專利名稱：控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于精密工程或外科手術(shù)應(yīng)用(例如在內(nèi)窺鏡等中使用)的控制
直O(jiān)本發(fā)明具體涉及一種用于高度精確、微創(chuàng)的機(jī)械應(yīng)用或外科手術(shù)應(yīng)用的器械的控制裝置。
背景技術(shù)：
這類控制裝置是現(xiàn)有技術(shù)已知的，并且這些控制裝置具有近端段(即面向使用者/ 外科醫(yī)生的一端)和遠(yuǎn)端段，其中每一段包括關(guān)節(jié)區(qū)，這些控制裝置還具有布置在近端段和遠(yuǎn)端段之間且往往難以彎曲的中央段。此外，這類裝置還包括中空圓柱形外軸、中空圓柱形內(nèi)軸和控制元件，控制元件布置在這些軸之間，并且具有大致從控制裝置的近端段向遠(yuǎn)端段延伸的兩個(gè)或更多個(gè)力傳遞縱向元件。力傳遞縱向元件大致均勻地布置在控制裝置周邊周圍，并且在近端段和遠(yuǎn)端段附近在周向上彼此相連。有助于將近端段處的樞軸移動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)檫h(yuǎn)端段處對應(yīng)的樞軸移動(dòng)的張力和壓縮力可通過縱向元件傳遞。這種類型的控制裝置從例如WO 2005/067785A1中已知，其中使用具有線或纜繩形式的多個(gè)力傳遞縱向元件，這些元件直接彼此緊鄰地設(shè)置在周向上，從而提供相互引導(dǎo)。 中空圓柱形外軸和內(nèi)軸可用于在徑向上引導(dǎo)力傳遞縱向元件，從而確保在每個(gè)方向上引導(dǎo)力傳遞縱向元件。通常，控制裝置近端處安裝有可手動(dòng)操作的夾持部件，當(dāng)然其位置也可被馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的操作元件占據(jù)，同時(shí)，可以在遠(yuǎn)端(也稱為頭部)處附接功能部件，特別是工具、攝像機(jī)、照明元件等。借助包含這類控制裝置的器械，在例如機(jī)械領(lǐng)域，復(fù)雜而難以進(jìn)入的內(nèi)部(例如發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)器、散熱器等)可被檢查和修理，甚至可以進(jìn)行上述類型的微創(chuàng)手術(shù)。常規(guī)的控制裝置可被制造成具有從關(guān)節(jié)區(qū)的結(jié)構(gòu)或構(gòu)造開始的不同的最大允許彎曲角度。這產(chǎn)生用于附接到遠(yuǎn)端處的功能部件的不同尺寸的工作區(qū)域。在各種各樣的應(yīng)用中，設(shè)有控制裝置的器械需要取出工作區(qū)域，然后再重新導(dǎo)入， 而不管是為了更換、清潔、維護(hù)或補(bǔ)充安裝在遠(yuǎn)端段處的功能部件。在將器械重新插入此前的工作區(qū)域之后，希望以盡可能簡單的方式重新建立此前的工作位置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是將為不同工作區(qū)域和/或各種尺寸的工作區(qū)裝設(shè)器械所涉及的
費(fèi)用最小化。結(jié)合以上描述的控制裝置，本發(fā)明提出了一種用于實(shí)現(xiàn)該目的的解決方案，其中控制裝置包括保持裝置，利用該保持裝置，關(guān)節(jié)區(qū)的一部分相對于控制裝置的中央段的縱向或者相對于與控制裝置的近端段或遠(yuǎn)端段鄰接的功能單元以抗彎曲方式可固定。利用在控制裝置中使用的根據(jù)本發(fā)明的保持裝置，遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)區(qū)的最大彎曲角度可以可變的方式設(shè)定，因?yàn)樵诮硕文┒颂庩P(guān)節(jié)區(qū)變短，從而在近端段末端處存在所得的構(gòu)造依賴的最大彎曲角度的減小。由于在遠(yuǎn)端段末端及其關(guān)節(jié)區(qū)處的彎曲角度依賴于在近端段處的彎曲角度，遠(yuǎn)端段的最大彎曲角度也因而被限制。因此，利用本發(fā) 明，可為使用相同控制裝置的每個(gè)新出現(xiàn)的應(yīng)用重新設(shè)定最大彎曲角度，或者，甚至在施加期間仍可以變化最大彎曲角度，以使得由操作的外科醫(yī)生看到的工作區(qū)域的尺寸可以限定的方式(例如，當(dāng)使用內(nèi)窺鏡技術(shù)移除病理學(xué)結(jié)構(gòu)時(shí))被調(diào)節(jié)。根據(jù)依據(jù)本發(fā)明的控制裝置的第一變型，保持裝置包括抗彎曲套管，該抗彎曲套管沿控制裝置的中央段的縱向軸線可移動(dòng)。