本發(fā)明涉及一種經尿道的可彎曲手動膀胱鏡，屬于醫(yī)療器械領域。

背景技術：

在現(xiàn)代醫(yī)療領域中，微創(chuàng)手術已經在減少病人的術后疼痛和并發(fā)癥、縮短住院時間、改善術后的疤痕狀況等方面取得了成功。在該領域內，目前已成功商業(yè)化的Intuitive Surgical公司所開發(fā)的da Vinci多孔腹腔鏡手術機器人能夠滿足多種微創(chuàng)手術的要求。但隨著醫(yī)療技術的日趨成熟和患者越來越高的要求，出現(xiàn)了經人體自然腔道手術(natural orifice trans-luminal endoscopic surgery,NOTES)，其特點是不需要任何切口，手術器械需要通過一個狹長復雜的人體腔道之后到達術部進行夾持縫合等手術動作。目前，包括諸如da Vinci在內的大部分現(xiàn)有手術機器人因其剛性結構、外觀尺寸和自由度配置等的限制，均難以滿足經人體自然腔道手術的技術要求，尤其對于經尿道施展的泌尿外科手術。由于尿道直徑通常小于8mm，目前世界范圍內尚無公司開發(fā)出可經尿道的手術機器人，因此，經尿道施展的泌尿手術作為經人體自然腔道手術的一個重要分支，具有極高的創(chuàng)新性和廣泛的社會應用價值。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明的一個目的是提供一種可經尿道進入膀胱進行檢查的經尿道的可彎曲手動膀胱鏡。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：一種經尿道的可彎曲手動膀胱鏡，其特征在于：它包括一個膀胱鏡鏡體和一個三自由度驅動單元；所述膀胱鏡鏡體包括一個攜帶照明模塊的高清攝像頭、一個固定盤、兩根第一結構骨、一根第二結構骨、一個支撐構件和一個截面呈圓形的薄壁管；其中，兩根所述第一結構骨和一根所述第二結構骨呈三角形均勻分布且三者的前端共同緊固連接在所述固定盤的一側，所述固定盤的另一側固定連接所述高清攝像頭；所述支撐構件為細長體結構，所述支撐構件的后端與所述三自由度驅動單元連接，在所述支撐構件上設置有供所述第一結構骨、第二結構骨和高清攝像頭的線纜穿過的通道；兩根所述第一結構骨和一根所述第二結構骨的后端穿過所述支撐構件后與所述三自由度驅動單元連接；所述薄壁管套在所述支撐構件的外部；所述三自由度驅動單元包括一個主殼體和一個副殼體；所述主殼體包括一前端板、一后端板和一呈筒狀的外罩；所述副殼體固定連接在所述前端板的前側，所述副殼體的前端固定連接所述薄壁管；所述第一結構骨、第二結構骨和支撐構件均從所述副殼體的內部通過且穿過所述前端板伸入所述主殼體；在所述主殼體的內部設置有主要由第一螺桿和第一螺母組成的第一傳動機構、主要由第二螺桿和第二螺母組成的第二傳動機構以及主要由蝸輪和蝸桿組成的第三傳動機構；在所述主殼體的外部轉動設置有三個控制轉環(huán)；所述第一傳動機構用于將第一個所述控制轉環(huán)的轉動轉換為推拉支撐構件及兩根第一結構骨、一根第二結構骨以實現(xiàn)整體進給運動，所述第二傳動機構用于將第二個所述控制轉環(huán)的轉動轉換為推拉兩根第一結構骨和一根第二結構骨以實現(xiàn)兩根第一結構骨和一根第二結構骨伸出支撐構件的運動，所述第三傳動機構用于將第三個所述控制轉換的轉動轉換為推拉兩根第一結構骨以實現(xiàn)高清攝像頭的俯仰運動。

所述第一螺桿轉動連接在所述前端板與所述后端板之間，所述第一螺桿的后端穿過所述后端板，所述第一螺母配合連接在所述第一螺桿上；在所述第一螺母上還固定連接一框形基座；所述框形基座與所述支撐構件的后端固定連接；第一個所述控制轉環(huán)通過第一傳動組件與所述第一螺桿的后端連接，用于將第一個所述控制轉環(huán)的轉動運動傳遞給所述第一螺桿。

