TWI540993B - 磁控內視鏡系統及其磁控裝置 - Google Patents

磁控內視鏡系統及其磁控裝置 Download PDF

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TWI540993B TW101143778A TW101143778A TWI540993B TW I540993 B TWI540993 B TW I540993B TW 101143778 A TW101143778 A TW 101143778A TW 101143778 A TW101143778 A TW 101143778A TW I540993 B TWI540993 B TW I540993B
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    • A61B1/00147—Holding or positioning arrangements
    • A61B1/00158—Holding or positioning arrangements using magnetic field

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Description

磁控內視鏡系統及其磁控裝置
本發明係有關於一種磁控內視鏡系統及其磁控裝置，特別是指兩相對應設置之磁性元件可在直角座標系統中之X軸向及Y軸向平移及旋轉，兩磁性元件並可相對位移而遠離或靠近，共五個自由度之磁場控制裝置；以及將該磁場控制裝置用以導引具有磁性元件之內視鏡導管之磁控內視鏡系統。
醫學上經常使用的導管有心導管(Catheter)與內視鏡導管(Endoscope)。
心導管在臨床上是使用於診察心血管症狀，是用一支細長的導管從鼠蹊部、頸部或手臂的動脈或靜脈穿入，經血管抵達心臟，因此心導管在使用時會受到血管壁的支撐，並且心導管是沿著血管延伸方向行進，故心導管通常是撓性極佳的高分子軟管結構，由於高分子軟管結構的特性，所以心導管也無法作結構性的彎曲。心導管結構例如美國專利第6110163號「Preformed coronary artery guide catheter」，或是美國專利第5348545號「Guiding catheter for the right coronary artery」等相關前案所揭露者。
對於內視鏡導管的微創手術而言，一般使用在臟器等腔體中，不若心導管是由血管提供行進路徑，內視鏡導管因使用在臟器等腔體中，所以內視鏡導管需要根據醫師欲診療之位置而創造主動式路徑，所以內視鏡導管之前側端頭時常需要能夠在臟器的腔體中懸浮、行進及彎曲轉向，供醫師能針對不同位置的病灶進行手術診療。內視鏡導管之構造如美國專利第US20110306831號「ENDOSCOPE WITH A BENDING PORTION」所示，一般是包括有一具有撓性但仍能維持一定剛性之管體，該管體一般是由不銹鋼絲編織而成，藉以供醫師可將診療器具透過前述管體伸入病患體內。而在該管體前端則有利用多節式樞接機構(bending section)組成之可彎曲之前側端頭，藉由可彎曲之前側端頭能彎曲朝向臟器不同角度位置，使醫師在診斷治療上更為方便。
因為心導管是一種軟管結構，並且心導管順著血管方向行進，且行進受到血管壁支撐，僅在遇到血管的分支時需要選擇欲進入的分支血管；而內視鏡導管後端是具有一定剛性之管體，內視鏡導管前端則是多節式樞接機構(bending section)，且內視鏡導管為了診療的需要，必須要能控制其行進、彎曲，以及在內臟等腔體中懸浮等動作。因此心導管與內視鏡導管在臨床應用上可謂兩種截然不同的導管技術。
而為了方便控制伸入人體的導管，有磁力控制技術應運而生，上述磁控技術係在導管前端裝設有磁性元件，導管伸入生物體內之後，在生物體外利用另一磁性元件產生磁場來導引導管前端之磁性元件。
