用于介入成像探头的运动控制锁定机构的制作方法

用于介入成像探头的运动控制锁定机构
1.技术领域和

背景技术：

2.本公开的实施方案总体上涉及介入成像，并且更具体地涉及用于操纵介入成像探头的控制手柄的结构及其在这些介入规程中的操作方法。
3.各种医学病症影响内部器官和结构。这些病症的高效诊断和治疗通常需要医师直接观察患者的内部器官和结构。例如，各种心脏疾病的诊断通常需要心脏病学家直接观察患者心脏的受影响区域。代替更具侵入性的手术技术，通常利用超声成像来直接观察患者的内部器官和结构的图像。
4.举例来说，诸如经食管超声心动图(tee)和/或心内超声心动图(ice)的介入规程可以用于提供心内解剖结构的高分辨率图像。高分辨率图像继而允许在结构性心脏病(shd)介入期间实时指导介入设备，诸如经导管主动脉瓣植入(tavi)、瓣周反流修复和/或二尖瓣介入。
5.tee规程通常在需要对患者的内部结构进行成像的检查、介入和手术室(心脏直视手术)情况下进行。用于执行tee的设备通常包括侵入式或介入设备或探头、处理单元和监视器。探头连接到处理单元，该处理单元继而连接到监视器。在操作中，处理单元将触发信号发送到探头。然后探头经由探头内的成像元件将超声波信号发射到患者的心脏中。然后探头检测先前发射的超声信号的回波。然后，探头将检测到的信号发送到处理单元，该处理单元将信号转换为图像。然后将该图像显示在监视器上。探头通常包括半柔性插入管，该半柔性插入管包括位于探头末端附近的换能器。
6.通常，在tee期间，将插入管引入患者的口腔中并定位在患者的食道中。然后，插入管被定位成使得换能器处于有利于心脏成像的位置。也就是说，插入管被定位成使得待成像的心脏或其他内部结构位于设置在插入管内的成像元件或换能器的视野方向上。通常，换能器通过与心脏或其他内部结构接触的食道壁发送超声波信号。随后，换能器接收超声波信号，因为它们从患者的内部结构内的各个点反弹回来。换能器然后通常经由布线通过插入管将接收到的信号发送回。在信号行进通过插入管和探头之后，信号通常经由将探头连接到处理单元的导线进入处理单元。
7.通常，除了心脏之外，还可能期望使用例如包括支气管镜或结肠镜的其他介入成像规程和设备对患者体内的其他内部结构进行成像。对其他内部结构进行成像可能需要重新定位或使用不同的探头，以便查看期望的患者的内部器官或其他内部结构。另外，从各种角度和视角查看心脏和/或其他内部结构可能需要在这些规程期间重新定位探头。
8.尽管tee允许良好定义的工作流程和良好的图像质量，但是tee可能不适用于所有心脏介入。因此，在其他介入规程中，ice可以用于提供心脏结构的高分辨率图像，通常在患者的清醒镇静下。此外，利用与用于tee的那些探头在构造上高度类似的探头的ice设备可以与其他介入成像系统连接，从而允许补充成像，该补充成像可以提供用于设备指导、诊断和/或治疗的附加信息。例如，ct、mri、pet、超声、荧光透视、电生理学和/或x射线成像系统可用于实时提供感兴趣解剖结构的补充视图，以促进ice辅助介入规程。
9.在这些规程中的任一个规程或任何类似的侵入性或介入规程中，如前所述，如图1
至图3所示，插入患者1002体内的探头或介入设备1000包括控制手柄1004，该控制手柄具有从该手柄1004向外延伸的细长柔性插入管1006。该管1006包围合适的移动机构1007，该合适的移动机构可操作地连接到控制手柄1004上的控制设备1008，使得操作者可以控制该机构1007的移动和柔性管1006在患者1002体内的移动。与控制手柄1004相对，柔性插入管1006包括可操作以获得患者1002的解剖结构1018的超声图像的成像元件，例如换能器1010。
10.在某些现有技术介入探头控制手柄配置中，如图1和图2所示，探头1000具有控制手柄1004，该控制手柄使得用户能够在两个平面(即，前-后(ap)平面1014和左-右(rl)平面1016)内在患者1002的食管1020内操纵换能器1010，使得可以经由换能器1010获取解剖结构1018(例如，心脏)中的感兴趣结构的所需图像。为了使换能器1010在任一平面1014、1016内移动，设置在控制手柄1004上的控制设备1008能够选择性地控制换能器1010在任一平面1014、1016内的移动。例如，控制设备1008可以采用可旋转地安装到控制手柄1004的一对控制轮1022、1024的形式。通过旋转小控制轮1022，换能器1010可以在rl平面1016中被操纵，即相对于患者1002的解剖结构1018向左或向右。通过旋转大控制轮1024，换能器1010可以在ap平面1014中被操纵，即相对于患者1002的解剖结构1018向前或向后。
