转向控制机构、内窥镜和医用检查装置的制作方法

1.本发明属于医疗设备技术领域，更具体地说，涉及一种转向控制机构以及内窥镜和医用检查装置。


背景技术：

2.内窥镜是一种医疗检测仪器，具有图像传感器、光学镜头、光源照明、机械装置等，它可以经人体天然孔道进入体内。利用内窥镜可以看到x射线不能显示的病变，因此它对医生非常有用。例如，借助内窥镜医生可以观察胃内的溃疡或肿瘤，据此制定出最佳的治疗方案。支气管镜是医疗领域常见的内窥镜，适用于做肺叶、段及亚段支气管病变的观察，活检病理的检查，以及气道分泌物的清除等，已广泛应用于医学临床中。
3.近年来，逐渐产生了一次性使用的支气管镜。在使用支气管镜时，通过操作手柄来控制支气管镜的插入管，从而使插入管端部的探头拍摄各部位的图像。但是，由于现有支气管镜的插入部只能在相差180
°
的两个方向上翻转，导致探头的角度调整效率低、难度大。参见附图14a，以插入管竖直向下为自然状态为例，插入部只能向左、右两个方向抬起(翻转)约135
°
的角度，既无法以插入管为轴自由旋转，也无法获得理想的翻转角度。当操作者需要将探头转动任意角度时，只能是整体转动手柄或身体转动，因此调整效率低、操作性差。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术中的上述问题，本发明提供一种用于内窥镜的转向控制机构，利用该转向控制机构可以实现良好的操作性，并可高效、准确地调整拍摄角度。
5.为实现上述目的，本发明的一个方面提供了一种转向控制机构，其用于控制内窥镜探头的动作，所述转向控制机构包括：操作杆，其位于转向控制机构的顶部，操作者通过对所述操作杆的操作来进行转向；连接体，其连接所述操作杆，并且在所述连接体的外表面以均布的方式连接多根牵引绳；支撑板，其与所述连接体连接，用于支撑所述转向控制机构并对所述多根牵引绳进行限位；以及插入管，其设置于所述支撑板的下部，其中，所述多根牵引绳穿过所述支撑板进入所述插入管的内腔，并与所述内窥镜探头连接，其中，所述操作杆能够朝各个方向摆动以及旋转。
6.进一步地，根据本发明的转向控制机构，所述多根牵引绳与所述连接体连接的方式为球铰接，其中，在所述多根牵引绳中的各个的端部设置有铰接球，在所述连接体上设置有用于容纳所述铰接球的铰接球座。
7.进一步地，根据本发明的转向控制机构，所述多根牵引绳的数量为4根以上。
8.进一步地，根据本发明的转向控制机构，所述多根牵引绳的外部配设有各自的牵引护套，所述牵引护套位于所述插入管的内腔。
9.进一步地，根据本发明的转向控制机构，在所述多根牵引绳与其各自的牵引护套中间填充有润滑材料。
10.进一步地，根据本发明的转向控制机构，在所述插入管的靠近内窥镜探头的一部
分内腔中设置有仿生关节，所述仿生关节由多个关节件抵接而成，所述多个关节件中的各个包括牵引环和凸部，在所述牵引环上以均布地方式设置与所述多个牵引绳数量相同的第一穿孔，所述多个牵引绳中的各个分别穿过各个第一穿孔并固定于仿生关节的安装有探头的一端，通过牵引绳带动仿生关节产生动作来控制内窥镜探头的动作，所述凸部设置于牵引环的一侧端面上，朝向内窥镜探头的方向凸起，所述凸部与下一关节件的牵引环抵接，相邻的两个关节件的凸部沿周向相互错开。
11.进一步地，根据本发明的转向控制机构，在所述仿生关节的两端分别设置安装套筒，所述安装套筒的外壁与所述插入管的内壁相适配，所述安装套筒中的一个用于安装所述内窥镜探头，所述多根牵引绳以均布地方式固定在用于安装所述内窥镜探头的安装套筒上。
12.进一步地，根据本发明的转向控制机构，所述插入管分为材料不同的两部分，在探头动作时发生翻转或转向的部分处的材料比其他部分的材料柔软。
