[发明专利]具有柔性地铰连的链节的铰接机构

说明书

本申请是申请号为200580025153.0的中国专利申请的分案申请，原申请的申请日为2005年5月23日，发明创造名称为“具有柔性地铰连的链节的铰接机构”。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2004年6月7日提交的美国临时申请No.60/577,757的权益，此处该临时申请的内容结合在本公开内容中作为参考。

技术领域

本发明涉及铰接机构及其应用，包括器械和工具的远程操纵、引导和/或操作。

背景技术

能够容易地远程操纵、引导和/或操作器械和工具的能力在许多工业和应用中是有意义的，尤其是在希望将器械或工具导引到不易于用手导引或者会存在风险或危险的工作空间内的情况下。这些可包括应用工具或器械难以到达目标位置的情况，例如手动到达目标位置受限的某些外科手术过程，或机器的制造或修理，乃至商业和家庭使用。其它情况例如可包括工作环境对于使用者而言是危险的工业应用，例如工作空间暴露在危险的化学物质下。其它情况还可例如包括使用者会有危险的法律执行或军事应用，例如将工具或器械部署在危险或敌对位置。

以外科手术过程作为说明性示例，过程例如内窥镜检查和腹腔镜检查通常使用从身体外部的位置在目标器官或组织内操纵或朝该目标器官或组织操纵的器械。内窥镜检查过程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。传统上，内窥镜的插入管可通过向前推动而前进，通过向后拉动而收回。可通过扭曲以及一般的向上/向下和向左/向右运动来指引管的端部。该受限的运动范围往往使得难以通过锐角处（例如在直肠乙状结肠内），会使病人不舒服并增加周围组织受到损伤的危险。腹腔镜检查包括根据解剖标志安置套针工作口（port）。工作口的数量通常根据预期过程以及要获得令人满意的组织松动（mobilization）以及手术区暴露所需的器械的数量而改变。尽管腹腔镜手术存在许多好处，例如术后疼痛较小，下床活动早以及黏连形成减少，但是其往往难以通过腹腔镜工作口实现最优的器官回缩（retraction）以及获得传统器械的最佳可操作性。在某些情况下，这些缺陷会导致手术时间增加或者不精确地放置组件例如缝合器和缝合线。可操纵的导管对于诊断和治疗应用也是公知的。类似于内窥镜，这种导管包括可在一般受限的运动范围内被指引的端部以导引病人的脉管系统。

已经进行了许多尝试来设计具有改进的可操纵性的内窥镜和导管。例如，Sato的U.S.3,557,780、Ailinger等的U.S.5,271,381、Alotta等的U.S.5,916,146以及Sakai的U.S.6,270,453说明了具有一个或多个柔性部分的内窥镜器械，可通过致动一组丝线而使所述柔性部分弯曲。通过旋转小齿轮（Sato）、操作旋钮（Ailinger等）、可操纵臂（Alotta等）或通过滑轮机构（Sato）从器械的近端来致动所述丝线。Boury等的U.S.5,916,147公开了一种可操纵的导管，该导管具有四条在导管的壁内延伸的丝线。每条丝线终止于导管的不同部分。丝线的近端从导管松散地延伸出来从而医生可以拉动它们。医生能够通过选择性地拉紧丝线而使导管成一定形状并从而操纵导管。

尽管上述每种装置都可被远程操纵，但是它们的运动范围一般受到限制。操纵机构的使用还比较麻烦，例如在Boury等的导管中，必须单独拉动每条丝线以使导管成一定形状。此外，在例如使用旋钮和滑轮机构的内窥镜和可操纵导管的情况下，需要进行大量训练以便能够熟练地操作这些装置通过病人的身体。

因此，具有提高的远程可操纵性以便可控制地导引复杂几何形体的装置能使器械和工具更有效且精确地前进和布置。这种装置对于提供更直观和易用的用户接口（interface）以实现这种提高的可操纵性而言也是有利的。这种装置在许多工业领域中在引导、操纵和/或操作器械和工具方面会有广泛应用。这种装置本身还具有娱乐、消遣和教育价值。

发明内容