用于体腔的设备和系统以及使用的方法与流程

专利2022-05-09  153


用于体腔的设备和系统以及使用的方法
1.相关申请的交叉引用
2.本申请要求于2018年8月27日提交的、标题为“胃肠行进和递送设备”的、号为62/723,449的美国临时申请的优先权,其通过引用整体并入本文。
技术领域
3.本公开涉及一种被构造为在诸如胃肠道特别是小肠的体腔内移动的设备,以及使用该设备的方法,使用该设备以用于内窥镜检查目的、用于将物质递送到体腔中、用于从体腔去除物质或组织、用于采集体腔的图像和/或用于执行对组织或器官的操作。当前公开的设备可以是自驱动的,并且可以控制和微调设备的尖端的铰接。当前公开的设备可以用于各种体腔中,例如血管体管腔、消化体管腔、呼吸体管腔或泌尿体管腔。


背景技术:

4.当前的内窥镜程序(例如食道胃十二指肠镜检查(egd)、结肠镜检查、肠镜检查等)涉及系统的密集人工操作。例如,通常已知胃肠检查使用具有柔性插入分段的内窥镜。在将上述内窥镜插入消化道的深的部分(例如小肠)时,当插入分段被插入其中时,同时被推动,由于肠复杂地弯曲,所以力几乎不传递到插入分段的远端。因此,难以将插入分段插入深的部分。通常,即使当可以将内窥镜插入深的部分时,也要花费很长时间,引起不适和疼痛,并且需要镇静。因此,需要一种易于使用并且引起较少不适的设备。本公开解决了这些和其他需求。


技术实现要素:

5.在一些方面中,本文提供的是一种构造为在体腔内移动的设备,所述设备包括:外构件,其包括远端、近端以及在所述远端与所述近端之间的管腔;内构件,其可滑动设置在所述外构件的所述管腔中,其中所述内构件包括远端和近端;第一可控可扩展元件;第二可控可扩展元件;连接器,其连接所述外构件和所述内构件;和致动构件,其能够实现所述外构件和所述内构件之间的滑动移动,从而交替地在所述第一可控可扩展元件和第二可控可扩展元件之间延伸和缩回一定距离,其中所述第一可控可扩展元件和第二可控可扩展元件能够径向向外扩展以接合体腔的壁。
6.在一些方面中,本文提供的是一种构造为在体腔内移动的设备,所述设备包括:外构件,其包括远端、近端以及在所述远端与所述近端之间的管腔;内构件,其可滑动设置在所述外构件的所述管腔中,其中所述内构件包括远端和近端;第一可控可扩展元件,其设置在所述外构件上或所述内构件上;第二可控可扩展元件,其设置在所述外构件上或所述内构件上;连接器,其连接所述外构件和所述内构件;和致动构件,其能够实现所述外构件和所述内构件之间的滑动移动,从而交替地在所述第一可控可扩展元件和第二可控可扩展元件之间延伸和缩回一定距离,其中所述第一可控可扩展元件和第二可控可扩展元件能够径向向外扩展以接合体腔的壁。
7.在一些方面中,本文提供的是一种构造为在体腔内移动的设备,所述设备包括:外构件,其包括远端、近端以及在所述远端与所述近端之间的管腔;内构件,其可滑动设置在所述外构件的所述管腔中,其中所述内构件包括远端和近端;第一可控可扩展元件,其设置在所述外构件上;第二可控可扩展元件,其设置在所述外构件上或所述内构件上;连接器,其连接所述外构件和所述内构件;和致动构件,其能够实现所述外构件和所述内构件之间的滑动移动,从而交替地在所述第一可控可扩展元件和第二可控可扩展元件之间延伸和缩回一定距离,其中所述第一可控可扩展元件和第二可控可扩展元件能够径向向外扩展以接合体腔的壁。
8.在一些方面中,本文提供的是一种构造为在体腔内移动的设备,所述设备包括:外构件,其包括远端、近端、在所述远端与所述近端之间的管腔以及第一可控可扩展元件;内构件,其可滑动设置在所述外构件的所述管腔中,其中所述内构件包括远端、近端以及第二可控可扩展元件;连接器,其连接所述外构件和所述内构件;和致动构件,其能够实现所述外构件和所述内构件之间的滑动移动,从而交替地在所述第一可控可扩展元件和第二可控可扩展元件之间延伸和缩回一定距离,其中所述第一可控可扩展元件和第二可控可扩展元件能够径向向外扩展以接合体腔的壁。
9.在一些方面中,本文提供的是一种构造为在体腔内移动的设备,所述设备包括:外构件,其包括远端、近端、在所述远端与所述近端之间的管腔、第一可控可扩展元件以及第二可控可扩展元件;内构件,其可滑动设置在所述外构件的所述管腔中,其中所述内构件包括远端和近端;连接器,其连接所述外构件和所述内构件;和致动构件,其能够实现所述外构件和所述内构件之间的滑动移动,从而交替地在所述第一可控可扩展元件和第二可控可扩展元件之间延伸和缩回一定距离,其中所述第一可控可扩展元件和第二可控可扩展元件能够径向向外扩展以接合体腔的壁。
10.在任何前述实施例中,所述内构件可以包括在所述远端上的一个或多个孔。在任何前述实施例中,所述内构件可以包括一个或多个通道。
11.在任何前述实施例中,所述设备还可以包括铰接元件,所述铰接元件能够实现所述内构件的所述远端或所述外构件的所述远端的铰接。在一些方面中,所述铰接元件能够实现所述内构件的所述远端的铰接。
12.在任何前述实施例中,所述第一可控可扩展元件可以设置在所述外构件的外表面上。在任何前述实施例中,所述第二可控可扩展元件可以设置在所述内构件的外表面上。在任何前述实施例中,所述第一可控可扩展元件和第二可控可扩展元件都可以设置在所述外构件上。在任何前述实施例中,所述第一可控可扩展元件和第二可控可扩展元件都可以设置在所述内构件上。
13.在任何前述实施例中,所述内构件可以延伸穿过所述外构件的第一管腔,和/或,所述第二可控可扩展元件可以位于所述外构件的所述第一管腔的外部。
14.在任何前述实施例中,所述第一可控可扩展元件可以包括或为第一球囊,和/或,所述第二可控可扩展元件可以包括或为第二球囊。
15.在任何前述实施例中,所述设备还可以包括第一介质通道,所述第一介质通道连接到所述第一可控可扩展元件,其中,介质包括气体、液体或其混合物(例如,蒸气)。在一些方面中,所述第一介质通道位于所述外构件的内部。在一些方面中,所述第一介质通道位于
所述外构件的外部。
16.在一些方面中,所述第一介质通道部分地位于所述外构件的内部且部分地位于所述外构件的外部。
17.在任何前述实施例中,所述设备还可以包括第二介质通道,所述第二介质通道连接到所述第二可控可扩展元件,其中,介质包括气体、液体或其混合物(例如,蒸气)。在一些方面中,所述第二介质通道位于所述内构件的内部。在一些方面中,所述第二介质通道位于所述内构件的外部。在一些方面中,所述第二介质通道部分地位于所述内构件的内部且部分地位于所述内构件的外部。在任何前述实施例中,所述第一介质通道和第二介质通道可以是单独的通道。
18.在任何前述实施例中,所述设备还可以包括控制构件。在一些方面中,所述控制构件被构造为独立地扩展和/或收缩所述第一可控可扩展元件和第二可控可扩展元件。在任何前述实施例中,所述控制构件可以被构造为控制所述致动构件,从而控制所述外构件与所述内构件之间的所述滑动移动。
19.在任何前述实施例中,所述内构件可以包括主体部分和远侧部分,所述远侧部分包括所述内构件的所述远端。在一些方面中,所述第二可控可扩展元件设置在所述内构件的所述远侧部分上。在任何前述实施例中,所述内构件的所述远端可以包括两个或更多个孔。在一些方面中,所述孔中的至少一个孔用于图像采集设备。在任何前述实施例中,所述孔中的至少一个孔可以用于气体、液体或抽吸通道。
20.在任何前述实施例中,所述远侧部分的近端可以包括一个或多个可控可扩展基座。
21.在任何前述实施例中,所述设备还可以包括铰接元件,所述铰接元件能够实现所述内构件的所述远端的铰接。在一些方面中,所述铰接元件包括马达。在任何前述实施例中,所述铰接元件可以包括在所述远侧部分的所述近端上的一个或多个可控可扩展基座。在一些方面中,所述一个或多个可控可扩展基座构造为充气和/或放气,从而实现所述远侧部分在相对所述主体部分的纵向轴线横向的方向上的铰接。在任何前述实施例中,所述设备还可以包括介质通道,所述介质通道连接到所述一个或多个可控可扩展基座,其中,介质包括气体、液体或其混合物(例如,蒸气)。
22.在任何前述实施例中,所述内构件的所述主体部分可以包括限定内腔的壁和在所述内腔内部的螺母,其中,所述螺母经由一个或多个内构件臂紧固地固定到所述壁。在一些方面中,所述内构件的所述主体部分还包括一个或多个纵向狭缝。在一些方面中,所述外构件包括穿过所述内构件的所述一个或多个纵向狭缝的一个或多个外构件臂,其中,所述一个或多个外构件臂连接到接合或构造为接合所述螺母的螺钉,从而连接或构造为连接所述外构件和所述内构件。在一些方面中,所述螺钉和/或所述螺母连接到能够实现所述螺钉和所述螺母的相对转动的马达,从而实现所述外构件和所述内构件之间的所述滑动移动。在任何前述实施例中,所述一个或多个纵向狭缝可以构造为防止所述内构件和所述外构件在所述滑动移动期间断开。
23.在任何前述实施例中,所述设备还可以包括可控可扩展结构,所述可控可扩展结构被构造为纵向地扩展或收缩,从而实现所述外构件和所述内构件之间的所述滑动移动。在一些方面中,所述可控可扩展结构在所述第一可控可扩展元件的远侧,其中,所述可控可
扩展结构的纵向扩展和/或收缩实现所述第一可控可扩展元件相对于所述第二可控可扩展元件的纵向移动。在一些方面中,所述可控可扩展结构在所述第一可控可扩展元件的近侧,其中,所述可控可扩展结构的纵向扩展和/或收缩实现所述第一可控可扩展元件相对于所述第二可控可扩展元件的纵向移动。在一些方面中,所述设备包括两个可控可扩展结构,所述两个可控可扩展结构中的一个在所述第一可控可扩展元件的远侧,而另一个在所述第一可控可扩展元件的近侧,其中,所述两个可控可扩展结构的经协调的纵向扩展和/或收缩实现所述第一可控可扩展元件相对于所述第二可控可扩展元件的纵向移动。在一些方面中,所述可控可扩展结构在所述第二可控可扩展元件的远侧,其中,所述可控可扩展结构的纵向扩展和/或收缩实现所述第一可控可扩展元件相对于所述第二可控可扩展元件的纵向移动。在一些方面中,所述可控可扩展结构在所述第二可控可扩展元件的近侧,其中,所述可控可扩展结构的纵向扩展和/或收缩实现所述第一可控可扩展元件相对于所述第二可控可扩展元件的纵向移动。在一些方面中,所述设备包括两个可控可扩展结构,所述两个可控可扩展结构中的一个在所述第二可控可扩展元件的远侧,而另一个在所述第二可控可扩展元件的近侧,其中,所述两个可控可扩展结构的经协调的纵向扩展和/或收缩实现所述第一可控可扩展元件相对于所述第二可控可扩展元件的纵向移动。在一些方面中,所述可控可扩展结构在所述第一可控可扩展元件和所述第二可控可扩展元件之间,其中,所述可控可扩展结构的纵向扩展和/或收缩实现所述第一可控可扩展元件相对于所述第二可控可扩展元件的纵向移动。
24.在任何前述实施例中,所述可控可扩展结构可以包括或为伸缩球囊。在任何前述实施例中,所述可控可扩展结构可以包括或为形状记忆合金,例如由形状记忆合金制成的弹簧。在任何前述实施例中,可控可扩展结构可以包括或为顺应性球囊和/或半顺应性球囊。在任何前述实施例中,可控可扩展结构可以包括或为波纹管,例如,顺应性波纹管。
25.在任何前述实施例中,所述设备还可以包括在所述第一可控可扩展元件和所述第二可控可扩展元件之间的多个可控可扩展结构,其中,所述多个可控可扩展结构的扩展和/或收缩实现所述第一可控可扩展元件相对于所述第二可控可扩展元件的纵向移动。在一些实施例中,所述多个可控可扩展结构形成螺旋。在任何前述实施例中,所述多个可控可扩展结构的扩展和/或收缩实现所述第一或第二可控可扩展元件相对于彼此的转动移动。在一些方面中,所述第一或第二可控可扩展元件在所述转动移动期间处于收缩或放气状态。在任何前述实施例中,所述设备还可以包括两个、三个或更多个可控可扩展结构。在任何前述实施例中,所述多个可控可扩展结构的扩展和/或收缩实现所述内构件和/或外构件的远侧部分在相对所述内构件和/或外构件的主体部分的所述纵向轴线横向的方向上的铰接。
26.在任何前述实施例中,可控可扩展结构可以包括一个或多个顺应性球囊和/或一个或多个半顺应性球囊。在任何前述实施例中,可控可扩展结构可以包括一个或多个波纹管,例如,顺应性波纹管。在一些方面中,所述多个可控可扩展结构包括两个或更多个压力球囊。在一些方面中,所述多个可控可扩展结构包括压力球囊、压力室或其组合。在一些方面中,所述多个可控可扩展结构包括三个或四个压力球囊。在一些方面中,所述多个可控可扩展结构包括三个或四个压力室。在任何前述实施例中,所述多个可控可扩展结构的子集可以被构造为选择性地充气和/或放气,从而实现所述第二可控可扩展元件在相对所述外构件的所述纵向轴线横向的方向上的铰接。
27.在任何前述实施例中,所述设备还可以包括在所述第二可控可扩展元件的近侧的多个可控可扩展结构,其中,所述多个可控可扩展结构的子集被构造为选择性地充气和/或放气,从而实现所述内构件在相对所述外构件的所述纵向轴线横向的方向上的铰接。
28.在任何前述实施例中,所述第一可控可扩展元件可以包括多个胎面,所述多个胎面位于被构造为接合所述体腔的所述壁的表面上。在任何前述实施例中,所述第二可控可扩展元件包括多个胎面,所述多个胎面位于被构造为接合所述体腔的所述壁的表面上。
29.在一些方面中,本文公开的是一种用于移动本文任何实施例中公开的所述设备通过体腔的方法。在一些方面中,所述方法包括:i.使第二可控可扩展元件径向向外扩展以接合体腔的壁,任选地同时使第一可控可扩展元件不径向向外扩展,从而将所述第二可控可扩展元件固定到所述体腔中的第一位置;ii.实现所述外构件和所述内构件之间的滑动移动,以缩回所述第一可控可扩展元件和第二可控可扩展元件之间的定距离;iii.使所述第一可控可扩展元件径向向外扩展以接合所述体腔的壁;iv.使所述第二可控可扩展元件径向且向内收缩;v.实现所述外构件和所述内构件之间的滑动移动,以延伸所述第一可控可扩展元件和第二可控可扩展元件之间的距离;以及vi.使所述第二可控可扩展元件径向向外扩展以接合所述体腔的壁,任选地同时使所述第一可控可扩展元件不径向向外扩展,从而将所述第二可控可扩展元件固定到所述体腔中的第二位置。在一些实施例中,所述方法还包括:重复步骤ii

vi。
30.在任何前述实施例中,所述方法还可以包括:通过所述内构件的一个或多个通道将物质递送到所述体腔中。在任何前述实施例中,所述方法还可以包括:通过所述内构件的一个或多个通道将物质从所述体腔去除。在任何前述实施例中,所述方法还可以包括:通过所述内构件的一个或多个通道采集所述体腔的图像。在任何前述实施例中,所述方法还可以包括:通过所述内构件的一个或多个通道执行对所述体腔内的组织的操作。
31.在本文公开的设备或方法的任何前述实施例中,所述体腔可以是血管体管腔、消化体管腔、呼吸体管腔或泌尿体管腔。在一些方面中,所述消化体管腔是胃肠道。在一些方面中,所述胃肠道是小肠。在一些方面中,所述胃肠道是十二指肠、空肠或回肠。在一些方面中,所述胃肠道是结肠。在一些方面中,所述胃肠道是食道。在一些方面中,所述胃肠道是胃。
附图说明
32.图1a

