阅读说明：本技术 医疗器械校正 (Medical device calibration ) 是由 Y.阿尔加维 A.戈瓦里 I.斯特尼茨基 于 2020-04-03 设计创作，主要内容包括：本发明题为“医疗器械校正”。本发明提供了一种校正设备,在一个实施方案中,该校正设备包括：夹具主体；相机；可偏转且有回弹力的细长条；下槽,该下槽设置在夹具主体中,并且被构造成能够在其中容纳并夹紧相机；上槽,该上槽设置在夹具主体中的下槽上方,并且被构造成能够在其中容纳并夹紧细长条,以便将细长条定位在相对于相机固定的上方位置,上槽比下槽更宽；和对齐元件,该对齐元件设置在夹具主体中,并且被构造成能够将相机的端部与细长条的端部对齐。(The invention provides medical device calibration. The present invention provides a correction device, which in one embodiment comprises: a clamp body; a camera; a deflectable and resilient elongate strip; a lower groove provided in the jig main body and configured to be able to receive and clamp the camera therein; an upper channel disposed above the lower channel in the clamp body and configured to receive and clamp the elongated strip therein to position the elongated strip in a fixed upper position relative to the camera, the upper channel being wider than the lower channel; and an alignment element disposed in the jig body and configured to align an end of the camera with an end of the elongated strip.)

医疗器械校正

相关申请信息

本申请要求2019年4月4日提交的Algawi等人的美国临时专利申请62/829,517的权益。

技术领域

本发明涉及医疗器械，并且具体地但并非唯一地涉及医疗器械的组件。

背景技术

医疗器械，例如但不限于导管、探针、和诸如ENT工具的其它器械，可包括用于捕捉活体受检者体内的图像的微型相机。为了提供有用的数据，在医疗器械于初始使用前进行组装之后，通常需要校正图像捕捉设备。

美国专利公布2013/0281821(Liu等人)描述了一种采用内窥镜和成像单元的外科导航系统。内窥镜包括在内窥镜工作通道内的电磁***，用于生成指示了内窥镜在解剖区域内的一个或多个姿势的电磁感测信号；以及内窥镜成像通道内的内窥镜式相机，用于生成解剖区域的内窥镜式图像。成像单元根据解剖区域内的校正位点的术前扫描图像与解剖区域内的校正位点的一个或多个内窥镜式图像之间的图像配准，来执行电磁***和内窥镜式相机的术中校正。

美国专利9,188,973(Tenney等人)描述了系统和方法，其确定第一相机系统坐标系与第二相机系统坐标系之间的映射；或确定机器人坐标系与相机系统坐标系之间的变换，以及/或者在机器人坐标系中，基于相机坐标系中的工具位置来定位从机器人臂延伸的工具。所公开的系统和方法可使用来源于一个或多个图像中所发现特征的坐标的变换。所述变换可用于将各种坐标系相互关联，从而有利于相机系统的校正，包括机器人系统中的相机系统，诸如用于毛发切除和/或植入的图像引导型机器人系统。

发明内容

根据本公开的一个实施方案，提供了一种校正设备，所述校正设备包括：夹具主体；相机；可偏转且有回弹力的细长条；下槽，所述下槽设置在所述夹具主体中，并且被构造成能够在其中容纳并夹紧所述相机；上槽，所述上槽设置在所述夹具主体中的所述下槽上方，并且被构造成能够在其中容纳并夹紧所述细长条，以便将细长条定位在相对于所述相机固定的上方位置，所述上槽比所述下槽更宽；和对齐元件，所述对齐元件设置在所述夹具主体中，并且被构造成能够将所述相机的端部与所述细长条的端部对齐。

