一种基于柔性手术工具的单孔腔镜手术系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于柔性手术工具的单孔腔镜手术系统，其特征在于，该系统包括柔性手术工具、成像工具和导管体；其中，柔性手术工具包括手术执行器、柔性臂体、驱动手柄和近端结构体，手术执行器与柔性臂体远端关联，柔性臂体近端通过近端结构体与驱动手柄关联，驱动手柄驱动柔性臂体实现弯转运动；成像工具包括成像照明模组、弯转关节和成像工具驱动单元，成像照明模组与弯转关节远端关联，弯转关节近端与成像工具驱动单元关联，成像工具驱动单元驱动弯转关节实现弯转运动；导管体用于将柔性臂体远端的手术执行器和弯转关节远端的成像照明模组引导到达同一区域，同时将位于柔性臂体和弯转关节近端以后的部分向空间不同方向引导。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种医疗器械，具体涉及一种基于柔性手术工具的单孔腔镜手术系统。
技术介绍
现代医疗领域中，手动多孔腹腔镜微创手术已被广泛应用于临床。此类微创手术成功降低了病人的术后疼痛、并发症概率、康复时间并改善了术后疤痕。近几年，为方便医生操作以及实现更好的术后产出，机器人辅助的多孔腹腔镜微创手术得到广泛的应用，其中由美国Intuitive Surgical公司(美国直觉外科公司)推出的达芬奇手术机器人系统，可辅助医生完成多孔腹腔镜微创手术，取得了商业上的巨大成功。为了进一步减小手术创伤面积与康复时间，研究者提出了单孔腹腔镜微创手术。相较于多孔腹腔镜微创手术需要多个体表切口，单孔腹腔镜微创手术中所有手术工具均由一个体表切口(通常是肚脐)进入腹腔，进一步减小了对患者的创伤。然而，此类单一入口的构型无论对手术器械的设计还是手术时医生的操作均提出了更高的要求。基于传统刚性手术工具的手动单孔腹腔镜手术由于存在复杂的手眼协同操作需求，加之手术工具的灵活度有限、工作范围较小等困难，手动单孔腹腔镜手术尚未应用于临床。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一套基于柔性手术工具的单孔腔镜微创手术系统，并针对该手术系统所携带工具的特点，提出两种可行的工具布局方案。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种基于柔性手术工具的单孔腔镜手术系统，其特征在于，该系统包括柔性手术工具、成像工具和导管体；其中，所述柔性手术工具包括手术执行器、柔性臂体、驱动手柄和近端结构体，所述手术执行器与所述柔性臂体远端关联，所述柔性臂体近端通过所述近端结构体与所述驱动手柄关联，所述驱动手柄驱动所述柔性臂体实现弯转运动；所述成像工具包括成像照明模组、弯转关节和成像工具驱动单元，所述成像照明模组与所述弯转关节远端关联，所述弯转关节近端与所述成像工具驱动单元关联，所述成像工具驱动单元驱动所述弯转关节实现弯转运动；所述导管体用于将所述柔性臂体远端的手术执行器和所述弯转关节远端的成像照明模组引导到达同一区域，同时将位于所述柔性臂体和弯转关节近端以后的部分向空间不同方向引导。在一个优选的实施例中，所述柔性臂体包括一个以上远端构节，每一所述远端构节包括远端固定盘、远端间隔盘和结构骨；多个所述远端间隔盘间隔分布于所述远端构节中，所述远端构节的结构骨一端固定于所述远端固定盘上，另一端依次穿过各所述远端间隔盘后固定于所述近端结构体中。在一个优选的实施例中，所述近端结构体包括近端间隔盘、近端固定盘和近端结构骨，多个所述近端间隔盘间隔分布于所述近端结构体中，多根所述近端结构骨一端与所述近端固定盘紧固连接，另一端与所述远端构节的结构骨一一对应紧固连接或为同一根结构骨。在一个优选的实施例中，所述驱动手柄与所述近端结构体中的近端固定盘紧固连接，手动侧向转动驱动手柄以控制所述近端结构体向任意方向弯转，从而带动所述柔性臂体向任意方向弯转。在一个更优选的实施例中，所述驱动手柄上设置有按钮开关，同时所述手术执行器的控线从所述柔性臂体和近端结构体穿过后，与所述驱动手柄中的手术执行器驱动机构紧固连接，所述控制手柄中的手术执行器驱动机构能将所述按钮开关的上下运动转换为对所述手术执行器的控线的前后推拉运动，进而实现对所述手术执行器的动作控制。在一个优选的实施例中，所述导管体包括多腔管体、支撑结构和引导套管；所述多腔管体位于所述导管体远端且为杆状直线结构，其中设置有柔性手术工具通过腔道；所述柔性手术工具通过腔道伸入所述支撑结构中并延伸至所述支撑结构近端；所述支撑结构近端与多个引导套管紧固连接，且所述引导套管中的空心腔道与所述支撑结构近端的柔性手术工具通过腔道对齐，以使所述柔性手术工具能平顺地插入所述引导套管和柔性手术工具通过腔道中。