许多手术过程典型需要制作大切口以进入体内区域。例如，在心 脏后面区域上或靠近其的手术通常使用开胸技术来实现。这种手术通 常需要一大体开胸术或胸骨切开术，这两种手术都具有高侵入性并伴 随大风险，例如心脏的缺血性损伤、形成栓塞等。开胸术典型包括在 相邻肋骨之间的肋间空间中产生切口，而胸骨切开术包括“胸扩张” 方法，其通常是最具侵入性的。此外，这种侵入手术明显提高发病率， 增加死亡率，并且明显增加了病人的康复时间。
微创手术是可选的手术过程，其中在病人身体上制作小切口，从 而为各种用于在病人体内观察和操作的外科设备提供入口。腹腔镜典 型用来使用特别设计的外科器械通过这些小切口进入体内并在体内进 行操作。这些器械通常具有可由医生从病人体外操作以典型通过伸长 管状部分控制器械操作的手柄，该管状部分适合穿过进入病人体内的 管子、导入器或套管针设备。
然而，即使传统腹腔镜手术也被限制在部分使用范围中，这是由 于使用腹腔镜工具中的“直线”需要。这种需要使进入体内某区域非 常困难(即使不是不可能)。此外，这些工具缺乏柔性使进入体内某 区域变难，迫使许多医生采取打开手术而不是利用传统微创手术。
柔性内窥镜设备也可用于微创手术过程中，以提供进入体内区域 的通路。典型为各种不同的诊断和介入手术使用柔性内窥镜，包括结 肠镜、气管镜、胸腔镜、腹腔镜和视频内窥镜。柔性内窥镜典型可以 包括成像光纤束或在器具端部的微型照相机、照明纤维、一个或两个 也可用于吹入或冲洗的器具通道、空气和水通道以及真空通道。然而， 内窥镜相当多的操作通常需要使设备前进通过身体，使传统设备更难 以使用、费时并增加了并发症的可能性。
已经设计出了可转向柔性内窥镜以便于选择穿过身体区域的正确 路径。然而，当设备被典型更向前插入身体时，其通常变得更难以前 进。此外，每次转向时内窥镜中的摩擦和松弛典型增大，使设备更难 以向前和抽出。可能在例如结肠镜中产生的另一问题是在结肠镜长且 窄的管子中形成袢。当结肠镜遭遇障碍、在狭窄通道中粘住或具有复 合曲线的形状时这种袢可能产生。结肠镜在病人体内形成袢，而不是 前进。在尝试插入结肠镜时，例如施加过度的力，可能损伤病人体内 的柔弱组织。医生可能不会意识到存在问题而继续尝试插入内窥镜。
通过可见成像设备用户能够观看从内窥镜远端传送的图像。通过 这些图像和有内窥镜已经行进路径的知识，用户能够基本确定内窥镜 的位置。然而，难以高度准确的确定内窥镜的位置。
上述器具没有一个具有足够柔性以符合在病人体内进行的手术过 程的广泛需要。
而且，所述器具缺少使远端围绕器具纵轴旋转同时将端部相对器 具的管状部分完全关节操作到任何位置的能力。这种柔性的缺乏使医 生需要相对病人身体手动旋转和移动器具以执行手术。

如下所述的内窥镜设备可以尤其被用于治疗各种体内区域。这种 内窥镜可以包括可转向远端部分和自动控制近端部分，该远端部分可 以由内科医师或外科医师控制以便于将设备转向，而近端部分可以由 例如控制器或计算机自动控制。可转向内窥镜可以例如通过任何一个 通入体内的自然孔，例如通过肛门进入病人体内。可选地，该设备可 以通过小切口经皮导入体内。一旦内窥镜设备已经被导入体内，它可 以前进和被操纵以避免受到诸如器官、骨头等的解剖特征阻挡而不会 碰撞病人的解剖结构。在下面的专利和共同未决申请中具体描述了这 种设备的实施例：美国专利6,468,203；美国专利6,610,007；2002 年3月1日提交的美国专利申请No.10/087,100；2002年5月2日提 交的美国专利申请No.10/139,289；2002年8月27日提交的美国专利 申请No.10/229,577；2002年8月27日提交的美国专利申请 No.10/229,814；和2002年11月27日提交的美国专利申请 No.10/306,580，这些文献在此全部引用作为参考。
通过使用这样的设备，一种治疗体内受阻组织区域的方法可以基 本包括将细长设备通过开口进入体内，该细长设备具有近端部分和可 选择性转向的远端部分，并且细长设备具有多个分段，将远端部分有 选择地转向以沿着体内所需路径采取避免接触组织的有选择弯曲(或 不需要移动沿所需路径的邻近组织或避免施加过度的力到邻近组织)， 以及将细长设备通过身体并朝向待治疗组织区域进一步前进，同时控 制设备的近端部分，使远端部分呈现有选择性弯曲。
通过使用任何一种可控制内窥镜设备，通过传统外科技术通常难 以进入和治疗的各种身体区域可以因此被进入和治疗。在一个治疗变 体中，内窥镜设备可用于神经外科应用。由于内窥镜设备不受用于进 入常规难以到达的脑区域的“直线”需求的限制，和/或因为该设备避 免在前进时形成袢，可以在对健康脑组织最小或无损伤的情况下将该 设备围绕脑转向从而准确地使内窥镜在颅内前进和定位。内窥镜也可 以根据需要穿过组织前进以通过可以最小化任何对邻近健康组织的损 伤的路径进入组织内深埋的治疗区域。而且，由于内窥镜设备可以进 入脑上或内的敏感区域，因此，微创手术可以在传统手术，例如在开 颅术或颅内血肿的治疗中等通常需要去除部分颅骨的地方执行。另外， 可利于通过鼻通道或其它天然颅骨孔的进入。
可使用内窥镜的另一治疗领域可以包括用于冠状动脉的手术，例 如二尖瓣的治疗，用于心房颤动治疗的组织消融，起搏器导线的布置、 去除或调整等。在一个实施例中，内窥镜设备可以通过上腔静脉导入 心脏内并前进穿过右心房。一旦内窥镜处于右心房内，远端部分可以 被转向穿过房间隔并进入左心房，在那里设备的远端部分可以邻近待 治疗组织，在该实施例中，例如壁层瓣(mural valve)定位。为实现 治疗，可以通过该设备内的一个或若干通道传送各种工具或设备，例 如解剖刀、抓紧器等以实现治疗。
在使用内窥镜设备的又一治疗领域中，各种胸腔镜手术可以通过 微创手术，例如经皮微创手术来实现。如所示，内窥镜可以通过导入 器或端口进入病人体内，该导入器或端口也可以被构造成为用于在手 术期间为内窥镜建立参考固定点的基准点。端口或基准点可以与用于 确定和/或保持设备在病人体内位置的计算机或处理器电连接。内窥镜 可以通过例如在肋骨之间的肋间位置制作的切口进入病人体内。然后， 内窥镜可以进入胸腔并被操纵到体内的区域，例如传统腹腔镜手术由 于缺乏直线进入而通常不能进入的心脏后面区域。
本发明的一个实施方案提供了一种帮助体内治疗的方法，该方法 包括插入具有可转向远端和可控制近端的内窥镜，被控制的可控制近 端跟随可转向远端。内窥镜被操纵进入体内位置以便于治疗身体部分。 治疗在身体部分执行。身体部分可以是例如在胸腔、颅骨或腹膜腔中。
本发明的另一实施方案提供了一种用于执行与体内生理指征相关 的症状治疗的系统。存在一检测和定位体内生理指征的系统。一用于 提供有关体内生理指征的一部分身体的成像的系统。一具有可转向远 端和被计算机控制器控制的可控制近端的可转向内窥镜，所述计算机 控制器从用于检测的系统和用于提供成像的系统接收信息。
本发明的另一实施方案提供一种帮助心脏治疗的系统，其具有用 于指示心脏的错误状况位置的系统。还提供利用由用于指示的系统产 生的信息以辅助可转向内窥镜的关节活动的控制系统，该内窥镜具有 可转向远端和跟随可转向远端进入一位置以便于心脏错误状况治疗的 可控制近端。另外，还提供由可转向内窥镜提供的治疗设备以执行心 脏错误状况的治疗。
