小型机器人内窥镜

相关申请

本申请是美国专利17/941,884,17/843,217和17/349,674中的部分延续，并提出对2022年10月19日提交的第63/417,340号临时专利申请的优先权。

17/941,884是17/745,526,17/720,143,17/521,397,17/473,587(现为专利11,330,973),17/362,043和16/363,209中每一项的部分延续，提出对4项临时申请的优先权。

17/745,526是17/473,587的部分延续，提出对5项临时申请享有优先权。

17/720,143是17/521,397的部分内容的延续。

17/521,397提出对5项临时申请的优先权。

17/473,587是17/362,043(现为专利11,350,816)、PCT/US19/36060和16/363,209中每一项的部分延续，提出对17项临时申请的优先权。

17/362,043(现为专利11,350,816)提出对13项临时申请享有优先权。

PCT/US19/36060是16/363,209的部分延续，提出对7项临时申请的优先权。

16/363,209是PCT/US17/53171的延续，提出对4项临时申请享有优先权。

PCT/US17/53171提出对15项临时申请的优先权。

17/843,217是16/363,209的分案。

17/349,674是16/664,082的部分内容的延续。

16/664,082(现为专利11,071,442)提出对26项临时申请的优先权。

本申请以引用的方式纳入了上述专利申请的全部内容，并提出对上述每项专利申请以及它们直接或间接以引用方式纳入的申请和它们所提出的所有权益，包括美国临时申请、美国非临时申请和国际申请的申请日期。

本专利申请通过引用的方式纳入以下各项美国专利和美国及国际(PCT)专利申请：

2020年12月7日提交的16/972,989号；

2021年9月13日提交的PCT/US21/50095号；

2022年6月8日提交的17/835,624号；

2016年2月19日提交的PCT/US16/18670号；

2016年2月23日提交的14/913,867号，现为专利10,874,287号；

2016年12月7日提交的PCT/US16/65396号；

2018年2月20日提交的15/371,858号，现为专利9,895,048号；

2017年3月17日提交的15/462,331号，现为专利10,524,636号；

2017年7月17日提交的15/651,526号，现为专利10,278,563号；

2017年12月27日提交的15/855,532，现为专利10,292,571号；

2018年1月23日提交的PCT/US18/14880号；

2019年5月8日提交的16/407,028号，现为专利11,253,141号；

2019年5月15日提交的16/413,160号，现为专利10,869,592号；

2019年6月20日提交的16/407,251号，现为专利11,013,141号；

2020年6月18日提交的PCT/US20/38349号；

2020年8月12日提交的PCT/US20/46018号；

2020年12月15日提交的17/122,282号；

2021年1月11日提交的17/145,466号，现为专利11,395,579号；

2021年7月8日提交的17/370,575号。

2021年6月16日提交的17/349,674号；以及

2022年1月24日提交的17/573,095号。

技术领域

本专利说明书涉及内窥镜仪器和方法。更具体地说，一些实施例中涉及便携式仪器，包括可重复使用部分和可释放地连接的一次性使用部分。

背景技术

长期以来，内窥镜一直被用来观察和治疗内部组织。在刚性和柔性传统内窥镜的情况下，光学系统和相关部件都比较昂贵，而且要多次重复使用。因此，每次使用后都需要进行严格的去污和消毒程序，这在设备和劳动力方面增加了大量的费用。近年来，一次性内窥镜已经被开发和改进，通常包括一个一次性使用的部分，其中包括一个插管，前端有一个摄像头。插管可释放地连接到一个可重复使用的部分，该部分包括图像处理电子装置和一个显示器。一次性或单次使用的内窥镜大大降低了交叉污染和院感疾病的风险，并消除了非一次性内窥镜所需的净化和消毒的费用和时间。一次性内窥镜可以在医疗程序中找到应用，如对男性和女性泌尿系统和女性生殖系统及其他内部器官进行成像和治疗。一次性或一次性内窥镜的实施例在通过引用而纳入的专利和申请中讨论。

本专利说明书中描述或要求保护的主题不限于为解决任何特定缺点或仅在诸如上述环境中操作的具体实施例中所描述的。相反，提供以上背景仅是为了说明本文描述的一些实施例在示例性技术领域的可行性。