在一个更优选的实施例中，所述引导套管呈发散分布，以将所述柔性手术工具的柔性臂体近端以后的部分向空间不同方向引导；所述引导套管近端设置有引导套管入口，其内壁为光滑的刚性圆柱形通道，所述柔性手术工具上具有与所述引导套管滑动连接的进给导向管，所述进给导向管能在其中自由滑动、转动，通过手动推拉所述驱动手柄以改变所述柔性臂体伸出所述柔性手术工具通过腔道的长度，从而实现所述柔性手术工具的整体进给自由度；同时，通过手动旋转所述驱动手柄以控制所述柔性臂体的整体旋转，进而实现所述柔性手术工具的整体旋转自由度和对所述手术执行器横滚角度的调节。在一个更优选的实施例中，所述多腔管体内还设置有成像工具通过腔道，所述成像工具通过腔道从所述多腔管一直延伸至所述支撑结构的后部，所述成像工具能平顺地插入所述成像工具通过腔道中，且所述成像工具能在所述成像工具通过腔道中自由滑动、转动，通过手动推拉、转动所述成像工具实现其整体进给和旋转的自由度。在一个优选的实施例中，所述导管体包括远端板、近端板、导管、多腔管体和引导套管，且所述多腔管体中设置有柔性手术工具通过腔道和成像工具通过腔道；所述远端板与近端板紧固连接成一体，所述多腔管体近端和所述导管远端均紧固连接于所述远端板上，且所述导管与所述多腔管体中的柔性手术工具通过腔道相接并相切，所述导管近端紧固连接于所述近端板上且与同样紧固连接于所述近端板上的所述引导套管相接并相切，以使所述柔性手术工具能平顺地插入所述引导套管、导管和柔性手术工具通过腔道中。在一个更优选的实施例中，所述引导套管呈平行分布且互相拥有足够的偏移距离，所述引导套管近端设置有引导套管入口，其内壁为光滑的刚性圆柱形通道，所述柔性手术工具上具有与所述引导套管滑动连接的进给导向管，所述进给导向管能在其中自由滑动、转动，通过手动推拉所述驱动手柄以改变所述柔性臂体伸出所述柔性手术工具通过腔道的长度，从而实现所述柔性手术工具的整体进给自由度；同时，通过手动旋转所述驱动手柄以控制所述柔性臂体的整体旋转，进而实现所述柔性手术工具的整体旋转自由度和对所述手术执行器横滚角度的调节。在一个更优选的实施例中，所述多腔管体内还设置有成像工具通过腔道，所述成像工具通过腔道同时穿过所述远端板和近端板；所述成像工具能平顺地插入所述成像工具通过腔道中，且所述成像工具能在所述成像工具通过腔道中自由滑动、转动，通过手动推拉、转动所述成像工具实现其整体进给和旋转的自由度。在一个优选的实施例中，当所述柔性臂体包括两个以上远端构节时，所述柔性臂体还包括柔性手术工具驱动单元，所述柔性臂体近端与所述柔性手术工具驱动单元关联，所述柔性手术工具驱动单元通过所述近端结构体与所述驱动手柄关联；此时，其中一部分所述远端构节的结构骨一端固定于所述远端固定盘上，另一端依次穿过各所述远端间隔盘后固定于所述柔性手术工具驱动单元中，所述柔性手术工具驱动单元驱动与所述柔性手术工具驱动单元关联之远端构节在特定弯转平面内弯转。在一个优选的实施例中，所述柔性手术工具驱动单元包括固定基座、电机、齿轮对、蜗杆、蜗轮、传动轴、连杆、导杆、滑块和通道固定板；所述固定基座上紧固连接所述电机，所述电机的输出轴与所述齿轮对中的一个齿轮同轴紧固连接，所述齿轮对中的另一个齿轮与所述蜗杆同轴紧固连接，所述蜗杆与所述蜗轮啮合，所述蜗轮紧固套接在所述传动轴上，所述传动轴与所述固定基座转动连接，所述传动轴与所述连杆紧固连接；所述滑块为两个，分别位于所述传动轴的两侧且滑动连接在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于柔性手术工具的单孔腔镜手术系统，其特征在于，该系统包括柔性手术工具、成像工具和导管体；其中，所述柔性手术工具包括手术执行器、柔性臂体、驱动手柄和近端结构体，所述手术执行器与所述柔性臂体远端关联，所述柔性臂体近端通过所述近端结构体与所述驱动手柄关联，所述驱动手柄驱动所述柔性臂体实现弯转运动；所述成像工具包括成像照明模组、弯转关节和成像工具驱动单元，所述成像照明模组与所述弯转关节远端关联，所述弯转关节近端与所述成像工具驱动单元关联，所述成像工具驱动单元驱动所述弯转关节实现弯转运动；所述导管体用于将所述柔性臂体远端的手术执行器和所述弯转关节远端的成像照明模组引导到达同一区域，同时将位于所述柔性臂体和弯转关节近端以后的部分向空间不同方向引导。

【技术特征摘要】