如果將抗彎曲套管在近端關(guān)節(jié)區(qū)的一部分上平行于控制裝置的縱向軸線從中央段推動(dòng)，則會(huì)導(dǎo)致關(guān)節(jié)區(qū)縮短，從而減小最大彎曲角度?？梢苿?dòng)的抗彎曲套管在原理上可以容納在控制裝置的內(nèi)部。然而，優(yōu)選的是，將抗彎曲套管布置在外軸的外周邊上，因?yàn)樵谶@里更容易觸及和更容易定位。根據(jù)依據(jù)本發(fā)明的控制裝置的另一個(gè)變型，保持裝置包括支撐在近端段的功能單元(即通常為操作單元)上的保持元件，這樣產(chǎn)生的優(yōu)點(diǎn)是，可從近端側(cè)縮短關(guān)節(jié)區(qū)，以使得控制裝置將在更大的長度上保持不變，并且可以例如被推入套管針內(nèi)。支撐在操作單元上的保持元件優(yōu)選地包括環(huán)，該環(huán)可沿外軸的外周邊移動(dòng)，并且通過具有線性導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的條牢牢地保持在操作單元上。在根據(jù)本發(fā)明的控制裝置中尤其優(yōu)選的是，保持裝置被設(shè)計(jì)成一定的方式，使得其可定位優(yōu)選地也可固定在一個(gè)或多個(gè)預(yù)定位置。因此，控制裝置的最大彎曲角度可從開頭被指定，并且特別地，其也可以預(yù)定方式被保持裝置的預(yù)定位置限制。如果使用由操作單元支撐的保持裝置，則可以簡單的方式將最大彎曲角度適應(yīng)于任何可能的新出現(xiàn)的問題，甚至在根據(jù)本發(fā)明的控制裝置被使用時(shí)。在根據(jù)本發(fā)明的控制裝置中，優(yōu)選的是，力傳遞縱向元件彼此橫向地間隔開。這樣防止在操作控制裝置時(shí)縱向元件之間出現(xiàn)摩擦力，并且確保其蓄能操作。根據(jù)控制裝置的類型，可能重要的是在力傳遞縱向元件之間布置隔離物，以使得縱向元件沿控制裝置保持在給定位置。作為替代形式，也可規(guī)定將力傳遞縱向元件布置成使其至少部分地沿控制裝置的縱向彼此直接接觸，從而在許多情況下，由該構(gòu)造單獨(dú)提供充分的橫向引導(dǎo)或周向引導(dǎo)。尤其優(yōu)選的是，力傳遞縱向元件在徑向上被外軸和內(nèi)軸引導(dǎo)，從而以可精確預(yù)測的遠(yuǎn)端彎曲移動(dòng)獲得對縱向元件特別簡單但又準(zhǔn)確的引導(dǎo)。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，控制裝置具有控制元件，該控制元件包括具有圓柱形壁的中空圓柱形部件，其中圓柱形壁至少在近端和遠(yuǎn)端之間的段的區(qū)域內(nèi)被細(xì)分成形成力傳遞縱向元件的兩個(gè)或更多個(gè)壁段。就這一點(diǎn)而言，兩個(gè)或更多個(gè)壁段可通過環(huán)形圈在中空圓柱形部件遠(yuǎn)端處牢牢連接到一起。此外，兩個(gè)或更多個(gè)壁段可在中空圓柱形部件近端附近牢牢連接到一起。尤其優(yōu)選的是，中空圓柱形部件被一體地形成。這里，當(dāng)組裝控制裝置時(shí)所需的操作因此而特別簡單。此外，可以相對于壁段的相互取向尤其精確的方式制造一體式部件。
該設(shè)計(jì)的控制裝置特別包括由一段管子制成的中空圓柱形部件，其中將圓柱形壁分割成壁段優(yōu)選地通過激光切割工藝進(jìn)行。此外，這類控制裝置可以實(shí)現(xiàn)為具有例如大約2_或以下(尤其是大約1.5_)的非常小的外徑，但保留在其內(nèi)部的腔管足夠大，以便允許實(shí)現(xiàn)其它功能。例如，腔管仍然足夠從手術(shù)部位運(yùn)走組織塊，尤其是允許吸出組織塊，或者足夠?qū)⒐庠醇捌湎嚓P(guān)的光學(xué)系統(tǒng)引至正在進(jìn)行手術(shù)的點(diǎn)處。不言而喻，根據(jù)本發(fā)明的控制裝置也可具有任何尺寸的直徑。用于制造控制裝置(尤其是具有中空圓柱形部件的形式的控制元件)的尤其可用的材料是鋼合金或鎳鈦諾。在本發(fā)明的更優(yōu) 選的控制裝置中，規(guī)定將力傳遞縱向元件的至少一些段螺旋地設(shè)置，從而使其近端和遠(yuǎn)端在周向上固定在不同的角向位置。從而可以實(shí)現(xiàn)這樣的效果遠(yuǎn)端的樞轉(zhuǎn)移動(dòng)可在除了近端的樞轉(zhuǎn)移動(dòng)平面之外的平面內(nèi)發(fā)生，否則，近端和遠(yuǎn)端的樞轉(zhuǎn)方向幾乎相反，從而使控制裝置采取U形形狀。這種情況出現(xiàn)在力傳遞縱向元件的近端和遠(yuǎn)端固定在周向上相差180°的角向位置時(shí)。力傳遞縱向元件可被構(gòu)造成不同的方式，尤其是以纜繩或線的形式構(gòu)造。此外，力傳遞縱向元件可具有香蕉狀橫截面。