CN107148235B - 使用配合的导管尖端和工具的装置、***及方法 - Google Patents

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Abstract

一种医疗器械***包括成像探头，成像探头包括终止于成像探头的第一远端处的远侧尖端和设置在第一远端处的透镜。成像探头包括成像探头外表面上的第一密封特征。医疗器械还包括伸长的医疗器械，伸长的医疗器械包括终止于第二远端处的远侧部分并且包括经配置可滑动地接收成像探头的工作通道。工作通道包括工作通道的表面上的第二密封特征。第一密封特征和第二密封特征成形为和配置成彼此接触以防止流体在第一密封特征和第二密封特征之间通过。

Description

使用配合的导管尖端和工具的装置、***及方法
相关申请
本申请要求于2014年9月10日提交的名称为“使用配合的导管尖端和工具的装置、***及方法(DEVICES,SYSTEMS,AND METHODS USING MATING CATHETER TIPS AND TOOLS)”的美国临时专利申请62/048,504的优先权和权益，其全部内容在此以引用方式并入本申请。
技术领域
本公开涉及用于清洁医疗器械的装置、***和方法，更具体地涉及用于控制流体在微创程序期间流入或流出医疗器械的装置、***和方法。
背景技术
微创医疗技术旨在减少在医疗程序期间受损的组织的量，从而减少患者的恢复时间，不适和有害的副作用。这种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更多个手术切口执行。临床医生可以通过这些自然孔口或切口***医疗工具以到达目标组织位置。医疗工具包括诸如治疗器械、诊断器械和手术器械的器械。为了到达目标组织位置，微创医疗工具可以在诸如肺、结肠、肠、肾、心脏、循环***等解剖***中的自然的或经手术创建的通路导航。
微创医疗程序可以依靠可视化***来找到目标位置并执行各种操作。特别地，可视化***可以帮助微创医疗器械在解剖***中的自然的或手术创建的通路中导航，以到达目标组织位置。例如，可视化***可以帮助引导微创医疗器械通过肺、结肠、肠、肾、心脏、循环***等中的自然通路。可以远程操作或以其他方式计算机辅助一些微创医疗器械。在一些情况下，可视化***包括被接收在器械通道或管腔内的成像工具。
在医疗器械导航期间，或在医疗器械所执行的操作期间，可视化***的透镜可能变得被患者组织或流体阻挡或遮蔽。这种阻挡能够使导航或操作更困难，并且已研发了各种方法帮助外科医生将阻挡物从透镜清除。一些类型的医疗装置包括清洁***，其利用从器械的近端延伸至远端的清洁管腔，该清洁管腔终止于延伸超过器械远端的喷嘴。喷嘴被配置为在透镜上递送清洁流体。在其他情况下，外科医生可以横跨患者组织轻刷器械的远端以擦拭积聚的液体。然而，难以保持液体不在器械通道和工具(例如，成像工具)之间汇集，这使得汇集的液体通过毛细作用回至透镜上。另外，在完成医疗程序后，难以有效和高效地对清洁管腔和喷嘴进行清洁。
因此，期望提供在微创医疗程序期间和之后能够有效和高效地清洁与医疗器械相关联的可视化***的医疗装置、***和方法。本文公开的装置、***和方法克服了现有技术的一个或多个缺陷。
发明内容
本发明实施例由以下权利要求概括。
在一个实施例中，医疗器械***包含成像探头，该成像探头包括终止于成像探头的第一远端处的远侧尖端和设置在第一远端处的透镜。成像探头包括成像探头的外表面上的第一密封特征。医疗器械还包含伸长的医疗器械，伸长的医疗器械包括终止于第二远端处的远侧部分，并且包括被配置成可滑动地接收成像探头的工作通道。工作通道包括工作通道表面上的第二密封特征。第一密封特征和第二密封特征被成形并且被配置成彼此接触，以防止流体在第一密封特征和第二密封特征之间通过。
在另一个实施例中，医疗器械***包含成像探头，成像探头包括终止于成像探头的第一远端处的远侧尖端。远侧尖端包括第一密封特征和流体导向表面。***还包含伸长的医疗器械，其具有终止于第二远端处的远侧部分。伸长的医疗器械包括工作通道和工作通道表面上的第二密封特征。第一密封特征和第二密封特征被成形并且被配置成彼此接触，以防止流体在第一密封特征和第二密封特征之间通过。第一密封特征和第二密封特征接触，在流体导向表面和医疗器械的第二远端之间形成间隙，以导向流体使流体从工作通道经过成像探头的远侧尖端。
在另一个实施例中，方法包含将成像探头定位在伸长的医疗器械的工作通道内。成像探头包括具有第一形状的远侧尖端，并且工作通道包括具有第二形状的远侧部分。第一形状和第二形状互补。方法还包括通过在医疗器械的远侧部分内推动成像探头的远侧尖端而选择性地密封成像探头和医疗器械之间的流体通路。
附图说明
当与附图一同阅读时，根据以下详细描述可充分理解本公开的各方面。要强调的是根据工业中的标准实践，各种特征未按比例绘制。实际上，为了讨论清楚起见，可任意地增加或减小各种特征的尺寸。另外，本公开可以在各种示例中重复参考标号和/或字母。该重复是出于简单和清楚的目的，并且本身不指示所讨论的各种实施例和/或配置之间的关系。
图1是示出根据本公开的一个实施例的示例性远程操作医疗***的图。
图2是示出根据本公开的一个实施例的包含内窥镜可视化***的示例性医疗器械***的图。
图3A是根据本公开的一个实施例的示例性医疗器械***的远侧部分的侧面横截面图，所述医疗器械***包括被放置在示例性医疗器械内的示例性工具。
图3B是根据本公开的一个实施例的示例性医疗器械***的远侧部分的透视图，所述医疗器械***包括被放置在示例性导管内的示例性成像探头。
图4是根据本公开的一个实施例的在图3B中示出的示例性导管的远侧部分的透视图。
图5是根据本公开的一个实施例的在图3B中示出的示例性成像探头的远侧部分的透视图。
图6是根据本公开的一个实施例的在图3B中示出的医疗器械***的剖面透视图。
图7是根据本公开的一个实施例的在图3B中示出的医疗器械***的正视图。
图8是根据本公开的一个实施例的示例性成像探头的透视图。
图9是根据本公开的一个实施例的在图8中示出的成像探头的剖面透视图。
图10是根据本公开的一个实施例的包括示例性互锁特征的成像探头的示例性远侧尖端的透视图。
图11是根据本公开的一个实施例的包括示例性互锁特征的示例性导管主体的剖面透视图。
图12是根据本公开的一个实施例的包括被放置在示例性医疗器械内的示例性成像探头的示例性医疗器械***的透视图。
图13是根据本公开的一个实施例的在图12中示出的医疗器械的示例性远侧部分的透视图。
图14是根据本公开的一个实施例的在图12中示出的成像探头的示例性远侧部分的透视图。
图15是根据本公开的一个实施例的在图12中示出的被放置在医疗器械***的医疗器械内的成像探头的剖面侧视图。
图16是根据本公开的一个实施例的包括被放置在示例性医疗器械内的示例性成像探头和示例性互锁特征的示例性医疗器械***的透视图。
图17是根据本公开的一个实施例的在图16中示出的成像探头的示例性远侧部分的透视图。
图18是根据本公开的一个实施例的在图16中示出的医疗器械的示例性远侧部分的透视图。
图19是根据本公开的一个实施例的在图16中示出的被放置在医疗器械***的医疗器械内的成像探头的剖面侧视图。
具体实施方式
为了促进对本公开原理的理解，现将参考附图所示的实施例，并将使用特定语言来描述实施例。然而，应当理解的是并不旨在限制本公开的范围。在以下本发明的方面的详细描述中，提出许多具体细节以提供对公开的实施例的透彻理解。然而，对本领域技术人员显而易见的是，在没有这些具体细节的情况下可以实施本公开的实施例。在其它情况下，未详细描述公知的方法、程序、部件和电路，以免不必要地模糊本发明的实施例的各方面。
