弯曲部、插入部及内窥镜的制作方法

1.本技术涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种弯曲部、插入部及内窥镜。


背景技术：

2.内窥镜作为一种常见的医疗器械，被广泛应用于现代医学中。内窥镜包括插入部，插入部包括相连的前端部和弯曲部，前端部包括摄像头等器件，通过调节弯曲部的弯曲姿态，即可改变前端部的朝向，从而在人体内实现定点观察等功能。
3.在相关技术中，为了简化弯曲部的结构，业内通常采用气囊膨胀方案来代替蛇骨方案，具体手段即是向器械管一侧的气囊内通入气体，气囊膨胀而推动器械管向另一侧弯曲，从而实现弯曲部的弯曲动作。但是，上述方案中的气囊在膨胀时会挤压周围的器件，并会导致这些器件受损。


技术实现要素：

4.本技术公开一种弯曲部、插入部及内窥镜，能够防止弯曲部的相关器件受压损坏。
5.为了解决上述问题，本技术采用下述技术方案：
6.第一方面，本技术提供一种弯曲部，应用于内窥镜，所述弯曲部包括器械管、多个限位件和多个驱动管，其中：
7.所述多个限位件均设于所述器械管上，沿所述器械管的轴向，所述多个限位件依次间隔排布，所述多个驱动管沿所述器械管的周向布置，且均穿设于所述多个限位件，在所述驱动管上，相邻的两个所述限位件在二者之间限定出变形单元；
8.所述驱动管具有阻变结构，所述阻变结构用于阻碍所述变形单元沿所述器械管的径向膨胀变形。
9.第二方面，本技术提供一种插入部，包括多个本技术第一方面所述的弯曲部，全部所述弯曲部依次首尾相连。
10.第三方面，本技术提供一种内窥镜，包括本技术第二方面所述的插入部。
11.在本技术公开的弯曲部、插入部及内窥镜中，驱动管用于通入膨胀介质，以使变形单元膨胀变形而使弯曲部实现弯曲动作，其中，通过在驱动管中设置阻变结构，利用阻变结构来阻碍变形单元沿器械管的径向膨胀变形，这样可减小变形单元在器械管的径向上的变形幅度，以避免对弯曲部中的相关器件造成挤压，从而防止这些器件受损。
12.相较于相关技术，本技术方案显然可对弯曲部的相关器件起到保护作用，从而延长弯曲部的使用寿命。
附图说明
13.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。
14.在附图中：
15.图1为本技术实施例公开的插入部的结构示意图；
16.图2为本技术实施例公开的弯曲部在弯曲状态下的结构示意图；
17.图3和图4分别为本技术实施例公开的两种弯曲部的部分结构示意图；
18.图5和图6分别为本技术实施例公开的编织网格结构在变形单元膨胀前后的结构示意图(编织网格结构处于展开状态)；
19.图7为本技术实施例公开的驱动管沿轴向伸长或收缩的工作原理示意图；
20.图8为本技术实施例公开的驱动管的主视图；
21.图9为本技术实施例公开的另一种驱动管的主视图；
22.图10为本技术实施例公开的多个弯曲部的工作原理示意图。
23.附图标记说明：
24.100-前端部、110-摄像头、120-光源、
25.200-弯曲部、210-器械管、220-限位件、230-驱动管、230a-阻变结构、230a1-网格单元、231-变形单元、232-第一侧壁、233-第二侧壁、234-镂空部。
具体实施方式
26.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术具体实施例及相应的附图对本技术技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
27.以下结合附图，详细说明本技术各个实施例公开的技术方案。
28.为了解决相关技术中内窥镜的弯曲部在弯曲动作时存在周围相关器件受压而损坏的技术问题，本技术实施例提供了一种弯曲部，其应用于内窥镜。
