本申請要求2015年5月13日提交的美國申請第14/711,348號的權益,其要求2014年5月15日提交的美國臨時申請第61/993,678號和2014年5月15日提交的美國臨時申請第61/993,825號的優先權,其中每件申請通過引用的方式整體結合于此。
技術領域
本公開的各方面通常涉及取出裝置和相關系統及方法。更具體地,本公開涉及用于取出患者體內的物體的裝置、系統和方法。
背景技術:
通常使用取出裝置來去除有機材料(例如,血凝塊、組織、以及生物結石,例如尿結石、膽結石和胰腺結石)和無機材料(例如,醫療裝置的部件或其他異物),這些材料可能阻塞患者的體腔或通道,或以其他方式存在于患者的體腔或通道內。例如,結石可在身體的某些部位中生長,例如在腎臟、胰腺、輸尿管和膽囊中。使用微創醫療過程通過自然孔口或通過切口(例如,在經皮腎鏡取石術(PNCL)過程中)來去除這些結石。在碎石術和輸尿管鏡檢查術過程中,也使用取出裝置來治療患者輸尿管中的尿結石(例如腎結石)。
取出裝置可包括用于操縱物體的末端執行器。一種示例性末端執行器可具有支撐前環的多個臂,當開啟末端執行器時,前環形成。用戶可使用臂和前環來捕獲物體和/或釋放所捕獲的物體。用戶捕獲和/或釋放物體的能力可取決于多種因素,包括,例如,臂和前環在物體上施加抓取力的能力、臂之間的間隙或開口的尺寸、和/或前環的尺寸。一些取出裝置取出物體的能力由于例如末端執行器在其伸展狀態的尺寸(例如,末端執行器過大或過小)而可能是有限的,并且可能易于斷裂和/或需要來自附加裝置的輔助以去除無法以其他方式從末端執行器釋放的大物體。因此,仍需要具有改進能力的取出裝置。
本公開的示例性特征涉及取出裝置及相關使用方法的改進。
技術實現要素:
本公開的方面尤其涉及取出裝置和相關系統及方法。這里公開的每個方面可包括結合任何其他所公開的方面描述的一個或多個特征。
根據本公開的方面,一種裝置可包括護套,該護套包括遠端和近端。該裝置還可包括位于護套的遠端的末端執行器。末端執行器的至少一部分可相對于護套在伸展狀態和縮回狀態之間移動。末端執行器可包括支撐件和可移動件,支撐件從護套的遠端延伸,可移動件從支撐件的遠端延伸。該裝置還可包括位于護套的近端的手柄組件。手柄組件可包括用于使末端執行器在伸展狀態和縮回狀態之間轉變的致動件。該裝置還可包括耦接到致動件和護套中的至少一個的偏壓件。偏壓件可控制由可移動件和支撐件中的一個施加到可移動件和支撐件中的另一個上的力。該力可通過可移動件和支撐件之間的相對運動產生。
附加地或替代地,該裝置可包括一個或多個以下特征。偏壓件可在靜止狀態和偏壓狀態之間移動,偏壓件從靜止狀態被壓縮或伸長到偏壓狀態。當末端執行器轉變至伸展狀態時,偏壓件可移動至偏壓狀態。偏壓件可從偏壓狀態移動至靜止狀態,以利用預定力將末端執行器轉變至縮回狀態。當可移動件和支撐件之間的力在預定范圍之外時,偏壓件可移動至偏壓狀態。偏壓件到偏壓狀態的運動可由致動件和護套之間的相對運動引起。手柄組件可包括可滑動地耦接到致動件的手柄本體。偏壓件可環繞護套的至少一部分。偏壓件可具有近端和遠端,近端固定地耦接到護套,遠端可相對于護套移動。偏壓件可固定地耦接到致動件。偏壓件可具有近端和遠端,近端固定地耦接到護套,遠端固定地耦接到護套。護套可包括具有不同剛度的至少兩個部段。偏壓件可與兩個部段中的每個部段的至少一部分疊置。連接器可將手柄組件連接到護套的近端。連接器可包括與護套的腔流體連通以將流體注入護套的腔中的端口。
根據本公開的方面,一種用于操作包括護套、末端執行器、手柄組件和偏壓件的裝置的方法,可包括使末端執行器從伸展狀態轉變至縮回狀態。末端執行器可位于護套的遠端,并且,末端執行器可包括支撐件和可移動件,支撐件從護套的遠端延伸,可移動件從支撐件的遠端延伸。該方法還可包括,在護套的近端致動手柄組件上的致動件,以使末端執行器從伸展狀態轉變至縮回狀態。該方法還可包括,利用偏壓件控制由可移動件和支撐件中的一個施加到可移動件和支撐件中的另一個上的力。該力可通過使可移動件和支撐件中的一個相對于可移動件和支撐件中的另一個移動而產生。偏壓件可耦接到致動件和護套中的至少一個。
附加地或替代地,該方法可包括利用偏壓件控制該力??刂圃摿砂?,當該力超過預定范圍時,使偏壓件變形。
根據本公開的方面,一種裝置可包括護套,該護套包括遠端和近端。該裝置還可包括位于護套的遠端的末端執行器。末端執行器可包括多個支撐臂和從支撐臂延伸的多個可移動件。末端執行器可經由多個支撐臂和多個可移動件之間的相對運動在伸展狀態和縮回狀態之間移動。該裝置還可包括手柄組件,該手柄組件包括操作性地耦接到護套的第一致動器,以在多個可移動件和多個支撐臂的遠端之間提供相對運動。手柄組件還可包括操作性地耦接到護套的第二致動器,以在多個可移動件和多個支撐臂的遠端之間提供相對運動。該裝置還可包括操作性地耦接在第一致動器和第二致動器之間的偏壓件。偏壓件可被構造為變形,以便于末端執行器從伸展狀態到進一步伸展狀態以及縮回狀態到進一步縮回狀態中的至少一個的運動。
附加地或替代地,該裝置可包括一個或多個以下特征。偏壓件可在第一致動器和第二致動器之間提供空動連接(lost motion connection)。第一致動器可被構造為在遠端方向上相對于手柄本體移動,以使護套移動并使末端執行器轉變至縮回狀態。第一致動器可被構造為,當第一致動器在遠端方向上移動時,將力傳遞到偏壓件。偏壓件可被構造為,當第一致動器上的力超過預定值時,偏壓件由于該力而變形。第一致動器可被構造為在近端方向上相對于手柄本體移動,以使護套移動并使末端執行器轉變至伸展狀態。第二致動器可被構造為,當第二致動器在近端方向上移動時,傳遞力以使偏壓件變形。
可理解,以上大致描述和以下詳細描述僅是示例性的和解釋性的,并不限制所要求保護的特征。
附圖說明
附圖包含在本說明書中并組成其一部分,附圖與描述一起示出本公開的示例性方面,用來解釋本公開的原理。
圖1A是根據本公開的方面的取出裝置的一部分的側剖視圖。
圖1B是根據本公開的方面的取出裝置的一部分的透視圖。
圖1C是根據本公開的方面的圖1A的取出裝置的該部分的另一側剖視圖。
圖1D是根據本公開的方面的圖1B的取出裝置的該部分的另一透視圖。
圖2A是根據本公開的方面的另一取出裝置的一部分的透視圖。
圖2B是根據本公開的方面的圖2A的取出裝置的該部分的另一透視圖。
圖3A是根據本公開的方面的取出裝置的一部分的側剖視圖。
圖3B是根據本公開的方面的圖3A的取出裝置的該部分的另一側剖視圖。
圖4A是根據本公開的方面的取出裝置的一部分的透視圖。
圖4B是根據本公開的方面的圖4A的取出裝置的該部分的另一透視圖。
圖5A是根據本公開的方面的取出裝置的一部分的側視圖。
圖5B是根據本公開的方面的圖5A的取出裝置的該部分的一部件的透視圖。
圖6A是根據本公開的方面的取出裝置的一部分的透視圖。
圖6B是根據本公開的方面的圖6A的取出裝置的該部分的一部件的透視圖。
圖7是根據本公開的方面的取出裝置的一部分的側視圖。
圖8是根據本公開的方面的取出裝置的一部分的側視圖。
圖9是根據本公開的方面的處于伸展狀態的取出裝置的一部分的透視圖。
圖10是根據本公開的方面的處于伸展狀態的圖9的取出裝置的遠端部分的透視圖。
圖11是根據本公開的方面的處于縮回狀態的圖9的取出裝置的遠端部分的透視圖。
圖12是根據本公開的方面的圖9的取出裝置的各部分的分解透視圖。
圖13是根據本公開的方面的處于伸展狀態的圖9的取出裝置的各部分的局部側剖視圖。
圖14是根據本公開的方面的處于進一步伸展狀態的圖9的取出裝置的各部分的局部側剖視圖。
圖15是根據本公開的方面的處于縮回狀態的圖9的取出裝置的各部分的局部側剖視圖。
圖16是根據本公開的方面的處于進一步縮回狀態的圖9的取出裝置的一部分的局部側剖視圖。
圖17是根據本公開的方面的沿著圖12中的線17-17的取出裝置的第一致動器的前視圖。
圖18是根據本公開的方面的處于伸展狀態的取出裝置的一部分的局部側剖視圖。
圖19是根據本公開的方面的處于進一步伸展狀態的圖18的取出裝置的一部分的局部側剖視圖。
具體實施方式
現在將詳細參考本公開的各方面,在附圖中示出了其中一些實例。只要可能,就在圖中使用相同的參考標號來表示相同或相似的部件。術語“遠端”指的是當將裝置引入患者體內時離用戶最遠的部分。相比之下,術語“近端”指的是當將該裝置放在患者體內時離用戶最近的部分。
圖1A至圖1D示出了取出裝置100的部分。取出裝置100可包括護套102,該護套包括遠端和近端。取出裝置100還可包括位于護套102的遠端的末端執行器142。末端執行器142的至少一部分可相對于護套102在伸展狀態和縮回狀態之間移動。末端執行器142可包括支撐件130和可移動件106,支撐件耦接到護套102的遠端,可移動件從支撐件130延伸。取出裝置100還可包括位于護套102的近端的手柄組件144。手柄組件144可包括用于使末端執行器142在伸展狀態和縮回狀態之間移動的致動件146。取出裝置100還可包括偏壓件176,該偏壓件耦接到致動件146和護套102中的至少一個。由于可移動件106和支撐件130之間的相對運動,偏壓件176可控制由可移動件106和支撐件130中的一個施加到可移動件106和支撐件130中的另一個上的力。
護套102可以是外護套。外護套102可包括縱向延伸的腔136。外護套102可以是例如中空管。外護套102可由聚合物材料、金屬、或這些材料的組合制成。
取出裝置100還可包括軸或驅動件104。驅動件104可貫穿外護套102的腔136。驅動件104可以是細長的,并可包括例如金屬絲、編織物、軸、和/或任何其他合適的被構造為將平移力和/或旋轉力從其近端傳遞至其遠端的驅動件。
取出裝置100還可包括第一、第二和第三可移動件106、108和110。第一、第二和第三可移動件106、108和110中的每個都可包括:第一近端部分112、114和116;包括反向U形或180度彎曲部的中間部分118、120和122;以及第二近端部分124、126和128。雖然示出了三個可移動件,但是也可包含一個或多個附加的可移動件。還設想,可包含少于三個的可移動件。
可移動件106、108和110中的每個可由任何合適的材料形成,包括但不限于金屬、聚合物、或這些材料的組合。例如,可移動件106、108和110中的一個或多個可由形狀記憶材料(例如鎳鈦諾)形成,并可進行處理以具有導致可移動件106、108和110中的一個或多個在沒有約束力的情況下遠離外護套102的縱向軸線徑向向外移動的內部偏壓。
可移動件106、108和110中的每個都可具有任何合適的橫截面形狀,包括圓柱形、橢圓形、多邊形和/或不規則形。可移動件106、108和110中的一個或多個可包括變平、機加工、擠出、拉拔和/或蝕刻成與其余部分不同輪廓的部分。可移動件106、108和110中的一個或多個可以開槽,以允許偏轉或定向彎曲??梢苿蛹?06、108和110中的一個或多個的外表面可以是粗糙的、有凹口的、開槽的、蝕刻的、噴砂的、或以其他方式改進的,以提供更好的抓取面。
可移動件106、108和110可附接至驅動件104。例如,可移動件106、108和110的近端可附接至驅動件104的遠端。該附接可由拼合接頭、粘合劑、熔化、焊接、卷邊、使用熱縮套筒的連接、和/或任何其他合適的附接機構中的一種或多種提供。
取出裝置100還可包括第一、第二和第三支撐件130、132和134。支撐件130、132和134中的每個都可包括縱向地貫穿其中的腔(未示出)。例如,支撐件130、132和134中的一個或多個可以是中空管。支撐件130、132和134可圍繞外護套102的縱向軸線周向地設置。支撐件130、132和134的縱向軸線可圍繞外護套102的縱向軸線等間隔地周向設置。然而,應注意,可替換地可使用任何其他合適數量的支撐件和間隔構造。
支撐件130、132和134中的每個都可具有任何合適的橫截面形狀,包括圓柱形、橢圓形、多邊形和/或不規則形。支撐件130、132和134中的一個或多個可包括變平、機加工、擠出、拉拔和/或蝕刻成與其余部分不同輪廓的部分。支撐件130、132和134可由柔性材料制成,使得它們在插入并通過受試者的解剖結構中的曲折通道時會彎曲。支撐件130、132和134中的一個或多個可以開槽,以允許偏轉或定向彎曲。支撐件130、132和134中的一個或多個的外表面可以是粗糙的、有凹口的、開槽的、蝕刻的、噴砂的、或以其他方式改進的,以提供更好的抓取面。支撐件130、132和134可由任何合適的材料制成,包括聚合物,例如聚酰亞胺或聚對苯二甲酸乙二醇酯。