13.进一步地，根据本发明的转向控制机构，在所述插入管两部分的接头处设置刚性保护环来加固连接。
14.进一步地，根据本发明的转向控制机构，在操作杆的上端部设置有凹部，所述凹部用于与操作者的指腹贴合。
15.进一步地，根据本发明的转向控制机构，在所述凹部上设置有凹凸图案。
16.进一步地，根据本发明的转向控制机构，在所述连接件与所述支撑板中间设置有杆状件。
17.进一步地，根据本发明的转向控制机构，所述铰接球座的外侧设置有开槽。
18.根据本发明的转向控制机构能够高效地将摄像头调整到任意角度且操作简便。
19.本发明的另一方面提供了一种内窥镜，所述内窥镜包括：前述的转向控制机构；内窥镜探头，其与所述转向控制机构连接；手柄，其用于容纳所述转向控制机构，其中所述转向控制机构的操作杆凸设于所述手柄外，所述支撑板和所述连接体位于所述手柄内，并通过所述支撑板与所述手柄固定连接，所述转向控制机构的多根牵引绳和插入管从所述手柄中穿出；以及中间线，其与所述内窥镜探头连接以传输所述内窥镜探头拍摄到的图像。
20.进一步地，根据本发明的内窥镜，所述手柄上设置有插入口，用于插入排除异物工具或取样工具。
21.进一步地，根据本发明的内窥镜，所述内窥镜探头带有灯源，所述中间线还用于给所述内窥镜探头的灯源供电。
22.进一步地，根据本发明的内窥镜，在所述手柄上设置开关，用于控制所述内窥镜探头的开/关。
23.根据本发明的内窥镜能够容易地拍摄到各个角度的图像。此外，还可做成一次性结构，大大节省了成本。
24.本发明的又一方面提供了一种医用检查装置，所述医用检查装置包括：前述的内窥镜；以及显示装置，所述显示装置与所述内窥镜经由所述中间线连接，以对所述内窥镜拍摄的图像进行显示。
25.根据本发明的医用检查装置能够容易地观察各个角度的图像，具有很好的操作性。
26.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
附图说明
27.图1为根据本发明的实施例的医用检查装置的立体示意图；
28.图2为医用检查装置的显示装置的立体示意图；
29.图3为根据本发明的转向控制机构的结构示意图，
30.图4为操作杆的俯视图，以非穷举的方式示出了操作杆可以实现的动作；
31.图5为示出插入管前端及一部分牵引绳的立体示意图；
32.图6为示出探头的壳体及第一通道的示意图；
33.图7为去掉图5所示的插入管前端的壳体所见的插入管内部结构示意图；
34.图8为插入管的另一个角度的立体示意图；
35.图9为插入管的前端的、示出仿生关节外观的示意图；
36.图10为关节件与第一通道的安装示意图；
37.图11为图9中a区域的局部放大图；
38.图12为插入管的前端的剖视示意图；
39.图13为安装套筒与第一通道的示意图；
40.图14a示出现有技术中支气管镜的可旋转角度及翻转角度；
41.图14b示出根据本发明的实施例的支气管镜的可旋转角度的四个示例位置及翻转角度的示意图。
42.附图标记说明：
43.100、内窥镜；10、插入管；20、手柄；21、插入口；22、按键；300、显示装置；31、外壳；311、开口；32、接口；33、显示屏；40、中间线；50、探头；51、摄像头；52、灯源；521、灯线；522、led灯；54、第一安装槽；55、第二安装槽；56、壳体；60、转向控制机构；61、操作杆；62、连接体；63、牵引绳；64、仿生关节；65、凹部；66、铰接球座；661、开槽；67、杆状件；68、支撑板；69、开口；641、关节件；6411、牵引环；6412、凸部；6413、第一穿孔；6414、第一中心通孔；70、安装套筒；71、安装板；711、第二中心通孔；712、第二穿孔；80、牵引护套；81、限位块；90、第一通道。
