[发明专利]用于将柔性细长装置保持在姿势中的系统和方法

说明书

本文公开一系列硬化机构或系统，其有助于或能够保持柔性主体(1010、216、410、420、801)的姿势或形状。这些硬化机构可以是转向机构(500、800)的一部分，可以被单独地致动和/或其本身也可以使柔性细长装置(400)转向。此外，硬化机构可以使用来自传感器(826)系统和/或导航系统的信息以通知控制系统(112、116)，该控制系统随后控制柔性主体(1010、216、410、420、801)的形状的成形和保持，该传感器系统是诸如光纤形式的形状传感器(222、314、426)、沿着柔性装置的长度分布的多个EM传感器(426、826)，该导航系统是诸如传感器系统(108)，其计算医疗器械(诸如柔性主体)在患者的解剖结构内的大概位置和/或递送通过柔性主体(1010、216、410、420、801)的主管腔(411、811)的医疗工具的大概位置。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年6月19日提交的美国临时专利申请序列号62/687,120的权益，其公开内容明确地通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及远程操作系统，并且具体涉及包含使用柔性细长装置的远程操作系统。

背景技术

柔性细长装置可以用于需要进入诸如用于管道的勘探或医疗程序(尤其是微创医疗技术)中的受限开口的领域范围。

微创医疗技术旨在减少医疗程序中受损的组织量，从而减少患者的康复时间、不适感和有害副作用。这样的微创技术可以通过患者解剖结构中的自然孔口或通过一个或多个手术切口执行。通过这些自然孔口或切口，医生可以插入微创医疗器械(包括手术器械、诊断器械、治疗器械或活检器械)以到达目标组织位置。

一种这样的微创技术是使用柔性的和/或可转向的细长装置(诸如柔性导管)，其可以被插入到解剖学通道中并且朝着患者解剖结构内的感兴趣区域导航。在一些应用中，柔性的和/或可转向的细长装置需要保持为特定的形状以实现或改善程序的安全性。提供用于将柔性细长装置保持在期望姿势中的系统和方法的改进将是有利的。

发明内容

本文公开了有助于或能够保持柔性主体的姿势或形状的一系列硬化机构/加强机构(stiffening mechanism)或系统。这些硬化机构可以是转向机构的一部分，可以被单独地致动和/或其本身也能够使柔性细长装置转向。此外，硬化机构可以使用来自传感器系统和/或导航系统的信息以通知控制系统，该控制系统随后控制柔性主体的形状的形成和保持，该传感器系统是诸如光纤形式的形状传感器、沿着柔性装置的长度分布的多个EM传感器，该导航系统是诸如传感器系统，其计算医疗器械(诸如柔性主体)在患者的解剖结构内的大致位置和/或递送通过柔性主体主管腔的医疗工具的大致位置。

一个实施例包括一种柔性细长装置，其具有柔性主体、支撑结构和硬化机构。柔性主体具有近端、远端以及在近端与远端之间延伸的至少一个管腔。柔性主体具有足够的柔性以形成一定的姿势。支撑结构与柔性主体耦连。支撑结构包括串联布置的多个子元件。子元件的至少一部分被配置成当柔性主体屈曲到该姿势中时散开。硬化机构具有沿着柔性主体的至少一部分延伸的至少一个硬化元件，并且被配置成独立于支撑结构而致动。至少一个硬化元件的致动使支撑结构硬化以保持柔性主体的姿势的至少一部分。硬化元件包括配置成接合支撑结构的压缩特征。

在另一个实施例中，支撑结构包括线圈，并且子元件包括线圈的绕组。在另一个实施例中，支撑结构包括脊。

在各种实施例中，硬化机构包括可膨胀系统/可充气系统(inflatable system)，其中可膨胀系统包括配置成接合支撑结构的球囊。球囊可以被配置成在子元件之间延伸。例如，球囊可以被配置成由于施加真空压力而在子元件之间延伸，从而导致球囊塌陷到支撑结构的外部以及塌陷到子元件之间。在另一个实施例中，球囊被配置成由于施加膨胀压力而在子元件之间延伸，从而导致球囊扩张到在支撑结构内限定的内部以及子元件之间。