在本发明的另一实施方案中，提供一种用于执行心脏消融治疗的 具有可转向内窥镜的装置，该内窥镜具有可转向远端和被构成为自动 跟随可转向远端的构型的可控制近端。消融治疗设备适合通过可转向 内窥镜使用。还提供固定消融治疗设备位置的固定件。
本发明的另一实施方案提供了一种执行体内治疗的方法，通过将 内窥镜的可转向远端沿一路径进入治疗位置以便于体内治疗。内窥镜 的近端被控制以跟随内窥镜可转向远端的路径。治疗元件被提供到治 疗位置。
本发明的另一实施方案使用一对可转向内窥镜以传送体内治疗。 内窥镜对可以被布置成使得一个内窥镜在另一内窥镜内，或可选择地 使一个内窥镜邻近另一内窥镜。在另一实施方案中，一个可转向内窥 镜可以被操纵进入体内所需位置以便于治疗，然后被固定在该位置。 其后，第二内窥镜可以被操纵以利用由第一内窥镜提供的体内的固定 位置执行治疗或帮助治疗。这个过程可以被用于运动状态，诸如搏动 心脏的治疗，这种情况下第一内窥镜可以被用作使用第二内窥镜的固 定治疗点。
内窥镜设备也可以被用于腹膜腔内的手术。可能的应用可以包括 对泌尿道、肥胖的微创手术和肝脏手术。而且，也可以为脊柱或整形 手术中的治疗采用微创手术。在这种手术中，内窥镜可以通过一端口 穿过切口导入病人体内，该端口也可以起基准点作用。远端部分可以 被转向以避开各种器官，同时被前进到待治疗的组织区域，例如肝脏。 内窥镜的远端部分可以因此被转向，而近端部分可以被自动控制以跟 随由远端部分限定的路径，该远端部分最小化与周围和邻近组织和器 官的接触。在这个或任一其它手术中，可以有选择地结合内窥镜使用 一个或多个腹腔镜以帮助手术过程。
附图说明
图1显示了可用于进入各种体内区域而不会碰撞病人解剖结构的 可转向内窥镜的一个变体。
图2A显示了在中间或伸直位置的内窥镜一段细长本体的线框模 型。
图2B显示了可由选择性可转向远端和自动控制近端部分操纵通 过一弯曲的内窥镜本体的示意图。
图3显示了病人头部的横截面侧视图，其带有被前进通过头部的 内窥镜的变体。
图4显示了几个组件的相互作用，以提供定位可转向内窥镜系统， 方便治疗的方法。
图5显示了带有通过上腔静脉导入并前进到右心房的内窥镜的心 脏横截面前视图。
图6显示了可以使用内窥镜设备经皮执行的胸腔镜手术的实施 例。
图7A-7D显示了围绕心脏后面区域前进以便于室上性心动过速 治疗的内窥镜设备的实施例。
图8A-8D显示了围绕心脏后面区域前进并收回以使用一设备来 帮助室上性心动过速治疗的内窥镜设备的实施例。
图9显示了具有多个便于治疗设备和周围组织之间接触的固定件 的治疗设备的实施方案。
图10A和10B显示了围绕心脏后面区域前进以便于室上性心动过 速(图10A)和室上性与室性心动过速组合(图10B)的治疗的内窥镜 设备的另一实施例。
图11显示了使用内窥镜设备治疗心房颤动的又一实施例。
图12A和12D显示了围绕心脏后面区域前进以便于室上性心动过 速和/或室上性与室性心动过速组合的治疗的内窥镜设备的另一实施 例。
图13显示了用于帮助心脏治疗的本发明的可转向双内窥镜的实 施方案。
图14A-14C分别显示了在用于组织消融治疗的内窥镜上的各种 电极构造的侧视图和端视图。
图15A和15B显示了在收回(图15A)和使用(图15B)构造中的 针阵列的实施方案。
图16显示了具有连续间隔的针阵列的实施方案。
图17显示了具有各种间隔构造的针阵列的实施方案。
图18A和18B显示了本发明治疗设备的实施方案的侧视和等轴视 图。图18C和18D显示了在利于治疗的最优位置中的多个治疗设备。
图19显示了说明优化设备布置以便于治疗的技术的图表。
图20显示了在腹膜腔内可使用内窥镜设备执行的手术的实施例。

在治疗体内各种区域中，可使用多个不同的内窥镜设备以促进进 入。特别有用的内窥镜设备可以包括各种具有可转向远端部分和自动 控制近端部分的内窥镜。通常，可转向远端部分可以由内科或外科医 师控制以便于使该设备转向，而近端部分可以由例如控制器或计算机 自动控制。可转向内窥镜可以通过多种不同的方法在病人体内行进。 例如，内窥镜可以通过任何一个自然开口，诸如通过肛门导入体内。 可选择地，设备可以通过小切口经皮导入体内。一旦内窥镜设备已经 被导入体内，它可以如下所述那样前进和被操纵，以避免阻碍性解剖 特征，例如器官、骨头等，不会碰撞病人的解剖结构。
图1示出了可转向内窥镜100的一个变体，该内窥镜可用于进入 体内的各种区域而不会碰撞病人的解剖结构。内窥镜100通常具有细 长本体102，该本体带有可手动或选择性转向的远端部分104和自动 控制近端部分106。可有选择转向远端部分104可以有选择地向任何 方向转向或成完全180°弯曲，如虚线所示。成像光纤束112和一条 或多条照明纤维114可以任选地通过本体102从近端110延伸到远端 108。可选择地，内窥镜100可以被构成为带有位于内窥镜本体102 的远端108的诸如CCD或CMOS照相机的微型摄影机的视频内窥镜。来 自摄影机的图像可以通过传输电缆或无限传输发送到视频监视器。任 选地，内窥镜100的本体102也可以包括至少一个或两个器具通道 116、118，该器具通道可用于通过内窥镜为任何数量的工具提供入口。 通道116、118也可用于各种其它目的，例如吹入和冲洗。
内窥镜的细长本体102非常柔软，使得它能够围绕小直径曲线弯 曲而不会扭曲或扭折。内窥镜100的细长本体102的长度典型为135 -185cm，直径为12-13mm。然而，如果内窥镜100被用于比例如 胃肠道内空间小的体内区域，设备的直径可以被调节为更小。内窥镜 100也可以根据所需应用调节长短。
手柄120连接到细长本体102的近端110。手柄120可以包括连 接到成像光纤束112的目镜124，用于直接观看和/或连接到摄影机 126。手柄120也可以通过照明电缆134连接到照明源128，该照明电 缆可以连接到照明纤维114或者是照相纤维114的延伸。可以与器具 通道116、118连通的可选第一路厄锁配件130和可选第二路厄锁配件 132也可以分别位于手柄120上和靠近手柄120。
手柄120可以通过控制器电缆136被连接到电动控制器140。转 向控制122可以通过第二电缆138被连接到电动控制器140。转向控 制122可以被构成为允许内科或外科医师以所需方向有选择地转向或 弯曲细长本体102的可有选择转向远端部分104。转向控制122可以 是所示的遥杆控制器或其它已知转向控制机构。可选择地，可以手动 实现转向，例如通过使用电缆、水力学、气体力学或任何其它已知用 于控制细长本体的远端部分的机械装置。电动控制器140可以用于控 制细长本体102的自动控制近端部分106的运动，并可以使用在微型 计算机上运行的运动控制程序或通过特殊使用的运动控制器来实现。 可选择地，电动控制器140可以使用神经网络控制器实现。