本公开所涉及的领域的技术人员通常将会想到的对所描述的装置、器械、方法和本公开原理的任何进一步应用的任何替换和进一步修改都被全部预期。特别地，完全预期的是相对于一个实施例所描述的特征、部件和/或步骤可以与相对于本公开的其他实施例所描述的特征、部件和/或步骤组合。此外，本文提供的尺寸用于特定示例，并且预期可以利用不同大小、尺寸和/或比率以实现本公开的概念。为了避免不必要的描述性重复，根据一个示例性实施例描述的也适用于其他示例性实施例的一个或更多个部件或动作可以被使用或省略。为了简洁起见，将不再单独描述这些组合的多种重复。为了简单，在一些情况下，在整个附图中使用相同的附图标记来指代相同或相似部分。
以下实施例将根据器械和器械的部分在三维空间中的状态来描述各种器械和器械的部分。如本文所使用的，术语“方位”指物体或物体的部分在三维空间中的位置(例如沿笛卡尔X、Y、Z坐标的三个平移自由度)。如本文所使用的，术语“取向”指物体或物体的部分的旋转安置(三个旋转自由度——例如滚转、俯仰和偏转)。如本文所使用的，术语“姿态”指物体或物体的部分在至少一个平移自由度的方位，以及物体或物体的部分在至少一个旋转自由度的取向(最多总共六个自由度)。如本文所使用的，术语“形状”指沿物体所测量的一组姿态、方位或取向。
应当理解的是本文所使用的术语“近侧”和“远侧”参照临床医生，该临床医生操纵从临床医生延伸到手术部位的器械的端部。术语“近侧”指器械的较靠近临床医生的部分，术语“远侧”指器械的较远离临床医生并较靠近手术部位的部分。为了简洁和清楚，关于附图，本文可以使用例如“水平”、“竖直”、“以上”和“以下”的空间术语。然而，手术器械以许多取向和方位使用，并且这些术语不是限制性的和绝对的。
本公开总体涉及使用这样的装置和***，所述装置和***在中空医疗器械内的工作通道尖端和工具尖端之间提供配合表面，以改善在多种医疗程序(包括但不限于诊断、手术和/或治疗程序)中所使用的远程操作医疗***和/或器械的性能和维护。描述了配合的器械通道和工具尖端的几个不同实施例。工具可以包含多种工具中的任何一种，包括但不限于，成像装置和活检器械。在一些实施例中，配合尖端被配置成部分地或完全地密封在一起，以防止流体在工作通道和工具之间汇集。在一些实施例中，配合尖端被配置成在医疗器械和工具之间提供间隙，该间隙允许清洁流体通向工具的远侧尖端。这样的实施例可以通过消除使用具有常规冲洗管腔的器械的需要来增强***在使用后清洁的容易性和效率，具有常规冲洗管腔的器械可能包括小的内直径并且难以清洁。在一些实施例中，配合表面类似地成角度或呈锥形以提供密封，以在不允许清洁流体在医疗器械和工具之间通过的情况下防止流体在工作通道和工具之间汇集。一些实施例包括被配置成将液体从成像工具的表面排除的特征，其中所述表面诸如，作为非限制性示例，是凸起透镜表面或疏水透镜涂层。在一些实施例中，配合表面包括锁结(keying)特征以增强医疗器械和工具之间的互锁并且使工具尖端相对于医疗器械的尖端的旋转最小化。在一些实施例中，锥形器械尖端提供用于活检鞘管和针的配合表面，并且配合表面可以用于在将针***穿过组织时通过防止针从预期轨迹朝向目标组织偏斜来增加活检准确度。
本领域技术人员将认识到本文所描述的装置、***和方法可以用于类似(例如，非远程操作的)应用，以便受益于在医疗程序期间和之后更有效和高效地清洁可视化***。通过利用本文所描述的装置、***和方法，用户可以体验与医疗***的成像器械和/或可视化***的更有效和更高效的交互。
根据各种实施例，可以使用远程操作***引导器械递送来执行医疗程序，诸如活检程序。参照附图的图1，用于例如包括诊断、治疗或手术程序的医疗程序的远程操作医疗***一般由附图标记100指示。如将描述的，本公开的远程操作医疗***处于外科医生的远程操作控制下。在可替换实施例中，远程操作医疗***可以处于被编程为执行程序或子程序的计算机的部分控制下。在其它替换实施例中，处于被编程以执行程序或子程序的计算机的完全控制下的完全自动化医疗***可以用于执行程序或子程序。如图1所示，远程操作医疗***100一般包括被安装到手术台O或靠近手术台O安装的远程操作组件102，患者P被放置在手术台O上。医疗器械***104可操作地耦连到远程操作组件102。操作者输入***106允许外科医生或其他类型的临床医生S观察手术部位的图像或观察表示手术部位的图像并且控制医疗器械***104的操作。操作者输入***106可以被称为主控或外科医生的控制台。
操作者输入***106可以位于外科医生的控制台处，该控制台通常位于与手术台O相同的房间中。然而，应当理解的是外科医生S能够位于与患者P不同的房间内或位于与患者P完全不同的建筑中。操作者输入***106一般包括用于控制医疗器械***104的一个或更多个控制装置。更具体地，响应于外科医生的输入命令，控制***112实现医疗器械***104的伺服机械移动。一个或更多个控制装置可以包括任意数量的各种输入装置中的一个或更多个，例如把手、操纵杆、轨迹球、数据手套、触发枪、手操作控制器、语音识别装置、触摸屏、身体运动或存在传感器等。在一些实施例中，(一个或更多个)控制装置将被提供有与远程操作组件的医疗器械相同的自由度，以向外科医生提供远地现场感(telepresence)，即(一个或更多个)控制装置与器械成一体的感觉，以便外科医生具有直接控制器械好像出现在手术部位处的强烈感觉。在其他实施例中，(一个或更多个)控制装置可以具有比相关联的医疗器械更多或更少的自由度并仍向外科医生提供远地现场感。在一些实施例中，(一个或更多个)控制装置是手动输入装置，其以六个自由度移动，并且可以还包括用于致动器械的可致动手柄(例如，用于关闭抓握钳口，将电势施加至电极，递送药物治疗等)。
远程操作组件102支撑医疗器械***104，并且可以包括一个或更多个非伺服控制连杆的运动学结构(例如，可以手动定位并锁定在合适位置的一个或更多个连杆，一般称为装配结构(set-up structure))和远程操作操纵器。远程操作组件102包括驱动医疗器械***104上的输入的多个马达。这些马达响应于来自控制***(例如，控制***112)的命令而移动。马达包括驱动***，其在耦连到医疗器械***104时，可以将医疗器械推进到自然或手术创建的解剖孔口中。其它机动驱动***可以在多个自由度内移动医疗器械的远端，所述自由度可以包括三个线性运动度(例如，沿X、Y、Z笛卡尔轴线的线性运动)和三个旋转运动度(例如围绕X、Y、Z笛卡尔轴线的旋转)。此外，马达能够用于致动器械的可铰接末端执行器，用于抓握活检装置的钳口等装置中的组织。
远程操作医疗***100还包括图像捕获***108，其具有用于捕获来自医疗器械***104的远端处的手术工作空间的图像的一个或更多个子***。***操作者查看由图像捕获***108捕获的图像，该图像被呈现用于在可操作地耦连到或结合到操作者输入***106中的显示***110上进行观看。显示***110显示由图像捕获***108的子***所产生的手术部位和(一个或更多个)医疗器械***104的图像或表示。显示***110和操作者输入***106可以被取向以便操作者能够通过远地现场感的感觉来控制医疗器械***104和操作者输入***106。显示***110可以包括多个显示器，诸如用于向操作者的每只眼睛呈现分离的图像的分离的右显示器和左显示器，从而允许操作者观看立体图像。
在一些实施例中，如图1所示，远程操作医疗***100还包括用于通过医疗器械***104递送或排出流体的流体管理***109。例如，流体管理***109可以包括用于将空气、二氧化碳或盐水递送通过器械以清洁器械的远端的流体递送***。流体管理***109还可以包括从患者工作区移除流体和碎屑的抽吸***。在其它实施例中，远程操作医疗***100缺少流体管理***109。在各种实施例中，流体管理***用于保持导管和器械之间的低的正压力，以充分防止或最小化从患者解剖结构进入到工作通道的流体移动。可以施加这种低正压，使得几乎没有流体被从流体管理***递送到患者解剖结构。
