末端执行器和持针器制造技术

本申请涉及一种末端执行器和持针器，末端执行器包括：i)一对相反的钳爪，其可枢转地联接以允许一个钳爪相对于另一个钳爪的枢转运动，其中所述相反钳爪中的至少一个包括用于选择性地收纳传感器的凹部；以及ii)传感器，其被配置成固定在所述凹部内。在形成钳爪的整体部分的凹部内选择性地收纳传感器的能力允许每次使用末端执行器时更换传感器。次使用末端执行器时更换传感器。次使用末端执行器时更换传感器。

【技术实现步骤摘要】
末端执行器和持针器


[0001]本专利技术提供了一种手术器械、机器人臂和用于机器人臂的控制系统，以及一种末端执行器和持针器。

技术介绍

[0002]传统的腹腔镜手动器械由手柄、刚性轴和如例如抓握器、剪刀或抽吸通道等功能性末端执行器构成。外科医生通常同时使用两个腹腔镜器械。腹腔镜器械可以定位在单个端口内或在多个端口内。所有这些器械的共同特性是通过利用刚性轴与器械插入其中的端口之间的支轴效应将动作从手柄传递到末端执行器。腹腔镜手术中使用的器械通常提供四个自由度。以经肛内窥镜微手术为例，外科医生可用的工作空间非常有限，这意味着操纵现有技术器械的手柄以实现支轴效应是极具挑战性的，并且在功能性末端执行器和手柄两者处经常发生器械碰撞。
[0003]手动铰接式腹腔镜手术工具向来笨重，并且就在有限工作空间内安全地使用这种工具而言为外科医生带来了挑战。
[0004]已经对用于许多不同医学应用的机器人手术工具进行了大量研究。实例为：
[0005]CN104434318描述了一种提供四个自由度的机器人手术器械的实例。
[0006]KR100778387描述了一种用于腹腔镜手术的手术机器人，其包括铰接式肘功能和可旋转腕功能。
[0007]US5624398描述了一种内窥镜机器人手术工具，其提供了肩部屈曲接头、上臂旋转接头、肘部屈曲接头以及腕旋转接头。
[0008]US8603135描述了由一系列链节构造的用以实现手术器械类似蛇状运动的铰接式手术器械的实例。
[0009]然而，现有技术的机器人铰接式手术工具不适用于空间有限的腹腔镜手术。而且，现有技术的机器人铰接式手术工具在工具尖端处不具有足够的DoF或者不具有用于许多腹腔镜手术的适当大小的工具尖端。
[0010]在手术期间，外科医生被限制在严格限定的工作空间内工作。外科医生不允许手术器械偏离限定的工作空间这一点非常重要，否则可能对患者造成损伤或伤害。因此，需要采取措施防止手术器械偏离限定工作空间。
[0011]US2005/0166413描述了一种机器人臂，其可以在使用之前通过使手臂移动穿过预定的一组坐标来限定边界。在使用中，如果跨越边界，则禁用所述臂以防止进一步移动到边界外部。
[0012]US2010174410描述了一种通过按下单个操作开关来操作的机器人臂。
[0013]机器人手术通常涉及使用安装在机器人臂上的端口装置。端口装置包括有限数量的内腔，用于收纳相应的手术工具。通常，外科医生利用端口装置中的所有端口并且需要必须独立于端口装置使用的额外工具。
[0014]本专利技术旨在克服经肛机器人内窥镜微手术期间遇到的挑战。

