外科腹腔镜器械、腹腔镜手术器械及腹腔镜介入套件制造技术

本发明专利技术提供了一种外科腹腔镜器械、腹腔镜手术器械及腹腔镜介入套件。根据本发明专利技术的一种外科腹腔镜器械，包括：连接组件，具有轴、第一端和第二端；末端执行器，其具有在连接组件的第二端入射到连接组件的轴的旋转轴，末端执行器安装在所述装置连接组件的第二端上；操纵单元，具有在连接组件的第一端入射到连接组件的轴的旋转轴，所述操纵单元安装在第一连接组件的第一端；传递运动的装置，用于将运动从所述操纵单元传输至末端执行器。操纵单元传输至末端执行器。操纵单元传输至末端执行器。

【技术实现步骤摘要】
外科腹腔镜器械、腹腔镜手术器械及腹腔镜介入套件


[0001]本专利技术涉及医疗器械领域，具体涉及一种外科腹腔镜器械。更具体地，本专利技术涉及一种配备高度灵巧肢体的手持式器械，使得非常精确的外科手术执行就像在机器人系统中一样，同时对所有手持式外科器械保持非常低的成本。本专利技术还涉及一种包含所述腹腔镜手术器械的工具包，以及用于将所述器械通过切口插入患者腹腔的器械保持器，如套筒针。