11.当探头1000在使用中时，为了维持或保持换能器1010的期望位置以获得特定图像视图，用户可以主动地保持在轮1022、1024上持续较短的时间段，以防止轮1022、1024以及因此换能器1010的任何无意移动。但是如果换能器1010的图像视图需要保持更长的时间段，则用户可以激活控制手柄1004上的偏转制动器或偏转锁1026。偏转锁1026将轮1022、1024固定在选定位置，并防止轮1022、1024的任何移动，直到锁1026脱离。
12.在现有技术中，偏转锁1026可以具有各种形式，诸如在美国专利号9,999,434；9,924,855；9,526,406；9,259,141；8,808,168；10,064,639和6,699,182中的每一个中所公开的那些形式，但是每个形式包括关于锁的结构和/或操作模式的一个或多个缺陷。因此，希望开发一种用于介入探头的改进的偏转锁，其避免现有技术的这些缺点。


技术实现要素：

13.在本发明的一个示例性实施方案中，一种用于介入医疗设备的控制手柄包括：主体；移动控制机构，其至少部分地设置在主体内，该移动控制机构具有：设置在主体上的一个或多个控制元件；一个或多个齿轮，其可旋转地设置在主体内并且可操作地连接到一个或多个控制元件，该一个或多个齿轮在其上包括多个接合结构；以及与一个或多个齿轮接合的一个或多个线缆，该一个或多个线缆从主体向外延伸并且适于与介入医疗设备的尖端接合；和运动锁定机构，其至少部分地设置在主体内，该运动锁定机构具有：一个或多个制动杆，其被偏置成与一个或多个齿轮上的接合结构接合；以及释放开关，其与一个或多个制动杆接合，以将一个或多个制动杆选择性地定位成与一个或多个齿轮上的接合结构接合或脱离接合。
14.在本发明的另一个示例性实施方案中，介入医疗设备包括：插入管组件，其在一端部处具有成像尖端；以及控制手柄，其与换能器相对可操作地连接到插入管，并且适于连接到成像系统，其中，控制手柄包括：主体；移动控制机构，其至少部分地设置在主体内，该移动控制机构具有：设置在主体上的一个或多个控制元件；一个或多个齿轮，其可旋转地设置
在主体内并且可操作地连接到一个或多个控制元件，该一个或多个齿轮在其上包括多个接合结构；以及与一个或多个齿轮接合的一个或多个线缆，该一个或多个线缆从主体向外延伸并且与成像尖端接合；以及运动锁定机构，其至少部分地设置在主体内，该运动锁定机构具有：一个或多个制动杆，其被偏置成与一个或多个齿轮上的接合结构接合；以及释放开关，其与一个或多个制动杆接合，以将一个或多个制动杆选择性地定位成与一个或多个齿轮上的接合结构接合或脱离接合。
15.在本发明的又一个示例性实施方案中，一种用于在介入医疗规程中控制介入医疗设备的移动的方法包括以下步骤：提供介入医疗设备，该介入医疗设备具有：插入管组件，其在一端部处具有成像尖端；以及控制手柄，其与换能器相对，可操作地连接到插入管，并且适于连接到成像系统，其中，控制手柄包括：主体；移动控制机构，其至少部分地设置在主体内，该移动控制机构具有：设置在主体上的一个或多个控制元件；一个或多个齿轮，其可旋转地设置在主体内并且可操作地连接到一个或多个控制元件，一个或多个齿轮在其上包括多个接合结构；以及与一个或多个齿轮接合的一个或多个线缆，该一个或多个线缆从主体向外延伸并且与成像尖端接合；以及运动锁定机构，其至少部分地设置在主体内，该运动锁定机构具有：一个或多个制动杆，其被偏置成与一个或多个齿轮上的接合结构接合；以及释放开关，其与一个或多个制动杆接合，以将一个或多个制动杆选择性地定位成与一个或多个齿轮上的接合结构接合或脱离接合；操作移动控制机构以移动尖端；以及操作运动锁定机构以限制移动控制机构在一个或多个方向上的移动。
