具有易组装构件的低摩擦小型医疗工具制造技术

低摩擦医疗装置包括第一连杆、第二连杆和张力元件。第一连杆联接至器械轴，并且在第一连杆内限定第一引导路径。第二连杆可相对于第一连杆旋转通过一定角度范围。第二连杆的远端部分被可旋转地联接至工具元件。在第二连杆内在工具元件与第一引导路径之间限定曲线状引导路径。第二连杆的曲线状引导表面限定第二引导路径的一部分。张力元件的第一部分平行于第一引导路径的中心线，并且第二部分联接至工具元件。第一与第二部分之间的张力元件的第三部分贯穿一部分所述角度范围与曲线状引导表面接触。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有易组装构件的低摩擦小型医疗工具相关申请本专利申请要求美国临时专利申请号62/639,631(2018年3月7日提交)(名称为“LOW-FRICTION,SMALLPROFILEMEDICALTOOLSHAVINGEASY-TO-ASSEMBLECOMPONENTS”)的优先权和申请日权益，其整体通过引用并入本文。
技术介绍
本文所述的实施方式涉及抓握工具，更具体地涉及医疗装置，并且还更具体地涉及内窥镜工具。更具体地，本文所述的实施方式涉及低摩擦工具和装置，其包括可以在例如外科应用中使用的辊辅助的张力元件(roller-assistedtensionmembers)。用于微创手术(MIS)的已知技术采用器械操纵组织，其可以手动控制或通过计算机辅助的远程操作来控制。多种已知的MIS器械包括安装在腕状机构上延伸部(在本文中也称为主管或主轴)的远端处的治疗或诊断末端执行器(例如，钳、切割工具或灼烧工具)。在MIS程序中，可以将末端执行器、腕状机构和主管远端插入患者的小切口或天然孔口中，以将末端执行器定位在患者体内的工作位点。任选的腕状机构可以用于改变末端执行器相对于主管的取向，以在工作位点执行期望的程序。已知的腕状机构总体上为末端执行器的移动提供期望的自由度(DOF)。例如，对于钳或其它抓握工具，已知的腕状机构通常能够改变末端执行器相对于主管的俯仰(pitch)和偏航(yaw)。腕部可以任选地为末端执行器提供滚动DOF(rollDOF)，或者可以通过滚动主管来实现滚动DOF。末端执行器可以任选地具有另外的机械DOF，如抓握或刀片运动(knifeblademotion)。在一些情况下，腕部和末端执行器机械DOF可以组合。例如，美国专利号5,792,135(1997年5月16日提交)公开了其中腕部和末端执行器抓握DOF组合的机构。为了实现腕状机构和末端执行器的期望移动，已知的器械包括张力元件(例如，线缆(cables)、线缆/海波管组合、张力带)，该张力元件延伸通过器械的主管，并将腕状机构连接至传动器(transmission)(在本文中也称为后端机构)。后端机构使线缆移动以操作腕状机构。对于远程操作系统，后端机构是电动机驱动的，并且可以被可操作地联接至处理系统，以为医生控制器械提供用户界面。患者受益于提高MIS方法和工具的有效性的不断努力。例如，减小主管和腕状机构的尺寸和/或操作足迹可以允许较小的进入切口，从而减小手术的负面影响，如疼痛、疤痕和不期望的治愈时间。但是，生产实现微创程序的临床期望功能的小直径医疗器械可具有挑战性。具体地，通过“按比例缩小”构件来简单地缩小已知腕状机构的尺寸将由于以所需的构件和材料性质无法缩放而不会导致有效的解决方案。例如，腕状机构的有效实施可能是复杂的，因为必须小心地将线缆布设(routed)通过腕状机构，以贯穿腕状机构的运动范围保持线缆张力，和使一个旋转轴线与另一个旋转轴线的相互作用(或联接效应)最小化。进一步，总体上需要滑轮(pulleys)和/或轮廓化表面以减小线缆摩擦，这延长了器械寿命和允许在不对腕状机构中的线缆或其它结构施加过大力的情况下操作。可以由较小的结构(包括腕状机构的线缆和其它构件)产生的增大的局部化力可以导致线缆在存储和使用过程中不期望的加长(例如，“拉伸”或“蠕变(creep)”)、线缆寿命缩短等。进一步，一些医疗器械具有末端执行器，该末端执行器需要电能来实现临床功能，如干燥、止血、切割、解剖、引流、切口、组织破坏、灼烧和血管密封。因此，已知的器械包括被通过腕状机构布设到待供能末端执行器的部分的一个或多个导体。将腕状机构的所有构件、驱动线缆和导线装配成小直径(例如，小于约10mm)，同时保持这些构件的必要强度和功能，可能是困难的。除了减小医疗器械的尺寸之外，还期望开发可有效地一次性使用(即，意图仅以经济成本单次使用)的低成本器械。使用这种器械，每个MIS程序均可以用新的灭菌器械来执行，这消除了笨重和昂贵的仪器重复使用清洁和灭菌程序。然而，多种当前的器械设计生产昂贵，因此为了经济起见，这些器械进行无菌再处理以用于多次外科程序。部分地，这些器械的成本可能是由于多股钨线缆和海波管部分承受了操作负荷。在一些情况下，已知的腕状机构利用多对线缆来提供控制，以使腕状机构在各种运动范围(包括腕状机构相对于主管的偏航、俯仰和滚动移动)内移动。这些常规的腕状机构使用联接在一起的一对俯仰线缆以形成线缆环，从而为腕状机构提供俯仰控制。