可以提供轴向运动传感器150以检测细长本体102当前进和返回 时的轴向运动。轴向运动传感器150可以以多种构造制造，下面描述 了其中一些构造。在这个变体中，轴向运动传感器150仅作为举例目 的被构造成围绕内窥镜100的细长本体102的圆环152。轴向运动传 感器150可以被连接到固定参照点，诸如如下所述的手术台或内窥镜 100在病人身体上的插入点。当内窥镜100的本体102滑动穿过轴向 运动传感器150时，其产生相对固定参照点指示内窥镜本体102的轴 向位置的信号，并通过遥测或电缆(未示出)将信号发送到电动控制 器140。轴向运动传感器150可以使用光学、电子、磁、机械等方法 确定内窥镜本体102的轴向位置。另外，运动传感器可以被构成为同 时检测和通知内窥镜的旋转运动，从而这个附加数据可用于器具运动 的控制。可在2003年3月7日提交的美国专利申请号10/384,252中 获得轴向运动传感器150及其变体的进一步详细描述，该文献在此引 用作为参考。
为示例可转向内窥镜100的基本运动，图2A显示了在中间或伸直 位置中的内窥镜100的一部分本体102的线框模型。在该附图中为了 清楚起见，大部分内窥镜本体102的内部结构被去除。内窥镜本体102 被分割成部分1、2、3...10等。每个部分的几何形状由沿着a、b、c 和d轴的4个长度尺寸限定。例如，部分1的几何形状可以由4个长 度尺寸11a，11b，11c，11d限定，而部分2的几何形状可以由4个长度尺 寸12a，12b，12c，12d限定等。可以使用线性启动器改变沿a、b、c和d 轴的4个长度尺寸来改变每个部分的几何形状。例如，为使内窥镜本 体102在a轴方向弯曲，尺寸11a，12a，13a...110a可以变短，而尺寸11b，　 12b，13b...110b可以等量变长。这些尺寸的变化量决定了最终曲线的半径。 然而，在自动控制近端部分106中，每个部分的a、b、c和d轴尺寸 可以由电动控制器140自动控制。
在图2B中，内窥镜本体102在可选择转动远端部分104和现在位 于弯曲C中的自动控制近端部分106的帮助下被操纵穿过弯曲C。部 分1和2在弯曲C的相对直的部分，因此11a＝11b并且12a＝12b。然而， 由于部分3-7处于S形弯曲部分中，13a<13b，14a<14b并且15a<15b， 但是16a>16b，17a>17b并且18a>18b。当内窥镜本体102向远端前进一 个单元时，部分1移动到1’标记的位置，部分2移动到先前由部分1 占据的位置，部分3移动到先前由部分2占据的位置等。轴向运动传 感器150产生内窥镜本体102相对固定参照点的轴向位置的信号指示， 并发送信号到电动控制器140。在电动控制器140的控制下，内窥镜 本体102每次前进一个单元，信号发送到在自动控制近端部分106中 的每个部分，以使其呈现先前占据正被进入的空间的部分的形状。因 此，当内窥镜本体102前进到1’标记的位置时，11a＝11b，12a＝12b， 13a＝13b，14a<14b，15a<15b，16a<16b，17a>17b，18a>18b并且19a>19b。当 内窥镜本体102前进到1”标记的位置时，11a＝11b，12a＝12b，13a＝13b， 14a＝14b，15a<15b，16a<16b，17a<17b，18a>18b，19a>19b并且110a>110b。 从而，S形弯曲沿着内窥镜本体102的自动控制近端部分106的长度 向近端传送。当内窥镜本体102向远端前进时，S形弯曲看上去被固 定在空间中。
同样，当内窥镜本体102向近端返回时，内窥镜本体102每次向 近端移动一个单元，信号发送到在自动控制近端部分106中的每个部 分，以使其呈现先前占据正被进入的空间的部分的形状。S形弯曲沿 着内窥镜本体102的自动控制近端部分106的长度向远端传送，当内 窥镜本体102向近端返回时，S形弯曲看上去被固定在空间中。
无论内窥镜本体102何时前进或返回，轴向运动传感器150可用 于检测位置的变化，并且电动控制器140可用于沿着内窥镜本体102 的自动控制近端部分106向近端或远端传送所选弯曲，以在空间固定 位置保持弯曲。同样，如果内窥镜102被旋转，可使用旋转运动传感 器(与传感器150分离或整合的)来检测位置的变化，电动控制器同 样可用于调节内窥镜本体102的形状以将弯曲保持在空间固定位置。 这使内窥镜本体102移动穿过曲折的弯曲而不会在弯曲C的壁上施加 不必要的力。
在下面的专利和共同未决申请中进一步具体描述了可用于本发明 的其它内窥镜设备的实施例，它们是：美国专利No.6,468,203；美国 专利No.6,610,007；2002年3月1日申请的美国专利申请号 10/087,100；2002年5月2日申请的美国专利申请号10/139,289， 2002年8月27日申请的美国专利申请号10/229,577,2002年8月27 日申请的美国专利申请号10/229,814，以及2002年11月27日申请 的美国专利申请号10/306,580，它们在此引用作为参考。
因此，通过使用任何一种上述可控制内窥镜设备，传统外科技术 典型难以进入和治疗的各种身体区域可以被进入和治疗。在一个治疗 变体中，内窥镜设备可以用于神经外科应用。由于内窥镜设备不受用 于进入常规难以到达的脑区域的“直线”需求的限制，通过围绕脑将 设备转向可以使内窥镜在颅骨内前进和定位，最小限度损伤或不损伤 健康脑组织。内窥镜也可以根据需要穿过组织前进以通过可以最小程 度损伤健康临近组织的路径进入深埋治疗区域前进。此外，由于内窥 镜设备可以进入脑上或脑内的敏感区域，可以在传统手术过程通常需 要去除部分头骨，例如开颅手术或治疗颅内血肿等的地方执行微创手 术过程。
图3显示了病人200的头部202的横截面侧视图。可以在颅骨204 的颅腔210内看到脑206。内窥镜设备212是本发明的可转向内窥镜 的一实施方案，其已经被设定尺寸、形状并被构成为用于进入颅腔内 部和脑的外部和内部区域。内窥镜设备212的运动、位置、跟踪和控 制由用户独自或结合成像系统、位置和定位系统以及手术过程计划方 法和技术的任一或全部来实现。在治疗正常难以进入的脑206区域时， 内窥镜设备212可以从容易进入的插入点222，例如头骨内的穿孔被 导入颅腔210。然后内窥镜可以通过控制可转向远端部分214避开脑 组织通过插入点222前进。当内窥镜212进一步前进进入颅腔210时， 自动控制近端部分216可以采取由可转向远端部分214限定的形状， 以避免接触脑组织206。
内窥镜212可以进一步穿过颅腔210在脑脊髓液中前进，使得该 设备在脑膜层上或脑膜层内，例如在蛛网膜下的空间内前进。无论何 种情况，内窥镜212都可以沿着避免或最小化接触或压靠脑组织206 的路径转向。当受控近端部分216向远端前进并采取由远端部分214 限定的形状时，近端部分216同样可以被控制以自动避免或最小化解 触或压靠脑组织206。一旦远端部分216前进到所需治疗区域208时， 可以通过器具通道218导入各种工具220，使得能够进行区域208的 治疗。可以因此实现任何数量的治疗或手术，例如肿瘤的活检和/或消 融、分流布置、引流布置、设备布置、过量脑脊髓液或血液的排出等。