如此前已經(jīng)說明的，在尤其優(yōu)選的實(shí)施例中，力傳遞縱向元件由中空圓柱形部件形成，其中圓柱形壁在軸向上在其較大一部分上有狹縫(尤其是在其幾乎整個(gè)長度上有狹縫)，以便例如通過激光切割工藝形成力傳遞縱向元件。因此，縱向元件由具有采取圓弧形式的橫截面的圓柱形壁的段形成。優(yōu)選地，壁段的橫截面是與大約20°或以上(尤其是30°或以上)的弧角相對應(yīng)的圓弧。壁段的數(shù)量優(yōu)選地在4至16的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地在6至12的范圍內(nèi)。壁段之間在周向上的間距(該值對應(yīng)于狹槽的寬度)以角度度量時(shí)優(yōu)選地等于大約2°至15°，更優(yōu)選地大約4°至大約8°。由激光切割工藝得到的狹槽的寬度可以在必要時(shí)增加，從而使剩余條狀壁段能在不接觸的情況下朝彼此移動(dòng)。由于縱向元件的橫截面具有圓弧段的形式，縱向元件的不接觸狀態(tài)在關(guān)節(jié)區(qū)內(nèi)也仍然保持，甚至在承受拉伸或壓縮荷載的情況下；當(dāng)在內(nèi)軸和外軸之間在徑向上引導(dǎo)縱向元件時(shí)，這一點(diǎn)尤其適用。中空圓柱形元件的兩端區(qū)域保持無狹槽，從而使縱向元件仍然由環(huán)形圈連接到一起。此外，可以規(guī)定的是，在根據(jù)本發(fā)明的控制裝置中，近端關(guān)節(jié)區(qū)在控制裝置的縱向上的范圍與遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)區(qū)的范圍不同。這樣的尺度允許提供不同的傳輸比，從而使在近端處相對較大的角向移動(dòng)導(dǎo)致遠(yuǎn)端段處較小的角度變化，反之亦然。根據(jù)本發(fā)明的控制裝置的另一個(gè)重要方面還在于以下事實(shí)近端關(guān)節(jié)區(qū)和遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)區(qū)的長度比可以在給定極限內(nèi)自由變化。因此，可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)長度比，以提供從近端段的樞轉(zhuǎn)移動(dòng)到遠(yuǎn)端段及保持在其上的功能單元的樞轉(zhuǎn)移動(dòng)的對應(yīng)轉(zhuǎn)換。在根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選的控制裝置中，可以規(guī)定的是，關(guān)節(jié)區(qū)中的至少一個(gè)是有回彈力的，以使得彎曲的末端段在所施加的力結(jié)束時(shí)將至少部分地自動(dòng)恢復(fù)原形。
優(yōu)選地，外軸和/或內(nèi)軸的關(guān)節(jié)區(qū)具有多個(gè)在周向上延伸的狹槽，這些狹槽通過在周向或軸向上的壁區(qū)域彼此隔開。此處同樣地，可以將多段一體式管子用于外軸和/或內(nèi)軸。結(jié)合如上所述由一段一體式管子制成的控制元件，在最簡單情況下的結(jié)果是由三個(gè)伸縮套管組成的壁非常薄但在機(jī)械上承受荷載的結(jié)構(gòu)，這三個(gè)伸縮套管提供外軸、 控制元件和內(nèi)軸的功能，這樣可以驅(qū)動(dòng)和定位已通過控制裝置布置的諸如夾持器的裝置，而不會(huì)在一個(gè)元件和另一個(gè)元件的移動(dòng)之間產(chǎn)生干擾。特別地，可以在控制裝置內(nèi)引導(dǎo)和旋轉(zhuǎn)例如夾持器，而不需要因此而改變控制元件本身的樞轉(zhuǎn)角度和位置或影響夾持功能。同樣地較小程度地引發(fā)反向移動(dòng)；旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)360°也不成問題。此外，這些控制元件能夠容易地被拆卸、消毒、然后重新組裝。優(yōu)選的是，對應(yīng)的壁段應(yīng)包括在周向上彼此相隨地布置的兩個(gè)或更多個(gè)(尤其是三個(gè)或更多個(gè))狹槽。在這一點(diǎn)上，狹槽優(yōu)選地布置成使其在周向上彼此等間距。在軸向上，優(yōu)選控制裝置的關(guān)節(jié)區(qū)具有彼此相鄰地布置的三個(gè)或更多個(gè)狹槽，從而優(yōu)選的是，相鄰的狹槽在周向上相互偏移。用于將狹槽在軸向上彼此隔開的隔離物可以相同或者可以不同，從而可以影響關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的接頭的性質(zhì)，尤其是彎曲半徑。通常，狹槽被規(guī)定成完全穿透圓柱形壁的狹槽。