发明内容

如最初提出的权利要求所述，在提出本专利申请时可对其进行修正，在一些实施例中，一种小型机器人内窥镜包括：可重复使用部分，该部分被配置为用手抓取，并有一个细长的槽，该槽有一个沿插管轴线延伸的开放侧；一次性使用部分，包括一个沿插管轴线延伸的插管；其中所述一次性使用部分有前端和后端，并包括：位于前端的成像模块，包括一个或多个摄像头和一个或多个光源；位于后端的后端端口，位于前端的前端端口，以及从后端端口延伸至前端端口的内部通道；位于后端的驱动元件，被配置为在驱动时选择性地改变插管的物理参数；以及位于后端的单次使用电触点；其中，所述可重复使用部分包括：一个内部电源；一个内部马达；一个延伸到所述槽内并与马达相联的齿轮轴，从而可选择性地旋转；一个位于所述槽内的可重复使用的电触点；一个或多个与电源和马达相联的手动操作的马达控制按钮，使马达按选定的角度方向驱动齿轮轴；一个或多个手动操作的图像控制按钮，被配置为控制所述成像模块；其中，所述一次性使用部分的后端被配置为在横向于插管轴的方向上与可重复使用部分的所述槽配合，从而在一次运动中使所述电触点相互配合，并使齿轮轴与驱动元件配合，从而形成一个组装的内窥镜；以及其中，在组装的内窥镜中：所述一个或多个图像控制按钮被配置为选择性地控制来自成像模块的图像数据的传输以显示图像；以及所述一个或多个马达控制按钮被配置为选择性地控制以下的至少一个(a)插管围绕插管轴在选定的角度方向和通过选定的角度的机器人旋转和(b)插管的前端部分在相对于插管轴的选定方向和通过相对于插管轴的选定角度的机器人角度。

在一些实施例中，所述小型机器人内窥镜可额外包括以下一项或多项内容：(a)所述一个或多个电机控制按钮可被配置为选择性地控制插管围绕插管轴线在选定的角度方向和通过选定的角度进行机器人旋转；(b)所述一个或多个电机控制按钮可被配置为选择性地控制插管前端部分在相对于插管轴线的选定方向和通过相对于插管轴线的选定角度的机器人角度；(c)安装在所述可重复使用部分上的显示器，与所述成像模块联接，并被配置为显示用其获得的图像；(d)安装在所述可重复使用部分上的显示器，它有一个面向后端、被配置为显示所述图像数据的一面和一个面向前端的一面，并包括：一个面向前方的相机模块(FFC)，被配置为对与其相距甚远的物体进行成像，并包括自动对焦设施，其镜头被配置为在FFC和DFC之间的相对运动中自动保持所述物体的焦点；一个前向照明模块(FFL)，该模块被配置用于照亮所述物体：(e)所述FFC模块可包括至少两台在横跨插管轴线的方向上间隔开的相机，并配置为提供以下至少一项：(i)立体图像，(ii)在光的波长范围内的图像，这些图像在至少两个所述相机之间是不同的；(f)可重复使用部分可进一步包括一个锁扣，该锁扣被配置为在开放位置和关闭位置之间移动，在开放位置，锁扣清除所述槽，以便通过其间的相对运动仅在横向于插管轴的方向上组装一次性使用部分和可重复使用部分，在关闭位置，锁扣保持一次性使用部分和可重复使用部分作为一个组装的内窥镜；(g)永久安装在所述插管内的注射针，并被配置为在注射针从一次性使用部分的前端伸出的延伸位置和注射针的全部在一次性使用部分内的缩回位置之间移动，以及安装在一次性使用部分上并被配置为在延伸和缩回位置之间移动注射针的针头控制器；(h)所述插管可被配置为相对于一次性使用部分的前端旋转，并且位于一次性使用部分的后端的所述驱动元件包括第一齿轮，其安装在组装好的内窥镜中的齿轮轴上，从而围绕横向于插管轴的轴线旋转，与第一齿轮啮合的第二齿轮，以围绕平行于插管轴的轴线旋转，与第二齿轮相连的第三齿轮，以随之旋转，以及与第三齿轮配合的第四齿轮，以围绕插管轴线旋转，从而使插管的前端相对于一次性使用部分的后端围绕插管轴线旋转；(i)所述插管的前端可被配置为通过所述选定的角度成角，并且一次性使用部分后端的所述驱动元件包括一个旋转盘，该旋转盘安装在组装好的内窥镜中的齿轮轴上，从而围绕横向于插管轴的轴线旋转，并且所述一次性使用部分包括将旋转盘与插管的远端相连的导丝，以便旋转盘的旋转导致插管的前端相对于插管轴成角。