图4显示了提供一种定位可转向内窥镜系统以便于治疗的方法的 几个组件的相互作用关系。如上所述，根据本发明的内窥镜设备的运 动、定位、跟踪和控制通过用户独自或结合成像系统、位置和定位系 统以及手术过程计划方法和技术的任一或全部来实现。系统示意图 4000示例了用于定位和控制本发明的可转向、可控制内窥镜的整合的 探测、映射和控制系统的一个实施方案。首先，合适的装置、元件或 系统被用于探测和定位生理指征(4010)。生理指征可以是任何有助 于治疗的状况的可感知标记。在一个冠状动脉的实施例中，生理指征 包括来自心脏的电生理学数据或电信号。这个系统能够识别或执行所 监视数据的分析以识别或确定错误行动的位置。
接下来，有关所检测和定位的生理指征信息被送到图像/映射系统 (4020)。图像/映射系统包括可以提供位置、定位、组织种类、疾病 状况的任何成像形式，或任何其它便于将生理学活动与解剖或参考构 架内的可识别和/或可定位的位置相关的信息。成像/映射系统的实施 例包括诸如x射线、荧光镜、计算机断层摄影(CT)、三维CAT扫描、 磁共振成像(MRI)和磁场定位系统的成像技术中的任何一个。特别适 合心血管疾病的图像/映射系统的实施例包括心电图探测系统、心脏电 生理学映射系统、心脏内映射系统、或其它提供采集、可视、解释功 能和处理心脏电生理学数据的系统和方法。题目是“使用多电极导管 映射心脏内活动的方法”的美国专利5,848,972中描述了这种系统的 一个实施例，该专利在此引用作为参考。美国专利5,487,385；美国 专利5,848,972和美国专利5,645,064中描述了另外的实施例，这些 专利在此全部引用作为参考。使用本发明的可转向内窥镜也可以传送 整合映射、探测和/或消融的探头和装置。Swanson等人申请的美国专 利申请公开号US2003/0236455中描述了一种这样的整合系统，该专利 在此引用作为参考。其它的系统可以提供伴有内窥镜的相对位置和方 向信息或定位内窥镜(或内窥镜携带的组件、元件或系统)的运动命 令的心脏的局部同时活动图的映射、显示或位置信息，以提供心律不 齐病因的治疗。
然后，在前面步骤中提供的、编译的和/或分析的信息或由用户或 由用户使用的其它系统提供的其它附加信息被输入内窥镜控制器或由 内窥镜控制器利用(4030)。这个步骤指出内窥镜控制器的能力以响 应指示、位置、图像、映射和其它数据并利用数据改变内窥镜构造、 位置、方向或其它有关的响应所提供信息的内窥镜控制器的信息指示。 内窥镜被构成为提供方便提供的组件、元件或系统以利于正被监视的 生理学指征的治疗。控制器利用所提供的数据将可转向、可控制内窥 镜定位在发生错误活动的位置或地点相关的位置。内窥镜接近错误活 动的位置或地点将根据例如被实施的治疗、被使用的便于治疗的元件、 组件或系统变化。
最后，内窥镜的位置以反馈的形式送回图像或映射系统以更好的 帮助将内窥镜引导至便于治疗的所需位置(4040)。
在另一实施方案中，系统4000可以包括提供便于治疗的医疗重要 数据的总映射系统。这个总映射或成像系统可以包括监视活动区域的 映射或成像。所监视活动区域不仅包括对治疗重要的身体部分，还包 括不受治疗影响，但是代替可转向、可控制内窥镜到达便于治疗的区 域的可能的一条或多条路径的那些其它身体部分的成像信息。另外， 系统的一些实施方案可以包括检测、定位或其它指示治疗区域或错误 活动区域的位置或受治疗情况的能力。然后，这些指示可被用于提高 将可转向、可控制内窥镜引导到便于治疗的所需位置的可能。另外， 可以使用其它医疗成像和跟踪系统以将跟踪、引导和位置反馈信息提 供给可转向内窥镜的控制。由Demoulin等人申请的美国专利 US5,377,678中描述了示例系统，该专利在此引用作为参考。
上述步骤仅表示可如何利用生理指征和位置信息改进由可转向内 窥镜使用的导向系统和控制以确保将内窥镜布置得便于治疗的一个实 施方案。应当理解，使用上述步骤是为了清楚和容易讨论。本发明的 实施方案的方法不受此限制。例如，可以使用单个系统作为整合指示、 成像的实时接收内窥镜位置反馈的内窥镜控制器。在可选实施例中， 生理指征和图像/映射功能可以被结合到一个单元中。虽然上述步骤已 经被描述为仅发生一次或以连续形式发生，应当理解上述步骤可以以 不同次序或多次被执行。可以使用其它生理指征检测和定位系统并且 将对应在被执行治疗中有用的适当系统。另外，根据通过使用本发明 的可转向可控制内窥镜被方便的治疗，也可以采用和选择可选择的图 像和映射系统。系统也可以根据用户输入、手术前计划数据或其它所 需路径或避开路径的指示自动控制内窥镜的运动。可选择地或另外地， 用户可以将另外的导向或控制信息输入系统以促进内窥镜的导向或所 需布置。
可以使用内窥镜设备的另一治疗区域可以包括用于冠状动脉手 术，例如二尖瓣治疗、执行或便于室上性心动过速的治疗，包括例如 用于心房颤动治疗、单独或结合室上性心动过速治疗的室性心动过速 治疗，设备导线的布置、重新定位或去除的治疗等的使用。心房颤动 典型受心脏的心房中同时发生的多个电折返子波的存在的影响。基于 手术和导管的技术典型在肺静脉附近或周围布置分段或连续损伤以作 为重新使心房同步的一种方式。
另外，可以采用各种使用能量基和非能量基形式的消融技术来消 融软组织。可以使用本发明的实施方案以便于采用一种能量形式或多 种能量形式结合的消融治疗、消融元件和设备，该能量例如冷冻能、 液压能、激光能、磁能、机械能、微波能、辐射能、射频能、热能和 超声能。微波消融系统可以包括，例如那些基于AFx微波的外科消融 系统，例如AFx Flex 4等。AFx现在由Guidant公司所有。冷冻消融 系统可以包括例如可从Cryocath Technologies购买的系统，例如 “SurgiFrost”、“Frostbyte”或“Artic Circler”系统等。基于 外科探头的超声可以是基于例如由EpiCor Medical等生产的超声消融 系统。许多可商业购买的消融系统可用于示例多种可被本发明的可转 向内窥镜系统的实施方案传送或使用的多种消融系统、技术和形式。
如图5所示，心脏302的横截面前视图可以在用于治疗位于左心 房LA和左心室LV之间的二尖瓣MV的冠状手术300中看到。内窥镜设 备212在这种治疗变体中被显示成通过上腔静脉SVC导入心脏302内 并前进穿过右心房RA。还显示了在三尖瓣TV和下腔静脉IVC下的右 心室RV。因此，可以将内窥镜212尺寸设定为在血管内传送。一旦内 窥镜设备212在右心房RA内，远端部分214可以朝向分隔左心房LA 和右心房RA的心房间隔AS转向。一旦到达心房间隔AS，可通过设备 212传送的切割工具可以被用于给心房间隔AS打孔以使内窥镜设备 212穿过进入左心房LA。然后，远端部分214可以被转向并临近二尖 瓣MV定位，而近端部分216可以被自动控制以最小化可以由设备212 抵靠心脏302的组织施加的任何压力。一旦内窥镜设备靠近待治疗的 组织，例如二尖瓣MV，各种工具或设备可以通过通道218传送以实现 治疗。一旦完成手术，内窥镜212可以以相同方式向近端简单抽出， 同时最小化任何抵靠组织的接触压力。
在可以使用内窥镜设备的又一治疗区域中，可以在微创手术中实 现各种胸腔镜手术。图6显示了可经皮执行的胸腔镜手术400的实施 例。如图所示，内窥镜212可以通过导入器或端口412进入病人402 体内，该导入器或端口也可以被构成为用于在手术期间为内窥镜212 建立固定参考点的基准。端口或基准点412可以通过电线418与计算 机或处理器416电连接，该计算机或处理器可以被用于确定和/或保持 设备212在病人402内的位置。内窥镜212可以通过例如在肋骨404 之间的肋间空间中制作的切口414进入病人402体内。然后内窥镜可 以进入胸腔并被操纵到诸如心脏408的后面区域的身体内区域，该区 域通常由于缺少直线入口而不能被传统腹腔镜手术到达。
