專利名稱：主動(dòng)式結(jié)石微抓取器的制作方法
主動(dòng)式結(jié)石微抓取器技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明涉及一種主動(dòng)式微抓取器，尤其涉及一種應(yīng)用于膽結(jié)石抓取的，以形狀記憶合金為驅(qū)動(dòng)源的微抓取器。
背景技術(shù)：
膽結(jié)石手術(shù)是目前為止治愈結(jié)石病的最為有效的方法之一。現(xiàn)在醫(yī)學(xué)上最為先進(jìn)的膽結(jié)石抓取器由End0-Flex公司生產(chǎn)的取石籃，它在膽結(jié)石抓取，尤其是膽總管結(jié)石手術(shù)中發(fā)揮了不可替代的作用。然而取石籃是被動(dòng)的，它在膽總管結(jié)石抓取過程中需要醫(yī)生不停地轉(zhuǎn)動(dòng)和調(diào)整取石籃的方位才能實(shí)現(xiàn)結(jié)石抓取。盡管通過常規(guī)進(jìn)鏡可以看到結(jié)石的具體方位，但是由于取石籃的被動(dòng)和柔軟等缺點(diǎn)，結(jié)石抓取非常低效。
形狀記憶合金(shape memory alloy簡稱SMA)作為一種智能驅(qū)動(dòng)材料,不僅僅能夠?qū)崿F(xiàn)小型集成的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，而且具有生物相容性，對(duì)身體沒有任何副作用。然而由于SMA 絲很柔軟，特定形狀的SMA加工也很有困難，因此僅通過SMA實(shí)現(xiàn)結(jié)石抓取也很有困難。
因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種效率高的主動(dòng)式結(jié)石微抓取器。發(fā)明內(nèi)容
有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于SMA驅(qū)動(dòng)的柔性主動(dòng)式結(jié)石微抓取器。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種主動(dòng)式結(jié)石微抓取器，包括柔性手指、回轉(zhuǎn)式形狀記憶合金絲、手指固定盤、內(nèi)窺鏡、合金絲柔性固定軟管和合金絲固定座；
所述柔性手指設(shè)置于手指固定盤上，所述手指固定盤與所述合金絲柔性固定軟管粘合連接；
所述柔性手指、所述手指固定盤和所述合金絲柔性固定軟管自上而下開有多個(gè)通孔；
所述回轉(zhuǎn)式形狀記憶合金絲穿過所述通孔，且其端部通過所述合金絲固定座與所述合金絲柔性固定軟管固定連接；
所述內(nèi)窺鏡鑲嵌在所述固定軟管內(nèi)部，并可以自由上下移動(dòng)。
優(yōu)選地，所述柔性手指為4個(gè)，所述回轉(zhuǎn)式形狀記憶合金絲為4根，所述合金絲固定座為8個(gè),所述多個(gè)通孔為8個(gè)。
進(jìn)一步地，所述柔性手指均勻圓周排布在手指固定盤上。
所述多個(gè)通孔直徑相同。
所述柔性手指內(nèi)部有若干并行排列的U型溝槽，其頭部及外部經(jīng)過圓滑處理，避免劃傷及膽總管。
所述內(nèi)窺鏡鑲嵌在所述固定軟管內(nèi)部，所述內(nèi)窺鏡頭部正好位于所述柔性手指的正下方，可以很好地觀察結(jié)石位置。
所述柔性固定軟管可以自由彎曲。
所述述柔性手指內(nèi)部、所述固定盤和固定軟管周邊分別開有微細(xì)通孔，用于穿過及固定所述回轉(zhuǎn)式形狀記憶合金絲。
所述微細(xì)通孔直徑相同。
所述4個(gè)柔性手指在不受力狀態(tài)下呈打開狀態(tài)，當(dāng)對(duì)所述回轉(zhuǎn)式形狀記憶合金絲通電加熱時(shí)，會(huì)帶動(dòng)所述柔性手指彎曲變形，導(dǎo)致其彎曲閉合。