在一些实施例中，一种小型机器人内窥镜包括一套可重复使用部分和两个不同的一次性使用部分，其中第一个部分具有马达驱动的插管旋转，第二个部分具有马达驱动的插管前端角度，其中，可重复使用部分被配置为可手持，并有一个细长的槽，该槽有一个沿插管轴线延伸的开放面，有一个内部马达和一个延伸到所述槽中的齿轮轴，并被配置为由马达围绕轴线选择性地旋转，以及在所述槽中有一个电触点。第一一次性使用部分被配置为仅在横向于插管轴的方向上卡入所述槽，从而与所述可重复使用部分耦合，以形成第一组装的内窥镜，并包括具有成像模块的前端，后端有一个插座，被配置成适合于所述齿轮轴，从而在第一组装好的内窥镜中围绕轴线旋转，以及一个齿轮组，将该插座与第一一次性使用部分的前端相连接，使其相对于后端围绕插管轴线以选定的角度方向和选定的程度旋转。第二一次性使用部分也被配置为与所述可重复使用部分耦合，通过仅在横向套管轴的方向上卡入所述槽，从而形成第二组装的内窥镜，并包括具有成像模块的前端，后端有一个插座，被配置成适合于所述齿轮轴，从而在第二组装的内窥镜中围绕轴轴线旋转，导丝将插座与第二一次性使用部分的前端连接起来，使第二一次性使用部分的前端相对于其后端在选定的方向和相对于插管轴的选定程度上成角度，从而使同一可重复使用部分形成第一内窥镜，其中第一一次性使用部分的前端以机器人方式旋转，或第二内窥镜，其中一次性使用部分的前端以机器人方式倾斜。

在一些实施例中，一套装置包括一个可重复使用部分和两个不同的一次性使用部分，其中第一一次性使用部分的后端进一步包括与所述第一一次性使用部分的前端相联的手动控制，以传授其相对于第一一次性使用部分的后端在选定的方向和相对于插管轴的选定程度的角度；(b)第二一次性使用部分的后端可进一步包括与第二一次性使用部分的所述前端相连的手动控制装置，以使其相对于第二一次性使用部分的后端在选定的方向上并在选定的程度上围绕插管轴旋转；(c)可重复使用部分可最多包括一个安装在其上的显示器，其后端面被配置为显示用所述成像模块获得的图像，前端面有一个光源和一个或多个前向相机(FFC)，被配置为对其前端的物体进行成像，并在内窥镜相对于该物体移动时对所述物体提供自动聚焦。

在一些实施例中，一种机器人内窥镜，其整体上是一次性使用的，包括：手柄，其具有前端和后端，并被配置为由用户手抓，并且在其后端进一步具有工作通道端口，内部马达，其具有马达轴，当马达通电时旋转，以及被配置为选择性地给马达通电以使马达轴在选定的角度方向和通过选定的角度旋转的按钮；一个集线器，其后端永久地安装在手柄的前端，以围绕插管轴线进行相对旋转；一个插管，其后端永久地固定在集线器的前端，沿插管轴线延伸，并在其前端有一个成像模块和一个工作通道端口；一个具有恒定内部面积的工作通道，从手柄后端的工作通道端口延伸到插管前端的工作通道端口；连接所述电机轴和插管前端的耦合元件，并被配置为将电机轴在选定的角度方向上的旋转通过选定的角度转化为插管前端的角度，并相对于插管轴达到选定的程度；以及与所述成像模块耦合的传输设施，将其获得的图像传输到一次性使用内窥镜外的显示器。

在一些实施例中，紧接前段所述的机器人内窥镜可以进一步包括以下一项或多项内容：(a)与所述传输设施耦合的远程显示和控制设施，并配置为控制所述成像模块和显示用成像模块获取的图像；(b)所述传输设施可以是无线的。

在一些实施例中，一个整体上是一次性使用的内窥镜包括：手柄，其具有前端和后端，被配置为由用户手抓，并且在其后端进一步具有工作通道口，以及配置为相对于手柄在第一和第二位置之间手动移动的杠杆；插管，其后端永久地固定在集线器的前端，沿插管轴线延伸，并在其前端有一个成像模块和一个工作通道口；一个具有恒定内部面积的工作通道，从手柄后端的工作通道口延伸到插管前端的工作通道口；手柄内的运动平移机构，该机构与杠杆和插管前端相连，并被配置为将杠杆在选定方向和选定程度上的运动平移到插管前端在选定方向和相对于插管轴线的选定程度上的角度；以及与所述成像模块相连的传输设施，将其获得的图像传输到一次性使用内窥镜外部的显示器。

在一些实施例中，紧接前段所述的机器人内窥镜可以进一步包括以下一项或多项内容：(a)杠杆可以被配置为围绕横向于插管轴线的轴线枢转，并且运动平移机构包括与杠杆耦合以随着杠杆的枢转而旋转的元件以及将元件连接到插管远端的导丝；(b)与所述传输设施耦合并被配置为控制所述成像模块和显示用成像模块获取的图像的远程显示和控制设施。

附图说明

为了进一步阐明本专利说明书保护主题的上述和其他优点以及特征，以附图来说明具体实施例。这些附图应当理解为仅描绘了示例性实施例，因此不应被认为是对本专利说明书或所附权利要求保护范围的限制。使用以下附图，特异性和细节化描述、解释本发明的主题，其中：