技术介绍

[0002]腹腔镜手术又称微创手术(MIS)，是一种在50年代后期发展起来的技术。由于腹腔镜手术，外科技术医生可以操作病人的内部组织，用他们的手远离手术区域。外科器械通过小的皮肤切口和两端的工具插入病人的体内。器械由外科医生控制，尤其是腹腔镜器械通过器械支架(又称套管针)进入患者的腹腔。套管针是一种外科器械，由闭孔器、套管(即空心管)和密封件组成。在腹腔镜手术中，套管针通过腹腔放置，并作为随后放置其他套管的入口。器械的附件，如抓手、剪刀、吻合器等的主要优点是腹腔镜技术提供给患者的是减少手术的侵袭性(即更少的疼痛和出血和感染的风险)，由于较小的切口和更快的术后恢复时间，因此会降低社会保健系统的费用。众所周知，外科器械必须满足一些要求，比如小尺寸、多自由度效率、可靠性/鲁棒性的仪器、可控的成本。外科医生可以在器械的末端控制工具：(i)即通过机器人系统远程操作；(ii)通过手持式器械直接操作。腹腔镜器械能够根据其运动类型进行分类。套管针有四个自由度：一个沿套管轴平移和三个旋转。允许的三个旋转是围绕套管的轴和两个垂直于套管。每个腹腔镜器械可以插入套管针，因此上述提到的四个自由度，也被称为该领域内的“无偿”自由度。
[0003]也就是说，手持式器械只有四个“无偿”自由度，通常有一个固定段或末端执行器，大多数外科医生只能控制器械的打开/闭合。相反机器人系统通常使用具有灵巧肢体或末端执行器的外科器械，即外科医生也可以控制除“无偿”自由度外的运动。
[0004]手持式手术器械的主要优点是性价比，比机器人系统采用器械更加便宜，针对训练有素的外科医生通常只需更少的手术时间。另外一方面机器人系统的优点是在执行手术任务的精度和可重复性、工具的稳定性、力工具
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组织控制和手术
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手颤抖减少，而主要的缺点在于机器人系统的采购和维护成本高，较高的产权负担和高昂的术前时间。在这种背景下，是非常有必要设计一种设计手持式手术器械，它能够很好的平衡高效率、低手术时间和成本等诸多要求。换句话说，需要将手持式器械的高精度和执行控制能力做到可以与机器人系统相媲美的程度。
[0005]此外，在现有技术中已知的机器人，除了包含在所涉及的高成本中的缺点外，相对于末端执行器允许的运动外还是有不小的限制。大部分的手术机器人工具是提供了一个圆筒且直的主体，用于将机器人系统控制台运动传递到末端执行器。从末端执行器的打开和关闭(如一个夹子)运动和四个“无偿”自由度的套筒针，允许的运动自由度通常只有一个正交于圆形主体的绕轴旋转。在最先进的机器人工具，也有末端执行器允许两个旋转自由度的，比较与其他末端执行器的开启和闭合动作，器械整体具有超过四个“无偿”自由度。第一
个运动自由度是上述围绕第一轴的旋转，第二是围绕与上述第一轴正交且与中心正交的第二轴线的旋转。
[0006]然而，即使对这种先进的机器人，末端执行器围绕其自身轴的运动也是不允许的，在第一轴和第二轴没有入射于唯一点情况下，其灵巧性受到了限制。第二轴和第一轴是斜直线，因此，不会发生围绕一个固定中心的两个预定旋转。此外，在本文中，当后者不与直线中心体对齐时，末端执行器绕其自身轴旋转的可能性是不存在可能性的。
[0007]换句话说，据悉，没有一个已知的机器人，或者已知的灵巧肢体器械，能够在中心体和末端执行器交接点处能够提供一个球形关节，以使末端执行器能够实现这样的运动。最后是要允许外科医生进行更大范围的可能的可执行操作和器械的最佳控制性能。因此，最新的趋势是，机器人系统需要不断改进其手术的灵巧性。
[0008]除了上面描述的，在大多数已知的仪器(机器人和手持式)中，只有末端执行器的开闭可由外科医生控制，而同样的打开是通过弹簧发生的，没有任何控制的可能性。在一些仪器中，提供的机制以保证控制末端执行器的开合操作，但其复杂的机构需要增加末端执行器的尺寸，或更准确地说要增加末端执行器和中心主体之间连接部分的空间尺寸。由于这些原因，在当前技术背景下，急需这样机构，它能够允许医生良好精密地打开和闭合末端执行器，同时其结构简单、尺寸适中、中心主体与末端执行器之间的距离不会过长。
[0009]最后一个尚未解决的重要问题，是如何应对在缝合手术时交叉组织施加的力。事实上，在进行外科缝合时，外科手术医生需要执行绕第一轴的动作，并且当组织被末端执行器所持的缝合针穿过时，末端执行器上会因反作用力可以产生扭矩，进而在中心体上产生扭矩。当器械处于这种弯曲状态工作时，这种扭矩会引起末端执行器甚至中心主体的意外的绕其自身轴的转动。因此，有必要找到一种办法，以补偿医生操作组织时产生的意外旋转。
[0010]机器人系统主要的缺点在于机器人系统的采购和维护成本高，较高的产权负担和高昂的术前时间，除了包含在所涉及的高成本中的缺点外，相对于允许移动末端执行器有不小的限制。需要改进机器人系统的手术的灵巧性，以实现一个允许更广泛的可能的操作可执行的外科医生和器械的最佳控制。
[0011]除了上面描述的，在大多数已知的仪器(机器人和手持式)中，只有末端执行器的开闭可由外科医生控制，而同样的打开是通过弹簧发生的，没有任何自由度控制的可能性。一些机构看似增加了其他自由度，但机构复杂度急剧增加、尺寸增大，导致实用性不佳。
[0012]另外，在进行外科缝合时，外科手术医生进行围绕上述第一轴的运动，并且当组织被末端执行器所持的缝合针穿过时，末端执行上的同样的压力可以产生扭矩，从而在中心体上产生扭矩。当器械处于这种弯曲状态工作时，这种扭矩会引起末端执行的意外转动，同时，在中心主体也会围绕自己的轴转动。
[0013]由于这些原因，在当前技术背景下，急需这样机构，具备低成本、结构简单、尺寸适中、能够允许医生良好精密地打开和闭合末端执行器、具备其他必要自由度的控制能力和具备补偿医生操作组织时产生的意外旋转。
[0014]举例来说，图1是现有技术套筒针自由度的原理图，其在使用时可将任何腹腔镜手术器械插入到套筒针中。参考图1，如上所述，现有技术的器械在使用时被插入称为套管针6的器械支架中，该支架引导腹腔镜手术器械通过切口插入患者腔中。因此，套管针6内无论
插入哪种器械，都有四个自由度。第一个是沿着套管针6的直线套管5的轴线的平移自由度3。其他三个自由度是旋转度。具体而言，它们是：围绕平行于套管5的轴的第一旋转度4；围绕垂直于套管5的第一轴的第二旋转度1；以及围绕第二轴的第三旋转度2，所述第二轴垂直于第一轴。

