一种具有自锁性的手持式微创手术器械制造技术

一种具有自锁性的手持式微创手术器械，它涉及胸腹腔微创外科手术医疗设备技术领域，以解决现有手持式微创手术器械操作不便、灵活度低，驱动末端执行器实现自转、偏摆自由度的机构不具备自锁性的问题，它包括末端执行器、末端腕部关节、末端执行器操作装置和手柄操作装置；末端腕部关节包括腕部转动关节、腕部连接件、关节转动轴和绳索导向块；绳索导向块与腕部连接件连接；手柄操作装置包括固定手柄、开合控制手柄、手柄转动轴、偏摆控制装置、导向轮柱组、外壳和支撑板；开合控制手柄通过手柄转动轴与固定手柄转动连接，导向轮柱组布置在偏摆控制装置和弹簧钢珠自转锁紧装置之间且三者安装在支撑板的上表面上。本发明专利技术用于胸腹腔微创外科手术。

A self-locking handheld minimally invasive surgical instrument

A self-locking hand-held minimally invasive surgical instruments, which relates to the thoracic and abdominal minimally invasive surgery medical equipment technical field, in order to solve the existing hand-held minimally invasive surgical instruments inconvenient operation, low flexibility, drive to achieve the rotation of the end effector, the deflection degree of freedom mechanism with self-locking problems, it includes the end effector, at the end of the wrist joint and end effector operation device and handle operation apparatus; at the end of the wrist and wrist joints, including joints, wrist rotation joint rotating shaft and a rope guide block; rope guide block and wrist joints; the operating handle device comprises a fixed handle, opening and closing control handle, handle rotation shaft, yaw control device, guide round column group, the shell and the supporting plate; the handle is controlled by the rotation of the handle shaft and a fixed handle connected with the opening and closing, the guide wheel column group layout Between the pendulum control device and the spring bead self rotating locking device and the three are installed on the upper surface of the support plate. The invention is used for minimally invasive surgery in the thoracic and abdominal cavity.

【技术实现步骤摘要】
一种具有自锁性的手持式微创手术器械
本专利技术涉及胸腹腔微创外科手术医疗设备
，特别是一种具有自锁性的手持式手术器械，它辅助助手牵拉组织。
技术介绍
