26上的光學窗口36被一個物鏡44聚焦到陣列50上，從而被接收到。
由晶片46產生的信號由導線32傳送給手柄24，再通過一個電纜38(圖1)從手柄傳送給一個視頻櫃，在其中信號將得到處理並被用來驅動一個視頻顯示器。視頻櫃和顯示器(圖中未示出)都採用本技術領域熟知的標準視頻電子技術。或者，也可以使手柄24含有電源，例如一節或幾節電池，以及處理電路和一個視頻發射機，並通過無線連結把經過處理的晶片46的信號傳送給視頻櫃。
燈42最好包括一些白光LED，例如瑞士Basel市Sloan AG(公司名)所生產的T1 White L3-W31N LED。這些燈由視頻櫃通過導線32和電纜38所傳送的電流供電。或者，這些燈也可以由手柄24中的上述電池供電。不論哪種情況，採用燈42可以免去在本技術領域所知的內窺鏡中因採用高功率光纖光源來照明觀察區域而造成的複雜性和高成本。
圖2中示出的窗口36顯得比較小，這是為了簡化套筒26的製作和降低其成本。套筒26在窗口周圍還有一個透明面積，以讓燈42發出的光能到達觀察區域，但這個面積不需要具有光學級質量。事實上，如果願意，整個套筒26都可以用透明塑料製成。
應該指出，透鏡44和陣列50的光軸相對於單元28的縱軸傾斜了一個角度。窗口36和套筒26的遠端也有類似的傾斜角。與本技術領域已知的剛性直腸和乙狀結腸鏡直接正對著大腸的情形相比，這個傾斜角使得攝像頭30能觀察比較靠近插入部分22遠端的大腸壁區域。由於這種布局，插入部分22的遠端可以做得比較窄小而尖細，使得能在不需要單獨的塞頭的情形下較容易通過患者的肛門插入，同時減少患者的痛苦。球狀突起34最好形成在套筒26的遠端頂部，其形狀最好使得在插入肛門時給患者帶來的不舒適感最小化。
套筒26最好至少有一個工作通道38，該通道在套筒遠端形成一個開口52。通道38可以用來把例如醫用鑷子等手術器械插入到大腸內，並在攝像頭30的監視下進行手術處理。由於手術器械將對攝像頭視場內的大腸壁進行處理，所以上述攝像頭的傾斜取向將特別有利於監視這種處理。
附加地或者替代地，通道38也可以用於對大腸的吸取、注液和／或注氣，如本技術領域已知的，為此只需把該通道連接到一個合適的泵或氣源上。這一連接最好通過手柄24實現，並且吸取、注液或注氣最好由手柄上的用戶控制器40控制。通常，在檢查時希望對大腸充氣，以迫使大腸壁離開窗口36，讓攝像頭30能清晰地看到大腸壁。為此，套筒26最好在其通道38中含有一個單向閥門54，例如本技術領域所知的葉瓣式閥門。當加壓氣體通過通道對大腸充氣後，閥門54將封閉以防止氣體返流並保持大腸內的壓力。
圖3A和3B是說明根據本發明另一個優選實施例的含有一個一次性套筒62的直腸鏡60的原理性剖面圖。直腸鏡60含有一個在其遠端有一個視頻攝像頭30的大體剛性的插入單元28，這一點與圖1和2中的直腸鏡是基本相同的，但是在直腸鏡60中，攝像頭的光軸大體上是與單元28的縱軸相一致的。
套筒62包括一個外層64和一個內層66。內層最好由例如聚碳酸化合物等大體剛性的塑料材料做成，並能適配地套在插入單元28上。內層66有一個透明的遠端部分，如前所述，其中最好有一個光學窗口68。外層64最好由例如聚乙烯等柔軟有彈性的塑料做成，其上有兩個或多個葉片70，最好是三個葉片。