技术实现思路

[0015]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种外科腹腔镜器械，其特征在于包括：连接组件，其具有轴、第一端和第二端；末端执行器，其具有在连接组件的第二端入射到连接组件的轴的旋转轴，末端执行器安装在所述装置连接组件的第二端上；操纵单元，具有在连接组件的第一端入射到连接组件的轴的旋转轴，所述操纵单元安装在第一连接组件的第一端；传递运动的装置，用于将运动从所述操纵单元传输至末端执行器；其中传送运动的装置至少包括：
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第一传送装置，用于执行操纵单元围绕第一轴的第一旋转运动，第一轴属于所述与连接组件的轴正交的平面并且在连接组件的第一端处以相同的角度入射到连接组件的轴，并连接至末端执行器，通过这种方式使得末端执行器绕着与连接组件的轴正交的并在连接组件的第二端处入射到连接组件的轴的轴旋转；以及
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第二传送装置，用于执行操纵单元的围绕其自身的轴的第二旋转运动传输到末端执行器，以使得末端执行器绕其自身的轴旋转，末端执行器的轴平行于操纵单元的轴。2.根据权利要求1所述的外科腹腔镜器械，其特征在于，连接组件包括框架，而且第一传送装置包括：与操纵单元连接的第一锥齿轮，其顶点位于与连接组件的第一端相对应的位置；第二锥齿轮，其与第一锥齿轮一起形成第一齿轮组件，使得第一锥齿轮围绕其自身轴的旋转引起第二锥齿轮围绕其自身轴的旋转；第三锥齿轮，其与所述末端执行器地连接并且具有与所述连接组件的第二端相对应的顶点；与第三锥齿轮形成第二齿轮组件的第四锥齿轮，使得第四锥齿轮绕其自身轴的旋转引起第三锥齿轮绕其自身轴的旋转；以及与连接组件的轴对齐并套在框架中的中空管，所述管与第二锥齿轮和第四锥齿轮配合，使得第二锥齿轮围绕其自身轴的旋转导致第四锥齿轮围绕其自身轴的旋转。3.根据权利要求1或2所述的外科腹腔镜器械，其特征在于，第二传送装置包括：与操纵单元连接的第一轴；与末端执行器连接的第二轴；与连接组件的轴对齐的第三轴，所述第三轴被容纳在中空管中；第一万向节，与连接组件的第一端相对应地居中；以及与连接组件的第二端相对应居中的第二万向节。4.根据权利要求1或2所述的外科腹腔镜器械，其特征在于，外科腹腔镜器械还包括安装在框架上的制动块，所述制动块被配置为当第一轴和第三轴转动、而且第一轴、第三轴和第二轴与沿着连接组件的轴对准时，避免框架绕连接组件的轴的转动。5.根据权利要求1或2所述的外科腹腔镜器械，其特征在于，操纵单元包括：手柄以及将手柄连接至第一轴的鼓式制动器；所述鼓式制动器包括：吸合垫、压缩垫、连接离合器片和压缩垫的弹簧、与第一轴牢固连接的滚筒滑轮以及操纵环；操纵环与滚筒滑轮连接，操纵环围绕其自身轴线的旋转导致滚筒滑轮以及第一轴围绕其自身轴线的旋转。6.根据权利要求1或2所述的外科腹腔镜器械，其特征在于，第一传送装置包括：与操纵
单元连接的第一轴；与末端执行器连接的第二轴；与连接组件的轴对齐的第三轴，第三轴的第一端与连接组件的第一端重合，第三轴的第二端与...

【专利技术属性】
技术研发人员：石红，
申请(专利权)人：北京极思科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：