支撐件130、132和134的近端部分可容納于外護套102的腔136中。例如,支撐件130、132和134中的一個或多個的近端部分可由外護套102的遠端部分覆蓋,留下從外護套102的遠端暴露的遠端長度。支撐件130、132和134的近端部分可相對于外護套102固定。例如,外護套102的遠端可包括用于保持支撐件130、132和134的耦接器138。耦接器138可包括熱縮套筒和/或粘合劑,例如紫外光固化粘合劑或氰基丙烯酸鹽粘合劑。耦接器138可使支撐件130、132和134的近端相對于外護套102的遠端保持靜止,同時允許支撐件130、132和134的遠端部分相對于外護套102的遠端并相對于彼此移動。
支撐件130、132和134中的每個都可接觸另兩個支撐件。例如,支撐件130、132和134的每個近端部分可接觸另兩個支撐件的近端部分,使得支撐件130、132和134可具有圍繞外護套102的縱向軸線的三角形布置。支撐件130、132和134的縱向軸線可形成三角形的頂點,并且,縱向軸線的部分可以是平行的。支撐件130、132和134的遠端部分可朝向和遠離外護套102的縱向軸線移動。支撐件130、132和134的數量可等于可移動件106、108和110的數量??稍O想,支撐件和可移動件的數量可基于正在執行的過程的類型而變化。
可移動件106、108和110中的每個都可從驅動件104向遠端延伸,并可在其近端進入支撐件130、132和134中的一個的腔??梢苿蛹?06、108和110中的每個都可貫穿該腔向遠端延伸,并可在支撐件130、132和134中的一個的遠端離開該腔。可移動件106、108和110中的每個可分別轉變成彎曲部118、120和122。然后,可移動件106、108和110中的每個都可通過支撐件130、132和134中的另一個的遠端進入腔。可移動件106、108和110中的每個可貫穿腔向近端延伸,并可在支撐件130、132和134中的一個的近端離開該腔。在離開之后,可移動件106、108和110中的每個可由耦接器140接收。例如,耦接器140可遠端地定位在驅動件104的遠端。耦接器140可以是管子,并可包括構造為容納可移動件106、108和110的腔(未示出)。可移動件106、108和110可通過粘合劑、熔化、焊接、摩擦配合、熱縮耦接器140、和/或任何其他合適形式的附接方式附接至耦接器140。耦接器140可相對于驅動件104的遠端固定在適當位置,或者可構造為平移,使得耦接器140的位置相對于支撐件130、132和134的遠端變化。
從驅動件104向遠端延伸的可移動件106、108和110的部分可沿著耦接器140的表面延伸,并可接觸耦接器140的側表面。耦接器140可使可移動件106、108和110的那些部分與外護套102的縱向軸線隔開,以幫助引導可移動件106、108和110進入支撐件130、132和134的腔。耦接器140可包含凹槽、插槽、或其他凹入特征,以容納可移動件106、108和110的部分。可移動件106、108和110可以在縱向、螺旋、纏繞、扭曲、或其他合適的方向上沿著接觸耦接器140的表面延伸和/或與之接觸。
可移動件106、108和110以及支撐件130、132和134可形成末端執行器142的捕獲件。末端執行器142可形成籃狀物。在圖1B中,示出了處于縮回和收縮狀態的末端執行器142。通過使驅動件104相對于外護套102向近端移動,可將末端執行器142移動至其縮回和收縮狀態。在該縮回和收縮狀態,彎曲部118、120和122可位于支撐件130、132和134的遠端或其附近。支撐件130、132和134的縱向軸線可以是基本上平行的,并且,支撐件130、132和134中的每個的近端部分和遠端部分都可與其他支撐件接觸??梢苿蛹?06、108和110的位于支撐件130、132和134的腔中的部分可以是基本上平行的。支撐件130、132和134和/或外護套102可抵消可移動件106、108和110中的固有偏壓,防止可移動件106、108和110的部分從外護套102的縱向軸線徑向向外彎曲。
在該縮回和收縮狀態中,耦接器140的遠端可與支撐件130、132和134的近端隔開一定距離。該距離可以是大約12毫米,但也可使用其他距離。耦接器140的近端可與驅動件104的遠端隔開一定距離。該距離可以是大約16毫米,但也可使用其他距離。這兩個距離可基于取出裝置100正在執行的過程而變化。
在圖1D中,示出了處于伸展和擴張狀態的末端執行器142。在該伸展和擴張狀態中,可移動件106、108和110的部分可從支撐件130、132和134的遠端暴露。一旦暴露,由于可移動件106、108和110中的固有的徑向向外偏壓,可移動件106、108和110就可從外護套102的縱向軸線徑向向外移動??梢苿蛹?06、108和110的徑向向外移動可導致支撐件130、132和134的徑向向外移動??商鎿Q地,支撐件130、132和134可被徑向向外偏壓,并且,可移動件106、108和110可推動支撐件130、132和134進入縮回和收縮狀態。
在末端執行器142的伸展和擴張狀態中,可移動件106、108和110的暴露部分可在支撐件130、132和134的遠端之間形成橋接件。每個橋接件可從給定支撐件的遠端向遠端延伸,并可容納于相鄰支撐件的遠端中。每個橋接件及其對應的一對支撐件可形成末端執行器142的側環。圖1D中示出了三個側環。橋接件可形成末端執行器142的前環。材料可通過前環和側環中的一個或多個進入末端執行器142。通過增加額外的可移動件和支撐件,可產生額外的側環。還設想,末端執行器142可包括更少的可移動件和支撐件。例如,末端執行器142可包括兩個可移動件和兩個支撐件。由兩個可移動件限定的橋接件可形成前環。
外護套102和支撐件130、132和134可相對于可移動件106、108和110向近端移動,以使末端執行器142延伸,允許末端執行器142移動至其伸展和擴張狀態。驅動件104可相對于外護套102向遠端移動,以使末端執行器142延伸,允許末端執行器142移動至其伸展和擴張狀態。擴張可能是由于可移動件106、108和110中的一個或多個中的固有的徑向向外偏壓。
末端執行器142的伸展和擴張可分階段地進行。從圖1B所示的縮回和收縮狀態開始,末端執行器142的伸展和擴張的第一階段可以驅動件104相對于外護套102和支撐件130、132和134向遠端的運動開始。驅動件104的相對運動可導致可移動件106、108和110及耦接器140相對于外護套102向遠端移動。驅動件104、可移動件106、108和110、以及耦接器140的運動可以是平移。第一近端部分112、114和116及第二近端部分124、126和128可通過支撐件130、132和134中的近端開口(未示出)進入支撐件130、132和134的腔。彎曲部118、120和122可從支撐件130、132和134的遠端出現或進一步從該遠端伸出。
耦接器140可隨著可移動件106、108和110相對于外護套102和支撐件130、132和134移動。當耦接器140已經朝向支撐件130、132和134的近端行進了一定距離時(在圖1B中,該距離基本上等于耦接器140的遠端與支撐件130、132和134的近端之間的距離),耦接器140的進一步近端運動可在耦接器140到達其防止第二近端部分124、126和128進一步展開的點時停止,從而防止第二近端部分124、126和128進入支撐件130、132和134的腔。在伸展和擴張的第一階段結束時,彎曲部118、120和122可與支撐件130、132和134的遠端隔開一定距離,在圖1B中,該距離基本上等于支撐件130、132和134的近端與耦接器140的遠端之間的距離。
末端執行器142的伸展和擴張的第二階段可在耦接器140的遠端運動已經停止之后開始。在第二階段的過程中,驅動件104相對于外護套102與支撐件130、132和134的進一步遠端運動,可驅動第一近端部分112、114和116相對于外護套102與支撐件130、132和134的遠端運動。在第二階段的過程中,第二近端部分124、126和128可相對于支撐件130、132和134保持固定。第一近端部分112、114和116可經由支撐件130、132和134中的近端開口(未示出)進入支撐件130、132和134中的腔,并可經由遠端開口(未示出)離開所述腔,從而增加了末端執行器142的橋接件的長度,并使末端執行器142的前環和側環的尺寸擴張。伸展和擴張的第二階段可繼續一段距離,在圖1B中,該距離基本上等于耦接器140的近端與耦接器140的近端和驅動件104的遠端間的中間位置之間的距離。在驅動件104的遠端防止第一近端部分112、114和116展開得足夠遠以進入支撐件130、132和134的近端的情況下,驅動件104的遠端運動可停止。附加地或替代地,遠端運動可由于耦接器140阻止第一近端部分112、114和116和/或驅動件104的進一步遠端運動而停止。附加地或替代地,遠端運動可由于取出裝置100的手柄組件(例如,在下面進一步描述的手柄組件144)的操作而停止。
通過使外護套102與支撐件130、132和134相對于可移動件106、108和110向遠端移動,可實現使末端執行器142移回到縮回和收縮狀態。從伸展和擴張狀態到縮回和收縮狀態的運動也可分階段地進行。末端執行器142的縮回和收縮的第一階段可以驅動件104相對于外護套102向近端運動開始。這可導致第一近端部分112、114和116相對于外護套102與支撐件130、132和134向近端運動??梢苿蛹?06、108和110的遠端部分可在支撐件130、132和134的遠端進入腔。第二近端部分124、126和128以及耦接器140可相對于支撐件130、132和134保持靜止。末端執行器142的橋接件的長度可減小。可移動件106、108和110以及支撐件130、132和134可徑向向內移動。因此,末端執行器142的前環和側環的尺寸可減小。
末端執行器142的縮回和收縮的第一階段可發生在一定距離上,在圖1B中,該距離基本上等于耦接器140的近端與耦接器140的近端和驅動件104的遠端間的中間位置之間的距離。一旦已經覆蓋該距離,則縮回和收縮的第二階段便可隨著驅動件104相對于外護套102與支撐件130、132和134向近端的繼續運動而發生。該繼續運動可導致可移動件106、108和110以及耦接器140相對于外護套102與支撐件130、132和134向遠端移動。驅動件104、可移動件106、108和110以及耦接器140的運動可以是平移。例如,驅動件104、第一近端部分112、114和116、第二近端部分124、126和128以及耦接器140可在第二階段的過程中相對于外護套102與支撐件130、132和134向近端移動。第一近端部分112、114和116以及第二近端部分124、126和128的近端部位可在支撐件130、132和134的近端離開支撐件130、132和134的腔。可移動件106、108和110的遠端部分(包括彎曲部118、120和122的兩側處或其附近的部位)可進入或進一步移動經過支撐件130、132和134的遠端。當可移動件106、108和110的暴露長度減小時,橋接件的長度可減小。當末端執行器142的橋接件收縮時,可移動件106、108和110以及支撐件130、132和134可朝向外護套102的縱向軸線徑向向內收縮。末端執行器142的前環和側環的尺寸也可收縮。
耦接器140可隨著可移動件106、108和110相對于外護套102與支撐件130、132和134移動。當耦接器140已經相對于外護套102與支撐件130、132和134行進了一段距離時(在圖1B中,該距離基本上等于支撐件130、132和134的近端和耦接器140的遠端之間的距離),耦接器140的進一步近端運動可在彎曲部118、120和122到達當其接合支撐件130、132和134的遠端時防止可移動件106、108和110進一步近端運動的點時停止。附加地或替代地,進一步運動可通過手柄組件144的操作來停止。在縮回和收縮的第二階段結束時,獲得圖1B所示的狀態。