可替换或附加地，显示***110可以呈现手术部位(和/或解剖部位)的图像，该图像可以通过使用成像技术在术前或术中记录和/或成像，成像技术诸如是计算机断层摄影术(CT)、磁共振成像(MRI)、荧光透视、热敏成像、超声、光学相干断层扫描(OCT)、热成像、阻抗成像、激光成像、纳米管X射线成像等。所呈现的术前或术中图像可以包括二维、三维或四维(包括例如基于时间或基于速度的信息)图像和用于再现该图像的相关联的图像数据集。
远程操作医疗***100还包括控制***112。控制***112包括至少一个存储器和至少一个处理器(未示出)，并且典型地包括多个处理器，用于实现医疗器械***104、操作者输入***106、图像捕获***108和显示***110之间的控制。控制***112还包括编程指令(例如，存储指令的计算机可读介质)，以实现根据本文公开的各方面所描述的一些或全部方法。虽然控制***112在图1的简图中示出为单个块，但是该***可以包括两个或更多个数据处理电路，其中一部分处理可选地在远程操作组件102上执行或邻近远程操作组件102执行，另一部分处理在操作员输入***106等处执行。可以采用广泛多样的集中或分布式数据处理架构中的任何一种。类似地，编程指令可以被实现为多个单独的程序或子程序，或者它们可以集成到本发明所述的远程操作***的多个其他方面。在一个实施例中，控制***112支持无线通信协议，诸如蓝牙、IrDA、家用射频(Home RF)、IEEE 802.11、DECT和无线遥感技术。
在一些实施例中，控制***112可以包括接收来自医疗器械***104的力和/或扭矩反馈的一个或更多个伺服控制器。响应于反馈，伺服控制器将信号发送至操作者输入***106。当(一个或更多个)医疗器械***104通过体内的开口延伸至患者体内的内部手术部位时，(一个或更多个)伺服控制器还可以发送指示远程操作组件102移动医疗器械***104的信号。可以使用任何合适的常规或专用伺服控制器。伺服控制器可以与远程操作组件102分离或集成。在一些实施例中，伺服控制器和远程操作组件被提供作为邻近患者身体放置的远程操作臂推车的一部分。
远程操作医疗***100还可以包括可选的操作和支持***(未示出)，诸如照明***、转向控制***、冲洗***和/或抽吸***。在可替换实施例中，远程操作***可以包括多于一个远程操作组件和/或多于一个操作者输入***。操纵器组件的确切数量将取决于手术程序和手术室内的空间限制等其他因素。操作者输入***可以被并置，或它们可以被放置在不同的位置。多个操作者输入***允许多于一个操作者以各种组合控制一个或更多个操纵器组件。
图2示出了医疗器械***200，其可以被用作在自然孔口或手术所创建的孔口处***患者体内的远程操作医疗***100的医疗器械***104。可替换地，医疗器械***200可以用于非远程操作探索程序或涉及传统手动操作的医疗器械的程序，例如内窥镜检查。
器械***200包括耦连到器械主体204的导管***202。导管***202包括具有近端217和远端或尖端部分218的伸长的柔性导管主体216。柔性主体216具有直径D1的工作通道219。工作通道或工具通道219的大小可以被设计以接收器械或工具和/或导向流体通过柔性主体。在一个实施例中，柔性主体216具有约3mm的外直径。其他柔性主体外直径可以更大或更小。在一个实施例中，柔性主体216具有约2mm的内直径(即，工作通道219具有约2mm的内直径D1)。其他工具通道内直径可以更大或更小。主体216在远端218和近端217之间的整个长度可以被有效地分成段224。
医疗器械***可以可选地包括方位传感器***220。方位传感器***220可以是EM传感器***的部件，其中该传感器220包括可经受外部产生的电磁场的一个或更多个导电线圈。
导管***202可以可选地包括形状传感器222，用于确定远端218处的导管尖端的和/或沿着主体216的一个或更多个段224的方位、取向、速度、速率、姿态和/或形状。形状传感器222可以包括与柔性导管主体216对准的光纤(例如，被提供在内部通道(未示出)内或安装在外部)。在一个实施例中，光纤具有约200μm的直径。在其他实施例中，该尺寸可以更大或更小。形状传感器***222的光纤形成用于确定导管***202的形状的光纤弯曲传感器。
柔性导管主体216包括大小和形状被设计成接收辅助器械226(未示出)的一个或更多个工作通道。例如，在一些实施例中，辅助器械226可以被接收在工作通道219内。辅助器械可以包括例如图像捕获探头、活检器械、激光消融纤维或其他手术工具、诊断工具或治疗工具。辅助工具可以包括具有单个工作构件的末端执行器，诸如解剖刀、钝刀片、光纤或电极。其它末端执行器可以包括例如镊子、抓紧器、剪刀或施夹钳。电激活的末端执行器的示例包括电外科电极、换能器、传感器和诸如此类。
在各种实施例中，辅助工具226可以是图像捕获探头(例如，下面参考图3B描述的成像探头300)，诸如内窥镜，其包括远侧部分，该远侧部分在柔性导管主体216的远端218处或附近具有立体或单视相机，以捕获由图像捕获***108处理以用于显示的图像(包括视频图像)。图像捕获探头可以包括耦连到相机以用于发送所捕获的图像数据的线缆。可替换地，图像捕获器械可以是耦连到图像捕获***108的光纤束，例如纤维镜。图像捕获器械可以是单光谱或多光谱的，例如以捕获可见光、红外光或紫外光谱中的一个或更多个图像数据。
辅助器械226可以容纳在该器械的近端和远端之间延伸以可控地弯曲器械的远端的线缆、联动装置或其它致动控制装置(未示出)。在美国专利号7,316,681(于2005年10月4日提交)(公开了“具有增强的敏捷性和敏感性的用于执行微创手术的铰接式手术器械(Articulated Surgical Instrument for Performing Minimally Invasive Surgerywith Enhanced Dexterity and Sensitivity)”)和美国专利申请号12/286,644(于2008年9月30日提交)(公开了“用于手术器械的被动预载和主动轴驱动(Passive Preload andCapstan Drive for Surgical Instruments)”)中详细描述了可转向器械，其全部内容通过引用并入本文。
柔性导管主体216还可以容纳在壳体204和远端218之间延伸以可控地弯曲远端218(例如通过远端的虚线描绘所示)的线缆、联动装置或其它转向控制装置(未示出)。在美国专利申请号13/274,208(于2011年10月14日提交)(公开了“具有可移除的可视探头的导管(Catheter with Removable Vision Probe)”)中详细描述了可转向导管，其全部内容通过引用并入本文。在通过远程操作组件致动器械***200的实施例中，壳体204可以包括可移除地耦连到远程操作组件的机动驱动元件并从其接收功率的驱动输入。在手动地操作器械***200的实施例中，壳体204可以包括抓握特征、手动致动器或用于手动地控制器械***的运动的其他部件。导管***可以是可转向的，或者，可替换地***可以是不可转向的，其中不具有用于操作者控制器械弯曲的集成机构。同样或替代地，在柔性主体216的壁中限定了一个或更多个管腔，其中医疗器械能够通过该管腔在目标手术位置部署和使用。
在各种实施例中，医疗器械***200可以包括在肺的检查、诊断、活检或治疗中使用的柔性支气管器械，诸如支气管镜或支气管导管。***200还适合于经由自然或手术创建的连接通路对多种解剖***中的任一种中的其他组织进行导航和治疗，所述多种解剖***包括结肠、肠、肾、脑、心脏、循环***等等。在各种实施例中，医疗器械可以包括刚性插管(例如，刚性内窥镜)而不是柔性导管。
在图2的实施例中，在远程操作医疗***100内远程操作医疗器械***200。在替换的实施例中，可以用直接操作者控制装置代替远程操作组件102。在直接操作替换方案中，可以包括用于器械的手持操作的各种手柄和操作者界面。
