用于手术装置的可弯曲管的制作方法

本公开属于医疗。具体地，本公开涉及一种至少部分插入人体或动物体内的用于内窥镜等的手术装置的可弯曲管以及这种管的制造方法。

背景技术：

1、内窥镜是一种手术装置，其可以用于通过将一个或多个医疗工具通过身体上的切口或身体的孔插入身体来进入(例如，查看或移除)或治疗身体内的组织。内窥镜可以包括接口/控制部和耦合到接口/控制部的插入管。插入管被配置为插入到患者体内，并且可以包括一个或多个通道，以进入身体内的组织。该一个或多个通道可以例如被配置为接收医疗工具和/或流体，并且将医疗工具和流体分别引导到感兴趣组织。

2、插入管可以是可弯曲的，以方便插入患者体内。为此，插入管可以例如包括一个或多个被动和/或主动可弯曲段(也分别称为被动弯曲段和主动弯曲段)。被动弯曲段可以例如由可弯曲或柔性材料或结构形成，而主动弯曲段可以例如包括可以被铰接为用于主动弯曲插入管的一个或多个接合件。

3、在可弯曲的同时，插入管还必须具有足够的刚度，例如，允许医生在患者身体内推动和旋转插入管和/或防止当插入管被弯曲时发生塑性变形。为了实现这一点，插入管可以例如由刚性或半刚性材料形成，并且可以通过在插入管的壁中提供多个小开口来使其可弯曲以降低其刚度，例如，如在us 2021/0393111a1中所公开的。然而，虽然插入管的壁中的开口可以提供柔性，但开口也可能会降低插入管的抗扭刚度。例如，这可能会导致扭矩或沿管的旋转运动传递不足。此外，这些开口可能使插入管在较小的弯曲半径下容易发生塑性变形。在主动弯曲段中也可能会遇到类似问题。满足这些相互冲突的要求可能会造成结构复杂、制造困难、耗时长、成本高。

技术实现思路

1、因此，本公开的目的在于提供一种用于内窥镜等手术装置的管，该管是可弯曲的，同时还提供充分的抗扭刚度和抗塑性变形能力。

2、根据权利要求1所述的用于手术装置的管以及根据权利要求29所述的用于手术装置的管的制造方法满足了这一目的。其示例在从属权利要求中有详细说明。

3、根据本公开的管被配置为用于至少部分插入人体或动物体内的手术装置。该管从管的近端延伸到远端，并且包括(即，包括但不限于)多个可弯曲段。每个可弯曲段包括管壁中的三个近端开口、三个中心开口和三个远端开口。中心开口沿着管的圆周布置，并且由壁的中心连接部彼此分开。中心连接部沿着管的圆周彼此位移105°至135°。三个近端开口布置在中心开口的近端侧，其中每个近端开口与相应的一个中心连接部相邻。三个远端开口布置在中心开口的远端侧，其中每个远端开口与相应的一个中心连接部相邻。

4、如本文所用，术语“近端”可以指在使用手术装置期间沿管长度更靠近医生或其他医疗从业者的元件、特征或位置(例如，更靠近手术装置的接口/控制部)，而术语“远端”可以指在使用手术装置期间沿管长度更靠近患者体内被检查或治疗的组织的位置的元件、特征或位置(例如，更远离手术装置的接口/控制部)。从管的近端到远端的方向在下文中也可以称为纵向或轴向。沿着管的圆周的方向(例如，平行于管的表面(例如，外表面)并且垂直于纵向)也可以称为周向或方位角方向。垂直于管的表面(例如，外表面)的方向(例如，垂直于纵向和周向)也可以称为径向。纵向、周向和径向可以例如定义圆柱坐标系。依据管的状态或配置，例如由于管的弯曲，这些方向的朝向可能会沿着管的长度变化。

5、多个可弯曲段可以例如包括2个至1000个可弯曲段，在一些示例中，包括20个至500个可弯曲段。可弯曲段可以沿着管的长度布置，例如，在如下所述管的一个或多个段中，例如在布置在管的近端和管的远端的主动弯曲段之间的一个或多个被动弯曲段中。

6、近端、中心和远端开口中的每一个都可以延伸穿过管的壁，例如，从面向管内部的壁的内表面延伸到面向管外部的壁的外表面。在一些示例中，管可以包括布置在壁的内侧和/或外侧的一个或多个附加层，例如，围绕壁的外表面的套管或盖。因此，开口不一定在管的内部和外部之间提供流体连接，而是可以至少部分覆盖在壁的内侧和/或外侧。

7、中心连接部是布置在相邻中心开口之间的壁的部分，例如，当在壁中形成(例如切割)开口时保留的壁的部分。中心连接部沿着管的圆周(沿着周向)彼此位移105°至135°之间的位移角，在一些示例中位移115°至125°，在一个示例中位移118°至122°(例如120°)。因此，中心开口也可以沿着管的圆周彼此位移105°至135°，在一些示例中位移115°至125°，在一个示例中位移118°至122°(例如120°)。位移角例如可以是由两个相邻中心连接部(或中心开口)的中心(例如质心)和管的中心(例如，沿着管长度的相应位置处沿管中心轴的点)形成的三角形所围合的方位角。换句话说，两个相邻中心连接部(或中心开口)的中心之间的距离可以在相应可弯曲段中的管周长的约29.1％至37.5％之间，在一些示例中在约31.9％至约34.7％之间，在一个示例中在约32.8％至约33.9％(例如，1/3)之间。

8、近端开口布置在中心开口的近端侧(例如，在中心开口和管的近端之间)。远端开口布置在中心开口的远端侧(例如，在中心开口和管的远端之间)。近端开口和远端开口被布置为与相应的一个中心连接部相邻，例如，使得每个中心连接部都被布置(“夹”)在近端开口和远端开口之间。近端开口和/或远端开口中的一些或全部可以与相应的中心连接部对齐，例如，使得近端(或远端)开口的中心与相应的中心连接部的中心对齐(例如，位于相同或基本相同的方位角)。