图1A是组装好的内窥镜的第一个实施例的立体图，其中有一个插管可以机械地旋转；

图1B是未组装的内窥镜实施例的右侧的立体图，显示其可重复使用部分和一次性使用部分；

图1C是其一次性使用部分的左侧的局部爆炸立体图，以及

图1D是一些实施例中的未组装内窥镜实例的左侧的立体爆炸图；

图2A是组装好的内窥镜第二实施例的右视图，其中的插管可以机械地调整角度；

图2B是第二内窥镜实施例的右侧未装配时的立体爆炸图；

图2C是第二内窥镜实施例未装配时的左侧的爆炸立体图；

图2D是第二内窥镜实施例的一次性使用部分的左侧的仰视图；

图2E是一些实施例中，涉及第二内窥镜实施例的插管前端角度的机制的立体爆炸图；

图3是第三内窥镜实例右侧的局部立体图，该实例可以在其他方面像图1A的内窥镜实施例或图2A的内窥镜实施例一样，但在一些实施例中，在显示器的前端面增加了一个照明源，提供具有各自选定波长范围的光束，并进一步增加了可以包括自动对焦设施的前向摄像机(FFC)；

图4A是第四内窥镜实施例的右侧立体图，该内窥镜整体上是一次性使用的，其插管在人工控制下既可成角又可旋转，并被设计为与远程显示器一起使用；

图4B是其左侧的立体图；

图4C是一些实施例中其部件的分解立体图；

图5A是第五内窥镜实施例的右侧透视图，该内窥镜整体上是一次性使用的，有一个插管，通过机器人控制来调整角度，并在手动控制下旋转，并被设计为与远程显示器一起使用；

图5B是其左侧的立体图；

图5C是一些实施例中其部件的爆炸立体图。

具体实施方式

下面提供了优选实施例的详细描述。尽管描述了几个实施例，但是应该理解，本专利说明书中描述的新主题不限于本文描述的任何一个实施例或实施例的组合，而是包括许多替代、修改和等同形式。另外，尽管在下面的说明书中阐述了许多具体细节以便提供透彻地理解，但是缺少部分甚至全部这些细节仍能实现一些实施例。而且，为了清楚起见，没有详细描述现有技术中已知的某些技术材料，以避免不必要地淡化本文所述的新主题。应该清楚的是，这里描述的一个或几个具体实施例的各个特征可以与其他描述的实施例的特征或其他特征结合使用。此外，各个附图中相同的附图标记和指示表示相同的元件。

各图中类似的编号和名称表示类似的元件。此外，在结构和功能上相似的部件的编号具有相同的第二和第三位数字。为了简洁起见，对具有相同编号的后两位数字的部件只在与首先提到它们的图有关的情况下进行描述，而在与随后讨论的图有关的情况下不重复描述。

图1A-图1D示出了内窥镜的第一个实施例。在一些实施例中，这个实施例用机器人控制插管围绕其长轴的机动旋转，相对于一次性使用部分的后端部分和可重复使用部分，一次性使用部分可释放地连接到该部分，以形成一个组装的内窥镜。

图1A是一些实施例中组装好的内窥镜100的右侧立体图，图1B是一些实施例中内窥镜100的右侧未组装时的立体爆炸图，显示其可重复使用部分102和一次性使用部分104，图1C一些实施例中是其可重复使用部分102的左侧的爆炸性局部立体图，图1D是一些实施例中内窥镜100的左侧未组装时的立体爆炸图。

如图1A-图1D所示，可重复使用部分102包括一个手柄106，该手柄沿手柄轴线B延伸并被配置为手持式。可重复使用部分102具有在图1B中看到的细长的槽108，该槽具有朝向右侧的开放侧，并沿横跨手柄轴线B的插管轴线A延伸。一次性使用部分104包括沿插管轴线A延伸的插管110，并具有在槽108处可释放地连接到可重复使用部分102的后端112和具有成像模块116的前端114，该模块包括一个或多个摄像头和一个或多个光源。一个或多个后端端口118、120位于插管110的后端122，一个或多个前端端口124位于插管110的前端114，而一个或多个内部通道126(用虚线示意)从后端端口118,120延伸到前端端口124，以使流体通过通道126在后端和前端端口之间流动，和/或使手术工具插入后端端口118、120中的一个或多个，通过通道126，并从前端端口124中的一个或多个远端伸出。