为了正确地操作，导管***202或其他导管器械、支气管镜或内窥镜的远端应理想地保持无阻挡物或在使用期间经常清除阻挡物。患者流体(例如，黏液或血液)、组织或烧灼烟雾在成像探头的透镜上或在工作通道219的开口处的积聚可以妨碍使用该器械的程序的安全和时间有效的性质。一些清洁方法涉及通过专用清洁管腔将流体(例如，气体或盐水)喷射到瞄准透镜的喷嘴，抵靠患者组织擦过导管***202的远端218以移除碎屑，或从患者处移除器械(例如，辅助器械226和/或导管主体216)并物理地擦拭远端以去除碎屑。所有这些程序都存在各种缺点，包括时间的损耗和碎屑的无效清除，这能够同时影响患者安全和成本效益。如上所述，当使用擦过方法时，难以保持患者流体、清洁流体等不进入器械通道和工具(例如，成像工具)之间。然后，流体可能汇集在器械通道内并且随后通过毛细作用回到透镜上。此外，在完成医疗程序后，难以有效且高效地对清洁管腔和喷嘴进行清洁。而且，在将器械***患者管腔(例如，肺的气道通路)并且器械尖端的外直径完全或基本上填塞患者管腔的内直径，从而密封器械尖端远侧的解剖区域的情况下，使用从延伸超过器械的远端的喷嘴出现的喷射流体来清洁远端可能是不可取的。被喷射以清洁器械尖端的流体可以造成解剖区域的密封部分过度膨胀并使周围组织破裂。例如，如果器械是在肺中使用的支气管镜，则被嵌入的器械隔离的肺区域可能经历肺壁或胸膜的破裂，导致气胸。根据本发明所述的装置、***和方法，导管主体216和辅助器械226之间的配合配置允许更有效且高效地使用和清洁导管***202。
图3A是根据本公开的一个实施例的包括放置在示例性医疗器械260内的示例性工具255的示例性医疗器械***250的侧面横截面图。医疗器械260可以与图2所示的导管***202相同。在图示的实施例中，医疗器械260被示出为伸长管。在其他实施例中，医疗器械260可以包括多种医疗器械中的任何一种，包括但不限于内窥镜、支气管镜、柔性导管和刚性递送器械。根据图3A所示的本示例，医疗器械260包括工具255延伸通过的工具通道265。
在图示的实施例中，当工具255在医疗器械260内被完全推动时，工具255的远端270与医疗器械260的远端275基本上共面。在其他实施例中，当工具255在医疗器械260内被完全推动时，工具255的远端270可以被放置成稍微地靠近或稍微地远离医疗器械260的远端275。
医疗器械***250包括密封特征280、285，密封特征280、285被成形并且被配置成分别选择性地密封工具255的远端270和医疗器械260的远端275之间的空间。如图3A所示，工具255被成形并且被配置成可滑动地接收在医疗器械260的工作通道265内。在图示的实施例中，工作通道265包括密封特征280，并且工具包括密封特征285。密封特征280、285被成形为互补元件，其配合在一起以防止或最小化流体从远端270，275通过进入工作通道265。在图示的实施例中，密封特征280、285被成形为凸出部、倒角表面或斜面。在其他实施例中，密封特征280、285可以包括多种元件中的任何一种，所述多种元件被成形并且被配置成相互作用或配合以分别选择性地密封工具255的远端270和医疗器械260的远端275之间的空间或间隙。在一些实施例中，密封特征280、285包括配合的三维突出物和凹痕、纹理表面或锥形表面。
工具255的密封特征285被成形为与器械260的密封特征580的至少一部分互补或配合。在这方面，密封特征280、285可以分别围绕工作通道265的内表面290和工具255沿周向延伸360度。在其它实施例中，密封特征280、285可以分别围绕工作通道265的内表面290和工具255沿周向延伸少于360度，从而允许流体通过密封特征不配合的区域。在一些情况下，当工具255被完全推动通过工作通道265时，密封特征280和285配合或彼此接触，以防止流体在工具255和工作通道265之间汇集(例如，作为非限制性示例，当用户抵靠患者组织擦拭器械260的远端275时，防止流体的回流，该流体包括从工作通道265出现的流体以及源自患者的流体)。
在一些实施例中，密封特征280、285还用作互锁特征，其协作或配合以将工具255对准并放置在工作通道265的中心和/或与器械260的远端275齐平。在一些实施例中，密封特征280、285包括附加的互锁特征，诸如协作或配合以将工具255对准并放置在工作通道265的中心并且与器械260的远端275齐平的凸出或凹痕。其它实施例可以包括各种密封特征280、285中的任一种，所述各种密封特征被成形并被配置成彼此接触以至少部分地防止流体在工作通道265和工具255之间(例如，接触区域)通过。
图3B是根据本公开的一个实施例的包括位于示例性医疗器械310内的示例性成像探头300的示例性医疗器械***305的透视图。图4是根据本公开的一个实施例的在图3B中显示的医疗器械310的远侧部分312的透视图。图5是根据本公开的一个实施例的在图3B中显示的成像探头300的远侧部分314的透视图。
医疗器械310可以与图2中所示的导管***202相同。在图示的实施例中，医疗器械310被显示为柔性伸长管。在其他实施例中，医疗器械310可以包括各种伸长的医疗器械中的任一种，包括但不限于，内窥镜、支气管镜、柔性导管以及刚性递送器械。根据图3B和图4中所示的本示例，医疗器械310包括导管主体315，其包含伸长的成像探头300延伸通过的工作通道320。在图示的实施例中，工作通道320包括在器械310的导管主体315内形成的中空管状空间。工作通道320包含远侧内直径D2。在一个实施例中，远侧内直径D2测量值大约为2mm。其他的远侧内直径D2可以更大或更小。在图示的实施例中，医疗器械310包含在导管主体315的远端325处终止的锥形远侧段321。在其他的实施例中，远侧段321不是锥形的。在一些实施例中，远侧段321由不透射线材料形成，当医疗器械310被移动通过患者的身体时，这种材料可以帮助用户看到并且引导导管主体315的远侧段321的导航。在一些实施例中，锥形远侧段321由金属形成。
在图示的实施例中，成像探头300包含两个独立的照明元件323。照明元件323可以包括经配置超过成像探头300的远端326以对患者组织(例如，被成像探头300成像的组织)照明的照明纤维。尽管图示实施例包含2个照明元件323，但是其他实施例也可以包含任何数量的照明原件，或者可以完全缺少照明原件。
成像探头300包含成像表面或透镜330。在各个实施例中，透镜330可以包含基本平坦的成像表面或弯曲的成像表面。在各种实施例中，透镜330可以与成像探头300的远端326基本上共面，或从成像探头300的远端326稍微凸起。例如，在一些实施例中，透镜330能够超过成像探头300的远端326的其余部分向远侧突出。
在一些实施例中，医疗器械***305包括被成形并被配置成选择性地密封成像探头300的远端和医疗器械310的远端之间的空间的密封特征。如图3B和图5所示，成像探头300被成形并且被配置成可滑动地接收在医疗器械310的工作通道320内。如图4和图6所示，在图示的实施例中，工作通道320包括被成形为导管主体315的远端325处的内部凸出部、倒角或斜面的密封特征332。密封特征332围绕导管主体315的内表面510沿周向延伸360度。如图5和图6所示，成像探头300的远端326包括被成形为外斜面的匹配或互补密封特征334。斜面334可以围绕远端326沿周向延伸360°，或者，如图5所示，可以在周向端部345和346之间沿周向延伸小于360°。成像探头300的密封特征334被成形为与导管主体315的密封特征332的至少一部分互补或配合。在一些情况下，当成像探头300通过工作通道320被完全推动时，密封特征332和334彼此配合或接触，以防止流体在成像探头300和工作通道320之间汇集(作为非限制性示例，当用户抵靠患者组织擦拭导管主体的远端325时，防止流体从透镜330的区域回流至导管主体315的远侧段321，所述流体包括从工作通道320出现的流体以及源自患者的流体两者)。此外，低正压可以被施加到导管和成像探头之间的工作通道，以进一步防止源自患者解剖结构的流体的流入。