9、至少一些可弯曲段(例如，多个段中的至少一定数量的可弯曲段)在一些示例中，所有可弯曲段可以沿着管的纵向成对布置，其中每对可弯曲段之间的距离可以小于相应对和相邻对之间的距离。每对可弯曲段之间的距离可以例如小于相应对和相邻对之间的距离的50％，优选地小于25％，在一个示例中小于15％。一对可弯曲段之间的距离例如可以是相应对的近端可弯曲段的远端开口和相应对的远端可弯曲段的近端开口之间的距离。一对和相邻对之间的距离例如可以是该对的近端可弯曲段的近端开口和相邻对的远端可弯曲段的远端开口之间的距离，或该对的远端可弯曲段的远端开口和相邻对的近端可弯曲段的近端开口之间的距离。

10、另外或可替代地，多个可弯曲段中的两个相邻可弯曲段(例如，至少两个相邻可弯曲段，在一些示例中，一些或任何两个相邻可弯曲段)的近端可弯曲段的远端开口和远端可弯曲段的近端开口之间的距离可以在远端可弯曲段的近端开口和中心开口之间的距离的50％和200％之间，优选地在80％和120％之间，在一个示例中在90％和110％之间，和/或在近端可弯曲段的中心开口和远端开口之间的距离的50％和200％之间，优选地在80％和120％之间，在一个示例中在90％和110％之间。换言之，相邻可弯曲分段间的距离(例如，一对段的近端可弯曲段和远端可弯曲段之间的距离)可以与相邻可弯曲段中的一个或两个可弯曲段的近端开口和中心开口之间的距离和/或中心开口和远端开口之间的距离相似或相当。

11、两个相邻可弯曲段的远端可弯曲段的近端开口和近端可弯曲段的远端开口可以沿着管的周向重叠，从而在它们之间形成弹簧段(例如，沿管的圆周布置的六个弹簧段，其中每个弹簧段在远端可弯曲段的相应近端连接部和近端可弯曲段的相应远端连接部之间延伸)。每个弹簧段可以被配置为在管被弯曲时变形(例如伸长和/或弯曲)。弹簧段的变形例如可以与相应近端和远端开口的打开(例如，横截面积增加)或闭合(例如，横截面积减小)相关联。另外或可替代地，每个弹簧段可以被配置为提供恢复力，其中恢复力可以例如抵消各个可弯曲段相对于彼此的弯曲或倾斜(例如，驱动管朝向笔直/非弯曲配置)。在相邻可弯曲段之间提供弹簧段可以增加管的柔性。

12、弹簧分段沿周向的长度例如可以在相应可弯曲段之间的管周长的5％和16％之间，在一些示例中在10％和16％之间，在一个示例中在13％和16％之间。增加弹簧段的长度可以增加管的柔性。弹簧段沿着纵向的宽度可以是均匀的，或沿着其长度是近似均匀的。在其他示例中，一个或多个弹簧段(在一些示例中，所有弹簧段)在相应弹簧段中心的宽度可以小于相应弹簧段在其一端或两端的宽度。相应弹簧段中心的宽度例如可以在相应弹簧段的一端或两端的宽度的50％和95％之间，在一些示例中在60％和90％之间，在一个示例中在65％和80％之间。弹簧段的宽度可能会影响管的柔性，并且可以进行调整以调节柔性，例如通过减小弹簧段的宽度来增加柔性。与弹簧段的中心相比，增加弹簧段端部的宽度可以更好地将扭转力和/或弯曲力引导至相应的弹簧段中。

13、在一些示例中，一些或所有可弯曲段可以被布置为连续的可弯曲段组。该连续的可弯曲段组中，任何两个相邻可弯曲段的近端可弯曲段的远端开口和远端可弯曲段的近端开口之间的距离可以与远端可弯曲段的近端开口和中心开口之间的距离和/或近端可弯曲段的中心开口和远端开口之间的距离相似或相当。例如，该连续的可弯曲段组中，任何两个相邻可弯曲段的近端可弯曲段的远端开口和远端可弯曲段的近端开口之间的距离可以在远端可弯曲段的近端开口和中心开口之间的距离的50％和200％之间，在一些示例中在80％和120％之间，和/或在近端可弯曲段的中心开口和远端开口之间的距离的50％和200％之间，在一些示例中在80％和120％之间。例如，这可以允许在可弯曲段内和可弯曲段之间提供弹簧段。

14、多个可弯曲段中的相邻可弯曲段可以沿着周向相对于彼此旋转，例如，使得相邻可弯曲段的中心连接部沿着管的圆周彼此位移。例如，相邻可弯曲段的中心连接部可以沿着管的圆周位移52.5°至67.5°，在一些示例中位移57.5°至62.5°，在一个示例中位移59°至61°(例如，60°)。相邻可弯曲段可以特别地相对于彼此旋转，使得所述相邻可弯曲段之一的中心开口的中心与所述相邻段中的另一个的中心连接部对齐，例如，使得相应的中心开口的中心沿着管的圆周与相应中心连接部的位移小于5°，优选地小于2°，在一个示例中小于1°，并且在一个示例中小于0.5°。在一些示例中，沿着周向使相邻可弯曲段位移可能会造成管的弯曲性质更均匀，例如，通过提供由开口的中心定义的六个主要弯曲方向/平面而非三个主要弯曲方向/平面。

15、在一些示例中，近端、中心和远端开口可以都具有相同的尺寸和/或形状，例如，沿周向具有相同的长度并且沿纵向具有相同的宽度。在其他示例中，近端开口和/或远端开口可以具有与中心开口不同的尺寸和/或形状，特别是不同的宽度。例如，近端开口和/或远端开口可以是狭缝。如本文所用，“狭缝”可以指具有大纵横比(例如，长度与宽度之比)的开口，其中狭缝的纵横比可以例如大于10:1，在一些示例中大于20:1，在一个示例中大于50:1，并且在一个示例中大于100:1。中心开口沿纵向的宽度可以是近端开口和/或远端开口的宽度的至少5倍，在一些示例中是至少10倍。在其他示例中，中心开口可以是狭缝。在这种情况下，近端开口和/或远端开口沿纵向的宽度可以例如是中心开口的宽度的至少5倍，在一些示例中是至少10倍。