16.应当理解，提供上面的简要描述来以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的精选概念。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或必要特征，该主题的范围由具体实施方式后的权利要求书唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。
附图说明
17.图1是包括插入管和控制手柄的现有技术介入探头的俯视平面图。
18.图2是图1的介入探头的侧正视图。
19.图3是插入患者体内的介入探头的示意图。
20.图4是根据本公开的各方面的示例性成像系统的示意图。
21.图5是包括根据本公开的示例性实施方案构造并且可用超声成像系统操作的控制手柄的介入设备的等距视图。
22.图6是根据本公开的示例性实施方案包括控制机构的图5的控制手柄的局部断开的俯视平面图。
23.图7是图6的控制手柄的控制机构的局部断开的俯视平面图。
24.图8是图6的控制手柄的控制机构的局部断开的侧正视图。
25.图9是图6的控制手柄的控制机构的局部断开的仰视平面图。
26.图10是沿着图7的线10-10的横截面图，示出了根据本公开的示例性实施方案的偏转锁定机构。
27.图11是沿着图10的线11-11的横截面图。
28.图12是沿着图10的线12-12的横截面图。
29.图13是沿着图10的线13-13的横截面图。
30.图14a至图14d是图9的偏转锁定机构的各种操作构造的局部断开的横截面图和仰视平面图。
31.图15a至图15e是根据本公开的示例性实施方案的用于偏转锁定机构的操作的控制开关在控制手柄上的不同位置的俯视图和仰视图。
32.图16是根据本公开的示例性实施方案的电子偏转锁定机构的局部断开的横截面图。
33.图17是图16的电子偏转锁定机构的仰视平面图。
34.图18是用于操作电子偏转锁定机构的控制开关的俯视平面图。
具体实施方式
35.图4示出了用于在介入规程期间使用的目标结构102的最佳可视化的示例性成像系统100。出于讨论目的，参考tee系统描述系统100。然而，在某些实施方案中，系统100可以在其他介入成像系统中实现，诸如tte系统、ice系统、oct系统、磁共振成像(mri)系统、ct系统、正电子发射断层扫描(pet)系统和/或x射线系统。另外，可以注意，尽管参考对对应于患者的心脏区域进行成像描述本实施方案，但是系统100的某些实施方案可以与其他生物组织一起使用，诸如淋巴管、脑血管和/或在非生物材料中。
36.在一个实施方案中，系统100采用超声信号来采集对应于受试者的目标结构102的图像数据。此外，系统100可以将对应于目标结构102(例如心脏区域)的所采集的图像数据与补充图像数据组合。例如，补充图像数据可以包括先前采集的图像和/或由补充成像系统104生成的实时术中图像数据，诸如ct、mri、pet、超声、荧光透视、电生理学和/或x射线系统。具体地，所采集的图像数据和/或补充图像数据的组合可以允许生成复合图像，该复合图像提供更大量的医学信息以用于介入规程的准确指导和/或用于提供更准确的解剖测量。
37.因此，在一个实施方案中，系统100包括介入设备或探头106，诸如超声探头、腹腔镜、支气管镜、结肠镜、针、导管和/或内窥镜。介入设备106适于在受限医疗或手术环境中使用，诸如对应于受试者(例如患者)的体腔、孔口或腔室。介入设备106可以进一步包括设置在介入设备106的远侧端部处的至少一个成像子系统108。成像子系统108可以被配置成生成目标结构102的横截面图像，用于评估一个或多个对应特征。具体地，在一个实施方案中，成像子系统108被配置成采集对应于受试者的一系列三维(3d)和/或四维(4d)超声图像，尽管子系统108还可以获得一维(1d)和二维(2d)超声图像。在某些实施方案中，系统100可以被配置成相对于时间生成3d模型，从而生成对应于目标结构(诸如患者的心脏)的4d模型或图像。例如，系统100可以使用3d和/或4d图像数据来可视化目标结构102的4d模型，以便为医疗从业者提供用于在患者体内导航探头/介入设备106的实时指导。
38.为此，在某些实施方案中，成像子系统108可以是超声成像系统，该超声成像系统包括可以被配置成生成脉冲波形以操作或驱动成像元件111(诸如一个或多个换能器元件112)的发射电路110。换能器元件112被配置成发射和/或接收超声能量，并且可包含适于将信号转换成声能和/或将声能转换成信号的任何材料。例如，根据示例性实施方案，换能器元件112可以是压电材料，诸如锆钛酸铅(pzt)或电容性微机械加工超声换能器(cmut)。介