1d示出了示例性设备的结构和应用,该设备包括两个可控可扩展元件,外管、内管、连接器和致动器。
33.图2a至图2c示出了示例性设备,该设备包括内管、外管、两个可控可扩展元件(例如,球囊)、螺钉/螺母连接器、致动机构(例如,步进马达)和铰接机构。
34.图3示出了使用本文公开的设备的示例性过程,包括该设备在诸如胃肠道的体腔内的放置和移动。
35.图4a

4d示出了控制球囊的充气和/或放气的介质通道的各种示例性构造。
36.图5示出了用于转动和倾斜内管的尖端部分,以引导内管在各种方向上移动,例如,遵循体腔的弯曲的示例性机构。
37.图6示出用于内管的尖端部分的基座中的室以实现内管的远端部分的铰接的示例
性机构。
38.图7示出了涉及在基座的顶上的另外的室以实现内管的远端部分的铰接的示例性机构。
39.图8示出了基座内的示例性室。
40.图9示出了穿过内管主体并连接到基座的示例性空气通道。
41.图10示出了涉及伺服马达的转动以便将该转动传递到基座以实现铰接的示例性机构,该伺服马达放置在第一步进马达的近侧,以用于螺钉/螺母。
42.图11示出了穿过内管的示例性水/空气/抽吸通道。
43.图12示出了穿过内管的相机的示例性光纤或线。
44.图13示出了示例性相机通道和示例性水/空气/抽吸通道通过气密隧道穿过基座。
45.图14示出了附接到外管和内管的示例性引导线。
46.图15a示出了包括可控可扩展伸缩结构以实现设备的纵向移动的示例性致动机构。
47.图15b示出了示例性形状记忆合金致动机构,以实现设备的纵向移动。
48.图15c示出了示例性机构,以实现设备的纵向移动。
49.图16示出了示例性可控可扩展结构,其构造为纵向地扩展或收缩,从而实现设备的纵向移动。
50.图17a

17d示出了示例性可控可扩展结构,其构造为扩展或收缩,从而实现设备的纵向移动和/或设备的铰接,例如,内管的远侧部分在与内管的主体部分的纵向轴线横向的方向上的铰接。
51.图18示出了示例性四个示例性压力球囊,其构造为扩展或收缩,从而实现设备的纵向移动和/或设备的铰接,例如,内管的远侧部分在相对内管的主体部分的纵向轴线横向的方向上的铰接。
52.图19示出了示例性螺旋机构,以实现设备的纵向移动和/或设备的铰接,例如,内管的远侧部分在相对内管的主体部分的纵向轴线横向的方向上的铰接。
53.图20a

20f示出了示例性波纹管设计,其可以用于实现设备的纵向移动和/或设备的铰接,例如,内管的远侧部分在相对内管的主体部分的纵向轴线横向的方向上的铰接。
54.图21和图22示出了包括一个或多个支撑结构的示例性波纹管设计。
55.图23a

23h示出了示例性四分之一波纹管设计。
56.图24示出了包括推进机构(例如,液压推进)和铰接机构的示例性设备。
57.图25a

25c示出了包括液压铰接和/或推进机构的示例性设备。
58.图26a示出了包括电缆铰接和/或推进机构的示例性设备。图26b示出了包括马达/带轮铰接机构的示例性设备。图26c示出了包括直线伺服马达推进机构的示例性设备。
具体实施方式
59.本发明在范围方面不旨在限于特定公开的实施例,该特定公开的实施例例如是为了说明本发明的各个方面而提供的。根据本文的描述和教导,对所描述的组合物和方法的各种修改将变得显而易见。可以在不脱离本公开的真实范围和精神的情况下实践这样的变型,并且这样的变型旨在落入本公开的范围内。本申请中提及的所有出版物(包括专利文
件)出于所有目的通过引用整体并入,其程度与每个单独出版物通过引用分别并入的程度相同。如果本文提出的限定与通过引用并入本文的专利、申请、公布的申请和其他出版物中提出的限定相反或以其他方式不一致,则本文提出的限定优于通过引用并入本文的限定。
60.本文使用的章节标题仅用于组织目的,而不应被解释为限制所描述的主题。
61.本文提供了一种被构造为在体腔内移动的设备。在一些实施例中,该设备包括双球囊系统,该双球囊系统包括致动或驱动机构,以及铰接机构以行进体腔(例如gi道)的复杂曲线。该设备可以用于,但并非专门用于肠镜检查。它可以用于胃肠道的任何部分中。例如,对于技术上困难的情况,该设备可用作结肠镜。该设备可用于内窥镜逆行胰胆管造影术,例如,在胆肠吻合术的患者中,在胆肠吻合术中,通过常规的内窥镜插入不可能使内窥镜接近乏特壶腹的乳头。在一些实施例中,本设备不仅提供了对gi道的远侧部分(例如,小肠)的改善的可接近性。
62.在一些实施例中,本设备不仅提供了对深小肠的改善的可接近性,而且还提供了在肠的任何部分中控制设备尖端的能力。可以在肠中的任何点处精确控制设备尖端,因为设备的移动是由内管上的球囊和/或外管上的球囊从抓握点控制的,这可以在任何点处进行设置。
63.在一些实施例中,本设备可以代替传统的胶囊内窥镜和/或基于球囊的内窥镜使用,或,与传统的胶囊内窥镜检查和/或基于球囊的内窥镜检查结合使用。胶囊内窥镜检查适用于非阻塞性小肠疾病的初次检查,因为它没有不适感,并且不需要将患者限制于医疗设施。胶囊检测到的异常发现可以由目前公开的设备通过活检检查设备进行确认,并且可以使用本文公开的设备执行内窥镜治疗。尤其是,对于胶囊内窥镜检是的禁忌症的小肠狭窄,可通过本文公开的设备进行探索。在一些实施例中,本文公开的设备可以用于执行内窥镜球囊扩张。此外,在胶囊保持在狭窄处的情况下,可以通过本文公开的设备取回胶囊,并且可以使用该设备内窥镜地扩张该狭窄。
64.在一些实施例中,本文提供了胃肠(gi)行进和递送设备。在一些方面,与传统的内窥镜检查相比,该设备被设计为在行进期间在没有人工操纵或有很少的人工操纵的情况下通过胃肠系统行进。在一些实施例中,该设备是自驱动设备。在一些实施例中,该设备最小化或结束了对镇静剂的需要。在一些实施例中,该设备还削减了与支持人员、医疗用品、药物和住院时间相关的程序成本。
65.在一些实施例中,本文提供了一种能够将药物递送到体腔内的一个或多个目标区域的胃肠行进和递送设备。在一些实施例中,本文提供了一种设备,该设备构造为将内窥镜、诊断胶囊、诸如测压管子的诊断管子、诸如支架的治疗设备、管和其他设备或组成递送到体腔内的一个或多个期望区域。
66.在一些实施例中,本文提供了一种设备,该设备构造为以受控的速度和方向驱动用于小肠子和结肠的胶囊内窥镜检查通过gi道。在一些实施例中,本文公开的设备构造为执行针对肠准备的任务,这是非常不愉快的过程,并且是人们坚持结肠癌筛查推荐的巨大障碍。
67.在一个方面,本文提供一种管腔行进和递送设备,其包括具有近端和远端的第一主体分段、具有近端和远端的第二主体分段以及具有近端和远端的尖端分段,其中尖端分段的近端附接到第二主体分段的远端,并且第一主体分段和第二主体分段能够以伸缩的方
式附接到彼此并且能够在彼此内滑动。在一些实施例中,第一主体分段、第二主体分段和尖端分段各自包括管状结构。
68.在一些实施例中,第一主体分段的大小大于第二主体分段的大小,使得第二主体分段能够在第一主体分段内滑动。在其他实施例中,第二主体分段的大小大于第一主体分段的大小,使得第一主体分段能够在第二主体分段内滑动。
69.在某些实施例中,可充气球囊固定到外管的近端的外壁。在一些实施例中,一个或多个环形可充气球囊被固定到外管的近端的外壁。在特定实施例中,两个球形可充气球囊彼此相对地固定到外管的近端的外壁。在某些实施例中,多个球形可充气球囊(相对于彼此固定在适当的位置)附接到外管的近端的外壁,并且基本上均匀地布置成圆形图案,以围绕外管形成环形状构造。
70.在某些实施例中,可充气球囊固定到内管的尖端分段的远端的外壁。在一些实施例中,一个或多个环形可充气球囊固定到内管的尖端分段的远端的外壁。在特定实施例中,两个球形可充气球囊彼此相对地固定到内管的尖端分段的远端的外壁。在某些实施例中,多个球形可充气球囊(相对于彼此固定在适当的位置)附接到尖端分段的远端的外壁,并且基本上均匀地布置成圆形图案,以围绕尖端分段形成环形状构造。
71.在某些实施例中,通过流体的注入来控制球囊的充气和放气。在一些实施例中,经由沿外管和内管固定的一个或多个通道将流体递送到每个球囊。在特定实施例中,将流体递送到附接到第一管的球囊的一个或多个通道固定到第一管的外壁。在一些实施例中,将流体递送到附接到第一管的球囊的一个或多个通道固定到第一管的内壁。在一些实施例中,将流体递送到附接到内管的球囊的一个或多个通道固定到内管的外壁。在一些实施例中,将流体递送到附接到内管的球囊的一个或多个通道固定到内管的内壁。
72.在某些实施例中,球囊由具有期望形状的记忆的材料制成。在一些实施例中,球囊将具有预设的最大压力。在特定的实施例中,球囊具有某些粘合特性。在某些实施例中,球囊结合有来自聚二甲基硅氧烷的微原纤状粘合剂。
73.在一些实施例中,本文公开的胃肠行进和递送设备包括内管和外管。在一些实施例中,内管向前移动以达到其距离,并且可以通过在内管的远端处对球囊充气而被锚定在肠壁上。然后,外管通过在内管上向前移动跟随。一旦外管就位,则通过在外管的近端处对球囊充气将外管锚定在肠壁上。此时,内管上的球囊被放气并向前移动。一旦内管到达其距离,内管上的球囊就会前进到体腔(例如gi道)内的更远侧位置。然后,通过对内管相关的球囊充气,将内管锚定到肠壁上,并且外管对其相关的球囊放气以在内管上向前移动。该过程一直持续到它到达目的地为止,例如gi道中更远侧的目的地,例如小肠。
74.在本文公开的任何实施例中,球囊可以由具有期望形状的记忆的材料制成。在本文公开的任何实施例中,球囊可以结合某些粘合特性,例如微原纤粘合剂(例如,来自聚二甲基硅氧烷(pdms))以产生牵引力。在本文公开的任何实施例中,球囊可具有预设的最大压力(因此最大充气)和记忆,以防止肠壁受到创伤或引起肠穿孔。在本文公开的任何实施例中,球囊可周向地缠绕在内管和/或外管周围。在本文公开的任何实施例中,该设备可以在相同的纵向位置处包括多个球囊。
75.在本文公开的任何实施例中,分别可以例如通过经由沿着内管和外管的细管注入和/或吸入气体(例如空气)或流体来控制球囊的充气和/或放气。在一些实施例中,分别针
对每个球囊提供了沿着外管或内管的外部或外管或内管的内部的管或空气通道。在一些实施例中,分别针对每个球囊提供了沿着的外管或内管的外部的管或空气通道。在一些实施例中,分别针对每个球囊提供在外管或内管内部的管或空气通道。在一些实施例中,分别针对每个球囊,管或空气通道的一部分分别沿着外管或内管的外部,而管或空气通道的另一部分在外管或内管的内部。
76.在一些实施例中,该设备包括类似于螺钉和螺母的结构,以使内管和外管相对于彼此移动。在一些实施例中,螺钉在内管内部,但是经由步进马达连接到外管。一种示例性的步进马达是可从minebea或供应商处购得的sm3.4