16、近端开口可以通过壁的近端连接部(例如，在形成(例如，切割)近端开口时保留在近端开口之间的壁的部分)彼此分开。远端开口可以通过壁的远端连接部(例如，在形成(例如，切割)远端开口时保留在远端开口之间的壁的部分)彼此分开。

17、近端连接部的长度和/或远端连接部沿周向的长度可以与中心连接部的长度相似或相当，例如，在中心连接部的长度的25％和200％之间，在一些示例中在30％和100％之间。在一些示例中，近端连接部的长度和/或远端连接部沿着周向的长度可以小于中心连接部的长度，例如，在中心连接部的长度的30％和95％之间，在一些示例中在50％和80％之间。与相应可弯曲段中的管的周长相比，近端连接部的长度和/或远端连接部的长度可能较小，例如，不超过相应可弯曲段中的管的周长的10％，在一些示例中不超过5％。另外或可替代地，与相应可弯曲段中的管的周长相比，中心连接部的长度可能较小，例如，不超过相应可弯曲段中的管的周长的15％，在一些示例中不超过10％，在一个示例中不超过8％。减小近端、中心和/或远端连接部的长度可以允许增加与相应连接部相邻的弹簧段的长度，并且可以增加管的柔性。增加近端、中心和/或远端连接部的长度可以提高管的抗扭刚度。

18、除了近端、中心和远端开口之外，一些或所有可弯曲段(例如，多个段中的至少一定数量的可弯曲段)各自还可以包括一组或多组额外的开口。例如，一些或所有可弯曲段可以包括第四组开口，其中第四组开口可以布置在近端开口的近端侧或远端开口的远端侧。第四组开口可以包括三个第四开口，其中每个第四开口可以例如分别与近端和远端连接部中的相应一个相邻。在一个示例中，两组内开口(例如，中心开口和近端开口，第四开口布置在近端开口的近端侧)可以是狭缝。两组最外侧开口(即，上述示例中的远端开口和第四开口)沿纵向的开口宽度可以是两组内开口宽度的至少5倍，在一些示例中是至少10倍。例如，具有四组开口的可弯曲段可以在管的给定刚度/柔性下改善扭矩传递。

19、一些或所有可弯曲段(例如，多个段中的至少一定数量的可弯曲段)的近端开口和/或远端开口可以沿着周向与相应可弯曲段的中心开口重叠，从而在它们之间形成弹簧段。例如，所有近端开口各自可以与由相应近端连接部分开的两个中心开口重叠。由此，可以在近端开口和中心开口之间形成一组六个弹簧段，其中六个弹簧段沿着管的圆周布置。另外或可替代地，可以以这种方式在中心开口和远端开口之间形成一组六个弹簧分段。弹簧段可以例如与上述相邻可弯曲段之间的弹簧段相似，特别是就其长度和/或宽度而言。在一些示例中，一个或多个所述弹簧段在相应弹簧段的中心沿纵向的宽度小于相应弹簧段在其一端或两端的宽度，例如，如上所述，对于相邻可弯曲段之间的弹簧段。可以调节弹簧段的长度、宽度和形状以调节管(如上所述，相邻可弯曲段之间的弹簧段)的柔性。

20、一些或所有中心开口沿纵向的宽度沿其长度可以是均匀的或近似均匀的。中心开口例如可以具有矩形形状，其中矩形的角可以是圆形的。另外或可替代地，一些或所有中心开口(例如，两个或更多个中心开口)每个都可以在相应中心开口的中心包括收缩中心部。收缩中心部沿纵向的宽度可以小于中心部两侧的中心开口的相邻部分的宽度。收缩中心部沿纵向的宽度可以小于相应中心开口的最大宽度，例如，在相应中心开口的最大宽度的20％和90％之间，在一些示例中在40％和70％之间。收缩中心部被配置为限制相应中心开口在纵向上的压缩，例如由于中心开口的侧壁彼此接触。收缩中心部例如可以被配置为将相应中心开口在纵向上的压缩限制为相应中心部的宽度。

21、另外或可替代地，一些或所有中心开口(例如，两个或更多个中心开口)在相应中心开口的中心处沿纵向的宽度可以小于相应中心开口的一个或两个端部的宽度，在一个或两个端部的宽度的20％和90％之间，在一些示例中在40％和70％之间。在其他示例中，相应中心开口的一个或两个端部的宽度可以大于中心的宽度，例如如下所述。中心开口的端部的宽度可以例如分别在相应中心开口长度的5％和95％处测量，在一些示例中分别在10％和90％处测量，或可以被定义为端部的最大宽度，其中端部可以例如包括相应中心开口的长度的最外5％，在一些示例中包括最外10％。在一些示例中，端部可以包括不超过相应中心开口长度的最外5％，在一个示例中不超过最外10％。在一些示例中，端部可以各自包括圆角部分，其中端部的宽度可以例如在圆角部分的最内边缘处测量。

22、一些或所有中心开口(例如，两个或更多个中心开口)每个都可以包括布置在相应中心开口的中心部和相应端部之间的加宽中间部。加宽中间部沿纵向的宽度可以大于中心部的宽度并且大于端部的宽度。例如，中心部的宽度和/或端部的宽度可以在中间部宽度的20％和90％之间，在一些示例中在40％和70％之间。加宽中间部的宽度可以构成相应开口的最大宽度。在一些示例中，相应中心开口的一个或两个端部的宽度可以小于中心部的宽度，例如在中心部宽度的40％和90％之间，在一个示例中在40％和70％之间。

23、在一些示例中，一些或所有近端开口(例如，两个或更多个近端开口)和/或一些或所有远端开口(例如，两个或更多个远端开口)可以如上文中心开口所述成形，特别是不但在中心开口为狭缝形的示例中，而且还在当中心开口例如包括收缩中心部和/或加宽中间部的其他示例中。近端开口和远端开口中的一个或两个开口例如可以包括收缩中心部和/或加宽中间部。