在这个实施例中，内窥镜设备212被显示为已经通过端口或基准 点412插入并向后前进到胸骨406后的心脏408。为了清楚起见未示 出肺，然而，内窥镜212可以以上述方式绕过肺转向和前进以避免接 触或最小限度接触肺组织或任何其它可以阻碍直线路径的器官或结 构。
内窥镜设备212能够到达传统腹腔镜手术不能到达的体内区域， 而不会损伤周围组织。图7A-7D显示了围绕心脏后面区域前进以便于 治疗室上性心动过速的内窥镜设备的实施例。室上性心动过速的一个 示例是心房颤动。图7A-7D中显示了另一手术500，其示例了可以如 何利用内窥镜设备治疗心房颤动。附图显示了带有解剖学标记主动脉 AA和肺动脉干PT的心脏后视图。心房颤动典型由在心脏的心房中同 时传播的多个电折返子波的存在影响。手术过程和基于导管的技术典 型靠近或围绕肺静脉布置分段或连续的损伤，作为同步心房的一种方 式。
内窥镜设备212可以通过如上所述使设备212进入胸腔或通过各 种其它通道，并朝向心脏的后面区域转向来使用。在图7A-7D显示的 实施例中，可转向远端部分214可以如图7所示的前进，使得内窥镜 212靠近左肺静脉LPV。如图7B所示，当内窥镜212向远端前进时， 远端部分214可以围绕右肺静脉RPV转向。从而，自动可控近端部分 216可以呈现由横越围绕肺部管道的远端部分214限定的形状。如图 7C所示，当近端部分已经呈现由围绕右肺管道RPV的设备横越的弯曲 路径时，远端部分214围绕左肺管道LPV转向。最后在图7D中，设备 212可以完全前进到整体围绕肺管道使得远端部分214和近端部分216 在保持其构造的同时紧密触靠心脏组织。然后触靠设备212的组织可 以由一个或若干以下将具体描述的沿远端和/或近端部分214，216的 长度定位的电极消融。可选择地，诸如导管或其它能量源的消融设备 可以通过一个或多个在内窥镜内或上的工作通道传送，并根据需要留 在适当位置。然后这种消融设备可以被用于传送在此所述的或本领域 技术人员已知的各种形式的消融能量，例如RF、微波、低温冷却等。 设备可以通过各种方法固定保持在所需位置，例如真空、磁、临时粘 合、缝合或其它连接或靠近设备和组织的方法。
图8A和8D显示了手术600的实施例，其中可转向内窥镜设备围 绕心脏后面区域前进，随后被抽回以使用便于治疗室上性心动过速的 设备。可转向内窥镜设备800能够到达如上所述的体内区域并作为腹 腔镜手术的改进。附图显示了带有解剖标记主动脉AA和肺动脉干PT 的心脏后视图。图8A显示了具有可转向、可控制远端805和可控制近 端810的内窥镜设备800。在图8A中，在手术600的开始，内窥镜设 备800已经被操作进入开始使用消融设备815的位置。应当理解，在 示例手术600中，可转向内窥镜设备800已经通过描绘关于肺静脉的 所需使用或治疗路径被操纵到初始使用点。虽然为了讨论手术600关 于肺静脉进行阐释，可转向内窥镜的使用可以不限于此，并可以用于 关于所需的器官、组织和身体部分描绘所需的治疗路径。图8A也示例 了消融设备815，其远端使用任何本申请所述的连接方法或本领域技 术人员已知的方法连接到心脏。
然后，在图8B和8C中，可转向内窥镜800沿着路径向近端抽咽 留下消融设备815。最后，在图8D中，消融设备815在由可转向内窥 镜800制造的所需使用路径中围绕肺静脉完全使用。这样，许多选择 可用于手术600。在使用消融设备815治疗期间内窥镜800可以被抽 回。在消融设备815包括多个消融元件的那些实施方案中，内窥镜800 可被用于可视地检查沿那些实施方案中的消融设备815分布的每个消 融元件的位置和方向。在这个示例性实施方案中，为方便描述起见， 消融设备815已被示例为单个消融元件。内窥镜也可被用于确保消融 设备815已经适当的用在所需便于治疗的位置。另外，内窥镜可被用 于可视性检查任何用于保持消融设备815相对肺静脉的位置的固定件 或其它粘合剂或固定手段。
图9显示了具有多个便于治疗设备和周围组织之间接触的固定件 的治疗设备的实施方案。内窥镜设备900具有被定位以使用或便于使 用消融设备915的可控制、可转向端部905。消融设备915具有多个 消融元件920。消融设备915还具有多个增加消融设备915和周围组 织、器官或身体部分之间接触以便于消融治疗的固定件925。应注意 固定件925相对消融元件920的位置以提供它们之间的最大接触并确 保消融元件920相对周围组织的位置。固定件925可以在其它位置， 并且也可以是本申请所述以外的和/或本领域技术人员已知的其它构 造和种类。
在可转向内窥镜900的另一实施方案中，固定件925可以被构成 为使得当可转向端部905向近端抽回时，固定件925接合周围组织以 确保消融设备915的位置。一旦消融设备915被定位，就根据需要进 行消融治疗。当消融治疗完成时，可转向内窥镜900从消融设备915 的远端向近端前进。当可转向内窥镜端部905向远端前进经过固定件 925时，固定件925与消融设备915一起被抽入可转向内窥镜900内。 应当理解，可以使用各种固定件中的任何一种来接合周围组织。例如， 固定件925可以由超弹性或形状记忆合金材料形成。可以选择形状记 忆合金的性质，使得体温的热能被用于将固定件与周围组织接合。可 选择地，形状记忆合金固定件可以被有选择地启动，以释放形状记忆 效应来接合周围组织。与组织的接合包括不破坏组织表面的固定件和 破坏组织表面的固定件。虽然一些固定件可以通过可转向内窥镜的运 动与周围组织脱开，但应当理解，可以在内窥镜900的远端上或内存 在工具或元件以便于将固定件从周围组织脱开。
图10A和10B显示了围绕心脏后面区域前进以便于治疗室上性心 动过速(图10A)和室上性和室性心动过速的结合(图10B)的内窥镜 的另一实施例。在特殊实施例中，图10A显示了治疗心房颤动的另一 变体600，其中设备可以被转向和构成为以连续方式在左肺管道LPV 上的第一环绕602和右肺管道RPV上的第二环绕604中环绕肺部管道。 内窥镜212的环绕部分602、604可以被启动以仅围绕肺管道LPV、RPV 消融心脏组织，或可选择地，其可以被启动以沿着远端部分214和近 端部分216的整个长度消融心脏组织。而且，如上所述，各种消融设 备可以被传送到所需区域。
在另一特殊实施例中，图10B显示了治疗心房颤动的另一变化 650，其中设备可以被转向和构成为以连续方式在左肺管道LPV上的第 一环绕602和右肺管道RPV上的第二环绕652中环绕肺部管道，然后 穿过一部分心室(654)。内窥镜212的围绕部分602、652、654可以 被启动以围绕肺管道LPV、RPV和靠近心室部分654消融心脏组织。可 选择地，其可以被启动以沿着远端部分214和近端部分216的整个长 度消融心脏组织。而且，如上所述，各种消融设备可以被传送到所需 区域。