在本發(fā)明的較佳實(shí)施方式中，形狀記憶合金是驅(qū)動(dòng)源，當(dāng)對(duì)記憶合金進(jìn)行通電加熱時(shí)，合金絲會(huì)因?yàn)橄嘧兌湛s。由于合金絲在固定軟管端固定，柔性手指則會(huì)在合金絲的收縮驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生彎曲，類似人類手指。當(dāng)斷電時(shí)，合金絲恢復(fù)原始長度。柔性手指則會(huì)在自身的恢復(fù)力下恢復(fù)到原始狀態(tài)，從而完成了柔性手指的開合動(dòng)作。此外，內(nèi)窺鏡附著在柔性手指內(nèi)部，通過內(nèi)窺鏡可以看清結(jié)石的方位從而有利于抓取結(jié)石。柔性手指外部成圓弧狀， 四個(gè)柔性手指的圓周排列保證手指可以沿著膽總管壁運(yùn)行，避免結(jié)石的漏抓。
該微抓取器不僅充分利用了 SMA的主動(dòng)驅(qū)動(dòng)特性，而且充分考慮了管道結(jié)石尤其是膽總管結(jié)石的特點(diǎn)。與被動(dòng)抓取器(取石籃)相比，該主動(dòng)式抓取器的抓取效率大大提聞。


圖I是本發(fā)明主動(dòng)式結(jié)石微抓取器的外部結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明主動(dòng)式結(jié)石微抓取器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明主動(dòng)式結(jié)石微抓取器的底部固定結(jié)構(gòu)示意圖4是本發(fā)明主動(dòng)式結(jié)石微抓取器的開合狀態(tài)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。
如圖I所示，本發(fā)明的微抓取器包括四個(gè)柔性抓取手指6、四根回轉(zhuǎn)式形狀記憶合金絲2、手指固定盤4、合金絲柔性固定軟管3、八個(gè)合金絲固定座7、內(nèi)窺鏡I。其中，四個(gè)柔性抓取手指6均勻排布并粘合固定在手指固定盤4上，手指固定盤呈環(huán)狀，與合金絲柔性固定軟管3粘合連接。柔性抓取手指6、手指固定盤4以及合金絲柔性固定軟管3自上而下均開有通孔?；剞D(zhuǎn)式形狀記憶合金絲2穿過通孔，合金絲兩端通過合金絲固定座7與柔性固定管3固定連接，形狀記憶合金絲排列如圖2所示，其端部固定方式如圖3所示。合金絲具有微小的預(yù)緊力，防止合金絲松弛。此外，柔性固定管內(nèi)部是內(nèi)窺鏡1，內(nèi)窺鏡I可以在柔性管內(nèi)部上下自由活動(dòng)，并可以隨著柔性管的彎曲而彎曲。內(nèi)窺鏡頭5大約與手指固定盤 4持平，從而可以有效的觀察結(jié)石的位置。
在本實(shí)施例中，四個(gè)柔性手指6在未受力狀態(tài)下呈打開狀態(tài)，如圖4所示，當(dāng)嵌入在柔性手指內(nèi)部的形狀記憶合金絲加熱收縮時(shí)，柔性手指受力彎曲，從而呈閉合狀態(tài)，此時(shí)柔性手指產(chǎn)生了彎曲恢復(fù)力。當(dāng)形狀記憶合金絲冷卻時(shí)，柔性手指則會(huì)恢復(fù)原狀，合金絲也會(huì)拉伸至原長。
打開狀態(tài)的柔性手指呈圓柱型排列，其圓柱直徑略小于膽總管直徑。此外，柔性手指外表面及頭部均進(jìn)行了圓滑處理，從而避免傷及管壁組織。
本發(fā)明所提供的主動(dòng)式微抓取器，由形狀記憶合金絲驅(qū)動(dòng)，其特征在于，包括四個(gè)柔性抓取手指、四根回轉(zhuǎn)式形狀記憶合金絲、手指固定盤、內(nèi)窺鏡、合金絲柔性固定軟管和若干合金絲固定座。所述柔性抓取手指具有彈性恢復(fù)力，即變形后當(dāng)外力消失時(shí)會(huì)自動(dòng)恢復(fù)到原始形狀；所述形狀記憶合金絲呈回轉(zhuǎn)式排列，并整體穿過所述柔性抓取手指、手指固定盤以及柔性固定管座，并通過固定座與固定軟管固定在一起；所述內(nèi)窺鏡鑲嵌在所述固定軟管內(nèi)部，可以在固定軟管內(nèi)部自由滑動(dòng)。
進(jìn)一步地，四個(gè)柔性抓取手指均勻排布在所述手指固定盤上，具有相同的尺寸。
進(jìn)一步地，四個(gè)柔性抓取手指內(nèi)部有若干并行排列的U型溝槽，外部則為光滑結(jié)構(gòu)，保證彎曲的順暢以及足夠的回復(fù)力。
進(jìn)一步地，柔性手指內(nèi)部開有兩條平行的微細(xì)通孔，與U型溝槽呈垂直排列，該通孔用于形狀記憶合金絲的固定。所述柔性手指端部經(jīng)過圓弧打磨處理，避免傷及膽總管壁。