以腹腔镜为代表的微创手术(MinimallyInvasiveSurgery,MIS)被誉为20世纪医学科学对人类文明的重要贡献之一，它的应用使得部分外科手术告别了传统的开放式手术模式。微创手术是指外科医生在病人体表切开2-4个5-10mm的小切口，把手术器械通过患者微小切口伸入到人体内部，借助于视觉监控设备和灵巧的手术器械，对病灶部位进行诊断或治疗。手术器械作为微创手术过程中的执行工具，直接与操作组织进行相互作用，用来完成对脏器组织的切割、夹持、缝合、提拉和游离等手术操作，其结构设计与工作性能指标对机器人辅助微创手术有直接影响。为了降低手术执行难度，提高可操作舒适性，开发一套性能良好的微创手术用手术器械对提高手术的安全性至关重要。目前，手持式微创手术器械大部分只能实现2-3个自由度，在微创手术中，由于微小的切口限制了手术器械运动的灵活程度，使得一些复杂操作变得比较困难。并且现有手持式微创手术器械在手术操作过程中驱动末端执行器实现自转、俯仰和偏摆自由度的机构不具备自锁性，不能使末端执行器在受限的手术空间内以任意位姿进行手术操作。专利号200980153938.4、公开号为CN102271596A、公开日为2011年12月7日的专利技术专利公开了一种《手术器械、手术器械手柄和手术器械系统》，该专利中所述的手术器械只能实现末端执行器的开合和自转两个自由度。专利号为201010137844.2、公开号为CN101791247B、公开日为2012年4月11日的专利技术专利公开了一种《微创外科手术用多自由度手术工具》，该专利中所述的手术器械采用平行四边形机构实现手术器械的俯仰、偏摆自由度，具有直观操作性。但该手术器械不具备操作手柄，给医生的操作带来了困难。专利号201190055429.5、公开号为CN103237504A、公开日为2013年8月7日的专利技术专利公开了一种《微创手术器械》，该专利中所述的手术器械拥有一刚性的中空杆用于钢丝的走线，在腕部以齿轮驱动，能够完成末端执行器的俯仰和偏摆运动。然而其末端执行器实际能够到达的运动角度较小。专利号201520704803.5、公开号为CN205041453U、公开日为2016年2月24日的专利技术专利公开了一种《微创外科手术器械》，该专利中所述的手术器械工作部位能在偏摆范围内任意位置实现固定，但该手术器械采用杆件传动方式，增大了手术器械的整体尺寸。
技术实现思路
本专利技术是为解决现有手持式微创手术器械操作不便、灵活度低，驱动末端执行器实现自转、偏摆自由度的机构不具备自锁性的问题，进而提出一种具有自锁性的手持式微创手术器械；该具有自锁性的手持式微创手术器械实现自转、偏转运动的驱动装置具有自锁性，可使末端执行器在受限的手术空间内以任意位姿进行手术操作，通过对绳索传动的合理布局，具有无耦合运动；自锁性的手持式微创手术器械在操作过程中对患者创口不会产生力的作用。为了实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是：一种具有自锁性的手持式微创手术器械包括末端执行器、末端腕部关节、末端执行器操作装置和手柄操作装置；所述末端腕部关节包括腕部转动关节、腕部连接件、关节转动轴和绳索导向块；腕部转动关节通过关节转动轴与腕部连接件转动连接，绳索导向块与腕部连接件连接；所述末端执行器包括两个末端手指、开合转动轴和绳索导向轮；开合转动轴安装在腕部转动关节上，两个末端手指相对转动安装在开合转动轴上，绳索导向轮安装在腕部转动关节的凹槽内；所述末端执行器操作装置包括中空操作杆和弹簧钢珠自转锁紧装置，中空操纵杆穿过弹簧钢珠自转锁紧装置，中空操作杆一端与腕部连接件连接，中空操作杆另一端安装在弹簧钢珠自转锁紧装置上；所述手柄操作装置包括固定手柄、开合控制手柄、手柄转动轴、偏摆控制装置、导向轮柱组、外壳和支撑板；固定手柄安装在支撑板的下表面上，开合控制手柄通过手柄转动轴与固定手柄转动连接，导向轮柱组布置在偏摆控制装置和弹簧钢珠自转锁紧装置之间且三者安装在支撑板的上表面上；末端执行器通过固定在两个末端手指、绕过绳索导向轮、穿过末端腕部关节和中空操作杆，经导向轮柱组后绕在开合控制手柄轮槽上的绳索与开合控制手柄连接；末端腕部关节通过固定在腕部转动关节、绕过绳索导向轮、依次穿过腕部连接件和中空操作杆、经导向轮柱组后的绳索与偏摆控制装置连接。进一步地，弹簧钢珠自转锁紧装置包括自转滚轮、安装座、钢珠、弹簧和安装壳；安装座固定在支撑板上，中空操纵杆穿过安装座和自转滚轮，中空操作杆一端与腕部连接件连接，中空操作杆另一端转动安装在安装座上，中空操纵杆与自转滚轮固接在一起，自转滚轮上沿周向加工有若干个球形凹孔，安装座的轮槽外周侧壁上加工安装孔，安装壳旋拧在安装孔内，钢珠和弹簧布置在安装壳内，且安装壳的过珠口内径小于钢珠的球面直径，自转滚轮插装在安装座轮槽内，钢珠的部分球面能镶嵌于球形凹孔内。