技术实现思路

[0015]本专利技术的方面提供了一种手术器械，其包括：刚性轴；至少一个肘接头，其铰接地联接到所述刚性轴；以及腕接头，其联接到所述至少一个肘接头，其中所述腕接头被配置成提供第一移动自由度和第二移动自由度，其中所述第二移动自由度基本上垂直于所述第一移动自由度。
[0016]提供具有肘接头和腕接头两者的手术器械是有利的，因为这种配置为外科医生提供至少五个移动自由度。所述刚性轴传递线性平移和轴向旋转。所述至少一个肘接头连接到所述刚性轴并且在所述至少一个肘接头与所述腕接头之间提供铰接运动。所述腕接头提供铰接运动和枢转运动两者。相比现有技术中可能的运动范围，这种手术器械为外科医生提供了受限工作空间内的更大运动范围，并且提供了机器人控制工具箱，其具有外科医生在使用传统手动工具套件进行腹腔镜手术期间所使用的所有工具。
[0017]在一个实施例中，所述至少一个肘接头包括两个肘接头，其中每个肘接头被布置成在与另一个肘接头不同的方向上提供铰接运动，并且其中每个肘接头可独立于另一肘接头移动。
[0018]在另一实施例中，所述至少一个肘接头包括三个肘接头，其中所述肘接头中的两个被布置成在同一方向上提供铰接运动，并且第三肘接头被布置成在与其它肘接头不同的方向上提供铰接运动，并且其中每个肘接头可独立于其它肘接头移动。
[0019]在另一实施例中，所述至少一个肘接头包括四个肘接头，其中第一肘接头和第二肘接头被布置成在第一方向上提供铰接运动，并且第三肘接头和第四肘接头被布置成在与所述第一肘接头和所述第二肘接头不同的方向上提供铰接运动，并且其中每个肘接头可独立于其它肘接头移动。
[0020]提供两个、三个或四个在与彼此不同的方向上提供铰接运动的肘接头是有益的，因为其赋予手术器械另外的移动自由度。将手术器械配置为使得每个肘接头可独立于其它肘接头移动确保每个肘接头完全脱离联接，从而简化对手术器械的控制并提供手术器械的平稳移动。提供至少六个定位度尽可能地复制了人体解剖结构。这是有利的，因为外科医生的感知体验被使得尽可能自然。
[0021]在另一实施例中，所述至少一个肘接头包括多个肘接头，其中至少两个相邻的肘接头被锁定在一起。
[0022]所述手术器械可以进一步包括一个或多个可独立于任何其它肘接头移动的附加肘接头。
[0023]在另一实施例中，所述手术器械另外包括双极或单极末端执行器。
[0024]提供双极末端执行器赋予了手术器械另外的移动自由度。
[0025]本专利技术的另一方面提供了一种手术器械，其包括：刚性轴；以及至少一个肘接头，其铰接地连接到所述刚性轴，其中主要末端执行器连接到所述至少一个肘接头，并且其中所述刚性轴和所述至少一个肘接头限定穿过其中的连续内腔，所述内腔收纳辅助末端执行器或提供冲洗或抽吸功能。
[0026]将辅助工具或抽吸和/或冲洗功能与切割工具或烧灼工具组合成单个器械有益地减少了手术期间所需的工具数量，并因此减少了需要互换工具的次数。工具和/或功能的这种组合还使腹腔镜手术设备上的端口得到释放。
[0027]在一个实施例中，主要末端执行器包括电烙刀。
[0028]单极电烙刀与抽吸和/或冲洗功能组合使外科医生能够切割或烧灼患者组织并且冲洗手术部位并且使用单个手术器械去除流体。在手术期间患者出血的情况下，可以使用单个手术器械高效地从手术部位去除流体和烟雾，以使外科医生能够在不需交换工具的情况下看清手术部位，从而减少手术持续时间和患者风险。
[0029]本专利技术的另一方面提供了一种手术器械，其包括：刚性轴；以及至少一个肘接头，其联接到所述刚性轴，其中末端执行器联接到所述至少一个肘接头，所述末端执行器能够通过由布置在所述至少一个肘接头与所述末端执行器之间的鲍登缆线覆盖的肌腱操作以促进所述末端执行器相对于所述至少一个肘接头的移动。
[0030]不论末端执行器相对于所述至少一个肘接头的朝向如何，使用鲍登缆线来操纵外科器械的所述末端执行器或末端执行器使得控制末端执行器的每个肌腱的长度大致相等。
[0031]本专利技术的另一方面提供了一种手术器械，其包括：刚性轴；以及至少一个肘接头，其通过安装装置联接到所述刚性轴，其中所述安装装置包括在所述刚性轴或肘接头中的一个上的具有总体上为圆形的轮廓的第一部分、以及在所述刚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种末端执行器，其包括：i)一对相反的钳爪，其可枢转地联接以允许一个钳爪相对于另一个钳爪的枢转运动，其中所述相反钳爪中的至少一个包括用于选择性地收纳传感器的凹部；以及ii)传感器，其被配置成固定在所述凹部内。2.根据权利要求1所述的末端执行器，其中所述钳爪包括由细长构件的内表面限定的抓握表面，所述细长构件还包括与抓握表面相反的所述凹部。3.根据权利要求3所述的末端执行器，所述凹部沿细长构件的纵向延伸，并且被配置成收纳形状与细长构件的整体轮廓相对应的传感器。4.根据权利要求4所述的末端执行器，所述细长构件连结到由其间具有间隙的两个间隔开的板限定的安装凸部，安装孔穿过安装凸部以收纳枢轴。5.根据权利要求2所述的末端执行器，其中所述传感器包括力传感器、温度传感器或反馈传感器，所述传感器具有第一插入部和第二插入部，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨广忠，皮亚马特，
申请(专利权)人：IP二IPO创新有限公司，
类型：发明
国别省市：