磁控裝置有美國專利第US6537196號「MAGNET ASSEMBLY WITH VARIABLE FIELD DIRECTIONS AND METHODS OF MAGNETICALLY NAVIGATING MEDICAL OBJECTS」，係設置多顆磁鐵，並利用旋轉磁鐵來改變磁場方向。並有美國專利第US6311082號「DIGITAL MAGNETIC SYSTEM FOR MAGNETIC SURGERY」，係設置多顆不同位置的電磁鐵，相比於第一案，更容易藉由調整不同位置之電磁鐵的電流量，而調整磁場強度。惟上述磁控裝置使用多顆磁鐵或電磁鐵，不僅重量重、成本高，也不容易隨心所欲調整磁場大小及方向，而內視鏡導管使用在微創手術時，需要使內視鏡導管的前側端頭能準確對準病灶，才能有效進行內視鏡之微創手術，因此上述磁控裝置雖可用於導引心導管，但使用在內視鏡導管時，則仍有所述待改進之處。
為了能在使用上更為方便及可精準控制磁場強度及方向，而能有效導引內視鏡導管使其準確對準病灶，本發明提供一種磁控裝置，係包括有：一底座，在該底座上設置有一第一線性運動單元；一第一平台，設置在該第一線性運動單元上，藉以使該第一平台在該底座上沿一X軸向線性位移，在該第一平台上並設置一第二線性運動單元；一第二平台，設置在該第二線性運動單元上，藉以使該第二平台在該第一平台上沿一Y軸向線性位移，其中該Y軸向垂直該X軸向；一支撐座，設置在該第二平台上，該支撐座上設置有一第一旋轉機構，該第一旋轉機構有沿該Y軸向延伸之一轉軸；一固定座，連接該第一旋轉機構之轉軸，藉以使該固定座繞該Y軸向旋轉，在該固定座上並設置有一第二旋轉機構；一圓弧狀之C形臂，設置在該第二旋轉機構上，藉以使該C形臂以 其圓心為支點而繞該X軸向旋轉，在該C形臂兩端各設置有一第三線性運動單元；二第一磁性元件，固定在該C形臂兩端之第三線性運動單元上，藉以使該二第一磁性元件相對位移而遠離或靠近，所述遠離或靠近係指該二第一磁性元件之間的距離伸長或縮短，藉以在該二第一磁性元件之間產生一磁場。
進一步，該第一磁性元件為電磁鐵，並且在該C形臂內緣連接有一軛鐵抵靠在該二第一磁性元件上。
進一步，前述第一線性運動單元、第二線性運動單元及第三線性運動單元係使用線性滑軌。
進一步，該C形臂兩側緣各沿伸有一翼片，該第二旋轉機構對應前述翼片設置有多組之相對兩滑輪貼抵在該翼片相對兩側面。
本發明再提供一種使用上述磁控裝置之磁控內視鏡系統，係進一步包括有一內視鏡導管，在該內視鏡導管上設置一第二磁性元件，該內視鏡導管透過該第二磁性元件而受該磁場導引。
本發明之優點包括有：
1.利用本發明之磁控裝置共有五個自由度的位移旋轉機構來調整第一磁性元件相對位置，僅需要相對之兩第一磁性元件即可以有效的控制磁場大小及方向的變化。
2.對於磁控內視鏡之應用而言，提供了一個方便操作，而易於控制磁場大小及方向變化，能夠導引內視鏡導管快速準確對準病灶之磁控裝置，能夠有效縮短內視鏡手術時間。
3.第一磁性元件使用電磁鐵，易於控制輸入電流，調整磁場強弱；並且在C形臂上加裝軛鐵，提高磁力線密度，可提供相對較小的電流，而產生足夠的磁場強度。
(1)‧‧‧底座
(11)‧‧‧第一線性運動單元
(2)‧‧‧第一平台
(21)‧‧‧第二線性運動單元
(3)‧‧‧第二平台
(4)‧‧‧支撐座
(41)‧‧‧第一旋轉機構
(411)‧‧‧轉軸
(5)‧‧‧固定座
(51)‧‧‧第二旋轉機構
(511)‧‧‧滑輪
(6)‧‧‧C形臂
(61)‧‧‧翼片
(62)‧‧‧第三線性運動單元
(7)‧‧‧第一磁性元件
(8)‧‧‧內視鏡導管
(81)‧‧‧第二磁性元件
(9)‧‧‧軛鐵
第一圖係為本發明磁控內視鏡系統之立體外觀圖。
第二圖係相對於第一圖，為本發明磁控裝置另一視角之立體外觀圖。
第三圖係為本發明磁控裝置之第一平台在底座上沿X軸向線性位移之示意圖。