20。在一些实施例中,步进马达经由两个臂连接到外管。在一些实施例中,内管连接到固定到内管上的螺母。在一些实施例中,螺母沿着螺钉移动。在一些实施例中,螺钉的转动使螺母和内管能够沿着外管移动。在一些实施例中,在螺母和/或螺钉在一个方向上移动并且当外管通过其球囊保持静止的情况下,内管向前移动;在螺母和/或螺钉在其它方向上移动的情况下,并且当内管通过其球囊保持静止时,外球囊向前移动。使用相同的机制,两个管也可以向后移动。在一些实施例中,步进马达连接到螺钉的近端以提供移动。在一些实施例中,步进马达经由固定到外管上的两个臂连接到外管的近侧部分。
77.在一些实施例中,多个纵向狭缝位于内管的壁上。例如,在内管的相对壁上可以提供两个纵向狭缝。在一些实施例中,两个臂从用于螺钉的步进马达延伸穿过狭缝,并固定到外管上。在一些实施例中,多个纵向狭缝为内管和外管提供了向前和向后滑动的空间,同时在移动期间可滑动地连接内管和外管,例如,以便防止两个管彼此脱离(例如,内管的远侧部分可以完全滑入外管中,或者内管可以完全滑出外管的外部),和/或,在交替地延伸和缩回两个球囊之间的距离期间控制两个球囊之间的最大/最小距离。
78.在一些实施例中,移动机制相对于当前的内窥镜检查是有利的,因为该设备驱动自身向前,而不是操作员将其从身体的外部向前推动很长一定距离。在一些实施例中,该机制避免了肠子、肠壁和肠系膜的拉伸,从而减轻了疼痛并因此需要更少的镇静剂和操作时间。
79.在一些实施例中,内管的远端具有用于相机的开口。在一些实施例中,该设备包括相机,该相机的至少一部分在内管中。在一些实施例中,该设备包括光源,例如,用于相机的光源。在一些实施例中,内管的远端具有用于空气和/或水的开口。在一些实施例中,内管的远端具有用于冲洗和/或抽吸通道的开口。在一些实施例中,如果需要的话,内管的直径可以朝向远端逐渐减小,特别是当仅需要用于相机的开口以及用于冲洗和/或抽吸通道的开口时。在一些实施例中,相机可以是光纤相机,例如微型cmos图像传感器(例如,ams ag的naneye),用于胶囊内窥镜检查的相机或经常用于迷你无人机中的无线相机。在一些实施例中,内管的非常远端的形状是椭圆形或圆形的,以使对肠壁的创伤最小化。
80.在一些实施例中,内管包括两个部分,远侧尖端部分和近侧主体部分。在一些实施例中,内管尖端的近端分段经由马达连接到内管的主体。在一些实施例中,马达在尖端部分的近端处(和/或在主体部分的远端处)并且连接到周围的基座,该基座可以被充气和/或放气以形成不对称的形状。在一些实施例中,不对称地充气的基座能够使尖端倾斜。在一些实施例中,基座可以360度方式转动,这由另一马达控制,例如伺服马达或步进马达。在一些实施例中,通过结合基座转动并倾斜尖端,内管的尖端部分能够引导内管在各个方向上移动。
该特征对于行进gi道特别是小肠是有利的。
81.在一些实施例中,除了圆形基座是不对称的并且在一侧具有铰链之外,该圆形基座是柔性的导管状结构。铰链可以是真实的铰链,例如具有相对于彼此枢转的两个部分的机械铰链。在一些实施例中,铰链可以是从内管的远侧分段的延伸,其由足够坚固的材料制成并且还可以被反复弯曲。
82.在一些实施例中,圆形基座为室,该室在顶表面和底表面上均包括相对刚性的材料(例如,塑料),并且在侧上包括具有形状记忆的弹性材料。在一些实施例中,圆形基座的顶表面(远侧)是内管基座的基座。在一些实施例中,圆形基座的底表面(近侧)与内管主体的远侧表面分开并且与马达连接,例如与内管的主体部分连接的伺服或步进马达。
83.在一些实施例中,圆形基座与内管主体的远侧表面之间的空间足够小,以允许圆形基座的自由转动。在一些实施例中,圆形基座的室可通过使基座室充气而在铰链处维持从0度到180度的角度。在一些实施例中,如果在铰链处需要大于90度,则可以提供在第一铰链的顶上的另一室以与第一室共享同一铰链。在一些实施例中,为了在铰链处维持在90度和180度之间的角度,可以在第一室的顶上提供另一个室。在一些实施例中,当室在铰链处以0度返回其原始位置时,在室的顶表面和下表面之间仍然维持有一些空间。在一些实施例中,两个表面之间的距离取决于折叠的柔性导管的厚度。在一些实施例中,当角度处于0度或大约处于0度时,室内压力可以维持为接近于零或甚至略微为负,以将内管的尖端和内管的主体保持为一个单元。
84.在一些实施例中,通过气体(例如灭菌空气)、液体或流体或其混合物(例如蒸气)来实现充气。在一些实施例中,在圆形基座内部,存在薄的长方体形状的室,该室可以不对称地充气为三角形形状,从而将圆形基座充气为期望的角度。在一些实施例中,长方体形的室跨越圆形基座的直径延伸,但是留出用于一个或多个柔性管(例如,用于空气/水/抽吸通道和相机电缆)穿过圆形基座的空间。在一些实施例中,存在空气通道,该空气通道穿过内管主体并且经由柔性导管连接到圆形基座。在一些实施例中,通过计算机程序来实现对圆形基座的充气和转动的调节,该计算机程序接收来自设备的反馈,例如来自相机或传感器的反馈,该传感器例如为位于内管尖端处的压力传感器。因此,与内管的尖端处的相机或传感器协调,内管识别肠管腔的方向并引导管移动的方向。
85.在一些实施例中,圆形基座上的马达是具有足够小的尺寸的伺服马达。在一些实施例中,使用步进马达,或者可以将伺服马达放置在第一步进马达的近侧以用于螺钉/螺母,并用坚硬的细线将伺服马达连接到圆形基座,该坚硬的细线可以经由一个或多个齿轮将伺服马达的转动精确地传递到圆形基座上的销。
86.在一些实施例中,水/空气/抽吸通道是从近侧的内管、圆形基座到远侧的内管穿过整个内管的通道。在一些实施例中,存在柔性管,该柔性管在内管的远侧(尖端)分段处固定到通道的近端,并在内管主体的空气通道中自由地结束,但紧密地装配在内管主体的空气通道中以维持密封。在一些实施例中,当将圆形基座在铰链处充气到其最大角度时以及当圆形基座向两个方向(顺时针和逆时针)转动达180度时,柔性管以足够长的长度穿过圆形基座向下到达内管主体,以仍然保持在管主体的空气通道中。在一些实施例中,柔性管由柔性材料制成,但是在操作期间不会塌陷或能够承受阈值压力。在一些实施例中,当圆形基座塌陷时,空气通道保持打开。在一些实施例中,使用诸如naneye的光纤相机,光纤可以以
与铰链的侧上的伺服或步进马达的销呈闭合关系的方式穿过整个内管和/或穿过圆形基座。在一些实施例中,这种构造确保了当圆形基座转动时移动的电缆的长度最小。在一些实施例中,出于与空气通道内的管相同的原因,相机电缆被紧固在远侧内管的近端处。在一些实施例中,使用无线相机,并且当圆形基座转动时移动的相机电缆的长度不是问题。在一些方面,空气/水冲洗/抽吸通道和光纤相机通过气密隧道穿过圆形基座,例如以确保圆形基座是气密的。
87.在一些实施例中,内管主体和外管的直径相对较大,而内管的其余部分在远侧具有较小的直径,例如,仅携带空气/水/抽吸通道和/或线(例如,用于相机和/或一个或多个马达的电线)。在一些实施例中,电线将相机和/或马达连接到受试者的身体的外部的控制机构。
88.在一些实施例中,该设备还包括引导线,该引导线在远侧附接到外管并且在近侧附接到内管,例如作为允许其他机构(诸如样本收集、成像收集、数据分析、一个或多个镜和/或管子的递送等)通过引导线馈送并被递送到期望位置的载体系统。
89.在任何前述实施例中,本文所述的设备被构造为在体腔内移动和/或行进,例如用于在其他器官系统中的血管内或管腔内使用,例如在呼吸系统或泌尿道中。
90.在一些实施例中,本文提供了在本文描述的设备中使用的可控可扩展结构。在一些实施例中,可控可扩展结构(例如,诸如球囊型元件的可充气元件)被构造为从塌陷构造扩展到扩展构造,其中,当处于塌陷构造时,可控可扩展结构包括基本上横向于其纵向轴线延伸的一个或多个折叠部或脊部,使得当向其供应介质(例如,气体、液体或其混合物,例如蒸汽)例如用于充气时,可控可扩展结构基本上沿纵向轴线扩展。在一些实施例中,例如经由介质导管或通道(例如充气气体/流体/蒸气导管)或经由机械结构(例如杆或齿轮),可控可扩展结构连接到致动器(例如,用于外科手术或内窥镜应用的致动器)。
91.在一些实施例中,致动器形成设备的组成部分,并在设备的操作期间保持在患者的身体内部。示例性致动器包括例如经由介质导管或通道和/或机械结构耦接到可控可扩展结构的微型马达。
92.在一些实施例中,致动器保持在患者的身体外部,并且介质导管或通道从致动器延伸到可控可扩展结构的近端,从而将致动器和可控可扩展结构耦接。在一些实施例中,当致动器处于第一操作构造时,诸如充气气体、流体或蒸气的介质经由介质导管或通道被供应到可控可扩展结构。在一些实施例中,当致动器处于第二操作构造时,诸如充气气体、流体或蒸气的介质经由介质导管或通道从可控可扩展结构撤出。在一些实施例中,当致动器处于第三操作构造时,一定量的诸如充气气体、流体或蒸气的介质被维持在可控可扩展结构中,从而维持可控可扩展结构的状态和/或扩展程度。在一些实施例中,当维持可控可扩展结构的扩展程度时,可控可扩展结构内部的介质的量没有净变化。
93.在任何前述实施例中,可控可扩展结构可以包括顺应性球囊、非顺应性球囊和/或半顺应性球囊。涉及球囊的术语“顺应性”描述了球囊的大小根据压力变化的程度。顺应性球囊响应于增加的压力的水平而表现出基本均匀的扩展。顺应性球囊可以是:“轴向顺应性”并且具有在球囊的充气期间表现出均匀的轴向扩展的长度;“径向顺应性”并且具有在球囊的充气期间表现出均匀的径向扩展的半径;或两者。顺应性球囊由高弹性的材料制成,并且在加压时基本上弹性地扩展。这些材料还可具有显著的弹性反作用,使得在放气时,顺
应性球囊基本上返回其原始的预充气大小。顺应性球囊材料包括热固性和热塑性聚合物,它们在施加张力时表现出显著的拉伸。这些材料包括但不限于弹性体材料,例如乳胶、硅树脂、聚氨酯和聚烯烃弹性体的弹性体品种。参见例如第7,892,469号美国专利,其通过引用整体并入本文并用于所有目的。顺应性球囊材料可以是交联的或未交联的。
94.另一方面,非顺应性球囊响应于增加的压力水平表现出几乎没有扩展。非顺应性球囊可以是:“轴向非顺应性”,并且具有在球囊的充气期间表现出几乎没有或没有轴向生长的长度;“径向非顺应性”并且具有在球囊的充气期间表现出几乎没有或没有径向生长的半径;或两者。在径向非顺应性球囊的情况下,当未充气时,球囊的壁可能塌陷成折叠的褶,允许球囊采取轴向压缩状态。在充气时,这些褶展开,并且当球囊的半径基本保持不变时,球囊的轴向长度生长。非顺应性球囊材料包括但不限于尼龙、聚对苯二甲酸乙二酯(pet)或各种类型的聚氨酯嵌段共聚物。参见lim等。非顺应性球囊可用于打开或扩展体管腔,并且由于非顺应性球囊的预定大小,与顺应性球囊相比,它们在高压时爆裂或破裂或损坏管腔壁的可能性较小。参见例如第8,469,926号美国专利,其通过引用整体并入本文并用于所有目的。
95.在一些实施例中,半顺应性球囊响应于增加的压力水平表现出适度的扩展。在一些实施例中,响应于增加的充气压力,半顺应性球囊的扩展小于顺应性球囊的扩展,但大于非顺应性球囊的扩展。非顺应性球囊可以是“轴向半顺应性”、“径向半顺应性”或两者。因此,在一些实施例中,在相同压力下,半顺应性球囊的不同部分可表现出不同程度的扩展。换句话说,可以将半顺应性球囊设计为在一个以上的方向上扩展,但是在不同的方向上具有不同程度的扩展。
96.与非顺应性球囊一样,半顺应性球囊可以由包括但不限于尼龙、聚对苯二甲酸乙二酯(pet)或聚氨酯嵌段共聚物的材料制成。半顺应性球囊部分地维持了上面详述的非顺应性球囊的优点中的至少一些,但是也保留了顺应性球囊的弹性和柔性中的至少一些。
97.取决于操作的性质,可能期望进一步调整内构件的端部分和/或外构件的端部分的定位。在一些实施例中,期望将内构件的远端部分以横向于设备的主体部分(诸如内管的主体部分)的纵向轴线的轴线定向。端部分相对于设备的主体部分的横向运动可以被称为“铰接”。在一些实施例中,通过在端部分和主体部分之间放置枢轴(或铰接)接头来实现铰接。该铰接的定位允许当前公开的设备的操作者在一些情况下更容易地接合组织和/或使设备行进通过复杂的弯曲体腔(例如gi道)。结合本文所公开的自驱动机构,该设备可用于进入复杂弯曲的深部,例如小肠。在一些实施例中,铰接定位有利地允许设备的端部分定位在体腔中而不会被体腔内部的组织阻塞。
98.在本文提供的一些实施例中,设备包括在设备的第一可控可扩展元件和第二可控可扩展元件中间的液压致动器,并且液压致动器的接合实现设备的外构件和内构件之间的滑动移动。在其他实施例中,可以替代地使用机械致动器,例如导螺钉或电缆组件。在一些实施例中,该设备还包括多个软顺应性流体通道,该流体通道纵向地穿过该设备,并且通过液体或空气对所述通道单独充气和放气实现了该设备的尖端的弯曲。
99.在本文提供的一些实施例中,该设备可包括液压铰接和推进机构。在一些实施例中,该设备可以通过由液压致动的柔性缸和/或杆提供动力的铰接移动来驱动,以使设备的尖端弯曲。例如,当用不可压缩的流体单独地延伸/缩回时,三个液压动力的曲折杆可以使
仪器能够弯曲。第一可控可扩展元件和第二可控可扩展元件(例如,球囊)可以独立地充气和放气,以将设备固定到gi道的内壁,同时利用在元件中间的液压或机械动力致动器的推进机构推动和拉动设备通过肠。包括液压致动器、导螺钉、电缆组件的机构均可用于推进移动。
100.在本文提供的一些实施例中,设备包括在设备的第一可控可扩展元件和第二可控可扩展元件之间的液压致动器,并且液压致动器的接合实现设备的外构件和内构件之间的滑动移动。在其他实施例中,可以替代地使用机械致动器,例如导螺钉或电缆组件。在一些实施例中,该设备还包括多个柔性杆,该多个柔性杆纵向地穿过该设备,并且通过不可压缩的流体使所述杆单独延伸和缩回实现了该设备的尖端的弯曲。
101.在本文提供的一些实施例中,设备包括在设备的第一可控可扩展元件和第二可控可扩展元件之间的电缆驱动致动器,并且电缆驱动致动器的接合实现设备的外构件和内构件之间的滑动移动。在其他实施例中,可以替代地使用液压致动器或导螺钉。在一些实施例中,该设备还包括纵向穿过该设备的附加的电缆,所述电缆的远端固定在该设备的尖端中。电缆与多个马达滑轮系统耦接,并且通过马达滑轮系统对所述电缆的单独拉动和推动实现设备的尖端的弯曲。
102.在本文提供的一些实施例中,该设备还包括纵向穿过该设备的多个闭环电缆,所述电缆的远端固定在该设备的尖端中。电缆与多个马达滑轮系统耦接,并且通过马达滑轮系统对所述电缆的单独拉动和推动实现设备的尖端的弯曲。柔性壳体单元围绕电缆组件以容纳铰接机构。
103.在本文提供的一些实施例中,该设备包括三相伺服马达致动器。在该实施例中,直线定向的线圈被依次通电以向前和向后推进球囊机构。该设备还包括双向磁体,该双向磁体安装在球囊机构上以便与磁性直线致动器集成。
104.在一些方面中,本文提供的是一种构造为在体腔内移动的设备,所述设备包括:外构件,其包括远端、近端、在所述远端与所述近端之间的管腔以及第一可控可扩展元件;内构件,其可滑动设置在所述外构件的所述管腔中,其中所述内构件包括远端、近端以及第二可控可扩展元件;连接器,其连接所述外构件和所述内构件;和致动构件,所述致动构件包括多个球囊(例如压力球囊或轴向顺应性球囊)、多个波纹管或单元波纹管,和/或,多个压力室,其中所述致动构件能够实现所述外构件和所述内构件之间的滑动移动,从而交替地延伸和缩回所述第一可控可扩展元件和第二可控可扩展元件之间的距离,其中所述第一可控可扩展元件和第二可控可扩展元件能够径向向外扩展以接合体腔的壁。在任何前述实施例中,致动构件还能够例如经由选择性地或优先地使多个球囊、多个波纹管或单元波纹管和/或多个压力室中的一个或多个充气和/或放气,而实现内管的远侧部分在相对内管的主体部分的纵向轴线横向的方向上的铰接。
105.现在参考附图,这些附图描述了本公开的多个实施例的某些元件或方面。提供附图仅出于说明目的,并不意味着限制。
106.图1a