所述第二螺桿轉動支撐在所述框形基座上，所述第二螺母配合連接在所述第二螺桿上，在所述第二螺母上固定連接一第一壓板，所述第一壓板與所述第二結構骨的后端固定連接；第二個所述控制轉環(huán)通過第二傳動組件與所述第二螺桿的后端連接，用于將第二個所述控制轉環(huán)的轉動運動傳遞給所述第二螺桿。

所述第三傳動機構包括所述蝸桿、所述蝸輪、一連桿、一滑塊和一第一導桿；所述第一導桿固定連接在所述前端板與所述后端板之間，所述滑塊可滑動地連接在所述第一導桿上；所述蝸桿轉動連接在所述第二螺母上；所述蝸輪轉動支撐在所述第二螺母上且與所述蝸桿嚙合；在所述蝸輪靠近邊緣的輪盤處轉動連接所述連桿的一端，所述連桿的另一端與所述滑塊轉動連接；在所述滑塊上固定連接有一第二壓板，所述第二壓板與兩所述第一結構骨的后端固定連接；第三個所述控制轉環(huán)通過第三傳動組件與所述蝸桿的后端連接，用于將第三個所述控制轉環(huán)的轉動運動傳遞給所述蝸桿。

所述第一傳動組件包括一第一內齒圈和一第一齒輪，所述第一內齒圈固定設置在第一個所述控制轉環(huán)的內側，所述第一齒輪固定連接在所述第一螺桿的后端，所述第一齒輪與所述第一內齒圈嚙合。

所述第二傳動組件包括一第二內齒圈、一第二齒輪、一惰輪、一第一套筒和一第一方形軸；所述第二內齒圈固定設置在第二個所述控制轉環(huán)的內側；所述第二內齒圈通過所述惰輪與所述第二齒輪傳動連接；所述第一套筒與第二齒輪的前側中心固定連接，所述第一套筒穿過所述后端板且與所述后端板轉動連接，所述第一套筒沿周向開設有方形槽，所述第一套筒通過所述方形槽可滑動地連接所述第一方形軸，所述第一方形軸與所述第二螺桿的后端固定連接。

所述第三傳動組件包括一第三內齒圈、一第三齒輪、一第二套筒和一第二方形軸；所述第三內齒圈固定設置在第三個所述控制轉環(huán)的內側；所述第三齒輪與所述第三內齒圈嚙合；所述第二套筒固定連接在所述第三齒輪的前側中心，所述第二套筒穿過所述后端板且與所述后端板轉動連接；所述第二套筒沿軸向開設有方形槽，所述第二套筒通過方形槽可滑動地連接所述第二方形軸，所述第二方形軸的前端與所述蝸桿的后端固定連接。

所述第一傳動機構還包括一第二導桿，所述第二導桿固定連接在所述前端板與所述后端板之間，所述第一螺母與所述第二導桿可滑動地連接；所述第二傳動機構還包括一第三導桿，所述第三導桿固定連接在所述前端板與所述后端板之間，所述第二螺母與所述第三導桿可滑動地連接。

在所述副殼體的兩側對稱設置兩接口，在所述副殼體內部設置有兩與每一所述接口連通的腔道，在所述支撐構件兩側各設置有與每一所述腔道連通的開放腔道。

所述高清攝像頭的照明模塊位于所述第二結構骨的延長線上。

本發(fā)明由于采取以上技術方案，其具有以下優(yōu)點：1、本發(fā)明的膀胱鏡鏡體在三自由度驅動單元的驅動下能夠實現(xiàn)三個可精確手動調節(jié)的自由度，分別是推拉支撐構件及兩根第一結構骨、一根第二結構骨實現(xiàn)的整體進給運動，共同推拉兩根第一結構骨和一根第二結構骨實現(xiàn)的進給運動(即調節(jié)兩根第一結構骨和一根第二結構骨伸出支撐構件的長度)，以及同時推拉兩根第一結構骨實現(xiàn)的高清攝像頭的俯仰運動，在自由度上能夠滿足進入人體尿道實施檢查的要求。2、本發(fā)明在副殼體的兩側對稱設置兩接口，在副殼體內部設置有兩與每一接口連通的腔道，在支撐構件兩側開設有與每一腔道連通的開放腔道，由此提供了用于容納其它手術工具的通道，因此可以利用本發(fā)明與其它手術工具共同實施經尿道的泌尿手術。本發(fā)明可廣泛應用于膀胱檢查與手術過程中。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的整體結構示意圖；