入设备106可以包括多于一个换能器元件112，诸如在介入设备106上布置成阵列或彼此分离的两个或更多个换能器元件112。换能器元件112产生返回到换能器元件112并且由接收电路114接收以进行进一步处理的回波。接收电路114可以操作地耦合到波束成形器116，该波束成形器可以被配置成处理接收到的回波并输出对应的射频(rf)信号。
39.此外，系统100包括通信地耦合到采集/成像子系统108的处理单元120，以通过有线或无线通信网络118将处理单元120操作地连接到波束成形器116、介入设备106和/或接收电路114。处理单元120可以被配置成在近实时和/或离线模式下根据多个可选超声成像模式接收和处理所采集的图像数据，例如，rf信号。
40.此外，在一个实施方案中，处理单元120可以被配置成将所采集的体积图像、成像参数和/或查看参数存储在存储器设备122中。例如，存储器设备122可以包括存储设备，诸如随机存取存储器、只读存储器、磁盘驱动器、固态存储器设备和/或闪存存储器。此外，处理单元120可以将体积图像和/或从图像导出的信息显示给用户(诸如心脏病学家)，用于在可操作地连接的显示器126上进行进一步评估，以便使用一个或多个连接的输入-输出设备124进行操纵以传递信息和/或接收来自用户的命令和输入，或者用于由视频处理器128处理，该视频处理器可以被连接并被配置成执行处理单元120的一个或多个功能。例如，视频处理器128可以被配置成将接收到的回波数字化并在显示设备126上输出所得数字视频流。
41.现在参见图5，介入设备106在例示的示例性实施方案中公开为被形成为超声探头/tee探头200。超声探头200包括控制手柄202，该控制手柄经由线缆203操作地连接到处理单元120；以及插入管204，该插入管与线缆203相对，从控制手柄202向外延伸，其中，成像子系统108容纳在包括与手柄202相对的尖端207的管204内。控制手柄202在其上包括一个或多个控制元件206，这些控制元件使得超声探头200的操作者能够控制内部移动和成像机构的各种操作以及设置在插入管204的中空内部内的相关联布线和/或其他连接(未示出)。
42.现在查看图6至图13的例示示例性实施方案，控制手柄202包括细长主体210，该细长主体由轻质且耐用的材料形成以形成主体210，诸如塑料或金属，并且具有任何合适的构造以形成主体210，诸如单件式、两件式或其他多件式构造。
43.位于主体210上的控制元件206可包括一个或多个开关212、按钮或其他元件206，连同由一对控制轮214、216形成的移动控制机构213。轮214、216以使得轮214、216能够由使用探头200的个体容易地接合和旋转的构造可旋转地安装到主体210的外部，诸如图6至图10的示例性例示实施方案中所示的堆叠构造。轮214、216各自围绕固定的中心轴218可旋转地设置，该中心轴延伸通过主体210并固定到该主体。第一轮214邻近主体210设置并且附接到围绕中心轴218设置在主体210内的第一齿轮220。第二轮216与主体210相对，被定位成邻近第一轮214，并且包括可旋转轴222，该可旋转轴延伸通过第一齿轮220并且附接到设置在主体210内邻近第一齿轮220的第二齿轮224。一对轴承226被设置在第二齿轮224与中心轴218之间，以使得第二齿轮224和第二轮216能够相对于中心轴218和主体210旋转。另一个单独的轴承228被设置在可旋转轴222与第一齿轮220之间，以便使得第一齿轮220能够独立于第二齿轮224相对于中心轴218和主体210旋转。
44.第一齿轮220和第二齿轮224彼此类似地形成，并且各自包括一对间隔开的周向凹槽230、232，该周向凹槽设置在齿轮上并且在其间限定中心环231，其中，中心环231包括由凹槽235间隔开的多个间隔齿233(图7)，或者设置在中心环上的其他合适的接合结构。每个