各个体线缆在这种已知腕状机构中的布设可以增强俯仰控制，但是也可以限制俯仰线缆在俯仰移动期间的移动，并增加与致动俯仰移动相关的摩擦。进一步，这些机构的线缆引导和连接特征的纳入也可增加腕状机构的尺寸或使得难以减小其尺寸和足迹。另外，已知的腕状机构可能难以组装。例如，一些已知腕状机构的组装程序可以包括执行线缆压接程序以将一对线缆彼此轴向连接，从而形成线缆环，然后将该线缆对联接至腕状机构，其中压接部保持在腕状机构中形成的袋中。尽管在安装之前将线缆彼此压接和连接可以避免压接操作有关的损坏，但是线缆环的安装连同附接线缆压接部(cablecrimp)的安装可能使线缆环的安装复杂化，并在安装期间增加线缆环的不期望的弯曲或损坏。因此，需要改进的内窥镜工具。改进可以包括具有减小的尺寸、减少的部件数量、较低的材料成本、以及在使用期间以低摩擦力操作的强度增加的张力元件的腕状机构。另外，改进可以允许组装容易，包括张力元件在腕状机构中安装，以轴向连接两个或更多个个体张力元件，同时避免在安装期间由于弯曲、扭曲或其它作用而不利地影响张力元件的完整性。
技术实现思路
本部分介绍本文所述的实施方式的某些方面以提供基本的理解。本部分不是本专利技术主题的广泛概述，并且不旨在确定关键或重要要素或描述本专利技术主题的范围。在一些实施方式中，低摩擦医疗装置包括第一连杆(link)、第二连杆和张力元件。第一连杆联接至器械轴并且其中限定第一引导路径。第二连杆具有近端部分和远端部分。第二连杆可相对于第一连杆旋转通过一定角度范围。第二连杆的远端部分联接至工具元件，并且该工具元件可相对于第二连杆围绕第二轴线旋转。在第二连杆内、在工具元件与第一引导路径之间限定第二引导路径。第二连杆包括限定第二引导路径的部分的曲线状引导表面。张力元件具有第一张力元件部分、第二张力元件部分以及在第一张力元件部分与第二张力元件部分之间的第三张力元件部分。第一张力元件部分在第一引导路径内，并且第二张力元件部分联接至工具元件。第三张力元件部分贯穿所述角度范围的一部分与曲线状引导表面接触。第一张力元件部分平行于第一引导路径的中心线。在一些实施方式中，低摩擦医疗装置包括第一连杆、第二连杆和张力元件。第一连杆联接至器械轴并限定第一引导路径。第二连杆联接至第一连杆并且可相对于第一连杆围绕第一轴线旋转。第二连杆限定第二引导路径、保持袋、连接路径和组装路径。连接路径延伸通过第二引导路径与保持袋之间的第二连杆的部分。第二连杆的壁围绕连接路径的部分。连接路径中心线和第二引导路径的中心线在第二连杆内限定第一平面。组装路径本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.设备，包括：/n联接至器械轴的第一连杆，所述第一连杆包括第一引导路径；/n第二连杆，所述第二连杆包括第二引导路径、保持袋、连接路径、壁和组装路径，所述第二连杆联接至所述第一连杆，所述第二连杆能相对于所述第一连杆围绕第一轴线旋转，所述连接路径延伸通过在所述第二引导路径与所述保持袋之间的所述第二连杆的部分，所述第二连杆的壁围绕所述连接路径的部分，连接路径中心线和所述第二引导路径的中心线在所述第二连杆内限定第一平面，所述组装路径通过所述第二连杆的所述部分延伸到所述保持袋中，并且所述组装路径的组装路径中心线在不平行于所述第一平面的第二平面内不平行于所述连接路径中心线；和/n张力元件，所述张力元件包括第一张力元件部分、第二张力元件部分和联接至所述第二张力元件部分的保持元件，所述第一张力元件部分被配置以A)沿所述组装路径中心线被插入通过所述组装路径和B)被旋转直至所述第一张力元件部分处于所述第二引导路径内，所述保持元件在所述第一张力元件部分旋转后被保持在所述保持袋内，使得所述张力元件相对于所述第二连杆的移动受限，并且所述第一张力元件部分在所述第二引导路径内的移动促使所述第二连杆相对于所述第一连杆围绕所述第一轴线旋转。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180307 US 62/639,6351.设备，包括：
联接至器械轴的第一连杆，所述第一连杆包括第一引导路径；
第二连杆，所述第二连杆包括第二引导路径、保持袋、连接路径、壁和组装路径，所述第二连杆联接至所述第一连杆，所述第二连杆能相对于所述第一连杆围绕第一轴线旋转，所述连接路径延伸通过在所述第二引导路径与所述保持袋之间的所述第二连杆的部分，所述第二连杆的壁围绕所述连接路径的部分，连接路径中心线和所述第二引导路径的中心线在所述第二连杆内限定第一平面，所述组装路径通过所述第二连杆的所述部分延伸到所述保持袋中，并且所述组装路径的组装路径中心线在不平行于所述第一平面的第二平面内不平行于所述连接路径中心线；和
张力元件，所述张力元件包括第一张力元件部分、第二张力元件部分和联接至所述第二张力元件部分的保持元件，所述第一张力元件部分被配置以A)沿所述组装路径中心线被插入通过所述组装路径和B)被旋转直至所述第一张力元件部分处于所述第二引导路径内，所述保持元件在所述第一张力元件部分旋转后被保持在所述保持袋内，使得所述张力元件相对于所述第二连杆的移动受限，并且所述第一张力元件部分在所述第二引导路径内的移动促使所述第二连杆相对于所述第一连杆围绕所述第一轴线旋转。