图11显示了使用内窥镜设备治疗心室颤动的又一实施例。在特殊 实施方案中，图11显示了又一变体700，其中内窥镜216可以前进和 转向以接触靠近肺部管道LPV、RPV的后面的组织部分，从而形成围绕 区域702。如所示，本发明的可转向内窥镜的实施方案可以围绕一部 分冠状脉管或其它冠状标记定位以便于治疗心脏。在这个特殊实施例 中，内窥镜216已经使用在此所述的技术被操纵进入在肺静脉内和靠 近肺静脉的位置并朝向下腔静脉延伸。本发明的可转向内窥镜的空间 和位置的特别可构造和可操作性能够将治疗设备、元件和系统围绕心 脏和体内其它位置布置以便于治疗。
图12A和12D示例了本发明可转向内窥镜设备的另一可选实施方 案，该内窥镜设备围绕心脏的后面区域前进以便于治疗室上性心动过 速和/或室上性和室性心动过速的结合。如上关于图10A和10B所述， 为了示例和讨论，左肺静脉(LPV)和右肺静脉(RPV)被用作标记， 但是不限于此。图12A示例了内窥镜设备1200，其围绕LPV和RPV定 位并环绕LPV之一，然后前进穿过心脏1205的心室部分。图12B示例 了内窥镜设备1200，其围绕LPV和RPV定位并环绕LPV之一，然后向 侧方穿过心脏1210的心室部分。图12C示例了内窥镜设备1200，其 围绕RPV，部分环绕LPV两者定位，然后向前穿过心脏1205的心室部 分。图12D示例了本发明的一实施方案，其中使用两个内窥镜设备1250 和1260以便于消融治疗。第一可转向内窥镜设备1250从侧方穿过心 脏定位并部分环绕LPV和RPV。第二内窥镜设备1260靠近LPV定位， 环绕RPV，然后向前穿过心脏1205的心室表面。应当理解，可以在由 第二可转向内窥镜1260帮助的第二消融治疗的同时、之后或以一定顺 序使用第一可转向内窥镜1250以便于第一消融治疗。如这些示例性实 施方案所阐释的那样，本发明的可转向内窥镜可用于各种环境中以便 于消融治疗。
图13显示了用于帮助心脏治疗的本发明的可转向双内窥镜1300 的实施方案。可转向双内窥镜1300包括第一可转向内窥镜1305和设 置在第一可转向内窥镜1305内的第二可转向内窥镜1310。在一个实 施方案中，内窥镜1305、1310都关节连接到初始环境(I)。之后， 第二内窥镜1310沿路径(a)-(i)前进以环绕LPV、RPV，然后前 进穿过心脏的心室部分。第二内窥镜1310可以沿用户控制路径前进。 可选择地，第二内窥镜1310可以沿根据手术前计划影像、实时影像、 从探测器接收输入的映射系统或跟踪系统中的任何一个或组合自动采 用的路径前进。在另一可选方式中，第二内窥镜1310使用自动控制和 用户输入的组合前进。
虽然以上描述了用于治疗心脏的应用，但应当理解可以通过保持 第二可转向内窥镜的尺寸远小于第一内窥镜的尺寸而将第一和第二可 转向内窥镜用于进入神经血管部分和其它区域。例如，第一内窥镜可 以位于第一位置，固定在该位置起到第二可转向内窥镜的稳定平台和/ 或基准的作用。通过该稳定基础，第二内窥镜可以被使用以便于治疗。
图14A-14C分别显示了用于组织消融治疗的内窥镜上的各种电 极构造的侧视图和端视图。内窥镜900可以被构造成带有多个便于治 疗的元件、设备或系统。在一个特殊实施方案中，本发明的可转向内 窥镜可以具有多个沿其外表面设置的电极以便于沿内窥镜的长度或选 择的长度范围进行组织消融，如下所述的那样。附图显示了可转向远 端部分904和部分自动可控制近端部分902作为内窥镜900上的电极 布置的一个实施例。如图所示，一个或任何数量的电极906可以以一 定间隔沿内窥镜900的长度沿圆周，例如以环形方式定位。在这个变 体中，电极906被显示为以均匀间隔定位；然而，它们可以被构成在 内窥镜900的外表面上的任何随机、任意或特定位置定位。每个电极 906可以通过对应的电线908电连接到电源和/或控制器。从而，所有 电极906可以被构成为同时操作或仅操作可以接触组织的选定电极 906。在又一变体中，各种消融设备可以如上所述被传送到所需区域。 图14B显示了内窥镜910中的另一变体，其中电极916可以被构 成为在近端部分912和/或远端部分914上纵向延伸。如图所示，电极 可以被构成为沿内窥镜长度在连续带中延伸，或电极916可以可选择 地被构成为以在内窥镜910上分段方式纵向延伸。具有分段的电极916 可以允许在组织消融期间启动所选电极。虽然为了示例的目的，图14B 显示了单线电极916，但可以如图14C的实施例所示在设备的外表面 上定位多线电极，图14C示例了围绕内窥镜表面的圆周均匀分布的多 线电极918。
上述这些实施例是示例性而不是限制性的。由于内窥镜设备具有 转向和自我构造使得与周围组织的过度接触可以避免，因此内窥镜设 备可以实现许多其它构造。而且，使用上述可控内窥镜设备可以实现 最小或无损伤周围组织和器官的进入胸腔内许多各种区域。使用内窥 镜进行治疗的其它实施例可以包括，但不限于导线布置、可植入设备 布置、诸如治疗肺气肿的对肺的治疗等。
依靠被帮助的治疗，可以有利于增加接触程度或保证治疗工具、 元件或设备和接受治疗的组织、器官或身体部分之间的位置。用于增 加接触或固定治疗设备位置的手段的实施例包括：单独或与钉、吸引、 金属丝、带刺或有少量刺的钩或成形以环绕特定解剖组织的钩结合使 用的生物相容粘合剂、胶水或凝胶。成形以环绕特定解剖结构的钩的 一个实施例包括至少部分环绕冠状脉管的J形钩。例如，J形钩可以 被成形和构造成至少部分环绕肺静脉。在另一实施例中，金属丝、钉 或其它固定组件可以由形状记忆合金材料，例如镍钛记忆合金或其它 合适的、生物相容的形状记忆合金材料形成。当在帮助治疗之前导入 设置位置时，形状记忆合金固定件可以保持在第一或收起(stowed) 状态。一旦治疗设备被定位，形状记忆合金固定件可以启动并使用形 状记忆效果将治疗设备固定到所需位置。
在另一实施方案中，可以围绕组织、器官或身体区域使用具有磁 体部分的可转向内窥镜来帮助治疗。之后，可转向内窥镜可以被用作 布置消融系统的导向器。永磁铁或电磁铁可用于磁耦合消融系统到靠 近可转向内窥镜的所需位置。一旦完成治疗，磁场被解除，消融系统 和可转向内窥镜被抽回。
在另一实施方案中，可转向内窥镜自身可以环绕受治疗的器官、 组织或身体部分，并且随后自固定以便于医疗。可选择地，内窥镜地 远端可以与可拆解缝合或其它可生物降解分解固定件固定，该固定件 在消融治疗完成后保持在适当位置，然后被组织吸收或分解。
另外，针阵列可以沿着消融设备的长度或一部分长度，或可转向 内窥镜，或二者兼而有之被构成。在一个实施方案中，布置传导针阵 列以增强基于RF消融的传送系统和受治疗组织之间的接触。除了针阵 列，可以使用其它合适的元件以增强其它消融形式的效果。因此应当 理解，虽然针阵列被描述为增强RF消融能量传送的效果，但可以使用 其它元件和构造来增强其它消融治疗形式的效果。可选择地，对于基 于非能量的消融，诸如使用组织撕裂的消融技术，那么元件可以是任 何合适的用于切割或其它改变组织以实现治疗效果的设备。