24、在一些示例中，可弯曲段可以沿着管的长度被布置成两个或更多个段，在一些示例中为三个或更多个段，在一个示例中为四个或更多个段，并且在一个示例中为五个或更多个段。这些段可以彼此相邻也可以间隔开，例如，使得这些段之间的距离基本大于这些段内可弯曲段之间的距离。在一些示例中，这些段在可弯曲段的密度上可能有所不同，其中密度可以例如表征管的每单位长度的可弯曲段的数量和/或相应段中相邻可弯曲段或成对可弯曲段之间的距离的倒数。例如，两个或更多个段中的每一个中的可弯曲段的密度可能与至少一个其他段中的可弯曲段的密度不同，在一些示例中，与所有其他段中的可弯曲段的密度不同。可弯曲段的密度/相邻可弯曲段或成对可弯曲段之间的距离可以用作调节相应段的刚度的参数。

25、例如，管可以包括第一段和第二段(第一段和第二段包括在所述两个或更多个段中)，其中第一段中可弯曲段的密度与第二段中可弯曲段的密度不同。第二段中可弯曲段的密度可以例如比第一段中可弯曲段的密度大至少5％，在一些示例中至少10％，在一个示例中至少20％，例如，以提供刚度略微不同的段。在其他示例中，第二段中可弯曲段的密度可以比第一段中可弯曲分段的密度大至少50％，在一些示例中至少100％，在一个示例中至少150％，例如，以提供刚度基本不同的区段。

26、另外或可替代地，两个或更多个段在可弯曲段的布置方式上可能不同。例如，在所述两个或更多个段中的至少一个段(例如第二段)中，可弯曲段可以被布置为连续的一组可弯曲段，其中在该组连续的可弯曲段中，任何两个相邻可弯曲段的近端可弯曲段的远端开口和远端可弯曲段的近端开口之间的距离与远端可弯曲段的近端开口和中心开口之间的距离和/或近端可弯曲段的中心开口和远端开口之间的距离相似或相当。例如，近端可弯曲段的远端开口和远端可弯曲段的近端开口之间的距离可以在远端可弯曲段的近端开口和中心开口之间的距离的50％和200％之间，在一些示例中在80％和120％之间，和/或在近端可弯曲段的中心开口和远端开口之间的距离的50％和200％之间，在一些示例中在80％和120％之间。例如，这可以允许在可弯曲段内和可弯曲段之间提供弹簧段。

27、所述两个或更多个段中的至少一个段(例如第一段)中的可弯曲段可以例如沿着纵向成对布置，例如，每对可弯曲段之间的距离小于相应对和相邻对之间的距离的50％，在一些示例中小于25％，在一个示例中小于15％。在一些示例中，所述两个或更多个段中的一个或多个其他段(例如第二段)中的可弯曲段也可以成对布置，但是例如相邻对之间的距离不同。在其他示例中，第一段和第二段中的可弯曲段可以如上所述布置为相应的连续可弯曲段组，但是例如相邻可弯曲段之间的距离不同。例如，相邻对之间的距离可以用作调节相应段的密度从而调节刚度的参数。

28、除了第一段和第二段之外，这两个或更多个段还可以包括一个或多个段，在一些示例中两个或更多个附加段。换言之，该管可以包括三个或更多个段，所述三个或更多个段包括第一段和第二段。每个所述附加段中的可弯曲段的密度可以与至少一个其他段中的可弯曲段的密度不同，在一些示例中，与所述两个或更多个段中的所有其他段中可弯曲段的密度不同，例如，与第一段和/或第二段中的可弯曲段的密度不同。在一些示例中，一些或所有附加段中的可弯曲段还可以如上所述成对布置和/或如上所述被布置在相应的连续组中。

29、除了可弯曲段的密度和/或可弯曲段的布置之外，或代替可弯曲段的密度和/或可弯曲段的布置，两个或更多个段在与可弯曲段和/或成对可弯曲段中的开口的布置和/或形状有关的一个或多个参数上也可能不同。例如，所述两个或更多个段中的每一个都可以在这些参数中的一个或多个参数上与至少一个其他段(在一些示例中与每个其他段)不同。例如，第一段中的可弯曲段可以在以下各项中的一项或多项上与第二段中的可弯曲段和/或与一个或多个附加段中的一些或全部段中的可弯曲段不同：(1)近端开口和中心开口之间的距离和/或中心开口和远端开口之间的距离，例如，在近端开口和中心开口之间和/或中心开口与远端开口之间形成的弹簧段的宽度上；(2)一对可弯曲段内的可弯曲段之间的距离，例如，在该对可弯曲段之间形成的弹簧段的宽度上；(3)近端开口之间的近端连接部的长度和/或远端开口之间的远端连接部的长度；以及(4)中心开口之间的中心连接部的长度。另外或可替代地，这些段还可以在与开口的布置和/或形状有关的其他参数上(例如，在中心开口的收缩中心部、中间部和端部中的一个或多个部分的宽度上)有所不同。

30、在一些示例中，该管还可以包括具有多个环状或管状元件的主动弯曲段，该多个环状或管状元件通过多个接合件可枢转地彼此连接。例如，每个接合件可以将相应的近端元件可枢转地连接到相应的远端元件。例如，接合件可以是允许绕单个旋转轴铰接或旋转的铰链。在一些示例中，主动弯曲段的相邻元件可以通过布置在管的相对侧的一对接合件连接，例如，沿着周向相对于彼此旋转180°。该管还可以包括用于致动接合件的装置，例如，如本领域中公知的一根或多根控制线。主动弯曲段可以例如布置在多个可弯曲段和管的远端之间，例如，布置在管的远端或与管的远端相邻布置。

