变刚度内镜手术器械外护套制造技术

本发明专利技术提供了一种变刚度内镜手术器械外护套，包括：变刚度外护套、温度控制系统和位姿控制系统；其中，所述变刚度内镜外护套设置有安装腔，用于安装手术器械；所述位姿控制系统连接所述变刚度内镜外护套的一端，用于控制变刚度外护套的三维弯曲；所述温度控制系统的连接所述变刚度外护套，用于控制所述变刚度外护套的温度，从而实现变刚度外护套在低刚度状态和高刚度状态间转换。所述变刚度材料采用低熔点合金，在外界条件下能够在液态与固态间转换，从而改变刚度外护套的刚度。本发明专利技术利用低熔点合金作为变刚度外护套变刚度的功能部件，能够保证变刚度外护套具有较高的弯曲刚度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微创医疗器械，具体地，涉及为一种经自然腔道内镜手术器械提供进出人体的通道，提高微创内镜手术器械灵活性、可靠性及手术安全性的可变刚度的内镜手术器械外护套。
技术介绍
微创外科手术现已成为外科介入治疗技术的主流。代表性的技术从腹腔镜手术、单孔腹腔经手术发展到经自然腔道内镜手术使外科手术从微创走向体表无创。经自然腔道内镜手术是以软式内镜为手术工具，不经皮肤切口，而通过口、阴道、结直肠等自然腔道对腹腔疾病进行治疗的微创外科治疗方法，与腹膜和腹腔脏器接触较少，可以降低传统开腹外科和腹腔镜手术造成的创伤，减轻术后疼痛，并避免创口感染、切口疝及肠梗阻等并发症。目前，由于手术器械的功能限制，利用现有手术器械在临床上只能实施经口或经阴道等对器械性能要求不高的手术，同时为避免在手术过程中造成不必要的组织损伤等问题，需要对外科医生进行较长时间的培训来降低手术风险。在经自然腔道内镜手术过程中，从器械操作上可分为两个阶段:首先将较长尺度(一般大于30cm)的内镜导管通过人体自然腔道插入体内深部，其次在器械末端到达患部后进行各类外科诊断与手术治疗。在第一阶段中，由于人体的自然腔道形状与解剖结构复杂(如结肠)，周围血管神经密布，组织极易受损，要求手术器械具有较高柔性，从而能在三维空间内灵活顺应腔道形状以保证手术的安全；而在第二阶段中手术器械的末端效应器要进行手术操作，这就要求器械整体在该阶段具备较高的刚度才能为末端提供力学支撑，同时通过保持其本身的形状以避免对腔道及周围组织的牵扯而造成损伤，达到安全、准确手术操作的目的。由于目前临床上使用的软式内镜不能同时满足这两个要求，对新型器械技术的迫切需求已成为医疗工作者的共识。研发具有高灵活性且刚度可变的内镜辅助器械成为经自然腔道内镜手术器械革新的技术重点和难点
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种基于低熔点合金的变刚度内镜手术器械外护套，可以实现形状与刚度的一体化控制，为内镜手术器械提供进出体内的通道，提高器械的灵活性及手术的安全性。根据本专利技术提供的变刚度内镜手术器械外护套，包括:变刚度外护套、温度控制系统和位姿控制系统；其中，所述变刚度内镜外护套设置有安装腔，用于安装手术器械；所述位姿控制系统连接所述变刚度内镜外护套，所述位姿控制系统用于控制变刚度外护套的三维弯曲；所述温度控制系统的连接所述变刚度外护套，所述温度控制系统用于控制所述变刚度外护套的温度，从而实现变刚度外护套在低刚度状态和高刚度状态间转换。优选地，所述温度控制系统包括微型水泵、热水槽、冷水槽废水槽和双向换向阀；所述变刚度外护套内侧设置有若干条沿所述变刚度外护套的轴向延伸的进水通道和排水通道；所述进水通道连通所述排水通道，所述排水通道连通废水槽；双向换向阀用于控制微型水泵与热水槽或冷水槽连通；所述热水槽和所述冷水槽分别依次通过换向阀、微型水泵连通所述进水通道。优选地，所述变刚度外护套内侧设置有沿所述变刚度外护套的轴向延伸的合金通道；所述合金通道填充有变刚度材料。优选地，所述变刚度外护套采用柔软材料制成。优选地，所述位姿控制系统包括多组牵拉丝和多个步进电机；所述牵拉丝的一端连接所述安装腔的内壁，另一端连接所述步进电机；所述牵拉丝和步进电机--对应；所述步进电机用于旋转电机轴来控制牵拉丝的长度，进一步控制变刚度外护套的三维弯曲。优选地，所述变刚度材料采用低熔点合金，在外界条件下，具体为，当温度变化时，能够在液态与固态间转换，从而改变刚度外护套的刚度。优选地，所述温度控制系统采用液体循环传热系统；所述液体循环传热系统采用生理盐水作为传热介质。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果:1、本专利技术利用低熔点合金作为变刚度外护套变刚度的功能部件，能够保证变刚度外护套具有较高的弯曲刚度；2、本专利技术中温度控制系统采用液体循环加热及冷却的方式对低熔点合金升温及降温，具有较高的效率；3、本专利技术能够安装多种自然腔道内镜手术器械，适用范围广。【附图说明】通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显:图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术中变刚度内镜器械外护套的横截面图。图中:I为软式内镜；2为变刚度内镜外护套；3为输水管；4为牵拉丝；5为步进电机；6为微型水泵；7为换向阀；8为热水槽；9为冷水槽；10为安装腔；11为合金通道；12为进水通道；13为排水通道。【具体实施方式】下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。在本实施例中，本专利技术提供的变刚度内镜手术器械外护套，包括变刚度外护套2、温度控制系统3和位姿控制系统4 ;其中，所述变刚度内镜外护套2设置有安装腔，即器械通道，用于安装手术器械；所述位姿控制系统4连接所述变刚度内镜外护套2的一端，用于控制变当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变刚度内镜手术器械外护套，其特征在于，包括：变刚度外护套(2)、温度控制系统(3)和位姿控制系统(4)；其中，所述变刚度内镜外护套(2)设置有安装腔，用于安装手术器械；所述位姿控制系统(4)连接所述变刚度内镜外护套(2)，所述位姿控制系统(4)用于控制变刚度外护套(2)的三维弯曲；所述温度控制系统(3)的连接所述变刚度外护套(2)，所述温度控制系统(3)用于控制所述变刚度外护套(2)的温度，从而实现变刚度外护套(2)在低刚度状态和高刚度状态间转换。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗云，赵儒镇，李祥，张文光，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31