进一步地，偏摆控制装置包括蜗轮、蜗杆、偏摆滚轮、蜗轮固定座、蜗轮轴承、蜗杆固定座、蜗杆轴承和线轮；蜗轮固定座和蜗杆固定座安装在支撑板上，蜗轮和线轮连接在一起并通过蜗轮轴承与蜗轮固定座连接，蜗杆通过蜗杆轴承与蜗杆固定座连接，偏摆滚轮与蜗杆连接，蜗轮与蜗杆啮合。进一步地，每个所述末端手指上带有一个用于绳索走线的手指轮槽和一个末端固定孔；绳索导向轮上带有用于末端执行器开合绳索走线的两个侧轮槽；腕部转动关节上带有用于末端执行器开合绳索走线的两个线槽；转动轴上带有用于末端执行器开合绳索走线的两个线孔；腕部连接件上带有用于末端执行器开合绳索走线的两个通槽。进一步地，开合控制手柄上带有一个手柄固定孔和用于末端执行器开合绳索走线的两个轮槽。进一步地，绳索导向轮上带有一个用于末端腕部关节偏摆绳索走线的导向轮槽；腕部转动关节上带有用于末端腕部关节偏摆绳索走线的腕部轮槽和用于末端腕部关节偏摆绳索固定的关节固定孔。进一步地，线轮上带有线轮固定孔和用于末端腕部关节偏摆绳索走线的两个线轮槽。本专利技术与现有技术相比的有益效果是：一、实现末端腕部关节偏摆运动的机构采用蜗轮蜗杆装置，具有自锁性，可使末端执行器在受限的手术空间内以任意位姿进行手术操作。二、实现末端执行器自转运动的机构采用弹簧钢珠自转锁紧装置，具有一定的自锁力，工具手术实际操作过程，调节该装置中的螺钉，可克服组织对手术器械夹持力与牵拉力。三、通过对手术器械整体结构的优化，提高了医生操作的灵活度，便于医生进行手术操作，利于降低手术时间，使得该手持式手术器械末端操作杆的外圆直径为5mm。四、通过对绳索传动的合理布局，具有无耦合运动。本专利技术和原有的2个自由度刚性器械相比，该手术器械具有开合、偏摆和自锁旋转等自由度。五、手术器械在操作过程中对患者创口不会产生力的作用。附图说明图1是本专利技术一种具有自锁性的手持式微创手术器械的轴侧图；图2是末端执行器1与末端腕部关节2的爆炸示意图；图3是操作杆3-1与弹簧钢珠自转锁紧装置的爆炸示意图；图4是手柄操作装置4的整体轴侧图；图5是其中一个末端手指1-1的轴侧图；图6是另一末端手指1-1的轴侧图；图7是腕部转动关节2-1的示意图；图8是图7的侧视本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有自锁性的手持式微创手术器械，其特征在于：它包括末端执行器(1)、末端腕部关节(2)、末端执行器操作装置(3)和手柄操作装置(4)；所述末端腕部关节(2)包括腕部转动关节(2‑1)、腕部连接件(2‑2)、关节转动轴(2‑3)和绳索导向块(2‑4)；腕部转动关节(2‑1)通过关节转动轴(2‑3)与腕部连接件(2‑2)转动连接，绳索导向块(2‑4)与腕部连接件(2‑2)连接；所述末端执行器(1)包括两个末端手指(1‑1)、开合转动轴(1‑3)和绳索导向轮(1‑4)；开合转动轴(1‑3)安装在腕部转动关节(2‑1)上，两个末端手指(1‑1)相对转动安装在开合转动轴(1‑3)上，绳索导向轮(1‑4)安装在腕部转动关节(2‑1)的凹槽内；所述末端执行器操作装置(3)包括中空操作杆(3‑1)和弹簧钢珠自转锁紧装置(3‑4)，中空操纵杆(3‑1)穿过弹簧钢珠自转锁紧装置(3‑4)，中空操作杆(3‑1)的一端与腕部连接件(2‑2)连接，中空操作杆(3‑1)的另一端安装在弹簧钢珠自转锁紧装置(3‑4)上；所述手柄操作装置(4)包括固定手柄(4‑1)、开合控制手柄(4‑2)、手柄转动轴(4‑3)、偏摆控制装置(4‑4)、导向轮柱组、外壳(4‑10)和支撑板(4‑11)；固定手柄(4‑1)安装在支撑板(11)的下表面上，开合控制手柄(4‑2)通过手柄转动轴(4‑3)与固定手柄(4‑1)转动连接，导向轮柱组布置在偏摆控制装置(4‑4)和弹簧钢珠自转锁紧装置(3‑4)之间且三者安装在支撑板(4‑11)的上表面上；末端执行器(1)通过固定在两个末端手指(1‑1)、绕过绳索导向轮(1‑4)、穿过末端腕部关节(2)和中空操作杆(3‑1)，经导向轮柱组后绕在开合控制手柄(4‑2)轮槽上的绳索与开合控制手柄(4‑2)连接；末端腕部关节(2)通过固定在腕部转动关节(2‑1)、绕过绳索导向轮(1‑4)、依次穿过腕部连接件(2‑2)和中空操作杆(3‑1)、经导向轮柱组后的绳索与偏摆控制装置(4‑4)连接。...