1.一种基于柔性手术工具的单孔腔镜手术系统，其特征在于，该系统包括柔性手术工具、成像工具和导管体；其中，所述柔性手术工具包括手术执行器、柔性臂体、驱动手柄和近端结构体，所述手术执行器与所述柔性臂体远端关联，所述柔性臂体近端通过所述近端结构体与所述驱动手柄关联，所述驱动手柄驱动所述柔性臂体实现弯转运动；所述成像工具包括成像照明模组、弯转关节和成像工具驱动单元，所述成像照明模组与所述弯转关节远端关联，所述弯转关节近端与所述成像工具驱动单元关联，所述成像工具驱动单元驱动所述弯转关节实现弯转运动；所述导管体用于将所述柔性臂体远端的手术执行器和所述弯转关节远端的成像照明模组引导到达同一区域，同时将位于所述柔性臂体和弯转关节近端以后的部分向空间不同方向引导。2.如权利要求1所述的一种基于柔性手术工具的单孔腔镜手术系统，其特征在于，所述柔性臂体包括一个以上远端构节，每一所述远端构节包括远端固定盘、远端间隔盘和结构骨；多个所述远端间隔盘间隔分布于所述远端构节中，所述远端构节的结构骨一端固定于所述远端固定盘上，另一端依次穿过各所述远端间隔盘后固定于所述近端结构体中。3.如权利要求2所述的一种基于柔性手术工具的单孔腔镜手术系统，其特征在于，所述近端结构体包括近端间隔盘、近端固定盘和近端结构骨，多个所述近端间隔盘间隔分布于所述近端结构体中，多根所述近端结构骨一端与所述近端固定盘紧固连接，另一端与所述远端构节的结构骨一一对应紧固连接或为同一根结构骨。4.如权利要求3所述的一种基于柔性手术工具的单孔腔镜手术系统，其特征在于，所述驱动手柄与所述近端结构体中的近端固定盘紧固连接，手动侧向转动驱动手柄以控制所述近端结构体向任意方向弯转，从而带动所述柔性臂体向任意方向弯转。5.如权利要求4所述的一种基于柔性手术工具的单孔腔镜手术系统，其特征在于，所述驱动手柄上设置有按钮开关，同时所述手术执行器的控线从所述柔性臂体和近端结构体穿过后，与所述驱动手柄中的手术执行器驱动机构紧固连接，所述控制手柄中的手术执行器驱动机构能将所述按钮开关的上下运动转换为对所述手术执行器的控线的前后推拉运动，进而实现对所述手术执行器的动作控制。6.如权利要求1所述的一种基于柔性手术工具的单孔腔镜手术系统，其特征在于，所述导管体包括多腔管体、支撑结构和引导套管；所述多腔管体位于所述导管体远端且为杆状直线结构，其中设置有柔性手术工具通过腔道；所述柔性手术工具通过腔道伸入所述支撑结构中并延伸至所述支撑结构近端；所述支撑结构近端与多个引导套管紧固连接，且所述引导套管中的空心腔道与所述支撑结构近端的柔性手术工具通过腔道对齐，以使所述柔性手术工具能平顺地插入所述引导套管和柔性手术工具通过腔道中。7.如权利要求6所述的一种基于柔性手术工具的单孔腔镜手术系统，其特征在于，所述引导套管呈发散分布，以将所述柔性手术工具的柔性臂体近端以后的部分向空间不同方向引导；所述引导套管近端设置有引导套管入口，其内壁为光滑的刚性圆柱形通道，所述柔性手术工具上具有与所述引导套管滑动连接的进给导向管，所述进给导向管能在其中自由滑动、转动，通过手动推拉所述驱动手柄以改变所述柔性臂体伸出所述柔性手术工具通过腔道的长度，从而实现所述柔性手术工具的整体进给自由度；同时，通过手动旋转所述驱动手柄以控制所述柔性臂体的整体旋转，进而实现所述柔性手术工具的整体旋转自由度和对所述手术执行器横滚角度的调节。8.如权利要求6所述的一种基于柔性手术工具的单孔腔镜手术系统，其特征在于，所述多腔管体内还设置有成像工具通过腔道，所述成像工具通过腔道从所述多腔管一直延伸至所述支撑结构的后部，所述成像工具能平顺地插入所述成像工具通过腔道中，且所述成像工具能在所述成像工具通过腔道中自由滑动、转动，通过手动推拉、转动所述成像工具实现其整体进给和旋转的自由度。9.如权利要求1所述的一种基于柔性手术工具的单孔腔镜手术系统，其特征在于，所述导管体包括远端板、近端板、导管、多腔管体和引导套管，且所述多腔管体中设置有柔性手术工具通过腔道和成像工具通过腔道；所述远端板与近端板紧固连接成一体，所述多腔管体近端和所述导管远端均紧固连接于所述远端板上，且所述导管与所述多腔管体中的柔性手术工具通过腔道相接并相切，所述导管近端紧固连接于所述近端板上且与同样紧...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐凯，戴正晨，董天来，赵江然，阳志雄，朱志军，魏巍，
申请(专利权)人：北京术锐技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11