如圖3A所示，當把直腸鏡60插入肛門時，各葉片70將合在一起，封閉住直腸鏡的遠端並保護著窗口68。這些葉片最好構成一個鈍滑的尖頂結構，以便易於插入。
如圖3B所示，當插入之後，各葉片70將被打開，以暴露出窗口68，從而使攝像頭30能接收大腸內部的圖像。這些葉片的打開最好是這樣實現的相對於內層66，向近端方向即直腸外的方向(圖3A和3B中的向右方向)拉動外層64。每個葉片70最好都有一個向內的突起72，它保持著與內層的接觸，從而拉動時將強迫葉片打開，如圖3B所示。在完成了直腸鏡處理之後，套筒62可以恢復成圖3A的形狀，以便通過肛門取出。
圖4A是說明根據本發明另一個優選實施例的直腸鏡76的遠端部分的原理性剖面圖。直腸鏡76與圖1和2所示的直腸鏡20大體相似，它包括其遠端處帶有攝像頭30的插入單元28。直腸鏡76被一個套筒78覆蓋，該套筒78除了有一個伸入到攝像頭30視場內的一個球狀突起80之外，其餘與套筒26相似。在突起80上固定有一個反射鏡82，其位置和取向使得通常為直腸壁的生理結構84的圖像能被該反射鏡反射並通過窗口36被攝像頭30獲取。在圖4A所示的例子中，手術器械88被通過套筒78中的工作通道38插入，用來採集結構84上地點86處的生物樣品。
圖4B是說明用圖4A結構的直腸鏡76所獲取的視頻圖像90的示意圖。該圖像的上面部分示出了攝像頭30通過窗口36直接看到的器械88和結構84。由於攝像頭的視角，器械的圖像發生與距離有關的按透視法縮短。因此僅根據這樣的圖像是難以判斷器械與結構之間的距離的。圖像90下面部分的一個插入圖92示出了通過反射鏡82看到的器械88和結構84。在此情況下，觀看器械的角度使得能清楚地看到器械的位置和它至結構84的距離，從而能以較大的精度予以控制。
圖5A是根據本發明另一個優選實施例的直腸鏡106的遠端部分的原理性剖面圖。直腸鏡106除了其插入單元28含有至少一個柔軟有彈性的部分108之外，其餘基本上與圖1和2所示的直腸鏡20類同。彈性部分108中最好含有一個彈簧元件，例如插入一個彈簧鋼，在正常情況下該彈簧鋼使彈性部分保持直線形，但當其上被施加了橫向力時將允許其彎曲。更好地，直腸鏡106的套筒26含有例如聚乙烯或矽膠等柔軟有彈性的材料，以便在彈性部分108彎曲時套筒也能相應地彎曲和伸長。
直腸鏡106的彎曲能力使得在插入直腸到達乙狀結腸時能比完全剛性的直腸鏡或乙狀結腸鏡的插入更容易一些，並且對患者造成的痛苦和不舒適感也要小一些。已有技術的剛性直腸鏡不可以像直腸鏡106那樣含有一個柔性部分，這是因為柔性部分的彎曲將破壞內窺觀察所用望遠鏡的光軸。雖然已知技術的乙狀結腸鏡也可以彎曲並且插入時給患者造成的不舒適性比剛性鏡小，但是這種柔性鏡需要複雜而昂貴的導向機構。本發明通過把攝像頭30設置在直腸鏡106的遠端處，提供了一種不需要導向機構的柔性結構。
圖5B示出根據本發明一個優選實施例的直腸插入器102的原理性剖面圖，該直腸插入器可用於對患者大腸96的內窺檢查和處理。插入器102特別有用於把直腸鏡106導引到大腸內，但也可以與已有技術的普通柔性內窺鏡配合使用。插入器102最好由例如聚碳酸化合物等大體剛性但稍有柔性的塑料材料做成，這樣可使插入容易一些。插入器內部有一條彎曲的通道104穿過，該通道的內徑大小足以讓例如直腸鏡106等內窺鏡插入通過。