29.请参见图1～图10，本技术实施例公开的弯曲部200包括器械管210、多个限位件220和多个驱动管230，其中：
30.器械管210为弯曲部200的内管体，其自内窥镜的操作部延伸至前端部100，经由器械管210可将医疗器械(例如抓钳、剪刀等)送入患者体内，以在目标位置实施手术作业。可选地，器械管210还可用于输送清洗液，从而可对患者的病灶部位进行清洗。
31.多个限位件220均设于器械管210上，器械管210是限位件220的安装基础；沿器械管210的轴向，多个限位件220依次间隔排布，也即限位件220两两之间间隔开；多个驱动管230均穿设于多个限位件220，在驱动管230上，相邻的两个限位件220在二者之间限定出变形单元231。
32.在此种结构布局下，每个驱动管230都穿设于所有的限位件220而实现组配，驱动管230包括变形单元231和与限位件220连接的区域这两部分，在驱动管230通入膨胀介质的情况下，由于受到限位件220的周向约束，驱动管230与限位件220连接的区域不会出现膨胀变形，而变形单元231则会随之产生膨胀变形，变形单元231的变形改变了驱动管230的轴向长度，由于驱动管230与限位件220相邻，从而可表现出相邻的两个限位件220的位置关系改变，例如，变形单元231两侧的限位件220的间距增大或缩小。再结合限位件220与器械管210相连的特征，经由变形单元231而导致驱动管230的轴向长度的改变会传递至器械管210，且使器械管210上对应该驱动管230的一侧区域产生相应的轴向长度的变化。
33.与此同时，多个驱动管230沿器械管210的周向布置，如此通过向器械管210周向上不同的驱动管230通入膨胀介质，就可使器械管210上对应的区域产生轴向长度的改变，通过各驱动管230的相互配合，以实现弯曲部200的弯曲动作。以图2为例进行说明，仅向其中一个驱动管230通入膨胀介质，经由变形单元231的变形而改变该驱动管230的轴向长度，通过限位件220的传递，器械管210上对应该驱动管230的区域也会随之产生轴向长度的变化，而器械管210上其他区域的轴向长度保持不变，这样在器械管210的周向上的各区域存在轴向长度的不同，则势必会导致器械管210产生弯曲，整体来看，由器械管210、限位件220和驱动管230构成的弯曲部200实现了弯曲动作。
34.其中，如图7(a)和图7(b)所示，在变形单元231的变形为轴向伸长的情况下，相邻的限位件220被撑开、二者的间距增大，也即驱动管230沿轴向伸长，则弯曲部200朝向通入膨胀气体的驱动管230的相对侧弯曲；如图7(a)和图7(c)所示，在变形单元231的变形为轴向收缩的情况下，相邻的限位件220被拉近、二者的间距减小，也即驱动管230沿轴向收缩，则弯曲部200朝向通入膨胀气体的驱动管230所在一侧(即膨胀侧)弯曲。在本技术实施例中，未限制变形单元231的具体变形方式。
35.需要说明的是，本技术实施例未限制驱动管230的具体数量以及膨胀介质的具体类型，其中，如图3所示，驱动管230为4个，如图4所示，驱动管230为两个；膨胀介质可以为气体、液体等流体，在膨胀介质为气体的情况下，驱动管230为气动管方案，进一步地，膨胀介质可选为氦气、氩气、氮气等。
36.在本技术实施例中，限位件220的结构类型有多种，例如，如图2所示，限位件220为限位环，或者，限位件220为限位块，沿器械管210的周向上可间隔布设有多个限位块。
37.在本技术实施例中，驱动管230具有阻变结构230a，阻变结构230a用于阻碍变形单元231沿器械管210的径向膨胀变形。