1d示出了本文公开的示例性设备,其包括两个可控可扩展元件。如图1a中所示,设备1的远侧部分可以放置在诸如受试者的胃肠(gi)道的体腔2内部。外管3(例如,外套管(overtube))包括远端、近端、在远端和近端之间的腔以及在外管的外表面上的第一可控可扩展元件4。第一可控可扩展元件可以是能够径向向外扩展以接合体腔2的壁的球囊。内
管5可滑动地设置在外管3的管腔中,并且包括远端和近端。内管5在内管的外表面上还包括第二可控可扩展元件6。第二可控可扩展元件可以是能够径向向外扩展以接合体腔2的壁的球囊。第一可控可扩展元件和第二可控可扩展元件4和6可分别通过介质通道7和8被可控地充气或放气。通道中的介质可以是气体、液体或其组合(例如蒸气),并且通道可以由缩管9保护。内管5可以包括用于相机11的一个或多个工作通道10和/或一个或多个室或通道。当使可控可扩展元件4和6扩展时,它们可以在不同的位置处接合体腔壁,如图1b和图1c中的体腔内部的设备的远侧部分的侧视图和横截面图分别所示。
107.如图1d中所示,连接机构或连接器12连接外管3和内管5。提供能够实现在外管3和内管5之间的滑动移动的致动机构或致动器13,以在球囊4和6之间、沿着体腔的长度交替地延伸和缩回一定距离。可以在空气从球囊4和6排出以使球囊放气的条件下将内管5插入外管3中。还示出了提供用于使球囊4充气和/或放气的介质的介质通道7,并且该介质通道可以由缩管9保护。在优选实施例中,在将设备的远侧部分放置在体腔的内部之前,将内管和外管预先组装,其中内管可滑动地放置在外管的内部。在优选实施例中,在将设备的远侧部分放置在体腔的内部之前,将内管和外管预先组装并经由连接机构将内管和外管彼此连接,其中内管可滑动地放置在外管的内部。因此,在该设备的操作期间,不需要操作者将内管通过外管插入。
108.设备的远端可以放置在体腔内、在靠近操作者的初始位置处。在逆行(肛门)方法中,初始位置可以在直肠或结肠中的位置处,例如在乙状结肠、降结肠、横结肠或升结肠处。在顺行方法中,初始位置可以在食道、胃或小肠中的位置,例如在十二指肠处。例如,为了便于操作和患者舒适,当将球囊4和球囊6放置在初始位置时和/或当将设备放置在初始位置时,球囊4和球囊6二者都可以完全放气或处于少充气状态。
109.作为初始步骤,可以操作遥控器以将诸如空气的介质从受试者的身体的外部的泵供应给附接在外管3的远端中的球囊4,从而使球囊充气并将球囊固定在初始位置处。因此,外管3被固定到诸如结肠的体腔中的初始位置。
110.在维持球囊4的充气状态的同时,外管3和内管5之间的滑动移动被致动,并且任选地由受试者的身体外部的控制单元控制,以将内管5插入体腔的更深的部分(例如,距操作者更远,例如小肠)中,同时使球囊6放气或处于少充气状态以允许滑动移动。因此,球囊4与球囊6之间沿着体腔的长度的距离变大。在将内管5更深地插入一定距离之后,可以操作遥控器以将诸如空气的介质从受试者的身体的外部的泵供应给附接在内管5的远端中的球囊6,从而使球囊6充气并将球囊固定在更远侧的位置处。因此,内管5被固定到更远侧的位置处,例如小肠。
111.内管5移动的距离可以是预定距离,或者可以在操作期间手动地或自动地调节。例如,如果所感测到的压力超过指示体腔壁的拉伸的某个阈值,则位于设备的尖端的压力传感器可以将检测到的压力信号馈送到患者身体外部的控制单元,因此,为了消除或减少拉伸,可以减小内管前进的距离或可以调节设备的尖端的铰接。
112.当内管5固定在更远侧的位置处时,可以操作遥控器以从球囊4排出空气,该球囊变得放气或少充气,以允许外管在体腔内移动到更远侧的位置。外管3和内管5之间的滑动移动再一次被致动,并且任选地由受试者的身体外部的控制单元控制,以将外管3更远地移动到体腔中,同时使球囊6充气,并且球囊4放气或少充气。因此,球囊4和6之间沿体腔的长
度的距离变得更小,并且与更接近操作者的初始位置相比,两个球囊现在位于体腔的更远侧部分处。可以操作遥控器以将诸如空气的介质从受试者的身体的外部的泵供应给附接在外管3的远端中的球囊4,从而使球囊充气并将球囊固定在更远侧的位置处。在维持球囊4的充气状态的同时,外管3和内管5之间的滑动移动再一次被致动,以将内管5插入体腔的更深的部分中,同时使球囊6放气或处于少充气状态以允许滑动移动。可以重复上述操作步骤,以使设备的远端前进到更深的部分中,例如从结肠到小肠、从回肠到空肠、从空肠到十二指肠或从十二指肠到胃。
113.在可替代的初始步骤中,可以操作遥控器以将诸如空气的介质从受试者的身体的外部的泵供应给附接在内管5的远端中的球囊6,从而使球囊充气并将球囊固定在初始位置处。因此,内管5被固定到诸如结肠的体腔中的初始位置。
114.在维持球囊6的充气状态的同时,外管3和内管5之间的滑动移动被致动,并且任选地由受试者的身体外部的控制单元控制,以使外管3前进到体腔的更深的部分(例如,距操作者更远)中,同时使球囊4放气或处于少充气状态以允许滑动移动。在使外管3更深地前进一定距离之后,可以操作遥控器以将诸如空气的介质从受试者的身体的外部的泵供应给附接在外管3的远端中的球囊4,从而使球囊4充气并固定球囊。因此,外管3被固定到距其初始位置远侧的位置。球囊4与球囊6之间沿着体腔的长度的距离也变小。
115.外管3移动的距离可以是预定距离,或者可以在操作期间手动地或自动地调节。
116.当外管3固定在更远侧的位置处时,可以操作遥控器以从球囊6排出空气,该球囊变得放气或少充气,以允许内管在体腔内移动到更远侧的位置。外管3和内管5之间的滑动移动再一次被致动,并且任选地由受试者的身体外部的控制单元控制,以将内管5更远地移动到体腔中,同时球囊4保持充气,并且使球囊6放气或少充气。因此,球囊4与球囊6之间沿着体腔的长度的距离变大。当球囊6到达更远侧的目的地时,可以操作遥控器以将诸如空气的介质从受试者的身体的外部的泵供应给附接在内管5的远端中的球囊6,从而使球囊充气并将球囊固定在更远侧的位置处。在维持球囊6的充气状态的同时,外管3和内管5之间的滑动移动再一次被致动,以使外管3前进到体腔的更深的部分中,同时使球囊4放气或处于少充气状态以允许滑动移动。可以重复上述操作步骤,以使设备的远端前进到更深的部分中,例如从结肠到小肠、从回肠到空肠、从空肠到十二指肠或从十二指肠到胃。
117.在任何前述实施例中,本文公开的设备也可被操作为从体腔的更远侧部分移动到体腔的更近侧部分。换句话说,本文公开的设备也可以被操作为向后移动。在任何前述实施例中,根据医疗需要,本文公开的设备可以在体腔中以任何合适的组合或顺序向前和向后移动。
118.图2a

2c示出了本文公开的示例性设备,该设备包括内管5和外管3,分别在内管和外管上的两个可控可扩展元件(例如,球囊)6和4,螺钉/螺母连接器12和致动机构13和铰接机构14。如图2a中所示,设备1包括用于使内管和外管相对于彼此移动的螺钉12a和螺母12b。螺钉12a在内管的内部,但是经由马达13例如步进马达与外管连接。如图2a中所示,马达可以连接到外管的近侧部分。马达经由两个臂15a和15b连接到外管3,如图2b中所示,这两个臂15a和15b固定到外管上。内管5连接到螺母12b,螺母12b经由两个臂16a和16b固定到内管上。螺钉12a的转动使螺母12b和内管5能够沿着外管3移动。当球囊4使外管3(和连接至马达的臂)保持静止时,当螺钉/螺母在一个方向移动时,内管5可向前移动,并且当螺钉/螺
母在相反方向移动时,内管5可向后移动。当球囊6使内管5(和固定到内管的螺母)保持静止时,外管3也可以向前和向后移动。图2c示出了在内管5的相对壁上的两个纵向狭缝16c和16d。从马达13延伸的两个臂15a和15b穿过狭缝并固定到外管3上。
119.再次参考图2a,内管5包括两个部分,远端部分17和近侧主体部分18。远端部分具有用于相机的开口19和用于空气和/或水的开口20,例如,作为用于冲洗和/或抽吸通道的开口。内管远端部分17的近端分段包括基座14b,该基座经由马达14a连接到主体部分18。
120.如图3中所示,在将设备放置在gi道内之前和之时,球囊4和6都被放气。球囊可以周向地缠绕在内管和/或外管周围。在设备到达初始位置之后,球囊4被充气以将外管3锚定在肠壁2上。外管及其球囊相对于由充气的球囊接合的肠壁部分保持相对静止,而内管5向前移动以达到其距离。在内管的移动期间,如图2a中所示的诸如马达14a和基座14b的铰接机构可实现内管的远侧尖端的铰接,使得内管可跟随gi如何弯曲而进行转弯。因此,铰接机构可以减小或最小化体腔壁由于内管的移动的拉伸。内管和外管(包括图中所示的螺钉)都可以由柔性材料制成。另外,如果需要相对更刚性的材料,则可以使包括螺钉的外管足够小。一旦内管5到达更远侧的目的地,就通过使球囊6充气将内管锚定在肠壁2上。然后,在使球囊4放气的同时,外管3通过在内管上向前移动而跟随。图3示出了在外管的近端处的球囊。但是,应当理解,可以沿着外管的整个长度提供球囊。同样,内管上的球囊不必在非常远端;该球囊可以沿着内管的长度被提供在适当的位置处,以允许设备的交替延伸和缩回。一旦外管到位后(与初始位置相比,位于gi道中的更远侧),通过使球囊4充气将外管锚定在肠壁上。然后内管上的球囊6被放气并且向前移动到甚至更远侧的位置。该过程一直持续到它到达目的地为止,例如gi道中更远侧的目的地,例如小肠。
121.图4a