在一些实施例中，密封特征332和334还用作互锁特征，其协作或配合以将成像探头300对准并放置在工作通道320的中心并与导管主体315的远端325齐平。在一些实施例中，密封特征332和334包括附加的互锁特征，诸如协作或配合以将成像探头300对准并放置在工作通道320的中心并与导管主体315的远端325齐平的凸出或凹痕。其他的实施例可以包含各种密封特征332、334中的任一种，所述密封特征被成形且被配置成互相接触以至少部分地防止流体在工作通道320和成像探头300之间(例如，在接触区域)通过。一些实施例可以缺少内部斜面和外部斜面。例如，一些实施例可以包含这样的密封特征，其包括类似的锥形互补的表面，该表面被成形且被配置成沿着工作通道和成像探头的一部分互相接触(例如，工作通道的锥形内表面和成像探头的锥形外表面)。参考图12-15将在下文更详细的描述这种实施例。
在图示实施例中，工作通道320的远侧内直径D2的大小被设计成使成像探头300的远端326的远侧行进在越过导管主体315的远端325时停止。因此，成像探头300的远端326不会延伸超过导管主体315的远端325。这种配置允许用户通过例如抵靠着患者的组织擦拭医疗器械310的末端来擦去积聚的流体和其他碎屑，而不会不适当地损坏患者组织或者将汇聚流体积聚在成像探头300和工作通道320之间。
在其他的实施例中，成像探头300的透镜330的一部分可以延伸越过导管主体315的远端325。这种配置可以在清洁流体从工作通道320中出现时吸引更多的清洁流体流过透镜330，如参考图6在下文更详细描述的。
如图5所示，透镜330上可以具有阻挡物335。阻挡物335可以包含阻挡了通过可视化***的视野的遮盖物质或物体。例如，患者组织或患者流体(诸如血液或黏液)可以沾到透镜330的表面并且遮盖透镜330的表面。透镜330上的阻挡物335可以在被成像探头300接收且被显示给用户的图像内看见。
在一些情况下，如图5所示，透镜330的表面可以被涂覆有疏水涂层340。疏水涂层减小了液体物质沾附到透镜330的表面的程度。例如疏水透镜涂层或表面340上的液体物质(例如，阻挡物335)可更加可能地形成圆形珠335a，其为阻力形成更多表面积。具体地，平行于表面340喷射的流体将捕获更多的珠状阻挡物，并且更有效地移动或移去阻挡物335、335a。因此，通过将疏水涂层340施加到透镜330的表面，可以更高效地从透镜330的表面移除阻挡物。
图6是图3B所示的医疗器械***305的剖面透视图，其示出成像探头300被放置在导管主体315的工作通道320内。如图6充分所示，医疗器械***305通过允许清洁流体流从工作通道320流动经过成像探头300的镜片330来提供清洁成像探头300的装置。特别地，如图4-6所示，成像探头300包括具有倾斜喷嘴部505的远侧尖端500。倾斜喷嘴部在周向端部345，346之间延伸。远侧尖端500可以由金属或另一种基本上坚固的材料形成，诸如玻璃、透明塑料或不透明塑料。不同于在远侧尖端500处具有均匀圆形廓形和均匀外直径D3(图5)，远侧尖端500具有凹口或缩进去的廓形，并且外直径D3在倾斜喷嘴部505处减小。如图6所示，远侧尖端500的外直径D3从靠近倾斜喷嘴部505的外直径D4到远离倾斜喷嘴部505的外直径D5逐渐减小。
倾斜喷嘴部以角度α向下成角度。在图示的实施例中，角度α测量约60°。在其他实施例中，角度α可以大于或小于60°。喷嘴部505的形状或轮廓以及角度α可以被优化，以使对穿过喷嘴部505的流体流动的破坏最小化，并且保持流动尽可能接近成像探头300的外表面507(例如，远端326和透镜300)。在所描绘的实施例中，喷嘴部505具有弯曲的斜面，但在替代实施例中可以具有平坦或纹理斜面。为了增加流体和喷嘴部的表面之间的柯恩达效应，喷嘴部的表面可以起纹理(例如，波状或起皱)，以吸引穿过表面和透镜的流体流动。
图示的配置使得清洁流体能够从工作通道320流动到倾斜喷嘴部505上并且流过透镜330，以清除透镜330的任何碎屑(例如，图5所示的阻挡物335)。在一些实施例中，角度α可以被配置成导向来自空间508的流体使其平行地流动到透镜330的表面。作为非限制性示例，流体可以是盐水、二氧化碳或空气。流体可以被递送通过在倾斜喷嘴部505和导管主体315的内表面510之间形成的空间508。空间508(即，倾斜喷嘴部505的外表面507和工作通道320之间的间隙)提供用于将清洁流体递送到透镜330的管道。在一些情况下，空间508在倾斜喷嘴部505和工作通道320的密封特征332之间的测量值为0.002英寸。该测量值仅用于示例性目的，并且其它尺寸被预期。密封特征(或斜面)332和334用于防止流体通过由倾斜喷嘴部505形成的空间508之外的区域离开工作通道320。在一些实施例中，图2所示的流体管理***109可以通过空间508提供短的突发式的高压流体，以清洁透镜330，如在临时美国专利申请号62/037,299描述的，其通过引用并入本文。除了短脉冲式的高压流体之外，低压流体流可以用于防止流体从患者解剖结构进入工作通道。压力可以是恒定的并且足够低以将患者流体保持在外，而不会明显增加患者的内部解剖管腔或通路的负担。高压、短脉冲将被添加至恒定的低压。
图7示出了医疗器械***305的正视图，其示出成像探头300放置在导管主体315的工作通道320内。图7更清楚地示出在倾斜喷嘴部505和导管主体315的内表面510之间所形成的空间508。
在一些实施例中，成像探头包括透明远侧尖端，如图8和图9所示。图8示出根据本公开的一个实施例的示例性成像探头600的透视图。图10示出了根据本公开的一个实施例的沿图8所示的线9-9截取的成像探头600的剖面透视图。除了本文所述的差异之外，成像探头600基本上类似于图3B-7所示的成像探头300。特别地，图8示出成像探头600的远侧部分605，远侧部分605包括轴部608和在远端612处终止的透明远侧尖端610。透明远侧尖端610提供完全围绕并保护成像探头600的透镜615(和照明光纤616)的透明观看“窗口”，同时允许用于成像探头600的透明可视化路径(和照射路径)。透明远侧尖端610提供基本上平滑的表面，这可以减少碎屑的积聚并且对将碎屑从尖端610冲洗掉进行改善。透明远侧尖端610可以由各种光学透明材料中的任一种形成，包括但不限于玻璃和塑料。在一些实施例中，透明远侧尖端610被直接结合到成像探头600的相机或成像装置614。如图8所示，透明远侧尖端610包括倾斜喷嘴部620，其基本上类似于图5和图6所示的倾斜喷嘴部505。当成像探头600与例如医疗器械310的医疗器械组合使用时，清洁流体可以被递送通过在透明远侧尖端610的倾斜喷嘴部620和医疗器械的内表面(例如，导管主体315的内表面510)之间形成的空间(未示出)。与图6所示的实施例相反，成像探头600经配置将清洁流体导向到透明远侧尖端610的远侧表面625上，而不是透镜615本身的表面。
在一些实施例中，如上所述，医疗器械***305包括被设置在成像探头300和医疗器械310中的每个上的对应互锁特征，其被成形并被配置成选择性地配合或可释放地互锁成像探头300和医疗器械310。例如，如上面关于图3B所提到的，在一些实施例中，密封特征332，334能够用作互锁特征以及密封特征。在一些情况下，第一互锁特征被设置在医疗器械310上，第二互锁特征被设置在成像探头300上，并且第一互锁特征和第二互锁特征被配置成以预定布置配合并可释放地互锁医疗器械310和成像探头300。在一些情况下，互锁特征实现成像探头300在工作通道320内高效且准确的对准，并且在一些情况下，限制成像探头300在工作通道320内的旋转。图10和图11示出了互锁特征的两个附加示例。