38.应理解的是，正如前述内容，驱动管230经由变形单元231的变形而产生轴向长度的改变，从而实现弯曲部200的弯曲动作；此外，当变形单元231膨胀变形时，其还存在沿器械管210的径向上的变形分量，该部分变形分量会导致变形单元231与周围的器件接触并产生挤压作用，在挤压作用过大的情况下则会造成这些器件的损坏，这些器件可以是器械管210以及设于其上的电路板和管路、弯曲部200外周的护套等。在本技术实施例的技术方案中，虽然在驱动管230内通入膨胀介质后，变形单元231仍会存在沿外周所有方向膨胀变形的趋势，但利用阻变结构230a可阻碍变形单元231沿器械管210的径向膨胀变形，这样可有效减小变形单元231在器械管210的径向上的变形幅度，以避免对器械管210、护套等相关器件造成挤压，从而达到防止这些器件受损的技术效果。
39.需要说明的是，基于阻变结构230a的阻碍作用且器械管210壁和护套外壁均可以提供阻碍变形单元231的抵接作用，变形单元231在器械管210的径向上的变形幅度较小，同时受限于限位件220的限制，变形单元231在器械管210的轴向上的变形幅度也较小，因此，本技术实施例的变形单元231主要是沿器械管210的周向进行膨胀变形，具体可参见图2。
40.相较于相关技术，本技术实施例的技术方案可对弯曲部200的相关器件起到保护作用，从而延长弯曲部200的使用寿命。
41.其中，阻变结构230a可仅在驱动管230沿器械管210的径向的其中一侧施加阻碍作用，例如阻变结构230a针对驱动管230靠近器械管210的一侧施加阻碍作用，以减小变形单
元231朝向器械管210膨胀变形的变形幅度，从而保护器械管210以及设于器械管210上的电路板、管路等其他器件。进一步地，基于本技术实施例的阻变结构230a，其能够有效防止器械管210被挤压而出现侧壁内凹至其内部的器械传输通道内的情况，从而确保器械管210始终畅通且正常传输器械。
42.当然，如图8所示，阻变结构230a也可以在驱动管230沿器械管210的径向的两侧均施加阻碍作用，此种结构布局能够同时减小变形单元231朝向以及背离器械管210膨胀变形的变形幅度，不仅能够保护器械管210及其上的器件，还能够保护弯曲部200外周的护套。进一步地，基于本技术实施例的阻变结构230a，其能够有效防止护套被挤压而出现侧壁外凸的情况，从而避免弯曲部200的护套对患者的待检腔道造成伤害。
43.在可选的方案中，本技术实施例的变形单元231通过膨胀而使弯曲部200在其膨胀侧收缩弯曲。应理解的是，如此设置下，弯曲部200朝向其通入膨胀介质的驱动管230所在一侧实现弯曲，即是通过变形单元231膨胀而使该侧的驱动管230实现轴向收缩。
44.相较于驱动管230沿轴向伸长而实现弯曲部200弯曲的实施方案，驱动管230沿轴向收缩的实施方案具备更好的弯曲效果，接下来对其进行展开说明。
45.如图7(a)和图7(b)所示，在驱动管230沿轴向伸长的实施方案中，未通入膨胀介质的驱动管230的原轴向长度为l3，通入膨胀介质后伸长的驱动管230的轴向长度为l4，l4大于l3；如图7(a)和图7(c)所示，在驱动管230沿轴向收缩的实施方案中，未通入膨胀介质的驱动管230的原轴向长度为l3，通入膨胀介质后收缩的驱动管230的轴向长度为l5，l5小于l3。
46.以驱动管230的轴向长度在两个方案中的尺寸变化的绝对值相等为例进行说明，也即l4-l3＝l3-l5，由于轴向伸长的驱动管230弯曲后所在圆的径长大于轴向收缩的驱动管230弯曲后所在圆的径长，也即前者位于外圈、后者位于内圈，此种情况下，l5/l3显然小于l3/l4。需要关注的是，上述两方案中一者是基于驱动管230的伸长量实现弯曲，另一者是基于驱动管230的收缩量实现弯曲，也即二者的弯曲程度均是由驱动管230的轴向长度的尺寸变化绝对值来决定。