31、在一些示例中，一些或所有接合件均包括与相应接合件相关联的近端元件上的远端接触表面，该远端接触表面被配置为可滑动地接合与相应接合件相关联的远端元件上的近端接触表面。参考凸出部可以布置在近端接触表面和远端接触表面中的一个(例如第一个)上。另外或可替代地，参考凹口可以布置在近端接触表面和远端接触表面中的另一个(例如第二个)上。换言之，在近端接触表面和远端接触表面中的至少一个上布置有参考凸出部和参考凹口中的至少一个。参考凸出部和参考凹口中的至少一个(即，参考凸出部和/或参考凹口)可以被布置为使得当接合件处于与参考位置不同的第二位置(例如，第二铰接角)时相比，当接合件处于参考位置(例如，第一铰接角)时，使近端元件和远端元件相对于彼此枢转所需的力更大。例如，这可以允许将接合件朝向参考位置，例如，使得当没有张力施加到主动弯曲段时，接合件优选地位于参考位置。

32、参考凸出部和参考凹口中的至少一个(即，参考凸出部和/或参考凹口)可以例如被布置为使得在参考位置的接合件内产生的摩擦小于在第二位置产生的摩擦。例如，当接合件从参考位置移动到第二位置时，近端接触表面和远端接触表面之间的重叠或接触面积(例如，近端接触表面与远端接触表面接触的表面积)增加。

33、另外或可替代地，参考凸出部和参考凹口中的至少一个(即，参考凸出部和/或参考凹口)可以被布置为使得当接合件从参考位置移动到第二位置时，管的长度增加。在一个示例中，参考凸出部布置在近端接触表面和远端接触表面中的一个上，参考凹口布置在近端接触表面和远端接触表面中的另一个上。在参考位置中，参考凸出部可以至少部分布置在参考凹口中。在第二位置中，参考凸出部可以布置在参考凹口的外部。当接合件从参考位置移动到第二位置时，这可能会导致管的长度增加。因此，由于参考凸出部必须移出参考凹口，所以在参考位置中使近端元件和远端元件相对于彼此枢转可能需要比在第二位置中更大的力。

34、在一些示例中，当接合件处于参考位置时，近端元件和远端元件彼此平行，例如，使得近端元件和远端元件之间的铰接角为零或基本为零。近端元件和远端元件的外表面例如可以在参考位置中齐平并彼此平行(例如，使得管的对应部分是笔直的或基本笔直的)。在其他示例中，近端元件和远端元件可以在参考位置中以非零铰接角布置，例如，使得管的对应部分以预定的弯曲半径弯曲。

35、一些或所有接合件可以各自包括与相应接合件相关联的远端元件上的一对弧形近端支架，其中每个近端支架沿着圆弧延伸。另外或可替代地，一些或所有接合件可以各自包括与相应接合件相关联的近端元件上的一对弧形远端支架，其中每个远端支架沿着相应圆弧延伸。近端支架和/或远端支架可以例如沿着中心角为至少30°(在一些示例中至少60°，在一个示例中至少90°，在一个示例中至少120°，和/或不超过170°，在一些示例中不超过150°，在一个示例中不超过120°)的圆弧延伸。

36、每个近端支架可以被配置为与近端元件中的对应凹部和/或远端支架中的一个滑动接合。另外或可替代地，每个远端支架可以被配置为与远端元件中的对应凹部和/或近端支架中的一个滑动接合。近端支架和/或远端支架可以例如被配置为与对应凹部滑动接合，使得当接合件沿第一方向铰接时，相应支架中的一个进一步移动到凹部中，而当接合件沿第一方向铰接时，相应支架中的另一个进一步移出凹部，反之亦然。类似地，近端支架和/或远端支架可以例如被配置为与对应支架(“反向支架”)滑动接合，使得当接合件沿第一方向铰接时，相应支架中的相应支架一个与对应的反向支架之间的重叠和/或接触面积增加，而当接合件沿第一方向上铰接时，相应支架中的另一个与对应的反向支架之间的重叠和/或接触面积减小，反之亦然。在一些示例中，提供近端和/或远端支架可以增加接合件的牢固性，例如，使得接合件可以被配置为传递和/或抵抗更大的弯曲和/或扭转力。

37、近端支架或远端支架可以形成圆形的接合件窝(例如，圆形或基本圆形的凹部或切口)，其被配置为分别在远端元件和近端元件上接收对应的接合件头(例如，圆形或基本圆形的凸出部或销)。在一些示例中，参考凸出部可以布置在接合件窝和接合件头中的一个(例如第一个)的表面上。另外或可替代地，参考凹口可以布置在接合件窝和接合件头中的另一个(例如第二个)的表面上。换言之，参考凸出部和参考凹口中的至少一个布置在接合件窝和接合件头中的至少一个的表面上。例如，参考凸出部可以布置在接合件头的表面上，而参考凹口可以布置在接合件窝的表面上，反之亦然。

38、根据上述示例中任何一个的主动弯曲段也可以在没有根据本公开的可弯曲段的情况下使用，例如，在具有不同可弯曲段的管中或也在没有被动弯曲段和/或没有可弯曲段的管中使用。因此，本公开还提供了一种用于手术装置的管，该手术装置至少部分插入人体或动物体内，其中该管包括具有多个环状或管状元件的主动弯曲段，这些多个环状或管状元件通过多个接合件可枢转地彼此连接，其中一些或所有接合件每个都包括近端元件上的远端接触表面，该远端接触表面被配置为可滑动地接合远端元件上的近端接触表面，其中参考凸出部和/或参考凹口布置在近端接触表面和/或远端接触表面上，使得与接合件处于与参考位置不同的第二位置时相比，当接合件处于参考位置时，使近端元件和远端元件相对于彼此枢转所需的力更大。主动弯曲段中的接合件例如可以如上所述实施。所述管还可以包括根据本文所述的本公开的任何示例的管的任何特征。