图10示出包括互锁特征705的示例性远侧探头尖端700。远侧探头尖端700可以与图5所示的远侧尖端500相同，除了增加了互锁特征705。在图示的实施例中，互锁特征705包括设置在远侧探头尖端700的外表面708上的半圆柱形突出物。互锁特征705可以包括一段金属丝、聚合物杆、玻璃纤维或其它合适的刚性或半刚性构件。互锁特征可以是如图示的实施例中所示的半圆柱形形状，或可以包括多种其它形状中的任一形状，包括但不限于伸长的平坦或弯曲表面。在图示的实施例中，互锁特征705沿远侧探头尖端700的长度的至少一部分延伸。在其它实施例中，互锁特征705可以沿成像探头的轴(例如，图8和9所示的轴608)的一部分延伸。互锁特征705可以与远侧探头尖端700一体形成，或可以通过粘合剂和/或其他机械耦连粘接到远侧探头尖端700。互锁特征705经配置与工作通道320(例如，图6所示)的内表面510上的对应互锁特征710(未示出)配合，以将探头与医疗器械310适当对准，并且在一些情况下，限制远侧探头尖端700相对于医疗器械310(至少在互锁特征705的位置处)的扭转。例如，互锁特征710可以包括在工作通道320的内表面510内的凹痕或通道，其具有与互锁特征705互补的凹形、半圆柱形轮廓。
图11示出包括互锁特征805的示例性导管主体800的透视剖视图。导管主体800可以与图4所示的导管主体315相同，除了增加了互锁特征805。在图示的实施例中，互锁特征805包括具有梯形形状的凹痕或槽805的周向凸缘。互锁特征805被设置在导管主体800的工作通道810的内表面808上。内表面808可以对应于工作通道320(例如，图6所示)的内表面510。互锁特征805可以包括任何数量和布置的槽或凹痕，其具有各种形状或外形的任一种，例如作为非限制性示例，曲线、波浪、新月形或多边形。在图示的实施例中，互锁特征805被设置在工作通道810的远侧部分810处，邻近导管主体800的远端815。在其它实施例中，互锁特征805可以被设置在导管主体800的较近侧部分。互锁特征805经配置与成像探头的外表面(例如，图10所示的远侧探头尖端700的外表面708)上的对应互锁特征820(未示出)配合，以正确地对准成像探头和导管主体800，并且在一些情况下，限制远侧探头尖端相对于导管主体800(至少在互锁特征805的位置处)的扭转。例如，互锁特征820可以包括成像探头的外表面上的一个突出物或具有多个突出物的凸缘，并且突出物可以具有与互锁特征805的形状或廓形互补的形状或廓形。在一些情况下，具有重复图案的凸缘或周向互锁特征(诸如互锁特征820)允许用户更高效且容易地互锁成像探头和导管，因为较少的旋转对于找到互锁特征或锁结特征来说是必要的。
在一些实施例中，互锁特征(诸如作为非限制性示例，关于图10讨论的互锁特征705、710和关于图11讨论的互锁特征805、820)防止或最小化液体在工作通道320和成像探头300之间汇集。在一些情况下，如果用户在具有Touhy阀的成像探头的轴上采用近侧夹具状装置，则摩擦能够防止成像探头300相对于工作通道320旋转，这可以允许图像相对于模型和3D空间的旋转参考。如果摩擦不足以防止成像工具300相对于工作通道320旋转，则互锁特征可以被配置为除了提供互锁功能之外还提供锁结功能(例如，如图16-18所示)。
图12-15示出示例性医疗器械***900的不同部件部分和透视图，该医疗器械***900并未被配置成以上参考图3B所示的医疗器械***305所述的方式递送清洁流体。图12是根据本公开的一个实施例的示例性医疗器械***900的透视图，该示例性医疗器械***包括被放置在示例性医疗器械910内的示例性成像探头905。图13是根据本公开的一个实施例的图12所示的医疗器械910的远侧部分912的透视图。图14是根据本公开的一个实施例的图12所示的成像探头905的远侧部分914的透视图。图15是根据本公开的一个实施例的被放置在医疗器械910内的成像探头905的剖面侧视图。除了本发明所述的差异之外，医疗器械910基本上类似于上述医疗器械310。类似地，除了本发明所述的差异之外，成像探头905基本上类似于上述成像探头300。特别地，医疗器械910和成像探头905形状和大小经设计以具有配合的锥形远侧部分，其经配置防止流体在医疗器械910和成像探头905之间汇集(例如，并因此防止汇集的流体再次污染成像探头905)。医疗器械910和成像探头905的远侧部分的锥形廓形是密封特征，该密封特征被成形并被配置成选择性地密封医疗器械910和成像探头905之间的空间。此外，低正压可以被施加至导管和成像探头之间的工作通道，以进一步防止流体从患者解剖结构流入。
医疗器械910可以与图2所示的导管***202相同。在一些情况下，医疗器械910是柔性的伸长导管。在其他实施例中，医疗器械910可以包括各种伸长的医疗器械中的任何一种，包括但不限于内窥镜、支气管镜、柔性导管和刚性递送器械。根据图12和图13所示的该示例，医疗器械910包括导管主体915，其包括伸长的成像探头905延伸通过其中的工作通道920。在一些实施例中，导管主体的至少一部分(例如，远侧部分)由不透射线材料形成，这可以帮助用户观察并引导医疗器械910穿过患者身体的导航。
在图示的实施例中，工作通道920包括在器械910的导管主体915内所形成的中空管状空间。在图13中的图示实施例中，工作通道920包括在导管主体915的远端925处终止的锥形远侧段927(即，具有锥形内直径)。工作通道920在导管主体915的远端925处包括远侧内直径D6。在一个实施例中，远侧内直径D6测量值约1.8mm。其他远侧内直径D6可以更大或更小。例如，1.5mm和2.0mm的内直径可以是合适的。如图15最佳示出的，锥形远端段927的内直径从近侧内直径D7减小到远侧内直径D6。在一个实施例中，远侧内直径D7测量值约2.4mm。其他远侧内直径D7可以更大或更小。例如，2.0mm或2.5mm的内直径可以是合适的。
在一些实施例中，医疗器械***900包括锁结特征(如以下参照图16-18所述)，该锁结特征被成形并被配置成选择性地配合或可释放地互锁成像探头905和医疗器械910。
在图示的实施例中，成像探头905包括两个单独的照明元件923。照明元件923可以包括照明光纤，其经配置照射越过成像探头905的远端926的患者组织(例如，通过成像探头905成像)。尽管图示的实施例包括2个照明元件923，但其他实施例可以包括任何数量的照明元件或可以完全缺少照明元件。
成像探头905包括成像表面或透镜930。在各种实施例中，透镜930可以包括基本平坦的成像表面或弯曲的成像表面。在各种实施例中，透镜930可以与成像探头905的远端926基本上共面，或从成像探头905的远端926稍微凸起。例如，在一些实施例中，透镜930能够越过成像探头905的远端926的其余部分向远侧突出。这些配置允许用户抵靠患者组织擦拭透镜930，以清除透镜330的碎屑。如以上关于透镜330所述，在一些情况下，透镜930可以涂覆有疏水涂层940，如图14所示。通过将疏水涂层940施加到透镜930的表面以使液体与透镜930排斥，可以更高效地将阻挡物从透镜930的表面移除。
如图12、图14和图15所示，成像探头905被成形并被配置成可滑动地接收在医疗器械910的工作通道920内。在图示的实施例中，工作通道920的形状和远侧内直径D6被成形并且大小被设计成使成像探头905的远端926越过导管主体915的远端925时停止向远侧行进。因此，在图示的实施例中，成像探头905的远端926不延伸超过导管主体915的远端925。该配置使对患者组织的损伤最小化，并且允许用户通过例如抵靠患者组织而擦拭医疗器械910的端部以将积聚的流体和其它碎屑从透镜930擦拭掉。在其它实施例中，如上所述，成像探头905的透镜930的一部分可以延伸越过导管主体915的远端925。