图15A和15B显示了在收回(图15A)和使用(图15B)状态的针 阵列的实施方案。以横截面方式显示了一部分可转向内窥镜或消融元 件1500。消融针1505，1510被连接到背板1515。针与收回的背板一 起保持在收起结构(图15A)以减少当可转向内窥镜或消融系统前进 到治疗位置时无意识损伤组织的危险。在收起结构中，针1505，1510 保持在可转向内窥镜或消融元件外表面1502的下面。一旦在位，背板 1515启动到使用状态(图15B)。在使用位置中，针1505，1510穿过 可转向内窥镜或消融元件外表面1502。当为了治疗定位在体内时，针 1505，1510可以适当接触周围组织、器官或身体部分以便于治疗。
应当理解，可以使用多种技术使背板在收回和使用结构之间变动。 这种技术和方法的实施例包括机械驱动、水力、发动机、启动器、永 磁铁、电磁铁、弹簧负载启动器、真空或其它常规启动手段。可选择 地，启动手段可以是任何合适的能够移动背板1515以促使一部分或全 部针阵列从收回位置转换到使用位置并因此适当接触接受治疗的器 官、组织或身体部分的启动力。
在可选实施方案中，背板1515可以被连续向外偏移，在此向外偏 移是指针移动到使用结构的位置。具有针阵列的消融元件或可转向内 窥镜可以由可移动护套覆盖。一旦消融元件或可移动内窥镜处于所需 位置，护套被收回以释放背板偏移并允许针移动到使用结构。
所示出的实施方案以横截面形式示例了一对针。在此可以是邻近 布置并类似于针1505，1510设置的附加针。附加针例如可以以如图 16所示的规则连续图案布置。可选择地，可以采用连续、不连续或随 机的针布置方式的单针或针阵列。在其它构造中，可以使用10个以上 的针。所示例的针1505，1510具有分离角θ1。依据应用，该分离角 可以在一个实施方案中从0-180度，在另一实施方案中从0-70度， 在又一实施方案中从0-30度变化。在多针应用中(即，具有两个或 两个以上分离角的针阵列)，针可以具有规则分离角，这意味着针以 规则角间隔布置。可选择地，在多针构造中的针可以以不规则或可变 分离角形式布置。
除了在针阵列中针的角布置外，针之间的间隔也可以是连续或可 变的。针可以被布置在具有均匀间隔的单一连续段中。图16中示出了 这种均匀针阵列。消融元件或为消融设备1600构造的可转向内窥镜部 分在图16中被示出。针1610显示为单段或针组1605。
图17显示了具有显示多种针间隔构造的三个部分(1705，1710 和1715)的针阵列段1700的实施方案。针阵列段1700示出了如何可 以结合几乎无限种间隔构造以获得便于消融治疗的所需针阵列构造。 针阵列段1705包括在下部针阵列1720，1722和1724上以连续均匀方 式对准排列的上部针阵列1726，1728和1730。这种构造类似与图16 中的针阵列段1600。如针阵列段1705一样，上述针阵列段1710具有 均匀间隔的针1732、1734和1736。下部针阵列仅有一个与上部针阵 列对准的针。针1738对准针1732。在下部阵列中没有对应针1736的 针。多个针(1740，1741和1742)在上部阵列针1734对面分隔。针 阵列段1710示出了在针阵列段的上部和下部阵列中的针之间如何存 在针与针对应(1732，1738)，不对应(1736)或一个对应多个(1734， 1740，1741，1742)。
针阵列段1715还示出了针布置的可构造性。上部针1750，1752， 1754，1756和下部针1766，1768，1770，1771，1772，1773都示出 了可变间隔。另外，上部和下部阵列之间不存在对准。此外，针阵列 段1715示出了中间阵列，其上部针1758，1760与下部针1762，1764 分隔。在示例的实施方案中，上部和下部针对准，但不需在所有实施 方案中如此。另外，中间阵列被示出为不与上部阵列和下部阵列对准。 这不需在所有实施方案中都如此。在一些实施方案中，中间阵列可以 与全部或部分下部或上部阵列对准。因此，可以预定和选择针阵列段 内的针图案以便于所需的消融治疗。而且，使用手术前计划技术，可 以预定种类、数目、总量和消融图案，并且可以将针阵列段、部分和 针阵列的适当组合装载到可转向内窥镜中或使用内窥镜传送以便于治 疗。
图18A和18B显示了本发明的可调治疗设备的实施方案的侧视图 和等轴视图。可调治疗设备1800包括壳体1805内的消融元件1810。 壳体1805还包括允许由消融元件1810产生的能量传送到壳体外部的 开口1815。开口1815与盖1820一起安装，该盖在可调治疗设备1800 所处环境和壳体1805内部之间形成密封。在一个实施方案中，壳体 1805由第一材料制造，盖1820由第二材料制造。对于由消融元件1810 产生或提供的能量，第一材料传递的由消融元件1810产生的能量少于 第二材料。在另一实施方案中，第一材料起到将由消融元件产生的消 融能量与周围环境隔开的防护罩作用。第二材料起到在以另外方式被 防护的壳体中的传输窗口或开口的作用。从而，传输窗口或开口允许 将由消融元件提供的能量通过开口有选择地传送到组织、器官或靠近 盖1820定位的环境中。从而，防护罩和开口的有利结合使得可以更准 确的将消融能量传送到所需组织、器官或地点，同时保护周围区域不 受消融能量作用。
可调消融传送设备1800还配置了用于检测在执行消融治疗中有 用的生理指征的检测器1830。检测器1830可以包括围绕壳体1805布 置的多个检测元件阵列。在示例的实施方案中，检测器1830包括多个 检测器元件1835。检测器元件1835以规则间隔围绕壳体1805周边布 置。可以从每个元件获得读数，然后分析确定哪个或哪些元件获得了 被检测生理参数的最佳读数。一旦完成确定，可调消融设备1800可以 随后被定向以将开口1815布置在有助于消融治疗的位置。
在一特殊实施例中，可调消融传送设备1800可以被改变以帮助心 包上的消融治疗。在这个实施例中，检测元件1835可以是能够探测电 生理(EP)活动的元件。例如，检测元件1835可以通过检测ECG活动 来检测电生理(EP)活动。图19中示出了由每个检测器1835获得的 读数和/或信号强度的实施例。图19示出了说明优化可调消融设备的 布置以便于治疗的技术的图表。使用传统软件、硬件和优化技术，检 测元件1835可用于相对壳体1805局部化产生所需量生理指征的位置。 在图表1900中，所需活动是峰值EP活动。根据图表1900，峰值EP 活动发生在靠近传感器位置5。然后，这个信息可以由控制系统使用 来关节活动、旋转、平移或另外定位可调消融元件1800，以将可调消 融元件1800定位在靠近传感器5的便于消融治疗的位置。在图18A 和18B所示的特殊实施方案中，可调消融设备1800在具有多个元件 1835和开口1815和消融元件1810的相对定位和定向的控制系统的控 制下旋转。可调设备1800在使用例如接合元件1845将开口1815和/ 或盖1820对准传感器5的方向的控制系统的控制下旋转。