插入器102被插入到直腸98內，一直到達大腸96的乙狀彎曲100處。然後轉動插入器使通道104的開口對著大腸的乙狀結腸部分101，如圖5B所示。然後使直腸鏡106穿過插入器，這時它將著通道的彎曲而彎曲。把帶有攝像頭30的直腸鏡遠端推入乙狀結腸101，使得可以對大腸96中的下述部分進行檢查和處理，若不採用本發明，這樣的部分只有使用普通的柔性內窺鏡才能達到。插入器102還防止了乙狀彎曲100區域受到直腸鏡(或通過插入器插入的普通柔性內窺鏡)的壓力，否則這種壓力可能會造成痛苦甚至大腸穿孔。
圖6是根據本發明另一個優選實施例的含有一個導向機構111的直腸鏡110的原理性剖面圖。與前述一些優選實施例相同，直腸鏡110也含有插入單元28和攝像頭30，它們被一個在遠端處帶有光學窗口36的一次性套筒112覆蓋著。直腸鏡110的插入單元28或者像參考圖5A所說明的那樣含有一個柔性部分，或者如圖6所示那樣基本上在整個長度上都被做成是柔性的。
導向機構111包括兩個位在套筒112內的柔性、長形氣囊118和120，它們分別設置在插入單元28的兩個徑向相對的側壁上。氣囊118和12吩別具有可膨脹的壁部分114和116，這兩個部分最好如圖6所示那樣是手風琴折迭狀的壁。兩個氣囊分別通過閥門124與一個壓力源126相連，其中的壓力源例如是一個氣瓶或氣泵，閥門和壓力源可以含在直腸鏡110的手柄122中或者設在一個分開的控制箱中。通過操縱閥門124，氣囊118和120將分別被加壓到壓力P1和P2。在圖6所示的例子中，P1＞P2，使氣囊118的壁部分114膨脹，氣囊120的壁部分116收縮，從而使插入單元28彎曲。
這樣，通過對套筒112內的兩個氣囊118和120充氣或放氣，機構111為直腸鏡110的可控彎曲和導向提供了一種簡單、低成本的一次性使用裝置。為了實現對直腸鏡彎曲形狀和方向的更大的控制，還可以沿著直腸鏡的長度方向和／或徑向設置更多的氣囊。應該指出，不論是一次性的或是可重複使用的，這種壓力驅動的導向機構也能應用於其他類型的內窺鏡。
還應該指出，上述各個實施例只是作為例子給出的，本發明的完整範疇僅由權利要求書限定。
權利要求
1.一種視頻攝像內窺鏡，它包括一個大體剛性的長形插入單元，它含有一個遠端和一個近端；一個固定於插入單元遠端處的視頻攝像頭；以及一個套在插入單元上並覆蓋了插入單元的套筒，它有一個覆蓋著視頻攝像頭的遠端部分，該遠端部分的至少一部分是基本透明的。
2.根據權利要求1的內窺鏡，其中的攝像頭包括一個探測器陣列。
3.根據權利要求2的內窺鏡，其中的攝像頭包括一個能把一個圖像形成在探測器陣列上的物鏡。
4.根據權利要求1的內窺鏡，其中的攝像頭相對於插入單元的縱軸是傾斜的。
5.根據權利要求1的內窺鏡，其中的攝像頭包括一個光源。
6.根據權利要求5的內窺鏡，其中的光源包括一個或幾個LED(發光二極體)。
7.根據權利要求1的內窺鏡，其中套筒的遠端基本透明部分包括一個光學窗口。
8.根據前述各權利要求中任一項的內窺鏡，其中套筒的遠端部分包括一個窄小頂端，該頂端能使內窺鏡易於通過肛門插入。
9.根據權利要求8的內窺鏡，其中的窄小頂端包括一個球狀突起。
