[发明专利]包括由缆索连接的成对链节部件且容易组装的铰接机构

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求2004年11月24日提交的US临时专利申请No.60/630912的优先权，该申请的内容结合在此以作参考。

技术领域

本发明涉及可容易地组装和拆卸的铰接机构和设备，以及组装这种铰接机构和设备的系统和部件。

背景技术

容易地远程控制、导向和/或操纵器械和工具的能力在许多工业和应用尤其是希望引导器械或工具进入其中不易于用手进行手动导向或否则会带来危险的空间的情况下是大家所关心的。这些可包括其中应用工具或器械的目标位置难以接近的情况例如某些外科手术，或者机器的制造或维修，甚至其中手动接近目标位置受限的商业和家庭使用。其它情况可包括例如其中工作环境对于用户是危险的例如暴露在危险化学物质下的工作空间的工业应用。还另外的情况可包括其中用户处于危险之中例如将工具或器械部署在危险或敌方位置的法律实施或军事应用。其它使用包括休闲、教育或娱乐应用，例如提供物体的远程操纵的玩具。

将外科手术作为说明性示例，手术例如内窥镜和腹腔镜检查，所述检查通常使用从身体外部的位置操纵位于身体内或朝向身体内的目标器官或组织。内窥镜检查术的示例包括乙状结肠镜检查、结肠镜检查、食管胃十二指肠镜检查和支气管镜检查。内窥镜的插入管通过被推进而前进并通过向后拉而缩回。管的尖端可通过扭动和大致向上/向下以及向左/向右运动而被引导。此有限的运动范围常常会使得难以转过锐角(例如在直肠乙状部结肠内)，从而导致患者不舒适并且增加损伤周围组织的危险。腹腔镜检查包括根据解剖标志放置套管针部分。端口的数量通常随预期的手术和用以获得令人满意的组织活动以及操作区域的暴露所要求的器械数量改变。尽管腹腔镜检查术有许多优点，例如术后疼痛较小、早期活动性好、术后粘连减少，但经常难以实现最佳的组织回缩以及通过常规腹腔镜端口的机动性。在一些情况下，这些缺点可能使手术时间增加或者使手术钉和缝合线的安放不精确。还已知将可操纵的导液管用于诊断和治疗。与内窥镜类似，这种导液管包括可在总体受限的运动范围内引导以通过患者的脉管系统的尖端。

已做出许多努力来设计可操纵性较高的内窥镜以及导液管，但它们的运动范围通常有限。例如，Sato的US 3557780、Ailinger等的US 5271381、Alotta等的US 5916146以及Sakai的US 6270453说明了具有可通过致动一组丝线而被弯曲的一个或多个柔性部分的内窥镜器械。这些丝线通过旋转小齿轮(Sato)、操纵旋钮(Ailinger等)、可转向的臂(Alotta等)或者通过滑轮机构(Sato)从器械的近端被致动。Boury等人的US 5916147公开了一种具有四个丝线的可转向导液管，所述丝线在导液管的壁内行进。每个丝线在导液管的不同部分终止。丝线的近端从套管针松弛地延伸出从而可被医生拉动。医生能够通过选择性地拉紧丝线来使导液管成形并从而操纵该导液管。

尽管上述每个设备都可被远程操纵，但是它们的运动范围通常有限。操纵机构的使用比较费力，例如在Boury等的导液管内，其中必须单独拉动每个线以形成导液管。此外，在例如使用旋钮和滑轮机构的内窥镜和可转向导液管的情况下，需要大量训练来熟练操纵设备通过患者的人体。

因此，具有用于可控地引导复杂几何结构的较高远程可操纵性的设备可使器械和工具更高效且精确地前进和布置。这种设备提供更直观和流畅的用户界面以实现这种提高的可操纵性也是有利的。这种设备可在大量行业中在引导、控制和/或操纵器械和工具方面得到广泛应用。这种设备本身可具有娱乐、休闲和教育价值。另外，这种设备由可手动组装的部件形成也是有利的，从而用户可随意地容易地形成具有变化尺寸和特性的设备。

发明内容