然而，如果狹槽不完全穿透軸的壁，而是尤其在到達(dá)軸的內(nèi)周邊之前結(jié)束，也可獲得非常滿意的彎曲性質(zhì)。這樣，軸的壁在整體上仍然閉合，這在一些應(yīng)用中是可取的，尤其是在外軸的情況下。狹槽的優(yōu)選幾何形狀是其中為狹槽定界的壁表面被布置成與徑向成銳角的幾何形狀。在這一點(diǎn)上，相同狹槽的相對壁表面優(yōu)選地成鏡像，使得狹槽在軸的外周邊處比在相鄰的內(nèi)周邊處具有更大的寬度。在軸向上彼此隔開的狹槽優(yōu)選地被布置成在周向上重疊，但也可以相互偏移，以便形成規(guī)則的狹槽布置。在這一點(diǎn)上，狹槽的壁表面可以與軸向傾斜除90°之外的角度，以使得狹槽的寬度在外周邊處比在外軸的內(nèi)周邊處更大。從而即使在狹槽寬度較小的情況下也可以實(shí)現(xiàn)足夠大的樞轉(zhuǎn)角度，而不必增加狹槽的數(shù)量或不得不在較大的軸向長度上延伸關(guān)節(jié)區(qū)。


本發(fā)明的這些和另外的優(yōu)點(diǎn)在下文中結(jié)合附圖更詳細(xì)地進(jìn)行描述，在附圖中圖1示出局部視圖，其中局部圖la、lb和Ic示出根據(jù)本發(fā)明的控制裝置的基本結(jié)構(gòu)，該裝置由外軸、控制元件和內(nèi)軸三個(gè)元件組成；局部圖Id示出替代的控制元件；圖Ie 和If示出圖Id的控制元件或圖1的控制裝置的橫截面；圖2示出根據(jù)本發(fā)明的控制裝置的典型移動(dòng)圖案；圖3A和3B示出用于圖Ia和Ic的控制裝置的關(guān)節(jié)區(qū)的示例性實(shí)施例；圖4A和4B進(jìn)一步示出用于根據(jù)本發(fā)明的控制裝置的替代的控制元件；圖5示出根據(jù)本發(fā)明的控制裝置的全景；以及圖6示出根據(jù)本發(fā)明的控制裝置的變型的操作原理。
具體實(shí)施方式
圖1示出了控制裝置10的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)例如從現(xiàn)有技術(shù)如W02005/067785A1中已知，并且例如也可形成本發(fā)明的基礎(chǔ)。就這一點(diǎn)而言，控制裝置10包括中空圓柱形外軸12、中空圓柱形內(nèi)軸14和布置在這些軸之間的控制元件16。外軸12和內(nèi)軸14以及控制元件16具有大致相等的長度，并且它們的外徑和內(nèi)徑或壁厚被加工成一定的尺寸，使得控制元件可以滑入外軸內(nèi)以便精確地貼合，并且使得內(nèi)軸14精 確地貼合到控制元件16的內(nèi)部。具有管腔形式的內(nèi)軸14的內(nèi)部留有空間，以用于引入器械控制器、供應(yīng)管線至攝像機(jī)或其它光學(xué)元件等?？刂圃?6在徑向上由外軸12 和內(nèi)軸14的壁引導(dǎo)?？刂蒲b置10具有近端段18和遠(yuǎn)端段20，近端段18和遠(yuǎn)端段20分別包括對應(yīng)的關(guān)節(jié)區(qū)22和24。通常，關(guān)節(jié)區(qū)22、24由適當(dāng)設(shè)計(jì)的外軸12和/或內(nèi)軸14形成，對此，在包括WO 2005/067785A1在內(nèi)的現(xiàn)有技術(shù)中記錄了許多提議。在圖1中，關(guān)節(jié)區(qū)21、24僅僅以波紋管式結(jié)構(gòu)表示。圖1的控制裝置10的各個(gè)元件也在圖la、lb和Ic中示出，其中圖Ia表示外軸 12，圖Ib表示控制元件16，圖Ic表示內(nèi)軸14。外軸12在與關(guān)節(jié)區(qū)22和24相對應(yīng)的區(qū)域內(nèi)的結(jié)構(gòu)確保了外軸12在該區(qū)域內(nèi)的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)或彎曲能力。例如，如上所述，這里可以使用波紋管狀結(jié)構(gòu)。替代地，通過削弱外軸12在與關(guān)節(jié)區(qū)22和24相對應(yīng)的區(qū)段內(nèi)的壁，也可以產(chǎn)生必要的彎曲性質(zhì)或柔韌性。圖Ic中的內(nèi)軸14可顯示具有與圖Ia中的外軸12類似的結(jié)構(gòu)，因此可以參照對圖Ia的描述。圖Ib的控制元件16包括多個(gè)(本實(shí)例中為八個(gè))力傳遞縱向元件，這些力傳遞縱向元件平行于控制元件16的縱向設(shè)置，并且在控制元件16的對應(yīng)端處在周向上橫向地彼此相連，例如以形成環(huán)形圈28、30。圖Id示出了控制元件16'的替代實(shí)施例，該控制元件由一段一體式管子17使用例如激光束切割工藝制成。由激光束切割工藝在管子17內(nèi)形成的狹槽19在管子17的幾乎整個(gè)長度上延伸， 使得僅在近端和遠(yuǎn)端處留下無狹槽的環(huán)形圈28' ,30'，這些環(huán)形圈將充當(dāng)力傳遞縱向元件的壁段21互連。