47.进一步地，轴向收缩的驱动管230的轴向长度变化值在对应圆环上所占的比重更大，这就证明了轴向收缩方案相较于轴向伸长方案，其驱动管230的弯曲程度更大，也即形成了更大的弯曲弧度，具体可参见图7示出的方案对比：如图7(b)所示，驱动管230沿轴向伸长的弯曲方案中，弯曲部200的圆心角为θ1，如图7(c)所示，驱动管230沿轴向收缩的弯曲方案中，弯曲部200的圆心角为θ2，θ2明显大于θ1。
48.可见，在驱动管230具有相同的轴向长度变化的情况下，采用轴向收缩弯曲方式的弯曲部200的曲率大于采用轴向伸长弯曲方式的弯曲部200的曲率，前者显然可提升弯曲部200的弯曲效率，也即弯曲部200的响应速度更快，从而优化了弯曲部200的弯曲效果。
49.在本技术实施例中，在向驱动管230通入膨胀介质后实现驱动管230沿轴向收缩的方式有多种，举例来说，弯曲部200还包括压力传感器、电控激发件和形状记忆合金，其中，压力传感器邻近变形单元231设置，电控激发件分别与压力传感器和形状记忆合金相连，形状记忆合金设于驱动管230内；在具体的工作过程中，当驱动管230通入膨胀介质后，变形单元231膨胀，压力传感器受压后则向电控激发件发送激发信号，电控激发件向形状记忆合金传递能量，以使形状记忆合金变形而带动驱动管230沿轴向收缩。
50.在另外的实施方案中，如图5～图7所示，阻变结构230a可为编织网格结构，编织网格结构用于在变形单元231膨胀变形的情况下，向变形单元231施加沿器械管210的径向和轴向收缩的拉力。
51.应理解的是，编织网格结构的各向尺寸会存在互补的特性，例如，如图5所示，在变形单元231膨胀变形之前，图5示出的编织网格结构中的网格单元230a1的长度为s1、宽度为l1，如图6所示，在变形单元231膨胀变形后，图6示出的编织网格结构中的网格单元230a1的长度为s2、宽度为l2，可见，在变形单元231膨胀变形前后，编织网格结构通过其内部编织线的相互牵拉作用，编织网格结构的整体宽度增大，以弥补其整体长度的缩减。
52.回归到实际方案中，正如前述内容，本技术实施例的变形单元231主要是沿器械管210的周向进行膨胀变形，基于对编织网格结构的特性分析，当变形单元231沿器械管210的周向的尺寸增大，编织网格结构会施加拉力以使变形单元231在其他方向上的尺寸缩减，具体可变现为包括变形单元231沿器械管210的径向和轴向收缩。即便是受限于膨胀介质的膨胀作用，变形单元231在编织网格结构施加的拉力作用下也至少会存在沿除器械管210的周向之外的其他方向上缩减尺寸的趋势，也就是说，变形单元231会存在沿器械管210的径向和轴向收缩的趋势。
53.无论变形单元231沿器械管210的径向和轴向实现了收缩或者存在上述收缩趋势，编织网格结构对变形单元231施加的拉力都会对其沿器械管210的径向上的膨胀变形形成阻碍，从而减小变形单元231在该方向上的变形幅度，以避免对器械管210、护套等相关器件造成挤压。
54.同时，基于限位件220的存在，变形单元231在器械管210的轴向上的变形幅度本身就较小，编织网格结构对变形单元231施加的拉力会牵拉变形单元231而使驱动管230的轴向长度减小，相邻的限位件220被拉近、二者的间距减小，则弯曲部200会朝向通入膨胀介质的驱动管230所在一侧弯曲，这样就顺利实现了弯曲部200的弯曲动作。
55.相较于驱动管230沿轴向伸长而实现弯曲部200弯曲的气动方案(常规的气囊气动方案即属于此类)，本技术实施例的编织网格结构作为阻变结构230a，其通过使驱动管230沿轴向收缩而实现弯曲部200的弯曲，不仅能够起到防止弯曲部200的相关器件受压损坏的作用，且还能够优化弯曲部200的弯曲效果。