凹槽230、232包括止动件234，其中每个凹槽230、232的止动件234位于齿轮220、224的相反侧上。一对控制线缆/钢丝绳/绞合线236、238被定位在相应的凹槽230、232内，其中每个线缆236、236的一端部与凹槽230、232中的止动件234接合。与止动件234相对，控制线缆236、238各自与单独的连接器240接合，该连接器还与控制线缆236、238相对地与连接器线缆242、244接合。连接器线缆242、244延伸通过对准的衬套246，该衬套位于设置在主体210内并与齿轮220、224间隔开的结构支架247中。衬套246维持控制线缆236、238和连接器线缆242、244的竖直和水平取向与凹槽230、232对准，从而防止线缆236、238、242、244在通过齿轮220、224的旋转而移动时彼此干涉。或者，控制线缆236、238和连接器线缆242、244可形成为整体线缆，从而消除对连接器240的需要。
45.连接器线缆242、244从衬套246延伸通过连接到衬套246并且沿着插入管204定位的线缆引导件248、250。连接器线缆242、244和引导件248、250端接并连接到尖端207的相对侧(顶部和底部或左侧和右侧)，使得线缆回路形成在齿轮220、224中的每一个齿轮与尖端207之间，从而使得齿轮220、224的旋转能够在利用移动控制机构213时转化为尖端207的线性运动，即前/后或右/左。
46.现在查看图6至图14，探头200另外包括与齿轮220、240接合的运动锁定机构260。该锁定机构260包括设置在控制缆线236、238之间的主体210内的壳体262。该壳体262包括位于支架247附近的第一部分264和位于齿轮220、224附近的第二部分266。如图10最佳所示，第一部分264包括形成在第一部分264中的一对盲孔268、270，该对盲孔分别与第一齿轮220和第二齿轮224对准。孔268、270各自在其中接收偏置构件272，在例示示例性实施方案中，偏置构件是压缩弹簧274，诸如波形弹簧或螺旋弹簧，以及其他合适类型的偏置构件。压缩弹簧274在其中接收制动杆278、280的杆部276。杆部276延伸通过限定在压缩弹簧274内的中心空间282，进入设置在孔268、270中的每一个孔的端部处的对准通道284中，以维持杆部276相对于孔268、270的对准。
47.与杆部276相对，制动杆278、280各自包括头部286、288，其上设置有与杆部276相对的楔形件308。每个头部286、288具有比限定在压缩弹簧274的中心内的空间282大的至少一个尺寸，使得每个头部286、288安置在压缩弹簧274的与通道284相对的端部上并且接合该端部。另外，每个制动杆278、280的头部286、288被成形为在大小上略小于孔268、270，使得头部286、288在它们沿着孔268、270移动时保持与孔268、270对准。
48.如图10至图13中最佳所示，头部286、288中的每一个头部包括从相应头部286、288向外延伸的臂292、294，该臂在例示的示例性实施方案中被示出为大致垂直于每个制动杆287、280的长轴296的方向。另外，制动杆280上的头部288形成有设置在制动杆278上的头部286下方的凹槽298，并且臂292延伸通过该凹槽。凹槽298的尺寸使得臂292能够延伸通过凹槽298而不接触凹槽298的周边。此外，每个臂292、294延伸通过第二部分266中的对准孔300、302，以在第二部分266外部的对准位置中与相应头部286、288相对地端接。
49.在每个臂292、294的位于第二部分266外侧的端部处，臂292、294各自包括与臂292、294接合并从其中向外延伸的销304。例示的示例性实施方案中的销304通常为圆柱形形状，并且包括与臂292、294相对定位的凸片305。每个销304包括在臂292、294与凸片305之间围绕销304设置的轴承套筒306，该轴承套筒可相对于销304旋转并且通过凸片305保持在销304上。
50.现在查看图10和图11，与杆部276相对，每个头部286、288包括在其上形成的楔形件308。每个楔形件308在沿着制动杆278、280的长轴296的方向上从相应的头部286、288向外突出，并且与大致与第一部分264相对的第二部分264中的开口310、312对准。由于与弹簧274的接合，头部286、288被连续地偏置以推动楔形件308进入并通过相关联的对准开口310、312，如图10中的制动杆278的位置所例示。在该位置中，楔形件308被插入到齿轮220的中心环231上的凹槽235内，位于由楔形件308接合的邻近齿233之间，从而防止齿轮220和相关联的轮214旋转。