第四圖係為本發明磁控裝置之第二平台在第一平台上沿Y軸向線性位移之示意圖。
第五圖係為本發明磁控裝置之固定座以第一旋轉機構之轉軸為中心而繞Y軸向旋轉之示意圖。
第六圖係為本發明磁控裝置之C形臂以其圓心為支點而繞X軸向旋轉之示意圖。
第七圖係為本發明磁控裝置之二磁性元件相對位移而遠離或靠近之示意圖。
第八圖係為本發明之磁控裝置中，在C形臂上裝設軛鐵之構造示意圖。
綜合上述技術特徵，本發明磁控內視鏡系統及其磁控裝置的主要功效可在下述實施例清楚呈現。
本發明第一實施例請參閱第一圖及第二圖所示，係包括有：一底座(1)，在該底座(1)上設置有一第一線性運動單元(11)；一第一平台(2)，設置在該第一線性運動單元(11)上，藉以使該第一平台(2)在該底座(1)上沿一X軸向線性位移，在該第一平台(2)上並設置一第二線性運動單元(21)；一第二平台(3)，設置在該第二線性運動單元(21)上，藉以使該第二平台(3)在該第一平台(2)上沿一Y軸向線性位移，其中該Y軸向垂直該X軸向；一支撐座(4)，設置在該第二平台(3)上，該支撐座(4)上設置有一第一旋轉機構(41)，該第一旋轉機構(41)有沿該Y軸向延伸之一轉軸(411)；一固定座(5)，連接該第一旋轉機構(41)之轉軸(411)，藉以使該固定座(5)繞該Y軸向旋轉，在該固定座(5)上並設置有一第二旋轉機構(51)；一圓弧狀之C形臂(6)，設置在該第二旋轉機構(51)上，其中該C形臂(6)兩側緣各沿伸有一翼片(61)，該第二旋轉機構(51)對應前述翼片(61)設置有多組之相對兩滑輪(511)貼抵在該翼片(61)相對兩側面[此部分請參閱第四圖所示]，藉此可使該C形臂(6)以其圓心為支點而繞該X軸向旋轉，其中該第二旋轉機構(51)之減速固定機構為習知，故說明書及圖中不再贅述，而在該C形臂(6)兩端並各設置有一第三線性運動單元(62)；二第一磁性元件(7)，固定在該C形臂(6)兩端之第三線性運動單元(61)上，藉以使該二第一磁性元件(7)相對位移而遠離或靠近，在該二第一磁性元件(7)之間產生一磁場，且該第一磁性元件(7)係使用電磁鐵，易於控制輸入電流，而可以方便調整磁場強弱；一內視鏡導管(8)，在該內視鏡導管(8)上設置一第二磁性元件(81)，該內視鏡導管(8)透過該第二磁性元件(81)而受 該磁場導引。其中本實施例中，前述第一線性運動單元(11)、第二線性運動單元(21)及第三線性運動單元(62)係使用線性滑軌，使用線性滑軌可對於位移有較為精準的控制，要再說明的是，線性滑軌構造為習知，圖示中未詳繪其構造。
如第三圖所示，係顯示前述第一平台(2)在該底座(1)上沿該X軸向線性位移之情況；如第四圖所示，係顯示前述第二平台(3)在該第一平台(2)上沿該Y軸向線性位移之情況；如第五圖所示，係顯示前述固定座(5)以該轉軸(411)為中心而繞該Y軸向旋轉之情況；如第六圖所示，係顯示前述C形臂(6)以其圓心為支點而繞該X軸向旋轉之情況；再如第七圖所示，係顯示前述二磁性元件(7)相對位移而遠離或靠近之情況，所述遠離或靠近係指該二第一磁性元件(7)之間的距離伸長或縮短。
透過上述第三圖至第七圖顯示本發明利用共五個自由度的位移旋轉機構，用以調整該二第一磁性元件(7)之相對位置，藉此可有效控制磁場大小及方向的變化，對於內視鏡微創手術而言，能夠導引內視鏡導管(8)準確快速的對準病灶執行手術，縮短手術時間。
本發明第二實施例請參閱第八圖所示，進一步可在該C形臂(6)之內緣連接有一軛鐵(9)，該軛鐵(9)抵靠在該二第一磁性元件(7)邊緣，在該二第一磁性元件(7)相對位移時，該軛鐵(9)都會持續抵靠在該二第一磁性元件(7)上，如此可提高磁力線密度，則前述電磁鐵可提供相對較小的電流，而產生足夠的磁場強度。
綜合上述實施例之說明，當可充分瞭解本發明之操作、使用及本發明產生之功效，惟以上所述實施例僅係為本發明之較佳實施例，當不能以此限定本發明實施之範圍，即依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作簡單的等效變化與修飾，皆屬本發明涵蓋之範圍內。