4d示出了控制球囊的充气和/或放气的介质通道或管的各种构造。图4a示出了在内管5内部的介质通道或管8a(将球囊6连接到介质源),以及在外管3内部的介质通道或管7a(将球囊4连接到介质源)。图4b示出了沿着内管5的外部并且部分地位于外管3内部的介质通道或管8a,以及位于外管3内部的介质通道或管7a。图4c示出了沿着内管5的外部并且部分地位于外管3内部的介质通道或管8a,以及沿着外管3的外部的介质通道或管7a。图4d示出了位于内管5内部的介质通道或管8a,以及沿着外管3的外部的介质通道或管7a。可以通过束缚机构21将介质通道或管束缚到外管或内管。
122.图5示出了通过结合基座14b的转动并倾斜尖端17,内管的尖端部分能够引导内管在各个方向上移动。除了基座14b是不对称的并且在一侧具有铰链之外,该基座是柔性的导管状结构。如图6中所示,圆形基座14b的室可以通过使基座室充气而在铰链处维持从0度到180度的角度,以便实现内管的远端部分17的铰接。可以在基座14b的顶上提供另一个室14c,以与基座共享同一铰链,如图7中所示。
123.图8示出了在圆形基座14b内部,存在薄的长方体形状的室22,该室可以不对称地充气为三角形形状,从而将圆形基座充气为期望的角度。图9示出了穿过内管主体并经由柔性导管连接到圆形基座的介质通道或管23(例如,介质可以是气体、液体或其混合物,例如蒸气)。图10示出了伺服马达24,其可以放置在第一步进马达13的近侧以用于螺钉/螺母,并且通过坚硬的细线25a连接到圆形基座,该坚硬的细线25a可以将伺服马达的转动经由齿轮25c和25d精确地传递到圆形基座上的销25b。
124.图11示出了水/空气/抽吸通道20是从近侧的内管、圆形基座到远侧的内管穿过整
个内管的通道。存在柔性管26b,该柔性管在内管的远侧(尖端)分段处固定到通道的近端,并在内管主体的空气通道中自由地结束,但紧密地装配在内管主体的空气通道中以维持密封。当将圆形基座在铰链处充气到其最大角度时以及当圆形基座向两个方向(顺时针和逆时针)转动达180度时,柔性管以足够长的长度穿过圆形基座向下到达内管主体,以仍然保持在管主体的空气通道中。图12示出了相机的光纤或线可以穿过整个内管和/或穿过圆形基座。图13示出了相机通道26b和水/空气/抽吸通道20通过空气密封的隧道穿过基座14b以确保基座是气密的。
125.图14示出了引导线27,所述引导线27例如在远侧附接到外管并且在近侧附接到内管,作为允许其他机构在引导线上馈送并被递送到期望位置的载体系统。该设备还可以包括控制单元或系统52。
126.该设备可以由基于一个或多个可控可扩展伸缩结构的致动机构来驱动。图15a示出了包括可控可扩展伸缩结构28a的致动机构,以实现在球囊4和6之间交替地延伸和缩回一定距离。一种可控可扩展伸缩结构可以包括多个同轴的圆柱形分段,当充气时这些圆柱形分段可在彼此内滑动。制作伸缩或嵌套球囊的方法是已知的,例如,如us 2016/0114141中所示,其通过引用整体并入本文。可控可扩展伸缩结构可以包括一个或多个伸缩球囊,当在球囊内部没有施加压力或施加很少压力时,这些伸缩球囊塌陷或嵌套,并且当施加压力时这些伸缩球囊扩展。因此,可控可扩展伸缩结构可以用于提供蠕虫状或毛虫型的动作,以使设备的远侧部分在身体通道中前进。通过使用与传统内窥镜相比具有非常小的长度尺寸的伸缩结构,大约可以容易地操纵身体通道中的紧急弯道。
127.该设备还可以由基于形状记忆合金的致动机构来驱动。图15b示出了形状记忆合金致动机构28b,以实现球囊4和6之间的距离的交替的延伸和缩回。形状记忆合金致动机构可以包括一个或多个形状记忆合金弹簧。形状记忆合金具有第一松弛状态或相(例如,当没有提供电力时)和第二致动状态或相(例如,当提供电压时)。当断电时,形状记忆合金返回到其松弛状态或相。当成形为弹簧时,形状记忆合金从松弛状态到致动状态的转变引起沿着弹簧的轴线的直线运动,该直线运动施加到耦接内管和外管的机械界面。由于其狭窄的轮廓和直线定向,形状记忆合金致动机构可用于提供蠕虫状或毛虫型动作,以使设备的远侧部分在身体通道中前进。
128.该设备还可以由蛇形牵引机构驱动,例如图15c中所示的蛇形牵引套筒。具有模制在其中的螺纹的转动管28c可以在一个方向上推动牵引套筒28d的内部,以使组件在相反方向上运动。在一些实施例中,可在内构件与外构件之间提供蛇形牵引套筒,以实现在外构件与内构件之间的滑动移动。
129.图16示出了可控可扩展结构,其构造为纵向地扩展或收缩,从而实现外构件3(及其球囊4)与内构件(未示出)之间的滑动移动。可控可扩展结构可以包括一个或多个顺应性球囊29a和29b。顺应性球囊29a在球囊4的近侧,而顺应性球囊29b在球囊的远侧。顺应性球囊29a和29b各自经由通道连接到介质源,以可控地使球囊扩展或收缩。如图16的上面板中所示,当球囊4扩展并接合体腔壁(未示出)时,使顺应性球囊29a和29b二者都放气并且球囊的折叠塌陷。图16的中间面板示出了当使球囊4放气时(同时使球囊6充气以锚定到体腔壁上),近侧的顺应性球囊29a可以扩展,并且其纵向扩展驱动或驱使外构件3(及其球囊4)到体腔内的更远侧的位置。图16的下面板示出了使球囊4再次充气并且保持外构件3静止(同
时使球囊6放气使得内构件可以移动),远侧的顺应性球囊29b可以在纵向方向上扩展以进一步驱动内构件3(及其球囊4)到体腔内的更远侧的位置。
130.图17a

17d示出了可控可扩展结构,其构造为扩展或收缩,从而实现外构件和内构件之间的滑动移动,和/或,实现远侧部分在相对内管的主体部分的纵向轴线横向的方向上的铰接。图17a示出了可控可扩展结构可以包括三个压力球囊30a、30b和30c,例如作为马达球囊(例如,用于驱动纵向移动)和/或转向球囊(例如,用于远侧尖端的铰接)。压力球囊中的一个或多个压力球囊可以选择性地扩展和/或扩展到不同程度(例如,通过使用不同的充气压力),使得内管的远侧尖端可以在期望的方向上转弯。图17b示出了可控可扩展结构可以包括四个压力球囊30a、30b、30c和30d,例如作为马达球囊(例如,用于驱动纵向移动)和/或转向球囊(例如,用于远侧尖端的铰接)。图17c示出了可控可扩展结构可以包括三个压力室31a、31b和31c,例如作为马达室(例如,用于驱动纵向移动)和/或转向室(例如,用于远侧尖端的铰接)。压力室中的一个或多个压力室可以选择性地扩展和/或扩展到不同程度(例如,通过使用不同的充气压力),使得内管的远侧尖端可以在期望的方向上转弯。图17d示出了可控可扩展结构可以包括四个压力室31a、31b、31c和31d,例如作为马达室和/或转向室。应当理解,在任何前述实施例中,可控可扩展结构可以是波纹管(例如,如图20a中所示)而不是压力球囊或压力室,并且波纹管可以由多个单元波纹管组成(例如,如图23a

23h中所示)。
131.图18示出了四个压力球囊32a、32b、32c和32d,其构造为扩展或收缩,从而实现外构件33和内构件35之间的滑动移动,和/或,实现内构件的远侧部分在相对内构件的主体部分的纵向轴线横向的方向上的铰接。四个压力球囊中的每一个可以连接到介质通道34,以使压力球囊中的一个或多个压力球囊可控地扩展。压力球囊可以由可以用作分隔器的脊部36分开。应当理解,在任何前述实施例中,可控可扩展结构可以是波纹管(例如,如图20a中所示)而不是压力球囊或压力室,并且波纹管可以由多个单元波纹管组成(例如,如图23a

23h中所示)。
132.在一些实施例中,多个球囊/波纹管/通道设计(例如,如图17a

17d中所示)和/或单元波纹管设计(例如,如图23a

23h中所示)可以用于允许和/或或控制本文公开的设备的远侧尖端(例如,内管的远侧部分)的转动或铰接。在一些实施例中,内管的远侧部分可以相对于设备的主体部分(例如,内管的主体部分)形成从0度到180度的角度。例如,内管的远侧部分与设备的主体部分之间的角度可以是大约30度、大约45度、大约60度、大约75度、大约90度、大约105度、大约120度、大约135度、大约150度、大约165度或大约180度。
133.外构件33和内构件35之间的滑动移动也可以由一个或多个可控可扩展结构致动或驱动,例如,如图19中所示,一个或多个波纹管37,一个或多个球囊38结合一个或多个弹簧39(例如,围绕球囊盘旋或缠绕的弹簧),或其任何合适的组合。波纹管可以是顺应性的,例如顺应性脊形波纹管。波纹管可以是轴向顺应性的,并且具有在波纹管的充气期间表现出均匀的轴向扩展的长度,而在径向上是非顺应性的,因为波纹管在充气期间径向上不会扩展或基本上不会扩展。类似地,球囊可以是顺应性的,例如轴向顺应性,并且具有在充气期间表现出均匀的轴向扩展的长度,而在径向上是非顺应性的,因为每个球囊的半径在球囊的充气期间表现出几乎没有或没有径向生长。可替代地,球囊可以是顺应性的,但是由于其周围的弹簧,球囊在充气期间不会径向扩展或基本上不会径向扩展,但是能够与轴向扩
展的弹簧一起轴向扩展。
134.一个或多个可控可扩展元件(例如用于与体腔的壁接合的第一球囊和第二球囊)可以包括在外表面上具有胎面41的轮胎状或螺旋齿轮状结构40。轮胎状或螺旋齿轮状结构可具有通孔42,该通孔42具有用于接合内构件或外构件的内表面。具有胎面(例如,对角胎面)的第一球囊和第二球囊可以用作牵引球囊,并且可以通过一个或多个可控可扩展结构(例如形成螺旋的多个可控可扩展结构)彼此连接。如图19中所示,三个可控可扩展结构43a、43b和43c可以连接第一牵引球囊和第二牵引球囊44a和44b并形成三构件螺旋(three

member helix)。可控可扩展结构可以分别以除了第一球囊和第二球囊之外的合适的结构连接外构件和内构件,从而间接地连接第一球囊和第二球囊。
135.当球囊径向扩展时,第一球囊和第二牵引球囊44a和44b分别有助于将外构件和内构件固定到体腔壁2。例如,牵引球囊44a可以径向扩展,并且通过胎面提供更大的牵引,该牵引球囊紧固地压靠体腔壁,从而将外构件(图9中未示出)固定到体腔壁。可控可扩展结构43a、43b和43c可在牵引球囊4b放气或未完全充气(例如,充气但不到在移动期间该牵引球囊4b可固定到体腔壁上的程度)的同时充气。螺旋驱动器的充气增加了可控可扩展结构43a、43b和43c的长度,从而实现了牵引球囊44b例如朝向体腔的更远侧部分的轴向移动45。螺旋驱动器的充气还引起可控可扩展结构43a、43b和43c的扭紧/扭松,从而实现牵引球囊44b的转动移动46。当牵引球囊44b到达其目的地时,牵引球囊可以径向扩展,并且通过胎面提供更大的牵引,紧固地压靠更远侧的体腔壁,从而将内构件(图9中未示出)固定到更远侧的体腔壁。此时,牵引球囊44a可以径向放气,从而使其从与体腔壁的紧固附接释放,并允许外构件沿着体腔轴向移动45'。在放气期间,可控可扩展结构43a、43b和43c的长度变短,以使牵引球囊44a(和与其连接的外构件)更靠近固定的牵引球囊44b。在放气期间,可控可扩展结构43a、43b和43c的扭紧/扭松还引起牵引球囊44a的转动移动46'。当牵引球囊44a到达更远侧的位置时,它可以再次径向扩展以紧固地压靠体腔壁,同时使牵引球囊44b放气或未完全充气(例如,充气但未达到在移动期间牵引球囊44b可以固定到体腔壁上的程度)。可控可扩展结构43a、43b和43c被充气,从而实现牵引球囊44b的轴向移动45”和转动移动46”。当牵引球囊44b到达甚至更远侧的位置时,它可以径向扩展以紧固地压靠甚至更远的体腔壁。此时,牵引球囊44a径向放气,实现牵引球囊44a的轴向移动45'”和转动移动46”',并使它更靠近固定的牵引球囊44b。可以重复工艺步骤以将设备放置在体腔中(例如小肠中)的期望位置。
136.在任何前述实施例中,可选择性地和/或优先地使可控可扩展结构(例如螺旋驱动器43a、43b和43c)中的一个或多个可控可扩展结构充气/和或放气。例如,可以使可控可扩展结构中的一个或多个可控可扩展结构充气,而使其余的(一个或多个)可控可扩展结构放气、不充气或以或多或少的程度充气。可替代地,可以使可控可扩展结构中的一个或多个可控可扩展结构放气,而使其余的(一个或多个)可控可扩展结构充气、不放气或以或多或少的程度放气。多个可控可扩展结构的充气/放气状态的适当组合可用于实现内构件和/或外构件(例如内构件(例如,内管)的远侧部分)的可控和/或精确的铰接,从而允许该设备在移动期间跟随体腔的弯曲。在一些方面,可控的铰接避免或减少了体腔壁的拉伸,从而避免或减少了程序期间的不适感。
137.一个或多个可控可扩展结构可包括脊形波纹管,例如如图20a

20f中所示。如图
20a(立体图)和图20b(侧视图)中所示,波纹管47可以是轴向可扩展的波纹管,其包括多个折叠部,每个折叠部具有脊部48a和谷部48b。波纹管可以包括外层(具有外表面和内表面)和内层(具有外表面和内表面),并且外层的内表面和内层的外表面可以夹着介质空间50,例如用于气体、液体或其组合(例如蒸汽)。可以通过入口/出口49将介质提供到介质空间50和/或从介质空间50撤出,以便可控地扩展和/或收缩波纹管47。图20c示出了沿轴线切成半的波纹管的视图。波纹管还可具有内部中空部54,该内部中空部54可用于容纳一根或多根管、通道和/或诸如电线之类的线。波纹管可以连接到内构件或外构件。例如,波纹管可将内构件或外构件的至少一部分容纳在其中空部中,并通过波纹管的内层的内表面接合内构件或外构件。因此,波纹管可以用作致动机构或作为致动机构的一部分,以实现内构件和外构件之间的相对滑动移动。图20d示出了波纹管的横截面视图。图20e示出了沿轴线向切成半的波纹管,并且在图2f中提供了放大视图。
138.波纹管可在介质空间中包括内部支撑件,例如一个或多个辐条或支柱。可以将内部支撑件模制到波纹管的部分(例如,内层和外层)中,使得在加压时该部分保持均匀。如图21中所示,波纹管的横截面视图示出了脊部48a、谷部486、介质空间50(例如空气或气体空间)以及连接波纹管的外层和内层的辐条53。虽然图21示出了介质空间50被分成多个空间,但应当理解的是,多个空间被构造为彼此气体、液体或流体连通形成介质空间50,并且辐条53没有使该多个空间物理隔离。例如,可以在外层的脊部和内层的对应脊部之间和/或在外层的谷部和内层的对应谷部之间提供辐条。如图22中的横截面视图所示,辐条53可用于相对于彼此支撑波纹管的内层和外层或壁,使得当加压时,波纹管的包络保持在设计的大小内。
139.波纹管可以包括多个单元波纹管。例如,两个、三个、四个或更多个单元波纹管可以被分单独制造,然后组装以形成一整圈的波纹管,基本上如图20a