【技术特征摘要】
1.一种具有自锁性的手持式微创手术器械，其特征在于：它包括末端执行器(1)、末端腕部关节(2)、末端执行器操作装置(3)和手柄操作装置(4)；所述末端腕部关节(2)包括腕部转动关节(2-1)、腕部连接件(2-2)、关节转动轴(2-3)和绳索导向块(2-4)；腕部转动关节(2-1)通过关节转动轴(2-3)与腕部连接件(2-2)转动连接，绳索导向块(2-4)与腕部连接件(2-2)连接；所述末端执行器(1)包括两个末端手指(1-1)、开合转动轴(1-3)和绳索导向轮(1-4)；开合转动轴(1-3)安装在腕部转动关节(2-1)上，两个末端手指(1-1)相对转动安装在开合转动轴(1-3)上，绳索导向轮(1-4)安装在腕部转动关节(2-1)的凹槽内；所述末端执行器操作装置(3)包括中空操作杆(3-1)和弹簧钢珠自转锁紧装置(3-4)，中空操纵杆(3-1)穿过弹簧钢珠自转锁紧装置(3-4)，中空操作杆(3-1)的一端与腕部连接件(2-2)连接，中空操作杆(3-1)的另一端安装在弹簧钢珠自转锁紧装置(3-4)上；所述手柄操作装置(4)包括固定手柄(4-1)、开合控制手柄(4-2)、手柄转动轴(4-3)、偏摆控制装置(4-4)、导向轮柱组、外壳(4-10)和支撑板(4-11)；固定手柄(4-1)安装在支撑板(11)的下表面上，开合控制手柄(4-2)通过手柄转动轴(4-3)与固定手柄(4-1)转动连接，导向轮柱组布置在偏摆控制装置(4-4)和弹簧钢珠自转锁紧装置(3-4)之间且三者安装在支撑板(4-11)的上表面上；末端执行器(1)通过固定在两个末端手指(1-1)、绕过绳索导向轮(1-4)、穿过末端腕部关节(2)和中空操作杆(3-1)，经导向轮柱组后绕在开合控制手柄(4-2)轮槽上的绳索与开合控制手柄(4-2)连接；末端腕部关节(2)通过固定在腕部转动关节(2-1)、绕过绳索导向轮(1-4)、依次穿过腕部连接件(2-2)和中空操作杆(3-1)、经导向轮柱组后的绳索与偏摆控制装置(4-4)连接。2.根据权利要求1所述的一种具有自锁性的手持式微创手术器械，其特征在于：所述弹簧钢珠自转锁紧装置(3-4)包括自转滚轮(3-2)、安装座(3-4-1)、钢珠(3-4-2)、弹簧和安装壳(3-4-3)；安装座(3-4-1)固定在支撑板(4-11)上，中空操纵杆(3-1)穿过安装座(3-4-1)和自转滚轮(3-2)，中空操作杆(3-1)一端与腕部连接件(2-2)连接，中空操作杆(3-1)另一端转动安装在安装座(3-4-1)上，中空操纵杆(3-1)与自转滚轮(3-2)固接在一起，自转滚轮(3-2)上沿周向加工有若干个球形凹孔，安装座(3-4)的轮槽外周侧壁上加工安装孔，安装壳(3-4-3)旋拧在安装孔内，钢珠(3-4-2)和弹簧布置在安装壳(3-4-3)内，且安装壳(3-4-3)的过珠口内径小于钢珠(3-4-2)的球面直径，自转滚轮(3-2)插装在安装座(3-4-1)轮槽内，钢珠(3-4-2)的部分球面能镶嵌于球形凹孔内。3.根据权利要求2所述的一种具有自锁性的手持式微创手术器械，其特征在于：所述偏摆控制装置(4-4)包括蜗轮(4-4-1)、蜗杆(4-4-2)、偏摆滚轮(4-4-3)、蜗轮固定座(4-4-4)、蜗轮轴承(4-4-5)、蜗杆固定座(4-4-6)、蜗杆轴承(4-4-7)和线轮(4-4-8)；蜗轮固定座(4-4-4)和蜗杆固定座(4-4-6)安装在支撑板(4-11)上，蜗轮(4-4-1)和线轮(4-4-8)连接在...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯美，张海军，李秋萌，郝良天，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22