39、根据本公开的管可以例如被配置为用于内窥镜的管，例如但不限于支气管镜、鼻窦镜、鼻咽镜、喉镜、腹腔镜、胃镜、十二指肠镜、结肠镜、超声内镜、宫腔镜、膀胱镜、尿路镜、尿道镜、心脏镜和关节镜。可以相应地选择管的长度和/或直径。该管例如可以是用于内窥镜的插入管或用于内窥镜的插入管的一部分。在一个示例中，该管是用于内窥镜中的海波管。海波管可以例如被配置为被管状套管或盖围绕或围合以形成插入管，其中套管或盖可以覆盖可弯曲段的开口。海波管可以例如形成插入管的框架或骨架，该框架或骨架被配置为向插入管提供尺寸稳定性。除了内窥镜之外或代替内窥镜，该管还可以被配置为用于至少部分插入人体或动物体内的其他手术装置，例如导管或其一部分。根据本公开的管可以例如是被配置为用于引导器械的管，例如在腹腔镜手术期间，将治疗工具或光导引导至患者体内。

40、本公开还提供了一种至少部分插入人体或动物体内的手术装置，特别是内窥镜，包括根据本文所述的示例中的任何一个的管。该管例如可以是内窥镜的插入管或其一部分，特别是海波管。内窥镜还可以包括耦合到管的接口/控制部。

41、本公开还提供了一种用于手术装置的管的制造方法，该手术装置至少部分插入到人体或动物体内。该方法包括提供管状件并且在管状件中形成多个可弯曲段。每个可弯曲段由以下部分形成：(1)在管状件的壁中形成三个中心开口，这些中心开口沿着管状件的圆周彼此位移管状件周长的29％至38％，并且通过壁的中心连接部彼此分开；(2)在中心开口的第一侧的壁中上形成三个第一开口，其中每个第一开口与中心连接部中的相应一个相邻形成；以及(3)在中心开口的与第一侧相对的第二侧上的壁中形成三个第二开口，其中每个第二开口与中心连接部中的相应一个相邻形成。上述编号仅为了清楚起见，并不意味着该方法的特定执行顺序。只要技术上可行，该方法可以以任意顺序执行，并且其部分也可以至少部分同时执行。

42、例如，该方法可以用于制造根据本文所述示例中的任何一个的管，例如以本文所述的布置和形状形成可弯曲段和开口。第一开口例如可以形成在中心开口的近端侧，并且可以与根据本公开的管的近端开口相对应。第二开口例如可以形成在中心开口的远端侧。并且可以与根据本公开的管的远端开口相对应。该方法还可以包括在管状件中形成额外的开口，例如如上所述的第四组开口。该方法还可以包括形成如本文所述的一个或多个主动弯曲段，例如在管状件中或作为连接或附接到管状件的单独件。例如，可以使用用于形成本文所述的可弯曲段的技术中的任何一种来形成一个或多个主动弯曲段。

43、管状件可以包括(即包括但不限于)刚性或半刚性材料，特别是金属，如不锈钢、钛或镍钛合金，诸如nitionol。在一些示例中，管状件可以由刚性或半刚性材料组成(即仅包括刚性材料)，特别是金属，如不锈钢、钛或镍钛合金，诸如nitionol。另外或可替代地，管状件还可以包括塑料。在一些示例中，管状件可以由塑料制成。

44、例如，可以通过切割管状件的壁来形成开口，特别是通过激光切割。然而，该方法不限于用于形成开口的特定加工工艺或技术，开口也可以通过其他手段形成，例如，使用任何合适的计算机数控(cnc)加工技术，如钻孔和/或铣削。

45、中心开口被形成为沿着管状件的圆周彼此位移相应可弯曲段中的管状件的周长的29％至38％(例如，与相对于管中心的约105°和135°之间的位移角相对应)，在一些示例中为31％至35％，在一个示例中为32.8％至33.9％(例如1/3)。例如，可以在各个中心开口的中心(例如质心)之间测量中心开口的位移。中心开口可以特别地被形成为使得中心开口之间的中心连接部如上文针对根据本公开的管所述那样进行位移。

46、在一些示例中，一些或所有可弯曲段的第一开口和/或第二开口是通过激光切割形成的狭缝。换句话说，该方法可以包括激光切割狭缝作为第一开口和第二开口。另外或可替代地，一些或所有可弯曲段的中心开口可以是通过激光切割形成的狭缝。相应开口/狭缝沿着管状件的纵向的宽度可以与激光切割的切割宽度相对应。切割宽度例如可以在10μm和50μm之间，在一些示例中在20μm和40μm之间。

47、通过提供沿管的圆周布置的三个中心开口，本公开允许形成用于手术装置的管，这些管是可弯曲的，同时具有足够的抗扭刚度和抗塑性变形能力。分隔中心开口的管壁的三个中心连接部绕管的中心或轴线以三重或近似三重对称的方式布置，并且提供三个近似等距的点用于在相应的可弯曲段上直接传递力。由此，扭矩可以沿着管的长度(例如，从近端到远端)高效传递，同时减少可弯曲段中的扭转和/或弯曲应力。在中心开口和近端和远端开口之间，可以分别形成将中心连接部与近端/远端连接部连接的弹簧段。当管弯曲时，弹簧段可能会变形并吸收应力，从而为其他负载点提供缓解。

48、根据本公开的可弯曲段可以减少段间距离对管的抗扭刚度的影响，因此可以通过添加可弯曲段/减少段间距离来提供足够的柔性，而不会显著影响抗扭刚度。此外，所提出的设计提供了与开口的尺寸、形状和布置有关的多个参数，这些参数可以根据如上所述的手术装置或预期应用的需要进行调整，以控制管的机械性能。根据本公开的可弯曲段可以容易地制造，并且可以允许在加工时间/成本、柔性以及管的抗扭刚度之间实现良好的折衷，该管可以根据相应要求进行灵活调整。例如，可以减少可弯曲段的数量和/或简化开口的形状(例如，通过增加与开口相关联的曲率半径)，以便在制造期间进行更快处理。

技术特征：

1.一种用于至少部分插入人体或动物体内的手术装置(100)的管(200、700)，所述管(200、700)从所述管(200、700)的近端(200a、700a)延伸到远端(200b、700b)，其特征在于，所述管(200、700)包括多个可弯曲段(204a、204b)，每个所述可弯曲段(204a、204b)包括：