圖2是本發(fā)明膀胱鏡鏡體的結構示意圖；

圖3是本發(fā)明三自由度驅動單元的結構示意圖；

圖4是本發(fā)明第一驅動機構和第二驅動機構的結構示意圖；

圖5是本發(fā)明第三驅動機構的結構示意圖；

圖6是本發(fā)明第三驅動機構的局部放大示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細的描述。

如圖1所示，本發(fā)明包括一個膀胱鏡鏡體10和一個三自由度驅動單元20。

如圖1、圖2所示，本發(fā)明的膀胱鏡鏡體10包括一個攜帶照明模塊的高清攝像頭101、一個固定盤102、兩根第一結構骨103、一根第二結構骨104、一個支撐構件105和一個截面呈圓形的薄壁管106。其中，兩根第一結構骨103和一根第二結構骨104呈三角形均勻分布且三者的前端共同緊固連接固定盤102的一側。固定盤102的另一側固定連接高清攝像頭101，并且高清攝像頭101的照明模塊位于第二結構骨104的延長線上。支撐構件105為細長體結構，其后端與三自由度驅動單元20連接(后文將詳細介紹)，在支撐構件105上設置有供第一結構骨103、第二結構骨104和高清攝像頭105的線纜107穿過的通道。兩根第一結構骨103和一根第二結構骨104的后端穿過支撐構件105后與三自由度驅動單元20連接。薄壁管106套在支撐構件105的外部。本發(fā)明的膀胱鏡鏡體10在三自由度驅動單元20的驅動下能夠實現(xiàn)三個可精確手動調節(jié)的自由度，分別是：①推拉支撐構件105及兩根第一結構骨103、一根第二結構骨104實現(xiàn)的整體進給運動；②共同推拉兩根第一結構骨103和一根第二結構骨104實現(xiàn)的進給運動，即調節(jié)兩根第一結構骨103和一根第二結構骨104伸出支撐構件105的長度；③同時推拉兩根第一結構骨103實現(xiàn)的高清攝像頭101的俯仰運動。

如圖3～5所示，本發(fā)明的三自由度驅動單元20包括一個主殼體201和一個副殼體202。主殼體201包括一前端板203、一后端板(圖中未示出)和一呈筒狀的外罩204。副殼體202固定連接在主殼體201前端板203的前側。副殼體202的前端固定連接薄壁管106。膀胱鏡鏡體10的第一結構骨103、第二結構骨104和支撐構件105均從副殼體202的內部通過并且穿過前端板202伸入主殼體201。在主殼體201的內部設置有第一傳動機構205、第二傳動機構206和第三傳動機構207，其分別用于驅動實現(xiàn)前述的膀胱鏡鏡體10的三個自由度。在主殼體201的外部轉動設置有三個控制轉環(huán)208，控制轉環(huán)208為帶有內齒圈的圓環(huán)，其分別與第一傳動機構205、第二傳動機構206和第三傳動機構207連接，三個控制轉環(huán)208為手動控制的控制終端。

如圖4所示，第一傳動機構205包括一導桿209、一齒輪210、一螺桿211和一螺母212。其中，導桿209固定連接在前端板203與后端板之間，螺桿211轉動連接在前端板203與后端板之間，螺桿211的后端穿過后端板并與齒輪210的中心固定連接，齒輪210與一控制轉環(huán)208的內齒圈嚙合；螺母212通過螺紋連接螺桿211且與導桿209可滑動地連接。在螺母211上還固定連接一框形基座213，框形基座213的前端與支撐構件105的后端固定連接。

第二傳動機構206包括一導桿214、一惰輪215、一齒輪216、一套筒217、一方形軸218、一螺桿219、一螺母220和一壓板221。其中，導桿214固定連接在前端板203與后端板之間，螺桿219轉動支撐在框形基座213上。套筒217固定連接在齒輪216的前側中心，套筒217穿過后端板且與后端板轉動連接，套筒217沿軸向開設有方形槽，套筒217通過方形槽可滑動地連接方形軸218，方形軸218的前端與螺桿219的后端固定連接。惰輪215與齒輪216、一控制轉環(huán)208的內齒圈同時嚙合，惰輪215通過一轉軸與后端板轉動連接。螺母220通過螺紋連接螺桿219且與導桿214可滑動地連接。壓板221固定連接在螺母220上，其與第二結構骨104的后端固定連接。