圖1A和圖1C示出了手柄組件144。手柄組件144可包括致動件146。致動件146在其上表面上可具有突出部148,在突出部上,用戶可用他或她的拇指在致動件146上施加力。致動件146可通過連接器150耦接到外護套102的近端部分,連接器可包括陽魯爾接頭(male luer fitting)。驅動件104可穿過連接器150中的腔152和致動件146中的通道154向近端延伸。應變消除件156可耦接到連接器150,并可至少部分地在外護套102的近端部分上延伸。通過向遠端移動致動件146,可使外護套102相對于驅動件104向遠端移動,并通過向近端移動致動件146,可使外護套相對于驅動件向近端移動。
致動件146可滑動地接合手柄本體158。例如,致動件146可位于手柄本體158上,并可相對于手柄本體158向遠端和近端滑動。手柄本體158可固定地耦接到手柄蓋160。因此,致動件146也可相對于手柄蓋160向遠端和近端滑動。驅動件104的近端部分可貫穿手柄本體158中的縱向延伸的通道162。在其近端處,手柄本體158可形成夾鉗164或任何其他合適的保持機構。當夾鉗164閉合時,手柄本體158和驅動件104可固定地耦接。端帽166可設置在手柄本體158和手柄蓋160的近端上,以幫助使夾鉗在驅動件104周圍閉合。手柄蓋160可包括外螺紋部分(未示出),并且端帽166可包括互補的內螺紋(未示出),因此,可將端帽166擰到手柄蓋160上。
當致動件146相對于手柄本體158和手柄蓋160向遠端移動時,外護套102與支撐件130、132和134可相對于驅動件104與可移動件106、108和110向遠端移動。向遠端移動的支撐件130、132和134可在可移動件106、108和110的部分上滑動,使末端執行器142處于其縮回和收縮狀態。
行程限制器168可耦接到致動件146上的擋塊或支座172,使得行程限制器168可隨著致動件146移動。可替換地,行程限制器168可耦接到手柄本體158上的遠端擋塊或支座170,使得致動件146可相對于行程限制器168移動。行程限制器168例如可通過卡扣配合接合耦接到手柄本體158或致動件146中的凹槽。當致動件146相對于手柄本體158和手柄蓋160向遠端移動時,擋塊170和172之間的距離可減小,并且,支撐件130、132和134的遠端與可移動件106、108和110的彎曲部118、120和122之間的距離可減小。一旦支撐件130、132和134的遠端向遠端移動得足夠遠以到達彎曲部118、120和122,則進一步的遠端運動可促使支撐件130、132和134抵靠彎曲部118、120和122。如果該力足夠大,那么彎曲部118、120和122可能通過例如撕裂到支撐件130、132和134的遠端中而損壞支撐件130、132和134。行程限制器168可通過接合擋塊170和172來防止這種損壞,由此限制致動件146相對于手柄本體158和手柄蓋160的遠端運動,從而限制支撐件130、132和134相對于可移動件106、108和110的彎曲部118、120和122的遠端運動。
手柄本體158也可包括擋塊或支座174,其用于接合致動件146的擋塊172,以限制致動件146相對于手柄本體158的近端行進,從而限制支撐件130、132和134相對于可移動件106、108和110的近端運動。當致動件146相對于手柄本體158和手柄蓋160向近端移動時,擋塊172和174之間的距離可減小,并且,支撐件130、132和134的近端與耦接器140之間的距離和/或支撐件130、132和134的近端與可移動件106、108和110的通向耦接器140的部分之間的距離也可減小。
一旦支撐件130、132和134的近端向近端移動得足夠遠以達到末端執行器142的完全伸展和擴張,則進一步的近端運動可能是不必要的,和/或可能促使支撐件130、132和134抵靠耦接器140和/或可移動件106、108和110的通向耦接器140的部分。如果該力足夠大,那么耦接器140和/或可移動件106、108和110的部分可能通過例如撕裂到支撐件130、132和134的近端中而損壞支撐件130、132和134。擋塊172和174可通過彼此接合以限制致動件146相對于手柄本體158和手柄蓋160的過度近端運動來防止這種損壞,從而限制支撐件130、132和134相對于耦接器140和/或可移動件106、108和110的部分的近端運動。
偏壓件176可操作地耦接到致動件146和手柄本體158。例如,偏壓件176可圍繞驅動件104的至少一部分。偏壓件176的遠端可接合致動件146。在一種布置中,偏壓件176的遠端可接合致動件146的壁178。偏壓件176的近端可接合手柄本體158。偏壓件176的近端可接合手柄本體158的遠端、圍繞容納于手柄本體158的通道162中的驅動件104的套筒180的遠端、和/或手柄蓋160的一部分。
偏壓件176可施加使致動件146相對于手柄本體158和手柄蓋160向遠端偏壓的力。偏壓件176可趨向于促使致動件146相對于手柄本體158和手柄蓋160向遠端移動,直到擋塊170和172被迫抵靠行程限制器168的端部為止。這樣,偏壓件176可趨向于促使末端執行器142進入其縮回和收縮狀態,防止末端執行器142的意外伸展和擴張。
可設想,偏壓件176可通過驅動件104的外表面和偏壓件176的內徑之間的擴口管或其他合適的套筒(未示出)支撐在驅動件104周圍??商鎿Q地,偏壓件176可包括螺旋拉伸彈簧(未示出),其端部可耦接到擋塊170和172。形成拉伸彈簧的金屬絲可具有扁平的、圓形的或任何其他合適的橫截面形狀。偏壓件176可由不銹鋼、彈簧鋼或任何其他合適的材料制成。可替換地,偏壓件176可包括由硅樹脂或橡膠制成的彈性管。
偏壓件176被示出為在圖1A中處于靜止狀態,在圖1C中處于偏壓狀態。在使用中,用戶可通過促使致動件146相對于手柄本體158和手柄蓋160向近端移動(圖1C)來克服偏壓件176的偏壓力。當設法伸展和擴張末端執行器142以捕獲物體182(例如結石)(圖1D)時,用戶可這樣做。然后,如果用戶嘗試通過促使致動件146相對于手柄本體158和手柄蓋160向遠端移動而使末端執行器142在物體182周圍閉合,那么可促使支撐件130、132和134相對于可移動件106、108和110向遠端移動,使可移動件106、108和110徑向向內移動??梢苿蛹?06、108和110可在某點接合物體182的外表面。如果用戶繼續促使致動件146向遠端移動,那么支撐件130、132和134可繼續向遠端移動。如果支撐件130、132和134向遠端移動時物體182防止可移動件106、108和110徑向向內移動,那么支撐件130、132和134的遠端運動可通過比支撐件130、132和134可承受的力更大的力使可移動件106、108和110中的一個或多個抵靠支撐件130、132和134中的一個或多個。如果發生這種情況,那么支撐件130、132和134中的一個或多個的遠端可能撕裂、斷裂、張開或遭受其他損壞。
偏壓件176可減少通過與可移動件106、108和110中的一個或多個的過度有力接合而損壞支撐件130、132和134中的一個或多個的可能性。偏壓件176還可減小由于施加至末端執行器142的不足的閉合力而導致物體182從末端執行器142脫離的可能性。
例如,一旦用戶已經伸展和擴張末端執行器142以捕獲物體182,用戶便可釋放致動件146,而不是主動地向遠端推動致動件146。偏壓件176可以預定力使致動件146向遠端移動,從而以預定閉合力使末端執行器142在物體182周圍閉合。當物體182防止可移動件106、108和110更進一步的徑向向內移動時,致動件146以及支撐件130、132和134的遠端運動可停止。
由偏壓件176施加的預定閉合力可限制由可移動件106、108和110施加至末端執行器142的力的大小,特別是施加至支撐件130、132和134的力的大小??蛇x擇該預定閉合力,以確??梢苿蛹?06、108和110與支撐件130、132和134之間的力是有限的,使得可移動件106、108和110不會損壞支撐件130、132和134。如果需要額外大小的閉合力,那么用戶可去除端帽166、抓住驅動件104的近端,并相對于致動件146向遠端拉動驅動件104。附加地或替代地,用戶可通過向遠端推動致動件146以補充由偏壓件176施加的偏壓力來施加更大的閉合力。當末端執行器142達到完全縮回和收縮狀態時,行程限制器168最終將阻止致動件146向遠端的進一步移動。
圖2A和圖2B示出了可移動件或捕獲件208和210,其是可移動件108和110(圖1A至圖1D)的替代方式??梢苿蛹?08和210可以不耦接到驅動件104。相反,可移動件208和210可分別包括在其近端上耦接到耦接器140的近端部分226和228??梢苿蛹?08和210還可包括固定在支撐件134內的相對端部。那些端部可通過任何合適的附接機構固定在支撐件134內。例如,所述端部可通過粘合劑固定在支撐件134內,支撐件134可圍繞端部卷曲,和/或支撐件134可熱縮在端部上。
在其端部之間,可移動件208和210可分別包括反向U形的或180度的彎曲部220和222。可移動件208的近端部分226可滑入支撐件132和從中滑出,并且,可移動件210的近端部分228可滑入支撐件130和從中滑出??梢苿蛹?08和210在其貫穿并固定地耦接到支撐件134的相應彎曲部220和222的另一側上的部分可相對于支撐件134保持固定。
圖2A示出了處于縮回和收縮狀態的可移動件118、208和210以及支撐件130、132和134。從該狀態,使外護套102與支撐件130、132和134相對于驅動件104和可移動件106向近端移動可從支撐件130和132的遠端暴露可移動件106的部分??梢苿蛹?06中的固有偏壓可導致支撐件130和132從外護套102的縱向軸線徑向向外擴張。在支撐件130和132的徑向向外移動的過程中,可暴露可移動件208和210的位于支撐件130和132中的部分。
然而,支撐件134可保持基本上靜止??梢苿蛹?06中的固有偏壓,雖然能夠使支撐件130和132偏轉,但可能不足以使支撐件134偏轉。支撐件134可用作用于抵靠物體182定位的固定點和/或引導件。在可移動件208和210以及支撐件130和132在物體182周圍閉合的過程中,支撐件134可幫助保持物體182基本上靜止。如果支撐件134在閉合過程中不保持基本上靜止,那么可移動件106、208和210和/或支撐件130、132和134中的一個或多個,可能在可移動件106、208和210和/或支撐件130、132和134中的另一個之前接合物體182,導致物體182移動。如果物體182相對于由可移動件106、208和210和/或支撐件130、132和134限定的開口足夠小,那么物體182可通過那些開口中的一個脫離。通過保持支撐件134基本上靜止,可減少失去物體182的可能性,因為支撐件134可在閉合過程中幫助保持物體182相對靜止。而且,支撐件134不運動可幫助限制由可移動件106、208和210和/或支撐件130、132和134限定的前開口和側開口的尺寸,提供針對取出小物體的額外幫助。
可設想,支撐件134可具有將其與支撐件130和132區分開的視覺特征,以幫助用戶識別在打開和閉合過程中保持基本上靜止的支撐件。例如,支撐件134可具有與支撐件130和132不同的顏色。應理解,雖然支撐件134在打開和閉合過程中可保持基本上靜止,但是支撐件134可具有與支撐件130和132一樣的柔性。例如,所有三個支撐件130、132和134都可由相同或類似的材料制成。
圖3A示出了連接器350,其是連接器150(圖1A和圖1C)的替代方式。連接器350可以是陽魯爾接頭。連接器350可固定地耦接到致動件146的遠端部分。連接器350可包括腔352,驅動件104的一部分可容納于該腔中。腔352可與外護套102的腔136流體連通。連接器350可包括帶有腔386的端口384,該腔具有入口388。腔386可與連接器350的腔352流體連通。流體(未示出)可經由入口388引入腔386內??稍O想,入口388可包括閥或密封件(未示出),其用于限制或防止流體從入口388泄漏。流體可經過腔386進入腔352。可設想,可在接近腔386的位置處圍繞驅動件104設置閥或密封件(未示出),以限制或防止流體向近端流出從腔352的近端。