具体实施方式
44.接下来，参照附图详细描述本发明的具体实施方式。下面的实施例不限制本发明的保护范围，并且并非在实施例中描述的所有特征的组合都是解决本发明的问题所必需的。
45.在本发明中，以支气管镜作为内窥镜的示例，来说明根据本发明的转向控制机构的使用方式。
46.图1为根据本发明的实施例的医用检查装置的立体示意图。如图1所示，医用检查装置包括作为一体件的内窥镜(支气管镜)100和显示装置300，其中，内窥镜100包括手柄20、中间线40、探头50及转向控制机构60。其中，内窥镜100与显示装置300分体设置，经由中间线40形成电连接和通信连接。内窥镜100是可以被整体替换的一次性产品。通过替换内窥镜100可以省去复杂的消毒灭菌过程，特别是将中间线40及手柄20也一并替换，与仅替换插
入管10相比，可以更高效率地实现替换，同时也更加安全。
47.手柄20用于操作者抓握，并容纳和保护转向控制机构60。优选地，手柄20上可以设置有插入口21和按键22。插入口21的作用将在下文中描述。按键22是用于启动摄像头拍照或录像的开关。手柄20具有适于操作者握持的外形，图1中的外形仅仅是示例，也可以是其他适于握持的形状。转向控制机构60的一端从手柄20凸出以供操作者操作，另一端与探头50连接以控制探头50的动作。稍后将对转向控制机构60的构造进行详细说明。
48.在使用时，将转向控制机构60的插入管10插入患者体内，操作者单手即可握持手柄20并操作转向控制机构60。通过对转向控制机构60的操作能够使探头50移动到期望的位置。探头50拍摄的图像经由中间线40传输到显示装置300，并由显示装置300进行显示。
49.下面参照图2说明显示装置300的具体构造。图2为医用检查装置的显示装置300的立体示意图。
50.如图2所示，显示装置300包括外壳31、主控板(未例示)和显示屏33，显示屏33配设在显示装置300的一侧，主控板配设在显示装置300的另一侧上，外壳31罩在主控板的外部。显示屏33用于显示摄像头拍摄到的图像。主控板用于进行图像传输及显示所需的各种运算和处理，主控板可以采用现有的部件，本文不再赘述。外壳31用于保护主控板，优选地，在外壳31上可以设置连接部件，从而以悬挂、吸附、夹持等各种合适的方式来将显示装置300安装在诸如墙壁、支架等物体上，以更好地查看图像。
51.下面，对显示装置300的以上部件进行详细说明。主控板上设有用于与中间线40形成通信连接的接口32，外壳31上开设有供中间线40穿过的开口311。中间线40在与显示装置300连接的一端设有接头，在进行连接时，使接头穿过开口311，插入接口32而形成通信连接和电连接。在使用结束后，通过断开接头与接口32的连接来断开中间线40与显示装置300的连接。然后，将内窥镜100根据一次性医疗用品的处理规范进行处置。将显示装置300按规范消毒后可再次使用。
52.在使用支气管镜时，可以将显示装置300以任何合适的方式放置在适合观看的位置，然后将中间线40与显示装置300形成电连接和通信连接，之后通过插入管10对人体进行检查。使用完后对各部件进行如前所述的处置。下次需要使用时，将新的内窥镜100与经消毒处理的显示装置300进行如前所述的连接即可。
53.下面参照图3和图4对本发明的转向控制机构60的构造进行详细说明。