51.现在参考图9至图12，为了使楔形件308脱离或移出凹槽235并与齿233接合，运动锁定机构260包括释放开关314。在例示的示例性实施方案中，释放开关314形成有致动器/旋钮316，该致动器/旋钮在中心轴218上被设置在主体210上与轮214、216相对。旋钮316连接到凸轮318，该凸轮至少部分地围绕中心轴218位于主体210内，在邻近与第一齿轮220相对的第二齿轮224的位置。轴承320设置在凸轮318和中心轴218之间，以使凸轮318能够独立于第一齿轮220和第二齿轮224相对于中心轴218旋转。
52.凸轮318包括接合凸缘322，该接合凸缘从凸轮318向外延伸到邻近凸轮318形成在主体310中的凹槽324中。凸缘322和凹槽324的形状彼此互补，以允许凸缘322由于第三齿轮318围绕中心轴218的移动而在凹槽324内自由旋转。在例示的示例性实施方案中，凸缘322形成为扇形，具有附接到凸轮318的弯曲窄端326和与窄端326相对的弯曲宽端328。宽端328中形成有由脊332分开的多个凹口330，包括宽的浅中心凹口334和设置在中心凹口334的每一侧上的多个较小的深侧凹口336。窄端326与宽端328之间的凸缘322的位置和长度使得每个臂292、294上的销304能够接合在凸缘322上的凹口330中的一个凹口内。凸缘322与销304的接合抵抗弹簧274的偏置，使得凸缘322能够选择性地将销304和制动杆278、280按压到壳体262的第二部分266中，以将楔形件308移出齿轮220、224中的一个或两个齿轮上的齿233之间的凹槽235，从而使楔形件308与齿233脱离。
53.现在查看图10、图12和图14a至图14d，浅中心凹口334的深度小于深侧凹口336的深度，这使得中心凹口334能够抵抗弹簧274的偏置将销304和制动杆278、280压入壳体262中。侧凹口336的较大深度使得弹簧274能够将销304压入凹口336中，至与设置在凹口336内的销304相关联的制动杆278、280上的楔形件308能够接合对准的齿轮220、224上的齿233的位置。
54.在图14a至图14d中，例示了释放开关314的不同操作位置。在图14a中，两个销304都位于中心凹口334内。在该位置，凸缘332接合并按压销304，并且通过延伸，两个锁定杆278、280抵抗弹簧274的偏置进入壳体262中。因此，每个锁定杆278、280上的楔形件308与齿轮220、224上的齿233间隔开，使得每个齿轮220、224能够自由地旋转以操作移动控制机构213来将尖端207定位在ap平面和rl平面中的每一个平面中所期望的位置处。
55.现在查看图14b，当释放开关314/凸轮318参考图14b中所示的示例性取向逆时针旋转时，与锁定杆278相关联的销304被脊332进一步压入壳体262中，直到销304与凹口336对准。由于凹口336的深度，当用于制动杆278的销304位于凹口336中时，制动杆278移出壳体262进入杆278上的楔形件308接触并接合第一齿轮220上的齿233的位置。由于杆278上的楔形件308与齿轮220上的齿233的这种接合，齿轮220的自由旋转被停止，因此将齿轮220锁定在该位置。因此，尖端207被锁定或保持在由第一齿轮220的特定位置指定的ap或rl位置
或取向。然而，与制动杆280相关联的销304被保持在中心凹口334内，使得制动杆280保持与第二齿轮224脱离，从而允许第二齿轮224以及因此尖端207在相关联的ap或rl平面中的自由移动。
56.关于图14c，释放开关314/凸轮318从图14b中的位置沿顺时针取向进一步旋转，使得每个销304安置在凹口336内。由于凹口336的深度，两个杆278、280被允许将它们的楔形件308移动成与对准的第一齿轮220和第二齿轮224接合，使得每个齿轮220、224的旋转被停止，从而防止尖端207使用轮214、216的任何移动。