现在将参考图18C和18D描述多个可调消融元件如何可以有利地 使用以增强消融治疗效果的实施例。三个可调消融元件1800A，1800B 和1800C定位在本发明的可转向内窥镜212内。在图18C中，三个消 融元件已经到达消融元件1800A的使用点。应当注意，在优化任何一 个可调消融元件1800A，B或C之前，在初始位置中，窗口1820被对 准。如上所述，消融元件1800A上的检测器1830用于通过指示执行消 融治疗的所需位置来增强可调消融元件1800A内的消融元件的效果。 如图18B所示，元件1800A的确定位置是当窗口1820从初始位置旋转 到稍微向上位置时的位置。另外，机械连接1845已经被脱离，使得控 制电缆/组件1880不再旋转元件1800A。另外，为了清楚起见，将已 经接合以固定元件1800A的位置的元件1800A的固定元件省略。图18D 还示出了控制电缆/组件1880已经如何利用元件1800B携带的检测器 1830优化窗口1820的位置。应当注意用于元件1800B的窗口1820被 向下旋转。在这点上，元件1800B的固定元件被接合以固定元件1800B 的位置。之后，元件1800B的连接1845被释放，使得元件1800C可以 被定位，然后如此所述的优化元件1800A和1800B。因此，存在这样 的可调消融元件的构造，其中邻近消融元件的窗口不被对准，而是反 映局部化优化该消融元件的对准。
在可选实施方案中，用于检测生理指征的检测器也可以是单个检 测器。单个检测器可以被启动，以围绕测量生理指征的可调消融传送 设备1800的表面移动。然后，所获得的测量可用于帮助定位消融元件 1810和开口1815以便于治疗。在一个特殊实施方案中，单个检测器 可以围绕可调消融设备的周边移动并提供相对于类似图19的位置信 息的生理指征的强度。
也可以提供安全部件1840以在从指示元件1835读数期间，或在 将消融设备旋转到所需便于治疗位置之后将可调消融设备1800保持 在所需位置。在示出的实施方案中，安全部件1840可以是具有多个吸 气口1860的真空多支管1855。在优选实施方案中，安全部件可以从 周围组织、器官或感兴趣区域释放以为了治疗目的便于移动对准或一 旦治疗结束容易去除消融元件。
内窥镜设备也可用于腹膜腔内的手术。可能的应用可以包括对泌 尿、肥胖的微创手术和肝脏手术。而且，微创进入也可用于脊柱或矫 形手术中的治疗。图20显示了在可以用内窥镜设备执行的腹膜腔内的 手术2000的实施例。图20显示了使用内窥镜212在腹膜腔内进行的 手术2000的实施例。内窥镜212可以通过端口穿过切口2008导入病 人2002体内，如上所述，该端口也可以起基准点2006的作用。远端 部分214可以被转向以避开各种器官(当对肝脏进行手术时)。内窥 镜212的远端部分214可以因此被转向，同时近端部分216可以被自 动控制以跟随由远端部分214限定的路径，其将与周围和附近的组织 和器官的接触最小化。可以可选地结合内窥镜212使用一个或多个腹 腔镜2010以帮助手术过程。一旦远端部分214被定位在肝脏2004后 面，各种工具或治疗设备可以从尖端通过内窥镜212前进以实现所需 治疗。虽然这个实施例显示了使用内窥镜212的肝脏2004的治疗，这 是为了说明可以使用内窥镜212的实施方案有效治疗其它器官或实施 手术。
如上所述，可以有利地使用本发明的可转向内窥镜系统以便于多 种手术实施。当被采用帮助消融治疗时，消融元件、设备或系统可以 是分段可转向内窥镜的一部分，在由可转向内窥镜提供的工作通道或 其它通道中使用，或者与固定和可移动治疗元件、设备和系统结合。 因此，本发明的可转向内窥镜在一个实施方案中可以通过将附着在内 窥镜上的消融元件、设备或系统用到治疗位置中的治疗地点来帮助治 疗。在治疗期间内窥镜保持在适当位置，当治疗完成时内窥镜从治疗 位置抽出。
在另一变体中，可转向内窥镜被用于安排和/或检测治疗设备的布 置，然后在治疗进行时被抽回。之后，可转向内窥镜收回治疗设备。 在又一变体中，可转向内窥镜可以被插入在所需治疗路径中的治疗区 域。然后，可转向内窥镜被抽回，将治疗设备沿着所需治疗路径留在 适当位置。可转向内窥镜可以保持在适当位置用于在治疗执行时进行 观察，监视生理指征或给治疗提供支持。或者，可转向内窥镜可以从 治疗区域或完全从身体抽回。在治疗结束后，可转向内窥镜可以沿治 疗设备前进以当内窥镜沿治疗设备向远端前进时去除/储存治疗设备。 一旦治疗设备被收集在内窥镜中，内窥镜就被抽回。因此，存在多种 方式在体内定位治疗元件、设备或系统，将治疗设备相对一个或多个 治疗区域固定和保持，以增强被执行的处理或治疗的效果。
独立于或结合上述技术，可使用各种成像和控制系统控制可转向 内窥镜。例如，可转向内窥镜可以利用记录的路径沿着或围着所使用 的治疗设备前进，以返回用于放置治疗设备的步骤。可转向内窥镜也 可以跟踪一路径点，所述路径点设置用以指示在一位置中的下个固定 件该固定件在预先编程位置中的哪里，该位置可使用成像系统识别， 或者固定件被构成为，例如通过使用RFID等容易识别的结构。可转向 内窥镜也可以使用成像系统用于导引收回治疗设备。可转向内窥镜也 可以使用能遥控的自动驾驶仪技术以用治疗设备作为电线来遥控自动 驾驶。在又一实施方案中，治疗设备可以使用映射、成像或其它系统 控制被自动抽回以返回轨道或将治疗设备从内部位置移去或脱离以执 行治疗。
本发明的实施方案也可以包括穿孔、撕裂、切割、穿刺或提供通 道或受控制的组织穿孔以允许可转向、被导向的内窥镜进入感兴趣区 域的工具、设备或系统。在用于进入脑的神经应用中，这类设备将适 合用于在例如硬脑膜中产生合适的开口。在用于进入心脏的心血管应 用中，这类设备适合用于在例如心包中产生合适的开口。穿孔、撕裂、 切割、穿刺或提供通道或受控制的组织穿孔以使内窥镜通过的工具、 设备或系统可以被永久设置在内窥镜的远端。可选地，上述工具、设 备或系统可以安装在内窥镜的远端，但可位于收回的和延伸位置之间， 以当内窥镜在体内移动到感兴趣区域时有助于最小化无意识损伤的危 险。在另一可选方式中，上述工具、设备或系统可以通过内窥镜中的 工作通道常规提供。上述工具、设备或系统的实施例包括剪刀、电烙 设备和系统、小剪刀、成形刀片和成形尖端。
虽然本发明的实施方案已经被显示和描述为在脑、颅骨内部、心 脏内部、心脏外部实施治疗，应当理解本发明的方法和装置的实施方 案也可用于其它应用。例如，本发明的实施方案可以用于帮助其它器 官和身体部分，例如胃、胃肠道、食道、膀胱、肝脏、肾和肺的病症 的治疗。另外，本发明的实施方案可用于帮助身体、身体部分内局部 病症或生理系统病症的治疗。
上面讨论的设备和方法的应用不限于身体区域，而是可以包括多 种另外的治疗应用。其它治疗位置可以包括身体的其它区域和位置。 另外，本发明可用于其它工业和商业环境中，例如在管道系统、管路 上的勘探行动，包括汽车、航空、航天以及航海系统和装备等的机械 系统内部检查。本领域普通技术人员显而易见的用于执行本发明的上 述组件和方法的变化，和本发明方案的变化意味着落入权利要求的范 围内。
相关申请的交叉参考
本申请享有2004年1月28日提交的申请系列号10/767,109和 2002年8月26日提交的申请系列号10/228,583的优先权，并且是上 述两申请的部分继续申请，上述两申请的后者是2001年2月20日提 交的申请系列号09/790,204(现在为美国专利No.6,468,203)的继续 申请，该美国专利享有2000年4月3日提交的临时申请系列号 60/194,140的优先权，上述各文献在此作为参考而全部引用。