在图14和15中图示的实施例中，成像探头905包括在成像探头905的远端926处终止的锥形远侧段945(即，具有锥形外直径)。成像探头905在成像探头905的远端925处包括远侧外直径D8。在一个实施例中，远侧外直径D8测量值约1.8mm。其他远侧外直径D8可以更大或更小。例如，1.5mm或2.0mm的外直径可以是合适的。在一些实施例中，远侧外直径D8稍小于工作通道920的远侧内直径D6。如图15最佳示出的，锥形远侧段945的外直径从近侧外直径D9减小到远侧外直径D8。在一个实施例中，远侧外直径D9测量值约为2.4mm。其他远侧内直径D9可以更大或更小。例如，2.0mm或2.5mm的内直径可以是合适的。
锥形远侧段945经配置接触工作通道920的锥形远侧段927。锥形远侧段945和锥形远侧段927包括密封特征，其被成形并被配置成防止在工作通道920和成像探头905之间的流体通过。在图示的实施例中，成像探头905的锥形远侧段945的形状和大小被配置为基本上“匹配”工作通道920的锥形远侧段927并与工作通道920的锥形远侧段927配合，从而允许成像探头905的远侧段945被紧密地接收在工作通道920的远侧段927内，其中成像探头905的外表面946与工作通道920的内表面947接触。因此，在一些实施例中，远侧外直径D8稍小于工作通道920的远侧内直径D6，并且近侧外直径D9稍小于工作通道920的近侧内直径D7。
在一些实施例中，如以上关于医疗器械***305所述，医疗器械***900包括至少一个互锁特征，其被成形并被配置成选择性地配合或可释放地互锁成像探头905和医疗器械910，以实现成像探头905在工作通道920内高效且准确的对准，并且在一些情况下，限制成像探头905在工作通道920内的旋转。图16示出包括互锁特征950、955的示例性医疗***900'，该互锁特征被配置侧选择性地配合并可释放地互锁成像探头905'和医疗器械910'。医疗器械***900'基本上类似于上面参考图12-15所述的医疗器械***900，除了增加了如在此所述的互锁特征950、955。如图16所示，互锁特征950、955具有经配置以配合(例如，像拼图一样组装在一起)并可释放地互锁成像探头905'和医疗器械910'的互补形状和大小。
图17示出包括互锁特征950的成像探头905'的示例性远侧探头尖端960。成像探头905'可以与图14所示的成像探头905相同，除了增加了互锁特征950。因此，远侧探头尖端960具有对应于医疗器械910'的锥形形状的锥形形状。在图示的实施例中，互锁特征950包括被设置在远侧探头尖端950的外表面962上的楔形突出物。互锁特征950可以包括一段金属丝、聚合物棒、玻璃纤维或其它合适的刚性或半刚性构件。互锁特征可以是如图示的实施例中所示的楔形形状，或可以包括各种其它形状中的任何形状，包括但不限于伸长的平坦或弯曲表面。在图示的实施例中，互锁特征950沿着远侧探头尖端950的长度的至少一部分延伸。在其他实施例中，互锁特征950可以沿着成像探头905’的轴(例如，类似于图8和图9所示的轴608)的一部分延伸。互锁特征950可以与远侧探头尖端950一体形成或可以通过粘合剂和/或其他机械耦连粘接到远侧探头尖端950。
图18示出包括互锁特征955的医疗器械910'的透视图。医疗器械910'可以与图13所示的医疗器械910相同，除了增加了互锁特征955。图19示出根据本公开的一个实施例的医疗器械***900'的剖面侧视图。如图16和图19最佳显示的，互锁特征950经配置与对应的互锁特征955配合，互锁特征955被设置在工作通道920'的内表面964上，以正确地对准探头905'和医疗器械910'，并在一些情况下，限制远侧探头尖端950相对于医疗器械910'(至少在互锁特征950的位置处)的扭转。在图示的实施例中，互锁特征955包括在工作通道920'的内表面964内的凹痕，其具有与互锁特征950的轮廓互补的凹入的楔形轮廓。
互锁特征950，955可以包括任何数量和布置的突出物或凹痕，其具有各种形状或外形中的任一种，诸如作为非限制性示例，曲线、波浪、新月形或多边形。在图示的实施例中，互锁特征950、955被设置在医疗器械***900的远侧部分。在其它实施例中，互锁特征950、955可以被设置在医疗器械***900的较近侧的部分。在一些实施例中，互锁特征950、955防止或最小化液体汇集在工作通道920'和成像探头905'之间。互锁特征950、955还被配置为向医疗器械***900提供锁结功能。
本公开的装置、***和方法可以用于肺的连接的支气管通路。所述装置、***和方法还可以适于经由自然或手术创建的连接通路对多种解剖***中的任一种中的其它组织导航和治疗，其中多种解剖***包括结肠、肠、肾、脑、心脏、循环***等。本公开的方法和实施例还适于非外科手术应用。
本发明的实施例中的一个或更多个元件可以用软件实施以在诸如控制处理***600的计算机***的处理器上执行。当以软件实施时，本发明的实施例的元件实际上是执行必要任务的代码段。程序或代码段能够存储在处理器可读存储介质或装置中，其可以已经通过以传输介质或通信链路上的载波中所含的计算机数据信号的方式下载。处理器可读存储装置可以包括能够存储信息的任何介质，包括光介质、半导体介质和磁介质。处理器可读存储装置示例包括电子电路；半导体装置、半导体存储装置、只读存储器(ROM)、闪存、可擦拭可编程只读存储器(EPROM)；软盘、CD-ROM、光盘、硬盘或其他存储装置。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络下载。
注意所呈现的过程和显示可以不固有地与任何特定的计算机或其他设备相关。各种通用***可以与根据本文的教导的程序一起使用，或其可以证明方便地构造更专用的设备来执行所述操作。各种这些***所需的结构将作为权利要求中的元件出现。此外，本发明的实施例不参考任何特定的编程语言来描述。应当明白地是各种编程语言可以用于实施如本文所述的本发明的教导。
尽管在附图中已描述并示出本发明的某些示例性实施例，但是应当理解，这些实施例仅仅是对广义发明的说明而不是限制，并且由于本领域普通技术人员可以想到各种其它修改，所以本发明的实施例不限于所示和所述的特定结构和布置。

Claims (43)

1.一种医疗器械***，包括：
成像探头，所述成像探头包括在所述成像探头的第一远端处终止的远侧尖端和设置在所述第一远端处的透镜，所述成像探头包括所述成像探头的外表面上的第一密封特征；
伸长的医疗器械，所述伸长的医疗器械包括在第二远端处终止的远侧部分，并且包括被配置成可滑动地接收所述成像探头的工作通道，所述工作通道包括所述工作通道的表面上的第二密封特征；
第一互锁特征，其被设置在所述成像探头的所述外表面上；
第二互锁特征，其被设置在所述伸长的医疗器械的所述工作通道的所述表面上；
其中所述第一密封特征和所述第二密封特征被互补成形且被配置成彼此接触，以防止流体在所述第一密封特征和所述第二密封特征之间通过；以及
其中所述第一互锁特征和所述第二互锁特征被配置成相对于所述伸长的医疗器械以预定布置配合并可释放地互锁所述成像探头。
2.根据权利要求1所述的医疗器械***，其中所述第一密封特征被设置在所述成像探头的所述远侧尖端处，并且所述第二密封特征被设置在所述医疗器械的所述远侧部分处。
3.根据权利要求1所述的医疗器械***，其中所述第一密封特征包括在所述成像探头的所述第一远端处的外斜面，并且所述第二密封特征包括邻近所述医疗器械的所述第二远端的内斜面。
4.根据权利要求1所述的医疗器械***，其中所述成像探头的所述远侧尖端包括被配置成将流体从所述工作通道导向到所述透镜的倾斜喷嘴部。
5.根据权利要求4所述的医疗器械***，其中所述倾斜喷嘴部成角度约60°。
6.根据权利要求1所述的医疗器械***，其中所述成像探头的所述第一密封特征和所述工作通道的所述第二密封特征被成形并被配置成配合并防止所述成像探头的所述第一远端延伸越过所述工作通道的所述第二远端。
7.根据权利要求6所述的医疗器械***，其中所述成像探头的所述第一密封特征和所述工作通道的所述第二密封特征被配置成当所述成像探头在所述工作通道内被完全推动时防止流体进入其间。