如图1B所示，可重复使用部分102包括一个内部电源109，如电池和一个内部马达111，这些都是示意性说明。齿轮轴113延伸到槽108中，沿着垂直于插管轴线A和手柄轴线B的轴线C，并与马达111联动，从而根据需要在选定的旋转角度上围绕轴线C顺时针和逆时针选择性地旋转。马达111可以是一个步进电机，可以直接在齿轮轴113后面，使电机轴围绕平行于轴C的轴旋转。齿轮轴113有一个多边形的外表面，配置成在内窥镜100组装时与一次性使用部分104中的圆柱体130(图1C)啮合并驱动，如下文进一步描述。手柄106在其前端面有按钮115和117，可选择性地将电源109与马达111耦合，以机器人方式使齿轮轴113在选定的角度方向上旋转。按钮115、117最好被定位为用用户抓握手柄106的食指和/或中指来操作。

可重复使用部分102最好包括一个安装在其上的显示器142，并与成像模块116联接。两者最好都是由电源109供电。此外，可重复使用部分102在其后端有一个按钮144，该按钮被定位为与用户抓握手柄106的拇指一起操作。按钮144与插管110前端114的成像模块116操作性地联接，以控制成像模块的操作，如成像功能，并可与显示器142联接以控制显示功能。按钮144可以包括两个或多个按钮或另一个合适的接口，以控制成像模块116和/或显示器142的各自功能。可重复使用部分102还包括一个枢轴锁扣146，在图1A中显示为关闭位置，以将可重复使用部分102和一次性使用部分104固定在一起，在图1B中显示为打开位置，以允许将一次性使用部分104卡入可重复使用部分102的插槽108。

可重复使用部分102最好进一步包括电子装置119，示意性地显示在图1A中，并与成像模块116和/或显示器142耦合，如果需要的话，与按钮115、117和144耦合，以便于处理来自和控制成像模块116的图像数据，控制马达111，以及控制显示器142中的一个或多个。如下文所述，可重复使用部分102的槽108中的电触点121(图1B)被配置为与一次性使用部分104的电触点123(图1C)相匹配。

一次性使用部分104包括一个位于一次性使用部分104后端112内的驱动元件128，当可重复使用部分102和一次性使用部分104被组装成图1A中的配置时，该驱动元件与齿轮轴113相配合。从动元件128的细节见于图1C。如图所示，从动元件128包括一个圆柱体130，该圆柱体有一个多边形的内表面，形成一个插座，外部有螺旋形的螺纹。当内窥镜100如图1A所示组装时，圆柱体130适合于齿轮轴113(图1B)。圆筒130的多边形内表面131与齿轮轴113(图1B)的极端多边形表面相匹配，以便在组装的内窥镜中由齿轮轴113旋转。驱动机构128与插管110操作性地联接，以使插管相对于一次性使用部分104的后端112围绕插管轴A选择性地旋转，从而在驱动时选择性地改变插管的物理参数，即插管相对于后端112和可重复使用部分112的角度位置。驱动元件128除了包括圆筒130外，还包括一个与圆筒130的外部螺旋螺纹相啮合的齿轮132，从而围绕平行于插管轴线A的轴线旋转，一个在其后端贴在齿轮132上的轴134，另一个贴在轴134的远端的齿轮136。一个与齿轮136啮合的齿轮138，从而围绕插管轴线A旋转，以及一个轴140，该轴与齿轮138相连，从其远端延伸，如果与插管110的后端相连，可选择性地使插管围绕插管轴线A相对于一次性使用部分104的近端112旋转。一次性使用部分104还包括一个电触点123(图1C)，被配置为与可重复使用部分102的电触点121(图1B)相匹配，从而在内窥镜100处于图1A中的组装配置时，在可重复使用部分和一次性使用部分之间传输电源、控制和图像数据。

图1D是未组装的内窥镜100的左视图，显示可重复使用部分102的后端112的左侧被封闭在一个壳体内，该壳体有一个进入圆筒130内表面131的开口。

在一些实施例中，内窥镜100永久地包括一个注射针头150，该针头150在延伸位置和缩回位置之间移动，其中针头150的前端从插管110的前端114伸出来，针头150的前端基本上或完全位于插管110内。注射针150可以通过一个旋钮152在其位置之间手动移动，该旋钮贴在针150的后端，并被配置为相对于一次性使用部分104的后端112滑动。当端口118、120被配置为与针头150的流体流动通信时，流体可通过该端口之一注入针头150中。关于如何在内窥镜的一次性使用部分中加入注射针头的细节，请参见例如专利10,524,636和10,874,287。