流體可向遠端流過腔352進入外護套102的腔136。可通過足夠的壓力引入流體,以促使流體到達外護套102的遠端。例如,流體可流過支撐件130、132和134之間的一個或多個間隙,并從外護套102的遠端流出。附加地或替代地,流體可流過支撐件130、132和134中的一個或多個,并從支撐件130、132和134中的一個或多個的遠端流出??稍谥渭?30、132和134縮回或收縮,或者伸展和擴張時發射流體??稍O想,支撐件130、132和134中的一個或多個在其近端和遠端之間可包括一個或多個開口(未示出),可通過這些開口分泌流體。
圖3B示出了連接器350,其帶有貫穿腔386的內管或內腔390。流體可經由入口388引入內腔390。流體可經過內腔390。內腔390可穿過連接器350的腔352和外護套102的腔136向遠端延伸。可設想,內腔390可終止于支撐件130、132和134近端的外護套102中。注入內腔390的流體可通過支撐件130、132和134之間的一個或多個間隙流入外護套102,并從外護套102的遠端流出。附加地或替代地,流體可流過支撐件130、132和134中的一個或多個,并從支撐件130、132和134中的一個或多個的遠端流出。
可替換地,內腔390可貫穿支撐件130、132和134之間的間隙,終止于該間隙內或終止于外護套102的遠端處。流體可流過該間隙并從外護套102流出。還可設想,內腔390可向遠端延伸超出外護套102的遠端。
可替換地,內腔390可終止于支撐件130、132和134中的一個。例如,內腔390可終止于支撐件130、132和134中的一個的近端、遠端或中間部分。所注入的流體可流過內腔390進入支撐件,并從支撐件的遠端流出。還可設想,內腔390可向遠端延伸超出支撐件的遠端。
附加地或替代地,可存在多個內腔(未示出),或者,內腔390可分叉成多個內腔??稍O想,內腔中的一個或多個可終止于支撐件130、132和134近端的外護套102中。附加地或替代地,內腔中的一個或多個可貫穿支撐件130、132和134之間的間隙。附加地或替代地,內腔中的一個或多個可終止于支撐件130、132和134中的一個或多個。
流體可包括例如凝膠。凝膠可包括可在受試者體內形成塞子的水溶性聚合物。這種凝膠的一個實例是波士頓科學公司的BACKSTOPTM。流體可以是反向熱敏的。因此,流體可以是軟的且易于在室溫下注入,并且在體溫下更粘稠。當引入受試者體內時,流體可幫助困住小物體或物體的碎片。這可幫助保持這些物體與可移動件106、108和110、支撐件130、132和134,和/或外護套102接觸。附加地或替代地,流體可困住多個碎片并使它們形成為更大的塊,以更容易捕獲和處理。
在使用中,在用戶已經在末端執行器142中捕獲物體182之后,用戶可在物體182上執行碎石術,以使其分裂成更小的塊。在執行碎石術之前、期間或之后,可將流體引向物體182周圍的區域。因為流體由于受試者身體的熱量而變得更粘稠,所以流體會捕獲并保持物體182的塊。因此,末端執行器142可在這些塊上施加更大的保持力。當完成該過程時,可使用鹽水洗液從裝置表面去除流體。例如,鹽水可通過端口384引入,以將流體沖走。
圖4A和圖4B示出了致動件446和手柄本體458,其分別是致動件146和手柄本體158(圖1A和圖1C)的替代方式。連接器150可耦接到致動件446的遠端。致動件446可包括限定插槽494的側壁492。手柄本體458可滑動地容納于插槽494中,以在第一位置(圖4A)和第二位置(圖4B)之間滑動,第一位置對應于末端執行器的縮回和收縮狀態,第二位置對應于末端執行器的伸展和擴張狀態。手柄本體458可包括限定插槽498的側壁496。可設想,驅動件104可穿過連接器150、致動件446的插槽494、以及手柄本體458的插槽498向近端延伸。手柄本體458可包括用于夾持驅動件104的近端夾鉗464。
圖5A和圖5B示出了外護套502,其是外護套102的替代方式。外護套502的一部分可由偏壓件503圍繞。偏壓件503可以是螺旋彈簧,例如拉伸彈簧。連接器505(其可以是陰魯爾接頭)可利用例如膠粘、嵌入成型、熱縮、卷邊和/或任何其他合適的附接形式固定地耦接到偏壓件503的貫穿該連接器的部分。偏壓件503可由不銹鋼、彈簧鋼或任何其他合適的材料制成。偏壓件503可由具有扁平的、圓形的或任何其他合適的橫截面形狀的金屬絲制成??商鎿Q地,偏壓件503可包括由硅樹脂或橡膠制成的彈性管。
連接器505的近端可由連接器150的遠端接收。偏壓件503的位于連接器505遠端的部分可幫助消除外護套502的從連接器505向遠端延伸的部分中的應變。通過消除應變,偏壓件503的遠端部分可幫助防止外護套502在連接器505處或其附近扭結。偏壓件503的位于連接器505近端的部分與外護套502一起可分別伸入致動件146或446以及手柄本體158或458(圖4A和圖4B)。
偏壓件503的近端可利用例如膠粘、熱縮、嵌入成型、卷邊和/或任何其他合適的附接形式固定地附接至外護套502。偏壓件503的遠離偏壓件503近端的部分可相對于外護套502的外表面移動。例如,在偏壓件503的近端可固定地附接至外護套502的同時,偏壓件503的遠端在偏壓件503的伸長和壓縮過程中可相對于外護套502向遠端移動。偏壓件503可被構造為:當處于其靜止狀態時,在偏壓件503的相鄰匝之間沒有間隙。一旦已伸長,偏壓件503便可被偏壓以返回其靜止狀態。
鍵構件507可固定地附接至外護套502的近端部分。鍵構件507可與偏壓件503的近端疊置,也可固定地附接至偏壓件503的近端。鍵構件507可滑動地容納于鍵控件511中的通道509中。鍵構件507可具有與通道509的形狀互補的外部形狀,使得可將扭矩從鍵控件511傳遞至鍵構件507。
鍵控件511可容納于手柄本體158的通道162或手柄本體458的插槽498內。鍵控件511可通過鍵控件511和形成通道162的壁或形成插槽498的壁496之間的過盈配合固定地耦接到手柄本體158或458。附加地或替代地,鍵控件511可通過粘合劑或任何其他合適的附接形式固定地耦接到形成通道162的壁或插槽498的壁496。
在使用中,通過使致動件146或446相對于手柄本體158或458向近端移動,可使末端執行器142伸展和擴張以捕獲物體182。這可導致耦接到致動件146或446的部件(例如連接器150、偏壓件503、鍵構件507、外護套502、以及支撐件130、132和134)相對于耦接到手柄本體158或458的部件(例如可移動件106、108和110、驅動件104和鍵控件511)向近端移動。
一旦在伸展和擴張的末端執行器142內捕獲到物體182,末端執行器142便可縮回和收縮,以使可移動件106、108和110和/或支撐件130、132和134在物體182周圍閉合。為了閉合末端執行器142,致動件146或446可相對于手柄本體158或458向遠端移動。這可導致耦接到致動件146或446的部件(例如連接器150、偏壓件503、鍵構件507、外護套502、以及支撐件130、132和134)相對于耦接到手柄本體158或458的部件(例如可移動件106、108和110、驅動件104和鍵控件511)向遠端移動。
當末端執行器142接合物體182時,物體182可阻止末端執行器142的進一步閉合。如果用戶嘗試使致動件146或446相對于手柄本體158或458向遠端移動,那么用戶施加的力可克服偏壓件503的靜止狀態。通過移動可耦接到偏壓件503的連接器505,致動件146或446可向遠端拉動偏壓件503的遠端部分,同時,由于物體182防止末端執行器142的進一步閉合并阻止外護套502的遠端運動,外護套502以及耦接到外護套502的偏壓件503的近端部分可保持相對靜止。這樣,偏壓件503可伸長以適應該運動,允許致動件146或446進一步向遠端移動,而不會導致外護套502以及支撐件130、132和134的遠端運動。偏壓件503的伸長可吸收將以其他方式傳遞至支撐件130、132和134以及可移動件106、108和110的運動/力。通過吸收這種力,可避免對支撐件130、132和134的撕裂、張開、斷裂或其他類型的損壞,這些損壞都是通過與可移動件106、108和110的過度有力接觸產生的。可限制支撐件130、132和134與可移動件106、108和110之間的力,使得其不超過支撐件130、132和134在撕裂、張開、斷裂或遭受另一類型的損壞之前能夠承受的力。當這些力落在預定范圍之外時,偏壓件503可開始吸收這些力。
可替換地,偏壓件503可在偏壓件503的近端和遠端固定地耦接到外護套502。偏壓件503的遠離連接器505的部分可在其匝之間具有間隙,并可用作連接器505和外護套502之間的壓縮彈簧,而偏壓件503的靠近連接器505的部分可用作連接器505和外護套502之間的拉伸彈簧。在此布置中,當末端執行器142的進一步閉合受限于其中存在的物體182時,如果用戶嘗試使致動件146或446相對于手柄本體158或458向遠端移動,那么偏壓件503的壓縮彈簧部分可壓縮和/或偏壓件503的拉伸彈簧部分可伸長,允許致動件146或446以及手柄本體158或458向遠端移動,而不會使外護套502以及支撐件130、132和134向遠端移動。該伸長可有助于防止支撐件130、132和134以足夠的力抵靠可移動件106、108和110,以造成對支撐件130、132和134的張開、撕裂、斷裂或其他損壞。即,偏壓件503的壓縮彈簧部分和/或偏壓件503的拉伸彈簧部分可吸收過多的閉合力/運動,以防止對支撐件130、132和134的損壞。偏壓件503可限制支撐件130、132和134與可移動件106、108和110之間的力,因此,這些力保持低于支撐件703中的一個或多個的撕裂強度、張開強度或斷裂強度。當那些力/運動落在預定范圍之外時,偏壓件503可開始吸收那些力/運動,該預定范圍至少部分地取決于偏壓件503的彈簧常數。
在使用中,用戶還可通過使致動件146或446、手柄本體158或458、以及手柄蓋160圍繞外護套502的縱向軸線旋轉來嘗試使末端執行器142圍繞外護套502的縱向軸線旋轉。鍵構件507和鍵控件511之間的接合可幫助確保:致動件146或446、手柄本體158或458、以及手柄蓋160圍繞外護套502的縱向軸線的旋轉可導致連接器505、偏壓件503、外護套502以及支撐件130、132和134與驅動件104以及可移動件106、108和110一致地旋轉。
圖6A和圖6B示出了扭矩傳遞夾611,其是鍵構件507和鍵控件511(圖5A和圖5B)的替代方式。扭矩傳遞夾611可通過過盈配合、粘合劑或任何其他合適的附接形式裝入到手柄本體158的通道162或手柄本體458的插槽498中。偏壓件503和外護套502的近端部分可在縱向地貫穿扭矩傳遞夾611的通道609內通過粘合劑或任何其他合適的附接固定地耦接到扭矩傳遞夾611。
圖7示出了取出裝置100的其他方面的各部分。取出裝置可包括外護套702。驅動件104可貫穿外護套702,并可相對于外護套702向近端和遠端縱向地滑動。可移動件106、108和110可耦接到驅動件104(圖1B和圖1D)。支撐件130、132和134的近端部分可通過例如耦接器138或任何其他合適的附接形式固定地耦接到外護套702的遠端。可移動件106、108和110以及支撐件130、132和134可形成末端執行器142。
手柄組件744可包括致動件746。致動件746可在其上表面上具有突出部748,在突出部上,用戶可用他或她的拇指在致動件746上施加力。護套702的近端部分可貫穿致動件746的腔752,并進入致動件746的通道754。護套702和致動件746可相對于彼此向近端和遠端滑動。
驅動件104可穿過致動件746的腔752并穿過致動件756中的通道754向近端延伸。驅動件104可耦接到手柄本體758的近端上的夾鉗764。手柄本體758可滑動地接合致動件746。例如,手柄本體758可滑動地容納于致動件746的通道754內,使得手柄本體758和致動件746可相對于彼此向近端和遠端滑動。手柄本體758可以是中空的。護套702的近端部分可伸入手柄本體758的中空區域中??稍O想,手柄本體758可耦接到手柄蓋160和端帽166(圖1A和圖1C)。將端帽166旋擰在手柄蓋160上可幫助使夾鉗764在驅動件104的近端周圍閉合。