56.此外，在驱动管230沿轴向伸长的实施方案中，特别是常规的气囊气动方案，变形单元231(例如气囊)在膨胀时是朝向其整个外周变形，整个外周若干方向上的变形都需要分别消耗掉膨胀介质的膨胀作用，而本技术实施例的驱动管230具有编织网格结构的实施方案中，膨胀介质主要驱动变形单元231沿器械管210的轴向进行膨胀变形，编织网格结构随之变形后会拉动驱动管230轴向收缩，可见，本技术实施例的膨胀介质在施加膨胀作用时相当于集中使驱动管230轴向收缩，由此也能够进一步地提升了弯曲部200的弯曲效率。
57.进一步地，在本技术实施例的编织网格结构中，分布于器械管210的径向上的网格单元230a1的密度大于分布于器械管210的周向上的网格单元230a1的密度。应理解的是，编织网格结构的疏密会影响其抵抗变形的能力，具体地，由于分布于器械管210的径向上的网格单元230a1的密度更大，那么该区域的各编织丝的牵拉作用点更为稠密，其稳定性显著增强，如此可进一步地强化阻变结构230a对变形单元231沿器械管210的径向膨胀变形的阻碍作用；而分布于器械管210的周向上的网格的密度更小，那么该区域的各编织丝的牵拉作用
点更少，其稳定性较差，如此更便于实现变形单元231沿器械管210的周向上的膨胀变形，更进一步地分担了膨胀介质沿器械管210的径向的膨胀作用。
58.在本技术实施例中，编织网格结构的类型有多种，例如设于驱动管230内部的多个编织网片。在另外的实施方案中，编织网格结构可呈网管状。如此布局下，编织网格结构为一整体结构，其与驱动管230的管状结构相匹配，更有利于其响应变形单元231各处的膨胀变形，从而向整个变形单元231施加沿器械管210的径向或轴向收缩的拉力。
59.在另一种阻变结构230a的实施方案中，如图2和图9所示，驱动管230可包括沿器械管210的径向分布的两个第一侧壁232和沿器械管210的周向分布的两个第二侧壁233，第一侧壁232的厚度大于第二侧壁233的厚度；阻变结构230a包括两个第一侧壁232。应理解的是，在该实施方案中，两个第一侧壁232构成了阻变结构230a，而厚度更大的第一侧壁232显然强度更大，其可起到强化阻变结构230a对变形单元231沿器械管210的径向膨胀变形的阻碍作用；厚度较小的第二侧壁233强度较小，其更便于实现变形单元231沿器械管210的周向上的膨胀变形。
60.在另一种阻变结构230a的实施方案中，如图2和图8所示，驱动管230包括沿器械管210的径向分布的两个第一侧壁232和沿器械管210的周向分布的两个第二侧壁233，第一侧壁232的材质的挠度小于第二侧壁233的材质的挠度；阻变结构230a包括两个第一侧壁232。应理解的是，在该实施方案中，两个第一侧壁232构成了阻变结构230a；挠度即是指构件受力后的变形量，第一侧壁232的材质的挠度更小，其显然具备更优的抵抗变形的能力，由此来强化阻变结构230a对变形单元231沿器械管210的径向膨胀变形的阻碍作用；挠度更大的第二侧壁233抵抗变形的能力较弱，由此更便于实现变形单元231沿器械管210的周向上的膨胀变形。
61.在本技术实施例中，未对第一侧壁232和第二侧壁233的布局进行具体划分，例如，如图8所示，在驱动管230的周向上，第一侧壁232与第二侧壁233依次间隔排布，二者之间的侧壁可采用不同于二者的材质或厚度；如图9所示，在驱动管230的周向上，第一侧壁232与第二侧壁233直接相连。
62.考虑到上述通过增厚第一侧壁232以及减小第一侧壁232的挠度的实施方案中，第一侧壁232阻碍作用可能会对变形单元231轴向上的膨胀变形也形成影响，如图9所示，在可选的方案中，驱动管230的第一侧壁232中可设有镂空部234，镂空部234沿驱动管230的轴向延伸设置。如此布局下，轴向延伸布置的镂空部234显然可降低变形单元231在轴向上的强度，由此有利于变形单元231沿器械管210的轴向实现膨胀变形，从而实现弯曲部200的弯曲动作。