圖Ie示出了圖Id的控制元件的橫截面，但在其中僅存在四個(gè)壁段21。壁段21的圓弧段對應(yīng)于大約82°至86°的弧角α。狹槽19在周向上的范圍對應(yīng)于大約4°至8° 的角度β。圖If示出了控制裝置10的橫截面，其中圖Id的控制元件16'被用作控制元件， 但也具有總共四個(gè)段21。以舉例的方式示出了大約2. 5mm的外徑D和大約1. 8mm的內(nèi)徑。由于在控制裝置10內(nèi)的外軸12和內(nèi)軸14之間的力傳遞縱向元件26的引導(dǎo)，近端段18的樞轉(zhuǎn)導(dǎo)致關(guān)節(jié)區(qū)24在遠(yuǎn)端段處彎曲相同的角度量，該彎曲在相同的樞轉(zhuǎn)平面內(nèi)， 但在相對的方向上。這種情況在圖2中示出。以內(nèi)軸和外軸的柔性段22、24的形式存在的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的段的設(shè)計(jì)可具有許多類型。圖3A和3B示出了此處以外軸12的段22'和22〃的形式存在的柔性段的相關(guān)設(shè)計(jì)的兩種變型。相同類型的設(shè)計(jì)也適用于內(nèi)軸14的柔性段。這兩種變型的共同點(diǎn)是使用帶狹槽結(jié)構(gòu)，該帶狹槽結(jié)構(gòu)以中空圓柱形軸內(nèi)的周向延伸狹槽47的形式存在。優(yōu)選地，由連接帶49隔開的兩個(gè)或更多個(gè)狹槽沿周邊線設(shè)置。由于狹槽僅沿一個(gè)周邊線的布置只允許非常小角度的樞轉(zhuǎn)，在用于關(guān)節(jié)區(qū)22'的典型帶狹槽結(jié)構(gòu)中設(shè)置有包括狹槽47的多個(gè)軸向間隔的周邊線。優(yōu)選的是，在軸向上 的相鄰狹槽47 在周向上相互偏移，從而產(chǎn)生在幾個(gè)平面內(nèi)彎曲的可能性。每個(gè)周邊線存在由圖3B中的連接帶49彼此隔開的兩個(gè)狹槽47。在圖3A中，存在三個(gè)狹槽47。在兩種情況下，帶狹槽的結(jié)構(gòu)通常由多個(gè)狹槽47組成，這些狹槽沿著在軸向上彼此間隔的若干個(gè)假想周邊線布置。允許的樞轉(zhuǎn)角度可以非常簡單的方式預(yù)定，并且關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)段的更多性質(zhì)(例如抗彎曲性)可通過選擇帶狹槽結(jié)構(gòu)和狹槽的數(shù)量來適應(yīng)于特定的應(yīng)用。當(dāng)使用其中力傳遞縱向元件的近端和遠(yuǎn)端在周向上設(shè)定在相差一定角度量的角向位置內(nèi)(例如，如圖4A和4B中的實(shí)例所示相差180° )的控制元件時(shí)，遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)段相對于近端的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)在其它所需預(yù)定方向上(即甚至在不處于相同平面內(nèi)的方向上)的樞轉(zhuǎn)是可能的。圖4A示出了用于根據(jù)本發(fā)明的控制裝置10的控制元件40，其中八個(gè)力傳遞縱向元件42螺旋地布置在其整個(gè)長度上，并且以180°的位移固定在近端和遠(yuǎn)端環(huán)形圈44、46 處。這里，控制裝置10的近端段18在向上方向上的樞轉(zhuǎn)移動(dòng)同樣導(dǎo)致遠(yuǎn)端段20在相同平面內(nèi)的向上樞轉(zhuǎn)移動(dòng)。典型控制元件的直徑只有幾毫米，但另一方面控制元件的必要長度等于IOcm或明顯更多，考慮到這一事實(shí)，可能會(huì)想到螺旋布置的縱向元件偏離控制元件的縱向的角度明顯小于圖4A和4B中的情形。為了更大程度上闡明這種情況，這里提供了兩個(gè)數(shù)值例在諸如神經(jīng)外科中通常采用的器械的情況下，控制裝置的長度等于大約30cm，因此相關(guān)控制元件40、40'的長度同樣等于30cm?？刂圃?0、40'的外徑通常等于1. 7mm。 如果為力傳遞縱向元件42、42'的近端和遠(yuǎn)端固定在對應(yīng)的環(huán)形圈44、46和44' ,46'處的角度選擇180°的角位移，則會(huì)產(chǎn)生縱向元件的螺旋圖案，其中螺旋線相對于元件的縱向軸線傾斜大約0.5°的角度。在腹腔鏡檢查中使用的器械的情況下，控制裝置具有例如22cm的長度，該長度對應(yīng)于控制元件40、40'的長度?？刂圃?0、40'的外徑相對較大且等于大約9. 7mm。對于這種長度較短但同時(shí)具有明顯更大的直徑的控制裝置10來說，可以得到力傳遞縱向元件 42,42'沿其布置的螺旋線相對于控制元件40、40'的縱向軸線的傾角3. 