还根据本公开的一个实施方案，所述下槽的宽度范围为0.5mm至2mm，并且高度范围为0.5mm至2mm，并且所述上槽的宽度范围为1mm至6mm。

再根据本公开的一个实施方案，所述下槽包括具有第一宽度的第一区段以及具有比所述第一宽度更宽的第二宽度的第二区段，所述第一区段被构造成能够在其中容纳并夹紧所述相机，所述第二区段被构造成能够容纳从所述相机延伸的连接件和线缆，所述第一宽度范围为0.5mm至2mm。

另外，根据本公开的一个实施方案，所述对齐元件包括对齐柱，所述对齐柱设置在所述下槽中并且至少向上延伸至所述上槽中。

此外，根据本公开的一个实施方案，所述上槽居中设置在所述下槽上方。

还根据本公开的一个实施方案，所述上槽的高度范围为0.05mm至0.15mm。

再根据本公开的一个实施方案，所述夹具主体包括至少一个侧槽，所述侧槽从所述下槽延伸以在所述夹具主体一侧处退出，并且被构造成能够在其中容纳从所述相机延伸的线缆。

另外，根据本公开的一个实施方案，所述下槽和所述上槽的表面包含聚四氟乙烯(PTFE)或聚甲醛(POM)。

此外，根据本公开的一个实施方案，所述细长条包含镍钛诺。

根据本公开的另一实施方案，还提供了一种医疗器械组装方法，所述方法包括：将相机设置在夹具主体的下槽中，其中所述相机的端部与所述夹具主体的对齐元件邻接，使得所述下槽在其中夹紧所述相机；将可偏转且有回弹力的细长条设置在所述夹具主体的上槽中，其中所述细长条的端部与所述对齐元件邻接，使得所述上槽将所述细长条夹紧在相对于所述相机固定的上方位置，所述上槽比所述下槽更宽；在所述相机与所述细长条之间施加粘合剂以将所述相机与所述细长条机械地连接；从所述夹具主体中移除所连接的相机和细长条；并且将所连接的相机和细长条设置在医疗器械中。

还根据本公开的一个实施方案，所述下槽的宽度范围为0.5mm至2mm，并且高度范围为0.5mm至2mm，并且所述上槽的宽度范围为1mm至6mm。

再根据本公开的一个实施方案，所述细长条包括孔，其中所述施加如下执行：通过所述孔来施加所述粘合剂。

另外，根据本公开的一个实施方案，所述方法包括将从所述相机延伸的线缆设置在所述夹具主体的至少一个侧槽中，所述侧槽从所述下槽延伸以在所述夹具主体的一侧处退出。

此外，根据本公开的一个实施方案，所述细长条包含镍钛诺。

还根据本公开的一个实施方案，所述方法包括将发光二极管设置在所述医疗器械中。

再根据本公开的一个实施方案，所述方法包括将至少一根冲洗管设置在所述医疗器械中。

另外，根据本公开的一个实施方案，所述下槽包括具有第一宽度的第一区段以及具有比所述第一宽度更宽的第二宽度的第二区段，所述第一区段被构造成能够在其中容纳并夹紧所述相机，所述第二区段被构造成能够容纳从所述相机延伸的连接件和线缆，所述第一宽度范围为0.5mm至2mm。

此外，根据本公开的一个实施方案，所述对齐元件包括对齐柱，所述对齐柱设置在所述下槽中并且至少向上延伸至所述上槽中。

此外，根据本公开的一个实施方案，所述上槽居中设置在所述下槽上方。

再根据本公开的一个实施方案，所述上槽的高度范围为0.05mm至0.15mm。

另外，根据本公开的一个实施方案，所述下槽和所述上槽的表面包含聚四氟乙烯(PTFE)或聚甲醛(POM)。

附图说明

根据以下详细说明结合附图将理解本发明，其中：

图1为根据本发明一个实施方案构造和操作的医疗器械的示意图；

图2为根据本发明一个实施方案构造和操作的校正设备的示意图；

图3为图2的校正设备的示意图，其中设置有相机；

图4为图3的校正设备的示意图，其中细长条设置在相机顶部；并且

图5为包括图1的医疗器械组装方法中的示例性步骤的流程图。

具体实施方式

概述

如前所述，医疗器械，例如但不限于导管、探针和诸如ENT工具的其它医疗器械，可包括用于捕捉活体受检者体内的图像的微型相机。为了提供有用的数据，在医疗器械进行了组装之后并且在初始使用之前，通常需要校正图像捕捉设备。校正过程可能既耗时又昂贵。在一些情况下，组装后进行校正可能非常困难，或甚至不可能。

