用于手术工具的柔性肘节制造技术

一种微创手术器械，其包括：　　　　一个延长柄，其具有一个工作端、一个近端以及一个位于所述工作端和所述近端之间的柄轴；　　　　一个末端执行器；　　　　一个肘节部件，其具有一个柔性管和一个内部弹簧，所述柔性管和内部弹簧包括与所述延长柄的工作端相连的近端部分和与所述末端执行器相连的远端部分，所述内部弹簧被布置所述柔性管的内腔中，而且其轴线平行于所述柔性管的轴线；和　　　　多条驱动缆线，与所述末端执行器相连的远端部分，并从所述远端部分穿过所述肘节部件朝所述延长柄方向延伸到近端部分，所述近端部分是可驱动的，从而使所述肘节部件在倾斜和摆动转动的方向上弯曲。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请以2002年12月6日提交的、申请号为60/431,636的美国临时专利申请为基础，并要求该临时申请的优先权，在此以引用方式将该临时申请的全部公开内容并入本文。本申请涉及下列专利和专利申请，在此以引用方式将这些专利和专利申请的全部公开内容并入本文2002年6月28日提交的、名称为“Surgical Tool Having PositivelyPositionable Tendon-Actuated Multi-Disk Wrist Joint”、申请号为10/187,248的美国专利申请；2002年6月28日提交的、名称为“Platform Link Wrist Mechanism”、申请号为10/186,176的美国专利申请；1998年9月18日提交的、名称为“Robotic Apparatus”、申请号为PCT/US98/19508、公开号为WO99/50721的PCT国际申请；1999年10月15日提交的、名称为“Surgical Robotic tools，DataArchitecture，and Use”、申请号为09/418,726的美国专利申请；1998年12月8日提交的、名称为“Image Shifting for a TeleroboticSystem”、申请号为60/111,711的美国专利申请；1999年8月20日提交的、名称为“Stereo Imaging System for Use inTelerobotic System”、申请号为09/378,173的美国专利申请；1999年9月17日提交的、名称为“Master Having Redundant Degreesof Freedom”、申请号为09/398,507的美国专利申请；1999年9月17日提交的、名称为“Cooperative Minimally InvasiveTelesurgery System”、申请号为09/399,457的美国专利申请；1999年8月13日提交的、名称为“Camera Referenced Control in aMinimally Invasive Surgical Apparatus”、申请号为09/373,678的美国专利申请；1999年9月17日提交的、名称为“Surgical Tools for Use inMinimally Invasive Telesurgical Applications”、申请号为09/398,958的美国专利申请；1998年9月15日颁布的、名称为“Endoscopic Surgical Instrumentand Method for Use”、专利号为5,808,665美国专利。
技术介绍