進(jìn)一步地，回轉(zhuǎn)型形狀記憶合金絲從手指端部穿過整個(gè)微細(xì)通孔，然后分別再穿過固定盤、固定軟管。固定盤和固定軟管周邊分別開有微細(xì)通孔，直徑與手指微細(xì)通孔相同。
進(jìn)一步地，形狀記憶合金絲在通電被加熱時(shí)收縮。
以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)無需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種主動(dòng)式結(jié)石微抓取器，其特征在于，包括柔性手指、回轉(zhuǎn)式形狀記憶合金絲、手指固定盤、內(nèi)窺鏡、合金絲柔性固定軟管和合金絲固定座；所述柔性手指設(shè)置于手指固定盤上，所述手指固定盤與所述合金絲柔性固定軟管粘合連接；所述柔性手指、所述手指固定盤和所述合金絲柔性固定軟管自上而下開有多個(gè)通孔； 所述回轉(zhuǎn)式形狀記憶合金絲穿過所述通孔，且其端部通過所述合金絲固定座與所述合金絲柔性固定軟管固定連接；所述內(nèi)窺鏡鑲嵌在所述固定軟管內(nèi)部，并可以自由上下移動(dòng)。
2.如權(quán)利要求I所述的主動(dòng)式結(jié)石微抓取器，其特征在于，所述柔性手指為4個(gè)，所述回轉(zhuǎn)式形狀記憶合金絲為4根，所述合金絲固定座為8個(gè)，所述通孔為8個(gè)。
3.如權(quán)利要求I所述的主動(dòng)式結(jié)石微抓取器，其特征在于，所述柔性手指均勻圓周排布在手指固定盤上。
4.如權(quán)利要求I或2所述的主動(dòng)式結(jié)石微抓取器，其特征在于，所述多個(gè)通孔直徑相同。
5.如權(quán)利要求I或3所述的主動(dòng)式結(jié)石微抓取器，其特征在于，所述柔性手指內(nèi)部有若干并行排列的U型溝槽，其頭部及外部經(jīng)過圓滑處理，避免劃傷及膽總管。
6.如權(quán)利要求I所述的主動(dòng)式結(jié)石微抓取器，其特征在于，所述內(nèi)窺鏡鑲嵌在所述固定軟管內(nèi)部，所述內(nèi)窺鏡頭部正好位于所述柔性手指的正下方，可以很好地觀察結(jié)石位置。
7.如權(quán)利要求I所述的主動(dòng)式結(jié)石微抓取器，其特征在于，所述柔性固定軟管可以自由彎曲。
8.如權(quán)利要求I所述的主動(dòng)式結(jié)石微抓取器，其特征在于，所述述柔性手指內(nèi)部、所述固定盤和固定軟管周邊分別開有微細(xì)通孔，用于穿過及固定所述回轉(zhuǎn)式形狀記憶合金絲。
9.如權(quán)利要求8所述的主動(dòng)式結(jié)石微抓取器，其特征在于，所述微細(xì)通孔直徑相同。
10.如所述如權(quán)利要求I至9之一所述的主動(dòng)式結(jié)石微抓取器，其特征在于，所述柔性手指在不受力狀態(tài)下呈打開狀態(tài)，當(dāng)對(duì)所述回轉(zhuǎn)式形狀記憶合金絲通電加熱時(shí)，會(huì)帶動(dòng)所述柔性手指彎曲變形，導(dǎo)致其彎曲閉合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種主動(dòng)式結(jié)石微抓取器，包括4個(gè)柔性手指、4根回轉(zhuǎn)式形狀記憶合金絲、手指固定盤、內(nèi)窺鏡、合金絲柔性固定軟管和8個(gè)合金絲固定座；所述柔性手指均勻圓周排布在手指固定盤上，手指固定盤與合金絲柔性固定軟管粘合連接；所述柔性手指、手指固定盤和固定軟管自上而下通有通孔；所述形狀記憶合金絲是驅(qū)動(dòng)源，會(huì)帶動(dòng)所述柔性手指彎曲閉合，從而實(shí)現(xiàn)抓取動(dòng)作。本發(fā)明的主動(dòng)式結(jié)石微抓取器不僅充分利用了形狀記憶合金的主動(dòng)驅(qū)動(dòng)特性，而且充分考慮了管道結(jié)石尤其是膽總管結(jié)石的特點(diǎn)，與被動(dòng)抓取器(取石籃)相比，抓取效率大為提高。
文檔編號(hào)A61B17/22GK102973306SQ20121049229
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月27日
發(fā)明者殷躍紅, 張健軍, 朱劍英 申請人:上海交通大學(xué)