9°。以上概述的兩個(gè)實(shí)例應(yīng)被理解為極端例子，但對于根據(jù)本發(fā)明的絕大多數(shù)控制裝置10來說，縱向元件42、42'相對于控制元件40、40'的縱向軸線的傾角將落在這些實(shí)例劃定的范圍內(nèi)。如果選擇除了上文結(jié)合圖4A和4B所述的180°之外的位移，則得到遠(yuǎn)端20的不同移動(dòng)方向，例如，在90°的位移的情況下，近端段18在紙面平面內(nèi)的彎曲導(dǎo)致遠(yuǎn)端20的離開紙面平面的垂直偏轉(zhuǎn)。優(yōu)選地，用于根據(jù)本發(fā)明的控制裝置的控制元件可互換使用，以便簡單地通過更換控制元件16、16'或40、40'來賦予控制裝置10不同的移動(dòng)幾何形狀。圖4B示出了控制元件40'的變型，該控制元件由一段一體式管子以與圖Id的控制元件16'類似的方式通過激光切割工藝形成。由此得到的壁段42'由狹槽43'彼此隔開，并且僅在環(huán)形圈44' ,46'的區(qū)域內(nèi)以力鎖定方式連接到一起。對于包括以螺旋方式延伸的縱向元件42的控制元件40，壁段的螺旋圖案的優(yōu)點(diǎn)相同。 最后，圖5以在其近端段18處附接到操縱裝置50的控制裝置10為基礎(chǔ)示出了本發(fā)明。關(guān)節(jié)區(qū)22和24具有大致相等的長度，使得當(dāng)近端段18彎曲例如30°時(shí)，導(dǎo)致遠(yuǎn)端段20相應(yīng)地同樣彎曲30°。遠(yuǎn)端段20進(jìn)行彎曲的方向取決于對控制元件(此處未詳細(xì)示出)的選擇和力傳遞縱向元件(例如上文所詳細(xì)描述的)末端的固定。圖5所示控制裝置10另外具有以縱向可移動(dòng)的套管53的形式存在的保持裝置 52，套管53位于控制裝置10的外軸上，例如以允許其與外軸的中央段25重疊。如果朝近端段18移動(dòng)套管53，并讓套管53與該關(guān)節(jié)區(qū)22重疊，則關(guān)節(jié)區(qū)22變短，從而限制其最大彎曲角度。從而能改變在遠(yuǎn)端段20的區(qū)域內(nèi)的允許彎曲角度，使得當(dāng)使用例如內(nèi)窺鏡技術(shù)移除病理學(xué)結(jié)構(gòu)時(shí)，能調(diào)節(jié)從操作的外科醫(yī)生的角度來看的限定的工作區(qū)域。圖5包含以保持裝置56的形式存在的保持裝置52的替代解決方案，保持裝置56 包括縱向可移動(dòng)的環(huán)58，環(huán)58通過雙彎曲桿60和線性導(dǎo)向機(jī)構(gòu)62固定到操縱裝置50。通過改變環(huán)58沿段18的位置，可以如上文結(jié)合套管53所描述的那樣縮短可用于近端段的彎曲移動(dòng)的關(guān)節(jié)區(qū)22的部分，從而同樣僅允許在遠(yuǎn)端段20處受限制的彎曲角度。此外，可以設(shè)想，在套管53的情況下和環(huán)58的情況下，裝置將固定在預(yù)定位置 (即在關(guān)節(jié)區(qū)預(yù)定重疊的情況下)，使得在遠(yuǎn)端段20處確保了調(diào)節(jié)后的受限的工作區(qū)域。另一方面，還可以設(shè)想，套管53將朝遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)段20移動(dòng)，從而當(dāng)近端段18存在對應(yīng)的樞轉(zhuǎn)移動(dòng)時(shí)，在遠(yuǎn)端段20的區(qū)域內(nèi)將發(fā)生逐步增加的(即放大的)樞轉(zhuǎn)移動(dòng)。同樣可以設(shè)想，為套管53或環(huán)58或其線性導(dǎo)向結(jié)構(gòu)62提供標(biāo)記，從而一旦建立了角度限制，即可在以后的情況下始終準(zhǔn)確地重新建立這種限制。為了說明對于在遠(yuǎn)端處的樞轉(zhuǎn)或彎曲移動(dòng)的上述放大效應(yīng)，請注意圖6，圖中示出了具有近端段102、遠(yuǎn)端段104和位于近端段與遠(yuǎn)端段之間的中央段106的控制裝置100。 雖然中央段106難以彎曲，但近端段102和遠(yuǎn)端段104各自包含關(guān)節(jié)區(qū)108或110，當(dāng)在軸向上測量時(shí)，關(guān)節(jié)區(qū)108或110具有對應(yīng)的長度L1和L2。因此，長度L2被選擇為短于長度 L10圖6a示出了在其基本位置的控制裝置100，在該位置下，在近端段102上沒有施加力。如圖6b的插圖中清晰示出的，一旦近端區(qū)102從軸向向外樞轉(zhuǎn)，就會(huì)導(dǎo)致關(guān)節(jié)區(qū) 108的長度在近端關(guān)節(jié)區(qū)108內(nèi)的彎曲末端區(qū)域102的外徑處增加至！