10.根據權利要求8的內窺鏡，其中的窄小頂端包括兩個或更多個葉片，當通過肛門插入時這些葉片是閉合的，當插入後這些葉片是打開的，以暴露出套筒的遠端部分的透明部分。
11.根據權利要求10的內窺鏡，其中為了打開葉片，套筒被相對於插入單元向近端方向拉移。
12.根據權利要求1-7中任一項的內窺鏡，其中的套筒含有一個沿縱向穿過它的工作通道。
13.根據權利要求12的內窺鏡，其中的套筒在其工作通道內含有一個單向閥門，用於防止流經其中的流體的返流。
14.根據權利要求12的內窺鏡，其中的內窺鏡包括一個固定在插入單元的近端處的手柄，並且其中的手柄包括一些用戶控制器，用於控制流經工作通道的流體流量。
15.根據權利要求1-7中任一項的內窺鏡，其中插入單元的至少一個縱向部分是柔軟和有彈性的。
16.根據權利要求15的內窺鏡，其中的套筒包括一個縱向地設置在套筒內的可充氣氣囊，使得對該氣囊的充氣將使其長度增大，從而使插入單元彎曲。
17.根據權利要求1-7中任一項的內窺鏡，它包括一個固定在比攝像頭更遠的位置上的反射鏡，該位置上在攝像頭的視場之內，該反射鏡的取向相對於攝像頭的光軸是傾斜的，使得攝像頭能獲取從反射鏡反射的圖像。
18.根據權利要求17的內窺鏡，其中從反射鏡反射的圖像包含了準備用內窺鏡進行手術處理的生物結構的區域。
19.一種用於長形醫療探頭的導向機構，它包括至少一個固定在探頭上的可有控制地充氣的元件，其中該元件的縱向長度可根據其充氣情況改變，從而使探頭彎曲。
20.根據權利要求19的機構，其中至少一個可充氣元件包括設置在探頭不同徑向的側壁上的兩個元件，使探頭可分別向相應的不同方向彎曲。
21.根據權利要求20的機構，其中的兩個元件包括分別位在探頭相對側壁上的第一元件和第二元件，使得當第一元件充氣而第二元件放氣時探頭將向固定了第二元件的那個側壁彎曲。
22.根據權利要求19-21中任一項的機構，其中的至少一個可充氣元件包括一個位於其外表面上的可膨脹壁部分，該部分響應於元件的充氣情況而膨脹和收縮。
23.根據權利要求19-21中任一項的機構，它包括一個壓力源，它能以可控方式對可充氣元件加壓，從而控制探頭的彎曲。
24.根據權利要求19-21中任一項的機構，其中的探頭包括一個大體剛性的內窺鏡，該內窺鏡有一個可被導向機構彎曲的柔性部分。
25.根據權利要求24的機構，其中的內窺鏡包括一個一次性套筒，該套筒包括至少一個可充氣元件。
26.一個大體剛性的直腸插入器，它含有一個可插入到患者直腸內的遠端，該插入器還含有一個穿過它的彎曲通道，內窺鏡可以通過該彎曲通道被插入到患者結腸的乙狀結腸部分內。
27.根據權利要求26的插入器，其中插入器的遠端被插入到患者乙狀彎曲的附近，並且其中通道的彎曲使得其遠端的開口是橫向的，從而可以對著乙狀彎曲。
28.根據權利要求27的插入器，其中該插入器可以在直腸內轉動，以使其遠端處的通道開口與大腸對準。
29.一種內窺鏡檢查方法，它包括提供一個長形的大體剛性的插入單元，在該單元的遠端處含有一個視頻攝像頭；在該單元上套上一個一次性套筒，使攝像頭被套筒的一個基本透明的部分覆蓋；把被套筒覆蓋了的插入單元插入到患者的體腔內；以及接收由攝像頭獲取的體腔內部的視頻圖像。
30.根據權利要求29的方法，其中的套上套筒包括套上一個帶有窄小頂端的套筒，並且其中的插入插入單元包括首先把該窄小頂端插入體腔。