8.根据权利要求6所述的医疗器械***，其中所述第一密封特征包括所述成像探头的所述远侧尖端的锥形外表面，并且所述第二密封特征包括所述工作通道的所述远侧部分的锥形内表面，所述锥形内表面被成形以接收所述第一密封特征的所述锥形外表面。
9.根据权利要求8所述的医疗器械***，其中所述工作通道的所述远侧部分包括锥形内直径并且所述成像探头的所述远侧尖端包括锥形外直径。
10.根据权利要求1所述的医疗器械***，其中所述第一互锁特征和所述第二互锁特征能够使所述成像探头在所述工作通道内准确对准。
11.根据权利要求1所述的医疗器械***，其中所述第一互锁特征和所述第二互锁特征限制所述成像探头在所述工作通道内的旋转。
12.根据权利要求1所述的医疗器械***，其中所述第一互锁特征被设置在所述成像探头的所述远侧尖端处，并且所述第二互锁特征被设置在所述医疗器械的所述远侧部分处。
13.根据权利要求1所述的医疗器械***，其中所述第一互锁特征包括第一凸形形状，并且所述第二互锁特征包括与所述第一凸形形状互补的凹形形状。
14.根据权利要求13所述的医疗器械***，其中所述第一互锁特征包括在所述成像探头的所述外表面上的突出物，所述突出物具有第一三维轮廓，并且所述第二互锁特征包括在所述工作通道的所述表面上的凹痕，所述凹痕具有与所述第一三维轮廓互补的第二三维轮廓。
15.根据权利要求14所述的医疗器械***，其中所述第一互锁特征包括楔形突出物，并且所述第二互锁特征包括楔形凹痕。
16.根据权利要求13所述的医疗器械***，其中所述第一互锁特征包括在所述成像探头的外表面上包括多个突出物的第一凸缘，所述凸缘具有第一三维形状，并且所述第二互锁特征包括在所述工作通道的内表面上包括多个凹痕的第二凸缘，所述第二凸缘具有与所述第一三维形状互补的第二三维形状。
17.根据权利要求16所述的医疗器械***，其中所述多个突出物中的每个突出物包括与所述多个突出物的剩余突出物中的每个突出物相同的形状。
18.根据权利要求1所述的医疗器械***，其中所述成像探头的所述远侧尖端包括包围所述透镜的光学透明远侧尖端。
19.根据权利要求1所述的医疗器械***，其中所述透镜涂覆有疏水涂层。
20.根据权利要求1所述的医疗器械***，其中所述透镜包括平坦的远侧表面。
21.根据权利要求1所述的医疗器械***，其中所述透镜包括凸起的远侧表面。
22.一种医疗器械***，包括：
成像探头，其包括在所述成像探头的第一远端处终止的远侧尖端，所述远侧尖端包括第一密封特征和流体导向表面；
伸长的医疗器械，其具有在第二远端处终止的远侧部分，所述伸长的医疗器械包括工作通道和在所述工作通道的表面上的第二密封特征，
被设置在所述成像探头的外表面上的第一互锁特征；
被设置在所述伸长的医疗器械的所述工作通道的表面上的第二互锁特征，
其中所述第一密封特征和所述第二密封特征被互补成形并配置成彼此接触，以防止流体在所述第一密封特征和所述第二密封特征之间通过；
其中当所述第一密封特征和所述第二密封特征接触时，在所述流体导向表面和所述伸长的医疗器械的所述第二远端之间形成间隙，以导向流体使流体从所述工作通道流过所述成像探头的所述远侧尖端；以及
其中所述第一互锁特征和所述第二互锁特征被配置成相对于所述伸长的医疗器械以预定布置配合并可释放地互锁所述成像探头。
23.根据权利要求22所述的医疗器械***，其中所述第一密封特征包括在所述成像探头的所述第一远端处的外斜面，并且所述第二密封特征包括在所述医疗器械的所述第二远端处的所述工作通道的斜面表面。
24.根据权利要求23所述的医疗器械***，其中所述斜面表面是360°周向表面，并且所述外斜面具有第一周向端和第二周向端，并且其中所述流体导向表面在所述第一周向端和所述第二周向端之间延伸。
25.根据权利要求22所述的医疗器械***，其中所述流体导向表面在所述成像探头的外周向表面和所述成像探头的所述第一远端的表面之间倾斜。
26.根据权利要求25所述的医疗器械***，其中所述流体导向表面具有弯曲的斜面。
27.根据权利要求25所述的医疗器械***，其中所述流体导向表面具有平斜面。
28.根据权利要求25所述的医疗器械***，其中所述流体导向表面倾斜约60°。
29.根据权利要求22所述的医疗器械***，其中所述间隙具有约0.002英寸的尺寸。
30.根据权利要求22所述的医疗器械***，其中所述第一密封特征和所述第二密封特征被成形并配置成配合并防止所述成像探头的所述第一远端延伸越过所述工作通道的所述第二远端。
31.根据权利要求22所述的医疗器械***，其中所述第一互锁特征和所述第二互锁特征限制所述成像探头在所述工作通道内的旋转。
32.根据权利要求22所述的医疗器械***，其中所述第一互锁特征和所述第二互锁特征中的一个包括突出物，所述第一互锁特征和所述第二互锁特征的另一个包括被成形为互补并接收所述突出物的凹部。
33.根据权利要求22所述的医疗器械***，其中所述第一互锁特征包括在所述成像探头的外表面上包括多个突出物的第一凸缘，所述凸缘具有第一三维形状，并且所述第二互锁特征包括在所述工作通道的内表面上包括多个凹痕的第二凸缘，所述第二凸缘具有与所述第一三维形状互补的第二三维形状。
34.根据权利要求22所述的医疗器械***，还包括被设置在所述成像探头上的透镜。
35.根据权利要求34所述的医疗器械***，其中所述成像探头的所述远侧尖端包括包围所述透镜的光学透明远侧尖端。
36.根据权利要求34所述的医疗器械***，其中所述透镜涂覆有疏水涂层。
37.根据权利要求22所述的医疗器械***，还包括流体管理***，其用于维持工作通道内的正压以限制流体从所述医疗器械外的区域流入。
38.一种操作医疗器械***的方法，包括：
将成像探头定位在伸长的医疗器械的工作通道内，其中所述成像探头包括设置在所述成像探头的外表面上的第一互锁特征和具有第一密封特征的远侧尖端，其中所述工作通道包括设置在所述工作通道的表面上的第二互锁特征和具有第二密封特征的远侧部分，其中所述第一密封特征和所述第二密封特征被互补成形；
通过对准所述第一互锁特征和所述第二互锁特征以选择性地互锁所述成像探头和所述伸长的医疗器械；以及
通过在所述伸长的医疗器械的所述远侧部分内推动所述成像探头的所述远侧尖端，选择性地密封所述成像探头和所述伸长的医疗器械之间的流体通路。
39.根据权利要求38所述的方法，其中选择性地密封所述成像探头和所述伸长的医疗器械之间的流体通路包括将设置在所述成像探头的外表面上的第一密封特征与设置在所述工作通道的内表面上的第二密封特征对准。
40.根据权利要求39所述的方法，其中所述第一密封特征和所述第二密封特征包括经配置彼此接触的互补三维形状。
41.根据权利要求38所述的方法，还包括导向流体使流体从所述工作通道流过所述成像探头的所述远侧尖端上的倾斜喷嘴部并且流过所述成像探头的远端。
42.根据权利要求41所述的方法，其中所述成像探头的所述远端包括透镜。
43.根据权利要求41所述的方法，其中所述成像探头的所述远侧尖端包括包围透镜的透明远侧尖端，并且所述成像探头的所述远端包括所述透明远侧尖端的表面。
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Assignee: Intuitive medical Co.

Assignor: INTUITIVE SURGICAL OPERATIONS, Inc.

Contract record no.: X2022990000161

Denomination of invention: Device, system and method for using matched catheter tip and tool

Granted publication date: 20191008

License type: Common License

Record date: 20220317