在操作中，一次性使用部分104被密封在无菌包装中提供给用户。用户撕开包装，将一次性使用部分104与可重复使用部分102组装成图1A中看到的内窥镜100的配置，方法是将后端部分104卡入槽108，使齿轮轴113与圆筒130的多边形开口(插座)配合，电触点121和123配合以建立电连接。装配内窥镜100不需要任何工具。然后，用户通过将锁扣146从图1B中看到的打开位置旋转到图1A中看到的关闭位置，将可重复使用部分102和一次性使用部分104相互锁住。用户可以抓住并握住手柄106，将插管110插入病人体内，例如朝向或进入泌尿或生殖器官。插管110可以相对于手柄106进行机器人旋转，旋转的角度方向和范围由手动操作的按钮115、117控制。因为如图1A和图1B所示，前端114与轴线A成一定角度，插管的旋转可以从不同方向观察内部器官。例如，通过插管110的这种旋转，可以用成像模块116检查膀胱的全部或几乎全部内壁。在一些实施例中，插管110的旋转程度可以被限制，例如在每个方向上限制为半圆或更小，通过适当的机械挡板防止圆筒130在每个方向上旋转超过选定的角度(并且在不同的角度方向上角度可以不同)，或者通过电子装置119电子控制马达111。内窥镜100在医疗过程中使用后，用户将锁扣146移到其打开的位置，用手将可重复使用部分102从可重复使用部分104上拉开，无需工具，并按照处理医疗废物的程序丢弃使用过的一次性使用部分。关于旋转插管的其他例子，请参见专利9,895,048、11,350,816和11,330,973以及通过引用而纳入的美国专利申请17/745,526和17/835,624。

图2A-图2E示出了一种内窥镜200，在一些实施例中，该内窥镜以机器人方式控制插管前端的电动角度，该插管是一次性使用内窥镜部分和可重复使用部分的一部分，该一次性使用部分可释放地附着在该插管上以形成一个组装的内窥镜。

图2A是第二组装好的内窥镜200的右视图，图2B是内窥镜200的右侧未组装时的立体爆炸图，图2C是内窥镜200的左侧未组装时的爆炸立体图，图2D是内窥镜200的一次性使用部分的后端左视图，以及图2E是一些实施例中，涉及内窥镜200的插管前端角度的机制的立体爆炸图。

图2A示出了组装好的内窥镜200，其中可重复使用部分202可以像内窥镜100中的可重复使用部分202一样，除了：(a)按钮215、217控制插管214的前端214的角度，(b)电子装置219控制与前端214的角度有关的参数，并在这方面取代关于控制插管旋转的电子装置119，以及(c)电子挡板的机械性可以限制角度的延伸。可重复使用部分202在其他方面与内窥镜100的可重复使用部分102相似，除了：(a)齿轮轴113啮合并旋转具有多边形中心开口(插座)201的圆盘203(图2C)，该圆盘代替内窥镜100中的驱动元件128，(b)导线或电缆将角度调节力传递到前端214，(c)可以为角度调节方向提供控制装置250，(d)插管210相对于可重复使用部分202的后端212的旋转由人工控制，以及(e)在图示例子中不包括内部注射针。

参照图2A，按钮215、217控制插管210的前端214的角度方向和程度。例如，按钮215被按下时，会导致前端214向上卷曲的角度，程度如图1A所示，或取决于按钮215被用户的手指压下多长时间，而按钮217会导致前端214在相反的角度方向上的角度，从而使前端214向下卷曲，程度如虚线所示，或取决于按钮217被按下多长时间，程度较小或较大。图2A显示锁存器146处于打开位置，但在实践中，当内窥镜200组装好并准备在医疗过程中使用时，锁存器将处于关闭位置。

图2B显示了可重复使用部分202和一次性使用部分204的右侧，它们可以被组装成内窥镜200，正如上面讨论的一次性使用部分104和可重复使用部分102。一次性使用部分204可以包括一个3位手动操作的开关250，用户可以将其旋转到U位以限制角度方向为从插管轴A向上卷曲，D位以限制角度方向为从插管轴A向下卷曲，以及一个中间部分，其中前端214可以向上或向下卷曲，取决于用户按下哪个按钮215、217。

图2C显示了未组装的内窥镜200的左侧一次性使用部分204和可重复使用部分202。在外部外观上，在这个视图中，除了前端114和214之间的区别，它们与图1D中看到的一次性使用部分104和可重复使用部分102一样。如图2C所示，一次性使用部分204的后端212包括一个后端部分252，该部分相对于组装好的内窥镜200中的可重复使用部分202不旋转，还有一个部分254，可旋转地安装在部分252上，相对于部分252围绕插管轴A旋转。在内窥镜200的实施例中，插管210的旋转是手动的——例如，用户抓住部分254或端口118、120，并将插管210按所需的角度方向和程度旋转。最大的旋转程度可以通过非旋转部分252的机械止动器来限制，例如，在每个角度方向上的半圆或更小。