本发明的实施方案提供了一种使用包括夹具主体的校正设备来高效且精确地(并且相对于本领域已知的方法，以更低的成本)组装具有相机的医疗器械的方法。该方法允许相机以预定取向和处于给定精确度之内的相对位置，机械地连接到大致可偏转且有回弹力的细长条，使得相机所捕捉的帧基本上与通过相同方法和校正设备而连接的其它相机和条带所捕捉的帧相同(在设定的校正限值内)。一旦一个相机-条组合经过校正，则后续的相机-条组合通常不需要再进行校正或需要较少的校正。细长条为相机和下文更详细描述的医疗器械的其它近侧部件提供基座。具有相机(以及任选的其它部件)的细长条设置在导丝中。细长条在导丝中的定位确定了医疗器械可偏转的方向。

夹具主体包括用于将相机、相机线缆和细长条***其中的各种凹槽。在一些实施方案中，凹槽的尺寸和布置被设定成使得相机与细长条之间的所得连接精确至所需连接取向和位置的约0.1％或1微米。在其它实施方案中，精确度可以更大或更小，例如但不限于1％或10微米。

夹具主体中的下槽在其中容纳并夹紧相机。下槽包括第一区段以及比第一区段更宽的第二区段。在其中容纳并夹紧相机的是第一区段。第二区段容纳从相机延伸的连接件和线缆。在一些实施方案中，根据第一区段旨在夹紧的相机的尺寸，第一区段的宽度范围可以为0.5mm至2mm。在一些实施方案中，根据待设置在其中的相机的尺寸，下槽的高度范围为0.5mm至2mm。宽度和高度尺寸不限于上述示例性值，而可以是任何合适的值。

夹具主体包括至少一个侧槽，该侧槽从下槽延伸以从夹具主体的一侧(或多侧)退出。侧槽可为弯曲的或直的，并且在其中容纳从相机延伸的线缆。

上槽设置在夹具主体中的下槽上方，并且通常延续至夹具主体的端部。上槽在其中容纳并夹紧细长条，以便将细长条定位在相对于相机固定的上方位置。上槽比下槽更宽，这反映了细长条通常比相机更宽的事实。上槽可根据细长条的宽度而具有任何合适的宽度，但在一个实施方案中，上槽的宽度范围为1mm至6mm。上槽可具有等于或大于细长条厚度的任何合适高度。在一些实施方案中，上槽的高度范围为0.05mm至0.15mm。在一些实施方案中，上槽居中设置在下槽上方。然而，在其它实施方案中，可根据所需的连接取向以及相机相对于细长条的位置，将上槽设置为偏心对齐。如上所述，细长条可偏转且有回弹力，并且可包含镍钛诺。

夹具主体包括对齐元件，该对齐元件设置在夹具主体中，并且用于将相机的端部与细长条的端部对齐。在一些实施方案中，对齐元件包括对齐柱，该对齐柱设置在下槽中并且至少向上延伸至上槽中。

一旦将相机和细长条适当地设置在夹具主体中，就施加粘合剂以将相机与细长条机械地连接。为防止粘合剂将相机和/或细长条粘到夹具主体上，下槽、上槽以及夹具主体的可能其它部件的表面包括不粘表面，诸如聚四氟乙烯(PTFE)或聚甲醛(POM)。在一些实施方案中，夹具主体完全由诸如PTFE或POM的不粘材料形成。