54.如图3所示，转向控制机构60包括操作杆61、连接体62、杆状件67、支撑板68及多根牵引绳63。操作杆61凸设于手柄20外(如图1所示)，供操作者在握持手柄20的同时进行操作(例如操作者可以用大拇指对操作杆61进行操作)。优选地，在操作杆61的上端部设置凹部65，操作时，大拇指的指腹与凹部65贴合，带动操作杆61在一定幅度内朝各个方向摆动。凹部65的设置，使得能够更容易地操作操作杆61，同时防止拇指的滑动而引起误操作。更优选地，在凹部65上设置凹凸图案，以进一步增大与指腹的摩擦力。需要注意地是，图3为了理解的方便示出了各牵引绳63的一部分，实际上各牵引绳63均进入插入管10的内腔，贯穿插入管10，最终连接内窥镜的探头50。为了便于理解，图4以非穷举的方式示出了操作杆61可以实现的动作。图4是操作杆61的俯视图，自然状态下，操作杆61居中，操作时可以朝径向的任意方向摆动，也可以使操作杆61沿顺时针或逆时针方向旋转。
55.连接体62位于手柄20内，与操作杆61固定连接或一体成型，连接体62的外周连接
多根牵引绳63。牵引绳63的数量优选为四个，也可以为更多个，但是为实现本发明的旋转功能，牵引绳63的数量至少为四个。连接体62为球体或椭球体。牵引绳63与连接体62以球铰接的方式连接。如图3所示，在连接体62上设置有各个铰接球座66。在牵引绳63的端部设置有与各个铰接球座66对应的铰接球。优选地，在铰接球座66外侧设置有开槽661。由于存在开槽661，在操作杆摆动倾斜时，牵引绳进入开槽661，而不会与铰接球座66产生干涉，从而防止因干涉而导致操作性变差。
56.在连接体62与操作杆61相对的另一端配设有杆状件67，杆状件67连接支撑板68，在支撑板68上设置多个开口69。开口69的数量与牵引绳63的数量相同，供牵引绳63穿过。支撑板68例如通过螺钉与手柄20的内腔连接，而对转向控制机构60起支撑、限位的作用。牵引绳63经开口69穿出，可以防止牵引绳63之间的相互干扰，增强转向控制机构60的操作性。
57.多根牵引绳63从支撑板68穿出后进入插入管10，并连接探头50。插入管10用于容纳和保护其内部的构件，插入管10的一端与手柄20固定连接，另一端与探头50连接。优选地，还设置数量与牵引绳63相同的牵引护套80，各牵引绳63分别穿设于各牵引护套80中。各牵引护套80通过限位块81固定在支撑板68上。各牵引护套80均独立安装于插入管10中。牵引护套80的内径略大于牵引绳63的外径，牵引绳63在牵引护套80中能够轻松轴向拉动，但是无法产生自绕。各牵引护套80的设置，使得各牵引绳63不会产生自绕现象。稍后对探头50进行详细说明。
58.在操作时，操作杆61带动连接体62动作，进而带动与连接体62铰接的多根牵引绳63动作，通过多根牵引绳63的牵引，探头50进行翻转、转向等动作。也就是说，通过对操作杆61的操作，探头50可以在任意位置翻转180度，并可在维持翻转的同时旋转任意角度。而在现有技术中，通过操作手柄仅可将探头在两个角度翻转，翻转角度为135度左右，且不可在维持翻转的同时旋转。图14a示出了现有技术的翻转示意图。
59.图14b示出了本发明的翻转示意图。由于探头50的翻转是在任意角度，为了便于理解，在图14b中仅示出了探头50可以翻转的四个示意性位置。
60.在使用本发明的支气管镜进行身体检查时，在将插入管10插入人体后，为了使探头50中的摄像头能够拍摄不同位置及不同角度的图像，操作者可用单手握持手柄20，并用该手的拇指操作杆61，从而进行全方位无死角拍摄，使得摄像头51的拍摄视野更广阔。通过以上说明可知，仅通过单手控制操作杆61就能够轻松地操控探头50，从而能够准确、直观地操作，降低了临床操作的难度。
61.本发明中，插入管10为柔性结构，因此贯穿插入管10的牵引绳63可以容易地带动探头50旋转，阻力小、驱动效果好。