如圖5、圖6所示，第三傳動機構207包括一導桿222、一齒輪223、一套筒224、一方形軸225、一蝸桿226、一蝸輪227、一連桿228、一滑塊229和一壓板230。其中，導桿222固定連接在前端板203與后端板之間，滑塊229可滑動地連接在導桿222上。套筒224固定連接在齒輪223的前側中心，套筒224穿過后端板且與后端板轉動連接。齒輪223與一控制轉環(huán)208嚙合。套筒224沿軸向開設有方形槽，套筒224通過方形槽可滑動地連接方形軸225，方形軸225的前端與蝸桿226的后端固定連接，蝸桿226轉動連接在螺母220上。蝸輪227轉動支撐在螺母220上且與蝸桿226嚙合。在蝸輪227靠近邊緣的輪盤處轉動連接連桿228的一端，連桿228的另一端與滑塊229轉動連接。壓板230固定連接在滑塊229上，壓板230與兩第一結構骨103的后端固定連接。

上述實施例中，在副殼體202的兩側對稱設置兩接口231，在副殼體202內部設置有兩與每一接口231連通的腔道，在支撐構件105兩側開設有與每一腔道連通的開放腔道。由此提供了用于容納其它手術工具的通道，因此可以利用本發(fā)明與其它手術工具共同實施經尿道的泌尿手術。

本發(fā)明的三個自由度運動的實現(xiàn)過程如下：

當轉動第一個控制轉環(huán)208時，其可驅動齒輪210轉動，從而驅動螺桿211轉動，進而驅動螺母212帶動框形基座213沿導桿209線性滑動，框形基座213的線性滑動可以帶動支撐構件105以及第二傳動機構206、第三傳動機構207的主體傳動部分同時做線性移動，因此能夠實現(xiàn)支撐構件105及兩根第一結構骨103、一根第二結構骨104實現(xiàn)的整體進給運動。

當轉動第二個控制轉環(huán)208時，其可通過惰輪215驅動齒輪216轉動，從而通過套筒217驅動方形軸218帶動螺桿219轉動，進而驅動螺母220沿導桿214線性滑動，螺母220的線性滑動可以帶動第二結構骨104以及第三傳動機構207的主體傳動部分同時做線性移動，因此能夠實現(xiàn)兩根第一結構骨103和一根第二結構骨104相對于支撐構件105的進給運動。

當轉動第三個控制轉環(huán)208時，其可驅動齒輪223轉動，從而通過套筒224驅動方形軸225帶動蝸桿226轉動，進而驅動蝸輪227轉動，蝸輪227的轉動通過連桿228帶動滑塊229沿導桿222線性滑動，滑塊229的線性滑動可以帶動兩根第一結構骨103做線性移動，因此能夠實現(xiàn)高清攝像頭101的俯仰運動。

本發(fā)明應用在手術中的時候，外科醫(yī)生可操作經過消毒的膀胱鏡鏡體10插入尿道中，待高清攝像頭101從薄壁管106伸出后，旋轉其中一控制轉環(huán)208調節(jié)兩根第一結構骨103和一根第二結構骨104從支撐構件105中伸出至合適長度，再旋轉另一控制轉環(huán)208控制高清攝像頭101的俯仰以調節(jié)視角，然后旋轉第三個控制轉環(huán)208驅動高清攝像頭101整體進給以進一步調節(jié)成像區(qū)域。當高清攝像頭101的位置與姿態(tài)調整完畢后，可通過對稱布置在副殼體202兩側的接口231插入手術工具，以施展經尿道的泌尿手術。

本發(fā)明僅以上述實施例進行說明，各部件的結構、設置位置及其連接都是可以有所變化的。在本發(fā)明技術方案的基礎上，凡根據(jù)本發(fā)明原理對個別部件進行的改進或等同變換，均不應排除在本發(fā)明的保護范圍之外。