31.根據權利要求30的方法，它還包括在插入後打開窄小頂端，以暴露出覆蓋攝像頭的套筒的基本透明部分。
32.根據權利要求31的方法，其中的打開窄小頂端包括使套筒的至少一部分相對於插入單元向近端方向移動，使原來合在一起形成了窄小頂端的兩個或更多個葉片分開。
33.根據權利要求29-32中任一項的方法，其中的接收視頻圖像包括利用視頻攝像頭中的一個光源照明體腔的內部。
34.根據權利要求29-32中任一項的方法，其中的套上一次性套筒包括套上一個其內至少有一個工作通道穿過的套筒。
35.根據權利要求34的方法，它還包括通過使加壓流體流經工作通道對體腔注氣。
36.根據權利要求29-32中任一項的方法，其中的提供插入單元包括提供一個其至少一個縱向部分是柔軟和有彈性的插入單元，並且其中的插入插入單元包括彎曲該柔軟和有彈性的部分。
37.根據權利要求36的方法，其中插入插入單元包括把一個其中穿過一個彎曲通道的插入器插入到體腔內，然後再通過該通道插入插入單元。
38.根據權利要求36的方法，其中的彎曲柔軟和有彈性的部分包括對設置在套筒內的一個可充氣氣囊充氣使該氣囊的長度增大，從而彎曲該部分。
39.根據權利要求29-32中任一項的方法，其中的插入插入單元包括通過患者的肛門插入插入單元。
40.根據權利要求39的方法，其中的接收圖像包括接收直腸內部的圖像。
41.根據權利要求39的方法，其中的接收圖像包括接收乙狀結腸內部的圖像。
42.一種對醫療探頭導向的方法，它包括在探頭上固定一個可充氣元件；以及對該元件進行可控制的充氣以改變其長度，從而使探頭彎曲。
43.根據權利要求42的方法，其中固定可充氣元件包括把多個元件固定在探頭不同的側壁上，使各個元件能引起探頭向不同的相應方向彎曲。
44.根據權利要求42的方法，其中的醫療探頭包括一個其至少一部分為柔性的大體剛性的內窺鏡，並且其中對元件的可控充氣能使內窺鏡的柔性部分彎曲。
45.一種把內窺鏡插入到患者結腸中的方法，它包括提供一個大體剛性的插入器，該插入器有一個近端和一個遠端，並且其中穿過一個彎曲通道，該通道在遠端處有一個橫向的開口；將插入器插入到患者的直腸內，使其遠端到達結腸的乙狀彎曲附近；以及通過通道插入內窺鏡，使之進入乙狀結腸。
46.根據權利要求45的方法，它還包括在把內窺鏡插入插入器之前，轉動插入器使其遠端處的開口對準結腸。
47.根據權利要求45或46的方法，其中插入內窺鏡包括通過通道插入一個柔性內窺鏡。
48.根據權利要求45或46的方法，其中插入內窺鏡包括通過通道插入一個帶有一個柔性部分的大體剛性的內窺鏡，使柔性部分因通道的彎曲而隨之彎曲。
全文摘要
一種視頻攝像內窺鏡(20)包含一個具有一個遠端和一個近端的大體剛性的長形插入單元(22)以及一個固定在插入單元遠端處的視頻攝像頭(30)。一個套筒(26)套在插入單元上並覆蓋了插入單元,該套筒有一個覆蓋著視頻攝像頭的遠端部分,該遠端部分的至少一部分(36)基本上是透明的。
文檔編號A61B1/04GK1283086SQ98812501
公開日2001年2月7日 申請日期1998年11月2日 優先權日1997年11月4日
發明者阿里·阿夫尼, 維京託·萊文, 鮑裡斯·施圖爾, 達恩·奧茲 申請人:賽特萊恩技術有限公司