2.根据权利要求1所述的管(200、700)，其特征在于，所述可弯曲段(204a、204b)中的至少一些沿着所述管(200、700)的纵向(x)成对布置，每对所述可弯曲段(204a、204b)之间的距离(f)小于相应对和相邻对之间的距离(g)的50％，优选地小于25％。

3.根据权利要求1或2所述的管(200、700)，其特征在于，所述多个可弯曲段(204a、204b)中的两个相邻可弯曲段的近端可弯曲分段(204a)的所述远端开口(210b)和远端可弯曲段(204b)的所述近端开口(210a)之间的距离(f)在所述远端可弯曲段(204b)的所述近端开口(210a)和所述中心开口(206)之间的距离(d)的50％和200％之间，优选地在80％和120％之间，和/或在近端可弯曲段(204a)的所述中心开口(206)和远端开口(212b)之间的距离(d)的50％和200％之间，优选地在80％和120％之间。

4.根据权利要求3所述的管(200、700)，其特征在于，所述远端可弯曲段(204b)的所述近端开口(210a)和所述近端可弯曲段(204a)的所述远端开口(210b)沿所述管(200、700)的周向重叠，从而在它们之间形成弹簧段(216)，其中优选地，所述弹簧段(216)中的一个或多个沿所述纵向(x)在相应的所述弹簧段(216)的中心处的宽度(d6)小于相应的所述弹簧段(216)在相应的所述弹簧段(216)的一端或两端处的宽度(d4、d5)。

5.根据权利要求3或4所述的管(200、700)，其特征在于，所述可弯曲段(204a、204b)中的至少一些可弯曲段被布置为连续的可弯曲段组，其中所述连续的可弯曲段组中的任意两个相邻可弯曲段的近端可弯曲段(204a)的所述远端开口(210b)和远端可弯曲段(204b)的所述近端开口(210a)之间的所述距离(f)在所述远端可弯曲段(204b)的所述近端开口(210a)和所述中心开口(206)之间的所述距离(d)的50％和200％之间和/或在所述近端可弯曲段(204a)的所述中心开口(206)和所述远端开口(210b)之间的所述距离(d)的50％和200％之间。

6.根据前述权利要求中任一项所述的管(200、700)，其特征在于，所述多个可弯曲段(204a、204b)中的相邻的可弯曲段(204a、204b)沿着周向相对于彼此旋转，其中相邻的所述可弯曲段(204a、204b)中的一个可弯曲段(204a)的所述中心开口(206)的中心与相邻的所述可弯曲段(204a、204b)中的另一相邻的可弯曲段(204b)的所述中心连接部(208)对齐。

7.根据前述权利要求中任一项所述的管(200、700)，其特征在于，所述近端开口(210a)和/或所述远端开口(210b)是狭缝，其中所述中心开口(206)沿纵向(x)的宽度(c)是所述狭缝的宽度的至少5倍，优选地是至少10倍。

8.根据前述权利要求中任一项所述的管(200、700)，其特征在于，所述近端开口(210a)由所述壁(202)的近端连接部(212a)彼此分开，并且所述远端开口(210b)由所述壁(202)的远端连接部(212b)彼此分开。

9.根据权利要求8所述的管(200、700)，其特征在于，所述近端连接部(212a)的长度(a2)和/或所述远端连接部(212b)沿周向的长度(a2)在所述中心连接部(208)的长度(a1)的25％和200％之间，优选地在30％和100％之间。

10.根据权利要求8或9所述的管(200、700)，其特征在于，所述近端连接部(212a)的长度(a2)和/或所述远端连接部(212b)的长度(a2)不超过相应的所述可弯曲段(204a、204b)中的所述管(200、700)的周长的10％，优选地不超过5％。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的管(200、700)，其特征在于，所述可弯曲段(204a、204b)中的一些或所有各自还包括第四组开口，所述第四组开口包括三个第四开口(600)，所述三个第四开口(600)布置在所述近端开口(210a)的近端侧上，其中每个所述第四开口(600)与所述近端连接部(212a)中的相应一个相邻，或布置在所述远端开口(210b)的远端侧，其中每个所述第四开口(600)与所述远端连接部(212b)中的相应一个相邻。

12.根据前述权利要求中任一项所述的管(200、700)，其特征在于，所述可弯曲段(204a、204b)中的一些或所有的所述近端开口(210a)和/或所述远端开口(210b)沿周向与相应的所述可弯曲段(204a，204b)的所述中心开口(206)重叠，从而在其间形成弹簧段(214)，其中所述弹簧段(214)中的一个或多个沿着纵向(x)在相应的所述弹簧段(214)的中心处的宽度(d3)小于相应的所述弹簧段(214)在相应的所述弹簧段(214)的一端或两端处的宽度(d1、d2)。

13.根据前述权利要求中任一项所述的管(200、700)，其特征在于，所述中心开口(206)中的一些或全部、所述近端开口(210a)中的一些或全部和/或所述远端开口(210b)中的一些或全部各自在相应的开口(206、210a、210b)的中心处包括收缩中心部(206c)，所述收缩中心部(206c)沿着纵向(x)具有宽度(c2)，所述宽度(c2)在相应的开口(206、210a、210b)的最大宽度的20％和90％之间，优选地在40％和70％之间。

14.根据前述权利要求中任一项所述的管(200、700)，其特征在于，所述中心开口(206)中的一些或所有沿着纵向(x)在相应的开口(206、210a、210b)的中心处的宽度(c2)、所述近端开口(210a)中的一些或所有沿着纵向(x)在相应的开口(206、210a、210b)的中心处的宽度和/或所述远端开口(210b)中的一些或所有沿着纵向(x)在相应的开口(206、210a、210b)的中心处的宽度在相应的开口(206、210a、210b)的一个或两个端部(206a)的宽度(c1)的20％和90％之间，优选地在40％和70％之间。