63.其中，第一侧壁232中设置的镂空部234的数量不受限制，如图9所示，第一侧壁232中的镂空部234设为一个，当然，其也可以为设于多个，只要是沿驱动管230的轴向布置即可。
64.在另一种阻变结构230a的实施方案中，阻变结构230a可为在驱动管230的管壁中沿其轴向嵌设的刚度较大的金属片，且该金属片对应器械管210的径向设置，金属片能够显著增强驱动管230上对应器械管210的径向的区域的强度，该区域在变形单元231膨胀变形时能够阻碍变形单元231沿器械管210的径向上的变形幅度。
65.其中，金属片可在驱动管230的管壁内沿轴向活动设置，如此可避免金属片对变形
单元231的轴向变形造成阻碍作用，从而确保变形单元231能够顺利通过轴向变形来实现弯曲部200的弯曲动作。
66.在可选的方案中，如图2所示，驱动管230的横截面呈椭圆状，驱动管230沿器械管210的周向布置椭圆的长轴。在此种结构布局下，变形单元231可在椭圆的长轴方向上储备更多量的膨胀介质，以使膨胀介质在沿器械管210的周向上施加更大的膨胀作用，从而更便于变形单元231沿器械管210的周向膨胀变形；同时，相较而言，变形单元231内沿椭圆的短轴方向储备的膨胀介质较少，如此膨胀介质沿器械管210的径向施加的膨胀作用较小，从而有利于减弱变形单元231沿器械管210的径向产生的变形幅度。
67.请参见图1～图10，基于前述的弯曲部200，本技术实施例还提供一种插入部，其包括多个前述任一方案所提及的弯曲部200，这样就使该插入部具备了前述任一方案的有益效果，在此不再赘述。
68.其中，如图1所示，插入部还包括前端部100，位于远端的弯曲部200可与前端部100连接，“远端”是指插入部远离操作部的一端。前端部100可设有摄像头110和光源120等结构，摄像头110用于获取图像信息，光源120用于前端部100所朝向区域的照明。
69.如图10所示，全部弯曲部200依次首尾相连。应理解的是，每一个弯曲部200均可以实现弯曲动作，从而可实现插入部的分段弯曲控制，在插入部伸入待检腔道的情况下，通过调节不同的弯曲部200的弯曲方向、弯曲角度等参数，具体可表现为图10中三个弯曲部200分别沿弯曲路径a、弯曲路径b和弯曲路径c进行弯曲动作，由此可更好地匹配待检腔道不同区域的路径，从而避免插入部的不同区段会与待检腔道接触而造成伤害的问题。
70.进一步地，如图10中的a处所示，在相邻的两个弯曲部200中，其中一者的驱动管230与另一者的驱动管230错位布置。应理解的是，通入膨胀介质的驱动管230的位置决定了该驱动管230的弯曲方向，而在此种结构布局下，相邻的弯曲部200中的驱动管230错位布置，可增加弯曲部200的可弯曲方向，从而可扩展各弯曲部200之间弯曲姿态的组合方案，以提升插入部的适用性。
71.当然，如图10中的b处所示，本技术实施例的插入部中，相邻的两个弯曲部200中，驱动管230也可以对应设置。
72.基于前述的插入部，本技术实施例还提供一种内窥镜，其包括前述任一方案所提及的插入部，如此使该内窥镜具备了前述任一方案的有益效果，在此不再赘述。
73.本技术实施例的内窥镜可以为胃镜、肠镜、喉镜、纤维支气管镜等，本技术实施例对内窥镜的种类不做具体限制。
74.本技术上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。
75.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。