用于机器人手术或微外科手术的铰接式外科器械、制造方法以及组装方法技术

技术编号:44704800 阅读:11 留言:0更新日期:2025-03-21 17:38
本发明专利技术涉及一种外科器械(1),其包括铰接端部(10),该铰接端部包括:第一支撑连杆(11);第二连杆(12),该第二连杆围绕旋转轴线(Y‑Y)相对于支撑连杆铰接;传输缆线(15,16),该传输缆线固定到第二连杆(12);其中,第一支撑连杆包括:至少一个第一凸形规则表面(17、19),该至少一个第一凸形规则表面具有全部彼此平行的直母线;至少一个第二凸形规则表面(18),该至少一个第二凸形规则表面具有全部彼此平行的直母线;传输缆线(15,16)被配置成当第二连杆(12;13)相对于支撑连杆旋转时在第一支撑连杆(11)的所述至少一个第一表面(17,19)和所述第二表面(18)上滑动;至少一个第一凸形规则表面(17、19)的直母线与第二凸形规则表面(18)的直母线正交。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本专利技术涉及一种外科器械。特别地,根据本专利技术的外科器械包括铰接端部。根据本专利技术的外科器械特别地适于用作外科和/或微外科手术远程操作的组件。本专利技术还涉及一种制造外科器械的铰接端部的至少一部分的方法。此外,本专利技术涉及一种组装外科器械的方法。


技术介绍

1、机器人手术设备在本领域中通常是公知的,并且通常包括中央机器人塔(或推车)和从中央机器人塔延伸的一个或更多个机械臂。每个臂包括机动定位系统(或操纵器),用于使可与其附接的外科器械向远侧移动,以便对患者执行外科手术。患者通常躺在位于手术室中的手术床上,在手术室中确保无菌,以避免由于机器人设备的非无菌零件造成的细菌污染。

2、外科器械的小型化,并且尤其是用于机器人手术的其铰接端部(“端部执行器”)的小型化是特别期望的,因为它为接受手术的患者以及毫米和亚毫米组织解剖能力开辟了最小侵入性的有利场景。

3、例如,同一申请人的us-10582975、wo-2017-064303和wo-2018-18972公开了适用于机器人手术和微外科手术的外科器械的各种实施例,其中为了使关节小型化,筋束在不需要提供孔或凹形引导通道的情况下滑动并在它们的滑动运动中被引导。相比之下,致动筋束由合适的凸形滑动表面支撑并保持在适当的位置,所述表面是具有全部彼此平行的母线的规则表面,每个规则滑动表面平行于给定轴线。

4、此外,同一申请人的文献wo-2017-064305、ep-3362218和ep-3597340公开了通过使用切割线材在正交平面上进行连续切割的线材电蚀(wedm)来制造这种类型的外科器械、并且特别是外科器械的铰接端部的连杆的一些方法。此类制造技术需要在销接头中制造开孔,即,它需要产生适于接收销的孔,这些孔必须设置有用于切割线材通过的通道,其中此类通道具有比将被接收在孔中的销的直径更小的尺寸。

5、同一申请人的wo-2018-189722公开了一种外科器械,其中用于致动铰接式端部执行器的打开/关闭自由度的筋束除了在端部执行器连杆的凸形规则滑动表面上滑动外,还卷绕在所述凸形规则滑动表面上,描述了在特别高的卷绕角度下方的弧形路径。事实上,凭借筋束的低滑动摩擦,它们能够在相对较长且弧形的纵向部段上与连杆的凸形规则表面保持接触。

6、此外,同一申请人的us-2021-0106393公开了由交织的聚合物纤维组成的筋束的一些实施例。聚合物筋束的使用相对于金属筋束的使用允许减少滑动摩擦,并且同时筋束的适当尺寸允许在小型化铰接式端部执行器中行进卷绕的纵向路径。

7、外科器械也是公知的,其设置有铰接式切割端部,借助于卷绕在至少两个滑轮周围的致动缆线来致动,其中刀片保持器包括相对于同一铰接端部的近侧滑轮直径增大的远侧滑轮,试图通过增大远侧致动滑轮的半径来增大切割力。通常地,期望无论如何都将刀片致动滑轮的直径保持在铰接端部定位杆或轴的整体尺寸内,以免增加外科器械的纵向尺寸。