62.下面参照图5至图7对本发明的探头50的构造进行详细说明。如图5所示，探头50包括摄像头51、灯源52和壳体56。壳体56套接于插入管10的末端，其结构如图6所示。在壳体56上开设有第一安装槽54及两个第二安装槽55，第一安装槽54用于安装摄像头51，两个第二安装槽55分别用于安装两个灯源52。需要注意的是，第二安装槽55的数量不限于两个，也可以是一个或两个以上，灯源52的数量与安装槽的个数相同。壳体56上还预留与第一通道90(稍后说明)对应的开口，该开口与第一安装槽54和第二安装槽55错开布置。摄像头51用于拍摄人体内的图像或者录像，灯源52设于摄像头51的旁侧，用于照明以便摄像头51拍摄更清晰的图像。
63.如图7所示，灯源52包括灯线521及led灯522，灯线521连接至中间线40，led灯522设于灯线521上。摄像头51及灯源52均电连接至中间线40，中间线40贯穿插入管10及手柄20，即，摄像头51及灯源52通过中间线40电连接且通信连接至显示装置300中的主控板及显示屏33。这样不仅可以通过显示装置300为摄像头51及灯源52提供电源，同时可以将摄像头51拍摄的图像传输至显示装置300，通过显示装置300处理后并呈现出来。
64.本发明通过将为摄像头51及灯源52供电的电路设于显示装置300上，并将用于处理摄像头51拍摄图像的电路也设于显示装置300上，从而使得插入管10及手柄20结构简单，造价成本低，可以作为一次性使用结构。
65.下面对第一通道90进行详细说明。第一通道90的外形如图7所示，其用于将除痰刷或活检钳一端输送至探头50前端以进行除痰或取样。第一通道90与灯源52和摄像头51相对错开。第一通道90与插入口21连通并依次贯穿手柄20、插入管10及探头50。除痰刷或活检钳经由手柄20上的插入口21插入第一通道90中。插入口及第一通道90的设置增加了该支气管镜的功能，使用更加方便，且应用范围更广。
66.优选地，转向控制机构60还包括仿生关节64，如图9所示，仿生关节64设于插入管10内，在一端安装如前所述的探头50。各牵引绳63分别贯穿仿生关节64，并固定于仿生关节64的安装有探头50的一端。不同的牵引绳63拉动仿生关节64端部(安装探头50的一端)沿周向的不同位置，使仿生关节64弯曲从而带动探头50进行如前所述的各种动作。插入管10为柔性结构，仿生关节64弯曲时插入管10也随之弯曲。此外，仿生关节64的设置不会使插入管10的体积变大，其结构简单，且驱动方便。
67.下面参照图10和图11描述仿生关节64的具体构造。图10示出了单个关节件641和第一通道90。图11示出了各关节件641沿插入管10依次抵接的局部放大图。
68.如图10所示，关节件641包括牵引环6411、凸部6412、第一穿孔6413和第一中心通孔6414。牵引环6411呈环状，牵引环6411的外壁与插入管10的内壁相适配。凸部6412设置于牵引环6411的一侧端面上，朝向探头50的方向凸起，数量优选为两个，并对称布置。凸部6412与下一关节件641的牵引环6411抵接，且上下相邻的两个关节件641的凸部6412沿周向相互错开。
69.第一穿孔6413是牵引环6411上的通孔，沿牵引环6411的周向均匀分布，用于牵引绳63穿过。因此，第一穿孔6413的数量与牵引绳63的数量相同。凸部6412的数量少于第一穿孔6413的数量。上下相邻的关节件641的第一穿孔6413的位置相对应，从而形成供牵引绳63穿过的直线通道(第二通道)。
70.如图12所示，各个第一中心通孔6414形成供中间线40和第一通道90穿过的直线通道(第三通道)。第一至第三通道的布置能够有效的防止各牵引绳63及中间线40自绕及相互缠绕，使得各牵引绳63及中间线40工作有序，不会相互干涉，且便于各牵引绳63对仿生关节64的驱动。