20f中所示。例如,具有介质通道49的四分之一波纹管55可以与其他四分之一波纹管组装在以形成图23a(横截面视图)中所示的波纹管47。波纹管47可具有约1英寸的外径和/或约5/8英寸的内径。如图23b(示出外层的立体图)、图23c(侧视图)、图23d(示出内层的立体图)中所示,四分之一波纹管55可以单独制造。可以组装相同的单元波纹管,并且在某些实施例中,可以组装不同的单元波纹管以形成完整的波纹管。例如,可以组装不同长度(在其他方面相同)的单元波纹管。在其他示例中,可以组装两个四分之一波纹管和一个半波纹管以形成完整的波纹管。单元波纹管也可以单独制造成图23e、图23f以及图23g中所示的各个部分,然后组装这些部分以形成如图23h中所示的完整的波纹管。注意:图23h中的单元波纹管中的每个单元波纹管可以具有单独的介质通道49,使得每个单元波纹管可以与同一组件中的其他单元波纹管独立地被控制。
140.在一些方面,单元波纹管设计提供了选择性地和/或优先地使单元波纹管充气和/或放气的优点。例如,完整的波纹管可以由多个单元波纹管组装而成,并且单元波纹管可以相同或不同。当单元波纹管不同时,例如,在两个四分之一波纹管和一个半波纹管形成完整的波纹管的情况下,可以选择性地和/或优先地使半波纹管充气以将内管的远侧部分向一个方向铰接。如果需要调节弯曲方向,则可以选择性地和/或优先地使两个四分之一波纹管之一充气,以微调内管的远侧部分的铰接。当单元波纹管相同时,也可以进行微调铰接。在四个四分之一波纹管形成完整的波纹管的情况下,可以使四分之一波纹管中的一个、两个
或三个四分之一波纹管充气,而使其余的四分之一波纹管放气、不充气或者以或多或少地程度充气。可替代地,可以使四分之一波纹管中的一个、两个或三个四分之一波纹管放气,而使其余的四分之一波纹管充气、不放气或以或多或少地程度放气。单元波纹管的充气/放气状态的适当组合可用于实现内构件和/或外构件(例如内构件(例如,内管)的远侧部分)的可控和/或精确的铰接,从而允许该设备在移动期间跟随体腔的弯曲。在一些方面,可控的铰接和微调铰接的能力避免或减少了体腔壁的拉伸,从而避免或减少了程序期间的不适感。
141.在一些实施例中,多个球囊/波纹管/通道设计(例如,如图17a

17d中所示)和/或单元波纹管设计(例如,如图23a

23h中所示)可以用于允许和/或控制本文公开的设备的远侧尖端(例如,内管的远侧部分)的转动或铰接。在一些实施例中,内管的远侧部分可以相对于设备的主体部分(例如,内管的主体部分)形成从0度到180度的角度。例如,内管的远侧部分与设备的主体部分之间的角度可以是大约30度、大约45度、大约60度、大约75度、大约90度、大约105度、大约120度、大约135度、大约150度、大约165度或大约180度。
142.在任何前述实施例中,该设备可包括软机器人铰接机构和/或液压推进或驱动机构。例如,如图24中所示,设备1在第一可控可扩展元件4和第二可控可扩展元件6中间包括一个或多个液压致动器57。内构件和外构件与液压致动器的接合实现设备的外构件和内构件之间的滑动移动。该设备还包括多个软顺应性流体通道51,该流体通道纵向地穿过该设备,并且通过液体或空气对所述通道单独充气和放气实现了该设备的尖端的弯曲。该设备还可以具有曲折但不改变长度的骨架56,并且软机器人结构58允许该骨架的曲折以实现该设备的铰接。这样,可以控制和/或微调设备的远侧部分(例如内构件的远侧部分)。
143.在任何前述实施例中,该设备可包括液压铰接和/或推进机构。例如,设备1在第一可控可扩展元件4和第二可控可扩展元件6中间包括一个或多个液压致动器57。内构件和外构件与液压致动器的接合实现设备的外构件和内构件之间的滑动移动。该设备还包括多个软顺应性流体通道59,该流体通道纵向地穿过该设备,并且通过液体或空气对所述通道单独充气和放气实现了该设备的尖端的弯曲。该设备还可以具有曲折但不改变长度的骨架56,并且软机器人结构58允许该骨架的曲折以实现该设备的铰接。这样,可以控制和/或微调设备的远侧部分(例如内构件的远侧部分)。
144.在任何前述实施例中,该设备可包括液压铰接和推进机构。例如,如图25a中所示,设备1在第一可控可扩展元件4和第二可控可扩展元件6中间包括一个或多个液压致动器57(经由一个或多个液压管线61连接到动力)。该设备可以通过由液压致动的柔性缸和/或杆59a、59b和59c提供动力的铰接移动来驱动,以使设备的尖端弯曲。例如,当用不可压缩的流体单独地延伸/缩回时,三个液压动力的曲折杆可以使仪器能够弯曲。如图中所示,曲折杆59a可收缩,从而将设备的尖端拉到左侧。可替代地或同时,曲折杆59b和/或59c可以延伸,从而将设备的尖端推到左侧。设备的尖端可以包括工作通道开口62和/或相机63。在移动期间,曲折框架60允许紧急弯曲半径。图25b示出了一个或多个液压致动器57(经由一个或多个液压管线61连接到动力)可以包括软缸。另外,它可以连接到曲折杆64,曲折杆64又连接可调节球囊组件65。因此,曲折杆64可收缩,从而将第一可控可扩展元件4朝向设备的尖端并更靠近第二可控可扩展元件6拉动。图25c示出了一个或多个液压致动器57(经由一个或多个液压管线61连接至动力)可包括液压活塞。曲折杆59a、59b和59c连接到液压活塞,该液
压活塞可以拉动和/或推动第一可控可扩展元件4和/或第二可控可扩展元件6。
145.在任何前述实施例中,该设备可包括以下机构中的一个或多个:电缆铰接和/或推进机构,马达/带轮铰接机构以及直线伺服马达推进机构。例如,如图26a中所示,多条电缆65连接到致动器,以控制设备的外构件和内构件之间的滑动移动,和/或,控制设备的尖端的铰接。该设备可以包括纵向穿过该设备的电缆65,所述电缆的远端固定在该设备的尖端中。电缆可以与多个带轮马达系统耦接,并且通过带轮马达系统对所述电缆的单独拉动和推动实现设备的尖端的弯曲。如图26b中所示,该设备可以包括纵向穿过该设备的多个闭环电缆66a/66b和67a/67b,所述电缆的远端固定在该设备的尖端中。电缆分别与多个带轮马达系统68和69耦接,并且通过带轮马达系统对所述电缆的单独拉动和推动实现设备的尖端的弯曲。例如,闭环电缆66a/66b的一端连接到带轮马达系统68,且另一端连接到设备的尖端,形成闭环。类似地,闭环电缆67a/67b的一端连接到带轮马达系统69,另一端连接到设备的尖端,形成另一个闭环。柔性壳体单元可以围绕电缆组件以容纳铰接机构。该设备可以包括三相伺服马达致动器,该三相伺服马达致动器包括引导线70。如图26c中,直线定向的线圈71被依次通电以向前和向后推进诸如球囊4和/或6的球囊机构(例如,球囊锚)。线圈可构造为沿引导线可滑动地移动。该设备还包括双向磁体,该双向磁体安装在球囊机构上以便与磁性直线致动器集成。
146.限定
147.除非另有限定,否则本文中使用的所有技术术语、符号以及其他技术和科学术语或专有名词旨在具有与所要求保护的主题所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义。在一些情况下,为了清楚和/或便于参考,本文限定了具有通常理解的含义的术语,并且在本文中包括这样的限定不应该一定被解释为表示相对于本领域通常理解的内容的实质性区别。
148.如本文中所使用的,除上下文明确地另外指定之外,单数形式“一种(a)(an)”和“该(the)”包括复数物。例如,“一种(a)(an)”意味着“至少一个”或“一个或多个”。应当理解,本文所描述的方面和变型包括“由方面和变型组成”和/或“基本上由方面和变型组成”。
149.在整个本公开中,以范围格式呈现了所要求保护的主题的各个方面。应当理解,以范围格式的描述仅是为了方便和简洁,而不应被解释为对所要求保护的主题的范围的不灵活的限制。因此,范围的描述应该认为已经具体公开了所有可能的子范围以及该范围内的各个数值。例如,在提供值的范围的情况下,应理解,在该范围的上限和下限与该规定的范围中的任何其他规定的或中间值之间的每个中间值包含在所要求保护的主题内。这些较小范围的上限和下限可以独立地包括在较小范围中,并且还包含在所要求保护的主题内,遵守所规定的范围中的任何明确排除的限制。在所规定的范围包括限制中的一个或两个限制的情况下,所要求保护的主题中还包括排除那些包括的限制中的任何一个或两个的范围。无论范围的广度如何,这都适用。
150.如本文中所使用的,术语“大约”是指针对容易知道的相应值的通常误差范围。本文中对“大约”值或参数的提及包括(并描述)针对该值或参数本身的实施例。例如,提及“大约x”的描述包括对“x”的描述。
151.如本文所用的,“受试者”是哺乳动物,例如人或其他动物,并且通常是人。
152.示例性实施例
153.在所提供的实施例中:
154.实施例1。一种构造为在体腔内移动的设备,所述设备包括:外构件,其包括远端、近端以及在所述远端与所述近端之间的管腔;内构件,其可滑动设置在所述外构件的所述管腔中,其中所述内构件包括远端和近端;第一可控可扩展元件,其设置在所述外构件上;第二可控可扩展元件,其设置在所述外构件上或所述内构件上;连接器,其连接所述外构件和所述内构件;和致动构件,其能够实现所述外构件和所述内构件之间的滑动移动,从而交替地延伸和缩回所述第一可控可扩展元件和第二可控可扩展元件之间的距离,其中所述第一可控可扩展元件和第二可控可扩展元件能够径向向外扩展以接合体腔的壁。
155.实施例2。一种构造为在体腔内移动的设备,所述设备包括:外构件,其包括远端、近端、在所述远端与所述近端之间的管腔以及第一可控可扩展元件;内构件,其可滑动设置在所述外构件的所述管腔中,其中所述内构件包括远端、近端以及第二可控可扩展元件;连接器,其连接所述外构件和所述内构件;和致动构件,其能够实现所述外构件和所述内构件之间的滑动移动,从而交替地延伸和缩回所述第一可控可扩展元件和第二可控可扩展元件之间的距离,其中所述第一可控可扩展元件和第二可控可扩展元件能够径向向外扩展以接合体腔的壁。
156.实施例3。一种构造为在体腔内移动的设备,所述设备包括:外构件,其包括远端、近端、在所述远端与所述近端之间的管腔、第一可控可扩展元件以及第二可控可扩展元件;内构件,其可滑动设置在所述外构件的所述管腔中,其中所述内构件包括远端和近端;连接器,其连接所述外构件和所述内构件;和致动构件,其能够实现所述外构件和所述内构件之间的滑动移动,从而交替地延伸和缩回所述第一可控可扩展元件和第二可控可扩展元件之间的距离,其中所述第一可控可扩展元件和第二可控可扩展元件能够径向向外扩展以接合体腔的壁。
157.实施例4。根据实施例1

3中任一项所述的设备,其中,所述内构件包括在所述远端上的一个或多个孔。
158.实施例5。根据实施例1

4中任一项所述的设备,其中,所述内构件包括一个或多个通道。
159.实施例6。根据实施例1

5中任一项所述的设备,还包括铰接元件,所述铰接元件能够实现所述内构件的所述远端或所述外构件的所述远端的铰接。
160.实施例7。根据实施例6所述的设备,其中,所述铰接元件能够实现所述内构件的所述远端的铰接。
161.实施例8。根据实施例1

7中任一项所述的设备,其中,所述第一可控可扩展元件设置在所述外构件的外表面上。
162.实施例9。根据实施例1

8中任一项所述的设备,其中,所述第二可控可扩展元件设置在所述内构件的外表面上。
163.实施例10。根据实施例1

7中任一项所述的设备,其中,所述第一可控可扩展元件和第二可控可扩展元件都设置在所述外构件上。
164.实施例11。根据实施例1

10中任一项所述的设备,其中,所述内构件延伸穿过所述外构件的第一管腔。
165.实施例12。根据实施例1

11中任一项所述的设备,其中,所述第二可控可扩展元件
位于所述外构件的所述第一管腔的外部。
166.实施例13。根据实施例1

12中任一项所述的设备,其中,所述第一可控可扩展元件为第一球囊。
167.实施例14。根据实施例1

13中任一项所述的设备,其中,所述第二可控可扩展元件为第二球囊。
168.实施例15。根据实施例1

14中任一项所述的设备,还包括第一介质通道,所述第一介质通道连接到所述第一可控可扩展元件,其中,介质包括气体、液体或其混合物(例如,蒸气)。
169.实施例16。根据实施例15所述的设备,其中,所述第一介质通道位于所述外构件的内部,位于所述外构件的外部,或者部分地位于所述外构件的内部且部分地位于所述外构件的外部。
170.实施例17。根据实施例1

16中任一项所述的设备,还包括第二介质通道,所述第二介质通道连接到所述第二可控可扩展元件,其中,介质包括气体、液体或其混合物(例如,蒸气)。
171.实施例18。根据实施例17所述的设备,其中,所述第二介质通道位于所述内构件的内部,位于所述内构件的外部,或者部分地位于所述内构件的内部且部分地位于所述内构件的外部。
172.实施例19。根据实施例17或18所述的设备,其中,所述第一介质通大道和第二介质通道是单独的通道。
173.实施例20。根据实施例1