8、即使外科器械不旨在执行切割动作,也需要最大限度地增大闭合扭矩,并且因此在铰接器械的尖端(钳口)之间施加闭合力,最大限度地减小致动缆线上的应力。例如,外科器械可能需要施加牢固且持久的抓持动作。这种需求在小型化器械中特别明显,其致动缆线动作杆非常小。这种需求在使用小规格缆线或聚合物缆线的小型化器械中特别明显,这些缆线在承受负载时具有有限的断裂力和/或低刚度和/或显著的塑性。

9、为了将致动缆线朝向直径相对较大的远侧致动滑轮引导,wo-2017-098279例如采用了具有倾斜轴线的中间引导滑轮,这些中间引导滑轮在滑轮被致动时由缆线本身驱动旋转。

10、us-9186221中所示的不同的已知解决方案示出了从支撑连杆(“u形夹”或甚至“叉开部”)的内部远侧壁偏转的致动缆线;换句话说,该文献示出了一个示例,其中支撑连杆将致动缆线容纳在引导通道中,在该引导通道中,通道的面向外科器械的纵向中心线的外壁用作缆线路径的转向器,允许缆线卷绕在远侧致动滑轮上。

11、此类已知的解决方案不适用于小型化,因为它们需要许多部件来组装,并且特别是需要更多的空转回程滑轮来将致动缆线保持在适当的位置,或者这些解决方案具有难以执行的底切加工或引导通道,这迫使致动缆线抵靠腔体的壁位于适当的位置,从而缩短了其使用寿命,在致动缆线与滑轮或其他铰接端部部件之间提供相对运动的部位产生了高摩擦。

12、一种不同类型的外科器械由用于电外科手术的器械组成,该器械包括一根或更多根电力缆线,用于电气地致动铰接式外科器械的端部部分,即自由端部。在此类已知的用于电外科手术的器械中,通常通过提供与有效的远侧部分连接的电气缆线来传导电能。前述电气缆线通常是不可弯曲的,并且因此无法遵循铰接端部致动缆线的卷绕路径,这在铰接端部铰接(即移动)时通常使得由同一电气缆线形成大体积的弯曲部和环。通过电力缆线实现的此类效果显然特别明显,但在小型化外科器械的情况下是不期望的,因为朝向电力缆线的外部的横向悬臂的此类“卷曲”或“悬空(flying)”部段的形成将阻碍旨在获得小型化铰接端部的部件和构件的最小体积的设计努力。为了避免形成远远延伸超过铰接端部的体积的此类弯曲部和环,避免与患者的解剖结构发生干涉和/或与另一种外科器械发生干涉和/或与手术部位的其他元件发生干涉的不期望的风险,尽可能少地使用电外科手术器械的铰接,试图使铰接器械始终保持在直的伸长位置。

13、因此,强烈需要提供一种解决方案,该解决方案能够增加小型化铰接式外科器械的闭合扭矩,而不会增加器械本身的规格,并且也不会降低铰接的灵活性。

14、因此,强烈需要提供一种能够最大限度地减小小型化铰接式外科器械的致动缆线上的应力的解决方案,该小型化铰接式外科器械器械使用在经受负载时具有有限的断裂力和/或低刚度和/或显著的塑性的小规格缆线或聚合物缆线。

15、此外,需要为铰接式外科器械提供耐用且可靠的缆线,即使在操作条件下需要在铰接端部上滑动的情况下也是耐用且可靠的。


技术实现思路

1、本专利技术的目的是消除参考现有技术表达的缺点。

2、本专利技术的另一个目的是提供一种适于小型化的铰接式外科器械。

3、该目的和其他目的通过根据权利要求1所述的外科器械以及根据权利要求16所述的制造方法和根据权利要求17所述的组装方法来实现。

4、一些有利的实施例是从属权利要求的主题。

5、根据本专利技术的一个方面,一种外科器械包括铰接端部,该铰接端部包括:支撑结构;和第二连杆,该第二连杆围绕旋转轴线相对于支撑结构铰接;以及传输缆线,该传输缆线固定到第二连杆。

6、支撑结构可以包括:至少一个第一滑动表面,该第一滑动表面是具有全部彼此平行的直母线的凸形规则表面;以及第二滑动表面,该第二滑动表面是具有全部彼此平行的直母线的凸形规则表面。

7、支撑结构可以包括支撑连杆,并且所述至少一个第一表面和所述第二表面均可以与所述支撑连杆制成单个部件。

8、传输缆线被配置成本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种外科器械(1),其包括铰接端部(10),所述铰接端部包括:

2.根据权利要求1所述的外科器械,其中:

3.根据权利要求1所述的外科器械,其中:

4.根据前述权利要求中的任一项所述的外科器械,其中,所述第二滑动表面(18)平行于所述第二连杆(12)和所述第一支撑连杆(11)之间的旋转轴线(Y-Y)。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的外科器械,其中,所述至少一个第一滑动表面(17,19)的直母线(π)和所述第二滑动表面(18)的直母线(υ)全部与所述外科器械的纵向轴线正交,并且优选地全部与所述外科器械的定位轴(21)的纵向轴线正交,所述传输缆线沿着所述定位轴延伸。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的外科器械,其中,所述至少一个第一滑动表面(17,19)和所述第二滑动表面(18)之间的至少一者面朝向所述铰接端部(10)的可限定的纵向中心线,例如所述外科器械的定位轴(21)的纵向中心线,所述传输缆线沿着所述定位轴延伸。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的外科器械,其中,所述第一支撑连杆(11)包括形成自由端部的至少一个悬臂(27,28),并且其中:

8.根据前述权利要求中的任一项所述的外科器械,其中,所述传输缆线与所述至少一个第一滑动表面(17,19)和所述第二滑动表面(18)中的至少一者之间的滑动接触角度(α)对于所述铰接端部(10)的任何操作配置都不改变。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的外科器械,其中,对于所述铰接端部(10)的任何操作配置,所述传输缆线与所述至少一个第一滑动表面(17,19)和所述第二滑动表面(18)中的至少一者之间的滑动接触角度(α)小于90度,并且优选地小于45度,并且更优选地小于30度。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的外科器械,其中:

11.根据前述权利要求中的任一项所述的外科器械,其中,所述至少一个第一滑动表面(17,19)和所述第二滑动表面(18)纵向地间隔开。

12.根据前述权利要求中的任一项所述的外科器械,其中,所述第一支撑连杆(11)被制成单个部件。

13.根据前述权利要求中的任一项所述的外科器械,其中:

14.根据前述权利要求中的任一项所述的外科器械,其中,所述传输缆线包括操作性远侧端部(41)以拖动所述第二连杆(12),所述远侧端部容纳在形成于所述卷绕滑轮(14)的盘状承载件内的端接座(26)中;并且其中,优选地,所述传输缆线至少部分地由聚合物纤维制成。

15.根据前述权利要求中的任一项所述的外科器械,其包括沿着所述旋转轴线(Y-Y)延伸的铰接销(35),所述第二连杆(12)借助于所述铰接销(35)相对于所述第一支撑连杆(11)铰接;

16.一种通过线材电蚀对外科器械(1)的铰接端部(10)的至少支撑连杆(11)进行制造的制造方法,

17.一种用于根据权利要求1至15中的任一项所述的外科器械(1)的组装方法,其包括以下步骤:

...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种外科器械(1),其包括铰接端部(10),所述铰接端部包括:

2.根据权利要求1所述的外科器械,其中:

3.根据权利要求1所述的外科器械,其中:

4.根据前述权利要求中的任一项所述的外科器械,其中,所述第二滑动表面(18)平行于所述第二连杆(12)和所述第一支撑连杆(11)之间的旋转轴线(y-y)。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的外科器械,其中,所述至少一个第一滑动表面(17,19)的直母线(π)和所述第二滑动表面(18)的直母线(υ)全部与所述外科器械的纵向轴线正交,并且优选地全部与所述外科器械的定位轴(21)的纵向轴线正交,所述传输缆线沿着所述定位轴延伸。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的外科器械,其中,所述至少一个第一滑动表面(17,19)和所述第二滑动表面(18)之间的至少一者面朝向所述铰接端部(10)的可限定的纵向中心线,例如所述外科器械的定位轴(21)的纵向中心线,所述传输缆线沿着所述定位轴延伸。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的外科器械,其中,所述第一支撑连杆(11)包括形成自由端部的至少一个悬臂(27,28),并且其中:

8.根据前述权利要求中的任一项所述的外科器械,其中,所述传输缆线与所述至少一个第一滑动表面(17,19)和所述第二滑动表面(18)中的至少一者之间的滑动接触角度(α)对于所述铰接端部(10)的任何操作配置都不改变。

9.根据前述权利要求中的任一...

【专利技术属性】
技术研发人员:乔治·拉扎里马西米利亚诺·西米
申请(专利权)人:医疗显微器具公司
类型:发明
国别省市:

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