组装医疗器械的方法包括：将相机设置在夹具主体的下槽中，其中相机的端部与夹具主体的对齐元件邻接，使得下槽在其中夹紧相机；并且将从相机延伸的线缆设置在夹具主体的侧槽中。该方法也包括将细长条设置在夹具主体的上槽中，其中细长条的端部与对齐元件邻接，使得上槽将细长条夹紧在相对于相机固定的上方位置。该方法也包括在相机与细长条之间施加粘合剂以将相机与细长条机械地连接。在一些实施方案中，细长条包括孔，并且粘合剂通过孔施加。一旦粘合剂具有足够的时间将细长条与相机充分机械地连接，则该方法包括从夹具主体中移除所连接的相机和细长条，并且将所连接的相机和细长条设置在医疗器械中。在一些实施方案中，将发光二极管和/或至少一根冲洗管设置在医疗器械中。

系统描述

现在参见图1，其是根据本发明一个实施方案构造和操作的医疗器械10的示意图。医疗器械10可包括导丝20(例如但不限于固定在其中的压缩线圈)、安装在细长条14上的相机12(在图1中仅细长条14的端部可见)、一个或多个发光二极管16、以及一根或多根冲洗管18。在一些实施方案中，导丝20可设置在合适的护套内(未示出)。在一些实施方案中，医疗器械10可省略发光二极管16和/或冲洗管18。在其它实施方案中，相机12和细长条14以及任选的发光二极管16和/或冲洗管18可设置在任何合适的医疗器械中，该医疗器械可包括或可不包括导丝20。仅以举例的方式，医疗器械可以是医疗探针、或导管、或诸如ENT工具的任何合适的医疗器械。细长条14为相机12以及医疗器械10的其它近侧部件(例如，发光二极管16和冲洗管18)提供基座。细长条14在导丝20中的定位确定了医疗器械10可偏转的方向。

现在参考图2-4。图2为根据本发明一个实施方案构造和操作的校正设备30的示意图。图3为图2的校正设备30的示意图，其中相机12设置在其中。图4为图3的校正设备30的示意图，其中细长条14设置在相机12顶部。

校正设备30包括夹具主体32、下槽34、上槽36、以及设置在夹具主体32中的两个侧槽38。在一些实施方案中，下槽34和上槽36沿循从夹具主体32的一端到另一端的直线路径。

下槽34包括第一区段40和第二区段42。第二区段42的宽度比第一区段40的宽度更宽。第一区段40被构造成能够在其中容纳并夹紧相机12，如图3所示。第二区段被构造成能够容纳从相机12延伸的连接件44(为简单起见，仅标记了一些连接件)和线缆46，也如图3所示。第一区段40的宽度和高度尺寸被设定成在其中容纳并夹紧相机12，以确保相机12与细长条14之间的定位的精确度在校正要求内。在一些实施方案中，相机12的宽度与第一区段40的宽度之间的差距为微米量级。在一些实施方案中，下槽34的第一区段40的宽度范围为0.5mm至2mm，例如1mm。根据相机12的尺寸和校正要求，下槽34的第一区段40的宽度可以是任何合适的宽度。在一些实施方案中，下槽34的高度范围可以为0.5mm至2mm，例如1mm。根据相机12的尺寸和校正要求，下槽34的高度(深度)可以为任何合适的高度。

侧槽38远离下槽34延伸，以从夹具主体32的任一侧退出。侧槽38被构造成能够在其中容纳从相机12延伸的线缆46，如图3所示。侧槽38有助于使线缆46远离细长条14并防止线缆46对细长条14施加向上的压力，这可能干扰相机12与细长条14之间的正确位置。另外，将线缆46放置在侧槽38中有助于稳定下槽34的第一区段40中的相机12，并且防止相机12在下槽34中向前或向后移动。