71.工作时，当某一根牵引绳63被拉动时，该牵引绳63经过的各关节件641的没有凸部6412的位置相互靠近，从而使得整个仿生关节64对应该牵引绳63的位置的长度变短，而其他位置的长度不变，从而使得仿生关节64弯曲。
72.以此类推，可以通过牵动不同的牵引绳63，从而带动仿生关节64形成不同的弯曲，进而实现探头50的360
°
旋转。应当理解，可以根据实际情况及具体设计要求，来设置牵引绳
63的或凸部6412的数量。
73.在本发明中，优选地，在仿生关节64的两端分别设置安装套筒701和702(参见图9)，安装套筒701、702结构相同，对称布置，它们的外壁分别与插入管10的内壁相适配。如图13所示，安装套筒701、702的端面71上形成有第二中心通孔711及多个第二穿孔712。第二中心通孔711与关节件641的第一中心通孔6414对应，用于中间线40和第一通道90穿过。第二穿孔712与关节件641的第一穿孔6413对应，用于牵引绳63穿过。安装时，各牵引绳63依次穿过安装套筒701上的第二穿孔712、各牵引环6411上的第一穿孔6413及安装套筒702上的第二穿孔712，最终，牵引绳63的端部固定在安装套筒702上。
74.牵引护套80的端部固定于安装套筒701的安装版71上，也就是说，牵引护套80不进入仿生关节64中。
75.中间线40依次穿过安装套筒701上的第二中心通孔711、各牵引环6411上的第一中心通孔6414及安装套筒702上的第二中心通孔711，并与灯线521及摄像头51形成电连接和通信连接。本发明通过安装套筒701、702及各牵引环6411形成各牵引绳63及中间线40的专用通道，其结构简单，且能够防止牵引绳63及中间线40相互缠绕。可以理解地，在本技术的其他实施例中，第一通道90也可以通过其他方式形成，此处不做唯一限定。
76.此外，牵引护套80与牵引绳63之间可填充润滑材料，通过润滑材料的设置，能够大幅度减少转向时牵引绳63与牵引护套80之间的摩擦力，从而实现轻松快速的转向功能，使得探头50能够360
°
无延时转向。
77.优选地，插入管10在安装套筒701处分为材料不同的两部分。从安装套筒701靠近手柄20的一端至探头50之间的部分，为第一部分。从安装套筒701至手柄20内的端部为第二部分。第一部分的材料比第二部分更柔软，使得探头50旋转或翻转的阻力更小。在第一部分与第二部分连接处的外部设置刚性保护环101(如图8所示)，以加固连接。
78.本实施例中的支气管镜，通过将显示装置300与手柄20分体设置，即显示装置300可设于相对手柄20较远的位置，这样，可避免显示装置300与患者接触，则显示装置300不会感染病菌，可重复使用。同时将价格昂贵的显示屏33及主控板设于显示装置300上，从而可以大大降低医用检查装置的造价，使得内窥镜100可做成一次性结构，大大节省了成本；同时也无需对内窥镜100进行费时费力的消毒灭菌工作，且避免了交叉感染。此外，由于显示装置300与手柄20分体设置，则显示装置300可安装于视野更清晰的位置，且还可以将显示屏33做的更大些，便于观察。而转向控制机构60的设置，使得探头50能够进行360
°
旋转，进而使得探头50的视野更加广阔，使得医用检查装置的检查效果更好。
79.虽然上面以支气管镜为例对本发明的转向控制机构进行了描述，但应当理解根据本发明的转向控制机构还可以用于胃镜、肠镜等其他内窥镜。
80.虽然参照具体实施方式对本发明进行了描述，但是应当理解，本发明不限于所公开的实施方式。应当对所附权利要求的范围给予最宽的解释，以使其涵盖所有这些变型例以及等同的结构和功能。