當致動件746相對于手柄本體758從圖7中的位置向遠端移動時,外護套702以及支撐件130、132和134可相對于驅動件104以及可移動件106、108和110向遠端移動。向遠端移動的支撐件130、132和134可在可移動件106、108和110的部分的上滑動,使末端執行器142處于其縮回和收縮狀態(圖1B)。當行程限制器768與手柄本體758上的擋塊或支座770接觸時,耦接到致動件746的近端部分的行程限制器768可對致動件746的遠端運動設定限制。當行程限制器768的遠端接觸擋塊770的近端時,末端執行器142可處于其完全縮回和收縮狀態。
當末端執行器142處于縮回和收縮狀態時,致動件746可相對于手柄本體758向近端移動,導致外護套702以及支撐件130、132和134相對于驅動件104以及可移動件106、108和110向近端移動。致動件746的連續近端運動可導致增加可移動件106、108和110從支撐件130、132和134的遠端的暴露,并增加末端執行器142的伸展和擴張(圖1D)。當致動件746的近端上的擋塊或支座772接觸手柄本體758上的擋塊或支座774時,末端執行器可處于完全伸展和擴張。
偏壓件703可耦接致動件746和護套702。例如,偏壓件703可以是在手柄組件744內圍繞外護套702的一部分的螺旋彈簧??商鎿Q地,偏壓件703可包括由硅樹脂或橡膠制成的彈性管。偏壓件703的遠端可固定地耦接到致動件746的壁778。偏壓件703的近端可固定地耦接到護套702的近端部分。在致動件746相對于手柄本體758的近端運動過程中,偏壓件703可保持在靜止狀態。在末端執行器142的伸展和擴張過程中,偏壓件703可在致動件746和外護套702之間提供基本上不移動的聯接。
當末端執行器142捕獲物體182時(圖1D),用戶可嘗試通過使致動件746相對于手柄本體758向遠端移動而使末端執行器142在物體182周圍閉合。在末端執行器142的閉合過程中,可移動件106、108和110可在某點接合物體182的外表面。物體182可防止末端執行器142的進一步閉合。致動件746向遠端的進一步運動可使可移動件106、108和110中的一個或多個以足夠的力抵靠支撐件130、132和134中的一個或多個,以撕裂、張開、斷裂或以其他方式損壞支撐件130、132和134中的一個或多個的遠端。
偏壓件703可減少通過與可移動件106、108和110中的一個或多個的過度有力接合而損壞支撐件130、132和134中的一個或多個的可能性。當末端執行器142在物體182上閉合并且物體182阻止末端執行器142的進一步閉合時,用戶使致動件746相對于手柄本體758向遠端移動的進一步嘗試可導致偏壓件703伸長。即,致動件746的壁778可向遠端拉動偏壓件703的遠端,同時,外護套702和偏壓件703的近端由于物體182阻止外護套702以及支撐件130、132和134的遠端運動而保持相對靜止。偏壓件703的伸長可允許致動件746進一步向遠端移動,而不會導致外護套702與支撐件130、132和134的遠端運動。該伸長可吸收將以其他方式傳遞至支撐件130、132和134以及可移動件106、108和110的運動/力。通過吸收這種力,可避免對支撐件130、132和134的撕裂、張開、斷裂或其他類型的損壞,這些損壞都是通過與可移動件106、108和110的有力接觸而產生的。例如,偏壓件703可限制支撐件130、132和134與可移動件106、108和110之間的力,因此這些力保持低于支撐件703中的一個或多個的撕裂強度、張開強度或斷裂強度。當這些力落在預定范圍之外時,偏壓件703可吸收這些力。該預定范圍可至少部分地取決于偏壓件703的彈簧常數。
圖8示出了外護套802,其是外護套102和502的替代方式。在其近端處,外護套802可耦接到連接器505。連接器505可由連接器150(圖1A和圖1C)接收。外護套802可包括具有不同剛度的部段。例如,外護套802可包括:具有第一剛度的近端部段813、具有第二剛度的中間部段815、以及具有第三剛度的遠端部段817。第一剛度可大于第二剛度。第三剛度也可大于第二剛度。第一剛度和第三剛度可以基本上相等??赏ㄟ^在一個部段中對外護套802提供更厚的壁而使該部段的剛度更高,或通過在一個部段中對外護套802提供更薄的壁而使該部段的剛度更低。附加地或替代地,可通過在一個部段中由更剛性的材料制造外護套802而使該部段的剛度更高,或通過在一個部段中由更柔性的材料制造外護套802而使該部段的剛度更低。附加地或替代地,可通過蝕刻一個部段而使該部段的剛度更低。
偏壓件819可圍繞外護套802應用。偏壓件819可在其近端和遠端固定地耦接到外護套802。例如,偏壓件819的端部可固定地耦接到近端部段813和遠端部段817。偏壓件819可在相鄰的匝之間具有間隙,并可用作壓縮彈簧,趨向于將外護套802偏壓至其全長。偏壓件819在其近端和遠端之間的部分可沿著外護套802自由地滑動。偏壓件819可包括由不銹鋼、彈簧鋼或任何其他合適的材料制成的螺旋彈簧。形成螺旋彈簧的金屬絲可具有扁平的、圓形的或任何其他合適的橫截面形狀??商鎿Q地,偏壓件819可包括由硅樹脂、橡膠或任何其他合適的材料制成的彈性管。
在使用過程中,當末端執行器142已經在物體182周圍伸展和擴張時,物體182可阻止末端執行器142的完全閉合動作。當用戶使致動件146或446相對于手柄本體158或458向遠端移動時,外護套802由于由物體182在其遠端上施加的力以及由用戶在其近端上施加的力而被壓縮。該壓縮力可導致外護套802縮短,并可導致偏壓件819被壓縮。當用戶停止向遠端移動致動件146或446時,和/或當從末端執行器142釋放物體182時,可消除外護套802上的壓縮力。偏壓件819可減壓并伸長,導致外護套802由于偏壓件819在其近端和遠端固定地耦接到外護套802而伸長。
圖9至圖17示出了根據本公開的另一方面的取出裝置1100的部分。取出裝置1100可包括:位于裝置1100的近端處的手柄組件1102、護套1104、以及位于裝置1100的遠端處的末端執行器1106。手柄組件1102可包括手柄本體1140(圖12)、手柄蓋1141、第一致動器或致動件1108、以及第二致動器或致動件1110。如圖12所示,第二致動器1110可采用觸發器組件的形式,并可包括各種部件,例如軸1112、柱塞1114、偏壓件1116和觸發器1118。第二致動器1110在第一致動器1108內往復運動。第一致動器1108控制裝置1100的最大縮回狀態,并且第二致動器1110控制裝置1100的最大伸展狀態。
參考圖9至圖11,裝置1100的護套1104可包括縱向延伸的腔。護套1104可以是例如中空管,并可利用任何合適的材料或材料的組合制造。示例性材料可包括聚合物或金屬。護套1104可具有任何合適的特征,例如,護套1104可具有變化的柔性、治療性涂層、可視化特征(用于直接目測和/或通過成像裝置觀察)、表面特征(例如突出部、凹口、粗糙部分)、形狀記憶特性,等等。護套1104可具有任何合適的用于插入體內的尺寸和形狀。護套1104的部分可由各種材料覆蓋,例如,具有各種合適的特性的涂層和/或覆蓋物。例如,應變消除件1134可操作地耦接到觸發器組件1110,并可至少部分地在護套1104的近端部分上延伸。應變消除件1134可具有任何合適的用于在護套1104上延伸并減小護套1104的扭曲的尺寸和形狀,并可利用任何合適的材料或材料的組合制造。
如圖10至圖16所示,取出裝置1100還可包括軸或驅動件1142,其可貫穿護套1104的腔1148和手柄組件1102。驅動件1142可以是細長的,并可包括例如一個或多個金屬絲、編織物、軸,等等,其被配置為將平移和/或旋轉力從其近端傳遞至其遠端。例如,驅動件1142可與驅動件104(圖1A)類似。如將在下面更詳細地說明的,護套1104可相對于驅動件1142移動,以閉合和打開末端執行器1106的部分。
參考圖9至圖11,末端執行器1106可具有第一、第二和第三可移動件/捕獲件1152、1154和1156。雖然示出了三個可移動件,但是也可包括一個或多個額外的可移動件。還可設想,也可包括少于三個的可移動件??梢苿蛹?152、1154和1156中的每個都可利用任何合適的材料或材料的組合制造,包括但不限于金屬、聚合物、或這些材料的組合。例如,可移動件1152、1154和1156中的一個或多個可通過形狀記憶材料(例如鎳鈦諾)形成,并可進行處理以具有導致可移動件1152、1154和1156中的一個或多個在沒有約束力的情況下遠離護套1104的縱向軸線徑向向外移動的內部偏壓。
可移動件1152、1154和1156中的每個都可具有任何合適的橫截面形狀,包括圓柱形、橢圓形、多邊形和/或不規則形??梢苿蛹?152、1154和1156中的一個或多個可包括變平、機加工、擠出、拉拔和/或蝕刻成與其余部分不同輪廓的部分??梢苿蛹?152、1154和1156中的一個或多個可以開槽,以允許偏轉或定向彎曲??梢苿蛹?152、1154和1156中的一個或多個的外表面可以是粗糙的、有凹口的、開槽的、蝕刻的、噴砂的或以其他方式改進的,以提供更好的抓取面。
可移動件1152、1154和1156可操作地耦接到驅動件1142。例如,可移動件1152、1154和1156的近端可固定地附接至驅動件1142(未示出)的遠端。該附接可由拼合接頭、粘合劑、熔化、焊接、卷邊、使用熱縮套筒的連接、和/或任何其他合適的附接機構或工藝中的一種或多種提供。例如,可移動件1152、1154和1156可與可移動件106、108和110類似。
末端執行器1106還可包括第一、第二和第三支撐件1158、1160和1162。支撐件1158、1160和1162中的每個都可包括縱向地貫穿其中的腔(未示出)。例如,支撐件1158、1160和1162可以是中空管。支撐件1158、1160和1162可圍繞護套1104的縱向軸線周向地設置。支撐件1158、1160和1162的縱向軸線可圍繞護套1104的縱向軸線等間隔地周向設置。可替換地,可使用任何其他合適數量的支撐件和間隔構造。
每個支撐件1158、1160和1162可具有任何合適的橫截面形狀,包括圓柱形、橢圓形、多邊形和/或不規則形。支撐件1158、1160和1162中的一個或多個可包括變平、機加工、擠出、拉拔和/或蝕刻成與其余部分不同輪廓的部分。支撐件1158、1160和1162可由柔性材料制成,使得它們在插入并通過受試者的解剖結構中的曲折通道時會彎曲。支撐件1158、1160和1162中的一個或多個可以開槽,以允許偏轉或定向彎曲。支撐件1158、1160和1162中的一個或多個的外表面可以是粗糙的、有凹口的、開槽的、蝕刻的、噴砂的或以其他方式改進的,以提供更好的抓取面。支撐件1158、1160和1162可由任何合適的材料或這些材料的組合制成,例如聚合物(例如聚酰亞胺,或聚對苯二甲酸乙二醇酯)和/或金屬(例如鎳鈦諾),等等。
如圖10和圖11所示,支撐件1158、1160和1162的近端部分容納于護套1104的遠端中。例如,支撐件1158、1160和1162中的一個或多個的近端部分可由護套1104的遠端部分覆蓋,留下從護套1104的遠端暴露的遠端長度。支撐件1158、1160和1162的近端部分可相對于護套1104固定。例如,經由套筒或熱縮套筒和/或粘合劑,例如紫外光固化粘合劑或氰基丙烯酸鹽粘合劑。支撐件1158、1160和1162的近端可相對于護套1104的遠端靜止,同時允許支撐件1158、1160和1162的遠端部分相對于護套1104的遠端并相對于彼此在圖10和圖11所示的示例性位置之間移動。
每個支撐件1158、1160和1162可接觸另兩個支撐件。例如,支撐件1158、1160和1162的每個近端部分可接觸另兩個支撐件的近端部分,使得支撐件1158、1160和1162可具有圍繞護套1104的縱向軸線的三角形布置。支撐件1158、1160和1162的縱向軸線可形成三角形的頂點,并且,縱向軸線的部分可以是平行的。支撐件1158、1160和1162的遠端部分可朝向和遠離護套1104的縱向軸線移動。支撐件1158、1160和1162的數量可等于可移動件1152、1154和1156的數量。可設想,支撐件和可移動件的數量可基于正在執行的過程的類型而變化。還可設想,支撐件1158、1160和1162可與支撐件130、132和134類似。