本专利技术一般涉及外科手术工具，更具体地是涉及用以进行机器人外科手术(robotic surgery)的手术工具中的柔性肘节机构。微创手术技术方面的进步使得以微创方式进行的外科手术数目急剧增加。微创医疗技术的目的是为了减少诊断或手术期间破坏的无关组织的量，从而减少病人的康复时间、不适感和有害的副作用。利用微创手术技术，还可显著地缩短一个标准外科手术所需的平均住院时间。因此，更多地采用微创技术可以节省大量的住院时间，而且仅就住院费用而言每年就可节省数百万美元。利用微创手术技术，也可以减少病人的康复时间、病人的不适感和外科手术的副作用。微创手术最常见的形式就是内窥境检查。内窥境检查最常见的形式就是腹腔镜检查，腹腔镜检查是在腹腔内进行的微创检查和手术。在标准的腹腔手术中，病人的腹部被吹入气体，插管套穿过小(大约1/2英寸)切口，从而为腹腔镜手术器械提供入口。腹腔镜手术器械通常包括一个腹腔镜(用于观察手术部位)和工作器械。这些工作工具类似于那些在常规(开腔)手术中使用的工具，所不同的是每个工具的操作末端或末端执行器都通过一根延长管与该工具的操作柄分离。此处所用的术语“末端执行器”表示手术器械的实际操作部分，其可包括例如钳子、抓紧器、剪刀、吻合器以及持针器等。为了进行手术过程，外科医生将这些工作工具或器械穿过插管套，使其到达内部的手术部位并在腹腔外操纵这些器械。外科医生通过监视器监控手术的过程，该监视器显示出从腹腔镜取得的手术部位的图像。类似的内窥境技术应用于下列检查中，例如关节内窥境检查、后腹腔镜检查、骨盆镜检查、肾镜检查、膀胱镜检查、池囊镜检查(cisternoscopy)、窦镜检查、子宫镜检查、尿道镜检查等等。目前的微创手术(minimally invasive surgical，MIS)有很多缺点。例如，现有的微创器械所进行的手术没有开腔手术所具有的控制工具的柔性。大多数的现有的腹腔镜工具都有刚性轴，因此很难通过所述的小切口到达工作部位。另外，很多内窥境器械的长度和结构都会降低医生的觉察能力，这种觉察能力可以感受到由组织或器官施加到相关工具的末端执行器上的力。内窥境工具缺乏灵活性和灵敏性是微创手术发展的一个主要障碍。正在开发的微创远距离手术机器人系统能够在体内手术部位中工作时增加外科医生的灵活性，也可以使外科医生远距离对病人进行手术。在远距离手术系统中，外科医生经常配有计算机工作站提供的手术部位的图像。医生一边在合适的观察器或显示器上观察手术部位的三维图像，一边通过操纵工作站的主输入端或控制装置对病人执行手术过程。主输入端控制以伺服系统方式运行的手术工具的动作。在手术过程中，远距离手术系统响应于主控制机构的操作从而驱动和控制各种具有末端执行器(例如组织抓紧器、针驱动器等)的手术器械或工具，能够执行外科医生的功能，例如，持拿或驱动手术针、抓紧血管或解剖组织等。一些手术工具利用滚动-倾斜-摆动(roll-pitch-yaw)机构来提供末端执行器沿三个正交轴线旋转运动的三个角度。通常倾斜和摆动旋转由一个连接在该工具的柄和末端执行器之间的肘节机构来提供，而滚动旋转运动通常由柄的转动来提供。在大约90度的倾斜位置处，摆动和滚动转动会重叠，导致一个旋转运动角度丧失，这种情况称为奇点。
技术实现思路
本专利技术涉及具有肘节机构的一种工具的替换实施例，该肘节机构所提供的倾斜和摆动转动方式使得工具的滚动、倾斜和摆动不会出现奇点。所述肘节机构具有一个柔性管状结构，该柔性管状结构可以由一个柔性管或一系列连接到弹簧或类似柔性组件上的盘状物形成。驱动缆线或柔性线(例如，由镍钛合金制成)延伸穿过肘节机构，并用于使柔性肘节在倾斜和摆动旋转方向弯曲。滚动方向的转动可以通过转动一个与肘节机构相连的工具柄来实现。根据本专利技术的一个方面，一个肘节机构包括一个微创手术器械，该微创手术器械包括一个延长柄，该延长柄具有一个工作端、一个近端和一个位于工作端和近端之间的柄轴；以及一个末端执行器。一个肘节部件具有一个柔性管和一个内部弹簧，所述柔性管和内部弹簧包括与所述延长柄的工作端相连的近端部分和与所述末端执行器相连的远端部分。所述内部弹簧被布置在所述柔性管的内腔中，而且其轴线平行于所述柔性管的轴线。多条驱动缆线(或线)具有与所述末端执行器相连的远端部分，并从所述远端部分穿过所述肘节部件朝所述延长柄方向延伸到近端部分，该近端部分是可驱动的，从而使所述肘节部件在倾斜和摆动转动的方向上弯曲。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：T·G·库珀，S·C·安德森，
申请(专利权)人：直观外科手术公司，
类型：发明
国别省市：