上槽36设置在夹具主体32中的下槽34上方。上槽36被构造成能够在其中容纳并夹紧细长条14，以便将细长条14定位在相对于相机12固定的上方位置，如图4所示。

上槽36通常比下槽34更宽。在一些实施方案中，上槽36居中设置在下槽34上方。在其它实施方案中，上槽36可以非居中地设置在下槽34上方。

下槽34和上槽36可视为具有T形横截面以及用于将细长条14静置于其上的侧凸缘52的单个凹槽。

在一些实施方案中，根据细长条14的宽度，上槽36的宽度范围为1mm至6mm，例如3mm。在其它实施方案中，根据细长条14的宽度和校正要求，上槽36可具有任何合适的宽度。

在一些实施方案中，上槽36的高度(深度)范围为0.05mm至0.15mm，例如0.08mm。上槽36的高度可根据细长条14的厚度来设定。在其它实施方案中，上槽36的高度不根据细长条14的厚度来设定。

细长条14可以比夹具主体32更长。在这种情况下，上槽36延伸至夹具主体32的至少一个端部，以允许细长条14远离夹具主体32而延伸。

校正设备30也包括对齐元件48，该对齐元件设置在夹具主体32中，并且被构造成能够将相机12的端部与细长条14的端部对齐。在一些实施方案中，对齐元件48包括对齐柱，该对齐柱设置在下槽34中并且至少向上延伸至上槽36中。

如将参考图5更详细地描述，使用粘合剂将相机12和细长条14机械地连接在一起。为防止粘合剂将相机12和/或细长条14粘到夹具主体32上，下槽34和上槽36的表面可包含不粘材料，诸如聚四氟乙烯(PTFE)或聚甲醛(POM)或任何其它合适的不粘材料。在一些实施方案中，夹具主体32完全由诸如PTFE或POM的不粘材料形成。夹具主体32可以为任何合适的尺寸。

在一些实施方案中，细长条14在其中包括孔50，粘合剂通过这些孔***。细长条14可包含任何合适的材料，使得细长条14可偏转且有回弹力。在一些实施方案中，细长条14完全由镍钛诺形成或部分地包含镍钛诺。

现在参见图5，其为包括图1的组装医疗器械10的方法中的示例性步骤的流程图60。也参见图1-5。组装医疗器械10的方法可包括以下步骤。这些步骤中的一些可以按与下文所述不同的顺序来执行。

该方法包括将相机12设置在夹具主体32的下槽34中(框62)，其中相机12的端部与夹具主体32的对齐元件48邻接，使得下槽34在其中夹紧相机12。

该方法也包括将从相机12延伸的相机线缆46设置在夹具主体32的侧槽38中(框64)，这些侧槽从下槽34延伸以在夹具主体32的一侧处退出。

该方法也包括将可偏转且有回弹力的细长条14设置在夹具主体32的上槽36中(框66)，其中细长条14的端部与对齐元件48邻接，使得上槽36将细长条14夹紧在相对于相机12固定的上方位置。

该方法也包括在相机12与细长条14之间施加粘合剂(框68)，以将相机12与细长条14机械地连接。在一些实施方案中，细长条14包括孔50，并且粘合剂通过孔50施加。

该方法也包括从夹具主体32中移除所连接的相机12和细长条14(框70)，以及将所连接的相机12和细长条14以及任选的发光二极管16和/或冲洗管18设置在医疗器械10中(框72)。

为清晰起见，在独立实施方案的上下文中描述的本发明的各种特征部，也可在单个实施方案中组合提供。相反地，为简明起见，本发明的各种特征部在单个实施方案的上下文中进行描述，也可单独地或以任何合适的子组合形式提供。

上述实施方案以举例的方式被引用，并且本发明不受上文具体示出和描述的内容的限制。相反，本发明的范围包括上述各种特征部的组合和子组合以及它们的变型和修改，本领域的技术人员在阅读上述说明时应当想到该变型和修改，并且该变型和修改并未在现有技术中公开。