可移動件1152、1154和1156中的每個都可從驅動件1142向遠端延伸,并可在其近端進入支撐件1158、1160和1162中的一個的腔??梢苿蛹?152、1154和1156中的每個都貫穿支撐件的腔向遠端延伸,并可在支撐件1158、1160和1162中的一個的遠端離開該腔。然后,可移動件1152、1154和1156中的每個可轉變成彎曲部,并可通過支撐件1158、1160和1162中的另一個的遠端進入腔。然后,可移動件1152、1154和1156中的每個可穿過該腔向近端延伸,并可在支撐件1158、1160和1162中的一個的近端離開該腔。在離開之后,可移動件1152、1154和1156中的每個可以任何方式操作性地耦接在一起,例如通過夾具、粘合劑、熔化、焊接、摩擦配合、熱縮和/或任何其他合適的附接形式??梢苿蛹?152、1154和1156被固定,以允許在所有支撐件1158、1160和1162內的縱向運動。例如,在末端執行器1106的初始打開過程中,可移動件1152、1154和1156都可在支撐件1158、1160和1162內移動初始距離,以減輕裝置的打開力。該初始距離可以是任何合適的預定距離,其可通過擋塊的布置來控制。
從驅動件1142向遠端延伸的可移動件1152、1154和1156的部分可沿著間隔件的表面延伸,以使可移動件1152、1154和1156的那些部分與護套1104的縱向軸線隔開,從而幫助將可移動件1152、1154和1156引導到支撐件1158、1160和1162的腔中。
可移動件1152、1154和1156以及支撐件1158、1160和1162形成末端執行器1106。末端執行器1106可形成籃狀物或抓持器,其具有以開啟或伸展狀態捕獲目標物體1300的前開口和側開口,如圖10所示。在圖11中,末端執行器1106被示出為處于縮回或閉合狀態。通過使第一致動器1108在箭頭“C”(圖13所示)指示的遠端方向上移動,接著使護套1104和相關聯的支撐件1158、1160和1162相對于可移動件1152、1154和1156以及驅動件1142向遠端移動,可使末端執行器1106移動進入其縮回或閉合狀態。使支撐件1158、1160和1162在可移動件上移動用來使末端執行器1106閉合。
在縮回狀態,形成于可移動件1152、1154和1156中的彎曲部可處于支撐件1158、1160和1162的遠端或其附近,如圖11所示。支撐件1158、1160和1162的縱向軸線在縮回狀態可以基本上平行,并且,支撐件1158、1160和1162中的每個的近端部分和遠端部分可與其他支撐件接觸??梢苿蛹?152、1154和1156的位于支撐件1158、1160和1162的腔中的部分可以基本上平行。支撐件1158、1160和1162和/或護套1104可抵消可移動件1152、1154和1156中的固有偏壓,防止可移動件1152、1154和1156的部分在縮回狀態從護套1104的縱向軸線徑向向外彎曲。
在圖13中,末端執行器1106被示出為處于伸展狀態。在伸展狀態,由于護套1104在箭頭“O”指示的近端方向上的收回,可移動件1152、1154和1156的部分可從支撐件1158、1160和1162的遠端暴露。這可通過第一致動器或致動件1108在箭頭“O”指示的近端方向上的運動來實現,這進而可使觸發器組件1110向近端運動,以使護套1104和所連接的支撐件1158、1160和1162在近端方向上移動或收回。一旦暴露,由于可移動件1152、1154和1156中的固有的徑向向外偏壓,可移動件1152、1154和1156便可從護套1104的縱向軸線徑向向外移動。可移動件1152、1154和1156的徑向向外移動可導致支撐件1158、1160和1162的徑向向外移動??商鎿Q地,支撐件1158、1160和1162可被徑向向外偏壓,并且,可移動件1152、1154和1156可促使支撐件1158、1160和1162進入縮回和收縮狀態。護套1104與支撐件1158、1160和1162可相對于可移動件1152、1154和1156向近端移動,以使末端執行器1106延伸,允許末端執行器1106移動至其伸展狀態。
如在圖12的分解圖中最佳示出的,第一致動器或致動件1108在其上表面上可具有突出部1109,在該突出部上,用戶可用他或她的拇指施加力,以使第一致動器1108向近端移動,從而使末端執行器1106轉變至完全打開或部分打開狀態,并向遠端移動至完全縮回狀態、部分縮回狀態、或進一步的縮回狀態。第一致動器1108可具有大致“U”形的形狀,其具有貫穿其中的腔,并可滑動地設置在具有插槽1143的手柄蓋1141內,致動件的突出部1109可延伸穿過該插槽。第一致動器或致動件1108還可包括行程限制器1128(圖13)。行程限制器1128可以是單獨的部件,例如管子,或者可形成于第一致動器1108上。手柄蓋1141可具有各種表面特征,以幫助用戶保持裝置1100。
定位器本體1146可設置在第一致動器1108的腔的一部分中,并且可操作性地耦接到手柄本體1140或形成于手柄本體內。定位器本體1146可具有一個或多個突出部或擋塊,用于控制第一致動器1108的縱向運動。例如,定位器本體1146可通過遠端擋塊1126或近端擋塊1147限制第一致動器1108的滑動距離。第一致動器1108可包括操作性地耦接到觸發器組件1110的部分的遠端面1144。例如,圖17示出了具有接收觸發器組件1110的鍵控前孔1150的第一致動器1108的前視圖。
定位器本體1146的近端可包括夾鉗1122或任何其他合適的用于保持驅動件1142的保持機構。當夾鉗1122閉合時,驅動件1142可被固定地耦接。端帽1124可以任何合適的方式(例如緊固件、粘合劑、成型)放置在手柄組件1102的近端上,以幫助使夾鉗閉合/夾緊在驅動件1142周圍。例如,手柄組件1102可包括外螺紋部分(未示出),并且端帽1124可包括互補的內螺紋(未示出),使得端帽1124可旋擰到手柄組件1102上。
定位器本體1146的外表面可具有任何合適的尺寸和形狀,并可相應地設置在具有對應插槽或凹槽的第一致動器1108的腔中。
觸發器組件1110可以任何合適的方式(例如緊固件、按扣、嵌入成型、熱縮、粘合劑、焊接,等等)固定地耦接到護套1104的近端部分。例如,柱塞1114可嵌入成型在護套1104上。觸發器組件1110可以任何合適的方式操作性地耦接到第一致動器1108。例如,如圖12至圖16所示,觸發器組件1110可包括撓曲片1120,其可接合第一致動器1108的內表面。撓曲片1120可形成于柱塞1114的外表面上,并可卡扣到對應的插槽中。在其他實施例中,可用鍵控片、緊固件、螺釘或任何其他合適的耦接器來代替撓曲片1120,這些允許柱塞1114相對于第一致動器1108進行有限的雙向運動。驅動件1142可穿過護套1104和觸發器組件1110的腔以及第一致動器1108中的腔150向近端延伸,并可在夾鉗1122處操作性地耦接到手柄組件1102。
在一些實施例中,觸發器組件1110可通過固定螺釘和插槽耦接(未示出)操作性地耦接到第一致動器1108。在這種實施例中,可在第一致動器1108的遠端部分中形成一個或多個螺釘孔,并且,柱塞1114的一部分可包括匹配的用于每個螺釘孔的插槽。螺釘可螺紋連接在螺釘孔中,以對齊并伸入柱塞1114中的插槽中。螺釘可限制柱塞1114的滑動距離。柱塞1114的縱向運動的限度可受限于螺釘與柱塞1114中的插槽的每端的鄰接。
偏壓件1116(例如彈簧)可設置在觸發器組件1110的軸1112的一部分上。觸發器組件1110的觸發器1118可從柱塞1114延伸。用戶可使用他或她的拇指或食指在觸發器組件1110的觸發器1118上施加力。可使用具有任何合適的特性的任何合適的材料或材料的組合來形成手柄組件1102的各部件。例如,金屬或聚合物。柱塞1114和軸1112可具有任何合適的尺寸和形狀。例如,柱塞1114可具有扁平的、平面的外表面,用于與第一致動器1108鍵控耦接,并且,軸1112可具有圓形管形狀,偏壓件1116(例如彈簧)可設置在該圓形管上。
圖12示出了裝置1100的部分未組裝的部分,其中,帽1124可用于將手柄蓋1141、驅動件1142和定位器本體1146連接在一起。為了組裝,可將驅動件1142放置并定位在夾鉗1122的部分之間。手柄蓋1141可在手柄組件1102的內部零件(例如,第一致動器1108和定位器本體1146)上滑動。當緊固到手柄蓋上且圍繞夾鉗1122時,帽1124可壓縮夾鉗1122,將驅動件1142、定位器本體1146、手柄蓋1141和帽1124鎖定在一起,允許第一致動器1108相對于定位器本體1146滑動。
如上所述,可通過將用于特定尺寸的末端執行器1106的特定長度的行程限制器1128插入第一致動器1108中來組裝手柄組件1102的內部部件。定位器本體1146的擋塊1126可以與第一致動器1108對齊,并且定位器本體1146可設置在第一致動器1108中。在插入到手柄本體1140中之前,可將柱塞1114以任何合適的方式(例如,嵌入成型或膠粘)固定至護套1104。偏壓件1116可定位在觸發器組件1110的軸1112上,并且觸發器組件可插入到第一致動器1108的鍵控前孔1150中。鍵控孔1150可具有任何合適的形狀和尺寸,其可限制柱塞1114圍繞第一致動器1108的旋轉運動,并允許將扭矩從手柄組件1102傳遞至護套1104。柱塞1114可具有與第一致動器1108的鍵控前孔1150對應的形狀。軸1112可通過前鍵控孔1150插入并對齊,并貫穿第一致動器1108的中間孔1130,如圖13所示。驅動件1142可設置在夾鉗1122中。撓曲片1120可與鍵控前孔1150對齊,并可卡扣在適當位置。可將驅動件1142修剪至合適的長度,使得可在裝置1100的最后組裝時組裝帽1124。
柱塞1114可移動一定距離,如圖13和圖14所示。用戶可經由觸發器1118使用他或她的拇指在一個方向上移動柱塞1114,并且,偏壓件1116可使柱塞1114沿相反的方向返回。由于護套1104直接固定至柱塞1114,所以相對于第一致動器1108改變柱塞1114的長度可使護套1104的長度相對于第一致動器1108移動,這進而使末端執行器1106移動。
如上所述,裝置1100可用來取出目標物體,例如有機材料(例如,血凝塊、組織、以及生物結石,例如尿結石、膽結石和胰腺結石)和無機材料(例如,醫療裝置的部件或其他異物),這些材料可能阻塞患者的體腔或通道,或以其他方式存在于患者的體腔或通道內。裝置1100可用于單手使用,而另一只手可用來操作裝置1100的另一部分或另一裝置,例如輸尿管鏡。以此方式,利用觸發器1118和第一致動器1108,用戶可在沒有助手幫助的情況下操作并操縱裝置1100和任何其他裝置(例如內窺鏡)。用戶可使用兩個致動器——第一致動器或致動件1108以及第二致動器或觸發器組件1110,以相對于可移動件1152、1154和1156操作護套1104的縮回和/或伸展,從而打開和閉合末端執行器1106。
如圖10所示,末端執行器1106可伸展或打開,以捕獲目標物體1300。為了實現這一點,可抓住致動件突出部1109,并可使第一致動器1108沿著定位器本體1146和軸1112相對于手柄本體1140和驅動件1142向近端移動。在如圖13所示的伸展或打開狀態,第一致動器1108的近端可與定位器本體1146的近端突出部鄰接。當第一致動器1108向近端移動時,護套1104可向近端收回,以暴露可移動件1152、1154和1156,允許末端執行器1106擴張或打開。通過柱塞1114的近端利用撓曲片1120與第一致動器1108的鄰接連接以及柱塞1114的遠端與護套1104的連接,來實現這種近端運動。
如圖14所示,觸發器組件1110可用來使末端執行器1106進一步伸展或打開。觸發器1118可被致動,以使觸發器組件1110在近端方向上移動??赏ㄟ^食指或拇指操作觸發器1118,以向近端拉動觸發器1118。觸發器1118的近端運動可壓縮偏壓件1116,并使護套1104向近端進一步收回額外距離,以便為了通過其前開口捕獲更大目標、釋放粘住的目標物體的目的,使末端執行器1106進一步伸展或打開超出其正常工作范圍(直徑),或者,擴大末端執行器1106的側開口,以允許更大的側開口目標物體捕獲。在釋放觸發器1118時,偏壓件1116可使柱塞1114返回到其原始行程長度(圖13)。偏壓件1116的長度的變化可等于護套1104相對于第一致動器1108的運動。