19中任一项所述的设备,还包括控制构件。
174.实施例21。根据实施例20所述的设备,其中,所述控制构件被构造为独立地扩展和/或收缩所述第一可控可扩展元件和第二可控可扩展元件。
175.实施例22。根据实施例20或21所述的设备,其中,所述控制构件被构造为控制所述致动构件,从而控制所述外构件与所述内构件之间的所述滑动移动。
176.实施例23。根据实施例1

22中任一项所述的设备,其中,所述内构件包括主体部分和远侧部分,所述远侧部分包括所述内构件的所述远端。
177.实施例24。根据实施例23所述的设备,其中,所述第二可控可扩展元件设置在所述内构件的所述远侧部分上。
178.实施例25。根据实施例23或24所述的设备,其中,所述内构件的所述远端包括两个或更多个孔。
179.实施例26。根据实施例25所述的设备,其中,所述孔中的至少一个孔用于图像采集设备。
180.实施例27。根据实施例25或26所述的设备,其中,所述孔中的至少一个孔用于气体、液体或抽吸通道。
181.实施例28。根据实施例23

27中任一项所述的设备,其中,所述远侧部分的近端包括一个或多个可控可扩展基座。
182.实施例29。根据实施例23

28中任一项所述的设备,包括铰接元件,所述铰接元件能够实现所述内构件的所述远端的铰接。
183.实施例30。根据实施例29所述的设备,其中,所述铰接元件包括马达。
184.实施例31。根据实施例29或30所述的设备,其中,所述铰接元件包括在所述远侧部分的所述近端上的一个或多个可控可扩展基座。
185.实施例32。根据实施例31所述的设备,其中,所述一个或多个可控可扩展基座构造为充气和/或放气,从而实现所述远侧部分在相对所述主体部分的纵向轴线横向的方向上的铰接。
186.实施例33。根据实施例31或32所述的设备,还包括介质通道,所述介质通道连接到所述一个或多个可控可扩展基座,其中,介质包括气体、液体或其混合物(例如,蒸气)。
187.实施例34。根据实施例23

33中任一项所述的设备,其中,所述内构件的所述主体部分包括限定内腔的壁和在所述内腔内部的螺母,其中,所述螺母经由一个或多个内构件臂紧固地固定到所述壁。
188.实施例35。根据实施例34所述的设备,其中,所述内构件的所述主体部分还包括一个或多个纵向狭缝。
189.实施例36。根据实施例35所述的设备,其中,所述外构件包括穿过所述内构件的所述一个或多个纵向狭缝的一个或多个外构件臂,其中,所述一个或多个外构件臂连接到接合所述螺母的螺钉,从而连接所述外构件和所述内构件。
190.实施例37。根据实施例36所述的设备,其中,所述螺钉连接到能够实现所述螺钉和所述螺母的相对转动的马达,从而实现所述外构件和所述内构件之间的所述滑动移动。
191.实施例38。根据实施例35

37中任一项所述的设备,其中,所述一个或多个纵向狭缝构造为防止所述内构件和所述外构件在所述滑动移动期间分离。
192.实施例39。根据实施例1

33中任一项所述的设备,包括可控可扩展结构,所述可控可扩展结构被构造为纵向地扩展或收缩,从而实现所述外构件和所述内构件之间的所述滑动移动。
193.实施例40。根据实施例39所述的设备,其中,所述可控可扩展结构在所述第一可控可扩展元件的远侧,其中,所述可控可扩展结构的纵向扩展和/或收缩实现所述第一可控可扩展元件相对于所述第二可控可扩展元件的纵向移动。
194.实施例41。根据实施例39所述的设备,其中,所述可控可扩展结构在所述第一可控可扩展元件的近侧,其中,所述可控可扩展结构的纵向扩展和/或收缩实现所述第一可控可扩展元件相对于所述第二可控可扩展元件的纵向移动。
195.实施例42。根据实施例39所述的设备,包括两个可控可扩展结构,所述两个可控可扩展结构中的一个在所述第一可控可扩展元件的远侧,而另一个在所述第一可控可扩展元件的近侧,其中,所述两个可控可扩展结构的经协调的纵向扩展和/或收缩实现所述第一可控可扩展元件相对于所述第二可控可扩展元件的纵向移动。
196.实施例43。根据实施例39所述的设备,其中,所述可控可扩展结构在所述第二可控可扩展元件的远侧,其中,所述可控可扩展结构的纵向扩展和/或收缩实现所述第一可控可扩展元件相对于所述第二可控可扩展元件的纵向移动。
197.实施例44。根据实施例39所述的设备,其中,所述可控可扩展结构在所述第二可控可扩展元件的近侧,其中,所述可控可扩展结构的纵向扩展和/或收缩实现所述第一可控可扩展元件相对于所述第二可控可扩展元件的纵向移动。
198.实施例45。根据实施例39所述的设备,包括两个可控可扩展结构,所述两个可控可
扩展结构中的一个可控可扩展结构在所述第二可控可扩展元件的远侧,而另一个可控可扩展结构在所述第二可控可扩展元件的近侧,其中,所述两个可控可扩展结构的经协调的纵向扩展和/或收缩实现所述第一可控可扩展元件相对于所述第二可控可扩展元件的纵向移动。
199.实施例46。根据实施例39所述的设备,其中,所述可控可扩展结构在所述第一可控可扩展元件和所述第二可控可扩展元件之间,其中,所述可控可扩展结构的纵向扩展和/或收缩实现所述第一可控可扩展元件相对于所述第二可控可扩展元件的纵向移动。
200.实施例47。根据实施例39

46中任一项所述的设备,其中,所述可控可扩展结构包括伸缩球囊。
201.实施例48。根据实施例39

47中任一项所述的设备,其中,所述可控可扩展结构包括形状记忆合金。
202.实施例49。根据实施例39

48中任一项所述的设备,其中,所述可控可扩展结构包括顺应性球囊和/或半顺应性球囊。
203.实施例50。根据实施例39

49中任一项所述的设备,其中,所述可控可扩展结构包括波纹管,例如顺应性波纹管。
204.实施例51。根据实施例1

33中任一项所述的设备,包括在所述第一可控可扩展元件和所述第二可控可扩展元件之间的多个可控可扩展结构,其中,所述多个可控可扩展结构的扩展和/或收缩实现所述第一可控可扩展元件相对于所述第二可控可扩展元件的纵向移动。
205.实施例52。根据实施例51所述的设备,其中,所述多个可控可扩展结构形成螺旋。
206.实施例53。根据实施例51或52所述的设备,其中,所述多个可控可扩展结构的扩展和/或收缩实现所述第一或第二可控可扩展元件相对于彼此的转动移动。
207.实施例54。根据实施例53所述的设备,其中,所述第一或第二可控可扩展元件在所述转动移动期间处于收缩或放气状态。
208.实施例55。根据实施例51

54中任一项所述的设备,包括三个或更多个可控可扩展结构。
209.实施例56。根据实施例51

55中任一项所述的设备,其中,所述多个可控可扩展结构的扩展和/或收缩实现所述内构件和/或外构件的远侧部分在相对所述内构件和/或外构件的主体部分的所述纵向轴线横向的方向上的铰接。
210.实施例57。根据实施例51

56中任一项所述的设备,其中,所述可控可扩展结构包括一个或多个顺应性球囊和/或一个或多个半顺应性球囊。
211.实施例58。根据实施例51

57中任一项所述的设备,其中,所述可控可扩展结构包括一个或多个波纹管,例如顺应性波纹管。
212.实施例59。根据实施例51所述的设备,其中,所述多个可控可扩展结构包括两个或更多个压力球囊。
213.实施例60。根据实施例51所述的设备,其中,所述多个可控可扩展结构包括压力球囊、压力室或其组合。
214.实施例61。根据实施例60所述的设备,其中,所述多个可控可扩展结构包括三个或四个压力球囊。
215.实施例62。根据实施例60所述的设备,其中,所述多个可控可扩展结构包括三个或四个压力室。
216.实施例63。根据实施例60

62中任一项所述的设备,其中,所述多个可控可扩展结构的子集被构造为选择性地充气和/或放气,从而实现所述第二可控可扩展元件在相对所述外构件的所述纵向轴线横向的方向上的铰接。
217.实施例64。根据实施例1

63中任一项所述的设备,还包括在所述第二可控可扩展元件的近侧的多个可控可扩展结构,其中,所述多个可控可扩展结构的子集被构造为选择性地充气和/或放气,从而实现所述内构件的所述远端在相对所述外构件的所述纵向轴线横向的方向上的铰接。
218.实施例65。根据实施例1

64中任一项所述的设备,其中,所述第一可控可扩展元件包括多个胎面,所述多个胎面位于被构造为接合所述体腔的所述壁的表面上。
219.实施例66。根据实施例1

65中任一项所述的设备,其中,所述第二可控可扩展元件包括多个胎面,所述多个胎面位于被构造为接合所述体腔的所述壁的表面上。
220.实施例67。一种用于实施例1

66中任一项所述的设备运动通过体腔的方法,所述方法包括:(i)使第二可控可扩展元件径向向外扩展以接合体腔的壁,任选地同时使第一可控可扩展元件不径向向外扩展,从而将所述第二可控可扩展元件固定到所述体腔中的第一位置;(ii)实现所述外构件和所述内构件之间的滑动移动,以缩回所述第一可控可扩展元件和第二可控可扩展元件之间的距离;(iii)使所述第一可控可扩展元件径向向外扩展以接合所述体腔的壁;(iv)使所述第二可控可扩展元件径向且向内收缩;(v)实现所述外构件和所述内构件之间的滑动移动,以延伸所述第一可控可扩展元件和第二可控可扩展元件之间的距离;以及(vi)使所述第二可控可扩展元件径向向外扩展以接合所述体腔的壁,任选地同时使所述第一可控可扩展元件不径向向外扩展,从而将所述第二可控可扩展元件固定到所述体腔中的第二位置。
221.实施例68。根据实施例67所述的方法,包括重复步骤(ii)

(vi)。
222.实施例69。一种用于权利要求1

66中任一项所述的设备运动通过体腔的方法,所述方法包括:(i)使第一可控可扩展元件径向向外扩展以接合体腔的壁,任选地同时使第二可控可扩展元件不径向向外扩展,从而将所述第一可控可扩展元件固定到所述体腔中的第一位置;(ii)在使第二可控可扩展元件不径向向外扩展的同时,实现所述外构件和所述内构件之间的滑动移动,以延伸所述第一可控可扩展元件和第二可控可扩展元件之间的距离;(iii)使所述第二可控可扩展元件径向向外扩展以接合所述体腔的壁;(iv)使所述第一可控可扩展元件径向且向内收缩;(v)实现所述外构件和所述内构件之间的滑动移动,以缩回所述第一可控可扩展元件和第二可控可扩展元件之间的距离;以及(vi)使所述第一可控可扩展元件径向向外扩展以接合所述体腔的壁,任选地同时使所述第二可控可扩展元件不径向向外扩展,从而将所述第一可控可扩展元件固定到所述体腔中的第二位置。
223.实施例70。根据实施例69所述的方法,包括:重复步骤(ii)

(vi)。
224.实施例71。根据实施例67

70中任一项所述的方法,还包括:通过所述内构件的一个或多个通道将物质递送到所述体腔中。
225.实施例72。根据实施例67

71中任一项所述的方法,还包括:通过所述内构件的一个或多个通道将物质从所述体腔去除。
226.实施例73。根据实施例67

72中任一项所述的方法,还包括:通过所述内构件的一个或多个通道采集所述体腔的图像。
227.实施例74。根据实施例67

73中任一项所述的方法,还包括:通过所述内构件的一个或多个通道执行对所述体腔内的组织的操作。
228.实施例75。根据实施例1

74中任一项所述的设备或方法,其中,所述体腔是血管体管腔、消化体管腔、呼吸体管腔或泌尿体管腔。
229.实施例76。根据实施例75所述的设备,其中,所述消化体管腔是胃肠道。
230.实施例77。根据实施例76所述的设备,其中,所述胃肠道是小肠。
231.实施例78。根据实施例76所述的设备,其中,所述胃肠道是十二指肠、空肠或回肠。
232.实施例79。根据实施例76所述的设备,其中,所述胃肠道是结肠。
233.实施例80。根据实施例76所述的设备,其中,所述胃肠道是食道。
234.实施例81。根据实施例76所述的设备,其中,所述胃肠道是胃。

技术特征:
1.一种构造为在体腔内移动的设备,所述设备包括:外构件,其包括远端、近端以及在所述远端与所述近端之间的管腔;内构件,其可滑动设置在所述外构件的所述管腔中,其中所述内构件包括远端和近端;第一可控可扩展元件,其设置在所述外构件上;第二可控可扩展元件,其设置在所述外构件上或所述内构件上;连接器,其连接所述外构件和所述内构件;和致动构件,其能够实现所述外构件和所述内构件之间的滑动移动,从而交替地延伸和缩回所述第一可控可扩展元件和所述第二可控可扩展元件之间的距离,其中所述第一可控可扩展元件和所述第二可控可扩展元件能够径向向外扩展以接合体腔的壁。2.一种构造为在体腔内移动的设备,所述设备包括:外构件,其包括远端、近端、在所述远端与所述近端之间的管腔以及第一可控可扩展元件;内构件,其可滑动设置在所述外构件的所述管腔中,其中所述内构件包括远端、近端以及第二可控可扩展元件;连接器,其连接所述外构件和所述内构件;和致动构件,其能够实现所述外构件和所述内构件之间的滑动移动,从而交替地延伸和缩回所述第一可控可扩展元件和所述第二可控可扩展元件之间的距离,其中所述第一可控可扩展元件和所述第二可控可扩展元件能够径向向外扩展以接合体腔的壁。3.一种构造为在体腔内移动的设备,所述设备包括:外构件,其包括远端、近端、在所述远端与所述近端之间的管腔、第一可控可扩展元件以及第二可控可扩展元件;内构件,其可滑动设置在所述外构件的所述管腔中,其中所述内构件包括远端和近端;连接器,其连接所述外构件和所述内构件;和致动构件,其能够实现所述外构件和所述内构件之间的滑动移动,从而交替地延伸和缩回所述第一可控可扩展元件和所述第二可控可扩展元件之间的距离,其中所述第一可控可扩展元件和所述第二可控可扩展元件能够径向向外扩展以接合体腔的壁。4.根据权利要求1