15.根据前述权利要求中任一项所述的管(200、700)，其特征在于，所述中心开口(206)中的一些或全部、所述近端开口(210a)中的一些或全部和/或所述远端开口(210b)中的一些或全部各自包括加宽中间部(206b)，所述加宽中间部(206b)布置在相应的开口(206、210a、210b)的中心部(206c)和相应端部部分(206a)之间，所述加宽中间部(206b)沿着纵向(x)的宽度(c3)大于所述中心部(206c)的宽度(c2)并且大于端部(206a)的宽度(c1)。

16.根据权利要求15所述的管(200、700)，其特征在于，相应的开口(206、210a、210b)的一个或两个端部(206a)的所述宽度(c1)在所述中心部(206c)的所述宽度(c2)的40％和90％之间。

17.根据前述权利要求中任一项所述的管(200、700)，所述管(200、700)包括第一段(700-ii)和第二段(700-iii、700-iv)，其特征在于，所述第一段(700-ii)中的可弯曲段的密度与所述第二段(700-iii、700-iv)中的可弯曲段的密度不同。

18.根据权利要求17所述的管(200、700)，其特征在于，所述第二段(700-iv)中的所述可弯曲段(204a、204b)被布置为连续的可弯曲段组，其中所述连续的可弯曲段组中的任意两个的近端可弯曲段(204a)的所述远端开口(210b)和远端可弯曲段(204b)的所述近端开口(210a)之间的距离(f)在所述远端可弯曲段(204b)的所述近端开口(210a)和所述中心开口(206)之间的距离(d)的50％和200％之间和/或在近端的所述可弯曲段(204a)的所述中心开口(206)和所述远端开口(210b)之间的距离(d)的50％和200％之间。

19.根据权利要求17或18所述的管(200、700)，其特征在于，所述第一段(700-ii)中的所述可弯曲段(204a、204b)沿着纵向(x)成对布置，其中每对所述可弯曲段(204a、204b)之间的距离(f)小于相应的所述对和相邻对之间的距离(g)的50％，优选地小于25％。

20.根据权利要求19所述的管(200、700)，其特征在于，

21.根据权利要求17至20中任一项所述的管(200、700)，其特征在于，所述第一段(700-ii)中的所述可弯曲段(204a、204b)在以下各项中的一项或多项上与所述第二段(700-iii、700-iv)中的所述可弯曲段(204a、204b)和/或一个或多个额外的段(700-iii)的一些或全部中的所述可弯曲段(204a、204b)不同：

22.根据前述权利要求中任一项所述的管(200、700)，还包括具有多个环状或管状元件(702a、702b)的主动弯曲段(700-v)，所述多个环状或管状元件通过多个接合件(704)可枢转地彼此连接。

23.根据权利要求22所述的管(200、700)，其特征在于，所述接合件(704)中的一些或所有各自包括与相应的所述接合件(704)相关联的近端元件(702a)上的远端接触表面(706b)，所述远端接触表面被配置为可滑动地接合与相应的所述接合件(704)相关联的远端元件(702b)上的近端接触表面(706a)，其中，参考凸出部(714a)布置在所述近端接触表面(706a)和所述远端接触表面(706b)中的一个上和/或参考凹口(714b)布置在所述近端接触表面(706a)和所述远端接触表面(706b)中的另一个上，所述参考凸出部(714a)和/或所述参考凹口(714b)被布置为使得与当所述接合件(704)处于参考位置时，使所述近端元件(702a)和所述远端元件(702b)相对于彼此枢转所需的力大于当所述接合件(704)处于与参考位置不同的第二位置时的力。

24.根据权利要求23所述的管(200、700)，其特征在于，所述参考凸出部(714a)和/或所述参考凹口(714b)被布置为使得当所述接合件(704)从所述参考位置移动到所述第二位置时，所述管(200、700)的长度增加。

25.根据权利要求23或24所述的管(200、700)，其特征在于，当相应的所述接合件(704)处于所述参考位置时，所述近端元件(702a)和所述远端元件(702b)彼此平行。

26.根据权利要求22至25中任一项的管(200、700)，其特征在于，所述接合件(704)中的一些或所有各自包括：

27.根据权利要求26所述的管(200、700)，其特征在于，所述近端支架(710a)或所述远端支架(710b)形成圆形的接合件窝(708b)，所述圆形的接合件窝(708b)被配置为分别接收所述远端元件(702b)和所述近端元件(702a)上的对应的接合件头(708a)，其中，参考凸出部(714a)布置在所述接合件窝(708b)和所述接合件头(708a)中的一个的表面上和/或参考凹口(714b)布置在所述接合件窝(708b)和所述接合件头(708a)中的另一个的表面上。

28.根据前述权利要求中任一项所述的管(200、700)，其特征在于，所述手术装置(100)是内窥镜(100)，所述管(200、700)是用于所述内窥镜(100)的插入管或海波管。

29.一种用于至少部分插入人体或动物体内的手术装置(100)的管(200、700)的制造方法(1000)，其特征在于，所述管(200、700)的制造方法(1000)包括提供管状件并且在所述管状件中形成多个可弯曲段(204a、204b)，所述可弯曲段(204a、204b)中的每个通过以下方式形成：

30.根据权利要求29所述的管(200、700)的制造方法(1000)，其特征在于，所述第一开口(210a)和所述第二开口(210b)是通过激光切割形成的狭缝，并且所述第一开口(210a)和所述第二开口(210b)沿着所述管状件的纵向(x)的宽度与所述激光切割的切割宽度相对应，所述切割宽度优选地在10μm和50μm之间。

技术总结
本文公开了一种至少部分插入人体或动物体内的用于手术装置的管以及这种管的制造方法。根据本公开的管从管的近端延伸到远端，并且包括多个可弯曲段。每个可弯曲段包括管壁中的三个近端开口、三个中心开口和三个远端开口。中心开口沿着管的圆周布置，并且通过壁的中心连接部彼此分开。中心连接部沿着管的圆周彼此位移105°至135°。近端开口布置在中心开口的近端侧，每个近端开口与相应的一个中心连接部相邻。远端开口布置在中心开口的远端侧，每个远端开口与相应的一个中心连接部相邻。

技术研发人员：马尔科·里佐,埃里克·瓦尔伯格
受保护的技术使用者：豪雅株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5