^+八”同時(shí)導(dǎo)致在內(nèi)徑處縮短的長度L1- Δ 2。遠(yuǎn)端段104的長度也會(huì)發(fā)生對應(yīng)的變化，即在外徑處長度為L2+ Δ 2， 在內(nèi)徑處長度為L2-A lt)由于關(guān)節(jié)區(qū)108、110的長度L1和L2不同，對于遠(yuǎn)端段144必然的結(jié)果是彎曲移動(dòng)增加，以便使其能夠順應(yīng)近端段指定的長度變化。這種效應(yīng)例如也可用于具有成比例的較小樞轉(zhuǎn)移動(dòng)的受限的近端工作區(qū)域內(nèi)，以便能夠充分利用在遠(yuǎn)端處的給定樞轉(zhuǎn)半徑，并使遠(yuǎn)端處具有盡可能大的可用工作區(qū)域。
該原理可以以變化的方式用于本發(fā)明，因?yàn)榕c另一個(gè)關(guān)節(jié)區(qū)的長度成比例的一個(gè)關(guān)節(jié)區(qū)的長度通過保持裝置來改變 (參見圖5)。
權(quán)利要求
1.一種控制裝置，所述控制裝置特別地用在內(nèi)窺鏡等中，所述控制裝置包括近端段和遠(yuǎn)端段，所述近端段和遠(yuǎn)端段中的每一個(gè)包括關(guān)節(jié)區(qū)，并且所述控制裝置還包括布置在所述近端段和所述遠(yuǎn)端段之間的抗彎曲的中央段，并且所述控制裝置還包括中空圓柱形外軸、中空圓柱形內(nèi)軸、以及控制元件，所述控制元件布置在這些軸之間，并且具有大致從所述控制裝置的所述近端段向所述遠(yuǎn)端段延伸的兩個(gè)或更多個(gè)力傳遞縱向元件，其中，所述縱向元件在所述控制裝置的周向方向上以大致規(guī)則的間隔角布置，并且所述縱向元件在所述控制裝置的所述近端段和所述遠(yuǎn)端段附近在所述周向方向上彼此相連， 其特征在于，所述控制裝置包括保持裝置，利用所述保持裝置，關(guān)節(jié)區(qū)的一部分能夠相對于所述控制裝置的所述中央段的縱向方向或者相對于與所述控制裝置的所述近端段或遠(yuǎn)端段鄰接的功能單元、以抗彎曲的方式固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于，所述保持裝置包括抗彎曲套管，所述抗彎曲套管能夠沿所述控制裝置的所述中央段的縱向軸線移位。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制裝置，其特征在于，所述抗彎曲套管被布置在所述外軸的外周上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的控制裝置，其特征在于，所述保持裝置包括支撐在所述功能單元上的保持元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的控制裝置，其特征在于，所述保持裝置能夠定位且優(yōu)選地能夠固定在一個(gè)或多個(gè)預(yù)定位置中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的控制裝置，其特征在于，所述力傳遞縱向元件被布置成使得所述力傳遞縱向元件相互橫向地隔開。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制裝置，其特征在于，在所述力傳遞縱向元件之間布置有隔離物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的控制裝置，其特征在于，所述力傳遞縱向元件被布置成沿所述控制裝置的縱向方向至少部分地彼此直接接觸。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中的任一項(xiàng)所述的控制裝置，其特征在于，所述力傳遞縱向元件在徑向方向上由所述外軸和所述內(nèi)軸引導(dǎo)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任一項(xiàng)所述的控制裝置，其特征在于，所述控制元件包括具有圓柱形壁的中空圓柱形部件，所述圓柱形壁至少在近端和遠(yuǎn)端之間的段的區(qū)域中被細(xì)分成形成所述力傳遞縱向元件的兩個(gè)或更多個(gè)壁段。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的控制裝置，其特征在于，所述兩個(gè)或更多個(gè)壁段在所述中空圓柱形部件的遠(yuǎn)端處通過環(huán)形圈牢固地連接到一起。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的控制裝置，其特征在于，所述兩個(gè)或更多個(gè)壁段在所述中空圓柱形部件的近端附近牢固地連接到一起。