图2D是内窥镜200的可重复使用部分202的部分平面图，从左边切开。导线或电缆256和258被固定在一次性使用部分204的固定位置260和262，在圆盘203上成环状，并被固定在插管210的前端214的位置(未显示)，从而使圆盘203在一个角度方向的旋转拉动电缆256和258中的一个，并使另一个松弛，从而使前端214在一个角度方向成角。在相反的角度方向上旋转圆盘203对前端214有相反的影响。如前所述，可根据需要安装机械止动器与圆盘203啮合，以防止在一个角度方向的旋转超过选定的角度。机械挡板可以将圆盘203在每个方向的旋转限制在同一角度，也可以将圆盘203的旋转限制在不同角度方向的不同角度。

图2E是可重复使用部分202的部件可以像在内窥镜100和200中一样，以及一次性使用部分204的圆盘203的部件与可重复使用部分102不同的剖视图。马达111固定地安装在可重复使用部分102和202中，在齿轮轴113的左边，并通过啮合齿轮260、262以角度方向和内窥镜100中的按钮115、117和电子装置119或内窥镜200中的按钮215、217和电子装置219选择的程度驱动齿轮轴113。如图2E所示，齿轮轴113配合在圆盘203的开口(插口)201中，这样在组装好的内窥镜200中圆盘203与齿轮轴113一起旋转。开口(插口)201的多边形内侧形状与齿轮轴113的多边形圆周紧密配合，以确保共同旋转，便于将圆盘203安装在轴113上和拆卸圆盘，并充分紧密配合以防止在旋转开始、停止和反转时出现不希望出现的滑动或振动。可重复使用部分102的圆柱体130也同样地配合在齿轮轴113上。关于内窥镜的另一个实施例，其中插管旋转并有一个成角度的前端，参考通过引入而纳入的专利10,292,571。

在每个内窥镜100和200中，马达111可以是一个步进马达。在内窥镜100中，马达111可以与电子装置119耦合，从而被控制，并使电子装置119保持马达111的步数的计数，该步数是马达11围绕轴A在各自的角度方向上旋转插管110的角度的量度，该角度也由电子装置119控制。因此，保存在电子装置119中的计数可以是一个指标，电子装置119可以用来控制参数，比如，如何在显示器142上显示来自成像模块116的图像。在内窥镜200中，电子装置219同样可以计算马达步数，作为前端214在什么方向上转了多大角度的度量。

在内窥镜100的一个实施例中，当插管110旋转，因此成像模块116提供与固定的垂直和水平平面不同的角度的图像，例如，相对于内窥镜100在医疗程序中使用的房间不同的角度，显示器142上的图像相对于显示器142以相同的方式旋转。这种显示图像的模式可称为“旋转图像”模式。然而，一些专业人员如妇科医生可能已经习惯了他们用老式的刚性内窥镜看到的图像，这种内窥镜的工作方式就像传统的望远镜一样，视图不会随着刚性内窥镜围绕其长轴的旋转而旋转。在内窥镜100中，可以通过使用马达111的步数的公制来旋转显示器142上的图像，从而提供显示器142上的图像的类似旋转。为此，电子装置119被配置为使显示器142上的图像以相同的方向和相对于显示器142的相同程度旋转，因为插管110相对于可重复使用部分102的后端112旋转，使用电机步数和为在计算机屏幕上旋转图像开发的已知图像处理技术。因此，内窥镜100可以提供一个“保持直立”模式，以保持显示器142上的图像相对于显示器142的角度方向与内窥镜目前相对于房间观看的器官的角度方向相同。在一些实施例中，“保持直立”模式可以是用内窥镜100显示图像的唯一方式。在其他实施例中，内窥镜100可以同时提供“旋转图像”模式和“保持直立”模式，并且内窥镜可以提供一个开关，使用户能够为病人的手术选择其中一种模式。

图3是一个内窥镜300的右侧的部分立体图，该内窥镜在其他方面可以像内窥镜100或内窥镜200一样，但在一些实施例中，在显示器302的前端面有一个光源304，提供具有各自选定波长范围的光束，并进一步具有前置摄像头(FFC)306，可以包括自动对焦设施，并具有配置为与所述照明源和前置摄像头(FFC)一起操作的电子装置308。光源304可以包括一组LED，在各自选定的波长范围内发射光，例如白光、蓝光、绿光等。催化器306可以包括两个或更多的相机，配置成在相同或各自不同的波长范围内对光进行成像。关于内窥镜可重复使用部分的前置摄像头(FFC)的其他例子，参考通过引用纳入的美国专利申请17/473,587和17/835,624。