圖15示出了處于標準狀態或者完全閉合或縮回狀態的末端執行器1106。可通過以下方式來實現縮回狀態:使第一致動器1108向遠端移動一定距離,該距離具有在位置S1(對應于行程限制器1128的遠端)開始的行程長度“S”,并且,移動至擋塊1126附近的位置??勺プ≈聞蛹怀霾?109,并且,可使第一致動器1108沿著定位器本體1146和軸1112相對于手柄本體1140和驅動件1142向遠端移動。在如圖15所示的縮回狀態,可在可移動件1152、1154和1156上推動護套1104,以縮回末端執行器1106。
圖16示出了處于進一步縮回狀態的末端執行器,其中,可將第一致動器1108在遠端方向上從圖15所示的完全縮回狀態進一步推動對于總行程長度“T”來說額外的行程長度“A”,在該完全縮回狀態,行程限制器1128從位置S1移動至與擋塊1126鄰接的位置,以保持末端執行器1106的縮回。此狀態可能是有利的,例如,當裝置1100穿過體內的彎曲路徑時,并且末端執行器1106可能需要偏壓件1116的輔助來將末端執行器1106保持在閉合或縮回狀態。在該進一步縮回狀態,可使標準行程長度“S”增加額外的閉合長度“A”。該額外的閉合長度“A”可確保足夠的護套1104長度在末端執行器1106上滑動,并可提供末端執行器1106完全縮回的觸覺確認。108超出護套1104的最大遠端運動(如由限制支撐件向遠端移動的可移動件所定義的)的任何運動可導致偏壓件1116的移動,引起偏壓件1116壓縮。進而,偏壓件1116的壓縮控制處于閉合位置中的末端執行器1106處的應力,因為彈簧力代替了施加于第一致動器或致動件1108上的力。當釋放第一致動器1108時,偏壓件1116可使撓曲片1120返回到第一致動器1108的背側,并使護套1104返回到如圖15所示的伸展長度。因此,偏壓件1116允許第一致動器1108和第二致動器1116之間的空動連接。另外,當第一致動器1108在遠端方向上移動時,第一致動器1108可將力傳遞至偏壓件1116。偏壓件1116被構造為減小該力,并且,當第一致動器1108上的力超過預定值時,將減小的力傳遞至護套1104。當第一致動器1108相對于手柄本體1140向遠端移動時,該額外距離A超過第一距離S,當第一致動器1108移動該額外距離A時,偏壓件1116壓縮。
例如,當通過可移動件1152、1154和1156的彎曲部限制護套1104在遠端方向上移動以進行閉合時,第一致動器1108在遠端方向上的繼續運動使偏壓件1116抵靠柱塞1114壓縮預定距離“x”。被壓縮的偏壓件1116施加在柱塞1114(其直接連接到護套1104)上的力根據以上討論的胡克定律F=Kx得到,其中,K是彈簧常數,并且x等于圖15所示的額外距離A。由于在將柱塞1114裝配至第一致動器1108的過程中偏壓件1116被初始壓縮,所以F=Kx,其中,x=A+x1,其中,x1=偏壓件1116的自由長度-偏壓件1116的初始壓縮長度。由偏壓件1116在行程距離A結束時施加在護套1104以及支撐管1158、1160和1162上的力大于行程距離S,因為偏壓件1116的長度的變化在行程A結束時較大。在行程S結束時,偏壓件1116可偏壓柱塞1114抵靠第一致動器1108,從而可能不會對護套1104施加彈簧力。圖15所示的閉合或縮回狀態(在該狀態,第一致動器1108移動行程距離S,以使末端執行器1106完全閉合,并使第一致動器1108進一步移動額外的行程距離A)可提供額外的閉合力。
偏壓件1116可具有任何合適的按照胡克定律的特性。例如,偏壓件1116可具有任何合適的彈簧常數K,例如在0.700lb./in和0.900lb./in之間。在一些實施例中,偏壓件1116可具有大約0.872lb./in的K值。偏壓件1116可具有任何合適的負載高度,例如,大約1.130”的初始負載高度,產生大約0.104lbf(0.047kgf)的初始彈簧力。當偏壓件1116被壓縮大約18mm以促使柱塞1114向遠端延伸并使護套1104的長度回到其初始長度時,偏壓件1116可具有任何合適的擴張力,例如不大于大約0.7lbf(0.32kgf)。大約0.25lbf(0.11kgf)的力可以是足夠的力,以使護套1104在驅動件1142上前進,進一步壓縮偏壓件1116,從而使護套1104前進,以在第一致動器1108在遠端方向上移動時使末端執行器1106閉合。在一個實施例中,處于圖14所示的釋放狀態的末端執行器1106的尺寸可以比處于圖13所示的伸展狀態的大30%至大約70%之間。例如,處于伸展狀態(圖13)的末端執行器1106的最大標準打開尺寸的直徑可以是大約8mm,并且,在釋放狀態(圖14),觸發器組件1110可進一步使該打開尺寸伸展至大約15mm。當末端執行器1106處于圖13所示的伸展狀態時,偏壓件1116對第一致動器1108提供中立偏壓。
當裝置100被致動時,裝置也可提供行程釋放。例如,當裝置處于閉合或縮回位置時(末端執行器1106是空的),或者當末端執行器1106正夾持物體時,可限制耦接到柱塞1114的護套1104的遠端運動。當護套縮回時第一致動器1108在遠端方向上的運動將使偏壓件1116抵靠柱塞1114壓縮預定距離。被壓縮的偏壓件1116施加在柱塞1114(其固定至護套1104)上的力是F=Kx(胡克定律),其中,K是彈簧常數,并且x等于偏壓件1116的長度的變化Δx,這是因為在將柱塞1114裝配至第一致動器1108的過程中偏壓件1116可被初始壓縮。于是F=Kx,其中,x=Δx+x1,其中,x1=(偏壓件1116的自由長度)-(偏壓件1116的初始壓縮長度)。由被壓縮的偏壓件1116施加在護套1104以及支撐管1158、1160和1162上的力可小于不存在偏壓件1116時由第一致動器1108直接施加的力,從而減小或控制行程力。偏壓件1116可具有任何合適的K常數。
在一個實施例中,通過使末端執行器1106在伸展狀態(圖13)打開至其打開直徑,并使末端執行器1106的前開口朝向目標物體前進,捕獲該物體,并使目標物體移動至預期位置,可捕獲目標物體。致動觸發器組件1110可向近端移動,以使末端執行器1106進一步打開至進一步伸展或釋放狀態(圖14),以抓住或捕獲更大的目標物體。觸發器組件1110還可有利地用來在物體的釋放過程中打開末端執行器1106,使得末端執行器1106可打開至比目標物體的捕獲過程中的末端執行器1106更大的尺寸。因此,當需要釋放狀態時,或者當目標物體卡在執行器1106中時,可激活觸發器組件1110。
附加地或替代地,并且參考圖9至圖17,當裝配在手柄組件1102中時,偏壓件1116可在柱塞1114和第一致動器1108的一部分之間被壓縮。例如,偏壓件1116可在柱塞1114和第一致動器1108的下側上的肋、壁或突出部之間被壓縮(圖13至圖16)。偏壓件1116可從平衡長度被壓縮至初始長度,以通過恢復力使第一致動器1108相對于護套1104偏壓。偏壓件1116在未壓縮或未拉伸時可處于其平衡長度中,其中,偏壓件1116的長度的變化接近或等于零,導致由偏壓件1116施加的恢復力接近或等于零。然而,偏壓件1116的壓縮初始長度可在柱塞1114的近端部分和/或第一致動器1108的肋上施加恢復力,從而在末端執行器1106的操作過程中,使護套1104延伸并保持在適當的位置,護套1104的部分位于離第一致動器1108一定距離處。
初始恢復力可對應于壓縮初始長度,并可利用胡克定律計算。例如,當偏壓件1116處于其壓縮初始長度時,可利用公式F1=-kx01來計算由偏壓件1116施加在護套1104以及支撐件1158、1160和1162上的初始恢復力“F1”,其中,F1是合力矢量(例如,偏壓件1116經由柱塞1114施加在護套1104上的恢復力的大小和方向,也是偏壓件1116施加在第一致動器1108上的恢復力);k是偏壓件1116的比率、彈簧常數或力常數,其可取決于偏壓件1116的材料和構造;負號可表示偏壓件1116施加的力處于與其位移相反的方向上;并且,x01是位移矢量(例如,偏壓件1116可從其平衡長度或自由長度變形至其初始長度的距離和方向)。
參考圖9至圖11,當由偏壓件1116施加的初始恢復力被另一個力(例如摩擦力或阻力)克服時,護套1104以及所附接的支撐件1158、1160和1162可相對于驅動件1142縮回。換句話說,初始恢復力可用來保持護套1104相對于第一致動器1108的基本上恒定的工作長度。進而,支撐件1158、1160和1162可相對于可移動件1152、1154和1156覆蓋和/或縮回一致的長度,以使末端執行器1106完全閉合,和/或使末端執行器1106完全打開至一致的尺寸。
可根據可移動件1152、1154和1156的長度來表達末端執行器1106的尺寸,可移動件可從支撐件1158、1160和1162的末端伸展和縮回,以形成末端執行器1106的遠端環的周界??梢苿蛹?152、1154和1156從支撐件1158、1160和1162中的每個的端部延伸的長度或量可由第一致動器1108的行程長度控制,和/或可等于最大結石尺寸,或者可安裝在末端執行器1106的前環的周界中。
可選擇偏壓件1116的初始長度處的初始恢復力,使得當以下部件在彎曲路徑中操作時,大于可能在可移動件1152、1154和1156以及驅動件1142的組件與護套1104以及支撐件1158、1160和1162的組件之間遇到的摩擦力。此初始恢復力設置使得護套1104能夠保持其工作長度并克服阻力,以使得末端執行器1106能夠完全擴張、伸展、收縮和/或縮回。
如上所述,當不存在結石時,在由第一致動器1108的近端和遠端行程造成的末端執行器1106的膨脹和收縮的過程中,初始恢復力可保持護套1104的工作長度。第一致動器1108的相同行程可用來捕獲結石。由偏壓件1116的恢復力施加至取出裝置1100的各部件的最大應力和應變可出現在使末端執行器1106處于完全收縮和縮回狀態的第一致動器1108的遠端行程之后。
可限制或以其他方式管理可施加至取出裝置1100的部件的應力和應變的量。通過選擇或設置偏壓件1116的最大恢復力,這可用偏壓件1116來實現,偏壓件1116可包括螺旋彈簧。例如,該最大恢復力可低于取出裝置1100的部件的材料強度,在第一致動器1108的遠端行程的過程中,會損壞該部件。
由用戶的手產生的最大恢復力可以是可在末端執行器1106的前環中捕獲的最大結石尺寸的函數。結石的周長可用來近似由前環捕獲的結石的橫截面。對前環的尺寸(更具體地,當末端執行器1106處于擴張狀態時所形成的前環的周長)進行限制是將可捕獲的結石的尺寸僅限制為那些具有等于或小于前環的周長的結石。通過限制可捕獲的最大結石尺寸,可以限制可由偏壓件1116的恢復力對取出裝置1100的各部件施加的最大恢復力。
當捕獲結石時,一種情況可包括:用戶通過使第一致動器1108以完全近端行程滑動,用第一致動器1108將末端執行器1106打開至其最大前環周長,由此可使末端執行器1106完全擴張和伸展(圖13)。用戶可將前環周界定位并接合在待捕獲結石的周界上。然后,用戶可開始使第一致動器1108在遠端方向上以遠端行程滑動,導致末端執行器1106移動至其收縮和縮回狀態,并使末端執行器1106在結石周圍閉合。在遠端行程的某點處,結石的周界可開始防止前環一直閉合至完全收縮狀態。這可在護套104以及支撐件1158、1160和1162的組件與可移動件1152、1154和1156以及驅動件1142的組件之間產生阻力,防止支撐件1158、1160和1162在可移動件1152、1154和1156上滑動。當阻力在偏壓件1116的初始長度處變得等于或大于初始恢復力F1時,第一致動器1108在遠端方向上的進一步滑動可開始將偏壓件1116壓縮至負載長度(圖14),增加其恢復力,并使前環在結石周圍收緊。在第一致動器1108的遠端行程結束時,可達到前環在結石周圍的最大恢復力和最大收緊度。