13.根據(jù)權(quán)利要求10至12中的任一項(xiàng)所述的控制裝置，其特征在于，所述中空圓柱形部件以一體的方式形成。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的控制裝置，其特征在于，所述中空圓柱形部件由一段管子制成，其中，將所述圓柱形壁細(xì)分成壁段優(yōu)選地通過激光切割工藝實(shí)現(xiàn)。
15.根據(jù)權(quán)利要求10至14中的任一項(xiàng)所述的控制裝置，其特征在于，所述中空圓柱形部件由鋼合金或鎳鈦諾制成。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至15中的任一項(xiàng)所述的控制裝置，其特征在于，所述力傳遞縱向元件中的至少一些段螺旋狀地設(shè)置，使得在所述周向方向上觀察時(shí)，所述力傳遞縱向元件的近端和遠(yuǎn)端被固定在不同的角位置中。
17.根據(jù)權(quán)利要求1至16中的任一項(xiàng)所述的控制裝置，其特征在于，所述力傳遞縱向元件具有纜繩或線的形式。
18.根據(jù)權(quán)利要求1至17中的任一項(xiàng)所述的控制裝置，其特征在于，所述力傳遞縱向元件具有香蕉狀橫截面。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的控制裝置，其特征在于，近端關(guān)節(jié)區(qū)在所述控制裝置的縱向方向上的延伸范圍不同于遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)區(qū)的延伸范圍。
20.根據(jù)權(quán)利要求1至19中的任一項(xiàng)所述的控制裝置，其特征在于，所述關(guān)節(jié)區(qū)中的至少一個(gè)是有彈性的。
21.根據(jù)權(quán)利要求1至20中的任一項(xiàng)所述的控制裝置，其特征在于，所述外軸和/或內(nèi)軸的關(guān)節(jié)區(qū)包括壁段，在所述壁段中存在多個(gè)在所述周向方向上延伸的相互隔開的狹槽。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的控制裝置，其特征在于，在所述周向方向上以一個(gè)在另一個(gè)后面的方式布置有兩個(gè)或更多個(gè)狹槽、尤其是三個(gè)或更多個(gè)狹槽。
23.根據(jù)權(quán)利要求21或22所述的控制裝置，其特征在于，在軸向方向上彼此相鄰地布置有三個(gè)或更多個(gè)狹槽。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的控制裝置，其特征在于，彼此相鄰的狹槽在所述周向方向上相互偏移。
25.根據(jù)權(quán)利要求21至24中的任一項(xiàng)所述的控制裝置，其特征在于，所述狹槽是完全穿透所述圓柱形壁的狹槽。
26.根據(jù)權(quán)利要求21至25中的任一項(xiàng)所述的控制裝置，其特征在于，限定所述狹槽的壁表面被設(shè)置成與所述徑向方向成銳角。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的控制裝置，其特征在于，同一狹槽的相對壁表面鏡像設(shè)置， 使得在軸的外周處比鄰近內(nèi)周處具有更大的狹槽寬度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種尤其用在內(nèi)窺鏡等中的控制裝置，所述控制裝置包括各自包括關(guān)節(jié)區(qū)的近端段和遠(yuǎn)端段，并且具有布置在所述近端段和所述遠(yuǎn)端段之間的抗彎曲中央段，且包括中空圓柱形外軸、中空圓柱形內(nèi)軸和控制元件，所述控制元件布置在所述軸之間，并且具有大致從所述控制裝置的近端段向遠(yuǎn)端段延伸的兩個(gè)或更多個(gè)傳遞力的縱向元件。所述縱向元件在所述控制裝置的周向上以大致恒定的角距離布置，并且在所述控制裝置的近端段和遠(yuǎn)端段的區(qū)域內(nèi)在周向上彼此連接到一起。根據(jù)本發(fā)明，所述控制裝置包括保持裝置，所述保持裝置使得關(guān)節(jié)區(qū)的一部分相對于所述控制裝置的中央段的縱向或者相對于功能單元以抗彎曲方式固定，該功能單元與近端段或遠(yuǎn)端段連接，從而使得所述器械可以容易地適用于不同的工作區(qū)和/或不同尺寸的工作區(qū)。
文檔編號A61B1/005GK102448359SQ201080023234
公開日2012年5月9日 申請日期2010年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月29日
發(fā)明者奧拉夫·黑格曼, 西奧多·盧策 申請人:阿斯卡拉波股份有限公司