催化器306可以配备自动对焦设施，可以是当代智能手机中使用的类型，并配备可以电子聚焦的镜头，以适应不同的物体高度和工作距离。前置摄像头(FFCs)306的透镜可以是液体透镜，它是含有光学级液体的小型机械性电控单元。当电流或电压施加到液体透镜单元时，该单元的形状会发生变化。这种变化在几毫秒内发生，并导致光功率，以及因此焦距和与被成像物体的工作距离发生变化。在图3的实施例中，前置摄像头(FFCs)306的镜头可以由前置摄像头(FFCs)的自动对焦设施控制。另外，前置摄像头(FFCs)306可以提供配置为相对于相机像面移动的镜头，使用语音线圈马达的工作原理，该原理涉及一个永久磁场，并通过改变线圈的直流电流来控制弹簧，从而驱动镜头朝向或远离像面。语音线圈马达(VCM)被广泛用于当代相机模块中。另一个选择是

图4A是内窥镜400的右视图，该内窥镜整体上是一次性使用的，有一个插管410，该插管在人工控制下既可调整角度又可旋转，并被设计为与远程显示器442一起使用，图4B是其左视图，图4C是一些实施例中其部件的分解立体图。

内窥镜400包括一个带有端口418、420的集线器454，该端口与插管410中的一个或多个内部通道426连接，该通道延伸到插管前端414的一个或多个端口424。一个成像模块416位于前端414。前端414被配置为在杠杆470的控制下以选定的角度方向和选定的程度成角，该杠杆围绕销钉471的轴线D转动(图4C)。手柄406后端的工作通道端口472连接到一个工作通道，该工作通道从端口472前端延伸，穿过直柄406，穿过集线器454，穿过插管410(也可以是通道426之一)并在端口424之一结束。优选地，工作通道从端口472到前端414的插管曲线是笔直的，并且在前端414没有被调整角度时，一直到前端端口424都是笔直的，并且具有相同的直径。电缆474可以将内窥镜400连接到外部显示器442，或者连接可以是无线的，例如通过WiFi，如WiFi符号所表示。控制装置478可以与显示器442集成，也可以是一个单独的装置，通过电缆474和内窥镜400中的导线与成像模块416连接，并与显示器442联动，以控制成像和显示功能。内窥镜400可以相对便宜地制造，因为它不需要包括电源或图像处理电子设备。电源可以由外部来源提供，如显示器442和/或控制478或单独的来源，而图像处理可以由控制478和/或显示器442完成。

插管410被贴在集线器454上，集线器可旋转地安装在手柄406上，相对于手柄406围绕插管轴A旋转。如图4A和图4B所示，杠杆470可以围绕销轴471手动旋转，通常用用户的拇指抓住手柄406。

图4C是内窥镜400组件的爆炸立体图，显示了一个包括插管410和集线器454的单元，该集线器通过连接件480可旋转地安装在手柄406的前端，以便与插管410一起绕轴A相对于手柄46旋转。手柄406包括一个半轮482，它被安装在针471上以围绕轴线D旋转，杠杆470安装在针471上以围绕轴线D旋转。半轮482的功能如同圆盘203的功能。

整个内窥镜400是以密封的无菌包装提供给用户的。在医疗过程中，用户撕开包装并将电缆474连接到远程显示器442和/或控制478，或建立无线连接。用户通过显示器442和/或控制478控制成像模块416，这些模块被配置为进行所需的图像处理，可以如上所述的内窥镜100、200和300。在医疗过程结束后，整个内窥镜400作为医疗废物被处理掉。

图5A是内窥镜500的右视图，该内窥镜在其他方面与内窥镜400相似，但插管510的前端514的角度是由电机511(图5C)和按钮515、517机器人控制的，并且将运动从电机传输到导丝和电缆的机制不同。图5B是其左视图，图5C是一些实施例中其部件的爆炸立体图。

远离手柄506前端的部件可以像远离手柄406前端的部件一样。相应的组件仅仅是其编号的第一个数字不同。手柄506与手柄406的不同之处仅在于，手柄506包括一个马达511(图5C)，该马达在按钮515、517的控制下旋转板584，以代替对内窥镜400的角度的手动控制。

参考图5C，手柄506由半壳506a和506b形成，并包括一个马达511，该马达围绕轴线D旋转齿轮轴560，半轮582配合在齿轮轴560上以随之旋转，平板584被固定在半轮582上以随之围绕轴线D旋转。

尽管为了清楚起见已经详细描述了前述内容，但是显而易见的是，可以在不脱离本发明原理的情况下进行某些改变和修改。应当注意，存在许多实现本文描述的过程和装置的替代方式。因此，本实施例应被认为是说明性的而不是限制性的，并且本文描述的工作主体不限于本文给出的细节，这些细节可以在所附权利要求的范围和等同范围内对其进行修改。