3中任一项所述的设备,其中,所述内构件包括在所述远端上的一个或多个孔。5.根据权利要求1

4中任一项所述的设备,其中,所述内构件包括一个或多个通道。6.根据权利要求1

5中任一项所述的设备,还包括铰接元件,所述铰接元件能够实现所述内构件的所述远端或所述外构件的所述远端的铰接。7.根据权利要求6所述的设备,其中,所述铰接元件能够实现所述内构件的所述远端的铰接。8.根据权利要求1

7中任一项所述的设备,其中,所述第一可控可扩展元件设置在所述外构件的外表面上。9.根据权利要求1

8中任一项所述的设备,其中,所述第二可控可扩展元件设置在所述
内构件的外表面上。10.根据权利要求1

7中任一项所述的设备,其中,所述第一可控可扩展元件和第二可控可扩展元件都设置在所述外构件上。11.根据权利要求1

10中任一项所述的设备,其中,所述内构件延伸穿过所述外构件的第一管腔。12.根据权利要求1

11中任一项所述的设备,其中,所述第二可控可扩展元件位于所述外构件的所述第一管腔的外部。13.根据权利要求1

12中任一项所述的设备,其中,所述第一可控可扩展元件为第一球囊。14.根据权利要求1

13中任一项所述的设备,其中,所述第二可控可扩展元件为第二球囊。15.根据权利要求1

14中任一项所述的设备,还包括第一介质通道,所述第一介质通道连接到所述第一可控可扩展元件,其中,介质包括气体、液体或其混合物(例如,蒸气)。16.根据权利要求15所述的设备,其中,所述第一介质通道位于所述外构件的内部,位于所述外构件的外部,或者部分地位于所述外构件的内部且部分地位于所述外构件的外部。17.根据权利要求1

16中任一项所述的设备,还包括第二介质通道,所述第二介质通道连接到所述第二可控可扩展元件,其中,介质包括气体、液体或其混合物(例如,蒸气)。18.根据权利要求17所述的设备,其中,所述第二介质通道位于所述内构件的内部,位于所述内构件的外部,或者部分地位于所述内构件的内部且部分地位于所述内构件的外部。19.根据权利要求17或18所述的设备,其中,所述第一介质通道和所述第二介质通道是单独的通道。20.根据权利要求1

19中任一项所述的设备,还包括控制构件。21.根据权利要求20所述的设备,其中,所述控制构件被构造为独立地扩展和/或收缩所述第一可控可扩展元件和所述第二可控可扩展元件。22.根据权利要求20或21所述的设备,其中,所述控制构件被构造为控制所述致动构件,从而控制所述外构件与所述内构件之间的所述滑动移动。23.根据权利要求1

22中任一项所述的设备,其中,所述内构件包括主体部分和远侧部分,所述远侧部分包括所述内构件的所述远端。24.根据权利要求23所述的设备,其中,所述第二可控可扩展元件设置在所述内构件的所述远侧部分上。25.根据权利要求23或24所述的设备,其中,所述内构件的所述远端包括两个或更多个孔。26.根据权利要求25所述的设备,其中,所述孔中的至少一个孔用于图像采集设备。27.根据权利要求25或26所述的设备,其中,所述孔中的至少一个孔用于气体、液体或抽吸通道。28.根据权利要求23

27中任一项所述的设备,其中,所述远侧部分的近端包括一个或多个可控可扩展基座。
29.根据权利要求23

28中任一项所述的设备,包括铰接元件,所述铰接元件能够实现所述内构件的所述远端的铰接。30.根据权利要求29所述的设备,其中,所述铰接元件包括马达。31.根据权利要求29或30所述的设备,其中,所述铰接元件包括在所述远侧部分的所述近端上的一个或多个可控可扩展基座。32.根据权利要求31所述的设备,其中,所述一个或多个可控可扩展基座构造为充气和/或放气,从而实现所述远侧部分在相对所述主体部分的纵向轴线横向的方向上的铰接。33.根据权利要求31或32所述的设备,还包括介质通道,所述介质通道连接到所述一个或多个可控可扩展基座,其中,介质包括气体、液体或其混合物(例如,蒸气)。34.根据权利要求23

33中任一项所述的设备,其中,所述内构件的所述主体部分包括限定内腔的壁和在所述内腔内部的螺母,其中,所述螺母经由一个或多个内构件臂紧固地固定到所述壁。35.根据权利要求34所述的设备,其中,所述内构件的所述主体部分还包括一个或多个纵向狭缝。36.根据权利要求35所述的设备,其中,所述外构件包括穿过所述内构件的所述一个或多个纵向狭缝的一个或多个外构件臂,其中,所述一个或多个外构件臂连接到接合所述螺母的螺钉,从而连接所述外构件和所述内构件。37.根据权利要求36所述的设备,其中,所述螺钉连接到能够实现所述螺钉和所述螺母的相对转动的马达,从而实现所述外构件和所述内构件之间的所述滑动移动。38.根据权利要求35

37中任一项所述的设备,其中,所述一个或多个纵向狭缝构造为防止所述内构件和所述外构件在所述滑动移动期间分离。39.根据权利要求1

33中任一项所述的设备,包括可控可扩展结构,所述可控可扩展结构被构造为纵向地扩展或收缩,从而实现所述外构件和所述内构件之间的所述滑动移动。40.根据权利要求39所述的设备,其中,所述可控可扩展结构在所述第一可控可扩展元件的远侧,其中,所述可控可扩展结构的纵向扩展和/或收缩实现所述第一可控可扩展元件相对于所述第二可控可扩展元件的纵向移动。41.根据权利要求39所述的设备,其中,所述可控可扩展结构在所述第一可控可扩展元件的近侧,其中,所述可控可扩展结构的纵向扩展和/或收缩实现所述第一可控可扩展元件相对于所述第二可控可扩展元件的纵向移动。42.根据权利要求39所述的设备,包括两个可控可扩展结构,所述两个可控可扩展结构中的一个在所述第一可控可扩展元件的远侧,而另一个在所述第一可控可扩展元件的近侧,其中,所述两个可控可扩展结构的经协调的纵向扩展和/或收缩实现所述第一可控可扩展元件相对于所述第二可控可扩展元件的纵向移动。43.根据权利要求39所述的设备,其中,所述可控可扩展结构在所述第二可控可扩展元件的远侧,其中,所述可控可扩展结构的纵向扩展和/或收缩实现所述第一可控可扩展元件相对于所述第二可控可扩展元件的纵向移动。44.根据权利要求39所述的设备,其中,所述可控可扩展结构在所述第二可控可扩展元件的近侧,其中,所述可控可扩展结构的纵向扩展和/或收缩实现所述第一可控可扩展元件相对于所述第二可控可扩展元件的纵向移动。
45.根据权利要求39所述的设备,包括两个可控可扩展结构,所述两个可控可扩展结构中的一个在所述第二可控可扩展元件的远侧,而另一个在所述第二可控可扩展元件的近侧,其中,所述两个可控可扩展结构的经协调的纵向扩展和/或收缩实现所述第一可控可扩展元件相对于所述第二可控可扩展元件的纵向移动。46.根据权利要求39所述的设备,其中,所述可控可扩展结构在所述第一可控可扩展元件和所述第二可控可扩展元件之间,其中,所述可控可扩展结构的纵向扩展和/或收缩实现所述第一可控可扩展元件相对于所述第二可控可扩展元件的纵向移动。47.根据权利要求39

46中任一项所述的设备,其中,所述可控可扩展结构包括伸缩球囊。48.根据权利要求39

47中任一项所述的设备,其中,所述可控可扩展结构包括形状记忆合金。49.根据权利要求39

48中任一项所述的设备,其中,所述可控可扩展结构包括顺应性球囊和/或半顺应性球囊。50.根据权利要求39

49中任一项所述的设备,其中,所述可控可扩展结构包括波纹管,例如顺应性波纹管。51.根据权利要求1

33中任一项所述的设备,包括在所述第一可控可扩展元件和所述第二可控可扩展元件之间的多个可控可扩展结构,其中,所述多个可控可扩展结构的扩展和/或收缩实现所述第一可控可扩展元件相对于所述第二可控可扩展元件的纵向移动。52.根据权利要求51所述的设备,其中,所述多个可控可扩展结构形成螺旋。53.根据权利要求51或52所述的设备,其中,所述多个可控可扩展结构的扩展和/或收缩实现所述第一可控可扩展元件或所述第二可控可扩展元件相对于彼此的转动移动。54.根据权利要求53所述的设备,其中,所述第一可控可扩展元件或所述第二可控可扩展元件在所述转动移动期间处于收缩或放气状态。55.根据权利要求51

54中任一项所述的设备,包括三个或更多个可控可扩展结构。56.根据权利要求51

55中任一项所述的设备,其中,所述多个可控可扩展结构的扩展和/或收缩实现所述内构件和/或外构件的远侧部分在相对所述内构件和/或外构件的主体部分的所述纵向轴线横向的方向上的铰接。57.根据权利要求51

56中任一项所述的设备,其中,所述可控可扩展结构包括一个或多个顺应性球囊和/或一个或多个半顺应性球囊。58.根据权利要求51

57中任一项所述的设备,其中,所述可控可扩展结构包括一个或多个波纹管,例如顺应性波纹管。59.根据权利要求51所述的设备,其中,所述多个可控可扩展结构包括两个或更多个压力球囊。60.根据权利要求51所述的设备,其中,所述多个可控可扩展结构包括压力球囊、压力室或其组合。61.根据权利要求60所述的设备,其中,所述多个可控可扩展结构包括三个或四个压力球囊。62.根据权利要求60所述的设备,其中,所述多个可控可扩展结构包括三个或四个压力室。
63.根据权利要求60

62中任一项所述的设备,其中,所述多个可控可扩展结构的子集被构造为选择性地充气和/或放气,从而实现所述第二可控可扩展元件在相对所述外构件的所述纵向轴线横向的方向上的铰接。64.根据权利要求1

63中任一项所述的设备,还包括在所述第二可控可扩展元件的近侧的多个可控可扩展结构,其中,所述多个可控可扩展结构的子集被构造为选择性地充气和/或放气,从而实现所述内构件的所述远端在相对所述外构件的所述纵向轴线横向的方向上的铰接。65.根据权利要求1

64中任一项所述的设备,其中,所述第一可控可扩展元件包括多个胎面,所述多个胎面位于被构造为接合所述体腔的所述壁的表面上。66.根据权利要求1

65中任一项所述的设备,其中,所述第二可控可扩展元件包括多个胎面,所述多个胎面位于被构造为接合所述体腔的所述壁的表面上。67.一种用于移动权利要求1

66中任一项所述的设备通过体腔的方法,所述方法包括:i.使所述第二可控可扩展元件径向向外扩展以接合所述体腔的壁,从而将所述第二可控可扩展元件固定到所述体腔中的第一位置;ii.在使所述第一可控可扩展元件不径向向外扩展以接合所述体腔的壁的同时,实现所述外构件和所述内构件之间的滑动移动,以缩回所述第一可控可扩展元件和所述第二可控可扩展元件之间的距离;iii.使所述第一可控可扩展元件径向向外扩展以接合所述体腔的壁;iv.使所述第二可控可扩展元件径向且向内收缩;v.实现所述外构件和所述内构件之间的滑动移动,以延伸所述第一可控可扩展元件和所述第二可控可扩展元件之间的距离;以及vi.使所述第二可控可扩展元件径向向外扩展以接合所述体腔的壁,任选地在使所述第一可控可扩展元件不径向向外扩展的同时,从而将所述第二可控可扩展元件固定到所述体腔中的第二位置。68.根据权利要求67所述的方法,包括:重复步骤ii

vi。69.一种用于移动权利要求1

66中任一项所述的设备通过体腔的方法,所述方法包括:i.使所述第一可控可扩展元件径向向外扩展以接合所述体腔的壁,从而将所述第一可控可扩展元件固定到所述体腔中的第一位置;ii.在使所述第二可控可扩展元件不径向向外扩展的同时,实现所述外构件和所述内构件之间的滑动移动,以延伸所述第一可控可扩展元件和所述第二可控可扩展元件之间的距离;iii.使所述第二可控可扩展元件径向向外扩展以接合所述体腔的壁;iv.使所述第一可控可扩展元件径向且向内收缩;v.实现所述外构件和所述内构件之间的滑动移动,以缩回所述第一可控可扩展元件和所述第二可控可扩展元件之间的距离;以及vi.使所述第一可控可扩展元件径向向外扩展以接合所述体腔的壁,任选地在使所述第二可控可扩展元件不径向向外扩展的同时,从而将所述第一可控可扩展元件固定到所述体腔中的第二位置。70.根据权利要求69所述的方法,包括:重复步骤ii

vi。
71.根据权利要求67

70中任一项所述的方法,还包括:通过所述内构件的一个或多个通道将物质递送到所述体腔中。72.根据权利要求67

71中任一项所述的方法,还包括:通过所述内构件的一个或多个通道将物质从所述体腔去除。73.根据权利要求67

72中任一项所述的方法,还包括:通过所述内构件的一个或多个通道采集所述体腔的图像。74.根据权利要求67

73中任一项所述的方法,还包括:通过所述内构件的一个或多个通道执行对所述体腔内的组织的操作。75.根据权利要求1

74中任一项所述的设备或方法,其中,所述体腔是血管体管腔、消化体管腔、呼吸体管腔或泌尿体管腔。76.根据权利要求75所述的设备,其中,所述消化体管腔是胃肠道。77.根据权利要求76所述的设备,其中,所述胃肠道是小肠。78.根据权利要求76所述的设备,其中,所述胃肠道是十二指肠、空肠或回肠。79.根据权利要求76所述的设备,其中,所述胃肠道是结肠。80.根据权利要求76所述的设备,其中,所述胃肠道是食道。81.根据权利要求76所述的设备,其中,所述胃肠道是胃。
技术总结
本公开涉及构造为在诸如胃肠道(特别是小肠)的体腔内移动的设备,以及使用该设备的方法。当前公开的设备可以是自驱动的,并且可以控制和微调设备的尖端的铰接。当前公开的设备可用于多种体腔(例如血管体管腔、消化体管腔、呼吸体管腔或泌尿体管腔)中,例如使用该设备以用于内窥镜目的、用于将物质递送到体腔中、用于从体腔去除物质或组织、用于采集体腔的图像和/或用于执行对组织或器官的操作。像和/或用于执行对组织或器官的操作。像和/或用于执行对组织或器官的操作。


技术研发人员:趙施焱 C
受保护的技术使用者:驱动医疗公司
技术研发日:2019.08.27
技术公布日:2021/6/29

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