2.根据权利要求1所述的设备，其中所述张力元件是线缆，并且所述保持元件包括线缆压接部。


3.根据权利要求2所述的设备，其中所述保持元件被配置以，在安装过程中，在所述线缆压接部处具有自松弛状态相对于所述张力元件的纵向轴线的角度扭转。


4.根据权利要求3所述的设备，其中所述保持元件被配置以在安装后恢复至无角度扭转的松弛状态。


5.根据权利要求1-4中任一项所述的设备，其中所述第一张力元件部分旋转通过约90度的安装角度。


6.根据权利要求1-4中任一项所述的设备，所述第二连杆包括细长槽，所述保持元件被配置以当所述张力元件部分旋转时滑动通过所述细长槽并进入所述保持袋中。


7.根据权利要求1-4中任一项所述的设备，其中所述保持袋的尺寸大于所述连接路径的尺寸。


8.根据权利要求1-4中任一项所述的设备，其中所述第二平面横穿所述第一平面。


9.根据权利要求1-4中任一项所述的设备，其中所述组装路径中心线和所述连接路径中心线形成5度至45度之间的插入角度。


10.设备，包括：
联接至器械轴的第一连杆，所述第一连杆包括第一引导路径；
第二连杆，所述第二连杆包括第二引导路径、保持袋、连接路径、第一壁、第二壁和组装路径，所述第二连杆联接至所述第一连杆，所述第二连杆能相对于所述第一连杆围绕第一轴线旋转，所述连接路径延伸通过在所述第二引导路径与所述保持袋之间的所述第二连杆的部分，所述第一壁包括打开到所述保持袋中的细长槽，所述第二连杆的第二壁限定所述保持袋的远侧边界，连接路径中心线和所述第二引导路径的中心线在所述第二连杆内限定第一平面，所述组装路径延伸通过所述第二连杆的所述部分进入到所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·拉提亚，A·萨达卡，Z·耶，
申请(专利权)人：直观外科手术操作公司，
类型：发明
国别省市：美国;US