(1)‧‧‧底座
(11)‧‧‧第一線性運動單元
(2)‧‧‧第一平台
(21)‧‧‧第二線性運動單元
(3)‧‧‧第二平台
(4)‧‧‧支撐座
(41)‧‧‧第一旋轉機構
(411)‧‧‧轉軸
(5)‧‧‧固定座
(51)‧‧‧第二旋轉機構
(511)‧‧‧滑輪
(6)‧‧‧C形臂
(61)‧‧‧翼片
(62)‧‧‧第三線性運動單元
(7)‧‧‧第一磁性元件
(8)‧‧‧內視鏡導管
(81)‧‧‧第二磁性元件

Claims (6)

  1. 一種磁控裝置，用以控制一內視鏡導管，係包括有：一底座，在該底座上設置有一第一線性運動單元；一第一平台，設置在該第一線性運動單元上，藉以使該第一平台在該底座上沿一X軸向線性位移，在該第一平台上並設置一第二線性運動單元；一第二平台，設置在該第二線性運動單元上，藉以使該第二平台在該第一平台上沿一Y軸向線性位移，其中該Y軸向垂直該X軸向；一支撐座，設置在該第二平台上，該支撐座上設置有一第一旋轉機構，該第一旋轉機構有沿該Y軸向延伸之一轉軸；一固定座，連接該第一旋轉機構之轉軸，藉以使該固定座繞該Y軸向旋轉，在該固定座上並設置有一第二旋轉機構；一圓弧狀之C形臂，設置在該第二旋轉機構上，藉以使該C形臂以其圓心為支點而繞該X軸向旋轉，在該C形臂兩端各設置有一第三線性運動單元；二第一磁性元件，固定在該C形臂兩端之第三線性運動單元上，藉以使該二第一磁性元件相對位移而遠離或靠近，所述遠離或靠近係指該二第一磁性元件之間的距離伸長或縮短。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之磁控裝置，其中該C形臂內緣連接有一軛鐵抵靠在該二第一磁性元件上。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之磁控裝置，其中前述第一磁性 元件為電磁鐵。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之磁控裝置，其中前述第一線性運動單元、第二線性運動單元及第三線性運動單元係使用線性滑軌。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之磁控裝置，其中該C形臂兩側緣各沿伸有一翼片，該第二旋轉機構對應前述翼片設置有多組之相對兩滑輪貼抵在該翼片之相對兩側面。
  6. 一種使用申請專利範圍第1項至第5項任一項所述磁控裝置之磁控內視鏡系統，包括有：一底座，在該底座上設置有一第一線性運動單元；一第一平台，設置在該第一線性運動單元上，藉以使該第一平台在該底座上沿一X軸向線性位移，在該第一平台上並設置一第二線性運動單元；一第二平台，設置在該第二線性運動單元上，藉以使該第二平台在該第一平台上沿一Y軸向線性位移，其中該Y軸向垂直該X軸向；一支撐座，設置在該第二平台上，該支撐座上設置有一第一旋轉機構，該第一旋轉機構有沿該Y軸向延伸之一轉軸；一固定座，連接該第一旋轉機構之轉軸，藉以使該固定座繞該Y軸向旋轉，在該固定座上並設置有一第二旋轉機構；一圓弧狀之C形臂，設置在該第二旋轉機構上，藉以使該C形臂以其圓心為支點而繞該X軸向旋轉，在該C形臂兩端各設置有一第三線性運動單元；二第一磁性元件，固定在該C形臂兩端之第三線性運動單元上，藉以使該二第一磁性元件相對位移而遠離或靠近，該二 第一磁性元件之間產生一磁場；一內視鏡導管，在該內視鏡導管上設置一第二磁性元件，該內視鏡導管透過該第二磁性元件而受該磁場導引。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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