57.类似于图14b的构造，现在查看图14d，当释放开关314/凸轮318相对于图14d的示例性取向沿顺时针方向旋转时，与制动杆278相关联的销304从中心凹口334移出并进入邻近凹口336中，而用于杆278的销304保持在中心凹口334内。在该位置，杆280上的楔形件308与第二齿轮220上的齿233接合，而杆278上的楔形件308保持与第一齿轮224脱离。这样，通过第二齿轮224的移动阻止尖端207在相关联的ap或rl平面中移动，而通过第一齿轮220的旋转允许尖端207在ap或rl平面中的另一个平面中移动。此外，虽然在图14a至图14d中未示出，释放开关314/凸轮318在图14d的顺时针方向上的进一步旋转将凹口336中的每个销304放置到中心凹口334的与图14c的构造相对的一侧，但是与图14c中示出的构造相同，这使得杆278、280都能够接合齿轮220、224以防止尖端207在ap平面和rl平面两者中的移动。
58.现在查看图15a至图15e，代替旋钮316，释放开关314/凸轮318包括连接到凸轮318并且被设置在主体310的外部上和/或上方的致动器338。致动器338使得用户能够在主体210内旋转凸轮318和凸缘322，以便为运动锁定机构260选择期望的操作构造。标记340可以被放置在致动器338上或邻近致动器338，以便例示与运动锁定机构260的各种操作构造相关联的致动器338的位置。此外，如图15a至图15e中的每一个图所示，致动器338可以采取各种形式并且位于主体210的外部上的不同位置中，例如，与轮214、216对准(图15a、图15c和图15d)或者邻近轮214、216(图15b和图15e)。
59.如前所述，每个杆278、280与壳体262中的弹簧274接合，该弹簧具有作用在杆278、280上的偏置力，该偏置力可以通过释放开关314的旋转来克服，以使得运动锁定机构260能够利用移动控制机构213选择性地允许尖端207的移动。当楔形件308与齿轮220、224接合时，诸如当用户在紧急情况下撤销运动锁定机构260时和/或当施加在患者202体内的尖端207上的力太高并且可能导致尖端207损坏和/或患者202受伤时，当足够的旋转力/转矩被施加到轮214、216中的一个或两个轮以旋转齿轮220、224时，由弹簧274提供的偏置力也能够被克服。在一个示例性实施方案中，弹簧274被选择成在杆278、280上提供偏置力，该偏置力足够高以防止轮214、216的任何无意旋转撤销运动锁定机构260，但是该偏置力低于导致对患者202的组织造成损伤的力阈值。然而，齿233和楔形件308的结构(例如，每个都包括倾斜接合表面)允许齿233和楔形件308在超过弹簧274的偏置力的力被施加在尖端207和/或轮214、216上时相对于彼此滑动，同时使得齿233和楔形件308能够以类似棘轮的方式容易地彼此重新接合，因此在适应所施加的过量力之后维持运动锁定机构260的接合。
60.参见图16至图18例示的示例性实施方案，示出了用于探头200的运动锁定机构400，其包括位于主体210内的马达402。马达402是电动马达，诸如高扭矩直流(dc)马达，其可经由线缆203或使用可再充电电源(未图示)(诸如可再充电电池或感应充电电源)来供电，并且具有接合第一正齿轮406以旋转正齿轮406的驱动轴404。第一正齿轮406可与可操
作地连接到凸轮318的从动齿轮408直接啮合，或与设置在第一正齿轮3406和从动齿轮408之间的第二正齿轮410直接啮合。当被马达402旋转时，从动齿轮408旋转凸轮318和凸缘322，以将凸缘322和其上的凹口334、336定位在运动锁定机构400的期望构造中，如关于图14a至图14d所述。此外，用于机构400的致动器412由合适的电开关414(诸如薄膜开关)形成，其上包括标记416，该标记示出了开关414的与机构400的特定构造相关联的部分的位置。
61.本书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何设备或系统以及执行任何包含的方法。本发明的专利范围由权利要求书限定，并且可包括本领域技术人员想到的其他示例。如果此类其他示例具有与权利要求书的字面语言没有区别的结构元素，或者如果它们包括与权利要求书的字面语言具有微小差别的等效结构元素，则此类其他示例旨在落入权利要求书的范围内。

技术特征：