當第一致動器1108以遠端行程被致動到其與末端執行器1106完全收縮和縮回對應的位置時,可出現施加至取出裝置1100的部件(例如施加至支撐件1158、1160和1162;護套1104;可移動件1152、1154和1156;和/或驅動件1142)中的一個或多個的最大應力和應變,在末端執行器1106的前環內捕獲最大尺寸的結石。此最大恢復力還可以是手可經由第一致動器1108施加的最大的力。換句話說,手可經由第一致動器1108施加基本上等于偏壓件1116的恢復力的力,恢復力的大小是與末端執行器1106的前環接合的結石的周界的尺寸的函數。應指出的是,作用于護套1104和柱塞1114的端部上的恢復力也可以是偏壓件1116作用于第一致動器1108上的恢復力。
當將偏壓件1116置于負載下時偏壓件1116的長度(X02)的變化,或者當置于負載下時偏壓件1116從平衡長度壓縮的變化,可以是所捕獲的結石的尺寸的函數,更具體地,是末端執行器1106的前環所符合并收緊的結石的周界的尺寸的函數。通過第一致動器1108的前進來初始閉合末端執行器1106,可使前環在結石的表面周圍閉合。結石的周長大約是前環的周長。通過第一致動器1108的前進而使末端執行器1106抵靠結石的進一步閉合,可導致足夠地阻止支撐件1158、1160和1162在可移動件1152、1154和1156中的一個或多個暴露部分上前進,導致偏壓件1116壓縮或改變其長度。長度(X02)的變化可以是由前環捕獲或處于前環內的結石的周長的大約1/3,這是因為存在同等地延伸以形成前環的三個可移動件1152、1154和1156。
為了簡單地進行下述周長計算,使用具有圓形橫截面的結石(例如,球形或圓柱形結石)。長度X02的變化可以大約是結石的周長除以3,或(π*d)/3,其中,d是結石的直徑。然而,普通技術人員將理解,結石可具有不規則形狀,并且,這里描述的計算可基于特定的結石形狀而調整。
當第一致動器1108移動時,可通過偏壓件1116在取出裝置1100的部件(例如護套1104和/或支撐件1158、1160和1162)上施加恢復力“F2”。F2還可以是由偏壓件1116施加在第一致動器1108上的力。對于兩個不同的結石來說,當結石的周長在長度上相等時,恢復力“F2”的大小可能是相同的。
可利用胡克定律計算恢復力F2,其中,F2=-KX02,其中:F2=合力矢量-偏壓件1116經由柱塞1114通過第一致動器1108的遠端運動施加在護套1104上的恢復力的大小和方向,也是偏壓件1116施加在第一致動器1108上的恢復力;K=偏壓件1116的比率、彈簧常數或力常數,其是取決于偏壓件的材料和構造的常數,其中,負號表示偏壓件1116施加的力在與其位移相反的方向上;X02=位移矢量-偏壓件1116通過第一致動器1108在遠端方向上的運動而從其平衡長度或自由長度變形至其負載長度的距離和方向。
附加地或替代地,也可根據初始恢復力F1來計算恢復力“F2”,其中,F2=F1+(k*X12),其中:F1=初始負載長度下的初始恢復力;X12=位移矢量-在第一致動器1108的運動過程中偏壓件1116從其初始長度變形至其負載長度的距離和方向。
當打開(例如擴張和伸展)末端執行器1106時,可在近端方向上拉動第一致動器1108,以使護套1104以及支撐件1158、1160和1162從可移動件1152、1154和1156收回(圖9、圖10和圖13)。在使第一致動器1108在近端方向上移動時,第一致動器1108可通過撓曲片1120直接接合柱塞1114,以使所附接的護套1104以及支撐件1158、1160和1162從可移動件1152、1154和1156收回。在收回過程中偏壓件1116可能具有少量影響或沒有影響,除了初始恢復力F1可通過使撓曲片1120抵靠第一致動器1108的內壁偏壓而保持第一致動器1108和柱塞1114隔開設定距離以外。
當第一致動器1108已經在近端方向上移動全行程時(圖9、圖10和圖13),末端執行器1106可處于擴張和伸展狀態。通過用拇指或食指在近端方向上拉動觸發器1118,甚至可使末端執行器1106的前環進一步延伸,以形成更大的前環,從而甚至進一步收回護套1104且同時壓縮偏壓件1116(圖14)。打開更大的前環可允許釋放卡住的結石或能夠捕獲更大的結石。當釋放觸發器1118時,壓縮的偏壓件1116的恢復力可使柱塞1114、護套1104、支撐件1158、1160和1162,以及末端執行器1106的前環回到其在致動觸發器1118之前的狀態。由偏壓件1116施加至柱塞1114的恢復力可由胡克定律確定。
當不存在結石而閉合末端執行器1116時,可在遠端方向上推動第一致動器1108,以使護套1104以及支撐件1158、1160和1162在可移動件1152、1154和1156上前進(圖11和圖15)。如果初始恢復力F1(來自偏壓件1116的初始壓縮)由于例如護套1104與驅動件1142和/或可移動件1152、1154和1156之間的摩擦,和/或支撐件1158、1160和1162與可移動件1152、1154和1156之間的摩擦,而不足以在可移動件1152、1154和1156上推動護套1104以及支撐件1158、1160和1162,那么,由于穿過彎曲路徑的各部件,例如,通過用具有產生更大初始恢復力的不同特性的另一偏壓件替代偏壓件1116,可將初始恢復力調整至更高的大小。
為了確定由偏壓件1116(和其他偏壓件)施加在護套1104上的近似恢復力、F2、或從X1到X2的負載高度的變化(X12),可直接從手柄組件1102測量參數。更具體地,X12可以是偏壓件1116從其初始長度到其負載長度的長度的變化,并可由柱塞長度的變化或由收回第一致動器1108中的柱塞長度的量來測量。X12還可通過從其初始暴露柱塞長度減去剩余的暴露柱塞長度來計算。
取出裝置1100可根據結石尺寸來控制末端執行器1116的前環的夾持力。末端執行器1106可通過護套1104以及支撐件1158、1160和1162相對于驅動件1142以及可移動件1152、1154和1156的往復運動來操作??梢苿蛹?152、1154和1156可交織在支撐件1158、1160和1162中,以形成末端執行器1106(見圖10)。未附接至驅動件1142的可移動件1152、1154和1156的端部可終止于耦接器(在圖11中示出但并未標號),例如耦接器140。通過利用第一致動器1108使護套1104以及支撐件1158、1160和1162相對于驅動件1142以及可移動件1152、1154和1156收回或前進,可打開和閉合末端執行器1106。結石的尺寸(更具體地,由末端執行器1106的前環捕獲的結石的周長)可影響由偏壓件1116施加的恢復力的大小。當通過第一致動器1108的運動捕獲時,相同周長大小的結石可產生相同的恢復力。當致動第一致動器1108時,具有大周長的大結石可在被捕獲時產生比具有小周長的小結石更大的恢復力。
參考圖13至圖16,偏壓件1116的恢復力可作用于偏壓件1116的兩端。在一端上,可直接對第一致動器1108施加恢復力,同時,在偏壓件的另一端,可對柱塞1114(并對護套1104)施加恢復力。護套1104可分支(branch off)到支撐件1158、1160和1162,因此恢復力也可如此?;謴土傻韧胤峙渲林渭?158、1160和1162中的每一個。換句話說,對于支撐件1158、1160和1162中的每一個,所施加的力可等于恢復力除以支撐件的數量。支撐件1158、1160和1162中的每個內的兩個可移動件可受到作用于支撐件1158、1160和1162上的恢復力。分配至支撐件1158、1160和1162中的每個的恢復力的部分可分支到從該支撐件延伸的可移動件1152、1154和1156。例如,當存在從支撐件延伸的兩個可移動件時,每個可移動件上的力可等于支撐件上的恢復力的部分的一半。前環的夾持力可以是可移動件1152、1154和1156上的所有力的和,其可等于偏壓件1116的恢復力。在第一致動器1108的全行程處,偏壓件1116的恢復力可取決于結石大小。因此,可由取出裝置1100施加的最大夾持力,可取決于在第一致動器1108的全閉合行程過程中裝入前環的周界中的最大結石大小。
支撐件1158、1160和1162中的每個可用作將可移動件1152、1154和1156中的兩個保持在一起以形成前環的耦接器。當捕獲結石時,前環的夾持力可均勻地分配在前環周圍,使得支撐件1158、1160和1162中的每個以及可移動件1152、1154和1156中的每個可受到前環的夾持力。支撐件1158、1160和1162的最小撕裂強度要求應設置為高于前環的最大夾持力,和/或高于當前環捕獲所允許的最大結石大小且第一致動器1108經歷全閉合行程時偏壓件1116的恢復力。
圖18和圖19示出了醫療取出裝置1800的另一實施例,其與醫療取出裝置1100類似,其中,觸發器組件1810形式的第二致動器位于手柄組件1802的外部。觸發器組件1810可包括偏壓件1816、用于容納彈簧形式的偏壓件1816的偏壓件殼體1860、活塞本體1862、以及從偏壓件殼體1860延伸的觸發器1818。偏壓件殼體1860的遠端可以任何合適的方式固定至護套1804的外表面,例如通過膠水、熱縮,等等。在一個方面,活塞本體1862可包括卡扣觸發器構件(未示出),其凹入偏壓件殼體1860中的相對的內插槽(未示出)中。偏壓件殼體1860的近端可以任何合適的方式耦接到活塞本體1862的部分,例如經由閂鎖、緊固件,等等?;钊倔w1862的近端可以任何合適的方式附接至手柄組件1802的致動件1808的遠端,例如通過螺紋、過盈配合、膠水,等等??商鎿Q地,致動件1808和活塞本體1862可形成為單個部件。
活塞本體1862可包括第一寬度或直徑的遠端部分1866以及第二寬度或直徑的近端部分1868。遠端部分1866在偏壓件殼體1860中的遠端減小開口內滑動,并且活塞本體1860的近端部分1868容納于偏壓件殼體1860的較大開口中。活塞本體1862的遠端部分1866包括與偏壓件1816的近端鄰接的端面。
通過使觸發器1818朝向致動件1808沿著活塞本體1862在近端方向上移動,從而壓縮偏壓件1816,進而收回護套1804和支撐件,觸發器組件1810可被致動,以使裝置從圖18所示的伸展狀態轉變至圖19所示的進一步伸展狀態。觸發器組件1810的致動使護套1804移動額外的距離,以使末端執行器1806進一步伸展或打開超過其正常工作范圍(直徑),以便通過其前開口捕獲更大的目標物體、釋放卡住的目標物體,或者擴大末端執行器1806的側開口,以允許更大的側開口目標物體捕獲。在釋放觸發器1818時,偏壓件1816可使偏壓件殼體1860返回到圖18所示的其原始行程長度。偏壓件1816的長度變化可等于護套件1804相對于致動件1808的長度變化。在一些實施例中,偏壓件殼體1860可包括貫穿其中的釋放槽,其可允許偏壓件殼體1860的部分在各個方向上擴張。例如,兩個釋放槽可沿著頂部延伸,并且兩個釋放槽可沿著偏壓件殼體1860的底部延伸。偏壓件殼體1860還可包括位于近端的用于接合活塞本體1862上的相應插槽或開口的撓曲片或斜道部分和/或用于接合斜道的插槽。
可在任何合適的應用場合中使用所公開的取出裝置,包括從身體上捕獲和去除材料。這里闡述的任何方面可與這里闡述的任何其他方面一起使用。該裝置可在任何合適的醫療過程中使用,可前進通過任何合適的體內腔和體腔,并且可用來從任何合適的身體部位去除材料。例如,可在任何自然體腔或管道中使用這里描述的裝置,包括那些通過口腔、陰道、直腸、鼻腔、尿道或通過任何合適組織中的切口接近的體腔或管道。
所公開的裝置可構造為捕獲具有大約5Fr或更小尺寸的碎片。在一些布置中,所公開的醫療裝置能夠捕獲和釋放具有從1毫米到20毫米的直徑的結石。在一些布置中,用戶可能希望使更大的結石從腎臟的下盞復位到上盂,以在將其通過小直徑的輸尿管去除之前用激光破碎??稍趦雀Q鏡前去除結石,而不是通過內窺鏡通道,以防止損壞內窺鏡通道。當去除結石時,內窺鏡和取出裝置都可從人體移除。在一些布置中,用于輸尿管鏡的引導護套可用來將輸尿管鏡和取出裝置引導回之前的位置或新的位置以捕獲額外的結石,并在去除結石過程中保護輸尿管壁。在從伸展和擴張狀態移動至縮回和收縮狀態時,本公開的取出裝置可結扎較大的結石并在其末端執行器內捕獲較小的結石。
對于本領域技術人員來說將顯而易見的是,在不脫離本公開的范圍的情況下,可對所公開的系統和方法進行各種修改和變化。所公開的裝置和方法的各個方面可以任何合適的組合一起使用,或單獨使用。通過考慮說明書和實踐這里公開的特征,本公開的其他方面對于本領域技術人員來說將是顯而易見的。目的是,說明書和實例僅被認為是示例性的。