1.一种用于介入医疗设备的控制手柄，所述控制手柄包括：-主体；-移动控制机构，所述移动控制机构至少部分地设置在所述主体内，所述移动控制机构包括：-设置在所述主体上的一个或多个控制元件；-一个或多个齿轮，所述一个或多个齿轮可旋转地设置在所述主体内并且可操作地连接到所述一个或多个控制元件，所述一个或多个齿轮在其上包括多个接合结构；以及-与所述一个或多个齿轮接合的一个或多个线缆，所述一个或多个线缆从所述主体向外延伸并且适于与介入医疗设备的尖端接合；和-运动锁定机构，所述运动锁定机构至少部分地设置在所述主体内，所述运动锁定机构包括：-一个或多个制动杆，所述一个或多个制动杆被偏置成与所述一个或多个齿轮上的所述接合结构接合；和-释放开关，所述释放开关与所述一个或多个制动杆接合，以将所述一个或多个制动杆选择性地定位成与所述一个或多个齿轮上的所述接合结构接合或脱离接合。2.根据权利要求1所述的控制手柄，其中，所述运动锁定机构包括偏置所述一个或多个制动杆的一个或多个弹簧。3.根据权利要求2所述的控制手柄，其中所述一个或多个弹簧是压缩弹簧。4.根据权利要求3所述的控制手柄，其中所述一个或多个制动杆包括：-杆部，所述杆部设置在一个或多个压缩弹簧内；和-头部，所述头部被设置成抵靠所述压缩弹簧的端部。5.根据权利要求1所述的控制手柄，其中，所述一个或多个制动杆包括从所述一个或多个制动杆向外延伸并且与所述释放开关接合的销。6.根据权利要求5所述的控制手柄，其中，所述释放开关包括接合凸缘，所述接合凸缘具有多个凹口，所述凹口在其中接收一个或多个销。7.根据权利要求6所述的控制手柄，其中，所述释放开关包括设置在所述主体外部上的致动器。8.根据权利要求7所述的控制手柄，其中，所述释放开关还包括可操作地连接在所述致动器与所述接合凸缘之间的马达。9.根据权利要求6所述的控制手柄，其中，所述多个凹口包括一个或多个浅凹口和一个或多个深凹口。10.根据权利要求1所述的控制手柄，其中，所述一个或多个制动杆包括楔形件，所述楔形件与所述一个或多个齿轮上的所述接合结构选择性地接合。11.根据权利要求10所述的控制手柄，其中，所述接合结构形成为所述一个或多个齿轮上的齿。12.根据权利要求1所述的控制手柄，其中，所述一个或多个控制元件包括与所述一个或多个齿轮接合的一个或多个控制轮。13.一种包括权利要求1至12中任一项所述的控制手柄的介入医疗设备。14.根据权利要求13所述的介入医疗设备，所述设备还包括插入管组件，所述插入管组
件在一端部处具有成像尖端，其中，所述控制手柄与换能器相对可操作地连接到插入管，并且适于连接到成像系统。15.一种用于控制根据权利要求13至14中任一项所述的介入医疗设备的移动的方法，所述方法包括以下步骤：-操作移动控制机构以移动尖端；以及-操作运动锁定机构以限制所述移动控制机构在一个或多个方向上的移动。16.根据权利要求15所述的方法，其中，操作所述运动锁定机构的步骤包括移动释放开关以选择性地克服一个或多个制动杆上的偏置，从而使所述运动锁定机构与所述移动控制机构选择性地接合。17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述一个或多个制动杆包括从所述一个或多个制动杆向外延伸的销，并且其中，所述释放开关包括接合凸缘，所述接合凸缘具有在其中接收一个或多个销的多个凹口，并且其中，移动所述释放开关的步骤包括旋转所述接合凸缘以将所述一个或多个销定位在所述接合凸缘上的各个凹口内。

技术总结
本发明涉及一种侵入式/介入设备或探头，包括可操作地连接到成像系统的控制手柄和插入管。控制手柄包括：主体；移动控制机构，其至少部分地设置在主体内，并且具有设置在主体上的一个或多个控制元件；一个或多个齿轮，其可旋转地设置在主体内，可操作地连接到控制元件；以及与齿轮接合的一个或多个缆线，该缆线从主体向外延伸并且适于与介入医疗设备的尖端接合。控制手柄还包括至少部分地设置在主体内的运动锁定机构，该运动锁定机构具有被偏置成与齿轮接合的一个或多个制动杆，以及与制动杆接合以将制动杆选择性地定位成与齿轮接合或脱离接合的释放开关。或脱离接合的释放开关。或脱离接合的释放开关。


技术研发人员：B
受保护的技术使用者：通用电气精准医疗有限责任公司
技术研发日：2023.02.14
技术公布日：2023/9/7